JP2008183990A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】逆入力応力印加時における歯打ち音の発生を抑制することのできる電動パワーステアリング装置を提供すること。
【解決手段】ＥＰＳアクチュエータ２２の駆動源であるモータ２１は、コラムシャフトに設けられたリダクションギヤ及びモータ軸に設けられたモータギヤを噛合してなる減速機構を介してコラムシャフトに連結される。ＥＣＵ２３は、リダクションギヤの回転角速度（ピニオン角速度ωp）を第１の角速度として検出するとともに、モータギヤの回転角速度をリダクションギヤの回転角速度に換算した第２の角速度（換算ピニオン角速度ωp_cnv）を検出する。そして、これら第１及び第２の角速度の差分値（角速度Δωp）を演算し、その差分値（角速度差分値Δωpの絶対値）が所定の閾値を超える場合には、操舵系に付与するアシスト力を低減するようにＥＰＳアクチュエータ２２の作動を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。

従来、モータを駆動源とする電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）には、ステアリングシャフトを回転駆動することにより、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与するものがある。通常、このようなＥＰＳにおいて、モータは、第１及び第２のギヤを噛合してなる減速機構（例えばウォーム＆ホイール等）を介してステアリングシャフトに連結されている。そして、同モータの回転は、この減速機構により減速されてステアリングシャフトに伝達されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２９１７１８号公報

ところで、ＥＰＳは、図１６に示すようなステアリングと転舵輪とを連結する操舵伝達系（ステアリングシャフト７１）の途中に設けられたトーションバー７２の捻れ角に基づき操舵トルクを検出するトルクセンサ７３を備えている。尚、図１６は、ＥＰＳ用トルクセンサとして広く採用されているもの、即ちトーションバー７２の両端に設けられた一対の角度センサ７４ａ，７４ｂ（レゾルバ）により同トーションバー７２の捻れ角を検出する所謂ツインレゾルバ型トルクセンサの概略構成を示す模式図である。そして、そのトルクセンサにより検出された操舵トルクに基づいて、操舵反力を低減する方向にアシスト力を付与する構成となっている。

しかしながら、上記のような第１及び第２のギヤを噛合してなる減速機構を介してモータとステアリングシャフトとが駆動連結されたＥＰＳでは、上記のように操舵反力を低減すべくモータが回転することにより、場合によって、減速機構を構成する両ギヤの噛合部において歯打ち音（ラトル音）が発生するおそれがある。

即ち、例えば、不整路面走行時等、転舵輪に逆入力応力が印加された場合には、ステアリングシャフトは、その逆入力応力に基づき回転する。このとき、同ステアリングシャフトに設けられたトルクセンサにおいては、その逆入力応力に基づくトルクが操舵反力として検出される。そして、その操舵反力を低減する（打ち消す）方向にアシスト力を付与すべく、モータが回転する。

つまり、図１７に示すように、このような逆入力応力の印加時には、ステアリングシャフトとともに一体回転する第１のギヤ（リダクションギヤ）７５と、モータ駆動により回転する第２のギヤ（モータギヤ）７６とが相反する方向に回転することになり、その結果、互いに噛合されたそれぞれの歯７５ａ，７６ａが互いに衝突することになる。さらに、転舵輪に印加された逆入力応力は、振動として操舵系に残存する。このため、第１及び第２のギヤ７５，７６は、それぞれ、その回転方向を反転しつつ、上記のような衝突を繰り返すことになり、その衝撃が歯打ち音として外部に伝達されるおそれがある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、逆入力応力印加時における歯打ち音の発生を抑制することのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、モータを駆動源としてステアリングシャフトを回転駆動することにより操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置と、前記モータへの駆動電力の供給を通じて前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記モータは、第１及び第２のギヤを噛合してなる減速機構を介して前記ステアリングシャフトに駆動連結された電動パワーステアリング装置であって、前記第１のギヤの回転角速度を第１の角速度として検出する第１の角速度検出手段と、前記第２のギヤの回転角速度を前記第１ギヤの回転角速度に換算した第２の角速度として検出する第２の角速度検出手段とを備え、前記制御手段は、前記検出される前記第１及び第２の角速度の差分値を演算し、該差分値の絶対値が所定の閾値を超える場合には、前記アシスト力を低減すべく前記制御すること、を要旨とする。

即ち、減速機構における歯打ち音は、第１のギヤ（の歯）と第２のギヤ（の歯）とが衝突することにより発生する。そして、逆入力応力印加時には、第１のギヤと第２のギヤとが相反する方向に高速で回転、即ち両者間の回転角速度差が大きい状態で繰り返し衝突することにより、大きな歯打ち音が発生する。

この点、上記構成のように、第１及び第２の角速度の差分値として逆入力応力の印加に対応する値が検出された場合には、操舵系に付与するアシスト力を低減する構成とすれば、第１及び第２のギヤのうち、モータにより回転駆動される側のギヤがステアリングシャフトと一体回転する側のギヤと反対方向に回転する際の回転角速度を抑えることができる。これにより、両者が衝突する際の回転角速度差を小さくすることでき、その結果、減速機構における歯打ち音の発生を効果的に抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、前記制御手段は、前記差分値の絶対値が大きいほど、前記アシスト力を大きく低減すべく前記制御すること、を要旨とする。
上記構成によれば、第１のギヤと第２のギヤとが強く衝突することになる第１及び第２の角速度の差分値（の絶対値）が大きい場合ほど、モータにより回転駆動される側のギヤの回転角速度を抑えて、その衝撃を緩和することができる。その結果、より効果的に歯打ち音の発生を抑制することができる。

請求項３に記載の発明は、前記制御手段は、車速が所定の車速領域にある場合に限定して、前記アシスト力の低減を行うこと、を要旨とする。
即ち、操舵系に振動として残留する逆入力応力の振幅は、転舵輪を支承するサスペンションの振動特性に依存し、当該サスペンションに共振が発生する所定の車速領域において増幅される。そして、減速機構において発生する歯打ち音もまた、この所定の車速領域において特に顕著となる傾向がある。つまり、逆説的にいえば、車速が当該所定の車速領域にない場合には、減速機構における歯打ち音は特に問題にならない。従って、上記構成のように、車速が所定の車速領域にある場合に限定してアシスト力の低減を行うことにより、操舵フィーリングを損ねることなく、効果的に減速機構における歯打ち音の発生を抑制することができる。

請求項４に記載の発明は、前記制御手段は、操舵角の絶対値が所定の閾値以上である場合には、前記アシスト力の低減を行わないこと、を要旨とする。
請求項５に記載の発明は、前記制御手段は、操舵速度の絶対値が所定の閾値以上である場合には、前記アシスト力の低減を行わないこと、を要旨とする。

請求項６に記載の発明は、前記制御手段は、操舵トルクの絶対値が所定の閾値以上である場合には、前記アシスト力の低減を行わないこと、を要旨とする。
請求項７に記載の発明は、前記制御手段は、車両のヨーレイトの絶対値が所定の閾値以上である場合には、前記アシスト力の低減を行わないこと、を要旨とする。

請求項８に記載の発明は、前記制御手段は、積極的なステアリング操作の有無を判定し、該積極的なステアリング操作がある場合には、前記アシスト力の低減を行わないこと、を要旨とする。

即ち、運転者による積極的なステアリング操作が発生している場合には、歯打ち音の抑制よりも当該ステアリング操作のアシストを優先することが望ましい。従って、請求項８の構成のように、当該積極的なステアリング操作が発生していると判定された場合にはステアリング操作のアシストを優先することで、操舵フィーリングを損ねることなく、効果的に減速機構における歯打ち音の発生を抑制することができる。そして、請求項４〜請求項７の構成のように、当該積極的なステアリング操作が発生しているものと推定可能な場合にはステアリング操作のアシストを優先する構成としても同様の効果を得ることができる。特に、ステアリング操作方向を反転する所謂「切り返し操舵」が発生した場合にも、第１及び第２の角速度の差分値（の絶対値）は大きな値となるが、請求項６の構成のように、操舵トルクを監視することで、こうした切り返し操舵の発生と転舵輪への逆入力の印加の発生とを識別して、精度よく歯打ち音の発生を抑制することができるようになる。

