JPH04146873A - Motor-driven power handle device - Google Patents

Motor-driven power handle device

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Publication number
JPH04146873A
JPH04146873A JP2268386A JP26838690A JPH04146873A JP H04146873 A JPH04146873 A JP H04146873A JP 2268386 A JP2268386 A JP 2268386A JP 26838690 A JP26838690 A JP 26838690A JP H04146873 A JPH04146873 A JP H04146873A
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JP
Japan
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gear
torque
handle
ring gear
driven
Prior art date
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JP2268386A
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Japanese (ja)
Inventor
Itsuki Ban
伴 五紀
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Secoh Giken Co Ltd
Original Assignee
Secoh Giken Co Ltd
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Publication date
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  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

PURPOSE:To nullify a load on a handle to facilitate operation of a car with the same sense as ordinary steering sense by releasing a locking action carried out by means of the lever of a ring gear when a mechanism including an electric motor has been locked. CONSTITUTION:A herical gear 12a is rotated through a torsion bar 4c and a cylinder 12 by operating a handle shaft 4a to move a herical rack gear 13 right and left for driving a steering mechanism B-1, B-2. A gear 17 is fixed to the upper end of the cylinder 12, and meshes with a gear 22 to which the torque of an electric motor M is transmitted through a planetary gears H. Recesses 3a, 3b, etc., are externally provided on the circumferential face outside a ring gear 3 in the planetary gears H, and a lever 47 driven by an electromagnetic plunger G has been disengaged, and the plunger G is excited by turning on a transistor 23 through the output of an operation amplifier 12c during low speed operation quickly press the lever 47 against the recess 3a, etc.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 小型自動車の電動パワハンドルとして利用される。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] Used as an electric power handle for small cars.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

小型自動車用の電動パワハンドルは、すでにい(つかの
技術が実用化されている。
Some technology has already been put into practical use for electric power steering wheels for small cars.

〔本発明が解決しようとしている課題〕第1の課題 直流電動機を減速歯車を使用して、大きい駆動トルクを
得て、このトルクにより、手動ハント°ルの駆動トルク
を軽減しているので、電動機が事故により停止したとき
に、手動ハンドルの操作が不可能となる。減速歯車が増
速歯車となり、駆動される直流電動機はマグネツトを使
用しているので、コギングトルクがあり、手動ハンドル
の駆動に著しく大きいトルクが必要となるからである。
[Problems to be solved by the present invention] First problem: A reduction gear is used in the DC motor to obtain a large drive torque, and this torque reduces the drive torque of the manual handle. When the machine stops due to an accident, the manual handle becomes impossible to operate. This is because the reduction gear becomes a speed increase gear and the driven DC motor uses a magnet, so there is cogging torque, and a significantly large torque is required to drive the manual handle.

ハンドルがロックし若しくは操作が困難となることは重
大な事故に直結するので、これを解決することが必要な
課題となる。
If the steering wheel locks or becomes difficult to operate, it will directly lead to a serious accident, so it is necessary to solve this problem.

第2の課題 運転の安全性の為には、従来のステアンリングの機構を
できる限り変更しないことが必要となる。
Second Problem: For driving safety, it is necessary to make as few changes to the conventional steering wheel ring mechanism as possible.

第3の課題 小型自動車に使用されるので、小型、軽量、廉価に製作
できる必要がある。
Third problem: Since it is used in small cars, it must be small, lightweight, and inexpensive to manufacture.

第ダの課題 小型で出力トルクの犬きν・電動機を利用することが必
要となる。又電動機の通電が停止されたときに、コギン
グトルクが発生し、ハンドル操作に〔課題を解決する為
の手段〕 第1の手段 自動車のパワステアリング装置において、手動ハンドル
の正逆転方向及び印加トルクを検出して、それぞれ対応
する正逆転電気信号及び印加トルクに比例する電気信号
を発生するノ・ンドル検出装置と、手動ハンドルにより
駆動される回転軸の端部に固定されたヘリカルギアと、
該ヘリカルギアと噛合して往復駆動されるヘリカルラッ
クギアと、該ヘリカルラックギアの両端部によりそれぞ
れ駆動されて操舵される車輪と、直流電動機の出力回転
軸によりサンギアが駆動される遊星歯車装置と、該遊星
歯車装置のスターギアの出力回転軸により減速歯車を介
して駆動される前記したヘリカルラックギアと、該遊星
歯車装置のリングギアの外側の円形回転面に設けた半円
状の凹部と、該凹部と嵌合してリングギアの回転を抑止
し、スターギアに設定値以上のトルクが印加されると、
該凹部より離脱してリングギアを回動自在$保持するよ
うi合端部を有する回動し・々−装置と、通電すること
により該嵌合端部をリングギアの凹部に弾撥押圧せしめ
、通電を断つことにより該凹部より嵌合端部を離間して
保持する電磁装置と、設定された低速度の自動車の運転
時には電磁装置の通電を行ない、設定された低速度を越
えた運転時には電磁装置の通電を断つ通電制御回路と、
前記したスターギアに設定値以上のトルクが手動ハンド
ルの駆動により印加されて、回動レノマー装置の嵌合端
部がリングギアの凹部より離脱せしめられたときに、離
脱動作により作動する電気スイッチの開閉により、前記
した直流電動機と電磁装置の通電を停止して保持するサ
ーキットブレーカ装置と、前記したハンドルトルク検出
装置の出力電気信号により、直流電動機の通電制御を行
なって、手動ノ・ンドルの正逆転時における所要トルク
を所定値に保持するサーゼ回路とより構成されたもので
ある。
The second problem is that it is necessary to use a small electric motor with a high output torque. In addition, when the electric motor is de-energized, cogging torque is generated and the steering wheel operation is affected by the cogging torque. a helical gear fixed to an end of a rotating shaft driven by a manual handle;
a helical rack gear that meshes with the helical gear and is driven back and forth; wheels that are driven and steered by both ends of the helical rack gear; a planetary gear device that drives a sun gear by an output rotating shaft of a DC motor; The aforementioned helical rack gear driven by the output rotating shaft of the star gear of the planetary gear device via the reduction gear; a semicircular recess provided in the outer circular rotating surface of the ring gear of the planetary gear device; and the recess. When a torque exceeding the set value is applied to the star gear, the rotation of the ring gear is inhibited.
A rotating device having a mating end so as to detach from the recess and rotatably hold the ring gear, and the mating end being elastically pressed against the recess of the ring gear by energization. , an electromagnetic device that holds the mating end apart from the recess by cutting off the current, and an electromagnetic device that is energized when the vehicle is driven at a set low speed, and when the vehicle is driven beyond the set low speed. an energization control circuit that cuts off energization of the electromagnetic device;
When a torque exceeding a set value is applied to the star gear described above by driving the manual handle, and the fitting end of the rotary lenomer device is disengaged from the recess of the ring gear, an electric switch is activated by the disengagement operation. The circuit breaker device, which stops and maintains the energization of the DC motor and electromagnetic device by opening and closing, and the output electric signal of the above-mentioned handle torque detection device control the energization of the DC motor, and correct the manual knob. It is composed of a surge circuit that maintains the required torque at a predetermined value during reverse rotation.

第一の手段 自動車のパワステアリング装置において、手動ハンドル
の正逆転方向及び印加トルクを検出して、それぞれ対応
する正逆転電気信号及び印加トルクに比例する電気信号
を発生するノ・ンドルトルク検出装置と、手動ハンドル
により駆動される回転軸の端部に固定されたヘリカルギ
アと、該ヘリカルギアと噛合して往復駆動されるヘリカ
ルラックギアと、該ヘリカルラックギアの両端部により
それぞれ駆動されて操舵される車輪と、直流電動機の出
力回転軸によりサンギアが駆動される遊星歯車装置と、
該遊星歯車装置のスターギアの出力回転軸により減速歯
車を介して駆動される前記したヘリカルラックギアと、
該遊星歯車装置のリングギアの外側の円形回転面に設け
た半円状の凹部と、該凹部と嵌合してリングギアの回転
を抑止し、スするよう一一合端部を有する回動レノマー
装置と、該嵌合端部をリングギアの凹部に押圧するよう
に回動レバー装置に設けた弾撥部材と、前記したスター
ギアに設定値以上のトルクが手動ノ・ンドルの駆動によ
り印加されて、回動し、S−装置の嵌合端部がリングギ
アの凹部より離脱せしめられたときに、その状態を保持
する機械的鎖錠装置と、前記したリングギアの外側の凹
部に前記した嵌合端部が嵌合せしめられた状態において
、スターギアの回転によるリングギアの正逆方向の回転
トルクに対応してそれぞれ第1.第一の電気信号が得ら
れるリングギアトルク検出装置と、前記したハンドルト
ルク検出装置の出力電気信号により、直流電動機の通電
制御を行なって、手動ハンドルの正逆転時における所要
トルクを所定値に保持するサーダ回路と、戻りハンドル
の場合即ち前記したハンドルトルク検出装置の出力電気
信号が消滅したときのみに、リングギアトルク検出装置
より得られる第1.第一の電気信号により、前記したヘ
リカルギアの回転軸を所定のトルクで、戻りハンドルの
方向にハンドルが駆動されるように直流電動機の通電制
御を行なう戻りハンドルサーゼ回路とより構成されたも
のである。
First Means: In a power steering device for an automobile, a steering torque detection device detects the forward/reverse direction of a manual handle and the applied torque, and generates a corresponding forward/reverse electric signal and an electric signal proportional to the applied torque, respectively; A helical gear fixed to an end of a rotating shaft driven by a manual handle, a helical rack gear meshed with the helical gear and driven back and forth, and wheels driven and steered by both ends of the helical rack gear, respectively. , a planetary gear device in which a sun gear is driven by an output rotating shaft of a DC motor;
the above-described helical rack gear driven by the output rotating shaft of the star gear of the planetary gear device via a reduction gear;
A semicircular recess provided in the outer circular rotating surface of the ring gear of the planetary gear device, and a rotating end portion that fits into the recess to inhibit rotation of the ring gear. Torque greater than a set value is applied to the Renomer device, the resilient member provided on the rotary lever device so as to press the fitting end into the recess of the ring gear, and the aforementioned star gear by driving the manual knob. and a mechanical locking device that maintains this state when the fitting end of the S-device is rotated and removed from the recess of the ring gear, and In a state in which the fitted end portions are fitted together, the first and second ends are rotated in response to the forward and reverse rotational torque of the ring gear caused by the rotation of the star gear. The ring gear torque detection device from which the first electric signal is obtained and the output electric signal of the above-mentioned handle torque detection device control the energization of the DC motor to maintain the required torque at a predetermined value when the manual handle is rotated in the forward and reverse directions. and the first. It is comprised of a return handle surge circuit that controls the energization of the DC motor so that the rotating shaft of the helical gear is driven in the direction of the return handle by a first electric signal with a predetermined torque. .

更に又駆動源となる直流電動機の代りに、リラクタンス
型の電動機を使用する手段がある。
Furthermore, there is a method of using a reluctance type motor instead of a DC motor as a driving source.

〔作用〕[Effect]

電動機を含む機構が、ロックしたときには、第3図の実
施例につき後述するように、リングギア3のし/々−1
I?による鎖錠が解除されるので、ノ・ンドルの負荷が
消滅して、従来のステアリングと同じ感覚の運転となる
When the mechanism including the electric motor is locked, as will be described later with respect to the embodiment of FIG.
I? Since the lock is released, the load on the steering wheel disappears and driving feels the same as a conventional steering wheel.

従って、ハンドル操作の異常による事故の発生を防止す
べき、第1の課題が解決される作用がある。
Therefore, the first problem of preventing accidents due to abnormal steering wheel operation is solved.

