(57)【要約】【課題】  従来技術に比してより微小な値で出力角度を制御でき、制御性に優れた車両用可変舵角操舵装置を提供する。【解決手段】  ハンドル１からの角度入力に角度入力用モータからの角度入力を加算し、ハンドル入力に対する前輪の転舵角を可変する舵角比可変機構４を備えた車両用可変舵角操舵装置において、舵角比可変機構４に２つの角度入力用モータ８ａ，８ｂを設け、これら２つの角度入力用モータ８ａ，８ｂを目標舵角比に応じて駆動制御する可変舵角制御装置９を備える。【選択図】      図１
2006182054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドルからの角度入力に角度入力用モータからの角度入力を加算し、ハンドル入力に対する前輪の転舵角を可変する舵角比可変機構を備えた車両用可変舵角操舵装置において、
前記舵角比可変機構に角度入力用モータを２つ設け、
これら２つの角度入力用モータを目標舵角比に応じてそれぞれ駆動制御する可変舵角制御手段を備えることを特徴とする車両用可変舵角操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用可変舵角操舵装置において、
前記舵角比可変機構は、互いに連結された２つの遊星機構を備え、
前記２つの角度入力用モータは、２つの遊星機構にそれぞれ連結されていることを特徴とする車両用可変舵角操舵装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の車両用可変舵角操舵装置において、
前記可変舵角制御手段は、前記２つの角度入力用モータによる出力角度が打ち消しあう方向に２つの角度入力用モータを回転させることを特徴とする車両用可変舵角操舵装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用可変舵角操舵装置において、
前記可変舵角制御手段は、前記２つの角度入力用モータの回転角速度の差分によって、出力角速度を制御することを特徴とする車両用可変舵角操舵装置。
【請求項５】
請求項４に記載の可変舵角操舵装置において、
前記可変舵角制御手段は、前記２つの角度入力用モータが常に回転し続けるよう、それぞれの回転速度を制御することを特徴とする車両用可変舵角操舵装置。
【請求項６】
請求項１に記載の車両用可変舵角操舵装置において、
前記可変舵角制御手段は、前記２つの角度入力用モータよる出力角度が加算される方向に２つの角度入力用モータを回転させることを特徴とする車両用可変舵角操舵装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の車両用可変舵角操舵装置において、
前記可変舵角制御手段は、ハンドルからの入力角速度に基づいて、前記２つの角度入力用モータの回転方向を同方向と逆方向とで切り替えることを特徴とする車両用可変舵角操舵装置。
【請求項８】
請求項７に記載の車両用可変舵角操舵装置において、
前記可変舵角制御手段は、前記２つの角度入力用モータの回転方向を切り替えるとき、一方のモータは回転状態を維持させることを特徴とする車両用可変舵角操舵装置。
【請求項９】
ハンドルからの角度入力に対し、目標転舵角に応じて２つの角度入力用モータをモータによる出力角度が打ち消し合う方向に回転させ、ハンドル入力に対する前輪の転舵角を可変することを特徴とする車両用可変舵角操舵装置の操舵制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハンドルからの入力にモータからの入力を加えることにより、ハンドル入力に対する前輪の転舵角を可変する車両用可変舵角操舵装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来技術としては、例えば、遊星機構にウォームギアを介してモータ入力を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−６３４２３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、上記のような従来技術にあっては、モータが故障などにより停止した際にも問題なく操舵が行えるよう、モータ入力部にストッパーを設けるなど、モータ側が自由回転とならないような技術が用いられているのが通常であり、特に遊星機構を用いた可変操舵装置の多くは、ウォームギアを介してモータ入力を行うようにし、そのウォームギアがセルフロックの特徴を持つような構造に適切に設定することで、モータが故障した際などにモータが自由回転とならないように工夫している。