JP2019182266A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変換機構の劣化度合いを推定できる車両用操舵装置を提供すること。【解決手段】ラックシャフト１２と、モータ２０と、モータ２０の回転軸２１の回転をラックシャフト１２の往復動に変換する変換機構と、を備える車両用操舵装置において、変換機構は、回転軸２１と一体回転する駆動プーリ４１と、ラックシャフト１２の軸線ｍ１を回転中心として回転可能な従動プーリ４２と、駆動プーリ４１及び従動プーリ４２に巻き掛けられている歯付きベルト４３とを含み、駆動プーリ４１の回転が歯付きベルト４３を介して従動プーリ４２に伝達されることにより回転軸２１の回転をラックシャフト１２の往復動に変換し、駆動プーリ４１と歯付きベルト４３との噛み合い位置が変わる歯飛びを判定する判定部５１と、判定部５１により歯飛びが判定されたことを示す規定値を積算した積算値を演算する算出部５２と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用操舵装置に関するものである。

例えば、車両用操舵装置の一例として、特許文献１の電動パワーステアリング装置が知られている。
特許文献１の電動パワーステアリング装置の変換機構は、モータの回転軸と一体回転する駆動プーリと、ラックシャフトの軸線を回転中心として回転可能な従動プーリと、駆動プーリ及び従動プーリに巻き掛けられた歯付きベルトとを備えている。駆動プーリ及び従動プーリの外周面には歯が設けられており、歯付きベルトの歯と噛み合っている。

特開２０１８−２４３６６号公報

ところで、上記の電動パワーステアリング装置において、ラックシャフトのラックエンドが高速でラックシャフトを収容するハウジングの端部の内壁に衝突することがある。ラックシャフトのラックエンドがハウジングの端部の内壁に衝突することを端当てという。換言すると、上記の電動パワーステアリング装置では、ラックシャフトが高速で移動しているときに端当てが生じることがある。このとき、ラックシャフトが往復動しない状態となり、従動プーリの回転及び歯付きベルトの回転も抑制される。同時に、モータの回転軸及び駆動プーリが回転し続けようとする。そのため、歯付きベルトには、駆動プーリの回転によって張力が強まることで張られる部分と、張力が弱まることで撓む部分とが形成される。その結果、駆動プーリの歯と歯付きベルトの撓む部分に対応する部分の歯との間の噛み合いが外れて、駆動プーリの歯と歯付きベルトの歯との噛み合い位置が変わる歯飛びが発生することがある。また、歯飛びが繰り返されると、駆動プーリの歯と歯付きベルトの歯とが再度噛み合うときの歯同士の摩耗、モータの回転軸及び駆動プーリの回転による歯付きベルトの張られる部分に対応する部分の歯と駆動プーリの歯との摩耗、もしくは歯付きベルトの張られる部分のように張力が強まることが繰り返されることによる歯付きベルトの耐久性の低下といった変換機構の劣化が生じる。

しかし、上記の電動パワーステアリング装置では、変換機構の劣化については考慮されていない。
本発明の目的は、変換機構の劣化度合いを推定できる車両用操舵装置を提供することである。

上記目的を達成する車両用操舵装置は、軸方向に往復動することで転舵輪を転舵させる転舵軸と、前記転舵軸を往復動させるための動力を発生させるモータと、前記モータの回転軸の回転を前記転舵軸の往復動に変換する変換機構と、を備える車両用操舵装置を前提としている。前記変換機構は、前記回転軸と一体回転する駆動プーリと、前記転舵軸の軸線を回転中心として回転可能な従動プーリと、前記駆動プーリ及び前記従動プーリに巻き掛けられている歯付きベルトとを含み、前記駆動プーリの回転が前記歯付きベルトを介して前記従動プーリに伝達されることにより前記回転軸の回転を前記転舵軸の往復動に変換し、前記駆動プーリと前記歯付きベルトとの噛み合い位置が変わる歯飛びを判定する判定部と、前記判定部により前記歯飛びが判定されたことを示す規定値を積算した積算値を演算する算出部と、を備える。

