JP4289465B2 - 車両用操舵装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両に装着されているハンドルのハンドル角と、電気的に制御される副操舵角重畳機構による副操舵角とを機械的に加算した値に応じて、車両の操向車輪を転舵する操舵機構を有する車両用操舵装置に関し、特に、運転者のハンドル操舵を補正するための操舵（介入操舵）を行うとともに、運転者によるハンドル角と操向車輪の転舵角との間の伝達特性を変化させる装置に関する。

従来より、ハンドルと操向車輪との間に副操舵角重畳機構および操舵機構を介在させ、運転者によるハンドル操舵に、副操舵角重畳機構内の電動モータによる副操舵を重畳して、操向車輪を転舵させる車両用操舵装置が知られている。副操舵角重畳機構としては、遊星歯車機構または差動歯車機構等が用いられている。
この車両用操舵装置は、ハンドルのハンドル角に対する操向車輪の転舵角への伝達特性を、車両の走行状態に応じて変化させている。

例えば、特許文献１に記載された従来の車両用操舵制御装置は、操舵ハンドルの操舵角（ハンドル角）と転舵輪（操向車輪）の転舵角との間の伝達比（伝達特性）を変化させる伝達比可変機構を備えた装置であって、操舵ハンドルの操舵角を相対角で検出する操舵角検出手段と、伝達比可変機構を回転駆動する駆動手段と、駆動手段の作動角（副操舵角）を絶対角で検出する作動角検出手段と、走行状態に応じて設定された伝達比と操舵角検出手段で検出された操舵角とをもとに、駆動手段の駆動制御を行う制御手段とを備えている。制御手段は、作動角検出手段の検出結果と伝達比可変機構に設定された伝達比とをもとに、操舵ハンドルの絶対操舵角を推定する推定手段を備えている（例えば、特許文献１参照）。

また、特許文献２に記載された従来の車両用操舵制御装置は、操舵ハンドルの操舵角（ハンドル角）と転舵輪（操向車輪）の転舵角との間の伝達比（伝達特性）を変化させ得る伝達比可変機構を備えた装置であって、伝達可変機構を駆動するアクチュエータと、アクチュエータの動作制御を行う制御手段とを備えている。制御手段は、転舵角の目標値となる転舵角目標値を仮設定する一方、アクチュエータに対する主制御量を設定する制御量設定手段と、操舵ハンドルの中立位置と転舵輪の中立位置とが異なる位相偏差が生じている場合に、この位相偏差を残存させるように、仮設定された転舵角目標値を補正する第１補正量を設定する第１補正手段と、位相偏差を低減させるように、第１補正量を減少させる第２補正量を設定する第２補正手段とを備えている。制御量設定手段は、仮設定された転舵角目標値と第２補正手段で減少させられた第１補正量との偏差に基づいて転舵角の目標値となる転舵角目標値を算出し、算出された転舵角目標値と転舵輪の転舵角との偏差に基づいて、アクチュエータに対する主制御量を設定している（例えば、特許文献２参照）。

上記特許文献１の従来装置では、車速やハンドル操舵速度等を含む車両の走行状態に基づいて、ハンドル角に対する操向車輪の転舵角への伝達特性が設定され、ハンドル角と伝達特性とに基づいて、目標転舵角が算出される。
また、目標転舵角と、副操舵角重畳機構の機械的構成から決定される特性とに基づいて、目標副操舵角が算出される。

ハンドル角または転舵角を検出するセンサとしては、上記特許文献１に示されるように、ロータリーエンコーダ等が用いられている。
ロータリーエンコーダは、「０」、「１」の組合せからなる２相のパルス信号を出力し、これらのパルス信号をカウントすることにより角度を算出している。そのため、起動時の絶対角を検出することができない。
そこで、上記特許文献１の従来装置は、絶対角として検出されてメモリに記憶され、かつ装置の停止中には変化しない副操舵角と、伝達特性とに基づいて、起動時のハンドル角および転舵角の絶対角を推定して、制御を開始している。

ここで、装置の停止中にハンドルが操舵された場合には、副操舵角と伝達特性とから推定されるハンドル角は、実際のハンドル角とは異なる誤った値となる。また、この誤って推定されたハンドル角に基づいて算出される転舵角も誤った値となるので、ハンドルの中立位置と操向車輪の中立位置とが、それぞれ実際の中立位置とは異なる位置に設定される。

このとき、誤って推定されたハンドル角に基づいて副操舵角重畳機構によって重畳される副操舵角が設定され、この副操舵角に応じて副操舵角重畳機構が駆動されるので、伝達特性が非線形特性を含んでいる場合には、操向車輪の転舵角特性に左右差が生じる。
なお、伝達特性が非線形特性を示すとは、操向車輪の中立位置付近におけるハンドル角の変化に対する転舵角の変化の比率と、操向車輪の中立位置から離れた位置におけるハンドル角の変化に対する転舵角の変化の比率とが異なる場合を示している。

したがって、車両の運転者に対して、ハンドルの中立位置がずれていることによる違和感や、車両挙動の左右差による違和感を生じさせることとなり、運転者の操舵感と実際の車両挙動との不一致が発生するという問題点があった。

この問題点を解決するために、上記特許文献１の従来装置は、車両の走行中に左右の操向車輪の車輪速度をそれぞれ検出し、検出された車輪速度に基づいて転舵角を推定している。また、推定された転舵角と検出された転舵角との偏差に基づいて、ハンドル角および転舵角を補正している。

また、上記特許文献２の従来装置は、ハンドルの中立位置と操向車輪の中立位置とが異なる場合、すなわち、ハンドル角および伝達特性に基づいて算出される転舵角目標値と、検出された転舵角とが異なる場合には、転舵角目標値と検出された転舵角との偏差に相当する補正量を用いて、転舵角目標値を補正している。
また、この補正量を「０」に向けて変化させることにより、操向車輪の急激な転舵を抑制するとともに、ハンドルの中立位置と操向車輪の中立位置とを一致させている。

特許第３５１８５９０号公報 特許第３４８９１１２号公報

上記特許文献１に記載の車両用制御装置では、推定された転舵角と検出された転舵角との偏差に基づいて、ハンドル角および転舵角を補正している。
しかしながら、上記の補正が終了するまでの間は、車両挙動の左右差が継続するという問題点があった。
また、上記特許文献２に記載の車両用制御装置では、転舵角目標値と検出された転舵角との偏差に相当する補正量を用いて、転舵角目標値を補正している。
しかしながら、転舵角目標値が補正された場合には、操向車輪が、中立位置から補正量に相当する角度分ずれるので、車両挙動の左右差が発生するという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、例えば装置の停止中にハンドルが操舵されて、ハンドルの中立位置が変化した場合であっても、制御開始時から操向車輪の中立位置を保って車両挙動の左右差を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。

この発明に係る車両用操舵装置は、車両に装着されているハンドルと、電気的に制御される副操舵角重畳機構とにより車両の操向車輪を転舵する操舵機構を有する車両用操舵装置であって、ハンドルの操舵角をハンドル角として検出するハンドル角検出手段と、副操舵角重畳機構により重畳される副操舵角を検出する副操舵角検出手段と、操向車輪の転舵角を絶対角で検出する転舵角検出手段と、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、ハンドル角と転舵角との間の伝達特性を車両の走行状態に応じて設定する伝達特性設定手段と、ハンドル角および伝達特性に基づいて、副操舵角重畳機構により重畳すべき目標副操舵角を算出する目標副操舵角算出手段と、副操舵角が目標副操舵角と一致するように副操舵角重畳機構の駆動を制御する駆動制御手段と、副操舵角重畳機構の制御開始時に、転舵角および伝達特性に基づいて、ハンドル角検出手段により検出されるハンドル角の初期値を起動時ハンドル角として設定するとともに、副操舵角検出手段により検出される副操舵角の初期値を起動時副操舵角として設定する起動時角度設定手段とを備え、ハンドル角検出手段は、起動時ハンドル角に対するハンドルの操舵角をハンドル角検出値として検出するハンドル角検出部と、ハンドル角検出値にハンドル角補正量を加算してハンドル角を出力するハンドル角補正部とを含み、副操舵角検出手段は、副操舵角重畳機構により重畳される角度を副操舵角検出値として絶対角で検出する副操舵角検出部と、副操舵角検出値に副操舵角補正量を加算して副操舵角を出力する副操舵角補正部とを含み、副操舵角補正部は、起動時副操舵角および副操舵角検出値に基づいて副操舵角補正量の初期値を設定し、ハンドル角補正部は、副操舵角重畳機構の制御開始時には、ハンドル角補正量の初期値を零に設定し、制御開始後は、ハンドル角、副操舵角および転舵角が、副操舵角重畳機構の機械的特性を満たすようにハンドル角補正量を設定するものである。