又同時に、電動機と電磁装置Gの通電が、サーキットブ
レーカにより停止されるので、これ等の焼損事故も防止
される作用がある。
At the same time, the circuit breaker stops energization of the electric motor and the electromagnetic device G, thereby preventing burnout accidents.

第1図に示されるように、従来のステアリングの構成の
要部を変更していないので、第2の課題を解決する作用
がある。
As shown in FIG. 1, since the main parts of the conventional steering configuration are not changed, there is an effect of solving the second problem.

又小型、軽量、廉価に製作できるので、第3の課題も解
決される。リラクタンス型の電動機を駆動源として使用
すると、小型で大きい出力トルクがあり、通電の停止時
においてもゴギングトルクが発生しない。
Moreover, since it can be manufactured in a small size, lightweight, and inexpensively, the third problem is also solved. When a reluctance type electric motor is used as a drive source, it is small and has a large output torque, and no gogging torque is generated even when the power is stopped.

従って第qの課題を解決する作用がある。Therefore, it has the effect of solving the qth problem.

第70図につき後述するように、レバー5gの上下の移
動により、圧力センサ59a、5qbを介して、トルク
検出信号が得られる。
As will be described later with reference to FIG. 70, by moving the lever 5g up and down, a torque detection signal is obtained via the pressure sensors 59a and 5qb.

トルク検出信号により、電動機の正逆転及びトルク制御
を行なうサーボ回路により、スターギア即ち手動ハンド
ルを所要のトルクで左右の回転を行なうことができる。
Based on the torque detection signal, a servo circuit that performs forward and reverse rotation of the electric motor and torque control allows the star gear, that is, the manual handle, to be rotated left and right with a required torque.

カーブを曲って走行した後の戻りハンドルの回転トルク
を制御して、上述した左右の回転を行なっている。
The rotational torque of the return handle after traveling around a curve is controlled to perform the above-mentioned left and right rotation.

従って、戻りハンドルの操作を従来と同様な感覚で行な
うことができる作用がある。
Therefore, there is an effect that the return handle can be operated with the same feeling as before.

〔実施例〕〔Example〕

次に、第1図以下につき本発明による実施例の詳細を説
明する。各図面中の同一記号のものは同一部材なので、
重複した説明は省略する。
Next, details of an embodiment according to the present invention will be explained with reference to FIG. 1 and subsequent figures. Items with the same symbol in each drawing are the same parts, so
Duplicate explanations will be omitted.

第1図は、本発明装置の要部を示すものである・第1図
において、手動ハンドル(操舵用)tIのハンドル軸ダ
aにより、回転軸を兼ねるトーション・”−11cが駆
動回動される。
Fig. 1 shows the main parts of the device of the present invention. In Fig. 1, the torsion ``-11c, which also serves as the rotation axis, is driven and rotated by the handle shaft a of the manual handle (for steering) tI. Ru.

点線ダbは、ユニバーサルジヨイントを含むトルク伝達
装置で周知の手段が採用されている。
The dotted line b indicates a well-known means used in a torque transmission device including a universal joint.

上記した機構の回転軸の軸受も省略して図示していない
The bearing of the rotating shaft of the above-described mechanism is also omitted and not shown.

回転する円筒12は回転軸も兼ねている。その下端底面
には、トーションノz−1Icの下端及び回転軸/2b
が固着される。
The rotating cylinder 12 also serves as a rotation axis. The lower end of the torsion no. z-1Ic and the rotating shaft /2b
is fixed.

回転軸/L2bは、図示しない軸受に支持され、その下
端には、ヘリカルギア/2aが固定される。
The rotating shaft /L2b is supported by a bearing (not shown), and a helical gear /2a is fixed to the lower end thereof.

ヘリカルギア/Uaは、ヘリカルラックギア13と噛合
し、ギア/、laの正逆転により、ギア/3は、図示し
ない支持体を介して左右に移動する。ギア/3の端部に
は、自在継手/3aが設けられ、点線矢印で示すように
、自動車の車輪を含む周知のステアリング機構B−2を
駆動している。
The helical gear /Ua meshes with the helical rack gear 13, and the forward and reverse rotation of the gears / and la causes the gear /3 to move left and right via a support (not shown). A universal joint /3a is provided at the end of the gear /3, and drives a well-known steering mechanism B-2 including the wheels of an automobile, as shown by the dotted arrow.

ヘリカルラックギア/3の左端も全く同じ構成で、矢印
で示すように車輪を含む周知のステアリング機構B−/
が駆動される。
The left end of helical rack gear /3 has exactly the same configuration, and as shown by the arrow, it is a well-known steering mechanism B-/ including wheels.
is driven.

従って、ヘリカルギア/2aの正逆転により車輪の向き
が正逆方向に変更される構成となっている。
Therefore, the configuration is such that the direction of the wheel is changed between forward and reverse directions by forward and reverse rotation of the helical gear /2a.

円筒/2の上端には、歯車/7が固着される。A gear /7 is fixed to the upper end of the cylinder /2.

レノζ−qdの基部は、トーションノζ−1IcK固定
されている。
The base of Leno ζ-qd is fixed to Torsion No. ζ-1IcK.

歯車/7を上方よりみた平面図が第2図に示されている
。第2図において、トーションノζ−11cにはし・ζ
−ダdの基部が固着され同期回転する。
A plan view of gear/7 seen from above is shown in FIG. In Figure 2, the torsion ζ-11c is
- The base of the da d is fixed and rotates synchronously.

歯車/7の上面には、摺動抵抗Rが貼着され、その両側
にはストッパ2a 、2bが固定される。
A sliding resistance R is attached to the upper surface of the gear/7, and stoppers 2a and 2b are fixed to both sides thereof.

レバー’+dの左右の回転は、ストッパ:la、2bに
当接して設定された角度とされる。
The left and right rotation of the lever '+d is at an angle set by contacting the stoppers: la, 2b.

ハンドル’IK回転トルクを与えない状態では、図示の
ように、レバー4Zdの右端は、抵抗Rの中央部で圧接
されている。
When the handle 'IK rotation torque is not applied, the right end of the lever 4Zd is pressed against the center of the resistor R as shown in the figure.

端子2Cは、摺動子となるし・ζ−Qdより導線により
連結され、端子2d、コeは、抵抗只の両端に導線によ
り連結されている。
The terminal 2C serves as a slider and is connected to ζ-Qd by a conducting wire, and the terminals 2d and 2C are connected to both ends of the resistor by conducting wires.

ハンドルqの回転は、2回転位以上の回転は行なわれな
いので、端子、2c、26,2eの導出導線を長(して
おくことにより問題はない。
Since the handle q is not rotated by more than two rotations, there is no problem by keeping the leading wires of the terminals 2c, 26, and 2e long.

しかし必要あれば摺動接点により、抵抗Rの変化をとり
出すこともできる。
However, if necessary, the change in resistance R can also be detected by means of a sliding contact.

電動機Mは、直流電動機若しくはリラクタンス型の電動
機が使用され、その出力回転軸5には、遊星歯車装置H
のサンギアが固定される。
The electric motor M is a DC motor or a reluctance type electric motor, and its output rotating shaft 5 is equipped with a planetary gear device H.
Sun gear is fixed.

スターギアの出力軸には歯車二が固定され、歯車22と
17は噛合している。
Gear 2 is fixed to the output shaft of the star gear, and gears 22 and 17 are in mesh with each other.

上述した電動機M、遊星歯車装置は自動車のゼデー内部
に設けられている。以降は上記したデデーを本体と呼称
する。
The electric motor M and the planetary gear device described above are provided inside the vehicle. Hereinafter, the above-mentioned data will be referred to as the main body.

遊星歯車装置H及びそれに付加された関連部材の詳細を
第3図につき次に説明する。
Details of the planetary gear set H and associated components added thereto will now be described with reference to FIG.

リングギア3.スターギア、:L2h 、 2.1 b
 、 22c 。
Ring gear 3. Star gear: L2h, 2.1 b
, 22c.

サンギア5aは、遊星歯車装蓋Hを構成している。The sun gear 5a constitutes a planetary gear cover H.

サンギア5aは、電動機Mの出力回転軸Sに固着してい
る。
Sun gear 5a is fixed to output rotation shaft S of electric motor M.

リングギア3の外側は円周面となり、凹部Ja。The outside of the ring gear 3 is a circumferential surface, and has a recess Ja.

3b、・・・が外側に設けられ、図示しない支持体にま
り回動自在に支持されている。
3b, . . . are provided on the outside, and are rotatably supported by a support body (not shown).

本体に植立した支軸lI?dには、し・々−ダ7,2乙
が独立に回動するように支持されている。
The support shaft installed in the main body? d, the rollers 7 and 2 are supported so as to rotate independently.

レノ々−Rと易の間には、矢印c方向にレバー qqを
弾撥するスプリングが掛けられ、レバー2乙ニ植電磁プ
ランジヤGは、トランジスタ23を介して直流電源正負
端子u3a、、23bより通電されている。
A spring is applied between the levers R and I to repel the levers qq in the direction of the arrow c, and the electromagnetic plunger G connected to the lever 2 is connected to the positive and negative terminals u3a, 23b of the DC power supply via the transistor 23. It is energized.

従って作動子477aは、スプリングu6aの弾撥力に
抗して、植立ピン9’7bとレノ々−,26が当接する
ことにより、し・ζ−2乙を反時計方向に回動している
Therefore, the actuator 477a rotates the ζ-2 counterclockwise due to the contact between the planting pin 9'7b and the reno 26 against the elastic force of the spring u6a. There is.

し・々−q7も同方向に回動されるが、嵌合端部q7C
が凹部3aに圧接することにより、ストッパ(植立ビン
) xb bは、レノ!−tI7より離間するので、嵌
合端部Q7cが凹部3aを押圧する力は、矢印C方向の
弾撥力のみとなる。
Q7 is also rotated in the same direction, but the fitting end q7C
By press-contacting the recess 3a, the stopper (planting bottle) -tI7, the force with which the fitting end Q7c presses the recess 3a is only the elastic force in the direction of arrow C.

従って、リングギア3の回転を抑止する制動力を矢印C
方向の弾撥力を調整することにより自由に変更すること
ができる。
Therefore, the braking force that suppresses the rotation of the ring gear 3 is expressed by the arrow C.
It can be freely changed by adjusting the elastic force in the direction.

レノ々−2bの突出部には、電気スイッチ4’4が載置
され、その作動子Qaが、レノζ−q7に押圧されると
閉じるように構成されている。
An electric switch 4'4 is placed on the protrusion of the reno-2b, and its actuator Qa is configured to close when pressed by the reno ζ-q7.

電気スイッチダ6が閉じられると、点線矢印で示す導線
により、サーキットブレーカqgが作動して、電動機M
、電磁プランジャGの供電が停止して保持される。
When the electric switcher 6 is closed, the circuit breaker qg is activated by the conductor indicated by the dotted arrow, and the electric motor M
, the power supply to the electromagnetic plunger G is stopped and maintained.

記号りは、自動車の走行速度が低速のときには出力電気
信号がローレベルとなり、設定された速度(毎時X) 
Km乃至30Km位の間の値)より上昇するとハイレベ
ルに転化する周知の車速検出装置である。端子/9の基
準電圧は、オペアンプ/9cの+端子に入力され、車速
検出装置りの出力は一端子に入力される。
The symbol indicates that when the car is running at low speed, the output electrical signal is low level and the set speed (X/hour)
This is a well-known vehicle speed detection device that changes to a high level when the speed increases from a value between Km to 30 Km. The reference voltage of terminal /9 is inputted to the + terminal of operational amplifier /9c, and the output of the vehicle speed detection device is inputted to one terminal.

従って、低速時には、オペアンプ/2cの出力は正の出
力となり、トランジスタ=3が導通して電磁プランジャ
Gが通電されて図示の状態に保持されている。
Therefore, at low speed, the output of the operational amplifier /2c becomes a positive output, the transistor 3 becomes conductive, the electromagnetic plunger G is energized, and the state shown in the figure is maintained.

