(57)【要約】【課題】  車両の操舵装置において、電動モータに接続された減速器による異音の発生を防止する。【解決手段】  車両の操舵装置は、操舵アシスト用の電動モータ３１を備え、電動モータ１５の回転出力はボールねじ機構１６により減速されるとともに直線運動に変換されてラックバー１４に伝達される。電子制御ユニット２４は、目標操舵アシストトルクに電動モータ１５の回転速度に関係した制御トルクを加えて、電動モータ１５の回転トルクを制御する。この制御トルクは、回転角センサ２２によって検出されたモータ回転角θmを用いて計算した角速度ωに基づいて計算され、角速度ωの変動を抑制するための目標値と検出角速度との差分値を表すフィードバック制御信号であり、目標値は電動モータ１５の角速度の変化により更新される。【選択図】  図１
2006062406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータおよび減速器を備え、電動モータの回転を減速器を介して転舵輪に伝達するようにした車両の操舵装置において、
電動モータの角速度を検出する角速度検出手段と、
前記検出された角速度を用いて電動モータの角速度の変動を抑制するための抑制制御信号を生成して、同生成した抑制制御信号を電動モータの回転制御信号に加味する変動抑制制御手段とを設けたことを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載した車両の操舵装置において、前記変動抑制制御手段を、
電動モータの目標とする角速度を表す目標角速度と前記角速度検出によって検出された角速度との差分値を所定時間ごとに繰り返し計算する差分値計算手段と、
前記差分値計算手段によって差分値が計算されるごとに同計算された差分値が取り得る値の上限および下限を制限する差分値制限手段と、
前記差分値計算手段による計算に用いた目標角速度から前記差分値制限手段によって上限および下限の制限された差分値を減算して、同減算結果を前記差分値計算手段による次回の差分値の計算に用いる目標角速度とするために目標角速度を更新する目標角速度更新手段とで構成し、前記計算された差分値を前記抑制制御信号とする車両の操舵装置。
【請求項３】
前記電動モータの回転制御信号は操舵ハンドルの操舵操作をアシストするための操舵アシスト制御信号であり、前記変動抑制制御手段は前記抑制制御信号を前記操舵アシスト制御信号に加味するようにした請求項１または２に記載した車両の操舵装置
【請求項４】
前記電動モータの回転制御信号は操舵ハンドルの操舵操作に応じて転舵輪を転舵するための転舵制御信号であり、前記変動抑制制御手段は前記抑制制御信号を前記転舵制御信号に加味するようにした請求項１または２に記載した車両の操舵装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵ハンドルの操舵操作に応じて転舵輪を転舵する車両の操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば下記特許文献１に示されているように、操舵ハンドルの操舵操作に応じた転舵輪の転舵をアシストするために、操舵ハンドルに付与される操舵力を転舵輪へ伝達するための伝達機構に、電動モータの回転駆動力を減速器であるボールねじ機構を介して伝達するようした車両の操舵装置は知られている。
【特許文献１】特開２００３−３１４６５４号公報
【０００３】
一般的に、この種の従来装置においては、摩擦力を低減するためにボールねじ機構（減速器）におけるクリアランスをある程度大きくしておく必要がある。特に、このクリアランスは、温度に応じて変化するものであるので、温度変化による減少をも考慮しておく必要がある。しかし、ボールねじ機構（減速器）にクリアランスをもたせると、ベルジャン路（石だたみ路）を走行したり、操舵ハンドルを切返し操作したりする場合には、ボールねじ機構のボールの衝突により異音が発生したり、減速器として減速ギヤを用いる場合には噛み合った歯の衝突により異音が発生したりする。特に、電動モータの回転速度の変動周期と制御系の固有振動の周期が一致すると、異音の発生が顕著となる。
【発明の開示】
【０００４】
本発明者は、この衝突による異音の発生が、電動モータの出力軸の角速度の変化に起因することに気がついた。本発明は、この着眼点に基づいてなされたもので、その目的は前記異音の発生を抑制するようにした車両の操舵装置を提供することにある。
