JPH0995247A - Electric power steering device - Google Patents

Electric power steering device

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JPH0995247A
JPH0995247A JP25369395A JP25369395A JPH0995247A JP H0995247 A JPH0995247 A JP H0995247A JP 25369395 A JP25369395 A JP 25369395A JP 25369395 A JP25369395 A JP 25369395A JP H0995247 A JPH0995247 A JP H0995247A
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JP
Japan
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power steering
torque sensor
control unit
magnetostrictive torque
steering control
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Ichiro Mizutani
一郎 水谷
Yoshihiro Oozasa
吉浩 大笹
Hirotaka Umeda
寛隆 梅田
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T R W S S J KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To miniaturize a magnetostrictive torque sensor to be used for the power steering control, and to improve the degree of freedom of design thereof. SOLUTION: Since a magnetostrictive torque sensor 12 is arranged remarkably close to a power steering control unit 8, even the faint signal from a detecting coil 40 can be transmitted to a power steering control unit 8 as a detecting signal through a signal line 44 without receiving the influence of noise. The magnetostrictive torque sensor 12 is thereby formed of a detecting coil 40 and an exciting coil 41, and other structure is arranged inside of the power steering control unit 8, or a software logic of the power steering control unit 8 is substituted for them. Volume of the magnetostrictive torque sensor 12 in the periphery of a steering shaft 10 is thereby reduced so as to facilitate the design. Furthermore, since the software logic can be substituted for a part thereof, the device can be miniaturized in total.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電動パワーステア
リング装置に関し、特に磁歪式トルクセンサを用いてス
テアリング状態を検出する電動パワーステアリング装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric power steering device, and more particularly to an electric power steering device that detects a steering state using a magnetostrictive torque sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、自動車において、電動モータによ
る一般的なパワーステアリング装置は、特開平5−25
4449〜254451号に示すごとく、ステアリング
ホイール直下のシャフトに電動モータを設け、ダッシュ
ボード内にパワーステアリング制御部を設けてステアリ
ングシャフトにかかる操舵時のトルクを検出し、そのト
ルク状態に応じて前記電動モータを制御して、ステアリ
ングシャフトに駆動力を伝達することにより、操舵の補
助を行っていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, a general power steering device using an electric motor in an automobile is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-25.
As shown in Nos. 4449-254451, an electric motor is provided on the shaft immediately below the steering wheel, a power steering control unit is provided in the dashboard to detect the torque applied to the steering shaft during steering, and the electric motor is driven according to the torque state. Steering is assisted by controlling the motor and transmitting the driving force to the steering shaft.

【0003】この操舵時にステアリングシャフトに発生
するトルクを検出するトルクセンサの一つとして、磁歪
式トルクセンサが用いられている。この磁歪式トルクセ
ンサは、他のトルクセンサの代表的なものであるトーシ
ョンバーによる捻れ角を検出するトルクセンサに比較し
て、トーションバー部分が存在しないので操舵応答性を
阻害せず良好な操舵感が得られると言う利点が存在し
た。
A magnetostrictive torque sensor is used as one of the torque sensors for detecting the torque generated on the steering shaft during steering. This magnetostrictive torque sensor does not have a torsion bar portion as compared with a torque sensor that detects a torsion angle due to a torsion bar, which is a typical one of other torque sensors. There was an advantage that you could get a feeling.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、磁歪式トルク
センサは、ステアリングシャフトの歪みにより生じる透
磁率の変化を電気的に捉えており、その検出用のコイル
から出力する信号は極めて微弱である。したがって、そ
のままの微弱な信号を磁歪式トルクセンサからパワース
テアリング制御部へ、長い信号ラインを介して伝達して
いるとノイズが乗り易くなることから、その微弱な信号
を磁歪式トルクセンサの位置で増幅する必要があった。
またこれに伴って、温度等による影響が増幅されて操舵
の中立点がずれるのを防止するため、中立点の補正処理
のための機構(機械式転極スイッチ)や中立点の補正処
理のための信号処理部も磁歪式トルクセンサに設けられ
ていた。
However, the magnetostrictive torque sensor electrically captures the change in magnetic permeability caused by the distortion of the steering shaft, and the signal output from the coil for detection thereof is extremely weak. Therefore, if the weak signal as it is is transmitted from the magnetostrictive torque sensor to the power steering control unit via a long signal line, noise is likely to be generated, and the weak signal is transmitted at the position of the magnetostrictive torque sensor. It had to be amplified.
Along with this, in order to prevent the neutral point of steering from being shifted due to the influence of temperature, etc. being amplified, a mechanism (mechanical reversing switch) for neutral point correction processing and a neutral point correction processing The signal processing unit of was also provided in the magnetostrictive torque sensor.

【0005】このため、ステアリングホイール直下のス
テアリングシャフトに、磁歪検出用コイル、励磁用コイ
ルおよび励磁制御部以外に、増幅部および中立点の補正
処理のための機構や信号処理部をも備えた磁歪式トルク
センサを配置しなくてはならないことになり、大型化し
て、設計上、配置が困難な場合があった。
Therefore, in addition to the magnetostriction detection coil, the excitation coil, and the excitation control unit, the steering shaft immediately below the steering wheel is provided with an amplification unit and a mechanism for correcting the neutral point and a signal processing unit. Since the torque sensor has to be arranged, the size of the torque sensor may be increased, and the arrangement may be difficult in design.

