(57)【要約】【課題】  補助力が付与されない状況における良好な操作性を確保する車両の操舵装置を提供すること。【解決手段】  メインシャフト２１は互いに摺動可能なアッパーシャフト２１１とロアーシャフト２１２とを有している。シャフト２１１にはサンギア２１１ａが形成される。シャフト２１２には直歯ギア２１２ａが形成され、また、車体に固定されたリングギア２２２ａと噛み合う複数の遊星ギア２１２ｂが組み付けられる。そして、アシストトルクTaのない状態では、補助力付与手段（電動モータ）を一時的に作動させ、ギア２１１ａとギア２１２ｂとを相対的に微小量だけ回転させて歯位置を調整し、ギア２１１ａがギア２１２ｂと噛み合う状態とする。これにより、シャフト２１１およびシャフト２１２間の減速比を確実に大きくして操舵トルクtを軽減できる。これにより、良好な操作性を確保することができる。【選択図】  図３
2009029362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者によって操作される操舵手段と、同操舵手段と転舵輪とを連結して前記操舵手段を介して入力される操舵力を前記転舵輪に伝達する伝達軸と、同伝達軸に接続されて前記操舵手段の操作に対して所定の補助力を付与する補助力付与手段とを備えた車両の操舵装置において、
前記伝達軸は、前記操舵手段側に配置される第１軸と、同第１軸を軸方向にて摺動可能に収容して前記転舵輪側に配置される第２軸とを含んで構成されており、
前記補助力付与手段が前記補助力を付与する通常状態で前記第１軸に形成した直歯の入力ギアと前記第２軸に形成した第１ギアとを噛み合わせて前記第１軸の回転数に対する前記第２軸の回転数の比を表す減速比を「１」に設定し、前記補助力付与手段が前記補助力を付与しない補助力付与停止状態で前記第１軸と前記第２軸との間の軸方向における相対的な変位に伴い前記入力ギアと前記第２軸に形成した第２ギアとを噛み合わせて前記減速比を「１」よりも大きな値に変更する減速手段と、
電気的に駆動する電動駆動手段を有して、前記入力ギアと前記第２ギアとを噛み合わせるために前記第１軸と前記第２軸とを軸方向にて相対的に変位させる変位手段と、
前記入力ギアと前記第２ギアとが噛み合った状態であるか否かを判定する判定手段と、
前記補助力付与停止状態で一時的に前記補助力付与手段を作動させて前記入力ギアと前記第２ギアとを相対的に回転させ、前記入力ギアと前記第２ギアとが噛み合う歯位置を調整する調整手段とを備えたことを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載した車両の操舵装置において、
前記判定手段は、
前記変位手段の電動駆動手段を駆動させるときの駆動電流変化に基づいて、前記入力ギアと前記第２ギアとが噛み合った状態であるか否かを判定することを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項３】
請求項１に記載した車両の操舵装置において、
前記判定手段は、
前記変位手段の電動駆動手段を駆動させるときの駆動量変化に基づいて、前記入力ギアと前記第２ギアとが噛み合った状態であるか否かを判定することを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項４】
請求項１に記載した車両の操舵装置において、
前記補助力付与手段は電気的に駆動して前記補助力を付与するものであり、
前記判定手段は、
前記調整手段によって一時的に作動させる前記補助力付与手段の駆動電流変化に基づいて、前記入力ギアと前記第２ギアとが噛み合った状態であるか否かを判定することを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項５】
請求項１に記載した車両の操舵装置において、
前記補助力付与手段は電気的に駆動して前記補助力を付与するものであり、
前記判定手段は、
前記調整手段によって一時的に作動させる前記補助力付与手段の駆動量変化に基づいて、前記入力ギアと前記第２ギアとが噛み合った状態であるか否かを判定することを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項６】
請求項１に記載した車両の操舵装置において、
前記調整手段は、
前記判定手段によって前記入力ギアと前記第２ギアとが噛み合っていないと判定されたときに、前記補助力付与手段を一時的に作動させて前記入力ギアと前記第２ギアとを相対的に回転させ、前記入力ギアと前記第２ギアとが噛み合う歯位置を調整することを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項７】
請求項１に記載した車両の操舵装置において、
前記変位手段は、
車両の走行挙動が安定しているときに前記第１軸と前記第２軸とを軸方向にて相対的に変位させることを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項８】
請求項７に記載した車両の操舵装置において、
前記変位手段は、
車両が所定の車速未満であるとき、または、車両が直進状態であるときに、前記第１軸と前記第２軸とを軸方向にて相対的に変位させることを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項９】
請求項１に記載した車両の操舵装置において、
前記第１ギアは、前記第２軸の軸方向に平行でかつ所定の長さに形成した直歯ギアであり、
前記第２ギアは、車体側に固定された直歯のリングギアに噛み合うとともに前記第１ギアから所定の距離だけ離間した位置に組み付けられて、前記入力ギアと噛み合った状態で同入力ギアの周りを自転および公転する直歯の複数の遊星ギアで構成されることを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項１０】
前記第１軸と前記第２軸とは、ステアリングコラムに設けられるステアリングメインシャフトを形成する請求項１に記載した車両の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者によって操作される操舵手段と、同操舵手段と転舵輪とを連結して前記操舵手段を介して入力される操舵力を前記転舵輪に伝達する伝達軸と、同伝達軸に接続されて前記操舵手段の操作に対して所定の補助力を付与する補助力付与手段とを備えた車両の操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、運転者による操舵手段（例えば、操舵ハンドル）の操作に必要な操舵力を低減する補助力付与手段（例えば、電動モータなど）を備えた車両の操舵装置において、補助力付与手段の作動が停止する状態での操舵性の悪化を抑制する提案がなされている。例えば、下記特許文献１には、複数の操舵状態を推定するための検出手段のうちの正常に作動している検出手段から検出情報を取り込み、読み込んだ検出情報を監視しながら電動モータによるアシストトルクの付勢を低下させる電動パワーステアリング制御装置が示されている。この従来の電動パワーステアリング制御装置によれば、電動モータが停止することによる急激なアシストトルクの低下を防止することができるため、良好な操舵フィーリングを確保するようになっている。
【特許文献１】特開２００５−６７２６２号公報
【発明の開示】
【０００３】
ところで、上記特許文献１に示された従来の電動パワーステアリング制御装置であっても、電動モータの作動が完全に停止した後には、アシストトルク（補助力）が付与されることがない。このため、運転者が操舵手段（操舵ハンドル）を回動操作するためには大きな操舵力（例えば、操舵トルク）が必要となり、運転者に対して肉体的な負担を強いることになる。したがって、何らかの異常が発生しアシストトルク（補助力）が付与されない状況でも、運転者が容易に操舵手段（操舵ハンドル）を回動操作できることが望まれている。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、補助力が付与されない状況における良好な操作性を確保する車両の操舵装置を提供することにある。
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、運転者によって操作される操舵手段と、同操舵手段と転舵輪とを連結して前記操舵手段を介して入力される操舵力を前記転舵輪に伝達する伝達軸と、同伝達軸に接続されて前記操舵手段の操作に対して所定の補助力を付与する補助力付与手段とを備えた車両の操舵装置において、前記伝達軸は、前記操舵手段側に配置される第１軸と、同第１軸を軸方向にて摺動可能に収容して前記転舵輪側に配置される第２軸とを含んで構成されており、前記補助力付与手段が前記補助力を付与する通常状態で前記第１軸に形成した直歯の入力ギアと前記第２軸に形成した第１ギアとを噛み合わせて前記第１軸の回転数に対する前記第２軸の回転数の比を表す減速比を「１」に設定し、前記補助力付与手段が前記補助力を付与しない補助力付与停止状態で前記第１軸と前記第２軸との間の軸方向における相対的な変位に伴い前記入力ギアと前記第２軸に形成した第２ギアとを噛み合わせて前記減速比を「１」よりも大きな値に変更する減速手段と、電気的に駆動する電動駆動手段を有して、前記入力ギアと前記第２ギアとを噛み合わせるために前記第１軸と前記第２軸とを軸方向にて相対的に変位させる変位手段と、前記入力ギアと前記第２ギアとが噛み合った状態であるか否かを判定する判定手段と、前記補助力付与停止状態で一時的に前記補助力付与手段を作動させて前記入力ギアと前記第２ギアとを相対的に回転させ、前記入力ギアと前記第２ギアとが噛み合う歯位置を調整する調整手段とを備えたことにある。この場合、前記第１軸と前記第２軸とは、ステアリングコラムに設けられるステアリングメインシャフトを形成するとよい。
