(57)【要約】【課題】操舵フィーリングの良好な電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】運転者によるステアリングホイール１３の手動操作に係る補助力を、ステアリングホイール１３に連結された転舵軸３１に伝えるためのアシストモータ３５を有する電動パワーステアリング装置１１Ａである。電動パワーステアリング装置１１Ａは、アシストモータ３５の出力軸部３９及び転舵軸３１の間に介在するように設けられ、ウォームギア４１及びウォームホィールギア４３を少なくとも有する減速機構３７を備える。アシストモータ３５の出力軸部３９又はウォームギア４１のいずれかに、アシストモータ３５の出力トルクを検出する磁歪式トルクセンサ４７を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者による操舵部材の手動操作に係る補助力を、該操舵部材に連結された回転軸部及び転舵輪に伝えるためのアシストモータを有する電動パワーステアリング装置であって、
前記アシストモータの出力軸部及び前記回転軸部の間に介在するように設けられ、ウォーム及び前記回転軸部に設けたウォームホィールを少なくとも有する減速機構を備え、
前記アシストモータの出力軸部又は前記ウォームのいずれかに、当該アシストモータの出力トルクを検出する磁歪式トルクセンサを設けた、
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】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置であって、
前記回転軸部は、前記操舵部材が設けられる第１の回転軸部、前記転舵輪に連結されて前記アシストモータが設けられる第２の回転軸部、並びに、前記第１及び第２の回転軸部間を、一対の連結部をそれぞれ介して連結する第３の回転軸部からなり、
前記第１の回転軸部には、前記操舵部材の手動操作に係る操舵トルクを検出するトルクセンサが設けられ、
前記磁歪式トルクセンサは、前記第２の回転軸部に連結される前記アシストモータの出力軸部及び前記ウォームの接合部近傍であって、当該ウォームの側に設けられる、
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置であって、
前記回転軸部は、前記操舵部材が設けられる第１の回転軸部、前記転舵輪に連結されて前記アシストモータが設けられる第２の回転軸部、並びに、前記第１及び第２の回転軸部間を、一対の連結部をそれぞれ介して連結する第３の回転軸部からなり、
前記第１の回転軸部には、前記操舵部材の手動操作に係る操舵トルクを検出するトルクセンサが設けられ、
前記磁歪式トルクセンサは、前記第２の回転軸部に連結される前記アシストモータの出力軸部及び前記ウォームの接合部近傍であって、当該アシストモータの出力軸部の側に設けられる、
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置であって、
前記回転軸部は、前記操舵部材及び前記転舵輪に連結される第４の回転軸部、並びに、前記転舵輪に連結されて前記アシストモータが設けられる第５の回転軸部からなり、
前記第４の回転軸部には、前記操舵部材の手動操作に係る操舵トルクを検出するトルクセンサが設けられ、
前記磁歪式トルクセンサは、前記第５の回転軸部に連結される前記アシストモータの出力軸部及び前記ウォームの接合部近傍であって、当該ウォームの側に設けられる、
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置であって、
前記回転軸部は、前記操舵部材及び前記転舵輪に連結される第４の回転軸部、並びに、前記転舵輪に連結されて前記アシストモータが設けられる第５の回転軸部からなり、
前記第４の回転軸部には、前記操舵部材の手動操作に係る操舵トルクを検出するトルクセンサが設けられ、
前記磁歪式トルクセンサは、前記第５の回転軸部に連結される前記アシストモータの出力軸部及び前記ウォームの接合部近傍であって、当該アシストモータの出力軸部の側に設けられる、
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
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であって、
前記ウォームのうち一方の端部は、該ウォームを前記ウォームホィールの側に弾性的に押圧する与圧機構によって支持され、
前記アシストモータの出力軸部のうち一側は、少なくとも一対の軸受けによって支持され、
前記ウォームのうち他方の端部及び前記アシストモータの出力軸部のうち他側の自由端部間の接合部は、軸放射方向への弾性変形を許容する弾性軸継手を介して相互に連結され、
前記磁歪式トルクセンサは、前記アシストモータの出力軸部のうち他側の自由端部に設けられる、
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、運転者によるステアリングホイールの手動操作に係る補助力を、ステアリングホイール及び転舵輪に連結された回転軸部に伝えるためのアシストモータを有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、運転者がステアリングホイール等の操舵部材を手動操作する際の身体的な負担を軽減するために、運転者による操舵部材の手動操作に係る補助力を、操舵部材に連結された回転軸部及び転舵輪に伝えるためのアシストモータを有する電動パワーステアリング装置が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１には、ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、ステアリング系に補助力を与える電動機（アシストモータ）と、アシストモータが発生している実トルクを検出する実トルク検出手段と、アシストモータの駆動制御を行う制御装置と、アシストモータの発生するトルクをステアリング系に伝達するトルク伝達手段と、を有する電動パワーステアリング装置の技術が開示されている。
