JP2523533B2 - トルク検出器の中立点の位置決め方法 - Google Patents
トルク検出器の中立点の位置決め方法Info
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- JP2523533B2 JP2523533B2 JP61242955A JP24295586A JP2523533B2 JP 2523533 B2 JP2523533 B2 JP 2523533B2 JP 61242955 A JP61242955 A JP 61242955A JP 24295586 A JP24295586 A JP 24295586A JP 2523533 B2 JP2523533 B2 JP 2523533B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
- G01L5/221—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to steering wheels, e.g. for power assisted steering
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車等の車両に用いられるトルク検出器
に係り、特に、中立点（ホール素子と磁石との相対位置
が、中央にある点）を容易に決めることのできる中立点
の位置決め方法に関する。
に係り、特に、中立点（ホール素子と磁石との相対位置
が、中央にある点）を容易に決めることのできる中立点
の位置決め方法に関する。
近年、トルク検出に当り、マグネツトとホール素子を
用い、両者のねじれ角によつてトルクを検出することが
試みられている。このホール素子は略中央から左右５度
位までは線形で変化する出力特性を有している。このト
ルク検出器はこのホール素子の線形出力特性の部分を用
いてねじれを検出しようというものである。したがつ
て、トルク検出器にあつては、中立点を精度よく設定す
ることが、トルク検出器の精度を検定している。この中
立点の設定は、従来、機械的中央点を中立点として一律
に決定していた。
用い、両者のねじれ角によつてトルクを検出することが
試みられている。このホール素子は略中央から左右５度
位までは線形で変化する出力特性を有している。このト
ルク検出器はこのホール素子の線形出力特性の部分を用
いてねじれを検出しようというものである。したがつ
て、トルク検出器にあつては、中立点を精度よく設定す
ることが、トルク検出器の精度を検定している。この中
立点の設定は、従来、機械的中央点を中立点として一律
に決定していた。
しかしながら、従来のトルク検出器にあつては製作上
の機械的誤差があるため、一律に中立点を定めても中立
点を精度よく設定することができずトルク検出器として
左右の出力特性がアンバランスになるという欠点を有し
ている。
の機械的誤差があるため、一律に中立点を定めても中立
点を精度よく設定することができずトルク検出器として
左右の出力特性がアンバランスになるという欠点を有し
ている。
また、機械的に中立点を設定してもホール素子そのも
の製造誤差があり、従来のトルク検出器にあつては一定
した中立点を設定することができないという欠点を有し
ている。
の製造誤差があり、従来のトルク検出器にあつては一定
した中立点を設定することができないという欠点を有し
ている。
本発明は目的は、マグネツトとホール素子を用いたト
ルク検出器の中立点を精度良く容易に設定することので
きるトルク検出器の中立点位置決め方法を提供すること
にある。
ルク検出器の中立点を精度良く容易に設定することので
きるトルク検出器の中立点位置決め方法を提供すること
にある。
上記目的は、マグネットとホール素子を用い両者のね
じれ角に応じた出力値によってトルクを検出するトルク
検出器の中立点の位置決め方法において、 前記マグネットと前記ホール素子のギャップを一定に
し、 （ａ）ある前記マグネットと前記ホール素子のねじれ角
を仮の第１の中立点θ１とする第１のステップと、 （ｂ）前記第１の中立点θ１にある所定の値ａを加算
し、これを角α１とし、 前記マグネットと前記ホール素子のねじれ角が前記角
α１である時の前記ホール素子の出力値VH1を求め、 前記第１の中立点θ１から前記ある所定の値ａを減算
し、これを角α２とし、 前記マグネットと前記ホール素子のねじれ角が前記角
α２である時の前記ホール素子の出力値VL1を求め、 前記出力値VH1と前記出力値VL1との平均値VC1を求
め、 前記平均値VC1に対応する前記マグネットと前記ホー
ル素子のねじれ角を求め、これを仮の第２の中立点θ２
とする第２のステップと、 （ｃ）前記第２の中立点θ２と前記ある所定の値ａより
小さなるある所定の値ｂとの和を求め、これを角β１と
し、 前記マグネットと前記ホール素子のねじれ角が前記角
β１である時の前記ホール素子の出力値VH2を求め、 前記第２の中立点θ２から前記ある所定の値ｂを減算
し、これを角β２とし、 前記マグネットと前記ホール素子のねじれ角が前記角
β２である時の前記ホール素子の出力値VL2を求め、 前記出力値VH2と前記出力値VL2との平均値VC2を求
め、 前記平均値VC2に対応する前記マグネットと前記ホー
ル素子のねじれ角を求め、これを仮の第３の中立点θ３
