(57)【要約】【課題】エンド当たりの発生をコストの増加を招くことなく高精度に検出する。【解決手段】車両１０において、ＥＣＵ１００は、ＥＰＳ制御処理を実行する。その過程において、ＥＣＵ１００は、ＥＰＳ２００にエンド当たりが発生している場合に衝撃緩和処理を実行する。一方、エンド当たりが発生しているか否かは、ＥＰＳ制御処理に並行してＥＣＵ１００により実行されるエンド当たり検出処理によって設定されるエンド当たり発生フラグによって表される。当該処理において、ＥＣＵ１００は、車速Ｖが閾値Ｖｔｈ未満であり、操舵トルクＭＴの絶対値が閾値ＭＴｔｈよりも大きく、操舵トルク変化率ＤＭＴの絶対値が閾値ＤＭＴｔｈよりも大きく、且つ操舵トルクＭＴと操舵トルク変化率ＤＭＴとが相互に同符号である場合に、ＥＰＳ２００においてエンド当たりが発生している旨を表すエンド当たり発生フラグをオンに設定する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵力の少なくとも一部として補助操舵力を出力可能な補助操舵力出力手段を含む操舵装置を備えた車両において該操舵装置におけるエンド当たりを検出する装置であって、
ステアリングホイールを介して付与される操舵トルクを特定する特定手段と、
前記特定された操舵トルクの変化量に基づいて前記エンド当たりの発生の有無を判別する判別手段と
を具備することを特徴とするエンド当たり検出装置。
【請求項２】
前記補助操舵力出力手段は電動機を含む
ことを特徴とする請求項１に記載のエンド当たり検出装置。
【請求項３】
前記判別手段は、前記変化量として前記操舵トルクの変化率に基づいて前記エンド当たりの発生の有無を判別する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンド当たり検出装置。
【請求項４】
前記判別手段は、操舵方向が変化せず、且つ前記変化率の絶対値が第１の閾値以上である場合に前記エンド当たりが発生している旨を判別する
ことを特徴とする請求項３に記載のエンド当たり検出装置。
【請求項５】
前記判別手段は、前記特定される操舵トルクの絶対値が第２の閾値以上である場合に、前記エンド当たりの発生の有無を判別する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のエンド当たり検出装置。
【請求項６】
前記判別手段は、前記車両の速度が第３の閾値未満である場合に、前記エンド当たりの発生の有無を判別する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のエンド当たり検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＥＰＳ（Electronic controlled Power Steering：電子制御式パワーステアリング装置）等におけるエンド当たりの発生を検出するエンド当たり検出装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、操舵トルクによってエンド当たりを検出するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された電動パワーステアリング装置（以下、「従来の技術」と称する）によれば、操舵トルクが、通常の操舵状態では採り得ない操舵状態判定用の閾値以上である場合に、エンド当たりが発生している旨を判別することが可能であるとされている。
【０００３】
尚、操舵トルク又はモータ電流が閾値を超えた場合にエンド当たりと判定する装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）
また、操舵トルクが所定値以上でモータ回転角センサの出力変化がないことを条件としてモータ駆動電力を低減したときに回転各センサの出力変化があったときはエンド当たりと判定する技術も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００４】
更に、低車速時において操舵トルクの平均値が所定値以上のときはエンド当たりと判定するＥＰＳも提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３１２５１４号公報
【特許文献２】特開２００３−７２５７３号公報
【特許文献３】特開２００３−７２５８１号公報
【特許文献４】特開平８−１３３１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
操舵トルクによってエンド当たりを検出しようとした場合、検出用の閾値が大き過ぎればエンド当たりの非検出が避け難くなって検出精度は低下し、また当該閾値が小さ過ぎればエンド当たりの誤検出を招き易くなって同様に検出精度が低下する。この際、エンド当たりの誤検出は、例えば緊急回避時等におけるモータアシスト停止といった車両の安全性低下を招きかねないため避けるべきであり、必然的に当該閾値は、少なくともエンド当たりの誤検出を招かない程度に大きい値に設定され易い。この場合、エンド当たりが生じているにもかかわらずその旨が検出されないといった事態が生じ易い。
【０００７】
一方、このような技術とは別に、操舵角を直接検出する舵角センサ等を設け、検出される操舵角に基づいてエンド当たりを検出しようとした場合には必然的にコストの増加が顕在化する。
【０００８】
