JP7295043B2 - 転舵装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の転舵輪を転舵させる転舵装置に関する。

たとえば特許文献１の電動パワーステアリング装置は、モータの回転を転舵シャフトに伝達する構成としてベルト伝動機構を有している。ベルト伝動機構は、モータの出力軸に設けられる駆動プーリ、転舵シャフトに螺合されたボールナットに設けられる従動プーリ、および２つのプーリに巻き掛けられるベルトを有している。電動パワーステアリング装置の制御装置は、ステアリングホイールの操舵速度およびモータの回転速度に基づきベルト伝動機構の異常としてベルトのスリップを検出する。

特開２００８－１０５６０４号公報

転舵装置にはより高い信頼性が要求される。このため、ベルトの滑りが発生するおそれがある旨適切に検出することが求められていた。
本発明の目的は、ベルトの滑りが発生するおそれがある旨適切に検出することができる転舵装置を提供することにある。

上記目的を達成し得る転舵装置は、車両の転舵輪を転舵させる転舵シャフトと、前記転舵シャフトに設けられたボールねじ部に複数のボールを介して螺合するボールナットと、前記転舵輪を転舵させるための駆動力を発生するモータと、前記モータと一体的に回転する駆動プーリと、前記ボールナットと一体的に回転する従動プーリと、前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に巻き掛けられた歯付きのベルトと、前記転舵シャフトの位置を検出するためのセンサと、前記モータを制御するとともに、定められた判定条件が成立するとき、前記ベルトの歯飛びが発生した旨判定する制御装置と、を備えている。前記制御装置は、前記転舵シャフトの位置と、前記ベルトの回転方向において区画される複数の領域のうち前記駆動プーリに噛み合う領域とを関連付けて記憶していて、前記ベルトの歯飛びが発生した旨判定されるとき、前記転舵シャフトの位置に基づき前記ベルトの歯飛びが発生した領域を特定する。

この構成によれば、歯飛びが発生した旨判定されるときの転舵シャフトの位置に基づき、ベルトにおける歯飛びの発生領域を特定することが可能である。歯飛びはベルトの駆動プーリと噛み合う領域において発生する。このため、歯飛びが発生したときの転舵シャフトの位置が分かれば、その転舵シャフトの位置と駆動プーリに噛み合うベルトの領域との関係に基づき、駆動プーリに噛み合うベルトの領域、すなわちベルトにおける歯飛びの発生領域も分かる。ベルトの歯飛びが繰り返し発生することによってベルトの歯面の磨耗が進行し、やがてベルトの滑りに至るおそれがあるところ、ベルトにおける歯飛びの発生領域を特定することができるため、ベルトの滑りが発生するおそれがある旨適切に判定することができる。

上記の転舵装置において、前記センサは、前記転舵シャフトの絶対位置を検出する絶対位置センサであってもよい。
この構成によれば、歯飛びが発生した旨判定されるときに絶対位置センサを通じて検出される転舵シャフトの絶対位置に基づき、ベルトにおける歯飛びの発生領域を特定することが可能である。

上記の転舵装置において、前記制御装置は、前記ベルトの領域ごとに歯飛びの発生回数を計測し、前記ベルトの複数の領域のうちいずれか１つの領域における歯飛びの発生回数が、前記ベルトの滑りが発生するおそれがある旨判定する際の基準として定められた回数しきい値よりも大きい値であるとき、定められた報知動作を実行するようにしてもよい。

この構成によれば、ベルトに滑りが発生するおそれがある旨適切に報知することができる。たとえばベルトの歯飛びが繰り返し発生することに起因してベルトの摩耗が進行し、やがてベルトの滑りが発生するところ、このベルトの滑りが発生する前に運転者に対して注意を喚起することが可能である。また、ベルトの滑りが発生するおそれがあることを運転者に対して早期に報知することによって、より信頼性の高い転舵装置を構築することができる。

上記の転舵装置において、前記転舵シャフトとステアリングホイールとの間の動力伝達が分離されていてもよい。
この構成によるように、転舵装置として、転舵シャフトとステアリングホイールとの間の動力伝達が分離された構成を採用することもできる。ただし、この構成が採用される場合、ベルトの滑りなどの異常が発生したとき、運転者がステアリングホイールを介して転舵装置の異常を把握することが困難である。このため、ベルトの滑りが発生するおそれがあるときに所定の報知動作を実行する制御装置を備える転舵装置は、特に、転舵シャフトとステアリングホイールとの間の動力伝達が分離された構成が採用される場合に好適である。

