JPH1120716A - Power steering device - Google Patents

Power steering device

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Publication number
JPH1120716A
JPH1120716A JP17490697A JP17490697A JPH1120716A JP H1120716 A JPH1120716 A JP H1120716A JP 17490697 A JP17490697 A JP 17490697A JP 17490697 A JP17490697 A JP 17490697A JP H1120716 A JPH1120716 A JP H1120716A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering
motor
magnetic pole
torque
input shaft
Prior art date
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Pending
Application number
JP17490697A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshito Nishikawa
義人 西川
Akira Hasegawa
晃 長谷川
Shuji Fujita
修司 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asmo Co Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Asmo Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Asmo Co Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Asmo Co Ltd
Priority to JP17490697A priority Critical patent/JPH1120716A/en
Publication of JPH1120716A publication Critical patent/JPH1120716A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simply constructed inexpensive power steering device, by which predetermined output torque complying with steering torque of a steering wheel can be outputted to a steering output shaft and optimum power assist can be accomplished. SOLUTION: In a power steering device 10, the second magnetic pole element 40, which can be rotated relatively to the first magnetic pole element, in a motor unit 34 is rotated by means of a small motor 60. The small motor 60 is driven on the basis of input torque detection signals from oscillation sensors 52A, 52B. The small motor 60 is driven in compliance with the steering torque when a steering wheel is steered, and the second magnetic pole element 40 is rotated relatively to the first magnetic pole element, so that magnetic flux density fluctuates, and as a result, a motor driving force complying with the steering force is applied to a steering rod 24. By means of a limit switch 214, the excitation direction to the motor unit 34 is switched in compliance with the steering direction for application to rightward or leftward steering.

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】本発明はモータによって操舵
入力軸からの入力トルクに基づいたパワーアシストを行
って(補助駆動力を発生して)所定の出力トルクを操舵
出力軸へ出力する動力舵取装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power steering system in which a motor performs power assist based on an input torque from a steering input shaft (generates an auxiliary driving force) and outputs a predetermined output torque to a steering output shaft. Related to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】車両に用いられる動力舵取装置(所謂、
パワーステアリング装置)のうち、モータによって操舵
補助力(アシスト力)を発生する構成のものが一般的に
知られている(一例として、特開平6−171518号
公報)。
2. Description of the Related Art A power steering device (so-called,
Among power steering devices), those having a configuration in which a steering assist force (assist force) is generated by a motor are generally known (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-171518).

【0003】この動力舵取装置(電動パワーステアリン
グ装置)では、ステアリングシャフト等から成るかじ取
り機構に加えて、操舵補助力を発生するモータを備えて
いる。このモータは、ステアリングシャフトに連結配置
されており、駆動トルクを伝達可能な構成となってい
る。また、ステアリングシャフトの途中部分にはトーシ
ョンバーが介装されており、さらにこのトーションバー
にはトルク検出機構(トルクセンサ)が設けられてい
る。ステアリングホイールが操舵されると、この操舵ト
ルクがトルク検出機構によって検出され、検出された操
舵トルクに基づいてモータが駆動され、モータの駆動ト
ルクがステアリングシャフトに伝達されて操舵補助力が
得られるようになっている。このような電動パワーステ
アリング装置では、ステアリングホイールの操舵トルク
に応じてモータが駆動されて、操舵力の補助を良好に行
うことができる。
[0003] This power steering device (electric power steering device) includes a motor for generating a steering assist force in addition to a steering mechanism including a steering shaft and the like. This motor is connected to the steering shaft and has a configuration capable of transmitting a driving torque. Further, a torsion bar is interposed in the middle of the steering shaft, and a torque detecting mechanism (torque sensor) is provided on the torsion bar. When the steering wheel is steered, the steering torque is detected by a torque detection mechanism, the motor is driven based on the detected steering torque, and the driving torque of the motor is transmitted to the steering shaft to obtain a steering assist force. It has become. In such an electric power steering device, the motor is driven in accordance with the steering torque of the steering wheel, and the steering force can be favorably assisted.

