JP3951736B2 - Electric power steering device - Google Patents
Electric power steering device Download PDFInfo
- Publication number
- JP3951736B2 JP3951736B2 JP2002036683A JP2002036683A JP3951736B2 JP 3951736 B2 JP3951736 B2 JP 3951736B2 JP 2002036683 A JP2002036683 A JP 2002036683A JP 2002036683 A JP2002036683 A JP 2002036683A JP 3951736 B2 JP3951736 B2 JP 3951736B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power steering
- electric power
- torque
- controller
- housing
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Power Steering Mechanism (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動パワーステアリング装置に関し、特にそのトルクセンサを収納するハウジングとコントローラボックスの配置構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在実用化されている電動パワーステアリング装置は、一般的には操舵トルクを検出するトルクセンサと、電動モータによりステアリング機構に操舵補助力を供給するアクチエータと、トルク検出回路、アクチエータを制御する制御回路及びモータ駆動回路とを一体に纏めたコントローラとから構成されている。
【0003】
トルクセンサは、例えば操舵軸の一部にトーションバーを接続し、トーションバーの捩れの大きさを磁気の変化に変換し、この磁気の変化を検出コイルにより検出し、得られた信号をトルク検出回路で信号処理してトルクを求める構成などが採用されている。磁気の変化を検出する検出コイルはトーションバーが設けられている操舵軸付近に配置され、トルク検出回路も検出コイルの近傍、即ち操舵軸の近傍に配置されている。
【0004】
また、アクチエータは操舵軸に電動モータの回転力を伝達するコラムアシストタイプと呼ばれる構成、操舵軸の下部に配置されたラック・ピニオン機構のピニオン軸に電動モータの回転力を伝達するピニオンアシストタイプと呼ばれる構成、及び操舵軸の下部に配置されたラック・ピニオン機構のラック軸に電動モータの回転力を伝達するラックアシストタイプと呼ばれる構成などのいくつかの形式のものがあり、コラムアシストタイプのアクチエータは車室内に配置され、ピニオンアシストタイプやラックアシストタイプのアクチエータはエンジンルーム内に配置される。
【0005】
一方、コントローラは、その外形寸法が比較的大きいため、アクチエータから離してエンジンルーム内或いは車室内などに配置し、トルク検出コイルとコントローラとの間はワイヤで接続されているものが一般的である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
電動パワーステアリング装置では、バッテリから電力を供給する構成のため、可能な限り電力の消費を少なくすることが求められる。このため、アクチエータの制御及び駆動を行うコントローラと電動モータとの間の配線の抵抗による電力損失を少なくすることが求められるが、このためには、バッテリー、コントローラ、電動モータ間の配線の長さを可能な限り短くすることが課題となる。
【0007】
このような課題に対応するため、コントローラをエンジンルーム内、即ち車室外に配置することも考えられるが、この場合は検出コイルとコントローラとの間を接続する配線を密封構造として、コントローラ内部に埃や水滴の侵入を防止する必要があるほか、接続後、コントローラ側でトルク検出回路の特性の調整が可能な構成とすることが求められる。この発明は上記した種々の課題を解決することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を解決するもので、請求項1の発明は、同軸に配置された入力軸と出力軸とをトーションバーで結合し、トーションバーの捩れに基づいてトルクを検出し、検出されたトルクに応じて出力軸に減速機構を介して結合された操舵補助用の電動モータを制御する電動パワーステアリング装置において、入力軸、出力軸、トーションバー、及びトーションバーの捩れの大きさを検出するトルク検出部とを収納するハウジングと、前記トルク検出部の出力に基づいてトルクを検出するトルク検出回路と、検出トルクに応じて前記電動モータを制御する制御回路とを備えたコントローラを収納するコントローラボックスとを備え、前記ハウジングと前記コントローラボックスとは、その一方に断面円筒状の突起部を、他方に該突起部に嵌合する断面円筒状の凹陥部を備え、両者は着脱可能に且つ密に結合していることを特徴とする電動パワーステアリング装置である。
【0009】
