(57)【要約】      （修正有）【課題】装置全体を小型化可能な操舵制御装置を提供する。【解決手段】操舵制御装置１のウォームギア３２は、ウォーム５１の回転によりウォームホイール５０は回転するが、ウォームホイール５０の回転によりウォーム５１は回転しないようにセルフロック可能なリード角が設定されている。これにより、ロック機構を歯車機構３０と別途に設ける必要がなく、装置全体を小型化することができる。また、ＶＧＲＳ制御部は、ウォームギア３２においてセルフロック不能となるセルフロック失陥が生じているか否かを判断し、セルフロック失陥が生じていると判断された場合、ハンドルが空転しないように空転抑制処理を行う。これにより、セルフロック失陥時においても、ハンドルの空転が抑制されるので、安全性が向上する。【選択図】図２
2012035753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の乗員により操舵される操舵部材に連結可能な入力軸と、
前記入力軸と相対回転可能に設けられ、前記操舵部材に加えられた操舵力を操舵輪側へ伝達するトルク伝達経路をなす出力軸と、
前記入力軸と共に回転する入力ギア、前記出力軸と共に回転する出力ギア、および前記入力ギアと前記出力ギアとに噛み合うピニオンギアを有するディファレンシャルギアと、
前記ピニオンギアを回転可能に支持する支持部材と、
前記支持部材と共に回転するウォームホイール、および前記ウォームホイールに噛み合うウォームを有し、前記ウォームの回転により前記ウォームホイールは回転するが前記ウォームホイールの回転により前記ウォームは回転しないようにセルフロック可能なリード角が設定されるウォームギアと、
前記ウォームを回転駆動するモータと、
前記操舵部材の操舵角を取得する操舵角取得手段と、
前記操舵角取得手段により取得された前記操舵部材の前記操舵角に基づき、前記モータの駆動を制御するモータ駆動制御手段と、
前記ウォームギアにおいて、セルフロック不能となるセルフロック失陥が生じているか否かを判断するセルフロック失陥判断手段と、
前記セルフロック失陥判断手段により前記ウォームギアにおけるセルフロック失陥が生じていると判断された場合、前記操舵部材の空転を抑制する空転抑制手段と、
を備えることを特徴とする操舵制御装置。
【請求項２】
前記モータの回転角を取得するモータ回転角取得手段をさらに備え、
前記セルフロック失陥判断手段は、前記モータの通電がオフされている場合であって、前記モータの回転角が０でない場合、前記ウォームギアにおいてセルフロック失陥が生じていると判断することを特徴とする請求項１に記載の操舵制御装置。
【請求項３】
前記セルフロック失陥判断手段は、前記モータの回転角指令値が０である場合であって、前記モータの電圧指令値が０でない場合、前記ウォームギアにおいてセルフロック失陥が生じていると判断することを特徴とする請求項１に記載の操舵制御装置。
【請求項４】
前記出力軸の回転角を取得する出力軸回転角取得手段をさらに備え、
前記セルフロック失陥判断手段は、前記操舵部材の操舵角と前記出力軸の回転角との比である増速比および前記操舵角に基づいて算出される前記出力軸の回転角である設定回転角と、前記出力軸回転角取得手段により取得された前記出力軸の回転角と、が一致しない場合、前記ウォームギアにおいてセルフロック失陥が生じていると判断することを特徴とする請求項１に記載の操舵制御装置。
【請求項５】
前記入力軸が回転中か否かを判断する回転判断手段と、
前記操舵部材の操舵により生じる操舵トルクを取得する操舵トルク取得手段と、
をさらに備え、
前記セルフロック失陥判断手段は、前記回転判断手段により前記入力軸が回転中であると判断された場合であって、前記操舵トルク取得手段により取得された前記操舵トルクが０である場合、前記ウォームギアにおいてセルフロック失陥が生じていると判断することを特徴とする請求項１に記載の操舵制御装置。
【請求項６】
前記車両が直進中か否かを判断する直進判断手段をさらに備え、
前記セルフロック失陥判断手段は、前記直進判断手段により前記車両が直進中であると判断された場合であって、前記操舵角取得手段により取得される前記操舵角が０でない場合、前記ウォームギアにおいてセルフロック失陥が生じていると判断することを特徴とする請求項１に記載の操舵制御装置。
【請求項７】
前記モータの巻線に通電される電流を切り替えるインバータ部であって、高電位側に配置された高電位側スイッチング素子および低電位側に配置された低電位側スイッチング素子によりスイッチング素子対をなす複数のスイッチング素子を有するインバータ部をさらに備え、
前記空転抑制手段は、全ての前記高電位側スイッチング素子または全ての前記低電位側スイッチング素子を同時にオンすることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の操舵制御装置。
【請求項８】
前記空転抑制手段は、前記ウォームホイールの回転により前記ウォームに加わるトルクを相殺する相殺トルクが前記ウォームに加わるように前記モータの駆動を制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の操舵制御装置。
【請求項９】
前記空転抑制手段は、前記操舵角取得手段により取得された前記操舵角に基づき、前記車両の左側の車輪の回転速度と右側の車輪の回転速度とに差を生じさせることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵輪の操舵を制御する操舵制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、操舵部材の操舵角に対する操舵輪の舵角を変更可能な操舵比可変（Variable Gear Ratio Steering、以下「ＶＧＲＳ」という。）装置が知られている。ＶＧＲＳ装置では、操舵比を固定するため、ロックピンおよび当該ロックピンを係止する係止部材を有するロック機構を設けることが公知である（例えば、特許文献１〜４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２８７６６０号公報
【特許文献２】特開２００４−０５８７４３号公報
【特許文献３】特開２００４−１１４８５７号公報
【特許文献４】特開２００５−３５００３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１〜４では、操舵比を固定するためのロック機構が操舵比を可変にするためのギア機構とは別途に設けられているので、装置全体が大型化するという問題点があった。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置全体を小型化可能な操舵制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の操舵制御装置は、入力軸と、出力軸と、ディファレンシャルギアと、支持部材と、ウォームギアと、モータと、操舵角取得手段と、モータ駆動制御手段と、セルフロック失陥判断手段と、空転抑制手段と、を備える。入力軸は、乗員により操舵される操舵部材に連結可能である。出力軸は、入力軸と相対回転可能に設けられ、操舵部材に加えられた操舵力を操舵輪側へ伝達するトルク伝達経路をなす。ディファレンシャルギアは、入力軸と共に回転する入力ギア、出力軸と共に回転する出力ギア、および入力ギアと出力ギアとに噛み合うピニオンギアを有する。支持部材は、ピニオンギアを回転可能に支持する。ウォームギアは、支持部材と共に回転するウォームホイール、およびウォームホイールに噛み合うウォームを有する。また、ウォームギアは、ウォームの回転によりウォームホイールは回転するが、ウォームホイールの回転によりウォームは回転しないようにセルフロック可能なリード角が設定されている。ウォームホイールとウォームとがセルフロックされているとき、操舵部材の操舵角と出力軸の回転角の比である増速比は、所定の値、例えば１、で固定される。モータは、ウォームを回転駆動する。操舵角取得手段は、操舵部材の操舵角を取得する。モータ駆動制御手段は、操舵角取得手段により取得された操舵部材の操舵角に基づき、モータの駆動を制御する。ウォームを回転駆動するモータの駆動が制御されるので、ディファレンシャルギアおよびウォームギアの作動により、操舵部材の操舵角に対する操舵輪の舵角が可変になる。
本発明では、ウォームホイールおよびウォームがセルフロック可能に構成されているので、操舵部材の操舵角に対する操舵輪の舵角を固定するためのロック機構をディファレンシャルギアおよびウォームギアからなるギア機構と別途に設ける必要がない。したがって、装置全体を小型化することができる。
【０００６】
ところで、ウォームギアにおいて、セルフロック不能となるセルフロック失陥が生じた場合、出力軸側にトルクが伝達されず、操舵部材が空転してしまう虞がある。
そこで、請求項１に記載の発明では、セルフロック失陥判断手段は、ウォームギアにおいて、セルフロック不能となるセルフロック失陥が生じているか否かを判断する。また、空転抑制手段は、セルフロック失陥判断手段によりウォームギアにおけるセルフロック失陥が生じていると判断された場合、操舵部材の空転を抑制する。これにより、セルフロック失陥時においても操舵部材の空転が抑制されるので、安全性が向上する。
【０００７】
セルフロック失陥判断手段は、請求項２〜６のように構成することができる。
請求項２に記載の発明では、モータの回転角を取得するモータ回転角取得手段をさらに備える。セルフロック失陥判断手段は、モータの通電がオフされている場合であって、モータ回転角取得手段により取得されたモータの回転角が０ではない場合、ウォームギアにおいてセルフロック失陥が生じていると判断する。
請求項３に記載の発明では、セルフロック失陥判断手段は、モータの回転角指令値が０である場合であって、モータの電圧指令値が０でない場合、ウォームギアにおいてセルフロック失陥が生じていると判断する。
【０００８】
請求項４に記載の発明では、出力軸の回転角を取得する出力軸回転角取得手段をさらに備える。セルフロック失陥判断手段は、操舵部材の操舵角と出力軸の回転角との比である増速比および操舵角に基づいて算出される出力軸の回転角である設定回転角と、出力軸回転角取得手段により取得された出力軸の回転角と、が一致しない場合、ウォームギアにおいてセルフロック失陥が生じていると判断する。
【０００９】
請求項５に記載の発明では、入力軸が回転中か否かを判断する回転判断手段と、操舵部材の操舵により生じる操舵トルクを取得するトルク取得手段と、をさらに備える。セルフロック失陥判断手段は、回転判断手段により入力軸が回転中であると判断された場合であって、トルク取得手段により取得される操舵トルクが０である場合、ウォームギアにおいてセルフロック失陥が生じていると判断する。
【００１０】
