(57)【要約】【課題】運転者がハンドルから手を離した場合のハンドルの振動を抑制する。【解決手段】可変舵角操舵装置は、ステアリングホイールからの入力角度に基づいて、舵角アシストモータを駆動制御する第１モータ制御器Ｃｈ（ｓ）と、ステアリングホイールからの入力角度と舵角アシストモータからの入力角度とを加算した出力角度に基づいて、舵角アシストモータを駆動制御する第２モータ制御器Ｃｐ（ｓ）と、を備え、第１モータ制御器Ｃｈ（ｓ）と第２モータ制御器Ｃｐ（ｓ）とで、舵角アシストモータを駆動制御して、前記出力角度を制御する。ここで、第１モータ制御器Ｃｈ（ｓ）と第２モータ制御器Ｃｐ（ｓ）とは、舵角アシストモータの制御特性が異なる。【選択図】図９
2007261473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵入力部にステアリングホイールが接続され、かつモータ入力部に舵角アシストモータが接続され、操舵出力部に操舵輪が接続され、前記ステアリングホイールからの操舵入力と前記舵角アシストモータからの補助操舵入力とを加算した操舵出力を前記操舵出力部に出力する舵角比可変機構と、
前記舵角アシストモータを駆動制御することで前記操舵出力を制御する可変舵角制御手段と、
前記ステアリングホイールからの操舵入力に基づいて、前記舵角アシストモータを駆動制御する第１モータ制御器と、
前記操舵出力に基づいて、前記舵角アシストモータを駆動制御する第２モータ制御器と、を備え、
前記第１モータ制御器と前記第２モータ制御器とで、前記舵角アシストモータを駆動制御して、前記操舵出力を制御することを特徴とする可変舵角操舵装置。
【請求項２】
前記第１モータ制御器と第２モータ制御器とは、前記舵角アシストモータの制御特性が異なることを特徴とする請求項１記載の可変舵角操舵装置。
【請求項３】
前記第１モータ制御器と第２モータ制御器とは、伝達関数で表した場合において、最大次数が同一であることを特徴とする請求項１又は２に記載の可変舵角制御装置。
【請求項４】
車両挙動の応答性における最大入力周波数に基づいて、前記第１及び第２モータ制御器の応答性における最大入力周波数を設定することを特徴とする可変舵角制御装置。
【請求項５】
前記ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がない場合に操舵力伝達系に影響を与える特性と、前記第１モータ制御器による前記舵角アシストモータの制御特性とが、前記
ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がない場合における前記操舵出力の制御系の安定性に影響しており、前記第１モータ制御器の制御特性を当該安定性を高くする設定にすることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の可変舵角制御装置。
【請求項６】
前記ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がある場合に操舵力伝達系に影響を与える特性と、前記第２モータ制御器による前記舵角アシストモータの制御特性とが、前記ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がある場合における前記操舵出力の制御系の安定性に影響しており、前記第２モータ制御器の制御特性を当該安定性を高くする設定にすることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の可変舵角制御装置。
【請求項７】
前記第２モータ制御器による前記舵角アシストモータの制御特性が、前記ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がある場合における前記操舵出力の制御の応答性と、前記ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がない場合における前記操舵出力に対してステアリングホイールが動作する場合の動作安定性とに影響しており、前記第２モータ制御器の制御特性を、一定の前記動作安定性を満たす範囲で、前記応答性を高くする設定にすることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の可変舵角制御装置。
【請求項８】
前記第１及び第２モータ制御器はＰＩＤ制御器であり、前記第１モータ制御器と第２モータ制御器とは、ＰＩＤ制御器を構成する微分要素が異なっていることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の可変舵角制御装置。
【請求項９】
前記微分要素の微分ゲインを異ならせており、前記第１モータ制御器の微分ゲインが、第２モータ制御器の微分ゲインよりも大きいことを特徴とする請求項８記載の可変舵角制御装置。
【請求項１０】
前記ステアリングホイールからの操舵入力に対して持つ舵角比可変機構の固有のゲインに基づいて、前記第１及び第２モータ制御器の制御特性を設定することを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の可変舵角制御装置。
【請求項１１】
操舵入力部にステアリングホイールが接続され、かつモータ入力部に舵角アシストモータが接続され、操舵出力部に操舵輪が接続され、前記ステアリングホイールからの操舵入力と前記舵角アシストモータからの補助操舵入力とを加算した操舵出力を前記操舵出力部に出力する舵角比可変機構と、前記舵角アシストモータを駆動制御することで前記操舵出力を制御する可変舵角制御手段と、を備え、
前記ステアリングホイールからの操舵入力に基づいて、前記舵角アシストモータを駆動制御することと、前記操舵出力に基づいて、前記舵角アシストモータを駆動制御することとを別々のモータ制御器で行うことで、前記ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がある場合と、前記ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がない場合とで、前記舵角アシストモータの制御特性を異ならせることを特徴とする可変舵角操舵装置。
【請求項１２】
サスペンション機構を介して車体と連結された操舵輪と、
運転席前部位置に設置され、前記操舵輪を操舵するステアリングホイールと、
前記ステアリングホイールからの操舵入力に対する補助操舵入力を行う舵角アシストモータと、
操舵入力部に前記ステアリングホイールが接続され、かつモータ入力部に前記舵角アシストモータが接続され、操舵出力部に前記操舵輪が接続され、前記ステアリングホイールからの操舵入力と前記舵角アシストモータからの補助操舵入力とを加算した操舵出力を前記操舵出力部に出力する舵角比可変機構と、
前記舵角アシストモータを駆動制御することで前記操舵出力を制御する可変舵角制御手段と、