即ち、従来の技術には、コストの増加を招くことなく高精度にエンド当たりを検出することが困難であるという技術的な問題点がある。
【０００９】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、エンド当たりの発生をコストの増加を招くことなく高精度に検出することが可能なエンド当たり検出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するため、本発明に係るエンド当たり検出装置は、操舵力の少なくとも一部として補助操舵力を出力可能な補助操舵力出力手段を含む操舵装置を備えた車両において該操舵装置におけるエンド当たりを検出する装置であって、ステアリングホイールを介して付与される操舵トルクを特定する特定手段と、前記特定された操舵トルクの変化量に基づいて前記エンド当たりの発生の有無を判別する判別手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る操舵力とは、操舵装置を構成し得る、例えばステアリングシャフト、ラックアンドピニオン式又はボールナット式等の各種態様を採り得る操舵機構、及びタイロッドやナックル等の可動部品を適宜介して、当該操舵力の付与対象たる車輪（以下、適宜「操舵輪」と称する）に付与される、当該操舵輪を車両左右方向に動かす物理力を指す。
【００１２】
一方、「補助操舵力出力手段」とは、操舵輪に対し、当該操舵力の少なくとも一部として機能する補助操舵力を出力可能な手段を包括する概念であり、係る概念が担保される限りにおいて、補助操舵力出力手段の構成、例えば物理的、機械的及び電気的な構成や、その制御態様は何ら限定されない趣旨である。例えば、補助操舵力出力手段は、好適な一形態として、ステアリングホイールを介して与えられる操舵トルクに応じた補助操舵トルクとして補助操舵力を出力してもよい。
【００１３】
このような操舵装置における「エンド当たり」とは、好適な一形態として、例えば、ステアリングホイールが物理的又は機械的な可動限界を超えて更に同一方向に操作されている状態或いはステアリングシャフト、トーションバー、ピニオンシャフト或いはラックバー等各種軸体が、物理的又は機械的な可動限界を超えて更に同一方向への動作を要求されている状態等、操舵装置の少なくとも一部に対し、操舵装置のストロークエンドを超えた操舵動作が要求されている状態を含む、少なくとも操舵装置の一部がストロークエンドに到達した状態を包括する概念である。
【００１４】
このようなエンド当たりが発生した場合、例えばエンド当たりの発生前後で補助操舵力が何ら変わり無く付与される場合等には、補助操舵力により操舵装置に対し過剰な物理的又は機械的負荷が与えられる結果となり、操舵装置の物理的、機械的又は電気的な故障や損傷等各種の不具合が生じかねない。また、補助操舵力が如何なる制御態様の下で付与されるにしても、エンド当たりの発生を高精度に検出し得ない限り、同様な懸念は払拭され難い。そこで、本発明に係るエンド当たり検出装置は、以下の如くにして高精度にエンド当たりの発生を検出する。
【００１５】
本発明に係るエンド当たり検出装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る特定手段により操舵トルクが特定される。
【００１６】
ここで、本発明における「特定」とは、例えば、何らかの検出手段を介して直接的に又は間接的に物理的数値又は物理的数値に対応する例えば電気信号等として検出すること、予め然るべき記憶手段等に記憶されたマップ等から該当する数値を選択する又はそのような選択を介して推定すること、それら検出された物理的数値若しくは電気信号又は選択若しくは推定された数値等から、予め設定されたアルゴリズムや計算式等に従って導出又は推定すること、或いはこのように検出、選択、推定又は導出された値等を単に電気信号等として取得すること等を包括する広い概念である。このような概念の範囲内において、特定手段は、例えばステアリングシャフトに連結されたトーションバーに設けられたトルクセンサ等の検出手段から、検出された操舵トルクに対応する電気信号等を取得することにより、操舵トルクを特定してもよい。
【００１７】
操舵トルクが特定されると、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る判別手段により、この特定された操舵トルクの変化量に基づいてエンド当たりの発生の有無が判別される。
【００１８】
ここで、「操舵トルクの変化量」とは、基準となる操舵トルクに対する偏差であって、当該基準は、判別手段が、当該変化量に基づいて少なくとも実践上不具合を顕在化させない程度の精度を維持しつつエンド当たりの発生の有無を判別し得る限りにおいて何ら限定されない趣旨である。同様に、判別手段がこの変化量に基づいてエンド当たりの発生の有無を判別するに際しての態様も、少なくとも実践上不具合を顕在化させない程度の精度を維持しつつエンド当たりを検出し得る限りにおいて何ら限定されない趣旨である。
【００１９】
ここで特に、操舵トルク自体は、エンド当たりの非発生時であっても、例えば据え切り時或いは路面摩擦の比較的大きい状況等において大きくなり得る指標であり、操舵トルク自体からエンド当たりの発生を判断するためには、判断基準となる例えば閾値等を事前に高精度に適合しておく必要がある。一方で、操舵トルクの変化量は、エンド当たりの発生以前における操舵トルクが如何なる値であるにしても、少なくともエンド当たりの発生に際して顕著に大きくなる指標であり、言い換えれば、エンド当たりの発生に際して特有の傾向を有し得る指標である。
【００２０】
従って、本発明に係るエンド当たり検出装置によれば、高精度にエンド当たりを検出することが可能となる。この際、例えば、通常このような操舵装置に備わるべきトルクセンサ等の検出手段を利用すること等によるエンド当たりの検出が可能であり、エンド当たりの検出に際して舵角センサ等の特別な検出手段の追加を要しない。即ち、本発明に係るエンド当たり検出装置によれば、コストの増加を招くことなく高精度にエンド当たりの発生を検出することが可能となるのである。
【００２１】
本発明に係るエンド当たり検出装置の一の態様では、前記補助操舵力出力手段は電動機を含む。
【００２２】
この態様によれば、補助操舵力出力手段が、例えばモータ、或いは更に当該モータを駆動する駆動系等をも適宜含み得る趣旨としての電動機を含んで構成され、操舵装置は所謂ＥＰＳの形態を採る。この場合、例えばトルク等の形態で出力される補助操舵力を、例えば電流、電圧又は電力等のデューティ比制御等を介して比較的簡便且つ正確に制御することが可能である。また、この態様では、このように比較的簡便に補助操舵力出力手段を含む操舵装置が構成され得るため、電動機の出力を付与する対象として、例えばステアリングシャフト、ピニオンギア、或いはラックバー等、各種態様を採ることが容易にして可能である。
【００２３】
一方で、このように操舵装置に実質的に電動機が含まれる（操舵装置と電動機が別体として構成されている場合も含む趣旨である）場合、エンド当たりの発生時にはこの電動機や電動機により補助操舵力を付与される対象物体等に、比較的大きな物理的、機械的又は電気的負荷が加わり易い。即ち、エンド当たりの発生を検出すべき旨の要求が、より切実に生じ得る。このように、補助操舵力出力手段が電動機を含む場合、本発明に係る効果が顕著に効果的である。
【００２４】
尚、この態様における電動機の形態は何ら限定されず、例えばＤＣモータや三相交流モータ等の各種形態を採ることが可能である。また、係る電動機に電力を供給する電源装置も何ら限定されるものではなく、例えばセルモータ、シガライタ、ブロワ、ヘッドライト又はカーナビゲーション装置等車両に備わる各種補機類の電源装置として機能し得る例えば車載用１２Ｖバッテリ等であってもよいし、このような補機用バッテリとは独立して構成された専用のバッテリ等であってもよい。更には、これら各種バッテリから供給される電圧を適宜昇圧せしめた、相対的に高圧な２次電圧を供給可能なバッテリであってもよい。
【００２５】
本発明に係るエンド当たり検出装置の他の態様では、前記判別手段は、前記変化量として前記操舵トルクの変化率に基づいて前記エンド当たりの発生の有無を判別する。
【００２６】
この態様によれば、判別手段は、例えば特定される操舵トルクを時間微分処理する等して得られる操舵トルクの変化率に基づいてエンド当たりの発生の有無が判別される。当該変化率は、エンド当たりの発生時において顕著に変化する上、単位時間当たりの変化量であるからエンド当たりの発生を極めて迅速に検出し得る指標として利用することができ、本発明に係る変化量として好適である。
【００２７】
尚、この態様では、前記判別手段は、操舵方向が変化せず、且つ前記変化率の絶対値が第１の閾値以上である場合に前記エンド当たりが発生している旨を判別する。
【００２８】
この場合、変化率の絶対値が、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に、又はシミュレーション等に基づいて、エンド当たりが発生している旨を少なくとも実践上の不具合を顕在化させることなく判別し得るよう定められてなる第１の閾値以上である場合に、エンド当たりが発生している旨の判別がなされるため、判別手段の負荷を比較的軽減しつつ正確にエンド当たりの発生を検出することが可能となり好適である。
【００２９】
また、この際、操舵方向が考慮され、第１の閾値に基づいた判別が、操舵方向が変化しない場合に限定される。従って、例えばストロークエンド付近から逆操舵方向に操舵操作が行われる場合等、エンド当たりが少なくとも即座に発生しない状況においてエンド当たりの発生が検出されることによる各種の不具合（例えば、補助操舵力の出力制限或いは出力停止によるステアリングホイールの操作阻害等）の発生が防止され、実践上極めて有益である。
【００３０】
尚、操舵方向は、好適な一形態として操舵トルクに含まれ得る概念であり、操舵トルクの特定に際し、このような操舵方向を表すものとしての例えば正負の符号が操舵トルクの絶対値に付帯する場合には、操舵方向が変化しているか否かの判別を、変化率の符号に基づいて（例えば、変化率の符号が反転したか否か、或いは操舵トルク及び変化率の符号が同一であるか否か等に基づいて）行うことも簡便にして可能である。尚、変化率の「絶対値」が第１の閾値以上であるとは、即ち、このような符号の存在を考慮したものであるが、操舵トルクにこのような符号が付帯しないとしても、即ち、操舵方向が操舵トルクとは別の形態で特定されるとしても、絶対値であるか否かは、実践上判別結果に対して何らの影響も与えない。
【００３１】
本発明に係るエンド当たり検出装置の他の態様では、前記判別手段は、前記特定される操舵トルクの絶対値が第２の閾値以上である場合に、前記エンド当たりの発生の有無を判別する。
【００３２】