変換機構における駆動プーリと歯付きベルトとの歯飛びが発生すると変換機構にはダメージが蓄積される。
この構成によれば、規定値の積算値を変換機構の劣化度合いの指標値として算出することができる。そのため、変換機構の劣化度合いを推定できる。

上記構成において、前記規定値は、前記判定部により前記歯飛びが判定された回数を示す固定値であることが好ましい。
この構成によれば、変換機構へのダメージを規定値の積算値から確認できるため、好適に変換機構の劣化度合いを推定できる。

上記構成において、前記規定値は、前記回転軸の回転速度に応じて設定され、前記判定部により前記歯飛びが判定されたときの前記変換機構に加わる負荷を示す変数であることが好ましい。

モータの回転軸の回転速度が大きいほど、駆動プーリと歯付きベルトとの歯飛びが発生したときの変換機構へのダメージが大きくなりやすい。
この構成によれば、変換機構に蓄積されたダメージを規定値の積算値から確認できる。そのため、好適に変換機構の劣化度合いを推定できる。

上記構成において、前記モータへの給電を制御するとともに前記判定部及び前記算出部を有する制御部を備え、前記制御部には、前記積算値に対して設定され、前記変換機構の劣化度合いを示す閾値が予め設定されていることが好ましい。

この構成によれば、積算値が閾値を上回るか否かに応じて変換機構の劣化度合いを判定できる。これにより、例えば、ディーラでの車両の点検時に、積算値と閾値とを比較することにより変換機構の劣化度合いを確認する指標とすることができる。

上記構成において、前記制御部は、前記積算値が前記閾値を上回った旨を車両に搭載された報知部に報知させる信号を当該報知部に出力する報知指示部を更に備えることが好ましい。

この構成によれば、規定値の積算値が閾値を上回ったときにその旨が報知されることで変換機構が劣化していることを運転者が容易に認識できる。これにより、例えば、ディーラで車両の点検をする等、その後の対処を運転者に対して促すことができる。

本発明の車両用操舵装置によれば、変換機構の劣化度合いを推定できる。

車両用操舵装置の一実施形態の概略図。 車両用操舵装置のアシスト機構の断面図。 図２のＡ−Ａ線に沿った断面図。 車両用操舵装置の制御部の制御フロー図。 車両用操舵装置の変更例における負荷指数と回転速度の関係を示すマップ。

以下、車両用操舵装置の一実施形態である電動パワーステアリング装置１（以下、「ＥＰＳ装置１」という）について説明する。
図１に示すように、ＥＰＳ装置１は、運転者のステアリングホイール１０の操作に基づき転舵輪１５を転舵させる操舵機構２と、運転者のステアリングホイール１０の操作を補助するアシスト機構３と、操舵機構２の一部分及びアシスト機構３の一部分を収容するハウジング１６と、を備えている。

操舵機構２は、ステアリングホイール１０と一体回転するステアリングシャフト１１と、ステアリングホイール１０の操作に伴い軸方向に往復動する転舵軸としてのラックシャフト１２とを有している。ラックシャフト１２の外周面には、ねじ溝１２ａ（図１中の左側）及びラック歯１２ｂ（図１中の右側）が設けられている。

以下の説明において、「軸方向」とはラックシャフト１２の軸方向を意味し、「径方向」とは、「軸方向」に直交する方向を意味し、「周方向」とはラックシャフト１２の軸線回りの方向を意味している。

ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール１０と連結されたコラムシャフト１１ａと、コラムシャフト１１ａの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト１１ｂと、インターミディエイトシャフト１１ｂの下端部に連結されたピニオンシャフト１１ｃを有している。ピニオンシャフト１１ｃの下端部には、ピニオン歯１１ｄが設けられている。

