(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられ回転軸を回転させるモータと、
車輪を操舵する為に操舵力を出力する出力軸と、
ステアリングホイールから前記出力軸へと操舵力を伝達する入力軸と、
前記モータの前記回転軸と前記出力軸とを動力伝達可能に連結する動力伝達機構と、
前記出力軸と前記入力軸とを連結し、前記入力軸に付与された操舵トルクに応じて弾性的にねじれるネジレ部材と、
前記ネジレ部材のネジレ量に対応した検出信号を出力する検出装置と、
前記検出装置からの検出信号に基づいて、前記モータを駆動制御する制御装置と、
前記出力軸と前記入力軸との相対回動を制限することによって、制限角度以上の前記ネジレ部材のネジレを禁止する制限部材とを有し、
前記検出装置は、前記ネジレ部材のネジレが所定角度内であるときは、前記ネジレに対して第１の換算比で変換された検出信号を出力し、前記所定角度を超え、かつ前記制限角度以内では、前記ネジレに対し前記第１の換算比よりも小さい第２の換算比で変換された検出信号を出力するようになっており、
更に、前記ネジレ部材のネジレが前記制限角度以内である場合における正常な前記検出装置から出力される検出信号の範囲外に設定された閾値を、前記検出信号が超えたとき又は下回ったとき、前記検出装置に異常が生じたと判定されるようになっている電動式パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記制限角度までねじれたときの前記ネジレ部材の受けるトルクは、−１５Ｎｍ以下もしくは１５Ｎｍ以上となっている請求項１に記載の電動式パワーステアリング装置。
【請求項３】
ハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられ回転軸を回転させるモータと、
車輪を操舵する為に操舵力を出力する出力軸と、
ステアリングホイールから前記出力軸へと操舵力を伝達する入力軸と、
前記モータの前記回転軸と前記出力軸とを動力伝達可能に連結する動力伝達機構と、
前記出力軸と前記入力軸とを連結し、前記入力軸に付与された操舵トルクに応じて弾性的にねじれるネジレ部材と、
前記ネジレ部材のネジレ量に対応した検出信号を出力する検出装置と、
前記検出装置からの検出信号に基づいて、前記モータを駆動制御する制御装置と、
前記出力軸と前記入力軸との相対回動を制限することによって、制限角度以上の前記ネジレ部材のネジレを禁止する制限部材と、を有し、
前記制御装置は、前記検出装置の検出結果に基づいて、前記ネジレ部材が、前記制限角度に近い所与の角度までねじれたと判断したときは、前記ネジレ部材のネジレを緩和する方向に、前記モータの出力を増大又は減少させるようになっている電動式パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電動式パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の電動式パワーステアリング装置として、例えば特開平８−２０７７９８号に示すように、車輪の操舵を行う際に操舵トルクを検出してステアリングホイールに付与された手動力を補助するように構成したものが知られている。かかる構成においては、ステアリングホイールから操舵力を受ける入力軸と、車輪に操舵力を伝達する出力軸との間をトーションバーで連結し、かかるトーションバーのネジレを検出することによって、制御に必要な操舵トルクを検出できるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば車輪が路肩に接触したような場合、あるいは急操舵時にラックエンドまでステアリングホイールを回したような場合には、入力軸と出力軸との間で大きな力が伝達されて、トーションバーに大きな力が付与される恐れがある。かかる場合、トーションバーがその弾性限界を超えて塑性変形を生じたら、操舵トルクゼロの基準点が変わってしまい、電動式パワーステアリング装置の制御機能を損なうこととなる。そこで、通常は出力軸と入力軸との相対回動を制限する制限部材が設けられ、大きな力が付与された場合でも、トーションバーに塑性変形が生じないようにしている。