この発明の車両用操舵装置によれば、起動時角度設定手段は、副操舵角重畳機構の制御開始時に、絶対角で検出される操向車輪の転舵角と、車両の走行状態に応じて設定される伝達特性とに基づいて、ハンドル角の初期値を起動時ハンドル角として設定するとともに、副操舵角の初期値を起動時副操舵角として設定する。
そのため、例えば装置の停止中にハンドルが操舵されて、ハンドルの中立位置が変化した場合であっても、制御開始時から操向車輪の中立位置を保って車両挙動の左右差を抑制することができる。

以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当する部材、部位については、同一符号を付して説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る車両用操舵装置を示すブロック構成図である。
図１において、車両用操舵装置は、車両に装着されているハンドル１と、２つの遊星ギア機構２１、２２を含み、電気的に制御される副操舵角重畳機構２と、ハンドル１および副操舵角重畳機構２によって車両の操向車輪５ａ、５ｂを転舵する操舵機構３と、操舵機構３と操向車輪５ａ、５ｂとを連結するナックルアーム４ａ、４ｂと、操向車輪５ａ、５ｂとを備えている。

また、この車両用操舵装置は、ハンドル角検出手段６と、走行状態検出手段７と、伝達特性設定手段８と、目標副操舵角算出手段９と、副操舵角検出手段１０と、駆動制御手段１１と、転舵角検出手段１２と、起動時角度設定手段１３とをさらに備えている。
ハンドル角検出手段６は、ハンドル角検出部１４と、ハンドル角補正部１５とを含んでいる。また、副操舵角検出手段１０は、副操舵角検出部１６と、副操舵角補正部１７とを含んでいる。
ここで、伝達特性設定手段８と、目標副操舵角算出手段９と、駆動制御手段１１と、起動時角度設定手段１３と、ハンドル角補正部１５と、副操舵角補正部１７とは、プログラムを格納した記憶部とＣＰＵとを有するマイクロプロセッサ（図示せず）で構成されている。

副操舵角重畳機構２は、ハンドル１に接続された第１の遊星ギア機構２１と、第１の遊星ギア機構２１と操舵機構３との間に設けられた第２の遊星ギア機構２２と、駆動制御手段１１により駆動制御される駆動部２３とから構成されている。
第１の遊星ギア機構２１は、ハンドル１に連結されたサンギア２０１と、シャフト２１０の一端に接続されたキャリア２０３に回転可能に支持されたプラネタリギア２０２ａ、２０２ｂと、シャフト２１０の周りを回転可能に支持されるとともに、ウォームホイール２０５が設けられたリングギア２０４とを有している。

第２の遊星ギア機構２２は、操舵機構３に連結されたサンギア２０６と、シャフト２１０（一端がキャリア２０３に接続されている）の他端に接続されたキャリア２０８に回転可能に支持されたプラネタリギア２０７ａ、２０７ｂと、副操舵角重畳機構２のケース（図示せず）に固定されたリングギア２０９とを有している。
駆動部２３は、リングギア２０４を回転させるためのウォームホイール２０５に噛合するウォームギア２１１と、ウォームギア２１１を回転させる電動モータ２１２とを有している。

操舵機構３は、ラックアンドピニオン方式であり、サンギア２０６に連結されたピニオンギア３０１と、ピニオンギア３０１に噛合したラックギア３０２とにより構成されている。ピニオンギア３０１の回転は、ラックギア３０２の直動に変換され、ラックギア３０２の直動は、ナックルアーム４ａ、４ｂを介して、操向車輪５ａ、５ｂの転舵角θ_Ｐに変換される。

ハンドル角検出手段６は、ハンドル１の操舵角をハンドル角θ_Ｈとして検出する。走行状態検出手段７は、車両の走行状態（例えば、車速やハンドル操舵速度）を検出する。
伝達特性設定手段８は、ハンドル角θ_Ｈと操向車輪５ａ、５ｂの転舵角θ_Ｐとの間の伝達特性ｆ（θ_Ｈ）を車両の走行状態に応じて設定する。本実施の形態による伝達特性設定手段８は、車速に応じて選択される複数の非線形特性を含む伝達特性をマップとして記憶している。

目標副操舵角算出手段９は、ハンドル角検出手段６で検出されたハンドル角θ_Ｈと、伝達特性設定手段８で設定された伝達特性ｆ（θ_Ｈ）とに基づいて、副操舵角重畳機構２により重畳すべき目標副操舵角θ_ＳＲＥＦを算出する。
副操舵角検出手段１０は、副操舵角重畳機構２により重畳される副操舵角θ_Ｓを検出する。

駆動制御手段１１は、副操舵角θ_Ｓが目標副操舵角θ_ＳＲＥＦと一致するように副操舵角重畳機構２内の電動モータ２１２の駆動を制御する。
転舵角検出手段１２は、操向車輪５ａ、５ｂの転舵角θ_Ｐを絶対角で検出する。このとき、ピニオンギア３０１の回転角は、操向車輪５ａ、５ｂの転舵角θ_Ｐと一対一に対応するので、本実施の形態による転舵角検出手段１２は、ピニオンギア３０１の回転角を絶対角で検出し、この回転角を操向車輪５ａ、５ｂの転舵角θ_Ｐとして検出している。

起動時角度設定手段１３は、この車両用操舵装置の起動時、すなわち副操舵角重畳機構２の制御開始時に、転舵角検出手段１２で検出される起動時の転舵角θ_Ｐ（起動時転舵角θ_Ｐ０）と、伝達特性設定手段８で設定される伝達特性ｆ（θ_Ｈ）とに基づいて、ハンドル角検出手段６により検出されるハンドル角θ_Ｈの初期値を起動時ハンドル角θ_Ｈ０として設定する。また、起動時角度設定手段１３は、起動時ハンドル角θ_Ｈ０と、伝達特性ｆ（θ_Ｈ）とに基づいて、副操舵角検出手段１０により検出される副操舵角θ_Ｓの初期値を起動時副操舵角θ_Ｓ０として設定する。

なお、装置の起動時は、車両が停止しているので、伝達特性設定手段８では、車速「０」に対応した伝達特性が設定される。
起動時角度設定手段１３で設定された起動時ハンドル角θ_Ｈ０は、ハンドル角検出部１４に入力され、起動時副操舵角θ_Ｓ０は、副操舵角補正部１７に入力される。

ハンドル角検出部１４は、起動時ハンドル角θ_Ｈ０に対するハンドル１の操舵角を、ハンドル角検出値θ_ＨＳとして相対角で検出する。ハンドル角補正部１５は、ハンドル角検出部１４で検出されたハンドル角検出値θ_ＨＳにハンドル角補正量Δθ_Ｈを加算して、ハンドル角θ_Ｈを出力する。
ハンドル角補正部１５は、副操舵角重畳機構２の制御開始時には、ハンドル角補正量Δθ_Ｈの初期値（起動時ハンドル角補正量Δθ_Ｈ０）を「０」に設定し、制御開始後は、ハンドル角θ_Ｈ、副操舵角θ_Ｓおよび転舵角θ_Ｐが、副操舵角重畳機構２の機械的特性を満たすようにハンドル角補正量Δθ_Ｈを設定する。

副操舵角検出部１６は、ウォームギア２１１の回転角θ_Ｍを絶対角で検出し、この回転角θ_Ｍをウォームギア２１１からピニオンギア３０１への速度比Ｇ_Ｓで除算して、副操舵角検出値θ_ＳＲを検出する。副操舵角補正部１７は、副操舵角検出部１６で検出された副操舵角検出値θ_ＳＲに副操舵角補正量Δθ_Ｓを加算して、副操舵角θ_Ｓを出力する。
副操舵角補正部１７は、起動時副操舵角θ_Ｓ０および副操舵角検出値θ_ＳＲに基づいて副操舵角補正量Δθ_Ｓの初期値（起動時副操舵角補正量Δθ_Ｓ０）を設定するとともに、副操舵角補正量Δθ_Ｓを「０」に向けて漸増あるいは漸減する。

