JP2001088719A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents
電動式パワーステアリング装置Info
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
- B62D5/049—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures detecting sensor failures
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
- B62D6/08—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque
- B62D6/10—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque characterised by means for sensing or determining torque
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
- G01L5/221—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to steering wheels, e.g. for power assisted steering
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】より効果的に騒音を抑制する。
【解決手段】トルクセンサが、トーションバーのネジレ
が所定角度内であるときは、前記ネジレに対して第１の
換算比で変換された検出信号をリニアに出力し、前記所
定角度を超え、かつ制限角度以内では、前記ネジレに対
し前記第１の換算比よりも小さい第２の換算比で変換さ
れた検出信号を出力する。一方、制御範囲Ｒ１を超えた
領域では、トーションバーのネジレに対し第２の換算比
で変換された、比較的低い検出信号が出力されるので、
トルクセンサから万が一異常信号が出力されたような場
合でも、容易に見分けが付くこととなる。更に、検出信
号の範囲外に設定された閾値ＬＴ、ＵＴを、検出信号が
超えたとき又は下回ったとき、トーションバーの許容ト
ルクを高めながらも、精度良くトルクセンサの異常を検
出することができる。
が所定角度内であるときは、前記ネジレに対して第１の
換算比で変換された検出信号をリニアに出力し、前記所
定角度を超え、かつ制限角度以内では、前記ネジレに対
し前記第１の換算比よりも小さい第２の換算比で変換さ
れた検出信号を出力する。一方、制御範囲Ｒ１を超えた
領域では、トーションバーのネジレに対し第２の換算比
で変換された、比較的低い検出信号が出力されるので、
トルクセンサから万が一異常信号が出力されたような場
合でも、容易に見分けが付くこととなる。更に、検出信
号の範囲外に設定された閾値ＬＴ、ＵＴを、検出信号が
超えたとき又は下回ったとき、トーションバーの許容ト
ルクを高めながらも、精度良くトルクセンサの異常を検
出することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電動式パワーステア
リング装置に関する。
リング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両用の電動式パワーステアリング装置
として、例えば特開平８−２０７７９８号に示すよう
に、車輪の操舵を行う際に操舵トルクを検出してステア
リングホイールに付与された手動力を補助するように構
成したものが知られている。かかる構成においては、ス
テアリングホイールから操舵力を受ける入力軸と、車輪
に操舵力を伝達する出力軸との間をトーションバーで連
結し、かかるトーションバーのネジレを検出することに
よって、制御に必要な操舵トルクを検出できるようにな
っている。
として、例えば特開平８−２０７７９８号に示すよう
に、車輪の操舵を行う際に操舵トルクを検出してステア
リングホイールに付与された手動力を補助するように構
成したものが知られている。かかる構成においては、ス
テアリングホイールから操舵力を受ける入力軸と、車輪
に操舵力を伝達する出力軸との間をトーションバーで連
結し、かかるトーションバーのネジレを検出することに
よって、制御に必要な操舵トルクを検出できるようにな
っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば車輪
が路肩に接触したような場合、あるいは急操舵時にラッ
クエンドまでステアリングホイールを回したような場合
には、入力軸と出力軸との間で大きな力が伝達されて、
トーションバーに大きな力が付与される恐れがある。か
かる場合、トーションバーがその弾性限界を超えて塑性
変形を生じたら、操舵トルクゼロの基準点が変わってし
まい、電動式パワーステアリング装置の制御機能を損な
うこととなる。そこで、通常は出力軸と入力軸との相対
回動を制限する制限部材が設けられ、大きな力が付与さ
れた場合でも、トーションバーに塑性変形が生じないよ
うにしている。
が路肩に接触したような場合、あるいは急操舵時にラッ
クエンドまでステアリングホイールを回したような場合
には、入力軸と出力軸との間で大きな力が伝達されて、
トーションバーに大きな力が付与される恐れがある。か
かる場合、トーションバーがその弾性限界を超えて塑性
変形を生じたら、操舵トルクゼロの基準点が変わってし
まい、電動式パワーステアリング装置の制御機能を損な
うこととなる。そこで、通常は出力軸と入力軸との相対
回動を制限する制限部材が設けられ、大きな力が付与さ
れた場合でも、トーションバーに塑性変形が生じないよ
うにしている。
【０００４】このような制限部材は、出力軸側に形成さ
れた断面が十字型の凸部と、入力軸側には形成された対
応する形状の凹部とからなり、通常の動作時には凸部と
凹部とは係合させることなくトーションバーのネジレを
許容する一方で、出力軸と入力軸と間の相対回動が制限
角度以上大きくなったときは、凸部が凹部に係合するよ
うにして、トーションバーの過大ネジレを防止するよう
に機能するものである。
れた断面が十字型の凸部と、入力軸側には形成された対
応する形状の凹部とからなり、通常の動作時には凸部と
凹部とは係合させることなくトーションバーのネジレを
許容する一方で、出力軸と入力軸と間の相対回動が制限
角度以上大きくなったときは、凸部が凹部に係合するよ
うにして、トーションバーの過大ネジレを防止するよう
に機能するものである。
【０００５】更に、電動式パワーステアリング装置は、
従来は車重の比較的軽い軽乗用車に主として用いられて