【０００６】
また、この場合、前記判定手段は、例えば、前記変位手段の電動駆動手段を駆動させるときの駆動電流変化に基づいて、前記入力ギアと前記第２ギアとが噛み合った状態であるか否かを判定するとよく、また、前記判定手段は、例えば、前記変位手段の電動駆動手段を駆動させるときの駆動量変化に基づいて、前記入力ギアと前記第２ギアとが噛み合った状態であるか否かを判定するとよい。
【０００７】
また、この場合、例えば、前記補助力付与手段は電気的に駆動して前記補助力を付与するものであり、前記判定手段は、前記調整手段によって一時的に作動させる前記補助力付与手段の駆動電流変化に基づいて、前記入力ギアと前記第２ギアとが噛み合った状態であるか否かを判定するとよい。また、例えば、前記補助力付与手段は電気的に駆動して前記補助力を付与するものであり、前記判定手段は、前記調整手段によって一時的に作動させる前記補助力付与手段の駆動量変化に基づいて、前記入力ギアと前記第２ギアとが噛み合った状態であるか否かを判定するとよい。
【０００８】
さらに、この場合、前記調整手段は、前記判定手段によって前記入力ギアと前記第２ギアとが噛み合っていないと判定されたときに、前記補助力付与手段を一時的に作動させて前記入力ギアと前記第２ギアとを相対的に回転させ、前記入力ギアと前記第２ギアとが噛み合う歯位置を調整するとよい。
【０００９】
これらによれば、補助力付与手段が補助力を付与する通常状態においては、減速手段が第１軸に形成した入力ギアと第２軸に形成した第１ギアとが互いに噛み合って減速比が「１」となる状態、すなわち、第１軸と第２軸とが直結状態となる。これにより、運転者は、操舵手段を介して入力する操舵力と補助力付与手段によって付与される補助力とによって転舵輪を転舵させることができる。一方、補助力付与手段が補助力を付与しない補助力付与停止状態においては、変位手段が第１軸と第２軸とを軸方向に相対的に変位させることにより、減速手段が第１軸に形成した入力ギアと第２軸に形成した第２ギアとが互いに噛み合って減速比を「１」よりも大きな状態となる。
【００１０】
このとき、調整手段は、補助力付与停止状態であっても一時的に補助力付与手段を作動させることによって、入力ギアと第２ギアとが噛み合う歯位置を調整することができる。また、判定手段は、変位手段を構成する電動駆動手段の駆動電流変化や駆動量変化に基づいて、あるいは、電気的に駆動する補助力付与手段の駆動電流や駆動量変化に基づいて、入力ギアと第２ギアとが噛み合った状態であるか否かを判定することができる。さらに、例えば、判定手段によって入力ギアと第２ギアとが噛み合っていないと判定されたときには、調整手段は、補助力付与停止状態であっても一時的に補助力付与手段を作動させることによって、入力ギアと第２ギアとが噛み合う歯位置を調整することができる。これにより、入力ギアと第２ギアとを確実に噛み合わせることができ、第１軸の回転数に対して第２軸の回転数を確実に減速することができる。その結果、転舵輪を転舵させるために必要な操舵力を軽減することができる。したがって、補助力付与停止状態であっても、運転者は操舵手段を介して入力する操舵力のみで容易に転舵輪を転舵させることができて、良好な操作性を確保することができる。
【００１１】
また、前記変位手段は、車両の走行挙動が安定しているときに前記第１軸と前記第２軸とを軸方向にて相対的に変位させるとよい。より具体的には、前前記変位手段は、車両が所定の車速未満であるとき、または、車両が直進状態であるときに、前記第１軸と前記第２軸とを軸方向にて相対的に変位させるとよい。これらによれば、第１軸と第２軸との間の特に回転方向における相対的な動きが小さい状態で、入力ギアを第１ギアとの噛み合い状態から第２ギアとの噛み合い状態に移行させることができる。したがって、入力ギアと第２ギアとの噛み合い状態をより確実に実現することができる。
【００１２】
また、前記第１ギアは、前記第２軸の軸方向に平行でかつ所定の長さに形成した直歯ギアであり、前記第２ギアは、車体側に固定された直歯のリングギアに噛み合うとともに前記第１ギアから所定の距離だけ離間した位置に組み付けられて、前記入力ギアと噛み合った状態で同入力ギアの周りを自転および公転する直歯の複数の遊星ギアで構成されるとよい。
【００１３】
これによれば、直歯の第１ギアを所定の長さに形成することができるため、入力ギアを第１ギアに対して所定の長さだけ軸方向に変位させることができる。このため、通常状態においては、例えば、運転者と操舵手段との間の距離を適宜調節する、所謂、テレスコピック操作も可能となる。また、第２ギアを車体に固定されたリングギアに噛み合う複数の遊星ギアから構成することができる。これにより、減速比を大きくするための構造を簡略化することができて、大幅に小型化することができる。また、リングギアと入力ギアとの歯数差、言い換えれば、リングギアの内径寸法と入力ギアの外径寸法とを適宜変更することにより、極めて容易に「１」よりも大きな減速比を設定することができる。したがって、補助力付与停止状態において、運転者が入力する操舵力を適切に軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係る車両の操舵装置について、図面を用いて詳細に説明する。図１は、実施形態に係る車両の操舵装置としての電動パワーステアリング装置全体の構成を概略的に示している。
【００１５】
この電動パワーステアリング装置は、転舵輪としての左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵させるために、運転者によって回動操作される操舵ハンドル１を備えている。この操舵ハンドル１はステアリングコラム２に組み付けられており、ステアリングコラム２はインターミディエイトシャフト３およびピニオンシャフト４を介してステアリングギア５に連結されている。そして、ステアリングギア５は、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２に接続されている。
【００１６】
ステアリングコラム２は、図２に具体的に示すように、インストルメントパネルリインフォースメントＩＲに設けられるステアリングサポート部材ＳＳに対して、車両前方側が下方に位置するように傾斜した姿勢で支持されている。なお、インストルメントパネルリインフォースメントＩＲおよびステアリングサポート部材ＳＳは、車体に組み付けられて固定される車体側部材である。そして、ステアリングコラム２は、操舵ハンドル１を回動操作可能に支持するステアリングメインシャフト２１と、このステアリングメインシャフト２１を収容して車体を固定するコラムチューブ２２とを備えている。
【００１７】
ステアリングメインシャフト２１は、図３に示すように、第１軸としてのアッパーシャフト２１１と第２軸としてのロアーシャフト２１２とを含んで形成されるものである。そして、アッパーシャフト２１１とロアーシャフト２１２とは、中空状に形成されていて、アッパーシャフト２１１の下端側がロアーシャフト２１２の上端側に摺動可能に挿通されるようになっている。
【００１８】
アッパーシャフト２１１は、その上端側にて、操舵ハンドル１に接続されている。また、アッパーシャフト２１１の下端側には、その外周面に対して、軸方向に平行な歯を有する歯数Ｎsの入力ギアとしての直歯ギア２１１ａが形成されている。なお、以下の説明においては、アッパーシャフト２１１に形成された直歯ギア２１１ａを、必要に応じてサンギア２１１ａともいう。
【００１９】
ロアーシャフト２１２は、その内周面にて、略中央部から上端側に向けて、アッパーシャフト２１１に形成された直歯ギア２１１ａと噛み合うように、軸方向に平行な歯を有する第１ギアとしての直歯ギア２１２ａが形成されている。ここで、直歯ギア２１２ａは、運転者によって調整される操舵ハンドル１の引き出し量すなわちテレスコピックストローク範囲に合わせて、ロアーシャフト２１２の軸方向にて所定の長さに形成される。なお、直歯ギア２１２ａの歯数は、アッパーシャフト２１１に形成された直歯ギア２１１ａの歯数Ｎsと同じであることはいうまでもない。
【００２０】
また、ロアーシャフト２１２は、その上端側が拡径されており、この拡径された部分（以下、大径部という）には、アッパーシャフト２１１に形成されたサンギア２１１ａと噛み合うことが可能な第２ギアを構成する複数の遊星ギア２１２ｂ（本実施形態においては、例えば、３個）が組み付けられている。なお、遊星ギア２１２ｂと直歯ギア２１２ａとは、所定の距離だけ離間して配置されている。