特許文献１に係る電動パワーステアリング装置によれば、アシストモータに係る補助力を、ウォーム及びウォームホィールを有する減速機構を介して、ピニオン及びラックを有する転舵機構に伝達することで、転舵輪を転舵することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２０７７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に係る電動パワーステアリング装置では、アシストモータが実際に発生している実トルクを、精度良く検出することが重要である。仮に、実トルクの検出精度が悪いと、実トルクを目標アシストトルクに追従させる制御を行う際の制御性能が悪くなる。その結果、操舵フィーリングの悪化を招来してしまうからである。
【０００６】
しかしながら、特許文献１は、アシストモータに係る実トルクを、いかにして精度良く検出するのかについて言及していない。そのため、特許文献１に係る電動パワーステアリング装置では、アシストモータに係る実トルクを精度良く検出することができないおそれがある。その結果、操舵フィーリングの悪化を招来してしまうおそれがあった。
【０００７】
本発明は、前記の課題を解決するためになされたものであり、操舵フィーリングの良好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】
【０００８】
上記目的を達成するために、（１）に係る発明は、運転者による操舵部材の手動操作に係る補助力を、該操舵部材に連結された回転軸部及び転舵輪に伝えるためのアシストモータを有する電動パワーステアリング装置であって、前記アシストモータの出力軸部及び前記回転軸部の間に介在するように設けられ、ウォーム及び前記回転軸部に設けたウォームホィールを少なくとも有する減速機構を備え、前記アシストモータの出力軸部又は前記ウォームのいずれかに、当該アシストモータの出力トルクを検出する磁歪式トルクセンサを設けた、ことを最も主要な特徴とする。
【０００９】
（１）に係る発明において、操舵部材に連結された回転軸部とは、操舵部材の動作に同期して動作する回転軸部を包括する概念である。具体的には、例えば、操舵軸１９、転舵軸３１、及び、中間軸部２７、並びに、補助軸７１が、操舵部材に連結された回転軸部に相当する。
【００１０】
（１）に係る発明では、アシストモータの出力軸部又はウォームのいずれかに、アシストモータの出力トルクを検出する磁歪式トルクセンサを設けたため、この磁歪式トルクセンサによって、アシストモータに係る実トルクを精度良く検出することができる。
（１）に係る発明によれば、精度の良好なアシストモータに係る実トルクに基づく操舵トルク制御を実現することができるため、操舵フィーリングの良好な電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【００１１】
（２）及び（３）に係る発明では、例えば図１に示すように、ピニオンギア６３の近傍にアシストモータ３５が取り付けられるピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置を想定している。
【００１２】
すなわち、（２）に係る発明は、（１）に係る発明に記載の電動パワーステアリング装置であって、前記回転軸部は、前記操舵部材が設けられる第１の回転軸部、前記転舵輪に連結されて前記アシストモータが設けられる第２の回転軸部、並びに、前記第１及び第２の回転軸部間を、一対の連結部をそれぞれ介して連結する第３の回転軸部からなり、前記第１の回転軸部には、前記操舵部材の手動操作に係る操舵トルクを検出するトルクセンサが設けられ、前記磁歪式トルクセンサは、前記第２の回転軸部に連結される前記アシストモータの出力軸部及び前記ウォームの接合部近傍であって、当該ウォームの側に設けられる、ことを特徴とする。
【００１３】
（２）に係る発明では、第１の回転軸部に設けられるトルクセンサによって、操舵部材の手動操作に係る操舵トルクを検出する一方で、第２の回転軸部に連結されるアシストモータの出力軸部及びウォームの接合部近傍であってウォームの側に設けられる磁歪式トルクセンサによって、アシストモータの出力トルクを精度良く検出することができる。
（２）に係る発明によれば、操舵部材の手動操作に係る操舵トルクをアシストするように、精度の良好なアシストモータに係る実トルクに基づく操舵トルク制御を実現することができるため、操舵フィーリングの良好なピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【００１４】
また、（３）に係る発明は、（１）に係る発明に記載の電動パワーステアリング装置であって、前記回転軸部は、前記操舵部材が設けられる第１の回転軸部、前記転舵輪に連結されて前記アシストモータが設けられる第２の回転軸部、並びに、前記第１及び第２の回転軸部間を、一対の連結部をそれぞれ介して連結する第３の回転軸部からなり、前記第１の回転軸部には、前記操舵部材の手動操作に係るトルクを検出するトルクセンサが設けられ、前記磁歪式トルクセンサは、前記第２の回転軸部に連結される前記アシストモータの出力軸部及び前記ウォームの接合部近傍であって、当該アシストモータの出力軸部の側に設けられる、ことを特徴とする。
【００１５】
（３）に係る発明では、第１の回転軸部に設けられるトルクセンサによって、操舵部材の手動操作に係るトルクを検出する一方で、第２の回転軸部に連結されるアシストモータの出力軸部及びウォームの接合部近傍であってアシストモータの出力軸部の側に設けられる磁歪式トルクセンサによって、アシストモータの出力トルクを精度良く検出することができる。
（３）に係る発明によれば、操舵部材の手動操作に係るトルクをアシストするように、精度の良好なアシストモータに係る実トルクに基づく操舵トルク制御を実現することができるため、（２）に係る発明と同様に、操舵フィーリングの良好なピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【００１６】
一方、（４）及び（５）に係る発明では、例えば図５に示すように、一対のピニオン軸を有するデュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置を想定している。
【００１７】
