JP4389178B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリングホイールの操舵を補助する電動パワーステアリング装置、特に、構内搬送車、ゴルフカート、電動車椅子等の特殊車両における電動パワーステアリング装置に関する。

従来、ステアリングホイールの操舵を補助する電動パワーステアリング装置として、例えば、特開２００５−２２５４１１号公報や特開２００６−２８０１６７号公報に開示されている電動パワーステアリング装置がある。

特開２００５−２２５４１１号公報に開示されている電動パワーステアリング装置は、モータと、トルクセンサと、車速センサと、操舵角センサと、電流センサと、回転角センサと、操舵制御部とを備えている。操舵制御部は、これらのセンサの出力に基づいて、操舵ハンドルの操作をアシストするようにモータを制御する。

また、特開２００６−２８０１６７号公報に開示されている電動パワーステアリング装置は、モータと、トルクセンサと、車速センサと、コントローラとを備えている。コントローラは、トルクセンサ及び車速センサの出力に基づいて、操舵アシストトルクを発生するようにモータを制御する。
特開２００５−２２５４１１号公報 特開２００６−２８０１６７号公報

ところで、前述した電動パワーステアリング装置では、複数のセンサの出力に基づいてモータを制御するため、制御自体が複雑である。そのため、高機能なマイクロコンピュータや複雑なプログラムを用いなければならない。しかし、これでは操舵制御部やコントローラの構成が複雑になり、小型化することが困難である。また、制御に用いられる複数のセンサは、車両各部にそれぞれ個別に配置されている。そのため、電動パワーステアリング装置の車両への搭載に際して、複数のセンサの配置を個別に検討しなければならない。従って、電動パワーステアリング装置として、車両への搭載性を向上させることが困難であった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、構成を簡素化して小型化するとともに一体化することで、車両への搭載性を向上させることができる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。

課題を解決するための手段及び発明の効果

そこで、本発明者は、この課題を解決すべく、ステアリングシャフトのねじれの方向を検出するねじれ方向検出手段を設け、その検出結果に基づいてモータに供給する直流電圧の極性を制御することで、制御手段を簡素化して小型化するとともに、これらを一体化することで、電動パワーステアリング装置の車両への搭載性を向上させられることを思いつき、本発明を完成するに至った。

すなわち、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置は、一端部にステアリングホイールが固定されたステアリングシャフトと、モータと、モータとステアリングシャフトとの間に配設され、モータの発生したトルクをステアリングシャフトに伝達するトルク伝達手段と、ステアリングホイールの操舵に伴って発生する、ステアリングシャフトの一端側に対する他端側のねじれの方向を検出するねじれ方向検出手段と、モータを固定するとともに、トルク伝達手段及びねじれ方向検出手段を収容するハウジングと、モータ及びハウジングの少なくともいずれかに収容され、ステアリングシャフトの他端側を反ねじれ方向に回転させるトルクをモータが発生するように、ねじれ方向検出手段の検出結果に基づいてモータの回転方向を切替える制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置であって、ねじれ方向検出手段は、磁石と磁気センサとを有し、磁気センサは、ステアリングシャフトのねじれの大きさによって出力電圧が異なり、ステアリングホイールが一方向に操舵されると出力電圧が小さくなり、ステアリングホイールが一方向とは逆方向に操舵されると出力電圧が大きくなり、制御手段は、第１スイッチと第２スイッチとを有し、ステアリングホイールが一方向に操舵され、ステアリングシャフトのねじれが大きくなり、磁気センサの出力電圧が第１閾値より小さくなると、第１スイッチをオンしてステアリングホイールの操舵を補助するようにモータに一方向の電流を流し、ステアリングシャフトのねじれが小さくなり、磁気センサの出力電圧が第１閾値以上になるまで第１スイッチのオン状態を継続し、ステアリングホイールが一方向とは逆方向に操舵され、ステアリングシャフトのねじれが大きくなり、磁気センサの出力電圧が第１閾値よりも大きい第２閾値より大きくなると、第２スイッチをオンしてステアリングホイールの操舵を補助するようにモータに一方向とは逆方向の電流を流し、ステアリングシャフトのねじれが小さくなり、磁気センサの出力電圧が第２閾値以下になるまで第２スイッチのオン状態を継続することを特徴とする。この構成によれば、従来のように、高機能なマイクロコンピュータや複雑なプログラムを用いる必要がなく、制御手段を簡素化することができる。そのため、制御手段を小型化することができる。しかも、モータ、トルク伝達手段、ねじれ方向検出手段及び制御手段がハウジング回りに一体化されている。従って、電動パワーステアリング装置の搭載性を向上させることができる。