請求項９に記載の発明は、前記制御手段は、車両制動時には、前記アシスト力の低減を行わないこと、を要旨とする。
上記構成のように、車両制動時には、操舵系へのアシスト力付与を優先することにより、当該制動に伴い操舵系に伝達される振動にも対処することができる。その結果、操舵フィーリングを損ねることなく、効果的に減速機構における歯打ち音の発生を抑制することができる。

請求項１０に記載の発明は、前記制御手段は、基本アシスト成分に、前記第１及び第２の角速度の差分値に基づく補償量を重畳することにより、前記アシスト力の低減を行うこと、を要旨とする。

請求項１１に記載の発明は、前記制御手段は、基本アシスト成分に、前記第１及び第２の角速度の差分値に基づき演算される補償ゲインを乗ずることにより、前記アシスト力の低減を行うこと、を要旨とする。

上記各構成によれば、精緻なアシスト力の低減を行うことができる。
請求項１２に記載の発明は、前記制御手段は、基本アシスト成分に、操舵トルクの微分値に基づく補償量を重畳することにより、前記操舵力補助装置に発生させるべき目標アシスト力を演算すること、を要旨とする。

即ち、このような操舵トルクの微分値に基づく補償制御を実行することにより、第１及び第２のギヤのうちモータに回転駆動される側のギヤは、その位相がずれる（９０°進む）ことになる。このため、こうした操舵トルクの微分値に基づく補償制御を実行するものにおいては、第１及び第２の角速度の差分値（の絶対値）が大となりやすく、これにより生ずる歯打ち音もまた顕著となりやすい傾向がある。従って、このような補償制御を行うものについて、上記請求項１〜請求項１１の構成を適用することで、より顕著な効果を得ることができる。

本発明によれば、逆入力応力印加時における歯打ち音の発生を抑制することが可能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。

（第１の実施形態）
以下、本発明をコラム型の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に具体化した第１の実施形態を図面に従って説明する。

図１に示すように、本実施形態の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１において、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック軸５と連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。具体的には、本実施形態のステアリングシャフト３は、自在継手７ａ，７ｂを介して、コラムシャフト８、インターミディエイトシャフト９、及びピニオンシャフト１０を連結してなり、上記ラックアンドピニオン機構４は、ピニオンシャフト１０の一端に形成されたピニオン歯１０ａとラック軸５側のラック歯５ａとを噛合させることにより構成される。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の往復直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッド１１を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪１２の舵角、即ち車両の進行方向が変更されるように構成されている。

本実施形態のＥＰＳ１は、モータ２１を駆動源としてステアリングシャフト３を回転駆動することにより操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するＥＰＳアクチュエータ２２と、該ＥＰＳアクチュエータ２２の作動を制御するＥＣＵ２３とを備えている。

詳述すると、本実施形態のＥＰＳアクチュエータ２２は、コラムシャフト８にアシスト力を付与する所謂コラム型のＥＰＳアクチュエータとして構成されており、駆動源であるモータ２１は、減速機構２４を介してコラムシャフト８と駆動連結されている。本実施形態では、減速機構２４は、コラムシャフト８に対して相対回転不能に設けられたリダクションギヤ２５と、モータ軸２１ａに対して相対回転不能に設けられたモータギヤ２６とを噛合することにより構成されている。尚、本実施形態では、第１ギヤとしてのリダクションギヤ２５にはウォームホイールが用いられ、第２ギヤとしてのモータギヤ２６にはウォームギヤが用いられている。即ち、本実施形態の減速機構２４は、所謂ウォーム＆ホイールにより構成されている。そして、操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ２２は、駆動源であるモータ２１の回転を減速機構２４により減速してコラムシャフト８に伝達することにより、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与するように構成されている。

一方、制御手段としてのＥＣＵ２３は、ＥＰＳアクチュエータ２２の駆動源であるモータ２１に対して駆動電力を供給する。そして、その駆動電力の供給を通じてモータ２１の回転、即ちＥＰＳアクチュエータ２２の作動を制御するように構成されている。

さらに詳述すると、ＥＣＵ２３には、コラムシャフト８に設けられたトルクセンサ３１が接続されている。本実施形態では、コラムシャフト８は、ステアリング２側の第１シャフト８ａとインターミディエイトシャフト９（ピニオンシャフト１０）側の第２シャフト８ｂとを、トーションバー３３を介して連結することにより形成されている。そして、トルクセンサ３１は、トーションバー３３、及び同トーションバー３３の両端（第１シャフト８ａの端部及び第２シャフト８ｂの端部）に設けられた一対の角度センサ３４ａ，３４ｂ（レゾルバ）により構成されている。

即ち、本実施形態のトルクセンサ３１は、図１６に示されるトルクセンサ７３と同様、ツインレゾルバ型のトルクセンサとして構成されており、ＥＣＵ２３は、第１の角度センサ３４ａにより第１シャフト８ａの回転角（操舵角θs）を検出するとともに、第２の角度センサ３４ｂにより第２シャフト８ｂの回転角（ピニオン角θp）を検出する。そして、これら両角度センサ３４ａ，３４ｂにより検出された両回転角の差分、即ちトーションバー３３の捻れ角に基づいて、操舵トルクτを検出する。

また、本実施形態では、ＥＣＵ２３には、車速センサ３５により検出された車速Ｖ、ヨーレイトセンサ３６により検出されたヨーレイトγ、及びブレーキ操作の有無を示すブレーキ信号Ｓbkが入力される。そして、ＥＣＵ２３は、これらの各センサにより検出される車両状態量に基づいて、操舵系に付与すべき目標アシスト力を決定し、当該目標アシスト力をＥＰＳアクチュエータ２２に発生させるべく、モータ２１に対する駆動電力の供給を実行する。

次に、本実施形態のＥＰＳにおけるアシスト制御の態様について説明する。
図２に示すように、ＥＣＵ２３は、モータ制御信号を出力するマイコン４１と、そのモータ制御信号に基づいて、ＥＰＳアクチュエータ２２の駆動源であるモータ２１に駆動電力を供給する駆動回路４２とを備えて構成されている。

本実施形態では、ＥＣＵ２３には、モータ２１に通電される実電流値Ｉを検出するための電流センサ４３、及びモータ回転角θmを検出するための回転角センサ４４（図１参照）が接続されている。そして、マイコン４１は、上記各車両状態量、並びにこれら電流センサ４３及び回転角センサ４４の出力信号に基づき検出されたモータ２１の実電流値Ｉ及びモータ回転角θmに基づいて、駆動回路４２に出力するモータ制御信号を生成する。

尚、以下に示す各制御ブロックは、マイコン４１が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。そして、同マイコン４１は、所定のサンプリング周期で上記各状態量を検出し、所定周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。

詳述すると、マイコン４１は、操舵系に付与するアシスト力の目標値、すなわち目標アシスト力に対応した電流指令値Ｉq*を演算する電流指令値演算部４５と、電流指令値演算部４５により算出された電流指令値Ｉq*に基づいてモータ制御信号を出力するモータ制御信号出力部４６とを備えている。

本実施形態の電流指令値演算部４５は、目標アシスト力の基礎的制御成分である基本アシスト制御量Ｉas*を演算する基本アシスト制御部４７と、その補償成分として、操舵トルクτの微分値（操舵トルク微分値dτ）に基づくトルク慣性補償量Ｉti*を演算するトルク慣性補償制御部４８とを備えている。