前記ステアリングホイールからの操舵入力に基づいて、前記舵角アシストモータを駆動制御する第１モータ制御器と、
前記操舵出力に基づいて、前記舵角アシストモータを駆動制御する第２モータ制御器と、を備え、
前記第１モータ制御器と前記第２モータ制御器とで、前記舵角アシストモータを駆動制御して、前記操舵出力を制御することを特徴とする自動車。
【請求項１３】
操舵入力部にステアリングホイールが接続され、かつモータ入力部に舵角アシストモータが接続され、操舵出力部に操舵輪が接続され、前記ステアリングホイールからの操舵入力と前記舵角アシストモータからの補助操舵入力とを加算した操舵出力を前記操舵出力部に出力する舵角比可変機構の、前記舵角アシストモータを駆動制御することで前記操舵出力を制御する可変舵角操舵方法において、
前記ステアリングホイールからの操舵入力に基づいて、前記舵角アシストモータを駆動制御することと、前記操舵出力に基づいて、前記舵角アシストモータを駆動制御することとを別々のモータ制御器で行うことで、前記ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がある場合と、前記ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がない場合とで、前記舵角アシストモータの制御特性を異ならせることを特徴とする可変舵角操舵方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングホイールへの入力操舵を舵角比可変機構に入力させ、舵角比可変機構を舵角アシストモータにより駆動して、ステアリングホイールへの入力操舵角度と操向輪の舵角との角度比を変更する可変舵角操舵装置、自動車及び可変舵角操舵方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の可変舵角操舵装置としては、減速器として歯車機構を用いたものが知られている。これらの可変舵角操舵装置は、車速に応じてハンドル操舵角度と操向輪の舵角との角度比が可変になるように、可変舵角機構に取り付けた可変舵角制御用モータの角度を制御している。
従来の可変舵角操舵装置では、運転者がハンドル操舵しているときの操向輪角度制御の応答性を高めるようにモータ制御器を調整しているため、運転者がハンドルから手を離すと、手放し状態となったハンドルと操向輪の入出力特性の関係上、ハンドルが周方向に振動してしまう。
【０００３】
このような事態を防止すべく、特許文献１に開示されているパワーステアリングでは、ハンドル操舵を行っているか否かをセンサで検出する構造により、運転者がハンドルから手を離していることを検出した際に異なる特性のモータ制御器に切り換えている。
【特許文献１】特開平１１−３２１６８４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、前記特許文献１に開示されているパワーステアリングでは、運転者がハンドルから手を離していることをセンサで検出すると、ハンドルの周方向の振動を抑えるように、異なる特性のモータ制御器に切り換える構造であるため、ハンドルの周方向の振動を抑えるようにするには、運転者がハンドルから手を離したことを検出するセンサが必要となる。また、異なった特性のモータ制御器に切り換えるために、切り換え時に非線形性が生じ、センサの検出限界付近では、その切り換えにより、ハンドルに周方向の振動が発生する。
このように、従来の技術では、可変舵角操舵装置において運転者がハンドルから手を離した場合のハンドルの振動を適切に抑制することが困難であった。
本発明の課題は、可変舵角操舵装置において運転者がハンドルから手を離した場合のハンドルの振動を適切に抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、
操舵入力部にステアリングホイールが接続され、かつモータ入力部に舵角アシストモータが接続され、操舵出力部に操舵輪が接続され、前記ステアリングホイールからの操舵入力と前記舵角アシストモータからの補助操舵入力とを加算した操舵出力を前記操舵出力部に出力する舵角比可変機構と、前記舵角アシストモータを駆動制御することで前記操舵出力を制御する可変舵角制御手段と、前記ステアリングホイールからの操舵入力に基づいて、前記舵角アシストモータを駆動制御する第１モータ制御器と、前記操舵出力に基づいて、前記舵角アシストモータを駆動制御する第２モータ制御器と、を備え、前記第１モータ制御器と前記第２モータ制御器とで、前記舵角アシストモータを駆動制御して、前記操舵  出力を制御することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明は、
操舵入力部にステアリングホイールが接続され、かつモータ入力部に舵角アシストモータが接続され、操舵出力部に操舵輪が接続され、前記ステアリングホイールからの操舵入力と前記舵角アシストモータからの補助操舵入力とを加算した操舵出力を前記操舵出力部に出力する舵角比可変機構と、前記舵角アシストモータを駆動制御することで前記操舵出力を制御する可変舵角制御手段と、を備え、前記ステアリングホイールからの操舵入力に基づいて、前記舵角アシストモータを駆動制御することと、前記操舵出力に基づいて、前記舵角アシストモータを駆動制御することとを別々のモータ制御器で行うことで、前記ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がある場合と、前記ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がない場合とで、前記舵角アシストモータの制御特性を異ならせることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ステアリングホイールからの操舵入力に基づいて舵角アシストモータを駆動制御する第１モータ制御器と、操舵出力に基づいて舵角アシストモータを駆動制御する第２モータ制御器とを個別に備えることで、ステアリングホイールへの運転者による操舵入力がない場合において、操舵輪への入力があった場合に、運転者がステアリングホイールから手を離した場合のステアリングホイールの振動を適切に抑制できる。
【０００８】
また、本発明によれば、ステアリングホイールからの操舵入力に基づいて、舵角アシストモータを駆動制御することと、操舵出力に基づいて、舵角アシストモータを駆動制御することとを別々のモータ制御器で行い、ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がある場合と、ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がない場合とで、舵角アシストモータの制御特性を異ならせることで、ステアリングホイールへの運転者による操舵入力がない場合において、操舵輪への入力があった場合に、運転者がステアリングホイールから手を離した場合のステアリングホイールの振動を適切に抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という。）を図面を参照しながら詳細に説明する。
