(57)【要約】【課題】転舵輪とステアリングホイールとの動力の伝達状態に移行してもステアリングホイールが変位することを抑制できるようにした転舵制御装置を提供する。【解決手段】ＣＰＵ８２は、ＩＧ信号がオン状態となる場合、クラッチ１４を解放状態とし、転舵角を、ステアリングホイール１２の操作に応じた目標転舵角にフィードバック制御する。ＣＰＵ８２は、ＩＧ信号がオフ状態に切り替わった時点でステアリングホイール１２の操作がなされていない場合、転舵側モータ５６のトルクを漸減させてゼロとする。そしてＣＰＵ８２は、転舵側モータ５６のトルクをゼロにした後に、クラッチ１４を締結状態に切り替える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機のトルクによって車両の転舵輪を転舵させることが可能な転舵側アクチュエータと、ステアリングホイールと、前記転舵輪と前記ステアリングホイールとの動力の伝達状態および遮断状態を切り替える切替装置と、を備えた転舵装置に適用され、
前記遮断状態とされているときに前記転舵輪の転舵角の検出値を目標転舵角に制御するために前記電動機のトルクを操作する転舵角制御処理と、
前記車両が停止しているときに前記転舵角制御処理による前記電動機のトルクの絶対値を減少させる減少処理と、
前記車両が停止されているときに前記切替装置を操作することによって前記伝達状態に切り替える切替処理と、を実行し、
前記切替処理を、前記減少処理が開始された後に実行する転舵制御装置。
【請求項２】
前記減少処理は、前記電動機のトルクの絶対値を漸減させる処理である請求項１記載の転舵制御装置。
【請求項３】
前記ステアリングホイールの操作状態を検知する検知装置の検出値に基づき、ユーザにより前記ステアリングホイールが操作されているか否かを判定する判定処理を実行し、
前記判定処理によって前記ステアリングホイールが操作されていないと判定される場合、前記減少処理が開始された後に前記切替処理を実行する請求項１または２記載の転舵制御装置。
【請求項４】
前記転舵装置は、前記ステアリングホイールの操作に抗する力を前記ステアリングホイールに付与する操舵側アクチュエータを備え、
前記操舵側アクチュエータに前記ステアリングホイールの操作に応じた抗力を付与する付与処理と、
前記車両が停止しているときに前記付与処理を停止する付与停止処理と、を実行し、
前記付与停止処理を、前記切替処理が実行された後に実行する請求項１〜３のいずれか１項に記載の転舵制御装置。
【請求項５】
前記ステアリングホイールの操作状態を検知する検知装置の検出値に基づき、ユーザにより前記ステアリングホイールが操作されているか否かを判定する判定処理を実行し、
前記判定処理によって前記ステアリングホイールが操作されていると判定される場合、前記切替処理が開始された後に前記減少処理を実行する請求項１〜４のいずれか１項に記載の転舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機のトルクによって車両の転舵輪を転舵させることが可能な転舵側アクチュエータと、ステアリングホイールと、前記転舵輪と前記ステアリングホイールとの動力の伝達状態および遮断状態を切り替える切替装置と、を備えた転舵装置に適用される転舵制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば下記特許文献１には、ステアリングホイールと転舵輪との間の動力伝達を遮断するクラッチを備えた転舵装置が記載されている。また同文献には、クラッチによる動力伝達の遮断状態において、転舵輪を転舵させるためのトルクを生成する転舵モータに対する要求トルクを、転舵角を目標転舵角にフィードバック制御するために操作することが記載されている。さらに、同文献には、ステアリングホイールの操作に抗する力が反力アクチュエータ（操舵側アクチュエータ）によって付与されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−２４６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記装置のようにクラッチを備えるものにおいて、発明者は、駐車時に、ステアリングホイールが操作されることを抑制するなどの狙いから、クラッチを締結状態とすることを検討した。
【０００５】
一方、転舵角が直進方向に対応する中立位置に対して右旋回側または左旋回側に切られた状態で上記装置を搭載した車両が停車し、ステアリングホイールから手が離される場合、操舵側アクチュエータによってステアリングホイールに付与される力が減少し、ステアリングホイールが中立位置方向に変位して静止する。その場合、目標転舵角は、ステアリングホイールの停止位置である現在の操舵角に応じて設定されることとなるものの、目標転舵角は、必ずしも転舵モータのトルクをゼロとすることが可能な角度にならない。こうした状態で、クラッチを締結状態に切り替え、その後、転舵角のフィードバック制御を停止すると、転舵角を目標転舵角に維持する力がなくなることによって、転舵角が変位し、転舵角の変位に伴ってステアリングホイールが変位するおそれがある。このため、駐車時にユーザがステアリングホイールから手を放した場合、ユーザは、ステアリングホイールを操作していないにもかかわらずステアリングホイールが変位することを目にすることとなり、違和感を感じるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１．転舵制御装置は、電動機のトルクによって車両の転舵輪を転舵させることが可能な転舵側アクチュエータと、ステアリングホイールと、前記転舵輪と前記ステアリングホイールとの動力の伝達状態および遮断状態を切り替える切替装置と、を備えた転舵装置に適用され、前記遮断状態とされているときに前記転舵輪の転舵角の検出値を目標転舵角に制御するために前記電動機のトルクを操作する転舵角制御処理と、前記車両が停止しているときに前記転舵角制御処理による前記電動機のトルクの絶対値を減少させる減少処理と、前記車両が停止されているときに前記切替装置を操作することによって前記伝達状態に切り替える切替処理と、を実行し、前記切替処理を、前記減少処理が開始された後に実行する。
