JP4415394B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリングホイールの操舵を補助する電動パワーステアリング装置、特に、構内搬送車、ゴルフカート、電動車椅子等の特殊車両における電動パワーステアリング装置に関する。

従来、ステアリングホイールの操舵を補助する電動パワーステアリング装置として、例えば、特開２００５−２２５４１１号公報や特開２００６−２８０１６７号公報に開示されている電動パワーステアリング装置がある。

特開２００５−２２５４１１号公報に開示されている電動パワーステアリング装置は、モータと、トルクセンサと、車速センサと、操舵角センサと、電流センサと、回転角センサと、操舵制御部とを備えている。操舵制御部は、これらのセンサの出力に基づいて、操舵ハンドルの操作をアシストするようにモータを制御する。

また、特開２００６−２８０１６７号公報に開示されている電動パワーステアリング装置は、モータと、トルクセンサと、車速センサと、コントローラとを備えている。コントローラは、トルクセンサ及び車速センサの出力に基づいて、操舵アシストトルクを発生するようにモータを制御する。

ところで、ステアリングホイールを一方向に操舵し続けると、やがて、ステアリングギアボックスの端部にラックの端部が当たり、操舵限界に達する。電動パワーステアリング装置では、モータによってステアリングホイールの操舵が補助されている。そのため、操舵が補助されないステアリング装置に比べ、操舵限界に達したとき、ステアリングギアボックスやラックに加わる衝撃が大きくなる可能性がある。

そこで、操舵限界を検出するリミットスイッチを備えた電動パワーステアリング装置が提案されている。リミットスイッチは、ステアリングギアボックスの両端部に設置されている。そして、ラックが衝突する直前の状態、つまり、操舵限界に達する直前の状態を検出し出力する。制御装置は、リミットスイッチの出力に基づいて、操舵限界に達する直前にモータによる操舵を停止させる。これにより、操舵限界に達したときのステアリングギアボックスやラック等の構成部材に加わる衝撃を抑えることができる。
特開２００５−２２５４１１号公報 特開２００６−２８０１６７号公報

ところで、操舵限界を検出するリミットスイッチは、ステアリングギアボックスの両端部に設置されている。そのため、電動パワーステアリング装置の車両への搭載に際して、リミットスイッチの配置を個別に検討しなければならない。従って、電動パワーステアリング装置として、車両への搭載性を向上させることが困難であった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、操舵限界に達したときに加わる衝撃を抑えるとともに、車両への搭載性を向上させることができ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及び発明の効果

そこで、本発明者は、この課題を解決すべく、ステアリングシャフトの回転から操舵限界を検出する方法を考案した。通常ステアリングシャフトは多回転するために、角度から操舵限界を検出することはできない。そこで、ステアリングシャフトの回転をねじの原理を使って上下方向の変位に変換することにより、操舵限界検出手段を制御手段等とともに一体化することで、操舵限界に達したときに加わる衝撃を抑えるとともに、電動パワーステアリング装置の車両への搭載性を向上させられることを思いつき、本発明を完成するに至った。

すなわち、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置は、一端部側にステアリングホイールが固定されるステアリングシャフトと、モータと、モータとステアリングシャフトとの間に配設され、モータの発生したトルクをステアリングシャフトに伝達するトルク伝達手段と、ステアリングホイールの操舵に伴うステアリングシャフトの操舵量が所定範囲を超えたことを検出する操舵限界検出手段と、モータを固定するとともに、トルク伝達手段及び操舵限界検出手段を収容するハウジングと、モータ及びハウジングの少なくともいずれかに収容され、モータの回転方向を切替えるとともに、操舵限界検出手段の検出結果に基づいて、転舵輪、すなわちタイヤの回転角度が所定角度範囲を超えたとき、モータを停止させる制御手段とを備え、操舵限界検出手段は、ステアリングシャフトの外周面側に形成される螺旋状の溝部と、突部を有し、突部を溝部に係合させた状態で、ステアリングシャフトの軸方向に移動可能に、ハウジングに支持される可動部材と、ステアリングシャフトの軸方向に移動する可動部材の移動距離を検出する距離センサとからなることを特徴とする。この構成によれば、ステアリングシャフトが回転すると、回転角度に応じて可動部材が軸方向に移動する。そのため、距離センサによって可動部材の移動距離を検出することで、転舵輪の転舵量を確実に検出することができる。転舵輪の回転角度が所定角度範囲を超えたとき、モータを停止させることで、操舵限界に達したときに加わる衝撃を抑えることができる。しかも、モータ、トルク伝達手段、操舵限界検出手段及び制御手段がハウジング回りに一体化されている。従って、電動パワーステアリング装置の搭載性を向上させることができる。

