JP2017024452A

JP2017024452A - 車両用操舵装置

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Publication number: JP2017024452A
Application number: JP2015141913A
Authority: JP
Inventors: 義人中村; Yoshito Nakamura; 建一桐原; Kenichi Kirihara; 俊輔渡邊; Shunsuke Watanabe
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2015-07-16
Filing date: 2015-07-16
Publication date: 2017-02-02
Anticipated expiration: 2035-07-16
Also published as: JP6484520B2

Abstract

【課題】据え切り時において転舵角が終端転舵角の付近にある際に、仮に転舵輪が障害物に当たることで転舵が不可能となるケースに遭遇しても、省電力の要請に応える。
【解決手段】操舵反力発生装置１５と、転舵モータ２９を有し、操舵反力発生装置１５に対して機械的に切り離された状態で転舵輪２１を転舵可能な転舵装置１７と、転舵輪２１に係る転舵角を検出する転舵モータレゾルバ４７と、車両Ｖの車速ＶＳを検出する車速センサ５１と、転舵輪２１ａ，２１ｂに係る転舵角を、ハンドル１３の操作に基づく目標転舵角に追従させるように転舵モータ２９の駆動制御を行う制御部６５と、を備える。制御部６５は、車速ＶＳが車速閾値ＶＳth未満であり、かつ、転舵輪２１ａ，２１ｂに係る転舵角の絶対値ＳＡが第１転舵角閾値ＳＡth1を超える場合に、走行時電流上限値Ｉrn_maxと比べて低い据え切り時電流上限値Ｉsp_maxを用いて転舵モータ２９の駆動制御を行う。
【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。

最近の車両には、ステア・バイ・ワイヤ（Steer By Wire）と呼ばれる方式の車両用操舵装置を搭載したものがある。ステア・バイ・ワイヤ方式（以下、「ＳＢＷ方式」と省略する。）の車両用操舵装置では、操向ハンドル（以下、「ハンドル」と省略する。）及び操舵反力モータを有する操舵部と、転舵モータ及び転舵輪を有する転舵部との間が、機械的に切り離されている。

例えば特許文献１には、ＳＢＷ方式の車両用操舵装置を搭載した荷役車両（フォークリフト）において、停車時又は微速走行時に大きな操舵角の操舵がなされると、目標転舵角を、制限を受けていない平常時の値と零との間の制限値に制限する技術が開示されている。

特許文献１に係るＳＢＷ方式の車両用操舵装置によれば、停車時又は微速走行時に大きな操舵角の操舵がなされると、目標転舵角を前記制限値に制限するため、次に停車時から発進する際や微速から走行速度を増加させる際に、実際の転舵角の絶対値が過度に大きい走行状態となる事態が抑制される結果、走行抵抗を低減することができる。

特開２０１０−２６４８３３号公報

ところが、停車時又は微速走行時に操舵部材の操作がなされる据え切り時に大きな操舵角の操舵がなされると、ある問題が生じる。すなわち、目標転舵角を制限値に制限する構成の特許文献１に係る技術では、実転舵角が転舵可能範囲を規定する終端転舵角の付近である際に、例えば、転舵輪が縁石等の障害物に当たることで転舵が不可能となったケースにおいて、目標転舵角が制限値に到達するまでの間、転舵モータに過大な電流が流れ続けてしまう。つまり、特許文献１に係る技術では、前記のケースにおいて、省電力の要請に応えることができないという課題があった。

本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、据え切り時において転舵角が終端転舵角の付近にある際に、仮に転舵輪が障害物に当たることで転舵が不可能となるケースに遭遇しても、省電力の要請に応えることが可能な車両用操舵装置を提供することを課題とする。

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を有する操舵部と、前記転舵輪を転舵するための転舵力を付与する転舵モータを有し、前記操舵部に対して機械的に切り離された状態で前記転舵輪を転舵可能な転舵部と、前記転舵輪に係る転舵角を検出する転舵角検出部と、前記車両の車速を検出する車速検出部と、前記転舵輪に係る転舵角を、前記操舵部材の操作に基づく目標転舵角に追従させるように前記転舵モータの駆動制御を行う制御部と、を備え、前記制御部は、前記車速が所定の車速閾値未満であり、かつ、前記転舵輪に係る転舵角の絶対値が所定の転舵角閾値を超える場合に、前記車速が前記車速閾値以上である際の前記転舵モータの電流上限値である走行時電流上限値と比べて低い据え切り時電流上限値を用いて当該転舵モータの駆動制御を行うことを最も主要な特徴とする。