とする第３のステップと、 （ｄ）前記第２の中立点θ２と前記第３の中立点θ３と
の差の絶対値がある所定の値ｅより大であった場合に
は、前記第３の中立点θ３を前記第１の中立点θ１とし
前記第のステップに戻り、 前記第２の中立点θ２と前記第３の中立点θ３との差
の絶対値がある所定の値ｅ以下であった場合には、前記
第３の中立点θ３を真の中立点とする第４のステップと
を有することによって達成される。
じれ角に応じた出力値によってトルクを検出するトルク
検出器の中立点の位置決め方法において、 前記マグネットと前記ホール素子のギャップを一定に
し、 （ａ）ある前記マグネットと前記ホール素子のねじれ角
を仮の第１の中立点θ１とする第１のステップと、 （ｂ）前記第１の中立点θ１にある所定の値ａを加算
し、これを角α１とし、 前記マグネットと前記ホール素子のねじれ角が前記角
α１である時の前記ホール素子の出力値VH1を求め、 前記第１の中立点θ１から前記ある所定の値ａを減算
し、これを角α２とし、 前記マグネットと前記ホール素子のねじれ角が前記角
α２である時の前記ホール素子の出力値VL1を求め、 前記出力値VH1と前記出力値VL1との平均値VC1を求
め、 前記平均値VC1に対応する前記マグネットと前記ホー
ル素子のねじれ角を求め、これを仮の第２の中立点θ２
とする第２のステップと、 （ｃ）前記第２の中立点θ２と前記ある所定の値ａより
小さなるある所定の値ｂとの和を求め、これを角β１と
し、 前記マグネットと前記ホール素子のねじれ角が前記角
β１である時の前記ホール素子の出力値VH2を求め、 前記第２の中立点θ２から前記ある所定の値ｂを減算
し、これを角β２とし、 前記マグネットと前記ホール素子のねじれ角が前記角
β２である時の前記ホール素子の出力値VL2を求め、 前記出力値VH2と前記出力値VL2との平均値VC2を求
め、 前記平均値VC2に対応する前記マグネットと前記ホー
ル素子のねじれ角を求め、これを仮の第３の中立点θ３
とする第３のステップと、 （ｄ）前記第２の中立点θ２と前記第３の中立点θ３と
の差の絶対値がある所定の値ｅより大であった場合に
は、前記第３の中立点θ３を前記第１の中立点θ１とし
前記第のステップに戻り、 前記第２の中立点θ２と前記第３の中立点θ３との差
の絶対値がある所定の値ｅ以下であった場合には、前記
第３の中立点θ３を真の中立点とする第４のステップと
を有することによって達成される。
第２のステップのねじれ角の加減幅を粗とし、第３の
ステップの加減幅を密とし、これをくり返すことによ
り、少ない反復回数で精度良く中立点を検出することが
できる。
ステップの加減幅を密とし、これをくり返すことによ
り、少ない反復回数で精度良く中立点を検出することが
できる。
以下、本発明の実施例について説明する。
第１図，第２図には、本発明に係るトルク検出器を自
動車用電動パワーステアリングシステムに適用した場合
の一実施例が示されている。
動車用電動パワーステアリングシステムに適用した場合
の一実施例が示されている。
図において、ステアリングシヤフト１の上端にはステ
アリングホイール２が取り付けられており、このステア
リングシヤフト１の下端には、第２図に示す如く、ステ
アリングシヤフト１の一部を構成するスタブシヤフト10
0がスプライン結合されている。このスタブシヤフト100
の下部が、ウオーム減速機３内に挿入されている。この
ウオーム減速機３には、クラツチ４を介してモータ５が
設けられている。６は舵角センサ,7はマイクロコンピユ
ータ,8は駆動回路,9は車速センサ,10はバツテリであ
る。
アリングホイール２が取り付けられており、このステア
リングシヤフト１の下端には、第２図に示す如く、ステ
アリングシヤフト１の一部を構成するスタブシヤフト10
0がスプライン結合されている。このスタブシヤフト100
の下部が、ウオーム減速機３内に挿入されている。この
ウオーム減速機３には、クラツチ４を介してモータ５が
設けられている。６は舵角センサ,7はマイクロコンピユ
ータ,8は駆動回路,9は車速センサ,10はバツテリであ
る。
ウオーム減速機３は、第２図に示す如き構成を有して
いる。すなわち、スタブシヤフト100は、ハウジング20
のステアリングホイール２側の開口21を閉じるリング状
をなす軸受ホルダ30の穴を貫通しており、その穴に嵌合
された軸受ホルダ30の穴貫通しており、その穴に嵌合さ
れた軸受31を介して当該軸受ホルダ30に回転自在に支持
されている。この軸受ホルダ30はボルト32によつてハウ
ジング20に位置決め固定されていると共に、スタブシヤ
フト100との間をオイルシール33によりシールされてい
る。
いる。すなわち、スタブシヤフト100は、ハウジング20
のステアリングホイール２側の開口21を閉じるリング状
をなす軸受ホルダ30の穴を貫通しており、その穴に嵌合
された軸受ホルダ30の穴貫通しており、その穴に嵌合さ
れた軸受31を介して当該軸受ホルダ30に回転自在に支持
されている。この軸受ホルダ30はボルト32によつてハウ
ジング20に位置決め固定されていると共に、スタブシヤ
フト100との間をオイルシール33によりシールされてい
る。
また、ハウジング20内には、ピニオンギヤ41を一体に
設けたピニオンシヤフト40がスタブシヤフト100の下方
に同軸上に配置されている。このピニオンシヤフト40
は、ピニオンギヤ41の両外側に外嵌された２個の軸受4
