特許 7388292 補助電源装置及びステアリング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-20

(45)【発行日】2023-11-29

(54)【発明の名称】補助電源装置及びステアリング装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20231121BHJP

   B62D 3/12 20060101ALI20231121BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20231121BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00

B62D3/12 513

B62D5/04

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020089733

(22)【出願日】2020-05-22

(65)【公開番号】P2021183457

(43)【公開日】2021-12-02

【審査請求日】2023-04-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】小川 敬祐

(72)【発明者】

【氏名】尾形 俊明

【審査官】瀬戸 康平

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－２１４２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２５４００６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２０４６５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－７８７３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ３／１２， ５／０４， ６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の転舵輪を転舵させるべく転舵軸を軸方向に移動させるための所定モータトルクを発生するモータを備えるとともに、ステアリングホイールの回転角度に対する転舵軸の軸方向の移動量の比である比ストロークが当該ステアリングホイールの操舵角度に応じて変化するように構成されたステアリング装置の前記モータを給電対象とし、
前記給電対象に電力を供給する主電源の電力供給を補助する補助電源と、
前記モータが回転中の状態において前記モータが発生すべき前記所定モータトルクが、前記モータが回転中の状態において前記主電源によって前記モータが出力可能な最大のモータトルクを上回ることが想定される場合に、前記主電源と前記補助電源との間の接続状態を、前記主電源と前記補助電源とを直列に接続する状態に設定する接続状態設定部とを備える補助電源装置。

【請求項2】

前接続状態設定部は、前記モータの出力状態に応じて、前記主電源と前記補助電源との間の接続状態を、前記主電源と前記補助電源とを直列に接続する状態に設定する請求項１に記載の補助電源装置。

【請求項3】

前記モータの出力状態は、前記モータが前記所定モータトルクを発生するように当該モータに供給すべき電流をフィードバック制御するための電流指令値と、前記モータが所定回転速度で回転中の状態において前記主電源によって前記モータが出力可能な最大のモータトルクに対応する電流の値である閾値との比較を通じて決定され、
前記閾値は、前記操舵角度及び前記操舵角度の変化量である操舵速度に基づいて決定される請求項２に記載の補助電源装置。

【請求項4】

前記接続状態設定部は、さらに前記操舵角度に応じて、前記主電源と前記補助電源との間の接続状態を、前記主電源と前記補助電源とを直列に接続する状態に設定する請求項２または３に記載の補助電源装置。

【請求項5】

前記接続状態設定部は、さらに前記操舵角度の変化量である操舵速度に応じて、前記主電源と前記補助電源との間の接続状態を、前記主電源と前記補助電源とを直列に接続する状態に設定する請求項２～４のいずれか一項に記載の補助電源装置。

【請求項6】

前記接続状態設定部は、さらに車両の走行速度に応じて、前記主電源と前記補助電源との間の接続状態を、前記主電源と前記補助電源とを直列に接続する状態に設定する請求項２～５のいずれか一項に記載の補助電源装置。

【請求項7】

前記補助電源の容量は、前記主電源と前記補助電源とを直列に接続する状態に設定する場合に、前記操舵角度に応じた比ストロークが比較的に大きい状況における緊急時の操舵の際に生じ得ると想定される操舵速度に基づき設定されている請求項１～６のいずれか一項に記載の補助電源装置。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか一項に記載の補助電源装置と、前記給電対象としての前記モータと、前記主電源と、前記主電源と前記補助電源とを直列に接続する状態に設定する制御装置とを備えるステアリング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、補助電源装置及びステアリング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ステアリング装置として、ステアリング操作に伴う回転をラックアンドピニオン機構によりラック軸の往復直線運動に変換して転舵輪の転舵角を変更するものが知られている。こうしたステアリング装置には、例えば、特許文献１に記載されるように、ラック軸に形成されるラック歯の諸元をその軸方向位置によって異ならせることにより、ステアリング軸の回転角度に対するラック軸の移動量の比である比ストロークを操舵角に応じて変化させる所謂バリアブルギアレシオのラックアンドピニオン機構を採用したものがある。

【0003】

特許文献１のステアリング装置は、モータを駆動源としてアシスト力を付与するアシスト機構を備えた電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という。）として構成されている。そして、ＥＰＳでは、運転者が入力する操舵トルクに基づく軸力（以下、「操舵軸力」という。）と、モータが付与するモータトルクに基づく軸力（以下、「アシスト軸力」という。）との合計が、転舵輪を転舵させるための軸力（以下、「全体軸力」という。）としてラック軸に作用する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－２１０４９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１の構成においては、運転者が入力する操舵トルクの大きさが同じであっても、比ストロークの大きな領域では比ストロークの小さな領域に比べて、ラック軸に作用する操舵軸力が小さくなる。この場合、転舵輪を転舵させるための全体軸力のうち操舵軸力が小さくなることから、モータが付与するモータトルクに基づくアシスト軸力がより大きく必要になる。また、運転者によるステアリング操作の操舵速度が同じ場合でも、比ストロークが大きくなると比ストロークが小さいときと比べて、ラック軸の移動速度が速くなる。モータはラック軸に対して機械的に連結されていることから、ラック軸の移動速度が速くなることに伴い、当該モータの回転数が増加する。モータの回転数が増加すると、モータのモータトルクについて、モータの回転数との関係である、周知のＮ－Ｔ特性上、モータが出力可能なモータトルクが小さくなる。

【0006】

このように、比ストロークの大きな領域では、特にラック軸の移動速度が速くなると、アシスト軸力がより大きく必要になるなかで、モータの出力可能なモータトルクが小さくなることから、転舵輪を転舵させるための全体軸力が不足するおそれがある。つまり、比ストロークの大きな領域で素早い操舵を行う場合には、転舵輪を転舵させるための全体軸力が不足しやすく、操舵フィーリングが低下するおそれがある。

【0007】

本発明の目的は、バリアブルギアレシオのステアリング装置において、操舵フィーリングの低下を抑制することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決する補助電源装置は、車両の転舵輪を転舵させるべく転舵軸を軸方向に移動させるための所定モータトルクを発生するモータを備えるとともに、ステアリングホイールの回転角度に対する転舵軸の軸方向の移動量の比である比ストロークが当該ステアリングホイールの操舵角度に応じて変化するように構成されたステアリング装置の前記モータを給電対象とし、前記給電対象に電力を供給する主電源の電力供給を補助する補助電源と、前記モータが回転中の状態において前記モータが発生すべき前記所定モータトルクが、前記モータが回転中の状態において前記主電源によって前記モータが出力可能な最大のモータトルクを上回ることが想定される場合に、前記主電源と前記補助電源との間の接続状態を、前記主電源と前記補助電源とを直列に接続する状態に設定する接続状態設定部とを備えている。

