(57)【要約】【課題】  アクティブステア制御時の反力トルクの変動を効果的に抑制することができる車両用操舵装置を提供すること。【解決手段】  マイコンは、ＡＣＴ指令角及びＡＣＴ角に基づくフィードバック演算を行う位置制御演算部と、アクティブステア制御時のＡＣＴ指令角の基礎（制御目標成分）となるＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*を演算するＩＦＳ制御演算部３５とを備え、ＩＦＳ制御演算部３５は、同ＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*についてガード処理演算を実行するガード処理演算部７０を備える。そして、ガード処理演算部７０は、同制御時、ＡＣＴ角速度及びＡＣＴ角加速度（の絶対値）がそれぞれ対応する所定の角速度、及び角加速度を超えないようにＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*を制限する。【選択図】  図６
2006335250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングの舵角に基づく転舵輪の第１の舵角にモータ駆動に基づく前記転舵輪の第２の舵角を上乗せすることにより前記ステアリングの舵角と前記転舵輪の舵角との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置と、前記伝達比可変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、車両モデルに基づき車両のヨーモーメントを制御すべく前記第２の舵角を変更するアクティブステア機能を有する車両用操舵装置であって、
前記制御手段は、アクティブステア制御時に、前記第２の舵角の角速度が所定の角速度を超えないように前記伝達比可変装置の作動を制御すること、
を特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
ステアリングの舵角に基づく転舵輪の第１の舵角にモータ駆動に基づく前記転舵輪の第２の舵角を上乗せすることにより前記ステアリングの舵角と前記転舵輪の舵角との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置と、前記伝達比可変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、車両モデルに基づき車両のヨーモーメントを制御すべく前記第２の舵角を変更するアクティブステア機能を有する車両用操舵装置であって、
前記制御手段は、アクティブステア制御時に、前記第２の舵角の角加速度が所定の角加速度を超えないように前記伝達比可変装置の作動を制御すること、
を特徴とする車両用操舵装置。
【請求項３】
ステアリングの舵角に基づく転舵輪の第１の舵角にモータ駆動に基づく前記転舵輪の第２の舵角を上乗せすることにより前記ステアリングの舵角と前記転舵輪の舵角との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置と、前記伝達比可変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、車両モデルに基づき車両のヨーモーメントを制御すべく前記第２の舵角を変更するアクティブステア機能を有する車両用操舵装置であって、
前記制御手段は、アクティブステア制御時に、前記第２の舵角の角速度及び角加速度がそれぞれ対応する所定の角速度及び角加速度を超えないように前記伝達比可変装置の作動を制御すること、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、
前記制御手段は、前記第２の舵角の制御目標指令角及び検出される前記第２の舵角に基づくフィードバック制御により前記伝達比可変装置の作動を制御するものであって、
アクティブステア制御のための前記第２の舵角の制御目標成分について、該制御目標成分の変化速度の微分値が前記所定の角加速度に対応する所定値を超えないように制限するガード処理手段を備えること、を特徴とする車両用操舵装置。
【請求項５】
請求項１又は請求項３に記載の車両用操舵装置において、
前記制御手段は、前記第２の舵角の制御目標指令角及び検出される前記第２の舵角に基づくフィードバック制御により前記伝達比可変装置の作動を制御するものであって、
アクティブステア制御のための前記第２の舵角の制御目標成分について、該制御目標成分の変化速度が前記所定の角速度に対応する所定値を超えないように制限するガード処理手段を備えること、を特徴とする車両用操舵装置。
【請求項６】
請求項５に記載の車両用操舵装置において、
前記制御手段は、所定のサンプリング周期にて前記制御を実行するものであって、
前記ガード処理手段は、前記変化速度の符号、及び入力された前記制御目標成分の値から前回の前記サンプリング周期において出力した該制御目標成分の前回出力値を減算した値の符号がともに「正」又はともに「負」である場合に、前記制御目標成分の変化速度が前記所定値を超えないように制限する処理を実行するにあたり、該変化速度の絶対値が大となるように該変化速度の値を補正するガード前補正手段を備えること、
を特徴とする車両用操舵装置。
【請求項７】
請求項６に記載の車両用操舵装置において、
前記ガード前補正手段は、前記符号がともに「正」又はともに「負」ではない場合に、前記制御目標成分の変化速度が前記所定値を超えないように制限する処理を実行するにあたり、該変化速度の絶対値が小となるように該変化速度の値を補正すること、
を特徴とする車両用操舵装置。
【請求項８】
請求項４〜請求項７の何れか一項に記載の車両用操舵装置において、
前記ガード処理手段は、前記アクティブステア制御の内容が、オーバーステアを解消するためのオーバーステア制御であるか、アンダーステアを解消するためのアンダーステア制御であるかに応じて、前記制限する所定値を対応する制御内容に応じて切り替えること、を特徴とする車両用操舵装置。
【請求項９】
ステアリングの舵角に基づく転舵輪の第１の舵角にモータ駆動に基づく前記転舵輪の第２の舵角を上乗せすることにより前記ステアリングの舵角と前記転舵輪の舵角との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置と、前記伝達比可変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、車両モデルに基づき車両のヨーモーメントを制御すべく前記第２の舵角を変更するアクティブステア機能を有する車両用操舵装置であって、
前記制御手段は、前記第２の舵角の制御目標指令角及び検出される前記第２の舵角に基づくフィードバック制御により前記伝達比可変装置の作動を制御するものであり、
前記フィードバック制御を実行するフィードバック制御演算手段と、
前記フィードバック制御に用いるフィードバックゲインを演算するゲイン演算手段とを備え、
前記ゲイン演算手段は、アクティブステア制御時には、非アクティブステア制御時と異なる値を有する前記フィードバックゲインを演算すること、
を特徴とする車両用操舵装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の車両用操舵装置において、
前記ゲイン演算手段は、前記アクティブステア制御時、車速が所定速度より大きい場合には、前記非アクティブステア制御時における値よりも小さな値を有する前記フィードバックゲインを演算すること、を特徴とする車両用操舵装置。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０に記載の車両用操舵装置において、
前記ゲイン演算手段は、前記アクティブステア制御時、車速が所定速度より小さい場合には、前記非アクティブステア制御時における値よりも大きな値を有する前記フィードバックゲインを演算すること、を特徴とする車両用操舵装置。
【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】
近年、車速やヨーレイト等の車両状態量と車両の運動状態との関係をモデル化した車両モデル（車両運動モデル）に基づいて車両のヨーモーメントを制御すべく転舵輪の舵角（転舵角）を制御する所謂アクティブステア機能を備えた操舵制御システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、特許文献２に記載の車両用操舵装置は、ステアリングの舵角（操舵角）に基づく舵角（ステア転舵角）にモータ駆動に基づく舵角（ＡＣＴ角）を上乗せ（重畳）することにより操舵角に対する転舵角の比率（伝達比）を可変可能な伝達比可変装置を備えており、そのＡＣＴ角の制御を通じて上記アクティブステア制御を実行する。そして、車両がアンダーステア状態にある場合には、転舵輪の切れ角を小さくするように、またオーバーステア状態にある場合には、ヨーモーメントの方向と逆方向の舵角、即ちカウンタステアをあてるように転舵角を制御することで、車両姿勢が不安定になりやすい低μ路等においても車両姿勢を安定させることが可能となっている。
【特許文献１】特開２００２−２５４９６４号公報
【特許文献２】特開２００５−８８６４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記アクティブステア制御時には、非常に速い速度（加速度）で転舵角の変更がなされるため、それに伴いステアリングに作用する反力トルクもまた大きく変動することになる。このため、その急峻な反力トルクの変動により操舵フィーリングが悪化する、或いはその意に反するステアリングの回転（所謂「ハンドルとられ」）により運転者のステアリング操作（例えばカウンタステア等）が阻害されるおそれがある等の問題があり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。
