JP5171487B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、可変伝達比機構により転舵輪の転舵角に対する操舵ハンドルの操舵角の伝達比を変化させるとともに、電動パワーステアリングにより操舵時の補助力を発生させるステアリング装置に関する。

従来から、可変伝達比機構と電動パワーステアリングとを備えたステアリング装置が提案されている。可変伝達比機構によれば、駐車操作時などの低車速域で、伝達比（＝操舵ハンドル角／転舵角）を小さく（クイックレシオ化）設定することで、少ない操舵ハンドルの操舵で転舵輪を大きく転舵できるので、運転者の操作負担が軽減され、利便性を向上させることができる。

高車速域では、伝達比を大きく（スローレシオ化）設定することで、操舵ハンドルを大きく操舵しても転舵輪は少し転舵するだけなので、ヨーレート応答特性が改善され、車両の走行安定性を向上させることができる。また、電動パワーステアリングによれば、操舵補助力を発生するので操舵ハンドルを軽く操作するだけで転舵輪を転舵させることができる。

このような可変伝達比機構と電動パワーステアリングとを備えたステアリング装置において、低車速域でクイックレシオ化している場合に、運転者が速い操舵で操舵ハンドルを切ろうとすると、電動パワーステアリングでは、転舵輪を大きく速く転舵できるように補助力を発生させようとするが、電動パワーステアリングの動力源であるＥＰＳ（Electric Power Steering）モータで逆起電圧の影響による補助力不足が生じ、操舵力が重くなってしまう場合がある。

そこで、このような場合に、伝達比がスローレシオ化する方向へ変更されるように、伝達比の目標値とする目標伝達比をリアルタイムで変更することで、操舵力が重くなるのを回避する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、大きな操舵角速度で操舵ハンドルを回すと、可変伝達比機構に用いられる伝達比可変用モータの出力トルクによって、目標伝達比に対して実際の伝達比が迅速に追従できない場合に、運転者が操舵ハンドルの操舵操作を終えてからも、それ以前の操舵方向に転舵輪の転舵が継続されるというようなときに、操舵ハンドルの操作感覚に違和感を抱いてしまうおそれがある。

その解決策として、本出願人は、特願２００８−１５６２３１（未公開）における第３の実施形態において、そのような課題を解決する方法を提案している。その方法を図１２から図１５を参照しながら比較例として説明する。
図１２は、特願２００８−１５６２３１（未公開）の図１に対応する図であり、ステアリング装置１は、操舵ハンドル２と、ラック＆ピニオン機構３と、電動パワーステアリング装置４と、可変伝達比機構５、とを備えている。

電動パワーステアリング装置４は、操舵ハンドル２の回転軸２ａに掛かる操舵トルクを検出するトルクセンサ２１と、転舵輪の転舵角を変えるラックを駆動して補助力の発生源となるＥＰＳモータ２３と、ＥＰＳモータ２３を駆動制御するＥＰＳ ＥＣＵ２５とを有している。
可変伝達比機構５は、操舵ハンドル２の回転軸２ａとラック＆ピニオン機構３のそれぞれに連結する差動機構３１と、転舵輪の転舵角に対する操舵ハンドル２の操舵角（以下、操舵ハンドル角と称する）の伝達比を変化させるために、差動機構３１のキャリア４３と連結した外歯ギア４４を、出力ギア４５を介して回動させる伝達比可変用モータ３３と、伝達比可変用モータ３３を駆動制御する可変伝達比機構制御ＥＣＵ９を有している。

トルクセンサ２１は、操舵ハンドル２と差動機構３１との間に設けられ、操舵ハンドル２にかかる操舵トルクを検出して、操舵トルク値Ｔ_ｈをＥＰＳ ＥＣＵ２５に入力する。トルクセンサ２１で計測された操舵トルク値Ｔ_ｈは、可変伝達比機構制御ＥＣＵ９Ａにも入力されるが、具体的には、可変伝達比機構制御ＥＣＵ９ＡとＥＰＳ ＥＣＵ２５との間を結ぶ通信回線１０を介して可変伝達比機構制御ＥＣＵ９Ａに入力される。
操舵トルク値Ｔ_ｈは、ＥＰＳ ＥＣＵ２５では補助力の方向や大きさの決定、具体的には、ＥＰＳ用指示電流を決定するのに利用され、ＥＰＳ ＥＣＵ２５に含まれるＥＰＳモータ２３を駆動する図示しない駆動回路においてＥＰＳ用指示電流にもとづいてＥＰＳ用指示Ｄｕｔｙを生成し、ＥＰＳモータ２３をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）駆動する。

可変伝達比機構５の差動機構３１は２段の遊星歯車を用いたものであり、上段のサンギア４１Ａには操舵ハンドル２の回転軸２ａが接続され、下段のサンギア４１Ｂにはピニオン軸３ａが接続される。上段のサンギア４１Ａに噛み合う遊星ギア４２Ａと、下段のサンギア４１Ｂに噛み合う遊星ギア４２Ｂとは、共通の回転軸で連結されるともに、その回転軸はキャリア４３の軸受けで支承されている。キャリア４３は、径方向外方に延伸され、更に、操舵ハンドル２の回転軸２ａ方向に延伸されて、操舵ハンドル２の回転軸２ａに相対的に回動可能に支承された外歯ギア４４と接続している。外歯ギア４４は、伝達比可変用モータ３３のロータ軸に固定された出力ギア４５と噛み合う。
図１２に示すように差動機構３１のキャリア４３を回動させる伝達比可変用モータ３３の出力ギア４５は、単純な平歯車であり、キャリア４３と連結した外歯ギア４４の平歯車と歯合している。
伝達比可変用モータ３３にはそのロータ軸の回転角度（以下、「実モータ角」と称する）θ_ｖｍを検出するためのモータ角センサ３５が設けられ、その信号が可変伝達比機構制御ＥＣＵ９に入力される。

また、可変伝達比機構制御ＥＣＵ９が、操舵ハンドル２の操舵ハンドル角θ_ｈと転舵輪の転舵角の比Ｇを設定する場合、転舵角と一意に対応するピニオン軸３ａの回転角であるピニオン角θ_Ｐを、転舵角の代わりに用いるものとする。そのため、ラック＆ピニオン機構３を収容する図示しないギアボックスには、ピニオン角θ_Ｐを検出するためのピニオン角センサ７が設けられ、その信号が可変伝達比機構制御ＥＣＵ９に入力される。
なお、後記の式（１）により、操舵ハンドル角θ_ｈと実モータ角θ_ｖｍとから、ピニオン角θ_Ｐを求める手法を採っても良い。
更に、可変伝達比機構制御ＥＣＵ９には、図示省略の車速センサが取得した車速ＶＳが、例えば、通信回線１０を介して入力される。

そして、可変伝達比機構制御ＥＣＵ９は、図２に示すように車速ＶＳが低車速域であれば、目標伝達比Ｇ_Ｔを小さく（クイックレシオ化）設定し、又、車速ＶＳが高車速域であれば、目標伝達比Ｇ_Ｔを大きく（スローレシオ化）設定し、伝達比をその目標伝達比Ｇ_Ｔに一致するように伝達比可変用モータ３３に流す電流を制御するための目標電流値を制御している。

操舵ハンドル２は、可変伝達比機構５に連結し、可変伝達比機構５から出力されるピニオン軸３ａの回転は、電動パワーステアリング装置４によるピニオン軸３ａの回転補助と連結しているので、操舵ハンドル角θ_ｈに対し、伝達比可変用モータ３３の実モータ角θ_ｖｍを重畳させ、ピニオン角θ_Ｐを増減可能にすることができる。ピニオン角θ_Ｐ、操舵ハンドル角θ_ｈ、実モータ角θ_ｖｍの間には、機械的拘束関係によって、次式の関係が成り立っている。

θ_Ｐ＝α・θ_ｈ＋β・θ_ｖｍ ・・・・・・・・・・・・・・（１）
ここで、α、βは定数である。
そして、伝達比Ｇは、次式で定義されるので、
Ｇ＝θ_ｈ／θ_Ｐ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
目標伝達比Ｇ_Ｔとそのときの操舵ハンドル角θ_ｈから目標ピニオン角θ_ＴＰは次式のように表される。
θ_ＴＰ＝（１／Ｇ_Ｔ）θ_ｈ ・・・・・・・・・・・・・・・（３）
そして、式（３）のθ_ＴＰを式（１）のθ_Ｐの代わりに代入すると、伝達比可変用モータ３３の目標モータ角θ_Ｔｖｍは次式のように求まる。
θ_Ｔｖｍ＝（１／β）・｛（１／Ｇ_Ｔ）−α｝θ_ｈ ・・・・（４）

次に、図４の（ａ），（ｂ）、図１３、図１４（図４の（ａ），（ｂ）、図１３、図１４は、それぞれ特願２００８−１５６２３１（未公開）の図４及び図２１、並びに、図１０、図１７に対応する図である。）を参照しながら可変伝達比機構制御ＥＣＵ９の簡単な機能構成について説明する。図４の（ａ），（ｂ）は操舵ハンドル角速度の絶対値に応じて設定される補正係数Ｋ_１の値を示す図である。

