JPH1199947A - 電動式パワーステアリングシステムの比例ソレノイド - Google Patents
電動式パワーステアリングシステムの比例ソレノイドInfo
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- JPH1199947A JPH1199947A JP26677397A JP26677397A JPH1199947A JP H1199947 A JPH1199947 A JP H1199947A JP 26677397 A JP26677397 A JP 26677397A JP 26677397 A JP26677397 A JP 26677397A JP H1199947 A JPH1199947 A JP H1199947A
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- Japan
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- proportional solenoid
- fixed
- torque
- contact
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成で、操舵トルクに応じた付加トル
クを機械的変位量に変換できる電動式パワーステアリン
グシステムの比例ソレノイドを提供する。 【解決手段】 入力トルク検出装置の出力に応じた変位
量と付加トルクを検出する比例ソレノイド30の出力に
応じた変位量とを比較して制御範囲を管理する比較スイ
ッチ50とを備えた電動式パワーステアリングシステム
において、比例ソレノイド30を、中心部に軸受を有す
るハウジング31と、ハウジング31に固定されコイル
36が巻装されたアクチュエータ34と、中心部に回動
軸33を固着し該回動軸33を軸受に回転可能に取着し
た有底円筒状のヨーク40と、ヨーク40の内周部に取
着されアクチュエータ34の外周部に配置された磁石3
9と、渦巻状に巻回され中心の端部が回動軸33に固定
され、外周の自由端部がハウジング31に固定された渦
巻ばね43とから構成した。
クを機械的変位量に変換できる電動式パワーステアリン
グシステムの比例ソレノイドを提供する。 【解決手段】 入力トルク検出装置の出力に応じた変位
量と付加トルクを検出する比例ソレノイド30の出力に
応じた変位量とを比較して制御範囲を管理する比較スイ
ッチ50とを備えた電動式パワーステアリングシステム
において、比例ソレノイド30を、中心部に軸受を有す
るハウジング31と、ハウジング31に固定されコイル
36が巻装されたアクチュエータ34と、中心部に回動
軸33を固着し該回動軸33を軸受に回転可能に取着し
た有底円筒状のヨーク40と、ヨーク40の内周部に取
着されアクチュエータ34の外周部に配置された磁石3
9と、渦巻状に巻回され中心の端部が回動軸33に固定
され、外周の自由端部がハウジング31に固定された渦
巻ばね43とから構成した。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステアリングホイ
ールを操作したとき、その操舵トルクにアシストトルク
を付加して操作性を良くする電動式パワーステアリング
システムの異常検出制御装置における比例ソレノイドに
関する。
ールを操作したとき、その操舵トルクにアシストトルク
を付加して操作性を良くする電動式パワーステアリング
システムの異常検出制御装置における比例ソレノイドに
関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電動式パワーステアリングシステ
ムにおいては、例えば、特開昭64−56274号公報
或いは特開平2−293260号公報等に開示されてい
るように、操舵トルクとアシストトルクを電気信号に変
換し、これらを電気制御ユニット(以下ECUと云う)
により制御している。
ムにおいては、例えば、特開昭64−56274号公報
或いは特開平2−293260号公報等に開示されてい
るように、操舵トルクとアシストトルクを電気信号に変
換し、これらを電気制御ユニット(以下ECUと云う)
により制御している。
【0003】ECUには、これらの制御回路とともに、
故障検出機構及びアシスト禁止機構が設けられている。
即ち、操舵トルクとアシストトルクの関係が許容範囲を
越えたときこれらをソフト的に比較して故障検出を行
い、さらに、この検出信号に基づいてアシスト禁止の制
御を行っている。
故障検出機構及びアシスト禁止機構が設けられている。
即ち、操舵トルクとアシストトルクの関係が許容範囲を
越えたときこれらをソフト的に比較して故障検出を行
い、さらに、この検出信号に基づいてアシスト禁止の制
御を行っている。
【0004】この電動式パワーステアリングシステムの
ECUにおいては、操舵トルクからアシストトルクを演
算する制御回路とともに、電気的に構成された故障検出
機構及びアシスト禁止機構が設けられているので、これ
らを構成するハードやソフトが必要であり、システムが
複雑になってコスト高になるという問題がある。
ECUにおいては、操舵トルクからアシストトルクを演
算する制御回路とともに、電気的に構成された故障検出
機構及びアシスト禁止機構が設けられているので、これ
らを構成するハードやソフトが必要であり、システムが
複雑になってコスト高になるという問題がある。
【0005】出願人は、特願平9−32302号におい
て、これらの問題を解決した基本発明を開示している。
この発明の目的は、操舵トルク及びアシストトルクを機
械的変位量に変換し、これらを直接比較し故障検出機構
及びアシスト禁止機構を一体化し、制御許容範囲を拡大
したものである。
て、これらの問題を解決した基本発明を開示している。
この発明の目的は、操舵トルク及びアシストトルクを機