【０００４】
このような制限部材は、出力軸側に形成された断面が十字型の凸部と、入力軸側には形成された対応する形状の凹部とからなり、通常の動作時には凸部と凹部とは係合させることなくトーションバーのネジレを許容する一方で、出力軸と入力軸と間の相対回動が制限角度以上大きくなったときは、凸部が凹部に係合するようにして、トーションバーの過大ネジレを防止するように機能するものである。
【０００５】
更に、電動式パワーステアリング装置は、従来は車重の比較的軽い軽乗用車に主として用いられていたが、近年においては、その性能が向上してきたこともあり、より車重の重い小型乗用車などにも転用されるようになってきた。しかるに、車重の重い小型乗用車においては、路面からの力や操舵力も大きくなりがちであり、トーションバーが制限角度までねじれて、出力軸の凸部と入力軸の凹部とが衝接し合うことによる打音が頻繁に発生する恐れがある。
【０００６】
これに対し、従来において小型乗用車等に用いられていた油圧式の電動式パワーステアリング装置の場合、入力軸と出力軸との急激な相対回動を妨げるように粘性抵抗が生ずるため、そのような打音が特に問題となることはなかった。
【０００７】
このような打音を抑制するために、制限角度を大きく設定して、トーションバーがより大きな角度までねじれても、出力軸の凸部と入力軸の凹部とが衝接しないようにすることも考えられる。しかしながら、トーションバーが大きくねじれると、それに応じてトルクセンサからの出力信号も増大（または減少）し、トルクセンサの異常を発見するための閾値を超える恐れがある。かかる出力信号が閾値を超えると、制御回路は正常であるトルクセンサを異常と誤診して、エラー信号を発する恐れがある。
【０００８】
かかる問題に鑑み、本発明は、より効果的に騒音を抑制できる電動式パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成すべく、本発明の電動式パワーステアリング装置は、
ハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられ回転軸を回転させるモータと、
車輪を操舵する為に操舵力を出力する出力軸と、
ステアリングホイールから前記出力軸へと操舵力を伝達する入力軸と、
前記モータの前記回転軸と前記出力軸とを動力伝達可能に連結する動力伝達機構と、
前記出力軸と前記入力軸とを連結し、前記入力軸に付与された操舵トルクに応じて弾性的にねじれるネジレ部材と、
前記ネジレ部材のネジレ量に対応した検出信号を出力する検出装置と、
前記検出装置からの検出信号に基づいて、前記モータを駆動制御する制御装置と、
前記出力軸と前記入力軸との相対回動を制限することによって、制限角度以上の前記ネジレ部材のネジレを禁止する制限部材とを有し、
前記検出装置は、前記ネジレ部材のネジレが所定角度内であるときは、前記ネジレに対して第１の換算比で変換された検出信号を出力し、前記所定角度を超え、かつ前記制限角度以内では、前記ネジレに対し前記第１の換算比よりも小さい第２の換算比で変換された検出信号を出力するようになっており、
更に、前記ネジレ部材のネジレが前記制限角度以内である場合における正常な前記検出装置から出力される検出信号の範囲外に設定された閾値を、前記検出信号が超えたとき又は下回ったとき、前記検出装置に異常が生じたと判定されるようになっている。
【００１０】
更に、本発明の電動式パワーステアリング装置は、
ハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられ回転軸を回転させるモータと、
車輪を操舵する為に操舵力を出力する出力軸と、
ステアリングホイールから前記出力軸へと操舵力を伝達する入力軸と、
前記モータの前記回転軸と前記出力軸とを動力伝達可能に連結する動力伝達機構と、
前記出力軸と前記入力軸とを連結し、前記入力軸に付与された操舵トルクに応じて弾性的にねじれるネジレ部材と、
前記ネジレ部材のネジレ量に対応した検出信号を出力する検出装置と、
前記検出装置からの検出信号に基づいて、前記モータを駆動制御する制御装置と、
前記出力軸と前記入力軸との相対回動を制限することによって、制限角度以上の前記ネジレ部材のネジレを禁止する制限部材と、を有し、
前記制御装置は、前記検出装置の検出結果に基づいて、前記ネジレ部材が、前記制限角度に近い所与の角度までねじれたと判断したときは、前記ネジレ部材のネジレを緩和する方向に、前記モータの出力を増大又は減少させるようになっている。
【００１１】
【作用】
本発明の電動式パワーステアリング装置によれば、前記検出装置が、前記ネジレ部材のネジレが所定角度内であるときは、前記ネジレに対して第１の換算比で変換された検出信号を出力し、前記所定角度を超え、かつ前記制限角度以内では、前記ネジレに対し前記第１の換算比よりも小さい第２の換算比で変換された検出信号を出力するので、例えば電動式パワーステアリング装置の制御範囲内では、前記ネジレ部材のネジレに対し第１の換算比で変換された、比較的高い検出信号を用いることができ、前記制限部材の打音防止のために前記ネジレ部材のねじり剛性を高めた場合でも、前記モータの円滑な制御を行うことができる。一方、制御範囲を超えた領域では、前記ネジレ部材のネジレに対し第２の換算比で変換された、比較的低い検出信号が出力されるので、検出装置から万が一異常信号が出力されたような場合でも、容易に見分けが付くこととなる。更に、前記ネジレ部材のネジレが前記制限角度以内である場合における正常な前記検出装置から出力される検出信号の範囲外に設定された閾値を、前記検出信号が超えたとき又は下回ったとき、前記検出装置に異常が生じたと判定されるようになっているので、前記ネジレ部材の許容トルクを高めながらも、精度良く前記検出装置の異常を検出することができる。
【００１２】
更に、前記制限角度までねじれたときの前記ネジレ部材の受けるトルクが、−１５Ｎｍ以下もしくは１５Ｎｍ以上となる程度に、前記ネジレ部材をねじり剛性を高くすれば、前記制限部材の打音を効果的に抑止できる。
【００１３】
本発明の電動式パワーステアリング装置によれば、前記制御装置が、前記検出装置の検出結果に基づいて、前記ネジレ部材が、前記制限角度に近い所与の角度までねじれたと判断したときは、前記ネジレ部材のネジレを緩和する方向に、前記モータの出力を増大又は減少させるようになっているので、前記制限部材の打音を効果的に抑止できるようになっている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を、図面を参照して以下に詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態である電動式のパワーステアリング装置を、入力軸の軸線に沿って切断して示す断面図である。図２は、図１の電動式のパワーステアリング装置をII-IIで切断して矢印方向に見た図である。
【００１５】
図１において、本体１ａと蓋部材１ｂとからなるハウジング１内を、入力軸２および出力軸３が延在している。中空の入力軸２は、上端を図示しないステアリングシャフトに連結されており、更にステアリングシャフトは図示しないステアリングホイールに連結されている。入力軸２は、軸受４によりハウジング１に対して回転自在に支持されている。上端を入力軸２に連結し、下端をブッシュ７を介して出力軸３に圧入により連結したネジレ部材としてのトーションバー５が、入力軸２内を延在している。
【００１６】
入力軸２の下端周囲において、受けたトルクに比例してネジレ部材であるトーションバー５がねじれることに基づき、操舵トルクを検出する検出装置すなわちトルクセンサ６が設けられている。このトルクセンサ６は、いわゆるロータリー式非接触トルクセンサであって、ハウジング１に取り付けられた電磁ヨークカバー６ａと電磁ヨーク６ｂとコイル６ｃと、コイル６ｃの内方に位置するように出力軸３の上端に取り付けられた磁性体製のスリーブ６ｄと、入力軸２の下端外周に等間隔で形成された１６個の歯２ａとで構成されている。
【００１７】
トルクセンサ６は、トーションバー５のねじれに基づく入力軸２と出力軸３との相対角度変位に対応する、スリーブ６ｄの外周に形成された窓６ｅと、入力軸２の歯２ａとの回転方向の位置ズレを、コイル６ｃにおけるインピーダンスの変化として検出し、回路基板６ｆを介して電気信号として外部の制御回路（不図示）へ出力するものである。かかる制御回路は、入力された電気信号に基づき、入力軸２と出力軸３との間に伝達される操舵トルクを検出できることとなる。尚、このようなトルクセンサに関しては、例えば特開平８−２４０４９１号に開示されているため、以下に詳細は記載しない。
【００１８】
出力軸３の中央部にはウォームホイール３ａが形成されており、出力軸３に公差する方向に延在するラック軸１１のラック歯１１ａと噛合している。ラック軸１１は、ラックガイド１２ａ、スプリング１２ｂ、ロック部材１２ｃからなる公知のラックサポート装置１２により背面から支持され、ピニオン歯車３ａに向かって押圧されている。
【００１９】
出力軸３の上方端近傍の外周には、ウォームホイール１３が圧入等により固定的に取り付けられている。ウォームホイール１３は、不図示の電動モータの回転軸３０に連結されたウォーム３０ａと噛合している。この電動モータは、不図示の制御回路に連結されているが、かかる制御回路は、トルクセンサ６の出力や車速等の情報を入力し、所定の電力を電動モータに供給して適切な補助トルクを発生させるものである。
【００２０】
ウォームホイール１３の下方における出力軸３には、上方軸受１４の内輪が嵌合し、出力軸３の下方端には下方軸受１５の内輪が嵌合し、ナット１７により固定されている。出力軸３は、本体１ａに対し、アンギュラコンタクト玉軸受１４，１５により回転自在に支持されている。ねじカバー９をハウジング１に対してねじ込むことにより、下方軸受１５は、ハウジング１の段部１ｄに対して固定されるようになっている。
【００２１】
更に、ウォームホイール１３の下方における出力軸３の外周面には、段部３ｃが形成されている。軸受１４の内輪１４ａは、段部３ｃに当接している。
【００２２】
図３は、出力軸３の上面図であり、図４は、図３に示す出両軸３をIV-IV線で切断して矢印方向に見た図である。図３において、出力軸３の上面には、略十字形状の凹部３ｄが形成されている。一方、入力軸２の下端２ｂは、図３に点線で示す如く、略十字形状の断面形状を有し、凹部３ｄ内に侵入している。
【００２３】
入力軸２の下端２ｂは、出力軸３の凹部３ｄに対し、略相似形状であるが、わずかに小さく形成されている。従って、入力軸２と出力軸３とは、下端２ｂが凹部３ｄの内壁に当接するまで、両方向の相対回動が許容されるが、下端２ｂが凹部３ｄの内壁に当接したときは、それ以上の相対回動が禁止されるようになっている。このときの入力軸２と出力軸３との中立位置からの相対回転角度を、制限角度という。尚、下端２ｂと凹部３ｄとで制限部材を構成する。
【００２４】
次に、本発明による実施の形態の動作につき以下に説明する。
車両が直進状態にあり、図示しないステアリングホイールおよびステアリングシャフトを介して、入力軸２に操舵力が入力されていないとすると、トルクセンサ６は出力信号を発生せず、従って電動モータは補助操舵力を発生しない。
【００２５】
車両がカーブを曲がろうとするときに運転者が不図示のステアリングホイールを操舵すると、操舵力に応じてトーションバー５がねじれ、入力軸２と出力軸３との間で相対回動が発生する。トルクセンサ６は、この相対回動の方向および量に応じて信号を出力する。この信号に基づき、電動モータは回転して補助操舵力を発生する。かかる電動モータの回転は、ウォームギヤ機構（３０ａ，１３）により減速されて出力軸３に伝達され、ラック軸１１の移動を支援することとなる。
【００２６】
図５，６は、入力軸２と出力軸３との間で伝達される操舵トルクを横軸にとり、トルクセンサ６からの出力電圧を縦軸にとって、トルクセンサ６の出力特性を示したグラフであり、その出力電圧が２．５Ｖのときに操舵トルクは非伝達状態すなわち中立となる。尚、実際のトルクセンサ６の出力特性においては、摩擦抵抗などに基づき、ある程度ヒステリシスが生じるが、図５，６においては、理解しやすいようにヒステリシスがない理想状態で示している。
