電動式操向装置
【課題】操向軸の回転方向および回転角度を検知することの可能な操向角センサを備える電動式操向装置を提供する。
【解決手段】本発明の電動式操向装置は、自動車の操向ホイール１０１に連結される操向軸１０２と、操向補助動力を供給するモータと、対向して設けられた発信部６０１および受信部６０２を含む方向センサ６１０と、操向軸１０２の回転によって発信部６０１および受信部６０２の間を通過しながら回転し、一側にスロット６１１が形成された回転部材６２０と、モータのモータ軸の回転角を検知するモータ位置センサ６４０と、方向センサ６１０およびモータ位置センサ６４０から各々伝達された電気的信号に基づいて操向角を算出する電子制御装置１２３とを備える。操向軸１０２の回転方向を検知する方向センサ６１０とモータ軸の回転角を検知するモータ位置センサ６４０とを用いて、操向軸１０２の絶対操向角を検知する操向角センサ２００を提供する。
【解決手段】本発明の電動式操向装置は、自動車の操向ホイール１０１に連結される操向軸１０２と、操向補助動力を供給するモータと、対向して設けられた発信部６０１および受信部６０２を含む方向センサ６１０と、操向軸１０２の回転によって発信部６０１および受信部６０２の間を通過しながら回転し、一側にスロット６１１が形成された回転部材６２０と、モータのモータ軸の回転角を検知するモータ位置センサ６４０と、方向センサ６１０およびモータ位置センサ６４０から各々伝達された電気的信号に基づいて操向角を算出する電子制御装置１２３とを備える。操向軸１０２の回転方向を検知する方向センサ６１０とモータ軸の回転角を検知するモータ位置センサ６４０とを用いて、操向軸１０２の絶対操向角を検知する操向角センサ２００を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操向角センサを具備した電動式操向装置に関するものである。より詳しくは、絶対操向角を検知する操向角センサを備えた電動式操向装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車の動力補助操向装置には、油圧ポンプの油圧を用いた油圧式操向装置（Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ Ａｐｐａｒａｔｕｓ）が使用されているが、１９９０年代以後、電気モータを用いた電動式操向装置（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ Ａｐｐａｒａｔｕｓ）が徐々に普遍化している。
【０００３】
既存の油圧式操向装置は、動力を補助してくれる動力源である油圧ポンプがエンジンにより駆動されており、操向ホイールの回転の可否に関係なく常にエネルギーを消耗していた。これに対し、電気式動力補助操向装置は、操向ホイールが回転してトルクが発生すると電気エネルギーで駆動されるモータが操向補助動力を提供する。したがって、電動式操向装置を使用することにより、油圧式操向装置に比べて車両のエネルギー効率を向上させることができる。
【０００４】
図１は一般的な電動式操向装置を示す構成図である。図１に示すように、電動式操向装置は、操向ホイール１０１から両側車輪１０８まで連結される操向システム１００および操向システムに操向補助動力を提供する補助動力器具１２０を含んで構成される。
【０００５】
操向システム１００は、一側は操向ホイール１０１に連結されて操向ホイール１０１と共に回転し、他側は一対のユニバーサルジョイント１０３を媒介にしてピニオン軸１０４に連結される操向軸１０２を含んで構成される。ピニオン軸１０４は、ラック−ピニオン器具部１０５を通じてラックバー１０９に連結され、ラックバー１０９の両端はタイロッド１０６とナックルアーム１０７を介して車両の車輪１０８に連結される。
【０００６】
ラック−ピニオン器具部１０５は、ピニオン軸１０４に形成されているピニオンギア部１１１とラックバー１０９の外周面の一側に形成されているラックギア部１１２が互いに噛合されて形成される。運転者が操向ホイール１０１を操作することによって操向システム１００でトルクが発生し、発生したトルクがラック−ピニオン器具部１０５、タイロッド１０６を介して車輪１０８に伝達されることにより、車輪１０８を操向することができる。
【０００７】
補助動力器具１２０は、運転者が操向ホイール１０１に加えるトルクを検知して、検知したトルクに比例する電気信号を出力するトルクセンサ１２１と、トルクセンサ１２１から伝達される電気信号に基づいて制御信号を発生する電子制御装置（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１２３と、電子制御装置１２３から伝達される制御信号に基づいて補助動力を発生させるモータ１３０とを含んで構成される。
【０００８】
これにより、電動式操向装置は、操向ホイール１０１の回転により発生したトルクがラック−ピニオン器具部１０５を経てラックバー１０９に伝達され、発生されたトルクによってモータ１３０で発生した補助動力がラックバー１０９に伝達される。すなわち、操向システム１００で発生したトルクとモータ１３０で発生した補助動力とを合わせた力によって、ラックバー１０９を軸方向に運動するようにするものである。
【０００９】
このような電動式操向装置において、操向角センサは、走行中の自動車で直進位置を基準に操向ホイールの回転角や回転角速度に関する情報を電子制御装置に提供する。電子制御装置は、これらの情報を用いてロール（Ｒｏｌｌ）制御や旋回制御を行う。
【００１０】
図２は、従来の操向角測定方式を説明するブロック図である。図２に示すように、従来の操向角測定方式は、光センサとスリット円板を用いた操向角センサ２００で操向情報を測定し、測定された情報を電子制御装置１２３に伝達して電子制御装置１２３によって操向角および操向角速度を計算する方式である。
【００１１】
また、従来技術の操向角センサ２００は、図３および図４に示すように、主に光センサ３０１とスリット円板３０３とから構成される。光センサ３０１を有するコラムスイッチは操向コラムに固定されている。また、スリット円板３０３は、その回転中心に操向軸１０２が設けられており、操向ホイール１０１の回転とともに回転する。スリット円板３０３は、光センサ３０１を構成する発光素子４０１と受光素子４０３との間に設けられている。スリット円板３０３には、スリットが該スリット円板３０３の中心から放射状に形成されており、発光素子４０１と受光素子４０３との間にスリット円板３０３のスリット部分が位置する場合には発光素子４０１から発光された光が受光素子４０３によって受光される。一方、発光素子４０１と受光素子４０３との間にスリット円板３０３のスリット部分以外が位置する場合には発光素子４０１から発光された光は受光素子４０３によって受光されない。このように、発光素子４０１の光が受光素子４０３に伝達されるか否かによって電気的信号が決まる。