しかしながら、ウォームギアを用いた可変舵角操舵装置では、そのウォームギアにセルフロックの特徴を持たせると、モータが回転し始める際に、モータの回転トルクと前輪を回転させるトルクとの間に非可逆性が生じ、それぞれのトルクの向きと大きさによって、モータの回転トルクは前輪側に伝達されるが前輪に働く反力トルクはモータに伝達されないという現象が起き、モータや反力トルクとその方向によって、モータからの伝達特性に非線形性が生じることになる。このため、従来技術では、１つのモータを用いて入力角度に対する出力角度を可変にしていることで、モータの入力角度に対する出力角度を極微少な値で制御する際に、前記モータからの伝達特性に非線形性が生じて、出力角度を制御する制御性に劣るという問題があった。
【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、従来技術に比してより微小な値で出力角度を制御でき、制御性に優れた車両用可変舵角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】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明では、
ハンドルからの角度入力に角度入力用モータからの角度入力を加算し、ハンドル入力に対する前輪の転舵角を可変する舵角比可変機構を備えた車両用可変舵角操舵装置において、
前記舵角比可変機構に角度入力用モータを２つ設け、
これら２つの角度入力用モータを目標舵角比に応じてそれぞれ駆動制御する可変舵角制御手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明にあっては、ハンドルからの入力に２つのモータの角度を加算し出力角度を制御できるため、３入力１出力の舵角比可変機構となり、２つの角度入力用モータを目標舵角比に応じてそれぞれ駆動制御することで、１つのモータの入力角度に対する出力角度の自由度を増すことができる。よって、モータからの伝達特性に対して線形性が生じるよう、各々のモータの回転を維持したまま出力角度を任意に制御することが可能となり、１つのモータを用いた従来技術に比して、制御性を向上させることで出力角度を極微小な値に制御でき、制御性をより向上させることができる。
【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、実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、構成を説明する。
［車両用可変舵角操舵装置の全体構成］
図１は、実施例１の車両用可変舵角操舵装置を示す全体構成図である。
ハンドル１と図外の前輪を転舵する舵取機構（不図示）は、入力軸２および出力軸３を介して連結され、入力軸２と出力軸３は、舵角比可変機構４を介して連結されている。入力軸２には、入力軸２の回転角度を検出する入力角度センサ５が設けられている。また、出力軸３には、出力軸３の回転角度を検出する出力角度センサ６と、電動パワーステアリング装置７とが設けられている。
【０００９】
舵角比可変機構４は、入力軸２の回転角度に対し２つの角度入力用モータ８ａ，８ｂの出力を加え、出力軸３の回転角度を加減算することにより、入力軸２の回転角度に対する出力軸３の回転角度、すなわち、ハンドル１の操舵角に対する前輪の転舵角の比である舵角比を可変する角度加算型の舵角比可変機構である。２つの角度入力用モータ８ａ，８ｂの出力は、可変舵角制御装置（可変舵角制御手段）９により制御される。
【００１０】
電動パワーステアリング装置７は、例えば、電動モータと減速器により構成され、出力軸３に対しドライバの操舵負担を軽減するアシストトルクを出力する。このアシストトルクは、パワーステアリング制御装置１０により制御される。
【００１１】
可変舵角制御装置９は、入力角度センサ２により検出された入力角度と、出力角度センサ６により検出された出力角度と、モータエンコーダ１１ａ，１１ｂにより検出された２つの角度入力用モータ８ａ，８ｂの回転角度と、車速センサ１２により検出された車速と、が入力される。
【００１２】