【０００５】
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、アクティブステア制御時の反力トルクの変動を効果的に抑制することが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】
【０００６】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ステアリングの舵角に基づく転舵輪の第１の舵角にモータ駆動に基づく前記転舵輪の第２の舵角を上乗せすることにより前記ステアリングの舵角と前記転舵輪の舵角との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置と、前記伝達比可変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、車両モデルに基づき車両のヨーモーメントを制御すべく前記第２の舵角を変更するアクティブステア機能を有する車両用操舵装置であって、前記制御手段は、アクティブステア制御時に、前記第２の舵角の角速度が所定の角速度を超えないように前記伝達比可変装置の作動を制御すること、を要旨とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、ステアリングの舵角に基づく転舵輪の第１の舵角にモータ駆動に基づく前記転舵輪の第２の舵角を上乗せすることにより前記ステアリングの舵角と前記転舵輪の舵角との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置と、前記伝達比可変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、車両モデルに基づき車両のヨーモーメントを制御すべく前記第２の舵角を変更するアクティブステア機能を有する車両用操舵装置であって、前記制御手段は、アクティブステア制御時に、前記第２の舵角の角加速度が所定の角加速度を超えないように前記伝達比可変装置の作動を制御すること、を要旨とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、ステアリングの舵角に基づく転舵輪の第１の舵角にモータ駆動に基づく前記転舵輪の第２の舵角を上乗せすることにより前記ステアリングの舵角と前記転舵輪の舵角との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置と、前記伝達比可変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、車両モデルに基づき車両のヨーモーメントを制御すべく前記第２の舵角を変更するアクティブステア機能を有する車両用操舵装置であって、前記制御手段は、アクティブステア制御時に、前記第２の舵角の加速度及び角加速度がそれぞれ対応する所定の角速度及び角加速度を超えないように前記伝達比可変装置の作動を制御すること、を要旨とする。
【０００９】
上記各構成によれば、第２の舵角の角速度、或いは角加速度（又はその双方）が過大となることによる反力トルクの急峻な変動を抑制して、それに起因する操舵フィーリングの悪化や所謂「ハンドルとられ」等といった諸問題の発生を防止することができるようになる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、前記制御手段は、前記第２の舵角の制御目標指令角及び検出される前記第２の舵角に基づくフィードバック制御により前記伝達比可変装置の作動を制御するものであって、アクティブステア制御のための前記第２の舵角の制御目標成分について、該制御目標成分の変化速度の微分値が前記所定の角加速度に対応する所定値を超えないように制限するガード処理手段を備えること、を要旨とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、前記制御手段は、前記第２の舵角の制御目標指令角及び検出される前記第２の舵角に基づくフィードバック制御により前記伝達比可変装置の作動を制御するものであって、アクティブステア制御のための前記第２の舵角の制御目標成分について、該制御目標成分の変化速度が前記所定の角速度に対応する所定値を超えないように制限するガード処理手段を備えること、を要旨とする。
【００１２】
上記各構成によれば、アクティブステア制御時の第２の舵角の角速度、並びに第２の舵角の角加速度（の絶対値）を対応する所定の角速度、角加速度内に抑えるように、予め制御目標成分を制限することができる。その結果、角速度、或いは角加速度（又はその双方）が過大となることによる反力トルクの急峻な変動を抑制して、それに起因する諸問題の発生を効果的に防止することができるようになる。加えて、単に制御目標成分にフィルタ処理（一次フィルタ等）を施した場合には、その値（絶対値）の大小に関わらずその出力が「なまる」ため、第２の舵角の立ち上がりが悪くなるが、上記のようにガード処理をした場合には、このような問題を招くことなく、反力トルクが急峻に変化する場合にのみその値を制限することができる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、前記制御手段は、所定のサンプリング周期にて前記制御を実行するものであって、前記ガード処理手段は、前記変化速度の符号、及び入力された前記制御目標成分の値から前回の前記サンプリング周期において出力した該制御目標成分の前回出力値を減算した値の符号がともに「正」又はともに「負」である場合に、前記制御目標成分の変化速度が前記所定値を超えないように制限する処理を実行するにあたり、該変化速度の絶対値が大となるように該変化速度の値を補正するガード前補正手段を備えること、を要旨とする。
【００１４】
即ち、ガード処理（角速度ガード或いは角速度ガードガード（又はその両方））により制御目標成分を制限した場合、当然ながらガード処理を行わない場合と比較して、アクティブステア制御時の第２の舵角の立ち上がりが遅れることになる。従って、その分だけステア特性の改善が遅れ、最終的な第２の舵角の大きさ（例えばオーバーステア制御時であればそのカウンタ量）もまた大きなものとなり、結果として、同制御の収束、即ち車両姿勢の安定化により多くの時間を要することとなる。
【００１５】
この点、上記構成によれば、ガード処理手段に入力される制御目標成分の値がピークに近づき、その変化速度が所定値よりも小さくなっても、角速度ガード処理を実行するにあたっては、その値が所定値に近い変化速度で増加し続けることとなる。従って、ガード前速度補正を行わずガード処理のみを行った場合と比較して、第２の舵角の立ち上がりを改善することができ、これにより、そのピークを早めるとともに最終的な第２の舵角の大きさを抑えることができる。その結果、アクティブステア制御時の反力トルクの急峻な変動に起因する諸問題の発生を抑えつつ、同制御の収束を早めて、速やかに車両姿勢の安定化を図ることができるようになる。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、前記ガード前補正手段は、前記符号がともに「正」又はともに「負」ではない場合に、前記制御目標成分の変化速度が前記所定値を超えないように制限する処理を実行するにあたり、該変化速度の絶対値が小となるように該変化速度の値を補正すること、を要旨とする。
【００１７】
即ち、ガード処理により制御目標成分を制限した場合、ガード処理手段に入力される制御目標成分の値がピークとなった以降、仮に、制御目標成分の変化速度が所定値を超えることなく推移した場合、入力される制御目標成分の値と並行してその出力値が推移することになる。そのため、このような場合には、入力される制御目標成分の値とその出力値とが乖離したままとなり、この乖離によりアクティブステア制御の円滑なる終了が妨げられる可能性がある。
【００１８】
この点、上記構成によれば、入力される制御目標成分の値がピークとなった以降、上記乖離がある場合には、制御目標成分の出力値（絶対値）は、その入力値よりも緩やかに減少することになり、これにより、その乖離を速やかに解消することができる。その結果、アクティブステア制御の円滑なる終了を妨げることなく、速やかに車両姿勢の安定化を図ることができるようになる。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、前記ガード処理手段は、前記アクティブステア制御の内容が、オーバーステアを解消するためのオーバーステア制御であるか、アンダーステアを解消するためのアンダーステア制御であるかに応じて、前記制限する所定値を対応する制御内容に応じて切り替えること、を要旨とする。
【００２０】