ピニオンシャフト１１ｃのピニオン歯１１ｄと、このピニオン歯１１ｄと噛み合うラックシャフト１２のラック歯１２ｂとによりラックアンドピニオン機構１３が構成されている。したがって、ステアリングシャフト１１の回転運動は、ラックアンドピニオン機構１３を介してラックシャフト１２の軸方向の往復動に変換される。ラックシャフト１２の往復動がラックシャフト１２の端部にそれぞれ連結されたインナーボールジョイント１４（以下、「ＩＢＪ１４」という）を介して左右の転舵輪１５にそれぞれ伝達されることにより、転舵輪１５の転舵角が変更される。ＩＢＪ１４は、タイロッド１４ａと、ソケット部１４ｂとを有している。タイロッド１４ａは、ラックシャフト１２の軸線ｍ１に対して角度が付いた状態で取り付けられている。なお、ラックシャフト１２の軸方向に沿った往復動は、ソケット部１４ｂがハウジング１６の端部の内壁に突き当たる、いわゆる端当てにより規制される。すなわち、ラックシャフト１２の移動限界であるストロークエンドは、ソケット部１４ｂがハウジング１６の端部の内壁に軸方向から突き当たることにより規定されている。なお、ＩＢＪ１４のソケット部１４ｂは、ラックシャフト１２のラックエンドである。

アシスト機構３は、ラックシャフト１２を往復動させる動力を発生させるモータ２０と、モータ２０の回転軸２１の回転をラックシャフト１２の往復動に変換するボールねじ機構３０と、モータ２０の動力をボールねじ機構３０に伝達するベルト式の伝達機構４０とを有している。すなわち、アシスト機構３は、回転軸２１の回転力をボールねじ機構３０及び伝達機構４０を介してラックシャフト１２を軸方向に往復動させる軸線ｍ１に沿った軸力に変換し、このラックシャフト１２に付与される軸力をアシスト力とし、運転者のステアリングホイール１０の操作を補助する。なお、ボールねじ機構３０及び伝達機構４０は、変換機構の一例である。

ラックシャフト１２と、ボールねじ機構３０と、伝達機構４０と、ピニオンシャフト１１ｃの一部分は、ハウジング１６に収容されている。ハウジング１６は、軸方向に分割された第１のハウジング１６ａ及び第２のハウジング１６ｂを連結することにより構成されている。第１のハウジング１６ａは、アシスト機構３を収容する第１の収容部１６ｃと、第１の収容部１６ｃと連通し、ラックアンドピニオン機構１３と反対側に延びる第１の円筒部１６ｄとを有している。第２のハウジング１６ｂは、アシスト機構３を収容する第２の収容部１６ｅと、第２の収容部１６ｅと連通し、ラックアンドピニオン機構１３側に延びる第２の円筒部１６ｆとを有している。ラックシャフト１２は、第１の収容部１６ｃと、第１の円筒部１６ｄと、第２の収容部１６ｅと、第２の円筒部１６ｆの内部に収容されている。

第２のハウジング１６ｂの第２の収容部１６ｅにおける外壁（図中の右側壁）には、貫通孔２２が設けられている。モータ２０の回転軸２１は、貫通孔２２を通じて第２のハウジング１６ｂの内部に収容されている。モータ２０は、第２のハウジング１６ｂに対してボルト２３により固定されている。回転軸２１は、ラックシャフト１２に対して平行である。

図２に示すように、ボールねじ機構３０は、ラックシャフト１２の外周に複数のボール３２を介して螺合される円筒状のボールねじナット３１を有している。ボールねじナット３１の軸線は、ラックシャフト１２の軸線ｍ１と一致している。ボールねじナット３１の内周面には、ラックシャフト１２のねじ溝１２ａに対応する螺旋状のねじ溝３３が設けられている。ボールねじナット３１のねじ溝３３とラックシャフト１２のねじ溝１２ａとにより囲まれる螺旋状の空間は、ボール３２が転動する転動通路Ｒとして機能する。また、ボールねじナット３１には、転動通路Ｒの２箇所に開口して、当該２箇所の開口を短絡する図示しない循環路が設けられている。そのため、複数のボール３２は、ボールねじナット３１の内部の循環路を介して転動通路Ｒ内を無限循環することができる。ボールねじナット３１の外周面と第１のハウジング１６ａの内周面との間には、軸受８０が設けられている。軸受８０には、複列アンギュラ玉軸受が採用されている。軸受８０は、ボールねじナット３１を回転自在に支持している。