（構成）
図１は、本発明の実施形態に係る可変舵角操舵装置を搭載した車両の構成を示す図である。
【００１０】
図１において、車両は、車輪速から車速を検出する車速センサ１と、運転席前部位置に設置されたハンドル（ステアリングホイール）２の操舵角を測定する操舵角センサ３と、遊星歯車機構２０と、車速センサ１からの入力に基づいて、遊星歯車機構２０（舵角アシストモータ４０）を制御する可変舵角比演算ユニット４と、サスペンション機構を介して車体と連結され、ハンドル２により操舵される操舵輪（前輪）５ＦＬ，５ＦＲの操舵角（前輪舵角）を検出する前輪舵角センサ６とを備えている。
【００１１】
図２は遊星歯車機構２０の略図を示す。
図２に示すように、遊星歯車機構２０は、第１遊星歯車機構Ａと第２遊星歯車機構Ｂとから構成されている。
第１遊星歯車機構Ａの入力軸２１には、ハンドル２に接続される図示しないコラムアッパが接続され、第２遊星歯車機構Ａの出力軸３２側には操舵輪に接続される図示しないコラムロアが接続されており、第１遊星歯車機構Ａの出力軸２２と第２遊星歯車機構Ａの入力軸３１とが接続されている。
【００１２】
第１遊星歯車機構Ａは、太陽ギヤ２３、遊星ギヤ２４、遊星ギヤ２４を支持するキャリア２５及びリングギヤ２６を有する遊星歯車機構である。この第１遊星歯車機構Ａにおいて、リングギヤ２６は固定要素になっている。また、第２遊星歯車機構Ｂは、第１遊星歯車機構Ａと同様な要素から構成されており、太陽ギヤ３３、遊星ギヤ３４、遊星ギヤ３４を支持するキャリア３５及びリングギヤ３６とを有する遊星歯車機構である。第２遊星歯車機構Ｂには、リングギヤ３４の外周に、舵角アシストモータ４０の出力軸に設けたウォームギヤ３９と噛み合うウォームホイール３８が設けられている。
【００１３】
この遊星歯車機構２０は、下記（１）式に示すように、第１遊星歯車機構Ａの入力軸２１の入力角度θｈと舵角アシストモータ４０からの入力角度θｍとを加算して、第２遊星歯車機構Ｂの出力軸３２から出力角度θｏｕｔを出力する。
θｏｕｔ＝Ｋｈ×θｈ＋Ｋｍ×θｍ  ・・・（１）
ここで、Ｋｈは、第１遊星歯車機構Ａの入力軸２１と第２遊星歯車機構Ｂの出力軸３２との間の角度伝達比（入力軸−出力軸間角度伝達比）であり、Ｋｍは、舵角アシストモータ４０の出力と第２遊星歯車機構Ｂの出力軸３２との間の角度伝達比（モータ−出力軸間角度伝達比）である。
【００１４】
この遊星歯車機構２０は、舵角アシストモータ４０の回転量が制御されることで、ステアリングギヤ比を任意の値にできる。舵角アシストモータ４０の回転量は、可変舵角比演算ユニット９が制御している。
なお、角度伝達比Ｋｈ，Ｋｍは、遊星歯車機構２０の構造により決まるものなので、説明を簡単にするために、以降の説明では、出力軸上での角度を基準とし、Ｋｈ×θｈをθｈとし、Ｋｍ×θｍをθｍとする。
すなわち、ピニオン角度をθｐとして、下記（２）式のように表記する。
θｐ＝θｈ＋θｍ  ・・・（２）
【００１５】
図３は、遊星歯車機構２０の動作を説明する図である。
図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すハンドル操舵に対する操舵輪１０ＦＬ，１０ＦＲの操舵状態に対応して舵角アシストモータ４０を駆動した場合（ステアリングギヤ比を小さくした場合）のハンドル操舵に対する操舵輪１０ＦＬ，１０ＦＲの操舵状態を示す。
図３（ｂ）の状態では、図３（ａ）の状態と比較してわかるように、遊星歯車機構２０にて、ハンドルの操舵角θｉｎ（又は第１遊星歯車機構Ａの入力軸２１の入力角度θｈ）が同一であっても、舵角アシストモータ４０が駆動されることで出力角度θｐ（出力角度θｏｕｔ）が大きくなるから、操舵輪５ＦＬ，５ＦＲの舵角が大きくなる。
【００１６】
なお、図４は、遊星歯車機構２０の具体的な構成を示す。
図４中、Ａが第１遊星歯車機構、Ｂが第２遊星歯車機構、２１が第１遊星歯車機構の入力軸、具体的にはコラムアッパ、３２が第２遊星歯車機構の出力軸、具体的にはコラムロア、２３，３３が各遊星歯車機構の太陽ギヤ、２４，３４が各遊星歯車機構の遊星ギヤ、２５，３５が各遊星歯車機構のキャリア、２６，３６が各遊星歯車機構のリングギヤ、４１が第１遊星歯車機構の出力軸と第２遊星歯車機構の入力軸として機能するシャフト、３８がウォームホイール、３９がウォームギヤである。
なお、図４に示す遊星歯車機構２０は、各ギヤと並列にローラが配設され、トルクを伝達する構成である。
【００１７】
次に、遊星歯車機構２０による制御アルゴリズムを説明する。
先ず、従来の可変舵角操舵装置、すなわち、１つのモータ制御器で舵角アシストモータを制御する可変舵角操舵装置について説明し、その後、本発明を適用して構成した可変舵角操舵装置について説明する。
（従来の可変舵角操舵装置（参考例））
図５は、従来の可変舵角操舵装置の伝達系のブロック線図の一例を示す。
図５中、ＫＶＧＲは、可変舵角操舵装置固有の可変舵角比であり、ＣＶＧＲ（ｓ）はモータ制御器であり、ＰＶＧＲ（ｓ）は、可変舵角操舵装置及び前輪までの運動特性（又は機械特性）、すなわち、ハンドルへの運転者による操舵入力がある場合の操舵力伝達系で支配的になる特性であり、ｓはラプラス演算子（微分演算子）である。
【００１８】
図５に示すように、ハンドル入力角度θｈは、可変舵角比ＫＶＧＲにより可変舵角目標角度θｔとされて、減算器５１に入力される。一方、ハンドル入力角度θｈは、加算器５２に入力されて、モータ入力角度θｍと加算され、その加算値が、ピニオン角度θｐとされて、減算器５１に入力される。減算器５１では、可変舵角目標角度θｔからピニオン角度θｐを減算して、その減算値である偏差ｅをモータ制御器ＣＶＧＲ（ｓ）に出力して、モータ制御器ＣＶＧＲ（ｓ）では、その偏差ｅに基づいて制御出力ｘを出力する。そして、制御出力ｘは、運動特性ＰＶＧＲ（ｓ）を考慮して、モータ入力角度θｍとされる。
この図５のように構成される制御アルゴリズムでは、ハンドルへの運転者の操舵入力がある場合（以下、通常操舵時又はハンドル操舵入力時という。）、ピニオン角度θｐと可変舵角目標角度θｔとの偏差θｅ（＝θｔ−θp）を０にするように、モータ制御器ＣＶＧＲ（ｓ）が舵角アシストモータを制御する。
【００１９】
図６は、前記図５の伝達系を簡単に書き直したものである。
図６では、ハンドル入力角度θｈは、ＫＶＧＲ−１で変換されて、減算器５３に入力されており、さらに、その減算器５３にモータ入力角度θｍが入力されており、減算器５３では、ＫＶＧＲ−１で変換されたハンドル入力角度θｈからモータ入力角度θｍを減算して、その減算値である偏差ｅをモータ制御器ＣＶＧＲ（ｓ）に出力する。
この図６のブロック線図の伝達関数は、下記（３）式になる。
θｍ＝（（（ＫＶＧＲ−１）・ＣＶＧＲ（ｓ）・ＰＶＧＲ（ｓ））／（１＋ＣＶＧＲ（ｓ）・ＰＶＧＲ（ｓ）））・θｈ  ・・・（３）
【００２０】
