JP4700591B2

JP4700591B2 - Electric power steering device

Info

Publication number: JP4700591B2
Application number: JP2006300020A
Authority: JP
Inventors: 康夫清水; 勝治渡辺; 篤彦米田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2006-11-06
Filing date: 2006-11-06
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2026-11-06
Also published as: JP2008114726A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device capable of improving work efficiency and loading property when assembling a gear box part in a vehicle body and achieving satisfactory feeling of operation of a steering wheel. <P>SOLUTION: An EPS of this electric power steering device allows a driver to steer a vehicle by driving force of motors corresponding to inputs from a steering wheel 3. The steering wheel 3, a column part 4, an intermediate transmission part 72, and the gear box part 5 are sequentially connected in this order. The column part 4 and the gear box part 5 are provided with a first electric motor 11 and a second electric motor 21 for generating driving force of the motors, a first reduction mechanism 13 and a second reduction mechanism 23 for reducing rotational speed of the first and second electric motors 11, 21 and converting into boost force or thrust, and a first torque sensor 12 and a second torque sensor 22 for detecting torque applied to a steering shaft 7. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両に搭載される電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering device mounted on a vehicle.

一般に、自動車に装備される電動パワーステアリング装置は、運転者のハンドル操作によってステアリングシャフトに加えられるトルクをトルクセンサによって検出している（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されているように、電動パワーステアリング装置には、いわゆる磁歪式のトルクセンサが使用されているものもある。電動パワーステアリング装置は、このトルクセンサからの検出信号に応じて、運転者のハンドル操作に対して動力補助する（補助操舵力を付与する）ためのモータを駆動制御し、運転者の操舵力を軽減して快適な操舵フィーリングを与えるようになっている。 In general, an electric power steering device installed in an automobile detects a torque applied to a steering shaft by a driver's steering operation using a torque sensor (see, for example, Patent Document 1). As disclosed in Patent Document 1, some electric power steering apparatuses use a so-called magnetostrictive torque sensor. The electric power steering device drives and controls a motor for assisting the driver's steering operation (applying an auxiliary steering force) in accordance with the detection signal from the torque sensor, and the driver's steering force is controlled. It is designed to give a comfortable steering feeling.

従来、車体の重量が重く、かつ、積載量の大きいトラックやミニバン等の大型の自動車に搭載されている電動パワーステアリング装置は、軽自動車や小型自動車に搭載される電動パワーステアリング装置と比較して、タイヤにかかる荷重が大きいので、ステアリングギヤボックス（以下、単に「ギヤボックス」という）に負荷される軸重が大きくなっている。 Conventionally, electric power steering devices installed in large vehicles such as trucks and minivans, which have a heavy body weight and a large load, are compared with electric power steering devices installed in mini vehicles and small vehicles. Since the load applied to the tire is large, the axial load applied to the steering gear box (hereinafter simply referred to as “gear box”) is large.

このような電動パワーステアリング装置では、モータの出力を大きくして、減速機構をそれに耐え得るだけの強度を持たせてアシストを満足させなくてはならない。
したがって、大型車両用の電動パワーステアリング装置は、モータや減速機構が大型で重量があってパワーのあるものを使用したり、または、特許文献２や特許文献３に開示されているように２つの電動モータを設置したりして、アシスト量を確保している。 In such an electric power steering apparatus, it is necessary to satisfy the assist by increasing the output of the motor so that the speed reduction mechanism has enough strength to withstand it.
Therefore, an electric power steering device for a large vehicle uses a motor and a speed reduction mechanism that are large, heavy and have power, or two as disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3. An assist motor is secured by installing an electric motor.

特許文献２の電動パワーステアリング装置は、第１電動モータを備えた第１補助トルク機構と、第２電動モータを備えた第２補助トルク機構と、を車輪に連結したラック軸に設置して、ハウジングに収納している。 The electric power steering device of Patent Document 2 is provided with a first auxiliary torque mechanism provided with a first electric motor and a second auxiliary torque mechanism provided with a second electric motor on a rack shaft connected to wheels, It is stored in the housing.

特許文献３の電動パワーステアリング装置は、コラム部に操舵補助用の大モータを配設し、ラック部に操舵補助用の小モータを配設して、例えば、高速走行中の低トルク時には小モータを使用し、低速走行中の大トルク時には、大モータを使用するものである。小モータおよび大モータは、ステアリングシャフトに取り付けられた１つのトルクセンサからの信号に基づいて制御する制御手段（ＥＣＵ）によって駆動するようになっている。
特開２００４−２３９６５２号公報（段落００２４〜００３４、図１）特開２００４−２４３９９５号公報（特許請求の範囲、図１、図２）特開２００５−２４７２１４号公報（段落００３４、００２５〜００２８、００３５、図１、図５、図１２〜図１７） In the electric power steering apparatus of Patent Document 3, a large motor for assisting steering is disposed in the column portion, and a small motor for assisting steering is disposed in the rack portion. When a large torque is used during low-speed traveling, a large motor is used. The small motor and the large motor are driven by control means (ECU) that controls based on a signal from one torque sensor attached to the steering shaft.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-239652 (paragraphs 0024 to 0034, FIG. 1) Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-243959 (Claims, FIGS. 1 and 2) JP-A-2005-247214 (paragraphs 0034, 0025 to 0028, 0035, FIGS. 1, 5, and 12 to 17)

しかしながら、大型のモータおよび減速機構からなる前記電動パワーステアリング装置や、前記特許文献１のような２つのモータをラック軸に備えた電動パワーステアリング装置では、大重量化および大型化してギヤボックスを車両に組み付ける際に、作業員一人では重過ぎて組み付けることができないという問題点がある。 However, in the electric power steering device including a large motor and a speed reduction mechanism, and the electric power steering device including two motors as described in Patent Document 1 on a rack shaft, the gear box is increased in weight and size. When assembling, there is a problem that one worker is too heavy to assemble.

このようなギヤボックスは、自動車の組み立てラインでの車体への組み付け作業や、修理工場でのギヤボックスの調整作業や補修時の取り付け取り外し作業や、交換作業等を行う際に、重くて作業性が悪いという問題点がある。 Such gearboxes are heavy and workable when assembling to the car body on the assembly line of automobiles, adjusting gearboxes at repair shops, attaching / detaching when repairing, and replacement work. There is a problem that is bad.

また、特許文献３に記載の電動パワーステアリング装置は、ユニバーサルジョイントを介在してコラム部側とギヤボックス部側とにそれぞれ設けた電動モータが、ステアリングシャフトに取り付けた１つのトルクセンサに基づいて駆動するようになっている。ユニバーサルジョイントを介在したコラム部側とギヤボックス部側とは、厳密には等速に回転せず、コラム部側とギヤボックス部側との間に位相差があると共に、ステアリングシャフトやユニバーサルジョイントやピニオン軸にそれぞれ捩れによる伝達遅れも生じる。例えば、路面からの過大な外力が瞬時にアシスト機構に負荷された場合には、ギヤボックス部側の電動モータの方に大きな負荷がかかる。 Further, in the electric power steering apparatus described in Patent Document 3, an electric motor provided on each of the column part side and the gear box part side via a universal joint is driven based on one torque sensor attached to the steering shaft. It is supposed to be. Strictly speaking, the column side and the gear box side through which the universal joint is interposed do not rotate at a constant speed, and there is a phase difference between the column side and the gear box side. Each pinion shaft also has a transmission delay due to twisting. For example, when an excessive external force from the road surface is instantaneously applied to the assist mechanism, a large load is applied to the electric motor on the gear box side.

このような場合には、特許文献３の電動パワーステアリング装置は、ステアリングシャフトのトルクセンサでトルクを検出して位相差をもつ２つの電動モータを駆動させているため、操作子の操作フィーリングが悪いという問題点があった。 In such a case, the electric power steering device of Patent Document 3 detects torque with the torque sensor of the steering shaft and drives two electric motors having a phase difference. There was a problem of being bad.

そこで、本発明は、前記課題を解消すべく発明されたものであり、ギヤボックス部を車体に組み付ける際の作業性および搭載性を良好にすると共に、操作子（ハンドル）の操作フィーリングが良好な電動パワーステアリング装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention has been invented to solve the above-described problems, and improves the workability and mountability when the gear box portion is assembled to the vehicle body, and the operation feeling of the operating element (handle) is good. It is an object to provide a simple electric power steering device.

前記課題を解決するための手段として、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置の発明は、操作子からの入力に応じたモータ駆動力によって車両の転舵を行う電動パワーステアリング装置であって、前記操作子と、コラム部と、中間伝達部と、ギヤボックス部とが、この順に連結され、前記コラム部および前記ギヤボックス部には、前記モータ駆動力を発生するためのモータと、このモータの回転を減速して倍力または推力に交換するための減速機構と、ステアリングシャフトに加わるトルクを検出するためのトルクセンサと、がそれぞれ設けられていることを特徴とする。
ここで、ステアリングシャフトとは、操作子とラック軸との間に設置される軸棒であって、いわゆるステアリングメインシャフトや、ステアリングインターミディエイトシャフトや、ピニオン軸や、アッパーシャフトや、ロアシャフトや、トーションバー等である。 As means for solving the above-mentioned problem, the invention of the electric power steering apparatus according to claim 1 is an electric power steering apparatus that steers the vehicle by a motor driving force according to an input from an operator, The operation element, a column part, an intermediate transmission part, and a gear box part are connected in this order, and a motor for generating the motor driving force is provided in the column part and the gear box part, and the motor And a torque sensor for detecting a torque applied to the steering shaft, respectively.
Here, the steering shaft is a shaft rod installed between the operation element and the rack shaft, and the so-called steering main shaft, steering intermediate shaft, pinion shaft, upper shaft, lower shaft, Such as a torsion bar.

請求項１に記載の電動パワーステアリング装置の発明によれば、コラム部とギヤボックス部は、モータと減速機構とトルクセンサと、がそれぞれ設けられている。このため、電動パワーステアリング装置は、コラム部とギヤボックス部とにそれぞれに負荷されるトルクを検出して、コラム部のトルクの大きさと、ギヤボックス部のトルクの大きさとに応じてそれぞれに適したアシストを行うことができる。即ちそれぞれ位相の異なる２つの電動モータをそれぞれのトルクセンサにて制御できる、その結果、操作子の操作フィーリングが良好になる。
また、モータと減速機構とトルクセンサとから主に構成されたアシスト機構を、コラム部とギヤボックス部とにそれぞれ設置したことにより、電動パワーステアリング装置全体のパワーを強力にしたとしても、各アシスト機構を小型化および軽量化できる。このため、ギヤボックス部の全体の荷重を小さくすることができる。その結果、ギヤボックスの重量を作業員一人で持ち運び可能な重さに軽量化できるので、ギヤボックスを車体に組み付ける作業性および搭載性が向上される。 According to the first aspect of the invention, the column portion and the gear box portion are each provided with a motor, a speed reduction mechanism, and a torque sensor. For this reason, the electric power steering device detects the torque applied to each of the column part and the gear box part, and is suitable for each according to the magnitude of the torque of the column part and the magnitude of the torque of the gear box part. Can assist. That is, the two electric motors having different phases can be controlled by the respective torque sensors. As a result, the operation feeling of the operator is improved.
Even if the power of the entire electric power steering system is increased by installing an assist mechanism mainly composed of a motor, a speed reduction mechanism, and a torque sensor in the column part and the gear box part. The mechanism can be reduced in size and weight. For this reason, the load of the whole gear box part can be made small. As a result, the weight of the gear box can be reduced to a weight that can be carried by one worker, so that the workability and mountability of assembling the gear box to the vehicle body are improved.