【0006】本発明は、前記磁歪式トルクセンサを小型
化して、設計の自由度を向上させることを目的とする。
An object of the present invention is to reduce the size of the magnetostrictive torque sensor and improve the degree of freedom in design.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段及び発明の効果】請求項1
記載の発明は、ステアリングシャフトからの操舵力によ
り左右に移動することで左右輪の操舵を行うラックバー
と、このラックバーのケーシングに取り付けられたパワ
ーステアリング制御部と、このパワーステアリング制御
部に制御される駆動部とを備え、前記パワーステアリン
グ制御部が、ステアリングの状態に応じて前記駆動部を
制御して前記ラックバーを左右に移動させることによ
り、前記ステアリングシャフトによる左右輪の操舵を補
助する電動パワーステアリング装置であって、ステアリ
ングシャフトの内、前記ラックバーに操舵力を伝達する
位置の近傍に設けられて前記ステアリング状態を検出す
る磁歪式トルクセンサにおける増幅部または励磁制御部
の一部または全部を、前記パワーステアリング制御部に
設けたことを特徴とする電動パワーステアリング装置で
ある。
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
The described invention is a rack bar that steers left and right wheels by moving left and right by a steering force from a steering shaft, a power steering control unit attached to a casing of the rack bar, and a control by the power steering control unit. The power steering control unit controls the drive unit according to the state of steering to move the rack bar left and right, thereby assisting the steering of the left and right wheels by the steering shaft. An electric power steering device, wherein a part of an amplification unit or an excitation control unit in a magnetostrictive torque sensor that is provided in the vicinity of a position for transmitting a steering force to the rack bar in the steering shaft and detects the steering state, or All of them are provided in the power steering control unit. That is an electric power steering system.

【0008】請求項2記載の発明は、更に、前記パワー
ステアリング制御部自身が、前記磁歪式トルクセンサの
増幅部にて増幅された検出信号の処理も行うことを特徴
とする請求項1記載の電動パワーステアリング装置であ
る。
According to a second aspect of the present invention, the power steering control section itself also processes the detection signal amplified by the amplification section of the magnetostrictive torque sensor. It is an electric power steering device.

【0009】請求項3記載の発明は、前記ラックバーの
ケーシング、パワーステアリング制御部のケーシングあ
るいは磁歪式トルクセンサのケーシングが金属製であ
り、前記磁歪式トルクセンサとパワーステアリング制御
部との間の信号ラインが、その金属製ケーシング内を通
過していることを特徴とする請求項1または2記載の電
動パワーステアリング装置である。
According to a third aspect of the present invention, the casing of the rack bar, the casing of the power steering control unit, or the casing of the magnetostrictive torque sensor is made of metal, and the casing between the magnetostrictive torque sensor and the power steering control unit is provided. The electric power steering apparatus according to claim 1 or 2, wherein the signal line passes through the inside of the metal casing.

【0010】請求項4記載の発明は、前記パワーステア
リング制御部が、パワーステアリング制御において得ら
れたデータに基づき、前記磁歪式トルクセンサの中立点
補正を行うことを特徴とする請求項2記載の電動パワー
ステアリング装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, the power steering control section corrects the neutral point of the magnetostrictive torque sensor based on the data obtained in the power steering control. It is an electric power steering device.

【0011】請求項5記載の発明は、前記パワーステア
リング制御部が、前記磁歪式トルクセンサの中立点近傍
でパワーステアリング制御の不感帯を有することを特徴
とする請求項1〜4のいずれかに記載の電動パワーステ
アリング装置である。
According to a fifth aspect of the present invention, the power steering control section has a dead zone for power steering control in the vicinity of the neutral point of the magnetostrictive torque sensor. Is an electric power steering device.

【0012】ここで、請求項1の電動パワーステアリン
グ装置は、ステアリングシャフトの内、ラックバーに操
舵力を伝達する位置の近傍に設けられてステアリング状
態を検出する磁歪式トルクセンサにおける増幅部または
励磁制御部の一部または全部を、パワーステアリング制
御部に設けているため、磁歪式トルクセンサが大型化す
ることがなく、設計上、配置が困難となることがない。
In the electric power steering apparatus according to the first aspect of the present invention, the amplifying section or the exciting section of the magnetostrictive torque sensor is provided in the steering shaft in the vicinity of the position for transmitting the steering force to the rack bar and detects the steering state. Since a part or all of the control unit is provided in the power steering control unit, the magnetostrictive torque sensor does not become large, and the arrangement does not become difficult in terms of design.

