JP4349031B2 - Vehicle steering system - Google Patents

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Description

本発明は、操作部材と機械的に連結されていない車輪舵取機構とを備えた車両用操舵装置に関する。   The present invention relates to a vehicle steering apparatus including a wheel steering mechanism that is not mechanically connected to an operation member.

近年、ステアリング機構の簡略化、及びそれに伴う部品点数の減少、車体重量の軽減等を図るために、ステアバイワイヤ方式のステアリング装置が多用されている。ここで、ステアバイワイヤ方式のステアリング装置は、ステアリングホイール等の操作部材をステアリングギヤ等の舵取機構に機械的に連結することなく、車輪を操舵することができる車両の操舵装置である。   In recent years, steer-by-wire type steering devices are frequently used in order to simplify the steering mechanism, reduce the number of parts associated therewith, reduce the weight of the vehicle body, and the like. Here, the steer-by-wire type steering device is a vehicle steering device that can steer the wheels without mechanically connecting an operation member such as a steering wheel to a steering mechanism such as a steering gear.

操作部材をステアリングギヤ等の舵取機構に機械的に連結していないことから、操作部材をステアリングギヤ等の舵取機構に機械的に連結したステアリング装置と比べて操舵感覚に違和感が生じる。そこで、自然な操舵感覚を与えるべく、適度な反力を付与する反力モータを備える。また、操舵角度を検出するため、ポテンショメータなどのセンサを操作部材などに設ける必要がある。従来はアナログ信号を検出して出力するアナログ出力センサを設けることが多い。   Since the operating member is not mechanically connected to a steering mechanism such as a steering gear, the steering feeling is uncomfortable as compared with a steering device in which the operating member is mechanically connected to a steering mechanism such as a steering gear. Therefore, a reaction force motor that provides an appropriate reaction force is provided to give a natural steering feeling. Further, in order to detect the steering angle, it is necessary to provide a sensor such as a potentiometer on the operation member. Conventionally, an analog output sensor that detects and outputs an analog signal is often provided.

例えば特許文献1では、ステアリングホイールの操舵回転角度を検出するセンサ及び車の速度を検出するセンサと、舵取角度を検出する回転角センサを備え、ステアリングホイールの操舵回転角度と舵取角度との偏差を最小にし、ステアリングシャフトの中立位置へ戻す適当な反力トルクを生じるステアバイワイヤ方式のステアリング装置が開示されている。   For example, Patent Document 1 includes a sensor that detects a steering rotation angle of a steering wheel, a sensor that detects a vehicle speed, and a rotation angle sensor that detects a steering angle, and includes a steering rotation angle and a steering angle of the steering wheel. A steer-by-wire type steering device that generates an appropriate reaction torque that minimizes the deviation and returns the steering shaft to the neutral position is disclosed.

しかし、ステアバイワイヤ方式のステアリング装置のように、操作部材の操舵角度を演算装置を介して電気的にアクチュエータへ伝達し、ステアリングギヤ等の舵取機構による舵取角度へと変換する装置の場合、操舵角度を検出する回転角センサの出力がデジタル信号である場合には変換処理が不要となり、演算装置での演算処理量を軽減することができる。そこで、操舵角度をロータリーエンコーダなどのデジタル信号を検出して出力するデジタル出力センサで検出することも試みられている。
特開2000−53008号公報
However, like a steer-by-wire type steering device, the steering angle of the operating member is electrically transmitted to the actuator via the arithmetic device, and converted into a steering angle by a steering mechanism such as a steering gear, When the output of the rotation angle sensor that detects the steering angle is a digital signal, conversion processing is not necessary, and the amount of calculation processing in the calculation device can be reduced. Therefore, it is also attempted to detect the steering angle with a digital output sensor that detects and outputs a digital signal such as a rotary encoder.
JP 2000-53008 A

しかし、操舵角度のセンサがデジタル出力センサである場合、電源系統の故障やエンジンが切られた場合であって、故障から復帰した場合、またはエンジンを再起動した場合には、基準点を検出したことを示す信号を再度検出しなければ、操舵角度を検出することができないおそれも残されている。したがって、安全面を考慮すると、ステアリングシャフトの中立位置、すなわち車輪の操舵角度がゼロである位置で回転角度がゼロであることを確実に検出することができるようにデジタル出力センサを取り付けることが好ましい。   However, if the steering angle sensor is a digital output sensor, the reference point is detected when the power supply system fails or the engine is turned off and when the engine recovers from the failure or the engine is restarted. If the signal indicating this is not detected again, there is a possibility that the steering angle cannot be detected. Therefore, in consideration of safety, it is preferable to attach a digital output sensor so that the neutral position of the steering shaft, that is, the position where the wheel steering angle is zero can be reliably detected that the rotation angle is zero. .