請求項２に記載の電動パワーステアリング装置の発明は、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、前記コラム部に設けられた前記トルクセンサの出力値と、前記ギヤボックス部に設けられた前記トルクセンサの出力値に基づいて、電流を算出し、前記コラム部のモータと前記ギヤボックス部のモータの両方を駆動させる制御装置を備えたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the electric power steering device according to the first aspect, wherein the output value of the torque sensor provided in the column portion and the gear box portion are provided. And a controller that calculates current based on the output value of the torque sensor and drives both the motor of the column section and the motor of the gear box section.

請求項２に記載の電動パワーステアリング装置の発明によれば、制御装置は、コラム部のトルクセンサの出力値と、ギヤボックス部のトルクセンサの出力値に基づいて、電流を算出して、コラム部のモータとギヤボックス部のモータの両方を駆動させる。このため、電動パワーステアリング装置は、コラム部のモータとギヤボックス部のモータとによって、コラム部とギヤボックス部とにかかるトルクに基づいてそれぞれに適したアシストを行うことができるので、操作子の操作フィーリングが良好になる。
また、万が一どちらかのトルクセンサが故障しても、故障していないトルクセンサによってコラム部のモータとギヤボックス部のモータの両方を駆動してアシスト制御を継続できる。
さらに、万が一どちらか一方のアシスト機構が故障した場合であっても、どちらか他方を作動させて操作子の操作をアシストすることができる。このため、電動パワーステアリング装置は、コラム部のアシスト機構、または、ギヤボックス部のアシスト機構が故障しても、コラム部の電動モータ、または、コラム部の電動モータのどちらか一方が駆動するため、操作子の操作が重くなることを軽減することができる。 According to the invention of the electric power steering device according to claim 2, the control device calculates the current based on the output value of the torque sensor of the column portion and the output value of the torque sensor of the gear box portion, and Both the motor of the motor and the motor of the gear box unit are driven. For this reason, the electric power steering apparatus can perform appropriate assisting based on the torque applied to the column part and the gear box part by the motor of the column part and the motor of the gear box part. Operation feeling is improved.
Even if one of the torque sensors breaks down, the assist control can be continued by driving both the column motor and the gear box motor with the torque sensor that is not broken.
Furthermore, even if one of the assist mechanisms is broken, it is possible to assist the operation of the operator by operating one of the other assist mechanisms. For this reason, in the electric power steering apparatus, even if the assist mechanism of the column part or the assist mechanism of the gear box part fails, either the electric motor of the column part or the electric motor of the column part is driven. , It is possible to reduce the heavy operation of the operation element.

請求項３に記載の電動パワーステアリング装置の発明は、請求項１または請求項２に記載の電動パワーステアリング装置であって、前記コラム部および前記ギヤボックス部にそれぞれ設けられたトルクセンサは、少なくともどちらか一方が磁歪式トルクセンサからなることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the electric power steering apparatus according to the first or second aspect, wherein the torque sensors provided in the column part and the gear box part are at least One of them is composed of a magnetostrictive torque sensor.

請求項３に記載の電動パワーステアリング装置の発明によれば、コラム部およびギヤボックス部の少なくともどちらか一方に磁歪式トルクセンサを設けたことによって、ステアリング全体での捩じり剛性を大きくでき事実上捩れをなくすことができる。その結果、トルクセンサを２つ用いても運転者による操作子の操作力によってステアリングシャフトが過度に捩れることを抑制して、操作フィーリングを向上させることができる。 According to the third aspect of the invention, the torsional rigidity of the entire steering wheel can be increased by providing the magnetostrictive torque sensor in at least one of the column portion and the gear box portion. The upper twist can be eliminated. As a result, even if two torque sensors are used, the steering shaft can be prevented from being excessively twisted by the operating force of the operator by the driver, and the operation feeling can be improved.

本発明に係る電動パワーステアリング装置の発明によれば、ギヤボックス部を車体に組み付ける際の作業性および搭載性を良好にすると共に、操作子の操作フィーリングが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。 According to the invention of the electric power steering apparatus according to the present invention, there is provided an electric power steering apparatus that improves the workability and mountability when the gear box portion is assembled to the vehicle body, and has a good operation feeling of the operator. be able to.

次に、図１〜図３に基づき本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の一例を説明する。
なお、電動パワーステアリング装置は、設置する方向によって上下左右の方向が変化するものであり、図面の上側を上方向として説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置を示す模式図である。図２は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置のコラム部を示す模式図である。図３は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置のギヤボックス部を示す模式図である。 Next, an example of the electric power steering apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Note that the electric power steering device changes in the vertical and horizontal directions depending on the installation direction, and the upper side of the drawing will be described as the upward direction.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing a column portion of the electric power steering apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram showing a gear box portion of the electric power steering apparatus according to the embodiment of the present invention.

≪電動パワーステアリング装置の構成≫
図１に示すように、電動パワーステアリング装置ＥＰＳは、運転者がハンドル（操作子）３を回転操作した際に、ハンドル３からの入力に応じた第１電動モータ１１および第２電動モータ２１のそれぞれのモータ駆動力によってハンドル３に連結されたステアリングシャフト７に補助トルクを付加して運転者の操舵力を軽減させる転舵のアシストを行うステアリング装置である。
この電動パワーステアリング装置ＥＰＳは、運転者が操作するハンドル３と、このハンドル３に連結されたステアリングシャフト７と、コラム部４に設置されて第１電動モータ１１を有する第１アシスト機構１と、ギヤボックス部５に設置されて第２電動モータ２１を有する第２アシスト機構２と、第１アシスト機構１と第２アシスト機構２とを接続するための継手（自在継手７２）と、第１アシスト機構１の第１トルクセンサ１２と第２アシスト機構２の第２トルクセンサ２２とからトルクセンサ信号に基づいて第１電動モータ１１と第２電動モータ２１とを制御する制御装置６と、から主に構成されている。
このように電動パワーステアリング装置ＥＰＳには、いわゆるコラム型電動パワーステアリング装置を形成する第１アシスト機構１と、いわゆるラック型電動パワーステアリング装置を形成する第２アシスト機構２との２つの装置が備えられている。 ≪Configuration of electric power steering device≫
As shown in FIG. 1, the electric power steering apparatus EPS is configured such that the first electric motor 11 and the second electric motor 21 according to the input from the handle 3 when the driver rotates the handle (operator) 3. This is a steering device that assists in turning to reduce the steering force of the driver by adding auxiliary torque to the steering shaft 7 connected to the handle 3 by each motor driving force.
The electric power steering apparatus EPS includes a handle 3 operated by a driver, a steering shaft 7 coupled to the handle 3, a first assist mechanism 1 installed in a column portion 4 and having a first electric motor 11, A second assist mechanism 2 having a second electric motor 21 installed in the gear box portion 5, a joint (universal joint 72) for connecting the first assist mechanism 1 and the second assist mechanism 2, and a first assist A control device 6 that controls the first electric motor 11 and the second electric motor 21 based on torque sensor signals from the first torque sensor 12 of the mechanism 1 and the second torque sensor 22 of the second assist mechanism 2, and the main It is configured.
As described above, the electric power steering device EPS includes two devices: a first assist mechanism 1 that forms a so-called column type electric power steering device and a second assist mechanism 2 that forms a so-called rack type electric power steering device. It has been.

第１アシスト機構１と第２アシスト機構２との２つの装置を備えた電動パワーステアリング装置ＥＰＳは、運転者がハンドル３を回転操作した際に、ステアリングメインシャフト７１に作用する操舵トルクの大きさおよび方向を第１トルクセンサ１２で検出し、その検出結果と車速センサＳからの車速信号とに応じた補助トルクを第１電動モータ１１で発生させる。そして、第１電動モータ１１で発生した補助トルクを第１減速機構１３で倍力してステアリングメインシャフト７１に伝達して、自在継手７２を介してピニオン軸７３に伝える。さらに、そのピニオン軸７３に作用する操舵トルクの大きさおよび方向を第２トルクセンサ２２で検出し、その検出結果と車速センサＳからの車速信号とに応じた補助トルクを第２電動モータ２１で発生させる。そして、第２電動モータ２１で発生した補助トルクを第２減速機構２３で倍力してピニオン軸７３に伝達することにより、第１アシスト機構１と第２アシスト機構２との位相差を解消して、ステアリングシャフト７の２箇所で補助トルクを付加し、運転者の操舵力を軽減するようになっている。 The electric power steering device EPS including two devices, the first assist mechanism 1 and the second assist mechanism 2, is the magnitude of the steering torque that acts on the steering main shaft 71 when the driver rotates the handle 3. And the direction are detected by the first torque sensor 12, and the first electric motor 11 generates auxiliary torque corresponding to the detection result and the vehicle speed signal from the vehicle speed sensor S. The auxiliary torque generated by the first electric motor 11 is boosted by the first speed reduction mechanism 13 and transmitted to the steering main shaft 71, and is transmitted to the pinion shaft 73 via the universal joint 72. Further, the magnitude and direction of the steering torque acting on the pinion shaft 73 is detected by the second torque sensor 22, and the auxiliary torque corresponding to the detection result and the vehicle speed signal from the vehicle speed sensor S is detected by the second electric motor 21. generate. Then, the auxiliary torque generated by the second electric motor 21 is boosted by the second reduction mechanism 23 and transmitted to the pinion shaft 73, thereby eliminating the phase difference between the first assist mechanism 1 and the second assist mechanism 2. Thus, auxiliary torque is applied at two locations on the steering shaft 7 to reduce the driver's steering force.

≪ハンドル（操作子）の構成≫
ハンドル３は、車両を操舵するための操作部材である。このハンドル３と、コラム部４と、自在継手（中間伝達部）７２と、ギヤボックス部５と、タイロッドＴと、ナックル（図示せず）と、車輪Ｗとが、この順に連結されている。 ≪Composition of handle (operator) ≫
The handle 3 is an operation member for steering the vehicle. The handle 3, the column portion 4, the universal joint (intermediate transmission portion) 72, the gear box portion 5, the tie rod T, the knuckle (not shown), and the wheels W are connected in this order.