伝達機構４０は、回転軸２１と一体回転する円筒状の駆動プーリ４１と、ラックシャフト１２の軸線ｍ１を回転中心として回転可能な円筒状の従動プーリ４２と、駆動プーリ４１と従動プーリ４２との間に巻き掛けられる歯付きベルト４３とを構成要素として有している。駆動プーリ４１及び従動プーリ４２の外周面及び歯付きベルト４３の内周面には、はす歯が設けられている。そのため、駆動プーリ４１のはす歯と歯付きベルト４３のはす歯とが互いに噛み合い、従動プーリ４２のはす歯と歯付きベルト４３のはす歯とが互いに噛み合うことにより伝達機構４０が構成されている。なお、はす歯とは、伝達機構４０の各構成要素それぞれの軸線に対して角度を持って傾斜するように設けられた歯である。

駆動プーリ４１の内部には、回転軸２１の先端部である第１の端部２１ａ（図２中の左端部）が挿通されている。第１の端部２１ａは、駆動プーリ４１を貫通している。第１の端部２１ａの駆動プーリ４１を貫通した突出部２１ｂは、回転軸２１の軸線ｍ２に沿った方向において、ハウジング１６の内壁面、すなわち第１のハウジング１６ａの第１の収容部１６ｃの内壁面１６ｇに対向している。なお、モータ２０が第２のハウジング１６ｂにボルト２３により固定されている。そのため、回転軸２１は、第１の端部２１ａと反対側の基端部である回転軸２１の第２の端部２１ｃ（図２中の右端部）を固定端、回転軸２１の第１の端部２１ａを自由端とする片持ちばり状の構造を有している。

従動プーリ４２は、軸方向において、軸受８０の内輪に隣接するようにボールねじナット３１の外周面に設けられている。軸方向において、従動プーリ４２を基準としてボールねじナット３１の外周面における軸受８０と反対側には、ロックナット８５が螺合されている。ロックナット８５は、ボールねじナット３１の外周面において、従動プーリ４２を軸受８０とロックナット８５との間に固定する機能を有している。そのため、従動プーリ４２は、ボールねじナット３１と一体回転可能である。

このような構成からなるアシスト機構３では、モータ２０の回転軸２１が回転すると、駆動プーリ４１が回転する。駆動プーリ４１の回転力が歯付きベルト４３を介して従動プーリ４２に伝達される。従動プーリ４２は、駆動プーリ４１の回転力に基づいてラックシャフト１２の軸線ｍ１を回転中心として回転する。従動プーリ４２の回転に伴い、ボールねじナット３１に回転トルクが付与され、この回転トルクがボールねじナット３１の内周面とラックシャフト１２の外周面との間の複数のボール３２によりラックシャフト１２を往復動させる軸力に変換される。ラックシャフト１２に付与される軸力がアシスト力となり、運転者のステアリングホイール１０の操作を補助する。

第１のハウジング１６ａの内壁面１６ｇには、軸方向に沿って第２のハウジング１６ｂ側に突出する受け部１７が一体的に設けられている。受け部１７は、回転軸２１を基準として従動プーリ４２側に設けられ、回転軸２１の突出部２１ｂに隣接するように設けられている。受け部１７の回転軸２１側には、近接センサ７０が設けられている。近接センサ７０には、例えば静電センサが採用されている。近接センサ７０は、物体が近づくのにしたがって出力される信号の電圧値Ｖが大きくなる。ここで、例えば、回転軸２１が従動プーリ４２側に変位する、具体的な一例として回転軸２１がその軸線ｍ２に対して角度を持って従動プーリ４２側に傾斜する場合を考える。この場合、受け部１７及び近接センサ７０は、回転軸２１が従動プーリ４２側に変位したとしても回転軸２１の突出部２１ｂが当接しない位置であって、回転軸２１が変位したときに近接センサ７０から出力される信号の電圧値Ｖに変化が生じる位置に設けられている。

