(57)【要約】【課題】操舵部材の絶対回転角を高精度に検出でき安価な車両用操舵装置を提供する。【解決手段】電動パワーステアリング装置１は、電動モータ２３によって減速機構２４を介して駆動されるボールナット３６の回転をラック軸１０の軸方向移動に変換するボールねじ機構２５と、電動モータ２３の出力軸２９の回転角度を検出するレゾルバ４１と、減速機構２４の従動ギヤ３８の回転角度を検出するエンコーダ４２と、レゾルバ４１およびエンコーダ４２の出力に基づいて、操舵部材２の絶対回転角を検出する絶対角検出装置４３とを有する。駆動ギヤ２６の歯数Ｚｐおよび従動ギヤ２８の歯数Ｚｒの最小公倍数ＬＣＭ（Ｚｐ，Ｚｒ）、操舵部材２の回転回数の最大値Ｎ、操舵部材２の１回転当たりのラック軸１０のストローク量Ｌ、ボールねじ機構２５のねじ軸３７のリードＲとしたときに、ＬＣＭ（Ｚｐ，Ｚｒ）＞（Ｎ×Ｌ×Ｚｒ／Ｒ）を満たす。【選択図】図２
2010047158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータによって減速機構を介して駆動されるボールナットの回転を車両の左右方向に延びる転舵軸の軸方向移動に変換するボールねじ機構と、
上記電動モータの出力軸の回転角度を検出する第１の角度検出器と、
第２の角度検出器と、  
上記第１および第２の角度検出器の出力に基づいて、操舵部材の絶対回転角を検出する絶対角検出装置とを備え、
上記減速機構は、上記電動モータの上記出力軸とは同軸に設けられた駆動体と、上記ボールナットとは同軸に設けられた被動体とを含み、
上記第２の角度検出器は、上記被動体の回転角度を検出し、
上記駆動体の歯数Ｚｐおよび上記被動体の歯数Ｚｒの最小公倍数をＬＣＭ（Ｚｐ，Ｚｒ）とし、上記転舵軸の両ストロークエンド間に対応する上記操舵部材の回転回数をＮとし、上記操舵部材の１回転当たりの上記転舵軸のストローク量をＬとし、上記ボールねじ機構のねじ軸のリードをＲとしたときに、下記式１を満たすことを特徴とする車両用操舵装置。
ＬＣＭ（Ｚｐ，Ｚｒ）＞Ｎ×Ｌ×Ｚｒ／Ｒ・・・式１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用操舵装置が、操舵部材の絶対回転角を検出するための回転角検出装置を有し、検出された絶対回転角を用いて、電動モータの駆動制御を行う場合がある（たとえば、特許文献１参照）。
また、特許文献１では、操舵部材の絶対回転角を求めるために、回転角検出装置が、操舵部材と連動する転舵軸を駆動する電動モータの出力軸の回転角を、減速機を介して検出することが提案されている。
【特許文献１】特開２００５−５３４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１では、電動モータの出力軸の多回転の回転角度を、回転角検出装置の測定範囲内の回転角度（１回転以内）に、減速機により縮小している。その結果、検出された操舵部材の絶対回転角の分解能が低下し、検出精度が悪くなる。また、回転角度検出用に専用の減速機を用いるので、構造が複雑になる。その結果、車両用操舵装置が高価になる。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、操舵部材の絶対回転角を高精度に検出できて安価な車両用操舵装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の車両用操舵装置（１）は、電動モータ（２３）によって減速機構（２４，２４Ａ）を介して駆動されるボールナット（３６）の回転を車両の左右方向（Ｘ）に延びる転舵軸（１０）の軸方向移動に変換するボールねじ機構（２５）と、上記電動モータの出力軸（２９）の回転角度を検出する第１の角度検出器（４１）と、第２の角度検出器（４２）と、上記第１および第２の角度検出器の出力に基づいて、操舵部材（２）の絶対回転角を検出する絶対角検出装置（４３）とを備え、上記減速機構は、上記電動モータの上記出力軸とは同軸に設けられた駆動体（２６，６０）と、上記ボールナットとは同軸に設けられた被動体（２８，６１）とを含み、上記第２の角度検出器は、上記被動体の回転角度を検出し、上記駆動体の歯数Ｚｐおよび上記被動体の歯数Ｚｒの最小公倍数をＬＣＭ（Ｚｐ，Ｚｒ）とし、上記転舵軸の両ストロークエンド間に対応する上記操舵部材の回転回数をＮとし、上記操舵部材の１回転当たりの上記転舵軸のストローク量をＬとし、上記ボールねじ機構のねじ軸（３７）のリードをＲとしたときに、下記式１を満たすことを特徴とする。
