(57)【要約】【課題】  操舵角センサ３１により検出される操舵角θの中立位置と転舵輪の中立位置とがずれた場合に、運転者に違和感を与えないようにする。【解決手段】  中立位置ずれが検出された場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、目標操舵反力トルクＴ＊を算出するための複数のトルク成分のうち、バネ反力トルク成分Ｔａを減らし（Ｓ２８）、他のトルク成分である摩擦反力トルク成分Ｔｂと粘性反力トルク成分Ｔｃを増やす（Ｓ２９）。これにより、車両の直進走行を妨げる方向への操舵反力トルクが働かなくなり、また、他のトルク成分Ｔｂ，Ｔｃの増加補正により目標操舵反力トルクＴ＊が急変しないため、操舵操作に係る違和感を低減することができる。【選択図】  図４
2008230539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を操舵するために運転者によって操作される操舵ハンドルと、
上記操舵ハンドルを中立位置に戻す力となるバネ反力トルク成分を含む複数の反力トルク成分を有する操舵反力トルクを上記操舵ハンドルの操舵に対して付与する反力付与手段と、
上記操舵ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
転舵輪の転舵角を検出する転舵角検出手段と、
上記操舵角検出手段により検出される操舵角と目標転舵角との対応関係を記憶する対応関係記憶手段と、
上記記憶された対応関係にしたがって、上記転舵角検出手段により検出される転舵角が、上記操舵角検出手段により検出された操舵角に対応した目標転舵角となるように転舵輪を転舵する転舵輪転舵手段と
を備えたステアリングバイワイヤ方式の操舵装置において、
上記操舵角検出手段により検出される操舵角と実際の転舵角との対応関係にずれが生じているか否かを判断する関係ずれ検出手段と、
上記関係ずれが検出されている場合、上記反力付与手段により付与する操舵反力トルクのうちの上記バネ反力トルク成分を減少させるバネ反力成分低減手段を備えたことを特徴とする操舵装置。
【請求項２】
上記転舵角検出手段に異常が生じているか否かを判断する異常検出手段を備え、
上記関係ずれ検出手段は、上記転舵角検出手段に異常が検出されているときに、上記操舵角検出手段により検出される操舵角と実際の転舵角との対応関係にずれが生じているか否かを判断することを特徴とする請求項１記載の操舵装置。
【請求項３】
上記反力付与手段は、
上記操舵ハンドルの操舵に対して反力トルクを付与するための反力アクチュエータと、
上記操舵ハンドルを中立位置に戻す力となるバネ反力トルク成分と他の反力トルク成分とを合算して目標操舵反力トルクを算出し、上記算出された目標操舵反力トルクが上記操舵ハンドルの操舵に対して付与されるように上記反力アクチュエータの駆動を制御する操舵反力制御手段とを備え、
上記転舵輪転舵手段は、
転舵輪を転舵するための転舵アクチュエータと、
上記対応関係記憶手段に記憶された対応関係にしたがって上記操舵角検出手段により検出された操舵角に対応した目標転舵角を算出し、上記転舵角検出手段により検出される転舵角が上記目標転舵角となるように上記転舵アクチュエータの駆動を制御する転舵制御手段とを備え、
上記バネ反力成分低減手段は、上記操舵反力制御手段が上記目標操舵反力トルクを算出するときに用いるバネ反力トルク成分の大きさを減少させること
を特徴とする請求項１または２記載の操舵装置。
【請求項４】
上記関係ずれが検出されている場合、上記操舵反力制御手段が上記目標操舵反力トルクを算出するときに用いる上記他の反力トルク成分の大きさを増加させる他反力成分増加手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の操舵装置。
【請求項５】
車両のヨーレートを検出するヨーレート検出手段と、
車両の走行速度を検出する車速検出手段と、
上記操舵角検出手段により検出された操舵角と上記車速検出手段により検出された車速とを少なくともパラメータとして、車両の理論ヨーレートを算出する理論ヨーレート算出手段とを備えるとともに、
