JP2014162248A - Electric power steering device - Google Patents

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Masanari Torii
雅成 鳥居
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device capable of accurately detecting an absolute steering angle.SOLUTION: An EPS (an electric power steering device) includes: a steering shaft 11 which integrally rotates with a steering component; a rotation angle sensor 50 which detects a rotation angle of the steering shaft 11; a movable component 31 which is threadedly engaged with a male screw part 14D formed at an outer peripheral portion of the steering shaft 11 and moves in an axial direction ZA according to rotation of the steering shaft 11; and a position sensor 33 which detects a position of the movable component 31 in the axial direction ZA. The EPS calculates an absolute steering angle on the basis of the rotation angle of the steering shaft 11 and the position of the movable component 31 in the axial direction ZA.

Description

本発明は、絶対舵角を算出する電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to an electric power steering apparatus that calculates an absolute steering angle.

従来の電動パワーステアリング装置は、電動モータ、ボールねじ機構、第1回転角センサ、および第2回転角センサを有する。電動モータは、ラックシャフトの往復動をアシストする。ボールねじ機構は、電動モータの出力軸の回転をラックシャフトの往復動に変換する。第1回転角センサは、電動モータ内に位置している。第1回転角センサは、電動モータの回転角度を検出する。第2回転角センサは、ステアリングシャフトに取り付けられている。第2回転角センサは、ステアリングシャフトの回転角度を検出する。従来の電動パワーステアリング装置は、第1回転角センサの出力値および第2回転角センサの出力値に基づいて中立位置からのステアリングシャフトの回転角度(絶対舵角)を算出する。なお、特許文献1は、従来の電動パワーステアリング装置の一例を示している。   The conventional electric power steering apparatus has an electric motor, a ball screw mechanism, a first rotation angle sensor, and a second rotation angle sensor. The electric motor assists the reciprocation of the rack shaft. The ball screw mechanism converts the rotation of the output shaft of the electric motor into the reciprocating motion of the rack shaft. The first rotation angle sensor is located in the electric motor. The first rotation angle sensor detects the rotation angle of the electric motor. The second rotation angle sensor is attached to the steering shaft. The second rotation angle sensor detects the rotation angle of the steering shaft. The conventional electric power steering device calculates the rotation angle (absolute steering angle) of the steering shaft from the neutral position based on the output value of the first rotation angle sensor and the output value of the second rotation angle sensor. Patent Document 1 shows an example of a conventional electric power steering apparatus.

特開2003−75109号公報JP 2003-75109 A

従来の電動パワーステアリング装置においては、ラックシャフトとステアリングシャフトとの噛合部分が第1回転角センサおよび第2回転角センサとの間に存在する。これにより、ラックシャフトとステアリングシャフトとの噛合部分のガタの影響、および各回転角センサの検出誤差の影響によりステアリングシャフトが1回転したときの設計上の第1回転角センサの出力値とステアリングシャフトが1回転したときの実際の第1回転角センサの出力値とが互いに大きく異なる場合がある。このため、従来の電動パワーステアリング装置においては、ステアリングシャフトの回転数を正確に判定することができないおそれがある。なお、従来の電動パワーステアリング装置は、電動モータの減速機構としてボールねじ機構を用いているが、電動モータの減速機構としてウォームギヤ機構等の歯車機構を用いても同様の問題が発生する。   In the conventional electric power steering apparatus, a meshing portion between the rack shaft and the steering shaft exists between the first rotation angle sensor and the second rotation angle sensor. As a result, the output value of the first rotation angle sensor in the design and the steering shaft when the steering shaft makes one rotation due to the influence of backlash at the meshing portion of the rack shaft and the steering shaft and the detection error of each rotation angle sensor. In some cases, the actual output value of the first rotation angle sensor at the time of one rotation differs greatly from each other. For this reason, in the conventional electric power steering apparatus, there is a possibility that the rotational speed of the steering shaft cannot be accurately determined. The conventional electric power steering apparatus uses a ball screw mechanism as a speed reduction mechanism for the electric motor, but the same problem occurs when a gear mechanism such as a worm gear mechanism is used as the speed reduction mechanism for the electric motor.

本発明は、上記背景を踏まえて創作されたものであり、絶対舵角をより正確に検出することが可能な電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。   The present invention was created based on the above background, and an object thereof is to provide an electric power steering apparatus capable of more accurately detecting an absolute steering angle.

本手段は、「操舵部品と一体に回転するステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトの回転角度を検出する回転角センサと、前記ステアリングシャフトの外周部分に形成されたねじ部に螺合されて前記ステアリングシャフトの回転に応じて前記ステアリングシャフトの軸方向に移動する可動部品と、前記ステアリングシャフトの軸方向における前記可動部品の位置を検出する位置センサと、前記ステアリングシャフトの回転角度および前記ステアリングシャフトの軸方向における前記可動部品の位置に基づいて絶対舵角を算出する算出部とを備える電動パワーステアリング装置」を有する。   The means includes: a steering shaft that rotates integrally with a steering component; a rotation angle sensor that detects a rotation angle of the steering shaft; and a screw portion that is formed on an outer peripheral portion of the steering shaft. A movable part that moves in the axial direction of the steering shaft according to the rotation of the steering shaft, a position sensor that detects a position of the movable part in the axial direction of the steering shaft, a rotation angle of the steering shaft, and an axial direction of the steering shaft And an electric power steering apparatus including a calculating unit that calculates an absolute steering angle based on the position of the movable part.

上記電動パワーステアリング装置においては、回転角センサがステアリングシャフトの回転角度を検出し、位置センサがステアリングシャフトに螺合された可動部品の位置を検出する。このため、従来の電動パワーステアリング装置の構成と比較して、ステアリングシャフトとラックシャフトの噛合部分のガタの影響が抑制される。したがって、電動パワーステアリング装置は、ステアリングシャフトの回転角度および可動部品の位置に基づく絶対舵角をより正確に検出することができる。   In the electric power steering apparatus, the rotation angle sensor detects the rotation angle of the steering shaft, and the position sensor detects the position of the movable part screwed to the steering shaft. For this reason, compared with the structure of the conventional electric power steering apparatus, the influence of the play of the meshing part of a steering shaft and a rack shaft is suppressed. Therefore, the electric power steering apparatus can more accurately detect the absolute steering angle based on the rotation angle of the steering shaft and the position of the movable part.

上記手段の一形態は、「前記算出部は、前記ステアリングシャフトの回転角度に基づいて前記ステアリングシャフトの回転位置を算出し、前記ステアリングシャフトの軸方向における前記可動部品の位置に基づいて前記ステアリングシャフトの回転数を算出し、前記ステアリングシャフトの回転位置および前記ステアリングシャフトの回転数に基づいて前記絶対舵角を算出する電動パワーステアリング装置」を有する。   One form of the means is as follows: “The calculation unit calculates a rotational position of the steering shaft based on a rotational angle of the steering shaft, and the steering shaft based on a position of the movable part in an axial direction of the steering shaft. An electric power steering apparatus that calculates the absolute steering angle based on the rotational position of the steering shaft and the rotational speed of the steering shaft.

上記手段の一形態は、「前記可動部品の回転運動を制限するガイド部を有する電動パワーステアリング装置」を有する。
上記電動パワーステアリング装置においては、ガイド部により可動部品の回転運動を制限するため、可動部品が回転することによりステアリングシャフトの回転量に対するステアリングシャフトの軸方向における可動部品の移動量の関係が変化することが抑制される。したがって、ステアリングシャフトの軸方向における可動部品の位置の精度が低下することが抑制される。
One mode of the above means includes an “electric power steering apparatus having a guide portion that restricts the rotational motion of the movable part”.
In the electric power steering apparatus described above, the rotational movement of the movable part is limited by the guide portion, and therefore the relationship between the amount of movement of the movable part in the axial direction of the steering shaft with respect to the amount of rotation of the steering shaft changes as the movable part rotates. It is suppressed. Therefore, it is suppressed that the precision of the position of the movable component in the axial direction of the steering shaft is lowered.