＜コラム部の構成＞
図２に示すコラム部４は、略筒状のステアリングコラム（図示せず）であって、ステアリングメインシャフト７１と、第１アシスト機構１とを有している。すなわち、このコラム部４には、モータ駆動力を発生するための第１電動モータ（モータ）１１と、この第１電動モータ１１の回転を減速して倍力または推力に交換するための第１減速機構（減速機構）１３と、ステアリングメインシャフト７１に加わるトルクを検出するための第１トルクセンサ１２と、が設けられている。 <Composition of column part>
A column portion 4 shown in FIG. 2 is a substantially cylindrical steering column (not shown), and includes a steering main shaft 71 and a first assist mechanism 1. That is, the column section 4 includes a first electric motor (motor) 11 for generating a motor driving force, and a first electric motor 11 for decelerating the rotation of the first electric motor 11 and replacing it with a booster or a thrust. A deceleration mechanism (deceleration mechanism) 13 and a first torque sensor 12 for detecting torque applied to the steering main shaft 71 are provided.

≪第１アシスト機構の構成≫
図２に示すように、第１アシスト機構１は、ハンドル３に連結されたステアリングメインシャフト７１の周辺部位に設置された第１電動モータ１１によってハンドル３の操舵のアシストを行う装置である。この第１アシスト機構１は、運転者がハンドル操作した際に、ステアリングメインシャフト７１（ステアリングシャフト７）に作用する操舵トルクの大きさおよび方向を検出する第１トルクセンサ１２と、運転者の操舵に対して補助操舵力を付与する第１電動モータ１１と、この第１電動モータ１１の回転トルクを増大させる第１減速機構１３と、第１トルクセンサ１２および車速センサＳ等からの検出信号に応じて第１電動モータ１１を駆動制御する第１ＥＣＵ（Electrical Control Unit）１４と、から主に構成されている。その他に、この第１アシスト機構１には、ステアリングメインシャフト７１を軸支する軸受１５，１６，１７や、第１アシスト機構１の各部材を覆う第１ハウジング１８とが備えられている。 << Configuration of first assist mechanism >>
As shown in FIG. 2, the first assist mechanism 1 is a device that assists steering of the handle 3 by a first electric motor 11 installed in a peripheral portion of the steering main shaft 71 connected to the handle 3. The first assist mechanism 1 includes a first torque sensor 12 that detects the magnitude and direction of the steering torque that acts on the steering main shaft 71 (the steering shaft 7) when the driver operates the steering wheel, and the driver's steering. Detection signals from the first electric motor 11 for applying an auxiliary steering force to the motor, the first reduction mechanism 13 for increasing the rotational torque of the first electric motor 11, the first torque sensor 12, the vehicle speed sensor S, and the like. Accordingly, it is mainly composed of a first ECU (Electrical Control Unit) 14 that controls the drive of the first electric motor 11. In addition, the first assist mechanism 1 is provided with bearings 15, 16, and 17 that pivotally support the steering main shaft 71 and a first housing 18 that covers each member of the first assist mechanism 1.

＜第１電動モータ（モータ）の構成＞
図２に示す第１電動モータ１１は、第１トルクセンサ１２からの操舵信号に基づく制御装置６からの入力信号によって第１減速機構１３を介してステアリングメインシャフト７１を回転させるものである。第１電動モータ１１は、第１減速機構１３の第１ウォームギヤ１３ａを設けたロータ軸１１ａを備え、電気的に第１ＥＣＵ１４に接続されている。この第１電動モータ１１および後記する第２電動モータ２１は、例えば、ブラシレスモータからなる。 <Configuration of first electric motor (motor)>
The first electric motor 11 shown in FIG. 2 rotates the steering main shaft 71 via the first speed reduction mechanism 13 by an input signal from the control device 6 based on the steering signal from the first torque sensor 12. The first electric motor 11 includes a rotor shaft 11 a provided with a first worm gear 13 a of the first speed reduction mechanism 13, and is electrically connected to the first ECU 14. This 1st electric motor 11 and the 2nd electric motor 21 mentioned later consist of brushless motors, for example.

＜第１トルクセンサの構成＞
図２に示す第１トルクセンサ１２は、ステアリングメインシャフト７１に直接的に磁歪膜１２ａ，１２ｂが設けられ、互いに異なる異方性が付与されている。ハンドル３からの操舵トルクが作用したときに、ステアリングメインシャフト７１に生じる捩れに応じた磁歪膜１２ａ，１２ｂの逆磁歪効果による磁気特性の変化を、検出コイル１２ｃ，１２ｄ等を用いて電気的に検出することによって２つの磁歪特性曲線が得られ、これらの２つの磁歪特性曲線の差を算出することにより、ステアリングメインシャフト７１に加えられる操舵トルクの方向と大きさを検出する磁歪式トルクセンサである。この第１トルクセンサ１２は、ステアリングメインシャフト７１に設けられた磁歪膜（磁気特性変化部）１２ａ，１２ｂに対向して設けられた複数の検出コイル１２ｃ，１２ｄと、この検出コイル１２ｃ，１２ｄの外周に設けられたヨーク１２ｅ，１２ｆと、から主に構成されている。 <Configuration of first torque sensor>
In the first torque sensor 12 shown in FIG. 2, the magnetostrictive films 12a and 12b are directly provided on the steering main shaft 71, and different anisotropies are imparted thereto. When the steering torque from the steering wheel 3 is applied, a change in magnetic characteristics due to the inverse magnetostriction effect of the magnetostrictive films 12a and 12b corresponding to the twist generated in the steering main shaft 71 is electrically detected using the detection coils 12c and 12d. A magnetostrictive torque sensor that detects the direction and magnitude of the steering torque applied to the steering main shaft 71 by calculating the difference between the two magnetostrictive characteristic curves by detecting the two magnetostrictive characteristic curves. is there. The first torque sensor 12 includes a plurality of detection coils 12c and 12d provided opposite to the magnetostrictive films (magnetic characteristic changing portions) 12a and 12b provided on the steering main shaft 71, and the detection coils 12c and 12d. It is mainly composed of yokes 12e and 12f provided on the outer periphery.

このように、第１トルクセンサ１２は、例えば、１つのトルクセンサを構成する第１コイルユニット１２Ａと、この第１コイルユニット１２Ａと同じ構造の第２コイルユニット１２Ｂと、を備えてなる。 Thus, the first torque sensor 12 includes, for example, the first coil unit 12A constituting one torque sensor and the second coil unit 12B having the same structure as the first coil unit 12A.

＜第１トルクセンサ磁歪膜の構成＞
図２に示す第１トルクセンサ１２の磁歪膜１２ａ，１２ｂは、ステアリングメインシャフト７１に操舵トルクが印加されることによって発生する歪により磁気特性（透磁率）を変化させるものである。この磁歪膜１２ａ，１２ｂは、ステアリングメインシャフト７１の外周面に、軸方向に所定間隔を介して上下に複数配置されて構成されている。この磁歪膜１２ａ，１２ｂは、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ系や、Ｆｅ−Ｃｒ系の合金膜等からなる磁歪材をメッキや蒸着によってステアリングメインシャフト７１に一体的に固定されている。この磁歪膜１２ａ，１２ｂは、互いに逆方向の異方性が付与されている。この異方性付与により操舵トルクの方向を感知する。 <Configuration of first torque sensor magnetostrictive film>
The magnetostrictive films 12 a and 12 b of the first torque sensor 12 shown in FIG. 2 change the magnetic characteristics (permeability) due to the strain generated when the steering torque is applied to the steering main shaft 71. A plurality of magnetostrictive films 12a and 12b are arranged on the outer peripheral surface of the steering main shaft 71 in a vertical direction with a predetermined interval in the axial direction. The magnetostrictive films 12a and 12b are integrally fixed to the steering main shaft 71 by plating or vapor deposition of a magnetostrictive material made of, for example, an Fe—Ni based or Fe—Cr based alloy film. The magnetostrictive films 12a and 12b are given anisotropy in opposite directions. By applying this anisotropy, the direction of the steering torque is sensed.

＜第１トルクセンサの第１コイルユニットおよび第２コイルユニットの構成＞
図２に示す第１コイルユニット１２Ａと第２コイルユニット１２Ｂは、磁歪膜１２ａ，１２ｂと所定距離をおいて対向して第１ハウジング１８の内面に配置され、磁歪膜１２ａ，１２ｂの磁気特性変化を検出することによって、ステアリングメインシャフト７１に印加されたトルクを検出する検出部である。第１コイルユニット１２Ａと第２コイルユニット１２Ｂは、例えば、スペーサ等によって第１コイルユニット１２Ａと第２コイルユニット１２Ｂと各部材間を一定に保った状態で、樹脂によってモールド成形された第１ハウジング１８に収納されて一体化されている。この第１コイルユニット１２Ａと第２コイルユニット１２Ｂは、磁歪特性の変化に合わせて検出コイル１２ｃ，１２ｄが交番通電されて発信されるトルク検出電圧を検出する検出回路を備えた第１ＥＣＵ１４に電気的に接続されている。 <Configuration of first coil unit and second coil unit of first torque sensor>
The first coil unit 12A and the second coil unit 12B shown in FIG. 2 are disposed on the inner surface of the first housing 18 so as to face the magnetostrictive films 12a and 12b at a predetermined distance, and the magnetic characteristics of the magnetostrictive films 12a and 12b are changed. It is a detection part which detects the torque applied to the steering main shaft 71 by detecting. The first coil unit 12A and the second coil unit 12B are, for example, a first housing molded by resin in a state in which the first coil unit 12A and the second coil unit 12B and the respective members are kept constant by a spacer or the like. 18 and integrated. The first coil unit 12A and the second coil unit 12B are electrically connected to the first ECU 14 having a detection circuit that detects a torque detection voltage transmitted when the detection coils 12c and 12d are alternately energized in accordance with changes in magnetostriction characteristics. It is connected to the.

第１コイルユニット１２Ａは、磁歪膜１２ａに対向して配置されて、リング状に束ねて巻回された検出コイル１２ｃと、この検出コイル１２ｃの外側および上下側を覆うように設けられ保持する断面コ字状のヨーク１２ｅと、からなる。
第２コイルユニット１２Ｂは、磁歪膜１２ｂに対向して設置される検出コイル１２ｄと、この検出コイル１２ｄを覆うヨーク１２ｆと、からなる。 The first coil unit 12A is disposed opposite to the magnetostrictive film 12a and has a detection coil 12c wound in a ring shape and a cross section provided and held so as to cover the outside and the upper and lower sides of the detection coil 12c. A U-shaped yoke 12e.
The second coil unit 12B includes a detection coil 12d that is installed to face the magnetostrictive film 12b, and a yoke 12f that covers the detection coil 12d.

＜第１トルクセンサの検出コイルの構成＞
図２に示すように、検出コイル１２ｃ，１２ｄは、磁歪膜１２ａ，１２ｂに通電して、操舵トルク入力時に、磁歪膜１２ａ，１２ｂの磁歪特性である透磁率の変化を検出する検出用の励磁コイルからなる。この検出コイル１２ｃ，１２ｄは、第１ハウジング１８の内周側に、ヨーク１２ｅ，１２ｆを介在し、かつ、上下に離間して配設されている。検出コイル１２ｃ，１２ｄは、例えば、ボビン（図示せず）に巻回されて各ヨーク１２ｅ，１２ｆ内に配設されている。 <Configuration of detection coil of first torque sensor>
As shown in FIG. 2, the detection coils 12c and 12d energize the magnetostrictive films 12a and 12b to detect a change in permeability that is a magnetostrictive characteristic of the magnetostrictive films 12a and 12b when steering torque is input. It consists of a coil. The detection coils 12c and 12d are disposed on the inner peripheral side of the first housing 18 with yokes 12e and 12f interposed and spaced apart from each other. The detection coils 12c and 12d are, for example, wound around bobbins (not shown) and disposed in the yokes 12e and 12f.

