JP6343240B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
電動パワーステアリング装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6343240B2 JP6343240B2 JP2015017942A JP2015017942A JP6343240B2 JP 6343240 B2 JP6343240 B2 JP 6343240B2 JP 2015017942 A JP2015017942 A JP 2015017942A JP 2015017942 A JP2015017942 A JP 2015017942A JP 6343240 B2 JP6343240 B2 JP 6343240B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- torque
- rack shaft
- electric motor
- shaft
- rack
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 50
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 14
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 12
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 10
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 230000003936 working memory Effects 0.000 description 3
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 2
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Vehicle Cleaning, Maintenance, Repair, Refitting, And Outriggers (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Description
例えば、特許文献1に記載のラック・ピニオン式パワーステアリング装置においては、ラック軸は、その左右の両端のボールジョイント部に隣接する位置にそれぞれ所定幅の合成樹脂やゴム等からなる環状のストッパラバーを備えている。ストッパラバーは、ラック軸の左右方向への進退動のストロークにおける左方への移動の移動端においては、ギヤハウジングの右方延出筒状ハウジングの内周部に嵌入されるストッパピース端に、また、右方への移動の移動端においては左方ハウジングの左方端にそれぞれ当接する。これにより、ラック軸がハウジングに突き当たることに起因してラック・ピニオン等に過大な衝撃荷重が生じることを抑制する。このように、ストッパラバーは、ステアリングホイール(ハンドル)の回転操作力を車輪に伝達するラック・ピニオン等の伝達機構(減速ギヤ機構)を保護する役目を果たしている。
本発明は、衝撃緩衝部材を設けなくてもステアリングホイールの回転操作力を車輪に伝達する伝達手段を保護することができる電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
また、前記抑制手段は、前記ラック軸が反対方向に移動するように前記電動モータを回転させる電流を供給することで当該ラック軸の移動を抑制するとよい。
また、前記抑制手段は、前記トルク検出手段が検出した回転トルクの値である検出トルク値の変化量が予め定められた限界値以上となったら前記ラック軸の移動を抑制するように前記電動モータの駆動を制御するとよい。
また、前記抑制手段は、前記イグニッションスイッチがオフである場合に前記トルク検出手段に電力を供給するとよい。
図1は、実施の形態に係る電動パワーステアリング装置100の概略構成を示す図である。
電動パワーステアリング装置100(以下、単に「ステアリング装置100」と称する場合もある。)は、車両の進行方向を任意に変えるためのかじ取り装置であり、本実施の形態においては自動車1に適用した構成を例示している。
図2は、トルクセンサ109の構成を示す分解斜視図である。図3は、トルクセンサ109の配置を示す断面図である。
トルクセンサ109は、図2に示すように、下部連結シャフト108に固定されるマグネットカラー121及び永久磁石122と、ピニオンシャフト106に固定されるステータユニット130とを備えている。また、トルクセンサ109は、後述する第1ステータ131及び第2ステータ132で導かれた磁束を集磁して、下部連結シャフト108とピニオンシャフト106との間の相対回転角度に応じた電気信号を出力するセンサユニット140を備えている。
マグネットカラー121は、鉄材によって円筒状に形成されていて、外周面121aに永久磁石122が嵌め合わされ、例えば接着によって永久磁石122はマグネットカラー121に固定される。また、図3に示すように、マグネットカラー121の内周面121bに下部連結シャフト108が挿入されて、圧入、溶接、カシメ等により、マグネットカラー121は下部連結シャフト108に固定される。これにより、永久磁石122は、下部連結シャフト108と一体的に回転可能である。
ステータユニット130は、第1ステータ131と、第2ステータ132と、ステータホルダ133と、ヨーク134とを備えている。
第1ステータ131及び第2ステータ132は、例えばパーマロイ等の軟磁性材料で形成されている。第1ステータ131は、図2に示すように、円環状に形成された円環部131bと、円環部131bの内周縁から下部連結シャフト108の軸方向に突出して延び、周方向に等間隔に形成された8個のステータ爪131aとを有している。
第2ステータ132も第1ステータ131と同様に、ステータホルダ133の位置決め部133jに位置決めされてカシメられ、第2ステータ132はステータホルダ133に結合される。
ステータホルダ133に位置決めして固定された第1ステータ131のステータ爪131aと第2ステータ132のステータ爪132aとは、周方向に等間隔に交互に並ぶ。
ヨーク134は、例えば鉄材によって円筒状に形成されていて、インサート成形により、ステータホルダ133と一体的に形成されている。
以上のように構成されたステータユニット130は、図3に示すように、ヨーク134の内周面134bに、ピニオンシャフト106が挿入されて、圧入、溶接、カシメ等によりピニオンシャフト106に固定される。
センサユニット140は、第1コレクタ141及び第2コレクタ142と、磁気センサ143と、基板144と、端子145と、センサハウジング146とを備える。
センサユニット140は、図3に示すように、周壁146qがステアリングギヤボックス107に形成された孔107aに挿入され、基部146pが、締付部材(不図示)によりステアリングギヤボックス107に固定される。
円弧部141aは、第1ステータ131の円環部131bの一部である円弧に対応する形状である。円弧部141aは、センサハウジング146がステアリングギヤボックス107に固定された状態で、第1ステータ131の円環部131bとの間に空隙を介して対向して配置され、第1ステータ131で導かれた磁束を集磁する。