請求項２に記載の電動パワーステアリング装置は、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、さらに、トルク伝達手段は、ステアリングシャフトに固定されたウォームホイールと、モータのシャフトに固定されウォームホイールに噛合するウォームとからなることを特徴とする。この構成によれば、モータの発生したトルクをステアリングシャフトに確実に伝達することができる。そのため、ステアリングホイールの操舵を確実に補助することができる。

請求項３に記載の電動パワーステアリング装置は、請求項１又は２のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置において、さらに、モータは、直流電圧を供給されることでトルクを発生する電動モータであり、制御手段は、ねじれ方向検出手段の検出結果に基づいてモータに供給する直流電圧の極性を切替えるリレーを備えていることを特徴とする。この構成によれば、モータ端部の間隙に配置可能なほど小さなリレーとその制御回路によって、モータに供給する直流電圧の極性を確実に切替えることができる。そのため、ねじれ方向検出手段の検出結果に基づいてモータを確実に制御する手段をもハウジング内に一体化して配置できる。

次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。

ここで、図１は、本実施形態における電動パワーステアリング装置の構成図である。図２は、電動パワーステアリングユニットの断面図である。図３は、ねじれ方向検出装置の構成図である。図４は、ねじれ方向検出装置の空隙の磁束変化を説明するための説明図である。図５は、ねじれ方向に対するねじれ方向検出装置の空隙の磁束を示すグラフである。図６は、ねじれ方向に対するねじれ方向検出装置の磁気センサの出力電圧を示すグラフである。図７は、モータ制御回路の回路図である。図８は、ステアリングホイールを時計回りに操舵したときのモータ制御回路の動作を説明するための回路図である。図９は、ステアリングホイールを反時計回りに操舵したときのモータ制御回路の動作を説明するための回路図である。

まず、図１〜図７を参照して電動パワーステアリング装置の構成について説明する。図１に示すように、電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール２と、ステアリングシャフト３と、電動パワーステアリングユニット４と、ステアリングギアボックス５とから構成されている。

ステアリングシャフト３は、上部シャフト３０と、電動パワーステアリングユニット４内に配置される後述するトーションバー（図略）と、下部シャフト３１とから構成されている。上部シャフト３０の上方端部には、ステアリングホイール２が固定されている。下部シャフト３１の下方端部には、ピニオンギア３２が形成されている。ピニオンギア３２はステアリングギアボックス５内に収容されるラック５０と噛合している。ラック５０の両端部には、タイロッド５１等を介してタイヤ５２の装着された車輪５３が取付けられている。電動パワーステアリングユニット４は、上部シャフト３０と下部シャフト３１との間、ステアリングシャフト３の中間部に設置されている。電動パワーステアリングユニット４には、直流電圧を供給するバッテリ６が接続されている。

図２に示すように、電動パワーステアリングユニット４は、トーションバー４０と、モータ４１と、減速装置４２（トルク伝達手段）と、ねじれ方向検出装置４３（ねじれ方向検出手段）と、後述するモータ制御回路（図略）とから構成されている。減速装置４２及びねじれ方向検出装置４３は、ハウジング４４内に収容されている。また、モータ４１は、ハウジング４４に固定されている。さらに、モータ制御回路は、モータ４１内に収容されている。

トーションバー４０は、ステアリングシャフト３の中間部を構成し、ステアリングホイール２の操舵に伴ってねじれを発生する弾性体からなる円柱の部材である。トーションバー４０の上方端部は、ステアリングシャフト３の上部シャフト３０に固定されている。

モータ４１は、直流電圧を供給されることでトルクを発生する装置である。具体的には、直流モータである。モータ４１は、供給する直流電圧の極性を切替えることで逆方向のトルクを発生する。