すなわち、（４）に係る発明は、（１）に係る発明に記載の電動パワーステアリング装置であって、前記回転軸部は、前記操舵部材及び前記転舵輪に連結される第４の回転軸部、並びに、前記転舵輪に連結されて前記アシストモータが設けられる第５の回転軸部からなり、前記第４の回転軸部には、前記操舵部材の手動操作に係る操舵トルクを検出するトルクセンサが設けられ、前記磁歪式トルクセンサは、前記第５の回転軸部に連結される前記アシストモータの出力軸部及び前記ウォームの接合部近傍であって、当該ウォームの側に設けられる、ことを特徴とする。
【００１８】
（４）に係る発明では、第４の回転軸部に設けられるトルクセンサによって、操舵部材の手動操作に係る操舵トルクを検出する一方で、第５の回転軸部に連結されるアシストモータの出力軸部及びウォームの接合部近傍であってウォームの側に設けられる磁歪式トルクセンサによって、アシストモータの出力トルクを精度良く検出することができる。
（４）に係る発明によれば、操舵部材の手動操作に係る操舵トルクをアシストするように、精度の良好なアシストモータに係る実トルクに基づく操舵トルク制御を実現することができるため、操舵フィーリングの良好なデュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【００１９】
また、（５）に係る発明は、（１）に係る発明に記載の電動パワーステアリング装置であって、前記回転軸部は、前記操舵部材及び前記転舵輪に連結される第４の回転軸部、並びに、前記転舵輪に連結されて前記アシストモータが設けられる第５の回転軸部からなり、前記第４の回転軸部には、前記操舵部材の手動操作に係る操舵トルクを検出するトルクセンサが設けられ、前記磁歪式トルクセンサは、前記第５の回転軸部に連結される前記アシストモータの出力軸部及び前記ウォームの接合部近傍であって、当該アシストモータの出力軸部の側に設けられる、ことを特徴とする。
【００２０】
（５）に係る発明では、第４の回転軸部に設けられるトルクセンサによって、操舵部材の手動操作に係る操舵トルクを検出する一方で、第５の回転軸部に連結されるアシストモータの出力軸部及びウォームの接合部近傍であってアシストモータの出力軸部の側に設けられる磁歪式トルクセンサによって、アシストモータの出力トルクを精度良く検出することができる。
（５）に係る発明によれば、操舵部材の手動操作に係る操舵トルクをアシストするように、精度の良好なアシストモータに係る実トルクに基づく操舵トルク制御を実現することができるため、（４）に係る発明と同様に、操舵フィーリングの良好なデュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【００２１】
また、（６）に係る発明は、（１）〜（５）に係る発明のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置であって、前記ウォームのうち一方の端部は、該ウォームを前記ウォームホィールの側に弾性的に押圧する与圧機構によって支持され、前記アシストモータの出力軸部のうち一側は、少なくとも一対の軸受けによって支持され、前記ウォームのうち他方の端部及び前記アシストモータの出力軸部のうち他側の自由端部間の接合部は、軸放射方向への弾性変形を許容する弾性軸継手を介して相互に連結され、前記磁歪式トルクセンサは、前記アシストモータの出力軸部のうち他側の自由端部に設けられる、ことを特徴とする。
【００２２】
（６）に係る発明では、ウォームのうち一方の端部は、ウォームをウォームホィールの側に弾性的に押圧する与圧機構によって支持され、アシストモータの出力軸部のうち一側は、少なくとも一対の軸受けによって支持され、ウォームのうち他方の端部及びアシストモータの出力軸部のうち他側の自由端部間の接合部は、軸放射方向への弾性変形を許容する弾性軸継手を介して相互に連結される。このため、前記接合部近傍のウォーム及びアシストモータの出力軸部では、アシストモータの出力トルクに起因する曲げモーメントの影響が抑制される。
しかも、磁歪式トルクセンサは、アシストモータの出力トルクに起因する曲げモーメントの影響が抑制された、アシストモータの出力軸部のうち他側の自由端部に設けられるため、この磁歪式トルクセンサによって、アシストモータの出力トルクを精度良く検出することができる。
（６）に係る発明によれば、操舵部材の手動操作に係る操舵トルクをアシストするように、より精密なアシストモータに係る実トルクに基づく操舵トルク制御を実現することができるため、操舵フィーリングのきわめて良好な電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、操舵フィーリングの良好な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】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置の周辺部を含むブロック構成図である。
【図２】アシストモータに係る実トルクを検出する磁歪式トルクセンサの第１の配置構造を表す説明図である。
【図３】アシストモータに係る実トルクを検出する磁歪式トルクセンサの第２の配置構造を表す説明図である。
【図４】アシストモータに係る実トルクを検出する磁歪式トルクセンサの第３の配置構造を表す説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置の周辺部を含むブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の複数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、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下に示す図において、共通の機能を有する部材間、又は、相互に対応する機能を有する部材間には、原則として共通の参照符号を付するものとする。また、説明の便宜のため、部材のサイズ及び形状は、変形又は誇張して模式的に表す場合がある。
【００２６】
〔第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ａと連係する操舵装置１０Ａの構成〕
