JPS63317702A - パワ−ステアリング装置のステアリングセンサ - Google Patents
パワ−ステアリング装置のステアリングセンサInfo
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- JPS63317702A JPS63317702A JP62155061A JP15506187A JPS63317702A JP S63317702 A JPS63317702 A JP S63317702A JP 62155061 A JP62155061 A JP 62155061A JP 15506187 A JP15506187 A JP 15506187A JP S63317702 A JPS63317702 A JP S63317702A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
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。
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、電動パワーステアリングシステムに係り、特
にステアリングの操舵力、操舵角を同時に検出するのに
好適なステアリングセンサに関する。
にステアリングの操舵力、操舵角を同時に検出するのに
好適なステアリングセンサに関する。
パワーステアリングは、かじ取り装置に動力装置（油圧
、電動等）を取り付けることにより、ハンドル操作力を
軽減するシステムである。動力装置の動力は、ステアリ
ングシャフトに取り付けられた回転角センサの回転角検
出信号に基づいて制御される。この回転センサの公知例
として、特開昭５９−５９１４号に記載さ九たものが挙
げられる。
、電動等）を取り付けることにより、ハンドル操作力を
軽減するシステムである。動力装置の動力は、ステアリ
ングシャフトに取り付けられた回転角センサの回転角検
出信号に基づいて制御される。この回転センサの公知例
として、特開昭５９−５９１４号に記載さ九たものが挙
げられる。
従来のパワーステアリングシステムに用いられるステア
リングセンサにおいては、回転角を検出するセンサある
いは１−ルクを検出するセンサは、それぞれ単独に存在
するが、１つのセンサを用いて、同時に回転角度とトル
クとを検出することについては配慮されていなかった。
リングセンサにおいては、回転角を検出するセンサある
いは１−ルクを検出するセンサは、それぞれ単独に存在
するが、１つのセンサを用いて、同時に回転角度とトル
クとを検出することについては配慮されていなかった。
本発明の目的は、回転角とトルクとを同一検出原理で同
時に検出しつるステアリングセンサを提供することにあ
る。
時に検出しつるステアリングセンサを提供することにあ
る。
上記問題点は、ステアリングシャフトと動力装置との接
続部分に存在する継手部分、すなわちトーションバー（
弾性体）におけるねじれの差（回転角の差）をトルクに
変換して求めることにより達成される。
続部分に存在する継手部分、すなわちトーションバー（
弾性体）におけるねじれの差（回転角の差）をトルクに
変換して求めることにより達成される。
すなわち、本発明は、ステアリングに作用する操舵力を
伝達する駆動部（４）と、この駆動部に弾性体（３）を
介して同軸に連結された非駆動部（５）とを有するステ
アリングシャフト（２）を用いたパワーステアリング装
置において、前記駆動部に連動回転可能に取り付けられ
た第１の回転体（６）と、前記非駆動部に連動回転可能
に取り付けられた第２の回転体（７）と、前記第１およ
び第２の回転体の回転角変化をそれぞれ非接触で検出す
るセンサ（８）と、前記第１の回転体の回転角信号を出
力するとともに、前記第１の回転体と第２の回転体の回
転角の差を求めてその差を前記ステアリングシャフトに
働くトルクに換算して出力する検出回路（２）と、を備
えたことを特徴とするものである。
伝達する駆動部（４）と、この駆動部に弾性体（３）を
介して同軸に連結された非駆動部（５）とを有するステ
アリングシャフト（２）を用いたパワーステアリング装
置において、前記駆動部に連動回転可能に取り付けられ
た第１の回転体（６）と、前記非駆動部に連動回転可能
に取り付けられた第２の回転体（７）と、前記第１およ
び第２の回転体の回転角変化をそれぞれ非接触で検出す
るセンサ（８）と、前記第１の回転体の回転角信号を出
力するとともに、前記第１の回転体と第２の回転体の回
転角の差を求めてその差を前記ステアリングシャフトに
