JP5040420B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

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、多くの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９１）の途中に設けられたトーションバー９２の捻れ角に基づき操舵トルクを検出するトルクセンサ９３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９２の両端に設けられた一対の角度センサ９４ａ，９４ｂ（レゾルバ）により同トーションバー９２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、モータが回転することにより、減速機構に歯打ち音が発生する。

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）９５と、モータ駆動により回転する第２のギヤ（モータギヤ）９６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９５ａ，９６ａ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９５，９６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、逆入力応力の印加に起因す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、前記ステアリングシャフトの途中に設けられたトーションバーの捻れ角に基づき操舵トルクを検出するトルクセンサと、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、前記制御手段は、前記ステアリングシャフトの回転状態を示す信号の周波数解析に基づいて、前記第１及び第２のギヤの噛合部分における歯打ち音の発生を抑制すべく、前記操舵力補助装置の作動を制御する電動パワーステアリング装置であって、前記操舵系に付与するアシスト力の制御は、前記トルクセンサによって検出された操舵トルクに基づき行われるものであって、前記ステアリングシャフトの回転状態を示す信号から、前記第１及び第２のギヤの噛合部分における歯打ち音の発生を助長する振動に対応した特定の周波数成分を抽出可能な特定周波数抽出手段を備え、前記制御手段は、抽出された前記特定の周波数成分の実効値が所定の閾値以上である場合には、前記操舵系に付与するアシスト力を低減すべく制御すること、を要旨とする。

上記構成によれば、逆入力応力の印加時、操舵系に生ずる振動が歯打ち音（ラトル音）として顕在化する前に、いち早くその発生を検知して速やかに抑制することができる。その結果、高い静粛性と良好な操舵フィーリングを実現することができるようになる。

即ち、逆入力応力印加時、第１及び第２のギヤの噛合部分に生ずる歯打ち音は、当該逆入力応力の印加により操舵系を構成するステアリングシャフトが振動することによって、第１のギヤ（の歯）と第２のギヤ（の歯）とが相反する方向に回転し、繰り返し衝突することにより引き起こされる。そして、その操舵系の振動を打ち消すべくパワーアシスト制御が実行されることにより、こうした二つのギヤ間の相対回転速度差が増大、即ち歯打ち音の発生が助長される。

しかしながら、上記のように歯打ち音（ラトル音）の発生を助長する振動に対応した周波数成分が顕著となった場合には、操舵系に付与するアシスト力を低減し、モータにより駆動される側のギヤの回転速度を抑えることで、二つのギヤ間の相対回転速度差の増大を抑制して、その衝突エネルギーを小さく抑えることができる。その結果、第１及び第２のギヤの噛合部分に生ず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、前記実効値が大きいほど、前記アシスト力を大きく低減すること、を要旨とする。
請求項３に記載の発明は、前記制御手段は、前記操舵系に付与するアシスト力をゼロに低減すること、を要旨とする。

即ち、電動パワーステアリング装置の本来の機能、即ち適切なアシスト力付与の観点からみた場合、アシスト力の低減は、必ずしも好ましいものではない。この点、上記各構成のように、その歯打ち音の発生を助長する振動に対応した特定の周波数成分の実効値の大きさに応じてアシスト力を低減することで、適切なアシスト力付与を行いつつ、効果的に歯打ち音の発生を抑制することができるようになる。加えて、アシスト力の低減時においても、そのアシスト力の変化を穏やかなものとして、良好な操舵フィーリングを維持することができるという利点がある。

請求項４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（第１及び第２のギヤの噛合部分）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上記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５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。
即ち、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６に記載の発明は、前記制御手段は、ステアリング操作時には、前記アシスト力の低減を行わないこと、を要旨とする。
即ち、運転者による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、このような場合には、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。

請求項７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、前記ステアリングシャフトの途中に設けられたトーションバーの捻れ角に基づき操舵トルクを検出するトルクセンサと、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、前記制御手段は、前記ステアリングシャフトの回転状態を示す信号の周波数解析に基づいて、前記第１及び第２のギヤの噛合部分における歯打ち音の発生を抑制すべく、前記操舵力補助装置の作動を制御する電動パワーステアリング装置であって、前記制御手段は、前記トルクセンサによって検出された操舵トルクに含まれた前記第１及び第２のギヤの噛合部分における歯打ち音の発生を助長する振動に対応した特定の周波数成分を除去可能な特定周波数除去手段を備え、前記ステアリングシャフトの回転状態を示す信号から、前記第１及び第２のギヤの噛合部分における歯打ち音の発生を助長する振動に対応した特定の周波数成分を抽出可能な特定周波数抽出手段を備え、前記制御手段は、抽出された前記特定の周波数成分の実効値が所定の閾値以下である場合には、前記特定周波数除去手段の効力を低減すること、を要旨とする。

