JPH0615330B2 - 電動パワ−ステアリング装置 - Google Patents
電動パワ−ステアリング装置Info
- Publication number
- JPH0615330B2 JPH0615330B2 JP8961385A JP8961385A JPH0615330B2 JP H0615330 B2 JPH0615330 B2 JP H0615330B2 JP 8961385 A JP8961385 A JP 8961385A JP 8961385 A JP8961385 A JP 8961385A JP H0615330 B2 JPH0615330 B2 JP H0615330B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steering
- sensor
- shaft
- encoder
- absolute
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- Expired - Lifetime
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- Power Steering Mechanism (AREA)
- Steering Controls (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は電動パワーステアリングシステムに係り、特に
ステアリングシヤフトに装着し、ステアリングの絶対回
転角及び回転角速度を検出すると好適な電動パワーステ
アリング装置に関する。
ステアリングシヤフトに装着し、ステアリングの絶対回
転角及び回転角速度を検出すると好適な電動パワーステ
アリング装置に関する。
従来の装置は、実開昭５９−117911 号公報に記載され
るようにニユートラルボジシヨン付インクメンタルタイ
プシヤフトエンコーダを用いていた。このインクリメン
タルタイプシヤフトエンコーダは電源を切つた後再び電
源を入れた時に絶対回転角が検出することができない。
また、絶対回転角を検出するための従来のアブソリュー
トタイプシヤフトエンコーダは、分解能を小さくすると
エンコーダの外形が大きくなり、波形処理回路も、複雑
になつてしまう。さらに、また車両のステアリングが通
常左右２回転するため、電源を切ると次に電源を入れた
時に、ステアリングが何回転して止まつているか検出で
きなかつた。
るようにニユートラルボジシヨン付インクメンタルタイ
プシヤフトエンコーダを用いていた。このインクリメン
タルタイプシヤフトエンコーダは電源を切つた後再び電
源を入れた時に絶対回転角が検出することができない。
また、絶対回転角を検出するための従来のアブソリュー
トタイプシヤフトエンコーダは、分解能を小さくすると
エンコーダの外形が大きくなり、波形処理回路も、複雑
になつてしまう。さらに、また車両のステアリングが通
常左右２回転するため、電源を切ると次に電源を入れた
時に、ステアリングが何回転して止まつているか検出で
きなかつた。
このように、この種の装置は電源投入時の絶対回転角の
検出と回転数の検出については全く配慮されていなかつ
た。ところで、このステアリングシヤフトは舵角０の位
置、すなわち進行方向に平行になつている位置から左右
２回転するものであり、この範囲で絶対角度を検出する
ものはなかつた。ところが、電動式パワーステアリング
はモータによつてアシスト力を加えるものであり、この
モータには慣性があり、正確な位置に制御することが非
常にむずかしい。さらには操舵力を加えない、いわゆる
フリーの状態にステアリングのニユートラル位置への自
動復帰制御にあたつて正確なステアリングの左右回転角
を検出する必要がある。
検出と回転数の検出については全く配慮されていなかつ
た。ところで、このステアリングシヤフトは舵角０の位
置、すなわち進行方向に平行になつている位置から左右
２回転するものであり、この範囲で絶対角度を検出する
ものはなかつた。ところが、電動式パワーステアリング
はモータによつてアシスト力を加えるものであり、この
モータには慣性があり、正確な位置に制御することが非
常にむずかしい。さらには操舵力を加えない、いわゆる
フリーの状態にステアリングのニユートラル位置への自
動復帰制御にあたつて正確なステアリングの左右回転角
を検出する必要がある。
しかしながら、従来のステアリングセンサにあつては前
述の如く、ステアリングシヤフトの回転角と回転数を検
出することができないという欠点を有していた。
述の如く、ステアリングシヤフトの回転角と回転数を検
出することができないという欠点を有していた。