本発明の転舵装置によれば、ベルトの滑りが発生するおそれがある旨適切に検出することができる。

転舵装置の一実施の形態の構成図。 一実施の形態における制御装置のブロック図。 一実施の形態におけるベルトの複数の領域を示す展開図。 一実施の形態における異常検出回路の記憶領域を示すブロック図。 一実施の形態における転舵シャフトの要部を示す正面図。 一実施の形態における異常検出処理の手順を示すフローチャート。

以下、車両の転舵装置を具体化した一実施の形態を説明する。
図１に示すように、転舵装置１０は、図示しない車体に固定されるハウジング１１を有している。ハウジング１１の内部には車体の左右方向（図１中の左右方向）に沿って延びる転舵シャフト１２が収容されている。転舵シャフト１２の両端には、それぞれタイロッド１３，１３を介して転舵輪１４，１４が連結される。転舵シャフト１２がその軸線方向に沿って移動することにより転舵輪１４，１４の転舵角θｗ，θｗが変更される。

転舵装置１０は、モータ１５、伝動機構１６、回転角センサ１７および制御装置１８を有している。また、転舵装置１０は、転舵シャフト１２の絶対位置Ｐｘを検出する絶対位置センサ１９も有している。

モータ１５は、転舵輪１４，１４を転舵させるための動力である転舵力の発生源であって、たとえば三相のブラシレスモータが採用される。モータ１５は、ハウジング１１の外側の部分に固定される。モータ１５の出力軸１５ａは転舵シャフト１２に対して平行に延びている。

伝動機構１６は、ボールナット２０、歯付きの駆動プーリ２１、歯付きの従動プーリ２２、および歯付きの無端状のベルト２３を有している。
ボールナット２０は、転舵シャフト１２のボールねじ部１２ａに対して図示しない複数のボールを介して螺合されている。ボールねじ部１２ａは、転舵シャフト１２における第１の端部（図１中の左端部）に寄った所定範囲にわたって設けられている。駆動プーリ２１は、モータ１５の出力軸１５ａに固定されている。従動プーリ２２は、ボールナット２０の外周面に嵌められた状態で固定されている。ベルト２３は、駆動プーリ２１と従動プーリ２２との間に巻き掛けられている。したがって、モータ１５の回転は、駆動プーリ２１、ベルト２３および従動プーリ２２を介してボールナット２０に伝達される。

回転角センサ１７はモータ１５に設けられている。回転角センサ１７は、モータ１５の絶対回転位置、すなわちモータ１５の３６０°を超える多回転にわたる回転角θｍを絶対値で検出する。回転角センサ１７としては、たとえばレゾルバが採用される。モータ１５は伝動機構１６を介して転舵シャフト１２、ひいては転舵輪１４，１４に連結されている。このため、モータ１５の回転角θｍは、転舵シャフト１２の軸方向における絶対位置、ひいては転舵輪１４，１４の転舵角を反映する値である。

制御装置１８は、モータ１５の制御を通じて転舵輪１４，１４を操舵状態に応じて転舵させる転舵制御を実行する。制御装置１８は、たとえば車載される上位の制御装置が車両の操舵状態あるいは車両の走行状態に応じて演算する目標転舵角θ^＊を取り込む。また、制御装置１８は、回転角センサ１７を通じて検出されるモータ１５の回転角θｍを取り込み、この取り込まれるモータ１５の回転角θｍに基づき転舵シャフト１２の絶対位置を演算する。また、制御装置１８は、目標転舵角θ^＊に基づき転舵シャフト１２の目標絶対位置を演算する。制御装置１８は、転舵シャフト１２の目標絶対位置と実際の絶対位置との差を求め、この差を無くすようにモータ１５に対する給電を制御する。

つぎに、制御装置１８について詳細に説明する。
図２に示すように、制御装置１８は、位置検出回路４１、位置制御回路４２、および電流制御回路４３を有している。

位置検出回路４１は、回転角センサ１７を通じて検出されるモータ１５の回転角θｍを取り込み、この取り込まれる回転角θｍに基づき転舵シャフト１２の絶対位置を演算する。ちなみに、位置検出回路４１により演算される転舵シャフト１２の絶対位置の演算範囲の中点が原点、すなわち車両が直進走行しているときの転舵シャフト１２の位置である転舵中立位置（転舵角θｗ＝０°）として設定される。