この態様によれば、操舵トルクの絶対値が、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に、又はシミュレーション等に基づいて、エンド当たりが発生している旨を少なくとも実践上の不具合を顕在化させることなく判別し得るよう定められてなる第２の閾値以上である場合に、判別手段がエンド当たりの発生の有無に係る判別処理を実行する。
【００３３】
エンド当たりの発生時には、操舵トルクの変化量が相対的に大きい値を採り得るが、一方で、操舵トルクの変化量は、ストロークエンド或いはストロークエンド付近以外であっても、例えば急操舵時等において少なくとも瞬間的に大きくなる可能性がある。このような状況ではエンド当たりは必ずしも発生しない。従って、このように操舵トルクに閾値を設け、言わば操舵トルクとその変化量との双方に基づいてエンド当たりの検出を行うことによって、真にエンド当たりの発生を検出すべき状況において、判別手段に係るエンド当たりの発生の有無に係る判別処理を実行することが可能となり、より正確にエンド当たりの発生を検出することが可能となる。
【００３４】
尚、このような趣旨に鑑みれば、第２の閾値は、エンド当たりの発生時以外で最も操舵トルクが大きくなり易い停止時据え切り状態において操舵トルクが採り得る最大値（真の最大値でなくてもよい）に対し、一定又は不定のマージンを与えてなる値として設定されていてもよい。
【００３５】
尚、操舵トルクの「絶対値」が第２の閾値以上であるとは、前述した操舵方向を考慮したものであるが、操舵トルクに操舵方向の概念が含まれないとしても、即ち、操舵方向が操舵トルクとは別の形態で特定されるとしても、絶対値であるか否かは、実践上エンド当たりの発生の有無に係る判別機会に対して何らの影響も与えない。
【００３６】
本発明に係るエンド当たり検出装置の他の態様では、前記判別手段は、前記車両の速度（以下、適宜「車速」と略称する）が第３の閾値未満である場合に、前記エンド当たりの発生の有無を判別する。
【００３７】
この態様によれば、エンド当たりの発生の有無に係る判別を相対的に低車速の領域に限って行わしめることにより、ドライバが走行中に緊急回避操作を行う場合等を含む急操舵時等においてエンド当たりが発生している旨の判別が行われることによる不具合（例えば、補助操舵力の出力制限や出力禁止に伴う操舵操作の阻害等）の発生が防止され、エンド当たりの検出を効率的且つ効果的に実行することが可能となり実践上有益である。
【００３８】
尚、このような趣旨に鑑みれば、また、操舵トルクが大きい場合に顕著にエンド当たりによる衝撃荷重を緩和すべきであることに鑑みれば、第３の閾値とは、車両が停止中である、或いは停止中を含む極低車速領域で動作中であることを表し得るように、例えばゼロ或いは数ｋｍ／ｈ等の小さい値に設定されてもよい。
【００３９】
尚、本発明において、「以上」及び「未満」とは、判断基準の設定態様如何により容易に「より大きい」及び「以下」と相互に置換し得る概念である。
【００４０】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
＜発明の実施形態＞
以下、適宜図面を参照して本発明の車両の制御装置に係る実施形態について説明する。
【００４２】
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、車両１０の基本的な構成を概念的に示す概略構成図である。
【００４３】
図１に示すように、車両１０は、操舵輪として左右一対の前輪ＦＬ及びＦＲを備え、これら前輪が操舵されることにより所望の方向に進行することが可能に構成されている。
【００４４】
車両１０は、ＥＣＵ１００、ＥＰＳ２００、エンジン３００及び車速センサ４００を備える。
【００４５】
ＥＣＵ１００は、夫々不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備え、車両１０の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「エンド当たり検出装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、ＥＰＳ２００を動作を制御するための後述するＥＰＳ制御処理及びエンド当たり検出処理を実行することが可能に構成されている。
【００４６】
ＥＰＳ２００は、所謂電動式パワーステアリング装置であり、操舵輪である前輪ＦＬ及びＦＲを操舵することが可能に構成された、本発明に係る「操舵装置」の一例である。
【００４７】
ＥＰＳ２００は、ステアリングホイール２０１、ステアリングシャフト２０２、ラックアンドピニオン機構２０３、タイロッド２０４、トルクセンサ２０５及びアシストモータ２０６を備える。
【００４８】
ステアリングホイール２０１は、ドライバが操舵操作を行うためのインターフェイスとして機能するように構成された、回転操作が可能な操作手段である。
【００４９】
ステアリングシャフト２０２は、ステアリングホイール２０１と連結された軸体であり、ステアリングホイール２０１が回転するのに応じて回転することが可能に構成されている。
【００５０】
ラックアンドピニオン機構２０３は、ステアリングシャフト２０２の端部に接続されたピニオンシャフト、当該ピニオンシャフトの端部に設置されたピニオンギア及び当該ピニオンギアのギア歯と噛合するギア歯が形成されたラック等から構成された操舵機構であり、ラックアンドピニオン機構２０３により、ＥＰＳ２００は所謂ラックアンドピニオン式の操舵方式を実現している。
