JP4061856B2 - 運転操作装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体に対し移動可能に支持されるとともに運転者により操作される操作レバー等の操作部材の操作量に応じて車両の運転制御量を変更する運転操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、特開平１０−２２６３５２号公報に記載されているように、車輪の向きを変える舵取機構に機械的に連結されていない操舵手段と、前記操舵手段の操舵角を検出する操舵角検出手段と、検出された操舵角に応じて前記舵取機構の舵角を増減制御するとともに、前記操舵角に基いて前記操舵手段に与えるべき反力を求め、求めた反力を前記操舵手段に与えることを指示するための反力指示信号を出力する制御手段と、反力指示信号に応じて反力を増減する反力増減手段と、前記制御手段の故障を検出したときに前記反力を所定の固定値とする反力固定手段とを備えた車両用操舵装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術においては、反力増減手段を構成する電動モータや同電動モータに通電する電流を制御するための駆動回路が過熱した場合、或いは、舵取機構の舵角を増減制御するための電動モータや同電動モータに通電する電流を制御するための駆動回路が過熱した場合についての具体的対策がなされていないため、これらが過熱して寿命が短くなるという問題がある。
【０００４】
【本発明の概要】
本発明の運転操作装置は、上記課題に対処するためになされたものであって、車体に対し移動可能に支持されるとともに運転者により操作される操作部材と、前記操作部材の操作量を検出する操作量検出手段と、前記検出された操作部材の操作量に応じて車両の運転制御量を変更する運転制御手段と、付与される電流の大きさ及び向きに応じて前記操作部材に入力される運転者の操作力に抗する力である反力を発生する反力発生手段と、前記反力発生手段に付与される電流を制御する駆動回路と、前記検出された操作部材の操作量に応じて前記反力発生手段に付与される電流の大きさ及び向きを決定するとともに同決定された大きさ及び向きの電流を同反力発生手段に付与するように前記駆動回路に指示を与える反力制御手段とを備えた運転操作装置において、前記反力発生手段の温度又は前記駆動回路の温度を検出又は推定する温度検出推定手段と、前記検出又は推定された温度に応じて前記反力発生手段に付与される前記電流の大きさを所定の電流制限値以下に制限する電流制限手段を備えている。
【０００５】
これによれば、運転者により操作部材が操作されると同操作部材の操作角（回動角度）又は同操作部材に付与される運転者の操作力等の操作部材の操作量が検出され、検出された操作部材の操作量に応じた電流が制御力発生手段に流され、操舵角やスロットル開度（スロットルバルブ開度）等の車両の運転制御量が変更される。また、検出された操作部材の操作量に応じて反力発生手段に付与される電流の大きさ及び向きが決定され、同決定された大きさ及び向きの電流が駆動回路を介して反力発生手段に付与されることで、同操作部材の操作量に応じた反力が同操作部材に付与される。そして、前記反力発生手段の温度又は前記駆動回路の温度が検出又は推定され、同検出又は推定された温度に応じて前記反力発生手段に付与される前記電流の大きさが所定の電流制限値以下に制限され、同反力発生手段又は同駆動回路の発熱量が抑制される。従って、反力発生手段又は駆動回路が長時間過熱状態となることを回避することができる。
【０００６】
更に、前記電流制限手段は、前記検出又は推定された温度に応じて前記所定の電流制限値を決定するように構成されている。
【０００７】
これによれば、反力発生手段又は駆動回路の温度に応じて適切に電流を制限して発熱量を抑制することが可能となるので、反力が過小となることを回避しながら反力発生手段又は駆動回路の過熱を回避することが可能となる。
【０００８】
更に、前記電流制限手段は、車速を検出する車速検出手段と、検出された車速に応じて前記所定の電流制限値を補正する制限値補正手段とを含んでいる。
【０００９】
これによれば、車速に応じて電流制限値を変化させ得るので、例えば、車速が高いほど前記電流制限値を大きくすることにより、高速走行時に適切な反力を確保して高速安定性を十分に維持しながら、反力発生手段又は駆動回路の過熱防止を図ることができる。
【００１０】
一方、前記電流制限手段は、前記検出又は推定された温度が第１所定温度より高くなったときから前記所定の電流制限値を徐々に減少させるように構成されてもよい。
【００１１】
これによれば、反力発生手段に付与される電流が徐々に減少するので、反力の急変を回避しながら反力発生手段又は駆動回路の過熱が長時間継続することを回避することができる。
【００１２】
この場合、前記電流制限手段は、前記検出又は推定された温度が前記第１所定温度より高くなった後は、同検出又は推定された温度が同第１所定温度よりも低い第２所定温度より低くなったときから前記所定の電流制限値を徐々に増大させるように構成されている。
【００１３】
これによれば、前記検出又は推定された温度が前記第１所定温度より高くなった後、同検出又は推定された温度が同第１所定温度よりも低い第２所定温度より低くなってから前記所定の電流制限値を徐々に増大させるので、反力発生手段又は駆動回路の温度が頻繁に第１所定温度を超えることがなく、同反力発生手段又は同駆動回路の過熱状態の再発を効果的に防止することができるとともに、電流制限値の増加・減少が頻繁に繰り返されることがないので、安定した反力を得ることができる。
【００１４】
更に、電流制限値を徐々に減少又は増大させる場合において、前記電流制御手段は、車速を検出する車速検出手段と、検出された車速に応じて前記所定の電流制限値が減少又は増大されるときの変化速度を変更する変化速度変更手段とを含むことが好適である。
【００１５】
これによれば、電流制限値の変化速度を車速に応じて変化させ得るので、例えば、車速が大きいほど同電流制限値の減少速度及び増大速度を小さく設定することにより、高速走行時に適切な反力を確保して高速安定性を十分に維持しながら、反力発生手段又は駆動回路の過熱防止を図ることができる。
【００１６】
本明細書に開示された運転操作装置の他の特徴は、車体に対し移動可能に支持されるとともに運転者により操作される操作部材と、前記操作部材の操作量を検出する操作量検出手段と、付与される電流の大きさ及び向きに応じて前記車両の制御量を変更するための力を発生する制御力発生手段と、前記制御力発生手段に付与される電流を制御する制御力用駆動回路と、前記検出された操作量に応じて前記制御力発生手段に付与される電流の大きさ及び向きを決定するとともに同決定された大きさ及び向きの電流を同制御力発生手段に付与するように前記制御力用駆動回路に指示を与える制御力制御手段と、付与される電流の大きさ及び向きに応じて前記操作部材に入力される運転者の操作力に抗する力である反力を発生する反力発生手段と、前記反力発生手段に付与される電流を制御する駆動回路と、前記検出された操作部材の操作量に応じて前記反力発生手段に付与される電流の大きさ及び向きを決定するとともに同決定された大きさ及び向きの電流を同反力発生手段に付与するように前記駆動回路に指示を与える反力制御手段とを備えた運転操作装置において、前記制御力発生手段又は前記制御力用駆動回路の温度を検出又は推定する制御力用温度検出推定手段と、前記検出又は推定された前記制御力発生手段又は前記制御力用駆動回路の温度に応じて、前記反力発生手段に付与される電流の大きさを補正する反力補正手段とを備えたことにある。
【００１７】
これによれば、検出された操作部材の操作量に応じた電流が制御力発生手段に流され、車両の操舵角やスロットルバルブ開度等の車両の運転制御量が変更されるとともに、同操作量に応じた反力が同操作部材に付与される。このとき、車両の制御量を変更するための制御力を発生する前記制御力発生手段又は同制御力発生手段に付与される電流を制御する制御力用駆動回路の温度が検出又は推定され、同検出又は推定された温度に応じて前記反力発生手段に付与される電流の大きさが補正される。
【００１８】
従って、前記制御力発生手段又は同制御力発生手段に付与される電流を制御する制御力用駆動回路の温度状態が操作部材に対する反力として運転者に伝達されるため、同運転者は、例えば同制御力発生手段又は同制御力用駆動回路の温度が高温になっていることを認識することができる。
【００１９】
本明細書に開示された運転操作装置の他の特徴は、車体に対し移動可能に支持されるとともに運転者により操作される操作部材と、前記操作部材の操作量を検出する操作量検出手段と、付与される電流の大きさ及び向きに応じて前記車両の制御量を変更するための力を発生する制御力発生手段と、前記制御力発生手段に付与される電流を制御する制御力用駆動回路と、前記検出された操作量に応じて前記制御力発生手段に付与される電流の大きさ及び向きを決定するとともに同決定された大きさ及び向きの電流を同制御力発生手段に付与するように前記制御力用駆動回路に指示を与える制御力制御手段とを備えた運転操作装置において、前記制御力発生手段又は前記制御力用駆動回路の温度を検出又は推定する制御力用温度検出推定手段と、前記検出又は推定された前記制御力発生手段又は前記制御力用駆動回路の温度に応じて、前記制御力発生手段に付与される前記電流の大きさを所定の電流制限値以下に制限する電流制限手段を備えたことにある。
【００２０】
これによれば、運転者により操作部材が操作されると同操作部材の操作角（回動角度）又は同操作部材に付与される運転者の操作力等の操作部材の操作量が検出され、検出された操作部材の操作量に応じた電流が制御力発生手段に流され、操舵角やスロットル開度等の車両の運転制御量が変更される。そして、前記制御力発生手段の温度又は前記制御力用駆動回路の温度が検出又は推定され、同検出又は推定された温度に応じて前記制御力発生手段に付与される電流の大きさが所定の電流制限値以下に制限され、同制御力発生手段又は同制御力用駆動回路の発熱量が抑制される。従って、制御力発生手段又は制御力用駆動回路が長時間過熱状態となることを回避することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明による車両の運転操作装置の一実施形態について説明する。この運転操作装置は、図１及び図２に示した操作部材としての操作レバー（ジョイスティック）１０を備えている。操作レバー１０は、車両の運転席近傍に設けられ、図１に矢印で示したように、運転者により全体を前後方向及び左右方向に傾動（回動）させられるようになっている。
【００２２】
図２は、上記操作レバー１０を含む操作レバー装置の概略斜視図を示している。上記操作レバー１０は、円柱棒状のロッド１０ａと、同ロッド１０ａの上部外周に固定された円柱状の把持部１０ｂとを備えている。ロッド１０ａは略中央部に球状部１０ｃを備えていて、同球状部１０ｃにて車体に対して左右及び前後方向に回動可能に支持されている。なお、ロッド１０ａの軸方向が鉛直上下方向に沿う場合、操作レバー１０の回動位置はその回動方向中央位置である中立位置にあるものと定義される。
【００２３】
また、ロッド１０ａには、同ロッド１０ａの車両左右方向の歪を同車両左右方向において操作レバー１０に加えられる操作力ＦＳとして検出する歪センサ（即ち、操作力センサ）１０ｄと、同ロッド１０ａの車両前後方向の歪を同車両前後方向において同操作レバー１０に加えられる操作力ＦＺとして検出する歪センサ（即ち、操作力センサ）１０ｅとが備えられている。上記操作力ＦＳ，ＦＺは、操作レバー１０の操作量（操作レバー１０に加わる操作量）でもあり、従って、操作力センサ１０ｄ，１０ｅは、操作部材の操作状態を示す操作量を検出する操作量検出手段の一部を構成している。
【００２４】
操作レバー装置は、また、操作レバー１０の車両左右方向の回動に対する反力（中立位置から車両左右方向に回動させようとする運転者の操作力に抗する力）を発生する左右方向反力発生機構（反力発生手段）２０を備えている。この左右方向反力発生機構２０は、ガイドプレート２１、回転軸２２、第１歯車２３、第２歯車２４、直流電動モータ（左右反力用モータ）２５、及び操作部材の操作量検出手段としての操作角センサ（操作量センサ）２６を備えている。
【００２５】
ガイドプレート２１は、Ｌ字状に屈曲されてなる板状部材であり、回転軸２２が固定された面が鉛直面内に存在するように配置され、水平方向に存在するように配置される面に前記ロッド１０ａの直径より若干だけ大きい幅を有して車両前後方向に長手方向を有する溝２１ａが設けられていて、同溝内２１ａ内をロッド１０ａが貫通するように構成されている。
【００２６】
回転軸２２は、その軸線が車両前後方向に沿うとともに、前記操作レバー１０の球状部１０ｃの中心を通るように車体に対して回転可能に支持されていて、中央部に第１歯車２３を一体的に備えている。この第１歯車２３は電動モータ２５の回転軸に固定された第２歯車２４に噛合している。
【００２７】
以上の構成により、操作レバー１０は車体に対して左右方向に（左右方向の面内で）回動可能に支持されるとともに、電動モータ２５の回転により（電動モータ２５の発生トルクにより）ガイドプレート２１が回転軸２２回りに回動し、これにより、操作レバー１０に左右方向の反力が付与されるようになっている。
【００２８】
操作角センサ（操作角検出手段）２６は、回転軸２２の端部位置において車体に固定されていて、同回転軸２２の回転角を操作レバー１０の左右方向の操作角θｊとして検出するようになっている。この操作角センサ２６の出力である操作角θｊの値は、操作レバー１０が左右方向の中立位置にあるときに「０」となるように調整されている。なお、操作角センサ２６は、回転軸２２の回転を直線運動に変換し、同変換後の直線変位量を検出するものであってもよく、回転軸２２の回転とともに移動する左右方向反力発生機構２０の他の部材の回転角変化を操作角θｊとして検出するものであってもよい。
【００２９】
更に、操作レバー装置は、操作レバー１０の車両前後方向の回動に対する反力（中立位置から車両前後方向に回動させようとする運転者の操作力に抗する力）を発生する前後方向反力発生機構（反力発生手段）３０を備えている。この前後方向反力発生機構３０は、ガイドプレート３１、回転軸３２、第３歯車３３、第４歯車３４、直流電動モータ（前後反力用モータ）３５、及び操作角センサ３６を備えている。
【００３０】
ガイドプレート３１は、Ｌ字状に屈曲されてなる板状部材であり、回転軸３２が固定された面が鉛直面内に存在するように配置され、水平方向に存在するように配置される面に前記ロッド１０ａの直径より若干だけ大きい幅を有して車両左右方向に長手方向を有する溝３１ａが設けられ、同溝内３１ａ内をロッド１０ａが貫通するように構成されている。
【００３１】
回転軸３２は、その軸線が車両左右方向に沿うとともに、前記操作レバー１０の球状部１０ｃの中心を通るように車体に対して回転可能に支持されていて、中央部に第３歯車３３を一体的に備えている。この第３歯車３３は電動モータ３５の回転軸に固定された第４歯車３４に噛合している。
【００３２】
以上の構成により、操作レバー１０は車体に対して前後方向に（前後方向の面内で）回動可能に支持されるとともに、電動モータ３５の回転により（電動モータ３５の発生トルクにより）ガイドプレート３１が回転軸３２回りに回動し、これにより、操作レバー１０に前後方向の反力が付与されるようになっている。
【００３３】
また、操作角センサ（操作角検出手段）３６は、回転軸３２の端部位置において車体に固定されていて、同回転軸３２の回転角を操作レバー１０の前後方向の操作角θｊｙとして検出するようになっている。この操作角センサ３６の出力である操作角θｊｙの値は、操作レバー１０が前後方向の中立位置にあるときに「０」となるように調整されている。なお、操作角センサ３６は、回転軸３２の回転を直線運動に変換し、同変換後の直線変位量を検出するものであってもよく、回転軸３２の回転とともに移動する前後方向反力発生機構３０の他の部材の回転角変化を操作角θｊｙとして検出するものであってもよい。また、操作角θｊ，θｊｙは、操作レバー１０の操作状態を示す操作量でもあり、従って、上記操作角センサ２６，３６は、操作部材の操作量を検出する操作量検出手段の一部を構成している。
【００３４】
次に、本運転操作装置の電気制御装置について図３を参照しながら説明する。なお、図３は、説明を簡単にするため、左右方向の反力発生機構２０の電動モータ２５と操舵機構５２を含む操舵角制御機構等を示すが、前後方向の反力発生機構３０の電動モータ３５、操作角センサ３６、操作レバー１０の前後方向の操作により変更される車両の内燃機関のスロットル開度及びブレーキアクチュエータ等の図示を省略している。
【００３５】
この電気制御装置４０は、マイクロコンピュータ４１と、電動モータ２５に所定の電流を流すための反力用駆動回路（スイッチング回路）４２と、操舵用電動モータ５１に所定の電流を流すための制御力用駆動回路（スイッチング回路）４３とを備えている。
【００３６】
マイクロコンピュータ４１は、ＣＰＵ４１ａと、入力インターフェース４１ｂと、出力インターフェース４１ｃと、ＥＥＰＲＯＭ４１ｄ（Electrical Erasable PROM）とを含んでいて、ＣＰＵ４１ａは、後述するプログラム及びマップ等を記憶したＲＯＭ、及びＣＰＵ４１ａによるプログラムの実行時に一時的に演算値を記憶するＲＡＭからなるメモリ４１ｅを内蔵している。
【００３７】
入力インターフェース４１ｂは、バスを介してＣＰＵ４１ａに接続されるとともに、実際の操舵角（操舵角、タイヤ切れ角）Ｘを検出する操舵角センサ５２ａ、駆動回路４２の基板温度ＴＨＥを検出する温度センサ４２ａ、駆動回路４３の基板温度ＴＳＥを検出する基板温度センサ４３ａ、上記操作角センサ２６、上記操作力センサ１０ｄ、及び車両状態量センサとしての車速Ｖを検出する車速センサ６１と接続されていて、これらのセンサの検出値をＣＰＵ４１ａに供給するようになっている。
【００３８】
入力インターフェース４１ｂは、また、駆動回路４２の抵抗４２ｂの上流側と接続されていて、同抵抗４２ｂの上流側電位を検出することで電動モータ２５に流れる実際のモータ電流値（実モータ電流）ＨＩをＣＰＵ４１ａに供給するとともに、駆動回路４３の図示しない抵抗（抵抗４２ｂと同様な抵抗）の上流側電位を検出することで電動モータ５１に流れる実モータ電流ＳＩをＣＰＵ４１ａに供給するようになっている。