請求項６に記載の発明では、車両が直進中か否かを判断する直進判断手段をさらに備える。セルフロック失陥判断手段は、直進判断手段により車両が直進中であると判断された場合であって、操舵角取得手段により取得される操舵角が０でない場合、ウォームギアにおいてセルフロック失陥が生じていると判断する。
請求項２〜６に記載の構成を採用することにより、ウォームギアのセルフロックが機能しているか否かを適切に判断することができる。
なお、請求項２、３、５、６に関し、該当する値が０か否かの判断は、ノイズ等の影響を考慮し、該当する値の絶対値が所定値以下である場合、０とみなしてもよい。また、請求項４に関し、設定回転角と出力軸の回転角とが一致するか否かの判断は、ノイズ等の影響を考慮し、例えば、設定回転角から出力軸の回転角を減算した値の絶対値が所定値以下である場合、設定回転角と出力軸の回転角とが一致するとみなしてもよい。
【００１１】
また、空転抑制手段は、請求項７〜９のように構成することができる。
請求項７に記載の発明では、モータの巻線に通電される電流を切り替えるインバータ部をさらに備える。インバータ部は、高電位側に配置された高電位側スイッチング素子および低電位側に配置された低電位側スイッチング素子によりスイッチング素子対をなす複数のスイッチング素子を有する。空転抑制手段は、全ての高電位側スイッチング素子または全ての低電位側スイッチング素子を同時にオンする。全ての高電位側スイッチング素子または全ての低電位側スイッチング素子を同時にオンすると、モータおよびインバータ部に閉回路ができ回生ブレーキが発生する。この回生ブレーキにより操舵部材の空転が抑制されるので、安全性が向上する。
【００１２】
請求項８に記載の発明では、空転抑制手段は、ウォームホイールの回転によりウォームに加わるトルクを相殺するトルクがウォームに加わるようにモータの駆動を制御する。これにより、モータにより生じるトルクによりウォームホイールとウォームとがロックされるので、操舵部材が空転せず、安全性が向上する。
【００１３】
請求項９に記載の発明では、空転抑制手段は、操舵角取得手段により取得された操舵角に基づき、車両の左側の車輪の回転速度と右側の車輪の回転速度とに差を生じさせる。以下、車輪の回転速度を「車輪速」という。例えば、操舵部材が右方向に操舵された場合、右側の車輪速を左側の車輪速よりも小さくすることにより操舵部材に時計回りに回転させようとするトルクが発生し（左右の操舵輪の回転速度差によってセルフステアになる）、車両が右方向に旋回する。また例えば操舵部材が左方向に操舵された場合、左側の車輪速を右側の車輪速よりも小さくすることにより操舵部材に反時計回りに回転させようとするトルクが発生し、車両が左方向に旋回する。これにより、操舵部材の操舵方向に車両を旋回させることができるので、操舵部材が空転せず、安全性が向上する。
なお、ここでいう「車輪」とは、操舵部材により操舵される操舵輪に加え、操舵部材により操舵されない車輪を含んでもよい。また、一方の側の車輪にブレーキをかけることにより、左右の車輪速に差を生じさせてもよい。さらにまた、車輪がインホイールモータ等により駆動される場合、左右のモータの出力トルクを変更することにより、左右の車輪速に差を生じさせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態による操舵制御システムの全体構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態による操舵制御装置の断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】ウォームギアのＩＶ方向矢視図である。
【図５】図４のＶ方向矢視図である。
【図６】図４のＶＩ方向矢視図である。
【図７】図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態によるＶＧＲＳ ＥＣＵを説明するブロック図である。
【図９】ＶＧＲＳモータの回路構成を説明する説明図である。
【図１０】本発明の第１実施形態によるＥＰＳ ＥＣＵを説明するブロック図である。
【図１１】本発明の第１実施形態におけるＶＧＲＳ部の制御演算処理を説明するフローチャートである。
【図１２】本発明の第１実施形態におけるＶＧＲＳモータ回転角指令値演算処理を説明するフローチャートである。
【図１３】本発明の第１実施形態におけるＶＧＲＳモータ回転角制御演算処理を説明するフローチャートである。
【図１４】本発明の第１実施形態におけるＶＧＲＳ部におけるＰＷＭ指令値演算処理を説明するフローチャートである。
【図１５】本発明の第１実施形態おける車速と増速比とが対応づけられたマップを説明する説明図である。
【図１６】本発明の第１実施形態における空転制御抑制セルフロックチェック処理を説明するフローチャートである。
【図１７】本発明の第１実施形態におけるセルフロック失陥検出処理（１）を説明するフローチャートである。
【図１８】本発明の第１実施形態におけるセルフロック失陥検出処理（２）を説明するフローチャートである。
【図１９】本発明の第１実施形態におけるセルフロック失陥検出処理（３）を説明するフローチャートである。
【図２０】本発明の第１実施形態におけるセルフロック失陥検出処理（４）を説明するフローチャートである。
【図２１】本発明の第１実施形態におけるセルフロック失陥検出処理（５）を説明するフローチャートである。
【図２２】本発明の第１実施形態における空転抑制処理（１）を説明するフローチャートである。
【図２３】本発明の第１実施形態における空転抑制処理（２）を説明するフローチャートである。
【図２４】本発明の第２実施形態におけるＶＧＲＳ ＥＣＵを説明するブロック図である。
【図２５】本発明の第２実施形態における空転抑制処理を説明するフローチャートである。
【図２６】本発明の第３実施形態におけるＶＧＲＳ ＥＣＵを説明するブロック図である。
【図２７】本発明の第３実施形態における空転抑制処理を説明するフローチャートである。
【図２８】本発明の他の実施形態による操舵制御システムの全体構成を示す概略構成図である。
【図２９】本発明の他の実施形態によるウォームギアを示す図である。
【図３０】図２９のＲ方向矢視図である。
【図３１】図２９のＳ方向矢視図である。
【図３２】図２９のＴ−Ｔ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明による操舵制御装置を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による操舵制御装置を図１〜図２３に基づいて説明する。
まず、操舵システムの概略構成を図１に基づいて説明する。図１に示すように、操舵システム１００は、操舵制御装置１、コラム軸２、ラックアンドピニオン機構６、操舵輪７、操舵部材としてのハンドル８等を備えている。本実施形態では、コラム軸２およびラックアンドピニオン機構６が「トルク伝達経路」を構成している。
【００１６】
操舵制御装置１は、入力軸１０の回転角度と出力軸２０の回転角度の比を可変にする操舵比可変部３、および運転者によるハンドル８の操舵を補助する補助トルクを発生する電動パワーステアリング部５等を備える。以下、操舵比可変部を「ＶＧＲＳ部」といい、電動パワーステアリング部を「ＥＰＳ部」という。本実施形態では、ＶＧＲＳ部３およびＥＰＳ部５は、コラム軸２周りに配置され、ハウジング１２に収容されている。これにより、ＶＧＲＳ部３およびＥＰＳ部５は、一体にモジュール化されているといえる。なお、操舵制御装置１の詳細は、図２等に基づいて後述する。
【００１７】
コラム軸２は、入力軸１０、出力軸２０、ユニバーサルジョイント９、シャフト２４を有している。入力軸１０は、乗員により操舵されるハンドル８と連結されている。入力軸１０には、ハンドル８が操舵された操舵角を検出するハンドル角センサ９２が設けられている。本実施形態では、ハンドル８と入力軸１０とは連結されているので、ハンドル８が操舵された操舵角と、入力軸１０の回転角とが一致している。以下、ハンドル８の操舵された操舵角を、「ハンドル角θh」という。
【００１８】
出力軸２０は、入力軸１０と同軸に設けられ、入力軸１０と相対回転可能に設けられる。なお、後述するＶＧＲＳ部３のディファレンシャルギア３１の作用により、入力軸１０と出力軸２０の回転方向が逆転する。出力軸２０は、運転者がハンドル８を操舵することにより生じた操舵トルクを、ユニバーサルジョイント９、シャフト２４、ラックアンドピニオン機構６を経由して操舵輪７へ伝達する。また、出力軸２０には、出力軸２０の回転角を検出するピニオン角センサ９６が設けられている。以下、出力軸２０の回転角を、「ピニオン角θp」という。
【００１９】
ラックアンドピニオン機構６は、ステアリングピニオン６０およびステアリングラックバー６１等を備え、左右の操舵輪７の回転中心を結ぶ直線（図１中において、記号Ｌで示す。）よりも車両後方に設けられている。
円形歯車であるステアリングピニオン６０は、コラム軸２のハンドル８と反対側の端部に設けられ、出力軸２０およびシャフト２４と共に正逆回転する。ステアリングラックバー６１は、車両の左右方向に移動可能に設けられる。ステアリングラックバー６１に設けられるラック歯がステアリングピニオン６０と噛み合うことにより、ステアリングピニオン６０の回転運動がステアリングラックバー６１の車両左右方向の直線運動に変換される。すなわち、ラックアンドピニオン機構６は、コラム軸２の回転運動を直線運動に変換している。
【００２０】
ステアリングラックバー６１の両端には、図示しないタイロッドおよびナックルアームが設けられ、このタイロッドおよびナックルアームを介してステアリングラックバー６１と左右の操舵輪７とが接続される。これにより、左右の操舵輪７は、ステアリングラックバー６１の移動量に応じて操舵される。
【００２１】
なお、本実施形態では、左右の操舵輪７の回転中心を結ぶ直線Ｌとステアリングピニオン６０との間の距離Ａは、左右の操舵輪７の回転中心を結ぶ直線Ｌとステアリングラックバー６１との距離Ｂよりも長くなっている。
本実施形態では、入力軸１０と出力軸２０との間に設けられるディファレンシャルギア３１の作用により出力軸２０は入力軸１０の回転方向と反対方向に回転するので、ハンドル８が左方向に操舵されると、ユニバーサルジョイント９側から見てステアリングピニオン６０が右回りに回転し、ステアリングラックバー６１は右方向に移動し、車両が左方向へ進行するように操舵輪７の舵角が変更される。
また、ハンドル８が右方向に操舵されると、ユニバーサルジョイント９側から見てステアリングピニオン６０が左回りに回転し、ステアリングラックバー６１は左方向に移動し、車両が右方向へ進行するように操舵輪７の舵角が変更される。
【００２２】