【００１２】
図５は、従来の操向角センサの出力信号を示す波形図である。図５に示すように、発光素子４０１からの光が受光素子４０３に伝達されない場合と発光素子４０１からの光が受光素子４０３に伝達される場合との間には電圧差が発生する。このような電気的信号が電子制御装置に伝達することにより、電子制御装置は操向角を測定することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところが、従来の操向角センサでは、操向軸の回転による操向角が０度である場合と±３６０度である場合または±７２０度である場合を同一であると認識してしまうという問題がある。すなわち、左折する場合と右折する場合とを区別することができない。
【００１４】
このような問題を解決するために、高解像度を有する絶対操向角センサを用いて絶対操向角を測定する方法が考えられるが、絶対操向角センサは高価であるため操向装置の製作コストを増加させてしまうという問題点がある。
【００１５】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、操向軸の回転方向および回転角度を検知することの可能な、新規かつ改良された操向角センサを具備した電動式操向装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、自動車の操向ホイールに連結される操向軸と、操向補助動力を供給するためのモータと、対向して設けられた発信部および受信部を含む方向センサと、操向軸の回転によって発信部および受信部の間を通過しながら回転し、一側にスロットが形成された回転部材と、モータのモータ軸の回転角を検知するモータ位置センサと、方向センサおよびモータ位置センサから各々伝達された電気的信号に基づいて操向角を算出する電子制御装置とを備える電動式操向装置が提供される。
【００１７】
ここで、方向センサの発信部は発光素子からなり、方向センサの受信部は受光素子からなるように構成してもよい。このとき、発光素子には例えばＬＥＤを用いることができ、受光素子にはフォトトランジスタを用いることができる。また、回転部材は、時計方向および反時計方向にそれぞれ１８０度より小さく回転可能に形成してもよい。
【００１８】
また、操向軸の外周面に第１ギアを形成し、回転部材の外周面に第２ギアが形成してもよい。このとき、操向軸と回転部材との間には、第１ギアおよび第２ギアと連動する１以上の減速ギアが設けられる。減速ギアは、２つ以上のギアから構成されるようにしてもよい。
【００１９】
さらに、スロットは、所定長さに形成された第１スロットと、第１スロットより長く形成された第２スロットとからなるようにしてもよい。このとき、方向センサは、第１スロットの動きによって作動する第１方向センサと、第２スロットの動きによって作動する第２方向センサとからなる。電子制御装置は、第１方向センサおよび第２方向センサから伝達された信号を組み合わせて操向角を算出する。
【００２０】
ここで、第１スロットおよび第２スロットは、中心を同一とする略円弧状に形成され、径方向に所定距離だけ離隔して形成するようにしてもよい。さらに、第１スロットおよび第２スロットの中心から延びる直線が、第１スロットと第２スロットとを同時に通過するように形成することもできる。
【００２１】
本発明によれば、減速ギアを通じて操向軸の回転方向を検知する方向センサと、モータ軸の回転角を検知するモータ位置センサとを備える。これにより、絶対操向角を検知することの可能な操向角センサを形成することができ、操向装置の製作コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように本発明によれば、操向軸の回転方向および回転角度を検知することの可能な操向角センサを具備した電動式操向装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２４】
（第１の実施形態）
まず、図６Ａ〜図７に基づいて、本発明の第１の実施形態にかかる操向角センサについて説明する。図６Ａは、本発明の第１の実施形態に係る操向角センサを示す構成図である。図６Ｂは、本発明の第１の実施形態に係る操向角センサを示す側面図である。また、図７は、本発明の第１の実施形態に係る操向角センサを示す一部断面図である。
【００２５】
図６Ａ、図６Ｂおよび図７に示すように、本実施形態に係る操向角センサは、互いに対向して設けられた発信部６０１および受信部６０２を含む方向センサ６１０と、操向軸１０２の回転によって方向センサ６１０の発信部６０１および受信部６０２の間を通過するように回転し、一側にスロット６１１が形成されている回転部材６２０と、操向軸１０２および回転部材６２０の間に設けられた減速ギア６３０と、操向軸１０２に補助動力を供給するモータ１３０に備えられ、モータ軸の回転角を検知するモータ位置センサ６４０と、方向センサ６１０およびモータ位置センサ６４０から各々伝達される電気的信号に基づいて操向角を算出する電子制御装置１２３と、を含んで構成される。
【００２６】
方向センサ６１０は、発信部６０１、受信部６０２および回路基板６０３を含んで構成される。発信部６０１と受信部６０２とは互いに対向するように設けられ、発信部６０１において発信した例えば電気的信号、磁気的信号または光信号等の信号は、受信部６０２により受信される。
【００２７】
このような構成を有する発信部６０１と受信部６０２との間で回転可能に設けられた回転部材６２０によって発信部６０１から発信された信号を遮断したり通過させたりすることにより、方向センサ６１０によって操向軸１０２の回転方向を検知することができる。
【００２８】
方向センサ６１０としては、例えば発光素子４０１および受光素子４０３を含んで構成される光センサを用いることができる。発光素子４０１としては、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いることができ、受光素子４０３としては、例えばフォトトランジスタ（Ｐｈｏｔｏ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いることができるが、かかる例に限定されない。
【００２９】
回路基板６０３は、発信部６０１および受信部６０２と連結されて発信部６０１に電源などを供給するための回路を有する。回転部材６２０の回転により、発信部６０１から発信された信号を受信部６０２によって受信できたり受信できなかったりすることによって特定の電気的信号が発生する。回路基板６０３は、この発生した信号を電子制御装置１２３に伝達する。回路基板６０３としては、一般に印刷回路基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）を用いることができるが、かかる例に限定されない。
