(57)【要約】【課題】  大きな操舵アシストトルクを必要とするステアリング装置に適用した場合であっても、充分な操舵アシストトルクを確保した電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】  上記目的を達成するため、本発明では、ステアリングホイールに接続される操舵軸と、操舵軸に設けられ、この操舵軸に発生する操舵トルクを検出するトルクセンサと、操舵軸に設けられた第１ピニオンと、第１ピニオンに噛合い、操舵軸の回転運動を軸方向運動に変換するとともに、操舵軸に連係されるラックと、第１ピニオンに接続して設けられるとともに、トルクセンサによって検出された操舵トルクに基づき、操舵アシストトルクを発生する第１電動機と、第１ピニオンと離間して設けられ、ラックに噛合う第２ピニオンと、第２ピニオンに接続して設けられるとともに、操舵トルクに基づき、操舵アシストトルクを発生する第２電動機と、を備えることとした。【選択図】        図１
2005329784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールに接続される操舵軸と、
前記操舵軸に設けられ、この操舵軸に発生する操舵トルクを検出するトルクセンサと、
前記操舵軸に設けられた第１ピニオンと、
前記第１ピニオンに噛合い、前記操舵軸の回転運動を軸方向運動に変換するとともに、操舵軸に連係されるラックと、
前記第１ピニオンに接続して設けられるとともに、前記トルクセンサによって検出された操舵トルクに基づき、操舵アシストトルクを発生する第１電動機と、
前記第１ピニオンと離間して設けられ、前記ラックに噛合う第２ピニオンと、
前記第２ピニオンに接続して設けられるとともに、前記操舵トルクに基づき、操舵アシストトルクを発生する第２電動機と、
を備えることを特徴とする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、運転者の操舵力を電動モータによりアシストするパワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パワーステアリング装置にあっては、所謂デュアルピニオンタイプの電動パワーステアリング装置が開示されている。このデュアルピニオンタイプの電動パワーステアリング装置は、運転者による操舵トルクと電動機からの操舵アシストトルクとが別々のピニオンに付与されるため、ピニオンにかかる負荷を小さくすることができるという利点がある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−１５４４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、操舵アシストトルクを発生する電動機は従来の電動パワーステアリング装置と同様に１つであるため、大型車両のように大きな操舵アシストトルクを必要とする電動パワーステアリング装置に適用した場合、充分な操舵アシストトルクを確保することができない、という問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、大きな操舵アシストトルクを必要とするステアリング装置に適用した場合であっても、充分な操舵アシストトルクを確保した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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、ステアリングホイールに接続される操舵軸と、操舵軸に設けられ、この操舵軸に発生する操舵トルクを検出するトルクセンサと、操舵軸に設けられた第１ピニオンと、第１ピニオンに噛合い、操舵軸の回転運動を軸方向運動に変換するとともに、操舵軸に連係されるラックと、第１ピニオンに接続して設けられるとともに、トルクセンサによって検出された操舵トルクに基づき、操舵アシストトルクを発生する第１電動機と、第１ピニオンと離間して設けられ、ラックに噛合う第２ピニオンと、第２ピニオンに接続して設けられるとともに、操舵トルクに基づき、操舵アシストトルクを発生する第２電動機と、を備えることとした。
【０００６】
よって、大きな操舵アシストトルクを必要とするステアリング装置に適用した場合であっても、充分な操舵アシストトルクを確保した電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の電動パワーステアリング装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
［電動パワーステアリング装置のシステム構成］
実施例１につき図１ないし図１２に基づき説明する。図１は電動パワーステアリング装置のシステム構成図である。電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイール１０、トルクセンサ２０、第１ユニット１００、第２ユニット２００、ラック３００、第１ECU５００、第２ECU６００、及び駆動輪７００を有する。パワーアシストユニットである第１、第２ユニット１００，２００は車両上方からラック３００の軸方向に離間して設けられており、モータ駆動により第１、第２ピニオン１３１，２３１を介してラック３００にアシストトルクを付与する。
【０００９】
第１ユニット１００及び第２ユニット２００はそれぞれ内蔵された第１、第２ECU５００、６００により第１、第２モータ１２１，２２１を駆動してラック３００にアシストトルクを付与するパワーアシスト装置である。第１ユニット１００にはステアリングホイール１０と接続したトルクセンサ２０が設けられている。
【００１０】
ラック３００は第１、第２ピニオン１３１，２３１により軸方向に移動するラック軸であり、ラック３００の歯における第１ピニオン１３１の噛合う第１領域３０１と、第２ピニオン２３１の噛合う第２領域３０２は、ラック３００の軸方向に対し異なる傾きを有している。
【００１１】
第１、第２ECU５００、６００は、トルクセンサ２０により検出された操舵トルクに基づき、第１ユニット１００及び第２ユニット２００内の第１、第２モータ１２１，２２１を駆動して駆動輪７００と接続したラック３００にアシストトルクを付与するとともに、互いの制御状態を監視してフェイルを検出する機能を持つ。また、第１、第２モータ１２１，２２１のいずれかがフェイルした際には正常なモータでのみアシストトルクを付与する。
【００１２】
［電動パワーステアリング装置の全体構成］
図２は実施例１における電動パワーステアリング装置の全体構成を表す斜視図である。第１ユニット１００は第１ピニオンハウジング１１０、第１モータハウジング１２０、トルクセンサハウジング２１を有する。トルクセンサハウジング２１内にはインプットシャフト２２（操舵軸）が設けられ、第１ピニオンハウジング１１０内には第１ピニオンシャフト１３０が設けられている。第１モータハウジング１２０内には、ブラシレスモータである第１モータ１２１（第１電動機）が収装され、インプットシャフト２２及び第１ピニオンシャフト１３０に対し径方向から組み付けられている。
【００１３】
第１ピニオンシャフト１３０は第１ピニオン１３１と一体構成であり、第１ピニオン１３１はラック３００と係合することで第１モータ１２１のアシストトルクをラック３００に伝達する。
【００１４】
第２ユニット２００は第２ピニオンハウジング２１０、第２モータハウジング２２０を有する。第２ピニオンハウジング２１０内には第２ピニオンシャフト２３０が設けられている。第２モータハウジング２２０内には、ブラシレスモータである第２モータ２２１（第２電動機）が収装され、第２ピニオンシャフト２３０に対し径方向から組み付けられている。
【００１５】
第１ピニオンシャフト１３０と同様、第２ピニオンシャフト２３０も第２ピニオン２３１と一体構成であり、第２ピニオン２３１はラック３００と係合して第２モータ２２１のアシストトルクをラック３００に伝達する。
【００１６】
第１ユニット１００における第１ピニオンハウジング１１０、第１モータハウジング１２０、及び第１モータ１２１と、第２ユニット２００における第２ピニオンハウジング２１０、第２モータハウジング２２０、及び第２モータ２２１はそれぞれ同型であり、部品の共用が可能である。
【００１７】
また、第１ピニオン１３１と第２ピニオン２３１の歯数は互いに割り切れない異なる歯数となるよう設けられている。異なる歯数に設けることにより、第１モータ１２１と第２モータ２２１が互いの振動周期を打ち消すことで共振の発生を回避する。
【００１８】
［第１ユニットの全体構成］
図３は電動パワーステアリング装置の第１ユニット１００の全体構成を表す斜視図である。上述のように、第１モータハウジング１２０内には第１モータ１２１が収装され、トルクセンサハウジング２１内のインプットシャフト２２及び第１ピニオンハウジング１１０内の第１ピニオンシャフト１３０に対し径方向から組み付けられている。
【００１９】
また、第１モータハウジング１２０の外周であってトルクセンサハウジング２１から見て反対側には第１ヒートシンク１２２が設けられており、第１モータハウジング１２０内部におけるこの第１ヒートシンク１２２の裏側には、第１モータ１２１の制御を行う第１パワー系制御基板１２４が設けられている。
【００２０】
また、トルクセンサハウジング２１のy軸正方向面であってインプットシャフト２２の外周には、各種車両信号（車速、イグニッション等）を第１ECU５００に入力する第１車両信号用コネクタ２３が一体成型により設けられている。また、第１モータハウジング１２０の貫通部を介して第１電源ハーネス１２３が接続されている。
【００２１】
［第１ユニットの詳細構成］
図４は実施例１の電動パワーステアリング装置における第１ユニット１００の組み付けを示す概略斜視図である。図４中に示す矢印を、説明のためｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向と規定する。それぞれの構成要素として、第１モータハウジング１２０には、第１モータ１２１や第１パワー系制御基板１２４が組み付いている。この第１パワー系制御基板１２４は第１モータハウジング１２０のy軸上面に設けられた第１パワー系制御基板側コネクタ１２４ａを有し、第１ECU５００に設けられた第１ECU側コネクタ５０１と接続して制御情報の入力経路となる。
【００２２】
インプットシャフト２２と第１ピニオンシャフト１３０はトーションバー２６により一体とされ、第１ピニオンシャフト１３０には第１ウォームホイール１４０が組み付き、y軸正方向から第１ピニオンハウジング１１０に格納されている。また、第１ピニオンハウジング１１０には第１モータハウジング１２０がx軸正方向から組み付けられている。さらに、第１ウォームシャフト１５０は第１ウォームギヤ１６０と第１ウォームホイール１４０と噛合っている。
【００２３】
トルクセンサハウジング２１は樹脂成型により形成され、y軸正方向にインプットシャフト２２を挿通する円筒形の挿通部２１ａが設けられている。この挿通部２１ａの内周にトルクセンサ２２をインサート成型により格納している。
【００２４】
組立て時においては、トルクセンサハウジング２１は、y軸正方向から第１ウォームホイール１４０と積層状となるように第１ECU５００を挟んでインプットシャフト２２を挿通部２１ａに挿通し、第１ピニオンハウジング１１０に組みつけられる。なお、実施例１ではトルクセンサ２０を用いて操舵アシスト量を決定しているが、舵角センサを用いて操舵角を検出することで操舵アシスト量を決定してもよく、特に限定しない。
【００２５】
［第１ユニットのインプットシャフト及びピニオンシャフト付近の詳細］
図５は第１ユニット１００のインプットシャフト２２及び第１ピニオンシャフト１３０付近におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。インプットシャフト２２は、トルクセンサハウジング２１の挿通部２１ａに対し軸受け２４を介して支持されるとともに、第１ピニオンシャフト１３０の端部によって相対回転可能に支持されている。インプットシャフト２２とトルクセンサハウジング２１の開口部の間にはダストシール２５が設けられ、ユニット内へのゴミ等の進入を防止している。
【００２６】
インプットシャフト２２の外周であって、トルクセンサハウジング２１の挿通部２１ａ内周にはトルクセンサ２０が設けられている。このトルクセンサ２０は、インプットシャフト２２と一体に回転する複数の窓を有するインナリング２０ａと、第１ピニオンシャフト１３０と一体に回転する複数の窓を有するアウタリング２０ｂと、アウタリング２０ｂの外周であってトルクセンサハウジング２１内周に設けられた二組のコイル２０ｃから構成されている。
【００２７】
運転者の操舵によりトーションバー２６が捩れ、インプットシャフト２２と第１ピニオンシャフト１３０が相対回転すると、コイル２０ｃのインピーダンス変化が検出され、トルクセンサ信号を第１、第２ECU５００，６００に出力する。なお、本願実施例１ではトルクセンサ２０をトルクセンサハウジング２１と一体成型としているが、トルクセンサ２０のみ別体として組みつけてもよく特に限定しない。
【００２８】
トルクセンサハウジング２１のインプットシャフト２２の外周を取り囲むドーナツ状スペースには、第１ECU５００を搭載した基板がトルクセンサ２０に隣接するよう設けられている。この第１ECU５００には第１ECU側コネクタ５０１が設けられ、第１パワー系制御基板１２４に設けられた第１パワー系制御基板側コネクタ１２４ａと接続する。
【００２９】
第１ピニオンシャフト１３０は、第１ピニオンハウジング１１０に対し軸受け１１１を介して支持されている。また、第１ピニオンシャフト１３０の外周には第１ウォームホイール１４０が設けられ、第１モータ１２１に接続された第１ウォームシャフト１５０と噛合わされている。
【００３０】
［第１ユニットのウォームホイール及びモータ付近の詳細］
図６は電動パワーステアリング装置の第１ウォームホイール１４０及び第１モータ１２１付近におけるI−I断面図である。第１モータハウジング１２０は、第１ピニオンハウジング１１０に対し、インプットシャフト２２の径方向側から取り付けられている。第１ピニオンハウジング１１０のモータハウジング１２０取り付け側、及び第１モータハウジング１２０の第１ピニオンハウジング１１０取り付け側はそれぞれ開口しており、内部が連通状態で取り付けられる。
【００３１】
第１モータ１２１は、外周にウォームギヤが形成された第１ウォームシャフト１５０と一体に回転する第１ロータ１２１ａと、第１ステータコイル１２１ｂから構成されている。第１ウォームシャフト１５０は、第１ステータコイル１２１ｂ側の軸受け１２５と、第１ピニオンハウジング１１０側の軸受け１２７により２点支持とされている。このように第１ウォームシャフト１５０を２点支持とすることにより、軸受けの数を減らした軸方向をコンパクト化した構造を達成している。
【００３２】
第１モータハウジング１２０内側であって第１モータ１２１の径方向外側には第１モータ１２１を駆動制御する第１パワー系制御基板１２４が載置されている。この第１パワー系制御基板１２４は、コンデンサ、パワートランジスタ、リレー、コイル等からなる。図６に示すように、第１パワー系制御基板１２４は第１モータ１２１の径方向外側と隣接し、且つ第１ウォームホイール１４０の径方向外側と隣接している。
【００３３】
また、図３にも示すように、第１モータハウジング１２０の外周であって第１パワー系制御基板１２４の裏面側にはパワー系制御基板１２４の熱を大気に放熱する第１ヒートシンク１２２が設けられている。このように第１モータハウジング１２０をヒートシンクとして利用する場合、第１モータハウジング１２０をアルミ等によって構成することが放熱性の観点から望ましい。
【００３４】
第１パワー系制御基板１２４には第１電源ハーネス１２３が第１モータハウジング１２０の貫通部を介して接続されている。また、第１パワー系制御基板１２４に設けられた第１パワー系制御基板側コネクタ１２４ａと第１ECU５００に設けられた第１ECU側コネクタ５０１とが、第１ピニオンハウジング１１０及び第１モータハウジング１２０の接合部近傍において接続されている。この第１ECU側コネクタ５０１と第１パワー系制御基板側コネクタ１２４ａは、トルクセンサハウジング２１内の第１ECU５００と図４におけるｙ軸方向において同じ高さで配置されている。
【００３５】
このように、第１モータ１２１、第１パワー系制御基板１２４からなる第１ユニットの動力系ユニットは、第１モータハウジング１２０により格納されて一体構成のユニットとなっており、またトルクセンサハウジング２１及び第１ピニオンハウジング１１０とからなる一体構成に第１ECU５００を格納することにより、パワーステアリング装置の動力系ユニット及び制御系ユニットを夫々１つの一体型ユニットとすることができ、車両への組み付けを簡便に行える。また、図５に示すように、第１モータ１２１、第１ウォームシャフト１５０、第１ウォームホイール１４０が略Ｌ字型に配置されることにより、装置の小型化を行える。
【００３６】
［第２ユニットの全体構成］
図７は電動パワーステアリング装置の第２ユニット２００の全体構成を表す斜視図である。上述のように、第２モータハウジング２２０内には第２モータ２２１が収装され、第２ピニオンハウジング２１０内のピニオンシャフト２３０に対し径方向から組み付けられている。
【００３７】
また、第１モータハウジング１２０と同様、第２モータハウジング２２０の外周には第２ヒートシンク２２２が設けられており、第２ヒートシンク２２２の裏側には第２モータ２２１の制御を行う第２パワー系制御基板２２４が設けられている。第１モータハウジング１２０と同様、第２モータハウジング２２０をアルミ等によって構成することが放熱性の観点から望ましい。
【００３８】
また、第１ユニット１００と異なり第２ユニット２００にはトルクセンサが設けられておらず、第２ピニオンハウジング２１０はz軸上面を蓋部材３１により閉塞されており、この蓋部材３１には各種車両信号（車速、イグニッション等）を第２ECU６００に入力する第２車両信号用コネクタ３３が一体成型により設けられている。また、第２モータハウジング２２０の貫通部を介して第２電源ハーネス２２３が接続されている。
【００３９】
第１ユニット１１０と同様、第２パワー系制御基板２２４には第２電源ハーネス２２３が第２モータハウジング２２０の貫通部を介して接続されている。また、第２パワー系制御基板２２４に設けられた第２パワー系制御基板側コネクタ２２４ａと第２ECU６００に設けられた第２ECU側コネクタ６０１とが、第２ピニオンハウジング２１０及び第２モータハウジング２２０の接合部近傍において接続されている。この第２ECU側コネクタ６０１と第２パワー系制御基板側コネクタ２２４ａは、第２ピニオンハウジング２１０内の第２ECU６００と図６におけるｙ軸方向において同じ高さで配置されている。
【００４０】
第１ユニット１１０と同様、第２モータ２２１、第２パワー系制御基板２２４からなる第１ユニットの動力系ユニットは、第２モータハウジング２２０により格納されて一体構成のユニットとなっている。
【００４１】
［第２ユニットの詳細構成］
図８は実施例１の電動パワーステアリング装置における第２ユニット２００の組み付けを示す概略斜視図である。図８中に示す矢印を、説明のためｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向と規定する。第１ユニット１００と同様、それぞれの構成要素として、第２モータハウジング２２０には第２モータ２２１や第２パワー系制御基板２２４が組み付いている。
【００４２】
第２ピニオンハウジング２１０には第２モータハウジング２２０がｘ軸正方向から組み付けられている。さらに、第２ウォームシャフト２５０は第２ウォームギヤ２６０と第２ウォームホイール２４０と噛合っている。組立て時においては、蓋部材３１はy軸正方向から第２ウォームホイール２４０と積層状となるように第２ECU６００を挟んで第２ピニオンハウジング２１０に組みつけられる。
【００４３】
［第２ユニットのウォームホイール及びモータ付近の詳細］
第２ユニット２００にはトルクセンサ２０が設けられておらず、第１ユニット１００におけるトルクセンサハウジング２１に代えて第２ユニット２００では蓋部材３１を設けている。また、第１ユニット１００の第１ピニオン１３１の歯数と第２ユニット２００の第２ピニオン２３１の歯数は互いに割り切れない異なる歯数に設けられている。これら以外の構成においては、第１ユニット１００と第２ユニット２００の構成部品は同一である。そのため、第２ユニットの第２ウォームホイール２４０及び第２モータ２２１付近の詳細は、図６に示される第１ユニットの第１ウォームホイール１４０及び第１モータ１２１付近の詳細と同一であり、図面及び説明は省略する。
【００４４】
［第１、第２ユニット相互のフェイル監視制御］
第１、第２ECU５００、６００は、トルクセンサ２０により検出された操舵トルクに基づき、第１ユニット１００及び第２ユニット２００内の第１、第２モータ１２１，２２１を駆動して駆動輪７００と接続したラック３００にアシストトルクを付与するとともに、互いの制御状態を監視してフェイルを検出する機能を持つ。また、第１、第２モータ１２１，２２１のいずれかのモータのフェイルを検出した際には、フェイルした側のモータ駆動制御を停止して正常なモータでのみアシストトルクを付与する。
【００４５】
［第１、第２ユニット相互のフェイル監視制御作用］
図９は、第１、第２ユニット１００，２００における第１、第２ECU５００，６００相互のフェイル監視制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、各ステップにつき説明する。
【００４６】
ステップＳ１０１では、第１、第２ECU５００，６００が相互に他方のECUの制御状態を監視し、ステップＳ１０２へ移行する。
【００４７】
ステップＳ１０２では、第１、第２ECU５００，６００が相互に他方のECUの制御状態にフェイルがあるかどうかを判断し、YESであればステップＳ１０３へ移行し、NOであればステップＳ１０５へ移行する。
【００４８】
ステップＳ１０３では、正常な制御状態にあるECUにより制御状態にフェイルした側のECUの制御を停止してインジケータを点灯させ、ステップＳ１０４へ移行する。
【００４９】
ステップＳ１０４では、フェイル時制御として正常な制御状態にあるECU側のモータでのみ操舵アシストを継続して制御を終了する。
【００５０】
ステップＳ１０５では、通常制御として２つのモータにより操舵アシストを行って制御を終了する。
【００５１】
［同一方向フルアシスト状態］
図１０は、第１、第２モータ１２１，２２１を同一操舵方向に最大駆動してラック３００にアシストトルクを付与した際の本願実施例の電動パワーステアリング装置の制御状態を示す図である。大きな操舵アシストトルクを必要とする場合、２つの第１、第２モータ１２１，２２１のアシスト力を同一操舵方向フルアシストとすることで必要なアシストトルクを確保する。
【００５２】
このとき、ラック３００の歯における第１ピニオン１３１の噛合う第１領域３０１と第２ピニオン２３１の噛合う第２領域３０２はラック３００の軸方向に異なる傾きを有している。一般のはすば歯車と同様、ラックの歯が傾きを有する場合にはピニオンの駆動によりラックに軸方向及び径方向の力が作用するが、第１ピニオン１３１の噛合う第１領域３０１と第２ピニオン２３１の噛合う第２領域３０２はラック３００の軸方向に対して異なる傾きを有しているため、第１、第２モータ１２１，２２１を同一操舵方向に駆動した場合、２つのモータによりラック３００に作用する径方向の力は互いに反対向きのベクトルとなる。
【００５３】
このため、２つのモータがもたらす径方向反対向きの力によってラック３００に回転モーメントが生じ、この回転モーメントが第１、第２ピニオン１３１，２３１に作用して第１、第２ピニオン１３１，２３１とラック３００とのガタ詰め作用をもたらすことで、バックラッシを低減している。
【００５４】
［操舵アシストゼロ状態］
図１１は、車両の直進走行時または停車時など操舵アシストを行わない際の本願実施例の電動パワーステアリング装置の制御状態を示す図である。第１モータ１２１及び第２モータ２２１にそれぞれ同一の微小アシスト力を発生させ、第１モータ１２１のアシスト力を右方向とし、第２モータ２２１のアシスト力を左方向とする。
【００５５】
これにより、第１ピニオン１３１によりラック３００を右方向に付勢し、第２ピニオン２３１によりラック３００を左方向に付勢することで、第１、第２モータ１２１，２２１によりラック３００と第１、第２ピニオン１３１，２３１とのガタ詰めを行い、他方のモータの駆動トルクが一方のモータの駆動力伝達系のバックラッシを抑制するとともに、左右方向のアシスト力をつり合わせてラック３００に付与されるアシスト力の合力を０としている。ラック３００を第１ピニオン１３１により左方向に付勢し、第２ピニオン２３１により右方向に付勢する場合であっても同様である。
【００５６】
［片方のモータのみによる操舵アシスト状態］
図１２は、第１、第２モータ１２１，２２１のうち片方のモータのみにより操舵アシストを行う際の本願実施例の電動パワーステアリング装置の制御状態を示す図である。片方のモータのみによりアシストトルクを発生させる場合、片方のピニオンのみによりラック３００を駆動することになるため、アシスト開始時またはアシスト終了時にラック３００とピニオンとのガタが発生するが、本願実施例においては片方のモータのみによりアシストトルクを発生させると同時に、他方のモータにより操舵アシスト方向とは逆方向に微小トルクを付与する。
【００５７】
これにより、操舵アシストゼロ状態と同様、第１ピニオン１３１によりラック３００を右方向に付勢し、第２ピニオン２３１によりラック３００を左方向に付勢する状態を常に保つことで、第１、第２モータ１２１，２２１によりラック３００と第１、第２ピニオン１３１，２３１とのガタ詰めを行い、他方のモータの駆動トルクが一方のモータの駆動力伝達系のバックラッシを抑制する。操舵アシストゼロ状態と同様、ラック３００を第１ピニオン１３１により左方向に付勢し、第２ピニオン２３１により右方向に付勢する場合であっても同様である。
【００５８】
なお、本願実施例においてはラック３００の歯における第１ピニオン１３１の噛合う第１領域３０１と第２ピニオン２３１の噛合う第２領域３０２とは異なる傾きを有するものとしているが、操舵アシストゼロ状態及び片方のモータのみによる操舵アシスト状態のように第１ピニオン１３１と第２ピニオン２３１とで互いに軸方向の反対方向にラック３００を付勢する場合、互いに軸方向反対側にラック３００を付勢するためラック３００の歯の傾きとは関係なくバックラッシ抑制作用が得られる。
【００５９】
従って、操舵アシストゼロ状態及び片方のモータのみによる操舵アシスト状態にあってはラック３００の歯における第１ピニオン１３１の噛合う第１領域３０１と第２ピニオン２３１の噛合う第２領域３０２とは同一の傾きを有するものとしてもよく、同一のものとすればラック歯において第１ピニオン１３１と第２ピニオン２３１が噛合う使用領域を重複させることができるため、レイアウト自由度の向上とコスト削減を見込める。
【００６０】
［従来例と本願実施例１における作用効果の対比］
従来のデュアルピニオンタイプの電動パワーステアリング装置においては、２つのピニオンを用いてラックにアシストトルクを付与し、運転者による操舵トルクと電動機からの操舵アシストトルクとを別々のピニオンに負担させることでピニオンにかかる負荷を小さくすることができるという利点はあるが、操舵アシストトルクを発生する電動機は従来の電動パワーステアリング装置と同様に１つであるため、大型車両のように大きな操舵アシストトルクを必要とする電動パワーステアリング装置に適用した場合、充分な操舵アシストトルクを確保することができない、という問題があった。
【００６１】
また、大きな操舵アシストトルクを付与するため大型のモータを用いたとしても、片方のピニオンがモータのアシスト力を負担する構成であるため、片方のピニオンにかかる負荷が過大となるという問題もある。
【００６２】
これに対し本願実施例１では、ステアリングホイール１０に接続した操舵軸上にトルクセンサ２０を設け、第１、第２モータ１１２，２２１と接続した第１、第２ピニオン１３１、２３１をラック３００軸上に離間して設け、トルクセンサ２０により検出された操舵トルクに基づいて第１、第２ECU５００，６００により第１、第２モータ１２１、２２１を駆動することで、ラック３００に第１、第２モータ１２１，２２１のアシストトルクを付与することとした。
【００６３】
これにより、１組の第１、第２ピニオン１３１，２３１のそれぞれに操舵アシストトルクを発生させる第１、第２モータ１２１，２２１を設けたことで、各ピニオンへかかる負荷を抑えつつ大きなアシストトルクを発生させることが可能となり、大型車両など大きな操舵力が必要な車両であってもモータの大型化を回避しつつ充分な操舵アシストトルクを確保することができる。また、２つの第１、第２モータ１２１，２２１により操舵アシストトルクをラック３００に付与するため、片方のピニオンにかかる負荷を抑制することができる（請求項１に対応）。
【００６４】
また、操舵アシストゼロ状態においては２つのモータを互いに逆方向に微小トルクで駆動させ、片方のモータのみによる操舵アシスト状態においては片方のモータのみによりアシストトルクを発生させると同時に、他方のモータにより操舵アシスト方向とは逆方向に微小トルクを付与する。これにより、２つのモータを互いに逆方向に駆動させることで第１、第２ピニオン１３１，２３１によりラック３００を常に左右軸方向から付勢することが可能となり、他方のモータの駆動トルクによって一方のモータの駆動力伝達系のガタ詰めを行ってバックラッシを抑制することができる。
【００６５】
とりわけ、直進走行から操舵を開始する際や操舵時に操舵方向を反転させる際などアシストトルク開始時及び反転時においては、２つのモータによりラックを左右軸方向から付勢しない場合に比べ、バックラッシ抑制効果がより顕著となる。
【００６６】
［他の実施例］
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【００６７】
実施例１では第１、第２ユニット１００，２００を車両上方からラック３００の軸方向に離間して設けたが、図１３に示すように第１ユニット１００を車両上方から、第２ユニット２００を車両下方からラック３００の軸方向に離間させて設けてもよい。
【００６８】
また、図１４に示すように、第１、第２ユニット１００，２００を車両上方からラック３００の軸方向に互いに当接させて設けてもよい。この場合、第１、第２ユニット１００，２００を一体のハウジング内に設けることにより、更なるコンパクト化を図ることができる。
【００６９】
さらに、図１５に示すように、第１ユニット１００を車両上方から、第２ユニット２００を車両下方からラック３００の軸方向に互いに当接させて設けてもよい。このように第１、第２ユニット１００，２００の位置を適宜変更することにより、他の車載物に応じた適切な積載を達成することができる。
【００７０】
更に、上記各実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
【００７１】
（イ）  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、
前記操舵軸は、ステアリングホイールに接続されるインプットシャフトと、前記第１ピニオンに設けられる第１ピニオンシャフトと、このインプットシャフトと第１ピニオンシャフトとの間に設けられたトーションバーと、から構成され、  前記第１電動機は、この第１電動機の出力軸に設けられた第１ウォームシャフトと、この第１ウォームシャフトに噛合い前記ピニオンシャフトの外周に設けられた第１ウォームホイールと、を介して操舵アシストトルクを前記ラックに付与し、
前記第２電動機は、この第２電動機の出力軸に設けられた第２ウォームシャフトと、前記第２ピニオンに設けられた第２ピニオンシャフトと、この第２ピニオンシャフトの外周に設けられ、前記第２ウォームシャフトと噛合う第２ウォームホイールと、を介して操舵アシストトルクを前記ラックに付与するとともに、
前記第１電動機と前記第２電動機は同型であって、
前記第１ピニオンシャフトと前記第２ピニオンシャフトは同型であって、
前記第１ウォームシャフトと前記第２ウォームシャフトは同型であって、
前記第１ウォームホイールと前記第２ウォームホイールは同型である。
【００７２】
多数の部品を共通化することにより、製造コストの削減を図ることができる。
【００７３】
（ロ）  請求項１または前記（イ）に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第１ウォームホイール、第１ピニオンシャフト、トルクセンサ及びインプットシャフトは、この第１ウォームホイールと第１ピニオンシャフトを主に収容する略カップ状の第１ピニオンハウジングと、この第１ピニオンハウジングに組み合わされ、主に前記トルクセンサ及び第１インプットシャフトを収容するセンサハウジングと、に収容され、
前記第２ウォームホイール、第２ピニオンシャフトは、略カップ状の第２ピニオンハウジングと、この第２ピニオンハウジングに組み合わされる蓋部材と、に収容され、
前記第１ピニオンハウジングと前記第２ピニオンハウジングは同型である。
【００７４】
第１、第２ピニオンハウジングを共通化することにより、製造コストの削減を図ることができる。
【００７５】
（ハ）  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、
前記第１ピニオンの歯数と第２ピニオンの歯数は、互いに割り切れない異なる歯数である。
【００７６】
第１、第２ピニオンを回転駆動する第１、第２電動機の回転周期が異なるため、第１電動機と第２電動機とが互いの周期振動を打ち消すことができる。
【００７７】
（ニ）  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、
前記第１電動機または前記第２電動機の一方が駆動制御されるとき、他方の電動機は一方の電動機の駆動方向とは逆方向に微小トルクで駆動される。
【００７８】
小さい操舵アシストトルクで操舵可能な場合、一方の電動機のみで操舵アシストし、他方の電動機は一方の電動機とは逆方向に微小トルクで駆動されることにより、他方の電動機の駆動トルクが一方の電動機の駆動力伝達系のバックラッシを抑制する方向に働き、駆動効率を向上させることができる。
