JPWO2013088502A1 - 操舵装置 - Google Patents

Abstract

構造の複雑化させることなく異音の発生を抑えることのできる操舵装置１を提供するために、操舵装置１に、転舵輪に出力を伝達する出力軸に接続するホイールギア１６と、ホイールギア１６に噛合うと共にモータ１１で発生する動力をホイールギア１６に対して伝達可能なウォームギア１８と、を備え、停止中のモータ１１の駆動開始時、またはウォームギア１８の回転方向の反転時に、モータ１１の回転速度を通常の動作時よりも遅くする。

Description

本発明は、操舵装置に関する。

近年の車両に搭載される操作装置は、運転者の運転操作時における操作力を軽減するため、モータで発生する力を用いているものが増えている。例えば、特許文献１に記載された電動パワーステアリング装置では、運転者が操作をするステアリングホイールに対する操舵力をラックピニオン式伝達機構側に出力する出力軸に、減速機構とモータのピニオン軸とを一体回転可能に取り付けている。これにより、運転者がステアリングホイールを操舵した場合には、モータを駆動することにより、出力軸からラックピニオン式伝達機構側に伝達される回転トルク増大させ、操舵の運転者の負担を軽減する。

特開２００８−１８９１７２号公報

ここで、運転者の操舵力を補助する操舵装置には、モータで発生した回転トルクを出力軸に伝達する減速機構が設けられているが、減速機構が複数有する歯車には、ある程度のガタが存在するため、このガタに起因して異音が発生する場合がある。この異音を抑えるために、特許文献１に記載された電動パワーステアリング装置では、互いに噛み合う歯車のうちの一方の歯車に、当該歯車の各歯部に対応したバネ部材を設け、このバネ部材と他方の歯車の歯部とを接触させている。これにより、バネ部材によって歯部同士の接触時における緩衝を行い、異音の発生を抑制している。

しかし、歯車同士のガタに起因する異音を抑えることを目的としてバネ部材を設ける場合、歯車に無数に形成されている歯部の１つ１つに合わせてバネ部材を配設する必要があるため、組み立ての困難性が増加し、また、部品点数の増加の要因にもなる。このように、異音を抑制することを目的として歯車同士のガタを機械的に低減させる場合、構造が複雑になり易くなっていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、構造の複雑化させることなく異音の発生を抑えることのできる操舵装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る操舵装置は、転舵輪に出力を伝達する出力軸に接続する第１ギアと、前記第１ギアに噛合うと共にモータで発生する動力を前記第１ギアに対して伝達可能な第２ギアと、を備える操舵装置において、停止中の前記モータの駆動開始時、または前記第２ギアの回転方向の反転時に、前記モータの回転速度を通常の動作時よりも遅くすることを特徴とする。

また、上記操舵装置において、前記モータの回転速度を遅くする場合は、前記モータへの印加電圧、目標電流、前記モータの回転時の目標角、目標角速度のうち、少なくともいずれか一つの制限値を変更することによって遅くすることが好ましい。

また、上記操舵装置において、前記第２ギアの回転方向の前回の反転からの経過時間が所定時間以内、車速が所定値以上、または、目標速度が所定値以下の少なくとも一つの場合、前記モータの回転速度を通常の動作時とすることが好ましい。

また、上記操舵装置において、前記操舵操作に基づく動作を行うと共に、動作量が制御ゲインによって変化する可変動作装置が備えられており、前記モータの回転速度を遅くする場合は、前記制御ゲインが変化するに従って、前記モータへの回転速度、印加電圧、目標電流、目標角速度のうち、少なくとも一つの制限値を変更することが好ましい。

また、上記操舵装置において、前記制御ゲインは、ＶＧＲＳまたはＡＲＳの制御ゲイン、または、ＶＧＲＳまたはＡＲＳの角度フィードバックゲイン、または、ＶＧＲＳまたはＡＲＳの電流フィードバックゲインであることが好ましい。

また、上記操舵装置において、前記モータの回転速度を遅くする場合は、ＶＲＧＳまたはＡＲＳの応答速度が速いほど、または、車速が低いほど、前記モータへの回転速度、印加電圧、目標電流、目標角速度のうち、少なくとも一つの制御値を変更することが好ましい。

また、上記操舵装置において、前記モータの回転速度を遅くしている場合は、前記第１ギアと前記第２ギアとの位置関係、または、所定時間が経過することにより、前記モータの回転速度、印加電圧、目標電流、目標角、目標角速度の少なくとも一つの制限を解除することが好ましい。

本発明に係る操舵装置は、構造の複雑化させることなく異音の発生を抑えることができる、という効果を奏する。

図１は、本発明の実施形態１に係る操舵装置の概略図である。 図２は、図１のＡ−Ａ方向断面図である。 図３は、図１に示す操舵装置の要部構成図である。 図４は、実施形態１に係る操舵装置の処理手順の概略を示すフロー図である。 図５は、実施形態２に係る操舵装置の要部構成図である。 図６は、実施形態２に係る操舵装置の処理手順の概略を示すフロー図である。

以下に、本発明に係る操舵装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

〔実施形態１〕
図１は、本発明の実施形態１に係る操舵装置の概略図である。同図に示す操舵装置１は、車両の操舵輪を操舵するための装置として車両の搭載されており、操舵時における操舵力を電動機等の動力により補助する、いわゆる電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）である。即ち、操舵装置１は、車両の運転者が操舵操作をする操舵部材として設けられるステアリングホイール（以降、「ステアリング」と示す。）５に対して付与された操舵力に応じた操舵補助力を得られるように電動機等を駆動することにより、運転者の操舵操作を補助することが可能になっている。

具体的には、操舵装置１は、ステアリング５と、このステアリング５に対する操舵操作によって入力された操舵力の補助を行うＥＰＳ装置１０と、を備えている。さらに、操舵装置１は、運転者による操舵力をＥＰＳ装置１０による補助力と合わせて操舵輪側に伝達するステアリングシャフト（以降、「シャフト」と示す。）４１と、シャフト４１によって伝達された回転トルクを直線方向の力に変換するラック＆ピニオンギア機構（以降、「ギア機構」と示す。）４２と、を備えている。さらに、操舵装置１は、ギア機構４２で変換した直線方向の力を左右の操舵輪の方向の伝達するタイロッド４３と、操舵輪を支持すると共に操舵輪の向きを変えるナックルアーム（図示省略）とタイロッド４３とを接続するタイロッドエンド４４と、を備えている。

このうち、ステアリング５は、回転軸線Ｘ１周り方向に回転操作に、車両の運転席に設けられる。運転者は、回転軸線Ｘ１を回転中心としてステアリング５を回転操作することにより、操舵操作を行うことが可能になっている。また、シャフト４１は、一端がステアリング５と連結され、他端がギア機構４２と連結されており、運転者によるステアリング５の回転操作に伴って中心軸線周り方向に回転可能になっている。このシャフト４１は、例えば、アッパシャフト、インタミディエイトシャフト、ロアシャフト等の複数の部材が連結されることにより、ステアリング５とギア機構４２との間にかけて配設されている。

ギア機構４２は、シャフト４１から伝達された回転トルクの向きを車幅方向の直線方向の力に変換してタイロッド４３に伝達可能になっており、タイロッド４３は、この力によってナックルアームを回動させることができるようにナックルアームに連結されている。これにより、ステアリング５への操舵操作によって操舵輪の向きを変えることが可能になっている。

また、ＥＰＳ装置１０は、運転者によりステアリング５に入力された操舵力を補助する操舵補助力を出力する装置になっている。即ち、ＥＰＳ装置１０は、操舵補助力であるアシストトルクをシャフト４１に作用させることにより、シャフト４１からギア機構４２に伝達される回転トルクを増大させ、運転者の操舵操作をアシストする。つまり、ＥＰＳ装置１０は、操舵時に操舵操作によってナックルアームに作用させる力の一部をＥＰＳ装置１０で発生することにより、運転者がステアリング５に対して入力する操舵力を軽減させることが可能になっている。