可変舵角制御装置９は、各センサの検出値に基づいて、所望の目標舵角比を得る電流指令値を算出し、２つの角度入力用モータ８ａ，８ｂを駆動制御する。目標舵角比は、例えば、低車速域では大きく、高車速域では小さくすることにより、低車速域での旋回性能と高車速域での走行安定性とを両立するように設定されている。
【００１３】
可変舵角制御装置９は、入力角度センサ５により検出されたハンドル１の入力角度から、ハンドル１の入力角速度を算出し、この入力角速度や車速等に基づいて目標出力角速度を算出する。そして、この目標出力角速度の絶対値が、あらかじめ設定された回転方向切り替えしきい値の絶対値よりも小さい場合には、２つの角度入力用モータ８ａ，８ｂの出力角速度の差分が目標出力角速度となるように、２つの角度入力用モータ８ａ，８ｂを互いに逆方向回転駆動する。一方、目標出力角速度の絶対値が回転方向切り替えしきい値の絶対値よりも大きい場合には、２つの角度入力用モータ８ａ，８ｂの出力角速度の加算値が目標出力角速度となるように、２つの角度入力用モータ８ａ，８ｂを同方向に回転駆動する。また、可変舵角制御装置９は、一方の角度入力用モータの回転方向を切り替える際、他方のモータは回転状態を維持する。
【００１４】
電動パワーステアリング制御装置１０は、車速センサ１２により検出された車速と入力角度センサ２により検出された入力角度とに基づいて電流指令値を算出し、電動パワーステアリング装置７を駆動制御する。なお、入力軸２にトルクセンサを設け、このトルクセンサにより検出されたトルクと車速とに基づいて電流指令値を算出しても良い。
【００１５】
［舵角比可変機構４の構成］
図２は、実施例１の舵角比可変機構４の構成図である。
実施例１の舵角比可変機構４は、太陽ギア１５ａと、ピニオン１５ｂを支持するキャリア１５ｄと、リングギア１５ｃとを備えた遊星機構（遊星歯車機構）１５と、太陽ギア１６ａと、ピニオン１６ｂを支持するキャリア１６ｄと、リングギア１６ｃとを備えた遊星機構（遊星歯車機構）１６とを備え、２つの遊星機構１５，１６は、互いに対称配置されている。
【００１６】
遊星機構１５のキャリア１５ｄは、入力軸２と連結され、リングギア１５ｃは、ウォームギア（減速器）１７を介して角度入力用モータ８ａのモータ出力軸（不図示）と連結されている。遊星機構１５の太陽ギア１５ａは、遊星機構１６の太陽ギア１６ａとシャフト１９で接続されている。
【００１７】
遊星機構１６のキャリア１６ｄは、出力軸３と連結され、リングギア１６ｃは、ウォームギア（減速器）１８を介して角度入力用モータ８ｂのモータ出力軸（不図示）と連結されている。
【００１８】
次に、作用を説明する。
［可変舵角操舵装置の説明］
以下、遊星機構によって構成される角度加算型の可変舵角装置の動作原理を示す。
図３は、遊星機構の概念図であり、遊星機構とは、太陽ギア、ピニオン、リングギアの３つの回転部材からなり、図３に示すように、太陽ギアの周りに同心円状に複数個のピニオンを配し、これらピニオンが太陽ギアの周りを公転するようリングギアによって外周を囲う構造をしている。ここで、θs，θc，θrは、それぞれ太陽ギア，ピニオンを支持するキャリア，リングギアの回転角度を示し、rs，rpはそれぞれ太陽ギアの半径、ピニオンの半径を示す。すると、各回転角度の関係は、下記の式(1)で表わすことができる。ただし、図中矢印方向を正方向とする。
θs= (2rs+2rp)/rs×θc + (rs+2rp)/rs×θr  …(1)
【００１９】
これら３つの回転部材を、それぞれ入力軸、角度入力用モータ、出力軸に接続することで、角度加算型の可変舵角操舵装置の出力軸角度は、下記の式(2)によって表される。ただし、弾性変形による項を無視している。
θout = Khθh +Kmθm  …(2)
ここで、θoutは出力軸角度、θhは入力軸角度、θmはモータ回転角度、Khはハンドル−出力軸間増速比、Kmはモータ−出力軸間増速比である。
【００２０】
図４に、遊星機構を２段用いた従来の可変操舵装置の例を示す。
遊星機構を用いた可変操舵装置において、モータ故障時にモータ入力側が回転自由となると、上記式(2)において、モータ回転角度θmが不定となり、出力軸角度と入力軸角度との関係が決まらなくなってしまう。つまり、ハンドルを操作しても前輪角度を操作できなくなる。そこで、モータ停止時にモータ入力が回転自由とならないために、モータ入力はセルフロック特性を持たせたウォームギアを用いるのが一般的である。
【００２１】
［ウォームギアのセルフロック特性］