上記手段の一形態は、「前記絶対舵角に基づいて前記操舵部品の操作をアシストするアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置」を有する。
上記手段の一形態は、「前記可動部品の外側面に接触し、前記ステアリングシャフトの軸方向における前記可動部品の移動をガイドする摺動部品を有する電動パワーステアリング装置」を有する。
One mode of the above means includes an “electric power steering apparatus that applies an assist force for assisting an operation of the steering component based on the absolute steering angle”.
One mode of the above means includes an “electric power steering apparatus having a sliding part that contacts the outer surface of the movable part and guides the movement of the movable part in the axial direction of the steering shaft”.

上記電動パワーステアリング装置においては、摺動部品が可動部品の外側面に接触することにより可動部品がステアリングシャフトの軸方向に対して傾くことが抑制される。したがって、ステアリングシャフトの軸方向における可動部品の位置の精度が低下することが抑制される。   In the electric power steering device, the sliding part is prevented from inclining with respect to the axial direction of the steering shaft when the sliding part comes into contact with the outer surface of the moving part. Therefore, it is suppressed that the precision of the position of the movable component in the axial direction of the steering shaft is lowered.

上記手段の一形態は、「前記ステアリングシャフトは、入力シャフト、出力シャフト、およびトーションバーを有し、前記トーションバーにより前記入力シャフトおよび前記出力シャフトが互いに連結された構成を有し、前記回転角センサは、前記入力シャフトおよび前記出力シャフトの一方の回転角度を検出し、前記可動部品は前記入力シャフトおよび前記出力シャフトの一方に取り付けられている電動パワーステアリング装置」を有する。   One form of the above means is that the steering shaft has an input shaft, an output shaft, and a torsion bar, and the input shaft and the output shaft are connected to each other by the torsion bar, and the rotation angle The sensor has a rotation angle of one of the input shaft and the output shaft, and the movable part has an electric power steering device attached to one of the input shaft and the output shaft.

上記電動パワーステアリング装置においては、回転角センサおよび位置センサがステアリングシャフトにおける入力シャフトまたは出力シャフトの同一部品の動作を検出する。このため、回転角センサおよび位置センサがステアリングシャフトにおける入力シャフトおよび出力シャフトの異なる部品の動作を検出すると仮定した構成と比較して、トーションバーのねじれ量のばらつきの影響が抑制される。したがって、電動パワーステアリング装置は、ステアリングシャフトの回転角度および可動部品の位置に基づく絶対舵角をより正確に取得することができる。   In the electric power steering apparatus, the rotation angle sensor and the position sensor detect the operation of the same component of the input shaft or the output shaft in the steering shaft. For this reason, compared with the structure assumed that the rotation angle sensor and the position sensor detect the operation of different parts of the input shaft and the output shaft in the steering shaft, the influence of the variation in the twist amount of the torsion bar is suppressed. Therefore, the electric power steering apparatus can more accurately obtain the absolute steering angle based on the rotation angle of the steering shaft and the position of the movable part.

本電動パワーステアリング装置は、絶対舵角をより正確に検出することができる。   The electric power steering apparatus can detect the absolute steering angle more accurately.

実施形態の電動パワーステアリング装置の構成を示す構成図。The block diagram which shows the structure of the electric power steering apparatus of embodiment. 実施形態の電動パワーステアリング装置の断面図であり、(a)は図1のZ1−Z1線の断面図、(b)は可動部品およびその周辺の一部分の拡大図。It is sectional drawing of the electric power steering apparatus of embodiment, (a) is sectional drawing of the Z1-Z1 line | wire of FIG. 1, (b) is an enlarged view of a movable part and a part of its periphery. 実施形態のセンサユニットの断面図であり、図2(a)のZ2−Z2線の断面図。It is sectional drawing of the sensor unit of embodiment, and sectional drawing of the Z2-Z2 line | wire of Fig.2 (a). 実施形態の操舵角とセンサの出力値との関係を示すグラフであり、(a)は操舵角と回転角センサの出力値との関係を示すグラフ、(b)は操舵角と位置センサの出力値との関係を示すグラフ。It is a graph which shows the relationship between the steering angle of embodiment, and the output value of a sensor, (a) is a graph which shows the relationship between a steering angle and the output value of a rotation angle sensor, (b) is an output of a steering angle and a position sensor. A graph showing the relationship between values.

図1を参照して、電動パワーステアリング装置(以下、「EPS1」)の構成について説明する。
EPS1は、EPS本体10、アシスト装置20、センサユニット30、および制御装置70を有する。EPS1は、アシスト装置20により操舵部品2の操舵をアシストする。なお、操舵部品2として、例えばステアリングホイールが用いられている。
With reference to FIG. 1, the configuration of an electric power steering apparatus (hereinafter referred to as “EPS1”) will be described.
The EPS 1 includes an EPS main body 10, an assist device 20, a sensor unit 30, and a control device 70. The EPS 1 assists the steering of the steering component 2 by the assist device 20. For example, a steering wheel is used as the steering component 2.

EPS本体10は、ステアリングシャフト11、ラックシャフト15、ボールねじ機構16、およびタイロッド17を有する。EPS本体10は、操舵部品2の回転にともなうステアリングシャフト11の回転によりラックシャフト15を往復動させる。EPS本体10は、ラックシャフト15の往復動によりタイロッド17を介して車輪3の転舵角を変化させる。   The EPS main body 10 includes a steering shaft 11, a rack shaft 15, a ball screw mechanism 16, and a tie rod 17. The EPS main body 10 reciprocates the rack shaft 15 by the rotation of the steering shaft 11 as the steering component 2 rotates. The EPS main body 10 changes the turning angle of the wheel 3 via the tie rod 17 by the reciprocating motion of the rack shaft 15.

ステアリングシャフト11は、コラムシャフト12、インターミディエイトシャフト13、およびピニオンシャフト14を有する。ステアリングシャフト11は、操舵部品2と一体に回転する。ステアリングシャフト11は、操舵部品2の回転によりコラムシャフト12、インターミディエイトシャフト13、およびピニオンシャフト14が一体に回転する構成を有する。ステアリングシャフト11は、ピニオンシャフト14においてラックシャフト15に噛み合わせられる。   The steering shaft 11 includes a column shaft 12, an intermediate shaft 13, and a pinion shaft 14. The steering shaft 11 rotates integrally with the steering component 2. The steering shaft 11 has a configuration in which the column shaft 12, the intermediate shaft 13, and the pinion shaft 14 rotate integrally as the steering component 2 rotates. The steering shaft 11 is meshed with the rack shaft 15 at the pinion shaft 14.

ラックシャフト15は、ラックシャフト15の軸方向(以下、「ラック軸方向」)の両端部においてタイロッド17に接続されている。ラックシャフト15は、ラック軸方向の所定範囲にわたりねじ部15Aが形成されている。ラックシャフト15は、ねじ部15Aとは異なる部分においてラック軸方向の所定範囲にわたり複数のラック歯(図示略)が形成されている。ラックシャフト15は、ステアリングシャフト11の回転にともないラック軸方向に往復動する。   The rack shaft 15 is connected to the tie rods 17 at both ends in the axial direction of the rack shaft 15 (hereinafter referred to as “rack axial direction”). The rack shaft 15 is formed with a threaded portion 15A over a predetermined range in the rack axis direction. The rack shaft 15 is formed with a plurality of rack teeth (not shown) over a predetermined range in the rack axis direction at a portion different from the screw portion 15A. The rack shaft 15 reciprocates in the rack axis direction as the steering shaft 11 rotates.