【００３９】
出力インターフェース４１ｃは、バスを介してＣＰＵ４１ａに接続されるとともに、駆動回路４２，４３、及び常開（ノーマリー・オープン）型のリレー４４に接続されていて、ＣＰＵ４１ａからの指令に基づきこれらの状態を変更する信号を送出するようになっている。
【００４０】
ＥＥＰＲＯＭ４１ｄは、車両バッテリ７０からの電源の供給を受けない状態においてもデータを記憶・保持する記憶手段であり、バスを介してＣＰＵ４１ａと接続されていて、電源が供給されている状態にて同ＣＰＵ４１ａから供給されるデータを格納するとともに、ＣＰＵ４１ａの要求に応じて保持しているデータを同ＣＰＵ４１ａに供給するようになっている。
【００４１】
駆動回路４２は、ゲートが出力インターフェース４１ｃにそれぞれ接続されたＭＯＳＦＥＴからなる４個のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４と、抵抗４２ｂとを備えている。スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２の各ドレインは、車両に搭載されたバッテリ７０の電源ラインＬに上流側端子が接続されたリレー４４の下流側端子に接続されていて、同スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のソースは、スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４のドレインにそれぞれ接続され、同スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４のソースは抵抗４２ｂを介して接地されている。また、スイッチング素子Ｔｒ１とＴｒ３との間は電動モータ２５の一側に接続され、スイッチング素子Ｔｒ２とＴｒ４との間は電動モータ２５の他側に接続されている。
【００４２】
以上の構成により、駆動回路４２（即ち、電動モータ２５）はリレー４４がオン(閉成)したときにバッテリ７０から電源の供給を受け得る状態となり、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ４が選択的に導通状態（オン状態）とされたとき、電動モータ２５に所定の方向の電流が流れて同電動モータ２５は一方向に回転し、スイッチング素子Ｔｒ２，Ｔｒ３が選択的に導通状態とされたとき、電動モータ２５に前記所定の方向と反対方向の電流が流れて同電動モータ２５は他方向に回転する。また、リレー４４がオフ（開成）したときには電動モータ２５の電源供給経路が遮断され、同電動モータ２５への通電は停止する。
【００４３】
駆動回路４３は、上記駆動回路４２と同様の構成を有していて、出力インターフェース４１ｃを介して与えられるＣＰＵ４１ａの指示に応じて操舵用モータ５１に所定の電流を流すようになっている。これにより、操舵用モータ５１が回転トルクを発生すると操舵機構５２が作動し、所定の操舵角Ｘ（操舵角、タイヤ切れ角）が達成されるようになっている。なお、操舵機構５２はラックバーを軸線方向に駆動し、同ラックバーにタイロッドを介して連結されている前輪を操舵するようになっている。
【００４４】
前記バッテリ７０の電源ラインＬには、運転者によりオン（閉成）状態又はオフ（開成）状態に切換えられるイグニッションスイッチ４５の一端が接続されている。イグニッションスイッチ４５の他端はダイオードＤ１を介してＣＰＵ４１ａ、入力インターフェース４１ｂ、出力インターフェース４１ｃ、及びＥＥＰＲＯＭ４１ｄに接続されていて、イグニッションスイッチ４５がオン状態とされたとき、それぞれに電源が供給されるようになっている。また、ダイオードＤ１の下流は、リレー４４の下流側から前記ダイオードＤ１の下流側へ向う電流のみを許容するダイオードＤ２を介して前記リレー４４の下流側端子と接続されていて、リレー４４がオン状態とされたときは、イグニッションスイッチ４５の状態にかかわらず、ＣＰＵ４１ａ、入力インターフェース４１ｂ、出力インターフェース４１ｃ、及びＥＥＰＲＯＭ４１ｄに電源が供給されるようになっている。
【００４５】
なお、図３においては省略されているが、実際には入力インターフェース４１ｂに操作角センサ３６及び操作力センサ１０ｅが接続されるとともに、出力インターフェース４１ｃには警告灯、電動モータ３５に電流を付与するための駆動回路、及び他のアクチュエータが接続されている。
【００４６】
次に、上記のように構成した運転操作装置の作動について、図４を参照して説明する。図４は、図３に示したＣＰＵ４１ａがプログラムを実行することにより達成する機能をブロック図で示したものであり、理解を容易にするために、各センサ、反力発生用の電動モータ２５、操作レバー１０を含む操作機構、駆動回路４２，４３、操舵用の電動モータ５１、及び操舵機構５２を併せて図示している。以下、各ブロック毎の機能について個別に説明し、その後、全体の作動の概略について説明する。
【００４７】
（温度検出部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４）
温度検出部Ｂ１は、駆動回路４３のスイッチング素子の温度ＴＭＰＳＥを検出及び推定する温度検出推定手段（制御力用温度検出推定手段）を構成するものであって、基板温度センサ４３ａの検出する温度ＴＳＥを入力するとともに、駆動回路４３から電動モータ５１に流れる電流ＳＩを入力し、図５に示した温度検出ルーチンを所定時間の経過毎に繰り返すことにより、駆動回路４３のスイッチング素子温度ＴＭＰＳＥを検出・推定する。
【００４８】
ここで、図５に示したルーチンについて説明すると、ＣＰＵ４１ａはステップ５００から処理を開始し、ステップ５０５に進んで同ステップ５０５に示した擬似積分を行って電流積分値ＩＮＡを求める。次いで、ＣＰＵ４１ａはステップ５１０に進んで、同ステップ５１０に示した擬似積分を行って電流積分値ＩＮＢを求め、ステップ５１５に進んで、同ステップ５１５中に示した擬似積分を行って電流積分値ＩＮＣを求める。なお、ステップ５０５〜５１５に示した数式において、Ｉは上記電動モータ５１に流れる電流ＳＩを示し、α１〜α３は互いに異なる０〜１までの所定の定数である。そして、ＣＰＵ４１ａはステップ５２０に進み、同ステップ５２０中に示した式に従って基板温度ＴＭＰ（実際には、基板温度ＴＭＰＳＥ）を求め、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。なお、ステップ５２０中の値Ｔは上記基板温度センサ４３ａの検出する温度ＴＳＥを表し、値ｋは電流積分値を二乗した値（ＩＮＡ２等）を電流値に換算するための係数である。
【００４９】
このように、ＣＰＵ４１ａは、基板温度センサ４３ａの検出する温度ＴＳＥと、電動モータ５１に流れる電流ＳＩを異なる定数α１〜α３を用いて擬似積分した値の二乗値とに基いて、駆動回路４３のスイッチング素子温度ＴＭＰＳＥを検出・推定するので、基板温度センサ４３ａの検出する温度ＴＳＥと同スイッチング素子の温度の上昇傾向の差を補って同スイッチング素子の温度を正確に推定することができる。
【００５０】
温度検出部Ｂ２は、電動モータ５１の温度ＴＭＰＳＭを検出及び推定する温度検出推定手段（制御力用温度検出推定手段）を構成するものであって、駆動回路４３から同電動モータ５１に流れる電流ＳＩを入力し、図５に示したルーチンと類似した温度検出ルーチン（図示省略）を所定時間の経過毎に繰り返すことにより、同電動モータ５１の温度ＴＭＰＳＭを検出・推定する。具体的に述べると、ＣＰＵ４１ａは図５に示したルーチンのステップ５００〜５１５と同様のステップを実行する。この場合、Ｉは電動モータ５１に流れる電流ＳＩである。そして、ＣＰＵ４１ａは、値ｋ・（ＩＮＡ２＋ＩＮＢ２＋ＩＮＣ２）を計算し、この値を電動モータ５１の温度ＴＭＰＳＭとして推定する。なお、この場合の定数α１〜α３及び係数ｋは、温度検出部Ｂ１が使用するそれらとは異なる値を有している。これによれば、電動モータ５１に温度センサを設けることなく、同電動モータ５１の温度を精度良く推定でき、装置の製造コストを低下することができる。
【００５１】
温度検出部Ｂ３は、電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭを検出及び推定する温度検出推定手段を構成するものであって、駆動回路４２から同電動モータ２５に流れる電流ＨＩを入力し、図５に示したルーチンと類似した温度検出ルーチン（図示省略）を所定時間の経過毎に繰り返すことにより、同電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭを検出・推定する。具体的に述べると、ＣＰＵ４１ａは図５に示したルーチンのステップ５００〜５１５と同様のステップを実行する。この場合、Ｉは電動モータ２５に流れる電流ＨＩである。そして、ＣＰＵ４１ａは、値ｋ・（ＩＮＡ２＋ＩＮＢ２＋ＩＮＣ２）を計算し、この値を電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭとして推定する。なお、この場合の定数α１〜α３及び係数ｋは、温度検出部Ｂ１，Ｂ２が使用するそれらとは異なる値を有している。これによれば、電動モータ２５に温度センサを設けることなく、同電動モータ２５の温度を精度良く推定でき、装置の製造コストを低下することができる。
【００５２】
温度検出部Ｂ４は、駆動回路４２のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の温度ＴＭＰＨＥを検出及び推定する温度検出推定手段を構成するものであって、基板温度センサ４２ａの検出する温度ＴＨＥを入力するとともに、駆動回路４２から電動モータ２５に流れる電流ＨＩを入力し、図５に示したルーチンと類似した温度検出ルーチン（図示省略）を所定時間の経過毎に繰り返すことにより、同スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の温度ＴＭＰＨＥを検出・推定する。具体的に述べると、ＣＰＵ４１ａは図５に示したルーチンのステップ５００〜５１５と同様のステップを実行する。この場合、Ｉは電動モータ２５に流れる電流ＨＩである。そして、ＣＰＵ４１ａは、ステップ５２０に示した式と同様な式に従ってスイッチング素子温度ＴＭＰＨＥを推定する。なお、この場合の定数α１〜α３及び係数ｋは、温度検出部Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３が使用するそれらとは異なり、またステップ５２０での温度ＴＭＰは温度ＴＭＰＨＭを、値Ｔは温度ＴＨＥを表している。これによれば、電動モータ２５に流れる電流（即ち、スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４を流れる電流）ＨＩを用いて温度ＴＭＰＨＥを推定するので、基板温度センサ４２ａの検出する温度ＴＨＥと同スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の実際の温度の上昇傾向の差を補うことができ、同スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の温度ＴＭＰＨＥを正確に推定することができる。
【００５３】
（操舵角演算部Ｂ５）
操舵角演算部Ｂ５は、操作レバー１０の操作状態（操作角θｊ、操作力ＦＳ等）に従って車輪の目標操舵角を決定し、これに応じた指示電流Ｉ＊（電動モータ５１に流すべき電流）を決定し、同決定した指示電流Ｉ＊を電流制御部Ｂ１０に出力する機能を有している。具体的に述べると、操舵角演算部Ｂ５は、実際の操舵角を検出する操舵角センサ５２ａの出力を操舵角検出部Ｂ６を介して操舵角Ｘとして入力し、車速センサ６１の検出する車速を車速検出部Ｂ７を介して車速ＳＰＤとして入力する。また、操舵角演算部Ｂ５は、操作角センサ２６の検出する操作角を操作角検出部Ｂ８を介して操作角θｊとして入力するとともに、操作力センサ１０ｄの検出する操作力を操作力検出部Ｂ９を介して操作力ＦＳとして入力し、これらの入力値に基いて前記指示電流Ｉ＊を決定して出力する。
【００５４】
より具体的には、ＣＰＵ４１ａは図６に示した目標操舵角演算ルーチンを所定時間の経過毎に実行することにより、操舵角演算部Ｂ５の機能を達成する。即ち、ＣＰＵ４１ａは、所定のタイミングとなるとステップ６００から処理を開始してステップ６０５に進み、同ステップ６０５にて操作角θｊと同ステップ６０５内に示した目標基本舵角マップとに基いて目標基本舵角Ｘ１を決定する。そして、ＣＰＵ４１ａはステップ６１０に進み、同ステップ６１０にて実際の操舵角Ｘと前記目標基本舵角Ｘ１との差（Ｘ−Ｘ１）と、同ステップ６１０内に示した電流Ｉ１マップとから電流Ｉ１を決定する。
【００５５】
次に、ＣＰＵ４１ａはステップ６１５に進み、操作力ＦＳと同ステップ６１５内に示した補正舵角マップとに基いて補正舵角Ｘ２を決定し、ステップ６２０に進んで実際の操舵角Ｘと前記補正舵角Ｘ２との差（Ｘ−Ｘ２）と、同ステップ６２０内に示した電流Ｉ２マップとから電流Ｉ２を決定する。次いで、ＣＰＵ４１ａはステップ６２５に進み、同ステップ６２５にて車速ＳＰＤと同ステップ６２５内に示したゲインマップとからゲインＫＶを決定する。ゲインＫＶは、０〜１までの値である。次に、ＣＰＵ４１ａは、ステップ６３０に進み、同ステップ６３０内に示した数式（Ｉ＊＝ＫＶ・Ｉ１＋（１−ＫＶ）・Ｉ２）に従って指示電流Ｉ＊を求め、求めた指示電流Ｉ＊を電流制御部Ｂ１０に出力する。以上により、指示電流Ｉ＊（即ち、目標とする操舵角）は、操作角θｊ、操作力ＦＳ、及び車速ＳＰＤの関数として決定される。なお、上記電流Ｉ１と上記電流Ｉ２との和（Ｉ１＋Ｉ２）に上記ゲインＫＶを乗じた値を指示電流Ｉ＊としてもよい。
【００５６】
（電流制御部Ｂ１０）
電流制御部Ｂ１０は、ＰＷＭ機能を含むとともに、前記操舵角演算部Ｂ５に加えて後述する電流制限値演算部Ｂ１１，Ｂ１２と接続されている。電流制御部Ｂ１０は、前記指示電流Ｉ＊を電流制限値演算部Ｂ１１，Ｂ１２から与えられる電流制限値ＩｍａｘＳＥ、ＩｍａｘＳＭのうちの小さい制限値以下に制限することで最終的な指示電流Ｉ＊を得るとともに、同制限を行った指示電流Ｉ＊に応じて駆動回路４３のスイッチング素子をオン・オフ駆動するタイミングを決定し、同タイミングに応じて同駆動回路４３のスイッチング素子を制御する。
【００５７】
これにより、前記指示電流Ｉ＊に応じた電流が電動モータ５１に流れ、同電動モータ５１によって操舵機構５２が作動されて車輪の操舵（操舵）が行われる。このように、操舵角演算部Ｂ５と電流制御部Ｂ１０は、検出された操作量（操作角θｊ，操作力ＦＳ）に応じて車両の制御力発生手段（電動モータ５１）に付与される電流の大きさ及び向きを決定するとともに同決定された大きさ及び向きの電流を同制御力発生手段に付与するように制御力用駆動回路４３に指示を与える制御力制御手段を構成している。
【００５８】
（電流制限値演算部Ｂ１１，Ｂ１２）
電流制限値演算部Ｂ１１は、駆動回路４３のスイッチング素子の過熱を防止するためのものであって、温度検出部Ｂ１から入力される駆動回路４３のスイッチング素子の温度ＴＭＰＳＥに応じて前記電流制御部Ｂ１０に入力される電流制限値ＩｍａｘＳＥを決定する機能を有している。
【００５９】
より具体的には、ＣＰＵ４１ａは図７に示した電流制限値演算ルーチンを所定時間の経過毎に実行することにより、電流制限値演算部Ｂ１１の機能を達成する。即ち、ＣＰＵ４１ａは、所定のタイミングとなるとステップ７００から処理を開始してステップ７０５に進み、同ステップ７０５にて温度検出部Ｂ１の求めた駆動回路４３のスイッチング素子温度ＴＭＰ（ここでは、ＴＭＰＳＥ）と、同ステップ７０５に示した電流制限値マップとに基いて電流制限値ＩｍａｘＮ（この場合は、スイッチング素子過熱防止用電流制限値ＩｍａｘＳＥ）を決定し、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。ステップ７０５内に示したように、電流制限値ＩｍａｘＳＥは、スイッチング素子温度ＴＭＰＳＥが大きいほど小さくなるように定められ、これにより同スイッチング素子に流れる電流（電動モータ５１に流れる電流）が制限されて同素子の発熱が抑制され、同素子の過熱が防止される。
【００６０】
電流制限値演算部Ｂ１２は、電動モータ５１の過熱を防止するためのものであって、温度検出部Ｂ２から入力される同電動モータ５１の温度ＴＭＰＳＭに応じて前記電流制御部Ｂ１０に入力される電流制限値ＩｍａｘＳＭを決定する機能を有している。
【００６１】
より具体的には、ＣＰＵ４１ａは図７に示した電流制限値演算ルーチンを所定時間の経過毎に実行する。この場合、ステップ７０５における温度ＴＭＰは電動モータ５１の温度ＴＭＰＳＭであり、電流制限値ＩｍａｘＮは電動モータ過熱防止用電流制限値ＩｍａｘＳＭである。ステップ７０５内に示したように、電流制限値ＩｍａｘＳＭは、電動モータ５１の温度ＴＭＰＳＭが大きいほど小さくなるように定められ、これにより電動モータ５１に流れる電流が制限されて同電動モータ５１の発熱が抑制され、同電動モータ５１の過熱が防止される。
【００６２】
（反力演算部Ｂ１３）
反力演算部Ｂ１３は、車速検出部Ｂ７から車速ＳＰＤを入力するとともに、操作力検出部Ｂ９から操作力ＦＳを入力し、これらの入力値に基いて最終目標反力ＦＲＭを決定し、同最終目標反力ＦＲＭに応じた反力が発生するように電動モータ２５に流すべき指示電流ＩＨ＊を決定し、同指示電流ＩＨ＊を電流制御部Ｂ１４に出力する機能を有している。また、反力演算部Ｂ１３は、温度検出部Ｂ１，Ｂ２からスイッチング素子温度ＴＭＰＳＥ，電動モータ５１の温度ＴＭＰＳＭをそれぞれ入力するとともに、電流制限値演算部Ｂ１１，Ｂ１２から電流制限値ＩｍａｘＳＥ，ＩｍａｘＳＭをそれぞれ入力し、これらの入力値に応じて最終目標反力ＦＲＭを適宜補正する。
【００６３】
より具体的には、ＣＰＵ４１ａは図８に示した反力演算ルーチンを所定時間の経過毎に実行することにより、反力演算部Ｂ１３の機能を達成する。即ち、ＣＰＵ４１ａは、所定のタイミングとなるとステップ８００から処理を開始してステップ８０５に進み、同ステップ８０５にて操作角θｊと、同ステップ８０５に示した基本反力ＦＲＫマップとに基いて基本反力ＦＲＫを決定する。この例では、基本反力ＦＲＫの絶対値は操作角θｊの絶対値が大きいほど大きくなるように決定される。