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、電動モータおよび減速器を備え、電動モータの回転を減速器を介して転舵輪に伝達するようにした車両の操舵装置において、電動モータの角速度を検出する角速度検出手段と、前記検出された角速度を用いて電動モータの角速度の変動を抑制するための抑制制御信号を生成して、同生成した抑制制御信号を電動モータの回転制御信号に加味する変動抑制制御手段とを設けたことにある。
【０００６】
この場合、変動抑制制御手段を、例えば、電動モータの目標とする角速度を表す目標角速度と角速度検出によって検出された角速度との差分値を所定時間ごとに繰り返し計算する差分値計算手段と、差分値計算手段によって差分値が計算されるごとに同計算された差分値が取り得る値の上限および下限を制限する差分値制限手段と、差分値計算手段による計算に用いた目標角速度から差分値制限手段によって上限および下限の制限された差分値を減算して、同減算結果を差分値計算手段による次回の差分値の計算に用いられる目標角速度とするために目標角速度を更新する目標角速度更新手段とで構成し、前記計算された差分値を抑制制御信号とするとよい。
【０００７】
また、この発明においては、例えば、電動モータの回転制御信号は操舵ハンドルの操舵操作をアシストするための操舵アシスト制御信号であり、変動抑制制御手段は抑制制御信号を操舵アシスト制御信号に加味するようにするとよい。また、電動モータの回転制御信号は操舵ハンドルの操舵操作に応じて転舵輪を転舵するための転舵制御信号であり、変動抑制制御手段は抑制制御信号を転舵制御信号に加味するようにしてもよい。
【０００８】
これによれば、変動抑制制御手段が、電動モータの角速度の変動を抑制するための抑制制御信号を生成して電動モータの回転制御信号に加味するので、減速器に入力される電動モータの回転における角速度の変動が抑制される。その結果、減速器にクリアランスを設けても、同クリアランスによる異音の発生を防止できる。特に、変動抑制制御手段を、差分値計算手段、差分値制限手段および目標角速度更新手段で構成すれば、差分値制限手段における上限および下限の設定により、電動モータの回転における角速度の変動の抑制の程度、すなわち回転制御信号に対する電動モータの回転の追従性を可変することができ、異音の発生を抑えたうえで、電動モータの回転の追従性も確保するように簡単に調整できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
ａ．第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態について図面を用いて説明すると、図1は、第１実施形態に係り、運転者による操舵操作に対してアシスト機能を有する車両の操舵装置の全体概略図である。
【００１０】
この車両の操舵装置は、操舵ハンドル１１に上端を一体回転するように接続したステアリングシャフト１２を備え、同シャフト１２の下端にはピニオンギヤ１３が一体回転するように接続されている。ピニオンギヤ１３は、ラックバー１４に形成されたラック歯と噛み合ってラックアンドピニオン機構を構成する。ラックバー１４の両端には左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が操舵可能に接続されており、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、ステアリングシャフト１２の軸線回りの回転に伴うラックバー１４の軸線方向の変位に応じて左右に操舵される。ラックバー１４には、操舵アシスト用の電動モータ１５が組み付けられている。電動モータ１５の回転は、減速器を構成するボールねじ機構１６によって減速されるとともにラックバー１４の直線運動に変換される。
【００１１】
次に、電動モータ１５の作動を制御する電気制御装置２０について説明する。電気制御装置２０は、操舵トルクセンサ２１、回転角センサ２２および車速センサ２３を備えている。操舵トルクセンサ２１は、ステアリングシャフト１２の上部に組み付けられていて、操舵ハンドル１１の回動操作によってステアリングシャフト１２に作用する操舵トルクＴrを検出する。なお、操舵トルクＴrは、正負の値により操舵ハンドル１１の右方向および左方向の操舵時の操舵トルクＴrを表す。回転角センサ２２は、電動モータ１５に組み付けられて、電動モータ１５の中立位置からのモータ回転角θｍを検出する。なお、モータ回転角θｍは、正負の値により電動モータ１５の正逆回転時の回転角を表す。車速センサ２３は、車速Ｖを検出して出力する。
【００１２】
