JPH01164676A

JPH01164676A - 電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JPH01164676A
Application number: JP62323412A
Authority: JP
Inventors: Joji Otsuka; 大塚　譲治; Manabu Yamada; 学山田
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1987-12-21
Filing date: 1987-12-21
Publication date: 1989-06-28

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）この発明は、微少な操舵角で運転可能な車両に用いるの
に最適な電動パワーステアリング装置に関する。

（従来の技術）第５図に示した従来の装置は、一端にハンドル１を設け
た入力軸２の先端にピニオン３を設けるとともに、この
ピニオン３は、車輪４に連結したラック５にかみ合わせ
ている。そして、上記入力軸２にはトルクセンサー６と
ギヤ７とを設けるとともに、このギヤ７を介して入力軸
２と電動モータ８とを連係している。

上記のようにした電動モータ８は、コントローラ９で制
御されるが、このコントローラ９には上記トルクセンサ
ー６と車速センサー１０とを接続している。

したがって、トルクセンサー６で検出された操舵トルク
と、車速センサー１０で検出された車速とに応じて、当
該電動モータ８の出力が制御されるものである。換言す
れば、ハンドル操作に対するパワーアシスト力は、操舵
トルクと車速に応じて決まるものである。

（本発明が解決しようとする問題点）上記のようにした従来の装置では、トルクセンサーを特
別に設けなければならないので、その取り付はスペース
が余計に必要となるという１問題があった。

また、この装置で電動モータの減速比を大きくしようと
すると、それだけ部品点数を多くしなければならないと
いう問題もあった。

この発明の目的は、トルクセンサーの取り付はスペース
が最少で、しかも電動モータの減速比を大きくできる装
置を提供することである。

（問題点を解決する手段）コノ発明は、ハンドルに連係した入力軸と、ビニオンに
連係した出力軸とをトーションバーを介して連結すると
ともに、このビニオンを車輪に連係したラックにかみ合
わせ、しかも、この出力軸を電動モータの駆動力で回転
させるとともに、当該電動モータの出力を、操舵トルク
に応じて制御する構成にした電動パワーステアリング装
置を前提にするものである。

そして、上記の装置を前提にしつつ、この発明は、入力
軸あるいは出力軸のいずれか一方にトルクセンサを設け
るとともに、このトルクセンサにはプッシュロッドを突
出させ、入力軸あるいは出力軸のいずれか他方にカム部
材を設けてなり、これら両軸が相対回転したとき、上記
カム部材でプッシュロッドを押圧して、両軸の相対回転
量をトルクとして検出する構成にした点に特徴を有する
。

（本発明の作用）この発明は、上記のように構成したので、トルクセンサ
ーで検出した操舵トルクに応じて当該電動モータの出力
が制御される。しかも、このトルクセンサーは、入力軸
と出力軸との相対回転量を検出するようにしたので、両
軸に沿って設けることができる。

また、上記電動モータが駆動すると、減速機を介してセ
クタギヤが回動するとともに、このセクタギヤに連結し
た出力軸も回転する。

このように出力軸が回転すれば、この出力軸に設けたビ
ニオンが回転し、ラックを所定の方向に移動して車輪を
転舵する。

（本発明の効果）この発明の電動パワーステアリング装置によれば、トル
クセンサーは入力軸と出力軸との相対回転量に応じて操
舵トルクを検出するようにしたので、当該トルクセンサ
ーをそれら両軸に沿って設けることができる。このよう
に両軸に沿ってトルクセンサーを設けることができるの
で、それだけ取り付はスペースも少なくてすむ。

また、減速機と出力軸とをセクタギヤを介して連係した
ので、セクタギヤのピッチ円直径を大きくしても、当該
装置全体が大型化しない、このようにセクタギヤのピッ
チ円直径を大きくできるので、それだけ減速比も大きく
できるが、そのために部品点数を多くしなくてもよい。

