JP2006131000A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車速上昇時の運転者の緊張を和らげて走行安全性を向上させることができる車両用操舵装置を提供すること。
【解決手段】 ＥＰＳ１は、操舵系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ＥＰＳアクチュエータ１０と、該ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御するＥＰＳＥＣＵ１１とを備え、ＥＰＳＥＣＵ１１は、モータ制御信号を出力するマイコンと、モータ制御信号に基づいてＥＰＳアクチュエータ１０の駆動源であるモータ１２に駆動電力を供給する駆動回路とを備える。マイコンは、車内ネットワーク１３を介してＥＰＳＥＣＵ１１と接続されたカーナビゲーションシステム３０から走行路の制限速度Ｖlimを取得する。そして、この制限速度Ｖlimと車速Ｖとの差分値、即ち速度差分値が大となるほど、操舵系に付与するアシスト力を小とすべくモータ制御信号を出力する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用操舵装置に関するものである。

近年、車両においては、所謂カーナビゲーションシステム等の普及により、走行路に関する多種多様な道路情報を取得することが可能となっており、このような背景の下、従来より、搭乗者に対する道路情報案内にとどまらず、こうした道路情報に基づいて車両の走行特性を積極的に変更する試みがなされている。

例えば、特許文献１に記載の車両運動制御装置は、カーナビゲーションシステム等から取得した走行路の道路情報に基づいて、該走行路の種類（高速道路、山岳路等）を判定する。また、特許文献２に記載の車両特性制御装置は、同様に取得した走行路の道路情報に基づいて、該走行路の基準車速及び基準ヨーレイトを算出し、その実測値との比較により運転者の嗜好（ドライビングプレジャ度）を判定する。

そして、これらの判定結果に応じて、パワーステアリング装置の操舵アシスト量等、各種車両特性を変更することにより、走行路の種類、及び運転者の嗜好に適合した良好な走行特性を得ることができる。
特開平５−６９８４８号公報 特許第３１２０５８８号明細書

ところで、走行路の種類を問わず、車速の上昇によって運転者は少なからず緊張するものである。そして、その緊張が、手に力が入りすぎる、或いはステアリング操作が荒くなる等といった、走行安全上、好ましくない状況を招くことがある。そのため、車速上昇時には、こうした運転者の緊張を和らげるべくその走行特性を変更することが望ましい。

しかしながら、このような運転者の緊張は、如何に走行路の種類に適合した走行特性を実現しようとも、それのみをもって解消されるものではない。まして、基準値よりも高速で走行しているからといって、必ずしも運転者がその運転を楽しんでいるとは限らず、その嗜好性に適合する走行特性、即ち運転を楽しむための走行特性の変更が、却って運転者の緊張を煽るおそれがある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、車速上昇時の運転者の緊張を和らげて走行安全性を向上させることができる車両用操舵装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、操舵系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操舵力補助装置と、該操舵力補助装置が発生する前記アシスト力を制御する制御手段とを備えた車両用操舵装置であって、車速を検出する車速検出手段と、走行路の制限速度を取得する制限速度取得手段とを備え、前記制御手段は、前記車速と前記制限速度との間の差分値が大となるほど前記アシスト力を小とすること、を要旨とする。

上記構成によれば、運転者が緊張を感じやすいと推定される制限速度よりも実際の車速が速い領域において、速度差分値の増加、即ち緊張の高まりに応じてステアリング剛性感を高めそのステアリング特性をより安定的なものとすることができる。その結果、車速上昇時の運転者の緊張を和らげて走行安全性を向上させることができる。

請求項２に記載の発明は、前記制御手段は、前記差分値が所定値以上となった場合に、前記アシスト力を小とすること、を要旨とする。
上記構成によれば、運転者の緊張の度合いが低いと推定される速度差分値が所定値よりも小さい領域においては、アシスト力を減少させることなく、運転者の負担を軽減し、速度差分値が所定値以上の領域においては、速度差分値が大となるほど、操舵系に付与するアシスト力を小とすることができる。

請求項３に記載の発明は、ステアリングホイールの操舵角に基づく操舵輪の第１の舵角にモータ駆動に基づく前記操舵輪の第２の舵角を上乗せすることにより前記操舵角と前記操舵輪の舵角との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置と、前記伝達比可変装置の作動を制御する制御手段とを備えた車両用操舵装置であって、車速を検出する車速検出手段と、走行路の制限速度を取得する制限速度取得手段とを備え、前記制御手段は、前記車速と前記制限速度との間の差分値が大となるほど前記操舵角に対する前記操舵輪の舵角の比率が小さくなるように前記伝達比可変装置の作動を制御すること、を要旨とする。

上記構成によれば、運転者が緊張を感じやすいと推定される制限速度よりも実際の車速が速い領域において、速度差分値の増加、即ち緊張の高まりに応じてギヤ比をスローとし、そのステアリング特性をより安定的なものとすることができる。その結果、車速上昇時の運転者の緊張を和らげて走行安全性を向上させることができる。

請求項４に記載の発明は、前記制御手段は、前記差分値が所定値以上となった場合に、前記操舵角に対する前記操舵輪の舵角の比率が小さくなるように前記伝達比可変装置の作動を制御すること、を要旨とする。