また、電気制御装置２０は、操舵トルクセンサ２１、回転角センサ２２および車速センサ２３に接続された電子制御ユニット２４を備えている。電子制御ユニット２４は、ＣＰＵ，ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とし、図２のアシスト制御プログラムを実行することにより、駆動回路２５を介して電動モータ１５を駆動制御する。駆動回路２５は、電子制御ユニット２４によって指定される駆動電流を電動モータ１５に流す。
【００１３】
次に、上記のように構成した第１実施形態の動作について説明する。電子制御ユニット２４は、イグニッションスイッチの投入により、アシスト制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行し始める。アシスト制御プログラムの実行は図２のステップＳ１０にて開始され、ステップＳ１１にて操舵トルクセンサ２１、回転角センサ２２および車速センサ２３から、操舵トルクＴr、モータ回転角θｍおよび車速Ｖをそれぞれ入力する。
【００１４】
次に、電子制御ユニット２４は、ステップＳ１２にて、ＲＯＭ内に設けられているアシスト指令値テーブルを参照して、操舵トルクＴrおよび車速Ｖに応じて変化する目標アシストトルクＴasを計算する。このアシスト指令値テーブルは、図３に示すように、複数の代表的な車速値ごとに、操舵トルクＴrの増加に従って非線形増加する複数の目標アシストトルクＴasを記憶している。この目標アシストトルクＴasは、同一の操舵トルクＴrに対して、車速Ｖが低いほど大きい。なお、このアシスト指令値テーブルを利用するのに代えて、操舵トルクＴrおよび車速Ｖに応じて変化する目標アシストトルクＴrを関数により予め定義しておき、同関数を利用して目標アシストトルクＴrを計算するようにしてもよい。
【００１５】
前記ステップＳ１２の処理後、電子制御ユニット２４は、ステップＳ１３にて、今回および前回のアシスト制御プログラムの実行時にステップＳ１１の処理によって入力した両モータ回転角θmを用いて微分演算を実行することにより、電動モータ１５の角速度ω（＝dθm/dt）を計算する。そして、ステップＳ１４にて、今回の目標角速度ω＊から前記計算した今回の角速度ωを減算することにより、角速度の差分値Δω（＝ω＊−ω）を計算する。なお、目標角速度ω＊は、電動モータ１５の目標とする角速度を表す変数であり、前回のアシスト制御プログラムの実行時に計算された値である。
【００１６】
この差分値Δωの計算後、電子制御ユニット２４は、ステップＳ１５にて差分値Δωに基づいて制御トルクＴcを計算する。この制御トルクＴcの計算においては、例えば、ＰＩＤ制御手法を利用できる。すなわち、差分値Δωに係数ｋ1を乗じた比例項ｋ1・Δωと、差分値Δωを微分した微分値d(Δω)/dtに係数ｋ2を乗じた微分項ｋ2・d(Δω)/dtと、差分値Δωを積分した積分値∫(Δω)dtに係数ｋ3を乗じた積分項ｋ3・∫(Δω)dtとを加算した値を制御トルクＴc（＝ｋ1・Δω＋ｋ2・d(Δω)/dt＋ｋ3・∫(Δω)dt）とする。なお、差分値Δωの微分演算および積分演算においては、以前にアシスト制御プログラムの実行時において計算した差分値Δωを、今回のアシスト制御プログラムの実行時において計算した差分値Δωに加えて利用する。また、係数ｋ1，ｋ2，ｋ3は、予め決められた値である。さらに、前記制御トルクＴcの計算においては、ＰＩＤ制御手法を用いないで、比例項ｋ1・Δω、微分項ｋ2・d(Δω)/dtおよび積分項ｋ3・∫(Δω)dtのいずれか一つを制御トルクＴcとし、またはいずれか二つの加算値を制御トルクＴcとしてもよい。
【００１７】
次に、電子制御ユニット２４は、ステップＳ１６にて、駆動回路２５を介して電動モータ１５を制御して、前記計算した目標アシストトルクＴasに制御トルクＴcを加算した大きさのトルクＴas＋Ｔcが発生されるように電動モータ１５を作動させる。具体的には、電子制御ユニット２４は前記トルクＴas＋Ｔcに比例した大きさの電流を表す電流指令値を駆動回路２５に出力し、駆動回路２５は電流指令値により指定された大きさの電流を電動モータ１５に流す。
【００１８】
これにより、電動モータ１５は、その出力軸にトルクＴas＋Ｔcに等しい回転トルクを出力する。そして、この回転トルクはボールねじ機構１６に伝達され、ボールねじ機構１６は電動モータ１５の回転を減速するとともに直線運動に変換して、ラックバー１４を軸線方向に駆動する。その結果、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作が電動モータ１５によりアシストされ、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は運転者による操舵力と電動モータ１５によるアシスト力により操舵される。