本実施形態では、基本アシスト制御部４７には、操舵トルクτ及び車速Ｖが入力されるようになっている。そして、該基本アシスト制御部４７は、これら操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、その操舵トルクτが大きいほど、また車速Ｖが小さいほど、より大きな基本アシスト制御量Ｉas*を演算する。

一方、本実施形態のトルク慣性補償制御部４８には、操舵トルク微分値dτに加え、車速Ｖが入力される。そして、トルク慣性補償制御部４８は、これらの各状態量に基づいてトルク慣性補償制御を実行する。尚、「トルク慣性償補制御」は、モータやアクチュエータ等、ＥＰＳの慣性による影響を補償する制御、即ちステアリング操作における「切り始め」時の「引っ掛かり感（追従遅れ）」、及び「切り終わり」時の「流れ感（オーバーシュート）」を抑制するための制御である。

具体的には、図３に示すように、本実施形態のトルク慣性補償制御部４８は、操舵トルク微分値dτと基礎補償量εtiとが関連付けられたマップ４８ａ、及び車速Ｖと補間係数Ａとが関連付けられたマップ４８ｂを備えている。マップ４８ａにおいて、基礎補償量εtiは、入力される操舵トルク微分値dτの絶対値が大きいほど、基本アシスト制御部４７において演算された基本アシスト制御量Ｉas*（の絶対値）をより増加させる値となるように設定されている。また、マップ４８ｂにおいて、補間係数Ａは、低車速領域では車速Ｖが大きくなるほど大きな値となるように、高車速領域では、車速が大きくなるほど小さな値となるように設定されている。そして、トルク慣性補償制御部４８は、これらの各マップ４８ａ，４８ｂを参照することにより求められた基礎補償量εti及び補間係数Ａを乗ずることによりトルク慣性補償量Ｉti*を演算する。

図２に示すように、基本アシスト制御部４７において演算された基本アシスト制御量Ｉas*、及びトルク慣性補償制御部４８において演算されたトルク慣性補償量Ｉti*は、加算器４９に入力される。そして、電流指令値演算部４５は、この加算器４９において基本アシスト制御量Ｉas*にトルク慣性補償量Ｉti*を重畳することにより、目標アシスト力としての電流指令値Ｉq*を演算する。

電流指令値演算部４５が出力する電流指令値Ｉq*は、電流センサ４３により検出された実電流値Ｉ、及び回転角センサ４４により検出されたモータ回転角θmとともに、モータ制御信号出力部４６に入力される。そして、モータ制御信号出力部４６は、この目標アシスト力に対応する電流指令値Ｉq*に実電流値Ｉを追従させるべくフィードバック制御を実行することによりモータ制御信号を演算する。

具体的には、本実施形態では、モータ２１には、三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力の供給により回転するブラシレスモータが用いられている。そして、モータ制御信号出力部４６は、実電流値Ｉとして検出されたモータ２１の相電流値（Ｉu，Ｉv，Ｉw）をｄ／ｑ座標系のｄ，ｑ軸電流値に変換（ｄ／ｑ変換）することにより、上記電流フィードバック制御を行う。

即ち、電流指令値Ｉq*は、ｑ軸電流指令値としてモータ制御信号出力部４６に入力され、モータ制御信号出力部４６は、回転角センサ４４により検出されたモータ回転角θmに基づいて相電流値（Ｉu，Ｉv，Ｉw）をｄ／ｑ変換する。また、モータ制御信号出力部４６は、そのｄ，ｑ軸電流値及びｑ軸電流指令値に基づいてｄ，ｑ軸電圧指令値を演算する。そして、そのｄ，ｑ軸電圧指令値をｄ／ｑ逆変換することにより相電圧指令値（Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*）を演算し、当該相電圧指令値に基づいてモータ制御信号を生成する。

そして、本実施形態のＥＣＵ２３は、上記のように生成されたモータ制御信号をマイコン４１が駆動回路４２に出力し、該駆動回路４２がその当該モータ制御信号に基づく三相の駆動電力をモータ２１に供給することにより、ＥＰＳアクチュエータ２２の作動を制御する構成となっている。

［ラトル音抑制補償制御］
次に、本実施形態のＥＰＳにおけるラトル音（歯打ち音）抑制補償制御の態様について説明する。

上述のように、モータトルクをステアリングシャフトに伝達することにより操舵系にアシスト力を付与する所謂コラム型（ピニオン型）ＥＰＳの多く、即ち第１及び第２のギヤを噛合してなる減速機構を介してモータとステアリングシャフトとが駆動連結されたＥＰＳには、逆入力応力印加時、減速機構において歯打ち音が発生するという問題がある。

この点を踏まえ、本実施形態のＥＰＳ１では、ＥＣＵ２３は、減速機構２４を構成する第１のギヤとしてのリダクションギヤ２５及び第２のギヤとしてのモータギヤ２６の回転角速度（換算角速度）を検出する。そして、その回転角速度差に基づいて、上記のような減速機構２４における歯打ち音の発生を抑制するためのラトル音抑制補償制御を実行する。

具体的には、ＥＣＵ２３は、コラムシャフト８とともに一体回転するリダクションギヤ２５の回転角速度（ピニオン角速度ωp）を第１の角速度として検出するとともに、他方、モータ２１により回転駆動されるモータギヤ２６の回転角速度をリダクションギヤ２５の回転角速度に換算した第２の角速度（換算ピニオン角速度ωp_cnv）を検出する。そして、これら第１及び第２の角速度の差分値（角速度Δωp）を演算し、その差分値（の絶対値）が所定の閾値を超える場合には、操舵系に付与するアシスト力を低減するようにＥＰＳアクチュエータ２２の作動を制御する。

即ち、減速機構２４における歯打ち音は、第１のギヤとしてのリダクションギヤ２５（の歯）と第２のギヤとしてのモータギヤ２６（の歯）とが衝突することにより発生する。そして、逆入力応力印加時には、リダクションギヤ２５とモータギヤ２６とが相反する方向に高速で回転、即ち両者間の回転角速度差が大きい状態で繰り返し衝突することにより、大きな歯打ち音が発生する。

この点に着目し、本実施形態のＥＣＵ２３は、逆入力応力の印加に対応する回転角速度差が検出された場合には、操舵系に付与するアシスト力を低減することにより、モータギヤ２６がリダクションギヤ２５と反対方向に回転する際の回転角速度を抑制する。そして、両者が衝突する際の回転角速度差を小さくすることにより、歯打ち音の発生を抑制するように構成されている。

詳述すると、図２に示すように、マイコン４１は、トルクセンサ３１を構成する角度センサ３４ｂ（角度センサ３４ａ，３４ｂのうち、第２シャフト８ｂに設けられたもの、図１参照）により検出されるピニオン角θpを微分することにより、ピニオン角速度ωp、即ち第２シャフト８ｂとともに一体回転するリダクションギヤ２５の回転角速度を検出する。

また、マイコン４１は、回転角センサ４４により検出されるモータ回転角θm、即ちモータ軸２１ａに設けられたモータギヤ２６の回転角に基づいて、同モータギヤ２６の回転角をリダクションギヤ２５の回転角、即ちピニオン角θpに換算した換算ピニオン角θp_cnvを演算する。尚、本実施形態のマイコン４１には、回転角変換部４４ａが設けられており、回転角センサ４４により検出されたモータ回転角θm（電気角）は、この回転角変換部４４ａにおいて、換算ピニオン角θp_cnvに変換される。そして、マイコン４１は、この換算ピニオン角θp_cnvを微分することにより、リダクションギヤ２５の回転角速度に換算した場合のモータギヤ２６の回転角速度、即ち換算ピニオン角速度ωp_cnvを検出する。