上記構成によれば、その制御内容に応じた最適なガード処理を行うことができ、これにより、アクティブステア制御時の反力トルクの急峻な変動に起因する諸問題の発生の防止と迅速な車両姿勢の安定化との両立を図ることができる。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、ステアリングの舵角に基づく転舵輪の第１の舵角にモータ駆動に基づく前記転舵輪の第２の舵角を上乗せすることにより前記ステアリングの舵角と前記転舵輪の舵角との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置と、前記伝達比可変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、車両モデルに基づき車両のヨーモーメントを制御すべく前記第２の舵角を変更するアクティブステア機能を有する車両用操舵装置であって、前記制御手段は、前記第２の舵角の制御目標指令角及び検出される前記第２の舵角に基づくフィードバック制御により前記伝達比可変装置の作動を制御するものであり、前記フィードバック制御を実行するフィードバック制御演算手段と、前記フィードバック制御に用いるフィードバックゲインを演算するゲイン演算手段とを備え、前記ゲイン演算手段は、アクティブステア制御時には、非アクティブステア制御時と異なる値を有する前記フィードバックゲインを演算すること、を要旨とする。
【００２２】
請求項１０に記載の発明は、前記ゲイン演算手段は、前記アクティブステア制御時、車速が所定速度より大きい場合には、前記非アクティブステア制御時における値よりも小さな値を有する前記フィードバックゲインを演算すること、を要旨とする。
【００２３】
請求項１１に記載の発明は、前記ゲイン演算手段は、前記アクティブステア制御時、車速が所定速度より小さい場合には、前記非アクティブステア制御時における値よりも大きな値を有する前記フィードバックゲインを演算すること、を要旨とする。
【００２４】
即ち、一般に、高車速域においてはステアリング中立剛性感を高めるべくフィードバックゲインを大とし、低車速域においては伝達比可変装置の作動に伴いステアリングに伝達される振動により運転者が違和感を感じるのを抑制すべくフィードバックゲインを小とするのが望ましい。しかしながら、アクティブステア制御時には、非常に速い速度で、第２の舵角が変更されるため、フィードバックゲインが大きい場合にはオーバーシュートが発生しやく、またフィードバックゲイン小さい場合には追従遅れの発生によりアクティブステア制御の効果が低下する。
【００２５】
この点、本実施形態では、アクティブステア制御時には、フィードバックゲインを同制御に最適化された値とすることが可能であり、これにより、オーバーシュート及び追従遅れの発生を防止してアクティブステア制御の効果を最大化することができる。特に、請求項１０，１１の構成を採用することにより、非アクティブステア制御時、車速が速いほど大きなフィードバックを用いることで、高速域における高いステアリング中立剛性感を得る、或いは低速域における高い静粛性を確保しつつ、アクティブステア制御の効果を最大化することができるようになる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、アクティブステア制御時の反力トルクの変動を効果的に抑制することの可能な車両用操舵装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（第１の実施形態）
以下、本発明をギヤ比可変システムを備えた車両用操舵装置（ステアリング装置）に具体化した第１の実施形態を図面に従って説明する。
【００２８】
図１は、本実施形態のステアリング装置１の概略構成図である。同図に示すように、ステアリング（ハンドル）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５に連結されており、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５の往復直線運動に変換される。そして、このラック５の往復直線運動により転舵輪６の舵角、即ち転舵角が可変することにより、車両の進行方向が変更される。
【００２９】
尚、本実施形態のステアリング装置１は、油圧式のパワーステアリング装置であり、油圧ポンプ１ａから圧送されたフルードは、ステアリングシャフト３の基端部にトーションバー（図示略）と一体に設けられたロータリーバルブ１ｂを経由して、ラック５に設けられたパワーシリンダ（図示略）へと流入する。そして、このパワーシリンダに流入したフルードの油圧によって、ラック５がそのステアリング操作に応じた方向に押圧されることにより操舵系にアシスト力が付与されるようになっている。
【００３０】
本実施形態のステアリング装置１は、ステアリング２の舵角（操舵角）に対する転舵輪６の伝達比（ギヤ比）を可変させる伝達比可変装置としてのギヤ比可変アクチュエータ７と、該ギヤ比可変アクチュエータ７の作動を制御するＩＦＳＥＣＵ８とを備えている。
【００３１】
詳述すると、ステアリングシャフト３は、ステアリング２が連結された第１シャフト９とラック＆ピニオン機構４に連結される第２シャフト１０とからなり、ギヤ比可変アクチュエータ７は、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とを備えている。そして、ギヤ比可変アクチュエータ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に伝達することにより、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。
【００３２】
つまり、図２及び図３に示すように、ギヤ比可変アクチュエータ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、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ギヤ比可変アクチュエータ７の制御を制御し、これにより操舵角θsと転舵角θtとの間の伝達比（ギヤ比）を制御する（ギヤ比可変制御）。
【００３３】
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）。そして、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。
【００３４】
本実施形態では、上記のギヤ比可変アクチュエータ７を制御するＩＦＳＥＣＵ８には、操舵角センサ２４、車速センサ２５及びヨーレイトセンサ２６が接続されており、上記各センサにより検出される操舵角θs、転舵角θt、車速Ｖ、及びヨーレイトＲyは、車内ネットワーク２３を介してＩＦＳＥＣＵ８に入力される。尚、本実施形態では、転舵角θtは、操舵角θsにラック＆ピニオン機構４のベースギヤ比を乗じた値、即ちステア転舵角θtsにＡＣＴ角θtaを加算することにより求められる。そして、ＩＦＳＥＣＵ８は、これらの車両状態量に基づいて、上記ギヤ比可変制御並びに後述するアクティブステア制御を実行する。
【００３５】
次に、本実施形態のステアリング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、本実施形態のステアリング装置１の制御ブロック図である。同図に示すように、ＩＦＳＥＣＵ８は、モータ制御信号を出力するマイコン３３と、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３４とを備えている。尚、本実施形態では、ギヤ比可変アクチュエータ７の駆動源であるモータ１２は、ブラシレスモータであり、駆動回路３４は入力されるモータ制御信号に基づいてモータ１２に三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力を供給する。また、以下に示す各制御ブロックは、マイコン３３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。
【００３６】
マイコン３３は、ＩＦＳ制御演算部３５、ギヤ比可変制御演算部３６、ＬｅａｄＳｔｅｅｒ制御演算部３７を備え、これら各制御演算部は、それぞれ入力される車両状態量に基づいてＡＣＴ角θtaの制御目標成分を演算する。
【００３７】
詳述すると、ＩＦＳ制御演算部３５には、操舵角θs、転舵角θt、車速Ｖ、及びヨーレイトＲyが入力される。そして、ＩＦＳ制御演算部３５は、これらの車両状態量に基づいて、車両モデルに基づき車両のヨーモーメントを制御する、即ちアクティブステア制御を実行するためのＡＣＴ角θtaの制御目標成分としてＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*を演算する（ＩＦＳ制御演算）。
【００３８】
ここで、ヨー方向の車両姿勢は「ステア特性（ステアリング特性）」として表現される。ステア特性とは、運転者がステアリング操作を行ったときに、運転者の想定する車両旋回速度と実際の車両旋回速度との差異についての特性である。そして、想定する車両旋回速度よりも実際の車両旋回速度が大きい場合をオーバーステア（ＯＳ）、小さい場合をアンダーステア（ＵＳ）、その差異がない場合をニュートラルステア（ＮＳ）という。そして、この「運転者の想定する車両旋回速度」は、車両モデルでは目標ヨーレイトに置き換えることができ、車両が定常旋回状態にあり、そのステア特性がニュートラルステアである場合には、その旋回方向を車両進行方向と言い換えることもできる。
【００３９】
そして、本実施形態では、ＩＦＳ制御演算部３５は、ステア特性がアンダーステアである場合に、転舵輪６の切れ角を小さくするための、またステア特性がオーバーステアである場合に、転舵輪６にヨーモーメントの方向と逆方向の舵角（カウンタステア）を与えるためのＡＣＴ角θtaの制御目標成分としてＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*を演算する。
【００４０】