図１３に示すように可変伝達比機構制御ＥＣＵ９（図１３中、符号９Ｃで表示）は、ＣＰＵ９ａと、図示しないＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリと、図示しない入出力回路と、ＣＰＵ９ａに制御されてバッテリ電源から伝達比可変用モータ３３に給電するモータ駆動回路１７を含んでいる。モータ駆動回路１７には、伝達比可変用モータ３３に給電される実電流値を検出する電流センサ１８が設けられている。
前記したＲＯＭには可変伝達比制御用のプログラム及びデータが格納されており、ＣＰＵ９ａにおいてそのプログラムを実行することによって、図１３に示した機能構成ブロックの各機能が実現される。

ちなみに、ＣＰＵ９ａに入力された操舵ハンドル角θ_ｈに対しては、図１３に示す機能構成ブロック図では図示省略してあるが、操舵ハンドル角θ_ｈを時間微分して操舵ハンドル角速度ω_ｈを刻々算出し、補正係数設定部２０に入力する図示しない操舵ハンドル角速度算出部を有する。
先ず、目標伝達比設定部１１では、車両の車速ＶＳに応じた目標伝達比Ｇ_Ｔが設定され、目標モータ角設定部１２Ｂへ出力される。車速ＶＳが低車速域であれば、図２に示すように目標伝達比Ｇ_Ｔを小さく（クイックレシオ化）設定し、車速ＶＳが高車速域であれば、目標伝達比Ｇ_Ｔを大きく（スローレシオ化）設定する。

次に、目標モータ角設定部１２Ｂでは、入力された目標伝達比Ｇ_Ｔを達成するための、伝達比可変用モータ３３の目標モータ角θ_Ｔｖｍを前記した式（４）にもとづいて、現在の操舵ハンドル角θ_ｈから算出して設定する。

減算部１３では、目標モータ角θ_Ｔｖｍから、モータ角センサ３５から出力された実モータ角θ_ｖｍを減算し、減算結果を位置フィードバック制御部１４（以下、位置Ｆ／Ｂ制御部１４と称する）に入力する。位置Ｆ／Ｂ制御部１４では、減算結果がゼロになるように、すなわち、目標モータ角θ_Ｔｖｍに実モータ角θ_ｖｍが一致するように、換言すれば目標伝達比Ｇ_Ｔに伝達比Ｇが一致するように、第１の目標電流値Ｉ_Ｔ１（以下、単に目標電流値Ｉ_Ｔ１と称する）を調整し、乗算部１９に出力する。
ここで、目標電流値Ｉ_Ｔ１には、絶対値の上限を規定する制限値が設けられている。

乗算部１９では、補正係数設定部２０から入力される補正係数Ｋ_１を目標電流値Ｉ_Ｔ１に乗じて、第２の目標電流値Ｉ_Ｔ２（以下、単に目標電流値Ｉ_Ｔ２と称する）として減算部１５へ出力する。

減算部１５では、目標電流値Ｉ_Ｔ２から、電流センサ１８で検出された伝達比可変用モータ３３への実電流値Ｉ_ｍを減算し、減算結果を電流Ｆ／Ｂ（フィードバック）制御部１６に入力する。電流Ｆ／Ｂ制御部１６では、目標電流値Ｉ_Ｔ２に実電流値Ｉ_ｍが一致するように、モータ駆動回路１７へ出力する伝達比可変用指示電流を調整しモータ駆動回路１７に出力する。

モータ駆動回路１７から駆動電流を伝達比可変用モータ３３に供給することで、伝達比可変用モータ３３は、回転して実モータ角θ_ｖｍが変化する。モータ角センサ３５で検出された実モータ角θ_ｖｍは、減算部１３へ出力される。

補正係数設定部２０は、ＲＯＭに格納された車速ＶＳに応じた連続関数（図４参照）のデータを参照して、操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜に対する補正係数Ｋ_１を設定する。この補正係数Ｋ_１の設定は、操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜が大きくなったときには、操舵反力を軽減するためのものである。
図１４に示す目標モータ角設定部１２Ｃは、図１３に示す目標モータ角設定部１２Ｂに対応し、操舵状態判定部１２ｅ、目標伝達比変更部１２ｆ、目標モータ角算出部１２ｇから構成されている。

操舵状態判定部１２ｅは、運転者による操舵ハンドル２の操舵操作が、ＩＧ（イグニッション） ＯＮ直後の状態か否かを判定し、目標伝達比変更部１２ｆに入力する。また、操舵状態判定部１２ｅは、ＩＧ ＯＮ直後の場合は、「ハンドル停止」状態と判定し、ＩＧ ＯＮ直後でない場合は、「ハンドル切り増し」、「ハンドル切り戻し」、「ハンドル停止」のいずれの状態かを判定し、それぞれの状態を示すフラグを目標伝達比変更部１２ｆに入力する。

目標伝達比変更部１２ｆは、（１）ＩＧ ＯＮ直後の状態のとき、「ハンドル停止」状態と判定されるので、操舵ハンドル角θ_ｈと実ピニオン角θ_Ｐの比で定まる目標伝達比Ｇ_Ｘ（＝θ_ｈ／θ_Ｐ）を算出して目標モータ角算出部１２ｇに目標伝達比Ｇ_Ｘを出力し、「ハンドル停止」を示すフラグが継続する間、その同じ目標伝達比Ｇ_Ｘを目標モータ角算出部１２ｇに出力し続ける。
そして、目標伝達比変更部１２ｆは、ＩＧ ＯＮ直後ではない状態のときには、次の（２），（３）のように制御する。
（２）「ハンドル切り増し」やハンドルがほぼ直進を示す場合は、「ハンドル切り増し」の操舵操作後の「ハンドル切り戻し」や「ハンドル停止」を示すフラグをリセットし、目標伝達比設定部１１において車速ＶＳに応じて設定される目標伝達比Ｇ_Ｔをそのまま目標伝達比Ｇ_Ｘとして目標モータ角算出部１２ｇに出力する。
（３）「ハンドル切り増し」後の「ハンドル切り戻し」又は「ハンドル停止」の状態の場合は、「ハンドル切り増し」の操舵操作後の「ハンドル切り戻し」や「ハンドル停止」を示すフラグを設定し、その最初の時点において、操舵ハンドル角θ_ｈと実ピニオン角θ_Ｐの比で定まる目標伝達比Ｇ_Ｘ（＝θ_ｈ／θ_Ｐ）を算出して目標モータ角算出部１２ｇに目標伝達比Ｇ_Ｘを出力し、「ハンドル切り戻し」や「ハンドル停止」を示すフラグが継続する間、その同じ目標伝達比Ｇ_Ｘを目標モータ角算出部１２ｇに出力し続ける。

目標モータ角算出部１２ｇは、目標伝達比Ｇ_Ｘを用いて、前記した式（４）に従い、目標モータ角θ_Ｔｖｍを算出する。ただし、式（４）において目標伝達比Ｇ_Ｔを目標伝達比Ｇ_Ｘに読み替える。

ちなみに、「ハンドル切り増し」の操舵操作状態の後、「ハンドル停止」又は「ハンドル切り戻し」の操舵操作状態に入った場合、Ｇ_Ｘ＝θ_ｈ／θ_Ｐとするということは、「ハンドル切り増し」の操舵操作状態において操舵ハンドル角速度ω_ｈの絶対値が大きくて、そのときの目標伝達比Ｇ_Ｘ（目標伝達比設定部１１で設定された車速ＶＳに応じた目標伝達比Ｇ_Ｔと同じ値）に対応して決まる目標ピニオン角θ_ＴＰに対して、実ピニオン角θ_Ｐが追従遅れしていたとしても、追従遅れした状態における実ピニオン角θ_Ｐとそのときのハンドル角θ_ｈとから、新たな目標伝達比Ｇ_Ｘに変更して設定することで、目標ピニオン角θ_ＴＰを現在の実ピニオン角θ_Ｐに合わせ込むことになる。

クイックレシオの状態で、図１５の（ａ），（ｂ）に示すような運転者の急速な操舵ハンドル２（図１２参照）の操舵操作により、伝達比可変用モータ３３（図１２参照）の出力トルクの不足により実モータ角θ_ｖｍが迅速に目標モータ角θ_Ｔｖｍに追従できなくなる。そのため、従来の場合は図１５の（ｃ）に示すように時間ｔ_１で操舵ハンドル２の操作を停止したときに、目標モータ角θ_Ｔｖｍに追従するように実モータ角θ_ｖｍが制御され続けられるため、転舵輪の転舵が継続し、車両の挙動、及び操舵反力を通じて、運転者に違和感を与える。それに対し比較例の特願２００８−１５６２３１（未公開）によれば、図１５の（ｄ）に示すように時間ｔ_１で操舵ハンドル２の操作を停止すると、目標モータ角θ_Ｔｖｍが実モータ角θ_ｖｍに一致させられるので、転舵輪の動きが止まり、そのような違和感を与えることはない。
特開２０００−３４４１２０号公報