このようにして演算された第１の角速度としてのピニオン角速度ωp、及び第２の角速度としての換算ピニオン角速度ωp_cnvは、減算器５０に入力される。そして、マイコン４１は、この減算器５０において、ピニオン角速度ωpから換算ピニオン角速度ωp_cnvを減算することにより、その差分値、即ち角速度差分値Δωpを演算する。

また、本実施形態では、上記電流指令値演算部４５には、ラトル音抑制補償演算部５１が設けられており、減算器５０において演算された角速度差分値Δωpは、このラトル音抑制補償演算部５１に入力される。そして、ラトル音抑制補償演算部５１は、入力された角速度差分値Δωpの絶対値が所定の閾値を超える領域において、電流指令値演算部４５が出力する電流指令値Ｉq*（の絶対値）を低減する、即ちＥＰＳアクチュエータ２２が発生するアシスト力を小さくするようなラトル音抑制補償量Ｉra*を演算する。

ラトル音抑制補償量Ｉra*において演算されたラトル音抑制補償量Ｉra*は、基本アシスト制御部４７が出力する基本アシスト制御量Ｉas*（及びトルク慣性補償制御部４８が出力するトルク慣性補償量Ｉti*）とともに、加算器４９に入力される。そして、電流指令値演算部４５は、この加算器４９において基本アシスト制御量Ｉas*（及びトルク慣性補償量Ｉti*）にラトル音抑制補償量Ｉra*を重畳した値を、電流指令値Ｉq*としてモータ制御信号出力部４６に出力し、これにより、ＥＰＳアクチュエータ２２の発生するアシスト力が低減される構成となっている。

次に、ラトル音抑制補償演算部の構成について説明する。
図４に示すように、本実施形態のラトル音抑制補償演算部５１は、角速度差分値Δωpに基づいて、ラトル音抑制補償量Ｉra*の基礎成分である基礎補償量εraを演算する基礎補償量演算部５２を備えている。図５に示すように、基礎補償量演算部５２は、角速度差分値Δωpと基礎補償量εraとが関連付けられたマップ５２ａを有している。そして、同基礎補償量演算部５２は、入力された角速度差分値Δωpを、このマップ５２ａに参照することにより、基礎補償量εraを演算する。

詳述すると、マップ５２ａは、角速度差分値Δωpの絶対値（|Δωp|）が所定の閾値α１を超える領域にある場合において所定の基礎補償量εraが演算されるように構成されている。具体的には、同マップ５２ａにおいて、基礎補償量εraは、角速度差分値Δωpの絶対値（|Δωp|）が閾値α１以下である場合には「０」に設定されている。そして、角速度差分値Δωpの絶対値（|Δωp|）が閾値α１を超える領域においては、当該角速度差分値Δωpの絶対値（|Δωp|）が大となるほど、その絶対値（|εra|）が大、即ち、電流指令値演算部４５が出力する電流指令値Ｉq*（の絶対値）を大きく低減する値となるように設定されている。

そして、これにより、本実施形態の基礎補償量演算部５２は、角速度差分値Δωpの絶対値（|Δωp|）が閾値α１を超える領域において、該角速度差分値Δωpの絶対値（|Δωp|）が大きいほど、操舵系に付与されるアシスト力を大きく低減するような基礎補償量εraを演算するように構成されている。

また、本実施形態のラトル音抑制補償演算部５１は、車両状態量に基づき補正ゲインを演算する複数の補正ゲイン演算部を有している。そして、これら各補正ゲイン演算部により演算された各補正ゲインを上記基礎補償量εraに乗ずることにより、車両状態に応じたラトル音抑制補償量Ｉra*を演算する。

具体的には、ラトル音抑制補償演算部５１は、車速ゲインＫｖを演算する車速ゲイン演算部５３、舵角ゲインＫθを演算する舵角ゲイン演算部５４、操舵速度ゲインＫωを演算する操舵速度ゲイン演算部５５、トルクゲインＫτを演算するトルクゲイン演算部５６、及びヨーレイトゲインＫγを演算するヨーレイトゲイン演算部５７を備えている。これら各補正ゲイン演算部より演算された補正ゲイン、即ち車速ゲインＫｖ、舵角ゲインＫθ、操舵速度ゲインＫω、トルクゲインＫτ及びヨーレイトゲインＫγは、基礎補償量演算部５２が出力する基礎補償量εraとともに乗算器５８に入力される。そして、これらの各補正ゲイン（Ｋθ，Ｋω，Ｋτ，Ｋγ）は、この乗算器５８において、基礎補償量εraに乗ぜられる。

次に、上記各補正ゲイン、及び各補正ゲイン演算部の構成について説明する。
車速ゲインＫｖは、車速Ｖに応じてラトル音抑制補償量Ｉra*を補正するための補正ゲインである。図６に示すように、車速ゲイン演算部５３には、車速Ｖと車速ゲインＫｖとが関連付けられたマップ５３ａが設けられている。具体的には、このマップ５３ａにおいて、車速ゲインＫｖは、車速Ｖが所定の車速Ｖ１以下である場合（Ｖ≦Ｖ１）及び所定の車速Ｖ２以上である場合（Ｖ≧Ｖ２）には「０」、車速Ｖが所定の車速Ｖ１´以上、所定の車速Ｖ２´以下である場合（Ｖ１´≦Ｖ≦Ｖ２´）には「１」となるように設定されている。尚、車速Ｖが車速Ｖ１から車速Ｖ１´までの範囲にある場合（Ｖ１＜Ｖ＜Ｖ１´）には、車速ゲインＫｖは、車速Ｖが速いほど大となるように（「０」→「１」）、また車速Ｖが車速Ｖ２´から車速Ｖ２までの範囲にある場合（Ｖ２´＜Ｖ＜Ｖ２）には、車速ゲインＫｖは車速Ｖが速いほど小となる（「１」→「０」）ように設定されている。そして、車速ゲイン演算部５３は、入力される車速Ｖを、このマップ５３ａに参照することにより車速ゲインＫｖを演算する。

即ち、操舵系に振動として残留する逆入力応力の振幅は、転舵輪１２を支承するサスペンションの振動特性に依存し、当該サスペンションに共振が発生する所定の車速領域（Ｖ１＜Ｖ＜Ｖ２）において増幅される。そして、減速機構２４において発生する歯打ち音もまた、この所定の車速領域において特に顕著となる傾向がある。つまり、逆説的にいえば、車速Ｖが当該所定の車速領域にない場合（Ｖ≦Ｖ１又はＶ≧Ｖ２）には、減速機構２４における歯打ち音は特に問題にならない。

この点を踏まえ、本実施形態では、車速ゲイン演算部５３は、車速Ｖが上記所定の車速領域にない場合には、車速ゲインＫｖとして「０」を演算する。即ち、ラトル音抑制補償量Ｉra*を「０」に補正することで操舵系に付与するアシスト力を低減させない。そして、これにより、操舵フィーリングを損ねることなく、効果的に減速機構２４における歯打ち音の発生を抑制する構成となっている。

また、舵角ゲインＫθは、操舵角θsに応じてラトル音抑制補償量Ｉra*を補正するための補正ゲインである。図７に示すように、舵角ゲイン演算部５４には、操舵角θsと舵角ゲインＫθとが関連付けられたマップ５４ａが設けられている。具体的には、このマップ５４ａにおいて、舵角ゲインＫθは、操舵角θsの絶対値が所定の閾値θ１以上である場合（|θs|≧θ１）には「０」、操舵角θsの絶対値が所定の閾値θ１´以下である場合（|θs|≦θ１´）には「１」となるように設定されている。尚、操舵角θsの絶対値が閾値θ１から閾値θ１´までの範囲にある場合（θ１＜θs＜θ１´）には、舵角ゲインＫθは、操舵角θsの絶対値が大となるほど小さくなる（「１」→「０」）ように設定されている。そして、舵角ゲイン演算部５４は、入力される操舵角θsを、このマップ５４ａに参照することにより舵角ゲインＫθを演算する。