このＥＰＳ装置１０は、電動機であるモータ１１と減速機１５とを有している。また、本実施形態１に係る操舵装置１は、インタミディエイトシャフト等のシャフト４１にモータ１１で発生した動力が入力される、いわゆるコラムＥＰＳ装置になっており、コラムアシスト式のアシスト機構が備えられている。

図２は、図１のＡ−Ａ方向断面図である。モータ１１は、車両に搭載されるバッテリ（図示省略）から電力が供給されることにより動力を発生するコラムアシスト用電動モータとして設けられており、ＥＰＳ装置１０は、このモータ１１で発生した動力によって操舵補助力であるアシストトルクを発生させることが可能になっている。このように設けられるモータ１１は、減速機１５等を介してシャフト４１に接続されており、減速機１５等を介してシャフト４１に動力の伝達が可能に設置されている。

また、減速機１５は、転舵輪に出力を伝達するシャフト４１等の出力軸に接続され、ステアリング５への操舵操作に基づいて動作する第１ギアであるホイールギア１６と、このホイールギア１６に噛合うと共にモータ１１で発生する動力をホイールギア１６に対して伝達可能な第２ギアであるウォームギア１８とを有している。

このうち、ウォームギア１８は、モータ１１の回転体であるロータ１２と一体回転可能にモータ１１に連結されている。また、ホイールギア１６は、はす歯歯車からなり、シャフト４１と一体となって回転可能にシャフト４１に接続されている。このホイールギア１６とウォームギア１８とは噛み合った状態で配設されており、これにより、モータ１１の駆動時に発生したモータ１１の動力は、ウォームギア１８からホイールギア１６に伝達され、ホイールギア１６からシャフト４１に伝達可能になっている。その際に、減速機１５は、モータ１１で発生した回転動力を減速し、トルクを増大させてシャフト４１に伝達する。

このように、シャフト４１に対して回転動力を伝達可能なＥＰＳ装置１０は、ＥＰＳ制御装置２０によって制御可能になっており、具体的には、モータ１１を制御することにより、ＥＰＳ装置１０からシャフト４１に伝達する回転トルクを制御する。

このＥＰＳ装置１０を制御するＥＰＳ制御装置２０には、操舵装置１を搭載する車両の状態を検出する状態検出装置５０が電気的に接続されている。状態検出装置５０は、主に車両の各部に設置されるセンサ類によって構成されており、例えば、ステアリング５に作用するトルクを検出するトルクセンサ５１や、ステアリング５を操舵操作した場合における回転角度である舵角を検出する舵角センサ５２、操舵装置１が搭載されている車両の車速を検出する車速センサ５３を含んでいる。

このうち、トルクセンサ５１は、ＥＰＳ装置１０の一部を構成する捩れ部材であり、シャフト４１に内設されるトーションバー（図示省略）の捩れを検出することにより、トーションバーに作用するトルクを検出可能になっている。即ち、トーションバーの一端側は、シャフト４１におけるステアリング５側との間でトルクの入出力を行い、トーションバーの他端側は、シャフト４１におけるギア機構４２側との間でトルクの入出力を行う。

これにより、トーションバーは、ステアリング５側との間で入出力するトルクと、ギア機構４２側との間で入出力するトルクとの差異に応じて捩れが発生し、トルクセンサ５１は、この捩れを検出することにより、ステアリング５に作用するトルクを検出する。このため、トルクセンサ５１は、ステアリング５に入力される操舵力に応じてシャフト４１に作用する操舵トルクや、操舵輪への路面外乱入力等に応じて操舵輪側からタイロッド４３やギア機構４２を介してシャフト４１に入力される外乱トルク等が反映されたトルクを検出する。

また、舵角センサ５２は、ステアリング５と一体となって回転をするシャフト４１の絶対的な回転角度、即ち、車両が直進走行を行う場合におけるシャフト４１の角度位置に対する回転角度を舵角として検出可能になっている。例えば、舵角センサ５２は、モータ１１に内蔵され、シャフト４１の回転に伴って減速機１５を介して回転するモータ１１のロータ１２の回転角度を検出することにより、シャフト４１の回転角度を検出する。また、シャフト４１の回転角度は、モータ１１についている回転角センサで検出してもよい。

また、車速センサ５３は、例えば、車両の変速装置（図示省略）の出力軸の回転速度を検出可能に設けられ、この出力軸の回転速度に基づいて車速を検出する。これらのトルクセンサ５１、舵角センサ５２、車速センサ５３等の状態検出装置５０で検出した車両の状態の検出結果は、電気信号によってＥＰＳ制御装置２０に伝達され、ＥＰＳ制御装置２０は、車両の状態の検出結果に基づいて、ＥＰＳ装置１０の制御を行う。

図３は、図１に示す操舵装置の要部構成図である。ＥＰＳ制御装置２０には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等を有する処理部２１や、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶部３０、さらに入出力部３１が設けられており、これらは互いに接続され、互いに信号の受け渡しが可能になっている。また、ＥＰＳ制御装置２０に接続されているモータ１１や状態検出装置５０は、入出力部３１に接続されており、入出力部３１は、これらの状態検出装置５０等との間で信号の入出力を行う。また、記憶部３０には、ＥＰＳ装置１０を制御するコンピュータプログラムが格納されている。

また、このように設けられるＥＰＳ制御装置２０の処理部２１は、モータ１１の駆動制御を行うモータ制御部２２と、モータ１１の駆動状態を判定する駆動状態判定部２３と、車両の状態を取得する車両状態取得部２４と、車両の状態を判定する車両状態判定部２５と、モータ１１の回転速度を制御する際における設定値を設定する回転速度制御設定部２６と、減速機１５のバックラッシュの状態を判定するバックラッシュ判定部２７と、を有している。

ＥＰＳ制御装置２０によってＥＰＳ装置１０の制御を行う場合には、状態検出装置５０等の検出結果に基づいて、処理部２１が上記コンピュータプログラムを当該処理部２１に組み込まれたメモリに読み込んで演算し、演算の結果に応じてモータ１１を制御することにより、車両の状態に適したアシストトルクを発生させる。その際に処理部２１は、適宜記憶部３０へ演算途中の数値を格納し、また格納した数値を取り出して演算を実行する。

この実施形態１に係る操舵装置１は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。車両の走行時に運転者がステアリング５の操舵操作を行った場合、ステアリング５に入力した回転トルクがシャフト４１を介してギア機構４２に伝達され、ギア機構４２は、この回転トルクによる力の向きを車両の幅方向の向きに変換してタイロッド４３に伝達する。その際に、ギア機構４２は、車両の幅方向、即ち、車両の左右方向のうち、ステアリング５に入力される回転トルクの方向に応じた方向の力をタイロッド４３に伝達する。車両の幅方向の力が入力されたタイロッド４３は、入力された力の方向に移動し、このタイロッド４３の移動に伴ってナックルアームが回動する。これにより、操舵輪は、ステアリング５に入力した回転トルクの方向と角度で向きが変化し、走行時の車両の向きは、ステアリング５に対する操舵操作に応じて変化する。

また、このようにステアリング５に対して操舵操作を行った場合、車両の状態に応じてＥＰＳ装置１０が作動することにより、運転者の操舵力に対するアシストトルクを発生する。具体的には、ステアリング５に対して操舵操作を行った場合、シャフト４１に作用する回転トルクをトルクセンサ５１で検出し、また、操舵時における回転角である舵角を舵角センサ５２で検出する。これらの回転トルクや舵角は、トルクセンサ５１や舵角センサ５２からＥＰＳ制御装置２０の処理部２１が有する車両状態取得部２４に伝達され、車両状態取得部２４で取得する。また、車両状態取得部２４には、車速センサ５３で検出した車速も伝達される。