しかし、一般にデジタル出力センサは、製品出荷時に基準点を検出する位置を示すZ相を、被検出体として設けられたコードホイールへのマーキング等により明示しているが、基準点を検出するマーキング等の位置をステアリングシャフトの中立位置と一致させるように回転角センサを取り付けることは実際上困難であり、ステアリングシャフトの回転角度と回転角センサによる検出角度との間に検出誤差が生じることが多い。例えば光学式のロータリーエンコーダを用いる場合、基準点を示すマーキングやスリットを被検出体であるコードホイールに設けることは容易であるが、コードホイール取り付け時にマーキング位置やスリット位置を正確な位置に取り付けることは困難であり、取り付けた後では、該マーキング位置やスリット位置を正しく調整することが困難であるという問題点があった。   However, in general, digital output sensors clearly indicate the Z phase, which indicates the position at which the reference point is detected at the time of product shipment, by marking on the code wheel provided as the object to be detected. It is practically difficult to attach the rotation angle sensor so that the position of the steering shaft coincides with the neutral position of the steering shaft, and a detection error often occurs between the rotation angle of the steering shaft and the detection angle by the rotation angle sensor. For example, when using an optical rotary encoder, it is easy to provide markings and slits indicating the reference points on the code wheel that is the object to be detected, but when installing the code wheel, attach the marking position and slit position to the correct position. There is a problem that it is difficult to correctly adjust the marking position and the slit position after mounting.

また、デジタル出力センサを補完するためにアナログ出力センサを併用することが多いが、正確に補完を行うためには、アナログ出力センサの基準点を検出する位置を示すマーキング位置とデジタル出力センサの基準点を検出する位置を示すスリット位置とを一致させておく必要がある。しかし、上述したように、デジタル出力センサは、基準点を検出するマーキング等の位置をアナログ出力センサの基準点を検出する位置を示すマーキング位置と一致させるようにセンサを取り付けることは実際上困難であり、取り付けた後では、両回転角センサで検出される回転角度のズレを調整することが困難であるという問題点があった。   Also, analog output sensors are often used together to complement digital output sensors, but in order to perform accurate complementation, the marking position indicating the position for detecting the reference point of the analog output sensor and the reference of the digital output sensor It is necessary to match the slit position indicating the position where the point is detected. However, as described above, it is practically difficult to attach the sensor so that the position of the marking or the like for detecting the reference point coincides with the marking position indicating the position for detecting the reference point of the analog output sensor. There is a problem that it is difficult to adjust the deviation of the rotation angle detected by the both rotation angle sensors after the attachment.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、デジタル出力センサの基準点を検出する位置を示すスリット位置をステアリングシャフトの中立位置及びアナログ出力センサの基準点を検出する位置を示すマーキング位置と一致させるよう取り付けることが容易である車両用操舵装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a marking position indicating a neutral position for a steering shaft and a position for detecting a reference point for an analog output sensor are defined as a slit position indicating a position for detecting a reference point for a digital output sensor. It is an object of the present invention to provide a vehicle steering apparatus that can be easily mounted so as to coincide with the vehicle.

上記目的を達成するために第1発明に係る車両用操舵装置は、車両の操作部材に連結したステアリングシャフトと、該ステアリングシャフトを回転可能に支持するハウジングと、前記ステアリングシャフトの回転角度を検出する回転角センサと、前記操作部材と機械的に連結されていない車輪舵取機構とを備えた車両用操舵装置において、前記回転角センサは、前記回転角度に対応するデジタル信号を出力するデジタル出力センサと、前記回転角度に対応するアナログ信号を出力するアナログ出力センサとを含み、前記ハウジングは、該ハウジングの周方向に長い開孔部を、前記回転角センサ固定部材を挿入するために備えており、前記回転角センサは、該回転角センサの検出部を前記ステアリングシャフトに設けた中立位置を示す目印に合わせるべく、前記開孔部の長さ範囲内で位置調整して固定してあることを特徴とする。 Vehicle steering apparatus according to a first invention to achieve the above object, detects a steering shaft coupled to the operating member of the vehicle, a housing for rotatably supporting the steering shaft, the rotation angle of the steering shaft a rotation angle sensor, a vehicle steering system that includes a wheel steering mechanism which is not the operating member and mechanically connected, the rotation angle sensor, a digital output sensor for outputting a digital signal corresponding to the rotation angle When, and a analog output sensor for outputting an analog signal corresponding to the rotation angle, wherein the housing a long opening in the circumferential direction of the housing, in preparation for inserting the fixing member of the rotation angle sensor The rotation angle sensor is a mark indicating a neutral position where the detection unit of the rotation angle sensor is provided on the steering shaft. In order to I, characterized in that it is fixed by the position adjustment in the length range of the opening.