上記構成によれば、運転者の緊張の度合いが低いと推定される速度差分値が所定値よりも小さい領域においては、舵角応答性の高い軽快なステアリング特性を実現し、速度差分値が所定値以上の領域においては、速度差分値が大となるほど、ギヤ比をスローとして、そのステアリング特性をより安定的なものとすることができる。

本発明によれば、車速上昇時の運転者の緊張を和らげて走行安全性を向上させることが可能な車両用操舵装置を提供することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明を電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に具体化した第１の実施形態を図面に従って説明する。

図１は、本実施形態のＥＰＳ１の概略構成図である。同図に示すように、ステアリングホイール（ステアリング）２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック５に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック５の往復直線運動に変換される。そして、このラック５の往復直線運動により操舵輪６の舵角、即ちタイヤ角が可変することにより、車両の進行方向が変更されるようになっている。

ＥＰＳ１は、操舵系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操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ１０と、該ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御する制御手段としてのＥＰＳＥＣＵ１１とを備えている。

本実施形態のＥＰＳアクチュエータ１０は、その駆動源であるモータ１２がラック５と同軸に配置された所謂ラック型のＥＰＳアクチュエータであり、モータ１２が発生するアシストトルクは、ボール送り機構（図示略）を介してラック５に伝達される。尚、本実施形態のモータ１２は、ブラシレスモータであり、ＥＰＳＥＣＵ１１から三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力の供給を受けることにより回転する。そして、ＥＰＳＥＣＵ１１は、このモータ１２が発生するアシストトルクを制御することにより、操舵系に付与するアシスト力を制御する（パワーアシスト制御）。

本実施形態では、ＥＰＳＥＣＵ１１には、トルクセンサ１４及び車速検出手段としての車速センサ１５が接続されている。尚、車速センサ１５は、車内ネットワーク（CAN：Controller Area Network）１３を介してＥＰＳＥＣＵ１１と接続されている。そして、ＥＰＳＥＣＵ１１は、これらトルクセンサ１４及び車速センサ１５によりそれぞれ検出される操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、ＥＰＳアクチュエータ１０の作動、即ちパワーアシスト制御を実行する。

次に、本実施形態におけるＥＰＳの制御態様について説明する。
図２は、本実施形態のＥＰＳの制御ブロック図である。尚、以下に示す各制御ブロックは、後述するマイコン１７が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。

同図に示すように、ＥＰＳＥＣＵ１１は、モータ制御信号を出力するマイコン１７と、モータ制御信号に基づいてモータ１２に三相の駆動電力を供給する駆動回路１８とを備えている。

本実施形態では、ＥＰＳＥＣＵ１１には、モータ１２に通電される各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwを検出するための電流センサ２１ｕ，２１ｖ、及びモータ１２の回転角（電気角）θを検出するための回転角センサ２２が接続されている。そして、マイコン１７は、これら各センサの出力信号に基づき検出されたモータ１２の各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw及び回転角θ、並びに上記操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて駆動回路１８にモータ制御信号を出力する。

詳述すると、マイコン１７は、操舵系に付与するアシスト力の制御目標量である電流指令値Ｉq*を演算する電流指令値演算部２５と、電流指令値演算部２５により算出された電流指令値Ｉq*に基づいてモータ制御信号を出力するモータ制御信号出力部２６とを備えている。

電流指令値演算部２５は、上記トルクセンサ１４及び車速センサ１５により検出された操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて電流指令値Ｉq*を演算し、その電流指令値Ｉq*をモータ制御信号出力部２６に出力する。また、モータ制御信号出力部２６には、電流指令値演算部２５により算出された電流指令値Ｉq*とともに、各電流センサ２１ｕ，２１ｖにより検出された各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw及び回転角センサ２２により検出された回転角θが入力される。そして、モータ制御信号出力部２６は、これら各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw、及び回転角θに基づいて、制御目標量である電流指令値Ｉq*にモータ１２に供給される電流量（実電流値）を追従させるべくモータ制御信号を出力する。

尚、本実施形態では、モータ制御信号出力部２６は、検出された各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwをｄ／ｑ座標系のｄ，ｑ軸電流値に変換（ｄ／ｑ変換）することにより、上記電流フィードバック制御を行う。

即ち、電流指令値Ｉq*は、ｑ軸電流指令値としてモータ制御信号出力部２６に入力され、モータ制御信号出力部２６は、回転角θに基づいて各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwをｄ／ｑ変換する。続いて、モータ制御信号出力部２６は、そのｄ，ｑ軸電流値及びｑ軸電流指令値に基づいてｄ，ｑ軸電圧指令値を演算し、そのｄ，ｑ軸電圧指令値をｄ／ｑ逆変換することにより各相の電圧指令値を算出する。そして、モータ制御信号出力部２６は、この電圧指令値に基づいてモータ制御信号を生成し、駆動回路１８へと出力する。