【００１９】
前記ステップＳ１６の電動モータ１５の制御後、ステップＳ１７，Ｓ１８の処理によって次回のアシスト制御プログラムのために目標角速度ω＊を更新し、ステップＳ１９にてこのアシスト制御プログラムの実行を一旦終了する。ステップＳ１７においては、前記ステップＳ１４の処理によって計算された差分値Δωが取り得る値の上限および下限を制限するリミッタ処理を実行する。このリミッタ処理においては、ＲＯＭ内に設けられている差分値テーブルを参照して、差分値Δωに対応した目標差分値Δωを計算する。差分値テーブルは、図４に示すように、予め決めた差分値Δωの所定範囲（負の所定値−Δω1以上かつ正の所定値Δω1以下までの範囲内）で線形変化し、前記所定範囲外（負の所定値−Δω1未満および正の所定値Δω1を越えた範囲内）で一定値にとなる目標差分値Δω＊を記憶している。なお、本第１実施形態では、前記予め決めた差分値Δωの所定範囲で、差分値Δωに対して線形変化する目標差分値Δω＊の比例係数は「１」であるが、「１」以外の値を採用してもよい。さらに、予め決めた差分値Δωの所定範囲で、差分値Δωに対して目標差分値Δω＊を非線形変化させるようにしてもよい。また、この差分値テーブルを利用するのに代えて、差分値Δωに応じて前記特性で変化する目標差分値Δω＊を関数により予め定義しておき、同関数を利用して目標差分値Δω＊を計算するようにしてもよい。
【００２０】
ステップＳ１８においては、前記ステップＳ１４の計算処理にて利用した目標角速度ω＊（すなわち前回のアシスト制御プログラムの実行時のステップＳ１８の処理により計算した目標角速度ω＊）から、前記ステップＳ１７のリミッタ処理によって得た目標差分値Δω＊を減算して、同減算結果ω＊−Δω＊を新たな目標角速度ω＊（＝ω＊−Δω＊）とすることにより、目標角速度ω＊を更新する。そして、次回のアシスト制御プログラムの実行時に、この更新された目標角速度ω＊が用いられる。なお、目標角速度ω＊の初期値は、図示しない初期設定処理により、例えば「０」に設定されている。
【００２１】
上記のように動作する第１実施形態においては、前記ステップＳ１３〜Ｓ１６の処理によって、電動モータ１５の回転トルクが、目標アシストトルクＴasに加えた制御トルクＴcにより、目標角速度ω＊に近づくように制御される。そして、この目標角速度ω＊は、前記ステップＳ１８の処理により電動モータ１５の現実の角速度ωに近づくように変更されるが、ステップＳ１７のリミッタ処理によって目標差分値Δω＊の変化幅が制限される。すなわち、ステップＳ１７、Ｓ１８の処理により、目標角速度ω＊の変化が抑制されるように制御される。その結果、電動モータ１５の回転制御に対する制御トルクＴcによる制御項は、電動モータ１５の角速度の変動を抑制するように作用する。したがって、減速器であるボールねじ機構１６に入力される電動モータ１５の回転における角速度の変動が抑制され、ボールねじ機構１６にクリアランスを設けても、同クリアランスによる異音の発生を防止できる。
【００２２】
前記ステップＳ１７のリミッタ処理においては、所定値Δω1の絶対値｜Δω1｜を小さく設定することにより、目標角速度ω＊の変化はより大きく制限され、電動モータ１５の角速度の変動がより大きく抑制すなわち目標アシストトルクＴasに対する電動モータ１５の回転の追従性が悪くなる。逆に、所定値Δω1の絶対値｜Δω1｜を大きく設定することにより、目標角速度ω＊の変化の制限は緩和され、電動モータ１５の角速度の大きな変動が許容すなわち目標アシストトルクＴasに対する電動モータ１５の回転の追従性が良好となる。したがって、このリミッタ処理の制限特性を適当に設定するだけで、電動モータ１５の回転における角速度の変動の抑制の程度、すなわち目標アシストトルクＴasに対する電動モータ１５の回転の追従性を可変することができ、異音の発生を抑えたうえで、電動モータ１５の回転の追従性も確保するように簡単に調整できるようになる。
【００２３】