請求項２に記載の電動パワーステアリング装置は、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、さらに、トルク伝達手段は、ステアリングシャフトに固定されたウォームホイールと、モータのシャフトに固定され、ウォームホイールに噛合するウォームとからなることを特徴とする。この構成によれば、モータの発生したトルクをステアリングシャフトに確実に伝達することができる。そのため、ステアリングホイールの操舵を確実に補助することができる。

請求項３に記載の電動パワーステアリング装置は、請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置において、さらに、距離センサは、可動部材に固定された磁石と、ハウジングに固定され、磁石の発生した磁束を検出する磁気センサとからなることを特徴とする。この構成によれば、可動部材が移動すると、磁石によって形成された磁界が変化する。それに伴って、ハウジングに固定された磁気センサを通過する磁束も変化する。そのため、磁気センサによってその磁束の変化を検出することで、可動部材の移動距離を確実に検出することができる。

請求項４に記載の電動パワーステアリング装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置において、さらに、モータは、直流電圧を供給されることでトルクを発生する電動モータであり、制御手段は、モータに供給する直流電圧の極性を切替えるとともに、操舵限界検出手段の検出結果に基づいて、転舵輪の回転角度が所定角度範囲を超えたとき、モータに供給する直流電圧を遮断するリレーを備えていることを特徴とする。この構成によれば、リレーによってモータに供給する直流電圧の極性を切替えることで、モータの回転方向を確実に切替えることができる。また、モータに供給する直流電圧を遮断することで、モータを確実に停止させることができる。

次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。ここで、図１は、本実施形態における電動パワーステアリング装置の構成図である。図２は、電動パワーステアリングユニットの断面図である。図３は、トーションバーの回転角度に対する操舵限界検出装置の磁気センサの出力電圧を示すグラフである。図４は、モータ制御回路の回路図である。図５は、ステアリングホイールを時計回りに操舵したときのモータ制御回路の動作を説明するための回路図である。図６は、ステアリングホイールを反時計回りに操舵したときのモータ制御回路の動作を説明するための回路図である。

まず、図１〜図４を参照して電動パワーステアリング装置の構成について説明する。

図１に示すように、電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール２と、ステアリングシャフト３と、電動パワーステアリングユニット４と、ステアリングギアボックス５とから構成されている。

ステアリングシャフト３は、上部シャフト３０と、電動パワーステアリングユニット４内に配置される後述するトーションバー（図略）と、下部シャフト３１とから構成されている。上部シャフト３０の上方端部には、ステアリングホイール２が固定されている。下部シャフト３１の下方端部には、ピニオンギア３２が形成されている。ピニオンギア３２は、ステアリングギアボックス５内に収容されるラック５０と噛合している。ラック５０の両端部には、タイロッド５１等を介してタイヤ５２の装着された車輪５３が取付けられている。電動パワーステアリングユニット４は、上部シャフト３０と下部シャフト３１との間、ステアリングシャフト３の中間部に設置されている。電動パワーステアリングユニット４には、直流電圧を供給するバッテリ６が接続されている。

図２に示すように、電動パワーステアリングユニット４は、トーションバー４０と、モータ４１と、減速装置４２（トルク伝達手段）と、ステアリングシャフトねじれ方向検出装置４３と、操舵限界検出装置４４（操舵限界検出手段）と、後述するモータ制御回路（図略）とから構成されている。減速装置４２、ステアリングシャフトねじれ方向検出装置４３及び操舵限界検出装置４４は、ハウジング４５内に収容されている。また、モータ４１は、ハウジング４５に固定されている。さらに、モータ制御回路は、モータ４１内に収容されている。