【0013】尚、磁歪式トルクセンサは、ステアリング
シャフトがラックバーに操舵力を伝達する位置の近傍に
設けられているため、この磁歪式トルクセンサと、ラッ
クバーのケーシングに取り付けられたパワーステアリン
グ制御部とは、距離的に極めて近い状態となる。したが
って、磁歪式トルクセンサの増幅部または励磁制御部の
一部または全部をパワーステアリング制御部に設けるこ
とにより、磁歪式トルクセンサとパワーステアリング制
御部との間に信号ラインを通すことになるが、この信号
ラインは極めて短いものとなり、ノイズが乗りにくい状
態となる。
Since the magnetostrictive torque sensor is provided in the vicinity of the position where the steering shaft transmits the steering force to the rack bar, the magnetostrictive torque sensor and the power steering control mounted on the rack bar casing are controlled. The parts are extremely close to each other in terms of distance. Therefore, by providing a part or all of the amplification section or the excitation control section of the magnetostrictive torque sensor in the power steering control section, a signal line is passed between the magnetostrictive torque sensor and the power steering control section. This signal line becomes extremely short, making it difficult for noise to travel.

【0014】また、パワーステアリング制御部は、通
常、プログラムによるソフトウエアロジックにて制御処
理をしていることから、そのプログラムに、磁歪式トル
クセンサの増幅部にて増幅された検出信号から実際のト
ルクを演算するための処理やその他の処理を含ませるこ
とにより、磁歪式トルクセンサの信号処理部を省略する
ことができるので、全体のサイズを小さくでき、部品点
数が少なくなって製造コストも低減できる。
Further, since the power steering control unit normally performs control processing by software logic according to a program, the program uses an actual detection signal amplified by the amplification unit of the magnetostrictive torque sensor. By including the processing for calculating the torque and other processing, the signal processing unit of the magnetostrictive torque sensor can be omitted, so the overall size can be reduced, the number of parts can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced. it can.

【0015】更に、磁歪式トルクセンサがラックバーに
操舵力を伝達する位置の近傍に設けられているため、パ
ワーステアリング制御部とは、ラックバーのケーシング
内、パワーステアリング制御部自身のケーシング内ある
いは磁歪式トルクセンサのケーシング内に信号ラインを
通過させて、磁歪式トルクセンサとパワーステアリング
制御部との間を信号的に接続することができる。このこ
とにより、通常、ラックバーのケーシング、パワーステ
アリング制御部のケーシングあるいは磁歪式トルクセン
サのケーシングは金属製であるので、電磁シールドが可
能となり、一層外部のノイズが信号ラインに乗りにくく
なる。
Further, since the magnetostrictive torque sensor is provided in the vicinity of the position where the steering force is transmitted to the rack bar, the power steering control unit means the inside of the rack bar casing, the casing of the power steering control unit itself, or The signal line can be passed through the casing of the magnetostrictive torque sensor to signal-connect the magnetostrictive torque sensor and the power steering control unit. As a result, since the casing of the rack bar, the casing of the power steering controller, or the casing of the magnetostrictive torque sensor is usually made of metal, electromagnetic shielding becomes possible, and external noise is less likely to travel on the signal line.

【0016】また、パワーステアリング制御部が、前記
磁歪式トルクセンサの増幅部にて増幅された検出信号の
処理も行う構成とすれば、パワーステアリング制御部は
パワーステアリング制御において得られたあるいは用い
られたデータも利用できるので、そのデータに基づき、
磁歪式トルクセンサの中立点補正を行うように構成して
も良い。また、パワーステアリング制御部が自身の温度
を検出していれば、パワーステアリング制御部と磁歪式
トルクセンサとは距離的に近いので、パワーステアリン
グ制御部自身の温度を磁歪式トルクセンサの温度とみな
して、中立点補正をすることもできる。
Further, if the power steering control section is also configured to process the detection signal amplified by the amplification section of the magnetostrictive torque sensor, the power steering control section is obtained or used in the power steering control. Data is also available, based on that data,
The magnetostrictive torque sensor may be configured to perform neutral point correction. If the power steering control unit detects its own temperature, the power steering control unit and the magnetostrictive torque sensor are close in distance, so the temperature of the power steering control unit itself is regarded as the temperature of the magnetostrictive torque sensor. It is also possible to correct the neutral point.

【0017】このようにすることにより、従来のごとく
磁歪式トルクセンサに機械式転極スイッチや温度センサ
を設けて、スイッチの転極や検出された温度に応じて検
出値の中立点を求めていた場合と異なり、磁歪式トルク
センサに機械式転極スイッチや温度センサを必須としな
くても良くなる。このような機械式転極スイッチや温度
センサを磁歪式トルクセンサに設けない場合には、ステ
アリングシャフト周りにおける磁歪式トルクセンサの容
積が小さくなり、設計が容易となる。
By doing so, the conventional magnetostrictive torque sensor is provided with the mechanical reversing switch and the temperature sensor, and the neutral point of the detected value is obtained according to the reversing of the switch and the detected temperature. Unlike the above case, the magnetostrictive torque sensor does not need to have a mechanical reversing switch or a temperature sensor. If such a mechanical reversing switch or temperature sensor is not provided in the magnetostrictive torque sensor, the volume of the magnetostrictive torque sensor around the steering shaft becomes small, which facilitates the design.