位置制御回路４２は、前述した上位の制御装置が演算する目標転舵角θ^＊に基づき転舵シャフト１２の目標絶対位置を演算する。転舵シャフト１２と転舵輪１４，１４とは互いに連動するため、転舵シャフト１２の絶対位置と転舵輪１４，１４の転舵角θｗとの間には相間関係がある。この相間関係を利用して目標転舵角θ^＊から転舵シャフト１２の目標絶対位置を求めることができる。位置制御回路４２は、転舵シャフト１２の目標絶対位置と位置検出回路４１により演算される転舵シャフト１２の実際の絶対位置との差を求め、この差を無くすようにモータ１５に対する電流指令値Ｉ^＊を演算する。

電流制御回路４３は、位置制御回路４２により演算される電流指令値Ｉ^＊に応じた電力をモータ１５へ供給する。これにより、モータ１５は、電流指令値Ｉ^＊に応じたトルクを発生する。

ここで、転舵装置１０には、つぎのような事象が発生するおそれがある。すなわち、車両の縁石乗り上げなどに起因して大きな逆入力荷重が転舵シャフト１２に作用した場合、転舵シャフト１２がその軸方向へ移動することにより転舵シャフト１２の端部がハウジング１１に当接する、いわゆる端当てが生じるおそれがある。この場合、転舵シャフト１２の移動が物理的に規制されることによって、ボールナット２０およびベルト２３の回転が規制される。これに対して、モータ１５および駆動プーリ２１は、その慣性力によって回転し続けようとする。このため、ベルト２３には、いわゆる歯飛びが生じるおそれがある。ちなみに、歯飛びとは、ベルトの歯とプーリの歯とが適切に噛み合わないことに起因して、ベルトの歯がプーリの歯を乗り越える現象をいう。プーリの歯を乗り越えたベルトの歯が再びプーリの歯に噛み合う際、ベルトの歯にはより大きな力が加わる。このため、この歯飛びが繰り返し発生するとベルト２３の歯の摩耗が進行し、やがてベルト２３の滑りが発生するおそれがある。ベルト２３の滑りが発生することに伴い伝動機構１６の静粛性能あるいはトルク伝達性能が低下することが懸念される。

そこで、制御装置１８には、伝動機構１６の異常としてベルト２３の歯飛びを検出する異常検出回路４４が設けられている。
異常検出回路４４は、回転角センサ１７を通じてモータ１５の回転角θｍを検出する。また、異常検出回路４４は、モータ１５に対する給電経路に設けられた電流センサ４５を通じてモータ１５へ供給される実際の電流Ｉｍを検出する。異常検出回路４４は、モータ１５の回転角θｍおよびモータ１５の電流Ｉｍを使用して、ベルト２３の歯飛びを検出する。

異常検出回路４４は、つぎの２つの判定条件（Ｙ１），（Ｙ２）のすべてが成立するとき、ベルト２３の歯飛びが発生した旨判定する。ただし、この歯飛びの判定条件は製品仕様などに応じて適宜変更してもよい。

（Ｙ１）電流センサ４５を通じて検出されるモータ１５の電流Ｉｍの値が定められた電流しきい値よりも小さいこと。
電流しきい値は、実験あるいはシミュレーションを通じて、ベルト２３の歯飛びが発生したときのモータ１５の電流Ｉｍの値を基準として設定される。ベルト２３に歯飛びが発生した場合、モータ１５の負荷トルクが一時的に急激に減少するため、モータ１５の電流Ｉｍの値が急激に減少する。

（Ｙ２）モータ１５の回転速度の値が定められた速度しきい値より大きいこと。モータ１５の回転速度は、回転角センサ１７を通じて検出されるモータ１５の回転角θｍを微分することにより得られる。

速度しきい値は、実験あるいはシミュレーションを通じて、ベルト２３の歯飛びが発生したときのモータ１５の回転速度の値を基準として設定される。ベルト２３に歯飛びが発生した場合、モータ１５の負荷トルクが一時的に急激に減少するため、モータ１５の回転速度が急激に増加する。