また、ＥＰＳ装置１は、モータ２０への給電を制御するとともに駆動プーリ４１と歯付きベルト４３との歯飛びを判定する制御部５０を備えている。
制御部５０は、図示しないトルクセンサから検出される操舵トルク、モータ２０の回転角センサから検出される回転軸２１の回転角、車速センサから検出される車速等の各種状態量に基づいてアシスト量を演算し、このアシスト量に基づいてモータ２０への給電を制御する。

次に、制御部５０の歯飛びの判定について説明する。歯飛びとは、駆動プーリ４１のはす歯と歯付きベルト４３のはす歯との噛み合い位置が変わることである。歯飛びは、例えば、ＩＢＪ１４のソケット部１４ｂが高速でハウジング１６の端部の内壁に衝突にするときに発生する可能性が高い。換言すると、ラックシャフト１２が高速で移動しているときに端当てが生じる場合に歯飛びが発生する可能性が高い。なお、ラックシャフト１２が高速で移動しているときに端当てが生じる状況としては、車両が走行しているときに転舵輪１５が路面上の縁石に乗り上げる等の状況が挙げられる。

図３に示すように、ラックシャフト１２が高速で移動しているときに端当てが生じ、歯飛びが発生する場合を考える。この場合、ラックシャフト１２が往復動しない状態となり、従動プーリ４２の回転及び歯付きベルト４３の回転も抑制される。同時に、回転軸２１及び駆動プーリ４１が回転し続けようとする。そのため、歯付きベルト４３には、駆動プーリ４１の回転によって張力が強まることで張られる部分Ｆ１と、張力が弱まることで撓む部分Ｆ２とが形成される。その結果、駆動プーリ４１のはす歯と歯付きベルト４３の撓む部分Ｆ２に対応する部分のはす歯との間の噛み合いが外れて歯飛びが発生することがある。また、このとき、歯付きベルト４３の張られる部分Ｆ１の影響で駆動プーリ４１を介して回転軸２１が従動プーリ側に向けて変位することがある。すなわち、歯飛びが発生するときにモータ２０の回転軸２１が従動プーリ４２側に向けて変位する可能性がある。

また、歯飛びが繰り返されると、駆動プーリ４１のはす歯と歯付きベルト４３のはす歯とが再度噛み合うときの歯同士の摩耗、モータ２０の回転軸２１及び駆動プーリ４１の回転による歯付きベルト４３の張られる部分Ｆ１に対応する部分のはす歯と駆動プーリ４１のはす歯との摩耗、もしくは歯付きベルト４３の張られる部分Ｆ１のように張力が強まることが繰り返されることによる歯付きベルト４３の耐久性の低下といった変換機構の劣化が生じる。そのため、変換機構の劣化度合いに応じて、歯付きベルト４３の交換等を実施することが好ましい。

そこで、図２に示すように、制御部５０は、近接センサ７０から出力される信号の電圧値Ｖが閾値Ｖthをより大きいか否かに応じて歯飛びを判定する判定部５１と、判定部５１により歯飛びが判定された回数を示す固定値である規定値Ｓvを積算した積算値Ｓamを演算する算出部５２と、算出部５２により演算された積算値Ｓamを記憶する不揮発性メモリを有する記憶部５３と、積算値Ｓamが予め設定された閾値Ｓthを上回った旨を車両に搭載された報知部６０に報知させる報知指示部５４とを有している。なお、記憶部５３には、閾値Ｓth等の積算値Ｓam以外の情報も記憶させることができる。また、記憶部５３は、ＥＰＳ装置１の外部機器と接続することで記憶された情報を外部機器に送信できる機能を有し、例えば記憶した積算値Ｓam及び閾値Ｓthを外部機器に送信することができる。なお、報知部６０は、例えば、車両内部のインストルメントパネルに実装される警告灯である。