（１）に係る発明は、据え切り時において転舵角が終端転舵角の付近である際に、転舵輪が障害物に当たることで転舵が不可能となるケースを想定し、こうしたケースでの省電力を図るものである。
そこで、（１）に係る発明では、車速が所定の車速閾値未満であり、かつ、転舵輪に係る転舵角の絶対値が所定の転舵角閾値を超える場合、すなわち、据え切り時の実転舵角が終端転舵角の付近である場合に、制御部は、車速が車速閾値以上である際の走行時電流上限値と比べて低い据え切り時電流上限値を用いて転舵モータの駆動制御を行うこととした。
ちなみに、操舵部材の操作に基づく目標転舵角が終端転舵角に設定されている際でも、走行時電流上限値と比べて低い据え切り時電流上限値を用いて転舵モータの駆動制御が行われると、転舵輪は、駆動力の不足により終端転舵角まで転舵されずに、終端転舵角付近に位置付けられることになる。ただし、据え切り時において転舵角が終端転舵角の付近にある際に、前記のように転舵輪が終端転舵角まで転舵されずに、終端転舵角付近に位置付けられたとしても、特段の不具合は生じないであろう。

（１）に係る発明によれば、据え切り時において転舵角が終端転舵角の付近にある際に、走行時電流上限値と比べて低い据え切り時電流上限値を用いて転舵モータの駆動制御が行われるため、仮に、転舵輪が障害物に当たることで転舵が不可能となるケースに遭遇しても、省電力の要請に応えることができる。

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、前記転舵輪が静止状態から転がり始める始動時を予測する予測部をさらに備え、前記制御部は、前記予測部により前記始動時が予測された場合に、当該始動時を含む所定の期間において、前記据え切り時電流上限値と比べて低い始動時電流上限値を用いて当該転舵モータの駆動制御を行うことを特徴とする。

タイヤが装着された転舵輪が、据え切り時電流上限値を用いた転舵モータの駆動制御によって終端転舵角付近に位置付けられている状態で、静止状態から転がり始める始動時には、ラック軸の軸方向に作用する力（タイヤ軸力）が解放される等の影響により、ラック軸周りの転舵部において機械的な異音を生じがちである。
そこで、（２）に係る発明では、予測部によって転舵輪の始動時を、例えばブレーキ踏力の解放や車両の加速度等から予測し、予測部により転舵輪の始動時が予測された場合に、始動時を含む所定の期間において、据え切り時電流上限値と比べて低い始動時電流上限値を用いて転舵モータの駆動制御を行うこととした。

（２）に係る発明によれば、転舵輪の始動時を含む所定の期間において、据え切り時電流上限値と比べて低い始動時電流上限値を用いて転舵モータの駆動制御が行われるため、始動時にラック軸周りの転舵部において生じがちな機械的な異音の発生を抑制することができる。

また、（３）に係る発明は、（１）又は（２）に係る発明に記載の車両用操舵装置であって、前記制御部は、前記車速が前記車速閾値以上から当該車速閾値未満に漸減しており、かつ、前記転舵輪に係る転舵角の絶対値が所定の転舵角閾値を超える場合に、前記車速の前記漸減の度合いに応じて漸減する特性を有する前記据え切り時電流上限値を用いて当該転舵モータの駆動制御を行うことを特徴とする。

ここで、転舵輪に係る転舵角の絶対値が所定の転舵角閾値を超える場合に、車速が車速閾値以上から車速閾値未満に漸減するケースにおいて、（１）又は（２）に係る発明を適用したとする。この際に、走行時電流上限値と据え切り時電流上限値との大きさが離れていると、走行時電流上限値から据え切り時電流上限値への切り替わり時に転舵レスポンスが遅れる違和感を運転者が抱くおそれがある。
そこで、（３）に係る発明では、制御部は、車速が車速閾値以上から車速閾値未満に漸減しており、かつ、転舵輪に係る転舵角の絶対値が所定の転舵角閾値を超える場合に、車速の漸減の度合いに応じて漸減する特性を有する据え切り時電流上限値を用いて転舵モータの駆動制御を行うこととした。

