JP2006160110A - 車両用電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 外部から磁歪式操舵トルクセンサに与える磁気的な影響を抑制して、センサの検出精度を高め、安定したセンサ故障検出をする。
【解決手段】 車両用電動パワーステアリング装置１０は、ステアリングハンドル２１から操舵車輪２９に至るステアリング系２０に、ステアリングハンドルに連結したピニオン軸２４と操舵車輪に連結したラック軸２６とからなるラックアンドピニオン機構２５を備え、ステアリングハンドルに加えた操舵トルクを磁歪式操舵トルクセンサ４１で検出し、操舵トルクに応じた補助トルクを電動モータ４３で発生し、補助トルクをピニオン軸に伝達したものである。磁歪式操舵トルクセンサをピニオン軸に設けた。ピニオン軸及びラック軸をハウジング５１に収納した。ハウジングよりも下位に磁性材料の磁気シールド８０を配置することで、ハウジングの下部のみを遮蔽した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、磁歪式操舵トルクセンサを備えた車両用電動パワーステアリング装置の改良技術に関する。

車両用電動パワーステアリング装置は、ステアリングハンドルで発生したステアリング系の操舵トルクを操舵トルクセンサにて検出し、操舵トルクに応じた補助トルクを電動モータにて発生し、操舵トルクに補助トルクを付加することによって、運転者の負担を軽減するものである。近年は、このような車両用電動パワーステアリング装置の構成を簡略化するために、操舵トルクセンサとして磁歪式トルクセンサを採用した技術の開発が進められている（例えば、特許文献１−２参照。）。
特開平５−２６７４６号公報（図２） 特開２００１−２９６１９３公報（図３−図４）

磁歪式トルクセンサを採用した車両用電動パワーステアリング装置の例として、特許文献２に示す技術を、次の図５に基づいて説明する。
図５（ａ），（ｂ）は従来の車両用電動パワーステアリング装置の構成図であり、（ａ）は車両用電動パワーステアリング装置の断面構成を示し、（ｂ）は磁歪式操舵トルクセンサの要部を断面した構成を示す。

図５（ａ）に示すように、従来の車両用電動パワーステアリング装置２００は、ステアリングシャフト２０１に磁歪式操舵トルクセンサ２０２のユニットを介してピニオン軸２０３を連結し、ピニオン軸２０３にラックアンドピニオン機構２０４を介してラック軸２０５を連結し、ラック軸２０５に操舵車輪（図示せず）を連結したというものである。
さらに車両用電動パワーステアリング装置２００は、操舵トルクを磁歪式操舵トルクセンサ２０２にて検出し、操舵トルクに応じた補助トルクを電動モータ２０６にて発生し、補助トルクをギヤ機構２０７を介してピニオン軸２０３に伝達することで、操舵トルクに補助トルクを付加することができる。

図５（ｂ）に示すように、磁歪式操舵トルクセンサ２０２は、ステアリングシャフト２０１とピニオン軸２０３との間を連結するセンサ軸（回転軸）２１１を設け、センサ軸２１１の表面に軸長手方向で一対の磁気異方性部材２１２，２１３を設け、これら磁気異方性部材２１２，２１３の周囲に隙間を有してそれぞれ励磁コイル２１４，２１５及び検出コイル２１６，２１７を巻いたというものである。操舵トルクに応じてセンサ軸２１１に発生した捩れを検出コイル２１６，２１７にて磁気的に検出することで、その検出信号を操舵トルク信号として発することができる。

このような磁歪式操舵トルクセンサ２０２は、アルミニウム合金製ケーシング本体２２１、磁気シールド効果を有するパネル２２２及びシールドパネル２２３で囲った空間内に、磁気異方性部材２１２，２１３、励磁コイル２１４，２１５及び検出コイル２１６，２１７を収納することで、これらの部材を磁気的に遮蔽するとともに、ユニット化した構成である。この結果、外部からの磁気的な影響をある程度抑制することができる。

ところで、上記図５に示すような一般的な磁歪式操舵トルクセンサ２０２の回路としては、次の図６に示すような構成が採用される。
図６は一般的な磁歪式操舵トルクセンサの模式的回路図である。磁歪式操舵トルクセンサは、回転軸の表面に軸長手方向で一対の磁気異方性部材を設けたものである。これらの磁気異方性部材は、回転軸の軸長手方向に互いに逆方向の残留歪みが付与された磁歪膜からなる。以下、これらの磁歪膜を第１残留歪み部、第２残留歪み部と言うことにする。