【0004】しかしながら、前記公報に示された従来の
電動パワーステアリング装置では、ステアリングホイー
ルの操舵トルクに応じてモータを制御するために、トル
クセンサあるいは大電流を供給する大型のモータコント
ローラ等の部品が不可欠な構成であり、このためシステ
ムが全体として大型かつ複雑でコスト高になる欠点があ
った。
However, in the conventional electric power steering apparatus disclosed in the above publication, components such as a torque sensor or a large motor controller for supplying a large current are used to control the motor in accordance with the steering torque of the steering wheel. This is an indispensable configuration, and has the drawback that the system as a whole is large, complicated, and expensive.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮し、簡単な構造で低コストな、操舵入力軸からの操舵
トルクに応じた所定の出力トルクを操舵出力軸へ出力し
て最適なパワーアシストを行うことができる動力舵取装
置を得ることが目的である。
SUMMARY OF THE INVENTION In consideration of the above facts, the present invention outputs a predetermined output torque corresponding to the steering torque from a steering input shaft to a steering output shaft at a low cost by using a simple structure and low cost. An object is to obtain a power steering device capable of performing power assist.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明の動
力舵取装置は、電機子と前記電機子の両側に対向して設
けられた第1及び第2の磁極子とから成るモータによっ
て、操舵手段に連結される操舵入力軸からの入力トルク
に基づいたパワーアシストを行って所定の出力トルク
を、転舵輪を転舵するための操舵出力軸へ出力する動力
舵取装置において、前記操舵入力軸の左右の回転方向に
応じて前記モータの給電ブラシへの通電方向を切り換え
る通電切換機構と、前記操舵入力軸の入力トルクの大き
さに応じた左右の回転に起因する揺動を検出する入力ト
ルク検出手段と、前記第1及び第2の磁極子の何れかに
連結され、前記入力トルク検出手段による検出結果に基
づいて、前記第1の磁極子と第2の磁極子との対向位置
を軸線周りに相対的に変更し、前記モータのパワーアシ
スト力を制御する磁極子駆動手段と、を備えたことを特
徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a power steering apparatus comprising a motor having an armature and first and second magnetic poles provided on both sides of the armature. A power steering device that performs a power assist based on an input torque from a steering input shaft connected to a steering means and outputs a predetermined output torque to a steering output shaft for steering a steered wheel; An energization switching mechanism for switching the energization direction to the power supply brush of the motor according to the left and right rotation directions of the input shaft, and detecting a swing caused by the left and right rotation according to the magnitude of the input torque of the steering input shaft; An input torque detecting unit, which is connected to one of the first and second magnetic poles, and an opposing position between the first magnetic pole and the second magnetic pole based on a detection result by the input torque detecting unit; Relative to the axis Change is characterized by comprising a Jikyokuko driving means for controlling the power assist force of the motor.

【0007】請求項1記載の動力舵取装置では、転舵輪
に連結された操舵出力軸にはモータが連結されている。
操舵入力軸が操舵されると、通電切換機構が作動してモ
ータへ通電され、モータが駆動される。これにより、操
舵出力軸へモータの駆動力が作用し、補助駆動力として
操舵出力軸(転舵輪)へ付与される。したがって、操舵
入力軸(操舵手段)の操舵力が軽減される。また、操舵
入力軸が左右で切り換えられた場合には、通電切換機構
によってモータへの通電方向が切り換えられ、操舵出力
軸の回転方向が切り換えられて、操舵入力軸の操舵方向
に対応できる。
In the power steering apparatus according to the first aspect, a motor is connected to the steering output shaft connected to the steered wheels.
When the steering input shaft is steered, the energization switching mechanism operates to energize the motor and drive the motor. As a result, the driving force of the motor acts on the steering output shaft, and is applied to the steering output shaft (steered wheels) as an auxiliary driving force. Therefore, the steering force of the steering input shaft (steering means) is reduced. Further, when the steering input shaft is switched between left and right, the direction of energization to the motor is switched by the conduction switching mechanism, and the rotation direction of the steering output shaft is switched, so that it is possible to respond to the steering direction of the steering input shaft.

【0008】さらにここで、この動力舵取装置では、操
舵入力軸の入力トルクの大きさに応じた左右の回転に起
因する揺動が、入力トルク検出手段によって検出され、
さらに、この入力トルク検出手段により検出された検出
結果に基づいて、磁極子駆動手段が作動される。これに
より、第1の磁極子と第2の磁極子との対向位置が軸線
周りに相対的に変更される。この場合、磁極子駆動手段
の作動は、操舵入力軸からの入力トルクの大きさに対応
しており、第1の磁極子と第2の磁極子との対向位置は
入力トルクの大きさに対応して変更される。したがっ
て、入力トルクに応じてモータ(第1及び第2の磁極子
と電機子)の磁束密度(磁界の強さ)が変化する。この
ため、操舵出力軸へ出力されるパワーアシスト力(モー
タの駆動力)は、操舵入力軸からの入力トルクの大きさ
に比例して増減することになり、従来のパワーアシスト
装置と同様に、操舵入力軸からの入力トルクに基づいた
パワーアシストを行って所定の出力トルクを操舵出力軸
へ出力することができる。
Further, in this power steering apparatus, the swing caused by the left and right rotation corresponding to the magnitude of the input torque of the steering input shaft is detected by the input torque detecting means,
Further, the magnetic pole driving means is operated based on the detection result detected by the input torque detecting means. Thereby, the facing position of the first magnetic pole and the second magnetic pole is relatively changed around the axis. In this case, the operation of the magnetic pole driving means corresponds to the magnitude of the input torque from the steering input shaft, and the facing position between the first magnetic pole and the second magnetic pole corresponds to the magnitude of the input torque. Will be changed. Therefore, the magnetic flux density (magnetic field strength) of the motor (the first and second magnetic poles and the armature) changes according to the input torque. Therefore, the power assist force (motor driving force) output to the steering output shaft increases and decreases in proportion to the magnitude of the input torque from the steering input shaft. A predetermined output torque can be output to the steering output shaft by performing power assist based on the input torque from the steering input shaft.

