(57)【要約】【課題】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。【解決手段】ＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）は、操舵部品と一体に回転するステアリングシャフト１１と、ステアリングシャフト１１の回転角度を検出する回転角センサ５０と、ステアリングシャフト１１の外周部分に形成された雄ねじ部１４Ｄに螺合されてステアリングシャフト１１の回転に応じて軸方向ＺＡに移動する可動部品３１と、可動部品３１の軸方向ＺＡの位置を検出する位置センサ３３とを備える。ＥＰＳは、ステアリングシャフト１１の回転角度および可動部品３１の軸方向ＺＡの位置に基づいて絶対舵角を算出する。【選択図】図２
2014162248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−７５１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【発明の効果】
【００１４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
（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。
【００５９】
（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。
【００６０】
（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。
【００６１】
（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。
【００６２】
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。
【００６３】
・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。
【００６４】
・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。
【００６５】
・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。
【００６６】
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。
【００６７】
・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。
【００６８】
・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。
【００６９】
・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。
【００７０】
・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。
【符号の説明】
【００７１】
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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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