(57)【要約】【課題】  可変ギア比アクチュエータを備えた車両用操舵装置において、運転者に違和感を与えることなく中立ズレを修正する。【解決手段】  操舵制御コントローラ３は、左右前輪１１ａ，１１ｂとステアリングホイール１０の中立ズレを検出する中立ズレ判断部と、ステアリングホイール１０が保舵または転舵されているかどうかを検出する操舵状態検出手段と、中立ズレが検出されたとき、ステアリングホイール１０が保舵または転舵されている場合には、前輪操舵アクチュエータ５を中立ズレをなくすように駆動制御する中立ズレ修正制御手段と、を備える。【選択図】      図１
2006096187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操向輪の転舵角に対するステアリング操作部のステアリング操舵角の比であるステアリングギア比を可変する可変ギア比アクチュエータを備えた車両用操舵装置において、
前記操向輪と前記ステアリング操作部の中立ズレを検出する中立ズレ検出手段と、
前記ステアリング操作部が保舵または転舵されているか否かを検出する操舵状態検出手段と、
前記中立ズレが検出されたとき、前記ステアリング操作部が保舵または転舵されている場合には、前記可変ギア比アクチュエータを前記中立ズレをなくすように駆動制御する中立ズレ修正制御手段と、
を備えることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用操舵装置において、
車両の停止を判断する車両停止判断手段を備え、
前記中立ズレ修正制御手段は、車両が停止しているとき、前記中立ズレを修正することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用操舵装置において、
車両が走行中であるか否かを判断する車両走行判断手段を備え、
前記中立ズレ修正制御手段は、車両が走行しているとき、前記ステアリング操作部が転舵されている場合には、前記中立ズレを修正することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用操舵装置において、
前記中立ズレ修正制御手段は、
前記ステアリング操作部の操舵方向が中立ズレ量を増加させる方向である場合には、前記中立ズレの修正速度を低くし、操舵方向が中立ズレ量を減少させる方向である場合には、前記中立ズレの修正速度を高くすることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の車両用操舵装置において、
前記ステアリング操作部の操舵速度を検出する操舵速度検出手段を備え、
前記中立ズレ修正制御手段は、前記操舵速度が高いほど、前記中立ズレの修正速度を高くすることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項６】
請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載の車両用操舵装置において、
車速を検出する車速検出手段を備え、
前記中立ズレ修正制御手段は、前記車速が高いほど、前記中立ズレの修正速度を低くすることを特徴とする車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行状態に応じてステアリングギア比を可変するギア比可変アクチュエータを備えた車両用操舵装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
ギア比可変アクチュエータを備えた車両用操舵装置では、システムが作動していないイグニッションスイッチOFF時にステアリングホイールが操作されると、ステアリングホイールの中立位置と操向輪の中立位置とにズレが生じる、いわゆる中立ズレが発生する。
【０００３】
よって、従来の車両用操舵装置では、車両が停止状態でイグニッションスイッチがONされギア比可変システムが起動したとき、中立ズレが発生している場合には、可変ギア比アクチュエータを駆動して中立ズレを修正している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１７１０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術にあっては、運転者がステアリングホイールから手を放した状態で、車両が停止状態でイグニッションスイッチをONしたとき、中立ズレの修正が行われると、ステアリングホイールが回転し、運転者に故障と思わせる等の違和感を与えるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、運転者に違和感を与えることなく中立ズレを修正できる車両用操舵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明にあっては、
操向輪の転舵角に対するステアリング操作部のステアリング操舵角の比であるステアリングギア比を可変する可変ギア比アクチュエータを備えた車両用操舵装置において、