5,46を介してハウジング20に回転自在に支持されてい
る。また、ピニオンギヤ41は、ハウジング20内でラツク
軸50のラツク51に噛み合されている。また、ラツク軸50
の両端には、それぞれタイロツドが揺動可能に連結され
ていて、各タイロツドの外側に車輪を回転自在に支持す
るナツクルが揺動可能に連結されている。
設けたピニオンシヤフト40がスタブシヤフト100の下方
に同軸上に配置されている。このピニオンシヤフト40
は、ピニオンギヤ41の両外側に外嵌された２個の軸受4
5,46を介してハウジング20に回転自在に支持されてい
る。また、ピニオンギヤ41は、ハウジング20内でラツク
軸50のラツク51に噛み合されている。また、ラツク軸50
の両端には、それぞれタイロツドが揺動可能に連結され
ていて、各タイロツドの外側に車輪を回転自在に支持す
るナツクルが揺動可能に連結されている。
また、ラツク51とピニオン41との噛み合いを確保する
ためにラツクリテーナ52が設れられている。このラツク
リテーナ52はスプリング53によりラツク軸50側に付勢さ
れていると共にハウジング20にネジ止めされたリテーナ
カバー54の中央部を螺合貫通するアジヤストボルト55に
よつてラツク軸50から遠ざかる方向への移動が制限され
ている。なお、60は、ピニオンシヤフト40に外嵌された
２個の前記軸受45,46に予圧を付与するためのナツト、6
1は、ナツト60を着脱するためハウジング20に設けたネ
ジ穴に螺合するキヤツプである。
ためにラツクリテーナ52が設れられている。このラツク
リテーナ52はスプリング53によりラツク軸50側に付勢さ
れていると共にハウジング20にネジ止めされたリテーナ
カバー54の中央部を螺合貫通するアジヤストボルト55に
よつてラツク軸50から遠ざかる方向への移動が制限され
ている。なお、60は、ピニオンシヤフト40に外嵌された
２個の前記軸受45,46に予圧を付与するためのナツト、6
1は、ナツト60を着脱するためハウジング20に設けたネ
ジ穴に螺合するキヤツプである。
また、前記スタブシヤフト100はパイプ状をなしてい
て、その穴にはトーシヨンバー62が挿通されている。こ
のトーシヨンバー62は、スタブシヤフト100に各ステア
リングホイール２側の端部でピン63によつて締結されて
おり、これによりスタブシヤフト100、トーシヨンバー6
2の両部材を回転方向へ一体に構成している。このトー
シヨンバー62のステアリングホイール２側とは反対側の
端部は、ピニオンシヤフト40のスタブシヤフト100側の
端面に開口するように設けられた軸方向孔42内に挿入さ
れている。このトーシヨンバー62は、先端部でピニオン
シヤフト40とピン64によつて締結されており、この締結
によりピニオンシヤフト40,トーシヨンバー62とが回転
方向へ一体に構成されている。
て、その穴にはトーシヨンバー62が挿通されている。こ
のトーシヨンバー62は、スタブシヤフト100に各ステア
リングホイール２側の端部でピン63によつて締結されて
おり、これによりスタブシヤフト100、トーシヨンバー6
2の両部材を回転方向へ一体に構成している。このトー
シヨンバー62のステアリングホイール２側とは反対側の
端部は、ピニオンシヤフト40のスタブシヤフト100側の
端面に開口するように設けられた軸方向孔42内に挿入さ
れている。このトーシヨンバー62は、先端部でピニオン
シヤフト40とピン64によつて締結されており、この締結
によりピニオンシヤフト40,トーシヨンバー62とが回転
方向へ一体に構成されている。
さらに、ピニオンシヤフト40のスタブシヤフト100側
の端部には、当該スタブシヤフト100側に突出するハブ4
3と半径方向の外側に突出するフランジ44とが形成され
ていて、ハブ43内にはスタブシヤフト100の下端部が挿
入されていると共に、その下端部とハブ43との間には針
状コロ軸受65を介在させている。前記ハブ43には切欠き
45を設ける一方、この切欠き45内に挿入される凸部101
をスタブシヤフト100の下端部に設け、この凸部101を切
欠き45とでストツパを構成し、このストツパにより両シ
ヤフト100、40間の所定以上の相対回転変位（例えば、
５度程度）を防止している。さらにハブ43の外側にはウ
オームオイール66を外嵌しており、フランジ44を貫通し
てウオームホール66に螺合するネジ67により、ウオーム
ホイール66とピニオンシヤフト40とを回転方向へ一体に
構成している。
の端部には、当該スタブシヤフト100側に突出するハブ4
3と半径方向の外側に突出するフランジ44とが形成され
ていて、ハブ43内にはスタブシヤフト100の下端部が挿
入されていると共に、その下端部とハブ43との間には針
状コロ軸受65を介在させている。前記ハブ43には切欠き
45を設ける一方、この切欠き45内に挿入される凸部101
をスタブシヤフト100の下端部に設け、この凸部101を切
欠き45とでストツパを構成し、このストツパにより両シ
ヤフト100、40間の所定以上の相対回転変位（例えば、
５度程度）を防止している。さらにハブ43の外側にはウ
オームオイール66を外嵌しており、フランジ44を貫通し
てウオームホール66に螺合するネジ67により、ウオーム
ホイール66とピニオンシヤフト40とを回転方向へ一体に
構成している。
上記ウオームホイール66には、ハウジング20に回転自
