[go: up one dir, main page]

JPS6223866A - Rack and pinion type power steering device - Google Patents

Rack and pinion type power steering device

Info

Publication number
JPS6223866A
JPS6223866A JP16236385A JP16236385A JPS6223866A JP S6223866 A JPS6223866 A JP S6223866A JP 16236385 A JP16236385 A JP 16236385A JP 16236385 A JP16236385 A JP 16236385A JP S6223866 A JPS6223866 A JP S6223866A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering
rack
pinion
pinion shaft
strain gauge
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.)
Pending
Application number
JP16236385A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiji Komamura
駒村 清二
Katsukuni Kata
加太 克邦
Bunichi Sugimoto
杉本 文一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KYB Corp
Original Assignee
Kayaba Industry Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kayaba Industry Co Ltd filed Critical Kayaba Industry Co Ltd
Priority to JP16236385A priority Critical patent/JPS6223866A/en
Publication of JPS6223866A publication Critical patent/JPS6223866A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable reduction of the size of the whole of a device and to reduce a cost, by a method wherein, through utilization of a swing level adapted to control switching of the control valve of a hydraulic type power steering, steering torque is detected as an electric amount through a strain gauge. CONSTITUTION:A titled device 1 transmits rotation of a handle 6 to a steering link 4 through a pinion 10 and a rack 5, and steers wheels 2 through a knuckle arm 3. The power of a motor 12 is transmitted to a rack 5 through a pinion 13, and exerts a steering auxiliary force. In which case, a swing lever 26, engagedly inserted in a ring part 28, is mounted on a pinion shaft 18, and the forward end thereof is coupled to a plunger 24 neutrally held by a neutral holding spring. A resistance wire strain gauge 27 is situated to a coupling part between the swing lever 26 and the plunger 24, a bridge circuit is formed with the gauge 27 and other three resistors, and the circuit is functioned as a steering torque detecting means.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気駆動力又は油圧駆動力等をパワーアシス
トとして利用するラックアンドピニオン型パワーステア
リング装置に関する。 〔従来の技術〕 一般にパワーステアリング装置においては、ハンドル操
舵トルクを何らかの検出手段により信号として取り出し
、パワーステアリングバルブ又はコントローラ等の制御
手段によってハンドル操舵トルクに対してのパワーアシ
ストを生じさせる。 例えば油圧式パワーステアリング装置においては、操舵
トルクをトーションバー等を用いて機械的に位相差等と
して検出し、これを直接制御手段たるスプールバルブや
ロータリバルブに伝えてバルブの変位を制御し、必要な
ハ二カと流鼠をパワーシリングに分配してパワーアシス
l−&生じさせるようになっている。 一方、電気式又は電油式パワーステアリング装置に才9
いては、操舵1−ルクを何らがの電気信号として検7j
ルシ、この信号を所定のコントロール装置に送り電気モ
ータの回転又はパワーシリンダの移動を操作する電磁切
換バルブの変位基を夫々電気的に制御することによって
所望のパワーアシストを生じさせるようになっている。 この後者における操舵トルク検出手段として、従来、代
表的なものとして、っぎのご、っの例が示される。 その一つは、操舵トルクがステアリングシャフトととも
に回転するトーションバーのねじれ角に比例することか
ら、このねじれ角を磁気センサ、光センサ等の非接触型
の素子を用いて直接検出するものである。まt−他の−
)は、1−一シヨンバ−のねじれ角の変位基を首j41
ギヤ機楕を介
[Industrial Application Field] The present invention relates to a rack-and-pinion type power steering device that utilizes electric driving force, hydraulic driving force, or the like as power assist. [Prior Art] Generally, in a power steering device, a steering wheel steering torque is detected as a signal by some kind of detection means, and a power assist for the steering wheel torque is generated by a control means such as a power steering valve or a controller. For example, in a hydraulic power steering device, the steering torque is mechanically detected as a phase difference using a torsion bar, etc., and this is directly transmitted to the spool valve or rotary valve, which is the control means, to control the displacement of the valve. It is designed to distribute Hanika and Ryuse into power shillings to generate power assist l-&. On the other hand, electric or electrohydraulic power steering devices
In this case, the steering torque is detected as some kind of electrical signal.