操舵速度ゲインＫωは、操舵速度ωsに応じてラトル音抑制補償量Ｉra*を補正するための補正ゲインである。図８に示すように、操舵速度ゲイン演算部５５には、操舵速度ωsと操舵速度ゲインＫωとが関連付けられたマップ５５ａが設けられている。具体的には、このマップ５５ａにおいて、操舵速度ゲインＫωは、操舵速度ωsの絶対値が所定の閾値ω１以上である場合（|ωs|≧ω１）には「０」、操舵速度ωsの絶対値が所定の閾値ω１´以下である場合（|ωs|≦ω１´）には「１」となるように設定されている。尚、操舵速度ωsの絶対値が閾値ω１から閾値ω１´までの範囲にある場合（ω１＜ωs＜ω１´）には、操舵速度ゲインＫωは、操舵速度ωsの絶対値が大となるほど小さくなる（「１」→「０」）ように設定されている。そして、操舵速度ゲイン演算部５５は、入力される操舵速度ωsを、このマップ５５ａに参照することにより操舵速度ゲインＫωを演算する。

トルクゲインＫτは、操舵トルクτに応じてラトル音抑制補償量Ｉra*を補正するための補正ゲインである。図９に示すように、トルクゲイン演算部５６には、操舵トルクτとトルクゲインＫτとが関連付けられたマップ５６ａが設けられている。具体的には、このマップ５６ａにおいて、トルクゲインＫτは、操舵トルクτの絶対値が所定の閾値τ１以上である場合（|τ|≧τ１）には「０」、操舵トルクτの絶対値が所定の閾値τ１´以下である場合（|τ|≦τ１´）には「１」となるように設定されている。尚、操舵トルクτの絶対値が閾値τ１から閾値τ１´までの範囲にある場合（τ１＜τ＜τ１´）には、トルクゲインＫτは、操舵トルクτの絶対値が大となるほど小さくなる（「１」→「０」）ように設定されている。そして、トルクゲイン演算部５６は、入力される操舵トルクτを、このマップ５６ａに参照することによりトルクゲインＫτを演算する。

ヨーレイトゲインＫγは、ヨーレイトγに応じてラトル音抑制補償量Ｉra*を補正するための補正ゲインである。図１０に示すように、ヨーレイトゲイン演算部５７には、ヨーレイトγとヨーレイトゲインＫγとが関連付けられたマップ５７ａが設けられている。具体的には、このマップ５７ａにおいて、ヨーレイトゲインＫγは、ヨーレイトγの絶対値が所定の閾値γ１以上である場合（|γ|≧γ１）には「０」、ヨーレイトγの絶対値が所定の閾値γ１´以下である場合（|γ|≦γ１´）には「１」となるように設定されている。尚、ヨーレイトγの絶対値が閾値γ１から閾値γ１´までの範囲にある場合（γ１＜γ＜γ１´）には、ヨーレイトゲインＫγは、ヨーレイトγの絶対値が大となるほど小さくなる（「１」→「０」）ように設定されている。そして、ヨーレイトゲイン演算部５７は、入力されるヨーレイトγを、このマップ５７ａに参照することによりヨーレイトゲインＫγを演算する。

即ち、運転者による積極的なステアリング操作が発生している場合には、歯打ち音の抑制よりも当該ステアリング操作のアシストを優先することが望ましい。この点を踏まえ、本実施形態では、操舵角θsの絶対値が所定の閾値θ１以上（|θs|≧θ１）、操舵速度ωsの絶対値が所定の閾値ω１以上（|ωs|≧ω１）、又は操舵トルクτの絶対値が所定の閾値τ１以上（|τ|≧τ１）、ヨーレイトγの絶対値が所定の閾値γ１以上（|γ|≧γ１）である場合には、運転者による積極的なステアリング操作が発生しているものと推定する。

つまり、本実施形態では、上記の各閾値θ１、ω１、τ１、γ１は、運転者による積極的なステアリング操作によるものと推定可能な値に設定されている。そして、このような運転者による積極的なステアリング操作が発生しているものと推定される場合、上記の各補正ゲイン演算部（５４，５５，５６，５７）は、その出力する補正ゲイン（Ｋθ，Ｋω，Ｋτ，Ｋγ）として、それぞれ「０」を演算する。即ち、ラトル音抑制補償量Ｉra*を「０」に補正することで操舵系に付与するアシスト力を低減させない。そして、これにより、操舵フィーリングを損ねることなく、効果的に減速機構２４における歯打ち音の発生を抑制する構成となっている。

特に、ステアリング操作方向を反転する所謂「切り返し操舵」が発生した場合にも、上記角速度差分値Δωpの絶対値（|Δωp|）は大きな値となるが、操舵トルクτを監視することで、こうした切り返し操舵の発生と転舵輪１２への逆入力の印加の発生とを識別することができる。

また、図４に示すように、本実施形態のラトル音抑制補償演算部５１には、切り替え制御部５９が設けられている。そして、乗算器５８において上記の各補正ゲイン（Ｋθ，Ｋω，Ｋτ，Ｋγ）が乗ぜられた後の基礎補償量εra´は、ブレーキ信号Ｓbkとともに、この切り替え制御部５９に入力される。

本実施形態の切り替え制御部５９は、入力されたブレーキ信号Ｓbkが「オフ」である場合、即ち非車両制動時には、その出力として基礎補償量εra´を選択し、ブレーキ信号Ｓbkが「オン」である場合、即ち車両制動時には、その出力として「０」を選択するように構成されている。そして、ラトル音抑制補償演算部５１は、この切り替え制御部５９から出力される基礎補償量εra´又は「０」を、ラトル音抑制補償量Ｉra*として、上記加算器４９に出力する。

即ち、車両制動時には、歯打ち音の抑制よりも、当該制動に伴い操舵系に伝達される振動に対処するために、操舵系へのアシスト力付与を優先すべきである。そして、本実施形態では、車両制動時には、ラトル音抑制補償量Ｉra*を「０」として、操舵系に付与するアシスト力を低減しないことにより、該車両制動時における良好な操舵フィーリングを確保する構成となっている。

以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）ＥＰＳアクチュエータ２２の駆動源であるモータ２１は、コラムシャフト８に設けられたリダクションギヤ２５及びモータ軸２１ａに設けられたモータギヤ２６を噛合してなる減速機構２４を介してコラムシャフト８に連結される。ＥＣＵ２３は、リダクションギヤ２５の回転角速度（ピニオン角速度ωp）を第１の角速度として検出するとともに、モータギヤ２６の回転角速度をリダクションギヤ２５の回転角速度に換算した第２の角速度（換算ピニオン角速度ωp_cnv）を検出する。そして、これら第１及び第２の角速度の差分値（角速度Δωp）を演算し、その差分値（角速度差分値Δωpの絶対値）が所定の閾値を超える場合には、操舵系に付与するアシスト力を低減するようにＥＰＳアクチュエータ２２の作動を制御する。

即ち、減速機構２４における歯打ち音は、第１のギヤとしてのリダクションギヤ２５（の歯）と第２のギヤとしてのモータギヤ２６（の歯）とが衝突することにより発生する。そして、逆入力応力印加時には、リダクションギヤ２５とモータギヤ２６とが相反する方向に高速で回転、即ち両者間の回転角速度差が大きい状態で繰り返し衝突することにより、大きな歯打ち音が発生する。

しかしながら、上記構成のように、逆入力応力の印加に対応する大きな角速度差分値Δωp（の絶対値）が検出された場合には、操舵系に付与するアシスト力を低減することにより、モータギヤ２６がリダクションギヤ２５と反対方向に回転する際の回転角速度を抑えることができる。これにより、両者が衝突する際の回転角速度差を小さくすることでき、その結果、減速機構２４における歯打ち音の発生を効果的に抑制することができる。

