JPH0224266A - 動力舵取装置及び動力舵取装置用回転検出器 - Google Patents
動力舵取装置及び動力舵取装置用回転検出器Info
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- JPH0224266A JPH0224266A JP63173364A JP17336488A JPH0224266A JP H0224266 A JPH0224266 A JP H0224266A JP 63173364 A JP63173364 A JP 63173364A JP 17336488 A JP17336488 A JP 17336488A JP H0224266 A JPH0224266 A JP H0224266A
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Landscapes
- 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〕
本発明は舵輪操作に要する力を電動モータの回転力によ
り補助する電動式の動力舵取装置(パワーステアリング
)及びそれに用いる回転検出器に関する。
り補助する電動式の動力舵取装置(パワーステアリング
)及びそれに用いる回転検出器に関する。
舵輪に加えられた操舵トルクの検出結果に基づいて操舵
補助用のモータを駆動し、自動車の操舵に要する力を該
モータの回転力により補助せしめ、運転者に快適な操舵
感覚を提供する電動式の動力舵取装置が開発されている
。
補助用のモータを駆動し、自動車の操舵に要する力を該
モータの回転力により補助せしめ、運転者に快適な操舵
感覚を提供する電動式の動力舵取装置が開発されている
。
この動力舵取装置は、車体の左右方向に延設され、その
両端部を各別のタイロッドを介して左右の車輪に夫々連
結してなるラック軸と、該ラック軸の中途部においてこ
れと噛合され舵輪に連動連結されたピニオンとからなり
、舵輪の回動操作に伴うとニオンの回動を、ラック軸の
長さ方向への移動に変換して舵取りを行わせるランク・
ピニオン式の舵取機構を備えた自動車においては、操舵
補助用のモータの配設位置により以下の2通りに大別さ
れる。即ち、前記ピニオンの軸をラック軸との噛合位置
から更に延長し、その延長部に適宜の減速装置を介して
回転力を伝達するように前記モータを配設したものと、
前記ピニオンの噛合位置と異なる軸長方向位置において
前記ランク軸に噛合する補助ピニオンを設け、該補助ピ
ニオンに適宜の減速装置を介して回転力を伝達するよう
に前記モータを配設したものとであり、ラック軸に噛合
するピニオンの数に従って、前者が1ピニオン式、後者
が2ピニオン式と夫々称される。
両端部を各別のタイロッドを介して左右の車輪に夫々連
結してなるラック軸と、該ラック軸の中途部においてこ
れと噛合され舵輪に連動連結されたピニオンとからなり
、舵輪の回動操作に伴うとニオンの回動を、ラック軸の
長さ方向への移動に変換して舵取りを行わせるランク・
ピニオン式の舵取機構を備えた自動車においては、操舵
補助用のモータの配設位置により以下の2通りに大別さ
れる。即ち、前記ピニオンの軸をラック軸との噛合位置
から更に延長し、その延長部に適宜の減速装置を介して
回転力を伝達するように前記モータを配設したものと、
前記ピニオンの噛合位置と異なる軸長方向位置において
前記ランク軸に噛合する補助ピニオンを設け、該補助ピ
ニオンに適宜の減速装置を介して回転力を伝達するよう
に前記モータを配設したものとであり、ラック軸に噛合
するピニオンの数に従って、前者が1ピニオン式、後者
が2ピニオン式と夫々称される。
このように前述のいずれの動力舵取装置においても、操
舵補助用のモータの回転力を減速装置を介してピニオン
の軸の延長部又は補助ピニオンに伝達しているので、モ
ータに何らかの原因で異常が発生し、その出力軸の回転
抵抗が増加し、出力軸がロックした場合は操向不能とな
る虞があった。
舵補助用のモータの回転力を減速装置を介してピニオン
の軸の延長部又は補助ピニオンに伝達しているので、モ
ータに何らかの原因で異常が発生し、その出力軸の回転
抵抗が増加し、出力軸がロックした場合は操向不能とな
る虞があった。
これらのことを防止する従来の動力舵取装置として、モ
ータの出力軸に電磁クラッチを設け、イグニッションキ
ーをオンすると電磁クラッチにより、モータと減速装置
とを切離し、そしてモータに瞬時電流を印加し、モータ
が慣性にて回転するときに発生する起電力によりモータ
のロックを検出するものが公知である。
ータの出力軸に電磁クラッチを設け、イグニッションキ
ーをオンすると電磁クラッチにより、モータと減速装置
とを切離し、そしてモータに瞬時電流を印加し、モータ
が慣性にて回転するときに発生する起電力によりモータ
のロックを検出するものが公知である。
しかしながら、従来の動力舵取装置にあっては、モータ
の起電力によりモータのロックの有無を検出しているの
で、イグニッションキーオン時にしかその検出を行うこ
とができず、走行中にモータにロックが起きた場合にそ
れを検出することができないという問題があった。従っ
て走行中にモータに異常が発生し、モータのロックが発
生すると、それを検出することができないので、ロック
により操舵機構が操舵不能となった場合に、それに対処
することができなかった。
の起電力によりモータのロックの有無を検出しているの
で、イグニッションキーオン時にしかその検出を行うこ
とができず、走行中にモータにロックが起きた場合にそ
れを検出することができないという問題があった。従っ
て走行中にモータに異常が発生し、モータのロックが発
生すると、それを検出することができないので、ロック
により操舵機構が操舵不能となった場合に、それに対処
することができなかった。
また異常を検出するためにモータの回転状態を検出する
回転検出器をモータに取付けることが考えられるが、従
来の回転検出器であるタコジェネレータでは低速回転及
び回転位置の検出ができないという問題があり、フォト
インクラブタを使用したロータリエンコーダでは、耐熱