請求項８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、前記制御手段は、前記ステアリングシャフトの回転状態を示す信号の周波数解析に基づいて、前記第１及び第２のギヤの噛合部分における歯打ち音の発生を抑制すべく、前記操舵力補助装置の作動を制御する電動パワーステアリング装置であって、前記制御手段は、前記アシスト力を発生させるための制御信号に含まれた前記第１及び第２のギヤの噛合部分における歯打ち音の発生を助長する振動に対応した特定の周波数成分を除去可能な特定周波数除去手段を備え、前記ステアリングシャフトの回転状態を示す信号から、前記第１及び第２のギヤの噛合部分における歯打ち音の発生を助長する振動に対応した特定の周波数成分を抽出可能な特定周波数抽出手段を備え、前記制御手段は、抽出された前記特定の周波数成分の実効値が所定の閾値以下である場合には、前記特定周波数除去手段の効力を低減すること、を要旨とする。

上記各構成によれば、逆入力応力の印加時、操舵系に生ずる振動が歯打ち音（ラトル音）として顕在化する前に、いち早くその発生を検知して速やかに抑制することができる。その結果、高い静粛性と良好な操舵フィーリングを実現することができるようになる。
また、パワーアシスト制御の基礎となる操舵トルク、又はアシスト力を発生させるための制御信号から、予め歯打ち音の発生を助長する振動に対応した特定の周波数成分を除去することで、操舵系（ステアリングシャフト）の振動を打ち消すためのアシスト力付与が抑制される。そして、これにより、当該振動を打ち消すためのアシスト力付与による歯打ち音の増大を回避して、効果的に、その発生を抑制することができる。

また、前記ステアリングシャフトの回転状態を示す信号から、前記第１及び第２のギヤの噛合部分における歯打ち音の発生を助長する振動に対応した特定の周波数成分を抽出可能な特定周波数抽出手段を備え、前記制御手段は、抽出された前記特定の周波数成分の実効値が所定の閾値以下である場合には、前記特定周波数除去手段の効力を低減する。

即ち、操舵系の振動を打ち消すためのアシスト力付与の過度な制限は、操舵フィーリングの悪化を招くことになる。この点、上記構成によれば、当該振動を打ち消すためのアシスト力付与の制限は、減速機構において歯打ち音が発生しやすい状況にある場合に限定される。その結果、良好な操舵フィーリングを確保しつつ、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９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、前記特定周波数除去手段の効力を有効とすること、を要旨とする。
上記構成によれば、上記請求項４に記載の発明と同様に、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、車両制動時には、前記特定周波数除去手段の効力を低減すること、を要旨とする。
上記構成によれば、上記請求項５に記載の発明と同様に、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１１に記載の発明は、前記制御手段は、ステアリング操作時には、前記特定周波数除去手段の効力を低減すること、を要旨とする。
上記構成によれば、上記請求項６に記載の発明と同様に、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。

本発明によれば、逆入力応力の印加に起因す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、その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第１のギヤとしてのリダクションギヤ２５と、モータ軸２１ａに対して相対回転不能に設けられた第２のギヤとしてのモータギヤ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、減速機構２４には、所謂ウォーム＆ホイールが採用されている。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構成となっている。

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、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。

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する電流指令値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*（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、「トルク慣性補償制御」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。そして、このトルク慣性補償制御には、操舵系に生じた振動を抑制する効果がある。

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*（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*（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*（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（マイコン４１）は、その操舵系、具体的にはステアリングシャフト３に生ずる振動について周波数解析を実行する。そして、当該周波数解析に基づいて、上記減速機構２４における歯打ち音（ラトル音）の発生を抑制すべく、モータ制御を実行、即ちＥＰＳアクチュエータ２２の作動を制御する。

詳述すると、図２に示すように、本実施形態のマイコン４１には、入力される信号から特定の周波数成分を抽出可能な特定周波数抽出手段としての特定周波数抽出部５１が設けられている。本実施形態では、この特定周波数抽出部５１には、操舵系の状態を示す信号として、該操舵系を構成するピニオンシャフト１０の回転角を示すピニオン角θpが入力されるようになっている。そして、特定周波数抽出部５１は、その入力されるピニオン角θpから、操舵系に生じた振動に対応した特定の周波数成分、具体的には、減速機構２４を構成するリダクションギヤ２５及びモータギヤ２６の噛合部分における歯打ち音（ラトル音）の発生を助長する振動に対応した特定の周波数成分を抽出する。

本実施形態では、特定周波数抽出部５１は、上記抽出された特定の周波数成分の実効値をパワースペクトルＳpとして出力するように構成されている。そして、本実施形態のマイコン４１は、その特定周波数抽出部５１の出力するパワースペクトルＳpが、所定の閾値以上である場合には、操舵系に付与するアシスト力を低減すべく、そのモータ制御信号の出力を実行する。

即ち、逆入力応力印加時、減速機構２４に生ずる歯打ち音は、当該逆入力応力の印加によりステアリングシャフト３が振動することによって、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）とが相反する方向に回転し、繰り返し衝突することにより引き起こされる（図１７参照）。そして、そのステアリングシャフトの振動を打ち消すべくパワーアシスト制御が実行されることにより、こうした二つのギヤの相対回転速度差が増大、即ち歯打ち音の発生が助長される。