第1発明に係る車両用操舵装置では、ハウジングは、ステアリングシャフトの回転角度を検出する検出部を固定するネジ等の部材を挿入するために、該ハウジングの周方向に所定の長さを有する開孔部を備えることから、ステアリングシャフトの中立位置で、回転角センサの検出部が基準点を確実に検出できるように、前記開孔部に沿って前記検出部を移動させて、ネジ止め等で検出部を固定する位置を調整することができる。したがって、デジタル出力センサであっても、アナログ出力センサであっても、ステアリングシャフトが中立位置である限り確実に基準点を検出することができる。回転角センサは、固定位置の調整により高精度の出力がえられるデジタル出力センサ及びアナログ出力センサを含むから、エンジンを切って再起動させた場合、または電気的な障害が生じた場合であっても、デジタル出力センサの代わりをアナログ出力センサが代行することができ、より安全な車両用操舵装置を提供することができる。 In the vehicle steering apparatus according to the first aspect of the present invention, the housing has an opening having a predetermined length in the circumferential direction of the housing in order to insert a member such as a screw for fixing a detection portion for detecting the rotation angle of the steering shaft. from Rukoto with a hole, in the neutral position of the steering shaft, so that the detection unit is a reference point of the rotation angle sensor can be reliably detected, by moving the detector along the opening, screwing as possible out to adjust the position for fixing the detecting portion at the like. Therefore, even in digital output sensor, be an analog output sensor, Ru can steering shaft to detect reliably the reference point as long as the neutral position. The rotation angle sensor includes a digital output sensor and an analog output sensor that can obtain a high-accuracy output by adjusting the fixed position. Therefore, when the engine is turned off and restarted, or an electrical failure occurs. However, the analog output sensor can substitute for the digital output sensor, and a safer vehicle steering apparatus can be provided.

また、第発明に係る車両用操舵装置は、第1発明における開孔部、ステアリングシャフトの軸に垂直な断面での前記ハウジングの外周長さの10/360以上20/360以下の長さを有することを特徴とする。 The vehicle steering apparatus according to the second invention, openings in the first shot Ming, 10/360 or 20/360 or less in length of the outer circumference length of the housing in cross-section perpendicular to the axis of the steering shaft It is characterized by having.

発明に係る車両用操舵装置では、回転角センサの固定位置調整用の開孔部の長さが、ステアリングシャフトの軸に垂直な断面でのハウジングの外周長さの10/360以上20/360以下の範囲内であることから、回転角センサの取り付けの際に生じる可能性がある取り付け誤差を十分吸収して検出部の固定位置を調整することが可能となる。 In the vehicle steering apparatus according to the second aspect of the present invention, the length of the opening for adjusting the fixed position of the rotation angle sensor is 10/360 or more of the outer peripheral length of the housing in a cross section perpendicular to the axis of the steering shaft. because it is within the range of 360 or less, it becomes possible to adjust the fixed position of the detector to fully absorb the mounting errors which can occur during the installation of the rotation angle sensor.

本発明によれば、デジタル出力センサであっても、ステアリングシャフトが中立位置である限り確実に基準信号を検出することができ、より安全な車両用操舵装置を提供することができる。   According to the present invention, even a digital output sensor can reliably detect the reference signal as long as the steering shaft is in the neutral position, and can provide a safer vehicle steering apparatus.

また、アナログ出力センサとデジタル出力センサを併用することで、エンジンを切って再起動させた場合、または電気的な障害が生じた場合であっても、デジタル出力センサの代わりをアナログ出力センサが代行することができ、より安全な車両用操舵装置を提供することができる。   Also, by using the analog output sensor together with the digital output sensor, the analog output sensor can substitute for the digital output sensor even when the engine is turned off and restarted or when an electrical failure occurs. Therefore, a safer vehicle steering apparatus can be provided.

図1は、本発明の実施の形態に係る車両用操舵装置の構成図である。図1では、ステアリングホイール(操作部材)1をステアリングギヤ3に機械的に連結せず、ステアリングホイール1の操作に応じて操舵用アクチュエータ2を駆動させる。   FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle steering apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the steering wheel (operation member) 1 is not mechanically connected to the steering gear 3, and the steering actuator 2 is driven according to the operation of the steering wheel 1.

ステアリングギヤ3は、操舵用アクチュエータ2の出力シャフトの回転運動を、ステアリングロッド7の直線運動に変換する運動変換機構を有する。さらにステアリングロッド7の動きは、タイロッド8とナックルアーム9を介して車輪4に伝達され、車輪舵取機構を構成している。操舵用アクチュエータ2は、例えばブラシレスモータ等の電動モータを用い、操舵用アクチュエータ2の動きを車輪4の転舵角度の変換できさえすればよい。   The steering gear 3 has a motion conversion mechanism that converts the rotational motion of the output shaft of the steering actuator 2 into the linear motion of the steering rod 7. Further, the movement of the steering rod 7 is transmitted to the wheel 4 through the tie rod 8 and the knuckle arm 9 to constitute a wheel steering mechanism. As the steering actuator 2, for example, an electric motor such as a brushless motor may be used as long as the movement of the steering actuator 2 can be converted into the turning angle of the wheel 4.