【0009】

上記構成によれば、モータが回転中の状態においてモータが発生すべき所定モータトルクが、モータが回転中の状態において主電源によってモータが出力可能な最大のモータトルクを上回ることが想定される場合には、補助電源と主電源とが直列に接続する状態になる。これにより、モータに対しては、主電源からの電力だけでなく、補助電源からの電力も供給されることになる。この場合、主電源及び補助電源によってモータが出力可能な最大のモータトルクは、主電源によってモータが出力可能な最大のモータトルクに比べて、補助電源から供給される電力の分だけ増加する。このことから、比ストロークが大きな領域で、ラック軸の移動速度が速くなるような、モータが回転中の状態においてモータが発生すべき所定モータトルクが、モータが回転中の状態において主電源によってモータが出力可能な最大のモータトルクを上回ることが想定される場合であっても、モータトルクが不足することを抑制できる。このため、比ストロークが大きな領域で素早い操舵を行った場合のような、転舵輪を転舵させるための軸力が不足しやすい場合であっても、転舵輪を転舵させる軸力が不足することを抑制できる。

【0010】

上記の補助電源装置において、前接続状態設定部は、前記モータの出力状態に応じて、前記主電源と前記補助電源との間の接続状態を、前記主電源と前記補助電源とを直列に接続する状態に設定することが好ましい。

【0011】

上記構成によれば、モータが回転中の状態においてモータが発生すべきモータトルクが、モータが回転中の状態において主電源によってモータが出力可能な最大のモータトルクを上回ることが想定される場合に該当するか否かを適切に判断することができる。

【0012】

上記の補助電源装置において、前記モータの出力状態は、前記モータが前記所定モータトルクを発生するように当該モータに供給すべき電流をフィードバック制御するための電流指令値と、前記モータが所定回転速度で回転中の状態において前記主電源によって前記モータが出力可能な最大のモータトルクに対応する電流の値である閾値との比較を通じて決定され、前記閾値は、前記操舵角度及び前記操舵角度の変化量である操舵速度に基づいて決定されることが好ましい。

【0013】

上記構成によれば、操舵角度に応じた比ストロークでの操舵速度とモータの回転速度との関係を用いて、その時の操舵速度に応じたモータの回転速度を得ることができる。続いて、モータのモータトルクについてモータの回転数との関係である周知のＮ－Ｔ特性に応じて得られるモータの回転速度とモータトルクに対応する電流の値との関係を用いて、その時のモータの回転速度で主電源によってモータが出力可能な最大のモータトルクに対応する電流の値を得ることができる。こうして得られた主電源によってモータが出力可能な最大のモータトルクに対応する電流の値が閾値として決定される。そして、電流指令値と閾値との比較を通じて、モータが回転中の状態においてモータが発生すべき所定モータトルクが、モータが回転中の状態において主電源によってモータが出力可能な最大のモータトルクを上回ることが想定される場合に該当するか否かをより適切に判断することができる。

【0014】

例えば、ステアリングホイールが最大限操舵された状態である、所謂、エンド当て時は、基本的に車両の低速走行時にしか生じ得ないといえる。車両の低速走行時には、ステアリングホイールが運転者により素早く操舵されることは想定しにくいといえる。このため、操舵角度がエンド当てしていることを示す値の場合は、比ストロークの大きい領域であるにもかかわらず、モータが回転中の状態においてモータが発生すべき所定モータトルクが、モータが回転中の状態において主電源によってモータが出力可能な最大のモータトルクを上回ることが想定される場合に該当する可能性は低い。

【0015】

このため、上記の補助電源装置において、前記接続状態設定部は、さらに前記操舵角度に応じて、前記主電源と前記補助電源との間の接続状態を、前記主電源と前記補助電源とを直列に接続する状態に設定することが好ましい。

【0016】

上記構成によれば、例えば、比ストロークの大きい領域であったとしても、主電源によってモータが出力可能な最大のモータトルクを増加させる処置が不要な場合には、主電源と補助電源とを直列に接続する設定をしないようにする等、主電源と補助電源とを直列に接続する状況を適正化することができる。

【0017】

例えば、転舵輪が縁石等に衝突した場合には、ステアリングホイールが運転者により素早く操舵されるよりもさらに早い操舵になると考えられる。転舵輪が縁石等に衝突した場合には、衝突に応じて生じる軸力と同じだけの全体軸力を確保しなければいけない必要性は低いといえる。このため、操舵速度が転舵輪が縁石等に衝突していることを示す値の場合には、ステアリングホイールが素早く操舵されることを示す操舵速度であるにもかかわらず、モータが回転中の状態においてモータが発生すべき所定モータトルクが、モータが回転中の状態において主電源によってモータが出力可能な最大のモータトルクを上回ることが想定される場合に該当する可能性は低い。

【0018】

このため、上記の補助電源装置において、前記接続状態設定部は、さらに前記操舵角度の変化量である操舵速度に応じて、前記主電源と前記補助電源との間の接続状態を、前記主電源と前記補助電源とを直列に接続する状態に設定することが好ましい。

【0019】

上記構成によれば、例えば、ステアリングホイールが素早く操舵されたとしても、主電源によってモータが出力可能な最大のモータトルクを増加させる処置が不要な場合には、主電源と補助電源とを直列に接続する設定をしないようにする等、主電源と補助電源とを直列に接続する状況を適正化することができる。

【0020】

例えば、車両の停車を含む低速走行時には、ステアリングホイールが素早く操舵されることは想定しにくい。このため、車両の低速走行時には、車両の高速走行時と比べて、モータが回転中の状態においてモータが発生すべき所定モータトルクが、モータが回転中の状態において主電源によってモータが出力可能な最大のモータトルクを上回ることが想定される場合に該当する可能性は低い。

【0021】

このため、上記の補助電源装置において、前記接続状態設定部は、さらに車両の走行速度に応じて、前記主電源と前記補助電源との間の接続状態を、前記主電源と前記補助電源とを直列に接続する状態に設定することが好ましい。

【0022】

上記構成によれば、そもそもモータが回転中の状態においてモータが発生すべきモータトルクが、モータが回転中の状態において主電源によってモータが出力可能な最大のモータトルクを上回ることが想定される場合に該当する可能性が低い場合には、主電源と補助電源とを直列に接続する設定をしないようにする等、主電源と補助電源とを直列に接続する状況を適正化することができる。

【0023】

これに対して、車両の進行方向の障害物を避ける等の緊急時に素早い操舵での回避が必要な場合には、素早い操舵を確実に実施させるべく転舵輪を転舵させるための軸力の不足を抑制する必要性は高い。

【0024】

上記の補助電源装置において、前記補助電源の容量は、前記主電源と前記補助電源とを直列に接続する状態に設定する場合に、前記操舵角度に応じた比ストロークが比較的に大きい状況における緊急時の操舵の際に生じ得ると想定される操舵速度に基づき設定されていることが好ましい。