前記操向輪と前記ステアリング操作部の中立ズレを検出する中立ズレ検出手段と、
前記ステアリング操作部が保舵または転舵されているか否かを検出する操舵状態検出手段と、
前記中立ズレが検出されたとき、前記ステアリング操作部が保舵または転舵されている場合には、前記可変ギア比アクチュエータを前記中立ズレをなくすように駆動制御する中立ズレ修正制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明にあっては、ステアリング操作部が保舵または転舵されているとき場合にのみ、可変ギア比アクチュエータを駆動して中立ズレを修正するため、ステアリング操作部を回転させることなく中立ズレを修正でき、運転者に与える違和感を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１，２に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の車両用操舵装置の全体システム図である。
実施例１の車両用操舵装置は、ステアリングホイール（ステアリング操作部）１０と左右前輪（操向輪）１１ａ，１１ｂを転舵させる前輪転舵機構１２とを連結するコラムシャフト１３に、運転者操舵角センサ１と前輪操舵アクチュエータ（可変ギア比アクチュエータ）５が設けられている。
【００１０】
前輪操舵アクチュエータ５は、例えば、モータと減速機等により構成され、コラムシャフト１３に、減速機を介してモータの出力軸が連結されている。この前輪操舵アクチュエータ５は、前輪操舵コントローラ４からの舵角指令値により、コラムシャフト１３を介して入力される回転を可変ギア比により減速して前輪転舵機構１２のステアリングギアへ出力するもので、これにより、前輪１１ａ，１１ｂの転舵角に対する操舵角の比であるステアリングギア比を可変に制御する。
【００１１】
前輪操舵コントローラ４は、操舵制御コントローラ３により生成された目標前輪操舵角と実際の前輪舵角値との偏差を無くすような舵角指令値を算出し、算出した舵角指令値を前輪操舵アクチュエータ５に出力する。
【００１２】
操舵制御コントローラ３は、運転者操舵角センサ１により検出された運転者操舵角と、車速センサ（車速検出手段）２により検出された車体速とに応じて、目標前輪操舵角を生成し、前輪操舵コントローラ４へ出力する。
【００１３】
この操舵制御コントローラ３、前輪操舵コントローラ４および前輪操舵アクチュエータ５から構成されるギア比可変システムは、イグニッションスイッチがONされたときに起動し、イグニッションスイッチがOFFされるまでギア比可変制御を継続する。また、操舵制御コントローラ３は、ギア比可変システムの起動時や前輪操舵アクチュエータ５の停止時、ステアリングホイール１０と前輪１１ａ，１１ｂとに中立ズレが発生しているとき、車両が停止中、かつ、運転者がステアリングホイール１０を保持している場合には、前輪操舵アクチュエータ５を駆動して中立ズレを修正する。
【００１４】
図２は、実施例１の操舵制御コントローラ３の制御ブロック図である。
操舵制御コントローラ３は、目標値生成部３１と、目標出力値生成部３２と、中立ズレ修正部３３と、を備えている。
【００１５】
目標値生成部３１は、運転者操舵角と車体速とに基づいて目標ヨーレートを生成し、目標出力値生成部３２へ出力する。
【００１６】
目標出力値生成部３２は、目標ヨーレートに基づいて修正前目標前輪操舵角を生成し、この修正前目標前輪操舵角と目標修正操舵角と中立ズレ修正フラグとに基づいて目標前輪操舵角を生成し、前輪操舵コントローラ４へ出力する。
【００１７】
中立ズレ修正部３３は、運転者操舵角と修正前目標前輪操舵角と前輪ACTR角（前輪操舵アクチュエータ５の作動角であり、この前輪ACTR角と運転者操舵角との和が実操舵角となる）とに基づいて中立ズレを判断する。中立ズレ修正部３３は、中立ズレ判断結果に応じて目標修正操舵角を生成し、目標出力値生成部３２へ出力する。また、中立ズレ修正部３３は、中立ズレと判断したとき、中立ズレ修正フラグをセットして目標出力値生成部３２へ出力する。
【００１８】
図３は、目標値生成部３１の制御ブロック図である。
目標値生成部３１は、車両モデル演算部３１１と、目標値演算部３１２とを備えている。車両モデル演算部３１１は、運転者操舵角と車体速とから２輪モデルを用いて車両パラメータを算出し、目標値演算部３１２へ出力する。
【００１９】
目標値演算部３１２は、車両モデル演算部３１１からの車両パラメータと車体速とに基づいて、目標ヨーレートを算出する。
【００２０】
図４は、目標出力値生成部３２の制御ブロック図である。
目標出力値生成部３２は、通常時制御演算部３２１と、制御切替部３２２と、を備えている。通常時制御演算部３２１は、目標ヨーレートからあらかじめ記憶した車両モデルを用いて修正前目標前輪操舵角を演算する。
【００２１】