しかしながら、比較例においては、伝達比可変用モータ３３の出力トルクは、平歯車で差動機構３１の外歯ギア４４に伝えられているので、現在の伝達比の値の目標伝達比Ｇ_Ｘに固定、つまり、現在の目標モータ角θ_Ｔｖｍを実モータ角θ_ｖｍに置き換えるにしても、伝達比可変用モータ３３への目標電流値Ｉ_Ｔ２をゼロとすると、ピニオン軸３ａ又は操舵ハンドル２からの力が加わって、伝達比可変用モータ３３が回転してしまい実モータ角θ_ｖｍを保てないので、伝達比可変用モータ３３から保持トルクを出力させるように急変させている。操舵ハンドル２の操作を停止したときに目標電流値Ｉ_Ｔ２が、時間ｔ_１において図１５の（ｅ）に示す太破線のように現在の実モータ角θ_ｖｍに保持するための保持トルクレベルに急激に変化すると、実際に伝達比可変用モータ３３に出力される実電流値Ｉ_ｍは、Ａ部に示す実細線のように、オーバーシュートとその跳ね返りを生じる。
このように伝達比可変用モータ３３に出力される実電流値Ｉ_ｍが急激に変化し、オーバーシュートする現象が生じると、伝達比可変用モータ３３の出力トルクも急激に変化してしまうので、可変伝達比機構５を通してその影響が操舵ハンドル２にも伝わる。その結果、図１５の（ｆ）に示すように運転者は、操舵反力ショックを感じるので、運転者に違和感を与えてしまうことになる。

そこで、本発明は、操舵ハンドルの操作を停止時に、運転者に操舵反力ショックを感じさせない、快適な操舵が可能なステアリング装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、可変伝達比機構により転舵輪の転舵角に対する操舵ハンドルの操舵角の伝達比を変化させるとともに、電動パワーステアリングにより操舵時の補助力を発生させるステアリング装置において、前記可変伝達比機構に前記伝達比を変化させる伝達比可変用モータを設け、前記伝達比可変用モータの回転角を制御する可変伝達比機構制御手段は、前記操舵ハンドルの操舵角速度を算出し、前記伝達比可変用モータへの目標電流値を補正するための第１の補正係数を前記操舵角速度に応じて前記操舵角速度が大きくなるほど小さくなる特性に設定し、前記目標電流値を補正する第１の補正手段と、前記伝達比可変用モータへの目標電流値を補正するための第２の補正係数を、前記操舵角速度の絶対値がゼロから第１の所定値の前後で０から１の間で連続的に変化する連続関数にもとづいて設定し、前記目標電流値を補正する第２の補正手段と、を有し、前記操舵角速度の絶対値が前記第１の所定値以下になった場合に前記伝達比可変用モータに流す電流値を徐々にゼロとすることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、第１の補正係数を、操舵角速度が大きくなるほど伝達比可変モータの目標電流が小さくなるように設定しているので、操舵角速度が大きくなるほど伝達比がスローレシオ方向に変化し、伝達比可変モータの追従性悪化による操舵フィーリングの引っ掛かりを抑制することができる。また、操舵角速度が低下したときには、第２の補正係数を徐々に０とすることにより、それまでに蓄積された目標伝達比に対する実伝達比の追従遅れがキャンセルされて、ステアリングホイールが停止しているのに転舵輪の転舵が継続するような違和感を防止することができる。
したがって、操舵ハンドルの操作を停止時に、運転者に操舵反力ショックを感じさせない、快適な操舵が可能なステアリング装置を提供することができる。

請求項２に記載の発明は、前記可変伝達比機構制御手段は、更に、前記操舵ハンドルの操舵角及び操舵角速度にもとづいて操舵状態を判定する操舵状態判定手段を有し、前記第２の補正手段が、前記操舵角速度の絶対値がゼロから前記第１の所定値の前後で０から１の間で連続的に変化する連続関数を複数タイプ有し、前記操舵状態判定手段において判定された操舵状態に応じて、前記第２の補正手段は異なるタイプの前記関数から選択したものにもとづいて前記第２の補正係数を設定し、前記目標電流値を補正することを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、例えば、「ハンドル切り増し」、「ハンドル切り戻し」、「ハンドル停止」に係る操舵状態に応じて、操舵ハンドルの操舵角速度の絶対値がゼロ近傍で変化する場合に、第２の補正手段によって第２の補正係数を０から１に滑らかに変化するように設定したり、又はその逆に変化するように設定したりすることができるため、伝達比可変用モータの応答性を高めることができる。

請求項３に記載の発明は、前記操舵角速度の絶対値の変化に対する−１から＋１までの連続した線形特性のうちいずれかの値をとる前記第１の補正係数は、前記操舵角速度の絶対値がゼロから第２の所定値に至るまでの間、その値が＋１に設定され、前記第２の所定値は、車速に応じて可変設定されることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、第２の所定値は、例えば図４（ａ）に示すように、車速が低いほど小さくなり、また、車速が高いほど大きくなるように、車速に応じて可変設定されるため、第１の補正係数による補正特性のうち補正の開始時期を車速に応じた適切な値に設定して、快適な操舵フィーリングの獲得に貢献することができる。

請求項４に記載の発明は、前記第１の補正係数は、前記操舵角速度の絶対値の変化に対する−１から＋１までの連続した線形特性のうちいずれかの値をとり、前記線形特性の傾きは、車速に応じて可変設定されることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、第１の補正係数は、操舵角速度の絶対値の変化に対する−１から＋１までの連続した線形特性のうちいずれかの値をとり、線形特性の傾きは、車速に応じて可変設定されるため、第１の補正係数による補正特性のうち線形特性の傾きを車速に応じた適切な値に設定して、快適な操舵フィーリングの獲得に貢献することができる。

本発明によれば、操舵ハンドルの操作を停止時に、運転者に操舵反力ショックを感じさせない、快適な操舵が可能なステアリング装置を提供できる。

《第１の実施形態》
次に、図１から図５を参照しながら本発明の第１の実施形態に係るステアリング装置について説明する。
（ステアリング装置）
先ず、図１を参照しながら適宜図２、図３を参照して、ステアリング装置全体の構成を説明する。
図１は第１の実施形態に係るステアリング装置の概略構成図である。図２は車速に応じて設定される目標伝達比の値を示す図であり、図３は可変伝達比機構制御ＥＣＵの機能構成ブロック図である。
図１に示すように、ステアリング装置１００は、操舵ハンドル２と、ラック＆ピニオン機構３と、電動パワーステアリング装置（電動パワーステアリング）４と、可変伝達比機構５０、とを備えている。

電動パワーステアリング装置４は、操舵ハンドル２の回転軸２ａに掛かる操舵トルクを検出するトルクセンサ２１と、転舵輪の転舵角を変えるラックを駆動して補助力の発生源となるＥＰＳモータ２３と、ＥＰＳモータ２３を駆動制御するＥＰＳ ＥＣＵ２５とを有している。
可変伝達比機構５０は、操舵ハンドル２の回転軸２ａとラック＆ピニオン機構３のそれぞれに連結する差動機構３１と、転舵輪の転舵角に対する操舵ハンドル２の操舵ハンドル角（操舵角）の伝達比を変化させるために、差動機構３１のキャリア４３と連結したウォームホイールギア４６を、出力ギアであるウォームギア４７を介して回動させる伝達比可変用モータ３３と、伝達比可変用モータ３３を駆動制御する可変伝達比機構制御ＥＣＵ（可変伝達比機構制御手段）９０を有している。
なお、後記するように第１の実施形態では可変伝達比機構制御ＥＣＵ９０Ａ（図３参照）、第２の実施形態では可変伝達比機構制御ＥＣＵ９０Ｂ（図８参照）と、符号を使い分けるが、ここでは代表的に可変伝達比機構制御ＥＣＵ９０と表示する。
また、前記した比較例と同じ構成については、同じ符号を付してある。

トルクセンサ２１は、操舵ハンドル２と差動機構３１との間に設けられ、操舵ハンドル２の回転軸２ａにかかる操舵トルクを検出して、操舵トルク値Ｔ_ｈをＥＰＳ ＥＣＵ２５に入力する。
操舵トルク値Ｔ_ｈは、ＥＰＳ ＥＣＵ２５では補助力の方向や大きさの決定、具体的には、ＥＰＳ用指示電流を決定するのに利用され、ＥＰＳ ＥＣＵ２５に含まれるＥＰＳモータ２３を駆動する図示しない駆動回路においてＥＰＳ用指示電流にもとづいてＥＰＳ用指示Ｄｕｔｙを生成し、ＥＰＳモータ２３をＰＷＭ駆動する。

