WO2016167256A1 - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

自動操舵制御の実行に伴いステアリングホイールに伝達される反力を抑制する。そのために、ステアリングホイール（１）の操舵角と転舵輪（１３）の転舵角との舵角比率を変化させることの可能な可変アクチュエータ（８）と、可変アクチュエータ（８）よりも転舵輪（１３）側に設けられステアリング機構に操舵補助力を付与する操舵補助機構（１２）と、ステアリング機構に入力される操舵トルクを検出するトルクアングルセンサ（７）とを設け、操舵トルクに応じた操舵補助力を発生するように操舵補助制御を行って操舵補助機構（１２）を駆動制御すると共に、回避指令が入力されたときには自動操舵制御を行い、入力されるステアリング位置指令で指定される転舵角で走行するように操舵補助機構（１２）を駆動制御する。さらに、可変アクチュエータ（８）の舵角比率を調整し、自動操舵制御を行うことに伴いステアリングホイール（１）に伝達される反力を抑制する。

Description

ステアリング装置

　本発明は、ステアリング装置に関する。

　電動パワーステアリング装置を備えた車両用操舵装置として、例えば特許文献１に開示された技術がある。この技術は、ステアリング機構に、ステアリングホイールの操舵角と転舵輪の転舵角との相対関係を変化させることの可能なギヤ比可変機構を備えたものである。そして、この技術ではステアリングホイール操作に依存しないでギヤ比可変機構を介して車輪の転舵角を変化させるアクティブ操舵と、アクティブ操舵実行時に、ステアリングホイールから運転者に作用する操舵反力を、電動パワーステアリング装置を介して制御するようにしたものとが提案されている。

　また、例えば特許文献２には、ギヤ比可変機構と電動パワーステアリング装置とを使用してレーンキープ走行を行う走行支援装置が提案されている。

特開２００５－１５３７７９号公報 特開２０１１－０３１７６９号公報

　しかしながら、上述のギヤ比可変機構及び電動パワーステアリング装置を備えた車両用操舵装置では、アクティブ操舵は、ギヤ比可変機構をアクティブに動かすようにしたものであり、あくまで運転者が主体であり、運転者の操舵を修正することを目的としてアクティブ操舵を行うものである。
　そのため、この車両用操舵装置を用いて、電動パワーステアリング装置による転舵制御を主体として自動操舵を行う場合には、運転者が主体の車両用操舵装置を、転舵制御を主体とする車両用操舵装置として用いるため、アクティブ操舵実行時に運転者に与える違和感の補償の仕方も異なることになり、結果的に、運転者に違和感を与える可能性がある。

　本発明の一態様によれば、ステアリング機構に設けられ、ステアリングホイールの操舵角と転舵輪の転舵角との舵角比率を変化させることの可能な舵角比率可変機構と、舵角比率可変機構よりも転舵輪側に設けられ、ステアリング機構に操舵補助力を付与する操舵補助機構と、ステアリングホイールからステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、操舵トルク検出部で検出される操舵トルクに応じた操舵補助力が発生するように操舵補助機構を駆動制御する操舵補助制御を行い、自動操舵が指示されたときには、入力される目標転舵角情報で指定される転舵角で走行するように操舵補助機構を駆動制御する自動操舵制御に切り替える操舵補助制御部と、自動操舵制御を行うことに伴いステアリングホイールに伝達される反力を抑制するように舵角比率を調整する舵角比率制御部と、を備えるステアリング装置が提供される。

　本発明の一態様によれば、自動操舵制御を行うことに伴いステアリングホイールに伝達される反力が抑制されるように舵角比率可変機構の舵角比率が調整されるため、自動操舵制御により転舵角が急に大きく制御された場合等であっても、この転舵操作に伴う反力がステアリングホイールに伝達されることにより運転者に与える違和感を低減することができる。

本発明の実施形態におけるステアリング装置の一例を示す全体構成図である。 ＥＰＳ側コントローラの一例を示す構成図である。 ラック軸の簡易物理モデルと反力の制御方法を説明するための説明図である。 障害物回避時のシミュレーション結果の一例である。 シミュレーション時の、車両の想定した軌道の一例である。 ＥＰＳ側コントローラの処理手順の一例を示すフローチャートである。

　以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
　以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、寸法の関係や比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。
　また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

　本発明の一実施形態におけるステアリング装置は、車両に搭載され、ステアリング機構として、図１に示すように、ステアリングホイール１と、第１ステアリングシャフト２と、ユニバーサルジョイント３と、第２ステアリングシャフト４と、ユニバーサルジョイント５と、を備える。さらに、第３ステアリングシャフト６と、トルクアングルセンサ７と、可変アクチュエータ８と、ピニオンシャフト９と、ステアリングギヤ１０と、タイロッド１１と、を備え、ステアリングギヤ１０には、操舵補助力をステアリングギヤ１０に伝達する操舵補助機構１２が連結されている。

　ステアリングホイール１に運転者から作用される操舵力は、第１ステアリングシャフト２、ユニバーサルジョイント３、第２ステアリングシャフト４、ユニバーサルジョイント５を介して、第３ステアリングシャフト６に伝達される。第３ステアリングシャフト６は、図１に示すように、入力軸６ａと出力軸６ｂとを有し、入力軸６ａの一端がユニバーサルジョイント５に連結され、入力軸６ａの他端がトルクアングルセンサ７を介して出力軸６ｂの一端に連結されている。

　出力軸６ｂに伝達された操舵力は、可変アクチュエータ８を介してピニオンシャフト９に伝達される。ピニオンシャフト９に伝達された操舵力はステアリングギヤ１０を介してタイロッド１１に伝達され、転舵輪１３を転舵する。
　ここで、トルクアングルセンサ７は、ステアリングホイール１に付与されて第３ステアリングシャフト６に伝達された操舵トルク及び回転角度を検出するものである。運転者のステアリングホイール１を操作する意志を検知しやすくする観点から、トルクアングルセンサ７は、可変アクチュエータ８よりもステアリングホイール１側に設けられる。

　トルクアングルセンサ７で検出された操舵トルク及び回転角度を含むトルク情報Ｔは、電動パワーステアリング装置制御用のコントローラ（以下、ＥＰＳ側コントローラともいう。）２０に入力される。
　可変アクチュエータ８は、差動機構８ａと可変モータ８ｂと、を備える。差動機構８ａは、ピニオンシャフト９の回転角度と出力軸６ｂの回転角度との回転角度差を変更する機構である。可変モータ８ｂを回転させることにより、回転角度差を制御して差動機構８ａのギヤ比を制御する。その結果、可変アクチュエータ８は、ステアリングホイール１の操舵角と転舵角との舵角比率を変更したかのごとくふるまうことができる。これにより、舵角比率の変更だけでなく、アクティブな操舵介入も可能となる。

　ステアリングギヤ１０は、ピニオンシャフト９に連結されたピニオンギヤ１０ａとこのピニオンギヤ１０ａに噛合するラック軸１０ｂとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオンギヤ１０ａに伝達された回転運動をラック軸１０ｂで直進運動に変換している。
　操舵補助機構１２は、ラック軸１０ｂに連結され、且つこのラック軸１０ｂの軸方向の位置調整を行うことの可能なボールねじのナットに相当する位置調整機構１２ａと、この位置調整機構１２ａに連結される電動モータ（以下、ＥＰＳモータという。）１２ｂと、電動モータ１２ｂの回転運動を位置調整機構１２ａのナットに伝達するベルト式の動力伝達機構１２ｃと、を含む。ＥＰＳモータ１２ｂの回転運動が動力伝達機構１２ｃを介して位置調整機構１２ａに伝達され、伝達された回転運動が位置調整機構１２ａによりラック軸１０ｂの直進運動に変換されることにより、位置調整機構１２ａとラック軸１０ｂとの相対位置が変化し、これにより転舵輪の転舵角が変化するようになっている。ＥＰＳモータ１２ｂは、ＥＰＳ側コントローラ２０により制御される。

　なお、上述の操舵補助機構１２に限るものではなく、デュアルピニオン式或いはシングルピニオン式の操舵補助機構を用いることも可能であり、可変アクチュエータ８よりもタイヤに近い位置に操舵補助力を付与する操舵補助機構であれば適用することができる。
　ＥＰＳ側コントローラ２０には、図示しないバッテリから電力が供給されると共に、図示しないイグニッションキーを経てイグニッションキー信号が入力される。ＥＰＳ側コントローラ２０は、車両制御用のコントローラ（以下、車両側コントローラともいう。）２２から、障害物回避のための自動操舵の実行を指示する回避指令が入力されないときには、通常の電動パワーステアリング装置と同様の動作を行う。すなわち、ＥＰＳ側コントローラ２０は、トルクアングルセンサ７で検出されたトルク情報Ｔと車速センサ２１で検出された車速Ｖとに基づいて、運転者の操舵操作をアシストするための操舵補助制御を行い、ＥＰＳモータ１２ｂに供給する電流を制御する。また、ＥＰＳ側コントローラ２０は、出力軸６ｂとピニオンシャフト９との回転角度比（舵角比）が操舵トルクと車速Ｖとに応じた適切な舵角比となるように運転者のステアリングホイール１の動作に応じて可変モータ８ｂを制御し、ステアリングホイール１の操舵角と転舵角との比を変化させて、運転者の操舵操作に応じて車両の安定走行を図る。

　一方、ＥＰＳ側コントローラ２０は、車両側コントローラ２２から回避指令が入力されたときには、回避指令と共に入力される、ラック軸１０ｂの位置制御を行うためのステアリング位置指令を入力し、このステアリング位置指令に基づき、ＥＰＳモータ１２ｂを駆動制御し、ラック軸１０ｂの位置制御を行うことにより、ステアリングホイール１の操作に関係なく自動操舵を行って障害物回避を図る。また、ＥＰＳ側コントローラ２０は、障害物回避を行う際に、可変モータ８ｂにより出力軸６ｂの回転角度とピニオンシャフト９の回転角度との回転角度差を、自動操舵に伴いステアリングホイール１に伝わる反力を抑制するように変更し、障害物回避のための自動操舵に伴う大きな反力が運転者に伝達されることを回避する。つまり、ＥＰＳ側コントローラ２０は、回避指令が入力されたときには、通常は、電動パワーステアリング装置として用いられる操舵補助機構１２を用いて障害物回避のための自動操舵を行うと共に、通常は車両の安定走行を実現するための可変アクチュエータ８を用いて、障害物回避のための自動操舵に伴う大きな反力が運転者に伝達されることを回避するようになっている。

　車両側コントローラ２２は、車両運転コントローラ２２ａと、ステアリング位置指令生成部２２ｂと、を備える。車両運転コントローラ２２ａは、車載カメラ或いは距離センサ等の各種外界認識センサ（図示せず）からの外界情報をもとに、自車両周囲の障害物の有無を判断し、例えば、突然障害物が飛び出してくる等、運転者の操舵操作によらない転舵による回避操作が必要と判断される場合には、外界情報と共に回避指令をステアリング位置指令生成部２２ｂに出力する。

　ステアリング位置指令生成部２２ｂは、回避指令及び外界情報が入力されると、外界情報に基づき障害物を回避するための自車両の軌道を推測する。さらにステアリング位置指令生成部２２ｂは、推測した軌道を実現するための時間経過に伴う転舵制御用のＥＰＳモータ１２ｂの回転角度の変化状況を表す角度波形、又は、ラック軸１０ｂの位置の変化状況を表す位置波形を、数秒先まで適切な時間間隔で逐次更新しながら演算する。そして、演算したＥＰＳモータ１２ｂの角度波形、或いはラック軸１０ｂの位置波形、つまり、障害物を回避するために必要な転舵角の波形をステアリング位置指令とし、回避指令と共にＥＰＳ側コントローラ２０に出力する。
　次に、ＥＰＳ側コントローラ２０の具体的構成について説明する。

　ＥＰＳ側コントローラ２０は、図２に示すように、操舵補助機構１２を駆動制御する操舵補助制御ユニット（以下、ＥＰＳユニットという。）３１と、可変アクチュエータ８を駆動制御する可変アクチュエータ制御ユニット（以下、可変ユニットという。）３２と、を備える。操舵補助機構１２とＥＰＳユニット３１とで、いわゆる電動パワーステアリング装置を構成する。

　ＥＰＳユニット３１と可変ユニット３２と車両側コントローラ２２の車両運転コントローラ２２ａとは、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信により相互に通信可能となっている。ＥＰＳユニット３１においてＥＰＳモータ１２ｂの制御に用いた、後述の通常時の目標電流或いは回避時の目標電流等の各種パラメータや、可変ユニット３２において可変モータ８ｂの制御に用いた、後述の通常時の目標可変モータ角或いは回避時の目標可変モータ角等の各種パラメータ等のステアリング情報は、ＣＡＮ通信により、車両運転コントローラ２２ａに送信される。

　ＥＰＳユニット３１は、位置制御部３１ａと、反力調整部３１ｂと、加算部３１ｃと、ＥＰＳアシスト制御部３１ｄと、移行制御部３１ｅと、電流制御部３１ｆと、を備える。
　位置制御部３１ａは、回避指令が入力されたとき起動され、可変モータ８ｂをステアリング位置指令に応じた角度波形で変化させる目標電流、又はラック軸１０ｂの位置をステアリング位置指令に応じた位置波形で変化させる目標電流を演算し、演算した目標電流を加算部３１ｃに出力する。

　反力調整部３１ｂは、回避指令が入力されたとき起動され、ステアリング位置指令と、トルクアングルセンサ７からのトルク情報Ｔとに基づき、ステアリング位置指令に基づきＥＰＳモータ１２ｂを制御した場合にステアリングホイール１に伝達されると予測される反力を、ＥＰＳモータ１２ｂの制御量を調整することで抑制するための目標電流を演算し、演算した目標電流を加算部３１ｃに出力する。

　加算部３１ｃは、位置制御部３１ａによる目標電流と反力調整部３１ｂによる目標電流との和を回避時の電流目標値として移行制御部３１ｅに出力する。
　ＥＰＳアシスト制御部３１ｄは、トルクアングルセンサ７からのトルク情報Ｔと車速センサ２１で検出した車速Ｖとをもとに、運転者の操舵操作をアシストするための操舵補助指令値の演算を行い、演算された操舵補助指令値相当の目標電流を演算し、通常時の電流目標値として移行制御部３１ｅに出力する。

　移行制御部３１ｅは、加算部３１ｃからの回避時の電流目標値と、ＥＰＳアシスト制御部３１ｄからの通常時の電流目標値とを入力し、ステアリング位置指令生成部２２ｂから回避指令が入力されないときには通常時の電流目標値を選択する。移行制御部３１ｅは、回避指令が入力されたときには、以後、自動操舵が回避されるまでの間、回避時の電流目標値を選択し、選択した電流目標値を電流指令として電流制御部３１ｆに出力する。

　また、移行制御部３１ｅは、自動操舵が行われている状態で、トルクアングルセンサ７からのトルク情報Ｔから、予め設定したしきい値以上のトルクが入力され且つ所定値以上角度変化が生じたと判定されるとき、つまり運転者が自動操舵をオーバーライドしたと判断されるとき、また、ステアリング位置指令で指定されるラック軸１０ｂの目標位置に基づき所定時間自動操舵を行ったとき等、には、自動操舵を終了する。そして、移行制御部３１ｅは、通常時の電流目標値の選択に切り替えて通常の操舵アシスト動作に切り替わるが、このとき通常の操舵アシスト動作に徐々に切り替わるように移行制御を行う。すなわち、移行制御部３１ｅは、転舵輪の転舵角の制御に、ＥＰＳモータ１２ｂの出力が寄与する割合が１００％の状態から徐々に小さくなるようにＥＰＳモータ１２ｂへの供給電流を制御する等の処理を行う。

　なお、ここでは、トルクアングルセンサ７からのトルク情報Ｔに基づき、運転者がオーバーライドしたことを検出しているが、これに限るものではなく、例えばステアリングホイール１の角度変化等に基づき検出するようにしてもよく、オーバーライドしたことを検出することができればどのような方法であってもよい。
　電流制御部３１ｆは、ＥＰＳモータ１２ｂのモータ電流検出値が、通知された通常時の電流目標値又は回避時の電流目標値となるように、ＥＰＳモータ１２ｂへの供給電流を制御する。

　以上説明したように、ＥＰＳユニット３１は、回避指令が入力されないときには、通常の電動パワーステアリング装置と同様に操舵補助機構１２を制御し、操舵トルクと車速とに応じた操舵補助力をピニオンギヤ１０ａに付与し、運転者のステアリングホイール１の操舵補助を行う。
　一方、ＥＰＳユニット３１は、回避指令が入力されたときには、自動的に転舵輪の転舵角を制御する自動操舵を行い、転舵角を制御して自動的に障害物回避を図ると共に、自動操舵を行うことに伴いステアリングホイール１に伝わる反力を低減するように反力調整を行い、ＥＰＳモータ１２ｂへの供給電流を制御する。つまり、自動操舵を行うことに伴いステアリングホイール１に伝わる反力の制御を、ＥＰＳユニット３１の反力調整と後述の可変ユニット３２における差動機構８ａのギヤ比の制御とにより行い、ラック軸１０ｂの、ステアリング位置指令に基づく目標位置への収斂を達成しつつ、ステアリングホイール１に伝達される反力を適正に保つ。

　図３は、ラック軸１０ｂの簡易物理モデルと反力の制御方法とを説明するための図である。
　ラック軸１０ｂの簡易物理モデルにおいて、ラック軸１０ｂに作用する外力Ｆは、タイヤからの路面反力ｆ１と、ＥＰＳモータ１２ｂによるラック軸１０ｂの位置制御に伴う操舵補助力ｆ２と、ピニオンシャフト９からラック軸１０ｂに作用する力ｆ３と、摩擦による抵抗力ｆ４との和となる。また、ピニオンシャフト９によりラック軸１０ｂに作用する力ｆ３は運転者により付与される操舵トルクと同等とみなすことができる。

　そして、ラック軸１０ｂに作用する外力Ｆを、質量ｍで割り算したラック軸１０ｂの加速度を積分することでラック軸１０ｂの速度が求められ、さらに積分することでラック軸１０ｂの位置を求めることができる。
　したがって、ラック軸１０ｂの位置を制御する場合、図３に示すように、ラック軸１０ｂに作用する力の総和を制御すればよいから、ＥＰＳモータ１２ｂによる操舵補助力ｆ２の大きさを調整することで、運転者により付与される操舵トルクを調整することができることになる。

　しかしながら、従来のように、ステアリングホイール１の操舵角と転舵輪の転舵角とが、操舵トルクと車速に応じた所定の舵角比率αとなるように構成されたステアリング装置においては、ステアリングホイール１に作用する反力を任意に制御できるものではない。例えば運転者がステアリングホイール１を保舵し、ＥＰＳモータ１２ｂによる自動操舵によりステアリングホイール１に作用する力に反して強く抵抗した場合等には、そのまま反力として運転者に作用する。

　そこで、差動機構８ａによりステアリングホイール１の操舵角とピニオンシャフト９の回転角度との回転角度差を調整しつつ、反力調整部３１ｂで反力を適切に設定する。これによって、ＥＰＳモータ１２ｂにより、回避動作のために、ラック軸１０ｂを大きく急速に動かすような位置制御を行った場合でも、ステアリングホイール１の操舵角と、ステアリングホイール１に伝達される反力とを適正な値に保つことができる。

　可変ユニット３２は、ステアリングアクション軽減部３２ａと、舵角比率制御部３２ｂと、加算部３２ｃと、モータ位置制御部３２ｄと、を備える。
　ステアリングアクション軽減部３２ａは、ステアリング位置指令生成部２２ｂから回避指令が入力されると起動し、回避指令と共に入力されるステアリング位置指令に基づき、自動転舵中のステアリングホイール１の変動、すなわち回転速度の絶対値が大きくなり過ぎないように、ステアリングホイール１の動きを抑制する。例えば、ステアリング位置指令に応じてＥＰＳモータ１２ｂを制御した場合の転舵角の４／５の値が、出力軸６ｂとピニオンシャフト９の回転角度差となるように、可変モータ８ｂの回転角を制御すると、ステアリングホイール１はステアリング位置指令で指定される転舵角の１／５の動きに抑制される。なお、回避指令が入力されないときには、ステアリングアクション軽減部３２ａは、零を出力する。

　舵角比率制御部３２ｂは、トルクアングルセンサ７からのトルク情報Ｔと車速センサ２１からの車速Ｖとをもとに、ステアリングホイール１の操舵角と転舵輪の転舵角との相対関係を表す舵角比率αを演算する。そして、舵角比率αを実現する可変モータ８ｂの回転角度を演算し、これを加算部３２ｃに出力する。
　加算部３２ｃは、ステアリングアクション軽減部３２ａで演算した回転角度と舵角比率制御部３２ｂで演算した回転角度とを加算し、加算結果を目標可変モータ角としてモータ位置制御部３２ｄに出力する。

　つまり、可変ユニット３２は、回避指令が入力されないときには、トルク情報Ｔと車速Ｖとをもとに舵角比率αを演算して、あたかもステアリングホイール１とピニオンシャフト９とが、舵角比率α相当のギヤ比の差動機構８ａで連結されているかのごとく、可変アクチュエータ８の可変モータ８ｂの角度を制御する。一方、可変ユニット３２は、回避指令が入力されるときには可変モータ８ｂの角度制御を行い、ステアリング位置指令に応じてＥＰＳユニット３１による自動操舵によりステアリングホイール１が急回転する等、大きな反力が生じないように、可変モータ８ｂの角度制御を行う。

　なお、トルクアングルセンサ７が操舵トルク検出部に対応し、ステアリング位置指令が目標転舵角情報に対応し、ＥＰＳユニット３１が操舵補助制御部に対応し、可変ユニット３２が舵角比率制御部に対応している。
　図４は、障害物回避時のシミュレーション結果の一例であり、図５に示すように、ダブルレーンチェンジを行う場合の、舵角（一点鎖線で示す。）と、舵角速度（実線で示す。）を示したものである。舵角は、ピニオンシャフト９の回転角度を表し、舵角速度は、ピニオンシャフト９の回転速度を表す。

　図４に示すように、ダブルレーンチェンジを行う場合、操舵角が±１８０°以上、操舵速度の絶対値が１００ｄｅｇ／ｓ程度の、大きく高速な操舵が必要となる。
　通常の電動パワーステアリング装置では、ピニオンシャフト９の回転角はステアリングホイール１の回転角とほぼ同一であることから、ダブルレーンチェンジを抜けるには、ほぼ図４に示す操舵操作が必要となる。

　このような高速動作を運転者が高精度に行うことは困難であり、自動での回避操作が望まれる。
　ただし、このような回避操作を自動操舵で行うと、運転者によるステアリングホイール１の把持と、自動操舵により生じるステアリングホイール１の動きとが、ステアリングホイール１に作用することになり、大きな動きがステアリングホイール１にダイレクトに伝達されることになる。そのため、自動操舵により生じるステアリングホイール１の動きに反して、運転者がステアリングホイール１を保舵しようとすることから、自動操舵を行っても転舵輪を十分に転舵することができないという状態になるか、又は、ステアリングホイール１が大きく回転する等、運転者の意図しない動きをして運転者に強い違和感を与える、等が生じる可能性がある。

　図１に示すＥＰＳ側コントローラ２０では、ＥＰＳユニット３１による自動操舵と共に、可変ユニット３２による差動機構８ａのギヤ比の調整を行うことで、転舵輪の転舵角は障害物回避を可能な角度に制御し、且つ転舵角が変化することに伴いステアリングホイール１に生じる反力を抑制することによって、障害物回避を確実に行うことができると共に、自動操舵に伴いステアリングホイール１に伝わる反力が運転者に与える違和感を軽減することができる。特に、障害物回避のための操舵操作を自動で行うということは、速やかな回避操舵が必要な状況でありすなわち高速での左右交互への大きな転舵角変動を伴うことが多い。このような、大きな転舵角変動がそのままステアリングホイール１に反力として伝わると、前述のように運転者に強い違和感等を与えることになるため、差動機構８ａによる角度変更や、ＥＰＳモータ１２ｂの制御量を反力調整し、ステアリングホイール１に伝わる反力を低減することは、効果的である。

　また、トルクアングルセンサ７は、可変アクチュエータ８よりもステアリングホイール１側に設けられているため、ステアリングホイール１に生じるトルクを高精度に反映したトルク情報Ｔを出力することができる。したがって、運転者の操舵意志を反映したトルク情報Ｔに基づきＥＰＳユニット３１及び可変ユニット３２では高精度に制御を行うことができる。

　ここで、トルクアングルセンサ７が可変アクチュエータ８よりも転舵輪１３側に設けられていたとしても、障害物回避のための自動操舵を行わない場合、つまり通常の電動パワーステアリング装置として動作する場合には問題はない。しかしながら、障害物回避のための自動操舵を行う場合には、可変アクチュエータ８が大きな角速度で駆動され、可変アクチュエータ８よりも転舵輪１３側には、運転者の操舵操作に応じた回転力が伝達されない。そのため、トルクアングルセンサ７は、可変アクチュエータ８よりもステアリングホイール１側に設ける必要がある。

　図６は、ＥＰＳ側コントローラ２０の処理手順の一例を示すフローチャートである。
　ＥＰＳ側コントローラ２０は、まず、車両側コントローラ２２から回避指令を入力したかを判断する（ステップＳ１）。そして、ＥＰＳ側コントローラ２０は、回避指令が入力されていなければ通常の電動パワーステアリング装置と同様に動作し、ＥＰＳユニット３１では、トルクアングルセンサ７からのトルク情報Ｔ及び車速センサ２１からの車速Ｖに応じた、ＥＰＳアシスト用の電流目標値を演算する（ステップＳ２）。また、可変ユニット３２では、トルクアングルセンサ７からのトルク情報Ｔ及び車速センサ２１からの車速Ｖに応じた、ＥＰＳアシスト用の舵角比率α相当のギヤ比を実現するための目標可変モータ角を演算する（ステップＳ３）。

　そして、演算した目標電流及びモータ角に応じて、可変モータ８ｂ及びＥＰＳモータ１２ｂへの供給電流を制御しこれらモータを駆動する。これによって、操舵補助機構１２のラック軸１０ｂの位置制御が行われることにより操舵補助力が付与されると共に、可変アクチュエータ８の舵角比率がα相当に制御される。
　この状態から、車両側コントローラ２２の車両運転コントローラ２２ａにおいて、外界認識センサの情報等に基づき、障害物が検出され自動操舵による障害物回避が必要と判断されると、ステアリング位置指令生成部２２ｂでは、障害物を回避するための自車両の軌道を推測する。さらに、ステアリング位置指令生成部２２ｂは、推測した軌道を実現するための時間経過に伴う転舵制御用のＥＰＳモータ１２ｂの変化状況を表す角度波形、又は、ラック軸１０ｂの位置の変化状況を表す位置波形を演算し、ステアリング位置指令とし、回避指令と共にＥＰＳ側コントローラ２０に出力する。

　ＥＰＳ側コントローラ２０では、回避指令が入力されると、ステップＳ１からステップＳ１１に移行し、ステアリング位置指令に基づき、障害物回避のための自車両の軌道に沿って走行するためのラック軸１０ｂの位置波形を得る。
　そして、ＥＰＳ側コントローラ２０では、このラック軸１０ｂの位置波形に沿ってラック軸１０ｂの位置制御を行うための電流目標値を演算し（ステップ１２）、このラック軸１０ｂの位置波形に沿うようにラック軸１０ｂの位置制御を行うことに伴いステアリングホイール１に伝わる反力を抑制するための反力調整用の電流目標値を演算する（ステップＳ１３）。そして、これら電流目標値の和を、ＥＰＳモータ１２ｂの電流目標値とする（ステップＳ１４）。

　さらにこの反力調整と共に、ステアリングホイール１に伝わる反力を抑制するために、可変アクチュエータ８の目標可変モータ角を演算し（ステップＳ１５）、これらに基づき、ＥＰＳモータ１２ｂ及び可変モータ８ｂを駆動制御する（ステップＳ１６）。
　その結果、自動操舵により障害物を回避するよう走行し、このとき、自動操舵により比較的大きく転舵角が制御されたとしても、差動機構８ａの調整を行うと共に、ＥＰＳモータ１２ｂを反力調整して駆動しているため、ステアリングホイール１に大きな反力が伝わることが抑制される。

　そして、自動操舵の途中で運転者が障害物を回避するべくオーバーライドした場合、或いは、障害物回避のための所定時間の自動操舵が終了した場合には、ステップＳ１７からステップＳ１８に移行し、自動操舵から運転者の操舵操作による転舵に移行するための移行制御を実行し、自動操舵から操舵操作による転舵に徐々に移行する。
　そして、ステップＳ１からステップＳ２に移行し、通常の電動パワーステアリング装置と同様に、運転者の操舵操作の操舵アシストを行う。

　以上、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態の種々の変形例とともに本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲は、本発明の範囲及び要旨に含まれるこれらの変形例又は実施形態も網羅すると解すべきである。

　１　ステアリングホイール
　６　ステアリングシャフト
　７　トルクアングルセンサ（操舵トルク検出部）
　８　可変アクチュエータ
　８ａ　差動機構（舵角比率可変機構）
　８ｂ　可変モータ
　９　ピニオンシャフト
１０　ステアリングギヤ
１２　操舵補助機構
１２ａ　位置調整機構
１２ｂ　電動モータ（ＥＰＳモータ）
２０　電動パワーステアリング装置制御用のコントローラ（ＥＰＳ側コントローラ）
２１　車速センサ
２２　車両制御用のコントローラ（車両側コントローラ）
２２ａ　車両運転コントローラ
２２ｂ　ステアリング位置指令生成部
３１　操舵補助制御ユニット（ＥＰＳユニット）（操舵補助制御部）
３２　可変アクチュエータ制御ユニット（可変ユニット）

Claims (6)

1. 　ステアリング機構に設けられ、ステアリングホイールの操舵角と転舵輪の転舵角との舵角比率を変化させることの可能な舵角比率可変機構と、
   　当該舵角比率可変機構よりも前記転舵輪側に設けられ、前記ステアリング機構に操舵補助力を付与する操舵補助機構と、
   　前記ステアリングホイールから前記ステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、
   　当該操舵トルク検出部で検出される操舵トルクに応じた操舵補助力が発生するように前記操舵補助機構を駆動制御する操舵補助制御を行い、自動操舵が指示されたときには、入力される目標転舵角情報で指定される転舵角で走行するように前記操舵補助機構を駆動制御する自動操舵制御に切り替える操舵補助制御部と、
   　前記自動操舵制御を行うことに伴い前記ステアリングホイールに伝達される反力を抑制するように前記舵角比率を調整する舵角比率制御部と、
   を備えることを特徴とするステアリング装置。
2. 　前記操舵補助制御部は、
   　前記自動操舵制御を行うことに伴い前記ステアリングホイールに伝達される反力を抑制するように前記自動操舵制御における制御量を調整する反力調整部を備えることを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
3. 　前記自動操舵は、障害物回避のための操舵操作が必要なときに指示され、
   　前記操舵補助制御部は、前記目標転舵角情報にしたがって前記障害物回避のための自動操舵を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のステアリング装置。
4. 　前記操舵補助制御部は、
   　前記ステアリングホイールが操作されたと判断されるときには、
   　前記自動操舵制御から前記操舵補助制御に切り替えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のステアリング装置。
5. 　前記操舵補助制御部は、
   　前記自動操舵制御から前記操舵補助制御に切り替えるとき、前記自動操舵制御から前記操舵補助制御に徐々に切り替える移行制御を行うことを特徴とする請求項４に記載のステアリング装置。
6. 　前記操舵トルク検出部は、前記ステアリング機構の、前記ステアリングホイールと前記舵角比率可変機構との間に設けられることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のステアリング装置。

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