ウォームギアは、図５に示すように、螺旋状に歯を形成したウォームと、円筒面に角度を付けて歯を形成したウォームホイールとからなり、回転軸を大きくずらして配置される。一方を回転させると、歯面がすべりながら回転を他方に伝え、歯面に働く圧力によってトルクを伝達する。歯面の接触している部分に圧力が働き、かつ歯面がすべりながら回転を伝達するため、ここに摩擦力が働く。歯面に働く力を図６に示す。以後添え字のw1はウォームを、w2はウォームホイールを指す。
【００２２】
ここで、ウォームの回転方向の力をFw1、ウォームホイールの回転方向Fw2とすると、
Fw1( cosαcosγ -※μsinγ) = Fw2( cosαsinγ +※μcosγ)  …(3)
ここで、αはウォームギア歯面圧力角、γはウォームギア進み角である。
となる。ここでμは摩擦係数を表わすが、モータが停止し回転を伝達していないとき、このμは静止摩擦係数μ0となり、モータが回転しているとき、動摩擦係数μrとなる。
【００２３】
図７に、ウォームギア全体に働く力を示す。ウォームからみた伝達トルクを一般的な式に表わすと、下記の式(4)となる。
Tm = Iw1θ"w1+Dw1w1+Tw1  …(4)
ここで、Tw1はウォームからウォームホイールに働く回転力トルク成分である。
【００２４】
逆に、ウォームホイールから見た伝達トルクは、下記の式(5)となる。
Tw2 = Iw2θ"w2+Dw2θ'w2+ Tr  …(5)
ここで、Tw2はウォームホイールからウォームに対して働く回転力トルク成分である。
【００２５】
Tw1= Fw1×rw1 ，Tw2= Fw2×rw2より、式(3)〜(5)を用いて、
Tw1/rw1( cosαcosγ -※μsinγ) = Tw2/rw2( cosαsinγ +※μcosγ)  …(6)
と表わすことができる。式(3)，(6)において、モータトルクに対して回転方向が逆転すると、摩擦力は回転方向に対抗して発生するため、※印の符号が反転し、以下の式(7)になる。
Tw1/rw1( cosαcosγ +※μsinγ) = Tw2/rw2( cosαsinγ -※μcosγ)  …(7)
【００２６】
ここで、γを十分に小さく取ったとき、μの値によって式(7)左辺のカッコ内が負になると、摩擦力の特性上この項はゼロとなり、ウォームギアでトルク伝達が行われなくなる。ウォームホイールからウォームへの入力は、式(7)で表わされるため、γの値によってセルフロック特性（非可逆性）を持たせることが可能になる。
【００２７】
［従来の可変舵角操舵装置における問題点］
図４に示した可変舵角操舵装置において、モータ回転方向と前輪からの反力トルクの向きが対抗する場合、ウォームギア部の伝達は、式(6)で表わすことができるが、同方向になる場合は式(7)の関係となり、ウォームギアでのトルク伝達が行われなくなる。モータ回転方向と前輪からの反力トルクの向きが同方向になるのは、ハンドルからの操舵に対して前輪角度を切り減らす場合や、セルフアライニングトルクによって前輪が自然に戻る場合である（図８）。つまり、このような状況で細やかな角度制御を行おうとすると、モータの回転状態によっては、伝達特性が大きく異なる非線形な状態が発生し、細かな角度制御が困難になってしまう。
【００２８】
また、微小な角度制御を必要とする場合、モータは回転と停止を繰り返す必要があるが、回転時と停止時の摩擦力が異なるために、伝達特性が非線形性を持ってしまう（図９）。この摩擦係数μは、ウォームギアの潤滑状態や周辺温度などによって変化し、潤滑状態は回転速度によって変化するためμが連続的に変化し、その値を把握することは非常に困難である。
【００２９】
［２つの角度入力用モータを用いた舵角比可変制御方法］
実施例１の車両用可変舵角操舵装置では、図２に示したように、舵角比可変機構４に２つの角度入力用モータ８ａ，８ｂを取り付けることにより、舵角比可変機構４の角度関係式は、以下のようになる。ただし、図２中矢印方向を各回転角度正方向と定義する。
θ'out = Khθ'h +Km1θ'm1+Km2θ'm2 = Khθ'h +Kmθ'm    …(8)
θ'mout＝Km1/ Km×θ'm1 + Km2/ Km×θ'm2
ここで、θ'outは出力軸角速度、θ'hは入力軸角速度、θ'm1,θ'm2はモータ回転角速度、Khはハンドル−出力軸間増速比、Km1,Km2はモータ−出力軸間増速比、θ'moutは目標出力角速度である。