在に支持されたウオーム68が噛み合つており、このウオ
ーム68の軸部にモータ５の回転軸が連結されている。モ
ータ５には駆動回路８が接続されていて、この駆動回路
８から出力される制御信号によつて当該モータ５が駆動
制御される。
在に支持されたウオーム68が噛み合つており、このウオ
ーム68の軸部にモータ５の回転軸が連結されている。モ
ータ５には駆動回路８が接続されていて、この駆動回路
８から出力される制御信号によつて当該モータ５が駆動
制御される。
また、スタブシヤフト100には、前記ウオームホイー
ル66のステアリングホイール２側の端面に対向するよう
外向きのフランジ102を設けると共に、このフランジ102
の端面には磁気検出素子の一具体例を示すホール素子70
が接着保持されている。一方、このホール素子70と対面
して同心上に重なり合うようにピニオンシヤフト40のフ
ランジ44端面には磁石80が接着保持されている。
ル66のステアリングホイール２側の端面に対向するよう
外向きのフランジ102を設けると共に、このフランジ102
の端面には磁気検出素子の一具体例を示すホール素子70
が接着保持されている。一方、このホール素子70と対面
して同心上に重なり合うようにピニオンシヤフト40のフ
ランジ44端面には磁石80が接着保持されている。
ホール素子31と磁石80とは、トーシヨンバー62に加え
られる捩りトルクに応じて回転方向へ相対変位し、それ
に応じてホール素子70が磁石80から受ける磁界の強さが
変化するため、その変化の中間点を操舵の中立位置とす
ることにより、磁界の強さを見ることで操舵トルクの大
きさとその方向とを同時に検出することができる。
られる捩りトルクに応じて回転方向へ相対変位し、それ
に応じてホール素子70が磁石80から受ける磁界の強さが
変化するため、その変化の中間点を操舵の中立位置とす
ることにより、磁界の強さを見ることで操舵トルクの大
きさとその方向とを同時に検出することができる。
前記スタブシヤフト100のフランジ102の内側には、リ
ング状の空隙が形成されていて、その空隙内には、同様
にリング状の空隙を有する回路ケース71が挿入されてい
る。この回路ケース71内には、リング状をなす基板にホ
ール素子の出力電圧を増幅，制御するための回路を形成
した磁界−電気変換機能を有する信号処理回路72を配置
し、これを回路ケース71と共にスタブシヤフト100へネ
ジ73によって締付固定している。
ング状の空隙が形成されていて、その空隙内には、同様
にリング状の空隙を有する回路ケース71が挿入されてい
る。この回路ケース71内には、リング状をなす基板にホ
ール素子の出力電圧を増幅，制御するための回路を形成
した磁界−電気変換機能を有する信号処理回路72を配置
し、これを回路ケース71と共にスタブシヤフト100へネ
ジ73によって締付固定している。
この信号処理回路72は、例えば、ホール素子70からの
出力に基づいて操舵トルクとその方向に対応する出力を
増幅する増幅回路とから構成され、操舵トルクに応じて
捩られるトーシヨンバー62の捩れ量を磁束密度の変化量
として検出したホール素子70の出力に基づいて操舵力と
その操舵方向とを検出し、それを増幅して操舵トルク検
出信号として出力する。
出力に基づいて操舵トルクとその方向に対応する出力を
増幅する増幅回路とから構成され、操舵トルクに応じて
捩られるトーシヨンバー62の捩れ量を磁束密度の変化量
として検出したホール素子70の出力に基づいて操舵力と
その操舵方向とを検出し、それを増幅して操舵トルク検
出信号として出力する。
また、信号処理回路72の周囲には絶縁材74が充填され
ていると共に、回路ケース71の開口側には、仕切板75が
圧入されていて、これにより信号処理回路72へのノイズ
の侵入等を防止している。さらに、回路ケース71の開口
側には、絶縁材によつて形成されたリングベース76が回
転方向へ一体に取付けられていて、その軸受ホルダ30側
の端面には、スリツプリング90の一方を構成する複数本
のリングプレート91を接着固定している。スリツプリン
グ90は、リングプレート91と、それと同数のブラシ92と
からなり、これらブラシ92は、外周縁をハウジング20に
スプライン結合されたブラシホルダ93に取付けられてい
る。
ていると共に、回路ケース71の開口側には、仕切板75が
圧入されていて、これにより信号処理回路72へのノイズ
の侵入等を防止している。さらに、回路ケース71の開口
側には、絶縁材によつて形成されたリングベース76が回
転方向へ一体に取付けられていて、その軸受ホルダ30側
の端面には、スリツプリング90の一方を構成する複数本
のリングプレート91を接着固定している。スリツプリン
グ90は、リングプレート91と、それと同数のブラシ92と
からなり、これらブラシ92は、外周縁をハウジング20に
スプライン結合されたブラシホルダ93に取付けられてい
る。
また、ブラシ92に接続されたリード線94は、ウオーム
減速機３に設けた切欠きから外部に取り出され、ハウジ
ング20の外部で駆動回路８に接続されている。この駆動
回路８は、操舵トルクの大きさと操舵方向とに対応した
制御信号を出力してモータ５を回転駆動し、これによ
り、ウオーム68及びウオームホイール66の作動を介して
ピニオンシヤフト40に、操作トルクの大きさと操舵方向
に対応した操舵補助力を付与する。