このように、左右の操舵輪７の回転中心を結ぶ直線Ｌとステアリングピニオン６０との間の距離Ａを左右の操舵輪７の回転中心を結ぶ直線Ｌとステアリングラックバー６１との距離Ｂよりも長くする、すなわちＡ＞Ｂとすることにより、出力軸２０、シャフト２４、およびステアリングピニオン６０の回転方向とは反対方向に操舵輪７が操舵され、ハンドル８の回転方向と操舵輪７の舵角の向きを整合させている。これにより、出力軸２０の回転方向を再度逆転する歯車装置等が不要になる。
【００２３】
次に、図２および図３に基づいて、操舵制御装置１について説明する。なお、図２は図３のＩＩ−ＩＩ線断面に対応する図であり、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面に対応する図である。
操舵制御装置１は、ハウジング１２、入力軸１０、出力軸２０、ＶＧＲＳ部３、ＥＰＳ部５等を備える。
ハウジング１２は、ハウジング本体１２１およびフレームエンド１２２と有する。ハウジング本体１２１とフレームエンド１２２とは、ねじ１２３により固定されている。ハウジング１２には、歯車機構３０等が収容されるとともに、入力軸１０および出力軸２０が挿通される。ハウジング本体１２１の反フレームエンド１２２側には、後述する入力ギア１１を回転可能に支持する第１軸受部１３が設けられる。また、フレームエンド１２２には、後述する第２出力軸２２を回転可能に支持する第２軸受部１４が設けられる。
【００２４】
出力軸２０は、第１出力軸２１および第２出力軸２２から構成される。第１出力軸２１および第２出力軸２２は、中空のパイプ状に形成され、内部にトーションバー７０が挿通される。第１出力軸２１は、第２出力軸２２よりも入力軸１０側に設けられる。第１出力軸２１は、入力軸１０と反対側に内径の大きい大径部２１１を有している。また、第２出力軸２２は、第１出力軸２１側に大径部２１１の内径よりも外径が小さい小径部２２１を有している。第２出力軸２２の小径部２２１が第１出力軸２１の大径部２１１に挿入される。
【００２５】
トーションバー７０は、第１出力軸２１および第２出力軸２２の径方向内側に形成される空間に挿通される。トーションバー７０の入力軸１０側の端部には、セレーション７０１が形成されている。このセレーション７０１は、第１出力軸２１の径方向内側の内壁に形成されたセレーションと噛み合っている。また、トーションバー７０の反入力軸１０側の端部は、ピン７０２によって出力軸２２に接続されている。これにより、第１出力軸２１と第２出力軸２２とは、トーションバー７０により相対回転可能に接続される。なお、トーションバー７０は、第１出力軸２１と第２出力軸２０とが相対回転することにより捩れトルクが加わると、一定の弾性率で軸周りに捩れが生じる。したがって、第１出力軸２１と第２出力軸２２との間に加わるトルクは、トーションバー７０の捩れ変位として変換される。トーションバー７０の捩れ変位は、操舵トルク検出部４により検出される。
【００２６】
操舵トルク検出部４は、トーションバー７０の捩れ変位を検出することによりハンドル８が操舵されることにより生じる操舵トルクを検出する。操舵トルク検出部４は、多極磁石７１、一組の磁気ヨーク７２、７３、一組の集磁リング７５、７６、およびトルクセンサ９４（図１、図８等参照）を備える。操舵トルク検出部４は、軸方向において、後述する出力ギア２３と僅かに隙間を開けて設けられる。
【００２７】
多極磁石７１は、円環状に形成され、第１出力軸２１に嵌合する。これにより、多極磁石７１は、第１出力軸２１と共に回転する。なお、多極磁石７１は、軸方向において、第１出力軸２１に嵌合する出力ギア２３よりも反入力軸１０側に配置される。また、多極磁石７１は、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に着磁されている。
【００２８】
一組の磁気ヨーク７２、７３は、多極磁石７１の径方向外側であって、多極磁石７１によって形成される磁界内において、軸方向に向き合う一組の円環部からそれぞれ軸方向に延びる爪が周方向に交互にずれて配置されている。磁気ヨーク７２、７３は、モールド樹脂７４に一体にモールドされている。モールド樹脂７４は、図示しないカラーを介して第２出力軸２２の径方向外側に嵌合している。これにより、磁気ヨーク７２、７３は、第２出力軸２２と共に回転する。
【００２９】
一組の集磁リング７５、７６は、それぞれ円環状に形成され、磁気ヨーク７２、７３をモールドするモールド樹脂７４の径方向外側にて、モールド樹脂７４と相対回転可能に設けられる。軸方向において、一方の集磁リング７５は、一方の磁気ヨーク７２と対応する位置に設けられる。また、軸方向において、他方の集磁リング７６は、他方の磁気ヨーク７３と対応する位置に設けられる。一方の集磁リング７５と他方の集磁リング７６との間には、図示しないエアギャップが形成される。トルクセンサ９４は、エアギャップ内に設けられ、エアギャップに生じる磁束密度を検出する。
【００３０】
ここで、トルクセンサ９４による操舵トルクの検出方法を説明する。
出力軸２０に操舵トルクが入力されていない場合、トーションバー７０における捩れ変位が生じていない。このとき、磁気ヨーク７２、７３の爪の中心と多極磁石７１のＮ極およびＳ極の境界線とが一致している。ここで、磁気ヨーク７２、７３の爪には、多極磁石７１のＮ極およびＳ極から同数の磁力線が出入りするので、一方の磁気ヨーク７２の内部の磁力線と、他方の磁気ヨーク７３の内部の磁力線とが、それぞれ閉じた状態となる。したがって、集磁リング７５、７６の間に形成されるエアギャップに磁束が漏れることがなく、トルクセンサ９４の検出する磁束密度は０となる。
【００３１】
一方、出力軸２０に操舵トルクが入力された場合、トーションバー７０において捩れ変位が生じる。このとき、多極磁石７１と磁気ヨーク７２、７３との相対位置が周方向に変化する。これにより、磁気ヨーク７２、７３の爪の中心と、多極磁石７１のＮ極およびＳ極の境界線とが一致しなくなる。ここで、一方の磁気ヨーク７２と他方の磁気ヨーク７３とに、それぞれＮ極またはＳ極の極性を有する磁力線が増加する。このため、集磁リング７５、７６の間に形成されるエアギャップに磁束が漏れ、トルクセンサ９４の検出する磁束密度は、０でなくなる。トルクセンサ９４により検出される磁束密度は、トーションバー７０の捩れ変位量に略比例し、かつトーションバー７０の捩れ方向に応じて極性が反転する。これにより、トーションバー７０の捩れ変位が検出される。なお、上述の通り、第１出力軸２１と第２出力軸２２との間に生じるトルクは、トーションバー７０の捩れ変位に変換される。したがって、操舵トルク検出部４は、エアギャップに生じる磁束密度を検出することにより、第１出力軸２１と第２出力軸２２との間に生じるトルクを検出している。
【００３２】
ＶＧＲＳ部３は、歯車機構３０、および歯車機構３０を駆動するモータとしてのＶＧＲＳモータ５２を有している。
歯車機構３０は、ディファレンシャルギア３１およびウォームギア３２からなる。ディファレンシャルギア３１は、入力ギア１１、出力ギア２３、およびピニオンギア４１を有する。ウォームギア３２は、ウォームホイール５０、およびウォーム５１を有する。
【００３３】
入力ギア１１は、入力軸１０のハンドル８と反対側に設けられる。入力ギア１１は、ピニオンギア４１と噛み合うかさ歯車であり、金属または樹脂で形成されている。入力ギア１１は、筒状の筒部１１１と、筒部１１１の径方向外側に設けられる傘状のギア部１１２とを有する。筒部１１１には、入力軸１０が圧入されている。また、筒部１１１は、ハウジング本体１２１に設けられた第１軸受部１３により、ハウジング本体１２１に回転可能に支持される。これにより、入力軸１０および入力ギア１１は、ハウジング１２に回転可能に支持されている。
入力ギア１１の径方向内側には、第１出力軸２１の入力軸１０側の端部が挿入される。入力ギア１１と第１出力軸２１との間には、ニードル軸受１１３が設けられる。これにより、第１出力軸２１は、入力ギア１１に回転可能に支持されている。また、第２出力軸２２は、第２軸受部１４に回転可能に支持されている。
【００３４】
出力ギア２３は、ピニオンギア４１を挟んで入力ギア１１のギア部１１２と向かい合うように設けられている。出力ギア２３は、ピニオンギア４１と噛み合うかさ歯車であり、金属または樹脂で形成されている。出力ギア２３には、出力軸２０の第１出力軸２１が圧入されている。なお、出力ギア２３は、軸方向において、ニードル軸受１１３よりも反入力軸１０側に設けられる。
【００３５】
入力ギア１１と出力ギア２３との間には、複数のピニオンギア４１が設けられる。ピニオンギア４１は、入力ギア１１および出力ギア２３に噛み合うかさ歯車である。
ここで、入力ギア１１、出力ギア２３、およびピニオンギア４１の関係性について述べておく。ピニオンギア４１の歯数は偶数である。一方、入力ギア１１および出力ギア２３は、歯数が同一であって、その歯数は奇数である。これにより、入力ギア１１とピニオンギア４１との歯当たりの位置が回転に伴って入れ替わる。同様に、出力ギア２３とピニオンギア４１との歯当たりの位置が回転に伴って入れ替わる。したがって、特定の歯の摩耗が進行することがなく、偏摩耗によって耐久寿命を損なうことがない。なお、ピニオンギア４１の歯数を奇数とし、入力ギア１１および出力ギア２３の歯数を同一の偶数としてもよい。
【００３６】
また、入力ギア１１、出力ギア２３、およびピニオンギア４１は、その歯が曲がり歯となっており、入力ギア１１とピニオンギア４１との噛み合い率、および、出力ギア２３とピニオンギア４１との噛み合い率を高くし、歯当たりによって生じる作動音を低減するとともに、ハンドル８から運転者に伝わる脈動感を低減する。
さらにまた、入力ギア１１および出力ギア２３が金属で形成される場合、ピニオンギア４１は樹脂で形成される。入力ギア１１および出力ギア２３が樹脂で形成される場合、ピニオンギア４１は金属で形成される。これにより、ギアの噛み合い時に発生する歯打ち音を低減する。
【００３７】
ピニオンギア４１は、その回転軸が入力軸１０および出力軸２０の回転軸と直交するように、第１出力軸２１の径方向外側に配置される。ピニオンギア４１には軸孔が形成され、この軸孔にピニオンギア軸部材４３が挿通される。なお、ピニオンギア４１に形成される軸孔は、ピニオンギア軸部材４３の外径よりもわずかに大きく形成される。
【００３８】
ピニオンギア４１と第１出力軸２１との間には、第３軸受１５および内側リング部材４０が設けられる。第３軸受１５は、軸方向においてニードル軸受１１３と出力ギア２３との間であって、径方向において第１出力軸２１と内側リング部材４０との間に設けられる。これにより、第３軸受１５は、第１出力軸２１の径方向外側において内側リング部材４０を回転可能に支持する。
【００３９】
内側リング部材４０は、第１出力軸２１の回転軸に直交する方向に貫通する第１孔４０１が形成される。第１孔４０１は、内側リング部材４０の周方向に等間隔で複数形成されている。第１孔４０１には、ピニオンギア４１に挿通されるピニオンギア軸部材４３の一方の端部が嵌合している。