働くトルクに換算して出力する検出回路（２）と、を備
えたことを特徴とするものである。
ステアリングに操舵力が働くと、ステアリングシャフト
に装着された２つのドラム間で回転差が生じ、これをト
ルクとして検出できる。また、上記ドラムの一方は、ス
テアリングの回転に応じて同様に回転するので、同時に
回転角度も検出できるのである。
に装着された２つのドラム間で回転差が生じ、これをト
ルクとして検出できる。また、上記ドラムの一方は、ス
テアリングの回転に応じて同様に回転するので、同時に
回転角度も検出できるのである。
以上のような非接触で一体形構造とし、ステアリングの
操舵力と操舵角を検出する。
操舵力と操舵角を検出する。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は、本発明に係るステアリングセンサ１をギアボ
ックス９内に内蔵した例を示す断面図である。上部がス
テアリング−であり、下部がタイヤ側である。ステアリ
ングシャフト２は１弾性体３（トーションバー）を介し
て連結された駆動部４（ステアリング側）と非駆動部５
（タイヤ側）とを有している。ステアリングシャフト２
にトルクがゝ劾くと同時に弾性体３がねじれ、このねじ
れがＩＷ駆動部に伝わり、第１ドラム（第１回転体）６
が回転する。したがって、第１ドラム６は、ステアリン
グシャフト２と同じ回転をするのである。
ックス９内に内蔵した例を示す断面図である。上部がス
テアリング−であり、下部がタイヤ側である。ステアリ
ングシャフト２は１弾性体３（トーションバー）を介し
て連結された駆動部４（ステアリング側）と非駆動部５
（タイヤ側）とを有している。ステアリングシャフト２
にトルクがゝ劾くと同時に弾性体３がねじれ、このねじ
れがＩＷ駆動部に伝わり、第１ドラム（第１回転体）６
が回転する。したがって、第１ドラム６は、ステアリン
グシャフト２と同じ回転をするのである。
この回転角度を、第１ドラム６の外周面に対向して取り
付けられた磁気センサ８で検出する。
付けられた磁気センサ８で検出する。
＝一方、ステアリングシャフト２の回転に伴って第１ト
ラム６が回転するのであるが、この回転はトーションバ
ー３を介して非駆動部５に伝達されるため、非１ψ動部
５に取り付けられた第２ドラム７は、第１ドラム６と相
対的に回転角の差を伴って回転する。この回転角の差を
磁気センサ８により検出し、後述する手段により、トル
クを求めるようにしたものである。
ラム６が回転するのであるが、この回転はトーションバ
ー３を介して非駆動部５に伝達されるため、非１ψ動部
５に取り付けられた第２ドラム７は、第１ドラム６と相
対的に回転角の差を伴って回転する。この回転角の差を
磁気センサ８により検出し、後述する手段により、トル
クを求めるようにしたものである。
次に、磁気センサ８の構成と回転角およびトルクの検出
手段について説明する。
手段について説明する。
第２図に、本発明に係るステアリングセンサの第１ドラ
ム６と第２ドラム７の着磁信号を示す。
ム６と第２ドラム７の着磁信号を示す。
着磁信号のピッチをλとする。ステアリングシャフト２
と同軸に第１ドラム６と第２ドラム７が取り付けられて
いる。第１ドラム６の外周面には。
と同軸に第１ドラム６と第２ドラム７が取り付けられて
いる。第１ドラム６の外周面には。
ＮＳ磁極の連続信号であるインクリメンタルトラックＴ
、と、これを基準とする一対の準信号であるリファレン
ストラックＴ、とが相対的にλ／８ずらした状態で着磁
されている。第２ドラムブの外周面には、インクリメン
タルトラックＴＩのみが着磁されている。
、と、これを基準とする一対の準信号であるリファレン
ストラックＴ、とが相対的にλ／８ずらした状態で着磁
されている。第２ドラムブの外周面には、インクリメン
タルトラックＴＩのみが着磁されている。
第３図は、第１ドラム６の部分拡大図である。
インクリメンタルトラックＴＩと、リファレンストラッ
クＴｒの相対的なずれがλ／８であることを示している
。
クＴｒの相対的なずれがλ／８であることを示している
。
第４図は、磁気センサ８で、磁気抵抗素子１゜の配置を
示したものである。この磁気抵抗素子１０のＲＯ１〜Ｒ
Ｏ４をＲ４側にλ／８ずらしてＲ１−Ｒ６を左右対称に
したものと、Ｒθ〜Ｒ１（＋も左右対称に配置し、この
磁気センサ８を投２図に示した第１ドラム６、第２ドラ
ム７と対向させる６第５図は、磁気センサ８の配線を示
したものである６各磁気抵抗素子１０は、第５図に示し
たように、５つのブリッジ回路構成とする。