車両の状態が伝達され、これらの情報を取得したＥＰＳ制御装置２０は、車両の状態に基づいてＥＰＳ装置１０を制御することにより、モータ１１を駆動させ、ステアリング５の操舵操作時におけるアシストトルクをＥＰＳ装置１０に発生させる。具体的には、ＥＰＳ制御装置２０は、トルクセンサ５１で検出したトルク等に基づいてモータ１１に供給するアシスト電流を、ＥＰＳ制御装置２０の処理部２１が有するモータ制御部２２で調節することにより、モータ１１の駆動時に発生する動力を調節する。モータ１１で発生した動力は、ロータ１２の回転に伴ってウォームギア１８が回転し、ウォームギア１８に噛み合っているホイールギア１６がウォームギア１８の回転に伴って回転することにより、ホイールギア１６と一体回転可能なシャフト４１に伝達される。これにより、シャフト４１にはモータ１１で発生した動力が伝達され、即ち、アシストトルクが伝達される。

このアシストトルクは、操舵操作時に運転者がステアリング５に対して入力した回転トルクの方向と同じ方向の回転トルクになっており、シャフト４１は、操舵操作による回転トルクに、モータ１１で発生した動力による回転トルクが加えられた大きさの回転トルクで回転する。

一方、操舵操作時に必要な回転トルクは、操舵輪の向きを変える際における操舵輪と路面との間に発生する抵抗等に起因する、シャフト４１の回転抵抗に打ち勝つ大きさの回転トルクが必要になる。ＥＰＳ装置１０は、運転者の操舵操作による回転トルクと同方向の回転トルクをシャフト４１の付与するため、路面との間の抵抗等に起因する回転抵抗に打ち勝つ大きさの回転トルクをシャフト４１に入力する場合は、ＥＰＳ装置１０で発生する回転トルクの分、運転者が入力する回転トルクの大きさを小さくできる。即ち、操舵操作時に、運転者がステアリング５に対して入力する力を小さくでき、運転者の操舵操作を補助できる。

また、操舵輪の向きを変える際に操舵輪と路面との間に発生する抵抗は、車速によって変化し、車速が低くなるに従って、この抵抗は大きくなる。このため、ＥＰＳ装置１０は、車速が低くなるに従って、シャフト４１に伝達するアシストトルクを大きくする。具体的には、ＥＰＳ制御装置２０のモータ制御部２２は、車両状態取得部２４で取得した車速の情報に基づいて、モータ１１に供給するアシスト電流を調節し、車速が低くなるに従って、モータ１１で発生する動力を大きくする。これにより、車速が低くなるに従って、ＥＰＳ装置１０によるアシストトルクが大きくなるため、操舵操作時における回転抵抗が、車速が低いことに起因して大きくなる場合でも、運転者が入力する回転トルクの大きさを小さくすることができる。

ＥＰＳ制御装置２０は、これらのように車速等の車両の状態に応じてモータ１１を制御することにより、ＥＰＳ装置１０で発生させるアシストトルクを調節するが、さらに、アシストトルクの発生時やアシストトルクの向きが変化する場合には、モータ１１の回転速度を遅くする。例えば、車両が直進走行をしていることにより、運転者が操舵操作を行っておらず、ＥＰＳ装置１０のモータ１１が停止している状態から、運転者が操舵操作を行ってモータ１１が駆動を開始する場合には、モータ１１の回転速度を一時的に遅くする。

つまり、モータ１１とシャフト４１とが停止し、ウォームギア１８とホイールギア１６とが停止している状態で、モータ１１が駆動を開始してウォームギア１８が回転し始める場合、通常の操舵操作時にモータ１１が駆動してアシストトルクを発生する際におけるモータ１１の回転速度よりも、一時的に遅い回転速度でモータ１１を駆動させる。

なお、この場合におけるモータ１１の回転速度は、モータ１１がいずれのものにも連結されていない状態での無負荷時の回転速度、或いは、モータ１１の制御時における目標回転速度を示している。即ち、モータ１１は、減速機１５によってシャフト４１と連結されているため、シャフト４１の回転時は、モータ１１の駆動状態に関わらずモータ１１はシャフト４１と共に回転をするが、駆動力を発生させていないモータ１１の駆動開始時は、現在の車両の状態で、通常、モータ１１を駆動させる際の目標回転速度よりも、目標回転速度を遅くする。

また、本実施形態１の説明中における通常の動作時とは、モータ１１の駆動開始時、または、ウォームギア１８等の第２ギアの回転方向の反転時ではなく、モータ１１が継続して駆動している時である。例えば、モータ角速度が所定値以上を所定時間継続している時である。

このように、モータ１１の駆動開始時に、一時的に通常時よりも回転速度を遅くする場合は、モータ１１に供給するアシスト電流の印加電圧の制限値を小さくする。即ち、モータ１１の駆動時にモータ１１に供給するアシスト電流は、印加電圧に制限値を設定して供給するが、一時的に回転速度を遅くする場合には、この制限値を小さくし、モータ１１に供給する電力を小さくすることによって遅くする。

この印加電圧の制限値は、通常の駆動時用の制限値と、モータ１１の回転速度を遅くする際における制限値が共にＥＰＳ制御装置２０が有する記憶部３０に予め記憶されている。ＥＰＳ制御装置２０は、停止しているモータ１１の駆動時であるか、通常のアシストトルクの発生時であるかに応じて、処理部２１が有する回転速度制御設定部２６によって、記憶部３０に記憶されている制限値を選択し、この制限値で印加電圧を制限する。これにより、車両に状態に応じた制限値でアシスト電流の印加電圧を制限し、停止しているモータ１１が駆動を開始する際には、モータ１１に供給される電力は通常の制御時よりも制限され、回転速度は遅くなる。

ここで、モータ１１で発生した動力がウォームギア１８とホイールギア１６との間で伝達される場合について説明すると、まず、ウォームギア１８は、ウォームギア１８の歯１９と噛み合う歯１９が、モータ１１の回転軸を中心とする螺旋状に形成されている。このため、モータ１１の駆動時は、ウォームギア１８の歯１９におけるホイールギア１６に対して当接する部分は、モータ１１の回転軸の方向に移動する。換言すると、ウォームギア１８の歯１９は、螺旋状に連続した形状で形成されているため、この歯１９における、ホイールギア１６の所定の歯１７に当接する部分は、ウォームギア１８の周方向に変位しながら、軸方向に変位する。

一方、ホイールギア１６は、回転軸がウォームギア１８の回転軸と直交する向きでウォームギア１８に対して噛み合っているため、ホイールギア１６は、ウォームギア１８に対して噛み合っている部分付近の円周方向が、ウォームギア１８の回転軸に沿った方向になる。このため、ホイールギア１６の歯１７とウォームギア１８の歯１９とが当接している状態で、ウォームギア１８が回転した場合、ウォームギア１８の歯１９における当接部分の軸方向に変位に伴って、ホイールギア１６の歯１７は、ホイールギア１６の円周方向に移動する。即ち、ホイールギア１６は、このウォームギア１８から伝達される力により、当該ホイールギア１６の回転軸を中心として回転し、シャフト４１に対して回転トルクを伝達する。

従って、ＥＰＳ装置１０によるアシストトルクの発生時は、ＥＰＳ制御装置２０は、状態検出装置５０で検出した車両の状態に基づいた回転速度でモータ１１が駆動するようにモータ１１を制御するが、ウォームギア１８とホイールギア１６とは、バックラッシュを有して噛み合っている。このため、モータ１１の停止時は、ウォームギア１８の歯１９とホイールギア１６の歯１７との間には空隙が形成されている。

このように、モータ１１が停止している状態からのモータ１１の駆動開始時は、軸方向に変位するウォームギア１８の歯１９におけるホイールギア１６の歯１７への当接部分が、ホイールギア１６の歯１７に当接することにより、ウォームギア１８側からホイールギア１６側へ回転トルクの伝達が開始される。

その際に、モータ１１の回転速度を、通常時よりも一時的に遅くすることにより、ウォームギア１８の歯１９がホイールギア１６の歯１７に当接する際における相対速度を遅くする。これにより、離間している双方の歯同士が接触を開始する際における衝撃が小さくなり、この衝撃によって発生する異音の大きさが小さくなる。