一方、駆動回路１８は、モータ１２の相数に対応する複数（６個）のパワーＭＯＳＦＥＴ（以下、単にＦＥＴ）により構成されており、具体的にはＦＥＴ２７ａ，２７ｄの直列回路、ＦＥＴ２７ｂ，２７ｅの直列回路及びＦＥＴ２７ｃ，２７ｆの直列回路を並列接続することにより構成されている。そして、ＦＥＴ２７ａ，２７ｄの接続点２８ｕはモータ１２のＵ相コイルに接続され、ＦＥＴ２７ｂ，２７ｅの接続点２８ｖはモータ１２のＶ相コイルに接続され、ＦＥＴ２７ｃ，２７ｆの接続点２８ｗはモータ１２のＷ相コイルに接続されている。また、各ＦＥＴ２７ａ〜２７ｆのゲート端子には、マイコン１７から出力されるモータ制御信号が印加される。そして、このモータ制御信号に応答して各ＦＥＴ２７ａ〜２７ｆがオン／オフすることにより、車載電源２９の直流電圧が三相の駆動電力に変換され、モータ１２に供給されるようになっている。

［速度上昇時の制御態様］
次に、本実施形態のＥＰＳにおける速度上昇時の制御態様について説明する。
上述のように、車速の上昇により運転者は少なからず緊張するものである。そのため、こうした車速上昇時には、その緊張を和らげて走行安全性を向上させるためにも、車両走行特性をより安定性の高いものとすることが望ましい。

この点を踏まえ、本実施形態のＥＰＳ１では、車両が現在走行中の道路、即ち走行路の制限速度を取得し、実際の車速との差分値（速度差分値）を演算することにより、その速度差分値が大となるほど操舵系に付与するアシスト力を小とする。

即ち、本願発明者は、制限速度が法令に規定された道幅、車線数等に基づく数式により算出されたものであることに着目し、この制限速度が運転者の緊張の度合いを図る基準速度として妥当なものと考える。そして、この基準よりも実際の車速が速いほど操舵系に付与するアシスト力を小とし、ステアリング剛性感を高めてその特性をより安定性の高いものとする。そして、これにより、運転者の緊張を和らげ、ひいては走行安全性の向上を図るのである。

尚、社会通念上、制限速度とは法定速度を指すものであり、本来、車両は、この法定速度の範囲内で走行することが望ましいことは言うまでもないことである。そのため、本実施形態における制限速度は、取得可能な法定速度から予め所定の速度を減算した値とし、以下同様とする。

詳述すると、図１に示すように、本実施形態では、ＥＰＳＥＣＵ１１には、車内ネットワーク１３を介して制限速度取得手段としてのカーナビゲーションシステム３０が接続されており、マイコン１７は、このカーナビゲーションシステム３０から走行路の制限速度Ｖlimを取得する。そして、マイコン１７は、この制限速度Ｖlimと車速Ｖとの差分（Ｖ−Ｖlim）を求めることにより、その速度差分値Ｖdが大となるほど、操舵系に付与するアシスト力が小となるようにモータ制御信号を出力する。

更に詳述すると、図２に示すように、マイコン１７の電流指令値演算部２５は、操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて電流指令値Ｉq*の基礎成分である基礎アシスト量Ｉas*を演算する基礎アシスト量演算部３１に加え、速度差分値Ｖdに基づく電流指令値Ｉq*の補正成分である制限速度補正量Ｉlim*を演算する制限速度補正量演算部３２を備えている。そして、電流指令値演算部２５は、この制限速度補正量Ｉlim*を基礎アシスト量Ｉas*から減算した値を電流指令値Ｉq*としてモータ制御信号出力部２６に出力する。

本実施形態では、制限速度補正量演算部３２は、制限速度補正量Ｉlim*と速度差分値Ｖdとが関連付けられたマップ３２ａを備えており（図３参照）、同マップ３２ａにおいて、制限速度補正量Ｉlim*は、速度差分値Ｖdが大となるほど大となるように設定されている。より具体的には、同マップ３２ａにおいて、制限速度補正量Ｉlim*は、速度差分値Ｖdが所定値Ｖd０よりも小さい領域においては「０」と設定され、所定値Ｖd０以上の領域において速度差分値Ｖdが大となるほど大となるように設定されている。尚、所定値Ｖd０は、実験やシミュレーション等により求められた、速度差分値Ｖdが該所定値Ｖd０より低い場合には、運転者の緊張が比較的低いと推定される値に設定されている。そして、制限速度補正量演算部３２は、このマップ３２ａに、速度差分値Ｖdを照合することにより制限速度補正量Ｉlim*を演算する。

即ち、制限速度補正量演算部３２は、速度差分値Ｖdが所定値Ｖd０よりも小さい領域においては制限速度補正量Ｉlim*を「０」と算出し、速度差分値Ｖdが所定値Ｖd０以上の領域においては速度差分値Ｖdが大となるほど大きな値を有する制限速度補正量Ｉlim*を算出する。

本実施形態では、制限速度補正量演算部３２において算出された制限速度補正量Ｉlim*は、フィルタ演算部３３に入力され、同フィルタ演算部３３においてその急峻な変化を抑制すべく補正される。尚、本実施形態では、フィルタ演算部３３は、一次のローパスフィルタにより構成されている。