ステアリングホイール1は、車体側で回転可能に支持されるステアリングシャフト10を有する。ステアリングシャフト10の回転角センサ11による検出信号と、速度センサ13による車速の検出信号が、コンピュータにより構成される制御装置12に送られる。制御装置12は、検出された回転角度と車速に応じて目標転舵角を演算する。例えば、検出された回転角度に対して目標転舵角を比例させると共に、比例定数を車速の増大に応じて減少させる。また、車速以外の走行状態、例えば横加速度等を検出するセンサを設け、検出された横加速度等に応じて目標転舵角を変化させるようにしてもよい。   The steering wheel 1 has a steering shaft 10 that is rotatably supported on the vehicle body side. A detection signal from the rotation angle sensor 11 of the steering shaft 10 and a vehicle speed detection signal from the speed sensor 13 are sent to a control device 12 constituted by a computer. The control device 12 calculates a target turning angle according to the detected rotation angle and vehicle speed. For example, the target turning angle is made proportional to the detected rotation angle, and the proportionality constant is decreased as the vehicle speed increases. In addition, a sensor that detects a running state other than the vehicle speed, for example, lateral acceleration or the like may be provided, and the target turning angle may be changed according to the detected lateral acceleration or the like.

一方、ステアリングロッド7の作動量を検出するポテンショメータ等の実操舵量センサ14が設けられ、検出された信号が制御装置12に送られる。制御装置12は、検出されたステアリングロッド7の作動量に対応する実転舵角と目標転舵角との偏差がなくなるように、駆動回路15を介して操舵用アクチュエータ2を駆動する。   On the other hand, an actual steering amount sensor 14 such as a potentiometer for detecting the operation amount of the steering rod 7 is provided, and the detected signal is sent to the control device 12. The control device 12 drives the steering actuator 2 via the drive circuit 15 so that the deviation between the actual turning angle corresponding to the detected operation amount of the steering rod 7 and the target turning angle is eliminated.

また、ステアリングホイール1を操舵するのに要する操舵反力を作用させるため、ステアリングシャフト10にトルクを付加する反力アクチュエータ18が設けられる。反力アクチュエータ18は、ステアリングシャフト10と一体となる出力シャフトを有するブラシレスモータ等の電動モータにより構成される。   In addition, a reaction force actuator 18 that adds torque to the steering shaft 10 is provided in order to apply a steering reaction force required to steer the steering wheel 1. The reaction force actuator 18 is configured by an electric motor such as a brushless motor having an output shaft integrated with the steering shaft 10.

制御装置12は、検出された回転角度と検出された車速に応じて目標反力トルクを演算し、演算された目標反力トルクを反力アクチュエータ18が発生するように、駆動回路16を介して反力アクチュエータ18を駆動する。目標反力トルクと回転角度と車速の関係は、例えば、ステアリングホイール1とステアリングギヤ3とが機械的に連結されていた場合に作用する路面からの操舵抵抗トルクと操舵角と車速との関係に基づいて求める。また、車速以外の走行状態、例えば横加速度等を検出するセンサを設け、その検出値に応じて目標反力トルクを変化させるようにしてもよい。   The control device 12 calculates a target reaction force torque according to the detected rotation angle and the detected vehicle speed, and via the drive circuit 16 so that the calculated target reaction force torque is generated by the reaction force actuator 18. The reaction force actuator 18 is driven. The relationship between the target reaction torque, the rotation angle, and the vehicle speed is, for example, the relationship between the steering resistance torque from the road surface, the steering angle, and the vehicle speed that acts when the steering wheel 1 and the steering gear 3 are mechanically connected. Ask based. Further, a sensor that detects a running state other than the vehicle speed, such as lateral acceleration, may be provided, and the target reaction force torque may be changed according to the detected value.