モータ１１の駆動開始時に一時的に遅くするモータ１１の回転速度は、モータ１１の駆動開始後、ウォームギア１８の歯１９がホイールギア１６の歯１７に当接したら、モータ１１の回転速度は、通常時の回転速度にする。即ち、モータ１１の駆動開始後、ウォームギア１８の歯１９がホイールギア１６の歯１７に当接したと判断することができる所定時間が経過したら、ＥＰＳ制御装置２０の処理部２１が有する回転速度制御設定部２６によって、通常時の制限値を選択する。これにより、モータ制御部２２でモータ１１を制御する際の印加電圧の制限値を、通常の制御時における制限値にし、モータ１１の回転速度を、通常のアシストトルク発生させる際における回転速度にする。つまり、ホイールギア１６とウォームギア１８との位置関係により、モータ１１への印加電圧の制限を解除し、印加電圧の制限値を、通常のアシストトルクを発生させる際における制限値にして回転速度の制限を解除する。

なお、この場合における、ウォームギア１８の歯１９がホイールギア１６の歯１７に当接したと判断することができる時間は、ＥＰＳ制御装置２０が有する記憶部３０に予め記憶されている。ＥＰＳ制御装置２０は、モータ１１の回転速度を遅くした状態での駆動開始後、記憶部３０に記憶されている時間が経過したか否かを、処理部２１が有するバックラッシュ判定部２７で判定する。この時間が経過したとバックラッシュ判定部２７で判定し、バックラッシュ分、ウォームギア１８が回転したと判断できる状態になったら、モータ１１の回転速度を、通常のアシストトルク発生させる際における回転速度にする。

また、このようにモータ１１が停止している状態からのモータ１１の駆動開始時に回転速度を遅くする制御は、操舵の方向を変化させる場合も行う。つまり、運転者の操舵操作の方向を切り替えることにより、ステアリング５を介してシャフト４１に入力される回転トルクの方向が反転する場合、モータ１１の回転方向も反転する。このように、モータ１１の回転方向が反転する場合も、回転方向の反転時にモータ１１は一旦停止するため、その後にそれまでの回転方向から向きが変化して回転する際には、モータ１１の回転速度を一時的に遅くする。

また、モータ１１の回転方向が反転した場合には、ウォームギア１８もの回転方向も反転するが、ウォームギア１８が反転した場合、ウォームギア１８は、歯１９において反転前にホイールギア１６の歯１７に当接する側の面の反対側の面が、ホイールギア１６の歯１７に当接する。このため、ウォームギア１８の歯１９における、ホイールギア１６の所定の歯１７に当接する部分が軸方向に変位する方向は、モータ１１の反転前に変位していた方向の反対方向になる。従って、モータ１１の反転時は、ウォームギア１８の歯１９において、反転前にホイールギア１６の歯１７に当接していた側の面の反対側の面が、ホイールギア１６の歯１７に当接することにより、ウォームギア１８側からホイールギア１６側へ回転トルクの伝達が開始される。

この場合、反転前は、ウォームギア１８の歯１９とホイールギア１６の歯１７とにおいて、バックラッシュによって当接していなかった部分が当接するが、その際に、モータ１１の回転速度を、通常時よりも一時的に遅くすることにより、ウォームギア１８の歯１９がホイールギア１６の歯１７に当接する際における相対速度を遅くする。これにより、双方の歯同士が接触を開始する際における衝撃を小さくし、衝撃によって発生する異音を小さくする。

図４は、実施形態１に係る操舵装置の処理手順の概略を示すフロー図である。次に、本実施形態１に係る操舵装置１でモータ１１が停止している状態からアシストトルクを発生する場合における処理手順の概略について説明する。この処理手順では、まず、モータ１１が停止しているか否かを判定する（ステップＳＴ１０１）。この判定は、ＥＰＳ制御装置２０の駆動状態判定部２３で行う。つまり、モータ１１の駆動開始時に回転速度を遅くする制御は、停止している状態もモータ１１が駆動を開始する際に行う。このため、モータ１１の駆動開始時に回転速度を遅くする制御の前提として、モータ１１が停止しているか否かを、車両状態取得部２４で取得した舵角センサ５２による舵角の検出結果に基づいて、駆動状態判定部２３によって判定する。駆動状態判定部２３での判定により、モータ１１は停止していないと判定された場合には（ステップＳＴ１０１、Ｎｏ判定）、この処理手順から抜け出る。

これに対し、駆動状態判定部２３での判定により、モータ１１は停止していると判定された場合（ステップＳＴ１０１、Ｙｅｓ判定）には、次に、モータ１１は回転しているか否かを判定する（ステップＳＴ１０２）。即ち、モータ１１が停止している状態から駆動を開始したか否かを、舵角センサ５２の検出結果に基づいて駆動状態判定部２３によって判定する。この判定により、モータ１１は回転していないと判定された場合には（ステップＳＴ１０２、Ｎｏ判定）、モータ１１は回転しているか否かの判定（ステップＳＴ１０２）を継続する。換言すると、駆動状態判定部２３は、舵角センサ５２での検出結果に基づいて、或いは、モータ１１についている回転角センサでの検出結果に基づいて、ウォームギア１８の停止と回転とを判定し、ウォームギア１８の停止後に回転しているか否かの判定を行う。

これに対し、駆動状態判定部２３での判定により、モータ１１は回転していると判定された場合（ステップＳＴ１０２、Ｙｅｓ判定）には、次に、車速≦判定閾値であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０３）。この判定は、車両状態取得部２４で取得した、車速センサ５３で検出した車速の検出結果が、モータ１１の駆動開始時に回転速度を遅くする制御を行うか否かの判断を車速に基づいて行う際における判定閾値以下であるか否かを、ＥＰＳ制御装置２０の処理部２１が有する車両状態判定部２５で判定する。

つまり、車速が高い場合は、操舵操作に対する応答性を優先させてアシストトルクを早急に発生させるのが好ましい。車両状態判定部２５での判定に用いる判定閾値は、現在の車速が、操舵操作に対する応答性を優先させる車速であるか否かの判断を行う際に用いる車速の閾値として予め設定され、ＥＰＳ制御装置２０の記憶部３０に記憶されている。

車両状態判定部２５は、この記憶部３０に記憶されている判定閾値と、車両状態取得部２４で取得した車速とを比較し、車速≦判定閾値であるか否かを判定する。この判定により、車速は判定閾値より高いと判定された場合（ステップＳＴ１０３、Ｎｏ判定）、即ち、車速＞判定閾値であると判定された場合には、この処理手順から抜け出る。つまり、車速が所定値以上の場合は、この処理手順から抜け出て、モータ１１の回転速度を通常の動作時の速度にして制御するようにする。

これに対し、車両状態判定部２５での判定により、車速≦判定閾値であると判定された場合（ステップＳＴ１０３、Ｙｅｓ判定）には、次に、印加電圧制限値を設定する（ステップＳＴ１０４）。この場合、モータ１１に供給する電圧の制限値である印加電圧制限値を、モータ１１の駆動開始時にモータ１１の回転速度を遅くする際における制限値に設定する。この設定は、ＥＰＳ制御装置２０の処理部２１が有する回転速度制御設定部２６で行う。

回転速度制御設定部２６は、モータ制御部２２でモータ１１を制御する際に用いる印加電圧制限値を、モータ１１の回転速度を遅くする際における制限値として予め設定されて記憶部３０に記憶されている制限値に設定する。即ち、この場合に用いる制限値は、モータ１１の駆動開始時に、減速機１５が有するギア同士のバックラッシュを通過させる際に用いる制限値となっており、回転速度制御設定部２６は、印加電圧制限値をバックラッシュ通過用の制限値に設定する。

