JPH0657531B2 - 電動モ−タ式パワ−ステアリング - Google Patents
電動モ−タ式パワ−ステアリングInfo
- Publication number
- JPH0657531B2 JPH0657531B2 JP27568185A JP27568185A JPH0657531B2 JP H0657531 B2 JPH0657531 B2 JP H0657531B2 JP 27568185 A JP27568185 A JP 27568185A JP 27568185 A JP27568185 A JP 27568185A JP H0657531 B2 JPH0657531 B2 JP H0657531B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electric motor
- steering
- peripheral surface
- column
- shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- 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、その他の一般車両の操向車輪を操舵
する際、ステアリングコラムに内蔵させた電動モータの
駆動力を利用して、操舵補助を行う電動モータ式パワー
ステアリングに関するものである。
する際、ステアリングコラムに内蔵させた電動モータの
駆動力を利用して、操舵補助を行う電動モータ式パワー
ステアリングに関するものである。
従来の技術 一般に、電動モータを操舵補助用の駆動減とするパワー
ステアリングは、ステアリングコラムのコラムハウジン
グの外部に電動モータを取り付け、一対の平歯車やウォ
ームギヤとウォームホイルとを組み合わせた減速歯車機
構を介してモータの回転を減速するとともに、電磁クラ
ッチを用い、電動モータの回転力がコラムシャフトへ伝
達する必要がある時のみコラムシャフトにその回転力を
伝達して操舵補助を行うようになっている。
ステアリングは、ステアリングコラムのコラムハウジン
グの外部に電動モータを取り付け、一対の平歯車やウォ
ームギヤとウォームホイルとを組み合わせた減速歯車機
構を介してモータの回転を減速するとともに、電磁クラ
ッチを用い、電動モータの回転力がコラムシャフトへ伝
達する必要がある時のみコラムシャフトにその回転力を
伝達して操舵補助を行うようになっている。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のようなパワーステアリングでは、
減速機構と電磁クラッチという二つの構成部品が必要と
なるため、装置が大がかりなものとなり、また高回転
（約4,000rpm）のモータを用い、これを減速するので、
慣性運動による左右切換時の応答性が悪くなるという問
題があった。
減速機構と電磁クラッチという二つの構成部品が必要と
なるため、装置が大がかりなものとなり、また高回転
（約4,000rpm）のモータを用い、これを減速するので、
慣性運動による左右切換時の応答性が悪くなるという問
題があった。
問題点を解決するための手段 本発明は上記の問題を、電動モータ式パワーステアリン
グを、ステアリングホイールにつながるアッパーシャフ
トとステアリングギヤにつながるロアーシャフトとをト
ーションバーを介して連結したコラムシャフトと、該コ
ラムシャフトを回転自在に支持するコラムハウジング
と、該コラムハウジングの内部に設けられ、内周面また
は外周面に等ピッチ間隔の複数の歯形を有する磁性材製
の巻線部と該巻線部に巻回されたコイルとを有する固定
子と、前記コラムシャフトのロアーシャフトの外周面に
設けられ、外周面または内周面に前記固定子の歯形と対
向する等ピッチ間隔の複数の歯形を有する磁性材製の回
転子とからなるブラシレス電動モータと、前記トーショ
ンバーに加わるトルクを検知するトルクセンサーと、該
トルクセンサーからの信号により前記ブラシレス電動モ
ータを駆動するコントロールユニットとからなり、前記
ブラシレス電動モータの駆動力により操舵補助を行う電
動モータ式パワーステアリングの構成とすることにより
解決する。
グを、ステアリングホイールにつながるアッパーシャフ
トとステアリングギヤにつながるロアーシャフトとをト
ーションバーを介して連結したコラムシャフトと、該コ
ラムシャフトを回転自在に支持するコラムハウジング