＜第１トルクセンサのヨークの構成＞
図２に示すように、ヨーク１２ｅ，１２ｆは、検出コイル１２ｃ，１２ｄの外枠を構成する部材であり、例えば、断面が略コ字状の軟磁性の鋼板製の環状部材からなる。 <Configuration of yoke of first torque sensor>
As shown in FIG. 2, the yokes 12e and 12f are members constituting the outer frame of the detection coils 12c and 12d, and are made of, for example, an annular member made of a soft magnetic steel plate having a substantially U-shaped cross section.

＜第１減速機構の構成＞
第１減速機構１３は、第１電動モータ１１の回転を減速回転させてステアリングメインシャフト７１に伝達するための歯車伝達機構である。この第１減速機構１３は、例えば、ロータ軸１１ａに設けられた第１ウォームギヤ１３ａと、この第１ウォームギヤ１３ａに噛合されステアリングメインシャフト７１に設けられた第１ウォームホイールギヤ１３ｂと、から構成されている。 <Configuration of first reduction mechanism>
The first speed reduction mechanism 13 is a gear transmission mechanism for transmitting the rotation of the first electric motor 11 to the steering main shaft 71 while reducing the rotation speed. The first reduction mechanism 13 includes, for example, a first worm gear 13a provided on the rotor shaft 11a, and a first worm wheel gear 13b provided on the steering main shaft 71 and meshed with the first worm gear 13a. ing.

＜第１ＥＣＵの構成＞
図２に示す第１ＥＣＵ１４は、第１トルクセンサ１２および車速センサＳ等からの検出信号に応じて第１電動モータ１１を駆動制御する電子制御ユニットである。この第１ＥＣＵ１４は、磁歪膜１２ａ，１２ｂに交流電圧を印加して磁歪膜１２ａ，１２ｂを励磁する励磁回路と、磁歪膜１２ａ，１２ｂの透磁率の変化を電気的に検出するトルク検出回路と、車速センサＳからの車速信号を検出する車速検出回路と、この車速検出回路とトルク検出回路からの信号に基づいて第１電動モータ１１を駆動制御する駆動回路と、を備えている。第１ＥＣＵ１４は、検出コイル１２ｃ，１２ｄと、車速センサＳ（図１参照）とにそれぞれ電気的に接続されている。 <Configuration of first ECU>
The first ECU 14 shown in FIG. 2 is an electronic control unit that drives and controls the first electric motor 11 in accordance with detection signals from the first torque sensor 12, the vehicle speed sensor S, and the like. The first ECU 14 includes an excitation circuit that excites the magnetostrictive films 12a and 12b by applying an AC voltage to the magnetostrictive films 12a and 12b, a torque detection circuit that electrically detects a change in permeability of the magnetostrictive films 12a and 12b, and A vehicle speed detection circuit that detects a vehicle speed signal from the vehicle speed sensor S and a drive circuit that drives and controls the first electric motor 11 based on signals from the vehicle speed detection circuit and the torque detection circuit are provided. The first ECU 14 is electrically connected to the detection coils 12c and 12d and the vehicle speed sensor S (see FIG. 1).

≪ステアリングシャフトの構成≫
ステアリングシャフト７は、ハンドル３の回転をギヤボックス部５のラック軸８に伝達するための操舵伝達軸であり、ステアリングメインシャフト７１と、自在継手７２と、ピニオン軸７３とを連設して構成されている。 ≪Steering shaft configuration≫
The steering shaft 7 is a steering transmission shaft for transmitting the rotation of the handle 3 to the rack shaft 8 of the gear box portion 5, and is configured by connecting a steering main shaft 71, a universal joint 72, and a pinion shaft 73. Has been.

＜ステアリングメインシャフトの構成＞
図２に示すように、ステアリングメインシャフト７１は、上端にハンドル３が設置されてハンドル３と共に回動する操舵軸であり、コラム部４内に回転自在に配置されている。このステアリングメインシャフト７１は、例えば、クロムモリブデン鋼材（例えば、ＳＣＭ８２２）から形成されて、磁歪膜１２ａ，１２ｂをスパッタリングやイオンプレーティング等のＰＶＤ法、メッキ法、プラズマ溶射法等を用いて被着している。このステアリングメインシャフト７１には、上端のハンドル３から順に、磁歪膜１２ａ，１２ｂ、第１ウォームホイールギヤ１３ｂが固定されて、その下端に自在継手７２が設けられている。また、このステアリングメインシャフト７１には、上側から順に、軸受１５、第１コイルユニット１２Ａ、第２コイルユニット１２Ｂ、軸受１６、軸受１７が挿設されている。 <Configuration of steering main shaft>
As shown in FIG. 2, the steering main shaft 71 is a steering shaft in which the handle 3 is installed at the upper end and rotates together with the handle 3, and is rotatably disposed in the column portion 4. The steering main shaft 71 is made of, for example, a chromium molybdenum steel material (for example, SCM822), and the magnetostrictive films 12a and 12b are deposited using a PVD method such as sputtering or ion plating, a plating method, a plasma spraying method, or the like. is doing. Magnetostrictive films 12a and 12b and a first worm wheel gear 13b are fixed to the steering main shaft 71 in order from the handle 3 at the upper end, and a universal joint 72 is provided at the lower end thereof. The steering main shaft 71 is inserted with a bearing 15, a first coil unit 12A, a second coil unit 12B, a bearing 16, and a bearing 17 in this order from the top.

＜自在継手（中間伝達部）の構成＞
図２に示す自在継手７２は、直線状のステアリングメインシャフト７１に対して直線状のピニオン軸７３を傾けた状態に連結することが可能な継手部材であり、第１アシスト機構１のステアリングメインシャフト７１の回転を第２アシスト機構２のピニオン軸７３に等速に伝達するための部材である。自在継手７２は、ステアリングメインシャフト７１の下端部に設けられた上部継手部７２ａと、ピニオン軸７３の上端部に設けられた下部継手部７２ｂと、上部継手部７２ａと下部継手部７２ｂとの間に設けられた継手軸７２ｃと、から主に構成されている。
なお、自在継手７２は、ステアリングメインシャフト７１の軸線とピニオン軸７３の軸線とが一致している場合、単なる継手部材であってもよい。 <Configuration of universal joint (intermediate transmission section)>
The universal joint 72 shown in FIG. 2 is a joint member that can be connected to the linear steering main shaft 71 in a state where the linear pinion shaft 73 is inclined, and the steering main shaft of the first assist mechanism 1. This is a member for transmitting the rotation of 71 to the pinion shaft 73 of the second assist mechanism 2 at a constant speed. The universal joint 72 includes an upper joint portion 72a provided at the lower end portion of the steering main shaft 71, a lower joint portion 72b provided at the upper end portion of the pinion shaft 73, and an upper joint portion 72a and a lower joint portion 72b. And a joint shaft 72c provided on the main body.
The universal joint 72 may be a simple joint member when the axis of the steering main shaft 71 and the axis of the pinion shaft 73 coincide.

上部継手部７２ａは、例えば、ステアリングメインシャフト７１の下端に設けられたヨーク部材（図示せず）と、継手軸７２ｃの上端に設けられたヨーク部材（図示せず）と、を十字状の軸支ピン（図示せず）によって傾倒自在に連結した継手要素である。
下部継手部７２ｂは、継手軸７２ｃの下端に設けられたヨーク部材（図示せず）と、ピニオン軸７３の上端に設けられたヨーク部材（図示せず）と、を十字状の軸支ピン（図示せず）によって傾倒自在に連結した継手要素である。
継手軸７２ｃは、いわゆるインターメディエイトシャフトと呼ばれている軸棒である。 The upper joint portion 72a includes, for example, a yoke member (not shown) provided at the lower end of the steering main shaft 71 and a yoke member (not shown) provided at the upper end of the joint shaft 72c. It is a joint element that is tiltably connected by a support pin (not shown).
The lower joint portion 72b includes a yoke member (not shown) provided at the lower end of the joint shaft 72c and a yoke member (not shown) provided at the upper end of the pinion shaft 73. (Not shown) is a joint element that is tiltably connected.
The joint shaft 72c is a shaft bar called a so-called intermediate shaft.

＜軸受の構成＞
図２に示す軸受１５，１６，１７は、ステアリングメインシャフト７１を回転自在に軸支するためのものであって、例えば、ボールベアリングからなり、ステアリングメインシャフト７１に装着されると共に第１ハウジング１８に内設されている。 <Bearing configuration>
The bearings 15, 16, and 17 shown in FIG. 2 are for rotatably supporting the steering main shaft 71. The bearings 15, 16, and 17 include, for example, ball bearings that are mounted on the steering main shaft 71 and the first housing 18. Is installed inside.

＜第１ハウジングの構成＞
第１ハウジング１８は、第１トルクセンサ１２および第１減速機構１３等を収納するためのケースであり、この第１ハウジング１８において、少なくとも上側半分の第１トルクセンサ１２を収納するアッパケース部分は樹脂によって形成されている。この第１ハウジング１８は、コラム部４のステアリングコラムカバー（図示せず）内に設置されている。
なお、第１ハウジング１８の下側半分のロアケース部側は、例えば、樹脂によって形成されるが、金属で形成しても構わない。 <Configuration of first housing>
The first housing 18 is a case for housing the first torque sensor 12, the first speed reduction mechanism 13, and the like. In the first housing 18, an upper case portion that houses at least the upper half of the first torque sensor 12 is It is made of resin. The first housing 18 is installed in a steering column cover (not shown) of the column portion 4.
In addition, although the lower case part side of the lower half of the 1st housing 18 is formed, for example with resin, you may form with a metal.

≪ギヤボックス部の構成≫
図１に示すギヤボックス部５は、後記する第２減速機構２３とピニオンギヤ７４とラックギヤ８１等のいわゆるステアリングギヤが配設される部位であって、第２ハウジング２８によって覆われている。このギヤボックス部５には、前記コラム部４と同様に、モータ駆動力を発生するための第２電動モータ（モータ）２１と、この第２電動モータ２１の回転を減速するための第２減速機構（減速機構）２３と、ピニオン軸（ステアリングシャフト７）７３に加わるトルクを検出するための第２トルクセンサ（トルクセンサ）２２と、が設けられている。 ≪Configuration of gearbox section≫
The gear box portion 5 shown in FIG. 1 is a portion where a so-called steering gear such as a second reduction mechanism 23, a pinion gear 74, and a rack gear 81, which will be described later, is disposed, and is covered with a second housing 28. In the gear box portion 5, similarly to the column portion 4, a second electric motor (motor) 21 for generating a motor driving force and a second reduction gear for reducing the rotation of the second electric motor 21 are provided. A mechanism (deceleration mechanism) 23 and a second torque sensor (torque sensor) 22 for detecting torque applied to the pinion shaft (steering shaft 7) 73 are provided.