制御切替部３２２は、前輪操舵コントローラ４に対し、中立ズレ修正フラグがリセット（＝０）されているとき、修正前目標前輪操舵角を目標前輪操舵角として出力し、中立ズレ修正フラグがセット（＝１）されているとき、目標修正操舵角を目標前輪操舵角として出力する。
【００２２】
図５は、中立ズレ修正部３３の制御ブロック図である。
中立ズレ修正部３３は、中立ズレ判断部３３１と、修正操舵角演算部３２２と、を備えている。
【００２３】
中立ズレ判断部３３１は、運転者操舵角と前輪ACTR角と修正前目標前輪操舵角とに基づいて、中立ズレ量を演算し、中立ズレを判断する（中立ズレ検出手段）。そして、中立ズレと判断した場合には、中立ズレ修正フラグをセットし、中立ズレと判断しない場合には、中立ズレ修正フラグをリセットする。また、演算した中立ズレ量を、修正操舵角演算部３３２へ出力する。
【００２４】
修正操舵角演算部３３２は、修正前目標前輪操舵角と中立ズレ量に基づいて目標修正操舵角を演算し、目標出力値生成部３２へ出力する。
【００２５】
次に、作用を説明する。
［車両モデル演算］
操舵制御コントローラ３において、目標値生成部３１の車両モデル演算部３１１では、以下に示す通り、運転者操舵角と車体速から２輪モデルを用いて、車両パラメータを求める。
【００２６】
一般に、２輪モデルを仮定すると、車両のヨー角加速度は、下記の式(1)で表せる。
ψ"＝ａ11ψ'＋ａ12Ｖy＋ｂf1θ  …(1)
また、車両の横加速度は、下記の式(2)で表せる。
Ｖy'＝ａ21ψ'＋ａ22Ｖy＋ｂf2θ  …(2)
ここで、
【数１】
2006096187.tif 000003
【数２】
2006096187.tif 000004
である。
【００２７】
式(1)，(2)の運動方程式より前輪操舵に対するヨーレートの伝達関数を求めると、下記の式(4)となる。
【数３】
2006096187.tif 000005
【数４】
2006096187.tif 000006
【００２８】
ヨーレート伝達関数は、車両パラメータを用いて、下記の式(5)となる。
【数５】
2006096187.tif 000007
【００２９】
ここで、
【数６】
2006096187.tif 000008
であるため、式(3)とから、車両パラメータ
【数７】
2006096187.tif 000009
が求められる。
【００３０】
［目標値生成］
次に、目標値生成部３１の目標値演算部３１２では、車体速Ｖ、車両パラメータと目標値パラメータから、目標ヨーレートψ'*を求める。
【００３１】
目標ヨー角加速度は、式(5)より、下記の式(7)となる。
ψ"*＝−２ζψ'*(V)ωψ'*(V)ψ'*(s)＋ωψ'*(V)2Ｔψ'*(V)θ(s)
＋1/s×ωψ'*(V)2(gψ'*(V)θ(s)−φ'*(s))          …(7)
【００３２】
ここで、目標値パラメータは、下記の式(8)のように設定する。
【数８】
2006096187.tif 000010
ただし、yrate_gain_map、yrate_omegn_map、yrate_zeta_map、yrate_zero_mapはチューニングパラメータである。
【００３３】
目標ヨーレートψ'*は、目標ヨー角加速度ψ"*から、下記の式(9)で求めることができる。
ψ'*(s)＝1/s×ψ"*(s)  …(9)
【００３４】
［修正前目標前輪操舵角演算］
目標出力値生成部３２の通常時制御演算部３２１では、目標ヨーレートψ'*から下記の式(10)を用いて修正前目標前輪操舵角θ1*を演算する。
ψ''*＝ａ11ψ'*＋ａ12Ｖy＋ｂf1θ1*  …(10)
よって、修正前目標前輪操舵角θ1*は、下記の式(11)となる。
θ1*＝(ψ''*−ａ11ψ'*−ａ12Ｖy)／ｂf1  …(11)
【００３５】
［中立ズレ量演算］
中立ズレ修正部３３の中立ズレ判断部３３１では、運転者操舵角θと前輪ACTR角θactrと修正前目標前輪操舵角θ1*とに基づき、中立ズレ判定を行う。この中立ズレ判定は、イグニッションON時や、前輪操舵アクチュエータ５の停止時に行うようにする。
【００３６】
まず、中立ズレ量Δθを、下記の式(12)により算出する。
Δθ＝θ1*−（θ＋θactr）  …(12)
続いて、算出した中立ズレ量Δθを、中立ズレしきい値ΘN（定数）と比較することで中立ズレを判定し、中立ズレ修正フラグＦNを決定する。
【００３７】
中立ズレしきい値ΘNは、運転者が、直進中に中立ズレを感じない範囲、かつ、前輪操舵アクチュエータ５の駆動制御の精度や、前輪操舵アクチュエータ５の回転角センサの精度などから設定し、例えば、10°程度とする。
|Δθ|>ΘN  のとき  ＦN＝１  …(13)
|Δθ|≦ΘN  のとき  ＦN＝０  …(14)
【００３８】
［修正操舵角演算］
中立ズレ修正部３３の修正操舵角演算部３３２では、修正前目標前輪操舵角θ1*と中立ズレ量Δθから、目標修正操舵角θN*を以下のように求める。
【００３９】
まず、運転者がステアリングホイール１０を保持または転舵しているかどうかを判断する。極小舵角の舵角指令値を以下のように与え、その結果、前輪操舵コントローラ４から送信されるACTR電流指令値Ｉaから、手放し中か否かを判断する。