本発明の第１実施形態に係るピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置１１Ａの説明に先だって、電動パワーステアリング装置１１Ａと連係する操舵装置１０Ａの構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ａの周辺部を含むブロック構成図である。図２は、アシストモータ３５に係る実トルクを検出する磁歪式トルクセンサ４７の第１の配置構造を表す説明図である。
【００２７】
操舵装置１０Ａは、図１に示すように、ステアリングホイール１３、操舵補助装置１５Ａ、転舵装置１７を備える。
【００２８】
本発明の“操舵部材”に相当するステアリングホイール１３は、車両（不図示）の進行方向を、運転者が所望の方向に変えようとする際に操作される部材である。ステアリングホイール１３の中央部には、操舵軸１９（本発明の“第１の回転軸部”に相当する。）の一方の端部が連結されている。操舵軸１９は、上部筺体２１における下部、上部のそれぞれに設けた軸受２３ａ，２３ｂを介して、上部筺体２１に対して回動自在に支持されている。
【００２９】
上部筺体２１の内部には、操舵軸１９を囲むように、磁歪式の操舵トルクセンサ２５が設けられている。操舵軸１９のうち操舵トルクセンサ２５と対向する位置には、操舵軸１９の周方向全周を覆うように、例えばＮｉ−Ｆｅメッキよりなる磁歪膜（不図示）が設けられている。操舵トルクセンサ２５は、ステアリングホイール１３を介して操舵軸１９に入力される操舵トルクの大きさを、例えばソレノイド型の第１及び第２コイル２５ａ，２５ｂを用いて、操舵軸１９に対し非接触で検出する機能を有する。
【００３０】
ここで、磁歪式の操舵トルクセンサ２５における操舵トルクの検出原理について説明する。操舵軸１９に操舵トルクが入力されると、操舵軸１９の表面には、張力方向（＋45°方向）及び圧縮方向（−45°方向）の歪みが発生する。このとき、張力方向では透磁率が増加する一方、圧縮方向では透磁率が減少する。この現象を“磁歪効果”と呼ぶ。透磁率が増加する方向に沿って磁束が通過するように、第１コイル２５ａを設ける。一方、透磁率が減少する方向に沿って磁束が通過するように、第２コイル２５ｂを設ける。
【００３１】
すると、透磁率が増加する方向に沿って磁束が通過するように設けた第１コイル２５ａではインダクタンスが増加する一方、透磁率が減少する方向に沿って磁束が通過するように設けた第２コイル２５ｂではインダクタンスが減少する。第１コイル２５ａと第２コイル２５ｂとをブリッジ接続して、差動増幅回路（不図示）において差動電圧を増幅し出力する。これにより、操舵トルクに比例した出力電圧、すなわち、操舵トルクの相関値（操舵トルク信号）を検出することができる。
【００３２】
操舵トルクセンサ２５で検出された操舵トルク信号は、後記する電動パワーステアリング制御装置（以下、“ＥＰＳ制御装置”と省略する場合がある。）５１に、例えば、高速通信が可能な専用線を用いて供給される。ただし、前記の専用線に代えて、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）やフレックスレイ（FlexRay）のような通信媒体２４を介して、操舵トルク信号がＥＰＳ制御装置５１に供給される構成を採用してもよい。
【００３３】
操舵軸１９には、ステアリングホイール１３の操舵角を検出する操舵角センサ２６が設けられている。操舵角センサ２６で検出された操舵角信号は、通信媒体２４を介して、ＥＰＳ制御装置５１に供給される。ただし、ステアリングホイール１３の操舵角を検出する際に、操舵角センサ２６による操舵角信号に代えて、後記するアシストモータ３５に内蔵されるレゾルバ（不図示）による回転角信号を用いてもよい。
【００３４】
操舵軸１９のうち、ステアリングホイール１３が設けられた一方の端部とは反対側の他方の端部には、中間軸部（本発明の“第３の回転軸部”に相当する。）２７及び一対の自在継手（本発明の“一対の連結部”に相当する。）２９を直列に介して、転舵軸３１（本発明の“第２の回転軸部”に相当する。）が連結されている。転舵軸３１は、下部筺体３２における下部及び上部のそれぞれに設けた一対の軸受３３ａ，３３ｂを介して、下部筺体３２に対して回動自在に支持されている。
【００３５】
転舵軸３１に設けられる操舵補助装置１５Ａは、運転者によるステアリングホイール１３の手動操作に係る補助力を与える機能を有する。操舵補助装置１５Ａは、図２に示すように、運転者の手動操作によるステアリングホイール１３の操舵トルクを軽減（手応えの調整を含む）するための補助力（操舵反力）を供給するアシストモータ３５、及び、減速機構３７を備えて構成される。
【００３６】
減速機構３７は、図１及び図２に示すように、アシストモータ３５の出力軸部３９に連結されるウォームギア４１及びウォームギア４１に噛合するウォームホイールギア４３を有する。ウォームホイールギア４３は、転舵軸３１の軸方向における中間部分に、転舵軸３１と一体に回動可能に設けられている。減速機構３７は、アシストモータ３５の出力軸部３９及び転舵軸３１の間に介在するように設けられている。
これにより、ウォームホイールギア４３は、アシストモータ３５の駆動力を、減速機構３７、転舵軸３１、操舵軸１９等を介してステアリングホイール１３に伝えると同時に、転舵装置１７を介して転舵輪６１ａ，６１ｂに伝える役割を果たす。
【００３７】
アシストモータ３５の出力軸部３９は、図２に示すように、一対の軸受け４０ａ，４０ｂを介して、下部筐体３２に対して回動自在に支持されている。一方、アシストモータ３５の出力軸部３９に連結されるウォームギア４１も、図２に示すように、一対の軸受け４２，４４を介して、下部筐体３２に対して回動自在に支持されている。
【００３８】
ウォームギア４１を下部筐体３２に対して回動自在に支持するために、下部筐体３２には、ウォームギア４１をウォームホィールギア４３の側に弾性的に押圧する与圧機構４２が設けられている。これにより、ウォームギア４１のうち一方の端部４１ａは、ウォームギア４１をウォームホィールギア４３の側に弾性的に押圧する与圧機構４２によって支持されている。
なお、与圧機構４２としては、例えば、特許文献（特開２００５−４２９１３号公報）の段落番号００９５〜０１０６、及び図６〜図９に記載の構成を適宜採用すればよい。
【００３９】
