車両用操舵装置
【課題】伝達比可変装置の機能に制約を加えることなく当該伝達比可変装置の作動時においても良好な操舵フィーリングを実現することのできる車両用操舵装置を提供すること。
【解決手段】ＥＰＳＥＣＵ１８側のマイコン４１には、Ｆ／Ｂゲイン演算部５０が設けられるとともに、同マイコン４１は、このＦ／Ｂゲイン演算部５０が演算するフィードバックゲイン（比例ゲインＫp及び積分ゲインＫi）を用いた電流フィードバック制御の実行によりモータ制御信号を生成する。また、このマイコン４１には、ＩＦＳＥＣＵ８側（のマイコン３１）において検出（演算）された転舵角速度ωtが入力される。そして、上記Ｆ／Ｂゲイン演算部５０は、その転舵角速度ωtに応じてフィードバックゲインを可変する。
【解決手段】ＥＰＳＥＣＵ１８側のマイコン４１には、Ｆ／Ｂゲイン演算部５０が設けられるとともに、同マイコン４１は、このＦ／Ｂゲイン演算部５０が演算するフィードバックゲイン（比例ゲインＫp及び積分ゲインＫi）を用いた電流フィードバック制御の実行によりモータ制御信号を生成する。また、このマイコン４１には、ＩＦＳＥＣＵ８側（のマイコン３１）において検出（演算）された転舵角速度ωtが入力される。そして、上記Ｆ／Ｂゲイン演算部５０は、その転舵角速度ωtに応じてフィードバックゲインを可変する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用操舵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用操舵装置には、その操舵力補助装置として電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）を備えたものがある。そして、このようなＥＰＳにはレイアウト自由度が高く、且つエネルギー消費量が小さいという利点があることから、近年、車種や車格等を問わず、幅広い範囲において、その採用が進められている。
【０００３】
また、車両用操舵装置には、ステアリング（の舵角：操舵角）と転舵輪（の舵角：転舵角）との間の伝達比（ギヤ比）を可変すべく操舵系の途中に設けられた伝達比可変装置を備えたものがある。例えば、特許文献１に記載の伝達比可変装置は、ステアリング操作に基づく第１の舵角にモータ駆動に基づく第２の舵角を上乗せすることにより任意に伝達比を変更することが可能となっている。そして、その伝達比可変制御の実行により、低車速時においてはステアリング操作に対する転舵角の変化量を大（所謂クイックなギヤ比）として運転者の負担を軽減し、高車速時にはその変化量を小（所謂スローなギヤ比）として高い操舵安定性を確保するといった、優れたステアリング特性を実現することができる。
【０００４】
ところが、このように伝達比を可変することで、低速走行中の急操舵時等には、従来よりも速い速度で転舵角が変更されることになる。そして、その転舵角速度に操舵力補助装置が追従できなくなることによりアシスト力不足が生じ、ひいては、これが所謂引っ掛かり感となって操舵フィーリングの低下を招くおそれがある。
【０００５】
そこで、例えば、特許文献２には、こうした操舵力補助装置の追従遅れを防止すべく、その操舵速度に応じて伝達比を可変する構成が開示されている。即ち、操舵速度が速い場合には、伝達比（ギヤ比）をスローな値とすることで、その転舵角速度を抑制する。そして、これにより、伝達比可変装置の作動時における操舵フィーリングの改善を図る構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２１１５４１号公報
【特許文献２】特許第３３４４４７４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のように転舵角速度を抑制することで、その伝達比可変装置の機能により得られる効果もまた、限定的なものとなってしまう。そのため、従来、伝達比可変装置の機能に制約を加えることなく、有効に操舵力補助装置の追従遅れを防止し得る新たな技術の創出が強く求められていた。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、伝達比可変装置の機能に制約を加えることなく当該伝達比可変装置の作動時においても良好な操舵フィーリングを実現することのできる車両用操舵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ステアリングと転舵輪との間の伝達比を可変すべく操舵系の途中に設けられた伝達比可変装置と、モータを駆動源として操舵系にアシスト力を付与する操舵力補助装置と、前記モータに対する駆動電力の供給を通じて前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、電流指令値に実電流値を追従させるべく電流フィードバック制御を実行することにより前記駆動電力を供給する車両用操舵装置において、前記転舵輪の舵角速度を検出する転舵角速度検出手段を備え、前記制御手段は、前記転舵輪の舵角速度に応じて前記フィードバック制御のゲインを変更すること、を要旨とする。
【００１０】
即ち、操舵力補助装置の駆動源であるモータに対して駆動電力を供給するにあたり、その電流フィードバック制御のゲインを高くして応答性を高めることにより、当該操舵力補助装置の追従遅れを防止することができる。そして、そのフィードバックゲインの可変を、同操舵力補助装置に追従遅れが生じやすい状況、即ち転舵輪の舵角速度（転舵角速度）が速い場合について限定的に行うことで、そのフィードバックゲインを高くすることにより生ずる音や振動の問題を抑えることができる。その結果、伝達比可変装置の機能に制約を加えることなく良好な操舵フィーリングを実現することができるとともに、併せて、高い静粛性を確保することができる。
【００１１】
また、操舵系の途中に伝達比可変装置が設けられている場合には、必ずしもステアリングに生じた操舵速度と転舵角速度とが比例関係にあるとは限らない。従って、上記のように、転舵角速度に応じてフィードバックゲインを可変することで、より適切に、その応答性の向上を図ることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、検出される前記転舵輪の舵角速度が正常であるか否かを判定する判定手段を備え、前記制御手段は、検出される前記転舵輪の舵角速度が正常ではない場合には、該転舵輪の舵角速度に応じた前記ゲインの変更を行わないこと、を要旨とする。
【００１３】
上記構成によれば、速やかに電流フィードバック制御の応答性を安定させてフェールセーフを図ることができる。
請求項３に記載の発明は、前記制御手段は、前記ゲインを予め設定された値に固定して前記フィードバック制御を実行すること、を要旨とする。
【００１４】
上記構成によれば、追従性と静粛性とのバランスを考慮した値にフィードバックゲインを固定して、そのフィードバックゲインの可変を停止したことによる影響を最小限に抑えることができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記伝達比可変装置は、ステアリング操作に基づく第１の舵角にモータ駆動に基づく第２の舵角を上乗せすることにより前記伝達比を可変するものであって、前記ステアリングに生じた操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、その検出される操舵速度が正常であるか否かを判定する第２の判定手段とを備え、前記制御手段は、検出される前記操舵速度が正常である場合には、該操舵速度に基づいて前記フィードバック制御のゲインを変更すること、を要旨とする。
【００１６】
即ち、上記のように、必ずしも操舵速度と転舵角速度とが比例関係にあるとは限らない。しかしながら、操舵力補助装置の追従遅れは、基本的に操舵速度が速い場合に生じやすい。従って、上記構成によれば、その転舵角速度に応じたフィードバックゲインの可変を停止した後においても、伝達比可変装置の機能に制約を加えることなく良好な操舵フィーリングを実現することができる。また、併せて高い静粛性を確保することもできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、伝達比可変装置の機能に制約を加えることなく当該伝達比可変装置の作動時においても良好な操舵フィーリングを実現することが可能な車両用操舵装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】車両用操舵装置の概略構成図。
【図２】伝達比可変装置の作用説明図。
【図３】伝達比可変装置の作用説明図。
【図４】車両用操舵装置の電気的構成を示すブロック図。
【図５】Ｆ／Ｂゲイン演算部の概略構成図。
【図６】フィードバックゲイン変更による応答性の変化を示す説明図。
【図７】伝達比可変装置に関する異常判定の処理手順を示すフローチャート。
【図８】フィードバックゲイン可変演算の処理手順を示すフローチャート。
【図９】別例のフィードバックゲイン可変演算の処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を伝達比可変装置を備えた車両用操舵装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態の車両用操舵装置１の概略構成図である。同図に示すように、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラック＆ピニオン機構４を介してラック軸５と連結されている。そして、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラック＆ピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。尚、本実施形態のステアリングシャフト３は、ステアリング２側から順に、コラムシャフト、インターミディエイトシャフト、及びピニオンシャフトを連結してなる周知の構成を有している。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の往復直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッドを介してナックル（図示略）に伝達されることにより、転舵輪６の舵角、即ち車両の進行方向が変更されるようになっている。
【００２０】
また、本実施形態の車両用操舵装置１は、ステアリング２（の舵角）と転舵輪６（の舵角）との間の伝達比（ギヤ比）を可変すべく操舵系の途中に設けられた伝達比可変装置７と、該伝達比可変装置７の作動を制御するＩＦＳＥＣＵ８とを備えている。
【００２１】
詳述すると、本実施形態では、伝達比可変装置７は、ステアリングシャフト３を構成するインターミディエイトシャフト３ａに設けられている。具体的には、本実施形態のインターミディエイトシャフト３ａは、ステアリング２側（同図中、上側）に位置する第１シャフト９とラック軸５側（同図中、下側）に位置する第２シャフト１０とからなる。そして、伝達比可変装置７は、これら第１シャフト９及び第２シャフト１０を連結する差動機構１１と、該差動機構１１を駆動するモータ１２とを備えて構成されている。
【００２２】
