JP2015166201A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば、比較的低温の温度環境下での始動時であっても、実転舵角を目標転舵角に追従させるための制御性能を可及的に維持する。【解決手段】車両Ｖの転舵輪２１ａ，２１ｂを転舵する際に操作されるステアリングホイール１３と、操舵角を検出する操舵角センサ４１と、転舵モータ２９を有し、ステアリングホイール１３に対し機械的に切り離された状態で転舵輪２１ａ，２１ｂを転舵するための転舵機構１７，２５，２７，２９と、転舵角を検出する転舵角センサ４９と、転舵輪２１ａ，２１ｂを転舵する際に要する転舵トルクに相関する情報を取得する転舵トルク相関情報取得部６１と、操舵角に対する転舵角の比である舵角比を設定する舵角比設定部６３と、を備える。舵角比設定部６３は、舵角比を転舵トルク相関情報に基づいて設定する。【選択図】図１

Description

本発明は、ステア・バイ・ワイヤ方式の車両用操舵装置に関する。

最近、ステア・バイ・ワイヤ（Steer By Wire）と呼ばれる方式の操舵装置が開発されている。特許文献１には、ステア・バイ・ワイヤ（ＳＢＷ）方式の車両用操舵装置が開示されている。

特許文献１に係るＳＢＷ方式の車両用操舵装置は、ステアリングホイールの操舵角の変化に対する転舵輪の転舵角の変化の比である舵角比を設定する設定部と、転舵輪の転舵角が、設定部で設定した舵角比および操舵角に基づいて算出された目標転舵角となるように転舵アクチュエータの駆動制御を行う舵角コントローラと、を備える。設定部は、操舵角絶対値が大きくなるにつれ、舵角比が一定となる領域を持ちながらも舵角比が小さくなる特性の舵角比を設定する。
特許文献１に係るＳＢＷ方式の車両用操舵制御装置によれば、運転者に与える操舵に係る違和感を低減しながら、車両の軌道修正操舵を適切に行うことができる。

また、特許文献２には、操舵入力に応じた電動モータの駆動力を転舵輪に伝達することで車両の転舵を行う電動パワーステアリング装置の技術が開示されている。電動モータの駆動力は、ウォームギヤおよびウォームホイールを含む転舵装置を介して転舵輪に伝達される。グリス戻し機構を有する前記転舵装置の筐体内部には、グリスが封入されている。
特許文献２に係る電動パワーステアリング装置によれば、寒冷時に硬化したグリスによって始動性を悪化させることなく、長期間にわたって潤滑性を維持することができる。

特開２００４−３０６７１７号公報 特開２００９−２４８７２４号公報

しかしながら、特許文献１に係るＳＢＷ方式の車両用操舵制御装置では、冬季などの比較的低温の温度環境下での始動時において、転舵装置に係る潤滑の役割を果たすグリスの粘度が高くなるため、転舵装置に係るフリクションが増大する。すると、目標転舵角と実転舵角間の偏差が増大して追従制御性能の低下を招くという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、例えば、比較的低温の温度環境下での始動時であっても、実転舵角を目標転舵角に追従させるための制御性能を可及的に維持可能な車両用操舵装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、（１）に係る発明は、車両の転舵輪を転舵する際に操作される操舵部材と、前記操舵部材に係る操舵角を検出する操舵角検出部と、前記転舵輪を転舵する動作を行う転舵アクチュエータを有し、前記操舵部材に対し機械的に切り離された状態で前記転舵輪を転舵するための転舵機構と、前記転舵輪に係る転舵角を検出する転舵角検出部と、前記転舵輪を転舵する際に要する転舵トルクに相関する情報である転舵トルク相関情報を取得する転舵トルク相関情報取得部と、前記操舵角に対する前記転舵角の比である舵角比を設定する舵角比設定部と、前記転舵輪の実転舵角を、前記舵角比設定部で設定した舵角比および前記操舵角に基づいて算出される目標転舵角に追従させるように前記転舵アクチュエータの制御を行う制御部と、を備え、前記舵角比設定部は、前記舵角比を、前記転舵トルク相関情報に基づいて設定する、ことを最も主要な特徴とする。

（１）に係る発明では、舵角比設定部は、操舵角に対する転舵角の比である舵角比を、転舵輪を転舵する際に要する転舵トルクに相関する転舵トルク相関情報に基づいて設定する。制御部は、舵角比設定部で設定した舵角比および操舵角に基づいて目標転舵角を算出する。これにより、転舵機構に係るフリクションの大きさに適応するよう設定された舵角比に基づく目標転舵角が得られる。制御部は、こうして算出した目標転舵角に転舵輪の実転舵角を追従させるように、転舵アクチュエータの制御を行う。

（１）に係る発明によれば、例えば、比較的低温の温度環境下での始動時であっても、実転舵角を目標転舵角に追従させるための制御性能を可及的に維持することができる。

また、（２）に係る発明は、（１）に係る発明に記載の車両用操舵装置であって、前記舵角比設定部は、前記転舵トルク相関情報の値が、予め定められるトルク閾値を超える場合、前記舵角比を、前記転舵トルク相関情報の値が前記トルク閾値以下の際に設定される標準舵角比に対して小さく設定する、ことを特徴とする。