ステアリングシャフト10により伝達される反力トルクを検出するトルクセンサ17が設けられ、検出された反力トルク値が制御装置12に送られる。制御装置12は、検知された反力トルクに操舵用アクチュエータ2の発生操舵力が対応するように、操舵用アクチュエータ2の駆動電流を制御する。すなわち、運転者が作用させる操作力に対応する反力トルクが大きくなれば操舵用アクチュエータ2の発生操舵力を大きくし、その反力トルクが小さくなれば操舵用アクチュエータ2の発生操舵力を小さくする。このようにすることで、運転者が操作力を作用させていない状態では操舵用アクチュエータ2は駆動されず、車輪4はセルフアライニングトルクにより直進状態に復帰する。操舵用アクチュエータ2と反力アクチュエータ18の制御系は公知のものを用いればよく、回転操作部材の操作に応じて操舵用アクチュエータ2を駆動することさえできれば特に限定されるものではない。   A torque sensor 17 that detects the reaction force torque transmitted by the steering shaft 10 is provided, and the detected reaction force torque value is sent to the control device 12. The control device 12 controls the drive current of the steering actuator 2 so that the generated steering force of the steering actuator 2 corresponds to the detected reaction force torque. That is, if the reaction torque corresponding to the operating force applied by the driver increases, the generated steering force of the steering actuator 2 is increased, and if the reaction torque decreases, the generated steering force of the steering actuator 2 is decreased. . By doing so, the steering actuator 2 is not driven in a state where the driver does not apply the operating force, and the wheel 4 returns to the straight traveling state by the self-aligning torque. The control system for the steering actuator 2 and the reaction force actuator 18 may be a known control system, and is not particularly limited as long as the steering actuator 2 can be driven according to the operation of the rotary operation member.

ステアリングシャフト10の回転角センサ11として、従来はポテンショメータなどのアナログ出力センサを用いている。しかし、制御装置12での演算に用いることを考慮すれば、デジタル出力センサを用いるほうが、アナログデジタル変換を行う必要がなくなる。   Conventionally, an analog output sensor such as a potentiometer is used as the rotation angle sensor 11 of the steering shaft 10. However, in consideration of the use in calculation by the control device 12, it is not necessary to perform analog-digital conversion by using a digital output sensor.

ただし、エンジンを切って再起動させた場合、または電気的な障害が生じた場合にも安全に操舵操作を行うことができるよう、アナログ出力センサとデジタル出力センサとを併用するのが一般的である。以下、ステアリングシャフト10の回転角センサ11として、ポテンショメータなどのアナログ出力部としてのアナログ出力センサと、ロータリーエンコーダなどのデジタル出力部としてのデジタル出力センサとを併用する場合について説明する。   However, it is common to use an analog output sensor and a digital output sensor together so that the steering operation can be performed safely even when the engine is turned off and restarted or when an electrical failure occurs. is there. Hereinafter, a case where an analog output sensor as an analog output unit such as a potentiometer and a digital output sensor as a digital output unit such as a rotary encoder are used together as the rotation angle sensor 11 of the steering shaft 10 will be described.

デジタル出力センサを用いる場合、基準信号を必ず検出できるようにすることが必要である。すなわち、電源が一度オフになると、基準信号を再度検出しない限り、変位角度を検出することができないことから、再度電源をオンしたときに確実に基準信号を検出する必要がある。   When using a digital output sensor, it is necessary to ensure that the reference signal can be detected. That is, once the power is turned off, the displacement angle cannot be detected unless the reference signal is detected again. Therefore, it is necessary to reliably detect the reference signal when the power is turned on again.

本実施の形態では、ステアリングシャフト10の中立位置として、実際の操向輪が直進状態になる位置にピン穴を開け、回転角センサ取り付け用の目印とする。回転角センサにも基準信号を検出する位置にマーキングして、取り付け用の目印とする。アナログ出力センサ及びデジタル出力センサの2つを、ステアリングシャフト10に取り付ける。アナログ出力センサとしてはポテンショメータを、デジタル出力センサとしては光学式ロータリーエンコーダを用いる。   In the present embodiment, as a neutral position of the steering shaft 10, a pin hole is formed at a position where the actual steering wheel is in a straight traveling state to serve as a mark for attaching the rotation angle sensor. The rotation angle sensor is also marked at a position where the reference signal is detected to be a mark for attachment. Two of the analog output sensor and the digital output sensor are attached to the steering shaft 10. A potentiometer is used as the analog output sensor, and an optical rotary encoder is used as the digital output sensor.

図2にアナログ出力センサとして用いるポテンショメータの斜視図を示す。図2に示すように、アナログ出力センサの本体部分を収納する筐体27上に、基準信号を検出する位置として、マーキングホール25(マーキング位置)を設けている。   FIG. 2 shows a perspective view of a potentiometer used as an analog output sensor. As shown in FIG. 2, a marking hole 25 (marking position) is provided as a position for detecting a reference signal on a housing 27 that houses a main body portion of the analog output sensor.