本発明の目的は、小形で高分解能にステアリングシヤフ
トの絶対回転角及び回転角速度を検出することのできる
ステアリングセンサを提供することにある。
トの絶対回転角及び回転角速度を検出することのできる
ステアリングセンサを提供することにある。
本発明はステアリングシヤフトの絶対回転角及び回転角
速度を検出するセンサにアブソリュートタイプ磁気式シ
ヤフトエンコーダとインクリメンタルタイプ磁気式シヤ
フトエンコーダとを用いることにより、小型で高分解能
にステアリングシヤフトの絶対回転角及び回転角速度を
検出できることを特徴とする。
速度を検出するセンサにアブソリュートタイプ磁気式シ
ヤフトエンコーダとインクリメンタルタイプ磁気式シヤ
フトエンコーダとを用いることにより、小型で高分解能
にステアリングシヤフトの絶対回転角及び回転角速度を
検出できることを特徴とする。
以下、本発明の実施例について説明する。
第８図は本発明を自動車用電動パワーステアリングシス
テムに適用した場合の一実施例で、１０は操舵ハンドル
（以下、単にハンドルという）、１１はハンドル軸、１
２はピニオン、１３はラツク、１４は転向用のタイヤ
（車輪）、１５はトルクセンサ、１６はパワーアシスト
用の電動機、１７は減速機構、１８はピニオン、１９は
舵角センサ、２０は制御装置である。なお、Ｂは電源用
のバツテリである。
テムに適用した場合の一実施例で、１０は操舵ハンドル
（以下、単にハンドルという）、１１はハンドル軸、１
２はピニオン、１３はラツク、１４は転向用のタイヤ
（車輪）、１５はトルクセンサ、１６はパワーアシスト
用の電動機、１７は減速機構、１８はピニオン、１９は
舵角センサ、２０は制御装置である。なお、Ｂは電源用
のバツテリである。
この実施例は、いわゆるラツク・ピニオン方式のもの
で、運転者によつてハンドル１０に与えられた操舵力は
ハンドル軸１１からピニオン１２を介してラツク１３に
伝達され、タイヤ１４を所定の舵角に動かす。
で、運転者によつてハンドル１０に与えられた操舵力は
ハンドル軸１１からピニオン１２を介してラツク１３に
伝達され、タイヤ１４を所定の舵角に動かす。
トルクセンサ１５は、ハンドル１０を運転者が回動させ
たとき、このハンドル１０からハンドル軸１１を介して
ピニオン１２に与えられるトルクを検出し、そのトルク
の大きさを表わす信号τを発生する働きをするもので、
例えば、ハンドル軸１１に取付けた歪ゲージもしくはハ
ンドル軸１１にねじれバネ機構を設け、このねじれ量を
検出する可変抵抗器などから構成されたものである。
たとき、このハンドル１０からハンドル軸１１を介して
ピニオン１２に与えられるトルクを検出し、そのトルク
の大きさを表わす信号τを発生する働きをするもので、
例えば、ハンドル軸１１に取付けた歪ゲージもしくはハ
ンドル軸１１にねじれバネ機構を設け、このねじれ量を
検出する可変抵抗器などから構成されたものである。
電動機１６は歯車装置などからなる減速機構１７とピニ
オン１８を介してラツク１３に補助操舵力を与える電動
式アクチュエータとして動作する。舵角センサ１９はタ
イヤ１４の舵角（転回角）を検出し、自動車が直進状
態、つまりタイヤ１４の転回角が中立の位置にあるとき
の舵角をゼロとして、タイヤ１４の転回に伴なつて回動
する部材の回動角を検出する可変抵抗器などからなるロ
ータリーエンコーダや、直線運動をする部材の動きを検
出するリニヤーエンコーダなどで構成されたものであ
る。
オン１８を介してラツク１３に補助操舵力を与える電動
式アクチュエータとして動作する。舵角センサ１９はタ
イヤ１４の舵角（転回角）を検出し、自動車が直進状
態、つまりタイヤ１４の転回角が中立の位置にあるとき
の舵角をゼロとして、タイヤ１４の転回に伴なつて回動
する部材の回動角を検出する可変抵抗器などからなるロ
ータリーエンコーダや、直線運動をする部材の動きを検
出するリニヤーエンコーダなどで構成されたものであ
る。
第１図には本発明の具体的実施例が示されている。
図において、ステアリングシヤフト１には同軸に磁気ド
ラム２が取付けられている。この磁気ドラム２に対向し
た位置には磁気抵抗素子３が非磁性体のスペーサ４を介
してコラムチューブ８に固着されており、この磁気ドラ
ム２と磁気抵抗素子３とによつてシヤフトエンコーダ９
が構成されている。また、ステアリングシヤフト１には
同軸にゼネバ５が取付けられており、このゼネバ５とリ
ンクしてゼネバ歯車６が取付けられている。このゼネバ
５とゼネバ歯車６とによつて間けつ回転機構が構成され
ている。また、このゼネバ歯車６と同軸にポテンシヨメ
ータ７が取付けられており、このポテンシヨメータ７は
コラムチューブ８に取付けられている。