（２）に係る発明では、転舵トルク相関情報の値が、予め定められるトルク閾値を超える場合、舵角比を、転舵トルク相関情報の値がトルク閾値以下の際に設定される標準舵角比に対して小さく設定する。ここで、前記トルク閾値は、転舵アクチュエータの最大トルクを超えないように予め定められる。転舵トルク相関情報の値が、転舵アクチュエータの最大トルクを超えると、実転舵角を目標転舵角に追従させるための制御性能が損なわれると共に、転舵アクチュエータに過電流が流れて異常状態に陥るおそれがあるからである。

（２）に係る発明によれば、転舵トルク相関情報の値が、予め定められるトルク閾値を超える場合、舵角比を、転舵トルク相関情報の値がトルク閾値以下の際に設定される標準舵角比に対して小さく設定するため、（１）に係る発明の作用効果に加えて、所要の制御性能を維持するための具体的な指針を提示することができる。

また、（３）に係る発明は、（１）または（２）に係る発明に記載の車両用操舵装置であって、前記転舵トルク相関情報取得部は、前記車両に係る環境温度情報に基づいて前記転舵トルク相関情報を取得する、ことを特徴とする。

（３）に係る発明では、転舵トルク相関情報取得部は、車両に係る環境温度情報に基づいて転舵トルク相関情報を取得する。ここで、車両に係る環境温度情報としては、例えば、転舵機構内に封入されるグリスの温度情報、車外温度情報、エアコン作動情報、シートヒータ温度情報、ＴＰＭＳ（Tire Pressure Monitoring System）の監視情報を含むタイヤ空気圧情報、車両の現在位置を含む地域に係る気象情報のうち１または複数の組み合わせに係る情報を適宜採用すればよい。こうした車両に係る環境温度情報は、転舵輪を転舵する際に要する転舵トルクの大きさによく相関するからである。

（３）に係る発明によれば、転舵トルク相関情報取得部は、車両に係る環境温度情報に基づいて転舵トルク相関情報を取得するため、（１）または（２）に係る発明の作用効果に加えて、転舵トルク相関情報に係る取得ルートの豊富化に寄与することができる。

また、（４）に係る発明は、（１）または（２）に係る発明に記載の車両用操舵装置であって、前記転舵トルク相関情報取得部は、前記転舵アクチュエータに流れる転舵駆動電流に係る情報に基づいて前記転舵トルク相関情報を取得する、ことを特徴とする。

（４）に係る発明では、転舵トルク相関情報取得部は、転舵アクチュエータに流れる転舵駆動電流に係る情報に基づいて転舵トルク相関情報を取得する。転舵アクチュエータに流れる転舵駆動電流の大きさは、転舵輪を転舵する際に要する転舵トルクの大きさによく相関するからである。

（４）に係る発明によれば、転舵トルク相関情報取得部は、転舵アクチュエータに流れる転舵駆動電流に係る情報に基づいて転舵トルク相関情報を取得するため、（１）または（２）に係る発明の作用効果に加えて、転舵トルク相関情報に係る取得ルートの豊富化に寄与することができる。

また、（５）に係る発明は、（２）に係る発明に記載の車両用操舵装置であって、前記舵角比設定部は、前記舵角比を、前記標準舵角比に対して小さく設定するに際し、前記操舵角が大きくなるにつれて前記舵角比が小さくなる特性に設定する、ことを特徴とする。

（５）に係る発明では、舵角比設定部は、舵角比を、標準舵角比に対して小さく設定するに際し、操舵角が大きくなるにつれて舵角比が小さくなる特性に設定する。これにより、大きな操舵角をもって操舵部材を操舵した場合であっても、舵角比が小さく抑えられる。このため、転舵輪の実転舵角も小さく抑えられて、転舵アクチュエータの負荷を軽減することができる。

（５）に係る発明によれば、所要の制御性能を維持するための具体的かつ実用的な指針を提示することができる。

また、（６）に係る発明は、（２）に係る発明に記載の車両用操舵装置であって、前記舵角比設定部は、前記操舵角が、予め定められる角度閾値を超える場合、前記舵角比を、前記標準舵角比に対して小さく設定する、ことを特徴とする。

（６）に係る発明では、舵角比設定部は、操舵角が、予め定められる角度閾値を超える場合、舵角比を、標準舵角比に対して小さく設定する。ここで、前記角度閾値は、ロック角度に対して中立方向に向かってわずかに余裕をもった値に適宜定められる。これにより、角度閾値を超えるような大きな操舵角をもって操舵部材を操舵した場合であっても、舵角比が小さく抑えられる。このため、転舵輪の実転舵角も小さく抑えられて、転舵アクチュエータの負荷を軽減することができる。

