(57)【要約】【課題】  操舵反力の変動を抑制して良好な操舵フィーリングを実現することのできる車両用操舵装置を提供すること。【解決手段】  制御装置は、推定（検出）される路面反力Ｆrの印加方向が転舵角を増加させる方向である場合に、ステアリングに付与する操舵反力Ｆhをその時点の値で一定に保持すべく反力アクチュエータの作動を制御する。【選択図】  図５
2006224804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転舵輪と機械的に分離されたステアリングと、ステアリング操作に応じた前記転舵輪の転舵角を発生させるべく制御される転舵アクチュエータと、前記ステアリングに操舵反力を付与するための反力アクチュエータと、前記転舵輪に作用する路面反力を検出する路面反力検出手段と、前記検出される路面反力に応じた前記操舵反力を前記ステアリングに付与すべく前記反力アクチュエータの作動を制御する制御手段とを備えた車両用操舵装置であって、
前記制御手段は、前記検出された路面反力の印加方向が前記転舵角を増加させる方向である場合に、前記付与する操舵反力を該検出された時点の値で一定とすべく前記反力アクチュエータの作動を制御すること、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、
前記制御手段は、前記検出された路面反力の印加方向が前記転舵角を減少させる方向であり、且つその変化速度が所定値よりも大きい場合に、前記付与する操舵反力を該検出された時点の値で一定とすべく前記反力アクチュエータの作動を制御すること、
を特徴とする車両用操舵装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の車両用操舵装置において、
前記制御手段は、前記操舵反力を一定とした時点における前記路面反力の値を記憶し、検出される路面反力の現在値が前記記憶された値と等しくなるまで、前記操舵反力を一定とすべく前記反力アクチュエータの作動を制御すること、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、ステアバイワイヤ式の車両用操舵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、転舵輪とステアリング（ハンドル）とを機械的に分離し、検出されたステアリングの舵角（操舵角）に基づいて、そのステアリング操作に応じた転舵輪の舵角（転舵角）を発生させるべく転舵アクチュエータの作動を制御する所謂ステアバイワイヤ式の車両用操舵装置が提案されている。
【０００３】
ところで、こうしたステアバイワイヤ式の車両用操舵装置においては、転舵輪とステアリングとが分離されているが故に、転舵輪に作用する路面反力がステアリングまで伝達されない。そのため、運転者がステアリングに作用する操舵反力を介して路面情報（ロードインフォメーション）を感じとることができないという問題がある。そこで、従来、ステアリング操作により同ステアリングに印加される操舵トルク、及び転舵輪に作用する路面反力を検出し、その操舵トルク及び路面反力に応じた操舵反力をステアリングに付与すべく反力アクチュエータの作動を制御するものがある（例えば、特許文献１参照）。そして、このような構成を採用することにより、転舵輪に作用する路面反力を操舵反力としてステアリングに反映させることができ、ステアリング操作を介して路面情報の取得が可能になるとともに、より良好な操舵フィーリングを実現することが可能になる。
【０００４】
しかしながら、例えば、悪路通過時等のように、転舵輪に作用する路面反力の全てを操舵反力として反映させることが必ずしも好ましいとは限らない場合もある。即ち、機械的な操舵伝達機構を有する従来の操舵装置の場合、転舵輪が路面上の凹凸を通過する際の大きな路面反力及びその急激な変化がそのまま操舵反力としてステアリングに伝達されるが、このような過大な操舵反力及びその急峻な変動は、ステアリング操作の妨げとなるものであり、必ずしも忠実に再現する必要のないものである。
【０００５】
そこで、従来、路面反力を操舵反力として反映させる路面反力反映モードと、路面反力を反映させない解除モードとを備え、その車両状態に応じて、これら２つのモードを切り替え可能としたものがある（例えば、特許文献２参照）。そして、このような構成を採用することにより、凹凸通過時の過大な路面反力が操舵反力に反映されることによるその操舵フィーリングの悪化を防止することができるようになる。
【特許文献１】特開２００４−３４９２３号公報