しかしながら、上記のように、このような歯打ち音（ラトル音）の発生を助長する振動に対応した周波数成分が顕著となった場合には、操舵系に付与するアシスト力を低減し、モータギヤ２６の回転速度を抑えることにより、当該モータギヤ２６とリダクションギヤ２５と相対回転速度差の増大を抑制して、その衝突エネルギーを小さく抑えることができる。そして、本実施形態では、これにより上記歯打ち音の発生を抑制する構成となっている。

さらに詳述すると、図４のフローチャートに示すように、特定周波数抽出部５１は、入力されるピニオン角θp（ステップ１０１）について、先ず、バンドパスフィルタ処理を実行し、歯打ち音の発生を助長する振動に対応した特定の周波数成分として８〜１２Ｈｚの周波数成分を抽出する（ステップ１０２）。次に、特定周波数抽出部５１は、ＲＭＳ（Root Means square：平均自乗平方根）演算により、上記ステップ１０２において抽出された周波数成分の実効値を求める（ステップ１０３）。そして、ローパスフィルタ処理を実行し（ステップ１０４）、当該ローパスフィルタ処理した後の値をパワースペクトルＳpとして出力する（ステップ１０５）。

図２に示すように、本実施形態のマイコン４１には、低減ゲイン演算部５２が設けられており、特定周波数抽出部５１において演算されたパワースペクトルＳpは、この低減ゲイン演算部５２に入力される。そして、この低減ゲイン演算部５２において、電流指令値演算部４５の出力する電流指令値Ｉq*（の絶対値）を低減、即ち操舵系に付与するアシスト力を低減させるための低減ゲインＫが演算される。

図５に示すように、本実施形態の低減ゲイン演算部５２は、パワースペクトルＳpと低減ゲインＫとが関連付けられたマップ５２ａを有しており、同マップ５２ａにおいて、低減ゲインＫは、パワースペクトルＳpが第１の閾値Ｓth１以上の領域において、該パワースペクトルＳpが大きいほど、より大きく電流指令値Ｉq*を低減する値に設定されている。そして、低減ゲイン演算部５２は、入力されるパワースペクトルＳpを、このマップ５２ａに参照することにより、低減ゲインＫを演算する。つまり、本実施形態では、低減ゲイン演算部５２は、パワースペクトルＳpの値が大きいほど、より大きく電流指令値Ｉq*を低減する低減ゲインＫを演算するように構成されている。

具体的には、マップ５２ａにおいて、低減ゲインＫは、上記第１の閾値Ｓth１以上、第２の閾値Ｓth２以下の領域（Ｓth≦Ｓp≦Ｓth２）において、パワースペクトルＳpが大となるに従って、その値が「０」から「１」まで変化するとともに、第２の閾値Ｓth２を超える領域においては、その値が「１」となるように設定されている。即ち、本実施形態の低減ゲイン演算部５２は、入力されるパワースペクトルＳpの値に応じて、「０」から「１」までの値を有する低減ゲインＫを演算する。次に、この低減ゲイン演算部５２により演算された低減ゲインＫは、減算器５３に入力される。そして、この減算器５３において「１」から当該低減ゲインＫを減算した値「１−Ｋ」が乗算器５４に入力され、同乗算器５４において上記電流指令値演算部４５の出力する電流指令値Ｉq*に乗ぜられることにより、電流指令値Ｉq*（の絶対値）が低減されるようになっている。

つまり、「０」から「１」までの値を有する低減ゲインＫを「１」から減算することで、その減算後の値「１−Ｋ」は、当該低減ゲインＫの値が大きいほど小さな「１．０」以下の値となる。従って、「１−Ｋ」を乗ずることにより補正された補正後の電流指令値Ｉq**は、低減ゲインＫが大きな値であるほど、その値（絶対値）が大きく低減され、低減ゲインＫが「１」である場合、即ち、低減ゲイン演算部５２に入力されるパワースペクトルＳpが上記第２の閾値Ｓth２よりも大きい場合には、その値が「０」となる。そして、本実施形態では、この補正後の電流指令値Ｉq**に基づいて、モータ制御信号出力部４６がモータ制御信号の出力を実行することにより、操舵系に付与するアシスト力を低減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）ＥＣＵ２３（マイコン４１）は、その操舵系、具体的にはステアリングシャフト３に生ずる振動について周波数解析を実行する。そして、その周波数解析の結果に基づいて、上記減速機構２４における歯打ち音（ラトル音）の発生を抑制すべく、モータ制御を実行、即ちＥＰＳアクチュエータ２２の作動を制御する。

上記構成によれば、逆入力応力の印加時、操舵系（ステアリングシャフト３）に生ずる振動がラトル音（歯打ち音）として顕在化する前に、いち早くその発生を検知して速やかに抑制することができる。その結果、高い静粛性と良好な操舵フィーリングを実現することができるようになる。

（２）マイコン４１は、入力される信号から特定の周波数成分を抽出可能な特定周波数抽出部５１を備え、特定周波数抽出部５１は、操舵系の状態を示す信号としてのピニオン角θpから、減速機構２４における歯打ち音の発生を助長する振動に対応した特定の周波数成分を抽出し、その実効値をパワースペクトルＳpとして出力する。そして、マイコン４１は、その特定周波数抽出部５１の出力するパワースペクトルＳpが、所定の閾値以上である場合には、ＥＰＳアクチュエータ２２の発生するアシスト力を低減すべく、そのモータ制御信号の出力を実行する。

