JPH0349787B2 - - Google Patents
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- JPH0349787B2 JPH0349787B2 JP24195984A JP24195984A JPH0349787B2 JP H0349787 B2 JPH0349787 B2 JP H0349787B2 JP 24195984 A JP24195984 A JP 24195984A JP 24195984 A JP24195984 A JP 24195984A JP H0349787 B2 JPH0349787 B2 JP H0349787B2
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- JP
- Japan
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- signal
- torque
- circuit
- output
- electric motor
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- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0409—Electric motor acting on the steering column
- B62D5/0412—Electric motor acting on the steering column the axes of motor and steering column being parallel
- B62D5/0415—Electric motor acting on the steering column the axes of motor and steering column being parallel the axes being coaxial
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/046—Controlling the motor
- B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、自動車等に適する電動式パワーステ
アリング装置に関する。
アリング装置に関する。
(従来の技術)
従来、電動式パワーステアリング装置ではハン
ドルによつて与えられる操舵トルクをトルク検出
器で検出し、トルク検出器の出力信号を基礎に補
助トルクを発生する電動機を制御する。従つて補
助トルクは操舵トルクに対応する如く発生せしめ
られる。
ドルによつて与えられる操舵トルクをトルク検出
器で検出し、トルク検出器の出力信号を基礎に補
助トルクを発生する電動機を制御する。従つて補
助トルクは操舵トルクに対応する如く発生せしめ
られる。
ところで従来ではハンドルの回転速度の速い、
遅いに関係なく操舵トルクに対応した補助トルク
を発生するように構成されていた。
遅いに関係なく操舵トルクに対応した補助トルク
を発生するように構成されていた。
(発明が解決しようとする問題点)
上記構成によればハンドルを急回転したときに
も、操舵トルクに比例した補助トルクが発生しハ
ンドル自体は軽いためハンドルを切り過ぎるおそ
れがある。本発明は斯かる不具合を解消する電動
式パワーステアリング装置を提供するものであ
る。
も、操舵トルクに比例した補助トルクが発生しハ
ンドル自体は軽いためハンドルを切り過ぎるおそ
れがある。本発明は斯かる不具合を解消する電動
式パワーステアリング装置を提供するものであ
る。
(問題点を解決するための手段)
補助トルクを発生する前記電動機の動作を制御
する信号に対して当該電動機に生ずる電機子電圧
信号をフイードバツクさせる如く構成するように
した。
する信号に対して当該電動機に生ずる電機子電圧
信号をフイードバツクさせる如く構成するように
した。
(作用)
上記構成によれば、ハンドルの操作回転が速い
と、電動機の回転数が高くなり、電機子に大きな
逆起電力が生ずる。その結果、電機子電流が抑制
されて電動機の出力トルクが小さくなり、ハンド
ルが重くなる。而してハンドルが切れ過ぎるのを
抑えることができ、ハンドルの操作回転速度に応
じて適切なパワーアシストを行うことができる。
と、電動機の回転数が高くなり、電機子に大きな
逆起電力が生ずる。その結果、電機子電流が抑制
されて電動機の出力トルクが小さくなり、ハンド
ルが重くなる。而してハンドルが切れ過ぎるのを
抑えることができ、ハンドルの操作回転速度に応
じて適切なパワーアシストを行うことができる。
(実施例)