【0025】

上記構成によれば、緊急時の素早い操舵に対しては、補助電源から電力を供給することで、転舵輪を転舵させるための軸力の不足を抑制することができるようになる。このため、緊急時の素早い操舵を確実に実施させることができる。

【0026】

上記課題を解決するステアリング装置は、上記の補助電源装置と、前記給電対象としての前記モータと、前記主電源と、前記主電源と前記補助電源とを直列に接続する状態に設定する制御装置とを備えている。

【0027】

上記構成によれば、比ストロークが大きな領域で素早い操舵を行った場合において、転舵輪を転舵させる軸力の不足を抑制できるステアリング装置を実現することができる。

【発明の効果】

【0028】

本発明の補助電源装置及びステアリング装置によれば、バリアブルギアレシオのステアリング装置において、操舵フィーリングの低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図。

【図2】操舵角度と比ストロークとの関係を示すグラフ。

【図3】補助電源装置の電気的構成を示す図。

【図4】制御部の処理手順を示すフローチャート。

【図5】操舵速度と全体軸力との関係を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0030】

補助電源装置を電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という。）に適用した一実施形態について説明する。
図１に示すように、操舵制御装置１の制御対象となるＥＰＳ２は、運転者によるステアリングホイール３の操作に基づいて転舵輪４を転舵させる操舵機構５と、操舵機構５にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するアシスト機構６とを備えている。

【0031】

操舵機構５は、ステアリングホイール３が固定されるステアリング軸１１と、ステアリング軸１１に連結された転舵軸としてのラック軸１２と、ラック軸１２が往復動可能に挿通される円筒状のラックハウジング１３と、ステアリング軸１１の回転をラック軸１２の往復動に変換するラックアンドピニオン機構１４とを備えている。なお、ステアリング軸１１は、ステアリングホイール３が位置する側から順にコラム軸１５、中間軸１６、及びピニオン軸１７を連結することにより構成されている。

【0032】

ラック軸１２とピニオン軸１７とは、ラックハウジング１３内に所定の交差角をもって配置されている。ラックアンドピニオン機構１４は、ラック軸１２に形成されたラック歯１２ａとピニオン軸１７に形成されたピニオン歯１７ａとが噛合されることにより構成されている。また、ラック軸１２の両端には、その軸端部に設けられたボールジョイントからなるラックエンド１８を介してタイロッド１９がそれぞれ回動自在に連結されている。タイロッド１９の先端は、転舵輪４が組付けられた図示しないナックルに連結されている。したがって、ＥＰＳ２では、ステアリング操作に伴うステアリング軸１１の回転がラックアンドピニオン機構１４によりラック軸１２の軸方向移動に変換され、この軸方向移動がタイロッド１９を介してナックルに伝達されることにより、転舵輪４の転舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。

【0033】

ここで、ラック歯１２ａは、例えば歯のピッチや圧力角等の諸元がラック軸１２における軸方向位置に応じて異なるように設定されている。つまり、ＥＰＳ２は、ステアリング軸１１の回転角度に対するラック軸１２の移動量である比ストロークＳが、ステアリングホイール３の操舵角度θｈに応じて変化する所謂バリアブルギアレシオのラックアンドピニオン機構１４を採用している。

【0034】

具体的には、図２に示すように、比ストロークＳは、操舵角度θｈの絶対値が所定の第１操舵角度θｈ１以下となるステアリング中立位置付近の領域Ｒ１では、一定の値Ｓ１に設定されている。また、比ストロークＳは、操舵角度θｈの絶対値が第１操舵角度θｈ１よりも大きく、かつ所定の第２操舵角度θｈ２以下の領域Ｒ２では、操舵角度θｈの絶対値の増大につれて徐々に大きくなるように設定されている。そして、比ストロークＳは、操舵角度θｈの絶対値が所定の第２操舵角度θｈ２よりも大きな領域Ｒ３では、値Ｓ１よりも大きな一定の値Ｓ２に設定されている。これにより、操舵角度θｈが大きくなるほど、転舵輪４の転舵角が変化しやすくなり、素早く旋回することが可能になっている。

【0035】

図１に示すように、アシスト機構６は、駆動源であるモータ２１と、モータ２１の回転を伝達する伝達機構２２と、伝達機構２２を介して伝達された回転をラック軸１２の往復動に変換する変換機構２３とを備えている。そして、アシスト機構６は、モータ２１の回転を伝達機構２２を介して変換機構２３に伝達し、変換機構２３にてラック軸１２の往復動に変換することで、モータ２１が出力するモータトルクをアシストトルクとして操舵機構５に付与する。なお、本実施形態のモータ２１には表面磁石型の三相ブラシレスモータが採用され、伝達機構２２にはベルト機構が採用され、変換機構２３にはボールネジ機構が採用されている。

【0036】

したがって、ＥＰＳ２においては、転舵輪４を転舵させるためにラック軸１２に作用する軸力（以下、「全体軸力Ｆｔ」という。）は、運転者が入力する操舵トルクＴｈに基づく軸力（以下、「操舵軸力Ｆｈ」という。）と、モータ２１が付与するモータトルクに基づく軸力（以下、「アシスト軸力Ｆａ」という。）との合計になる。なお、全体軸力Ｆｔと、操舵軸力Ｆｈと、アシスト軸力Ｆａとの関係を定義する式として、下記式（１）～（３）を設定している。

【0037】

Ｆｔ＝Ｆｈ＋Ｆａ …（１）
Ｆｈ＝Ａ×Ｔｈ÷Ｓ …（２）
Ｆａ＝Ｂ×Ｔａ×Ｐ÷Ｌ …（３）
上記各式において、「Ａ」、「Ｂ」は所定の係数をそれぞれ示し、「Ｐ」は伝達機構２２の減速比を示し、「Ｌ」は変換機構２３のリードを示し、「Ｓ」は比ストロークを示している。

【0038】

本実施形態の電気的構成について説明する。
図１及び図３に示すように、操舵制御装置１は、モータ２１に接続されており、その作動を制御する。操舵制御装置１は、駆動回路６０及び制御部７０を有している。駆動回路６０には、モータ２１のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相にそれぞれ２つのスイッチング素子を備えた公知の回路が採用されている。制御部７０は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ）やメモリを備えており、所定の演算周期ごとにメモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行する。これにより、各種の制御が実行される。