（２）電流指令値演算部４５は、角速度差分値Δωpに基づき目標アシスト力に対応する電流指令値Ｉq*（の絶対値）を低減するためのラトル音抑制補償量Ｉra*を演算するラトル音抑制補償演算部５１を備え、該ラトル音抑制補償演算部５１は、ラトル音抑制補償量Ｉra*の基礎成分である基礎補償量εraを演算する基礎補償量演算部５２を備える。そして、基礎補償量演算部５２は、角速度差分値Δωpの絶対値（|Δωp|）が閾値α１を超える領域において、該角速度差分値Δωpの絶対値（|Δωp|）が大きいほどアシスト力を大きく低減するような基礎補償量εraを演算する。

上記構成によれば、リダクションギヤ２５とモータギヤ２６とが強く衝突することになる角速度差分値Δωpの絶対値（|Δωp|）が大きい場合ほど、リダクションギヤ２５の回転角速度を抑えて、その衝撃を緩和することができる。その結果、より効果的に歯打ち音の発生を抑制することができる。

（３）ラトル音抑制補償演算部５１は、車速Ｖに応じてラトル音抑制補償量Ｉra*を補正するための車速ゲインＫｖを演算する車速ゲイン演算部５３を備える。そして、車速ゲイン演算部５３は、車速Ｖが所定の車速領域にない場合（Ｖ≦Ｖ１又はＶ≧Ｖ２）には、車速ゲインＫｖとして「０」を演算する。

上記構成によれば、減速機構２４における歯打ち音が特に問題にならない車速では、ラトル音抑制補償量Ｉra*は「０」に補正され、これにより操舵系に付与するアシスト力は低減されない。つまり、アシスト力の低減は、車速Ｖが所定の車速領域にある場合（Ｖ１＜Ｖ＜Ｖ２）に限定して行われる。その結果、操舵フィーリングを損ねることなく、効果的に減速機構２４における歯打ち音の発生を抑制することができる。

（４）ラトル音抑制補償演算部５１は、操舵角θsに応じてラトル音抑制補償量Ｉra*を補正するための舵角ゲインＫθを演算する舵角ゲイン演算部５４を備える。そして、舵角ゲイン演算部５４は、操舵角θsの絶対値が所定の閾値θ１以上である場合（|θs|≧θ１）には、舵角ゲインＫθとして「０」を出力する。

（５）ラトル音抑制補償演算部５１は、操舵速度ωsに応じてラトル音抑制補償量Ｉra*を補正するため操舵速度ゲインＫωを演算する操舵速度ゲイン演算部５５を備える。そして、操舵速度ゲイン演算部５５は、操舵速度ωsの絶対値が所定の閾値ω１以上である場合（|ωs|≧ω１）には、操舵速度ゲインＫωとして「０」を出力する。

（６）ラトル音抑制補償演算部５１は、操舵トルクτに応じてラトル音抑制補償量Ｉra*を補正するためのトルクゲインＫτを演算するトルクゲイン演算部５６を備える。そして、トルクゲイン演算部５６は、操舵トルクτの絶対値が所定の閾値τ１以上である場合（|τ|≧τ１）には、ヨーレイトゲインＫγとして「０」を出力する。

（７）ラトル音抑制補償演算部５１は、ヨーレイトγに応じてラトル音抑制補償量Ｉra*を補正するためのヨーレイトゲインＫγを演算するヨーレイトゲイン演算部５７を備える。そして、ヨーレイトゲイン演算部５７は、ヨーレイトγの絶対値が所定の閾値γ１以上である場合（|γ|≧γ１）には、ヨーレイトゲインＫγとして「０」を出力する。

即ち、運転者による積極的なステアリング操作が発生している場合には、歯打ち音の抑制よりも当該ステアリング操作のアシストを優先することが望ましい。そして、所定の閾値θ１以上の操舵角θs、所定の閾値ω１以上の操舵速度ωs、所定の閾値τ１の操舵トルクτ、或いは所定の閾値γ１以上のヨーレイトγの存在は、運転者による積極的なステアリング操作によるものとみなすことができる。

従って、上記（４）〜（７）の構成によれば、運転者による積極的なステアリング操作が発生している場合には、ラトル音抑制補償量Ｉra*を「０」に補正して、当該ステアリング操作のアシストを優先することができる。その結果、操舵フィーリングを損ねることなく、効果的に減速機構２４における歯打ち音の発生を抑制することができる。

（８）ラトル音抑制補償演算部５１は、切り替え制御部５９を備え、同切り替え制御部５９には、各補正ゲイン（Ｋθ，Ｋω，Ｋτ，Ｋγ）が乗ぜられた後の基礎補償量εra´とともに、ブレーキ信号Ｓbkが入力される。そして、切り替え制御部５９は、ブレーキ信号Ｓbkが「オン」である場合、即ち車両制動時には、その出力として「０」を選択し、ラトル音抑制補償演算部５１は、当該切り替え制御部５９から出力された「０」を、ラトル音抑制補償量Ｉra*として出力する。

上記構成によれば、車両制動時には、ラトル音抑制補償量Ｉra*を「０」として、操舵系へのアシスト力付与を優先することにより、当該制動に伴い操舵系に伝達される振動にも対処することができる。その結果、操舵フィーリングを損ねることなく、効果的に減速機構２４における歯打ち音の発生を抑制することができる。

（９）電流指令値演算部４５は、基本アシスト制御量Ｉas*の補償成分として、操舵トルクτの微分値（操舵トルク微分値dτ）に基づくトルク慣性補償量Ｉti*を演算するトルク慣性補償制御部４８とを備える。そして、電流指令値演算部４５は、このトルク慣性補償量Ｉti*を基本アシスト制御量Ｉas*に重畳することにより、目標アシスト力としての電流指令値Ｉq*を演算する。

即ち、このような操舵トルク微分値dτに基づく補償制御を実行することにより、モータギヤ２６（モータ２１）は、その位相がずれる（９０°進む）ことになる。このため、こうした操舵トルク微分値dτに基づく補償制御を実行するものにおいては、上記角速度差分値Δωpの絶対値（|Δωp|）が大となりやすく、これにより生ずる歯打ち音もまた顕著となりやすい傾向がある。従って、このような補償制御を行うものについて、上記（１）〜（８）の構成を適用することで、より顕著な効果を得ることができる。

（第２の実施形態）
以下、本発明をコラム型の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に具体化した第２の実施形態を図面に従って説明する。尚、本実施形態と上記第１の実施形態との主たる相違点は、ラトル音抑制補償制御の態様のみである。このため、説明の便宜上、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付すこととして、その説明を省略する。

図１１に示すように、本実施形態では、電流指令値演算部６０には、上記第１の実施形態の電流指令値演算部４５におけるラトル音抑制補償演算部５１に相当するものとして、ラトル音抑制ゲイン演算部６１が設けられている。そして、ラトル音抑制ゲイン演算部６１は、入力された角速度差分値Δωpの絶対値が所定の閾値β１を超える領域において、電流指令値演算部６０が出力する電流指令値Ｉq*（の絶対値）を低減する、即ちＥＰＳアクチュエータ２２が発生するアシスト力を小さくするようなラトル音抑制補ゲインＫraを演算するように構成されている。

ラトル音抑制ゲイン演算部６１により演算されたラトル音抑制補ゲインＫraは、加算器６２においてトルク慣性補償量Ｉti*が重畳された後の基本アシスト制御量Ｉas**とともに、乗算器６３に入力される。そして、本実施形態の電流指令値演算部６０は、この乗算器６３において、基本アシスト制御量Ｉas**にラトル音抑制補ゲインＫraを乗じた値を、電流指令値Ｉq*としてモータ制御信号出力部４６に出力し、これにより、ＥＰＳアクチュエータ２２の発生するアシスト力が低減される構成となっている。