【００２１】
遊星ギア２１２ｂは、後述するようにサンギア２１１ａと噛み合うために、回転軸方向すなわちロアーシャフト２１２の軸方向と平行な直歯を有している。そして、遊星ギア２１２ｂは、ロアーシャフト２１２の大径部における周方向にて等間隔に組み付けられている。これにより、ロアーシャフト２１２自体が遊星ギア２１２ｂの遊星キャリアとなる。また、遊星ギア２１２ｂは、ロアーシャフト２１２の大径部における肉厚よりも大きな直径とされている。これにより、遊星ギア２１２ｂがロアーシャフト２１２に組み付けられた状態では、遊星ギア２１２ｂの直歯が、ロアーシャフト２１２の内周面側と外周面側に突出するようになる。
【００２２】
コラムチューブ２２は、図２に示すように、アッパーチューブ２２１とロアーチューブ２２２とを含んで形成されるものである。そして、アッパーチューブ２２１とロアーチューブ２２２とは、図３に示すように、中空状に形成されていて、ロアーチューブ２２２の上端側がアッパーチューブ２２１の下端側に摺動可能に挿通されるようになっている。なお、アッパーチューブ２２１とロアチューブ２２２との挿通位置には、例えば、ライナが形成されており、アッパーチューブ２２１とロアーチューブ２２２との軸方向における相対的な変位に対してがたつきなく支持されるようになっている。
【００２３】
アッパーチューブ２２１は、その上端側の内周面に一体的に固着されたベアリングにより、アッパーシャフト２１１を回転可能かつ軸方向変位不能に支持している。また、アッパーチューブ２２１の下端側には、後述する変位手段としての電動テレスコピック作動ユニット２３を構成するナット２３３が一体的に固着されている。
【００２４】
ロアーチューブ２２２は、ロアーシャフト２１２を回転可能かつ軸方向変位不能に支持する。このため、ロアーチューブ２２２の上端側の内周面には、ロアーシャフト２１２に組み付けられた遊星ギア２１２ｂと噛み合うリングギア２２２ａが一体的に形成されている。リングギア２２２ａは、ロアーチューブ２２２の軸方向すなわちロアーシャフト２１２の軸方向と平行な直歯を有している。ここで、リングギア２２２ａの歯数は、歯数Ｎrとされている。このように、遊星ギア２１２ａとリングギア２２２ａとが噛み合うことにより、ロアーシャフト２１２は、ロアーチューブ２２２に対して回転可能に支持される。さらに、ロアーチューブ２２２の上端側には、電動テレスコピック作動ユニット２３を構成する電動モータ２３１が一体的に固着されている。
【００２５】
電動テレスコピック作動ユニット２３は、図１から図３に示すように、電動モータ２３１を備えており、この電動モータ２３１は図示しない所定の減速機を介してねじ２３２に回転伝達可能に接続されている。ねじ２３２は、アッパーチューブ２２１の軸方向と平行に延出しており、アッパーチューブ２２１の外周面上に固着されたナット２３３と螺着している。この構成により、電動モータ２３１が回転駆動してねじ２３２を回転させると、ねじ２３２に螺着したナット２３３が相対的に軸方向に変位する。これにより、アッパーチューブ２２１はロアーチューブ２２２に対して相対的に変位することによって、アッパーチューブ２２１内に収容されたアッパーシャフト２１１がロアーチューブ２１２に対して相対的に変位する。
【００２６】
また、図１および図２に示すように、ステアリングコラム２の車両前方側には、補助力付与手段としてのＥＰＳユニット２４が組み付けられている。ＥＰＳユニット２４は、運転者が操舵ハンドル１を回動操作するときに入力する操舵トルクtを低減するためのアシストトルクTaをステアリングメインシャフト２１に付与するものである。
【００２７】
ＥＰＳユニット２４は、ロアーチューブ２２２の下端にボルトなどの締結手段によって連結したハウジング２４１と、このハウジング２４１に組み付けられた電動モータ２４２とを備えている。ハウジング２４１内には、ロアーシャフト２１２とインターミディエイトシャフト３とを互いに連結する連結シャフト２４３と、電動モータ２４２の回転数を減速して連結シャフト２４３に伝達する減速機（図示を省略）とが収容されている。なお、ハウジング２４１内に収容された連結シャフト２４３とロアーシャフト２１２とが連結されることにより、ロアーシャフト２１２はロアーチューブ２２２に対して軸方向変位不能とされる。
【００２８】
インターミディエイトシャフト３は、図１および図２に示すように、ステアリングコラム２（より詳しくは、連結シャフト２４３）とユニバーサルジョイント３１を介して連結されている。インターミディエイトシャフト３は、２つに分割されて伸縮可能になっており、一端側にユニバーサルジョイント３１が組み付けられ、他端側にユニバーサルジョイント３２が組み付けられている。そして、インターミディエイトシャフト３は、ユニバーサルジョイント３２を介してピニオンシャフト４に連結されている。
【００２９】
ピニオンシャフト４は、図１に示すように、インターミディエイトシャフト３とラックアンドピニオン方式を採用するステアリングギア５のピニオンギア５１とを連結するものである。ステアリングギア５は、ピニオンギア５１と噛み合うラックバー５２を備えており、ピニオンギア５１の回転がラックバー５２に伝達されるようになっている。これにより、ピニオンギア５１の回転に伴ってトルクがラックバー５２に伝達されると、ラックバー５２は軸方向にて左右に変位し、ラックバー５２の両端に接続された左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が左右に転舵されるようになっている。
【００３０】
なお、この実施形態においては、ＥＰＳユニット２４をステアリングコラム２に設けた、所謂、コラムアシスト方式の電動パワーステアリング装置を用いて実施する。しかしながら、ＥＰＳユニット（より詳しくは、電動モータ）が、例えば、ピニオンシャフト４に対してアシストトルクを伝達するピニオンアシスト方式の電動パワーステアリング装置を用いて実施することや、ステアリングギア５のラックバー５２に対してアシストトルクを伝達するラックアシスト方式の電動パワーステアリング装置を用いて実施することも可能であることはいうまでもない。
【００３１】
次に、電動テレスコピック作動ユニット２３（より詳しくは、電動モータ２３１）およびＥＰＳユニット２４（より詳しくは、電動モータ２４２）の作動を制御する電気制御装置６について説明する。電気制御装置６は、図１に示すように、車速センサ６１、操舵トルクセンサ６２、操舵角センサ６３、転舵角センサ６４、ＥＰＳモータ回転角センサ６５およびテレスコモータ回転角センサ６６を備えている。車速センサ６１は、車両の車速Vを検出して出力する。操舵トルクセンサ６２は、ＥＰＳユニット２４内（より具体的には、連結シャフト２４３）に組み付けられていて、操舵ハンドル１を介して入力される操舵トルクtを検出して出力する。なお、操舵トルクtは、車両の前進方向に対して、操舵ハンドル１を右方向に回転させるトルクを正の値で表し、左方向に回転させるトルクを負の値で表す。
【００３２】
操舵角センサ６３は、ステアリングメインシャフト２１（より具体的には、アッパーシャフト２１１）に組み付けられていて、操舵ハンドル１の回転角を検出して操舵角θとして出力する。転舵角センサ６４は、ステアリングギア５に組み付けられていて、ラックバー５２の軸方向への変位量を検出し、同検出した変位量に対応する左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角δを出力する。なお、操舵角θは、車両の前進方向に対して操舵ハンドル１の右方向への回転角を正の値で表し、左方向への回転角を負の値で表す。また、転舵角δは、車両が直進状態となるラックバー５２の中立位置から右方向への変位に対応する左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の回転角を正の値で表し、左方向への変位に対応する左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の回転角を負の値で表す。
【００３３】
ＥＰＳモータ回転角センサ６５は、例えば、ＥＰＳユニット２４の電動モータ２４２のモータハウジング内に組み付けられていて、モータ回転軸の回転角を検出してモータ回転角θeとして出力する。テレスコモータ回転角センサ６６は、例えば、電動テレスコピック作動ユニット２３の電動モータ２３のモータハウジング内に組み付けられていて、モータ回転軸の回転角を検出してモータ回転角θtとして出力する。なお、モータ回転角θeは、ステアリングメインシャフト２１を右方向に回転させる方向への回転角を正の値で表し、ステアリングメインシャフト２１を左方向に回転させる方向への回転角を負の値で表す。また、モータ回転角θtは、アッパーチューブ２２１（アッパーシャフト２１１）を車両後方側（すなわち、車室内方向）に変位させる方向への回転角を正の値で表し、アッパーチューブ２２１（アッパーシャフト２１１）を車両前方側（すなわち、車室外方向）に変位させる方向への回転角を負の値で表す。