減速装置４２は、モータ４１の発生したトルクを、回転を減速してトーションバー４０に伝達する装置である。減速装置４２は、ウォームホイール４２０と、ウォーム４２１とから構成されている。

ウォームホイール４２０は、トーションバー４０の下方端部を覆うように配置され、下方端面に固定される有底円筒状の支持部材４２２に同軸に固定されている。また、軸受４２３、４２４を介してハウジング４４に回転可能に支持されている。これにより、トーションバー４０もハウジング４４に対して回転可能に支持されることとなる。支持部材４２２の下方端部は、ステアリングシャフト３の下部シャフト３１に固定されている。

ウォーム４２１は、モータ４１のシャフト４１０に同軸に固定されている。ウォーム４２１はウォームホイール４２０に噛合している。

ねじれ方向検出装置４３は、トーションバー４０の上方端部に対する下方端部のねじれ方向を検出する装置である。図２及び図３に示すように、ねじれ方向検出装置４３は、磁石４３０と、磁気ヨーク４３１、４３２（磁性部材）と、磁気センサ４３３とから構成されている。

磁石４３０は、磁界を形成し、磁束を発生する円筒状の部材である。磁石４３０の外周面には、Ｎ極及びＳ極が、周方向に等間隔で交互に着磁されている。これにより、磁石４３０の外周側に磁界が形成されることとなる。磁石４３０は、トーションバー４０の上方端部に同軸に固定されている。

磁気ヨーク４３１、４３２は、磁石４３０によって形成された磁界内に配置され、磁路を構成する磁性材からなる略円筒状の部材である。磁気ヨーク４３１、４３２は、環状部４３１ａ、４３２ａと、爪部４３１ｂ、４３２ｂとから構成されている。環状部４３１ａ、４３２ａは円環状の部位である。爪部４３１ｂは、環状部４３１ａの内周縁部から軸方向上方に延在する二等辺三角形状の部位である。爪部４３２ｂは、環状部４３２ａの内周縁部から軸方向下方に延在する二等辺三角形状の部位である。爪部４３１ｂ、４３２ｂの幅は、磁石４３０の磁極の幅と等しくなるように設定されている。爪部４３１ｂ、４３２ｂは、周方向に等間隔に配置されている。爪部４３１ｂ、４３２ｂの数は、磁石４３０のＮ極又はＳ極の数と等しくなるように設定されている。磁気ヨーク４３１、４３２は、環状部４３１ａ、４３２ａを軸方向に所定間隔を隔て配置し、爪部４３１ｂ、４３２ｂを周方向に交互に配置するとともに、磁石４３０の外周面と所定間隔を隔てて対向させた状態で、支持部材４２２の上方端面に固定されている。トーションバー４０がねじれていないとき、Ｎ極に対向する爪部４３１ａ、４３２ａの面積と、Ｓ極に対向する爪部４３１ａ、４３２ａの面積とが等しくなるように、磁気ヨーク４３１、４３２の固定位置が調整されている。これにより、磁気ヨーク４３１、４３２が、磁石４３０によって形成された磁界内に配置されることとなる。

磁気センサ４３３は、磁気ヨーク４３１、４３２の間に形成される空隙の磁束を検出する素子である。具体的には、ホールＩＣである。磁気センサ４３３は、加わる磁束密度に応じた電圧を出力する。磁気センサ４３３は、環状部４３１ａ、４３２ａ間に、軸方向に形成される空隙４３４内に配置されている。

図２において、トーションバー４０がねじれていないとき、図４（ａ）に示すように、爪部４３１ｂ、４３２ｂのＮ極に対向する面積と、Ｓ極に対向する面積とは等しい。そのため、環状部４３１ａ、４３２ａとの間に形成される空隙４３４には、磁束は発生しない。

しかし、トーションバー４０がねじれ、トーションバー４０の上方端部側から見て、磁気ヨーク４３１、４３２が、磁石４３０に対して時計回りに回転すると、図４（ｂ）に示すように、爪部４３１ｂのＳ極に対向する面積が増加し、環状部４３１ａがＳ極となる。また、爪部４３２ｂのＮ極に対向する面積が増加し、環状部４３２ａがＮ極になる。そのため、空隙４３４に矢印で示す磁束が発生する。