トーションバー４０は、ステアリングシャフト３の中間部を構成し、ステアリングホイール２の操舵に伴ってねじれを発生する弾性体からなる円柱の部材である。トーションバー４０の上方端部は、ステアリングシャフト３の上部シャフト３０に固定されている。

モータ４１は、直流電圧を供給されることでトルクを発生する装置である。具体的には、直流モータである。モータ４１は、供給する直流電圧の極性を切替えることで逆方向のトルクを発生する。

減速装置４２は、モータ４１の発生したトルクを、回転を減速してトーションバー４０に伝達する装置である。減速装置４２は、ウォームホイール４２０と、ウォーム４２１とから構成されている。

ウォームホイール４２０は、トーションバー４０の下方端部を覆うように配置され、下方端面に固定される有底円筒状の支持部材４２２に同軸に固定されている。また、軸受４２３、４２４を介してハウジング４５に回転可能に支持されている。これにより、トーションバー４０もハウジング４５に対して回転可能に支持されることとなる。支持部材４２２の下方端部は、ステアリングシャフト３の下部シャフト３１に固定されている。

ウォーム４２１は、モータ４１のシャフト４１０に同軸に固定されている。ウォーム４２１はウォームホイール４２０に噛合している。

ステアリングシャフトねじれ方向検出装置４３は、トーションバー４０の上方端部に対する下方端部のねじれ方向を検出する装置である。ステアリングシャフトねじれ方向検出装置４３は、支持部材４２２の上方端面に固定されている。

操舵限界検出装置４４は、ステアリングホイール２の操舵限界を検出する装置である。操舵限界検出装置４４は、支持部材４２２と、ハウジング４５と、可動部材４４０と、磁石４４１と、磁気センサ４４２とから構成されている。

支持部材４２２の下方端部の外周面には、螺旋状の溝部４２２ａが形成されている。溝部４２２ａは、トーションバー４０の上方端部から見て、時計回りに上方へと向かうように形成されている。ハウジング４５の下方端部の内周面には、可動部材４４０を、トーションバー４０の軸方向に移動可能に支持するレール状の支持部４５０が形成されている。

可動部材４４０は、支持部材４２２の回転に伴ってトーションバー４０の軸方向に移動する部材である。可動部材４４０は、本体部４４０ａと、突部４４０ｂとから構成されている。本体部４４０ａは、ハウジング４５の支持部４５０によって軸方向に移動可能に支持されている。突部４４０ｂは、本体部４４０ａから、トーションバー４０の軸心方向に突出し、支持部材４４２の溝部４４２ａに係合している。図１において、ステアリングホイール２が操舵されておらず、車輪５３が直進状態である中立状態のとき、図２において、可動部材４４０の突部４４０ｂが、螺旋状に延びる溝部４２２ａの中央付近に位置するように設定されている。

磁石４４１は、磁界を形成し、磁束を発生する直方体状の部材である。磁石４４１の長手方向の両端面には、Ｎ極及びＳ極が着磁されている。磁石４４１は、Ｎ極に着磁された端面を可動部材４４０の突部４４０ｂの下方面に当接させるとともに、Ｓ極に着磁された端面を下方に向けた状態で可動部材４４０に固定されている。これにより、磁界が形成され、トーションバー４０の軸方向に磁束が発生する。

磁気センサ４４２は、可動部材４４０の下方において、磁束を検出する素子である。具体的には、ホールＩＣである。磁気センサ４４２は、加わる磁束密度に応じた電圧を出力する。磁気センサ４４２は、ハウジング４５の下方端面に支持部材４４２を介して固定されている。

図３に示すように、中立状態のとき、磁気センサ４４２は電圧Ｖｃｅｎｔを出力する。

これに対し、図２において、トーションバー４０の上方端部側から見て、トーションバー４０が中立状態から時計回りに回転すると、支持部材４２２も時計回りに回転する。可動部材４４０の本体部４４０ａは、ハウジング４５の支持部４５０によって軸方向に移動可能に支持されている。また、可動部材４４０の突部４４０ｂは、支持部材４４２に形成された螺旋状の溝部４４２ａに係合している。そのため、可動部材４４０は、支持部材４２２の回転に伴って下方へと移動する。可動部材４４０が下方へ移動すると、磁気センサ４４２に加わる磁束が増加する。それに伴って、図３に示すように、磁気センサ４４２の出力電圧も増加する。

