JPS61254829A - 車両操舵装置用トルク検出器及びトルク検出器付電気式動力舵取装置 - Google Patents

車両操舵装置用トルク検出器及びトルク検出器付電気式動力舵取装置

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JPS61254829A
JPS61254829A JP60096104A JP9610485A JPS61254829A JP S61254829 A JPS61254829 A JP S61254829A JP 60096104 A JP60096104 A JP 60096104A JP 9610485 A JP9610485 A JP 9610485A JP S61254829 A JPS61254829 A JP S61254829A
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Naoki Saito
直樹 斉藤
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/22Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
    • G01L5/221Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to steering wheels, e.g. for power assisted steering

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は誤作動防止機構を備えた車両の操舵装置用トル
ク検出器と前記トルク検出器を含む電気式動力舵取装置
に関する。本発明による装置は例えば自動車等の舵取装
置に利用されて有効に作動する。
(従来の技術) 入力軸にハンドルを介して入力される入力トルクをトル
ク検出器により検出して適当な動力補助を出力軸に与え
る方式の電気式動力舵取装置は各種提案されている。こ
のような電気式動力舵取装置において、トルク検出器や
動力補助を与える電動機等に故障が発生した場合の誤動
作を防止する機構を与えて、より信頼性の高い装置とす
ることが考えられてきた。
例えば、トルク検出器への入力と電動機駆動回路の電流
、モータ端子の極性等とを比較して両者間にある程度以
上の差が生じた時に電源を切る誤動作防止機構が考えら
れる。
(発明が解決しようとする問題点) 上述の誤動作防止機構では、トルク検出器自体が故障し
た場合、比較の基準が狂ってしまう為確実な誤動作防止
ができない。従って、確実な誤動作防止の為には、トル
ク検出器の信頼度を100%とするか、それぞれ独立し
た2系統の検出器を設ける等の必要がある。
しかしながら、実際には技術的に対応が困難であったり
、製造コストが著しく高いものとなったり、等の問題が
あり実用的ではない。
本発明は簡単な構成で確実に誤動作防止が可能なトルク
検出器を提供することを目的とする。
本発明は誤動作防止機能を有するトルク検出器を有する
電気式動力舵取装置を提供することを目的としている。
(問題点を解決するための手段) 本発明のトルク検出器は、 入力トルクに対応した電気出力を与える第1検出部と、
入力トルク無・右旋回トルク入力・左旋回トルク入力の
3状態を検出する第2検出部と、第1検出部の電気出力
に基づく信号と第2検出部からの信号とが所定の関係に
無い場合に異常信号を発する回路とより成る構成として
目的を達成している。
又、本発明のトルク検出器付電気式動力舵取装置は、ハ
ンドルを介して入力トルクが与えられる入力軸と、該入
力軸に関連して直線変位し車輪を操向する出力軸と、入
力軸への入力トルクに応じて出力軸に補助動力を与える
電動機と、入力トルクに対応した電気出力を与える第1
検出器と、第1検出器の電気出力に基づき電動機を制御
する制御回路と、入力トルク無・右旋回トルク入力・左
旋回トルク入力の3状態を検出する第2検出器と、電動
機の駆動状態を示す信号と第2検出器からの信号とを比
較して所定の関係に無い場合に電動機の駆動を不能とす
る回路とより成る構成によって本発明のもう一つの目的
を達成している。
(実施例) 本発明のトルク検出器付電気式動力舵取装置の一実施例
について第1図より第5図を参照して以下に説明する。
トルク検出部を示す第1図において、入力軸1はその一
端(図上右端)が図示なきハンドルに関連されて一体的
に回転する。入力軸1の他端はハウジング3の中へと延
び入シピニオンギャを有している。ピニオンギヤの両端
には玉軸受5,6が配置されて、入力軸1を回転自在に
支承している。ハウジング3内の入力軸1の先端にはバ
ランス部材としてバネ材10が圧入固定されている。こ
のバネ材10の他端は、ハウジング3に螺し入れられて