【００４０】
外側リング部材４２は、ピニオンギア４１を挟んで内側リング部材４０の径方向外側に設けられる。外側リング部材４２は、第１出力軸２１の回転軸に直交する方向に貫通する第２孔４２１が形成される。第２孔４２１は、外側リング部材４２の周方向に等間隔であって、内側リング部材４０の第１孔４０１と対応する箇所に複数形成されている。第２孔４２１には、ピニオンギア４１に挿通されるピニオンギア軸部材４３の端部であって、第１孔４０１と反対側の端部が嵌合している。すなわち、ピニオンギア４１は、内側リング部材４０と外側リング部材４２との間に配置され、内側リング部材４０および外側リング部材４２とで保持されるピニオンギア軸部材４３の軸周りに回転可能に設けられている。このように構成することにより、ピニオンギア軸部材４３の形成および組付けを容易に行うことができる。なお、本実施形態では、内側リング部材４０、外側リング部材４２、およびピニオンギア軸部材４３が「支持部材」に対応している。
【００４１】
外側リング部材４２の径方向外側には、樹脂または金属で形成されるウォームホイール５０が嵌合している。すなわち、径方向内側から、第１出力軸２１、第３軸受１５、内側リング部材４０、ピニオンギア４１、外側リング部材４２、ウォームホイール５０が、この順で配列されている。また、内側リング部材４０、外側リング部材４２、ピニオンギア軸部材４３、およびウォームホイール５０は、一体となって回転する。さらにまた、第３軸受１５は、内側リング部材４０、外側リング部材４２、ピニオンギア軸部材４３、およびウォームホイール５０を、第１出力軸２１の径方向外側において回転可能に支持している。
【００４２】
図３に示すように、ウォームホイール５０の径方向外側には、ウォーム５１が噛み合っている。また、ウォーム５１は、ハウジング１２に設けられた第４軸受１６および第５軸受１７により回転可能に支持されている。
ここで、ウォームホイール５０およびウォーム５１を図４〜図７に基づいて説明する。図４は、ウォームホイール５０およびウォームを図３のＩＶ方向から見たときの図であり、図５は図４のＶ方向矢視図であり、図６は図４のＶＩ方向矢視図であり、図７は図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【００４３】
ウォームホイール５０とウォーム５１とは、ウォームホイール５０の回転軸Ｐ１に垂直な平面Ｑ１と、ウォーム５１の回転軸Ｐ２とが平行になるように配置されている。
また、ウォームホイール５０の歯筋は、ウォームホイール５０の回転角Ｐ１に対してθ１傾斜して形成されている。この傾斜角が、「リード角」に対応する。本実施形態では、リード角θ１は、摩擦角よりも小さく設定されている。これにより、ウォーム５１の回転によりウォームホイール５０は回転するが、ウォームホイール５０の回転によりウォーム５１は回転せず、セルフロック可能に構成されている。なお、本実施形態では、ウォームホイール５０とウォーム５１とがセルフロックされているときの増速比は１である。
【００４４】
また、ウォームホイール５０は、歯底と回転軸Ｐ１との距離が一定に形成されている。これにより、加工公差等によりウォームホイール５０とウォーム５１の設置位置が回転軸Ｐ１方向にずれた場合であっても、正回転時と逆回転時とで歯当たりの状態を保つことができる。
【００４５】
図２および図３に戻り、ウォーム５１の第５軸受１７側には、ＶＧＲＳモータ５２が設けられている。本実施形態のＶＧＲＳモータ５２は、ブラシつきモータである。ＶＧＲＳモータ５２は、通電によりウォーム５１を正逆回転駆動する。ＶＧＲＳモータ５２がウォーム５１を正回転し、これに伴ってウォームホイール５０が入力軸１０の回転方向と同じ方向に回転すると、入力軸１０の回転が減速されて出力軸２０へ伝達される。一方、ＶＧＲＳモータ５２がウォーム５１を逆回転し、これに伴ってウォームホイール５０が入力軸１０の回転方向とは逆方向に回転すると、入力軸１０の回転が増速されて出力軸２０へ伝達される。これにより、入力軸１０の回転角度と出力軸２０の回転角度とが可変となる。
【００４６】
ＥＰＳ部５は、入力軸１０および出力軸２０を挟んでＶＧＲＳ部３と反対側に設けられる。ＥＰＳ部５は、ＥＰＳウォームホイール８０、ＥＰＳウォーム８１、およびＥＰＳモータ８２を備える。ＥＰＳウォームホイール８０およびＥＰＳウォーム８１は、ハウジング１２内に収容されている。
【００４７】
ＥＰＳウォームホイール８０は、樹脂または金属で形成される。ＥＰＳウォームホイール８０は、第２出力軸２２に嵌合し、第２出力軸２２と一体となって回転する。
ＥＰＳウォームホイール８０の径方向外側には、ＥＰＳウォーム８１が噛み合っている。ＥＰＳウォーム８１は、ハウジング１２に設けられた第６軸受１８および第７軸受１９により回転可能に支持されている。なお、本実施形態では、ＥＰＳウォームホイール８０の歯筋が回転軸と平行に形成されている。また、ＥＰＳウォームホイール８０の歯底が円弧面ではなく、平面で形成されている。これにより、加工公差よりＥＰＳウォームホイール８０の設置位置が第２出力軸２２の軸方向にずれたとしても、ＥＰＳウォームホイール８０とＥＰＳウォーム８１との歯当たりの状態を、正回転時と逆回転時とで同様に保つことができる。
【００４８】
ＥＰＳウォーム８１の第７軸受１９側には、ＥＰＳモータ８２が設けられている。本実施形態では、ＥＰＳモータ８２は、ブラシレスの三相モータである。ＥＰＳモータ８２は、通電によりＥＰＳウォーム８１を正逆回転駆動する。これにより、ＥＰＳウォーム８１に噛み合うＥＰＳウォームホイール８０が第２出力軸２２に操舵補助トルクを付与することにより、操舵がアシストされる。
なお、本実施形態では、ＶＧＲＳ部３とＥＰＳ部５とが出力軸２０を挟んで両側に設けられているので、ＶＧＲＳモータ５２およびＥＰＳモータ８２の駆動により生じるラジアル荷重が相殺され、出力軸２０の傾きを抑制することができる。また、出力軸２０の傾きが抑制されることにより、ウォームホイール５０とウォーム５１との噛み合い位置、および、ＥＰＳウォームホイール８０とＥＰＳウォーム８１との噛み合い位置が確実に保持することができる。
【００４９】
ここで、ＶＧＲＳモータ５２の駆動を制御するＶＧＲＳ電子制御装置（以下、「ＶＧＲＳ ＥＣＵ」という。）、およびＥＰＳモータ８２の駆動を制御するＥＰＳ電子制御装置（以下、「ＥＰＳ ＥＣＵ」という。）について図８〜図１０に基づいて説明する。図８は、ＶＧＲＳ ＥＣＵ５５を説明するブロック図であり、図１０は、ＥＰＳ ＥＣＵ８５を説明するブロック図である。また、図９は、インバータ部としてのＶＧＲＳインバータ５７の回路構成を説明する説明図である。
【００５０】
図８に示すように、ＶＧＲＳ ＥＣＵ５５は、ＶＧＲＳ制御部５６およびＶＧＲＳインバータ５７を有している。ＶＧＲＳ制御部５６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及びこれらを接続するバスラインを備えたコンピュータとして構成されており、ＶＧＲＳモータ５２の駆動制御を司る。また、ＶＧＲＳ制御部５６には、車両の走行速度を検出する車速センサ９１、ハンドル角θhを検出するハンドル角センサ９２、ＶＧＲＳモータ５２の回転角（以下、「ＶＧＲＳモータ回転角θm」という。）を検出するＶＧＲＳモータ回転角センサ９３、ハンドル８の操舵により生じる操舵トルクを検出するトルクセンサ９４、およびピニオン角θpを検出するピニオン角センサ９６等が接続されている。トルクセンサ９４については、ＥＰＳと共通のセンサを用いても良いし、ＥＰＳ ＥＣＵ８５からＣＡＮなどの通信でセンサ値を取得しても良い。ＶＧＲＳ制御部５６は、車速、ハンドル角θh、ＶＧＲＳモータ回転角θm等に基づいてＶＧＲＳインバータ５７を制御することにより、ＶＧＲＳモータ５２の駆動を制御している。なお、ＶＧＲＳ制御部５６における制御処理の詳細については後述する。
【００５１】
ここで、ＶＧＲＳインバータ５７の回路構成を図９に基づいて説明する。図９に示すように、ＶＧＲＳインバータ５７は、４つのスイッチング素子５７１〜５７４がブリッジ接続されている。スイッチング素子５７１〜５７４は、本実施形態においては、電界効果トランジスタの一種であるＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）である。以下、スイッチング素子５７１〜５７４を、ＭＯＳ５７１〜５７４という。ＶＧＲＳインバータ５７では、ＭＯＳ５７１、５７２が電源５８の正極側に接続され、ＭＯＳ５７３、５７４は抵抗５９を介してグランドに接続される。ＭＯＳ５７１およびＭＯＳ５７３の接続部と、ＭＯＳ５７２およびＭＯＳ５７４の接続部との間には、ＶＧＲＳモータ５２が接続される。なお、高電位側に配置されるＭＯＳ５７１、５７２が「高電位側スイッチング素子」に対応し、低電位側に配置されるＭＯＳ５７３、５７４が「低電位側スイッチング素子」に対応する。以下、高電位側スイッチング素子であるＭＯＳ５７１、５７２を適宜「上ＭＯＳ」といい、低電位側スイッチング素子であるＭＯＳ５７３、５７４を適宜「下ＭＯＳ」という。また、対となるＭＯＳ５７１およびＭＯＳ５７３と、対となるＭＯＳ５７２およびＭＯＳ５７４とが「スイッチング素子対」に対応する。
ＭＯＳ５７１〜５７４は、ＶＧＲＳ制御部５６によりオン／オフが制御され、ＶＧＲＳモータ５２の巻線５３に通電される電流を切り替える。これにより、ＶＧＲＳモータ５２の駆動が制御される。
【００５２】
図１０に示すように、ＥＰＳ ＥＣＵ８５は、ＥＰＳ制御部８６およびＥＰＳインバータ８７を有している。ＥＰＳ制御部８６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及びこれらを接続するバスラインを備えたコンピュータとして構成されており、ＥＰＳモータ８２の駆動制御を司る。また、ＥＰＳ制御部８６には、車速センサ９１、ハンドル８の操舵により生じる操舵トルクを検出するトルクセンサ９４、ＥＰＳモータ８２に通電されるモータ電流を検出するＥＰＳモータ電流センサ９５等が接続されている。
【００５３】
ＥＰＳインバータ８７は、三相インバータであり、複数のスイッチング素子からなり、ＥＰＳモータ８２への通電を切り替える。ＥＰＳインバータ８７を構成するスイッチング素子は、車速、操舵トルク、モータ電流等に基づき、ＥＰＳ制御部８６によりオン／オフの切り替えが制御される。すなわち、ＥＰＳ制御部８６は、車速、操舵トルク、モータ電流に基づいてＥＰＳインバータ８７を制御することにより、ＥＰＳモータ８２の駆動を制御している。
【００５４】
続いて、ＶＧＲＳ部３に異常がない場合におけるＶＧＲＳ制御部５６における通常制御処理を図１１〜図１４に基づいて説明する。
ＶＧＲＳ制御部５６におけるＶＧＲＳモータ５２の駆動制御に係る通常制御処理のメインフローを図１１に示す。
【００５５】