また、図２において、トーションバー４０が中立状態から反時計回りに回転すると、支持部材４２２も反時計回りに回転する。可動部材４４０は、先程とは逆に、支持部材４２２の回転に伴って上方へと移動する。可動部材４４０が上方へ移動すると、磁気センサ４４２に加わる磁束が減少する。それに伴って、図３に示すように、磁気センサ４４２の出力電圧も減少する。

図４に示すように、モータ制御回路４６（制御手段）は、コンパレータ４６０、４６１と、インバータ４６２と、トランジスタ４６３〜４６６と、リレー４６７とを備えている。

コンパレータ４６０は、磁気センサ４４２の出力電圧を基準電源４６８の電圧ＶＬと比較し、比較結果に応じた信号を出力する素子である。磁気センサ４４２の出力電圧が基準電源４６８の電圧ＶＬを超えると、コンパレータ４６０はハイレベルの信号を出力する。ここで、基準電源４６８の電圧ＶＬは、図３に示すように、Ｖｃｅｎｔより小さく、ステアリングホイール２を反時計回りに操舵したときの操舵限界より、所定角度手前の位置における磁気センサ４２２の出力電圧値に設定されている。コンパレータ４６０の反転入力端子は基準電源４６８に、非反転入力端子は磁気センサ４４２の出力端子に、出力端子はインバータ４６２にそれぞれ接続されている。

インバータ４６２は、コンパレータ４６０の出力を反転する素子である。コンパレータ４６０の出力がハイレベルのときにはローレベルを、コンパレータ４６０の出力がローレベルのときにはハイレベルを出力する。インバータ４６２の入力端子はコンパレータ４６０の出力端子に、出力端子はトランジスタ４６５にそれぞれ接続されている。

コンパレータ４６１は、磁気センサ４４２の出力電圧を基準電源４６９の電圧ＶＨと比較し、比較結果に応じた信号を出力する素子である。磁気セン４４２サの出力電圧が基準電源４６９の電圧ＶＨを超えると、コンパレータ４６１はハイレベルの信号を出力する。ここで、基準電源４６９の電圧ＶＨは、図３に示すように、Ｖｃｅｎｔより大きく、ステアリングホイール２を時計回りに操舵したときの操舵限界より、所定角度手前の位置における磁気センサ４４２の出力電圧値に設定されている。コンパレータ４６１の反転入力端子は基準電源４６９に、非反転入力端子は磁気センサ４４２の出力端子に、出力端子はトランジスタ４６６にそれぞれ接続されている。

トランジスタ４６３、４６４は、ステアリングシャフトねじれ方向検出装置４３の出力に基づいてリレー４６７に電流を供給するための素子である。トランジスタ４６３、４６４のコレクタは電源に接続されている。また、エミッタは、リレー４６７に接続されるとともに接地されている。トランジスタ４６３、４６４は、ベースにハイレベルの信号が入力されるとオン状態となり、リレー４６７に電流を供給する。なお、トランジスタ４６３、４６４は、ともにオン状態になることはない。

トランジスタ４６５は、トランジスタ４６３をオフ状態にするための素子である。トランジスタ４６５は、インバータ４６２の出力がハイレベル、つまり、コンパレータ４６０の出力がローレベルのときオン状態となり、トランジスタ４６３を強制的にオフ状態にする。トランジスタ４６５のベースはインバータ４６２の出力端子に接続されている。また、コレクタはトランジスタ４６３のベースに接続され、エミッタは接地されている。

トランジスタ４６６は、トランジスタ４６４をオフ状態にするための素子である。トランジスタ４６６は、コンパレータ４６１の出力がハイレベルのときオン状態となり、トランジスタ４６４を強制的にオフ状態にする。トランジスタ４６６のベースはコンパレータ４６１の出力端子に接続されている。また、コレクタはトランジスタ４６４のベースに接続され、エミッタは接地されている。

