(57)【要約】【課題】  複数のモータを備えた電動パワーステアリング装置の制御特性の向上および構造の簡素化を図る。【解決手段】  電動パワーステアリング装置は、ステアリングハンドルに入力される操舵トルクをピニオンシャフト１７、ピニオン２８、ラック３０およびラックバー２９を介して車輪に伝達するトルク伝達経路上に、前記操舵トルクをアシストするアシストトルク入力手段４０を備える。アシストトルク入力手段４０は、第１、第２モータＭａ，Ｍｂにより回転する第１、第２ウオーム３７ａ，３７ｂでピニオンシャフト１７に設けた共通のウオームホイール３８を駆動するので、第１、第２モータＭａ，Ｍｂから操舵トルクセンサＳｔへのトルク伝達特性の差を考慮した別個の制御を行う必要をなくして制御系を簡素化することが可能になるだけでなく、第１、第２モータＭａ，Ｍｂに対してウオームホイール３８を共用化して部品点数を削減することができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングハンドル（１１）に入力される操舵トルクを車輪（ＷＬ，ＷＲ）に伝達する操舵トルク伝達経路にモータ（Ｍａ，Ｍｂ）および減速機（３９）を有するアシストトルク入力手段（４０）を配置し、操舵トルクセンサ（Ｓｔ）で検出した操舵トルクに基づいて制御手段（Ｕ）が前記モータ（Ｍａ，Ｍｂ）の作動を制御する電動パワーステアリング装置において、
前記減速機（３９）は一つのウオームホイール（３８）に噛合する複数のウオーム（３７ａ，３７ｂ）を備え、それぞれのウオーム（３７ａ，３７ｂ）を対応するモータ（Ｍａ，Ｍｂ）で駆動することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
ラックバー（２９）に設けたラック（３０）に噛合する第１ピニオン（２８）および第２ピニオン（２８′）を備え、第１ピニオン（２８）はステアリングハンドル（１１）により駆動され、第２ピニオン（２８′）はアシストトルク入力手段（４０）により駆動され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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングハンドルに入力される操舵トルクを車輪に伝達する操舵トルク伝達経路にモータおよび減速機を有するアシストトルク入力手段を配置し、操舵トルクセンサで検出した操舵トルクに基づいて制御手段が前記モータの作動を制御する電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングハンドルにステアリングシャフトを介して接続されたピニオンシャフトに設けたピニオンを、ステアリングギヤボックスに摺動自在に支持されたラックバーに設けたラックに噛合させるとともに、前記ピニオンシャフトに設けたウオームホイールにモータの回転軸に設けたウオームを噛合させることで、ドライバーがステアリングハンドルに加える操舵トルクをモータが発生するアシストトルクでアシストする電動パワーステアリング装置が、下記特許文献１により公知である。
【特許文献１】特開２００１−１０６１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ＲＶ車両のような高軸荷重の車両に電動パワーステアリング装置を搭載する場合、大きなアシストトルクを得るために２個のモータを設けることが考えられる。例えば、ラックバーに形成したラックに、ステアリングハンドルに接続された第１ピニオンと、ステアリングハンドルに接続されない第２ピニオンとを噛合させ、第１、第２ピニオンをそれぞれ対応する第１、第２モータで駆動することで、ドライバーのステアリング操作を効果的にアシストすることができる。
【０００４】
第１、第２モータはドライバーがステアリングハンドルに入力する操舵トルクに応じたアシストトルクを発生するように制御されるが、操舵トルクをステアリングハンドルから車輪に伝達する経路上の異なる位置に第１、第２モータが配置されていると、操舵トルクセンサに近い第１モータに対して操舵トルクセンサから遠い第２モータには、そのトルク伝達特性のゲイン落ちや位相遅れが顕著に現れるため、第１、第２モータの制御系に特別の配慮を加える必要があった。また機械的な観点から見ても、第１、第２モータに対応して完全に別個な第１、第２減速機が必要となるため、部品点数が増加してコストアップの要因となる問題があった。
【０００５】
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたもので、複数のモータを備えた電動パワーステアリング装置の制御特性の向上および構造の簡素化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、ステアリングハンドルに入力される操舵トルクを車輪に伝達する操舵トルク伝達経路にモータおよび減速機を有するアシストトルク入力手段を配置し、操舵トルクセンサで検出した操舵トルクに基づいて制御手段が前記モータの作動を制御する電動パワーステアリング装置において、前記減速機は一つのウオームホイールに噛合する複数のウオームを備え、それぞれのウオームを対応するモータで駆動することを特徴とする電動パワーステアリング装置が提案される。
【０００７】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、ラックバーに設けたラックに噛合する第１ピニオンおよび第２ピニオンを備え、第１ピニオンはステアリングハンドルにより駆動され、第２ピニオンはアシストトルク入力手段により駆動されることを特徴とする電動パワーステアリング装置が提案される。
【０００８】
尚、実施例の第１、第２モータＭａ，Ｍｂは本発明のモータに対応し、実施例の第１、第２ウオーム３７ａ，３７ｂは本発明のウオームに対応し、実施例の電子制御ユニットＵは本発明の制御手段に対応する。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の構成によれば、電動パワーステアリング装置のアシストトルク入力手段の減速機が一つのウオームホイールに噛合する複数のウオームを備え、それぞれのウオームが対応するモータで駆動されるので、第１、第２モータから操舵トルクセンサへのトルク伝達特性の差を考慮した別個の制御を行う必要をなくし、制御系を簡素化しながら第１、第２モータを的確に制御することが可能になるだけでなく、第１、第２モータの減速機の一部を共用化して部品点数を削減することができる。
【００１０】
請求項２の構成によれば、ラックバーに設けたラックに噛合する第１ピニオンおよび第２ピニオンのうち、第１ピニオンをステアリングハンドルにより駆動し、第２ピニオンをアシストトルク入力手段により駆動するので、第１ピニオンにステアリングハンドルからの操舵トルクおよびアシストトルク入力手段からのアシストトルクの両方が入力されるのを防止し、第１ピニオンの強度を特別に増加させることなく耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１２】
図１〜図４は本発明の第１実施例を示すものであり、図１は電動パワーステアリング装置の全体斜視図、図２は図１の２−２線拡大断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は第１、第２モータの制御系のブロック図である。
【００１３】
図１に示すように、ステアリングハンドル１１と一体に回転する上部ステアリングシャフト１２は、上部ユニバーサルジョイント１３、下部ステアリングシャフト１４および下部ユニバーサルジョイント１５を介して、減速機ケース１６から上方に突出するピニオンシャフト１７に接続される。減速機ケース１６の下端に接続されたステアリングギヤボックス１８の左右両端から突出するタイロッド１９，１９が、左右の車輪ＷＬ，ＷＲの図示せぬナックルに接続される。減速機ケース１６には第１、第２モータＭａ，Ｍｂが支持されており、これらの第１、第２モータＭａ，Ｍｂの作動が、減速機ケース１６の内部に収納した操舵トルクセンサＳｔからの信号が入力される電子制御ユニットＵにより制御される。
【００１４】
図２および図３に示すように、減速機ケース１６はステアリングギヤボックス１８と一体の下部ケース２１と、その上面にボルト２２…で結合された中間ケース２３と、その上面にボルト２４…で結合された上部ケース２５とで構成されており、ステアリングギヤボックス１８および上部ケース２５にボールベアリング２６，２７で前記ピニオンシャフト１７が回転自在に支持される。ピニオンシャフト１７の下端に設けられたピニオン２８が、ステアリングギヤボックス１８の内部に左右移動自在に支持したラックバー２９に設けられたラック３０に噛合する。ステアリングギヤボックス１８に形成した貫通孔１８ａに押圧部材３１が摺動自在に収納されており、貫通孔１８ａを閉塞するナット部材３２との間に配置したスプリング３３で押圧部材３１をラックバー２９の背面に向けて付勢することで、ラックバー２９の撓みを抑制してラック３０をピニオン２８に正しく噛合させることができる。
【００１５】
減速機ケース１６の内部に延びる第１モータＭａおよび第２モータＭｂの回転軸３４ａ，３４ｂは、各々一対のボールベアリング３５，３６で下部ケース２１に回転自在に支持される。第１モータＭａおよび第２モータＭｂの回転軸３４ａ，３４ｂに設けられた第１、第２ウオーム３７ａ，３７ｂは、ピニオンシャフト１７に固定された共通のウオームホイール３８の直径方向両側に噛合する。第１、第２ウオーム３７ａ，３７ｂおよびウオームホイール３８は減速機３９を構成する。また第１、第２モータＭａ，Ｍｂおよび減速機３９はアシストトルク入力手段４０を構成する。
【００１６】
図４に示すように、電子制御ユニットＵは目標モータ駆動電流算出手段４１と、この目標モータ駆動電流算出手段４１で算出した目標モータ駆動電流ＩＴＮａ，ＩＴＮｂでそれぞれ第１、第２モータＭａ，Ｍｂを駆動するモータ駆動手段４２とを備える。目標モータ駆動電流算出手段４１は操舵トルクセンサＳｔで検出した操舵トルクＴをパラメータとし、マップ検索により目標モータ駆動電流ＩＴＮａ，ＩＴＮｂを算出する。モータ駆動手段４２は第１、第２モータＭａ，Ｍｂに供給される電流が前記目標モータ駆動電流ＩＴＮａ，ＩＴＮｂに一致するようにフィードバック制御を行う。
【００１７】
このようにして第１、第２モータＭａ，Ｍｂが駆動されると、それらの回転軸３４ａ，３４ｂに設けた第１、第２ウオーム３７ａ，３７ｂに噛合するウオームホイール３８に第１、第２モータＭａ，Ｍｂからのアシストトルクが伝達されることで、ドライバーがステアリングハンドル１１に加える操舵トルクがアシストされる。
【００１８】