上記関係ずれ検出手段は、上記検出した検出ヨーレートと上記理論ヨーレートとの比較に基づいて、上記操舵角検出手段により検出される操舵角と実際の転舵角との対応関係にずれが生じているか否かを判断することを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか一項記載の操舵装置。
【請求項６】
上記関係ずれ検出手段は、上記反力アクチュエータを駆動するために流す駆動電流の大きさと、上記転舵アクチュエータを駆動するために流す駆動電流の大きさとの関係から、上記操舵角検出手段により検出される操舵角と実際の転舵角との対応関係にずれが生じているか否かを判断することを特徴とする請求項３または４記載の操舵装置。
【請求項７】
車両の走行速度を検出する車速検出手段を備え、
上記関係ずれ検出手段は、上記車速検出手段により検出された車速が基準速度より大きく、かつ、上記転舵アクチュエータを駆動するために流す駆動電流の大きさが基準電流値より小さく、かつ、上記反力アクチュエータを駆動するために流す駆動電流の大きさが基準電流値より大きい場合に、上記操舵角検出手段により検出される操舵角と実際の転舵角との対応関係にずれが生じていると判断することを特徴とする請求項６記載の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンドル操作部と車輪を転舵する転舵部とを機械的に切り離し、ハンドル操作に応じて転舵アクチュエータを駆動するステアリングバイワイヤ方式の操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、この種の車両の操舵装置は、運転者によって操作される操舵ハンドルと、操舵ハンドルの操作に対して操舵反力トルクを付与する反力付与装置と、操舵ハンドルの操作に応じて転舵輪を転舵する転舵輪駆動装置とを備えている。
【０００３】
反力付与装置は、ハンドル操作に対して適度な手応えを与えるために、操舵ハンドルを中立位置に戻す力となるバネ反力トルク成分、ステアリング機構の摩擦抵抗を模擬的に与える摩擦反力トルク成分、操舵ハンドルの回動操作に伴い発生する粘性抵抗を模擬的に与える粘性反力トルク成分などの複数のトルク成分を加算して目標操舵反力トルクを算出し、反力アクチュエータ（例えば、電動モータ）を駆動制御して目標操舵反力トルクを操舵ハンドルに付与する。こうした、目標操舵反力トルクの算出にあたっては、操舵角センサにより検出される操舵ハンドルの操舵角、操舵角を時間で微分した操舵角速度、操舵角速度を時間で微分した操舵角加速度などを用いる。例えば、バネ反力トルク成分は、操舵角に比例して算出され、摩擦反力トルク成分は操舵角速度に比例して算出される。
【０００４】
また、転舵輪駆動装置は、操舵角センサにより検出された操舵角に基づいて目標転舵角を算出し、転舵角センサにより検出される転舵角が目標転舵角となるように転舵アクチュエータ（例えば、電動モータ）を駆動して転舵輪を転舵する。
【０００５】
こうしたステアリングバイワイヤ方式の転舵装置においては、操舵角センサの中立位置（ハンドルの中立位置）と転舵角センサとの中立位置（車輪の直進位置）にずれが生じないようにする必要がある。特に、操舵角センサや転舵角センサとして、相対角センサを用いた場合には、中立位置のずれが生じるおそれがある。相対角センサの場合、基準位置に対する角度を検出するものであり、基準位置が実際の基準とする位置からずれてしまうと、検出角度は、その分だけずれてしまう。
【０００６】
そこで、特許文献１に提案された車両用操舵装置においては、操舵角センサにより操舵角の中立位置が検出されているときに、反力アクチュエータの出力がゼロになるように操舵角センサの出力値を補正し、また、転舵角センサにより転舵角の中立位置が検出されているときに、転舵アクチュエータの出力がゼロになるように転舵角センサの出力値を補正するようにしている。
【特許文献１】特開２００２−３７１０８号