設定速度を越えると、オペアンプ/qcの出力はローレ
ベルとなり、トランジスタ、23は不導通に転化する。
When the set speed is exceeded, the output of the operational amplifier/qc becomes low level, and the transistor 23 becomes non-conductive.

従って、スプリング24bの弾撥力により、作動子tI
7aは下方に移動し、レノ々−B 、 4’?は時計方
向に回動して、嵌合端部97Cは凹部3aより離脱し、
リングギア3の自由な回動が行なわれる。
Therefore, due to the elastic force of the spring 24b, the actuator tI
7a moves downward, Reno-B, 4'? rotates clockwise, the fitting end 97C separates from the recess 3a,
The ring gear 3 can freely rotate.

次に低速時即ちリングギア3の回動が抑止されていると
きにおけるハンドル亭の操作時のサーぎ装置の詳細を説
明する。
Next, details of the surging device when operating the handlebar at low speeds, that is, when rotation of the ring gear 3 is inhibited, will be explained.

第4図は、第2図の抵抗Rを含む電気回路である。抵抗
R,/ffa、/gbはブリッジ回路となる。
FIG. 4 is an electrical circuit including the resistor R of FIG. Resistors R, /ffa, /gb serve as a bridge circuit.

第2図のしA−tlaの回転により、摺動子となってい
るレバー1I(iの端部は、抵抗R上を摺動する。
By the rotation of A-tla in FIG. 2, the end of the lever 1I (i), which is a slider, slides on the resistor R.

左ハンドルを切ったときをハンドル亭の正回転とし、こ
のときに摺動子tldは矢印上方に移動し、右ハンドル
を切ったときは逆回転とし、摺動子ダdは矢印と反対の
下方に移動する。
When the left handle is turned, the handle bar rotates in the forward direction, and at this time the slider tld moves upwards with the arrow, and when the right handle is turned, it rotates in the opposite direction, and the slider d moves downwards opposite to the arrow. Move to.

ブリッジ回路は、ハンドル亭に手を触れない印加トルク
がないときに平衡するように調整されている。このとき
には、オペアンプ/?a、/qbの出力はローレベルと
なっている。端子2/a、2/b。
The bridge circuit is calibrated to balance when there is no untouched applied torque on the handle bow. At this time, operational amplifier/? The outputs of a and /qb are at low level. Terminals 2/a, 2/b.

2/cの出力もローレベルとなる。The output of 2/c also becomes low level.

ハンy /l/ qを正回転すると、オペアンプ/9a
の出力が、回転角に比例した正電圧となる。従ってその
出力は端子、2/より得られ、又飽和型の増巾回路1a
を介して端子J/aよりハイレイルの電気信号が得られ
、これは電動機Mの正転モードの指令電気信号となって
いるので正転モーげに転化される。
When y/l/q is rotated in the forward direction, the operational amplifier/9a
The output becomes a positive voltage proportional to the rotation angle. Therefore, the output is obtained from the terminal 2/, and the saturation type amplifier circuit 1a
A high rail electric signal is obtained from the terminal J/a via the terminal J/a, and since this is a command electric signal for the normal rotation mode of the electric motor M, it is converted to the normal rotation mode.

端子コ/の電圧に対応した電機子電流となるように周知
の手段により電機子電流のチョッパ制御が行なわれてい
る。
Chopper control of the armature current is performed by well-known means so that the armature current corresponds to the voltage at the terminal /.

従って、第1図の遊星歯車装置H2歯車二、/7は駆動
され、円筒12を回転するので、第9図の摺動子lld
は矢印と反対の下方に移動する。
Therefore, since the planetary gear device H2 gear 2, /7 in FIG. 1 is driven and rotates the cylinder 12, the slider lld in FIG.
moves downward in the opposite direction of the arrow.

従って、車輪の方向転換の負荷に対応した電機子電流値
で左ハンドルを切ることができ、又このハンドルlの駆
動の為のトルクは小さ(軽いハンドル操作となる。従っ
てハンドルqの所要トルクを設定値に保持するサーヂ装
置となっている。
Therefore, the left steering wheel can be turned with the armature current value corresponding to the load for changing the direction of the wheel, and the torque for driving the steering wheel l is small (light steering operation is required).Therefore, the required torque of the steering wheel q is It is a surge device that maintains the set value.

このときのハンドルqの駆動の為のトルクは、トーショ
ン/”−1cの捩れトルク特性及び第9図の電気回路の
常数により変更できるので最も良好なステアリング感覚
となるようにする必要がある。
The torque for driving the handle q at this time can be changed depending on the torsional torque characteristics of torsion/''-1c and the constants of the electric circuit shown in FIG. 9, so it is necessary to provide the best steering feel.

ハンドルqを逆回転した場合も事情は全(同様で、オペ
アンプ/qbの出力が正電圧となり、飽和増巾回路20
bの端子21bの出力がハイレベルとなるので、電動機
Mは逆転モードに転化され、端子21の出力電圧により
電機子電流が制御される。
The situation is the same when the handle q is rotated in the opposite direction (the output of the operational amplifier/qb becomes a positive voltage, and the saturation amplification circuit 20
Since the output of the terminal 21b of the motor M becomes high level, the motor M is converted to the reverse mode, and the armature current is controlled by the output voltage of the terminal 21.

従って本発明の目的が達成されるものである。The objects of the invention are thus achieved.

自動車の速度が高速となり、設定速度を越えると、前述
したように電磁プランジャGの通電が断たれ、又電磁プ
ランジャGと並列に接続されている電動機Mの通電も断
たれる。
When the speed of the vehicle becomes high and exceeds the set speed, the electromagnetic plunger G is de-energized as described above, and the electric motor M connected in parallel with the electromagnetic plunger G is also de-energized.

従って、第3図のリングギア3が回動自在となり、ハン
ドル負荷は歯車のみとなり、従来のハンドル操作と同じ
感覚で運転できる作用効果がある。
Therefore, the ring gear 3 shown in FIG. 3 is rotatable, and the load on the handle becomes only the gear, so there is an effect that the handle can be operated with the same feeling as the conventional handle operation.

当然であるが、電力消費が小さくなる効果がある。電動
パワハンドル装置は、従来のハンドル装置に付加される
い(つかの部材がある。これ等はすべて故障の原因とな
る。
Naturally, this has the effect of reducing power consumption. The electric power handle device has several parts added to the conventional handle device, all of which can cause malfunctions.

故障の場合に、ハンドルの操作が不能となることが重大
事故となることは明らかである。従ってその対策は必要
不可欠のものとなる。
It is clear that in the event of a failure, the inability to operate the steering wheel will result in a serious accident. Therefore, countermeasures are essential.

かかる事故の原因となる1つは電気回路の故障により電
動機Mが通電が異常となりロックされることである。
One of the causes of such an accident is that the motor M becomes locked due to abnormal power supply due to a failure in the electric circuit.

他の1つは、電磁プランジャGのみが通電されたまま、
若しくはし・々−装置の故障で、し・ζ−q7が凹部よ
り離間しなくなり、ハンドル操作により電動機まで駆動
する場合の事故である。
The other one is to leave only the electromagnetic plunger G energized,
Or, due to a failure of the equipment, the equipment ζ-q7 cannot be separated from the recessed part, and the accident occurs when the electric motor is driven by operating the handle.

上述した故障若しくは類似した故障の場合に運転時の事
故を回避する手段について説明する。
Means for avoiding accidents during driving in the case of the above-mentioned failure or a similar failure will be explained.

上述した場合に、ハンドルを左右に回転して、方向転換
をしようとすると、ハンドルに強い力を加えることは自
然な行動である。
In the case described above, when attempting to change direction by rotating the steering wheel left and right, it is a natural action to apply strong force to the steering wheel.

このときに、第2図のレパーダdは、ストッパ2a若し
くは2bvc当接し、円筒/2.歯車/? 、 21を
回転するので、第3図のリングギア3も回動力を受ける
。この回動力が設定値を越えると、レノζ−447は時
計方向に回転され、嵌合端部ダ7cは凹部3aより脱出
され、このとき同時に電気スイッチダ6の作動子4(A
aが押圧されるので、前述したようングギア3も自由に
回転できる。
At this time, the lepada d in FIG. 2 comes into contact with the stopper 2a or 2bvc, and the cylinder/2. gear/? , 21, the ring gear 3 in FIG. 3 also receives rotational force. When this rotational force exceeds the set value, the reno ζ-447 is rotated clockwise, the fitting end portion 7c is released from the recess 3a, and at the same time, the actuator 4 (A
Since a is pressed, the aforementioned swing gear 3 can also rotate freely.

従って、通常のハンドル操作に復帰するので運転時の事
故の発生が防止される作用効果がある。
Therefore, normal steering operation is restored, which has the effect of preventing accidents during driving.

リングギア3の凹部は9個となっているが、最低1個あ
ればよい。
Although the ring gear 3 has nine recesses, it is sufficient to have at least one recess.

電動機Mは整流子電動機若しくはブラシレス電動機が使
用されるが、この場合に、通電が事故により停止される
と、ハンドル操作により電動機Mを逆に駆動することに
なる。コギングトルクがあるので、ハンドル操作が重(
困難となる。
A commutator motor or a brushless motor is used as the electric motor M, but in this case, if the current supply is stopped due to an accident, the electric motor M will be driven in the opposite direction by operating the handle. Due to cogging torque, steering wheel operation becomes difficult (
It becomes difficult.

電動機のMとして、リラクタンス型の電動機を使用する
と、コギングトルクが無いので、上述した不都合が除去
されるとともに、大きい出力トルクが得られるので、小
型化ができる利点がある。
When a reluctance type electric motor is used as the electric motor M, there is no cogging torque, so the above-mentioned disadvantages are eliminated, and a large output torque can be obtained, so there is an advantage that the size can be reduced.

リラクタンス型の電動機は、実用されるのはコ相若しく
は3相のものとなるが、いづれも同じ原理で駆動される
ので、1つの実施例としてコ相のリラクタンス型電動機
の説明をする。
Reluctance type electric motors are practically used as co-phase or three-phase types, but since they are all driven by the same principle, a co-phase reluctance type electric motor will be explained as an example.

第S図は、本発明に使用されるコ相のリラクタンス型電
動機の回転子の突極と固定電機子の磁極と励磁コイルの
平面図である。以降の角度表示はすべて電気角とする。
FIG. S is a plan view of the salient poles of the rotor, the magnetic poles of the fixed armature, and the excitation coil of the co-phase reluctance type electric motor used in the present invention. All angles shown below are in electrical angles.

第S図において、記号/は回転子で、その突極/a、/
b、・・・の巾は1gO度、それぞれは340度の位相
差で等しいピッチで配設されている、回転子lは、珪素
鋼板を積層した周知の手段により作られている。固定電
機子/乙には、磁極/6a。
In Fig. S, the symbol / is a rotor whose salient poles /a, /
The rotors b, . . . have a width of 1 gO degree and are arranged at equal pitches with a phase difference of 340 degrees.The rotor l is made by a well-known method of laminating silicon steel plates. Fixed armature/B has magnetic pole/6a.

/Al、/Ac、・・・/Ahが、それ等の巾が等しく
、等しい離間角で配設されている。
/Al, /Ac, . . . /Ah have the same width and are arranged at equal angles apart.

回転子lの回転軸が、第1図において記号5で示したも
のとなる。
The rotation axis of the rotor l is indicated by symbol 5 in FIG.

磁極/4a 、 /Ab 、・・・、/A)−1には、
それぞれ励磁コイル/7a 、 /7b 、・・・、/
7hが捲着される。
For magnetic poles /4a, /Ab,..., /A)-1,
Excitation coils /7a, /7b,..., / respectively
7h is wrapped.