械的変位量に変換し、これらを直接比較し故障検出機構
及びアシスト禁止機構を一体化し、制御許容範囲を拡大
したものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した発明には、操
舵トルク及びアシストトルクの機械的変位量を効率よく
比較スイッチに伝達する手段、及びこれら機械的変位量
を簡単な構成で比較するとともに全体を小形に構成する
という新たな問題があった。出願人は鋭意研究の結果、
本願発明を完成したのである。
舵トルク及びアシストトルクの機械的変位量を効率よく
比較スイッチに伝達する手段、及びこれら機械的変位量
を簡単な構成で比較するとともに全体を小形に構成する
という新たな問題があった。出願人は鋭意研究の結果、
本願発明を完成したのである。
【0007】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、その目的は、簡単な構成で、操舵トルクに応じた
アシストモータの付加トルクを機械的変位量に変換でき
る電動式パワーステアリングシステムの比例ソレノイド
を提供することにある。
ので、その目的は、簡単な構成で、操舵トルクに応じた
アシストモータの付加トルクを機械的変位量に変換でき
る電動式パワーステアリングシステムの比例ソレノイド
を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明が採った手段は、実施例で使用する符号を付し
て説明すると、請求項1の発明は、ステアリングホイー
ル1の操舵トルクを検出する入力トルク検出装置20
と、入力トルク検出装置20の検出信号に対応したアシ
ストモータ10の付加トルクを検出する比例ソレノイド
30と、入力トルク検出装置20の出力に応じた変位量
と比例ソレノイド30の出力に応じた変位量とを比較し
て制御範囲を管理する比較スイッチ50とを備えた電動
式パワーステアリングシステムにおいて、比例ソレノイ
ド30を、中心部に軸受32を有するハウジング31
と、ハウジング31に固定されコイル36が巻装された
アクチュエータ34と、中心部に回動軸33を固着し該
回動軸33を軸受32に回転可能に取着した有底円筒状
のヨーク40と、ヨーク40の内周部に取着されアクチ
ュエータ34の外周部に配置された磁石39と、渦巻状
に巻回され中心の端部が回動軸33に固定され、外周の
自由端部がハウジング31に固定された渦巻ばね43と
から構成したので、スリップリングを必要とせず、構造
が簡単にでき、しかも、中立位置において回動軸33に
回転トルクが付加されないので、回動する磁石の回転角
度を左右方向ともに同一の機械的変位量として取り出す
ことができる。
に本発明が採った手段は、実施例で使用する符号を付し
て説明すると、請求項1の発明は、ステアリングホイー
ル1の操舵トルクを検出する入力トルク検出装置20
と、入力トルク検出装置20の検出信号に対応したアシ
ストモータ10の付加トルクを検出する比例ソレノイド
30と、入力トルク検出装置20の出力に応じた変位量
と比例ソレノイド30の出力に応じた変位量とを比較し
て制御範囲を管理する比較スイッチ50とを備えた電動
式パワーステアリングシステムにおいて、比例ソレノイ
ド30を、中心部に軸受32を有するハウジング31
と、ハウジング31に固定されコイル36が巻装された
アクチュエータ34と、中心部に回動軸33を固着し該
回動軸33を軸受32に回転可能に取着した有底円筒状
のヨーク40と、ヨーク40の内周部に取着されアクチ
ュエータ34の外周部に配置された磁石39と、渦巻状
に巻回され中心の端部が回動軸33に固定され、外周の
自由端部がハウジング31に固定された渦巻ばね43と
から構成したので、スリップリングを必要とせず、構造
が簡単にでき、しかも、中立位置において回動軸33に
回転トルクが付加されないので、回動する磁石の回転角
度を左右方向ともに同一の機械的変位量として取り出す
ことができる。
【0009】請求項2の発明は、渦巻ばね43の自由端
部の固定位置が、渦巻ばね43に沿って移動可能に構成
されているので、ばね定数を適宜に変更できる。
部の固定位置が、渦巻ばね43に沿って移動可能に構成
されているので、ばね定数を適宜に変更できる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施例につ
き図面を参照して説明する。まず、電動式パワーステア
リングシステムに関して図17,図18を参照して説明
する。ステアリングホイール1を操作すると、その操舵
トルクはギヤーケース2の入力軸3に伝達され、出力軸
4の下端のピニオンを介してラック5を駆動する。この
ラック5は操舵リンク6を介して車輪7の方向を変え
る。
き図面を参照して説明する。まず、電動式パワーステア
リングシステムに関して図17,図18を参照して説明
する。ステアリングホイール1を操作すると、その操舵
トルクはギヤーケース2の入力軸3に伝達され、出力軸
4の下端のピニオンを介してラック5を駆動する。この
ラック5は操舵リンク6を介して車輪7の方向を変え
る。
【0011】一方、ギヤーケース2に取付けられたトル
クセンサ8が操舵トルクを検出し、その電気信号が電気
制御装置(以下ECUと云う)9に入力される。そし
て、ECU9からの信号に基づいてアシストモータ10
が駆動される。このアシストモータ10は、モータ軸1
1にウォームギヤー12が連結されており、これに噛み
合うウォームホィール13と、ウォームホィール13と
一体化された図示しないピニオンを介してアシストトル
クがラック5に伝達される。このラック5は、ステアリ
ングホイール1の出力軸4とともに、アシストモータ1
0の出力軸14により駆動されるので、操作性が著しく
改善される。尚、本実施例においてはウォームギヤーを
使った減速装置を用いているが、これに限定されるもの