【０００７】
上記構成では、車両が停止しているときに、まず減少処理によって電動機のトルクを減少させる。これにより、減少処理の開始前に転舵輪の転舵角が電動機のトルクによって目標転舵角に維持されている場合、減少処理によって電動機のトルクの絶対値が小さくなった場合の転舵角へと転舵輪が変位する。そして上記構成では、減少処理が開始された後に切替処理を実行することにより、減少処理の開始前に切替処理を実行する場合と比較すると、転舵輪とステアリングホイールとの動力の伝達状態となった後の転舵輪の変位が抑制され、ひいてはステアリングホイールの変位が抑制される。
【０００８】
２．上記１記載の転舵制御装置において、前記減少処理は、前記電動機のトルクの絶対値を漸減させる処理である。
上記構成では、電動機のトルクの絶対値を漸減させるため、ステップ的に減少させる場合と比較すると減少処理に伴って転舵輪が急激に変位することが抑制される。
【０００９】
３．上記１または２記載の転舵制御装置において、前記ステアリングホイールの操作状態を検知する検知装置の検出値に基づき、ユーザにより前記ステアリングホイールが操作されているか否かを判定する判定処理を実行し、前記判定処理によって前記ステアリングホイールが操作されていないと判定される場合、前記減少処理が開始された後に前記切替処理を実行する。
【００１０】
ユーザによりステアリングホイールが操作されていない場合、転舵輪からステアリングホイールへの動力の伝達状態に切り替えられた状態で転舵輪を変位させようとする力が加わる場合には、ステアリングホイールが変位しやすい。そして、ユーザによるステアリングホイールの操作とは無関係にステアリングホイールが変位する場合、ユーザに違和感を与えやすい。このため、減少処理の開始後に切替処理を実行する設定の利用価値が特に大きい。
【００１１】
４．上記１〜３のいずれか１つに記載の転舵制御装置において、前記転舵装置は、前記ステアリングホイールの操作に抗する力を前記ステアリングホイールに付与する操舵側アクチュエータを備え、前記操舵側アクチュエータに前記ステアリングホイールの操作に応じた抗力を付与する付与処理と、前記車両が停止しているときに前記付与処理を停止する付与停止処理と、を実行し、前記付与停止処理を、前記切替処理が実行された後に実行する。
【００１２】
切替処理によって転舵輪とステアリングホイールとの動力伝達が可能となる以前に停止処理が実行される場合、ユーザによるステアリングホイールの操作に対して抗力が働かないためにステアリングホイールが大きく変位しやすい。これに対し、上記構成では、切替処理が実行された後に付与停止処理を実行することにより、付与停止処理後にユーザがステアリングホイールを操作しようとする場合、転舵輪を転舵させる必要が生じることから、ステアリングホイールの変位が抑制される。
【００１３】
５．上記１〜４のいずれか１項に記載の転舵制御装置において、前記ステアリングホイールの操作状態を検知する検知装置の検出値に基づき、ユーザにより前記ステアリングホイールが操作されているか否かを判定する判定処理を実行し、前記判定処理によって前記ステアリングホイールが操作されていると判定される場合、前記切替処理が開始された後に前記減少処理を実行する。
【００１４】
上記構成では、ユーザによるステアリングホイールの操作がなされている場合、切替処理が開始された後に減少処理を開始する。このため、転舵輪を転舵させる力が減少することをユーザはステアリングホイールを通じて体感でき、ひいては減少処理がなされていることを体感できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態にかかる転舵制御装置および転舵装置を示す図。
【図２】同実施形態にかかる制御装置が実行する処理を示すブロック図。
【図３】同実施形態における停車時処理の手順を示す流れ図。
【図４】同実施形態の作用を説明するためのタイムチャート。
【図５】同実施形態の作用を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、転舵制御装置にかかる一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１に示す転舵装置１０は、車両の推力を生成する車載原動機として内燃機関のみを搭載した車両に搭載されている。転舵装置１０においては、ステアリングホイール１２が、ステアリングホイール１２の操作に抗する力である反力を付与する操舵側アクチュエータ２０に接続されている。操舵側アクチュエータ２０は、ステアリングホイール１２に固定されたステアリングシャフト２２、操舵側減速機２４、操舵側減速機２４に回転軸２６ａが連結された操舵側モータ２６、および操舵側モータ２６を駆動する操舵側インバータ２８を備えている。なお、本実施形態は、操舵側モータ２６として、表面磁石同期電動機（ＳＰＭ）を例示する。
【００１７】
ステアリングシャフト２２は、クラッチ１４を介して転舵側アクチュエータ４０のピニオン軸４２に連結可能とされている。
転舵側アクチュエータ４０は、第１ラックアンドピニオン機構４８、第２ラックアンドピニオン機構５２、転舵側モータ５６および転舵側インバータ５８を備えている。なお、本実施形態では、転舵側モータ５６として、ＳＰＭを例示する。
【００１８】
第１ラックアンドピニオン機構４８は、所定の交叉角をもって配置されたラック軸４６とピニオン軸４２とを備え、ラック軸４６に形成された第１ラック歯４６ａとピニオン軸４２に形成されたピニオン歯４２ａとが噛合されている。なお、ラック軸４６の両端には、タイロッドを介して転舵輪３０が連結されている。
【００１９】
第２ラックアンドピニオン機構５２は、所定の交叉角をもって配置されたラック軸４６およびピニオン軸５０を備えており、ラック軸４６に形成された第２ラック歯４６ｂとピニオン軸５０に形成されたピニオン歯５０ａとが噛合されている。
【００２０】
ピニオン軸５０は、転舵側減速機５４を介して、転舵側モータ５６の回転軸５６ａに接続されている。転舵側モータ５６には、転舵側インバータ５８が接続されている。なお、ラック軸４６は、ラックハウジング４４に収容されている。