電機子/科ま、珪素鋼板を積層する周知の手段により作
られている。第S図のコイルga、ffbは、(3AO
+90)度離間して、突極/ a 、 / b 、 −
の側面に対向している。コイルga、gbは、突極の位
置を検出する位置検知素子となるものである。
The armature/armature is made by known means of laminating silicon steel sheets. The coils ga and ffb in Fig. S are (3AO
+90) degrees apart, salient poles /a, /b, -
facing the side of The coils ga and gb serve as position detection elements that detect the position of the salient pole.

コイルga1gbはSミリメートル径で100ターン位
の空心のものである。
The coil ga1gb is an air-core coil with a diameter of S millimeters and about 100 turns.

第6図(a)に、コイルga、gbより、位置検知信号
を得る為の装置が示されている。第6図(a) におい
て、コイルga、gb、抵抗/4(a 、 /4b 、
 /llc、/4’dはブリッジ回路となっている。記
号7は発振回路で、その出力周波数は/〜Sメガサイク
ル位となっている。
FIG. 6(a) shows a device for obtaining position detection signals from coils ga and gb. In Fig. 6(a), coils ga, gb, resistance /4(a, /4b,
/llc and /4'd are bridge circuits. Symbol 7 is an oscillation circuit whose output frequency is about /~S megacycles.

コイル&a、 gbは空心コイルで、固定電機子側に固
定され、第S図の突極/a、/b、・・・に対向すると
、渦流損失の為に、そのインピーダンスが小さくなり、
抵抗/4(aの電圧降下が大きくなる。
Coils &a and gb are air-core coils fixed to the fixed armature side, and when they face the salient poles /a, /b, etc. in Figure S, their impedance decreases due to eddy current loss,
Resistance/4(a voltage drop increases.

コイルgaが突極に対向すると、ダイオ−)′9a、コ
ンデンサ10aよりなるローパスフィルタにより平滑化
された電気信号が、オペアンプ//bの+端子に入力さ
れる。
When the coil ga faces the salient pole, an electrical signal smoothed by a low-pass filter consisting of a diode 9a and a capacitor 10a is input to the + terminal of the operational amplifier //b.

抵抗/4’bの電圧降下も、ダイオードqb、コンデン
サ10bよりなるローパスフィルタにより直流化された
電気信号がオペアンプ//cの子端子に入力される。コ
イルgrsが、突極に対向しないときに、ブリッジ回路
が平衡するように調整されているので、このときにオペ
アンプ//’bの出力はない。
The voltage drop across resistor /4'b is also converted into a direct current by a low-pass filter consisting of diode qb and capacitor 10b, and an electrical signal is input to the child terminal of operational amplifier //c. Since the bridge circuit is adjusted to be balanced when the coil grs does not face the salient pole, there is no output from the operational amplifier //'b at this time.

コイルgrsが突極に対向すると、オペアンプ//bの
出力は、110度の巾の矩形波の出力となり、この信号
が第3図のタイムチャートで、曲線30a。
When the coil grs faces the salient pole, the output of the operational amplifier //b becomes a rectangular wave with a width of 110 degrees, and this signal is represented by the curve 30a in the time chart of FIG.

501)、・・・とじて示されている。この信号は、端
子15aより出力される。
501), . . . This signal is output from terminal 15a.

反転回路を介する端子isbの出力信号も矩形波でig
O度の巾となり、第3図で曲線5Ja、j、2b。
The output signal of terminal ISB via the inverting circuit is also a square wave.
The width is O degrees, and the curves 5Ja, j, and 2b in Figure 3.

・・・として示されている。尚抵抗/4’dの電圧降下
も、ダイオードとコンデンサよりなるローパスフィルタ
を介して、オペアンプ//b、//cの一端子に入力さ
れている。
It is shown as... Note that the voltage drop across the resistance /4'd is also input to one terminal of the operational amplifiers //b and //c via a low-pass filter consisting of a diode and a capacitor.

コイルgbが突極に対向したときにも同様に、抵抗/ダ
bの電圧降下が平滑直流化されて、オペアンプ//cの
子端子の入力となっているので、オペアンプ//Cのハ
イレベルの端子/Scの出力は、第3図の曲線!/a、
5/b、・・・となり、又反転回路を介する端子/J4
の出力は、曲線!;3e、、!;3b、・・・となる。
Similarly, when the coil gb faces the salient pole, the voltage drop across the resistor/da b is smoothed to direct current and becomes the input to the child terminal of the operational amplifier //c, so the high level of the operational amplifier //C The output of the terminal /Sc is the curve shown in Figure 3! /a,
5/b, . . . and the terminal /J4 via the inverting circuit.
The output is a curve! ;3e,,! ;3b,...

端子/3aの出力と端子15dの出力の重畳する部分を
アンP回路により得ると、第3図の曲線!9a。
When the overlapping portion of the output of terminal /3a and the output of terminal 15d is obtained by the amplifier circuit, the curve shown in Fig. 3 is obtained! 9a.

job、・・・で示す位置検知信号となる。同様な手段
により、端子/jaと/jcの出力及び端子15bと端
子/りC及び端子lSbと/&dの出力より、それぞれ
第3図の曲線s!;a、 A;!rb+−・・及び曲線
j%a+jAb+・・・及び曲線37a、j;7b、・
・・の位置検知信号が得られる。
The position detection signals are shown as job, . . . . By similar means, the curves s! ;a, A;! rb+-... and curve j%a+jAb+... and curve 37a, j; 7b,...
... position detection signals can be obtained.

上述した位置検知信号により、励磁コイルの通電制御が
行なわれるものであるが、詳細については後述する。
The above-mentioned position detection signal is used to control the energization of the excitation coil, and the details will be described later.

第S図を用いて、回転原理を説明する。The principle of rotation will be explained using FIG.

励磁コイル/7b、/7fが通電されると、突極/b、
/gが吸引されて、矢印A方向に回転する。
When the excitation coils /7b, /7f are energized, the salient poles /b,
/g is attracted and rotates in the direction of arrow A.

−I5度回転すると、励磁コイル/7b、/7fの通電
が停止され、励磁コイル/?c、77gが通電されるの
で、突極と磁極によるトルクが発生する。
-I When rotated by 5 degrees, excitation coils /7b and /7f are de-energized, and excitation coil /? c and 77g are energized, so torque is generated by the salient pole and the magnetic pole.

磁極/乙a、/乙b 、/Ac 、/bdはN極、磁極
/6e。
Magnetic poles /Ot a, /Otb, /Ac, /bd are N poles, magnetic poles /6e.

/iff 、 /Ag 、 #、hばS極となる。かか
る極性の磁化は、磁束の洩れによる反トルクを小さ(す
る為である。励磁される磁極の順序は、90度の回転と
ともに、磁極/Ab、/Af、→磁極/Ac、//yg
、→磁極/Ad 、 /Ah 、 −)磁極/6a 、
 /Ae 、−+となり、矢印入方向に回転子/が駆動
されるλ相の電動機となる。
/iff, /Ag, #, h becomes the south pole. This polarity of magnetization is to reduce the counter torque caused by leakage of magnetic flux.The order of the magnetic poles to be excited is as follows with a rotation of 90 degrees: magnetic poles /Ab, /Af, → magnetic poles /Ac, //yg.
, →Magnetic pole/Ad, /Ah, -)Magnetic pole/6a,
/Ae, -+, resulting in a λ-phase electric motor in which the rotor / is driven in the direction of the arrow.

それぞれの励磁コイルの通電角は70度となる。The energization angle of each exciting coil is 70 degrees.

本文中の励磁コイルは一般直流機の電機子コイルに対応
するものである。
The excitation coil in this text corresponds to the armature coil of a general DC machine.

磁極の磁束が飽和するまでは、励磁電流の次乗に比例す
る出力トルクが得られることは、この種の電動機の常識
であるが、実測によると、飽和後は、励磁電流に正比例
した出力トルクとなるので、更に太きい出力トルクが得
られる。出力トルクを太き(すると回転速度が降下する
が、後述する通電制御回路によると、降下が抑止される
It is common knowledge for this type of motor that until the magnetic flux of the magnetic poles is saturated, the output torque is proportional to the second power of the excitation current, but according to actual measurements, after saturation, the output torque is directly proportional to the excitation current. Therefore, even larger output torque can be obtained. The output torque is increased (this causes the rotational speed to drop, but the drop is suppressed by the energization control circuit described later).

従って、本実施例の電動機によると、電動パワハンドル
の駆動源として有効な手段が供与されるものである。
Therefore, the electric motor of this embodiment provides effective means as a drive source for an electric power handle.

本実施例はコ相であるが、同様な手段により3相のりラ
フタンス型の電動機を構成しても目的が達成される。
Although this embodiment uses a co-phase motor, the object can also be achieved by configuring a three-phase roughtance type electric motor using similar means.

リラクタンス型の電動機は、次に述べる欠点がある。Reluctance type electric motors have the following drawbacks.

第1K、第7図のタイムチャートの曲線tI3で示すよ
うに、突極が磁極の歯に対向し始める初期はトルクが著
しく太き(、末期では小さくなる。従って合成トルクも
太きいりプルトルクを含む欠点がある。かかる欠点を除
去するには、次の手段によると有効である。
As shown by the curve tI3 in the time charts of Figures 1K and 7, the torque is extremely thick at the beginning when the salient pole begins to oppose the teeth of the magnetic pole (but becomes smaller at the end. Therefore, the resultant torque is also thick and the pull torque is The following methods are effective in eliminating these drawbacks.

突極と磁極の対向面において、回転方向の巾を異ならし
めることにより目的が達成される。
This objective is achieved by making the widths in the direction of rotation different between the opposing surfaces of the salient pole and the magnetic pole.

かかる手段によると、出力トルク曲線はほぼ対称形とな
り、第7図の点線4+Jaの曲線となる。
According to this means, the output torque curve becomes approximately symmetrical, and becomes the curve indicated by the dotted line 4+Ja in FIG.

第2に効率が劣化する欠点がある。Second, there is a drawback that efficiency deteriorates.

励磁電流曲線は、第7図において、曲m47.2のよう
になる。
The excitation current curve is like curve m47.2 in FIG.

通電の初期は、電機子コイルのインダクタンスにより電
流値は小さ(、中央部は逆起電力により、更に小さくな
る。末期では、逆起電力が小さいので、急激に上昇し、
曲線q2のようになる。この末期のピーク値は、起動時
の電流値と等しい。この区間では、出力トルクがないの
で、ジュール損失のみとなり、効率を大巾に減少せしめ
る欠点がある。曲線ダコは1gO度の巾となっているの
で、磁気エネルギは点線q2aのように放電し、これが
反トルクとなるので更に効率が劣化する。
At the beginning of energization, the current value is small due to the inductance of the armature coil (in the center it becomes even smaller due to the back electromotive force. At the end of the energization, the back electromotive force is small, so it rises rapidly,
It becomes like the curve q2. This final peak value is equal to the current value at startup. In this section, there is no output torque, so there is only joule loss, which has the disadvantage of greatly reducing efficiency. Since the curved line has a width of 1 gO degree, the magnetic energy is discharged as shown by the dotted line q2a, and this becomes a counter torque, further deteriorating the efficiency.

第3に、出力トルクを太き(すると、即ち突極と磁極の
数を増加し、励磁電流を増加すると、回転速度が著しく
小さくなる欠点がある。
Third, if the output torque is increased (that is, the number of salient poles and magnetic poles is increased, and the excitation current is increased), there is a drawback that the rotational speed becomes significantly smaller.