ではなく減速装置であれば、どのような構成のものを用
いても良い。
クセンサ8が操舵トルクを検出し、その電気信号が電気
制御装置(以下ECUと云う)9に入力される。そし
て、ECU9からの信号に基づいてアシストモータ10
が駆動される。このアシストモータ10は、モータ軸1
1にウォームギヤー12が連結されており、これに噛み
合うウォームホィール13と、ウォームホィール13と
一体化された図示しないピニオンを介してアシストトル
クがラック5に伝達される。このラック5は、ステアリ
ングホイール1の出力軸4とともに、アシストモータ1
0の出力軸14により駆動されるので、操作性が著しく
改善される。尚、本実施例においてはウォームギヤーを
使った減速装置を用いているが、これに限定されるもの
ではなく減速装置であれば、どのような構成のものを用
いても良い。
【0012】つぎに、操舵トルクを検出するトーション
バー方式の入力トルク検出装置20について図19,図
20をも参照して説明する。入力軸3及び出力軸4は、
それぞれギヤーケース2に回転可能に取付けられてい
る。トーションバー21は上端部がピン22により入力
軸3に一体化され、下端が出力軸4の孔部4aに一体的
に圧入されている。従って、入力軸3に入力されたトル
クは、トーションバー21を介して出力軸4に伝達され
る。
バー方式の入力トルク検出装置20について図19,図
20をも参照して説明する。入力軸3及び出力軸4は、
それぞれギヤーケース2に回転可能に取付けられてい
る。トーションバー21は上端部がピン22により入力
軸3に一体化され、下端が出力軸4の孔部4aに一体的
に圧入されている。従って、入力軸3に入力されたトル
クは、トーションバー21を介して出力軸4に伝達され
る。
【0013】一方、入力軸3の外側にはスリーブ23が
嵌合されている。このスリーブ23には軸方向に平行な
長溝24と、傾斜溝25が形成されている。そして、長
溝24には出力軸4に固定されたピン26が挿入され、
傾斜溝25には入力軸3に固定されたピン27が挿入さ
れている。即ち、スリーブ23は出力軸4に対して軸方
向には移動するが、円周方向には回転しない。
嵌合されている。このスリーブ23には軸方向に平行な
長溝24と、傾斜溝25が形成されている。そして、長
溝24には出力軸4に固定されたピン26が挿入され、
傾斜溝25には入力軸3に固定されたピン27が挿入さ
れている。即ち、スリーブ23は出力軸4に対して軸方
向には移動するが、円周方向には回転しない。
【0014】ここで操舵トルクが入力軸3から出力軸4
へ伝達されるとき、トーションバー21にねじり角が発
生して、入力軸3と出力軸4との間に円周方向のずれが
発生する。従って、入力軸3に固定されたピン27は傾
斜溝25内を移動して、スリーブ23がその軸方向へ所
定量例えば寸法Hだけ上昇する。入力トルク検出装置2
0は、この寸法Hを検出量として取り出すもので、スリ
ーブ23の外周面には溝28が形成されている。
へ伝達されるとき、トーションバー21にねじり角が発
生して、入力軸3と出力軸4との間に円周方向のずれが
発生する。従って、入力軸3に固定されたピン27は傾
斜溝25内を移動して、スリーブ23がその軸方向へ所
定量例えば寸法Hだけ上昇する。入力トルク検出装置2
0は、この寸法Hを検出量として取り出すもので、スリ
ーブ23の外周面には溝28が形成されている。
【0015】入力トルク検出装置20には、スリーブ2
3に面して比較スイッチ50が取付けられており、これ
の上部に比例ソレノイド30が同心状に取付けられてい
る。先ず、比較スイッチ50について説明する。
3に面して比較スイッチ50が取付けられており、これ
の上部に比例ソレノイド30が同心状に取付けられてい
る。先ず、比較スイッチ50について説明する。
【0016】比較スイッチ50は図1〜図3、図6及び
図7にも示すように、ケース51の中央に取付片52が
設けられ、この取付片52を介して入力トルク検出装置
20に取付けられている。変位レバー53は、ケース5
1に回動可能に取着されており、レバー軸54と、これ
の端部に固着された円板55と、円板55の周縁部に突
設されたピン56とから構成されている。
図7にも示すように、ケース51の中央に取付片52が
設けられ、この取付片52を介して入力トルク検出装置
20に取付けられている。変位レバー53は、ケース5
1に回動可能に取着されており、レバー軸54と、これ
の端部に固着された円板55と、円板55の周縁部に突
設されたピン56とから構成されている。
【0017】この比較スイッチ50は、変位レバー53
のピン56を入力トルク検出装置20のスリーブ23の
溝28に挿入し、ばね57により隙間なく圧接してケー
ス51の取付片52を入力トルク検出装置20に固定さ
れる。また、レバー軸54には駆動円板58が固着され
ており、これの端部に駆動レバー59が取付けられてい
る。尚、ケース51の縁部には端子台60が取着されて
おり、これの両端面部がストッパ61となっている。
のピン56を入力トルク検出装置20のスリーブ23の
溝28に挿入し、ばね57により隙間なく圧接してケー
ス51の取付片52を入力トルク検出装置20に固定さ
れる。また、レバー軸54には駆動円板58が固着され
ており、これの端部に駆動レバー59が取付けられてい
る。尚、ケース51の縁部には端子台60が取着されて
おり、これの両端面部がストッパ61となっている。
【0018】ケース51には、端子台60を挟んで両側
に対をなす第1の電極70及び第2の電極80が配設さ
れている。第1の電極70は、ステアリングホイール1
が一方向例えば右方向に操作されたとき駆動レバー59
により図7における時計方向へ駆動される。また、第2
の電極80は、ステアリングホイール1が他方向例えば
左方向に操作されたとき反時計方向へ駆動される。