可変伝達比機構５０の差動機構３１は２段の遊星歯車を用いたものであり、上段のサンギア４１Ａには操舵ハンドル２の回転軸２ａが接続され、下段のサンギア４１Ｂにはピニオン軸３ａが接続される。上段のサンギア４１Ａに噛み合う遊星ギア４２Ａと、下段のサンギア４１Ｂに噛み合う遊星ギア４２Ｂとは、共通の回転軸で連結されるともに、その回転軸はキャリア４３の軸受けで支承されている。キャリア４３は、径方向外方に延伸され、更に、操舵ハンドル２の回転軸２ａ方向に延伸されて、操舵ハンドル２の回転軸に相対的に回動可能に支承されたウォームホイールギア４６と接続している。ウォームホイールギア４６は、伝達比可変用モータ３３のロータ軸に固定されたウォームギア４７と噛み合う。
ここで、ウォームホイールギア４６及びウォームギア４７が請求項に記載の「非可逆伝達手段」を構成する。
伝達比可変用モータ３３にはそのロータ軸の回転角度である実モータ角θ_ｖｍを検出するためのモータ角センサ３５が設けられ、その信号が可変伝達比機構制御ＥＣＵ９０Ａに入力される。

また、可変伝達比機構制御ＥＣＵ９０Ａが、操舵ハンドル２の操舵ハンドル角θ_ｈと転舵輪の転舵角の比（伝達比）Ｇを設定する場合、本実施形態では、転舵角と一意に対応するピニオン軸３ａの回転角であるピニオン角θ_Ｐを、転舵角の代わりに用いるものとする。そのため、ラック＆ピニオン機構３を収容する図示しないギアボックスには、ピニオン角θ_Ｐを検出するためのピニオン角センサ７が設けられ、その信号が可変伝達比機構制御ＥＣＵ９０Ａに入力される。
なお、前記した式（１）により、ハンドル角θ_ｈとモータ角θ_ｖｍとから、ピニオン角θ_Ｐを求める手法を採っても良い。
更に、可変伝達比機構制御ＥＣＵ９０Ａには、図示省略の車速センサが取得した車速ＶＳが、例えば、通信回線１０を介して入力される。

そして、可変伝達比機構制御ＥＣＵ９０Ａは、図２に示すように車速ＶＳが低車速域であれば、目標伝達比Ｇ_Ｔを小さく（クイックレシオ化）設定し、又、車速ＶＳが高車速域であれば、目標伝達比Ｇ_Ｔを大きく（スローレシオ化）設定し、伝達比をその目標伝達比Ｇ_Ｔに一致するように伝達比可変用モータ３３に流す電流を制御するための目標電流値を制御している。

操舵ハンドル２は、可変伝達比機構５０に連結し、可変伝達比機構５０から出力されるピニオン軸３ａの回転は、電動パワーステアリング装置４によるピニオン軸３ａの回転補助と連結しているので、操舵ハンドル角θ_ｈに対し、伝達比可変用モータ３３の実モータ角θ_ｖｍを重畳させ、ピニオン角θ_Ｐを増減可能にすることができる。ピニオン角θ_Ｐ、操舵ハンドル角θ_ｈ、実モータ角θ_ｖｍの間には、機械的拘束関係によって、前記した式（１）の関係が成り立ち、伝達比可変用モータ３３の目標モータ角θ_Ｔｖｍは前記した式（４）のように求まる。

（可変伝達比機構制御ＥＣＵ）
次に、図３から図５を参照しながら可変伝達比機構制御ＥＣＵ９０Ａの詳細な機能構成について説明する。

図３に示すように可変伝達比機構制御ＥＣＵ９０Ａは、ＣＰＵ９０ａと、図示しないＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリと、図示しない入出力回路と、ＣＰＵ９０ａに制御されてバッテリ電源から伝達比可変用モータ３３に給電するモータ駆動回路１７を含んでいる。モータ駆動回路１７には、伝達比可変用モータ３３に給電される実電流値を検出する電流センサ１８が設けられている。
前記したＲＯＭには可変伝達比制御用のプログラム及びデータが格納されており、ＣＰＵ９０ａにおいてそのプログラムを実行することによって、図３に示した機能構成ブロックの各機能が実現される。
ちなみに、ＣＰＵ９０ａに入力された操舵ハンドル角θ_ｈに対しては、図３に示す機能構成ブロック図では図示省略してあるが、操舵ハンドル角θ_ｈを時間微分して操舵ハンドル角速度（操舵角速度）ω_ｈを刻々算出し、後記する補正係数設定部２０Ａ及び補正係数設定部３８Ａに入力する図示しない操舵ハンドル角速度算出部を有する。

可変伝達比機構制御ＥＣＵ９０Ａでは、伝達比可変用モータ３３の制御が行われる。
先ず、目標伝達比設定部１１では、車両の車速ＶＳに応じた目標伝達比Ｇ_Ｔが設定され、目標モータ角設定部１２Ａへ出力される。車速ＶＳが低車速域であれば、図２に示すように目標伝達比Ｇ_Ｔを小さく（クイックレシオ化）設定し、車速ＶＳが高車速域であれば、目標伝達比Ｇ_Ｔを大きく（スローレシオ化）設定する。

次に、目標モータ角設定部１２Ａでは、入力した目標伝達比Ｇ_Ｔを達成するための、伝達比可変用モータ３３の目標モータ角θ_Ｔｖｍを前記した式（４）にもとづいて、現在の操舵ハンドル角θ_ｈから算出して設定する。

減算部１３では、目標モータ角θ_Ｔｖｍから、モータ角センサ３５から出力された実モータ角θ_ｖｍを減算し、減算結果を位置Ｆ／Ｂ制御部１４に入力する。位置Ｆ／Ｂ制御部１４では、減算結果がゼロになるように、すなわち、目標モータ角θ_Ｔｖｍに実モータ角θ_ｖｍが一致するように、換言すれば目標伝達比Ｇ_Ｔに伝達比Ｇが一致するように、目標電流値Ｉ_Ｔ１を調整し、乗算部１９に出力する。
ここで、目標電流値Ｉ_Ｔ１には、絶対値の上限を規定する制限値が設けられている。

乗算部１９では、補正係数設定部２０Ａから入力される補正係数Ｋ_１を、位置Ｆ／Ｂ制御部１４から入力された目標電流値Ｉ_Ｔ１に乗じ、目標電流値Ｉ_Ｔ２として乗算部３７へ出力する。
ここで、補正係数設定部２０Ａ及び乗算部１９が請求項に記載の「第１の補正手段」を構成する。
乗算部３７では、補正係数設定部３８Ａから入力される補正係数Ｋ_２を、乗算部１９から入力された目標電流値Ｉ_Ｔ２に乗じ、第３の目標電流値Ｉ_Ｔ３（以下、単に目標電流値Ｉ_Ｔ３と称する）として減算部１５へ出力する。
ここで、補正係数設定部３８Ａ及び乗算部３７が請求項に記載の「第２の補正手段」を構成する。
補正係数設定部２０Ａ及び補正係数設定部３８Ａの詳細な機能については、後記する。

減算部１５では、目標電流値Ｉ_Ｔ３から、電流センサ１８で検出された伝達比可変用モータ３３への実電流値Ｉ_ｍを減算し、減算結果を電流Ｆ／Ｂ制御部１６に入力する。電流Ｆ／Ｂ制御部１６では、減算結果がゼロになるように、すなわち、目標電流値Ｉ_Ｔ２に実電流値Ｉ_ｍが一致するように、モータ駆動回路１７へ出力する伝達比可変用指示電流を調整しモータ駆動回路１７に出力する。

モータ駆動回路１７より駆動電流を伝達比可変用モータ３３に供給することで、伝達比可変用モータ３３は、回転して実モータ角θ_ｖｍが変化する。モータ角センサ３５で検出された実モータ角θ_ｖｍは、減算部１３へ出力される。
このように、実モータ角θ_ｖｍのフィードバックと実電流値Ｉ_ｍのフィードバックとが行われるので、実モータ角θ_ｖｍを目標モータ角θ_Ｔｖｍに一致させることができる、換言すれば、伝達比Ｇを目標伝達比Ｇ_Ｔに一致させることができる。

（補正係数設定部２０Ａ）
次に補正係数設定部２０Ａの機能について図４を参照しながら説明する。図４の（ａ），（ｂ）は、操舵ハンドル角速度の絶対値に応じて設定される第１の補正係数である補正係数Ｋ_１の値を示す例である。
本実施形態における可変伝達比機構制御ＥＣＵ９０Ａは、補正係数設定部２０Ａにおいて補正係数Ｋ_１データ２０ａ（図３参照）を有しており、運転者が操舵ハンドル２（図１参照）を急速に操作して操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜が大きくなると、操舵ハンドル２の操舵反力が低減するように、補正係数設定部２０Ａにおいて補正係数Ｋ_１を設定する。

図４の（ａ）に示す操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜を変数とする補正係数Ｋ_１を決める連続関数の補正係数Ｋ_１データ２０ａの例では、操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜が０から所定の閾値ω_ｈｔｈまでは、補正係数Ｋ_１＝＋１．０を示し、所定の閾値ω_ｈｔｈを超えると補正係数Ｋ_１が減少し、−１．０に達すると−１．０で飽和する特性を示している。
補正係数Ｋ_１にマイナス値を許容することで、目標電流値Ｉ_Ｔ２が目標電流値Ｉ_Ｔ１の方向と逆転することを許容する。つまり、クイックレシオ方向への伝達比可変用モータ３３の目標モータ角θ_Ｔｖｍをスローレシオ方向への伝達比可変用モータ３３の目標モータ角θ_Ｔｖｍへ変更することを許容し、操舵反力を低減させる。