【００６４】
次いで、ＣＰＵ４１ａはステップ８１０に進み、同ステップ８１０にて車速ＳＰＤと同ステップ８１０内に示したゲインマップとからゲインＫＲを決定する。ゲインＫＲは、車速ＳＰＤが大きいほど大きい値となるように決定され、これにより車速ＳＰＤが大きいほど反力が大きくなる。次に、ＣＰＵ４１ａはステップ８１５に進み、同ステップ８１５にて操舵機構部報知用ゲインＫＷを決定する。この操舵機構部報知用（過熱報知用）ゲインＫＷは、電動モータ５１の温度又は駆動回路４３のスイッチング素子の温度が上昇していることを運転者に報知するため、電動モータ５１の温度又は駆動回路４３のスイッチング素子の温度が高いほど反力を大きくするように決定される。
【００６５】
より具体的に述べると、ＣＰＵ４１ａは電動モータ５１の温度ＴＭＰＳＭと同ステップ８１５内に示されたＫＷ１マップとから第１ゲインＫＷ１を決定するとともに、駆動回路４３のスイッチング素子の温度ＴＭＰＳＥと同ステップ８１５内に示されたＫＷ２マップとから第２ゲインＫＷ２を決定し、第１ゲインＫＷ１と第２ゲインＫＷ２のうち大きい方を操舵機構部報知用ゲインＫＷとして決定する。なお、ＫＷ１マップ及びＫＷ２マップによれば、第１，第２ゲインＫＷ１，ＫＷ２とも、温度ＴＭＰＳＭ，温度ＴＭＰＳＥがそれぞれ大きいほど大きくなるとともに、何れも「１」より大きくなるように決定される。このように、ステップ８１５は、制御力発生手段（電動モータ５１）又は制御力用駆動回路（駆動回路４３）の温度に応じて、電動モータ２５を含む反力発生手段に付与される電流の大きさを補正する反力補正手段の機能を達成している。
【００６６】
次いで、ＣＰＵ４１ａはステップ８２０に進み、同ステップ８２０にて反力発生機構部（反力機構部）２０の過熱防止用ゲインＫＰを決定する。この反力機構部過熱防止用ゲインＫＰは、電動モータ２５又は駆動回路４２のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の過熱を防止するために、これらに流れる電流を抑制する係数であって、同電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭ、又は同スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の温度ＴＭＰＨＥが高いほど反力を小さくするように決定される。
【００６７】
より具体的に述べると、ＣＰＵ４１ａは電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭと同ステップ８２０内に示されたＫＰ１マップとから第３ゲインＫＰ１を決定するとともに、駆動回路４２のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の温度ＴＭＰＨＥと同ステップ８２０内に示されたＫＰ２マップとから第４ゲインＫＰ２を決定し、第３ゲインＫＰ１と第４ゲインＫＰ２のうち小さい方を反力機構部過熱防止用ゲインＫＰとして決定する。なお、ＫＰ１マップ及びＫＰ２マップによれば、第３，第４ゲインＫＰ１，ＫＰ２は温度ＴＭＰＨＭ，ＴＭＰＨＥがそれぞれ大きいほど小さくなるとともに、何れも「１」より小さくなるように決定される。
【００６８】
次に、ＣＰＵ４１ａはステップ８２５に進んで、同ステップ８２５にて最終目標反力ＦＲＭを同ステップ８２５内に示した式（ＦＲＭ＝ＦＲＫ・ＫＲ・ＫＷ・ＫＰ）に従って決定し、続くステップ８３０にて最終目標反力ＦＲＭを得るための指示電流ＩＨ＊を求め、求めた指示電流ＩＨ＊を電流制御部Ｂ１４に出力する。
【００６９】
（電流制御部Ｂ１４）
電流制御部Ｂ１４は、ＰＷＭ機能を含んでいて、前記反力演算部Ｂ１３に加え、後述する電流制限値演算部Ｂ１５，Ｂ１６と接続されている。そして、電流制御部Ｂ１４は、前記指示電流ＩＨ＊を電流制限値演算部Ｂ１５，Ｂ１６から与えられる電流制限値ＩｍａｘＨＥ、ＩｍａｘＨＭのうちの小さい制限値以下に制限した指示電流ＩＨ＊を得るとともに、同制限を行った指示電流ＩＨ＊に応じて駆動回路４２のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４をオン・オフ駆動するタイミングを決定し、同タイミングに応じて同スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４を制御する。これにより、前記指示電流ＩＨ＊に応じた電流が電動モータ２５に流れ、同電動モータ２５によって反力発生機構２０が作動されて操作レバー１０に反力が付与される。
【００７０】
（電流制限値演算部Ｂ１５，Ｂ１６）
電流制限値演算部Ｂ１５は、電動モータ２５の過熱を防止するためのものであって、温度検出部Ｂ３から入力される同電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭに応じて前記電流制御部Ｂ１４に入力される電流制限値ＩｍａｘＨＭを決定する機能を有している。
【００７１】
より具体的には、ＣＰＵ４１ａは図７に示した電流制限値演算ルーチンを所定時間の経過毎に実行する。この場合、ステップ７０５における温度ＴＭＰは電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭであり、電流制限値ＩｍａｘＮは電動モータ過熱防止用電流制限値ＩｍａｘＨＭである。これにより電動モータ２５に流れる電流が制限されて同電動モータ２５の発熱が抑制され、同電動モータ２５の過熱が防止される。
【００７２】
電流制限値演算部Ｂ１６は、スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の過熱を防止するためのものであって、温度検出部Ｂ４から入力される同スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の温度ＴＭＰＨＥに応じて前記電流制御部Ｂ１４に入力される電流制限値ＩｍａｘＨＥを決定する機能を有している。
【００７３】
より具体的には、ＣＰＵ４１ａは図７に示した電流制限値演算ルーチンを所定時間の経過毎に実行する。この場合、ステップ７０５における温度ＴＭＰはスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の温度ＴＭＰＨＥであり、電流制限値ＩｍａｘＮはスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の保護用電流制限値ＩｍａｘＨＥである。これによりスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４（即ち、電動モータ２５）に流れる電流が制限されて同スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の発熱が抑制され、同スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の過熱が防止される。
【００７４】
（全体の作動）
以上、説明した各ブロックの機能が達成されて、本実施形態の運転操作装置は電動モータ２５，５１、及び駆動回路４２，４３（のスイッチング素子）の過熱を防ぎながら、少なくとも操作レバー１０の操作角θｊに応じた操舵角制御を行うとともに、同操作レバー１０に適切な反力を与える。また、電動モータ５１又は駆動回路４３（のスイッチング素子）の温度が上昇したときには、操作レバー１０に付与される反力が大きくされるので、運転者はそのような状態が生じていることを反力の変化から認識することができ、例えば、車両を停車させる等の適切な対応をとることができる。
【００７５】
なお、電流制限値演算部Ｂ１５，Ｂ１６と、上記反力演算部Ｂ１３について実施される図８のステップ８２０は、何れもが電動モータ２５と駆動回路４２のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の過熱防止のために設けられているから、電流制限値演算部Ｂ１５，Ｂ１６又はステップ８２０の何れか一方を省略してもよい。
【００７６】
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
【００７７】
（電流制限値演算部Ｂ１５，Ｂ１６の第１変形例）
図９は、ＣＰＵ４１ａが実行することにより、上記電流制限値演算部Ｂ１５，Ｂ１６の第１変形例の機能を達成する電流制限値演算ルーチンを示している。以下、このルーチンについて電流制限値演算部Ｂ１５を代表例として説明する。
【００７８】
ＣＰＵ４１ａは図９に示したルーチンを所定時間の経過毎に実行している。従って、所定のタイミングになるとステップ９００から処理を開始し、ステップ９０５に進んで温度検出部Ｂ３の求めた電動モータの温度ＴＭＰ（ここでは、ＴＭＰＨＭ）と、同ステップ９０５に示した電流制限値マップとに基いて電流制限基本値Ｉｍａｘ０Ｎ（この場合は、Ｉｍａｘ０ＨＭ）を決定する。次いで、ＣＰＵ４１ａはステップ９１０に進んで、同ステップ９１０にて車速ＳＰＤと同ステップ９１０内に示したゲインマップとに基いてゲインＫＬを決定する。ゲインＫＬは、常に「１」より小さい値であるが、車速ＳＰＤの増大とともに増加するような値となるように決定される。その後、ＣＰＵ４１ａはステップ９１５に進み、同ステップ９１５内に示した式（ＩｍａｘＮ＝ＫＬ・Ｉｍａｘ０Ｎ）に従って電流制限値ＩｍａｘＮ（この場合は、ＩｍａｘＨＭ）を求め、ステップ９９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００７９】
これによれば、電流制限値ＩｍａｘＨＭは、電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭが大きいほど小さくなるように定められるので、同温度ＴＭＰＨＭが大きくなると同電動モータ２５に流れる電流が減少され、同電動モータ２５の過熱が防止される。また、ゲインＫＬにより電流制限値ＩｍａｘＨＭは車速ＳＰＤが大きいほど大きくなるので、車速ＳＰＤが大きい高速走行時には電動モータ２５に流れる電流が過小とならず、比較的大きな反力が操作レバー１０に付与される。この結果、車両の走行安定性が容易に維持される。
【００８０】
なお、電流制限値演算部Ｂ１６の第１変形例は、ＣＰＵ４１ａが図９に示したルーチンと同様なルーチンを実行することにより達成される。この場合、同図９のルーチンにおける温度ＴＭＰは駆動回路４２のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の温度ＴＭＰＨＥであり、電流制限値Ｉｍａｘ０Ｎは電流制限値Ｉｍａｘ０ＨＥであり、電流制限値ＩｍａｘＮは電流制限値ＩｍａｘＨＥである。
【００８１】
これにより、電流制限値ＩｍａｘＨＥは、駆動回路４２のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の温度ＴＭＰＨＥが大きいほど小さくなるように定められるので、同温度ＴＭＰＨＥが大きくなると同スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４（即ち、電動モータ２５）に流れる電流が減少され、同スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の過熱が防止される。また、ゲインＫＬにより電流制限値ＩｍａｘＨＥは車速ＳＰＤが大きいほ大きくなるので、車速ＳＰＤが大きい高速走行時にはスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４（即ち、電動モータ２５）に流れる電流が過小とならず、比較的大きな反力が操作レバー１０に付与される。この結果、車両の走行安定性が容易に維持される。
【００８２】
（電流制限値演算部Ｂ１５，Ｂ１６の第２変形例）
図１０は、ＣＰＵ４１ａが実行することにより、上記電流制限値演算部Ｂ１５，Ｂ１６の第２変形例の機能を達成する電流制限値演算ルーチンを示している。以下、このルーチンについて電流制限値演算部Ｂ１５を代表例として説明する。
【００８３】
ＣＰＵ４１ａは同ルーチンを所定時間の経過毎に実行している。従って、所定のタイミングになるとステップ１０００から処理を開始し、ステップ１００５に進んで温度検出部Ｂ３の求めた電動モータ２５の温度ＴＭＰ（ここでは、ＴＭＰＨＭ）が所定の閾値温度ＴＭＰ０（第１所定温度）より大きいか否かを判定する。この閾値温度ＴＭＰ０は、電動モータ２５に流れる電流を制限することにより同電動モータ２５の発熱量を低下させるべき温度に設定されている。
【００８４】
いま、車両を長時間停車した後に同車両の運転を開始したとすると、図示しないイニシャルルーチンが実行されて、電流制限値ＩｍａｘＮの値は最大側ガード値ＴＧＵＨ（正常時に電動モータ２５に通電される最大電流値以上の値）に設定される。また、電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭは通常の温度である。従って、電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭは閾値温度ＴＭＰ０より小さいので、ＣＰＵ４１ａはステップ１００５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０１０に進み、同ステップ１０１０にてフラグＦ１の値が「１」であるか否かを判定する。このフラグＦ１の値は、電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭが前記閾値温度ＴＭＰ０を超えたときに１にセットされ、同温度ＴＭＰＨＭが前記閾値温度ＴＭＰ０より低い閾値温度ＴＭＰ１（第２所定温度）より小さくなったとき「０」にリセットされる。従って、現段階ではフラグＦ１の値は「０」であるから、ＣＰＵ４１ａはステップ１０１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０１５に進む。
【００８５】
ＣＰＵ４１ａは、ステップ１０１５にて電流制限値ＩｍａｘＮ（ここでは、ＩｍａｘＨＭ）を微小量Δｉｕだけ増加し、続くステップ１０２０にてＩｍａｘＮが同ＩｍａｘＮの最大側ガード値ＩＧＵＨより大きくなったか否かを判定する。現段階においては、電流制限値ＩｍａｘＮの値は最大側ガード値ＩＧＵＨより微小量Δｉｕだけ大きくなっている。従って、ＣＰＵ４１ａはステップ１０２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０２５に進み、同ステップ１０２５にてＩｍａｘＮの値を最大側ガード値ＩＧＵＨに設定し、ステップ１０９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００８６】
このような処理は、電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭが閾値温度ＴＭＰ０を超えない限り繰り返されるので、電流制限値ＩｍａｘＮは最大側ガード値ＩＧＵＨに固定される。従って、電動モータ２５に流れる電流は、電流制限値ＩｍａｘＮによっては実質的に制限されない。
【００８７】
その後、運転が継続されて電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭが閾値温度ＴＭＰ０より大きくなったとすると、ＣＰＵ４１ａは所定のタイミングにてステップ１００５に進んだとき、同ステップ１００５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０３０に進み、同ステップ１０３０にてフラグＦ１の値を「１」に設定する。
【００８８】
次いで、ＣＰＵ４１ａはステップ１０３５に進み、同ステップ１０３５にて電流制限値ＩｍａｘＮの値を所定の微小量Δｉｄだけ減少し、続くステップ１０４０にて同電流制限値ＩｍａｘＮの値が最小側ガード値ＩＧＵＬ（ＩＧＵＬ＜ＩＧＵＨ）より小さくなったか否かを判定する。現段階では、電流制限値ＩｍａｘＮは、最大側ガード値ＩＧＵＨから微小量Δｉｄだけ減少されたのみであるから、最小側ガード値ＩＧＵＬよりも大きい。従って、ＣＰＵ４１ａはステップ１０４０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０９５に進み、同ステップ１０９５にて本ルーチンを一旦終了する。
【００８９】
このような処理は、電動モータ２５の温度ＴＭＰＭＨが閾値温度ＴＭＰ０を超えている限り繰り返される。従って、ステップ１０３５の処理により電流制限値ＩｍａｘＮの値は所定時間毎に微小量Δｉｄだけ減少される。この結果、電動モータ２５に流れる電流も時間経過に応じて徐々に減少変化する。そして、電流制限値ＩｍａｘＮの値が最小側ガード値ＩＧＵＬより小さくなると、ＣＰＵ４１ａはステップ１０４０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０４５に進み、同ステップ１０４５にて電流制限値ＩｍａｘＮの値を最小側ガード値ＩＧＵＬとする。
【００９０】
以降においては、電動モータ２５の温度ＴＭＰＭＨが閾値温度ＴＭＰ０を超えている限り、ＣＰＵ４１ａはステップ１００５，１０３０，１０３５，１０４０，１０４５，１０９５と進むので、電流制限値ＩｍａｘＮの値は最小側ガード値ＩＧＵＬに固定され、電動モータ２５に流れる電流は同最小側ガード値ＩＧＵＬに応じた値となる。
【００９１】