即ち、逆入力応力印加時、減速機構２４に生ずる歯打ち音は、当該逆入力応力の印加によりステアリングシャフト３が振動することによって、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）とが相反する方向に回転し、繰り返し衝突することにより引き起こされる。そして、そのステアリングシャフト３の振動を打ち消すべくパワーアシスト制御が実行されることにより、こうした二つのギヤ間の相対回転速度差が増大、即ち歯打ち音の発生が助長される。

しかしながら、上記のように歯打ち音（ラトル音）の発生を助長する振動に対応した周波数成分が顕著となった場合には、操舵系に付与するアシスト力を低減し、モータギヤ２６の回転速度を抑えることで、当該モータギヤ２６とリダクションギヤ２５と相対回転速度差の増大を抑制して、その衝突エネルギーを小さく抑えることができる。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。

（３）低減ゲイン演算部５２は、パワースペクトルＳpの値が大きいほど、より大きく電流指令値Ｉq*を低減する低減ゲインＫを演算する。
即ち、ＥＰＳ本来の機能、即ち適切なアシスト力付与の観点からみた場合、アシスト力の低減は、必ずしも好ましいものではない。この点、上記構成のように、その歯打ち音の発生を助長する振動に対応した特定の周波数成分の実効値、即ちパワースペクトルＳpの大きさに応じてアシスト力を低減することで、適切なアシスト力付与を行いつつ、効果的に歯打ち音の発生を抑制することができるようになる。加えて、アシスト力の低減時においても、そのアシスト力の変化を穏やかなものとして、良好な操舵フィーリングを維持することができるという利点がある。

（第２の実施形態）
以下、本発明を具体化した第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、ラトル音抑制制御の態様である。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６に示すように、本実施形態のマイコン６１は、入力信号に含まれる特定の周波数成分を除去可能な特定周波数除去手段としてのノッチフィルタ７０を備えており、当該ノッチフィルタ７０は、上記のような減速機構２４における歯打ち音の発生を助長する振動に対応した特定の周波数成分を除去する機能を有している。そして、本実施形態のマイコン６１では、電流指令値演算部４５には、このノッチフィルタ７０を通過した後の操舵トルクτ´が入力されるようになっている。

換言すると、本実施形態のマイコン６１は、目標アシスト力に対応する電流指令値Ｉq*の演算に用いられる操舵トルクτに含まれた上記歯打ち音の発生を助長する振動に対応した特定の周波数成分を除去可能なノッチフィルタ７０を備えている。そして、このノッチフィルタ７０を通過した後の操舵トルクτ´に基づいて目標アシスト力に対応する電流指令値Ｉq*を演算することにより、転舵輪１２に対する逆入力応力の印加時、減速機構２４に生ずる歯打ち音の抑制を図る構成となっている。

即ち、減速機構２４に発生する歯打ち音は、逆入力応力の印加により生じたステアリングシャフト３の振動を打ち消すべくアシスト力付与が行われることによって増大する。従って、上記構成のように、そのパワーアシスト制御の基礎となる操舵トルクτから、予め歯打ち音の発生を助長する振動に対応した特定の周波数成分を除去することで、操舵系（ステアリングシャフト３）の振動を打ち消すためのアシスト力付与が抑制される。そして、本実施形態では、これにより、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、本実施形態のマイコン６１は、上記第１の実施形態と同様に、特定周波数抽出手段としての特定周波数抽出部７１を備えている。本実施形態では、特定周波数抽出部７１には、操舵系の状態を示す信号として、操舵トルクτが入力されるようになっており、該特定周波数抽出部７１は、入力された操舵トルクから、減速機構２４における歯打ち音の発生を助長する振動に対応した周波数成分を抽出し、その実効値をパワースペクトルＳpとして出力する。尚、この特定周波数抽出部７１による特定の周波数成分の抽出、及びその実効値としてのパワースペクトルＳpの出力に関する処理手順は、上記第１の実施形態における特定周波数抽出部５１と同様である（図４参照）。そして、本実施形態のマイコン６１は、その特定周波数抽出部７１の出力するパワースペクトルＳpが、所定の閾値以下である場合には、上記ノッチフィルタ７０の効力を低減するように構成されている。

詳述すると、本実施形態のマイコン６１は、特定周波数抽出部７１の出力する特定の周波数成分の実効値、即ちパワースペクトルＳpに基づいて、上記ノッチフィルタ７０の効力を規定するフィルタゲインＫfを演算するフィルタゲイン演算部７２を備えている。そして、ノッチフィルタ７０は、このフィルタゲイン演算部７２から入力されるフィルタゲインＫfに応じて、その特定周波数除去手段としての効力を発揮する。