（３）に係る発明によれば、車速が車速閾値以上から車速閾値未満に漸減しており、かつ、転舵輪に係る転舵角の絶対値が所定の転舵角閾値を超える場合に、車速の漸減の度合いに応じて漸減する特性を有する据え切り時電流上限値を用いて転舵モータの駆動制御が行われるため、走行時電流上限値から据え切り時電流上限値への切り替わり時に転舵レスポンスが遅れる違和感を運転者が抱く事態を一掃することができる。

本発明によれば、据え切り時において転舵角が終端転舵角の付近にある際に、仮に転舵輪が障害物に当たることで転舵が不可能となるケースに遭遇しても、省電力の要請に応えることができる。

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。走行時及び据え切り時における、転舵角の変化に対する転舵モータの電流上限特性を対比して表す説明図である。走行シーンの変化に応じて時々刻々と変化する転舵モータの電流上限特性を経時的に表す説明図である。

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。
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）、後記する操舵反力モータ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、操舵反力モータ１６及び転舵モータ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、ハンドル１３と、操舵反力発生装置１５と、転舵装置１７と、クラッチ装置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。

ハンドル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。ハンドル１３は、本発明の「操舵部材」に相当する。ハンドル１３には、操舵軸２３が設けられている。操舵軸２３は、運転者によるハンドル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、ハンドル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、ハンドル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。
ハンドル１３、操舵軸２３、及び、操舵反力モータ１６を有する操舵反力発生装置１５は、本発明の「操舵部」に相当する。

転舵装置１７は、ラック・アンド・ピニオン機構（不図示）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には、転舵軸２５及びラック軸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、及び、転舵モータ２９を有する転舵装置１７は、本発明の「転舵部」に相当する。

クラッチ装置１９は、操舵軸２３及び転舵軸２５の間を連結し又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、クラッチ装置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。

また、クラッチ装置１９は、ロック用歯車３３及びロック装置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及び内歯歯車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、クラッチ装置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、運転者がハンドル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及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、クラッチ装置１９は、操舵軸２３及び転舵軸２５の間を連結する連結状態になる。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、運転者がハンドル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及びラック軸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、クラッチ装置１９は、操舵軸２３及び転舵軸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、車速センサ５１、ヨーレートセンサ５３、及び、加速度センサ５５が接続されている。

操舵角センサ４１及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、運転者によるハンドル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。また、操舵トルクセンサ４３は、運転者によるハンドル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。

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の直線移動量であるラックストローク（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。

車速センサ５１は、車両Ｖの速度（車速）ＶＳを検出し、検出した車速情報を制御装置４０に与える。車速センサ５１は、本発明の「車速検出部」に相当する。ヨーレートセンサ５３は、車両Ｖのヨーレートを検出し、検出したヨーレート情報を制御装置４０に与える。そして、加速度センサ５５は、車両Ｖの横加速度（横Ｇ）及び縦加速度（縦Ｇ）を検出し、検出した横Ｇ情報及び縦Ｇ情報を制御装置４０に与える。

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、及び、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、及び、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、及び、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、及び、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、ハンドル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、転舵輪２１ａ，２１ｂの転舵角を、操舵角及び操舵トルク等に基づき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。

また、制御装置４０は、転舵輪２１ａ，２１ｂの転舵角が、転舵輪２１ａ，２１ｂに係る転舵可能範囲の終端部を規定する終端転舵角ＳＡend （図２参照）に近づくにつれて、操舵反力を増大させることで壁反力をつくりだすように操舵反力モータ１６の駆動制御を行うことにより、運転者に対し、転舵輪２１ａ，２１ｂに係る転舵可能範囲を、操舵反力の増加による手応え感として顕現するように動作する。
なお、終端転舵角ＳＡend は、転舵機構の設計要件にしたがって設定される固定値である。

さらに、制御装置４０は、省電力の要請に応えるために、車両Ｖの車速ＶＳ、転舵輪２１ａ，２１ｂに係る転舵角の絶対値ＳＡの変化を含む走行シーンの変化に応じて時々刻々と変化する転舵モータ２９の電流上限特性（図３参照）を用いて転舵モータ２９の駆動制御を行う。