以下、図１とともに、図２〜図８を参照しながら、この発明の実施の形態１による車両用操舵装置の動作について説明する。
まず始めに、副操舵角重畳機構２において、ウォームギア２１１を固定した状態で、ハンドル１を回転させた場合について説明する。

ウォームギア２１１を回転させない場合、第１の遊星ギア機構２１のリングギア２０４は、固定されることになる。この状態で、運転者がハンドル１を操舵すると、操舵時の回転のトルクは、第１の遊星ギア機構２１のサンギア２０１に伝達される。
サンギア２０１の回転は、プラネタリギア２０２ａ、２０２ｂに伝達されるが、このとき、リングギア２０４が固定されているので、サンギア２０１の回転は、プラネタリギア２０２ａ、２０２ｂを支持しているキャリア２０３の公転運動に変換される。

したがって、第２の遊星ギア機構２２に回転を伝達するシャフト２１０を回転させるので、第１の遊星ギア機構２１は、減速機として動作することになる。
続いて、シャフト２１０の回転は、第２遊星ギア機構２２のキャリア２０８に伝達される。キャリア２０８が回転することにより、プラネタリギア２０７ａ、２０７ｂは、サンギア２０６の周囲を公転する。

ここで、第２の遊星ギア機構２２においては、リングギア２０９が固定されているので、プラネタリギア２０７ａ、２０７ｂの公転は、サンギア２０６の回転となり、操舵機構３内のピニオンギア３０１を回転させることになる。
このとき、第２の遊星ギア機構２２は、シャフト２１０から見て、増速機として動作することになり、ハンドル１の回転は、操舵機構３内のピニオンギア３０１に機械的に伝達されることになる。

なお、このときの伝達比は、第１の遊星ギア機構２１の減速比と第２の遊星ギア機構２２の減速比（増速比の逆数）とを掛け合わせた値となり、双方の遊星ギア機構の構成が同じであれば、全体としての伝達比は「１」となる。
すなわち、図１に示した副操舵角重畳機構２の構成において、ウォームギア２１１の回転を停止させれば、ハンドル角θ_Ｈと転舵角θ_Ｐとが、一対一に対応した通常の操舵系となることが分かる。

次に、副操舵角重畳機構２において、ハンドル１を固定した状態で、電動モータ２１２を駆動してウォームギア２１１を回転させた場合について説明する。
ウォームギア２１１が回転すると、ウォームホイール２０５を介して、リングギア２０４が回転する。

このとき、リングギア２０４の回転は、プラネタリギア２０２ａ、２０２ｂに伝達されるが、サンギア２０１がハンドル１により固定されているので、リングギア２０４の回転は、プラネタリギア２０２ａ、２０２ｂの公転として伝達され、キャリア２０３を介してシャフト２１０に伝達される。
シャフト２１０が回転すると、上述したように、第２の遊星ギア機構２２を介して操舵機構３が駆動され、操向車輪５ａ、５ｂが転舵される。

次に、副操舵角重畳機構２において、ハンドル１を操舵しながら、電動モータ２１２を駆動してウォームギア２１１を回転させた場合について説明する。
ここで、ハンドル１と副操舵角重畳機構２とによって操向車輪５ａ、５ｂが転舵される。そのため、副操舵角重畳機構２の機械的特性は、ハンドル１のハンドル角θｈと、ウォームギア２１１の回転角θｍと、操向車輪５ａ、５ｂの転舵角θｐと、ウォームギア２１１からピニオンギア３０１への速度比Ｇ_Ｓとに基づいて、次式（１）で表される。

θｐ＝θｈ＋θｍ／Ｇ_Ｓ・・・（１）

また、前述したように、ウォームギア２１１の回転角θｍを、ウォームギア２１１からピニオンギア３０１への速度比Ｇ_Ｓで除算した値が副操舵角θｓなので、式（１）は、次式（２）のように変形することができる。なお、ハンドル角θｈ、回転角θｍ、転舵角θｐ、および副操舵角θｓは、ハンドル１から副操舵角重畳機構２を経由して操舵機構３に至るまでの機構内部における角度を示している。

θｐ＝θｈ＋θｓ・・・（２）

次に、図２および図３を参照しながら、車両の走行状態に応じて、ハンドル角θ_Ｈと操向車輪５ａ、５ｂの転舵角θ_Ｐとの間の伝達特性ｆ（θ_Ｈ）を変化させる可変ギアレシオ機構について説明する。
図２は、図１の車両用操舵装置を用いて可変ギアレシオ機構を構成した際の、ハンドル角θ_Ｈに対する目標転舵角θ_ＰＲＥＦを算出するための伝達特性ｆ（θ_Ｈ）を例示する説明図である。また、図３は、図１の車両用操舵装置を用いて可変ギアレシオ機構を構成した際の、ハンドル角θ_Ｈと目標副操舵角θ_ＳＲＥＦとの関係を例示する説明図である。

図２において、伝達特性ｆ（θ_Ｈ）は、車両の走行状態（本実施の形態では、車速）に応じて伝達特性設定手段８で設定される。また、図３において、ハンドル角θ_Ｈと目標副操舵角θ_ＳＲＥＦとの関係は、図２に示したハンドル角θ_Ｈと目標転舵角θ_ＰＲＥＦとの関係から求められる。

前述したように、ハンドル角補正部１５から出力されたハンドル角θ_Ｈと、車両の走行状態に応じて伝達特性設定手段８で設定された伝達特性ｆ（θ_Ｈ）とは、目標副操舵角算出手段９に入力される。
目標副操舵角算出手段９は、ハンドル角θ_Ｈと伝達特性ｆ（θ_Ｈ）とに基づいて、図２に示す伝達特性にしたがい、目標転舵角θ_ＰＲＥＦを算出する。目標転舵角θ_ＰＲＥＦは、次式（３）で表される。

θ_ＰＲＥＦ＝ｆ（θ_Ｈ）・・・（３）

また、目標副操舵角算出手段９は、ハンドル角θ_Ｈと目標転舵角θ_ＰＲＥＦとに基づいて、目標副操舵角θ_ＳＲＥＦを算出する。
なお、ハンドル角θ_Ｈと、目標転舵角θ_ＰＲＥＦと、目標副操舵角θ_ＳＲＥＦとの間には、上記式（２）から、次式（４）の関係が成立する。

θ_ＰＲＥＦ＝θ_Ｈ＋θ_ＳＲＥＦ・・・（４）

すなわち、目標副操舵角算出手段９で算出される目標副操舵角θ_ＳＲＥＦは、式（４）を変形して、次式（５）で表される。
θ_ＳＲＥＦ＝θ_ＰＲＥＦ−θ_Ｈ・・・（５）

続いて、駆動制御手段１１は、副操舵角検出手段１０で検出された副操舵角θ_Ｓが、目標副操舵角算出手段９で算出された目標副操舵角θ_ＳＲＥＦと一致するように、副操舵角重畳機構２内の電動モータ２１２を駆動する。駆動制御手段１１によって副操舵角重畳機構２の駆動を制御することにより、ハンドル角θ_Ｈと目標転舵角θ_ＰＲＥＦとが、図２に示すように制御される。

ここで、図４および図５を参照しながら、車両用操舵装置の停止中にハンドル１が操舵された場合の動作について説明する。
図４は、図１の車両用操舵装置におけるハンドル角θ_Ｈと転舵角θ_Ｐとの間の伝達特性ｆ（θ_Ｈ）と、副操舵角重畳機構２の機械的特性との関係を例示する説明図である。また、図５は、図１の車両用操舵装置におけるハンドル角θ_Ｈと副操舵角θ_Ｓとの関係を例示する説明図である。なお、図５に示した副操舵角θ_Ｓは、図４に示したハンドル角θ_Ｈおよび転舵角θ_Ｐに基づいて、上記式（２）から求められた値である。