次に、バックラッシュは通過したか否かを判定する（ステップＳＴ１０５）。この判定は、印加電圧制限値をバックラッシュ通過用の制限値に設定した状態でモータ１１を駆動し、減速機１５のバックラッシュを通過する時間が経過したか否かをバックラッシュ判定部２７で判断することによって行う。即ち、この判定に用いる時間は、モータ１１の駆動開始後、ウォームギア１８の歯１９がホイールギア１６の歯１７に当接し、バックラッシュを通過したと判断することができる時間として、予め記憶部３０に記憶されている。バックラッシュ判定部２７は、印加電圧制限値をバックラッシュ通過用の制限値に設定し、停止しているモータ１１の駆動を開始後の時間が、記憶部３０に記憶されているこの時間を経過したか否かを判定することにより、バックラッシュは通過したか否かの判定を行う。

この判定により、バックラッシュは通過していないと判定された場合（ステップＳＴ１０５、Ｎｏ判定）、つまり、停止しているモータ１１の駆動開始後の時間が、記憶部３０に記憶されている時間を経過していないと判定された場合には、印加電圧制限値をバックラッシュ通過用の制限値にする設定（ステップＳＴ１０４）を継続する。

これに対し、バックラッシュを通過したと判定された場合（ステップＳＴ１０５、Ｙｅｓ判定）、つまり、停止しているモータ１１の駆動開始後の時間が、記憶部３０に記憶されている時間を経過したと判定された場合には、次に印加電圧制限値を設定する（ステップＳＴ１０６）。この場合は、回転速度制御設定部２６によって印加電圧制限値を、ＥＰＳ装置１０でアシストトルクを発生させる際の通常の制御時にモータ１１に供給する電圧の制限値に設定する。

回転速度制御設定部２６は、モータ１１を制御する際に用いる印加電圧制限値を、アシストトルクを発生させる際の通常の制御時における制限値として予め設定されて、記憶部３０に記憶されている制限値に設定する。即ち、回転速度制御設定部２６は、印加電圧制限値を、通常制御用の制限値に設定する。これにより、ＥＰＳ制御装置２０は、アシストトルクを発生させる際の通常の制御をＥＰＳ装置１０に対して行う。

以上の操舵装置１は、停止中のモータ１１の駆動開始時や、モータ１１の反転に伴ってウォームギア１８の回転方向が反転する際に、モータ１１の回転速度を通常の動作時よりも遅くするため、バックラッシュによって離間しているウォームギア１８の歯１９とホイールギア１６の歯１７との当接時における相対速度を遅くすることができる。これにより、離間している双方の歯同士の接触時における衝撃が小さなり、衝撃によって発生する異音が小さくなる。この結果、構造の複雑化させることなく異音の発生を抑えることができる。

また、モータ１１の回転速度を遅くする場合は、モータ１１への印加電圧の制限値を変更することによって遅くするため、バックラッシュによって離間しているウォームギア１８の歯１９とホイールギア１６の歯１７との接触時における衝撃を、より確実に小さくすることができる。この結果、構造の複雑化させることなく、より確実に異音の発生を抑えることができる。

また、モータ１１の回転速度を遅くしている場合は、ホイールギア１６とウォームギア１８との位置関係により、モータ１１への印加電圧の制限を解除するため、アシストトルクの発生を確保しつつ、異音の発生を抑制できる。つまり、ウォームギア１８の歯１９とホイールギア１６の歯１７とが接触し、異音が発生しなくなる状態になってから、アシストトルクを発生させる際における通常の印加電圧の制限値にするため、異音の発生を抑えた後は、アシストトルクの発生を確保することができる。この結果、構造の複雑化させることなく、アシストトルクを発生させることと、異音の発生を抑えることとを両立することができる。

〔実施形態２〕
実施形態２に係る操舵装置６０は、実施形態１に係る操舵装置１と略同様の構成であるが、モータ１１の回転速度を遅くする制御を行う際には、車両の状態に応じて制限値を調節する点に特徴がある。他の構成は実施形態１と同様なので、その説明を省略すると共に、同一の符号を付す。

図５は、実施形態２に係る操舵装置の要部構成図である。実施形態２に係る操舵装置６０は、実施形態１に係る操舵装置１と同様に、ＥＰＳ装置１０を有しており、ステアリング５への操舵操作時の回転トルクに対してＥＰＳ装置１０でアシストトルクを付加することにより、運転者の操舵操作を補助することができる。また、本実施形態２に係る操舵装置６０は、ギア比可変ステアリングであるＶＧＲＳ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｇｅａｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）として構成されており、即ち、ステアリング５の操舵に対する操舵輪の向きが変化する割合が、車両の走行状態によって変化する。

つまり、本実施形態２に係る操舵装置６０は、シャフト４１がステアリング５とギア機構４２との間で分離しており、双方のシャフト４１は、操舵操作に基づく動作を行うと共に、動作量が制御ゲインによって変化する可変動作装置であるＶＧＲＳ装置６２を介して接続されている。ＶＧＲＳ装置６２は、ＥＰＳ制御装置２０によって制御可能になっており、車速と舵角とに応じて、シャフト４１におけるステアリング５に接続されている部分の回転角と、シャフト４１におけるギア機構４２に接続されている部分の回転角とが変化させることができるように構成されている。このため、シャフト４１におけるステアリング５側の部分とギア機構４２側の部分との回転角の変化の度合いを、車速と舵角とに応じてＶＧＲＳ装置６２で変化させることにより、ステアリング５の舵角に対して操舵輪の向きが変化する割合を、車速と舵角とに応じて変化させることができる。

ＶＧＲＳ装置６２が接続されるＥＰＳ制御装置２０は、実施形態１に係る操舵装置１のＥＰＳ制御装置２０と同様に、処理部２１と記憶部３０と入出力部３１とを有しており、処理部２１は、モータ制御部２２と、駆動状態判定部２３と、車両状態取得部２４と、車両状態判定部２５と、回転速度制御設定部２６と、バックラッシュ判定部２７と、を有している。さらに、本実施形態２に係る操舵装置６０のＥＰＳ制御装置２０は、処理部２１に、ＶＧＲＳ装置６２を制御するＶＧＲＳ制御部６５と、ＶＧＲＳ装置６２を制御する際における制御ゲインを取得する制御ゲイン取得部６６と、を有している。

この実施形態２に係る操舵装置６０は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。運転者によるステアリング５の操舵操作時は、ＥＰＳ制御装置２０でＥＰＳ装置１０を制御することによりＥＰＳ装置１０にアシストトルクを発生させ、操舵操作を補助する。また、ステアリング５の操舵操作時は、ＥＰＳ制御装置２０は、ＶＧＲＳ装置６２を制御することにより、車速と舵角とに応じて、ステアリング５の舵角に対して操舵輪の向きが変化する割合を変化させる。具体的には、ＥＰＳ制御装置２０は、ＶＧＲＳ装置６２の制御時に、車速に応じて制御ゲインを変化させることにより、ステアリング５の舵角に対する操舵輪の向きが変化する割合を変化させる。

つまり、運転者の操舵操作時には、ＥＰＳ制御装置２０の車両状態取得部２４で車速の情報を取得し、車速が低くなるに従って、ＶＧＲＳ制御部６５は、制御ゲインを大きくしてＶＧＲＳ装置６２を制御する。これにより、ＶＧＲＳ装置６２は、ステアリング５の舵角に対して、比較的大きな回転角の回転トルクをギア機構４２側に出力し、操舵輪は、ステアリング５の舵角に対して向きが変化する割合が大きくなる。このように、比較的車速が低い領域では、ＥＰＳ制御装置２０はＶＧＲＳ装置６２を制御してステアリング５の舵角に対して操舵輪の向きが変化する割合を大きくすることにより、低速時における操縦性を確保する。

また、ＶＧＲＳ制御部６５は、反対に車速が高くなるに従って制御ゲインを小さくしてＶＧＲＳ装置６２を制御することにより、ＶＧＲＳ装置６２は、ステアリング５の舵角に対して、比較的小さな回転角の回転トルクをギア機構４２側に出力する。これにより操舵輪は、ステアリング５の舵角に対して向きが変化する割合が小さくなる。このように、比較的車速が高い領域では、ＥＰＳ制御装置２０はＶＧＲＳ装置６２を制御してステアリング５の舵角に対して操舵輪の向きが変化する割合を小さくすることにより、高速走行時における走行安定性を確保する。