【0009】このように、請求項1記載の動力舵取装置
では、簡単な構造で低コストな、操舵入力軸からの(操
舵手段の)操舵トルクに応じた所定の出力トルクを操舵
出力軸へ出力して最適なパワーアシストを行うことがで
きる。
As described above, in the power steering apparatus according to the first aspect, a predetermined output torque corresponding to the steering torque (of the steering means) from the steering input shaft is output to the steering output shaft at a low cost with a simple structure. Output to perform optimal power assist.

【0010】請求項2に係る発明の動力舵取装置は、請
求項1記載の動力舵取装置において、前記通電切換機構
は、前記モータに一体に設けられると共に前記磁極子駆
動手段に連結され磁極子駆動手段によって作動されるこ
とを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the power steering apparatus according to the first aspect, the power supply switching mechanism is provided integrally with the motor and connected to the magnetic pole driving means. It is characterized by being actuated by child drive means.

【0011】請求項2記載の動力舵取装置では、モータ
に一体に設けられた通電切換機構は、磁極子駆動手段に
よって作動される。すなわち、第1及び第2の磁極子の
対向位置の変更及び通電切換機構の作動は、磁極子駆動
手段によって行なわれる。したがって、装置の構造を簡
素化することができる。
In the power steering apparatus according to the second aspect, the power supply switching mechanism provided integrally with the motor is operated by the magnetic pole driving means. That is, the change of the opposing positions of the first and second magnetic poles and the operation of the current supply switching mechanism are performed by the magnetic pole driving means. Therefore, the structure of the device can be simplified.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1乃至図3には本発明の実施の
形態に係る動力舵取装置10の全体構成が概略的に断面
図にて示されている。
1 to 3 schematically show a power steering apparatus 10 according to an embodiment of the present invention in a schematic sectional view.

【0013】この動力舵取装置10は、例えば、車両の
電動パワーステアリング装置として用いられており、入
力軸(操舵軸)12を備えている。入力軸12は、一端
が操舵出力軸としてのラックバー24に略直交する向き
に配置され軸受192によってハウジング194に支持
され、他端は図示しないステアリングホイール(操舵手
段)が取り付けられている。入力軸12を支持する軸受
192は自動調心形とされており、入力軸12はこの軸
受192を支点として僅かに揺動可能である。入力軸1
2にはピニオン196が設けられており、操舵出力軸と
してのラックバー24のラックギヤ198に噛み合って
いる。また、入力軸12の先端部には、これに対応して
左右に移動可能な保持筒200が設けられている。
The power steering device 10 is used, for example, as an electric power steering device for a vehicle, and includes an input shaft (steering shaft) 12. The input shaft 12 has one end arranged in a direction substantially orthogonal to the rack bar 24 as a steering output shaft, supported by the housing 194 by a bearing 192, and the other end provided with a steering wheel (steering means) (not shown). The bearing 192 that supports the input shaft 12 is of a self-centering type, and the input shaft 12 can slightly swing about the bearing 192 as a fulcrum. Input shaft 1
2 is provided with a pinion 196, which meshes with a rack gear 198 of a rack bar 24 as a steering output shaft. In addition, a holding cylinder 200 that can move to the left and right corresponding to the input shaft 12 is provided at the tip of the input shaft 12.

【0014】また、図4に示す如く、入力軸12の先端
部にはマグネット50が取り付けられており、さらに、
マグネット50に対向して入力トルク検出手段としての
揺動センサ52A、52Bが配置されている。揺動セン
サ52A、52Bは、例えばホール素子センサとされて
おり、入力軸12の例えば右操舵時には図4(A)に示
す如くマグネット50が揺動センサ52Aの側へ移動
し、一方入力軸12の例えば左操舵時には図4(B)に
示す如くマグネット50が揺動センサ52Bの側へ移動
し、このマグネット50の左右移動によって揺動センサ
52A、52Bは起電力を発生する。すなわち、揺動セ
ンサ52Aは、図5に線Aにて示す如くマグネット50
の左右移動によって起電力を発生し、また、揺動センサ
52Bは、図5に線Bにて示す如くマグネット50の左
右移動によって起電力を発生する。これにより、揺動セ
ンサ52A、52Bは、マグネット50の左右移動、す
なわち入力軸12の軸受192を支点とした左右の揺動
(換言すれば、入力軸12の左右の切り換え状態)を検
出することができる構成である。
As shown in FIG. 4, a magnet 50 is attached to the tip of the input shaft 12.
Opposite to the magnet 50, swing sensors 52A and 52B as input torque detecting means are arranged. The swing sensors 52A and 52B are, for example, Hall element sensors. When the input shaft 12 is steered to the right, for example, the magnet 50 moves toward the swing sensor 52A as shown in FIG. For example, at the time of left steering, the magnet 50 moves to the side of the swing sensor 52B as shown in FIG. 4B, and the swing sensors 52A and 52B generate electromotive force by the left and right movement of the magnet 50. That is, as shown by the line A in FIG.
The swing sensor 52B generates an electromotive force by the lateral movement of the magnet 50 as shown by a line B in FIG. Accordingly, the swing sensors 52A and 52B detect the left and right movement of the magnet 50, that is, the left and right swing about the bearing 192 of the input shaft 12 (in other words, the left and right switching state of the input shaft 12). It is a configuration that can be performed.

