(57)【要約】【課題】  可変ギア比アクチュエータ停止時におけるドライバの操舵を容易とし、車両挙動を安定化する。【解決手段】  前輪１８，１９の転舵角に対するステアリングホイール１３に加えた操舵角の比であるステアリングギア比を可変するVGRSアクチュエータ７と、ステアリングホイール１３に対しPSアシストトルクを出力するEPSアクチュエータ１０と、を備えたステアリング装置において、コントロールユニット２０は、VGRSアクチュエータ７が故障により停止したとき、VGRSアクチュエータ７の停止位置に応じて、PSアシスト特性を変更する。【選択図】      図１
2006036124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング操作手段に加えた操舵角に対する操向輪の転舵角の比であるステアリングギア比を可変する可変ギア比アクチュエータと、
前記ステアリング操作手段に対し操舵補助力を出力するパワーアシストアクチュエータと、
を備えたステアリング装置において、
前記可変ギア比アクチュエータが停止したとき、可変ギア比アクチュエータの停止位置に応じて、前記パワーアシストアクチュエータの操舵補助力特性を変更する操舵補助力特性変更手段を設けたことを特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のステアリング装置において、
前記ステアリング操作手段の操舵方向を検出する操舵方向検出手段と、
前記操向輪が直進状態となるタイヤ中立位置を検出するタイヤ中立位置検出手段と、
を設け、
前記操舵補助力特性変更手段は、前記操舵方向が前記タイヤ中立位置へ近づく方向のときの操舵補助力よりも、遠ざかる方向のときの操舵補助力を小さくすることを特徴とするステアリング装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のステアリング装置において、
前記操向輪が直進状態となるタイヤ中立位置を検出するタイヤ中立位置検出を設け、
前記操舵補助力特性変更手段は、前記タイヤ中立位置と前記ステアリング操作手段の中立位置との偏差が大きいほど、操舵補助力の変更量を大きくすることを特徴とするステアリング装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のステアリング装置において、
前記操舵補助力特性変更手段は、可変ギア比アクチュエータが停止したときのステアリングギア比変化率が大きいほど、操舵補助力の変更量を大きくすることを特徴とするステアリング装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のステアリング装置において、
運転者の操舵状態を検出する操舵状態検出手段を設け、
前記操舵補助力特性変更手段は、可変ギア比アクチュエータ停止後、前記操舵状態が保舵状態のとき、操舵補助力の変更量を小さくすることを特徴とするステアリング装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のステアリング装置において、
前記操舵補助力特性変更手段は、前記操舵補助力の変更量に制限値を設けることを特徴とするステアリング装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のステアリング装置において、
前記操向輪が直進状態となるタイヤ中立位置を検出するタイヤ中立位置検出手段を設け、
前記操舵補助力特性変更手段は、前記可変ギア比アクチュエータ停止後、前記タイヤ中立位置を通過後、前記操舵補助力特性の変更を行うことを特徴とするステアリング装置。
【請求項８】
請求項３ないし請求項６のいずれか１項の記載のステアリング装置において、
前記操向輪が直進状態となるタイヤ中立位置を検出するタイヤ中立位置検出手段を設け、
前記操舵補助力特性変更手段は、前記可変ギア比アクチュエータ停止後、前記タイヤ中立位置を通過するまで、前記操舵補助力特性の変更を行うことを特徴とするステアリング装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のステアリング装置において、
車両の直進状態を判断する直進状態判断手段を設け、