また、停止しているＥＰＳ装置１０のモータ１１の駆動開始時や、モータ１１の回転方向が反転することによりウォームギア１８が反転する場合は、モータ１１の印加電圧を制限することにより、モータ１１の回転速度を遅くする。この場合、本実施形態２に係る操舵装置６０は、印加電圧の制限値を車両の状態に応じて変化させる。つまり、運転者が操舵操作を行った場合には、ＥＰＳ制御装置２０は、ＶＧＲＳ装置６２の制御も行うが、モータ１１の印加電圧を制限する場合には、ＶＧＲＳ制御部６５でＶＧＲＳ装置６２の制御を行う際における制御ゲインに応じて、印加電圧の制限値を変化させる。

具体的には、運転者が操舵操作を行うことによる停止しているモータ１１の駆動開始時、または、回転方向の反転時に、モータ１１の回転速度を通常時よりも遅くする場合には、ＶＧＲＳ制御部６５でＶＧＲＳ装置６２を制御する際における制御ゲインを、制御ゲイン取得部６６で取得する。回転速度制御設定部２６は、制御ゲイン取得部６６で取得した制御ゲインが大きくなるに従って、モータ１１の印加電圧の制限値を小さくし、印加電圧の制限を強める。即ち、モータ１１の回転速度の低減を強くして回転速度を遅くさせる。つまり、ＶＧＲＳ装置６２の制御ゲインが大きい場合、舵角の変化が小さくてもＶＧＲＳ装置６２の出力側に位置するシャフト４１は大きく回転し、減速機１５の歯当りの衝突速度が大きくなる。このため、回転速度制御設定部２６は、ＶＧＲＳ装置６２の制御ゲインが大きくなるに従って、モータ１１の回転速度をより遅くし、減速機１５の歯同士が接触する際における相対速度を遅くすることにより、接触時における衝撃を小さくする。

図６は、実施形態２に係る操舵装置の処理手順の概略を示すフロー図である。次に、本実施形態２に係る操舵装置６０でモータ１１が停止している状態からアシストトルクを発生する場合における処理手順の概略について説明する。この処理手順では、実施形態１に係る操舵装置１と同様に、まず、モータ１１が停止しているか否かを駆動状態判定部２３判定し（ステップＳＴ１０１）、モータ１１は停止していないと判定された場合には（ステップＳＴ１０１、Ｎｏ判定）、この処理手順から抜け出る。

これに対し、モータ１１は停止していると判定された場合（ステップＳＴ１０１、Ｙｅｓ判定）には、次に、モータ１１は回転しているか否かを駆動状態判定部２３に判定する（ステップＳＴ１０２）ことにより、モータ１１が停止している状態から駆動を開始したか否かを判定する。

この判定により、モータ１１は回転していないと判定された場合には（ステップＳＴ１０２、Ｎｏ判定）、モータ１１は回転しているか否かの判定（ステップＳＴ１０２）を継続し、モータ１１は回転していると判定された場合（ステップＳＴ１０２、Ｙｅｓ判定）には、次に、車速≦判定閾値であるか否かを車両状態判定部２５で判定する（ステップＳＴ１０３）。この判定により、車速は判定閾値より高いと判定された場合（ステップＳＴ１０３、Ｎｏ判定）、この処理手順から抜け出る。

これに対し、車両状態判定部２５での判定により、車速≦判定閾値であると判定された場合（ステップＳＴ１０３、Ｙｅｓ判定）には、次に、制御ゲインを取得する（ステップＳＴ２０１）。この制御ゲインの取得は、ＥＰＳ制御装置２０のＶＧＲＳ制御部６５でＶＧＲＳ装置６２の制御を行う際に決定し、ＶＧＲＳ装置６２の制御に用いる制御ゲインを、ＥＰＳ制御装置２０の制御ゲイン取得部６６で取得する。

次に、印加電圧制限値を設定する（ステップＳＴ２０２）。即ち、モータ１１への印加電圧制限値を、回転速度制御設定部２６によってバックラッシュ通過用に、通常のアシストトルクを発生させる制御時よりもモータ１１の回転速度が遅くする制限値に設定する。

その際に、回転速度制御設定部２６は、制御ゲイン取得部６６で取得した制御ゲインが大きくなるに従って制限値を小さくし、印加電圧の制限を強める。即ち、印加電圧の許容値を小さくする。反対に、回転速度制御設定部２６は、制御ゲイン取得部６６で取得した制御ゲインが小さくなるに従って制限値を大きくし、印加電圧の制限を弱める。即ち、印加電圧の許容値を、通常のアシストトルクを発生させる制御時における許容値の範囲内で大きくし、モータ１１の回転速度を遅くする度合いを弱める。

なお、印加電圧の制限値を制御ゲインに応じて設定する際における基準は、予めマップの状態でＥＰＳ制御装置２０の記憶部３０に記憶されており、回転速度制御設定部２６は、制御ゲイン取得部６６で取得した制御ゲインをこのマップに照らし合わせることによって、印加電圧の制限値を設定する。

次に、バックラッシュは通過したか否かを、印加電圧制限値をバックラッシュ通過用の制限値に設定した状態でモータ１１を駆動した後の経過時間に基づいてバックラッシュ判定部２７で判定する（ステップＳＴ１０５）。この判定により、バックラッシュは通過していないと判定された場合には（ステップＳＴ１０５、Ｎｏ判定）、印加電圧制限値を制御ゲインに基づく制限値にする設定（ステップＳＴ２０２）を継続する。

これに対し、バックラッシュを通過したと判定された場合は（ステップＳＴ１０５、Ｙｅｓ判定）、次に、モータ１１への印加電圧制限値を、ＥＰＳ装置１０でアシストトルクを発生させる際の通常の制御時における電圧の制限値に、回転速度制御設定部２６によって設定する（ステップＳＴ１０６）。これにより、ＥＰＳ制御装置２０は、アシストトルクを発生させる際の通常の制御をＥＰＳ装置１０に対して行う。

以上の操舵装置６０は、モータ１１の回転速度を遅くする場合は、ＶＧＲＳ装置６２を制御する際の制御ゲインが変化するに従って、モータ１１への印加電圧の制限値を変更し、制限値を変更するため、車両の状態に応じて、アシストトルクの発生量と異音を抑える割合とを調節することができる。この結果、構造の複雑化させることなく、車両に状態に応じて適切に異音の発生を抑えることができる。

また、モータ１１の回転速度を遅くする場合は、ＶＧＲＳ装置６２を制御する際の制御ゲインが大きくなるに従って、モータ１１への印加電圧の制限値を小さくし、モータ１１の印加電圧の許容量を小さくしているので、舵角が大きくなり易い状態における減速機１５の歯当りの衝突速度を小さくすることができる。反対に、ＶＧＲＳ装置６２を制御する際の制御ゲインが小さくなるに従って、モータ１１への印加電圧の制限値を大きくし、モータ１１の印加電圧の許容量を大きくしているので、舵角が大きくなり難い状態でのアシストトルクを確保することができる。この結果、アシストトルクの発生量を確保しつつ、より確実に異音の発生を抑えることができる。