ボールねじ機構16は、ねじ部15A、ボールナット16A、および複数のボール(図示略)を有する。ボールねじ機構16は、ボールナット16Aがねじ部15Aを取り囲むことにより形成された螺旋状の転動路に複数のボールが転動することが可能な状態で複数のボールが配置された構成を有する。ボールねじ機構16は、ボールナット16Aが回転することにより複数のボールを介してラックシャフト15がラック軸方向に往復動する。   The ball screw mechanism 16 includes a screw portion 15A, a ball nut 16A, and a plurality of balls (not shown). The ball screw mechanism 16 has a configuration in which a plurality of balls are arranged in a spiral rolling path formed by the ball nut 16A surrounding the screw portion 15A so that the plurality of balls can roll. . In the ball screw mechanism 16, when the ball nut 16A rotates, the rack shaft 15 reciprocates in the rack axis direction via a plurality of balls.

アシスト装置20は、電動モータ21としてのブラシレスモータ、第1傘歯車22、第2傘歯車23、および中空軸24を有する。アシスト装置20は、第1傘歯車22が電動モータ21の出力軸21Aに連結され、第2傘歯車23が中空軸24に固定される構成を有する。アシスト装置20は、第1傘歯車22および第2傘歯車23が互いに噛み合わせられた構成を有する。アシスト装置20は、中空軸24においてボールナット16Aに取り付けられている。アシスト装置20は、各傘歯車22,23および中空軸24を介して電動モータ21の回転をボールねじ機構16に伝達することによりボールねじ機構16によるラックシャフト15をラック軸方向に往復動させる力をラックシャフト15に付与する。アシスト装置20においては、電動モータ21の出力軸21Aの軸線がラック軸方向に対して斜交している。このようにEPS1は、ラッククロス型の電動パワーステアリング装置の構成を有する。   The assist device 20 includes a brushless motor as the electric motor 21, a first bevel gear 22, a second bevel gear 23, and a hollow shaft 24. The assist device 20 has a configuration in which the first bevel gear 22 is connected to the output shaft 21 </ b> A of the electric motor 21 and the second bevel gear 23 is fixed to the hollow shaft 24. The assist device 20 has a configuration in which a first bevel gear 22 and a second bevel gear 23 are meshed with each other. The assist device 20 is attached to the ball nut 16 </ b> A at the hollow shaft 24. The assist device 20 transmits the rotation of the electric motor 21 to the ball screw mechanism 16 through the bevel gears 22 and 23 and the hollow shaft 24, thereby reciprocating the rack shaft 15 by the ball screw mechanism 16 in the rack axis direction. Is applied to the rack shaft 15. In the assist device 20, the axis of the output shaft 21 </ b> A of the electric motor 21 is oblique to the rack axis direction. As described above, the EPS 1 has a configuration of a rack cross type electric power steering apparatus.

センサユニット30は、操舵部品2の操作にともなうステアリングシャフト11の回転角度(以下、「操舵角θ」)と、操舵部品2の操作にともないステアリングシャフト11に付与されたステアリングシャフト11を回転させる力(以下、「操舵トルクτ」)とを検出する。センサユニット30は、操舵角θに基づく信号および操舵トルクτに基づく信号を制御装置70に送信する。   The sensor unit 30 rotates the steering shaft 11 (hereinafter referred to as “steering angle θ”) accompanying the operation of the steering component 2 and a force for rotating the steering shaft 11 applied to the steering shaft 11 as the steering component 2 is operated. (Hereinafter referred to as “steering torque τ”). The sensor unit 30 transmits a signal based on the steering angle θ and a signal based on the steering torque τ to the control device 70.

操舵角θは、操舵部品2が右回り(時計回り)に回転されるとき、正の値として示される。操舵角θは、操舵部品2が左回り(反時計回り)に回転されるとき、負の値として示される。なお、操舵部品2が右回り(時計回り)に回転されるとき、車両が右旋回する。操舵部品2が左回り(反時計回り)に回転されるとき、車両が左旋回する。   The steering angle θ is indicated as a positive value when the steering component 2 is rotated clockwise (clockwise). The steering angle θ is shown as a negative value when the steering component 2 is rotated counterclockwise (counterclockwise). When the steering component 2 is rotated clockwise (clockwise), the vehicle turns right. When the steering component 2 is rotated counterclockwise (counterclockwise), the vehicle turns left.

制御装置70は、算出部71を有する。制御装置70は、センサユニット30から受信した信号に基づいてアシスト装置20により操舵をアシストするアシスト制御を実行する。制御装置70は、算出部71において操舵部品2の中立位置からの操舵角(以下、「絶対舵角」)を算出する。制御装置70は、アシスト制御において絶対舵角および操舵トルクτに基づいて操舵をアシストするアシスト力を算出する。制御装置70は、アシスト力に基づいて電動モータ21の駆動を制御する。   The control device 70 includes a calculation unit 71. The control device 70 executes assist control for assisting steering by the assist device 20 based on the signal received from the sensor unit 30. The control device 70 calculates a steering angle from the neutral position of the steering component 2 (hereinafter, “absolute steering angle”) in the calculation unit 71. The control device 70 calculates an assist force for assisting steering based on the absolute steering angle and the steering torque τ in the assist control. The control device 70 controls driving of the electric motor 21 based on the assist force.

図2を参照して、ピニオンシャフト14の詳細な構成について説明する。なお、「軸方向ZA」は、ピニオンシャフト14の軸線方向に沿う方向を示す。「径方向ZB」は、軸方向ZAの法線方向を示す。「周方向ZC」は、ピニオンシャフト14の回転方向に沿う方向を示す。   A detailed configuration of the pinion shaft 14 will be described with reference to FIG. The “axial direction ZA” indicates a direction along the axial direction of the pinion shaft 14. The “radial direction ZB” indicates a normal direction of the axial direction ZA. The “circumferential direction ZC” indicates a direction along the rotation direction of the pinion shaft 14.

ピニオンシャフト14は、入力シャフト14A、出力シャフト14B、およびトーションバー14Cを有する。ピニオンシャフト14は、入力シャフト14Aおよび出力シャフト14Bがトーションバー14Cにより連結された構成を有する。   The pinion shaft 14 has an input shaft 14A, an output shaft 14B, and a torsion bar 14C. The pinion shaft 14 has a configuration in which an input shaft 14A and an output shaft 14B are connected by a torsion bar 14C.

入力シャフト14Aは、雄ねじ部14Dおよび突起部14Eを有する。なお、雄ねじ部14Dは「ねじ部」に相当する。
雄ねじ部14Dは、入力シャフト14Aの外周部分において軸方向ZAの所定範囲にわたり形成されている。
The input shaft 14A has a male screw portion 14D and a protruding portion 14E. The male screw portion 14D corresponds to a “screw portion”.
The male thread portion 14D is formed over a predetermined range in the axial direction ZA at the outer peripheral portion of the input shaft 14A.

突起部14Eは、入力シャフト14Aの外周面から径方向ZBに突出している。突起部14Eは、入力シャフト14Aの平面視において円環形状を有する。突起部14Eは、軸方向ZAにおいて雄ねじ部14Dよりもラックシャフト15側に位置している。   The protrusion 14E protrudes in the radial direction ZB from the outer peripheral surface of the input shaft 14A. The protrusion 14E has an annular shape in a plan view of the input shaft 14A. The protruding portion 14E is located closer to the rack shaft 15 than the male screw portion 14D in the axial direction ZA.

図2および図3を参照して、センサユニット30の詳細な構成について説明する。
センサユニット30は、可動部品31、2個の摺動部品32、位置センサ33、2個の玉軸受35,36、ハウジング40、回転角センサ50、トルクセンサ60、および回路ユニット(図示略)を有する。センサユニット30は、回路ユニットを介して位置センサ33の信号、回転角センサの信号、およびトルクセンサ60の信号を制御装置70(図1参照)に送信する。
A detailed configuration of the sensor unit 30 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
The sensor unit 30 includes a movable part 31, two sliding parts 32, a position sensor 33, two ball bearings 35 and 36, a housing 40, a rotation angle sensor 50, a torque sensor 60, and a circuit unit (not shown). Have. The sensor unit 30 transmits the signal of the position sensor 33, the signal of the rotation angle sensor, and the signal of the torque sensor 60 to the control device 70 (see FIG. 1) via the circuit unit.