図3に光学式ロータリーエンコーダの回転軸に垂直な方向の概要断面図を示す。図3に示すように、中央に同心円のスリット22を有するコードホイール21が回転し、その回転角度を検出部23で検出する。実装時には、スリット22にステアリングシャフト10を差し込んでコードホイール21を固定する。検出部23はステアリングシャフト10を収納するハウジングにネジ等の固定部材を用いて固定する。コードホイール21は、いわゆるZ相のある位置にマーキングスリット24を有する。Z相とは、コードホイール21中に1箇所のみ存在する基準点を意味し、基準信号を検出することができるようマーキングスリット24(基準スリット位置)が設けられる。   FIG. 3 shows a schematic sectional view in a direction perpendicular to the rotation axis of the optical rotary encoder. As shown in FIG. 3, a code wheel 21 having a concentric slit 22 in the center rotates, and the rotation angle is detected by a detection unit 23. At the time of mounting, the steering shaft 10 is inserted into the slit 22 to fix the code wheel 21. The detection unit 23 is fixed to a housing that houses the steering shaft 10 by using a fixing member such as a screw. The code wheel 21 has a marking slit 24 at a position where a so-called Z phase is present. The Z phase means a reference point that exists only in one place in the code wheel 21, and a marking slit 24 (reference slit position) is provided so that a reference signal can be detected.

図4は、光学式ロータリーエンコーダの取り付け状態を示しており、図4(a)はステアリングシャフト10の軸方向から見た平面図を、図4(b)は図4(a)のV−V断面図を、それぞれ示す。図4(a)の斜線部31は、ステアリングシャフト10に設けたピン穴を介して光学式ロータリーエンコーダ本体を取り付けるピンを示す。ピン31の差込方向が、ステアリングシャフトの中立位置を示す。コードホイール21のマーキングスリット24とピン31の方向が一致するよう取り付けても、取り付け工程において取り付け誤差が生じる。   FIG. 4 shows an attached state of the optical rotary encoder, FIG. 4 (a) is a plan view seen from the axial direction of the steering shaft 10, and FIG. 4 (b) is VV in FIG. 4 (a). Cross-sectional views are shown respectively. A shaded portion 31 in FIG. 4A indicates a pin to which the optical rotary encoder main body is attached via a pin hole provided in the steering shaft 10. The insertion direction of the pin 31 indicates the neutral position of the steering shaft. Even if it is attached so that the marking slit 24 of the code wheel 21 and the direction of the pin 31 coincide, an attachment error occurs in the attachment process.

しかし、ステアリングシャフト10の中立位置を示すピン31の差込方向からハウジングの内面に設けられているステアリングシャフト10の回転角度検出用の検出部23までの取り付け誤差角度β、及びステアリングシャフト10の中立位置を示すピン31の差込方向からコードホイール21のマーキングスリット24の位置までの取り付け誤差角度αは、それぞれ10度以下のレベルである。したがって、ハウジングの内面に設けられている検出部23に対するコードホイール21のマーキングスリット24の位置は、(α+β)以下、すなわち中心角20度以下の範囲内に必ず存在する。   However, the mounting error angle β from the insertion direction of the pin 31 indicating the neutral position of the steering shaft 10 to the detection portion 23 for detecting the rotation angle of the steering shaft 10 provided on the inner surface of the housing, and the neutrality of the steering shaft 10 The attachment error angle α from the insertion direction of the pin 31 indicating the position to the position of the marking slit 24 of the code wheel 21 is a level of 10 degrees or less. Therefore, the position of the marking slit 24 of the code wheel 21 with respect to the detection unit 23 provided on the inner surface of the housing always exists within a range of (α + β) or less, that is, a central angle of 20 degrees or less.

図5は、検出部23を設けるハウジングに、周方向に所定の長さを有するネジ止め用開孔部41を設けた基準位置調整機構を示す。図5に示すように、ハウジング43の内面に設けられている検出部23をハウジング43と固定するためにネジ(固定部材)42で仮止めし、コードホイール21のマーキングスリット24を検出できる位置に、検出部23をステアリングシャフト10の周りで回転させる。図6に、検出部23を回転させて検出部23の角度を調整した後の状態を示す。なお、仮止めはネジに限定されるものではなく、検出部23の位置を調整後に固定できるものであれば何でもよい。   FIG. 5 shows a reference position adjusting mechanism in which a screw fixing hole 41 having a predetermined length in the circumferential direction is provided in a housing in which the detection unit 23 is provided. As shown in FIG. 5, the detection portion 23 provided on the inner surface of the housing 43 is temporarily fixed with a screw (fixing member) 42 to fix the detection portion 23 to the housing 43, so that the marking slit 24 of the code wheel 21 can be detected. The detection unit 23 is rotated around the steering shaft 10. FIG. 6 shows a state after the detection unit 23 is rotated and the angle of the detection unit 23 is adjusted. Note that the temporary fixing is not limited to the screw, and may be anything as long as the position of the detection unit 23 can be fixed after adjustment.