図４および図５において、点Ａは、車両用操舵装置の動作が停止した点を示している。また、この点Ａは、伝達特性設定手段８で設定された伝達特性ｆ（θ_Ｈ）の線上に必ず存在する。
このとき、ハンドル１が操舵されると、車両用操舵装置が停止状態にあるので、ハンドル角θ_Ｈおよび転舵角θ_Ｐは、伝達特性ｆ（θ_Ｈ）ではなく、副操舵角重畳機構２の機械的特性にしたがって変化する。すなわち、図４に示すように、転舵角θ_Ｐは、伝達特性ｆ（θ_Ｈ）の線上から逸脱して、副操舵角重畳機構２の機械的特性を示す線上の点Ｂに移動する。
一方、副操舵角θ_Ｓは、車両用操舵装置が停止状態にあるので変化せず、図５の点Ａから移動しない。

続いて、車両用操舵装置が起動されると、転舵角検出手段１２は、図４の点Ｂにおける起動時転舵角θ_Ｐ０を絶対角で検出する。
起動時転舵角θ_Ｐ０が検出されると、起動時角度設定手段１３は、起動時転舵角θ_Ｐ０と伝達特性ｆ（θ_Ｈ）の逆特性とに基づいて、起動時ハンドル角θ_Ｈ０を推定する。すなわち、伝達特性ｆ（θ_Ｈ）の逆特性をｆ^−１（θ_Ｐ）と表すと、起動時ハンドル角θ_Ｈ０は、次式（６）で表される。

θ_Ｈ０＝ｆ^−１（θ_Ｐ０）・・・（６）

この起動時ハンドル角θ_Ｈ０は、図４に示すように、伝達特性ｆ（θ_Ｈ）に基づいて算出された値であり、実際の起動時ハンドル角θ_Ｈ０（実起動時ハンドル角θ_ＨＲ０）とは異なる値となる。
また、起動時角度設定手段１３は、図５に示すように、推定された起動時ハンドル角θ_Ｈ０と伝達特性ｆ（θ_Ｈ）とに基づいて、上記式（２）から起動時副操舵角θ_Ｓ０を推定する。すなわち、起動時副操舵角θ_Ｓ０は、次式（７）で表される。

θ_Ｓ０＝ｆ（θ_Ｈ０）−θ_Ｈ０・・・（７）

したがって、図４および図５に示すように、起動時角度設定手段１３は、起動時転舵角θ_Ｐ０と伝達特性ｆ（θ_Ｈ）とに基づいて、ハンドル角θ_Ｈおよび副操舵角θ_Ｓが、伝達特性ｆ（θ_Ｈ）の線上の点Ｃに存在するものとして、起動時ハンドル角θ_Ｈ０および起動時副操舵角θ_Ｓ０を推定する。

ここで、副操舵角検出部１６で検出される副操舵角検出値θ_ＳＲの初期値（起動時副操舵角検出値θ_ＳＲ０）は絶対角であり、起動時副操舵角θ_Ｓ０とは異なる値となる。
副操舵角補正部１７は、前述のように、副操舵角検出値θ_ＳＲに副操舵角補正量Δθ_Ｓを加算して、副操舵角θ_Ｓを出力するものであり、加算される起動時副操舵角補正量Δθ_Ｓ０は、起動時副操舵角θ_Ｓ０と起動時副操舵角検出値θ_ＳＲ０とに基づいて、次式（８）で表される。

Δθ_Ｓ０＝θ_Ｓ０−θ_ＳＲ０・・・（８）

したがって、副操舵角補正部１７から出力される副操舵角θ_Ｓは、次式（９）で表される。

θ_Ｓ＝θ_ＳＲ０＋Δθ_Ｓ０＝θ_Ｓ０・・・（９）

すなわち、副操舵角補正部１７から出力される副操舵角θ_Ｓは、起動時角度設定手段１３で推定された起動時副操舵角θ_Ｓ０と等しくなる。

一方、ハンドル角検出部１４は、相対角を検出するものであり、起動時の絶対角を検出することができない。そこで、本実施の形態によるハンドル角検出部１４は、起動時角度設定手段１３で推定された起動時ハンドル角θ_Ｈ０を基準とし、起動時ハンドル角θ_Ｈ０に対するハンドル１の操舵角をハンドル角検出値θ_ＨＳとして相対角で検出する。

図６は、図１の車両用操舵装置において、起動時ハンドル角θ_Ｈ０と実起動時ハンドル角θ_ＨＲ０との間にずれが生じている場合のハンドル角θ_Ｈと転舵角θ_Ｐとの関係を例示する説明図である。
図６において、ハンドル角検出値θ_ＨＳの０点と、実際のハンドル角（実ハンドル角θ_ＨＲ）の０点とが異なっており、その差は、「θ_ＨＲ０−θ_Ｈ０」となる。
ハンドル角補正部１５は、前述のように、ハンドル角検出値θ_ＨＳにハンドル角補正量Δθ_Ｈを加算して、ハンドル角θ_Ｈを出力する。なお、起動時ハンドル角補正量Δθ_Ｈ０は「０」なので、ハンドル角補正部１５から出力されるハンドル角θ_Ｈは、起動時角度設定手段１３で推定された起動時ハンドル角θ_Ｈ０と等しくなる。

ここで、起動時角度設定手段１３で推定された起動時ハンドル角θ_Ｈ０および起動時副操舵角θ_Ｓ０と、転舵角検出手段１２で検出された起動時転舵角θ_Ｐ０と、副操舵角検出部１６で検出された起動時副操舵角検出値θ_ＳＲ０と、実起動時ハンドル角θ_ＨＲ０との関係について説明する。
起動時ハンドル角θ_Ｈ０および起動時副操舵角θ_Ｓ０と、起動時転舵角θ_Ｐ０との間には、上記式（２）から、次式（１０）の関係が成立する。

θ_Ｈ０＋θ_Ｓ０＝θ_Ｐ０・・・（１０）

一方、起動時副操舵角検出値θ_ＳＲ０と、実起動時ハンドル角θ_ＨＲ０と、起動時転舵角θ_Ｐ０との間には、上記式（２）から、次式（１１）の関係が成立する。

θ_ＨＲ０＋θ_ＳＲ０＝θ_Ｐ０・・・（１１）

したがって、式（１０）および式（１１）から、次式（１２）の関係が成立する。

θ_ＨＲ０−θ_Ｈ０＝θ_Ｓ０−θ_ＳＲ＝Δθ_Ｓ０・・・（１２）

よって、車両用操舵装置が起動して、副操舵角重畳機構２による制御が開始された後において、副操舵角補正部１７から出力される副操舵角θ_Ｓは、上記式（９）において、起動時副操舵角検出値θ_ＳＲ０を、副操舵角検出値θ_ＳＲと置き換えることにより、式（１３）で表される。

θ_Ｓ＝θ_ＳＲ＋Δθ_Ｓ０・・・（１３）

また、制御が開始された後において、実ハンドル角θ_ＨＲは、式（１２）において、実起動時ハンドル角θ_ＨＲ０を実ハンドル角θ_ＨＲと置き換え、起動時ハンドル角θ_Ｈ０をハンドル角検出値θ_ＨＳと置き換えることにより、次式（１４）で表される。

θ_ＨＲ＝θ_ＨＳ＋Δθ_Ｓ０・・・（１４）

したがって、ハンドル角補正部１５から出力されるハンドル角θ_Ｈと、実ハンドル角θ_ＨＲとを一致させるためには、ハンドル角補正量Δθ_Ｈを起動時副操舵角補正量Δθ_Ｓ０に設定すればよい。

次に、車両用操舵装置が起動して、起動時ハンドル角θ_Ｈ０および起動時副操舵角θ_Ｓ０が設定された直後の動作について説明する。
目標副操舵角算出手段９は、前述のように、ハンドル角補正部１５から出力されるハンドル角θ_Ｈと、伝達特性設定手段８で設定された伝達特性ｆ（θ_Ｈ）とに基づいて、副操舵角重畳機構２により重畳すべき目標副操舵角θ_ＳＲＥＦを算出する。

ここで、ハンドル角補正部１５は、起動時ハンドル角θ_Ｈ０を出力するので、図５に示したハンドル角θ_Ｈと副操舵角θ_Ｓとの関係に基づいて、起動時ハンドル角θ_Ｈ０に対する目標副操舵角θ_ＳＲＥＦは、次式（１５）で表される。