【００３０】
減速ギア６３０は操向軸１０２の回転を減速した後、回転部材６２０に回転力を伝達するギアであって、第１減速ギア６２１、第２減速ギア６２３、第３減速ギア６２５および第４減速ギア６２７を含んで構成される。減速ギア６３０としては、例えばスパーギアやヘリカルギア等を用いることができる。
【００３１】
図８は、減速ギア３６０を示す概略図である。本実施形態にかかる減速ギア３６０は、図８に示すように、第１ギア６３１と第２ギア６１３との間に減速ギア６３０が設けられており、第１ギア６３１の回転力が減速ギア６３０を介して最終的に第２ギア６１３に伝達される。また、第１ギア６３１の回転方向と第２ギア６１３の回転方向とは反対であるが、これは減速ギア６３０のギア数によって変わる。
【００３２】
第１減速ギア６２１は、操向軸１０２の外周面に設けられた第１ギア６３１と噛合して回転する。本実施形態における第１ギア６３１のギア歯の数は７０個であり、第１減速ギア６２１のギア歯の数は５０個である。したがって、第１ギア６３１と第１減速ギア６２１とのギア比は７／５となる。
【００３３】
第２減速ギア６２３は、第１減速ギア６２１の例えば下方側に、該第１減速ギア６２１と同軸に設けられる。第３減速ギア６２５は、第２減速ギア６２３と噛合して回転する。本実施形態における第２減速ギア６２３のギア歯の数は１０個であり、第３減速ギア６２５のギア歯の数は４０個である。したがって、第２減速ギア６２３と第３減速ギア６２５とのギア比は１／４となる。
【００３４】
第４減速ギア６２７は、第３減速ギア６２５の例えば下方側に、該第３減速ギア６２５と同軸に設けられる一方で、回転部材６２０の外周面に形成された第２ギア６１３にも噛合して回転する。本実施形態における第４減速ギア６２７のギア歯の数は２０個であり、第２ギア６１３のギア歯の数は４２個である。したがって、第４減速ギア６２７と第２ギア６１３とのギア比は１０／２１となる。
【００３５】
最終的に、減速ギア６３０の作動に係る第１ギア６３１と第２ギア６１３との間の減速比は１／４以上となる。すなわち、操向軸１０２の回転が４回転より少ない場合、回転部材６２０の回転は１回転より少ない。
【００３６】
このように、第１ギア６３１、減速ギア６３０および第２ギア６１３のギア歯の数を調節することによって、操向軸１０２の回転に係る回転部材６２０の回転角度が調節できるようになる。
【００３７】
また、第１減速ギア６２１と第２減速ギア６２３が同軸上に形成され、第３減速ギア６２５と第４減速ギア６２７が同軸上に形成されることにより、各々のギアを互いに平行する平面上に配置することができる。このとき、ギアの段数および厚みを調節することによって、ギアが占める空間を最小化することができる。さらに、第２減速ギア６２３のギア歯の数が第３減速ギア６２５のギア歯の数より少ないことにより、第１減速ギア６２１の一面（図６Ｂにおいて下面）と第３減速ギア６２５の一面（図６Ｂにおいて上面）とが各ギア６２１、６２５の回転軸方向に互いに重なる領域が発生する。これにより、２つのギア６２１、６２５が重なる領域だけ占める空間を節約することができる。
【００３８】
モータ位置センサ（Ｍｏｔｏｒ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ）６４０は、モータ１３０の一側に備えられ、モータ軸の回転時にモータ軸の回転角を検知する装置である。モータ位置センサ６４０は、モータ軸の回転角を検知して所定角度毎にパルス（Ｐｕｌｓｅ）を発生させ、発生されたパルスは電子制御装置１２３に伝達される。
【００３９】
電子制御装置１２３は、自動車に装着されている各種センサ、例えば車速センサ、トルクセンサ、モータ位置センサ等が検知して電気的信号に変換した自動車の速度、操向トルクまたはモータ軸の位置情報などの伝達を受けてモータを制御する装置である。特に、本実施形態においては、操向軸１０２の回転方向を検知する方向センサ６１０から発生される電気的信号と、モータ位置センサ６２１により検知したモータ軸の回転角変化量に関する情報との伝達を受けて、操向角を計算する役割をする。
【００４０】
図９Ａ、９Ｂおよび９Ｃに基づいて、本実施形態に係る操向角センサの作動を説明する。なお、図９Ａ、９Ｂおよび９Ｃは、操向軸１０２の一方向回転による方向センサ６１０の作動状態を示す平面図である。
【００４１】
まず、図９Ａに示すように、自動車の操向ホイールが中立位置（Ａ−Ａ’）から若干回転した状態ある場合、中立位置（Ａ−Ａ’）から時計反対方向に若干回転している回転部材６２０は、スロット６１１を介して発光素子６０５から発せられた光が受光素子６０７によって受光されるように発光素子６０５から発光された光を通過させている。また、図９Ｂに示すように、操向軸１０２が時計方向に回転することによって回転部材６２０が反時計方向に回転して最終位置（Ｂ−Ｂ’）まで到達しても、発光素子６０５からの光は回転部材６１３のスロット６１１を通過して受光素子６０７に伝達される。したがって、この場合、方向センサ６１０から電子制御装置に伝達される電気的信号は一定である。
【００４２】
例えば、運転者が操向ホイールを操作して右折することで上述した状態になる場合、電子制御装置１２３は、現在、自動車の操向軸１０２が右側に回転している状態であることを検知することができる。
【００４３】
ところが、モータ位置センサは、モータ軸の回転によって所定角度毎に電気的信号を電子制御装置１２３に送る。このような電気的信号を通じてモータ軸の回転角を算出できる一方、モータ軸の回転角とウォームおよびウォームホイールの減速比が既知であれば、操向軸１０２の回転角がわかる。例えば、モータ位置センサから検知されるモータ軸の回転角度が０．２８度であり、ウォームおよびウォームホイールの減速比が４：１であるとき、算出される絶対操向角は０．２８×４＝１．１２度である。すなわち、方向センサ６１０から伝達される電気的信号は操向軸１０２の回転方向を示し、モータ位置センサから伝達される電気的信号は操向軸１０２の回転角を示すものである。したがって、これを総合することにより、操向軸１０２の回転方向およびその方向への操向軸１０２の絶対回転角が算出できる。
【００４４】
このような原理は、操向軸１０２が反対方向に回転する場合にも同様に適用可能である。また、一方向に回転した状態にいた操向軸１０２が反対方向に回転してから中立位置を過ぎる場合には回転部材も中立位置を過ぎるので、方向センサ６１０の発信部６０１からの光が遮断または通過され、瞬間的に電気的信号に変動が発生する。このような電気的信号の変動によって、電子制御装置１２３は操向軸１０２の回転方向が反対方向に変わったことを検知することができる。
【００４５】