第１残留歪み部の周囲に隙間を有して巻いた第１検出コイルと、第２残留歪み部の周囲に隙間を有して巻いた第２検出コイルとを設けることで、操舵トルクに応じて回転軸に発生した捩れを、第１・第２検出コイルにて磁気的に検出することができる。これらの検出信号は、それぞれ第１変換回路及び第２変換回路で整流・増幅・変換されて、検出電圧ＶＴ１，ＶＴ２として出力される。これらの検出電圧ＶＴ１，ＶＴ２は、トルク信号出力回路で演算されて、トルク検出電圧ＶＴ３として出力される。トルク検出電圧ＶＴ３は、操舵トルク信号のことである。

ここで、第１検出コイルで検出され第１変換回路から出力された検出電圧ＶＴ１のことを、第１検出電圧ＶＴ１と言う。第２検出コイルで検出され第２変換回路から出力された検出電圧ＶＴ２のことを、第２検出電圧ＶＴ２と言う。
トルク検出電圧ＶＴ３は、次の（１）式によって求めることができる。但し、ｋは係数、Ｖｏは基準電圧である（例えば、全範囲が０〜５ボルトの場合には２．５ボルト）。
ＶＴ３＝ｋ×（ＶＴ１−ＶＴ２）＋Ｖｏ ・・・・・・（１）

なお、磁歪式操舵トルクセンサの故障の有無については、次の（２）式で求められた故障検出電圧ＶＴＦの絶対値によって判断すればよい。
｜ＶＴＦ｜＝｜ＶＴ１＋ＶＴ２｜−Ｖｏ ・・・・・・（２）

ところで、磁歪式操舵トルクセンサは、車両用電動パワーステアリング装置に備えたものであるから、センサだけを磁気シールドで磁気的に遮蔽しても、外部から他の部材を通してセンサに磁気的な影響を強く与えることがあり得る。例えば、車両が走行する路面に磁石が有る等の原因により、車外からラック軸やピニオン軸を介して、磁歪式操舵トルクセンサに磁気的な影響を強く与えることが考えられる。この点について、図７及び図８により説明する。

図７（ａ），（ｂ）は一般的な磁歪式操舵トルクセンサの特性図である。
図７（ａ）は、横軸を操舵トルクとし縦軸を電圧として、磁歪式操舵トルクセンサが外部から磁気的な影響を受けていない通常時における、第１・第２検出電圧ＶＴ１，ＶＴ２の特性を表したものである。

第１検出電圧ＶＴ１の特性直線は図右上がりの特性を有し、第２検出電圧ＶＴ２の特性直線は図左上がりの特性を有する。トルク原点０を通る垂直な基準線に対して、第１検出電圧ＶＴ１の特性直線と第２検出電圧ＶＴ２の特性直線とは対称である。
磁歪式操舵トルクセンサの故障検出しきい値は、２本の破線にて示す範囲である。故障検出電圧ＶＴＦは、上記（２）式から明らかなように水平又はほぼ水平な特性である。故障検出しきい値の範囲内に故障検出電圧ＶＴＦが入っている場合には、磁歪式操舵トルクセンサが正常であると判定する。一方、故障検出しきい値の範囲から外れている場合には、磁歪式操舵トルクセンサが故障しているとの判定になる。

図７（ｂ）は、横軸を操舵トルクとし縦軸を電圧として、磁歪式操舵トルクセンサが外部から磁気的な影響を強く受けている、いわゆる磁場変動時における第１・第２検出電圧ＶＴ１，ＶＴ２の特性を表したものである。

外部からラック軸やピニオン軸を介して、磁歪式操舵トルクセンサが磁気的な影響を強く受けるので、第１・第２検出電圧ＶＴ１，ＶＴ２の特性直線は、全体的に検出電圧が増大する方向に変化する。このため、上記（２）式で求められる故障検出電圧ＶＴＦも増大する方向に変化する。この結果、故障検出電圧ＶＴＦが故障検出しきい値の範囲から外れるので、磁歪式操舵トルクセンサが正常であるにもかかわらず、故障していると判定してしまう。