【００３４】
これらのセンサ６１〜６６は、電子制御ユニット６７に接続されている。電子制御ユニット６７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とするものであり、各センサ６１〜６６の検出値を用いて後述するプログラムを含む各種プログラムを実行することにより、電動テレスコピック作動ユニット２３（電動モータ２３１）およびＥＰＳユニット２４（電動モータ２４２）の作動を制御する。このため、電子制御ユニット６７の出力側には、電動モータ２３１を駆動制御するための駆動回路６８が接続されるとともに、電動モータ２４２を駆動制御するための駆動回路６９が接続されている。ここで、駆動回路６８，６９内には、電動モータ２３１および電動モータ２４２のそれぞれに流れる駆動電流を検出するための電流検出器６８ａ，６９ａが設けられている。そして、電流検出器６８ａ，６９ａによって検出された駆動電流は、電動モータ２３１および電動モータ２４２を駆動制御するために、電子制御ユニット６７にフィードバックされるようになっている。
【００３５】
また、電動パワーステアリング装置には、ＥＰＳユニット２４の電動モータ２４２が停止してアシストトルクTaの付与がない状態（以下、アシスト停止状態という）となったことを運転者に報知する警報装置７が設けられている。警報装置７は、電子制御ユニット６７と接続されており、運転者によって視認可能な位置（例えば、メータクラスタ内など）に組み付けられた表示部７１と、音声を出力する音声出力部７２とを備えている。表示部７１は、例えば、ランプや表示パネルなどから構成されるものであり、ランプの点灯や表示パネルの表示切替により、運転者に対してアシスト停止状態を報知する。音声出力部７２は、例えば、スピーカなどから構成されるものであり、音声の出力により、運転者に対してアシスト停止状態を報知する。
【００３６】
次に、上記のように構成した電動パワーステアリング装置の作動について詳細に説明する。ＥＰＳユニット２４を作動させてアシストトルクTaを付与することができる状態すなわち通常状態においては、電子制御ユニット６７（より詳しくは、ＣＰＵ）は、運転者による操舵ハンドル１の回動操作に対して適切なアシストトルクTaを付与するために図示しない所定のプログラムを実行する。これにより、ＥＰＳユニット２４の電動モータ２４２を駆動させて適切なアシストトルクTaを付与し、操舵ハンドル１の回動操作に必要な操舵トルクtを低減することができる。
【００３７】
具体的に説明すると、電子制御ユニット６７は、車速センサ６１によって検出された車速Vを入力するとともに、操舵トルクセンサ６２によって検出された操舵トルクtを入力する。そして、電子制御ユニット６７は、入力した車速Vと操舵トルクtとに基づいて、予め設定されているアシストトルクTaを決定する。ここで、アシストトルクTaは、その大きさが、例えば、検出車速Vが小さくなる（低速になる）に伴って大きくなり、検出車速Vが大きくなる（高速になる）に伴って小さくなるように設定されている。
【００３８】
そして、電子制御ユニット６７は、アシストトルクTaを決定すると、この決定したアシストトルクTaに対応して電動モータ２４２を駆動させるための駆動電流を決定し、駆動回路６９を駆動制御して決定した駆動電流を電動モータ２４２に供給する。このとき、電子制御ユニット６７は、駆動回路６９の電流検出器６９ａから電動モータ２４２に流れる駆動電流を入力し、駆動回路６９をフィードバック制御する。これにより、電動モータ２４２は供給された駆動電流によって回転駆動し、電子制御ユニット６７によって決定されたアシストトルクTaがステアリングメインシャフト２１に対して伝達される。
【００３９】
この通常状態において、車両が低速で走行している場合には、上述したように、電子制御ユニット６７は大きなアシストトルクTaを決定する。これにより、電動モータ２４２がステアリングメインシャフト２１に大きなアシストトルクTaを伝達するため、運転者が左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵するために入力する操舵トルクtを大幅に軽減することができる。したがって、運転者は、操舵ハンドル１を小さな操舵トルクtによって回動操作することができ、大きな転舵角まで左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を極めて容易に転舵させることができる。
【００４０】
また、通常状態において、車両が高速で走行している場合には、上述したように、電子制御ユニット６７は、小さなアシストトルクTaを決定する。これにより、電動モータ２４２が小さなアシストトルクTaをステアリングメインシャフト２１に伝達するため、運転者が左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵させるために入力する操舵トルクtを比較的大きくすることができる。したがって、運転者は、比較的大きな操舵トルクtを入力しながら、言い換えれば、しっかりとした反力を知覚しながら操舵ハンドル１を回動操作できるため、操舵ハンドル１を安定して回動操作することができる。このように、通常状態においては、電動モータ２４２が駆動することによってアシストトルクTaが適切に付与されるため、運転者は車速Vに応じた適切な操舵トルクtで操舵ハンドル１を回動操作することができる。
【００４１】
さらに、通常状態においては、アッパーシャフト２１１に形成した直歯ギア２１１ａとロアーシャフトに形成した直歯ギア２１２ａとが噛み合った状態で維持される。これにより、運転者は、電動テレスコピック作動ユニット２３を操作することにより、テレスコピックストローク範囲内で操舵ハンドル１を引き出したり押し込んだりして運転席に着座した自身と操舵ハンドル１との間の距離を適宜調整するためのテレスコピック操作を行うことができる。具体的には、運転者は、操舵ハンドル１の近傍に設けられた図示しないテレスコピック操作スイッチを操作することにより、操舵ハンドル１を変位させることができる。
【００４２】
すなわち、運転者がテレスコピック操作スイッチを操作すると、電子制御ユニット６７は、この操作状態に基づき、駆動回路６８から電動テレスコピック作動ユニット２３の電動モータ２３１に対して電力を供給する。これにより、電動モータ２３１がねじ２３２を回転させることによってねじ２３２に螺着したナット２３３が相対的に軸方向に変位する。このように、ナット２３３がねじ２３２の軸方向に相対的に変位すると、ナット２３３が一体的に固着されたアッパーチューブ２２１はアッパーシャフト２１１とともに軸方向に変位する。これにより、アッパーシャフト２１１に組み付けられた操舵ハンドル１を適宜変位させることができる。
【００４３】
一方、運転者がテレスコピック操作スイッチの操作を止めると、電子制御ユニット６７は、駆動回路６８を介して電動モータ２３１に供給する電力を遮断する。これにより、電動モータ２３１の回転駆動が停止し、ねじ２３２の回転も停止する。このように、ねじ２３２の回転が停止した状態では、螺着するナット２３３は、ねじ２３２との間における摩擦力の作用によって軸方向への変位が不能となり、アッパーチューブ２２１およびアッパーシャフト２１１の軸方向変位も不能とされる。したがって、電動モータ２３１が駆動していない状態すなわちテレスコピック操作後においては、操舵ハンドル１と運転者との間の距離が適切に維持される。
【００４４】
ここで、電動モータ２３１は、テレスコピックストローク範囲のうち、例えば、アッパーチューブ２２１（アッパーシャフト２１１および操舵ハンドル１）を最も車両前方側に変位させたとき（以下、この変位位置を車両前方側テレスコピックストロークエンドという）のモータ回転角θtを基準回転角として回転駆動する。また、テレスコモータ回転角センサ６６は、この基準回転角からの電動モータ２３１の回転角をモータ回転角θtとして検出する。これにより、電子制御ユニット６７は、テレスコモータ回転角センサ６６によって検出される電動モータ２３１のモータ回転角θt（言い換えれば、電動モータ２３１の回転数）とねじ２３２のリード量とに基づいて、基準回転角に対応する車両前方側テレスコピックストロークエンドからのナット２３３の位置、すなわち、テレスコピックストローク量を把握する。そして、電子制御ユニット６７は、運転者によってテレスコピック操作スイッチが操作されたときには、テレスコピックストローク量がテレスコピックストローク範囲内となるように、駆動回路６８を介して電動モータ２３１の回転駆動を制御する。
【００４５】
ところで、電子制御ユニット６７は、例えば、各センサ６１〜６５の作動状態に異常が発生した場合には、フェールセーフの考えに従い、ＥＰＳユニット２４の電動モータ２４２の駆動を停止させて、電動パワーステアリング装置の作動状態を通常状態からアシスト停止状態に移行させる。このように、通常状態からアシスト停止状態に移行すると、運転者は大きな操舵トルクtによって操舵ハンドル１を回動操作しなければならなくなる。このため、電子制御ユニット６７（より詳しくは、ＣＰＵ）は、アシスト停止状態であっても、操舵トルクtを軽減して運転者が容易に操舵ハンドル１を回動操作できるように、アッパーシャフト２１１のサンギア２１１ａとロアーシャフト２１２の遊星ギア２１２ｂとを噛み合わせるべく、図４に示す減速比変更プログラムを実行する。以下、この減速比変更プログラムを詳細に説明する。