ハウジング40は、内部空間41を有する。ハウジング40は、内部空間41において可動部品31、摺動部品32、位置センサ33、回転角センサ50、およびトルクセンサ60を収容している。ハウジング40は、玉軸受35,36を介してピニオンシャフト14がハウジング40に対する回転が可能な状態でピニオンシャフト14を支持している。   The housing 40 has an internal space 41. The housing 40 accommodates the movable part 31, the sliding part 32, the position sensor 33, the rotation angle sensor 50, and the torque sensor 60 in the internal space 41. The housing 40 supports the pinion shaft 14 via the ball bearings 35 and 36 in a state where the pinion shaft 14 can rotate with respect to the housing 40.

回転角センサ50としては、レゾルバが用いられている。回転角センサ50は、レゾルバロータ51およびレゾルバステータ52を有する。回転角センサ50は、ステアリングシャフト11(入力シャフト14A)の1回転以内の操舵角θ(以下、「ステアリングシャフト11の回転位置」)に応じた信号を回路ユニットに出力する。   A resolver is used as the rotation angle sensor 50. The rotation angle sensor 50 includes a resolver rotor 51 and a resolver stator 52. The rotation angle sensor 50 outputs a signal corresponding to the steering angle θ within one rotation of the steering shaft 11 (input shaft 14A) (hereinafter, “rotational position of the steering shaft 11”) to the circuit unit.

レゾルバロータ51は、入力シャフト14Aに固定されている。
レゾルバステータ52は、レゾルバロータ51を取り囲んでいる。レゾルバステータ52は、ハウジング40に固定されている。
The resolver rotor 51 is fixed to the input shaft 14A.
The resolver stator 52 surrounds the resolver rotor 51. The resolver stator 52 is fixed to the housing 40.

トルクセンサ60は、回転角センサ50よりもラックシャフト15側に位置している。トルクセンサ60は、磁石部61、磁気ヨーク部62、集磁部63、磁気検出素子(図示略)を有する。トルクセンサ60は、トーションバー14Cのねじれ量すなわち操舵トルクτに応じた信号を回路ユニットに出力する。   The torque sensor 60 is located closer to the rack shaft 15 than the rotation angle sensor 50. The torque sensor 60 includes a magnet part 61, a magnetic yoke part 62, a magnetism collecting part 63, and a magnetic detection element (not shown). The torque sensor 60 outputs a signal corresponding to the twist amount of the torsion bar 14C, that is, the steering torque τ, to the circuit unit.

磁石部61は、入力シャフト14Aに固定されている。
磁気ヨーク部62は、出力シャフト14Bに固定されている。磁気ヨーク部62は、磁石部61を取り囲んでいる。磁気ヨーク部62は、磁石部61の磁束を集める。
The magnet part 61 is fixed to the input shaft 14A.
The magnetic yoke portion 62 is fixed to the output shaft 14B. The magnetic yoke part 62 surrounds the magnet part 61. The magnetic yoke part 62 collects the magnetic flux of the magnet part 61.

集磁部63は、ハウジング40に固定されている。集磁部63は、磁気ヨーク部62を取り囲んでいる。集磁部63は、磁気ヨーク部62の磁束を集める。
磁気検出素子は、集磁部63の磁束の変化に応じた信号を回路ユニットに出力する。
The magnetic flux collector 63 is fixed to the housing 40. The magnetism collecting part 63 surrounds the magnetic yoke part 62. The magnetism collecting unit 63 collects the magnetic flux of the magnetic yoke unit 62.
The magnetic detection element outputs a signal corresponding to a change in the magnetic flux of the magnetic flux collector 63 to the circuit unit.

可動部品31は、金属材料により形成されている。可動部品31は、入力シャフト14Aの雄ねじ部14Dに螺合されている。可動部品31は、平面視において環状を有する。可動部品31は、内周面において雌ねじ部31Aを有する。可動部品31は、外周部分において2個の第1ガイド部31B(図3参照)を有する。可動部品31は、第1ガイド部31B以外の外側面31Cにおいて摺動部品32と接触している。   The movable part 31 is made of a metal material. The movable part 31 is screwed into the male thread portion 14D of the input shaft 14A. The movable part 31 has an annular shape in plan view. The movable component 31 has a female thread portion 31A on the inner peripheral surface. The movable component 31 has two first guide portions 31B (see FIG. 3) at the outer peripheral portion. The movable component 31 is in contact with the sliding component 32 on the outer surface 31C other than the first guide portion 31B.

摺動部品32は、樹脂材料により形成されている。摺動部品32として、例えば低摩擦シートが用いられる。摺動部品32は、ハウジング40に固定されている。摺動部品32は、平面視において円弧形状を有する。2個の摺動部品32は、周方向ZCにおいて互いに離間して配置されている。2個の摺動部品32においては、2個の摺動部品32の周方向ZCの間の空間として第2ガイド部34(図3参照)が形成されている。摺動部品32は、可動部品31の外側面31Cと接触することにより可動部品31の軸方向ZAへの移動をガイドする。   The sliding component 32 is made of a resin material. As the sliding component 32, for example, a low friction sheet is used. The sliding component 32 is fixed to the housing 40. The sliding component 32 has an arc shape in plan view. The two sliding parts 32 are spaced apart from each other in the circumferential direction ZC. In the two sliding parts 32, a second guide portion 34 (see FIG. 3) is formed as a space between the two sliding parts 32 in the circumferential direction ZC. The sliding component 32 guides the movement of the movable component 31 in the axial direction ZA by contacting the outer surface 31 </ b> C of the movable component 31.

第2ガイド部34は、第1ガイド部31Bが嵌め合せられている。第2ガイド部34の周方向ZCの寸法は、第1ガイド部31Bの周方向ZCの寸法と等しい。第2ガイド部34は、第1ガイド部31Bと協動して可動部品31の回転を制限する。   The second guide portion 34 is fitted with the first guide portion 31B. The dimension of the second guide part 34 in the circumferential direction ZC is equal to the dimension of the first guide part 31B in the circumferential direction ZC. The second guide part 34 limits the rotation of the movable part 31 in cooperation with the first guide part 31B.

位置センサ33は、可動部品31と軸方向ZAに対向している。位置センサ33は、可動部品31よりもラックシャフト15側に位置している。位置センサ33は、入力シャフト14Aの雄ねじ部14Dと突起部14Eとの間に位置している。位置センサ33は、突起部14Eにより入力シャフト14Aに対する軸方向ZAの位置が決められる。位置センサ33としては、例えば超音波センサが用いられる。位置センサ33は、超音波を可動部品31に向けて発信する。位置センサ33は、可動部品31に反射した反射波を受信する。位置センサ33は、発信から受信までの時間に基づいて位置センサ33から可動部品31までの距離に応じた信号を回路ユニットに送信する。位置センサ33は、位置センサ33から可動部品31までの距離が大きくなるにつれて信号の出力値が大きくなる。   The position sensor 33 faces the movable part 31 in the axial direction ZA. The position sensor 33 is located closer to the rack shaft 15 than the movable part 31. The position sensor 33 is located between the male threaded portion 14D and the protruding portion 14E of the input shaft 14A. In the position sensor 33, the position in the axial direction ZA relative to the input shaft 14A is determined by the protrusion 14E. As the position sensor 33, for example, an ultrasonic sensor is used. The position sensor 33 transmits ultrasonic waves toward the movable part 31. The position sensor 33 receives the reflected wave reflected by the movable part 31. The position sensor 33 transmits a signal corresponding to the distance from the position sensor 33 to the movable part 31 to the circuit unit based on the time from transmission to reception. The position sensor 33 has a signal output value that increases as the distance from the position sensor 33 to the movable part 31 increases.