このように電動モータ２５に流れる電流が制限された結果、同電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭが下降して閾値ＴＭＰ０より小さくなると、ＣＰＵ４１ａはステップ１００５に進んだとき、同ステップ１００５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０１０に進む。この場合、フラグＦ１の値は先のステップ１０３０にて「１」に設定されているから、ＣＰＵ４１ａはステップ１０１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０５０に進み、同ステップ１０５０にて電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭが閾値ＴＭＰ１より低下したか否かを判定する。現段階では、電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭは閾値ＴＭＰ１を下回るまでは低下してないので、ＣＰＵ４１ａはステップ１０５０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１０３５以降に進む。この結果、電流制限値ＩｍａｘＮの値は最小側ガード値ＩＧＵＬと一致するか、最小側ガード値ＩＧＵＬより大きい範囲では所定時間に微小量Δｉｄだけ減少する。このような処理は、電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭが閾値ＴＭＰ１より小さくなるまで繰り返される。
【００９２】
更に時間が経過すると、電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭは閾値ＴＭＰ１より小さくなる。従って、ＣＰＵ４１ａはステップ１０５０に進んだとき、同ステップ１０５０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０５５に進み、同ステップ１０５５にてフラグＦ１の値を「０」にリセットする。
【００９３】
次いで、ＣＰＵ４１ａはステップ１０１５に進んで電流制限値ＩｍａｘＮの値を微小量Δｉｕだけ増大し、ステップ１０２０及びステップ１０２５にて同電流制限値ＩｍａｘＮの値を最大側ガード値ＩＧＵＨにガードする。このような処理は、電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭが再び閾値温度ＴＭＰ１を上回るまで繰り返される。従って、電流制限値ＩｍａｘＮは最大側ガード値ＩＧＵＨより小さい範囲において所定時間に微小量Δｉｕだけ増大され、これにより電動モータ２５に流れる電流が徐々に増大されて行く。
【００９４】
以上、説明したように、電流制限値演算部Ｂ１５の第２変形例によれば、電動モータ２５の温度ＴＭＰＭＨが閾値温度ＴＭＰ０を超えると、その時点からの経過時間に応じて電流制限値ＩｍａｘＮが徐々に減少され、同電動モータ２５に流れる電流も漸減する。また、電動モータ２５の温度ＴＭＰＭＨが閾値温度ＴＭＰ０より小さい閾値温度ＴＭＰ１を下回ると、その時点からの経過時間に応じて電流制限値ＩｍａｘＮが徐々に増大され、同電動モータ２５に流れる電流が徐々に増大する。従って、電動モータ２５の過熱を防止できるとともに、反力が急激に変更することがないので、車両の安定した走行を確保することができる。また、閾値ＴＭＰ１は閾値ＴＭＰ０より小さいので、電動モータ２５の過熱を確実に防止するとともに、反力の減少・増大を繰り返して操舵フィーリングが悪化することを回避することができる。
【００９５】
なお、電流制限値演算部Ｂ１６の第２変形例は、ＣＰＵ４１ａが図１０に示したルーチンを実行することにより達成される。この場合、同図１０のルーチンにおける温度ＴＭＰは駆動回路４２のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の温度ＴＭＰＨＥであり、電流制限値Ｉｍａｘ０Ｎは電流制限値Ｉｍａｘ０ＨＥであり、電流制限値ＩｍａｘＮは電流制限値ＩｍａｘＨＥである。
【００９６】
（電流制限値演算部Ｂ１５，Ｂ１６の第３変形例）
図１１は、ＣＰＵ４１ａが所定時間の経過毎に実行することにより、上記電流制限値演算部Ｂ１５，Ｂ１６の第３変形例の機能を達成する電流制限値演算ルーチンを示している。この図１１に示したルーチンは、図１０に示したルーチンのステップ１０３５，１０５０，１０１５を、それぞれステップ１１３５，１１５０，１１１５に置換したルーチンである。従って、以下においては、この相違点について電流制限値演算部Ｂ１５を例にとって説明し、他のステップについては図１０と同一の符号を付して説明を省略する。
【００９７】
ステップ１１３５は、電流制限値ＩｍａｘＮを減少させるためのステップである。ステップ１０３５では電流制限値ＩｍａｘＮが所定の微小電流Δｉｄだけ減少されていたのに対し、ステップ１１３５では同電流制限値ＩｍａｘＮが車速ＳＰＤに応じて変化する量ｆ（ＳＰＤ）だけ減少される。この量ｆ（ＳＰＤ）は、図１２に示したように、車速ＳＰＤが増大するに従って減少する。
【００９８】
この結果、電動モータ２５の温度ＴＭＰＭＨが閾値温度ＴＭＰ０を超えると、その時点からの経過時間に応じて電流制限値ＩｍａｘＮ（＝ＩｍａｘＨＭ）が車速ＳＰＤが大きいほど緩慢に減少される（車速ＳＰＤが小さいほど速く減少される。）。従って、車速ＳＰＤが大きい領域では反力が比較的大きい値に保たれるとともに、反力の変化も小さいので、車両の安定した高速走行が容易に確保される。
【００９９】
ステップ１１５０は、電流制限値ＩｍａｘＮを減少させている状態から増大させ始める時点を決めるステップであり、ステップ１０５０では電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭが閾値ＴＭＰ１を下回ったか否かを判定していたのに対し、ステップ１１５０では同温度ＴＭＰＨＭが車速ＳＰＤに応じて変化する閾値温度ｇ（ＳＰＤ）（＜ＴＭＰ０）を下回ったか否かを判定するようにしている。閾値温度ｇ（ＳＰＤ）は、図１３に示したように、車速ＳＰＤの増大とともに大きくなるように設定されている。
【０１００】
この結果、車速ＳＰＤが大きい場合には、同車速ＳＰＤが小さい場合に比べて電流制限値ＩｍａｘＮの増大が早期に開始されるので、反力が比較的大きい値に留まるとともに、同反力が通常の値に早期に復帰する。従って、車両の安定した高速走行が容易に確保される。
【０１０１】
ステップ１１１５は、電流制限値ＩｍａｘＮを増大させるためのステップである。ステップ１０１５では電流制限値ＩｍａｘＮが所定の微小電流Δｉｕだけ増大されていたのに対し、ステップ１１１５では同電流制限値ＩｍａｘＮが車速ＳＰＤに応じて変化する量ｈ（ＳＰＤ）だけ増大される。この量ｈ（ＳＰＤ）は、図１４に示したように、車速ＳＰＤが増大するに従って増大する。
【０１０２】
この結果、電動モータ２５の温度ＴＭＰＭＨが閾値温度ＴＭＰ０を超えたのちに電流が減少され、その後、同温度ＴＭＰＭＨが閾値温度ｇ（ＳＰＤ）を下回ると、その時点からの経過時間に応じて電流制限値ＩｍａｘＮ（＝ＩｍａｘＨＭ）が車速ＳＰＤが大きいほど速く増大される（車速ＳＰＤが小さいほど緩慢に増大される。）。従って、車速ＳＰＤが大きい領域では反力が早期に復帰するので、車両の安定した高速走行が容易に確保される。なお、上記図１０のステップ１０３５，１０５０，１０５０の何れか一つ、又は任意の二つを、それぞれ対応するステップ１１３５，１１５０，１１１５で置換してもよい。
【０１０３】
なお、電流制限値演算部Ｂ１６の第３変形例は、ＣＰＵ４１ａが図１１に示したルーチンを実行することにより達成される。この場合、同図１１のルーチンにおける温度ＴＭＰは駆動回路４２のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の温度ＴＭＰＨＥであり、電流制限値Ｉｍａｘ０Ｎは電流制限値Ｉｍａｘ０ＨＥであり、電流制限値ＩｍａｘＮは電流制限値ＩｍａｘＨＥである。
【０１０４】
（反力演算部Ｂ１３の変形例）
図１５は、ＣＰＵ４１ａが所定時間の経過毎に実行することにより、上記反力演算部Ｂ１３の変形例の機能を達成する反力演算ルーチンを示している。以下、図８に示したステップについては同図８と同一の符号を付して詳細な説明を省略するとともに、同図８との相違点を中心に説明する。
【０１０５】
ＣＰＵ４１ａは、ステップ１５００から処理を開始すると、ステップ８０５〜８１５を実行し、基本反力ＦＲＫ、ゲインＫＲ、及び操舵機構部報知用ゲインＫＷを決定する。次いで、ＣＰＵ４１ａはステップ１５０５に進み、同ステップ１５０５にて反力機構部過熱防止用調整量βを決定する。具体的に説明すると、ＣＰＵ４１ａは電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭとステップ１５０５に示したβ１調整量マップとから第１調整量β１を求めるとともに、駆動回路４２のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の温度ＴＭＰＨＥと同ステップ１５０５に示したβ２調整量マップとから第２調整量β２を求める。そして、ＣＰＵ４１ａは、第１調整量β１と第２調整量β２とのうちの大きい方を調整量βとして決定する。
【０１０６】
次いで、ＣＰＵ４１ａは図１６に示したステップ１５１０に進み、同ステップ１５１０にて暫定反力ＦＲＭＺを同ステップ１５１０内に示した式（ＦＲＭＺ＝ＦＲＫ・ＫＲ・ＫＷ）に従って求め、続くステップ１５１５にて同暫定反力ＦＲＭＺが「０」より大きいか否かを判定する。
【０１０７】
このとき、暫定反力ＦＲＭＺが「０」より大きいとすると、ＣＰＵ４１ａはステップ１５１５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１５２０に進み、同ステップ１５２０にて暫定反力ＦＲＭＺから上記調整量βを減じた値を新たな暫定反力ＦＲＭＺとする。そして、ステップ１５２５にて新たな暫定反力ＦＲＭＺが「０」より大きいか否かを判定し、「０」より大きければステップ１５３０に直接進む。また、ステップ１５２５にて新たな暫定反力ＦＲＭＺが「０」以下であると判定される場合には、ステップ１５３５に進んで同暫定反力ＦＲＭＺを「０」とした後にステップ１５３０に進む。
【０１０８】
他方、前記ステップ１５１５において「Ｎｏ」と判定される場合、即ち、暫定反力ＦＲＭＺが負の場合には、ＣＰＵ４１ａはステップ１５４０に進み、同ステップ１５４０にて暫定反力ＦＲＭＺの絶対値（|ＦＲＭＺ|）から上記調整量βを減じた値の符号を逆転した値（−（|ＦＲＭＺ|−β））を新たな暫定反力ＦＲＭＺとして設定し、続くステップ１５４５にて同新たな暫定反力ＦＲＭＺが「０」より小さいか否かを判定する。
【０１０９】
このとき、新たな暫定反力ＦＲＭＺが「０」より小さければ、ＣＰＵ４１ａはステップ１５４５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１５３０に進み、新たな暫定反力ＦＲＭＺが「０」以上であれば、同ステップ１５４５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１５５０に進み、同新たな暫定反力ＦＲＭＺの値を「０」に設定する。
【０１１０】
このようにＣＰＵ４１ａは、暫定反力ＦＲＭＺの方向（符号）が変化しない範囲で同暫定反力ＦＲＭＺから上記調整量βを減じた後ステップ１５３０に進み、同ステップ１５３０にて暫定反力ＦＲＭＺを正規の反力ＦＲＭとして設定する。そして、ステップ１５５５に進んで正規の反力ＦＲＭと同ステップ１５５５内に示した指示電流マップとから指示電流ＩＨ＊を決定し、同決定した指示電流ＩＨ＊を電流制御部Ｂ１４に出力する。
【０１１１】
この反力演算部Ｂ１３の変形例によれば、調整量βが電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭ、又は駆動回路４２のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の温度ＴＭＰＨＥが高いほど大きくなるように決定されるので、指示電流ＩＨ＊がこれらの温度の上昇に伴って小さくされ、電動モータ２５又は駆動回路４２のスイッチング素子の過熱状態が継続することを回避し得る。
【０１１２】
以上、説明したように、本発明による実施形態とその変形例によれば、電動モータ２５，５１、駆動回路４２，４３（のスイッチング素子）の温度が、許容温度以上となる状態が継続しないので、これらの寿命を延ばすことができる。また、高速走行時には低速走行時よりも反力が大きくなるように制御されるので、高速走行時の走行安定性を高く維持できる。
【０１１３】
なお、上記実施形態とその変形例において、操舵角演算部Ｂ５、電流制御部Ｂ１０、及び駆動回路４３は、操作部材の操作量に応じて車両の運転制御量である操舵角を変更する運転制御手段を構成している。反力演算部Ｂ１３は、検出された操作部材の操作量に応じて反力発生手段の電動モータ２５に付与される電流の大きさ及び向きを決定するとともに、同決定された大きさ及び向きの電流を同反力発生手段に付与するように駆動回路４２に指示を与える反力制御手段を構成している。電流制限値演算部Ｂ１５，Ｂ１６及び電流制御部Ｂ１４は、温度検出部Ｂ３，Ｂ４にて検出又は推定された温度に応じて前記反力発生手段に付与される前記電流の大きさを所定の電流制限値（ＩｍａｘＨＭ，ＩｍａｘＨＥ）以下に制限する電流制限手段を構成している。
【０１１４】
更に、図９に示したルーチンのステップ９１０は、検出された車速に応じて前記電流制限値を補正する制限値補正手段の機能を達成している。図１１のステップ１１３５、１１１５は、検出された車速に応じて前記電流制限値が減少又は増大されるときの変化速度を変更する変化速度変更手段の機能を達成している。
【０１１５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、通常時の操舵角制御は操作力ＦＳ、又は操作角θｊの時間微分値を考慮して行ってもよく、電動モータ２５に流れる電流は、所謂目標トルクに対するＰＩ制御又はＰＩＤ制御により決定してもよい。
【０１１６】
また、上記操作力センサ１０ｄは、回転軸２２をトーションバーで構成し、第１歯車２３とガイドプレート２１との相対ねじれ角を検出するトルクセンサ（トルク検出手段、又は操舵トルク手段）で代用することもできる。同様に、操作力センサ１０ｅは、回転軸３２をトーションバーで構成し、第３歯車３３とガイドプレート３１との相対ねじれ角を検出するトルクセンサ（トルク検出手段）で代用することもできる。
【０１１７】
更に、上記実施形態においては、電動モータ２５，３５が大きなトルクを発生するほど、操作レバー１０の反力が大きくなるように構成されていたが、バネ部材等の機械的な付勢力付与手段により、操作レバー１０が中立位置に常に復帰するように付勢力を与え、これにより同操作レバー１０の操作に対して反力を発生させ、その反力を電動モータ２５，２５の発生トルクにより減少させることで、所望の反力を同操作レバー１０に付与するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る運転操作装置の操作レバーの概略図である。
【図２】 図１に示した操作レバーを含む操作レバー装置の概略斜視図である。
【図３】 本発明の実施形態に係る運転操作装置の電気制御装置を示すブロック図である。
【図４】 図３に示したＣＰＵにより達成される機能を表したブロック図である。
【図５】 図３に示したＣＰＵが実行する温度検出ルーチンを示したフローチャートである。
【図６】 図３に示したＣＰＵが実行する目標舵角演算ルーチンを示したフローチャートである。
【図７】 図３に示したＣＰＵが実行する電流制限値演算ルーチンを示したフローチャートである。
【図８】 図３に示したＣＰＵが実行する反力演算ルーチンを示したフローチャートである。
【図９】 図３に示したＣＰＵが実行する別の電流制限値演算ルーチンを示したフローチャートである。
【図１０】 図３に示したＣＰＵが実行する別の電流制限値演算ルーチンを示したフローチャートである。
【図１１】 図３に示したＣＰＵが実行する別の電流制限値演算ルーチンを示したフローチャートである。
【図１２】 図１１に示したルーチンの処理において参照されるマップである。
【図１３】 図１１に示したルーチンの処理において参照されるマップである。
【図１４】 図１１に示したルーチンの処理において参照されるマップである。
【図１５】 図３に示したＣＰＵが実行する別の反力演算ルーチン（２）の前半部を示したフローチャートである。
【図１６】 図３に示したＣＰＵが実行する別の反力演算ルーチン（２）の後半部を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０…操作レバー、１０ｄ…操作力センサ、２０…左右方向反力発生機構、２５…電動モータ（反力発生用電動モータ）、２６，３６…操作角センサ、４０…電気制御装置、４１…マイクロコンピュータ、４２…駆動回路（反力発生用）、４２ａ…基板温度センサ、４３…駆動回路（制御力用）、４３ａ…基板温度センサ、５１…電動モータ（制御力用電動モータ、制御力発生用電動モータ、操舵用電動モータ）、５２…操舵機構、５２ａ…操舵角センサ、６１…車速センサ、Ｂ１〜Ｂ４…温度検出部、Ｂ５…操舵角演算部、Ｂ６…操舵角検出部、Ｂ７…車速検出部、Ｂ８…操作角検出部、Ｂ９…操作力検出部、Ｂ１０…電流制御部、Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１５，Ｂ１６…電流制限値演算部、Ｂ１３…反力演算部、Ｂ１４…電流制御部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体に対し移動可能に支持されるとともに運転者により操作される操作レバー等の操作部材の操作量に応じて車両の運転制御量を変更する運転操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、特開平１０−２２６３５２号公報に記載されているように、車輪の向きを変える舵取機構に機械的に連結されていない操舵手段と、前記操舵手段の操舵角を検出する操舵角検出手段と、検出された操舵角に応じて前記舵取機構の舵角を増減制御するとともに、前記操舵角に基いて前記操舵手段に与えるべき反力を求め、求めた反力を前記操舵手段に与えることを指示するための反力指示信号を出力する制御手段と、反力指示信号に応じて反力を増減する反力増減手段と、前記制御手段の故障を検出したときに前記反力を所定の固定値とする反力固定手段とを備えた車両用操舵装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術においては、反力増減手段を構成する電動モータや同電動モータに通電する電流を制御するための駆動回路が過熱した場合、或いは、舵取機構の舵角を増減制御するための電動モータや同電動モータに通電する電流を制御するための駆動回路が過熱した場合についての具体的対策がなされていないため、これらが過熱して寿命が短くなるという問題がある。