ＬＣＭ（Ｚｐ，Ｚｒ）＞（Ｎ×Ｌ×Ｚｒ／Ｒ）・・・（式１）
本発明によれば、上述の式１を満たすので、第１および第２の角度検出器により検出される回転角度の組み合わせと、転舵軸の両ストロークエンド間に対応する操舵部材の絶対回転角とが、一対一で対応する。その結果、第１および第２の角度検出器の出力の組み合わせに基づいて、操舵部材の絶対回転角を、高精度に検出することができる。しかも、操舵部材の絶対回転角の検出のために、もともと必要な動力伝達用の上述の減速機構およびボールねじ機構を利用するので、絶対回転角の検出専用の減速機を用いる従来の車両用操舵装置と比較して、構造を簡素化できる。その結果、車両用操舵装置を安価にできる。
【０００６】
ここで、上述の駆動体および被動体としては、例えば、互いに噛み合わされるギヤを用いてもよいし、ベルトを介して連結される歯付きのプーリを用いてもよい。
なお、上記括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を示すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置の概略構成の模式図である。図１を参照して、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ：Electric Power Steering System）１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に連結しているステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト３に第１の自在継手４を介して連結された中間シャフト５と、中間シャフト５に第２の自在継手６を介して連結されたピニオンシャフト７と、ピニオンシャフト７の端部近傍に設けられたピニオン歯８に噛み合うラック歯９を有して自動車の左右方向Ｘに延びる転舵軸としてのラック軸１０とを有している。
【０００８】
ピニオンシャフト７およびラック軸１０によりラックアンドピニオン機構からなるステアリングギヤ１１が構成されている。ラック軸１０は、車体１２に固定されるハウジング１３内に、複数の軸受（図示せず）を介して直線往復可能に支持されている。ラック軸１０には、一対のタイロッド１４が結合されている。各タイロッド１４は対応するナックルアーム１５を介して対応する転舵輪１６に連結されている。
【０００９】
操舵部材２が操作されてステアリングシャフト３が回転されると、この回転がピニオン歯８およびラック歯９によって、自動車の左右方向Ｘに沿ってのラック軸１０の直線運動に変換される。これにより、転舵輪１６の転舵が達成される。
ピニオンシャフト７は、操舵部材２に連なる入力軸１７と、ピニオン歯８に連なる出力軸１８とに分割されている。これら入力軸１７および出力軸１８はトーションバー１９を介して同一の軸線上で互いに連結されている。入力軸１７に操舵トルクが入力されたときに、トーションバー１９が弾性ねじり変形し、これにより、入力軸１７および出力軸１８が相対回転するようになっている。
【００１０】
トーションバー１９を介する入力軸１７および出力軸１８の間の相対回転変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ２０が設けられている。また、車速を検出するための車速センサ２１が設けられている。また、制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit ：電子制御ユニット）２２が設けられている。操舵補助力を発生させるための電動モータ２３と、この電動モータ２３の出力回転を伝達するとともに減速する減速機構２４と、減速機構２４の出力回転をラック軸１０の軸方向移動に変換する運動変換機構としてのボールねじ機構２５とが設けられている。