そして、前記コントローラボックスには断面円筒状の突起部を備え、前記ハウジングには該突起部に嵌合する断面円筒状の凹陥部を備えるとよい。
【0010】
また、前記ハウジングと前記コントローラボックスとの間の一方の断面円筒状の突起部と他方の該突起部に嵌合する断面円筒状の凹陥部との間に、シール部材を配置するとよい。
【0011】
そして、前記コントローラボックスは、前記トルク検出部とコントローラとを接続する配線部材を収納する収納空間を備えることができる。
【0012】
また、前記トルク検出部とコントローラとを接続する配線部材はトルク検出部の接続端子に着脱自在で、且つ接続端子に電気的に接続される接続基板を備え、前記接続基板はハウジング内部にネジで固定するとよい。
【0013】
そして、前記接続基板をハウジング内部に固定するネジは、そのネジ頭とコントローラボックスの突起部との間の空間が該ネジの有効ネジ部長さよりも短く、ネジの緩みによってもネジが脱落しない構成とするのがよい。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0015】
[第1の実施の形態]
第1の実施の形態は、ピニオンアシストタイプの電動パワーステアリング装置で、図1は第1の実施の形態の電動パワーステアリング装置の主要部の構成を示す断面図、図2はその要部を拡大した断面図、図3は図1及び図2に示す電動パワーステアリング装置のコントローラボックスの取付面におけるシール部材の取付位置の変形例を示す要部を拡大した断面図である。図4はトルクセンサのトルク検出部の構成を示す斜視図である。
【0016】
図1及び図2において、1a及び1bはハウジングであり、入力軸側1aと出力軸側1bとの2分割構造となっている。ハウジング1a及び1bの内部には、軸受6により回転自在に支持された入力軸2、その内部に配置されたトーシヨンバー3、及びトーシヨンバー3を介して入力軸2に連結された出力軸4が、軸受7a、7bによつて回転自在に支持されている。
【0017】
入力軸2、トーシヨンバー3、及び出力軸4は同軸に配置されており、入力軸2とトーシヨンバー3とはピン2aにより固定結合され、トーシヨンバー3と出力軸4は両者間に形成されたスプラインSPにより回転方向には一体に、軸方向には移動自在に結合されている。また、図1において入力軸2の左端側には、図示されていない操舵軸及びその先にステアリングホイールが一体的に取り付けられている。
【0018】
出力軸4には、ピニオン軸4aが一体的に形成されており、ピニオン軸4aの歯はラック軸8のラック歯と噛合して公知のラックアンドピニオン式ステアリング機構を構成している。
【0019】
また、出力軸4には、これと同軸で且つ一体に回転するウオームホイール9が固着されており、図示されていない操舵補助用の電動モータで駆動されるウオーム10と噛合している。電動モータの回転力は、ウオーム10及びウオームホイール9を介して出力軸4に伝達され、電動モータの回転方向を適宜切り換えることにより、出力軸4に任意の方向の操舵補助トルクが付与される。
【0020】
次に、トルクセンサについて簡単に説明する。その構成及び動作は本願発明の要旨とは直接関係がないのでここでは詳細な説明は省略するが、特開平10−38715号公報にその詳細が開示されている。
【0021】
以下、図2及び図4を参照してトルクセンサのトルク検出部の構成を説明する。トルク検出部は、入力軸2に形成されたセンサシャフト部11と、ハウジング1aの内側に配置された検出コイル13及び14、及びセンサシャフト部11と検出コイル13及び14の間に配置された円筒部材12から構成される。
【0022】
図2を参照すると明らかであるが、入力軸2の図2で左端に近い外周面には、磁性材料で構成されたセンサシャフト部11が形成されており、センサシャフト部11の表面には、軸方向に延びた複数の凸条11aが円周方向に沿って等間隔に形成されており、凸条の間には凸条の幅よりも幅広の溝部11bが形成されている。
【0023】
また、センサシャフト部11の外側には、センサシャフト部11に接近して導電性で且つ非磁性の材料、例えばアルミニウムで構成された円筒部材12がセンサシャフト部11と同軸に配置されており、円筒部材12の延長部12eは出力軸4の端部の外側に固定されている。
【0024】
円筒部材12には、前記したセンサシャフト部11の表面の凸条11aに対向する位置に、円周方向に等間隔に配置された複数個の長方形の窓からなる第1の窓列12aと、前記第1の窓列から軸方向にずれた位置に、前記窓と同一形状で、円周方向の位相が異なる複数個の長方形の窓からなる第2の窓列12bとが設けられている。
【0025】
円筒部材12の外周は、同一規格の検出コイル13及び14が捲回されたヨーク15で包囲されている。検出コイル13及び14は円筒部材12と同軸に配置され、検出コイル13は第1の窓列12a部分を包囲し、検出コイル14は第2の窓列部分12bを包囲する。ヨーク15はハウジング1aの内部に固定され、検出コイル13及び14の出力線は端子13a及び14aに接続される。
【0026】