【００４６】
電子制御ユニット６７は、運転者によって図示しないイグニッションスイッチがオン状態とされると、所定の初期化プログラムを実行してから減速比変更プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行する。すなわち、電子制御ユニット６７は、減速比変更プログラムの実行をステップＳ１０にて開始し、ステップＳ１１にて、車速センサ６１、操舵トルクセンサ６２、操舵角センサ６３、転舵角センサ６４およびＥＰＳモータ回転角センサ６５によって検出された各検出値、具体的には、車速V、操舵トルクt、操舵角θ、転舵角δおよびモータ回転角θeを入力する。そして、電子制御ユニット６７は、各センサ６１〜６５からそれぞれの検出値を入力すると、ステップＳ１２に進む。
【００４７】
ステップＳ１２においては、電子制御ユニット６７は、前記ステップＳ１１にて入力した各検出値に基づき、各センサ６１〜６５が正常に作動しているか否かを判定する。すなわち、電子制御ユニット６７は、例えば、入力した各検出値間の相関性に基づき、各センサ６１〜６５が正常に作動しているか否かを判定する。
【００４８】
このことを例示的に説明すると、電子制御ユニット６７は、例えば、車速Vと車両に搭載された図示しない加速度センサによって検出された加速度とを比較することにより、車速センサ６１が正常に作動しているか否かを判定する。すなわち、車両の左右方向における検出加速度がある程度大きな値であるときに車速Vが略「０」となっていれば、電子制御ユニット６７は、車速センサ６１の作動状態に異常が発生していると判定する。
【００４９】
また、電子制御ユニット６７は、例えば、操舵トルクt、操舵角θ、転舵角δおよびモータ回転角θeを互いに比較することにより、操舵トルクセンサ６２、操舵角センサ６３、転舵角センサ６４およびＥＰＳモータ回転角センサ６５が正常に作動しているか否かを判定する。すなわち、車両が右方向に旋回している状態においては操舵トルクt、操舵角θ、転舵角δおよびモータ回転角θeがそれぞれ正の値となるべきところ、例えば、検出転舵角δが負の値となっていれば、電子制御ユニット６７は、転舵角センサ６４の作動状態に異常が発生していると判定する。
【００５０】
このように、電子制御ユニット６７は、ステップＳ１２において、車速センサ６１、操舵トルクセンサ６２、操舵角センサ６３、転舵角センサ６４およびＥＰＳモータ回転角センサ６５のうちのいずれかに異常が発生していれば「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ１３に進む。一方、電子制御ユニット６７は、各センサ６１〜６５のいずれにも異常が発生していなければ「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ２３に進み、減速比変更プログラムの実行を一旦終了する。すなわち、各センサ６１〜６５が正常に作動して場合には、ＥＰＳユニット２４の電動モータ２４２を駆動させて適切なアシストトルクTaを付与することができる。したがって、電子制御ユニット６７は、電動パワーステアリング装置の作動状態を通常状態に維持するとともに、後述する電動テレスコピック作動ユニット２３の作動を行わない。
【００５１】
ここで、通常状態においては、上述したように、コラムチューブ２２のアッパーチューブ２２１の軸方向変位範囲は、テレスコピックストローク範囲内に規制される。これにより、アッパーシャフト２１１の直歯ギア２１１ａとロアーシャフト２１２の直歯ギア２１２ａとが互いに同一の歯数Ｎsで噛み合った状態が維持される。このため、通常状態においては、アッパーシャフト２１１の回転数（入力側）に対するロアーシャフト２１２の回転数（出力側）の比としての減速比をαとすると、減速比αが「１」となる直結状態に維持される。
【００５２】
すなわち、通常状態においては、アッパーシャフト２１１の回転に対してロアーシャフト２１２の回転は増減速されない。したがって、アッパーシャフト２１１とロアーシャフト２１２とが一体的に回転することにより、運転者は少ない操舵ハンドル１の回動操作量（回転角）によって左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵させることができる。また、この場合には、運転者が操舵ハンドル１を介してアッパーシャフト２１１に入力した操舵トルクtは、直歯ギア２１１ａから直歯ギア２１２ａを介してロアーシャフト２１２に伝達される。
【００５３】
ステップＳ１３においては、電子制御ユニット６７は、ＥＰＳユニット２４の電動モータ２４２の駆動を停止させて、電動パワーステアリング装置の作動状態を通常状態からアシスト停止状態に移行させる。すなわち、電子制御ユニット６７は、駆動回路６９を制御して、電動モータ２４２への電力供給を遮断する。これにより、電動モータ２４２の駆動によるアシストトルクTaの付与がなくなり、電動パワーステアリング装置の作動状態がアシスト停止状態に移行する。そして、電子制御ユニット６７は、電動モータ２４２の駆動を停止させると、ステップＳ１４に進む。なお、このように電動モータ２４２への電力供給を遮断した状態においては、電動モータ２４２は、ステアリングメインシャフト２１の回転すなわち運転者による操舵ハンドル１の回動操作に伴って自由に回転（所謂、連れ回り）するようになる。
【００５４】
ステップＳ１４においては、電子制御ユニット６７は、警報装置７の表示部７１および音声出力部７２を用いて、運転者にアシスト停止状態への移行を報知する。すなわち、電子制御ユニット６７は、表示部７１を作動させて、例えば、警告灯を点灯させたり、表示パネル内にアシスト停止状態に移行した旨のメッセージを表示させる。また、電子制御ユニット６７は、音声出力部７２を作動させて、例えば、警報音をスピーカから出力させたり、アシスト停止状態に移行した旨のメッセージを音声によってスピーカから出力させる。さらに、電子制御ユニット６７は、アシスト停止状態への移行を報知した後、運転者に対して、安全に車両を停止させるように報知する。そして、電子制御ユニット６７は、車両の安全な停止を促すと、ステップＳ１５に進む。
【００５５】
ステップＳ１５においては、電子制御ユニット６７は、車両の走行挙動が安定する所定の車速以下、例えば、車速Vが略「０」となったか否かを判定する。すなわち、電子制御ユニット６７は、運転者が前記ステップＳ１４における報知に従って車両を停止させて車速センサ６１によって検出された車速Vが略「０」であれば、「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ１６に進む。一方、未だ検出された車速Vが略「０」となっていなければ、電子制御ユニット６７は「Ｎｏ」と判定し、検出された車速Vが略「０」となるまで繰り返しステップＳ１５の判定処理を繰り返す。
【００５６】
ステップＳ１６においては、電子制御ユニット６７は、電動テレスコピック作動ユニット２３の電動モータ２３１を正転駆動させて、テレスコピックストローク範囲のうち、アッパーチューブ２２１（アッパーシャフト２１１および操舵ハンドル１）を最も車両後方側（以下、この変位位置を車両後方側テレスコピックストロークエンドという）に向けて変位させる。すなわち、電子制御ユニット６７は、駆動回路６８から電動モータ２３１に対して電力を供給する。これにより、ねじ２３２に螺着したナット２３３が相対的に軸方向に変位し、アッパーチューブ２２１はアッパーシャフト２１１とともに車両後方側テレスコピックストロークエンドに向けて変位を開始する。そして、電子制御ユニット６７は、駆動回路６８を介して電動モータ２３１を正転駆動させると、ステップＳ１７に進む。
【００５７】
ステップＳ１７においては、電子制御ユニット６７は、アッパーシャフト２１１が変位することにより、図５に示すサンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとの間の距離Ｌが予め設定された所定距離Ｌo未満となるまで変位したか否かを判定する。以下、このことを具体的に説明する。
【００５８】
電子制御ユニット６７は、上述したように、テレスコモータ回転角センサ６６から電動モータ２３１のモータ回転角θtを入力することにより、車両前方側テレスコピックストロークエンドを基準としてナット２３３すなわちアッパーチューブ２２１およびアッパーシャフト２１１のテレスコピックストローク量を把握することができる。その結果、電子制御ユニット６７は、車両前方側テレスコピックストロークエンドに対応するロアーシャフト２１２の直歯ギア２１２ａにおける車両前方側の形成端部とアッパーシャフト２１１に形成されたサンギア２１１ａの車両後方側の形成端部との間の距離Ｌsも把握することができる。一方、図５に示すように、車両前方側テレスコピックストロークエンド、言い換えれば、ロアーシャフト２１２の直歯ギア２１２ａにおける車両前方側の形成端部と遊星ギア２１２ｂにおける車両前方側の形成端部との間の距離Ｌaは予め設定される規定値である。このため、電子制御ユニット６７は、サンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとの間の距離Ｌを（Ｌa−Ｌs）に従って計算することができる。