玉軸受5の予圧を調整する蓋部材7の座に受は入れられ
て、そこを支点として揺動する。
入力軸1のピニオンギヤには出力軸2に設けられたラッ
クギヤが噛み合って、入力軸1が回転するにつれて出力
軸2は第1図上紙面に直交する方向に直線変位する。入
力軸1と出力軸2との噛合いは、ハウジング3に設けら
れている予圧調整装置4によシ調整される。
予圧調整装置4は出力軸2の背面に当接してそのバネ力
を付与する。
出力軸2の両端は図示なき適当な機構を介して操向車輪
へと連結されており、直線変位に従い操向車輪を操舵す
る。出力軸2には図示なき電動機が係合されて入力トル
クに応じた補助動力を与えるように制御回路によって制
御されている。
入力軸1を支承する玉軸受6とピニオンギヤ部との間に
はバネ部材9が入力軸1にスリ−ブを介して嵌着されて
いる。バネ部材9は入力軸1に嵌着している部分より上
下に延びる脚部を有しており、両脚部はハウジング3に
受は入れられて支点を形成している。第3図に示すよう
に入力軸1釜ハウジング3に支承する玉軸受5,6とハ
ウジング3とは、入力軸1が所定の範囲で左右に変位で
きるように間隙をもって配置されている。即ち、ハウジ
ング3の玉軸受5,6装着部はだ円形状通路に形成され
て、入力軸1を所定範囲変位可能とするとともに、バネ
部材9及び10の過大な変位が生じるのを阻止する。入
力軸1が第2図において左右に変位するとバネ部材9は
両端部を支点としてたわみ変形する。
バネ部材9にはピニオンギヤ方向へと延びた後入力軸1
より離れて延びる取付部を与える取付部材25が固定さ
れ、バネ部材9と一体的に変位する。一方、ハウジング
3には取付部材12に対向して取付面11が固設されて
いる。
取付部材25には、第2図に示すように2つの磁石26
,2γが取り付けられている。
この磁石26.27の後面には温度補償用ホール効果素
子28が取り付けられている。一方、取付部材12に対
向する取付面11には、各種回路を組み込んだ基盤21
が固定されており、基盤21は磁石26.27に対向し
てトルク検出用ホール効果素子33を有している。ホー
ル効果素子33は、対向する磁石26.27がバネ部材
9とともに変位して磁場が変位する時変位量に応じた電
圧変化を出力する。即ち、入力軸1にハンドルを介して
トルクが入力され出力軸2に抵抗が与えられている場合
、入力トルクに応じて入力軸1が変位するが、この変位
に対しホール効果素子33が相応の電気出力を電動機の
制御回路へと与える。
取付部材25と基盤21間には更に、第2検出器が設け
られている。第1図、第4図及び第5図に示されている
ように、第2検出器は取付部材25上に固定され入力軸
1の半径方向に延び出している中間接点24と、基盤2
1上に固定され中間接点24の先端部を両側より挾むよ
うに延び出しているバネ接点22.23より成っている
。中間接点24は入力軸1の変位にともない同一方向へ
と変位し、左右いずれかのバネ接点22.23より離れ
る。これにより、中間接点24が両バネ接点と接するト
ルク無又は微小トルク領域と、いずれかのバネ接点22
.23と接する右旋回トルク入力状態、又は左旋回トル
ク入力状態の3状態を検知することができる。
次に、第5図により誤動作防止回路の一実施例について
説明する。
電動機30は駆動回路29に接続されて正逆回転制御さ
れる。ホール効果素子33よシ出力された電気信号は図
示なき制御装置へと与えられ、そこで必要な電動機駆動
信号へと変換される。変換された信号は駆動回路29の
端子対a、d又はcodのいずれかに与えられ電動機3
0を正回転又は逆回転させる。
この時、端子対に加えられるパルス信号のデユーティを
入力トルクに応じて制御することにより電動機30の回
転力が制御される。
電動機30の駆動状態を電流検出抵抗R1、電動機端子
極性判別フォトカプラ31.32により検出して、リレ
ー駆動論理回路40の端子り、E、Fに所定の信号を与
えるよう各要素を接続する。一方、前述の第2検出器に
よる信号はリレー駆動論理回路40の端子A、B、Cに
与えられる。
第5図に示す回路構成を利用する場合、リレー駆動論理
回路40の各端子A乃至Fに与えられる信号は、電圧の
高い状態をH1電圧の低い状態をLとすると第1表のよ
うになる。
第  ■  表 リレー駆動論理回路40は各端子に与えられる信号が第
1表の関係にない場合にシステムに異常がおるものと判
断して電源リレー駆動トランジスタ35をOFF  と
し接点36を開いて電源を切る。スイッチ接点38は車
両キーをONとした時−瞬だけ機械的に閉じられて回路
に電源を供給する。リレー駆動論理回路40に異状がな
ければリレー駆動トランジスタ15がONとなりリレー
コイル34が励磁されてリレー接点36が閉じられて電
源回路を自己保持する。電源ライン3Tはトルク検出器