【0015】この揺動センサ52A、52Bは、図示を
省略した簡易なコントローラを介して後述する小型モー
タ60に接続されている。
The swing sensors 52A and 52B are connected to a small motor 60 described later via a simple controller (not shown).

【0016】さらに、動力舵取装置10は、モータ部3
4を備えている。モータ部34は所謂プリントモータと
されており、電機子36とこの電機子36の両側に対向
して設けられた第1の磁極子38及び第2の磁極子40
とから構成されている。電機子36の中心にはモータ回
転軸42が固着されており、このモータ回転軸42がハ
ウジング16に回転自在に支持されている。電機子36
のモータ回転軸42にはギヤ204が設けられており、
さらに、減速ギヤ206及びピニオン208を介してラ
ックバー24のラックギヤ210に連結されている。
Further, the power steering device 10 includes a motor 3
4 is provided. The motor unit 34 is a so-called print motor, and includes an armature 36 and first and second magnetic poles 38 and 40 provided on both sides of the armature 36.
It is composed of A motor rotation shaft 42 is fixed to the center of the armature 36, and the motor rotation shaft 42 is rotatably supported by the housing 16. Armature 36
A gear 204 is provided on the motor rotation shaft 42 of
Further, it is connected to a rack gear 210 of the rack bar 24 via a reduction gear 206 and a pinion 208.

【0017】これに対し、第1の磁極子38は、電機子
36に対向してハウジング16に固定されている。一
方、第2の磁極子40には保持板176が取り付けられ
ており、この保持板176が回動可能にハウジング16
に支持されている。このため、第2の磁極子40は、保
持板176と共に回転することで、第1の磁極子38に
対する対向位置を軸線周りに相対的に変更可能となって
いる。また、保持板176にはギヤ212が設けられて
いる。
On the other hand, the first magnetic pole 38 is fixed to the housing 16 so as to face the armature 36. On the other hand, a holding plate 176 is attached to the second pole piece 40, and the holding plate 176 is
It is supported by. For this reason, by rotating the second magnetic pole 40 together with the holding plate 176, the position facing the first magnetic pole 38 can be relatively changed around the axis. The holding plate 176 is provided with a gear 212.

【0018】また、モータ部34には、磁極子駆動手段
としての小型モータ60が一体的に設けられている。小
型モータ60の回転軸62にはウォームギヤ64が取り
付けられており、さらにこのウォームギヤ64は前述し
たギヤ212に噛み合っている。このため、小型モータ
60が駆動されることにより、ギヤ212すなわち第2
の磁極子40が回転移動される構成である。
The motor section 34 is provided integrally with a small motor 60 as a magnetic pole driving means. A worm gear 64 is attached to the rotation shaft 62 of the small motor 60, and the worm gear 64 is meshed with the gear 212 described above. Therefore, when the small motor 60 is driven, the gear 212, that is, the second
Is rotated and moved.

【0019】また、モータ部34には、通電切換機構と
してのリミットスイッチ214が一体的に設けられてい
る。リミットスイッチ214は、作動接点216を備え
ている。この作動接点216はレバー215によって保
持されており、レバー215と共に移動する。さらに、
レバー215の上端部にはギヤ部218が形成されてお
り、前述したギヤ212に噛み合っている。このため、
ギヤ212が回転されることにより、レバー215すな
わち作動接点216が左右にそれぞれ移動される構成で
ある。この作動接点216は、モータ部34のブラシ7
6、ブラシ78に接続されている。また、リミットスイ
ッチ214では、作動接点216に対向して固定接点2
17、219が設けられている。これらの固定接点21
7、219は電源に接続されている。これにより、小型
モータ60の駆動によって作動接点216が左右それぞ
れに移動して固定接点217、219に接触し、モータ
部34(電機子36)への通電方向を切り換えることが
できる構成である。
A limit switch 214 as an energization switching mechanism is provided integrally with the motor section 34. The limit switch 214 has an operating contact 216. The operating contact 216 is held by the lever 215 and moves together with the lever 215. further,
A gear portion 218 is formed at the upper end of the lever 215 and meshes with the gear 212 described above. For this reason,
When the gear 212 is rotated, the lever 215, that is, the operating contact 216 is moved left and right, respectively. The operating contact 216 is connected to the brush 7 of the motor unit 34.
6. Connected to the brush 78. In the limit switch 214, the fixed contact 2 is opposed to the operating contact 216.
17, 219 are provided. These fixed contacts 21
7, 219 are connected to a power supply. Thereby, the driving contact 216 moves left and right by driving the small motor 60 and contacts the fixed contacts 217 and 219, so that the direction of energization to the motor unit 34 (armature 36) can be switched.