減速機３に設けた切欠きから外部に取り出され、ハウジ
ング20の外部で駆動回路８に接続されている。この駆動
回路８は、操舵トルクの大きさと操舵方向とに対応した
制御信号を出力してモータ５を回転駆動し、これによ
り、ウオーム68及びウオームホイール66の作動を介して
ピニオンシヤフト40に、操作トルクの大きさと操舵方向
に対応した操舵補助力を付与する。
次に、ホール素子70と磁石80とを用いたトルク検出器
の中立位置（中立点）の決定方法について説明する。
の中立位置（中立点）の決定方法について説明する。
ホール素子70は、第３図（Ａ）に示す如く、磁石80に
対し「０」かはx1,x2,x3と水平移動すると、その出力特
性は第３図（Ｂ）に示す如くなる。そこで、いま、中心
点であるx2を中心出力Ｏとすると左右に第４図に示す如
きトルク出力特性が得られる。
対し「０」かはx1,x2,x3と水平移動すると、その出力特
性は第３図（Ｂ）に示す如くなる。そこで、いま、中心
点であるx2を中心出力Ｏとすると左右に第４図に示す如
きトルク出力特性が得られる。
この第３図（Ｂ）に示す如き代表的なホール素子の出
力特性は、あらかじめマイクロコンピユータ７のROMの
中に格納されており、この予め記憶されている特性に基
いて取付けるホール素子の出力特性を一致するように調
節する。
力特性は、あらかじめマイクロコンピユータ７のROMの
中に格納されており、この予め記憶されている特性に基
いて取付けるホール素子の出力特性を一致するように調
節する。
このホール素子70と磁石80とは最大で第２図図示凸部
101と切欠き45とによつて決まる。また、このホール素
子70は、第３図（Ａ）に示す如く、磁石80に最近点（０
度）から次第に遠ざかり、最大角度θmax（例えば10
度）動くようになつている。
101と切欠き45とによつて決まる。また、このホール素
子70は、第３図（Ａ）に示す如く、磁石80に最近点（０
度）から次第に遠ざかり、最大角度θmax（例えば10
度）動くようになつている。
まず、スタブシヤフト100をまわし、ホール素子70
が、磁石80と相対向する位置（０度の位置）にセツトす
る。次に、第５図に示す如く、β度（図では、1.7度）
まで回転し、このときのホール素子出力電圧VH1を求め
る。次に、このβ度から＋β１度（図では７度）までス
タブシヤフトを回転させ、この位置でのホール素子出力
電圧VL1を求める。
が、磁石80と相対向する位置（０度の位置）にセツトす
る。次に、第５図に示す如く、β度（図では、1.7度）
まで回転し、このときのホール素子出力電圧VH1を求め
る。次に、このβ度から＋β１度（図では７度）までス
タブシヤフトを回転させ、この位置でのホール素子出力
電圧VL1を求める。
β（1.7）＋β１（７）＝8.7 この求められた２つの電圧値VH1,VL1とから仮の中立
点θ１を と、VH1とVL1とを和して1/2した電圧値VC1に相当する位
置から求める。
点θ１を と、VH1とVL1とを和して1/2した電圧値VC1に相当する位
置から求める。
次に、この仮の中立点θ１から±α度（例えば３度）
の点で電圧VH2,VL2とを求める。この求まつた電圧値
VH2,VL2とから平均値VC2を求める。
の点で電圧VH2,VL2とを求める。この求まつた電圧値
VH2,VL2とから平均値VC2を求める。
この求められた電圧値VC2に相当するホール素子の立
置を求め、この電圧値VC2に相当する位置θ４と仮の中
立点θ１との差が0.1度以内である場合にθ４を中立点
とする。
置を求め、この電圧値VC2に相当する位置θ４と仮の中
立点θ１との差が0.1度以内である場合にθ４を中立点
とする。
この動作フローチヤートが第６図に示されている。す
なわち、まず、ステツプ510において、ホール素子70と
磁石80との角度θが1.7度の点におけるホール素子出力
電圧値VH1を求め、さらに、ホール素子70と磁石80との
角度θが8.7度の位置におけるホール素子出力電圧値VL1
を求める。次にステツプ520において、ステツプ510にお
いて求めた電圧値VH1,VL1とを和して1/2し、中立電圧V
C1を求める。
なわち、まず、ステツプ510において、ホール素子70と
磁石80との角度θが1.7度の点におけるホール素子出力
電圧値VH1を求め、さらに、ホール素子70と磁石80との
角度θが8.7度の位置におけるホール素子出力電圧値VL1
を求める。次にステツプ520において、ステツプ510にお
いて求めた電圧値VH1,VL1とを和して1/2し、中立電圧V
C1を求める。
この求めた電圧値VC1に対応するホール素子の位置θ
１を求める。
１を求める。
次にステツプ530において、ステツプ520で求めたホー
ル素子位置（磁石からの角度）θ１を仮の中立点とし、
このθ１を中心に、±３度の点θ2,θ３に対応するホー
ル素子出力電圧値VL2,VH2を求める。この電圧値VH2（θ
３に対応する値）、VL2（θ２に対応する値）が求まる
と、ステツプ540において、この平均値VC2を より求め、このVC2に対応するホール素子の位置θ４を
求める。
ル素子位置（磁石からの角度）θ１を仮の中立点とし、
このθ１を中心に、±３度の点θ2,θ３に対応するホー
ル素子出力電圧値VL2,VH2を求める。この電圧値VH2（θ
３に対応する値）、VL2（θ２に対応する値）が求まる