図2および3を参照して、可動部品31の動作について説明する。
ピニオンシャフト14は、操舵部品2が右回りに回転されることにともない右回りに回転する。可動部品31は、ピニオンシャフト14の右回りの回転により可動部品31を右回りに回転させる力が可動部品31に作用する。可動部品31は、第1ガイド部31Bおよび第2ガイド部34により右回りへの回転が制限される。これにより、ピニオンシャフト14は、可動部品31に対して相対回転する。このため、可動部品31は、ピニオンシャフト14の右回りの回転により軸方向ZAにおいて位置センサ33から離間する。
The operation of the movable part 31 will be described with reference to FIGS.
The pinion shaft 14 rotates clockwise as the steering component 2 rotates clockwise. In the movable part 31, a force that rotates the movable part 31 clockwise by the clockwise rotation of the pinion shaft 14 acts on the movable part 31. The movable component 31 is limited to rotate clockwise by the first guide portion 31 </ b> B and the second guide portion 34. As a result, the pinion shaft 14 rotates relative to the movable component 31. For this reason, the movable component 31 is separated from the position sensor 33 in the axial direction ZA by the clockwise rotation of the pinion shaft 14.

ピニオンシャフト14は、操舵部品2が左回りに回転されることにともない左回りに回転する。可動部品31は、ピニオンシャフト14の左回りの回転により可動部品31を左回りに回転させる力が可動部品31に作用する。可動部品31は、第1ガイド部31Bおよび第2ガイド部34により左回りへの回転が制限される。ピニオンシャフト14は、可動部品31に対して相対回転する。このため、可動部品31は、ピニオンシャフト14の左回りの回転により軸方向ZAにおいて位置センサ33に接近する。   The pinion shaft 14 rotates counterclockwise as the steering component 2 rotates counterclockwise. In the movable part 31, a force that rotates the movable part 31 counterclockwise by the counterclockwise rotation of the pinion shaft 14 acts on the movable part 31. The movable component 31 is restricted from rotating counterclockwise by the first guide portion 31 </ b> B and the second guide portion 34. The pinion shaft 14 rotates relative to the movable part 31. For this reason, the movable part 31 approaches the position sensor 33 in the axial direction ZA by the counterclockwise rotation of the pinion shaft 14.

図4を参照して、回転角センサ50の信号および位置センサ33の信号の出力状態および絶対舵角の検出方法について説明する。なお、図4を参照する以下の説明において、符号が付されたEPS1に関する各構成要素は、図1または図2に記載された各構成要素を示す。   With reference to FIG. 4, the output state of the signal of the rotation angle sensor 50 and the signal of the position sensor 33 and the method for detecting the absolute steering angle will be described. In addition, in the following description with reference to FIG. 4, each component regarding EPS1 to which the code | symbol was attached | subjected shows each component described in FIG. 1 or FIG.

図4(a)に示されるように、回転角センサ50は、鋸歯形状の波形の信号を出力する。回転角センサ50の信号は、操舵部品2が1回転する毎に出力値が「0」となる。回転角センサ50の信号は、操舵部品2が1回転する操舵角θの範囲内において操舵角θの絶対値が大きくなるにつれて出力値が大きくなる。   As shown in FIG. 4A, the rotation angle sensor 50 outputs a sawtooth waveform signal. The signal of the rotation angle sensor 50 has an output value “0” every time the steering component 2 makes one rotation. The output of the rotation angle sensor 50 increases as the absolute value of the steering angle θ increases within the range of the steering angle θ at which the steering component 2 makes one rotation.

図4(b)に示されるように、位置センサ33の信号は、位置センサ33と可動部品31との間の距離が大きくなるにつれて出力値が大きくなる。すなわち、位置センサ33の信号は、中立位置を基準として操舵部品2が右回り方向の操舵角θが大きくなるにつれて出力値が大きくなる。位置センサ33の信号は、中立位置を基準として操舵部品2が左回り方向の操舵角θの絶対値が大きくなるにつれて出力値が小さくなる。   As shown in FIG. 4B, the output value of the signal from the position sensor 33 increases as the distance between the position sensor 33 and the movable part 31 increases. That is, the output value of the signal from the position sensor 33 increases as the steering angle θ in the clockwise direction of the steering component 2 increases with the neutral position as a reference. The signal of the position sensor 33 decreases as the absolute value of the steering angle θ in the counterclockwise direction of the steering component 2 increases with the neutral position as a reference.

次に、絶対舵角の検出方法について説明する。なお、以下の説明においては、操舵部品2の回転にともない回転角センサ50が出力値S1を出力し、位置センサ33が出力値S2を出力したと仮定する。   Next, a method for detecting the absolute steering angle will be described. In the following description, it is assumed that the rotation angle sensor 50 outputs the output value S1 and the position sensor 33 outputs the output value S2 as the steering component 2 rotates.

図4(a)に示されるように、回転角センサ50が出力値S1を出力したとき、算出部71は、ステアリングシャフト11の回転位置として角度θ1、θ2、θ3、およびθ4の4通りを算出する。一方、図4(b)に示されるように、位置センサ33が出力値S2を出力したとき、操舵角θは、右1回転目の領域に位置する。このため、算出部71は、ステアリングシャフト11が右回り方向への1回転として算出する。したがって、算出部71は、回転角センサ50の出力値S1および位置センサ33の出力値S2の組合せにより、絶対舵角を角度θ3として算出する。   As shown in FIG. 4A, when the rotation angle sensor 50 outputs the output value S1, the calculation unit 71 calculates four angles θ1, θ2, θ3, and θ4 as the rotation position of the steering shaft 11. To do. On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the position sensor 33 outputs the output value S2, the steering angle θ is located in the region of the first right rotation. For this reason, the calculation unit 71 calculates the steering shaft 11 as one rotation in the clockwise direction. Therefore, the calculation unit 71 calculates the absolute steering angle as the angle θ3 by the combination of the output value S1 of the rotation angle sensor 50 and the output value S2 of the position sensor 33.

EPS1の作用について説明する。なお、「仮想EPS」は、ステアリングシャフトの回転角度を検出する回転角センサA1と、電動モータの回転角度を検出する回転角センサA2とを有する。仮想EPSは、EPS1と比較して、可動部品31、摺動部品32、および位置センサ33が省略された点が異なる。   The operation of the EPS 1 will be described. The “virtual EPS” has a rotation angle sensor A1 that detects the rotation angle of the steering shaft and a rotation angle sensor A2 that detects the rotation angle of the electric motor. The virtual EPS is different from the EPS 1 in that the movable part 31, the sliding part 32, and the position sensor 33 are omitted.

仮想EPSは、次のように絶対舵角を算出する。
仮想EPSの減速比は、ステアリングシャフトの回転数の判別が可能となるように小数点の値が用いられている。仮想EPSの減速比としては、18.3に設定されている。
The virtual EPS calculates the absolute steering angle as follows.
As the reduction ratio of the virtual EPS, a decimal point value is used so that the rotation speed of the steering shaft can be determined. The reduction ratio of the virtual EPS is set to 18.3.

仮想EPSにおいては、回転角センサA1がステアリングシャフトの1回転内の回転角度を検出し、回転角センサA2がステアリングシャフトの回転数を検出する。これにより、仮想EPSは、各回転角センサA1,A2により絶対舵角を算出する。また、仮想EPSにおいては、回転角センサA1の信号の出力値が増加するとき、ステアリングシャフトが右回りに回転していると判定する。また仮想EPSにおいては、回転角センサA1の信号の出力値が減少するとき、ステアリングシャフトが左回りに回転していると判定する。   In the virtual EPS, the rotation angle sensor A1 detects the rotation angle within one rotation of the steering shaft, and the rotation angle sensor A2 detects the rotation number of the steering shaft. Thereby, virtual EPS calculates an absolute steering angle by each rotation angle sensor A1, A2. In virtual EPS, when the output value of the signal of the rotation angle sensor A1 increases, it is determined that the steering shaft is rotating clockwise. In virtual EPS, when the output value of the signal of the rotation angle sensor A1 decreases, it is determined that the steering shaft is rotating counterclockwise.