図８は一般的な磁歪式操舵トルクセンサの操舵トルク検出例を示すグラフであり、横軸を時間とし縦軸をトルクとして、時間経過に対する操舵トルクの変化の一例を表したものである。なお、トルクについては、上記図６に示す各電圧ＶＴ１，ＶＴ２及び上記（２）式で求めた電圧ＴｒＦに基づき、所定の演算式によってそれぞれ換算した値である。

このグラフによれば、通常状態においては、第１・第２検出電圧ＶＴ１，ＶＴ２に相当する操舵トルクＴｒ１，Ｔｒ２が正常な値で推移していることが判る。

さらにグラフによれば、時点ｔ１からｔ２までの時間だけ、操舵トルクＴｒ１，Ｔｒ２が一時的に且つ急激に増大したことが判る。これは、磁歪式操舵トルクセンサが外部から強い磁気的な影響を受けたことによる。この結果、故障検出電圧ＶＴＦに相当する故障検出トルクＴｒＦも、一時的に且つ急激に増大することによって、故障検出しきい値Ｔｏを超えている。
このことからも、磁歪式操舵トルクセンサが外部から強い磁気的な影響を受けたときには、磁歪式操舵トルクセンサが正常であるにもかかわらず、故障していると誤った判定をしてしまうことが判る。従って、このような磁気的な影響を受けないための配慮が必要である。

本発明は、外部から磁歪式操舵トルクセンサに与える磁気的な影響を抑制することで、磁歪式操舵トルクセンサの検出精度を高めるとともに、安定したセンサ故障検出をすることができる技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、車両のステアリングハンドルから操舵車輪に至るステアリング系に、ステアリングハンドルに各々磁性体からなるステアリングシャフト及びその連結部材を介して連結した磁性体のピニオン軸と、操舵車輪に連結した磁性体のラック軸と、からなるラックアンドピニオン機構を備え、ステアリングハンドルに加えたステアリング系の操舵トルクを磁歪式操舵トルクセンサにて検出し、操舵トルクに応じた補助トルクを電動モータにて発生し、補助トルクをピニオン軸又はラック軸に伝達するようにした車両用電動パワーステアリング装置において、磁歪式操舵トルクセンサを、ピニオン軸、ラック軸、連結部材又はステアリングシャフトに設け、ピニオン軸及びラック軸をハウジングに収納し、このハウジングの周囲に、磁性材料からなる磁気シールドを配置したことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、磁気シールドをハウジングよりも下位に配置することで、ハウジングの下部のみを遮蔽したことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、磁歪式操舵トルクセンサを、各々磁性体からなるピニオン軸、ラック軸、連結部材又はステアリングシャフトに設け、車両用電動パワーステアリング装置のうちピニオン軸及びラック軸をハウジングに収納し、このハウジングの周囲に、磁性材料からなる磁気シールドを配置したので、車両用電動パワーステアリング装置のうち、磁歪式操舵トルクセンサを除く他の部材（ピニオン軸やラック軸等）を通して外部から磁歪式操舵トルクセンサに与える磁気的な影響を極力抑制することができる。
このため、磁歪式操舵トルクセンサの検出精度を高め且つ安定させるとともに、磁歪式操舵トルクセンサの故障検出の精度に与える磁気的な影響を排除して、安定した故障検出をすることができる。

請求項２に係る発明では、操舵トルクセンサに与える磁気的な影響を抑制するのに、磁気シールドをハウジングよりも下位に配置することによる、ハウジングの下部のみを遮蔽するだけの、より簡単な構成ですむ。
しかも、磁気シールドをハウジングよりも下位に配置したので、特に、車両が走行する路面に磁石が有る等、最も影響が大きい、車両の下方からラック軸やピニオン軸を介して、磁歪式操舵トルクセンサに与える磁気的な影響を極力抑制することができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る車両用電動パワーステアリング装置の模式図である。車両用電動パワーステアリング装置１０は、車両１１のステアリングハンドル２１から車両１１の操舵車輪（例えば前輪）２９，２９に至るステアリング系２０と、このステアリング系２０に補助トルクを加える補助トルク機構４０とからなる。