θ_ＳＲＥＦ＝θ_Ｓ０・・・（１５）

また、前述のように、副操舵角補正部１７は、起動時副操舵角θ_Ｓ０を出力するので、副操舵角θ_Ｓと目標副操舵角θ_ＳＲＥＦとが一致し、駆動制御手段１１は、副操舵角重畳機構２内の電動モータ２１２を駆動させない。
よって、車両用操舵装置が起動した直後には、ハンドル１が自転することがなく、運転者に違和感を与えることがない。

さらに、この状態で、ハンドル１が中立位置になるように、すなわちハンドル角補正部１５から出力されるハンドル角θ_Ｈが「０」になるように操舵されると、図５に示したハンドル角θ_Ｈと副操舵角θ_Ｓとの関係に基づいて、目標副操舵角θ_ＳＲＥＦは「０」となる。また、駆動制御手段１１は、副操舵角補正部１７から出力される副操舵角θ_Ｓが「０」となるように、副操舵角重畳機構２内の電動モータ２１２を駆動する。
このとき、上記式（１４）において、ハンドル角検出値θ_ＨＳが「０」となり、次式（１６）が得られる。

θ_ＨＲ＝０＋Δθ_Ｓ０・・・（１６）

また、上記式（１３）において、副操舵角θ_Ｓが「０」となり、次式（１７）が得られる。

θ_ＳＲ＝０−Δθ_Ｓ０・・・（１７）

したがって、転舵角θ_Ｐと、実ハンドル角θ_ＨＲと、副操舵角検出値θ_ＳＲとの間には、上記式（２）、式（１６）および式（１７）から、次式（１８）の関係が成立する。

θ_Ｐ＝θ_ＨＲ＋θ_ＳＲ＝０・・・（１８）

式（１８）より、このときの転舵角θ_Ｐは「０」となり、操向車輪５ａ、５ｂは中立位置となる。すなわち、ハンドル角補正部１５から出力されるハンドル角θ_Ｈと操向車輪５ａ、５ｂの転舵角θ_Ｐとの間の伝達特性ｆ（θ_Ｈ）は、図２に示したとおりになる。
一方、実ハンドル角θ_ＨＲとハンドル角補正部１５から出力されるハンドル角θ_Ｈとの間には、上記式（１４）に示したずれが生じているので、実ハンドル角θ_ＨＲに対しては、図６に示したように、中立位置がずれた形で制御が実行される。
しかしながら、転舵角θ_Ｐの中立位置は、式（１８）に示したように正しく制御されるので、相対的なハンドル１の操舵に対する車両挙動に左右差が生じることはない。

次に、ハンドル１の中立位置と操向車輪５ａ、５ｂの中立位置とを一致させる動作について説明する。
ハンドル１および操向車輪５ａ、５ｂの中立位置を互いに一致させるためには、ハンドル角補正部１５から出力されるハンドル角θ_Ｈと実ハンドル角θ_ＨＲとを一致させるとともに、副操舵角補正部１７から出力される副操舵角θ_Ｓと副操舵角検出値θ_ＳＲとを一致させる必要がある。
すなわち、上記式（１４）に示したように、ハンドル角補正部１５で加算されるハンドル角補正量Δθ_Ｈを起動時副操舵角補正量Δθ_Ｓ０に設定し、副操舵角補正部１７で加算される副操舵角補正量Δθ_Ｓを「０」に設定すればよい。

しかしながら、ハンドル角補正量Δθ_Ｈおよび副操舵角補正量Δθ_Ｓを急激に変化させると、副操舵角重畳機構２内の電動モータ２１２が急激に駆動されるので、例えばハンドル１が自転したり、運転者がハンドル１を保舵している場合には、操向車輪５ａ、５ｂが急激に転舵したりして、運転者に違和感を生じさせることとなる。この違和感を抑制するためには、ハンドル角補正量Δθ_Ｈおよび副操舵角補正量Δθ_Ｓを互いに同期させながら変化させればよい。
以下、ハンドル角補正量Δθ_Ｈおよび副操舵角補正量Δθ_Ｓを互いに同期させながら変化させる動作について説明する。

まず、ハンドル角検出部１４から出力されるハンドル角検出値θ_ＨＳは、上記式（１４）を変形して、次式（１９）で表される。

θ_ＨＳ＝θ_ＨＲ−Δθ_Ｓ０・・・（１９）

続いて、ハンドル角補正部１５から出力されるハンドル角θ_Ｈは、式（１９）で検出されたハンドル角検出値θ_ＨＳにハンドル角補正量Δθ_Ｈが加算されて、次式（２０）で表される。

θ_Ｈ＝θ_ＨＳ＋Δθ_Ｈ＝θ_ＨＲ−Δθ_Ｓ０＋Δθ_Ｈ・・・（２０）

一方、副操舵角補正部１７から出力される副操舵角θ_Ｓは、副操舵角検出部１６で検出された副操舵角検出値θ_ＳＲに副操舵角補正量Δθ_Ｓが加算されて、次式（２１）で表される。

θ_Ｓ＝θ_ＳＲ＋Δθ_Ｓ・・・（２１）

ここで、操向車輪５ａ、５ｂの中立位置を正確に制御するためには、ハンドル角θ_Ｈおよび副操舵角θ_Ｓがそれぞれ「０」である場合に、転舵角θ_Ｐが「０」となる必要がある。
そこで、式（２０）のハンドル角θ_Ｈに「０」を代入することにより、次式（２２）が得られる。

θ_ＨＲ＝Δθ_Ｓ０−Δθ_Ｈ・・・（２２）

また、式（２１）の副操舵角θ_Ｓに「０」を代入することにより、次式（２３）が得られる。

θ_ＳＲ＝−Δθ_Ｓ・・・（２３）

さらに、上記式（１８）に式（２２）および式（２３）を代入することにより、次式（２４）が得られる。

（Δθ_Ｓ０−Δθ_Ｈ）＋（−Δθ_Ｓ）＝θ_Ｐ＝０
∴Δθ_Ｈ＝Δθ_Ｓ０−Δθ_Ｓ ・・・（２４）

したがって、ハンドル角補正部１５で加算されるハンドル角補正量Δθ_Ｈと、副操舵角補正部１７で加算される副操舵角補正量Δθ_Ｓとを、式（２４）に示した関係を保って変化させることにより、補正量によらず、操向車輪５ａ、５ｂの中立位置を正しく制御することができる。
そのため、補正量を変化させている途中であっても、相対的なハンドル１の操舵に対する車両挙動に左右差が生じない。

ここで、上記式（２０）および上記式（２１）を用いて、ハンドル角補正部１５から出力されるハンドル角θ_Ｈと、副操舵角補正部１７から出力される副操舵角θ_Ｓとを加算すると、次式（２５）が得られる。

θ_Ｈ＋θ_Ｓ＝（θ_ＨＲ−Δθ_Ｓ０＋Δθ_Ｈ）＋（θ_ＳＲ＋Δθ_Ｓ）・・・（２５）

また、上記式（２４）を用いて式（２５）を整理すると、次式（２６）が得られる。

θ_Ｈ＋θ_Ｓ＝θ_ＨＲ＋θ_ＳＲ＝θ_Ｐ・・・（２６）

式（２６）より、ハンドル角補正部１５から出力されるハンドル角θ_Ｈと、副操舵角補正部１７から出力される副操舵角θ_Ｓと、転舵角θ_Ｐとは、上記式（２）に示した副操舵角重畳機構２の機械的特性を満足していることが分かる。

図７は、図１の車両用操舵装置におけるハンドル角補正量Δθ_Ｈおよび副操舵角補正量Δθ_Ｓの時間変化を示すタイミングチャートである。
図７において、時刻ｔ１でハンドル角補正量Δθ_Ｈおよび副操舵角補正量Δθ_Ｓの変化が開始される。副操舵角補正量Δθ_Ｓは、起動時副操舵角補正量Δθ_Ｓ０から「０」に向けて漸増され、ハンドル角補正量Δθ_Ｈは、上記式（２４）に示した関係を保って変化される。ハンドル角補正量Δθ_Ｈおよび副操舵角補正量Δθ_Ｓの変化は、時刻ｔ２で終了される。
また、図７においては、運転者に違和感を与えないように、ハンドル角補正量Δθ_Ｈおよび副操舵角補正量Δθ_Ｓの変化の割合が設定される。