最初のステップＳ１００（以下、「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」で示す）では、車速センサ９１により検出される車速センサ値を読み込む。また、ハンドル角センサ９２により検出されるハンドル角センサ値を読み込む。さらにまた、ＶＧＲＳモータ回転角センサ９３により検出されるＶＧＲＳモータ回転角センサ値を読み込む。
Ｓ１１０では、ＶＧＲＳモータ回転角指令値演算処理を行う。
Ｓ１２０では、ＶＧＲＳモータ回転角制御演算処理を行う。
Ｓ１３０では、ＶＧＲＳモータＰＷＭ指令値演算処理を行う。
Ｓ１４０では、Ｓ１３０で算出されたＰＷＭ指令値に基づき、ＶＧＲＳインバータ５７を構成するスイッチング素子のオン／オフを切り替えることにより、ＶＧＲＳモータ５２の駆動を制御する。
【００５６】
ここで、ＶＧＲＳモータ回転角指令値演算処理を図７に基づいて説明する。
Ｓ１１１では、車速センサ９１により検出される車速センサ値を読み込み、車両の走行速度である車速を取得する。また、ハンドル角センサ９２により検出されるハンドル角センサ値を読み込み、ハンドル角θhを取得する。なお本実施形態では、ハンドル８が右方向に操舵された場合のハンドル角θhを正とし、ハンドル８が左方向に操舵された場合のハンドル角θhを負とする。また、ディファレンシャルギア３１の作用により、ハンドル８および入力軸１０が右方向に回転するとき出力軸２０は左方向に回転し、ハンドル８および入力軸１０が左方向に回転するとき出力軸２０は右方向に回転する。そこで、出力軸２０の回転角であるピニオン角θpは、左方向への回転を正とし、右方向への回転を負とする。
【００５７】
Ｓ１１２では、Ｓ１１１にて取得された車速に基づき、増速比ｚを取得する。本実施形態では、車速と増速比ｚとの関係が、図１５に示すマップとして記憶されている。すなわち、図１５に示すように、車速が所定値よりも小さい場合、増速比ｚは、車速の増加に伴って大きくなる。また、車速が所定値以上である場合、増速比ｚは、車速の増加に伴って小さくなる。
なお、増速比ｚは、ハンドル角θhとピニオン角θpの比であり、本実施形態では、ハンドル角θhに増速比ｚを乗じることにより、出力軸２０の設定回転角が算出される。また、増速比ｚが１であるとき、ハンドル角θhとピニオン角θpとが一致する。
【００５８】
図１２に戻り、続くＳ１１３では、ＶＧＲＳモータ回転角指令値θcを算出し、本処理を終了する。Ｓ１１１にて取得されたハンドル角をθh、Ｓ１１２にて取得された増速比をｚ、ウォームギア３２の減速比をｉとすると、ＶＧＲＳモータ回転角指令値θcは、以下の式（１）により算出される。
θc＝θh×（ｚ−１）×ｉ×０．５      …（１）
【００５９】
続いて、ＶＧＲＳモータ回転角制御演算処理を図１３に基づいて説明する。
Ｓ１２１では、図１２中のＳ１１３で算出されたＶＧＲＳモータ回転角指令値θcを取得する。また、ＶＧＲＳモータ回転角センサ９３により検出されるＶＧＲＳモータ回転角センサ値を読み込み、ＶＧＲＳモータ回転角θmを取得する。
Ｓ１２２では、角度差分値θdを算出する。角度差分値θdは、以下の式（２）により算出される。
θd＝θc−θm      …（２）
【００６０】
Ｓ１２３では、ＶＧＲＳモータ電圧指令値Ｖvcを算出し、本処理を終了する。なお、ＶＧＲＳモータ電圧指令値Ｖvcは、ＰＩ制御によりフィードバック制御される。ここで、ＶＧＲＳモータにおける比例ゲインをＫＰvとし、積分ゲインをＫＩvとすると、ＶＧＲＳモータ電圧指令値Ｖvcは、以下の式（３）により算出される。
【００６１】
【数１】
2012035753.tif 000003
【００６２】
続いて、ＶＧＲＳモータにおけるＰＷＭ指令値演算処理を図１４に基づいて説明する。
Ｓ１３１では、図１３中のＳ１２３で算出されたＶＧＲＳモータ電圧指令値Ｖvcを取得する。
Ｓ１３２では、ＶＧＲＳモータＰＷＭ指令値Ｐvを算出する。バッテリ電圧をＶbとすると、Ｐvは、以下の式（４）により算出される。
Ｐv＝Ｖvc／Ｖb×１００      …（４）
【００６３】
ＶＧＲＳ制御部５６は、Ｓ１３２にて算出されたＶＧＲＳモータＰＷＭ指令値Ｐvに基づき、ＶＧＲＳインバータ５７を構成するスイッチング素子のオン／オフのタイミングを制御することにより、ＶＧＲＳモータ５２の駆動を制御する（図１１中のＳ１４０）。したがって、ＶＧＲＳ制御部５６は、ＶＧＲＳモータ５２の駆動を制御することにより、ハンドル角θhとピニオン角θpとの比を可変としている。これにより、ＶＧＲＳ制御部５６は、ＶＧＲＳモータ５２の駆動を制御することにより、ハンドル角θhに対する操舵輪７の舵角を可変にしている。
【００６４】
ここで、増速比が１の場合について言及しておく。増速比が１の場合、上記式（１）で算出されるＶＧＲＳモータ回転角指令値θcは０となる。また、本実施形態のウォームギア３２は、セルフロック機能を有しているので、ウォームホイール５０の回転に伴ってウォーム５１が回転することはなく、ウォームホイール５０の回転によりウォーム５１を介してＶＧＲＳモータ５２が回転することもない。とすれば、ＶＧＲＳモータ回転角指令値θcが０のとき、すなわち増速比が１のとき、ＶＧＲＳモータ５２への通電をオフにすれば、ＶＧＲＳモータ回転角θmは０となる。したがって、増速比が１のとき、ＶＧＲＳモータ５２への通電をオフにすることができるので、消費電力を抑えられる。
【００６５】
ところで、ウォームギア３２においてセルフロック不能となるセルフロック失陥が生じた場合、ハンドル８を操舵することにより生じる操舵トルクを出力軸２０側に伝達できず、ハンドル８が空転してしまう虞がある。そこで本実施形態では、ウォームギア３２においてセルフロック失陥が生じていないかを監視し、セルフロック失陥が生じている場合には、ハンドル８が空転しないように制御している。
【００６６】
ここで、ウォームギア３２におけるセルフロック失陥を監視するセルフロックチェック処理を図１６〜図２１に基づいて説明する。このセルフロックチェック処理は、走行中に所定の間隔で実行される。
Ｓ５００では、セルフロック失陥が生じているかを検出するセルフロック失陥検出処理行う。セルフロック失陥検出処理については図１７〜図２３に基づいて後述する。なお、セルフロック失陥が検出された場合、セルフロック失陥フラグがセットされる。
【００６７】
Ｓ６００では、セルフロック失陥フラグがセットされているか否かを判断する。セルフロック失陥フラグがセットされていないと判断された場合（Ｓ６００：ＮＯ）、すなわちウォームギア３２にてセルフロック失陥が生じていない場合、Ｓ８００へ移行する。セルフロック失陥フラグがセットされていると判断された場合（Ｓ６００：ＹＥＳ）、すなわちウォームギア３２にてセルフロック失陥が生じている場合、Ｓ７００へ移行する。
【００６８】
Ｓ７００では、ハンドル８が空転しないように空転抑制処理を行う。空転抑制処理については、図２２および図２３に基づいて後述する。
セルフロック失陥フラグがセットされていないと判断された場合（Ｓ６００：ＮＯ）に移行するＳ８００では、図１１〜図１４に示した通常制御処理を実行してＶＧＲＳモータ５２の駆動を制御する。
【００６９】
次に、図１６中のＳ５００にて実行されるウォームギア３２のセルフロック失陥の検出に係るセルフロック失陥検出処理を図１７〜図２１に基づいて説明する。図１７〜図２１には、セルフロック失陥検出処理（１）〜（５）を説明するフローチャートを示した。このセルフロック失陥検出処理（１）〜（５）は、１つの処理のみを実行してもよいし、複数の処理を並行して実行してもよい。
【００７０】
＜セルフロック失陥検出処理（１）＞
セルフロック失陥検出処理（１）は、増速比が１のとき、セルフロックが正常であれば、ＶＧＲＳモータ５２の電圧指令値が０となり、ＶＧＲＳモータ５２の回転角が０となることを利用してセルフロック失陥を検出する。ここで、セルフロック失陥検出処理（１）を図１７に基づいて説明する。
【００７１】
Ｓ５１１では、ＶＧＲＳモータ５２への通電がオフされているか否かを判断する。なお、ノイズの影響などもあるためオフ判定についてはＶＧＲＳモータへの通電電圧の絶対値が所定値以下であるか否かで判定しても良い。ＶＧＲＳモータ５２への通電がオフされていないと判断された場合（Ｓ５１１：ＮＯ）、Ｓ５１１〜Ｓ５１６の処理を行わない。ＶＧＲＳモータ５２への通電がオフされていると判断された場合（Ｓ５１１：ＹＥＳ）、Ｓ５１２へ移行する。
【００７２】
Ｓ５１２では、ＶＧＲＳモータ回転角センサ９３により検出されるＶＧＲＳモータ回転角センサ値を読み込み、ＶＧＲＳモータ回転角θmを取得する。
Ｓ５１３では、取得したＶＧＲＳモータ回転角θmが０でないか否かを判断する。ＶＧＲＳモータ回転角が０であると判断された場合（Ｓ５１３：ＮＯ）、Ｓ５１６へ移行する。ＶＧＲＳモータ回転角θmが０ではないと判断された場合（Ｓ５１３：ＹＥＳ）、Ｓ５１４へ移行する。
【００７３】
Ｓ５１４では、所定時間が経過したか否かを判断する。所定時間が経過していないと判断された場合（Ｓ５１４：ＮＯ）、Ｓ５１１へ戻る。所定時間が経過したと判断された場合（Ｓ５１４：ＹＥＳ）、Ｓ５１５へ移行する。
Ｓ５１５では、ウォームギア３２においてセルフロック機能に異常が生じているので、セルフロック失陥フラグをオンにする。
【００７４】
ＶＧＲＳモータ５２への通電がオフであり（Ｓ５１１：ＹＥＳ）、ＶＧＲＳモータ回転角が０であると判断された場合（Ｓ５１２：ＮＯ）に移行するＳ５１５では、ウォームギア３２のセルフロック機能は正常であるので、セルフロック失陥フラグをオフにする。
なお、Ｓ５１４に係る処理を行わず、Ｓ５１３にて肯定判断された場合、Ｓ５１５へ移行するようにしてもよい。
【００７５】
＜セルフロック失陥検出処理（２）＞
セルフロック失陥検出処理（２）は、増速比が１のとき、セルフロックが正常であれば、ＶＧＲＳモータ５２の角度指令値θcが０となり、ＶＧＲＳモータ５２の電圧指令値Ｖvcが０となることを利用してセルフロック失陥を検出する。ここで、セルフロック失陥検出処理（２）を図１８に基づいて説明する。
【００７６】
Ｓ５２１では、ＶＧＲＳモータ回転角指令値θcが０か否かを判断する。ＶＧＲＳモータ回転角指令値θcは、図１２中のＳ１１３と同様に算出される。ＶＧＲＳモータ回転角指令値θcが０でないと判断された場合（Ｓ５２１：ＮＯ）、Ｓ５２２〜Ｓ５２５の処理を行わない。ＶＧＲＳモータ回転角指令値θcが０であると判断された場合（Ｓ５２１：ＮＯ）、Ｓ５２２へ移行する。
【００７７】
Ｓ５２２では、ＶＧＲＳモータ電圧指令値Ｖvcが０か否かを判断する。ＶＧＲＳモータ電圧指令値Ｖvcは、図１３中のＳ１２３と同様に算出される。ＶＧＲＳモータ電圧指令値Ｖvcが０であると判断された場合（Ｓ５２２：ＮＯ）、Ｓ５２５へ移行する。ＶＧＲＳモータ電圧指令値Ｖvcが０でないと判断された場合（Ｓ５２２：ＹＥＳ）、Ｓ５２３へ移行する。
【００７８】