【特許文献２】特開２００３−１８２６１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来例のごとく、単にステアリングへの路面反力の反映を解除する構成とした場合、その解除に伴って路面反力に相当する分だけ操舵反力が急激に減少することになる。その結果、例えば、その操舵反力の減少により所謂舵抜け感が発生する等、却って操舵フィーリングの悪化を招くおそれがあり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、操舵反力の変動を抑制して良好な操舵フィーリングを実現することの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】
【０００８】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、転舵輪と機械的に分離されたステアリングと、ステアリング操作に応じた前記転舵輪の転舵角を発生させるべく制御される転舵アクチュエータと、前記ステアリングに操舵反力を付与するための反力アクチュエータと、前記転舵輪に作用する路面反力を検出する路面反力検出手段と、前記検出される路面反力に応じた前記操舵反力を前記ステアリングに付与すべく前記反力アクチュエータの作動を制御する制御手段とを備えた車両用操舵装置であって、前記制御手段は、前記検出された路面反力の印加方向が前記転舵角を増加させる方向である場合に、前記付与する操舵反力を該検出された時点の値で一定とすべく前記反力アクチュエータの作動を制御すること、を要旨とする。
【０００９】
上記構成によれば、「わだち」通過時やパンク発生時においても、ステアリングに付与される操舵反力は、転舵輪がわだちに突入した時点、或いはパンク時点の値に保持される（操舵反力保持制御）。これにより、舵抜け感の発生や過剰な操舵角の発生を防止することができ、その結果、所謂「わだち或いはパンクにより『切り込み方向』にステアリングをとられる」ことによって車両が車線を外れるといった事態を効果的に抑制することができるようになる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記制御手段は、前記検出された路面反力の印加方向が前記転舵角を減少させる方向であり、且つその変化速度が所定値よりも大きい場合に、前記付与する操舵反力を該検出された時点の値で一定とすべく前記反力アクチュエータの作動を制御すること、を要旨とする。
【００１１】
上記構成によれば、ステアリング操作に抗する操舵反力の急減な増加によって、「『切り戻し方向』にステアリングが持っていかれる」といった現象が生ずるような場合であっても、ステアリングの操舵角の急変を防止して、車両が車線を外れるといった事態を効果的に防止することができるようになる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記制御手段は、前記操舵反力を一定とした時点における前記路面反力の値を記憶し、検出される路面反力の現在値が前記記憶された値と等しくなるまで、前記操舵反力を一定とすべく前記反力アクチュエータの作動を制御すること、を要旨とする。
【００１３】
上記構成によれば、操舵反力保持制御終了時の操舵反力の値は、現在の路面反力が反映された値と等しいため、その切り替えの際においても操舵反力の変動を抑えて良好な操舵フィーリングを確保することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、操舵反力の変動を抑制して良好な操舵フィーリングを実現することが可能な車両用操舵装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明をステアバイワイヤ式の車両用操舵装置（ステアリング装置）に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態のステアリング装置１は、ステアリング（ハンドル）２を含む操舵機構３と転舵輪４の舵角を変更するための転舵機構５とが機械的に非連結、即ちステアリング２と転舵輪４とが機械的に分離された所謂ステアバイワイヤ式の車両用操舵装置である。
【００１６】
操舵機構３は、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト６と、ステアリング操作に伴うステアリング２の舵角、即ち操舵角θsを検出するための操舵角検出手段としての操舵角センサ７とを備えている。そして、転舵機構５は、操舵角センサ７により検出される操舵角θsに基づいて、そのステアリング操作に応じた転舵輪４の舵角を発生させるための転舵アクチュエータ８を備えている。本実施形態では、転舵機構５は、タイロッド９及びナックルアーム１０を介して左右の転舵輪４を連結する転舵軸１２を有しており、転舵アクチュエータ８は、駆動源としてのモータ１３と該モータ１３の回転を転舵軸１２の往復動に変換する変換機構１４とを備えている。尚、本実施形態の転舵アクチュエータ８は、転舵軸１２と同軸配置されたブラシレスモータを有し、変換機構１４としてボール螺子機構を備えている。そして、この転舵アクチュエータ８により駆動された転舵軸１２の往復動が転舵輪４に伝達されることにより、同転舵輪４の舵角、即ち転舵角θtが変更されるようになっている。