【００２７】
ところで、操舵トルクが−８Ｎｍ〜８Ｎｍの範囲Ｒ１が、電動式パワーステアリング装置の通常の制御範囲であり、従来技術においては、かかる範囲を超えたとき（例えば操舵トルクが−１２Ｎｍを下回ったとき又は１２Ｎｍを上回ったとき）に、図３，４に示す入力軸２の十字形状の下端２ａが、出力軸３の凹部３ｄの内壁に当接し、それ以上の入力軸２と出力軸３との相対回動を禁止して、トーションバー５の塑性変形などを防止するようになっている。従って、操舵トルクが−１２Ｎｍを下回ったとき又は１２Ｎｍを上回ったときには、それ以上トーションバー５はねじれないため、図５の実線Ａに示すように、トルクセンサ６は一定値（４．２Ｖ又は０．７Ｖ）を出力することとなる。
【００２８】
ところが、路肩に接触などして車輪側から突発的に衝撃的な力が入力され、かかる衝撃的な力が、ラック軸１１を遡って伝達され、それにより入力軸２と出力軸３との間に比較的大きなトルク（±１５〜２０Ｎｍ）が付与されることがある。かかる場合、図３，４に示す入力軸２の十字形状の下端２ａが、出力軸３の凹部３ｄの内壁に衝撃的に当接し、打音が生じることとなる。
【００２９】
これを防止する一つの考えは、入力軸２の十字形状の下端２ａが、出力軸３の凹部３ｄの内壁に当接する際のトルク（以下ストッパ係止時トルクとする）を増大させることである。かかるストッパ係止時トルクを増大させるためのトーションバー５の設計を、丸棒を例にして説明する。
【００３０】
丸棒の直径：Ｄ、長さ：Ｌ、横弾性係数：Ｇ、とすると、トルクＴにおける最大せん断応力はτ＝１６Ｔ／πＤ3、トルクによる丸棒の捩れ角はθ＝３２ＴＬ／πＧＤ4 、トーションバー５のバネの定数はＫ＝Ｔ／θとなる。
【００３１】
ストッパ係止時トルクを大きくする為には、トーションバー５のバネ定数を変更せずに行なう設計と、バネ定数を変更して行なう設計とが考えられる。
【００３２】
まず、トーションバー５のバネ定数を変更しない設計を考える。この場合、ストッパ係止時トルクを大きくする為には、ネジレ角を大きくしなければならない。しかし、トーションバー５は繰り返しネジレを受ける為、その許容せん断応力は材料のＳＮ線図から求められ、ネジレ角に比例して最大せん断応力を大きくする事は困難である。よって最大せん断応力は一定の下、径：Ｄ及び長さ：Ｌを変更することなる。
【００３３】
ばね常数Ｋ＝一定、最大せん断応力τ＝一定において、最大トルクをＴからＴ1へ変更後の最大ネジレ角：θ、径：Ｄ、長さ：Ｌを夫々、θ1，Ｄ1，Ｌ1，とすると上式から以下の関係がえられる。
【００３４】
最大せん断応力をー定とする為の条件は、Ｔ1／Ｔ＝（Ｄ1／Ｄ）3である。
バネ定数を一定とする為の条件は、Ｌ1／Ｌ＝（Ｄ1／Ｄ）4である。
これより、ストッパに接触する時のトルクを２倍にしたとすると、トーションバー５の径Ｄを約１．２６倍、長さＬを約２．５２倍としなければならない。
【００３５】
ところが、トーションバー５が長くなると、装置全体が大型化してしまい、コスト、重量増等の問題が生じる。更に、ステアリングコラムにトルクセンサ６を設けた場合、トルクセンサ６が長大化した分、衝突時エネルギー吸収用のストロークが十分に取れなくなるという問題も生ずる、そこで、ストッパ係止時トルクを大きくする為には、バネ定数を変更して行なうことが不可欠となる。
【００３６】
次にバネ定数を変更する設計を考える。
トーションバー５の長さＬ＝一定、最大せん断応力τ＝一定において、最大トルクをＴからＴ1へ変更後のバネ定数：Ｋ、最大ネジレ角：θ、径：Ｄを夫々、Ｋ1，θ1，Ｄ1，及びＫ1＝ａＫとすると、上式から以下の関係がえられる。
【００３７】
最大せん断応力をー定とする為の条件は、Ｔ1／Ｔ＝（Ｄ1／Ｄ）3 である。
長さＬを一定とする為の条件は、ａ＝（Ｄ1／Ｄ）4である。
ネジレ角とトルクの関係は、Ｔ1／Ｔ＝ａθ1／θである。
これより、ストッパ係止時トルクを２倍（Ｔ1／Ｔ＝２）とすると、トーションバー５の径Ｄは約１．２６倍、そのバネ定数Ｋ1は約２．５２倍、最大ネジレ角θは約０．７９倍となる。
【００３８】
故に、トーションバー長さＬを出来るだけ短く、且つ、ストッパ係止時トルクを大きく設計する為には、バネ定数を大きくして設計する事が不可欠となる。
【００３９】
このようにトーションバー５のバネ定数を高くすると、路面から受ける衝撃的な力に基づき、入力軸２と出力軸３との間に比較的大きなトルク（±１５〜２０Ｎｍ）が付与されたとしても、図３，４に示す入力軸２の十字形状の下端２ａが、出力軸３の凹部３ｄの内壁に当接せず、従って打音の発生を抑止できる。また、操舵トルクが−１２Ｎｍを下回る範囲、又は１２Ｎｍを上回る範囲でも、トルクセンサ６は操舵トルクに応じた出力を発生できるという利点がある。
【００４０】
しかしながら、トーションバー５のバネ定数が高くなると、トルクセンサ６の出力特性は、図５の点線Ｂに示すようになり、通常の制御範囲Ｒ１におけるトルクセンサ６からの出力電圧Ｖ２は１．８Ｖ〜３．２Ｖとなってしまう。すなわち、トーションバー５のねじり剛性を高める前の出力電圧Ｖ１すなわち１．３Ｖ〜３．７Ｖに比べ、出力レンジが約４０％ほど低下するため、それだけ制御が粗くなる恐れがある。
【００４１】
より具体的には、ストッパ係止時トルクを大きく設定する為に、トーションバー５のバネ定数を大きくして設定した場合、単位ネジレ角当たりの変位が減少するので、トルクセンサ６からの出力も小さくなり、それによりトルク検出精度が低下し、操舵フィーリングが悪化してしまう恐れがある。一方、センサ出力を小さくしないように、単位ネジレ角当たりの変位が大きくなるように変換機構部を見直した場合においても、機構部に起因する摩擦成分も増幅されるので、センサ特性のヒステリシス成分も増大し、同様にトルク検出制度が低下し、操舵フィーリングが悪化してしまう恐れがある。
【００４２】
これに対し、トーションバー５のネジレ剛性を増大させたことに伴って、トルクセンサ６において、例えばスリーブ６ｄの窓６ｅの数と、入力軸２の歯２ａの数を増大させて、トーションバー５のネジレ角に対するトルクセンサ６の出力電圧の比（換算比）を増大させることも考えられる。ところが、トルクセンサ６の出力電圧が０．５Ｖ（下閾値ＬＴ）を下回るか、又は４．５Ｖ（上閾値ＵＴ）を上回ると、不図示の制御回路が、トルクセンサ６に異常が生じたものと判断するようになっているので、トーションバー５のネジレ角に対するトルクセンサ６の出力電圧の比を単純に増大させたのみでは、かかる閾値ＬＴ、ＵＴに近い出力電圧が生じやすくなって、正常であるにもかかわらずエラー信号が発生しやすいことになり、それにより電動式パワーステアリング装置の機能が損なわれる恐れがある。
【００４３】
そこで、本実施の形態においては、図６に示すように、入力軸２と出力軸３との相対角度が所定角度以内である通常の制御範囲Ｒ１においては、トルクセンサ６からの出力電圧は、１．８Ｖ〜３．２Ｖの範囲で第１の換算比でほぼリニアに変化させると共に、操舵トルクが−８Ｎｍを下回る、又は８Ｎｍを上回る範囲Ｒ２においては、第１の換算比より低い第２の換算比を用いて変化率がより緩和されるように、すなわち出力特性が二次曲線を描くようにしている。このような換算比は可変値であっても良いからである。従って、出力特性としてはサインカーブやサインカーブに類似した周期曲線なども含まれる。これにより、制御範囲Ｒ１においては、高精度な制御を行えるようにすると共に、範囲Ｒ２においては、出力電圧が閾値ＬＴ，ＵＴを超えにくくするようになっている。ちなみに、図６に示す本実施の形態にかかるトルクセンサ６の出力特性によれば、ストッパ係止時トルクを−１２Ｎｍから−１７Ｎｍへ、また１２Ｎｍから１７Ｎｍへと拡大することができる。
【００４４】