即ち、本実施形態の伝達比可変装置７は、ステアリング操作に伴う第１シャフト９の回転に、モータ駆動による回転を上乗せして第２シャフト１０に伝達する。そして、そのラック＆ピニオン機構４に入力されるステアリングシャフト３の回転を増速（又は減速）することにより、ステアリング２と転舵輪６との間の伝達比を任意に変更することが可能となっている。
【００２３】
つまり、図２及び図３に示すように、伝達比可変装置７は、ステアリング操作に基づく転舵輪６の舵角（ステア転舵角θts）にモータ駆動に基づく転舵輪の舵角（ＡＣＴ角θta）を上乗せすることにより、ステアリング２に生じた操舵角θsに対する転舵輪６の転舵角θtの比率、即ち伝達比（ギヤ比）を可変させる。そして、ＩＦＳＥＣＵ８は、モータ１２に対する駆動電力の供給を通じて伝達比可変装置７の制御を制御することにより、操舵角θsと転舵角θtとの間の伝達比（ギヤ比）を制御する（伝達比可変制御）。
【００２４】
尚、この場合における「上乗せ」とは、加算する場合のみならず減算する場合をも含むものと定義し、以下同様とする。また、「操舵角θsに対する転舵角θtのギヤ比」をオーバーオールギヤ比（操舵角θs／転舵角θt）で表した場合、ステア転舵角θtsと同方向のＡＣＴ角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は小さくなる（転舵角θt大、図２参照）。そして、逆方向のＡＣＴ角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は大きくなる（転舵角θt小、図３参照）。このように、本実施形態では、ステア転舵角θtsが第１の舵角を構成し、ＡＣＴ角θtaが第２の舵角を構成する。
【００２５】
また、図１に示すように、本実施形態の車両用操舵装置１は、操舵系にアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ１７と、該ＥＰＳアクチュエータ１７の作動を制御する制御手段としてのＥＰＳＥＣＵ１８とを備えている。
【００２６】
本実施形態のＥＰＳアクチュエータ１７は、モータ２２を駆動源としてラック軸５に軸方向の押圧力を付与する所謂ラックアシスト型のＥＰＳアクチュエータであり、詳しくはラック軸５と同軸位置に設けられたモータ２２の発生するアシストトルクをボール螺子機構（図示略）を介してラック軸５に伝達する所謂ラック同軸型の構成を有している。そして、ＥＰＳＥＣＵ１８は、このモータ２２が発生するアシストトルクを制御することにより、操舵系に付与するアシスト力を制御する（パワーアシスト制御）。
【００２７】
また、本実施形態では、上記のように伝達比可変装置７を制御するＩＦＳＥＣＵ８、及びＥＰＳアクチュエータ１７を制御するＥＰＳＥＣＵ１８は、それぞれ、車内ネットワーク（CAN：Controller Area Network）２３に接続されている。そして、これらＩＦＳＥＣＵ８及びＥＰＳアクチュエータ１７は、この車内ネットワーク２３を介して取得する各種状態量及び制御信号に基づいて、その伝達比可変制御及びパワーアシスト制御を実行する構成となっている。
【００２８】
次に、本実施形態における車両用操舵装置の電気的構成及び制御態様について説明する。
図４は、車両用操舵装置の電気的構成を示すブロック図である。尚、同図に示す各制御ブロックは、ＩＦＳＥＣＵ８及びＥＰＳＥＣＵ１８に設けられた各マイコン（３１，４１）が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。そして、各マイコン（３１，４１）は、所定のサンプリング周期（検出周期）で各状態量を検出し、所定周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、その対応する各モータ１２，２２を駆動するためのモータ制御信号を生成する。
【００２９】
図４に示すように、本実施形態では、ＩＦＳＥＣＵ８には、ステアリングセンサ２４（図１参照）の出力信号に基づき検出されるステアリング２の舵角（操舵角θs）、及び車速センサ２５の出力信号に基づき検出される車速Ｖが入力されるようになっている。そして、本実施形態のＩＦＳＥＣＵ８は、これら車速Ｖ及び操舵角θs（並びに操舵速度ωs）に基づいてモータ制御信号を出力するマイコン３１と、そのモータ制御信号に基づいてモータ１２に駆動電力を供給する駆動回路３２とを備えて構成されている。
【００３０】
詳述すると、本実施形態のマイコン３１には、ギヤ比可変制御演算部３３及び微分ステア制御演算部３４が設けられている。
本実施形態では、ギヤ比可変制御演算部３３には、操舵角θs及び車速Ｖが入力される。そして、同ギヤ比可変制御演算部３３は、これら操舵角θs及び車速Ｖに基づいて、その車速Ｖに応じてギヤ比（伝達比）を可変させるための制御目標成分としてギヤ比可変指令角θgr*を演算する。具体的には、低車速時においては、運転者の負担を軽減すべく、ステアリング操作に対する転舵角の変化量が大（クイックなギヤ比）となるような値を有したギヤ比可変指令角θgr*を演算し、高車速時においては、その高い操舵安定性を確保すべく、転舵角の変化量が小（所謂スローなギヤ比）となるような値を有したギヤ比可変指令角θgr*を演算する。
【００３１】
また、微分ステア制御演算部３４は、ステアリング２に生じた操舵角θsの単位時間当たりの変化量、即ち操舵速度ωsに基づいて、その伝達比可変制御の応答性を向上させるための制御目標成分として微分ステア指令角θls*を演算する。尚、本実施形態では、操舵速度検出手段としてのマイコン３１は、ステアリングセンサ２４により検出される操舵角θsを微分することにより操舵速度ωsを検出する。
【００３２】
そして、本実施形態のマイコン３１は、これらギヤ比可変指令角θgr*及び微分ステア指令角θls*を加算器３５において重畳することにより、その伝達比可変制御の制御目標値となるＡＣＴ指令角θta*を生成する構成となっている。
【００３３】
更に、本実施形態のマイコン３１は、モータ１２に設けられた回転角センサ３６が検出するモータ回転角θmに基づいて、モータ駆動に基づく第２の舵角としてのＡＣＴ角θtaを検出する（図２及び図３参照）。そして、同マイコン３１は、そのＡＣＴ角θtaを上記ＡＣＴ指令角θta*に追従させるべく、フィードバック制御を実行することにより、その駆動回路３２に出力するモータ制御信号を生成する。
【００３４】
具体的には、マイコン３１は、減算器３７において、同ＡＣＴ角θtaを上記ＡＣＴ指令角θta*から減算することにより、ＡＣＴ角偏差Δθtaを演算する。また、マイコン３１には、位置制御演算部３８が設けられており、同位置制御演算部３８は、上記ＡＣＴ角偏差Δθtaにフィードバックゲインを乗ずることにより得られる位置制御量εをモータ制御信号生成部３９に出力する。そして、本実施形態では、このモータ制御信号生成部３９において、その位置制御量εに基づいたモータ制御信号が生成される構成となっている。
【００３５】
一方、ＥＰＳＥＣＵ１８もまた、上記ＩＦＳＥＣＵ８と同様に、モータ制御信号を出力するマイコン４１と、そのモータ制御信号に基づいて、ＥＰＳアクチュエータ１７の駆動源であるモータ２２に駆動電力を供給する駆動回路４２とを備えている。
【００３６】
詳述すると、本実施形態では、ＥＰＳＥＣＵ１８には、ステアリングシャフト３に設けられたトルクセンサ４３（図１参照）の出力信号に基づき検出される操舵トルクτ、及び上記車速Ｖが入力されるようになっている。そして、マイコン４１は、これら操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、モータ２２に対する電力供給の目標値、即ち目標アシスト力に対応する電流指令値Ｉm*を演算する電流指令値演算部４４と、電流指令値演算部４４により算出された電流指令値Ｉm*に基づいてモータ制御信号を出力するモータ制御信号出力部４５とを備えている。
【００３７】
本実施形態の電流指令値演算部４４は、その操舵トルクτ（の絶対値）が大きいほど、また車速Ｖが遅いほど、より大きなアシスト力が操舵系に付与されるような大きな値（絶対値）を有した電流指令値Ｉm*を演算する。また、モータ制御信号出力部４５には、上記電流指令値演算部４４の出力する電流指令値Ｉm*とともに、電流センサ４６により検出されたモータ２２の実電流値Ｉmが入力される。そして、同モータ制御信号出力部４５は、その電流指令値Ｉm*に実電流値Ｉmを追従させるべくフィードバック制御を実行することにより、上記駆動回路４２に出力するモータ制御信号を生成する構成となっている。
【００３８】
さらに詳述すると、モータ制御信号出力部４５に設けられたＦ／Ｂ制御部４７には、減算器４８に電流指令値Ｉm*及び実電流値Ｉmを入力することにより得られる電流偏差ΔＩmが入力される。そして、Ｆ／Ｂ制御部４７は、この電流偏差ΔＩm及びフィードバックゲインに基づいて、そのフィードバック制御（比例：Ｐ、積分：Ｉ）を実行する。
【００３９】
具体的には、Ｆ／Ｂ制御部４７は、電流偏差ΔＩmに比例ゲインＫpを乗ずることにより得られる比例成分、及び電流偏差ΔＩmの積分値に積分ゲインＫiを乗ずることにより得られる積分成分を加算することにより、電圧指令値Ｖm*を演算する（ＰＩ制御）。そして、本実施形態のモータ制御信号出力部４５は、この電圧指令値Ｖm*をＰＷＭ変換部４９に入力することにより、モータ制御信号を生成する構成となっている。
【００４０】
本実施形態では、このようにして生成されたモータ制御信号が、マイコン４１から駆動回路４２へと出力される。そして、そのモータ制御信号に基づく駆動電力がモータ２２に供給されることにより、その電流量に対応したモータトルクがアシスト力として操舵系に付与されるようになっている。
【００４１】
（フィードバックゲイン可変制御）
次に、本実施形態の車両用操舵装置１において、そのＥＰＳＥＣＵ１８側のマイコン４１が実行するフィードバックゲイン可変制御の態様について説明する。
【００４２】
図４に示すように、本実施形態では、上記ＥＰＳＥＣＵ１８（のマイコン４１）側のモータ制御信号出力部４５には、Ｆ／Ｂゲイン演算部５０が設けられている。そして、上記Ｆ／Ｂ制御部４７によるフィードバック制御は、このＦ／Ｂゲイン演算部５０が演算する比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを用いて行なわれる。
【００４３】
詳述すると、ＩＦＳＥＣＵ８側のマイコン３１には、上記ＡＣＴ角θta及び操舵角θsに基づいて、転舵輪６の舵角速度、即ち転舵角速度ωtを演算（検出）する転舵角速度検出手段としての転舵角速度演算部５１が設けられている。
【００４４】
本実施形態の転舵角速度演算部５１は、操舵角θsに基づき上記ステア転舵角θtsを演算するとともに、同ステア転舵角θtsに上記ＡＣＴ角θtaを加算することにより転舵角θtを演算する（図２及び図３参照）。そして、その転舵角θtを時間で微分することにより、転舵角速度ωtを演算（検出）する。
【００４５】
本実施形態では、ＥＰＳＥＣＵ１８側に設けられた上記Ｆ／Ｂゲイン演算部５０には、この転舵角速度演算部５１の演算する転舵角速度ωtが入力されるようになっている。そして、Ｆ／Ｂゲイン演算部５０は、その転舵角速度ωtに基づいて上記比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを演算する。