ステアリングホイールを操作して入力軸2に回転力が加わると、その回転力はトーションバー3を経て出力軸4に伝達される。このとき、出力軸4には舵輪と路面との間の摩擦力や出力軸4に結合されているステアリング機構のギヤの噛み合い等による摩擦力が作用するから、入力軸2と出力軸4との間を結合するトーションバー3に捩れが発生し、入力軸2の側にあるセンサシャフト部11の表面の凸条11a、11bと出力軸4の側にある円筒部材12の第1の窓列12a、第2の窓列12bとの間に相対回転が生じてセンサシャフト部11に発生する磁束が増減し、磁束の増減に応じて検出コイル13及び14のインダクタンスは、一方が増加し他方が減少する。トルクの大きさに比例してトーションバー3の捩れ角度が変化し、検出コイル13及び14のインダクタンスの増減量が変化するから、検出コイル13及び14のインダクタンスの差からトルクの大きさを検出することができる。
【0027】
図5は、コントローラ30の回路ブロック図であり、コントローラ30はトルク検出回路22と制御回路25及びモータ駆動回路26などから構成される。
【0028】
トルク検出回路22は、検出コイル13と抵抗R1 とが直列に接続された第1のアームと、検出コイル14と抵抗R2 とが直列に接続された第2のアームとからなるブリッジ回路で構成される。
【0029】
第1のアーム及び第2のアームの検出コイル13、14には、PNP型トランジスタTrを経て所定周波数の交流電圧を出力する電源VDDに接続され、第1のアーム及び第2のアームの抵抗R1 及びR2 の他端は接地されている。なお、21は検出コイル13及び14に逆方向の起電力が発生したときのみ電流を許容するダイオードである。
【0030】
トルクが作用しない状態では検出コイル13及び14の両端に表れる電圧が等しくなるように予め抵抗R1 及びR2 の値を調整しておくものとする。
【0031】
検出コイル13及び検出コイル14の両端に表れる電圧信号は、差動アンプ23において両検出コイルの差分の信号に変換されて増幅され、サンプルホールド回路24を経て制御回路25に出力される。
【0032】
制御回路25は、サンプルホールド回路24から供給された両検出コイルの差分の信号に基づいて、入力軸2と円筒部材12、即ち出力軸4との相対回転変位の方向及び大きさを演算し、所定の定数を乗算して操舵トルクの方向及び大きさを求め、操舵補助用の電動モータに供給する電流の大きさ及び電流方向を決定し、モータ駆動回路26を制御する。モータ駆動回路26は、公知の4個の電界効果型トランジスタ(FET)を使用して構成されたHブリッジ回路などが使用され、電動モータに供給する電流の大きさの制御はFETのデューテイ比を変化させて実行される。
【0033】
なお、ここではコントローラ30にモータ駆動回路26まで組み込まれたものとして説明したが、モータ駆動回路26をコントローラ30から切り離し、操舵補助用の電動モータに一体に組み込むようにしてもよい。
【0034】
次に、図1及び図2を参照してコントローラ30の配置及びその取付構造について説明する。コントローラ30を収納するコントローラボックス31は、ハウジング1aの外側に取付けられる。ハウジング1aの検出コイル13、14が配置されている付近の外側に円筒状の空間部1dを形成し、コントローラボックス31にはこの空間部1dに嵌合する円筒状の突起部31aを形成し、円筒状の空間部1dに突起部31aを嵌合させ、取付ボルト32により固定する。
【0035】
空間部1dと突起部31aとの嵌合面にOリング等のシール部材33を介在させてシールすると気密封止ができ、埃や水滴の侵入を効果的に防止することができる。
【0036】
図1及び図2の構成では、検出コイル13、14の接続端子13a、14aはハウジング1aに形成された円筒状の空間部1dに露出しており、コントローラボックス31の内部に配置されたコントローラ30の基板上の端子との間を可撓性のリード線28で接続される。リード線28を接続するときは、コントローラボックス31はハウジング1aから外し、リード線28を接続してトルク検出回路22の特性の調整を行った後、リード線28を折り畳んでコントローラボックス31の円筒状の突起部31aに設けた凹部31eに収納するものとする。
【0037】
この構成によれば、電動モータがハウジング1bに取付けられているとき、コントローラと電動モータとの間の配線の長さを短くすることができるほか、トルク検出回路及びコントローラを密封構造にでき、埃や水滴の侵入を防止する必要があるほか、トルク検出回路とコントローラを接続した後、コントローラ側でトルク検出回路の特性の調整が可能となる。
【0038】
図3は図1及び図2に示す電動パワーステアリング装置のコントローラボックスの取付面におけるシール部材の取付位置の変形例を示す要部を拡大した断面図である。図1及び図2に示す構成と略同一で、シール部材の取付位置が相違するだけであるから、同一部材に同一符号を付して説明を省略する。
【0039】
図1及び図2に示す構成では、ハウジング1aの側にシール部材33を嵌合する溝を設けてあるが、図3に示す構成では、コントローラボックス31の突起部31aにシール部材33を嵌合する溝を設けてある。この構成によりシール部材を嵌合する溝の加工を容易に行うことができる。
【0040】
[第2の実施の形態]