一般に、リラクタンス型の電動機では、出力トルクを増
大するには、第5図の磁極と突極の数を増加し、又両者
の対向空隙を小さ(することが必要となる。このときに
回転数を所要値に保持すると、磁極/Aa 、 /Ab
 、・・・に蓄積される磁気エネルギにより、励磁電流
の立上り傾斜が相対的にゆる(なり、又通電が断たれて
も、磁気エネルギによる放電電流が消滅する時間が相対
的に延長され、従って、大きい反トルクが発生する。
Generally, in a reluctance type electric motor, in order to increase the output torque, it is necessary to increase the number of magnetic poles and salient poles as shown in Fig. 5, and to reduce the opposing gap between the two. If we hold them at the required values, the magnetic poles /Aa, /Ab
Due to the magnetic energy accumulated in ,..., the rising slope of the excitation current becomes relatively slow (and even if the current is cut off, the time for the discharge current due to magnetic energy to disappear is relatively extended, so , a large counter torque is generated.

かかる事情により、励磁電流値のピーク値は小さくなり
、反トルクも発生するので、回転速度が小さい値となる
Due to these circumstances, the peak value of the excitation current value becomes small and counter torque is also generated, so the rotational speed becomes a small value.

上述した欠点を除去する通電制御手段を第6図(b)の
通電制御回路につき説明する。
An energization control means for eliminating the above-mentioned drawbacks will be explained with reference to the energization control circuit shown in FIG. 6(b).

第6図(b)において、励磁コイルに、Mは、第S図の
励磁コイル/7a、/7e及び/?C,/7gをそれぞ
れ示し、二組の励磁コイルは、直列若しくは並列に接続
されている。
In FIG. 6(b), the excitation coils M are the excitation coils /7a, /7e and /? of FIG. S, respectively. C, /7g, respectively, and the two sets of excitation coils are connected in series or in parallel.

励磁コイルに、Mの両端には、それぞれトランジスタコ
ダa、2ダb及び211e、211fが挿入されている
。励磁コイルL、Nは、それぞれ第S図の励磁コイル/
7b、/7f及び励磁コイル/7d 、/?hの直列若
しくは並列接続体となって、トランジスタコ9C2評d
、評g、24(hにより通電制御が行なわれている。
Transistors 211e and 211f are inserted into the excitation coil at both ends of M, respectively. The excitation coils L and N are the excitation coils / in Fig. S, respectively.
7b, /7f and excitation coil /7d, /? h as a series or parallel connection of transistors 9C2 and d
, evaluation g, 24 (h) conducts the energization control.

端子30a 、 30b、 30c 、 30dには、
第3図の位置検知信号曲線54a、59b、・・・及び
曲線j!; a 、 3!;b 、 −・・及び曲線5
Aa +36b! ’−’l及び曲線57a。
The terminals 30a, 30b, 30c, and 30d include
Position detection signal curves 54a, 59b, . . . and curve j! in FIG. ; a, 3! ;b, -... and curve 5
Aa +36b! '-'l and curve 57a.

57b、・・・が、それぞれ入力されている。57b, . . . are respectively input.

第7図に、端子30a、30b、30c 、30dに入
力される位置検知信号曲線5+a 、 j5a 、 3
;Aa 、 j7aが、第3図と同一記号で示されてい
る。
FIG. 7 shows position detection signal curves 5+a, j5a, 3 input to terminals 30a, 30b, 30c, 30d.
;Aa, j7a are shown with the same symbols as in FIG.

オペアンプ3/aの出力がノ・イレベルのときには、端
子30a、30b、30c 、30dの入力は、オア回
路2ga 、 2gb、 2g c 、 2ffd及び
アンド回路27 a 、 27b 、 27c 、 2
7dを介して、トランジスタ評a、評す、・・・、2’
ijhの導通制御をしている。
When the output of the operational amplifier 3/a is at the NO level, the inputs to the terminals 30a, 30b, 30c, 30d are the OR circuits 2ga, 2gb, 2gc, 2ffd and the AND circuits 27a, 27b, 27c, 2.
7d, transistor evaluation a, evaluation, ..., 2'
Conducts conduction control of ijh.

オペアンプ、7/aの出力がローレベルとなると、端子
、)Oa、30b 、、?θc、3θdの入力は、アン
ド回路29e 、 J9f 、 29g、 29hの下
側の入力が71イレベルとなるので、トランジスタ21
1h、24′b、・・・2’ahの導通制御の位相が変
化して逆転するものであるが、詳細については後述する
When the output of the operational amplifier 7/a becomes low level, the terminals )Oa, 30b, ? The inputs of θc and 3θd are connected to the transistor 21 because the lower inputs of the AND circuits 29e, J9f, 29g, and 29h are at the 71 level.
The phase of conduction control of 1h, 24'b, . . . 2'ah is changed and reversed, and the details will be described later.

記号23a、23”oは直流電源の正負端子である。Symbols 23a and 23''o are positive and negative terminals of the DC power supply.

オペアンプ、?/aの出力がノ・イレベルのときに、端
子30aに、曲線r<zaの電気信号が入力されると、
トランジスタ21!a、24(bが導通し、励磁コイル
にば、第2図の点線3’7aのように励磁電流が増大す
る。オペアンプ31bの子端子の入力電圧をVとすると
、励磁電流に比例する抵抗:1.6の電圧降下即ちオペ
アンプ31bの一端子の入力電圧がVを越えると、出力
がローレベルに転化し、アンド回路ユクaの下側の入力
もローレベルとなるので、トランジスタ24’aは不導
通となる。
Op amp? When the output of /a is at the no-y level, when an electrical signal with a curve r<za is input to the terminal 30a,
Transistor 21! a, 24(b) conduct, and the excitation current in the excitation coil increases as indicated by the dotted line 3'7a in Fig. 2.If the input voltage at the child terminal of the operational amplifier 31b is V, then the resistance proportional to the excitation current increases. :1.6 voltage drop, that is, when the input voltage at one terminal of the operational amplifier 31b exceeds V, the output changes to low level and the lower input of the AND circuit yukua also becomes low level, so the transistor 24'a becomes non-conducting.

励磁コイルKに蓄積された磁気エネルギは、トランジス
タu4’b、ダイオ−)’na、抵抗ム抵抗口て放電さ
れて、放電電流が減少する。この曲線が点線37bで示
されている。
The magnetic energy stored in the excitation coil K is discharged through the transistor u4'b, the diode)'na, and the resistor, and the discharge current decreases. This curve is shown by the dotted line 37b.

所定値まで降下すると、オペアンプ31bのヒステリシ
ス特性により、出力が再びハイレベルに転化して、トラ
ンジスタ2Qaが導通する。従って・励磁電流は再び増
大し、設定値まで増大すると、再びオペアンプ31bの
出力がローレベルとなり、トランジスタ、24aが不導
通となり、励磁電流は減少する。
When the voltage drops to a predetermined value, the output changes to high level again due to the hysteresis characteristic of the operational amplifier 31b, and the transistor 2Qa becomes conductive. Therefore, the excitation current increases again, and when it increases to the set value, the output of the operational amplifier 31b becomes low level again, the transistor 24a becomes non-conductive, and the excitation current decreases.

かかるサイクルを繰返すチョッパ回路が構成されている
。端子30aの曲、wi5ダaの入力信号が消滅すると
、連続して端子30bより、曲線SSaの入力信号があ
るので、アンド回路2qb、オア回路2gb。
A chopper circuit that repeats this cycle is configured. When the input signal of the song and wi5daa of the terminal 30a disappears, there is a continuous input signal of the curve SSa from the terminal 30b, so an AND circuit 2qb and an OR circuit 2gb are generated.

アンド回路、27bを介して、トランジスタ211c。Transistor 211c via AND circuit 27b.

評dが導通されて、励磁コイルLの通電が開始される。The terminal d is made conductive, and energization of the excitation coil L is started.

このときに、励磁コイルKに蓄積された磁気エネルギは
、ダイオ−1’j b 、 l!; aを介して、コン
デンサ件を充電する。
At this time, the magnetic energy accumulated in the excitation coil K becomes diode-1'j b, l! ; Charge the capacitor via a.

コンデンサ鉢は、小容量のものなので、充電電圧は急速
に上昇し、ダイオード23がある為に、コンデンサ件の
充電エネルギは電源側に流入することなく、励磁コイル
Lの磁気エネルギに転化される。従って、励磁コイルに
の磁気エネルギの放電電流は、点線、、?7cに示すよ
うに急速に降下する。
Since the capacitor pot has a small capacity, the charging voltage rises rapidly, and because of the presence of the diode 23, the charging energy of the capacitor is converted into magnetic energy of the excitation coil L without flowing into the power supply side. Therefore, the discharge current of magnetic energy in the exciting coil is the dotted line, ? It descends rapidly as shown in 7c.

又同時に、電源電圧より数倍の電圧が印加されている励
磁コイルLの電流の立上りも急速となり、点線3g已に
示すように電流が増大する。
At the same time, the rise of the current in the exciting coil L to which a voltage several times higher than the power supply voltage is applied also becomes rapid, and the current increases as shown by the dotted line 3g.

設定値まで増大したときの、オペアンプ31bのチョッ
パ作用は、励磁コイルにの場合と全く同様に行なわれる
。このチョッパ脈流電流は点線3gとして示され、脈流
は省略して図示されている。
When the value increases to the set value, the chopper action of the operational amplifier 31b is performed in exactly the same way as in the excitation coil. This chopper pulsating current is shown as a dotted line 3g, and the pulsating current is omitted from the illustration.

ダイオ−r23により、励磁コイルにの蓄積磁気エネル
ギを励磁コイルLの磁気エネルギに急速に転化している
The diode R23 rapidly converts the magnetic energy stored in the excitation coil into magnetic energy for the excitation coil L.

コンデンサ件は必ずしも必要なものではない。Capacitors are not always necessary.

次に端子30cに曲線5Aaの電気信号が入力されると
、励磁コイルMの電流は、同様な事情で点線39で示す
ようになる。
Next, when the electric signal of the curve 5Aa is input to the terminal 30c, the current of the exciting coil M becomes as shown by the dotted line 39 under the same circumstances.

次に端子30dに曲線&?aの電気信号が入力されると
、励磁コイルNは点線qOで示す通電が行なわれる。オ
ペアンプ31bによるチョッパ作用も行なわれて、励磁
電流は設定値となる。チョッパ作用による脈流部分は省
略して図示されている。
Next, connect the terminal 30d with a curve &? When the electric signal a is input, the excitation coil N is energized as indicated by the dotted line qO. A chopper action is also performed by the operational amplifier 31b, and the excitation current becomes the set value. The pulsating flow portion due to the chopper action is omitted from the illustration.

曲線5Saと5Aa及び曲線3Aaと57aの境界部に
おいて、通電されている励磁コイルより、次に通電され
るべき励磁コイルに対する磁気エネルギの転換は、ダイ
オ−トコ3がある為に急速に行なわれる。励磁電流の降
下部(例えば点線37C)の巾が0度を越えると反トル
クとなり、高速度とすることが不可能となり、又効率が
劣化する。立上り部の巾が太き(なると出力トルクが減
少する・本発明装置では、降下部の巾が小さく、従って
第S図の突極/a、/b、・・・の巾が小さ(ても低速
化することが避けられる効果がある。
At the boundary between the curves 5Sa and 5Aa and between the curves 3Aa and 57a, the magnetic energy is rapidly transferred from the energized excitation coil to the next excitation coil to be energized because of the presence of the diode coil 3. If the width of the drop portion (for example, dotted line 37C) of the exciting current exceeds 0 degrees, anti-torque will occur, making it impossible to achieve high speed and deteriorating efficiency. The width of the rising part is large (and the output torque decreases).In the device of the present invention, the width of the descending part is small, so the width of the salient poles /a, /b, etc. in Fig. S is small (even if This has the effect of avoiding speed reduction.

