(57)【要約】  クラッチを締結状態から確実に解放状態とすることができる車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法を提供する。クラッチ（６）が締結状態であるときに、クラッチ締結解除条件が成立したとき、クラッチ（６）に対して締結解除指令を出力する。そして、クラッチ（６）に対して締結解除指令を出力してから、クラッチ（６）の締結解除が完了したことを検出するまでの間、転舵輪（１１Ｒ，１１Ｌ）の転舵角θｒを、操舵角θｓの変化勾配に対して転舵角θｒの変化勾配が一致又は略一致するようなギア比固定転舵指令角（解放時転舵指令角θｒ２）とするべく転舵モータ（８）を駆動制御する。
2014038134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイール及び該ステアリングホイールに操舵反力を付与する反力アクチュエータを有する操舵部と、
転舵輪及び転舵輪を転舵する転舵機構を駆動する転舵アクチュエータを有する転舵部と、
前記操舵部と前記転舵部とを機械的に連結及び連結解除可能なクラッチと、を備える車両用操舵制御装置であって、
前記クラッチを締結した状態で当該クラッチの締結解除条件が成立したとき、当該クラッチに対して締結解除指令を出力するクラッチ解放制御部と、
前記クラッチ解放制御部により前記クラッチに対して締結解除指令を出力した後、当該クラッチの締結解除が完了したことを検出する解放完了検出部と、
前記クラッチ解放制御部により前記クラッチに対して締結解除指令を出力してから、前記解放完了検出部で前記クラッチの締結解除が完了したことを検出するまでの間、前記転舵輪の転舵角を、前記ステアリングホイールの操舵角の変化勾配と前記転舵輪の転舵角の変化勾配とを一致又は略一致させるためのギア比固定転舵指令角とするように、前記転舵アクチュエータを駆動制御するギア比固定制御を行うギア比固定制御部と、を備えることを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項２】
前記クラッチは、
前記操舵輪の操作に連動して軸周方向に回動する入力軸に連結され、前記入力軸に連動して回動する内輪カムと、
前記内輪カムを覆って前記内輪カムの回りを回動自在に配置され、回動を前記転舵輪へ伝達する外輪と、
前記内輪カムと前記外輪との重なり空間に配置され、操舵による前記入力軸の回動時、前記内輪カムの外面と前記外輪の内面との間に楔状に噛み込む係合子とを有し、
前記係合子が噛み込み前記内輪カムと前記外輪が係合することにより締結状態となり、前記係合子の噛み込みが解除され前記内輪カムと前記外輪の係合が解除されることにより解放状態となるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項３】
前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出部と、前記転舵輪の転舵角を検出する転舵角検出部と、を備え、
前記ギア比固定制御部は、
前記クラッチ解放制御部により前記クラッチに対して締結解除指令を出力したときに前記操舵角検出部で検出した操舵角から、前記クラッチ解放制御部により前記クラッチに対して締結解除指令を出力したときに前記転舵角検出部で検出した転舵角を減算することで、前記操舵角と前記転舵角との角度偏差を算出するオフセット算出部と、
前記操舵角検出部で検出した現在の操舵角から前記オフセット算出部で算出した角度偏差を減算し、前記操舵角の変化勾配と前記転舵角の変化勾配とを一致させるための前記転舵輪の転舵指令角を算出する転舵指令角算出部と、を有し、
前記転舵指令角算出部で算出した転舵指令角に基づいて、前記ギア比固定転舵指令角を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項４】
操舵トルクを検出する操舵トルク検出部を備え、
前記ギア比固定制御部は、
前記操舵角の変化勾配と前記転舵角の変化勾配とを一致させるための前記転舵輪の転舵指令角を、前記操舵トルク検出部で検出した操舵トルクが減少する方向に補正する補正部を有し、前記補正部で補正した後の前記転舵指令角を、前記ギア比固定転舵指令角とすることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項５】
前記ギア比固定制御部によるギア比固定制御中、前記ステアリングホイールに、前記転舵輪の転舵状態に応じた操舵反力を付与するように、前記反力アクチュエータを駆動制御する操舵反力付与部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項６】
前記ギア比固定制御部によるギア比固定制御中、当該ギア比固定制御を開始する直前に前記ステアリングホイールに付与していた操舵反力と同等の操舵反力を付与するように、前記反力アクチュエータを駆動制御する操舵反力固定制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項７】
前記クラッチの締結を解除した状態で、前記転舵輪の転舵角を操舵状態に応じた転舵指令角とするべく前記転舵アクチュエータを駆動制御すると共に、前記ステアリングホイールに前記転舵輪の転舵状態に応じた操舵反力を付与するべく前記反力アクチュエータを駆動制御するステアバイワイヤ制御を行う操舵制御部と、
前記操舵制御部によるステアバイワイヤ制御中に、前記ステアリングホイールの切り込み限界付近に達した端当て状態を検出する端当て検出部と、
前記端当て検出部で端当て状態を検出したとき、前記クラッチに対して締結指令を出力するクラッチ締結制御部と、
前記端当て検出部で端当て状態を検出したとき、運転者に端当て感を与える制御を行う端当て制御部と、
運転者によるステアリングホイールの切り戻し操作を検出する切り戻し検出部と、を備え、
前記クラッチ解放制御部は、前記端当て制御部による端当て制御中に、前記切り戻し検出部で運転者によるステアリングホイールの切り戻し操作を検出したとき、前記クラッチの締結解除条件が成立したと判断することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項８】
前記端当て制御部で端当て制御を開始してから、前記クラッチ解放制御部により前記クラッチに対して締結解除指令を出力するまでの間、前記端当て制御を開始する直前に前記ステアリングホイールに付与していた操舵反力と同等の操舵反力を付与するように、前記反力アクチュエータを駆動制御する端当て制御時操舵反力固定制御部をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項９】
前記クラッチ解放制御部は、車両のイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態へ切り替わったとき、前記クラッチの締結解除条件が成立したと判断することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項１０】
操舵トルクを検出する操舵トルク検出部を備え、
前記解放完了検出部は、前記操舵トルク検出部で検出した操舵トルクが、ゼロ付近の解放判断閾値以下である状態が一定時間継続したとき、前記クラッチの締結解除が完了したと判断することを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項１１】
ステアリングホイール及び該ステアリングホイールに操舵反力を付与する反力アクチュエータを有する操舵部と、転舵輪及び転舵輪を転舵する転舵機構を駆動する転舵アクチュエータを有する転舵部とを機械的に連結及び連結解除可能なクラッチを締結した状態で当該クラッチの締結解除条件が成立したとき、当該クラッチに対して締結解除指令を出力し、前記クラッチに対して締結解除指令を出力してから、前記クラッチの締結解除が完了したことを検出するまでの間、前記転舵輪の転舵角を、前記ステアリングホイールの操舵角の変化勾配と前記転舵輪の転舵角の変化勾配とを一致又は略一致させるためのギア比固定転舵指令角とするように、前記操舵角前記転舵アクチュエータを駆動制御するギア比固定制御を行うことを特徴とする車両用操舵制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者が操作する操作部と転舵輪を転舵する転舵部とを機械的に断接するクラッチを備えたステアバイワイヤシステムによる車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、操舵輪（ステアリングホイール）と転舵輪との間のトルク伝達経路を機械的に分離した状態で、転舵モータを駆動制御し、転舵輪を、操舵輪の操作に応じた角度（目標転舵角）に転舵する操舵制御装置がある。このような操舵制御装置は、一般的に、ステアバイワイヤ（ＳＢＷ）と呼称するシステム（ＳＢＷシステム）を形成する装置である。
ＳＢＷシステムを形成する装置としては、例えば特許文献１に記載の技術がある。この技術は、通常時はクラッチを解放することでステアリングホイールと転舵輪とを機械的に分離し、ＳＢＷ制御を行うものである。また、フェール時にはクラッチを締結し、ステアリングホイールと転舵輪を機械的に接続してマニュアルステアを確保するバックアップシステムを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２２５７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術にあっては、クラッチを締結状態から解放状態とするためにクラッチ解放指令を出力した場合、ステアリング操作中であると、トルク印加中にクラッチ解放動作を行うことになり、クラッチの解放ができない場合がある。そのため、例えばステアリングホイールを操作しながらイグニッションスイッチをオン状態とした場合には、クラッチの解放ができないままＳＢＷ制御を開始することになり、適切な操舵制御を行うことができない。
そこで、本発明は、クラッチを締結状態から確実に解放状態とすることができる車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、クラッチを締結した状態でクラッチの締結解除条件が成立したとき、当該クラッチに対して締結解除指令を出力する。また、クラッチに対して締結解除指令を出力してから、クラッチの解放が完了するまでの間、転舵輪の転舵角を、ステアリングホイールの操舵角の変化勾配と転舵輪の転舵角の変化勾配とを一致又は略一致させるためのギア比固定転舵指令角とするように、転舵アクチュエータを駆動制御する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、クラッチ解放指令を出力した後は、操舵側と転舵側を同じように動かし操舵トルクが増加しないようにすることができるので、クラッチ解放動作を容易且つ確実に行うことができる。したがって、クラッチを解放状態として行うべき制御を、クラッチを締結したまま行ってしまうといった事態を回避することができる。そのため、クラッチ解放指令出力後における操舵の違和感を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態に係る車両用操舵制御装置を適用したステアバイワイヤシステムの全体構成図である。
【図２】クラッチの構成を説明する分解構成図である。
【図３】クラッチの締結状態を示す図である。
【図４】クラッチの解放状態を示す図である。
【図５】第１の実施形態におけるコントローラの構成を示すブロック図である。
【図６】第１の実施形態における端当て判定処理手順を示すフローチャートである。
【図７】解放時転舵指令角演算部の構成を示すブロック図である。
【図８】第１の実施形態の動作を説明する図である。
【図９】クラッチ解放動作時の問題点を説明する図である。
【図１０】第２の実施形態における端当て判定処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】第３の実施形態に係る車両用操舵制御装置を適用したステアバイワイヤシステムの全体構成図である。
【図１２】第３の実施形態におけるコントローラの構成を示すブロック図である。
【図１３】クラッチ解放動作中における操舵反力の乱れについて説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施の形態）
（構成）
図１は、本実施形態に係る車両用操舵制御装置を適用したステアバイワイヤシステム（ＳＢＷシステム）の全体構成図である。
図１に示すように、運転者が操舵操作可能なステアリングホイール１は、左右前輪（転舵輪）１１Ｒ，１１Ｌとは機械的に切り離し可能に設ける。ステアリングホイール１は、ステアリングシャフト２に連結する。ステアリングシャフト２には、操舵角センサ３と、反力モータ４と、操舵トルクセンサ５とを設ける。
【０００９】
操舵角センサ３は、ステアリングホイール１の操舵角θｓを検出するものであり、エンコーダ等で構成する。
反力モータ４は、ステアリングシャフト２にトルクを付加することにより、ステアリングホイール１に操舵反力を与えるためのものである。ここで、上記操舵反力は、運転者がステアリングホイール１を操舵する操作方向とは反対方向へ作用する反力である。この反力モータ４は、ブラシレスモータ等で構成し、コントローラ２０が出力する反力モータ駆動電流に応じて駆動する。
【００１０】
操舵トルクセンサ５は、ステアリングホイール１からステアリングホイール２に伝達する操舵トルクＴを検出する。この操舵トルクセンサ５は、トーションバーの捩れ角変位をポテンショメータで検出することで、操舵トルクＴを検出する構成となっている。
クラッチ６は、ステアリングホイール１と転舵輪１１Ｒ，１１Ｌとの間に介装し、コントローラ２０からのクラッチ指令（クラッチ指令電流）に従って、解放状態または締結状態に切り換わる。
このクラッチ６は、通常状態では、解放状態となっており、ＳＢＷシステムに何らかの異常（例えば操舵反力系の異常）が発生したときに締結状態となる。当該異常が発生してクラッチ６を締結した状態では、操舵系に運転者の操舵負担を軽減するための操舵補助力を付与する操舵補助制御（以下、ＥＰＳ制御という）を行う。
【００１１】
また、このクラッチ６は、運転者がステアリングホイール１を切り込み限界付近まで操舵した端当て状態であるときにも、締結状態となる。端当て状態となってクラッチ６を締結した状態では、運転者に端当て感を与えるための端当て時制御を行う。
クラッチ６の解放状態では、ステアリングホイール１と転舵輪１１Ｒ，１１Ｌとの間のトルク伝達経路が機械的に分離するため、ステアリングホイール１の操舵操作が転舵輪１１Ｒ，１１Ｌへ伝達しない状態となる。一方、クラッチ６の締結状態では、ステアリングホイール１と転舵輪１１Ｒ，１１Ｌとの間のトルク伝達経路が機械的に結合するため、ステアリングホイール１の操舵操作が転舵輪１１Ｒ，１１Ｌへ伝達する状態となる。
【００１２】
図２は、クラッチ６の構成を説明する分解構成図である。また、図３は、クラッチ６の締結状態を示す図である。ここで、図３（ａ）は、入力軸方向に沿う面から見た図、図３（ｂ）はローラ位置の入力軸半径方向に沿う面から見た図である。
この図２及び図３に示すように、クラッチ６は、内輪カム６１、外輪６２及び複数（一例として、８個を図示）のローラ（係合子）６３を有する。そして、内輪カム６１の外面（外周面）６１ａと外輪６２の内面（内周面）６２ａとの間にローラ６３が噛み込んで係合することにより、締結状態となる。また、内輪カム６１の外面６１ａと外輪６２の内面６２ａの間に係合していたローラ６３の係合が解除することにより、解放状態となる。
【００１３】
内輪カム６１は、ステアリングホイール１の操作に連動する入力軸６４（ステリングシャフト２）に連結し、入力軸６４の回動時に入力軸６４と一体的に回動する。円筒状の外輪６２は、内輪カム６１を格納するように内輪カム６１を覆って配置し、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌに操舵トルクを伝達する図示しない出力軸（ピニオンシャフト７）に連結する。
内輪カム６１と、内輪カム６１を覆う外輪６２との間には、入力軸６４方向に重ねて摺動保持器６５と回転保持器６６とを、それぞれの脚部６５ａ，６６ａを交互に位置して配置する。両脚部６５ａ，６６ａは何れも、重なり合う内輪カム６１の外面６１ａと外輪６２の内面６２ａとの間に形成した空間を自由に移動することができる。
【００１４】
摺動保持器６５は、内輪カム６１が挿通可能な円環部６５ｂと、円環部６５ｂに入力軸６４方向に突設すると共に略等間隔離間する４個の脚部６５ａとを有する。各脚部６５ａは、入力軸６４を挿通したアーマチュア６７に連結する。また、回転保持器６６は、内輪カム６１が挿通可能な円環部６６ｂと、円環部６６ｂに入力軸６４方向に突設すると共に略等間隔離間して４個の脚部６６ａを有する。
【００１５】
摺動保持器６５と回転保持器６６のそれぞれの脚部６５ａ，６６ａは、重なり合う内輪カム６１の外面と外輪６２の内面６２ａとの間に、隣接する脚部６５ａ，６６ａ間距離が長い空間と短い空間が交互に位置するように配置する。この４箇所の脚部６５ａ，６６ａ間距離が長い空間のそれぞれには、コイルバネ等のバネ部材６８と共にローラ６３を配置する。各バネ部材６８は、並置した２個を１組として、内輪カム６１とアーマチュア６７との間に位置するバネ保持部材６９によって位置決め保持する。
【００１６】
内輪カム６１と外輪６２との間に配置した摺動保持器６５と回転保持器６６の、それぞれの円環部６５ｂ,６６ｂの対向面間には、ボールカム（ボールトルクカム）機構７０が介在している。ボールカム機構７０は、円環部６５ｂと円環部６６ｂのそれぞれの対向面に設けた円弧状断面のカム溝７０ａと、両カム溝７０ａ間に挟み込んだボール７０ｂとを有している。
【００１７】
ローラ６３は、例えば円柱状に形成し、内輪カム６１の外面６１ａに接触しつつ移動可能に配置している。バネ部材６８の両側に位置する２個のローラ６３は、バネ部材６８によって付勢し、一方は脚部６５ａに、他方は脚部６６ａに、それぞれ押し当てる。
各ローラ６３が移動する内輪カム６１の外面６１ａは、各ローラ６３を押し当てている両脚部６５ａ，６６ａ間の略中央と、各脚部６５ａ，６６ａとを直線状に結ぶ平坦面（平面）により形成している。この平坦面は、入力軸６４半径方向断面において、内輪カム６１の外面６１ａを円弧とした場合、円弧に対する弦に相当する。つまり、ローラ６３を配置した脚部６５ａ（或いは脚部６６ａ）側へ向かう空間は、外輪６２の内面６２ａ側を上面に、平坦面からなる内輪カム６１の外面６１ａ側を下面にして、脚部６５ａ（或いは脚部６６ａ）に向かうに連れて上下面間距離が狭まった、楔形状空間となる。なお、脚部６５ａと脚部６６ａは、楔形状空間を自由に移動することができる。
【００１８】
また、図２及び図３に示すように、アーマチュア６７を回転自在に装着した入力軸６４には、アーマチュア６７の外側（内輪カム６１とは反対側）に隣接して、入力軸６４と一体的に回転するロータ７１を装着している。アーマチュア６７は、ロータ７１側に突設した複数の脚６６ａを介して、ロータ７１に対し、入力軸６４方向に規制した離反距離のもと接近離反可能に、且つ、入力軸６４を軸心として回動自在に装着している。このロータ７１には、電磁コイル７２が内蔵されており、電磁コイル７２の励磁によりコイル吸引力が発生することで、アーマチュア６７をロータ７１に引き寄せ密着する。
【００１９】
次に、クラッチ６の動作について説明する。
（クラッチ締結時）
クラッチ締結時は、電磁コイル７２が無励磁状態にあり、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、バネ部材６８は、各ローラ６３を脚部６５ａ或いは脚部６６ａに押し当てている。各ローラ６３を介して、脚部６５ａ或いは脚部６６ａにバネ部材６８の付勢力が作用することにより、脚部６５ａと脚部６６ａは、互いに離反するように押し広げられ、摺動保持器６５と回転保持器６６が互いに逆向きに内輪カム６１の回りを移動する。
【００２０】
脚部６５ａと脚部６６ａが押し広げられるのに伴って、バネ部材６８の両側に位置してバネ部材６８に付勢されている両ローラ６３は、外輪６２の内面６２ａと内輪カム６１の外面６１ａとで囲まれ、脚部６５ａ（或いは脚部６６ａ）側が狭まった楔形状空間に入り込む。楔形状空間に入り込んだ両ローラ６３は、各ローラ６３の内輪カム６１と外輪６２との噛み込み位置まで、即ち、アーマチュア６７が外輪６２に接触するまで移動する。
【００２１】
脚部６５ａと脚部６６ａが押し広げられて、摺動保持器６５と回転保持器６６が互いに逆向きに移動するのに伴い、両円環部６５ｂ,６６ｂの対向面間に介在するボールカム機構７０において、ボール７０ｂが両カム溝７０から略露出した状態になり、両円環部６５ｂ,６６ｂ間の距離が拡大する。そのとき、円環部６５ｂと共に脚部６５ａが、ロータ７１から離反するように移動し、それに連れて、アーマチュア６７が、ロータ７１から離反し外輪６２のロータ７１対向端面に向かって移動する。
そして、互いに逆向きに回動移動する内輪カム６１と外輪６２との位相差が許容値を超えた時点で、ローラ６３が内輪カム６１と外輪６２の間に楔状に噛み込むことにより、入力軸６４に連結する内輪カム６１と、出力軸に連結する外輪６２が締結状態になる。
【００２２】
（クラッチ解放時）
図４は、クラッチ６の解放状態を示す図である。ここで、図４（ａ）は入力軸方向に沿う面から見た図、図４（ｂ）はローラ位置の入力軸半径方向に沿う面から見た図である。
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、クラッチ解放時、電磁コイル７２が励磁状態になってコイル吸引力が発生し、外輪６２に接触していたアーマチュア６７は、ロータ７１側に引き寄せられる。アーマチュア６７がロータ７１側に引き寄せられるのに伴い、アーマチュア６７と脚部６５ａが連結されている摺動保持器６５もロータ７１側に移動する。摺動保持器６５のロータ７１側への移動時、摺動保持器６５と回転保持器６６の間に介在しているボールカム機構７０において、ボール７０ｂがカム溝７０ａ内に略埋没した状態になるように、摺動保持器６５と回転保持器６６が互いに逆向きに移動する。
【００２３】
摺動保持器６５と回転保持器６６の移動に伴って、脚部６５ａと脚部６６ａがそれぞれバネ部材６８の両側に位置するローラ６３を付勢力に抗して互いに接近させるように、両脚部６５ａ，６６ａが接近移動し、バネ部材６８を押し縮めて圧縮状態にする。この両脚部６５ａ，６６ａの接近移動により、両ローラ６３０は、入り込んでいた楔形状空間から押し出され、内輪カム６１と外輪６２との噛み込み位置から離脱する。
【００２４】
そして、両ローラ６３が、内輪カム６１と外輪６２との噛み込み位置から離脱することにより、入力軸６４に連結する内輪カム６１と、出力軸に連結する外輪６２の締結が解除され、解放状態になる。
このように、本実施形態のクラッチ６は、内輪カム６１の外面６１ａと外輪６２の内面６２ａとの間にローラ６３が楔状に噛み込んで係合することにより締結状態となる構成を有する。また、クラッチ６は、内輪カム６１の外面６１ａと外輪６２の内面６２ａとの間のローラ６３の係合が解除することにより解放状態となる構成を有する。
【００２５】
図１に戻って、ピニオンシャフト７の他端には、ピニオンギア１２を設ける。ピニオンギア１２は、ラック軸１３の両端部間に設けたラックギアと噛合する。
ラック軸１３の両端は、それぞれタイロッド１４及びナックルアーム１５を介して、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌに連結する。すなわち、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌは、ピニオンギア１２の回転に応じてラック軸１３が車幅方向へ変位することで、タイロッド１４及びナックルアーム１５を介して転舵し、車両の進行方向を変化可能となっている。
【００２６】
また、転舵モータ８は、反力モータ４と同様にブラシレスモータ等で構成し、コントローラ２０が出力する転舵モータ駆動電流に応じて駆動する。この転舵モータ８は、転舵モータ駆動電流に応じて駆動することにより、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌを転舵するための転舵トルクを出力する。
転舵モータ８の出力軸先端側には、ピニオンギアを用いて形成した転舵出力歯車８ａを設ける。そして、転舵出力歯車８ａは、ラック軸１３の両端部間に設けたラックギアと噛合する。すなわち、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌは、転舵出力歯車８ａの回転に応じて転舵可能となっている。
【００２７】
さらに、転舵モータ８には、転舵モータ角センサ９を設ける。転舵モータ角センサ９は、転舵モータ８の回転角を検出する。転舵輪１１Ｒ，１１Ｌの転舵角θｒは、転舵出力歯車８ａの回転角度と、ラック軸１３のラックギアと転舵出力歯車８ａとのギア比とによって一意に決定する。そのため、本実施形態では、転舵モータ８の回転角から転舵輪１１Ｒ，１１Ｌの転舵角θｒを求める。
コントローラ２０は、操舵角センサ３で検出したステアリングホイール１の操舵角θｓと、操舵トルクセンサ５で検出した操舵トルクＴと、転舵モータ角センサ９で検出した転舵角θｒとを入力する。また、コントローラ２０は、この他に、他システムのコントローラ１６から車速Ｖやヨーレートγを入力する。
【００２８】
そして、クラッチ６の解放状態では、コントローラ２０は、ステアリングホイール１の操舵状態に応じて転舵モータ８を駆動制御し、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌを転舵する。これにより、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌの転舵角θｒは、操舵状態に応じた転舵指令角に一致する。また同時に、コントローラ２０は、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌの転舵状態に応じて反力モータ６を駆動制御し、ステアリングホイール１に操舵反力を付与する。これにより、ステアリングホイール１に路面反力を模擬した操舵反力を与える。このようにして、コントローラ２０は、ステアバイワイヤ制御（以下、ＳＢＷ制御という）を行う。
【００２９】
また、端当て状態となってクラッチ６を締結した状態では、コントローラ２０は、運転者に端当て感を与えるための端当て時制御として、転舵角を所定転舵角で固定する転舵角固定制御を行う。上記所定転舵角は、例えばラックエンド角とする。端当て時制御は、運転者がステアリングホイール１の切り戻し操作を行ったタイミングで終了する。端当て時制御を終了した後は、通常のＳＢＷ制御に復帰する。
【００３０】
本実施形態では、コントローラ２０は、端当て時制御からＳＢＷ制御へ移行する際、クラッチ解放指令を出力してからクラッチ６の解放が完了するまでの間、ギア比固定制御を行う。ギア比固定制御とは、転舵角θｒを、操舵角θｓの変化勾配に対して転舵角θｒの変化勾配が一致又は略一致するような転舵指令角（ギア比固定転舵指令角）とするべく転舵モータ８を駆動制御するものである。以下、このギア比固定制御について詳細に説明する。
【００３１】
図５は、コントローラ２０の構成を示すブロック図である。
この図５に示すように、コントローラ２０は、切替判定部２１と、クラッチ制御部２２とを備える。
切替判定部２１は、操舵角θｓと転舵角θｒと操舵トルクＴとを入力し、クラッチ６の締結及び締結解除の切替を判定する。本実施形態では、切替判定部２１は、操舵角θｓと転舵角θｒとに基づいて端当て状態を検出し、その検出結果に応じてクラッチ６の締結及び締結解除の切替を判定する。ここで、端当て状態とは、運転者がステアリングホイール１を中立位置から左方向または右方向に操舵し、ラック軸１３が最大移動量に達した状態（操舵限界に達した状態）をいう。また、切替判定部２１は、操舵トルクＴに基づいて、クラッチ６の状態（締結状態であるか解放状態であるか）を判定する。
【００３２】
図６は、切替判定部２１で実行する端当て判定処理手順を示すフローチャートである。この端当て判定処理は、所定時間毎に繰り返し実行する。
先ずステップＳ１で、切替判定部２１は、直前に設定した後述する切替判定フラグＦｌｇに基づいて、クラッチ６が締結状態であるか否かを判定する。そして、Ｆｌｇ＝０又はＦｌｇ＝２である場合には、クラッチ６が解放状態であると判断してステップＳ２に移行する。一方、Ｆｌｇ＝１である場合には、クラッチ６が締結状態であると判断して後述するステップＳ８に移行する。
【００３３】
ステップＳ２では、切替判定部２１は、転舵角θｒが最大転舵角即ちラックエンド角であるか否かを判定する。そして、転舵角θｒが最大転舵角ではないと判定した場合にはステップＳ３に移行し、転舵角θｒが最大転舵角であると判定した場合には後述するステップＳ５に移行する。
ステップＳ３では、切替判定部２１は、クラッチ６を解放するためのクラッチ指令（クラッチ解放指令）を、クラッチ制御部２２に出力し、ステップＳ４に移行する。
【００３４】
ステップＳ４では、切替判定部２１は、切替判定フラグＦｌｇを、端当て状態ではないことを示す“０”にセットする。そして、切替判定フラグＦｌｇ＝０を後述する反力指令切替部２５及び転舵指令切替部３０に出力してから、端当て判定処理を終了する。
ステップＳ５では、切替判定部２１は、操舵角θｓが最大操舵角即ち切り込み限界角であるか否かを判定する。そして、操舵角θｓが最大操舵角ではないと判定した場合には前記ステップＳ３に移行し、操舵角θｓが最大操舵角であると判定した場合にはステップＳ６に移行する。
【００３５】
ステップＳ６では、切替判定部２１は、クラッチ６を締結するためのクラッチ指令（クラッチ締結指令）をクラッチ制御部２２に出力し、ステップＳ７に移行する。
ステップＳ７では、切替判定部２１は、切替判定フラグＦｌｇを、端当て状態であることを示す“１”にセットする。そして、切替判定フラグＦｌｇ＝１を後述する反力指令切替部２５及び転舵指令切替部３０に出力してから、端当て判定処理を終了する。
【００３６】
このように、切替判定部２１は、ＳＢＷ制御中に端当て状態であるか否かを判定し、端当て状態を検出していないとき、後述する反力指令切替部２５及び転舵指令切替部３０に切替判定フラグＦｌｇ＝０を出力する。また、このとき切替判定部２１は、クラッチ制御部２２にクラッチ解除指令を出力する。一方、切替判定部２１は、ＳＢＷ制御中に端当て状態を検出すると、後述する反力指令切替部２５及び転舵指令切替部３０に切替判定フラグＦｌｇ＝１を出力すると共に、クラッチ制御部２２にクラッチ締結指令を出力する。
【００３７】
また、ステップＳ８では、切替判定部２１は、端当て時制御を終了するか否かを判定する。例えば、運転者によるステアリングホイール１の切り戻し操作を検出したとき、端当て時制御を終了するものと判断する。そして、端当て時制御を終了すると判断した場合には、クラッチ６の締結解除条件が成立したものとしてステップＳ９に移行し、端当て時制御を継続すると判断した場合には前記ステップＳ６に移行する。
ステップＳ９では、切替判定部２１は、クラッチ制御部２２にクラッチ解放指令を出力し、ステップＳ１０に移行する。
ステップＳ１０では、切替判定部２１は、切替判定フラグＦｌｇを、端当て状態でなくなりクラッチ解放動作中であることを示す“２”にセットする。そして、切替判定フラグＦｌｇ＝２を後述する反力指令切替部２５及び転舵指令切替部３０に出力し、ステップＳ１１に移行する。
ステップＳ１１では、切替判定部２１は、クラッチ６が確実に解放状態となったか否かを判定する。ここでは、操舵トルクセンサ５で検出した操舵トルクＴが、ゼロ付近の解放判断閾値以下（例えば１Ｎｍ以下）である状態が、所定時間（例えば数ｍｓｅｃ）続いたときに、クラッチ６の解放が完了したと判断する。
【００３８】
そして、このステップＳ１１で、クラッチ６がまだ解放していないと判断すると前記ステップＳ９に移行し、クラッチ６が解放したと判断すると端当て判定処理を終了する。
クラッチ制御部２２は、切替判定部２１から入力したクラッチ指令に従って、クラッチ６の締結及び締結解除を制御する。
図２に戻って、コントローラ２０は、反力演算部２３と、リミッタ２４と、反力指令切替部２５と、反力制御部２６とを備える。
反力演算部２３は、操舵角θｓと車速Ｖと転舵角θｒとに基づいて、目標の反力指令（転舵状態に応じた反力トルク）を演算する。そして、演算した反力指令を通常反力指令Ｔｓ０として設定する。
【００３９】
そして、反力演算部２３は、設定した通常反力指令Ｔｓ０を、そのまま反力指令切替部２５に出力すると共に、リミッタ２４を介して反力指令切替部２５に出力する。リミッタ２４は、通常反力指令Ｔｓ０に制限をかけ、その結果をリミッタ後反力指令Ｔｓ１として反力指令切替部２５に出力する。
反力指令切替部２５は、切替判定部２１から切替判定フラグＦｌｇ＝０又は切替判定フラグＦｌｇ＝２を入力している場合には、通常反力指令Ｔｓ０を最終反力指令Ｔｓ*として反力制御部２６に出力する。また、反力指令切替部２５は、切替判定部２１から切替判定フラグＦｌｇ＝１を入力している場合には、リミッタ後反力指令Ｔｓ１を最終反力指令Ｔｓ*として反力制御部２６に出力する。
【００４０】
反力制御部２６は、実反力トルクを最終反力指令Ｔｓ*に一致するための反力モータ４への電流指令値（反力モータ駆動電流）を演算し、その電流司令値をもとに反力モータ４を駆動制御する。ここでは、フィードフォワード制御＋フィードバック制御＋ロバスト補償による反力サーボ制御により、上記電流指令値を演算する。
転舵指令角演算部２７は、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌを運転者の操舵に応じた転舵角とするための転舵指令角を演算する。ここでは、操舵角θｓに、車速Ｖに応じて設定したギア比を乗算し、転舵指令角を演算する。そして、転舵指令角演算部２７は、演算した転舵指令角を通常転舵指令角θｒ０として転舵指令切替部３０に出力する。
【００４１】
端当て時転舵指令角出力部２８は、予め格納した転舵角（例えばラックエンド角）を、端当て時転舵指令角θｒ１として転舵指令切替部３０に出力する。
解放時転舵指令角演算部２９は、操舵角θｓと転舵角θｒと操舵トルクＴとを入力する。この解放時転舵指令角演算部２９は、クラッチ６を、締結状態からできるだけ早く確実に解放状態とするためのクラッチ解放用の転舵指令角（解放時転舵指令角θｒ２）を演算する。
【００４２】
本実施形態では、解放時転舵指令角演算部２９は、操舵角θｓの変化勾配に対して転舵角θｒの変化勾配が一致するような転舵指令角を算出し、その転舵指令角を、操舵トルクＴが減少する方向に補正することで、解放時転舵指令角θｒ２を演算する。
図７は、解放時転舵指令角演算部２９の構成を示すブロック図である。
解放時転舵指令角演算部２９は、オフセット算出部２９ａと、減算器２９ｂと、トルク解消項算出部２９ｃと、加算器２９ｄとを備える。
オフセット算出部２９ａは、操舵角θｓと、転舵角θｒと、切替判定フラグＦｌｇとを入力する。そして、切替判定フラグＦｌｇが２以外から２となったタイミングで、次式をもとにオフセットΔθを算出する。
Δθ＝θｓ−θｒ  ………（１）
【００４３】
そして、オフセット算出部２９ａは、切替判定フラグＦｌｇが２以外に切り替わるまで、上記タイミングで算出したオフセットΔθを出力する。オフセットΔθは、切替判定フラグＦｌｇ＝２となったタイミングでの操舵角θｓと転舵角θｒとの角度偏差である。すなわち、当該角度偏差は、切替判定フラグＦｌｇ＝２となる前に実施していた可変ギア比制御によって生じた角度偏差である。
減算器２９ｂは、操舵角θｓからオフセット算出部２９ａで算出したオフセットΔθを減算し、その結果を転舵指令角θｒｓとして出力する。この転舵指令角θｒｓは、操舵角θｓの変化勾配と転舵角θｒの変化勾配とを一致させるための転舵輪１１Ｒ，１１Ｌの転舵指令角である。
トルク解消項算出部２９ｃは、操舵トルクＴに予め設定したゲインを乗算することで、操舵トルクＴ分に相当する転舵指令角θｒｔを算出する。そして、算出した転舵指令角θｒｔを、転舵指令角θｒｓを補正するためのトルク解消項として加算器２９ｄに出力する。
【００４４】
加算器２９ｄは、減算器２９ｂから出力した転舵指令角θｒｓとトルク解消項θｒｔとを加算し、その結果を解放時転舵指令角θｒ２として出力する。
転舵指令切替部３０は、切替判定部２１から切替判定フラグＦｌｇ＝０を入力している場合には、通常転舵指令角θｒ０を最終転舵指令角θｒ*として角度サーボ制御部３１に出力する。また、転舵指令切替部３０は、切替判定部２１から切替判定フラグＦｌｇ＝１を入力している場合には、端当て時転舵指令角θｒ１を最終転舵指令角θｒ*として角度サーボ制御部３１に出力する。さらに、転舵指令切替部３０は、切替判定部２１から切替判定フラグＦｌｇ＝２を入力している場合には、解放時転舵指令角θｒ２を最終転舵指令角θｒ*として角度サーボ制御部３１に出力する。
【００４５】
角度サーボ制御部３１は、実転舵角θｒが最終転舵指令角θｒ*と一致するように、転舵モータ８の電流指令値（転舵モータ駆動電流）を演算する。ここで、角度サーボ制御部３１は、最終転舵指令角θｒ*に所定の応答特性で実転舵角θｒが追従するように制御演算する角度サーボ制御により、転舵モータ８の電流指令値を演算する。舵角サーボ制御では、フィードフォワード制御＋フィードバック制御＋ロバスト補償により、上記電流指令値を演算する。
【００４６】
このように、コントローラ２０は、切替判定部２１で端当て状態を検出してクラッチ６を締結したとき、運転者に端当て感を与えるための端当て時制御を行う。そして、コントローラ２０は、この端当て時制御中に、運転者のステアリングホイール１の切り戻し操作を検出すると、端当て時制御を終了してＳＢＷ制御に復帰するべくクラッチ６に解放指令を出力する。
このとき、クラッチ６に解放指令を出力した後、クラッチ６の解放が完了するまでの間は、可変ギア比制御を停止して、操舵角θｓと転舵角θｒとが同じように動くように転舵モータ８を駆動制御する。その際、操舵トルクＴを減らすように転舵指令角を補正する。このようにして、ギア比固定制御を行う。
【００４７】
（動作）
次に、第１の実施形態の動作について説明する。
本ＳＢＷシステムは、クラッチ６の締結を解除した状態でＳＢＷ制御を実行する。
ＳＢＷ制御中に運転者がステアリング操作を行うと、操舵角センサ３は運転者が入力した操舵角θｓを検出する。そして、コントローラ２０は、実転舵角が、操舵角センサ３が検出した操舵角θｓに応じた転舵量となるように転舵モータ８を駆動制御する。これにより、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌが転舵する。
【００４８】
また、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌの転舵によって、路面から転舵輪１１Ｒ，１１Ｌへ路面反力が入力する。そのため、コントローラ２０は、反力モータ４を駆動制御して、実路面反力に相当する操舵反力をステアリングホイール１に付与する。
このようにしてＳＢＷ制御を行うことで、運転者は自身の感覚に合致したステアリング操作を行うことができる。
このＳＢＷ制御中に、運転者がステアリングホイール１の切り込み操作を行い、図８の時刻ｔ１の直前で切り込み限界に達すると、操舵角センサ３は最大操舵角θｓを検出する。また、その操舵角θｓに応じた転舵量となるように転舵モータ８を駆動制御することで、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌは最大転舵角まで転舵する。そのため、転舵モータ角度センサ９は最大転舵角θｒを検出する（図６のステップＳ２でＹｅｓ、ステップＳ５でＹｅｓ）。
【００４９】
すると、コントローラ２０は、時刻ｔ１で、クラッチ締結指令によってクラッチ６を解放状態から締結状態へ切り替える制御を行う（ステップＳ６）。また、同時に、最終転舵指令角θｒ*を端当て時転舵指令角θｒ１に固定すると共に、最終反力指令Ｔｓ*をリミット後反力指令Ｔｓ１に切り替える（ステップＳ７）。
これにより、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌの転舵角は、端当て時転舵指令角θｒ１で固定となる。このとき、ステアリングホイール１と転舵輪１１Ｒ，１１Ｌとは、クラッチ６を介して機械的に連結している。そのため、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌの転舵角を固定することで、ステアリングホイール１をそれ以上切り込めないようにすることができる。すなわち、反力モータの過熱を防止しつつ、運転者に対して良好な端当て感を与えることができる。
【００５０】
その後、運転者がハンドルを切り戻し方向に操作すると、コントローラ２０は端当て時制御を終了すると判断し（ステップＳ８でＹｅｓ）、時刻ｔ２で、クラッチ解放指令によってクラッチ６を締結状態から解放状態へ切り替える制御を行う（ステップＳ９）。このとき、コントローラ２０は、解放時転舵指令角θｒ２を最終転舵指令角θｒ*として設定すると共に、通常反力指令Ｔｓ０を最終反力指令Ｔｓ*として設定する（ステップＳ１０）。
【００５１】
時刻t２ではトルクが立っているため、解放時転舵指令角θｒ２は、操舵角θｓの変化勾配と転舵角θｒの変化勾配とを一致するための転舵指令角θｒｓを、操舵トルクＴが減少する方向へ補正した値となる。
したがって、解放時転舵指令角θｒ２を最終転舵指令角θｒ*として設定することで、時刻ｔ２以降は、ステアリングホイール１の切り戻し操作に伴って、操舵角θｓとほぼ同じ戻り方で最終転舵指令角θｒ*が変化する。つまり、操舵側と転舵側が同じように戻ることになる。さらに、解放時転舵指令角θｒ２には、トルク解消項θｒｔによって操舵トルクＴを減らす方向に補正を入れているため、トルクセンサ値は徐々にゼロとなる。
【００５２】
このように、トルクセンサ値が小さくなりクラッチ６が解放し易い状態となることで、クラッチ６が実際に解放すると、操舵トルクＴは完全に立たなくなる。そして、操舵トルクＴが解放判断閾値以下となる状態が一定時間続くと、時刻ｔ３でクラッチ６の解放が完了したと判断し（ステップＳ１１でＹｅｓ）、この時刻ｔ３で通常のＳＢＷ制御に復帰する（ステップＳ３及びＳ４）。
【００５３】
ところで、クラッチを締結した端当て時制御を行っている状態から、クラッチを解放して通常のＳＢＷ制御へ移行する場合、クラッチ解放指令を出力するのと同時にＳＢＷ制御へ移行すると、操舵の違和感が発生する場合がある。以下、この点について説明する。
図９は、クラッチ解放時における操舵の違和感について説明する図である。この図９に示す例では、時刻ｔ１１でクラッチ締結指令を出力し、クラッチを締結状態として端当て時制御を開始した後、時刻ｔ１２でクラッチ解放指令を出力している。
【００５４】
時刻ｔ１２でクラッチ解放指令を出力すると同時にＳＢＷ制御に移行して可変ギア比制御を開始すると、時刻ｔ１２以降は、操舵角θｓの変化勾配に対して転舵指令角θｒ*の変化勾配が大きくなる。すなわち、ステアリングホイール１の切り戻し量に対して、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌが大きく戻ろうとする。
このとき、クラッチが解放状態であれば、クラッチが滑ることで操舵角θｓと転舵角θｒとの角度差を吸収し、ステアリングホイール１の切り戻し量に対して、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌが大きく戻ることができる。
ところが、時刻ｔ１２でクラッチ解放指令を出力したにもかかわらず、クラッチを解放できなかった場合、ハンドル戻し量に対して転舵輪１１Ｒ，１１Ｌが大きく戻ろうとしてもクラッチは滑らない。そのため、操舵角θｓと転舵角θｒとに角度差を設けることができず、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌが戻ることでハンドルを取られるおそれがある。
【００５５】
また、このときトルクセンサがねじれ、トルクセンサ値は大きくなる。この状態は、図２に示す構成のクラッチの場合、ローラ６３が内外輪に強く噛み込んだ状態である。したがって、この状態では、クラッチ解放指令を出力してもクラッチを解放することができない。そのため、時刻ｔ１２から所定時間（図８の時刻ｔ２から時刻ｔ３までに相当する時間）が経過した時刻ｔ１３でも、クラッチが締結状態のままとなってしまう。
このように、クラッチ解放指令を出力すると同時にＳＢＷ制御の可変ギア比制御を開始すると、操舵の違和感が生じると共に、クラッチの解放が困難になる。
そこで、クラッチ締結状態からクラッチ解放状態としてＳＢＷ制御を開始する場合、クラッチ解放指令を出力したときはＥＰＳ制御を行っておき、クラッチの解放が完了したと判断したらＳＢＷ制御に移行する方法もある。
【００５６】
ところが、この場合、クラッチが実際に解放してからクラッチの解放判断が終了するまでの間は、クラッチ解放状態でＥＰＳ制御を行うことになる。しかしながら、クラッチ解放状態ではトルクセンサでトルクが検出できないため、アシスト電流を適切に発生することができない。そのため、クラッチの解放判断に時間がかかると、その分、クラッチ解放状態でＥＰＳ制御を長く続けることになり、操舵感が悪化してしまう。
【００５７】
これに対して、本実施形態では、クラッチ解放指令を出力してから実際にクラッチ６の解放が完了するまでの間は、可変ギア比制御を停止したギア比固定制御を行う。これにより、上述したようなハンドル戻りの違和感も低減することができる。
また、操舵側と転舵側とが同じように動くようにすることができ、操舵トルクＴの増加を禁止することができる。そのため、クラッチ６を構成するローラ６３が内外輪に噛み込む力が余計にかかるのを防止することができる。その結果、クラッチ６を解放し易くすることができる。
【００５８】
さらに、このとき、操舵トルクセンサ５で操舵トルクＴを検出し、操舵トルクＴを減らす方向に転舵指令角を補正する。そのため、クラッチ６が解放し易い状態を素早く作り出すことができ、素早く確実にクラッチを解放することができる。実際の転舵の応答は進んだり遅れたりするものであり、ジョイントによる角度変化もあるため、クラッチ締結中は可変ギア比制御を停止するだけではハンドルを取られる現象が生じる場合がある。操舵トルクＴを減らすように転舵指令角を補正することで、クラッチ締結中にハンドルが取られるのを確実に防止することができる。
【００５９】
また、クラッチが実際に解放してからクラッチの解放判断が終了するまでの間は、クラッチ解放状態でギア比固定制御を行う。ギア比固定制御ではトルクセンサ値を用いないため、クラッチ解放状態となってトルクセンサでトルクを検出できない状態であっても適切な制御が可能である。
なお、図１において、反力モータ４が反力アクチュエータに対応し、転舵モータ８が転舵アクチュエータに対応し、コントローラ２０が操舵制御部に対応している。さらに、操舵角センサ３が操舵角検出部に対応し、操舵トルクセンサ５が操舵トルク検出部に対応し、転舵モータ角センサ９が転舵角検出部に対応している。また、図２において、リミッタ２４、反力指令切替部２５、反力制御部２６、端当て時転舵指令角出力部２８、転舵指令切替部３０及び角度サーボ制御部３１が端当て制御部に対応している。
【００６０】
さらに、図６のステップＳ６がクラッチ締結制御部に対応し、ステップＳ８が切り戻し検出部に対応している。また、ステップＳ９がクラッチ解放制御部に対応し、ステップＳ１０が操舵反力付与部に対応し、ステップＳ１０及び図７の解放時転舵指令角演算部２９がギア比固定制御部に対応し、ステップＳ１１が解放完了検出部に対応している。
また、図７のオフセット算出部２９ａがオフセット算出部に対応し、減算器２９ｂが転舵指令角算出部に対応し、トルク解消項算出部２９ｃ及び加算器２９ｄが補正部に対応している。
【００６１】
（効果）
第１の実施形態では、以下の効果が得られる。
（１）クラッチ６を締結した状態でクラッチ６の締結解除条件が成立したとき、コントローラ２０は、クラッチ解放指令を出力する。そして、クラッチ解放指令を出力してから、実際にクラッチ６の解放が完了したことを検出するまでの間、操舵角θｓの変化勾配と転舵角θｒの変化勾配とが一致又は略一致するように転舵角θｒを制御するギア比固定制御を行う。
このように、クラッチ解放指令を出力してから実際にクラッチ６が解放するまでの間、可変ギア比制御を停止して、ステアリングホイール１が１回転したときピニオンギアも１回転するような制御を行う。そのため、操舵トルクの増加を抑制しクラッチを解放し易くすることができる。また、クラッチを締結したまま可変ギア比制御を行うことがないため、ハンドルを取られるといった操舵の違和感も生じない。さらに、クラッチの解放に伴うトルク変動に起因したトルクセンサやシャフトの自由振動を防止することができる。したがって、クラッチ解放時における違和感（音振）を防止することができる。
【００６２】
（２）クラッチ６は、内輪カム６１と、外輪６２と、操舵による入力軸６４の回動時、内輪カム６１の外面６１ａと外輪６２の内面６２ａとの間に楔状に噛み込むローラ６３とを有する。そして、クラッチ６は、ローラ６３が噛み込み内輪カム６１と外輪６２とが係合することにより締結状態となり、ローラ６３の噛み込みが解除され内輪カム６１と外輪６２との係合が解除されることにより解放状態となる。
このような構造のクラッチ６では、トルクを印加するとローラ６３が内外輪に噛み込み、締結状態となる。すると、仮にクラッチ解放指令を出力しても解放状態とすることができない。しかしながら、ギア比固定制御を行うことで、上記のような構造のクラッチ６を適用した場合であっても、適切にクラッチ６を解放状態とすることができる。
【００６３】
（３）コントローラ２０は、クラッチ解放指令を出力したときの操舵角θｓから、クラッチ解放指令を出力したときの転舵角θｒを減算することで、操舵角θｓと転舵角θｒとの角度偏差（オフセット）Δθを算出する。そして、現在の操舵角θｓからオフセットΔθを減算することで、操舵角θｓの変化勾配と転舵角θｒの変化勾配とが一致するための転舵指令角θｒｓを算出する。
このように、クラッチ解放指令を出力したときの角度偏差Δθ（直前の可変ギア比制御によって生じている角度偏差）と、現在の操舵角θｓとを用いるので、操舵角θｓの変化勾配と転舵角θｒの変化勾配とが一致するための転舵指令角θｒｓを精度良く算出することができる。
【００６４】
（４）コントローラ２０は、ギア比固定制御に際し、操舵角θｓの変化勾配と転舵角θｒの変化勾配とが一致するための転舵指令角θｒｓを、操舵トルクＴが減少する方向に補正する。そして、転舵角θｒを、補正後の転舵指令角とするべく転舵モータ８を駆動制御する。
これにより、素早くトルクを打ち消し、クラッチ６が解放し易い状態とすることができる。したがって、運転者がステアリングホイール１を操作しているときにクラッチ解放指令を出力した場合であっても、クラッチ６の素早い解放が可能となる。
【００６５】
（５）コントローラ２０は、ギア比固定制御中、ステアリングホイール１に転舵輪１１Ｒ，１１Ｌの転舵状態に応じた操舵反力を付与するべく反力モータ４を駆動制御する。
このように、ギア比固定制御中に、通常のＳＢＷ制御における操舵反力を付与する。これにより、クラッチ解放に伴う反力変動を感じにくくすることができる。
また、ギア比固定制御は、ＳＢＷ制御における転舵指令角（通常転舵指令角θｒ０）のみをギア比固定制御用の転舵指令角（解放時転舵指令角θｒ２）に切り替えた制御とすることができる。したがって、スムーズにＳＢＷ制御へ切り替えることができる。
【００６６】
（６）コントローラ２０は、クラッチ解放状態でＳＢＷ制御を行い、ＳＢＷ制御中に端当て状態を検出すると、クラッチ締結状態として運転者に端当て感を与える端当て時制御を行う。そして、この端当て時制御中に、運転者によるステアリングホイールの切り戻し操作を検出したとき、クラッチ６に対して締結解除指令を出力する。
これにより、クラッチ締結状態からクラッチ解放状態とする場面において、操舵の違和感なく確実なクラッチ解放動作を行うことができる。
【００６７】
（７）コントローラ２０は、操舵トルクＴが、ゼロ付近の解放判断閾値以下である状態が一定時間継続したとき、クラッチ６の締結解除が完了したと判断する。
このように、操舵トルクを監視することで、クラッチ６が解放状態となったことを適切に検出することができる。また、クラッチ解放指令を出力したにもかかわらず、クラッチ６が締結したままの場合には、その間、ギア比固定制御を継続することができるので、確実なクラッチの解放が可能となる。
【００６８】
（８）クラッチ６を締結した状態でクラッチ６の締結解除条件が成立したとき、クラッチ６に対して締結解除指令を出力する。また、クラッチ６に対して締結解除指令を出力してから、クラッチ６の締結解除が完了したことを検出するまでの間、転舵角θｒを、操舵角θｓの変化勾配と転舵角θｒの変化勾配とが一致又は略一致するような転舵指令角θｒ２とするべく転舵アクチュエータを駆動制御する。
これにより、クラッチ締結状態でクラッチ解放指令を出力したとき、操舵の違和感なくクラッチ６を素早く確実に解放することができる。
【００６９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、イグニッションスイッチをオン状態としたとき、クラッチ締結解除条件が成立したと判断するようにしたものである。
（構成）
第２の実施形態におけるコントローラ２０は、図５に示す第１の実施形態におけるコントローラ２０と同様の構成を有する。但し、第２の実施形態とは、切替判定部２１での処理が異なる。
切替判定部２１は、コントローラ２０に電源を投入したとき、図１０に示すクラッチ解放判定処理を実行する。
【００７０】
先ずステップＳ２１で、切替判定部２１は、イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替わったか否かを判定する。そして、イグニッションスイッチがオフ状態である場合にはオン状態になるまで待機し、オン状態に切り替わったと判定するとステップＳ２２に移行する。
ステップＳ２２では、切替判定部２１は、クラッチ制御部２２にクラッチ解放指令を出力し、ステップＳ２３に移行する。
【００７１】
ステップＳ２３では、切替判定部２１は、切替判定フラグＦｌｇを、クラッチ解放動作中であることを示す“２”にセットする。そして、切替判定フラグＦｌｇ＝２を反力指令切替部２５及び転舵指令切替部３０に出力し、ステップＳ２４に移行する。
ステップＳ２４では、切替判定部２１は、クラッチ６が確実に解放状態となったか否かを判定する。ここでは、操舵トルクセンサ５で検出した操舵トルクＴが所定値以下（例えば１Ｎｍ以下）である状態が、所定時間（例えば数ｍｓｅｃ）続いたときに、クラッチ６の解放が完了したと判断する。
【００７２】
そして、このステップＳ２４で、クラッチ６がまだ解放していないと判断すると前記ステップ２２に移行し、クラッチ６が解放したと判断するとステップＳ２５に移行する。
ステップＳ２５では、切替判定部２１は、切替判定フラグＦｌｇを、通常のＳＢＷ制御中であることを示す“０”にセットする。そして、切替判定フラグＦｌｇ＝０を反力指令切替部２５及び転舵指令切替部３０に出力し、端当て判定処理を終了する。
【００７３】
（動作）
次に、第２の実施形態の動作について説明する。
本ＳＢＷシステムでは、電源投入してイグニッションスイッチをオンしたとき、締結状態にあるクラッチ６を解放してＳＢＷ制御を開始する。
すなわち、コントローラ２０は、イグニッションスイッチをオンしたことを検出すると（図１０のステップＳ２１でＹｅｓ）、そのタイミングでクラッチ解放指令によってクラッチ６を締結状態から解放状態へ切り替える制御を行う（ステップＳ２２）。また、同時に、コントローラ２０は、解放時転舵指令角θｒ２を最終転舵指令角θｒ*として設定すると共に、通常反力指令Ｔｓ０を最終反力指令Ｔｓ*として設定する（ステップＳ２３）。
ステアリングホイール１を操作しながらイグニッションスイッチをオンした場合、クラッチ解放指令を出力したタイミングではトルクが立った状態となっている。このようにトルク印加中であると、クラッチ６が解放できない場合がある。
【００７４】
しかしながら、このときコントローラ２０は、解放時転舵指令角θｒ２を最終転舵指令角θｒ*として設定する。これにより、操舵角θｓの変化勾配と転舵角θｒの変化勾配とが略一致する。また、トルクセンサ値はゼロへ向けて減少し、クラッチ６が解放し易い状態となる。そして、実際にクラッチ６が解放してトルクが完全に立たなくなると、コントローラ２０は、クラッチ６の解放が完了したと判断し（ステップＳ２４でＹｅｓ）、通常のＳＢＷ制御を開始する（ステップＳ２５）。
このように、イグニッションスイッチをオン状態としたときに、クラッチ解放指令を出力してギア比固定制御を行う。したがって、ハンドル操作したままイグニッションスイッチをオン状態とした場合には、素早くトルクを打ち消し、クラッチ６を確実に解放することができる。したがって、スムーズにＳＢＷ制御を開始することができる。
【００７５】
また、ハンドル操作をせずにイグニッションスイッチをオン状態とした場合には、操舵トルクＴ＝０であるため、トルク解消項θｒｔ＝０となる。そのため、解放時転舵指令角θｒ２を最終転舵指令角θｒ*として設定することで、操舵角θｓの変化勾配と転舵角θｒの変化勾配とが一致する。
したがって、イグニッションスイッチをオン状態とした後、ステアリングホイール１を操作した場合には、操舵側と転舵側が同じように動くため、操舵トルクＴはゼロを維持する。そのため、クラッチ６を確実に解放し、スムーズにＳＢＷ制御を開始することができる。
なお、図１０のステップＳ２２がクラッチ解放制御部に対応し、ステップＳ２３及び図７の解放時転舵指令角演算部２９がギア比固定制御部に対応し、ステップＳ２４が解放完了検出部に対応している。
【００７６】
（効果）
第２の実施形態では、以下の効果が得られる。
（１）コントローラ２０は、イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態となったとき、クラッチ締結解除条件が成立したと判断する。
したがって、ハンドル操作したままイグニッションスイッチをオン状態とした場合であっても、クラッチを素早く確実に解放することができる。そのため、クラッチを締結したまま通常のＳＢＷ制御を開始してしまうのを防止することができる。
【００７７】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
この第３の実施形態は、上述した第１及び第２の実施形態において、ギア比固定制御を行っている間、操舵反力を、クラッチ解放指令を出力する直前の操舵反力で固定するようにしたものである。
（構成）
図１１は、本実施形態に係る車両用操舵制御装置を適用したステアバイワイヤシステム（ＳＢＷシステム）の全体構成図である。
このＳＢＷシステムは、転舵モータ電流センサ１０を追加したことを除いては、図１に示すＳＢＷシステムと同一構成を有する。
ここで、転舵モータ電流センサ１０は、転舵モータ８に流れる電流（転舵モータ実電流Ｉｍ）を検出するものであり、転舵モータ８に設ける。そして、コントローラ２０は、転舵モータ電流センサ１０で検出した転舵モータ実電流Ｉｍも入力する。
【００７８】
図１２は、本実施形態のコントローラ２０の構成を示すブロック図である。本実施形態のコントローラ２０は、上述した図５に示すコントローラ２０の反力演算部２３、リミッタ２４及び反力指令切替部２５を、それぞれ反力演算部２３´、前回値保持部２４´及び反力指令切替部２５´に置換したことを除いては、図５のコントローラ２０と同一構成を有する。したがって、ここでは、構成の異なる部分を中心に説明する。
反力演算部２３´は、先ず、転舵モータ実電流Ｉｍと車速Ｖと転舵角θｒとに基づいて、セルフアライニングトルク（実ＳＡＴ）を演算する。そして、演算した実ＳＡＴに応じた目標の反力指令（転舵状態に応じた反力トルク）を、実ＳＡＴ反力指令Ｔｓ０´として設定する。反力演算部２３´は、設定した実ＳＡＴ反力指令Ｔｓ０´を反力指令切替部２５´に出力する。
【００７９】
前回値保持部２４´は、反力指令切替部２５´の出力値を保持し、これを前回値反力指令Ｔｓ１´として反力指令切替部２５´に出力する。
反力指令切替部２５´は、切替判定部２１から切替判定フラグＦｌｇ＝０又は切替判定フラグＦｌｇ＝２を入力している場合には、実ＳＡＴ反力指令Ｔｓ０´を最終反力指令Ｔｓ*として反力制御部２６に出力する。また、反力指令切替部２５´は、切替判定部２１から切替判定フラグＦｌｇ＝１を入力している場合には、前回値反力指令Ｔｓ１´を最終反力指令Ｔｓ*として反力制御部２６に出力する。
【００８０】
このように、コントローラ２０は、切替判定部２１で端当て状態を検出してクラッチ６を締結したとき、運転者に端当て感を与えるための端当て時制御を行う。そして、コントローラ２０は、この端当て時制御中に、運転者のステアリングホイール１の切り戻し操作を検出すると、端当て時制御を終了してＳＢＷ制御に復帰するべくクラッチ６に解放指令を出力する。
このとき、クラッチ６に解放指令を出力してから、クラッチ６の解放が完了するまでの間は、可変ギア比制御を停止してギア比固定制御を行う。また、その間、クラッチ６に解放指令を出力する直前の操舵反力を維持する操舵反力固定制御を行う。
【００８１】
（動作）
次に、第３の実施形態の動作について説明する。
ＳＢＷ制御中に、運転者がステアリングホイール１の切り込み操作を行い、切り込み限界に達すると、操舵角センサ３は最大操舵角θｓを検出する。また、その操舵角θｓに応じた転舵量となるように転舵モータ８を駆動制御することで、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌは最大転舵角まで転舵する。そのため、転舵モータ角度センサ９は最大転舵角θｒを検出する（図６のステップＳ２でＹｅｓ、ステップＳ５でＹｅｓ）。
【００８２】
すると、コントローラ２０は、クラッチ締結指令によってクラッチ６を解放状態から締結状態へ切り替える制御を行う（ステップＳ６）。また、同時に、最終転舵指令角θｒ*を端当て時転舵指令角θｒ１に固定すると共に、最終反力指令Ｔｓ*を前回値反力指令Ｔｓ１´に切り替える（ステップＳ７）。
これにより、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌの転舵角は、端当て時転舵指令角θｒ１で固定となる。また、操舵反力は、クラッチ締結指令を出力する直前の操舵反力で固定となる。
このとき、ステアリングホイール１と転舵輪１１Ｒ，１１Ｌとは、クラッチ６を介して機械的に連結している。そのため、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌの転舵角を固定することで、ステアリングホイール１をそれ以上切り込めないようにすることができる。すなわち、反力モータの過熱を防止しつつ、運転者に対して良好な端当て感を与えることができる。
【００８３】
さらに、端当て時制御を開始したときに操舵反力を固定とするので、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌの転舵角が変化して路面反力が変化した場合であっても、その路面反力の変動を操舵反力として運転者に伝えないようにすることができる。すなわち、端当て時制御の開始時に、最終転舵指令角θｒ*を通常転舵指令角θｒ０から端当て時転舵指令角θｒ１へ変更したとき、操舵反力が乱れて運転者に違和感を与えるのを防止することができる。
【００８４】
その後、運転者がハンドルを切り戻し方向に操作すると、コントローラ２０は端当て時制御を終了すると判断し（ステップＳ８でＹｅｓ）、クラッチ解放指令によってクラッチ６を締結状態から解放状態へ切り替える制御を行う（ステップＳ９）。このとき、コントローラ２０は、解放時転舵指令角θｒ２を最終転舵指令角θｒ*として設定すると共に、前回値反力指令Ｔｓ１´を最終反力指令Ｔｓ*として設定する（ステップＳ１０）。
【００８５】
このように、解放時転舵指令角θｒ２を最終転舵指令角θｒ*として設定することで、ステアリングホイール１の切り戻し操作に伴って、操舵角θｓとほぼ同じ戻り方で最終転舵指令角θｒ*が変化する。つまり、操舵側と転舵側が同じように戻ることになる。さらに、解放時転舵指令角θｒ２には、トルク補償値によって操舵トルクＴを減らす方向に補正を入れているため、トルクセンサ値は徐々にゼロとなる。これにより、クラッチ６が解放し易い状態となり、クラッチ６が解放する。
【００８６】
そして、クラッチ６が実際に解放して操舵トルクＴが完全に立たなくなると、コントローラ２０は、クラッチ６の解放が完了したと判断し（ステップＳ１１でＹｅｓ）、通常のＳＢＷ制御に復帰する（ステップＳ３及びＳ４）。
すなわち、本実施形態では、図１３（ａ）に示すように、時刻ｔ２１でクラッチ解放指令を出力してから、時刻ｔ２２でクラッチ６が実際に解放して通常のＳＢＷ制御に復帰するまでの間、操舵反力を固定する。
【００８７】
クラッチ６を解放するために、最終転舵指令角θｒ*を端当て時転舵指令角θｒ１から解放時転舵指令角θｒ２に変更した場合、転舵モータ実電流Ｉｍが変動する。転舵モータ実電流Ｉｍは実ＳＡＴの演算に用いているため、転舵モータ実電流Ｉｍが変動すると実ＳＡＴの演算結果が変動し、実ＳＡＴ反力指令Ｔｓ０´も変動する。そのため、この実ＳＡＴ反力指令Ｔｓ０´に基づいて反力モータ４を駆動制御すると、図１３（ｂ）に示すように操舵反力が乱れ、運転者に違和感を与えてしまう。
【００８８】
これに対して、本実施形態では、クラッチ６を解放するために最終転舵指令角θｒ*を端当て時転舵指令角θｒ１から解放時転舵指令角θｒ２に変更したとき、操舵反力を、転舵指令角を変更する直前の操舵反力に固定する。すなわち、実ＳＡＴの変動に伴って変動する実ＳＡＴ反力指令Ｔｓ０´ではなく、前回値反力指令Ｔｓ１´に基づいて反力モータ４を駆動制御する。そのため、上述した操舵反力の乱れを抑制することができる。
【００８９】
以上のように、端当て時制御開始時の転舵指令角の変更やクラッチ解放動作中の転舵指令角の変更によって、実ＳＡＴが変動した場合であっても、その変動を操舵反力の乱れとして運転者に伝えないようにすることができる。
なお、図１２の前回値保持部２４´、反力指令切替部２５´及び反力制御部２６が端当て制御時操舵反力固定制御部に対応し、図６のステップＳ１０及び前回値保持部２４´が操舵反力固定制御部に対応している。
【００９０】
（効果）
第３の実施形態では、以下の効果が得られる。
（１）コントローラ２０は、転舵角制御を行っている間、当該転舵角制御を開始する直前にステアリングホイール１に付与していた操舵反力を維持するように、反力モータ４を駆動制御する。
このように、クラッチ解放指令を出力してから実際にクラッチ６が解放するまでの間、前回値反力指令Ｔｓ１´を用いて反力モータ４を駆動制御する操舵反力固定制御を行う。そのため、クラッチ６を解放するための解放動作により、運転者の操舵意思に反して転舵指令角を変更した場合であっても、実ＳＡＴの変動に起因した操舵反力の乱れを抑制することができる。したがって、操舵の違和感を抑制することができる。
【００９１】
（２）コントローラ２０は、端当て状態を検出して端当て時制御を開始してから、クラッチ解放指令を出力するまでの間、端当て時制御を開始する直前に付与していた操舵反力を維持するように、反力モータ４を駆動制御する。
これにより、クラッチ解放指令を出力した後のクラッチ解放動作中だけでなく、端当て時制御を開始してからクラッチ解放指令を出力するまでの間も、操舵反力を一定に保つことができる。したがって、端当て時制御開始時における運転者の違和感も適切に抑制することができる。
【００９２】
（変形例）
（１）上記第１の実施形態においては、切替判定フラグＦｌｇが２から０へ切り替わって通常のＳＢＷ制御へ復帰したとき（図８の時刻ｔ３）の操舵の違和感を解消するために、転舵指令角を補正することもできる。クラッチ解放動作を行っている時刻ｔ２から時刻ｔ３の間は、可変ギア比制御を停止しているため、時刻ｔ３でＳＢＷ制御に移行して可変ギア比制御を開始したとき、転舵指令角が急激に変化してしまう。これが操舵の違和感となる。
【００９３】
そこで、時刻ｔ３でＳＢＷ制御へ復帰したとき、その時刻ｔ３での転舵指令角（解放時転舵指令角θｒ２）と、本来の可変ギア比制御を行った場合の転舵指令角（通常転舵指令角θｒ０）との偏差を算出する。そして、時刻ｔ３以降は、その偏差を徐々に無くすように転舵指令角（通常転舵指令角θｒ０）を補正することで、転舵指令角が滑らかに変化するようにする。このとき、運転者による操舵操作が遅いほど、偏差を減らす量を少なくするなどの処理を施すことが好ましい。これにより、より運転者に与える違和感を抑制することができる。
【００９４】
（２）上記各実施形態においては、クラッチ解放指令を出力した後、操舵トルクＴが解放判断閾値以下となったら直ぐに、クラッチの解放が完了したとしてギア比固定制御からＳＢＷ制御に移行することもできる。これにより、ＳＢＷ制御を開始するまでの時間を短縮することができ、操舵感が向上する。但し、この場合、ＳＢＷ制御に移行してから一定時間が経過するまでの間に、再び操舵トルクＴが解放判断閾値を上回った場合には、クラッチの解放が完了していなかったとしてギア比固定制御に戻るようにする。
【００９５】
（３）上記各実施形態においては、操舵角θｓの変化勾配と転舵角θｒの変化勾配とを一致させるための転舵指令角θｒｓを、操舵トルクＴが減少する方向に補正するものとしたが、このトルク解消項θｒｔによる補正を省略することもできる。この場合、操舵トルクＴを積極的に減少することはできないが、操舵角θｓの変化勾配と転舵角θｒの変化勾配とを一致させることができるため、操舵トルクＴの増加は禁止することができる。したがって、クラッチ６のローラ６３が内外輪に噛み込む力が余計にかかるのを防止し、クラッチ６を解放し易くすることができる。
【００９６】
（４）上記各実施形態においては、端当て時制御から通常のＳＢＷ制御へ復帰するときや、イグニッションスイッチをオン状態としてＳＢＷ制御を開始するときをクラッチの締結解除条件が成立したときとして、クラッチ解放用の制御を行うものとした。しかしながら、例えばＥＰＳ制御からＳＢＷ制御へ移行する場合など、クラッチ６を締結状態から解放状態へ切り替える場面であれば、本発明を適用することができる。
【産業上の利用の可能性】
【００９７】
本発明に係る車両用操舵制御装置によれば、クラッチ解放指令を出力した後は、操舵側と転舵側を同じように動かし操舵トルクが増加しないようにすることができるので、クラッチ解放動作を容易且つ確実に行うことができる。したがって、クラッチを解放状態として行うべき制御を、クラッチを締結したまま行ってしまうといった事態を回避することができ、クラッチ解放指令出力後における操舵の違和感を抑制することができるため、有用である。
【符号の説明】
【００９８】
１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、３…操舵角センサ、４…反力モータ、５…操舵トルクセンサ、６…クラッチ、７…ピニオンシャフト、８…転舵モータ、８ａ…転舵出力歯車、９…転舵モータ角センサ、１１Ｒ，１１Ｌ…転舵輪、１２…ピニオンギア、１３…ラック軸、１４…タイロッド、１５…ナックルアーム、２０…コントローラ
【図１】
2014038134.tif 000003
【図２】
2014038134.tif 000004
【図３】
2014038134.tif 000005
【図４】
2014038134.tif 000006
【図５】
2014038134.tif 000007
【図６】
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【図７】
2014038134.tif 000009
【図８】
2014038134.tif 000010
【図９】
2014038134.tif 000011
【図１０】
2014038134.tif 000012
【図１１】
2014038134.tif 000013
【図１２】
2014038134.tif 000014
【図１３】
2014038134.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成26年1月15日(2014.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイール及び該ステアリングホイールに操舵反力を付与する反力アクチュエータを有する操舵部と、
転舵輪及び転舵輪を転舵する転舵機構を駆動する転舵アクチュエータを有する転舵部と、
前記操舵部と前記転舵部とを機械的に連結及び連結解除可能なクラッチと、を備える車両用操舵制御装置であって、
前記クラッチを締結した状態で当該クラッチの締結解除条件が成立したとき、当該クラッチに対して締結解除指令を出力するクラッチ解放制御部と、
前記クラッチ解放制御部により前記クラッチに対して締結解除指令を出力した後、当該クラッチの締結解除が完了したことを検出する解放完了検出部と、
前記クラッチ解放制御部により前記クラッチに対して締結解除指令を出力してから、前記解放完了検出部で前記クラッチの締結解除が完了したことを検出するまでの間、前記転舵輪の転舵角を、前記ステアリングホイールの操舵角の変化勾配と前記転舵輪の転舵角の変化勾配とを一致又は略一致させるためのギア比固定転舵指令角とするように、前記転舵アクチュエータを駆動制御するギア比固定制御を行うギア比固定制御部と、
前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出部と、
前記転舵輪の転舵角を検出する転舵角検出部と、を備え、
前記ギア比固定制御部は、
前記クラッチ解放制御部により前記クラッチに対して締結解除指令を出力したときに前記操舵角検出部で検出した操舵角から、前記クラッチ解放制御部により前記クラッチに対して締結解除指令を出力したときに前記転舵角検出部で検出した転舵角を減算することで、前記操舵角と前記転舵角との角度偏差を算出するオフセット算出部と、
前記操舵角検出部で検出した現在の操舵角から前記オフセット算出部で算出した角度偏差を減算し、前記操舵角の変化勾配と前記転舵角の変化勾配とを一致させるための前記転舵輪の転舵指令角を算出する転舵指令角算出部と、を有し、
前記転舵指令角算出部で算出した転舵指令角に基づいて、前記ギア比固定転舵指令角を設定することを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項２】
前記クラッチは、
前記操舵輪の操作に連動して軸周方向に回動する入力軸に連結され、前記入力軸に連動して回動する内輪カムと、
前記内輪カムを覆って前記内輪カムの回りを回動自在に配置され、回動を前記転舵輪へ伝達する外輪と、
前記内輪カムと前記外輪との重なり空間に配置され、操舵による前記入力軸の回動時、前記内輪カムの外面と前記外輪の内面との間に楔状に噛み込む係合子とを有し、
前記係合子が噛み込み前記内輪カムと前記外輪が係合することにより締結状態となり、前記係合子の噛み込みが解除され前記内輪カムと前記外輪の係合が解除されることにより解放状態となるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
操舵トルクを検出する操舵トルク検出部を備え、
前記ギア比固定制御部は、
前記操舵角の変化勾配と前記転舵角の変化勾配とを一致させるための前記転舵輪の転舵指令角を、前記操舵トルク検出部で検出した操舵トルクが減少する方向に補正する補正部を有し、前記補正部で補正した後の前記転舵指令角を、前記ギア比固定転舵指令角とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項５】
前記ギア比固定制御部によるギア比固定制御中、前記ステアリングホイールに、前記転舵輪の転舵状態に応じた操舵反力を付与するように、前記反力アクチュエータを駆動制御する操舵反力付与部をさらに備えることを特徴とする請求項１、２、４の何れか１項に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項６】
前記ギア比固定制御部によるギア比固定制御中、当該ギア比固定制御を開始する直前に前記ステアリングホイールに付与していた操舵反力と同等の操舵反力を付与するように、前記反力アクチュエータを駆動制御する操舵反力固定制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１、２、４の何れか１項に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項７】
前記クラッチの締結を解除した状態で、前記転舵輪の転舵角を操舵状態に応じた転舵指令角とするべく前記転舵アクチュエータを駆動制御すると共に、前記ステアリングホイールに前記転舵輪の転舵状態に応じた操舵反力を付与するべく前記反力アクチュエータを駆動制御するステアバイワイヤ制御を行う操舵制御部と、
前記操舵制御部によるステアバイワイヤ制御中に、前記ステアリングホイールの切り込み限界付近に達した端当て状態を検出する端当て検出部と、
前記端当て検出部で端当て状態を検出したとき、前記クラッチに対して締結指令を出力するクラッチ締結制御部と、
前記端当て検出部で端当て状態を検出したとき、運転者に端当て感を与える制御を行う端当て制御部と、
運転者によるステアリングホイールの切り戻し操作を検出する切り戻し検出部と、を備え、
前記クラッチ解放制御部は、前記端当て制御部による端当て制御中に、前記切り戻し検出部で運転者によるステアリングホイールの切り戻し操作を検出したとき、前記クラッチの締結解除条件が成立したと判断することを特徴とする請求項１、２、４、５の何れか１項に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項８】
前記端当て制御部で端当て制御を開始してから、前記クラッチ解放制御部により前記クラッチに対して締結解除指令を出力するまでの間、前記端当て制御を開始する直前に前記ステアリングホイールに付与していた操舵反力と同等の操舵反力を付与するように、前記反力アクチュエータを駆動制御する端当て制御時操舵反力固定制御部をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項９】
前記クラッチ解放制御部は、車両のイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態へ切り替わったとき、前記クラッチの締結解除条件が成立したと判断することを特徴とする請求項１、２、４〜８の何れか１項に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項１０】
操舵トルクを検出する操舵トルク検出部を備え、
前記解放完了検出部は、前記操舵トルク検出部で検出した操舵トルクが、ゼロ付近の解放判断閾値以下である状態が一定時間継続したとき、前記クラッチの締結解除が完了したと判断することを特徴とする請求項１、２、４〜９の何れか１項に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項１１】
ステアリングホイール及び該ステアリングホイールに操舵反力を付与する反力アクチュエータを有する操舵部と、転舵輪及び転舵輪を転舵する転舵機構を駆動する転舵アクチュエータを有する転舵部とを機械的に連結及び連結解除可能なクラッチを締結した状態で当該クラッチの締結解除条件が成立したとき、当該クラッチに対して締結解除指令を出力し、
前記クラッチに対して締結解除指令を出力したときに検出した前記ステアリングホイールの操舵角から、前記クラッチに対して締結解除指令を出力したときに検出した前記転舵輪の転舵角を減算することで、前記操舵角と前記転舵角との角度偏差を算出し、現在の操舵角から前記角度偏差を減算して、前記操舵角の変化勾配と前記転舵角の変化勾配とを一致させるための前記転舵輪の転舵指令角を算出し、その転舵指令角に基づいてギア比固定転舵指令角を設定し、
前記クラッチに対して締結解除指令を出力してから、前記クラッチの締結解除が完了したことを検出するまでの間、前記転舵輪の転舵角を、前記ギア比固定転舵指令角とするように、前記操舵角前記転舵アクチュエータを駆動制御するギア比固定制御を行うことを特徴とする車両用操舵制御方法。
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月5日(2014.12.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイール及び該ステアリングホイールに操舵反力を付与する反力アクチュエータを有する操舵部と、
転舵輪及び転舵輪を転舵する転舵機構を駆動する転舵アクチュエータを有する転舵部と、
前記操舵部と前記転舵部とを機械的に連結及び連結解除可能なクラッチと、を備える車両用操舵制御装置であって、
前記クラッチを締結した状態で当該クラッチの締結解除条件が成立したとき、当該クラッチに対して締結解除指令を出力するクラッチ解放制御部と、
前記クラッチ解放制御部により前記クラッチに対して締結解除指令を出力した後、当該クラッチの締結解除が完了したことを検出する解放完了検出部と、
前記クラッチ解放制御部により前記クラッチに対して締結解除指令を出力してから、前記解放完了検出部で前記クラッチの締結解除が完了したことを検出するまでの間、前記転舵輪の転舵角を、前記ステアリングホイールの操舵角の変化勾配と前記転舵輪の転舵角の変化勾配とを一致又は略一致させるためのギア比固定転舵指令角とするように、前記転舵アクチュエータを駆動制御するギア比固定制御を行うギア比固定制御部と、
前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出部と、
前記転舵輪の転舵角を検出する転舵角検出部と、を備え、
前記ギア比固定制御部は、
前記クラッチ解放制御部により前記クラッチに対して締結解除指令を出力したときに前記操舵角検出部で検出した操舵角から、前記クラッチ解放制御部により前記クラッチに対して締結解除指令を出力したときに前記転舵角検出部で検出した転舵角を減算することで、前記操舵角と前記転舵角との角度偏差を算出するオフセット算出部と、
前記操舵角検出部で検出した現在の操舵角から前記オフセット算出部で算出した角度偏差を減算し、前記操舵角の変化勾配と前記転舵角の変化勾配とを一致させるための前記転舵輪の転舵指令角を算出する転舵指令角算出部と、を有し、
前記転舵指令角算出部で算出した転舵指令角に基づいて、前記ギア比固定転舵指令角を設定することを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項２】
前記クラッチは、
前記操舵輪の操作に連動して軸周方向に回動する入力軸に連結され、前記入力軸に連動して回動する内輪カムと、
前記内輪カムを覆って前記内輪カムの回りを回動自在に配置され、回動を前記転舵輪へ伝達する外輪と、
前記内輪カムと前記外輪との重なり空間に配置され、操舵による前記入力軸の回動時、前記内輪カムの外面と前記外輪の内面との間に楔状に噛み込む係合子とを有し、
前記係合子が噛み込み前記内輪カムと前記外輪が係合することにより締結状態となり、前記係合子の噛み込みが解除され前記内輪カムと前記外輪の係合が解除されることにより解放状態となるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項３】
操舵トルクを検出する操舵トルク検出部を備え、
前記ギア比固定制御部は、
前記操舵角の変化勾配と前記転舵角の変化勾配とを一致させるための前記転舵輪の転舵指令角を、前記操舵トルク検出部で検出した操舵トルクが減少する方向に補正する補正部を有し、前記補正部で補正した後の前記転舵指令角を、前記ギア比固定転舵指令角とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項４】
前記ギア比固定制御部によるギア比固定制御中、前記ステアリングホイールに、前記転舵輪の転舵状態に応じた操舵反力を付与するように、前記反力アクチュエータを駆動制御する操舵反力付与部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項５】
前記ギア比固定制御部によるギア比固定制御中、当該ギア比固定制御を開始する直前に前記ステアリングホイールに付与していた操舵反力と同等の操舵反力を付与するように、前記反力アクチュエータを駆動制御する操舵反力固定制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項６】
前記クラッチの締結を解除した状態で、前記転舵輪の転舵角を操舵状態に応じた転舵指令角とするべく前記転舵アクチュエータを駆動制御すると共に、前記ステアリングホイールに前記転舵輪の転舵状態に応じた操舵反力を付与するべく前記反力アクチュエータを駆動制御するステアバイワイヤ制御を行う操舵制御部と、
前記操舵制御部によるステアバイワイヤ制御中に、前記ステアリングホイールの切り込み限界付近に達した端当て状態を検出する端当て検出部と、
前記端当て検出部で端当て状態を検出したとき、前記クラッチに対して締結指令を出力するクラッチ締結制御部と、
前記端当て検出部で端当て状態を検出したとき、運転者に端当て感を与える制御を行う端当て制御部と、
運転者によるステアリングホイールの切り戻し操作を検出する切り戻し検出部と、を備え、
前記クラッチ解放制御部は、前記端当て制御部による端当て制御中に、前記切り戻し検出部で運転者によるステアリングホイールの切り戻し操作を検出したとき、前記クラッチの締結解除条件が成立したと判断することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項７】
前記端当て制御部で端当て制御を開始してから、前記クラッチ解放制御部により前記クラッチに対して締結解除指令を出力するまでの間、前記端当て制御を開始する直前に前記ステアリングホイールに付与していた操舵反力と同等の操舵反力を付与するように、前記反力アクチュエータを駆動制御する端当て制御時操舵反力固定制御部をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項８】
前記クラッチ解放制御部は、車両のイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態へ切り替わったとき、前記クラッチの締結解除条件が成立したと判断することを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項９】
操舵トルクを検出する操舵トルク検出部を備え、
前記解放完了検出部は、前記操舵トルク検出部で検出した操舵トルクが、ゼロ付近の解放判断閾値以下である状態が一定時間継続したとき、前記クラッチの締結解除が完了したと判断することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項１０】
ステアリングホイール及び該ステアリングホイールに操舵反力を付与する反力アクチュエータを有する操舵部と、転舵輪及び転舵輪を転舵する転舵機構を駆動する転舵アクチュエータを有する転舵部とを機械的に連結及び連結解除可能なクラッチを締結した状態で当該クラッチの締結解除条件が成立したとき、当該クラッチに対して締結解除指令を出力し、
前記クラッチに対して締結解除指令を出力したときに検出した前記ステアリングホイールの操舵角から、前記クラッチに対して締結解除指令を出力したときに検出した前記転舵輪の転舵角を減算することで、前記操舵角と前記転舵角との角度偏差を算出し、現在の操舵角から前記角度偏差を減算して、前記操舵角の変化勾配と前記転舵角の変化勾配とを一致させるための前記転舵輪の転舵指令角を算出し、その転舵指令角に基づいてギア比固定転舵指令角を設定し、
前記クラッチに対して締結解除指令を出力してから、前記クラッチの締結解除が完了したことを検出するまでの間、前記転舵輪の転舵角を、前記ギア比固定転舵指令角とするように、前記操舵角前記転舵アクチュエータを駆動制御するギア比固定制御を行うことを特徴とする車両用操舵制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、クラッチを締結した状態でクラッチの締結解除条件が成立したとき、当該クラッチに対して締結解除指令を出力する。また、クラッチに対して締結解除指令を出力してから、クラッチの解放が完了するまでの間、転舵輪の転舵角を、ステアリングホイールの操舵角の変化勾配と転舵輪の転舵角の変化勾配とを一致又は略一致させるためのギア比固定転舵指令角とするように、転舵アクチュエータを駆動制御する。具体的には、締結解除指令を出力したときの操舵角から、締結解除指令を出力したときの転舵角を減算することで、操舵角と転舵角との角度偏差を算出する。そして、現在の操舵角から角度偏差を減算することにより、操舵角の変化勾配と転舵角の変化勾配とを一致させるための転舵輪の転舵指令角を算出し、その転舵指令角に基づいてギア比固定転舵指令角を設定する。
【国際調査報告】
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