【００１７】
また、本実施形態では、操舵機構３は、ステアリング操作によってステアリング２に印加される操舵トルクτを検出するための操舵トルク検出手段としてのトルクセンサ１６と、該検出された操舵トルクτ（及び後述する路面反力Ｆr）に応じた操舵反力をステアリング２に付与するための反力アクチュエータ１７とを備えている。反力アクチュエータ１７は、駆動源としてのモータ１８と、該モータ１８の回転を減速してステアリングシャフト６に伝達する減速機構１９とを備えている。尚、本実施形態では、反力アクチュエータ１７のモータ１８には、転舵アクチュエータ８のモータ１３と同様にブラシレスモータが採用されている。そして、反力アクチュエータ１７は、減速機構１９を介してモータ１８の発生するモータトルクをステアリングシャフト６に伝達することによりステアリング２に操舵反力を付与するようになっている。
【００１８】
本実施形態では、転舵アクチュエータ８及び反力アクチュエータ１７は、制御装置２０によりその作動が制御されている。詳述すると、転舵アクチュエータ８のモータ１３及び反力アクチュエータ１７のモータ１８は、制御装置２０と接続されており、各モータ１３，１８は、制御装置２０から供給される三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力に基づいて回転する。そして、制御装置２０は、その駆動電力の供給を通じて各モータ１３，１８の回転を制御することにより、転舵アクチュエータ８及び反力アクチュエータ１７の作動を制御する。具体的には、制御装置２０は、上記操舵角センサ７及びトルクセンサ１６、並びに車速センサ２１の出力信号に基づいて操舵角θs、操舵トルクτ及び車速Ｖを検出する。また、転舵軸１２には、変位量センサ２２が設けられており、制御装置２０は、この変位量センサ２２の出力信号に基づいて転舵輪４の転舵角θtを決定する同転舵軸１２の軸方向の変位量Ｘを検出する。そして、制御装置２０は、その検出された操舵角θs、車速Ｖ及び変位量Ｘに基づいて、転舵輪４の転舵角θtを変更すべく転舵アクチュエータ８の作動を制御し、操舵トルクτ及び車速Ｖ（並びに路面反力Ｆr）に基づいて、操舵反力を付与すべく反力アクチュエータ１７の作動を制御する。
【００１９】
次に、制御装置２０による転舵アクチュエータ８及び反力アクチュエータ１７の制御態様について説明する。図２は、本実施形態のステアリング装置１の制御ブロック図である。同図に示すように、制御装置２０は、転舵アクチュエータ８を制御するための第１ＥＣＵ２３と、反力アクチュエータ１７を制御するための第２ＥＣＵ２４とを備えている。そして、これら第１ＥＣＵ２３及び第２ＥＣＵ２４は、それぞれ各モータ１３，１８を制御するためのモータ制御信号を出力するマイコン２５，２６と、そのモータ制御信号に基づいて各モータ１３，１８に駆動電力を供給する駆動回路２７，２８とを備えている。尚、以下に示す、各マイコン２５，２６内の各制御ブロックは、これらマイコン２５，２６が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。
【００２０】
先ず、転舵アクチュエータ８を制御する第１ＥＣＵ２３側のマイコン２５の構成について説明する。マイコン２５は、転舵輪４の制御目標角に対応する転舵軸１２の変位量指令Ｘ*を生成する変位量指令演算部３１と、その変位量指令Ｘ*及び検出された変位量Ｘに基づいて位置制御量εを演算する位置制御演算部３２と、その位置制御量εに基づいて駆動回路２７に出力するモータ制御信号を生成するモータ制御信号生成部３３とを備えている。
【００２１】
変位量指令演算部３１には、操舵角θs及び車速Ｖが入力され、変位量指令演算部３１は、これら操舵角θs及び車速Ｖに基づいて変位量指令Ｘ*を生成し、その変位量指令Ｘ*を位置制御演算部３２に出力する。位置制御演算部３２には、この変位量指令Ｘ*とともに、変位量センサ２２により検出された変位量Ｘが入力される。そして、位置制御演算部３２は、これら変位量指令Ｘ*及び変位量Ｘに基づくフィードバック制御により位置制御量εを演算し、その位置制御量εをモータ制御信号生成部３３に出力する。モータ制御信号生成部３３には、位置制御演算部３２により算出された位置制御量εとともに、電流センサ３４により検出された実電流値及び回転角センサ３５により検出されたモータ１３の回転角が入力される。そして、モータ制御信号生成部３３は、これら位置制御量ε、実電流値及び回転角に基づいてモータ制御信号を生成し、このモータ制御信号を駆動回路２７に出力する。そして、そのモータ制御信号に応じた駆動電流がモータ１３に供給されることにより、転舵輪４の転舵角θtをその制御目標角に追従させるべくモータ１３の回転、即ち転舵アクチュエータ８の作動が制御されるようになっている。