回転角センサA2によるステアリングシャフトの回転数の判別について説明する。
回転角センサA2は、ステアリングシャフトの回転角度×減速比の小数点の値の回転角度が算出される。回転角センサA2は、ステアリングシャフトが右回りに1回転するとき、360×0.3=108°に応じた信号を出力する。また、回転角センサA2は、ステアリングシャフトが右回りに2回転するとき、回転角センサA2が216°に応じた信号を出力する。
The discrimination of the number of rotations of the steering shaft by the rotation angle sensor A2 will be described.
The rotation angle sensor A2 calculates the rotation angle of the decimal value of the rotation angle of the steering shaft × the reduction ratio. The rotation angle sensor A2 outputs a signal corresponding to 360 × 0.3 = 108 ° when the steering shaft makes one clockwise rotation. The rotation angle sensor A2 outputs a signal corresponding to 216 ° when the steering shaft makes two clockwise rotations.

仮想EPSにおいては、回転角センサA1が360°のときに回転角センサA2が54°(108°―108°/2)以上かつ162°(108°+108°/2)以下の範囲内の角度に応じた信号を出力するとき、ステアリングシャフトが右回りに1回転したと判別する。また、仮想EPSにおいては、回転角センサA1が360°のときに回転角センサA2が162°よりも大きくかつ260°(216°+108°/2)以下の範囲内の角度に応じた信号を出力するとき、ステアリングシャフトが右回りに2回転したと判別する。   In the virtual EPS, when the rotation angle sensor A1 is 360 °, the rotation angle sensor A2 has an angle within the range of 54 ° (108 ° -108 ° / 2) or more and 162 ° (108 ° + 108 ° / 2) or less. When the corresponding signal is output, it is determined that the steering shaft has made one clockwise rotation. In the virtual EPS, when the rotation angle sensor A1 is 360 °, the rotation angle sensor A2 outputs a signal corresponding to an angle within a range greater than 162 ° and 260 ° (216 ° + 108 ° / 2) or less. It is determined that the steering shaft has made two clockwise rotations.

一方、回転角センサA2は、ステアリングシャフトが左回りに1回転するとき、252°(360°−108°)に応じた信号を出力する。回転角センサA2は、ステアリングシャフトが左回りに2回転するとき、144°(360°―216°)に応じた信号を出力する。なお、ステアリングシャフトの回転数の判別は、ステアリングシャフトが右回りの場合と同様であるため、その説明を省略する。   On the other hand, the rotation angle sensor A2 outputs a signal corresponding to 252 ° (360 ° -108 °) when the steering shaft rotates once counterclockwise. The rotation angle sensor A2 outputs a signal corresponding to 144 ° (360 ° to 216 °) when the steering shaft rotates twice counterclockwise. The determination of the number of rotations of the steering shaft is the same as in the case where the steering shaft is clockwise, and the description thereof is omitted.

ところで、仮想EPSは、ステアリングシャフトから電動モータまでの間に、ステアリングシャフト(ピニオンシャフト)とラックシャフトとの噛合部分、各傘歯車の噛合部分が存在する。これらの噛合部分におけるバックラッシおよび噛み合い誤差等により、設計上の減速比と実際の減速比との間にずれが生じる場合がある。以下、仮想EPSにおいて実際の減速比が18.5となった場合について説明する。   By the way, the virtual EPS has a meshing portion between the steering shaft (pinion shaft) and the rack shaft and a meshing portion of each bevel gear between the steering shaft and the electric motor. There may be a deviation between the designed reduction ratio and the actual reduction ratio due to backlash and engagement errors in these engagement portions. Hereinafter, a case where the actual reduction ratio becomes 18.5 in the virtual EPS will be described.

回転角センサA1が360°(0°)のときに回転角センサA2は、360×0.5=180°と算出される。このため、仮想EPSの制御装置は、ステアリングシャフトが右回りに1回転したにもかかわらず、ステアリングシャフトが右回りに2回転したと判別してしまう。したがって、仮想EPSは、実際の減速比が設計上の減速比と異なった場合にステアリングシャフトの回転数の判別を誤る場合がある。   When the rotation angle sensor A1 is 360 ° (0 °), the rotation angle sensor A2 is calculated as 360 × 0.5 = 180 °. For this reason, the virtual EPS control device determines that the steering shaft has made two clockwise rotations despite the steering shaft having made one clockwise rotation. Accordingly, the virtual EPS may erroneously determine the number of rotations of the steering shaft when the actual reduction ratio is different from the designed reduction ratio.

これに対して、本実施形態のEPS1は、位置センサ33および回転角センサ50により絶対舵角を算出する。すなわち、EPS1の算出部71は、回転角センサ50の信号に基づいてステアリングシャフト11の回転位置が算出され、位置センサ33の信号に基づいてステアリングシャフト11の回転方向および回転数が検出される。そしてEPS1においては、回転角センサ50および位置センサ33がピニオンシャフト14とラックシャフト15との噛合部分および各傘歯車22,23の噛合部分を介さない状態で配置されている。このため、回転角センサ50および位置センサ33は、仮想EPSのようにステアリングシャフト11およびラックシャフト15との噛合部分および各傘歯車22,23の噛合部分のガタの影響から回避される。したがって、EPS1は、実際の減速比が設計上の減速比と異なることに起因してステアリングシャフト11の回転数の判別を誤ることが抑制される。   In contrast, the EPS 1 of the present embodiment calculates the absolute steering angle by the position sensor 33 and the rotation angle sensor 50. That is, the calculation unit 71 of the EPS 1 calculates the rotational position of the steering shaft 11 based on the signal from the rotation angle sensor 50, and detects the rotational direction and the rotational speed of the steering shaft 11 based on the signal from the position sensor 33. In the EPS 1, the rotation angle sensor 50 and the position sensor 33 are arranged without passing through the meshing portions of the pinion shaft 14 and the rack shaft 15 and the meshing portions of the bevel gears 22 and 23. For this reason, the rotation angle sensor 50 and the position sensor 33 are avoided from the influence of rattling of the meshing portions of the steering shaft 11 and the rack shaft 15 and the meshing portions of the bevel gears 22 and 23 as in virtual EPS. Accordingly, the EPS 1 is prevented from erroneously determining the rotational speed of the steering shaft 11 due to the actual reduction ratio being different from the designed reduction ratio.

本実施形態のEPS1は以下の効果を奏する。
(1)EPS1は、位置センサ33および回転角センサ50により絶対舵角を検出する。位置センサ33および回転角センサ50は互いに近くに配置されている。この構成によれば、ステアリングシャフト11およびラックシャフト15との噛合部分のガタおよび各傘歯車の噛合部分のガタの影響が抑制される。したがって、EPS1は、仮想EPSよりも絶対舵角を正確に取得することができる。
The EPS 1 of the present embodiment has the following effects.
(1) The EPS 1 detects the absolute steering angle using the position sensor 33 and the rotation angle sensor 50. The position sensor 33 and the rotation angle sensor 50 are arranged close to each other. According to this structure, the influence of the play of the meshing part with the steering shaft 11 and the rack shaft 15 and the play of the meshing part of each bevel gear are suppressed. Therefore, EPS1 can acquire an absolute steering angle more accurately than virtual EPS.

また、EPS1は、位置センサ33によりステアリングシャフト11の回転方向および回転数を判別する。このため、位置センサ33は、操舵角θを検出するものではないため、高い精度が要求されない。このため、EPS1は、安価な位置センサを用いることができる。   Further, the EPS 1 determines the rotational direction and the rotational speed of the steering shaft 11 by the position sensor 33. For this reason, since the position sensor 33 does not detect the steering angle θ, high accuracy is not required. For this reason, the EPS 1 can use an inexpensive position sensor.