と、該コラムハウジングの内部に設けられ、内周面また
は外周面に等ピッチ間隔の複数の歯形を有する磁性材製
の巻線部と該巻線部に巻回されたコイルとを有する固定
子と、前記コラムシャフトのロアーシャフトの外周面に
設けられ、外周面または内周面に前記固定子の歯形と対
向する等ピッチ間隔の複数の歯形を有する磁性材製の回
転子とからなるブラシレス電動モータと、前記トーショ
ンバーに加わるトルクを検知するトルクセンサーと、該
トルクセンサーからの信号により前記ブラシレス電動モ
ータを駆動するコントロールユニットとからなり、前記
ブラシレス電動モータの駆動力により操舵補助を行う電
動モータ式パワーステアリングの構成とすることにより
解決する。
作 用 ステアリングホイールが運転者によって操作され、操舵
抵抗に応じてトーションバーがねじられるとトルクセン
サーがトーションバーに加わるトルクを検知し、コント
ロールユニットに信号を送る。
抵抗に応じてトーションバーがねじられるとトルクセン
サーがトーションバーに加わるトルクを検知し、コント
ロールユニットに信号を送る。
コントロールユニットはトルクセンサーからの信号に応
じ電動モータを右ないし左に回転させるべく該モータへ
駆動信号を送り、モータを駆動しこのモータの駆動力に
より運転者のステアリング操作に対し操作補助力をあた
える。
じ電動モータを右ないし左に回転させるべく該モータへ
駆動信号を送り、モータを駆動しこのモータの駆動力に
より運転者のステアリング操作に対し操作補助力をあた
える。
操舵補助が不要の時には、電動モータは駆動せず、回転
子はコラムシャフトと一体に空転する。
子はコラムシャフトと一体に空転する。
実施例 第１図及び第２図は、同期電動モータの一種であるパル
ス式電動モータ（いわゆるステップモータ）を内蔵した
電動モータ式パワーステアリングの全体図を示すもので
ある。
ス式電動モータ（いわゆるステップモータ）を内蔵した
電動モータ式パワーステアリングの全体図を示すもので
ある。
１はコラムシャフトであり、図示しないステアリングホ
イールにつながるアッパーシャフト１′と図示しないス
テアリングギヤにジョイント等を介してつながるロアー
シャフト１″とをトーションバー８を介して連結して構
成され、コラムハウジング２内に回転自在に支持されて
いる。
イールにつながるアッパーシャフト１′と図示しないス
テアリングギヤにジョイント等を介してつながるロアー
シャフト１″とをトーションバー８を介して連結して構
成され、コラムハウジング２内に回転自在に支持されて
いる。
前記パルス式電動モータは、コラムシャフト１の前記ロ
アーシャフト１″の外周面に設けた回転子３と、コラム
ハウジング２の内周面に設けた固定子４とからなり、該
回転子３は円筒状磁性材の外周面に等ピッチ間隔の複数
の歯形を有し、操舵補助力の受動部となる。固定子４は
永久磁石５と鉄心部６に巻き付けたコイル７とからな
り、永久磁石５の上に設けた鉄心部６にそれぞれコイル
７を巻き付け、鉄心部６の先端（突極）部を等ピッチ間
隔に形成して回転子３の歯形部分と対向させている。
アーシャフト１″の外周面に設けた回転子３と、コラム
ハウジング２の内周面に設けた固定子４とからなり、該
回転子３は円筒状磁性材の外周面に等ピッチ間隔の複数
の歯形を有し、操舵補助力の受動部となる。固定子４は
永久磁石５と鉄心部６に巻き付けたコイル７とからな
り、永久磁石５の上に設けた鉄心部６にそれぞれコイル
７を巻き付け、鉄心部６の先端（突極）部を等ピッチ間
隔に形成して回転子３の歯形部分と対向させている。
９はトルクセンサーで、ロアーシャフト１″の上端部に
設けられトーションバー８のねじれ量をアッパーシャフ
ト１′とロアーシャフト１″との相対回転時の角度変位
量としてとらえるポテンションメータからなり、このト
ーションバー８のねじれ量をステアリングホイール操作
時の操舵トルクとしてとらえるものである。
設けられトーションバー８のねじれ量をアッパーシャフ
ト１′とロアーシャフト１″との相対回転時の角度変位
量としてとらえるポテンションメータからなり、このト
ーションバー８のねじれ量をステアリングホイール操作
時の操舵トルクとしてとらえるものである。
このトルクセンサー９により検知されたトルクは、コン
トロールユニット１２に信号として伝達され、コントロ
ールユニット１２はこの信号と車速センサー１３からの
信号とをあわせて車両の走行状態及び操作状態を判断し