に対をなす第1の電極70及び第2の電極80が配設さ
れている。第1の電極70は、ステアリングホイール1
が一方向例えば右方向に操作されたとき駆動レバー59
により図7における時計方向へ駆動される。また、第2
の電極80は、ステアリングホイール1が他方向例えば
左方向に操作されたとき反時計方向へ駆動される。
【0019】第1の電極70は、第1のホルダー71
と、これの上面に2個の長孔74に挿入されたねじ75
により固定された第1の接点基板72とから構成され、
この第1の接点基板72の表面にZ字状の第1の接点7
3が面一状態に配設されている。この第1のホルダー7
1は、中心部の嵌合筒部71aがレバー軸54に嵌合し
ている。また、レバー軸54に挿入されたばね77によ
り中心方向に付勢されて、外周縁部の当接部78がスト
ッパ61に当接している。
と、これの上面に2個の長孔74に挿入されたねじ75
により固定された第1の接点基板72とから構成され、
この第1の接点基板72の表面にZ字状の第1の接点7
3が面一状態に配設されている。この第1のホルダー7
1は、中心部の嵌合筒部71aがレバー軸54に嵌合し
ている。また、レバー軸54に挿入されたばね77によ
り中心方向に付勢されて、外周縁部の当接部78がスト
ッパ61に当接している。
【0020】第2の電極80は、第1の電極70と同様
に、第2のホルダー81と、これの上面に2個の長孔8
4に挿入されたねじ85により固定された第2の接点基
板82とから構成され、この第2の接点基板82の表面
にZ字状の第2の接点83が面一状態に配設されてい
る。この第2のホルダー81は、中心部の嵌合筒部81
aが第1のホルダー71の嵌合筒部71aの外周部に嵌
合している。
に、第2のホルダー81と、これの上面に2個の長孔8
4に挿入されたねじ85により固定された第2の接点基
板82とから構成され、この第2の接点基板82の表面
にZ字状の第2の接点83が面一状態に配設されてい
る。この第2のホルダー81は、中心部の嵌合筒部81
aが第1のホルダー71の嵌合筒部71aの外周部に嵌
合している。
【0021】この第2の電極80は、中心においては、
嵌合筒部81aに挿入されたばね87により中心方向に
付勢されて外周縁部の当接部88がストッパ61に当接
している。また、第1の電極70の当接部78と第2の
電極80の当接部88間には、駆動レバー59が両側部
を接するように挿入されている。端子台60には2本の
接触片62が取付けられ、これの先端部はそれぞれ第1
の接点73及び第2の接点83に接触している。
嵌合筒部81aに挿入されたばね87により中心方向に
付勢されて外周縁部の当接部88がストッパ61に当接
している。また、第1の電極70の当接部78と第2の
電極80の当接部88間には、駆動レバー59が両側部
を接するように挿入されている。端子台60には2本の
接触片62が取付けられ、これの先端部はそれぞれ第1
の接点73及び第2の接点83に接触している。
【0022】ブラシ89は、後述する比例ソレノイド3
0のヨーク40の外底部に、絶縁板46を介して取付け
られている。これは、基部の両端から突出した接触片8
9aを備えており、接触片89aの端部はそれぞれ第1
の接点73、第2の接点83に接触している。端子台6
0には図2に示す2本の引出し線63が接続されてお
り、ブラシ89及び接触片62が接点73及び接点83
に接触している間は通電状態を呈し、離反したときに断
電状態に切り替わる。
0のヨーク40の外底部に、絶縁板46を介して取付け
られている。これは、基部の両端から突出した接触片8
9aを備えており、接触片89aの端部はそれぞれ第1
の接点73、第2の接点83に接触している。端子台6
0には図2に示す2本の引出し線63が接続されてお
り、ブラシ89及び接触片62が接点73及び接点83
に接触している間は通電状態を呈し、離反したときに断
電状態に切り替わる。
【0023】つぎに、比例ソレノイド30について図1
〜図5を参照して説明する。ハウジング31は有底円筒
状をなしており、中心部に取着した球軸受32に回動軸
33が回動可能に取着されている。アクチュエータ34
は、コアー35の4箇の磁極にそれぞれコイル36を巻
回して構成されており、中心部に圧入されたステータパ
イプ37を回動軸33に挿入して、ハウジング31に固
定されている。コイル36は、両端部がハウジング31
の端子台38に取付けられており、アシストモータ10
に直列に接続されている。
〜図5を参照して説明する。ハウジング31は有底円筒
状をなしており、中心部に取着した球軸受32に回動軸
33が回動可能に取着されている。アクチュエータ34
は、コアー35の4箇の磁極にそれぞれコイル36を巻
回して構成されており、中心部に圧入されたステータパ
イプ37を回動軸33に挿入して、ハウジング31に固
定されている。コイル36は、両端部がハウジング31
の端子台38に取付けられており、アシストモータ10
に直列に接続されている。
【0024】永久磁石39は、有底円筒状のヨーク40
の内周部に取付けられている。回動軸33の下端部には
ヨーク40の中心部が固着されていて、これにより永久
磁石39がアクチュエータ34の外周部に回動可能に配
置されている。ヨーク40の底面には長孔41が形成さ
れており、これにアクチュエータ34から突設されたピ
ン42が挿入されて、ヨーク40の回動角度を規制して
いる。
の内周部に取付けられている。回動軸33の下端部には
ヨーク40の中心部が固着されていて、これにより永久
磁石39がアクチュエータ34の外周部に回動可能に配
置されている。ヨーク40の底面には長孔41が形成さ
れており、これにアクチュエータ34から突設されたピ
ン42が挿入されて、ヨーク40の回動角度を規制して
いる。
【0025】回動軸33の上端部は、ハウジング31か
らアクチュエータ34の反対側に突出している。渦巻ば