示したものである。この磁気抵抗素子１０のＲＯ１〜Ｒ
Ｏ４をＲ４側にλ／８ずらしてＲ１−Ｒ６を左右対称に
したものと、Ｒθ〜Ｒ１（＋も左右対称に配置し、この
磁気センサ８を投２図に示した第１ドラム６、第２ドラ
ム７と対向させる６第５図は、磁気センサ８の配線を示
したものである６各磁気抵抗素子１０は、第５図に示し
たように、５つのブリッジ回路構成とする。
第６図は、波形処理回路である。第５図で示した各ブリ
ッジの出力を、第６図に示した入力側に入力する。この
波形処理回路で得られる出力を示したのが、第７図と第
８図である。
ッジの出力を、第６図に示した入力側に入力する。この
波形処理回路で得られる出力を示したのが、第７図と第
８図である。
第７図は、第５図で示したＥａｓ、Ｅｌｌｌ、 Ｅａａ
＋Ｅｂａの出力波形で、第２図で示した第１ドラム６゜
第２ドラム７の着磁信号と５これらに対向して取り付け
られた磁気センサ８（第４図）により、第７図に示した
ような電気角でλ／２ずれた正弦波が出力されるのであ
る。第２図で示した第１ドラム６に対応する出力がＥ
Ａｌ ｌ Ｅ ａｔであり、第２ドラム７に対応する出
力がＥへａ、Ｅａｓである（ただし、この出力波形は、
ステアリングシャフト２にトルクが働いている場合の波
形である）いま、トルクが働いて第７図に示したＡ点の
よ′うな出力だとすれば、Ｅ＾１とＥａｒの２つの波形
より第１ドラム６の回転角と、Ｅ＾３とＥＢ３の２つの
波形より第２ドラム７の回転角を求め、これら２つの第
１ドラム６と第２ドラム７との回転角差をトルクに換算
してトルク（操舵力）を検出する。
＋Ｅｂａの出力波形で、第２図で示した第１ドラム６゜
第２ドラム７の着磁信号と５これらに対向して取り付け
られた磁気センサ８（第４図）により、第７図に示した
ような電気角でλ／２ずれた正弦波が出力されるのであ
る。第２図で示した第１ドラム６に対応する出力がＥ
Ａｌ ｌ Ｅ ａｔであり、第２ドラム７に対応する出
力がＥへａ、Ｅａｓである（ただし、この出力波形は、
ステアリングシャフト２にトルクが働いている場合の波
形である）いま、トルクが働いて第７図に示したＡ点の
よ′うな出力だとすれば、Ｅ＾１とＥａｒの２つの波形
より第１ドラム６の回転角と、Ｅ＾３とＥＢ３の２つの
波形より第２ドラム７の回転角を求め、これら２つの第
１ドラム６と第２ドラム７との回転角差をトルクに換算
してトルク（操舵力）を検出する。
同時に、第８図に示したような出力が、第６図で示した
波形処理回路より出力されるので、パルスをカラン１−
することにより操舵角が検出できるのである。
波形処理回路より出力されるので、パルスをカラン１−
することにより操舵角が検出できるのである。
第９図は、電動パワーステアリングのシステム図である
。以上に述べたステアリングセンサを使用することによ
り、運転者がステアリング１１を回転させることにより
、トルク（操舵力）と回転角（操舵角）が入力されるわ
けであるが、それらをギアボックス９内に内蔵されたス
テアリングセンサ１で検出し、その信号をコントローラ
１２に送る。コントローラ１２は、その指令を受は取り
、アシスト力を発生させるモータ１３に指令を送り、ス
テアリング１１をアシストするのである。
。以上に述べたステアリングセンサを使用することによ
り、運転者がステアリング１１を回転させることにより
、トルク（操舵力）と回転角（操舵角）が入力されるわ
けであるが、それらをギアボックス９内に内蔵されたス
テアリングセンサ１で検出し、その信号をコントローラ
１２に送る。コントローラ１２は、その指令を受は取り
、アシスト力を発生させるモータ１３に指令を送り、ス
テアリング１１をアシストするのである。
本実施例によれば、磁気センサ８と第１ドラム６と第２
ドラム７の２個を使用する一体形構造とし小型化したの
で、ギアボックス９内に内蔵できたが、このメリットを
生かしてその他の場所としてステアリング１１内に内蔵
することも可能であり、システ１１のレイアウトを考え
るのにあたり、小型化のメリットが生かされる効果があ
る。
ドラム７の２個を使用する一体形構造とし小型化したの
で、ギアボックス９内に内蔵できたが、このメリットを
生かしてその他の場所としてステアリング１１内に内蔵
することも可能であり、システ１１のレイアウトを考え
るのにあたり、小型化のメリットが生かされる効果があ
る。
なお、第１．第２のドラム６．７は着磁したものを用い
、これに対応して磁気センサ８を用いるものとしたが、
各ドラム６．７に適当なピッチの透孔を設け、これに光
の通過の有無を検出する光センサを用いて構成してもよ