以下に本発明の好適一実施例を添付図面に基づ
いて説明する。
いて説明する。
第1図は本発明に係る電動式パワーステアリン
グ装置に用いられる電磁型倍力装置の第2図中の
−線の断面図、第2図は第1図中の−線
断面図である。
グ装置に用いられる電磁型倍力装置の第2図中の
−線の断面図、第2図は第1図中の−線
断面図である。
第1図において1は入力軸、2は出力軸であ
り、入力軸1、出力軸2は同一軸線上に配設さ
れ、各内端の間はトーシヨンバー3によつて連結
されている。出力軸2は円筒形ケース4の軸線部
に軸受5で回転自在に支持され、入力軸1はケー
ス4の右端面に固設したステアリングコラム6の
内部に軸受7で回転自在に支持される。
り、入力軸1、出力軸2は同一軸線上に配設さ
れ、各内端の間はトーシヨンバー3によつて連結
されている。出力軸2は円筒形ケース4の軸線部
に軸受5で回転自在に支持され、入力軸1はケー
ス4の右端面に固設したステアリングコラム6の
内部に軸受7で回転自在に支持される。
上記入力軸1の外端には自動車用ハンドルたる
ステアリングホイールが設けられ、上記出力軸2
の外端にはスプライン2aが形成されている。こ
のスプライン2aで負荷側の他軸と結合する。
ステアリングホイールが設けられ、上記出力軸2
の外端にはスプライン2aが形成されている。こ
のスプライン2aで負荷側の他軸と結合する。
入力軸1の内端先部は小径部1aとなり、出力
軸2の内端部に形成された拡径孔2b内に挿入さ
れて、軸受8で軸支される一方、更に第2図に示
す如く、入力軸1にアーム1b、出力軸2に突片
2cを形成し、これらを90゜位相をずらせて嵌合
し、円周方向に係止される如く構成する。
軸2の内端部に形成された拡径孔2b内に挿入さ
れて、軸受8で軸支される一方、更に第2図に示
す如く、入力軸1にアーム1b、出力軸2に突片
2cを形成し、これらを90゜位相をずらせて嵌合
し、円周方向に係止される如く構成する。
上記入出力軸間の嵌合部の周囲に差動変圧器に
よつて成るトルク検出器9が設けられる。トルク
検出器9はステアリングコラム6内部に固設され
たコイル部9aと、入出力軸の嵌合部周囲に軸方
向に自在に変位する如く設けられる環体状の可動
鉄心9bとから成る。可動鉄心9bは、アーム1
bに固定されたピン10,10及び突片2c,2
cに固定されたピン11,11と長孔9b−1,
9b−2で係合する。長孔9b−1,9b−2は
位相を90゜ずらせて可動鉄心9bにそれぞれ対称
的位置に穿設され、且つ一方の長孔9b−1は軸
方向に平行に且つ他方の長孔9b−2は軸方向に
傾斜させて形成する。
よつて成るトルク検出器9が設けられる。トルク
検出器9はステアリングコラム6内部に固設され
たコイル部9aと、入出力軸の嵌合部周囲に軸方
向に自在に変位する如く設けられる環体状の可動
鉄心9bとから成る。可動鉄心9bは、アーム1
bに固定されたピン10,10及び突片2c,2
cに固定されたピン11,11と長孔9b−1,
9b−2で係合する。長孔9b−1,9b−2は
位相を90゜ずらせて可動鉄心9bにそれぞれ対称
的位置に穿設され、且つ一方の長孔9b−1は軸
方向に平行に且つ他方の長孔9b−2は軸方向に
傾斜させて形成する。
また可動鉄心9bは第1図中右側に配設された
コイルスプリング12で左方へ弾支されている。
コイルスプリング12で左方へ弾支されている。
上記構成によれば、入力軸1に操舵トルクが加
わると、出力軸2に加わる負荷との関係でトーシ
ヨンバー3に捩れが生じ、入出力軸間に相対的角
度差が生じる。斯かる相対的角度差が生じると、
入力軸1が回転する方向に対応し且つ相対的角度
差に比例して可動鉄心9bが軸方向に変位する。
可動鉄心9bの変位はコイル部9aにて電気信号
に変換され、この電気信号は制御回路13に入力
される。
わると、出力軸2に加わる負荷との関係でトーシ
ヨンバー3に捩れが生じ、入出力軸間に相対的角
度差が生じる。斯かる相対的角度差が生じると、
入力軸1が回転する方向に対応し且つ相対的角度
差に比例して可動鉄心9bが軸方向に変位する。
可動鉄心9bの変位はコイル部9aにて電気信号
に変換され、この電気信号は制御回路13に入力
される。
出力軸2の周囲には、ケース4内面に固設され
た少なくとも2個の磁石14と、出力軸2に対し
軸受15a,15b及び軸受15cで回転自在に
設けられた回転子15とから成る電動機16が配
設される。回転子15は鉄心17と巻線18を備
え、筒軸19に設けられた整流子20に巻線18
の端子を結線している。更に整流子20には内歯
車21に取り付けたブラシホルダ22内の給電用
ブラシ23を圧接している。
た少なくとも2個の磁石14と、出力軸2に対し
軸受15a,15b及び軸受15cで回転自在に