（６）に係る発明によれば、所要の制御性能を維持するための具体的かつより実用的な指針を提示することができる。

本発明によれば、例えば、比較的低温の温度環境下での始動時であっても、実転舵角を目標転舵角に追従させるための制御性能を可及的に維持することができる。

本発明の実施形態に係る車両用操舵装置の概略構成図である。 車両のイグニッションスイッチがオン投入されている際の、車両用操舵装置の動作説明に供するフローチャート図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る車両用操舵装置の概略構成図である。
本発明の実施形態に係る車両用操舵装置１１は、ステア・バイ・ワイヤ（ＳＢＷ）方式の操舵装置である。この車両用操舵装置１１は、後記する操舵反力モータ１６の駆動により操舵反力を発生させると共に後記する転舵モータ２９の駆動により転舵力を発生させる機能（ＳＢＷモード）、例えば操舵反力モータ１６の失陥時において、転舵モータ２９の駆動により運転者の手動による操舵に係る補助力を発生させる電動パワーステアリング（Electronic Power steering：ＥＰＳ）機能（ＥＰＳモード）、並びに、例えば操舵反力モータ１６および転舵モータ２９の失陥時において、運転者の手動による操舵を行わせる機能（マニュアルステアリングモード）を有する。

前記の諸機能を実現するために、車両用操舵装置１１は、図１に示すように、ステアリングホイール１３と、操舵反力発生装置１５と、転舵装置１７と、クラッチ機構１９と、を備える。車両用操舵装置１１は、車両Ｖに搭載されている。車両Ｖは、一対の転舵輪２１ａ，２１ｂを備える。

ステアリングホイール１３は、運転者の操舵に係る運転意図にしたがって操作される部材である。ステアリングホイール１３は、本発明の“操舵部材”に相当する。ステアリングホイール１３には、操舵軸２３が設けられている。操舵軸２３は、運転者によるステアリングホイール１３の操作にしたがって、軸周りに回転するように構成されている。

操舵反力発生装置１５は、車両用操舵装置１１がＳＢＷモードで動作している際に、ステアリングホイール１３を握る運転者の手元に操舵に係る反力（手応え）を発生させる機能を有する。操舵反力発生装置１５は、操舵反力モータ１６を有する。操舵反力モータ１６には、操舵軸２３が連結されている。操舵反力モータ１６は、操舵軸２３を軸周りに回転させるための操舵トルクを発生させる。これにより、車両用操舵装置１１がＳＢＷモードで動作している際に、ステアリングホイール１３を握る運転者の手元には、操舵に係る反力（手応え）が伝えられるようになっている。

転舵装置１７は、不図示のラック・アンド・ピニオン機構を介して、転舵軸２５の回転運動をラック軸２７の直線運動に変換する機能を有する。転舵装置１７は、転舵モータ２９を有する。転舵モータ２９は、本発明の“転舵アクチュエータ”に相当する。転舵モータ２９には、転舵軸２５およびラック軸２７が連結されている。転舵モータ２９は、ラック軸２７を軸方向に沿って直線運動させるための転舵トルクを発生させる。ラック軸２７には、図示しないタイロッドを介して一対の転舵輪２１ａ，２１ｂが連結されている。一対の転舵輪２１ａ，２１ｂは、ラック軸２７の直線運動によって転舵されるようになっている。

転舵軸２５、ラック軸２７、および、転舵モータ２９を有する転舵装置１７は、本発明の“転舵機構”に相当する。転舵装置１７の筐体内部には、グリスＧｒが封入されている。これにより、転舵装置１７の筐体内部に収容されたラック・アンド・ピニオン機構を含む機械要素間の潤滑性を担保するようになっている。

クラッチ機構１９は、操舵軸２３および転舵軸２５の間を結合しまたは切り離す機能を有する。こうした機能を実現するために、クラッチ機構１９は、遊星歯車機構３１を備える。この遊星歯車機構３１は、内歯歯車３１ａと、遊星歯車３１ｂと、太陽歯車３１ｃと、遊星キャリア３１ｄと、を有して構成されている。クラッチ機構１９の筐体内部にも、グリスＧｒが封入されている。これにより、クラッチ機構１９の筐体内部に収容された遊星歯車機構３１を含む機械要素間の潤滑性を担保するようになっている。

また、クラッチ機構１９は、ロック用歯車３３およびロック装置３５を備える。ロック装置３５は、ロック用歯車３３の歯溝に係合するロックピン３９と、ロックピン３９を駆動する電磁ソレノイド３７と、から構成される。

内歯歯車３１ａは、操舵軸２３のうち転舵装置１７の側端部に固定され、操舵軸２３と一体に回転するように構成される。太陽歯車３１ｃは、転舵軸２５と同軸の回転軸周りに自在に回転するように構成される。遊星歯車３１ｂは、太陽歯車３１ｃおよび内歯歯車３１ａのそれぞれに係合するように複数設けられる。複数の遊星歯車３１ｂのそれぞれは、転舵軸２５と一体に回転する遊星キャリア３１ｄに対して回転自在に軸支されている。