【0018】また、パワーステアリング制御部が、磁歪
式トルクセンサの中立点近傍で不感帯を有するパワース
テアリング制御を行っても良い。中立点近傍では、メカ
ニカルな遊びや温度等の関係から、実際には中立点であ
っても、操舵したかのごとくの信号が生じる場合が有
り、そのためにパワーステアリング制御が繁雑に実行さ
れることを防止できる。
Further, the power steering control section may perform power steering control having a dead zone near the neutral point of the magnetostrictive torque sensor. In the vicinity of the neutral point, due to mechanical play, temperature, etc., even if it is actually the neutral point, a signal as if steering had occurred may occur, and therefore power steering control is executed complicatedly. Can be prevented.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】図1は、電動パワーステアリング
装置2を示す部分破断説明図である。電動パワーステア
リング装置2は、ラックバー4、モータ部6、パワース
テアリング制御部8、ステアリングシャフト10および
磁歪式トルクセンサ12を備えている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a partially cutaway explanatory view showing an electric power steering device 2. The electric power steering device 2 includes a rack bar 4, a motor unit 6, a power steering control unit 8, a steering shaft 10, and a magnetostrictive torque sensor 12.

【0020】ラックバー4は、その両端部にボールジョ
イント4a,4bを形成して、部分的に示すタイロッド
14,16に連結している。タイロッド14,16は図
示しない自動車の左右輪のナックルアームに接続され
て、ラックバー4の左右への移動を左右輪の方向変化に
反映させている。
The rack bar 4 has ball joints 4a and 4b formed at both ends thereof and is connected to tie rods 14 and 16 which are partially shown. The tie rods 14 and 16 are connected to knuckle arms of left and right wheels of an automobile (not shown), and the left and right movements of the rack bar 4 are reflected in the direction changes of the left and right wheels.

【0021】ラックバー4は、そのケーシング18内に
左右に摺動自在に支持されている。ケーシング18内に
は、モータ部6のロータ20が配置され、そのロータシ
ャフト22は円筒形であり、内部をラックバー4が摺動
可能に貫通している。またロータ20の外側にモータ部
6のステータ24が配置されている。このモータ部6
は、パワーステアリング制御部8内の電流制御パワード
ライバ54(図4)を介して、パワーステアリング制御
部8にてロータ20の回転が制御される。
The rack bar 4 is slidably supported in the casing 18 in the left and right directions. A rotor 20 of the motor unit 6 is arranged in the casing 18, and a rotor shaft 22 thereof has a cylindrical shape, and the rack bar 4 slidably penetrates through the inside thereof. Further, the stator 24 of the motor unit 6 is arranged outside the rotor 20. This motor section 6
The rotation of the rotor 20 is controlled by the power steering control unit 8 via the current control power driver 54 (FIG. 4) in the power steering control unit 8.

【0022】ロータ20と一体に回転するロータシャフ
ト22は、図1の右端部にてボールナット26に接続さ
れている。ボールナット26はボール28を介して、ラ
ックバー4の一部に形成された断面半円形の螺旋溝30
に嵌合している。したがって、パワーステアリング制御
部8がロータ20の正転・反転を制御すると、ロータシ
ャフト22を介してボールナット26が正転・反転し、
ラックバー4に左右の任意の方向に補助移動力を与える
ことができる。この結果、パワーステアリング制御を実
行することができる。
A rotor shaft 22 that rotates integrally with the rotor 20 is connected to a ball nut 26 at the right end of FIG. The ball nut 26 is provided with a ball 28 and a spiral groove 30 formed in a part of the rack bar 4 and having a semicircular cross section.
Is fitted. Therefore, when the power steering control unit 8 controls the normal rotation / reverse rotation of the rotor 20, the ball nut 26 normally rotates / reverses via the rotor shaft 22,
An auxiliary moving force can be applied to the rack bar 4 in any left and right directions. As a result, power steering control can be executed.

【0023】図2の電動パワーステアリング装置2の部
分拡大説明図に示すごとく、ステアリングシャフト10
はその入力側のセレーション部32から図示しないステ
アリングホイールの操舵力を入力し、出力側のピニオン
部34にて、ラックバー4の一部に形成されたラック3
6に伝達して、ラックバー4を左右に移動させる。
As shown in the partially enlarged explanatory view of the electric power steering apparatus 2 of FIG. 2, the steering shaft 10 is shown.
Receives the steering force of a steering wheel (not shown) from the serration portion 32 on the input side, and the rack 3 formed on a part of the rack bar 4 at the pinion portion 34 on the output side.
6 to move the rack bar 4 left and right.

【0024】セレーション部32とピニオン部34との
中間のステアリングシャフト10には、ステアリングホ
イールの操舵に伴う歪みを検出する磁歪式トルクセンサ
12が設けられている。尚、この磁歪式トルクセンサ1
2には、検出用コイル40と励磁用コイル41のみが磁
歪式トルクセンサ12のケーシング12a内に配置され
ている。
A magnetostrictive torque sensor 12 is provided on the steering shaft 10 intermediate between the serration portion 32 and the pinion portion 34 to detect the strain caused by steering of the steering wheel. The magnetostrictive torque sensor 1
In FIG. 2, only the detection coil 40 and the excitation coil 41 are arranged inside the casing 12 a of the magnetostrictive torque sensor 12.