≪第２アシスト機構の構成≫
第２アシスト機構２は、運転者のハンドル３の操作によって回転したステアリングメインシャフト７１に連動するピニオン軸７３に作用する操舵トルクの大きさおよび方向を検出する第２トルクセンサ２２と、運転者の操舵に対して補助操舵力を付与する第２電動モータ２１と、この第２電動モータ２１の回転トルクを増大させる第２減速機構２３と、第２トルクセンサ２２および車速センサＳ等からの検出信号に応じて第２電動モータ２１を駆動制御する第２ＥＣＵ（Electrical Control Unit）２４と、から主に構成されている。 ≪Configuration of second assist mechanism≫
The second assist mechanism 2 includes a second torque sensor 22 that detects the magnitude and direction of the steering torque that acts on the pinion shaft 73 that is linked to the steering main shaft 71 rotated by the driver's operation of the steering wheel 3, and the driver's Detection signals from the second electric motor 21 that applies an auxiliary steering force to the steering, the second reduction mechanism 23 that increases the rotational torque of the second electric motor 21, the second torque sensor 22, the vehicle speed sensor S, and the like. And a second ECU (Electrical Control Unit) 24 for controlling the driving of the second electric motor 21 according to the above.

その他に、この第２アシスト機構２には、ピニオン軸７３を軸支する軸受２５，２６，２７と、第２アシスト機構２の各部材等を覆う第２ハウジング２８と、ピニオン軸７３に設けられたピニオンギヤ７４と、このピニオンギヤ７４に噛合して伝達方向を直交する車幅方向に変換するラックギヤ８１と、ラックギヤ８１を有して車幅方向に移動自在に設置されたラック軸８と、ラック軸８の動きをナックル（図示せず）を介在して車輪Ｗに伝えてタイヤの向きを変えるタイロッドＴとが備えられている。 In addition, the second assist mechanism 2 is provided on the bearings 25, 26, and 27 that support the pinion shaft 73, the second housing 28 that covers each member of the second assist mechanism 2, and the pinion shaft 73. A pinion gear 74, a rack gear 81 that meshes with the pinion gear 74 and converts the transmission direction into a vehicle width direction orthogonal to the pinion gear 74, a rack shaft 8 that has the rack gear 81 and is movably installed in the vehicle width direction, And a tie rod T that transmits the motion of 8 to the wheel W through a knuckle (not shown) to change the direction of the tire.

＜ピニオン軸（ステアリングシャフト）の構成＞
図１に示すように、ピニオン軸７３は、上端を自在継手７２を介在してステアリングメインシャフト７１に連結してハンドル３に連動回転するようにした操舵軸である。このピニオン軸７３は、下端部にピニオンギヤ７４が一体的に設けられ、軸受２５，２６，２７を介在して第２ハウジング２８に、軸心を略上下方向に向けて回転自在に収納されている。後記する検出コイル２２ｃ，２２ｄに対向するピニオン軸７３の外周面には、磁歪膜２２ａ，２２ｂが２箇所に配設されている。ピニオン軸７３は、上端部が第２ハウジング２８に穿設された軸孔から突出した状態に設けられ、下端部のピニオンギヤ７４がラック軸８に直交した状態に重なるように配置され、略中央部に第２減速機構２３の第２ウォームホイールギヤ２３ｂが設けられている。 <Configuration of pinion shaft (steering shaft)>
As shown in FIG. 1, the pinion shaft 73 is a steering shaft whose upper end is coupled to the steering main shaft 71 via a universal joint 72 so as to rotate in conjunction with the handle 3. The pinion shaft 73 is integrally provided with a pinion gear 74 at the lower end, and is housed in the second housing 28 via bearings 25, 26, 27 so that the shaft center can be rotated in a substantially vertical direction. . Magnetostrictive films 22a and 22b are disposed at two locations on the outer peripheral surface of the pinion shaft 73 facing the detection coils 22c and 22d described later. The pinion shaft 73 is provided in a state where the upper end portion protrudes from a shaft hole formed in the second housing 28, and the pinion gear 74 at the lower end portion is disposed so as to overlap with the state orthogonal to the rack shaft 8, and is substantially at the center portion. The second worm wheel gear 23b of the second reduction mechanism 23 is provided.

＜第２電動モータ（モータ）の構成＞
図１に示す第２電動モータ２１は、第２トルクセンサ２２からのトルク信号に基づく第２ＥＣＵ２４（制御装置６）からの入力信号によって第２減速機構２３を介在してピニオン軸７３を回転させるアシストを行うものである。第２電動モータ２１は、第２減速機構２３の第２ウォームギヤ２３ａを設けたロータ軸２１ａを備え、電気的に第２ＥＣＵ２４に接続されている。 <Configuration of Second Electric Motor (Motor)>
The second electric motor 21 shown in FIG. 1 assists in rotating the pinion shaft 73 through the second reduction mechanism 23 by an input signal from the second ECU 24 (control device 6) based on the torque signal from the second torque sensor 22. Is to do. The second electric motor 21 includes a rotor shaft 21 a provided with a second worm gear 23 a of the second reduction mechanism 23, and is electrically connected to the second ECU 24.

＜第２トルクセンサの構成＞
図３に示す第２トルクセンサ２２は、前記第１トルクセンサ１２（図２参照）と略同じ構造のセンサをピニオン軸７３の周部に設置したものである。すなわち、第２トルクセンサ２２は、ハンドル３からステアリングメインシャフト７１を介在して伝達された操舵トルクがピニオン軸７３に作用したときに、ピニオン軸７３に生じる捩れに応じた磁歪膜２２ａ，２２ｂの逆磁歪効果による磁気特性の変化を、検出コイル２２ｃ，２２ｄ等を用いて電気的に検出することによって２つの磁歪特性曲線が得られ、これらの２つの磁歪特性曲線の差を算出することにより、ピニオン軸７３に加えられる操舵トルクの方向と大きさを検出する磁歪式トルクセンサである。
この第２トルクセンサ２２は、ピニオン軸７３に設けられた磁歪膜２２ａ，２２ｂに対向して設置された複数の検出コイル２２ｃ，２２ｄと、この検出コイル２２ｃ，２２ｄの外周に設置されたヨーク２２ｅ，２２ｆと、から主に構成されている。 <Configuration of second torque sensor>
The second torque sensor 22 shown in FIG. 3 is a sensor in which a sensor having substantially the same structure as the first torque sensor 12 (see FIG. 2) is installed on the peripheral portion of the pinion shaft 73. In other words, the second torque sensor 22 has the magnetostrictive films 22 a and 22 b according to the twist generated in the pinion shaft 73 when the steering torque transmitted from the handle 3 via the steering main shaft 71 acts on the pinion shaft 73. Two magnetostrictive characteristic curves are obtained by electrically detecting a change in magnetic characteristics due to the inverse magnetostrictive effect using the detection coils 22c, 22d, etc., and by calculating the difference between these two magnetostrictive characteristic curves, The magnetostrictive torque sensor detects the direction and magnitude of the steering torque applied to the pinion shaft 73.
The second torque sensor 22 includes a plurality of detection coils 22c and 22d installed opposite to the magnetostrictive films 22a and 22b provided on the pinion shaft 73, and a yoke 22e installed on the outer periphery of the detection coils 22c and 22d. , 22f, and so on.

このように、第２トルクセンサ２２は、例えば、１つのトルクセンサを構成する第１コイルユニット２２Ａと、この第１コイルユニット２２Ａと同じ構造の第２コイルユニット２２Ｂと、から主に構成されている。その他に、この第２トルクセンサ２２には、第２トルクセンサ２２を収納する第２ハウジング２８と、この第２ハウジング２８に内設されて支持する軸受２５，２６，２７とが備えられている。 Thus, the second torque sensor 22 is mainly configured by, for example, a first coil unit 22A constituting one torque sensor and a second coil unit 22B having the same structure as the first coil unit 22A. Yes. In addition, the second torque sensor 22 includes a second housing 28 that houses the second torque sensor 22, and bearings 25, 26, and 27 that are installed and supported in the second housing 28. .

＜第２トルクセンサの磁歪膜の構成＞
図３に示す第２トルクセンサ２２の磁歪膜２２ａ，２２ｂは、前記第１トルクセンサ１２の磁歪膜１２ａ，１２ｂ（図２参照）と同一または同様のものから形成されている。すなわち、第２トルクセンサ２２は、ピニオン軸７３にトルクが印加されることによって発生する歪により磁気特性（透磁率）を変化させるものである。この磁歪膜２２ａ，２２ｂは、ピニオン軸７３の外周面（外方面）に、軸方向に所定間隔を介して上下に複数配置されたＦｅ−Ｎｉ系の合金膜の磁歪材をメッキして一体的に固定されている。 <Configuration of Magnetostrictive Film of Second Torque Sensor>
The magnetostrictive films 22a and 22b of the second torque sensor 22 shown in FIG. 3 are formed of the same or similar ones as the magnetostrictive films 12a and 12b (see FIG. 2) of the first torque sensor 12. In other words, the second torque sensor 22 changes the magnetic characteristics (permeability) by the strain generated when torque is applied to the pinion shaft 73. The magnetostrictive films 22a and 22b are integrally formed by plating the outer peripheral surface (outer surface) of the pinion shaft 73 with a plurality of Fe-Ni-based alloy film magnetostrictive materials arranged vertically at a predetermined interval in the axial direction. It is fixed to.

＜第２トルクセンサの第１コイルユニットおよび第２コイルユニットの構成＞
第２トルクセンサ２２の第１コイルユニット２２Ａと第２コイルユニット２２Ｂは、図２に示す前記第１トルクセンサ１２の第１コイルユニット１２Ａと第２コイルユニット１２Ｂと同様に構成されている。すなわち、図３に示すように、第１コイルユニット２２Ａと第２コイルユニット２２Ｂは、磁歪膜２２ａ，２２ｂと所定距離をおいて対向して配置され、磁歪膜２２ａ，２２ｂの磁気特性変化を検出することによって、ピニオン軸７３に印加されたトルクを検出する検出部である。第１コイルユニット２２Ａと第２コイルユニット２２Ｂは、共にピニオン軸７３の軸方向に配置されて略円筒状のものからなる。第１コイルユニット２２Ａと第２コイルユニット２２Ｂは、例えば、スペーサによって第１コイルユニット２２Ａと第２コイルユニット２２Ｂと各部材間を一定に保った状態で第２ハウジング２８収納されている。この第１コイルユニット２２Ａと第２コイルユニット２２Ｂは、磁歪特性の変化に合わせて検出コイル２２ｃ，２２ｄが交番通電されて発信されるトルク検出電圧を検出する検出回路を備えた第２ＥＣＵ２４に電気的に接続されている。 <Configuration of first coil unit and second coil unit of second torque sensor>
The first coil unit 22A and the second coil unit 22B of the second torque sensor 22 are configured similarly to the first coil unit 12A and the second coil unit 12B of the first torque sensor 12 shown in FIG. That is, as shown in FIG. 3, the first coil unit 22A and the second coil unit 22B are arranged to face the magnetostrictive films 22a and 22b at a predetermined distance, and detect changes in the magnetic characteristics of the magnetostrictive films 22a and 22b. This is a detection unit that detects the torque applied to the pinion shaft 73. Both the first coil unit 22A and the second coil unit 22B are arranged in the axial direction of the pinion shaft 73 and are substantially cylindrical. For example, the first coil unit 22A and the second coil unit 22B are accommodated in the second housing 28 in a state where the first coil unit 22A and the second coil unit 22B and the respective members are kept constant by spacers. The first coil unit 22A and the second coil unit 22B are electrically connected to a second ECU 24 that includes a detection circuit that detects a torque detection voltage transmitted when the detection coils 22c and 22d are alternately energized in accordance with changes in magnetostriction characteristics. It is connected to the.