更に、別な実施の形態として、トルクセンサ６からの出力電圧が例えば４．０Ｖを超えた場合（又は１．０Ｖを下回った場合）、不図示の制御装置は、トーションバー５が制限角度に近い所与の角度までねじれたので、図３，４に示す入力軸２の十字形状の下端２ａが、出力軸３の凹部３ｄの内壁に当接する直前になったと判断して、トーションバー５のネジレが緩和される方向に、駆動モータから出力される回転トルクを増大もしくは減少させるように制御することが考えられる。かかる制御により下端２ａと凹部３ｄとの強い当接が回避され、それにより打音を抑制することができる。尚、図６に示すトルクセンサ６の非線形な出力特性を利用して、出力電圧の増大率（もしくは減少率）が低下したことに応じて、トーションバー５が制限角度に近い所与の角度までねじれたことを判断することもできる。
【００４５】
以上、実施の形態を参照して本願発明を詳細に説明してきたが、本願発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、その趣旨を損ねない範囲で適宜変更、改良可能であることはもちろんである。たとえば、上述した実施の形態においては、トルクセンサとして非接触タイプとして用いたが、螺旋溝とボールとを含む接触型のトルクセンサを用いても良い。かかる場合、螺旋溝のピッチを中央側と両端側とで変化させることにより、図６に示すような出力特性を得ることができる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の電動式パワーステアリング装置によれば、前記検出装置が、前記ネジレ部材のネジレが所定角度内であるときは、前記ネジレに対して第１の換算比で変換された検出信号を出力し、前記所定角度を超え、かつ前記制限角度以内では、前記ネジレに対し前記第１の換算比よりも小さい第２の換算比で変換された検出信号を出力するので、例えば電動式パワーステアリング装置の制御範囲内では、前記ネジレ部材のネジレに対し第１の換算比で変換された、比較的高い検出信号を用いることができ、前記制限部材の打音防止のために前記ネジレ部材のねじり剛性を高めた場合でも、前記モータの円滑な制御を行うことができる。一方、制御範囲を超えた領域では、前記ネジレ部材のネジレに対し第２の換算比で変換された、比較的低い検出信号が出力されるので、検出装置から万が一異常信号が出力されたような場合でも、容易に見分けが付くこととなる。更に、前記ネジレ部材のネジレが前記制限角度以内である場合における正常な前記検出装置から出力される検出信号の範囲外に設定された閾値を、前記検出信号が超えたとき又は下回ったとき、前記検出装置に異常が生じたと判定されるようになっているので、前記ネジレ部材の許容トルクを高めながらも、精度良く前記検出装置の異常を検出することができる。
【００４７】
本発明の電動式パワーステアリング装置によれば、制御装置が、検出装置の検出結果に基づいて、前記ネジレ部材が、前記制限角度に近い所与の角度までねじれたと判断したときは、前記ネジレ部材のネジレを緩和する方向に、前記モータの出力を増大又は減少させるようになっているので、前記制限部材の打音を効果的に抑止できるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である電動式のパワーステアリング装置を、入力軸の軸線に沿って切断して示す断面図である。
【図２】図１の電動式のパワーステアリング装置をII-IIで切断して矢印方向に見た図である。
【図３】出力軸３の上面図である。
【図４】図３に示す出両軸３をIV-IV線で切断して矢印方向に見た図である。
【図５】操舵トルクを横軸にとり、トルクセンサ６からの出力電圧を縦軸にとって、トルクセンサ６の出力特性を示したグラフである。
【図６】操舵トルクを横軸にとり、トルクセンサ６からの出力電圧を縦軸にとって、トルクセンサ６の出力特性を示したグラフである。
【符号の説明】
１  ハウジング
２  入力軸
３  出力軸
５  トーションバー
６  トルクセンサ
【図１】
0003677772.tif 000002
【図２】
0003677772.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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