リレー４６７は、モータ４１に供給する直流電圧の極性を切替える素子である。リレー４６７は、接点４６７ａ、４６７ｂと、端子４６７ｃ〜４６７ｇと、コイル４６７ｈ、４６７ｉとから構成されている。接点４６７ａ、４６７ｂの一端は、端子４６７ｃ、４６７ｄにそれぞれ接続されている。端子４６７ｃはバッテリ６の正極端子に、端子４６７ｄはバッテリ６の負極端子にそれぞれ接続されている。端子４６７ｅはモータ４１の一方の電源端子に、端子４６７ｆはモータ４１の他方の電源端子にそれぞれ接続されている。また、端子４６７ｇは端子４６７ｅに接続されている。コイル４６７ｈの一端はトランジスタ４６３のエミッタに接続され、他端は接地されている。コイル４６７ｉの一端はトランジスタ４６４のエミッタに接続され、他端は接地されている。コイル４６７ｈ、４６７ｉに電流が流れていないとき、接点４６７ｃ、４６７ｄの他端はどの端子にも接触しない。これに対し、コイル４６７ｈに電流が流れると、接点４６７ｃ、４６７ｄの他端は、端子４６７ｅ、４６７ｆにそれぞれ接触する。また、コイル４６７ｉに電流が流れると、接点４６７ｃ、４６７ｄの他端は、端子４６７ｆ、４６７ｇにそれぞれ接触する。

次に、図１〜図６を参照して電動パワーステアリング装置の動作について説明する。

ステアリングホイール２が操舵されてないとき、トーションバー４０はねじれていない。そのため、図４において、モータ制御回路４６は、トランジスタ４６３、４６４をそれぞれオフする。トランジスタ４６３、４６４がともにオフ状態であるため、コイル４６７ｈ、４６７ｉに電流は流れず、接点４６７ａ、４６７ｂは開放状態となる。従って、モータ４１に直流電圧は供給されず、操舵を補助することはない。

これに対し、ステアリングホイール２が時計回りに操舵されると、ステアリングシャフトねじれ方向検出装置４３がトーションバー４０のねじれ方向を検出する。図５において、モータ制御回路４６は、検出結果に基づいてトランジスタ４６４をオンする。トランジスタ４６４がオン状態になると、コイル４６７ｉに電流が流れ、接点４６７ａ、４６７ｂの他端が端子４６７ｆ、４６７ｇにそれぞれ接触する。これにより、モータ４１に矢印で示すような電流が流れる。モータ４１は、図２において、ウォーム４２１及びウォームホイール４２０を介して、トーションバー４０の下方端部を時計回りに回転させ、ステアリングホイール２の操舵を補助する。

その後、操舵が補助されてトーションバー４０のねじれが小さくなると、モータ制御回路４６は、トランジスタ４６４をオフする。トランジスタ４６４がオフ状態になると、コイル４６７ｉへの電流が遮断され、接点４６７ａ、４６７ｂが開放される。これにより、モータ４１への通電が遮断され、操舵の補助が終了する。

また、ステアリングホイール２が反時計回りに操舵されると、ステアリングシャフトねじれ方向検出装置４３がトーションバー４０のねじれ方向を検出する。図６において、モータ制御回路４６は、検出結果に基づいてトランジスタ４６３をオンする。トランジスタ４６３がオン状態になると、コイル４６７ｈに電流が流れ、接点４６７ａ、４６７ｂの他端が端子４６７ｅ、４６７ｆにそれぞれ接触する。これにより、モータ４１に供給される直流電圧の極性が反転され、図５とは逆方向の矢印で示すような電流が流れる。モータ４１は、図２において、ウォーム４２１及びウォームホイール４２０を介して、トーションバー４０の下方端部を反転時計回りに回転させ、ステアリングホイール２の操舵を補助する。

その後、操舵が補助されてトーションバー４０のねじれが小さくなると、モータ制御回路４６は、トランジスタ４６３をオフする。トランジスタ４６３がオフ状態になると、コイル４６７ｈへの電流が遮断され、接点４６７ａ、４６７ｂが開放される。これにより、モータ４１への通電が遮断され、操舵の補助が終了する。