電動モータを駆動制御する信号を発する。
トロールユニット１２に信号として伝達され、コントロ
ールユニット１２はこの信号と車速センサー１３からの
信号とをあわせて車両の走行状態及び操作状態を判断し
電動モータを駆動制御する信号を発する。
コントロールユニット１２からの電動モータ駆動制御用
の信号は、例えば車速センサー１３からの信号により車
速が所定値未満でかつ操作トルクが所定値以上のときス
テアリングホイールが右回転ならば”右回転に入”、左
回転ならば”左回転に入”、車速が所定値以上または操
作トルクが所定値未満のとき”断”というようにして該
信号を発する。
の信号は、例えば車速センサー１３からの信号により車
速が所定値未満でかつ操作トルクが所定値以上のときス
テアリングホイールが右回転ならば”右回転に入”、左
回転ならば”左回転に入”、車速が所定値以上または操
作トルクが所定値未満のとき”断”というようにして該
信号を発する。
なお１０はトルクセンサーからの信号を増幅するプリア
ンプ、１１はスリップリングである。
ンプ、１１はスリップリングである。
コントロールユニットから例えば”右回転に入”の信号
が発せられると、電動モータの固定子４が励磁され、回
転子３が右回転する。
が発せられると、電動モータの固定子４が励磁され、回
転子３が右回転する。
この電動モータの回転運動については周知のものと同様
であり、回転子３の回転により前記コラムシャフト１に
操舵補助力が作用する。
であり、回転子３の回転により前記コラムシャフト１に
操舵補助力が作用する。
第３図及び第４図は、前記コントロールユニットの回路
構成及びコントロールユニット内での処理の流れを示す
説明図である。
構成及びコントロールユニット内での処理の流れを示す
説明図である。
今、ハンドルが操作され、トーションバー８がねじられ
ると、トルクセンサー９にトーションバー８のねじれ量
に応じた電圧信号が発生し、これがプリアンプ１０に入
力され増幅された後、Ａ／Ｄ変換器１５によりデジタル
信号に変換されマイクロコンピュータ１４に入力され
る。また車速センサー１３からの信号もマイクロコンピ
ュータ１４に入力される。
ると、トルクセンサー９にトーションバー８のねじれ量
に応じた電圧信号が発生し、これがプリアンプ１０に入
力され増幅された後、Ａ／Ｄ変換器１５によりデジタル
信号に変換されマイクロコンピュータ１４に入力され
る。また車速センサー１３からの信号もマイクロコンピ
ュータ１４に入力される。
マイクロコンピュータ１４には車速及び操舵トルクにつ
いて予め必要な基準データが記憶されており、今回入力
されたデータの内まず車速データについての基準のデー
タと比較され、車速データが基準値以上なら電動モータ
の駆動を停止させるための信号を駆動回路１６に出力す
る。
いて予め必要な基準データが記憶されており、今回入力
されたデータの内まず車速データについての基準のデー
タと比較され、車速データが基準値以上なら電動モータ
の駆動を停止させるための信号を駆動回路１６に出力す
る。
もし車速データが基準値未満ならば、次にマイクロコン
ピュータ１４は、操舵トルクに関する検出信号とその基
準データとを比較する。
ピュータ１４は、操舵トルクに関する検出信号とその基
準データとを比較する。
そして検出データが基準値未満なら前述と同様電動モー
タの駆動を停止する信号を出力する。
タの駆動を停止する信号を出力する。
検出データが基準値以上になって初めてマイクロコンピ
ュータ１４は電動モータを駆動させるための信号を出力
する。
ュータ１４は電動モータを駆動させるための信号を出力
する。
このときマイクロコンピュータ１４は、前記検出データ
から同時にステアリングホイールの回転方向およびトル
ク値の大きさも判断し、電動モータの回転方向および該
モータを駆動するための出力パルスレートを決定し、決
定した出力パルスレートでモータを右または左に回転さ
せるための信号を駆動回路１６に出力する。
から同時にステアリングホイールの回転方向およびトル
ク値の大きさも判断し、電動モータの回転方向および該
モータを駆動するための出力パルスレートを決定し、決
定した出力パルスレートでモータを右または左に回転さ
せるための信号を駆動回路１６に出力する。
なお前記パルスレートはその値の大小によりモータの回
転速度を制御するものであるが、操舵トルクの大きさは
操舵速度と対応するので、操舵トルクが大のときはパル
スレートを大きくし、操舵トルクが小のときパルスレー