ロック用歯車３３は、外歯歯車である。ロック用歯車３３は、太陽歯車３１ｃと一体に回転するように構成される。ロックピン３９は、不図示の付勢手段によってロック用歯車３３に近接する方向に付勢されている。ロックピン３９がロック用歯車３３の歯溝に係合すると、ロック用歯車３３の回転運動が規制されるようになっている。
電磁ソレノイド３７は、励磁電流の供給によってロックピン３９を引き込むように変位させることで、ロックピン３９とロック用歯車３３との係合を解除するように動作する。
ロック装置３５は、制御装置４０から送られてくる制御信号にしたがって動作するように構成される。制御装置４０は、電磁ソレノイド３７に励磁電流を供給することで、ロック用歯車３３に対するロックピン３９の係合を解除するように動作する。

次に、クラッチ機構１９の作用について説明する。ロックピン３９がロック用歯車３３の歯溝に係合すると、ロック用歯車３３と一体に回転する太陽歯車３１ｃの回転運動が規制される。
太陽歯車３１ｃの回転運動が規制された状態で、運転者がステアリングホイール１３を操作すると、操舵軸２３の回転に伴って内歯歯車３１ａが回転する。このとき、太陽歯車３１ｃの回転運動が規制されているため、遊星歯車３１ｂは自転しながら太陽歯車３１ｃの周囲を公転する。遊星歯車３１ｂの公転によって、遊星歯車３１ｂを軸支する遊星キャリア３１ｄおよびこの遊星キャリア３１ｄと一体に回転する転舵軸２５が回転する。

要するに、ロックピン３９がロック用歯車３３の歯溝に係合した状態では、クラッチ機構１９は、操舵軸２３および転舵軸２５の間を結合する結合状態になる。このとき、操舵軸２３の回転力は、転舵軸２５へと伝えられる。

一方、ロック用歯車３３の歯溝に対するロックピン３９の係合が解除されると、ロック用歯車３３と一体に回転する太陽歯車３１ｃは回転自在な状態になる。
太陽歯車３１ｃが回転自在な状態で、運転者がステアリングホイール１３を操作すると、操舵軸２３の回転に伴って内歯歯車３１ａが回転する。このとき、遊星歯車３１ｂは、自転しながら太陽歯車３１ｃの周囲を公転しようとする。しかし、遊星キャリア３１ｄには、転舵軸２５およびラック軸２７を介して転舵輪２１ａ，２１ｂが連結されている。このため、遊星キャリア３１ｄの回転に対する抵抗力は、回転自在の状態にある太陽歯車３１ｃの回転に対する抵抗力と比べてはるかに大きい。したがって、遊星歯車３１ｂが自転すると、太陽歯車３１ｃの方が回転（自転）し、遊星キャリア３１ｄは回転しない。つまり、転舵軸２５は回転しない。

要するに、ロック用歯車３３の歯溝に対するロックピン３９の係合が解除された状態では、クラッチ機構１９は、操舵軸２３および転舵軸２５の間を切り離した切離状態になる。このとき、操舵軸２３の回転力は、転舵軸２５へと伝えられない。

次に、制御装置４０に対する入出力系統について説明する。
制御装置４０には、入力系統として、操舵角センサ４１、操舵トルクセンサ４３、操舵反力モータレゾルバ４５、転舵モータレゾルバ４７、ラックストロークセンサ４９、グリス温度センサ５１、転舵駆動電流センサ５３、および、車載情報端末５５が接続されている。

操舵角センサ４１および操舵トルクセンサ４３は、操舵軸２３に設けられている。操舵角センサ４１は、運転者によるステアリングホイール１３の操舵角を検出し、検出した操舵角情報を制御装置４０に与える。操舵角センサ４１は、本発明の“操舵角検出部”に相当する。また、操舵トルクセンサ４３は、運転者によるステアリングホイール１３の操舵トルクを検出し、検出した操舵トルク情報を制御装置４０に与える。

操舵反力モータレゾルバ４５は、操舵反力モータ１６に設けられている。操舵反力モータレゾルバ４５は、操舵反力モータ１６の回転動作量（操舵角）を検出し、検出した操舵角情報を制御装置４０に与える。操舵反力モータレゾルバ４５も、操舵角センサ４１と同様に、本発明の“操舵角検出部”に相当する。

転舵モータレゾルバ４７は、転舵モータ２９に設けられている。転舵モータレゾルバ４７は、転舵モータ２９の回転動作量（転舵角）を検出し、検出した転舵角情報を制御装置４０に与える。転舵モータレゾルバ４７は、本発明の“転舵角検出部”に相当する。

ラックストロークセンサ４９は、ラック軸２７に設けられている。ラックストロークセンサ４９は、ラック軸２７の直線移動量（転舵角）を検出し、検出した転舵角情報を制御装置４０に与える。ラックストロークセンサ４９も、転舵モータレゾルバ４７と同様に、本発明の“転舵角検出部”に相当する。

グリス温度センサ５１は、転舵装置１７の筐体内部に封入されているグリスＧｒの温度を検出し、検出したグリス温度情報を、転舵輪２１ａ，２１ｂを転舵する際に要する転舵トルクに相関する情報として制御装置４０に与える。グリス温度情報は、本発明の“転舵トルク相関情報”に相当する。
グリス温度センサ５１は、転舵装置１７の筐体内部のうち、例えば、転舵軸２５の回転運動をラック軸２７の直線運動に変換するためのラック・アンド・ピニオン機構の近傍に配置すればよい。