【0025】磁歪式トルクセンサ12のケーシング12
aは、アルミニウム合金製であり、同じくアルミニウム
合金製であるラックバー4のケーシング18と一体に形
成されている。磁歪式トルクセンサ12からケーシング
18上のパワーステアリング制御部8へ至るケーシング
12aおよびケーシング18には、ライン挿通孔42が
設けられ、その内部を磁歪式トルクセンサ12の検出用
コイル40からの信号ライン44およびパワーステアリ
ング制御部8からの励磁電流ライン46が通っている。
Casing 12 of magnetostrictive torque sensor 12
“A” is made of an aluminum alloy and is integrally formed with the casing 18 of the rack bar 4 which is also made of an aluminum alloy. The casing 12a and the casing 18 extending from the magnetostrictive torque sensor 12 to the power steering control unit 8 on the casing 18 are provided with a line insertion hole 42, and the inside thereof is provided with a signal line from the detection coil 40 of the magnetostrictive torque sensor 12. An exciting current line 46 from the power steering control unit 8 and the power steering control unit 8 runs.

【0026】図3の模式図および図4のブロック図に示
すごとく、パワーステアリング制御部8は、マイクロプ
ロセッサユニット(MPU)52を中心に、電流制御パ
ワードライバ54、モータ電流制御用電界効果トランジ
スタ(FET)56、FET用温度センサ58、給電用
システムスイッチ60、給電用電圧センサ62、正常動
作監視装置64およびRS232Cインターフェース
(I/F)66を備えている。
As shown in the schematic diagram of FIG. 3 and the block diagram of FIG. 4, the power steering controller 8 includes a microprocessor unit (MPU) 52 as a center, a current control power driver 54, a motor current control field effect transistor ( FET) 56, FET temperature sensor 58, power feeding system switch 60, power feeding voltage sensor 62, normal operation monitoring device 64, and RS232C interface (I / F) 66.

【0027】この、マイクロプロセッサユニット52に
おけるパワーステアリング制御にては、磁歪式トルクセ
ンサ12からの検出信号をトルク検出回路としての演算
処理をして操舵トルクおよび操舵方向を得、その操舵ト
ルクおよび方向に応じてモータ部6の回転の方向とトル
ク量とを電流制御パワードライバ54に指示している。
電流制御パワードライバ54は、マイクロプロセッサユ
ニット52から指示された方向とトルク量とに基づい
て、モータ電流制御用電界効果トランジスタ56を介し
てモータ部6の回転方向と出力トルクとを制御する。マ
イクロプロセッサユニット52は、このパワーステアリ
ング制御の間、回転ポジションセンサ68からモータ部
6の回転位置、および電流量センサ70からモータ部6
に流れる実際の電流量を監視している。
In the power steering control in the microprocessor unit 52, the detection signal from the magnetostrictive torque sensor 12 is subjected to arithmetic processing as a torque detection circuit to obtain a steering torque and a steering direction, and the steering torque and direction. In response to this, the current control power driver 54 is instructed about the direction of rotation of the motor unit 6 and the amount of torque.
The current control power driver 54 controls the rotation direction and the output torque of the motor unit 6 via the motor current control field effect transistor 56 based on the direction and the torque amount instructed by the microprocessor unit 52. During this power steering control, the microprocessor unit 52 operates from the rotational position sensor 68 to the rotational position of the motor unit 6 and from the current amount sensor 70 to the motor unit 6.
It monitors the actual amount of current flowing through.

【0028】また、前記パワーステアリング制御では、
車速センサ72から得られる車速に応じて、磁歪式トル
クセンサ12の信号から得られる操舵トルクおよび方向
に基づく、モータ部6の回転の方向とトルク量との出力
パターンを種々調整し、例えば、低速や据え切り時に
は、ステアリングホイール74がより軽く操舵できるよ
うに、中・高速時には手応えがある操舵フィーリングと
なるように制御している。
In the power steering control,
Depending on the vehicle speed obtained from the vehicle speed sensor 72, various output patterns of the rotation direction and the torque amount of the motor unit 6 are adjusted based on the steering torque and the direction obtained from the signal of the magnetostrictive torque sensor 12, for example, at a low speed. The steering wheel 74 is controlled so that it can be steered more lightly when the vehicle is stationary, and the steering feeling is controlled so that the steering feeling can be enjoyed at medium and high speeds.

【0029】尚、FET用温度センサ58によりモータ
電流制御用電界効果トランジスタ56が過熱していると
判断した場合、あるいは給電用電圧センサ62によりバ
ッテリBの給電が十分でなくなったと判断した場合に
は、マイクロプロセッサユニット52はパワーステアリ
ング制御を停止し、給電用システムスイッチ60をオフ
して電流制御パワードライバ54への給電を停止する。
また、正常動作監視装置64にてマイクロプロセッサユ
ニット52自身が異常であると判断した場合には、正常
動作監視装置64は給電用システムスイッチ60をオフ
して電流制御パワードライバ54への給電を停止する。
RS232Cインターフェース66は他の制御装置等と
の通信処理のために設けられている。尚、磁歪式トルク
センサ12の励磁用コイル41へは、パワーステアリン
グ制御部8内に配置された図示しない励磁制御部によ
り、励磁電流ライン46を介して励磁電流が供給されて
いる。
If the FET temperature sensor 58 determines that the motor current control field effect transistor 56 is overheated, or if the power supply voltage sensor 62 determines that the power supply to the battery B is insufficient. The microprocessor unit 52 stops the power steering control, turns off the power supply system switch 60, and stops the power supply to the current control power driver 54.
When the normal operation monitoring device 64 determines that the microprocessor unit 52 itself is abnormal, the normal operation monitoring device 64 turns off the power supply system switch 60 to stop the power supply to the current control power driver 54. To do.
The RS232C interface 66 is provided for communication processing with other control devices and the like. The exciting coil 41 of the magnetostrictive torque sensor 12 is supplied with an exciting current through an exciting current line 46 by an exciting controller (not shown) arranged in the power steering controller 8.