これに対し、トーションバー４０がねじれ、磁気ヨーク４３１、４３２が、磁石４３０に対して反時計回りに回転すると、図４（ｃ）に示すように、爪部４３１ｂのＮ極に対向する面積が増加し、環状部４３１ａはＮ極になる。また、爪部４３２ｂのＳ極に対向する面積が増加し、環状部４３２ａはＳ極になる。そのため、空隙４３４に図４（ｂ）とは逆方向の磁束が発生する。

その結果、空隙４３４の磁束は、磁気ヨーク４３１、４３２のねじれ方向に対して、図５に示すように変化することとなる。磁気ヨーク４３１、４３２が、磁石４３０に対してなじれていないとき、空隙４３４の磁束は０となる。これに対し、磁気ヨーク４３１、４３２が、磁石４３０に対して時計回りにねじれると、空隙４３４の磁束は正となる。そして、ねじれが大きくなるに従って、磁束の大きさも大きくなる。また、反時計回りにねじれると、空隙４３４の磁束は負となる。そして、ねじれが大きくなるに従って、磁束の大きさも大きくなる。

そのため、磁気センサ４３３の出力電圧は、空隙４３４の磁束、つまりは磁気ヨーク４３１、４３２のねじれ方向に対して、図６に示すように変化することとなる。磁気ヨーク４３１、４３２が、磁石４３０に対してねじれていないとき、磁気センサ４３３は電圧Ｖ０を出力する。磁気ヨーク４３１、４３２が、磁石４３０に対して時計回りにねじれると、磁気センサ４３３の出力電圧はＶ０より大きくなる。そして、ねじれが大きくなるに従って、出力電圧もさらに大きくなる。これに対し、反時計回りにねじれると、磁気センサ４３３の出力電圧はＶ０より小さくなる。そして、ねじれが大きくなるに従って、出力電圧もさらに小さくなる。

図７に示すように、モータ制御回路４５（制御手段）は、コンパレータ４５０、４５１と、インバータ４５２と、トランジスタ４５３、４５４（第１スイッチ、第２スイッチ）と、リレー４５５とから構成されている。

コンパレータ４５０は、磁気センサ４３３の出力電圧を基準電源４５６の電圧Ｖｈ（第２閾値）と比較し、比較結果に応じた信号を出力する素子である。磁気センサ４３３の出力電圧が基準電源４５６の電圧Ｖｈを超えると、コンパレータ４５０はハイレベルの信号を出力する。ここで、基準電源４５６の電圧Ｖｈは、図６に示すように、Ｖ０より大きな値に設定されている。コンパレータ４５０の反転入力端子は基準電源４５６に、非反転入力端子は磁気センサ４３３の出力端子に、出力端子はトランジスタ４５３にそれぞれ接続されている。

コンパレータ４５１は、磁気センサ４３３の出力電圧を基準電源４５７の電圧Ｖｌ（第１閾値）と比較し、比較結果に応じた信号を出力する素子である。磁気センサ４３３の出力電圧が基準電源４５６の電圧Ｖｌを超えると、コンパレータ４５１はハイレベルの信号を出力する。ここで、基準電源４５７の電圧Ｖｌは、図６に示すように、Ｖ０より小さな値に設定されている。コンパレータ４５１の反転入力端子は基準電源４５７に、非反転入力端子は磁気センサ４３３の出力端子に、出力端子はインバータ４５２にそれぞれ接続されている。

インバータ４５２は、コンパレータ４５１の出力を反転する素子である。コンパレータ４５１の出力がハイレベルのときにはローレベルを、コンパレータ４５１の出力がローレベルのときにはハイレベルを出力する。インバータ４５２の入力端子はコンパレータ４５１の出力端子に、出力端子はトランジスタ４５４にそれぞれ接続されている。