【００４６】
さらに詳述すると、図５に示すように、本実施形態のＦ／Ｂゲイン演算部５０は、比例ゲイン演算部５３及び積分ゲイン演算部５４を備えており、これら比例ゲイン演算部５３及び積分ゲイン演算部５４は、それぞれ上記転舵角速度ωt（の絶対値）とその対応する各フィードバックゲイン（Ｋp，Ｋi）とが関連付けられたマップ５３ａ，５４ａを備えている。そして、比例ゲイン演算部５３及び積分ゲイン演算部５４は、入力される転舵角速度ωtを、そのマップ５３ａ，５４ａに参照することにより、当該転舵角速度ωtに応じた比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを演算する（マップ演算）。
【００４７】
具体的には、比例ゲイン演算部５３に設けられたマップ５３ａにおいて、比例ゲインＫpは、転舵角速度ωt（の絶対値）が所定値ω１以下である場合（|ωt|≦ω１）には、所定値Ｋplとなるように設定されている（Ｋp＝Ｋpl）。また、転舵角速度ωtが所定値ω２以上である場合（|ωt|≧ω２）には、比例ゲインＫpは、上記所定値Ｋplよりも大きな所定値Ｋphとなるように設定されている（Ｋp＝Ｋph、Ｋph＞Ｋpl）。そして、転舵角速度ωtが上記所定値ω１よりも大きく所定値ω２よりも小さい領域（ω１＜|ωt|＜ω２）においては、比例ゲインＫpは、上記所定値Ｋplと所定値Ｋphとの間で線形補間されるように、詳しくは当該所定値Ｋplから所定値Ｋphまで、転舵角速度ωtの増大に従って、その値が大となるように設定されている。
【００４８】
同様に、積分ゲイン演算部５４に設けられたマップ５４ａにおいて、積分ゲインＫiは、転舵角速度ωt（の絶対値）が所定値ω１以下である場合（|ωt|≦ω１）には、所定値Ｋilとなるように設定されている（Ｋi＝Ｋil）。また、転舵角速度ωtが所定値ω２以上である場合（|ωt|≧ω２）には、積分ゲインＫiは、上記所定値Ｋilよりも大きな所定値Ｋihとなるように設定されている（Ｋi＝Ｋih、Ｋih＞Ｋil）。そして、転舵角速度ωtが上記所定値ω１よりも大きく所定値ω２よりも小さい領域（ω１＜|ωt|＜ω２）においては、積分ゲインＫiは、上記所定値Ｋilと所定値Ｋihとの間で線形補間されるように、詳しくは当該所定値Ｋilから所定値Ｋihまで、転舵角速度ωtの増大に従って、その値が大となるように設定されている。
【００４９】
このように比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを変更することにより、Ｆ／Ｂ制御部４７の実行するフィードバック制御の応答性は、図６に示されるように変化する。即ち、転舵角速度ωtが小さな領域では（|ωt|≦ω１）、比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiが低くなることで（Ｋp＝Ｋpl，Ｋi＝Ｋil）、同図中、実線に示される波形Ｌ１のように、その応答性が低くなる。そして、転舵角速度ωtが大きな領域では（|ωt|≧ω２）、比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiが低くなることで（Ｋp＝Ｐ１，Ｋi＝Ｉ１）、同図中、一点鎖線に示される波形Ｌ２のように、その応答性が高くなる。
【００５０】
つまり、本実施形態では、ＥＰＳＥＣＵ１８側のマイコン４１は、転舵角速度ωtに応じてフィードバックゲインを可変し、その電流フィードバック制御の応答性を高めることにより、ＥＰＳアクチュエータ１７の追従遅れを防止する。そして、本実施形態では、これにより、伝達比可変装置７の機能に制約を加えることなく良好な操舵フィーリングを実現することが可能となっている。
【００５１】
また、本実施形態のＦ／Ｂゲイン演算部５０は、上記のような転舵角速度ωtに基づくフィードバックゲイン演算に先立って、先ず、その基礎となるＩＦＳＥＣＵ８側から取得した転舵角速度ωtが正常であるか否かを判定する。そして、その転舵角速度ωtが正常であると判定した場合に、上記のような当該転舵角速度ωtに基づくフィードバックゲインの演算を実行する（図５参照）。
【００５２】
詳述すると、図４に示すように、ＩＦＳＥＣＵ８側のマイコン３１には、その制御対象である伝達比可変装置７が正常に作動しているか否かを判定するＡＣＴ異常判定部５５が設けられている。
【００５３】
図７のフローチャートに示すように、本実施形態のＡＣＴ異常判定部５５は、先ず、上記ＡＣＴ角θtaに関する位置制御において演算されるＡＣＴ角偏差Δθtaの絶対値を所定の閾値δthと比較することにより、その伝達比可変装置７が正常に作動している場合には起こりえない偏差過大が発生しているか否かを判定する（ステップ１０１）。
【００５４】
次に、ＡＣＴ異常判定部５５は、このステップ１０１において、偏差過大が生じていると判定した場合（|Δθta|＞δth、ステップ１０１：ＹＥＳ）、続いてカウンタをインクリメントし（ｎ＝ｎ＋１、ステップ１０２）、更に、そのカウンタ値ｎが所定値ｎ０を超えるか否かを判定する（ステップ１０３）。そして、当該カウンタ値ｎが所定値ｎ０を超える場合（ｎ＞ｎ０、ステップ１０３：ＹＥＳ）に、伝達比可変装置７に異常が発生したと判定する（ＡＣＴ異常：異常フラグセット、ステップ１０４）。
【００５５】
尚、上記ステップ１０３において、カウンタ値ｎが所定値ｎ０以下である場合（ｎ≦ｎ０、ステップ１０３：ＮＯ）には、このステップ１０４の処理は実行されない。
一方、上記ステップ１０１において、偏差過大は生じていないと判定した場合（|Δθta|≦δth、ステップ１０１：ＮＯ）、ＡＣＴ異常判定部５５は、カウンタをクリアして（ｎ＝０、ステップ１０５）、伝達比可変装置７は正常であると判定する（ＡＣＴ正常：異常フラグリセット、ステップ１０６）。
【００５６】
図４に示すように、本実施形態のＦ／Ｂゲイン演算部５０には、上記転舵角速度ωtとともに、このようなＡＣＴ異常判定部５５による異常判定の結果が、状態信号Ｓtrとして入力されるようになっている。そして、判定手段としてのＦ／Ｂゲイン演算部５０は、その状態信号Ｓtrが正常である旨を示す場合には、上記転舵角速度ωtが正常であると判定して、当該転舵角速度ωtに基づくフィードバックゲインの演算を実行する。
【００５７】
一方、その状態信号Ｓtrが異常である旨を示す場合、Ｆ／Ｂゲイン演算部５０は、上記転舵角速度ωtは正常ではないと判定して、当該転舵角速度ωtに基づくフィードバックゲインの演算を実行しない。そして、同転舵角速度ωtに依らず、その演算する比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを予め設定された所定値（Ｋp＝α，Ｋi＝β）に固定する。
【００５８】
具体的には、図８のフローチャートに示すように、Ｆ／Ｂゲイン演算部５０は、先ずＩＦＳＥＣＵ８側から取得した転舵角速度ωtが正常であるか否かを判定する（ステップ２０１）。そして、当該転舵角速度ωtが正常であると判定した場合（ステップ２０１：ＹＥＳ）には、上記マップ演算の実行により（図５参照）、その転舵角速度ωtに応じた比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを演算する（ステップ２０２）。
【００５９】
一方、上記ステップ２０１において、転舵角速度ωtが正常であると判定できない場合（ステップ２０１：ＮＯ）、Ｆ／Ｂゲイン演算部５０は、比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiとして固定値（所定値：Ｋp＝α，Ｋi＝β）を演算する（ステップ２０３）。そして、Ｆ／Ｂゲイン演算部５０は、上記ステップ２０２又はステップ２０３において演算した比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを上記Ｆ／Ｂ制御部４７に出力する（ステップ２０４）。
【００６０】
即ち、本実施形態のＥＰＳＥＣＵ１８において、マイコン４１に設けられたモータ制御信号出力部４５は、ＩＦＳＥＣＵ８側から取得した転舵角速度ωtが正常ではない場合には、フィードバックゲインを固定した電流フィードバック制御の実行によりモータ制御信号を生成する。そして、本実施形態では、これにより、速やかにその応答性を安定させてフェールセーフを図る構成となっている。
【００６１】
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）ＥＰＳＥＣＵ１８側のマイコン４１には、Ｆ／Ｂゲイン演算部５０が設けられるとともに、同マイコン４１は、このＦ／Ｂゲイン演算部５０が演算するフィードバックゲイン（比例ゲインＫp及び積分ゲインＫi）を用いた電流フィードバック制御の実行によりモータ制御信号を生成する。また、このマイコン４１には、ＩＦＳＥＣＵ８側（のマイコン３１）において検出（演算）された転舵角速度ωtが入力される。そして、上記Ｆ／Ｂゲイン演算部５０は、その転舵角速度ωtに応じてフィードバックゲインを可変する。
【００６２】
即ち、伝達比可変装置７の作動に伴い操舵フィーリングが低下する要因としては、その操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ１７に追従遅れが生ずることが挙げられる。従って、当該ＥＰＳアクチュエータ１７の駆動源であるモータ２２に対して駆動電力を供給するにあたり、その電流フィードバック制御のゲイン（Ｋp，Ｋi）を高くして応答性を高めることにより、同ＥＰＳアクチュエータ１７の追従遅れを防止することができる。そして、そのフィードバックゲインの可変を、ＥＰＳアクチュエータ１７に追従遅れが生じやすい状況、即ち転舵角速度ωtが速い場合について限定的に行うことで、そのフィードバックゲインを高くすることにより生ずる音や振動の問題を抑えることができる。その結果、伝達比可変装置７の機能に制約を加えることなく良好な操舵フィーリングを実現することができるとともに、併せて、高い静粛性を確保することができる。
【００６３】
また、操舵系の途中に伝達比可変装置７が設けられている場合には、必ずしも操舵速度ωsと転舵角速度ωtとが比例関係にあるとは限らない。従って、当該転舵角速度ωtに応じてフィードバックゲインを可変することで、より適切に、その応答性の向上を図ることができる。
【００６４】
（２）Ｆ／Ｂゲイン演算部５０は、上記転舵角速度ωtに基づくフィードバックゲイン演算に先立って、その基礎となる転舵角速度ωtが正常であるか否かを判定する。そして、同転舵角速度ωtが正常ではない場合には、当該転舵角速度ωtに応じたフィードバックゲインの可変を行わない。
【００６５】
上記構成によれば、速やかに電流フィードバック制御の応答性を安定させてフェールセーフを図ることができる。
（３）Ｆ／Ｂゲイン演算部５０は、転舵角速度ωtが正常ではない場合には、転舵角速度ωtに依らず、その演算するフィードバックゲイン（比例ゲインＫp及び積分ゲインＫi）を予め設定された所定値（Ｋp＝α，Ｋi＝β）に固定する。
【００６６】
上記構成によれば、追従性と静粛性とのバランスを考慮した値にフィードバックゲインを固定して、そのフィードバックゲインの可変を停止したことによる影響を最小限に抑えることができる。