【0030】前述したごとく、マイクロプロセッサユニ
ット52にては、磁歪式トルクセンサ12の検出用コイ
ル40からの検出信号の増幅部も内蔵しており、検出用
コイル40からの検出信号を増幅してデジタル値に変換
し、トルク検出回路としての演算処理をして操舵トルク
および操舵方向を得ている。マイクロプロセッサユニッ
ト52は、図3,4に示したごとく、パワーステアリン
グ制御のために、車速やモータ部6の回転位置、あるい
はRS232Cインターフェース66を介して他の制御
装置からのデータを得ている。また、FET用温度セン
サ58からパワーステアリング制御部8の一部であるモ
ータ電流制御用電界効果トランジスタ56の温度データ
も得ている。このため、これらのデータに基づいて磁歪
式トルクセンサ12からの検出信号の中立点を決定する
ことができる。
As described above, the microprocessor unit 52 also has a built-in amplifier for the detection signal from the detection coil 40 of the magnetostrictive torque sensor 12, and amplifies the detection signal from the detection coil 40. The steering torque and the steering direction are obtained by converting into a digital value and performing arithmetic processing as a torque detection circuit. As shown in FIGS. 3 and 4, the microprocessor unit 52 obtains data from the other control device via the RS232C interface 66 or the vehicle speed or the rotational position of the motor unit 6 for power steering control. Further, the temperature data of the field effect transistor 56 for controlling the motor current, which is a part of the power steering controller 8, is also obtained from the FET temperature sensor 58. Therefore, the neutral point of the detection signal from the magnetostrictive torque sensor 12 can be determined based on these data.

【0031】従来のごとくケーシング12a内に検出用
コイル40および励磁用コイル41以外にトルク検出回
路や温度センサあるいは機械式転極スイッチを設けて、
そのトルク検出回路にて検出信号を増幅し、更に機械式
転極スイッチの転極や温度センサにて検出された温度に
応じて検出値の中立点を求めていた場合と異なり、ケー
シング12a内は検出用コイル40および励磁用コイル
41のみで良い。このことから、検出用コイル40およ
び励磁用コイル41以外を磁歪式トルクセンサ12のケ
ーシング12a内に配置する必要が無くなり、ステアリ
ングシャフト10周りにおける磁歪式トルクセンサ12
の容積が小さくなり、設計が容易となる。更に、磁歪式
トルクセンサ12は、内部に電子回路がなくなるので、
ケーシング12a自体は従来よりも安価なもので良くな
る。
In addition to the detecting coil 40 and the exciting coil 41, a torque detecting circuit, a temperature sensor, or a mechanical reversing switch is provided in the casing 12a as in the conventional case.
Unlike the case where the detected signal is amplified by the torque detection circuit and the neutral point of the detected value is obtained according to the temperature detected by the reversal of the mechanical reversing switch or the temperature sensor, the inside of the casing 12a is Only the detection coil 40 and the excitation coil 41 are required. For this reason, it is not necessary to arrange anything other than the detection coil 40 and the excitation coil 41 in the casing 12a of the magnetostrictive torque sensor 12, and the magnetostrictive torque sensor 12 around the steering shaft 10 is eliminated.
The volume is small and the design is easy. Furthermore, since the magnetostrictive torque sensor 12 has no internal electronic circuit,
The casing 12a itself may be cheaper than the conventional one.

【0032】本電動パワーステアリング装置2は、磁歪
式トルクセンサ12が、ラックバー4の一部に形成され
たラック36に接触して操舵操作を伝達するピニオン部
34の近傍に設けられている。このため、ラックバー4
のケーシング18に設けられているパワーステアリング
制御部8に非常に近い位置に磁歪式トルクセンサ12が
存在することになる。
In the electric power steering apparatus 2, the magnetostrictive torque sensor 12 is provided in the vicinity of the pinion portion 34 which contacts the rack 36 formed in a part of the rack bar 4 and transmits the steering operation. Therefore, the rack bar 4
The magnetostrictive torque sensor 12 exists at a position very close to the power steering control unit 8 provided in the casing 18.