前記操舵補助力特性変更手段は、操舵補助力特性の変更後、直進状態が所定時間以上継続したとき、操舵補助力特性を変更前の特性に戻すことを特徴とするステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングギア比を可変する可変ギア比アクチュエータと、ドライバの操舵をアシストするパワーアシストアクチュエータとを備えたステアリング装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来のステアリング装置では、可変ギア比アクチュエータによるギア比可変制御を実施するために必要な操舵トルクの少なくとも一部を、パワーアシストアクチュエータのアシストトルクにより補償することにより、ギア比可変制御に伴うドライバの操舵負担増加を防止している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−７８９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術にあっては、可変ギア比アクチュエータがステアリング中立位置から外れた角度で停止した場合、ステアリングホイール中立位置とタイヤ中立位置とにずれが生じるため、ドライバがタイヤ中立位置に対応する操舵角を素早く感じ取ることが困難となる。よって、ドライバのステアリング操作が遅れがちになり、これに伴い車両挙動が乱れるおそれがある。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、可変ギア比アクチュエータ停止時におけるドライバの修正舵を容易とし、車両挙動を安定化できるステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明では、
ステアリング操作手段に加えた操舵角に対する操向輪の転舵角の比であるステアリングギア比を可変する可変ギア比アクチュエータと、
前記ステアリング操作手段に対し操舵補助力を出力するパワーアシストアクチュエータと、
を備えたステアリング装置において、
前記可変ギア比アクチュエータが停止したとき、可変ギア比アクチュエータの停止位置に応じて、前記パワーアシストアクチュエータの操舵補助力特性を変更する操舵補助力特性変更手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のステアリング装置にあっては、可変ギア比アクチュエータ停止後のステアリング中立位置のずれを、操舵補助力によりドライバに認識させることができるため、ドライバの操舵を容易とし、車両挙動を安定化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、構成を説明する。
図１は、実施例１のステアリング装置を適用した車両のシステムブロック図である。
ステアリングホイール（ステアリング操作手段）１３は、図示しない車室内部にドライバと対向するように、アッパコラムシャフト１４ａの上端に連結されている。ステアリングホイール１３とアッパコラムシャフト１４ａとの間には、ドライバ操舵角を検出する操舵角センサ２が設けられている。
【０００９】
ステアリングギア１５は、ロアコラムシャフト１４ｂの下端に一体形成されたステアリングギアボックス１６と、ラック軸１７とを備えるラック&ピニオン式の舵取り装置により構成される。ラック軸１７は、図示しない車両前部に、左右方向摺動可能に固定され、ラック軸１７の両端は、図外のタイロッドを介して前輪（操向輪）１８，１９に連結されている。
【００１０】
可変ギア比アクチュエータである可変ギア比ステアリングシステム用アクチュエータ（以下、可変ギア比ステアリングシステムを、VGRSと略記する。）７は、アッパコラムシャフト１４ａに設けられ、モータ回転によりアッパコラムシャフト１４ａの回転を増速する。これにより、前輪１８，１９の転舵角に対するステアリングホイール１３に加えたドライバ操舵角の比であるステアリングギア比（以下、ギア比と略記する。）を可変に制御する。なお、VGRSアクチュエータ７には、モータ回転角を検出するモータ回転角センサ３が設けられている。
【００１１】
ギア比は、車速に応じてあらかじめ定められたギア比特性に基づいて設定される。ギア比特性は、低〜中速域ではギア比を小さくして操舵応答をクイックにし、高速域ではギア比を大きくして操舵応答をスローにすることで、低〜中速域における軽く良好な操舵感と、高速域における緩やかで安定感のある操舵感との両立を図るよう設定されている。
【００１２】
パワーアシストアクチュエータである電動モータパワーステアリングシステム用モータ（以下、電動モータパワーステアリングシステムをEPSと略記する。）１０は、ロアコラムシャフト１４ｂに設けられ、ロアコラムシャフト１４ｂに対しモータ回転によりドライバの操舵トルクを補助するPSアシストトルク（操舵補助力）を出力する。
【００１３】