ここで、閾値ω_ｈｔｈは、車速ＶＳに応じて変化し、車速ＶＳが小さいほど閾値ω_ｈｔｈの値は小さく設定され、車速ＶＳが大きいほど閾値ω_ｈｔｈの値は大きく設定される。
これは、目標伝達比設定部１１で設定される目標伝達比Ｇ_Ｔが、車速ＶＳが小さいほど目標伝達比Ｇ_Ｔを小さく、つまり、クイックレシオ側に設定するので、クイックレシオの度合いが強いほど、操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜が小さくても電動パワーステアリング装置４のＥＰＳモータ２３が追従できない傾向があるためである。
なお、操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜が所定の閾値ω_ｈｔｈを超えた領域での補正係数Ｋ_１の傾きも車速ＶＳに応じて変化させても良い。

図４の（ｂ）に示す操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜を変数とする補正係数Ｋ_１を決める補正係数Ｋ_１データ２０ａの連続関数の別の例では、操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜を変数とする補正係数Ｋ_１を決める連続関数は、絶対値｜ω_ｈ｜が増加すると補正係数Ｋ_１が単調に直線的に１．０から減少し、−１．０に達すると−１．０で飽和する特性を示している。
補正係数Ｋ_１にマイナス値を許容することで、目標電流値Ｉ_Ｔ２が目標電流値Ｉ_Ｔ１の方向と逆転することを許容する。つまり、クイックレシオ方向への伝達比可変用モータ３３の目標モータ角θ_Ｔｖｍをスローレシオ方向への伝達比可変用モータ３３の目標モータ角θ_Ｔｖｍへ変更することを許容し、操舵反力を低減させる。

ここで、補正係数Ｋ_１が単調に減少する直線の負の傾きの値は、車速ＶＳに応じて変化し、車速ＶＳが小さいほど負の傾きの絶対値が大きな値に設定され、車速ＶＳが大きいほど負の傾きの絶対値が小さい値に設定される。
これは、目標伝達比設定部１１で設定される目標伝達比Ｇ_Ｔが、車速ＶＳが小さいほど目標伝達比Ｇ_Ｔを小さく、つまり、クイックレシオ側に設定するので、クイックレシオの度合いが強いほど、操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜が小さくても電動パワーステアリング装置４のＥＰＳモータ２３や伝達比可変用モータ３３が追従できない傾向があるため、操舵ハンドル角速度｜ω_ｈ｜の増大に対して補正量を大きく変化させるものである。
前記した、図４の（ａ），（ｂ）に例示した補正係数Ｋ_１データ２０ａは、前記したＲＯＭに格納されている。

（補正係数設定部３８Ａ）
次に補正係数設定部３８Ａの機能について図５を参照しながら説明する。図５の（ａ），（ｂ）は、操舵ハンドル角速度の絶対値に応じて設定される第２の補正係数である補正係数Ｋ_２の値を示す図である。
本実施形態における可変伝達比機構制御ＥＣＵ９０Ａは、補正係数設定部３８Ａにおいて補正係数Ｋ_２データ３８ａ（図３参照）を有しており、運転者が操舵ハンドル２（図１参照）を操作後に操作をほぼ停止して操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜が十分小さくなると、伝達比可変用モータ３３の目標モータ角θ_Ｔｖｍ追随のフィードバック制御を止めるように、補正係数設定部３８Ａにおいて補正係数Ｋ_２を設定する。

図５の（ａ）の実細線で示す操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜を変数とする補正係数Ｋ_２を決める補正係数Ｋ_２データ３８ａの連続関数Ａの例では、操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜が０から所定の閾値ε_１までは、補正係数Ｋ_２が０．０から＋１．０まで直線的に増加し、閾値ε_１を超えると補正係数Ｋ_２が＋１．０で飽和する特性を示している。
また、図５の（ａ）の実太線で示す操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜を変数とする補正係数Ｋ_２を決める補正係数Ｋ_２データ３８ａの連続関数Ｂの例では、絶対値｜ω_ｈ｜の０からの立ち上がり部分では、連続関数Ａと同じ傾きの直線で、補正係数Ｋ_２が＋１．０に近づくにつれて滑らかに飽和値＋１．０に移行する特性を示している。

ここで、閾値ε_１は、運転者が操舵ハンドル２を操作するときの操作ハンドル角θ_ｈの不感帯において発生する程度の操舵ハンドル角速度の絶対値であり、ほぼゼロに近い値である。そして前記した所定の閾値ω_ｈｔｈは、閾値ε_１よりも比較的大きな値である。
図５の（ｂ）に示す補正係数Ｋ_２データ３８ａの不連続関数Ｃの例については第１の実施形態の変形例の説明において後記する。
前記した、図５の（ａ），（ｂ）に例示した補正係数Ｋ_２データ３８ａは、前記したＲＯＭに格納されている。

図６は、本実施形態における補正係数設定部２０Ａによる補正制御及び補正係数設定部３８Ａによる補正制御の流れを示すフローチャートである。
以下に説明するフローチャートのステップＳ０２及びステップＳ０３は補正係数設定部２０Ａにおいて処理され、ステップＳ０４は乗算部１９において処理され、ステップＳ０５は補正係数設定部３８Ａにおいて処理され、ステップＳ０６，Ｓ０７は乗算部３７において処理される。ちなみに、ステップＳ０１及びステップＳ０８は、ＣＰＵ９０ａにおける全体制御の中でなされる。
イグニッション・スイッチ（ＩＧ）がオンされると、可変伝達比機構制御ＥＣＵ９０Ａは起動し、ＣＰＵ９０ａ（図３参照）において可変伝達比機構制御用のプラグラムがスタートすると、一定の周期でステップＳ０１〜Ｓ０８を繰り返し処理する。

ステップＳ０１では、車速ＶＳ、操舵ハンドル角速度ω_ｈ、目標電流値Ｉ_Ｔ１を読み込む。
ステップＳ０２では、補正係数設定部２０Ａが、ステップＳ０１で読み込んだ車速ＶＳに応じた補正係数Ｋ_１データ２０ａを参照する。具体的には、例えば、図４の（ａ）又は図４の（ｂ）に示したような補正係数Ｋ_１を決定する操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜を変数とする連続関数が、所定の車速ＶＳの異なる値に対して数種類用意され、ステップＳ０１で読み込んだ車速ＶＳの値に応じて内挿補間して、所望の連続関数が得られる。
ステップＳ０３では、補正係数設定部２０Ａが、ステップＳ０２で車速ＶＳの値に応じて内挿補間して得られた補正係数Ｋ_１を決定する所望の連続関数にもとづいて、ステップＳ０１で読み込んだ操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜に応じた補正係数Ｋ_１を設定する。

ステップＳ０４では、乗算部１９が、Ｉ_Ｔ２＝Ｋ_１×Ｉ_Ｔ１とし、Ｉ_Ｔ２を目標電流値として乗算部３７（図３参照）に出力する。
これにより、操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜が大きいときに、伝達比可変用モータ３３の動きも加わって、運転者に操舵反力の急増を感じさせないように、目標モータ角θ_Ｔｖｍと実モータ角θ_ｖｍの差分を、減算部１３で得て、その差分に対して位置Ｆ／Ｂ制御部１４から出力する目標電流値Ｉ_Ｔ１に、更に、補正係数Ｋ_１を乗算部１９で乗じる。その結果、運転者が操舵反力の急増を感じるのを緩和することができる。

ステップＳ０５では、補正係数設定部３８Ａが、ステップＳ０１で読み込んだ操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜に応じた補正係数Ｋ_２を設定する。例えば、図５の（ａ）に示した連続関数Ａ又は連続関数Ｂにより補正係数Ｋ_２を設定する。そして、ステップＳ０６では、乗算部３７が、Ｉ_Ｔ３＝Ｋ_２×Ｉ_Ｔ２とし、Ｉ_Ｔ３を目標電流値として減算部１５（図３参照）に出力する（ステップＳ０７）。
そして、ステップＳ０８へ進み、イグニッション・スイッチがオフされているか否か（ＩＧ ＯＦＦ？）をチェックし、ＩＧ ＯＦＦの場合（Ｙｅｓ）は、一連の制御を終了し、ＩＧ ＯＦＦでない場合（Ｎｏ）はステップＳ０１に戻り、ステップＳ０１〜Ｓ０８を繰り返す。

次に、図７を参照しながら適宜図１、図１５を参照して本実施形態における可変伝達比機構制御ＥＣＵ９０Ａによる操舵ハンドル２を操作後に停止する場合の伝達比可変用モータ３３の制御の効果を説明する。
図７は、第１の実施形態における伝達比可変用モータの応答を説明する図であり、（ａ）は、操舵ハンドル角θ_ｈの時間推移を示す図であり、（ｂ）は、操舵ハンドル角速度ω_ｈの時間推移を示す図であり、（ｃ）は、目標電流値Ｉ_Ｔ３と実電流値Ｉ_ｍの値の時間推移を示す図であり、（ｄ）は、伝達比可変用モータの実モータ角θ_ｖｍと目標モータ角θ_Ｔｖｍの時間推移を示す図であり、（ｅ）は、操舵反力の時間推移を示す図である。