【0033】したがって、検出用コイル40からの微弱
な信号でも、信号ライン44を介して、ノイズがほとん
ど乗ること無く、パワーステアリング制御部8に検出信
号を伝達させることができる。また特に、本電動パワー
ステアリング装置2では、検出用コイル40の微弱な信
号を伝達する信号ライン44を、アルミニウム合金製の
ケーシング12a,18内を貫通するライン挿通孔42
内を、まったく外部に出ること無く、パワーステアリン
グ制御部8まで挿通させている。したがって、ケーシン
グ12a,18の電磁シールド効果により、外部からの
ノイズをほぼ完全に遮断できる。
Therefore, even a weak signal from the detection coil 40 can be transmitted to the power steering controller 8 through the signal line 44 with almost no noise. Further, in particular, in the electric power steering apparatus 2, the line insertion hole 42 that penetrates the signal line 44 that transmits the weak signal of the detection coil 40 through the casings 12a and 18 made of aluminum alloy.
The power steering controller 8 is inserted through the inside without going outside. Therefore, the electromagnetic shielding effect of the casings 12a and 18 can almost completely block noise from the outside.

【0034】また、パワーステアリング制御部8におい
ても、ソフトウエアロジックの変更により、磁歪式トル
クセンサ12の検出信号の演算処理のための信号処理部
は不要となり、その分は大型化させる必要がない。この
ことから、総合的に小型化でき、自動車の設計の自由度
を高めるとともに、コストダウンにもなる。
Also, in the power steering control section 8, the signal processing section for the calculation processing of the detection signal of the magnetostrictive torque sensor 12 becomes unnecessary by changing the software logic, and it is not necessary to increase the size. . For this reason, the size can be reduced overall, the degree of freedom in designing an automobile can be increased, and the cost can be reduced.

【0035】[その他]前記パワーステアリング制御部
8が、操舵の中立点を求めていたが、中立点近傍では、
操舵と無関係な微妙なトルク変化が、ピニオン部34と
ラック36との間のメカニカルな遊びや温度等により生
じることがある。このようなトルク変化が生じるとパワ
ーステアリング制御が繁雑に実行されることがあるの
で、中立点近傍では演算された操舵トルクに応じたパワ
ーステアリング制御に不感帯を有するようにして、この
繁雑な制御処理を防止しても良い。
[Others] The power steering control unit 8 has determined the neutral point of steering, but in the vicinity of the neutral point,
A slight torque change unrelated to steering may occur due to mechanical play between the pinion portion 34 and the rack 36, temperature, or the like. When such a torque change occurs, the power steering control may be complicatedly executed. Therefore, in the vicinity of the neutral point, there is a dead zone in the power steering control according to the calculated steering torque, and the complicated control processing is performed. May be prevented.

【0036】信号ライン44および励磁電流ライン46
は、ラックバー4のケーシング18のライン挿通孔42
内を挿通していたが、パワーステアリング制御部8のケ
ーシングの一部を延ばして、磁歪式トルクセンサ12の
ケーシング12aと接続し、そのパワーステアリング制
御部8のケーシングの一部にライン挿通孔を形成してそ
の中を信号ライン44および励磁電流ライン46を挿通
させても良い。また、磁歪式トルクセンサ12のケーシ
ング12aの一部をパワーステアリング制御部8まで延
ばして、その磁歪式トルクセンサ12のケーシング12
aの一部にライン挿通孔を形成してその中を信号ライン
44および励磁電流ライン46を挿通させても良い。
Signal line 44 and exciting current line 46
Is the line insertion hole 42 of the casing 18 of the rack bar 4.
The casing of the power steering control unit 8 is partially extended to be connected to the casing 12a of the magnetostrictive torque sensor 12, and a line insertion hole is formed in a portion of the casing of the power steering control unit 8. It may be formed and the signal line 44 and the exciting current line 46 may be inserted therein. In addition, a part of the casing 12a of the magnetostrictive torque sensor 12 is extended to the power steering control unit 8, and the casing 12 of the magnetostrictive torque sensor 12 is extended.
It is also possible to form a line insertion hole in a part of a and insert the signal line 44 and the exciting current line 46 therethrough.

【0037】更には、信号ライン44および励磁電流ラ
イン46を独立した挿通孔、すなわち各ライン専用の挿
通孔としても良い。また特別に精度要求が高いトルク検
出を行おうとして、磁歪式トルクセンサ12の近くに温
度センサを設けた場合には、温度センサの信号ラインを
上述したいずれかの挿通孔を挿通させても良い。
Furthermore, the signal line 44 and the exciting current line 46 may be independent through holes, that is, dedicated through holes for each line. Further, when a temperature sensor is provided near the magnetostrictive torque sensor 12 in order to perform torque detection that requires a particularly high accuracy, the signal line of the temperature sensor may be inserted through any of the above insertion holes. .

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

【図1】 電動パワーステアリング装置を示す部分破断
説明図である。
FIG. 1 is a partially cutaway explanatory view showing an electric power steering device.

【図2】 その部分拡大説明図である。FIG. 2 is a partially enlarged explanatory diagram thereof.

【図3】 電動パワーステアリング装置の模式図であ
る。
FIG. 3 is a schematic diagram of an electric power steering device.