θN*＝θ＋Δθ＋Ａθ  …(15)
Ａθは、最小制御回転角度とする。
【００４０】
(1) ACTR電流指令値Ｉaが、保舵されていないステアリングホイール１０が回転するときのACTR電流値Ｉa0以上のとき、ステアリングホイール保舵中と判断し、以下の処理を実行する。ここでは、速い回転で中立ズレの修正をする保舵時中立ズレ修正制御を行う。
θN*＝θ＋Δθ−∫dＡ1dt  （dＡ1：ACTR角速度定数）  …(16)
【００４１】
(2) ACTR電流指令値Ｉaが、保舵されていないステアリングホイール１０が回転するときのACTR電流値Ｉa0よりも小さいとき、手放し中と判断し、以下の処理を実行する。
θN*＝θ＋Δθ−∫dＡ2dt  （dＡ2：ACTR角速度定数）  …(17)
ここでは、ACTR角速度定数dＡ2≒０（dＡ1>dＡ2）として、ステアリングホイール１０の回転が運転者に判らない程度の極低回転で中立ズレの修正をする手放し時中立ズレ修正制御を行う。なお、dＡ2＝０とし、手放し中は中立ズレの修正を行わないようにしても良い。
【００４２】
［目標前輪操舵角演算］
目標出力値生成部３２の切替部３２２では、修正前目標前輪操舵角θ1*と中立ズレ修正フラグＦNと目標修正操舵角θN*とから、目標前輪操舵角θ*を決定する。
ＦN＝０のときには、
θ*＝θ1*  …(18)
として、通常制御が行われる。
ＦN＝１のときには、
θ*＝θN*  …(19)
として、中立ズレ修正制御を行う。
【００４３】
［操舵制御処理］
図６は、実施例１の操舵制御コントローラ３で実行される操舵制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。
【００４４】
ステップS1では、イグニッションスイッチがONされたかどうかを判定する。YESの場合にはステップS2へ移行し、NOの場合には本制御を終了する。
【００４５】
ステップS2では、通常時制御演算部３２１において、操舵角θと車体速Ｖから修正前目標前輪操舵角θ1*を演算し、ステップS3へ移行する。
【００４６】
ステップS3では、中立ズレ判断部３３１において、操舵角θと前輪ACTR角θactrと修正前目標前輪操舵角θ1*とから、中立ズレ量Δθを演算し、ステップS4へ移行する。
【００４７】
ステップS4では、制御切替部３２２において、中立ズレ修正フラグＦNが１であるかどうかを判定する。YESの場合にはステップS5へ移行し、NOの場合にはステップS10へ移行する。
【００４８】
ステップS5では、修正操舵角演算部３３２において、車体速Ｖがゼロであるかどうか、すなわち車両が停止しているかどうかを判定する（車両停止判断手段に相当）。YESの場合にはステップS6へ移行し、NOの場合にはステップS10へ移行する。
【００４９】
ステップS6では、修正操舵角演算部３３２において、ステアリングホイール１０が保舵中であるかどうかを、ACTR電流指令値ＩaがＩa0以上であるかどうかで判定する（操舵状態検出手段に相当）。YESの場合にはステップS7へ移行し、NOの場合にはステップS8へ移行する。
【００５０】
ステップS7では、修正操舵角演算部３３２において、式(16)に基づいて目標修正操舵角θN*を算出し、この目標修正操舵角θN*を目標前輪操舵角θ*とする保舵時中立ズレ修正制御を実行し（中立ズレ修正制御手段に相当）、ステップS9へ移行する。
【００５１】
ステップS8では、修正操舵角演算部３３２において、式(17)に基づいて目標修正操舵角θN*を算出し、この目標修正操舵角θN*を目標前輪操舵角θ*とする手放し時中立ズレ修正制御を実行し、ステップS9へ移行する。
【００５２】
ステップS9では、制御切替部３２２において、中立ズレ修正フラグＦNがゼロであるかどうかを判定する。YESの場合にはステップS10へ移行し、NOの場合にはステップS2へ移行する。
【００５３】
ステップS10では、通常時制御演算部３２１で演算した修正前目標前輪操舵角θ1*を目標前輪操舵角θ*として前輪操舵アクチュエータ５を駆動する通常制御を実行し、本制御を終了する。
【００５４】
［操舵制御作動］
イグニッションON時に中立ズレが発生しているとき、ステアリングホイール１０が保舵または転舵されている場合には、図６のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6→ステップS7→ステップS9へと進み、ステップS9において、中立ズレ修正フラグＦNがゼロとなるまで、ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6→ステップS7→ステップS9へと進む流れが繰り返される。
【００５５】
すなわち、ステップS7では、式(16)に基づいて算出された目標修正操舵角θN*を目標前輪操舵角θ*として前輪操舵アクチュエータ５を駆動する中立ズレ修正制御が実施される。よって、車両停止中で運転者がステアリングホイール１０が保舵または転舵している場合には、前輪転舵アクチュエータ５が高速（ACTR角速度定数dＡ1）で駆動され、中立ズレ修正に伴うステアリングホイール１０の回転が抑制されるとともに、中立ズレ量Δθを発進前に修正することが可能となり、発進時、車両が曲がるのを防止できる。