【０００４】
【本発明の概要】
本発明の運転操作装置は、上記課題に対処するためになされたものであって、車体に対し移動可能に支持されるとともに運転者により操作される操作部材と、前記操作部材の操作量を検出する操作量検出手段と、前記検出された操作部材の操作量に応じて車両の運転制御量を変更する運転制御手段と、付与される電流の大きさ及び向きに応じて前記操作部材に入力される運転者の操作力に抗する力である反力を発生する反力発生手段と、前記反力発生手段に付与される電流を制御する駆動回路と、前記検出された操作部材の操作量に応じて前記反力発生手段に付与される電流の大きさ及び向きを決定するとともに同決定された大きさ及び向きの電流を同反力発生手段に付与するように前記駆動回路に指示を与える反力制御手段とを備えた運転操作装置において、前記反力発生手段の温度又は前記駆動回路の温度を検出又は推定する温度検出推定手段と、前記検出又は推定された温度に応じて前記反力発生手段に付与される前記電流の大きさを所定の電流制限値以下に制限する電流制限手段を備えている。
【０００５】
これによれば、運転者により操作部材が操作されると同操作部材の操作角（回動角度）又は同操作部材に付与される運転者の操作力等の操作部材の操作量が検出され、検出された操作部材の操作量に応じた電流が制御力発生手段に流され、操舵角やスロットル開度（スロットルバルブ開度）等の車両の運転制御量が変更される。また、検出された操作部材の操作量に応じて反力発生手段に付与される電流の大きさ及び向きが決定され、同決定された大きさ及び向きの電流が駆動回路を介して反力発生手段に付与されることで、同操作部材の操作量に応じた反力が同操作部材に付与される。そして、前記反力発生手段の温度又は前記駆動回路の温度が検出又は推定され、同検出又は推定された温度に応じて前記反力発生手段に付与される前記電流の大きさが所定の電流制限値以下に制限され、同反力発生手段又は同駆動回路の発熱量が抑制される。従って、反力発生手段又は駆動回路が長時間過熱状態となることを回避することができる。
【０００６】
更に、前記電流制限手段は、前記検出又は推定された温度に応じて前記所定の電流制限値を決定するように構成されている。
【０００７】
これによれば、反力発生手段又は駆動回路の温度に応じて適切に電流を制限して発熱量を抑制することが可能となるので、反力が過小となることを回避しながら反力発生手段又は駆動回路の過熱を回避することが可能となる。
【０００８】
更に、前記電流制限手段は、車速を検出する車速検出手段と、検出された車速に応じて前記所定の電流制限値を補正する制限値補正手段とを含んでいる。
【０００９】
これによれば、車速に応じて電流制限値を変化させ得るので、例えば、車速が高いほど前記電流制限値を大きくすることにより、高速走行時に適切な反力を確保して高速安定性を十分に維持しながら、反力発生手段又は駆動回路の過熱防止を図ることができる。
【００１０】
一方、前記電流制限手段は、前記検出又は推定された温度が第１所定温度より高くなったときから前記所定の電流制限値を徐々に減少させるように構成されてもよい。
【００１１】
これによれば、反力発生手段に付与される電流が徐々に減少するので、反力の急変を回避しながら反力発生手段又は駆動回路の過熱が長時間継続することを回避することができる。
【００１２】
この場合、前記電流制限手段は、前記検出又は推定された温度が前記第１所定温度より高くなった後は、同検出又は推定された温度が同第１所定温度よりも低い第２所定温度より低くなったときから前記所定の電流制限値を徐々に増大させるように構成されている。
【００１３】
これによれば、前記検出又は推定された温度が前記第１所定温度より高くなった後、同検出又は推定された温度が同第１所定温度よりも低い第２所定温度より低くなってから前記所定の電流制限値を徐々に増大させるので、反力発生手段又は駆動回路の温度が頻繁に第１所定温度を超えることがなく、同反力発生手段又は同駆動回路の過熱状態の再発を効果的に防止することができるとともに、電流制限値の増加・減少が頻繁に繰り返されることがないので、安定した反力を得ることができる。
【００１４】
更に、電流制限値を徐々に減少又は増大させる場合において、前記電流制御手段は、車速を検出する車速検出手段と、検出された車速に応じて前記所定の電流制限値が減少又は増大されるときの変化速度を変更する変化速度変更手段とを含むことが好適である。
【００１５】
これによれば、電流制限値の変化速度を車速に応じて変化させ得るので、例えば、車速が大きいほど同電流制限値の減少速度及び増大速度を小さく設定することにより、高速走行時に適切な反力を確保して高速安定性を十分に維持しながら、反力発生手段又は駆動回路の過熱防止を図ることができる。
【００１６】
本明細書に開示された運転操作装置の他の特徴は、車体に対し移動可能に支持されるとともに運転者により操作される操作部材と、前記操作部材の操作量を検出する操作量検出手段と、付与される電流の大きさ及び向きに応じて前記車両の制御量を変更するための力を発生する制御力発生手段と、前記制御力発生手段に付与される電流を制御する制御力用駆動回路と、前記検出された操作量に応じて前記制御力発生手段に付与される電流の大きさ及び向きを決定するとともに同決定された大きさ及び向きの電流を同制御力発生手段に付与するように前記制御力用駆動回路に指示を与える制御力制御手段と、付与される電流の大きさ及び向きに応じて前記操作部材に入力される運転者の操作力に抗する力である反力を発生する反力発生手段と、前記反力発生手段に付与される電流を制御する駆動回路と、前記検出された操作部材の操作量に応じて前記反力発生手段に付与される電流の大きさ及び向きを決定するとともに同決定された大きさ及び向きの電流を同反力発生手段に付与するように前記駆動回路に指示を与える反力制御手段とを備えた運転操作装置において、前記制御力発生手段又は前記制御力用駆動回路の温度を検出又は推定する制御力用温度検出推定手段と、前記検出又は推定された前記制御力発生手段又は前記制御力用駆動回路の温度に応じて、前記反力発生手段に付与される電流の大きさを補正する反力補正手段とを備えたことにある。
【００１７】
これによれば、検出された操作部材の操作量に応じた電流が制御力発生手段に流され、車両の操舵角やスロットルバルブ開度等の車両の運転制御量が変更されるとともに、同操作量に応じた反力が同操作部材に付与される。このとき、車両の制御量を変更するための制御力を発生する前記制御力発生手段又は同制御力発生手段に付与される電流を制御する制御力用駆動回路の温度が検出又は推定され、同検出又は推定された温度に応じて前記反力発生手段に付与される電流の大きさが補正される。
【００１８】
従って、前記制御力発生手段又は同制御力発生手段に付与される電流を制御する制御力用駆動回路の温度状態が操作部材に対する反力として運転者に伝達されるため、同運転者は、例えば同制御力発生手段又は同制御力用駆動回路の温度が高温になっていることを認識することができる。
【００１９】
本明細書に開示された運転操作装置の他の特徴は、車体に対し移動可能に支持されるとともに運転者により操作される操作部材と、前記操作部材の操作量を検出する操作量検出手段と、付与される電流の大きさ及び向きに応じて前記車両の制御量を変更するための力を発生する制御力発生手段と、前記制御力発生手段に付与される電流を制御する制御力用駆動回路と、前記検出された操作量に応じて前記制御力発生手段に付与される電流の大きさ及び向きを決定するとともに同決定された大きさ及び向きの電流を同制御力発生手段に付与するように前記制御力用駆動回路に指示を与える制御力制御手段とを備えた運転操作装置において、前記制御力発生手段又は前記制御力用駆動回路の温度を検出又は推定する制御力用温度検出推定手段と、前記検出又は推定された前記制御力発生手段又は前記制御力用駆動回路の温度に応じて、前記制御力発生手段に付与される前記電流の大きさを所定の電流制限値以下に制限する電流制限手段を備えたことにある。
【００２０】
これによれば、運転者により操作部材が操作されると同操作部材の操作角（回動角度）又は同操作部材に付与される運転者の操作力等の操作部材の操作量が検出され、検出された操作部材の操作量に応じた電流が制御力発生手段に流され、操舵角やスロットル開度等の車両の運転制御量が変更される。そして、前記制御力発生手段の温度又は前記制御力用駆動回路の温度が検出又は推定され、同検出又は推定された温度に応じて前記制御力発生手段に付与される電流の大きさが所定の電流制限値以下に制限され、同制御力発生手段又は同制御力用駆動回路の発熱量が抑制される。従って、制御力発生手段又は制御力用駆動回路が長時間過熱状態となることを回避することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明による車両の運転操作装置の一実施形態について説明する。この運転操作装置は、図１及び図２に示した操作部材としての操作レバー（ジョイスティック）１０を備えている。操作レバー１０は、車両の運転席近傍に設けられ、図１に矢印で示したように、運転者により全体を前後方向及び左右方向に傾動（回動）させられるようになっている。
【００２２】
図２は、上記操作レバー１０を含む操作レバー装置の概略斜視図を示している。上記操作レバー１０は、円柱棒状のロッド１０ａと、同ロッド１０ａの上部外周に固定された円柱状の把持部１０ｂとを備えている。ロッド１０ａは略中央部に球状部１０ｃを備えていて、同球状部１０ｃにて車体に対して左右及び前後方向に回動可能に支持されている。なお、ロッド１０ａの軸方向が鉛直上下方向に沿う場合、操作レバー１０の回動位置はその回動方向中央位置である中立位置にあるものと定義される。
【００２３】
また、ロッド１０ａには、同ロッド１０ａの車両左右方向の歪を同車両左右方向において操作レバー１０に加えられる操作力ＦＳとして検出する歪センサ（即ち、操作力センサ）１０ｄと、同ロッド１０ａの車両前後方向の歪を同車両前後方向において同操作レバー１０に加えられる操作力ＦＺとして検出する歪センサ（即ち、操作力センサ）１０ｅとが備えられている。上記操作力ＦＳ，ＦＺは、操作レバー１０の操作量（操作レバー１０に加わる操作量）でもあり、従って、操作力センサ１０ｄ，１０ｅは、操作部材の操作状態を示す操作量を検出する操作量検出手段の一部を構成している。
【００２４】
操作レバー装置は、また、操作レバー１０の車両左右方向の回動に対する反力（中立位置から車両左右方向に回動させようとする運転者の操作力に抗する力）を発生する左右方向反力発生機構（反力発生手段）２０を備えている。この左右方向反力発生機構２０は、ガイドプレート２１、回転軸２２、第１歯車２３、第２歯車２４、直流電動モータ（左右反力用モータ）２５、及び操作部材の操作量検出手段としての操作角センサ（操作量センサ）２６を備えている。
【００２５】
ガイドプレート２１は、Ｌ字状に屈曲されてなる板状部材であり、回転軸２２が固定された面が鉛直面内に存在するように配置され、水平方向に存在するように配置される面に前記ロッド１０ａの直径より若干だけ大きい幅を有して車両前後方向に長手方向を有する溝２１ａが設けられていて、同溝内２１ａ内をロッド１０ａが貫通するように構成されている。
【００２６】
回転軸２２は、その軸線が車両前後方向に沿うとともに、前記操作レバー１０の球状部１０ｃの中心を通るように車体に対して回転可能に支持されていて、中央部に第１歯車２３を一体的に備えている。この第１歯車２３は電動モータ２５の回転軸に固定された第２歯車２４に噛合している。
【００２７】
以上の構成により、操作レバー１０は車体に対して左右方向に（左右方向の面内で）回動可能に支持されるとともに、電動モータ２５の回転により（電動モータ２５の発生トルクにより）ガイドプレート２１が回転軸２２回りに回動し、これにより、操作レバー１０に左右方向の反力が付与されるようになっている。
【００２８】
操作角センサ（操作角検出手段）２６は、回転軸２２の端部位置において車体に固定されていて、同回転軸２２の回転角を操作レバー１０の左右方向の操作角θｊとして検出するようになっている。この操作角センサ２６の出力である操作角θｊの値は、操作レバー１０が左右方向の中立位置にあるときに「０」となるように調整されている。なお、操作角センサ２６は、回転軸２２の回転を直線運動に変換し、同変換後の直線変位量を検出するものであってもよく、回転軸２２の回転とともに移動する左右方向反力発生機構２０の他の部材の回転角変化を操作角θｊとして検出するものであってもよい。
【００２９】
更に、操作レバー装置は、操作レバー１０の車両前後方向の回動に対する反力（中立位置から車両前後方向に回動させようとする運転者の操作力に抗する力）を発生する前後方向反力発生機構（反力発生手段）３０を備えている。この前後方向反力発生機構３０は、ガイドプレート３１、回転軸３２、第３歯車３３、第４歯車３４、直流電動モータ（前後反力用モータ）３５、及び操作角センサ３６を備えている。
【００３０】
ガイドプレート３１は、Ｌ字状に屈曲されてなる板状部材であり、回転軸３２が固定された面が鉛直面内に存在するように配置され、水平方向に存在するように配置される面に前記ロッド１０ａの直径より若干だけ大きい幅を有して車両左右方向に長手方向を有する溝３１ａが設けられ、同溝内３１ａ内をロッド１０ａが貫通するように構成されている。
【００３１】
回転軸３２は、その軸線が車両左右方向に沿うとともに、前記操作レバー１０の球状部１０ｃの中心を通るように車体に対して回転可能に支持されていて、中央部に第３歯車３３を一体的に備えている。この第３歯車３３は電動モータ３５の回転軸に固定された第４歯車３４に噛合している。
【００３２】
以上の構成により、操作レバー１０は車体に対して前後方向に（前後方向の面内で）回動可能に支持されるとともに、電動モータ３５の回転により（電動モータ３５の発生トルクにより）ガイドプレート３１が回転軸３２回りに回動し、これにより、操作レバー１０に前後方向の反力が付与されるようになっている。
【００３３】
また、操作角センサ（操作角検出手段）３６は、回転軸３２の端部位置において車体に固定されていて、同回転軸３２の回転角を操作レバー１０の前後方向の操作角θｊｙとして検出するようになっている。この操作角センサ３６の出力である操作角θｊｙの値は、操作レバー１０が前後方向の中立位置にあるときに「０」となるように調整されている。なお、操作角センサ３６は、回転軸３２の回転を直線運動に変換し、同変換後の直線変位量を検出するものであってもよく、回転軸３２の回転とともに移動する前後方向反力発生機構３０の他の部材の回転角変化を操作角θｊｙとして検出するものであってもよい。また、操作角θｊ，θｊｙは、操作レバー１０の操作状態を示す操作量でもあり、従って、上記操作角センサ２６，３６は、操作部材の操作量を検出する操作量検出手段の一部を構成している。
【００３４】
次に、本運転操作装置の電気制御装置について図３を参照しながら説明する。なお、図３は、説明を簡単にするため、左右方向の反力発生機構２０の電動モータ２５と操舵機構５２を含む操舵角制御機構等を示すが、前後方向の反力発生機構３０の電動モータ３５、操作角センサ３６、操作レバー１０の前後方向の操作により変更される車両の内燃機関のスロットル開度及びブレーキアクチュエータ等の図示を省略している。
【００３５】
この電気制御装置４０は、マイクロコンピュータ４１と、電動モータ２５に所定の電流を流すための反力用駆動回路（スイッチング回路）４２と、操舵用電動モータ５１に所定の電流を流すための制御力用駆動回路（スイッチング回路）４３とを備えている。
【００３６】
マイクロコンピュータ４１は、ＣＰＵ４１ａと、入力インターフェース４１ｂと、出力インターフェース４１ｃと、ＥＥＰＲＯＭ４１ｄ（Electrical Erasable PROM）とを含んでいて、ＣＰＵ４１ａは、後述するプログラム及びマップ等を記憶したＲＯＭ、及びＣＰＵ４１ａによるプログラムの実行時に一時的に演算値を記憶するＲＡＭからなるメモリ４１ｅを内蔵している。
【００３７】
入力インターフェース４１ｂは、バスを介してＣＰＵ４１ａに接続されるとともに、実際の操舵角（操舵角、タイヤ切れ角）Ｘを検出する操舵角センサ５２ａ、駆動回路４２の基板温度ＴＨＥを検出する温度センサ４２ａ、駆動回路４３の基板温度ＴＳＥを検出する基板温度センサ４３ａ、上記操作角センサ２６、上記操作力センサ１０ｄ、及び車両状態量センサとしての車速Ｖを検出する車速センサ６１と接続されていて、これらのセンサの検出値をＣＰＵ４１ａに供給するようになっている。
【００３８】
入力インターフェース４１ｂは、また、駆動回路４２の抵抗４２ｂの上流側と接続されていて、同抵抗４２ｂの上流側電位を検出することで電動モータ２５に流れる実際のモータ電流値（実モータ電流）ＨＩをＣＰＵ４１ａに供給するとともに、駆動回路４３の図示しない抵抗（抵抗４２ｂと同様な抵抗）の上流側電位を検出することで電動モータ５１に流れる実モータ電流ＳＩをＣＰＵ４１ａに供給するようになっている。
【００３９】
出力インターフェース４１ｃは、バスを介してＣＰＵ４１ａに接続されるとともに、駆動回路４２，４３、及び常開（ノーマリー・オープン）型のリレー４４に接続されていて、ＣＰＵ４１ａからの指令に基づきこれらの状態を変更する信号を送出するようになっている。
【００４０】
ＥＥＰＲＯＭ４１ｄは、車両バッテリ７０からの電源の供給を受けない状態においてもデータを記憶・保持する記憶手段であり、バスを介してＣＰＵ４１ａと接続されていて、電源が供給されている状態にて同ＣＰＵ４１ａから供給されるデータを格納するとともに、ＣＰＵ４１ａの要求に応じて保持しているデータを同ＣＰＵ４１ａに供給するようになっている。
【００４１】
駆動回路４２は、ゲートが出力インターフェース４１ｃにそれぞれ接続されたＭＯＳＦＥＴからなる４個のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４と、抵抗４２ｂとを備えている。スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２の各ドレインは、車両に搭載されたバッテリ７０の電源ラインＬに上流側端子が接続されたリレー４４の下流側端子に接続されていて、同スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のソースは、スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４のドレインにそれぞれ接続され、同スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４のソースは抵抗４２ｂを介して接地されている。また、スイッチング素子Ｔｒ１とＴｒ３との間は電動モータ２５の一側に接続され、スイッチング素子Ｔｒ２とＴｒ４との間は電動モータ２５の他側に接続されている。