【0039】

図１に示すように、操舵制御装置１の制御部７０には、車速Ｖを検出する車速センサ３１、及び運転者の操舵によりステアリング軸１１に付与された操舵トルクＴｈを検出するトルクセンサ３２が接続されている。トルクセンサ３２は、ピニオン軸１７に設けられている。トルクセンサ３２は、トーションバー３３の捩れに基づいて操舵トルクＴｈを検出する。また、操舵制御装置１の制御部７０には、モータ２１の回転角度であるモータ角度θｍを３６０度の範囲内の相対角度で検出する回転角度センサ３４が接続されている。操舵トルクＴｈ及びモータ角度θｍは、例えば、右方向に操舵した場合に正の値、左方向に操舵した場合に負の値として検出する。そして、制御部７０は、これら各センサから入力される各状態量に基づいて、アシスト機構６の作動、すなわち操舵機構５にラック軸１２を往復動させるべく付与するモータトルクを制御する。具体的には、制御部７０は、操舵トルクＴｈ及び車速Ｖに基づいてモータ２１に発生させるべきモータトルクの目標値である目標モータトルクを演算する。制御部７０は、目標モータトルクに応じた電流指令値Ｉ＊を演算する。そして、制御部７０は、電流指令値Ｉ＊と、モータ２１に供給される実際の電流の値をモータ角度θｍに基づき変換して得られるｄｑ座標上の電流値との偏差を求め、当該偏差を無くすように電流フィードバック制御を実行することにより、駆動回路６０のスイッチング素子に対する指令信号を生成する。これにより、制御部７０は、モータ２１に対する通電を制御する。なお、モータ２１に供給される実際の電流値は、駆動回路６０とモータ２１との間の給電経路に設けられている図示しない電流センサにより検出される。特許請求の範囲に記載した所定モータトルクは、モータ２１に発生させるべきモータトルクに相当する。

【0040】

図３に示すように、ＥＰＳ２が車両に組み付けられた際、操舵制御装置１は補助電源装置４０に接続され、補助電源装置４０は主電源５０に接続されている。制御部７０は、主電源５０及び補助電源装置４０からの給電を通じて、制御対象であるモータ２１の作動を制御することで、運転者のステアリング操作を補助するための各種の制御を実行する。制御部７０は、補助電源装置４０の給電状態の制御を実行する。主電源５０は、給電対象であるモータ２１を駆動させるための電力を供給する車載バッテリである。

【0041】

補助電源装置４０は、後述の保持状態及び充電状態時の給電経路となる第１ライン４３を備えている。第１ライン４３は、入力ポート４１及び出力ポート４２と接続される。
補助電源装置４０は、電力を充放電可能な補助電源１００を備えている。補助電源１００は、主電源５０の電力供給を補助する。補助電源１００は、主電源５０と給電対象であるモータ２１との間に接続されている。補助電源１００は、正の極性を有した電極板及び負の極性を有した電極板を備えている。補助電源１００の負側の電極板１００ａは第１ライン４３と接続されており、補助電源１００の正側の電極板１００ｂは後述の昇圧時の給電経路となる第２ライン４４と接続されている。補助電源１００の負側の電極板１００ａは、第１ライン４３において、第５スイッチング素子（以下、「ＦＥＴ５」と記載する。）を介して入力ポート４１と接続されている。なお、本実施形態では、補助電源１００として、リチウムイオンキャパシタを採用している。リチウムイオンキャパシタは、耐熱性が良く、寿命が長く、充放電性能が良好で、エネルギー密度が高く、安全性が高いという利点がある。

【0042】

補助電源装置４０は、第１スイッチング素子（以下、「ＦＥＴ１」と記載する。）及び第２スイッチング素子（以下、「ＦＥＴ２」と記載する。）を備えている。ＦＥＴ１の一端はグランドと接続されるとともに、ＦＥＴ１の他端はＦＥＴ２を介して第２ライン４４と接続されている。

【0043】

補助電源装置４０は、第２ライン４４とモータ２１との間の接続を切り替えるための第３スイッチング素子（以下、「ＦＥＴ３」と記載する。）及び第１ライン４３とモータ２１との間の接続を切り替えるための第４スイッチング素子（以下、「ＦＥＴ４」と記載する。）を備えている。ＦＥＴ３は、第２ライン４４におけるＦＥＴ２と出力ポート４２との間に設けられている。ＦＥＴ４は、第１ライン４３におけるＦＥＴ５と出力ポート４２との間に設けられている。第１ライン４３におけるＦＥＴ５とＦＥＴ４との間の接続点Ｐ２は、ＦＥＴ１とＦＥＴ２との間の接続点Ｐ１と接続されている。第１ライン４３における接続点Ｐ２とＦＥＴ４との間の接続点Ｐ３は、補助電源１００の負側の電極板１００ａと接続されている。第２ライン４４におけるＦＥＴ２とＦＥＴ３との間の接続点Ｐ４は、補助電源１００の正側の電極板１００ｂと接続されている。

【0044】

ＦＥＴ１～ＦＥＴ５には、ＭＯＳ－ＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）が採用されている。ＦＥＴ１～ＦＥＴ５のゲートは、制御部７０に接続されている。制御部７０は、ＦＥＴ１～ＦＥＴ５のゲートに対して駆動信号を出力することにより、駆動信号に応じてＦＥＴ１～ＦＥＴ５をオン状態とオフ状態との間で切り替える。制御部７０は、ＦＥＴ１～ＦＥＴ５のオン状態及びオフ状態を切り替えることによって、補助電源１００の動作状態を保持状態、充電状態、及び放電状態の間で切り替える。

【0045】

保持状態は、補助電源１００に蓄えられた電力を保持する動作状態である。制御部７０は、補助電源１００の動作状態を保持状態に切り替える場合、ＦＥＴ１～ＦＥＴ３をオフ状態とするとともに、ＦＥＴ４及びＦＥＴ５をオン状態とする。この場合、主電源５０は、第１ライン４３を介してモータ２１と接続される。これにより、モータ２１には、主電源５０から電力が供給される。この場合、補助電源１００は、主電源５０とモータ２１との間で、当該主電源５０に対して電気的に接続されていない状態に設定されるように切り替えられる。これにより、補助電源１００は、充電している電力を放電せずにそのまま保持する。

【0046】

充電状態は、補助電源１００に電力を充電する動作状態である。制御部７０は、補助電源１００の動作状態を充電状態に切り替える場合、ＦＥＴ３をオフ状態とし、ＦＥＴ４及びＦＥＴ５をオン状態とし、ＦＥＴ１及びＦＥＴ２を交互にオフ状態となるようにＰＷＭ駆動する。この場合、補助電源１００は、主電源５０とモータ２１との間で、第１ライン４３を通じた当該主電源５０からのモータ２１への給電経路に対して並列に接続する状態に設定されるように切り替えられる。これにより、補助電源１００は、電力が充電される。

【0047】

放電状態は、補助電源１００から電力を放電する動作状態である。制御部７０は、補助電源１００の動作状態を放電状態に切り替える場合、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２、及びＦＥＴ４をオフ状態とするとともにＦＥＴ３及びＦＥＴ５をオン状態とする。

【0048】

具体的には、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ４をオフ状態とするとともにＦＥＴ３及びＦＥＴ５をオン状態とする場合、補助電源１００の負側の電極板１００ａは、第１ライン４３の接続点Ｐ３と接続される。補助電源１００の負側の電極板１００ａは、第１ライン４３及びＦＥＴ５を介して主電源５０と接続される。また、補助電源１００の正側の電極板１００ｂは、接続点Ｐ４と接続される。補助電源１００の正側の電極板１００ｂは、第２ライン４４及びＦＥＴ３を介して駆動回路６０及びモータ２１と接続される。この場合、補助電源１００は、主電源５０とモータ２１との間で、当該主電源５０に対して直列に接続する状態に設定されるように切り替えられる。つまり、補助電源１００は、主電源５０から供給される電力の電圧を昇圧する。これにより、モータ２１には、駆動回路６０を通じて、主電源５０からの電力だけでなく、補助電源１００からの電力も供給されることになる。この場合、補助電源１００によって昇圧された電力が供給されるので、モータ２１が出力可能な最大のモータトルクは、補助電源１００から供給される電力の分だけ増加する。本実施形態において、補助電源１００の動作状態を切り替えるためのＦＥＴ１～５は、接続状態設定部に相当する。

【0049】

次に、制御部７０の処理手順について図４を用いて説明する。図４に示す処理は、制御部７０がメモリに記憶されたプログラムを所定周期で繰り返し実行することにより実現される。制御部７０は、例えば、車両の始動スイッチのオンを契機とする制御開始から、始動スイッチのオフを契機とする制御終了までの間に、以下の処理を実行する。なお、ここでは、主電源５０が失陥していないことを前提とする。

【0050】

ここで、比ストロークＳの大きな領域である領域Ｒ３では、特にラック軸１２の移動速度が速くなると、アシスト軸力がより大きく必要になるなかで、モータの出力可能なモータトルクが小さくなることから、転舵輪４を転舵させるための全体軸力Ｆｔが不足するおそれがある。つまり、比ストロークＳの大きな領域Ｒ３で素早い操舵を行う場合には、転舵輪４を転舵させるための全体軸力Ｆｔが不足しやすく、その分操舵トルクＴｈを増して補うことになって操舵フィーリングが低下するおそれがある。これに対処するべく、制御部７０は、軸力不足に該当する状況であれば、補助電源１００の動作状態を放電状態に切り替えるための機能を有している。軸力不足に該当する状況は、モータ２１が回転中の状態においてモータ２１が発生すべき所定モータトルクが、モータ２１が回転中の状態において主電源５０によってモータ２１が出力可能な最大のモータトルクを上回ることが想定される場合である。本実施形態において、軸力不足に該当する状況は、比ストロークＳの大きい領域Ｒ３であり、かつ素早い操舵である条件を満たす状況であり、例えば、比ストロークＳの大きい領域Ｒ３での車両の進行方向の障害物を避ける等の緊急時の素早い操舵である緊急操舵が該当する。

【0051】

具体的には、図４に示すように、制御部７０は、操舵角度θｈの絶対値が、操舵角度θｈの絶対値の下限値θｍｉｎ以上、かつ操舵角度θｈの絶対値の上限値θｍａｘ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１の処理は、軸力不足に該当する可能性が低い又は該当しない状況を排除することを目的としている。

【0052】

操舵角度θｈの絶対値の下限値θｍｉｎは、比ストロークＳが値Ｓ２よりも小さい領域である領域Ｒ１及び領域Ｒ２に対応する角度のうちの最大値に設定されている。つまり、操舵角度θｈの絶対値の下限値は、図２の第２操舵角度θｈ２の正値及び負値の絶対値である。操舵角度θｈの絶対値が下限値θｍｉｎ未満の場合は、軸力不足に該当しない状況である。これに対して、操舵角度θｈの絶対値が下限値θｍｉｎ以上の場合は、軸力不足に該当する可能性がある状況である。

【0053】

また、操舵角度θｈの絶対値の上限値θｍａｘは、ステアリングホイール３がストロークエンドまで最大限操舵された状態である、所謂、エンド当て時における限界操舵角度θｈｅｎｄの正値及び負値の近傍の値として若干小さい値に設定されている。つまり、操舵角度θｈの絶対値の上限値は、図２のエンド操舵角度θｈ３の正値及び負値の絶対値である。エンド当て時は、基本的に車両の低速走行時にしか生じ得ないといえる。車両の低速走行時には、ステアリングホイール３が運転者により素早く操舵されることは想定しにくい。このため、操舵角度θｈの絶対値が上限値θｍａｘよりも大きい場合は、比ストロークＳの大きな領域Ｒ３であるにもかかわらず軸力不足に該当する可能性が低い状況である。

【0054】

これにより、制御部７０は、操舵角度θｈの絶対値が下限値θｍｉｎ未満、あるいは上限値θｍａｘよりも大きい場合（ステップＳ１１のＮＯ）、軸力不足に該当する可能性が低い又は該当しない状況であると判断して、補助電源１００の動作状態を放電状態に切り替えることなく処理を終了する。

【0055】

制御部７０は、操舵角度θｈの絶対値が、下限値θｍｉｎ以上、かつ上限値θｍａｘ以下である場合（ステップＳ１１のＹＥＳ）、操舵速度ωの絶対値が、操舵速度ωの絶対値の下限値ωｍｉｎ以上、かつ操舵速度ωの絶対値の上限値ωｍａｘ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の処理は、ステップＳ１１の処理と同様、軸力不足に該当する可能性が低い又は該当しない状況を排除することを目的としている。制御部７０は、操舵角度θｈを微分することで得られる操舵角度θｈの変化量である操舵速度ωを演算する。

【0056】

操舵速度ωの絶対値の下限値ωｍｉｎは、軸力不足の条件を満たすほど素早い操舵ではないとして車両での実験で求められる範囲のなかの操舵速度ωに設定されている。操舵速度ωの絶対値が下限値ωｍｉｎ未満の場合は、軸力不足に該当しない状況である。これに対して、操舵速度ωの絶対値が下限値ωｍｉｎ以上の場合は、軸力不足の条件を満たすほど素早い操舵であるとして車両での実験で求められる範囲のなかでの操舵速度ωであるため、軸力不足に該当する可能性がある状況である。

【0057】

また、操舵速度ωの絶対値の上限値ωｍａｘは、転舵輪４が縁石等に衝突したことに起因して生じさせられてしまうような人の操舵とは考えられない操舵速度ωに設定されている。転舵輪４が縁石等に衝突した場合には、ステアリングホイール３が運転者により素早く操舵されると想定されるよりもさらに早い操舵になると考えられる。一方、転舵輪４が縁石等に衝突した場合には、衝突に応じて生じる軸力と同じだけの全体軸力Ｆｔを確保しなければいけない必要性は低いといえる。このため、操舵速度ωの絶対値が上限値ωｍａｘよりも大きい場合は、軸力不足の条件を満たすほど素早い操舵であることを示す操舵速度ωであるにもかかわらず軸力不足に該当する可能性が低い状況である。