異常検出回路４４は、歯飛びの検出頻度に基づき伝動機構１６の異常を検出する。すなわち、異常検出回路４４は、ベルト２３の歯飛びが検出された回数を計測するカウンタ４６を有している。異常検出回路４４は、カウンタ４６によって計測される歯飛びの回数が定められた回数しきい値を超えたとき、伝動機構１６の異常としてベルト２３の滑りが発生するおそれがある旨検出する。回数しきい値は、実験あるいはシミュレーションを通じて設定される。

異常検出回路４４は伝動機構１６の異常が検出されるとき、たとえば車室内に設けられる報知装置５０に対する報知指令信号Ｓ１を生成する。報知指令信号Ｓ１は、報知装置５０に対して所定の報知動作を実行させるための命令である。報知装置５０は、報知指令信号Ｓ１に基づき報知動作を行う。報知動作としては、たとえば警告音を発したり、ディスプレイに警告を表示したりすることが挙げられる。

ただし、ベルト２３の歯飛びは、転舵シャフト１２の端部がハウジング１１に当接する端当て、あるいは転舵輪１４，１４が縁石などの障害物に当接する縁石当てなどのように、転舵シャフト１２の移動が急激に止められる場合に発生する。このため、歯飛びは必ずしもベルト２３の同じ箇所で発生するとは限らない。したがって、異常検出回路４４として、ベルト２３における歯飛びの発生箇所にかかわらずトータルとしての歯飛びの発生回数を計測する構成を採用する場合、つぎのようなことが懸念される。すなわち、ベルト２３がその全体としてみれば未だ使用できる状態であるにもかかわらず、トータルとしての歯飛びの発生回数が回数しきい値を超えたことをもって伝動機構１６の異常として報知されるおそれがある。

そこで、本実施の形態では、伝動機構１６の異常をより適切に検出する観点に基づき、異常検出回路４４として、つぎの構成を採用している。
すなわち、異常検出回路４４は、ベルト２３がその回転方向において複数の領域に区画されることを前提として、これら区画された領域ごとに歯飛びの発生回数を計測する。ベルト２３の区画数は、たとえば駆動プーリ２１の歯とベルト２３の歯との噛み合い枚数に基づき設定されるところ、ここでは説明を簡単にするためにベルト２３が３つの領域に区画される場合を一例として挙げる。

図３に示すように、ベルト２３の一箇所をその幅方向において切断して展開した状態において、ベルト２３はその回転方向Ｘ１において第１の領域Ａ１、第２の領域Ａ２および第３の領域Ａ３に区画されている。第１の領域Ａ１、第２の領域Ａ２および第３の領域Ａ３の回転方向Ｘ１における長さは、すべて同じ長さである。

図４に示すように、異常検出回路４４はベルト２３の領域ごとに歯飛びの発生回数を計測するところ、異常検出回路４４の記憶領域４７にはベルト２３の第１の領域Ａ１における歯飛びの発生回数Ｎ１、ベルト２３の第２の領域Ａ２における歯飛びの発生回数Ｎ２、およびベルト２３の第３の領域Ａ３における歯飛びの発生回数Ｎ３が記憶される。

また、異常検出回路４４の記憶領域４７には、転舵シャフト１２の絶対位置Ｐｘと、駆動プーリ２１に噛み合うベルト２３の領域（Ａ１～Ａ３）とが関連付けられて記憶される。具体的には、つぎの通りである。

図５に示すように、転舵シャフト１２の転舵中立位置Ｐ０を基準とする最大移動範囲Ｒａは、ベルト２３が１つの領域分だけ回転するときの転舵シャフト１２の移動量ごとに複数の領域Ｂ_１，Ｂ_２，Ｂ_３・・・Ｂ_ｎ－２，Ｂ_ｎ－１，Ｂ_ｎに区画される。これら領域Ｂ_１～Ｂ_ｎには、ベルト２３の第１の領域Ａ１、第２の領域Ａ２および第３の領域Ａ３が循環するかたちで、かつ一対一で対応する。たとえば、転舵シャフト１２が領域Ｂ_１の分だけ移動する期間においてベルト２３は第１の領域Ａ１の分だけ回転する。したがって、この転舵シャフト１２の移動に伴い駆動プーリ２１に噛み合うベルト２３の領域は３つの領域（Ａ１～Ａ３）の間で遷移する。