〔変形例〕
なお、実施形態２に係る操舵装置６０は、動作量が制御ゲインによって変化する可変動作装置としてＶＧＲＳ装置６２が備えられており、モータ１１の回転速度を遅くする制御を行う場合は、ＶＧＲＳ装置６２の制御時の制御ゲインに基づいて印加電圧の制限値を変更しているが、可変動作装置は、ＶＧＲＳ装置６２以外のものでもよい。例えば、車両に、操舵操作に応じて後輪の操舵を行うアクティブ後輪操舵装置であるＡＲＳ（Ａｃｔｉｖｅ Ｒｅａｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）装置が設けられている場合には、ＡＲＳ装置を、動作量が制御ゲインによって変化する可変動作装置として用いてもよい。つまり、ＡＲＳ装置も減速機を有しており、互いに噛み合う歯車の歯同士にバックラッシュが存在するため、ＡＲＳ装置の動作時には、歯衝突による異音が発生する場合がある。このため、ＡＲＳ装置を可変動作装置として用いる場合も、停止中のモータ１１の駆動開始時や、回転方向の反転時に、ＡＲＳ装置の制御時の制御ゲインに基づいて印加電圧の制限値を変更することにより、モータ１１の回転速度を遅くする。

ここで、ＡＲＳ装置は、ＶＧＲＳ装置６２と同様に、車速が低くなるに従って、制御ゲインを大きくすることにより、ステアリング５の舵角に対する後輪の操舵量を大きくする。このため、ＡＲＳ装置もＶＧＲＳ装置６２と同様に、制御ゲインが大きくなるに従って、歯衝突による異音が発生し易くなる。従って、ＡＲＳ装置の制御時の制御ゲインに基づいて印加電圧の制限値を変更する場合も、制御ゲインが小さくなるに従って、モータ１１の印加電圧の制御量を大きくすることによりモータ１１の回転速度の低減を弱め、制御ゲインが大きくなるに従って、モータ１１の印加電圧の制御量を小さくすることによりモータ１１の回転速度の低減を強めて回転速度を遅くする。これにより、車両に状態に応じて適切に異音の発生を抑えることができる。

また、印加電圧の制限値を変更する場合には、制御ゲイン以外に基づいて変更してもよい。例えば、ＶＧＲＳ装置６２やＡＲＳ装置の応答速度に基づいて印加電圧の制限値を変更してもよく、応答速度が速くなるに従って、印加電圧の制限値を小さくしてもよい。または、ＶＧＲＳ装置６２やＡＲＳ装置の角度フィードバックや電流フィードバックのゲインに基づいて印加電圧の制限値を変更してもよく、これらの角度フィードバックや電流フィードバックのゲインが大きくなるに従って、印加電圧の制限値を小さくしてもよい。

これらの応答速度が速かったり、フィードバックのゲインが大きかったりする場合、減速機の歯同士が接触する際における相対速度が大きくなり易く、歯当りの衝突速度が大きくなり易くなる。このため、この場合は、モータ１１の印加電圧の制御量を小さくしてモータ１１の回転速度の低減を強め、モータ１１の回転速度を遅くすることにより、歯当りの衝突速度を極力小さくして異音の発生を抑える。

また、印加電圧の制限値は、車速に基づいて変更してもよく、例えば、車速センサ５３で検出する車速が低くなるに従って、印加電圧の制限値を小さくしてもよい。車速が低い場合は、低速ほど、運転者の操作量が大きい傾向にあるため、車速が低くなるに従って印加電圧の制御量を小さくしてモータ１１の回転速度の低減を強めることにより、より確実に異音の発生を抑えることができる。

また、上述した実施形態１、２に係る操舵装置１、６０では、停止中のモータ１１の駆動開始時やウォームギア１８の回転方向の反転時に、モータ１１の回転速度を通常の動作時よりも遅くする際には、モータ１１への印加電圧の制限値を変更することによって、回転速度を遅くしているが、これ以外の手法によって回転速度を遅くしてもよい。例えば、モータ１１への目標電流の制限値を変更することにより、モータ１１の回転速度を遅くしてもよい。モータ１１の回転速度は、モータ１１に供給する電力によって調節することができるため、モータ１１の回転速度を遅くする際には、印加電圧でなく、モータ１１に供給する目標電流を、通常のアシストトルクの発生時よりも低くすることにより、回転速度を遅くすることができる。

また、モータ１１の回転速度を遅くする場合には、電圧や電流を基準として制御するのではなく、機械的な物理量を基準として行ってもよい。例えば、モータ１１の回転時における目標角や目標角速度の制限値を変更することによって回転速度を遅くしてもよい。

即ち、ＥＰＳ装置１０でアシストトルクを発生するためにモータ１１を制御する際に、モータ１１の回転時における舵角の目標値である目標角を設定し、舵角センサ５２で検出する舵角が目標角になるように制御を行い、モータ１１の回転を遅くする場合には、この目標角の制限値を小さくしてもよい。つまり、アシストトルクを発生させる際に、時間当りの舵角が所定の制限値の範囲内の目標角になるようにモータ１１を制御し、モータ１１の回転速度を遅くする場合には、この目標角の制限値を通常の制御時から変更することにより、時間当りの舵角の変位量を低減し、回転速度を遅くしてもよい。

また、このように舵角を基準としてモータ１１の制御を行う場合は、目標角速度を基準として行ってもよい。つまり、ＥＰＳ装置１０でアシストトルクを発生させる場合には、モータ１１の回転時における角速度が所定の制限値の範囲内の目標角速度になるようにモータ１１を制御し、モータ１１の回転速度を遅くする場合には、この目標角速度の制限値を通常の制御時から変更することによって回転速度を遅くしてもよい。

また、これらのように目標電流や目標角、目標角速度の制限値を変更することによってモータ１１の回転速度を遅くする場合には、モータ１１への印加電圧の制限値を変更する場合と同様に、実施形態１に係る操舵装置１のように所定の制限値を予め記憶部３０に記憶させたり、実施形態２に係る操舵装置６０のように、ＶＧＲＳ装置６２の制御ゲインに応じて制限値を変更したりしてもよい。

例えば、実施形態１に係る操舵装置１のように所定の制限値を記憶する場合には、ＥＰＳ制御装置２０の記憶部３０には、通常のアシストトルクを発生させる制御時の制限値と、この制限値よりも制限量が小さい制限値であり、モータ１１の回転を遅くする際に用いる制限値とを、予め記憶しておく。また、実施形態２に係る操舵装置６０のように、制御ゲインに応じて制限値を変更する場合には、ＥＰＳ制御装置２０の記憶部３０には、通常のアシストトルクを発生させる制御時の制限値と、この制限値よりも制限量が小さく、且つ、制御ゲインに応じた制限値であり、モータ１１の回転を遅くする際に用いる制限値とを、予め記憶しておく。ＥＰＳ装置１０でアシストトルクを発生させる際には、通常のアシストトルクを発生させる制御時と、モータ１１の回転を遅くする制御時とで、それぞれの制御時用の制限値を読み出してＥＰＳ装置１０の制御を行う。これにより、モータ１１の回転を遅くする場合には、通常のアシストトルクを発生させる制御時に対して制限値を変更ことにより、回転速度を遅くする。

また、モータ１１の回転を遅くする制御を行っている場合に、ホイールギア１６とウォームギア１８との位置関係によって、通常のアシストトルクを発生させる制御にする場合には、これらの目標電流や目標角、目標角速度の制限値を、通常のアシストトルクを発生させる制御時の制限値にすることにより、制限を解除する。つまり、モータ１１の回転速度が遅い状態でウォームギア１８の歯１９とホイールギア１６の歯１７とが接触し、異音が発生する期間を経過したら、モータ１１の回転速度を遅くするために用いていたこれらの制限値を、通常のアシストトルクを発生させる制御時の制限値にする。これにより、目標電流や目標角、目標角速度の制限を解除し、通常のアシストトルクの発生時における制御を行う。

また、上述した実施形態１、２に係る操舵装置１、６０では、モータ１１の回転速度を遅くしている状態から通常のアシストトルクを発生させる制御に移行する際には、印加電圧の制限値を切り替え、制限を解除することにより行っているが、制限の解除は徐変させてもよい。即ち、印加電圧の制限値を、モータ１１の回転速度を遅くする際における制限値から、通常のアシストトルクを発生させる制御時における制限値に、徐々に変化させてもよい。これにより、アシストトルクの急変を抑制することができ、ドライバビリティの向上を図ることができる。