【0020】次に本実施の形態の作用を説明する。上記
構成の動力舵取装置10では、ステアリングホイール
(入力軸12)の非操舵時(車両直進状態)には、揺動
センサ52A、52Bは入力軸12の回転(揺動)を検
出していないため、小型モータ60は駆動されず、さら
に、リミットスイッチ214の作動接点216は移動し
ておらず、リミットスイッチ214はOFF状態を維持
するのでモータ部34へは通電されない。
Next, the operation of the present embodiment will be described. In the power steering device 10 having the above configuration, when the steering wheel (the input shaft 12) is not steered (the vehicle is in a straight running state), the swing sensors 52A and 52B do not detect the rotation (swing) of the input shaft 12. Therefore, the small motor 60 is not driven, the operating contact 216 of the limit switch 214 is not moved, and the limit switch 214 is kept in the OFF state, so that the motor unit 34 is not energized.

【0021】ステアリングホイール(入力軸12)が操
舵されると、操舵トルクに応じてモータ部34が作動さ
れる。
When the steering wheel (input shaft 12) is steered, the motor unit 34 is operated according to the steering torque.

【0022】すなわち、入力軸12が左右何れかの方向
に操舵されると、例えば、図1矢印A方向にて示す如く
右切り時には、入力軸12の操舵力はピニオン196及
びラックギヤ198を介してラックバー24へ伝達され
て、ラックバー24が軸線方向(矢印D方向)に駆動さ
れ転舵輪が転舵される。
That is, when the input shaft 12 is steered in either the left or right direction, for example, when turning right as shown by the arrow A direction in FIG. 1, the steering force of the input shaft 12 is transmitted via the pinion 196 and the rack gear 198. The power is transmitted to the rack bar 24, and the rack bar 24 is driven in the axial direction (the direction of arrow D) to steer the steered wheels.

【0023】この場合、入力軸12の操舵直後において
は、ラックバー24(すなわち、タイヤ側)の抵抗が大
きいためラックバー24は不動であり、このため入力軸
12が軸受192を支点として僅かに揺動する。このた
め、入力軸12の揺動が揺動センサ52A、52Bによ
って検出されて小型モータ60が駆動され、第2の磁極
子40が回転移動される。これにより、第1の磁極子3
8と第2の磁極子40との対向位置が軸線周りに相対的
に変更され、各磁極子の極性が同極状態(N極−N極状
態、またはS極−S極状態)から異極状態(N極−S極
状態、またはS極−N極状態)へ次第に変更される。
In this case, immediately after the input shaft 12 is steered, the rack bar 24 (that is, the tire side) has a large resistance, so that the rack bar 24 does not move. Therefore, the input shaft 12 is slightly moved around the bearing 192 as a fulcrum. Rocks. Therefore, the swing of the input shaft 12 is detected by the swing sensors 52A and 52B, the small motor 60 is driven, and the second magnetic pole piece 40 is rotated. Thereby, the first magnetic pole 3
8 and the second magnetic pole 40 are opposed relative to each other about the axis, and the polarity of each magnetic pole is changed from the same polarity state (N pole-N pole state or S pole-S pole state) to a different polarity. The state (N pole-S pole state or S pole-N pole state) is gradually changed.

【0024】さらにこの際に、小型モータ60の駆動に
伴ってリミットスイッチ214の作動接点216が移動
し、リミットスイッチ214がONしてモータ部34
(電機子36)へ通電され、モータ部34の電機子36
が回転する。
Further, at this time, the operating contact 216 of the limit switch 214 moves with the driving of the small motor 60, the limit switch 214 is turned on, and the motor unit 34
(Armature 36), and the armature 36
Rotates.

【0025】これにより、モータ回転軸42が連結され
たラックバー24へモータ部34の駆動力が作用し、補
助駆動力として付与される。したがって、入力軸12
(ステアリングホイール)の操舵力が軽減される。
As a result, the driving force of the motor 34 acts on the rack bar 24 to which the motor rotating shaft 42 is connected, and is applied as an auxiliary driving force. Therefore, the input shaft 12
The steering force of the (steering wheel) is reduced.