【００５９】
このことに基づき、電子制御ユニット６７は、テレスコモータ回転角センサ６６から電動モータ２３１のモータ回転角θtを入力し、同入力したモータ回転角θtに基づいてサンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとの間の距離Ｌを計算する。そして、電子制御ユニット６７は、距離Ｌが所定の距離Ｌo以上であれば「Ｎｏ」と判定し、距離Ｌが所定の距離Ｌo未満となるまで繰り返し、ステップＳ１６およびステップＳ１７を実行する。一方、電子制御ユニット６７は、距離Ｌが所定の距離Ｌo未満となれば、「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ１８に進む。
【００６０】
ステップＳ１８においては、電子制御ユニット６７は、前記ステップＳ１３にて駆動を停止させたＥＰＳユニット２４の電動モータ２４２に対して駆動回路６９を介して再び電力を供給し、電動モータ２４２を一時的に微小量だけ正転駆動および逆転駆動させる。すなわち、電子制御ユニット６７は、サンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとの間の距離Ｌが所定の距離Ｌo未満である状態、言い換えれば、サンギア２１１ａが遊星ギア２１２ｂと噛み合う位置に到達する直前に、電動モータ２４２を微小量だけ正転駆動および逆転駆動させて、サンギア２１１ａの直歯と遊星ギア２１２ｂの直歯とが互いに噛み合う歯位置を調整する。なお、この場合においても、電子制御ユニット６７は、駆動回路６８を介して電動モータ２３１に電力供給を継続していて、サンギア２１１ａが遊星ギア２１２ｂに近接する方向に変位していることはいうまでもない。そして、電子制御ユニット６７は、ステップＳ１９に進む。
【００６１】
ステップＳ１９においては、電子制御ユニット６７は、サンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとが互いに噛み合ったか否かを判定する。以下、この判定を具体的に説明する。
【００６２】
この実施形態においては、電子制御ユニット６７は、電動テレスコピック作動ユニット２３の電動モータ２３１に流れる駆動電流の変化に基づいてサンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとが互いに噛み合ったか否かを判定する。すなわち、図６に示すように、サンギア２１１ａの直歯と遊星ギア２１２ｂの直歯の歯位置が一致していない場合には歯同士が互いに噛み合うことが可能であるため、サンギア２１１ａは遊星ギア２１２ｂと噛み合った状態で軸方向に変位することができる。これにより、アッパーチューブ２２１およびナット２３３も軸方向に変位することができるため、電動モータ２４２はスムーズに回転駆動し同モータ２４２に流れる駆動電流は一定となる。
【００６３】
一方、サンギア２１１ａの直歯と遊星ギア２１２ｂの直歯の歯位置が一致している場合には歯同士が当接するため、サンギア２１１ａは軸方向に変位することができなくなる。このため、アッパーチューブ２２１およびナット２３３も軸方向に変位することができないため、電動モータ２４２の回転駆動が阻害されるとともに同モータ２４２に流れる駆動電流が増大する。
【００６４】
このため、電子制御ユニット６７は、テレスコ回転角センサ６６によって検出された電動モータ２３１のモータ回転角θt（回転数に対応）を入力するとともに、電流検出器６８ａによって検出された電動モータ２３１に流れる駆動電流を入力する。そして、電子制御ユニット６７は、図６に示した変化特性に基づき、入力したモータ回転角θtの変化に対して入力した駆動電流が増大していれば「Ｎｏ」と判定してステップＳ２０に進む。ステップＳ２０においては、電子制御ユニット６７は、サンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとの間の距離Ｌが所定の距離Ｌoとなるまで電動モータ２３１を逆転駆動させる。そして、電子制御ユニット６７は、ステップＳ１８およびステップＳ１９を実行する。
【００６５】
一方、電子制御ユニット６７は、図６に示した変化特性に基づき、入力したモータ回転角θtの変化に対して入力した駆動電流が一定であれば「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ２１に進む。ステップＳ２１においては、電子制御ユニット６７は、駆動回路６９を介した電動モータ２４２への電力供給を遮断し、同電動モータ２４２の正転駆動および逆転駆動を停止させる。すなわち、この場合には、サンギア２１１ａおよび遊星ギア２１２ｂの歯同士が一致しておらずサンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとが適切に噛み合った状態である。したがって、電子制御ユニット６７は、ＥＰＳユニット２４の電動モータ２４２の回転駆動を再び停止させた状態に維持する。そして、電子制御ユニット６７は、電動モータ２４２の回転駆動を停止させると、ステップＳ２２に進む。
【００６６】
ステップＳ２２においては、電子制御ユニット６７は、サンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとが適切に噛み合う位置として予め設定された位置までアッパーチューブ２２１（アッパーシャフト２１１）が変位するように、電動モータ２３１を正転駆動させる。そして、電子制御ユニット６７は、アッパーチューブ２２１（アッパーシャフト２１１）を予め設定された位置まで変位させると、ステップＳ２３にて、減速比変更プログラムの実行を終了する。
【００６７】
このように、テレスコピックストローク範囲を超えて、サンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとが適切に噛み合った状態では、図７に示すように、サンギア２１１ａ、遊星ギア２１２ｂおよびリングギア２２２ａからなる遊星ギア機構によって、操舵ハンドル１の回転、すなわち、アッパーシャフト２１１の回転は減速されて、ロアーシャフト２１２に伝達される。したがって、運転者が操舵ハンドル１を介してアッパーシャフト２１１に入力する操舵トルクtは、サンギア２１１ａから遊星ギア２１２ｂを介してロアーシャフト２１２に伝達されるようになるため、大幅に軽減される。
【００６８】
具体的に説明すると、リングギア２２２ａが一体的に形成されるロアーチューブ２２２は、上述したように、車体に対して回転不能に固定されている。したがって、遊星ギア機構のうち、リングギア２２２ａは回転しない固定ギアとなる。これにより、運転者による操舵ハンドル１の回動操作に伴ってサンギア２１１ａが回転すると、遊星ギア２１２ｂが自転および公転して、遊星キャリアであるロアーシャフト２１２がアッパーシャフト２１１と同一方向にて軸周りに回転する。したがって、この場合は、サンギア２１１ａが入力ギアとなり、リングギア２２２ａに噛み合って自転および公転する遊星ギア２１２ｂが出力ギアとなる。
【００６９】
このため、減速比αは、サンギア２１１ａの歯数Ｎsとリングギア２２２ａの歯数Ｎrを用いて、下記式１に示すように表すことができる。
α＝（Ｎs＋Ｎr）／Ｎs  …式１
この式１によれば、減速比αは「１」よりも大きくなる、言い換えれば、アッパーシャフト２１１の回転数は、減速されてロアーシャフト２１２に伝達される。したがって、サンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとが噛み合った状態においては、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵させるために必要な操舵トルクtを小さくすることができる。したがって、アシスト停止状態であっても、運転者は、比較的容易に左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵させることができる。
【００７０】
以上の説明からも理解できるように、本実施形態によれば、ＥＰＳユニット２４がアシストトルクTa（補助力）を付与する通常状態においては、アッパーシャフト２１１に形成した直歯ギア２１１ａとロアーシャフト２１２に形成した直歯ギア２１２ａとが互いに噛み合って減速比αが「１」となる状態、すなわち、アッパーシャフト２１１とロアーシャフト２１２とが直結状態となる。これにより、運転者は、操舵ハンドル１を介して入力する操舵トルクtとＥＰＳユニット２４によって付与されるアシストトルクTaとによって左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵させることができる。
【００７１】
一方、ＥＰＳユニット２４がアシストトルクTaを付与しないアシスト停止状態（補助力付与停止状態）においては、電動テレスコピック作動ユニット２３の電動モータ２３１を駆動させてアッパーシャフト２１１とロアーシャフト２１２とを軸方向にテレスコピックストローク範囲を超えて相対的に変位させることにより、アッパーシャフト２１１に形成した直歯ギア２１１ａ（サンギア２１１ａ）とロアーシャフト２１２に組み付けた遊星ギア２１２ｂとが互いに噛み合って減速比αを「１」よりも大きな状態とすることができる。
【００７２】
このとき、電子制御ユニット６７は、サンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとを噛み合わせるに当たり、アシスト停止状態に移行した後であっても、ＥＰＳユニット２４の電動モータ２４２を一時的に駆動させてサンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとを相対的に微小量だけ回転させ、互いに噛み合う歯位置を調整することができる。また、電子制御ユニット６７は、電動テレスコピック作動ユニット２３を構成する電動モータ２３１のモータ回転角θtに対する駆動電流の変化に基づいて、サンギア２１１ａと遊星ギアｂとが噛み合った状態であるか否かを判定することができる。さらに、サンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとが噛み合っていないと判定されたときには、電子制御ユニット６７は、引き続き電動モータ２４２微小量だけ作動させることによって、入力ギアと第２ギアとが噛み合う歯位置を調整することができる。
【００７３】
これにより、サンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとを確実に噛み合わせることができ、アッパーシャフト２１１の回転数に対してロアーシャフト２１２の回転数を減速することができる。その結果、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵させるために必要な操舵トルクtを軽減することができる。したがって、アシスト停止状態であっても、運転者は操舵ハンドル１を介して入力する操舵トルクtのみで容易に左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵させることができて、良好な操作性を確保することができる。
【００７４】
また、ロアーシャフト２１２の直歯ギア２１２ａを所定の長さに形成することができるため、通常状態においては、運転者と操舵ハンドル１との間の距離を適宜調節する、所謂、テレスコピック操作も可能となる。また、減速比αを大きな値に変更できる遊星ギア２１２ｂを採用することにより、構造を簡略化することができて、大幅に小型化することができる。さらに、遊星ギア２１２ｂに噛み合うリングギア２２２ａとサンギア２１１ａとの歯数差（Ｎr−Ｎs）、言い換えれば、リングギア２２２ａの内径寸法とサンギア２１１ａの外径寸法とを適宜設定することにより、極めて容易に「１」よりも大きな減速比αを設定することができる。したがって、アシスト停止状態において、運転者が入力する操舵トルクtを適切に軽減することができる。
【００７５】
上記実施形態においては、ステップＳ１９において、電子制御ユニット６７が電動テレスコピック作動ユニット２３の電動モータ２３１のモータ回転角θtに対する駆動電流の変化に基づいて、サンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとが噛み合ったか否かを判定するように実施した。これに対して、電動モータ２３１の駆動量すなわちサンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとの間の距離Ｌの時間変化に基づいて、サンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとが噛み合ったか否かを判定するように実施することも可能である。以下、この第１変形例を説明するが、上記実施形態と同一部分に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７６】
この第１変形例においても、電子制御ユニット６７は、上記実施形態と同様に、図４に示した減速比変更プログラムを実行する。ただし、この第１変形例においては、前記ステップＳ１９における処理内容が若干異なる。すなわち、電子制御ユニット６７は、電動テレスコピック作動ユニット２３の電動モータ２３１に設けられたテレスコモータ回転角センサ６６からモータ回転角θtを入力し、サンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとの間の距離Ｌを計算する。
【００７７】
ここで、サンギア２１１ａの直歯と遊星ギア２１２ｂの直歯の歯位置が一致していない場合には、上述したように、歯同士が互いに噛み合うことが可能であるため、距離Ｌは時間の経過とともに一様に減少する。一方、サンギア２１１ａの直歯と遊星ギア２１２ｂの直歯の歯位置が一致している場合には、歯同士が当接するため、図８に示すように、距離Ｌは時間の経過に対して一定値となって変化しない。
【００７８】
このことに基づき、電子制御ユニット６７は、計算した距離Ｌが時間の経過とともに一様に減少していればステップＳ１９にて「Ｙｅｓ」と判定し、上述した実施形態と同様に、ステップＳ２１以降の各ステップ処理を実行する。一方、計算した距離Ｌが時間の経過に対して変化しなければステップＳ１９にて「Ｎｏ」と判定し、上述した実施形態と同様に、ステップＳ２０を実行する。そして、計算した距離Ｌが時間の経過とともに一様に減少するまで、繰り返しステップＳ１８からステップＳ２０までの各処理を実行する。
【００７９】
したがって、この第１変形例においても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。
【００８０】
また、上記実施形態および第１変形例においては、電動テレスコピック作動ユニット２３の電動モータ２３１の作動状態に基づき、図４に示した減速比変更プログラムにおけるステップＳ１９にてサンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとが噛み合ったか否かを判定するように実施した。これに対して、ステップＳ１８にて一時的に作動させるＥＰＳユニット２４の電動モータ２４２の作動状態に基づいて、電子制御ユニット６７がステップＳ１９にてサンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとが噛み合ったか否かを判定するように実施することも可能である。以下、この第２変形例を詳細に説明するが、上記実施形態および第１変形例と同一部分に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００８１】
この第２変形例においても、電子制御ユニット６７は、上記実施形態と同様に、図４に示した減速比変更プログラムを実行する。ただし、この第２変形例においては、前記ステップＳ１９における処理内容が若干異なる。すなわち、電子制御ユニット６７は、前記ステップＳ１８にて微小量だけ正転駆動および逆転駆動するＥＰＳユニット２４の電動モータ２４２に設けられたＥＰＳモータ回転角センサ６５からモータ回転角θeを入力する。
【００８２】
ここで、サンギア２１１ａの直歯と遊星ギア２１２ｂの直歯の歯位置が一致していない場合には、上述したように、歯同士が互いに噛み合うことが可能である。このため、電動モータ２４２が正転駆動および逆転駆動した場合には、図９に示すように、モータ回転角θeの時間変化は、サンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとが噛み合う前後において同様に変化する。一方、サンギア２１１ａの直歯と遊星ギア２１２ｂの直歯の歯位置が一致している場合には、歯同士が当接するため、電動モータ２４２のスムーズな正転駆動および逆転駆動が阻害されて、図９に太線で示すように、モータ回転角θeの時間変化は、サンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとが噛み合う前後において大きく異なる。
【００８３】
このことに基づき、電子制御ユニット６７は、入力したモータ回転角θeの時間変化状態がサンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとが噛み合う前後で変化していなければステップＳ１９にて「Ｙｅｓ」と判定し、上述した実施形態と同様に、ステップＳ２１以降の各ステップ処理を実行する。一方、入力したモータ回転角θeの時間変化状態がサンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとが噛み合う前後で変化していればステップＳ１９にて「Ｎｏ」と判定し、上述した実施形態と同様に、ステップＳ２０を実行する。そして、計算した距離Ｌが時間の経過とともに一様に減少するまで、繰り返しステップＳ１８からステップＳ２０までの各処理を実行する。