【００１１】
トルクセンサ２０および車速センサ２１からの検出信号が、ＥＣＵ２２に入力されるようになっている。ＥＣＵ２２は、トルク検出結果や車速検出結果等に基づいて、操舵補助用の電動モータ２３を制御する。電動モータ２３の出力回転は、減速機構２４により減速され、ボールねじ機構２５により直線移動に変換される。この直線移動が、ラック軸１０に伝達される。これにより、操舵が補助されるようになっている。
【００１２】
図２は、図１の電動パワーステアリング装置１の要部の拡大図である。図２を参照して、減速機構２４は、電動モータ２３により駆動される駆動体としての駆動ギヤ２６と、この駆動ギヤ２６に噛み合うアイドルギヤとしての中間ギヤ２７と、この中間ギヤ２７に噛み合う被動体としての従動ギヤ２８とを有している。
駆動ギヤ２６と、中間ギヤ２７と、従動ギヤ２８とは、順次に噛み合っており、平行軸歯車機構を構成している。また、減速機構２４は、駆動ギヤ２６を支持した第１の軸３１と、中間ギヤ２７を支持した第２の軸３２とを有している。
【００１３】
駆動ギヤ２６は、斜歯歯車からなり、金属、例えば鋼により略円柱形状に形成されている。駆動ギヤ２６の外周に複数の動力伝達用ギヤ歯が形成されている。駆動ギヤ２６と第１の軸３１とは、互いに同行回転できるように、互いに固定されている。具体的には、駆動ギヤ２６と第１の軸３１とは単一部材により単一部品として一体に形成されている。
駆動ギヤ２６は、両持ち状態でハウジング１３に第１の軸３１および一対の軸受を介して回動可能に支持されている。駆動ギヤ２６は、第１の軸３１および電動モータ２３の出力軸２９とは同軸に配置されている。第１の軸３１は、電動モータ２３の出力軸２９に軸継手３３を介して連結されている。
【００１４】
中間ギヤ２７は、斜歯歯車からなり、例えば合成樹脂部材により略円柱形状に形成されている。中間ギヤ２７の外周に複数の動力伝達用ギヤ歯が形成されている。中間ギヤ２７と第２の軸３２とは、互いに同行回転できるように、互いに固定されている。なお、中間ギヤ２７が、金属、例えば、鋼により形成され、中間ギヤ２７と第２の軸３２とが単一部材により単一部品として一体に形成されてもよい。また、中間ギヤ２７は、両持ち状態でハウジング１３に第２の軸３２および一対の軸受を介して回動可能に支持されている。
【００１５】
従動ギヤ２８は、斜歯歯車からなり、金属、例えば鋼により環状に形成されている。従動ギヤ２８の外周に複数の動力伝達用ギヤ歯が形成されている。
従動ギヤ２８と、ボールねじ機構２５の後述するボールナット３６とは、互いに同行回転できるように、互いに固定されている。従動ギヤ２８は、両持ち状態で、ハウジング１３にボールナット３６および一対の軸受を介して回動可能に支持されている。
【００１６】
ボールねじ機構２５は、内周面に螺旋状のボール転動溝を有するボールナット３６と、ラック軸１０の一部に形成されており外周面に螺旋状のボール転動溝を有するねじ軸３７と、このねじ軸３７のボール転動溝およびボールナット３６のボール転動溝が対向して形成される軌道内を転動する複数のボール３８とを有している。各ボール３８は、ボールナット３６のボール転動溝の一端部と他端部とをつなぐ循環路により、無限循環するようになっている。
【００１７】
ボールナット３６は、ハウジング１３に一対の軸受を介して回転可能に支持されている。また、ボールナット３６は、ラック軸１０の軸方向Ｓ３に関してハウジング１３に対する相対移動を規制されている。ボールナット３６と従動ギヤ２８とは、互いに同心に配置されており、互いに同行回転するように互いに固定されている。ボールナット３６は、従動ギヤ２８により駆動される。
【００１８】
ねじ軸３７は、ボールナット３６により複数のボール３８を介して駆動され、直線移動部材として機能する。ねじ軸３７は、ラック軸１０に、単一材料により一体に形成されている。