【００５６】
ステップS9において、中立ズレ修正フラグＦNがゼロとなったとき、ステップS9→ステップS10へと進む。すなわち、ステップS10では、通常時制御演算部３２１で算出された修正前目標前輪操舵角θ1*を目標前輪操舵角θ*とする通常制御が実行される。
【００５７】
イグニッションON時に中立ズレが発生しているとき、運転者がステアリングホイール１０を保舵していない場合には、図６のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6→ステップS8→ステップS9へと進み、ステップS9において、中立ズレ修正フラグＦNがゼロとなるまで、ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6→ステップS8→ステップS9へと進む流れが繰り返される。
【００５８】
すなわち、ステップS8では、式(17)に基づいて算出された目標修正操舵角θN*を目標前輪操舵角θ*として前輪操舵アクチュエータ５を駆動する手放し時中立ズレ修正制御が実施される。よって、車両停止中で運転者がステアリングホイール１０から手を放している場合には、前輪転舵アクチュエータ５が極低速（ACTR角速度dＡ2）で駆動され、中立ズレ量Δθが運転者に判らない速度で修正される。なお、式(17)において、ACTR角速度dＡ2をゼロとした場合には、中立ズレ量Δθは修正されない。
【００５９】
［中立ズレ判定制御処理］
図７は、実施例１の操舵制御コントローラ３で実行される中立ズレ判定制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００６０】
ステップS21では、イグニッションスイッチがONされたかどうかを判定する。YESの場合にはステップS22へ移行し、NOの場合には本制御を終了する。
【００６１】
ステップS22では、中立ズレ判断部３３１において、中立ズレ量の絶対値|Δθ|が中立ズレしきい値ΘNよりも大きいかどうかを判定する。YESの場合にはステップS23へ移行し、NOの場合にはステップS24へ移行する。
【００６２】
ステップS23では、中立ズレ判断部３３１において、中立ズレ修正フラグＦNをセット（＝１）し、ステップS25へ移行する。
【００６３】
ステップS24では、中立ズレ判断部３３１において、中立ズレ修正フラグＦNをリセット（＝０）し、ステップS25へ移行する。
【００６４】
ステップS25では、イグニッションキースイッチがOFFされたかどうかを判定する。YESの場合にはリターンへ移行し、NOの場合にはステップS22へ移行する。
【００６５】
［中立ズレ判定制御作動］
中立ズレが発生している場合（|Δθ|>ΘN）には、図７のフローチャートにおいて、ステップS21→ステップS22→ステップS23→ステップS25へと進む流れとなり、ステップS23では、中立ズレ修正フラグＦNがセット（＝１）される。
【００６６】
中立ズレが発生していない場合（|Δθ|≦ΘN）には、図７のフローチャートにおいて、ステップS21→ステップS22→ステップS24→ステップS25へと進む流れとなり、ステップS24では、中立ズレ修正フラグＦNがリセット（＝０）される。
【００６７】
［中立ズレ修正作用］
図８は、実施例１の中立ズレ修正作用を示すタイムチャートである。
時点t1では運転者のイグニッションOFFにより、前輪操舵アクチュエータ５への電源供給が停止し、ギア比可変システムが終了する。
【００６８】
そしてギア比可変システムが起動していない時点t1から時点t2までの間に、運転者がステアリングホイール１０を切り戻し操舵したため、時点t2では、運転者操舵角と前輪１１ａ，１１ｂの実操舵角との間に、ズレ量Δθの中立ズレが発生する。
【００６９】
時点t3では、イグニッションONによりギア比可変システムが起動する。このとき、車両が停止し、かつ運転者がステアリングホイール１０を保舵しているため、保舵時中立ズレ修正制御が実施され、前輪操舵アクチュエータ５の駆動により前輪１１ａ，１１ｂが転舵され、実操舵角が本来の目標前輪操舵角へと高速で修正される。このとき、ステアリングホイール１０は運転者に保舵されているため、中立ズレ修正に伴うステアリングホイール１０の回転が抑制され、運転者に違和感を与えない。
【００７０】
時点t4では、中立ズレが修正されたため、以降、イグニッションOFFまで通常制御が実施される。
【００７１】
次に、効果を説明する。
実施例１の車両用操舵装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。
【００７２】