(2)EPS1は、可動部品31に形成された第1ガイド部31Bおよび2つの摺動部品32の周方向ZCの間の空間として形成された第2ガイド部34を有する。第1ガイド部31Bは、第2ガイド部34に嵌め合せられている。この構成によれば、入力シャフト14Aの回転にともない可動部品31が入力シャフト14Aの回転方向に回転することが制限される。このため、ハウジング40に対して可動部品31が回転することによりステアリングシャフト11の回転量に対する可動部品31の軸方向ZAの移動量の関係が変化することが抑制される。したがって、可動部品31の軸方向ZAの位置の精度が低下することが抑制される。   (2) The EPS 1 includes a first guide portion 31B formed on the movable component 31 and a second guide portion 34 formed as a space between the two sliding components 32 in the circumferential direction ZC. The first guide part 31 </ b> B is fitted to the second guide part 34. According to this configuration, the movable component 31 is restricted from rotating in the rotation direction of the input shaft 14A as the input shaft 14A rotates. For this reason, when the movable part 31 rotates with respect to the housing 40, it is suppressed that the relationship of the movement amount of the movable part 31 with respect to the rotation amount of the steering shaft 11 in the axial direction ZA changes. Therefore, the accuracy of the position of the movable part 31 in the axial direction ZA is suppressed from decreasing.

(3)EPS1は、可動部品31の外面に接触する摺動部品32を有する。この構成によれば、摺動部品32により可動部品31が軸方向ZAに対して傾くことが抑制される。したがって、可動部品31の軸方向ZAの位置の精度が低下することが抑制される。   (3) The EPS 1 has a sliding component 32 that contacts the outer surface of the movable component 31. According to this configuration, the sliding component 32 suppresses the movable component 31 from being inclined with respect to the axial direction ZA. Therefore, it is suppressed that the accuracy of the position of the movable part 31 in the axial direction ZA is lowered.

(4)位置センサ33および回転角センサ50は、入力シャフト14Aに取り付けられている。この構成によれば、回転角センサ50および位置センサ33がステアリングシャフト11における入力シャフト14Aおよび出力シャフト14Bの異なる部品の動作を検出すると仮定した構成と比較して、トーションバー14Cのねじれ量のばらつきの影響をなくすことができる。したがって、EPS1は、絶対舵角をより正確に取得することができる。   (4) The position sensor 33 and the rotation angle sensor 50 are attached to the input shaft 14A. According to this configuration, the twist amount of the torsion bar 14C varies as compared with the configuration in which the rotation angle sensor 50 and the position sensor 33 are assumed to detect the operation of different parts of the input shaft 14A and the output shaft 14B in the steering shaft 11. The influence of can be eliminated. Therefore, the EPS 1 can acquire the absolute steering angle more accurately.

(5)位置センサ33は、入力シャフト14Aに形成された突起部14Eにより入力シャフト14Aに対する軸方向ZAの位置が決められる。この構成によれば、入力シャフト14Aから突起部14Eが省略された構成と比較して、中立位置における位置センサ33および可動部品31の相対位置が精度よくかつ容易に決められる。   (5) In the position sensor 33, the position of the axial direction ZA relative to the input shaft 14A is determined by the protrusion 14E formed on the input shaft 14A. According to this configuration, the relative positions of the position sensor 33 and the movable part 31 at the neutral position can be determined with high accuracy and easily compared to a configuration in which the protrusion 14E is omitted from the input shaft 14A.

本電動パワーステアリング装置は、上記実施形態とは別の実施形態を含む。以下、本電動パワーステアリング装置のその他の実施形態としての上記実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、互いに組み合わせることもできる。   The electric power steering apparatus includes an embodiment different from the above embodiment. Hereinafter, the modification of the said embodiment as other embodiment of this electric power steering device is shown. The following modifications can be combined with each other.

・実施形態の位置センサ33は、非接触式の超音波センサが用いられている。ただし、位置センサ33の種類は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の位置センサ33は、磁歪式位置センサ、レーザ変位計、静電容量式位置センサ等の非接触式の位置センサが用いられる。また、別の変形例の位置センサ33は、可動部品31と接触することにより可動部品31の軸方向ZAの位置を検出する接触式の位置センサが用いられる。   In the embodiment, the position sensor 33 is a non-contact ultrasonic sensor. However, the type of the position sensor 33 is not limited to the content exemplified in the embodiment. For example, the position sensor 33 of the modified example is a non-contact type position sensor such as a magnetostrictive position sensor, a laser displacement meter, or a capacitance type position sensor. Further, as the position sensor 33 of another modified example, a contact type position sensor that detects the position of the movable part 31 in the axial direction ZA by contacting the movable part 31 is used.

・実施形態の回転角センサ50は、レゾルバが用いられている。ただし、回転角センサ50の種類は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の回転角センサ50は、エンコーダ、ホールIC、MR素子、ツインレゾルバとしてのトルクセンサ等が用いられる。変形例の回転角センサ50としてツインレゾルバが用いられた場合、トルクセンサ60が省略される。   -The resolver is used for the rotation angle sensor 50 of embodiment. However, the type of the rotation angle sensor 50 is not limited to the content exemplified in the embodiment. For example, the rotation angle sensor 50 according to the modification uses an encoder, a Hall IC, an MR element, a torque sensor as a twin resolver, and the like. When a twin resolver is used as the rotation angle sensor 50 of the modified example, the torque sensor 60 is omitted.

・実施形態のセンサユニット30は、位置センサ33および回転角センサ50が入力シャフト14Aに取り付けられている。ただし、位置センサ33および回転角センサ50の位置関係は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例のセンサユニット30は、位置センサ33および回転角センサ50の位置関係として以下の(A)〜(C)のいずれかを有する。
(A)位置センサ33が入力シャフト14Aに取り付けられ、回転角センサ50が出力シャフト14Bに取り付けられる。
(B)位置センサ33および回転角センサ50が出力シャフト14Bに取り付けられる。
(C)位置センサ33が出力シャフト14Bに取り付けられ、回転角センサ50が入力シャフト14Aに取り付けられる。
In the sensor unit 30 of the embodiment, the position sensor 33 and the rotation angle sensor 50 are attached to the input shaft 14A. However, the positional relationship between the position sensor 33 and the rotation angle sensor 50 is not limited to the content exemplified in the embodiment. For example, the sensor unit 30 of the modified example has any of the following (A) to (C) as the positional relationship between the position sensor 33 and the rotation angle sensor 50.
(A) The position sensor 33 is attached to the input shaft 14A, and the rotation angle sensor 50 is attached to the output shaft 14B.
(B) The position sensor 33 and the rotation angle sensor 50 are attached to the output shaft 14B.
(C) The position sensor 33 is attached to the output shaft 14B, and the rotation angle sensor 50 is attached to the input shaft 14A.

上記(A)および(B)の構成においては、回転角センサ50は、出力シャフト14Bの回転角度を検出する。上記(C)の構成においては、回転角センサ50は、入力シャフト14Aの回転角度を検出する。   In the configurations (A) and (B), the rotation angle sensor 50 detects the rotation angle of the output shaft 14B. In the configuration (C), the rotation angle sensor 50 detects the rotation angle of the input shaft 14A.

・実施形態の可動部品31は、2個の第1ガイド部31Bを有する。だたし、第1ガイド部31Bの個数は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の可動部品31は、1個の第1ガイド部31Bまたは3個以上の第1ガイド部31Bを有する。なお、変形例の第2ガイド部34は第1ガイド部31Bの個数以上となるように形成される。   -The movable component 31 of embodiment has the two 1st guide parts 31B. However, the number of the first guide portions 31B is not limited to the content exemplified in the embodiment. For example, the movable component 31 of the modification has one first guide portion 31B or three or more first guide portions 31B. In addition, the 2nd guide part 34 of a modification is formed so that it may become more than the number of the 1st guide parts 31B.

・実施形態の第2ガイド部34は、2個の摺動部品32の周方向ZCの間の空間として形成されている。ただし、第2ガイド部34の構成は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の第2ガイド部34は、ハウジング40の内面から径方向ZBに凹む凹部として形成される。変形例の第1ガイド部31Bは、ハウジング40の凹部に嵌め合わせられる。   -The 2nd guide part 34 of embodiment is formed as the space between the circumferential directions ZC of the two sliding components 32. As shown in FIG. However, the structure of the 2nd guide part 34 is not restricted to the content illustrated by embodiment. For example, the modified second guide portion 34 is formed as a recess that is recessed from the inner surface of the housing 40 in the radial direction ZB. The first guide portion 31 </ b> B of the modification is fitted into the recess of the housing 40.