【発明の開示】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に提案された車両用操舵装置においても、転舵角センサに異常が生じた場合には、転舵角中立位置を検出することができないため、上述したセンサ出力値の補正を行うことができない。従って、操舵角センサにより検出される中立位置と実際の転舵輪の中立位置とにずれが生じるおそれがある。操舵角の中立位置と転舵輪の中立位置とにずれが生じると、操舵ハンドルの中立位置への復元力（バネ反力トルク成分）が適切に働かなくなる。つまり、中立位置のずれ分だけ、操舵ハンドルを直進方向からずらす方向にトルクが発生する。例えば、転舵輪が直進方向に向いている場合であっても、操舵角センサ値が中立位置からずれた値をとると、そのずれ分だけ操舵反力トルクが働きハンドル操作が取られてしまう。このため、運転者に違和感を与える。
【０００８】
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、操舵角センサにより検出した操舵角と実際の転舵輪の転舵角との対応関係がずれた場合に運転者に与える違和感を低減することを目的とする。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、車両を操舵するために運転者によって操作される操舵ハンドルと、上記操舵ハンドルを中立位置に戻す力となるバネ反力トルク成分を含む複数の反力トルク成分を有する操舵反力トルクを上記操舵ハンドルの操舵に対して付与する反力付与手段と、上記操舵ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、転舵輪の転舵角を検出する転舵角検出手段と、上記操舵角検出手段により検出される操舵角と目標転舵角との対応関係を記憶する対応関係記憶手段と、上記記憶された対応関係にしたがって上記転舵角検出手段により検出される転舵角が上記操舵角検出手段により検出された操舵角に対応した目標転舵角となるように転舵輪を転舵する転舵輪転舵手段とを備えたステアリングバイワイヤ方式の操舵装置において、上記操舵角検出手段により検出される操舵角と実際の転舵角との対応関係にずれが生じているか否かを判断する関係ずれ検出手段と、上記関係ずれが検出されている場合、上記反力付与手段により付与する操舵反力トルクのうちの上記バネ反力トルク成分を減少させるバネ反力成分低減手段を備えたことにある。
【００１０】
本発明においては、対応関係記憶手段に記憶された対応関係にしたがって、転舵角検出手段により検出される転舵角が操舵角検出手段により検出された操舵角に対応した目標転舵角となるように転舵輪転舵手段が転舵輪を転舵する。一方、反力付与手段は、操舵ハンドルを中立位置に戻す力となるバネ反力トルク成分を含む複数の反力トルク成分を有する操舵反力トルクを操舵ハンドルの操舵に対して付与する。こうしたステアリングバイワイヤ方式の操舵装置においては、例えば、転舵角検出手段が故障した場合には、検出された操舵角と実際の転舵角との対応関係が、対応関係記憶手段に記憶された対応関係とずれることがある。この場合には、操舵ハンドルの中立位置への復元力（バネ反力トルク成分）が適切に働かなくなる。
【００１１】
そこで、本発明においては、操舵角検出手段により検出される操舵角と実際の転舵角との対応関係にずれが生じているか否かを関係ずれ検出手段により判断する。つまり、対応関係記憶手段に記憶された本来の対応関係に対して、実際の対応関係がずれているか否かを判断する。そして、対応関係にずれが検出されている場合には、バネ反力成分低減手段が操舵反力トルクのうちのバネ反力トルク成分を減少させる。従って、転舵角検出手段が故障した場合であっても、不適切な反力トルク成分が操舵ハンドルに働かなくなり、操舵操作における違和感を低減することができる。
尚、「バネ反力トルク成分を減少させる」とは、バネ反力トルク成分をゼロにすることも含まれるものである。
【００１２】
本発明の他の特徴は、上記転舵角検出手段に異常が生じているか否かを判断する異常検出手段を備え、上記関係ずれ検出手段は、上記転舵角検出手段に異常が検出されているときに、上記操舵角検出手段により検出される操舵角と実際の転舵角との対応関係にずれが生じているか否かを判断することにある。
【００１３】
例えば、転舵角検出手段として、基準位置に対する相対角度を検出する相対角センサを用いた場合、その基準位置が正しい位置からずれた場合には、操舵角検出手段により検出される操舵角と実際の転舵角との対応関係にずれが生じてしまう。そこで、この発明においては、異常検出手段により転舵角検出手段に異常が生じているか否かを判断し、転舵角検出手段に異常が検出されているときに、関係ずれ検出手段を作動させる。従って、適切なタイミングで関係ずれ検出手段を作動させることができる。