一方、ギヤ比可変制御演算部３６には、操舵角θs及び車速Ｖが入力される。そして、ギヤ比可変制御演算部３６は、これらの車両状態量（及び制御信号）に基づいて、車速Ｖに応じてギヤ比を可変させるための制御目標成分としてギヤ比可変ＡＣＴ指令角θgr*を演算する（ギヤ比可変制御演算）。また、ＬｅａｄＳｔｅｅｒ制御演算部３７には、車速Ｖ及び操舵速度ωsが入力される。尚、操舵速度ωsは、操舵角θsを微分することにより演算される（以下同様）。そして、ＬｅａｄＳｔｅｅｒ制御演算部３７は、これら車速Ｖ及び操舵速度ωsに基づいて、操舵速度ωsに応じて車両の応答性を向上させるための制御目標成分としてＬＳ＿ＡＣＴ指令角θls*を演算する（ＬｅａｄＳｔｅｅｒ制御演算）。
【００４１】
ＩＦＳ制御演算部３５、ギヤ比可変制御演算部３６及びＬｅａｄＳｔｅｅｒ制御演算部３７は、上記各演算により演算された各制御目標成分、即ちＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*、ギヤ比可変ＡＣＴ指令角θgr*、及びＬＳ＿ＡＣＴ指令角θls*を加算器３８に出力する。そして、この加算器３８において、これらＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*、ギヤ比可変ＡＣＴ指令角θgr*、及びＬＳ＿ＡＣＴ指令角θls*が重畳されることによりＡＣＴ角θtaの制御目標指令角であるＡＣＴ指令角θta*が演算される。
【００４２】
加算器３８にて演算されたＡＣＴ指令角θta*は、モータ１２に設けられた回転角センサ３９により検出されたＡＣＴ角θtaとともに、位置制御演算部４０に入力され、位置制御演算部４０は、入力されたＡＣＴ指令角θta*及びＡＣＴ角θtaに基づくフィードバック演算により電流指令εを演算し、その電流指令εをモータ制御信号出力部４２に入力する。そして、モータ制御信号出力部４２が、その電流指令εに基づくモータ制御信号を生成し、駆動回路３４が入力されたモータ制御信号に基づく駆動電力をギヤ比可変アクチュエータ７のモータ１２に供給することにより、同ギヤ比可変アクチュエータ７の作動が制御されるようになっている。
【００４３】
即ち、図５のフローチャートに示すように、マイコン３３は、車両状態量として上記各センサからセンサ値を取り込むと（ステップ１０１）、先ずＩＦＳ制御演算を行い（ステップ１０２）、続いてギヤ比可変制御演算（ステップ１０３）、及びＬｅａｄＳｔｅｅｒ制御演算を行う（ステップ１０４）。そして、マイコン３３は、上記ステップ１０２〜ステップ１０４の各演算処理を実行することにより算出されたＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*、ギヤ比可変ＡＣＴ指令角θgr*、及びＬＳ＿ＡＣＴ指令角θls*を重畳することにより、制御目標指令角であるＡＣＴ指令角θta*を算出する。次に、マイコン３３は、この算出されたＡＣＴ指令角θta*及び検出されたＡＣＴ角θtaに基づいて位置制御演算を行うことにより電流指令を算出し（ステップ１０５）、その電流指令に基づいてモータ制御信号の出力を行う（ステップ１０６）。そして、マイコン３３は、上記ステップ１０１〜１０６の処理を所定のサンプリング周期で実行することにより、ギヤ比可変アクチュエータ７の駆動源であるモータ１２の回転、即ちＡＣＴ角θtaを制御するようになっている。
【００４４】
次に、ＩＦＳ制御演算部におけるＩＦＳ制御演算処理について詳述する。
図６は、ＩＦＳ制御演算部の制御ブロック図である。同図に示すように、ＩＦＳ制御演算部３５は、車両モデル演算部６１、ステア特性演算部６３、ＯＳ制御演算部６５、ＵＳ制御演算部６６、及びＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角演算部６８を備えている。
【００４５】
車両モデル演算部６１には、転舵角θt及び車速Ｖが入力され、車両モデル演算部６１は、この転舵角θt及び車速Ｖに基づいて車両モデル演算を行い、車両のヨーモーメントに関連する車両状態量の目標値、即ち目標状態量としての目標ヨーレイトＲy0を演算する。尚、本実施形態の車両モデル演算部６１における車両モデル演算、即ち車両モデルに基づき転舵角θt及び車速Ｖから目標ヨーレイトＲy0を演算する方法については、例えば上述の特許文献１等を参考されたい。
【００４６】
ステア特性演算部６３には、車速Ｖ、及びヨーレイトＲy、及び車両モデル演算部６１において演算された目標ヨーレイトＲy0が入力される。そして、ステア特性演算部６３は、これらの車両状態量に基づいて、車両のステア特性、即ち、車両がオーバーステア、アンダーステア、又はニュートラルステアの何れの状態にあるかを演算し、その特性を示すＯＳ／ＵＳ特性値Ｖal_stを演算する（ステア特性演算）。尚、本実施形態では、ＯＳ／ＵＳ特性値Ｖal_stは次式、Ｖal_st＝（Ｌ×Ｒy／Ｖ−θt）×Ｒy、Ｌ：ホイールベース、に基づくアナログ信号として出力される。
【００４７】
ＯＳ制御演算部６５には、ヨーレイトＲy及び車両モデル演算部６１において演算された目標ヨーレイトＲy0が入力され、ＯＳ制御演算部６５は、そのヨーレイトＲyが目標ヨーレイトＲy0に追従するようフィードバック演算を行う。そして、ＯＳ制御演算部６５は、そのフィードバック演算に基づいて、ステア特性がオーバーステアである場合のＡＣＴ角θtaの制御目標成分、即ちヨーモーメントと逆方向の舵角（カウンタステア）を発生させるための制御目標成分として、ＯＳ制御時ＡＣＴ指令角θos*を演算する（ＯＳ制御演算）。
【００４８】
ＵＳ制御演算部６６には、操舵角θs及び操舵速度ωs、並びにステア特性演算部６３において演算されたＯＳ／ＵＳ特性値Ｖal_stが入力される。そして、ＵＳ制御演算部６６は、これら車両状態量に基づいてＵＳ制御時ＡＣＴ指令角θus*を演算する（ＵＳ制御演算）。
【００４９】
ＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角演算部６８には、上記ＯＳ制御時ＡＣＴ指令角θos*及びＵＳ制御時ＡＣＴ指令角θus*とともに、車速Ｖ及びヨーレイトＲy、並びにＯＳ／ＵＳ特性値Ｖal_stが入力され、ＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角演算部６８は、車速Ｖ、ヨーレイトＲy、及びＯＳ／ＵＳ特性値Ｖal_stに基づいて、実行すべきアクティブステア制御の態様を判定する。そして、ＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角演算部６８は、その判定された態様に応じたＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*、即ちオーバーステア制御時にはＯＳ制御時ＡＣＴ指令角θos*を、アンダーステア制御時には、ＵＳ制御時ＡＣＴ指令角θus*を、そしてニュートラルステアである場合には「０」をＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*として出力する（ＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角演算）。
【００５０】
また、本実施形態では、ＩＦＳ制御演算部３５は、上記各演算部に加え、ガード処理演算部７０を備えており、ＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角演算部６８の出力するＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*は、このガード処理演算部７０に入力される。そして、ＩＦＳ制御演算部３５は、同ガード処理演算部７０において実行されるガード処理演算（後述）により補正された補正後のＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs**を加算器３８へと出力する。
【００５１】
即ち、図７のフローチャートに示すように、ＩＦＳ制御演算部３５は、先ず車両モデル演算を行い（ステップ２０１）、続いて、ステア特性演算（ステップ２０２）、ＯＳ制御演算（ステップ２０３）、及びＵＳ制御演算（ステップ２０４）を実行する。そして、これらステップ２０１〜ステップ２０３の演算結果に基づきＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*を演算し（ＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角演算、ステップ２０５）、そのＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*をガード処理演算（ステップ２０６）により補正した補正後のＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs**を加算器３８（図４参照）に出力するようになっている。
【００５２】
（ガード処理演算）
次に、ガード処理演算部におけるガード処理演算の態様について説明する。
図８は、アクティブステア制御時のＡＣＴ角速度（及びＡＣＴ角加速度）の推移を示すグラフ、図９は、本実施形態のガード処理演算部の制御ブロック図、そして、図１０は、ガード処理演算の処理手順を示すフローチャートである。尚、図８中、曲線Ｌは、ガード処理を行わない場合のＡＣＴ角速度（及びＡＣＴ角加速度）の推移を示し、曲線Ｍは、ガード処理を行った場合のＡＣＴ角速度（及びＡＣＴ角加速度）の推移を示す。
【００５３】
上述のように、アクティブステア制御時には、非常に速い速度（加速度）で転舵角θtを変更、即ちＡＣＴ角θtaを変化させるため、ステアリングに作用する反力トルクが急峻に変化し、これにより操舵フィーリングが悪化する等の問題がある。