以上、本発明の第１の実施形態にかかる操向角センサについて説明した。本実施形態にかかる操向角センサによれば、減速ギアを通じて操向軸の回転方向を検知する方向センサと、モータ軸の回転角を検知するモータ位置センサとを備えることにより、絶対操向角を検知することの可能な操向角センサを形成することができる。
【００４６】
（第２の実施形態）
次に、図１０に基づいて、本発明の第２の実施形態にかかる操向角センサについて説明する。なお、図１０は、本実施形態に係る操向角センサを示す部分斜視図である。本実施形態の説明において、第１の実施形態と同一の構成および作用の説明は省略する。
【００４７】
本実施形態に係る操向角センサは、図１０に示すように、スロット６１１と、方向センサ６１０とからなる。スロット６１１は、所定長さで形成される第１スロット１００１と、第１スロット１００１より長く形成される第２スロット１００３とからなる。方向センサ６１０は、第１スロット１００１の動きによって作動する第１方向センサ１００５と、第２スロット１００３の動きによって作動する第２方向センサ１００７とからなる。また、第１スロット１００１および第２スロット１００３は、中心を同一とする円弧状に形成され、第１スロット１００１が第２スロット１００３に比べて中心側に位置するように形成される。
【００４８】
ここで、第１の実施形態に係る操向角センサの場合、形成されるスロットは１つのみであり、回転部材が中立位置を過ぎる瞬間の信号を処理し難いという問題があった。このため、その過程で発生する各種の誤差などにより、方向センサ６１０が正確に中立位置を検知し難いという問題が発生する。
【００４９】
これに対し、本実施形態に係る操向角センサの場合には、回転部材６２０が中立位置（Ａ−Ａ’）を通過するときに、第１スロット１００１および第２スロット１００３の動きによって第１方向センサ１００５および第２方向センサ１００７が各々作動する。
【００５０】
すなわち、第１スロット１００１および第１方向センサ１００５により中立位置（Ａ−Ａ’）を検知して第１信号を電子制御装置（図示せず。）に伝達する一方、第２スロット１００３および第２方向センサ１００７も中立位置（Ａ−Ａ’）を検知して第２信号を電子制御装置に伝達する。したがって、この場合、電子制御装置が第１および第２信号を組合せた後、一定範囲内の値が算出されればその値に係る位置を中立位置（Ａ−Ａ’）と認識する。
【００５１】
以上、第２の実施形態にかかる操向角センサについて説明した。本実施形態にかかる操向角センサによれば、減速ギアを通じて操向軸の回転方向を検知する方向センサと、モータ軸の回転角を検知するモータ位置センサとを備えることにより、絶対操向角を検知することの可能な操向角センサを形成することができる。さらに、回転部材の中立位置を確実に検知することができる。
【００５２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】一般的な電動式操向装置を示す構成図である。
【図２】従来の操向角測定方式を説明するブロック図である。
【図３】従来の操向角センサの構造を示す概略図である。
【図４】従来の操向角センサの原理を説明する概略図である。
【図５】従来の操向角センサの出力信号を示す波形図である。
【図６Ａ】本発明の第１の実施形態に係る操向角センサを示す構成図である。
【図６Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る操向角センサを示す側面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る操向角センサを示す一部断面図である。
【図８】減速ギアを示す概略図である。
【図９Ａ】操向軸の一方向回転に係る方向センサの作動状態を各々示す平面図である。
【図９Ｂ】操向軸の一方向回転に係る方向センサの作動状態を各々示す平面図である。
【図９Ｃ】操向軸の一方向回転に係る方向センサの作動状態を各々示す平面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る操向角センサを示す部分斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０２ 操向軸
３０１ 光センサ
３０３ スリット円板
４０１ 発光素子
４０３ 受光素子
６０１ 発信部
６０２ 受信部
６０３ 回路基板
６１０ 方向センサ
６１１ スロット
６１３ 第２ギア
６２０ 回転部材
６２１ 第１減速ギア
６２３ 第２減速ギア
６２５ 第３減速ギア
６２７ 第４減速ギア
６３０ 減速ギア
６３１ 第１ギア
６４０ モータ位置センサ
１００１ 第１スロット
１００３ 第２スロット
１００５ 第１方向センサ
１００７ 第２方向センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操向角センサを具備した電動式操向装置に関するものである。より詳しくは、絶対操向角を検知する操向角センサを備えた電動式操向装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車の動力補助操向装置には、油圧ポンプの油圧を用いた油圧式操向装置（Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ Ａｐｐａｒａｔｕｓ）が使用されているが、１９９０年代以後、電気モータを用いた電動式操向装置（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ Ａｐｐａｒａｔｕｓ）が徐々に普遍化している。
【０００３】
既存の油圧式操向装置は、動力を補助してくれる動力源である油圧ポンプがエンジンにより駆動されており、操向ホイールの回転の可否に関係なく常にエネルギーを消耗していた。これに対し、電気式動力補助操向装置は、操向ホイールが回転してトルクが発生すると電気エネルギーで駆動されるモータが操向補助動力を提供する。したがって、電動式操向装置を使用することにより、油圧式操向装置に比べて車両のエネルギー効率を向上させることができる。
【０００４】
図１は一般的な電動式操向装置を示す構成図である。図１に示すように、電動式操向装置は、操向ホイール１０１から両側車輪１０８まで連結される操向システム１００および操向システムに操向補助動力を提供する補助動力器具１２０を含んで構成される。
【０００５】
操向システム１００は、一側は操向ホイール１０１に連結されて操向ホイール１０１と共に回転し、他側は一対のユニバーサルジョイント１０３を媒介にしてピニオン軸１０４に連結される操向軸１０２を含んで構成される。ピニオン軸１０４は、ラック−ピニオン器具部１０５を通じてラックバー１０９に連結され、ラックバー１０９の両端はタイロッド１０６とナックルアーム１０７を介して車両の車輪１０８に連結される。
【０００６】