一方、図７は、運転者がハンドルから手を離すなど、ハンドルが自由に回転する状態になった場合（以下、ハンドル自由回転時という。）の伝達系のブロック線図を示す。図７中、Ｐ’ＶＧＲ（ｓ）は、可変舵角操舵装置からハンドルまでの運動特性を含むハンドルから前輪までの運動特性（又は機械特性）、すなわち、ハンドルへの運転者による操舵入力がない場合の操舵力伝達系で支配的になる特性である。この伝達系は、ハンドル自由回転時に、操向輪が地面との接地によって角度が決定されることを示す。
【００２１】
図７に示すように、ハンドル自由回転時には、ピニオン角度θｐが、第１減算器５４及び第２減算器５５に入力される。第１減算器５４では、ピニオン角度θｐからモータ入力角度θｍが減算されて、その減算値がハンドル入力角度θｈとされる。そして、ハンドル入力角度θｈは、可変舵角比ＫＶＧＲにより可変舵角目標角度θｔとされて、第２減算器５５に入力される。第２減算器５５では、可変舵角目標角度θｔからピニオン角度θｐを減算して、その減算値である偏差ｅをモータ制御器ＣＶＧＲ（ｓ）に出力して、モータ制御器ＣＶＧＲ（ｓ）では、その偏差ｅに基づいて制御出力ｘを出力する。そして、制御出力ｘは、運動特性Ｐ’ＶＧＲ（ｓ）を考慮して、モータ入力角度θｍとされる。
【００２２】
ここで、図５に示す通常操舵時の伝達系と図７に示すハンドル自由回転時の伝達系とでは、偏差θｅは同じになる。しかし、図５に示す通常操舵時の伝達系では、運動特性ＰＶＧＲ（ｓ）は、ピニオン側、すなわち前輪の特性によって決まるのに対し、図７に示すハンドル自由回転時の伝達系では、可変舵角操舵装置がハンドルを回転させてしまうので、運動特性Ｐ’ＶＧＲ（ｓ）は、ハンドルの特性によって決まる。このようなことから、ハンドル自由回転時の伝達関数は、下記（４）式のようになり、図８は、その（４）式により表現される伝達系を示す。
θｍ＝（（（ＫＶＧＲ−１）・ＣＶＧＲ（ｓ）・Ｐ’ＶＧＲ（ｓ））／（１＋ＫＶＧＲ・ＣＶＧＲ（ｓ）・Ｐ’ＶＧＲ（ｓ）））・θｐ  ・・・（４）
【００２３】
図８に示すように、ピニオン角度θｐは、ＫＶＧＲ−１で変換されて、減算器５６に入力されており、また、モータ入力角度θｍは、ＫＶＧＲで変換されて、減算器５６に入力されており、減算器５３では、ＫＶＧＲ−１で変換されたピニオン角度θｐから、ＫＶＧＲで変換されたモータ入力角度θｍを減算して、その減算値である偏差ｅをモータ制御器ＣＶＧＲ（ｓ）に出力する。
このように１つのモータ制御器ＣＶＧＲ（ｓ）を備えて構成される可変舵角操舵装置では、一般に、ハンドル側は前輪側に比べてイナーシャと粘性とが非常に小さいため、モータ制御器ＣＶＧＲ（ｓ）を通常操舵時の運動特性ＰＶＧＲ（ｓ）に最適な状態に設定してあると、ハンドル自由回転時では（図７に示す伝達系）、その機械特性の違いにより不安定になってしまう。
【００２４】
（本発明を適用した可変舵角操舵装置）
次に、本発明を適用して構成した可変舵角操舵装置について説明する。
図９は、本発明を適用して構成した可変舵角操舵装置の伝達系のブロック線図を示す。この可変舵角操舵装置は、２つの制御器として第１及び第２モータ制御器Ｃｈ（ｓ），Ｃｐ（ｓ）を備えている。なお、第１及び第２モータ制御器Ｃｈ（ｓ），Ｃｐ（ｓ）は、例えば可変舵角比演算ユニット４内に構成されている。
【００２５】
図９に示すように、ハンドル入力角度θｈは、可変舵角比ＫＶＧＲにより可変舵角目標角度θｔとされて、第１モータ制御器Ｃｈ（ｓ）を経て、減算器５１に入力される。一方、ハンドル入力角度θｈは、加算器５２に入力されて、モータ入力角度θｍと加算され、その加算値が、ピニオン角度θｐとされて、第２モータ制御器Ｃｐ（ｓ）を経て、減算器５１に入力される。減算器５１では、第１モータ制御器Ｃｈ（ｓ）の出力値から第２モータ制御器Ｃｐ（ｓ）の出力値を減算して、その減算値を制御出力ｘとして出力する。制御出力ｘは、運動特性ＰＶＧＲ（ｓ）を考慮して、モータ入力角度θｍとされる。
【００２６】
ここで、下記（５）式は、本発明を適用して構成した可変舵角操舵装置におけるハンドル操舵入力時の伝達特性を示す。
θｍ＝（ＫＶＧＲ・Ｃｈ（ｓ）・ＰＶＧＲ（ｓ）−Ｃｐ（ｓ）・ＰＶＧＲ（ｓ））／（１＋Ｃｐ（ｓ）・ＰＶＧＲ（ｓ））・θｈ  ・・・（５）
この（５）式によれば、ハンドル操舵入力時の安定性は、Ｃｐ（ｓ）・ＰＶＧＲ（ｓ）に依存する。すなわち、ハンドル操舵入力時の安定性は、ハンドルへの運転者による操舵入力がある場合の操舵力伝達系で支配的になる特性ＰＶＧＲ（ｓ）と、第２モータ制御器Ｃｐ（ｓ）とで決定される。
【００２７】
また、下記（６）式は、本発明を適用して構成した可変舵角操舵装置におけるハンドル自由回転時の伝達特性を示す。
θｍ＝（ＫＶＧＲ・Ｃｈ（ｓ）・Ｐ’ＶＧＲ（ｓ）−Ｃｐ（ｓ）・Ｐ’ＶＧＲ（ｓ））／（１＋ＫＶＧＲ・Ｃｈ（ｓ）・Ｐ’ＶＧＲ（ｓ））・θｐ  ・・・（６）
この（６）式によれば、ハンドル自由回転時の安定性は、Ｃｈ（ｓ）・Ｐ’ＶＧＲ（ｓ）、すなわち、第１モータ制御器Ｃｈ（ｓ）に依存する。すなわち、ハンドル自由回転時の安定性は、ハンドルへの運転者による操舵入力がない場合の操舵力伝達系で支配的になる特性Ｐ’ＶＧＲ（ｓ）と、第１モータ制御器Ｃｈ（ｓ）とで決定される。
【００２８】
このようなハンドル操舵入力時及びハンドル自由回転時の安定性（（５）式及び（６）式の安定性）については、第１モータ制御器Ｃｈ（ｓ）及び第２モータ制御器Ｃｐ（ｓ）により制御できるので、２つのモータ制御器Ｃｈ（ｓ），Ｃｐ（ｓ）を個別に適宜設定することで、ハンドル操舵入力時及びハンドル自由回転時の安定化を図ることができる。
なお、このように図９に示す伝達系で、第１モータ制御器Ｃｈ（ｓ）と第２モータ制御器Ｃｐ（ｓ）が同じ（Ｃｈ（ｓ）＝Ｃｐ（ｓ））であるならば、Ｃｈ（ｓ）＝Ｃｐ（ｓ）＝ＣＶＧＲ（ｓ）とおけるようになるから、１つのモータ制御器ＣＶＧＲ（ｓ）を備えて構成される従来の可変舵角操舵装置の伝達系（図５）と等価になる。このようなことから、従来の可変舵角操舵装置の伝達系（図５）が安定解を持つなら、図９に示す伝達系でも、安定解を持つことになる。
【００２９】
さらに、可変舵角操舵装置の目的から、通常操舵時にはピニオン角度θｐを可変舵角目標角度θｔに精度良く追従する必要があり、そのときの可変舵角目標角度θｔからピニオン角度θｐまでの伝達関数は、下記（７）式のようになる。
θｐ＝（（１／ＫＶＧＲ）＋Ｃｈ（ｓ）・ＰＶＧＲ（ｓ））／（１＋Ｃｐ（ｓ）・ＰＶＧＲ（ｓ））・θｔ  ・・・（７）
また、ハンドル自由回転時には、ハンドルが周方向に振動してしまうのを防止するために、ピニオン角度θｐに対してハンドル角度θｈを制御するから、そのときのピニオン角度θｐからハンドル角度θｈまでの伝達関数は、下記（８）式のようになる。
θｈ＝（１＋Ｃｐ（ｓ）・Ｐ’ＶＧＲ（ｓ））／（（１／ＫＶＧＲ）＋Ｃｈ（ｓ）・Ｐ’ＶＧＲ（ｓ））・（１／ＫＶＧＲ）・θｐ  ・・・（８）
【００３０】
なお、前記（５）式及び（７）式から、可変舵角比ＫＶＧＲは、通常操舵時のシステム安定性には影響を与えず、応答性にのみ影響することがわかる。