【0058】

これにより、制御部７０は、操舵速度ωの絶対値が下限値ωｍｉｎ未満、あるいは上限値ωｍａｘよりも大きい場合（ステップＳ１２のＮＯ）、軸力不足に該当する可能性が低い又は該当しない状況であると判断して、補助電源１００の動作状態を放電状態に切り替えることなく処理を終了する。

【0059】

制御部７０は、操舵速度ωの絶対値が下限値ωｍｉｎ以上、かつ上限値ωｍａｘ以下である場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、車速Ｖが車速閾値Ｖ０よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の処理は、ステップＳ１１、Ｓ１２の処理と同様に、軸力不足に該当する可能性が低い又は該当しない状況を排除することを目的としている。車速閾値Ｖ０は、車両が停車している場合を含む車両が低速走行していると考えられる車速Ｖに設定されている。例えば、車両の停車を含む低速走行時には、ステアリングホイール３が素早く操舵されることは想定しにくい。このため、車速Ｖが車速閾値Ｖ０以下である場合は、軸力不足に該当する可能性は低い状況である。

【0060】

これにより、制御部７０は、車速Ｖが車速閾値Ｖ０以下である場合（ステップＳ１３のＮＯ）、軸力不足に該当する可能性が低い又は該当しない状況であると判断して、補助電源１００の動作状態を放電状態に切り替えることなく処理を終了する。

【0061】

制御部７０は、車速Ｖが車速閾値Ｖ０よりも大きい場合（ステップＳ１３のＹＥＳ）、軸力不足に該当する可能性があると判断して、電流指令値Ｉ＊がモータ２１に供給可能な電流値である閾値Ｉ０よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４にて、制御部７０は、操舵角度θｈ及び操舵速度ωに基づいて、閾値Ｉ０を演算する。

【0062】

具体的には、制御部７０は、図２に示す操舵角度θｈと比ストロークＳとの関係に基づいて、操舵角度θｈから現在の比ストロークＳを演算する。そして、制御部７０は、操舵角度θｈに応じた比ストロークＳでの操舵速度ωとモータ２１の回転速度ωｍとの関係を用いて、その時の操舵速度ωに応じたモータ２１の回転速度ωｍを演算により得る。なお、制御部７０の図示しないメモリには、モータ２１の回転速度ωｍとモータトルクに対応する電流の値との関係であるＩ－ω特性が記憶されている。Ｉ－ω特性は、モータ２１のモータトルクについてモータ２１の回転数との関係である周知のＮ－Ｔ特性に応じて得られるものである。制御部７０は、Ｉ－ω特性を用いて、演算により得たその時のモータ２１の回転速度ωｍでモータ２１が出力可能な最大のモータトルクに対応する電流の値を算出し、当該値を閾値Ｉ０として決定する。より詳しくは、モータ２１の回転速度ωｍと、モータ２１が回転速度ωｍで回転中の状態において電源によってモータ２１が出力可能な最大のモータトルクに対応する電流の値との関係を定義する式として、下記式（４）を設定している。

【0063】

Ｉｍａｘ＝（Ｓｖ－Ｋ×ωｍ）÷Ω …（４）
ここで、「Ｉｍａｘ」はモータ２１が出力可能な最大のモータトルクに対応する電流の値を示し、「Ｓｖ」は電源がモータ２１に供給可能な電圧を示し、「Ｋ」はモータ２１の逆起電圧定数を示し、「Ω」はモータ２１の巻線抵抗を示している。このうち、「Ｋ」及び「Ω」はモータ２１固有の係数である。なお、「Ｓｖ」は、補助電源１００の動作状態が放電状態以外に切り替えられている場合には主電源５０が単独でモータ２１に供給可能な電圧を示し、補助電源１００の動作状態が放電状態に切り替えられている場合には主電源５０及び補助電源１００の両方でモータ２１に供給可能な電圧を示している。

【0064】

これにより、制御部７０は、電流フィードバック制御の前段の演算で得られる電流指令値Ｉ＊がその時の閾値Ｉ０以下である場合（ステップＳ１４のＮＯ）、軸力不足に該当しないと判断して、補助電源１００の動作状態を放電状態に切り替えることなく処理を終了する。

【0065】

制御部７０は、電流フィードバック制御の過程で得られる電流指令値Ｉ＊がその時の閾値Ｉ０よりも大きい場合（ステップＳ１４のＹＥＳ）、軸力不足に該当すると判断して、補助電源１００の動作状態を放電状態に切り替える（ステップＳ１５）。

【0066】

本実施形態において、補助電源１００の容量つまり供給電圧は、上記式（４）を用いて設定されている。補助電源１００の容量は、放電状態に切り替えられた場合に、上記式（４）を用いて、比ストロークＳが大きい領域Ｒ３での緊急操舵の際に生じ得ると想定される操舵速度と、緊急操舵の際にモータ２１が発生すべきモータトルクの最大値に対応したモータ電流とを入力した際の「Ｓｖ」から主電源５０の容量を引いた値に設定されている。緊急操舵の際に生じ得ると想定される操舵速度や緊急操舵の際にモータ２１が発生すべきモータトルクの最大値は、車両での実験で求められる範囲の値として設定されている。このモータトルクの最大値に対応したモータ電流が供給可能なように、補助電源１００の供給可能電流が設定されている。

【0067】

なお、主電源５０の容量つまり供給電圧は、上記式（４）の「Ｓｖ」に応じて設定されている。すなわち、上記式（４）の「Ｓｖ」が車両の電源の電圧以下となるよう、比ストロークＳが大きい領域Ｒ３での緊急操舵でない通常操舵の際に生じ得ると想定される操舵速度と、通常操舵の際にモータ２１が発生すべきモータトルクの最大値と、モータ２１の逆起電圧定数Ｋと、モータ２１の巻線抵抗Ωとが設定されている。通常操舵の際に生じ得ると想定される操舵速度や通常操舵の際にモータ２１が発生すべきモータトルクの最大値は、車両での実験で求められる範囲の値として設定されている。このモータトルクの最大値に対応したモータ電流が供給可能なように、主電源５０の供給可能電流が設定されている。

【0068】

本実施形態の作用を説明する。
モータ２１のＮ－Ｔ特性は、モータ２１の回転数、すなわちモータ２１の回転速度の増大に基づいて、主電源５０によってモータ２１が出力可能な最大のモータトルクが徐々に減少する傾向を示す。運転者によるステアリング操作の操舵速度ωが同じ場合でも、比ストロークＳが大きくなると比ストロークＳが小さいときと比べて、ラック軸１２の移動速度が速くなる。ＥＰＳ２では、モータ２１は変換機構２３及び伝達機構２２を介してラック軸１２に機械的に連結されていることから、ラック軸１２の移動速度が速くなることに伴い、当該モータ２１の回転数、すなわち回転速度ωｍが増加する。モータ２１の回転速度ωｍが増加すると、モータ２１のモータトルクについて、モータ２１の回転数との関係である、周知のＮ－Ｔ特性上、主電源５０によってモータ２１が出力可能なモータトルクに基づくアシスト軸力Ｆａが小さくなる。

【0069】

図５は、一点鎖線、二点鎖線の各線で示すように、主電源５０によってモータ２１が出力可能な最大のモータトルクを出力するなかで、上記式（１）で示される全体軸力Ｆｔの操舵速度ωに対する特性を示し、全体軸力Ｆｔが操舵速度ωの増大に基づいて減少する特性を有する。そして、本実施形態のＥＰＳ２は、バリアブルギアレシオのＥＰＳとして構成されているため、操舵トルクＴｈの大きさが同じであっても、比ストロークＳの大きな領域Ｒ３では比ストロークＳの小さな領域Ｒ１及び領域Ｒ２よりも、ラック軸１２に作用する操舵軸力Ｆｈが小さくなる。

【0070】

この場合、図５中、二点鎖線で示した比ストロークＳが大きい領域Ｒ３での全体軸力Ｆｔの特性は、図５中、一点鎖線で示した比ストロークＳが小さい領域Ｒ１及び領域Ｒ２での全体軸力Ｆｔよりも小さくなる。つまり、比ストロークＳが大きい領域Ｒ３では、比ストロークＳが小さい領域Ｒ１及び領域Ｒ２と同じだけの全体軸力Ｆｔを得ようとしても、操舵軸力Ｆｈが小さくなる分だけ全体軸力Ｆｔが不足することになる。

【0071】

さらに、比ストロークＳの大きな領域Ｒ３では、特にラック軸１２の移動速度が速くなると、操舵軸力Ｆｈがより小さくなるなかで、主電源５０によってモータ２１の出力可能なモータトルクが小さくなることから、転舵輪４を転舵させるための全体軸力Ｆｔが不足することになる。

【0072】

要するに、比ストロークＳの大きな領域Ｒ３で素早い操舵を行う場合には、転舵輪４を転舵させるための全体軸力Ｆｔが不足しやすく、操舵に必要な操舵トルクＴｈが増加する。このため、ステアリングホイール３の操舵を運転者が重く感じ、操舵フィーリングが低下するおそれがある。

【0073】

この点、本実施形態では、軸力不足に該当する場合には、補助電源１００と主電源５０との間で、補助電源１００が主電源５０に対して直列に接続する状態に設定されるように切り替えられる。これにより、モータ２１に対しては、駆動回路６０を通じて、主電源５０からの電力だけでなく、補助電源１００からの電力も供給されることになる。この場合、補助電源１００によって昇圧された電力が供給されるので、モータ２１が出力可能な最大のモータトルクは、補助電源１００から供給される電力の分だけ増加する。このため、操舵速度ωの高い領域でモータ２１が出力可能な最大のモータトルクが大きくなる。この場合、比ストロークＳが大きい領域Ｒ３での全体軸力Ｆｔの特性は、図５中、二点鎖線で示す特性に対して、図５中、実線の矢印で示す如く操舵速度ωが増大する側にずれるように変化し、より大きい全体軸力Ｆｔを確保することができるようになる。

【0074】

このことから、比ストロークＳが大きな領域Ｒ３で、ラック軸１２の移動速度が速くなるような操舵であって、軸力不足に該当する場合であっても、全体軸力Ｆｔの不足を抑制できる。このため、比ストロークＳが大きな領域Ｒ３で素早い操舵を行った場合のような、転舵輪４を転舵させるための全体軸力Ｆｔが不足しやすい場合であっても、転舵輪４を転舵させる全体軸力Ｆｔが不足することを抑制できる。

【0075】

本実施形態の効果を説明する。
（１）軸力不足に該当する場合であっても、転舵輪４を転舵させる全体軸力Ｆｔが不足することを抑制できるため、バリアブルギアレシオのステアリング装置において、操舵フィーリングの低下を抑制することができる。したがって、比ストロークＳが大きな領域Ｒ３で素早い操舵を行った場合において、転舵輪４を転舵させる全体軸力Ｆｔの不足を抑制できるＥＰＳ２を実現することができる。

【0076】

（２）本実施形態によれば、補助電源１００の動作状態の切り替えをモータ２１の出力状態に応じて判断することから、軸力不足に該当するか否かを適切に判断することができる。

【0077】

（３）本実施形態では、電流指令値Ｉ＊と、閾値Ｉ０との比較を通じて、軸力不足に該当するか否かを判断する。ここで、操舵角度θｈに応じた比ストロークＳでの操舵速度ωとモータ２１の回転速度ωｍとの関係を用いて、その時の操舵速度ωに応じたモータ２１の回転速度ωｍを得ることができる。続いて、モータ２１のモータトルクについてモータ２１の回転数との関係である周知のＮ－Ｔ特性に応じて得られる、モータ２１の回転速度ωｍとモータトルクに対応する電流の値との関係を用いて、その時のモータ２１の回転速度ωｍで主電源５０によってモータ２１が出力可能な最大のモータトルクに対応する電流の値を得ることができる。こうして得られた主電源５０によってモータ２１が出力可能な最大のモータトルクに対応する電流の値が閾値Ｉ０として決定される。このようにして得られた閾値Ｉ０を軸力不足に該当するか否かの判断に用いることで、軸力不足に該当するか否かをより適切に判断することができる。

【0078】

（４）操舵角度θｈが操舵角度θｈの絶対値の上限値を上回る場合のような、エンド当て時は、軸力不足に該当する可能性が低い状況である。このため、比ストロークＳの大きい領域Ｒ３であったとしても、エンド当て時には補助電源１００の動作状態を放電状態に切り替えないようにすることで、主電源５０と補助電源１００とを直列に接続する状況を適正化している。

【0079】

（５）操舵速度ωが操舵速度ωの絶対値の上限値を上回る場合のような、転舵輪４が縁石等に衝突したことに起因して生じさせられてしまうような人の操舵とは考えられない操舵速度ωの場合は、軸力不足に該当する可能性が低い状況である。このため、ステアリングホイール３が素早く操舵されたとしても、転舵輪４が縁石等の衝突時には補助電源１００の動作状態を放電状態に切り替えないようにすることで、主電源５０と補助電源１００とを直列に接続する状況を適正化している。