第2の実施の形態は、前記した第1の実施の形態の構成と類似した構成で、検出コイルの接続端子へのコントローラ側のリード線の取付構造が異なるだけであるから、第1の実施の形態の構成と共通する部分には同一符号を付して説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【0041】
図6は、第2の実施の形態の電動パワーステアリング装置の要部を拡大した断面図である。検出コイルの接続端子13a、14aはコントローラ側のリード線28の先端に設けたカプラ(配線接続器具)28aにより接続するものである。この構成によれば、検出コイルとコントローラとの接続を簡単に行うことができる。
【0042】
[第3の実施の形態]
第3の実施の形態は、前記した第1の実施の形態の構成と類似した構成で、検出コイルの接続端子に接続するコントローラ側のリード線の先端に接続基板を介して接続する構成とした点のみが異なるだけであるから、第1の実施の形態の構成と共通する部分には同一符号を付して説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【0043】
図7は、第3の実施の形態の電動パワーステアリング装置の要部を拡大した断面図で、コントローラボックス及び接続基板をハウジングに取り付けた状態を示し、図8は、コントローラボックスをハウジングから取り外した状態を示す断面図である。
【0044】
第3の実施の形態は、コントローラ側のリード線28の先端には接続基板29が接続されており、接続基板29の接触片を検出コイルの接続端子13a、14aに挿入することで検出コイルとコントローラとの接続を行う構成である。
【0045】
まず、図8に示すように、コントローラボックス31をハウジング1aから取り外した状態で、接続基板29の接触片を検出コイルの接続端子13a、14aに挿入し、接続基板29を固定ネジ29aでハウジング1aに固定する。このとき、固定ネジ29aのネジ頭とコントローラボックス31の突起部との間の空間が、固定ネジ29aの有効ネジ部長さよりも短くなるようにしておく。これにより固定ネジ29aに緩みが生じても脱落することがない。
【0046】
なお、接続基板29の上にある部材29bはトルク検出回路の特性調整部材であって、接続基板29をハウジング1aに固定した後、特性の調整を行うためのものである。
【0047】
次に、図7に示すように、ハウジング1aに形成された円筒状の空間部1dにコントローラボックス31の円筒状の突起部31aを嵌合させ、取付ボルト32により固定する。
【0048】
この構成によっても、検出コイルとコントローラとの接続を簡単に行うことができるほか、コントローラボックス31を取り外すことで、トルク検出回路の特性調整を容易に行うことができる。
【0049】
[第4の実施の形態]
第4の実施の形態は、コラムアシストタイプの電動パワーステアリング装置である。図9は第4の実施の形態の電動パワーステアリング装置の主要部の構成を示す断面図であって、操舵コラムに配置されたトルク検出部、操舵軸の下部に配置されたウオームホイールとウオームからなるウオームギア機構、及びコントローラの配置を示している。
【0050】
図9において、41a及び41bはハウジングであり、入力軸側41aと出力軸側41bとの2分割構造となっている。また、42は操舵軸ハウジングで、ハウジング41aに一方の端部が固定されている。
【0051】
操舵軸ハウジング42の内部には、軸受43により回転自在に支持された入力軸45が配置され、入力軸45の図8で右側の先には図示されていないがステアリングホイールが一体的に取り付けられている。
【0052】
また、入力軸45の図8で左側にはトーシヨンバー46の一端が結合され、トーシヨンバー46の他端にはトーシヨンバー46を囲むようにこれと同軸に出力軸47がピン47aにより固定結合されており、出力軸47は軸受48a、48bによって回転自在に支持されている。出力軸4の図9で左側には、図示されていないが、自在継手を介して公知のラックアンドピニオン式ステアリング機構に接続されている。
【0053】
また、出力軸47には、これと同軸で且つ一体に回転するウオームホイール50が固着されており、図示されていない操舵補助用の電動モータで駆動されるウオーム51と噛合している。電動モータの回転力は、ウオーム51及びウオームホイール50を介して出力軸47に伝達され、電動モータの回転方向を適宜切り換えることにより、出力軸47に任意の方向の操舵補助トルクが付与される。
【0054】
トルク検出部は、さきに説明した第3の実施の形態のものと同一であるから、同一部材には同一符号を付して説明を省略するが、この構成でも、ハウジング41aには円筒状の空間部41dが形成されており、この円筒状の空間部41dにコントローラボックス31の円筒状の突起部31aを嵌合させ、取付ボルト32により固定するように構成されている。
【0055】
この構成は、コラムアシストタイプの電動パワーステアリング装置に第3の実施の形態のトルク検出部とコントローラとの接続構成を適用したもので、第3の実施の形態のものと同様に、検出コイルとコントローラとの接続を簡単に行うことができるほか、コントローラボックス31を取り外すことで、トルク検出回路の特性調整を容易に行うことができる。
【0056】