ラック−ピニオン器具部１０５は、ピニオン軸１０４に形成されているピニオンギア部１１１とラックバー１０９の外周面の一側に形成されているラックギア部１１２が互いに噛合されて形成される。運転者が操向ホイール１０１を操作することによって操向システム１００でトルクが発生し、発生したトルクがラック−ピニオン器具部１０５、タイロッド１０６を介して車輪１０８に伝達されることにより、車輪１０８を操向することができる。
【０００７】
補助動力器具１２０は、運転者が操向ホイール１０１に加えるトルクを検知して、検知したトルクに比例する電気信号を出力するトルクセンサ１２１と、トルクセンサ１２１から伝達される電気信号に基づいて制御信号を発生する電子制御装置（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１２３と、電子制御装置１２３から伝達される制御信号に基づいて補助動力を発生させるモータ１３０とを含んで構成される。
【０００８】
これにより、電動式操向装置は、操向ホイール１０１の回転により発生したトルクがラック−ピニオン器具部１０５を経てラックバー１０９に伝達され、発生されたトルクによってモータ１３０で発生した補助動力がラックバー１０９に伝達される。すなわち、操向システム１００で発生したトルクとモータ１３０で発生した補助動力とを合わせた力によって、ラックバー１０９を軸方向に運動するようにするものである。
【０００９】
このような電動式操向装置において、操向角センサは、走行中の自動車で直進位置を基準に操向ホイールの回転角や回転角速度に関する情報を電子制御装置に提供する。電子制御装置は、これらの情報を用いてロール（Ｒｏｌｌ）制御や旋回制御を行う。
【００１０】
図２は、従来の操向角測定方式を説明するブロック図である。図２に示すように、従来の操向角測定方式は、光センサとスリット円板を用いた操向角センサ２００で操向情報を測定し、測定された情報を電子制御装置１２３に伝達して電子制御装置１２３によって操向角および操向角速度を計算する方式である。
【００１１】
また、従来技術の操向角センサ２００は、図３および図４に示すように、主に光センサ３０１とスリット円板３０３とから構成される。光センサ３０１を有するコラムスイッチは操向コラムに固定されている。また、スリット円板３０３は、その回転中心に操向軸１０２が設けられており、操向ホイール１０１の回転とともに回転する。スリット円板３０３は、光センサ３０１を構成する発光素子４０１と受光素子４０３との間に設けられている。スリット円板３０３には、スリットが該スリット円板３０３の中心から放射状に形成されており、発光素子４０１と受光素子４０３との間にスリット円板３０３のスリット部分が位置する場合には発光素子４０１から発光された光が受光素子４０３によって受光される。一方、発光素子４０１と受光素子４０３との間にスリット円板３０３のスリット部分以外が位置する場合には発光素子４０１から発光された光は受光素子４０３によって受光されない。このように、発光素子４０１の光が受光素子４０３に伝達されるか否かによって電気的信号が決まる。
【００１２】
図５は、従来の操向角センサの出力信号を示す波形図である。図５に示すように、発光素子４０１からの光が受光素子４０３に伝達されない場合と発光素子４０１からの光が受光素子４０３に伝達される場合との間には電圧差が発生する。このような電気的信号が電子制御装置に伝達することにより、電子制御装置は操向角を測定することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところが、従来の操向角センサでは、操向軸の回転による操向角が０度である場合と±３６０度である場合または±７２０度である場合を同一であると認識してしまうという問題がある。すなわち、左折する場合と右折する場合とを区別することができない。
【００１４】
このような問題を解決するために、高解像度を有する絶対操向角センサを用いて絶対操向角を測定する方法が考えられるが、絶対操向角センサは高価であるため操向装置の製作コストを増加させてしまうという問題点がある。
【００１５】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、操向軸の回転方向および回転角度を検知することの可能な、新規かつ改良された操向角センサを具備した電動式操向装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、自動車の操向ホイールに連結される操向軸と、操向補助動力を供給するためのモータと、対向して設けられた発信部および受信部を含む方向センサと、操向軸の回転によって発信部および受信部の間を通過しながら回転し、一側にスロットが形成された回転部材と、モータのモータ軸の回転角を検知するモータ位置センサと、方向センサおよびモータ位置センサから各々伝達された電気的信号に基づいて操向角を算出する電子制御装置とを備える電動式操向装置が提供される。
【００１７】
ここで、方向センサの発信部は発光素子からなり、方向センサの受信部は受光素子からなるように構成してもよい。このとき、発光素子には例えばＬＥＤを用いることができ、受光素子にはフォトトランジスタを用いることができる。また、回転部材は、時計方向および反時計方向にそれぞれ１８０度より小さく回転可能に形成してもよい。
【００１８】
また、操向軸の外周面に第１ギアを形成し、回転部材の外周面に第２ギアが形成してもよい。このとき、操向軸と回転部材との間には、第１ギアおよび第２ギアと連動する１以上の減速ギアが設けられる。減速ギアは、２つ以上のギアから構成されるようにしてもよい。
【００１９】
さらに、スロットは、所定長さに形成された第１スロットと、第１スロットより長く形成された第２スロットとからなるようにしてもよい。このとき、方向センサは、第１スロットの動きによって作動する第１方向センサと、第２スロットの動きによって作動する第２方向センサとからなる。電子制御装置は、第１方向センサおよび第２方向センサから伝達された信号を組み合わせて操向角を算出する。
【００２０】
ここで、第１スロットおよび第２スロットは、中心を同一とする略円弧状に形成され、径方向に所定距離だけ離隔して形成するようにしてもよい。さらに、第１スロットおよび第２スロットの中心から延びる直線が、第１スロットと第２スロットとを同時に通過するように形成することもできる。
【００２１】
本発明によれば、減速ギアを通じて操向軸の回転方向を検知する方向センサと、モータ軸の回転角を検知するモータ位置センサとを備える。これにより、絶対操向角を検知することの可能な操向角センサを形成することができ、操向装置の製作コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように本発明によれば、操向軸の回転方向および回転角度を検知することの可能な操向角センサを具備した電動式操向装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２４】