PSアシストトルクは、操舵トルクに応じてあらかじめ定められたPSアシスト特性に基づいて設定される。PSアシスト特性は、ステアリングホイール１３の回転によりアッパコラムシャフト１４ａに加わる操舵トルクの絶対値が大きいほど、PSアシストトルクが大きくなるように設定されている。操舵トルクは、アッパコラムシャフト１４ａとロアコラムシャフト１４ｂとの間に設けられたトルクセンサ４により検出される。
【００１４】
コントロールユニット２０は、車速センサ１からの車速と、操舵角センサ２からのドライバ操舵角と、モータ回転角センサ３からのモータ回転角と、トルクセンサ４からの操舵トルクとが入力され、これらのセンサ値に応じてVGRSアクチュエータ７とEPSアクチュエータ１０の駆動を制御する。
【００１５】
図２は、コントロールユニット２０の制御ブロック図であり、コントロールユニット２０は、VGRS目標舵角演算部５と、VGRS指令電流計算部６と、EPS目標トルク演算部８と、EPS指令電流計算部９と、直進状態判断部（直進状態判断手段）１１と、VGRSフェール判断部１２と、を有している。
【００１６】
VGRS目標舵角演算部５は、車速センサ１の出力と操舵角センサ２の出力とに基づいて、VGRS目標舵角を演算する。VGRS指令電流計算部６は、VGRS目標舵角演算部５の出力に基づいて、VGRS指令電流値を演算し、VGRSアクチュエータ７に流れる電流がVGRS指令電流値に近づくようにVGRSアクチュエータ７を駆動する。
【００１７】
EPS目標トルク演算部８は、操舵角センサ２の出力とモータ回転角センサ３の出力とトルクセンサ４の出力と直進状態判断部１１の出力とVGRSフェール判断部１２の出力とに基づいて、EPS目標トルクを演算する。EPS指令電流計算部９は、EPS目標トルク演算部８の出力に基づいて、EPS指令電流値を演算し、EPSアクチュエータ１０に流れる電流がEPS指令電流値に近づくようにEPSアクチュエータ１０を駆動する。
【００１８】
直進状態判断部１１は、車速センサ１の出力と操舵角センサ２の出力とに基づいて、直進状態フラグを設定する。直進状態判断部１１は、車両が直進状態であると判断したとき、直進状態フラグに１をセットし、車両が直進状態でないと判断したとき、直進状態フラグをゼロとする。
【００１９】
VGRSフェール判断部１２は、モータ回転角センサ３の出力とVGRS目標舵角演算部５の出力とから、VGRSフェールフラグを設定する。VGRSフェール判断部１２は、VGRSアクチュエータ７に異常が発生していると判断したとき、VGRSフェールフラグに１をセットし、VGRSアクチュエータ７が正常であると判断したとき、VGRSフェールフラグをゼロとする。
【００２０】
図３は、EPS目標トルク演算部８の制御ブロック図であり、EPS目標トルク演算部８は、基本目標トルク演算部８１と、目標トルク補正部（操舵補助力特性変更手段）８２とを有している。基本目標トルク演算部８１は、例えば、操舵トルクに応じてあらかじめ設定されたPSアシストマップから、EPS基本目標トルクを演算し、目標トルク補正部８２へ出力する。
【００２１】
目標トルク補正部８２は、ギア比変化率トルク補正部８２１と、タイヤ中立操舵角偏差トルク補正部８２２と、モータ回転角偏差トルク補正部８２３と、を有している。
【００２２】
ギア比変化率トルク補正部８２１は、VGRSモータ停止前後における、VGRS制御によって可変したギア比からVGRSモータ停止時のギア比（車両のメカニカルなステアリングギア比）へのギア比変化率から、ギア比変化率補正ゲインＫgearを演算する。
【００２３】
タイヤ中立操舵角偏差トルク補正部８２２は、VGRSアクチュエータ７が停止したときのモータ回転角度と、ドライバ操舵角との偏差、およびステアリングホイール１３の操舵方向から、タイヤ中立操舵角偏差補正ゲインを演算する。
【００２４】
モータ回転角偏差トルク補正部８２３は、VGRSアクチュエータ停止後の、モータ回転指令値と実際のモータ回転角センサ３からのモータ回転角値との偏差から、モータ回転角偏差補正ゲインを演算する。
【００２５】
目標トルク補正部８２は、VGRSフェール判断部１２から出力されたVGRSフェールフラグが１であるとき、上記３つのトルク補正部８２１，８２２，８２３により求めたギア比変化率補正ゲイン、タイヤ中立操舵角偏差補正ゲインおよびモータ回転角偏差補正ゲインに基づいて、EPS基本目標トルクを補正し、EPS目標トルクを求め、EPS指令電流計算部９へ出力する。
【００２６】
次に、作用を説明する。
［PSアシスト制御処理］
図４は、コントロールユニット２０で実行されるPSアシスト制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。
【００２７】
ステップS1では、基本目標トルク演算部８１において、トルクセンサ４からドライバの操舵トルクを読み込み、ステップS2へ移行する。