転舵駆動電流センサ５３は、転舵モータ２９に流れる転舵駆動電流を検出し、検出した転舵駆動電流に係る情報を、転舵輪２１ａ，２１ｂを転舵する際に要する転舵トルクに相関する情報として制御装置４０に与える。転舵駆動電流に係る情報は、本発明の“転舵トルク相関情報”に相当する。

車載情報端末５５は、アンテナ５７を経由した無線通信を介して、例えば、車両の現在位置を含む地域に係る気象情報（気温を含む）を取得し、取得した気温を含む気象情報を、転舵輪２１ａ，２１ｂを転舵する際に要する転舵トルクに相関する情報として制御装置４０に与える。車載情報端末５５としては、例えば、スマートフォンなどを適宜用いればよい。気温を含む気象情報は、本発明の“転舵トルク相関情報”に相当する。

一方、制御装置４０には、出力系統として、操舵反力モータ１６、転舵モータ２９、および、電磁ソレノイド３７が接続されている。

制御装置４０は、入力系統を介して入力した検出信号、および、車両用操舵装置１１の各種構成部材に係る異常診断結果などに基づいて、車両用操舵装置１１の操舵モードを、ＳＢＷモード、ＥＰＳモード、又は、マニュアルステアリングモードのいずれかに決定する機能、決定した操舵モードにしたがって、操舵反力モータ１６、転舵モータ２９、および、電磁ソレノイド３７の駆動制御をおこなうための制御信号をそれぞれ生成する機能、並びに、生成した制御信号に基づいて、操舵反力モータ１６、転舵モータ２９、および、電磁ソレノイド３７の駆動制御を行う機能を有する。

制御装置４０は、車両用操舵装置１１がＳＢＷモードで動作している際に、操舵反力モータ１６の駆動制御を行うことにより、ステアリングホイール１３を握る運転者の手元に対し、適切な操舵に係る反力（手応え）を伝えるように動作する。

また、制御装置４０は、車両用操舵装置１１がＳＢＷモードで動作している際に、転舵モータ２９の駆動制御を行うことにより、運転者の運転意図にしたがって転舵輪２１ａ，２１ｂを転舵するように動作する。

さらに、制御装置４０は、車両用操舵装置１１の操舵モードにしたがって、電磁ソレノイド３７への励磁電流の供給又は供給停止を切り替える駆動制御を行うことにより、クラッチ機構１９の状態を、結合状態又は切離状態のいずれか一方に切り替えるように動作する。

そして、制御装置４０は、転舵トルク相関情報を取得する機能、操舵角に対する転舵角の比である舵角比を、前記取得した転舵トルク相関情報に基づいて設定する機能、および、転舵輪２１ａ，２１ｂの実転舵角を、前記設定した舵角比および操舵角に基づいて算出される目標転舵角に追従させるように転舵モータ２９の制御を行う機能を有する。制御装置４０は、本発明の“制御部”に相当する。

こうした諸機能を実現するために、制御装置４０は、転舵トルク相関情報取得部６１、および、舵角比設定部６３を備えて構成されている。

転舵トルク相関情報取得部６１は、転舵トルク相関情報を取得する機能を有する。転舵トルク相関情報とは、転舵輪２１ａ，２１ｂを転舵する際に要する転舵トルクに相関する情報である。転舵トルク相関情報としては、例えば、不図示の転舵トルクセンサにより検出される転舵トルクそれ自体、車両Ｖに係る環境温度情報、転舵駆動電流センサ５３により検出される転舵駆動電流に係る情報などを適宜採用することができる。

車両Ｖに係る環境温度情報としては、例えば、転舵機構内に封入されるグリスの温度情報、車外温度情報、エアコン作動情報、シートヒータ温度情報、タイヤ空気圧情報（タイヤ空気圧が車両Ｖに係る環境温度に相関することに基づく）、車両Ｖの現在位置を含む地域に係る気象情報（気温を含む）などを例示することができる。

舵角比設定部６３は、操舵角に対する転舵角の比である舵角比を設定する機能を有する。詳しく述べると、舵角比設定部６３は、舵角比を、転舵トルク相関情報に基づいて設定するように動作する。ここで、“舵角比を、転舵トルク相関情報に基づいて設定する”とは、例えば、転舵トルク相関情報の値の大小に応じて、転舵トルク相関情報の値が所定のトルク閾値を超える（転舵トルクが重い）場合に標準舵角比と比べて小さくなるように、また、転舵トルク相関情報の値がトルク閾値以下（転舵トルクが重くない）の際に標準舵角比となるように、舵角比をそれぞれ設定する態様を含む。
なお、標準舵角比とは、転舵トルク相関情報の値がトルク閾値以下（転舵トルクが重くない）の際に設定される、標準的に常用される舵角比を意味する。