【００６７】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、ラック軸５と同軸位置に設けられたモータ２２を駆動源として同ラック軸５に軸方向の押圧力を付与する所謂ラックアシスト型のＥＰＳアクチュエータ１７を用いることとした。しかし、これに限らず、所謂ピニオン型やコラム型のＥＰＳアクチュエータを備えるものに具体化してもよい。また、ラックアシスト型の類型についても、そのモータの軸線がラック軸と平行となるように配置された所謂ラックパラレル型や、ラック軸と斜交するように配置されたラッククロス型のものに具体化してもよい。
【００６８】
・上記実施形態では、伝達比可変装置７は、インターミディエイトシャフト３ａの途中に設けられることとした。しかし、これに限らず、コラムシャフトやピニオンシャフトの途中に設けられるものであってもよい。
【００６９】
・上記実施形態では、Ｆ／Ｂ制御部４７は、そのフィードバック制御として、比例制御及び成分制御（ＰＩ制御）を実行し、Ｆ／Ｂゲイン演算部５０は、その比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiについて、転舵角速度ωtに基づく変更を行なうこととした。しかし、これに限らず、そのフィードバック制御として、さらに微分制御を加えた所謂ＰＩＤ制御を実行する態様に具体化してもよい。そして、そのフィードバックゲインの変更については、比例ゲインＫp及び積分ゲインＫi（上記微分制御を行う場合には、並びにその微分ゲイン）の少なくとも何れか一つについて行なう構成であればよい。
【００７０】
・上記実施形態では、ＩＦＳＥＣＵ８側のマイコン３１に、転舵角速度演算部５１を設けることとした。しかし、これに限らず、ＥＰＳＥＣＵ１８側のマイコン４１において、転舵角速度ωtを検出する構成としてもよい。
【００７１】
・また、上記実施形態では、転舵角速度演算部５１は、ＡＣＴ角θta及び操舵角θsに基づいて、転舵輪６の舵角速度、即ち転舵角速度ωtを演算（検出）することとした。しかし、例えば、ラック軸５の軸方向位置等から直接的に転舵角速度ωtを検出可能な転舵角速度手段を備える構成等、転舵角速度ωtの検出方法については、特に限定するものではない。
【００７２】
・上記実施形態では、その転舵角速度ωtが所定値ω１を超える場合（ω１＜|ωt|＜ω２）において、当該転舵角速度ωtの増大に従って大となるようにフィードバックゲインを変更することとした。しかし、これに限らず、転舵角速度ωtの増大に応じて、連続的又はステップ的にフィードバックゲインを大とする構成としてもよい。
【００７３】
・更に、上記転舵角速度ωtに応じたフィードバックゲインの変更と、車速Ｖ或いは操舵速度ωに応じたフィードバックゲインの変更とを併用する構成としてもよい。具体的には、例えば、転舵角速度感応ゲインと車速感応ゲインとを掛け合わせることにより、そのフィードバックゲインを演算する等とすればよい。尚、車速感応型については、特許第３２３１９３２号明細書等、また、操舵速度感応型については、特開２００１−２３９９４７号公報等を参照されたい。
【００７４】
・上記実施形態では、転舵角速度ωtが正常であると判定できない場合（図８参照、ステップ２０１：ＮＯ）には、転舵角速度ωtに依らず、その演算する比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを所定値（Ｋp＝α，Ｋi＝β）に固定することとした（ステップ２０３）。しかし、これに限らず、ゲインを固定して電流フィードバック制御を行う構成であれば、例えば、前回の演算周期において「正常であると判定された時点の値」に固定する等、その固定値については、必ずしも予め設定された値でなくともよい。
【００７５】
・さらに、上記のようにフィードバックゲインを固定値に切り替えた場合には、その値にフィルタ処理を施す構成としてもよい。これにより、その応答性の変化に伴うアシストトルクの変動を緩和して、良好な操舵フィーリングを確保することができる。
【００７６】
・上記実施形態では、ＩＦＳＥＣＵ８側のマイコン３１に、その制御対象である伝達比可変装置７が正常に作動しているか否かを判定するＡＣＴ異常判定部５５を設ける。そして、判定手段としてのＦ／Ｂゲイン演算部５０は、このＡＣＴ異常判定部５５による異常判定の結果を示す状態信号Ｓtrに基づいて、転舵角速度ωtが正常であるか否かを判定することとした。しかし、これに限らず、ＥＰＳＥＣＵ１８側のマイコン４１において、伝達比可変装置７が正常に作動しているか否かを判定する構成であってもよい。
【００７７】
・また、転舵角速度ωtが正常であるか否かの判定については、ＩＦＳＥＣＵ８側のマイコン３１についての異常判定、或いはステアリングセンサ２４の異常判定を実行し、その判定結果を用いる等、適宜変更してもよい。
【００７８】
・更に、ステアリングセンサ２４の異常判定機能を有する場合等、その検出される操舵速度ωsが正常であるか否かを判定可能な第２の判定手段を備える構成では、その転舵角速度ωtが正常ではないと判定された場合であっても、操舵速度ωsが正常である場合には、その転舵角速度ωtに代えて、操舵速度ωsに応じたフィードバックゲインの可変を実行してもよい。
【００７９】
具体的には、例えば、図９のフローチャートに示すように、先ず、上記実施形態と同様、転舵角速度ωtが正常であるか否かを判定する（ステップ３０１）。そして、当該転舵角速度ωtが正常であると判定した場合（ステップ３０１：ＹＥＳ）には、その転舵角速度ωtに応じたフィードバックゲイン（比例ゲインＫp及び積分ゲインＫi）を演算する（通常演算、ステップ３０２）。
【００８０】
一方、上記ステップ３０１において、転舵角速度ωtが正常であると判定できない場合（ステップ３０１：ＮＯ）には、続いて操舵速度ωsが正常であるか否かを判定する（ステップ３０３）。そして、当該操舵速度ωsが正常であると判定した場合（ステップ３０３：ＹＥＳ）には、その操舵速度ωsに応じたフィードバックゲイン（Ｋp，Ｋi）を演算する（代替演算、ステップ３０４）。
【００８１】
尚、この操舵速度ωsに応じたフィードバックゲインの演算については、例えば、上記転舵角速度ωtを用いる場合と同様、予め操舵速度ωs（の絶対値）とその対応する各フィードバックゲイン（Ｋp，Ｋi）とが関連付けられたマップを用意することにより、マップ演算を行うとよい。そして、上記ステップ３０３において、操舵速度ωsが正常であると判定できない場合（ステップ３０３：ＮＯ）には、そのフィードバックゲインとして予め設定された所定値（Ｋp＝α，Ｋi＝β）を演算する（固定演算、ステップ３０５）。
【００８２】
そして、このようにして、上記ステップ３０２、ステップ３０４、又はステップ３０５の何れかにおいて演算されたフィードバックゲインを上記Ｆ／Ｂ制御部４７に出力する構成とすればよい（ステップ３０６）。
【００８３】
即ち、上記のように、必ずしも操舵速度ωsと転舵角速度ωtとが比例関係にあるとは限らない。しかしながら、ＥＰＳアクチュエータ１７の追従遅れは、基本的に操舵速度ωsが速い場合に生じやすい。従って、上記構成によれば、その転舵角速度ωtに応じたフィードバックゲインの可変を停止した後においても、伝達比可変装置７の機能に制約を加えることなく良好な操舵フィーリングを実現することができる。また、併せて高い静粛性を確保することもできる。
【００８４】
次に、以上の実施形態から把握することのできる技術的思想を効果ともに記載する。
（イ）請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の車両用操舵装置において、前記制御手段は、前記転舵輪の舵角速度が所定値を超える場合に、前記ゲインを変更すること、を特徴とする車両用操舵装置。
【００８５】
上記構成によれば、操舵力補助装置に追従遅れが生じやすい領域に限定して、そのフィードバックゲインを可変することができる。その結果、静粛性との両立を図りつつ、より効果的に、伝達比可変装置の作動時における操舵フィーリングの改善を図ることができる。
【符号の説明】
【００８６】
１…車両用操舵装置、２…ステアリング、３…ステアリングシャフト、６…転舵輪、７…伝達比可変装置、８…ＩＦＳＥＣＵ、１２…モータ、１７…ＥＰＳアクチュエータ、１８…ＥＰＳＥＣＵ、２２…モータ、２４…ステアリングセンサ、３１…マイコン、３２…駆動回路、３３…ギヤ比可変制御演算部、３４…微分ステア制御演算部、３６…回転角センサ、３７…減算器、３８…位置制御演算部、３９…モータ制御信号出力部、４１…マイコン、４２…駆動回路、４４…電流指令値演算部、４５…モータ制御信号出力部、４６…電流センサ、４７…Ｆ／Ｂ制御部、４８…減算器、５０…Ｆ／Ｂゲイン演算部、５１…転舵角速度演算部、５３…比例ゲイン演算部、５３ａ…マップ、５４…積分ゲイン演算部、５４ａ…マップ、５５…ＡＣＴ異常判定部、Ｉm…実電流値、Ｉm*…電流指令値、ΔＩm…偏差、θs…操舵角、ωs…操舵速度、θts…ステア転舵角、θm…モータ回転角、θta…ＡＣＴ角、θta*…ＡＣＴ指令角、Δθta…ＡＣＴ角偏差、θt…転舵角、ωt…転舵角速度、Ｋp…比例ゲイン、Ｋpl，Ｋph…所定値、Ｋi…積分ゲイン、Ｋil，Ｋih…所定値、Ｓtr…状態信号。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用操舵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用操舵装置には、その操舵力補助装置として電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）を備えたものがある。そして、このようなＥＰＳにはレイアウト自由度が高く、且つエネルギー消費量が小さいという利点があることから、近年、車種や車格等を問わず、幅広い範囲において、その採用が進められている。
【０００３】
また、車両用操舵装置には、ステアリング（の舵角：操舵角）と転舵輪（の舵角：転舵角）との間の伝達比（ギヤ比）を可変すべく操舵系の途中に設けられた伝達比可変装置を備えたものがある。例えば、特許文献１に記載の伝達比可変装置は、ステアリング操作に基づく第１の舵角にモータ駆動に基づく第２の舵角を上乗せすることにより任意に伝達比を変更することが可能となっている。そして、その伝達比可変制御の実行により、低車速時においてはステアリング操作に対する転舵角の変化量を大（所謂クイックなギヤ比）として運転者の負担を軽減し、高車速時にはその変化量を小（所謂スローなギヤ比）として高い操舵安定性を確保するといった、優れたステアリング特性を実現することができる。
【０００４】
ところが、このように伝達比を可変することで、低速走行中の急操舵時等には、従来よりも速い速度で転舵角が変更されることになる。そして、その転舵角速度に操舵力補助装置が追従できなくなることによりアシスト力不足が生じ、ひいては、これが所謂引っ掛かり感となって操舵フィーリングの低下を招くおそれがある。
【０００５】