【００２２】
一方、反力アクチュエータ１７を制御する第２ＥＣＵ２４側のマイコン２６は、ステアリング２に付与する操舵反力Ｆhの制御目標量、即ちモータ１８に供給する駆動電流の電流指令値として操舵反力指令Ｉq*を演算する操舵反力指令演算部４１と、この操舵反力指令Ｉq*に基づいて駆動回路２８に出力するモータ制御信号を生成するモータ制御信号生成部４２とを備えている。
【００２３】
また、本実施形態では、マイコン２６は、転舵輪４に作用する路面反力Ｆrを推定する路面反力推定演算部４３を備えており、操舵反力指令演算部４１は、この路面反力推定演算部４３により推定された路面反力Ｆrに基づいて操舵反力指令Ｉq*を演算する。即ち、本実施形態では、路面反力推定演算部４３により路面反力検出手段が構成されている。そして、その操舵反力指令Ｉq*に基づく駆動電力がモータ１８に供給、即ち反力アクチュエータ１７の作動が制御されることにより転舵輪４に作用する路面反力Ｆrに応じた（路面反力Ｆrの反映された）操舵反力Ｆhがステアリング２に付与されるようになっている。
【００２４】
詳述すると、本実施形態では、路面反力推定演算部４３には、上記変位量Ｘ及び電流センサ３４により検出された実電流値、即ち転舵アクチュエータ８側のモータ１３に通電される実電流値が入力される。そして、路面反力推定演算部４３は、これら変位量Ｘ及び実電流値に基づいて転舵軸１２に作用する軸力を演算し、その軸力を転舵輪４に作用する路面反力Ｆrと推定する。操舵反力指令演算部４１には、この路面反力推定演算部４３により推定された路面反力Ｆrとともに、操舵トルクτ及び車速Ｖが入力される。そして、操舵反力指令演算部４１は、これら操舵トルクτ、路面反力Ｆr、及び車速Ｖに基づいて操舵反力指令Ｉq*を演算し、その操舵反力指令Ｉq*をモータ制御信号生成部４２へと出力する。モータ制御信号生成部４２には、操舵反力指令Ｉq*とともに、電流センサ４４により検出された実電流値及び回転角センサ４５により検出されたモータ１８の回転角が入力される。そして、モータ制御信号生成部４２は、これら操舵反力指令Ｉq*、実電流値及び回転角に基づきモータ制御信号を生成し、そのモータ制御信号を駆動回路２８へと出力する。そして、このモータ制御信号に応じた電流値を有する駆動電流がモータ１８に供給されることにより、その操舵トルクτ、路面反力Ｆr、及び車速Ｖに応じた操舵反力Ｆhがステアリング２に付与されるようになっている。
【００２５】
（操舵反力保持制御）
次に、本実施形態の制御装置による操舵反力保持制御について説明する。
上述のように、転舵輪に作用する路面反力の全てを操舵反力として反映させることが必ずしも好ましいとは限らない。例えば、悪路走行時、転舵輪４が路面上の凹凸を通過する際、或いは車両の何れかの車輪がパンクした際に、その路面反力Ｆrをそのまま操舵反力に反映させるとすれば、過大且つ急峻に変化する操舵反力がステアリング２に付与されることとなり、その変動により操舵フィーリングが大きく損なわれるおそれがある。特に、転舵輪４にその舵角（転舵角θtの絶対値）を増加させる方向の路面反力Ｆrが印加された場合、ステアリング２に対しその操作方向と同じ方向の操舵反力を付与することになるため、所謂舵抜け感の発生や、或いは操舵角θsの増加方向（切り込み方向）への過剰な操舵角θsの発生等といった、運転者に不安を感じさせる現象が誘引されやすくなる。
【００２６】
この点を踏まえ、本実施形態のステアリング装置１では、制御装置２０は、所定の条件下において、ステアリング２に付与する操舵反力を、その時点の値で一定に保持すべく反力アクチュエータ１７の作動を制御する。具体的には、推定（検出）される路面反力Ｆrの印加方向が転舵角θtを増加させる方向である場合、又はその印加方向が転舵角θtを減少させる方向であってもその変更速度が所定値よりも大きい場合に、ステアリング２に付与する操舵反力をその時点の値で一定に保持する（操舵反力保持制御）。そして、これにより、運転者に不安を感じさせる要因となる舵抜け感の発生、或いは過剰な操舵角θsの発生を抑制するようになっている。
【００２７】
［操舵反力保持機能］
先ず、本実施形態におけるマイコン２６の操舵反力保持機能について説明する。
図２に示すように、本実施形態のマイコン２６は、操舵反力保持制御のオン／オフ判定（保持判定）を行う保持判定部４６と、操舵反力保持制御時に一定の操舵反力を付与するための制御目標量である保持操舵反力指令Ｉq_s*を出力する操舵反力指令保持部４７とを備えている。そして、保持判定部４６において操舵反力保持制御を「オン」と判定した場合には、操舵反力指令演算部４１が出力する操舵反力指令Ｉq*（現在値）に代えて、操舵反力指令保持部４７が出力する保持操舵反力指令Ｉq_s*（保持値）に基づくモータ制御信号を駆動回路２８に出力する。