ここで、閾値Ｖth，Ｓthについて説明する。
閾値Ｖthは、突出部２１ｂの従動プーリ４２側に向けての変位のうち、歯飛びが発生していない状態で突出部２１ｂが近接センサ７０に近づいたときの電圧値Ｖの最大値である。すなわち、ＥＰＳ装置１を歯飛びが発生しない環境で使用しているとき、換言するとＥＰＳ装置１を歯飛びが発生しない環境で使用しているときの回転軸２１の変位により生じる電圧値Ｖの変化は、判定部５１ではノイズであると判定し、歯飛びが発生しない旨を判定する。なお、歯飛びが発生しない環境における回転軸２１の変位とは、例えば、運転者がステアリングホイール１０を操作することで転舵輪１５を転舵させる状況のなりゆきで端当てが生じる環境における回転軸２１の変位、もしくは車両が走行しているときに路面から転舵輪１５を介して伝わる振動による回転軸２１の変位のことである。

閾値Ｓthは、積算値Ｓamに対して設定され、変換機構の劣化度合いを示す値である。閾値Ｓthは、歯付きベルト４３の耐久性が大きく低下すると想定される歯飛びの回数よりも所定回数少ない値となっている。これにより、歯付きベルト４３の耐久性が大きく低下する前に歯付きベルト４３の交換を報知部６０を介して運転者に促すためである。

制御部５０の制御フローについて詳しく説明する。
図４に示すように、制御部５０は、近接センサ７０から出力される信号を所定周期で取得する（ステップＳ１０１）。制御部５０は、取得された信号の電圧値Ｖが閾値Ｖthより大きいか否かを判定する（ステップＳ１０２）。制御部５０は、取得された信号の電圧値Ｖが閾値Ｖth以下である場合、歯飛びが発生しなかった旨を判定し（ステップＳ１０２でＮＯ）、処理を終了する（ＲＥＴＵＲＮ）。制御部５０は、取得された信号の電圧値Ｖが閾値Ｖthよりも大きい場合、歯飛びが発生した旨を判定し（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、算出部５２に積算値Ｓamを演算させる（ステップＳ１０３）。なお、制御部５０のステップＳ１０１及びステップＳ１０２の制御フローは、判定部５１の処理に相当する。

制御部５０は、判定部５１により歯飛びが発生した旨が判定される毎に規定値Ｓvとしての「１」を積算し、積算値Ｓamを演算する（ステップＳ１０３）。規定値Ｓvが「１」であることは、判定部５１により歯飛びが発生する旨が１回判定されたことを示している。そのため、積算値Ｓamは、判定部５１により歯飛びが発生した旨が判定された回数を示す回数積算値である。制御部５０は、積算値Ｓamが更新される毎に記憶部５３に対して積算値Ｓamを記憶させる（ステップＳ１０４）。制御部５０は、記憶部５３に積算値Ｓamを記憶させた後、積算値Ｓamが閾値Ｓthを上回ったか否かを判定する（ステップＳ１０５）。制御部５０は、積算値Ｓamが閾値Ｓthを上回っていない場合（ステップＳ１０５でＮＯ）、処理を終了する（ＲＥＴＵＲＮ）。制御部５０は、積算値Ｓamが閾値Ｓthを上回った場合（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、変換機構（歯付きベルト４３）が劣化している旨を報知部６０に報知させる指令信号Ｓ１を報知部６０に出力し（ステップＳ１０６）、処理を終了する（ＲＥＴＵＲＮ）。制御部５０は、ステップＳ１０６において報知指示部５４から報知部６０に指令信号Ｓ１が出力されない限りは上記の制御フローを所定周期で繰り替えし実行する。なお、制御部５０のステップＳ１０３，Ｓ１０４，Ｓ１０５は、算出部５２の処理に相当し、制御部５０のステップＳ１０６は、報知指示部５４の処理に相当する。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）伝達機構４０の駆動プーリ４１と歯付きベルト４３との歯飛びが発生すると歯付きベルト４３（変換機構）にはダメージが蓄積される。規定値Ｓvの積算値Ｓamを歯付きベルト４３（変換機構）の劣化度合いの指標値として算出することができる。そのため、変換機構の劣化度合いを推定できる。