【００２１】
ステアリングホイール１２には、スパイラルケーブル装置６０が連結されている。スパイラルケーブル装置６０は、ステアリングホイール１２に固定された第１ハウジング６２と、車体に固定された第２ハウジング６４と、第１ハウジング６２および第２ハウジング６４によって区画された空間に収容されて且つ第２ハウジング６４に固定された筒状部材６６と、筒状部材６６に巻きつけられるスパイラルケーブル６８とを備えている。筒状部材６６には、ステアリングシャフト２２が挿入されている。スパイラルケーブル６８は、ステアリングホイール１２に固定されたホーン７０と、車体に固定されたバッテリ７２等とを接続する電気配線である。
【００２２】
また、クラッチ１４は、クラッチドライバ７４への通電処理によって、締結状態から解放状態に切り替えられる。
転舵制御装置（制御装置８０）は、操舵側アクチュエータ２０および転舵側アクチュエータ４０を備えた転舵装置１０を操作することにより、ステアリングホイール１２の操作に応じて転舵輪３０を転舵させる制御を実行する。すなわち、本実施形態では、操舵側アクチュエータ２０および転舵側アクチュエータ４０によってステアバイワイヤシステムを実現しており、制御装置８０は、通常、クラッチ１４を解放状態に維持しつつ、ステアリングホイール１２の操作に応じて転舵輪３０を転舵させる制御を実行する。この際、制御装置８０は、操舵側角度センサ９０によって検出される操舵側モータ２６の回転軸２６ａの回転角度θｓ０や、操舵側電流センサ９２によって検出される操舵側モータ２６に流れる電流ｉｕ１，ｉｖ１，ｉｗ１、トルクセンサ９４によって検出されるステアリングシャフト２２に加わるトルク（操舵トルクＴｒｑｓ）を参照する。また、制御装置８０は、転舵側角度センサ９６によって検出される転舵側モータ５６の回転軸５６ａの回転角度θｔ０や、転舵側電流センサ９８によって検出される転舵側モータ５６に流れる電流ｉｕ２，ｉｖ２，ｉｗ２、車速センサ１００によって検出される車速ＳＰＤを取り込む。
【００２３】
制御装置８０は、ＣＰＵ８２、ＲＯＭ８４および電源回路８６を備えており、ＲＯＭ８４に記憶されたプログラムをＣＰＵ８２が実行することにより、転舵輪３０を転舵させる処理を実行する。
【００２４】
図２に、制御装置８０が実行する処理の一部を示す。図２に示す処理は、ＲＯＭ８４に記憶されたプログラムをＣＰＵ８２が実行することにより実現される。
積算処理Ｍ１０は、操舵側角度センサ９０によって検出された回転角度θｓ０を、０〜３６０°よりも広い角度領域の数値に変換して回転角度θｓとする処理である。すなわち、たとえば、ステアリングホイール１２が車両を直進させる中立位置から右側または左側に最大限回転操作される場合、回転軸２６ａは、１回転よりも大きく回転する。したがって、積算処理Ｍ１０により、たとえばステアリングホイール１２が中立位置にある状態から回転軸２６ａが所定方向に２回転する場合、出力値が７２０°とされる。なお、積算処理Ｍ１０により、中立位置における出力値がゼロとされる。
【００２５】
積算処理Ｍ１２は、転舵側角度センサ９６によって検出された回転角度θｔ０を、０〜３６０°よりも広い角度領域の数値に変換して回転角度θｔとする処理である。すなわち、たとえば、転舵輪３０が中立位置から最大限変位する間に回転軸５６ａは、１回転よりも大きく回転する。したがって、積算処理Ｍ１０により、たとえば転舵輪３０が中立位置にある状態から回転軸５６ａが所定方向に２回転する場合、出力値が７２０°とされる。なお、積算処理Ｍ１０により、中立位置における出力値がゼロとされる。
【００２６】
計量単位設定処理Ｍ１４は、回転角度θｓに換算係数Ｋｓを乗算して操舵角θｈを算出する処理である。ここで、換算係数Ｋｓは、操舵側減速機２４の回転速度と操舵側モータ２６の回転軸２６ａの回転速度との比に応じて定められており、これにより、回転軸２６ａの回転角度θｓの変化量がステアリングホイール１２の回転量に変換される。このため、操舵角θｈは、中立位置を基準とするステアリングホイール１２の回転角度となる。
【００２７】
計量単位設定処理Ｍ１６は、回転角度θｔに換算係数Ｋｔを乗算して、転舵角θｐを算出する処理である。ここで、換算係数Ｋｔは、転舵側減速機５４の回転速度および転舵側モータ５６の回転軸５６ａの回転速度の比と、ピニオン軸５０の回転速度およびピニオン軸４２の回転速度の比との積となっている。これにより、回転軸５６ａの回転量が、クラッチ１４が締結状態であると仮定した場合におけるステアリングホイール１２の回転量に変換される。
【００２８】
なお、図２における処理は、回転角度θｓ，θｔ、操舵角θｈおよび転舵角θｐが所定方向の回転角度の場合に正、逆方向の回転角度の場合に負とする処理である。すなわち、たとえば、積算処理Ｍ１０は、ステアリングホイール１２が中立位置にある状態から回転軸２６ａが所定方向とは逆回転する場合に、出力値を負の値とする処理である。ただし、これは、制御系のロジックの一例に過ぎない。
【００２９】
アシストトルク設定処理Ｍ２０は、トルクセンサ９４によって検出された操舵トルクＴｒｑｓに基づき、アシストトルクＦａを算出する処理である。ここで、アシストトルクＦａは、操舵トルクＴｒｑｓが大きいほど大きい値に設定される。
【００３０】
加算処理Ｍ２２は、アシストトルクＦａに操舵トルクＴｒｑｓを加算した値を出力する処理である。
反力設定処理Ｍ２４は、ステアリングホイール１２の操作や転舵輪３０の転舵に応じて、ステアリングホイール１２の操作に抗する力である反力を設定する処理である。詳しくは、反力設定処理Ｍ２４は、ラック軸４６に加わる軸力のうちの反力相当分が操舵側モータ２６のトルクに換算された値を反力Ｆｒとして算出する処理である。ただし、ここでの軸力は、クラッチ１４が締結状態である場合に実際にステアリングホイール１２へと伝達される軸力と一致しているわけではなく、任意に設定された値である。
【００３１】
偏差算出処理Ｍ２６は、加算処理Ｍ２２の出力値から反力Ｆｒを減算した値を出力する処理である。