図７に示すように、本実施形態のフィルタゲイン演算部７２は、パワースペクトルＳpとフィルタゲインＫfとが関連付けられたマップ７２ａを有しており、同マップ７２ａにおいて、フィルタゲインＫfは、パワースペクトルＳpが第２の閾値Ｓth２以下の領域では、「１」よりも小さな値に設定されている。尚、パワースペクトルＳpが第２の閾値Ｓth２よりも大きな領域では、フィルタゲインＫfの値は「１」、パワースペクトルＳpが第１の閾値Ｓth１よりも小さな領域では「０」となるように設定されている。即ち、このマップ７２ａにおいて、フィルタゲインＫfは、パワースペクトルＳpが第２の閾値Ｓth２以下の領域では、ノッチフィルタ７０の効力を低減する値に設定されている。そして、フィルタゲイン演算部７２は、入力されるパワースペクトルＳpを、このマップ７２ａに参照することにより、フィルタゲインＫfを演算する。

つまり、本実施形態では、フィルタゲイン演算部７２は、パワースペクトルＳpの値が第２の閾値Ｓth２以下の領域では、当該パワースペクトルＳpの値が小さいほど、より大きくノッチフィルタ７０の効力を低減するフィルタゲインＫfを演算するように構成されている。そして、そのフィルタゲインＫfに基づいて、ノッチフィルタ７０が特定周波数除去手段としての効力を発揮することにより、特定周波数抽出部７１の出力するパワースペクトルＳpが第２の閾値Ｓth２以下である場合には、当該ノッチフィルタ７０の効力が低減されるようになっている。

即ち、如何に歯打ち音の発生を抑制するためとはいえ、操舵系の振動を打ち消すためのアシスト力付与の過度な制限は、操舵フィーリングの悪化を招くことになる。この点を踏まえ、本実施形態では、上記のように、歯打ち音の発生を助長する振動に対応した特定の周波数成分の実効値、即ちパワースペクトルＳpの大きさに応じて、ノッチフィルタ７０の効力を変化させる。そして、減速機構２４において歯打ち音が発生しやすい状況にあるほど、ノッチフィルタ７０が、その効力を発揮するように構成することにより、良好な操舵フィーリングを確保しつつ、効果的に歯打ち音の発生を抑制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）マイコン６１は、目標アシスト力に対応する電流指令値Ｉq*の演算に用いられる操舵トルクτに含まれた上記歯打ち音の発生を助長する振動に対応した特定の周波数成分を除去可能なノッチフィルタ７０を備える。そして、このノッチフィルタ７０を通過した後の操舵トルクτ´に基づいて目標アシスト力に対応する電流指令値Ｉq*を演算する。

上記構成によれば、そのパワーアシスト制御の基礎となる操舵トルクτから、予め歯打ち音の発生を助長する振動に対応した特定の周波数成分を除去することで、操舵系（ステアリングシャフト３）の振動を打ち消すためのアシスト力付与が抑制される。そして、これにより、当該振動を打ち消すためのアシスト力付与による歯打ち音の増大を回避して、効果的に、その発生を抑制することができる。

（２）マイコン６１は、入力される操舵系の状態を示す信号としての操舵トルクτから、減速機構２４における歯打ち音の発生を助長する振動に対応した特定の周波数成分を抽出し、その実効値をパワースペクトルＳpとして出力する特定周波数抽出部７１を備える。そして、マイコン６１は、その特定周波数抽出部７１の出力するパワースペクトルＳpが、所定の閾値以下である場合には、上記ノッチフィルタ７０の効力を低減する。

即ち、操舵系の振動を打ち消すためのアシスト力付与の過度な制限は、操舵フィーリングの悪化を招くことになる。この点、上記構成によれば、当該振動を打ち消すためのアシスト力付与の制限は、減速機構２４において歯打ち音が発生しやすい状況にある場合に限定される。その結果、良好な操舵フィーリングを確保しつつ、効果的に歯打ち音の発生を抑制することができる。

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。
・上記各実施形態では、特定周波数抽出手段としての特定周波数抽出部５１（７１）は、マイコン４１（６１）内に設けられることとした。しかし、これに限らず、マイコン４１（６１）の外部、更にはＥＣＵ２３の外部に設ける構成としてもよい。

・特定の周波数成分を抽出する対象となる「操舵系の状態を示す信号」として、上記第１の実施形態では、当該操舵系を構成するピニオンシャフト１０の回転角を示すピニオン角θpを用い、上記第２の実施形態では、トルクセンサ３１により検出される操舵トルクτを用いた。しかし、これに限らず、減速機構２４における歯打ち音の発生を助長する振動に対応した特定の周波数を含むような「操舵系の状態を示す信号」であればよく、例えば、ステアリング２側の回転角である操舵角θs（ハンドル角）を用いてもよい。尚、周波数解析におけるピニオン角θp、操舵角θs、操舵トルクτの位置づけは、瞬間値ではなく、連続信号としての位置付けであることはいうまでもない。

・上記第２の実施形態では、マイコン６１は、目標アシスト力に対応する電流指令値Ｉq*の演算に用いられる操舵トルクτに含まれた上記歯打ち音の発生を助長する振動に対応した特定の周波数成分を除去可能なノッチフィルタ７０を備えることとした。しかし、これに限らず、図８に示すように、電流指令値演算部４５とモータ制御信号出力部４６との間にノッチフィルタ７０を設ける。そして、このノッチフィルタ７０により、アシスト力を発生させるための制御信号である電流指令値Ｉq*に含まれた上記歯打ち音の発生を助長する振動に対応した特定の周波数成分を除去した後の電流指令値Ｉq**に基づいて、モータ制御信号の出力を実行する構成としてもよい。このような構成としても、上記第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。