（第１の実施形態）
まず、図６Ａ〜図７に基づいて、本発明の第１の実施形態にかかる操向角センサについて説明する。図６Ａは、本発明の第１の実施形態に係る操向角センサを示す構成図である。図６Ｂは、本発明の第１の実施形態に係る操向角センサを示す側面図である。また、図７は、本発明の第１の実施形態に係る操向角センサを示す一部断面図である。
【００２５】
図６Ａ、図６Ｂおよび図７に示すように、本実施形態に係る操向角センサは、互いに対向して設けられた発信部６０１および受信部６０２を含む方向センサ６１０と、操向軸１０２の回転によって方向センサ６１０の発信部６０１および受信部６０２の間を通過するように回転し、一側にスロット６１１が形成されている回転部材６２０と、操向軸１０２および回転部材６２０の間に設けられた減速ギア６３０と、操向軸１０２に補助動力を供給するモータ１３０に備えられ、モータ軸の回転角を検知するモータ位置センサ６４０と、方向センサ６１０およびモータ位置センサ６４０から各々伝達される電気的信号に基づいて操向角を算出する電子制御装置１２３と、を含んで構成される。
【００２６】
方向センサ６１０は、発信部６０１、受信部６０２および回路基板６０３を含んで構成される。発信部６０１と受信部６０２とは互いに対向するように設けられ、発信部６０１において発信した例えば電気的信号、磁気的信号または光信号等の信号は、受信部６０２により受信される。
【００２７】
このような構成を有する発信部６０１と受信部６０２との間で回転可能に設けられた回転部材６２０によって発信部６０１から発信された信号を遮断したり通過させたりすることにより、方向センサ６１０によって操向軸１０２の回転方向を検知することができる。
【００２８】
方向センサ６１０としては、例えば発光素子４０１および受光素子４０３を含んで構成される光センサを用いることができる。発光素子４０１としては、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いることができ、受光素子４０３としては、例えばフォトトランジスタ（Ｐｈｏｔｏ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いることができるが、かかる例に限定されない。
【００２９】
回路基板６０３は、発信部６０１および受信部６０２と連結されて発信部６０１に電源などを供給するための回路を有する。回転部材６２０の回転により、発信部６０１から発信された信号を受信部６０２によって受信できたり受信できなかったりすることによって特定の電気的信号が発生する。回路基板６０３は、この発生した信号を電子制御装置１２３に伝達する。回路基板６０３としては、一般に印刷回路基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）を用いることができるが、かかる例に限定されない。
【００３０】
減速ギア６３０は操向軸１０２の回転を減速した後、回転部材６２０に回転力を伝達するギアであって、第１減速ギア６２１、第２減速ギア６２３、第３減速ギア６２５および第４減速ギア６２７を含んで構成される。減速ギア６３０としては、例えばスパーギアやヘリカルギア等を用いることができる。
【００３１】
図８は、減速ギア３６０を示す概略図である。本実施形態にかかる減速ギア３６０は、図８に示すように、第１ギア６３１と第２ギア６１３との間に減速ギア６３０が設けられており、第１ギア６３１の回転力が減速ギア６３０を介して最終的に第２ギア６１３に伝達される。また、第１ギア６３１の回転方向と第２ギア６１３の回転方向とは反対であるが、これは減速ギア６３０のギア数によって変わる。
【００３２】
第１減速ギア６２１は、操向軸１０２の外周面に設けられた第１ギア６３１と噛合して回転する。本実施形態における第１ギア６３１のギア歯の数は７０個であり、第１減速ギア６２１のギア歯の数は５０個である。したがって、第１ギア６３１と第１減速ギア６２１とのギア比は７／５となる。
【００３３】
第２減速ギア６２３は、第１減速ギア６２１の例えば下方側に、該第１減速ギア６２１と同軸に設けられる。第３減速ギア６２５は、第２減速ギア６２３と噛合して回転する。本実施形態における第２減速ギア６２３のギア歯の数は１０個であり、第３減速ギア６２５のギア歯の数は４０個である。したがって、第２減速ギア６２３と第３減速ギア６２５とのギア比は１／４となる。
【００３４】
第４減速ギア６２７は、第３減速ギア６２５の例えば下方側に、該第３減速ギア６２５と同軸に設けられる一方で、回転部材６２０の外周面に形成された第２ギア６１３にも噛合して回転する。本実施形態における第４減速ギア６２７のギア歯の数は２０個であり、第２ギア６１３のギア歯の数は４２個である。したがって、第４減速ギア６２７と第２ギア６１３とのギア比は１０／２１となる。
【００３５】
最終的に、減速ギア６３０の作動に係る第１ギア６３１と第２ギア６１３との間の減速比は１／４以上となる。すなわち、操向軸１０２の回転が４回転より少ない場合、回転部材６２０の回転は１回転より少ない。
【００３６】
このように、第１ギア６３１、減速ギア６３０および第２ギア６１３のギア歯の数を調節することによって、操向軸１０２の回転に係る回転部材６２０の回転角度が調節できるようになる。
【００３７】
また、第１減速ギア６２１と第２減速ギア６２３が同軸上に形成され、第３減速ギア６２５と第４減速ギア６２７が同軸上に形成されることにより、各々のギアを互いに平行する平面上に配置することができる。このとき、ギアの段数および厚みを調節することによって、ギアが占める空間を最小化することができる。さらに、第２減速ギア６２３のギア歯の数が第３減速ギア６２５のギア歯の数より少ないことにより、第１減速ギア６２１の一面（図６Ｂにおいて下面）と第３減速ギア６２５の一面（図６Ｂにおいて上面）とが各ギア６２１、６２５の回転軸方向に互いに重なる領域が発生する。これにより、２つのギア６２１、６２５が重なる領域だけ占める空間を節約することができる。
【００３８】
モータ位置センサ（Ｍｏｔｏｒ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ）６４０は、モータ１３０の一側に備えられ、モータ軸の回転時にモータ軸の回転角を検知する装置である。モータ位置センサ６４０は、モータ軸の回転角を検知して所定角度毎にパルス（Ｐｕｌｓｅ）を発生させ、発生されたパルスは電子制御装置１２３に伝達される。
【００３９】