【００２８】
ステップS2では、基本目標トルク演算部８１において、ステップS1で読み込んだ操舵トルクから、EPS基本目標トルクを演算し、ステップS3へ移行する。
【００２９】
ステップS3では、VGRSフェール判断部１２において、VGRSアクチュエータ７の故障を検出し、VGRSの故障を検出する。VGRSアクチュエータ７に異常が発生して停止していると判断した場合にはステップS4へ移行し、VGRSアクチュエータ７が正常であると判断した場合にはステップS12へ移行する。
【００３０】
VGRSフェール判断部１２は、例えば、VGRS目標舵角演算部５から出力されたVGRS目標舵角とモータ回転角とを比較し、目標舵角が出力され変化しているにもかかわらず、モータ回転角が変化しない時間が設定時間Ｔf以上継続した場合には、VGRSアクチュエータ７に異常が発生して停止していると判断する。
【００３１】
ステップS4では、ギア比変化率トルク補正部８２１において、アクチュエータ停止前のギア比ＧVGRSとアクチュエータ停止後のギア比をＧbaseとから、下記の式(1)を用い、ギア比変化率Ｇfail'を演算する。
Ｇfail'＝（Ｇbase−ＧVGRS）／Ｇbase  …(1)
続いて、図５に示すギア比変化率補正ゲインマップを参照してギア比変化率補正ゲインＫgearを算出し、ステップS5へ移行する。
【００３２】
ステップS5では、タイヤ中立操舵角偏差トルク補正部８２２において、下記の式(2)を用い、アクチュエータ停止後のタイヤ中立操舵角θtNを演算する（タイヤ中立位置検出手段に相当）。
タイヤ中立操舵角θtN＝−θmtr（θmtr：モータ回転角）  …(2)
ここで、『タイヤ中立操舵角』とは、タイヤが直進状態となるステアリング角度であり、VGRSアクチュエータ７が回転して停止している場合、その回転方向と逆方向へ同じ角度だけステアリングホイール１３を操舵した位置がタイヤ中立操舵角となる。
【００３３】
続いて、ドライバ操舵角θstrの時間変化等からドライバの操舵方向を検出し（操舵方向検出手段に相当）、検出した操舵方向と、タイヤ中立操舵角θtNと、ドライバ操舵角θstrとに基づき、図６のタイヤ中立操舵角偏差補正ゲインマップを参照してタイヤ中立操舵角偏差補正ゲインＫtNを算出し、ステップS6へ移行する。
【００３４】
ステップS6では、目標トルク補正部８２において、アクチュエータ停止後にドライバ操舵角θstrがタイヤ中立操舵角θtNを超えたかどうかを判断する。YESの場合にはステップS7へ移行し、NOの場合にはステップS8へ移行する。
【００３５】
ステップS7では、目標トルク補正部８２において、タイヤ中立操舵角偏差補正ゲインＫtNから、補正トルク演算２を実施し、ステップS11へ移行する。
【００３６】
補正トルク演算２では、ドライバ操舵角θstrがタイヤ中立操舵角θtNを超えた場合、ドライバがタイヤ中立操舵角θtNを認識するのを容易にするため、下記の式(3)を用い、補正後EPS目標トルクを算出する。
補正後EPS目標トルク＝
EPS基本目標トルク×タイヤ中立操舵角偏差補正ゲインＫtN  …(3)
すなわち、EPS基本目標トルクに対し補正ゲインを乗することで、PSアシストトルクを、タイヤ中立位置に近づく方向には軽く、遠ざかる方向には重くなるように変化させる。これにより、ドライバがタイヤ中立操舵角θtNに操舵するのを容易にする。
【００３７】
ステップS8では、EPS目標トルク演算部８において、ギア比変化率補正ゲインＫgearとタイヤ中立操舵角偏差補正ゲインＫtNとから、補正トルク演算１を実施し、ステップS9へ移行する。
【００３８】
補正トルク演算１では、ドライバ操舵角θstrがタイヤ中立操舵角θtNを超えていない場合、アクチュエータ停止直後におけるギア比急変の影響を抑えるため、PSアシスト特性を、下記の式(4)を用い、補正後EPS目標トルクを算出する。
補正後EPS目標トルク＝EPS基本目標トルク×Ｋgear×|ＫtN|  …(4)
【００３９】
ステップS9では、モータ回転角偏差補正部８２３において、モータ回転指令値と実際のセンサ値（モータ回転角センサ３の出力）との偏差を求め（操舵状態検出手段に相当）、偏差が有る場合にはステップS10へ移行し、偏差が無い場合にはステップS12へ移行する。
【００４０】
ステップS10では、モータ回転角偏差トルク補正部８２３において、ドライバ操舵角θstrに基づき、図７に示すモータ回転角偏差ゲインマップを参照し、モータ回転角指令値と実際のセンサ値との偏差の絶対値に応じたモータ回転角偏差補正ゲインＫmtrを求め、下記の式(5)を用い、偏差補正後EPS目標トルクを算出し、ステップS11へ移行する。