第7図の矢印ll/aの巾だけ通電されるので、最も効
率の良好な部分のみの通電となる。前述したように、1
10度の巾即ち矢印ダ/の巾だけ通電すると効率が劣化
し低速の電動機となる不都合がある3ダイオ−)23の
為に、電源電圧が低く、例えばノ々ツテリの電源の場合
にも使用することができる作用がある。
Since only the width of the arrow 11/a in FIG. 7 is energized, only the most efficient portion is energized. As mentioned above, 1
If the power is supplied only for a width of 10 degrees, that is, the width of the arrow d/, the efficiency will deteriorate and the motor will run at a low speed.Because of the 3 diodes (23), the power supply voltage is low, and it is also used in cases where the power supply is, for example, a power supply. There are actions that can be taken.

オペアンプ3/aの出力がローレベルのときには、アン
r回路29e 、 、29f 、 29g、 29hの
下側の入力がハイレベルとなるので、端子30a、30
bの入力信号により、それぞれ励磁コイルM、Nが通電
制御され、端子30c、30dの入力信号により、それ
ぞれ励磁コイルに、Lが通電制御されて、電動機を逆転
せしめることができる。
When the output of the operational amplifier 3/a is at a low level, the lower inputs of the amplifier circuits 29e, 29f, 29g, and 29h are at a high level, so that the terminals 30a, 30
The input signals at terminals 30c and 30d control the energization of the excitation coils M and N, respectively, and the input signals at the terminals 30c and 30d control the energization of the excitation coils L, allowing the motor to rotate in reverse.

第6図(b)において、記号’13a、ダ3b、3ダは
基準電圧で、正負の端子を示している。
In FIG. 6(b), symbols '13a, 3b, and 3da are reference voltages and indicate positive and negative terminals.

抵抗3!;FL、33bは摺動抵抗で、第2図の抵抗R
となる。し・々−IIdが、回動することにより、摺動
子36が左右に摺動するように構成されている。
Resistance 3! ; FL, 33b is a sliding resistance, which is the resistance R in Fig. 2.
becomes. The slider 36 is configured to slide left and right when the slider 36 rotates.

第1図のハンドルqにトルクが印加されないときには、
レノz−qd(第2図)は図示の位置となり、このとき
に第6図(b)の摺動子3Aは8点にある。
When no torque is applied to handle q in Fig. 1,
Leno z-qd (FIG. 2) is in the illustrated position, and at this time the slider 3A in FIG. 6(b) is at 8 points.

従って、ハンドルqを左右に回転すると、対応して摺動
子36は、抵抗、?5b若しくは抵抗3Saに摺接する
Therefore, when the handle q is rotated left and right, the slider 36 responds with resistance, ? 5b or the resistor 3Sa.

従って、オペアンプ、7/aの出力も対応して、ノ・イ
レベル若しくはローレベルに転換するので、電動機は正
転若しくは逆転される。
Accordingly, the output of the operational amplifier 7/a is also correspondingly converted to a low level or a low level, so that the motor is rotated forward or reverse.

手動ハンrルダに加えられる手動トルクが設定値を越え
ると、オペアンプJ/cの十端子の入力電圧が、一端子
の基準電圧3qを越えるように構成されているので、オ
ペアンプ、?/Cの正の出力は、急速に上昇する。従っ
て、オペアンプ3/b(誤差増巾回路となっている。)
の+端子の入力電圧を上昇せしめる。
When the manual torque applied to the manual handler exceeds the set value, the input voltage of the ten terminals of the operational amplifier J/c exceeds the reference voltage 3q of one terminal, so the operational amplifier ? The positive output of /C rises quickly. Therefore, operational amplifier 3/b (becomes an error amplification circuit).
Increase the input voltage at the + terminal of the

従って、前述したように、チョッパ回路による励磁コイ
ルの電流が対応して増大し、出力トルクが増大するので
、第1図の電動機Mが駆動され、車輪の方向が変えられ
る0記号3コは絶対値回路(整流回路)である。
Therefore, as mentioned above, the current in the excitation coil due to the chopper circuit increases correspondingly, and the output torque increases, so the three 0 symbols that drive the electric motor M in Figure 1 and change the direction of the wheels are absolute. It is a value circuit (rectifier circuit).

このときに、ハンドルダの駆動トルクは、第6図(b)
の端子3qの基準電圧に対応する小さい値とすることが
できる。
At this time, the driving torque of the handler is as shown in Fig. 6(b).
It can be set to a small value corresponding to the reference voltage of terminal 3q.

ハンドルtの回動に対応して、車輪の向きが変更され、
ハンドルダの所要トルクは小さくなる。
In response to the rotation of the handle t, the direction of the wheel is changed,
The required torque of the handler is reduced.

軽いハンドル操作のできるパワハンドルとなる。It becomes a power handle that allows for light steering operation.

端子、?tlの基準電圧を変更することにより、ハンド
ルqの所要トルクを変更することができる。
Terminal? By changing the reference voltage of tl, the required torque of the handle q can be changed.

手動ハンドルダを急速に回転したときに、オペアンプ3
/cの出力電圧が急上昇し、励磁電流も急速に増大して
、電動機Rが焼損する場合がある。
When the manual handler is rotated rapidly, operational amplifier 3
/c's output voltage rises rapidly, the excitation current also rapidly increases, and the motor R may burn out.

かかる不都合を防止する為に、ツェナーダイオード33
が設けられ、オペアンプ3/cの出力電圧が、所定値を
越えると、ツェナーダイオード33が導通して、励磁電
流が所定値以下で運転されるようになっている。
In order to prevent such inconvenience, the Zener diode 33
is provided, and when the output voltage of the operational amplifier 3/c exceeds a predetermined value, the Zener diode 33 becomes conductive and the excitation current is operated at a predetermined value or less.

上述した通電制御のサーヂ装置は、ハンドルダの左右の
回転に対応して同様な作用が行なわれる。
The above-described energization control surge device performs a similar operation in response to left and right rotation of the handler.

この埋山は、摺動子36が点線矢印3Aaの位置に(る
と、端子36の出力は正負が反転する。しかし絶対値回
路3コにより正電圧がオペアンプ3/cの+端子の入力
となるからである。又オペアンプ、7/aの出力がロー
レベルとなり、電動機Mが逆転する。
The problem is that when the slider 36 is placed in the position indicated by the dotted arrow 3Aa, the output from the terminal 36 is reversed in polarity. However, the absolute value circuit 3 causes the positive voltage to be input to the + terminal of the operational amplifier 3/c. Also, the output of the operational amplifier 7/a becomes low level, and the motor M reverses.

上述した説明より判るように本発明の目的が達成される
ものである。
As can be seen from the above description, the objects of the present invention are achieved.

又前述したリラクタンス型電動機の欠点が除去され、そ
の長所のみを利用した本発明装置が得られる効果がある
Furthermore, the disadvantages of the reluctance type electric motor described above are eliminated, and the present invention has the effect of making use of only its advantages.

第9図は、リラクタンス型電動機の試作された1例の励
磁電流(よこ軸)と出力トルク(たて軸)のグラフであ
る。
FIG. 9 is a graph of excitation current (horizontal axis) and output torque (vertical axis) of one example of a prototype reluctance motor.

曲線6aは次乗曲線となり、曲線6bは直線状となる。The curve 6a becomes a quadratic curve, and the curve 6b becomes a straight line.

曲線6a即ち斜線部は、磁極と突極が磁気的に飽和して
いる部分を示している。一般の直流電動機は、飽和点で
最大トルクとなり、その後のトルクの増大は無い。即ち
励磁電流2アンペアで出力トルクが10Kji!cmで
、これが最大トルクとなる。リラクタンス型電動機では
、励磁電流が2アンペアを越えても、出力トルクが増大
し、ioアンペアでSOKノmとなる。
The curve 6a, that is, the hatched portion indicates the portion where the magnetic pole and the salient pole are magnetically saturated. A general DC motor reaches its maximum torque at the saturation point, and the torque does not increase thereafter. In other words, the output torque is 10 Kji with an excitation current of 2 amperes! cm, this is the maximum torque. In a reluctance type electric motor, even if the excitation current exceeds 2 amperes, the output torque increases and reaches the SOK nominal at io amperes.

異常に大きい出力トルクが得られるのは、この為である
。以上の数値は実測値である。
This is why an abnormally large output torque can be obtained. The above values are actually measured values.

第3図で説明した実施例は、自動車の走行速度が低速度
のときに電動パワハンドルとなり、高速度となると手動
トルクによる従来のノ・ンドル操作となるものである。
In the embodiment described in FIG. 3, the electric power steering wheel is used when the vehicle is running at a low speed, and when the speed of the vehicle is high, the steering wheel is operated by a conventional manual torque.

低高速度においても即ち走行中に常時電動パワハンドル
装置となる実施例を次に説明する。
Next, an embodiment will be described in which the electric power handle device is always operated even at low and high speeds, that is, while driving.

この場合に問題となるのは、装置の故障時の対策手段と
、戻りノ・ンドルの操作感覚である。
In this case, the issues are the countermeasures to be taken in the event of equipment failure and the feel of operating the return knob.

第3図の遊星歯車装置は全く同じであるが、付設するレ
ノζ−装置が第10図に示すように変更される。
The planetary gear system of FIG. 3 is exactly the same, but the attached Leno ζ-device is changed as shown in FIG. 10.

第70図において、本体に植立した支軸ダqaには、レ
バー4qが回動自在に支持される。
In FIG. 70, a lever 4q is rotatably supported on a support shaft qa installed in the main body.

レバー/qeも本体に植立した支軸/9dに回動自在に
支持され、弾撥部材(図示せず)により矢印E方向に弾
撥され、遊端部は、レノζ−q9の4’qb部れ、その
遊端部には、ローラsgbが支軸により支持されている
The lever /qe is also rotatably supported by a support shaft /9d installed in the main body, and is resiliently repelled in the direction of arrow E by a resilient member (not shown), and the free end is connected to the 4' of Leno ζ-q9. A roller sgb is supported by a support shaft at the free end of portion qb.

レノζ−49の突出部<(9b、99cの内側には、圧
力センサとなる例えば圧電素子j9a、59bが固定さ
れ、その反対面は、し/’−Mの遊端部の両側に当接し
ている。
For example, piezoelectric elements j9a and 59b, which serve as pressure sensors, are fixed to the inside of the protrusions 9b and 99c of the reno ζ-49, and the opposite surfaces thereof are in contact with both sides of the free end of the ζ-M. ing.

し・ぐ−ダ9に設けた弾撥部材(図示せず)により矢印
F方向に、レノ々−1I9は弾撥されているので、ロー
ラ、tgbは凹部3aに圧接されて、リングギア3の回
動を抑止している。走行中のハンドル操作は前実施と同
じで、軽いハンドル操作となる。
Since the reno-1I9 is resiliently repelled in the direction of the arrow F by the resilient member (not shown) provided on the shield 9, the roller tgb is pressed against the recess 3a and the ring gear 3 is pressed against the roller tgb. It prevents rotation. The steering wheel operation while driving is the same as the previous implementation, and the steering wheel operation is light.

走行中に電動機Mが故障、事故によりロックされ若しく
は停止すると、ハンドル操作が不可能となるか、大きい
トルクが必要となる。このときに、ローラsgbは凹部
3aより排出され、同時にレバー4’9も時計方向に回
動されるので、端部’1ZqT)も矢印下方に降下する
If the electric motor M is locked or stopped due to a failure or an accident while the vehicle is running, steering becomes impossible or a large torque is required. At this time, the roller sgb is ejected from the recess 3a, and the lever 4'9 is also rotated clockwise at the same time, so that the end '1ZqT) also descends downward as indicated by the arrow.