【００３０】
実施例１では、ウォームギアの非可逆性が問題となるような場面においては、それぞれのモータを逆方向に回転させることで、一方のモータの発生トルクと反力トルクの向きを変えることができ、図９のａ，ｃの線形領域でモータを制御することで、舵角制御を行いやすくすることができる。
【００３１】
また、摩擦係数の非線形性が問題になるような場面においては、双方のモータからの出力角度が打ち消しあうことにより、モータを適度な速度で回転させながら量の小さな角度制御を行うことが可能になり、出力角速度がゼロになるような場合にも、図９のａ，ｃの線形領域で制御を続けることができる。
【００３２】
これを式で示すと、目標出力角速度θ'moutに対し２つのモータが逆方向に回転するよう、
θ'm1 = θ'mbase +αθ'mout (0<θ'm1<=θ'mmax)  …(9)
θ'm2 = −θ'mbase +(1-α)θ'mout (−θ'mmax <=θ'm2 <0)  …(10)
としても、
−θ'mmax <θ'mout <θ'mmax  …(11)
となり、θ'moutが正負入れ替わる場合においても、モータ８ａ，８ｂを共に停止させることなく連続的に出力角度を制御することができる（図１０）。
【００３３】
また、２つのモータの出力角度を足し合わせることができるので、それぞれ同方向に回転させることで、１つあたりのモータの回転数を減らすことができる。よって、モータ回転数が小さくなることで、モータ回転音を抑え、それぞれのウォームギアの回転速度も小さくなるため、耐久性・静粛性の面から非常に有利に働く。
【００３４】
図１１は、可変舵角制御装置９で実行されるモータ回転方向切り替え制御処理の流れを示すフローチャートであり、ステップS1では、目標転舵角から求まる目標出力角速度の絶対値|θ'mout|と、あらかじめ設定された回転方向切り替えしきい値|θ'mmax|とを比較する。|θ'mout|が|θ'mmax|よりも小さい場合には、ステップS2へと進み、θ'm1とθ'm2とが逆方向回転に設定される。|θ'mout|が|θ'mmax|よりも大きい場合には、ステップS3へと進み、θ'm1とθ'm2とが同方向に設定される。
【００３５】
ステップS4では、２つのモータの目標出力角速度θ'm1，θ'm2が式(9)，(10)に基づいて設定され、ステップS5では、ステップS4で設定された目標出力角速度θ'm1，θ'm2に基づいて、角度入力用モータ８ａ，８ｂが駆動される。
【００３６】
「逆方向回転」と「同方向回転」は、相反する制御であるが、目標出力角速度が小さい範囲（|θ'mout|<|θ'mmax|）では逆方向回転、ある程度大きくなる場合（|θ'mout|>|θ'mmax|）は同方向回転と切り替えることで、両立することが可能である。
【００３７】
この切り替えについても、例えば、図１２(a)，(b)に示すような制御を行うことで、一方のモータを停止させることなく逆方向回転と同方向回転とを切り替えることができ、出力角度制御が完全に非線形に陥ることを防止することが可能である。
【００３８】
［背景技術］
現在、様々な機構を用い、ハンドルからの入力角度に対して前輪の転舵角を任意に変化させることのできる車両用可変舵角操舵装置が知られている。代表的な例としては、例えば、特開昭５６−４５８２４号公報、特開２００３−６３４２３号公報には、遊星機構を用いモータ入力を行う技術が記載されている。また、特開２００１−２００６６６号公報には、ステアリングに同軸モータを組み込んだ技術が記載されている。
【００３９】
これらの車両用可変舵角操舵装置において、モータが故障などにより停止した際にも、問題なく操舵が行えるよう、モータ入力部にストッパーを設けるなど、モータ側が自由回転とならないような技術が用いられている。特に遊星機構を用いた車両用可変舵角操舵装置の多くは、ウォームギアを介してモータ入力を行うと共に、そのウォームギアがセルフロックの特徴を持つような構造を適切に設定することで、モータが故障した際などにモータが自由回転とならないよう工夫している。
【００４０】
しかしながら、上記従来の車両用可変舵角操舵装置では、ウォームギアにセルフロックの特徴を持たせると、モータの回転トルクと前輪を回転させるトルクとの間に非可逆性が生じ、それぞれのトルクの向きと大きさによって、モータの回転トルクは前輪側に伝達されるが前輪に働く反力トルクはモータに伝達されないという現象が起き、モータや反力のトルクとその方向によって、モータからの伝達特性に非線形性が生じる。