ここで、前記（５）式〜（８）式の伝達特性を踏まえて、第１及び第２モータ制御器Ｃｈ（ｓ），Ｃｐ（ｓ）を設定する。第１及び第２モータ制御器Ｃｈ（ｓ），Ｃｐ（ｓ）が満たすべき条件（１）〜（６）は以下のようになる。
【００３１】
（１）システムの安定性とシステムの応答性とを確保しなければならない入力周波数については、車両の応答特性に基づく入力周波数に基づいて決定する。具体的には、車両挙動の応答性における最大入力周波数に基づいて、第１及び第２モータ制御器Ｃｈ（ｓ），Ｃｐ（ｓ）の応答性における最大入力周波数を設定する。
（２）前記（５）式〜（８）式が全てプロパーとなる必要があるため、第１及び第２モータ制御器Ｃｈ（ｓ），Ｃｐ（ｓ）の最大次数を同じにする。
【００３２】
（３）ハンドル自由回転時の運動特性Ｐ’ＶＧＲ（ｓ）を同定し、Ｃｈ（ｓ）・Ｐ’ＶＧＲ（ｓ）に基づいて、ハンドル自由回転時の安定性を確保できるように第１モータ制御器Ｃｈ（ｓ）を設定する。
（４）通常操舵時の運動特性ＰＶＧＲ（ｓ）は、前輪側の特性を含むから、車両状態や環境の状態に影響されるため、一意に求めることができない。よって、第１モータ制御器Ｃｈ（ｓ）の条件から、良い応答性を示す第２モータ制御器Ｃｐ（ｓ）の条件を求め、その範囲で同定試験を行う。
【００３３】
（５）通常操舵時の応答特性が可変舵角比ＫＶＧＲの影響を受けるため、可変舵角比ＫＶＧＲに対して第１及び第２モータ制御器Ｃｈ（ｓ），Ｃｐ（ｓ）の設定を可変となるようにすると、可変舵角のゲインに関係なく常に良い応答特性を示すシステムを実現できる。
（６）ハンドル自由回転時の応答特性はそれほど重要ではないので、前記（８）式の安定性、すなわちハンドル自由回転時においてピニオン角度θｐ（出力角度θｏｕｔ）に対してハンドルが動作する場合の動作安定性を保証（補償）する範囲内で、前記（７）式での応答性、すなわち、通常操舵時のピニオン角度θｐ（出力角度θｏｕｔ）の制御の応答性を良くすることを目標とし、第２モータ制御器Ｃｐ（ｓ）を設定する。
【００３４】
次に、モータ制御器Ｃｈ（ｓ），Ｃｐ（ｓ）の具体例を説明する。
ここでは、ＰＩＤ制御を実現するように、第１及び第２モータ制御器Ｃｈ（ｓ），Ｃｐ（ｓ）を構成する。
先ず、図１０は、従来の可変舵角操舵装置のモータ制御器ＣＶＧＲ（ｓ）（図５）にＰＩＤ制御器を適用したＰＩＤ制御系を示す。
図１０に示すように、ＰＩＤ制御器ＣＶＧＲ（ｓ）では、偏差θｅが比例要素ＫＰ、積分要素ＫＩ・∫ｄｔ及び微分要素ＫＤ・ｄ／ｄｔに入力されて、加算器５７で加算されて、制御出力ｘとして出力される。
【００３５】
このＰＩＤ制御器ＣＶＧＲ（ｓ）では、偏差θｅを０にするよう制御を行うが、可変舵角目標角度θｔとピニオン角度θｐとのうちのどれが駆動されているのかの区別がなされてない。そこで、可変舵角目標角度θｔとピニオン角度θｐそれぞれについてモータ制御器を分離することにする。ここで、θe＝θｔ−θｐであるから、制御出力ｘについて、下記（９）式のように展開できる。
ｘ＝ＫＰ・（θｔ−θｐ) ＋ＫＩ・∫（θｔ−θｐ)ｄｔ＋ＫＤ・ ｄ（θｔ−θｐ)／ｄｔ
＝ＫＰ・θｔ＋ＫＩ・∫θｔｄｔ＋ＫＤ・ ｄθｔ／ｄｔ−（ＫＰ・θｐ＋ＫＩ・∫θｐｄｔ＋ＫＤ・ｄθｐ／ｄｔ）  ・・・（９）
つまり、図１０に示すＰＩＤ制御系は、可変舵角目標角度θｔとピニオン角度θｐとにそれぞれ同じＰＩＤ制御器を接続し、その出力の差分を取るのと等価とある。
【００３６】
これを前提に、図１１は、本発明を適用した可変舵角操舵装置の第１及び第２モータ制御器Ｃｈ（ｓ），Ｃｐ（ｓ）（図９）がＰＩＤ制御器である適用例を示す。
図１１に示すように、第１モータ制御器であるＰＩＤ制御器Ｃｈ（ｓ）では、可変舵角目標角度θｔが比例要素ＫＰ１、積分要素ＫＩ１・∫ｄｔ及び微分要素ＫＤ１・ｄ／ｄｔに入力されて、加算器５８で加算されて、減算器５１に出力される。また、第２モータ制御器であるＰＩＤ制御器Ｃｐ（ｓ）では、可変舵角目標角度θｔが比例要素ＫＰ２、積分要素ＫＩ２・∫ｄｔ及び微分要素ＫＤ２・ｄ／ｄｔに入力されて、加算器５９で加算されて、減算器５１に出力される。
【００３７】
減算器５１では、第１モータ制御器であるＰＩＤ制御器Ｃｈ（ｓ）の出力値から第２モータ制御器であるＰＩＤ制御器Ｃｐ（ｓ）の出力値を減算して、その減算値を制御出力ｘとして出力する。
この制御出力ｘを、前記（９）式に基づき、下記（１０）式として得ることができる。
ｘ＝ＫＰ１・θｔ＋ＫＩ１・∫θｔｄｔ＋ＫＤ１・ ｄθｔ／ｄｔ−（ＫＰ２・θｐ＋ＫＩ２・∫θｐｄｔ＋ＫＤ２・ｄθｐ／ｄｔ）
＝ＫＰ１・θｔ−ＫＰ２・θｐ＋ＫＩ１・∫θｔｄｔ−ＫＩ２・∫θｐｄｔ＋ＫＤ１・ｄθｔ／ｄｔ−ＫＤ２・ｄθｐ／ｄｔ
＝ＫＰ１・θｅ＋ＫＩ１・∫θｅｄｔ＋ＫＤ１・ ｄθｅ／ｄｔ＋（ＫＰ１−ＫＰ２）・θｐ＋（ＫＩ１−ＫＩ２）・∫θｐｄｔ＋（ＫＤ１−ＫＤ２）・ｄθｐ／ｄｔ  ・・・（１０）
【００３８】
ここで、偏差θｅ（＝θｔ−θｐ）を０にするよう制御を行う必要があるから、前記（１０）式では、ピニオン角度θｐの値にかかわらず、θｅ＝０かつ ｄθｅ／ｄｔ＝０のときに、制御出力ｘ＝０でならなければならない。このようなことから、比例要素がＫＰ１＝ＫＰ２にならなければならない。また、積分要素のＫＩ１，ＫＩ２については、ＫＩ１＝ＫＩ２としたうえで、一般的なＰＩＤ制御器のように偏差θｅ＝０となった際に積分値をリセットする。
【００３９】
そこで、微分要素に注目し、前記（１０）式を通常操舵時の入出力について書き直すと下記（１１）式のようになる。
ｘ＝ＫＰ１・θｅ＋ＫＩ１・∫θｅｄｔ＋（ＫＶＧＲ・ＫＤ１−ＫＤ２）・ｄθｈ／ｄｔ−ＫＤ２・ｄθｍ／ｄｔ  ・・・（１１）
また、ハンドル自由回転時の入出力について書き直すと下記（１２）式のようになる。
【００４０】
ｘ＝ＫＰ１・θｅ＋ＫＩ１・∫θｅｄｔ＋（ＫＶＧＲ・ＫＤ１−ＫＤ２）・ｄθｐ／ｄｔ−ＫＶＧＲ・ＫＤ１・ｄθｍ／ｄｔ  ・・・（１２）
この（１１）式及び（１２）式では、微分要素ｄ／ｄｔに関する項が異なっている。ここで、微分要素の微分ゲインＫＤ１，ＫＤ２については、ＫＤ１をＫＤ２よりも大きくする。
なお、比例要素や積分要素がそれぞれ同じであることから、図１１の構成を簡略化して、図１２のように構成することもできる。
【００４１】
（動作）
次に動作を説明する。
ハンドルが操舵されると、可変舵角比演算ユニット４では、車速などの車両状態に基づいて、可変舵角目標角度θｔを算出して、その可変舵角目標角度θｔに基づいて、舵角アシストモータ４０を回転制御（モータ入力角度θｍを制御）して、所望の出力角度であるピニオン角度θｐとなるようにする。これにより、ハンドル操舵に対する前輪舵角の操舵特性が、車速などの車両状態に応じて異なるものになる。
【００４２】
（作用）
次に作用を説明する。
ハンドルが操舵されると、その安定性については、前記（５）式から、第２モータ制御器Ｃｐ（ｓ）・ＰＶＧＲ（ｓ）、すなわち、第２モータ制御器Ｃｐ（ｓ）に依存したものになり、さらに、前記（７）式により、ピニオン角度θｐが可変舵角目標角度θｔに精度良く追従するようになる。