Ｓ５２３では、所定時間が経過したか否かを判断する。所定時間が経過していないと判断された場合（Ｓ５２３：ＮＯ）、Ｓ５２１へ戻る。所定時間が経過したと判断された場合（Ｓ５２３：ＹＥＳ）、Ｓ５２４へ移行する。
Ｓ５２４では、ウォームギア３２においてセルフロック機能に異常が生じているので、セルフロック失陥フラグをオンにする。
【００７９】
ＶＧＲＳモータ回転角指令値θcが０であり（Ｓ５２１：ＹＥＳ）、ＶＧＲＳモータ電圧指令値Ｖvcが０であると判断された場合（Ｓ５２２：ＮＯ）に移行するＳ５２５では、ウォームギア３２のセルフロック機能は正常であるので、セルフロック失陥フラグをオフにする。
なお、Ｓ５２３に係る処理を行わず、Ｓ５２２にて肯定判断された場合、Ｓ５２４へ移行するようにしてもよい。
【００８０】
＜セルフロック失陥検出処理（３）＞
セルフロック失陥検出処理（３）は、セルフロックが正常であれば、ハンドル角θhに増速比ｚを乗じた値である設定回転角と、ピニオン角θpとが一致することを利用してセルフロック失陥を検出する。ここで、セルフロック失陥検出処理（３）を図１９に基づいて説明する。
【００８１】
Ｓ５３１では、ハンドル角センサ９２により検出されるハンドル角センサ値を読み込み、ハンドル角θhを取得する。また、ピニオン角センサ９６により検出されるピニオン角センサ値を読み込み、ピニオン角θpを取得する。さらにまた、車速に基づき、増速比ｚを取得する。なお、ピニオン角θpは、ＶＧＲＳモータ回転角θmから推定するように構成してもよい。
Ｓ５３２では、取得されたハンドル角θhに増速比ｚを乗じ、設定回転角を算出する。そして、算出された設定回転角からピニオン角θpを減じた値が０でないか否かを判断する。設定回転角からピニオン角θpを減じた値が０であると判断された場合（Ｓ５３２：ＮＯ）、すなわち設定回転角とピニオン角θpとが一致する場合、Ｓ５３５へ移行する。設定回転角からピニオン角θpを減じた値が０でないと判断された場合（Ｓ５３２：ＹＥＳ）、すなわち設定回転角とピニオン角θpとが一致しない場合、Ｓ５３３へ移行する
【００８２】
Ｓ５３３では、所定時間が経過したか否かを判断する。所定時間が経過していないと判断された場合（Ｓ５３３：ＮＯ）、Ｓ５３１へ戻る。所定時間が経過したと判断された場合（Ｓ５３３：ＹＥＳ）、Ｓ５３４へ移行する。
Ｓ５３４では、ウォームギア３２においてセルフロック機能に異常が生じているので、セルフロック失陥フラグをオンにする。
【００８３】
設定回転角からピニオン角θpを減じた値が０であると判断された場合（Ｓ５３２：ＮＯ）に移行するＳ５３５では、ウォームギア３２のセルフロック機能は正常であるので、セルフロック失陥フラグをオフにする。
なお、Ｓ５３３に係る処理を行わず、Ｓ５３２にて肯定判断された場合、Ｓ５３４へ移行するようにしてもよい。
【００８４】
＜セルフロック失陥検出処理（４）＞
ウォームギア３２のセルフロックが正常であれば、ハンドル８を操舵したとき、出力軸２０側へトルクが伝達され、トルクセンサ９４により操舵トルクが検出される。一方、セルフロック失陥が生じ、ハンドル８が空転すると、出力軸２０側へトルクが伝達されず、トルクセンサ９４によりトルクが検出されない。そこでセルフロック失陥検出処理（４）では、これを利用してセルフロック失陥を検出する。ここで、セルフロック失陥検出処理（４）を図２０に基づいて説明する。
【００８５】
Ｓ５４１では、ハンドル８が回転中か否かを判断する。ハンドル８が回転中でないと判断された場合（Ｓ５４１：ＮＯ）、Ｓ５４２〜Ｓ５４６の処理を行わない。ハンドル８が回転中であると判断された場合（Ｓ５４１：ＹＥＳ）、Ｓ５４２へ移行する。
Ｓ５４２では、トルクセンサ９４により検出されるセンサ値を読み込み、ハンドル８の操舵により生じる操舵トルクを取得する。
【００８６】
Ｓ５４３では、取得された操舵トルクが略０か否かを判断する。操舵トルクが略０でないと判断された場合（Ｓ５４３：ＮＯ）、Ｓ５４６へ移行する。操舵トルクが略０であると判断された場合（Ｓ５４３：ＹＥＳ）、Ｓ５４４へ移行する。
【００８７】
Ｓ５４４では、所定時間が経過したか否かを判断する。所定時間が経過していないと判断された場合（Ｓ５４４：ＮＯ）、Ｓ５４１へ戻る。所定時間が経過したと判断された場合（Ｓ５４４：ＹＥＳ）、Ｓ５４５へ移行する。
Ｓ５４５では、ウォームギア３２においてセルフロック機能に異常が生じているので、セルフロック失陥フラグをオンにする。
【００８８】
ハンドル８が回転中であって（Ｓ５４１：ＹＥＳ）、操舵トルクが０でない場合（Ｓ５４２：ＮＯ）に移行するＳ５４６では、ウォームギア３２のセルフロック機能は正常であるので、セルフロック失陥フラグをオフにする。
なお、Ｓ５４４に係る処理を行わず、Ｓ５４３にて肯定判断された場合、Ｓ５４５へ移行するようにしてもよい。
【００８９】
＜セルフロック失陥検出処理（５）＞
ウォームギア３２のセルフロックが正常であれば、ハンドル８は空転しないので、車両が直進中である場合、ハンドル角θhは０となる。一方、セルフロック失陥が生じ、ハンドル８が空転すると、車両が直進中のときのハンドル角θhが０からずれる。そこでセルフロック失陥検出処理（５）では、これを利用してセルフロック失陥を検出する。ここで、セルフロック失陥検出処理（５）を図２１に基づいて説明する。
【００９０】
Ｓ５５１では、車両が直進中か否かを判断する。車両が直進中か否かは、公知の方法で判断できる。例えば、４つの車輪の車輪速差が少ない場合、車両が直進中であると判断できる。また例えばヨーレートセンサ（Ｙａｗセンサ）や加速度センサ（Ｇセンサ）の検出値が０である場合、車両が直進中であると判断できる。車両が直進中でないと判断された場合（Ｓ５５１：ＮＯ）、Ｓ５５２〜Ｓ５５６の処理を行わない。車両が直進中であると判断された場合（Ｓ５５１：ＹＥＳ）、Ｓ５５２へ移行する。
Ｓ５５２では、ハンドル角センサ９２により検出されるハンドル角センサ値を読み込み、ハンドル角θhを取得する。
【００９１】
Ｓ５５３では、ハンドル角θhが０でないか否かを判断する。ハンドル角θhが０であると判断された場合（Ｓ５５３：ＮＯ）、Ｓ５５６へ移行する。ハンドル角θhが０でないと判断された場合（Ｓ５５３：ＹＥＳ）、Ｓ５５４へ移行する。
【００９２】
Ｓ５５４では、所定時間が経過したか否かを判断する。所定時間が経過していないと判断された場合（Ｓ５５４：ＮＯ）、Ｓ５５１へ戻る。所定時間が経過したと判断された場合（Ｓ５５４：ＹＥＳ）、Ｓ５５５へ移行する。
Ｓ５５５では、ウォームギア３２においてセルフロック機能に異常が生じているので、セルフロック失陥フラグをオンにする。
【００９３】
車両が直進中であって（Ｓ５５１：ＹＥＳ）、ハンドル角θhが０の場合（Ｓ５５３：ＮＯ）に移行するＳ５５６では、ウォームギア３２のセルフロック機能は正常であるので、セルフロック失陥フラグをオフにする。
なお、Ｓ５５４に係る処理を行わず、Ｓ５５３にて肯定判断された場合、Ｓ５５５へ移行するようにしてもよい。
【００９４】
また、図１７中のＳ５１４、図１８中のＳ５２３、図１９中のＳ５３３、図２０中のＳ５４４、および図２１中のＳ５５４では、所定時間の経過を判断したが、それぞれの所定時間は任意に設定可能であり、処理毎に同じ時間であってもよいし、異なる時間であってもよい。また、セルフロック失陥検出処理（１）〜（５）において、該当する値が０か否かの判断を行う場合、ノイズ等の影響を考慮し、該当する値の絶対値が所定値以下である場合、０と判断するように構成してもよい。以下の実施形態でも同様である。
【００９５】
続いて、図１６中のＳ７００にて実行されるハンドル空転抑制処理を図２２および図２３に基づいて説明する。図２２および図２３には、空転抑制処理（１）、（２）を説明するフローチャートを示した。この空転抑制処理（１）、（２）は、いずれかの処理が実行される。
＜空転抑制処理（１）＞
空転抑制処理（１）を図２２に基づいて説明する。
Ｓ７１１では、上ＭＯＳ５７１、５７２を同時にオンにする。または、下ＭＯＳ５７３、５７４を同時にオンにする。これにより、ＶＧＲＳモータ２５およびＶＧＲＳインバータ５７にて閉回路が作られ、回生ブレーキが発生し、ＶＧＲＳモータ５２が電気的にロックされた状態となり、ハンドル８の空転が抑制される。そして、出力軸２０側へ操舵トルクが伝達され、ハンドル８の操舵方向に車両を旋回可能である。
なお、本実施形態では、ＶＧＲＳモータ５２はブラシ付きモータであるため、ＶＧＲＳインバータ５７の上ＭＯＳおよび下ＭＯＳは２つずつであった。ＶＧＲＳモータ５２が多相（例えば３相）ブラシレスモータであって、ＶＧＲＳインバータ５７が多相インバータであっても、上ＭＯＳの全て、または、下ＭＯＳの全てをオンにすることにより閉回路が作られ、回生ブレーキが発生するので、同様にハンドル８の空転を抑制することができる。
【００９６】
＜空転抑制処理（２）＞
空転抑制処理（２）を図２３に基づいて説明する。
増速比が１であって、セルフロック機能が正常である場合、上述の通り、ＶＧＲＳモータ回転角指令値θcが０となり、ＶＧＲＳモータ電圧指令値Ｖvcも０となるので、ＶＧＲＳモータ５２への通電はオフされる。一方、セルフロック失陥が生じている場合、ウォームホイール５０側からのトルクを受けると、ＶＧＲＳモータ５２が回転してしまう。
【００９７】
そこで、Ｓ７２１では、増速比が１のとき、ウォームホイール５０の回転によりウォーム５１に加わるトルクを相殺する相殺トルクがウォーム５１に加わるように、ＶＧＲＳモータ５２の駆動を制御する。すなわち、セルフロック機能が正常である場合、ＶＧＲＳモータ５２への通電をオフしていたが、セルフロック失陥が生じている場合にはＶＧＲＳモータ５２への通電を継続して相殺トルクを発生させることにより、ハンドル８の空転を抑制する。
【００９８】
なお、図１１〜図１４に示した通常制御において、ウォームホイール５０側からＶＧＲＳモータ５２側へトルクが加わった場合、このトルクを相殺してＶＧＲＳモータ回転角θmがＶＧＲＳモータ回転角指令値θcとなるようにフィードバック制御がなされるので（図１３中のＳ１２２およびＳ１２３）、空転抑制処理（２）は通常制御を継続している、ともいえる。
【００９９】
以上詳述したように、入力軸１０は、乗員により操舵されるハンドル８に連結される。出力軸２０は、入力軸１０と相対回転可能に設けられ、ハンドル８に加えられた操舵力を操舵輪７側へ伝達するトルク伝達経路をなす。ディファレンシャルギア３１は、入力軸１０と共に回転する入力ギア１１、出力軸２０と共に回転する出力ギア２３、および入力ギア１１および出力ギア２３に噛み合うピニオンギア４１を有する。内側リング部材４０、外側リング部材４２、およびピニオンギア軸部材４３は、ピニオンギア４１を回転可能に支持する。ウォームギア３２は、内側リング部材４０、外側リング部材４２、およびピニオンギア軸部材４３と共に回転するウォームホイール５０、およびウォームホイール５０に噛み合うウォーム５１を有する。また、ウォームギア３２は、ウォーム５１の回転によりウォームホイール５０は回転するが、ウォームホイール５０の回転によりウォーム５１は回転しないようにセルフロック可能なリード角が設定されている。本実施形態では、ウォームホイール５０とウォーム５１とがセルフロックされているとき、増速比は１で固定される。ＶＧＲＳモータ５２は、ウォーム５１を回転駆動する。また、ＶＧＲＳ制御部５６は、ハンドル角θhを取得し（図１１中のＳ１００）、ハンドル角θhに基づき、ＶＧＲＳモータ５２の駆動を制御する（Ｓ１４０）。ウォーム５１を回転駆動するＶＧＲＳモータ５２の駆動が制御されるので、ディファレンシャルギア３１およびウォームギア３２の作動により、ハンドル角θhに対する操舵輪７の舵角が可変になる。