図10は、前記第1乃至第3の実施の形態のものにおける、コントローラボックス31と電動モータMT、及びバッテリーBTとの間のハーネス(配線)WRの様子を説明する図で、トルク検出部を備えたハウジング1aにコントローラボックス31が取付けられており、また、ハウジング1aと対になるハウジング1bには電動モータMTが装着されているから、バッテリーBTからのハーネス(配線)WRをコントローラボックス31に接続し、コントローラボックス31と電動モータMTとの間の配線を行えば全ての配線が完了する。
【0057】
第1乃至第3の実施の形態のものでは、コントローラボックス31が車室外のエンジンルームにあるから、バッテリーBTからのハーネス(配線)WRの長さを短くすることができる。
【0058】
また、第4の実施の形態のコラムアシストタイプの電動パワーステアリング装置であっても、トルク検出部を備えたハウジング1aにコントローラボックス31が取付けられており、ハウジング1a部分が車室外のエンジンルームに配置されるときは、同様にバッテリーBTからのハーネス(配線)WRの長さを短くすることができる。
【0059】
【発明の効果】
以上説明したとおり、この発明は、検出されたトルクに応じて出力軸に減速機構を介して結合された操舵補助用の電動モータを制御する電動パワーステアリング装置において、入力軸、出力軸、トーションバー、及びトーションバーの捩れの大きさを検出するトルク検出部とを収納するハウジングと、トーションバーの捩れの大きさを検出するトルク検出部の出力に基づいてトルクを検出するトルク検出回路と、検出トルクに応じて前記電動モータを制御する制御回路とを備えたコントローラを収納するコントローラボックスとを、一方に設けた断面円筒状の突起部と他方に設けた前記突起部に嵌合する断面円筒状の凹陥部により、着脱可能に且つ密に結合させたものであるから、コントローラと電動モータとが接近して配置されて配線の長さを短くすることができ、配線抵抗による電力損失を少なくすることが可能となる。
【0060】
また、検出コイルとコントローラとの間を接続する配線が密封構造の中に収容されるから、コントローラ内部に埃や水滴の侵入を防止できると共に、ハウジングとコントローラボックスとは着脱可能であるから、検出コイルとコントローラとを配線により接続した後、密封前にコントローラ側でトルク検出回路の特性を調整することも可能になる等、優れた作用効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態の電動パワーステアリング装置の主要部の構成を説明する断面図。
【図2】図1に示す電動パワーステアリング装置の要部の拡大断面図。
【図3】電動パワーステアリング装置のコントローラボックスの取付面におけるシール部材の取付位置の変形例を示す要部の拡大断面図。
【図4】トルクセンサのトルク検出部の構成を示す斜視図。
【図5】コントローラの回路ブロック図。
【図6】第2の実施の形態の電動パワーステアリング装置の要部の拡大断面図。
【図7】第3の実施の形態の電動パワーステアリング装置の要部の拡大断面図。
【図8】図7に示す電動パワーステアリング装置において、コントローラボックスを外した状態を示す要部の拡大断面図。
【図9】第4の実施の形態の電動パワーステアリング装置の要部の拡大断面図。
【図10】第1乃至第3の実施の形態におけるコントローラボックスと電動モータ及びバッテリーとの間のハーネス(配線)の様子を説明する図。
【符号の説明】
1a、1b ハウジング
1d 円筒状の空間部
2 入力軸
3 トーシヨンバー
4 出力軸
4a ピニオン軸
8 ラック軸
9 ウオーム
10 ウオームホイール
11 センサシャフト部
12 円筒部材
13、14 検出コイル
15 ヨーク
22 トルク検出回路
23 差動アンプ
24 サンプルホールド回路
25 制御回路
26 モータ駆動回路
28 リード線(配線)
28a カプラ(配線接続器具)
29 接続基板
29a 固定ネジ
30 コントローラ
31 コントローラボックス
31a 円筒状の突起部
31e 凹部
32 取付ボルト
33 シール部材33[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering apparatus, and more particularly to an arrangement structure of a housing and a controller box that house the torque sensor.
[0002]
[Prior art]
The electric power steering apparatus currently in practical use is generally a torque sensor that detects steering torque, an actuator that supplies steering assist force to the steering mechanism by an electric motor, a torque detection circuit, and a control circuit that controls the actuator. And a controller integrated with a motor drive circuit.