図6に示すように、検出部23をハウジング43に固定するためのネジ42が、検出部23の回転に伴ってネジ止め用開孔部41を摺動し、コードホイール21のマーキングスリット24とピン31の方向が一致する位置でネジ止めする。このようにすることで、ステアリングシャフト10の中立位置で、コードホイール21のマーキングスリット24を検出部23で確実に検出することができ、デジタル出力のセンサであっても、ステアリングシャフト10を中立位置にすることで基準信号を確実に検出することができ、より安全な車両用操舵装置を提供することができる。   As shown in FIG. 6, the screw 42 for fixing the detection unit 23 to the housing 43 slides on the screwing opening 41 with the rotation of the detection unit 23, and the marking slit 24 of the code wheel 21. Screw in the position where the direction of the pin 31 matches. In this way, the marking slit 24 of the code wheel 21 can be reliably detected by the detection unit 23 at the neutral position of the steering shaft 10, and the steering shaft 10 can be moved to the neutral position even with a digital output sensor. By doing so, the reference signal can be reliably detected, and a safer vehicle steering apparatus can be provided.

ポテンショメータについても同様の処理を行う。ポテンショメータの基準信号を検出する角度でマーキングし、ステアリングシャフト10のピン穴とポテンショメータの基準信号を検出する角度を示すマーキングホール25の位置とが一致するように、ステアリングシャフト10とポテンショメータとをピンを用いて固定する。   The same process is performed for the potentiometer. Mark the angle at which the potentiometer reference signal is detected, and pin the steering shaft 10 and the potentiometer so that the pin hole of the steering shaft 10 matches the position of the marking hole 25 indicating the angle at which the potentiometer reference signal is detected. Use to fix.

ポテンショメータの場合、ステアリングシャフト10のピン穴の位置、すなわちステアリングシャフトの中立位置とポテンショメータのマーキングホール25との間に取り付け誤差角度が存在しても、アナログ出力であることから、ステアリングシャフト10の回転角度は検出することができる。しかし、デジタル出力式の光学式ロータリーエンコーダの基準信号を検出する角度と合わせるために、ハウジングに、図5と同様、周方向に所定の長さを有するネジ止め用開孔部を設ける。ポテンショメータのマーキングホール25の位置が、光学式ロータリーエンコーダの基準信号を検出する角度を示すコードホイール21のマーキングスリット24の位置と一致するように、ポテンショメータを仮止めしたネジをハウジングのネジ止め用開孔部に沿って摺動させ、光学式ロータリーエンコーダの基準信号を検出する角度を示すコードホイール21のマーキングスリット24の方向と一致する位置でネジ止めする。   In the case of a potentiometer, even if there is an attachment error angle between the pin hole position of the steering shaft 10, that is, the neutral position of the steering shaft and the marking hole 25 of the potentiometer, it is an analog output. The angle can be detected. However, in order to match the angle at which the reference signal of the digital output type optical rotary encoder is detected, a screwing hole having a predetermined length in the circumferential direction is provided in the housing as in FIG. The screw that temporarily fixed the potentiometer is opened so that the position of the marking hole 25 of the potentiometer coincides with the position of the marking slit 24 of the code wheel 21 that indicates the angle at which the reference signal of the optical rotary encoder is detected. It slides along the hole and is screwed at a position that coincides with the direction of the marking slit 24 of the code wheel 21 that indicates the angle at which the reference signal of the optical rotary encoder is detected.

このようにすることで、光学式ロータリーエンコーダの基準信号を検出する位置とポテンショメータのマーキングの位置とを、ステアリングシャフト10の中立位置と一致させることができることから、エンジンを切り、再起動した場合、ステアリングシャフト10が中立位置にある限り基準信号を確実に検出することが可能となる。また、電気的接続が断たれた場合であっても、ポテンショメータの検出値を用いてバックアップすることができ、より安全な車両用操舵装置を提供することが可能となる。   By doing so, the position of detecting the reference signal of the optical rotary encoder and the position of the potentiometer marking can be made to coincide with the neutral position of the steering shaft 10, so when the engine is turned off and restarted, As long as the steering shaft 10 is in the neutral position, the reference signal can be reliably detected. Further, even when the electrical connection is broken, it is possible to back up using the detected value of the potentiometer, and it is possible to provide a safer vehicle steering apparatus.

なお、ハウジング43に設ける周方向に長さを有するネジ止め用開孔部41は、中心角が20度以下の長さを有することが好ましい。回転角センサの基準信号を検出する位置を示すスリットの位置またはマーキングの位置の取り付け誤差角度は、それぞれ中心角が10度以下のレベルであることから、ステアリングシャフト10の中立位置に対するセンサの基準信号を検出する位置を示すマーキングの位置は中心角±10度以下の範囲内に必ず存在するからである。したがって、斯かる長さを有するネジ止め用開孔部をハウジング43に設けることで、回転角センサの基準信号を検出する位置を示すマーキングの位置を確実に一致させ、デジタル出力のセンサを用いる場合であっても、確実に基準信号を検出することができるよう調整することが可能となる。   In addition, it is preferable that the screw opening hole portion 41 having a length in the circumferential direction provided in the housing 43 has a center angle of 20 degrees or less. The attachment error angle of the slit position or the marking position indicating the position where the reference signal of the rotation angle sensor is detected has a center angle of 10 degrees or less, so the sensor reference signal for the neutral position of the steering shaft 10 This is because the marking position indicating the position for detecting inevitably exists within the range of the central angle ± 10 degrees or less. Therefore, by providing a screw opening hole having such a length in the housing 43, the marking position indicating the position for detecting the reference signal of the rotation angle sensor is surely matched, and a digital output sensor is used. Even so, it is possible to adjust so that the reference signal can be reliably detected.