時刻ｔ２において、ハンドル角補正量Δθ_Ｈは、「Δθ_Ｈ＝Δθ_Ｓ０」となり、副操舵角補正量Δθ_Ｓは、「０」となっている。
このとき、ハンドル角補正部１５から出力されるハンドル角θ_Ｈは、上記式（２０）に「Δθ_Ｈ＝Δθ_Ｓ０」を代入して、次式（２７）で表される。

θ_Ｈ＝θ_ＨＲ・・・（２７）

また、副操舵角補正部１７から出力される副操舵角θ_Ｓは、上記式（２１）に「Δθ_Ｓ＝０」を代入して、次式（２８）で表される。

θ_Ｓ＝θ_ＳＲ・・・（２８）

すなわち、式（２７）から、ハンドル角θ_Ｈが実ハンドル角θ_ＨＲと一致し、副操舵角θ_Ｓが副操舵角検出値θ_ＳＲと一致している。よって、ハンドル１の中立位置と、操向車輪５ａ、５ｂの中立位置とが互いに一致する。

図８は、図１の車両用操舵装置において、ハンドル角補正量Δθ_Ｈおよび副操舵角補正量Δθ_Ｓを変化させた場合の、実ハンドル角θ_ＨＲに対する転舵角θ_Ｐへの伝達特性ｆ（θ_Ｈ）の変化を例示する説明図である。
図８において、ハンドル角補正量Δθ_Ｈおよび副操舵角補正量Δθ_Ｓの変化が開始された時刻ｔ１では、ハンドル１の中立位置と、操向車輪５ａ、５ｂの中立位置とが互いに異なっている。しかしながら、ハンドル角補正量Δθ_Ｈおよび副操舵角補正量Δθ_Ｓの変化が終了された時刻ｔ２では、ハンドル１の中立位置と、操向車輪５ａ、５ｂの中立位置とが互いに一致している。

また、図８より、ハンドル角補正量Δθ_Ｈおよび副操舵角補正量Δθ_Ｓを変化させている途中であっても、操向車輪５ａ、５ｂの中立位置が変化せず、ハンドル１の相対的な操舵に対する車両挙動の左右差が生じないことが分かる。

この発明の実施の形態１に係る車両用操舵装置によれば、起動時角度設定手段１３は、副操舵角重畳機構２の制御開始時に、絶対角で検出される操向車輪５ａ、５ｂの転舵角θ_Ｐと、車両の走行状態に応じて設定される伝達特性ｆ（θ_Ｈ）とに基づいて、ハンドル角θ_Ｈの初期値を起動時ハンドル角θ_Ｈ０として設定するとともに、副操舵角θ_Ｓの初期値を起動時副操舵角θ_Ｓ０として設定する。
そのため、装置の停止中にハンドル１が操舵されて、ハンドル１の中立位置が変化した場合であっても、副操舵角重畳機構２の制御開始時から、操向車輪５ａ、５ｂの中立位置を保って車両挙動の左右差を抑制することができる。

また、副操舵角補正部１７は、起動時副操舵角θ_Ｓ０および副操舵角検出値θ_ＳＲに基づいて起動時副操舵角補正量Δθ_Ｓ０を設定するとともに、副操舵角補正量Δθ_Ｓを「０」に向けて漸増あるいは漸減する。ハンドル角補正部１５は、副操舵角重畳機構２の制御開始時には、起動時ハンドル角補正量Δθ_Ｈ０を「０」に設定し、制御開始後は、ハンドル角θ_Ｈ、副操舵角θ_Ｓおよび転舵角θ_Ｐが、副操舵角重畳機構２の機械的特性を満たすようにハンドル角補正量Δθ_Ｈを設定する。
そのため、ハンドル１の相対的な操舵に対する車両挙動の左右差を生じさせることなく、ハンドル１の中立位置と、操向車輪５ａ、５ｂの中立位置とを互いに一致させることができる。

実施の形態２．
図９は、この発明の実施の形態２に係る車両用操舵装置を示すブロック構成図である。
図９において、車両用操舵装置は、図１に示したハンドル角検出手段６、副操舵角検出手段１０、および起動時角度設定手段１３に代えて、ハンドル角検出手段６Ａと、副操舵角検出手段１０Ａと、起動時角度設定手段１３Ａとを備えている。
ハンドル角検出手段６Ａは、ハンドル角検出部１４Ａと、ハンドル角補正部１５Ａとを含んでいる。また、副操舵角検出手段１０Ａは、副操舵角検出部１６Ａと、副操舵角補正部１７Ａとを含んでいる。

ハンドル角検出手段６Ａは、ハンドル１の操舵角をハンドル角θ_Ｈとして検出する。
副操舵角検出手段１０Ａは、副操舵角重畳機構２により重畳される副操舵角θ_Ｓを検出する。
起動時角度設定手段１３Ａは、上記実施の形態１と同様に、起動時転舵角θ_Ｐ０と、伝達特性ｆ（θ_Ｈ）とに基づいて、起動時ハンドル角θ_Ｈ０および起動時副操舵角θ_Ｓ０を設定する。なお、起動時角度設定手段１３Ａで設定された起動時ハンドル角θ_Ｈ０は、ハンドル角検出部１４Ａに入力され、起動時副操舵角θ_Ｓ０は、副操舵角検出部１６Ａに入力される。

ハンドル角検出部１４Ａは、起動時ハンドル角θ_Ｈ０に対するハンドル１の操舵角を、ハンドル角検出値θ_ＨＲＥＬとして検出するとともに、ハンドル１が任意に設定される所定の操舵角になったことを所定ハンドル角θ_ＨＲＥＦとして検出する。なお、この所定の操舵角は、例えばハンドル１の回転軸に設けられた溝や凹凸等によって、機械的に検出される。ハンドル角補正部１５Ａは、ハンドル角検出部１４Ａで検出されたハンドル角検出値θ_ＨＲＥＬにハンドル角補正量Δθ_Ｈを加算して、ハンドル角θ_Ｈを出力する。
ハンドル角補正部１５Ａは、副操舵角重畳機構２の制御開始時には、ハンドル角補正量Δθ_Ｈの初期値（起動時ハンドル角補正量Δθ_Ｈ０）を「０」に設定し、所定ハンドル角θ_ＨＲＥＦが検出された際に、所定ハンドル角θ_ＨＲＥＦおよびハンドル角検出値θ_ＨＲＥＬに基づいて、ハンドル角θ_Ｈの補正目標角度を設定するとともに、ハンドル角補正量Δθ_Ｈを補正目標角度に向けて漸増あるいは漸減する。

副操舵角検出部１６Ａは、起動時副操舵角θ_Ｓ０を基準として、ウォームギア２１１の回転角θ_Ｍを相対角で検出し、この回転角θ_Ｍを、ウォームギア２１１からピニオンギア３０１への速度比Ｇ_Ｓで除算して、副操舵角検出値θ_ＳＲＥＬを検出する。副操舵角補正部１７Ａは、副操舵角検出部１６Ａで検出された副操舵角検出値θ_ＳＲＥＬに副操舵角補正量Δθ_Ｓを加算して、副操舵角θ_Ｓを出力する。
副操舵角補正部１７Ａは、副操舵角重畳機構２の制御開始時には、副操舵角補正量Δθ_Ｓの初期値（起動時副操舵角補正量Δθ_Ｓ０）を「０」に設定し、制御開始後は、ハンドル角θ_Ｈ、副操舵角θ_Ｓおよび転舵角θ_Ｐが、副操舵角重畳機構２の機械的特性を満たすように副操舵角補正量Δθ_Ｓを設定する。
その他の構成については、前述の実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。

以下、図２〜図９とともに、図１０を参照しながら、この発明の実施の形態２による車両用操舵装置の動作について説明する。
なお、実施の形態１と同様の動作については、その説明を省略する。
車両用操舵装置が起動されると、転舵角検出手段１２は、起動時転舵角θ_Ｐ０を絶対角で検出する。起動時転舵角θ_Ｐ０が検出されると、起動時角度設定手段１３Ａは、起動時転舵角θ_Ｐ０と伝達特性ｆ（θ_Ｈ）の逆特性とに基づいて、起動時ハンドル角θ_Ｈ０および起動時副操舵角θ_Ｓ０を推定する。