目標操舵角設定処理Ｍ２８は、偏差算出処理Ｍ２６の出力値に基づき、目標操舵角θｈ＊を設定する処理である。ここでは、偏差算出処理Ｍ２６の出力値ΔＦと、目標操舵角θｈ＊とを関係づける以下の式（ｃ１）にて表現されるモデル式を利用する。
【００３２】
ΔＦ＝Ｃ・θｈ＊’＋Ｊ・θｈ＊’’  …（ｃ１）
上記の式（ｃ１）にて表現されるモデルは、ステアリングホイール１２と転舵輪３０とが機械的に連結されたものにおいて、ステアリングホイール１２の変位に伴ってラック軸４６に加わる軸力を定めるモデルである。ただし、軸力は、操舵側モータ２６のトルクに換算されている。すなわち、クラッチ１４の締結状態において、対象とする軸力がラック軸４６に加わる際、操舵側モータ２６の回転軸２６ａに加わるトルクに換算されている。上記の式（ｃ１）において、粘性係数Ｃは、転舵装置１０の摩擦等をモデル化したものであり、慣性係数Ｊは、転舵装置１０の慣性をモデル化したものである。ここで、粘性係数Ｃおよび慣性係数Ｊは、車速ＳＰＤに応じて可変設定される。
【００３３】
操舵側フィードバック処理Ｍ３０は、操舵角θｈを目標操舵角θｈ＊にフィードバック制御するための操作量として、操舵側モータ２６に対するトルク指令値である操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ１＊を設定する処理である。具体的には、目標操舵角θｈ＊から操舵角θｈを減算した値を入力とする比例要素および微分要素のそれぞれの出力値と、目標操舵角θｈ＊と操舵角θｈとの差に応じた値の積算値を出力する積分要素の出力値との和を、操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ１＊とする。
【００３４】
加算処理Ｍ３２は、操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ１＊に、アシストトルクＦａを加算することによって、最終的な操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ＊算出する処理である。
操舵側操作信号生成処理Ｍ３４は、操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ＊に基づき、操舵側インバータ２８の操作信号ＭＳｓを生成して操舵側インバータ２８に出力する処理である。これは、たとえば、操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ＊に基づきｑ軸電流の指令値を設定し、ｄｑ軸の電流を指令値にフィードバック制御するための操作量としてｄｑ軸の電圧指令値を設定する周知の電流フィードバック制御にて実現することができる。なお、ｄ軸電流はゼロに制御してもよいが、操舵側モータ２６の回転速度が大きい場合には、ｄ軸電流の絶対値をゼロより大きい値に設定し弱め界磁制御を実行してもよい。もっとも、低回転速度領域においてｄ軸電流の絶対値をゼロよりも大きい値に設定することも可能である。
【００３５】
舵角比可変処理Ｍ４０は、車速ＳＰＤに基づき、操舵角θｈと転舵角θｐとの比である舵角比を可変設定するための目標動作角θａ＊を設定する処理である。加算処理Ｍ４２は、目標操舵角θｈ＊に目標動作角θａ＊を加算することにより、目標転舵角θｐ＊を算出する処理である。
【００３６】
転舵側フィードバック処理Ｍ４４は、転舵角θｐを目標転舵角θｐ＊にフィードバック制御するための操作量として、転舵側モータ５６に対するトルク指令値である転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊を設定する処理である。具体的には、目標転舵角θｐ＊から転舵角θｐを減算した値を入力とする比例要素および微分要素のそれぞれの出力値と、目標転舵角θｐ＊と転舵角θｐとの差に応じた値の積算値を出力する積分要素の出力値との和を、転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊とする。
【００３７】
転舵側操作信号生成処理Ｍ４６は、転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊に基づき、転舵側インバータ５８の操作信号ＭＳｔを生成して転舵側インバータ５８に出力する処理である。これは、操舵側操作信号生成処理Ｍ３４による操作信号の生成処理と同様に行うことができる。
【００３８】
上記反力設定処理Ｍ２４は、目標操舵角θｈ＊と、目標転舵角θｐ＊とを入力として反力Ｆｒを設定する処理である。具体的には、反力設定処理Ｍ２４は、目標操舵角θｈ＊の大きさ（中立位置を基準とする回転量）が大きいほど反力Ｆｒを大きい値に設定する処理を含む。また、反力設定処理Ｍ２４は、目標操舵角θｈ＊の絶対値と目標転舵角θｐ＊の絶対値とのうちの大きい方を入力とした処理を含む。この処理は、ラック軸４６が軸方向に変位してラック軸４６の端部がラックハウジング４４に接触する直前と、ステアリングホイール１２がスパイラルケーブル６８から定まる上限値まで回転する直前との双方において、操舵角θｈの絶対値がそれ以上大きくならないように反力Ｆｒの絶対値を大きい値に設定する処理である。
【００３９】
ここで、本実施形態では、操舵角θｈの上限値θｈＨと転舵角θｐの上限値θｐＨとがほぼ等しい値となっている。これは、計量単位設定処理Ｍ１４，Ｍ１６による操舵角θｈおよび転舵角θｐの計量単位の設定によって実現したものである。すなわち、本実施形態では、転舵輪３０およびステアリングホイール１２の双方が中立位置にある状態でクラッチ１４が締結状態とされる場合に、ラック軸４６がラックハウジング４４に接触するまで軸方向に変位したときに、ステアリングホイール１２を更にわずかに回転可能なように、スパイラルケーブル６８の長さにわずかにマージンを持たせてある。このため、計量単位設定処理Ｍ１４によって、操舵角θｈをステアリングホイール１２の回転角度とし、転舵角θｐを目標動作角θａ＊をゼロと仮定したときのステアリングホイール１２の回転角度とすることにより、操舵角θｈの上限値θｈＨと転舵角θｐの上限値θｐＨとがほぼ等しい値となる。このため、目標動作角θａ＊がゼロ以外の値に設定される場合、操舵角θｈの絶対値が転舵角θｐの絶対値よりも大きくなるなら、ラック軸４６の端部がラックハウジング４４に接触する前にステアリングホイール１２がスパイラルケーブル６８から定まる上限値まで回転するおそれがある。また、目標動作角θａ＊がゼロ以外の値に設定される場合、転舵角θｐの絶対値が操舵角θｈの絶対値よりも大きくなるなら、ステアリングホイール１２がスパイラルケーブル６８から定まる上限値まで回転する前にラック軸４６の端部がラックハウジング４４に接触するおそれがある。このため、ラック軸４６とラックハウジング４４との接触に伴う衝撃を抑制することとスパイラルケーブル６８を保護することとを狙って、目標操舵角θｈ＊の絶対値と目標転舵角θｐ＊の絶対値とのうちの大きい方が閾値以上となる場合、反力Ｆｒを大きい値に設定する。