【図4】 電動パワーステアリング装置のブロック図で
ある。
FIG. 4 is a block diagram of an electric power steering device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…電動パワーステアリング装置 4…ラックバー 4a,4b…ボールジョイント 6…モータ部 8…パワーステアリング制御部 10…ステアリング
シャフト 12…磁歪式トルクセンサ 12a,18…ケーシン
グ 14,16…タイロッド 20…ロータ 22…ロ
ータシャフト 24…ステータ 26…ボールナット 32…セレ
ーション部 34…ピニオン部 36…ラック 40…検出用コ
イル 41…励磁用コイル 42…ライン挿通孔 44…
信号ライン 46…励磁電流ライン 52…マイクロプロセッサユ
ニット 54…電流制御パワードライバ 56…モータ電流制御用電界効果トランジスタ 58…FET用温度センサ 60…給電用システムス
イッチ 62…給電用電圧センサ 64…正常動作監視装置 66…RS232Cインターフェース 68…回転ポ
ジションセンサ 70…電流量センサ 72…車速センサ 74…ス
テアリングホイール
2 ... Electric power steering device 4 ... Rack bar 4a, 4b ... Ball joint 6 ... Motor part 8 ... Power steering control part 10 ... Steering shaft 12 ... Magnetostrictive torque sensor 12a, 18 ... Casing 14, 16 ... Tie rod 20 ... Rotor 22 ... Rotor shaft 24 ... Stator 26 ... Ball nut 32 ... Serration part 34 ... Pinion part 36 ... Rack 40 ... Detection coil 41 ... Excitation coil 42 ... Line insertion hole 44 ...
Signal line 46 ... Excitation current line 52 ... Microprocessor unit 54 ... Current control power driver 56 ... Motor current control field effect transistor 58 ... FET temperature sensor 60 ... Power supply system switch 62 ... Power supply voltage sensor 64 ... Normal operation monitoring Device 66 ... RS232C interface 68 ... Rotation position sensor 70 ... Current amount sensor 72 ... Vehicle speed sensor 74 ... Steering wheel

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅田 寛隆 愛知県春日井市牛山町字下田面中1203番地 ティーアールダブリュエスエスジェイ株 式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hirotaka Umeda 1203 Shimoda, Naka Ushiyama, Kasugai, Aichi Prefecture

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ステアリングシャフトからの操舵力により
左右に移動することにより左右輪の操舵を行うラックバ
ーと、このラックバーのケーシングに取り付けられたパ
ワーステアリング制御部と、このパワーステアリング制
御部に制御される駆動部とを備え、前記パワーステアリ
ング制御部が、ステアリングの状態に応じて前記駆動部
を制御して前記ラックバーを左右に移動させることによ
り、前記ステアリングシャフトによる左右輪の操舵を補
助する電動パワーステアリング装置であって、 ステアリングシャフトの内、前記ラックバーに操舵力を
伝達する位置の近傍に設けられて前記ステアリング状態
を検出する磁歪式トルクセンサにおける増幅部または励
磁制御部の一部または全部を、前記パワーステアリング
制御部に設けたことを特徴とする電動パワーステアリン
グ装置。
1. A rack bar for steering left and right wheels by moving left and right by a steering force from a steering shaft, a power steering control unit attached to a casing of the rack bar, and a control by the power steering control unit. The power steering control unit controls the drive unit according to the state of steering to move the rack bar left and right, thereby assisting the steering of the left and right wheels by the steering shaft. An electric power steering apparatus, comprising: a steering shaft, a portion of an amplification unit or an excitation control unit of a magnetostrictive torque sensor that is provided near a position for transmitting a steering force to the rack bar and detects the steering state, or All are provided in the power steering controller An electric power steering device.
【請求項2】更に、前記パワーステアリング制御部自身
が、前記磁歪式トルクセンサの増幅部にて増幅された検
出信号の処理も行うことを特徴とする請求項1記載の電
動パワーステアリング装置。
2. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the power steering control unit itself also processes the detection signal amplified by the amplification unit of the magnetostrictive torque sensor.
【請求項3】前記ラックバーのケーシング、パワーステ
アリング制御部のケーシングあるいは磁歪式トルクセン
サのケーシングが金属製であり、前記磁歪式トルクセン
サとパワーステアリング制御部との間の信号ラインが、
その金属製ケーシング内を通過していることを特徴とす
る請求項1または2記載の電動パワーステアリング装
置。
3. The casing of the rack bar, the casing of the power steering control unit or the casing of the magnetostrictive torque sensor is made of metal, and a signal line between the magnetostrictive torque sensor and the power steering control unit is
The electric power steering apparatus according to claim 1 or 2, wherein the electric power steering apparatus passes through the inside of the metal casing.
【請求項4】前記パワーステアリング制御部が、パワー
ステアリング制御において得られたデータに基づき、前
記磁歪式トルクセンサの中立点補正を行うことを特徴と
する請求項2記載の電動パワーステアリング装置。
4. The electric power steering apparatus according to claim 2, wherein the power steering control unit corrects the neutral point of the magnetostrictive torque sensor based on the data obtained in the power steering control.
【請求項5】前記パワーステアリング制御部が、前記磁
歪式トルクセンサの中立点近傍でパワーステアリング制
御の不感帯を有することを特徴とする請求項1〜4のい
ずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
5. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the power steering control section has a dead zone for power steering control near a neutral point of the magnetostrictive torque sensor.
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