そこで、例えば、特許文献２には、こうした操舵力補助装置の追従遅れを防止すべく、その操舵速度に応じて伝達比を可変する構成が開示されている。即ち、操舵速度が速い場合には、伝達比（ギヤ比）をスローな値とすることで、その転舵角速度を抑制する。そして、これにより、伝達比可変装置の作動時における操舵フィーリングの改善を図る構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２１１５４１号公報
【特許文献２】特許第３３４４４７４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のように転舵角速度を抑制することで、その伝達比可変装置の機能により得られる効果もまた、限定的なものとなってしまう。そのため、従来、伝達比可変装置の機能に制約を加えることなく、有効に操舵力補助装置の追従遅れを防止し得る新たな技術の創出が強く求められていた。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、伝達比可変装置の機能に制約を加えることなく当該伝達比可変装置の作動時においても良好な操舵フィーリングを実現することのできる車両用操舵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ステアリングと転舵輪との間の伝達比を可変すべく操舵系の途中に設けられた伝達比可変装置と、モータを駆動源として操舵系にアシスト力を付与する操舵力補助装置と、前記モータに対する駆動電力の供給を通じて前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、電流指令値に実電流値を追従させるべく電流フィードバック制御を実行することにより前記駆動電力を供給する車両用操舵装置において、前記転舵輪の舵角速度を検出する転舵角速度検出手段を備え、前記制御手段は、前記転舵輪の舵角速度に応じて前記フィードバック制御のゲインを変更すること、を要旨とする。
【００１０】
即ち、操舵力補助装置の駆動源であるモータに対して駆動電力を供給するにあたり、その電流フィードバック制御のゲインを高くして応答性を高めることにより、当該操舵力補助装置の追従遅れを防止することができる。そして、そのフィードバックゲインの可変を、同操舵力補助装置に追従遅れが生じやすい状況、即ち転舵輪の舵角速度（転舵角速度）が速い場合について限定的に行うことで、そのフィードバックゲインを高くすることにより生ずる音や振動の問題を抑えることができる。その結果、伝達比可変装置の機能に制約を加えることなく良好な操舵フィーリングを実現することができるとともに、併せて、高い静粛性を確保することができる。
【００１１】
また、操舵系の途中に伝達比可変装置が設けられている場合には、必ずしもステアリングに生じた操舵速度と転舵角速度とが比例関係にあるとは限らない。従って、上記のように、転舵角速度に応じてフィードバックゲインを可変することで、より適切に、その応答性の向上を図ることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、検出される前記転舵輪の舵角速度が正常であるか否かを判定する判定手段を備え、前記制御手段は、検出される前記転舵輪の舵角速度が正常ではない場合には、該転舵輪の舵角速度に応じた前記ゲインの変更を行わないこと、を要旨とする。
【００１３】
上記構成によれば、速やかに電流フィードバック制御の応答性を安定させてフェールセーフを図ることができる。
請求項３に記載の発明は、前記制御手段は、前記ゲインを予め設定された値に固定して前記フィードバック制御を実行すること、を要旨とする。
【００１４】
上記構成によれば、追従性と静粛性とのバランスを考慮した値にフィードバックゲインを固定して、そのフィードバックゲインの可変を停止したことによる影響を最小限に抑えることができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記伝達比可変装置は、ステアリング操作に基づく第１の舵角にモータ駆動に基づく第２の舵角を上乗せすることにより前記伝達比を可変するものであって、前記ステアリングに生じた操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、その検出される操舵速度が正常であるか否かを判定する第２の判定手段とを備え、前記制御手段は、検出される前記操舵速度が正常である場合には、該操舵速度に基づいて前記フィードバック制御のゲインを変更すること、を要旨とする。
【００１６】
即ち、上記のように、必ずしも操舵速度と転舵角速度とが比例関係にあるとは限らない。しかしながら、操舵力補助装置の追従遅れは、基本的に操舵速度が速い場合に生じやすい。従って、上記構成によれば、その転舵角速度に応じたフィードバックゲインの可変を停止した後においても、伝達比可変装置の機能に制約を加えることなく良好な操舵フィーリングを実現することができる。また、併せて高い静粛性を確保することもできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、伝達比可変装置の機能に制約を加えることなく当該伝達比可変装置の作動時においても良好な操舵フィーリングを実現することが可能な車両用操舵装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】車両用操舵装置の概略構成図。
【図２】伝達比可変装置の作用説明図。
【図３】伝達比可変装置の作用説明図。
【図４】車両用操舵装置の電気的構成を示すブロック図。
【図５】Ｆ／Ｂゲイン演算部の概略構成図。
【図６】フィードバックゲイン変更による応答性の変化を示す説明図。
【図７】伝達比可変装置に関する異常判定の処理手順を示すフローチャート。
【図８】フィードバックゲイン可変演算の処理手順を示すフローチャート。
【図９】別例のフィードバックゲイン可変演算の処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を伝達比可変装置を備えた車両用操舵装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態の車両用操舵装置１の概略構成図である。同図に示すように、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラック＆ピニオン機構４を介してラック軸５と連結されている。そして、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラック＆ピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。尚、本実施形態のステアリングシャフト３は、ステアリング２側から順に、コラムシャフト、インターミディエイトシャフト、及びピニオンシャフトを連結してなる周知の構成を有している。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の往復直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッドを介してナックル（図示略）に伝達されることにより、転舵輪６の舵角、即ち車両の進行方向が変更されるようになっている。
【００２０】
また、本実施形態の車両用操舵装置１は、ステアリング２（の舵角）と転舵輪６（の舵角）との間の伝達比（ギヤ比）を可変すべく操舵系の途中に設けられた伝達比可変装置７と、該伝達比可変装置７の作動を制御するＩＦＳＥＣＵ８とを備えている。
【００２１】
詳述すると、本実施形態では、伝達比可変装置７は、ステアリングシャフト３を構成するインターミディエイトシャフト３ａに設けられている。具体的には、本実施形態のインターミディエイトシャフト３ａは、ステアリング２側（同図中、上側）に位置する第１シャフト９とラック軸５側（同図中、下側）に位置する第２シャフト１０とからなる。そして、伝達比可変装置７は、これら第１シャフト９及び第２シャフト１０を連結する差動機構１１と、該差動機構１１を駆動するモータ１２とを備えて構成されている。
【００２２】
即ち、本実施形態の伝達比可変装置７は、ステアリング操作に伴う第１シャフト９の回転に、モータ駆動による回転を上乗せして第２シャフト１０に伝達する。そして、そのラック＆ピニオン機構４に入力されるステアリングシャフト３の回転を増速（又は減速）することにより、ステアリング２と転舵輪６との間の伝達比を任意に変更することが可能となっている。
【００２３】
つまり、図２及び図３に示すように、伝達比可変装置７は、ステアリング操作に基づく転舵輪６の舵角（ステア転舵角θts）にモータ駆動に基づく転舵輪の舵角（ＡＣＴ角θta）を上乗せすることにより、ステアリング２に生じた操舵角θsに対する転舵輪６の転舵角θtの比率、即ち伝達比（ギヤ比）を可変させる。そして、ＩＦＳＥＣＵ８は、モータ１２に対する駆動電力の供給を通じて伝達比可変装置７の制御を制御することにより、操舵角θsと転舵角θtとの間の伝達比（ギヤ比）を制御する（伝達比可変制御）。
【００２４】
尚、この場合における「上乗せ」とは、加算する場合のみならず減算する場合をも含むものと定義し、以下同様とする。また、「操舵角θsに対する転舵角θtのギヤ比」をオーバーオールギヤ比（操舵角θs／転舵角θt）で表した場合、ステア転舵角θtsと同方向のＡＣＴ角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は小さくなる（転舵角θt大、図２参照）。そして、逆方向のＡＣＴ角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は大きくなる（転舵角θt小、図３参照）。このように、本実施形態では、ステア転舵角θtsが第１の舵角を構成し、ＡＣＴ角θtaが第２の舵角を構成する。
【００２５】
また、図１に示すように、本実施形態の車両用操舵装置１は、操舵系にアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ１７と、該ＥＰＳアクチュエータ１７の作動を制御する制御手段としてのＥＰＳＥＣＵ１８とを備えている。
【００２６】
本実施形態のＥＰＳアクチュエータ１７は、モータ２２を駆動源としてラック軸５に軸方向の押圧力を付与する所謂ラックアシスト型のＥＰＳアクチュエータであり、詳しくはラック軸５と同軸位置に設けられたモータ２２の発生するアシストトルクをボール螺子機構（図示略）を介してラック軸５に伝達する所謂ラック同軸型の構成を有している。そして、ＥＰＳＥＣＵ１８は、このモータ２２が発生するアシストトルクを制御することにより、操舵系に付与するアシスト力を制御する（パワーアシスト制御）。
【００２７】
また、本実施形態では、上記のように伝達比可変装置７を制御するＩＦＳＥＣＵ８、及びＥＰＳアクチュエータ１７を制御するＥＰＳＥＣＵ１８は、それぞれ、車内ネットワーク（CAN：Controller Area Network）２３に接続されている。そして、これらＩＦＳＥＣＵ８及びＥＰＳアクチュエータ１７は、この車内ネットワーク２３を介して取得する各種状態量及び制御信号に基づいて、その伝達比可変制御及びパワーアシスト制御を実行する構成となっている。
【００２８】
次に、本実施形態における車両用操舵装置の電気的構成及び制御態様について説明する。