【００２８】
詳述すると、本実施形態では、保持判定部４６には、路面反力推定演算部４３の出力する路面反力Ｆr、並びに操舵角θs及び車速Ｖが入力されるようになっており、同保持判定部４６は、これら入力された路面反力Ｆr、操舵角θs（操舵速度ωs）及び車速Ｖ（その微分値αＶ）に基づいて上記保持判定を実行する。そして、その判定結果を保持信号Ｓhとして操舵反力指令保持部４７に出力する。尚、本実施形態では、保持判定部４６は、操舵反力保持制御を「オン」（保持信号Ｓh＝「ＯＮ」）とした場合に保持フラグをセットし、操舵反力保持制御を「オフ」（保持信号Ｓh＝「ＯＦＦ」）とした場合に同保持フラグをリセットする。
【００２９】
操舵反力指令保持部４７には、保持信号Ｓhとともに、操舵反力指令演算部４１により演算された操舵反力指令Ｉq*が入力され、操舵反力指令保持部４７は、保持信号Ｓhが「オン」となった場合に、その時点の操舵反力指令Ｉq*を保持操舵反力指令Ｉq_s*として記憶する。そして、操舵反力指令保持部４７は、入力される保持信号Ｓhが「オフ」、即ち保持フラグがリセットされるまで、この保持操舵反力指令Ｉq_s*を出力する。本実施形態では、操舵反力指令演算部４１の出力する操舵反力指令Ｉq*、及び操舵反力指令保持部４７の出力する保持操舵反力指令Ｉq_s*は、保持信号Ｓhとともに、出力切替部４８に入力される。そして、出力切替部４８は、保持信号Ｓhが「オフ」の場合には、操舵反力指令演算部４１が出力する操舵反力指令Ｉq*をモータ制御信号生成部４２に出力し、保持信号Ｓhが「オン」の場合には、操舵反力指令保持部４７の出力する保持操舵反力指令Ｉq_s*をモータ制御信号生成部４２に出力する。
【００３０】
即ち、図３のフローチャートに示すように、マイコン２６は、先ず、センサ値（車両状態量）として変位量Ｘ、実電流値Ｉs、操舵角θs（操舵速度ωs）、及び車速Ｖ（その微分値αＶ）を取得し（ステップ１０１）、続いて路面反力Ｆrの推定（ステップ１０２）、及びその路面反力Ｆrに応じた操舵反力をステアリングに付与するための操舵反力指令Ｉq*の演算を実行する（ステップ１０３）。そして、マイコン２６は、その推定された路面反力Ｆr、操舵角θs（操舵速度ωs）及び車速Ｖ（その微分値αＶ）に基づいて操舵反力保持制御のオン／オフ判定（保持判定）を実行する（ステップ１０４）。
【００３１】
次に、マイコン２６は、上記ステップ１０４の保持判定において操舵反力保持制御を「オン」とする判定がなされたか否かを判定し（ステップ１０５）、その判定が「オン」である場合（ステップ１０５：ＹＥＳ）には、続いて操舵反力保持制御が実行されているか否か、即ち既に保持中であるか否かを判定する（ステップ１０６）。尚、保持中であるか否かの判定は、保持フラグがセットされているか否かにより行われる。
【００３２】
次に、マイコン２６は、このステップ１０６において、保持中ではない、即ち操舵反力保持制御の開始時であると判定した場合（ステップ１０６：ＮＯ）には、保持フラグをセットし（ステップ１０７）、その時点の操舵反力指令Ｉq*を保持値、即ち保持操舵反力指令Ｉq_s*として記憶する（ステップ１０８）。そして、その保持値（保持操舵反力指令Ｉq_s*）に基づくモータ制御信号を駆動回路２８へと出力する（ステップ１０９）。また、マイコン２６は、上記ステップ１０６において、既に保持中であると判定した場合（ステップ１０６：ＹＥＳ）には、上記ステップ１０７，１０８の処理を実行することなく、ステップ１０９において保持値（保持操舵反力指令Ｉq_s*）に基づくモータ制御信号を出力する。
【００３３】
一方、上記ステップ１０５において、ステップ１０４における判定が「オフ」であると判定した場合（ステップ１０５：ＮＯ）、マイコン２６は、続いて保持中であるか否かを判定する（ステップ１１０）。そして、このステップ１１０において、保持中であると判定した場合（ステップ１１０：ＹＥＳ）には、保持フラグをリセットし（ステップ１１１）、上記ステップ１０３において演算された操舵反力指令Ｉq*、即ち現在の路面反力Ｆrが反映された現在値に基づくモータ制御信号を駆動回路２８に出力する（ステップ１１２）。尚、上記ステップ１１０において、保持中ではないと判定した場合（ステップ１１０：ＮＯ）には、上記ステップ１１１を実行することなく、ステップ１１２において、現在値（操舵反力指令Ｉq*）に基づくモータ制御信号を駆動回路２８に出力する。
【００３４】
そして、この一連の処理によって、操舵反力保持制御中は、保持値（保持操舵反力指令Ｉq_s*）に対応する操舵反力、即ち操舵反力保持制御が開始された時点の路面反力Ｆｒに基づく一定の操舵反力がステアリング２に付与され、操舵反力保持制御の終了後は現在値（操舵反力指令Ｉq*）に対応する操舵反力が付与されるようになっている。
【００３５】
［保持判定］
次に、保持判定部４６における保持判定の処理手順について説明する。
図４のフローチャートに示すように、保持判定部４６は、先ず、後述する継続フラグがセットされているか否かを判定する（ステップ２０１）。そして、このステップ２０１において継続フラグがセットされていないと判定した場合（ステップ２０１：ＮＯ）には、以下に示すステップ２０２〜ステップ２０８、及びステップ２１０の開始判定処理を実行する。
【００３６】
具体的には、保持判定部４６は、先ず、操舵反力保持制御の適用除外判定を実行する（ステップ２０２〜２０５）。具体的には、車速Ｖが所定速度Ｖ０（例えば、Ｖ０＝５ｋｍ／時）より速いか否か（ステップ２０２）、車速Ｖの微分値αＶが略ゼロ（例えば、αＶ≦０．０５）であるか否か（ステップ２０３）、操舵速度ωsが略ゼロ（例えば、ωs≦０．００１ｒａｄ／秒）であるか否か（ステップ２０４）を判定する。また、路面反力Ｆr、詳しくはその現在値Ｆr_cの絶対値が所定の閾値Ｖtsを超えるか否かを判定する（ステップ２０５）。尚、本実施形態では、操舵速度ωsは、操舵角θsを微分することにより求められる。
【００３７】
そして、保持判定部４６は、これらステップ２０２〜２０５の各判定条件を全て満たす場合に、続いて路面反力Ｆr（現在値Ｆr_c）の印加方向が転舵輪４の舵角（転舵角θtの絶対値）を増加させる方向であるか否かを判定する（ステップ２０６）。即ち、本実施形態では、保持判定部４６は、車両が極低速走行時ではなく（Ｖ＞Ｖ０、ステップ２０２：ＹＥＳ）、加減速時ではなく（αＶ≒０、ステップ２０３：ＹＥＳ）、操舵角変更時ではなく（ωs≒０、ステップ２０４：ＹＥＳ）、路面反力Ｆrの現在値Ｆr_c（の絶対値）が所定の閾値Ｖtsを超える場合（|Ｆr_c|＞Ｖts、ステップ２０５：ＹＥＳ）に、開始判定処理の本判定を実行する。
【００３８】
具体的には、本実施形態では、保持判定部４６における保持判定処理（及び上記センサ値の取得）は、所定周期（例えば約１０μ秒程度）毎に実行されており、保持判定部４６は、前回の処理周期において検出された路面反力Ｆrの値を前回値Ｆr_bとして記憶している。そして、保持判定部４６は、このステップ２０６において、前回値Ｆr_bと現在値Ｆr_cとの和の絶対値（|Ｆr_b＋Ｆr_c|）が前回値Ｆr_bの絶対値（|Ｆr_b|）よりも大きいか否かの判定により、路面反力Ｆr（現在値Ｆr_c）の印加方向が転舵角θtを増加させる方向であるか否かを判定する。そして、保持判定部４６は、路面反力Ｆr（現在値Ｆr_c）の印加方向が転舵角θtを増加させる方向である（|Ｆr_b＋Ｆr_c|＞|Ｆr_b|、ステップ２０６：ＹＥＳ）と判定した場合には、継続フラグをセットし（ステップ２０７）、その時点の路面反力Ｆrの値、即ち現在値Ｆr_cを後述する記憶値Ｆr_mとして記憶する（ステップ２０８）。そして、操舵反力保持制御を「オン」とすべく、その出力する保持信号Ｓhを「ＯＮ」とする（ステップ２０９）。
【００３９】
また、上記ステップ２０６において、路面反力Ｆr（現在値Ｆr_c）の印加方向が転舵角θtを減少させる方向である（|Ｆr_b＋Ｆr_c|≦|Ｆr_b|、ステップ２０６：ＮＯ）と判定した場合、保持判定部４６は、続いて前回値Ｆr_bに対する現在値Ｆr_cの変化量（|Ｆr_b−Ｆr_c|）が所定の閾値δ（例えば２０Ｎ）よりも大きいか否かを判定する（ステップ２１０）。そして、前回値Ｆr_bに対する現在値Ｆr_cの変化量（絶対値）が所定の閾値δよりも大きい場合（|Ｆr_b−Ｆr_c|＞δ、ステップ２１０：ＹＥＳ）には、上記ステップ２０７〜ステップ２０９の処理を実行する。即ち、本実施形態では、路面反力Ｆr（現在値Ｆr_c）の印加方向が転舵角θtを減少させる方向であっても、その単位時間あたり（一周期あたり）の前回値Ｆr_bに対する現在値Ｆr_cの変化量（絶対値）が所定の閾値δよりも大きい場合、言い換えると路面反力Ｆrの変化速度が所定値よりも大きい場合には、操舵反力保持制御を「オン」とすべく、その出力する保持信号Ｓhを「ＯＮ」とする。そして、これにより、転舵輪４に印加される路面反力Ｆrが急峻に変化した場合にも操舵反力保持制御を「オン」となり、その時点の路面反力Ｆｒに基づく一定の操舵反力がステアリング２に付与されるようになっている。
【００４０】