こうした観点に基づき、表１に示されるテーブルが設定される。このテーブルは、異常検出回路４４の記憶領域４７に格納される。
表１に示すように、テーブルは、転舵シャフト１２の絶対位置Ｐｘと駆動プーリ２１に噛み合うベルト２３の領域との関係を、転舵シャフト１２の領域Ｂ_１～Ｂ_ｎごとに規定する。

したがって、歯飛びが検出された場合、転舵シャフト１２の絶対位置Ｐｘが分かれば、表１に示されるテーブルを使用して、ベルト２３のどの領域で歯飛びが発生したのかを検出することができる。たとえば、歯飛びが検出された場合、絶対位置センサ１９を通じて検出される転舵シャフト１２の絶対位置Ｐｘが領域Ｂ_１に対応する位置であるとき、ベルト２３の第１の領域Ａ１が駆動プーリ２１と噛み合うタイミングで歯飛びが発生したことがわかる。

すなわち、異常検出回路４４は、歯飛びが検出された時点における転舵シャフト１２の絶対位置Ｐｘに基づき歯飛びが発生したベルト２３の領域を特定することができる。異常検出回路４４は、ベルト２３の３つの領域（Ａ１～Ａ３）のうちいずれか１つの領域において、定められた回数以上の歯飛びが検出されるとき、ベルト２３の滑りが発生するおそれがあるとして、報知装置５０に対する報知指令信号Ｓ１を生成する。

＜異常検出処理の手順＞
つぎに、異常検出回路４４により実行される異常検出処理の手順を図６のフローチャートに従って説明する。このフローチャートの処理は、定められた制御周期で実行される。

図６のフローチャートに示すように、異常検出回路４４は、モータ１５の電流Ｉｍおよびモータ１５の回転速度に基づき、ベルト２３の歯飛びが発生したかどうかを判定する（ステップＳ１０１）。

異常検出回路４４は、ベルト２３の歯飛びが発生していない旨判定されるとき（ステップＳ１０１でＮＯ）、処理を終了する。異常検出回路４４は、ベルト２３の歯飛びが発生している旨判定されるとき（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、その歯飛びの発生箇所がベルト２３の第１の領域Ａ１であるかどうかを判定する（ステップＳ１０２）。

異常検出回路４４は、歯飛びがベルト２３の第１の領域Ａ１で発生したものである旨判定されるとき（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、ベルト２３の第１の領域Ａ１における歯飛びの発生回数Ｎ１の計測値をインクリメントする（ステップＳ１０３）。インクリメントとは、カウンタ４６の計測値に所定数（ここでは、「１」）を加算することをいう。

つぎに、異常検出回路４４は、ベルト２３の第１の領域Ａ１における歯飛びの発生回数Ｎ１の値が回数しきい値Ｎｔｈ１よりも大きい値であるかどうかを判定する（ステップＳ１０４）。回数しきい値Ｎｔｈ１は、たとえばベルト２３の同一の領域に歯飛びが繰り返し発生することによって当該領域の摩耗が進行してベルト２３に滑りが発生する蓋然性が高いとして定められた回数を基準として設定される。回数しきい値Ｎｔｈ１は、ベルト２３の滑りが実際に発生する歯飛び回数の値よりも小さい値である。

異常検出回路４４は、ベルト２３の第１の領域Ａ１における歯飛びの発生回数Ｎ１の値が回数しきい値Ｎｔｈ１よりも大きい値である場合（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、報知装置５０に対する報知指令信号Ｓ１を生成して（ステップＳ１０５）、処理を終了する。報知装置５０は、報知指令信号Ｓ１の受信を契機として、定められた報知動作を行う。車両の運転者は、報知装置５０の報知動作を通じて、ベルト２３の歯飛びが繰り返し発生していること、ひいてはベルト２３に滑りが発生するおそれがあることを認識することが可能である。

なお、異常検出回路４４は、ベルト２３の第１の領域Ａ１における歯飛びの発生回数Ｎ１の値が回数しきい値Ｎｔｈ１よりも大きい値ではない場合（ステップＳ１０４でＮＯ）、処理を終了する。

異常検出回路４４は、歯飛びがベルト２３の第１の領域Ａ１で発生したものではない旨判定されるとき（ステップＳ１０２でＮＯ）、その歯飛びの発生箇所がベルト２３の第２の領域Ａ２であるかどうかを判定する（ステップＳ１０６）。