【００５４】
この点を踏まえ、本実施形態では、ガード処理演算部７０は、アクティブステア制御時に、ＡＣＴ角θtaの変化速度及びその微分値、即ちＡＣＴ角速度ωta及びＡＣＴ角加速度αωtaの絶対値（|ωta|，|αωta|）がそれぞれ対応する所定の角速度ω０、及び角加速度αω０を超えないよう、ガード処理演算によりＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*を制限する（図８参照）。
【００５５】
即ち、図８に示すように、アクティブステア制御時、ＡＣＴ角速度ωta及びＡＣＴ角加速度αωta（の絶対値）がそれぞれ最大で角速度ω１、角加速度αω１まで上昇するとした場合に、その角加速度αω１及び角速度ω１が過大であることにより、上記のような反力トルクの変動に起因する上記諸問題が発生することになる。従って、そのＡＣＴ角加速度αωta及びＡＣＴ角速度ωta（の絶対値）を抑えることで、アクティブステア制御時の反力トルクの急峻な変動を抑制し、ひいてはそれに起因する諸問題の発生を防止することができる。そして、本実施形態では、ガード処理演算部７０において、予めアクティブステア制御のためのＡＣＴ角θtaの制御目標成分、即ちＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*（θifs**）を制限することにより、同制御時のＡＣＴ角速度ωta及びＡＣＴ角加速度αωta（の絶対値）を所定の角速度ω０、及び角加速度αω０内に抑え、それに伴う反力トルクの急峻な変動を抑制するようになっている。
【００５６】
詳述すると、図９に示すように、ガード処理演算部７０は、ＡＣＴ角速度ωtaを決定付けるＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*（θifs**）の変化量、即ち指令角変化量d_θifs（d_θifs´）を制限する速度ガード処理部７１と、ＡＣＴ角加速度αωtaを決定付ける同指令角変化量d_θifsの微分値、即ち変化量微分値dd_θifsを制限する加速度ガード処理部７２とを備えている。そして、これら速度ガード処理部７１及び加速度ガード処理部７２において、指令角変化量d_θifs及び変化量微分値dd_θifsの絶対値をそれぞれ対応する所定値γ、所定値β以下に制限することにより（角速度ガード処理、角加速度ガード処理）、アクティブステア制御時のＡＣＴ角速度ωta及びＡＣＴ角加速度αωta（の絶対値）が所定の角速度ω０、及び角加速度αω０内となるようにＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*（θifs**）を制限する。
【００５７】
具体的には、ガード処理演算部７０は、前回のサンプリング時に入力されたＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*、即ち入力指令角前回値θifs_b*を記憶する入力指令角記憶部７３を備えており、ガード処理演算部７０に入力されたＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*は、入力指令角記憶部７３の出力する入力指令角前回値θifs_b*とともに減算器７４に入力される。そして、この減算器７４においてＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*から入力指令角前回値θifs_b*が減算されることにより指令角変化量d_θifsが演算される。
【００５８】
ここで、本実施形態では、マイコン３３は、所定のサンプリング周期で上記ＩＦＳ制御演算（ＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角演算）を実行する（図５参照ステップ１０２、並びに図７参照ステップ２０５）。従って、ＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*と入力指令角前回値θifs_b*との差分値である指令角変化量d_θifsは、ＡＣＴ角速度ωtaに対応する。
【００５９】
本実施形態では、減算器７４において演算された指令角変化量d_θifsは微分器７５に入力される。そして、加速度ガード処理部７２は、この微分器７５において演算された変化量微分値dd_θifsについて上記角加速度ガード処理を実行する。また、本実施形態では、角加速度ガード処理後の変化量微分値dd_θifs´は積分器７６に入力され、同積分器７６において指令角変化量d_θifs´が再演算される。そして、速度ガード処理部７１は、この積分器７６において再演算された指令角変化量d_θifs´について上記角加速度ガード処理を実行する。
【００６０】
また、ガード処理演算部７０は、前回のサンプリング時に出力した補正後のＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs**、即ち前回出力値としての出力指令角前回値θifs_b**を記憶する出力指令角記憶部７７を備えており、角速度ガード処理後の指令角変化量d_θifs´´は、出力指令角記憶部７７の出力する出力指令角前回値θifs_b**とともに加算器７８に入力される。そして、この加算器７８において出力指令角前回値θifs_b**に指令角変化量d_θifs´´が加算されることにより、ＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs**が再演算され、この補正後のＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs**が加算器３８（図４参照）へと出力されるようになっている。
【００６１】
即ち、図１０のフローチャートに示すように、ガード処理演算部７０は、ＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*が入力されると（ステップ３０１）、先ず入力指令角前回値θifs_b*を読み出し（ステップ３０２）、ＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*から入力指令角前回値θifs_b*を減算することにより指令角変化量d_θifsを演算する（ステップ３０３）。次に、ガード処理演算部７０は、その指令角変化量d_θifsを微分することにより変化量微分値dd_θifsを演算する（ステップ３０４）。そして、その変化量微分値dd_θifsについて角加速度ガード処理を実行することにより同角加速度ガード処理後の変化量微分値dd_θifs´の絶対値を所定値β以下に制限する（ステップ３０５〜ステップ３０７）。
【００６２】
具体的には、ガード処理演算部７０は、先ず変化量微分値dd_θifsの絶対値が所定値βよりも大きいか否かを判定する（ステップ３０５）。そして、変化量微分値dd_θifsの絶対値が所定値βよりも大きい場合（|dd_θifs|＞β、ステップ３０５：ＹＥＳ）には、同処理後の変化量微分値dd_θifs´の絶対値が所定値βとなるように変化量微分値dd_θifsを補正する（|dd_θifs´|＝β、ステップ３０６）。尚、変化量微分値dd_θifsの絶対値が所定値β以下である場合（|dd_θifs|≦β、ステップ３０５：ＮＯ）には、同補正は行わない（dd_θifs´＝dd_θifs、ステップ３０７）。
【００６３】
次に、ガード処理演算部７０は、角加速度ガード処理後の変化量微分値dd_θifs´を積分することにより指令角変化量d_θifs´を再演算する（ステップ３０８）。そして、その指令角変化量d_θifs´について角速度ガード処理を実行することにより同角速度ガード処理後の指令角変化量d_θifs´´の絶対値を所定値γ以下に制限する（ステップ３０９〜ステップ３１１）。
【００６４】
具体的には、ガード処理演算部７０は、先ず指令角変化量d_θifs´の絶対値が所定値γよりも大きいか否かを判定する（ステップ３０９）。そして、指令角変化量d_θifs´の絶対値が所定値γよりも大きい場合（|d_θifs´|＞γ、ステップ３０９：ＹＥＳ）には、同処理後の指令角変化量d_θifs´´の絶対値が所定値γとなるように指令角変化量d_θifs´を補正する（|d_θifs´´|＝γ、ステップ３１０）。尚、指令角変化量d_θifs´の絶対値が所定値γ以下である場合（|d_θifs´´|≦γ、ステップ３０９：ＮＯ）には、同補正は行わない（d_θifs´´＝dd_θifs´、ステップ３１１）。
【００６５】
次に、ガード処理演算部７０は、出力指令角前回値θifs_b**を読み出し（ステップ３１２）、その出力指令角前回値θifs_b**に角速度ガード処理後の指令角変化量d_θifs´´を加算することによりＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs**を再演算し、その補正後のＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs**を出力する（ステップ３１３）。そして、入力指令角前回値θifs_b*及び出力指令角前回値θifs_b**を最新の値に更新する（θifs_b*＝θifs*，θifs_b**＝θifs**）（ステップ３１４）。
【００６６】