偏差補正後EPS目標トルク＝EPS基本目標トルク＋（補正後EPS目標トルク−EPS基本目標トルク）×モータ回転角偏差補正ゲインＫmtr  …(5)
ただし、モータ回転角偏差補正ゲインＫmtrは、増加方向にのみ変更される。
【００４１】
ステップS11では、直進状態判断部１１において、車速、操舵角およびモータ回転角から、車両が直進状態であるかどうかを判断する。車両が直進状態である場合にはステップS12へ移行し、直進状態ではない場合にはステップS13へ移行する。
【００４２】
ここでは、車速に応じてあらかじめ定められた直進状態判断時間しきい値ＴNと直進状態判断操舵しきい値θntrとを用い、操舵角がタイヤ中立操舵角±θntrである時間が直進状態判断操舵しきい値ＴNを超えた場合は、車両が直進状態であると判断する。
【００４３】
ステップS12では、PSアシスト特性をノーマル状態（アクチュエータ停止による変更前のPSアシスト特性）に戻し、ステップS13へ移行する。
【００４４】
ステップS13では、最終的に求められたPSアシスト特性にてEPSアクチュエータ１０を作動させ、リターンへ移行する。
【００４５】
［ギア比変化率Ｇfail'に応じたPSアシスト特性の変更制御ロジック］
VGRSアクチュエータ７が停止すると、その停止前後でドライバ操舵角θstrからタイヤ実舵角までのギア比が変化する。つまり、VGRSアクチュエータ７によりドライバ操舵角θstrよりもタイヤの切れ角を大きくし、ギア比をクイックにした状態で走行中に停止すると、ギア比がもともとのスローなギア比に変化する。このとき、ギア比の急変により、ドライバに違和感を与える。
【００４６】
実施例１では、ドライバ操舵角θstrがタイヤ中立操舵角θtNを通過するまで、ギア比の変化率に応じて、図５に示したギア比変化率補正ゲインマップからギア比変化率補正ゲインＫgearを算出し、これをEPS基本目標トルクに乗じることにより、PSアシスト特性を変化させる。
【００４７】
図５のギア比変化率補正ゲインマップは、VGRSアクチュエータ７の停止前後でギア比がスローからクイックになる場合は、ギア比変化率補正ゲインＫgearを小さくし、逆にギア比がクイックからスローになる場合は、ギア比変化率補正ゲインＫgearを大きくするように設定されている。
【００４８】
すなわち、VGRSアクチュエータ７の停止に伴い、ギア比がよりクイックになる場合は、より重いPSアシスト特性とすることにより、ドライバの過剰操舵を抑制できる。また、ギア比がよりスローになる場合は、より軽いPSアシスト特性とすることにより、ドライバの操舵負担を軽減できる。
【００４９】
なお、図５に示すように、ギア比変化率補正ゲインＫgearには、過大なEPS目標トルクが設定されるのを防止するため、上限値と下限値が設けられている。
【００５０】
［タイヤ中立操舵角偏差に応じたPSアシスト特性の変更制御ロジック］
走行中にVGRSアクチュエータ７が回転した状態で停止すると、ドライバは車両が直進するタイヤ中立操舵角θtNが分からなくなり、これに伴い車両挙動が不安定となるおそれがある。
【００５１】
これを防止するため、実施例１では、ドライバ操舵角θstrがタイヤ中立操舵角θtNを通過した後、ドライバ操舵角θstrとタイヤ中立操舵角θtNとの偏差と、操舵方向とに応じて、図６に示したタイヤ中立操舵角偏差補正ゲインマップからタイヤ中立操舵角偏差補正ゲインＫtNを算出し、これをEPS基本目標トルクに乗じることにより、PSアシスト特性を変化させる。
【００５２】
図６のタイヤ中立操舵角偏差ゲインマップは、タイヤ中立操舵角θtNに近づく方向の操舵時には、ドライバ操舵角θstrとタイヤ中立操舵角θtNとの偏差の絶対値が大きいほど、タイヤ中立操舵角偏差補正ゲインＫtNを大きくし、タイヤ中立操舵角θtNから遠ざかる方向の操舵時には、ドライバ操舵角θstrとタイヤ中立操舵角θtNとの偏差の絶対値が大きいほど、タイヤ中立操舵角偏差補正ゲインＫtNを小さくするように設定されている。
【００５３】
すなわち、タイヤ中立操舵角θtNに近づく方向の操舵を軽くし、タイヤ中立操舵角θtNから遠ざかる方向の操舵を重くすることにより、アクチュエータ停止後にドライバがタイヤ中立操舵角θtNを見つけやすくしている。
【００５４】
なお、図６に示すように、タイヤ中立操舵角偏差補正ゲインＫtNには、過大なEPS目標トルクが設定されるのを防止するため、上限値と下限値が設けられている。
【００５５】
［モータ回転角偏差に応じたPSアシスト特性の変更制御ロジック］