設けられた回転子15とから成る電動機16が配
設される。回転子15は鉄心17と巻線18を備
え、筒軸19に設けられた整流子20に巻線18
の端子を結線している。更に整流子20には内歯
車21に取り付けたブラシホルダ22内の給電用
ブラシ23を圧接している。
ケース4の左側部には、遊星歯車式減速装置2
4を内蔵する。減速装置24は2段の遊星歯車機
構24A,24Bから成り、ネジ25でケース4
に固定した内歯車21を共通とし、太陽歯車2
6,27、遊星歯車28……,29……、キヤリ
ヤ部材30,31で構成される。最終段のキヤリ
ア部材31はボルト32で出力軸2に固定され
る。
4を内蔵する。減速装置24は2段の遊星歯車機
構24A,24Bから成り、ネジ25でケース4
に固定した内歯車21を共通とし、太陽歯車2
6,27、遊星歯車28……,29……、キヤリ
ヤ部材30,31で構成される。最終段のキヤリ
ア部材31はボルト32で出力軸2に固定され
る。
上記によれば、トルク検出器9が所定の検出動
作を行い、制御回路13が信号処理を行つてブラ
シ23に電機子電流が供給されると、電動機16
が動作する。斯くして得られる電動機16の出力
トルクは減速装置24を介して出力軸2に伝達さ
れる。
作を行い、制御回路13が信号処理を行つてブラ
シ23に電機子電流が供給されると、電動機16
が動作する。斯くして得られる電動機16の出力
トルクは減速装置24を介して出力軸2に伝達さ
れる。
次に第3図に基づき上記制御回路13について
説明する。
説明する。
先ずトルク検出回路33について説明する。上
記トルク検出器9のコイル部9aは、発振器34
から交流信号を与えられる1次コイル9a−1
と、可動鉄心9bの変位によつてこれに比例しそ
の交流出力信号が差動的に変化する2次コイル9
a−2,9a−3とから構成される。2次コイル
9a−2,9a−3の出力信号は整流回路35、
ローパスフイルタ36で整流され且つ平滑化され
る。このように直流化された信号Va1,Vb1はい
ずれも減算回路37,38に入力される。減算回
路37ではVa2=Va1−Vb1(ただし、Va1<Vb1の
ときにはVa2≒0)が演算され、減算回路38で
はVb2=Vb1−Va1(ただし、Vb1<Va1のときには
Vb2≒0)が演算される。
記トルク検出器9のコイル部9aは、発振器34
から交流信号を与えられる1次コイル9a−1
と、可動鉄心9bの変位によつてこれに比例しそ
の交流出力信号が差動的に変化する2次コイル9
a−2,9a−3とから構成される。2次コイル
9a−2,9a−3の出力信号は整流回路35、
ローパスフイルタ36で整流され且つ平滑化され
る。このように直流化された信号Va1,Vb1はい
ずれも減算回路37,38に入力される。減算回
路37ではVa2=Va1−Vb1(ただし、Va1<Vb1の
ときにはVa2≒0)が演算され、減算回路38で
はVb2=Vb1−Va1(ただし、Vb1<Va1のときには
Vb2≒0)が演算される。
減算回路37の出力信号Vb2は比較回路39及
びOR回路40に入力され、一方減算回路38の
出力信号Vb2は比較回路41及びOR回路40に
入力される。OR回路40は信号Va2,Vb2で合成
される入力軸1に加わるトルクに比例した信号
VTを出力し、信号Va2は例えば右回りの操舵トル
クに比例した信号、信号Vb2は例えば左回りの操
舵トルクに比例した信号となる。また比較回路3
9,41は信号Va2,Vb2が設定値以上になると
“1”、それ以下であると“0”となるデイジタル
信号VR,VLを出力する。これによつて信号VRが
“1”になると入力軸1は右回りし、信号VLが
“1”になると入力軸1は左回りしたものと判別
することができる。
びOR回路40に入力され、一方減算回路38の
出力信号Vb2は比較回路41及びOR回路40に
入力される。OR回路40は信号Va2,Vb2で合成
される入力軸1に加わるトルクに比例した信号
VTを出力し、信号Va2は例えば右回りの操舵トル
クに比例した信号、信号Vb2は例えば左回りの操
舵トルクに比例した信号となる。また比較回路3
9,41は信号Va2,Vb2が設定値以上になると
“1”、それ以下であると“0”となるデイジタル
信号VR,VLを出力する。これによつて信号VRが
“1”になると入力軸1は右回りし、信号VLが
“1”になると入力軸1は左回りしたものと判別
することができる。
42は電動機駆動回路である。内部にNPN型
トランジスタ43,44,45,46から成るブ
リツジ回路47を有し、端子47aは電源+Vの
陽極に接続され、端子47bは接地される。中間
の端子47c,47dは出力端子を成し、この端
子間に前記電動機16を接続する。各トランジス