図４は、車両用操舵装置の電気的構成を示すブロック図である。尚、同図に示す各制御ブロックは、ＩＦＳＥＣＵ８及びＥＰＳＥＣＵ１８に設けられた各マイコン（３１，４１）が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。そして、各マイコン（３１，４１）は、所定のサンプリング周期（検出周期）で各状態量を検出し、所定周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、その対応する各モータ１２，２２を駆動するためのモータ制御信号を生成する。
【００２９】
図４に示すように、本実施形態では、ＩＦＳＥＣＵ８には、ステアリングセンサ２４（図１参照）の出力信号に基づき検出されるステアリング２の舵角（操舵角θs）、及び車速センサ２５の出力信号に基づき検出される車速Ｖが入力されるようになっている。そして、本実施形態のＩＦＳＥＣＵ８は、これら車速Ｖ及び操舵角θs（並びに操舵速度ωs）に基づいてモータ制御信号を出力するマイコン３１と、そのモータ制御信号に基づいてモータ１２に駆動電力を供給する駆動回路３２とを備えて構成されている。
【００３０】
詳述すると、本実施形態のマイコン３１には、ギヤ比可変制御演算部３３及び微分ステア制御演算部３４が設けられている。
本実施形態では、ギヤ比可変制御演算部３３には、操舵角θs及び車速Ｖが入力される。そして、同ギヤ比可変制御演算部３３は、これら操舵角θs及び車速Ｖに基づいて、その車速Ｖに応じてギヤ比（伝達比）を可変させるための制御目標成分としてギヤ比可変指令角θgr*を演算する。具体的には、低車速時においては、運転者の負担を軽減すべく、ステアリング操作に対する転舵角の変化量が大（クイックなギヤ比）となるような値を有したギヤ比可変指令角θgr*を演算し、高車速時においては、その高い操舵安定性を確保すべく、転舵角の変化量が小（所謂スローなギヤ比）となるような値を有したギヤ比可変指令角θgr*を演算する。
【００３１】
また、微分ステア制御演算部３４は、ステアリング２に生じた操舵角θsの単位時間当たりの変化量、即ち操舵速度ωsに基づいて、その伝達比可変制御の応答性を向上させるための制御目標成分として微分ステア指令角θls*を演算する。尚、本実施形態では、操舵速度検出手段としてのマイコン３１は、ステアリングセンサ２４により検出される操舵角θsを微分することにより操舵速度ωsを検出する。
【００３２】
そして、本実施形態のマイコン３１は、これらギヤ比可変指令角θgr*及び微分ステア指令角θls*を加算器３５において重畳することにより、その伝達比可変制御の制御目標値となるＡＣＴ指令角θta*を生成する構成となっている。
【００３３】
更に、本実施形態のマイコン３１は、モータ１２に設けられた回転角センサ３６が検出するモータ回転角θmに基づいて、モータ駆動に基づく第２の舵角としてのＡＣＴ角θtaを検出する（図２及び図３参照）。そして、同マイコン３１は、そのＡＣＴ角θtaを上記ＡＣＴ指令角θta*に追従させるべく、フィードバック制御を実行することにより、その駆動回路３２に出力するモータ制御信号を生成する。
【００３４】
具体的には、マイコン３１は、減算器３７において、同ＡＣＴ角θtaを上記ＡＣＴ指令角θta*から減算することにより、ＡＣＴ角偏差Δθtaを演算する。また、マイコン３１には、位置制御演算部３８が設けられており、同位置制御演算部３８は、上記ＡＣＴ角偏差Δθtaにフィードバックゲインを乗ずることにより得られる位置制御量εをモータ制御信号生成部３９に出力する。そして、本実施形態では、このモータ制御信号生成部３９において、その位置制御量εに基づいたモータ制御信号が生成される構成となっている。
【００３５】
一方、ＥＰＳＥＣＵ１８もまた、上記ＩＦＳＥＣＵ８と同様に、モータ制御信号を出力するマイコン４１と、そのモータ制御信号に基づいて、ＥＰＳアクチュエータ１７の駆動源であるモータ２２に駆動電力を供給する駆動回路４２とを備えている。
【００３６】
詳述すると、本実施形態では、ＥＰＳＥＣＵ１８には、ステアリングシャフト３に設けられたトルクセンサ４３（図１参照）の出力信号に基づき検出される操舵トルクτ、及び上記車速Ｖが入力されるようになっている。そして、マイコン４１は、これら操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、モータ２２に対する電力供給の目標値、即ち目標アシスト力に対応する電流指令値Ｉm*を演算する電流指令値演算部４４と、電流指令値演算部４４により算出された電流指令値Ｉm*に基づいてモータ制御信号を出力するモータ制御信号出力部４５とを備えている。
【００３７】
本実施形態の電流指令値演算部４４は、その操舵トルクτ（の絶対値）が大きいほど、また車速Ｖが遅いほど、より大きなアシスト力が操舵系に付与されるような大きな値（絶対値）を有した電流指令値Ｉm*を演算する。また、モータ制御信号出力部４５には、上記電流指令値演算部４４の出力する電流指令値Ｉm*とともに、電流センサ４６により検出されたモータ２２の実電流値Ｉmが入力される。そして、同モータ制御信号出力部４５は、その電流指令値Ｉm*に実電流値Ｉmを追従させるべくフィードバック制御を実行することにより、上記駆動回路４２に出力するモータ制御信号を生成する構成となっている。
【００３８】
さらに詳述すると、モータ制御信号出力部４５に設けられたＦ／Ｂ制御部４７には、減算器４８に電流指令値Ｉm*及び実電流値Ｉmを入力することにより得られる電流偏差ΔＩmが入力される。そして、Ｆ／Ｂ制御部４７は、この電流偏差ΔＩm及びフィードバックゲインに基づいて、そのフィードバック制御（比例：Ｐ、積分：Ｉ）を実行する。
【００３９】
具体的には、Ｆ／Ｂ制御部４７は、電流偏差ΔＩmに比例ゲインＫpを乗ずることにより得られる比例成分、及び電流偏差ΔＩmの積分値に積分ゲインＫiを乗ずることにより得られる積分成分を加算することにより、電圧指令値Ｖm*を演算する（ＰＩ制御）。そして、本実施形態のモータ制御信号出力部４５は、この電圧指令値Ｖm*をＰＷＭ変換部４９に入力することにより、モータ制御信号を生成する構成となっている。
【００４０】
本実施形態では、このようにして生成されたモータ制御信号が、マイコン４１から駆動回路４２へと出力される。そして、そのモータ制御信号に基づく駆動電力がモータ２２に供給されることにより、その電流量に対応したモータトルクがアシスト力として操舵系に付与されるようになっている。
【００４１】
（フィードバックゲイン可変制御）
次に、本実施形態の車両用操舵装置１において、そのＥＰＳＥＣＵ１８側のマイコン４１が実行するフィードバックゲイン可変制御の態様について説明する。
【００４２】
図４に示すように、本実施形態では、上記ＥＰＳＥＣＵ１８（のマイコン４１）側のモータ制御信号出力部４５には、Ｆ／Ｂゲイン演算部５０が設けられている。そして、上記Ｆ／Ｂ制御部４７によるフィードバック制御は、このＦ／Ｂゲイン演算部５０が演算する比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを用いて行なわれる。
【００４３】
詳述すると、ＩＦＳＥＣＵ８側のマイコン３１には、上記ＡＣＴ角θta及び操舵角θsに基づいて、転舵輪６の舵角速度、即ち転舵角速度ωtを演算（検出）する転舵角速度検出手段としての転舵角速度演算部５１が設けられている。
【００４４】
本実施形態の転舵角速度演算部５１は、操舵角θsに基づき上記ステア転舵角θtsを演算するとともに、同ステア転舵角θtsに上記ＡＣＴ角θtaを加算することにより転舵角θtを演算する（図２及び図３参照）。そして、その転舵角θtを時間で微分することにより、転舵角速度ωtを演算（検出）する。
【００４５】
本実施形態では、ＥＰＳＥＣＵ１８側に設けられた上記Ｆ／Ｂゲイン演算部５０には、この転舵角速度演算部５１の演算する転舵角速度ωtが入力されるようになっている。そして、Ｆ／Ｂゲイン演算部５０は、その転舵角速度ωtに基づいて上記比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを演算する。
【００４６】
さらに詳述すると、図５に示すように、本実施形態のＦ／Ｂゲイン演算部５０は、比例ゲイン演算部５３及び積分ゲイン演算部５４を備えており、これら比例ゲイン演算部５３及び積分ゲイン演算部５４は、それぞれ上記転舵角速度ωt（の絶対値）とその対応する各フィードバックゲイン（Ｋp，Ｋi）とが関連付けられたマップ５３ａ，５４ａを備えている。そして、比例ゲイン演算部５３及び積分ゲイン演算部５４は、入力される転舵角速度ωtを、そのマップ５３ａ，５４ａに参照することにより、当該転舵角速度ωtに応じた比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを演算する（マップ演算）。
【００４７】
具体的には、比例ゲイン演算部５３に設けられたマップ５３ａにおいて、比例ゲインＫpは、転舵角速度ωt（の絶対値）が所定値ω１以下である場合（|ωt|≦ω１）には、所定値Ｋplとなるように設定されている（Ｋp＝Ｋpl）。また、転舵角速度ωtが所定値ω２以上である場合（|ωt|≧ω２）には、比例ゲインＫpは、上記所定値Ｋplよりも大きな所定値Ｋphとなるように設定されている（Ｋp＝Ｋph、Ｋph＞Ｋpl）。そして、転舵角速度ωtが上記所定値ω１よりも大きく所定値ω２よりも小さい領域（ω１＜|ωt|＜ω２）においては、比例ゲインＫpは、上記所定値Ｋplと所定値Ｋphとの間で線形補間されるように、詳しくは当該所定値Ｋplから所定値Ｋphまで、転舵角速度ωtの増大に従って、その値が大となるように設定されている。
【００４８】
同様に、積分ゲイン演算部５４に設けられたマップ５４ａにおいて、積分ゲインＫiは、転舵角速度ωt（の絶対値）が所定値ω１以下である場合（|ωt|≦ω１）には、所定値Ｋilとなるように設定されている（Ｋi＝Ｋil）。また、転舵角速度ωtが所定値ω２以上である場合（|ωt|≧ω２）には、積分ゲインＫiは、上記所定値Ｋilよりも大きな所定値Ｋihとなるように設定されている（Ｋi＝Ｋih、Ｋih＞Ｋil）。そして、転舵角速度ωtが上記所定値ω１よりも大きく所定値ω２よりも小さい領域（ω１＜|ωt|＜ω２）においては、積分ゲインＫiは、上記所定値Ｋilと所定値Ｋihとの間で線形補間されるように、詳しくは当該所定値Ｋilから所定値Ｋihまで、転舵角速度ωtの増大に従って、その値が大となるように設定されている。
【００４９】
このように比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを変更することにより、Ｆ／Ｂ制御部４７の実行するフィードバック制御の応答性は、図６に示されるように変化する。即ち、転舵角速度ωtが小さな領域では（|ωt|≦ω１）、比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiが低くなることで（Ｋp＝Ｋpl，Ｋi＝Ｋil）、同図中、実線に示される波形Ｌ１のように、その応答性が低くなる。そして、転舵角速度ωtが大きな領域では（|ωt|≧ω２）、比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiが低くなることで（Ｋp＝Ｐ１，Ｋi＝Ｉ１）、同図中、一点鎖線に示される波形Ｌ２のように、その応答性が高くなる。