【００４０】
クラッチ操作処理Ｍ５０は、車両の走行許可信号であるＩＧ信号がオフ状態からオン状態に切り替わると判定する場合、クラッチ１４を解放状態とし、ステアリングホイール１２と転舵輪３０との間の動力の遮断状態とする処理を含む。また、クラッチ操作処理Ｍ５０は、ＩＧ信号がオン状態からオフ状態に切り替わると判定する場合、クラッチ１４を解放状態から締結状態に切り替え、ステアリングホイール１２と転舵輪３０との間の動力の伝達状態とする処理を含む。なお、ＩＧ信号は、内燃機関の燃焼制御を開始する信号である。
【００４１】
停車時処理Ｍ５２は、ＩＧ信号がオフ状態とされると判定する場合、転舵側操作信号生成処理Ｍ４６およびクラッチ操作処理Ｍ５０の操作を規定する処理である。
図３に、停車時処理Ｍ５２の手順を示す。図３に示す処理は、ＲＯＭ８４に記憶されたプログラムをＣＰＵ８２がたとえば所定の条件が成立する都度実行することにより実現される。なお、以下では、先頭に「Ｓ」が付与された数字によって、各処理のステップ番号を表現する。ちなみに、所定の条件には、図３の処理が実行されているときではない旨の条件が含まれる。
【００４２】
図３に示す一連の処理において、ＣＰＵ８２は、まずＩＧ信号がオン状態からオフ状態に切り替えられたときであるか否かを判定する（Ｓ１０）。ＣＰＵ８２は、切り替えられたときであると判定する場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、操舵トルクＴｒｑｓの絶対値が規定値Ｔｔｈ以下であるか否かを判定する（Ｓ１２）。この処理は、ユーザがステアリングホイール１２から手を放すなどしてステアリングホイール１２の操作をしていない状態であるか否かを判定するためのものである。規定値Ｔｔｈは、操舵トルクＴｒｑｓの絶対値に想定される最大値と比較して十分に小さい値に設定されている。換言すれば、ゼロに近い値に設定されている。
【００４３】
ＣＰＵ８２は、規定値Ｔｔｈ以下であると判定する場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊の絶対値を漸減させる（Ｓ１４）。ここでは、所定時間Ｔ１で転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊をゼロとするため、Ｓ１２の処理において肯定判定された時点における転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊を用いて、「｜Ｔｒｑｔ＊｜／Ｔ１」の減少速度で転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊の絶対値を減少させる。すなわち、この場合、転舵側フィードバック処理Ｍ４４によって算出される転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊は無効とされる。ＣＰＵ８２は、転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊の絶対値が規定値Ｔｒｑｔｈ以下となるまで、Ｓ１４の処理を継続する（Ｓ１６：ＮＯ）。ここで規定値Ｔｒｑｔｈは、転舵側モータ５６のトルクがゼロとみなせるか否かを判定するための値に設定されている。
【００４４】
これに対し、ＣＰＵ８２は、転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊が規定値Ｔｔｈ以下となると判定する場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、クラッチ１４の締結処理を実行する（Ｓ１８）。次にＣＰＵ８２は、操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ＊の絶対値を漸減させる処理を実行する（Ｓ２０）。ここでは、所定時間Ｔ２で操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ＊をゼロとするため、Ｓ１８の処理が完了した時点における操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ＊を用いて、「｜Ｔｒｑｒ＊｜／Ｔ２」の減少速度で操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ＊の絶対値を減少させる。すなわち、この場合、操舵側フィードバック処理Ｍ３０によって算出される操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ＊は無効とされる。なお、Ｓ２０の処理は、操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ＊がゼロとなることで終了する。
【００４５】