また、上述した実施形態１、２に係る操舵装置１、６０では、モータ１１の回転速度を遅くする制御を行っている場合は、バックラッシュを通過したと判断することができる時間が経過したら、通常のアシストトルクの発生時における制御に切り替えているが、バックラッシュを通過したか否かは、時間以外によって判断してもよい。例えば、ウォームギア１８側とホイールギア１６側とのそれぞれの回転角を検出できるセンサを設け、このセンサの検出結果に基づいて、ウォームギア１８とホイールギア１６とのバックラッシュが埋まったことを認識できる状態になったら通常の制御に切り替えてもよい。または、モータ１１の回転を遅くする制御の開始後に、ウォームギア１８の回転角を検出するセンサによって、ウォームギア１８が所定角だけ回転したことを検出したら、通常の制御に切り替えてもよい。モータ１１の回転速度を遅くする制御の開始後に、バックラッシュを通過したことを判断する手法は、適切に判断することができる手法であれば、時間以外の手法によって行ってもよい。

また、上述した実施形態１、２に係る操舵装置１、６０では、モータ１１の回転速度を遅くする場合は、印加電圧等の制限値を変更することにより行っているが、これ以外の手法によって行ってもよい。例えば、通常のアシストトルクを発生させる際における制御時には印加電圧等に制限値を設定せずに制御し、モータ１１の回転速度を遅くする場合に、制限値を設定して制御することにより、回転速度を遅くしてもよい。

また、上述した実施形態１、２に係る操舵装置１、６０では、車速が所定の判定閾値以上の場合は、モータ１１の回転速度を遅くする制御を行わないが、これ以外の基準によっても、モータ１１の駆動開始時等に回転速度を遅くする制御を開始しないようにしてもよい。例えば、前回の反転から、ある一定時間以内は、モータ１１の回転速度を遅くする制御を開始しないようにしてもよい。モータ１１の反転が短時間で行われる場合、ステアリング５に対して急激な反復操舵操作を行っていることが予想される。この場合、極力アシストトルクを発生して運転者の操舵操作を補助することが好ましいため、前回の反転からの経過時間が所定時間以内の場合は異音の発生を抑制するための制御は行わずに、モータ１１で発生する動力を早急にシャフト４１に伝達し、アシストトルクを発生させるのが好ましい。

また、ＥＰＳ装置１０のモータ１１を回転させる際における目標となる回転速度である目標速度が小さい場合も、モータ１１の回転速度を遅くする制御を開始しないようにしてもよい。モータ１１の回転速度が遅い場合には、バックラッシュによって離間しているウォームギア１８の歯１９とホイールギア１６の歯１７とが当接した際における衝撃が小さく、異音も小さいため、目標速度が所定値以下の場合には、モータ１１の回転速度を遅くする制御は行わなくてもよい。

また、上述した実施形態１、２に係る操舵装置１、６０では、舵角センサ５２の検出結果に基づいてウォームギア１８の停止と回転とを判定しているが、ウォームギア１８の停止と回転とを判定してもよい。例えば、モータ１１の角速度を検出する角速度センサを設け、角速度で検出したモータ１１の角速度に基づいて、ウォームギア１８の停止と回転とを判定してもよい。

また、上述した実施形態１、２に係る操舵装置１、６０では、減速機１５は、互いに回転軸が直交するホイールギア１６とウォームギア１８とによって構成されており、ホイールギア１６が、ステアリング５への操舵操作に基づいて動作する第１ギアとして用いられ、ウォームギア１８が、ホイールギア１６に噛合うと共にモータ１１で発生する動力をホイールギア１６に対して伝達可能な第２ギアとして用いられているが、第１ギアと第２ギアとは、これ以外の形態であってもよい。例えば、第１ギアと第２ギアとは、遊星ギア機構が用いられたり、２つの平歯車やはす歯歯車が用いられたりするなど、ギア同士の回転軸が平行になる形態で構成されていてもよい。ギアの形態に関わらず、２つのギアが噛み合わされる部分にはバックラッシュが存在するため、バックラッシュによって離間している歯同士が接触する際に、モータ１１の回転速度を遅くすることにより、歯同士の接触時における衝撃を抑えることができ、異音の発生を抑制することができる。

また、上述した実施形態１、２に係る操舵装置１、６０は、ＥＰＳ装置１０は、コラムアシスト式のアシスト機構として設けられているが、ＥＰＳ装置１０は、これ以外の方式であってもよく、例えば、ピニオンアシスト式、ラックアシスト式であってもよい。

また、操舵装置は、上述した実施形態１、２、及び各変形例で用いられているものを適宜組み合わせてもよく、または、上述した以外のものを用いてもよい。操舵装置の構成や、制御方法に関わらず、モータ１１の動力を用いてアシストトルクを発生し、モータ１１で発生した動力をギアによって伝達するものであれば、停止中のモータ１１の駆動開始時や回転方向の反転時に、モータの回転速度を通常の動作時よりも遅くすることにより、異音の発生を抑制することができる。

１、６０ 操舵装置
５ ステアリング（操舵部材）
１０ ＥＰＳ装置
１１ モータ
１５ 減速機
１６ ホイールギア（第１ギア）
１８ ウォームギア（第２ギア）
２０ ＥＰＳ制御装置
２１ 処理部
２２ モータ制御部
２３ 駆動状態判定部
２４ 車両状態取得部
２５ 車両状態判定部
２６ 回転速度制御設定部
２７ バックラッシュ判定部
３０ 記憶部
４１ シャフト
４２ ギア機構
５０ 状態検出装置
５１ トルクセンサ
５２ 舵角センサ
５３ 車速センサ
６２ ＶＧＲＳ装置（可変動作装置）
６５ ＶＧＲＳ制御部
６６ 制御ゲイン取得部

Claims (7)

1. 転舵輪に出力を伝達する出力軸に接続する第１ギアと、
   前記第１ギアに噛合うと共にモータで発生する動力を前記第１ギアに対して伝達可能な第２ギアと、
   を備える操舵装置において、
   停止中の前記モータの駆動開始時、または前記第２ギアの回転方向の反転時に、前記モータの回転速度を通常の動作時よりも遅くすることを特徴とする操舵装置。
2. 前記モータの回転速度を遅くする場合は、前記モータへの印加電圧、目標電流、前記モータの回転時の目標角、目標角速度のうち、少なくともいずれか一つの制限値を変更することによって遅くする請求項１に記載の操舵装置。
3. 前記第２ギアの回転方向の前回の反転からの経過時間が所定時間以内、車速が所定値以上、または、目標速度が所定値以下の少なくとも一つの場合、前記モータの回転速度を通常の動作時とする請求項１または２に記載の操舵装置。
4. 前記操舵操作に基づく動作を行うと共に、動作量が制御ゲインによって変化する可変動作装置が備えられており、
   前記モータの回転速度を遅くする場合は、前記制御ゲインが変化するに従って、前記モータへの回転速度、印加電圧、目標電流、目標角速度のうち、少なくとも一つの制限値を変更する請求項１〜３のいずれか１項に記載の操舵装置。
5. 前記制御ゲインは、ＶＧＲＳまたはＡＲＳの制御ゲイン、
   または、ＶＧＲＳまたはＡＲＳの角度フィードバックゲイン、
   または、ＶＧＲＳまたはＡＲＳの電流フィードバックゲインである請求項４に記載の操舵装置。
6. 前記モータの回転速度を遅くする場合は、ＶＲＧＳまたはＡＲＳの応答速度が速いほど、
   または、車速が低いほど、
   前記モータへの回転速度、印加電圧、目標電流、目標角速度のうち、少なくとも一つの制御値を変更する請求項１〜３のいずれか１項に記載の操舵装置。
7. 前記モータの回転速度を遅くしている場合は、前記第１ギアと前記第２ギアとの位置関係により、または、所定時間が経過することにより、前記モータの回転速度、印加電圧、目標電流、目標角、目標角速度の少なくとも一つの制限を解除する請求項１〜６のいずれか１項に記載の操舵装置。

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