ね43は、中心から外方に向けて渦巻状に巻回されてお
り、中心部が回動軸33の上端部に固定されている。固
定枠44は、上端部において渦巻ばね43の外周の自由
端部を挟着固定し、下端部がハウジング31に固定され
ている。この固定枠44をハウジング31に固定する位
置は、渦巻ばね43に沿って任意に変えることができる
(図5に二点鎖線で示す)。これにより、渦巻ばね43
の有効長さが変化するので、渦巻ばね43のばね定数が
調節できるようになっている。尚、永久磁石39が中立
位置にあるときは、渦巻ばね43にはプレロードは付加
されていない。
らアクチュエータ34の反対側に突出している。渦巻ば
ね43は、中心から外方に向けて渦巻状に巻回されてお
り、中心部が回動軸33の上端部に固定されている。固
定枠44は、上端部において渦巻ばね43の外周の自由
端部を挟着固定し、下端部がハウジング31に固定され
ている。この固定枠44をハウジング31に固定する位
置は、渦巻ばね43に沿って任意に変えることができる
(図5に二点鎖線で示す)。これにより、渦巻ばね43
の有効長さが変化するので、渦巻ばね43のばね定数が
調節できるようになっている。尚、永久磁石39が中立
位置にあるときは、渦巻ばね43にはプレロードは付加
されていない。
【0026】尚、渦巻ばね43を覆うように、カバー4
5がハウジング31に取付けられている。また、ヨーク
40の外底部には絶縁板46を介して前述した比較スイ
ッチ50のブラシ89が取付けられている。
5がハウジング31に取付けられている。また、ヨーク
40の外底部には絶縁板46を介して前述した比較スイ
ッチ50のブラシ89が取付けられている。
【0027】この比例ソレノイド30は、アシストモー
タ10の付加トルクを検出するものであって、アシスト
モータ10に電流が流れてアシストトルクが発生する
と、このモータ電流は、端子台38を通りコイル36に
流れ、アクチュエータ34と永久磁石39との間にトル
クを発生し、永久磁石39が回動軸33とともに回動す
る。
タ10の付加トルクを検出するものであって、アシスト
モータ10に電流が流れてアシストトルクが発生する
と、このモータ電流は、端子台38を通りコイル36に
流れ、アクチュエータ34と永久磁石39との間にトル
クを発生し、永久磁石39が回動軸33とともに回動す
る。
【0028】一方、回動軸33が回動すると渦巻ばね4
3が捻られて、永久磁石39のトルクを相殺するような
反力が発生し、両者が均衡した位置で停止する。この結
果、回動角度は小さくなるが、永久磁石39はアシスト
トルクに対応した角度だけ回動し、この回動角度が機械
的変位量としてブラシ89に伝達される。
3が捻られて、永久磁石39のトルクを相殺するような
反力が発生し、両者が均衡した位置で停止する。この結
果、回動角度は小さくなるが、永久磁石39はアシスト
トルクに対応した角度だけ回動し、この回動角度が機械
的変位量としてブラシ89に伝達される。
【0029】上記した比例ソレノイド30によれば、つ
ぎの効果を奏するものである。 (1)アクチュエータ34をハウジング31に固定し、
これの周囲に永久磁石39を回動可能に構成したので、
アクチュエータを回動させていた従来とは異なりコイル
に通電させるためのスリップリングが不要となり、構造
を著しく簡単になし得る。
ぎの効果を奏するものである。 (1)アクチュエータ34をハウジング31に固定し、
これの周囲に永久磁石39を回動可能に構成したので、
アクチュエータを回動させていた従来とは異なりコイル
に通電させるためのスリップリングが不要となり、構造
を著しく簡単になし得る。
【0030】(2)また、永久磁石39の回動角度が、
機械的変位量としてブラシ89に伝達されるので、操舵
トルクに比例して回動する電極と組合せると、簡単な構
成で操舵トルクとアシストトルクを比較できる。
機械的変位量としてブラシ89に伝達されるので、操舵
トルクに比例して回動する電極と組合せると、簡単な構
成で操舵トルクとアシストトルクを比較できる。
【0031】(3)渦巻ばね43の中心を回動軸33に
固定し、自由端部をハウジング31に固定したので、回
動軸33即ち永久磁石39が中立位置にあるときは渦巻
ばね43にプレロードが無い。従って、永久磁石39
は、右方向または左方向ともにコイル電流に応じて同じ
角度だけ移動する。
固定し、自由端部をハウジング31に固定したので、回
動軸33即ち永久磁石39が中立位置にあるときは渦巻
ばね43にプレロードが無い。従って、永久磁石39
は、右方向または左方向ともにコイル電流に応じて同じ
角度だけ移動する。
【0032】(4)渦巻ばね43の外周自由端部を固定
する固定枠44の位置を渦巻ばね43に沿って任意に変
えることができるので、渦巻ばね43のばね定数が調節
できる。従って、永久磁石39の回転トルクが異なる場
合においても、ばね定数を調節して比例ソレノイド30
を最適な状態に設定できる。
する固定枠44の位置を渦巻ばね43に沿って任意に変
えることができるので、渦巻ばね43のばね定数が調節
できる。従って、永久磁石39の回転トルクが異なる場
合においても、ばね定数を調節して比例ソレノイド30
を最適な状態に設定できる。
【0033】ここで、パワーステアリングシステムの制
御について説明する。操舵トルクによる入力トルク検出
装置20の検出量(第1及び第2の電極70,80の移
動量)と、アシストトルクによる第2検出装置30の検
出量(ブラシ89の移動量)との関係は、図9に示す制
御線Cに沿って制御される。この際、図9において、後
述するように、qrstq’r’s’t’で囲まれた制
御許容範囲は、正常時は第1の電極70の接点73,第
2の電極80の接点83がブラシ89を介して接触して
電源ラインが通電状態にあり正常状態で稼働されること
を示し、制御許容範囲を越えた斜線部分では、ブラシ8