補正後の制限速度補正量Ｉlim**は、基礎アシスト量Ｉas*とともに減算器３４に入力される。そして、電流指令値演算部２５は、この減算器３４において基礎アシスト量Ｉas*から制限速度補正量Ｉlim**を減じた値を電流指令値Ｉq*とすることにより、速度差分値Ｖdが大となるほど小さな値を有する電流指令値Ｉq*をモータ制御信号出力部２６に出力する。そして、この電流指令値Ｉq*に基づいて、モータ制御信号出力部２６がモータ制御信号を出力することにより、速度差分値Ｖｄが大となるほど、操舵系に付与するアシスト力が小とされるようになっている。

以上、本実施形態によれば、以下のような特徴を得ることができる。
（１）ＥＰＳ１は、操舵系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ＥＰＳアクチュエータ１０と、該ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御するＥＰＳＥＣＵ１１とを備え、ＥＰＳＥＣＵ１１は、モータ制御信号を出力するマイコン１７と、モータ制御信号に基づいてＥＰＳアクチュエータ１０の駆動源であるモータ１２に駆動電力を供給する駆動回路１８とを備える。マイコン１７は、車内ネットワーク１３を介してＥＰＳＥＣＵ１１と接続されたカーナビゲーションシステム３０から走行路の制限速度Ｖlimを取得する。そして、この制限速度Ｖlimと車速Ｖとの差分値、即ち速度差分値Ｖdが大となるほど、操舵系に付与するアシスト力を小とすべくモータ制御信号を出力する。

このような構成とすれば、運転者が緊張を感じやすいと推定される制限速度よりも実際の車速が速い領域において、速度差分値Ｖdの増加、即ち緊張の高まりに応じてステアリング剛性感を高めそのステアリング特性をより安定的なものとすることができる。その結果、車速上昇時の運転者の緊張を和らげて走行安全性を向上させることができる。

（２）電流指令値演算部２５は、速度差分値Ｖdに基づく補正成分である制限速度補正量Ｉlim*を演算する制限速度補正量演算部３２を備え、この制限速度補正量Ｉlim*を基礎アシスト量Ｉas*から減算することにより操舵系に付与するアシスト力の制御目標量である電流指令値Ｉq*を演算する。そして、制限速度補正量演算部３２は、速度差分値Ｖdが所定値Ｖd０よりも小さい領域においては制限速度補正量Ｉlim*を「０」と算出し、速度差分値Ｖdが所定値Ｖd０以上の領域においては速度差分値Ｖdが大となるほど大きな値を有する制限速度補正量Ｉlim*を算出する。

このような構成とすれば、運転者の緊張の度合いが低いと推定される速度差分値Ｖdが所定値Ｖd０よりも小さい領域においては、アシスト力を減少させることなく、運転者の負担を軽減し、速度差分値Ｖdが所定値Ｖd０以上の領域においては、速度差分値Ｖdが大となるほど、操舵系に付与するアシスト力を小とすることができる。

（３）制限速度補正量演算部３２において算出された制限速度補正量Ｉlim*は、フィルタ演算部３３に入力され、同フィルタ演算部３３においてその急峻な変化を抑制すべく補正される。このような構成とすれば、急ブレーキや制限速度Ｖlimの変化に伴う制限速度補正量Ｉlim*の急峻な変化を抑制して、好適なステアリング特性を確保することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明をギヤ比可変システムを備えた車両用操舵装置（ステアリング装置）に具体化した第２の実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜上、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して説明を省略する。

図４に示すように、本実施形態のステアリング装置４０は、ステアリング２の舵角（操舵角）に対する操舵輪６の舵角（タイヤ角）の比率、即ち伝達比（ギヤ比）を可変させる伝達比可変装置としてのギヤ比可変アクチュエータ４１と、該ギヤ比可変アクチュエータ４１の作動を制御する制御手段としてのＩＦＳＥＣＵ４２とを備えている。

詳述すると、ステアリングシャフト４３は、ステアリング２が連結された第１シャフト４４とラックアンドピニオン機構４に連結される第２シャフト４５とからなり、ギヤ比可変アクチュエータ４１は、第１シャフト４４及び第２シャフト４５を連結する差動機構４６と、該差動機構４６を駆動するモータ４７とを備えている。そして、ギヤ比可変アクチュエータ４１は、ステアリング操作に伴う第１シャフト４４の回転に、モータ駆動による回転を上乗せして第２シャフト４５に伝達することにより、ラックアンドピニオン機構４に入力されるステアリングシャフト４３の回転を増速（又は減速）する。

つまり、図５及び図６に示すように、ギヤ比可変アクチュエータ４１は、ステアリング操作に基づく操舵輪６の舵角（ステア転舵角θts）にモータ駆動に基づく操舵輪６の舵角（ＡＣＴ角θta）を上乗せすることにより、操舵角θsに対する操舵輪６のギヤ比を可変させる。即ち、ステア転舵角θtsが「第１の舵角」、ＡＣＴ角θtaが「第２の舵角」を構成する。

尚、この場合における「上乗せ」とは、加算する場合のみならず減算する場合をも含むものと定義し、以下同様とする。また、「操舵角θsに対する操舵輪６のギヤ比」をオーバーオールギヤ比（操舵角θs／タイヤ角θt）で表した場合、ステア転舵角θtsと同方向のＡＣＴ角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は小さくなる（タイヤ角θt大、図５参照）。そして、逆方向のＡＣＴ角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は大きくなる（タイヤ角θt小、図６参照）。

