JPS6181868A - 電動式パワ−ステアリング装置 - Google Patents

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（±、自動車等に使用される電動式パワーステア
リング装置に関する。

（従来の技術） 電動式パワーステアリング装置は、電動機を補助トルク
発生用駆動源として備え、トルク検出部で操舵トルクを
検出して電動機を作動し、ハンドル操作力を軽減する。

操舵トルクを検出するトルク検出部は一般に操舵トルク
が加わる入力軸と。

前輪側のラック−ビニオンにつながる出力軸との間に介
設される。このトルク検出部において入力軸と出力軸の
相対的角度差に基づき操舵トルクの方向、負荷の大きさ
を検出し、この検出信号を基礎に電！！Ｉ］ａの動作を
制御する。

ところで、自動車の前輪は、ハンドルを切って進行方向
を変えた後に、前輪自体或いは前輪の取付構造によって
、自ら直進を保持しようと１工尤の状態に戻るという特
性を有する。従って電動式パワーステアリング装置では
、ハンドルを切った後、　ｍｉ記出力軸が、前輪が＋Ｕ
ａ方向に°復帰する特性によってご速に戻ろうとする。

このため出力軸に対する人力軸の相対的角度差がなくな
る前に、逆に出力軸か人力軸に対して捩れ状態を生じ、
再び電ｖＪ機を上記と同方向に作動させるということが
起こり得る。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の１１＋記電動式パワーステアリング装置では、操
舵トルクが付与される人力軸を成す第１軸と、前輪側の
う７り・ピニオンにつながる出力軸を成すｔＪ４２軸と
の間に介設されたトルク検出部で、操舵トルクの方向と
トルクの大きさを一緒に検出するようにした。このため
、ハンドル操作後ハンドルを解放し操舵車輪の直進性に
基づくハンドル戻りでハンドルを戻す場合に、−上記ト
ルク検出部がその戻りトルクを検出して電動機を駆動し
ハンドルの戻りが遅くなるといる不具合を有する。

（問題点を解決するための子役） 本発明は、ステアリングシャフトを３本のシャフトに分
Ｍし、、Ｔｈ１ｌと第２のステアリングシャフトの間に
操舵トルクの方向を検出する一Ｉ−ｔｈを設け　第２と
第３のステアリングシャフトの間に操舵トルクの大きさ
を検出する手段を設け、上記の各検出手段からの信号に
基づいて１！動機の作動を８１ｉ１Ｌ、この電動機が出
力する回転トルクを第２ステアリンクシヤフトに伝達す
るように構成した。

（実施例） 以下に本発明の好適一実施例を添付図面について説明す
る。

第１図は本発明に係る電動式パワーステアリング？を置
の斜視図である。（１）は第１ステアリングシャフトで
あり、第１ステアリングシャフトの上端にはステアリン
グホイール（２）が固設される。

（３）は第２ステアリングシャフトであり、第１ステア
１〕ングシヤフト（１）と第２ステアリングシャフト（
３）の間はトーク、ンバーで連結されると共にこの連結
部に後述するトルク方向検出部（０が設けられる。また
第２ステアリングシャフト（３）には、・Ｉ！、動機（
５）の回転軸に固定されたギヤ（６）と噛み合うギヤ（
７）が固設される。ギヤ（６）、（７）の回転比に基づ
き電動機（５）の回転トル２りが減速されて第２ステア
リングシャフト（３）に伝達される。（８）は第３ステ
アリングシャフトであり　第２ステアリングシャフト（
３）との間にトルり量を検出するトルク量検出部（９）
が介設される。また第３ステアリングシヤツ）　（８）
はユニバーサルジヨイント（１０）を介し中間シャフト
（１１）に連結され、更に中間シャフト（ＩＩ）は二二
／ヘーサルジョイン）　（＋２）を介してステアリング
ギヤボックス（＋３）内のラシクーピニオンのピニオン
に連結される。

＜１＜−）は制御回路ボックスで、この内部にＸ１７１
ｆｆｆ回路が収納される。トルク方向検出部（０及びト
ルク量検出部（９）から出力された検出信号はＭ御回路
へ送られ、ここで信号処理された結果得られた制御信号
で電動機（５）の作動を制御する。