【００１４】
本発明の他の特徴は、上記反力付与手段は、上記操舵ハンドルの操舵に対して反力トルクを付与するための反力アクチュエータと、上記操舵ハンドルを中立位置に戻す力となるバネ反力トルク成分と他の反力トルク成分とを合算して目標操舵反力トルクを算出し上記算出された目標操舵反力トルクが上記操舵ハンドルの操舵に対して付与されるように上記反力アクチュエータの駆動を制御する操舵反力制御手段とを備え、上記転舵輪転舵手段は、転舵輪を転舵するための転舵アクチュエータと、上記対応関係記憶手段に記憶された対応関係にしたがって上記操舵角検出手段により検出された操舵角に対応した目標転舵角を算出し上記転舵角検出手段により検出される転舵角が上記目標転舵角となるように上記転舵アクチュエータの駆動を制御する転舵制御手段とを備え、上記バネ反力成分低減手段は、上記反力制御手段が上記目標操舵反力トルクを算出するときに用いるバネ反力トルク成分の大きさを減少させることにある。
【００１５】
この発明においては、操舵反力制御手段が、操舵ハンドルを中立位置に戻す力となるバネ反力トルク成分と他の反力トルク成分とを合算して目標操舵反力トルクを算出し、この目標操舵反力トルクが操舵ハンドルの操舵に対して付与されるように反力アクチュエータの駆動を制御する。一方、転舵制御手段は、対応関係記憶手段に記憶された対応関係にしたがって、操舵角検出手段により検出された操舵角に対応した目標転舵角を算出し、転舵角検出手段により検出される転舵角が目標転舵角となるように転舵アクチュエータの駆動を制御する。
【００１６】
そして、関係ずれ検出手段が操舵角検出手段により検出される操舵角と実際の転舵角との対応関係にずれが生じていることを検出すると、バネ反力成分低減手段が目標操舵反力トルクを算出するときに用いるバネ反力トルク成分の大きさを減少させる。従って、不適切な反力トルク成分が操舵ハンドルに働かなくなり、操舵操作における違和感を低減することができる。しかも、バネ反力トルク成分の大きさを演算上で減少させるものであるため、機械的な構成の追加も不要で、簡単に実施することができる。
【００１７】
本発明の他の特徴は、上記関係ずれが検出されている場合、上記操舵反力制御手段が上記目標操舵反力トルクを算出するときに用いる上記他の反力トルク成分の大きさを増加させる他反力成分増加手段を備えたことにある。
【００１８】
この発明においては、関係ずれ検出手段が操舵角検出手段により検出される操舵角と実際の転舵角との対応関係にずれが生じていることを検出すると、バネ反力成分低減手段がバネ反力トルク成分の大きさを減少させるとともに、他反力成分増加手段が他の反力トルク成分（バネ反力トルク成分とは異なる反力トルク成分）の大きさを増加させる。従って、バネ反力トルク成分の減少分を他の反力トルク成分の増加で補うことができ、目標操舵反力トルクの急変を抑制することができる。
【００１９】
他の反力トルク成分としては、操舵角の大きさに関係しない反力トルク成分が好ましく、例えば、ステアリング機構の摩擦抵抗を模擬的に与える摩擦反力トルク成分、操舵ハンドルの回動操作に伴い発生する粘性抵抗を模擬的に与える粘性反力トルク成分など挙げられる。そして、他反力成分増加手段は、それらの少なくとも１つを増加させるようにすればよい。
【００２０】
本発明の他の特徴は、車両のヨーレートを検出するヨーレート検出手段と、車両の走行速度を検出する車速検出手段と、上記操舵角検出手段により検出された操舵角と上記車速検出手段により検出された車速とを少なくともパラメータとして、車両の理論ヨーレートを算出する理論ヨーレート算出手段とを備えるとともに、上記関係ずれ検出手段は、上記検出した検出ヨーレートと上記理論ヨーレートとの比較に基づいて、上記操舵角検出手段により検出される操舵角と実際の転舵角との対応関係にずれが生じているか否かを判断することにある。
【００２１】