【0026】一方、入力軸12が左方向(図1矢印C方
向)に操舵されると、入力軸12の操舵力はピニオン1
96及びラックギヤ198を介してラックバー24へ伝
達されて、ラックバー24が軸線方向(矢印B方向)に
駆動され転舵輪が転舵される。
On the other hand, when the input shaft 12 is steered to the left (in the direction of arrow C in FIG. 1), the steering force of the input shaft 12 becomes
The rack bar 24 is transmitted to the rack bar 24 via the rack gear 96 and the rack gear 198, and the rack bar 24 is driven in the axial direction (the direction of arrow B) to steer the steered wheels.

【0027】この場合にも、入力軸12の操舵直後にお
いては、ラックバー24(すなわち、タイヤ側)の抵抗
が大きいためラックバー24は不動であり、このため入
力軸12が軸受192を支点として僅かに揺動する。こ
のため、入力軸12の揺動が揺動センサ52A、52B
によって検出されて小型モータ60が前述とは逆向きに
駆動され、第2の磁極子40が回転移動される。これに
より、第1の磁極子38と第2の磁極子40との対向位
置が軸線周りに相対的に変更され、各磁極子の極性が同
極状態から異極状態へ次第に変更される。さらにこの際
に、小型モータ60の駆動に伴ってリミットスイッチ2
14の作動接点216が前述とは逆向きに移動してリミ
ットスイッチ214がONし、モータ部34(電機子3
6)へ通電されてモータ部34の電機子36が前述とは
逆向きに回転する。
Also in this case, immediately after the input shaft 12 is steered, the rack bar 24 (ie, the tire side) has a large resistance, so that the rack bar 24 does not move. Therefore, the input shaft 12 is supported by the bearing 192 as a fulcrum. Swings slightly. Therefore, the swing of the input shaft 12 is controlled by the swing sensors 52A, 52B.
The small motor 60 is driven in the opposite direction to that described above, and the second magnetic pole element 40 is rotated. Thereby, the opposing positions of the first magnetic pole piece 38 and the second magnetic pole piece 40 are relatively changed around the axis, and the polarity of each magnetic pole piece is gradually changed from the same polarity state to the different polarity state. Further, at this time, the limit switch 2
14 moves in the opposite direction to the above, the limit switch 214 is turned on, and the motor unit 34 (the armature 3
6), the armature 36 of the motor section 34 rotates in the opposite direction to that described above.

【0028】これにより、モータ回転軸42が連結され
たラックバー24へモータ部34の駆動力が作用し、補
助駆動力として付与される。したがって、入力軸12
(ステアリングホイール)の操舵力が軽減される。
Thus, the driving force of the motor section 34 acts on the rack bar 24 to which the motor rotating shaft 42 is connected, and is applied as an auxiliary driving force. Therefore, the input shaft 12
The steering force of the (steering wheel) is reduced.

【0029】この場合、小型モータ60の駆動は、入力
軸12からの入力トルクの大きさに対応しており、第1
の磁極子38と第2の磁極子40との対向位置は入力ト
ルクの大きさに対応して変更される。したがって、モー
タ部34の駆動力は入力トルクに応じて増減することに
なり、従来のパワーアシスト装置(動力舵取装置)と同
様に、入力軸12からの入力トルクに基づいたパワーア
シストを行って所定の出力トルクをラックバー24へ付
与することができる。
In this case, the driving of the small motor 60 corresponds to the magnitude of the input torque from the input shaft 12, and
The opposing position between the magnetic pole 38 and the second magnetic pole 40 is changed according to the magnitude of the input torque. Accordingly, the driving force of the motor unit 34 increases and decreases in accordance with the input torque, and performs power assist based on the input torque from the input shaft 12 in the same manner as in a conventional power assist device (power steering device). A predetermined output torque can be applied to the rack bar 24.

【0030】また、ステアリングホイール(入力軸1
2)の操舵方向が左右で切り換えられた場合には、前述
の如く小型モータ60及びリミットスイッチ214の作
動によりモータ部34の電機子36への通電方向が切り
換えられ、モータ回転軸42の回転方向が切り換えられ
て入力軸12の操舵方向に対応できる。
The steering wheel (input shaft 1)
When the steering direction in 2) is switched between left and right, the energizing direction to the armature 36 of the motor section 34 is switched by the operation of the small motor 60 and the limit switch 214 as described above, and the rotation direction of the motor rotating shaft 42 is changed. Can be switched to correspond to the steering direction of the input shaft 12.

【0031】このように、本実施の形態に係る動力舵取
装置10では、簡単な構造で低コストな、ステアリング
ホイールの操舵トルクに応じた所定の出力トルクを操舵
出力軸へ出力して最適なパワーアシストを行うことがで
きる。
As described above, in the power steering apparatus 10 according to the present embodiment, the predetermined output torque corresponding to the steering torque of the steering wheel is output to the steering output shaft at a low cost with a simple structure and low cost. Power assist can be performed.