コーナーを旋回中にVGRSアクチュエータ７が停止した場合、一定舵角で保舵中であれば、指令値通りの位置で停止しているため、ギア比変化率Ｇfail'に対応したPSアシスト特性に変化させる必要は無い。一方、転舵したときに、モータ回転角指令値が変化しているのにモータが回転しない場合には、ギア比変化率Ｇfail'に応じたPSアシスト特性に変更する必要がある。
【００５６】
実施例１では、ドライバ操舵角θstrがタイヤ中立操舵角θtNを通過するまで、モータ回転角指令値と実際のセンサ値との偏差に応じて、図７に示したモータ回転角偏差ゲインマップからモータ回転角偏差補正ゲインＫmtrを算出し、これを補正後EPS目標トルクに乗じることにより、PSアシスト特性のギア比変化率Ｇfail'に応じた変化量に制限を加える。
【００５７】
図７のモータ回転角偏差ゲインマップは、モータ回転角指令値と実回転角との偏差の絶対値が所定値θa以下では、小さいほど、モータ回転角偏差補正ゲインＫmtrを小さくするように設定されている。
【００５８】
すなわち、モータ回転角指令値と実回転角との偏差が小さい保舵中では、PSアシスト特性のギア比変化率Ｇfail'に応じた変更量を小さくし、VGRSアクチュエータ７の故障前後でのギア比変化によって、ドライバが違和感を感じるくらいの所定値θa以上の偏差となった以降は、ギア比変化率Ｇfail'に応じたPSアシスト特性に変化させることにより、保舵中で、VGRSアクチュエータ７が停止したときに、PSアシスト特性が変化するのを抑制できる。
【００５９】
なお、図７の横軸は、VGRSアクチュエータ停止前後のドライバ操舵角の偏差としてもよい。
【００６０】
［タイヤ中立操舵角認識後のノーマルアシスト特性への復帰制御ロジック］
アクチュエータ停止によるPSアシスト特性変更後、ドライバがタイヤ中立操舵角θtNを認識できたにもかかわらず、PSアシスト特性変更制御を継続すると、操舵感がノーマル状態の場合と異なるため、ドライバに違和感を与えてしまう。
【００６１】
実施例１では、アクチュエータ停止後に車両が直進状態（直進走行を所定時間継続した状態）となったとき、ドライバがタイヤ中立操舵角θtNを認識できたと判断し、PSアシスト特性をノーマル状態に戻すことにより、ドライバに違和感を与えるのを防止している。
【００６２】
図４のPSアシスト制御処理の流れを示すフローチャートは、以上説明した制御ロジックに基づいて実行されるものである。
【００６３】
［PSアシスト特性変更制御作用］
VGRSアクチュエータ７に故障が発生し停止した場合には、図４のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6へと進む流れとなる。
【００６４】
すなわち、ステップS4において、ギア比変化率Ｇfail'に応じたギア比変化率補正ゲインＫgearが算出され、ステップS5において、タイヤ中立操舵角θtNに応じたタイヤ中立操舵角偏差補正ゲインＫtNが算出される。
【００６５】
続いて、ステップS6において、ドライバ操舵角θstrがタイヤ中立操舵角θtNを超えていない場合には、ステップS6→ステップS8→ステップS9→ステップS10→ステップS11→ステップS13へと進む流れとなる。
【００６６】
すなわち、ステップS8において、EPS基本目標トルクに対し、ギア比変化率補正ゲインＫgearとタイヤ中立操舵角偏差補正ゲインＫtNの絶対値とを乗算した補正後EPS目標トルクが演算され、ステップS9において、モータ回転角指令値と実回転角との偏差に応じてモータ回転角偏差補正ゲインＫmtrが演算され、ステップS10において、補正後EPS目標トルクとEPS基本目標トルクの差に補正ゲインＫmtrを乗じて偏差補正後EPS目標トルクが算出される。
【００６７】
よって、ギア比変化率Ｇfail'に応じてPSアシスト特性が変更されるため、ドライバ操舵角θstrがタイヤ中立操舵角θtNを超えないアクチュエータ停止直後において、アクチュエータ停止によるギア比急変が操舵に与える影響を抑えることができる。
【００６８】
また、タイヤ中立操舵角偏差に応じてPSアシスト特性が変更されるため、ドライバがタイヤ中立操舵角θtNを認識するのが容易となる。さらに、モータ回転角偏差に応じてPSアシスト特性が変更されるため、モータ回転角指令値と実回転角との偏差が小さい保舵中に、PSアシスト特性が変化するのを抑制できる。
【００６９】
ステップS6において、ドライバ操舵角θstrがタイヤ中立操舵角θtNを超えている場合には、ステップS6→ステップS7→ステップS11→ステップS13へと進む流れとなる。すなわち、ステップS7において、EPS基本目標トルクに対し、タイヤ中立操舵角偏差補正ゲインＫtNを乗じて補正後EPS目標トルクが算出される。
【００７０】