【００５０】
つまり、本実施形態では、ＥＰＳＥＣＵ１８側のマイコン４１は、転舵角速度ωtに応じてフィードバックゲインを可変し、その電流フィードバック制御の応答性を高めることにより、ＥＰＳアクチュエータ１７の追従遅れを防止する。そして、本実施形態では、これにより、伝達比可変装置７の機能に制約を加えることなく良好な操舵フィーリングを実現することが可能となっている。
【００５１】
また、本実施形態のＦ／Ｂゲイン演算部５０は、上記のような転舵角速度ωtに基づくフィードバックゲイン演算に先立って、先ず、その基礎となるＩＦＳＥＣＵ８側から取得した転舵角速度ωtが正常であるか否かを判定する。そして、その転舵角速度ωtが正常であると判定した場合に、上記のような当該転舵角速度ωtに基づくフィードバックゲインの演算を実行する（図５参照）。
【００５２】
詳述すると、図４に示すように、ＩＦＳＥＣＵ８側のマイコン３１には、その制御対象である伝達比可変装置７が正常に作動しているか否かを判定するＡＣＴ異常判定部５５が設けられている。
【００５３】
図７のフローチャートに示すように、本実施形態のＡＣＴ異常判定部５５は、先ず、上記ＡＣＴ角θtaに関する位置制御において演算されるＡＣＴ角偏差Δθtaの絶対値を所定の閾値δthと比較することにより、その伝達比可変装置７が正常に作動している場合には起こりえない偏差過大が発生しているか否かを判定する（ステップ１０１）。
【００５４】
次に、ＡＣＴ異常判定部５５は、このステップ１０１において、偏差過大が生じていると判定した場合（|Δθta|＞δth、ステップ１０１：ＹＥＳ）、続いてカウンタをインクリメントし（ｎ＝ｎ＋１、ステップ１０２）、更に、そのカウンタ値ｎが所定値ｎ０を超えるか否かを判定する（ステップ１０３）。そして、当該カウンタ値ｎが所定値ｎ０を超える場合（ｎ＞ｎ０、ステップ１０３：ＹＥＳ）に、伝達比可変装置７に異常が発生したと判定する（ＡＣＴ異常：異常フラグセット、ステップ１０４）。
【００５５】
尚、上記ステップ１０３において、カウンタ値ｎが所定値ｎ０以下である場合（ｎ≦ｎ０、ステップ１０３：ＮＯ）には、このステップ１０４の処理は実行されない。
一方、上記ステップ１０１において、偏差過大は生じていないと判定した場合（|Δθta|≦δth、ステップ１０１：ＮＯ）、ＡＣＴ異常判定部５５は、カウンタをクリアして（ｎ＝０、ステップ１０５）、伝達比可変装置７は正常であると判定する（ＡＣＴ正常：異常フラグリセット、ステップ１０６）。
【００５６】
図４に示すように、本実施形態のＦ／Ｂゲイン演算部５０には、上記転舵角速度ωtとともに、このようなＡＣＴ異常判定部５５による異常判定の結果が、状態信号Ｓtrとして入力されるようになっている。そして、判定手段としてのＦ／Ｂゲイン演算部５０は、その状態信号Ｓtrが正常である旨を示す場合には、上記転舵角速度ωtが正常であると判定して、当該転舵角速度ωtに基づくフィードバックゲインの演算を実行する。
【００５７】
一方、その状態信号Ｓtrが異常である旨を示す場合、Ｆ／Ｂゲイン演算部５０は、上記転舵角速度ωtは正常ではないと判定して、当該転舵角速度ωtに基づくフィードバックゲインの演算を実行しない。そして、同転舵角速度ωtに依らず、その演算する比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを予め設定された所定値（Ｋp＝α，Ｋi＝β）に固定する。
【００５８】
具体的には、図８のフローチャートに示すように、Ｆ／Ｂゲイン演算部５０は、先ずＩＦＳＥＣＵ８側から取得した転舵角速度ωtが正常であるか否かを判定する（ステップ２０１）。そして、当該転舵角速度ωtが正常であると判定した場合（ステップ２０１：ＹＥＳ）には、上記マップ演算の実行により（図５参照）、その転舵角速度ωtに応じた比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを演算する（ステップ２０２）。
【００５９】
一方、上記ステップ２０１において、転舵角速度ωtが正常であると判定できない場合（ステップ２０１：ＮＯ）、Ｆ／Ｂゲイン演算部５０は、比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiとして固定値（所定値：Ｋp＝α，Ｋi＝β）を演算する（ステップ２０３）。そして、Ｆ／Ｂゲイン演算部５０は、上記ステップ２０２又はステップ２０３において演算した比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを上記Ｆ／Ｂ制御部４７に出力する（ステップ２０４）。
【００６０】
即ち、本実施形態のＥＰＳＥＣＵ１８において、マイコン４１に設けられたモータ制御信号出力部４５は、ＩＦＳＥＣＵ８側から取得した転舵角速度ωtが正常ではない場合には、フィードバックゲインを固定した電流フィードバック制御の実行によりモータ制御信号を生成する。そして、本実施形態では、これにより、速やかにその応答性を安定させてフェールセーフを図る構成となっている。
【００６１】
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）ＥＰＳＥＣＵ１８側のマイコン４１には、Ｆ／Ｂゲイン演算部５０が設けられるとともに、同マイコン４１は、このＦ／Ｂゲイン演算部５０が演算するフィードバックゲイン（比例ゲインＫp及び積分ゲインＫi）を用いた電流フィードバック制御の実行によりモータ制御信号を生成する。また、このマイコン４１には、ＩＦＳＥＣＵ８側（のマイコン３１）において検出（演算）された転舵角速度ωtが入力される。そして、上記Ｆ／Ｂゲイン演算部５０は、その転舵角速度ωtに応じてフィードバックゲインを可変する。
【００６２】
即ち、伝達比可変装置７の作動に伴い操舵フィーリングが低下する要因としては、その操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ１７に追従遅れが生ずることが挙げられる。従って、当該ＥＰＳアクチュエータ１７の駆動源であるモータ２２に対して駆動電力を供給するにあたり、その電流フィードバック制御のゲイン（Ｋp，Ｋi）を高くして応答性を高めることにより、同ＥＰＳアクチュエータ１７の追従遅れを防止することができる。そして、そのフィードバックゲインの可変を、ＥＰＳアクチュエータ１７に追従遅れが生じやすい状況、即ち転舵角速度ωtが速い場合について限定的に行うことで、そのフィードバックゲインを高くすることにより生ずる音や振動の問題を抑えることができる。その結果、伝達比可変装置７の機能に制約を加えることなく良好な操舵フィーリングを実現することができるとともに、併せて、高い静粛性を確保することができる。
【００６３】
また、操舵系の途中に伝達比可変装置７が設けられている場合には、必ずしも操舵速度ωsと転舵角速度ωtとが比例関係にあるとは限らない。従って、当該転舵角速度ωtに応じてフィードバックゲインを可変することで、より適切に、その応答性の向上を図ることができる。
【００６４】
（２）Ｆ／Ｂゲイン演算部５０は、上記転舵角速度ωtに基づくフィードバックゲイン演算に先立って、その基礎となる転舵角速度ωtが正常であるか否かを判定する。そして、同転舵角速度ωtが正常ではない場合には、当該転舵角速度ωtに応じたフィードバックゲインの可変を行わない。
【００６５】
上記構成によれば、速やかに電流フィードバック制御の応答性を安定させてフェールセーフを図ることができる。
（３）Ｆ／Ｂゲイン演算部５０は、転舵角速度ωtが正常ではない場合には、転舵角速度ωtに依らず、その演算するフィードバックゲイン（比例ゲインＫp及び積分ゲインＫi）を予め設定された所定値（Ｋp＝α，Ｋi＝β）に固定する。
【００６６】
上記構成によれば、追従性と静粛性とのバランスを考慮した値にフィードバックゲインを固定して、そのフィードバックゲインの可変を停止したことによる影響を最小限に抑えることができる。
【００６７】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、ラック軸５と同軸位置に設けられたモータ２２を駆動源として同ラック軸５に軸方向の押圧力を付与する所謂ラックアシスト型のＥＰＳアクチュエータ１７を用いることとした。しかし、これに限らず、所謂ピニオン型やコラム型のＥＰＳアクチュエータを備えるものに具体化してもよい。また、ラックアシスト型の類型についても、そのモータの軸線がラック軸と平行となるように配置された所謂ラックパラレル型や、ラック軸と斜交するように配置されたラッククロス型のものに具体化してもよい。
【００６８】
・上記実施形態では、伝達比可変装置７は、インターミディエイトシャフト３ａの途中に設けられることとした。しかし、これに限らず、コラムシャフトやピニオンシャフトの途中に設けられるものであってもよい。
【００６９】
・上記実施形態では、Ｆ／Ｂ制御部４７は、そのフィードバック制御として、比例制御及び成分制御（ＰＩ制御）を実行し、Ｆ／Ｂゲイン演算部５０は、その比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiについて、転舵角速度ωtに基づく変更を行なうこととした。しかし、これに限らず、そのフィードバック制御として、さらに微分制御を加えた所謂ＰＩＤ制御を実行する態様に具体化してもよい。そして、そのフィードバックゲインの変更については、比例ゲインＫp及び積分ゲインＫi（上記微分制御を行う場合には、並びにその微分ゲイン）の少なくとも何れか一つについて行なう構成であればよい。
【００７０】
・上記実施形態では、ＩＦＳＥＣＵ８側のマイコン３１に、転舵角速度演算部５１を設けることとした。しかし、これに限らず、ＥＰＳＥＣＵ１８側のマイコン４１において、転舵角速度ωtを検出する構成としてもよい。
【００７１】
・また、上記実施形態では、転舵角速度演算部５１は、ＡＣＴ角θta及び操舵角θsに基づいて、転舵輪６の舵角速度、即ち転舵角速度ωtを演算（検出）することとした。しかし、例えば、ラック軸５の軸方向位置等から直接的に転舵角速度ωtを検出可能な転舵角速度手段を備える構成等、転舵角速度ωtの検出方法については、特に限定するものではない。
【００７２】
・上記実施形態では、その転舵角速度ωtが所定値ω１を超える場合（ω１＜|ωt|＜ω２）において、当該転舵角速度ωtの増大に従って大となるようにフィードバックゲインを変更することとした。しかし、これに限らず、転舵角速度ωtの増大に応じて、連続的又はステップ的にフィードバックゲインを大とする構成としてもよい。
【００７３】
・更に、上記転舵角速度ωtに応じたフィードバックゲインの変更と、車速Ｖ或いは操舵速度ωに応じたフィードバックゲインの変更とを併用する構成としてもよい。具体的には、例えば、転舵角速度感応ゲインと車速感応ゲインとを掛け合わせることにより、そのフィードバックゲインを演算する等とすればよい。尚、車速感応型については、特許第３２３１９３２号明細書等、また、操舵速度感応型については、特開２００１−２３９９４７号公報等を参照されたい。
【００７４】