【0032】また、動力舵取装置10では、入力軸12
からの入力トルクに基づいて小型モータ60を駆動して
第2の磁極子40を軸線周りに回転させる構成であるた
め、モータ部34の駆動力(すなわち、補助操舵力)
を、磁束の影響の下であっても入力軸12の操舵力に影
響することなく変更することができ、運転者の負荷が増
えたり操舵感が悪化することがない。
In the power steering device 10, the input shaft 12
Since the small motor 60 is driven based on the input torque from the motor to rotate the second magnetic pole 40 around the axis, the driving force of the motor unit 34 (ie, the auxiliary steering force)
Can be changed without affecting the steering force of the input shaft 12 even under the influence of the magnetic flux, so that the load on the driver does not increase and the steering feeling does not deteriorate.

【0033】さらに、動力舵取装置10では、入力軸1
2と独立してモータ部34がラック部材としてのラック
バー24に直接連結されており、入力軸12の揺動が揺
動センサ52A、52Bによって検出されこれに基づい
て小型モータ60が駆動されて第2の磁極子40が軸線
周りに回転される。このように、モータ部34を入力軸
12と分離独立して配置することができるため、車両へ
の搭載性が向上する。またこのため、モータ部34を大
型化して高出力化することが容易に可能になる。さら
に、モータ部34(電機子36)への通電方向を切り換
えるリミットスイッチ214がモータ部34に一体的に
設けられており、小型モータ60の駆動によってリミッ
トスイッチ214が作動するという簡単な構成であるた
め、装置の構造を簡素化することができる。
Further, in the power steering device 10, the input shaft 1
The motor unit 34 is directly connected to the rack bar 24 as a rack member independently of the motor 2, and the swing of the input shaft 12 is detected by the swing sensors 52A and 52B, based on which the small motor 60 is driven. The second pole piece 40 is rotated around the axis. As described above, since the motor unit 34 can be disposed separately and independently from the input shaft 12, the mountability on the vehicle is improved. For this reason, it is possible to easily increase the size of the motor section 34 to increase the output. Further, a limit switch 214 for switching the direction of energization to the motor unit 34 (armature 36) is provided integrally with the motor unit 34, and the simple configuration is such that the limit switch 214 is operated by driving the small motor 60. Therefore, the structure of the device can be simplified.

【0034】なお、前記実施の形態においては、第1の
磁極子38及び第2の磁極子40を、8極の着磁部分が
形成された構成としたが、これに限らず、例えば他の極
数であってもよい。
In the above embodiment, the first magnetic pole 38 and the second magnetic pole 40 have a configuration in which an 8-pole magnetized portion is formed. However, the present invention is not limited to this. The number of poles may be used.

【0035】また、前記実施の形態においては、第1の
磁極子38及び第2の磁極子40の着磁部分の着磁角度
がそれぞれ45度に形成された構成としたが、各磁極子
の着磁部分の着磁角度はこれに限るものではない。
In the above embodiment, the magnetized portions of the first magnetic pole 38 and the second magnetic pole 40 are formed to have a magnetization angle of 45 degrees. The magnetization angle of the magnetized portion is not limited to this.

【0036】例えば、図6に示す第2の磁極子40の如
く、着磁部分の着磁角度を35度に形成する構成として
もよい。この場合には、入力トルクに応じたモータ部3
4の応答性が向上してアシスト力を速やかに発生させる
ことができる。すなわち、第1の磁極子38と第2の磁
極子40の極性が同極状態(N極−N極状態、またはS
極−S極状態)から異極状態(N極−S極状態、または
S極−N極状態)へ変更するための(換言すれば、アシ
スト力が零の状態から最大の状態まで変更するための)
第2の磁極子40の必要移動回転角度が少なくなる。し
たがって、結果的に第1の磁極子38と第2の磁極子4
0とを速やかに相対回転させることができ、したがっ
て、より一層高応答にシスト力を発生させることがで
き、操舵感を向上させることもできる。
For example, as in the second magnetic pole piece 40 shown in FIG. 6, the configuration may be such that the magnetization angle of the magnetized portion is 35 degrees. In this case, the motor unit 3 according to the input torque
4 improves the responsiveness and can quickly generate the assist force. That is, the polarities of the first magnetic pole 38 and the second magnetic pole 40 are in the same polarity state (N pole-N pole state, or S pole state).
To change from the pole-S pole state to the different pole state (N pole-S pole state or S pole-N pole state) (in other words, to change the state of the assist force from the zero state to the maximum state). of)
The required movement rotation angle of the second magnetic pole piece 40 is reduced. Therefore, as a result, the first magnetic pole 38 and the second magnetic pole 4
0 can be quickly rotated relative to each other, so that the cyst force can be generated with even higher response, and the steering feeling can be improved.