よって、タイヤ中立操舵角偏差に応じてPSアシスト特性が変更されるため、ドライバ操舵角θstrがタイヤ中立操舵角θtNを超えた場合には、ドライバがタイヤ中立操舵角θtNを認識するのが容易となる。
【００７１】
アクチュエータ停止後、ドライバがタイヤ中立操舵角θtNを認識し、車両が直進状態となった場合には、図４のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6→ステップS7→ステップS11→ステップS12→ステップS13、または、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6→ステップS8→ステップS9→ステップS10→ステップS11→ステップS12→ステップS13へと進む流れとなる。
【００７２】
すなわち、ステップS11において、車両が直進状態であると判断され、ステップS12において、PSアシスト特性が変更前のノーマル状態に戻されるため、ドライバがタイヤ中立操舵角θtNを認識したにもかかわらず、PSアシスト特性が変更されたままの状態となることに起因し、ドライバへ違和感を与えてしまうのを防止できる。
【００７３】
［アクチュエータ故障時のステアリング中立ずれ］
図８は、可変ギア比アクチュエータ停止時のステアリング中立ずれを示す説明図である。
【００７４】
図８(a)に示すように、従来の可変ギア比アクチュエータを備えたステアリング装置では、通常時、ステアリングホイール中立位置とタイヤ中立位置とは一致している。
【００７５】
ここで、ステアリングホイールを左右に操舵しているとき、可変ギア比アクチュエータに故障が発生してアクチュエータが停止すると、ステアリングホイールを中立位置に戻したとき、モータの回転分、タイヤが切れた状態となる（図８(b)）。
【００７６】
この状態でタイヤを中立位置に戻したとき、モータの回転分、ステアリングホイールが逆方向に切れた状態となる（図８(c)）ため、ドライバが操舵トルクからタイヤ中立位置に対応する操舵角を素早く感じ取ることが困難となる。
【００７７】
［アクチュエータ故障時のPSアシスト特性変更作用］
これに対し、実施例１のステアリング装置では、図９(a)に示すように、ステアリングホイール１３を左に操舵した状態でVGRSアクチュエータ７が停止したとき、タイヤ中立操舵角θtNに近づく操舵を軽くし、タイヤ中立操舵角θtNから遠ざかる操舵を重くすることにより（図９(b)）、ステアリングホイール１３がタイヤ中立操舵角θtNへ操舵され易くなり、ドライバにタイヤ中立操舵角θtNを認識し易くできる。よって、ドライバの操舵が容易となる。
【００７８】
すなわち、図１０に示すように、ドライバ操舵角θstrがタイヤ中立操舵角θtNへ近づく方向に操舵されている場合には、ドライバの操舵力を通常特性よりも軽くすることにより、ドライバ操舵角θstrをタイヤ中立操舵角θtNへ導き易くできる。また、ドライバ操舵角θstrがタイヤ中立操舵角θtNから遠ざかる方向へ操舵されている場合には、ドライバの操舵力を通常特性よりも重くすることにより、ドライバ操舵角θstrをタイヤ中立操舵角θtNから遠ざかりにくくできる。
【００７９】
次に、効果を説明する。
実施例１のステアリング装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。
【００８０】
(1) VGRSアクチュエータ７が停止したとき、VGRSアクチュエータ７の停止位置に応じて、PSアシスト特性をノーマル状態の特性から変化させる目標トルク補正部８２を設けたため、アクチュエータ故障後のステアリング中立位置のずれを、PSアシストトルクによりドライバに認識させることができ、ドライバの操舵を容易として車両挙動を安定化できる。
【００８１】
(2) ステアリングホイール１３の操舵方向を検出する操舵方向検出と、前輪１８，１９が直進状態となるタイヤ中立位置を検出するタイヤ中立位置検出手段とを設け、目標トルク補正部８２は、操舵方向がタイヤ中立操舵角θtNへ近づく方向のときのPSアシストトルクよりも遠ざかる方向のときのPSアシストトルクを小さくするため、ステアリングホイール１３がよりタイヤ中立操舵角θtNへ操舵されやすくなり、車両が直進状態へ復帰するのが容易となる。
【００８２】
(3) 前輪１８，１９が直進状態となるタイヤ中立位置を検出するタイヤ中立位置検出手段を設け、目標トルク補正部８２は、タイヤ中立操舵角θtNとドライバ操舵角θstrとの偏差が大きいほど、アシストトルク変更量を大きくするため、ドライバがタイヤ中立操舵角θtNをより見つけやすくなる。
【００８３】