前記諸機能を実現するために、制御装置４０は、予測部６１、電流上限特性記憶部６３、及び、制御部６５を備えて構成される。

予測部６１は、例えば、ブレーキペダル（不図示）の操作量を検出するブレーキセンサ（不図示）によるブレーキ操作情報や、加速度センサ５５による車両Ｖの加速度情報等に基づいて、転舵輪２１ａ，２１ｂが静止状態から転がり始める始動時を予測する機能を有する。具体的には、予測部６１は、ブレーキ踏力が解放された旨のブレーキ操作情報や、車両Ｖが発進した旨の加速度情報を受けたタイミングを、転舵輪２１ａ，２１ｂの始動時とみなす。

電流上限特性記憶部６３は、車両Ｖの車速ＶＳ、転舵輪２１ａ，２１ｂに係る転舵角の絶対値ＳＡの変化を含む走行シーンの変化に応じて時々刻々と変化する転舵モータ２９の電流上限特性（図３参照）を記憶する機能を有する。電流上限特性記憶部６３に記憶された、走行シーンの変化に応じて変化する転舵モータ２９の電流上限特性は、制御部６５において、転舵モータ２９の駆動制御を行う際に参照される。
なお、転舵モータ２９の電流上限特性について、詳しくは後記する。

制御部６５は、図１〜図３に示すように、車両Ｖの車速ＶＳが所定の車速閾値ＶＳth未満であり、かつ、転舵輪２１ａ，２１ｂに係る転舵角の絶対値ＳＡが第１転舵角閾値ＳＡth1 を超える場合に、車速ＶＳが車速閾値ＶＳth以上である際の転舵モータ２９の電流上限値である走行時電流上限値Ｉrn_maxと比べて低い据え切り時電流上限値Ｉsp_maxを用いて転舵モータ２９の駆動制御を行う。
なお、車速閾値ＶＳthとしては、例えば時速５Ｋｍ／ｈ等の極低速値を適宜設定すればよい。

さらに、制御部６５は、図１〜図３に示すように、車両Ｖの車速ＶＳが車速閾値Ｖth以上から車速閾値Ｖth未満に漸減しており（図３の時刻ｔ１参照）、かつ、転舵輪２１ａ，２１ｂに係る転舵角の絶対値ＳＡが第１転舵角閾値ＳＡth1 を超える場合（図２参照）に、車速ＶＳの漸減の度合いに応じて漸減する特性を有する据え切り時電流上限値Ｉsp_max（図２及び図３参照）を用いて転舵モータ２９の駆動制御を行う。

そして、制御部６５は、図１〜図３に示すように、転舵輪２１ａ，２１ｂが静止状態から転がり始める始動時ｔ３（図３参照）が予測された場合に、当該始動時ｔ３（図３参照）を含む始動期間Ｔst（図３参照）において、据え切り時電流上限値Ｉsp_maxと比べて低い始動時電流上限値Ｉst_maxを用いて転舵モータ２９の駆動制御を行う。

次に、車両用操舵装置１１の操舵モードがＳＢＷモードである際の制御装置４０の動作について、図２及び図３を参照して説明する。図２は、走行時及び据え切り時における、転舵角ＳＡの変化に対する転舵モータ２９の電流上限特性を対比して表す説明図である。図３は、走行シーンの変化に応じて時々刻々と変化する転舵モータ２９の電流上限特性を経時的に表す説明図である。

車速ＶＳが車速閾値ＶＳth以上である車両Ｖの走行時（ＶＳ≧ＶＳth）において、図２及び図３に示すように、転舵モータ２９の電流上限特性は、転舵輪２１ａ，２１ｂに係る転舵角の絶対値ＳＡの大きさに関わらず、固定値である走行時電流上限値Ｉrn_maxに設定される。ここで、固定値である転舵モータ２９の走行時電流上限値Ｉrn_maxは、車両Ｖの走行時（ＶＳ≧ＶＳth）において、運転者に特段の違和感を与えないこと、車両Ｖの最小回転半径に影響を与えないこと、及び、転舵可能範囲を規定する両終端部まで転舵輪２１ａ，２１ｂを迅速に転舵可能なことの諸条件を考慮した適宜の値に設定される。