ウォームギア４１の他方の端部４１ｂ、及び、アシストモータ３５の出力軸部３９のうち他側の自由端部３９ａ間の接合部は、軸放射方向への弾性変形を許容する弾性軸継手４５を介して相互に連結されている。
なお、弾性軸継手４５としては、例えば、特許文献（特開２０１０−４８３５５号公報）の段落番号００１９〜００３０、及び図２〜図４に記載の構成を適宜採用すればよい。
【００４０】
アシストモータ３５に係る実トルクを検出するために、図２に示すように、アシストモータ３５の出力軸部３９に連結されるウォームギア４１の他方の端部４１ｂには、操舵トルクセンサ２５と同様の検出原理を呈する、磁歪式トルクセンサ４７が設けられている。磁歪式トルクセンサ４７は、ウォームギア４１の他方の端部４１ｂのうち、弾性軸継手４５に近接する位置に設けられている。磁歪式トルクセンサ４７で検出された実トルク信号は、ＥＰＳ制御装置５１に供給される。
【００４１】
転舵装置１７は、図１に示すように、ステアリングホイール１３及び操舵軸１９を介して入力された運転者の操舵力（操舵トルク）を、転舵輪６１ａ，６１ｂに伝達する機能を有する。転舵装置１７は、転舵軸３１に設けられたピニオンギア６３と、ピニオンギア６３に噛合するラックギア６５を有して車幅方向に往復運動可能なラック軸６７と、ラック軸６７の両端側にそれぞれ設けられるタイロッド６９ａ，６９ｂと、タイロッド６９ａ，６９ｂをそれぞれ介して回動可能に設けられる転舵輪６１ａ，６１ｂと、を含んで構成されている。
【００４２】
〔本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ａの構成〕
次に、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ａの構成について、図１を参照して説明する。
電動パワーステアリング装置１１Ａは、操舵補助装置１５Ａ及びＥＰＳ制御装置５１を含んで構成されている。ＥＰＳ制御装置５１は、通信媒体２４に接続されている。通信媒体２４には、前記の操舵角センサ２６の他に、自車両の速度（車速）を検出する車速センサ５３、ブレーキペダル（不図示）の踏み込みストロークを検出するブレーキセンサ５５、及び、アクセルペダル（不図示）の踏み込みストロークを検出するアクセルセンサ５７がそれぞれ接続されている。
【００４３】
（ＥＰＳ制御装置５１の構成）
ＥＰＳ制御装置５１は、操舵トルクセンサ２５により検出される操舵トルク信号、操舵角センサ２６により検出される操舵角信号、磁歪式トルクセンサ４７により検出される出力トルク信号、車速センサ５３により検出される車速信号などの各種信号を参照して、電動パワーステアリング装置１１Ａが発揮するステアリングホイール１３の操舵補助力を制御する機能を有する。ＥＰＳ制御装置５１は、演算処理を行うマイクロコンピュータ、及び、アシストモータ３５の駆動制御回路を含む各種の周辺回路を含んで構成される。
【００４４】
詳しく述べると、ＥＰＳ制御装置５１は、磁歪式トルクセンサ４７により検出される高精度の出力トルク（実トルク）を、操舵トルクセンサ２５により検出される操舵トルクに基づく目標アシストトルクに追従させるように制御する機能を有する。
【００４５】
〔本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ａが奏する作用効果〕
次に、本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ａが奏する作用効果について説明する。
【００４６】
第１の観点（請求項１に対応）に基づく第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ａは、運転者によるステアリングホイール（操舵部材）１３の手動操作に係る補助力を、ステアリングホイール１３に連結された転舵軸（回転軸部）３１及び転舵輪６１ａ，６１ｂに伝えるためのアシストモータ３５を有する電動パワーステアリング装置１１Ａであって、アシストモータ３５の出力軸部３９及び転舵軸（回転軸部）３１の間に介在するように設けられ、ウォームギア（ウォーム）４１及び転舵軸（回転軸部）３１に設けたウォームホィールギア（ウォームホィール）４３を少なくとも有する減速機構３７を備え、アシストモータ３５の出力軸部３９又はウォームギア４１のいずれかに、アシストモータ３５の出力トルクを検出する磁歪式トルクセンサ４７を設けた、ことを最も主要な特徴とする。
【００４７】
第１の観点に基づく第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ａでは、アシストモータ３５の出力軸部３９又はウォームギア４１のいずれかに、アシストモータ３５の出力トルクを検出する磁歪式トルクセンサ４７を設けたため、この磁歪式トルクセンサ４７によって、アシストモータ３５に係る実トルクを精度良く検出することができる。
第１の観点に基づく第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ａによれば、精度の良好なアシストモータ３５に係る実トルクに基づく操舵トルク制御を実現することができるため、操舵フィーリングの良好な電動パワーステアリング装置１１Ａを提供することができる。
【００４８】
また、第２の観点（請求項２に対応）に基づく第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ａでは、回転軸部は、ステアリングホイール（操舵部材）１３が設けられる操舵軸（第１の回転軸部）１９、転舵輪６１ａ，６１ｂに連結されてアシストモータ３５が設けられる転舵軸（第２の回転軸部）３１、並びに、第１及び第２の回転軸部間を、一対の自在継手（一対の連結部）２９をそれぞれ介して連結する中間軸部（第３の回転軸部）２７からなり、操舵軸（第１の回転軸部）１９には、ステアリングホイール１３の手動操作に係る操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ２５が設けられ、磁歪式トルクセンサ４７は、転舵軸（第２の回転軸部）３１に連結されるアシストモータ３５の出力軸部３９及びウォームギア４１の接合部近傍であって、ウォームギア４１の他方の端部４１ｂ（図２参照）に設けられる、構成を採用してもよい。
【００４９】