トを小さくするように設定して、該操舵速度に応じたモ
ータの回転速度を得られるようにしている。
転速度を制御するものであるが、操舵トルクの大きさは
操舵速度と対応するので、操舵トルクが大のときはパル
スレートを大きくし、操舵トルクが小のときパルスレー
トを小さくするように設定して、該操舵速度に応じたモ
ータの回転速度を得られるようにしている。
１７は保護回路で、モータのフィードバック電流を検知
することによりモータに負荷される電流の異常を検知
し、モータの電源に設けた図示しないリレーを作動させ
モータに流れる電流を遮断するものである。
することによりモータに負荷される電流の異常を検知
し、モータの電源に設けた図示しないリレーを作動させ
モータに流れる電流を遮断するものである。
第５図及び第６図は、第１図及び第２図に示した電動モ
ータ式パワーステアリングの電動モータに回転子３と固
定子４の形状が異なる電動モータを使用したものであ
る。すなわち、回転子３は、コラムシャフト１に固定し
た碗状をなし、その内径面に等ピッチ間隔の複数の歯形
を形成した磁性材からなっている。固定子４は、コラム
ハウジング２から内径側に延設され、碗状の回転子３の
内径側に配設されるようにした円筒形永久磁石５の該永
久磁石５の外径面に配設した鉄心６と、該鉄心６に巻き
つけたコイル７とからなっている。その他の構成は第１
図、第２図で示した実施例と同一である。
ータ式パワーステアリングの電動モータに回転子３と固
定子４の形状が異なる電動モータを使用したものであ
る。すなわち、回転子３は、コラムシャフト１に固定し
た碗状をなし、その内径面に等ピッチ間隔の複数の歯形
を形成した磁性材からなっている。固定子４は、コラム
ハウジング２から内径側に延設され、碗状の回転子３の
内径側に配設されるようにした円筒形永久磁石５の該永
久磁石５の外径面に配設した鉄心６と、該鉄心６に巻き
つけたコイル７とからなっている。その他の構成は第１
図、第２図で示した実施例と同一である。
この実施例によれば、回転子３の回転半径が大きくなる
のでモータのトルクを大きくすることができる。
のでモータのトルクを大きくすることができる。
発明の効果 以上の構成による本発明の電動モータ式パワーステアリ
ングは、従来必要であった減速機構と電磁クラッチとい
う二つの構成部品が不要となるので装置がコンパクトな
ものとなり、またモータの慣性を極力小さくできるの
で、慣性運動によるステアリングホイールの左右切換時
の応答性が悪くなるという問題を解消することができ
る。
ングは、従来必要であった減速機構と電磁クラッチとい
う二つの構成部品が不要となるので装置がコンパクトな
ものとなり、またモータの慣性を極力小さくできるの
で、慣性運動によるステアリングホイールの左右切換時
の応答性が悪くなるという問題を解消することができ
る。
また本発明の電動モータ式パワーステアリングでは、電
気系統に故障が生じた場合でもコラムシャフトの回転を
さまたげることがない。すなわち先に述べた従来技術の
ものの場合、もし上記のような故障が生じると、操舵補
助が働かないのに電磁クラッチがつながったままにな
り、コラムシャフトを操作できないということが生じる
恐れがあるが、本発明のものはモータの回転子が空転す
るだけで、ステアリング操作そのものは通常に行うこと
ができる。
気系統に故障が生じた場合でもコラムシャフトの回転を
さまたげることがない。すなわち先に述べた従来技術の
ものの場合、もし上記のような故障が生じると、操舵補
助が働かないのに電磁クラッチがつながったままにな
り、コラムシャフトを操作できないということが生じる
恐れがあるが、本発明のものはモータの回転子が空転す
るだけで、ステアリング操作そのものは通常に行うこと
ができる。
第１図は本発明の実施例を示す縦断面図、第２図は第１
図のII−II線断面図、第３図はコントロールユニットの
回路図、第４図はコントロールユニット内での処理の流
れを示す説明図、第５図は本発明の他の実施例を示す縦
断面図、第６図は第５図のVI−VI線断面図である。 １……コラムシャフト ２……コラムハウジング ３……回転子、４……固定子 ８……トーションバー ９……トルクセンサー １２……コントロールユニット
図のII−II線断面図、第３図はコントロールユニットの
回路図、第４図はコントロールユニット内での処理の流
れを示す説明図、第５図は本発明の他の実施例を示す縦