起動時角度設定手段１３Ａで推定された起動時ハンドル角θ_Ｈ０は、ハンドル角検出部１４Ａの初期値として設定され、ハンドル角検出部１４Ａは、起動時ハンドル角θ_Ｈ０に対するハンドル１の操舵角をハンドル角検出値θ_ＨＲＥＬとして相対角で検出する。
ここで、起動時ハンドル角補正量Δθ_Ｈ０が「０」なので、ハンドル角補正部１５Ａから出力されるハンドル角θ_Ｈの初期値は、起動時角度設定手段１３Ａで推定された起動時ハンドル角θ_Ｈ０と等しくなる。

また、起動時角度設定手段１３Ａで推定された起動時副操舵角θ_Ｓ０は、副操舵角検出部１６Ａの初期値として設定され、副操舵角検出部１６Ａは、起動時副操舵角θ_Ｓ０に対する相対角を副操舵角検出値θ_ＳＲＥＬとして検出する。
ここで、起動時副操舵角補正量Δθ_Ｓ０が「０」なので、副操舵角補正部１７Ａから出力される副操舵角θ_Ｓの初期値は、起動時角度設定手段１３Ａで推定された起動時副操舵角θ_Ｓ０と等しくなる。

次に、車両用操舵装置が起動して、起動時ハンドル角θ_Ｈ０および起動時副操舵角θ_Ｓ０が設定された直後の動作について説明する。
目標副操舵角算出手段９は、前述のように、ハンドル角補正部１５Ａから出力されるハンドル角θ_Ｈと、伝達特性設定手段８で設定された伝達特性ｆ（θ_Ｈ）とに基づいて、副操舵角重畳機構２により重畳すべき目標副操舵角θ_ＳＲＥＦを算出する。

ここで、ハンドル角補正部１５Ａは、起動時ハンドル角θ_Ｈ０を出力するので、図５に示したハンドル角θ_Ｈと副操舵角θ_Ｓとの関係に基づいて、起動時ハンドル角θ_Ｈ０に対する目標副操舵角θ_ＳＲＥＦは、起動時副操舵角θ_Ｓ０となる。
したがって、副操舵角θ_Ｓと目標副操舵角θ_ＳＲＥＦとが一致するので、駆動制御手段１１は、副操舵角重畳機構２内の電動モータ２１２を駆動させない。
よって、車両用操舵装置が起動した直後には、ハンドル１が自転することがなく、運転者に違和感を与えることがない。

また、ハンドル角検出部１４Ａで検出されるハンドル角検出値θ_ＨＲＥＬと、副操舵角検出部１６Ａで検出される副操舵角検出値θ_ＳＲＥＬと、転舵角検出手段１２で検出される転舵角θ_Ｐとの間には、上記式（２）から、次式（２９）の関係が成立する。

θ_Ｐ＝θ_ＨＲＥＬ＋θ_ＳＲＥＬ・・・（２９）

次に、運転者がハンドル１を操舵して、任意に設定される所定の操舵角になった場合に、ハンドル角検出部１４Ａは、所定ハンドル角θ_ＨＲＥＦを検出する。この所定角度は、１つ設定されてもよいし、複数設定されてもよい。
このとき、ハンドル角検出部１４Ａが検出したハンドル角検出値θ_ＨＲＥＬと所定ハンドル角θ_ＨＲＥＦとに基づいて、ハンドル１の中立位置のずれ量Δθ_ＨＴＡＧ（補正目標角度）は、次式（３０）で表される。

Δθ_ＨＴＡＧ＝θ_ＨＲＥＦ−θ_ＨＲＥＬ・・・（３０）

すなわち、実ハンドル角θ_ＨＲは、次式（３１）で表される。

θ_ＨＲ＝θ_ＨＲＥＬ＋Δθ_ＨＴＡＧ・・・（３１）

したがって、ハンドル１および操向車輪５ａ、５ｂの中立位置を互いに一致させるためには、ハンドル角補正量Δθ_Ｈを、「０」から中立位置のずれ量Δθ_ＨＴＡＧまで変化させる必要がある。
ここで、ハンドル角補正部１５Ａから出力されるハンドル角θ_Ｈ、および副操舵角補正部１７Ａから出力される副操舵角θ_Ｓは、上記式（２０）および式（２１）から、それぞれ次式（３２）および式（３３）で表される。

θ_Ｈ＝θ_ＨＲＥＬ＋Δθ_Ｈ・・・（３２）
θ_Ｓ＝θ_ＳＲＥＬ＋Δθ_Ｓ・・・（３３）

また、ハンドル角補正部１５Ａから出力されるハンドル角θ_Ｈと、副操舵角補正部１７Ａから出力される副操舵角θ_Ｓと、転舵角θ_Ｐとは、上記式（２）の関係を満たす必要があるので、上記式（２）、式（２９）、式（３２）および式（３３）より、次式（３４）が成立する。

Δθ_Ｓ＝−Δθ_Ｈ・・・（３４）

したがって、ハンドル角補正部１５Ａで加算されるハンドル角補正量Δθ_Ｈを「０」から中立位置のずれ量Δθ_ＨＴＡＧまで変化させるとともに、式（３４）に示した関係を保って副操舵角補正量Δθ_Ｓを変化させることにより、前述した実施の形態１と同様に、ハンドル１の中立位置と、操向車輪５ａ、５ｂの中立位置とを互いに一致させることができる。

図１０は、図９の車両用操舵装置におけるハンドル角補正量Δθ_Ｈおよび副操舵角補正量Δθ_Ｓの時間変化を示すタイミングチャートである。
図１０において、時刻ｔ３でハンドル角補正量Δθ_Ｈおよび副操舵角補正量Δθ_Ｓの変化が開始される。ハンドル角補正量Δθ_Ｈは、「０」から中立位置のずれ量Δθ_ＨＴＡＧまで漸増され、副操舵角補正量Δθ_Ｓは、上記式（３４）に示した関係を保って変化される。ハンドル角補正量Δθ_Ｈおよび副操舵角補正量Δθ_Ｓの変化は、時刻ｔ４で終了される。
また、図１０においては、運転者に違和感を与えないように、ハンドル角補正量Δθ_Ｈおよび副操舵角補正量Δθ_Ｓの変化の割合が設定される。

この発明の実施の形態２に係る車両用操舵装置によれば、ハンドル角補正部１５Ａは、副操舵角重畳機構２の制御開始時には、起動時ハンドル角補正量Δθ_Ｈ０を「０」に設定し、所定ハンドル角θ_ＨＲＥＦが検出された際に、所定ハンドル角θ_ＨＲＥＦおよびハンドル角検出値θ_ＨＲＥＬに基づいて、ハンドル角θ_Ｈの補正目標角度を設定するとともに、ハンドル角補正量Δθ_Ｈを補正目標角度に向けて漸増あるいは漸減する。また、副操舵角補正部１７Ａは、副操舵角重畳機構２の制御開始時には、起動時副操舵角補正量Δθ_Ｓ０を「０」に設定し、制御開始後は、ハンドル角θ_Ｈ、副操舵角θ_Ｓおよび転舵角θ_Ｐが、副操舵角重畳機構２の機械的特性を満たすように副操舵角補正量Δθ_Ｓを設定する。
そのため、上記実施の形態１と同様に、ハンドル１の相対的な操舵に対する車両挙動の左右差を生じさせることなく、ハンドル１の中立位置と、操向車輪５ａ、５ｂの中立位置とを互いに一致させることができる。

なお、上記実施の形態１および２においては、図７および図１０にそれぞれ示すように、ハンドル角補正量Δθ_Ｈおよび副操舵角補正量Δθ_Ｓが一様に変化されているが、これに限定されない。ハンドル角補正量Δθ_Ｈおよび副操舵角補正量Δθ_Ｓの変化の割合は、ハンドル１の操舵方向や操舵速度等により変化されてもよい。
この場合も、上記実施の形態１および２と同様の効果を奏することができる。

また、ハンドル角補正量Δθ_Ｈおよび副操舵角補正量Δθ_Ｓを変化させている際に、ランプや音声による報知、あるいはハンドル１への振動の付与等を実施することにより、運転者にハンドル角補正量Δθ_Ｈおよび副操舵角補正量Δθ_Ｓの変化を知らせてもよい。
この場合には、運転者に対する違和感の発生を抑制することができる。