ラック軸１０、ねじ軸３７、ボールナット３６、および従動ギヤ２８は、互いに同心に配置されている。ボールねじ機構２５のボールナット３６は、電動モータ２３によって減速機構２４を介して駆動され、これによりラック軸１０の中心軸線の回りに回転する。これに伴って、ボールナット３６の回転がラック軸１０の軸方向に関するねじ軸３７の直線移動に変換される。
【００１９】
このように、電動モータ２３の出力軸２９の回転中心軸線と、駆動ギヤ２６の回転中心軸線とが互いに同心に配置されている。これとともに、駆動ギヤ２６の回転中心軸線と、中間ギヤ２７の回転中心軸線と、従動ギヤ２８の回転中心軸線とが互いに平行に配置されている。また、電動モータ２３の出力軸２９は、ラック軸１０の軸方向Ｓ３に平行に配置されている。電動モータ２３の出力軸２９とラック軸１０との間に所定距離が隔てられている。この所定距離は、電動モータ２３の外形に応じた最小値またはこの値に近似した値に設定されている。これにより、所要の減速比を実現しつつ、従動ギヤ２８の大型化を抑制することができる。ひいては、ステアリングギヤ１１、減速機構２４、およびボールねじ機構２５の外形を小型化することができる。
【００２０】
本実施形態の電動パワーステアリング装置１は、電動モータ２３の出力軸２９の回転角度を検出する第１の角度検出器としてのレゾルバ４１と、被動体としての従動ギヤ２８の回転角度を検出する第２の角度検出器としてのエンコーダ４２と、レゾルバ４１およびエンコーダ４２の出力に基づいて操舵部材２の絶対回転角を検出する絶対角検出装置４３とを有している。
【００２１】
ここで、操舵部材２の絶対回転角は、予め定める基準の回転角度位置、例えば操舵部材２が中立状態のときの操舵部材２の回転角度位置に対する回転角度位置である。操舵部材２の絶対回転角は、操舵部材２が多回転（３６０°以上）するときの操舵部材２の回転角度位置を含む。
出力軸２９の回転角度は、予め定める基準の回転角度位置、例えば操舵部材２が中立状態のときの出力軸２９の回転角度位置に対する回転角度位置である。出力軸２９の回転角度は、出力軸２９が１回転の範囲内（３６０°未満）で回転するときの出力軸２９の回転角度位置を示す。出力軸２９が多回転するときには、出力軸２９が１回転するごとに、出力軸２９の回転角度は周期的に変化する。
【００２２】
従動ギヤ２８の回転角度は、予め定める基準の回転角度位置、例えば操舵部材２が中立状態のときの従動ギヤ２８の回転角度位置に対する回転角度位置である。従動ギヤ２８の回転角度は、従動ギヤ２８が１回転の範囲内（３６０°未満）で回転するときの従動ギヤ２８の回転角度位置を示す。従動ギヤ２８が多回転するときには、従動ギヤ２８が１回転するごとに、従動ギヤ２８の回転角度は周期的に変化する。
【００２３】
レゾルバ４１は、電動モータ２３の通電を制御するために、出力軸２９の回転角度を検出する。
電動モータ２３は、モータハウジング４５と、このモータハウジング４５に回動可能に支持された出力軸２９と、この出力軸２９に同行回転する永久磁石を含むロータ４６と、複数のコイルを含みモータハウジング４５に固定されたステータ４７とを有している。ステータ４７とロータ４６とが、ブラシレスモータを構成している。このような電動モータ２３では、ステータ４７の励磁タイミングの制御を、ステータ４７に対するロータ４６の磁極の位置に応じてなしている。
【００２４】
レゾルバ４１は、モータハウジング４５の内部に配置されている。レゾルバ４１は、固定部としての環状のレゾルバステータ４９と、可動部であり且つ検出用ロータとしての環状のレゾルバロータ５０とを有している。レゾルバ４１は、レゾルバステータ４９に対するレゾルバロータ５０の回転角度を検出することができ、出力軸２９の回転角度を出力する。レゾルバ４１は、１回転以内の回転角を検出するアブソリュート形の変位センサである。
【００２５】