そして、運転者がハンドルを離した、ハンドル自由回転時には、その安定性については、前記（６）式から、第１モータ制御器Ｃｈ（ｓ）・Ｐ’ＶＧＲ（ｓ）、すなわち、第１モータ制御器Ｃｈ（ｓ）に依存したものになり、前記（８）式により、ピニオン角度θｐに対してハンドル角度θｈが制御されるようになる。このように、第２モータ制御器Ｃｐ（ｓ）を備えることで、運転者によるハンドルへの操舵入力がない場合に舵角アシストモータ４０を回転制御する制御系を、個別に構築することができ、舵角アシストモータ４０を回転制御して、運転者が離した状態のハンドルが振動してしまうのを抑制できる。
【００４３】
そして、第１モータ制御器Ｃｈ（ｓ）による制御特性と第２モータ制御器Ｃｐ（ｓ）による制御特性とを異ならせることで、通常操舵時とハンドル自由回転時とで異なる応答特性を実現できる。
また、第１モータ制御器Ｃｈ（ｓ）と第２モータ制御器Ｃｐ（ｓ）とは、伝達関数で表した場合において、最大次数が同一にされることで、通常操舵時とハンドル自由回転時とで要求されるそれぞれの特性を満たすことができる。
【００４４】
また、車両挙動の応答性における最大入力周波数に基づいて、第１及び第２モータ制御器Ｃｈ（ｓ），Ｃｐ（ｓ）の応答性における最大入力周波数を設定している。このように、車両運動特性（車両挙動）に基づいて、第１及び第２モータ制御器Ｃｈ（ｓ），Ｃｐ（ｓ）を設定することで、ハンドル操舵による車両運動制御特性を考慮した可変舵角制御装置を提供できる。
また、ハンドル自由回転時の伝達関数において、Ｐ’ＶＧＲ（ｓ）を、ハンドルから可変舵角操舵装置を含むものとし、ハンドルから前輪までの運動特性（又は機械特性）に基づいて設定し、ハンドル自由回転時の制御系の安定性が向上するように第１モータ制御器Ｃｈ（ｓ）を設定しているので、ハンドル自由回転時のハンドルの周方向の振動を効果的に抑制できる。
【００４５】
また、通常操舵時の伝達関数において、Ｐ’ＶＧＲ（ｓ）を、可変舵角装置及び前輪までの運動特性（又は機械特性）に基づいて設定し、通常操舵時の制御系の安定性が向上するように第２モータ制御器Ｃｐ（ｓ）を設定しているので、通常操舵時の安定性を効果的に向上させることができる。
また、ハンドル自由回転時においてピニオン角度θｐ（出力角度θｏｕｔ）に対してハンドルが動作する場合の動作安定性を保証（補償）する範囲内で、通常操舵時のピニオン角度θｐ（出力角度θｏｕｔ）の制御の応答性を良くすることを目標として、第２モータ制御器Ｃｐ（ｓ）を設定している。これにより、通常操舵時のピニオン角度θｐ（出力角度θｏｕｔ）の応答性を損なうことなく、ハンドル自由回転時のハンドルの周方向の振動を同時に抑制できる。
【００４６】
また、第１及び第２モータ制御器Ｃｈ（ｓ），Ｃｐ（ｓ）をＰＩＤ制御器として構成し、第１モータ制御器Ｃｈ（ｓ）と第２モータ制御器Ｃｐ（ｓ）とで、ＰＩＤ制御器を構成する微分要素（微分要素の微分ゲインＫＤ１，ＫＤ２）を異ならせている。これにより、第１及び第２モータ制御器Ｃｈ（ｓ），Ｃｐ（ｓ）をＰＩＤ制御器として簡単に構成でき、かつ通常操舵時とハンドル自由回転時とでハンドルの回転速度に対する応答特性を変化させることができる。
【００４７】
また、微分要素の微分ゲインＫＤ１，ＫＤ２については、ＫＤ１をＫＤ２よりも大きくしている。ここで、前記（１１）式及び（１２）式において、制御出力ｘをモータトルク指令とした場合、前記（１１）式及び（１２）式の右辺の第４項はモータ回転に対する見た目の粘性として働く。これらから、ＫＤ１をＫＤ２よりも大きくすることで、通常操舵時とハンドル自由回転時の機械側の粘性の違いを補い、ハンドル自由回転時にも制御の収束性を高めて、ハンドルの振動をより効果的に抑制できる。
【００４８】
また、遊星歯車機構２０の固有のゲインである可変舵角比ＫＶＧＲに対して第１及び第２モータ制御器Ｃｈ（ｓ），Ｃｐ（ｓ）の設定を可変となるように設計しているので、可変舵角のゲインに関係なく常に良い応答特性を示すシステムを実現できる。
また、図１２に示すように構成を簡略化することで、制御ロジックを単純化して、実際の制御装置の計算速度を向上させることができる。
【００４９】
また、通常操舵時の前記（１１）式に注目すると、ＫＤ１をＫＤ２よりも大きくしたとき、
ＫＶＧＲ・ＫＤ１−ＫＤ２＞（ＫＶＧＲ−１）ＫＤ１＞（ＫＶＧＲ−１）ＫＤ２
になっている。これにより、通常操舵時においては、右辺の第４項が操向輪の粘性を補償する項として働くようになる。
なお、通常操舵時に発散してしまうことがないように、ＫＤ２を大きくするのを制限することもできる。
ここで、制御器としてＰＩＤ制御器を用いた場合の効果をシミュレーションにより確認した。
【００５０】
図１３は、通常操舵時の特性を示すもので、ハンドルからの入力角度に対する操舵輪の角度（ピニオン角度）の応答性（ピニオン角度の経時変化）、すなわち、運転者がハンドルを操作している場合の入出力特性を示す。また、図１４は、ハンドル自由回転時（運転者がハンドルを離した状態）の特性を示すもので、操舵輪の角度（ピニオン角度）に対するハンドル角度（ハンドル角度の経時変化）、すなわち、運転者がハンドルを放している場合において、操舵輪側からの入力に対してハンドルがどう振舞かの入出力特性を示す。
【００５１】
このシミュレーション結果によれば、図１３及び図１４に示すように、本発明を適用したＰＩＤ制御器を備えた場合、通常操舵時及びハンドル自由回転時共に、従来の制御器のものよりも、入力に対する出力が目標角度に近づくようになり、従来の制御器のものよりも、良い制御性が得られる。
また、通常操舵時では、ハンドル回転速度に比例した制御量を付加していることで粘性補償と同様の効果があり、また、ハンドル自由回転時では、みた目の粘性として作用して、収束性を良くする効果が得られた。すなわち、ハンドル自由回転時に着目した図１４では、目標角度が一定になっており、これは、操舵輪からの入力をハンドルに伝えないようにすることを意味しており、この場合において、従来では、目標角度に対してハンドル角度が大きく振動している結果になるのに対して、本発明では、目標角度に対するハンドル角度の振動が抑制される結果になっている。
【００５２】
また、図１５（ａ）は、１つの制御器でモータ（舵角アシストモータ）を制御するように構築した従来の制御系における通常操舵時の動作（上図）とハンドル自由回転時の動作（下図）を示し、  図１５（ｂ）は、本発明を適用して２つの制御器により舵角アシストモータ４０を制御するように構築した制御系における通常操舵時の動作（通常操舵時の制御系による動作）とハンドル自由回転時の動作（ハンドル自由回転時の制御系による動作）を示す。
【００５３】
図１５（ａ）に示すように、従来の制御系では、ハンドル自由回転時に、操舵輪５ＦＬ，５ＦＲに入力（振動）があると、それに応じてハンドル２も振動する。