次に、車両Ｖのイグニッションスイッチ（不図示）がオン投入されている際の、車両用操舵装置１１の動作について説明する。
なお、本発明の実施形態に係る車両用操舵装置１１では、車両Ｖのイグニッションスイッチがオン投入されている際の操舵モードは、原則として、ＳＢＷモードであるとする。

ステップＳ１１において、制御装置４０は、車両Ｖのイグニッションスイッチがオン投入されているか否かを調べる。ステップＳ１１の判定の結果、車両Ｖのイグニッションスイッチがオン投入されていない旨の判定が下された場合（ステップＳ１１の“Ｎｏ”）、制御装置４０は、車両Ｖのイグニッションスイッチがオン投入されている旨の判定が下されるまで、ステップＳ１１の判定を繰り返し行う。
一方、ステップＳ１１の判定の結果、車両Ｖのイグニッションスイッチがオン投入されている旨の判定が下された場合（ステップＳ１１の“Ｙｅｓ”）、制御装置４０は、処理の流れを次のステップＳ１２へと進ませる。

ステップＳ１２において、制御装置４０の転舵トルク相関情報取得部６１は、転舵トルクセンサにより検出される転舵トルクに基づいて、転舵トルク相関情報の値Ｔ１を取得する。

ステップＳ１３において、制御装置４０は、転舵トルク相関情報取得部６１で取得した転舵トルク相関情報の値Ｔ１が、所定のトルク閾値Ｔｔｈを超える（転舵トルクが重い）か否かを調べる。ステップＳ１３の判定の結果、転舵トルク相関情報の値Ｔ１がトルク閾値Ｔｔｈ以下である（転舵トルクが重くない）旨の判定が下された場合（ステップＳ１３の“Ｎｏ”）、制御装置４０は、処理の流れを次のステップＳ１４へと進ませる。
一方、ステップＳ１３の判定の結果、転舵トルク相関情報の値Ｔ１がトルク閾値Ｔｔｈを超える（転舵トルクが重い）旨の判定が下された場合（ステップＳ１３の“Ｙｅｓ”）、制御装置４０は、処理の流れをステップＳ１５へとジャンプさせる。

ステップＳ１４において、転舵トルク相関情報の値Ｔ１がトルク閾値Ｔｔｈ以下である（転舵トルクが重くない）旨の判定結果を受けて、制御装置４０の舵角比設定部６３は、舵角比を標準舵角比Ｐｓｔに設定する。

ステップＳ１５において、転舵トルク相関情報の値Ｔ１がトルク閾値Ｔｔｈを超える（転舵トルクが重い）旨の判定結果を受けて、制御装置４０の舵角比設定部６３は、舵角比を標準舵角比Ｐｓｔに対して小さく設定する。

ステップＳ１６において、制御装置４０は、舵角比設定部６３で設定した舵角比および操舵角に基づいて目標転舵角を算出する。

ステップＳ１７において、制御装置４０は、転舵輪２１ａ，２１ｂの実転舵角を、ステップＳ１６で算出した目標転舵角に追従させるように、転舵モータ２９の制御を行う。かかる転舵モータ２９の追従制御は、実転舵角と目標転舵角との間の偏差がゼロとなることを考慮して行われる。

ステップＳ１７の処理後、制御装置４０は、処理の流れをステップＳ１１へと戻し、以降の処理を順次行わせる。

〔本発明の実施形態に係る車両用操舵装置１１の作用効果〕
第１の観点（請求項１に対応）に基づく車両用操舵装置１１では、車両Ｖの転舵輪２１ａ，２１ｂを転舵する際に操作されるステアリングホイール（操舵部材）１３と、ステアリングホイール（操舵部材）１３に係る操舵角を検出する操舵角検出部４１，４５と、転舵輪２１ａ，２１ｂを転舵する動作を行う転舵モータ（転舵アクチュエータ）２９を有し、ステアリングホイール（操舵部材）１３に対し機械的に切り離された状態で転舵輪２１ａ，２１ｂを転舵するための転舵装置（転舵機構）１７と、転舵輪２１ａ，２１ｂに係る転舵角を検出する転舵角検出部４７，４９と、転舵輪２１ａ，２１ｂを転舵する際に要する転舵トルクに相関する情報である転舵トルク相関情報を取得する転舵トルク相関情報取得部６１と、操舵角に対する転舵角の比である舵角比を設定する舵角比設定部６３と、転舵輪の実転舵角を、舵角比設定部６３で設定した舵角比および操舵角に基づいて算出される目標転舵角に追従させるように転舵モータ（転舵アクチュエータ）２９の制御を行う制御装置（制御部）４０と、を備える。
舵角比設定部６３は、舵角比を、転舵トルク相関情報に基づいて設定する。

第１の観点に基づく車両用操舵装置１１では、舵角比設定部６３は、操舵角に対する転舵角の比である舵角比を、転舵輪２１ａ，２１ｂを転舵する際に要する転舵トルクに相関する転舵トルク相関情報に基づいて設定する。制御装置（制御部）４０は、舵角比設定部６３で設定した舵角比および操舵角に基づいて目標転舵角を算出する。これにより、転舵装置（転舵機構）１７に係るフリクションの大きさに適応するよう設定された舵角比に基づく目標転舵角が得られる。制御装置（制御部）４０は、こうして算出した目標転舵角に転舵輪の実転舵角を追従させるように、転舵モータ（転舵アクチュエータ）２９の制御を行う。