第２の観点に基づく第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ａでは、操舵軸（第１の回転軸部）１９に設けられる操舵トルクセンサ２５によって、ステアリングホイール１３の手動操作に係る操舵トルクを検出する一方で、転舵軸３１に連結されるアシストモータ３５の出力軸部３９及びウォームギア４１の接合部近傍であってウォームギア４１の他方の端部４１ｂの側に設けられる磁歪式トルクセンサ４７によって、アシストモータ３５の出力トルクを精度良く検出することができる。
【００５０】
ここで、アシストモータ３５は、中間軸部（第３の回転軸部）２７及び一対の自在継手（一対の連結部）２９に対して下流側に設けられているため、アシストモータ３５の出力トルクを検出する磁歪式トルクセンサ４７の検出値から、中間軸部２７及び一対の自在継手２９に起因するうねりの影響を除くことができる。そのため、アシストモータ３５による補助力を付与した後の出力トルク特性に対しても、中間軸部２７に起因するうねりの影響を除くことができる。
【００５１】
第２の観点に基づく第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ａによれば、ステアリングホイール１３の手動操作に係る操舵トルクをアシストするように、精度の良好なアシストモータ３５に係る実トルクに基づく操舵トルク制御を実現することができるため、操舵フィーリングの良好なピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置１１Ａを提供することができる。
【００５２】
また、第３の観点（請求項３に対応）に基づく第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ａでは、回転軸部は、ステアリングホイール（操舵部材）１３が設けられる操舵軸（第１の回転軸部）１９、転舵輪６１ａ，６１ｂに連結されてアシストモータ３５が設けられる転舵軸（第２の回転軸部）３１、並びに、第１及び第２の回転軸部間を、一対の自在継手（一対の連結部）２９をそれぞれ介して連結する中間軸部（第３の回転軸部）２７からなり、操舵軸（第１の回転軸部）１９には、ステアリングホイール１３の手動操作に係る操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ２５が設けられ、磁歪式トルクセンサ４７は、転舵軸（第２の回転軸部）３１に連結されるアシストモータ３５の出力軸部３９及びウォームギア４１の接合部近傍であってアシストモータ３５の出力軸部３９（図３参照）の側に設けられる、構成を採用してもよい。
【００５３】
図３は、アシストモータ３５に係る実トルクを検出する磁歪式トルクセンサ４７の第２の配置構造を表す説明図である。第２の配置構造では、磁歪式トルクセンサ４７は、図３に示すように、アシストモータ３５の出力軸部３９及びウォームギア４１の接合部近傍であってアシストモータ３５の出力軸部３９の側に、下部筺体３２に支持されて設けられている。
【００５４】
なお、第２の配置構造において、ウォームギア４１のうち一方の端部４１ａが、ウォームギア４１をウォームホィールギア４３の側に弾性的に押圧する与圧機構４２によって支持されている点、並びに、ウォームギア４１の他方の端部４１ｂ、及び、アシストモータ３５の出力軸部３９のうち他側の自由端部３９ａ間の接合部が、軸放射方向への弾性変形を許容する弾性軸継手４５を介して相互に連結されている点は、第１の配置構造と同じである。
【００５５】
こうした与圧機構４２及び弾性軸継手４５を採用することにより、減速機構３７でのガタが抑制されることで、ウォームギア４１及びウォームホィールギア４３を有する減速機構３７のバックラッシュに由来する異音の発生を抑制することができる。また、アシストモータ３５の制御対象である転舵輪６１ａ，６１ｂの状態をダイレクトに高い精度で検知することが可能となる結果、良好な操舵フィーリングを期待することができる。
【００５６】
第３の観点に基づく第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ａでは、操舵軸（第１の回転軸部）１９に設けられる操舵トルクセンサ２５によって、ステアリングホイール１３の手動操作に係る操舵トルクを検出する一方で、転舵軸３１に連結されるアシストモータ３５の出力軸部３９及びウォームギア４１の接合部近傍であってアシストモータ３５の出力軸部３９の側に設けられる磁歪式トルクセンサ４７によって、アシストモータ３５の出力トルクを精度良く検出することができる。
【００５７】
第３の観点に基づく第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ａによれば、ステアリングホイール１３の手動操作に係る操舵トルクをアシストするように、精度の良好なアシストモータ３５に係る実トルクに基づく操舵トルク制御を実現することができるため、操舵フィーリングの良好なピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置１１Ａを提供することができる。
【００５８】
なお、磁歪式トルクセンサ４７を、アシストモータ３５の出力軸部３９及びウォームギア４１の接合部近傍であってアシストモータ３５の出力軸部３９の側に設ける第２の配置構造（図３参照）に代えて、図４に示す第３の配置構造を採用してもよい。図４は、アシストモータ３５に係る実トルクを検出する磁歪式トルクセンサ４７の第３の配置構造を表す説明図である。第３の配置構造では、磁歪式トルクセンサ４７は、図４に示すように、アシストモータ３５の出力軸部３９のうち、軸受け４０ａに隣接する位置に設けられている。
【００５９】
なお、第３の配置構造において、ウォームギア４１のうち一方の端部４１ａが、ウォームギア４１をウォームホィールギア４３の側に弾性的に押圧する与圧機構４２によって支持されている点、並びに、ウォームギア４１の他方の端部４１ｂ、及び、アシストモータ３５の出力軸部３９のうち他側の自由端部３９ａ間の接合部が、軸放射方向への弾性変形を許容する弾性軸継手４５を介して相互に連結されている点は、第１及び第２の配置構造と同じである。
【００６０】
〔本発明の第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ｂの構成〕