【００４２】
以上の構成により、駆動回路４２（即ち、電動モータ２５）はリレー４４がオン(閉成)したときにバッテリ７０から電源の供給を受け得る状態となり、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ４が選択的に導通状態（オン状態）とされたとき、電動モータ２５に所定の方向の電流が流れて同電動モータ２５は一方向に回転し、スイッチング素子Ｔｒ２，Ｔｒ３が選択的に導通状態とされたとき、電動モータ２５に前記所定の方向と反対方向の電流が流れて同電動モータ２５は他方向に回転する。また、リレー４４がオフ（開成）したときには電動モータ２５の電源供給経路が遮断され、同電動モータ２５への通電は停止する。
【００４３】
駆動回路４３は、上記駆動回路４２と同様の構成を有していて、出力インターフェース４１ｃを介して与えられるＣＰＵ４１ａの指示に応じて操舵用モータ５１に所定の電流を流すようになっている。これにより、操舵用モータ５１が回転トルクを発生すると操舵機構５２が作動し、所定の操舵角Ｘ（操舵角、タイヤ切れ角）が達成されるようになっている。なお、操舵機構５２はラックバーを軸線方向に駆動し、同ラックバーにタイロッドを介して連結されている前輪を操舵するようになっている。
【００４４】
前記バッテリ７０の電源ラインＬには、運転者によりオン（閉成）状態又はオフ（開成）状態に切換えられるイグニッションスイッチ４５の一端が接続されている。イグニッションスイッチ４５の他端はダイオードＤ１を介してＣＰＵ４１ａ、入力インターフェース４１ｂ、出力インターフェース４１ｃ、及びＥＥＰＲＯＭ４１ｄに接続されていて、イグニッションスイッチ４５がオン状態とされたとき、それぞれに電源が供給されるようになっている。また、ダイオードＤ１の下流は、リレー４４の下流側から前記ダイオードＤ１の下流側へ向う電流のみを許容するダイオードＤ２を介して前記リレー４４の下流側端子と接続されていて、リレー４４がオン状態とされたときは、イグニッションスイッチ４５の状態にかかわらず、ＣＰＵ４１ａ、入力インターフェース４１ｂ、出力インターフェース４１ｃ、及びＥＥＰＲＯＭ４１ｄに電源が供給されるようになっている。
【００４５】
なお、図３においては省略されているが、実際には入力インターフェース４１ｂに操作角センサ３６及び操作力センサ１０ｅが接続されるとともに、出力インターフェース４１ｃには警告灯、電動モータ３５に電流を付与するための駆動回路、及び他のアクチュエータが接続されている。
【００４６】
次に、上記のように構成した運転操作装置の作動について、図４を参照して説明する。図４は、図３に示したＣＰＵ４１ａがプログラムを実行することにより達成する機能をブロック図で示したものであり、理解を容易にするために、各センサ、反力発生用の電動モータ２５、操作レバー１０を含む操作機構、駆動回路４２，４３、操舵用の電動モータ５１、及び操舵機構５２を併せて図示している。以下、各ブロック毎の機能について個別に説明し、その後、全体の作動の概略について説明する。
【００４７】
（温度検出部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４）
温度検出部Ｂ１は、駆動回路４３のスイッチング素子の温度ＴＭＰＳＥを検出及び推定する温度検出推定手段（制御力用温度検出推定手段）を構成するものであって、基板温度センサ４３ａの検出する温度ＴＳＥを入力するとともに、駆動回路４３から電動モータ５１に流れる電流ＳＩを入力し、図５に示した温度検出ルーチンを所定時間の経過毎に繰り返すことにより、駆動回路４３のスイッチング素子温度ＴＭＰＳＥを検出・推定する。
【００４８】
ここで、図５に示したルーチンについて説明すると、ＣＰＵ４１ａはステップ５００から処理を開始し、ステップ５０５に進んで同ステップ５０５に示した擬似積分を行って電流積分値ＩＮＡを求める。次いで、ＣＰＵ４１ａはステップ５１０に進んで、同ステップ５１０に示した擬似積分を行って電流積分値ＩＮＢを求め、ステップ５１５に進んで、同ステップ５１５中に示した擬似積分を行って電流積分値ＩＮＣを求める。なお、ステップ５０５〜５１５に示した数式において、Ｉは上記電動モータ５１に流れる電流ＳＩを示し、α１〜α３は互いに異なる０〜１までの所定の定数である。そして、ＣＰＵ４１ａはステップ５２０に進み、同ステップ５２０中に示した式に従って基板温度ＴＭＰ（実際には、基板温度ＴＭＰＳＥ）を求め、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。なお、ステップ５２０中の値Ｔは上記基板温度センサ４３ａの検出する温度ＴＳＥを表し、値ｋは電流積分値を二乗した値（ＩＮＡ２等）を電流値に換算するための係数である。
【００４９】
このように、ＣＰＵ４１ａは、基板温度センサ４３ａの検出する温度ＴＳＥと、電動モータ５１に流れる電流ＳＩを異なる定数α１〜α３を用いて擬似積分した値の二乗値とに基いて、駆動回路４３のスイッチング素子温度ＴＭＰＳＥを検出・推定するので、基板温度センサ４３ａの検出する温度ＴＳＥと同スイッチング素子の温度の上昇傾向の差を補って同スイッチング素子の温度を正確に推定することができる。
【００５０】
温度検出部Ｂ２は、電動モータ５１の温度ＴＭＰＳＭを検出及び推定する温度検出推定手段（制御力用温度検出推定手段）を構成するものであって、駆動回路４３から同電動モータ５１に流れる電流ＳＩを入力し、図５に示したルーチンと類似した温度検出ルーチン（図示省略）を所定時間の経過毎に繰り返すことにより、同電動モータ５１の温度ＴＭＰＳＭを検出・推定する。具体的に述べると、ＣＰＵ４１ａは図５に示したルーチンのステップ５００〜５１５と同様のステップを実行する。この場合、Ｉは電動モータ５１に流れる電流ＳＩである。そして、ＣＰＵ４１ａは、値ｋ・（ＩＮＡ２＋ＩＮＢ２＋ＩＮＣ２）を計算し、この値を電動モータ５１の温度ＴＭＰＳＭとして推定する。なお、この場合の定数α１〜α３及び係数ｋは、温度検出部Ｂ１が使用するそれらとは異なる値を有している。これによれば、電動モータ５１に温度センサを設けることなく、同電動モータ５１の温度を精度良く推定でき、装置の製造コストを低下することができる。
【００５１】
温度検出部Ｂ３は、電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭを検出及び推定する温度検出推定手段を構成するものであって、駆動回路４２から同電動モータ２５に流れる電流ＨＩを入力し、図５に示したルーチンと類似した温度検出ルーチン（図示省略）を所定時間の経過毎に繰り返すことにより、同電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭを検出・推定する。具体的に述べると、ＣＰＵ４１ａは図５に示したルーチンのステップ５００〜５１５と同様のステップを実行する。この場合、Ｉは電動モータ２５に流れる電流ＨＩである。そして、ＣＰＵ４１ａは、値ｋ・（ＩＮＡ２＋ＩＮＢ２＋ＩＮＣ２）を計算し、この値を電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭとして推定する。なお、この場合の定数α１〜α３及び係数ｋは、温度検出部Ｂ１，Ｂ２が使用するそれらとは異なる値を有している。これによれば、電動モータ２５に温度センサを設けることなく、同電動モータ２５の温度を精度良く推定でき、装置の製造コストを低下することができる。
【００５２】
温度検出部Ｂ４は、駆動回路４２のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の温度ＴＭＰＨＥを検出及び推定する温度検出推定手段を構成するものであって、基板温度センサ４２ａの検出する温度ＴＨＥを入力するとともに、駆動回路４２から電動モータ２５に流れる電流ＨＩを入力し、図５に示したルーチンと類似した温度検出ルーチン（図示省略）を所定時間の経過毎に繰り返すことにより、同スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の温度ＴＭＰＨＥを検出・推定する。具体的に述べると、ＣＰＵ４１ａは図５に示したルーチンのステップ５００〜５１５と同様のステップを実行する。この場合、Ｉは電動モータ２５に流れる電流ＨＩである。そして、ＣＰＵ４１ａは、ステップ５２０に示した式と同様な式に従ってスイッチング素子温度ＴＭＰＨＥを推定する。なお、この場合の定数α１〜α３及び係数ｋは、温度検出部Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３が使用するそれらとは異なり、またステップ５２０での温度ＴＭＰは温度ＴＭＰＨＭを、値Ｔは温度ＴＨＥを表している。これによれば、電動モータ２５に流れる電流（即ち、スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４を流れる電流）ＨＩを用いて温度ＴＭＰＨＥを推定するので、基板温度センサ４２ａの検出する温度ＴＨＥと同スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の実際の温度の上昇傾向の差を補うことができ、同スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の温度ＴＭＰＨＥを正確に推定することができる。
【００５３】
（操舵角演算部Ｂ５）
操舵角演算部Ｂ５は、操作レバー１０の操作状態（操作角θｊ、操作力ＦＳ等）に従って車輪の目標操舵角を決定し、これに応じた指示電流Ｉ＊（電動モータ５１に流すべき電流）を決定し、同決定した指示電流Ｉ＊を電流制御部Ｂ１０に出力する機能を有している。具体的に述べると、操舵角演算部Ｂ５は、実際の操舵角を検出する操舵角センサ５２ａの出力を操舵角検出部Ｂ６を介して操舵角Ｘとして入力し、車速センサ６１の検出する車速を車速検出部Ｂ７を介して車速ＳＰＤとして入力する。また、操舵角演算部Ｂ５は、操作角センサ２６の検出する操作角を操作角検出部Ｂ８を介して操作角θｊとして入力するとともに、操作力センサ１０ｄの検出する操作力を操作力検出部Ｂ９を介して操作力ＦＳとして入力し、これらの入力値に基いて前記指示電流Ｉ＊を決定して出力する。
【００５４】
より具体的には、ＣＰＵ４１ａは図６に示した目標操舵角演算ルーチンを所定時間の経過毎に実行することにより、操舵角演算部Ｂ５の機能を達成する。即ち、ＣＰＵ４１ａは、所定のタイミングとなるとステップ６００から処理を開始してステップ６０５に進み、同ステップ６０５にて操作角θｊと同ステップ６０５内に示した目標基本舵角マップとに基いて目標基本舵角Ｘ１を決定する。そして、ＣＰＵ４１ａはステップ６１０に進み、同ステップ６１０にて実際の操舵角Ｘと前記目標基本舵角Ｘ１との差（Ｘ−Ｘ１）と、同ステップ６１０内に示した電流Ｉ１マップとから電流Ｉ１を決定する。
【００５５】
次に、ＣＰＵ４１ａはステップ６１５に進み、操作力ＦＳと同ステップ６１５内に示した補正舵角マップとに基いて補正舵角Ｘ２を決定し、ステップ６２０に進んで実際の操舵角Ｘと前記補正舵角Ｘ２との差（Ｘ−Ｘ２）と、同ステップ６２０内に示した電流Ｉ２マップとから電流Ｉ２を決定する。次いで、ＣＰＵ４１ａはステップ６２５に進み、同ステップ６２５にて車速ＳＰＤと同ステップ６２５内に示したゲインマップとからゲインＫＶを決定する。ゲインＫＶは、０〜１までの値である。次に、ＣＰＵ４１ａは、ステップ６３０に進み、同ステップ６３０内に示した数式（Ｉ＊＝ＫＶ・Ｉ１＋（１−ＫＶ）・Ｉ２）に従って指示電流Ｉ＊を求め、求めた指示電流Ｉ＊を電流制御部Ｂ１０に出力する。以上により、指示電流Ｉ＊（即ち、目標とする操舵角）は、操作角θｊ、操作力ＦＳ、及び車速ＳＰＤの関数として決定される。なお、上記電流Ｉ１と上記電流Ｉ２との和（Ｉ１＋Ｉ２）に上記ゲインＫＶを乗じた値を指示電流Ｉ＊としてもよい。
【００５６】
（電流制御部Ｂ１０）
電流制御部Ｂ１０は、ＰＷＭ機能を含むとともに、前記操舵角演算部Ｂ５に加えて後述する電流制限値演算部Ｂ１１，Ｂ１２と接続されている。電流制御部Ｂ１０は、前記指示電流Ｉ＊を電流制限値演算部Ｂ１１，Ｂ１２から与えられる電流制限値ＩｍａｘＳＥ、ＩｍａｘＳＭのうちの小さい制限値以下に制限することで最終的な指示電流Ｉ＊を得るとともに、同制限を行った指示電流Ｉ＊に応じて駆動回路４３のスイッチング素子をオン・オフ駆動するタイミングを決定し、同タイミングに応じて同駆動回路４３のスイッチング素子を制御する。
【００５７】
これにより、前記指示電流Ｉ＊に応じた電流が電動モータ５１に流れ、同電動モータ５１によって操舵機構５２が作動されて車輪の操舵（操舵）が行われる。このように、操舵角演算部Ｂ５と電流制御部Ｂ１０は、検出された操作量（操作角θｊ，操作力ＦＳ）に応じて車両の制御力発生手段（電動モータ５１）に付与される電流の大きさ及び向きを決定するとともに同決定された大きさ及び向きの電流を同制御力発生手段に付与するように制御力用駆動回路４３に指示を与える制御力制御手段を構成している。
【００５８】
（電流制限値演算部Ｂ１１，Ｂ１２）
電流制限値演算部Ｂ１１は、駆動回路４３のスイッチング素子の過熱を防止するためのものであって、温度検出部Ｂ１から入力される駆動回路４３のスイッチング素子の温度ＴＭＰＳＥに応じて前記電流制御部Ｂ１０に入力される電流制限値ＩｍａｘＳＥを決定する機能を有している。
【００５９】
より具体的には、ＣＰＵ４１ａは図７に示した電流制限値演算ルーチンを所定時間の経過毎に実行することにより、電流制限値演算部Ｂ１１の機能を達成する。即ち、ＣＰＵ４１ａは、所定のタイミングとなるとステップ７００から処理を開始してステップ７０５に進み、同ステップ７０５にて温度検出部Ｂ１の求めた駆動回路４３のスイッチング素子温度ＴＭＰ（ここでは、ＴＭＰＳＥ）と、同ステップ７０５に示した電流制限値マップとに基いて電流制限値ＩｍａｘＮ（この場合は、スイッチング素子過熱防止用電流制限値ＩｍａｘＳＥ）を決定し、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。ステップ７０５内に示したように、電流制限値ＩｍａｘＳＥは、スイッチング素子温度ＴＭＰＳＥが大きいほど小さくなるように定められ、これにより同スイッチング素子に流れる電流（電動モータ５１に流れる電流）が制限されて同素子の発熱が抑制され、同素子の過熱が防止される。
【００６０】
電流制限値演算部Ｂ１２は、電動モータ５１の過熱を防止するためのものであって、温度検出部Ｂ２から入力される同電動モータ５１の温度ＴＭＰＳＭに応じて前記電流制御部Ｂ１０に入力される電流制限値ＩｍａｘＳＭを決定する機能を有している。
【００６１】
より具体的には、ＣＰＵ４１ａは図７に示した電流制限値演算ルーチンを所定時間の経過毎に実行する。この場合、ステップ７０５における温度ＴＭＰは電動モータ５１の温度ＴＭＰＳＭであり、電流制限値ＩｍａｘＮは電動モータ過熱防止用電流制限値ＩｍａｘＳＭである。ステップ７０５内に示したように、電流制限値ＩｍａｘＳＭは、電動モータ５１の温度ＴＭＰＳＭが大きいほど小さくなるように定められ、これにより電動モータ５１に流れる電流が制限されて同電動モータ５１の発熱が抑制され、同電動モータ５１の過熱が防止される。
【００６２】
（反力演算部Ｂ１３）
反力演算部Ｂ１３は、車速検出部Ｂ７から車速ＳＰＤを入力するとともに、操作力検出部Ｂ９から操作力ＦＳを入力し、これらの入力値に基いて最終目標反力ＦＲＭを決定し、同最終目標反力ＦＲＭに応じた反力が発生するように電動モータ２５に流すべき指示電流ＩＨ＊を決定し、同指示電流ＩＨ＊を電流制御部Ｂ１４に出力する機能を有している。また、反力演算部Ｂ１３は、温度検出部Ｂ１，Ｂ２からスイッチング素子温度ＴＭＰＳＥ，電動モータ５１の温度ＴＭＰＳＭをそれぞれ入力するとともに、電流制限値演算部Ｂ１１，Ｂ１２から電流制限値ＩｍａｘＳＥ，ＩｍａｘＳＭをそれぞれ入力し、これらの入力値に応じて最終目標反力ＦＲＭを適宜補正する。
【００６３】
より具体的には、ＣＰＵ４１ａは図８に示した反力演算ルーチンを所定時間の経過毎に実行することにより、反力演算部Ｂ１３の機能を達成する。即ち、ＣＰＵ４１ａは、所定のタイミングとなるとステップ８００から処理を開始してステップ８０５に進み、同ステップ８０５にて操作角θｊと、同ステップ８０５に示した基本反力ＦＲＫマップとに基いて基本反力ＦＲＫを決定する。この例では、基本反力ＦＲＫの絶対値は操作角θｊの絶対値が大きいほど大きくなるように決定される。
【００６４】
次いで、ＣＰＵ４１ａはステップ８１０に進み、同ステップ８１０にて車速ＳＰＤと同ステップ８１０内に示したゲインマップとからゲインＫＲを決定する。ゲインＫＲは、車速ＳＰＤが大きいほど大きい値となるように決定され、これにより車速ＳＰＤが大きいほど反力が大きくなる。次に、ＣＰＵ４１ａはステップ８１５に進み、同ステップ８１５にて操舵機構部報知用ゲインＫＷを決定する。この操舵機構部報知用（過熱報知用）ゲインＫＷは、電動モータ５１の温度又は駆動回路４３のスイッチング素子の温度が上昇していることを運転者に報知するため、電動モータ５１の温度又は駆動回路４３のスイッチング素子の温度が高いほど反力を大きくするように決定される。
【００６５】
より具体的に述べると、ＣＰＵ４１ａは電動モータ５１の温度ＴＭＰＳＭと同ステップ８１５内に示されたＫＷ１マップとから第１ゲインＫＷ１を決定するとともに、駆動回路４３のスイッチング素子の温度ＴＭＰＳＥと同ステップ８１５内に示されたＫＷ２マップとから第２ゲインＫＷ２を決定し、第１ゲインＫＷ１と第２ゲインＫＷ２のうち大きい方を操舵機構部報知用ゲインＫＷとして決定する。なお、ＫＷ１マップ及びＫＷ２マップによれば、第１，第２ゲインＫＷ１，ＫＷ２とも、温度ＴＭＰＳＭ，温度ＴＭＰＳＥがそれぞれ大きいほど大きくなるとともに、何れも「１」より大きくなるように決定される。このように、ステップ８１５は、制御力発生手段（電動モータ５１）又は制御力用駆動回路（駆動回路４３）の温度に応じて、電動モータ２５を含む反力発生手段に付与される電流の大きさを補正する反力補正手段の機能を達成している。