と、ステツプ540において、この平均値VC2を より求め、このVC2に対応するホール素子の位置θ４を
求める。
次にステツプ550において、このVC2に対応するホール
素子の位置θ４が、ステツプ520において求めた仮の中
立点θ１に比して0.1度以上の誤差があるか否かを判定
する。このステツプ550において、誤差が0.1度以下であ
ると判定すると、θ４を中立点としてスタブシヤフト10
0とトーシヨンバ62とをピン63によつて固定する。ま
た、ステツプ550において、誤差が0.1度以上あると、ス
テツプ540で求めたθ４の値をθ１に置き換えてステツ
プ520に戻る。
素子の位置θ４が、ステツプ520において求めた仮の中
立点θ１に比して0.1度以上の誤差があるか否かを判定
する。このステツプ550において、誤差が0.1度以下であ
ると判定すると、θ４を中立点としてスタブシヤフト10
0とトーシヨンバ62とをピン63によつて固定する。ま
た、ステツプ550において、誤差が0.1度以上あると、ス
テツプ540で求めたθ４の値をθ１に置き換えてステツ
プ520に戻る。
第７図には、トルク検出器のブロツク図が示されてい
る。すなわち、磁石601とホール素子602とは一定のギヤ
ツプをもつて設置されており、このホール素子602には
センサ出力処理回路700が接続されている。このセンサ
出力処理回路700にはスリツプリング604、コネクタ606
を介して制御回路（第１図図示マイクロコンピユータ７
と駆動回路８を含むもの）が接続されている。
る。すなわち、磁石601とホール素子602とは一定のギヤ
ツプをもつて設置されており、このホール素子602には
センサ出力処理回路700が接続されている。このセンサ
出力処理回路700にはスリツプリング604、コネクタ606
を介して制御回路（第１図図示マイクロコンピユータ７
と駆動回路８を含むもの）が接続されている。
第８図には、ホール素子602とセンサ出力処理回路70
0、前記ホール素子602を駆動するためのホール素子駆動
回路800の具体的回路が示されている。このセンサ出力
処理回路700とホール素子回路800とによつて第２図図示
信号処理回路72が構成されている。
0、前記ホール素子602を駆動するためのホール素子駆動
回路800の具体的回路が示されている。このセンサ出力
処理回路700とホール素子回路800とによつて第２図図示
信号処理回路72が構成されている。
図において、ホール素子駆動回路800は定電流回路を
構成している。すなわち、ホール素子70は、定電流駆動
されている。このような状態で前述の如く、中立点が定
まると、この位置でセンサ処理回路700からの出力TR,TL
が0Vとなるように可変抵抗R9,R13を調整する。TRは、右
トルクの出力電圧であり、TLは左トルクの出力電圧であ
る。次に、トーシヨンバー62に右トルクをかけて、一定
のトルク値（最大トルク値、例えば1kg・ｍのトルク）
を加える。このときの出力値TRの値が一定電圧（例えば
5V）になるように、正相増幅器オペアンプA3のゲインを
可変抵抗R16を調整することによつて調整する。次に、
トーシヨンバー62に左トルクをかけて、一定トルク値
（左への最大トルク値、例えば1kg・ｍのトルク）を加
える。このときの左トルクの出力値TLの値が一定電圧
（例えば5V）になるように、反転増幅器オペアンプA4の
ゲインを可変抵抗R19を調整して調整する。
構成している。すなわち、ホール素子70は、定電流駆動
されている。このような状態で前述の如く、中立点が定
まると、この位置でセンサ処理回路700からの出力TR,TL
が0Vとなるように可変抵抗R9,R13を調整する。TRは、右
トルクの出力電圧であり、TLは左トルクの出力電圧であ
る。次に、トーシヨンバー62に右トルクをかけて、一定
のトルク値（最大トルク値、例えば1kg・ｍのトルク）
を加える。このときの出力値TRの値が一定電圧（例えば
5V）になるように、正相増幅器オペアンプA3のゲインを
可変抵抗R16を調整することによつて調整する。次に、
トーシヨンバー62に左トルクをかけて、一定トルク値
（左への最大トルク値、例えば1kg・ｍのトルク）を加
える。このときの左トルクの出力値TLの値が一定電圧
（例えば5V）になるように、反転増幅器オペアンプA4の
ゲインを可変抵抗R19を調整して調整する。
これによつて、予めマイクロコンピユータ７のROMに
記憶されたホール素子の出力特性との調整が、中立点を
最大トルク量として検出され、この検出されたトルク値
の点でとれる。したがつて、ホール素子70の移動量が、
トーシヨンバー62にかかるトルク量として検出され、こ
の検出されたトルク値に基いて、アシスト力が決定され
る。
記憶されたホール素子の出力特性との調整が、中立点を
最大トルク量として検出され、この検出されたトルク値
の点でとれる。したがつて、ホール素子70の移動量が、
トーシヨンバー62にかかるトルク量として検出され、こ
の検出されたトルク値に基いて、アシスト力が決定され
る。
このように構成されるものであるから、運転者ガステ
アリングホイール２を所望の方向に回してステアリング
シヤフト１を回転させると、このステアリングシヤフト
１にトーシヨンバー62を介して連結されたピニオンシヤ
フト40は車輪側からの反力が作用するため、トーシヨン
バー62にはステアリングホイール２に入力された操舵ト