以上のように、ステアリングハンドル１１から左右の車輪ＷＬ，ＷＲに至る操舵トルク伝達経路上の同じ位置に第１、第２モータＭａ，Ｍｂを配置したことで、第１、第２モータＭａ，Ｍｂのアシストトルクが操舵トルクセンサＳｔに伝達されるトルク伝達特性が等しくなるため、トルク伝達特性のゲイン落ちや位相遅れを考慮して第１、第２モータＭａ，Ｍｂを別個に制御する必要をなくして制御系を簡素化しながら、第１、第２モータＭａ，Ｍｂを的確に制御することが可能になる。また小型で安価な第１、第２モータＭａ，Ｍｂを用いてアシストトルクを増加させることができため、高価な大型のモータを１個用いる場合に比べて経済的であるばかりか、第１、第２ウオーム３７ａ，３７ｂやウオームホイール３８の歯面に加わる荷重を半減して耐久性を高めることができる。
【００１９】
また万一第１、第２モータＭａ，Ｍｂのどちらか一方が失陥した場合でも、他方のモータによってアシストが可能であるため、アシスト力の完全な失陥を防止することができる。しかも第１、第２モータＭａ，Ｍｂが減速機３９を共用するので、ウオームホイール３８の個数が１個で済み、減速機３９の小型化および部品点数の削減に寄与することができる。
【００２０】
図５および図６は本発明の第２実施例を示すもので、図５は電動パワーステアリング装置の全体斜視図、図６は図５の６−６線拡大断面図である。
【００２１】
第１実施例ではステアリングハンドル１１により直接駆動されるピニオンシャフト１７をアシストトルク入力手段４０で駆動していたが、第２実施例では前記ピニオンシャフト１７（第１ピニオンシャフト１７）とは別個の第２ピニオンシャフト１７′をアシストトルク入力手段４０で駆動するようになっている。
【００２２】
即ち、第２実施例では、第１ピニオンシャフト１７に設けた第１ピニオン２８は、ドライバーがステアリングハンドル１１に加えた操舵トルクをそのままラック３０に伝達するだけであり、第２ピニオンシャフト１７′を駆動するアシストトルク入力手段４０はステアリングギヤボックス１８の第１ピニオンシャフト１７とは反対側に設けられている。アシストトルク入力手段４０の構造は第１実施例のものとほぼ同一であり、第１実施例の部材と対応する部材には第１実施例と同じ符号が付してある。
【００２３】
図２および図６を比較すると明らかなように、第２実施例の減速機ケース１６は上部ケース２５を備えておらず、ステアリングギヤボックス１８および中間ケース２３にボールベアリング２６，２７を介して短い第２ピニオンシャフト１７′が支持される。そして第２ピニオンシャフト１７′の下端に設けた第２ピニオン２８′が、ラックバー２９のラック３０に噛合する。第２実施例のアシストトルク入力手段４０のその他の構造は、第１実施例のそれと同じである。
【００２４】
しかして、この第２実施例によれば第１実施例の奏する作用効果に加えて、次のような更なる作用効果を奏することができる。即ち、第１実施例のピニオン２８には、ドライバーがステアリングハンドル１１に加える操舵トルクとアシストトルク入力手段４０が発生するアシストトルクとが同時に作用するため、その強度を高める必要があった。しかしながら、第２実施例の第１ピニオン２８にはドライバーがステアリングハンドル１１に加える操舵トルクだけが作用し、また第２ピニオン２８′にはアシストトルク入力手段４０が発生するアシストトルクだけが作用するため、第１、第２ピニオン２８，２８′の強度を特に増加させることなく耐久性の向上が可能になる。
【００２５】
また第１実施例のピニオン２８は上部、下部ステアリングシャフト１２，１４の延長線上にあり、車両の取り回し性や操安性の観点からピニオン２８のピッチ円直径、更にはモジュールを大きくすることができず、その強度を高めることが難しかった。それに対して、第２実施例ではドライバーの操舵トルクの入力と直接関連がない部分でアシストを行うので、第２ピニオン２８′のモジュールを大きくして強度を増加させることが容易である。更に、第２実施例は上部、下部ステアリングシャフト１２，１４とアシストトルク入力手段４０との連結がないため、第１、第２モータＭａ，Ｍｂのレイアウトの自由度が高いという効果も有している。
【００２６】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２７】
例えば、第１、第２実施例では第１、第２モータＭａ，Ｍｂを備えているが、モータの数は２個に限定されず、複数個であれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施例に係る電動パワーステアリング装置の全体斜視図
【図２】図１の２−２線拡大断面図
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】第１、第２モータの制御系のブロック図
【図５】第２実施例に係る電動パワーステアリング装置の全体斜視図
【図６】図５の６−６線拡大断面図
【符号の説明】
【００２９】
１１        ステアリングハンドル
２８        第１ピニオン
２８′      第２ピニオン
２９        ラックバー
３０        ラック
３７ａ      第１ウオーム（ウオーム）
３７ｂ      第２ウオーム（ウオーム）
３８        ウオームホイール
３９        減速機
４０        アシストトルク入力手段
Ｍａ        第１モータ（モータ）
Ｍｂ        第２モータ（モータ）
Ｓｔ        操舵トルクセンサ
Ｕ          電子制御ユニット（制御手段）
ＷＬ        車輪
ＷＲ        車輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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