一方、ＣＰＵ８２は、規定値Ｔｔｈよりも大きいと判定する場合（Ｓ１２：ＮＯ）、クラッチ１４の締結処理を実行する（Ｓ２２）。次にＣＰＵ８２は、転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊の絶対値と操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ＊の絶対値とを漸減させる処理を実行する（Ｓ２４）。ここでは、所定時間Ｔ３で転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊をゼロとするため、Ｓ２２の処理が完了した時点における転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊を用いて、「｜Ｔｒｑｔ＊｜／Ｔ３」の減少速度で転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊の絶対値を減少させる。また、所定時間Ｔ４で操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ＊をゼロとするため、Ｓ２２の処理が完了した時点における操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ＊を用いて、「｜Ｔｒｑｒ＊｜／Ｔ４」の減少速度で操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ＊の絶対値を減少させる。
【００４６】
なお、ＣＰＵ８２は、Ｓ２０，Ｓ２４の処理が完了する場合や、Ｓ１０の処理において否定判定する場合には、図３に示す一連の処理を一旦終了する。
ここで、本実施形態の作用および効果について説明する。
【００４７】
図４に、ＩＧ信号がオフ状態に切り替えられた時点においてステアリングホイール１２からユーザが手を放している場合について、転舵輪３０のねじれ力、転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊、クラッチ１４の状態、および操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ＊の推移を示す。
【００４８】
図４に示すように、時刻ｔ１においてＩＧ信号がオフ状態に切り替えられると、ＣＰＵ８２は、転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊を漸減させる。これにより、転舵輪３０に加わるねじれ力が減少する方向に転舵角θｐが変化する。これは次の理由による。
【００４９】
図５に、操舵角θｈと、操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ＊との関係を示す。
図５に示すように、操舵角θｈがゼロである状態から操舵角θｈが増加する場合、操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ＊は曲線ｄ１に沿って増加する。その後、点Ｐ１において、停車し、ユーザがステアリングホイール１２から手を放すと、反力Ｆｒによって、目標操舵角θｈ＊が、絶対値が小さくなる側の値となることから、目標操舵角θｈ＊がｄ２に沿って減少していき、点Ｐ２となることにより、操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ＊がゼロとなる。しかし、これに応じて設定される目標転舵角θｐ＊は、必ずしも転舵側モータ５６のトルクがゼロであっても維持される角度ではない。たとえば、操舵角θｈおよび目標操舵角θｈ＊が点Ｐ３となって固定される場合に設定される目標転舵角θｐ＊が、転舵側モータ５６のトルクがゼロであっても転舵角θｐがそのまま維持される値である場合、転舵側フィードバック処理Ｍ４４による転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊によって、転舵角θｐが目標転舵角θｐ＊に維持されていることとなる。
【００５０】
このため、図４において、時刻ｔ２以降、転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊を漸減させると、転舵輪３０が変位する。
ＣＰＵ８２は、時刻ｔ３に転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊がゼロとなる場合、クラッチ１４を締結状態に切り替える。この場合、転舵輪３０に加わるねじれ力が十分に低減されているため、転舵輪３０側の力がステアリングホイール１２に伝達可能となっても、そのことによってステアリングホイール１２が変位することは十分に抑制される。図４には、クラッチ１４を締結状態に切り替えた時点で操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ＊がわずかにゼロよりも大きい場合を例示している。この場合、ＣＰＵ８２は、操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ＊をゼロに漸減させる。
【００５１】
以上説明した本実施形態によれば、さらに以下に記載する効果が得られる。
（１）ＩＧ信号がオフ状態に切り替えられた時点で操舵トルクＴｒｑｓの絶対値が規定値Ｔｔｈ以下である場合、転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊を漸減させた。このため、転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊をステップ的に減少させる場合と比較すると減少処理に伴って転舵輪３０が急激に変位することが抑制される。
【００５２】
（２）ＩＧ信号がオフ状態に切り替えられた時点で操舵トルクＴｒｑｓの絶対値が規定値Ｔｔｈ以下である場合、クラッチ１４が締結されるまでは、操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ＊を通常通りの値とした。このため、クラッチ１４が締結される前にユーザがステアリングホイール１２を再度操作しようとすると、操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ＊の絶対値が増加して且つその符号がステアリングホイール１２の変位を妨げる符号となるため、操舵角θｈの絶対値が過度に大きくなることを抑制できる。
【００５３】