第２図はトルク方向検出部（０を拡大して示した斜視図
である。　（１５）はｗＳｌステアリングシャフト（１
）と第２ステアリングシャフト（３）を連結する前記ト
ーション八−である。第３図の縦断面図でネオ如く、不
図示の軸受で回転自在に支持された第１．第２のステア
リングシャフト（１）、（３）は、第２ステアリングシ
ャフト（３）の端部開口部内にニードル状軸受（１８）
を介してｉＲ１Ｒ１ステアリングシャツ１）の端部が挿
入され、ｋつ第２ステアリングシャフト（３）の切欠部
（３ａ）　、（３ａ）に第１ステアリングシャフト（１
）のアーム部（ｌａ）、（ｌａ）が嵌合する如き保合関
係にある。第１．第２のステアリングシャツｈ　（１）
、（３）の嵌合部の周囲には１絶縁性を有する筒体（１
７）が嵌挿され、この筒体（１７）は軸方向に移動自在
である。筒体（１７）には長孔が穿設され、第２図及び
第４図中トル４側の長孔（［７ａ）は軸方向に対し斜め
になる如く形成され、Ｌド側の長孔（＋？ｂ）は軸方向
と平行になる如く形成される。長孔（＋７ａ）、（１７
ａ）には：ｐＪ１ステアリングシャフト（１）に固設さ
れたピン（，１１１）、（１８）が挿通され、長孔（１
７ｂ）、（１７ｂ）には第２ステアリングシャフト（３
）に固設されたビン（＋ｓ）、（１１３）が挿通される
。

）−記横或によれば、第１ステアリングシャフト（１）
が（Ａ）又は（Ｂ）の方向に回転し、第１ステアリング
シャフト（１）と第２ステアリングシャフト（３）の間
に相対的角度差が生じると筒体（１７）は（Ｃ）又は（
０）の方向に移動する。筒体（１７）の軸方向の両側に
はスイッチ（２０）、（２１）を配設し、スイッチ可動
片（２０ａ）　、　（２１ａ）を筒体（１７）ノ移動に
伴わせて動くようにした。このようにすると、筒体（１
７）の移動方向に対応してスイッチ（２ｏ）又は（２１
）か閉じ、これによってｐｌステアリングシャフト（１
）に加わる操舵トルクの方向を検出することができる。

スイッチ（２０）、（２１）の開閉状態に係る信ｑは前
記制御回路に人力される。

また、前記トルク方向検出部（９）は、第２ステリ／グ
／ヤフト（３）と第３ステアリングシャフト（８）との
間において、＋ｉｎ記トルク方向検出部（０と同様な構
成を適用する。この場合上記の移動自在な筒体としては
磁性体で形成したものを使用し、これをＤｌ、動部とし
て更に周知の差動変圧器の構成を組付ける。この構成に
よれば、第２、：ｆ１３のステアリングンヤフ）　（３
）、（８）の間に相対的１１１度差が生じたとき、これ
をａｆ動部の軸方向の変位に変換して、差動変圧器から
操舵トルクに対応するトルク量を検出することができる
。

上記構成によって、制御回路において、スイッチ（２０
）、（２１）のいずれかが閉じることによって電動機（
５）に供給する電機子電流の通電方向が決定され、且つ
差動変圧器から得られるトルク量に係る信号に基づいて
Ｔｆ、電流電流の通電量が決定される。′Ｍ１該制御回
路については、既に提案され、ここでは具体的な説明を
省略する。

次に上記構成を有する電動表パワーステアリング装置の
動作について説明する。

例えば、ステアリングホイール（２）を右方向（＾）に
回転させると、先ず第１ステアリングシャフト（１）と
第２ステアリングシャフト（３）の間に捩れが生じ、筒
体（１７）が（Ｃ）の方向へ移動することによってスイ
ッチ（２０）が閉じる。スイッチ（２ｏ）が閉じること
によって制御回路では最初に電動機（５）の回転方向が
右方向となるように電機子電流の通電方向を選択する切
換回路が中立位置から動作する。