(1) 前輪１１ａ，１１ｂの転舵角に対するステアリングホイール１０のステアリング操舵角の比であるステアリングギア比を可変する前輪操舵アクチュエータ５を備えた車両用操舵装置において、前輪１１ａ，１１ｂとステアリングホイール１０の中立ズレを検出する中立ズレ判断部３３１と、運転者がステアリングホイール１０を保舵または転舵しているか否かを検出する操舵状態検出手段と、中立ズレが検出されたとき、運転者がステアリングホイール１０を保舵または転舵している場合には、前輪操舵アクチュエータ５を中立ズレをなくすように駆動制御する中立ズレ修正制御手段と、を備えるため、ステアリングホイール１０を回転させることなく中立ズレを修正でき、運転者に与える違和感を防止できる。
【００７３】
(2) 車両の停止を判断する車両停止判断手段を備え、中立ズレ修正制御手段は、車両が停止しているとき、中立ズレを修正するため、中立ズレを発進前に修正することが可能となる。
【実施例２】
【００７４】
実施例２は、車両の走行中、ステアリングホイールが操作されている場合に中立ズレ修正を行う例である。なお、構成については、図１〜５に示した実施例１と同一であるため、同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００７５】
実施例２の操舵制御コントローラ３は、ギア比可変システムの起動時や前輪操舵アクチュエータ５の停止時、ステアリングホイール１０と前輪１１ａ，１１ｂとに中立ズレが発生しているとき、車両の走行中、かつ、運転者がステアリングホイール１０を操作している場合には、前輪操舵アクチュエータ５を駆動して中立ズレを修正する。
【００７６】
次に、作用を説明する。
［修正操舵角演算］
中立ズレ修正部３３の修正操舵角演算部３３２では、修正前目標前輪操舵角θ1*と中立ズレ量Δθから、目標修正操舵角θN*を以下のように求める。
【００７７】
まず、運転者操舵角θから微分演算により操舵角速度dθを算出する。ここで、運転者操舵角θの符号は、運転者側から見て左回りを＋、右回りを−と規定する。中立ズレ量Δθの符号は、修正前目標前輪操舵角θ1*を基準に、運転者側から見て左回りを＋、右回りを−と規定する。
【００７８】
操舵角速度dθと中立ズレ量Δθの符号を比較して、
(1) 符号が同一である場合（Δθ加算される状態）、以下の処理を実行する。
θN*＝θ＋Δθ−Ｇa1∫dθdt  （Ｇa1：ACTR角速度ゲイン）  …(20)
(2) 符号が同一でない場合（Δθ減算される状態）、以下の処理を実行する。
θN*＝θ＋Δθ＋Ｇa2∫dθdt  （Ｇa2：ACTR角速度ゲイン）  …(21)
ただし、ACTR角速度ゲインは、Ｇa1<１<Ｇa2となるように設定する。
【００７９】
図９はACTR角速度ゲインＧa1の特性図であり、図に示すように、ACTR角速度ゲインＧa1は、操舵角速度dθが高いほど小さくなるように、かつ、車体速Ｖが高いほど１に近づくように設定されている。
【００８０】
図１０はACTR角速度ゲインＧa2の特性図であり、図に示すように、ACTR角速度ゲインＧa2は、操舵角速度dθが高いほど大きくなるように、かつ、車体速Ｖが高いほど１に近づくように設定されている。
【００８１】
［操舵制御処理］
図１１は、実施例２の操舵制御コントローラ３で実行される操舵制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。なお、図１１において、ステップS31〜S34，S43，S44は、図６に示したステップS1〜S4，S9，S10と同一の処理を行うため、異なるステップについてのみ説明する。
【００８２】
ステップS35では、修正操舵角演算部３３２において、車体速がゼロ以外であるかどうかを判定する（車両走行判断手段に相当）。YESの場合にはステップS36へ移行し、NOの場合にはステップS44へ移行する。
【００８３】
ステップS36では、修正操舵角演算部３３２において、操舵角θの時間微分値から操舵角速度dθを算出し（操作速度検出手段および操舵判断手段に相当）、ステップS38へ移行する。
ステップS37では、修正操舵角演算部３３２において、ステアリングホイール１０が転舵中であるかどうかを、ACTR電流指令値IaがIa0以上で、操舵角速度dθがゼロ以上であるかどうかで判定する。YESの場合にはステップS38へ移行し、NOの場合にはステップS44へ移行する。
【００８４】
ステップS38では、修正操舵角演算部３３２において、ステアリングホイール１０の操作方向と中立ズレ方向とが同一であるかどうかを判定する。YESの場合にはステップS39へ移行し、NOの場合にはステップS40へ移行する。
【００８５】
ステップS39では、修正操舵角演算部３３２において、操舵角速度dθとACTR角速度ゲインＧa1から、目標ACTR角速度dθaを算出し、ステップS41へ移行する。
【００８６】
ステップS40では、修正操舵角演算部３３２において、操舵角速度dθとACTR角速度ゲインＧa2から、目標ACTR角速度dθaを算出し、ステップS41へ移行する。
【００８７】