クイックレシオの状態で、運転者の急速な操舵ハンドル２（図１参照）の操舵操作により、伝達比可変用モータ３３（図１参照）の出力トルクの不足により実モータ角θ_ｖｍが迅速に目標モータ角θ_Ｔｖｍに追従できなくなる。そのため、図１５の（ａ），（ｂ）に示すように時間ｔ_１で操舵ハンドル２の操作を停止したときに、従来の場合は図１５の（ｃ）に示すように目標モータ角θ_Ｔｖｍに追従するように実モータ角θ_ｖｍが制御され続けられるため、転舵輪の転舵が継続し、車両の挙動、及び操舵反力を通じて、運転者に違和感を与える。

そのため、［背景技術］の段落に記載した比較例の特願２００８−１５６２３１（未公開）の技術によれば、図１５の（ａ），（ｂ）に示すように時間ｔ_１で操舵ハンドル２の操作を停止すると、図１５の（ｄ）に示すように目標モータ角θ_Ｔｖｍを実モータ角θ_ｖｍに一致させるように、目標電流値Ｉ_Ｔ２（太破線）を現在の実モータ角θ_ｖｍに合わせてその位置に保持するように急減制御する（図１５の（ｅ）参照）。その結果、図１５の（ｅ）のＡ部における細実線に示すように実電流値Ｉ_ｍがオーバーシュートして脈動後に整定する。この場合、図１５の（ｆ）に示すように時間ｔ_１において操舵反力が急増して、運転者に違和感を与えるおそれがあった。

本実施形態において、クイックレシオの状態で、運転者の急速な操舵ハンドル２（図１参照）の操舵操作により、操舵ハンドル角θ_ｈが正の方向に増加して時間ｔ_１にてほぼ操舵ハンドル２を停止させると（図７の（ａ）参照）、（ｂ）に示す操舵ハンドル角速度ω_ｈは、正の方向に増加して、時間ｔ_１において、ほぼゼロになる。
本実施形態によれば、伝達比可変用モータ３３の出力トルクが不足して、目標モータ角θ_Ｔｖｍよりも実モータ角θ_ｖｍが遅れる場合は、操舵ハンドル２を操作中は、目標電流値Ｉ_Ｔ３は目標電流値Ｉ_Ｔ２と同じ値であったものが、操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜が閾値ε_１以下になると、図５の（ａ）に例示する連続関数Ａ又は連続関数Ｂに従って、補正係数Ｋ_２が徐々にゼロに接近する。

図７の（ｃ）に太破線で示すように時間ｔ_１以降目標電流値Ｉ_Ｔ３が目標電流値Ｉ_Ｔ２から徐々に減少し始め、操舵ハンドル２が停止すると目標電流値Ｉ_Ｔ３がゼロとなる。
本実施形態では、目標電流値Ｉ_Ｔ３は、操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜が閾値ε_１以下で、急激にゼロとはしないので、目標電流値Ｉ_Ｔ３を受けて、減算部１５、電流Ｆ／Ｂ制御部１６での制御により出力する実電流値Ｉ_ｍは、図７の（ｃ）の細実線で示すようにオーバーシュートすることなく滑らかにゼロになる。
そして、図７の（ｅ）に太破線で示すように時間ｔ_１において、運転者が操舵ハンドル２を介して操舵反力の急増を感じることはない。細実線は比較例の場合の操舵反力を示し、前記したように時間ｔ_１で操舵反力の急増を運転者に感じさせる。

本実施の形態では、図１に示すように伝達比可変用モータ３３の回転はウォームギア４７からウォームホイールギア４６に伝達されるので、伝達比可変用モータ３３への通電電流がゼロになるとピニオン軸３ａ又は操舵ハンドル２からの力が加わってもウォームホイールギア４６からウォームギア４７へのトルクの伝達はできない（非可逆性）ので、伝達比は現在のものに固定される。したがって、伝達比を所定の値に保持するために伝達比可変用モータ３３に保持電流を流し続ける必要がなく、省エネルギに寄与する。

運転者が操舵ハンドル２の回転操作を再度始め、操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜が所定の閾値ε_１を超えると、補正係数設定部３８Ａは、補正係数Ｋ_２＝１．０をすぐに出力するようになり、通常の車速に応じたクイックレシオ又はスローレシオの伝達比の制御に戻る。

まとめると、本実施形態によれば、クイックレシオが設定されているときに、運転者が操舵ハンドル２を速く操舵した場合、伝達比可変用モータ３３に対して与えられるクイックレシオを達成させるための目標電流値Ｉ_Ｔ１に、１．０より小さい補正係数Ｋ_１が乗ぜられて、操舵反力が小さくなるように調整するための目標電流値Ｉ_Ｔ２に補正され、また、運転者の操舵操作がゆっくりしたものに戻った際は、補正係数Ｋ_１が１．０に戻ってクイックレシオを達成させるための目標電流値Ｉ_Ｔ１に等しい目標電流値Ｉ_Ｔ２に戻すことができる。

また、操舵ハンドル２の操作後に操舵ハンドル２を停止する場合は、操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜の閾値ε_１以下では伝達比可変用モータ３３への目標電流値Ｉ_Ｔ３を徐々にゼロにするので、伝達比可変用モータ３３が目標モータ角θ_Ｔｖｍに追従できていない場合も、伝達比可変用モータ３３の回転が滑らかに止まり、ウォームホイールギア４６とウォームギア４７の噛み合いにより、伝達比可変用モータ３３への通電がゼロの状態でも現在の伝達比が維持され、操舵ハンドル２の停止にも拘らず転舵動作が続くという違和感が解消され、又、運転者に操舵ハンドル２を介して操舵反力の急増を感じさせることがない。

また、前記した特許文献１に記載の技術では、目標伝達比設定部１１で車速ＶＳに応じて設定された目標伝達比Ｇ_Ｔを、その後に、操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜又は操舵トルク値の絶対値｜Ｔ_ｈ｜に応じて補正係数を求め、得られた補正係数を乗じて目標伝達比Ｇ_Ｔを得る方法である。そして修正された目標伝達比Ｇ_Ｔから目標モータ角θ_Ｔｖｍを算出し、実モータ角θ_ｖｍと目標モータ角θ_Ｔｖｍとの偏差に対して制御信号を生成して伝達比可変用モータ３３を制御するものである。

本来、操舵反力は、可変伝達比機構５０の作用に限定すれば、実モータ角θ_ｖｍと目標モータ角θ_Ｔｖｍとの偏差に対して生成された制御信号（本実施形態では目標電流値Ｉ_Ｔ１，Ｉ_Ｔ２，Ｉ_Ｔ３）に直接係って変化するのであって、目標伝達比Ｇ_Ｔとは間接的に係るものなので、本実施形態の方が直接的に操舵反力の制御に効果がある。したがって、クイックレシオ時の操舵反力の急増を直接的に抑制するには、本実施形態の方が特許文献１に記載の技術よりも応答特性は良好である。

《第１の実施形態の変形例》
次に、図５の（ｂ）を参照しながら第１の実施形態の変形例について説明する。
第１の実施形態では、補正係数設定部３８Ａ（図３参照）において用いる補正係数Ｋ_２データ３８ａは、前記した図５の（ａ）に示したような連続関数Ａ又は連続関数Ｂとしたが、それに限定されるものではない。図５の（ｂ）に示すような操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜を変数とする不連続関数Ｃとしても良い。不連続関数Ｃの例では、操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜が０から前記した閾値ε_１よりも小さい所定の閾値ε_０までは、補正係数Ｋ_２が０．０を示し、閾値ε_０を超えると補正係数Ｋ_２が＋１．０にジャンプして、以降＋１．０に保たれる特性を示している。

本変形例によれば、クイックレシオが設定されているときに、運転者が操舵ハンドル２を速く操舵した後、操作を止めたとき、伝達比可変用モータ３３の出力トルクが不足して、目標モータ角θ_Ｔｖｍよりも実モータ角θ_ｖｍが遅れる場合は、操舵ハンドル２を操作中は、目標電流値Ｉ_Ｔ３は目標電流値Ｉ_Ｔ２と同じ値であったものが、操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜が閾値ε_０以下になると、図５の（ｂ）に例示する不連続関数Ｃに従って、補正係数Ｋ_２がゼロにジャンプする。

この場合、図には示さないが目標電流値Ｉ_Ｔ３が目標電流値Ｉ_Ｔ２から急にゼロとなるので、減算部１５、電流Ｆ／Ｂ制御部１６によるフィードバック制御により実電流値Ｉ_ｍはオーバーシュートして脈動してゼロに整定する。しかし、伝達比可変用モータ３３の出力ギアであるウォームギア４７が少々オーバーシュートして脈動してその後静止しても、ウォームホイールギア４６の回転にはほとんど反映されないので、図７の（ｅ）に太破線で示すように時間ｔ_１において、運転者が操舵ハンドル２を介して操舵反力の急増を感じることはほぼ防止できる。