The desired power assist is generated by sending this signal to a predetermined control device and electrically controlling the displacement groups of the electromagnetic switching valves that operate the rotation of the electric motor or the movement of the power cylinder. . As the steering torque detecting means in the latter case, examples of the conventional steering torque detecting means have been shown as typical ones. One method is to directly detect this torsion angle using a non-contact type element such as a magnetic sensor or an optical sensor, since the steering torque is proportional to the torsion angle of a torsion bar that rotates together with the steering shaft. Mat-other-
) is the displacement group of the torsion angle of the 1-1 shonbar with the neck j41
gear machine elliptical

【7て曲線変位Vに蛮換し、このり1ル・
位μを操舵トルク検出の電気信号と1・でボテアシ−1
メータ、差動変ノt′器等の検出装置によ、]で取i1
出すものである。 (発明が解決しよ・−)と16問題点〕(1)しかしな
カミ゛)、上記磁気センサ(光センサ)を使用し、た操
舵トル)検出手段では、磁気センサが半導体のため、温
BS′4L’j竹が良々fでない3.また1−−−ジョ
ンバー・のねじ41.角1Y二操舵1〜ルク変換μとし
C検出されるべき電値Uとけ必ずしも比例ぜす、イれを
比例関係に4−る;こ1」電子回路ユニットが必要で、
それだけ部品点数t)多く複雑となり、また故障も生じ
易くなるどい)欠点があった。yらに!I/、導体であ
る磁似、セン(月よ、はこりやごみの影響を受c″J易
く、これ等の9)乱対策が必要となる欠点tノあ)だ。 また上記遊星術中機構を使用した操舵トルク検出手段で
は、実績はあるものの、構造が、Nしく複雑となり、コ
スI−高1−なるという欠点かぁ−)だ。 (2)次に、以上のような操舵トルク検出装置をパワー
ステアリング装置に用いる際に問題どなることの一つは
、温度によるゼロ点のドリフトであり、ゼロ点がドリフ
トすると、ハンドルの左右の操舵力がアンバランスにな
ったり、また極端な場合にはハンドルに操舵力を加えな
いのに車輪が動くといった現象を生じることになる。 このような現象を防止するのに、ゼロ点のドリフトを統
計的に補正する方法がある(特開昭6O−18451)
。この方法はハンドルに加オ)る操舵力が左右ランダム
であり、相当の時間をおいてみれば、その平均値は操舵
トルクのゼロ点と一致するという考え方に基礎としてい
る。しかし9例えば、周回路を一方向に運転する場合を
想定すれば、この左右ランダムという考え方には無理が
あり、実用」二問題となる。 また、このような検出装置に温度補償回路を組み込んだ
としても、センサそのものに自己温度補償性がないため
に、複雑な電子回路ユニットを必要とし、信頼性やコス
トの点で問題がある。 −4〜 本発明は、このような問題点を解決し、複雑な電子回路
ユニットを必要とせず、温度によるぜ「1点のトリフ1
へ防d−に複雑な電子回路ユニツ1−を使用せずに達成
できる操舵トルク検出手段をもったラックアンドピニオ
ン型の電傑式又は電油式パワーステアリング装置を提供
することを目的とするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 かかるl−1的達成のため、本発明は、操舵1ヘルクを
介して車輪のナックルアームに連結するラックに噛合し
かつ操向ハンドルとともに回転するピニオンを一体的に
形成したピニオン軸と、該ピニオン軸を回動自在に支承
しかつアウタレースに長穴に嵌挿した複数の軸受と、前
記ピニオン軸に近接して摺動自在に配設されかつ中立保
持スプリングによって中立保持されたプランジャと、前
記ピニオン軸に嵌挿されかつ先端部を前記シランジャに
連結し前記ピニオン軸の回動変位に伴って揺動する揺動
レバーとを設け、かっ該揺動レバーと前記プランジャと
の連結部にハンドル操舵トルク検出手段である抵抗線歪
ゲージを設け、この抵抗線歪ゲージは他の二つの抵抗と
ともにブリッジ回路を構成し、該検出信号を受けるコン
トローラにより前輪操向駆動用のモータ又はパワーシリ