トランジスタ４５３は、コンパレータ４５０の出力に基づいてリレー４５５に電流を供給するための素子である。 トランジスタ４５３は、コンパレータ４５０の出力がハイレベルのときオン状態となり、リレー４５５に電流を供給する。トランジスタ４５３のベースはコンパレータ４５０の出力端子に、コレクタは電源に、エミッタはリレー４５５にそれぞれ接続されている。

トランジスタ４５４は、インバータ４５２の出力に基づいてリレー４５５に電流を供給するための素子である。トランジスタ４５３は、インバータ４５２の出力がハイレベル、つまり、コンパレータ４５１の出力がローレベルのときオン状態となり、リレー４５５に電流を供給する。トランジスタ４５４のベースはインバータ４５２の出力端子に、コレクタは電源に、エミッタはリレー４５５にそれぞれ接続されている。

リレー４５５は、モータ４１に供給する直流電圧の極性を切替える素子である。リレー４５５は、接点４５５ａ、４５５ｂと、端子４５５ｃ〜４５５ｇと、コイル４５５ｈ、４５５ｉとから構成されている。接点４５５ａ、４５５ｂの一端は、端子４５５ｃ、４５５ｄにそれぞれ接続されている。端子４５５ｃはバッテリ６の正極端子に、端子４５５ｄはバッテリ６の負極端子にそれぞれ接続されている。端子４５５ｅはモータ４１の一方の電源端子に、端子４５５ｆはモータ４１の他方の電源端子にそれぞれ接続されている。また、端子４５５ｇは端子４５５ｅに接続されている。コイル４５５ｈの一端はトランジスタ４５３のエミッタに接続され、他端は接地されている。コイル４５５ｉの一端はトランジスタ４５４のエミッタに接続され、他端は接地されている。コイル４５５ｈ、４５５ｉに電流が流れていないとき、接点４５５ｃ、４５５ｄの他端はどの端子にも接触しない。これに対し、コイル４５５ｈに電流が流れると、接点４５５ｃ、４５５ｄの他端は、端子４５５ｅ、４５５ｆにそれぞれ接触する。また、コイル４５５ｉに電流が流れると、接点４５５ｃ、４５５ｄの他端は、端子４５５ｆ、４５５ｇにそれぞれ接触する。

次に、図４及び図６〜図９を参照して電動パワーステアリング装置の動作について説明する。ステアリングホイール２が操舵されてないとき、トーションバー４０はねじれていない。そのため、図６に示すように、磁気センサ４３３の出力電圧はＶ０となる。図７に示すように、コンパレータ４５０はトランジスタ４５３を、コンパレータ４５１及びインバータ４５２はトランジスタ４５４をそれぞれオフする。トランジスタ４５３、４５４が共にオフ状態であるため、コイル４５５ｈ、４５５ｉに電流は流れず、接点４５５ａ、４５５ｂは開放状態となる。従って、モータ４１に直流電圧は供給されず、操舵を補助することはない。

これに対し、ステアリングホイール２が時計回りに操舵されると、図４において、トーションバー４０がねじれ、磁気ヨーク４３１、４３２が、磁石４３０に対して反時計回りに回転する。そのため、図６に示すように、磁気センサ４３３の出力電圧がＶ０より小さくなる。ねじれが大きくなり、出力電圧がＶｌより小さくなると、図８において、コンパレータ４５１及びインバータ４５２がトランジスタ４５４をオンする。トランジスタ４５４がオン状態になると、コイル４５５ｉに電流が流れ、接点４５５ａ、４５５ｂの他端が端子４５５ｆ、４５５ｇにそれぞれ接触する。これにより、モータ４１に矢印で示すような電流が流れる。モータ４１は、図４において、ウォーム４２１及びウォームホイール４２０を介して、トーションバー４０の下方端部を時計回りに回転させ、ステアリングホイール２の操舵を補助する。

その後、操舵が補助されてトーションバー４０のねじれが小さくなり、磁気センサ４３３の出力電圧がＶｌ以上になると、図８において、コンパレータ４５１及びインバータ４５２は、トランジスタ４５４をオフする。トランジスタ４５４がオフ状態になると、コイル４５５ｉへの電流が遮断され、接点４５５ａ、４５５ｂが開放される。これにより、モータ４１への通電が遮断され、操舵の補助が終了する。

