JP4101790B2 - 電動ステアリング装置 - Google Patents
電動ステアリング装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4101790B2 JP4101790B2 JP2004245127A JP2004245127A JP4101790B2 JP 4101790 B2 JP4101790 B2 JP 4101790B2 JP 2004245127 A JP2004245127 A JP 2004245127A JP 2004245127 A JP2004245127 A JP 2004245127A JP 4101790 B2 JP4101790 B2 JP 4101790B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steering
- magnetostrictive
- torque
- support portion
- pinion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Power Steering Mechanism (AREA)
Description
また、非接触式トルクセンサとして、磁歪に起因する磁気特性の変化に基づいてトルクを検出する磁歪式トルクセンサが知られている。
この種の磁歪式トルクセンサには、磁気異方性を異にする2つの磁歪膜をステアリングシャフトに設けるとともに、各磁歪膜に対向してそれぞれ検出コイルを配置して構成されたものがある(特許文献2参照)。この磁歪式トルクセンサの原理は、ステアリングシャフトにトルクが加えられると磁歪膜の透磁率が変化し、これに応じて検出コイルのインダクタンスが変化する。この変化に基づいてトルクを検出する。
前述した2つの磁歪膜を備えた磁歪式トルクセンサの場合においては、トルクを検出するときには一方の検出コイルの検出出力(以下、第1検出出力VT1と称す)と他方の検出コイルの検出出力(以下、第2検出出力VT2と称す)の差に基づいてトルク検出出力VT3を算出し、故障を検出するときには第1検出出力VT1と第2検出出力VT2の和に基づいて故障検出出力VTFを算出し閾値との比較から故障を検出する。
VT3=k・(VT1−VT2)+V0 ・・・ (1)式
VTF=|VT1+VT2|−C ・・・ (2)式
そこで、この発明は、ステアリングシャフトにおけるセンサ取付部の塑性変形を防止して、トルクセンサの誤検出を防止することができる電動ステアリング装置を提供するものである。
このように構成することにより、ステアリングシャフトに過大な入力が加わってステアリングシャフトが塑性変形する事態に至ったときにも、磁歪膜が設けられていない直径の小さい部分を塑性変形させることで、磁歪膜が設けられている部分の塑性変形を防止することができる。
このように構成することにより、ステアリングシャフトにトルクが作用したときに、磁気異方性を異にする一方の磁歪膜の主応力方向には引っ張り力が作用し、他方の磁歪膜の主応力方向には圧縮力が作用するようにできる。つまり磁気異方性を異にする1対の磁歪膜に作用する応力方向を互いに逆にすることができる。
請求項2に係る発明によれば、磁気異方性を異にする1対の磁歪膜に作用する応力方向を互いに逆にすることができるので、両磁歪膜の検出出力を所定に処理することにより、検出感度が2倍になり、および検出精度を高めることができる。
図1に示すように、車両用電動パワーステアリング装置(電動ステアリング装置)100はハンドル(操舵手段)2に連結されたステアリングシャフト1を備えている。ステアリングシャフト1は、ハンドル2に一体結合されたメインステアリングシャフト3と、ラック&ピニオン機構のピニオン7が設けられたピニオン軸5とが、ユニバーサルジョイント4によって連結されて構成されている。
磁歪式トルクセンサ30は、ピニオン軸5の外周面に周方向全周に亘って環状に設けられた2つの磁歪膜31,32と、各磁歪膜31,32に対向配置された第1検出コイル33と第2検出コイル34と、第1検出コイル33および第2検出コイル34にそれぞれ接続された検出回路35,36(図1参照)を主要構成としている。
磁歪膜31,32は、歪みに対して透磁率の変化が大きい素材からなる金属膜であり、例えば、センサ取付部53の外周にメッキ法やスパッタリング法で形成したNi−Fe系の合金膜からなる。
第1検出コイル33は磁歪膜31の周囲にこれと所定の隙間を有した状態で同軸状に配置されており、第2検出コイル34は磁歪膜32の周囲にこれと所定の隙間を有した状態で同軸状に配置されている。
第1検出コイル33は変換回路を備えた検出回路35に接続され、第2検出コイル34は変換回路を備えた検出回路36に接続されており、これら検出回路35,36において各検出コイル33,34のインダクタンス変化は電圧変化に変換されて電子制御装置(ECU)50に出力される。
ここで、トルク検出電圧VT3と故障検出電圧VTFは、検出回路35からの出力電圧をVT1、検出回路36からの出力電圧をVT2としたときに、(3)式、(4)式に基づいて算出する。なお、(3)式、(4)式において、k、V0,Cは定数である。
VT3=k・(VT1−VT2)+V0 ・・・ (3)式
VTF=|VT1+VT2|−C ・・・ (4)式
ECU50は、検出されたトルク検出電圧VT3に応じて電動機11の目標電流を設定し、該目標電流によって電動機11を駆動して補助操舵力を発生させ、転舵機構を介してステアリング系に転舵トルクを付与し、車両を転舵させる。また、ECU50は、故障検出出力VTFが所定の閾値Aを超えたときに磁歪式トルクセンサ30が故障であると判定する。
この磁歪式トルクセンサ30では2つの磁歪膜31,32を前述のように設置し、且つ、前述のようにトルク検出電圧VT3、故障検出電圧VTFを算出しているので、単一の磁歪膜によって検出した場合よりも、検出感度が2倍になり、および検出精度が極めて高い。
図6は、横軸にピニオン軸5の捩れ角、縦軸にピニオン軸5に作用するトルクを取って示す捩り特性図である。この図からわかるように、過大入力により塑性変形した接続部55は過大入力前と後で捩り特性が変化(ヒステリシス)するが、センサ取付部53は塑性変形しないので過大入力前後で捩り特性に変化がない。
その結果、ピニオン軸5に過大な入力が加わったときに磁歪式トルクセンサ30は中点ずれを生じることがなく、過大入力後も入力前と変わることなく、磁歪式トルクセンサ30は操舵トルクの検出および故障検出を正確に行うことができ、良好な検出感度を維持することができる。その結果、電動パワーステアリング装置100の信頼性が向上し、良好な操舵フィーリングを維持することができる。
前述した実施例では、ステアリングシャフトにおいて磁歪膜が設けられている部分よりも磁歪膜が設けられていない部分のシャフト直径を小さくすることにより、前者の剛性を後者よりも高めたが、剛性を変える方法はこれに限るものではない。例えば、磁歪膜が設けられていない部分の少なくとも一部を磁歪膜が設けられている部分よりも剛性の小さい材料で形成するなど、種々の方法が採用可能である。
11 電動機
30 磁歪式トルクセンサ
31,32 磁歪膜
52 支持部
53 センサ取付部
54 テーパ部
100 電動パワーステアリング装置(電動ステアリング装置)
Claims (2)
- 磁歪膜の磁気特性の変化に基づいてハンドルから入力された操舵トルクを検出する磁歪式トルクセンサが取り付けられたセンサ取付部と、該センサ取付部の上下に配置され軸受により支持される上部支持部および下部支持部と、該下部支持部の下部に設けられたピニオンと、前記下部支持部と前記ピニオンとの間に設けられたウォームホイールギヤと、を有するステアリングシャフトと、
前記ウォームホイールギヤに噛合するウォームギヤを備える電動機と、
を備え、前記磁歪式トルクセンサからの信号に基づいて前記電動機を駆動し、前記ウォームギヤ、前記ウォームホイールギヤ、および前記ピニオンを介して転舵輪に転舵トルクを付与することで前記転舵輪を転舵する電動ステアリング装置において、
前記ステアリングシャフトは、前記下部支持部から前記ピニオンが設けられている部分までの直径を前記センサ取付部の直径以上とし、且つ、前記上部支持部の直径を前記センサ取付部の直径よりも小径とし、