（２）歯付きベルト４３（変換機構）にダメージを規定値Ｓvの積算値Ｓamから確認できるため、好適に歯付きベルト４３の劣化度合いを推定できる。
（３）積算値Ｓamに対して設定され、変換機構の劣化度合いを示す閾値Ｓthが予め設定されているため、例えば、ディーラでの車両の点検時に、積算値Ｓamと閾値Ｓthとを比較することにより変換機構の劣化度合いを確認する指標とすることができる。

（４）規定値Ｓvの積算値Ｓamが閾値Ｓthを上回ったときにその旨が報知されることで歯付きベルト４３（変換機構）が劣化していることを運転者が容易に認識できる。これにより、例えば、ディーラで車両の点検をする等、その後の対処を運転者に対して促すことができる。

（５）記憶部５３は、ＥＰＳ装置１の外部機器と接続することで記憶された情報を外部機器に送信できる機能を有している。そのため、例えば、車両をディーラに持ち込んだ際に、記憶部５３を歯付きベルト４３の劣化度合いを診断する診断機と接続することで容易に歯付きベルト４３の劣化度合いを推定することができる。

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・駆動プーリ４１と、従動プーリ４２と、歯付きベルト４３はそれぞれはす歯が噛み合っていたが、はす歯から平歯に変更してもよい。平歯とは、伝達機構４０の各構成要素の軸線に沿って設けられる歯である。

・本実施形態では、判定部５１が歯飛びを判定する毎に算出部５２が積算値Ｓamを演算していたが、これに限らない。例えば、判定部５１が歯飛びを２回判定したときに算出部５２に積算値Ｓamを演算させてもよい。また、２回に限らず、３回以上であってもよく、算出部５２による積算値Ｓamの演算のタイミングは、適宜変更してもよい。

・本実施形態において、判定部５１による歯飛びの判定は、近接センサ７０から出力される信号の電圧値Ｖが閾値Ｖthよりも大きいか否かに基づいて実施されていたが、これに限らない。例えば、回転軸２１の回転速度と、回転軸２１の回転加速度に基づいて歯飛びを判定してもよい。この場合、近接センサ７０を割愛し、モータ２０の回転角センサから検出される回転角から回転軸２１の回転速度と回転加速度が演算できる演算部を設ける。

判定部５１における具体的な歯飛びの判定について説明する。判定部５１は、モータ２０の回転軸２１の回転速度及び回転加速度の両者が、回転速度及び回転加速度のそれぞれに対して設定された閾値を上回った回数が所定回数を超えたときに歯飛びと判定してもよい。歯飛びが発生する可能性が高い状況は、ラックシャフト１２が高速で移動しているときに端当てが生じるときである。そのため、回転速度及び回転加速度がある程度大きい状態であれば、ラックシャフト１２が高速で移動している旨が判定でき、ひいては歯飛びが発生することも判定できる。また、判定部５１の歯飛びの判定として、駆動プーリ４１と歯付きベルト４３との歯飛びが判定できるのであれば、どのような判定方法を用いてもよい。

・本実施形態において、規定値Ｓvを「１」としていたが、これに限らず、例えば、「２」もしくは「３」といった「０」以外の固定値を使用してもよい。このようにしても、判定部５１により歯飛びが発生した旨が判定された回数を確認できる。

・また、規定値Ｓvを固定値としていたが、これに限らない。例えば、以下のように変更してもよい。
図５に示すように、規定値Ｓvを、回転軸２１の回転速度ωに応じて設定され、駆動プーリ４１のはす歯と歯付きベルト４３のはす歯に加わる負荷を示す変数である負荷指数Ｌとしてもよい。図５に示されるマップは、回転軸２１の回転速度ωが大きくなるほど負荷指数Ｌが大きくなるように設定されている。