《第２の実施形態》
次に、図８から図１１を参照して、適宜図１を参照しながら本発明の第２の実施形態に係るステアリング装置について説明する。
図８は本実施形態に係るステアリング装置における可変伝達比機構制御ＥＣＵの機能構成ブロック図であり、図９は第２の補正手段である補正係数設定部３８Ｂの詳細な機能構成ブロック図であり、図１０の（ａ），（ｂ）は、操舵ハンドル角速度の絶対値に応じて設定される第２の補正係数である補正係数Ｋ_２の値を示す例である。
図１１は、本実施形態における補正係数設定部２０Ａによる補正制御、及び補正係数設定部３８Ｂによる補正制御の流れを示すフローチャートである。

第２の実施形態における可変伝達比機構制御ＥＣＵ９０Ｂ（図８参照）が、第１の実施形態における可変伝達比機構制御ＥＣＵ９０Ａ（図３参照）と異なるところは、補正係数設定部３８Ａが、補正係数設定部３８Ｂ（図８参照）に変わる点である。その他は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
ここで、補正係数設定部３８Ｂ及び乗算部３７は、請求項に記載の「第２の補正手段」を構成する。

図９に示すように補正係数設定部３８Ｂは、操舵状態判定部（操舵状態判定手段）３８ｂ、テーブルデータ参照部３８ｃ、出力選択部３８ｄを有している。
操舵状態判定部３８ｂは、操舵ハンドル角θ_ｈ及び操舵ハンドル角速度ω_ｈにもとづいて、運転者による操舵ハンドル２（図１参照）の操作が、「ハンドル切り増し」の状態か、他の状態、つまり、「ハンドル切り戻し」又は「ハンドル停止」の状態かを判定し、出力選択部３８ｄに判定結果を入力する。
ちなみに、操舵状態判定部３８ｂにおいてＡ^＊＝θ_ｈ×ω_ｈの演算を一定の周期で繰り返し、Ａ^＊＞０でかつ｜ω_ｈ｜＞ε_０のとき、「ハンドル切り増し」の状態と判定され、Ａ^＊＜０でかつ｜ω_ｈ｜＞ε_０のとき、「ハンドル切り戻し」の状態と判定され、Ａ^＊の値のいかんに係らず｜ω_ｈ｜≦ε_０のとき「ハンドル停止」と判定される。

テーブルデータ参照部３８ｃは、補正係数Ｋ_２データ３８ｃ_１，３８ｃ_２を有しており、補正係数Ｋ_２データ３８ｃ_１は、図１０の（ａ）に示す操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜に応じて補正係数Ｋ_２ａが定まる不連続関数Ｃであり、第１の実施形態における図５の（ｂ）に示した不連続関数Ｃと同じである。補正係数Ｋ_２データ３８ｃ_２は、図１０の（ｂ）に示す操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜に応じて補正係数Ｋ_２ｂが定まる連続関数Ａであり、第１の実施形態における図５の（ａ）に示した連続関数Ａと同じである。
テーブルデータ参照部３８ｃは、操舵ハンドル角速度ω_ｈにもとづいて、補正係数Ｋ_２データ３８ｃ_１，３８ｃ_２から補正係数Ｋ_２ａ，Ｋ_２ｂを検索して、それぞれ値を出力選択部３８ｄに入力する。
出力選択部３８ｄは、操舵状態判定部３８ｂから「ハンドル切り戻し」又は「ハンドル停止」の判定が入力された場合は、補正係数Ｋ_２ａを第２の補正係数である補正係数Ｋ_２として選択して乗算部３７（図８参照）に入力し、操舵状態判定部３８ｂから「ハンドル切り増し」の判定が入力された場合は、補正係数Ｋ_２ｂを第２の補正係数である補正係数Ｋ_２として選択して乗算部３７に入力する。

次に、図１１を参照しながら、本実施形態における補正係数設定部２０Ａによる補正制御及び補正係数設定部３８Ｂによる補正制御の流れを説明する。
以下に説明するフローチャートのステップＳ１０２及びステップＳ１０３は補正係数設定部２０Ａにおいて処理され、ステップＳ１０４は乗算部１９において処理され、ステップＳ１０５〜Ｓ１１０は補正係数設定部３８Ｂにおいて処理され、ステップＳ１１１，Ｓ１１２は乗算部３７において処理される。ちなみに、ステップＳ１０１及びステップＳ１１３は、ＣＰＵ９０ａにおける全体制御の中でなされる。

ステップＳ１０１では、車速ＶＳ、操舵ハンドル角θ_ｈ、操舵ハンドル角速度ω_ｈ、目標電流値Ｉ_Ｔ１を読み込む。
ステップＳ１０２では、補正係数設定部２０Ａが、ステップＳ１０１で読み込んだ車速ＶＳに応じた補正係数Ｋ_１データ２０ａを参照する。具体的には、例えば、図４の（ａ）又は図４の（ｂ）に示したような補正係数Ｋ_１を決定する操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜を変数とする連続関数が、所定の車速ＶＳの異なる値に対して数種類用意され、ステップＳ１０１で読み込んだ車速ＶＳの値に応じて内挿補間して、所望の連続関数が得られる。
ステップＳ１０３では、補正係数設定部２０Ａが、ステップＳ１０２で車速ＶＳの値に応じて内挿補間して得られた補正係数Ｋ_１を決定する所望の連続関数にもとづいて、ステップＳ１０１で読み込んだ操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜に応じた補正係数Ｋ_１を設定する。

ステップＳ１０４では、乗算部１９が、Ｉ_Ｔ２＝Ｋ_１×Ｉ_Ｔ１とし、Ｉ_Ｔ２を目標電流値として乗算部３７（図８参照）に出力する。
これにより、操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜が大きいときに、伝達比可変用モータ３３（図１参照）の動きも加わって、運転者に操舵反力の急増を感じさせないように、目標モータ角θ_Ｔｖｍと実モータ角θ_ｖｍの差分を、減算部１３（図８参照）で得て、その差分に対して位置Ｆ／Ｂ制御部１４から出力する目標電流値Ｉ_Ｔ１に、更に、補正係数Ｋ_１を乗算部１９で乗じる。その結果、運転者が操舵反力の急増を感じるのを緩和することができる。

ステップＳ１０５では、補正係数設定部３８Ｂのテーブルデータ参照部３８ｃにおいて、ステップＳ１０１で読み込んだ操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜に応じて、補正係数Ｋ_２データ３８ｃ_１から補正係数Ｋ_２ａを検索し、補正係数Ｋ_２データ３８ｃ_２から補正係数Ｋ_２ｂを検索し、出力選択部３８ｄにそれぞれを入力する（操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜に応じた補正係数Ｋ_２ａ，Ｋ_２ｂを検索）。

ステップＳ１０６では、補正係数設定部３８Ｂの操舵状態判定部３８ｂにおいて、ステップＳ１０１で読み込んだ操舵ハンドル角θ_ｈ、操舵ハンドル角速度ω_ｈにもとづいて、Ａ^＊＝θ_ｈ×ω_ｈの演算を行い、次いで、ステップＳ１０７では、ステップＳ１０７において得られたＡ^＊の値の正負、操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜が閾値ε_０以下か否かを組み合わせて、前記した「ハンドル切り増し」、「ハンドル切り戻し」、「ハンドル停止」を判定し、補正係数設定部３８Ｂの出力選択部３８ｄに判定結果を入力する。
ステップＳ１０８では、出力選択部３８ｄにおいて、「ハンドル切り戻し」又は「ハンドル停止」であるか否かをチェックする。「ハンドル切り戻し」又は「ハンドル停止」の場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１０９へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１１０へ進む。

ステップＳ１０９では、出力選択部３８ｄにおいて、補正係数Ｋ_２として不連続関数Ｃ（図１０の（ａ）参照）のＫ_２ａの値を選択して乗算部３７に出力する。ステップＳ１１０では、出力選択部３８ｄにおいて、補正係数Ｋ_２として連続関数Ａ（図１０の（ｂ）参照）のＫ_２ｂの値を選択して乗算部３７に出力する。
そして、ステップＳ１１１では、乗算部３７が、Ｉ_Ｔ３＝Ｋ_２×Ｉ_Ｔ２とし、Ｉ_Ｔ３を目標電流値として減算部１５（図８参照）に出力する（ステップＳ１１２）。
そして、ステップＳ１１３へ進み、イグニッション・スイッチがオフされているか否か（ＩＧ ＯＦＦ？）をチェックし、ＩＧ ＯＦＦの場合（Ｙｅｓ）は、一連の制御を終了し、ＩＧ ＯＦＦでない場合（Ｎｏ）はステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０１〜Ｓ１１３を繰り返す。