断面図、第６図は第５図のVI−VI線断面図である。 １……コラムシャフト ２……コラムハウジング ３……回転子、４……固定子 ８……トーションバー ９……トルクセンサー １２……コントロールユニット
Claims (1)
- 【請求項１】ステアリングホイールにつながるアッパー
シャフトとステアリングギヤにつながるロアーシャフト
とをトーションバーを介して連結したコラムシャフト
と、該コラムシャフトを回転自在に支持するコラムハウ
ジングと、該コラムハウジングの内部に設けられ、内周
面または外周面に等ピッチ間隔の複数の歯形を有する磁
性材製の巻線部と該巻線部に巻回されたコイルとを有す
る固定子と、前記コラムシャフトのロアーシャフトの外
周面に設けられ、外周面または内周面に前記固定子の歯
形と対向する等ピッチ間隔の複数の歯形を有する磁性材
製の回転子とからなるブラシレス電動モータと、前記ト
ーションバーに加わるトルクを検知するトルクセンサー
と、該トルクセンサーからの信号により前記ブラシレス
電動モータを駆動するコントロールユニットとからな
り、前記ブラシレス電動モータの駆動力により操舵補助
を行う電動モータ式パワーステアリング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27568185A JPH0657531B2 (ja) | 1985-12-06 | 1985-12-06 | 電動モ−タ式パワ−ステアリング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27568185A JPH0657531B2 (ja) | 1985-12-06 | 1985-12-06 | 電動モ−タ式パワ−ステアリング |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62134371A JPS62134371A (ja) | 1987-06-17 |
| JPH0657531B2 true JPH0657531B2 (ja) | 1994-08-03 |
Family
ID=17558865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27568185A Expired - Lifetime JPH0657531B2 (ja) | 1985-12-06 | 1985-12-06 | 電動モ−タ式パワ−ステアリング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0657531B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0537900Y2 (ja) * | 1986-04-23 | 1993-09-24 | ||
| GB2218388A (en) * | 1988-05-10 | 1989-11-15 | Austin Rover Group | A power assisted steering system for a motor vehicle and control means therefor |
| JP2009261244A (ja) * | 1998-06-29 | 2009-11-05 | Mitsubishi Electric Corp | 電動パワーステアリング装置用モータ |
| CA2520169C (en) | 2004-09-30 | 2010-07-20 | Honda Motor Co., Ltd. | Power steering apparatus in vehicle having handlebar and vehicle having handlebar |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS619371A (ja) * | 1984-06-22 | 1986-01-16 | Honda Motor Co Ltd | 電磁型倍力装置 |
-
1985
- 1985-12-06 JP JP27568185A patent/JPH0657531B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62134371A (ja) | 1987-06-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |