(57)【要約】【課題】規制部材の位置が規制位置から解除位置に変化しないおそれを低減できる車両用操舵装置を提供する。【解決手段】車両用操舵装置は、ラックシャフト、ロック装置、駆動装置、および制御部を有する。制御部は、ロック装置により規制部材の位置が規制位置から解除位置に変更されるとき、駆動装置により、軸方向の一方に作用する力、および軸方向の他方に作用する力を交互にラックシャフトに付与する解除時制御を実行する。【選択図】図８
2014125204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向の移動により車輪の転舵角を変更するラックシャフトと、
規制部材を有し、前記規制部材の位置が規制位置にあるとき前記ラックシャフトの軸方向の移動を規制し、前記規制部材の位置が解除位置にあるとき前記ラックシャフトの軸方向の移動を規制しないロック装置と、
前記ラックシャフトに軸方向の力を付与する駆動装置と、
前記ロック装置により前記規制部材の位置が前記規制位置から前記解除位置に変更されるとき、前記駆動装置により、前記軸方向の一方に作用する力、および前記軸方向の他方に作用する力を交互に前記ラックシャフトに付与する解除時制御を実行する制御部とを備える
車両用操舵装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記解除時制御において、前記ラックシャフトに付与する前記軸方向の一方に向かう力の大きさ、および前記軸方向の他方に向かう力の大きさを時間が経過するにつれて大きくする
請求項１に記載の車両用操舵装置。
【請求項３】
前記ラックシャフトは、規制溝を有し、
前記規制溝は、第１規制部および第２規制部を有し、
前記ロック装置は、前記規制部材が前記第１規制部と接触することにより前記ラックシャフトの前記軸方向の一方への移動を規制し、前記規制部材が前記第２規制部と接触することにより前記ラックシャフトの前記軸方向の他方への移動を規制し、
前記規制部材は、前記第１規制部に接触しているとき、前記第２規制部との間に隙間を有し、
前記規制部材は、前記第２規制部に接触しているとき、前記第１規制部との間に隙間を有する
請求項１または２に記載の車両用操舵装置。  
【請求項４】
前記制御部は、前記規制部材の位置を推定し、前記規制部材の位置が前記規制位置にあるとき、前記解除時制御を継続する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用操舵装置。
【請求項５】
前記ロック装置は、ソレノイドを有し、前記ソレノイドの通電により前記規制部材の位置を変更し、
前記ソレノイドは、前記規制部材の位置を前記解除位置に保持するために要する通電量が、前記規制部材の位置を前記規制位置から前記解除位置に変更するために要する通電量よりも小さく、
前記制御部は、前記規制部材の位置が前記解除位置にあるときの前記ソレノイドの通電量を、前記解除時制御における前記ソレノイドの通電量よりも小さくする
請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の車両用操舵装置は、車輪、ラックシャフト、ロック装置、および駆動装置を有する。車輪の転舵角は、ラックシャフトの軸方向の移動に応じて変化する。ロック装置は、規制部材を有する。規制部材は、ラックシャフトとの接触によりラックシャフトの軸方向の移動を規制する。規制部材の位置は、規制位置および解除位置を有する。規制部材が規制位置にあるとき、規制部材はラックシャフトと接触する。このため、ラックシャフトの軸方向の移動が規制される。規制部材が解除位置にあるとき、規制部材はラックシャフトとは接触しない。このため、ラックシャフトの軸方向の移動が許容される。駆動装置は、ラックシャフトに軸方向に移動させる力を付与する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２０７８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両の走行中において、ラックシャフトは、車輪側から軸方向の一方に作用する軸力、または軸方向の他方に作用する軸力を受けている。このため、規制部材が規制位置にあるとき、ラックシャフトおよび規制部材が接触する。ラックシャフトおよび規制部材の接触面は、摩擦力が作用する。ラックシャフトおよび規制部材の接触面の摩擦力は、規制部材の位置が規制位置から解除位置に変化することを妨げる。このため、規制部材の位置が、規制位置から解除位置に変化しないおそれがある。
【０００５】
本発明は、以上の背景をもとに創作されたものであり、規制部材の位置が規制位置から解除位置に変化しないおそれを低減できる車両用操舵装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本手段は、「軸方向の移動により車輪の転舵角を変更するラックシャフトと、規制部材を有し、前記規制部材の位置が規制位置にあるとき前記ラックシャフトの軸方向の移動を規制し、前記規制部材の位置が解除位置にあるとき前記ラックシャフトの軸方向の移動を規制しないロック装置と、前記ラックシャフトに軸方向の力を付与する駆動装置と、前記ロック装置により前記規制部材の位置が前記規制位置から前記解除位置に変更されるとき、前記駆動装置により、前記軸方向の一方に作用する力、および前記軸方向の他方に作用する力を交互に前記ラックシャフトに付与する解除時制御を実行する制御部とを備える車両用操舵装置」を含む。
【０００７】
制御部は、解除時制御においてラックシャフトに軸方向の一方に向かう力、および軸方向の他方に向かう力を交互に付与する。このため、解除時制御においてラックシャフトに車輪側からの軸力の方向とは異なる方向の力が付与される。駆動装置により付与される軸方向の力の方向と車輪側からの軸力の方向とが異なるとき、ラックシャフトおよび規制部材の接触面の摩擦力は減少する。このため、解除時制御においてラックシャフトに車輪側からの軸力の方向とは異なる方向の力が付与されているとき、規制部材が解除位置に変化しやすい。このため、規制部材の位置が規制位置から解除位置に変化しないおそれを低減できる。
【０００８】
（２）上記手段の一形態は、「前記制御部は、前記解除時制御において、前記ラックシャフトに付与する前記軸方向の一方に向かう力の大きさ、および前記軸方向の他方に向かう力の大きさを時間が経過するにつれて大きくする車両用操舵装置」を含む。
【０００９】
制御部は、解除時制御において、ラックシャフトに付与する軸方向の一方に向かう力の大きさ、および軸方向の他方に向かう力の大きさを時間が経過するにつれて大きくする。このため、車輪側からの軸力が大きいときも、規制部材の位置が規制位置から解除位置に変化しないおそれを低減できる。
【００１０】
（３）上記手段の一形態は、「前記ラックシャフトは、規制溝を有し、前記規制溝は、第１規制部および第２規制部を有し、前記ロック装置は、前記規制部材が前記第１規制部と接触することにより前記ラックシャフトの前記軸方向の一方への移動を規制し、前記規制部材が前記第２規制部と接触することにより前記ラックシャフトの前記軸方向の他方への移動を規制し、前記規制部材は、前記第１規制部に接触しているとき、前記第２規制部との間に隙間を有し、前記規制部材は、前記第２規制部に接触しているとき、前記第１規制部との間に隙間を有する車両用操舵装置」を含む。
【００１１】
規制部材は、第１規制部に接触しているとき、第２規制部との間に隙間を有する。規制部材は、第２規制部に接触しているとき、第１規制部との間に隙間を有する。すなわち、規制部材は、軸方向において規制溝よりも小さい。このため、解除時制御においてラックシャフトに車輪側からの軸力の方向とは異なる方向の力が付与されたとき、規制部材が第１規制部および第２規制部の両方と接触しない状態が形成される。このとき、規制部材とラックシャフトとの間に摩擦力が生じない。このため、規制部材の位置が規制位置から解除位置に変化しないおそれをより低減できる。
【００１２】
（４）上記手段の一形態は、「前記制御部は、前記規制部材の位置を推定し、前記規制部材の位置が前記規制位置にあるとき、前記解除時制御を継続する車両用操舵装置」を含む。
【００１３】
制御部は、規制部材の位置が規制位置にあるとき、解除時制御を継続する。規制部材の位置の規制位置から解除位置への変化が完了するまで、軸方向の一方に作用する力、および軸方向の他方に作用する力を交互に前記ラックシャフトに付与する。このため、規制部材の位置が規制位置から解除位置に変化しないおそれをより低減できる。
【００１４】
（５）上記手段の一形態は、「前記ロック装置は、ソレノイドを有し、前記ソレノイドの通電により前記規制部材の位置を変更し、前記ソレノイドは、前記規制部材の位置を前記解除位置に保持するために要する通電量が、前記規制部材の位置を前記規制位置から前記解除位置に変更するために要する通電量よりも小さく、前記制御部は、前記規制部材の位置が前記解除位置にあるときの前記ソレノイドの通電量を、前記解除時制御における前記ソレノイドの通電量よりも小さくする車両用操舵装置」を含む。
【００１５】
制御部は、規制部材の位置が解除位置にあるときのソレノイドの通電量を、解除時制御におけるソレノイドの通電量よりも小さくする。このため、車両用操舵装置は、省電力に貢献できる。
【発明の効果】
【００１６】
本車両用操舵装置は、規制部材の位置が規制位置から解除位置に変化しないおそれを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態の車両用操舵装置に関する模式図であり、車両用操舵装置の全体構造を示す模式図。
【図２】第１実施形態の後輪操舵装置に関する模式図であり、後輪転舵装置の全体構造を示す模式図。
【図３】第１実施形態のロック装置に関する断面図であり、規制部材が解除位置にあるときのロック装置の全体構造を示す断面図。
【図４】第１実施形態のロック装置に関する模式図であり、（ａ）はラックシャフトの位置が右側規制位置にあるときの状態を示す模式図、（ｂ）はラックシャフトの位置が左側規制位置にあるときの状態を示す模式図、（ｃ）はラックシャフトの位置が中間位置にあるときの状態を示す模式図。
【図５】第１実施形態の「ロック装置制御」の処理手順を示すフローチャート。
【図６】第１実施形態の「規制部材移動制御」の処理手順を示すフローチャート。
【図７】第１実施形態の「解除時制御」の処理手順を示すフローチャート。
【図８】第１実施形態の「解除時制御」の実行態様の一例を示すタイミングチャート。
【図９】第１実施形態の「解除時制御」の実行態様の一例を示すタイミングチャート。
【図１０】第２実施形態の「解除時制御」の実行態様の一例を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
図１を参照して、前輪２および車輪としての後輪３を転舵する車両用操舵装置１０を有する車両１の構成について説明する。
【００１９】
車両１は、前輪２、後輪３、ステアリングホイール４を有する。
車両用操舵装置１０は、前輪操舵装置２０、後輪操舵装置３０、制御部８０、回転角度センサ９１、および位置検出部９３を有する。
【００２０】
前輪２は、右前輪２Ｒおよび左前輪２Ｌを有する。前輪２は、車両１の長さに沿う方向（以下、「縦方向Ｘ」）における一方（以下、「前方Ｘ１」）側に配置される。
右前輪２Ｒおよび左前輪２Ｌは、車両１の横方向（以下、「横方向Ｙ」）に並んで配置される。右前輪２Ｒおよび左前輪２Ｌは、車両１の横方向Ｙの一方（以下、「右方Ｙ１」）の端部および車両１の横方向Ｙの他方（以下、「左方Ｙ２」）の端部において、前輪操舵装置２０の前輪連結シャフト２２に連結される。なお、ラックシャフト３２の軸方向は、横方向Ｙに平行する。
【００２１】
後輪３は、右後輪３Ｒおよび左後輪３Ｌを有する。
右後輪３Ｒおよび左後輪３Ｌは、右後輪３Ｒおよび左後輪３Ｌよりも縦方向Ｘにおける他方（以下、「後方Ｘ２」）側において横方向Ｙに並んで配置される。右後輪３Ｒおよび左後輪３Ｌは、車両１の右方Ｙ１の端部および車両１の左方Ｙ２の端部において、それぞれ後輪操舵装置３０のラックシャフト３２に連結される。
【００２２】
回転角度センサ９１は、ステアリングホイール４の操作量に基づいた出力信号を制御部８０に送信する。
車輪速センサ９２は、右前輪２Ｒ、左前輪２Ｌ、右後輪３Ｒ、および左後輪３Ｌのそれぞれに取り付けられる。各車輪速センサ９２は、右前輪２Ｒ、左前輪２Ｌ、右後輪３Ｒ、および左後輪３Ｌの回転速度に応じた出力信号を制御部８０に送信する。
【００２３】
位置検出部９３は、後輪操舵装置３０のソレノイド７２（図３参照）の自己インダクタンスに応じた出力信号を制御部８０に送信する。
制御部８０は、回転角度センサ９１の出力信号に基づいて、ステアリングホイール４の操作量（以下、回転角度Ｒ）を演算する。制御部８０は、車輪速センサ９２の出力信号に基づいて、車両１の走行速度（以下、「車速Ｖ」）を演算する。制御部８０は、位置検出部９３の出力信号に基づいて、後輪操舵装置３０の規制部材６０（図３参照）の位置を推定する。制御部８０は、ロック装置制御、規制部材移動制御、および解除時制御を実行する。
【００２４】
車両用操舵装置１０は、運転者が操舵を行うためのステアリングホイール４を有する。前輪操舵装置２０は、ステアリングシャフト２１および前輪連結シャフト２２を有する。ステアリングシャフト２１は、ステアリングホイール４の操作量に基づいて回転する。前輪操舵装置２０は、ステアリングシャフト２１の回転に応じて前輪連結シャフト２２の横方向Ｙの位置を移動させる。右前輪２Ｒおよび左前輪２Ｌの転舵角は、前輪連結シャフト２２の横方向Ｙの移動により変更される。
【００２５】
図２に示されるように、後輪操舵装置３０は、ラックシャフト３２、ラックハウジング３１、駆動装置４０、およびロック装置５０を有する。後輪操舵装置３０は、ステアリングホイール４の回転角度Ｒおよび車速Ｖに基づいて右後輪３Ｒおよび左後輪３Ｌの転舵角を変更する。
【００２６】
駆動装置４０は、モータ４１および伝達機構４２を有する。
モータ４１は、制御部８０（図１参照）からの出力信号に応じて駆動する。
伝達機構４２は、モータ４１の回転運動を直線運動に変換してラックシャフト３２を横方向Ｙに移動させる。伝達機構４２としては、例えばラックアンドピニオン機構が用いられる。
【００２７】
ラックハウジング３１は、車両１の本体に固定される。
ラックシャフト３２は、ラックハウジング３１内において横方向Ｙに延びる。ラックシャフト３２は、ラックハウジング３１に対して横方向Ｙに移動する。ラックシャフト３２は、右方Ｙ１の端部および左方Ｙ２の端部にそれぞれ右後輪３Ｒおよび左後輪３Ｌが連結される。ラックシャフト３２は、モータ４１の駆動によりラックハウジング３１に対して右方Ｙ１および左方Ｙ２に移動する。
【００２８】
ラックシャフト３２の横方向Ｙの位置は、例えば、図示しないナックルアームが図示しないキングピン軸の前方Ｘ１に伸びているとき、中立位置、中立位置よりも右方Ｙ１側の左旋回位置、および中立位置よりも左方Ｙ２側の右旋回位置を有する。
【００２９】
ラックシャフト３２の横方向Ｙの位置が中立位置にあるとき、右後輪３Ｒおよび左後輪３Ｌの転舵角は、直進走行と対応する。ラックシャフト３２の横方向Ｙの位置が左旋回位置にあるとき、右後輪３Ｒおよび左後輪３Ｌの転舵角は、左旋回走行と対応する。ラックシャフト３２の横方向Ｙの位置が右旋回位置にあるとき、右後輪３Ｒおよび左後輪３Ｌの転舵角は、右旋回走行と対応する。
【００３０】
図３を参照して、ロック装置５０の構成について説明する。
ロック装置５０は、ハウジング５１、規制部材６０、ピン駆動装置７０、および規制溝３３を有する。ロック装置５０は、ラックシャフト３２の横方向Ｙの位置を中立位置にロックする。
【００３１】
ハウジング５１は、第１ハウジング５２および第２ハウジング５３の内部に形成される収容空間５４を有する。
第１ハウジング５２は、規制部材６０の一端である基端部６１、およびピン駆動装置７０を収容する。
【００３２】
第２ハウジング５３は、ラックハウジング３１の一部を構成する。第２ハウジング５３は、規制部材６０の他端である先端部６２を挿入するためのピン挿入孔５５を有する。ピン挿入孔５５は、収容空間５４の一部を形成している。
【００３３】
規制部材６０は、ピン形状を有する。規制部材６０は、基端部６１および先端部６２を有する。規制部材６０は、ピン軸に沿う方向（以下、「ピン軸方向Ｚ」）に沿って、規制部材６０がラックシャフト３２に向かう方向（以下、「突出方向Ｚ１」）、および規制部材６０がラックシャフト３２から離れる方向（以下、「抜け方向Ｚ２」）に移動する。規制部材６０は、ピン軸方向Ｚにおける位置が規制位置と解除位置との間で変化する。以下では、規制部材６０が最も突出方向Ｚ１側に位置するときの規制部材６０の位置を、「最大突出位置」とする。また、規制部材６０が最も抜け方向Ｚ２側に位置するときの規制部材６０の位置を、「最大解除位置」とする。
【００３４】
基端部６１は、規制部材６０の外周に突出するばね止部６１Ａを有する。基端部６１は、常に収容空間５４内に収容される。
先端部６２は、図３の二点鎖線で示されるように、規制部材６０が規制位置にあるとき、先端部６２の少なくとも一部が規制溝３３に嵌まり込む。先端部６２は、図３の実線で示されるように、規制部材６０が解除位置にあるとき、収容空間５４に収容される。
【００３５】
規制溝３３は、ラックシャフト３２の溝として形成される。規制溝３３は、第１規制部３３Ａおよび第２規制部３３Ｂを有する。第１規制部３３Ａは、規制溝３３の右方Ｙ１側の壁面として構成される。第２規制部３３Ｂは、規制溝３３の左方Ｙ２側の壁面として構成される。
【００３６】
ピン駆動装置７０は、ばね７１およびソレノイド７２を有する。ピン駆動装置７０は、ソレノイド７２に通電されていないとき、ばね７１により規制部材６０に突出方向Ｚ１の力を作用させる。このため、先端部６２は、規制溝３３に嵌まり込む。ピン駆動装置７０は、ソレノイド７２に通電されているとき、規制部材６０に抜け方向Ｚ２の力を作用させる。これにより、先端部６２は、規制溝３３から抜ける。
【００３７】
ソレノイド７２は、規制部材６０の位置を規制位置から解除位置に動作を開始するときに必要な電流量が、規制部材６０の位置を維持するときに必要な電流量よりも大きい。すなわち、ソレノイド７２は、規制部材６０の位置を解除位置に保持するために要する通電量が、規制部材６０の位置を規制位置から解除位置に変更するために要する通電量よりも小さい。
【００３８】
ソレノイド７２は、規制部材６０の位置に応じて自己インダクタンスが変化する。ソレノイド７２の自己インダクタンスは、規制部材６０とソレノイド７２との対向面積が大きいほど小さくなる。このため、規制部材６０がソレノイド７２に近い解除位置にあるとき、自己インダクタンスは低い。一方、規制部材６０がソレノイド７２から遠い規制位置にあるとき、自己インダクタンスは高い。
【００３９】
制御部８０（図１参照）は、位置検出部９３からのソレノイド７２の自己インダクタンスに応じた出力信号により規制部材６０の位置を推定する。すなわち、制御部８０は、ソレノイド７２の自己インダクタンスが、規制部材６０が規制位置にあるときの大きさに対応するとき、規制部材６０が規制位置にある旨を推定する。制御部８０は、ソレノイド７２の自己インダクタンスが、規制部材６０が解除位置にあるときの大きさに対応するとき、規制部材６０が解除位置にある旨を推定する。
【００４０】
図４を参照して、規制部材６０の位置が規制位置にあるときの規制部材６０と規制溝３３との関係について説明する。
規制部材６０が規制位置にあるとき、ラックシャフト３２の横方向Ｙの位置は、右側規制位置から左側規制位置までの範囲で変化する。
【００４１】
図４（ａ）に示されるように、ラックシャフト３２が右側規制位置にあるとき、第２規制部３３Ｂと規制部材６０とが接触する。ラックシャフト３２の位置が右側規制位置にあるとき、第１規制部３３Ａと規制部材６０との間に間隙が形成される。
【００４２】
図４（ｂ）に示されるように、ラックシャフト３２が左側規制位置にあるとき、第１規制部３３Ａと規制部材６０とが接触する。ラックシャフト３２の位置が左側規制位置にあるとき、第２規制部３３Ｂと規制部材６０との間に間隙が形成される。
【００４３】
図４（ｃ）に示されるように、ラックシャフト３２が左側規制位置よりも右側、かつ左側規制位置よりも左側の中間位置にあるとき、規制溝３３の横方向Ｙの中心と規制部材の中心軸ＣＰとが一致しする。ラックシャフト３２の位置が中間位置にあるとき、第１規制部３３Ａと規制部材６０との間に間隙が形成される。ラックシャフト３２が中間位置にあるとき、第２規制部３３Ｂと規制部材６０との間に間隙が形成される。
【００４４】
図５を参照して、ロック装置制御について説明する。
制御部８０は、ステップＳ１１において車両１の走行状態に基づいて解除条件が成立しているか否かを判定する。制御部８０は、車速Ｖが解除速度ＶＸ以下、かつ回転角度Ｒが解除角度ＲＸ以上のとき、解除条件が成立した旨判定する。制御部８０は、解除条件が成立していない旨判定したとき、ステップＳ１５においてソレノイド７２への通電を停止する、または停止した状態を維持する。
【００４５】
制御部８０は、ステップＳ１１において解除条件が成立した旨判定したとき、ステップＳ１２において規制部材６０の位置が最大解除位置にあるか否かを判定する。規制部材６０の位置は、ソレノイド７２の自己インダクタンスに基づいて判定する。
【００４６】
制御部８０は、規制部材６０の位置が最大解除位置にない旨判定したとき、ステップＳ１３において規制部材移動制御を実行する。制御部８０は、規制部材６０の位置が最大解除位置にある旨判定したとき、ソレノイド７２への通電量を維持通電量に維持する。
【００４７】
図６を参照して、規制部材移動制御について説明する。
制御部８０は、ロック装置制御において解除条件が成立し、かつ規制部材６０の位置が最大解除位置にない旨判定したとき、ステップＳ２１においてソレノイド７２へ通電量を解除時通電量に設定する。制御部８０は、ステップＳ２２において、規制部材６０の位置が規制位置から最大解除位置に変化したか否かを判定する。
【００４８】
制御部８０は、規制部材６０の位置が規制位置から最大解除位置に変化するまで、所定周期毎にステップＳ２２の判定を繰り返す。制御部８０は、規制部材６０の位置が最大解除位置にある旨判定したとき、ステップＳ２３においてソレノイド７２への通電量を維持通電量に変更する。維持通電量は、解除時通電量よりも小さい。
【００４９】
図７を参照して、解除時制御について説明する。
制御部８０は、ステップＳ３１において規制部材６０を移動中か否かを判定する。すなわち、制御部８０は、規制部材６０の位置を規制位置から最大解除位置に変更中か否かを判定する。制御部８０は、規制部材６０の位置を規制位置から最大解除位置に変更している旨判定したとき、ステップＳ３２においてモータ４１の目標電流ＩＣを算出する。目標電流ＩＣは、規制部材６０の位置を規制位置から最大解除位置に向かって変更を開始してから、時間が経つにつれて大きくなるように算出される。また、目標電流ＩＣの正負は、規制部材６０の位置が規制位置から最大解除位置に向かって変更を開始してから、所定期間毎に反転する。
【００５０】
制御部８０は、ステップＳ３２において、モータ角ωがモータ角ωの閾値（以下、「モータ角閾値ωＸ」）以下か否かを判定する。モータ角閾値ωＸは、モータ４１からのトルクによりラックシャフト３２が過度に第１規制部３３Ａおよび第２規制部３３Ｂに押し付けられない値として設定される。
【００５１】
制御部８０は、モータ角ωがモータ角閾値ωＸ以下である旨判定したとき、ステップＳ３５に進む。一方、制御部８０は、モータ角ωがモータ角閾値ωＸより大きい旨判定したとき、ステップＳ３４において目標電流ＩＣを減少補正し、ステップＳ３５に進む。
【００５２】
制御部８０は、ステップＳ３５において、転舵目標電流ＩＳの正負と目標電流ＩＣの正負とが同じか否かを判定する。制御部８０は、転舵目標電流ＩＳの正負と目標電流ＩＣの正負とが同じ旨判定したとき、ステップＳ３６に進む。一方、制御部８０は、転舵目標電流ＩＳの正負と目標電流ＩＣの正負とが異なる旨判定したとき、ステップＳ３６を省略してステップＳ３７に進む。なお、転舵目標電流ＩＳは、後輪３の転舵角を目標の転舵角に変更するための電流として算出される。転舵目標電流ＩＳは、車速Ｖおよび回転角度Ｒに基づいて決定される。
【００５３】
制御部８０は、ステップＳ３６において、目標電流ＩＣが、転舵目標電流ＩＳ以下か否かを判定する。制御部８０は、目標電流ＩＣが転舵目標電流ＩＳ以下である旨判定したとき、ステップＳ３７において、転舵目標電流ＩＳに設定して本処理を終了する。一方、制御部８０は、モータ４１への指令電流を目標電流ＩＣが転舵目標電流ＩＳより大きい旨判定したとき、ステップＳ３８において、モータ４１への指令電流を目標電流ＩＣに設定して本処理を終了する。モータ４１のトルク（以下、「モータトルクＭ」）は、解除時制御のステップＳ３７またはステップＳ３８において設定された指令電流に基づいて決定される。
【００５４】
図８を参照して、解除時制御の実行態様の一例について説明する。なお、図８は、ラックシャフト３２の位置が右側規制位置（図４（ａ）参照）にあるときに解除条件が成立したときの実行態様の一例を示している。
【００５５】
時刻ｔ１０は、規制部材６０の位置が最大突出位置にあるときに解除条件が成立した時刻を示す。このとき、ラックシャフト３２は、右側規制位置（図４（ａ）参照）に位置する。このとき、制御部８０は、ソレノイド７２への通電を開始する。時刻ｔ１０以降において、モータトルクＭは、時間が経過するにつれて振幅が大きくなる。
【００５６】
時刻ｔ１１は、規制部材６０の位置が抜け方向Ｚ２に向かって変化を開始した時刻を示す。このとき、ラックシャフト３２の位置は右側規制位置（図４（ａ）参照）に位置する。このとき、モータトルクＭは、後輪３側からの軸力と反対方向に作用している。このため、モータトルクＭが第１規制部３３Ａおよび規制部材６０の接触面の摩擦力を低下させる。このため、ソレノイド７２による規制部材６０の吸引力が、第１規制部３３Ａと規制部材６０との接触面の摩擦力を上回る。このため、規制部材６０が抜け方向Ｚ２に移動を開始する。
【００５７】
時刻ｔ１２は、規制部材６０が第２規制部３３Ｂから離れた時刻を示す。このとき、モータトルクＭが後輪３側からの軸力を上回る。このため、規制部材６０と第１規制部３３Ａとの間に隙間が生じる。すなわち、ラックシャフト３２の位置は、右側規制位置（図４（ａ）参照）から中間位置（図４（ｃ）参照）に移動する。
【００５８】
時刻ｔ１３は、規制部材６０の位置が最大解除位置に移動した時刻を示す。このとき、解除時制御は、終了する。時刻ｔ１３以降において、制御部８０は、車速Ｖおよび回転角度Ｒに基づいて演算した転舵目標電流ＩＳに基づいてモータトルクＭを制御する。
【００５９】
図９を参照して、解除時制御の実行態様の一例について説明する。なお、図９は、ラックシャフト３２の位置が右側規制位置（図４（ａ）参照）にあるときに解除条件が成立したときの実行態様の一例を示している。また、図９は、ラックシャフト３２が受ける後輪３からの軸力が、図８のときよりも大きいときの実行態様を示している。
【００６０】
時刻ｔ２０は、規制部材６０の位置が最大突出位置にあるときに解除条件が成立した時刻を示す。このとき、ラックシャフト３２は、右側規制位置（図４（ａ）参照）に位置する。このとき、制御部８０は、ソレノイド７２への通電を開始する。時刻ｔ２０以降において、モータトルクＭは、時間が経過するにつれて振幅が大きくなる。
【００６１】
時刻ｔ２１は、規制部材６０の位置が抜け方向Ｚ２に向かって変化を開始した時刻を示す。このとき、ラックシャフト３２の位置は右側規制位置（図４（ａ）参照）に位置する。このとき、モータトルクＭは、後輪３側からの軸力と反対方向に作用している。このため、モータトルクＭが第１規制部３３Ａおよび規制部材６０の接触面の摩擦力を低下させる。このため、ソレノイド７２による規制部材６０の吸引力が、第１規制部３３Ａと規制部材６０との接触面の摩擦力を上回る。このため、規制部材６０が抜け方向Ｚ２に移動を開始する。
【００６２】
時刻ｔ２２は、規制部材６０が第２規制部３３Ｂから離れた時刻を示す。このとき、モータトルクＭが後輪３側からの軸力を上回っている。このため、規制部材６０と第１規制部３３Ａとの間に隙間が生じる。すなわち、ラックシャフト３２の位置は、右側規制位置（図４（ａ）参照）から中間位置（図４（ｃ）参照）に移動する。
【００６３】
時刻ｔ２３は、モータ角ωがモータ角閾値ωＸに達した時刻を示す。このとき、目標電流ＩＣが減少補正される。このため、時刻ｔ２３以降におけるモータトルクＭの増加は、抑制される。
【００６４】
時刻ｔ２４は、規制部材６０の位置が最大解除位置に移動した時刻を示す。このとき、解除時制御は、終了する。時刻ｔ２４以降において、制御部８０は、車速Ｖおよび回転角度Ｒに基づいて演算した転舵目標電流ＩＳに基づいてモータトルクＭを制御する。
【００６５】
車両用操舵装置１０の作用について説明する。
車両１の走行中において、ラックシャフト３２には、車両１の走行状態および路面の状態等に基づいて後輪３側からの軸力が作用している。
【００６６】
制御部８０は、解除時制御においてラックシャフト３２に右方Ｙ１に向かう力、および左方Ｙ２に向かう力を交互に付与する。このため、解除時制御においてラックシャフト３２に後輪３側からの軸力の方向とは異なる方向の力が付与される。モータ４１により付与される横方向Ｙの力の方向と後輪３側からの軸力の方向とが異なるとき、ラックシャフト３２および規制部材６０の接触面の摩擦力は減少する。このため、解除時制御においてラックシャフト３２に後輪３側からの軸力の方向とは異なる方向の力が付与されているとき、規制部材６０が解除位置に変化しやすい。このため、規制部材６０の位置が規制位置から解除位置に変化しないおそれを低減できる。
【００６７】
車両用操舵装置１０は、以下の作用を奏する。
（１）制御部８０は、解除時制御においてラックシャフト３２に右方Ｙ１に向かう力、および左方Ｙ２に向かう力を交互に付与する。このため、解除時制御においてラックシャフト３２に後輪３側からの軸力の方向とは異なる方向の力を付与することができる。このため、規制部材６０の位置が規制位置から解除位置に変化しないおそれを低減できる。
【００６８】
（２）後輪３側からの軸力の方向は、車両１の走行状態および走行路の状態等に応じて変化する。このため、モータ４１により付与される横方向Ｙの力の方向と後輪３側からの軸力の方向とが一致したとき、ラックシャフト３２および規制部材６０の接触面の摩擦力は増大する。このため、規制部材６０が解除位置に変化しにくくなる。後輪３側からの軸力の方向の推定は、車両の走行状態および走行路の状態等、複数のパラメータが作用するため、演算量が多い。
【００６９】
制御部８０は、解除時制御において、解除時制御においてラックシャフト３２に右方Ｙ１に向かう力、および左方Ｙ２に向かう力を交互に付与する。このため、後輪３側からの軸力の方向の推定を行わずに規制部材６０の位置が規制位置から解除位置に変化しないことを抑制できる。このため、制御部８０は、解除時制御における演算量が多くなることを抑制できる。
【００７０】
（３）制御部８０は、解除時制御において、モータトルクＭの振幅を時間が経過するにつれて大きくする。このため、後輪３側からの軸力が大きいときも、規制部材６０の位置が規制位置から解除位置に変化しないおそれを低減できる。
【００７１】
（４）規制部材６０は、後輪３側からの軸力と反対方向の力であっても、大きい力が急激に作用すると、他方の規制部３３Ａ，３３Ｂと接触しやすくなる。このため、規制部材６０の位置が規制位置から解除位置に変化しにくくなる。制御部８０は、モータトルクＭの振幅を時間が経過するにつれて大きくする。このため、規制部材６０が他方の規制部３３Ａ，３３Ｂと接触する前に規制部材６０の位置を規制位置から解除位置に変化させやすい。
【００７２】
（５）規制部材６０は、第１規制部３３Ａに接触しているとき、第２規制部３３Ｂとの間に隙間を有する。規制部材６０は、第２規制部３３Ｂに接触しているとき、第１規制部３３Ａとの間に隙間を有する。すなわち、規制部材６０は、横方向Ｙにおいて規制溝３３よりも小さい。このため、解除時制御においてラックシャフト３２に後輪３側からの軸力の方向とは異なる方向の力が付与されたとき、規制部材６０が第１規制部３３Ａおよび第２規制部３３Ｂの両方と接触しない状態が形成される。このため、規制部材６０の位置が規制位置から解除位置に変化しないおそれをより低減できる。
【００７３】
（６）制御部８０は、規制部材６０の位置が規制位置にあるとき、解除時制御を継続する。このため、規制部材６０の位置が規制位置から解除位置に変化しないおそれをより低減できる。
【００７４】
（７）制御部８０は、規制部材６０の位置が解除位置にあるときのソレノイド７２の通電量を、解除時制御におけるソレノイド７２の通電量よりも小さくする。このため、車両用操舵装置１０は、省電力に貢献できる。
【００７５】
（８）制御部８０は、解除時制御においてモータ角ωがモータ角閾値ωＸよりも大きいとき、目標電流ＩＣを減少補正する。このため、モータ４１によりラックシャフト３２が第１規制部３３Ａおよび第２規制部３３Ｂに押し付けられる力が過度に大きくなることを抑制できる。このため、規制部材６０の位置が規制位置から解除位置に変化しないおそれをより低減できる。
【００７６】
（第２実施形態）
第２実施形態の車両用操舵装置１０は、第１実施形態の車両用操舵装置１０と比較して次の部分において異なる構成を有し、その他の部分において同一の構成を有する。第２実施形態の車両用操舵装置１０は、第１実施形態の解除時制御において、ステップＳ３３およびステップＳ３４を省略している。
【００７７】
図１０を参照して、解除時制御の実行態様の一例について説明する。なお、図１０は、ラックシャフト３２の位置が右側規制位置（図４（ａ）参照）にあるときに解除条件が成立したときの実行態様の一例を示している。
【００７８】
時刻ｔ３３は、ラックシャフト３２の位置が左側規制位置（図４（ｂ）参照）に移動したときを示す。このとき、規制部材６０と第１規制部３３Ａとの接触面に摩擦力が発生する。このため、時刻ｔ３３以降において、規制部材６０の変位速度が低下する。
【００７９】
時刻ｔ３４は、モータトルクＭの減少によりラックシャフト３２の第１規制部３３Ａへの押し付け力が減少したときを示す。このとき、規制部材６０と第１規制部３３Ａとの接触面に摩擦力が時刻ｔ３３のときよりも減少する。このため、時刻ｔ３４以降において、時刻ｔ３３のときよりも規制部材６０の変位速度が上昇する。
【００８０】
時刻ｔ３５は、規制部材６０の位置が最大解除位置に移動した時刻を示す。このとき、解除時制御は、終了する。時刻ｔ３３以降において、制御部８０は、車速Ｖおよび回転角度Ｒに基づいて演算した転舵目標電流ＩＳに基づいてモータトルクＭを制御する。
【００８１】
第２実施形態の車両用操舵装置１０は、第１実施形態の（１）の規制部材６０の位置が規制位置から解除位置に変化しないおそれを低減できる旨の効果、および（２）〜（７）の効果を奏する。
【００８２】
（その他の実施形態）
本車両用操舵装置は、上記各実施形態以外の実施形態を含む。以下、本車両用操舵装置のその他の実施形態としての上記各実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、互いに組み合わせることもできる。
【００８３】
・各実施形態の制御部８０は、解除時制御において、モータトルクＭの振幅を時間が経過するにつれて大きくしている。ただし、制御部８０の内容は、各実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の制御部８０は、時間の経過に関わらず、モータトルクＭの振幅を一定にしている。また、さらなる変形例の制御部８０は、時間が経過するにつれて、モータトルクＭの振幅を小さくしている。時間が経過するにつれて、モータトルクＭの振幅を小さくする場合、初回に算出される電流ＩＣを、予め実験等により算出された後輪３側からの最大の軸力よりも大きな値として算出する。
【００８４】
・各実施形態の制御部８０は、解除時制御のステップＳ３２において目標電流ＩＣを時間が経過するにつれて大きくする。ただし、制御部８０の内容は、各実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の制御部８０は、目標電流ＩＣを以下のように算出する。制御部８０は、モータ角ωが、モータ角閾値ωＸに達した旨判定したときのモータ４１の電流値を記憶する。制御部８０は、このときのモータ４１の電流値と予め設定されている基準値の差分を算出する。制御部８０は、この差分に０〜１のゲインを乗算したものを基準値に加算して、目標電流ＩＣを算出する。この変形例を、変形例Ｘとする。
【００８５】
・上記変形例Ｘにおいて、ゲインは、一定の値を用いる。ただし、モータ角閾値ωＸを車両１の走行状態に応じて変化させることもできる。例えば、車速Ｖが大きくなるほど、ゲインを大きくする。車速Ｖが大きくなるほど、後輪３側からラックシャフト３２に作用する軸力は大きくなる。このため、車速Ｖが大きいほど、モータトルクＭの振幅の上昇速度を大きくすることにより、規制部材６０とラックシャフト３２との接触面の摩擦力を速やかに小さくすることができる。