エンコーダ４２は、１回転以内の回転角を検出するアブソリュート形の磁気式の変位センサである。エンコーダ４２は、固定部５２と、検出用ロータとしての環状の可動部５３とを有している。固定部５２は、例えば、磁気抵抗素子を含む。可動部５３は、磁石を含む。固定部５２と可動部５３との相対位置に応じて、固定部５２からの出力信号が異なるようになっている。可動部５３は、従動ギヤ２８に同行回転可能に従動ギヤ２８に固定されている。固定部５２は、ハウジング１３に固定されている。エンコーダ４２は、固定部５２に対する可動部５３の回転角度を検出でき、従動ギヤ２８の回転角度を出力する。
【００２６】
本実施形態では、駆動ギヤ２６の歯数Ｚｐおよび従動ギヤ２８の歯数Ｚｒの最小公倍数をＬＣＭ（Ｚｐ，Ｚｒ）とし、ラック軸１０の両ストロークエンド間に対応する操舵部材２の回転回数をＮとし、操舵部材２の１回転当たりのラック軸１０のストローク量をＬとし、ボールねじ機構２５のねじ軸３７のリードをＲとしたときに、式１：ＬＣＭ（Ｚｐ，Ｚｒ）＞（Ｎ×Ｌ×Ｚｒ／Ｒ）を満たしている。
【００２７】
具体的な数値の一例としては、下記である。すなわち、駆動ギヤ２６の歯数Ｚｐ＝１９（枚）。従動ギヤ２８の歯数Ｚｒ＝６４（枚）。これらの最小公倍数ＬＣＭ（Ｚｐ，Ｚｒ）＝１２１６。ラック軸１０の両ストロークエンド間に対応する操舵部材２の回転回数Ｎ＝２．９３（回転）。操舵部材２の１回転当たりのラック軸１０のストローク量Ｌ＝５３．７（ｍｍ）。ボールねじ機構２５のねじ軸３７のリードＲ＝８．５（ｍｍ）。上述の式１の右辺の値（Ｎ×Ｌ×Ｚｒ／Ｒ）＝１１８４．６。従って、ＬＣＭ（Ｚｐ，Ｚｒ）＞（Ｎ×Ｌ×Ｚｒ／Ｒ）を満たしている。
【００２８】
出力軸２９および従動ギヤ２８の回転角度の組み合わせと上述の式１との関係を具体的に説明する。駆動ギヤ２６と従動ギヤ２８とは互いに連動する。これに伴い、レゾルバ４１により検出された駆動ギヤ２６の回転角度と、エンコーダ４２により検出された従動ギヤ２８の回転角度との組み合わせは、例えば、従動ギヤ２８が所定回転数で回転するのに応じて、周期的に変動する。
【００２９】
上述の従動ギヤ２８の所定回転数（従動ギヤ２８の回転に対して上述の値の組み合わせが変化するときの、その変化の周期に相当する値）は、例えば、上述の式１の左辺［最小公倍数ＬＣＭ（Ｚｐ，Ｚｒ）］を値Ｚｒで割った値に相当する。一方、上述の式１の右辺を値Ｚｒで割った値は、ラック軸１０の両ストロークエンド間（操舵部材２の全操作角度範囲に相当する）に対応する従動ギヤ２８の回転数に相当する。
【００３０】
従って、上述の式１を満たすときには、操舵部材２を全操作角度範囲で回動したときのレゾルバ４１およびエンコーダ４２の両出力の組み合わせに、同じ組み合わせは出現しない。絶対角検出装置４３により、操舵部材２の絶対回転角を正確に検出できる。
絶対角検出装置４３には、レゾルバ４１およびエンコーダ４２が接続され、レゾルバ４１の出力およびエンコーダ４２の出力が入力されている。絶対角検出装置４３では、レゾルバ４１により検出された出力軸２９の回転角度およびエンコーダ４２によって検出された従動ギヤ２８の回転角度に基づいて、操舵部材２の絶対回転角を演算する。
【００３１】
絶対角検出装置４３は、プログラムと、これを実行するためのＣＰＵとにより実現されている。絶対角検出装置４３は、具体的には、ＥＣＵ２２と一体的に構成されており、絶対角検出装置４３のプログラムは、ＥＣＵ２２のＲＯＭにより記憶されている。また、絶対角検出装置４３のＣＰＵは、ＥＣＵ２２のＣＰＵにより兼用されている。
図３は、図１に示すレゾルバ４１およびエンコーダ４２の出力としての従動ギヤ２８および出力軸２９の回転角度と操舵部材２の絶対回転角との関係を示すグラフである。図３のグラフの横軸には、操舵部材２の絶対回転角を示す。図３のグラフの縦軸には、従動ギヤ２８および出力軸２９の回転角度（０〜３６０°）を示す。図２および図３を参照して、例えば、出力軸２９の回転角度が値Ａ１をとり且つ従動ギヤ２８の回転角度が値Ｂ１をとるときには、操舵部材２の絶対回転角は、値Ｃ１に決まる。また、出力軸２９の回転角度が値Ａ１をとり且つ従動ギヤ２８の回転角度が値Ｂ２をとるときには、操舵部材２の絶対回転角は、値Ｃ２に決まる。
【００３２】