ステップS41では、修正操舵角演算部３３２において、運転者操舵角θと中立ズレ量Δθと目標ACTR角速度dθaとから、目標修正操舵角θN*を算出し、ステップS42へ移行する。
【００８８】
ステップS42では、ステップS41で算出した目標修正操舵角θN*を目標前輪操舵角θ*とする中立ズレ修正制御を実行し、ステップS43へ移行する。
【００８９】
［操舵制御作動］
走行時に中立ズレが発生しているとき、運転者がステアリングホイール１０を保持または転舵している場合には、図１１のフローチャートにおいて、ステップS31→ステップS32→ステップS33→ステップS34→ステップS35→ステップS36→ステップS37→ステップS38へと進む。
【００９０】
続いて、ステップS38において、ステアリングホイール１０の操作方向と中立ズレ方向とが同一の場合には、ステップS39→ステップS41→ステップS42→ステップS43へと進み、ステップS43において、中立ズレ修正フラグＦNがゼロとなるまで、ステップS32→ステップS33→ステップS34→ステップS35→ステップS36→ステップS37→ステップS38→ステップS39→ステップS41→ステップS42→ステップS43へと進む流れが繰り返される。
【００９１】
すなわち、ステップS39では、操舵角速度dθとACTR角速度ゲインＧa1により目標ACTR角速度dθaが算出され、ステップS42では、式(20)に基づいて目標修正操舵角θN*を目標前輪操舵角θ*として前輪操舵アクチュエータ５を駆動する中立ズレ修正制御が実施される。よって、中立ズレ量Δθが増加する方向にステアリングホイール１０が操作されている場合には、前輪１１ａ，１１ｂの転舵速度を緩やかにし、ステアリングホイール１０の操作に伴う中立ズレ量Δθの増加を抑えつつ、運転者に違和感を与えないように中立ズレが修正される。
【００９２】
ステップS38において、ステアリングホイール１０の操作方向と中立ズレ方向とが同一でない場合には、ステップS40→ステップS41→ステップS42→ステップS43へと進み、ステップS43において、中立ズレ修正フラグＦNがゼロとなるまで、ステップS32→ステップS33→ステップS34→ステップS35→ステップS36→ステップS37→ステップS38→ステップS40→ステップS41→ステップS42→ステップS43へと進む流れが繰り返される。
【００９３】
すなわち、ステップS40では、操舵角速度dθとACTR角速度ゲインＧa2により目標ACTR角速度dθaが算出され、ステップS42では、式(21)に基づいて目標修正操舵角θN*を目標前輪操舵角θ*として前輪操舵アクチュエータ５を駆動する中立ズレ修正制御が実施される。よって、中立ズレ量Δθが減少する方向にステアリングホイール１０が操作されている場合には、前輪１１ａ，１１ｂの転舵速度を高め、運転者の操舵に応じて、速やかに中立ズレが修正される。
【００９４】
また、目標ACTR角速度dθaは、操舵角速度dθにACTR角速度ゲインＧa1（またはＧa2）を乗じた値としているため、操舵角速度dθがゼロとなる保舵時や直進走行中は、目標前輪操舵角θ*がθ＋Δθとなり、中立ズレの修正が行われない。よって、直進走行中に車両が曲がる、もしくはステアリングホイール１０が回転する現象が発生するのを防止できる。
【００９５】
また、操舵角速度dθが高いほど、Ｇa1を小さくし、Ｇa2を大きくして中立ズレ修正速度を高めているため、運転者の操舵に合わせて、速やかに中立ズレを解消できる。さらに、車体速Ｖが高いほど、Ｇa1，Ｇa2を１に近づけ、中立ズレ修正速度を遅くしているため、中立ズレ修正に伴う車両挙動への影響を抑制できる。
【００９６】
［中立ズレ修正作用］
図１２は、実施例２の中立ズレ修正作用を示すタイムチャートである。
時点t1から時点t2までの間は、図８に示した実施例１と同様であるため、説明を省略する。
【００９７】
時点t3では、ギア比可変システムが起動するが、ステアリングホイール１０が転舵されていないため、中立ズレ修正制御は実施されない。
【００９８】
時点t4では、ステアリングホイール１０が転舵されているため、中立ズレ修正制御が実施され、実操舵角が本来の目標前輪操舵角へと高速で修正される。このとき、中立ズレ量が増加する方向にステアリングホイール１０が転舵されているため、中立ズレ量Δθの増加を抑えつつ、運転者に違和感を与えない緩やかな速度で中立ズレが修正される。
【００９９】
時点t5では、中立ズレが修正されたため、以降、イグニッションOFFまで通常制御が実施される。なお、通常制御中に通信エラー等でギア比可変システムがリセットすることにより、中立ズレが発生した場合には、ステアリングホイール１０が転舵されているとき、上記中立ズレ修正制御が実行される。
【０１００】
次に、効果を説明する。
実施例２の車両用操舵装置にあっては、実施例１の効果(1)に加え、以下に列挙する効果が得られる。
【０１０１】