また、本実施形態のモータ４７は、ブラシレスモータであり、ＩＦＳＥＣＵ４２から三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力が供給されることにより回転する。そして、ＩＦＳＥＣＵ４２は、この駆動電力の供給によりモータ４７の回転、即ちＡＣＴ角θtaを制御することにより、ギヤ比可変アクチュエータ４１の作動を制御する（ギヤ比可変制御）。

次に、本実施形態のステアリング装置の電気的構成及び制御態様について説明する。
図７に示すように、ＩＦＳＥＣＵ４２は、モータ制御信号を出力するマイコン４８と、モータ制御信号に基づいてモータ４７に三相の駆動電力を供給する駆動回路４９とを備えている。尚、駆動回路４９の構成は、上記第１の実施形態の駆動回路１８と同一であるためその説明を省略する。

マイコン４８は、ＡＣＴ角θtaの制御目標量であるＡＣＴ指令角θta*を出力するＡＣＴ指令角出力部５１と、そのＡＣＴ指令角θta*に基づいてモータ制御信号を出力するモータ制御信号出力部５２とを備えている。

本実施形態では、ＩＦＳＥＣＵ４２には、車内ネットワーク１３を介してステアリング２の操舵角θs（操舵速度ωs）を検出するためのステアリングセンサ５３、及び車速センサ１５が接続されており（図４参照）、ＡＣＴ指令角出力部５１は、これら操舵角θs、操舵速度ωs、及び車速Ｖに基づいてＡＣＴ指令角θta*を出力する。

また、ＩＦＳＥＣＵ４２には、モータ４７の回転角θを検出するための回転角センサ５４が接続されており、モータ制御信号出力部５２には、上記ＡＣＴ指令角θta*とともに、回転角θに基づき検出されたＡＣＴ角θtaが入力される。そして、モータ制御信号出力部５２は、ＡＣＴ指令角θta*とＡＣＴ角θtaとの偏差に基づくフィードバック制御により、ＡＣＴ角θtaをＡＣＴ指令角θta*に追従させるべくモータ制御信号を出力する。

［速度上昇時の制御態様］
次に、本実施形態のステアリング装置における速度上昇時の制御態様について説明する。

図４に示すように、本実施形態では、上記第１の実施形態のＥＰＳ１と同様、ＩＦＳＥＣＵ４２には、車内ネットワーク１３を介して車両のカーナビゲーションシステム３０が接続されている。そして、ＩＦＳＥＣＵ４２は、カーナビゲーションシステム３０から取得した走行路の制限速度Ｖlimと実際の車速Ｖとの間の差分値、即ち速度差分値Ｖdが大となるほど、操舵角θsに対するタイヤ角θtの比率が小さくなる（オーバーオールギヤ比大）ようにギヤ比可変アクチュエータ４１の作動を制御する。

詳述すると、図７に示すように、マイコン４８のＡＣＴ指令角出力部５１は、車速Ｖ及び操舵速度ωsに応じた目標オーバーオールギヤ比（目標ＯＡギヤ比Ｒoa）を演算する目標ＯＡギヤ比演算部５５と、ＡＣＴ指令角θta*を演算するＡＣＴ指令角演算部５６とを備えており、ＡＣＴ指令角演算部５６は、操舵角θsに基づいて上記目標ＯＡギヤ比Ｒoaに応じたＡＣＴ指令角θta*を演算する。

また、ＡＣＴ指令角出力部５１は、これら目標ＯＡギヤ比演算部５５及びＡＣＴ指令角演算部５６に加え、速度差分値Ｖdに応じて目標ＯＡギヤ比Ｒoaを補正するための制限速度補正量Ｒlimを演算する制限速度補正量演算部５７と、車速Ｖに応じて制限速度補正量Ｒlimを補正するための速度ゲインＫvを演算する速度ゲイン演算部５８とを備えている。

本実施形態では、制限速度補正量演算部５７は、制限速度補正量Ｒlimと速度差分値Ｖdとが関連付けられたマップ５７ａを備えており（図８参照）、同マップ５７ａにおいて、制限速度補正量Ｒlimは、速度差分値Ｖdが大となるほど大となるように設定されている。より具体的には、同マップ５７ａにおいて、制限速度補正量Ｒlimは、速度差分値Ｖdが所定値Ｖd１よりも小さい領域においては「０」と設定され、所定値Ｖd１以上の領域において速度差分値Ｖdが大となるほど大となるように設定されている。尚、所定値Ｖd１は、実験やシミュレーション等により求められた、速度差分値Ｖ１が該所定値Ｖd１より低い場合には、運転者の緊張が比較的低いと推定される値に設定されている。そして、制限速度補正量演算部５７は、このマップ５７ａに、速度差分値Ｖdを照合することにより制限速度補正量Ｒlimを演算する。