（３）ＩＧ信号がオフ状態に切り替えられた時点で操舵トルクＴｒｑｓの絶対値が規定値Ｔｔｈよりも大きい場合、クラッチ１４を締結状態に切り替えた後に転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊を漸減させた。これにより、転舵輪３０を転舵させる力が減少することをユーザはステアリングホイール１２を通じて体感でき、ひいては減少処理がなされていることを体感できる。これは、ステアバイワイヤシステムではない従来の転舵装置の場合においてユーザが体感することに近似する。すなわち、従来の転舵装置の場合、転舵側モータ５６により操舵トルクＴｒｑｓに応じてアシストトルクを生成する処理が実行されることが一般的であり、その場合、ＩＧ信号がオフ状態となると、アシストトルクが漸減される。このため、この時点で転舵輪３０にねじれが生じている場合、現在の転舵角θｐを維持する上で要求される操舵トルクＴｒｑｓが漸増することとなるが、これは本実施形態によってユーザが体感することに相当する。
【００５４】
＜対応関係＞
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。［１］切替装置は、クラッチ１４およびクラッチドライバ７４に対応し、転舵角制御処理は、転舵側フィードバック処理Ｍ４４および転舵側操作信号生成処理Ｍ４６の処理に対応する。減少処理は、Ｓ１４の処理に対応し、切替処理は、Ｓ１８の処理に対応する。［３］検知装置は、トルクセンサ９４に対応し、判定処理は、Ｓ１２の処理に対応する。［４］付与処理は、操舵側フィードバック処理Ｍ３０、加算処理Ｍ３２および操舵側操作信号生成処理Ｍ３４に対応する。付与停止処理は、Ｓ２０の処理に対応する。［５］検知装置は、トルクセンサ９４に対応し、判定処理は、Ｓ１２の処理に対応する。
【００５５】
＜その他の実施形態＞
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【００５６】
・「減少処理について」
上記実施形態では、転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊の絶対値を所定時間Ｔ１，Ｔ３でゼロに減少させたが、これに限らない。たとえば、転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊を、予め定められた減少速度（固定値）によって減少させる処理としてもよい。この場合、転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊がゼロとなるまでに要する時間は、処理の開始時の転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊が大きい場合に小さい場合よりも長くなる。
【００５７】
上記実施形態では、ＩＧ信号がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わった時点で操舵トルクＴｒｑｓが規定値Ｔｔｈよりも大きい場合、クラッチ１４の締結処理を行った後に転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊を漸減させたが、これに限らない。たとえば、操舵トルクＴｒｑｓの大きさにかかわらず、ＩＧ信号がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わる場合、クラッチ１４の締結処理に先立って転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊を漸減させてもよい。
【００５８】
上記実施形態では、転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊を漸減させたがこれに限らない。たとえば、転舵側操作信号生成処理Ｍ４６に入力される操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ＊を無効とし、転舵側モータ５６に流れる電流の指令値を漸減させる処理としてもよい。具体的には、転舵側モータ５６の制御として、最小電流最大トルク制御のみを実行することとするなら、ｑ軸の電流指令値の絶対値を漸減させてもよい。またたとえば下記「電動機について」の欄に記載したように転舵側モータをブラシ付き電動機とする場合、その駆動回路をＨブリッジ回路とし、転舵側モータ５６に流れる電流の指令値を漸減させてもよい。
【００５９】
なお、転舵側モータ５６に流れる電流を漸減させることは必須ではなく、ステップ状にゼロとしてもよい。
・「切替処理について」
上記実施形態では、ＩＧ信号がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わった時点で操舵トルクＴｒｑｓが規定値Ｔｔｈ以下の場合、転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊がゼロとみなせることを条件にクラッチ１４を解放状態から締結状態に切り替えたが、これに限らない。たとえば、転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊の絶対値がゼロとみなせない場合にクラッチ１４を解放状態から締結状態に切り替えてもよい。この場合、クラッチ１４が締結状態となった時点において転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊の絶対値がゼロよりも大きくなりうる。しかし、転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊の絶対値の減少処理の開始後に締結状態への切り替えを実行する場合、締結状態とした後に減少処理を開始する場合と比較すると、転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊の絶対値が減少するのに伴ってステアリングホイール１２が変位することを抑制できる。
【００６０】
・「付与停止処理について」