なお、上記第１実施形態においては、ラックバー１４を電動モータ１５で駆動することにより、操舵ハンドル１１の操舵操作をアシストするようにした。しかし、これに代えて、ステアリングシャフト１２を軸線周りに駆動することにより、操舵ハンドル１１の操舵操作をアシストするようにしてもよい。この場合、図１に破線で示すように、電動モータ３１をステアリングシャフト１２に組み付けて、電動モータ３１の回転を減速器３２を介してステアリングシャフト１２に伝達して同シャフト１２を軸線周りに駆動するようにすればよい。なお、この場合の減速器３２としては、小歯車と大歯車の組み合わせ、遊星歯車機構などかる減速ギヤ機構を利用するとよい。また、この場合も、電動モータ３１に回転角センサ３３を組み付けて、電動モータ３１の回転角θmを検出するようにする。
【００２４】
このように構成した変形例においては、減速器３２を構成する歯車機構内の噛み合った歯の衝突の異音が問題となる。しかし、上記第１実施形態の場合と同様に、電子制御ユニット２４は、図２のアシスト制御プログラムを実行することにより、電動モータ３１の回転を上記第１実施形態と同様に制御する。したがって、この変形例によっても、上記第１実施形態の場合と同様に、前記噛み合った歯の衝突による異音の発生が良好に抑えられる。
【００２５】
ｂ．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について図面を用いて説明すると、図５は、第２実施形態に係り、ステヤバイワイヤ方式の車両の操舵装置の全体概略図である。
【００２６】
この車両の操舵装置も、操舵ハンドル４１に上端を一体回転するように接続したステアリングシャフト４２を備え、同シャフト４２の下端には操舵反力用の電動モータ４３が組み付けられている。電動モータ４３は、その回転により操舵ハンドル４１の回動操作に対して操舵反力を付与する。
【００２７】
また、この車両の操舵装置は、ステアリングシャフト４２とは分離されて左右方向に延設された転舵軸４４を備えている。転舵軸４４の両端には左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が操舵可能に接続されており、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は転舵軸４４の軸線方向の変位に応じて左右に操舵される。転舵軸４４には、転舵用の電動モータ４５が組み付けられている。電動モータ４５の回転は、減速器を構成するボールねじ機構４６によって減速されるとともに転舵軸４４の直線運動に変換される。
【００２８】
次に、電動モータ４３、４５の作動を制御する電気制御装置５０について説明する。電気制御装置５０は、操舵角センサ５１および回転角センサ５２を備えている。操舵角センサ５１は、ステアリングシャフト４２に組み付けられていて、ステアリングシャフト４２の軸線周りの回転角を検出することによりハンドル操舵角θhを検出する。なお、ハンドル操舵角θhは、正負の値により操舵ハンドル１１の右方向および左方向の操舵角を表す。回転角センサ５２は、電動モータ４５に組み付けられて、電動モータ４５の中立位置からのモータ回転角θmを検出する。なお、モータ回転角θmは、正負の値により電動モータ１５の正逆回転時の回転角を表す。
【００２９】
また、電気制御装置５０は、操舵角センサ５１および回転角センサ５２に接続された電子制御ユニット５３を備えている。電子制御ユニット５３も、ＣＰＵ，ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とし、図６の操舵制御プログラムを実行することにより、駆動回路５４，５５を介して電動モータ４３，４５を駆動制御する。駆動回路５４，５５は、電子制御ユニット５３によって指定される駆動電流を電動モータ４３，４５にそれぞれ流す。
【００３０】
次に、上記のように構成した第２実施形態の動作について説明する。電子制御ユニット２４は、イグニッションスイッチの投入により、操舵制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行し始める。操舵制御プログラムの実行は図６のステップＳ２０にて開始され、ステップＳ２１にて操舵角センサ５１および回転角センサ５２から、ハンドル操舵角θhおよびモータ回転角θmをそれぞれ入力する。次に、ステップＳ２２にて、前記入力したモータ回転角θmに基づいて、ボールねじ機構４６などを考慮した比例変換により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の実転舵角δを計算する。
【００３１】