ンダを操作させるための電磁制御バルブを制御するコン
トローラをもうけたものである。 〔作用〕 (1,)j:述の構成によれば、車輪に負荷がかかって
いる状態において、操向ハンドルを操作してピニオン軸
をいずれかの方向に回転させると、車輪、ナックルアー
ム、操舵リンクおよびラックは一つの固定状態にあり、
ラックの抵抗が大きいため、この回転方向にラックの軸
方向に沿ってピニオン軸は、長穴と軸受との間隙文だけ
いずれかの方向に移動する。このとき揺動レバーも揺動
するが、揺動レバーはプランジャの中立保持スプリング
からの反力を受けて変形し、この変形量がハンドル操舵
トルク検出手段に電圧として検出される。 (2)さらにトルク検出手段がブリッジ回路を構成する
抵抗線歪ゲージであるので、温度による歪ゲージ等の伸
びに原因する電圧変化をキャンセルすることができる。 〔実施例〕 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。 第1図から第5図は、本発明の第1実施例に係り、第1
図において、車輪2はナックルアーム3を介して操舵リ
ンク4に連結されている。操舵リンク4に一体的に形成
されたラック5と、ハンドル6から入力軸8を介して連
結するピニオン10とは、ギヤボックス11内において
噛み合っている。 ラックアンドピニオン型ステアリング装置1は、ハンド
ル6の回転をピニオン10とラック5とからなる歯車機
構を介して操舵リンク4に伝達し、左右の車輪2の方向
を変えるものである。 このラックアンドピニオン型ステアリング装置1の操舵
力を動力的に補助するためにモータ12が装置され、モ
ータ12の出力軸端に取りつけられたピニオン13がラ
ック5と噛み合い、ラック5を摺動させることによりパ
ワーアシストを生じさせるようになっている。このモー
タ12の正逆回転および出力制御は、ハンドル操舵トル
ク検出機構15において検出した電気信号をコントロー
ラ16で処理することにより行なわれる。 第2図は、ラック5とピニオン10との噛み合い状態お
よび操舵トルク検出機構15を示すギヤボックス11部
分における縦断面図、第3図は、第2図のm−m矢視縦
断面図、第4図は、第2図のTV−rV矢視縦断面図で
ある。 第2図において、ピニオン10と一体的に形成されたピ
ニオン軸18は、ピニオン10の前後に配置された軸受
19.20を介してギヤボックス1】に回動自在に支承
されている。軸受19,20は、第3図に示すように、
軸受19.20のアウタレース19A、20Aが、ギヤ
ボックス11に形成された長穴11aに左右方向に間隙
寸法aをもって嵌挿されており、軸受19.20のイン
ナレース19B、20Bは、ピニオン軸18に嵌挿され
ている。 操舵トルク検出機構15は、揺動レバー26と、ハンド
ル操舵トルク検出手段の一例たる抵抗線歪ゲージ27と
を備えており、揺動レバー26は、リング部28と、該
リング部28の中心を通ってそれぞれ反対側に突出形成
された支持部29および駆動部30とからなっている。 リング部28は、ピニオン軸18に嵌挿されており、支
持部29の先端に球面状に形成された支持ピン29aは
、バルブブロック本体25に圧入されたカラー32の穴
32aにより支持されている。また駆動部30の先端に
球面状に形成された先端部30aは、ピニオン軸18と
直交して形成されたピン穴24aに嵌入されている。 歪ゲージ27は、第4図および第5図に示すように、揺
動レバー26の駆動部30の左右両側面に付着されてい
る。 つぎに本発明の第1実施例の作用を説明する。  。 車輪2に負荷がかかっている状態において、ハンドル6
を操作してピニオン軸18をいずれかの方向に回転させ
ると、車輪2、ナックルアーム3、操舵リンク4および
ラック5は一つの固定状態にあり、ラック5の抵抗が大
きいため、この回転方向にラック5の軸方向に沿ってピ
ニオン軸18は、ギヤボックス11−に設けられた軸受
19.20との間隙寸法aだけいずれかの方向に移動す
る。この移動に伴って揺動レバー26が、支持ピン29
aを支点にしてピニオン軸18と同じ方向に移動し、プ
ランジャ24を中立保持スプリング34のばね力に抗し
て移動させる。このとき、揺動レバー26は、プランジ
ャ24を介し中立保持スプリング34の反力を受けて変
形し、この変形量は揺動レバー26の駆動部30に付着
された歪ゲージ27の抵抗値変化として捉えられ、この
変化酸が電圧として検出される。 ところで操舵トルクは、ピニオン10がラック5から受
ける反力に比例するもので、この反力は揺動レバー26
の変形量、すなわち、歪ゲージ27の歪量に比例するも
のである。したがって、操舵1〜ルクにほぼ比例した電
圧を操舵トルク検出手段である歪ゲージ27によって得
ることができる。 このようにして歪ゲージ27によって電圧変化を検出し
てモータ12の回転方向を決定し、いずれかの方向のバ
ワーアシス1−を生じさせるものである。 以[;の第5図では、歪ゲージ27は揺動1ツバ・−2
6の駆動部:30の左右両側面1ニ一付着されていたが
、第6図に示すように揺動レバー26に取り付けられた
板バネ5]の左右両側面に付着するごともできる。この
第6図において揺動レバー26が移動すると、それに取