【００８４】
このように、この第２変形例においても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。
【００８５】
なお、この第２変形例においては、ＥＰＳユニット２４の電動モータ２４２のモータ回転角θeの時間変化状態に基づいて、サンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとの噛み合せを判定するように実施した。ところで、モータ回転角θeの時間変化状態が変化する状況では、電動モータ２４２に流れる駆動電流も変化する。このため、例えば、駆動回路６９の電流検出器６９ａによって検出される電動モータ２４２の駆動電流変化に基づいて、電子制御ユニット６７がサンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとの噛み合せを判定するように実施することも可能である。
【００８６】
この場合には、サンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとが噛み合った状態では、電動モータ２４２がスムーズに正転駆動および逆転駆動することができるため、同モータ２４１に流れる駆動電流の絶対値は一定となる。一方、サンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとが噛み合わない状態では、電動モータ２４２がスムーズに正転駆動および逆転駆動することができないため、同モータ２４１に流れる駆動電流の絶対値は増大する。
【００８７】
したがって、電子制御ユニット６７が、ステップＳ１９にて、電流検出器６９ａからの駆動電流に基づいて、サンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとが噛み合ったか否かを判定することができるため、この場合においても上記実施形態と同様の効果が期待できる。
【００８８】
本発明の実施にあたっては、上記実施形態および第１，２変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００８９】
例えば、上記実施形態および各変形例においては、ロアーシャフト２１２に対してアッパーシャフト２１１を車室側に引き出すことにより、言い換えれば、ステアリングメインシャフト２１が伸長することにより、直歯ギア２１１ａ（サンギア２１１ａ）が直歯ギア２１２ａと噛み合う状態から遊星ギア２１２ｂと噛み合う状態に切り替わるように実施した。すなわち、上記各実施形態においては、中空状のロアーチューブ２１２の内面側略中央から上端に向けて直歯ギア２１２ａを形成し、ロアーチューブ２１２の上端部近傍に遊星ギア２１２ｂを組み付けて実施した。
【００９０】
これに対して、例えば、図１０に示すように、ロアーシャフト２１２における直歯ギア２１２ａと遊星ギア２１２ｂの配置を逆にして、より詳しくは、ロアーチューブ２１２の内面側略中央に遊星ギア２１２ｂを組み付け、ロアーチューブ２１２の上端部近傍に直歯ギア２１２ａを形成して実施することも可能である。なお、この場合には、ロアーチューブ２２２に一体的に形成されるリングギア２２２ａは、遊星ギア２１２ｂの配置変更に合せて配置されることはいうまでもない。
【００９１】
このように直歯２１２ａと遊星ギア２１２ｂを配置することにより、操舵ハンドル１を車室側から押し込むことによって、言い換えれば、ステアリングメインシャフト２１が収縮することによって、直歯ギア２１１ａ（サンギア２１１ａ）が直歯ギア２１２ａと噛み合う状態から遊星ギア２１２ｂと噛み合う状態に切り替えることができる。
【００９２】
また、上記実施形態および各変形例においては、電子制御ユニット６７がステップＳ１５にて車両の車速Vが略「０」すなわち所定の車速以下となっているか否かを判定し、ステップＳ１７にて電動モータ２３１を回転駆動してアッパーチューブ２２１およびアッパーシャフト２１１の変位を開始するように実施した。この場合、車両の走行挙動が安定する状態、例えば、車両が直進状態にあるか否かを判定して、アッパーチューブ２２１およびアッパーシャフト２１１の変位を開始するように実施することも可能である。
【００９３】
この場合には、電子制御ユニット６７は、前記ステップＳ１５における車速判定処理に代えて、例えば、操舵角センサ６３によって検出された操舵角θが略「０」であるか否かを判定するようにするとよい。これによっても、アッパーシャフト２１１とロアーシャフト２１２との回転方向における相対的な動きが小さい状態で直歯ギア２１１ａ（サンギア２１１ａ）と遊星ギア２１２ｂとを噛み合せることができるため、より確実に減速比αを大きくすることができる。
【００９４】
また、上記実施形態および各変形例においては、ステップＳ１８にてＥＰＳユニット２４の電動モータ２４２を微小量だけ正逆駆動させた状態とし、ステップＳ１９にてサンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとが噛み合っているか否かを判定するように実施した。しかし、例えば、ステップＳ１９にてサンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとが噛み合っていないと判定された後に、ＥＰＳユニット２４の電動モータ２４２を微小量だけ正逆駆動させて、サンギア２１１ａと遊星ギア２１２ｂとの歯位置を調整するようにしてもよい。
【００９５】
また、上記実施形態および各変形例においては、ステアリングギア５にラックアンドピニオン式を採用して実施したが、例えば、ボールねじ機構を採用して実施してもよい。
【００９６】
さらに、上記実施形態においては、運転者の操舵トルクtを低減するためのアシストトルクTaを付与するＥＰＳユニット２４を備えた電動パワーステアリング装置を採用して実施した。しかしながら、運転者の操舵トルクtを低減するためのアシストトルクTaを付与することができるものであれば、ＥＰＳユニット２４に代えて、例えば、油圧システムを備えたパワーステアリング装置に本発明を適用して実施することもできる。なお、油圧システムを用いる場合には、アシストトルクTaを付与する油圧経路を切り替えることにより、アッパーシャフト２１１とロアーシャフト２１２を相対的に回転方向に微小量だけ正逆回転させるようにするとよい。したがって、この場合であっても、アシストトルクTaが付与されないアシスト停止状態では、直歯ギア２１１ａ（サンギア２１１ａ）が、直歯ギア２１２ａと噛み合う状態から遊星ギア２１２ｂと噛み合う状態に確実に切り替えることができ、上記実施形態と同様の効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の実施形態に係る車両の操舵装置の全体を示す概略図である。
【図２】図１のステアリングコラムの構成を説明するための概略図である。
【図３】図１のステアリングメインシャフトおよびコラムチューブの構成を説明するための概略的な断面図である。
【図４】図１の電子制御ユニットによって実行される減速比変更プログラムを示すフローチャートである。
【図５】サンギアと遊星ギアとの噛み合い状態の判定を説明するための断面図である。
【図６】モータ回転角（回転数）と駆動電流との関係を示すグラフである。
【図７】アシスト停止状態におけるサンギアと遊星ギアとの噛み合い状態を示す断面図である。
【図８】本発明の第１変形例に係り、サンギアと遊星ギアとの間の距離の時間変化を概略的に示したグラフである。
【図９】本発明の第２変形例に係り、ＥＰＳユニットの電動モータのモータ回転角の時間変化を概略的に示すグラフである。
【図１０】図１のステアリングメインシャフトおよびコラムチューブの構成の変更を説明するための概略的な断面図である。
【符号の説明】
【００９８】
ＦＷ１，ＦＷ２…前輪、１…操舵ハンドル、２…ステアリングコラム、２１…ステアリングメインシャフト（伝達軸）、２１１…アッパーシャフト（第１軸）、２１１ａ…直歯ギア（サンギア）、２１２…ロアーシャフト（第２軸）、２１２ａ…直歯ギア（第１ギア）、２１２ｂ…遊星ギア（第２ギア）、２２…コラムチューブ、２２１…アッパーチューブ、２２２…ロアーチューブ、２２２ａ…リングギア（固定ギア）、２３…電動テレスコピック作動ユニット（変位手段）、２３１…電動モータ、２４…ＥＰＳユニット（補助力付与手段）、２４２…電動モータ
【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】
2009029362.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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