従ってレノ々−/9eの遊端部により端部1Iqbは係
止されて、ローラsgbば、リングギア3の外周面を転
動するので、ハンドル操作に少しの異常感はあるが、運
転に支障はない。この異常感により修理すべさことを教
えて(れるので有効である。
Therefore, the end 1Iqb is locked by the free end of the wheel/9e, and the roller sgb rolls on the outer circumferential surface of the ring gear 3, so although there is a slight feeling of abnormality in steering wheel operation, it does not interfere with driving. There isn't. This sense of abnormality is effective because it tells you what needs to be repaired.

次に戻りハンドルの説明をする。Next, I will explain the return handle.

走行中にハンドルを廻して、走路を変更し、次にハンド
ルを戻すときに、ハンドルを戻すトルクを供与しなくて
も自動的に戻るようになっている。
When you turn the steering wheel while driving to change the route and then return the steering wheel, the steering wheel will automatically return to its original position without having to apply any torque to return the steering wheel.

これが戻りハンドルであるが、戻りのトルクの感覚が異
常に異なると、運転し難(なる。
This is the return handle, but if the return torque feels abnormally different, it will be difficult to drive.

本実施例では、戻りハンドルのトルクの制御を行なう手
段が付加されていることが7つの特徴となっているので
、次にその説明をする。
Seven features of this embodiment include the addition of a means for controlling the torque of the return handle, which will be explained next.

リングギア3が正逆転しようとすると、圧力センサ5?
a、5?bは押圧力を受けて押圧力即ちリングギア3の
回転トルクに比例した出力電圧信号が得られる。
When the ring gear 3 tries to rotate forward or reverse, the pressure sensor 5?
a.5? b receives the pressing force, and an output voltage signal proportional to the pressing force, that is, the rotational torque of the ring gear 3 is obtained.

かかる電圧信号により、戻りハンドルのトルク制御をす
る手段を第1/図につき説明する。
Means for controlling the torque of the return handle by means of such a voltage signal will be explained with reference to FIG.

第1/図において、第70図示の圧力センサjqa。In Fig. 1/, the pressure sensor jqa shown in Fig. 70;

sqbの出力は、増巾回路bOa、AObにより増巾さ
れて、アンド回路A/a、、A/bの7つの入力となっ
ている。
The output of sqb is amplified by amplifying circuits bOa and AOb, and becomes seven inputs of AND circuits A/a, , A/b.

端子1..3a、13bの入力電気信号は、それぞれ〕
・ンドルを正転若しくは逆転したときに、対応して電動
機M(第1図示)を正逆せしめる為の電気信号が入力さ
れている。この電気信号は、第9図の端子2/a、2/
bの出力信号となるものである。
Terminal 1. .. The input electrical signals of 3a and 13b are respectively]
- When the handle is rotated forward or reverse, an electric signal is inputted to cause the electric motor M (shown in the first diagram) to rotate forward or reverse accordingly. This electrical signal is transmitted to terminals 2/a and 2/ in FIG.
This is the output signal of b.

又この電気信号は、反転回路6/を介して、アンド回路
A/a、A/bの下側の入力となっているので、バンド
ルを正逆転する操作を行なっているときには、アンド回
路6/a、A/bの下側の入力信号はローレベルとなり
、それ等の出力はローレベルとなる。即ち端子Aua、
A、2bの出力は、端子43 a 、 A3bの入力信
号とそれぞれ同一となる。自動車の方向転換をする為に
、ハンドルを正転若しくは逆転しているときには、電動
機Mも駆動されているので、端子b3a若しくは端子A
、?bの入力信号はノ・イレベルとなっている。
Also, this electric signal is inputted to the lower side of AND circuits A/a and A/b via the inverting circuit 6/, so when the bundle is being reversed forward or backward, the AND circuit 6/ The lower input signals of a and A/b are at low level, and their outputs are at low level. That is, the terminal Aua,
The outputs of A and 2b are the same as the input signals of terminals 43a and A3b, respectively. When the steering wheel is turned forward or backward to change the direction of the car, the electric motor M is also being driven, so the terminal B3a or the terminal A is
,? The input signal of b is at the no-y level.

このときに、アンド回路4/a、A/bの出力端子A2
a、4Jbの出力信号はローレベルとなっているので、
端子Aua、Aコbの出力は、それぞれ端子b、3FL
、A3bの入力信号となり、対応して電動機Mは正転若
しくは逆転のモードとなり、前述したようにハンドル操
作トルクを軽くするサーゼ作用がルより手が離れるので
、第2図のレノζ−+aは図示の中性点の位置となり、
従って、第9図の端子2/a、2/bの出力信号即ち第
1/図の端子乙3a、A3b入力信号はともにローレベ
ルとなる。
At this time, output terminals A2 of AND circuits 4/a and A/b
Since the output signals of a and 4Jb are low level,
The outputs of terminals Aua and Acob are terminals b and 3FL, respectively.
, A3b becomes the input signal, and the electric motor M becomes the forward rotation or reverse rotation mode accordingly, and as mentioned above, the surge action that lightens the steering wheel operation torque takes the hand away from Le, so the Leno ζ-+a in Fig. The position of the neutral point shown in the diagram is
Therefore, the output signals of terminals 2/a and 2/b in FIG. 9, that is, the input signals of terminals 3a and A3b in FIG. 1, both become low level.

従って、アンド回路4/a、4/bの下側の入力信号が
ハイレベルとなり、圧力センサ59a、!9bの出力は
、端子62a、乙jbより出力される。
Therefore, the lower input signals of the AND circuits 4/a, 4/b become high level, and the pressure sensors 59a, ! The output of 9b is outputted from terminal 62a and Otsu jb.

例えば、ハンドルを正転して自動車の方向転換をしてい
るときに、電動機Mが回転して、第70図モードとなる
と、スターギアは反対方向の回転トルクに転化するが、
リングギア3は同じく時計方向の回転トルクを受けてい
る。
For example, when the steering wheel is rotated forward to change the direction of the car, the electric motor M rotates and enters the mode shown in Fig. 70, the star gear converts the rotation torque in the opposite direction.
The ring gear 3 also receives clockwise rotational torque.

従って、圧力センサsqbは、し・ζ−バに押圧されて
出力が発生するので、第11図の端子xxbの出力がハ
イレベルとなり、電動機Mは逆転し、サンギア&aは逆
転して、時計方向に駆動される。
Therefore, the pressure sensor sqb is pressed by the lever and generates an output, so the output of the terminal xxb in FIG. driven by

従って、戻りハンドルのときに、そのトルクにより電動
機Mを回転する必要がなく、そのトルク負荷が消滅する
ので、戻りハンドルが軽(動作され、従って本発明の目
的が達成されるものである。
Therefore, when the return handle is turned, there is no need to rotate the electric motor M due to its torque, and the torque load is eliminated, so that the return handle is operated lightly, thus achieving the object of the present invention.

この場合の電動機Mの電機子電流は、圧力セン’Jjs
qa、sqbの出力電圧(第1/図の端子60の出力信
号)Kよりサーメ制御される。
In this case, the armature current of the motor M is the pressure sensor 'Jjs
Thermal control is performed by the output voltages K of qa and sqb (output signals from terminal 60 in Fig. 1).

第1図において、トーションA−ycと抵抗Rによるト
ルク検出手段が採用されているが、遊星歯車装置を利用
した周知の手段を採用することができる。
In FIG. 1, a torque detection means using a torsion A-yc and a resistance R is employed, but a known means using a planetary gear system may be employed.

この場合には、ハンドルの中心回転軸をスターギアの回
転軸とし、スターギアにより、第1図のヘリカルギア/
2hを駆動する。
In this case, the center rotation axis of the handle is used as the rotation axis of the star gear, and the star gear rotates the helical gear/
Drive 2h.

このときのリングギアの左右の回転により、2個の圧力
センサの出力を得る。その出力により、電動機Mの左右
の回転及び電機子電流の制御を行なうことにより同じ目
的が達成されるものである。
By rotating the ring gear left and right at this time, outputs from the two pressure sensors are obtained. The same purpose is achieved by controlling the left and right rotation of the electric motor M and the armature current using the output thereof.

〔効果〕〔effect〕

第1の効果 電動機を含む機構が事故により、ロックしたときに、自
動的にハンドルの負荷が除去されるので、従来のステア
リングと同じ感覚の運転に復帰する6第ユの効果 第3図の実施例の場合には、第1の効果とともに、電磁
プランジャGの通電と電動機の通電が自動的に停止され
るので、焼損事故が防止される。
1st effect: When the mechanism including the electric motor locks due to an accident, the load on the steering wheel is automatically removed, allowing the driver to return to driving with the same feeling as a conventional steering wheel. Effect of 6th U Implementation of Figure 3 In the case of this example, in addition to the first effect, the energization of the electromagnetic plunger G and the electric motor are automatically stopped, thereby preventing a burnout accident.

第3の効果 第7図に示すように、従来のステアリングの構成の要部
を変更していないので、小児、軽量、廉価に生産できる
Third effect: As shown in FIG. 7, since the main parts of the conventional steering structure are not changed, the steering wheel can be manufactured in a child-friendly, lightweight, and inexpensive manner.

第夕の効果 リラクタンス型の電動機を使用すると、小型で太きい出
力が得られ、又電動機の通電が停止されたときにコギン
グトルクがないので、ノ・ンrル操作に不都合を発生し
ない。
When a reluctance type electric motor is used, a large output can be obtained with a small size, and since there is no cogging torque when the electric motor is de-energized, there is no problem in the throttle operation.