この理由は、歯飛びの際に回転軸２１の回転速度ωが大きいほど、駆動プーリ４１のはす歯と歯付きベルト４３のはす歯との摩耗度合い（ダメージ）が大きくなりやすいためである。判定部５１により歯飛びが発生する旨が判定される毎に算出部５２は、回転軸２１の回転速度ωを取り込み、図５に示すマップを参照することで規定値Ｓvとしての負荷指数Ｌを積算し、負荷積算値としての積算値を演算する。この積算値により、伝達機構４０の駆動プーリ４１及び歯付きベルト４３に蓄積されたダメージを確認できる。そのため、好適に駆動プーリ４１及び歯付きベルト４３の劣化度合いを推定できる。なお、図５に示すマップの特性は、適宜変更してもよく、伝達機構４０に加わる負荷を示す負荷指数Ｌとの相関があれば、回転軸２１の回転速度ωと異なるパラメータを使用してもよい。

・本実施形態において、積算値Ｓamの閾値Ｓthは、記憶部５３に記憶されていたが、例えば、算出部５２の内部に記憶させてもよい。つまり、積算値Ｓamの閾値Ｓthは、制御部内で制御部としての機能を損なわなければ、どこに記憶されていてもよい。

・本実施形態において、制御部５０は、判定部５１と、算出部５２と、記憶部５３と、報知指示部５４とを有していたが、それぞれ独立した制御部としてＥＰＳ装置１に搭載してもよい。

・本実施形態において、報知部６０は、警告灯であったが、例えば車両に搭載されるスピーカ等の音声を発生させる装置であってもよい。また、報知部６０及び制御部５０の報知指示部５４を割愛してもよい。

・本実施形態において、車両用操舵装置をＥＰＳ装置１に具体化して説明したが、例えば、ステアバイワイヤ式の操舵装置に適用してもよい。また、これに限らず、本実施形態の伝達機構４０もしくは上記変更例に記載の変換機構のように、変換機構の構成要素に噛み合う部分を有する車両用操舵装置であれば、どのような構成のものに適用してもよい。

１…電動パワーステアリング装置、１２…ラックシャフト、２１…回転軸、４０…変換機構、４１…駆動プーリ、４２…従動プーリ、４３…歯付きベルト、５０…制御部、５１…判定部、５２…算出部、５３…記憶部、５４…報知指示部、６０…報知部、Ｓv…規定値、Ｓam…積算値、Ｓth…閾値、ｍ１…軸線、Ｌ…負荷指数、ω…回転速度。

Claims (5)

1. 軸方向に往復動することで転舵輪を転舵させる転舵軸と、前記転舵軸を往復動させるための動力を発生させるモータと、前記モータの回転軸の回転を前記転舵軸の往復動に変換する変換機構と、を備える車両用操舵装置において、
   前記変換機構は、前記回転軸と一体回転する駆動プーリと、前記転舵軸の軸線を回転中心として回転可能な従動プーリと、前記駆動プーリ及び前記従動プーリに巻き掛けられている歯付きベルトとを含み、前記駆動プーリの回転が前記歯付きベルトを介して前記従動プーリに伝達されることにより前記回転軸の回転を前記転舵軸の往復動に変換し、
   前記駆動プーリと前記歯付きベルトとの噛み合い位置が変わる歯飛びを判定する判定部と、
   前記判定部により前記歯飛びが判定されたことを示す規定値を積算した積算値を演算する算出部と、を備える
   車両用操舵装置。
2. 前記規定値は、前記判定部により前記歯飛びが判定された回数を示す固定値である
   請求項１に記載の車両用操舵装置。
3. 前記規定値は、前記回転軸の回転速度に応じて設定され、前記判定部により前記歯飛びが判定されたときの前記変換機構に加わる負荷を示す変数である
   請求項１に記載の車両用操舵装置。
4. 前記モータへの給電を制御するとともに前記判定部及び前記算出部を有する制御部を備え、
   前記制御部には、前記積算値に対して設定され、前記変換機構の劣化度合いを示す閾値が予め設定されている
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用操舵装置。
5. 前記制御部は、前記積算値が前記閾値を上回った旨を車両に搭載された報知部に報知させる信号を当該報知部に出力する報知指示部を更に備える
   請求項４に記載の車両用操舵装置。