ステアリング系２０は、ステアリングハンドル２１にステアリングシャフト２２及び自在軸継手２３，２３を介してピニオン軸２４を連結し、ピニオン軸２４にラックアンドピニオン機構２５を介してラック軸２６を連結し、ラック軸２６の両端に左右のタイロッド２７，２７及びナックル２８，２８を介して左右の操舵車輪２９，２９を連結したものである。
このように、ステアリングハンドル２１に、各々磁性体からなるステアリングシャフト２２及びその連結部材（ステアリングシャフト２２とピニオン軸２４とを連結する自在軸継手２３，２３や中間軸等）を介してピニオン軸２４を連結することができる。

ラックアンドピニオン機構２５は、ピニオン軸２４に形成したピニオン３１に、ラック軸２６に形成したラック３２を噛み合わせた、ラックアンドピニオン歯車である。このようにして、ピニオン３１を車両のステアリングハンドル２１に連結し、ラック３２を車両の操舵車輪２９，２９に連結することができる。すなわち、ステアリングハンドル２１に連結したピニオン３１と操舵車輪２９，２９に連結したラック軸２６とからなるラックアンドピニオン機構２５をステアリング系２０に備える。

運転者がステアリングハンドル２１を操舵することで、この操舵トルクによりラックアンドピニオン機構２５及び左右のタイロッド２７，２７を介して、左右の操舵車輪２９，２９を操舵することができる。

補助トルク機構４０は、ステアリングハンドル２１に加えたステアリング系２０の操舵トルクを磁歪式操舵トルクセンサ４１で検出し、このトルク検出信号に基づき制御部４２で制御信号を発生し、この制御信号に基づき操舵トルクに応じた補助トルクを電動モータ４３で発生し、補助トルクを伝動機構４４を介してピニオン軸２４に伝達し、さらにピニオン軸２４からラックアンドピニオン機構２５に伝達し、このラックアンドピニオン機構２５及び左右のタイロッド２７，２７によって、左右の操舵車輪２９，２９を操舵することができる。

このようにして、電動モータ４３の出力軸４６とピニオン３１との間に伝動機構４４を介在させ、この伝動機構４４とステアリングハンドル２１との間に磁歪式操舵トルクセンサ４１を介在させた。
すなわち、ステアリング系２０に、ステアリングハンドル２１で発生した操舵トルクを検出する磁歪式操舵トルクセンサ４１と、この磁歪式操舵トルクセンサ４１の検出信号に応じた補助トルクを発生してステアリング系２０のうちステアリングハンドル２１とピニオン３１との間に付加する電動モータ４３とを備える。

図２は本発明に係る車両用電動パワーステアリング装置の全体構成図であり、左端部及び右端部を断面して表したものである。図２は、車両用電動パワーステアリング装置１０のラック軸２６を、車幅方向（図左右方向）に延びるハウジング５１に軸方向へスライド可能に収容したことを示す。
ラック軸２６は、ハウジング５１から突出した長手方向両端にボールジョイント５２，５２を介してタイロッド２７，２７を連結した軸である。５３，５３はダストシール用ブーツである。

図３は図２の３−３線断面図であり、車両用電動パワーステアリング装置１０の縦断面構造を示す。
車両用電動パワーステアリング装置１０は、ピニオン軸２４、ラックアンドピニオン機構２５、磁歪式操舵トルクセンサ４１及び伝動機構４４をハウジング５１に収納し、このハウジング５１の上部開口を上部カバー部５４で塞いだものである。磁歪式操舵トルクセンサ４１は、上部カバー部５４に取付けたものである。
本出願においては、上部カバー部５４もハウジング５１の一部であるとする。従って、磁歪式操舵トルクセンサ４１はハウジング５１に収納されていると、いうことができる。

ピニオン軸２４は、例えば鉄鋼（ニッケルクロムモリブデン鋼鋼材を含む）等の強磁性の材料、すなわち磁性体からなる。ラック軸２６は、例えば鉄鋼等の磁性材料（磁性体）からなる。ハウジング５１及び上部カバー５４は、例えば鉄鋼等の磁性材料や、アルミニウム合金鋳造品など非鉄金属等の非磁性材料からなる。