第１の観点に基づく車両用操舵装置１１によれば、例えば、比較的低温の温度環境下での始動時であっても、実転舵角を目標転舵角に追従させるための制御性能を可及的に維持することができる。

また、第２の観点（請求項２に対応）に基づく車両用操舵装置１１では、舵角比設定部６３は、転舵トルク相関情報の値Ｔ１が、予め定められるトルク閾値Ｔｔｈを超える場合、舵角比を、転舵トルク相関情報の値Ｔ１がトルク閾値Ｔｔｈ以下の際に設定される標準舵角比Ｐｓｔに対して小さく設定する、構成を採用してもよい。

第２の観点に基づく車両用操舵装置１１では、転舵トルク相関情報の値Ｔ１が、前記のトルク閾値Ｔｔｈを超える場合、舵角比を、転舵トルク相関情報の値Ｔ１がトルク閾値Ｔｔｈ以下の際に設定される標準舵角比Ｐｓｔに対して小さく設定する。ここで、トルク閾値Ｔｔｈは、転舵モータ（転舵アクチュエータ）２９の最大トルクを超えないように予め定められる。転舵トルク相関情報の値Ｔ１が、転舵モータ２９の最大トルクを超えると、実転舵角を目標転舵角に追従させるための制御性能が損なわれると共に、転舵モータ２９に過電流が流れて異常状態に陥るおそれがあるからである。

第２の観点に基づく車両用操舵装置１１によれば、転舵トルク相関情報の値Ｔ１が、前記のトルク閾値Ｔｔｈを超える場合、舵角比を、転舵トルク相関情報の値Ｔ１がトルク閾値Ｔｔｈ以下の際に設定される標準舵角比Ｐｓｔに対して小さく設定するため、第１の観点に基づく車両用操舵装置１１の作用効果に加えて、所要の制御性能を維持するための具体的な指針を提示することができる。

また、第３の観点（請求項３に対応）に基づく車両用操舵装置１１では、転舵トルク相関情報取得部６１は、車両Ｖに係る環境温度情報に基づいて転舵トルク相関情報を取得する、構成を採用してもよい。ここで、車両Ｖに係る環境温度情報としては、例えば、転舵装置（転舵機構）１７内に封入されるグリスの温度情報、車外温度情報、エアコン作動情報、シートヒータ温度情報、ＴＰＭＳ（Tire Pressure Monitoring System）の監視情報を含むタイヤ空気圧情報、車両Ｖの現在位置を含む地域に係る気象情報（温度を含む）のうち１または複数の組み合わせに係る情報を適宜採用すればよい。こうした車両Ｖに係る環境温度情報は、転舵輪２１ａ，２１ｂを転舵する際に要する転舵トルクの大きさによく相関するからである。

第３の観点に基づく車両用操舵装置１１によれば、転舵トルク相関情報取得部６１は、車両Ｖに係る環境温度情報に基づいて転舵トルク相関情報を取得するため、第１または第２の観点に基づく車両用操舵装置１１の作用効果に加えて、転舵トルク相関情報に係る取得ルートの豊富化に寄与することができる。

また、第４の観点（請求項４に対応）に基づく車両用操舵装置１１では、転舵トルク相関情報取得部６１は、転舵モータ（転舵アクチュエータ）２９に流れる転舵駆動電流に係る情報に基づいて転舵トルク相関情報を取得する、構成を採用してもよい。転舵モータ２９に流れる転舵駆動電流の大きさは、転舵輪２１ａ，２１ｂを転舵する際に要する転舵トルクの大きさによく相関するからである。

第４の観点に基づく車両用操舵装置１１によれば、転舵トルク相関情報取得部６１は、転舵モータ２９に流れる転舵駆動電流に係る情報に基づいて転舵トルク相関情報を取得するため、第１または第２の観点に基づく車両用操舵装置１１の作用効果に加えて、転舵トルク相関情報に係る取得ルートの豊富化に寄与することができる。

また、第５の観点（請求項５に対応）に基づく車両用操舵装置１１では、舵角比設定部６３は、舵角比を、標準舵角比Ｐｓｔに対して小さく設定するに際し、操舵角が大きくなるにつれて舵角比が小さくなる特性に設定する、構成を採用してもよい。これにより、大きな操舵角をもってステアリングホイール（操舵部材）１３を操舵した場合であっても、舵角比が小さく抑えられる。このため、転舵輪２１ａ，２１ｂの実転舵角も小さく抑えられて、転舵モータ２９の負荷を軽減することができる。

第５の観点に基づく車両用操舵装置１１によれば、所要の制御性能を維持するための具体的かつ実用的な指針を提示することができる。

そして、第６の観点（請求項６に対応）に基づく車両用操舵装置１１では、舵角比設定部６３は、操舵角が、予め定められる角度閾値を超える場合、舵角比を、標準舵角比Ｐｓｔに対して小さく設定する、構成を採用してもよい。