ラム２が取付けられている。この磁気ドラム２に対向し
た位置には磁気抵抗素子３が非磁性体のスペーサ４を介
してコラムチューブ８に固着されており、この磁気ドラ
ム２と磁気抵抗素子３とによつてシヤフトエンコーダ９
が構成されている。また、ステアリングシヤフト１には
同軸にゼネバ５が取付けられており、このゼネバ５とリ
ンクしてゼネバ歯車６が取付けられている。このゼネバ
５とゼネバ歯車６とによつて間けつ回転機構が構成され
ている。また、このゼネバ歯車６と同軸にポテンシヨメ
ータ７が取付けられており、このポテンシヨメータ７は
コラムチューブ８に取付けられている。
前記シヤフトエンコーダ９は４ビツトのアブソリュート
タイプエンコーダ部と５１２ｐ／ｋのインクリメンタル
タイプエンコーダ部とから成るものである。
タイプエンコーダ部と５１２ｐ／ｋのインクリメンタル
タイプエンコーダ部とから成るものである。
第２図には第１図図示ゼネバ５とゼネバ歯車によつて構
成されるステアリングセンサの回転数検出装置が示され
ている。図において、ステアリングシヤフト１と同軸に
取付けられたゼネバ５により、ステアリングシヤフト１
が回転することにゼネバ歯車が間けつ的に１／４回転す
るように構成されている。
成されるステアリングセンサの回転数検出装置が示され
ている。図において、ステアリングシヤフト１と同軸に
取付けられたゼネバ５により、ステアリングシヤフト１
が回転することにゼネバ歯車が間けつ的に１／４回転す
るように構成されている。
第３図には第１図図示実施例に係るステアリングセンサ
の出力信号が示されている。第３図（Ｇ）に示される回
転数検出信号ａに対してアブソリュートタイプエンコー
ダ部の各ビツトは第３図（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）に示
す如き出力波形で表わされる。ところで、ステアリング
シヤフト１の１回転は第３図においてｂ−ｃ区間を第３
図（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）に示される各信号で１６分
割されて表わされる。ステアリングシヤフト１の回転数
はポテンシヨメータ７の出力電圧ＶＺの高さで分る。第
３図（Ｇ）の回転検出信号ａによつて決定することがで
きる。例えば、１回転したとき、すなわち、第３図
（Ｆ）のｃ点のアブソリュートラの信号は“Ｆ”と
“Ｏ”の境にあり、ニユートラル位置（第３図（Ｆ）の
点ｂでの信号と同じであるが第３図（Ｇ）に示される回
転数検出信号ａは電圧ｅと電圧ｅと電圧ｄとで異なるた
め区別がつくものである。また、１回転１６分割の分解
能を補うため１回転当り第３図（Ａ）（Ｂ）に示す如き
５１２パルスのインクリメンタルタイプエンコーダの信
号を検出し、１回転の１／１６の部分はインクリメンタ
ルタイプエンコーダで回転角をカウントするものであ
る。また、電源を入れた際の絶対回転角は第３図
（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）に示されるアプソリュ
ート信号が切換わる時迄は、概略の位置すなわち22.5ｄ
ｅｇの分解能で検出でき、一度、アブソリュート信号が
切換わると、０．７ｄｅｇの分解能で検出することがで
きるものである。
の出力信号が示されている。第３図（Ｇ）に示される回
転数検出信号ａに対してアブソリュートタイプエンコー
ダ部の各ビツトは第３図（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）に示
す如き出力波形で表わされる。ところで、ステアリング
シヤフト１の１回転は第３図においてｂ−ｃ区間を第３
図（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）に示される各信号で１６分
割されて表わされる。ステアリングシヤフト１の回転数
はポテンシヨメータ７の出力電圧ＶＺの高さで分る。第
３図（Ｇ）の回転検出信号ａによつて決定することがで
きる。例えば、１回転したとき、すなわち、第３図
（Ｆ）のｃ点のアブソリュートラの信号は“Ｆ”と
“Ｏ”の境にあり、ニユートラル位置（第３図（Ｆ）の
点ｂでの信号と同じであるが第３図（Ｇ）に示される回
転数検出信号ａは電圧ｅと電圧ｅと電圧ｄとで異なるた
め区別がつくものである。また、１回転１６分割の分解
能を補うため１回転当り第３図（Ａ）（Ｂ）に示す如き
５１２パルスのインクリメンタルタイプエンコーダの信
号を検出し、１回転の１／１６の部分はインクリメンタ
ルタイプエンコーダで回転角をカウントするものであ
る。また、電源を入れた際の絶対回転角は第３図