伝動機構４４は、電動モータ４３で発生した補助トルクをピニオン軸２４に伝達するウォームギヤ機構、すなわち倍力機構である。詳しく述べると伝動機構４４は、電動モータ４３の出力軸４６に設けたウォーム４７と、ピニオン軸２４に結合するとともにウォーム４７に噛み合わせたウォームホイール４８（以下、単に「ホイール４８」と言う。）とからなる。

ハウジング５１は、上下に延びるピニオン軸２４の上部、長手中央部及び下端を３個の軸受５５〜５７を介して回転可能に支承したものであり、さらに電動モータ４３を取付けるとともに、ラックガイド７０を備える。図中、５８はロックナット、５９はオイルシールである。

ラックガイド７０は、ラック３２と反対側からラック軸２６に当てるガイド部７１と、このガイド部７１を圧縮ばね７２を介して押す調整ボルト７３と、からなる押圧手段である。ピニオン３１に対して、ラック３２を互いに噛み合う方向にラックガイド７０で押すことができる。７４はロックナットである。

ところで、磁歪式操舵トルクセンサ４１は、ピニオン軸２４（回転軸）に、残留歪みが付与され作用トルクに応じて磁歪特性が変化する第１残留歪み部６１及び第２残留歪み部６２を設け、これら第１・第２残留歪み部６１，６２の周囲に、第１・第２残留歪み部６１，６２に生じた磁歪効果を電気的に検出する検出部６３を設け、検出部６３の検出信号をトルク検出信号として出力するようにした、トルクセンサである。

第１・第２残留歪み部６１，６２は、ピニオン軸２４の軸長手方向に互いに逆方向の残留歪みが付与された一対の磁気異方性部材であり、例えば、ピニオン軸２４の表面に形成された磁歪膜からなる。
すなわち、磁歪膜は、歪みの変化に対して磁束密度の変化の大きい材料からなる膜であり、例えば、ピニオン軸２４の外周面に気相メッキ法で形成したＮｉ−Ｆｅ系の合金膜である。

検出部６３は、ピニオン軸２４を通した筒状のコイルボビン６４，６５と、コイルボビン６４，６５に巻いた第１多層ソレノイド巻きコイル６６並びに第２多層ソレノイド巻きコイル６７と、第１・第２多層ソレノイド巻きコイル６６，６７の周囲を囲う磁気シールド用バックヨーク６８と、からなる。
第１・第２多層ソレノイド巻きコイル６６，６７は、検出コイルである。以下、第１多層ソレノイド巻きコイル６６のことを第１検出コイル６６と言い換え、第２多層ソレノイド巻きコイル６７のことを第２検出コイル６７と言い換えることにする。

第１残留歪み部６１の周囲に隙間を有して巻いた第１検出コイル６６と、第２残留歪み部６２の周囲に隙間を有して巻いた第２検出コイル６７とを設けることで、操舵トルクに応じてピニオン軸２４（回転軸）に発生した捩れを、第１・第２検出コイル６６，６７にて磁気的に検出することができる。

すなわち、歪みが付与された第１・第２残留歪み部６１，６２をピニオン軸２４に設けたので、ピニオン軸２４を介して磁歪膜にトルクが作用したときに、このトルクに応じて磁歪膜の透磁率が変化し、このときの第１・第２検出コイル６６，６７におけるインピーダンス（誘導電圧、検出電圧）の変化を検出することで、トルクの方向とトルクの値とを検出することができる。

これらの検出信号は、上記図６に示すように、それぞれ第１変換回路及び第２変換回路で整流・増幅・変換されて、検出電圧ＶＴ１，ＶＴ２として出力される。これらの検出電圧ＶＴ１，ＶＴ２は、トルク信号出力回路で演算されて、トルク検出電圧ＶＴ３（操舵トルク信号）として出力される。さらには、上記図７に示すトルク信号出力回路にて故障検出電圧ＶＴＦを出力する。

本発明は、このような磁歪式操舵トルクセンサ４１に対する、外部の磁気的な影響を抑制するために、図１〜図３に示すようにピニオン軸２４、ラックアンドピニオン機構２５、ラック軸２６、磁歪式操舵トルクセンサ４１、伝動機構４４及びラックガイド７０をハウジング５１に収納し、このハウジング５１の周囲に磁気シールド８０を配置したことを特徴とする。磁気シールド８０は、けい素鋼板等の磁性材料からなる。