このように、出力軸２９の回転角度の値と従動ギヤ２８の回転角度の値との組み合わせは、多数ある。多数の組み合わせのそれぞれに、操舵部材２の絶対回転角が、一義的に対応して決まっている。出力軸２９の回転角度の値と従動ギヤ２８の回転角度の値との組み合わせ、および操舵部材２の絶対回転角の関係は、予め定められており、絶対角検出装置４３にデータテーブルとして記憶されている。このデータテーブルに、出力軸２９の回転角度の値と従動ギヤ２８の回転角度の値との組み合わせを照らし合わせる。これにより、出力軸２９の回転角度の値と従動ギヤ２８の回転角度の値との組み合わせから、操舵部材２の絶対回転角を決めることができる。
【００３３】
図２を参照して、ＥＣＵ２２は、マイクロコンピュータ等を含んでいる。このマイクロコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を含んでいる。また、マイクロコンピュータは、計時するためのタイマを内蔵し、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムやデータ等に基づいて、例えば、電動モータ２３の制御を行う。また、ＥＣＵ２２は、絶対角検出装置４３と接続され、絶対角検出装置４３の出力に基づいて、電動モータ２３を制御する。
【００３４】
例えば、ＥＣＵ２２は、操舵部材２の戻り時の操舵性を向上させるための戻し制御機能を有する。または、ＥＣＵ２２は、操舵部材２の戻り時にハンドルが所定の中立位置を超えて回転することを防止する収斂制御機能（ダンピング制御）を有している。戻し制御機能または収斂制御機能のいずれの機能を有するかは、車両の特性に応じて決められる。
戻し制御は、車輪が直進方向に戻ろうとする力（「セルフアライニングトルク」と呼ばれる）が小さい車両、すなわちハンドルの戻りが悪い車両において行われる。例えば、絶対回転角が所定範囲内（例えば、中立位置から所定角度で離れた位置）にあるときであり、且つ操舵トルクが所定範囲内（例えば、操舵トルクが所定値以下）にあるときに、操舵部材２が中立位置に戻るように、電動モータ２３が駆動される。
【００３５】
戻し制御により、操舵部材２が速く中立位置に戻るため、ハンドルが中立位置に戻らないで止まった状態での舵角（残留舵角）が大きくなることを防止することができる。
また、収斂制御は、セルフアライニングトルクが大きい車両、すなわちハンドルの戻りがきつい車両において行われる。操舵部材２の絶対回転角に基づきハンドルが所定の中立位置を超えて回転しないように行われる。
【００３６】
図２を参照して、以上説明したように、本実施形態の車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置１は、電動モータ２３によって減速機構２４を介して駆動されるボールナット３６の回転を車両の左右方向Ｘに延びる転舵軸としてのラック軸１０の軸方向移動に変換するボールねじ機構２５と、電動モータ２３の出力軸２９の回転角度を検出する第１の角度検出器としてのレゾルバ４１と、第２の角度検出器としてのエンコーダ４２と、レゾルバ４１の出力およびエンコーダ４２の出力に基づいて、操舵部材２の絶対回転角を検出する絶対角検出装置４３とを備えている。減速機構２４は、電動モータ２３の出力軸２９とは同軸に設けられた駆動体としての駆動ギヤ２６と、ボールナット３６とは同軸に設けられた被動体としての従動ギヤ２８とを含んでいる。エンコーダ４２は、従動ギヤ２８の回転角度を検出する。
【００３７】
この構成において、駆動ギヤ２６の歯数Ｚｐおよび従動ギヤ２８の歯数Ｚｒの最小公倍数をＬＣＭ（Ｚｐ，Ｚｒ）とし、ラック軸１０の両ストロークエンド間に対応する操舵部材２の回転回数をＮとし、操舵部材２の１回転当たりのラック軸１０のストローク量をＬとし、ボールねじ機構２５のねじ軸３７のリードをＲとしたときに、式１：ＬＣＭ（Ｚｐ，Ｚｒ）＞（Ｎ×Ｌ×Ｚｒ／Ｒ）を満たすようにしている。
【００３８】
本実施形態によれば、上述の式１を満たすので、レゾルバ４１およびエンコーダ４２により検出される回転角度の組み合わせと、ラック軸１０の両ストロークエンド間に対応する操舵部材２の絶対回転角とが、一対一で対応する。その結果、レゾルバ４１の出力およびエンコーダ４２の出力の組み合わせに基づいて、操舵部材２の絶対回転角を、高精度に検出することができる。しかも、操舵部材２の絶対回転角の検出のために、もともと必要な動力伝達用の上述の減速機構２４およびボールねじ機構２５を利用するので、絶対回転角の検出専用の減速機構を用いる従来の車両用操舵装置と比較して、構造を簡素化できる。その結果、車両用操舵装置１を安価にできる。
【００３９】
また、操舵部材２の絶対回転角の検出を、上述のレゾルバ４１の出力およびエンコーダ４２の出力に基づいてなすようにしているので、操舵部材２の絶対回転角を検出するために操舵部材２に設けられた従来の角度検出器を廃止したり簡素化したりできる。
また、レゾルバ４１は、ブラシレスモータからなる電動モータ２３への通電を制御するためのステータに対するロータの相対回転角度の検出用と、出力軸２９の絶対回転角（絶対舵角）の検出用とを兼用している。これにより、構造を簡素化できる。
【００４０】
また、操舵部材２の絶対回転角を検出するためのレゾルバ４１およびエンコーダ４２がともに、ステアリングシャフト３および操舵部材２から離れているので、ステアリングシャフト３および操舵部材２の近傍において、衝撃吸収のためのスペースを確保し易い。
例えば、図１を参照して、ステアリングシャフト３を回動可能に支持するステアリングコラム５５が、車両衝突時に衝撃エネルギーを吸収できるように構成されている。操舵部材２と、ステアリングシャフト３およびステアリングコラム５５の少なくとも一部とが、所定の保持力で、ブラケット５６を介して車体に保持されている。車両衝突時に、操舵部材２と、ステアリングシャフト３およびステアリングコラム５５の少なくとも一部とが、所定の保持力以上の衝撃力を受けると、車体に対して車両前方に向けて相対移動できるようになっている。衝撃吸収するときの操舵部材２の移動量を長くできる。
【００４１】
また、本実施形態について、以下のような変形例を考えることができる。以下の説明では、上述の実施形態と異なる点を中心に図示して、この点を主に説明する。他の構成については、説明を省略するが、上述の実施形態と同様であり、同一符号を付してある。
例えば、図４は、本発明の第２の実施形態の車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置１の概略構成の要部の拡大図である。第２の実施形態の電動パワーステアリング装置１は、図２に示す減速機構２４に代えて、図４に示す減速機構２４Ａを有している。図２の減速機構２４と、図４の減速機構２４Ａとは、以下の点で異なり、他の構成については同じとされている。
【００４２】
減速機構２４Ａは、図２の駆動ギヤ２６および従動ギヤ２８に代えて、図４の駆動体としての駆動プーリ６０および被動体としての従動プーリ６１を有している。減速機構２４Ａは、図２の中間ギヤ２７に代えて、図４の動力伝達部材としての無端状の歯付きベルト６２を有している。
駆動プーリ６０は、第１の軸３１と同行回転可能に固定されている。駆動プーリ６０は、歯付きプーリからなる。駆動プーリ６０の外周には、複数の動力伝達用の歯が形成されている。従動プーリ６１は、ボールナット３６と同行回転可能に固定されている。従動プーリ６１は、歯付きプーリからなる。従動プーリ６１の外周には、複数の動力伝達用の歯が形成されている。歯付きベルト６２は、複数の動力伝達用の歯を有している。
【００４３】
歯付きベルト６２は、駆動プーリ６０および従動プーリ６１に巻き掛けられている。駆動プーリ６０の歯と、歯付きベルト６２の歯とが、互いに噛み合っている。従動プーリ６１の歯と、歯付きベルト６２の歯とが、互いに噛み合っている。これにより、駆動プーリ６０と従動プーリ６１とは、連動可能且つ動力伝達可能に連結されている。その結果、駆動プーリ６０の回転が、減速されて、従動プーリ６１の回転として出力される。
【００４４】
エンコーダ４２は、従動プーリ６１の回転角度を検出する。エンコーダ４２の可動部５３が、従動プーリ６１に同行回動するように固定されている。