[0003]
The torque sensor, for example, connects a torsion bar to a part of the steering shaft, converts the torsion bar's torsion magnitude into a magnetic change, detects this magnetic change with a detection coil, and detects the resulting signal as a torque A configuration in which a signal is processed by a circuit to obtain torque is employed. A detection coil for detecting a change in magnetism is disposed in the vicinity of the steering shaft where the torsion bar is provided, and a torque detection circuit is also disposed in the vicinity of the detection coil, that is, in the vicinity of the steering shaft.
[0004]
In addition, the actuator is configured as a column assist type that transmits the rotational force of the electric motor to the steering shaft, and a pinion assist type that transmits the rotational force of the electric motor to the pinion shaft of the rack and pinion mechanism disposed below the steering shaft. There are several types, such as a so-called configuration and a configuration called a rack assist type that transmits the rotational force of the electric motor to the rack shaft of the rack and pinion mechanism disposed below the steering shaft. Is arranged in the vehicle interior, and pinion assist type and rack assist type actuators are arranged in the engine room.
[0005]
On the other hand, since the outer dimensions of the controller are relatively large, the controller is generally arranged in the engine room or in the vehicle compartment away from the actuator, and the torque detection coil and the controller are generally connected by a wire. .
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Since the electric power steering apparatus is configured to supply power from a battery, it is required to reduce power consumption as much as possible. For this reason, it is required to reduce the power loss due to the resistance of the wiring between the controller that controls and drives the actuator and the electric motor. For this purpose, the length of the wiring between the battery, the controller, and the electric motor is required. It is a problem to shorten as much as possible.
[0007]
In order to cope with such a problem, it is conceivable to arrange the controller in the engine room, that is, outside the vehicle compartment. In this case, the wiring connecting the detection coil and the controller is a sealed structure, and dust is contained inside the controller. In addition, it is necessary to prevent the intrusion of water droplets and a configuration in which the characteristics of the torque detection circuit can be adjusted on the controller side after connection. The present invention aims to solve the various problems described above.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention solves the above-mentioned problems, and the invention according to claim 1 detects the detection by detecting the torque based on the torsion bar by connecting the input shaft and the output shaft arranged coaxially with a torsion bar. In an electric power steering device that controls a steering assist electric motor coupled to an output shaft via a speed reduction mechanism according to the torque that is detected, the torsion of the input shaft , output shaft, torsion bar, and torsion bar is detected. a housing for accommodating the torque detection unit that houses a torque detection circuit for detecting a torque based on the output of the torque sensor, a controller and a control circuit for controlling the electric motor in accordance with the detected torque A controller box, wherein the housing and the controller box have a cylindrical projection on one side and the projection on the other side. Sectional-cylindrical recess for fitting, both an electric power steering apparatus characterized by being removably and tightly coupled.
[0009]
The controller box may include a protrusion having a cylindrical cross section, and the housing may include a recess having a cylindrical cross section that fits into the protrusion.
[0010]
In addition, a seal member may be disposed between a projection having a cylindrical cross section between the housing and the controller box and a recess having a cylindrical cross section fitted to the other projection.
[0011]
And the said controller box can be equipped with the storage space which accommodates the wiring member which connects the said torque detection part and a controller.
[0012]
The wiring member that connects the torque detection unit and the controller includes a connection board that is detachably attached to a connection terminal of the torque detection unit and is electrically connected to the connection terminal, and the connection board is screwed inside the housing. It is good to fix.
[0013]
The screw for fixing the connection board inside the housing has a configuration in which the space between the screw head and the protrusion of the controller box is shorter than the effective screw length of the screw, and the screw does not fall off even if the screw is loose. It is good to do.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
[First Embodiment]
The first embodiment is a pinion assist type electric power steering device. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the main part of the electric power steering device of the first embodiment, and FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a modification of the mounting position of the seal member on the mounting surface of the controller box of the electric power steering apparatus shown in FIGS. 1 and 2. FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a torque detector of the torque sensor.
[0016]
1 and 2,
[0017]
The
[0018]
A
[0019]
A
[0020]
Next, the torque sensor will be briefly described. Since the configuration and operation are not directly related to the gist of the present invention, detailed description thereof is omitted here, but the details are disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-38715.
[0021]
Hereinafter, the configuration of the torque detector of the torque sensor will be described with reference to FIGS. 2 and 4. The torque detector includes a
[0022]
As apparent from FIG. 2, a
[0023]
Further, on the outside of the
[0024]
The
[0025]
The outer periphery of the
[0026]
When a rotational force is applied to the
[0027]
FIG. 5 is a circuit block diagram of the
[0028]
The
[0029]
The detection coils 13 and 14 of the first arm and the second arm are connected to a power source VDD that outputs an alternating voltage of a predetermined frequency via a PNP transistor Tr, and the resistance R1 of the first arm and the second arm. And the other end of R2 is grounded.