車両Ｖの走行中に、車両Ｖの車速ＶＳが車速閾値Ｖth以上から車速閾値Ｖth未満に減速（図３の時刻ｔ１〜ｔ２参照）したとする。すると、車速ＶＳが車速閾値ＶＳth未満である同時刻ｔ１〜ｔ２（ＶＳ＜ＶＳth）において、転舵モータ２９の電流上限特性は、転舵輪２１ａ，２１ｂに係る転舵角の絶対値ＳＡが第１転舵角閾値ＳＡth1 を超える場合に、走行時電流上限値Ｉrn_maxと比べて低い可変値である据え切り時電流上限値Ｉsp_maxに設定される。
なお、車速ＶＳが車速閾値ＶＳth未満であるが、転舵輪２１ａ，２１ｂに係る転舵角の絶対値ＳＡが第１転舵角閾値ＳＡth1 以下の場合には、転舵モータ２９の電流上限特性は、走行時電流上限値Ｉrn_maxをそのまま維持する。

ここで、可変値である据え切り時電流上限値Ｉsp_maxは、制御装置４０が有する転舵モータ２９の加熱抑制制御機能を作動させない転舵モータ２９の電流値を考慮して適宜の値に設定される。
具体的には、図２に示すように、転舵輪２１ａ，２１ｂに係る転舵角の絶対値ＳＡの大きさが第１転舵角閾値ＳＡth1 〜第２転舵角閾値ＳＡth2（ただし、ＳＡth1 ＜ＳＡth2 ）の範囲において、転舵角の絶対値ＳＡの大きさが大きいほど小さい値に設定される。
なお、転舵輪２１ａ，２１ｂに係る転舵角の絶対値ＳＡの大きさが第２転舵角閾値ＳＡth2 （ＳＡth1 ＜ＳＡth2 ）を超える範囲（ＳＡth2 ＜ＳＡ≦ＳＡend ）では、転舵モータ２９の電流上限特性は、図２に示すように、据え切り時電流上限値Ｉsp_maxの最小値（ＳＡ＝ＳＡth2 である際の据え切り時電流上限値Ｉsp_max）をそのまま維持する。

また、可変値である据え切り時電流上限値Ｉsp_maxは、図３に示すように、転舵輪２１ａ，２１ｂに係る転舵角の絶対値ＳＡの大きさが第１転舵角閾値ＳＡth1 を超え、かつ、車速ＶＳが車速閾値ＶＳth未満である場合に、車速ＶＳが低いほど小さい値に設定される。
要するに、可変値である据え切り時電流上限値Ｉsp_maxは、車両Ｖの車速ＶＳ、及び、転舵輪２１ａ，２１ｂに係る転舵角の絶対値ＳＡの関数として設定される。
ただし、可変値である据え切り時電流上限値Ｉsp_maxを、車両Ｖの車速ＶＳ、及び、転舵輪２１ａ，２１ｂに係る転舵角の絶対値ＳＡのうちいずれか一方の関数として設定する構成を採用してもよい。

次いで、車両Ｖが停車（ＶＳ＝０、図３の時刻ｔ２〜ｔ３参照）したとする。すると、車両Ｖが停車中（ＶＳ＝０）である同時刻ｔ２〜ｔ３において、転舵モータ２９の電流上限特性は、転舵輪２１ａ，２１ｂに係る転舵角の絶対値ＳＡが第１転舵角閾値ＳＡth1 を超える場合に、走行時電流上限値Ｉrn_maxと比べて低い可変値である据え切り時電流上限値Ｉsp_maxに設定される。
なお、車両Ｖが停車中（ＶＳ＝０）である同時刻ｔ２〜ｔ３において、可変値である据え切り時電流上限値Ｉsp_maxを、転舵輪２１ａ，２１ｂに係る転舵角の絶対値ＳＡの大きさが第１転舵角閾値ＳＡth1 〜第２転舵角閾値ＳＡth2（ＳＡth1 ＜ＳＡ＜ＳＡth2 ）の範囲において、転舵角の絶対値ＳＡの大きさが大きいほど小さい値に設定する構成を採用してもよい。