・上記実施形態では、転舵角速度ωtが正常であると判定できない場合（図８参照、ステップ２０１：ＮＯ）には、転舵角速度ωtに依らず、その演算する比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを所定値（Ｋp＝α，Ｋi＝β）に固定することとした（ステップ２０３）。しかし、これに限らず、ゲインを固定して電流フィードバック制御を行う構成であれば、例えば、前回の演算周期において「正常であると判定された時点の値」に固定する等、その固定値については、必ずしも予め設定された値でなくともよい。
【００７５】
・さらに、上記のようにフィードバックゲインを固定値に切り替えた場合には、その値にフィルタ処理を施す構成としてもよい。これにより、その応答性の変化に伴うアシストトルクの変動を緩和して、良好な操舵フィーリングを確保することができる。
【００７６】
・上記実施形態では、ＩＦＳＥＣＵ８側のマイコン３１に、その制御対象である伝達比可変装置７が正常に作動しているか否かを判定するＡＣＴ異常判定部５５を設ける。そして、判定手段としてのＦ／Ｂゲイン演算部５０は、このＡＣＴ異常判定部５５による異常判定の結果を示す状態信号Ｓtrに基づいて、転舵角速度ωtが正常であるか否かを判定することとした。しかし、これに限らず、ＥＰＳＥＣＵ１８側のマイコン４１において、伝達比可変装置７が正常に作動しているか否かを判定する構成であってもよい。
【００７７】
・また、転舵角速度ωtが正常であるか否かの判定については、ＩＦＳＥＣＵ８側のマイコン３１についての異常判定、或いはステアリングセンサ２４の異常判定を実行し、その判定結果を用いる等、適宜変更してもよい。
【００７８】
・更に、ステアリングセンサ２４の異常判定機能を有する場合等、その検出される操舵速度ωsが正常であるか否かを判定可能な第２の判定手段を備える構成では、その転舵角速度ωtが正常ではないと判定された場合であっても、操舵速度ωsが正常である場合には、その転舵角速度ωtに代えて、操舵速度ωsに応じたフィードバックゲインの可変を実行してもよい。
【００７９】
具体的には、例えば、図９のフローチャートに示すように、先ず、上記実施形態と同様、転舵角速度ωtが正常であるか否かを判定する（ステップ３０１）。そして、当該転舵角速度ωtが正常であると判定した場合（ステップ３０１：ＹＥＳ）には、その転舵角速度ωtに応じたフィードバックゲイン（比例ゲインＫp及び積分ゲインＫi）を演算する（通常演算、ステップ３０２）。
【００８０】
一方、上記ステップ３０１において、転舵角速度ωtが正常であると判定できない場合（ステップ３０１：ＮＯ）には、続いて操舵速度ωsが正常であるか否かを判定する（ステップ３０３）。そして、当該操舵速度ωsが正常であると判定した場合（ステップ３０３：ＹＥＳ）には、その操舵速度ωsに応じたフィードバックゲイン（Ｋp，Ｋi）を演算する（代替演算、ステップ３０４）。
【００８１】
尚、この操舵速度ωsに応じたフィードバックゲインの演算については、例えば、上記転舵角速度ωtを用いる場合と同様、予め操舵速度ωs（の絶対値）とその対応する各フィードバックゲイン（Ｋp，Ｋi）とが関連付けられたマップを用意することにより、マップ演算を行うとよい。そして、上記ステップ３０３において、操舵速度ωsが正常であると判定できない場合（ステップ３０３：ＮＯ）には、そのフィードバックゲインとして予め設定された所定値（Ｋp＝α，Ｋi＝β）を演算する（固定演算、ステップ３０５）。
【００８２】
そして、このようにして、上記ステップ３０２、ステップ３０４、又はステップ３０５の何れかにおいて演算されたフィードバックゲインを上記Ｆ／Ｂ制御部４７に出力する構成とすればよい（ステップ３０６）。
【００８３】
即ち、上記のように、必ずしも操舵速度ωsと転舵角速度ωtとが比例関係にあるとは限らない。しかしながら、ＥＰＳアクチュエータ１７の追従遅れは、基本的に操舵速度ωsが速い場合に生じやすい。従って、上記構成によれば、その転舵角速度ωtに応じたフィードバックゲインの可変を停止した後においても、伝達比可変装置７の機能に制約を加えることなく良好な操舵フィーリングを実現することができる。また、併せて高い静粛性を確保することもできる。
【００８４】
次に、以上の実施形態から把握することのできる技術的思想を効果ともに記載する。
（イ）請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の車両用操舵装置において、前記制御手段は、前記転舵輪の舵角速度が所定値を超える場合に、前記ゲインを変更すること、を特徴とする車両用操舵装置。
【００８５】
上記構成によれば、操舵力補助装置に追従遅れが生じやすい領域に限定して、そのフィードバックゲインを可変することができる。その結果、静粛性との両立を図りつつ、より効果的に、伝達比可変装置の作動時における操舵フィーリングの改善を図ることができる。
【符号の説明】
【００８６】
１…車両用操舵装置、２…ステアリング、３…ステアリングシャフト、６…転舵輪、７…伝達比可変装置、８…ＩＦＳＥＣＵ、１２…モータ、１７…ＥＰＳアクチュエータ、１８…ＥＰＳＥＣＵ、２２…モータ、２４…ステアリングセンサ、３１…マイコン、３２…駆動回路、３３…ギヤ比可変制御演算部、３４…微分ステア制御演算部、３６…回転角センサ、３７…減算器、３８…位置制御演算部、３９…モータ制御信号出力部、４１…マイコン、４２…駆動回路、４４…電流指令値演算部、４５…モータ制御信号出力部、４６…電流センサ、４７…Ｆ／Ｂ制御部、４８…減算器、５０…Ｆ／Ｂゲイン演算部、５１…転舵角速度演算部、５３…比例ゲイン演算部、５３ａ…マップ、５４…積分ゲイン演算部、５４ａ…マップ、５５…ＡＣＴ異常判定部、Ｉm…実電流値、Ｉm*…電流指令値、ΔＩm…偏差、θs…操舵角、ωs…操舵速度、θts…ステア転舵角、θm…モータ回転角、θta…ＡＣＴ角、θta*…ＡＣＴ指令角、Δθta…ＡＣＴ角偏差、θt…転舵角、ωt…転舵角速度、Ｋp…比例ゲイン、Ｋpl，Ｋph…所定値、Ｋi…積分ゲイン、Ｋil，Ｋih…所定値、Ｓtr…状態信号。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングと転舵輪との間の伝達比を可変すべく操舵系の途中に設けられた伝達比可変装置と、モータを駆動源として操舵系にアシスト力を付与する操舵力補助装置と、前記モータに対する駆動電力の供給を通じて前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、電流指令値に実電流値を追従させるべく電流フィードバック制御を実行することにより前記駆動電力を供給する車両用操舵装置において、
前記転舵輪の舵角速度を検出する転舵角速度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記転舵輪の舵角速度に応じて前記フィードバック制御のゲインを変更すること、を特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用操舵装置において、
検出される前記転舵輪の舵角速度が正常であるか否かを判定する判定手段を備え、
前記制御手段は、検出される前記転舵輪の舵角速度が正常ではない場合には、該転舵輪の舵角速度に応じた前記ゲインの変更を行わないこと、を特徴とする車両用操舵装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用操舵装置において、
前記制御手段は、前記ゲインを予め設定された値に固定して前記フィードバック制御を実行すること、を特徴とする車両用操舵装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の車両用操舵装置において、
前記伝達比可変装置は、ステアリング操作に基づく第１の舵角にモータ駆動に基づく第２の舵角を上乗せすることにより前記伝達比を可変するものであって、
前記ステアリングに生じた操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、その検出される操舵速度が正常であるか否かを判定する第２の判定手段とを備え、
前記制御手段は、検出される前記操舵速度が正常である場合には、該操舵速度に基づいて前記フィードバック制御のゲインを変更すること、を特徴とする車両用操舵装置。
【請求項１】
ステアリングと転舵輪との間の伝達比を可変すべく操舵系の途中に設けられた伝達比可変装置と、モータを駆動源として操舵系にアシスト力を付与する操舵力補助装置と、前記モータに対する駆動電力の供給を通じて前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、電流指令値に実電流値を追従させるべく電流フィードバック制御を実行することにより前記駆動電力を供給する車両用操舵装置において、
前記転舵輪の舵角速度を検出する転舵角速度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記転舵輪の舵角速度に応じて前記フィードバック制御のゲインを変更すること、を特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用操舵装置において、
検出される前記転舵輪の舵角速度が正常であるか否かを判定する判定手段を備え、
前記制御手段は、検出される前記転舵輪の舵角速度が正常ではない場合には、該転舵輪の舵角速度に応じた前記ゲインの変更を行わないこと、を特徴とする車両用操舵装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用操舵装置において、
前記制御手段は、前記ゲインを予め設定された値に固定して前記フィードバック制御を実行すること、を特徴とする車両用操舵装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の車両用操舵装置において、
前記伝達比可変装置は、ステアリング操作に基づく第１の舵角にモータ駆動に基づく第２の舵角を上乗せすることにより前記伝達比を可変するものであって、
前記ステアリングに生じた操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、その検出される操舵速度が正常であるか否かを判定する第２の判定手段とを備え、
前記制御手段は、検出される前記操舵速度が正常である場合には、該操舵速度に基づいて前記フィードバック制御のゲインを変更すること、を特徴とする車両用操舵装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１８９７９２（Ｐ２０１１−１８９７９２Ａ）
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５６１１９（Ｐ２０１０−５６１１９）
【出願日】平成２２年３月１２日（２０１０．３．１２）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１２日（２０１０．３．１２）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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