(4) 目標トルク補正部８２は、VGRSアクチュエータ７が停止したときのギア比変化率Ｇfail'が大きいほど、ノーマル状態のアシストトルクに対するアシストトルク変更量を大きくするため、アクチュエータ停止に伴うギア比急変が操舵感に与える影響を抑制でき、よりスムーズに操舵を行うことができる。
【００８４】
(5) 目標トルク補正部８２は、モータ回転指令値と実回転角との偏差が所定値θa以下のとき、ノーマル状態のアシストトルクに対するアシストトルク変更量を小さくするため、一定舵角で保舵中など、モータ回転指令値と実回転角との偏差が小さい場合には、VGRSアクチュエータ７が停止してもPSアシスト特性の変更量が抑制されるため、ドライバへ違和感を与えることがない。
【００８５】
(6) 目標トルク補正部８２は、通常特性に対する操舵補助力の変更量に制限値を設けるため、過大なEPS目標トルクの設定による車両挙動を安定でき、定格を超える過度なEPS指令電流がEPSアクチュエータ１０へ供給されるのとを防止できる。
【００８６】
(7) 前輪１８，１９が直進状態となるタイヤ中立位置を検出するタイヤ中立位置検出手段を設け、目標トルク補正部８２は、VGRSアクチュエータ停止後、タイヤ中立操舵角θtNを通過後、PSアシスト特性を変更するため、ドライバがタイヤ中立操舵角θtNを認識するのが容易となる。
【００８７】
(8) 前輪１８，１９が直進状態となるタイヤ中立位置を検出するタイヤ中立位置検出手段を設け、目標トルク補正部８２は、タイヤ中立操舵角θtNを通過するまで、PSアシスト特性を変更するため、アクチュエータ停止直後においても、ギア比急変が操舵感に与える影響を抑制でき、よりスムーズに操舵を行うことができる。
【００８８】
(9) 車両の直進状態を判断する直進状態判断部１１を設け、目標トルク補正部８２は、PSアシスト特性の変更後、直進状態が所定時間以上継続したとき、PSアシスト特性をノーマル状態に戻すため、ドライバがタイヤ中立操舵角θtNを認識したにもかかわらず、PSアシスト特性が変更され続けることにより、ドライバに違和感を与えるのを防止できる。
【００８９】
（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明したが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００９０】
例えば、実施例１では、操舵トルクのみをベースとしてPSアシストトルクを制御する例を示したが、PSアシスト特性は、例えば、車速や操舵角速度等に応じた特性としてもよい。
【００９１】
また、実施例１では、車速と操舵角に応じてステアリングギア比を可変に制御する例を示したが、操舵角速度等、他の条件を含むステアリングギア比可変制御としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】実施例１のステアリング装置を適用した車両のシステムブロック図である。
【図２】コントロールユニット２０の制御ブロック図である。
【図３】EPS目標トルク演算部８の制御ブロック図である。
【図４】コントロールユニット２０で実行されるPSアシスト制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】ギア比変化率補正ゲインマップである。
【図６】タイヤ中立操舵角偏差補正ゲインマップである。
【図７】モータ回転角偏差ゲインマップである。
【図８】アクチュエータ停止時のステアリング中立ずれを示す説明図である。
【図９】実施例１のPSアシスト特性変更作用を示す説明図である。
【図１０】実施例１のPSアシスト特性変更作用を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９３】
１  車速センサ
２  操舵角センサ
３  モータ回転角センサ
４  トルクセンサ
５  目標舵角演算部
６  指令電流計算部
７  VGRSアクチュエータ
８  目標トルク演算部
８１  基本目標トルク演算部
８２  目標トルク補正部
８２１  トルク補正部
８２２  トルク補正部
８２３  トルク補正部
９  指令電流計算部
１０  EPSアクチュエータ
１１  直進状態判断部
１２  フェール判断部
１３  ステアリングホイール
１４ａ  アッパコラムシャフト
１４ｂ  ロアコラムシャフト
１５  ステアリングギア
１６  ステアリングギアボックス
１７  ラック軸
１８，１９  前輪
２０  コントロールユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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