図３に示す第２トルクセンサ２２の第１コイルユニット２２Ａは、磁歪膜２２ａに対向して設置される検出コイル２２ｃと、この検出コイル２２ｃの周部に設けられ覆って保持するヨーク２２ｅと、を備えてなる。
第２トルクセンサ２２の第２コイルユニット２２Ｂは、磁歪膜２２ｂに対向して設置される検出コイル２２ｄと、この検出コイル２２ｄを覆うヨーク２２ｆと、を備えてなる。 A first coil unit 22A of the second torque sensor 22 shown in FIG. 3 includes a detection coil 22c that is installed opposite to the magnetostrictive film 22a, and a yoke 22e that is provided around and held around the detection coil 22c. It is equipped with.
The second coil unit 22B of the second torque sensor 22 includes a detection coil 22d that is installed to face the magnetostrictive film 22b, and a yoke 22f that covers the detection coil 22d.

＜第２トルクセンサの検出コイルの構成＞
図３に示すように、第２トルクセンサ２２の検出コイル２２ｃ，２２ｄは、磁歪膜２２ａ，２２ｂに通電して、操舵トルク入力時に、磁歪膜２２ａ，２２ｂの磁歪特性である透磁率の変化を検出する検出用の励磁コイルからなる。この検出コイル２２ｃ，２２ｄは、略円筒状の第２ハウジング２８の内周側に、上下方向に所定間隔に離間して配設されている。検出コイル２２ｃ，２２ｄは、ボビン（図示せず）に巻回されて各ヨーク２２ｅ，２２ｆ内に配設され、磁歪膜２２ａ，２２ｂに所定間隔を介してそれぞれ対向させて配置される。 <Configuration of detection coil of second torque sensor>
As shown in FIG. 3, the detection coils 22c and 22d of the second torque sensor 22 energize the magnetostrictive films 22a and 22b to change the magnetic permeability, which is the magnetostrictive characteristic of the magnetostrictive films 22a and 22b, when a steering torque is input. It consists of an exciting coil for detection. The detection coils 22c and 22d are disposed on the inner peripheral side of the substantially cylindrical second housing 28 at a predetermined interval in the vertical direction. The detection coils 22c and 22d are wound around bobbins (not shown) and disposed in the respective yokes 22e and 22f, and are disposed so as to face the magnetostrictive films 22a and 22b with a predetermined interval therebetween.

＜第２トルクセンサのヨークの構成＞
図３に示すように、第２トルクセンサ２２のヨーク２２ｅ，２２ｆは、検出コイル２２ｃ，２２ｄの外枠を構成する部材であり、例えば、断面が略コ字状の軟磁性の鋼板製の環状部材からなる。ヨーク２２ｅ，２２ｆ間のピニオン軸７３の軸方向には、スペーサ等が介在されて、ヨーク２２ｅ，２２ｆ間の距離が一定に保たれている。 <Configuration of Yoke of Second Torque Sensor>
As shown in FIG. 3, the yokes 22e and 22f of the second torque sensor 22 are members constituting the outer frame of the detection coils 22c and 22d. For example, an annular made of a soft magnetic steel plate having a substantially U-shaped cross section. It consists of members. A spacer or the like is interposed in the axial direction of the pinion shaft 73 between the yokes 22e and 22f, and the distance between the yokes 22e and 22f is kept constant.

＜第２減速機構の構成＞
図１に示す第２減速機構２３は、前記第１減速機構１３と同じ構造をしている。すなわち、第２減速機構２３は、第２電動モータ２１の回転を減速回転させてピニオン軸７３に伝達するための歯車伝達機構である。この第２減速機構２３は、例えば、ロータ軸２１ａに設けられた第２ウォームギヤ２３ａと、この第２ウォームギヤ２３ａに噛合されピニオン軸７３に設けられた第２ウォームホイールギヤ２３ｂと、から構成されている。 <Configuration of second reduction mechanism>
The second reduction mechanism 23 shown in FIG. 1 has the same structure as the first reduction mechanism 13. In other words, the second reduction mechanism 23 is a gear transmission mechanism for reducing the rotation of the second electric motor 21 and transmitting it to the pinion shaft 73. The second reduction mechanism 23 includes, for example, a second worm gear 23a provided on the rotor shaft 21a, and a second worm wheel gear 23b that is meshed with the second worm gear 23a and provided on the pinion shaft 73. Yes.

＜ピニオン軸の構成＞
図３に示すピニオン軸７３は、自在継手７２とラック軸８との間に介在されるステアリングシャフト７の１つであり、ハンドル３（図１参照）の回転操作によって、自在継手７２を介してステアリングメインシャフト７１に連動する操舵軸である。このピニオン軸７３は、ステアリングメインシャフト７１と同様に、例えば、クロムモリブデン鋼材から形成されて、磁歪膜２２ａ，２２ｂを被着している。このピニオン軸７３には、上端の自在継手７２から順に、設定した間隔で磁歪膜２２ａ，２２ｂ、第２ウォームホイールギヤ２３ｂが固定されて、その下端にピニオンギヤ７４が形成されている。また、このピニオン軸７３には、上側から順に、軸受２５、第１コイルユニット２２Ａ、第２コイルユニット２２Ｂ、軸受２６、軸受２７が挿設されている。 <Configuration of pinion shaft>
A pinion shaft 73 shown in FIG. 3 is one of the steering shafts 7 interposed between the universal joint 72 and the rack shaft 8, and the rotation of the handle 3 (see FIG. 1) allows the pinion shaft 73 to pass through the universal joint 72. This is a steering shaft that is linked to the steering main shaft 71. Similar to the steering main shaft 71, the pinion shaft 73 is made of, for example, chrome molybdenum steel, and has magnetostrictive films 22a and 22b attached thereto. Magnetostrictive films 22a and 22b and a second worm wheel gear 23b are fixed to the pinion shaft 73 in order from the upper universal joint 72 at a set interval, and a pinion gear 74 is formed at the lower end thereof. Further, the pinion shaft 73 is inserted with a bearing 25, a first coil unit 22A, a second coil unit 22B, a bearing 26, and a bearing 27 in order from the upper side.

＜第２ハウジングの構成＞
図１に示すように、第２ハウジング２８は、第２アシスト機構２の各部材と、ピニオンギヤ７４と、ラックギヤ８１とラック軸８等を覆うためのケースである。この第２ハウジング２８は、例えば、上側の第２トルクセンサ２２の設置部位が樹脂によって形成されて、この他の部位（下側）がアルミ合金等の金属によって軽量に形成されている。第２トルクセンサ２２やラック軸８等を車両に組み付ける際には、それらの部材をこの第２ハウジング２８内に収納した状態で、例えば、一人の作業員によって車体に取り付けられる。 <Configuration of second housing>
As shown in FIG. 1, the second housing 28 is a case for covering each member of the second assist mechanism 2, the pinion gear 74, the rack gear 81, the rack shaft 8, and the like. In the second housing 28, for example, the installation site of the upper second torque sensor 22 is formed of resin, and the other site (lower side) is formed of a metal such as an aluminum alloy in a light weight. When the second torque sensor 22, the rack shaft 8, or the like is assembled to the vehicle, these members are attached to the vehicle body by, for example, one worker while being housed in the second housing 28.

図３に示すラックギヤ８１は、ピニオン軸７３の回転を、ラック軸８を車幅方向の直線移動に変換させるための歯車である。このラックギヤ８１は、ピニオンギヤ７４に略直交する向きに噛合して配置され、この噛合状態をスプリングＳＰに付勢されたラックガイド８２によって支持されて、第２ハウジング２８に収納されている。
図１に示すラック軸８の左右には、タイロッドＴ、ナックル（図示せず）、および車輪Ｗが連設されている。
タイロッドＴは、ラック軸８と車輪Ｗを軸支したナックル（図示せず）とを連結するための連結棒である。 The rack gear 81 shown in FIG. 3 is a gear for converting the rotation of the pinion shaft 73 into linear movement of the rack shaft 8 in the vehicle width direction. The rack gear 81 is disposed to mesh with the pinion gear 74 in a direction substantially perpendicular to the pinion gear 74, and the meshed state is supported by a rack guide 82 urged by a spring SP and is accommodated in the second housing 28.
A tie rod T, a knuckle (not shown), and wheels W are connected to the left and right of the rack shaft 8 shown in FIG.
The tie rod T is a connecting rod for connecting the rack shaft 8 and a knuckle (not shown) that supports the wheel W.

≪制御装置の構成≫
図１に示す制御装置６は、コラム部４に設けられた第１トルクセンサ１２の出力値と、ギヤボックス部５に設けられた第２トルクセンサ２２の出力値に基づいて、電流を算出し、コラム部４の第１電動モータ１１とギヤボックス部５の第２電動モータ２１の両方を駆動させる装置である。制御装置６は、第１ＥＣＵ１４と第２ＥＣＵ２４を備えている。 <Control device configuration>
The control device 6 shown in FIG. 1 calculates a current based on the output value of the first torque sensor 12 provided in the column portion 4 and the output value of the second torque sensor 22 provided in the gear box portion 5. The device drives both the first electric motor 11 of the column part 4 and the second electric motor 21 of the gear box part 5. The control device 6 includes a first ECU 14 and a second ECU 24.

＜第２ＥＣＵの構成＞
第２ＥＣＵ２４は、第２トルクセンサ２２および車速センサＳ等からの検出信号に応じて第２電動モータ２１を駆動制御する電子制御ユニットである。この第２ＥＣＵ２４は、磁歪膜２２ａ，２２ｂに交流電圧を印加して磁歪膜２２ａ，２２ｂを励磁する励磁回路と、磁歪膜２２ａ，２２ｂの透磁率の変化を電気的に検出するトルク検出回路と、車速センサＳからの車速信号を検出する車速検出回路と、この車速検出回路とトルク検出回路からの信号に基づいて第２電動モータ２１を駆動制御する駆動回路と、を備えている。第２ＥＣＵ２４は、検出コイル２２ｃ，２２ｄと、車速センサＳとにそれぞれ電気的に接続されている。 <Configuration of second ECU>
The second ECU 24 is an electronic control unit that drives and controls the second electric motor 21 in accordance with detection signals from the second torque sensor 22 and the vehicle speed sensor S and the like. The second ECU 24 includes an excitation circuit that excites the magnetostrictive films 22a and 22b by applying an AC voltage to the magnetostrictive films 22a and 22b, a torque detection circuit that electrically detects a change in permeability of the magnetostrictive films 22a and 22b, and A vehicle speed detection circuit that detects a vehicle speed signal from the vehicle speed sensor S and a drive circuit that drives and controls the second electric motor 21 based on signals from the vehicle speed detection circuit and the torque detection circuit are provided. The second ECU 24 is electrically connected to the detection coils 22c and 22d and the vehicle speed sensor S, respectively.