9が第1の電極70の接点73または第2の電極80の
接点83から逸脱して電源ラインが断電状態に切換わ
り、異常範囲(フェールエリア)となることを示すもの
である。
御について説明する。操舵トルクによる入力トルク検出
装置20の検出量(第1及び第2の電極70,80の移
動量)と、アシストトルクによる第2検出装置30の検
出量(ブラシ89の移動量)との関係は、図9に示す制
御線Cに沿って制御される。この際、図9において、後
述するように、qrstq’r’s’t’で囲まれた制
御許容範囲は、正常時は第1の電極70の接点73,第
2の電極80の接点83がブラシ89を介して接触して
電源ラインが通電状態にあり正常状態で稼働されること
を示し、制御許容範囲を越えた斜線部分では、ブラシ8
9が第1の電極70の接点73または第2の電極80の
接点83から逸脱して電源ラインが断電状態に切換わ
り、異常範囲(フェールエリア)となることを示すもの
である。
【0034】つぎに、比例ソレノイド30及び比較スイ
ッチ50の作用に関して図8〜図14を参照して説明す
る。ステアリングホイール1が右方向に操作されたと
き、第1の電極70の接点73が図7における時計回り
方向へ移動され、左方向に操作されたとき第2の電極8
0の接点83が反時計回り方向へ移動される。その作用
は同じであるので、ステアリングホイール1が右方向に
操作された場合を例にして説明する。
ッチ50の作用に関して図8〜図14を参照して説明す
る。ステアリングホイール1が右方向に操作されたと
き、第1の電極70の接点73が図7における時計回り
方向へ移動され、左方向に操作されたとき第2の電極8
0の接点83が反時計回り方向へ移動される。その作用
は同じであるので、ステアリングホイール1が右方向に
操作された場合を例にして説明する。
【0035】1,操舵トルク及びアシストトルクがとも
に加わっていない場合(図8のSTEP10)は、図9
におけるO点(制御許容範囲)に相当し、図10に示す
ように、第1の電極70の接点73及び第2の電極80
の接点83にブラシ89が接触して、通電状態にある。
に加わっていない場合(図8のSTEP10)は、図9
におけるO点(制御許容範囲)に相当し、図10に示す
ように、第1の電極70の接点73及び第2の電極80
の接点83にブラシ89が接触して、通電状態にある。
【0036】2,操舵トルクとアシストトルクが正常関
係にある(制御線Cに沿って移動する)場合(STEP
11) 図9におけるH点に相当し、第1の電極70の接点73
及びブラシ89が図10に示す関係を維持しながら移動
する。また、ブラシ89は第2の電極80の接点83上
を移動するが、通電状態は維持される(図11)。そし
て、更にブラシ89が移動して図9に示すJ点に達する
と、図12に示すように第2の電極80の接点83を超
えて(STEP12)電源は断電状態に切り替わる。
係にある(制御線Cに沿って移動する)場合(STEP
11) 図9におけるH点に相当し、第1の電極70の接点73
及びブラシ89が図10に示す関係を維持しながら移動
する。また、ブラシ89は第2の電極80の接点83上
を移動するが、通電状態は維持される(図11)。そし
て、更にブラシ89が移動して図9に示すJ点に達する
と、図12に示すように第2の電極80の接点83を超
えて(STEP12)電源は断電状態に切り替わる。
【0037】3,操舵トルクよりもアシストトルクが大
き過ぎる場合(STEP13) ブラシ89が第1の電極70の接点73よりも早く進行
する。ブラシ89がq’t線に達するまでは通電状態に
ある(図11)。そして、ブラシ89がq’t線を超え
ると{図9に示すK点(フェールエリア)}、ブラシ8
9は第1の電極70の接点73を通過して絶縁基板上に
移動して、電源が断電状態となり、故障を検出する(図
13)。
き過ぎる場合(STEP13) ブラシ89が第1の電極70の接点73よりも早く進行
する。ブラシ89がq’t線に達するまでは通電状態に
ある(図11)。そして、ブラシ89がq’t線を超え
ると{図9に示すK点(フェールエリア)}、ブラシ8
9は第1の電極70の接点73を通過して絶縁基板上に
移動して、電源が断電状態となり、故障を検出する(図
13)。
【0038】4,操舵トルクよりもアシストトルクが小
さ過ぎる場合(STEP13) 第1の電極70の接点73がブラシ89よりも早く進行
する。ブラシ89がsr線に達するまでは通電状態にあ
る(図11)。そして、ブラシ89がsr線を超えると
{図9に示すL点(フェールエリア)}、ブラシ89ま
たは接触片62が第1の電極70の接点73を通過して
絶縁基板上に移動して、電源が断電状態となり、故障を
検出する(図14)。
さ過ぎる場合(STEP13) 第1の電極70の接点73がブラシ89よりも早く進行
する。ブラシ89がsr線に達するまでは通電状態にあ
る(図11)。そして、ブラシ89がsr線を超えると
{図9に示すL点(フェールエリア)}、ブラシ89ま
たは接触片62が第1の電極70の接点73を通過して
絶縁基板上に移動して、電源が断電状態となり、故障を
検出する(図14)。
【0039】5,アシストトルクが逆方向に作用した場
合(STEP14) ブラシ89が反対方向に移動するので、ブラシ89がq
r線に達するまでは通電状態にある。そして、ブラシ8
9がqr線を超えると{図9に示すM点(フェールエリ
ア)}、ブラシ89は第2の電極80の接点83を通過
して絶縁基板上に移動して、電源が断電状態となり、故
障を検出する(図15)。
合(STEP14) ブラシ89が反対方向に移動するので、ブラシ89がq
r線に達するまでは通電状態にある。そして、ブラシ8
9がqr線を超えると{図9に示すM点(フェールエリ
ア)}、ブラシ89は第2の電極80の接点83を通過
して絶縁基板上に移動して、電源が断電状態となり、故
障を検出する(図15)。