尚、本実施形態では、保持判定部４６は、上記ステップ２０２〜２０５の各判定条件の何れかを満たさない場合、即ち車両が極低速走行時（Ｖ≦Ｖ０、ステップ２０２：ＮＯ）、加減速時（ステップ２０３：ＮＯ）又は操舵角変更時（ステップ２０４：ＮＯ）、又は路面反力Ｆrの現在値Ｆr_c（の絶対値）が所定の閾値Ｖts以下である場合（|Ｆr_c|≦Ｖts、ステップ２０５：ＮＯ）の何れに該当する場合、上記ステップ２０６〜ステップ２１０の処理を実行しない。また、上記ステップ２１０において、前回値Ｆr_bに対する現在値Ｆr_cの変化量（絶対値）が所定の閾値δ以下であると判定した場合（|Ｆr_b−Ｆr_c|≦δ、ステップ２１０：ＮＯ）にも、ステップ２０７〜ステップ２０９の処理を実行しない。そして、これらの場合には、保持判定部４６は、操舵反力保持制御を「オフ」とすべく、その出力する保持信号Ｓhを「ＯＦＦ」とする（ステップ２１１）。
【００４１】
一方、上記ステップ２０１において、継続フラグがセットされていると判定した場合（ステップ２０１：ＹＥＳ）、即ち既に操舵反力保持制御が開始されていると判定した場合には、保持判定部４６は、検出された路面反力Ｆrの現在値Ｆr_cがその記憶値Ｆr_mと等しいか否かを判定し（ステップ２１２）、現在値Ｆr_cが記憶値Ｆr_mと等しくない（ステップ２１２：ＮＯ）と判定した場合には、ステップ２０９の処理を実行する。そして、現在値Ｆr_cが記憶値Ｆr_mと等しい（Ｆr_c＝Ｆr_m、ステップ２１２：ＹＥＳ）と判定した場合には、継続フラグをリセットし（ステップ２１３）、記憶値Ｆr_mを初期化（ステップ２１４）した後、操舵反力保持制御を「オフ」とすべく、その出力する保持信号Ｓhを「ＯＦＦ」とする（ステップ２１１）。そして、保持判定部４６は、上記ステップ２０９又はステップ２１１の処理の実行後、現在値Ｆr_cを次回の保持判定処理に用いる前回値Ｆr_bとして記憶する（Ｆr_b＝Ｆr_c、ステップ２１５）。
【００４２】
即ち、本実施形態では、ステップ２０７においてセットされた継続フラグは、ステップ２１２において、現在値Ｆr_cが記憶値Ｆr_mと等しいと判定されるまでリセットされず、その間、保持信号Ｓhは「ＯＮ」となる。そして、これにより、検出される路面反力Ｆrの現在値が、その操舵反力保持制御が開始された時点の値である記憶値Ｆr_mと等しくなるまで、同記憶値Ｆr_mに基づく一定の操舵反力がステアリング２に付与されるようになっている。
【００４３】
（作用・効果）
次に、上記のように構成された本実施形態のステアリング装置１の作用・効果について説明する。図５に示すように、例えば、左旋回時、即ち運転者が左方向（同図中マイナス方向）にステアリング操作を行っている場合、転舵輪４には、そのステアリング操作により生じた舵角を中立位置（転舵角θt＝０）に戻す方向、即ちステアリング操作方向と逆側である右方向（同図中プラス方向）の路面反力Ｆrが働く。従って、この場合、ステアリング２には、この路面反力Ｆrを反映した右方向の操舵反力Ｆhが付与されることになる。
【００４４】
ここで、車両が走行路面上の「わだち」を通過することにより、転舵輪４にその舵角を増大させるような外乱（わだちの形状に沿って転舵輪４が移動しようとする際に働く応力）が印加された場合、路面反力Ｆrは、ステアリング操作方向と同じ左方向へと変化する。従って、この路面反力Ｆrの変化をそのまま操舵反力Ｆhとしてステアリング２に付与するとすれば、ステアリング操作に抗する操舵反力Ｆhの急減な減少によって舵抜け感が発生する。或いは、ステアリング操作方向と同方向に操舵反力Ｆhが付与されることにより、過剰な操舵角θsが発生する、即ち「『切り込み方向』にステアリングが持っていかれる」といった現象が発生することになる。
【００４５】
この点、本実施形態のステアリング装置１は、推定（検出）される路面反力Ｆrの印加方向が転舵角θtを増加させる方向である場合、ステアリング２に付与する操舵反力Ｆhをその時点の値で一定に保持する。このため、操舵反力Ｆhは、転舵輪４がわだちに突入した直後の値に保持され、これにより舵抜け感の発生や過剰な操舵角θsの発生を防止することができる。その結果、所謂「わだちにステアリングをとられる」ことによって車両が車線を外れるといった事態を効果的に抑制することができるようになる。また、こうした操舵反力保持制御の開始後は、検出される路面反力Ｆrの現在値が、その操舵反力保持制御が開始された時点の値と等しくなるまで、その開始時点の値に基づく一定の操舵反力Ｆhがステアリング２に付与される。そのため、操舵反力保持制御から通常制御、即ち現在の路面反力Ｆrが反映された操舵反力Ｆhを付与する制御に切り替える際にも、その切替の際の変動を抑えて好適な操舵フィーリングを確保することができる。
【００４６】
更に、両転舵輪４を含む車両の何れかの車輪がパンクした場合、路面反力Ｆrは一層急減に変化する。この点、本実施形態のステアリング装置１は、路面反力Ｆrの印加方向が転舵角θtを減少させる方向であってもその変更速度が所定値よりも大きい場合に、ステアリング２に付与する操舵反力Ｆhをその時点の値で一定に保持する。このため、同図中に示すように、ステアリング操作に抗する操舵反力Ｆhの急減な増加によって、「『切り戻し方向』にステアリングが持っていかれる」といった現象が生ずるような場合であっても、ステアリング２の操舵角θsの急変を防止して、車両が車線を外れるといった事態を効果的に防止することができるようになる。