・上記第２の実施形態では、マイコン６１は、特定周波数抽出部７１及びフィルタゲイン演算部７２を備え、特定周波数抽出部７１の出力するパワースペクトルＳpが、所定の閾値以下である場合には、上記ノッチフィルタ７０の効力を低減することとした。しかし、これに限らず、こうしたノッチフィルタ７０の効力の低減は、必ずしも行わなくともよい。

・更に、上記第１の実施形態のようなアシスト力の低減、及び上記第２の実施形態のような特定周波数除去手段としてのノッチフィルタ７０の活用は、車速Ｖが所定の車速領域にある場合に限定して行う構成にするとよい。

具体的には、図９に示すように、例えば、マイコン４１（６１）に、車速Ｖに基づいて車速ゲインＫｖを演算する車速ゲイン演算部８１を設け、上記減算器５３（又はノッチフィルタ７０）には、当該車速ゲインＫｖを乗ずることにより補正された補正後の低減ゲインＫ´（又はフィルタゲインＫf´）が入力されるように構成する。そして、車速Ｖが所定の車速領域にない場合（Ｖ＞Ｖ１又はＶ＜Ｖ２）には、車速ゲイン演算部８１が、車速ゲインＫｖとして「０」を演算する構成すればよい（図１０参照）。

尚、この例においては、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´）、車速ゲインＫｖは「１」となるように設定されている。また、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」）、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。

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。従って、こうした場合には、操舵系に付与するアシスト力を低減せず、車速Ｖが所定の車速領域にある場合（Ｖ１≦Ｖ≦Ｖ２）に限定して上記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２４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、上記第２の実施形態のように、特定周波数除去手段としてノッチフィルタ７０を備えた構成においても、車速Ｖが所定の車速領域にある場合（Ｖ１≦Ｖ≦Ｖ２）に限定して当該ノッチフィルタ７０の効力を有効とすることにより、同様の効果を得ることができる。

・更に、ステアリング操作時には、上記第１の実施形態のように歯打ち音の発生を抑制すべくアシスト力の低減を行うものにおいては当該アシスト力の低減を行わない、また上記第２の実施形態のように特定周波数除去手段を備えたものにおいては当該特定周波数除去手段の効力を低減する構成にするとよい。

具体的には、図９に示すように、例えば、マイコン４１（６１）に、操舵角θsに基づいて舵角ゲインＫθを演算する舵角ゲイン演算部８２、操舵速度ωsに基づいて操舵速度ゲインＫωを演算する車速ゲイン演算部８３、操舵トルクτに基づいてトルクゲインＫτを演算するトルクゲイン演算部８４、及びヨーレイトγに基づいてヨーレイトゲインＫγを演算するヨーレイトゲイン演算部８５を設ける。

図１１〜図１４に示すように、これらの各ゲイン演算部（８２〜８５）は、それぞれ、その対応する状態量の絶対値が、所定の閾値以上である場合（|θs|≧θ１，|ωs|≧ω１，|τ|≧τ１，|γ|≧γ１）には、その出力する各補正ゲイン（Ｋθ，Ｋω，Ｋτ，Ｋγ）の値が「１．０」より小さくなるように構成される。詳しくは、対応する各状態量の絶対値が上記各閾値から第２の閾値までの領域（θ１＜|θs|＜θ２，ω１＜|ωs|＜ω２，τ１＜|τ|＜τ２，γ１＜|γ|＜γ２）においては、各補正ゲイン（Ｋθ，Ｋω，Ｋτ，Ｋγ）の値は、各状態量の絶対値が大となるほど小さくなるように設定される。そして、対応する各状態量の絶対値が第２の閾値以上の領域（|θs|≧θ２，|ωs|≧ω２，|τ|≧τ２，|γ|≧γ２）においては、各補正ゲイン（Ｋθ，Ｋω，Ｋτ，Ｋγ）の値は「０」となるように設定される。

そして、上記減算器５３（又はノッチフィルタ７０）には、これら舵角ゲイン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を乗ずることにより補正された補正後の低減ゲインＫ´（又はフィルタゲインＫf´）が入力されるように構成する。

これにより、上記第１の実施形態のように歯打ち音の発生を抑制すべくアシスト力の低減を行う構成では、上記各状態量の絶対値が第１の閾値以上の領域（|θs|≧θ１，|ωs|≧ω１，|τ|≧τ１，|γ|≧γ１）において、補正前の低減ゲインＫよりも補正後の低減ゲインＫ´が小さくなる。そして、上記各状態量の絶対値が第２の閾値以上の領域（|θs|≧θ２，|ωs|≧ω２，|τ|≧τ２，|γ|≧γ２）においては、補正後の低減ゲインＫ´が「０」となる。つまり、アシスト力の低減が行われなくなる。