【００６６】
次いで、ＣＰＵ４１ａはステップ８２０に進み、同ステップ８２０にて反力発生機構部（反力機構部）２０の過熱防止用ゲインＫＰを決定する。この反力機構部過熱防止用ゲインＫＰは、電動モータ２５又は駆動回路４２のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の過熱を防止するために、これらに流れる電流を抑制する係数であって、同電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭ、又は同スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の温度ＴＭＰＨＥが高いほど反力を小さくするように決定される。
【００６７】
より具体的に述べると、ＣＰＵ４１ａは電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭと同ステップ８２０内に示されたＫＰ１マップとから第３ゲインＫＰ１を決定するとともに、駆動回路４２のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の温度ＴＭＰＨＥと同ステップ８２０内に示されたＫＰ２マップとから第４ゲインＫＰ２を決定し、第３ゲインＫＰ１と第４ゲインＫＰ２のうち小さい方を反力機構部過熱防止用ゲインＫＰとして決定する。なお、ＫＰ１マップ及びＫＰ２マップによれば、第３，第４ゲインＫＰ１，ＫＰ２は温度ＴＭＰＨＭ，ＴＭＰＨＥがそれぞれ大きいほど小さくなるとともに、何れも「１」より小さくなるように決定される。
【００６８】
次に、ＣＰＵ４１ａはステップ８２５に進んで、同ステップ８２５にて最終目標反力ＦＲＭを同ステップ８２５内に示した式（ＦＲＭ＝ＦＲＫ・ＫＲ・ＫＷ・ＫＰ）に従って決定し、続くステップ８３０にて最終目標反力ＦＲＭを得るための指示電流ＩＨ＊を求め、求めた指示電流ＩＨ＊を電流制御部Ｂ１４に出力する。
【００６９】
（電流制御部Ｂ１４）
電流制御部Ｂ１４は、ＰＷＭ機能を含んでいて、前記反力演算部Ｂ１３に加え、後述する電流制限値演算部Ｂ１５，Ｂ１６と接続されている。そして、電流制御部Ｂ１４は、前記指示電流ＩＨ＊を電流制限値演算部Ｂ１５，Ｂ１６から与えられる電流制限値ＩｍａｘＨＥ、ＩｍａｘＨＭのうちの小さい制限値以下に制限した指示電流ＩＨ＊を得るとともに、同制限を行った指示電流ＩＨ＊に応じて駆動回路４２のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４をオン・オフ駆動するタイミングを決定し、同タイミングに応じて同スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４を制御する。これにより、前記指示電流ＩＨ＊に応じた電流が電動モータ２５に流れ、同電動モータ２５によって反力発生機構２０が作動されて操作レバー１０に反力が付与される。
【００７０】
（電流制限値演算部Ｂ１５，Ｂ１６）
電流制限値演算部Ｂ１５は、電動モータ２５の過熱を防止するためのものであって、温度検出部Ｂ３から入力される同電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭに応じて前記電流制御部Ｂ１４に入力される電流制限値ＩｍａｘＨＭを決定する機能を有している。
【００７１】
より具体的には、ＣＰＵ４１ａは図７に示した電流制限値演算ルーチンを所定時間の経過毎に実行する。この場合、ステップ７０５における温度ＴＭＰは電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭであり、電流制限値ＩｍａｘＮは電動モータ過熱防止用電流制限値ＩｍａｘＨＭである。これにより電動モータ２５に流れる電流が制限されて同電動モータ２５の発熱が抑制され、同電動モータ２５の過熱が防止される。
【００７２】
電流制限値演算部Ｂ１６は、スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の過熱を防止するためのものであって、温度検出部Ｂ４から入力される同スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の温度ＴＭＰＨＥに応じて前記電流制御部Ｂ１４に入力される電流制限値ＩｍａｘＨＥを決定する機能を有している。
【００７３】
より具体的には、ＣＰＵ４１ａは図７に示した電流制限値演算ルーチンを所定時間の経過毎に実行する。この場合、ステップ７０５における温度ＴＭＰはスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の温度ＴＭＰＨＥであり、電流制限値ＩｍａｘＮはスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の保護用電流制限値ＩｍａｘＨＥである。これによりスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４（即ち、電動モータ２５）に流れる電流が制限されて同スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の発熱が抑制され、同スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の過熱が防止される。
【００７４】
（全体の作動）
以上、説明した各ブロックの機能が達成されて、本実施形態の運転操作装置は電動モータ２５，５１、及び駆動回路４２，４３（のスイッチング素子）の過熱を防ぎながら、少なくとも操作レバー１０の操作角θｊに応じた操舵角制御を行うとともに、同操作レバー１０に適切な反力を与える。また、電動モータ５１又は駆動回路４３（のスイッチング素子）の温度が上昇したときには、操作レバー１０に付与される反力が大きくされるので、運転者はそのような状態が生じていることを反力の変化から認識することができ、例えば、車両を停車させる等の適切な対応をとることができる。
【００７５】
なお、電流制限値演算部Ｂ１５，Ｂ１６と、上記反力演算部Ｂ１３について実施される図８のステップ８２０は、何れもが電動モータ２５と駆動回路４２のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の過熱防止のために設けられているから、電流制限値演算部Ｂ１５，Ｂ１６又はステップ８２０の何れか一方を省略してもよい。
【００７６】
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
【００７７】
（電流制限値演算部Ｂ１５，Ｂ１６の第１変形例）
図９は、ＣＰＵ４１ａが実行することにより、上記電流制限値演算部Ｂ１５，Ｂ１６の第１変形例の機能を達成する電流制限値演算ルーチンを示している。以下、このルーチンについて電流制限値演算部Ｂ１５を代表例として説明する。
【００７８】
ＣＰＵ４１ａは図９に示したルーチンを所定時間の経過毎に実行している。従って、所定のタイミングになるとステップ９００から処理を開始し、ステップ９０５に進んで温度検出部Ｂ３の求めた電動モータの温度ＴＭＰ（ここでは、ＴＭＰＨＭ）と、同ステップ９０５に示した電流制限値マップとに基いて電流制限基本値Ｉｍａｘ０Ｎ（この場合は、Ｉｍａｘ０ＨＭ）を決定する。次いで、ＣＰＵ４１ａはステップ９１０に進んで、同ステップ９１０にて車速ＳＰＤと同ステップ９１０内に示したゲインマップとに基いてゲインＫＬを決定する。ゲインＫＬは、常に「１」より小さい値であるが、車速ＳＰＤの増大とともに増加するような値となるように決定される。その後、ＣＰＵ４１ａはステップ９１５に進み、同ステップ９１５内に示した式（ＩｍａｘＮ＝ＫＬ・Ｉｍａｘ０Ｎ）に従って電流制限値ＩｍａｘＮ（この場合は、ＩｍａｘＨＭ）を求め、ステップ９９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００７９】
これによれば、電流制限値ＩｍａｘＨＭは、電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭが大きいほど小さくなるように定められるので、同温度ＴＭＰＨＭが大きくなると同電動モータ２５に流れる電流が減少され、同電動モータ２５の過熱が防止される。また、ゲインＫＬにより電流制限値ＩｍａｘＨＭは車速ＳＰＤが大きいほど大きくなるので、車速ＳＰＤが大きい高速走行時には電動モータ２５に流れる電流が過小とならず、比較的大きな反力が操作レバー１０に付与される。この結果、車両の走行安定性が容易に維持される。
【００８０】
なお、電流制限値演算部Ｂ１６の第１変形例は、ＣＰＵ４１ａが図９に示したルーチンと同様なルーチンを実行することにより達成される。この場合、同図９のルーチンにおける温度ＴＭＰは駆動回路４２のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の温度ＴＭＰＨＥであり、電流制限値Ｉｍａｘ０Ｎは電流制限値Ｉｍａｘ０ＨＥであり、電流制限値ＩｍａｘＮは電流制限値ＩｍａｘＨＥである。
【００８１】
これにより、電流制限値ＩｍａｘＨＥは、駆動回路４２のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の温度ＴＭＰＨＥが大きいほど小さくなるように定められるので、同温度ＴＭＰＨＥが大きくなると同スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４（即ち、電動モータ２５）に流れる電流が減少され、同スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の過熱が防止される。また、ゲインＫＬにより電流制限値ＩｍａｘＨＥは車速ＳＰＤが大きいほ大きくなるので、車速ＳＰＤが大きい高速走行時にはスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４（即ち、電動モータ２５）に流れる電流が過小とならず、比較的大きな反力が操作レバー１０に付与される。この結果、車両の走行安定性が容易に維持される。
【００８２】
（電流制限値演算部Ｂ１５，Ｂ１６の第２変形例）
図１０は、ＣＰＵ４１ａが実行することにより、上記電流制限値演算部Ｂ１５，Ｂ１６の第２変形例の機能を達成する電流制限値演算ルーチンを示している。以下、このルーチンについて電流制限値演算部Ｂ１５を代表例として説明する。
【００８３】
ＣＰＵ４１ａは同ルーチンを所定時間の経過毎に実行している。従って、所定のタイミングになるとステップ１０００から処理を開始し、ステップ１００５に進んで温度検出部Ｂ３の求めた電動モータ２５の温度ＴＭＰ（ここでは、ＴＭＰＨＭ）が所定の閾値温度ＴＭＰ０（第１所定温度）より大きいか否かを判定する。この閾値温度ＴＭＰ０は、電動モータ２５に流れる電流を制限することにより同電動モータ２５の発熱量を低下させるべき温度に設定されている。
【００８４】
いま、車両を長時間停車した後に同車両の運転を開始したとすると、図示しないイニシャルルーチンが実行されて、電流制限値ＩｍａｘＮの値は最大側ガード値ＴＧＵＨ（正常時に電動モータ２５に通電される最大電流値以上の値）に設定される。また、電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭは通常の温度である。従って、電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭは閾値温度ＴＭＰ０より小さいので、ＣＰＵ４１ａはステップ１００５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０１０に進み、同ステップ１０１０にてフラグＦ１の値が「１」であるか否かを判定する。このフラグＦ１の値は、電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭが前記閾値温度ＴＭＰ０を超えたときに１にセットされ、同温度ＴＭＰＨＭが前記閾値温度ＴＭＰ０より低い閾値温度ＴＭＰ１（第２所定温度）より小さくなったとき「０」にリセットされる。従って、現段階ではフラグＦ１の値は「０」であるから、ＣＰＵ４１ａはステップ１０１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０１５に進む。
【００８５】
ＣＰＵ４１ａは、ステップ１０１５にて電流制限値ＩｍａｘＮ（ここでは、ＩｍａｘＨＭ）を微小量Δｉｕだけ増加し、続くステップ１０２０にてＩｍａｘＮが同ＩｍａｘＮの最大側ガード値ＩＧＵＨより大きくなったか否かを判定する。現段階においては、電流制限値ＩｍａｘＮの値は最大側ガード値ＩＧＵＨより微小量Δｉｕだけ大きくなっている。従って、ＣＰＵ４１ａはステップ１０２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０２５に進み、同ステップ１０２５にてＩｍａｘＮの値を最大側ガード値ＩＧＵＨに設定し、ステップ１０９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００８６】
このような処理は、電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭが閾値温度ＴＭＰ０を超えない限り繰り返されるので、電流制限値ＩｍａｘＮは最大側ガード値ＩＧＵＨに固定される。従って、電動モータ２５に流れる電流は、電流制限値ＩｍａｘＮによっては実質的に制限されない。
【００８７】
その後、運転が継続されて電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭが閾値温度ＴＭＰ０より大きくなったとすると、ＣＰＵ４１ａは所定のタイミングにてステップ１００５に進んだとき、同ステップ１００５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０３０に進み、同ステップ１０３０にてフラグＦ１の値を「１」に設定する。
【００８８】
次いで、ＣＰＵ４１ａはステップ１０３５に進み、同ステップ１０３５にて電流制限値ＩｍａｘＮの値を所定の微小量Δｉｄだけ減少し、続くステップ１０４０にて同電流制限値ＩｍａｘＮの値が最小側ガード値ＩＧＵＬ（ＩＧＵＬ＜ＩＧＵＨ）より小さくなったか否かを判定する。現段階では、電流制限値ＩｍａｘＮは、最大側ガード値ＩＧＵＨから微小量Δｉｄだけ減少されたのみであるから、最小側ガード値ＩＧＵＬよりも大きい。従って、ＣＰＵ４１ａはステップ１０４０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０９５に進み、同ステップ１０９５にて本ルーチンを一旦終了する。
【００８９】
このような処理は、電動モータ２５の温度ＴＭＰＭＨが閾値温度ＴＭＰ０を超えている限り繰り返される。従って、ステップ１０３５の処理により電流制限値ＩｍａｘＮの値は所定時間毎に微小量Δｉｄだけ減少される。この結果、電動モータ２５に流れる電流も時間経過に応じて徐々に減少変化する。そして、電流制限値ＩｍａｘＮの値が最小側ガード値ＩＧＵＬより小さくなると、ＣＰＵ４１ａはステップ１０４０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０４５に進み、同ステップ１０４５にて電流制限値ＩｍａｘＮの値を最小側ガード値ＩＧＵＬとする。
【００９０】
以降においては、電動モータ２５の温度ＴＭＰＭＨが閾値温度ＴＭＰ０を超えている限り、ＣＰＵ４１ａはステップ１００５，１０３０，１０３５，１０４０，１０４５，１０９５と進むので、電流制限値ＩｍａｘＮの値は最小側ガード値ＩＧＵＬに固定され、電動モータ２５に流れる電流は同最小側ガード値ＩＧＵＬに応じた値となる。
【００９１】
このように電動モータ２５に流れる電流が制限された結果、同電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭが下降して閾値ＴＭＰ０より小さくなると、ＣＰＵ４１ａはステップ１００５に進んだとき、同ステップ１００５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０１０に進む。この場合、フラグＦ１の値は先のステップ１０３０にて「１」に設定されているから、ＣＰＵ４１ａはステップ１０１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０５０に進み、同ステップ１０５０にて電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭが閾値ＴＭＰ１より低下したか否かを判定する。現段階では、電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭは閾値ＴＭＰ１を下回るまでは低下してないので、ＣＰＵ４１ａはステップ１０５０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１０３５以降に進む。この結果、電流制限値ＩｍａｘＮの値は最小側ガード値ＩＧＵＬと一致するか、最小側ガード値ＩＧＵＬより大きい範囲では所定時間に微小量Δｉｄだけ減少する。このような処理は、電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭが閾値ＴＭＰ１より小さくなるまで繰り返される。
【００９２】
更に時間が経過すると、電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭは閾値ＴＭＰ１より小さくなる。従って、ＣＰＵ４１ａはステップ１０５０に進んだとき、同ステップ１０５０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０５５に進み、同ステップ１０５５にてフラグＦ１の値を「０」にリセットする。
【００９３】