【００５１】
ラックアンドピニオン機構２０３においては、ステアリングシャフト２０２の回転に応じたピニオンシャフトの回転によりピニオンギアが回転し、このピニオンギアの回転がラックの車両左右方向への往復運動に変換される構成となっている。尚、この際、固定又は可変な減速比を有する減速ギア等を適宜介することによって、ステアリングシャフト２０２の回転速度が適宜減速された状態でピニオンギアに伝達されてもよい。
【００５２】
尚、ＥＰＳ２００にはこのようにラックアンドピニオン方式の操舵機構の一例が採用されているが、本発明に係る操舵装置の構成、例えばその物理的、機械的又は電気的な構成は、ラックアンドピニオン方式のものに限定されず、例えばボールナット方式或いはその他の操舵機構に準じるものであってもよい。また、ラックアンドピニオン方式であっても、例えば構成要素の種類、形状及び当該構成要素相互間の空間的配置態様等は如何様にも限定されない趣旨である。
【００５３】
タイロッド２０４は、左右一対の連結部材であり、夫々一端部が不図示のナックル等を介して左右の操舵輪に連結される構成となっている。一方、タイロッド２０４の他端部は、上述したラックアンドピニオン機構２０３を構成するラックの端部に連結されており、上述したラックの往復運動は、タイロッド２０４の往復運動に変換される。タイロッド２０４が往復運動を行うのに伴って、操舵輪は夫々左右方向に操舵され、その向きが変わる構成となっている。
【００５４】
トルクセンサ２０５は、ステアリングシャフト２０２に連結され、或いはステアリングシャフト２０２に内包され、ステアリングシャフト２０２と一体に回転可能な不図示のトーションバーに設けられたセンサである。トルクセンサ２０５は、このトーションバーの捩れ量を、ステアリングホイール２０１を介して付与された操舵トルクＭＴとして検出することが可能に構成されている。トルクセンサ２０５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された操舵トルクＭＴは、ＥＣＵ１００によって、一定又は不定の周期で把握される構成となっている。尚、トルクセンサ２０５は、操舵トルクＭＴを、操舵方向の概念を含んで検出することが可能に構成されている。即ち、トルクセンサ２０５は、ステアリングホイール２０１の操舵方向が右（或いは左）である場合に正の符号で、且つ当該操舵方向が左（或いは右）である場合に負の符号を伴って操舵トルクＭＴを検出することが可能に構成される。
【００５５】
アシストモータ２０６は、例えば三相同期式永久磁石モータ等の電動機であり、ドライバが操舵操作を行うのに要する負担を軽減する補助操舵力としてアシストトルクＴＡを発生させると共に、不図示の減速ギアを介してステアリングシャフト２０２に当該アシストトルクを付与することが可能に構成された、本発明に係る「補助操舵力出力手段」の一例である。尚、アシストモータ２０６は、他の形式のモータであってもよい。
【００５６】
アシストモータ２０６は、例えばインバータ等を含む不図示のモータ制御系を介してＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作状態がＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００５７】
尚、アシストモータ２０６から出力されるアシストトルクは、必ずしもステアリングシャフト２０２に付与されずともよく、例えば、ラックアンドピニオン機構２０３を構成するピニオンギアに対し当該ピニオンギアの回転をアシストすべく付与されてもよいし、ラックに対し当該ラックの往復運動をアシストすべく付与されてもよい。即ち、アシストモータ２０６から出力されるアシストトルクが、最終的に操舵輪を操舵させる操舵力の少なくとも一部として供される限りにおいて、本発明に係る補助操舵力の出力態様は何ら限定されない趣旨である。
【００５８】
エンジン３００は、ガソリンを燃料とし、車両１０の動力源として機能するように構成された内燃機関であり、例えば、４気筒、６気筒、８気筒又は１２気筒等、複数の気筒を備え、また夫々の気筒の配置態様に応じて直列型、Ｖ型或いは水平対向型等の各種態様を採る。エンジン３００における、不図示のクランクシャフトから出力される駆動力は、不図示のデファレンシャル及びドライブシャフト等を適宜介して、操舵輪たる前輪ＦＬ及びＦＲに付与される。即ち、車両１０は、ＦＦ車両として構成されている。尚、車両１０の駆動形態は無論ＦＦに限定されず、例えば不図示の後輪が駆動されるＦＲ方式であってもよいし、前輪及び後輪が駆動される四輪駆動方式であってもよい。また、燃料の種類も、ガソリンに限定されずアルコール或いは軽油等が使用されてもよい。更には、車両１０は、エンジン３００の他に動力源として例えばモータ等を備えたハイブリッド車両であってもよい。
【００５９】
車速センサ４００は、車両１０の速度（即ち、車速）Ｖを検出することが可能に構成されたセンサである。車速センサ４００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
【００６０】
＜実施形態の動作＞
＜ＥＰＳ制御処理の詳細＞
ここで、図２を参照し、本実施形態の動作として、ＥＣＵ１００により実行されるＥＰＳ制御処理の詳細について説明する。ここに、図２は、ＥＰＳ制御処理のフローチャートである。
【００６１】