次いで、車両Ｖの転舵輪２１ａ，２１ｂが静止状態から転がり始めた（始動時、図３の時刻ｔ３〜ｔ４に係る「始動期間Ｔst」参照）とする。すると、同時刻ｔ３〜ｔ４に係る始動期間Ｔst（例えば１秒等の適宜の期間）において、転舵モータ２９の電流上限特性は、据え切り時電流上限値Ｉsp_maxの最小値（ＳＡ＝ＳＡth2 である際の据え切り時電流上限値Ｉsp_max）と比べて低い値である始動時電流上限値Ｉst_maxに設定される。
なお、始動時電流上限値Ｉst_maxは、（予測部６１により予測された）転舵輪２１ａ，２１ｂの始動時において、同始動時におけるラック軸２７周りの転舵装置（転舵部）１７において機械的な異音を抑制可能な転舵モータ２９の電流値を考慮して適宜の値に設定される。

次いで、車両Ｖが、始動時から車速閾値Ｖthに到達する車速ＶＳまで加速（図３の時刻ｔ４〜ｔ５参照）したとする。すると、車速ＶＳが車速閾値Ｖthに到達するまでの期間（始動期間Ｔstの経過後）である同時刻ｔ４〜ｔ５（ＶＳ＜ＶＳth）において、転舵モータ２９の電流上限特性は、転舵輪２１ａ，２１ｂに係る転舵角の絶対値ＳＡが第１転舵角閾値ＳＡth1 を超える場合に、走行時電流上限値Ｉrn_maxと比べて低い可変値である据え切り時電流上限値Ｉsp_maxに設定される。
なお、可変値である据え切り時電流上限値Ｉsp_maxの設定手法について、図３の時刻ｔ１〜ｔ２の設定手法と同様であるため、重複する説明を省略する。

次いで、車両Ｖが車速閾値ＶＳth以上の車速ＶＳで走行中（ＶＳ≧ＶＳth、図３の時刻ｔ５〜参照）であるとする。すると、転舵モータ２９の電流上限特性は、図３の時刻ｔ１以前と同様に、転舵輪２１ａ，２１ｂに係る転舵角の絶対値ＳＡの大きさに関わらず、固定値である走行時電流上限値Ｉrn_maxに設定される。

〔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は、車両Ｖの転舵輪２１ａ，２１ｂを転舵する際に操作されるハンドル（操舵部材）１３を有する操舵反力発生装置（操舵部）１５と、転舵輪２１ａ，２１ｂを転舵するための転舵力を付与する転舵モータ２９を有し、操舵反力発生装置（操舵部）１５に対して機械的に切り離された状態で転舵輪２１ａ，２１ｂを転舵可能な転舵装置（転舵部）１７と、転舵輪２１ａ，２１ｂに係る転舵角を検出する転舵モータレゾルバ（転舵角検出部）４７と、車両Ｖの車速ＶＳを検出する車速センサ（転舵角検出部）５１と、転舵輪２１ａ，２１ｂに係る転舵角を、ハンドル（操舵部材）１３の操作に基づく目標転舵角に追従させるように転舵モータ２９の駆動制御を行う制御部６５と、を備える。
制御部６５は、車両Ｖの車速ＶＳが所定の車速閾値ＶＳth未満であり、かつ、転舵輪２１ａ，２１ｂに係る転舵角の絶対値ＳＡが第１転舵角閾値ＳＡth1を超える場合に、車速ＶＳが車速閾値ＶＳth以上である際の転舵モータ２９の電流上限値である走行時電流上限値Ｉrn_maxと比べて低い据え切り時電流上限値Ｉsp_maxを用いて転舵モータ２９の駆動制御を行う。

第１の観点に基づく車両用操舵装置１１によれば、据え切り時において転舵角（の絶対値）ＳＡが終端転舵角ＳＡend （図２参照）の付近にある際に、図２及び図３に示すように、走行時電流上限値Ｉrn_maxと比べて低い据え切り時電流上限値Ｉsp_maxを用いて転舵モータ２９の駆動制御が行われるため、仮に、転舵輪２１ａ，２１ｂが障害物に当たることで転舵が不可能となるケースに遭遇しても、省電力の要請（車両Ｖの燃費・電費向上）に応えることができる。

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は、第１の観点に基づく車両用操舵装置１１であって、転舵輪２１ａ，２１ｂが静止状態から転がり始める始動時を予測する予測部６１をさらに備え、制御部６５は、予測部６１により始動時が予測された場合に、当該始動時を含む始動期間Ｔstにおいて、据え切り時電流上限値Ｉsp_maxと比べて低い始動時電流上限値Ｉst_maxを用いて転舵モータ２９の駆動制御を行う。