【００４７】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、制御手段としての制御装置２０は、転舵アクチュエータ８を制御するための第１ＥＣＵ２３と、反力アクチュエータ１７を制御するための第２ＥＣＵ２４とを備えることとした。しかし、これに限らず、転舵アクチュエータ８及び反力アクチュエータ１７を制御する制御手段は、第１ＥＣＵ２３及び第２ＥＣＵ２４に相当するものが各々別体に設けられた構成であってもよい。
【００４８】
・本実施形態では、制御装置２０は、検出された操舵角θs、車速Ｖ及び変位量Ｘに基づいて、転舵輪４の転舵角θtを変更すべく転舵アクチュエータ８の作動を制御することとした。しかし、これに限らず、転舵アクチュエータ８は、少なくとも操舵角θsに基づいて制御されるものであればよい。また、制御装置２０は、操舵トルクτ及び車速Ｖ（並びに路面反力Ｆr）に基づいて、操舵反力を付与すべく反力アクチュエータ１７の作動を制御することとしたが、路面反力Ｆrに応じた操舵反力を付与可能なものであれば、路面反力Ｆr以外のパラメータは、操舵トルクτ及び車速Ｖに限るものではない。
【００４９】
・上記各実施形態では、路面反力推定演算部４３は、変位量センサ２２により検出された変位量Ｘ及び転舵アクチュエータ８の駆動源であるモータ１３の実電流値に基づいて転舵軸１２に作用する軸力を演算し、その軸力を転舵輪４に作用する路面反力Ｆrと推定することとした。しかし、これに限らず、路面反力Ｆrの推定には、位置制御演算部３２により算出された位置制御量εを用いる構成としてもよい。
【００５０】
・また、制御装置２０は、推定された路面反力Ｆrを用いて反力アクチュエータの作動を制御することとしたが、路面反力Ｆrは、歪みゲージ等を用いて転舵軸１２に作用する軸力を検出する等、路面反力Ｆrを直接的に検出する構成としてもよい。
【００５１】
・また、変位量Ｘは、必ずしも変位量センサ２２により検出することはなく、回転角センサ３５により検出されるモータ１３の回転角から推定する構成としてもよい。
・保持判定部４６における保持判定の態様及び処理手順は、図４のフローチャートに示すものに限るものではない。例えば、同図中の各適用除外判定（ステップ２０２〜ステップ２０５）は、必ずしも行う必要はなく、またその判定内容も任意に変更してもよい。また、本実施形態では、ステップ２０６における路面反力Ｆr（現在値Ｆr_c）の印加方向が転舵輪４の舵角（転舵角θtの絶対値）を増加させる方向であるか否かの判定は、前回値Ｆr_bと現在値Ｆr_cとの和の絶対値（|Ｆr_b＋Ｆr_c|）が前回値Ｆr_bの絶対値（|Ｆr_b|）よりも大きいか否かの判定により行うこととした。しかし、これに限らず、操舵角θsの符号からステアリング操作方向を判定し（θs＞０？）、更に現在値Ｆr_cの符号（Ｆr_c＞０？）を判定することにより行ってもよい。
【００５２】
・本実施形態では、操舵反力保持制御の開始後は、検出される路面反力Ｆrの現在値が、その操舵反力保持制御が開始された時点の値と等しくなるまで、その開始時点の値に基づく一定の操舵反力Ｆhがステアリング２に付与されることとした（図５参照）。しかし、これに限らず、例えば、操舵反力保持制御の開始から所定時間経過するまで一定に保持する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】ステアリング装置の概略構成図。
【図２】ステアリング装置の制御ブロック図。
【図３】モータ制御信号の出力処理手順を示すフローチャート。
【図４】保持判定の処理手順を示すフローチャート。
【図５】操舵反力保持制御の態様を示す作用説明図。
【符号の説明】
【００５４】
１…ステアリング装置、２…ステアリング（ハンドル）、３…操舵機構、４…転舵輪、５…転舵機構、６…ステアリングシャフト、７…操舵角センサ、８…転舵アクチュエータ、１２…転舵軸、１６…トルクセンサ、１７…反力アクチュエータ、２０…制御装置、２１…車速センサ、２２…変位量センサ、２４…第２ＥＣＵ、２６…マイコン、θs…操舵角、θt…転舵角、τ…操舵トルク、Ｖ…車速、Ｘ…変位量、Ｆr…路面反力、Ｆr_c…現在値、Ｆr_b…前回値、Ｆr_m…記憶値、Ｆh…操舵反力、Ｓh…保持信号、Ｉq*…操舵反力指令、Ｉq_s*…保持操舵反力指令、Ｖts，δ…閾値。
【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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