同様に、上記第２の実施形態のように特定周波数除去手段を備える構成では、上記各状態量の絶対値が第１の閾値以上の領域（|θs|≧θ１，|ωs|≧ω１，|τ|≧τ１，|γ|≧γ１）において、補正前のフィルタゲインＫf´よりも補正後のフィルタゲインＫf´が小さくなる。つまり、特定周波数除去手段としてのノッチフィルタ７０の効力が低減される。そして、上記各状態量の絶対値が第２の閾値以上の領域（|θs|≧θ２，|ωs|≧ω２，|τ|≧τ２，|γ|≧γ２）において、補正後のフィルタゲインＫf´が「０」となり、ノッチフィルタ７０の効力は無効となる。

即ち、運転者による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、このような場合には、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。

尚、上記の例における各閾値は、上記第１の実施形態のように歯打ち音の発生を抑制すべくアシスト力の低減を行う構成と、上記第２の実施形態のように特定周波数除去手段を備える構成とで、それぞれ最適化することが望ましいことはいうまでもない。

また、上記の例においては、ステアリング操作の有無に関する推定（各補正ゲインの演算）は、操舵角θs、操舵速度ωs、操舵トルクτ、及びヨーレイトγに基づき行われることとした。しかし、これに限らず、ステアリング操作の推定は、これらの状態量の任意の組み合わせにより行ってもよい。そして、上記に示した各状態量以外の状態量を用いて行うこととしてもよい。

・更に、車両制動時には、上記第１の実施形態のように歯打ち音の発生を抑制すべくアシスト力の低減を行うものにおいては当該アシスト力の低減を行わない、また上記第２の実施形態のように特定周波数除去手段を備えたものにおいては当該特定周波数除去手段の効力を低減する構成にするとよい。

具体的には、図９に示すように、例えば、マイコン４１（６１）に、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８６を設ける。図１５に示すように、この加速度ゲイン演算部８６は、前後加速度Ｇが、所定の閾値Ｇ１以下の負の値である場合には、加速度ゲインＫｇとして「１．０」より小さな値を演算するように構成される。詳しくは、前後加速度Ｇが上記第１の閾値Ｇ１から第２の閾値Ｇ２までの領域（Ｇ２＜Ｇ≦Ｇ１）においては、前後加速度Ｇが大きな負の値を示すほど、小さな値を有する加速度ゲインＫｇが演算され、前後加速度Ｇが第２の閾値Ｇ２以下の領域（Ｇ≦Ｇ２）においては、加速度ゲインＫｇとして「０」が演算されるように構成される。そして、上記減算器５３（又はノッチフィルタ７０）には、その加速度ゲインＫｇを乗ずることにより補正された補正後の低減ゲインＫ´（又はフィルタゲインＫf´）が入力されるように構成する。

これにより、上記第１の実施形態のように歯打ち音の発生を抑制すべくアシスト力の低減を行う構成では、前後加速度Ｇが上記第１の閾値Ｇ１以下の領域（大きな負の値を有する領域）において、補正前の低減ゲインＫよりも補正後の低減ゲインＫ´が小さくなる。そして、前後加速度Ｇが上記第２の閾値Ｇ２以下の領域（大きな負の値を有する領域）において、補正後の低減ゲインＫ´が「０」、つまりアシスト力の低減が行われなくなる。

同様に、上記第２の実施形態のように特定周波数除去手段を備える構成では、前後加速度Ｇが上記第１の閾値Ｇ１以下の領域（大きな負の値を有する領域）において、補正前のフィルタゲインＫf´よりも補正後のフィルタゲインＫf´が小さくなる。つまり、特定周波数除去手段としてのノッチフィルタ７０の効力が低減される。そして、前後加速度Ｇが上記第２の閾値Ｇ２以下の領域（大きな負の値を有する領域）において、補正後のフィルタゲインＫf´が「０」となり、ノッチフィルタ７０の効力は無効となる。

即ち、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。

尚、上記第１及び第２の閾値Ｇ１，Ｇ２は、上記第１の実施形態のように歯打ち音の発生を抑制すべくアシスト力の低減を行う構成と、上記第２の実施形態のように特定周波数除去手段を備える構成とで、それぞれ最適化することが望ましいことはいうまでもない。

また、上記の例では、車両が制動状態にあるか否かの推定（加速度ゲインＫｇの演算）は、前後加速度Ｇに基づき行われることとしたが、より直接的にブレーキ信号によりブレーキ操作の有無を推定する構成としてもよい。

次に、以上の実施形態から把握することのできる技術的思想をその効果とともに記載する。
（付記１）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。

（付記２）請求項１〜請求項５、上記付記１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。

（付記３）請求項１〜請求項５、上記付記１、付記２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。

（付記４）請求項１〜請求項５、上記付記１〜付記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、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。

（付記５）請求項７〜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、操舵角の絶対値が所定の閾値以上である場合には、前記特定周波数除去手段の効力を低減すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。

（付記６）請求項７〜請求項９、上記付記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、操舵速度の絶対値が所定の閾値以上である場合には、前記特定周波数除去手段の効力を低減すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。

（付記７）請求項７〜請求項９、上記付記５、付記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、操舵トルクの絶対値が所定の閾値以上である場合には、前記特定周波数除去手段の効力を低減すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。