(3) 車両が走行中であるかどうかを判断する車両走行判断手段と、ステアリングホイール１０が操作されているかどうかを判断する操舵判断手段と、を備え、中立ズレ修正制御手段は、車両が走行しているとき、ステアリングホイール１０が転舵されている場合には、中立ズレを修正するため、運転者に違和感を与えることなく、中立ズレを修正できる。また、ステアリングホイール１０が転舵されていない場合には、中立ズレを修正しないため、保舵時や直進走行時に車両が曲がる、もしくはステアリングホイール１０が回転する現象が発生するのを防止できる。
【０１０２】
(4) 中立ズレ修正制御手段は、ステアリングホイール１０の転舵方向が中立ズレ量を増加させる方向である場合には、中立ズレの修正速度を低くするため、ステアリングホイール１０の転舵に伴い中立ズレ量Δθが増加するのを抑制しつつ、運転者に違和感を与えない緩やかな速度で中立ズレを修正できる。また、ステアリングホイール１０の転舵方向が中立ズレを減少させる方向である場合には、中立ズレの修正速度を高くするため、運転者に違和感を与えることなく、中立ズレを速やかに修正できる。
【０１０３】
(5) ステアリングホイール１０の操舵速度（操舵角速度dθ）を検出する操舵速度検出手段を備え、中立ズレ修正制御手段は、操舵速度が高いほど、中立ズレの修正速度を高くするため、運転者の操舵に合わせて、速やかに中立ズレを解消できる。
【０１０４】
(6) 車速Ｖを検出する車速検出手段を備え、中立ズレ修正制御手段は、車速が高いほど、中立ズレの修正速度を低くするため、中立ズレ修正に伴う車両挙動への影響を抑制できる。
【０１０５】
（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１，２に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１，２の構成に限定されず、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【０１０６】
例えば、実施例１，２では、車両の停止を車速ゼロで判断したが、自動変速機のセレクトレバーがパーキングレンジにあるとき、またはパーキングブレーキがONのとき、車両が停止していると判断しても良い。また、運転者がステアリングホイールを保舵しているかどうかを検出する運転者保舵検出手段として、トルクセンサまたは接触センサを用いても良い。
【０１０７】
実施例１では、車両停止中に中立ズレを修正し、実施例２では、走行中に中立ズレを修正する例を示したが、実施例１と実施例２を組み合わせた構成、すなわち、車両停止中または走行中にかかわらず、運転者がステアリングホイールを保舵している場合には中立ズレ修正制御を実行する構成としても良い。
【０１０８】
また、実施例２では、保舵中に中立ズレの修正を行わない例を示したが、保舵時や直進走行時であっても、操舵に影響を与えない緩やかな速度で中立ズレを修正しても良い。その場合、実施例１と同様に、式(15)に基づき、前輪操舵アクチュエータ５に極小舵角の舵角指令値を与えて保舵と手放しの判断を行う。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】実施例１の車両用操舵装置の全体システム図である。
【図２】実施例１の操舵制御コントローラ３の制御ブロック図である。
【図３】目標値生成部３１の制御ブロック図である。
【図４】目標出力値生成部３２の制御ブロック図である。
【図５】中立ズレ修正部３３の制御ブロック図である。
【図６】実施例１の操舵制御コントローラ３で実行される操舵制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施例１の操舵制御コントローラ３で実行される中立ズレ判定制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】実施例１の中立ズレ修正作用を示すタイムチャートである。
【図９】ACTR角速度ゲインＧa1の特性図である。
【図１０】ACTR角速度ゲインＧa2の特性図である。
【図１１】実施例２の操舵制御コントローラ３で実行される操舵制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】実施例２の中立ズレ修正作用を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【０１１０】
１  運転者操舵角センサ
２  車速センサ
３  操舵制御コントローラ
３１  目標値生成部
３２  目標出力値生成部
３３  中立ズレ修正部
３１１  車両モデル演算部
３１２  目標値演算部
３２１  通常時制御演算部
３２２  制御切替部
３３１  中立ズレ判断部
３３２  修正操舵角演算部
４  前輪操舵コントローラ
５  前輪操舵アクチュエータ
１０  ステアリングホイール
１１ａ，１１ｂ  左右前輪
１２  前輪転舵機構
１３  コラムシャフト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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