・実施形態のセンサユニット30において、2個の摺動部品32の少なくとも1個を省略することもできる。
・実施形態の電動モータ21においては、ブラシレスモータが用いられる。ただし、電動モータ21の構成は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の電動モータ21においては、ブラシ付モータが用いられる。この構成によれば、ブラシ付きモータはブラシレスモータよりも安価であるため、EPS1のコストが低減される。
In the sensor unit 30 of the embodiment, at least one of the two sliding parts 32 can be omitted.
In the electric motor 21 of the embodiment, a brushless motor is used. However, the configuration of the electric motor 21 is not limited to the content exemplified in the embodiment. For example, a motor with a brush is used in the modified electric motor 21. According to this configuration, since the motor with the brush is less expensive than the brushless motor, the cost of the EPS 1 is reduced.

・実施形態のEPS1は、ラッククロス型の電動パワーステアリング装置の構成を有する。ただし、EPS1の構成は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例のEPS1は、コラムアシスト型、ラックパラレル型、ラック同軸型、ピニオンアシスト型、およびデュアルピニオンアシスト型の電動パワーステアリング装置の構成のいずれかを有する。   -EPS1 of embodiment has the structure of a rack cross type electric power steering apparatus. However, the configuration of the EPS 1 is not limited to the content exemplified in the embodiment. For example, the EPS 1 according to the modification has any of the configurations of a column assist type, a rack parallel type, a rack coaxial type, a pinion assist type, and a dual pinion assist type electric power steering device.

1…電動パワーステアリング装置、2…操舵部品、3…車輪、10…ステアリング装置本体、11…ステアリングシャフト、12…コラムシャフト、13…インターミディエイトシャフト、14…ピニオンシャフト、14A…入力シャフト、14B…出力シャフト、14C…トーションバー、14D…ねじ部分、14E…突起部、15…ラックシャフト、15A…雄ねじ部(ねじ部)、16…ボールねじ機構、16A…ボールナット、17…タイロッド、20…アシスト装置、21…電動モータ、22…第1傘歯、23…第2傘歯、24…中空軸、30…センサユニット、31…可動部品、31A…雌ねじ部、31B…第1ガイド部、31C…外側面、32…摺動部品、33…位置センサ、34…第2ガイド部、35…玉軸受、36…玉軸受、40…ハウジング、41…内部空間、50…回転角センサ、51…レゾルバロータ、52…レゾルバステータ、60…トルクセンサ、61…磁石部、62…磁気ヨーク部、63…集磁部、70…制御装置、71…算出部、θ…操舵角、θ1,θ2,θ3,θ4…角度、τ…操舵トルク、S1…出力値、S2…出力値、ZA…軸方向、ZB…径方向、ZC…周方向。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering device, 2 ... Steering component, 3 ... Wheel, 10 ... Steering device main body, 11 ... Steering shaft, 12 ... Column shaft, 13 ... Intermediate shaft, 14 ... Pinion shaft, 14A ... Input shaft, 14B ... Output shaft, 14C ... Torsion bar, 14D ... Screw part, 14E ... Projection, 15 ... Rack shaft, 15A ... Male screw part (screw part), 16 ... Ball screw mechanism, 16A ... Ball nut, 17 ... Tie rod, 20 ... Assist Device: 21 ... Electric motor, 22 ... First bevel tooth, 23 ... Second bevel tooth, 24 ... Hollow shaft, 30 ... Sensor unit, 31 ... Movable part, 31A ... Female thread portion, 31B ... First guide portion, 31C ... Outer side surface, 32 ... sliding component, 33 ... position sensor, 34 ... second guide portion, 35 ... ball bearing, 36 ... ball bearing DESCRIPTION OF SYMBOLS 40 ... Housing, 41 ... Internal space, 50 ... Rotation angle sensor, 51 ... Resolver rotor, 52 ... Resolver stator, 60 ... Torque sensor, 61 ... Magnet part, 62 ... Magnetic yoke part, 63 ... Magnetic collecting part, 70 ... Control 71, calculating unit, θ, steering angle, θ1, θ2, θ3, θ4, angle, τ, steering torque, S1, output value, S2, output value, ZA, axial direction, ZB, radial direction, ZC, circumference direction.

Claims (6)

操舵部品と一体に回転するステアリングシャフトと、
前記ステアリングシャフトの回転角度を検出する回転角センサと、
前記ステアリングシャフトの外周部分に形成されたねじ部に螺合されて前記ステアリングシャフトの回転に応じて前記ステアリングシャフトの軸方向に移動する可動部品と、
前記ステアリングシャフトの軸方向における前記可動部品の位置を検出する位置センサと、
前記ステアリングシャフトの回転角度および前記ステアリングシャフトの軸方向における前記可動部品の位置に基づいて絶対舵角を算出する算出部と
を備える
電動パワーステアリング装置。
A steering shaft that rotates integrally with the steering component;
A rotation angle sensor for detecting a rotation angle of the steering shaft;
A movable part that is screwed into a screw portion formed on an outer peripheral portion of the steering shaft and moves in the axial direction of the steering shaft according to the rotation of the steering shaft;
A position sensor for detecting the position of the movable part in the axial direction of the steering shaft;
An electric power steering apparatus comprising: a calculation unit that calculates an absolute steering angle based on a rotation angle of the steering shaft and a position of the movable part in an axial direction of the steering shaft.
前記算出部は、前記ステアリングシャフトの回転角度に基づいて前記ステアリングシャフトの回転位置を算出し、前記ステアリングシャフトの軸方向における前記可動部品の位置に基づいて前記ステアリングシャフトの回転数を算出し、前記ステアリングシャフトの回転位置および前記ステアリングシャフトの回転数に基づいて前記絶対舵角を算出する
請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。
The calculation unit calculates a rotation position of the steering shaft based on a rotation angle of the steering shaft, calculates a rotation number of the steering shaft based on a position of the movable part in an axial direction of the steering shaft, The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the absolute steering angle is calculated based on a rotational position of a steering shaft and a rotational speed of the steering shaft.
前記可動部品の回転運動を制限するガイド部を有する
請求項1または2に記載の電動パワーステアリング装置。
The electric power steering device according to claim 1, further comprising a guide portion that restricts rotational movement of the movable part.
前記絶対舵角に基づいて前記操舵部品の操作をアシストするアシスト力を付与する請求項1〜3のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置。   The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein an assist force for assisting an operation of the steering component is applied based on the absolute steering angle. 前記可動部品の外側面に接触し、前記ステアリングシャフトの軸方向における前記可動部品の移動をガイドする摺動部品を有する
請求項1〜4のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising a sliding component that contacts an outer surface of the movable component and guides the movement of the movable component in an axial direction of the steering shaft.
前記ステアリングシャフトは、入力シャフト、出力シャフト、およびトーションバーを有し、前記トーションバーにより前記入力シャフトおよび前記出力シャフトが互いに連結された構成を有し、
前記回転角センサは、前記入力シャフトおよび前記出力シャフトの一方の回転角度を検出し、
前記可動部品は、前記入力シャフトおよび前記出力シャフトの一方に取り付けられている
請求項1〜5のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
The steering shaft has an input shaft, an output shaft, and a torsion bar, and the input shaft and the output shaft are connected to each other by the torsion bar.
The rotation angle sensor detects one rotation angle of the input shaft and the output shaft,
The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the movable part is attached to one of the input shaft and the output shaft.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH08104241A (en) * 1994-10-03 1996-04-23 Iseki & Co Ltd Steering sensor mounting device for tractor
JP2007261508A (en) * 2006-03-29 2007-10-11 Jtekt Corp Steering angle detector

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08104241A (en) * 1994-10-03 1996-04-23 Iseki & Co Ltd Steering sensor mounting device for tractor
JP2007261508A (en) * 2006-03-29 2007-10-11 Jtekt Corp Steering angle detector

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