りつけられた板バネ51が変形し、その左右表面(第7
図、第8図)に付着された歪ゲージ53.54の抵抗値
が変化し、この変化ψを電圧として計測する。このとき
、歪ゲージ53.54で第9図に示すようにブリッジ回
路を構成すれば、温度による歪ゲージ53.54および
板ばね51の伸びによる電圧変化はギャンセルされ、原
理的には温度による電圧変化は存在しないことになる。 しかし、実際上は、温度による歪ゲージ53.54の抵
抗変化率は未だ完全に同一ではなく、したがって温度に
よる電圧変化が一11= 発生し、この電圧変化が操舵力の微妙な左右アンバラス
ンを生じさせることになる。 次に、この電圧変化(すなわちゼロ点のドリフト)を温
度センサ55により補償する回路構成を第1−0図に示
す。この温度センサ55は、第11図に示すように抵抗
と温度がほぼ比例するものであれば何でもよく、その比
例定数(抵抗温度係数)をKとする。第11図でR4−
R7はオペアンプ■C1の増幅率刺継用抵抗であり、R
3、VRはあらかじめ操舵トルクのゼロ点をセットして
おくための抵抗である。問題はブリッジ回路の電圧ドリ
フトを相殺するような抵抗温度係数Kを選択することで
あるが、温度変化1deg当りの電圧ドリフト率をεと
すれば、このKの値は、近似的に に=4ε・Rt/Rg   ・・・式(1)で与えられ
る。ここで、Rgは歪ゲージ54Aの抵抗値、Rtは温
度センサ55の抵抗値であり、Rg<<Rt;、K〈〈
1とする。 ここで、温度センサ55は一つの抵抗のように描いであ
るが、必要なKを得るために普通の抵抗と紹み合わせる
ことはもちろん可能である。また、第10図では温度セ
ンサを歪ゲージ54. Aの部分に取り付けであるが、
電圧ドリフト率fの符号により他の歪ゲージ53A、5
コ3B、54Aの部分に取り付ける場合もありえる。 なお、第7図〜第11図は4枚ゲージの場合であるが、
第15図〜第17図の2枚ゲージの場合、第15図〜第
17図の1枚ゲージの場合も、Kの計算式は異なるが、
第10図の回路で温度補償が可能である。すなわち、他
の二つの抵抗を固定抵抗r4、r2でおきかえ、または
他の三つの抵抗を固定抵抗r1、r2、r、におきかえ
ればよいからである。 第18図は、電気駆動力をパワーアシスト力として利用
する第1実施例において、電気駆動力に代えて油圧駆動
力をパワーアシス1へ力としたラックアンドピニオン型
パワーステアリング装[1の概要図であり、パワーアシ
ストの手段が異なる点で、第1実施例とは相違点を有す
る。 第18図において、歪ゲージ27、圧電素子38等を設
けた操舵トルク検出機構15で検出した電気信号は、コ
ントローラ16に入力処理され、電気式コントロールバ
ルブ40を制御することにより、ラック5に付設された
パワーシリンダ23に管路41を通じて油圧を供給し、
操舵リンク4にパワーアシストを生じさせるものである
。 なお、第18図において、43は油圧ポンプ、45は油
タンクである。 〔発明の効果〕 」―述のとおり、本発明によれば、従来の油圧式パワー
ステアリングのコントロールバルブ切換操作用に設けら
れていた既存の揺動レバーを利用し、かつ歪ゲージによ
って操舵トルクが電気量として検出されるので、複雑な
電子回路が不要となり、装置全体が小形になるとともに
装置全体のコストを低減させることができる。 また、ハンドル操舵トルク検出手段としてブリッジ回路
を構成する抵抗線歪ゲージを設けるので、温度によるゼ
ロ点のドリフト防止を複雑な電子回路ユニットを使用せ
ずに達成できる。
[7] Convert to curve displacement V, and this is 1 le.
The position μ is determined by the electric signal of steering torque detection and 1.
By a detection device such as a meter or a differential variable meter,
It is something to put out. (16 Problems to be Solved by the Invention)] (1) However, in the above-mentioned steering torque detection means that uses a magnetic sensor (optical sensor), the magnetic sensor is a semiconductor, so the temperature BS'4L'j Bamboo is not good 3. In addition, 1--- version version screw 41. Angle 1 Y 2 Steering 1 ~ Lux conversion μ C The electric value U to be detected is not necessarily proportional, but it is proportional to 4. This requires an electronic circuit unit.
This has the disadvantage that the number of parts is large and complex, and failures are more likely to occur. To y et al! I/, magnetic conductor, sen (Moon, it is easily affected by chips and dirt, and these 9) Disturbance countermeasures are required.In addition, the planetary operation mechanism mentioned above Although there is a proven track record of steering torque detection means using a steering torque detection means, the disadvantage is that the structure is extremely complicated and the cost is high. (2) Next, the above-mentioned steering torque detection device One of the problems when using this in a power steering system is the drift of the zero point due to temperature. If the zero point drifts, the steering force on the left and right sides of the steering wheel becomes unbalanced, and in extreme cases, This results in a phenomenon in which the wheels move even though no steering force is applied to the steering wheel.To prevent this phenomenon, there is a method of statistically correcting the drift of the zero point (Japanese Patent Laid-Open No. 6O-18451). )
. This method is based on the idea that the steering force applied to the steering wheel is random on the left and right sides, and that after a considerable amount of time, the average value will coincide with the zero point of the steering torque. However, if we assume, for example, that the circuit is operated in one direction, this idea of left and right randomness is unreasonable and becomes a practical problem. Further, even if a temperature compensation circuit is incorporated into such a detection device, since the sensor itself does not have self-temperature compensation, a complicated electronic circuit unit is required, which poses problems in terms of reliability and cost. -4~ The present invention solves these problems, eliminates the need for a complicated electronic circuit unit, and eliminates the temperature-related
An object of the present invention is to provide a rack-and-pinion electric or electrohydraulic power steering device having a steering torque detection means that can be achieved without using complicated electronic circuits. It is. [Means for Solving the Problems] In order to achieve this objective, the present invention integrates a pinion that meshes with a rack connected to a knuckle arm of a wheel via a steering wheel and rotates together with a steering handle. a plurality of bearings rotatably supporting the pinion shaft and fitted into elongated holes in the outer race; and a neutral retaining spring slidably disposed adjacent to the pinion shaft. and a swinging lever that is fitted into the pinion shaft and whose tip end is connected to the sylanger and swings in accordance with the rotational displacement of the pinion shaft. A resistance wire strain gauge, which is a means for detecting steering wheel steering torque, is provided at the connection with the plunger, and this resistance wire strain gauge constitutes a bridge circuit together with two other resistors, and the controller receiving the detection signal controls the front wheel steering drive. It is equipped with a controller that controls an electromagnetic control valve for operating the motor or power cylinder for the motor. [Operation] (1,)j: According to the above configuration, when the steering wheel is operated to rotate the pinion shaft in either direction while a load is applied to the wheel, the wheels, knuckle arm, The steering link and rack are in one fixed state,
Since the resistance of the rack is large, the pinion shaft moves in either direction along the axial direction of the rack in this direction of rotation by the distance between the elongated hole and the bearing. At this time, the swing lever also swings, but the swing lever is deformed by receiving a reaction force from the neutral holding spring of the plunger, and the amount of this deformation is detected as a voltage by the handle steering torque detection means. (2) Furthermore, since the torque detection means is a resistance wire strain gauge forming a bridge circuit, voltage changes caused by expansion of the strain gauge etc. due to temperature can be canceled. [Example] The present invention will be described below based on an example shown in the drawings. FIG. 1 to FIG. 5 relate to the first embodiment of the present invention.
In the figure, a wheel 2 is connected to a steering link 4 via a knuckle arm 3. A rack 5 integrally formed with the steering link 4 and a pinion 10 connected from the handle 6 via an input shaft 8 are engaged in a gear box 11. The rack and pinion type steering device 1 transmits rotation of a handle 6 to a steering link 4 via a gear mechanism consisting of a pinion 10 and a rack 5, and changes the direction of left and right wheels 2. A motor 12 is provided to dynamically assist the steering force of the rack and pinion type steering device 1, and a pinion 13 attached to the end of the output shaft of the motor 12 meshes with the rack 5 to cause the rack 5 to slide. It is designed to generate power assist. The forward/reverse rotation and output control of the motor 12 are performed by processing an electric signal detected by the steering wheel torque detection mechanism 15 with the controller 16. 2 is a longitudinal sectional view of the gear box 11 portion showing the meshing state of the rack 5 and the pinion 10 and the steering torque detection mechanism 15. FIG. 3 is a longitudinal sectional view taken along the line mm in FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional view taken along the TV-rV arrow in FIG. 2. In FIG. 2, a pinion shaft 18 integrally formed with the pinion 10 is rotatably supported by the gear box 1 through bearings 19 and 20 arranged before and after the pinion 10. As shown in FIG. 3, the bearings 19 and 20 are
The outer races 19A and 20A of the bearing 19.20 are fitted into the elongated hole 11a formed in the gear box 11 with a gap dimension a in the left-right direction, and the inner races 19B and 20B of the bearing 19.20 are fitted into the elongated hole 11a formed in the gear box 11 with a gap dimension a. is inserted into. The steering torque detection mechanism 15 includes a swing lever 26 and a resistance line strain gauge 27, which is an example of a handle steering torque detection means. It consists of a support part 29 and a drive part 30 which are formed through and project on opposite sides. The ring portion 28 is fitted onto the pinion shaft 18, and a support pin 29a formed in a spherical shape at the tip of the support portion 29 is supported by a hole 32a of a collar 32 press-fitted into the valve block body 25. . Further, a tip portion 30a formed in a spherical shape at the tip of the drive portion 30 is fitted into a pin hole 24a formed perpendicularly to the pinion shaft 18. As shown in FIGS. 4 and 5, the strain gauges 27 are attached to both left and right side surfaces of the drive section 30 of the swing lever 26. Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be explained. . When the wheel 2 is under load, the handle 6
When the pinion shaft 18 is rotated in either direction, the wheel 2, knuckle arm 3, steering link 4, and rack 5 are in one fixed state, and the resistance of the rack 5 is large, so that the pinion shaft 18 is rotated in this direction. Along the axial direction of the rack 5, the pinion shaft 18 moves in either direction by a gap dimension a between it and a bearing 19.20 provided in the gear box 11-. Along with this movement, the swing lever 26 moves the support pin 29
The plunger 24 is moved in the same direction as the pinion shaft 18 using a as a fulcrum, and the plunger 24 is moved against the spring force of the neutral holding spring 34. At this time, the swing lever 26 is deformed by the reaction force of the neutral holding spring 34 via the plunger 24, and the amount of this deformation is expressed as a change in the resistance value of the strain gauge 27 attached to the drive section 30 of the swing lever 26. This changed acid is detected as a voltage. Incidentally, the steering torque is proportional to the reaction force that the pinion 10 receives from the rack 5, and this reaction force is applied to the swing lever 26.
is proportional to the amount of deformation, that is, the amount of strain of the strain gauge 27. Therefore, a voltage approximately proportional to the steering torque can be obtained by the strain gauge 27, which is the steering torque detection means. In this way, the voltage change is detected by the strain gauge 27 to determine the rotational direction of the motor 12, and the power assist 1- is generated in either direction. In FIG.
Although the drive unit 6 was attached to both the left and right sides of the drive unit 30, it can also be attached to both the left and right sides of the leaf spring 5 attached to the swing lever 26 as shown in FIG. In FIG. 6, when the swing lever 26 moves, the leaf spring 51 attached to it deforms, and its left and right surfaces (the seventh
The resistance value of the strain gauges 53 and 54 attached to the strain gauges 53 and 8) changes, and this change ψ is measured as a voltage. At this time, if a bridge circuit is configured using the strain gauges 53, 54 as shown in FIG. There will be no change. However, in reality, the rate of change in resistance of the strain gauges 53 and 54 due to temperature is still not completely the same, so a voltage change occurs due to temperature, and this voltage change causes a subtle left-right imbalance in the steering force. I will let you do it. Next, a circuit configuration for compensating for this voltage change (i.e. zero point drift) using the temperature sensor 55 is shown in FIG. 1-0. This temperature sensor 55 may be of any type as long as its resistance and temperature are approximately proportional as shown in FIG. 11, and its proportionality constant (temperature coefficient of resistance) is assumed to be K. In Figure 11, R4-