また、ステアリングホイール２が反時計回りに操舵されると、トーションバー４０がねじれ、磁気ヨーク４３１、４３２が、磁石４３０に対して時計回りに回転する。そのため、図６に示すように、磁気センサ４３３の出力電圧がＶ０より大きくなる。ねじれが大きくなり、出力電圧がＶｈを超えると、図９において、コンパレータ４５０がトランジスタ４５３をオンする。トランジスタ４５３がオン状態になると、コイル４５５ｈに電流が流れ、接点４５５ａ、４５５ｂの他端が端子４５５ｅ、４５５ｆにそれぞれ接触する。これにより、モータ４１に供給される直流電圧の極性が反転され、図８とは逆方向の矢印で示すような電流が流れる。モータ４１は、図４において、ウォーム４２１及びウォームホイール４２０を介して、トーションバー４０の下方端部を反転時計回りに回転させ、ステアリングホイール２の操舵を補助する。

その後、操舵が補助されてトーションバー４０のねじれが小さくなり、磁気センサ４３３の出力電圧がＶｈ以下になると、図９において、コンパレータ４５０は、トランジスタ４５３をオフする。トランジスタ４５３がオフ状態になると、コイル４５５ｈへの電流が遮断され、接点４５５ａ、４５５ｂが開放される。これにより、モータ４１への通電が遮断され、操舵の補助が終了する。

最後に、効果について説明する。本実施形態によれば、従来のように、高機能なマイクロコンピュータや複雑なプログラムをいる必要がなく、モータ制御回路４５を簡素化することができる。そのため、モータ制御回路４５を小型化することができる。しかも、減速装置４２及びねじれ方向検出装置４３は、ハウジング４４内に収容されている。また、モータ４１は、ハウジング４４に固定されている。さらに、モータ制御回路は、モータ４１内に収容されている。つまり、モータ４１、減速装置４２、ねじれ方向検出装置４３及びモータ制御回路４５が、ハウジング４４の回りに一体化されている。従って、電動パワーステアリング装置１の搭載性を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、ウォーム４２１及びウォームホイール４２０を介して、モータ４１の発生したトルクをステアリングシャフト３に確実に伝達することができる。そのため、ステアリングホイール３の操舵を確実に補助することができる。

さらに、本実施形態によれば、ステアリングシャフト３を構成するトーションパー４０がねじれると、磁気ヨーク４３１、４３２に加わる磁界が変化する。それに伴って、磁気ヨーク４３１、４３２に流れる磁束も変化する。そのため、磁気センサ４３３によって、その磁束の変化を検出することで、ステアリングシャフト３のねじれの方向を確実に検出することができる。

加えて、本実施形態によれば、モータ駆動回路４５を構成するリレー４５５によって、モータ４１に供給する直流電圧の極性を確実に切替えることができる。そのため、ねじれ方向検出装置４３の検出結果に基づいて、モータ４１を確実に制御することができる。

なお、本実施形態では、モータ制御回路４５が、モータ４１内に収容されている例を挙げているが、これに限られるものではない。例えば、ハウジング４４内に収容されていてもよい。モータ４１、減速装置４２及びねじれ方向検出装置４３とともに、ハウジング４４の回りに一体化されていればよい。

また、本実施形態では、ねじれ方向検出装置４３として、磁石４３０と、磁気ヨーク４３１、４３２と、磁気センサ４３３とからなる例を挙げているが、これに限られるものではない。ステアリングシャフト３のねじれ方向を検出できるものであれば、どのような構成であってもよい。

本実施形態における電動パワーステアリング装置の構成図である。 電動パワーステアリングユニットの断面図である。 ねじれ方向検出装置の構成図である。 ねじれ方向検出装置の空隙の磁束変化を説明するための説明図である。 ねじれ方向に対するねじれ方向検出装置の空隙の磁束を示すグラフである。 ねじれ方向に対するねじれ方向検出装置の磁気センサの出力電圧を示すグラフである。 モータ制御回路の回路図である。 ステアリングホイールを時計回りに操舵したときのモータ制御回路の動作を説明するための回路図である。 ステアリングホイールを反時計回りに操舵したときのモータ制御回路の動作を説明するための回路図である。