【0080】

（６）車両の停車を含む低速走行時は、軸力不足に該当する可能性は低い状況である。このため、車両の低走行時には補助電源１００の動作状態を放電状態に切り替えないようにすることで、主電源５０と補助電源１００とを直列に接続する状況を適正化している。

【0081】

（７）緊急時の素早い操舵に対しては、補助電源１００から電力を供給することで、転舵輪４を転舵させるための全体軸力Ｆｔの不足を抑制することができるようになる。このため、緊急時の素早い操舵を確実に実施させることができる。

【0082】

（８）車両が凍結路等の低摩擦路を走行している場合や、車両がジャッキアップされている場合の操舵時は、軸力不足に該当しない状況である。例えば、車両が低摩擦路を走行している場合には、転舵輪４と路面との間の摩擦力が小さく当該転舵輪４の転舵に必要な軸力自体が小さいため、転舵輪４を転舵させるための全体軸力Ｆｔが不足することは想定しにくい。このような状況では、電流指令値Ｉ＊は閾値Ｉ０を下回ることになるので、補助電源１００の動作状態が放電状態に切り替えられることがなくなる。つまり、軸力不足に該当するか否かの判断では、電流指令値Ｉ＊と閾値Ｉ０との比較をすることで、軸力不足に該当するか否かをより適切に判断することができる。

【0083】

上記実施形態は次のように変更してもよい。また、以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
・上記ステップＳ１１の処理では、軸力不足に該当することが少なくともエンド当て時に判断されなければよく、操舵角度θｈの下限値θｍｉｎを設定しなくてもよい。

【0084】

・上記ステップＳ１２の処理では、軸力不足に該当することが少なくとも転舵輪４が縁石等の衝突時に判断されなければよく、操舵速度ωの下限値ωｍｉｎを設定しなくてもよい。

【0085】

・軸力不足に該当するか否かを判定する処理としては、少なくとも上記ステップＳ１４の処理を有していればよく、上記ステップＳ１１～Ｓ１３の処理については削除してもよい。上記ステップＳ１１～Ｓ１３の処理を全て削除する場合には、比ストロークＳが大きい領域Ｒ３で素早い操舵が行われた場合に、基本的に軸力不足に該当することを判断するようになる。

【0086】

・上記ステップＳ１４の処理では、電流指令値Ｉ＊の代わりに、モータ２１に供給される実際の電流値の値を用いたり、モータ２１の回転速度ωｍを用いたり、モータ２１の出力状態に関する状態変数を用いるようにすればよい。

【0087】

・上記ステップＳ１４の処理では、モータ２１の回転速度ωｍ等のモータ２１の出力状態の代わりに、モータ２１の出力状態以外のステアリング軸１１の操舵角度や操舵速度を用いて、軸力不足に該当することを判断するようにしてもよい。この場合、ステアリング軸１１の操舵角度や操舵速度は、例えば、ステアリング軸１１に設けられるステアリングセンサから取得される。

【0088】

・軸力不足に該当する状況としては、電流指令値Ｉ＊が閾値Ｉ０以下で、当該閾値Ｉ０に近付きつつある状況を想定するようにしてもよい。これは、閾値Ｉ０を操舵角度θｈ及び操舵速度ωに基づき実際に演算で得られた値から若干小さい値とすることでも実現することができる。

【0089】

・上記ステップＳ１４の処理では、電流指令値Ｉ＊の代わりに、目標モータトルクを用いるようにしてもよい。この場合、制御部７０の図示しないメモリには、周知のＮ－Ｔ特性を記憶しておき、当該Ｎ－Ｔ特性を用いて閾値を得るようにしてもよい。この閾値は、モータの回転速度ωｍに基づき得られる回転数でのモータ２１が出力可能な最大のモータトルクを示す。

【0090】

・補助電源１００の容量は、軸力不足に該当する状況として、比ストロークＳが大きい領域Ｒ３での緊急操舵よりも軸力が小さい状況を想定するならば、その想定する状況に合わせて上記実施形態よりも小さい容量に設定してもよい。

【0091】

・補助電源１００の動作状態の切り替えは、操舵制御装置１の制御部７０が制御したが、補助電源装置４０が備える制御装置や、補助電源装置４０を含む電源を統括的に制御する制御装置が制御するようにしてもよい。

【0092】

・補助電源１００としては、リチウムイオンキャパシタの代わりに、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）であってもよいし、リチウムイオン電池や、鉛蓄電池を用いてもよい。
・スイッチング素子（ＦＥＴ１～ＦＥＴ５）の一部、あるいは全ては、ＭＯＳ－ＦＥＴ以外のスイッチング素子、例えば、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等であってもよい。

【0093】

・領域Ｒ１での比ストロークＳは、領域Ｒ３での比ストロークＳよりも大きい構成であってもよい。
・比ストロークＳは、一定の値を維持する領域を３つ以上有する構成であってもよい。

【0094】

・モータ２１は、３相ブラシレスモータに限らず、例えば、ブラシ付きモータであってもよい。
・ＥＰＳ２は、ラック軸１２のラック歯１２ａの諸元を一定に設定し、モータを駆動源として比ストロークＳを可変させる比ストローク可変機構を備えるＥＰＳであってもよい。

【0095】

・補助電源装置４０を適用したＥＰＳ２は、例えば、伝達機構２２としてウォーム減速機等の減速機を採用し、変換機構２３としてラックアンドピニオン機構を採用したＥＰＳであってもよい。また、ＥＰＳ２は、アシスト機構６が変換機構２３を備えず、ステアリング軸１１にモータトルクを付与するＥＰＳとしてもよい。また、補助電源装置４０をＥＰＳ２に適用するのに限らず、補助電源装置４０を例えばステアバイワイヤ式のステアリング装置に適用してもよい。また、これらのステアリング装置が搭載される車両は、様々な運転支援機能や自動運転機能を実現する自動運転システムが搭載されたものであってもよい。

【0096】

・制御部７０は、目標モータトルクを演算する際、操舵トルクＴｈの代わりに、操舵角度θｈを用いたり、上記自動運転システムの指令値を用いたりするようにしてもよい。
・上記実施形態において、制御部７０を構成するＣＰＵは、コンピュータプログラムを実行する１つ以上のプロセッサ、あるいは各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する特定用途向け集積回路等の１つ以上の専用ハードウェア回路、あるいは上記プロセッサ及び上記専用ハードウェア回路の組み合わせを含む回路として実現してもよい。また、メモリには、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体によって構成してもよい。

【符号の説明】

【0097】

１…操舵制御装置
２…ＥＰＳ
３…ステアリングホイール
４…転舵輪
１２…ラック軸
２１…モータ
４０…補助電源装置
５０…主電源
１００…補助電源
θｈ…操舵角度
ω…操舵速度
Ｉ＊…電流指令値
Ｓ…比ストローク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】