[0030]
It is assumed that the values of the resistors R1 and R2 are adjusted in advance so that the voltages appearing at both ends of the detection coils 13 and 14 are equal when no torque is applied.
[0031]
The voltage signals appearing at both ends of the
[0032]
The
[0033]
Although the description has been given here assuming that the
[0034]
Next, the arrangement of the
[0035]
If sealing is performed by interposing a
[0036]
1 and 2, the
[0037]
According to this configuration, when the electric motor is attached to the
[0038]
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a modification of the mounting position of the seal member on the mounting surface of the controller box of the electric power steering apparatus shown in FIGS. 1 and 2. Since it is substantially the same as the structure shown in FIG.1 and FIG.2, and only the attachment position of a sealing member is different, the same code | symbol is attached | subjected to the same member and description is abbreviate | omitted.
[0039]
In the configuration shown in FIGS. 1 and 2, a groove for fitting the
[0040]
[Second Embodiment]
The second embodiment has a configuration similar to that of the first embodiment described above, except that the structure for attaching the lead wire on the controller side to the connection terminal of the detection coil is different. Portions common to the configuration of the embodiment are given the same reference numerals, description thereof will be omitted, and only differences will be described.
[0041]
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the electric power steering apparatus according to the second embodiment. The
[0042]
[Third Embodiment]
The third embodiment has a configuration similar to the configuration of the first embodiment described above, and is configured to connect to the tip of a lead wire on the controller side connected to the connection terminal of the detection coil via a connection board. Since only the points are different, portions common to the configuration of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only differences are described.
[0043]
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the electric power steering apparatus according to the third embodiment, showing a state in which the controller box and the connection board are attached to the housing, and FIG. 8 is a view in which the controller box is removed from the housing. It is sectional drawing which shows a state.
[0044]
In the third embodiment, a
[0045]
First, as shown in FIG. 8, with the
[0046]
The
[0047]
Next, as shown in FIG. 7, the
[0048]
Also with this configuration, the detection coil and the controller can be easily connected, and the characteristics of the torque detection circuit can be easily adjusted by removing the
[0049]
[Fourth Embodiment]
The fourth embodiment is a column assist type electric power steering apparatus. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of the main part of the electric power steering apparatus according to the fourth embodiment, which includes a torque detection unit arranged in the steering column, a worm wheel arranged under the steering shaft, and a worm. The arrangement | positioning of the worm gear mechanism and controller which become is shown.
[0050]
In FIG. 9,
[0051]
An
[0052]
Further, one end of the torsion bar 46 is coupled to the left side of the
[0053]
A
[0054]
Since the torque detection unit is the same as that of the third embodiment described above, the same reference numerals are assigned to the same members and the description thereof is omitted. Even in this configuration, the
[0055]
This configuration is obtained by applying the connection configuration of the torque detection unit and the controller of the third embodiment to a column assist type electric power steering device. Similarly to the third embodiment, the detection coil and The controller can be easily connected, and the
[0056]
FIG. 10 is a diagram for explaining the state of the harness (wiring) WR between the
[0057]
In the first to third embodiments, since the
[0058]
Further, even in the column assist type electric power steering apparatus of the fourth embodiment, the
[0059]
【The invention's effect】
As described above, the present invention provides an electric power steering apparatus that controls a steering assisting electric motor coupled to an output shaft via a speed reduction mechanism in accordance with detected torque, and includes an input shaft, an output shaft, and a torsion bar. and a housing for accommodating a torque detector for detecting a magnitude of torsion of the torsion bar, a torque detection circuit for detecting a torque based on the output of the torque detector for detecting the magnitude of the torsion of the torsion bar, detection A controller box that houses a controller that includes a control circuit that controls the electric motor in accordance with torque, and a cylindrical section that fits into a projection having a cylindrical section provided on one side and the projection provided on the other side Since the concave and concave portions are detachably and tightly coupled, the controller and the electric motor are placed close to each other and the length of the wiring Can be shortened, it is possible to reduce the power loss due to the wiring resistance.
[0060]
In addition, since the wiring that connects the detection coil and the controller is housed in a sealed structure, dust and water droplets can be prevented from entering the controller, and the housing and controller box can be attached and detached. After the coil and the controller are connected by wiring, it is possible to adjust the characteristics of the torque detection circuit on the controller side before sealing, thereby providing excellent operational effects.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of an electric power steering apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the electric power steering apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a modification of the mounting position of the seal member on the mounting surface of the controller box of the electric power steering apparatus.
FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a torque detector of the torque sensor.
FIG. 5 is a circuit block diagram of a controller.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the electric power steering apparatus according to the second embodiment.
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a main part of an electric power steering apparatus according to a third embodiment.
8 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a state in which a controller box is removed in the electric power steering apparatus shown in FIG. 7;
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a main part of an electric power steering apparatus according to a fourth embodiment.
FIG. 10 is a diagram illustrating a state of a harness (wiring) between a controller box, an electric motor, and a battery in the first to third embodiments.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
28a coupler (wiring connector)
29
Claims (6)
入力軸、出力軸、トーションバー、及びトーションバーの捩れの大きさを検出するトルク検出部とを収納するハウジングと、
前記トルク検出部の出力に基づいてトルクを検出するトルク検出回路と、検出トルクに応じて前記電動モータを制御する制御回路とを備えたコントローラを収納するコントローラボックスとを備え、
前記ハウジングと前記コントローラボックスとは、その一方に断面円筒状の突起部を、他方に該突起部に嵌合する断面円筒状の凹陥部を備え、両者は着脱可能に且つ密に結合していること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。Steering assistance in which the input shaft and the output shaft arranged on the same axis are coupled by a torsion bar, torque is detected based on torsion of the torsion bar, and coupled to the output shaft via a speed reduction mechanism according to the detected torque. In the electric power steering device for controlling the electric motor for
A housing that houses an input shaft , an output shaft, a torsion bar, and a torque detector that detects a torsional magnitude of the torsion bar ;
A controller box that houses a controller including a torque detection circuit that detects torque based on an output of the torque detection unit , and a control circuit that controls the electric motor according to the detected torque;
The housing and the controller box are provided with a protrusion having a cylindrical cross section on one side and a recess having a cylindrical cross section fitting on the other, and the two are detachably and tightly coupled. An electric power steering device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002036683A JP3951736B2 (en) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | Electric power steering device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002036683A JP3951736B2 (en) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | Electric power steering device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003237598A JP2003237598A (en) | 2003-08-27 |
JP3951736B2 true JP3951736B2 (en) | 2007-08-01 |
Family
ID=27778502
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002036683A Expired - Lifetime JP3951736B2 (en) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | Electric power steering device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3951736B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4158654B2 (en) * | 2003-08-28 | 2008-10-01 | 株式会社ジェイテクト | Electric power steering device |
JP4936044B2 (en) * | 2006-03-24 | 2012-05-23 | マツダ株式会社 | Vehicle steering unit arrangement structure |
JP4919068B2 (en) * | 2007-08-10 | 2012-04-18 | 日本精工株式会社 | Electric power steering device |
JP2009113536A (en) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Hitachi Ltd | Torque sensor |
-
2002
- 2002-02-14 JP JP2002036683A patent/JP3951736B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003237598A (en) | 2003-08-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5397658B2 (en) | Vehicle steering apparatus and subassembly transfer method | |
US7909130B2 (en) | Electric power steering apparatus | |
JP5863807B2 (en) | Steering gear device provided with electric motor, control device and sensor, and electric auxiliary steering system equipped with the steering gear device | |
GB2295590A (en) | Electrically-operated power steering | |
JP2009248754A (en) | Electric motor device for electric power steering and electric power steering device | |
JP2008230540A (en) | Electric power steering device | |
JP4144364B2 (en) | Torque detection device | |
US6972501B2 (en) | Circuit structure of electric power steering device | |
JP3951736B2 (en) | Electric power steering device | |
JP2003095117A (en) | Electric power steering device | |
JP2001106097A (en) | Electric power steering system | |
JP2008285142A (en) | Vehicle steering device | |
JP2009184492A (en) | Electric power steering device | |
JP5397654B2 (en) | Vehicle steering system | |
JP5967425B2 (en) | Electric power steering device | |
US20070289807A1 (en) | Motor and electric power steering system | |
JP7461500B2 (en) | Motor drive control device | |
JP5234331B2 (en) | Vehicle steering system | |
JP4618473B2 (en) | Electric power steering device | |
JPH08188164A (en) | Electric powered steering device | |
JP4287254B2 (en) | motor | |
JP2008290530A (en) | Electric power steering device | |
JP2000078798A (en) | Motor and electric power steering apparatus | |
JPH09117093A (en) | Electric motor power steering system | |
JP5397659B2 (en) | Vehicle steering system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041221 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061220 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070109 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070309 |
|
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: 20070403 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070416 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3951736 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100511 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110511 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120511 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130511 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130511 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140511 Year of fee payment: 7 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |