(57)【要約】【課題】テアリングホイールの中立位置近傍における路面からの外乱に対して、ヨー応答性を抑制するとともに、運転者のステアリング操作時のヨー応答性は良好なものとする電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】テアリングホイールから転舵輪に至る操舵力伝達経路に磁歪式トルクセンサを配置し、磁歪式トルクセンサで検出した操舵トルクに応じてステアリングアクチュエータを駆動して運転者のステアリング操作をアシストする電動パワーステアリング装置において、ステアリングホイール及び転舵輪間に配置されるステアリングギヤボックスを、磁歪式トルクセンサよりもバネ定数が小さいゴムブッシュ４２を介して車体に支持する。ゴムブッシュ４２は、その外周部のラック軸方向の周方向領域に一対のすぐり部４２ａ，４２ａを有している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールから転舵輪に至る操舵力伝達経路に磁歪式トルクセンサを配置し、前記磁歪式トルクセンサで検出した操舵トルクに応じてステアリングアクチュエータを駆動して運転者のステアリング操作をアシストする電動パワーステアリング装置において、
前記ステアリングホイール及び前記転舵輪間に配置されるステアリングギヤボックスを、磁歪式トルクセンサよりもバネ定数が小さい弾性体を介して車体に支持する車体支持部を備え、
前記弾性体は、前記ステアリングギヤボックスが前記車体に対して相対移動した相対移動量に応じて前記相対移動の方向に対して反対方向の荷重を発生し、前記相対移動量に対する前記荷重の増加量の傾きは、前記相対移動量が予め設定された所定値以下のときよりも、前記相対移動量が予め設定された前記所定値以上のときの方が大きい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】
前記車体支持部は、外筒と、該外筒の径方向内方側に配置された内筒と、前記外筒と前記内筒との間に前記弾性体とを含むゴムブッシュジョイントを有し、
前記外筒は、前記ステアリングギヤボックスに設けられた穴に嵌合され、前記内筒はボルトにて前記車体に支持される構造であって、
前記弾性体は、その外周部分の少なくとも一部において前記外筒との間に所定の間隙を有してい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。
【請求項３】
前記所定の間隙は、前記ステアリングギヤボックスが前記車体に対して相対移動する方向の周方向領域に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記車体支持部は、外筒と、該外筒の径方向内方側に配置された内筒と、前記外筒と前記内筒との間に前記弾性体とを含むゴムブッシュジョイントを有し、
前記外筒は、前記ステアリングギヤボックスに設けられた穴に嵌合され、前記内筒はボルトにて前記車体に支持される構造であって、
前記弾性体は、略環状形状をしており、その周方向部分のうちの前記ステアリングギヤボックスが前記車体に対して相対移動する方向の周方向領域において所定の間隙を有する空間部が設けられてい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、ステアリングホイールから転舵輪に至る操舵力伝達経路に磁歪式トルクセンサを配置し、前記磁歪式トルクセンサで検出した操舵トルクに応じてステアリングアクチュエータを駆動して運転者のステアリング操作をアシストする電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ステアリングホイールに入力される操舵力を磁歪式トルクセンサで検出し、検出した操舵トルクに基づいて電動パワーステアリング装置のモータに発生させる目標トルクを算出する技術が開示されている。磁歪式トルクセンサは、ピニオン軸の外周に磁気異方性を有するように形成された磁歪膜と、磁歪膜の外周を囲む検出コイルとを備え、ピニオン軸の捩じれ歪に応じて変化する磁歪膜の透磁率の変化を前記検出コイルのインダクタンスの変化として検出することで、ピニオン軸の操舵トルクを検出するようになっている。
【０００３】
また、特許文献２には、入力軸及び出力軸をトーションバーで連結し、操舵力によりトーションバーが捩じれることで発生する入力軸及び出力軸の相対回転を、可動部材を軸方向の変位に変換し、可動部材に設けたコアの位置を検出コイルで検出することで操舵トルクを検出するトーションバー式の操舵トルクセンサの技術が記載されている。
【０００４】
ところで、ステアリングホイールと転舵輪とを接続する操舵力伝達経路の捩じれ剛性が高いと、運転者やステアリングアクチュエータから入力される操舵力がダイレクトに転舵輪である車輪に伝達されるために車両のヨー応答性が高くなる傾向がある。逆に操舵力伝達経路の捩じれ剛性が低いと、ヨー応答性が低くなる傾向がある。しかしながら、トーションバー式の操舵トルクセンサを採用すると、操舵力伝達経路のうちでトーションバーの捩じれ剛性が最も低くなるため、トーションバーの捩じれによって車両のヨー応答性の上限値が制限されてしまい、ヨー応答性を高く設定できなくなり、運転者に良好な車両運動の運転フィーリング与えないという問題がある。
【０００５】
それに対して、トーションバーのようなばね定数の小さい部材を持たない磁歪式トルクセンサを採用すると、操舵力伝達経路の捩じれ剛性が高くなり、車両のヨー応答性が高い値に固定されてしまい、運転者に良好な車両運動の運転フィーリング与えないという問題がある。
そこで、その改良技術として、特許文献３には、ステアリングホイールから転舵輪に至る操舵力伝達経路に磁歪式トルクセンサを配置し、その磁歪式トルクセンサで検出した操舵トルクに応じてステアリングアクチュエータを駆動して運転者のステアリング操作をアシストする電動パワーステアリング装置において、ステアリングホイール及び転舵輪間に配置されるステアリングギヤボックスを、弾性体を介して車体に支持する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−７９３１号公報
【特許文献２】特開２００６−２３２２１４号公報
【特許文献３】特開２００８−１６８７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献３に記載された技術では、ステアリングギヤボックスを、弾性体を介して車体に支持する構造において、弾性体のラック軸方向の車体との相対移動量に対して、相対移動量が増加すると、弾性体の反発力もそれに応じて弾性体の有する撓み量―荷重特性曲線に応じたものとなる。その結果、例えば、ステアリングホイールが中立位置にある場合でも、転舵輪が路面から、例えば、キックバック等の外乱を受け、ラック軸方向の衝撃を受けたとき、弾性体では十分にラック軸方向のその衝撃を吸収できず、磁歪式トルクセンサから操舵トルクの変動を示す信号を発生させ、それに応じてステアリングアクチュエータが駆動され、車両のヨー運動を生じさせる可能性がある。
【０００８】
本発明は、前記した従来の課題を解決するものであり、ステアリングホイールの中立位置近傍における路面からの外乱に対して、ヨー応答性を抑制するとともに、運転者のステアリング操作時のヨー応答性は良好なものとする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】
【０００９】
前記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、ステアリングホイールから転舵輪に至る操舵力伝達経路に磁歪式トルクセンサを配置し、磁歪式トルクセンサで検出した操舵トルクに応じてステアリングアクチュエータを駆動して運転者のステアリング操作をアシストする電動パワーステアリング装置において、ステアリングホイール及び転舵輪間に配置されるステアリングギヤボックスを、磁歪式トルクセンサよりもバネ定数が小さい弾性体を介して車体に支持する車体支持部を備え、弾性体は、ステアリングギヤボックスが車体に対して相対移動した相対移動量に応じて相対移動の方向に対して反対方向の荷重を発生し、相対移動量に対する荷重の増加量の傾きは、相対移動量が予め設定された所定値以下のときよりも、相対移動量が予め設定された所定値以上のときの方が大きいことを特徴とする。
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、運転者のステアリング操作により、ステアリングギヤボックスの車体に対する相対移動量が予め設定された所定値以下のときは、前記相対移動量に対する荷重の増加量の傾きが小さい。つまり、ステアリングホイールを中立位置から左右に所定角以下では、外力に対する前記相対移動量の増加は大きく、磁歪式トルクセンサの検出する操舵トルクが小さく抑制されるので、操舵補助力が発生しにくい。言い換えると、ステアリングホイールの中立位置近傍では、電動パワーステアリング装置のヨー応答性が抑制され、路面からのキックバック等の外乱に対して、電動パワーステアリング装置が過剰に応答することが抑制され、乗員の乗り心地を良くする。
これに対し、ステアリングギヤボックスの車体に対する相対移動量が予め設定された所定値以上のときは、前記相対移動量に対する荷重の増加量の傾きが大きい。つまり、ステアリング操作量が所定角以上では、更なる相対移動量の増加は小さく、磁歪式トルクセンサの検出する操舵トルクが大きくなるので、操舵補助力が発生しやすくなる。つまり、電動パワーステアリング装置のヨー応答性が高まり、意図した車両の旋回運動がすばやくできる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明の構成に加え、更に、車体支持部は、外筒と、外筒の径方向内方側に配置された内筒と、外筒と内筒との間に弾性体とを含むゴムブッシュジョイントを有し、外筒は、ステアリングギヤボックスに設けられた穴に嵌合され、内筒はボルトにて車体に支持される構造であって、弾性体は、その外周部分の少なくとも一部において外筒との間の所定の間隙を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、ゴムブッシュジョイントの外筒は、ステアリングギヤボックスに設けられた穴に嵌合され、内筒はボルトにて車体に支持される構造であって、弾性体は、その外周部分の少なくとも一部において外筒との間に所定の間隙を有しているので、外筒との間の前記所定の間隙方向の間隙分の弾性体の撓みに対しては、弾性体に生じるバネ定数が比較的小さく設定でき、間隙が無くなって外筒と弾性体の外周部が当接後は比較的大きなバネ定数に設定することができる。
【００１３】
従って、前記所定の間隙は、ステアリングギヤボックスが車体に対して相対移動する方向の周方向領域に設けられていることが好ましく、具体的には、ラック軸方向の左右両側に前記所定の間隙を設けることが好ましい。
【００１４】
請求項４に係る発明は、車体支持部は、外筒と、外筒の径方向内方側に配置された内筒と、外筒と内筒との間に弾性体とを含むゴムブッシュジョイントを有し、外筒は、ステアリングギヤボックスに設けられた穴に嵌合され、内筒はボルトにて車体に支持される構造であって、弾性体は、略環状形状をしており、その周方向部分のうちのステアリングギヤボックスが車体に対して相対移動する方向領域において所定の間隙を有する空間部が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に係る発明によれば、ゴムブッシュジョイントの外筒は、ステアリングギヤボックスに設けられた穴に嵌合され、内筒はボルトにて車体に支持される構造であって、弾性体は、略環状形状をしており、その周方向部分のうちのステアリングギヤボックスが車体に対して相対移動する方向領域において所定の間隙を有する空間部を設けられている外筒との間の所定の間隙方向の間隙分の弾性体の撓みに対しては、弾性体に生じるバネ定数が比較的小さく設定でき、弾性体が撓み間隙が無くなった後は比較的大きなバネ定数に設定することができる。
従って、前記所定の間隙は、ステアリングギヤボックスが車体に対して相対移動する方向に設けられていることが好ましく、具体的には、ラック軸方向の左右両側に前記所定の間隙を設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ステアリングホイールの中立位置近傍における路面からの外乱に対して、ヨー応答性を抑制するとともに、運転者のステアリング操作時のヨー応答性は良好なものとする電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係る電動パワーステアリング装置の全体構造図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視拡大断面図である。
【図３】図１におけるゴムブッシュのＢ−Ｂ矢視断面図であり、（ａ）は、ゴムブッシュのＢ−Ｂ矢視断面形状の第１実施例、（ｂ）は、ゴムブッシュのＢ−Ｂ矢視断面形状の第２実施例である。
【図４】ゴムブッシュのラック軸方向の撓み（もしくは、ステアリングギヤボックスと車体との相対移動量）に対するバネ特性の説明図である。
【図５】図１における磁歪式トルクセンサ部分のＣ部拡大図である。
【図６】操舵トルクに対するトルク検出信号の変化特性を示す説明図である。
【図７】図１におけるゴムブッシュのＢ−Ｂ矢視断面形状の第３実施例である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置について図を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１から図７を参照して本実施形態における電動パワーステアリング装置について説明する。図１は、実施形態に係る電動パワーステアリング装置の全体構造図である。
【００２０】
《電動パワーステアリング装置の全体構造》
図１に示すように、電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイール１１と一体に回転する上部ステアリング軸１２と、上部ステアリング軸１２に上部自在継ぎ手１３を介して接続された下部ステアリング軸１４と、下部ステアリング軸１４に下部自在継ぎ手１５を介して接続されたラックアンドピニオン式のステアリングギヤボックス１６と、上部ステアリング軸１２に設けられたステアリングアクチュエータ１７と、を備える。
【００２１】
ステアリングギヤボックス１６は、ラック歯１８が形成されたラック軸１９と、このラック歯１８に噛合するピニオンギヤ２０を有して前記下部自在継ぎ手１５に接続されるピニオン軸２１と、ラック軸１９を左右方向に摺動自在に支持するとともに、ピニオンギヤ２０を上下方向に挟む位置でピニオン軸２１を一対の軸受け２２，２３を介して支持するハウジング２４と、を備える。
ラック軸１９の左右両端は、左右のボールジョイント２５，２５及び左右のタイロッド２６，２６を介して左右の前輪である転舵輪Ｗ，Ｗに接続される。
ちなみに、図１において紙面左側の転舵輪Ｗが、右前輪を示し、図１において紙面右側の転舵輪Ｗが、左前輪を示す。
そして、ステアリングホイール１１、上部ステアリング軸１２、上部自在継ぎ手１３、下部ステアリング軸１４、下部自在継ぎ手１５、ピニオン軸２１、ピニオンギヤ２０、ラック歯１８、ラック軸１９、左右のボールジョイント２５，２５、左右のタイロッド２６，２６、転舵輪Ｗ，Ｗが、特許請求の範囲に記載の「ステアリングホイールから転舵輪に至る操舵力伝達経路」に対応し、以下では、「転舵系」とも称する。
【００２２】
《ステアリングギヤボックスの支持構造》
次に、図１、図２、図３を参照しながらステアリングギヤボックス１６の支持構造について説明する。
図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視拡大断面図である。図３は、図１におけるゴムブッシュのＢ−Ｂ矢視断面図であり、（ａ）は、ゴムブッシュのＢ−Ｂ矢視断面形状の第１実施例、（ｂ）は、ゴムブッシュのＢ−Ｂ矢視断面形状の第２実施例である。
図１に示すようにステアリングギヤボックス１６は、少なくとも２つ、ラック軸方向に所定の距離を持ってハウジング２４から外方側に延出されたゴムブッシュジョイント・アーム７１を有している。そして、ゴムブッシュジョイント・アーム７１に固定された弾性体であるゴムブッシュ４２を介して車体３９（図２参照）の取り付け部材３９ａに（図２参照）支持されている。即ち、図１に示すようにステアリングギヤボックス１６のハウジング２４が、２個のゴムブッシュジョイント３８を介して車体３９に弾性支持されている。
【００２３】
図２に示すように各ゴムブッシュジョイント３８は、外筒４０、内筒４１及びゴムブッシュ４２で構成されている。外筒４０が、ハウジング２４のゴムブッシュジョイント・アーム７１に設けられた取付け孔（ステアリングギヤボックスに設けられた穴）７１ａに圧入され、外筒４０と取付け孔７１ａとは相対的に周方向に回転不能に嵌合されている。内筒４１は、車体３９の例えば、上下２枚の取り付け部材３９ａにボルト４３で固定される。そして、ゴムブッシュジョイント３８，３８のばね定数は、磁歪式トルクセンサ３４（図１参照）のばね定数よりも小さく設定されている。
ちなみに、取付け孔７１ａの内周面には周方向に離散的な凹凸を設け、外筒４０が圧入されるときに、外筒４０の外周面がその凹凸により歪み、ゴムブッシュジョイント３８を取付け孔７１ａに取る付け後は、取付け孔７１ａと外筒４０とが周方向に相対的に回らないように固着性を高めても良い。
【００２４】
図４は、ゴムブッシュのラック軸方向の撓み（もしくは、ステアリングギヤボックスと車体との相対移動量）に対するバネ特性の説明図である。横軸はゴムブッシュ４２のラック軸方向の撓み量δを示し、縦軸は撓み量δを発生させるのに要するラック軸方向の荷重Ｆを示す。ラック軸方向の撓みに対するバネ特性曲線Ｘは、撓み量δが０〜Ｅ１までは、その傾きはＸＡであり、撓み量δがＥ１以上ではその傾きはＸＢであり、図４に示すようにその傾きはＸＡ＜ＸＢである。撓み量δがＥ１となるラック軸方向の荷重はＦ１である。
撓み量δが０〜Ｅ１までをここでは便宜的に「せん断領域Ｒ１」と称し、撓み量δがＥ１以上を「圧縮領域Ｒ２」と称する。
【００２５】
ゴムブッシュ４２は、図３の（ａ）、（ｂ）に示すゴムブッシュ４２の第１実施例、第２実施例に示すように略環状体をしているが、その外周部のラック軸方向に対向している周方向領域部分に一対のすぐり部（間隙、空間部）４２ａ，４２ａを有している。すぐり部４２ａは、所定の幅Ｅ１の間隙を有し、その部分のラック軸方向のゴムブッシュ４２の内筒４１の外周面までの厚みはＥ２である。
ちなみに、ゴムブッシュ４２は、外筒４０の内周面に加硫接着されているとともに、内筒４１の外周面にも加硫接着され、外筒４０及び内筒４１の双方に対して相対的に周方向に回転しないようになっている。
【００２６】
特に、図３の（ｂ）に示すゴムブッシュ４２の第２実施例では、すぐり部４２ａの周方向両側に周面の窪み部４２ａ１，４２ａ１を設け、ゴムブッシュ４２がラック軸方向の押圧力又は引張り力を受けてラック軸方向に撓んだときに、外筒４０とゴムブッシュ４２の接着端部４２ａ２，４２ａ２に、集中応力が掛からない形状としている。このような窪み部４２ａ１，４２ａ１を設けることにより、ゴムブッシュ４２の外筒４０との固定に対する耐久性が向上する。
【００２７】
このようにゴムブッシュ４２のラック軸方向の外周領域の２箇所にすぐり部４２ａ，４２ａを設けることにより、ゴムブッシュ４２の第１実施例、第２実施例のいずれにおいても、ステアリングホイール１１（図１参照）が略中立状態の位置にありほぼ直進状態の操舵状態にあるときに、例えば、右の転舵輪Ｗ（図１の紙面上で左の転舵輪）が路面から左方向に押される外乱（図１の紙面上で右方向の力）を受けるとする。そうすると右前輪側のタイロッド２６、ボールジョイント２５を介してラック軸１９が図１の紙面上で右に押され、その際ピニオンギヤ２０は運転者により略直進操舵状態に固定されているので、ラック軸１９への左方向（図１の紙面上右方向）の押圧はピニオンギヤ２０の回転力に変換されるとともに、軸受け２２，２３を介してステアリングギヤボックス１６のハウジング２４の左方向（図１の紙面上右方向）への押圧も発生する。
【００２８】
ハウジング２４の左方向（図１の紙面上右方向）への押圧は、ゴムブッシュジョイント・アーム７１に伝えられ、外筒４０が内筒４１に対し矢印（図３参照）で示したラック軸方向の右側方向の相対移動を生じさせる。ゴムブッシュ４２の左側の領域４２ｃ（図３参照）の左側のすぐり部４２ａに面した外周面が、図１の紙面上で外筒４０の左側の内周面に当接するまでは、つまり、所定の幅Ｅ１の間隙分だけ撓むまでは、ゴムブッシュ４２の領域４２ｂ，４２ｂのせん断応力に対するばね定数で決まる特性でゴムブッシュ４２が撓み、図４に示す撓み量δのせん断領域Ｒ１に示すように撓み量δに対する荷重Ｆの傾きＸＡは比較的小さくなる。つまり、ハウジング２４が図１の紙面上右方向に移動しやすいので、その分ラック歯１８がピニオン軸２１を回転させる量や力が減殺され、磁歪式トルクセンサ３４の検出する操舵トルクが抑制される。
【００２９】
その結果、磁歪式トルクセンサ３４を用いた電動パワーステアリング装置における車両の直進走行状態での転舵輪Ｗの路面からのキックバックによる操舵トルクの発生による乗員にとって乗り心地の悪いヨー応答性の過度応答を抑制できる。
また、図４に示されるようにステアリングホイール１１の中立付近では、ゴムブッシュ４２のラック軸方向の撓み量δと加重Ｆの特性は、せん断領域Ｒ１にある。従って、ゴムブッシュ４２への荷重Ｆの変化に対する撓み量δが大きくなるため、ステアリングホイール１１の中立付近の運転状態において運転者によるステアリングホイール１１への多少の入力があっても、それによりラック軸方向に発生する荷重がゴムブッシュ４２に吸収されるので、過敏に転舵輪Ｗ，Ｗが転舵されない。つまり、直進時の安定性も確保できる。
【００３０】
以上、ラック軸１９への左方向（図１の紙面上右方向）への外乱を例に説明したが、ラック軸１９への右方向（図１の紙面上左方向）への外乱にも同様の効果がある。
【００３１】
次に、運転者が、ステアリングホイール１１を例えば、右方向へ操舵操作して、ラック軸１９に左方向（図１の紙面上右方向）の操舵力が加わった状態について説明する。このような場合は、ラック軸１９への図１の紙面上右方向の操舵力は、軸受け２２，２３を介してステアリングギヤボックス１６のハウジング２４の右方向（図１の紙面上左方向）への反力も発生する。しかし、それ以上に、車両の右方向の旋回により車体前部の荷重が車体左側方向（図１の紙面上で右側方向）に大きな力が加わり、前記した反力よりも勝ることになる。従って、ハウジング２４のラック軸左方右方向（図１の紙面上で右方向）の相対移動が増大し、ゴムブッシュ４２の左側の領域４２ｃの左側（図３の紙面上で右側）のすぐり部４２ａに面した外周面が外筒４０の内周面に当接した以降は、ゴムブッシュ４２の領域４２ｂ，４２ｂのせん断応力に対するばね定数の寄与は小さくなり、図３の紙面上で右側のゴムブッシュ４２の領域４２ｃの圧縮応力に対するばね定数が支配的となり、図４に示す撓み量δの圧縮領域Ｒ２に示すように比較的撓み量δに対する荷重Ｆの傾きＸＢは大きくなる。
【００３２】
つまり、ハウジング２４が図１の紙面上右方向に移動しにくくなり、ほとんどラック歯１８がピニオン軸２１に伝える回転力となり、磁歪式トルクセンサ３４の検出する操舵トルクが路面反力に対して応答性の良いものとなる。
その結果、磁歪式トルクセンサ３４を用いた電動パワーステアリング装置における車両の旋回走行状態では、ステアリングホイール１１の操作と転舵輪Ｗの路面からの反力による上部ステアリング軸１２の磁歪式トルクセンサ３４において応答性の良い操舵トルクが発生し、それを磁歪式トルクセンサ３４で検出できる。
【００３３】
運転者が左方向へ操舵操作して、ラック軸１９に右方向（図１の紙面上左方向）の操舵力が加わった状態については、前記した右方向へ操舵操作の場合とゴムブッシュ４２に加わる力の方向が異なるだけであり、同様に作用する。
【００３４】
ここで、ゴムブッシュ４２が所定の幅Ｅ１の間隙分だけラック軸方向に撓むまでが、特許請求の範囲に記載の「相対移動量が予め設定された所定値以下」に対応し、ゴムブッシュ４２の左右の一方側の領域４２ｃのすぐり部４２ａに面した外周面が外筒４０の内周面に当接した以降が特許請求の範囲に記載の「相対移動量が予め設定された前記所定値以上のとき」に対応する。
【００３５】
《ステアリングアクチュエータ》
再び、図１に戻りステアリングアクチュエータ１７の構成について説明する。図１に示すように上部ステアリング軸１２はハウジング２７の内部に３個のボールベアリング軸受け２８，２９，３０を介して回転自在に支持されている。ステアリングアクチュエータ１７は、上部ステアリング軸１２に固定したウォームホイール３１と、このウォームホイール３１に噛合するウォーム３２と、このウォーム３２を回転駆動するモータ３３と、で構成される。
【００３６】
《磁歪式トルクセンサ》
次に、図１、図５、図６を参照しながら磁歪式トルクセンサ３４の構成について説明する。図５は、図１における磁歪式トルクセンサ部分のＣ部拡大図、図６は、操舵トルクに対するトルク検出信号の変化特性を示す説明図である。
ステアリングアクチュエータ１７の上方の上部ステアリング軸１２に、ステアリングホイール１１に入力される操舵力に応じて上部ステアリング軸１２に生じる操舵トルクを検出する磁歪式トルクセンサ３４が設けられている。
【００３７】
図５に示すように、磁歪式トルクセンサ３４は、上部ステアリング軸１２の外周表面を軸方向に所定幅で、かつ周方向全周にわたって覆うように形成された、例えば、Ｎｉ−Ｆｅメッキよりなる第１、第２磁歪膜５１Ａ，５１Ｂと、第１磁歪膜５１Ａに対向して上部ステアリング軸１２の径方向外方側に所定の間隙をとって囲む第１検出コイル５２Ａと、第２磁歪膜５１Ｂに対向して上部ステアリング軸１２の径方向外方側に所定の間隙をとって囲む第２検出コイル５２Ｂと、第１検出コイル５２Ａを囲む第１ヨーク５３Ａと、第２検出コイル５２Ｂを囲む第２ヨーク５３Ｂと、を備える。第１検出コイル５２Ａ及び第２検出コイル５２Ｂには、第１、第２出力回路５４Ａ，５４Ｂ（図１参照）及び差動増幅回路５５（図１参照）が接続される。
【００３８】
次に、本実施形態の作用を説明する。運転者がステアリングホイール１１を操作すると、ステアリングホイール１１の回転が上部ステアリング軸１２、上部自在継ぎ手１３、下部ステアリング軸１４、下部自在継ぎ手１５、ピニオン軸２１、ピニオンギヤ２０、ラック歯１８、ラック軸１９及びボールジョイント２５，２５を介してタイロッド２６，２６に伝達され、左右の転舵輪Ｗ，Ｗが転舵される。
【００３９】
その際に、運転者がステアリングホイール１１に入力した操舵トルクが上部ステアリング軸１２の周囲に設けた磁歪式トルクセンサ３４により検出されると、図示しない電子制御ユニットが磁歪式トルクセンサ３４により検出された操舵トルクに応じてステアリングアクチュエータ１７のモータ３３を駆動する。モータ３３の発生させるトルクが、ウォーム３２及びウォームホイール３１を介して上部ステアリング軸１２に伝達されるとともにピニオン軸２１にも伝達され、運転者のステアリング操作がステアリングアクチュエータ１７によりアシストされる。
【００４０】
磁歪式トルクセンサ３４による操舵トルクの検出は、次のようにして行われる。第１、第２検出コイル５２Ａ，５２Ｂに交流電流を供給すると、上部ステアリング軸１２に運転手の操舵力が入力されたときに、上部ステアリング軸１２に生じる操舵トルクに応じて第１磁歪膜５１ＡのインダクタンスがＬからＬ＋ΔＬに変化し、第２磁歪膜５１ＢのインダクタンスがＬからＬ−ΔＬに変化し、しかも、前記変化量ΔＬが上部ステアリング軸１２に生じる操舵トルクに比例するので、この変化量ΔＬを第１、第２検出コイル５２Ａ，５２Ｂで検出する。
【００４１】
即ち、図６において、第１検出コイル５２Ａ（図５参照）が出力する第１電圧信号ＶＴ１及び第２検出コイル５２Ｂ（図５参照）が出力する第２電圧信号ＶＴ２は、整流回路の役目をする第１、第２出力回路５４Ａ，５４Ｂ（図１参照）にそれぞれ入力される。第１、第２出力回路５４Ａ，５４Ｂは、前記第１、第２電圧信号ＶＴ１，ＶＴ２に対応する第１、第２電圧信号ＶＴ１* ，ＶＴ２* を出力する。その第１、第２電圧信号ＶＴ１* ，ＶＴ２* は、差動増幅回路５５に入力され、そこで操舵トルクの大きさに対応する第３電圧信号（トルク検出信号）ＶＴ３が算出されて出力される。
【００４２】
具体的には、差動増幅回路５５は第１電圧信号ＶＴ１* から第２電圧信号ＶＴ２* を減算したＶＴ１* −ＶＴ２* にゲインｋを乗算して第３電圧信号（トルク検出信号）ＶＴ３を算出する。第１電圧信号ＶＴ１* は操舵トルクの増加に応じて増加し、第２電圧信号ＶＴ２* は操舵トルクの増加に応じて減少するため、第３電圧信号ＶＴ３は操舵トルクの増加に応じて増加する。操舵トルクが０のとき、第３電圧信号ＶＴ３が所定のバイアス電圧Ｖｂ（例えば、２．５Ｖ）となるようにバイアスされる。
【００４３】
つまり、第３電圧信号ＶＴ３は、次式（１）のように算出される。
ＶＴ３＝ｋ（ＶＴ１* −ＶＴ２* ）＋Ｖｂ      ・・・・・（１）
このようにして、ステアリングホイール１１に入力される操舵力により上部ステアリング軸１２が第１、第２磁歪膜５１Ａ，５１Ｂと共に捩じれ変形すると、第１、第２磁歪膜５１Ａ，５１Ｂ及び第１、第２ヨーク５３Ａ，５３Ｂで構成される二つの磁路に沿う磁束密度が変化することで、その磁束密度の変化に基づいて操舵トルクを検出することができる。
【００４４】
ところで、ステアリングホイール１１から左右の転舵輪Ｗ，Ｗに至る操舵力伝達経路の捩じれ剛性が高いと、運転者がステアリングホイール１１に入力する操舵力、もしくはステアリングアクチュエータ１７が上部ステアリング軸１２に入力する操舵補助力が、ダイレクトに転舵輪Ｗ，Ｗに伝達されるため、車両のヨー応答性（操舵に対する車両のヨーイングの応答性）が敏感になり、逆に操舵力伝達経路の捩じれ剛性が低いとヨー応答性が鈍感になる傾向がある。
【００４５】
トーションバー式の操舵トルクセンサを採用すると、操舵力伝達経路のうちでトーションバーの捩じり剛性が最も低くなるため、トーションバーの小さいばね定数によって車両のヨー応答性の上限値が制限されてしまい、ヨー応答性の高いセッティングができなくなる問題がある。
【００４６】
それに対して、本実施形態の如く磁歪式トルクセンサ３４を採用した場合には、トーションバーのようなばね定数の小さい部材を持たないため、車両のヨー応答性の上限値を充分に高くセッティングすることができる。そして、車両のヨー応答性を低くセッティングしたい場合には、ゴムブッシュジョイント３８，３８のばね定数を小さく設定することで、操舵力が作用したときにゴムブッシュジョイント３８，３８が弾性変形してステアリングギヤボックス１６を車体３９に対してラック軸方向に相対移動させ、操舵力伝達経路の剛性を低下させてヨー応答性を鈍感にすることができる。
よって、磁歪式トルクセンサ３４を採用した結果高くなったヨー応答性を、ゴムブッシュジョイント３８，３８ばね定数を調整して低くすることで、車両のヨー応答性を極めて広い領域で任意に設定することが可能になる。
【００４７】
また、車輪Ｗ，Ｗから操舵力伝達経路を介してステアリングホイール１１に伝達される振動を、ステアリングギヤボックス１６を支持するゴムブッシュジョイント３８，３８で吸収することができるので、ステアリングホイール１１の振動を低減して操舵フィーリングを高めることができる。
【００４８】
特に、ゴムブッシュジョイント３８，３８のゴムブッシュ４２のラック軸方向の周方向領域にすぐり部４２ａ，４２ａを設けたので、図４に示すようにゴムブッシュ４２のラック軸方向の撓み量δに対して、せん断領域Ｒ１と圧縮領域Ｒ２の２つの領域に分け、撓み量δの小さいせん断領域Ｒ１ではばね定数（撓み量δに対する荷重Ｆの傾き）を小さく設定でき、撓み量δの大きい圧縮領域Ｒ２ではばね定数（撓み量δに対する荷重Ｆの傾き）を大きく設定できる。
【００４９】
この結果、ステアリングホイール１１の中立付近では、転舵輪Ｗ，Ｗから一時的な外乱が入力されても、せん断領域Ｒ１に対応するので、ゴムブッシュジョイント３８，３８でその外乱が吸収され、運転者がステアリングホイール１１を取られたり、磁歪式トルクセンサ３４が一時的に外乱による操舵トルクを検出して、検出された操舵トルクに応じて操舵補助力をモータ３３が出力したりして、乗り心地を悪くすることが低減できる。
また、図４に示されるようにステアリングホイール１１の中立付近では、ゴムブッシュ４２のラック軸方向の撓み量δと加重Ｆの特性は、せん断領域Ｒ１にある。従って、ゴムブッシュ４２への荷重Ｆの変化に対する撓み量δが大きくなるため、ステアリングホイール１１の中立付近の運転状態において運転者によるステアリングホイール１１への多少の入力があっても、それによりラック軸方向に発生する荷重がゴムブッシュ４２に吸収されるので、過敏に転舵輪Ｗ，Ｗが転舵されない。つまり、直進時の安定性も確保できる。
【００５０】
そして、運転手がステアリングホイール１１を回動操作したときは、圧縮領域Ｒ２に対応するので、ヨー応答性が高い状態で電動パワーステアリング装置が操舵補助力を出力する。
【００５１】
また、車両の転舵系には、従来、ステアリングホイール１１の操作による荷重を受けてある程度撓む（ここで「撓む」には、「捩じれる」ことをも含む）ことができる剛性要素、例えば、従来のトーションバー式トルクセンサにおけるトーションバー、を含んでいるため、ステアリングホイール１１を旋回方向に回動操作（以下では、「切り込み操作」と称する）していくと、その撓むことができる剛性要素が撓み可能な範囲で撓みきってしまい、ステアリングホイール１１の操作に対する車両のヨー応答が良くなるという特性がある。従来から車の運転に慣れ親しんだ運転者には、そのような車両の転舵系の特性が好まれる。
【００５２】
それに対し、磁歪式トルクセンサ３４を用いた転舵系は高剛性になり、ステアリングホイール１１を切り込み操作していっても、上部ステアリング軸１２の捩じれ量が少ないので、ステアリングホイール１１の切り込み量の変化に応じたヨー応答性の変化が減り、その分ヨー応答のリニア感じを受けるようになる。その結果、従来の転舵系の車両になれた運転者には物足りなさを感じさせてしまう可能性があった。
本実施形態によれば、切り込み量の変化に応じたヨー応答性の変化を生じる転舵系の特性が得られるので、磁歪式トルクセンサ３４を搭載した車両においても前記従来車のような操舵フィーリングを与えることができ、従来車との違和感を無くすことができる。
【００５３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。図７は、図１におけるゴムブッシュのＢ−Ｂ矢視断面形状の第３実施例である。
例えば、図７に示すようにゴムブッシュ４２は、略環状形状をしており、その周方向部分のうちのステアリングギヤボックス１６が車体３９に対して相対移動する方向、つまり、ラック軸方向の周方向領域において所定の間隙幅Ｅ１を有する一対のすぐり部（空間部）４２ａ，４２ａを設け、すぐり部４２ａの周方向両端に周面の窪み部４２ａ１，４２ａ１を設ける。
【００５４】
そして、すぐり部４２ａの外周側のゴムブッシュ４２の厚みＥ２Ａ、すぐり部４２ａの内周側のゴムブッシュ４２の厚みＥ２Ｂの合計の厚みは、第１実施例及び第２実施例のゴムブッシュ４２における厚みＥ２と同じにする（Ｅ２＝Ｅ２Ａ＋Ｅ２Ｂ）。
このようなゴムブッシュ４２の形状でも前記した第１実施例及び第２実施例のゴムブッシュ４２と同じ撓み量δ−荷重Ｆの特性を実現できる。
また、窪み部４２ａ１，４２ａ１を設けることによって、すぐり部４２ａの周方向端部に集中応力が加わることが無く、そこに亀裂が早期に発生することが防げ、ゴムブッシュ４２の耐久性が向上する。また、第１実施例のゴムブッシュ４２における外筒４０との剥離もより確実に防止できる。
【００５５】
また、本実施形態ではステアリングアクチュエータ１７を上部ステアリング軸１２に設けているが、それを操舵力伝達経路の任意の部位に設けることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１１    ステアリングホイール
１２    上部ステアリング軸
１４    下部ステアリング軸
１６    ステアリングギヤボックス
１７    ステアリングアクチュエータ
１８    ラック歯
１９    ラック軸
２０    ピニオンギヤ
２１    ピニオン軸
２４    ハウジング
２７    ハウジング
３４    磁歪式トルクセンサ
３８    ゴムブッシュジョイント
３９    車体
３９ａ  取り付け部材
４０    外筒
４１    内筒
４２    ゴムブッシュ（弾性体）
４２ａ  すぐり部（間隙、空間部）
４２ａ１  窪み部
４２ａ２  接着端部
４２ｂ，４２ｃ  領域
７１    ゴムブッシュジョイント・アーム
７１ａ  取付け孔
Ｗ      転舵輪
【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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