複数の突出部141bの内の少なくとも一の突出部141bは、磁気センサ143に接し、円弧部で集磁された磁束を磁気センサ143に導く。
円弧部142aは、第2ステータ132の円環部132bの一部である円弧に対応する形状である。円弧部142aは、センサハウジング146がステアリングギヤボックス107に固定された状態で、第2ステータ132の円環部132bとの間に空隙を介して対向して配置され、第2ステータ132で導かれた磁束を集磁する。
複数の突出部142bの内の少なくとも一の突出部142bは、磁気センサ143に接し、円弧部142aで集磁された磁束を磁気センサ143に導く。
端子145は基板144から基部146pを貫通して接続部146rまで延び、基板144の処理回路で処理が施された電気信号を接続部146rの側まで導く。
接続部146rには図示しない電線のコネクタが接続され、基板144の処理回路で処理が施された電気信号は、端子145から電線を通じて制御装置10(図1参照)に入力される。
図4は、ステアリング装置100が適用される自動車1の概略構成とステアリング装置100の制御装置10の概略構成を示す図である。
自動車1は、ステアリング装置100の他に、周知の、イグニッション(IG)スイッチ11と、発電機12と、バッテリ13とを備えている。
制御装置10は、電動モータ110の駆動を制御するモータ制御部40と、モータ制御部40からの制御信号に基づいて電動モータ110を駆動させるモータ駆動部50と、電動モータ110に実際に流れる実電流Imを検出するモータ電流検出部60とを有している。
その他、制御装置10は、安定した電流制御を行うために、図4に示すように、ダイオードD1、D2、D3、D4、抵抗R1、R2およびスイッチング素子S1、S2を有している。
図5は、モータ制御部40の概略構成を示す図である。
モータ制御部40は、トルク信号Td(操舵トルク)に基づいて目標補助トルクを算出し、この目標補助トルクを電動モータ110が供給するのに必要となる目標電流ITを算出する目標電流算出部20と、目標電流算出部20が算出した目標電流に基づいて電動モータ110の駆動を制御するモータ駆動制御部30とを有している。
また、モータ制御部40は、ラック軸105の突出部105bがステアリングギヤボックス107の端面に突き当たるときの衝撃を抑制する衝撃抑制部38を有している。
そして、モータ制御部40は、イグニッションスイッチ11がオフである場合にトルクセンサ109が検出した回転トルクに基づいてラック軸105の移動を抑制するように電動モータ110の駆動を制御する抑制手段の一例として機能する。
イナーシャ補償電流算出部22は、トルク信号Tsと車速信号vとに基づいて電動モータ110およびシステムの慣性モーメントを打ち消すためのイナーシャ補償電流Isを算出する。
ダンパー補償電流算出部23は、トルク信号Tsと、車速信号vと、電動モータ110の回転速度信号Nmsとに基づいて、電動モータ110の回転を制限するダンパー補償電流Idを算出する。
PWM信号生成部35は、フィードバック制御部31からの出力値に基づいてPWM信号を生成し、生成したPWM信号をモータ駆動部50に向けて出力する。
モータ駆動部50は、所謂インバータであり、スイッチング素子として6個の独立したトランジスタ(FET)を備え、6個の内の3個のトランジスタは電源の正極側ラインと各相の電気コイルとの間に接続され、他の3個のトランジスタは各相の電気コイルと電源の負極側(アース)ラインと接続されている。そして、6個の中から選択した2個のトランジスタのゲートを駆動してこれらのトランジスタをスイッチング動作させることにより、電動モータ110の駆動を制御する。
モータ電流検出部60は、モータ駆動部50に接続されたシャント抵抗の両端に生じる電圧から電動モータ110に流れる実電流Imの値を検出して、検出した実電流Imをモータ電流信号に変換して出力する。
衝撃抑制部38は、トルクセンサ109にて検出されたトルクが出力信号に変換されたトルク信号を取得する。そして、衝撃抑制部38は、取得したトルク信号に基づいて、ステアリングシャフト102とピニオンシャフト106との間に生じている回転トルクを把握する。以下、把握した回転トルクの値を検出トルク値と称す。
図6は、衝撃抑制部38が行う衝撃抑制制御の処理手順を示すフローチャートである。衝撃抑制部38は、IGスイッチ11がオフであるときに、この衝撃抑制制御処理を予め定めた期間毎に繰り返し実行する。
例えば、検出トルク値の微分値または2回微分値が、予め定められた所定の基準値以上となった場合にリレー72をオン(閉状態)としてもよい。また、検出トルク値の微分値または2回微分値が、予め定められた所定の限界値以上となった場合にラック軸105の勢いを抑制するために電動モータ110を短絡制御することや逆方向にラック軸105を移動させるようなモータ駆動電流を供給してもよい。
なお、電動モータ110の配置は、本実施例に限定されずラックアシスト式、デュアルピニオン式であっても適応可能である。
Claims (6)
- 車両のステアリングホイールと連動して回転するステアリングシャフトと、
直線的に移動することで車輪を転動させるラック軸と、当該ラック軸に形成されたラックとラック・ピニオンを構成するピニオンシャフトとを有して、前記ステアリングホイールの回転操作力を前記車両の車輪の転動力として伝達する伝達手段と、
前記ステアリングシャフトと前記ピニオンシャフトとの間に生じる回転トルクを検出するトルク検出手段と、
回転駆動力が前記ラック軸を移動させる力として加えられる電動モータと、
前記車両に設けられたイグニッションスイッチがオフである場合に前記トルク検出手段が検出した回転トルクに基づいて前記ラック軸の移動を抑制するように前記電動モータの駆動を制御する抑制手段と、
を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 前記抑制手段は、前記電動モータを短絡することで前記ラック軸の移動を抑制する
ことを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記抑制手段は、前記ラック軸が反対方向に移動するように前記電動モータを回転させる電流を供給することで当該ラック軸の移動を抑制する
ことを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記抑制手段は、前記トルク検出手段が検出した回転トルクの値である検出トルク値が予め定められた限界値以上となったら前記ラック軸の移動を抑制するように前記電動モータの駆動を制御する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記抑制手段は、前記トルク検出手段が検出した回転トルクの値である検出トルク値の変化量が予め定められた限界値以上となったら前記ラック軸の移動を抑制するように前記電動モータの駆動を制御する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記抑制手段は、前記イグニッションスイッチがオフである場合に前記トルク検出手段に電力を供給する