前記センサ取付部と前記上部支持部との間に上方に進むにしたがって縮径するテーパ部を設けたことを特徴とする電動ステアリング装置。 - 前記磁歪膜は前記ステアリングシャフトに複数設けられ、それぞれの磁歪膜の磁気異方性は互いに略90度位相を異にすることを特徴とする請求項1に記載の電動ステアリング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004245127A JP4101790B2 (ja) | 2004-08-25 | 2004-08-25 | 電動ステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004245127A JP4101790B2 (ja) | 2004-08-25 | 2004-08-25 | 電動ステアリング装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006064448A JP2006064448A (ja) | 2006-03-09 |
JP4101790B2 true JP4101790B2 (ja) | 2008-06-18 |
Family
ID=36111067
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004245127A Active JP4101790B2 (ja) | 2004-08-25 | 2004-08-25 | 電動ステアリング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4101790B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7562591B2 (en) * | 2006-06-26 | 2009-07-21 | KRS Technologies Co. | Steering angle sensor |
JP5440946B2 (ja) * | 2010-03-26 | 2014-03-12 | 日産自動車株式会社 | 磁歪力センサ |
-
2004
- 2004-08-25 JP JP2004245127A patent/JP4101790B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006064448A (ja) | 2006-03-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4886264B2 (ja) | 磁歪式トルクセンサとこれを利用した電動パワーステアリング装置 | |
US7762148B2 (en) | Magnetostrictive torque sensor and electric power steering apparatus | |
EP1967444B1 (en) | Electric power steering apparatus | |
US20060042404A1 (en) | Magnetostrictive torque sensor and electric steering system | |
JP4414424B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP2010132253A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP4801816B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP5960281B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP2008058108A (ja) | 磁歪式トルクセンサの製造方法と電動パワーステアリング装置 | |
JP5491721B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置の制御装置 | |
JP5405443B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP4101790B2 (ja) | 電動ステアリング装置 | |
JP4865685B2 (ja) | 磁歪式トルクセンサおよび電動ステアリング装置 | |
JP4732473B2 (ja) | 磁歪式トルクセンサおよび車両用操舵装置 | |
JP2012166592A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP4073901B2 (ja) | 電動ステアリング装置 | |
JP2011148494A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP2008168798A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP4980287B2 (ja) | 磁歪式トルクセンサと電動ステアリング装置 | |
JP4932206B2 (ja) | 磁歪式トルクセンサの製造方法 | |
JP5096867B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP4128555B2 (ja) | 磁歪式トルクセンサと電動ステアリング装置 | |
JP4680114B2 (ja) | 車両用の磁歪式トルクセンサ | |
JP5588414B2 (ja) | パワーステアリング装置 | |
JP5452957B2 (ja) | 磁歪式トルクセンサ及び電動パワーステアリング装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070515 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070522 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070720 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070814 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071015 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071211 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080206 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20080215 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080311 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080319 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110328 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4101790 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110328 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120328 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120328 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130328 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130328 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140328 Year of fee payment: 6 |