より具体的には、磁気シールド８０をハウジング５１よりも下位に配置することで、ハウジング５１の下部のみを、一定の隙間を有して遮蔽したものである。例えば、磁気シールド８０はラックアンドピニオン機構２５の位置及びその周辺において、ハウジング５１の少なくとも下半分を、一定の隙間を有して覆った構成である。このようにすることで、ピニオン軸２４の下部、ラックアンドピニオン機構２５、ラック軸２６の一部及びラックガイド７０を磁気シールド８０にて囲うことができる。

図４は本発明に係る磁気シールドの斜視図である。図２〜図４に示すように、磁気シールド８０は、ハウジング５１の長手方向に沿って細長い樋状を呈した部材であって、板材のプレス成形等によって形成したカバーである。
このような磁気シールド８０は、細長いシールド本体８１と、シールド本体８１から下方へ膨出した下部シールド部８２と、シールド本体８１から側方へ膨出した側部シールド部８３（図３参照）と、シールド本体８１の上端から上方へ延びた複数の取付部８４・・・とからなる一体成形品である。

下部シールド部８２は、ラックアンドピニオン機構２５の位置でハウジング５１の下端部を覆う部分である。側部シールド部８３は、ラックガイド７０（図３参照）周りを覆う部分である。
例えば、ハウジング５１の側部に突出した複数の取付ボス９１（図３参照）に、複数の取付部８４・・・をボルト９２・・・にて取付けることで、ハウジング５１に磁気シールド８０を取り外し可能に取付けることができる。

以上の説明から明らかなように、磁歪式操舵トルクセンサ４１を、各々磁性体からなるピニオン軸２４、ラック軸２６、連結部材（ステアリングシャフト２２とピニオン軸２４とを連結する自在軸継手２３，２３や中間軸等）又はステアリングシャフト２２に設け、車両用電動パワーステアリング装置１０のうちピニオン軸２４及びラック軸２６をハウジング５１に収納し、このハウジング５１の周囲に、磁性材料からなる磁気シールド８０を配置したので、車両用電動パワーステアリング装置１０のうち、磁歪式操舵トルクセンサ４１を除く他の部材（ピニオン軸２４、ラックアンドピニオン機構２５、ラック軸２６、ラックガイド７０等）を通して外部から磁歪式操舵トルクセンサ４１に与える磁気的な影響を極力抑制することができる。

このため、磁歪式操舵トルクセンサ４１の検出精度を高め且つ安定させるとともに、磁歪式操舵トルクセンサ４１の故障検出の精度に与える磁気的な影響を排除して、安定した故障検出をすることができる。

さらには、操舵トルクセンサ４１に与える磁気的な影響を抑制するのに、磁気シールドをハウジング５１よりも下位に配置することによる、ハウジング５１の下部のみを遮蔽すだけの、より簡単な構成ですむ。
しかも、磁気シールド８０をハウジング５１よりも下位に配置したので、特に、図１に示すように、車両１１が走行する路面Ｇｒに磁石Ｍｇが有る等、最も影響が大きい、車両１１の下方からラック軸２６、ラックアンドピニオン機構２５やピニオン軸２４を介して、磁歪式操舵トルクセンサ４１に与える磁気的な影響を極力抑制することができる。

なお、本発明は請求項１では、ハウジング５１の周囲に磁気シールド８０を配置することで、ハウジング５１の全体又は一部を磁気的に遮蔽する構成を包含する。また、外部から磁気的な影響を受ける電動モータ４３や伝動機構４４等の周囲にも磁気シールド８０を配置することで、磁気的に遮蔽する構成を包含する。
また、本発明は請求項２では、磁気シールド８０をハウジング５１よりも下位に配置する構成であればよく、ハウジング５１の下半分を磁気シールド８０にて覆う構成に限定されるものではない。さらにまた、ハウジング５１のうち、ラックアンドピニオン機構２５の位置及びその周辺のみを磁気シールド８０にて覆う構成に限定されるものではない。