R7 is a resistor for connecting the amplification factor of the operational amplifier ■C1, and R
3. VR is a resistance for setting the zero point of the steering torque in advance. The problem is to select a resistance temperature coefficient K that cancels out the voltage drift of the bridge circuit, but if the voltage drift rate per 1 degree of temperature change is ε, then the value of K is approximately = 4ε. -Rt/Rg...given by formula (1). Here, Rg is the resistance value of the strain gauge 54A, Rt is the resistance value of the temperature sensor 55, and Rg<<Rt;, K<<
Set to 1. Although the temperature sensor 55 is depicted here as a single resistor, it is of course possible to combine it with an ordinary resistor in order to obtain the required K. In addition, in FIG. 10, the temperature sensor is a strain gauge 54. Although it is attached to part A,
Other strain gauges 53A, 5 depending on the sign of the voltage drift rate f
It is possible that it may be attached to parts 3B and 54A. Note that Figures 7 to 11 are for the case of a 4-piece gauge, but
The calculation formula for K is different for the two-piece gauge shown in Figures 15 to 17 and the one-piece gauge shown in Figures 15 to 17, but
Temperature compensation is possible with the circuit shown in FIG. That is, it is sufficient to replace the other two resistors with fixed resistors r4 and r2, or replace the other three resistors with fixed resistors r1, r2, and r. FIG. 18 is a schematic diagram of a rack-and-pinion power steering system [1] in which hydraulic driving force is applied to power assist 1 instead of electric driving force in the first embodiment in which electric driving force is used as power assist force. This embodiment differs from the first embodiment in that the power assist means is different. In FIG. 18, an electric signal detected by a steering torque detection mechanism 15 equipped with a strain gauge 27, a piezoelectric element 38, etc. is input to a controller 16, and by controlling an electric control valve 40, the electric signal is attached to the rack 5. supplying hydraulic pressure to the power cylinder 23 through the conduit 41,
This provides power assist to the steering link 4. In addition, in FIG. 18, 43 is a hydraulic pump, and 45 is an oil tank. [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the existing swing lever provided for switching the control valve of conventional hydraulic power steering is utilized, and the steering torque is determined by the strain gauge. Since it is detected as an electrical quantity, a complicated electronic circuit is not required, and the entire device can be made smaller and the cost of the entire device can be reduced. Furthermore, since a resistance wire strain gauge constituting the bridge circuit is provided as the steering wheel steering torque detecting means, it is possible to prevent zero point drift due to temperature without using a complicated electronic circuit unit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図から第5図は本発明の第1実施例に係り、第1図
は電気駆動力をパワーアシストとするラックアンドピニ
オン型パワーステアリング装置の概要図、第2図はラッ
クとピニオンとの噛み合い状態および操舵トルク検出機
構を示すギヤボックス部分における縦断面図、第3図は
第2図のm−m矢視縦断面図、第4図は第2図のTV−
IV矢視縦断面図、第5図は第4図に示すものの部分拡
大図、第6図は第5図において歪ゲージを揺動レバー2
6の板バネ51に付着した図、第7図および第8図は第
6図の板バネ51の左右側面図、第9図は第7図および
第8図の歪ゲージによって構成されるブリッジ回路図、
第10図は第9図に温度センサによる補償回路を加えた
図、第11図は第10図の温度センサの特性を示す図、
第12図〜第14図および第15図〜第17図は他の実
施例を示すもので前記第7図〜第9図に対応する図〜第
18図は油圧駆動力をパワーアシストとするラックアン
ドピニオン型パワーステアリング装置の概要図である。 1・・・ラックアンドピニオン型パワーステアリン装置
、 2・・・車輪、      3・・・ナックルアーム、
4・・・操舵リンク、   5・・・ラック、6・・・
操向ハンドル、  10・・・ピニオン、1、1 a・
・・長穴    12・・・モータ、15・・・操舵ト
ルク検出機構、 18・・・ピニオン軸、 19.20・・・軸受、19
A、20A・・・アウタレース、 23・・・パワーシリンダ、 24・・・プランジャ、 26・・・揺動レバー、27
.38・・・ハンドル操舵トルク検出手段である歪ゲー
ジ、 53.54・・・歪ゲージ、 rl、r2、r3・・・固定抵抗。
1 to 5 relate to the first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a schematic diagram of a rack and pinion type power steering device using electric driving force as power assist, and FIG. 2 is a diagram showing a rack and pinion type power steering device. A vertical cross-sectional view of the gear box portion showing the meshing state and the steering torque detection mechanism, FIG. 3 is a vertical cross-sectional view taken along the mm--m arrow in FIG. 2, and FIG.
FIG. 5 is a partially enlarged view of the one shown in FIG. 4, and FIG.
6, FIGS. 7 and 8 are left and right side views of the leaf spring 51 in FIG. 6, and FIG. 9 is a bridge circuit constructed by the strain gauges in FIGS. 7 and 8. figure,
Fig. 10 is a diagram in which a compensation circuit using a temperature sensor is added to Fig. 9, and Fig. 11 is a diagram showing the characteristics of the temperature sensor in Fig. 10.
Figures 12 to 14 and Figures 15 to 17 show other embodiments, and figures corresponding to Figures 7 to 9 above show racks using hydraulic driving force as power assist. FIG. 1 is a schematic diagram of an and pinion type power steering device. 1... Rack and pinion type power steering device, 2... Wheels, 3... Knuckle arm,
4... Steering link, 5... Rack, 6...
Steering handle, 10... Pinion, 1, 1 a.