【００８６】
・各実施形態のモータ角閾値ωＸは、モータ４１からのトルクによりラックシャフト３２が過度に第１規制部３３Ａおよび第２規制部３３Ｂに押し付けられない値として設定される。ただし、モータ角閾値ωＸの内容は、各実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例のモータ角閾値ωＸは、モータ４１からのトルクによりラックシャフト３２の位置が右側規制位置および左側規制位置に達しないための値として設定される。
【００８７】
・各実施形態のロック装置５０は、規制部材６０の横方向Ｙの大きさが規制溝３３の横方向Ｙの大きさよりも小さい。ただし、ロック装置５０の内容は、各実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例のロック装置５０は、規制部材６０の横方向Ｙの大きさが規制溝３３の横方向Ｙの大きさと一致する。この場合、規制部材６０の位置が規制位置にあるとき、規制部材６０は常に第１規制部３３Ａおよび第２規制部３３Ｂと接触する。この変形例においても、後輪３側からの力と逆方向の力をラックシャフト３２に作用させることにより、ラックシャフト３２および規制部材６０の接触面の摩擦力は低減する。このため、規制部材６０の位置が規制位置から解除位置に変化しにくいことを抑制できる。
【００８８】
・各実施形態のロック装置５０は、第１規制部３３Ａおよび第２規制部３３Ｂが規制部材６０の中心軸ＣＰに平行する。ただし、ロック装置５０の内容は、各実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例のロック装置５０は、第１規制部３３Ａおよび第２規制部３３Ｂが規制部材６０の中心軸ＣＰに対して傾斜する。この変形例において、規制部材６０の先端部６２をテーパ形状にすることもできる。
【００８９】
・各実施形態の制御部８０は、車速Ｖが解除速度ＶＸ以下のとき解除条件が成立した旨判定する。ただし、制御部８０の構成はこれに限られない。要するに、解除条件は、目的に応じて適宜設定することができる。
【００９０】
・各実施形態の車両用操舵装置１０は、ソレノイド７２の自己インダクタンスに基づいて、規制部材６０の位置を推定する。ただし、車両用操舵装置１０の構成はこれに限られない。例えば、変形例の車両用操舵装置１０は、ソレノイド７２の同軸上に検出コイルを有する。車両用操舵装置１０は、検出コイル、ソレノイド７２、および規制部材６０により差動トランスを構成する。車両用操舵装置１０は、検出コイルに生じる誘起電圧に基づいて、規制部材６０の位置を推定する。
【００９１】
・各実施形態の後輪操舵装置３０は、ラックシャフト３２の横方向Ｙの位置として中立位置よりも右方Ｙ１側の左旋回位置、および中立位置よりも左方Ｙ２側の右旋回位置を有する。ただし、後輪操舵装置３０の構成はこれに限られない。例えば、変形例の後輪操舵装置３０は、ラックシャフト３２の横方向Ｙの位置として中立位置よりも右方Ｙ１側の右旋回位置、および中立位置よりも左方Ｙ２側の右旋回位置を有する。
【００９２】
・各実施形態の車両用操舵装置１０は、後輪操舵装置３０のラックシャフト３２を中立位置で規制するロック装置５０を有する。ただし、車両用操舵装置１０の構成はこれに限られない。例えば、変形例の車両用操舵装置１０は、前輪操舵装置２０の前輪連結シャフト２２を中立位置で規制するロック装置を有する。この場合、前輪２は「車輪」に相当する。
【００９３】
（実施形態の記載に基づく付記事項）
上記実施形態に記載の事項を上位概念化した事項を以下に記載する。
（付記１）前記制御部は、前記解除時制御において、前記ラックシャフトに付与する前記軸方向の一方に向かう力の大きさ、および前記軸方向の他方に向かう力の大きさに閾値を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用操舵装置。
【符号の説明】
【００９４】
１…車両、２…前輪、２Ｒ…右前輪、２Ｌ…左前輪、３…後輪、３Ｒ…右後輪、３Ｌ…左後輪、４…ステアリングホイール、１０…車両用操舵装置、２０…前輪操舵装置、２１…ステアリングシャフト、３０…後輪操舵装置、３１…ラックハウジング、３２…ラックシャフト、３３…規制溝、３３Ａ…第１規制部、３３Ｂ…第２規制部、４０…駆動装置、４１…モータ、４２…伝達機構、５０…ロック装置、５１…ハウジング、５２…第１ハウジング、５３…第２ハウジング、５４…収容空間、５５…ピン挿入孔、６０…規制部材、６１…基端部、６１Ａ…ばね止部、６２…先端部、７０…ピン駆動装置、７１…ばね、７２…ソレノイド、８０…制御部、９１…回転角度センサ、９２…回転速度センサ、９３…位置検出部。
【図１】
2014125204.tif 000003
【図２】
2014125204.tif 000004
【図３】
2014125204.tif 000005
【図４】
2014125204.tif 000006
【図５】
2014125204.tif 000007
【図６】
2014125204.tif 000008
【図７】
2014125204.tif 000009
【図８】
2014125204.tif 000010
【図９】
2014125204.tif 000011
【図１０】
2014125204.tif 000012