性が不足し、経年変化すると共に価格が高いという問題
があった。
回転検出器をモータに取付けることが考えられるが、従
来の回転検出器であるタコジェネレータでは低速回転及
び回転位置の検出ができないという問題があり、フォト
インクラブタを使用したロータリエンコーダでは、耐熱
性が不足し、経年変化すると共に価格が高いという問題
があった。
本発明は斯かる事情に鑑みなされたものであり、操舵ト
ルクとモータの回転位置とによりモータのロックを検出
できると共に、ロックが発生したときはクラッチを切離
すことにより、車輌が操舵不能とならない動力舵取装置
及び高信鎖性を有し、安価な回転検出器を提供すること
を目的とする。
ルクとモータの回転位置とによりモータのロックを検出
できると共に、ロックが発生したときはクラッチを切離
すことにより、車輌が操舵不能とならない動力舵取装置
及び高信鎖性を有し、安価な回転検出器を提供すること
を目的とする。
本発明に係る動力舵取装置は、舵輪の回動を舵取りのた
めの左右方向への運動に変換する操舵機構に、前記舵輪
に加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサと、そ
の検出トルクに応じて前記舵輪を駆動する操舵補助用の
モータと、該モータの回転力を係脱するクラッチとを設
けた動力舵取装置において、前記モータの回転位置を検
出する回転検出器を備えることを特徴とし、他の発明に
係る動力舵取装置用回転検出器は、舵輪に加えられる操
舵トルクに応じて前記舵輪を駆動する操舵補助用のモー
タの回転位置を検出する動力舵取装置用回転検出器にお
いて、前記モータの回転軸の一側に装着され、その周方
向に複数の磁極対を有する磁石と、該磁石の周囲に、前
記磁石の回転による開閉動作の位相を90度相異させる
べく所定の角度を隔て設けられた複数のリードスイッチ
とを備えることを特徴とする。
めの左右方向への運動に変換する操舵機構に、前記舵輪
に加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサと、そ
の検出トルクに応じて前記舵輪を駆動する操舵補助用の
モータと、該モータの回転力を係脱するクラッチとを設
けた動力舵取装置において、前記モータの回転位置を検
出する回転検出器を備えることを特徴とし、他の発明に
係る動力舵取装置用回転検出器は、舵輪に加えられる操
舵トルクに応じて前記舵輪を駆動する操舵補助用のモー
タの回転位置を検出する動力舵取装置用回転検出器にお
いて、前記モータの回転軸の一側に装着され、その周方
向に複数の磁極対を有する磁石と、該磁石の周囲に、前
記磁石の回転による開閉動作の位相を90度相異させる
べく所定の角度を隔て設けられた複数のリードスイッチ
とを備えることを特徴とする。
第1の発明においては、トルクセンサによる操舵トルク
の検出に応じて駆動するモータの回転位置を随時、回転
検出器により検出できると共に、その検出結果に応じて
、モータの出力軸に設けられたクラッチを切離し、操舵
機構をモータに対して自在に運動可能とする。
の検出に応じて駆動するモータの回転位置を随時、回転
検出器により検出できると共に、その検出結果に応じて
、モータの出力軸に設けられたクラッチを切離し、操舵
機構をモータに対して自在に運動可能とする。
また第2の発明においては、複数の磁極対を有する磁石
の回転による開閉動作の位相を90度相異させるべく設
けたリードスイッチにてモータの回転を検出しているの
で、高信頼性で安価な回転検出器を得ることができる。
の回転による開閉動作の位相を90度相異させるべく設
けたリードスイッチにてモータの回転を検出しているの
で、高信頼性で安価な回転検出器を得ることができる。
以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。第1図は本発明に係る動力舵取装置の一部破断正面図
、第2図は第1図のn−n線による拡大断面図、第3図
は第2の発明に係る回転検出器の構造を示す第1図のm
−m線による拡大断面図である。
。第1図は本発明に係る動力舵取装置の一部破断正面図
、第2図は第1図のn−n線による拡大断面図、第3図
は第2の発明に係る回転検出器の構造を示す第1図のm
−m線による拡大断面図である。
図において1はラック軸であり、長平方向を左右方向と
して車体の一部に固設され筒状をなすラック軸ケース2
にこれと同心をなして内挿されている。また3はピニオ
ン軸であり、ラック軸ケース2の一端部近傍に連設した
ピニオン軸ケース4の内部にランク軸lに対してその軸
心を斜交させた状態に軸支されている。
して車体の一部に固設され筒状をなすラック軸ケース2
にこれと同心をなして内挿されている。また3はピニオ
ン軸であり、ラック軸ケース2の一端部近傍に連設した
ピニオン軸ケース4の内部にランク軸lに対してその軸
心を斜交させた状態に軸支されている。
該ピニオン軸3は、第2図に示す如く、トーションバー
5を介して同軸上に連結された上軸3aと下軸3bとか
らなり、上軸3aは玉軸受40によりビニオン軸ケース
4内に支承され、その上端部を図示しないユニバーサル
ジヨイントを介して舵輪に連動連結しである。また下軸
3bは、ピニオン軸ケース4の下側開口部からその下部
を適長突出させた状態で、上端部近傍位置を4点接触玉
軸受41によリピニオン軸ケース4内に支承されている
。前記4点接触玉軸受41は、下部軸3bの下端部側か
らこれに外嵌され、下部軸3bの上端部近傍に形成した
段部と、下端部側から外嵌され外周面にかしめて固定さ
れたカラー42とにより、その内輪の両側を挾持されて
下部軸3bの外側に軸長方向に位置決めされた後、下部
軸3bと共に前記下側開口部からピニオン軸ケース4に
内嵌され、該ケース4の下部に形成された環状肩部と、
前記開口部から該ケース4に螺合されたロックナツト4
3とにより、その外輪の両側を挟持されてピニオン軸ケ
ース4の内側に軸長方向に位置決めされ、下部軸3bに
作用するラジアル荷重及び両方向のスラスト荷重を負荷
する。
5を介して同軸上に連結された上軸3aと下軸3bとか
らなり、上軸3aは玉軸受40によりビニオン軸ケース