次に、本発明の第２実施形態に係るデュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置１１Ｂの構成について、図５を参照して説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ａの周辺部を含むブロック構成図である。
第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ａと、第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ｂとの相違点は、第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ａがピニオンアシスト式を採用しているのに対し、第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ｂがデュアルピニオン式を採用している点である。
【００６１】
すなわち、第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ｂでは、図５に示すように、操舵補助装置１５Ｂは、アシストモータ３５の出力軸部３９に対してウォームギア４１及びウォームホイールギア４３を有する減速機構３７を介して連結される補助軸７１と、補助軸７１に設けられたピニオンギア７３と、ピニオンギア７３に噛合するラックギア７５を有して車幅方向に往復運動可能なラック軸６７と、を含んで構成されている。補助軸７１は、下部筺体３２における下部及び上部のそれぞれに設けた一対の軸受７３ａ，７３ｂを介して、下部筺体３２に対して回動自在に支持されている。
第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ｂでは、操舵軸１９、転舵軸３１、及び、中間軸部２７が、本発明の第４の回転軸部に相当する。また、補助軸７１が、本発明の第５の回転軸部に相当する。
【００６２】
〔本発明の第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ｂが奏する作用効果〕
次に、本発明の第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ｂが奏する作用効果について説明する。
【００６３】
第４の観点（請求項４に対応）に基づく第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ｂでは、回転軸部は、ステアリングホイール（操舵部材）１３及び転舵輪６１ａ，６１ｂに連結される操舵軸１９、転舵軸３１、及び、中間軸部２７（第４の回転軸部）、並びに、転舵輪６１ａ，６１ｂに連結されてアシストモータ３５が設けられる補助軸（第５の回転軸部）７１からなり、操舵軸（第４の回転軸部）１９には、操舵部材の手動操作に係る操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ２５が設けられ、磁歪式トルクセンサ４７は、補助軸（第５の回転軸部）７１に連結されるアシストモータ３５の出力軸部３９及びウォームギア４１の接合部近傍であって、ウォームギア４１の側に設けられる、構成を採用してもよい。
【００６４】
第４の観点に基づく第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ｂでは、操舵軸（第４の回転軸部）１９に設けられる操舵トルクセンサ２５によって、ステアリングホイール１３の手動操作に係る操舵トルクを検出する一方で、補助軸７１に連結されるアシストモータ３５の出力軸部３９及びウォームギア４１の接合部近傍であってウォームギア４１の他方の端部４１ｂの側に設けられる磁歪式トルクセンサ４７によって、アシストモータ３５の出力トルクを精度良く検出することができる。
【００６５】
ここで、アシストモータ３５は、操舵軸１９、転舵軸３１、及び、中間軸部２７（第４の回転軸部）に対し離隔して設けられているため、アシストモータ３５の出力トルクを検出する磁歪式トルクセンサ４７の検出値から、第４の回転軸部に起因するノイズの影響を抑制することができる。そのため、アシストモータ３５による補助力を付与した後の出力トルク特性に対しても、第４の回転軸部に起因するノイズの影響を抑制することができる。
【００６６】
第４の観点に基づく第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ｂによれば、ステアリングホイール１３の手動操作に係る操舵トルクをアシストするように、高精度のアシストモータ３５に係る実トルクに基づく操舵トルク制御を実現することができるため、操舵フィーリングのきわめて良好なデュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置１１Ｂを提供することができる。
【００６７】
また、第５の観点（請求項５に対応）に基づく第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ｂでは、回転軸部は、ステアリングホイール（操舵部材）１３及び転舵輪６１ａ，６１ｂに連結される操舵軸１９、転舵軸３１、及び、中間軸部２７（第４の回転軸部）、並びに、転舵輪６１ａ，６１ｂに連結されてアシストモータ３５が設けられる補助軸（第５の回転軸部）７１からなり、操舵軸（第４の回転軸部）１９には、操舵部材の手動操作に係る操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ２５が設けられ、磁歪式トルクセンサ４７は、補助軸（第５の回転軸部）７１に連結されるアシストモータ３５の出力軸部３９及びウォームギア４１の接合部近傍であって、アシストモータ３５の出力軸部３９の側に設けられる、構成を採用してもよい。
【００６８】
第５の観点に基づく第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ｂでは、操舵軸（第４の回転軸部）１９に設けられる操舵トルクセンサ２５によって、ステアリングホイール１３の手動操作に係る操舵トルクを検出する一方で、補助軸７１に連結されるアシストモータ３５の出力軸部３９及びウォームギア４１の接合部近傍であってアシストモータ３５の出力軸部３９の側に設けられる磁歪式トルクセンサ４７によって、アシストモータ３５の出力トルクを精度良く検出することができる。