（本発明の実施例）第１〜４図に示した実施例のギヤケース１１に嵌着した
補助ケース１２には、ベアリング１３を設けるとともに
、このベアリング１３で入力軸１４を回転自在に支持し
ている。このようにした入力軸１４は、その先端を上記
補助ケース１２の外方に突出させるとともに、その突出
端側を図示していないハンドル側に連係し、その突出端
とは反対側である内端側には中空部１５を形成している
。

そして、上記ギヤケース１１にもベアリング１Ｂ。

１７を設け、この両ベアリング１Ｂ、１７で出力軸１８
を回転自在に支持するとともに、この出力軸１日の先端
をギヤケース１１の外方に突出させている。しかも、こ
の出力軸１８の突出端を、前記従来と同様にしたビニオ
ンに連係し、このビニオンをラックにかみ合わせている
。

上記のようにした出力軸１８にも中空部１９を形成する
とともに、この中空部１９の開口部分に、入力軸１４の
内端を相対回転自在に挿入している。

そして、この入力軸１４と出力軸１８との中空部１５．
１９にはトーションバー２０を挿入するとともに、この
トーションバー２０を介して両軸１４．１８を連結して
いる。

上記のようにした出力軸１８には、トルクセンサとして
のポテンショメータＳを設けているが、このポテンショ
メータＳは、その円筒状のケース２１にプッシュロッド
２２を突出させているもので、このプッシュロッド２２
を出入させることによって、電圧を変化させるようにし
たものである。

また、入力軸１４にはカム部材２３を、上記プッシュロ
ッド２２と直交する関係にして設けるとともに、このカ
ム部材２３のテーパ状のカム面２４に、上記プッシュロ
ッド２２を接触させている。

したがって、入力軸１４と出力軸１８とが相対回転すれ
ば、その回転角に応じてプッシュロッド２２が出入し、
その電圧を変化させるものである。

このようにしたポテンショメータＳは、そのコード２５
を入力軸１４に形成した通し孔２６を経由して外方に導
出し、それをコントローラ２７に接続している。そして
、このコントローラ２７は、その出力信号に応じて電動
モータ２８の出力を制御するものである。

上記のようにしたギヤケース１１には、電動モータ２８
を、上記入出力軸１４．１８とほぼ平行にして嵌着する
とともに、この電動モータ２８の駆動軸２９を、ギヤケ
ース１１に形成したギヤ室３０内に突出させている。そ
して、このギヤ室３０の周囲にはりングギャ３１を固定
するとともに、このリングギヤ３１と上記駆動軸２８に
嵌着した第１サンギヤ３２とのそれぞれには、遊星ギヤ
３３をかみ合わせている。

上記のようにした遊星ギヤ３３は、キャリヤ３４に設け
たビン３５に回転自在に装着しているが、このキャリヤ
３４はその軸部３６をベアリング３７で支持されるとと
もに、その軸部３Ｇには第２サンギヤ３８を嵌着してい
る。

上記サンギヤ３８には、セクタギヤ３９をかみ合わせて
いるが、このセクタギヤ３９の基端は上記出力軸１８に
嵌合するとともに、その嵌合部分にキー４０を圧入して
−１両者が一体的に回転する構成にしている。

上記リングギヤ３１、第１．２サンギヤ３２．３８、遊
星ギヤ３３及びキャリヤ３４で、この発明の減速機を構
成するものである。

そして、上記ギヤケース１１の天井部には、ストツバ−
４１，４２を設けているが、このストッパー４１．４２
はセクタギヤ３８の最大回転角を規制するためのもので
ある。

なお、図中符号４３は車速センサーで、その検出信号を
コントローラ２７に入力する。

しかして、ハンドルを回せば入力軸１４が回転するが、
このときの換向抵抗によって出力軸１８は回転しない、
そのために両軸１４．１８はトーションバー２０をねじ
りながら相対回転する。

このように入力軸１４と出力軸１８とが相対回転すると
、それにともなってプッシュロッド２２が出入するので
、ポテンショメータＳが電圧の変化として検出し、それ
をトルク信号としてコントローラ２７に伝達する。この
コントローラ２７は、トルク信号処理部４４、関数発生
部４５、車速感応部４８及び車速センサー４３に接続し
た車速信号処理部４８とからなり、上記ポテンショメー
タＳの出力信号は、上記トルク信号処理部４４に入力す
る。