次に、ラトル音抑制ゲイン演算部の構成について説明する。
図１２に示すように、ラトル音抑制ゲイン演算部６１は、上記第１の実施形態におけるラトル音抑制補償演算部５１の基礎補償量演算部５２に相当するものとして基礎ゲイン演算部６４を備えており、同基礎ゲイン演算部６４は、入力された角速度差分値Δωpに基づいてラトル音抑制補ゲインＫraの基礎成分である基礎ゲインＫbsを演算する。

基礎ゲイン演算部６４において演算された基礎ゲインＫbsは、乗算器６５に入力される。この乗算器６５には、該基礎ゲインＫbsとともに、車速ゲイン演算部５３が出力する車速ゲインＫｖ、舵角ゲイン演算部５４が出力する舵角ゲインＫθ、操舵速度ゲイン演算部５５が出力する操舵速度ゲインＫω、トルクゲイン演算部５６が出力するトルクゲインＫτ、及びヨーレイトゲイン演算部５７が出力するヨーレイトゲインＫγが入力される。また、ラトル音抑制ゲイン演算部６１は、加速度センサ（図示略）により検出された車両の前後加速度Ｇに基づいて加速度ゲインＫｇを演算する加速度ゲイン演算部６６を備えており、同加速度ゲイン演算部６６により演算された加速度ゲインＫｇもまた乗算器６５に入力される。そして、これらの各補正ゲイン演算部（５３，５４，５５，５６，５７，６６）が出力する各補正ゲイン（Ｋｖ，Ｋθ，Ｋω，Ｋτ，Ｋγ，Ｋｇ）は、乗算器６５において基礎ゲインＫbsに乗ぜられる。

ここで、本実施形態では、乗算器６５において各補正ゲイン（Ｋｖ，Ｋθ，Ｋω，Ｋτ，Ｋγ，Ｋｇ）が乗ぜられた後の基礎ゲインＫbs´は、減算器６７に入力される。そして、ラトル音抑制ゲイン演算部６１は、この減算器６７において演算される「１」から基礎ゲインＫbs´を減算した値（１−Ｋbs´）をラトル音抑制補ゲインＫraとして、上記の乗算器６３に出力する。従って、基礎ゲイン演算部６４により演算される基礎ゲインＫbsは、その値が「１」に近いほど、より大きく電流指令値演算部６０が出力する電流指令値Ｉq*（の絶対値）を低減する、即ちＥＰＳアクチュエータ２２が発生するアシスト力を小さくするものとなっている。

図１３に示すように、基礎ゲイン演算部６４は、角速度差分値Δωpと基礎ゲインＫbsとが関連付けられたマップ６４ａを有している。そして、基礎ゲイン演算部６４は、入力された角速度差分値Δωpを、このマップ６４ａに参照することにより、基礎ゲインＫbsを演算する。

詳述すると、マップ６４ａにおいて、基礎ゲインＫbsは、角速度差分値Δωpの絶対値（|Δωp|）が所定の閾値β１以下である場合（|Δωp|≦β１）には「０」、角速度差分値Δωpの絶対値（|Δωp|）が所定の閾値β１´以上である場合（|Δωp|≧β１´）には「１」となるように設定されている。そして、角速度差分値Δωpの絶対値（|Δωp|）が閾値β１から閾値β１´までの範囲にある場合（β１＜|Δωp|＜β１´）にある場合には、該絶対値（|Δωp|）が大となるほど大となるように設定されている。

即ち、本実施形態の基礎ゲイン演算部６４は、角速度差分値Δωpの絶対値（|Δωp|）が所定の閾値β１を超える領域にある場合において、より大きく電流指令値演算部６０が出力する電流指令値Ｉq*（の絶対値）を低減するような基礎ゲインＫbsを演算するように構成されている。そして、これにより、逆入力応力の印加に対応する大きな角速度差分値Δωp（の絶対値）が検出された場合には、操舵系に付与するアシスト力を低減、即ちモータギヤ２６がリダクションギヤ２５と反対方向に回転する際の回転角速度を抑えて、減速機構２４において発生する歯打ち音の抑制を図る構成となっている。

また、図１４に示すように、加速度ゲイン演算部６６は、前後加速度Ｇと加速度ゲインＫｇとが関連付けられたマップ６６ａを有している。このマップ６６ａにおいて、加速度ゲインＫｇは、前後加速度Ｇが所定の閾値Ｇ１より「−」側の値である場合には「０」、前後加速度Ｇが所定の閾値Ｇ１´より「＋」側の値である場合には「１」となるように設定されている。ここで、上記の閾値Ｇ１には、車両が制動状態にあると推定可能な「−」の値が設定されている。尚、前後加速度Ｇが閾値Ｇ１から閾値Ｇ１´までの範囲にある場合（Ｇ１＜Ｇ＜Ｇ１´）には、加速度ゲインＫｇは、前後加速度Ｇがより大きな「−」の値をとるほど小さくなる（「１」→「０」）ように設定されている。そして、加速度ゲイン演算部６６は、入力される前後加速度Ｇを、このマップ６６ａに参照することにより加速度ゲインＫｇを演算する。

即ち、本実施形態では、加速度ゲイン演算部６６は、入力される前後加速度Ｇが、車両が制動状態にあると推定可能な領域にある場合には、加速度ゲインＫｇとして「０」を演算するように構成されている。そして、これにより、車両制動時には、同加速度ゲインＫｇを乗じた後の基礎ゲインＫbs´を「０」とする、即ち操舵系へのアシスト力付与を優先することにより、当該制動に伴い操舵系に伝達される振動にも対処可能な構成となっている。

以上、本実施形態のように電流指令値演算部６０及びラトル音抑制ゲイン演算部６１を構成しても、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。

・上記各実施形態では、本発明を所謂コラム型のＥＰＳ１に具体化したが、本発明は、第１及び第２のギヤを噛合してなる減速機構を介してモータとステアリングシャフトとが駆動連結される構成を有するものであれば、例えばピニオンシャフトに対してアシスト力を付与する所謂ピニオン型のＥＰＳに適用してもよい。

・上記各実施形態では、本発明を、操舵トルクτの微分値（操舵トルク微分値dτ）に基づく補償制御（トルク慣性補償制御）を行うＥＰＳ１に具体化したが、本発明は、このような操舵トルクτの微分値に基づく補償制御を行わないものについて適用してもよい。

・上記各実施形態では、リダクションギヤ２５を第１のギヤとし、モータギヤ２６を第２のギヤとしたが、これを逆転させてもよい。即ち、上記各実施形態では、リダクションギヤ２５の回転角速度であるピニオン角速度ωpを基準（第１の角速度）として、モータギヤ２６の回転角速度をリダクションギヤ２５の回転角速度に換算することにより第２の角速度（換算ピニオン角速度ωp_cnv）を検出した。しかし、これに限らず、モータギヤ２６の回転角速度であるモータ角速度を第１の角速度として、リダクションギヤ２５の回転角速度をモータギヤ２６の回転角速度に換算することにより第２の角速度（換算モータ角速度）を検出する構成としてもよい。

・上記第１の実施形態におけるラトル音抑制補償演算部５１、並びに上記第２の実施形態におけるラトル音抑制ゲイン演算部６１において実行された各補正演算（補正ゲイン演算）については、必ずしもこれらの全てを実行する必要はなく、適宜、選択或いは任意に変更してもよい。

例えば、車速ゲイン演算部５３、舵角ゲイン演算部５４、操舵速度ゲイン演算部５５、並びにヨーレイトゲイン演算部５７のような機能が略等しいものについては、必ずしもこれらの全ての補正演算を実行する必要はなく、適宜選択し任意に組み合わせてもよい。