4内に支承され、その上端部を図示しないユニバーサル
ジヨイントを介して舵輪に連動連結しである。また下軸
3bは、ピニオン軸ケース4の下側開口部からその下部
を適長突出させた状態で、上端部近傍位置を4点接触玉
軸受41によリピニオン軸ケース4内に支承されている
。前記4点接触玉軸受41は、下部軸3bの下端部側か
らこれに外嵌され、下部軸3bの上端部近傍に形成した
段部と、下端部側から外嵌され外周面にかしめて固定さ
れたカラー42とにより、その内輪の両側を挾持されて
下部軸3bの外側に軸長方向に位置決めされた後、下部
軸3bと共に前記下側開口部からピニオン軸ケース4に
内嵌され、該ケース4の下部に形成された環状肩部と、
前記開口部から該ケース4に螺合されたロックナツト4
3とにより、その外輪の両側を挟持されてピニオン軸ケ
ース4の内側に軸長方向に位置決めされ、下部軸3bに
作用するラジアル荷重及び両方向のスラスト荷重を負荷
する。
ピニオン軸ケース4から突出された前記下部軸3bの中
途部には、その軸長方向に適宜の長さに亘るピニオン歯
30が形成されており、該ピニオン歯30は、ピニオン
軸ケース4が前記ラック軸ケース2の上側に固定ボルト
44により固着された場合に、該ランク軸ケース2の内
部において、前記ラック軸1の一端部寄りの位置に軸長
方向に適長に亘って形成されたラック歯10に噛合し、
下部軸3bとラック軸1とを互いの軸心を斜交させた状
態で係合せしめている。前記下部軸3bは、ラック軸1
との係合位置よりも更に下方に延長され、その下端部に
は、これと同軸をなし、その歯形成面を下向きとして大
傘歯車31が嵌装されており、該大傘歯車31を囲繞す
る態様にてランク軸ケース2の下側に連設された傘歯車
ハウジング20内に針状ころ軸受33により支承せしめ
である。従って下部軸3bは、前記4点接触玉軸受41
と針状ころ軸受33とによりラック歯10とピニオン歯
30との噛合位置の両側において支承されることになり
、該噛合位置において下部軸3bに生じる撓み量は所定
の許容範囲内に保たれる。
途部には、その軸長方向に適宜の長さに亘るピニオン歯
30が形成されており、該ピニオン歯30は、ピニオン
軸ケース4が前記ラック軸ケース2の上側に固定ボルト
44により固着された場合に、該ランク軸ケース2の内
部において、前記ラック軸1の一端部寄りの位置に軸長
方向に適長に亘って形成されたラック歯10に噛合し、
下部軸3bとラック軸1とを互いの軸心を斜交させた状
態で係合せしめている。前記下部軸3bは、ラック軸1
との係合位置よりも更に下方に延長され、その下端部に
は、これと同軸をなし、その歯形成面を下向きとして大
傘歯車31が嵌装されており、該大傘歯車31を囲繞す
る態様にてランク軸ケース2の下側に連設された傘歯車
ハウジング20内に針状ころ軸受33により支承せしめ
である。従って下部軸3bは、前記4点接触玉軸受41
と針状ころ軸受33とによりラック歯10とピニオン歯
30との噛合位置の両側において支承されることになり
、該噛合位置において下部軸3bに生じる撓み量は所定
の許容範囲内に保たれる。
更にラック歯10とピニオン歯30との噛合位置には、
これらが隙間なく噛合されるように、ピニオン軸3に向
かう押しばね11の付勢力によりランク軸1を押圧する
押圧子12が設けてあり、ラック軸lは、前記噛合位置
において押圧子12と下部軸3bとにて半径方向両側か
ら挾持された状態で支承されると共に、ピニオン軸ケー
ス4との連設位置と逆側のラック軸ケース2の端部に内
嵌した軸受ブツシュ13により支承されており、ラック
軸ケース2の内部においてその軸長方向に移動自在とな
っている。ラック軸ケース2の両側に夫々突出されたラ
ック軸1の左右両端部は、各別の玉継手14゜14を介
して、図示しない左右の車輪に夫々連なるタイロッド1
5.15に連結されており、ラック軸1の軸長方向への
移動により車輪が左、右に舵取りされるようになってい
る。
これらが隙間なく噛合されるように、ピニオン軸3に向
かう押しばね11の付勢力によりランク軸1を押圧する
押圧子12が設けてあり、ラック軸lは、前記噛合位置
において押圧子12と下部軸3bとにて半径方向両側か
ら挾持された状態で支承されると共に、ピニオン軸ケー
ス4との連設位置と逆側のラック軸ケース2の端部に内
嵌した軸受ブツシュ13により支承されており、ラック
軸ケース2の内部においてその軸長方向に移動自在とな
っている。ラック軸ケース2の両側に夫々突出されたラ
ック軸1の左右両端部は、各別の玉継手14゜14を介
して、図示しない左右の車輪に夫々連なるタイロッド1
5.15に連結されており、ラック軸1の軸長方向への
移動により車輪が左、右に舵取りされるようになってい
る。
第2図中の6は、舵輪に加えられる操舵トルクを検出す
るトルクセンサであり、前記上軸3aに外嵌されこれと
共に回動し、その下側端面に上軸3aの軸心を中心とす
る環状の抵抗体を形成してなる抵抗体保持部材60と、
前記下軸3bに外嵌されこれと共に回動し、その上側端
面に前記抵抗体上の半径方向の一点に摺接する検出子を
形成してなる検出子保持部材61とにてポテンシオメー
タを構成してなるものである。ピニオン軸3の上軸3a
は舵輪の回動に応じてその軸心廻りに回動するが、下軸
3bには車輪に作用する路面抵抗がラック軸lを介して
作用しており、両輪間に介装したトーションバ−5には
舵輪に加えられた操舵トルクに応じた捩れが生じる。ト
ルクセンサ6は、該トーションバー5の捩れに伴って上
軸3aと下軸3bとの間に生じる周方向の相対変位を前
記検出子と抵抗体との摺接位置に対応する電位として出
力するものであり、トーションバー5に捩れが生じてい
ない場合、換言すれば舵輪操作がなされていない場合に
所定の基準電位を出力するように初期調整されている。
るトルクセンサであり、前記上軸3aに外嵌されこれと
共に回動し、その下側端面に上軸3aの軸心を中心とす
る環状の抵抗体を形成してなる抵抗体保持部材60と、
前記下軸3bに外嵌されこれと共に回動し、その上側端
面に前記抵抗体上の半径方向の一点に摺接する検出子を
形成してなる検出子保持部材61とにてポテンシオメー
タを構成してなるものである。ピニオン軸3の上軸3a
は舵輪の回動に応じてその軸心廻りに回動するが、下軸
3bには車輪に作用する路面抵抗がラック軸lを介して
作用しており、両輪間に介装したトーションバ−5には
舵輪に加えられた操舵トルクに応じた捩れが生じる。ト
ルクセンサ6は、該トーションバー5の捩れに伴って上
軸3aと下軸3bとの間に生じる周方向の相対変位を前
記検出子と抵抗体との摺接位置に対応する電位として出
力するものであり、トーションバー5に捩れが生じてい
ない場合、換言すれば舵輪操作がなされていない場合に
所定の基準電位を出力するように初期調整されている。
トルクセンサ6の出力信号は制御部7に人力されており
、制御部7はこの信号を前記基準電位と比較して前記操
舵トルクの方向及びその大きさを認識し、後述する如く
配設された操舵補助用のモータ8に駆動信号を発する。
、制御部7はこの信号を前記基準電位と比較して前記操
舵トルクの方向及びその大きさを認識し、後述する如く
配設された操舵補助用のモータ8に駆動信号を発する。
操舵補助用のモータ8は、電磁クラッチ16、遊星ギヤ
減速装置9及び前記大傘歯車31に噛合するこれよりも
小径の小傘歯車32を介して前記下部軸3bにその回転
力を伝達するものである。
減速装置9及び前記大傘歯車31に噛合するこれよりも
小径の小傘歯車32を介して前記下部軸3bにその回転
力を伝達するものである。
電磁クラッチ16は円環状をなし、モータ8の中間ケー
ス81に固着されたコイル部161 と、モータ8の回
転軸80の一側にこれと同軸をなして外嵌され、該回転
軸80と共に回転する主動部162と、円板状をなし該
主動部162と対向し、コイル部161への通電による
電磁力により主動部162と係着する係脱部163とか
ら構成されており、モータ8の回転力の係脱を行ってい
る。
ス81に固着されたコイル部161 と、モータ8の回
転軸80の一側にこれと同軸をなして外嵌され、該回転
軸80と共に回転する主動部162と、円板状をなし該
主動部162と対向し、コイル部161への通電による
電磁力により主動部162と係着する係脱部163とか
ら構成されており、モータ8の回転力の係脱を行ってい
る。
遊星ギヤ減速装置9は係脱部163に内嵌し、回転する
と共に太陽ギヤを有し、その一端を主動部に内嵌された
軸受に支承され、他端を後述する遊星キャリア93に内
嵌された軸受に支承された太陽軸90と、前記モータ8
のケーシング端面82に回転軸80と同軸をなして固着
された円環状をなす外環91と、該外環91の内周面及
び前記太陽軸90の太陽ギヤ外周面に夫々転接し、各別
の軸心廻りに自転すると共に太陽ギヤの軸心廻りに公転
する複数個の遊星ギヤ92.92・・・と、これらの遊
星ギヤ92.92・・・を夫々軸支する遊星キャリヤ9
3とから構成され、前記モータ8よりも小なる外径を有
し、回転軸80の一側に該モータ8及び電磁クラッチ1
6と一体化されている。遊星ギヤ減速装置9の出力軸9
4は、モータ8の回転軸80と同軸上に位置する前記遊
星キャリヤ93の軸心位置に嵌入、固定され、ケーシン
グの外部に適長突出させである。該出力軸94の先端部
には前記小傘歯車32が、その歯形成面を先端側に向け
て嵌装されており、該小傘歯車32は、出力軸94と共
に前記遊星ローラ92.92・・・の公転に応じて回転
するようになっている。
と共に太陽ギヤを有し、その一端を主動部に内嵌された
軸受に支承され、他端を後述する遊星キャリア93に内
嵌された軸受に支承された太陽軸90と、前記モータ8
のケーシング端面82に回転軸80と同軸をなして固着
された円環状をなす外環91と、該外環91の内周面及
び前記太陽軸90の太陽ギヤ外周面に夫々転接し、各別
の軸心廻りに自転すると共に太陽ギヤの軸心廻りに公転
する複数個の遊星ギヤ92.92・・・と、これらの遊
星ギヤ92.92・・・を夫々軸支する遊星キャリヤ9
3とから構成され、前記モータ8よりも小なる外径を有
し、回転軸80の一側に該モータ8及び電磁クラッチ1
6と一体化されている。遊星ギヤ減速装置9の出力軸9
4は、モータ8の回転軸80と同軸上に位置する前記遊
星キャリヤ93の軸心位置に嵌入、固定され、ケーシン
グの外部に適長突出させである。該出力軸94の先端部
には前記小傘歯車32が、その歯形成面を先端側に向け
て嵌装されており、該小傘歯車32は、出力軸94と共
に前記遊星ローラ92.92・・・の公転に応じて回転
するようになっている。
前記モータ8と電磁クラッチ16と遊星ローラ減速装置
9とは、これらの軸心がラック軸lの軸心と略平行をな
した状態で、小傘歯車32を内側として前記傘歯車ハウ
ジング20に内嵌され、該ハウジング20の内部におい
て前記小傘歯車32が前記下部軸3bの下端部に嵌装さ
れた大傘歯車31に噛合させてあり、またランク軸ケー
ス2の外側に設けたブラケット2aに固着させである。
9とは、これらの軸心がラック軸lの軸心と略平行をな
した状態で、小傘歯車32を内側として前記傘歯車ハウ
ジング20に内嵌され、該ハウジング20の内部におい
て前記小傘歯車32が前記下部軸3bの下端部に嵌装さ
れた大傘歯車31に噛合させてあり、またランク軸ケー
ス2の外側に設けたブラケット2aに固着させである。
大傘歯車31と小傘歯車32との間のバックラッシ調整
は、遊星ローラ減速装置9を傘歯車ハウジング20に内
嵌する際に、遊星ローラ減速装置9のケーシングと傘歯
車ハウジング20との突合せ部に介装するシムの厚さ及
び/又は枚数を変更することにより容易に行い得る。
は、遊星ローラ減速装置9を傘歯車ハウジング20に内
嵌する際に、遊星ローラ減速装置9のケーシングと傘歯
車ハウジング20との突合せ部に介装するシムの厚さ及
び/又は枚数を変更することにより容易に行い得る。
またモータ8の回転軸80の他側にはモータ8の回転位
置を検出する回転検出器17が設けられ、該回転検出器
17はモータ8の回転軸80の他側に外嵌された円板状
をなし、N極、S掻を各2極有する磁石Fi170と、
その周囲に所定の取付角度β(本実施例ではβ=135
°)をなし取付けられた2つのリードスイッチ171.
171 とから構成される。第4図は回転検出器の出力
波形を示す波形図である。
置を検出する回転検出器17が設けられ、該回転検出器
17はモータ8の回転軸80の他側に外嵌された円板状
をなし、N極、S掻を各2極有する磁石Fi170と、
その周囲に所定の取付角度β(本実施例ではβ=135
°)をなし取付けられた2つのリードスイッチ171.
171 とから構成される。第4図は回転検出器の出力
波形を示す波形図である。
2つのリードスイッチ171.171は取付角度βを1
35゜となし取付けられているめで出力波形は 90度
位相がずれて出力される。これが1回転で各々4波形出
力されるのでその立上がりと立下りとを検出することに
よりこの回転検出器17は1回転のl/16の分解能を
有することとなる。
35゜となし取付けられているめで出力波形は 90度
位相がずれて出力される。これが1回転で各々4波形出
力されるのでその立上がりと立下りとを検出することに
よりこの回転検出器17は1回転のl/16の分解能を
有することとなる。
第2の発明に係る回転検出器17は、タコジェネレータ
等の従来の回転検出器と比べ、回転数Oから検出可能で
ありロータの相対位置が検出できる。
等の従来の回転検出器と比べ、回転数Oから検出可能で
ありロータの相対位置が検出できる。
またフォトインタラプタ型のロークリエンコーダに比べ
小型であり、高温に対しても強く、経年変化が少なく価
格も安くなる。さらに出力波形がパルス出力となるので
マイクロコンピュータ等のCPUに簡単にその検出結果
が取り込める。
小型であり、高温に対しても強く、経年変化が少なく価
格も安くなる。さらに出力波形がパルス出力となるので
マイクロコンピュータ等のCPUに簡単にその検出結果
が取り込める。
また制御部7には前述したトルクセンサ6の出力信号の
ほかに回転検出器17の出力信号及び車速を検出する車
速検出器1Bの出力信号が入力されており、ここで後述
する制御がなされモータ8及び電磁クラッチ16を駆動
する駆動信号が出力される。
ほかに回転検出器17の出力信号及び車速を検出する車
速検出器1Bの出力信号が入力されており、ここで後述
する制御がなされモータ8及び電磁クラッチ16を駆動
する駆動信号が出力される。
次に制御部7での制御について説明する。
第5図は制御部の構成及び制御動作をしめずブロック線
図である。
図である。
トルクセンサ6のトルク検出信号は、その位相を進め、
応答性を良好とするための位相補償回路71a、舵輪の
回転の角加速度ωを検出する角加速度検出回路71b1
操舵機構の中点を決定するための中点決定回路71c及
びモータ8のロックを検出するロック検出回路71fに
夫々入力されてる。
応答性を良好とするための位相補償回路71a、舵輪の
回転の角加速度ωを検出する角加速度検出回路71b1
操舵機構の中点を決定するための中点決定回路71c及
びモータ8のロックを検出するロック検出回路71fに
夫々入力されてる。
また、車速検出器18の車速検出信号は、ロック検出回
路71f、中点決定回路71c、位相補償回路71aの
出力信号と後述する変化電流1aとが与えられ、トルク
と変化電流1aと車速とに応じてモータ8への指示電流
lを決定する指示電流関数部73a、角加速度検出回路
71bから出力された舵輪の角加速度ゐが与えられ、角
加速度二と車速と応して、モータ8の加減速時の慣性力
と車輌の足まわりの慣性力とを補正する補正電流1cを
決定する補正電流関数部73b及び後述する舵角決定回
路71dから出力された舵角θが与えられ、舵角θと車
速とに応じて、指示電流Iの特性を変化させる変化電流
【aを決定する変化電流関数部73cに夫々入力されて
いる。
路71f、中点決定回路71c、位相補償回路71aの
出力信号と後述する変化電流1aとが与えられ、トルク
と変化電流1aと車速とに応じてモータ8への指示電流
lを決定する指示電流関数部73a、角加速度検出回路
71bから出力された舵輪の角加速度ゐが与えられ、角
加速度二と車速と応して、モータ8の加減速時の慣性力
と車輌の足まわりの慣性力とを補正する補正電流1cを
決定する補正電流関数部73b及び後述する舵角決定回
路71dから出力された舵角θが与えられ、舵角θと車
速とに応じて、指示電流Iの特性を変化させる変化電流
【aを決定する変化電流関数部73cに夫々入力されて
いる。
また、回転検出器17の回転検出信号は、ロック検出回
路71f、中点決定回路71c 、角加速度検出回路7
1b及び回転検出信号と中点決定回路71cの中点位置
とか・ら舵角θを決定する舵角決定回路71dに入力さ
れている。
路71f、中点決定回路71c 、角加速度検出回路7
1b及び回転検出信号と中点決定回路71cの中点位置
とか・ら舵角θを決定する舵角決定回路71dに入力さ
れている。
ロック検出回路71fは入力された回転検出信号、車速
検出信号及びトルク検出信号により、トルク及び車速か
各別の所定値より大きいときにモータ8の回転を検出し
、それによりロックの有無を検出するものであり、その
出力信号は駆動回路72bを介して電磁クラッチ16に
与えられる。
検出信号及びトルク検出信号により、トルク及び車速か
各別の所定値より大きいときにモータ8の回転を検出し
、それによりロックの有無を検出するものであり、その
出力信号は駆動回路72bを介して電磁クラッチ16に
与えられる。
また指示電流関数部73aの出力信号は加算器74aに
入力され、そこで、補正電流関数部73bの出力信号が
加算され、加算結果が減算器74bに与えられる。
入力され、そこで、補正電流関数部73bの出力信号が
加算され、加算結果が減算器74bに与えられる。
該減算器74bでは、前記加算結果からモータ8の消費
電流を検出する電流検出回路71eからのフィードバッ
ク信号が減られ、その減算結果がPWM(Pulse−
Width Modulation:パルス幅変調)駆
動回路72aを介してモータ8に与えられる。
電流を検出する電流検出回路71eからのフィードバッ
ク信号が減られ、その減算結果がPWM(Pulse−
Width Modulation:パルス幅変調)駆
動回路72aを介してモータ8に与えられる。
次に動作について説明する。
第6図は本発明の要旨であるロック検出の制御を示すフ
ローチャートであり、ステップ10で、図示しないイグ
ッニションスイッチオンの立ち上がりが否かを判定し、
立ち上がりでないときは、ステップ11で車速検出器1
8の車速Vを読み込む。その車速Vが車速閾値Vslよ
り大きいか否かをステップ12で判定し、大きいときは
次のステップ13でトルクセンサ6からの操舵トルクT
を読み込む。
ローチャートであり、ステップ10で、図示しないイグ
ッニションスイッチオンの立ち上がりが否かを判定し、
立ち上がりでないときは、ステップ11で車速検出器1
8の車速Vを読み込む。その車速Vが車速閾値Vslよ
り大きいか否かをステップ12で判定し、大きいときは
次のステップ13でトルクセンサ6からの操舵トルクT
を読み込む。
その操舵トルクTがトルク閾値Tslより大きいか否か
をステップ14で判定し、大きいときは回転検出器17
からのモータ8の回転位置をステップ15で読み込み、
その値によりステップ16でモータ8が回転しているか
否かを判定し、回転しているときはリターンし、回転し
ていないときはモータ8がロックしていると判定し、ス
テップ17で電磁クラッチをオフし、モータ8と太陽ギ
ヤ減速装置9との結合を切離し、操舵機構をモータ8か
ら自由にする。そしてステップ18で図示しないロック
アラームを点灯しリターンする。
をステップ14で判定し、大きいときは回転検出器17
からのモータ8の回転位置をステップ15で読み込み、
その値によりステップ16でモータ8が回転しているか
否かを判定し、回転しているときはリターンし、回転し
ていないときはモータ8がロックしていると判定し、ス
テップ17で電磁クラッチをオフし、モータ8と太陽ギ
ヤ減速装置9との結合を切離し、操舵機構をモータ8か
ら自由にする。そしてステップ18で図示しないロック
アラームを点灯しリターンする。
一方ステップ10で立ち上がりと判定されたときは、ス
テップ19で電磁クラッチ16がオフされ、ステップ2
0でモータ8がオンする。モータ8がオンするとステッ
プ21で所定時間の経過が判定され、その後回転検出器
17からのモータ8の回転位置をステップ22で読み込
み、その値によりステップ23でモータ8が回転してい
るか否かを判定し、回転しているときは、ステップ24
でモータ8をオフし、ステップ25で電磁クラッチをオ
ンする。ステップ23でモータ8が回転していないと判
定されたときは、ステップ26でロックアラームを点灯
しリターンする。
テップ19で電磁クラッチ16がオフされ、ステップ2
0でモータ8がオンする。モータ8がオンするとステッ
プ21で所定時間の経過が判定され、その後回転検出器
17からのモータ8の回転位置をステップ22で読み込
み、その値によりステップ23でモータ8が回転してい
るか否かを判定し、回転しているときは、ステップ24
でモータ8をオフし、ステップ25で電磁クラッチをオ
ンする。ステップ23でモータ8が回転していないと判
定されたときは、ステップ26でロックアラームを点灯
しリターンする。
次に角加速度検出及びそれを用いたモータ慣性制御につ
いて説明する。
いて説明する。
第7図は角加速度の算出及びそれを用いたモータ慣性の
制御を示すフローチャートである。
制御を示すフローチャートである。
最初にステップ30でトルクセンサ6からのトルクTを
読み込み、次にステップ31で角加速度検出回路71b
にて回転検出器17からのモータ8の回転速度ω。を読
み込み、ステップ32で下記演算により舵輪の角加速度
を求める。
読み込み、次にステップ31で角加速度検出回路71b
にて回転検出器17からのモータ8の回転速度ω。を読
み込み、ステップ32で下記演算により舵輪の角加速度
を求める。
T=θ i−θ。 → θ i−θ。=ω−ω。
!、ω=T+ω。 → ω= T+ω。
次にステップ33で求めた角加速度ωと車速Vとにより
、予め補正電流関数部73bにて定められたモータ8の
慣性力と車輪の足まわりの慣性力とによる影響を補正す
る補正電流1cをもとめる。次にステップ34で求めら
れた補正電流Icを加算器74aに入力し指示電流関数
部73aで求められた指示電流■と加算される。これに
よりモータ8による操舵補助開始時及び終了時等の角加
速度が検出されたときに、その慣性力及び足まわりの慣
性力に応じた補正電流1cが指示電流Iに加算されるの
で、操舵フィーリングの向上が図られる。
、予め補正電流関数部73bにて定められたモータ8の
慣性力と車輪の足まわりの慣性力とによる影響を補正す
る補正電流1cをもとめる。次にステップ34で求めら
れた補正電流Icを加算器74aに入力し指示電流関数
部73aで求められた指示電流■と加算される。これに
よりモータ8による操舵補助開始時及び終了時等の角加
速度が検出されたときに、その慣性力及び足まわりの慣
性力に応じた補正電流1cが指示電流Iに加算されるの
で、操舵フィーリングの向上が図られる。
次に舵輪の中点の演算及びそれを用いた舵輪の戻し制御
について説明する。
について説明する。
第8図は舵輪の戻し制御、第9図は舵輪の中点の演算、
第10図は舵輪の左右位置の決定手順を夫々示すフロー
チャートである。また第11図は指示電流関数部でのモ
ータ電流とトルクとの関係の特性を示すグラフであり、
縦軸に指示電流Iを、また横軸にトルクTをとっている
。さらに破線は車遠大のときの特性を、また−点鎖線は
車速小のときの特性を示している。
第10図は舵輪の左右位置の決定手順を夫々示すフロー
チャートである。また第11図は指示電流関数部でのモ
ータ電流とトルクとの関係の特性を示すグラフであり、
縦軸に指示電流Iを、また横軸にトルクTをとっている
。さらに破線は車遠大のときの特性を、また−点鎖線は
車速小のときの特性を示している。
第8図において、最初にステップ40でトルクTを読み
込み、そのトルクTが不惑帯内か否かをステップ41で
判定し、不感帯にトルクTが入ってるときは、ステップ
42で後述する中点演算ルーチンが終了したか否かを判
定する。中点演算が終了しているときは、ステップ43
でモータ8の回転位置を回転検出器17から読み込み、
次にステップ44でその回転位置と中点とにより舵角決
定回路71dにて舵角θを決定する。舵角θが定まると
ステップ45で舵角θと車速Vとにより補正電流1aを
補正電流関数部73cにて求め、指示電流関数部73a
で指示電流Iの値及び方向を算出する。
込み、そのトルクTが不惑帯内か否かをステップ41で
判定し、不感帯にトルクTが入ってるときは、ステップ
42で後述する中点演算ルーチンが終了したか否かを判
定する。中点演算が終了しているときは、ステップ43
でモータ8の回転位置を回転検出器17から読み込み、
次にステップ44でその回転位置と中点とにより舵角決
定回路71dにて舵角θを決定する。舵角θが定まると
ステップ45で舵角θと車速Vとにより補正電流1aを
補正電流関数部73cにて求め、指示電流関数部73a
で指示電流Iの値及び方向を算出する。
一方ステップ40で不感帯でないと判定されたときはリ
ターンし、ステップ42で中点演算が終了していないと
きは、ステップ46でモータ8の回転位置を回転検出器
から読み込み、ステップ47で後述する左右決定ルーチ
ンにおいて定められた舵角最小値により補正電流Iaを
算出し、指示電流Iの値及び方向を算出する。
ターンし、ステップ42で中点演算が終了していないと
きは、ステップ46でモータ8の回転位置を回転検出器
から読み込み、ステップ47で後述する左右決定ルーチ
ンにおいて定められた舵角最小値により補正電流Iaを
算出し、指示電流Iの値及び方向を算出する。
また第9図に示す中点演算ルーチンではステップ50で
車速■を読み込み、ステップ51で車速Vが閾値■3□
より大きいか否かを判定し、大きいときはステップ52
で車速に応じたトルク設定値Tg2を定めて、次にステ
ップ53でトルクTを読み込み、ステップ54でトルク
Tがトルク設定値T、より小さいか否かを判定する。小
さいときはステップ55で小さいときの回数をカウント
してステップ56でそのときのモータ8の回転位置を読
み込む。そして、ステップ57で回転位置を前回までの
回転位置の合計に加算してその加算結果をカウント回数
で除算して舵角中点を求め、舵角中点の値を更新する。
車速■を読み込み、ステップ51で車速Vが閾値■3□
より大きいか否かを判定し、大きいときはステップ52
で車速に応じたトルク設定値Tg2を定めて、次にステ
ップ53でトルクTを読み込み、ステップ54でトルク
Tがトルク設定値T、より小さいか否かを判定する。小
さいときはステップ55で小さいときの回数をカウント
してステップ56でそのときのモータ8の回転位置を読
み込む。そして、ステップ57で回転位置を前回までの
回転位置の合計に加算してその加算結果をカウント回数
で除算して舵角中点を求め、舵角中点の値を更新する。
またステップ51で車速■が閾値■3□より小さいとき
、又はトルクTがトルク設定値TI!より大きいときは
リターンする。
、又はトルクTがトルク設定値TI!より大きいときは
リターンする。
しかしこの中点演算は演算時間に多くの時間を必要とす
るので、演算が終了するまでは次に説明する左右決定ル
ーチンにより戻し制御を行う。
るので、演算が終了するまでは次に説明する左右決定ル
ーチンにより戻し制御を行う。
第10図に示す左右決定ルーチンではステップ60で車
速■を読み込み車速Vが閾値Vs3より大きいか否かを
ステップ61で判定し、大きいときはトルクTをステッ
プ62で読み込み、ステップ63でトルクTを積分し、
その積分値の方向が右か否か判定する。右のときはステ
ップ65で舵角最小値の右の値を更新し、左のときはス
テップ64で舵角最小値の左の値を更新しリターンする
。
速■を読み込み車速Vが閾値Vs3より大きいか否かを
ステップ61で判定し、大きいときはトルクTをステッ
プ62で読み込み、ステップ63でトルクTを積分し、
その積分値の方向が右か否か判定する。右のときはステ
ップ65で舵角最小値の右の値を更新し、左のときはス
テップ64で舵角最小値の左の値を更新しリターンする
。
一方第11図に示す如く戻し制御において舵角θにより
補正電流raが求まるを、それと車速■とに応じてトル
クが不感帯内にあるときの舵輪の戻し制御時の指示電流
■を変化させる。例えば車速Vが大のときは破線に示す
如く、トルクTが不感帯に入ると指示電流Iの増加割合
を大きくし、中点への戻りを速くするようにモータ8を
制御し、逆に車速か小のときは一点鎖線に示す如くトル
クTが不感帯に入ると、指示電流■の増加割合を小さく
し、中点への戻りを遅くするようにモータ8を制御する
。
補正電流raが求まるを、それと車速■とに応じてトル
クが不感帯内にあるときの舵輪の戻し制御時の指示電流
■を変化させる。例えば車速Vが大のときは破線に示す
如く、トルクTが不感帯に入ると指示電流Iの増加割合
を大きくし、中点への戻りを速くするようにモータ8を
制御し、逆に車速か小のときは一点鎖線に示す如くトル
クTが不感帯に入ると、指示電流■の増加割合を小さく
し、中点への戻りを遅くするようにモータ8を制御する
。
なお本実施例では回転検出器として磁石とリードスイッ
チとを組み合わせたものを使用したが、本発明はこれに
限るものではなくロータリエンコーダ等のモータの回転
位置を検出できるものであれば何でもよい。
チとを組み合わせたものを使用したが、本発明はこれに
限るものではなくロータリエンコーダ等のモータの回転
位置を検出できるものであれば何でもよい。
また本実施例では2つの磁極対を有する磁石を用いたが
磁極対の数は複数であればいくつでもよい。
磁極対の数は複数であればいくつでもよい。
以上説明したとおり、この発明によればモータに回転検
出器と電磁クラッチとを設けることにより、走行中であ
ってもモータのロックを検出できると共に、ロックが発
生したときに、電磁クラッチを切離し、モータと操舵機
構とを切離すことによりロックが発生した場合であって
も操舵不能となることはないという効果がある。また別
の発明によれば、モータの回転軸に設けられ、複数の磁
極対を有する磁石とその出力の位相を90度相異させ取
り付けられた複数のリードスイッチとを用い回転を検出
することにより、安価で高信頼性を有する回転検出器を
得ることができる。
出器と電磁クラッチとを設けることにより、走行中であ
ってもモータのロックを検出できると共に、ロックが発
生したときに、電磁クラッチを切離し、モータと操舵機
構とを切離すことによりロックが発生した場合であって
も操舵不能となることはないという効果がある。また別
の発明によれば、モータの回転軸に設けられ、複数の磁
極対を有する磁石とその出力の位相を90度相異させ取
り付けられた複数のリードスイッチとを用い回転を検出
することにより、安価で高信頼性を有する回転検出器を
得ることができる。
第1図は本発明に係る動力舵取装置の一実施例を示す一
部破断正面図、第2図は第1図の■−■線による拡大断
面図、第3図は第2の発明に係る回転検出器の構造を示
す第1図の■−■線による拡大断面図、第4図は回転検
出器の出力波形を示す波形図、第5図は制御部の構成及
び動作を示すブロック線図、第6〜第10図は各制御動
作を説明するフローチャート、第11図は指示電流関数
部でのモータ電流とトルクとの関係の特性を示すグラフ
である。 ■・・・ラック軸 2・・・ラック軸ケース 3・・
・ピニオン軸 6・・・トルクセンサ 8・・・モータ
9・・・遊星ギヤ減速装置 16・・・電磁クラッチ1
7・・・回転検出器 170・・・磁石 171・・・
リードスイッチ 属 4 記 特 許 出願人 光洋精工株式会社 代理人 弁理士 河 野 登 夫 品 図 品 幻 第 圓 兎 閏 手続補正書(自発) 事件の表示 昭和63年特許願第173364号 発明の名称 動力舵取装置及び動力舵取装置用回転検出器補正をする
者 事件との関係 特許出願人 所在地 大阪市中央区南船場三丁目5番8号名 称 (
124)光洋精工株式会社 代表者坪井珍彦
部破断正面図、第2図は第1図の■−■線による拡大断
面図、第3図は第2の発明に係る回転検出器の構造を示
す第1図の■−■線による拡大断面図、第4図は回転検
出器の出力波形を示す波形図、第5図は制御部の構成及
び動作を示すブロック線図、第6〜第10図は各制御動
作を説明するフローチャート、第11図は指示電流関数
部でのモータ電流とトルクとの関係の特性を示すグラフ
である。 ■・・・ラック軸 2・・・ラック軸ケース 3・・
・ピニオン軸 6・・・トルクセンサ 8・・・モータ
9・・・遊星ギヤ減速装置 16・・・電磁クラッチ1
7・・・回転検出器 170・・・磁石 171・・・
リードスイッチ 属 4 記 特 許 出願人 光洋精工株式会社 代理人 弁理士 河 野 登 夫 品 図 品 幻 第 圓 兎 閏 手続補正書(自発) 事件の表示 昭和63年特許願第173364号 発明の名称 動力舵取装置及び動力舵取装置用回転検出器補正をする
者 事件との関係 特許出願人 所在地 大阪市中央区南船場三丁目5番8号名 称 (
124)光洋精工株式会社 代表者坪井珍彦
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、舵輪の回動を舵取りのための左右方向への運動に変
換する操舵機構に、前記舵輪に加えられる操舵トルクを
検出するトルクセンサと、その検出トルクに応じて、前
記舵輪を駆動する操舵補助用のモータと、該モータの回
転力を係脱するクラッチとを設けた動力舵取装置におい
て、 前記モータの回転位置を検出する回転検出 器を備えることを特徴とする動力舵取装置。 2、舵輪に加えられる操舵トルクに応じて、前記舵輪を
駆動する操舵補助用のモータの回転位置を検出する動力
舵取装置用回転検出器において、 前記モータの回転軸の一側に装着され、そ の周方向に複数の磁極対を有する磁石と、 該磁石の周囲に、前記磁石の回転による開 閉動作の位相を90度相異させるべく所定の角度を隔て
設けられた複数のリードスイッチとを備えることを特徴
とする動力舵取装置用 回転検出器。
Priority Applications (14)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63173364A JPH0224266A (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 動力舵取装置及び動力舵取装置用回転検出器 |
DE68914204T DE68914204T2 (de) | 1988-07-11 | 1989-07-08 | Servolenkung und Rotationsdetektor. |
DE68922248T DE68922248T2 (de) | 1988-07-11 | 1989-07-08 | Motorgetriebene Servolenkung. |
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Family Applications (1)
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- 1988-07-11 JP JP63173364A patent/JPH0224266A/ja active Pending
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