また、本発明は実施の形態では、磁歪式操舵トルクセンサ４１の周囲をも磁気シールドで磁気的に遮蔽することは、より好ましいが、本発明では任意である。
また、磁歪式操舵トルクセンサ４１は、ステアリングハンドル２１に加えたステアリング系２０の操舵トルクを検出する構成であればよく、ピニオン軸２４における操舵トルクを検出する構成に限定されるものではない。
例えば、磁歪式操舵トルクセンサ４１を、各々磁性体からなるピニオン軸２４、ラック軸２６、連結部材（ステアリングシャフト２２とピニオン軸２４とを連結する自在軸継手２３，２３や中間軸等）又はステアリングシャフト２２に設け、その部位における操舵トルクを検出する構成であってもよい。
また、磁歪式操舵トルクセンサ４１を電動モータ４３や伝動機構４４の周囲に配置してもよい。
さらにまた、操舵トルクセンサ４１は磁歪式の構成であればよく、上記構成に限定されるものではない。

また、ハウジング５１の周囲に磁気シールド８０を配置する車両用電動パワーステアリング装置１０としては、電動モータ４３が発生した補助トルクを、ピニオン軸２４に伝達する構成の他にラック軸２６に伝達する構成であってもよい。補助トルクをラック軸に伝達する方式の車両用電動パワーステアリング装置としては、例えば特開平７−１６５０８９号公報の技術がある。

また、本発明における、ハウジング５１の周囲に磁気シールド８０を配置する構成は、「ステアリングハンドルから転舵機構を機械的に分離し、操舵量に応じて電動モータが転舵用動力を発生し、この転舵用動力を転舵機構へ伝えることで操舵車輪を転舵させる」方式の、いわゆる、ステア・バイ・ワイヤ式（steer-by-wire、略称「ＳＢＷ」）の構成にも適用できる。ステア・バイ・ワイヤ式の車両用電動パワーステアリング装置としては、例えば特開平１１−５５５０号公報の技術がある。

本発明の車両用電動パワーステアリング装置１０は、ステアリングハンドル２１で発生した操舵トルクを磁歪式操舵トルクセンサ４１にて検出し、この磁歪式操舵トルクセンサ４１の検出信号に応じて電動モータ４３が補助トルクを発生するようにしたものに好適である。

本発明に係る車両用電動パワーステアリング装置の模式図である。 本発明に係る車両用電動パワーステアリング装置の全体構成図である。 図２の３−３線断面図である。 本発明に係る磁気シールドの斜視図である。 従来の車両用電動パワーステアリング装置の構成図である。 一般的な磁歪式操舵トルクセンサの模式的回路図である。 一般的な磁歪式操舵トルクセンサの特性図である。 一般的な磁歪式操舵トルクセンサの操舵トルク検出例を示すグラフである。

符号の説明

１０…車両用電動パワーステアリング装置、２０…ステアリング系、２１…ステアリングハンドル、２４…ピニオン軸、２５…ラックアンドピニオン機構、２６…ラック軸、２９…操舵車輪、４１…磁歪式操舵トルクセンサ、４３…電動モータ、５１…ハウジング、８０…磁気シールド、Ｇｒ…路面、Ｍｇ…磁石。

Claims (2)

1. 車両のステアリングハンドルから操舵車輪に至るステアリング系に、ステアリングハンドルに各々磁性体からなるステアリングシャフト及びその連結部材を介して連結した磁性体のピニオン軸と、操舵車輪に連結した磁性体のラック軸と、からなるラックアンドピニオン機構を備え、前記ステアリングハンドルに加えたステアリング系の操舵トルクを磁歪式操舵トルクセンサにて検出し、前記操舵トルクに応じた補助トルクを電動モータにて発生し、前記補助トルクを前記ピニオン軸又は前記ラック軸に伝達するようにした車両用電動パワーステアリング装置において、
   前記磁歪式操舵トルクセンサを、前記ピニオン軸、前記ラック軸、前記連結部材又は前記ステアリングシャフトに設け、
   前記ピニオン軸及びラック軸をハウジングに収納し、このハウジングの周囲に、磁性材料からなる磁気シールドを配置したことを特徴とする車両用電動パワーステアリング装置。
2. 前記磁気シールドは、前記ハウジングよりも下位に配置することで、ハウジングの下部のみを遮蔽したことを特徴とする請求項１記載の車両用電動パワーステアリング装置。

Images