（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）に示されるアプソリュ
ート信号が切換わる時迄は、概略の位置すなわち22.5ｄ
ｅｇの分解能で検出でき、一度、アブソリュート信号が
切換わると、０．７ｄｅｇの分解能で検出することがで
きるものである。
第４図には波形処理回路のブロツク図４ビツトアブソリ
ュートエンコーダ５２の波形を整形回路５１で整形しマ
イクロコンピュータ５０で処理する。５１２Ｐ／Ｒのイ
ンクリメンタルエンコーダ５３の波形を整形回路５４で
整形しマイクロコンピュータ５０で処理する。また、ポ
テンシヨメータ７の電圧をマイクロコンピュータ５０内
蔵Ａ／Ｄコンバータで処理する。最終的にマイクロコン
ピュータ５０からは、左右回転数信号５５に絶対回転角
度信号５６と左右回転速度信号５７が得られるものであ
る。
ュートエンコーダ５２の波形を整形回路５１で整形しマ
イクロコンピュータ５０で処理する。５１２Ｐ／Ｒのイ
ンクリメンタルエンコーダ５３の波形を整形回路５４で
整形しマイクロコンピュータ５０で処理する。また、ポ
テンシヨメータ７の電圧をマイクロコンピュータ５０内
蔵Ａ／Ｄコンバータで処理する。最終的にマイクロコン
ピュータ５０からは、左右回転数信号５５に絶対回転角
度信号５６と左右回転速度信号５７が得られるものであ
る。
第５図には本発明の他の実施例が示されている。本実施
例は、減速機構としてウオームギヤ３０，３１を用いた
ものである。この時のポテンシヨメータ７の電圧波形は
第７図に示す如くなる。
例は、減速機構としてウオームギヤ３０，３１を用いた
ものである。この時のポテンシヨメータ７の電圧波形は
第７図に示す如くなる。
第６図には本発明の別な実施例が示されている。この実
施例は減速機構としてスパイラルギヤ３２，３３を用い
たものである。この時のポテンシヨメータ７の電圧波形
は第７図と同じになる。
施例は減速機構としてスパイラルギヤ３２，３３を用い
たものである。この時のポテンシヨメータ７の電圧波形
は第７図と同じになる。
本実施例によれば、アブソリュートタイプエンコーダが
４ビツトになり、付属の波形処理回路が少なくでき、エ
ンコーダの製作が簡単になり、磁気式エンコーダである
ため、取付が簡単で、しかも１１ビツトアブソリュート
タイプエンコーダと同等の機能を有し、ステアリングの
回転数、絶対回転角、回転角速度が検出できるという効
果がある。
４ビツトになり、付属の波形処理回路が少なくでき、エ
ンコーダの製作が簡単になり、磁気式エンコーダである
ため、取付が簡単で、しかも１１ビツトアブソリュート
タイプエンコーダと同等の機能を有し、ステアリングの
回転数、絶対回転角、回転角速度が検出できるという効
果がある。
本発明によれば、ステアリングシヤフトの絶対回転角及
び回転速度を、４ビツトアブソリュートタイプエンコー
ダと５１２Ｐ／Ｒのインクリメンタルタイプエンコーダ
の構成によつて分解能０．７ｄｅｇの精度で検出するこ
とができる。
び回転速度を、４ビツトアブソリュートタイプエンコー
ダと５１２Ｐ／Ｒのインクリメンタルタイプエンコーダ
の構成によつて分解能０．７ｄｅｇの精度で検出するこ
とができる。
第１図は本発明の実施例に係るステアリングコラムの縦
断面図、第２図はゼネバ機構の正面図、第３図はステア
リングシヤフトの回転による各信号波形図、第４図は信
号処理回路図、第５図は本発明の他の実施例、第６図は
本発明の別な実施例を示す図、第７図は第２，第３実施
例における回転数検出信号を示す図、第８図は本発明に
よるパワーステアリング制御装置の構成図である。 １……ステアリングシヤフト、２……磁気ドラム、３…
…磁気抵抗素子、５……ゼネバ歯車、７……ポテンシヨ
メータ。
断面図、第２図はゼネバ機構の正面図、第３図はステア
リングシヤフトの回転による各信号波形図、第４図は信
号処理回路図、第５図は本発明の他の実施例、第６図は
本発明の別な実施例を示す図、第７図は第２，第３実施
例における回転数検出信号を示す図、第８図は本発明に
よるパワーステアリング制御装置の構成図である。 １……ステアリングシヤフト、２……磁気ドラム、３…
…磁気抵抗素子、５……ゼネバ歯車、７……ポテンシヨ
メータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉浦 登 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所佐和工場内 (72)発明者 高橋 正 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−229867（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】操舵ハンドルに連結したステアリングシヤ