次に、電子制御ユニット５３は、ステップＳ２３にて、ＲＯＭ内に予め用意された目標転舵角テーブルを参照して、前記入力したハンドル操舵角θhに対応する目標転舵角δ＊を計算する。この目標転舵角テーブルは、図７に示すように、ハンドル操舵角θhの増加に従って増加する目標転舵角δ＊を記憶している。なお、目標転舵角テーブルを用いるのに代えて、ハンドル操舵角θhと目標転舵角δ＊との関係を予め定めた関数を定義しておいて、同関数を用いて前記入力した操舵角θに対応する目標転舵角δ＊を計算するようにしてもよい。また、車速センサ、ヨーレートセンサ、横加速度センサなどを設けて、前記各センサによって検出された車速、ヨーレート、横加速度などに応じて前記計算した目標転舵角δ＊を補正するようにしてもよい。
【００３２】
次に、電子制御ユニット５３は、ステップＳ２４にて、目標操舵反力テーブルを参照して、前記入力したハンドル操舵角θhに対応する目標操舵反力Ｔhを計算する。この目標操舵反力テーブルは、図８に示すように、ハンドル操舵角θhの増加に従って増加する目標操舵反力Ｔhを記憶している。なお、目標操舵反力テーブルを用いるのに代えて、ハンドル操舵角θhと目標操舵反力Ｔhとの関係を予め定めた関数を定義しておいて、同関数を用いて前記入力したハンドル操舵角θhに対応する目標操舵反力Ｔhを計算するようにしてもよい。なお、この場合にも、車速、ヨーレート、横加速度などに応じて目標操舵反力Ｔhを補正してもよい。
【００３３】
これらの目標転舵角δ＊および目標操舵反力Ｔhの計算後、電子制御ユニット５３は、上記第１実施形態の図２のステップＳ１３〜Ｓ１５と同様なステップＳ２５〜Ｓ２７の処理により、差分値Δωおよび制御トルクＴcを計算する。そして、電子制御ユニット２４は、ステップＳ２８にて、前記計算した目標転舵角δ＊から実転舵角δを減算した減算値δ＊−δに所定の係数ｋを乗算し、同乗算値ｋ・(δ＊−δ)に制御トルクＴcを加算した制御信号ｋ・(δ＊−δ)＋Ｔcに応じて電動モータ４５の作動を駆動回路５５を介して制御する。具体的には、電子制御ユニット５３は前記制御信号ｋ・(δ＊−δ)＋Ｔcに比例した大きさの電流を表す電流指令値を駆動回路５５に出力し、駆動回路５５は電流指令値により指定された大きさの電流を電動モータ４５に流す。
【００３４】
これにより、電動モータ４５は、その出力軸に制御信号ｋ・(δ＊−δ)＋Ｔcに等しい回転トルクを出力する。そして、この回転トルクはボールねじ機構４６に伝達され、ボールねじ機構４６は電動モータ４５の回転を減速するとともに直線運動に変換して、転舵軸４４を軸線方向に駆動する。その結果、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、基本的には目標転舵角δ＊に転舵される。
【００３５】
前記転舵用の電動モータ４５の制御後、電子制御ユニット５３は、ステップＳ２９にて、駆動回路５４を介して操舵反力用の電動モータ４３を制御して、前記計算した目標操舵反力Ｔhに等しいトルクを電動モータ４５に発生させる。具体的には、電子制御ユニット５３は操舵反力Ｔhに比例した大きさの電流を表す電流指令値を駆動回路５４に出力し、駆動回路５５は電流指令値により指定された大きさの電流を電動モータ４３に流す。これにより、運転者による操舵ハンドル１１の操舵操作に対して適度な操舵反力Ｔhが付与される。
【００３６】
前記ステップＳ２８，Ｓ２９の電動モータ４３，４５の制御後、ステップＳ３０，Ｓ３１にて、上記第１実施形態の図２のステップＳ１７，Ｓ１８と同様な処理により、次回のアシスト制御プログラムのために目標角速度ω＊を更新し、ステップＳ３２にてこのアシスト制御プログラムの実行を一旦終了する。
【００３７】
上記のように動作する第２実施形態においては、上記第１実施形態の場合と同様、前記ステップＳ２５〜Ｓ２８の処理によって、電動モータ４５の回転トルクは、目標転舵角δ＊と実転舵角δの差分値δ＊―δに加えた制御トルクＴcにより制御される。そして、この場合も、上記第１実施形態の場合と同様に、前記ステップＳ３０，Ｓ３１の処理により、電動モータ４５の回転制御に対する制御トルクＴcによる制御項は、電動モータ４５の角速度の変動を抑制するように作用する。その結果、減速器であるボールねじ機構４６に入力される電動モータ４５の回転における角速度の変動が抑制され、ボールねじ機構４６にクリアランスを設けても、同クリアランスによる異音の発生を防止できる。また、上記第１実施形態の場合と同様に、ステップＳ３０のリミッタ処理の制限特性を適当に設定するだけで、電動モータ４５の回転における角速度の変動の抑制の程度、すなわち左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を目標転舵角δ＊に転舵するための制御信号δ＊−δに対する電動モータ４５の回転の追従性の可変することができ、異音の発生を抑えたうえで、電動モータ４５の回転の追従性も確保するように簡単に調整できるようになる。