ルクに応じた捩れが発生して、これにより、スタブシヤ
フト100とピニオンシヤフト40との間に、操舵トルク及
び操舵方向に対応した相対的な回転変位が発生する。
アリングホイール２を所望の方向に回してステアリング
シヤフト１を回転させると、このステアリングシヤフト
１にトーシヨンバー62を介して連結されたピニオンシヤ
フト40は車輪側からの反力が作用するため、トーシヨン
バー62にはステアリングホイール２に入力された操舵ト
ルクに応じた捩れが発生して、これにより、スタブシヤ
フト100とピニオンシヤフト40との間に、操舵トルク及
び操舵方向に対応した相対的な回転変位が発生する。
このように、スタブシヤフト100及びピニオンシヤフ
ト40間に相対回転変位が生じると、スタブシヤフト100
のフランジ102に取り付けたホール素子70とピニオンシ
ヤフト40と一体のウオームホイール66に取付けた磁石80
とが同様に相対回転変位し、これにより、ホール素子70
に作用している磁石80の磁界の強さが変化するため、そ
のホール素子70から出力される電気信号としての電圧が
変化する。このとき、操舵の中立位置における電圧を基
準値として、例えば、中立位置から右側へ操舵としたと
きには、正の電圧が、また、左側へ変位したときには負
の電圧が得られるようホール素子70の出力を設定するこ
とにより、当該ホール素子70の出力の大きさを見ること
によつて操舵トルクの大きさと操舵方向とを同時に検出
することができる。
ト40間に相対回転変位が生じると、スタブシヤフト100
のフランジ102に取り付けたホール素子70とピニオンシ
ヤフト40と一体のウオームホイール66に取付けた磁石80
とが同様に相対回転変位し、これにより、ホール素子70
に作用している磁石80の磁界の強さが変化するため、そ
のホール素子70から出力される電気信号としての電圧が
変化する。このとき、操舵の中立位置における電圧を基
準値として、例えば、中立位置から右側へ操舵としたと
きには、正の電圧が、また、左側へ変位したときには負
の電圧が得られるようホール素子70の出力を設定するこ
とにより、当該ホール素子70の出力の大きさを見ること
によつて操舵トルクの大きさと操舵方向とを同時に検出
することができる。
このホール素子70の出力は、スタブシヤフト100に固
定された信号処理回路72に入力され、その信号処理回路
72に増幅されて出力される。この出力信号が、スタブシ
ヤフト100と一体のリングベース76に固定されたリング
プレート91からブラシ92を介してブラシホルダ93側に伝
達され、それが、リード線94によつて外部に取り出され
てマイクロコンピユータ７に供給される。これによつ
て、マイクロコンピユータ７が操舵トルク検出値に応じ
た制御信号を操舵方向に対応した回転方向信号とを駆動
回路８に出力し、モータ５を駆動する。
定された信号処理回路72に入力され、その信号処理回路
72に増幅されて出力される。この出力信号が、スタブシ
ヤフト100と一体のリングベース76に固定されたリング
プレート91からブラシ92を介してブラシホルダ93側に伝
達され、それが、リード線94によつて外部に取り出され
てマイクロコンピユータ７に供給される。これによつ
て、マイクロコンピユータ７が操舵トルク検出値に応じ
た制御信号を操舵方向に対応した回転方向信号とを駆動
回路８に出力し、モータ５を駆動する。
このモータ５の駆動によつて、操舵方向に対応した方
向に回転し、ウオーム68及びウオームホイール66の作動
を介してピニオンシヤフト40に操舵力に応じた操舵補助
トルクが付与される。
向に回転し、ウオーム68及びウオームホイール66の作動
を介してピニオンシヤフト40に操舵力に応じた操舵補助
トルクが付与される。
以上説明したように、本発明によれば、ホール素子の
中立点を精度良く求めることができる。
中立点を精度良く求めることができる。
第１図は本発明によるパワーステアリング制御装置のシ
ステム構成図、第２図はトルク検出器の断面構成図、第
３図はホール素子の出力電圧特性図、第４図はトルク出
力特性図、第５図は本発明の中立点を求める方法を示す
図、第６図は第５図のフローチヤート、第７図はトルク
検出器のブロツク図、第８図は第７図図示センサ出力処
理回路とホール素子駆動回路の詳細回路図である。 70……ホール素子、80……磁石、72……信号処理回路。
ステム構成図、第２図はトルク検出器の断面構成図、第
３図はホール素子の出力電圧特性図、第４図はトルク出
力特性図、第５図は本発明の中立点を求める方法を示す
図、第６図は第５図のフローチヤート、第７図はトルク
検出器のブロツク図、第８図は第７図図示センサ出力処
理回路とホール素子駆動回路の詳細回路図である。 70……ホール素子、80……磁石、72……信号処理回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大内 秀之 勝田市大字高場2520番地 株式会社日立 製作所佐和工場内 (72)発明者 中山 雅文 横浜市神奈川区宝町２番地 日産自動車 株式会社内 (72)発明者 小林 博 横浜市神奈川区宝町２番地 日産自動車 株式会社内 (72)発明者 久米 正行 勝田市大字東石川西古内3085番地５ 日 立オートモテイブエンジニアリング株式 会社内 (56)参考文献 特開 昭59−56130（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】マグネットとホール素子を用い両者のねじ