図２において、ＥＣＵ１００は、イグニッションがオン状態であるか、即ち、車両１０が始動しているか否かを判別する（ステップＳ１０１）。イグニッションがオフ状態である場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０１に係る処理を繰り返し実行して処理を実質的に待機状態に制御すると共に、イグニッションがオン状態である場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、目標アシストトルクＴＡａを決定する（ステップＳ１０２）
ここで、目標アシストトルクＴＡａとは、アシストモータ２０６から出力すべきアシストトルクＴＡの目標値である。目標アシストトルクＴＡａを決定する際、ＥＣＵ１００は、先ずトルクセンサ２０５により検出される操舵トルクＭＴを取得し、取得した操舵トルクＭＴに基づいて基本アシストトルクＴＡＢを決定する。
【００６２】
基本アシストトルクＴＡＢは、アシストトルクＴＡの基準値であり、予め基本アシストトルクマップとしてＲＯＭにその値が格納されている。ここで、基本アシストトルクＴＡＢの特性について、図３を参照して説明する。ここに、図３は、基本アシストトルクＴＡＢの特性を表す模式図である。
【００６３】
図３において、基本アシストトルクＴＡＢは、ドライバによる操舵トルクＭＴに対応付けられた特性を有する。即ち、ステアリングホイール２０１のあそびを確保するために、操舵トルクＭＴが相対的に小さい領域では、基本アシストトルクＴＡＢは０であり、操舵トルクＭＴがある程度の大きさになった場合には、操舵トルクＭＴの増加に伴って基本アシストトルクＴＡＢも増加する。更に、操舵トルクＭＴが所定の上限値よりも大きくなった場合には、基本アシストトルクＴＡＢは、操舵トルクＭＴの大きさによっても変動しない一定値を採る。
【００６４】
尚、基本アシストトルクＴＡＢは、更に車速の関数であってもよく、例えば車速Ｖが速くなる程減少するように、基本アシストトルクＴＡＢの特性が与えられていてもよい。この場合、操舵トルクＭＴと併せ、車速センサ４００から車両１０の車速Ｖが取得される。
【００６５】
基本アシストトルクマップには、このような特性が数値化された状態で格納されており、ＥＣＵ１００は、その時点の操舵トルクＭＴ（或いは更に車速Ｖ）に基づいて、一の基本アシストトルクＴＡＢを選択的に取得することによって、基本アシストトルクＴＡＢを取得する。
【００６６】
図２に戻り、目標アシストトルクＴＡａは、このようにして決定された基本アシストトルクＴＡＢそのもの、或いはこの基本アシストトルクＴＡＢに対し車両１０の動作条件に応じた適宜の補正演算を施した値等に決定される。
【００６７】
尚、目標アシストトルクＴＡａの算出方法は、ここに例示するもの以外にも、例えば、トルクステアの抑制や手放し走行のアシスト等、各種の目的から定められてよいが、本発明の要旨とは関係が浅いため、説明の煩雑化を防ぐ目的からここでは、その詳細な説明を省略することとする。
【００６８】
目標アシストトルクＴＡａが決定されると、ＥＣＵ１００は、アシストモータ２０６から当該目標アシストトルクＴＡａが出力されるように、上述した不図示のモータ駆動系等を制御し、例えば、駆動電圧、駆動電流或いは駆動電力等を、例えばＰＷＭ制御すること等によって制御し、アシストトルクＴＡの出力状態を制御する（ステップＳ１０３）。尚、ステップＳ１０３に係る処理は、目標アシストトルクＴＡａがゼロであっても実行される。即ち、有意なアシストトルクＴＡの出力が要求されているか否かにかかわらず、ステップＳ１０３に係る処理は実行される。
【００６９】
尚、アシストモータ２０６の制御量は、必ずしもアシストトルクＴＡそのものでなくてもよく、例えばアシストモータ２０６の回転速度や駆動デューティ比等であってもよい。即ち、この場合、目標アシストトルクＴＡａと、これら回転速度やデューティ比との対応関係を定めてなるマップ等から、目標アシストトルクＴＡａに対応する値が選択的に取得されることによって、ＥＣＵ１００の制御に供されてもよい。この場合、回転速度やデューティ比のフィードバック制御を介して比較的迅速且つ正確にアシストトルクＴＡを目標アシストトルクＴＡａに収束させることも可能である。
【００７０】
アシストトルクＴＡの制御が実行されると、ＥＣＵ１００は、ＥＰＳ２００においてエンド当たりが発生しているか否かを判別する（ステップＳ１０４）。ここで、エンド当たりが発生しているか否かは、エンド当たり発生フラグがオン状態であるか否かに基づいて判別される。このエンド当たり発生フラグは、ＥＣＵ１００により、このＥＰＳ制御処理と並列して実行されるエンド当たり検出処理により、随時オン状態（エンド当たりが発生している旨を表す状態）又はオフ状態（エンド当たりが発生していない旨を表す状態）の二値状態の間で選択的に制御される。尚、エンド当たり検出処理については後述する。
【００７１】
エンド当たりが発生していない場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻し、一連の処理を繰り返し実行する一方、エンド当たりが発生している場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、衝撃緩和処理を実行する（ステップＳ１０５）。
【００７２】