いたが、近年においては、その性能が向上してきたこと
もあり、より車重の重い小型乗用車などにも転用される
ようになってきた。しかるに、車重の重い小型乗用車に
おいては、路面からの力や操舵力も大きくなりがちであ
り、トーションバーが制限角度までねじれて、出力軸の
凸部と入力軸の凹部とが衝接し合うことによる打音が頻
繁に発生する恐れがある。
従来は車重の比較的軽い軽乗用車に主として用いられて
いたが、近年においては、その性能が向上してきたこと
もあり、より車重の重い小型乗用車などにも転用される
ようになってきた。しかるに、車重の重い小型乗用車に
おいては、路面からの力や操舵力も大きくなりがちであ
り、トーションバーが制限角度までねじれて、出力軸の
凸部と入力軸の凹部とが衝接し合うことによる打音が頻
繁に発生する恐れがある。
【０００６】これに対し、従来において小型乗用車等に
用いられていた油圧式の電動式パワーステアリング装置
の場合、入力軸と出力軸との急激な相対回動を妨げるよ
うに粘性抵抗が生ずるため、そのような打音が特に問題
となることはなかった。
用いられていた油圧式の電動式パワーステアリング装置
の場合、入力軸と出力軸との急激な相対回動を妨げるよ
うに粘性抵抗が生ずるため、そのような打音が特に問題
となることはなかった。
【０００７】このような打音を抑制するために、制限角
度を大きく設定して、トーションバーがより大きな角度
までねじれても、出力軸の凸部と入力軸の凹部とが衝接
しないようにすることも考えられる。しかしながら、ト
ーションバーが大きくねじれると、それに応じてトルク
センサからの出力信号も増大（または減少）し、トルク
センサの異常を発見するための閾値を超える恐れがあ
る。かかる出力信号が閾値を超えると、制御回路は正常
であるトルクセンサを異常と誤診して、エラー信号を発
する恐れがある。
度を大きく設定して、トーションバーがより大きな角度
までねじれても、出力軸の凸部と入力軸の凹部とが衝接
しないようにすることも考えられる。しかしながら、ト
ーションバーが大きくねじれると、それに応じてトルク
センサからの出力信号も増大（または減少）し、トルク
センサの異常を発見するための閾値を超える恐れがあ
る。かかる出力信号が閾値を超えると、制御回路は正常
であるトルクセンサを異常と誤診して、エラー信号を発
する恐れがある。
【０００８】かかる問題に鑑み、本発明は、より効果的
に騒音を抑制できる電動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。
に騒音を抑制できる電動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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、本発明の電動式パワーステアリング装置は、ハウジ
ングと、前記ハウジングに取り付けられ回転軸を回転さ
せるモータと、車輪を操舵する為に操舵力を出力する出
力軸と、ステアリングホイールから前記出力軸へと操舵
力を伝達する入力軸と、前記モータの前記回転軸と前記
出力軸とを動力伝達可能に連結する動力伝達機構と、前
記出力軸と前記入力軸とを連結し、前記入力軸に付与さ
れた操舵トルクに応じて弾性的にねじれるネジレ部材
と、前記ネジレ部材のネジレ量に対応した検出信号を出
力する検出装置と、前記検出装置からの検出信号に基づ
いて、前記モータを駆動制御する制御装置と、前記出力
軸と前記入力軸との相対回動を制限することによって、
制限角度以上の前記ネジレ部材のネジレを禁止する制限
部材とを有し、前記検出装置は、前記ネジレ部材のネジ
レが所定角度内であるときは、前記ネジレに対して第１
の換算比で変換された検出信号を出力し、前記所定角度
を超え、かつ前記制限角度以内では、前記ネジレに対し
前記第１の換算比よりも小さい第２の換算比で変換され
た検出信号を出力するようになっており、更に、前記ネ
ジレ部材のネジレが前記制限角度以内である場合におけ
る正常な前記検出装置から出力される検出信号の範囲外
に設定された閾値を、前記検出信号が超えたとき又は下
回ったとき、前記検出装置に異常が生じたと判定される
ようになっている。
く、本発明の電動式パワーステアリング装置は、ハウジ
ングと、前記ハウジングに取り付けられ回転軸を回転さ
せるモータと、車輪を操舵する為に操舵力を出力する出
力軸と、ステアリングホイールから前記出力軸へと操舵
力を伝達する入力軸と、前記モータの前記回転軸と前記
出力軸とを動力伝達可能に連結する動力伝達機構と、前
記出力軸と前記入力軸とを連結し、前記入力軸に付与さ
れた操舵トルクに応じて弾性的にねじれるネジレ部材
と、前記ネジレ部材のネジレ量に対応した検出信号を出
力する検出装置と、前記検出装置からの検出信号に基づ
いて、前記モータを駆動制御する制御装置と、前記出力
軸と前記入力軸との相対回動を制限することによって、
制限角度以上の前記ネジレ部材のネジレを禁止する制限
部材とを有し、前記検出装置は、前記ネジレ部材のネジ
レが所定角度内であるときは、前記ネジレに対して第１
の換算比で変換された検出信号を出力し、前記所定角度
を超え、かつ前記制限角度以内では、前記ネジレに対し
前記第１の換算比よりも小さい第２の換算比で変換され
た検出信号を出力するようになっており、更に、前記ネ
ジレ部材のネジレが前記制限角度以内である場合におけ
る正常な前記検出装置から出力される検出信号の範囲外
に設定された閾値を、前記検出信号が超えたとき又は下
回ったとき、前記検出装置に異常が生じたと判定される
ようになっている。
【００１０】更に、本発明の電動式パワーステアリング
装置は、ハウジングと、前記ハウジングに取り付けられ
回転軸を回転させるモータと、車輪を操舵する為に操舵
力を出力する出力軸と、ステアリングホイールから前記
出力軸へと操舵力を伝達する入力軸と、前記モータの前
記回転軸と前記出力軸とを動力伝達可能に連結する動力
伝達機構と、前記出力軸と前記入力軸とを連結し、前記
入力軸に付与された操舵トルクに応じて弾性的にねじれ
るネジレ部材と、前記ネジレ部材のネジレ量に対応した
検出信号を出力する検出装置と、前記検出装置からの検
出信号に基づいて、前記モータを駆動制御する制御装置
と、前記出力軸と前記入力軸との相対回動を制限するこ
とによって、制限角度以上の前記ネジレ部材のネジレを
禁止する制限部材と、を有し、前記制御装置は、前記検
出装置の検出結果に基づいて、前記ネジレ部材が、前記
制限角度に近い所与の角度までねじれたと判断したとき
は、前記ネジレ部材のネジレを緩和する方向に、前記モ
ータの出力を増大又は減少させるようになっている。
装置は、ハウジングと、前記ハウジングに取り付けられ
回転軸を回転させるモータと、車輪を操舵する為に操舵
力を出力する出力軸と、ステアリングホイールから前記
出力軸へと操舵力を伝達する入力軸と、前記モータの前
記回転軸と前記出力軸とを動力伝達可能に連結する動力
伝達機構と、前記出力軸と前記入力軸とを連結し、前記
入力軸に付与された操舵トルクに応じて弾性的にねじれ
るネジレ部材と、前記ネジレ部材のネジレ量に対応した
検出信号を出力する検出装置と、前記検出装置からの検
出信号に基づいて、前記モータを駆動制御する制御装置
と、前記出力軸と前記入力軸との相対回動を制限するこ
とによって、制限角度以上の前記ネジレ部材のネジレを
禁止する制限部材と、を有し、前記制御装置は、前記検
出装置の検出結果に基づいて、前記ネジレ部材が、前記
制限角度に近い所与の角度までねじれたと判断したとき
は、前記ネジレ部材のネジレを緩和する方向に、前記モ
ータの出力を増大又は減少させるようになっている。
【００１１】
【作用】本発明の電動式パワーステアリング装置によれ
ば、前記検出装置が、前記ネジレ部材のネジレが所定角
度内であるときは、前記ネジレに対して第１の換算比で
変換された検出信号を出力し、前記所定角度を超え、か
つ前記制限角度以内では、前記ネジレに対し前記第１の
換算比よりも小さい第２の換算比で変換された検出信号
を出力するので、例えば電動式パワーステアリング装置
の制御範囲内では、前記ネジレ部材のネジレに対し第１
の換算比で変換された、比較的高い検出信号を用いるこ
とができ、前記制限部材の打音防止のために前記ネジレ
部材のねじり剛性を高めた場合でも、前記モータの円滑
な制御を行うことができる。一方、制御範囲を超えた領
域では、前記ネジレ部材のネジレに対し第２の換算比で
変換された、比較的低い検出信号が出力されるので、検
出装置から万が一異常信号が出力されたような場合で
も、容易に見分けが付くこととなる。更に、前記ネジレ
部材のネジレが前記制限角度以内である場合における正
常な前記検出装置から出力される検出信号の範囲外に設
定された閾値を、前記検出信号が超えたとき又は下回っ
たとき、前記検出装置に異常が生じたと判定されるよう
になっているので、前記ネジレ部材の許容トルクを高め
ながらも、精度良く前記検出装置の異常を検出すること
ができる。
ば、前記検出装置が、前記ネジレ部材のネジレが所定角
度内であるときは、前記ネジレに対して第１の換算比で
変換された検出信号を出力し、前記所定角度を超え、か
つ前記制限角度以内では、前記ネジレに対し前記第１の
換算比よりも小さい第２の換算比で変換された検出信号
を出力するので、例えば電動式パワーステアリング装置
の制御範囲内では、前記ネジレ部材のネジレに対し第１
の換算比で変換された、比較的高い検出信号を用いるこ
とができ、前記制限部材の打音防止のために前記ネジレ
部材のねじり剛性を高めた場合でも、前記モータの円滑
な制御を行うことができる。一方、制御範囲を超えた領
域では、前記ネジレ部材のネジレに対し第２の換算比で
変換された、比較的低い検出信号が出力されるので、検
出装置から万が一異常信号が出力されたような場合で
も、容易に見分けが付くこととなる。更に、前記ネジレ
部材のネジレが前記制限角度以内である場合における正
常な前記検出装置から出力される検出信号の範囲外に設
定された閾値を、前記検出信号が超えたとき又は下回っ
たとき、前記検出装置に異常が生じたと判定されるよう
になっているので、前記ネジレ部材の許容トルクを高め
ながらも、精度良く前記検出装置の異常を検出すること
ができる。
【００１２】更に、前記制限角度までねじれたときの前
記ネジレ部材の受けるトルクが、−１５Ｎｍ以下もしく
は１５Ｎｍ以上となる程度に、前記ネジレ部材をねじり
剛性を高くすれば、前記制限部材の打音を効果的に抑止
できる。
記ネジレ部材の受けるトルクが、−１５Ｎｍ以下もしく
は１５Ｎｍ以上となる程度に、前記ネジレ部材をねじり
剛性を高くすれば、前記制限部材の打音を効果的に抑止
できる。
【００１３】本発明の電動式パワーステアリング装置に
よれば、前記制御装置が、前記検出装置の検出結果に基
づいて、前記ネジレ部材が、前記制限角度に近い所与の
角度までねじれたと判断したときは、前記ネジレ部材の
ネジレを緩和する方向に、前記モータの出力を増大又は
減少させるようになっているので、前記制限部材の打音
を効果的に抑止できるようになっている。
よれば、前記制御装置が、前記検出装置の検出結果に基
づいて、前記ネジレ部材が、前記制限角度に近い所与の
角度までねじれたと判断したときは、前記ネジレ部材の
ネジレを緩和する方向に、前記モータの出力を増大又は
減少させるようになっているので、前記制限部材の打音
を効果的に抑止できるようになっている。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態を、
図面を参照して以下に詳細に説明する。図１は、本発明
の実施の形態である電動式のパワーステアリング装置
を、入力軸の軸線に沿って切断して示す断面図である。
図２は、図１の電動式のパワーステアリング装置をII-I
Iで切断して矢印方向に見た図である。
図面を参照して以下に詳細に説明する。図１は、本発明
の実施の形態である電動式のパワーステアリング装置
を、入力軸の軸線に沿って切断して示す断面図である。
図２は、図１の電動式のパワーステアリング装置をII-I
Iで切断して矢印方向に見た図である。
【００１５】図１において、本体１ａと蓋部材１ｂとか
らなるハウジング１内を、入力軸２および出力軸３が延
在している。中空の入力軸２は、上端を図示しないステ
アリングシャフトに連結されており、更にステアリング
シャフトは図示しないステアリングホイールに連結され
ている。入力軸２は、軸受４によりハウジング１に対し
て回転自在に支持されている。上端を入力軸２に連結
し、下端をブッシュ７を介して出力軸３に圧入により連
結したネジレ部材としてのトーションバー５が、入力軸
２内を延在している。
らなるハウジング１内を、入力軸２および出力軸３が延
在している。中空の入力軸２は、上端を図示しないステ
アリングシャフトに連結されており、更にステアリング
シャフトは図示しないステアリングホイールに連結され
ている。入力軸２は、軸受４によりハウジング１に対し
て回転自在に支持されている。上端を入力軸２に連結
し、下端をブッシュ７を介して出力軸３に圧入により連
結したネジレ部材としてのトーションバー５が、入力軸
２内を延在している。
【００１６】入力軸２の下端周囲において、受けたトル
クに比例してネジレ部材であるトーションバー５がねじ
れることに基づき、操舵トルクを検出する検出装置すな
わちトルクセンサ６が設けられている。このトルクセン
サ６は、いわゆるロータリー式非接触トルクセンサであ
って、ハウジング１に取り付けられた電磁ヨークカバー
６ａと電磁ヨーク６ｂとコイル６ｃと、コイル６ｃの内
方に位置するように出力軸３の上端に取り付けられた磁
性体製のスリーブ６ｄと、入力軸２の下端外周に等間隔
で形成された１６個の歯２ａとで構成されている。
クに比例してネジレ部材であるトーションバー５がねじ
れることに基づき、操舵トルクを検出する検出装置すな
わちトルクセンサ６が設けられている。このトルクセン
サ６は、いわゆるロータリー式非接触トルクセンサであ
って、ハウジング１に取り付けられた電磁ヨークカバー
６ａと電磁ヨーク６ｂとコイル６ｃと、コイル６ｃの内
方に位置するように出力軸３の上端に取り付けられた磁
性体製のスリーブ６ｄと、入力軸２の下端外周に等間隔
で形成された１６個の歯２ａとで構成されている。
【００１７】トルクセンサ６は、トーションバー５のね
じれに基づく入力軸２と出力軸３との相対角度変位に対
応する、スリーブ６ｄの外周に形成された窓６ｅと、入
力軸２の歯２ａとの回転方向の位置ズレを、コイル６ｃ
におけるインピーダンスの変化として検出し、回路基板
６ｆを介して電気信号として外部の制御回路（不図示）
へ出力するものである。かかる制御回路は、入力された
電気信号に基づき、入力軸２と出力軸３との間に伝達さ
れる操舵トルクを検出できることとなる。尚、このよう
なトルクセンサに関しては、例えば特開平８−２４０４
９１号に開示されているため、以下に詳細は記載しな
い。
じれに基づく入力軸２と出力軸３との相対角度変位に対
応する、スリーブ６ｄの外周に形成された窓６ｅと、入
力軸２の歯２ａとの回転方向の位置ズレを、コイル６ｃ
におけるインピーダンスの変化として検出し、回路基板
６ｆを介して電気信号として外部の制御回路（不図示）
へ出力するものである。かかる制御回路は、入力された
電気信号に基づき、入力軸２と出力軸３との間に伝達さ
れる操舵トルクを検出できることとなる。尚、このよう
なトルクセンサに関しては、例えば特開平８−２４０４
９１号に開示されているため、以下に詳細は記載しな
い。
【００１８】出力軸３の中央部にはウォームホイール３
ａが形成されており、出力軸３に公差する方向に延在す
るラック軸１１のラック歯１１ａと噛合している。ラッ
ク軸１１は、ラックガイド１２ａ、スプリング１２ｂ、
ロック部材１２ｃからなる公知のラックサポート装置１
２により背面から支持され、ピニオン歯車３ａに向かっ
て押圧されている。
ａが形成されており、出力軸３に公差する方向に延在す
るラック軸１１のラック歯１１ａと噛合している。ラッ
ク軸１１は、ラックガイド１２ａ、スプリング１２ｂ、
ロック部材１２ｃからなる公知のラックサポート装置１
２により背面から支持され、ピニオン歯車３ａに向かっ
て押圧されている。
【００１９】出力軸３の上方端近傍の外周には、ウォー
ムホイール１３が圧入等により固定的に取り付けられて
いる。ウォームホイール１３は、不図示の電動モータの
回転軸３０に連結されたウォーム３０ａと噛合してい
る。この電動モータは、不図示の制御回路に連結されて
いるが、かかる制御回路は、トルクセンサ６の出力や車
速等の情報を入力し、所定の電力を電動モータに供給し
て適切な補助トルクを発生させるものである。
ムホイール１３が圧入等により固定的に取り付けられて
いる。ウォームホイール１３は、不図示の電動モータの
回転軸３０に連結されたウォーム３０ａと噛合してい
る。この電動モータは、不図示の制御回路に連結されて
いるが、かかる制御回路は、トルクセンサ６の出力や車
速等の情報を入力し、所定の電力を電動モータに供給し
て適切な補助トルクを発生させるものである。
【００２０】ウォームホイール１３の下方における出力
軸３には、上方軸受１４の内輪が嵌合し、出力軸３の下
方端には下方軸受１５の内輪が嵌合し、ナット１７によ
り固定されている。出力軸３は、本体１ａに対し、アン
ギュラコンタクト玉軸受１４，１５により回転自在に支
持されている。ねじカバー９をハウジング１に対してね
じ込むことにより、下方軸受１５は、ハウジング１の段
部１ｄに対して固定されるようになっている。
軸３には、上方軸受１４の内輪が嵌合し、出力軸３の下
方端には下方軸受１５の内輪が嵌合し、ナット１７によ
り固定されている。出力軸３は、本体１ａに対し、アン
ギュラコンタクト玉軸受１４，１５により回転自在に支
持されている。ねじカバー９をハウジング１に対してね
じ込むことにより、下方軸受１５は、ハウジング１の段
部１ｄに対して固定されるようになっている。
【００２１】更に、ウォームホイール１３の下方におけ
る出力軸３の外周面には、段部３ｃが形成されている。
軸受１４の内輪１４ａは、段部３ｃに当接している。
る出力軸３の外周面には、段部３ｃが形成されている。
軸受１４の内輪１４ａは、段部３ｃに当接している。
【００２２】図３は、出力軸３の上面図であり、図４
は、図３に示す出両軸３をIV-IV線で切断して矢印方向
に見た図である。図３において、出力軸３の上面には、
略十字形状の凹部３ｄが形成されている。一方、入力軸
２の下端２ｂは、図３に点線で示す如く、略十字形状の
断面形状を有し、凹部３ｄ内に侵入している。
は、図３に示す出両軸３をIV-IV線で切断して矢印方向
に見た図である。図３において、出力軸３の上面には、
略十字形状の凹部３ｄが形成されている。一方、入力軸
２の下端２ｂは、図３に点線で示す如く、略十字形状の
断面形状を有し、凹部３ｄ内に侵入している。
【００２３】入力軸２の下端２ｂは、出力軸３の凹部３
ｄに対し、略相似形状であるが、わずかに小さく形成さ
れている。従って、入力軸２と出力軸３とは、下端２ｂ
が凹部３ｄの内壁に当接するまで、両方向の相対回動が
許容されるが、下端２ｂが凹部３ｄの内壁に当接したと
きは、それ以上の相対回動が禁止されるようになってい
る。このときの入力軸２と出力軸３との中立位置からの
相対回転角度を、制限角度という。尚、下端２ｂと凹部
３ｄとで制限部材を構成する。
ｄに対し、略相似形状であるが、わずかに小さく形成さ
れている。従って、入力軸２と出力軸３とは、下端２ｂ
が凹部３ｄの内壁に当接するまで、両方向の相対回動が
許容されるが、下端２ｂが凹部３ｄの内壁に当接したと
きは、それ以上の相対回動が禁止されるようになってい
る。このときの入力軸２と出力軸３との中立位置からの
相対回転角度を、制限角度という。尚、下端２ｂと凹部
３ｄとで制限部材を構成する。
【００２４】次に、本発明による実施の形態の動作につ
き以下に説明する。車両が直進状態にあり、図示しない
ステアリングホイールおよびステアリングシャフトを介
して、入力軸２に操舵力が入力されていないとすると、
トルクセンサ６は出力信号を発生せず、従って電動モー
タは補助操舵力を発生しない。
き以下に説明する。車両が直進状態にあり、図示しない
ステアリングホイールおよびステアリングシャフトを介
して、入力軸２に操舵力が入力されていないとすると、
トルクセンサ６は出力信号を発生せず、従って電動モー
タは補助操舵力を発生しない。
【００２５】車両がカーブを曲がろうとするときに運転
者が不図示のステアリングホイールを操舵すると、操舵
力に応じてトーションバー５がねじれ、入力軸２と出力
軸３との間で相対回動が発生する。トルクセンサ６は、
この相対回動の方向および量に応じて信号を出力する。
この信号に基づき、電動モータは回転して補助操舵力を
発生する。かかる電動モータの回転は、ウォームギヤ機
構（３０ａ，１３）により減速されて出力軸３に伝達さ
れ、ラック軸１１の移動を支援することとなる。
者が不図示のステアリングホイールを操舵すると、操舵
力に応じてトーションバー５がねじれ、入力軸２と出力
軸３との間で相対回動が発生する。トルクセンサ６は、
この相対回動の方向および量に応じて信号を出力する。
この信号に基づき、電動モータは回転して補助操舵力を
発生する。かかる電動モータの回転は、ウォームギヤ機
構（３０ａ，１３）により減速されて出力軸３に伝達さ
れ、ラック軸１１の移動を支援することとなる。
【００２６】図５，６は、入力軸２と出力軸３との間で
伝達される操舵トルクを横軸にとり、トルクセンサ６か
らの出力電圧を縦軸にとって、トルクセンサ６の出力特
性を示したグラフであり、その出力電圧が２．５Ｖのと
きに操舵トルクは非伝達状態すなわち中立となる。尚、
実際のトルクセンサ６の出力特性においては、摩擦抵抗
などに基づき、ある程度ヒステリシスが生じるが、図
５，６においては、理解しやすいようにヒステリシスが
ない理想状態で示している。
伝達される操舵トルクを横軸にとり、トルクセンサ６か
らの出力電圧を縦軸にとって、トルクセンサ６の出力特
性を示したグラフであり、その出力電圧が２．５Ｖのと
きに操舵トルクは非伝達状態すなわち中立となる。尚、
実際のトルクセンサ６の出力特性においては、摩擦抵抗
などに基づき、ある程度ヒステリシスが生じるが、図
５，６においては、理解しやすいようにヒステリシスが
ない理想状態で示している。
【００２７】ところで、操舵トルクが−８Ｎｍ〜８Ｎｍ
の範囲Ｒ１が、電動式パワーステアリング装置の通常の
制御範囲であり、従来技術においては、かかる範囲を超
えたとき（例えば操舵トルクが−１２Ｎｍを下回ったと
き又は１２Ｎｍを上回ったとき）に、図３，４に示す入
力軸２の十字形状の下端２ａが、出力軸３の凹部３ｄの
内壁に当接し、それ以上の入力軸２と出力軸３との相対
回動を禁止して、トーションバー５の塑性変形などを防
止するようになっている。従って、操舵トルクが−１２
Ｎｍを下回ったとき又は１２Ｎｍを上回ったときには、
それ以上トーションバー５はねじれないため、図５の実
線Ａに示すように、トルクセンサ６は一定値（４．２Ｖ
又は０．７Ｖ）を出力することとなる。
の範囲Ｒ１が、電動式パワーステアリング装置の通常の
制御範囲であり、従来技術においては、かかる範囲を超
えたとき（例えば操舵トルクが−１２Ｎｍを下回ったと
き又は１２Ｎｍを上回ったとき）に、図３，４に示す入
力軸２の十字形状の下端２ａが、出力軸３の凹部３ｄの
内壁に当接し、それ以上の入力軸２と出力軸３との相対
回動を禁止して、トーションバー５の塑性変形などを防
止するようになっている。従って、操舵トルクが−１２
Ｎｍを下回ったとき又は１２Ｎｍを上回ったときには、
それ以上トーションバー５はねじれないため、図５の実
線Ａに示すように、トルクセンサ６は一定値（４．２Ｖ
又は０．７Ｖ）を出力することとなる。
【００２８】ところが、路肩に接触などして車輪側から
突発的に衝撃的な力が入力され、かかる衝撃的な力が、
ラック軸１１を遡って伝達され、それにより入力軸２と
出力軸３との間に比較的大きなトルク（±１５〜２０Ｎ
ｍ）が付与されることがある。かかる場合、図３，４に
示す入力軸２の十字形状の下端２ａが、出力軸３の凹部
３ｄの内壁に衝撃的に当接し、打音が生じることとな
る。
突発的に衝撃的な力が入力され、かかる衝撃的な力が、
ラック軸１１を遡って伝達され、それにより入力軸２と
出力軸３との間に比較的大きなトルク（±１５〜２０Ｎ
ｍ）が付与されることがある。かかる場合、図３，４に
示す入力軸２の十字形状の下端２ａが、出力軸３の凹部
３ｄの内壁に衝撃的に当接し、打音が生じることとな
る。
【００２９】これを防止する一つの考えは、入力軸２の
十字形状の下端２ａが、出力軸３の凹部３ｄの内壁に当
接する際のトルク（以下ストッパ係止時トルクとする）
を増大させることである。かかるストッパ係止時トルク
を増大させるためのトーションバー５の設計を、丸棒を
例にして説明する。
十字形状の下端２ａが、出力軸３の凹部３ｄの内壁に当
接する際のトルク（以下ストッパ係止時トルクとする）
を増大させることである。かかるストッパ係止時トルク
を増大させるためのトーションバー５の設計を、丸棒を
例にして説明する。
【００３０】丸棒の直径：Ｄ、長さ：Ｌ、横弾性係数：
Ｇ、とすると、トルクＴにおける最大せん断応力はτ＝
１６Ｔ／πＤ3、トルクによる丸棒の捩れ角はθ＝３２
ＴＬ／πＧＤ4 、トーションバー５のバネの定数はＫ＝
Ｔ／θとなる。
Ｇ、とすると、トルクＴにおける最大せん断応力はτ＝
１６Ｔ／πＤ3、トルクによる丸棒の捩れ角はθ＝３２
ＴＬ／πＧＤ4 、トーションバー５のバネの定数はＫ＝
Ｔ／θとなる。
【００３１】ストッパ係止時トルクを大きくする為に
は、トーションバー５のバネ定数を変更せずに行なう設
計と、バネ定数を変更して行なう設計とが考えられる。
は、トーションバー５のバネ定数を変更せずに行なう設
計と、バネ定数を変更して行なう設計とが考えられる。
【００３２】まず、トーションバー５のバネ定数を変更
しない設計を考える。この場合、ストッパ係止時トルク
を大きくする為には、ネジレ角を大きくしなければなら
ない。しかし、トーションバー５は繰り返しネジレを受
ける為、その許容せん断応力は材料のＳＮ線図から求め
られ、ネジレ角に比例して最大せん断応力を大きくする
事は困難である。よって最大せん断応力は一定の下、
径：Ｄ及び長さ：Ｌを変更することなる。
しない設計を考える。この場合、ストッパ係止時トルク
を大きくする為には、ネジレ角を大きくしなければなら
ない。しかし、トーションバー５は繰り返しネジレを受
ける為、その許容せん断応力は材料のＳＮ線図から求め
られ、ネジレ角に比例して最大せん断応力を大きくする
事は困難である。よって最大せん断応力は一定の下、
径：Ｄ及び長さ：Ｌを変更することなる。
【００３３】ばね常数Ｋ＝一定、最大せん断応力τ＝一
定において、最大トルクをＴからＴ 1へ変更後の最大ネ
ジレ角：θ、径：Ｄ、長さ：Ｌを夫々、θ1，Ｄ1，