ところで、ステアリングホイール２が操舵されておらず、図１において、車輪５３が直進状態である中立状態のとき、図３に示すように、磁気センサ４４２の出力電圧はＶｃｅｎｔとなる。そのため、図４〜図６において、コンパレータ４６０及びインバータ４６２はトランジスタ４６５を、コンパレータ４６１はトランジスタ４６６をそれぞれオフする。トランジスタ４６５、４６６がともにオフ状態であるため、モータ制御回路４６は、先程説明したように、ステアリングシャフトねじれ方向検出装置４３の検出結果に基づいてトランジスタ４６３、４６３を制御することができる。

これに対し、ステアリングホイール２が時計回りに操舵され、操舵限界に近づくと、図３に示すように、磁気センサ４４２の出力電圧が増加し、やがてＶＨより大きくなる。そのため、図５において、コンパレータ４６１はトランジスタ４６６をオンする。トランジスタ４６６がオン状態になると、トランジスタ４６４のベースが接地され、トランジスタ４６４は強制的にオフ状態となる。これにより、コイル４６７ｉへの電流が遮断され、接点４６７ａ、４６７ｂが開放される。それに伴って、モータ４１への通電もが遮断され、操舵の補助が停止する。従って、操舵限界に達したときに加わる衝撃を抑えることができる。

また、ステアリングホイール２が反時計回りに操舵され、操舵限界に近づくと、図３に示すように、磁気センサ４４２の出力電圧が減少し、やがてＶＬより小さくなる。そのため、図６において、コンパレータ４６０及びインバータ４６２はトランジスタ４６５をオンする。トランジスタ４６５がオン状態になると、トランジスタ４６３のベースが接地され、トランジスタ４６３は強制的にオフ状態となる。これにより、コイル４６７ｈへの電流が遮断され、接点４６７ａ、４６７ｂが開放される。それに伴って、モータ４１への通電も遮断され、操舵の補助が停止する。従って、操舵限界に達したときに加わる衝撃を抑えることができる。

最後に、効果について説明する。本実施形態によれば、タイヤ５２の装着された車輪５３の回転角度が所定角度範囲を超えたとき、より具体的には、磁気センサ４４２の出力電圧がＶＬ〜ＶＨの範囲を超えたとき、モータ４１を停止させることで、操舵限界に達したときに加わる衝撃を抑えることができる。しかも、モータ４１、減速装置４２、ステアリングシャフトねじれ方向検出装置４３、操舵限界検出装置４４及びモータ制御回路４７がハウジング４５の回りに一体化されている。従って、電動パワーステアリング装置１の搭載性を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、ウォーム４２１及びウォームホイール４２０を介して、モータ４１の発生したトルクをステアリングシャフト３に確実に伝達することができる。そのため、ステアリングホイール２の操舵を確実に補助することができる。

さらに、本実施形態によれば、ステアリングシャフト３が回転すると、回転角度に応じて可動部材４４０が軸方向に移動する。可動部材４４０が移動すると、磁石４４１によって形成された磁界が変化する。それに伴って、ハウジング４５に固定された磁気センサ４４２を通過する磁束も変化する。そのため、磁気センサ４４２によってその磁束の変化を検出することで、ステアリングシャフト３の回転角度に相当する可動部材４４０の移動距離を検出することができる。従って、タイヤ５２の装着された車輪５３の回転角度、つまり転舵量を確実に検出することができる。

加えて、本実施形態によれば、モータ制御回路４６を構成するリレー４６７によって、モータ４１に供給する直流電圧の極性を切替えることができる。そのため、モータ４１の回転方向を確実に切替えることができる。また、操舵限界検出装置４４の検出結果に基づいて、モータ４１に供給する直流電圧を遮断することで、モータ４１を確実に停止させることができる。

なお、本実施形態では、モータ制御回路４６が、モータ４１内に収容されている例を挙げているが、これに限られるものではない。例えば、ハウジング４５内に収容されていてもよい。モータ４１、減速装置４２及びステアリングシャフトねじれ方向検出装置４３とともに、ハウジング４５の回りに一体化されていればよい。