い。
、これに対応して磁気センサ８を用いるものとしたが、
各ドラム６．７に適当なピッチの透孔を設け、これに光
の通過の有無を検出する光センサを用いて構成してもよ
い。
本発明によれば、ステアリングシャフトと同軸に第１．
第２の回転体を設け、駆動部と非駆動部間に生じる相対
的な回転差を用いてトルクおよび回転角を同時に検出す
ることができる。
第２の回転体を設け、駆動部と非駆動部間に生じる相対
的な回転差を用いてトルクおよび回転角を同時に検出す
ることができる。
また、一体形構造により小型化ができるために、そのメ
リットを利用し、現行のギアボックスに内蔵できる。ま
た、その他の場所として、ステアリングＡＳＳＹに内蔵
することも可能である。
リットを利用し、現行のギアボックスに内蔵できる。ま
た、その他の場所として、ステアリングＡＳＳＹに内蔵
することも可能である。
第１図はギアボックス内に内蔵してステアリングセンサ
の構造を示す断面図、第２図は第１ドラムと第２ドラム
の着磁信号を示す斜視図、第３図は第１ドラムの部分拡
大図、第４図は磁気センサの磁気抵抗素子の配置図、第
５図は磁気センサの配線図、第６図は磁気センサの出力
波形処理回路図、第７図、第８図は第６図で示した波形
処理回路の出力波形、第９図は電動パワーステアリング
のシステム図である。 ■・・・ステアリングセンサ、２・・・ステアリングシ
ャツｌ）、３・・・弾性体（トーションバー）、４・・
・駆動部、５・・・非駆動部、６・・・第１ドラム、７
・・・第２ドラム、８・・・磁気センサ、９・・・ギア
ボックス、１０・・・磁気抵抗素子、１１・・・ステア
リング、１２・・・コントローラ、１３・・・モータ、
１４・・・バッテリ。
の構造を示す断面図、第２図は第１ドラムと第２ドラム
の着磁信号を示す斜視図、第３図は第１ドラムの部分拡
大図、第４図は磁気センサの磁気抵抗素子の配置図、第
５図は磁気センサの配線図、第６図は磁気センサの出力
波形処理回路図、第７図、第８図は第６図で示した波形
処理回路の出力波形、第９図は電動パワーステアリング
のシステム図である。 ■・・・ステアリングセンサ、２・・・ステアリングシ
ャツｌ）、３・・・弾性体（トーションバー）、４・・
・駆動部、５・・・非駆動部、６・・・第１ドラム、７
・・・第２ドラム、８・・・磁気センサ、９・・・ギア
ボックス、１０・・・磁気抵抗素子、１１・・・ステア
リング、１２・・・コントローラ、１３・・・モータ、
１４・・・バッテリ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ステアリングに作用する操舵力を伝達する駆動部と
、この駆動部に弾性体を介して同軸に連結された非駆動
部とを有するステアリングシャフトを用いたパワーステ
アリング装置において、前記駆動部に連動回転可能に取
り付けられた第１の回転体と、前記非駆動部に連動回転
可能に取り付けられた第２の回転体と、前記第１および
第２の回転体の回転角変化をそれぞれ非接触で検出する
センサと、前記第１の回転体の回転角信号を出力すると
ともに前記第１の回転体と第２の回転体の回転角の差を
求めてその差を前記ステアリングシャフトに働くトルク
に換算して出力する検出回路と、を備えたことを特徴と
するパワーステアリング装置のステアリングセンサ。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記第
１、第２の回転体はドラムであり、その外周面は所定ピ
ッチでＮ極およびＳ極が交互に繰り返すよう着磁されて
おり、この着磁面に対面して検出センサである磁気セン
サが配置されていることを特徴とするパワーステアリン
グ装置のステアリングセンサ。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62155061A JPS63317702A (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | パワ−ステアリング装置のステアリングセンサ |
| KR1019880007458A KR890000890A (ko) | 1987-06-22 | 1988-06-21 | 토크검출장치 |
| DE3821083A DE3821083A1 (de) | 1987-06-22 | 1988-06-22 | Drehmomenterfassungsgeraet |
| DE3844578A DE3844578C2 (ja) | 1987-06-22 | 1988-06-22 | |