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015017942A JP6343240B2 (ja) | 2015-01-30 | 2015-01-30 | 電動パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015017942A JP6343240B2 (ja) | 2015-01-30 | 2015-01-30 | 電動パワーステアリング装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016141227A JP2016141227A (ja) | 2016-08-08 |
JP6343240B2 true JP6343240B2 (ja) | 2018-06-13 |
Family
ID=56569546
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015017942A Active JP6343240B2 (ja) | 2015-01-30 | 2015-01-30 | 電動パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6343240B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102363168B1 (ko) * | 2017-04-25 | 2022-02-15 | 엘지이노텍 주식회사 | 센싱장치 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH064417B2 (ja) * | 1985-02-12 | 1994-01-19 | 本田技研工業株式会社 | 電動式パワーステアリング装置 |
JP2006281857A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Toyota Motor Corp | 車両の操舵装置 |
JP5050421B2 (ja) * | 2005-07-12 | 2012-10-17 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置の制御装置 |
JP4414424B2 (ja) * | 2006-12-01 | 2010-02-10 | 本田技研工業株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
US8584516B2 (en) * | 2010-06-09 | 2013-11-19 | Honda Motor Co., Ltd. | Factory steering rack centering and preventing pinch points using electric power steering system |
KR20130090987A (ko) * | 2012-02-07 | 2013-08-16 | 주식회사 만도 | 전동식 조향 장치 및 그 제어방법 |
JP2015085729A (ja) * | 2013-10-28 | 2015-05-07 | 株式会社ショーワ | 電動パワーステアリング装置 |
-
2015
- 2015-01-30 JP JP2015017942A patent/JP6343240B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016141227A (ja) | 2016-08-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9637167B2 (en) | Steering control device, and steering control method | |
JP4509841B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
US7433767B2 (en) | Steering control device and steering control method of motor vehicle | |
JP3982739B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
US8541967B2 (en) | Steering control apparatus | |
JP6421619B2 (ja) | 回転電機 | |
JP6012154B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータおよびその製造方法 | |
JP6090581B2 (ja) | 電動工具 | |
WO2015045003A1 (ja) | ブラシレスワイパモータ | |
US20070176507A1 (en) | Motor and power steering apparatus | |
JP6536465B2 (ja) | シフトレンジ制御装置 | |
JP2014187760A (ja) | モータ装置 | |
JP5017423B2 (ja) | 操舵制御装置 | |
JP6343240B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP5687166B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP7256451B2 (ja) | モータ制御装置 | |
US20090128073A1 (en) | Brushless Motor Control Method and Brushless Motor | |
JP2015085729A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP4389178B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP2017171071A (ja) | 電動パワーステアリング装置の製造方法及びトルク検出センサの調整方法 | |
JP6209444B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP4414997B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP2012112778A (ja) | 故障検出装置、故障検出方法および電動パワーステアリング装置 | |
JP2016179760A (ja) | 電動パワーステアリング装置、操舵角算出方法 | |
JP5144994B2 (ja) | 電動モータ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170728 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180423 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180508 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180518 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6343240 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |