JP2005297718A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
ステアリング系を操舵補助するための複数の電動モータを備え、該複数の電動モータのうち少なくとも一つの電動モータの駆動軸にクラッチ機構を採用することによって、同期制御を容易化し、高出力化を可能にするとともに、総合的なエネルギコストの低減を図り、操舵性の向上を図った電動パワーステアリングを提供する。
【解決手段】
ステアリング系を操舵補助するための複数の電動モータと、該電動モータの動作を負荷状態に応じて個別に制御するための制御手段とを備え、少なくとも一つの電動モータは、逆作動のトルク伝達が空転するクラッチ機構を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車もしくは産業車両に用いられる電動パワーステアリング装置の改良に関する。

一般に、電動パワーステアリング装置には、操舵補助用の電動モータをコラム部に設けたコラム操舵補助式、ピニオン部に設けたピニオン操舵補助式、ラック部に設けたラック操舵補助式、およびボールスクリュー部に設けたボールスクリュー式の４種類が存在している。

このような電動パワーステアリング装置は、油圧式のものに較べ、走行条件に応じた細かい制御が可能であるという利点から、近年、自動車に広く用いられている。

しかし、電動パワーステアリング装置は、油圧式のものに較べ、出力が小さいという欠点から、中型、大型自動車への適用が困難であった。仮に、電動モータを大きくすれば、高出力を得ることはできるが、電動モータを大型化することは、設置スペースの面で限界があり、組立工程における作業面、コスト面においても得策ではなかった。

そのため、電動パワーステアリング装置で、電動モータの出力を高める技術として、小型電動モータを２基併設したものが、例えば特許文献１、特許文献２、および特許文献３に開示される。

特許文献１では、ステアリングコラムに、２台の操舵補助用電動モータを取付け、この２台の電動モータ回転力を、ステアリングシャフトに負荷して操舵機構に伝達するようになっているコラム操舵補助式の電動パワーステアリング装置が開示されている。

また、特許文献２では、上記コラム操舵補助式の電動パワーステアリング装置の他に、ラック・ピニオン部に２台の操舵補助用電動モータを取り付けたラック・ピニオン式の電動パワーステアリング装置が開示されている。

さらに、特許文献３では、図１４に示すように、操舵補助用の電動モータ１０１は、出力軸１０１ａの途中に電磁クラッチ１０２を介在させて第１の減速機構１０３を構成するウォームギア１０４が装着され、また操舵補助用の電動モータ１０５は、出力軸１０５ａの途中に同じく電磁クラッチ１０６を介在させるとともに、第２の減速機構１０７を介在させて第１の減速機構１０３を構成するウォームギア１０８が装着されている。そして、電磁クラッチ１０２，１０６は、車速が零から所定値の範囲内で常に継位置に設定され、車速が所定値を超えると、電磁クラッチ１０２は継状態のままに保持される一方、電磁クラッチ１０６は制御部によって断状態に切りかえられるようになっている。

特開平６−３４４９２７号公報 特開平７−１７２３２６号公報 特開平８−２５８７２８号公報

ところが、特許文献１および特許文献２では、いずれの電動モータも路面側からの逆作動が入力される構成になっていた。電動モータを制御する際には、逆作動の入力は１つあれば十分であるが、上記従来の電動パワーステアリング装置では、いずれの電動モータも逆作動を入力してしまうため、電動モータへの負荷が大きく、消費電力が大きかった。

また、特許文献３では、低速時には、電磁クラッチ１０２，１０６は共に継状態であるので、電動モータ１０１，１０５は共に路面側からの逆作動力を入力してしまい、電動モータの消費電力を低減することはできなかった。また、電磁クラッチ１０２，１０６の継，断操作を制御するための制御装置等を設ける必要があり、これらを取り付けるための労力およびコストが嵩んでしまうという問題があった。さらに、電動モータ１０１，１０５と電磁クラッチ１０２，１０６との連結部に対する設計の不的確化を招く虞れがあった。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ステアリング系を操舵補助するための複数の電動モータを備え、該複数の電動モータのうち少なくとも一つの電動モータの駆動軸にクラッチ機構を採用することによって、同期制御を容易化し、高出力化を可能にするとともに、総合的なエネルギコストの低減を図り、操舵性の向上を図った電動パワーステアリングを提供することにある。

本発明の上記目的は、ステアリング系を減速機構を介して操舵補助するための複数の電動モータと、該電動モータの動作を負荷状態に応じて個別に制御するための制御手段とを備え、少なくとも一つの前記電動モータは、逆作動のトルク伝達が空転するクラッチ機構を備えたことにより、達成される。

また、上記目的は、前記制御手段は、負荷状態に起因するモータ特性変動を補償するようにしたことにより、効果的に達成される。

また、上記目的は、前記モータ特性変動は、前記電動モータのトルク変動であることにより、効果的に達成される。

また、上記目的は、前記モータ特性変動は、車両特性により前記ステアリング系に発生する振動であることにより、効果的に達成される。

また、上記目的は、前記電動モータは、ステアリングコラムに配されたことにより、効果的に達成される。

また、上記目的は、前記電動モータは、ステアリングコラムと、ステアリングピニオン部とに配されたことにより、効果的に達成される。

また、上記目的は、前記電動モータは、ステアリングピニオン部に配されたことにより、効果的に達成される。

また、上記目的は、前記電動モータは、ステアリングピニオン部と、ラック部とに配されたことにより、効果的に達成される。

また、上記目的は、前記クラッチ機構を備えた前記電動モータは、ステアリングピニオン部に配されるとともに、前記クラッチ機構を備えていない前記電動モータは、ボールスクリュー部に配されたことにより、効果的に達成される。

また、上記目的は、前記電動モータは、ステアリングコラムと、ボールスクリュー部とに配されたことにより、効果的に達成される。

さらに、上記目的は、前記クラッチ機構を備えた前記電動モータは、ステアリングコラムに配されるとともに、前記クラッチ機構を備えていない前記電動モータは、ボールスクリュー部に配されたことにより、効果的に達成される。

以上のように、本発明に係る電動パワーステアリング装置によると、ステアリング系を減速機構を介して操舵補助するための複数の電動モータと、該電動モータの動作を負荷状態に応じて個別に制御するための制御手段とを備えた。これにより、ステアリング系に作用する負荷を分散することができ、高出力化が可能になり、且つ電動モータの小型化を図り、電動モータを配する設置スペースを軽減することができる。この結果、小型車両のみならず、大型車両に対しても電動パワーステアリング装置を適用することができる。

また、電動モータのうち少なくとも一つの電動モータの駆動軸に、逆作動が伝達されないように構成されたクラッチ機構を採用し、路面側からの逆作動力が入力されないようにした。これにより、一方の電動モータには逆作動力が入力されないため、総合的なエネルギコストの低減を図ることができ、且つ電動モータの小型化および損傷防止を図ることができる。

また、複数の電動モータを個別に制御することにより、細かな制御が可能になり、車両の走行状態に応じて操舵補助力を簡単に制御することができるとともに、走行時のモータ慣性も小さくなり、操舵性を向上させることができる。

さらに、エンジンや車体サイズの変更の際に、一方の電動モータを共通にして、他方の電動モータのサイズを変更してステアリング系に配することで対応することにより、製造コストを低減できるとともに、取付けに要する労力を軽減できる。

以下、図面を参照にしながら、本発明の実施形態を説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る電動パワーステアリング装置１ａを示す概略構成図である。同図において、電動パワーステアリング装置１ａは、ステアリングシャフト２をステアリングコラム３内で回転自在に支持しており、ステアリングホイール４の操舵力を、ユニバーサルジョイント５を介してインタミシャフト６に伝動するようになっている。

また、インタミシャフト６は、ユニバーサルジョイント７を介してピニオン軸８に連結され、ステアリングギア部９によって車両幅方向に延びるラック軸１０に連結されている。このステアリングギア部９では、ピニオン軸８のピニオン歯（ピニオン）とラック軸１０のラック歯（ラック）との噛合によって、ピニオン軸８の回転運動をラック軸１０の直線運動に変換するようになっている。

また、ステアリングコラム３の下端側（図１左方）には、電動モータ１１Ａが設けられ、図２に示すように、後端側（図２左側）に、減速機構１２Ａが一対の玉軸受１３，１３によって回転自在に支持されている。この減速機構１２Ａは、ステアリングシャフト２に圧入固定されたウォームホイール１４と、該ウォームホイール１４に噛合するウォームギア１５とから構成される。これにより、電動モータ１１Ａが駆動すると、その駆動軸１６に連結されたウォームギア１５およびウォームホイール１４を介してステアリングシャフト２を操舵補助するようになっている。

また、ステアリングコラム３の上端側（図１右方）には、電動モータ１１Ｂが設けられ、上述したものと同様の減速機構１２Ｂを介してステアリングシャフト２を操舵補助するようになっている。

また、各電動モータ１１Ａ，１１Ｂの駆動を制御する制御手段（ＥＣＵ）１７には、ステアリングシャフト２に取り付けられたトルクセンサ１８から、ステアリングホイール４の操作で与えられた操舵トルクに基づく信号が入力される。また、ＥＣＵ１７には、車速センサ１９から、車速信号が入力される。

ＥＣＵ１７は、図３に示すように、所定のプログラムにより電動モータ１１Ａ，１１Ｂの駆動制御を司るマイクロプロセッサ２０と、プログラムや予め決められた定数などを記憶したＲＯＭ２１と、マイクロプロセッサ２０のワークエリアや一時記憶として使用されるＲＡＭ２２と、各電動モータ１１Ａ，１１Ｂごとの駆動を制御するためのモータ駆動回路２３Ａ，２３Ｂと、各電動モータ１１Ａ，１１Ｂの供給電流を検出するモータ電流検出回路２４Ａ，２４Ｂと、トルクセンサ１８および車速センサ１９からの信号を受信するＩ／Ｏインターフェイス（Ｉ／Ｆ）２５，２５とから構成されている。

この電動パワーステアリング装置１ａにおいては、図４に示すように、電動モータ１１Ａに連結している駆動側軸１６ａと減速機構１２Ａに連結している被駆動側軸１６ｂとの間にクラッチ機構２６が設けられている。このクラッチ機構２６は、電動モータ１１Ａによる駆動側軸１６ａの正逆回転トルクを被駆動側軸１６ｂに伝達する一方、被駆動側軸１６ｂの正逆回転トルクを、駆動側軸１６ａと被駆動側軸１６ｂとを空転させることによって伝達しない構造になっている。

図４において、駆動側軸１６ａおよび被駆動側軸１６ｂは、軸受２７および軸受２８を介してケース２９に回転自在に支持されている。このクラッチ機構２６は、駆動側軸１６ａに一体に形成された駆動側部材３０と、被駆動側軸１６ｂに一体に形成された被駆動側部材（外輪）３１と、駆動側部材３０の外周面３０ａと外輪３１の摩擦面３１ａとの間に介在され、慣性体として作用する複数の転動体３２とからなる。

図５に示すように、転動体３２は、駆動側部材３０から径方向外方に突出する突起部３３に係止されたバネ３４と係合することによって、位置を保持されている。このバネ３３は、図６に示すように、変位自在に形成された舌バネ部３５を有し、該舌バネ部３５は、転動体３２を径方向内方（外周面３０ａ側）に弾性的に押圧している。

また、転動体３２は、一般的な円筒ころ軸受を構成する円筒ころの如きもので、高炭素クロム軸受鋼等の硬質金属からなり、外力が加わらない状態では、円周方向における各突起部３３間の中間に位置している。なお、この状態では、転動体３２と外輪３１の摩擦面３１ａとは、擦れ合うことはない。

次に、このクラッチ機構２６を組み込んだクラッチ付モータ１１Ａの作用について説明する。まずステアリング系を操舵補助するために、駆動側軸１６ａの回転を被駆動側軸１６ｂに伝達する場合について説明する。例えば、モータ１１Ａが回転し、駆動側部材３０が図５の反時計回りに回転する場合には、この駆動側部材３０の回転時の回転加速度による転動体３２の慣性によって、転動体３２は、円周方向における各突起部３３間の中間位置から僅かにずれる。これにより、転動体３２は、バネ３４のバネ力に抗して外輪３１の円周方向外方に変位し、駆動側部材３０の外周面３０ａと外輪３１の摩擦面３１ａとの間に嵌合する。この結果、駆動側軸１６ａと被駆動側軸１６ｂとが係合し、同速度で回転するようになっている。

なお、上述の説明は、駆動側部材３０が反時計回りに回転した場合について述べたが、時計方向に回転する場合も、回転方向が逆になる以外、同様に作用する。

次に、モータ１１Ａは静止しており、駆動側部材３０が静止状態であるにも拘わらず、転蛇輪からの逆作動力によって、被駆動軸１６ｂおよび外輪３１に回転方向の力が加わった場合について説明する。例えば、外輪３１が図５の反時計回りに回転する場合には、転動体３２は、バネ３４のバネ力によって円周方向おける各突起部３３間の中間位置から不動である。よって、外輪３１の摩擦面３１ａと転動体３２の転動面とが当接することはない。また、仮に、外輪３１の摩擦面３１ａと転動体３２の転動面とが当接した状態で、外輪３１に回転方向の力が加わった場合には、所定の角度回転することによって、転動体３２の嵌合は解除される。このように、外輪３１の回転方向に力が加わった場合には、外輪３１は空転するため、この回転方向の力が駆動側部材３０に伝達されることはない。

なお、上述の説明は、外輪３１が反時計回りに回転した場合について述べたが、時計方向に回転する場合も、回転方向が逆になる以外、同様に作用する。

次に、本実施例の電動パワーステアリング装置の作用について、図７のフローチャート図に基づいて説明する。

まず、ステップＳ１では、トルクセンサ１８から検出された操舵トルクＴ、および車速センサ１９から検出された車速Ｓを読み取る。

ステップＳ２では、車速Ｓが決められた高速基準値Ｒ_Ｓ１を超えているか、否かを判定する。車速Ｓが高速基準値Ｒ_Ｓ１を超えているときは、高速走行中であると判断し、ステップＳ３に移行する。

ステップＳ３では、操舵トルクＴが決められた大トルク基準値Ｒ_Ｔ１を超えているか、否かを判定する。操舵トルクＴが大トルク基準値Ｒ_Ｔ１超えているときは、ステアリングホイール４から大きな操舵トルクが入力されていると判断し、ステップＳ４に移行する。操舵トルクＴが大トルク基準値Ｒ_Ｔ１以下であるときは、ステアリングホイール４から大きな操舵トルクが入力されていないと判断し、ステップＳ５に移行する。

高速走行中であり、且つ入力された操舵トルクＴが大トルク基準値Ｒ_Ｔ１を超えているときは、ステップＳ４で、クラッチ無しモータ１１Ｂとクラッチ付モータ１１Ａとを共に駆動し、操舵補助するようになっている。高速走行中に、衝突回避するためにハンドル操作する際には、ステアリングシャフト２に大きな操舵トルクが発生する。そのため、高速走行中であっても、大きな操舵トルクＴが検出されたときには、クラッチ無しモータ１１Ｂとクラッチ付モータ１１Ａとを共に駆動し、操舵補助するようになっている。

高速走行中であり、且つ入力された操舵トルクＴが大トルク基準値Ｒ_Ｔ１以下であるときは、ステップＳ５で、クラッチ無しモータ１１Ｂのみを駆動し、操舵補助するようになっている。高速走行中では、大きな操舵トルクＴが入力されていないときには、過大な操舵補助力を必要としないため、クラッチ無しモータ１１Ｂのみによって、操舵補助するようになっている。

次いで、ステップＳ２で車速Ｓが高速基準値Ｒ_Ｓ１以下であるときは、ステップＳ６に移行し、車速Ｓが決められた低速基準値Ｒ_Ｓ２（Ｒ_Ｓ２＜Ｒ_Ｓ１）を超えているか、否かを判定する。車速Ｓが低速基準値Ｒ_Ｓ２を超えているときは、中速走行中であると判断し、ステップＳ７に移行する。

ステップＳ７では、ステップＳ３と同様に、操舵トルクＴが決められた大トルク基準値Ｒ_Ｔ１を超えているか、否かを判定する。操舵トルクＴが大トルク基準値Ｒ_Ｔ１超えているときは、ステアリングホイール４から大きな操舵トルクが入力されていると判断し、ステップＳ４に移行する。操舵トルクＴが大トルク基準値Ｒ_Ｔ１以下であるときは、ステップＳ５に移行する。

中速走行中であり、且つ入力された操舵トルクＴが大トルク基準値Ｒ_Ｔ１を超えているときは、ステップＳ４で、クラッチ無しモータ１１Ｂとクラッチ付モータ１１Ａとを共に駆動し、操舵補助するようになっている。この場合の車速Ｓおよび操舵トルクＴは、通常の道路で行なわれるＵターンなどの際の車速および操舵トルクであり、大きなトルクを必要とするため、クラッチ無しモータ１１Ｂとクラッチ付モータ１１Ａとを共に駆動し、操舵補助する必要がある。

中速走行中であり、且つ入力された操舵トルクＴが大トルク基準値Ｒ_Ｔ２以下であるときは、ステップＳ５で、クラッチ無しモータ１１Ｂのみを駆動し、操舵補助するようになっている。中速走行中であり、操舵トルクＴが過大に大きくない場合には、大きな操舵補助力を必要としないため、クラッチ無しモータ１１Ｂのみによる操舵補助で十分である。

ステップＳ６で、車速Ｓが低速基準値Ｒ_Ｓ２以下であるときは、低速走行中であると判断し、ステップＳ８に移行する。ステップＳ８では、操舵トルクＴが決められた小トルク基準値Ｒ_Ｔ２を超えているか、否かを判定する。操舵トルクＴが小トルク基準値Ｒ_Ｔ２以下であるときは、ステアリングホイール４から入力されている操舵トルクが小さくないと判断し、ステップＳ４に移行する。操舵トルクＴが小トルク基準値Ｒ_Ｔ２以下であるときは、ステアリングホイール４から入力されている操舵トルクが小さいと判断し、ステップＳ５に移行する。

低速走行中であり、且つ入力された操舵トルクＴが小トルク基準値Ｒ_Ｔ２を超えているときは、ステップＳ４で、クラッチ無しモータ１１Ｂとクラッチ付モータ１１Ａとを共に駆動し、操舵補助するようになっている。この場合は、主に車庫入れや縦列駐車などの際のハンドル操作であり、ハンドルの据え切り時には、大きなトルクを必要とする。よって、この場合には、クラッチ無しモータ１１Ｂとクラッチ付モータ１１Ａとを共に駆動し、操舵補助するようになっている。

低速走行中であり、且つ入力された操舵トルクＴが小トルク基準値Ｒ_Ｔ２以下であるときは、ステップＳ５で、クラッチ無しモータ１１Ｂのみを駆動し、操舵補助するようになっている。低速走行中では、大きな操舵補助力を必要とするが、過度に小さい操舵トルクの場合には、クラッチ無しモータ１１Ｂのみによる操舵補助で十分である。

以上のように、本実施例では、ステアリングコラム３に配されたクラッチ付モータ１１Ａおよびクラッチなしモータ１１Ｂと、各電動モータ１１Ａ，１１Ｂの駆動を個別に制御するＥＣＵ１７とを備えた。これにより、モータ特性変動に応じて、各電動モータ１１Ａ，１１Ｂの制御を個別に行なうことができ、例えば、車速Ｓや操舵トルクＴに基づき、通常走行中には一方の電動モータ１１のみ駆動させ、据え切り時のように高出力が作用するときには、電動モータ１１Ａ，１１Ｂを両方とも駆動させることができる。その結果、高出力化が可能になり、車両の走行状態に応じて、最適な操舵補助を行なうことができる。

また、電動モータ１１Ａの駆動軸１６に、電動モータ１１Ａからの正逆回転トルクを被駆動側軸１６Ｂに伝達する一方、被駆動側軸１６Ｂからの正逆回転トルクを電動モータ１１Ａには伝達しない機能を備えたクラッチ機構２６を介設した。これにより、電動モータ１１Ａには、路面側からの逆作動力が入力されないため、総合的なエネルギコストの低減を図ることができ、且つ電動モータの小型化および損傷防止を図ることができる。

また、図９は、本発明の実施例２に係る電動パワーステアリング装置１ｂを示す概略構成図であり、実施例１と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。同図において、電動パワーステアリング装置１ｂのステアリング系は、ステアリングコラム３に設けられた電動モータ１１Ｃの駆動力を、クラッチ機構２６および減速機構１２Ｃを介して操舵補助されるとともに、ステアリングギア部（ピニオン部）９に設けられた電動モータ１１Ｄの駆動力を減速機構１２Ｄを介して操舵補助されるようになっている。これにより、実施例１と同様の作用効果を得られることはもとより、設置スペースにあまり余裕がないステアリングコラム３に設けられた電動モータ１１Ｃの容量を小さくすることができる。この結果、ステアリングコラム部の設置スペースに制限のある車種に対しても対応することができる。

また、図１０は、本発明の実施例３に係る電動パワーステアリング装置１ｃを示す概略構成図であり、実施例１と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。同図において、電動パワーステアリング装置１ｃのステアリング系は、ステアリングギア部（ピニオン部）９に設けられた電動モータ１１Ｅの駆動力を、クラッチ機構２６および減速機構１２Ｅを介して操舵補助されるとともに、同じくステアリングギア部（ピニオン部）９に設けられた電動モータ１１Ｆの駆動力を減速機構１２Ｆを介して操舵補助されるようになっている。これにより、実施例１と同様の作用効果を得られることはもとより、設置スペースにあまり余裕がないステアリングコラム部には電動モータを配さずに、比較的設置スペースに余裕があるピニオン部に２台の電動モータ１１Ｅ，１１Ｆを配すため、ステアリングコラム部の設置スペースに制限のある車種に対しても対応することができる。

また、図１１は、本発明の実施例４に係る電動パワーステアリング装置１ｄを示す概略構成図であり、実施例１と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。同図において、電動パワーステアリング装置１ｄのステアリング系のラック軸１０は、ステアリングギア部（ピニオン部）９に設けられた電動モータ１１Ｇの駆動力を、クラッチ機構２６および減速機構１２Ｇを介してピニオン軸（第１ピニオン軸）８から操舵補助されるとともに、他の転舵輪側（図１１右側）で、第２ピニオン軸８´に係合し、該第２ピニオン軸８´は、減速機構１２Ｈを介して電動モータ１１Ｈに連結され、該電動モータ１１Ｈによって操舵補助されるようになっている。これにより、実施例１と同様の作用効果を得られることはもとより、設置スペースにあまり余裕がないステアリングコラム部には電動モータを配さずに、比較的設置スペースに余裕があるピニオン部およびラック部に電動モータ１１Ｇ，１１Ｈを配すため、ステアリングコラム部の設置スペースに制限のある車種に対しても対応することができ、且つ第１ピニオン８の負荷を軽減することができ、高出力化を図ることができる。

また、図１２は、本発明の実施例５に係る電動パワーステアリング装置１ｅを示す概略構成図であり、実施例１と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。同図において、電動パワーステアリング装置１ｅのステアリング系のラック軸１０は、ステアリングギア部（ピニオン部）９に設けられた電動モータ１１Ｉの駆動力を、クラッチ機構２６および減速機構１２Ｉを介してピニオン軸（第１ピニオン軸）８から操舵補助されるとともに、他の転舵輪側（図１２右側）で、ボールスクリューに係合する減速機構（ボールスクリュー伝達機構）５０Ｊを介して電動モータ１１Ｊに連結され、該電動モータ１１Ｊによって操舵補助されるようになっている。

図１３は、ラック＆ピニオン機構の縦断面図である。同図において、符号５２で示した部材は、ラック＆ピニオンハウジングであり、ラック＆ピニオン機構を構成するラック軸１０とピニオン軸８を保持している。ラック軸１０は、ピニオン軸８のピニオンに噛合するラック５３を図中左側に有する。

ボールスクリュー伝達機構５０Ｊは、ラック＆ピニオンハウジング５２の図１３右端にボルト締めされたギアハウジング５４と、該ギアハウジング５４にボルト締めされ、ラック＆ピニオンハウジング５２やギアハウジング５４とともにステアリングギアケースを構成するボールスクリューハウジング５５とを外郭としている。

ギアハウジング５４は、その下部に電動モータ１１Ｊを備え、該電動モータ１１Ｊの駆動軸５６に固着されたドライブギア５７と、該ドライブギア５７に噛合するドリブンギア５８とを収納している。図中の符号５９は、ドライブギア５７を回転自在に支持する軸受を示し、符号６０は、ドリブンギア５８を回転自在に支持する軸受を示している。

ボールスクリューハウジング５５には、ボールナット６１が複列アンギュラ玉軸受６２を介して回転自在に保持されている。また、ラック軸１０には、雄ネジ溝６３が形成される一方、ボールナット６１には雌ネジ溝６４が形成され、雄ネジ溝６３と雌ネジ溝６４との間には循環ボールとして多数個の鋼球６５が介装されている。

ドリブンギア５８は、軸心にラック軸１０が挿通される中空部６６を有し、該中空部６６の図中右端で、ドリブンギア５８とボールナット６１とが、比較的緩く嵌合しており、自由に相対摺動できるようになっている。

電動モータ１１Ｊは、ＥＣＵ１７からの信号に基づき、正逆いずれかの方向に回転し、ドライブギア５７およびドリブンギア５８を介して、その回転がドリブンギア５８にスプライン係合したボールナット６１に減速して伝達される。ボールナット６１が回転すると、その雌ネジ溝６４に係合した鋼球６５を介してラック軸１０の雄ネジ溝６３にスラスト力が作用し、これにより操舵補助が実現される。

このように、本実施例では、ピニオン部９に設けられた電動モータ１１Ｉの駆動力を、クラッチ機構２６および減速機構１２Ｉを介して操舵補助するとともに、電動モータ１１Ｊの駆動力を、ラック軸１０のボールスクリューに係合するボールスクリュー伝達機構５０Ｊを介して操舵補助するようにした。これにより、実施例１と同様の作用効果を得られることはもとより、設置スペースにあまり余裕がないステアリングコラム３には電動モータを配さずに、比較的設置スペースに余裕があるピニオン部およびボールスクリュー部に電動モータ１１Ｉ，１１Ｊを配すため、ステアリングコラム部の設置スペースに制限のある車種に対しても対応することができる。

また、電動モータ１１Ｊの駆動力を、耐久性の高いボールスクリューを採用したボールスクリュー伝達機構５０Ｊを介してラック軸に伝達することにより、第１ピニオンの負荷を軽減することができるとともに、電動モータ１１Ｊの高出力化を図ることができる。

また、図１４は、本発明の実施例６に係る電動パワーステアリング装置１ｆを示す概略構成図であり、実施例１および実施例５と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。同図において、電動パワーステアリング装置１ｆのステアリング系は、ステアリングコラム３に設けられた電動モータ１１Ｋの駆動力を、クラッチ機構２６および減速機構２６を介して操舵補助されるとともに、電動モータ１１Ｌの駆動力を、ラック軸１０のボールスクリューに係合する減速機構（ボールスクリュー伝達機構）５０Ｌを介して操舵補助されるようになっている。これにより、実施例１と同様の作用効果を得られることはもとより、設置スペースにあまり余裕がないステアリングコラム３に設けられた電動モータ１１Ｋの容量を小さくすることができ、ステアリングコラム部の設置スペースに制限のある車種に対しても対応することができる。

また、電動モータ１１Ｌの駆動力を、耐久性の高いボールスクリューを採用したボールスクリュー伝達機構５０Ｌを介してラック軸に伝達することにより、ピニオン軸８の負荷を軽減することができるとともに、電動モータ１１Ｌの高出力化を図ることができる。

以上、本発明を具体的に説明してきたが、本発明はそれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

本発明の実施例１に係る、操舵補助用の２台の電動モータをステアリングコラム部に配した電動パワーステアリング装置の概略構成図である。 上記ステアリングコラム部の縦断面図である。 上記電動モータの制御回路の構成を示すブロック図である。 上記電動パワーステアリング装置に組み込まれたクラッチ機構の断面図である。 図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 上記クラッチ機構の転動体を押圧するためのばねの上面図である。 本実施例における電動モータの駆動制御を示すフローチャート図である。 本発明の実施例２に係る、操舵補助用の２台の電動モータをステアリングコラム部とピニオン部とに配した電動パワーステアリング装置の概略構成図である。 本発明の実施例３に係る、操舵補助用の２台の電動モータをピニオン部に配した電動パワーステアリング装置の概略構成図である。 本発明の実施例４に係る、操舵補助用の２台の電動モータをピニオン部とラック部とに配した電動パワーステアリング装置の概略構成図である。 本発明の実施例５に係る、操舵補助用の２台の電動モータをピニオン部とボールスクリュー部とに配した電動パワーステアリング装置の概略構成図である。 上記電動パワーステアリング装置のラック＆ピニオン機構の縦断面図である。 本発明の実施例６に係る、操舵補助用の２台の電動モータをステアリングコラム部とボールスクリュー部とに配した電動パワーステアリング装置の概略構成図である。 従来の電磁クラッチ付電動モータの拡大断面図である。

符号の説明

１ 電動パワーステアリング装置
３ ステアリングコラム
８ ピニオン軸
９ ステアリングギア部（ピニオン部）
１０ ラック軸
１１ 電動モータ
１２ 減速機構
１７ 制御手段（ＥＣＵ）
２６ クラッチ機構
５０ 減速機構（ボールスクリュー伝達機構）

Claims (11)

1. ステアリング系を操舵補助するための複数の電動モータと、
   該電動モータの動作を負荷状態に応じて個別に制御するための制御手段とを備え、
   少なくとも一つの前記電動モータは、逆作動のトルク伝達が空転するクラッチ機構を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記制御手段は、負荷状態に起因するモータ特性変動を補償するようにした請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記モータ特性変動は、前記電動モータのトルク変動である請求項２記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記モータ特性変動は、車両特性により前記ステアリング系に発生する振動である請求項２記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記電動モータは、ステアリングコラムに配された請求項１乃至４の何れかに記載の電動パワーステアリング装置。
6. 前記電動モータは、ステアリングコラムと、ステアリングピニオン部とに配された請求項１乃至４の何れかに記載の電動パワーステアリング装置。
7. 前記電動モータは、ステアリングピニオン部に配された請求項１乃至４の何れかに記載の電動パワーステアリング装置。
8. 前記電動モータは、ステアリングピニオン部と、ラック部とに配された請求項１乃至４の何れかに記載の電動パワーステアリング装置。
9. 前記クラッチ機構を備えた前記電動モータは、ステアリングピニオン部に配されるとともに、前記クラッチ機構を備えていない前記電動モータは、ボールスクリュー部に配された請求項１乃至４の何れかに記載の電動パワーステアリング装置。
10. 前記電動モータは、ステアリングコラムと、ボールスクリュー部とに配された請求項１乃至４の何れかに記載の電動パワーステアリング装置。
11. 前記クラッチ機構を備えた前記電動モータは、ステアリングコラムに配されるとともに、前記クラッチ機構を備えていない前記電動モータは、ボールスクリュー部に配された請求項１乃至４の何れかに記載の電動パワーステアリング装置。

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