【００７９】
（ホ）請求項１または前記（ニ）に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記ラックの歯の第1ピニオンの噛合う領域と第２ピニオンの噛合う領域とは異なる傾きを有している。
【００８０】
それぞれのピニオンとラックとの噛合いがお互いのバックラッシを低減する方向に働くため、ラックとピニオンの動力伝達を向上させることができる。
【００８１】
（ヘ）請求項１または前記（ニ）に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記ラックの歯の第1ピニオンの噛合う領域と第２ピニオンの噛合う領域とは同一の傾きを有している。
【００８２】
第１ピニオン用のラックの歯と第２ピニオン用のラックの歯とを共用とすることができるため、ラックの製造コストの低減を図ることができる。また、第１ピニオンと第２ピニオンのラックの歯の使用領域を重複させることができるため、レイアウト自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】実施例１における電動パワーステアリング装置のシステム構成図である。
【図２】実施例１における電動パワーステアリング装置の全体構成を表す斜視図である。
【図３】実施例１における電動パワーステアリング装置の第１ユニットの全体構成を表す斜視図である。
【図４】実施例１の電動パワーステアリング装置における第１ユニットの組み付けを示す概略斜視図である。
【図５】実施例１における第１ユニットのインプットシャフト及び第１ピニオンシャフト付近のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図６】実施例１における電動パワーステアリング装置の第１ウォームホイール及び第１モータ付近のI−I断面図である。
【図７】実施例１における電動パワーステアリング装置の第２ユニットの全体構成を表す斜視図である。
【図８】実施例１における電動パワーステアリング装置の第２ユニットの組み付けを示す概略斜視図である。
【図９】実施例１における第１、第２ECU相互のフェイル監視制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】実施例１における第１、第２モータを同一操舵方向にフルアシスト状態とした際の電動パワーステアリング装置の制御状態を示す図である。
【図１１】実施例１における操舵アシストを行わない際の電動パワーステアリング装置の制御状態を示す図である。
【図１２】実施例１における第１、第２モータのうち片方のモータのみにより操舵アシストを行う際の電動パワーステアリング装置の制御状態を示す図である。
【図１３】本願における他の実施例を示す図である。
【図１４】本願における他の実施例を示す図である。
【図１５】本願における他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０  ステアリングホイール
２０ａ  インナリング
２０ｂ  アウタリング
２０ｃ  コイル
２０  トルクセンサ
２１  トルクセンサハウジング
２１ａ  挿通部
２３  第１車両信号用コネクタ
２５  ダストシール
２６  トーションバー
３１  蓋部材
３３  第２車両信号用コネクタ
１００  第１ユニット
１１０  第１ピニオンハウジング
１２０  第１モータハウジング
１２１  第１モータ
１２１ａ  第１ロータ
１２１ｂ  第１ステータコイル
１２２  第１ヒートシンク
１２３  第１電源ハーネス
１２４  第１パワー系制御基板
１２４ａ  第１パワー系制御基板側コネクタ
１２５  軸受け
１２７  軸受け    
１３０  第１ピニオンシャフト
１３１  第１ピニオン
１４０  第１ウォームホイール
１５０  第１ウォームシャフト
１６０  第１ウォームギヤ
２００  第２ユニット
２１０  第２ピニオンハウジング
２２０  第２モータハウジング
２２１  第２モータ
２２２  第２ヒートシンク
２２３  第２電源ハーネス
２２４  第２パワー系制御基板
２２４ａ  第２パワー系制御基板側コネクタ
２３０  第２ピニオンシャフト
２３１  第２ピニオン
２４０  第２ウォームホイール
２５０  第２ウォームシャフト
２６０  第２ウォームギヤ
３００  第２ラック
５００  第１ECU
５０１  第１ECU側コネクタ
６００  第２ECU
６０１  第２ECU側コネクタ
７００  駆動輪
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2005329784.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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