このように、ガード処理演算部７０は、所定周期毎に上記ステップ３０１〜ステップ３１４の各処理を実行することによりガード処理演算を実行する。そして、これにより、アクティブステア制御時のＡＣＴ角速度ωta及びＡＣＴ角加速度αωta（の絶対値）を所定の角速度ω０、及び角加速度αω０内に抑えるように、予めＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*（θifs**）を制限することができる。その結果、過大なＡＣＴ角速度ωta及びＡＣＴ角加速度αωtaに伴う反力トルクの急峻な変動を抑制して、それに起因する諸問題の発生を防止することができるようになる。加えて、単にＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*にフィルタ処理（一次フィルタ等）を施した場合には、その値（絶対値）の大小に関わらずその出力が「なまる」ため、ＡＣＴ角θtaの立ち上がりが悪くなるが、上記のようにガード処理をした場合には、このような問題を招くことなく、反力トルクが急峻に変化する場合にのみその値を制限することができる。
【００６７】
（第２の実施形態）
以下、本発明をギヤ比可変システムを備えた車両用操舵装置（ステアリング装置）に具体化した第２の実施形態を図面に従って説明する。尚、本実施形態のステアリング装置のハードウェア構成は、上記第１の実施形態のステアリング装置１と同一であり、ＩＦＳ制御演算部３５の制御ブロック、詳しくは、そのガード処理演算部の構成のみが相違する。そのため、説明の便宜上、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００６８】
図１１に示すように、本実施形態のガード処理演算部８０は、指令角変化量d_θifsを算出する減算器７４と変化量微分値dd_θifsを算出する微分器７５との間に設けられたガード前速度補正演算部８１を備えており、同ガード前速度補正演算部８１は、入力される指令角変化量d_θifsに所定値δ１を加算、又は所定値δ２を減算することにより同指令角変化量d_θifsを補正した指令角変化量Ｄ_θifsを出力する（ガード前速度補正演算）。そして、ガード処理演算部８０は、この補正後の指令角変化量Ｄ_θifsに基づいて角速度ガード処理及び角加速度ガード処理を実行する。
【００６９】
詳述すると、本実施形態のガード処理演算部８０は、ＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*及び出力指令角前回値θifs_b**が入力される減算器８２を有しており、同減算器８２は、ＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*から出力指令角前回値θifs_b**を減算することにより求められる指令角差分値Δθifsをガード前速度補正演算部８１に出力する（Δθifs＝θifs*−θifs_b**）。そして、ガード前速度補正演算部８１は、この指令角差分値Δθifs及び指令角変化量d_θifsがともに「正」又はともに「負」である、即ちその符号が等しい場合には、指令角変化量d_θifsに所定値δ１を加算した値を補正後の指令角変化量Ｄ_θifsとして出力し（|Ｄ_θifs|＝|d_θifs|＋|δ１|）、この判定条件が不成立である場合には、指令角変化量d_θifsから所定値δ２を減算した値を補正後の指令角変化量Ｄ_θifsとして出力する（|Ｄ_θifs|＝|d_θifs|−|δ２|）。
【００７０】
即ち、図１２のフローチャートに示すように、ガード前速度補正演算部８１は、指令角変化量d_θifs及び指令角差分値Δθifsが入力されると（ステップ４０１，４０２）、先ず指令角変化量d_θifsが「正」且つ指令角差分値Δθifsが「正」であるか否かを判定する（ステップ４０３）。そして、指令角変化量d_θifs及び指令角差分値Δθifsがともに「正」である場合（d_θifs＞０且つΔθifs＞０、ステップ４０３：ＹＥＳ）には、指令角変化量d_θifsに所定値δ１を加算した値（絶対値）を補正後の指令角変化量Ｄ_θifsとして出力する（|Ｄ_θifs|＝|d_θifs|＋|δ１|、ステップ４０４）。
【００７１】
一方、上記ステップ４０３において、指令角変化量d_θifs及び指令角差分値Δθifsの何れかが「正」ではない場合（ステップ４０３：ＮＯ）には、ガード前速度補正演算部８１は、続いて指令角変化量d_θifsが「負」且つ指令角差分値Δθifsが「負」であるか否かを判定する（ステップ４０５）。そして、指令角変化量d_θifs及び指令角差分値Δθifsがともに「負」である場合（d_θifs＜０且つΔθifs＜０、ステップ４０５：ＹＥＳ）には、指令角変化量d_θifsに所定値δ１を加算した値（絶対値）を補正後の指令角変化量Ｄ_θifsとして出力する。そして、上記ステップ４０３，４０５の判定条件の何れをも満たさない場合（ステップ４０５：ＮＯ）には、指令角変化量d_θifsから所定値δ２を減算した値（絶対値）を補正後の指令角変化量Ｄ_θifsとして出力する（|Ｄ_θifs|＝|d_θifs|−|δ２|、ステップ４０６）。
【００７２】
[作用・効果]
次に、上記のように構成された本実施形態のステアリング装置の作用・効果について説明する。図１３は、ガード前速度補正の作用を示す説明図、そして、図１４は、本実施形態のステアリング装置の効果を示す説明図である。尚、図１３中、曲線Ｎinは、ガード処理演算部に入力されるＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*の推移を、曲線Ｎout_ncは、ガード前速度補正を行わない場合のガード処理演算部が出力するＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs**の推移を、そして曲線Ｎout_cは、ガード前速度補正を行った場合のガード処理演算部が出力するＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs**の推移を示す。
【００７３】
さて、上記第１の実施形態では、ガード処理演算部７０において、アクティブステア制御時に、ＡＣＴ角θtaの変化速度及びその微分値、即ちＡＣＴ角速度ωta及びＡＣＴ角加速度αωtaの絶対値（|ωta|，|αωta|）がそれぞれ所定の角速度ω０、及び角加速度αω０を超えないようＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*（θifs**）を制限することとした（図８参照）。そして、これにより過大なＡＣＴ角速度ωta及びＡＣＴ角加速度αωtaに伴う反力トルクの急峻な変動を抑制して、それに起因する諸問題の発生の防止を図ることができる。
【００７４】
しかしながら、図１４に示すように、ガード処理（角速度ガード及び角速度ガードガード）によりＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*（θifs**）を制限した場合、当然ながらガード処理を行わない場合と比較して、アクティブステア制御時のＡＣＴ角θtaの立ち上がりが遅れることになる。従って、その分だけステア特性の改善が遅れ、最終的なＡＣＴ角の大きさ（例えばオーバーステア制御時であればそのカウンタ量）もまた大きなものとなる。このため、アクティブステア制御の収束、即ち車両姿勢の安定化により多くの時間を要することとなる。
【００７５】
この点、本実施形態のガード処理演算部８０はガード前速度補正演算部８１を備え、指令角差分値Δθifs及び指令角変化量d_θifsが「何れも正」又は「何れも負」である場合、即ちＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*の絶対値が増加中、且つ出力指令角前回値θifs_b**の絶対値が同ＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*の絶対値よりも小さい場合には、指令角変化量d_θifsに所定値δ１を加算した値（絶対値）を補正後の指令角変化量Ｄ_θifsとする。即ち、上記ガード処理を実行するにあたり、指令角変化量d_θifsの絶対値が大となるように該指令角変化量d_θifsの値を補正する。そして、ガード処理演算部８０は、この補正後の指令角変化量Ｄ_θifsに基づいて角速度ガード処理及び角加速度ガード処理を実行する。
【００７６】
つまり、図１３に示すように、アクティブステア制御時、上記ガード処理を行うことにより、ガード処理演算部８０の出力するＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs**は、同ガード処理演算部８０に入力されるＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*よりも遅れて増加する。従って、入力されるＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*がピークとなる時間ｔ０までの間は、上記判定条件が成立し、指令角変化量d_θifsに所定値δ１が加算された指令角変化量Ｄ_θifs、即ち、本来の指令角変化量d_θifsよりも大きな値（絶対値）に基づいて角速度ガード処理及び角加速度ガード処理が実行されることになる。
【００７７】