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

【図1】本発明の実施の形態に係る動力舵取装置の全体
構成を示す正面側から視た断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view, as viewed from the front, showing the entire configuration of a power steering device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態に係る動力舵取装置の全体
構成を示す背面側から視た断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the entire configuration of the power steering device according to the embodiment of the present invention, as viewed from the rear side.

【図3】本発明の実施の形態に係る動力舵取装置のモー
タ部の構成を示す図1の3−3線に沿った断面図であ
る。
FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG. 1 showing a configuration of a motor unit of the power steering apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態に係る動力舵取装置の入力
軸と揺動センサの対応関係を示す正面図である。
FIG. 4 is a front view showing a correspondence relationship between an input shaft and a swing sensor of the power steering device according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態に係る動力舵取装置の揺動
センサが検出する操舵方向と出力電圧との対応関係を示
す線図である。
FIG. 5 is a diagram showing a correspondence relationship between a steering direction detected by a swing sensor of the power steering apparatus according to the embodiment of the present invention and an output voltage.

【図6】本発明の実施の形態に係る動力舵取装置の磁極
子の着磁部分の他の例を示す概略的な平面図である。
FIG. 6 is a schematic plan view showing another example of the magnetized portion of the magnetic pole of the power steering apparatus according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 動力舵取装置 12 入力軸(操舵入力軸) 24 ラックバー(操舵出力軸) 34 モータ部 36 電機子 38 第1の磁極子 40 第2の磁極子 42 モータ回転軸 50 マグネット(入力トルク検出手段) 52A 揺動センサ(入力トルク検出手段) 52B 揺動センサ(入力トルク検出手段) 60 小型モータ(磁極子駆動手段) 214 リミットスイッチ(通電切換機構) Reference Signs List 10 power steering device 12 input shaft (steering input shaft) 24 rack bar (steering output shaft) 34 motor unit 36 armature 38 first magnetic pole 40 second magnetic pole 42 motor rotating shaft 50 magnet (input torque detecting means) 52A swing sensor (input torque detecting means) 52B swing sensor (input torque detecting means) 60 small motor (magnetic pole driving means) 214 limit switch (energization switching mechanism)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 修司 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued from the front page (72) Inventor Shuji Fujita 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電機子と前記電機子の両側に対向して設
けられた第1及び第2の磁極子とから成るモータによっ
て、操舵手段に連結される操舵入力軸からの入力トルク
に基づいたパワーアシストを行って所定の出力トルク
を、転舵輪を転舵するための操舵出力軸へ出力する動力
舵取装置において、 前記操舵入力軸の左右の回転方向に応じて前記モータの
給電ブラシへの通電方向を切り換える通電切換機構と、 前記操舵入力軸の入力トルクの大きさに応じた左右の回
転に起因する揺動を検出する入力トルク検出手段と、 前記第1及び第2の磁極子の何れかに連結され、前記入
力トルク検出手段による検出結果に基づいて、前記第1
の磁極子と第2の磁極子との対向位置を軸線周りに相対
的に変更し、前記モータのパワーアシスト力を制御する
磁極子駆動手段と、 を備えたことを特徴とする動力舵取装置。
1. A motor comprising an armature and first and second magnetic poles provided on opposite sides of the armature based on an input torque from a steering input shaft connected to steering means. In a power steering device that performs power assist and outputs a predetermined output torque to a steering output shaft for turning a steered wheel, a power supply brush of the motor is supplied to a power supply brush of the motor in accordance with a left-right rotation direction of the steering input shaft. An energization switching mechanism for switching an energization direction; input torque detection means for detecting a swing caused by left and right rotation according to the magnitude of the input torque of the steering input shaft; and any one of the first and second magnetic pole pieces And the first torque is connected based on the detection result by the input torque detecting means.
And a magnetic pole driving means for controlling the power assisting force of the motor by relatively changing the facing position between the magnetic pole and the second magnetic pole around the axis. .
【請求項2】 前記通電切換機構は、前記モータに一体
に設けられると共に前記磁極子駆動手段に連結され磁極
子駆動手段によって作動されることを特徴とする請求項
1記載の動力舵取装置。
2. The power steering apparatus according to claim 1, wherein the power supply switching mechanism is provided integrally with the motor and connected to the magnetic pole driving means to be operated by the magnetic pole driving means.
JP17490697A 1997-06-30 1997-06-30 Power steering device Pending JPH1120716A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008172884A (en) * 2007-01-10 2008-07-24 Honda Motor Co Ltd Axial gap type motor and motor-driven power steering device

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JP2008172884A (en) * 2007-01-10 2008-07-24 Honda Motor Co Ltd Axial gap type motor and motor-driven power steering device

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