異常検出回路４４は、歯飛びがベルト２３の第２の領域Ａ２で発生したものである旨判定されるとき（ステップＳ１０６でＹＥＳ）、ベルト２３の第２の領域Ａ２における歯飛びの発生回数Ｎ２の計測値をインクリメントする（ステップＳ１０７）。

つぎに、異常検出回路４４は、ベルト２３の第２の領域Ａ２における歯飛びの発生回数Ｎ２の値が回数しきい値Ｎｔｈ２よりも大きい値であるかどうかを判定する（ステップＳ１０８）。回数しきい値Ｎｔｈ２は、先の回数しきい値Ｎｔｈ１と同様の観点に基づき設定される。また、回数しきい値Ｎｔｈ２は、ベルト２３の滑りが実際に発生する歯飛び回数の値よりも小さい値である。

異常検出回路４４は、ベルト２３の第２の領域Ａ２における歯飛びの発生回数Ｎ２の値が回数しきい値Ｎｔｈ２よりも大きい値である場合（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、報知装置５０に対する報知指令信号Ｓ１を生成して（ステップＳ１０５）、処理を終了する。

なお、異常検出回路４４は、ベルト２３の第２の領域Ａ２における歯飛びの発生回数Ｎ２の値が回数しきい値Ｎｔｈ２よりも大きい値ではない場合（ステップＳ１０８でＮＯ）、処理を終了する。

異常検出回路４４は、歯飛びがベルト２３の第２の領域Ａ２で発生したものではない旨判定されるとき（ステップＳ１０６でＮＯ）、その歯飛びがベルト２３の第３の領域Ａ３で発生したものであるとして（ステップＳ１０９）、ベルト２３の第３の領域Ａ３における歯飛びの発生回数Ｎ３の計測値をインクリメントする（ステップＳ１１０）。

つぎに、異常検出回路４４は、ベルト２３の第３の領域Ａ３における歯飛びの発生回数Ｎ３の値が回数しきい値Ｎｔｈ３よりも大きい値であるかどうかを判定する（ステップＳ１１１）。回数しきい値Ｎｔｈ３は、先の回数しきい値Ｎｔｈ１と同様の観点に基づき設定される。また、回数しきい値Ｎｔｈ３は、ベルト２３の滑りが実際に発生する歯飛び回数の値よりも小さい値である。

異常検出回路４４は、ベルト２３の第３の領域Ａ３における歯飛びの発生回数Ｎ３の値が回数しきい値Ｎｔｈ３よりも大きい値である場合（ステップＳ１１１でＹＥＳ）、報知装置５０に対する報知指令信号Ｓ１を生成して（ステップＳ１０５）、処理を終了する。

なお、異常検出回路４４は、ベルト２３の第３の領域Ａ３における歯飛びの発生回数Ｎ３の値が回数しきい値Ｎｔｈ３よりも大きい値ではない場合（ステップＳ１１１でＮＯ）、処理を終了する。

＜実施の形態の効果＞
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）異常検出回路４４は、ベルト２３の歯飛びが検出されたとき、転舵シャフト１２の絶対位置Ｐｘに基づきベルト２３の歯飛びが発生した領域を特定することができる。このため、異常検出回路４４は、ベルト２３の領域ごとに歯飛びの発生回数を計測することが可能となる。ベルト２３の滑りは、ベルト２３の歯飛びが繰り返し発生してベルト２３の歯面の磨耗が進行することにより発生する。したがって、異常検出回路４４は、ベルト２３の領域ごとに歯飛びの発生回数を計測することによって、伝動機構１６の異常としてベルト２３に滑りが発生するおそれがあることを適切に検出することができる。また、伝動機構１６の異常の推定精度を向上させることができる。

（２）異常検出回路４４は、３つの領域のうちいずれか１つの領域における歯飛びの発生回数が回数しきい値を超えるとき、伝動機構１６の異常としてベルト２３に滑りが発生するおそれがある旨報知する。このため、たとえばベルト２３におけるトータルとしての歯飛びの発生回数に基づきベルト２３の異常を検出する場合と異なり、ベルト２３が全体としては未だ使用できる状態であるにもかかわらず、伝動機構１６に異常が発生したとして報知されることが抑制される。