【０１００】
本実施形態では、ウォームホイール５０とウォーム５１がセルフロック可能に構成されているので、ハンドル角θhに対する操舵輪７の舵角を固定するためのロック機構を、歯車機構３０と別途に設ける必要がない。したがって、装置全体を小型化することができる。
【０１０１】
また、従来のロック機構は、例えばロックピンをソレノイド等で駆動しているため、当該ソレノイドを監視することによりロック機構の異常を容易に検出することができる。一方、本実施形態のロック機構は、ウォームギア３２におけるセルフロックであるため、ソレノイド等の監視によりロック機構の異常を検出することができない。
そこで本実施形態では、ＶＧＲＳ制御部５６は、ウォームギア３２においてセルフロック不能となるセルフロック失陥が生じているか否かを判断し（図１６中のＳ６００）、セルフロック失陥が生じていると判断された場合（Ｓ６００：ＹＥＳ）、ハンドル８が空転しないように空転制御処理を行う（Ｓ７００）。これにより、セルフロック失陥時においても、ハンドル８の空転が抑制されるので、ハンドル８の操舵方向に車両を旋回させることができ、安全性が向上する。
【０１０２】
セルフロック検出処理は、以下の（１）〜（５）のように行うことができる。
（１）ＶＧＲＳ制御部５６は、ＶＧＲＳモータ５２への通電がオフされている場合（図１７中のＳ５１１：ＹＥＳ）、ＶＧＲＳモータ回転角θmを取得し（Ｓ５１２）、ＶＧＲＳモータ回転角θmが０ではない場合（Ｓ５１３：ＹＥＳ）、セルフロック失陥フラグをセットする（Ｓ５１５）。
（２）ＶＧＲＳ制御部５６は、ＶＧＲＳモータ回転角指令値θcが０である場合であって（図１８中のＳ５２１：ＹＥＳ）、ＶＧＲＳモータ電圧指令値Ｖvcが０でない場合（Ｓ５２２：ＹＥＳ）、セルフロック失陥フラグをセットする（Ｓ５２４）。
【０１０３】
（３）ＶＧＲＳ制御部５６は、ハンドル角θh、ピニオン角θp、および増速比ｚを取得し（図１９中のＳ５３１）、増速比ｚおよびハンドル角θhに基づいて算出される出力軸２０の回転角である設定回転角と、ピニオン角θpとが一致しない場合（Ｓ５３２：ＹＥＳ）、セルフロック失陥フラグをセットする（Ｓ５３４）。
【０１０４】
（４）ＶＧＲＳ制御部５６は、入力軸１０が回転中か否かを判断し、入力軸１０が回転中であると判断された場合（図２０中のＳ５４１：ＹＥＳ）、ハンドル８の操舵により生じる操舵トルクを取得し（Ｓ５４２）、操舵トルクが略０である場合（Ｓ５４３：ＹＥＳ）、セルフロック失陥フラグをセットする（Ｓ５４５）。
【０１０５】
（５）ＶＧＲＳ制御部５６は、車両が直進中か否かを判断し、車両が直進中であると判断された場合（図２１のＳ５５１：ＹＥＳ）、ハンドル角θhを取得し（Ｓ５５２）、ハンドル角θhが０でない場合（Ｓ５５３：ＹＥＳ）、セルフロック失陥フラグをセットする（Ｓ５５５）。
（１）〜（５）の処理を実行することにより、ウォームギア３２のセルフロックが機能しているか否かを適切に判断することができる。
【０１０６】
また、空転抑制処理は、以下の（１）、（２）のように行うことができる。
（１）操舵制御装置１は、ＶＧＲＳモータ５２の巻線５３に通電される電流を切り替えるＶＧＲＳインバータ５７を備える。ＶＧＲＳインバータ５７は、高電位側に配置される上ＭＯＳ５７１、５７２および低電位側に配置される下ＭＯＳ５７３、５７４によりスイッチング素子対をなすＭＯＳ５７１〜５７４を有する。ＶＧＲＳ制御部５６は、ウォームギア３２においてセルフロック失陥が生じていると判断された場合、全ての上ＭＯＳ５７１、５７２、または、全ての下ＭＯＳ５７３、５７４を同時にオンする（図２２中のＳ７１１）。全ての上ＭＯＳ５７１、５７２、または、全ての下ＭＯＳ５７３、５７４を同時にオンすると、ＶＧＲＳモータ５２およびＶＧＲＳインバータ５７に閉回路ができ回生ブレーキが発生する。この回生ブレーキによりハンドル８の空転が抑制されるので、ハンドル８の操舵方向に車両を旋回させることができ、安全性が向上する。
【０１０７】
（２）ＶＧＲＳ制御部５６は、ウォームギア３２においてセルフロック失陥が生じていると判断された場合、ウォームホイール５０の回転によりウォーム５１に加わるトルクを相殺するトルクがウォーム５１に加わるようにＶＧＲＳモータ５２の駆動を制御する（図２３中のＳ７２１）。これにより、ＶＧＲＳモータ５２により生じるトルクによりウォームホイール５０とウォーム５１とがロックされるので、ハンドル８が空転せず、ハンドル８の操舵方向に車両を旋回させることができ、安全性が向上する。
【０１０８】
なお、本実施形態では、ＶＧＲＳ制御部５６が「操舵角取得手段」、「モータ駆動制御手段」、「セルフロック失陥判断手段」、「空転抑制手段」、「モータ回転角取得手段」、「出力軸回転角取得手段」、「回転判断手段」、「操舵トルク取得手段」および「直進判断手段」を構成する。また、図１１中のＳ１００、図１２中のＳ１１１、図１９中のＳ５３１、または図２１中のＳ５５２が「操舵角取得手段」に相当し、図１１中のＳ１４０が「モータ駆動制御手段」の機能としての処理に相当し、図１６中のＳ６００が「セルフロック失陥判断手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ７００が「空転抑制手段」の機能としての処理に相当する。また、図１７中のＳ５１２が「モータ回転角取得手段」の機能としての処理に相当し、図１９中のＳ５３１が「出力軸回転角取得手段」の機能としての処理に相当し、図２０中のＳ５４１が「回転判断手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ５４２が「操舵トルク取得手段」の機能としての処理に相当し、図２１中のＳ５５１が「直進判断手段」の機能としての処理に相当する。
【０１０９】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による操舵制御装置を図２４および図２５に基づいて説明する。本実施形態の操舵制御装置は、ＶＧＲＳ制御部５６の構成および空転抑制処理以外は第１実施形態と同様であるため、ＶＧＲＳ制御部５６の構成および空転抑制処理以外の説明は省略する。
図２４に示すように、本実施形態のＶＧＲＳ制御部５６は、制動装置１５１を制御するブレーキＥＣＵ１５０にブレーキ制御信号を送信可能に構成されている。
【０１１０】
ここで、本実施形態による空転抑制処理を図２５に基づいて説明する。図２５に示す処理は、図１６中のＳ７００にて実行される処理である。
Ｓ７３１では、ハンドル角θhが略０か否かを判断する。ハンドル角θhが略０でないと判断された場合（Ｓ７３１：ＮＯ）、Ｓ７３３へ移行する。ハンドル角θhが略０であると判断された場合（Ｓ７３１：ＹＥＳ）、Ｓ７３２へ移行する。
Ｓ７３２では、右車輪ブレーキ加算油圧および左車輪ブレーキ加算油圧をともに０とする。
【０１１１】
ハンドル角θhが略０ではないと判断された場合（Ｓ７３１：ＮＯ）に移行するＳ７３３では、ハンドル角θhが正か否かを判断する。なお、本実施形態では、上記実施形態と同様、ハンドル８が右方向に操舵された場合のハンドル角θhが正であり、左方向に操舵された場合のハンドル角θhが負であるものとする。ハンドル角θhが負であると判断された場合（Ｓ７３３：ＮＯ）、すなわちハンドル８が左方向に操舵されている場合、Ｓ７３５へ移行する。ハンドル角θhが正であると判断された場合（Ｓ７３３：ＹＥＳ）、すなわちハンドル８が右方向に操舵されている場合、Ｓ７３４へ移行する。
【０１１２】
Ｓ７３４では、ハンドル角θhに基づいて右車輪ブレーキ加算油圧を算出する。右車輪ブレーキ加算油圧は、ハンドル角θhに係数Ｋ１を乗じることにより算出される。また、左車輪ブレーキ加算油圧を０とする。
ハンドル角θhが負である場合（Ｓ７３３：ＮＯ）に移行するＳ７３５では、ハンドル角θhに基づいて左車輪ブレーキ加算油圧を算出する。左車輪ブレーキ加算油圧は、ハンドル角θhに係数Ｋ１を乗じることにより算出される。また、右ブレーキ加算油圧を０とする。
【０１１３】
Ｓ７３６では、右車輪ブレーキ油圧および左車輪ブレーキ油圧を算出する。右車輪ブレーキ油圧は、基本右車輪ブレーキ油圧に右車輪加算ブレーキ油圧を加えることにより算出される。また、左ブレーキ油圧は、基本左車輪ブレーキ油圧に左車輪加算ブレーキ油圧を加えることにより算出される。なお、基本右車輪ブレーキ油圧および基本左車輪ブレーキ油圧は、乗員がブレーキペダルを踏むことにより生じる油圧、またはブレーキペダルに印加された踏力に基づくブレーキ指令信号に基づいて算出される油圧である。
算出された右車輪ブレーキ油圧および左車輪ブレーキ油圧を示す指令信号は、ブレーキＥＣＵ１５０へ送信される。
【０１１４】
これにより、ハンドル８が右方向に操舵されているとき、右車輪側に右車輪加算ブレーキ油圧が加えられるので、左車輪の車輪速よりも右車輪の車輪速が小さくなるので、ハンドル８に時計回りに回転させようとするトルクが発生し（左右の操舵輪７の回転速度差によってセルフステアとなる）、車両は右方向に旋回する。同様に、ハンドル８が左方向に操舵されているとき、左車輪側に左車輪加算ブレーキ油圧が加えられるので、右車輪の車輪速よりも左車輪の車輪速が小さくなるので、ハンドル８に反時計回りに回転させようとするトルクが発生し（左右の操舵輪７の回転速度差によってセルフステアとなる）、車両は左方向に旋回する。
本実施形態では、制動装置１５１（ブレーキ）を制御することにより車両の旋回力が発生し、その結果として車両の旋回方向に合致するようにハンドル８が回転させられるトルクが発生する。このトルクと、サスペンションのキャスター角に起因して直進方向にハンドル８を戻そうとするトルク（セルフアライニングトルク）とが相殺するため、セルフロックが働かなくなる原因となるトルクが小さくなり、空転しにくくなる。
【０１１５】
本実施形態では、ＶＧＲＳ制御部５６は、ハンドル角θhに基づき、車両の左側の車輪の回転速度と右側の車輪の回転速度とに差を生じさせる。これにより、ハンドル８が空転せず、ハンドル８の操舵方向に車両を旋回させることができ、安全性が向上する。
【０１１６】
本実施形態では、ＶＧＲＳ制御部５６が「空転制御手段」を構成するが、ブレーキＥＣＵ１５０が「空転制御手段」を構成するようにしてもよいし、ＶＧＲＳ制御部５６およびブレーキＥＣＵ１５０が「空転制御手段」を構成するようにしてもよい。