第２の観点に基づく車両用操舵装置１１によれば、転舵輪２１ａ，２１ｂの始動時を含む始動期間Ｔstにおいて、据え切り時電流上限値Ｉsp_maxと比べて低い始動時電流上限値Ｉst_maxを用いて転舵モータ２９の駆動制御が行われるため、転舵輪２１ａ，２１ｂの始動時にラック軸２７周りの転舵装置（転舵部）１７において生じがちな機械的な異音の発生を抑制することができる。

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は、第１又は第２の観点に基づく車両用操舵装置１１であって、制御部６５は、車速ＶＳが車速閾値Ｖth以上から車速閾値Ｖth未満に漸減しており、かつ、転舵輪２１ａ，２１ｂに係る転舵角の絶対値ＳＡが第１転舵角閾値ＳＡth1 を超える場合に、車速ＶＳの漸減の度合いに応じて漸減する特性を有する据え切り時電流上限値Ｉsp_maxを用いて転舵モータ２９の駆動制御を行う。

第３の観点に基づく車両用操舵装置１１によれば、車速ＶＳが車速閾値Ｖth以上から車速閾値Ｖth未満に漸減しており、かつ、転舵輪２１ａ，２１ｂに係る転舵角の絶対値ＳＡが第１転舵角閾値ＳＡth1 を超える場合に、車速ＶＳの漸減の度合いに応じて漸減する特性を有する据え切り時電流上限値Ｉsp_max（図３の時刻ｔ１〜ｔ２参照）を用いて転舵モータ２９の駆動制御が行われるため、走行時電流上限値Ｉrn_maxから据え切り時電流上限値Ｉsp_maxへの切り替わり時に転舵レスポンスが遅れる違和感を運転者が抱く事態を一掃することができる。

〔その他の実施形態〕
以上説明した実施形態は、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を有するクラッチ装置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。クラッチ装置１９の構成は、操舵軸２３及び転舵軸２５の間を連結し又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。

１１車両用操舵装置
１３ハンドル（操舵部材）
１５操舵反力発生装置（操舵部）
１７転舵装置（転舵部）
２１ａ，２１ｂ転舵輪
２５転舵軸（転舵部）
２７ラック軸（転舵部）
２９転舵モータ
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）
６１予測部
６５制御部
Ｖ車両

Claims

車両の転舵輪を転舵する際に操作される操舵部材を有する操舵部と、
前記転舵輪を転舵するための転舵力を付与する転舵モータを有し、前記操舵部に対して機械的に切り離された状態で前記転舵輪を転舵可能な転舵部と、
前記転舵輪に係る転舵角を検出する転舵角検出部と、
前記車両の車速を検出する車速検出部と、
前記転舵輪に係る転舵角を、前記操舵部材の操作に基づく目標転舵角に追従させるように前記転舵モータの駆動制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、前記車速が所定の車速閾値未満であり、かつ、前記転舵輪に係る転舵角の絶対値が所定の転舵角閾値を超える場合に、前記車速が前記車速閾値以上である際の前記転舵モータの電流上限値である走行時電流上限値と比べて低い据え切り時電流上限値を用いて当該転舵モータの駆動制御を行う
ことを特徴とする車両用操舵装置。
請求項１に記載の車両用操舵装置であって、
前記転舵輪が静止状態から転がり始める始動時を予測する予測部をさらに備え、
前記制御部は、前記予測部により前記転舵輪の始動時が予測された場合に、当該始動時を含む所定の期間において、前記据え切り時電流上限値と比べて低い始動時電流上限値を用いて当該転舵モータの駆動制御を行う
ことを特徴とする車両用操舵装置。
請求項１又は２に記載の車両用操舵装置であって、
前記制御部は、前記車速が前記車速閾値以上から当該車速閾値未満に漸減しており、かつ、前記転舵輪に係る転舵角の絶対値が所定の転舵角閾値を超える場合に、前記車速の前記漸減の度合いに応じて漸減する特性を有する前記据え切り時電流上限値を用いて当該転舵モータの駆動制御を行う
ことを特徴とする車両用操舵装置。