【0040】つぎに、これらの制御回路及びフェールセ
ーフ機能について図16を参照して説明する。イグニッ
ションスイッチ91をオンにすると、エンジンスタータ
連動リレーの接点92がオンされて、直流電源93が回
路に接続される。エンジンスタータ接点92にはリレー
コイル94が直列に接続されており、エンジンスタータ
連動リレーの接点92がオフになってもその接点95及
び接点96が自己保持される。接点95は、比較スイッ
チ50及びリレーコイル94に直列に接続されており、
また、接点96はアシストモータ10及び比例ソレノイ
ド30に直列に接続されている。尚、リレー94と並列
にコンデンサ97が接続されている。又、接点92は接
点95と並列に接続されていても良い。
ーフ機能について図16を参照して説明する。イグニッ
ションスイッチ91をオンにすると、エンジンスタータ
連動リレーの接点92がオンされて、直流電源93が回
路に接続される。エンジンスタータ接点92にはリレー
コイル94が直列に接続されており、エンジンスタータ
連動リレーの接点92がオフになってもその接点95及
び接点96が自己保持される。接点95は、比較スイッ
チ50及びリレーコイル94に直列に接続されており、
また、接点96はアシストモータ10及び比例ソレノイ
ド30に直列に接続されている。尚、リレー94と並列
にコンデンサ97が接続されている。又、接点92は接
点95と並列に接続されていても良い。
【0041】つぎに、図17において、ステアリングホ
イール1を操作すると、入力トルク検出装置20が操舵
トルクを検出し、また、比例ソレノイド30がアシスト
トルクを検出する。そして、両者を比較スイッチ50で
比較して(図17のSTEP20)、その関係が制御許
容範囲であれば、比較スイッチ50が通電状態を保持し
(STEP24)、パワーアシストが継続される。
イール1を操作すると、入力トルク検出装置20が操舵
トルクを検出し、また、比例ソレノイド30がアシスト
トルクを検出する。そして、両者を比較スイッチ50で
比較して(図17のSTEP20)、その関係が制御許
容範囲であれば、比較スイッチ50が通電状態を保持し
(STEP24)、パワーアシストが継続される。
【0042】一方、その関係が異常範囲になると、即ち
フェールエリアに入ると、前述のように、比較スイッチ
50が故障を検出して断電状態となり、リレー94がオ
フとなるので(STEP21)、その接点95及び接点
96も同時にオフとなる。これにより、モータ10が断
電されて(STEP22)、アシストトルクは零とな
り、アシスト禁止を実施する。即ち、異常を検出すると
フェールセーフ機能が働いてマニュアルステアリングに
切換えられるのである(STEP23)。
フェールエリアに入ると、前述のように、比較スイッチ
50が故障を検出して断電状態となり、リレー94がオ
フとなるので(STEP21)、その接点95及び接点
96も同時にオフとなる。これにより、モータ10が断
電されて(STEP22)、アシストトルクは零とな
り、アシスト禁止を実施する。即ち、異常を検出すると
フェールセーフ機能が働いてマニュアルステアリングに
切換えられるのである(STEP23)。
【0043】尚、本実施例においては、急ハンドルや振
動等により比較スイッチ50が瞬間的に断電状態となっ
ても、コンデンサ97の容量に応じた時間だけ接点95
及び接点96が自己保持されるので、その分、誤フェー
ルの発生が未然に防止できる。
動等により比較スイッチ50が瞬間的に断電状態となっ
ても、コンデンサ97の容量に応じた時間だけ接点95
及び接点96が自己保持されるので、その分、誤フェー
ルの発生が未然に防止できる。
【0044】
【発明の効果】本発明は、ステアリングホイールの操舵
トルクを検出する入力トルク検出装置と、前記入力トル
ク検出装置の検出信号に対応したアシストモータの付加
トルクを検出する比例ソレノイドと、前記入力トルク検
出装置の出力に応じた変位量と比例ソレノイドの出力に
応じた変位量とを比較して制御範囲を管理する比較スイ
ッチとを備えた電動式パワーステアリングシステムにお
いて、前記比例ソレノイドを、中心部に軸受を有するハ
ウジングと、このハウジングに固定されコイルが巻装さ
れたアクチュエータと、中心部に回動軸を固着し該回動
軸を前記軸受に回転可能に取着した有底円筒状のヨーク
と、このヨークの内周部に取着され前記アクチュエータ
の外周部に配置された磁石と、渦巻状に巻回され中心の
端部が前記回動軸に固定され、外周の自由端部が前記ハ
ウジングに固定された渦巻ばねとから構成したので、簡
単な構成で、アシストモータの付加トルクを検出し、左
右の回動方向ともに同一の機械的変位量に変換し得ると
いう優れた効果を奏するものである。
トルクを検出する入力トルク検出装置と、前記入力トル
ク検出装置の検出信号に対応したアシストモータの付加
トルクを検出する比例ソレノイドと、前記入力トルク検
出装置の出力に応じた変位量と比例ソレノイドの出力に
応じた変位量とを比較して制御範囲を管理する比較スイ
ッチとを備えた電動式パワーステアリングシステムにお
いて、前記比例ソレノイドを、中心部に軸受を有するハ
ウジングと、このハウジングに固定されコイルが巻装さ
れたアクチュエータと、中心部に回動軸を固着し該回動
軸を前記軸受に回転可能に取着した有底円筒状のヨーク
と、このヨークの内周部に取着され前記アクチュエータ
の外周部に配置された磁石と、渦巻状に巻回され中心の
端部が前記回動軸に固定され、外周の自由端部が前記ハ
ウジングに固定された渦巻ばねとから構成したので、簡
単な構成で、アシストモータの付加トルクを検出し、左
右の回動方向ともに同一の機械的変位量に変換し得ると
いう優れた効果を奏するものである。
【0045】さらに、渦巻ばねの外周自由端部の固定位
置を渦巻ばねに沿って任意に変えることができるので、
渦巻ばねのばね定数が調節でき、永久磁石の回転トルク