ステアリングホイール（２）に加わる操舵トルクを更に
増大させると、前記アーム！（ｌａ）と！Ｉ＋１欠部（
３ａ）とが当接して係合し、第１．第２のステアリング
シャフト（＋）、（３）は一体に回転する。そうすると
　次にはｉ２ステアリングシャフト（３）と第３ステア
リングシャフト（８）の間で相対的角度差が生じ　これ
によってトルク争検出部（３）から操舵トルクに係るト
ルク量が検出され、このトルク州に比例した電圧信号が
制御回路に入力される。

制御回路では　この４３号に基づいて所要の通電量の１
ｒ機子毛流を（）、これを電動機（５）の供給して、Ｉ
ｉ、動機（５）を駆動する。こうして２心動機（５）は
負荷に応じた所要の補助トルクを発生し、このトルクを
ギヤ（６）、（７）から成る減速装置を介し第２ステア
リングシャフト（３）に与えて大きな操舵トルクを生じ
、これは中間シャツ）（Ｉｔ）に伝達される。

一方にボ転者がステアリングホイール（２）がｂ手を離
すと、トルク方向検出部（４）及びトルク方向検出部（
９）の各トーン１ン八−の作用によって。

第３ステアリングシャフト（８）が第２ステアリングシ
ャフト（３）に対して捩れのない位置となる以前に、第
１ステアリングシャフト（１）の方が先に第２ステアリ
ングシャフト（３）に対して捩れのない位置となる。こ
のため、トルク猜検出部（３）でトルク量が検出された
としても、先にスイッチ（２０）、（２１）が開いて電
機予電１＆の通電方向を選択する切換回路を非動作の状
ｉミとするので、゛電動機（５）が再び同方向に作動す
ることはない。

上記の作用は、ステアリングホイール（２）を左方向（
Ｂ）に回転させた場合にも同様に生じる。

（発１１の効果） 以ヒの説明で明らかなように木発す１によれば。

操舵トルクを検出する検出器を、ステアリングシャフト
を３本に分；１：１１．　、第１．第２ンヤフト間に介
設された操舵トルクの方向を検出する部分と、第２．第
３シャフト間に介設された操舵トルり量を検出する部分
とによって構成したため、ハンドル１／」っだ後に手を
離してハンドル匪りを行っても電動機が再度作動するこ
とはなくハンドルの捩りが迅速、良好であり、滑らかな
操舵を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１ＵＡは未発明に係る電動式パワーステアリング装置
の全体斜視図、第２図はトルク方向検出部の・〃部拡大
斜視図、第３図は第４図中のＩ−Ｉ線断面図、第４図は
第３図中の■−■線断面及び筒体の側面、平面な示した
図である。 図面中、（１）は第１ステアリングシャフト。 （２）はステアリングホイール、（３）は第２ステアリ
ノグンヤフ１（４）・はトルク方向検出ｆｉ、　（５）
は電動ｆｉ、　（８）は第３ステアリングシャフト。 （９）はトルク量検出部、（＋４）は制御回路ポー、ク
ス、　　（＋５）はトーショ／パー、（１７）は筒体、
（２０）。 （２１）は方向検出スイッチである。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステアリングシャフトに電動機を付設し、ステアリング
   シャフトに生じるトルクをトルク検出器で検出し、この
   検出信号に基づいて上記電動機を作動させ補助トルクを
   発生するようにした電動式パワーステアリング装置にお
   いて、上記ステアリングシャフトをステアリングホイー
   ル側より順に第１、第２、第３のステリングシャフトで
   形成し、第１ステアリングシャフトと第２ステアリング
   シャフトの間に操舵トルクの方向を検出する手段を設け
   、第２ステアリングシャフトと第３ステアリングシャフ
   トの間に両シャフト間のトルク量を検出する手段を設け
   、上記各検出手段からの信号に基づいて上記電動機の作
   動を制御し、この電動機の回転トルクを第２ステアリン
   グシャフトに伝達するようにしたことを特徴とする電動
   式パワーステアリング装置。