以上のように、本実施の形態によれば、ハウジングの外周部分に、ネジを仮止し、検出部を回転することで、回転角センサの基準信号を検出する角度を示すマーキングの位置をステアリングシャフトの中立位置と確実に一致するよう調整することができ、より安全な車両用操舵装置を提供することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the screw is temporarily fixed to the outer peripheral portion of the housing, and the detection unit is rotated to thereby steer the marking position indicating the angle at which the reference signal of the rotation angle sensor is detected. The vehicle can be adjusted to be surely aligned with the neutral position of the shaft, and a safer vehicle steering apparatus can be provided.

本発明の実施の形態に係る車両用操舵装置の構成図である。It is a lineblock diagram of the steering device for vehicles concerning an embodiment of the invention. ポテンショメータのマーキング位置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the marking position of a potentiometer. 光学式ロータリーエンコーダの回転軸に垂直な方向の概要断面図である。It is a schematic sectional drawing of the direction perpendicular | vertical to the rotating shaft of an optical rotary encoder. 光学式ロータリーエンコーダの取り付け状態を示す図である。It is a figure which shows the attachment state of an optical rotary encoder. 検出部の基準位置調整機構を示す図である。It is a figure which shows the reference position adjustment mechanism of a detection part. 光学式ロータリーエンコーダの位置調整後の状態を示す図である。It is a figure which shows the state after position adjustment of an optical rotary encoder.

符号の説明Explanation of symbols

1 ステアリングホイール(操作部材)
10 ステアリングシャフト
11 回転角センサ
21 コードホイール
22 スリット
23 検出部
24 マーキングスリット(基準スリット位置)
25 マーキングホール(マーキング位置)
31 ピン
41 ネジ止め用開孔部
42 ネジ(固定部材)
43 ハウジング
1 Steering wheel (operation member)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Steering shaft 11 Rotation angle sensor 21 Code wheel 22 Slit 23 Detection part 24 Marking slit (reference slit position)
25 Marking hole (marking position)
31 pin 41 screw fixing hole 42 screw (fixing member)
43 Housing

Claims (2)

車両の操作部材に連結したステアリングシャフトと、
該ステアリングシャフトを回転可能に支持するハウジングと、
前記ステアリングシャフトの回転角度を検出する回転角センサと、
前記操作部材と機械的に連結されていない車輪舵取機構とを備えた車両用操舵装置において、
前記回転角センサは、前記回転角度に対応するデジタル信号を出力するデジタル出力センサと、前記回転角度に対応するアナログ信号を出力するアナログ出力センサとを含み、 前記ハウジングは、該ハウジングの周方向に長い開孔部を、前記回転角センサ固定部材を挿入するために備えており、
前記回転角センサは、該回転角センサの検出部を前記ステアリングシャフトに設けた中立位置を示す目印に合わせるべく、前記開孔部の長さ範囲内で位置調整して固定してあることを特徴とする車両用操舵装置。
A steering shaft coupled to a vehicle operating member;
A housing that rotatably supports the steering shaft;
A rotation angle sensor for detecting a rotation angle of said steering shaft,
In a vehicle steering apparatus comprising a wheel steering mechanism that is not mechanically connected to the operation member,
The rotation angle sensor includes a digital output sensor that outputs a digital signal corresponding to the rotation angle, and an analog output sensor that outputs an analog signal corresponding to the rotation angle , and the housing is arranged in a circumferential direction of the housing. A long opening is provided for inserting the fixing member of the rotation angle sensor ,
The rotation angle sensor is fixed by adjusting the position within the length range of the opening to match the detection portion of the rotation angle sensor with a mark indicating a neutral position provided on the steering shaft. A vehicle steering system.
前記開孔部は、ステアリングシャフトの軸に垂直な断面での前記ハウジングの外周長さの10/360以上20/360以下の長さを有することを特徴とする請求項1記載の車両用操舵装置。 The opening may, for steering vehicle according to claim 1 Symbol mounting and having an 10/360 or 20/360 or less of the length of the outer peripheral length of the housing in cross-section perpendicular to the axis of the steering shaft apparatus.
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