...Elongated hole 12...Motor, 15...Steering torque detection mechanism, 18...Pinion shaft, 19.20...Bearing, 19
A, 20A... Outer race, 23... Power cylinder, 24... Plunger, 26... Rocking lever, 27
.. 38... Strain gauge serving as a steering wheel steering torque detection means, 53.54... Strain gauge, rl, r2, r3... Fixed resistance.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)操舵リンクを介して車輪のナックルアームに連結
するラックに噛合しかつ操向ハンドルとともに回転する
ピニオンを一体的に形成したピニオン軸と、該ピニオン
軸を回動自在に支承しかつアウタレースを長穴に嵌挿し
た複数の軸受と、前記ピニオン軸に近接して摺動自在に
配置され、かつ中立保持スプリングによって中立保持さ
れたプランジャと、前記ピニオン軸に嵌挿されかつ先端
部を前記プランジャに連結し前記ピニオン軸の回動変移
に伴って揺動する揺動レバーとを設け、かつ該揺動レバ
ーと前記プランジャとの連結部にハンドル操舵トルク検
出手段である抵抗線歪ゲージを設け、この抵抗線歪ゲー
ジは他の三つの抵抗とともにブリッジ回路を構成し、前
記ラックに関与した前輪操向用のモータ又はパワーシリ
ンダを操作させるための電磁制御バルブを前記ハンドル
操舵トルク検出値に基づいて制御するコントローラを設
けたことを特徴とするラックアンドピニオン型パワース
テアリング装置。
(1) A pinion shaft that integrally forms a pinion that meshes with a rack connected to the knuckle arm of the wheel via a steering link and rotates together with the steering handle, and an outer race that rotatably supports the pinion shaft. a plurality of bearings fitted into elongated holes; a plunger slidably disposed close to the pinion shaft and held neutrally by a neutral holding spring; a swinging lever connected to the pinion shaft and swinging in accordance with the rotational displacement of the pinion shaft, and a resistance line strain gauge serving as a handle steering torque detecting means is provided at a connecting portion between the swinging lever and the plunger; This resistance wire strain gauge constitutes a bridge circuit together with three other resistors, and controls an electromagnetic control valve for operating the front wheel steering motor or power cylinder associated with the rack based on the detected value of the steering wheel steering torque. A rack and pinion type power steering device characterized by being provided with a controller for controlling the device.
(2)特許請求の範囲第1項において、他の三つの抵抗
をもすべて抵抗線歪ゲージとしたことを特徴とするラッ
クアンドピニオン型パワーステアリング装置。
(2) The rack and pinion type power steering device according to claim 1, characterized in that all the other three resistors are also resistance wire strain gauges.
JP16236385A 1985-07-23 1985-07-23 Rack and pinion type power steering device Pending JPS6223866A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16236385A JPS6223866A (en) 1985-07-23 1985-07-23 Rack and pinion type power steering device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16236385A JPS6223866A (en) 1985-07-23 1985-07-23 Rack and pinion type power steering device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6223866A true JPS6223866A (en) 1987-01-31

Family

ID=15753141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16236385A Pending JPS6223866A (en) 1985-07-23 1985-07-23 Rack and pinion type power steering device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6223866A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6428073A (en) * 1987-04-15 1989-01-30 Trw Cam Gears Ltd Auxiliary power type steering mechanism for car

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53119529A (en) * 1977-03-25 1978-10-19 Kubota Ltd Power steering device
JPS5544013A (en) * 1978-09-18 1980-03-28 Kayaba Ind Co Ltd Power steering apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53119529A (en) * 1977-03-25 1978-10-19 Kubota Ltd Power steering device
JPS5544013A (en) * 1978-09-18 1980-03-28 Kayaba Ind Co Ltd Power steering apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6428073A (en) * 1987-04-15 1989-01-30 Trw Cam Gears Ltd Auxiliary power type steering mechanism for car

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4768603A (en) Rear wheel steering apparatus for vehicle
US6637543B2 (en) Oversteer control for a motor vehicle
JP5613537B2 (en) Adjusting device and adjusting method for electric power steering device
US7926826B2 (en) Load sensor device and steering apparatus for vehicle having the same
KR20060115649A (en) Steering system with lead and pull compensation
CN111163995B (en) Steering system including steer-by-wire with feedback actuator having redundant sleep mode rotor position sensor
JP2005148063A (en) System for detecting absolute torque and module comprising the system
CN100503338C (en) Vehicle rear wheel toe angle control system
JPS6223866A (en) Rack and pinion type power steering device
US4716983A (en) Torque sensing vehicle steering system
JP2008056224A (en) Steering device road reaction force detection system
WO2014132916A1 (en) Electric power steering device, and adjustment device and adjustment method for electric power steering device
JPH0228142Y2 (en)
US6909951B2 (en) Fail-safe torque transducer system
JPS6229469A (en) Rack and pinion type power steering gear
JPH0221347Y2 (en)
JPH02262467A (en) Power steering device
US6817439B2 (en) Method for controlling an electric power assist steering system with low hysteresis and torque ripple
CN101679010B (en) Power steering method and system
JPH01132470A (en) Safety device for power steering device
JPH0569752B2 (en)
JPH04349068A (en) Motor control device of four-wheel steering car
JPH07464B2 (en) Rack and pinion steering torque detection device
JPH0630601Y2 (en) Power steering device
KR0184443B1 (en) Neutral position detecting device for 4-wheel steering systems