このトルク信号処理部４４では、当該トルクに比例した
信号電圧ｖｌを出力し、当該信号Ｖ！を関数発生部４５
に入力する。この関数発生部４５は、信号電圧ｖｌ　を
図示の特性に沿った電圧ｖ３に変換して出力する。この
ように関数発生部４５を設けたのは、電動モータ２８に
よるパワーアシスト量を、操舵トルクとの関係で最も理
想的な特性、すなわち図示の特性に合わせるためである
。

さらに、車速信号処理部４７は、車速に比例した信号電
圧ｖ２を出力する。

したがって、車速感応部４６には、操舵トルクに応じた
信号電圧ｖ３と、車速に比例した信号電圧ｖ２とが入力
するとともに、この車速感応部４６からは、これら両信
号ｖ２　、ｖ３に応じた信号電圧ｖ４を出力し、それを
モータ駆動回路４８に入力する。

したがって、この電動モータ２８は、操舵トルク及び車
速に応じて、その回転数が制御されるが、このようにし
て制御されながら当該電動モータ２８が駆動すると、そ
の駆動軸２８に嵌着した第１サンギヤ３２が回転する。

第１サンギヤ３２が回転すると、遊星ギヤ３３が回転し
ながら、第１サンギヤ３２の回りを公転する。

この遊星ギヤ３３の公転により、キャリヤ３４及びその
軸部３６に嵌着した第２サンギヤ３８の両者が回転する
。

この第２サンギヤ３８の回転にともなって、セクタギヤ
３９が回転するとともに、出力軸１日も回転し、この出
力軸１８の先端に設けたピニオンを回転させる。

そして、上記のようにセクタギヤ３８が回転して、その
回転方向先端がストッパー４１あるいは４２に当接する
と、それ以上の回転が阻止される。

上記のようにこの実施例の装置によれば、電動モータ２
８の出力を、セクタギヤ３８を介して出力軸１８に伝達
するようにしたので、セクタギヤ３８のピッチ円直径を
大きくしてその減速比を大きくしても、小型化が可能に
なる。

また、上記のようにセクタギヤの最大回転位置にストッ
パー４１．４２を設けたので、当該電動モータ２８のオ
ーバーシュートを防止できる。

さらに、入力軸１４と出力軸１８とのそれぞれにポテン
ショメータＳとカム部材２３とを設けて、そのトルクを
検出するようにしたので、省スペース化が可能で、しか
もコストを低減することもできる。

【図面の簡単な説明】

図面第１〜４図はこの発明の実施例を示すもので、第１
図は断面図、第２図は第１図の■−ｎ線断面図、第３図
はトルクセンサの拡大図、第４図は電動モータの制御回
路のブロック図、第５図は従来の装置を示す機構図であ
る。１・・・ハンドル、３・・・ピニオン、４・・・車輪、
５・・・ラック、１４・・・入力軸、１８・・・出力軸
、２０・・・トーションバー、Ｓ・・・トルクセンサー
としてのポテンショメータ、２２・・・プッシュロッド
、２３・・・カム部材、２８・・・電動モータ、３８・
・・セクタギヤ、４１．４２・・・ストッパー。

Claims

【特許請求の範囲】

ハンドルに連係した入力軸と、ピニオンに連係した出力
軸とをトーションバーを介して連結するとともに、この
ピニオンを車輪に連係したラックにかみ合わせ、しかも
、この出力軸を電動モータの駆動力で回転させるととも
に、当該電動モータの出力を、操舵トルクに応じて制御
する構成にした電動パワーステアリング装置において、
上記入力軸あるいは出力軸のいずれか一方にトルクセン
サを設けるとともに、このトルクセンサにはプッシュロ
ッドを突出させ、入力軸あるいは出力軸のいずれか他方
にカム部材を設けてなり、これら両軸が相対回転したと
き、上記カム部材でプッシュロッドを押圧して、両軸の
相対回転量をトルクとして検出する構成にした電動パワ
ーステアリング装置。