本実施形態の効果は第１の実施形態及びその変形例と基本的に同じであるが、補正係数設定部３８Ｂにおいて、「ハンドル切り戻し」又は「ハンドル停止」と判定した場合は、補正係数Ｋ_２として図１０の（ａ）に示す不連続関数Ｃを用いるようにしたので、伝達比可変用モータ３３の応答性が優れる。つまり、操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜が閾値ε_０以下になると、すぐに補正係数Ｋ_２がゼロとなり、目標電流値Ｉ_Ｔ３もゼロとなり、伝達比可変用モータ３３が即停止する。また、操舵ハンドル角速度の絶対値｜ω_ｈ｜が閾値ε_０を超えると、すぐに補正係数Ｋ_２が１．０となり、ハンドル切り戻し操作時の伝達比がクイックレシオなり、スローレシオなりそのときの車速ＶＳにより決まる目標伝達比Ｇ_Ｔに沿うように目標電流値Ｉ_Ｔ３が設定され、それにしたがって減算部１５及び電流Ｆ／Ｂ制御部１６により伝達比可変用モータ３３の実電流値Ｉ_ｍがフィードバック制御される。

「ハンドル切り増し」操作の場合には、その後のハンドル停止時に、補正係数Ｋ_２を徐々にゼロに設定するので、第１の実施形態と同様に操舵反力の急増がなく、スムーズな操舵感を得ることができる。

以上の第１の実施形態、その変形例、及び第２の実施形態においては、伝達比可変機構して遊星歯車を用いた差動機構３１を想定したが、本発明の適用はそれに限定されるものではなく、操舵ハンドル角とピニオン角を調整するアクチュエータを備えたもの一般に対しても適用可能である。
また、操舵力補助機構として電動パワーステアリング装置４を想定したが、本発明の適用はそれに限定されるものではなく、油圧式のパワーステアリング装置に対しても同様に適用できる。

なお、第１の実施形態とその変形例、及び第２の実施形態では、補正係数Ｋ_１を算出する連続関数として操舵ハンドル角速度ω_ｈを変数とする関数を用いたが、それに限定されるものではない。操舵トルク値Ｔ_ｈを変数とする連続関数でも良いし、ＥＰＳモータ２３のＥＰＳ ＥＣＵ２５で生成されるところの指示電流、又は指示電流により生成されるＤＵＴＹ信号を用いても良い。

本発明の第１の実施形態に係るステアリング装置の概略構成図である。 車速に応じて設定される目標伝達比の値を示す図である。 可変伝達比機構制御ＥＣＵの機能構成ブロック図である。 （ａ），（ｂ）は、操舵ハンドル角速度の絶対値に応じて設定される第１の補正係数である補正係数Ｋ_１の値を示す例である。 （ａ），（ｂ）は、操舵ハンドル角速度の絶対値に応じて設定される第２の補正係数である補正係数Ｋ_２の値を示す図である。 第１の実施形態における補正係数設定部２０Ａによる補正制御及び補正係数設定部３８Ａによる補正制御の流れを示すフローチャートである。 第１の実施形態における伝達比可変用モータの応答を説明する図であり、（ａ）は、操舵ハンドル角θ_ｈの時間推移を示す図であり、（ｂ）は、操舵ハンドル角速度ω_ｈの時間推移を示す図であり、（ｃ）は、目標電流値Ｉ_Ｔ３と実電流値Ｉ_ｍの値の時間推移を示す図であり、（ｄ）は、伝達比可変用モータの実モータ角θ_ｖｍと目標モータ角θ_Ｔｖｍの時間推移を示す図であり、（ｅ）は、操舵反力の時間推移を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るステアリング装置における可変伝達比機構制御ＥＣＵの機能構成ブロック図である。 第２の補正手段である補正係数設定部３８Ｂの詳細な機能構成ブロック図である。 （ａ），（ｂ）は、操舵ハンドル角速度の絶対値に応じて設定される第２の補正係数である補正係数Ｋ_２の値を示す例である。 第２の実施形態における補正係数設定部２０Ａによる補正制御、及び補正係数設定部３８Ｂによる補正制御の流れを示すフローチャートである。 本発明の比較例に係るステアリング装置の概略構成図である。 比較例における可変伝達比機構制御ＥＣＵの機能構成ブロック図である。 図１３における目標モータ角設定部の詳細な機能ブロック構成図である。 比較例における伝達比可変用モータの応答を説明する図であり、（ａ）は、操舵ハンドル角θ_ｈの時間推移を示す図であり、（ｂ）は、操舵ハンドル角速度ω_ｈの時間推移を示す図であり、（ｃ）は、従来の伝達比可変用モータの実モータ角θ_ｖｍと目標モータ角θ_Ｔｖｍの時間推移を示す図であり、（ｄ）は、比較における伝達比可変用モータの実モータ角θ_ｖｍと目標モータ角θ_Ｔｖｍの時間推移を示す図であり、（ｅ）は、目標電流値Ｉ_Ｔ２と実電流値Ｉ_ｍの値の時間推移を示す図であり、（ｆ）は、操舵反力の時間推移を示す図である。

符号の説明

１ ステアリング装置
２ 操舵ハンドル
２ａ 回転軸
３ ピニオン機構
３ａ ピニオン軸
４ 電動パワーステアリング装置（電動パワーステアリング）
５ 可変伝達比機構
７ ピニオン角センサ
９ 可変伝達比機構制御ＥＣＵ
９ａ ＣＰＵ
１０ 通信回線
１１ 目標伝達比設定部
１２Ａ 目標モータ角設定部
１２Ｂ 目標モータ角設定部
１２Ｃ 目標モータ角設定部
１３ 減算部
１４ 位置Ｆ／Ｂ制御部
１５ 減算部
１６ 電流Ｆ／Ｂ制御部
１７ モータ駆動回路
１８ 電流センサ
１９ 乗算部（第１の補正手段）
２０ 補正係数設定部
２０Ａ 補正係数設定部（第１の補正手段）
２０ａ 補正係数Ｋ_１データ
２１ トルクセンサ
２３ ＥＰＳモータ
２５ ＥＰＳ ＥＣＵ
３１ 差動機構
３３ 伝達比可変用モータ
３５ モータ角センサ
３７ 乗算部（第２の補正手段）
３８ｃ_１，３８ｃ_２ 補正係数Ｋ_２データ
３８Ａ，３８Ｂ 補正係数設定部（第２の補正手段）
３８ａ 補正係数Ｋ_２データ
３８ｂ 操舵状態判定部
３８ｃ テーブルデータ参照部
３８ｄ 出力選択部
４１Ａ，４１Ｂ サンギア
４２Ａ，４２Ｂ 遊星ギア
４３ キャリア
４４ 外歯ギア
４５ 出力ギア
４６ ウォームホイールギア（非可逆伝達手段）
４７ ウォームギア（非可逆伝達手段）
５０ 可変伝達比機構
９０，９０Ａ，９０Ｂ 可変伝達比機構制御ＥＣＵ（可変伝達比機構制御手段）
９０ａ ＣＰＵ
１００ ステアリング装置

Claims (4)

1. 可変伝達比機構により転舵輪の転舵角に対する操舵ハンドルの操舵角の伝達比を変化させるとともに、電動パワーステアリングにより操舵時の補助力を発生させるステアリング装置において、
   前記可変伝達比機構に前記伝達比を変化させる伝達比可変用モータを設け、
   前記伝達比可変用モータの回転角を制御する可変伝達比機構制御手段は、前記操舵ハンドルの操舵角速度を算出し、
   前記伝達比可変用モータへの目標電流値を補正するための第１の補正係数を前記操舵角速度に応じて前記操舵角速度が大きくなるほど小さくなる特性に設定し、前記目標電流値を補正する第１の補正手段と、
   前記伝達比可変用モータへの目標電流値を補正するための第２の補正係数を、前記操舵角速度の絶対値がゼロから第１の所定値の前後で０から１の間で連続的に変化する連続関数にもとづいて設定し、前記目標電流値を補正する第２の補正手段と、を有し、
   前記操舵角速度の絶対値が前記第１の所定値以下になった場合に前記伝達比可変用モータに流す電流値を徐々にゼロとすることを特徴とするステアリング装置。
2. 前記可変伝達比機構制御手段は、更に、前記操舵ハンドルの操舵角及び操舵角速度にもとづいて操舵状態を判定する操舵状態判定手段を有し、
   前記第２の補正手段が、前記操舵角速度の絶対値がゼロから前記第１の所定値の前後で０から１の間で連続的に変化する連続関数を複数タイプ有し、
   前記操舵状態判定手段において判定された操舵状態に応じて、前記第２の補正手段は異なるタイプの前記関数から選択したものにもとづいて前記第２の補正係数を設定し、前記目標電流値を補正することを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
3. 前記操舵角速度の絶対値の変化に対する−１から＋１までの連続した線形特性のうちいずれかの値をとる前記第１の補正係数は、前記操舵角速度の絶対値がゼロから第２の所定値に至るまでの間、その値が＋１に設定され、
   前記第２の所定値は、車速に応じて可変設定されることを特徴とする請求項１または２に記載のステアリング装置。
4. 前記第１の補正係数は、前記操舵角速度の絶対値の変化に対する−１から＋１までの連続した線形特性のうちいずれかの値をとり、
   前記線形特性の傾きは、車速に応じて可変設定されることを特徴とする請求項１または２に記載のステアリング装置。

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