電子制御装置１２３は、自動車に装着されている各種センサ、例えば車速センサ、トルクセンサ、モータ位置センサ等が検知して電気的信号に変換した自動車の速度、操向トルクまたはモータ軸の位置情報などの伝達を受けてモータを制御する装置である。特に、本実施形態においては、操向軸１０２の回転方向を検知する方向センサ６１０から発生される電気的信号と、モータ位置センサ６２１により検知したモータ軸の回転角変化量に関する情報との伝達を受けて、操向角を計算する役割をする。
【００４０】
図９Ａ、９Ｂおよび９Ｃに基づいて、本実施形態に係る操向角センサの作動を説明する。なお、図９Ａ、９Ｂおよび９Ｃは、操向軸１０２の一方向回転による方向センサ６１０の作動状態を示す平面図である。
【００４１】
まず、図９Ａに示すように、自動車の操向ホイールが中立位置（Ａ−Ａ’）から若干回転した状態ある場合、中立位置（Ａ−Ａ’）から時計反対方向に若干回転している回転部材６２０は、スロット６１１を介して発光素子６０５から発せられた光が受光素子６０７によって受光されるように発光素子６０５から発光された光を通過させている。また、図９Ｂに示すように、操向軸１０２が時計方向に回転することによって回転部材６２０が反時計方向に回転して最終位置（Ｂ−Ｂ’）まで到達しても、発光素子６０５からの光は回転部材６１３のスロット６１１を通過して受光素子６０７に伝達される。したがって、この場合、方向センサ６１０から電子制御装置に伝達される電気的信号は一定である。
【００４２】
例えば、運転者が操向ホイールを操作して右折することで上述した状態になる場合、電子制御装置１２３は、現在、自動車の操向軸１０２が右側に回転している状態であることを検知することができる。
【００４３】
ところが、モータ位置センサは、モータ軸の回転によって所定角度毎に電気的信号を電子制御装置１２３に送る。このような電気的信号を通じてモータ軸の回転角を算出できる一方、モータ軸の回転角とウォームおよびウォームホイールの減速比が既知であれば、操向軸１０２の回転角がわかる。例えば、モータ位置センサから検知されるモータ軸の回転角度が０．２８度であり、ウォームおよびウォームホイールの減速比が４：１であるとき、算出される絶対操向角は０．２８×４＝１．１２度である。すなわち、方向センサ６１０から伝達される電気的信号は操向軸１０２の回転方向を示し、モータ位置センサから伝達される電気的信号は操向軸１０２の回転角を示すものである。したがって、これを総合することにより、操向軸１０２の回転方向およびその方向への操向軸１０２の絶対回転角が算出できる。
【００４４】
このような原理は、操向軸１０２が反対方向に回転する場合にも同様に適用可能である。また、一方向に回転した状態にいた操向軸１０２が反対方向に回転してから中立位置を過ぎる場合には回転部材も中立位置を過ぎるので、方向センサ６１０の発信部６０１からの光が遮断または通過され、瞬間的に電気的信号に変動が発生する。このような電気的信号の変動によって、電子制御装置１２３は操向軸１０２の回転方向が反対方向に変わったことを検知することができる。
【００４５】
以上、本発明の第１の実施形態にかかる操向角センサについて説明した。本実施形態にかかる操向角センサによれば、減速ギアを通じて操向軸の回転方向を検知する方向センサと、モータ軸の回転角を検知するモータ位置センサとを備えることにより、絶対操向角を検知することの可能な操向角センサを形成することができる。
【００４６】
（第２の実施形態）
次に、図１０に基づいて、本発明の第２の実施形態にかかる操向角センサについて説明する。なお、図１０は、本実施形態に係る操向角センサを示す部分斜視図である。本実施形態の説明において、第１の実施形態と同一の構成および作用の説明は省略する。
【００４７】
本実施形態に係る操向角センサは、図１０に示すように、スロット６１１と、方向センサ６１０とからなる。スロット６１１は、所定長さで形成される第１スロット１００１と、第１スロット１００１より長く形成される第２スロット１００３とからなる。方向センサ６１０は、第１スロット１００１の動きによって作動する第１方向センサ１００５と、第２スロット１００３の動きによって作動する第２方向センサ１００７とからなる。また、第１スロット１００１および第２スロット１００３は、中心を同一とする円弧状に形成され、第１スロット１００１が第２スロット１００３に比べて中心側に位置するように形成される。
【００４８】
ここで、第１の実施形態に係る操向角センサの場合、形成されるスロットは１つのみであり、回転部材が中立位置を過ぎる瞬間の信号を処理し難いという問題があった。このため、その過程で発生する各種の誤差などにより、方向センサ６１０が正確に中立位置を検知し難いという問題が発生する。
【００４９】
これに対し、本実施形態に係る操向角センサの場合には、回転部材６２０が中立位置（Ａ−Ａ’）を通過するときに、第１スロット１００１および第２スロット１００３の動きによって第１方向センサ１００５および第２方向センサ１００７が各々作動する。
【００５０】
すなわち、第１スロット１００１および第１方向センサ１００５により中立位置（Ａ−Ａ’）を検知して第１信号を電子制御装置（図示せず。）に伝達する一方、第２スロット１００３および第２方向センサ１００７も中立位置（Ａ−Ａ’）を検知して第２信号を電子制御装置に伝達する。したがって、この場合、電子制御装置が第１および第２信号を組合せた後、一定範囲内の値が算出されればその値に係る位置を中立位置（Ａ−Ａ’）と認識する。
【００５１】
以上、第２の実施形態にかかる操向角センサについて説明した。本実施形態にかかる操向角センサによれば、減速ギアを通じて操向軸の回転方向を検知する方向センサと、モータ軸の回転角を検知するモータ位置センサとを備えることにより、絶対操向角を検知することの可能な操向角センサを形成することができる。さらに、回転部材の中立位置を確実に検知することができる。
【００５２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】一般的な電動式操向装置を示す構成図である。
【図２】従来の操向角測定方式を説明するブロック図である。
【図３】従来の操向角センサの構造を示す概略図である。
【図４】従来の操向角センサの原理を説明する概略図である。
【図５】従来の操向角センサの出力信号を示す波形図である。
【図６Ａ】本発明の第１の実施形態に係る操向角センサを示す構成図である。
【図６Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る操向角センサを示す側面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る操向角センサを示す一部断面図である。
【図８】減速ギアを示す概略図である。
【図９Ａ】操向軸の一方向回転に係る方向センサの作動状態を各々示す平面図である。
【図９Ｂ】操向軸の一方向回転に係る方向センサの作動状態を各々示す平面図である。