、電動機の制御回路等へと接続されている。
以上に説明した回路は誤動作防止を実行するだめの原理
的回路であって、実際の応用には過渡的な信号状態や、
ハンドル手放し時に電動機が外力により空転させられた
場合等に応じて、信号の処理、トルクなしの範囲、電動
機出力なしの範囲、端子の信号状態を読み取り時間設定
等を調整する必要がある。又、本実施例の回路は他の回
路と組合せであるいは他の回路を付加して使用すること
によってより完全な誤動作防止ができる。
上記実施例の第2検出器は入力トルク無の場合にバネ接
点22.23が中間接点24と接触し閉状態となり、左
右旋回時に、いずれか一方のバネ接点22.23が中間
接点24より離れて開状態となる構成であるが、必要な
ことは、これら3状態を表わす信号が得られることであ
るので、開閉状態は任意に選択することができる。
以上に説明した本発明によるトルク検出器付電気式動力
舵取装置の作動について述べる。
舵取装置に異常がない場合、前述のようにリレー駆動論
理回路40の各端子A−Fには第1表に示す信号が与え
られ、通常の操舵が行なわれる。
もし第1の検出器に異常が発生し実際の入力トルクがな
いにもかかわらず第1の検出器が異常な値を出力し、モ
ータが回転すると、リレー駆動論理回路40の端子A、
BはHでり、E、F、のいずれかがHとなり、第1表の
条件に合致しなくなり、電源はOFFとなる。
又、第1の検出器が正常で制御回路、モータ駆動回路、
などが異常となって、モータに電流が流れ、モータが勝
手に出力した場合も同じである。
以上は、ハンドルから手をはなしている場合に異常が発
生した場合であるが、ハンドルをしつかり保舵している
と誤動作でモータが出力しEがLとなると(右旋回出力
)保舵力は誤動作を修正しようとする方向に働くのでA
はH,BはLとなるので第1表の条件に合致せず電源O
FF  となる。同様にFがLとなるとAはり、BはH
となって電源OFF  となる。
第二の検出器が故障で誤動作するとA、 Hの信号とり
、E、Fの信号は無関係となるのでこれも電源OFFと
なる。
又、端子Cは電源ラインの異常を検出する。
(発明の効果) 本発明のトルク検出器及びその検出器を利用した電気式
動力舵取装置では、通常の電気的出力を与えるトルク検
出器に、更に、トルク無、左右各旋回トルクの3状態を
判別できる簡単な構成の別系統の検出器を設けて、安価
で確実な誤動作防止を実現している。
従来のトルク検出器では、検出器出力や電動機の電流等
が正常値を越えた時異常を判断できるだけであるが、本
発明のトルク検出器では、正常値範囲内での異常をも効
果的に検出できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すトルク検出器付電気式
動力舵取装置のトルク検出器部分の側断面図、第2図は
第1図のA−A断面図、第3図は第1図のB−B断面図
、第4図は第2検出部の平面図、第5図は誤動作防止回
路の一実施例を示す部分回路図である。 〔主要部分の符号の説明〕 1・・・入力軸、   2・・・出力軸、9・・・バネ
部材、10・・・バネ材、25・・・取付部材、22.
23・・・バネ接点、24・・・中間接点、26.27
・・・磁石、33・・・ホール効果素子、30・・・電
動機、29・・・電動機駆動回路、 4a・・・リレー駆動論理回路。 第4巳 兎を置 第2図 感312に

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、入力トルクに対応した電気出力を与える第1検出部
    と、入力トルク無・右旋回トル ク入力・左旋回トルク入力の3状態を検出 する第2検出部と、第1検出部の電気出力 に基づく信号と第2検出部からの信号とが 所定の関係に無い場合に異常信号を発する 回路とより成る車両操舵装置用トルク検出 器。 2、ハンドルを介して入力トルクが与えられる入力軸と
    、該入力軸に関連して直線変位 し車輪を操向する出力軸と、入力軸への入 力トルクに応じて出力軸に補助動力を与え る電動機と、入力トルクに対応した電気出 力を与える第1検出器と、第1検出器の電 気出力に基づき電動機を制御する制御回路 と、入力トルク無・右旋回トルク入力・左 旋回トルク入力の3状態を検出する第2検 出器と、電動機の駆動状態を示す信号と第 2検出器からの信号とを比較して所定の関 係に無い場合に電動機の駆動を不能とする 回路とより成るトルク検出器付電気式動力 舵取装置。
JP9610485A 1985-05-08 1985-05-08 車両操舵装置用トルク検出器及びトルク検出器付電気式動力舵取装置 Expired - Lifetime JPH063405B2 (ja)

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