第６の観点に基づく車両用操舵装置１１では、舵角比設定部６３は、操舵角が、予め定められる角度閾値を超える場合、舵角比を、標準舵角比Ｐｓｔに対して小さく設定する。ここで、前記角度閾値は、ロック角度に対して中立方向に向かってわずかに余裕をもった値に適宜定められる。これにより、角度閾値を超えるような大きな操舵角をもってステアリングホイール（操舵部材）１３を操舵した場合であっても、舵角比が小さく抑えられる。このため、２１ａ，２１ｂの実転舵角も小さく抑えられて、転舵モータ２９の負荷を軽減することができる。

第６の観点に基づく車両用操舵装置１１によれば、所要の制御性能を維持するための具体的かつより実用的な指針を提示することができる。

〔その他の実施形態〕
以上説明した複数の実施形態は、本発明の具現化の例を示したものである。したがって、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。

例えば、本発明の実施形態に係る説明において、遊星歯車機構３１を有するクラッチ機構１９を設ける例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。クラッチ機構１９の構成は、操舵軸２３および転舵軸２５の間を結合しまたは切り離すことが可能であれば、いかなるものでも構わない。

また、本発明の実施形態に係る説明において、車両用操舵装置１１は、その操舵モードとして、ＳＢＷモード、ＥＰＳモード、および、マニュアルステアリングモードを有する例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。その操舵モードとして、ＳＢＷモードのみを有する（操舵軸２３および転舵軸２５の間が常時切り離されている）車両用操舵装置に対し、本発明を適用してもよい。

最後に、本発明の実施形態に係る説明において、転舵トルク相関情報の値Ｔ１が、ひとつのトルク閾値Ｔｔｈを超えるか否かに基づいて、舵角比の大きさを設定する例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。トルク閾値Ｔｔｈの値を複数設け、転舵トルク相関情報の値域を複数に区分して、複数の異なる値域毎に舵角比の大きさを設定する構成を採用してもよい。

１１ 車両用操舵装置
１３ ステアリングホイール（操舵部材）
１７ 転舵装置（転舵機構）
２１ａ，２１ｂ 転舵輪
２５ 転舵軸（転舵機構）
２７ ラック軸（転舵機構）
２９ 転舵モータ（転舵機構）
４１ 操舵角センサ（操舵角検出部）
４５ 操舵反力モータレゾルバ（操舵角検出部）
４７ 転舵モータレゾルバ（転舵角検出部）
４９ ラックストロークセンサ（転舵角検出部）
５１ グリス温度センサ
５３ 転舵駆動電流センサ
５５ 車載情報端末
６１ 転舵トルク相関情報取得部
６３ 舵角比設定部
Ｖ 車両

Claims (6)

1. 車両の転舵輪を転舵する際に操作される操舵部材と、
   前記操舵部材に係る操舵角を検出する操舵角検出部と、
   前記転舵輪を転舵する動作を行う転舵アクチュエータを有し、前記操舵部材に対し機械的に切り離された状態で前記転舵輪を転舵するための転舵機構と、
   前記転舵輪に係る転舵角を検出する転舵角検出部と、
   前記転舵輪を転舵する際に要する転舵トルクに相関する情報である転舵トルク相関情報を取得する転舵トルク相関情報取得部と、
   前記操舵角に対する前記転舵角の比である舵角比を設定する舵角比設定部と、
   前記転舵輪の実転舵角を、前記舵角比設定部で設定した舵角比および前記操舵角に基づいて算出される目標転舵角に追従させるように前記転舵アクチュエータの制御を行う制御部と、を備え、
   前記舵角比設定部は、前記舵角比を、前記転舵トルク相関情報に基づいて設定する、
   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であって、
   前記舵角比設定部は、前記転舵トルク相関情報の値が、予め定められるトルク閾値を超える場合、前記舵角比を、前記転舵トルク相関情報の値が前記トルク閾値以下の際に設定される標準舵角比に対して小さく設定する、
   ことを特徴とする車両用操舵装置。
3. 請求項１または２に記載の車両用操舵装置であって、
   前記転舵トルク相関情報取得部は、前記車両に係る環境温度情報に基づいて前記転舵トルク相関情報を取得する、
   ことを特徴とする車両用操舵装置。
4. 請求項１または２に記載の車両用操舵装置であって、
   前記転舵トルク相関情報取得部は、前記転舵アクチュエータに流れる転舵駆動電流に係る情報に基づいて前記転舵トルク相関情報を取得する、
   ことを特徴とする車両用操舵装置。
5. 請求項２に記載の車両用操舵装置であって、
   前記舵角比設定部は、前記舵角比を、前記標準舵角比に対して小さく設定するに際し、前記操舵角が大きくなるにつれて前記舵角比が小さくなる特性に設定する、
   ことを特徴とする車両用操舵装置。
6. 請求項２に記載の車両用操舵装置であって、
   前記舵角比設定部は、前記操舵角が、予め定められる角度閾値を超える場合、前記舵角比を、前記標準舵角比に対して小さく設定する、
   ことを特徴とする車両用操舵装置。

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