同様に、速度ゲイン演算部５８は、速度ゲインＫvと車速Ｖとが関連付けられたマップ５８ａを備えており（図９参照）、同マップ５８ａにおいて、速度ゲインＫvは、車速Ｖが大となるほど大となるように設定されている。より具体的には、同マップ５８ａにおいて、速度ゲインＫvは、車速Ｖが所定値Ｖ０よりも小さい領域においては「０」と設定され、所定値Ｖ０以上の領域において車速Ｖが大となるほど大となるように設定されている。尚、所定値Ｖ０は、実験やシミュレーション等により求められた、車速Ｖが該所定値Ｖ０より低い場合には、運転者の緊張が比較的低いと推定される値に設定されている。そして、速度ゲイン演算部５８は、このマップ５８ａに、車速Ｖを照合することにより速度ゲインＫvを演算する。

本実施形態では、制限速度補正量演算部５７により算出された制限速度補正量Ｒlimは、速度ゲインＫvにより算出された速度ゲインＫvとともに乗算器５９に入力され、速度ゲインＫvにより補正された補正後の制限速度補正量Ｒlim´（Ｒlim´＝Ｒlim×Ｋv）は、目標ＯＡギヤ比演算部５５により演算された目標ＯＡギヤ比Ｒoaとともに、加算器６０に入力される。そして、この加算器６０において目標ＯＡギヤ比Ｒoaと制限速度補正量Ｒlim´とが加算された補正後の目標ＯＡギヤ比Ｒoa´がＡＣＴ指令角演算部５６に入力される。

即ち、制限速度補正量演算部５７は、速度差分値Ｖdが所定値Ｖd１より小さい領域において制限速度補正量Ｒlimを「０」と算出し、速度差分値Ｖdが所定値Ｖd１以上の領域において、速度差分値Ｖdが大となるほど大きな値を有する制限速度補正量Ｒlimを算出する。従って、この制限速度補正量Ｒlim（補正後の制限速度補正量Ｒlim´）により補正された補正後の目標ＯＡギヤ比Ｒoa´（Ｒoa´＝Ｒoa＋Ｒlim´）は、速度差分値Ｖdが所定値Ｖd１以上の領域において、速度差分値Ｖdが大となるほど大きな値、即ち操舵角θsに対するタイヤ角θtの比率を小さくするような値となる。

そして、ＡＣＴ指令角出力部５１が、この目標ＯＡギヤ比Ｒoa´に基づき演算されたＡＣＴ指令角θta*をモータ制御信号出力部５２に出力し、モータ制御信号出力部５２が、そのＡＣＴ指令角θta*に基づくモータ制御信号を出力することにより、速度差分値Ｖｄが大となるほど、操舵角θsに対するタイヤ角θtの比率が小さくなるようにギヤ比可変アクチュエータ４１の作動が制御されるようになっている。

また、速度ゲイン演算部５８は、車速Ｖが所定値Ｖ０以下の領域においては、速度ゲインＫvを「０」と算出し、車速Ｖが所定値Ｖ０以上の領域において、車速Ｖが大となるほど大きな値を有する速度ゲインＫvを算出する。そして、目標ＯＡギヤ比Ｒoaは、この速度ゲインＫvにより補正された補正後の制限速度補正量Ｒlim´により補正される。従って、車速Ｖが所定値Ｖ０よりも小さい領域においては、制限速度補正量Ｒlim´は「０」となる。即ち目標ＯＡギヤ比Ｒoaが補正されることはない。そして、車速Ｖが所定値Ｖ０以上の領域においては、その車速Ｖが大となるほど、補正後の制限速度補正量Ｒlim´は大となり、これにより、目標ＯＡギヤ比Ｒoa´は、操舵角θsに対するタイヤ角θtの比率をより小さくするような値に補正されるようになっている。

以上、本実施形態によれば、以下のような特徴を得ることができる。
（１）ＩＦＳＥＣＵ４２は、カーナビゲーションシステム３０から取得した走行路の制限速度Ｖlimと実際の車速Ｖとの間の差分値、即ち速度差分値Ｖdが大となるほど、操舵角θsに対するタイヤ角θtの比率が小さくなる（オーバーオールギヤ比大）ようにギヤ比可変アクチュエータ４１の作動を制御する。

このような構成とすれば、運転者が緊張を感じやすいと推定される制限速度よりも実際の車速が速い領域において、速度差分値Ｖdの増加、即ち緊張の高まりに応じてギヤ比をスローとし、そのステアリング特性をより安定的なものとすることができる。その結果、車速上昇時の運転者の緊張を和らげて走行安全性を向上させることができる。

（２）ＡＣＴ指令角出力部５１は、目標オーバーオールギヤ比（目標ＯＡギヤ比Ｒoa）を演算する目標ＯＡギヤ比演算部５５と、目標ＯＡギヤ比Ｒoaに応じたＡＣＴ指令角θta*を演算するＡＣＴ指令角演算部５６と、速度差分値Ｖdに応じて目標ＯＡギヤ比Ｒoaを補正するための制限速度補正量Ｒlimを演算する制限速度補正量演算部５７を備える。目標ＯＡギヤ比演算部５５により算出された目標ＯＡギヤ比Ｒoaは、制限速度補正量Ｒlim（補正後の制限速度補正量Ｒlim´）が加算されることにより補正され、ＡＣＴ指令角演算部５６は、その補正後の目標ＯＡギヤ比Ｒoa´に基づいてＡＣＴ指令角θta*を演算する。そして、制限速度補正量演算部５７は、速度差分値Ｖdが所定値Ｖd１より小さい領域において制限速度補正量Ｒlimを「０」と算出し、速度差分値Ｖdが所定値Ｖd１以上の領域において、速度差分値Ｖdが大となるほど大きな値を有する制限速度補正量Ｒlimを算出する。