＜他の実施の形態＞
なお、本実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・本実施の形態において、制御装置１８は、転舵輪１４，１４を転舵させる転舵制御を実行する際、モータ１５の回転角θｍに基づき転舵シャフト１２の絶対位置を演算するようにしたが、この演算に代えて絶対位置センサ１９を通じて転舵シャフト１２の絶対位置を得るようにしてもよい。

・本実施の形態では、制御装置１８は、転舵輪１４，１４を転舵させる転舵制御として、目標転舵角θ^＊に基づく転舵シャフト１２の目標絶対位置とモータ１５の回転角θｍに基づく転舵シャフト１２の実際の絶対位置との差を求め、この差を無くすようにモータ１５に対する給電を制御するようにしたが、つぎのようにしてもよい。すなわち、制御装置１８は、目標転舵角θ^＊に基づきモータ１５の目標回転角を演算し、この演算されるモータ１５の目標回転角と回転角センサ１７を通じて検出されるモータ１５の実際の回転角θｍとの差を求め、この差を無くすようにモータ１５に対する給電を制御する。

・本実施の形態では、異常検出回路４４は、絶対位置センサ１９を通じて検出される転舵シャフト１２の絶対位置に基づきベルト２３の歯飛びが発生した領域を特定するようにしたが、転舵シャフト１２の絶対位置をつぎの（Ｚ１）～（Ｚ３）のようにして取得してもよい。

（Ｚ１）異常検出回路４４は、位置検出回路４１と同様に、回転角センサ１７を通じて検出されるモータ１５の回転角θｍに基づき転舵シャフト１２の絶対位置を演算するようにしてもよい。また、異常検出回路４４は、位置検出回路４１によって演算される転舵シャフト１２の絶対位置を取り込むようにしてもよい。これらの構成を採用する場合、回転角センサ１７は転舵シャフト１２の位置を検出するためのセンサとしても機能する。このため、転舵装置１０として絶対位置センサ１９を割愛した構成を採用することが可能となる。

（Ｚ２）転舵装置１０には、たとえば伝動機構１６と共に転舵シャフト１２をハウジング１１の内部に支持するためにピニオンシャフトが設けられることがある。この場合、ピニオンシャフトのピニオン歯は転舵シャフト１２に設けられるラック歯に噛み合わされる。ピニオンシャフトは転舵シャフト１２の移動に連動して回転するため、転舵シャフト１２の絶対位置とピニオン角の回転角との間には相間関係がある。そこで、転舵装置１０にピニオンシャフトの回転角を検出する回転角センサを設けたうえで、異常検出回路４４は回転角センサを通じて検出されるピニオンシャフトの回転角に基づき転舵シャフト１２の絶対位置を演算するようにしてもよい。この構成を採用する場合、ピニオンシャフトの回転角を検出する回転角センサは、転舵シャフト１２の位置を検出するためのセンサとしても機能する。このため、転舵装置１０として絶対位置センサ１９を割愛した構成を採用することが可能となる。

（Ｚ３）転舵装置１０には、タイヤ角としての転舵角θｗを検出する転舵角センサが設けられることが考えられる。この場合、異常検出回路４４は転舵角センサを通じて検出される転舵輪１４の転舵角θｗに基づき転舵シャフト１２の絶対位置を演算するようにしてもよい。この構成を採用する場合、転舵角センサは転舵シャフト１２の位置を検出するためのセンサとしても機能する。このため、転舵装置１０として絶対位置センサ１９を割愛した構成を採用することが可能となる。

・本実施の形態では、ベルト２３を３つの領域に区画したが、ベルト２３は２つ以上の領域に区画すればよい。ベルト２３の区画数は、要求される歯飛びの検出精度に応じて適宜設定される。ただし、ベルト２３をより多くの領域に区画するほど、ベルト２３における歯飛びの発生箇所をより正確に特定することが可能となる。