次いで、ＣＰＵ４１ａはステップ１０１５に進んで電流制限値ＩｍａｘＮの値を微小量Δｉｕだけ増大し、ステップ１０２０及びステップ１０２５にて同電流制限値ＩｍａｘＮの値を最大側ガード値ＩＧＵＨにガードする。このような処理は、電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭが再び閾値温度ＴＭＰ１を上回るまで繰り返される。従って、電流制限値ＩｍａｘＮは最大側ガード値ＩＧＵＨより小さい範囲において所定時間に微小量Δｉｕだけ増大され、これにより電動モータ２５に流れる電流が徐々に増大されて行く。
【００９４】
以上、説明したように、電流制限値演算部Ｂ１５の第２変形例によれば、電動モータ２５の温度ＴＭＰＭＨが閾値温度ＴＭＰ０を超えると、その時点からの経過時間に応じて電流制限値ＩｍａｘＮが徐々に減少され、同電動モータ２５に流れる電流も漸減する。また、電動モータ２５の温度ＴＭＰＭＨが閾値温度ＴＭＰ０より小さい閾値温度ＴＭＰ１を下回ると、その時点からの経過時間に応じて電流制限値ＩｍａｘＮが徐々に増大され、同電動モータ２５に流れる電流が徐々に増大する。従って、電動モータ２５の過熱を防止できるとともに、反力が急激に変更することがないので、車両の安定した走行を確保することができる。また、閾値ＴＭＰ１は閾値ＴＭＰ０より小さいので、電動モータ２５の過熱を確実に防止するとともに、反力の減少・増大を繰り返して操舵フィーリングが悪化することを回避することができる。
【００９５】
なお、電流制限値演算部Ｂ１６の第２変形例は、ＣＰＵ４１ａが図１０に示したルーチンを実行することにより達成される。この場合、同図１０のルーチンにおける温度ＴＭＰは駆動回路４２のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の温度ＴＭＰＨＥであり、電流制限値Ｉｍａｘ０Ｎは電流制限値Ｉｍａｘ０ＨＥであり、電流制限値ＩｍａｘＮは電流制限値ＩｍａｘＨＥである。
【００９６】
（電流制限値演算部Ｂ１５，Ｂ１６の第３変形例）
図１１は、ＣＰＵ４１ａが所定時間の経過毎に実行することにより、上記電流制限値演算部Ｂ１５，Ｂ１６の第３変形例の機能を達成する電流制限値演算ルーチンを示している。この図１１に示したルーチンは、図１０に示したルーチンのステップ１０３５，１０５０，１０１５を、それぞれステップ１１３５，１１５０，１１１５に置換したルーチンである。従って、以下においては、この相違点について電流制限値演算部Ｂ１５を例にとって説明し、他のステップについては図１０と同一の符号を付して説明を省略する。
【００９７】
ステップ１１３５は、電流制限値ＩｍａｘＮを減少させるためのステップである。ステップ１０３５では電流制限値ＩｍａｘＮが所定の微小電流Δｉｄだけ減少されていたのに対し、ステップ１１３５では同電流制限値ＩｍａｘＮが車速ＳＰＤに応じて変化する量ｆ（ＳＰＤ）だけ減少される。この量ｆ（ＳＰＤ）は、図１２に示したように、車速ＳＰＤが増大するに従って減少する。
【００９８】
この結果、電動モータ２５の温度ＴＭＰＭＨが閾値温度ＴＭＰ０を超えると、その時点からの経過時間に応じて電流制限値ＩｍａｘＮ（＝ＩｍａｘＨＭ）が車速ＳＰＤが大きいほど緩慢に減少される（車速ＳＰＤが小さいほど速く減少される。）。従って、車速ＳＰＤが大きい領域では反力が比較的大きい値に保たれるとともに、反力の変化も小さいので、車両の安定した高速走行が容易に確保される。
【００９９】
ステップ１１５０は、電流制限値ＩｍａｘＮを減少させている状態から増大させ始める時点を決めるステップであり、ステップ１０５０では電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭが閾値ＴＭＰ１を下回ったか否かを判定していたのに対し、ステップ１１５０では同温度ＴＭＰＨＭが車速ＳＰＤに応じて変化する閾値温度ｇ（ＳＰＤ）（＜ＴＭＰ０）を下回ったか否かを判定するようにしている。閾値温度ｇ（ＳＰＤ）は、図１３に示したように、車速ＳＰＤの増大とともに大きくなるように設定されている。
【０１００】
この結果、車速ＳＰＤが大きい場合には、同車速ＳＰＤが小さい場合に比べて電流制限値ＩｍａｘＮの増大が早期に開始されるので、反力が比較的大きい値に留まるとともに、同反力が通常の値に早期に復帰する。従って、車両の安定した高速走行が容易に確保される。
【０１０１】
ステップ１１１５は、電流制限値ＩｍａｘＮを増大させるためのステップである。ステップ１０１５では電流制限値ＩｍａｘＮが所定の微小電流Δｉｕだけ増大されていたのに対し、ステップ１１１５では同電流制限値ＩｍａｘＮが車速ＳＰＤに応じて変化する量ｈ（ＳＰＤ）だけ増大される。この量ｈ（ＳＰＤ）は、図１４に示したように、車速ＳＰＤが増大するに従って増大する。
【０１０２】
この結果、電動モータ２５の温度ＴＭＰＭＨが閾値温度ＴＭＰ０を超えたのちに電流が減少され、その後、同温度ＴＭＰＭＨが閾値温度ｇ（ＳＰＤ）を下回ると、その時点からの経過時間に応じて電流制限値ＩｍａｘＮ（＝ＩｍａｘＨＭ）が車速ＳＰＤが大きいほど速く増大される（車速ＳＰＤが小さいほど緩慢に増大される。）。従って、車速ＳＰＤが大きい領域では反力が早期に復帰するので、車両の安定した高速走行が容易に確保される。なお、上記図１０のステップ１０３５，１０５０，１０５０の何れか一つ、又は任意の二つを、それぞれ対応するステップ１１３５，１１５０，１１１５で置換してもよい。
【０１０３】
なお、電流制限値演算部Ｂ１６の第３変形例は、ＣＰＵ４１ａが図１１に示したルーチンを実行することにより達成される。この場合、同図１１のルーチンにおける温度ＴＭＰは駆動回路４２のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の温度ＴＭＰＨＥであり、電流制限値Ｉｍａｘ０Ｎは電流制限値Ｉｍａｘ０ＨＥであり、電流制限値ＩｍａｘＮは電流制限値ＩｍａｘＨＥである。
【０１０４】
（反力演算部Ｂ１３の変形例）
図１５は、ＣＰＵ４１ａが所定時間の経過毎に実行することにより、上記反力演算部Ｂ１３の変形例の機能を達成する反力演算ルーチンを示している。以下、図８に示したステップについては同図８と同一の符号を付して詳細な説明を省略するとともに、同図８との相違点を中心に説明する。
【０１０５】
ＣＰＵ４１ａは、ステップ１５００から処理を開始すると、ステップ８０５〜８１５を実行し、基本反力ＦＲＫ、ゲインＫＲ、及び操舵機構部報知用ゲインＫＷを決定する。次いで、ＣＰＵ４１ａはステップ１５０５に進み、同ステップ１５０５にて反力機構部過熱防止用調整量βを決定する。具体的に説明すると、ＣＰＵ４１ａは電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭとステップ１５０５に示したβ１調整量マップとから第１調整量β１を求めるとともに、駆動回路４２のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の温度ＴＭＰＨＥと同ステップ１５０５に示したβ２調整量マップとから第２調整量β２を求める。そして、ＣＰＵ４１ａは、第１調整量β１と第２調整量β２とのうちの大きい方を調整量βとして決定する。
【０１０６】
次いで、ＣＰＵ４１ａは図１６に示したステップ１５１０に進み、同ステップ１５１０にて暫定反力ＦＲＭＺを同ステップ１５１０内に示した式（ＦＲＭＺ＝ＦＲＫ・ＫＲ・ＫＷ）に従って求め、続くステップ１５１５にて同暫定反力ＦＲＭＺが「０」より大きいか否かを判定する。
【０１０７】
このとき、暫定反力ＦＲＭＺが「０」より大きいとすると、ＣＰＵ４１ａはステップ１５１５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１５２０に進み、同ステップ１５２０にて暫定反力ＦＲＭＺから上記調整量βを減じた値を新たな暫定反力ＦＲＭＺとする。そして、ステップ１５２５にて新たな暫定反力ＦＲＭＺが「０」より大きいか否かを判定し、「０」より大きければステップ１５３０に直接進む。また、ステップ１５２５にて新たな暫定反力ＦＲＭＺが「０」以下であると判定される場合には、ステップ１５３５に進んで同暫定反力ＦＲＭＺを「０」とした後にステップ１５３０に進む。
【０１０８】
他方、前記ステップ１５１５において「Ｎｏ」と判定される場合、即ち、暫定反力ＦＲＭＺが負の場合には、ＣＰＵ４１ａはステップ１５４０に進み、同ステップ１５４０にて暫定反力ＦＲＭＺの絶対値（|ＦＲＭＺ|）から上記調整量βを減じた値の符号を逆転した値（−（|ＦＲＭＺ|−β））を新たな暫定反力ＦＲＭＺとして設定し、続くステップ１５４５にて同新たな暫定反力ＦＲＭＺが「０」より小さいか否かを判定する。
【０１０９】
このとき、新たな暫定反力ＦＲＭＺが「０」より小さければ、ＣＰＵ４１ａはステップ１５４５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１５３０に進み、新たな暫定反力ＦＲＭＺが「０」以上であれば、同ステップ１５４５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１５５０に進み、同新たな暫定反力ＦＲＭＺの値を「０」に設定する。
【０１１０】
このようにＣＰＵ４１ａは、暫定反力ＦＲＭＺの方向（符号）が変化しない範囲で同暫定反力ＦＲＭＺから上記調整量βを減じた後ステップ１５３０に進み、同ステップ１５３０にて暫定反力ＦＲＭＺを正規の反力ＦＲＭとして設定する。そして、ステップ１５５５に進んで正規の反力ＦＲＭと同ステップ１５５５内に示した指示電流マップとから指示電流ＩＨ＊を決定し、同決定した指示電流ＩＨ＊を電流制御部Ｂ１４に出力する。
【０１１１】
この反力演算部Ｂ１３の変形例によれば、調整量βが電動モータ２５の温度ＴＭＰＨＭ、又は駆動回路４２のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の温度ＴＭＰＨＥが高いほど大きくなるように決定されるので、指示電流ＩＨ＊がこれらの温度の上昇に伴って小さくされ、電動モータ２５又は駆動回路４２のスイッチング素子の過熱状態が継続することを回避し得る。
【０１１２】
以上、説明したように、本発明による実施形態とその変形例によれば、電動モータ２５，５１、駆動回路４２，４３（のスイッチング素子）の温度が、許容温度以上となる状態が継続しないので、これらの寿命を延ばすことができる。また、高速走行時には低速走行時よりも反力が大きくなるように制御されるので、高速走行時の走行安定性を高く維持できる。
【０１１３】
なお、上記実施形態とその変形例において、操舵角演算部Ｂ５、電流制御部Ｂ１０、及び駆動回路４３は、操作部材の操作量に応じて車両の運転制御量である操舵角を変更する運転制御手段を構成している。反力演算部Ｂ１３は、検出された操作部材の操作量に応じて反力発生手段の電動モータ２５に付与される電流の大きさ及び向きを決定するとともに、同決定された大きさ及び向きの電流を同反力発生手段に付与するように駆動回路４２に指示を与える反力制御手段を構成している。電流制限値演算部Ｂ１５，Ｂ１６及び電流制御部Ｂ１４は、温度検出部Ｂ３，Ｂ４にて検出又は推定された温度に応じて前記反力発生手段に付与される前記電流の大きさを所定の電流制限値（ＩｍａｘＨＭ，ＩｍａｘＨＥ）以下に制限する電流制限手段を構成している。
【０１１４】
更に、図９に示したルーチンのステップ９１０は、検出された車速に応じて前記電流制限値を補正する制限値補正手段の機能を達成している。図１１のステップ１１３５、１１１５は、検出された車速に応じて前記電流制限値が減少又は増大されるときの変化速度を変更する変化速度変更手段の機能を達成している。
【０１１５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、通常時の操舵角制御は操作力ＦＳ、又は操作角θｊの時間微分値を考慮して行ってもよく、電動モータ２５に流れる電流は、所謂目標トルクに対するＰＩ制御又はＰＩＤ制御により決定してもよい。
【０１１６】
また、上記操作力センサ１０ｄは、回転軸２２をトーションバーで構成し、第１歯車２３とガイドプレート２１との相対ねじれ角を検出するトルクセンサ（トルク検出手段、又は操舵トルク手段）で代用することもできる。同様に、操作力センサ１０ｅは、回転軸３２をトーションバーで構成し、第３歯車３３とガイドプレート３１との相対ねじれ角を検出するトルクセンサ（トルク検出手段）で代用することもできる。
【０１１７】
更に、上記実施形態においては、電動モータ２５，３５が大きなトルクを発生するほど、操作レバー１０の反力が大きくなるように構成されていたが、バネ部材等の機械的な付勢力付与手段により、操作レバー１０が中立位置に常に復帰するように付勢力を与え、これにより同操作レバー１０の操作に対して反力を発生させ、その反力を電動モータ２５，２５の発生トルクにより減少させることで、所望の反力を同操作レバー１０に付与するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る運転操作装置の操作レバーの概略図である。
【図２】 図１に示した操作レバーを含む操作レバー装置の概略斜視図である。
【図３】 本発明の実施形態に係る運転操作装置の電気制御装置を示すブロック図である。
【図４】 図３に示したＣＰＵにより達成される機能を表したブロック図である。
【図５】 図３に示したＣＰＵが実行する温度検出ルーチンを示したフローチャートである。
【図６】 図３に示したＣＰＵが実行する目標舵角演算ルーチンを示したフローチャートである。
【図７】 図３に示したＣＰＵが実行する電流制限値演算ルーチンを示したフローチャートである。
【図８】 図３に示したＣＰＵが実行する反力演算ルーチンを示したフローチャートである。
【図９】 図３に示したＣＰＵが実行する別の電流制限値演算ルーチンを示したフローチャートである。
【図１０】 図３に示したＣＰＵが実行する別の電流制限値演算ルーチンを示したフローチャートである。
【図１１】 図３に示したＣＰＵが実行する別の電流制限値演算ルーチンを示したフローチャートである。
【図１２】 図１１に示したルーチンの処理において参照されるマップである。
【図１３】 図１１に示したルーチンの処理において参照されるマップである。
【図１４】 図１１に示したルーチンの処理において参照されるマップである。
【図１５】 図３に示したＣＰＵが実行する別の反力演算ルーチン（２）の前半部を示したフローチャートである。
【図１６】 図３に示したＣＰＵが実行する別の反力演算ルーチン（２）の後半部を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０…操作レバー、１０ｄ…操作力センサ、２０…左右方向反力発生機構、２５…電動モータ（反力発生用電動モータ）、２６，３６…操作角センサ、４０…電気制御装置、４１…マイクロコンピュータ、４２…駆動回路（反力発生用）、４２ａ…基板温度センサ、４３…駆動回路（制御力用）、４３ａ…基板温度センサ、５１…電動モータ（制御力用電動モータ、制御力発生用電動モータ、操舵用電動モータ）、５２…操舵機構、５２ａ…操舵角センサ、６１…車速センサ、Ｂ１〜Ｂ４…温度検出部、Ｂ５…操舵角演算部、Ｂ６…操舵角検出部、Ｂ７…車速検出部、Ｂ８…操作角検出部、Ｂ９…操作力検出部、Ｂ１０…電流制御部、Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１５，Ｂ１６…電流制限値演算部、Ｂ１３…反力演算部、Ｂ１４…電流制御部。
Claims (3)
- 車体に対し移動可能に支持されるとともに運転者により操作される操作部材と、
前記操作部材の操作量を検出する操作量検出手段と、
前記検出された操作量に応じて車両の運転制御量を変更する運転制御手段と、
付与される電流の大きさ及び向きに応じて前記操作部材に入力される運転者の操作力に抗する力である反力を発生する反力発生手段と、
前記反力発生手段に付与される電流を制御する駆動回路と、
前記検出された操作部材の操作量に応じて前記反力発生手段に付与される電流の大きさ及び向きを決定するとともに同決定された大きさ及び向きの電流を同反力発生手段に付与するように前記駆動回路に指示を与える反力制御手段と、
前記反力発生手段の温度又は前記駆動回路の温度を検出又は推定する温度検出推定手段と、
前記検出又は推定された温度に応じて前記反力発生手段に付与される前記電流の大きさを所定の電流制限値以下に制限する電流制限手段と、
を備えた運転操作装置において、
前記電流制限手段は、前記検出又は推定された温度に応じて前記所定の電流制限値を決定する手段と、車速を検出する車速検出手段と、検出された車速に応じて前記所定の電流制限値を補正する制限値補正手段とを含む運転操作装置。 - 車体に対し移動可能に支持されるとともに運転者により操作される操作部材と、
前記操作部材の操作量を検出する操作量検出手段と、
前記検出された操作量に応じて車両の運転制御量を変更する運転制御手段と、
付与される電流の大きさ及び向きに応じて前記操作部材に入力される運転者の操作力に抗する力である反力を発生する反力発生手段と、
前記反力発生手段に付与される電流を制御する駆動回路と、
前記検出された操作部材の操作量に応じて前記反力発生手段に付与される電流の大きさ及び向きを決定するとともに同決定された大きさ及び向きの電流を同反力発生手段に付与するように前記駆動回路に指示を与える反力制御手段と、
前記反力発生手段の温度又は前記駆動回路の温度を検出又は推定する温度検出推定手段と、
前記検出又は推定された温度に応じて前記反力発生手段に付与される前記電流の大きさを所定の電流制限値以下に制限する電流制限手段と、
を備えた運転操作装置において、
前記電流制限手段は、前記検出又は推定された温度が第１所定温度より高くなったときから前記所定の電流制限値を徐々に減少させるとともに、同検出又は推定された温度が前記第１所定温度より高くなった後は、同検出又は推定された温度が同第１所定温度よりも低い第２所定温度より低くなったときから前記所定の電流制限値を徐々に増大させるように構成された運転操作装置。 - 請求項２に記載の運転操作装置において、
前記電流制御手段は、車速を検出する車速検出手段と、検出された車速に応じて前記所定の電流制限値が減少又は増大されるときの変化速度を変更する変化速度変更手段とを含む運転操作装置。
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