このような構成とすれば、運転者の緊張の度合いが低いと推定される速度差分値Ｖdが所定値Ｖd１よりも小さい領域においては、舵角応答性の高い軽快なステアリング特性を実現し、速度差分値Ｖdが所定値Ｖd１以上の領域においては、速度差分値Ｖdが大となるほど、ギヤ比をスローとして、そのステアリング特性をより安定的なものとすることができる。

（３）ＡＣＴ指令角出力部５１は、車速Ｖに応じて制限速度補正量Ｒlimを補正するための速度ゲインＫvを演算する速度ゲイン演算部５８を備え、速度ゲイン演算部５８は、車速Ｖが所定値Ｖ０以下の領域においては、速度ゲインＫvを「０」と算出し、車速Ｖが所定値Ｖ０以上の領域において、車速Ｖが大となるほど大きな値を有する速度ゲインＫvを算出する。そして、目標ＯＡギヤ比Ｒoaは、この速度ゲインＫvにより補正された補正後の制限速度補正量Ｒlim´により補正される。

このような構成とすれば、車速Ｖが所定値Ｖ０よりも小さい領域においては、制限速度補正量Ｒlim´は「０」となる。即ち目標ＯＡギヤ比Ｒoaが補正されることはない。そして、車速Ｖが所定値Ｖ０以上の領域においては、その車速Ｖが大となるほど、補正後の制限速度補正量Ｒlim´は大となり、これにより、目標ＯＡギヤ比Ｒoa´は、操舵角θsに対するタイヤ角θtの比率をより小さくするような値に補正される。その結果、運転者の緊張の度合いが低いと推定される車速Ｖが所定値Ｖ０よりも小さい領域においては、舵角応答性の高い軽快なステアリング特性を実現し、車速Ｖが所定値Ｖ０以上の領域においては、車速Ｖが大となるほど、ギヤ比をスローとして、そのステアリング特性をより安定的なものとすることができる。

なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記第１の実施形態では、本発明を、操舵系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操舵力補助装置としてＥＰＳアクチュエータ１０を備えた電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に具体化した。しかし、これに限らず、図１０に示すパワーステアリング装置７０のように、油圧ポンプ７１と、その油圧に基づいて操舵系にアシスト力を付与するパワーシリンダ７２と、前記パワーシリンダに供給する圧油の流量を変更可能な流量制御弁７４と、該流量制御弁７４を制御するＶＦＣＥＣＵ７３とを備えた流量可変型の油圧式パワーステアリング装置に具体化してもよい。

尚、この場合、ＶＦＣＥＣＵ７３においては、上記第１の実施形態における電流指令値Ｉq*に代えて、パワーシリンダ７２に供給する圧油の流量を制御目標量として用いればよい。即ち、ＶＦＣＥＣＵ７３は、速度差分値Ｖｄが大となるほど、パワーシリンダ７２に供給する圧油の流量を小とし、これによりアシスト力を小とする構成とすればよい。

・上記第１の実施形態では、制限速度補正量演算部３２は、速度差分値Ｖdが所定値Ｖd０よりも小さい領域においては制限速度補正量Ｉlim*を「０」と算出し、速度差分値Ｖdが所定値Ｖd０以上の領域においては速度差分値Ｖdが大となるほど大きな値を有する制限速度補正量Ｉlim*を算出することとした。しかし、これに限らず、制限速度補正量演算部３２は、その大小に関わらず、速度差分値Ｖdが大となるほど大きな値を有する制限速度補正量Ｉlim*を算出することとしてもよい。

・上記第１の実施形態では、制限速度補正量演算部３２において算出された制限速度補正量Ｉlim*は、フィルタ演算部３３に入力され、同フィルタ演算部３３においてその急峻な変化を抑制すべく補正されることとしたが、このフィルタ演算部３３は必ずしも設けなくともよい。また、上記第２の実施形態において、ＡＣＴ指令角出力部５１は、制限速度補正量Ｒlim（Ｒlim´）の急峻な変化を抑制するフィルタ演算部を備えることとしてもよい。

・上記第２の実施形態では、制限速度補正量演算部５７は、速度差分値Ｖdが所定値Ｖd１より小さい領域において制限速度補正量Ｒlimを「０」と算出し、速度差分値Ｖdが所定値Ｖd１以上の領域において、速度差分値Ｖdが大となるほど大きな値を有する制限速度補正量Ｒlimを算出する。しかし、これに限らず、制限速度補正量演算部５７は、その大小に関わらず、速度差分値Ｖdが大となるほど大きな値を有する制限速度補正量Ｒlimを算出することとしてもよい。