タ43〜46のベースはトランジスタ選択回路4
8の各出力端子に接続され、トランジスタ43〜
46のオン・オフ動作はトランジスタ選択回路4
8の出力信号によつて制御される。
トランジスタ43,44,45,46から成るブ
リツジ回路47を有し、端子47aは電源+Vの
陽極に接続され、端子47bは接地される。中間
の端子47c,47dは出力端子を成し、この端
子間に前記電動機16を接続する。各トランジス
タ43〜46のベースはトランジスタ選択回路4
8の各出力端子に接続され、トランジスタ43〜
46のオン・オフ動作はトランジスタ選択回路4
8の出力信号によつて制御される。
上記OR回路40の出力信号VTは差動増幅器4
9の端子に入力される。一方差動増幅器49の
端子には、電動機16の各端子の電圧を取り出
し、並設された減算回路50,51及びOR回路
52によつて電動機16の端子間電圧(電機子電
圧)を求め、これをローパスフイルタ53で平滑
化し、電圧信号VKとしてフイードバツクして入
力させている。差動増幅器49は信号VTとフイ
ードバツクされた信号VKとの差をとり、これを
増幅して得た出力信号V′Tを比較回路54の端
子に入力する。比較回路54では三角波発生回路
55から端子に入力される三角波と上記信号
V′Tとの大小関係が比較される。比較回路54の
出力信号VPは信号V′Tが三角波よりも大きいとき
に“1”レベルとなる、パルス幅が信号V′Tの電
圧値に比例するパルス信号である。比較回路54
の出力信号VPはトランジスタ選択回路48に供
給される。
9の端子に入力される。一方差動増幅器49の
端子には、電動機16の各端子の電圧を取り出
し、並設された減算回路50,51及びOR回路
52によつて電動機16の端子間電圧(電機子電
圧)を求め、これをローパスフイルタ53で平滑
化し、電圧信号VKとしてフイードバツクして入
力させている。差動増幅器49は信号VTとフイ
ードバツクされた信号VKとの差をとり、これを
増幅して得た出力信号V′Tを比較回路54の端
子に入力する。比較回路54では三角波発生回路
55から端子に入力される三角波と上記信号
V′Tとの大小関係が比較される。比較回路54の
出力信号VPは信号V′Tが三角波よりも大きいとき
に“1”レベルとなる、パルス幅が信号V′Tの電
圧値に比例するパルス信号である。比較回路54
の出力信号VPはトランジスタ選択回路48に供
給される。
また比較回路39,41の出力信号VR,VLは
直接にトランジスタ選択回路48に入力される。
直接にトランジスタ選択回路48に入力される。
以上において、入力軸1に右方向の操舵トルク
が加わると入出力軸間に相対的角度差が生じ、ト
ルク検出器9、トルク検出回路33によつて信号
VRが“1”となり、信号VTが相対的角度差に比
例した電圧値となる。信号VTは差動増幅器49
で増幅された後比較回路54によつて対応した所
要のパルス幅を有するパルス信号VPに変換され
る。そしてトランジスタ選択回路48を介して、
信号VRによつて選択されたトランジスタ43,
46のベースに対してパルス信号VPが与えられ、
斯くてトランジスタ43,46はパルス駆動され
る。この結果、電動機16にはパルス信号VPに
よつて制御される右回路のための電機子電流が供
給され、この電機子電流の電流量はパルス信号
VPのパルス幅に比例する。従つて電動機16が
出力するトルクは基本的に入力軸1に加わる操舵
トルクに比例し、こうして生じた電動機16によ
る補助トルクは前記減速装置24を介し出力軸2
に与えられる。
が加わると入出力軸間に相対的角度差が生じ、ト
ルク検出器9、トルク検出回路33によつて信号
VRが“1”となり、信号VTが相対的角度差に比
例した電圧値となる。信号VTは差動増幅器49
で増幅された後比較回路54によつて対応した所
要のパルス幅を有するパルス信号VPに変換され
る。そしてトランジスタ選択回路48を介して、
信号VRによつて選択されたトランジスタ43,
46のベースに対してパルス信号VPが与えられ、
斯くてトランジスタ43,46はパルス駆動され
る。この結果、電動機16にはパルス信号VPに
よつて制御される右回路のための電機子電流が供
給され、この電機子電流の電流量はパルス信号
VPのパルス幅に比例する。従つて電動機16が
出力するトルクは基本的に入力軸1に加わる操舵
トルクに比例し、こうして生じた電動機16によ
る補助トルクは前記減速装置24を介し出力軸2
に与えられる。
また電機子電流が電動機16に与えられ電動機
16が回転すると、端子47c−47d間に電機
子電圧が誘起される。この電機子電圧は、減算回
路50,51、OR回路52、ローパスフイルタ
53を介して平滑された状態で取り出され、差動