【０１１７】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による操舵制御装置を図２６および図２７に基づいて説明する。本実施形態の操舵制御装置は、ＶＧＲＳ制御部５６の構成および空転抑制処理以外は第１実施形態と同様であるため、ＶＧＲＳ制御部５６の構成および空転抑制処理以外の説明は省略する。
図２６に示すように、本実施形態のＶＧＲＳ制御部５６は、車輪毎に設けられるインホイールモータ１６１を制御するインホイールモータＥＣＵ１６０に駆動制御信号を送信可能に構成されている。
【０１１８】
ここで、本実施形態による空転抑制処理を図２７に基づいて説明する。図２７に示す処理は、図１６中のＳ７００にて実行される処理である。
Ｓ７４１では、ハンドル角θhが略０か否かを判断する。ハンドル角θhが略０でないと判断された場合（Ｓ７４１：ＮＯ）、Ｓ７４３へ移行する。ハンドル角θhが略０であると判断された場合（Ｓ７４１：ＹＥＳ）、Ｓ７４２へ移行する。
Ｓ７４２では、右車輪加算トルクおよび左車輪加算トルクをともに０とする。
【０１１９】
ハンドル角θhが略０でないと判断された場合（Ｓ７４１：ＮＯ）に移行するＳ７４３では、ハンドル角θhが正か否かを判断する。なお、本実施形態では、上記実施形態と同様、ハンドル８が右方向に操舵された場合のハンドル角θhが正であり、左方向に操舵された場合のハンドル角θhが負であるものとする。ハンドル角θhが負であると判断された場合（Ｓ７４３：ＮＯ）、すなわちハンドル８が左方向に操舵されている場合、Ｓ７４５へ移行する。ハンドル角θhが正であると判断された場合（Ｓ７４３：ＹＥＳ）、すなわちハンドル８が右方向に操舵されている場合、Ｓ７４４へ移行する。
【０１２０】
Ｓ７４４では、ハンドル角θhに基づいて左車輪加算トルクを算出する。左車輪加算トルクは、ハンドル角θhに係数Ｋ２を乗じることにより算出される。また、右車輪加算トルクを０とする。
ハンドル角θhが負である場合（Ｓ７４３：ＮＯ）に移行するＳ７４５では、ハンドル角θhに基づいて右車輪加算トルクを算出する。右車輪加算トルクは、ハンドル角θhに係数Ｋ２を乗じることにより算出される。また、左車輪加算トルクを０とする。
【０１２１】
Ｓ７４６では、右車輪トルクおよび左車輪トルクを算出する。右車輪トルクは、基本右車輪トルクに右車輪加算トルクを加えることにより算出される。また、左車輪トルクは、基本左車輪トルクに左車輪加算トルクを加えることにより算出される。なお、基本右車輪トルクおよび基本左車輪トルクは、アクセルペダルに印加された踏力に基づくアクセル指令信号に基づいて算出されるトルクである。
算出された右車輪トルクおよび左車輪トルクを示す指令信号は、インホイールモータＥＣＵ１６０に送信される。
【０１２２】
これにより、ハンドル８が右方向に操舵されているとき、左車輪側に左車輪加算トルクが加えられるので、左車輪の車輪速よりも右車輪の車輪速が小さくなるので、ハンドル８に時計回りに回転させようとするトルクが発生し（左右の操舵輪７の回転速度差によってセルフステアとなる）、車両は右方向に旋回する。同様に、ハンドル８が左方向に操舵されているとき、右車輪側に右車輪加算トルクが加えられるので、右車輪の車輪速よりも左車輪の車輪速が小さくなるので、ハンドル８に反時計回りに回転させようとするトルクが発生し（左右の操舵輪７の回転速度差によってセルフステアとなる）、車両は左方向に旋回する。
本実施形態では、インホイールモータ１６１により生じる駆動力を制御することにより車両の旋回力が発生し、その結果として車両の旋回方向に合致するようにハンドル８が回転させられるトルクが発生する。このトルクと、サスペンションのキャスター角に起因して直進方向にハンドル８を戻そうとするトルク（セルフアライニングトルク）とが相殺するため、セルフロックが働かなくなる原因となるトルクが小さくなり、空転しにくくなる。
【０１２３】
本実施形態では、ＶＧＲＳ制御部５６は、ハンドル角θhに基づき、車両の左側の車輪の回転速度と右側の車輪の回転速度とに差を生じさせる。これにより、ハンドル８が空転せず、ハンドル８の操舵方向に車両を旋回させることができ、安全性が向上する。
【０１２４】
本実施形態では、ＶＧＲＳ制御部５６が「空転制御手段」を構成するが、インホイールモータＥＣＵ１６０が「空転制御手段」を構成するようにしてもよいし、ＶＧＲＳ制御部５６およびインホイールモータＥＣＵ１６０が「空転制御手段」を構成するようにしてもよい。
【０１２５】
（他の実施形態）
上記実施形態では、ＶＧＲＳ部およびＥＰＳ部は、一体にモジュール化されてコラム軸に設けられていた。他の実施形態では、ＶＧＲＳ部とＥＰＳ部とは、一体にモジュール化されていなくてもよい。また、ＶＧＲＳ部をコラム軸に設け、ＥＰＳ部をラック軸に設ける、といった具合に、別々の場所に設けてもよい。また、パワーステアリング部は、電動式に限らず、油圧式であってもよい。
【０１２６】
また、上記実施形態では、ＶＧＲＳ ＥＣＵとＥＰＳ ＥＣＵとが別々に設けられていたが、１つのＥＣＵがＶＧＲＳ部およびＥＰＳ部を制御するように構成してもよい。
上記実施形態では、ＶＧＲＳ部は、ＶＧＲＳモータの回転角に基づいてＶＧＲＳモータ電圧指令値を算出して制御されていたが、ＶＧＲＳモータの回転角に替えて、ピニオン角センサにより検出されるピニオン角に基づいて制御してもよい。
【０１２７】
上記実施形態の操舵制御装置では、ラックアンドピニオン機構は、左右の操舵輪の回転中心を結ぶ直線よりも車両後方側に設けられていた。ここで、他の実施形態における操舵制御装置を図２８に示す。なお、上記実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
図２８に示す操舵システム２００のように、ラックアンドピニオン機構６は、左右の操舵輪７の回転中心を結ぶ直線Ｌよりも車両前方側に設けてもよい。図２８に示す例において、左右の操舵輪７の回転中心を結ぶ直線Ｌとステアリングピニオン６０との間の距離Ａは、左右の操舵輪７の回転中心を結ぶ直線Ｌとステアリングラックバー６１との距離Ｂよりも長くなっている。
【０１２８】
図２８に示す例においても、入力軸１０と出力軸２０との間に設けられるディファレンシャルギアの作用により出力軸２０は入力軸１０の回転方向と反対方向に回転するので、ハンドル８が左方向に操舵されると、ユニバーサルジョイント９側から見てステアリングピニオン６０が右回りに回転し、ステアリングラックバー６１は左方向に移動し、車両が左方向へ進行するように操舵輪７の舵角が変更される。
また、ハンドル８が右方向に操舵されると、ユニバーサルジョイント９側から見てステアリングピニオン６０が左回りに回転し、ステアリングラックバー６１は右方向に移動し、車両が右方向に進行するように操舵輪７の舵角が変更される。
【０１２９】
このように、上記実施形態と同様、左右の操舵輪７の回転中心を結ぶ直線Ｌとステアリングピニオン６０との間の距離Ａを左右の操舵輪７の回転中心を結ぶ直線Ｌとステアリングラックバー６１との距離Ｂよりも長くする、すなわちＡ＞Ｂとすることにより、出力軸２０、シャフト２４、およびステアリングピニオン６０の回転方向とは反対方向に操舵輪７が操舵され、ハンドル８の回転方向と操舵輪７の舵角の向きを整合させている。
【０１３０】
上記実施形態では、ウォームホイールの歯筋は回転軸に対して傾斜して形成されていた。他の実施形態では、ウォームホイールの歯筋を回転軸に対して傾斜しなくてもよい。ここで、他の実施形態によるウォームギアを図２９〜図３２に示す。なお、図２９は、ウォームギア２３２を示す図であって、図４と対応する図である。また、図３０は図２９のＲ方向矢視図であり、図３１は図２９のＳ方向矢視図であり、図３２は図２９のＴ−Ｔ線断面図である。
この例では、ウォームギア２３２のウォームホイール２５０とウォーム２５１とは、ウォームホイール２５０の回転軸Ｐ３に垂直な平面Ｑ３と、ウォーム２５１の回転軸Ｐ４とのなす角がθ２となるように傾斜して配置される。この傾斜角θ２は、ウォーム２５１のリード角θ３と実質的に同一の角度である。このリード角θ３をセルフロック可能な角度に設定することにより、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【０１３１】
また、この例では、ウォームホイール２５０の歯筋は、ウォームホイール２５０の回転軸Ｐ３と平行に形成されている。したがって、ウォームホイール２５０の歯とウォーム２５１の歯との接触面は、ウォームホイール２５０の回転軸Ｐ３と平行になる。これにより、ウォーム２５１からウォームホイール２５０へ動力が伝達されるとき、ウォームホイール２５０にスラスト方向の荷重が発生するのを抑制でき、ウォーム２５１とウォームホイール２５０との噛み合い位置を確実に維持することができる。
【０１３２】
なお、この例においてウォームホイール２５０を樹脂により形成する場合、筒状に形成される抜き型の径方向内側に切削用の刃を設け、この抜き型を回転軸Ｐ１方向に移動することにより、ウォームホイール２５０を容易に形成可能である。したがって、ウォームホイール２５０の歯を個別に形成する歯切り加工が不要となり、製造コストを低減することができる。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【０１３３】
１・・・操舵制御装置
２・・・コラム軸
３・・・操舵比可変部
５・・・電動パワーステアリング部
６・・・ラックアンドピニオン機構
７・・・操舵輪
８・・・ハンドル（操舵部材）
１０・・・入力軸
１１・・・入力ギア
２０・・・出力軸
２３・・・出力ギア
３０・・・歯車機構
３１・・・ディファレンシャルギア
３２・・・ウォームギア
４０・・・内側リング部材（支持部材）
４１・・・ピニオンギア
４２・・・外側リング部材（支持部材）
４３・・・ピニオンギア軸部材（支持部材）
５０・・・ウォームホイール
５１・・・ウォーム
５２・・・ＶＧＲＳモータ（モータ）
５５・・・ＶＧＲＳ ＥＣＵ
５６・・・ＶＧＲＳ制御部（操舵角取得手段、モータ駆動制御手段、セルフロック失陥判断手段、空転判断手段、モータ回転角取得手段、出力軸回転角取得手段、回転判断手段、操舵トルク取得手段、直進判断手段）
５７・・・ＶＧＲＳインバータ（インバータ部）
１００・・・操舵システム
２００・・・操舵システム
２３２・・・ウォームギア
２５０・・・ウォームホイール
２５１・・・ウォーム
５７１、５７２・・・上ＭＯＳ（高電位側スイッチング素子）
５７３、５７４・・・下ＭＯＳ（低電位側スイッチング素子）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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