ここで、本実施形態に係る衝撃緩和処理とは、エンド当たりが発生しているにもかかわらず有意なアシストトルクＴＡが出力されることによって生じるアシストモータ２０６周辺の物理的、機械的又は電気的な過負荷状態を回避すべく行われる処理を包括する概念であり、例えば、アシストモータ２０６の出力停止や出力制限等に係る処理を指す。或いは、衝撃緩和処理とは、このような処理に替えて或いは加えて、操舵方向と逆方向にドライバの操舵を促すアシストトルクＴＡを出力する処理であってもよい。このような衝撃緩和処理は、ステップＳ１０４に係る判別処理において、エンド当たりが発生していない旨の判別がなされるまで繰り返し実行される。
【００７３】
ここで、エンド当たりが発生した場合には、上述したようにアシストモータ２０６周囲、或いはＥＰＳ２００を構成する各構成要素において、過剰な物理的、機械的、又は電気的負荷が加わり易い。従って、ＥＰＳ２００をこのような過負荷から保護するためには、エンド当たりを正確に且つ迅速に検出する必要がある。例えば、エンド当たりを精度良く検出し得ない場合、エンド当たりが発生しているにもかかわらずその旨の判別がなされないことによって、ＥＰＳ２００の不具合を招きかねないからである。或いは、エンド当たりではないにもかかわらずエンド当たりが発生している旨の判別がなされることによって、本来必要とされるアシストトルクＴＡが制限される等、ドライバの操舵操作が大なり小なり阻害されかねないからである。このため、本実施形態では、ＥＣＵ１００によって実行されるエンド当たり検出処理によって、迅速且つ正確にエンド当たりを検出することが可能となっている。
【００７４】
ここで、図４を参照し、エンド当たり検出処理の詳細について説明する。ここに、図４は、エンド当たり検出処理のフローチャートである。
【００７５】
図４において、ＥＣＵ１００は、車速センサ４００によって検出される車速Ｖを取得する（ステップＳ２０１）。車速Ｖを取得すると、ＥＣＵ１００は、車速Ｖが予め設定された閾値Ｖｔｈ（即ち、本発明に係る「第３の閾値」の一例）未満であるか否かを判別する（ステップＳ２０２）。
【００７６】
ここで、上述した衝撃緩和処理を、例えば中高車速領域において実行した場合、ドライバが障害物等に対する緊急回避動作等、比較的急激且つ大規模な操舵操作を行うこと等によって、操舵トルクＭＴやその変化率ＤＭＴが後述する閾値を超えた場合に、ドライバの操舵操作が阻害され、車両１０の安全性が相対的に低下しかねない。
【００７７】
そのような事情に鑑みて、車速Ｖの閾値Ｖｔｈは、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて、車両１０が停止している或いは極低車速で走行している場合以外にはエンド当たり発生フラグがオフになるように、且つ衝撃荷重の緩和が所望される程度のエンド当たりが生じた場合には確実に衝撃緩和処理が実行されるように決定されている。車速Ｖが閾値Ｖｔｈ以上である場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ２０９に移行し、エンド当たり発生フラグをオフに設定して、処理をステップＳ２０１に戻し、一連の処理を繰り返す。
【００７８】
一方、車速Ｖが閾値Ｖｔｈ未満である場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００はトルクセンサ２０５によって検出される操舵トルクＭＴを取得する（ステップＳ２０３）。操舵トルクＭＴを取得すると、ＥＣＵ１００は、操舵トルクＭＴの絶対値が予め設定された閾値ＭＴｔｈ（即ち、本発明に係る「第２の閾値」の一例）よりも大きいか否かを判別する（ステップＳ２０４）。
【００７９】
ここで、閾値ＭＴｔｈの値は、エンド当たりの発生時以外で最も操舵トルクＭＴが大きくなり易い停止時据え切り状態において操舵トルクＭＴが採り得る最大値に対し、一定のマージンを付与してなる値に設定されている。これにより、エンド当たりに該当しない単なる据え切り操作がエンド当たりである旨の誤判別が行われる可能性が低減される。
【００８０】
尚、操舵トルクの閾値ＭＴｔｈの値は、車両１０の仕様及び仕向け、並びにＥＰＳ２００を含む操舵系の物理的又は機械的な構成や構成要素相互間の配置態様等に応じて変化し得る値であり、好適な一形態としては、これらの要素を考慮して決定される。
【００８１】
操舵トルクＭＴの絶対値が閾値ＭＴｔｈ以下である場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理を前述したステップＳ２０９に移行し、エンド当たり発生フラグをオフに設定して、処理をステップＳ２０１に戻し、一連の処理を繰り返す。
【００８２】
一方、操舵トルクＭＴの絶対値が閾値ＭＴｔｈよりも大きい場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は操舵トルク変化率ＤＭＴを算出する（ステップＳ２０５）。ここで、操舵トルク変化率ＤＭＴとは、操舵トルクＭＴの時間変化率であり、ステップＳ２０３に係る処理において取得される操舵トルクＭＴから単位時間当たりの変化量を算出することによって得られる指標値である。即ち、操舵トルク変化率ＤＭＴとは、本発明に係る「操舵トルクの変化量」の一例である。
【００８３】
操舵トルク変化率ＤＭＴを算出すると、ＥＣＵ１００は、操舵トルク変化率ＤＭＴの絶対値が予め設定された閾値ＤＭＴｔｈ（即ち、本発明に係る「第１の閾値」の一例）よりも大きいか否かを判別する（ステップＳ２０６）。
【００８４】