【００４１】
また、ウォームギアはその入出力回転方向が直交するため、ギアの歯面において歯同士がすべりながら力と角度を伝達している。その際、歯面に摩擦力が働くが、停止状態から回転を開始する際と回転状態とでは摩擦力の性質が異なり、停止と回転を繰り返すような角度制御において、その非線形性により制御が困難になっている。これらの非線形性は、モータの回転状態の変化によって発生し、ある範囲で回転状態が維持される場合は線形性を維持する。
【００４２】
図４に示したように、従来のモータを１つ備えた可変舵角比操舵装置では、ウォームギアの非可逆性や摩擦力による非線形性を考慮し、ロバスト制御系やカルマンフィルタ等による外乱補償器を構成して応答性を改善していた。しかし、外乱保障を用いたとしても、現実にモータが停止と回転を繰り返すことによってハンドルに伝わるリップル感をなくすことはできない。
【００４３】
［実施例１の舵角比可変制御作用］
これに対し、実施例１の車両用可変舵角操舵装置では、ハンドル１からの角度入力に対し、目標転舵角に応じて２つの角度入力用モータ８ａ，８ｂをモータによる出力角度が打ち消し合う方向に回転させることで、一方のモータを停止させることなく、舵角可変制御を行うことができる。
【００４４】
すなわち、常にウォームギア１７，１８の伝達特性の線形領域を使って角度制御を行うことができるため、非線形性を考慮しない簡便な制御系によっても良い応答性を得ることができる。例えば、モータによる出力角速度がゼロとなる状態から回転を開始する際に、従来の方法では摩擦力の非線形性によって遅延が発生するが、２つのモータを互いに逆方向回転させることによってモータが常に回転状態にあれば、その角速度を微小変化させるだけで出力角速度をゼロから任意の値まで連続的に変化させることができ、シミュレーションの結果、同じ制御系を用いた場合でも、図１３に示すように、立ち上がり遅れを減少させることができる。このときモータは常に回転を続けているため、モータの停止と回転の繰り返しによって生じるリップル感を与えることなく、任意の角度制御が可能である。
【００４５】
また、障害物回避など、操舵速度が速く、速い出力角速度が必要とされる場合に、モータが１つの場合は高速回転可能なモータが必要であるが、実施例１では、モータを同方向に回転させることにより、１つあたりのモータの回転速度を1/2にすることが可能であり、より安価なモータで対応することができる。
【００４６】
さらに、２つのモータからの入力を足し合わせることで、最大角加速度が２倍となるため、全体的に追従性を向上させることが可能である。すなわち、出力軸最大角速度および最大角加速度ともに従来の機構に比べほぼ２倍の性能を実現することができる。
【００４７】
また、摩擦による非線形性の影響をなくすことで、シミュレーション結果（図１３）では、制御の立ち上がりの遅れ時間を従来と比較してほぼ半減させることが可能となった。なお、理想的には制御の立ち上がり時間遅れをゼロにすることができるが、実際にはそれ以外の原因による立ち上がり時間遅れがあるため、完全にはゼロにすることは不可能である。
【００４８】
次に、効果を説明する。
実施例１の車両用可変舵角操舵装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。
【００４９】
(1) ハンドル１からの角度入力に角度入力用モータからの角度入力を加算し、ハンドル入力に対する前輪の転舵角を可変する舵角比可変機構４を備えた車両用可変舵角操舵装置において、舵角比可変機構４に角度入力用モータを２つ設け、これら２つの角度入力用モータ８ａ，８ｂを目標舵角比に応じてそれぞれ駆動制御する可変舵角制御装置９を備える。よって、ハンドル１からの入力に２つのモータ８ａ，８ｂの角度を加算し出力角度を制御できるため、３入力１出力の舵角比可変機構となり、１つのモータを用いた従来技術に比して、出力角度を極微小な値に制御でき、より制御性を向上させることができる。
【００５０】
(2) 舵角比可変機構４は、互いに同一メンバ同士（太陽ギア１５ａ，１６ａ同士）が連結された２つの遊星機構１５，１６を備え、２つの角度入力用モータ８ａ，８ｂは、２つの遊星機構１５，１６にそれぞれと連結されているため、両モータ８ａ，８ｂが停止した状態において、入力回転に対する出力回転の比を１となり、通常の操舵装置と同様に扱うことができる。