≪電動パワーステアリング装置の組み付けと動作≫
次に、図１〜図３を参照しながら本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置ＥＰＳの車体への組み付けと動作について説明する。 ≪Assembly and operation of electric power steering device≫
Next, assembly and operation of the electric power steering apparatus EPS according to the embodiment of the present invention to the vehicle body will be described with reference to FIGS.

＜第２アシスト機構の組み付け＞
電動パワーステアリング装置ＥＰＳを車体に組み付ける場合には、まず、図１に示す第２アシスト機構２、即ちギヤボックス部５と第２電動モータ２１と第２ウォームギヤ２３ａとラック軸８とピニオン軸７３と第２トルクセンサ２２などが第２ハウジング２８内に収容され、ラック軸８の両端にタイロッドＴが取り付けられた状態で第２ハウジング２８との間に可撓性を有するブーツを取り付け気密性を保持した形態で車体のビームに組み付ける。 <Assembly of the second assist mechanism>
When assembling the electric power steering device EPS to the vehicle body, first, the second assist mechanism 2 shown in FIG. 1, that is, the gear box portion 5, the second electric motor 21, the second worm gear 23 a, the rack shaft 8, and the pinion shaft 73. The second torque sensor 22 and the like are accommodated in the second housing 28, and a flexible boot is attached to the second housing 28 in a state where the tie rods T are attached to both ends of the rack shaft 8, thereby maintaining airtightness. Assemble it to the car body beam.

次に、第２アシスト機構２から突出するタイロッドＴの雄ねじ部が、図示されないナックルの雌ねじ部に螺合、連結され、このねじ部の長さを調整することによって、両前輪Ｗ，Ｗのトー角を正確に調整部してタイロッドＴに設けられたロックナットによりしっかり固定される。 Next, the male threaded portion of the tie rod T protruding from the second assist mechanism 2 is screwed and connected to a female threaded portion of a knuckle (not shown), and by adjusting the length of this threaded portion, the toe of both front wheels W, W The corner is accurately adjusted and firmly fixed by a lock nut provided on the tie rod T.

このようにして第２アシスト機構２の各部材は、図１に示すようにユニット化された状態で自動車やトラックに組み付けられる。第１電動モータ１１と第２電動モータ２１の２個のモータを備えた大型車両用の電動パワーステアリング装置ＥＰＳにおいて、このように組み立てられた第２アシスト機構２は、重量物である第２電動モータ２１および第２減速機構２３等がそれぞれ１つからなり第２トルクセンサ２２を有することによって、独立したユニットとしてアシストできるので、この第２アシスト機構２に重量物を集中させずに、第１アシスト機構１に分けて配設することができる。 In this way, each member of the second assist mechanism 2 is assembled to an automobile or a truck in a unitized state as shown in FIG. In the electric power steering apparatus EPS for a large vehicle provided with two motors of the first electric motor 11 and the second electric motor 21, the second assist mechanism 2 assembled in this way is a second electric motor that is a heavy object. Since the motor 21 and the second speed reduction mechanism 23 and the like are each composed of one and have the second torque sensor 22, the first assist mechanism 2 can be assisted as an independent unit. The assist mechanism 1 can be arranged separately.

これにより、第２アシスト機構２は、軽自動車や小型自動車等に使用されモータを１つ備えた小型電動パワーステアリング装置と同等の重量および強度となり、全体の重量が大型自動車用電動パワーステアリング装置の重量の約半分程度と軽く、一人の作業員によって持ち上げることが可能な重量にすることができる。
このため、第２アシスト機構２は、一人作業員によって車体に取り付けることができるので、組み付け作業や交換作業や調整作業や補修作業等の作業性および搭載性が良く、それらの作業を容易に行うことができる。 As a result, the second assist mechanism 2 has the same weight and strength as a small electric power steering device that is used in a light vehicle, a small vehicle, or the like and has one motor, and the entire weight of the second assist mechanism 2 is that of the electric power steering device for large vehicles. The weight can be reduced to about half of the weight and can be lifted by one worker.
For this reason, since the second assist mechanism 2 can be attached to the vehicle body by a single worker, workability and mountability such as assembly work, replacement work, adjustment work, repair work, etc. are good, and these work are easily performed. be able to.

＜第１アシスト機構の組み付け＞
次に、図１に示すコラム部４の第１アシスト機構１、即ちステアリングメインシャフト７１と第１トルクセンサ１２と第１電動モータ１１と第１ウォームギヤ１３ａと軸受け類を収容する第１ハウジング１８を車体のコラムハンガーに取り付ける。 <Assembly of the first assist mechanism>
Next, the first assist mechanism 1 of the column portion 4 shown in FIG. 1, that is, the steering main shaft 71, the first torque sensor 12, the first electric motor 11, the first worm gear 13a, and the first housing 18 that houses the bearings are provided. Attach it to the column hanger.

これにより、第１アシスト機構１の各部材は、図２に示すようにユニット化された状態で組み付けられる。
電動パワーステアリング装置ＥＰＳにおいて、このように組み立てられた第１アシスト機構１は、第１電動モータ１１および第１減速機構１３等がそれぞれ１つからなり第１トルクセンサ２２を有すことによって独立してアシストできる。このため、第１アシスト機構１の全体の重量は、一般の大型車両用の電動パワーステアリング装置と比較して半減されて軽く、一人の作業員によって持ち上げて組み付け作業を行うことができるので、作業性および搭載性が良好である。 Thereby, each member of the first assist mechanism 1 is assembled in a unitized state as shown in FIG.
In the electric power steering apparatus EPS, the first assist mechanism 1 assembled in this way is independent by having the first torque sensor 22 including the first electric motor 11 and the first speed reduction mechanism 13. Can assist. For this reason, the overall weight of the first assist mechanism 1 is halved and lighter than that of a general large vehicle electric power steering device, and can be lifted and assembled by a single worker. And mountability are good.

さらに、前記第２アシスト機構２のピニオン軸７３に、自在継手７２を介在させて、その自在継手７２に、第１アシスト機構１のステアリングメインシャフト７１を連結する。そのステアリングメインシャフト７１に、不図示のコンビネーションスイッチのベース、操舵角センサ、スパイラルケーブルを挿通してハンドル３を取り付けることによって組み付けが完了する。 Further, a universal joint 72 is interposed in the pinion shaft 73 of the second assist mechanism 2, and the steering main shaft 71 of the first assist mechanism 1 is connected to the universal joint 72. The assembly is completed by inserting the handle 3 by inserting a combination switch base, a steering angle sensor, and a spiral cable (not shown) into the steering main shaft 71.

図１に示すように、電動パワーステアリング装置ＥＰＳは、第１アシスト機構１と第２アシスト機構２とからなる２つのパワーステアリング装置が独立した状態に設置されて、自在継手７２で連結されている。このため、例えば、第２アシスト機構２を車体に組み付ける際には、第２アシスト機構２の取り付けと確認のみで作業が完了する。すなわち、第１アシスト機構１と第２アシスト機構２とは、それぞれを取り付けた段階で確認作業ができるため、第１アシスト機構１も組み付けて電動パワーステアリング装置ＥＰＳ全体の組み付けが完了するまで確認作業ができないということが解消されて、確認作業が容易となる。
さらに、電動パワーステアリング装置ＥＰＳは、第１アシスト機構１と第２アシスト機構２とが独立した状態で、調整作業や故障診断や部品交換や補修作業等をそれぞれ行うことができるため、作業の効率化を図ることができる。 As shown in FIG. 1, the electric power steering device EPS has two power steering devices including a first assist mechanism 1 and a second assist mechanism 2 installed in an independent state and connected by a universal joint 72. . For this reason, for example, when the second assist mechanism 2 is assembled to the vehicle body, the work is completed only by attaching and checking the second assist mechanism 2. That is, since the first assist mechanism 1 and the second assist mechanism 2 can be confirmed when they are attached, the confirmation work is completed until the first assist mechanism 1 is assembled and the entire electric power steering apparatus EPS is assembled. The fact that it is not possible is eliminated, and the confirmation work becomes easy.
Furthermore, since the electric power steering device EPS can perform adjustment work, failure diagnosis, parts replacement, repair work, and the like while the first assist mechanism 1 and the second assist mechanism 2 are independent of each other, work efficiency is improved. Can be achieved.

＜電動パワーステアリング装置の動作＞
次に、図１〜図３を参照して、電動パワーステアリング装置ＥＰＳの動作を説明する。
図１に示すように、電動パワーステアリング装置ＥＰＳでは、例えば、運転者がハンドル３を操作したときのステアリングメインシャフト７１の操舵トルクを、第１アシスト機構１の第１トルクセンサ１２を用いて検出すると共に、第１ＥＣＵ１４により第１トルクセンサ１２からのトルク検出信号、車速センサＳからの車速検出信号等に応じて第１ＥＣＵ１４が第１電動モータ１１を駆動制御し、このときの第１電動モータ１１のトルクを、第１減速機構１３により増大させると共にステアリングメインシャフト７１、自在継手７２を介在して第２アシスト機構２のピニオン軸７３に伝えている。 <Operation of electric power steering device>
Next, the operation of the electric power steering apparatus EPS will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, in the electric power steering apparatus EPS, for example, the steering torque of the steering main shaft 71 when the driver operates the steering wheel 3 is detected using the first torque sensor 12 of the first assist mechanism 1. At the same time, the first ECU 14 drives and controls the first electric motor 11 according to the torque detection signal from the first torque sensor 12, the vehicle speed detection signal from the vehicle speed sensor S, and the like. Is increased by the first reduction mechanism 13 and transmitted to the pinion shaft 73 of the second assist mechanism 2 through the steering main shaft 71 and the universal joint 72.

さらに、電動パワーステアリング装置ＥＰＳでは、第１アシスト機構１でアシストされたピニオン軸７３の操舵トルクを、第２トルクセンサ２２を用いて検出すると共に、第２ＥＣＵ２４により第２トルクセンサ２２からのトルク検出信号、車速センサＳからの車速検出信号等に応じて第２ＥＣＵ２４が第２電動モータ２１を駆動制御し、このときの第２電動モータ２１のトルクを、第２減速機構２３により増大させると共にピニオンギヤ７４、ラック軸８を介在して車輪Ｗ，Ｗに伝えている。 Further, in the electric power steering apparatus EPS, the steering torque of the pinion shaft 73 assisted by the first assist mechanism 1 is detected using the second torque sensor 22, and torque detection from the second torque sensor 22 is performed by the second ECU 24. The second ECU 24 drives and controls the second electric motor 21 in accordance with the signal, the vehicle speed detection signal from the vehicle speed sensor S, etc., and the torque of the second electric motor 21 at this time is increased by the second reduction mechanism 23 and the pinion gear 74. The wheels W are transmitted to the wheels W via the rack shaft 8.