また、本実施形態では、操舵限界検出装置４４として、溝部４２２ａと、支持部４５０と、可動部材４４０と、磁石４４１と、磁気センサ４４２とからなり、磁気的に検出する例を挙げているが、これに限られるものではない。光学的に検出してもよいし、ポテンショメータのように電気的に検出してもよい。

本実施形態における電動パワーステアリング装置の構成図である。 電動パワーステアリングユニットの断面図である。 トーションバーの回転角度に対する操舵限界検出装置の磁気センサの出力電圧を示すグラフである。 モータ制御回路の回路図である。 ステアリングホイールを時計回りに操舵したときのモータ制御回路の動作を説明するための回路図である。 ステアリングホイールを反時計回りに操舵したときのモータ制御回路の動作を説明するための回路図である。

符号の説明

１・・・電動パワーステアリング装置、２・・・ステアリングホイール、３・・・ステアリングシャフト、３０・・・上部シャフト、３１・・・下部シャフト、３２・・・ピニオンギア、４・・・電動パワーステアリングユニット、４０・・・トーションバー、４１・・・モータ、４１０・・・シャフト、４２・・・減速装置（トルク伝達手段）、４２０・・・ウォームホイール、４２１・・・ウォーム、４２２・・・支持部材、４２２ａ・・・溝部、４２３、４２４・・・軸受、４３・・・ステアリングシャフトねじれ方向検出装置、４４・・・操舵限界検出装置（操舵限界検出手段）、４４０・・・可動部材、４４０ａ・・・本体部、４４０ｂ・・・突部、４４１・・・磁石、４４２・・・磁気センサ、４４３・・・支持部材、４５・・・ハウジング、４５０・・・支持部、４６・・・モータ制御回路（制御手段）、４６０、４６１・・・コンパレータ、４６２・・・インバータ、４６３〜４６６・・・トランジスタ、４６７・・・リレー、４６７ａ、４６７ｂ・・・接点、４６７ｃ〜４６７ｇ・・・端子、４６７ｈ、４６７ｉ・・・コイル、４６８、４６９・・・基準電源、５・・・ステアリングギアボックス、６・・・バッテリ

Claims (4)

1. 一端部側にステアリングホイールが固定されるステアリングシャフトと、モータと、前記モータと前記ステアリングシャフトとの間に配設され、前記モータの発生したトルクを前記ステアリングシャフトに伝達するトルク伝達手段と、前記ステアリングホイールの操舵量が所定範囲を超えたことを検出する操舵限界検出手段と、前記モータを固定するとともに、前記トルク伝達手段及び前記操舵限界検出手段を収容するハウジングと、前記モータ及び前記ハウジングの少なくともいずれかに収容され、前記モータの回転方向を切替えるとともに、前記操舵限界検出手段の検出結果に基づいて、転舵輪の回転角度が所定角度範囲を超えたとき、前記モータを停止させる制御手段とを備え、
   前記操舵限界検出手段は、前記ステアリングシャフトの外周面側に形成される螺旋状の
   溝部と、突部を有し、前記突部を前記溝部に係合させた状態で、前記ステアリングシャフトの軸方向に移動可能に、前記ハウジングに支持される可動部材と、前記ステアリングシャフトの軸方向に移動する前記可動部材の移動距離を検出する距離センサとからなることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記トルク伝達手段は、前記ステアリングシャフトに固定されたウォームホイールと、前記モータのシャフトに固定され、前記ウォームホイールに噛合するウォームとからな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。
3. 前記距離センサは、前記可動部材に固定された磁石と、前記ハウジングに固定され、前記磁石の発生した磁束を検出する磁気センサとからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記モータは、直流電圧を供給されることでトルクを発生する電動モータであり、前記制御手段は、前記モータに供給する直流電圧の極性を切替えるとともに、前記操舵限界検出手段の検出結果に基づいて、前記転舵輪の回転角度が前記所定角度範囲を超えたとき、前記モータに供給する直流電圧を遮断するリレーを備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。

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