・転舵装置１０は、ステアリングホイールと転舵輪１４，１４との間の動力伝達が分離されたステアバイワイヤ式の操舵装置に適用してもよい。この場合、ステアリングホイールに付与される操舵反力を発生する反力装置と転舵装置１０とが機械的に連結されないため、転舵装置１０に異常が発生した場合であれ運転者がステアリングホイールを介した手応えを通じて転舵装置１０の異常を事前に把握することが困難である。この点、本実施の形態の転舵装置１０によれば、伝動機構１６に異常が発生した場合、その旨報知装置５０を通じて報知される。このため、本実施の形態の転舵装置１０は、ステアバイワイヤ式の操舵装置に好適である。ちなみに、転舵装置１０をステアバイワイヤ式の操舵装置に適用する場合、反力装置の制御装置として車両の操舵状態あるいは車両の走行状態に基づきステアリングホイールの目標操舵角を演算するものが存在する。この場合、制御装置１８は、上位の制御装置としての反力装置の制御装置により演算される目標操舵角を目標転舵角θ^＊として取り込んでもよい。また、転舵装置１０は、ステアリングホイールと転舵輪１４，１４との間の動力伝達がクラッチなどを介して断接可能とされた構成を有するステアバイワイヤ式の操舵装置に適用してもよい。

・また、転舵装置１０は、ステアリングホイールに対して操舵を補助するための力であるアシストを付与する電動パワーステアリング装置に適用してもよい。この場合、転舵シャフト１２にはステアリングシャフトを介してステアリングホイールが連結される。ステアリングホイールの操作に伴い転舵シャフト１２はその軸線方向に沿って移動する。制御装置１８は、ステアリングホイールに加えられる操舵トルクに応じた電流をモータ１５へ供給する。このモータ１５のトルクが伝動機構１６を介して転舵シャフト１２に伝達されることによりステアリングホイールの操作が補助される。

＜他の技術的思想＞
つぎに、前記実施の形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）前記制御装置は、転舵シャフトの位置と、駆動プーリに噛み合うベルトの領域との関係を規定するテーブルを記憶していること。

（ロ）前記ベルトの滑りが発生するおそれがある旨判定する際の基準として定められた回数しきい値は、ベルトの滑りが発生する歯飛び回数の値よりも小さい値であること。
（ハ）前記センサは前記転舵シャフトに連動する構成要素の位置を検出するものであって、前記制御装置は前記センサを通じて検出される前記構成要素の位置に基づき前記転舵シャフトの位置を演算すること。

１０…転舵装置、１２…転舵シャフト、１２ａ…ボールねじ部、１４…転舵輪、１５…モータ、１７…回転角センサ、１８…制御装置、１９…絶対位置センサ、２０…ボールナット、２１…駆動プーリ、２２…従動プーリ、２３…ベルト、Ａ１…ベルトの第１の領域、Ａ２…ベルトの第２の領域、Ａ３…ベルトの第３の領域、Ｂ_１～Ｂ_ｎ…転舵シャフトの領域、Ｎｔｈ１，Ｎｔｈ２，Ｎｔｈ３…回数しきい値、Ｐｘ…転舵シャフトの絶対位置。

Claims (4)

1. 車両の転舵輪を転舵させる転舵シャフトと、
   前記転舵シャフトに設けられたボールねじ部に複数のボールを介して螺合するボールナットと、
   前記転舵輪を転舵させるための駆動力を発生するモータと、
   前記モータと一体的に回転する駆動プーリと、
   前記ボールナットと一体的に回転する従動プーリと、
   前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に巻き掛けられた歯付きのベルトと、
   前記転舵シャフトの位置を検出するためのセンサと、
   前記モータを制御するとともに、定められた判定条件が成立するとき、前記ベルトの歯飛びが発生した旨判定する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記転舵シャフトの位置と、前記ベルトの回転方向において区画される複数の領域のうち前記駆動プーリに噛み合う領域とを関連付けて記憶していて、前記ベルトの歯飛びが発生した旨判定されるとき、前記転舵シャフトの位置に基づき前記ベルトの歯飛びが発生した領域を特定する転舵装置。
2. 前記センサは、前記転舵シャフトの絶対位置を検出する絶対位置センサである請求項１に記載の転舵装置。
3. 前記制御装置は、前記ベルトの領域ごとに歯飛びの発生回数を計測し、前記ベルトの複数の領域のうちいずれか１つの領域における歯飛びの発生回数が、前記ベルトの滑りが発生するおそれがある旨判定する際の基準として定められた回数しきい値よりも大きい値であるとき、定められた報知動作を実行する請求項１または請求項２に記載の転舵装置。
4. 前記転舵シャフトとステアリングホイールとの間の動力伝達が分離されている請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載の転舵装置。

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