一般の電動パワーステアリング装置では、ステアリングメインシャフトとピニオン軸との間に継手部材が介在されているため、厳密には等速でなく、コラム部とギヤボックス部との間に位相差が生じてハンドルの操作フィーリングに問題があった。
本発明の電動パワーステアリング装置ＥＰＳでは、第１アシスト機構１と第２アシスト機構２との間に自在継手７２が介在されているが、第１アシスト機構１の第１トルクセンサ１２と第１電動モータ１１により第２アシスト機構２に位相差が生じても位相差を解消するように制御することができる。 In a general electric power steering device, since a joint member is interposed between the steering main shaft and the pinion shaft, strictly speaking, the speed is not constant, and a phase difference occurs between the column portion and the gear box portion. There was a problem with the handle feeling.
In the electric power steering apparatus EPS according to the present invention, a universal joint 72 is interposed between the first assist mechanism 1 and the second assist mechanism 2, but the first torque sensor 12 and the first electric motor of the first assist mechanism 1 are disposed. Even if a phase difference occurs in the second assist mechanism 2 by the motor 11, it can be controlled to eliminate the phase difference.

また、一般の電動パワーステアリング装置では、トルクセンサにステアリングメインシャフトやピニオン軸の約１／２の外径のトーションバーを用いて、このトーションバーの捩じり角を計測してこの捩れ角に比例したトルクに変換しているので、この捩れによる伝達遅れも生じている。
本発明の電動パワーステアリング装置ＥＰＳは、ステアリングメインシャフト７１に磁歪膜１２ａ，１２ｂを有する磁歪式の第１トルクセンサ１２を設け、さらに、ピニオン軸７３に磁歪膜２２ａ，２２ｂを有する第２トルクセンサ２２を設置したことによって、センサ部分の占有スペースを小さくしてステアリングシャフト７を太くすることができる。その結果、ハンドル操作によるステアリングシャフト７の捩れを実際に使用する上でゼロといえるほど抑制することができる。したがって、第１トルクセンサ１２と第２トルクセンサ２２のうち少なくともどちらか一方が磁歪式であれば良い。 Moreover, in a general electric power steering apparatus, a torsion bar having an outer diameter of about 1/2 of the steering main shaft or pinion shaft is used as a torque sensor, and the torsion angle of the torsion bar is measured to obtain the torsion angle. Since the torque is converted to a proportional torque, a transmission delay due to this twisting also occurs.
In the electric power steering apparatus EPS of the present invention, the first main torque sensor 12 having the magnetostrictive films 12a and 12b is provided on the steering main shaft 71, and the second torque sensor having the magnetostrictive films 22a and 22b on the pinion shaft 73 is provided. By installing 22, the space occupied by the sensor portion can be reduced and the steering shaft 7 can be made thicker. As a result, the twist of the steering shaft 7 due to the steering operation can be suppressed to zero when actually used. Therefore, at least one of the first torque sensor 12 and the second torque sensor 22 may be a magnetostrictive type.

また、運転者がハンドル３の操作を行った際に、路面から過大な入力が急峻に生じたときには、ギヤボックス部５側の第２トルクセンサ２２の検出の方が早く、大きな検出値を検出する。この場合、電動パワーステアリング装置ＥＰＳは、ギヤボックス部５側の第２アシスト機構２のアシスト力（抵抗力）を大きくして、過大な反力が運転者側に伝わらないようにすることが可能である。つまり、電動パワーステアリング装置ＥＰＳは、適正なアシストを確保したまま、ハンドル３の操作フィーリングを向上させることができる。さらに、磁歪式の第２トルクセンサ２２を用いれば事実上捩れ角を伴わないでトルクを検出できるので、さらに、応答性を高め操作フィーリングを向上させることができる。したがって、第２トルクセンサ２２に磁歪式を用いれば高い操舵フィールを得ることができる。 Further, when the driver operates the steering wheel 3 and an excessive input is generated steeply from the road surface, the second torque sensor 22 on the gear box unit 5 side detects earlier, and a large detection value is detected. To do. In this case, the electric power steering device EPS can increase the assist force (resistance force) of the second assist mechanism 2 on the gear box portion 5 side so that an excessive reaction force is not transmitted to the driver side. It is. That is, the electric power steering device EPS can improve the operation feeling of the handle 3 while ensuring proper assist. In addition, if the magnetostrictive second torque sensor 22 is used, the torque can be detected with virtually no twist angle, so that the responsiveness can be further improved and the operation feeling can be improved. Therefore, if a magnetostrictive type is used for the second torque sensor 22, a high steering feel can be obtained.

また、ステアリング機構に対して補助操舵力を付与する電動パワーステアリング装置ＥＰＳにおいて、磁歪式の第１トルクセンサ１２をコラム部４に使用すると共に、磁歪式の第２トルクセンサ２２をギヤボックス部５に使用したことによって、ステアリングシャフト７全体における操舵トルクの検出精度を高めることができるため、電動パワーステアリング装置ＥＰＳの性能、信頼性等を高めることができる。 Further, in the electric power steering apparatus EPS that applies an auxiliary steering force to the steering mechanism, the magnetostrictive first torque sensor 12 is used for the column portion 4 and the magnetostrictive second torque sensor 22 is used for the gear box portion 5. As a result, the accuracy of detecting the steering torque in the steering shaft 7 as a whole can be improved, so that the performance and reliability of the electric power steering device EPS can be improved.

さらに、本発明の電動パワーステアリング装置ＥＰＳは、第１トルクセンサ１２および第２トルクセンサ２２のそれぞれの磁歪膜１２ａ，１２ｂ，２２ａ，２２ｂ、ステアリングメインシャフト７１およびピニオン軸７３の外周面に直接設けて捩じり歪を検出しているので、従来のトーションバーと比べると、直径を大きくすることができ、約１６倍に捩じり剛性を大きくすることができる。このことによって、ステアリング装置の捩り剛性（ばね定数）が大きくなるため、ハンドル３による車両の操縦性を大幅に向上させることができる。 Furthermore, the electric power steering apparatus EPS of the present invention is directly provided on the outer peripheral surfaces of the magnetostrictive films 12a, 12b, 22a, 22b, the steering main shaft 71, and the pinion shaft 73 of the first torque sensor 12 and the second torque sensor 22, respectively. Thus, the torsional strain is detected, so that the diameter can be increased and the torsional rigidity can be increased about 16 times compared to the conventional torsion bar. As a result, the torsional rigidity (spring constant) of the steering device is increased, so that the steering performance of the vehicle by the handle 3 can be greatly improved.

本発明の電動パワーステアリング装置ＥＰＳは、第１アシスト機構１と第２アシスト機構２とがそれぞれ独立した状態で設けられているので、万が一どちらかのトルクセンサが故障しても、故障していないトルクセンサによってコラム部のモータとギヤボックス部のモータの両方を駆動してアシスト制御を継続できる。
さらに、万が一どちらか一方のアシスト機構が故障した場合であっても、どちらか他方を作動させてハンドル３の操作をアシストすることができる。このため、電動パワーステアリング装置ＥＰＳは、第１アシスト機構１、または、第２アシスト機構２が故障しても、第１電動モータ１１、または、第２電動モータ２１が駆動するため、ハンドル３の操作が重くなることを軽減することができる。 In the electric power steering apparatus EPS according to the present invention, the first assist mechanism 1 and the second assist mechanism 2 are provided in an independent state, so that even if one of the torque sensors fails, it does not fail. The assist control can be continued by driving both the column motor and the gear box motor by the torque sensor.
Furthermore, even if one of the assist mechanisms breaks down, the operation of the handle 3 can be assisted by operating one of the other assist mechanisms. For this reason, since the first electric motor 11 or the second electric motor 21 is driven in the electric power steering apparatus EPS even if the first assist mechanism 1 or the second assist mechanism 2 fails, It is possible to reduce the heavy operation.

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造および変更が可能であり、本発明はこれら改造および変更された発明にも及ぶことは勿論である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope of the technical idea. The present invention extends to these modifications and changes. Of course.

本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing an electric power steering device concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置のコラム部を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing the column part of the electric power steering device concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置のギヤボックス部を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing a gear box part of an electric power steering device concerning an embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

１第１アシスト機構
２第２アシスト機構
３ハンドル（操作子）
４コラム部
５ギヤボックス部
６制御装置
７ステアリングシャフト
８ラック軸
１１第１電動モータ（モータ）
１２第１トルクセンサ（トルクセンサ）
１３第１減速機構（減速機構）
２１第２電動モータ（モータ）
２２第２トルクセンサ（トルクセンサ）
２３第２減速機構（減速機構）
７１ステアリングメインシャフト
７２自在継手（中間伝達部）
７３ピニオン軸
ＥＰＳ電動パワーステアリング装置 1 1st assist mechanism 2 2nd assist mechanism 3 Handle (operator)
4 Column portion 5 Gear box portion 6 Control device 7 Steering shaft 8 Rack shaft 11 First electric motor (motor)
12 First torque sensor (torque sensor)
13 First reduction mechanism (deceleration mechanism)
21 Second electric motor (motor)
22 Second torque sensor (torque sensor)
23 Second deceleration mechanism (deceleration mechanism)
71 Steering main shaft 72 Universal joint (intermediate transmission part)
73 Pinion shaft EPS Electric power steering device

Claims

操作子からの入力に応じたモータ駆動力によって車両の転舵を行う電動パワーステアリング装置であって、
前記操作子と、コラム部と、中間伝達部と、ギヤボックス部とが、この順に連結され、
前記コラム部および前記ギヤボックス部には、前記モータ駆動力を発生するためのモータと、このモータの回転を減速して倍力または推力に交換するための減速機構と、ステアリングシャフトに加わるトルクを検出するためのトルクセンサと、がそれぞれ設けられていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 An electric power steering device that steers a vehicle by a motor driving force according to an input from an operator,
The operation element, the column part, the intermediate transmission part, and the gear box part are connected in this order,
The column part and the gear box part are provided with a motor for generating the motor driving force, a speed reduction mechanism for reducing the rotation of the motor to replace it with a booster or a thrust, and a torque applied to the steering shaft. An electric power steering apparatus, comprising: a torque sensor for detection.

前記コラム部に設けられた前記トルクセンサの出力値と、前記ギヤボックス部に設けられた前記トルクセンサの出力値に基づいて、電流を算出し、前記コラム部のモータと前記ギヤボックス部のモータの両方を駆動させる制御装置を備えた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。 A current is calculated based on an output value of the torque sensor provided in the column part and an output value of the torque sensor provided in the gear box part, and the motor of the column part and the motor of the gear box part are calculated. The electric power steering device according to claim 1, further comprising a control device that drives both of them.

前記コラム部および前記ギヤボックス部にそれぞれ設けられたトルクセンサは、少なくともどちらか一方が磁歪式トルクセンサからなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。 3. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein at least one of the torque sensors provided in each of the column part and the gear box part is a magnetostrictive torque sensor. 4.