【図９Ｃ】操向軸の一方向回転に係る方向センサの作動状態を各々示す平面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る操向角センサを示す部分斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０２ 操向軸
３０１ 光センサ
３０３ スリット円板
４０１ 発光素子
４０３ 受光素子
６０１ 発信部
６０２ 受信部
６０３ 回路基板
６１０ 方向センサ
６１１ スロット
６１３ 第２ギア
６２０ 回転部材
６２１ 第１減速ギア
６２３ 第２減速ギア
６２５ 第３減速ギア
６２７ 第４減速ギア
６３０ 減速ギア
６３１ 第１ギア
６４０ モータ位置センサ
１００１ 第１スロット
１００３ 第２スロット
１００５ 第１方向センサ
１００７ 第２方向センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の操向ホイールに連結される操向軸と、
操向補助動力を供給するためのモータと、
対向して設けられた発信部および受信部を含む方向センサと、
前記操向軸の回転によって前記発信部および前記受信部の間を通過しながら回転し、一側にスロットが形成された回転部材と、
前記モータのモータ軸の回転角を検知するモータ位置センサと、
前記方向センサおよび前記モータ位置センサから各々伝達された電気的信号に基づいて操向角を算出する電子制御装置と、
を備えることを特徴とする、電動式操向装置。
【請求項２】
前記方向センサの前記発信部は発光素子からなり、前記方向センサの前記受信部は受光素子からなることを特徴とする、請求項１に記載の電動式操向装置。
【請求項３】
前記発光素子はＬＥＤであり、前記受光素子はフォトトランジスタであることを特徴とする、請求項２に記載の電動式操向装置。
【請求項４】
前記回転部材は、時計方向および反時計方向にそれぞれ１８０度より小さく回転可能に形成され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式操向装置。
【請求項５】
前記操向軸の外周面には第１ギアが形成されており、
前記回転部材の外周面には第２ギアが形成されており、
前記操向軸と前記回転部材との間には、前記第１ギアおよび前記第２ギアと連動する１以上の減速ギアが設けられていることを特徴とする、請求項４に記載の電動式操向装置。
【請求項６】
前記減速ギアは、２つ以上のギアから構成されることを特徴とする、請求項５に記載の電動式操向装置。
【請求項７】
前記スロットは、所定長さに形成された第１スロットと、前記第１スロットより長く形成された第２スロットとからなり、
前記方向センサは、前記第１スロットの動きによって作動する第１方向センサと、前記第２スロットの動きによって作動する第２方向センサとからなり、
前記電子制御装置は、前記第１方向センサおよび前記第２方向センサから伝達された信号を組み合わせて前記操向角を算出することを特徴とする、請求項１に記載の電動式操向装置。
【請求項８】
前記第１スロットおよび前記第２スロットは、中心を同一とする略円弧状に形成され、径方向に所定距離だけ離隔して形成されることを特徴とする、請求項７に記載の電動式操向装置。
【請求項９】
前記第１スロットおよび前記第２スロットの中心から延びる直線が、前記第１スロットと前記第２スロットとを同時に通過するように形成されることを特徴とする、請求項８に記載の電動式操向装置。
【請求項１】
自動車の操向ホイールに連結される操向軸と、
操向補助動力を供給するためのモータと、
対向して設けられた発信部および受信部を含む方向センサと、
前記操向軸の回転によって前記発信部および前記受信部の間を通過しながら回転し、一側にスロットが形成された回転部材と、
前記モータのモータ軸の回転角を検知するモータ位置センサと、
前記方向センサおよび前記モータ位置センサから各々伝達された電気的信号に基づいて操向角を算出する電子制御装置と、
を備えることを特徴とする、電動式操向装置。
【請求項２】
前記方向センサの前記発信部は発光素子からなり、前記方向センサの前記受信部は受光素子からなることを特徴とする、請求項１に記載の電動式操向装置。
【請求項３】
前記発光素子はＬＥＤであり、前記受光素子はフォトトランジスタであることを特徴とする、請求項２に記載の電動式操向装置。
【請求項４】
前記回転部材は、時計方向および反時計方向にそれぞれ１８０度より小さく回転可能に形成され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式操向装置。
【請求項５】
前記操向軸の外周面には第１ギアが形成されており、
前記回転部材の外周面には第２ギアが形成されており、
前記操向軸と前記回転部材との間には、前記第１ギアおよび前記第２ギアと連動する１以上の減速ギアが設けられていることを特徴とする、請求項４に記載の電動式操向装置。
【請求項６】
前記減速ギアは、２つ以上のギアから構成されることを特徴とする、請求項５に記載の電動式操向装置。
【請求項７】
前記スロットは、所定長さに形成された第１スロットと、前記第１スロットより長く形成された第２スロットとからなり、
前記方向センサは、前記第１スロットの動きによって作動する第１方向センサと、前記第２スロットの動きによって作動する第２方向センサとからなり、
前記電子制御装置は、前記第１方向センサおよび前記第２方向センサから伝達された信号を組み合わせて前記操向角を算出することを特徴とする、請求項１に記載の電動式操向装置。
【請求項８】
前記第１スロットおよび前記第２スロットは、中心を同一とする略円弧状に形成され、径方向に所定距離だけ離隔して形成されることを特徴とする、請求項７に記載の電動式操向装置。
【請求項９】
前記第１スロットおよび前記第２スロットの中心から延びる直線が、前記第１スロットと前記第２スロットとを同時に通過するように形成されることを特徴とする、請求項８に記載の電動式操向装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−１８６１９５（Ｐ２００７−１８６１９５Ａ）
【公開日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５３１７４（Ｐ２００６−３５３１７４）
【出願日】平成１８年１２月２７日（２００６．１２．２７）
【出願人】（５０５４６８１７４）マンド株式会社 (43)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２７日（２００６．１２．２７）
【出願人】（５０５４６８１７４）マンド株式会社 (43)
【Ｆターム（参考）】
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