ここで、エンド当たりが発生している場合、操舵トルクＭＴ自体も大きくなるが、より顕著には、例えばステアリングホイール２０１がストロークエンドに達しているにもかかわらず当該ストロークエンド以上に操舵を行おうとすること等に起因して、操舵トルク変化率ＤＭＴが大きく変化する。即ち、操舵トルク変化率ＤＭＴは、エンド当たりの発生を特徴付ける指標として好適である。
【００８５】
この操舵トルク変化率ＤＭＴの閾値ＤＭＴｔｈは、予め実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーション等に基づいて、エンド当たりが発生している旨を少なくとも実践上の不具合を顕在化させない程度の精度で判別し得るように定められている。また、操舵トルク変化率ＤＭＴの閾値ＤＭＴｔｈの値は、車両１０の仕様及び仕向け、並びにＥＰＳ２００を含む操舵系の物理的又は機械的な構成や構成要素相互間の配置態様等に応じて変化し得る値であり、好適な一形態としては、これらの要素を考慮して決定される。
【００８６】
操舵トルク変化率ＤＭＴの絶対値が閾値ＤＭＴｔｈ以下である場合（ステップＳ２０６：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理を前述したステップＳ２０９に移行し、エンド当たり発生フラグをオフに設定して、処理をステップＳ２０１に戻し、一連の処理を繰り返す。
【００８７】
操舵トルク変化率ＤＭＴの絶対値が閾値ＤＭＴｔｈよりも大きい場合（ステップＳ２０６：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は更に、操舵トルクＭＴと操舵トルク変化率ＤＭＴとが同符号であるか否かを判別する（ステップＳ２０７）。
【００８８】
これらが異符号である場合（ステップＳ２０７：ＮＯ）、車両１０のドライバはステアリングホイール２０１を介して切り戻し操作を行っていることになり、即ちエンド当たりが回避される方向への操舵操作が行われていることとなる。従って、ＥＣＵ１００は、処理を前述したステップＳ２０９に移行し、エンド当たり発生フラグをオフに設定して、処理をステップＳ２０１に戻し、一連の処理を繰り返す。
【００８９】
一方、操舵トルクＭＴと操舵トルク変化率ＤＭＴとが相互に同符号である場合（ステップＳ２０７：ＹＥＳ）、操舵方向（例えば右切りであれば右方向、左切りなら左方向）へ更なる操舵操作が行われていることになり（無論ステアリングホイール２０１を始め各部はストロークエンド以上には動き得ない）、この物理的に無理な操舵操作によって、操舵トルクＭＴ（即ち、トーションバーの捩れ量）の変化率たる操舵トルク変化率ＤＭＴが閾値ＤＭＴｔｈを超えているものと推定される。即ち、この状況は、衝撃緩和処理の実行を要する状況にあると判断し得る。
【００９０】
従って、この場合、ＥＣＵ１００は、エンド当たりが発生しているものとしてエンド当たり発生フラグをオンに設定する（ステップＳ２０８）。ステップＳ２０８又はステップＳ２０９に係る処理によりエンド当たり発生フラグがオン又はオフに設定されると、処理はステップＳ２０１に戻され、一連の処理が繰り返される。エンド当たり検出処理は以上のように行われる。
【００９１】
以上説明したように、本実施形態に係るエンド当たり検出処理によれば、エンド当たりの発生時にその絶対値が顕著に大きく変化する操舵トルク変化率ＤＭＴに基づいて、エンド当たりの発生を高精度に検出することが可能となる。また、操舵トルク変化率ＤＭＴは、エンド当たりの発生直後に大きく変化するから、その検出精度のみならず検出速度も十分に担保される。更に、このようなエンド当たりの発生の有無判別に際して、例えば舵角センサ等一般的にＥＰＳ２００に備わらない特別な装置を設置する必要もない。即ち、本実施形態に係るエンド当たり検出処理によれば、コストの増加を招くことなく迅速且つ高精度にエンド当たりを検出することが可能となるのである。
【００９２】
尚、本実施形態では特に、このような操舵トルク変化率ＤＭＴに基づいた判別に加え、車速Ｖ及び操舵トルクＭＴも判断要素として考慮されており、例えば据え切り操作や緊急回避操作をエンド当たりとして誤検出することによって生じ得る各種の弊害の発生も抑制されている。即ち、実践上、より高い利益が提供される構成となっている。
【００９３】
本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うエンド当たり検出装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両の概略構成図である。
【図２】図１の車両においてＥＣＵにより実行されるＥＰＳ制御処理のフローチャートである。
【図３】図２のＥＰＳ制御処理において設定される基本アシストトルクの特性を表す模式図である。
【図４】図１の車両においてＥＣＵにより実行されるエンド当たり検出処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００９５】
ＦＬ、ＦＲ…車輪、１０…車両、１００…ＥＣＵ、２００…ＥＰＳ、２０１…ステアリングホイール、２０２…ステアリングシャフト、２０３…ラックアンドピニオン機構、２０５…トルクセンサ、２０６…アシストモータ、３００…エンジン、４００…車速センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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