Ｌ1，とすると上式から以下の関係がえられる。
定において、最大トルクをＴからＴ 1へ変更後の最大ネ
ジレ角：θ、径：Ｄ、長さ：Ｌを夫々、θ1，Ｄ1，
Ｌ1，とすると上式から以下の関係がえられる。
【００３４】最大せん断応力をー定とする為の条件は、
Ｔ1／Ｔ＝（Ｄ1／Ｄ）3である。バネ定数を一定とする
為の条件は、Ｌ1／Ｌ＝（Ｄ1／Ｄ）4である。これよ
り、ストッパに接触する時のトルクを２倍にしたとする
と、トーションバー５の径Ｄを約１．２６倍、長さＬを
約２．５２倍としなければならない。
Ｔ1／Ｔ＝（Ｄ1／Ｄ）3である。バネ定数を一定とする
為の条件は、Ｌ1／Ｌ＝（Ｄ1／Ｄ）4である。これよ
り、ストッパに接触する時のトルクを２倍にしたとする
と、トーションバー５の径Ｄを約１．２６倍、長さＬを
約２．５２倍としなければならない。
【００３５】ところが、トーションバー５が長くなる
と、装置全体が大型化してしまい、コスト、重量増等の
問題が生じる。更に、ステアリングコラムにトルクセン
サ６を設けた場合、トルクセンサ６が長大化した分、衝
突時エネルギー吸収用のストロークが十分に取れなくな
るという問題も生ずる、そこで、ストッパ係止時トルク
を大きくする為には、バネ定数を変更して行なうことが
不可欠となる。
と、装置全体が大型化してしまい、コスト、重量増等の
問題が生じる。更に、ステアリングコラムにトルクセン
サ６を設けた場合、トルクセンサ６が長大化した分、衝
突時エネルギー吸収用のストロークが十分に取れなくな
るという問題も生ずる、そこで、ストッパ係止時トルク
を大きくする為には、バネ定数を変更して行なうことが
不可欠となる。
【００３６】次にバネ定数を変更する設計を考える。ト
ーションバー５の長さＬ＝一定、最大せん断応力τ＝一
定において、最大トルクをＴからＴ1へ変更後のバネ定
数：Ｋ、最大ネジレ角：θ、径：Ｄを夫々、Ｋ1，θ1，
Ｄ1，及びＫ1＝ａＫとすると、上式から以下の関係がえ
られる。
ーションバー５の長さＬ＝一定、最大せん断応力τ＝一
定において、最大トルクをＴからＴ1へ変更後のバネ定
数：Ｋ、最大ネジレ角：θ、径：Ｄを夫々、Ｋ1，θ1，
Ｄ1，及びＫ1＝ａＫとすると、上式から以下の関係がえ
られる。
【００３７】最大せん断応力をー定とする為の条件は、
Ｔ1／Ｔ＝（Ｄ1／Ｄ）3 である。長さＬを一定とする為
の条件は、ａ＝（Ｄ1／Ｄ）4である。ネジレ角とトルク
の関係は、Ｔ1／Ｔ＝ａθ1／θである。これより、スト
ッパ係止時トルクを２倍（Ｔ1／Ｔ＝２）とすると、ト
ーションバー５の径Ｄは約１．２６倍、そのバネ定数Ｋ
1は約２．５２倍、最大ネジレ角θは約０．７９倍とな
る。
Ｔ1／Ｔ＝（Ｄ1／Ｄ）3 である。長さＬを一定とする為
の条件は、ａ＝（Ｄ1／Ｄ）4である。ネジレ角とトルク
の関係は、Ｔ1／Ｔ＝ａθ1／θである。これより、スト
ッパ係止時トルクを２倍（Ｔ1／Ｔ＝２）とすると、ト
ーションバー５の径Ｄは約１．２６倍、そのバネ定数Ｋ
1は約２．５２倍、最大ネジレ角θは約０．７９倍とな
る。
【００３８】故に、トーションバー長さＬを出来るだけ
短く、且つ、ストッパ係止時トルクを大きく設計する為
には、バネ定数を大きくして設計する事が不可欠とな
る。
短く、且つ、ストッパ係止時トルクを大きく設計する為
には、バネ定数を大きくして設計する事が不可欠とな
る。
【００３９】このようにトーションバー５のバネ定数を
高くすると、路面から受ける衝撃的な力に基づき、入力
軸２と出力軸３との間に比較的大きなトルク（±１５〜
２０Ｎｍ）が付与されたとしても、図３，４に示す入力
軸２の十字形状の下端２ａが、出力軸３の凹部３ｄの内
壁に当接せず、従って打音の発生を抑止できる。また、
操舵トルクが−１２Ｎｍを下回る範囲、又は１２Ｎｍを
上回る範囲でも、トルクセンサ６は操舵トルクに応じた
出力を発生できるという利点がある。
高くすると、路面から受ける衝撃的な力に基づき、入力
軸２と出力軸３との間に比較的大きなトルク（±１５〜
２０Ｎｍ）が付与されたとしても、図３，４に示す入力
軸２の十字形状の下端２ａが、出力軸３の凹部３ｄの内
壁に当接せず、従って打音の発生を抑止できる。また、
操舵トルクが−１２Ｎｍを下回る範囲、又は１２Ｎｍを
上回る範囲でも、トルクセンサ６は操舵トルクに応じた
出力を発生できるという利点がある。
【００４０】しかしながら、トーションバー５のバネ定
数が高くなると、トルクセンサ６の出力特性は、図５の
点線Ｂに示すようになり、通常の制御範囲Ｒ１における
トルクセンサ６からの出力電圧Ｖ２は１．８Ｖ〜３．２
Ｖとなってしまう。すなわち、トーションバー５のねじ
り剛性を高める前の出力電圧Ｖ１すなわち１．３Ｖ〜
３．７Ｖに比べ、出力レンジが約４０％ほど低下するた
め、それだけ制御が粗くなる恐れがある。
数が高くなると、トルクセンサ６の出力特性は、図５の
点線Ｂに示すようになり、通常の制御範囲Ｒ１における
トルクセンサ６からの出力電圧Ｖ２は１．８Ｖ〜３．２
Ｖとなってしまう。すなわち、トーションバー５のねじ
り剛性を高める前の出力電圧Ｖ１すなわち１．３Ｖ〜
３．７Ｖに比べ、出力レンジが約４０％ほど低下するた
め、それだけ制御が粗くなる恐れがある。
【００４１】より具体的には、ストッパ係止時トルクを
大きく設定する為に、トーションバー５のバネ定数を大
きくして設定した場合、単位ネジレ角当たりの変位が減
少するので、トルクセンサ６からの出力も小さくなり、
それによりトルク検出精度が低下し、操舵フィーリング
が悪化してしまう恐れがある。一方、センサ出力を小さ
くしないように、単位ネジレ角当たりの変位が大きくな
るように変換機構部を見直した場合においても、機構部
に起因する摩擦成分も増幅されるので、センサ特性のヒ
ステリシス成分も増大し、同様にトルク検出制度が低下
し、操舵フィーリングが悪化してしまう恐れがある。
大きく設定する為に、トーションバー５のバネ定数を大
きくして設定した場合、単位ネジレ角当たりの変位が減
少するので、トルクセンサ６からの出力も小さくなり、
それによりトルク検出精度が低下し、操舵フィーリング
が悪化してしまう恐れがある。一方、センサ出力を小さ
くしないように、単位ネジレ角当たりの変位が大きくな
るように変換機構部を見直した場合においても、機構部
に起因する摩擦成分も増幅されるので、センサ特性のヒ
ステリシス成分も増大し、同様にトルク検出制度が低下
し、操舵フィーリングが悪化してしまう恐れがある。
【００４２】これに対し、トーションバー５のネジレ剛
性を増大させたことに伴って、トルクセンサ６におい
て、例えばスリーブ６ｄの窓６ｅの数と、入力軸２の歯
２ａの数を増大させて、トーションバー５のネジレ角に
対するトルクセンサ６の出力電圧の比（換算比）を増大
させることも考えられる。ところが、トルクセンサ６の
出力電圧が０．５Ｖ（下閾値ＬＴ）を下回るか、又は
４．５Ｖ（上閾値ＵＴ）を上回ると、不図示の制御回路
が、トルクセンサ６に異常が生じたものと判断するよう
になっているので、トーションバー５のネジレ角に対す
るトルクセンサ６の出力電圧の比を単純に増大させたの
みでは、かかる閾値ＬＴ、ＵＴに近い出力電圧が生じや
すくなって、正常であるにもかかわらずエラー信号が発
生しやすいことになり、それにより電動式パワーステア
リング装置の機能が損なわれる恐れがある。
性を増大させたことに伴って、トルクセンサ６におい
て、例えばスリーブ６ｄの窓６ｅの数と、入力軸２の歯
２ａの数を増大させて、トーションバー５のネジレ角に
対するトルクセンサ６の出力電圧の比（換算比）を増大
させることも考えられる。ところが、トルクセンサ６の
出力電圧が０．５Ｖ（下閾値ＬＴ）を下回るか、又は
４．５Ｖ（上閾値ＵＴ）を上回ると、不図示の制御回路
が、トルクセンサ６に異常が生じたものと判断するよう
になっているので、トーションバー５のネジレ角に対す
るトルクセンサ６の出力電圧の比を単純に増大させたの
みでは、かかる閾値ＬＴ、ＵＴに近い出力電圧が生じや
すくなって、正常であるにもかかわらずエラー信号が発
生しやすいことになり、それにより電動式パワーステア
リング装置の機能が損なわれる恐れがある。
【００４３】そこで、本実施の形態においては、図６に
示すように、入力軸２と出力軸３との相対角度が所定角
度以内である通常の制御範囲Ｒ１においては、トルクセ
ンサ６からの出力電圧は、１．８Ｖ〜３．２Ｖの範囲で
第１の換算比でほぼリニアに変化させると共に、操舵ト
ルクが−８Ｎｍを下回る、又は８Ｎｍを上回る範囲Ｒ２
においては、第１の換算比より低い第２の換算比を用い
て変化率がより緩和されるように、すなわち出力特性が
二次曲線を描くようにしている。このような換算比は可
変値であっても良いからである。従って、出力特性とし
てはサインカーブやサインカーブに類似した周期曲線な
ども含まれる。これにより、制御範囲Ｒ１においては、
高精度な制御を行えるようにすると共に、範囲Ｒ２にお
いては、出力電圧が閾値ＬＴ，ＵＴを超えにくくするよ
うになっている。ちなみに、図６に示す本実施の形態に
かかるトルクセンサ６の出力特性によれば、ストッパ係
止時トルクを−１２Ｎｍから−１７Ｎｍへ、また１２Ｎ
ｍから１７Ｎｍへと拡大することができる。
示すように、入力軸２と出力軸３との相対角度が所定角
度以内である通常の制御範囲Ｒ１においては、トルクセ
ンサ６からの出力電圧は、１．８Ｖ〜３．２Ｖの範囲で
第１の換算比でほぼリニアに変化させると共に、操舵ト
ルクが−８Ｎｍを下回る、又は８Ｎｍを上回る範囲Ｒ２
においては、第１の換算比より低い第２の換算比を用い
て変化率がより緩和されるように、すなわち出力特性が
二次曲線を描くようにしている。このような換算比は可
変値であっても良いからである。従って、出力特性とし
てはサインカーブやサインカーブに類似した周期曲線な
ども含まれる。これにより、制御範囲Ｒ１においては、
高精度な制御を行えるようにすると共に、範囲Ｒ２にお
いては、出力電圧が閾値ＬＴ，ＵＴを超えにくくするよ
うになっている。ちなみに、図６に示す本実施の形態に
かかるトルクセンサ６の出力特性によれば、ストッパ係
止時トルクを−１２Ｎｍから−１７Ｎｍへ、また１２Ｎ
ｍから１７Ｎｍへと拡大することができる。
【００４４】更に、別な実施の形態として、トルクセン
サ６からの出力電圧が例えば４．０Ｖを超えた場合（又
は１．０Ｖを下回った場合）、不図示の制御装置は、ト
ーションバー５が制限角度に近い所与の角度までねじれ
たので、図３，４に示す入力軸２の十字形状の下端２ａ
が、出力軸３の凹部３ｄの内壁に当接する直前になった
と判断して、トーションバー５のネジレが緩和される方
向に、駆動モータから出力される回転トルクを増大もし
くは減少させるように制御することが考えられる。かか
る制御により下端２ａと凹部３ｄとの強い当接が回避さ
れ、それにより打音を抑制することができる。尚、図６
に示すトルクセンサ６の非線形な出力特性を利用して、
出力電圧の増大率（もしくは減少率）が低下したことに
応じて、トーションバー５が制限角度に近い所与の角度
までねじれたことを判断することもできる。
サ６からの出力電圧が例えば４．０Ｖを超えた場合（又
は１．０Ｖを下回った場合）、不図示の制御装置は、ト
ーションバー５が制限角度に近い所与の角度までねじれ
たので、図３，４に示す入力軸２の十字形状の下端２ａ
が、出力軸３の凹部３ｄの内壁に当接する直前になった
と判断して、トーションバー５のネジレが緩和される方
向に、駆動モータから出力される回転トルクを増大もし
くは減少させるように制御することが考えられる。かか
る制御により下端２ａと凹部３ｄとの強い当接が回避さ
れ、それにより打音を抑制することができる。尚、図６
に示すトルクセンサ６の非線形な出力特性を利用して、
出力電圧の増大率（もしくは減少率）が低下したことに
応じて、トーションバー５が制限角度に近い所与の角度
までねじれたことを判断することもできる。
【００４５】以上、実施の形態を参照して本願発明を詳
細に説明してきたが、本願発明は上記実施の形態に限定
して解釈されるべきでなく、その趣旨を損ねない範囲で
適宜変更、改良可能であることはもちろんである。たと
えば、上述した実施の形態においては、トルクセンサと
して非接触タイプとして用いたが、螺旋溝とボールとを
含む接触型のトルクセンサを用いても良い。かかる場
合、螺旋溝のピッチを中央側と両端側とで変化させるこ
とにより、図６に示すような出力特性を得ることができ
る。
細に説明してきたが、本願発明は上記実施の形態に限定
して解釈されるべきでなく、その趣旨を損ねない範囲で
適宜変更、改良可能であることはもちろんである。たと
えば、上述した実施の形態においては、トルクセンサと
して非接触タイプとして用いたが、螺旋溝とボールとを
含む接触型のトルクセンサを用いても良い。かかる場
合、螺旋溝のピッチを中央側と両端側とで変化させるこ
とにより、図６に示すような出力特性を得ることができ
る。
【００４６】
【発明の効果】本発明の電動式パワーステアリング装置
によれば、前記検出装置が、前記ネジレ部材のネジレが
所定角度内であるときは、前記ネジレに対して第１の換
算比で変換された検出信号を出力し、前記所定角度を超
え、かつ前記制限角度以内では、前記ネジレに対し前記
第１の換算比よりも小さい第２の換算比で変換された検
出信号を出力するので、例えば電動式パワーステアリン
グ装置の制御範囲内では、前記ネジレ部材のネジレに対
し第１の換算比で変換された、比較的高い検出信号を用
いることができ、前記制限部材の打音防止のために前記
ネジレ部材のねじり剛性を高めた場合でも、前記モータ
の円滑な制御を行うことができる。一方、制御範囲を超
えた領域では、前記ネジレ部材のネジレに対し第２の換
算比で変換された、比較的低い検出信号が出力されるの
で、検出装置から万が一異常信号が出力されたような場
合でも、容易に見分けが付くこととなる。更に、前記ネ
ジレ部材のネジレが前記制限角度以内である場合におけ
る正常な前記検出装置から出力される検出信号の範囲外
に設定された閾値を、前記検出信号が超えたとき又は下
回ったとき、前記検出装置に異常が生じたと判定される
ようになっているので、前記ネジレ部材の許容トルクを
高めながらも、精度良く前記検出装置の異常を検出する
ことができる。
によれば、前記検出装置が、前記ネジレ部材のネジレが
所定角度内であるときは、前記ネジレに対して第１の換
算比で変換された検出信号を出力し、前記所定角度を超
え、かつ前記制限角度以内では、前記ネジレに対し前記
第１の換算比よりも小さい第２の換算比で変換された検
出信号を出力するので、例えば電動式パワーステアリン
グ装置の制御範囲内では、前記ネジレ部材のネジレに対
し第１の換算比で変換された、比較的高い検出信号を用
いることができ、前記制限部材の打音防止のために前記
ネジレ部材のねじり剛性を高めた場合でも、前記モータ
の円滑な制御を行うことができる。一方、制御範囲を超
えた領域では、前記ネジレ部材のネジレに対し第２の換
算比で変換された、比較的低い検出信号が出力されるの
で、検出装置から万が一異常信号が出力されたような場
合でも、容易に見分けが付くこととなる。更に、前記ネ
ジレ部材のネジレが前記制限角度以内である場合におけ
る正常な前記検出装置から出力される検出信号の範囲外
に設定された閾値を、前記検出信号が超えたとき又は下
回ったとき、前記検出装置に異常が生じたと判定される
ようになっているので、前記ネジレ部材の許容トルクを
高めながらも、精度良く前記検出装置の異常を検出する
ことができる。
【００４７】本発明の電動式パワーステアリング装置に
よれば、制御装置が、検出装置の検出結果に基づいて、
前記ネジレ部材が、前記制限角度に近い所与の角度まで
ねじれたと判断したときは、前記ネジレ部材のネジレを
緩和する方向に、前記モータの出力を増大又は減少させ
るようになっているので、前記制限部材の打音を効果的
に抑止できるようになっている。
よれば、制御装置が、検出装置の検出結果に基づいて、
前記ネジレ部材が、前記制限角度に近い所与の角度まで
ねじれたと判断したときは、前記ネジレ部材のネジレを
緩和する方向に、前記モータの出力を増大又は減少させ
るようになっているので、前記制限部材の打音を効果的
に抑止できるようになっている。
【図１】本発明の実施の形態である電動式のパワーステ
アリング装置を、入力軸の軸線に沿って切断して示す断
面図である。
アリング装置を、入力軸の軸線に沿って切断して示す断
面図である。
【図２】図１の電動式のパワーステアリング装置をII-I
Iで切断して矢印方向に見た図である。
Iで切断して矢印方向に見た図である。
【図３】出力軸３の上面図である。
【図４】図３に示す出両軸３をIV-IV線で切断して矢印
方向に見た図である。
方向に見た図である。
【図５】操舵トルクを横軸にとり、トルクセンサ６から
の出力電圧を縦軸にとって、トルクセンサ６の出力特性
を示したグラフである。
の出力電圧を縦軸にとって、トルクセンサ６の出力特性
を示したグラフである。
【図６】操舵トルクを横軸にとり、トルクセンサ６から
の出力電圧を縦軸にとって、トルクセンサ６の出力特性
を示したグラフである。
の出力電圧を縦軸にとって、トルクセンサ６の出力特性
を示したグラフである。
１ ハウジング ２ 入力軸 ３ 出力軸 ５ トーションバー ６ トルクセンサ
Claims (3)
- 【請求項１】 ハウジングと、 前記ハウジングに取り付けられ回転軸を回転させるモー
タと、 車輪を操舵する為に操舵力を出力する出力軸と、 ステアリングホイールから前記出力軸へと操舵力を伝達
する入力軸と、 前記モータの前記回転軸と前記出力軸とを動力伝達可能
に連結する動力伝達機構と、 前記出力軸と前記入力軸とを連結し、前記入力軸に付与
された操舵トルクに応じて弾性的にねじれるネジレ部材
と、 前記ネジレ部材のネジレ量に対応した検出信号を出力す
る検出装置と、 前記検出装置からの検出信号に基づいて、前記モータを
駆動制御する制御装置と、 前記出力軸と前記入力軸との相対回動を制限することに
よって、制限角度以上の前記ネジレ部材のネジレを禁止
する制限部材とを有し、 前記検出装置は、前記ネジレ部材のネジレが所定角度内
であるときは、前記ネジレに対して第１の換算比で変換
された検出信号を出力し、前記所定角度を超え、かつ前
記制限角度以内では、前記ネジレに対し前記第１の換算
比よりも小さい第２の換算比で変換された検出信号を出
力するようになっており、 更に、前記ネジレ部材のネジレが前記制限角度以内であ
る場合における正常な前記検出装置から出力される検出
信号の範囲外に設定された閾値を、前記検出信号が超え
たとき又は下回ったとき、前記検出装置に異常が生じた
と判定されるようになっている電動式パワーステアリン
グ装置。 - 【請求項２】 前記制限角度までねじれたときの前記ネ
ジレ部材の受けるトルクは、−１５Ｎｍ以下もしくは１
５Ｎｍ以上となっている請求項１に記載の電動式パワー
ステアリング装置。 - 【請求項３】 ハウジングと、 前記ハウジングに取り付けられ回転軸を回転させるモー
タと、 車輪を操舵する為に操舵力を出力する出力軸と、 ステアリングホイールから前記出力軸へと操舵力を伝達
する入力軸と、 前記モータの前記回転軸と前記出力軸とを動力伝達可能
に連結する動力伝達機構と、 前記出力軸と前記入力軸とを連結し、前記入力軸に付与
された操舵トルクに応じて弾性的にねじれるネジレ部材
と、 前記ネジレ部材のネジレ量に対応した検出信号を出力す
る検出装置と、 前記検出装置からの検出信号に基づいて、前記モータを
駆動制御する制御装置と、 前記出力軸と前記入力軸との相対回動を制限することに
よって、制限角度以上の前記ネジレ部材のネジレを禁止
する制限部材と、を有し、 前記制御装置は、前記検出装置の検出結果に基づいて、
前記ネジレ部材が、前記制限角度に近い所与の角度まで
ねじれたと判断したときは、前記ネジレ部材のネジレを
緩和する方向に、前記モータの出力を増大又は減少させ
るようになっている電動式パワーステアリング装置。
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-
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2000
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