ここで、角速度ガード処理後の指令角変化量d_θifs´´は、所定の角速度ω０に対応する所定値γ以下に抑えられるため、ＡＣＴ角θtaの変化速度を決定付けるガード処理演算部８０が出力するＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs**の変化速度は、上記ガード前速度補正を行うことによっても所定の角速度ω０に対応する値（即ち所定値γ）を超えることはない。しかし、その一方で、入力されるＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*がピークに近づき、その変化速度、即ち指令角変化量d_θifsが所定値γよりも小さくなる時間ｔ１以降においては、角速度ガード処理及び角加速度ガード処理の基礎となるガード前速度補正後の指令角変化量Ｄ_θifsが、本来の指令角変化量d_θifsよりも大きな値となることで、時間ｔ１から時間ｔ０までの間、ＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs**（の絶対値）が所定値γに近い変化速度で増加し続けることとなる。
【００７８】
従って、図１４に示すように、ガード前速度補正を行った場合、ガード前速度補正を行わずガード処理のみを行った場合と比較して、そのＡＣＴ角θtaの立ち上がりを改善することができ、これにより、そのピークを早めるとともに最終的なＡＣＴ角の大きさを抑えることができる。その結果、アクティブステア制御時の反力トルクの急峻な変動に起因する諸問題の発生を抑えつつ、同制御の収束を早めて、速やかに車両姿勢の安定化を図ることができるようになる。
【００７９】
また、図１３に示すように、入力されるＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*がピークとなった時間ｔ０以降、仮に、指令角変化量d_θifsが所定値γを超えることなく推移した場合、出力されるＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs**は、ＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*と並行して推移する。そのため、このような場合には、入力されるＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*と出力されるＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs**とが乖離したままとなり、この乖離によりアクティブステア制御の円滑なる終了が妨げられる可能性がある。
【００８０】
この点、本実施形態では、上記判定条件の不成立時、即ちＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*がピークとなった時間ｔ０以降、入力されるＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*と出力されるＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs**との間に乖離がある場合（|θifs*|＞|θifs**|）には、指令角変化量d_θifsから所定値δ２を減算した値（絶対値）を補正後の指令角変化量Ｄ_θifsとする。即ち、上記ガード処理を実行するにあたり、指令角変化量d_θifsの絶対値が小となるように該指令角変化量d_θifsの値を補正する。そして、ガード処理演算部８０は、この補正後の指令角変化量Ｄ_θifsに基づいて角速度ガード処理及び角加速度ガード処理を実行する。従って、時間ｔ０以降、入力されるＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*と出力されるＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs**との乖離が解消する時間ｔ２までは、ＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs**の値（絶対値）は、ＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*よりも緩やかに減少することになり、これにより、その乖離を速やかに解消することができる。その結果、アクティブステア制御の円滑なる終了を妨げることなく、速やかに車両姿勢の安定化を図ることができるようになる。
【００８１】
（第３の実施形態）
以下、本発明をギヤ比可変システムを備えた車両用操舵装置（ステアリング装置）に具体化した第３の実施形態を図面に従って説明する。尚、本実施形態のステアリング装置９１のハードウェア構成は、上記第１の実施形態のステアリング装置１と同一であり、マイコン３３（３３ａ）内の制御ブロックのみが相違する。そのため、説明の便宜上、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施形態のＩＦＳ制御演算部３５ａは、上記第１の実施形態及び第２の実施形態のＩＦＳ制御演算部３５のようなガード処理演算部７０（８０）は有していない。
【００８２】
図１５に示すように、本実施形態のマイコン３３ａは、Ｆ／ＢゲインＫfbを演算するＦ／Ｂゲイン演算部９２を備えており、位置制御演算部４０は、このＦ／Ｂゲイン演算部９２の出力するＦ／ＢゲインＫfbをＡＣＴ指令角θta*とＡＣＴ角θtaとの偏差に乗ずることにより電流指令εを演算するためのフィードバック演算を行う。
【００８３】
具体的には、Ｆ／Ｂゲイン演算部９２には、車速Ｖが入力されるようになっており、通常時（非アクティブステア制御時）には、同Ｆ／Ｂゲイン演算部９２は、車速Ｖが速いほど大きなＦ／ＢゲインＫfbを演算する（図１６参照）。
【００８４】
また、本実施形態では、ＩＦＳ制御演算部３５ａは、アクティブステア制御の実行の有無を示す制御ＯＮ／ＯＦＦ信号ＳcをＦ／Ｂゲイン演算部９２に出力するようになっている。そして、Ｆ／Ｂゲイン演算部９２は、入力される制御ＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓcが「アクティブステア制御中」を示すものである場合には、位置制御演算部４０に出力するＦ／ＢゲインＫfbの値をアクティブステア制御に最適化された所定値Ｋ０とする。尚、本実施形態では、この所定値Ｋ０は、車速Ｖが所定速度Ｖ０よりも小さい場合には、非アクティブステア制御時におけるＦ／ＢゲインＫfbの値よりも大きく、車速Ｖが所定速度Ｖ０よりも大きい場合には、非アクティブステア制御時におけるＦ／ＢゲインＫfbの値よりも小さい値となるように設定されている。
【００８５】
即ち、図１７のフローチャートに示すように、Ｆ／Ｂゲイン演算部９２は、入力される制御ＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓcが「アクティブステア制御中」を示すものであるか否かを判定し（ステップ５０１）、同制御ＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓcが「アクティブステア制御中」を示すものである場合（ステップ５０１：ＹＥＳ）には、Ｆ／ＢゲインＫfbの値を所定値Ｋ０とする（Ｋfb＝Ｋ０，ステップ５０２）。そして、同制御ＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓcが「アクティブステア制御中」を示すものでない場合（ステップ５０１：ＮＯ）には、Ｆ／ＢゲインＫfbの値を車速Ｖに応じて可変する（車速可変、ステップ５０３）
[作用・効果]
次に、本実施形態のステアリング装置の作用・効果について説明する。
【００８６】
さて、上記のように車速Ｖが速いほど大きなＦ／ＢゲインＫfbを用いてＡＣＴ角θtaの位置制御演算を行うことで、高速域においては、ＡＣＴ指令角θta*に対するＡＣＴ角θtaの追従性を向上させて、高いステアリング中立剛性感を得ることができる。そして、低速域においては、ギヤ比可変アクチュエータ７の作動時にステアリング２に伝達される振動によって運転者が感じる違和感を抑制することができる。
【００８７】
しかしながら、アクティブステア制御時には、ＡＣＴ角θtaの変更速度が非常に速いため、Ｆ／ＢゲインＫfbが大きい場合にはオーバーシュートが発生しやく、またＦ／ＢゲインＫfbが小さい場合には追従遅れの発生によりアクティブステア制御の効果が低下する。このため、アクティブステア制御時に、上記のような車速に応じて最適化されたＦ／ＢゲインＫfbを用いてＡＣＴ角θtaの位置制御演算を行うとすれば、速やかな車両姿勢の安定化が図られないおそれがある。
【００８８】
この点、本実施形態では、アクティブステア制御時には、同制御に最適化された所定値Ｋ０を有するＦ／ＢゲインＫfbを用いてＡＣＴ角θtaの位置制御演算を実行する。そして、これにより、非アクティブステア制御時の高速域におけるステアリング中立剛性感及び低速域における静粛性を損なうことなく、アクティブステア制御の効果を最大化し、速やかに車両姿勢の安定化を図ることができるようになる。
【００８９】
（第４の実施形態）
以下、本発明をギヤ比可変システムを備えた車両用操舵装置（ステアリング装置）に具体化した第４の実施形態を図面に従って説明する。尚、本実施形態のステアリング装置９３のハードウェア構成は、上記第１の実施形態のステアリング装置１と同一であり、マイコン３３（３３ｂ）内の制御ブロックのみが相違する。そのため、説明の便宜上、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施形態のＩＦＳ制御演算部（図示略）は、上記第１の実施形態及び第２の実施形態のＩＦＳ制御演算部３５のようなガード処理演算部７０（８０）は有していない。
【００９０】