れ角に応じた出力値によってトルクを検出するトルク検
出器の中立点の位置決め方法において、 前記マグネットと前記ホール素子のギャップを一定に
し、 （ａ）ある前記マグネットと前記ホール素子のねじれ角
を仮の第１の中立点θ１とする第１のステップと、 （ｂ）前記第１の中立点θ１にある所定の値ａを加算
し、これを角α１とし、 前記マグネットと前記ホール素子のねじれ角が前記角α
１である時の前記ホール素子の出力値VH1を求め、 前記第１の中立点θ１から前記ある所定の値ａを減算
し、これを角α２とし、 前記マグネットと前記ホール素子のねじれ角が前記角α
２である時の前記ホール素子の出力値VL1を求め、 前記出力値VH1と前記出力値VL1との平均値VC1を求め、 前記平均値VC1に対応する前記マグネットと前記ホール
素子のねじれ角を求め、これを仮の第２の中立点θ２と
する第２のステップと、 （ｃ）前記第２の中立点θ２と前記ある所定の値ａより
小さなるある所定の値ｂとの和を求め、これを角β１と
し、 前記マグネットと前記ホール素子のねじれ角が前記角β
１である時の前記ホール素子の出力値VH2を求め、 前記第２の中立点θ２から前記ある所定の値ｂを減算
し、これを角β２とし、 前記マグネットと前記ホール素子のねじれ角が前記角β
２である時の前記ホール素子の出力値VL2を求め、 前記出力値VH2と前記出力値VL2との平均値VC2を求め、 前記平均値VC2に対応する前記マグネットと前記ホール
素子のねじれ角を求め、これを仮の第３の中立点θ３と
する第３のステップと、 （ｄ）前記第２の中立点θ２と前記第３の中立点θ３と
の差の絶対値がある所定の値ｅより大であった場合に
は、前記第３の中立点θ３を前記第１の中立点θ１とし
前記第２のステップに戻り、 前記第２の中立点θ２と前記第３の中立点θ３との差の
絶対値がある所定の値ｅ以下であった場合には、前記第
３の中立点θ３を真の中立点とする第４のステップとを
有することを特徴とするトルク検出器の中立点の位置決
め方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61242955A JP2523533B2 (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | トルク検出器の中立点の位置決め方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61242955A JP2523533B2 (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | トルク検出器の中立点の位置決め方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6398534A JPS6398534A (ja) | 1988-04-30 |
| JP2523533B2 true JP2523533B2 (ja) | 1996-08-14 |
Family
ID=17096711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61242955A Expired - Lifetime JP2523533B2 (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | トルク検出器の中立点の位置決め方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2523533B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2692986B1 (fr) * | 1992-06-26 | 1994-08-19 | Roulements Soc Nouvelle | Dispositif de mesure d'un couple de torsion sur un arbre tournant. |
| FR2811077B1 (fr) * | 2000-06-30 | 2002-09-13 | Roulements Soc Nouvelle | Dispositif de determination de la position angulaire absolue d'un organe tournant |
| JP4529114B2 (ja) * | 2003-09-18 | 2010-08-25 | 小倉クラッチ株式会社 | 空隙式電磁制動装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5956130A (ja) * | 1982-09-24 | 1984-03-31 | Nissan Motor Co Ltd | トルク検出装置 |
-
1986
- 1986-10-15 JP JP61242955A patent/JP2523533B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6398534A (ja) | 1988-04-30 |
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