・上記第２の実施形態では、ＡＣＴ指令角出力部５１は、車速Ｖに応じて制限速度補正量Ｒlimを補正するための速度ゲインＫvを演算する速度ゲイン演算部５８を備えることとした。しかし、これに限らず、必ずしも速度ゲイン演算部５８は設けなくともよい。また、上記第１の実施形態において、電流指令値演算部２５に、このような速度ゲイン演算部５８を設けてもよい。

・更に、速度ゲイン演算部５８は、車速Ｖが所定値Ｖ０以下の領域においては、速度ゲインＫvを「０」と算出し、車速Ｖが所定値Ｖ０以上の領域において、車速Ｖが大となるほど大きな値を有する速度ゲインＫvを算出することとした。しかし、これに限らず、速度ゲイン演算部５８は、その大小に関わらず、車速Ｖが大となるほど大きな値を有する速度ゲインＫvを算出することとしてもよい。

次に、以上の実施形態から把握することのできる請求項以外の技術的思想を記載する。
（イ）請求項１に記載の車両用操舵装置において、前記制御手段は、前記車速が所定値以上となった場合に、車速が大となるほど前記アシスト力を小とすること、を特徴とする車両用操舵装置。

（ロ）請求項３に記載の車両用操舵装置において、前記制御手段は、前記車速が所定値以上となった場合に、車速が大となるほど前記操舵角に対する前記操舵輪の舵角の比率が小さくなるように前記伝達比可変装置の作動を制御すること、を特徴とする車両用操舵装置。

第１の実施形態のＥＰＳの概略構成図。 第１の実施形態のＥＰＳの制御ブロック図。 制限速度補正量と速度差分値とが関連付けられたマップの概略構成図。 第２の実施形態のステアリング装置の概略構成図。 ギヤ比可変制御の説明図。 ギヤ比可変制御の説明図。 第２の実施形態のステアリング装置の制御ブロック図。 制限速度補正量と速度差分値とが関連付けられたマップの概略構成図。 速度ゲインと車速とが関連付けられたマップの概略構成図。 別例のパワーステアリング装置の概略構成図。

符号の説明

１…ＥＰＳ、２…ステアリングホイール（ステアリング）、６…操舵輪、１０…ＥＰＳアクチュエータ、１１…ＥＰＳＥＣＵ、１２，４７…モータ、１３…車内ネットワーク、１５…車速センサ、１７，４８…マイコン、２５…電流指令値演算部、２６，５２…モータ制御信号出力部、３０…カーナビゲーションシステム、３１…基礎アシスト量演算部、３２，５７…制限速度補正量演算部、３２ａ，５７ａ，５８ａ…マップ、３３…フィルタ演算部、３４…減算器、４０…ステアリング装置、４１…ギヤ比可変アクチュエータ、４２…ＩＦＳＥＣＵ、５１…ＡＣＴ指令角出力部、５５…目標ＯＡギヤ比演算部、５６…ＡＣＴ指令角演算部、５８…速度ゲイン演算部、５９…乗算器、６０…加算器、７０…パワーステアリング装置、７１…油圧ポンプ、７２…パワーシリンダ、７３…ＶＦＣＥＣＵ、７４…流量制御弁、Ｖ…車速、Ｖlim…制限速度、Ｖd…速度差分値、Ｉlim*，Ｉlim**，Ｒlim，Ｒlim´…制限速度補正量、Ｖd０，Ｖd１，Ｖ０…所定値、Ｉq*…電流指令値、Ｉas*…基礎アシスト量、Ｒoa，Ｒoa´…目標ＯＡギヤ比、Ｋv…速度ゲイン、θta*…ＡＣＴ指令角、θs…操舵角、θt…タイヤ角、θts…ステア転舵角、θta…ＡＣＴ角。

Claims (4)

1. 操舵系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操舵力補助装置と、該操舵力補助装置が発生する前記アシスト力を制御する制御手段とを備えた車両用操舵装置であって、
   車速を検出する車速検出手段と、
   走行路の制限速度を取得する制限速度取得手段とを備え、
   前記制御手段は、前記車速と前記制限速度との間の差分値が大となるほど前記アシスト力を小とすること、を特徴とする車両用操舵装置。
2. 請求項１に記載の車両用操舵装置において、
   前記制御手段は、前記差分値が所定値以上となった場合に、前記アシスト力を小とすること、を特徴とする車両用操舵装置。
3. ステアリングホイールの操舵角に基づく操舵輪の第１の舵角にモータ駆動に基づく前記操舵輪の第２の舵角を上乗せすることにより前記操舵角と前記操舵輪の舵角との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置と、前記伝達比可変装置の作動を制御する制御手段とを備えた車両用操舵装置であって、
   車速を検出する車速検出手段と、
   走行路の制限速度を取得する制限速度取得手段とを備え、
   前記制御手段は、前記車速と前記制限速度との間の差分値が大となるほど前記操舵角に対する前記操舵輪の舵角の比率が小さくなるように前記伝達比可変装置の作動を制御すること、を特徴とする車両用操舵装置。
4. 請求項３に記載の車両用操舵装置において、
   前記制御手段は、前記差分値が所定値以上となった場合に、前記操舵角に対する前記操舵輪の舵角の比率が小さくなるように前記伝達比可変装置の作動を制御すること、
   を特徴とする車両用操舵装置。

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