本実施形態では、上述の式１において、駆動ギヤの歯数に代えて歯付きの駆動プーリ６０の歯数を用い、従動ギヤの歯数に代えて歯付きの従動プーリ６１の歯数を用いたときに、式１を満たしている。
【００４５】
従って、第１の実施形態で説明した効果、すなわち、操舵部材２の絶対回転角が高精度に検出され、しかも、電動パワーステアリング装置１の製造コストを安価にできる。
また、上述の第１の実施形態において、中間ギヤ２７が廃止される場合も考えられる。この場合、駆動ギヤ２６と従動ギヤ２８とが直接に噛み合う。また、各ギヤ２６，２７，２８は、斜歯歯車であったが、これには限定されず、例えば、平歯車であってもよいし、かさ歯車、ハイポイドギヤを用いることも考えられる。また、上述の第２の実施形態において、動力伝達部材としての歯付きベルト６２に代えてチェーン（図示せず）を用いることも考えられる。要は、上述の減速機構は、直接にまたはアイドルギヤを介して互いに噛み合う一対の歯車か、または動力伝達部材を介して連動する一対の歯付きプーリを含んでいればよい。また、上述の式１の歯数としては、歯車のギヤ歯の数または歯付きプーリの動力伝達用歯の数である。
【００４６】
また、上述の各実施形態では、電動モータ２３がブラシレスモータである場合について説明したが、これに限らず、ブラシレスモータ以外のモータ、例えば、直流モータであってもよい。
また、第１の角度検出器として、電動モータ２３の通電制御用の角度検出器とは別の角度検出器を用いることも考えられる。また、第１の角度検出器としては、レゾルバ４１に限定されず、例えば、磁気式の変位センサ、ポテンショメータ、光電式の変位センサ等の公知の構成を利用できる。また、第２の角度検出器としては、磁気式のエンコーダ４２に限定されず、例えば、レゾルバ、ポテンショメータ、光電式の変位センサ等の公知の構成を利用できる。
【００４７】
また、上述の実施形態では、本発明が、電動モータ２３の出力を操舵補助力として出力する電動パワーステアリング装置１に適用された例について説明したが、これに限らない。例えば、操舵部材の操舵角に対する転舵輪の転舵角の比を変更可能な伝達比可変機構を備え、伝達比可変機構を駆動するために電動モータの出力を用いる伝達比可変式の車両用操舵装置や、操舵部材と転舵輪との機械的な連結が解除され、転舵輪を電動モータの出力で操向するステア・バイ・ワイヤ式の車両用操舵装置等に、本発明を適用してもよい。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の変更を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施形態の車両用操舵装置の概略構成の模式図である。
【図２】図１の要部の拡大図である。
【図３】図１に示す出力軸と従動ギヤの回転角度と操舵部材の絶対回転角との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の第２の実施形態の車両用操舵装置の概略構成の要部の拡大図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…電動パワーステアリング装置（車両用操舵装置）、２…操舵部材、１０…ラック軸（転舵軸）、２３…電動モータ、２４，２４Ａ…減速機構、２５…ボールねじ機構、２６…駆動ギヤ（駆動体）、２８…従動ギヤ（被動体）、２９…電動モータの出力軸、３６…ボールナット、３７…ねじ軸、４１…レゾルバ（第１の角度検出器）、４２…エンコーダ（第２の角度検出器）、４３…絶対角検出装置、６０…駆動プーリ（駆動体）、６１…従動プーリ（被動体）、Ｌ…操舵部材の１回転当たりのラック軸のストローク量、Ｎ…ラック軸の両ストロークエンド間に対応する操舵部材の回転回数、Ｒ…ねじ軸のリード。Ｘ…車両の左右方向、Ｚｐ…駆動体の歯数、Ｚｒ…被動体の歯数。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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