増幅器49の端子に入力される。差動増幅器4
9の出力信号V′Tは、入力信号VT,VKの差を増幅
した信号であり、この差信号に基づいてブリツジ
回路47のトランジスタのオン・オフ動作が制御
され、延いては電動機16の出力トルクが制御さ
れる。
16が回転すると、端子47c−47d間に電機
子電圧が誘起される。この電機子電圧は、減算回
路50,51、OR回路52、ローパスフイルタ
53を介して平滑された状態で取り出され、差動
増幅器49の端子に入力される。差動増幅器4
9の出力信号V′Tは、入力信号VT,VKの差を増幅
した信号であり、この差信号に基づいてブリツジ
回路47のトランジスタのオン・オフ動作が制御
され、延いては電動機16の出力トルクが制御さ
れる。
上記において、電機子電圧は電動機16の回転
数に比例した誘導電圧を含んでいるので、電動機
16の回転数が高くなると電機子電圧は高くな
る。電機子電圧が高くなると差動増幅器49の出
力信号は小さくなるため、電動機16に供給され
る電機子電流が少なくなる。このような作用によ
れば、ステアリングホイールを速く回転すると、
これに伴つて電動機16の回転数も高くなるた
め、反対に電機子電流が少なくなつて電動機の出
力トルクが小さくなる。故にステアリングホイー
ルを速く回転すると、電動機16の出力するトル
クは小さく、ステアリングホイールは重たくな
る。ステアリングホイールをゆつくりと回転させ
るときには、電動機16における誘導電圧は小さ
いので、電動機16による補助トルクも十分に得
られる。
数に比例した誘導電圧を含んでいるので、電動機
16の回転数が高くなると電機子電圧は高くな
る。電機子電圧が高くなると差動増幅器49の出
力信号は小さくなるため、電動機16に供給され
る電機子電流が少なくなる。このような作用によ
れば、ステアリングホイールを速く回転すると、
これに伴つて電動機16の回転数も高くなるた
め、反対に電機子電流が少なくなつて電動機の出
力トルクが小さくなる。故にステアリングホイー
ルを速く回転すると、電動機16の出力するトル
クは小さく、ステアリングホイールは重たくな
る。ステアリングホイールをゆつくりと回転させ
るときには、電動機16における誘導電圧は小さ
いので、電動機16による補助トルクも十分に得
られる。
また入力軸1に左方向の操舵トルクが加わる
と、信号VL及び信号VTによつてトランジスタ4
4,45のオン・オフ動作が制御され、前記と同
様な作用が生じる。
と、信号VL及び信号VTによつてトランジスタ4
4,45のオン・オフ動作が制御され、前記と同
様な作用が生じる。
(発明の効果)
以上の説明で明らかなように本発明によれば、
電動式パワーステアリング装置において電動機を
制御する操舵トルクに係る信号に対して電機子電
圧信号をフイードバツクする如く構成したため、
ハンドルを速く回すと電動機の出力する補助トル
クが抑制されてハンドルが重くなり、ハンドルの
切り過ぎを防止することができる。
電動式パワーステアリング装置において電動機を
制御する操舵トルクに係る信号に対して電機子電
圧信号をフイードバツクする如く構成したため、
ハンドルを速く回すと電動機の出力する補助トル
クが抑制されてハンドルが重くなり、ハンドルの
切り過ぎを防止することができる。
第1図は本発明に係る電磁型倍力装置の第2図
−線断面図及び制御回路を加えた構成図、第
2図は第1図中の−線断面図及び可動鉄心の
側面及び平面図、第3図は制御回路の詳細回路図
である。 図面中、1は入力軸、2は出力軸、3はトーシ
ヨンバー、4はケース、6はステアリングコラ
ム、9はトルク検出器、13は制御回路、15は
回転子、16は電動機、24は減速装置、33は
トルク検出回路、42は電動機駆動回路である。
−線断面図及び制御回路を加えた構成図、第
2図は第1図中の−線断面図及び可動鉄心の
側面及び平面図、第3図は制御回路の詳細回路図
である。 図面中、1は入力軸、2は出力軸、3はトーシ
ヨンバー、4はケース、6はステアリングコラ
ム、9はトルク検出器、13は制御回路、15は
回転子、16は電動機、24は減速装置、33は
トルク検出回路、42は電動機駆動回路である。
Claims (1)
- 1 操舵トルクを検出し、該操舵トルクに対応し
た補助トルクを発生する電動機を備えた電動式パ
ワーステアリング装置において、上記電動機の動
作を制御する信号に電動機の電機子電圧信号をフ
イードバツクさせて電動機制御を行うように構成
したことを特徴とする電動式パワーステアリング
装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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