（付記８）請求項７〜請求項９、上記付記５〜付記７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、前記特定周波数除去手段の効力を低減すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。

上記各構成によれば、運転者によるステアリング操作の有無を推定して、ステアリング操作時には、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、効果的に減速機構における歯打ち音の発生を抑制することができる。

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。 特定周波数抽出の処理手順を示すフローチャート。 低減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。 フィルタゲイン演算部の概略構成図。 別例のＥＰＳの制御ブロック図。 別例のＥＰＳの制御ブロック図。 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。 加速度ゲイン演算部の概略構成図。 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、３５…車速センサ、４１，６１…マイコン、４２…駆動回路、４５…電流指令値演算部、４６…モータ制御信号出力部、５１，７１…特定周波数抽出部、５２…低減ゲイン演算部、７０…ノッチフィルタ、７２…フィルタゲイン演算部、Ｓp…パワースペクトル、Ｋ，Ｋ´…低減ゲイン、Ｋf，Ｋf´…フィルタゲイン、Ｉq*，Ｉq**…電流指令値、θp…ピニオン角、θs…操舵角、θ１，θ２…閾値、Ｋθ…舵角ゲイン、ωs…操舵速度、ω１，ω２…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，τ２…閾値、Ｋτ…トルクゲイン、γ…ヨーレイト、γ１，γ２…閾値、Ｋγ…ヨーレイトゲイン、Ｇ…前後加速度、Ｇ１，Ｇ２…閾値、Ｋｇ…加速度ゲイン。

Claims (11)

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、
   前記ステアリングシャフトの途中に設けられたトーションバーの捻れ角に基づき操舵トルクを検出するトルクセンサと、
   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、
   前記制御手段は、前記ステアリングシャフトの回転状態を示す信号の周波数解析に基づいて、前記第１及び第２のギヤの噛合部分における歯打ち音の発生を抑制すべく、前記操舵力補助装置の作動を制御する電動パワーステアリング装置であって、
   前記操舵系に付与するアシスト力の制御は、前記トルクセンサによって検出された操舵トルクに基づき行われるものであって、
   前記ステアリングシャフトの回転状態を示す信号から、前記第１及び第２のギヤの噛合部分における歯打ち音の発生を助長する振動に対応した特定の周波数成分を抽出可能な特定周波数抽出手段を備え、
   前記制御手段は、抽出された前記特定の周波数成分の実効値が所定の閾値以上である場合には、前記操舵系に付与するアシスト力を低減すべく制御すること、
   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、前記実効値が大きいほど、前記アシスト力を大きく低減すること、
   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、前記操舵系に付与するアシスト力をゼロに低減すること、
   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、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。
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、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。
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、ステアリング操作時には、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。
7. 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、
   前記ステアリングシャフトの途中に設けられたトーションバーの捻れ角に基づき操舵トルクを検出するトルクセンサと、
   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、
   前記制御手段は、前記ステアリングシャフトの回転状態を示す信号の周波数解析に基づいて、前記第１及び第２のギヤの噛合部分における歯打ち音の発生を抑制すべく、前記操舵力補助装置の作動を制御する電動パワーステアリング装置であって、
   前記制御手段は、前記トルクセンサによって検出された操舵トルクに含まれた前記第１及び第２のギヤの噛合部分における歯打ち音の発生を助長する振動に対応した特定の周波数成分を除去可能な特定周波数除去手段を備え、
   前記ステアリングシャフトの回転状態を示す信号から、前記第１及び第２のギヤの噛合部分における歯打ち音の発生を助長する振動に対応した特定の周波数成分を抽出可能な特定周波数抽出手段を備え、
   前記制御手段は、抽出された前記特定の周波数成分の実効値が所定の閾値以下である場合には、前記特定周波数除去手段の効力を低減すること、
   を特徴とする電動パワーステアリング装置。
8. 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、
   前記制御手段は、前記ステアリングシャフトの回転状態を示す信号の周波数解析に基づいて、前記第１及び第２のギヤの噛合部分における歯打ち音の発生を抑制すべく、前記操舵力補助装置の作動を制御する電動パワーステアリング装置であって、
   前記制御手段は、前記アシスト力を発生させるための制御信号に含まれた前記第１及び第２のギヤの噛合部分における歯打ち音の発生を助長する振動に対応した特定の周波数成分を除去可能な特定周波数除去手段を備え、
   前記ステアリングシャフトの回転状態を示す信号から、前記第１及び第２のギヤの噛合部分における歯打ち音の発生を助長する振動に対応した特定の周波数成分を抽出可能な特定周波数抽出手段を備え、
   前記制御手段は、抽出された前記特定の周波数成分の実効値が所定の閾値以下である場合には、前記特定周波数除去手段の効力を低減すること、
   を特徴とする電動パワーステアリング装置。
9. 請求項７又は請求項８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、前記特定周波数除去手段の効力を有効とすること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
10. 請求項７〜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、車両制動時には、前記特定周波数除去手段の効力を低減すること、
    を特徴とする電動パワーステアリング装置。
11. 請求項７〜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、ステアリング操作時には、前記特定周波数除去手段の効力を低減すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。

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