【００６９】
ここで、アシストモータ３５は、操舵軸１９、転舵軸３１、及び、中間軸部２７（第４の回転軸部）に対し離隔して設けられているため、アシストモータ３５の出力トルクを検出する磁歪式トルクセンサ４７の検出値から、第４の回転軸部に起因するノイズの影響を抑制することができる。そのため、アシストモータ３５による補助力を付与した後の出力トルク特性に対しても、第４の回転軸部に起因するノイズの影響を抑制することができる。
【００７０】
第５の観点に基づく第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ｂによれば、ステアリングホイール１３の手動操作に係る操舵トルクをアシストするように、高精度のアシストモータ３５に係る実トルクに基づく操舵トルク制御を実現することができるため、第４の観点に基づく第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置１１Ｂと同様に、操舵フィーリングのきわめて良好なデュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置１１Ｂを提供することができる。
【００７１】
また、第６の観点（請求項６に対応）に基づく電動パワーステアリング装置１１Ａ，１１Ｂでは、ウォームギア４１は、一対の軸受け４２，４４を介して回動自在に支持され、アシストモータ３５の出力軸部３９は、一対の軸受け４０ａ，４０ｂを介して回動自在に支持され、磁歪式トルクセンサ４７は、アシストモータ３５の出力軸部３９のうち、一対の軸受け４０ａ，４０ｂに対して開放側となるウォームギア４１の側に位置して設けられる、構成を採用してもよい。
【００７２】
第６の観点に基づく電動パワーステアリング装置１１Ａ，１１Ｂでは、磁歪式トルクセンサ４７は、アシストモータ３５の出力軸部３９のうち、一対の軸受け４０ａ，４０ｂに対して開放側となるウォームギア４１の側に位置して設けられる（図４参照）、構成を採用してもよい。磁歪式トルクセンサ４７は、一対の軸受け４０ａ，４０ｂのうち、ウォームギア４１の側の軸受け４０ａに隣接して設けるのが好ましい。出力軸部３９に係る曲げモーメントの影響を抑制する効果を期待することができるからである。
【００７３】
図４は、アシストモータ３５に係る実トルクを検出する磁歪式トルクセンサ４７の第３の配置構造を表す説明図である。第３の配置構造では、磁歪式トルクセンサ４７は、図４に示すように、アシストモータ３５の出力軸部３９のうち、一対の軸受け４０ａ，４０ｂに対して自由端側となるウォームギア４１の側に位置（ウォームギア４１の側の軸受け４０ａに隣接）して、下部筺体３２に支持されて設けられている。
【００７４】
なお、第３の配置構造において、ウォームギア４１のうち一方の端部４１ａが、ウォームギア４１をウォームホィールギア４３の側に弾性的に押圧する与圧機構４２によって支持されている点、並びに、ウォームギア４１の他方の端部４１ｂ、及び、アシストモータ３５の出力軸部３９のうち他側の自由端部３９ａ間の接合部が、軸放射方向への弾性変形を許容する弾性軸継手４５を介して相互に連結されている点は、第１または第２の配置構造と同じである。
【００７５】
第５の観点に基づく電動パワーステアリング装置１１Ａ，１１Ｂによれば、出力軸部３９に係る曲げモーメントの影響が抑制されたより精度の良好なアシストモータ３５に係る実トルクを、磁歪式トルクセンサ４７によって検出することができる。その結果、ステアリングホイール（操舵部材）１３の手動操作に係るトルクをアシストするように、より精密なアシストモータ３５に係る実トルクに基づく操舵トルク制御を実現することができるため、きわめて操舵フィーリングの良好な電動パワーステアリング装置１１Ａ，１１Ｂを提供することができる。
【００７６】
〔その他の実施形態〕
以上説明した複数の実施形態は、本発明の具現化の例を示したものである。したがって、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。
【００７７】
例えば、本発明の第１実施形態に係る説明において、ピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置１１Ａを例示する一方で、本発明の第２実施形態に係る説明において、デュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置１１Ｂを例示して説明したが、本発明はこれらの例に限定されない。第１実施形態に係るピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置１１Ａの構成にならって、操舵補助装置１５Ａを、下部筐体３２に代えて上部筐体２１のコラム部に設けることにより、本発明をコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１１Ａ    第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置
１１Ｂ    第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置
１３    ステアリングホイール（操舵部材）
１９    操舵軸（第１の回転軸部、及び第４の回転軸部）
２５    操舵トルクセンサ
２７    中間軸部（第３の回転軸部、及び第４の回転軸部）
２９    一対の自在継手（一対の連結部）
３１    転舵軸（第２の回転軸部、第４の回転軸部）
３５    アシストモータ
３７    減速機構
３９    出力軸部
４１    ウォームギア（ウォーム）
４３    ウォームホィールギア（ウォームホィール）
４７    磁歪式トルクセンサ
６１ａ，６１ｂ    転舵輪
７１    補助軸（第５の回転軸部）
【図１】
2016064718.tif 000003
【図２】
2016064718.tif 000004
【図３】
2016064718.tif 000005
【図４】
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【図５】
2016064718.tif 000007