| US07/209,998 US4874053A (en) | 1987-06-22 | 1988-06-22 | Torque detecting apparatus |
| DE3844579A DE3844579C2 (ja) | 1987-06-22 | 1988-06-22 | |
| DE3844577A DE3844577C2 (ja) | 1987-06-22 | 1988-06-22 | |
| DE3844580A DE3844580C2 (ja) | 1987-06-22 | 1988-06-22 | |
| GB8814893A GB2207763B (en) | 1987-06-22 | 1988-06-22 | Torque detecting apparatus |
| GB9113393A GB2245712B (en) | 1987-06-22 | 1991-06-19 | Torque detecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62155061A JPS63317702A (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | パワ−ステアリング装置のステアリングセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63317702A true JPS63317702A (ja) | 1988-12-26 |
Family
ID=15597812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62155061A Pending JPS63317702A (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | パワ−ステアリング装置のステアリングセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63317702A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0346530A (ja) * | 1989-07-14 | 1991-02-27 | Hitachi Ltd | トルク検出装置を用いた制御装置 |
| JPH03105225A (ja) * | 1989-09-20 | 1991-05-02 | Hitachi Ltd | 角度センサ及びトルクセンサ、そのセンサの出力に応じて制御される電動パワーステアリング装置 |
| US6062123A (en) * | 1997-07-29 | 2000-05-16 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Power steering system and steering-angle detecting device for use therein |
| EP1174328A1 (en) * | 2000-07-14 | 2002-01-23 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Torque detecting apparatus and electric power steering apparatus |
| JP2003160054A (ja) * | 2001-11-22 | 2003-06-03 | Toyoda Mach Works Ltd | 電気式動力舵取装置 |
| JP2005148063A (ja) * | 2003-11-18 | 2005-06-09 | Snr Roulements | 絶対トルクを検出するシステムと該システムからなるモジュール |
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| CN103373386A (zh) * | 2012-04-26 | 2013-10-30 | 日立汽车系统转向器株式会社 | 动力转向装置及动力转向装置的控制装置 |
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-
1987
- 1987-06-22 JP JP62155061A patent/JPS63317702A/ja active Pending
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