また、第１の実施形態においてラトル音抑制補償演算部５１に設けられた切り替え制御部５９、及び第２の実施形態においてラトル音抑制ゲイン演算部６１に設けられた加速度ゲイン演算部６６についても、これらのうちの何れを選択してもよい。例えば、上記第１の実施形態のようなラトル音抑制補償量Ｉra*を重畳することによりアシスト力の低減させる構成において、加速度ゲイン演算部６６を設けることにより、車両制動時におけるアシスト力付与の優先を図る構成としてもよい。

・さらに、直接的に、積極的なステアリング操作の有無を判定し、該積極的なステアリング操作がある場合には、アシスト力の低減を行わない構成としてもよい。
・上記各実施形態では、ラトル音抑制補償演算部５１、及びラトル音抑制ゲイン演算部６１におけるマップ演算において、アシスト力低減制御を実行するか否かの判定を行うこととした。しかし、これに限らず、より直接的に、角速度差分値Δωpに基づく判定を行う構成としてもよい。

即ち、図１５のフローチャートに示すように、角速度差分値Δωpの絶対値が所定の閾値ω０を超えるか否かを判定する（ステップ１０１）。そして、所定の閾値ω０を超える場合（|Δωp|＞ω０、ステップ１０１：ＹＥＳ）には、アシスト力低減制御を実行し（ステップ１０２）、閾値ω０を超えない場合（|Δωp|≦ω０、ステップ１０１：ＮＯ）には、アシスト力の低減を実行しない（通常制御、ステップ１０３）構成としてもよい。

電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。 第１の実施形態におけるＥＰＳの制御ブロック図。 トルク慣性補償制御部の制御ブロック図。 ラトル音抑制補償演算部の概略構成図。 基礎補償量演算部の概略構成図。 車速ゲイン演算部の概略構成図。 舵角ゲイン演算部の概略構成図。 操舵速度ゲイン演算部の概略構成図。 トルクゲイン演算部の概略構成図。 ヨーレイトゲイン演算部の概略構成図。 第２の実施形態におけるＥＰＳの制御ブロック図。 ラトル音抑制ゲイン演算部の制御ブロック図。 基礎ゲイン演算部の概略構成図。 加速度ゲイン演算部の概略構成図。 別例のラトル音抑制補償制御の処理手順を示すフローチャート。 トルクセンサの構成を概略的に示す模式図。 減速機構における歯打ち音（ラトル音）の発生メカニズムを示す説明図。

符号の説明

１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、２…ステアリング、３…ステアリングシャフト、８…コラムシャフト、８ａ…第１シャフト、８ｂ…第２シャフト、９…インターミディエイトシャフト、１０…ピニオンシャフト、１２…転舵輪、２１…モータ、２１ａ…モータ軸、２２…ＥＰＳアクチュエータ、２３…ＥＣＵ、２４…減速機構、２５…リダクションギヤ、２６…モータギヤ、３１…トルクセンサ、３３…トーションバー、３４ａ…第１の角度センサ、３４ｂ…第２の角度センサ、３５…車速センサ、３６…ヨーレイトセンサ、４１…マイコン、４２…駆動回路、４４…回転角センサ、４５，６０…電流指令値演算部、４６…モータ制御信号出力部、４７…基本アシスト制御部、４８…トルク慣性補償制御部、５１…ラトル音抑制補償演算部、５２…基礎補償量演算部、５３…車速ゲイン演算部、５４…舵角ゲイン演算部、５５…操舵速度ゲイン演算部、５６…トルクゲイン演算部、５７…ヨーレイトゲイン演算部、５９…切り替え制御部、６１…ラトル音抑制ゲイン演算部、６４…基礎ゲイン演算部、６６…加速度ゲイン演算部、Ｉq*…電流指令値、Ｉas*，Ｉas**…基本アシスト制御量、Ｉti*…トルク慣性補償量、Ｉra*…ラトル音抑制補償量、εra，εra´…基礎補償量、Ｋra*…ラトル音抑制ゲイン、Ｋbs，Ｋbs´…基礎ゲイン、θp…ピニオン角、ωp…ピニオン角速度、θm…モータ回転角、θp_cnv…換算ピニオン角、ωp_cnv…換算ピニオン角速度、Δωp…角速度差分値、α１，β１，β１´，ω０…閾値、θs…操舵角、θ１，θ１´…閾値、Ｋθ…舵角ゲイン、ωs…操舵速度、ω１，ω１´…閾値、Ｋω…操舵速度ゲイン、Ｖ，Ｖ１，Ｖ１´，Ｖ２，Ｖ２´…車速、Ｋｖ…車速ゲイン、τ…操舵トルク、τ１，τ１´…閾値、dτ…操舵トルク微分値、Ｋτ…トルクゲイン、γ…ヨーレイト、γ１，γ１´…閾値、Ｋγ…ヨーレイトゲイン、Ｇ…前後加速度、Ｋｇ…加速度ゲイン、Ｇ１，Ｇ１´…閾値、Ｓbk…ブレーキ信号。

Claims (12)

1. モータを駆動源としてステアリングシャフトを回転駆動することにより操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置と、前記モータへの駆動電力の供給を通じて前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記モータは、第１及び第２のギヤを噛合してなる減速機構を介して前記ステアリングシャフトに駆動連結された電動パワーステアリング装置であって、
   前記第１のギヤの回転角速度を第１の角速度として検出する第１の角速度検出手段と、
   前記第２のギヤの回転角速度を前記第１ギヤの回転角速度に換算した第２の角速度として検出する第２の角速度検出手段とを備え、
   前記制御手段は、前記検出される前記第１及び第２の角速度の差分値を演算し、該差分値の絶対値が所定の閾値を超える場合には、前記アシスト力を低減すべく前記制御すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記制御手段は、前記差分値の絶対値が大きいほど、前記アシスト力を大きく低減すべく前記制御すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記制御手段は、車速が所定の車速領域にある場合に限定して、前記アシスト力の低減を行うこと、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記制御手段は、操舵角の絶対値が所定の閾値以上である場合には、前記アシスト力の低減を行わないこと、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
5. 請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記制御手段は、操舵速度の絶対値が所定の閾値以上である場合には、前記アシスト力の低減を行わないこと、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
6. 請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記制御手段は、操舵トルクの絶対値が所定の閾値以上である場合には、前記アシスト力の低減を行わないこと、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
7. 請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記制御手段は、車両のヨーレイトの絶対値が所定の閾値以上である場合には、前記アシスト力の低減を行わないこと、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
8. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記制御手段は、積極的なステアリング操作の有無を判定し、該積極的なステアリング操作がある場合には、前記アシスト力の低減を行わないこと、
   を特徴とする電動パワーステアリング装置。
9. 請求項１〜請求項８の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記制御手段は、車両制動時には、前記アシスト力の低減を行わないこと、
   を特徴とする電動パワーステアリング装置。
10. 請求項１〜請求項９の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
    前記制御手段は、基本アシスト成分に、前記第１及び第２の角速度の差分値に基づく補償量を重畳することにより、前記アシスト力の低減を行うこと、
    を特徴とする電動パワーステアリング装置。
11. 請求項１〜請求項１０の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
    前記制御手段は、基本アシスト成分に、前記第１及び第２の角速度の差分値に基づき演算される補償ゲインを乗ずることにより、前記アシスト力の低減を行うこと、
    を特徴とする電動パワーステアリング装置。
12. 請求項１〜請求項１０の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
    前記制御手段は、基本アシスト成分に、操舵トルクの微分値に基づく補償量を重畳することにより、前記操舵力補助装置に発生させるべき目標アシスト力を演算すること、
    を特徴とする電動パワーステアリング装置。

Images