が異なる場合においても、比例ソレノイドを最適な状態
に設定できるという優れた効果を奏するものである。
置を渦巻ばねに沿って任意に変えることができるので、
渦巻ばねのばね定数が調節でき、永久磁石の回転トルク
が異なる場合においても、比例ソレノイドを最適な状態
に設定できるという優れた効果を奏するものである。
【図1】 一部を破断して示す比較スイッチ及び比例ソ
レノイドの斜視図である。
レノイドの斜視図である。
【図2】 比較スイッチ及び比例ソレノイドの縦断正面
図である。
図である。
【図3】 比較スイッチ及び比例ソレノイドの分解図で
ある。
ある。
【図4】 比例ソレノイドのアクチュエータと磁石の関
係を示す平面図である。
係を示す平面図である。
【図5】 比例ソレノイドのカバーを取除いた平面図で
ある。
ある。
【図6】 第1及び第2の電極の分解斜視図である。
【図7】 第1及び第2の電極の平面図である。
【図8】 比較スイッチの制御形態を示すフローチャー
トである。
トである。
【図9】 アシスト特性及びフェールエリアを示すグラ
フである。
フである。
【図10】 比較スイッチの機械的変位の第1の状態を
示す図である。
示す図である。
【図11】 比較スイッチの機械的変位の第2の状態を
示す図である。
示す図である。
【図12】 比較スイッチの機械的変位の第3の状態を
示す図である。
示す図である。
【図13】 比較スイッチの機械的変位の第4の状態を
示す図である。
示す図である。
【図14】 比較スイッチの機械的変位の第5の状態を
示す図である。
示す図である。
【図15】 比較スイッチの機械的変位の第6の状態を
示す図である。
示す図である。
【図16】 制御回路図である。
【図17】 制御を示すフローチャートである。
【図18】 システムを説明するブロック図である。
【図19】 要部の縦断正面図である。
【図20】 入力トルク検出装置の縦断正面図である。
【図21】 入力トルク検出装置のスリーブの正面図で
ある。
ある。
1 ステアリングホイール 9 電気制御装置 10 アシストモータ 20 入力トルク検出装置 30 比例ソレノイド 31 ハウジング 32 球軸受 33 回動軸 34 アクチュエータ 35 コアー 36 コイル 38 端子台 39 磁石 40 ヨーク 43 渦巻ばね 44 固定枠 50 比較スイッチ 70 第1の電極 80 第2の電極 89 ブラシ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小木曽 好典 東京都港区浜松町2丁目4番1号 世界貿 易センタービル カヤバ工業株式会社内 (72)発明者 安藤 浩二 東京都港区浜松町2丁目4番1号 世界貿 易センタービル カヤバ工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項1】 ステアリングホイールの操舵トルクを検
出する入力トルク検出装置と、 前記入力トルク検出装置の検出信号に対応したアシスト
モータの付加トルクを検出する比例ソレノイドと、 前記入力トルク検出装置の出力に応じた変位量と比例ソ
レノイドの出力に応じた変位量とを比較して制御範囲を
管理する比較スイッチとを備えた電動式パワーステアリ
ングシステムにおいて、 前記比例ソレノイドを、 中心部に軸受を有するハウジングと、 このハウジングに固定されコイルが巻装されたアクチュ
エータと、 中心部に回動軸を固着し該回動軸を前記軸受に回動可能
に取着した有底円筒状のヨークと、 このヨークの内周部に取着され前記アクチュエータの外
周部に配置された磁石と、 渦巻状に巻回され中心の端部が前記回動軸に固定され、
外周の自由端部が前記ハウジングに固定された渦巻ばね
とから構成したことを特徴とする電動式パワーステアリ
ングシステムの比例ソレノイド。 - 【請求項2】 前記渦巻ばねは、自由端部の固定位置が
渦巻ばねに沿って移動可能に構成されていることを特徴
とする請求項1記載の電動式パワーステアリングシステ
ムの比例ソレノイド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26677397A JPH1199947A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 電動式パワーステアリングシステムの比例ソレノイド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26677397A JPH1199947A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 電動式パワーステアリングシステムの比例ソレノイド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1199947A true JPH1199947A (ja) | 1999-04-13 |
Family
ID=17435506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26677397A Pending JPH1199947A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 電動式パワーステアリングシステムの比例ソレノイド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1199947A (ja) |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP26677397A patent/JPH1199947A/ja active Pending
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