符号の説明

１・・・電動パワーステアリング装置、２・・・ステアリングホイール、３・・・ステアリングシャフト、３０・・・上部シャフト、３１・・・下部シャフト、３２・・・ピニオンギア、４・・・電動パワーステアリングユニット、４０・・・トーションバー、４１・・・モータ、４１０・・・シャフト、４２・・・減速装置（トルク伝達手段）、４２０・・・ウォームホイール、４２１・・・ウォーム、４２２・・・支持部材、４２３、４２４・・・軸受、４３・・・ねじれ方向検出装置（ねじれ方向検出手段）、４３０・・・磁石、４３１、４３２・・・磁気ヨーク（磁性部材）、４３１ａ、４３２ａ・・・環状部、４３１ｂ、４３２ｂ・・・爪部、４３３・・・磁気センサ、４３４・・・空隙、４４・・・ハウジング、４５・・・モータ制御回路（制御手段）、４５０、４５１・・・コンパレータ、４５２・・・インバータ、４５３、４５４・・・トランジスタ（第１スイッチ、第２スイッチ）、４５５・・・リレー、４５５ａ、４５５ｂ・・・接点、４５５ｃ〜４５５ｇ・・・端子、４５５ｈ、４５５ｉ・・・コイル、４５６、４５７・・・基準電源、５・・・ステアリングギアボックス、６・・・バッテリ

Claims (3)

1. 一端部にステアリングホイールが固定されたステアリングシャフトと、モータと、前記モータと前記ステアリングシャフトとの間に配設され、前記モータの発生したトルクを前記ステアリングシャフトに伝達するトルク伝達手段と、前記ステアリングホイールの操舵に伴って発生する、前記ステアリングシャフトの一端側に対する他端側のねじれの方向を検出するねじれ方向検出手段と、前記モータを固定するとともに、前記トルク伝達手段及び前記ねじれ方向検出手段を収容するハウジングと、前記モータ及び前記ハウジングの少なくともいずれかに収容され、前記ステアリングシャフトの他端側を反ねじれ方向に回転させるトルクを前記モータが発生するように、前記ねじれ方向検出手段の検出結果に基づいて前記モータの回転方向を切替える制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置であって、
   前記ねじれ方向検出手段は、磁石と磁気センサとを有し、
   前記磁気センサは、前記ステアリングシャフトのねじれの大きさによって出力電圧が異なり、前記ステアリングホイールが一方向に操舵されると出力電圧が小さくなり、前記ステアリングホイールが一方向とは逆方向に操舵されると出力電圧が大きくなり、
   前記制御手段は、第１スイッチと第２スイッチとを有し、前記ステアリングホイールが一方向に操舵され、前記ステアリングシャフトのねじれが大きくなり、前記磁気センサの出力電圧が第１閾値より小さくなると、前記第１スイッチをオンして前記ステアリングホイールの操舵を補助するように前記モータに一方向の電流を流し、前記ステアリングシャフトのねじれが小さくなり、前記磁気センサの出力電圧が前記第１閾値以上になるまで前記第１スイッチのオン状態を継続し、前記ステアリングホイールが一方向とは逆方向に操舵され、前記ステアリングシャフトのねじれが大きくなり、前記磁気センサの出力電圧が前記第１閾値よりも大きい第２閾値より大きくなると、前記第２スイッチをオンして前記ステアリングホイールの操舵を補助するように前記モータに一方向とは逆方向の電流を流し、前記ステアリングシャフトのねじれが小さくなり、前記磁気センサの出力電圧が前記第２閾値以下になるまで前記第２スイッチのオン状態を継続することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記トルク伝達手段は、前記ステアリングシャフトに固定されたウォームホイールと、前記モータのシャフトに固定され、前記ウォームホイールに噛合するウォームとからなることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記モータは、直流電圧を供給されることでトルクを発生する電動モータであり、
   前記制御手段は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチによって駆動され、前記ねじれ方向検出手段の検出結果に基づいて前記モータに供給する直流電圧の極性を切替えるリレーを備えていることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。

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