フトと、該ステアリングシヤフトの絶対回転角及び回転
角速度を検出する第１のセンサと、前記ステアリングシ
ヤフトのニュートラル位置からの回転数を検出する第２
のセンサと、前記第１のセンサと第２のセンサの検出信
号を入力し補助操舵操作量を出力する制御装置と、該制
御装置からの助操舵操作量を入力し補助操舵力を車輪に
与える電動アクチュエータとを有する電動パワーステア
リング装置において、前記第１のセンサがアブソリュー
トタイプ磁気式シヤフトエンコーダとインクリメンタル
タイプ磁気式シヤフトエンコーダとから構成されること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8961385A JPH0615330B2 (ja) | 1985-04-25 | 1985-04-25 | 電動パワ−ステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8961385A JPH0615330B2 (ja) | 1985-04-25 | 1985-04-25 | 電動パワ−ステアリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61247568A JPS61247568A (ja) | 1986-11-04 |
| JPH0615330B2 true JPH0615330B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=13975599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8961385A Expired - Lifetime JPH0615330B2 (ja) | 1985-04-25 | 1985-04-25 | 電動パワ−ステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0615330B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020049123A (ko) * | 2000-12-19 | 2002-06-26 | 밍 루 | 차량용 가변 조향장치 |
| JP4028294B2 (ja) * | 2002-05-20 | 2007-12-26 | 古河電気工業株式会社 | 回転センサ |
| JP5540961B2 (ja) * | 2010-07-15 | 2014-07-02 | 日本精機株式会社 | 回転速度検出装置及び車速検出システム |
| JP2019138904A (ja) * | 2018-02-02 | 2019-08-22 | アナログ・ディヴァイシス・グローバル・アンリミテッド・カンパニー | 磁界トルクおよび／または角度センサ |
| US11248971B2 (en) | 2018-02-02 | 2022-02-15 | Analog Devices International Unlimited Company | Magnetic field torque and/or angle sensor |
| US11637482B2 (en) | 2020-10-08 | 2023-04-25 | Analog Devices International Unlimited Company | Magnetic sensor system for motor control |
| US11460323B2 (en) | 2021-02-05 | 2022-10-04 | Analog Devices International Unlimited Company | Magnetic field sensor package |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60229867A (ja) * | 1984-04-28 | 1985-11-15 | Nissan Motor Co Ltd | 電動式動力舵取り装置 |
-
1985
- 1985-04-25 JP JP8961385A patent/JPH0615330B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61247568A (ja) | 1986-11-04 |
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