[發(fā)明專利]扭矩傳感器和電動助力轉(zhuǎn)向裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480031007.8
• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN105247330A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 角田干彥;近江保
• 申請（專利權(quán)）人: 日本精工株式會社
• 主分類號: G01L3/04
• 分類號: G01L3/04;B62D5/04;G01L3/10;G01L5/22
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃綸偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在電動助力轉(zhuǎn)向裝置中檢測旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的扭矩的扭矩傳感器。

背景技術(shù)

以往，作為車輛的轉(zhuǎn)向裝置，有這樣的電動助力轉(zhuǎn)向裝置(EPS：ElectricPowerSteering)：對應(yīng)于駕駛員(司機(jī))對方向盤(把手)進(jìn)行轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向力而驅(qū)動電動馬達(dá)，由此向轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)賦予轉(zhuǎn)向輔助力。一般，電動助力轉(zhuǎn)向裝置(EPS)具有檢測旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的扭矩的扭矩傳感器(扭矩檢測裝置)。作為以往的扭矩傳感器，有例如專利文獻(xiàn)1記載的技術(shù)。在專利文獻(xiàn)1記載的扭矩傳感器中，針對扭桿(torsionbar)的扭轉(zhuǎn)量(扭矩)，利用短齒(stub)的峰(凸部)、非磁性體的套管的窗以及勵(lì)磁線圈，將針對該扭矩的旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換成磁通的疏密的物理量，測定其自感應(yīng)電動勢，并利用電路將其轉(zhuǎn)換成電壓。即，示出了檢測相對于扭矩的電壓的扭矩傳感器。另外，扭桿是利用扭轉(zhuǎn)金屬棒時(shí)的反作用力的彈簧的一種。

近年來，作為對電動助力轉(zhuǎn)向裝置(EPS)的電子控制裝置(ECU：ElectronicControlUnit)的要求，要求提供給駕駛員自然且爽快的轉(zhuǎn)向感(轉(zhuǎn)向的感覺)。例如，考慮了與針對轉(zhuǎn)向的路面反作用力之間的關(guān)系、收斂性、以及轉(zhuǎn)向響應(yīng)性等的高級控制被要求。在現(xiàn)有方式中，需要從方向盤的切換開始(開始)附近的低負(fù)載區(qū)域到切換結(jié)束(結(jié)束)附近的高負(fù)載區(qū)域進(jìn)行控制，將扭矩傳感器的信號通過硬件進(jìn)行放大或者通過軟件進(jìn)行相乘等后用于電動馬達(dá)等的控制。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

【專利文獻(xiàn)1】日本特許第3649057號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

然而，在目前，還存在有這樣的意見：方向盤的中間(中立位置)附近的轉(zhuǎn)向感會產(chǎn)生不適感。這被認(rèn)為是因?yàn)椋词雇ㄟ^軟件提高倍率，也會發(fā)生量化誤差、或者在通過硬件提高增益(gain)時(shí)因高負(fù)載時(shí)的限制信號的切換而引起的控制值的級差、驟變等，從而對中間附近的轉(zhuǎn)向感產(chǎn)生影響。并且，電動助力轉(zhuǎn)向裝置(EPS)內(nèi)部的微處理器(MPU：Micro-ProcessingUnit)的A/D轉(zhuǎn)換的分辨率和處理能力也有極限。因此，有必要增大原始的扭矩傳感器機(jī)構(gòu)內(nèi)的物理量(相對于扭矩的旋轉(zhuǎn)方向位移)。

本發(fā)明的目的是提供一種增大方向盤的中間(中立位置)附近的扭矩傳感器機(jī)構(gòu)的物理量、能夠?qū)︸{駛員提供自然且爽快的轉(zhuǎn)向感的電動助力轉(zhuǎn)向裝置。

用于解決課題的手段

在本發(fā)明的一個(gè)方式的扭矩傳感器中，第1扭桿和第2扭桿并列配置。第2扭桿由一組扭桿部件構(gòu)成，所述扭桿部件在第1扭桿的扭轉(zhuǎn)達(dá)到規(guī)定的旋轉(zhuǎn)角時(shí)連結(jié)，并與第1扭桿聯(lián)動地發(fā)生扭轉(zhuǎn)。第2扭桿的彈力大于第1扭桿的彈力。一組扭桿部件是同軸配置的筒狀部件，在筒狀部件的內(nèi)側(cè)收納第1扭桿，并在內(nèi)側(cè)固定第1扭桿的兩端，一組扭桿部件在第1扭桿的扭轉(zhuǎn)達(dá)到規(guī)定的旋轉(zhuǎn)角時(shí)通過嚙合齒嚙合從而連結(jié)在一起。嚙合齒的個(gè)數(shù)是1個(gè)到7個(gè)中的任意數(shù)量。第2扭桿在嚙合齒之間具有規(guī)定的旋轉(zhuǎn)角的間隙，在間隙內(nèi)夾設(shè)有彈性體。另外，第2扭桿也可以是將大小不同的多個(gè)上述一組扭桿部件按大小順序組裝而成的嵌套結(jié)構(gòu)。上述的扭矩傳感器能夠搭載在電動助力轉(zhuǎn)向裝置(EPS)上。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，能夠與作為電氣問題的量化誤差、相位延遲、處理能力等問題大致無關(guān)地增大方向盤的中間(中立位置)附近的扭矩傳感器機(jī)構(gòu)的物理量，實(shí)現(xiàn)對駕駛員提供自然且爽快的方向盤。

附圖說明

圖1是示出電動助力轉(zhuǎn)向裝置的整體結(jié)構(gòu)例的概略圖。

圖2是示出電動助力轉(zhuǎn)向裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)例的剖視圖。

圖3是示出扭矩傳感器的結(jié)構(gòu)例的圖、

圖4是本發(fā)明的一個(gè)方式的扭桿的概略圖。

圖5的(a)～(d)是示出在使嚙合齒為1個(gè)的情況下的筒扭桿的結(jié)構(gòu)例的圖。

圖6的(a)～(b)是示出在嚙合齒的間隙內(nèi)配置了彈性體的情況下的結(jié)構(gòu)例的軸向主視圖。

圖7是示出在使嚙合齒為7個(gè)的情況下的筒扭桿的結(jié)構(gòu)例的軸向主視圖。

圖8的(a)～(d)是示出扭矩傳感器的動作例的軸向主視圖。

圖9是示出相對于扭矩的旋轉(zhuǎn)方向位移的對比的圖。

圖10的(a)和(b)是示出在使筒扭桿形成為嵌套狀的情況下的結(jié)構(gòu)例的圖。

具體實(shí)施方式

以下，根據(jù)附圖說明本發(fā)明的實(shí)施方式。

(結(jié)構(gòu))