これに対して、図１５（ｂ）に示すように、本発明の場合、２つの制御器を備えることで、通常操舵時の制御系とハンドル自由回転時の制御系とが構築される。これにより、通常操舵時には、従来の制御系と同様に、ハンドル２からの入力を操舵輪５ＦＬ，５ＦＲに伝達することができ、その一方で、ハンドル自由回転時には、操舵輪５ＦＬ，５ＦＲに入力（振動）があっても、その入力がハンドル２に伝達されるのを抑制できる。
【００５４】
なお、前記実施形態の説明において、遊星歯車機構２０は、操舵入力部にステアリングホイールが接続され、かつモータ入力部に舵角アシストモータが接続され、操舵出力部に操舵輪が接続され、前記ステアリングホイールからの操舵入力と前記舵角アシストモータからの補助操舵入力とを加算した操舵出力を前記操舵出力部に出力する舵角比可変機構を実現しており、可変舵角比演算ユニット４は、前記舵角アシストモータを駆動制御することで前記操舵出力を制御する可変舵角制御手段を実現しており、第１モータ制御器Ｃｈ（ｓ）は、前記ステアリングホイールからの操舵入力に基づいて、前記舵角アシストモータを駆動制御する第１モータ制御器を実現しており、第２モータ制御器Ｃｐ（ｓ）は、前記操舵出力に基づいて、前記舵角アシストモータを駆動制御する第２モータ制御器を実現しており、これにより、前記第１モータ制御器と前記第２モータ制御器とで、前記舵角アシストモータを駆動制御して、前記出力角度を制御することを実現している。
また、入力軸２１（又はキャリア２５）は操舵入力部を実現しており、出力軸３２（又はキャリア３５）は操舵出力部を実現しており、ウォームホイール３８はモータ入力部を実現している。
【００５５】
（効果）
（１）操舵入力部にステアリングホイールが接続され、かつモータ入力部に舵角アシストモータが接続され、操舵出力部に操舵輪が接続され、前記ステアリングホイールからの操舵入力と前記舵角アシストモータからの補助操舵入力とを加算した操舵出力を前記操舵出力部に出力する舵角比可変機構と、前記舵角アシストモータを駆動制御することで前記操舵出力を制御する可変舵角制御手段と、前記ステアリングホイールからの操舵入力に基づいて、前記舵角アシストモータを駆動制御する第１モータ制御器と、前記操舵出力に基づいて、前記舵角アシストモータを駆動制御する第２モータ制御器と、を備え、前記第１モータ制御器と前記第２モータ制御器とで、前記舵角アシストモータを駆動制御して、前記操舵出力を制御する。このように、ステアリングホイールからの操舵入力に基づいて舵角アシストモータを駆動制御する第１モータ制御器と、操舵出力に基づいて舵角アシストモータを駆動制御する第２モータ制御器とを個別に備えることで、ステアリングホイールへの運転者による操舵入力がない場合において、操舵輪への入力があった場合に、運転者がステアリングホイールから手を離した場合のステアリングホイールの振動を適切に抑制できる。
【００５６】
（２）前記第１モータ制御器と第２モータ制御器とは、前記舵角アシストモータの制御特性が異なる。これにより、ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がある場合と、ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がない場合とで、異なる応答性にすることができる。
（３）前記第１モータ制御器と第２モータ制御器とは、伝達関数で表した場合において、最大次数が同一である。これにより、ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がある場合とステアリングホイールへの運転者の操舵入力がない場合とで要求されるそれぞれの特性を満たすことができる。
【００５７】
（４）車両挙動の応答性における最大入力周波数に基づいて、前記第１及び第２モータ制御器の応答性における最大入力周波数を設定する。これにより、前記第１及び第２モータ制御器の応答性を車両挙動特性に対応させることができる。
（５）前記ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がない場合に操舵力伝達系に影響を与える特性と、前記第１モータ制御器による前記舵角アシストモータの制御特性とが、前記ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がない場合における前記操舵出力の制御系の安定性に影響しており、前記第１モータ制御器の制御特性を当該安定性を高くする設定にする。これにより、ステアリングホイールの振動を効果的に抑制できる。
【００５８】
（６）前記ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がある場合に操舵力伝達系に影響を与える特性と、前記第２モータ制御器による前記舵角アシストモータの制御特性とが、前記ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がある場合における前記操舵出力の制御系の安定性に影響しており、前記第２モータ制御器の制御特性を当該安定性を高くする設定にする。これにより、ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がある場合の前記操舵出力の制御系の安定性を向上させることができる。
【００５９】
（７）前記第２モータ制御器による前記舵角アシストモータの制御特性が、前記ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がある場合における前記操舵出力の制御の応答性と、前記ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がない場合における前記操舵出力に対してステアリングホイールが動作する場合の動作安定性とに影響しており、前記第２モータ制御器の制御特性を、一定の前記動作安定性を満たす範囲で、前記応答性を高くする設定にする。これにより、前記動作安定性を損なうことなく、ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がない場合のステアリングホイールの振動を同時に抑制できる。
【００６０】
（８）前記第１及び第２モータ制御器はＰＩＤ制御器であり、前記第１モータ制御器と第２モータ制御器とは、ＰＩＤ制御器を構成する微分要素が異なっている。これにより、第１及び第２モータ制御器をＰＩＤ制御器として簡単に構成できる。
（９）前記微分要素の微分ゲインを異ならせており、前記第１モータ制御器の微分ゲインが、第２モータ制御器の微分ゲインよりも大きい。これにより、ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がある場合とステアリングホイールへの運転者の操舵入力がない場合の機械側の粘性の違いを補い、ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がない場合にも制御の収束性を高めて、ステアリングホイールの振動を抑制できる。