図１８に示すように、本実施形態では、マイコン３３ｂは、位置制御演算部４０ｂに加え、速度制御演算部９５、及び加速度制御演算部９６を備えている。本実施形態では、位置制御演算部４０ｂは、加算器３８（図４参照）から入力されるＡＣＴ指令角θta*及び検出されたＡＣＴ角θtaに基づくフィードバック演算によりＡＣＴ指令角速度ωta*を演算し、そのＡＣＴ指令角速度ωta*を速度制御演算部９５に出力する。
【００９１】
速度制御演算部９５には、ＡＣＴ指令角速度ωta*とともにＡＣＴ角速度ωtaが入力される。尚、本実施形態では、ＡＣＴ角速度ωtaは、検出されたＡＣＴ角θtaを微分することにより求められる。そして、速度制御演算部９５は、これらＡＣＴ指令角速度ωta*及びＡＣＴ角速度ωtaに基づくフィードバック演算によりＡＣＴ指令角加速度αωta*を演算し、そのＡＣＴ指令角加速度αωta*を加速度制御演算部９６に出力する。同様に、加速度制御演算部９６には、ＡＣＴ指令角加速度αωta*とともにＡＣＴ角加速度αωtaが入力される。尚、本実施形態では、ＡＣＴ角加速度αωtaは、検出されたＡＣＴ角θtaを二階微分することにより求められる。そして、速度制御演算部９５は、これらＡＣＴ指令角加速度αωta*及びＡＣＴ角加速度αωtaに基づくフィードバック演算により電流指令εを演算し、その電流指令εをモータ制御信号出力部４２に出力する。
【００９２】
また、本実施形態では、位置制御演算部４０ｂと速度制御演算部９５との間には、角速度ガード９７が設けられ、速度制御演算部９５と加速度制御演算部９６との間には、角加速度ガード９８が設けられている。そして、角速度ガード９７は、ＡＣＴ指令角速度ωta*が所定の角速度ω０（図８参照）を超えないように同ＡＣＴ指令角速度ωta*を制限したＡＣＴ指令角速度ωta**を速度制御演算部９５に出力し、角加速度ガード９８は、ＡＣＴ指令角加速度αωta*が所定の角加速度αω０を超えないよう同ＡＣＴ指令角加速度αωta*を制限したＡＣＴ指令角加速度αωta**を加速度制御演算部９６に出力するようになっている。
【００９３】
そして、上記のように構成することで、アクティブステア制御時のＡＣＴ角速度ωta及びＡＣＴ角加速度αωta（の絶対値）を所定の角速度ω０、及び角加速度αω０内に抑えることができ、これにより、第１の実施形態のステアリング装置１と同様に、過大なＡＣＴ角速度ωta及びＡＣＴ角加速度αωtaに伴う反力トルクの急峻な変動を抑制して、それに起因する諸問題の発生を防止することができるようになる。
【００９４】
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記第１及び第２の実施形態では、ガード処理演算部７０（８０）をＩＦＳ制御演算部３５内に設け、ＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*についてガード処理（角速度ガード及び角速度ガードガード）を行うこととした。しかし、これに限らず、加算器３８と位置制御演算部４０との間にガード処理演算部を設け、ＡＣＴ指令角θta*についてガード処理を行う構成としてもよい。
【００９５】
・上記第１及び第２の実施形態では、ガード処理演算部７０（８０）は、速度ガード処理部７１及び加速度ガード処理部７２を備えることとしたが、これらのうち何れか一方のみを備える構成としてもよい。
【００９６】
・上記第１及び第２の実施形態では、アクティブステア制御時には、その対象となるステア特性（オーバーステア／アンダーステア）に関わらず、指令角変化量d_θifs及び変化量微分値dd_θifsの絶対値をそれぞれ対応する所定値γ、所定値β以下に制限することとした。しかし、これに限らず、アクティブステア制御の内容が、オーバーステアを解消するためのオーバーステア制御であるか、アンダーステアを解消するためのアンダーステア制御であるかに応じて指令角変化量d_θifs及び変化量微分値dd_θifs（の絶対値）を制限する各所定値をその制御内容に応じて切り替える構成としてもよい。このような構成とすれば、その制御内容に応じた最適なガード処理を行うことができる。
【００９７】
・上記第２の実施形態では、ガード前速度補正演算部８１は、指令角差分値Δθifs及び指令角変化量d_θifsが「何れも正」又は「何れも負」である場合には、指令角変化量d_θifsに所定値δ１を加算した値を補正後の指令角変化量Ｄ_θifsとして出力する。そして、この判定条件が不成立である場合には、指令角変化量d_θifsから所定値δ２を減算した値を補正後の指令角変化量Ｄ_θifsとして出力することとした。しかし、これに限らず、判定条件が不成立である場合には指令角変化量d_θifsを補正しない構成としてもよい。
【００９８】
・上記第３の実施形態では、アクティブステア制御時には、位置制御演算部４０に出力するＦ／ＢゲインＫfbの値を所定値Ｋ０とすることとした。しかし、これに限らず、所定値Ｋ０ではなく、アクティブステア制御時のＦ／ＢゲインＫfbについても車速Ｖ等、その他のパラメータを考慮して設定されたマップを用いて演算することとしてもよい。
【００９９】
・上記第３の実施形態では、特に言及しなかったが、位置制御演算部４０におけるフィードバック制御は、Ｐ制御（比例制御）、ＰＩ制御（比例・積分制御）、ＰＤ制御（比例・微分制御）、ＰＩＤ制御（比例・積分・微分制御）等、どのような形態であってもよく。また、例えばＰＤ制御の場合に、比例項ゲインについてのみ、アクティブステア制御の有無に応じて切り替える等、そのうちの少なくもと何れか一つの制御について上記切替制御を行う構成としてもよい。
【０１００】
・上記第４の実施形態では、マイコン３３ｂは、角速度ガード９７及び角加速度ガード９８を備えることとしたが、これに限らず角速度ガード９７又は角加速度ガード９８の何れか一方を備える構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】ステアリング装置の概略構成図。
【図２】ギヤ比可変制御の説明図。
【図３】ギヤ比可変制御の説明図。
【図４】ステアリング装置の制御ブロック図。
【図５】マイコンにおける演算処理の処理手順を示すフローチャート。
【図６】ＩＦＳ制御演算部の制御ブロック図。
【図７】ＩＦＳ制御演算部におけるＩＦＳ制御演算処理の態様を示すフローチャート。
【図８】アクティブステア制御時のＡＣＴ角速度（及びＡＣＴ角加速度）の推移を示すグラフ。
【図９】ガード処理演算部の制御ブロック図。
【図１０】ガード処理演算の処理手順を示すフローチャート。
【図１１】第２の実施形態のガード処理演算部の制御ブロック図。
【図１２】ガード前速度補正演算の処理手順を示すフローチャート。
【図１３】ガード前速度補正の作用を示す説明図。
【図１４】第２の実施形態のステアリング装置の効果を示す説明図。
【図１５】第３の実施形態のステアリング装置の制御ブロック図。
【図１６】Ｆ／Ｂゲイン演算部の出力するＦ／Ｂゲインを示す波形図。
【図１７】Ｆ／Ｂゲイン可変演算の処理手順を示すフローチャート。
【図１８】第４の実施形態のステアリング装置の制御ブロック図。
【符号の説明】
【０１０２】
１，９１，９３…ステアリング装置、２…ステアリング、６…転舵輪、７…ギヤ比可変アクチュエータ、８…ＩＦＳＥＣＵ、１２…モータ、３３，３３ａ，３３ｂ…マイコン、３５…ＩＦＳ制御演算部、４０ｂ…位置制御演算部、６１…車両モデル演算部、６３…ステア特性演算部、６５…ＯＳ制御演算部、６６…ＵＳ制御演算部、６８…ＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角演算部、７０，８０…ガード処理演算部、７１…速度ガード処理部、７２…加速度ガード処理部、７３…入力指令角記憶部、７４，８２…減算器、７５…微分器、７６…積分器、７７…出力指令角記憶部、７８…加算器、８１…ガード前速度補正演算部、９２…Ｆ／Ｂゲイン演算部、９５…速度制御演算部、９６…加速度制御演算部、９７…角速度ガード、９８…角加速度ガード、θs…操舵角、θt…転舵角、θts…ステア転舵角、θta…ＡＣＴ角、ωta…ＡＣＴ角速度、αωta…ＡＣＴ角加速度、ω０，ω１…角速度、αω０，αω１…角加速度、β，γ，δ１，δ２，Ｋ０…所定値、θifs*，θifs**…ＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角、θifs_b*…入力指令角前回値、θifs_b**…出力指令角前回値、d_θifs，d_θifs´，d_θifs´´，D_θifs…指令角変化量、dd_θifs，dd_θifs´…指令角微分値、Δθifs…指令角差分値、θta*…ＡＣＴ指令角、ωta*…ＡＣＴ指令角速度、αωta*…ＡＣＴ指令角加速度、Ｖ…車速、Ｖ０…所定速度、Ｋfb…Ｆ／Ｂゲイン、Ｓc…制御ＯＮ／ＯＦＦ信号、Ｖal_st…ＯＳ／ＵＳ特性値。
【図１】
2006335250.tif 000003
【図２】
2006335250.tif 000004
【図３】
2006335250.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006335250.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2006335250.tif 000013
【図１２】
2006335250.tif 000014
【図１３】
2006335250.tif 000015
【図１４】
2006335250.tif 000016
【図１５】
2006335250.tif 000017
【図１６】
2006335250.tif 000018
【図１７】
2006335250.tif 000019
【図１８】
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