図３においては、Ｓ２０の処理において操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ＊を漸減させたがこれに限らない。たとえば、操舵側トルク指令値Ｔｒｑｒ＊の大きさがゼロよりも大きい場合、ステップ状にゼロとしてもよい。
【００６１】
・「転舵角制御処理について」
上記実施形態では、転舵側モータ５６に対する要求トルクとして、転舵側フィードバック処理Ｍ４４によって転舵側トルク指令値Ｔｒｑｔ＊を算出したが、これに限らない。たとえば、転舵側モータ５６の制御として、最小電流最大トルク制御のみを実行することとするなら、転舵側モータ５６に対する要求トルクとして、ｑ軸の電流指令値を算出してもよい。またたとえば下記「電動機について」の欄に記載したように電動機をブラシ付き電動機とする場合、その駆動回路をＨブリッジ回路とし、転舵側モータ５６に対する要求トルクとして、電動機に流れる電流の指令値を算出してもよい。
【００６２】
上記実施形態では、比例要素の出力値と、積分要素の出力値と、微分要素の出力値との和を、フィードバック制御の操作量としたがこれに限らない。たとえば、比例要素の出力値と積分要素の出力値との和としてもよく、比例要素の出力値と微分要素の出力値との和としてもよく、また、積分要素の出力値と微分要素の出力値との和としてもよい。またたとえば、比例要素の出力値としたり、積分要素の出力値としたり、微分要素の出力値としたりしてもよい。さらに、古典制御のみによって転舵角θｐを目標転舵角θｐ＊に制御するために転舵側モータ５６のトルクを操作する処理に限らない。
【００６３】
・「検知装置について」
上記実施形態では、ステアリングホイール１２の操作状態を検知する検知装置として、トルクセンサ９４を例示したが、これに限らない。たとえば、ステアリングホイール１２をユーザが握っているか否かを検知する接触センサをステアリングホイール１２に備えて、これを検知装置としてもよい。またたとえば、ステアリングホイール１２付近の画像を撮影するカメラを備えてこれを検知装置としてもよい。
【００６４】
・「判定処理について」
たとえば「検知装置について」の欄に記載したように、検知装置をカメラとする場合、カメラによる画像データに基づき、ユーザがステアリングホイール１２に手を置いていると判定される場合、ユーザがステアリングホイール１２を操作していると判定してもよい。
【００６５】
・「電動機について」
転舵側モータ５６としては、ＳＰＭに限らず、たとえば埋め込み磁石同期電動機を用いてもよく、さらに同期機にも限らず、たとえば誘導機であってもよい。さらに、ブラシレス電動機に限らず、ブラシ付き電動機であってもよい。
【００６６】
・「転舵側アクチュエータについて」
転舵側アクチュエータ４０が備える転舵機構としては、ラックアンドピニオン型のものに限らない。たとえば、ラッククロス型のものや、ラック同軸型、ラック軸４６と回転軸５６ａとが平行に配置されるものなどを採用してもよい。
【００６７】
・「走行許可信号について」
上記実施形態では、車両の走行許可信号としてＩＧ信号を例示したがこれに限らない。たとえば、下記「車両について」の欄に記載したように車両の推力を生成する車載原動機として回転電機を備える車両においては、車両の走行許可信号を、たとえば車載回転電機への電力の供給を可能とするリレーを閉状態とする信号としてもよい。
【００６８】
・「転舵制御装置について」
転舵制御装置としては、ＣＰＵ８２とＲＯＭ８４とを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理する専用のハードウェア回路（たとえばＡＳＩＣ等）を備えてもよい。すなわち、転舵制御装置は、以下の（ａ）〜（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するＲＯＭ等のプログラム格納装置とを備える。（ｂ）上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。（ｃ）上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア処理回路や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。すなわち、上記処理は、１または複数のソフトウェア処理回路および１または複数の専用のハードウェア回路の少なくとも一方を備えた処理回路によって実行されればよい。
【００６９】
・「車両について」
転舵装置を備える車両としては、車両の推力を生成する車載原動機が内燃機関のみからなるものに限らず、たとえば、内燃機関と回転電機とからなるものであってもよい。もっとも、内燃機関を備えること自体必須ではない。
【符号の説明】
【００７０】
１０…転舵装置、１２…ステアリングホイール、１４…クラッチ、２０…操舵側アクチュエータ、２２…ステアリングシャフト、２４…操舵側減速機、２６…操舵側モータ、２６ａ…回転軸、２８…操舵側インバータ、３０…転舵輪、４０…転舵側アクチュエータ、４２…ピニオン軸、４２ａ…ピニオン歯、４４…ラックハウジング、４６…ラック軸、４６ａ…第１ラック歯、４６ｂ…第２ラック歯、４８…第１ラックアンドピニオン機構、５０…ピニオン軸、５０ａ…ピニオン歯、５２…第２ラックアンドピニオン機構、５４…転舵側減速機、５６…転舵側モータ、５６ａ…回転軸、５８…転舵側インバータ、６０…スパイラルケーブル装置、６２…第１ハウジング、６４…第２ハウジング、６６…筒状部材、６８…スパイラルケーブル、７０…ホーン、７２…バッテリ、７４…クラッチドライバ、８０…制御装置、８２…ＣＰＵ、８４…ＲＯＭ、８６…電源回路、９０…操舵側角度センサ、９２…操舵側電流センサ、９４…トルクセンサ、９６…転舵側角度センサ、９８…転舵側電流センサ、１００…車速センサ。
【図１】
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【図２】
2019127216.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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