この発明の実施の形態１に係る車両用操舵装置を示すブロック構成図である。 図１の車両用操舵装置を用いて可変ギアレシオ機構を構成した際の、ハンドル角に対する目標転舵角を算出するための伝達特性を例示する説明図である。 図１の車両用操舵装置を用いて可変ギアレシオ機構を構成した際の、ハンドル角と目標副操舵角との関係を例示する説明図である。 図１の車両用操舵装置におけるハンドル角と転舵角との間の伝達特性と、副操舵角重畳機構の機械的特性との関係を例示する説明図である。 図１の車両用操舵装置におけるハンドル角と副操舵角との関係を例示する説明図である。 図１の車両用操舵装置において、起動時ハンドル角と実起動時ハンドル角との間にずれが生じている場合のハンドル角と転舵角との関係を例示する説明図である。 図１の車両用操舵装置におけるハンドル角補正量および副操舵角補正量の時間変化を示すタイミングチャートである。 図１の車両用操舵装置において、ハンドル角補正量および副操舵角補正量を変化させた場合の、実ハンドル角に対する転舵角への伝達特性の変化を例示する説明図である。 この発明の実施の形態２に係る車両用操舵装置を示すブロック構成図である。 図９の車両用操舵装置におけるハンドル角補正量および副操舵角補正量の時間変化を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１ ハンドル、２ 副操舵角重畳機構、３ 操舵機構、５ａ、５ｂ 操向車輪、６、６Ａ ハンドル角検出手段、７ 走行状態検出手段、８ 伝達特性設定手段、９ 目標副操舵角算出手段、１０、１０Ａ 副操舵角検出手段、１１ 駆動制御手段、１２ 転舵角検出手段、１３、１３Ａ 起動時角度設定手段、１４、１４Ａ ハンドル角検出部、１５、１５Ａ ハンドル角補正部、１６、１６Ａ 副操舵角検出部、１７、１７Ａ 副操舵角補正部、ｆ（θ_Ｈ） 伝達特性、Δθ_Ｈ ハンドル角補正量、Δθ_Ｈ０ 起動時ハンドル角補正量、Δθ_ＨＴＡＧ 中立位置のずれ量（補正目標角度）、Δθ_Ｓ 副操舵角補正量、Δθ_Ｓ０ 起動時副操舵角補正量、θ_Ｈ ハンドル角、θ_Ｈ０ 起動時ハンドル角、θ_ＨＲＥＦ 定ハンドル角、θ_ＨＳ、θ_ＨＲＥＬ ハンドル角検出値、θ_Ｐ 転舵角、θ_Ｐ０ 起動時転舵角、θ_Ｓ 副操舵角、θ_Ｓ０ 起動時副操舵角、θ_ＳＲ、θ_ＳＲＥＬ 副操舵角検出値、θ_ＳＲＥＦ 目標副操舵角。

Claims (5)

1. 車両に装着されているハンドルと、電気的に制御される副操舵角重畳機構とにより前記車両の操向車輪を転舵する操舵機構を有する車両用操舵装置であって、
   前記ハンドルの操舵角をハンドル角として検出するハンドル角検出手段と、
   前記副操舵角重畳機構により重畳される副操舵角を検出する副操舵角検出手段と、
   前記操向車輪の転舵角を絶対角で検出する転舵角検出手段と、
   前記車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
   前記ハンドル角と前記転舵角との間の伝達特性を前記車両の走行状態に応じて設定する伝達特性設定手段と、
   前記ハンドル角および前記伝達特性に基づいて、前記副操舵角重畳機構により重畳すべき目標副操舵角を算出する目標副操舵角算出手段と、
   前記副操舵角が前記目標副操舵角と一致するように前記副操舵角重畳機構の駆動を制御する駆動制御手段と、
   前記副操舵角重畳機構の制御開始時に、前記転舵角および前記伝達特性に基づいて、前記ハンドル角検出手段により検出される前記ハンドル角の初期値を起動時ハンドル角として設定するとともに、前記副操舵角検出手段により検出される前記副操舵角の初期値を起動時副操舵角として設定する起動時角度設定手段と
   を備え、
   前記ハンドル角検出手段は、前記起動時ハンドル角に対する前記ハンドルの操舵角をハンドル角検出値として検出するハンドル角検出部と、前記ハンドル角検出値にハンドル角補正量を加算して前記ハンドル角を出力するハンドル角補正部とを含み、
   前記副操舵角検出手段は、前記副操舵角重畳機構により重畳される角度を副操舵角検出値として絶対角で検出する副操舵角検出部と、前記副操舵角検出値に副操舵角補正量を加算して前記副操舵角を出力する副操舵角補正部とを含み、
   前記副操舵角補正部は、前記起動時副操舵角および前記副操舵角検出値に基づいて前記副操舵角補正量の初期値を設定するとともに、前記副操舵角補正量を零に向けて変化させ、
   前記ハンドル角補正部は、前記副操舵角重畳機構の制御開始時には、前記ハンドル角補正量の初期値を零に設定し、制御開始後は、前記ハンドル角、前記副操舵角および前記転舵角が、前記副操舵角重畳機構の機械的特性を満たすように前記ハンドル角補正量を設定することを特徴とする車両用操舵装置。
2. 前記副操舵角補正部は、前記副操舵角補正量を零に向けて漸増あるいは漸減することを特徴とする請求項１に記載の車両用操舵装置。
3. 車両に装着されているハンドルと、電気的に制御される副操舵角重畳機構とにより前記車両の操向車輪を転舵する操舵機構を有する車両用操舵装置であって、
   前記ハンドルの操舵角をハンドル角として検出するハンドル角検出手段と、
   前記副操舵角重畳機構により重畳される副操舵角を検出する副操舵角検出手段と、
   前記操向車輪の転舵角を絶対角で検出する転舵角検出手段と、
   前記車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
   前記ハンドル角と前記転舵角との間の伝達特性を前記車両の走行状態に応じて設定する伝達特性設定手段と、
   前記ハンドル角および前記伝達特性に基づいて、前記副操舵角重畳機構により重畳すべき目標副操舵角を算出する目標副操舵角算出手段と、
   前記副操舵角が前記目標副操舵角と一致するように前記副操舵角重畳機構の駆動を制御する駆動制御手段と、
   前記副操舵角重畳機構の制御開始時に、前記転舵角および前記伝達特性に基づいて、前記ハンドル角検出手段により検出される前記ハンドル角の初期値を起動時ハンドル角として設定するとともに、前記副操舵角検出手段により検出される前記副操舵角の初期値を起動時副操舵角として設定する起動時角度設定手段と
   を備え、
   前記ハンドル角検出手段は、前記起動時ハンドル角に対する前記ハンドルの操舵角をハンドル角検出値として検出するとともに、前記ハンドルの操舵角が所定の角度になったことを所定ハンドル角として検出するハンドル角検出部と、前記ハンドル角検出値にハンドル角補正量を加算して前記ハンドル角を出力するハンドル角補正部とを含み、
   前記副操舵角検出手段は、前記起動時副操舵角を基準として、前記副操舵角重畳機構により重畳される角度を副操舵角検出値として検出する副操舵角検出部と、前記副操舵角検出値に副操舵角補正量を加算して前記副操舵角を出力する副操舵角補正部とを含み、
   前記ハンドル角補正部は、前記副操舵角重畳機構の制御開始時には、前記ハンドル角補正量の初期値を零に設定し、前記所定ハンドル角が検出された際に、前記所定ハンドル角および前記ハンドル角検出値に基づいて前記ハンドル角の補正目標角度を設定するとともに、前記ハンドル角補正量を前記補正目標角度に向けて変化させ、
   前記副操舵角補正部は、前記副操舵角重畳機構の制御開始時には、前記副操舵角補正量の初期値を零に設定し、制御開始後は、前記ハンドル角、前記副操舵角および前記転舵角が、前記副操舵角重畳機構の機械的特性を満たすように前記副操舵角補正量を設定することを特徴とする車両用操舵装置。
4. 前記ハンドル角補正部は、前記ハンドル角補正量を前記補正目標角度に向けて漸増あるいは漸減することを特徴とする請求項３に記載の車両用操舵装置。
5. 前記伝達特性は、非線形特性を含むことを特徴とする請求項１から請求項４までの何れか１項に記載の車両用操舵装置。

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