（１０）前記ステアリングホイールからの操舵入力に対して持つ舵角比可変機構の固有のゲインに基づいて、前記第１及び第２モータ制御器の制御特性を設定する。これにより、舵角比可変機構の固有のゲインに関係なく常に良い応答特性を示すシステムを実現できる。
【００６１】
（１１）操舵入力部にステアリングホイールが接続され、かつモータ入力部に舵角アシストモータが接続され、操舵出力部に操舵輪が接続され、前記ステアリングホイールからの操舵入力と前記舵角アシストモータからの補助操舵入力とを加算した操舵出力を前記操舵出力部に出力する舵角比可変機構と、前記舵角アシストモータを駆動制御することで前記操舵出力を制御する可変舵角制御手段と、を備え、前記ステアリングホイールからの操舵入力に基づいて、前記舵角アシストモータを駆動制御することと、前記操舵出力に基づいて、前記舵角アシストモータを駆動制御することとを別々のモータ制御器で行うことで、前記ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がある場合と、前記ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がない場合とで、前記舵角アシストモータの制御特性を異ならせる。これにより、ステアリングホイールへの運転者による操舵入力がない場合において、操舵輪への入力があった場合に、運転者がステアリングホイールから手を離した場合のステアリングホイールの振動を適切に抑制可能な可変舵角操舵装置とできる。
【００６２】
（１２）サスペンション機構を介して車体と連結された操舵輪と、運転席前部位置に設置され、前記操舵輪を操舵するステアリングホイールと、前記ステアリングホイールからの操舵入力に対する補助操舵入力を行う舵角アシストモータと、操舵入力部に前記ステアリングホイールが接続され、かつモータ入力部に前記舵角アシストモータが接続され、操舵出力部に前記操舵輪が接続され、前記ステアリングホイールからの操舵入力と前記舵角アシストモータからの補助操舵入力とを加算した操舵出力を前記操舵出力部に出力する舵角比可変機構と、前記舵角アシストモータを駆動制御することで前記操舵出力を制御する可変舵角制御手段と、前記ステアリングホイールからの操舵入力に基づいて、前記舵角アシストモータを駆動制御する第１モータ制御器と、前記操舵出力に基づいて、前記舵角アシストモータを駆動制御する第２モータ制御器と、を備え、前記第１モータ制御器と前記第２モータ制御器とで、前記舵角アシストモータを駆動制御して、前記操舵出力を制御する。このように、ステアリングホイールからの操舵入力に基づいて舵角アシストモータを駆動制御する第１モータ制御器と、操舵出力に基づいて舵角アシストモータを駆動制御する第２モータ制御器とを個別に備えることで、ステアリングホイールへの運転者による操舵入力がない場合において、操舵輪への入力があった場合に、運転者がステアリングホイールから手を離した場合のステアリングホイールの振動を適切に抑制可能な自動車とできる。
【００６３】
（１３）操舵入力部にステアリングホイールが接続され、かつモータ入力部に舵角アシストモータが接続され、操舵出力部に操舵輪が接続され、前記ステアリングホイールからの操舵入力と前記舵角アシストモータからの補助操舵入力とを加算した操舵出力を前記操舵出力部に出力する舵角比可変機構の、前記舵角アシストモータを駆動制御することで前記操舵出力を制御する可変舵角操舵方法において、前記ステアリングホイールからの操舵入力に基づいて、前記舵角アシストモータを駆動制御することと、前記操舵出力に基づいて、前記舵角アシストモータを駆動制御することとを別々のモータ制御器で行うことで、前記ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がある場合と、前記ステアリングホイールへの運転者の操舵入力がない場合とで、前記舵角アシストモータの制御特性を異ならせる。これにより、ステアリングホイールへの運転者による操舵入力がない場合において、操舵輪への入力があった場合に、運転者がステアリングホイールから手を離した場合のステアリングホイールの振動を適切に抑制可能な可変舵角操舵方法とできる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態の車両の構成を示す図である。
【図２】前記車両が搭載する遊星歯車機構の構成を示す図である。
【図３】前記遊星歯車機構の動作の説明に使用した図である。
【図４】前記遊星歯車機構の具体的構成を示す断面図である。
【図５】従来の可変舵角操舵装置の伝達系を示すブロック線図である。
【図６】図５の伝達系を簡単に書き直した図である。
【図７】従来の可変舵角操舵装置における、ハンドル自由回転時の伝達系を示すブロック線図である。
【図８】従来の可変舵角操舵装置における、ハンドル自由回転時の伝達系を示す他のブロック線図である。
【図９】本発明の実施形態の可変舵角操舵装置の伝達系を示すブロック線図である。
【図１０】従来の可変舵角操舵装置のモータ制御器をＰＩＤ制御器として場合のブロック線図である。
【図１１】本発明の実施形態における可変舵角操舵装置のモータ制御器をＰＩＤ制御器とした場合のブロック線図である。
【図１２】本発明の実施形態における可変舵角操舵装置のモータ制御器を簡略化したＰＩＤ制御器として構成した場合のブロック線図である。
【図１３】実施例の結果であり、通常操舵時の特性を示す特性図である。
【図１４】実施例の結果であり、ハンドル自由回転時の特性を示す特性図である。
【図１５】１つの制御器により構築される従来の制御系と、２つの制御器により構築される本発明を適用した制御系との特性の比較に使用した図である。
【符号の説明】
【００６５】
２  ハンドル、４  可変舵角比演算ユニット、２０  遊星歯車機構、２１  入力軸、３２  出力軸、３８  ウォームホイール、４０  舵角アシストモータ、Ｃｈ（ｓ），Ｃｐ（ｓ）  モータ制御器、ＫＶＧＲ  可変舵角比、ＰＶＧＲ，Ｐ’ＶＧＲ  運動特性、θｈ  ハンドル入力角度、θｏｕｔ  出力角度、θｐ  ピニオン入力角度、θｔ  可変舵角目標角度
【図１】
2007261473.tif 000003
【図２】
2007261473.tif 000004
【図３】
2007261473.tif 000005
【図４】
2007261473.tif 000006
【図５】
2007261473.tif 000007
【図６】
2007261473.tif 000008
【図７】
2007261473.tif 000009
【図８】
2007261473.tif 000010
【図９】
2007261473.tif 000011
【図１０】
2007261473.tif 000012
【図１１】
2007261473.tif 000013
【図１２】
2007261473.tif 000014
【図１３】
2007261473.tif 000015
【図１４】
2007261473.tif 000016
【図１５】
2007261473.tif 000017