第Sの効果 第70図の実施例の場合に、戻りハンドルが従来のステ
アリングと同じ感覚で操作できる。
Effect No. S In the case of the embodiment shown in FIG. 70, the return handle can be operated with the same feeling as a conventional steering wheel.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明装置の構成の説明図、第2図は、第1
図のトルク検出装置の平面図、第3図は、第1図の遊星
歯車装置及びその付加装置の説明図、第9図は、トルク
検出装置の電気回路図、第S図は、リラクタンス型電動
機の磁極と突極の展開図、第6図(a)(b)は、位置
検知装置の電気回路図とりラフタンス製電動機の通電制
御回路図、第7図は、リラクタンス型電動機の位置検知
信号と励磁電流のタイムチャート、第3図は、同じく位
置検知信号のタイムチャート、第9図は同じくその出力
トルクと通電電流のグラフ、第10図は、本発明装置の
他の実施例の遊星歯車装置及びその付加装置の説明図、
第7・図は、戻”j;”’:/ r−の制御の為の電気
回路図をそれぞれ示す。 1 、 / a 、 / b 、 −回転子と突極、 
/6・/るa。 /6t) 、 ・=電機子と磁極、 /7a 、 /?
b + ”’+ K +L、M、N・・・励磁コイル、
 S・・・回転軸、 9a・・・ハンドル軸、 ダ・・
・手動ハンドル、 /7 、22 。 /2a、/3・・・歯車、 B−/、B−u・・・車輪
を含むステアリング機構、 /Ja・・・自在継手、 
llc・・・トーションノζ−1IId・・・レノ々−
■・・・遊星歯車装置、 M・・・電動機、 /2・・
・円筒、 R・・・抵抗、5a・・・サンギア、 22
a、、L2b 、22c・・・スターギア、  3,3
a、3b、・・・リングギアとその凹部、 2A 、 
4(? 、 lI9 、 /9 e −レノ々−1G・
・・電磁プランジャ、 4j7a・・作動子、 tIg
・・・サーキットブレーカ、 lIA・・・電気スイッ
チ、 D・・・車速検出装置、 /9a、/9b、/q
c 、//b、//c 、、、?/a 、31b 、 
3/ c−−−オベアンフ、 60a 、 AOb 、
 2Qa 、 X)b・・・増巾回路、  ga、gb
・・・コイル、  7・・・発振器、 32・・・絶対
値回路、 347・・・基準電圧、 ta、Ab・・・
トルク曲線、 ゴ・・・レバー、 見a・・ローラ、 
59a、5qb−圧力センサ、 /9d、4’9a 、
 Q9eL 、 5ga−支軸、 タ二、ダ、2a 、
 、、??a 、 37b 。 37c、3ざ、3デ、lθ・・励磁電流曲線、 ダ3,
1I3a・・・トルク曲線、 !rOa、!;Ob 、
 =−、!;/a、5/b +・・・!’、2a  、
!;2b+  ”−、!r5a、!jb  、  ”・
+544a  +!;’lb+・=、3!;a 、55
b  、−−−,36a +3A’o  、−’+57
a  、57b、・・位置検知信号曲線。 #3 図 O゛ 奈4 図 36び(・械f4) 奎5 画 躬 因 図 若 図
FIG. 1 is an explanatory diagram of the configuration of the device of the present invention, and FIG.
3 is an explanatory diagram of the planetary gear device and its additional device in FIG. 1, FIG. 9 is an electric circuit diagram of the torque detection device, and FIG. S is a reluctance type electric motor. 6(a) and 6(b) are the electric circuit diagrams of the position detection device and the energization control circuit diagram of the roughtance motor, and FIG. 7 is the position detection signal of the reluctance motor. FIG. 3 is a time chart of the exciting current, FIG. 9 is a time chart of the position detection signal, FIG. 9 is a graph of the output torque and energizing current, and FIG. 10 is a planetary gear device of another embodiment of the device of the present invention. and an explanatory diagram of its additional device,
Figure 7 shows electrical circuit diagrams for controlling the return "j;"':/r-, respectively. 1, /a, /b, - rotor and salient poles,
/6・/rua. /6t), ・=armature and magnetic pole, /7a, /?
b + ”'+ K +L, M, N...excitation coil,
S... Rotation axis, 9a... Handle axis, Da...
・Manual handle, /7, 22. /2a, /3...gear, B-/, Bu...steering mechanism including wheels, /Ja...universal joint,
llc...Torsion no ζ-1IId...Reno-
■...Planetary gear system, M...Electric motor, /2...
・Cylinder, R...Resistance, 5a...Sun gear, 22
a,, L2b, 22c... Star gear, 3,3
a, 3b,...Ring gear and its recess, 2A,
4(?, lI9, /9 e-reno-1G・
...Electromagnetic plunger, 4j7a...actuator, tIg
...Circuit breaker, lIA...Electric switch, D...Vehicle speed detection device, /9a, /9b, /q
c, //b, //c,,,? /a, 31b,
3/c---Obeamphu, 60a, AOb,
2Qa, X)b... amplification circuit, ga, gb
... Coil, 7... Oscillator, 32... Absolute value circuit, 347... Reference voltage, ta, Ab...
Torque curve, go...lever, look a...roller,
59a, 5qb-pressure sensor, /9d, 4'9a,
Q9eL, 5ga-support shaft, Tani, Da, 2a,
,,? ? a, 37b. 37c, 3za, 3de, lθ... excitation current curve, da3,
1I3a...Torque curve, ! rOa,! ;Ob,
=-,! ;/a, 5/b +...! ', 2a,
! ;2b+ ”-,!r5a,!jb, ”・
+544a +! ;'lb+・=,3! ;a, 55
b, ---, 36a +3A'o, -'+57
a, 57b, . . . position detection signal curve. #3 Figure Oina 4 Figure 36bi (・machine f4) Kei 5 Painter Inzu Wakazu

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)自動車のパワステアリング装置において、手動ハ
ンドルの正逆転方向及び印加トルクを検出して、それぞ
れ対応する正逆転電気信号及び印加トルクに比例する電
気信号を発生するハンドルトルク検出装置と、手動ハン
ドルにより駆動される回転軸の端部に固定されたヘリカ
ルギアと、該ヘリカルギアと噛合して往復駆動されるヘ
リカルラックギアと、該ヘリカルラックギアの両端部に
よりそれぞれ駆動されて操舵される車輪と、直流電動機
の出力回転軸によりサンギアが駆動される遊星歯車装置
と、該遊星歯車装置のスターギアの出力回転軸により減
速歯車を介して駆動される前記したヘリカルラックギア
と、該遊星歯車装置のリングギアの外側の円形回転面に
設けた半円状の凹部と、該凹部と嵌合してリングギアの
回転を抑止し、スターギアに設定値以上のトルクが印加
されると、該凹部より離脱してリングギアを回動自在に
保持するような嵌合端部を有する回動レバー装置と、通
電することにより該嵌合端部をリングギアの凹部に弾撥
押圧せしめ、通電を断つことにより該凹部より嵌合端部
を離間して保持する電磁装置と、設定された低速度の自
動車の運転時には電磁装置の通電を行ない、設定された
低速度を越えた運転時には電磁装置の通電を断つ通電制
御回路と、前記したスターギアに設定値以上のトルクが
手動ハンドルの駆動により印加されて、回動レバー装置
の嵌合端部がリングギアの凹部より離脱せしめられたと
きに、離脱動作により作動する電気スイッチの開閉によ
り、前記した直流電動機と電磁装置の通電を停止して保
持するサーキットブレーカ装置と、前記したハンドルト
ルク捻出装置の出力電気信号により、直流電動機の通電
制御を行なって、手動ハンドルの正逆転時における所要
トルクを所定値に保持するサーボ回路とより構成された
ことを特徴とする電動パワハンドル装置。
(1) In an automobile power steering device, a steering wheel torque detection device detects the forward/reverse direction of the manual steering wheel and the applied torque, and generates a corresponding forward/reverse electric signal and an electric signal proportional to the applied torque, respectively, and a manual steering wheel. A helical gear fixed to the end of a rotating shaft driven by a helical gear, a helical rack gear meshed with the helical gear and driven reciprocally, a wheel driven and steered by both ends of the helical rack gear, and a direct current A planetary gear device in which a sun gear is driven by the output rotating shaft of the electric motor, the above-described helical rack gear driven by the output rotating shaft of the star gear of the planetary gear device via a reduction gear, and a ring gear of the planetary gear device. The ring gear is fitted into a semicircular recess provided on the outer circular rotating surface to prevent rotation of the ring gear, and when a torque exceeding a set value is applied to the star gear, it is detached from the recess. A rotary lever device has a fitting end that rotatably holds a ring gear, and when energized, the fitting end is elastically pressed against a recess of the ring gear, and when the energization is cut off, the engaging end is pressed against the recess of the ring gear. An electromagnetic device that holds the mating ends apart from each other, and energization control that energizes the electromagnetic device when the car is driving at a set low speed, and cuts off the power to the electromagnetic device when the car is driving at a set low speed. When a torque exceeding a set value is applied to the circuit and the star gear described above by driving the manual handle, and the fitting end of the rotary lever device is disengaged from the recess of the ring gear, it is activated by a disengagement operation. A circuit breaker device that stops and maintains the energization of the DC motor and electromagnetic device by opening and closing an electric switch, and an output electric signal from the steering wheel torque generating device control the energization of the DC motor, thereby controlling the power of the manual handle. An electric power handle device comprising a servo circuit that maintains a required torque at a predetermined value during forward and reverse rotation.
(2)自動車のパワステアリング装置において、手動ハ
ンドルの正逆転方向及び印加トルクを検出して、それぞ
れ対応する正逆転電気信号及び印加トルクに比例する電
気信号を発生するハンドルトルク検出装置と、手動ハン
ドルにより駆動される回転軸の端部に固定されたヘリカ
ルギアと、該ヘリカルギアと噛合して往復駆動されるヘ
リカルラックギアと、該ヘリカルラックギアの両端部に
よりそれぞれ駆動されて操舵される車輪と、直流電動機
の出力回転軸によりサンギアが駆動される遊星歯車装置
と、該遊星歯車装置のスターギアの出力回転軸により減
速歯車を介して駆動される前記したヘリカルラックギア
と、該遊星歯車装置のリングギアの外側の円形回転面に
設けた半円状の凹部と、該凹部と嵌合してリングギアの
回転を抑止し、スターギアに設定値以上のトルクが印加
されると、該凹部より離脱してリングギアを回動自在に
保持するような嵌合端部を有する回動レバー装置と、該
嵌合端部をリングギアの凹部に押圧するように回動レバ
ー装置に設けた弾撥部材と、前記したスターギアに設定
値以上のトルクが手動ハンドルの駆動により印加されて
、回動レバー装置の嵌合端部がリングギアの凹部より離
脱せしめられたときに、その状態を保持する機械的鎖錠
装置と、前記したリングギアの外側の凹部に前記した嵌
合端部が嵌合せしめられた状態において、スターギアの
回転によるリングギアの正逆方向の回転トルクに対応し
てそれぞれ第1、第2の電気信号が得られるリングギア
トルク検出装置と、前記したハンドルトルク検出装置の
出力電気信号により、直流電動機の通電制御を行なって
、手動ハンドルの正逆転時における所要トルクを所定値
に保持するサーボ回路と、戻りハンドルの場合即ち前記
したハンドルトルク検出装置の出力電気信号が消滅した
ときのみに、リングギアトルク検出装置より得られる第
1、第2の電気信号により、前記したヘリカルギアの回
転軸を所定のトルクで、戻りハンドルの方向にハンドル
が駆動されるように直流電動機の通電制御を行なう戻り
ハンドルサーボ回路とより構成されたことを特徴とする
電動パワハンドル装置。
(2) In an automobile power steering device, a steering wheel torque detection device detects the forward/reverse direction of the manual steering wheel and the applied torque, and generates a corresponding forward/reverse electric signal and an electric signal proportional to the applied torque, respectively, and a manual steering wheel. A helical gear fixed to the end of a rotating shaft driven by a helical gear, a helical rack gear meshed with the helical gear and driven reciprocally, a wheel driven and steered by both ends of the helical rack gear, and a direct current A planetary gear device in which a sun gear is driven by the output rotating shaft of the electric motor, the above-described helical rack gear driven by the output rotating shaft of the star gear of the planetary gear device via a reduction gear, and a ring gear of the planetary gear device. The ring gear is fitted into a semicircular recess provided on the outer circular rotating surface to prevent rotation of the ring gear, and when a torque exceeding a set value is applied to the star gear, it is detached from the recess. a rotating lever device having a fitting end portion that rotatably holds a ring gear; a resilient member provided on the rotating lever device so as to press the fitting end portion into a recessed portion of the ring gear; A mechanical chain that maintains the state when a torque exceeding a set value is applied to the star gear by driving the manual handle and the fitting end of the rotary lever device is disengaged from the recess of the ring gear. In a state where the locking device and the above-mentioned fitting end portion are fitted into the recess on the outside of the above-mentioned ring gear, the first The ring gear torque detection device from which the second electric signal is obtained and the output electric signal of the above-mentioned handle torque detection device control the energization of the DC motor to maintain the required torque at a predetermined value when the manual handle is rotated in the forward and reverse directions. The helical gear is controlled by a servo circuit that operates the helical gear using the first and second electric signals obtained from the ring gear torque detection device only in the case of a return handle, that is, when the output electric signal of the above-mentioned handle torque detection device disappears. An electric power handle device comprising a return handle servo circuit that controls energization of a DC motor so that the rotation shaft is driven in the direction of the return handle with a predetermined torque.
(3)第(1)項若しくは第(2)項のいづれかの特許
請求の範囲において、直流電動機として、リラクタンス
型の電動機を使用したことを特徴とする電動パワハンド
ル装置。
(3) An electric power handle device according to either claim (1) or (2), characterized in that a reluctance type electric motor is used as the DC motor.
JP2268386A 1990-10-08 1990-10-08 Motor-driven power handle device Pending JPH04146873A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7023054B2 (en) 2003-06-30 2006-04-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor storage device and semiconductor integrated circuit

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7023054B2 (en) 2003-06-30 2006-04-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor storage device and semiconductor integrated circuit

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