【００５１】
(3) 可変舵角制御装置９は、２つの角度入力用モータ８ａ，８ｂによる出力角度が打ち消しあう方向に２つの角度入力用モータ８ａ，８ｂを回転させるため、１つのモータを用いた場合に比べ微小角度での制御性を向上させることができる。
【００５２】
(4) 可変舵角制御装置９は、２つの角度入力用モータ８ａ，８ｂの回転角速度θ'm1，θ'm2の差分に応じて、出力角速度θ'outを制御するため、２つの角度入力用モータ８ａ，８ｂの大小関係によって出力角速度θ'outを設定および制御できる。
【００５３】
(5) 可変舵角制御装置９は、２つの角度入力用モータ８ａ，８ｂが常に回転し続けるよう、それぞれの回転速度を制御するため、モータを回転させ続けたまま任意の出力角速度θ'outを実現することができ、反力トルクや出力回転方向にかかわらず、回転伝達特性が線形である領域内で制御を行うことができる。
【００５４】
(6) 可変舵角制御装置９は、２つの角度入力用モータ８ａ，８ｂよる出力角度が加算される方向に２つの角度入力用モータ８ａ，８ｂを回転させるため、１つのモータを用いた場合と比較して、高い角速度および角加速度で出力軸角度を制御することができる。
【００５５】
(7) 可変舵角制御装置９は、ハンドル１からの入力角速度θ'hに基づいて、２つの角度入力用モータ８ａ，８ｂの回転方向を同方向と逆方向とで切り替える。すなわち、高い角速度での出力が必要な場合には２つのモータを同方向に回転させ、必要でない場合には逆方向に回転させることで、それぞれの効果を両立することができる。
【００５６】
(8) 可変舵角制御装置９は、２つの角度入力用モータ８ａ，８ｂの回転方向を切り替えるとき、一方のモータは回転状態を維持させるため、逆方向回転と同方向回転との切り替えの際、常に一方のモータは停止することなく角度出力を続けることで、２つのモード（逆方向、同一方向）の切り替え時にも滑らかな制御特性を実現することができる。
【００５７】
以上、本発明の車両用可変舵角操舵装置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、本発明の具体的な構成は、実施例１の構成に限定されるものではなく、例えば、遊星機構は太陽ローラとピニオンローラから成る遊星ローラ機構等も含まれるものとし、発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、設計変更等があっても本発明に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】実施例１の車両用可変舵角操舵装置を示す全体構成図である。
【図２】実施例１の舵角比可変機構４の構成図である。
【図３】遊星機構の動作原理を示す図である。
【図４】従来の遊星機構を２段用いた可変操舵装置を示す図である。
【図５】ウォームギアの構造を示す図である。
【図６】ウォームの波面に作用する力の関係を示す図である。
【図７】ウォームギア全体に働く力の関係を示す図である。
【図８】従来の車両用可変舵角操舵装置の構成を示す図である。
【図９】ウォームギアの伝達特性を示す図である。
【図１０】実施例１の舵角比可変制御作用を示す図である。
【図１１】実施例１のモータ回転方向切り替え制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】実施例１の舵角比可変制御作用を示す図である。
【図１３】実施例１の制御遅延のシミュレーション結果を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  ハンドル
２  入力軸
３  出力軸
４  舵角比可変機構
５  入力角度センサ
６  出力角度センサ
７  電動パワーステアリング装置
８ａ，８ｂ  角度入力用モータ
９  可変舵角制御装置
１０  パワーステアリング制御装置
１１ａ，１１ｂ  エンコーダ
１２  車速センサ
１５，１６  遊星機構
１５ａ，１６ａ  太陽ギア
１５ｂ，１６ｂ  ピニオン
１５ｃ，１６ｃ  リングギア
１５ｄ，１６ｄ  キャリア
１７，１８  ウォームギア
１９  シャフト
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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