【００３８】
なお、上記第２実施形態においては、転舵軸４４を電動モータ４５およびボールねじ機構４６により直線的に駆動して左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵するようにした。しかし、これに代えて、図９に示すように電動モータ６１の回転トルクを減速器６２を介してピニオンギヤ６３に伝達し、同ピニオンギヤ６３を回転駆動するようにしてもよい。なお、この場合の減速器６２も、小歯車と大歯車の組み合わせ、遊星歯車機構などかる減速ギヤ機構を利用するとよい。そして、ピニオンギヤ６３は、ラックバー６４に形成されたラック歯と噛み合い、その回転によりラックバー６４を軸線方向に変位させる。ラックバー６４の両端には左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が操舵可能に接続されており、電動モータ６１の回転に伴うラックバー６４の軸線方向の変位に応じて左右に操舵される。また、この場合も、電動モータ６１に回転角センサ６５を組み付けて、電動モータ３１の回転角θmを検出するようにする。
【００３９】
このように構成した変形例においては、減速器を構成する歯車機構内の噛み合った歯の衝突の異音が問題となる。しかし、上記第２実施形態の場合と同様に、電子制御ユニット５３は、図６の操舵制御プログラムを実行することにより、電動モータ６１の回転を上記第２実施形態と同様に制御する。したがって、この変形例によっても、上記第２実施形態の場合と同様に、前記噛み合った歯の衝突による異音の発生が良好に抑えられる。
【００４０】
ｃ．その他の変形例
さらに、本発明は上記第１および第２実施形態、ならびにそれらの変形例に限定されることなく、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。
【００４１】
上記第１実施形態およびその変形例においてはステップＳ１７，Ｓ１８の演算処理により目標角速度ω＊を計算し、上記第２実施形態およびその変形例においてはステップＳ３０，Ｓ３１の演算処理により目標角速度ω＊を計算するようにした。しかし、これらの演算処理に加えて、前記計算された目標角速度ω＊にローパスフィルタ処理を実行する演算処理を施して、さらに、目標角速度ω＊の変化を抑制するようにしてもよい。
【００４２】
さらに、上記第１および第２実施形態、ならびにそれらの変形例においては、操舵ハンドル１１，４１として回動操作されるものを採用した。しかし、この操舵ハンドル１１、４１に代えて、例えばジョイスティックなどのように直線的な操作により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を操舵させる操舵ハンドルを利用した車両の操舵装置にも本発明は適用される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１実施形態に係り、運転者による操舵操作に対してアシスト機能を有する車両の操舵装置の全体概略図である。
【図２】図１の電子制御ユニットにより実行されるアシスト制御プログラムのフローチャートである。
【図３】操舵トルクと、車速と、目標アシストトルクとの関係を示すグラフである。
【図４】差分値のリミッタ特性を示すグラフである。
【図５】第２実施形態に係り、ステヤバイワイヤ方式を採用した車両の操舵装置の全体概略図である。
【図６】図５の電子制御ユニットにより実行される操舵制御プログラムのフローチャートである。
【図７】ハンドル操舵角と目標転舵角との関係を示すグラフである。
【図８】ハンドル操舵角と目標操舵反力との関係を示すグラフである。
【図９】第２実施形態の変形例に係り、ステヤバイワイヤ方式を採用した車両の操舵装置の全体概略図である。
【符号の説明】
【００４４】
１１，４１…操舵ハンドル、１２，４２…ステアリングシャフト、１３…ピニオンギヤ、１４…ラックバー、１５、３１，４３，４５，６１…電動モータ、１６，４６…ボールねじ機構、２１…操舵トルクセンサ、２２、３３，５２，６５…回転角センサ、２３…車速センサ、２４，５３…電子制御ユニット、３２，６２…減速器、４４…転舵軸、５１…操舵角センサ。
【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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