この発明においては、操舵角と車速とから理論ヨーレート算出手段により理論ヨーレートを算出する一方で、実際の車両のヨーレートをヨーレート検出手段により検出する。操舵角検出手段により検出される操舵角と実際の転舵角との対応関係にずれが生じていない場合には、理論ヨーレートと検出ヨーレートとの偏差は少ないはずである。そこで、関係ずれ検出手段は、この理論ヨーレートと検出ヨーレートとの比較に基づいて、操舵角と転舵角との対応関係のずれの有無を判断する。例えば、理論ヨーレートと検出ヨーレートとの偏差を算出し、この偏差の絶対値が所定値より大きいときに関係ずれが生じていると判断する。従って、操舵角検出手段により検出される操舵角と実際の転舵角との対応関係のずれを簡単に検出することができる。
【００２２】
本発明の他の特徴は、上記関係ずれ検出手段は、上記反力アクチュエータを駆動するために流す駆動電流の大きさと、上記転舵アクチュエータを駆動するために流す駆動電流の大きさとの関係から、上記操舵角検出手段により検出される操舵角と実際の転舵角との対応関係にずれが生じているか否かを判断することにある。
【００２３】
例えば、転舵輪が直進方向を向いて走行しているときには、転舵アクチュエータの駆動電流はゼロを含む非常に小さな値となる。このとき、操舵角検出手段により検出される操舵角と実際の転舵角との対応関係にずれが生じていない場合であれば、操舵角も中立位置あるいはそれに極めて近い位置となるため、反力アクチュエータの駆動電流の大きさもゼロを含む小さな値となるはずである。そこで本発明においては、反力アクチュエータの駆動電流の大きさと転舵アクチュエータの駆動電流の大きさとの関係から、操舵角検出手段により検出される操舵角と実際の転舵角との対応関係にずれが生じているか否かを判断する。従って、対応関係のずれ検出を簡単に行うことができる。
尚、駆動電流の大きさ判断にあたっては、実際に各アクチュエータに流れる電流の大きさを検出することは勿論、各アクチュエータに流す目標電流値の大きさを使って判断してもよい。
【００２４】
本発明の他の特徴は、車両の走行速度を検出する車速検出手段を備え、上記関係ずれ検出手段は、上記車速検出手段により検出された車速が基準速度より大きく、かつ、上記転舵アクチュエータを駆動するために流す駆動電流の大きさが基準電流値より小さく、かつ、上記反力アクチュエータを駆動するために流す駆動電流の大きさが基準電流値より大きい場合に、上記操舵角検出手段により検出される操舵角と実際の転舵角との対応関係にずれが生じていると判断することにある。
【００２５】
この発明においては、車速が基準速度より大きく、かつ転舵アクチュエータを駆動する駆動電流の大きさが基準電流値より小さいとき、つまり、車両がほぼ直進方向を向いて走行しているときに、操舵角検出手段により検出される操舵角と実際の転舵角との対応関係にずれが生じているか否かを判断する。この場合、正常であれば反力アクチュエータに流れる駆動電流の大きさは、小さな値となるはずである。従って、反力アクチュエータに流れる駆動電流の大きさが基準電流値より大きい場合には対応関係にずれが生じていると判断することができる。そこで、本発明においては、反力アクチュエータに流す駆動電流の大きさで対応関係のずれの有無を判断する。この結果、対応関係のずれ検出を簡単に行うことができる。
尚、転舵アクチュエータの駆動電流を大きさを比較する基準電流値と、反力アクチュエータの駆動電流値の大きさを比較する基準電流値とは別々に設定されるもので同じ値に限定するものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の２つの実施形態に係る車両の操舵装置について図面を用いて説明する。まず、第１実施形態の車両の操舵装置について説明する。図１は、第１実施形態に係る車両の操舵装置のシステム構成を概略的に示している。
【００２７】
この車両の操舵装置は、運転者によって操舵操作される操舵操作装置１０と、転舵輪としての左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を運転者の操舵操作に応じて転舵する転舵装置２０とを機械的に分離して備えたステアバイワイヤ方式を採用している。操舵操作装置１０は、運転者によって回動操作される操作部としての操舵ハンドル１１を備えている。操舵ハンドル１１は操舵入力軸１２の上端に固定され、操舵入力軸１２の下端には減速機構を内蔵した反力発生用の操舵反力用電動モータ１３が組み付けられている。操舵反力用電動モータ１３は、操舵ハンドル１１の操舵操作に対して反力を付与するもので、本発明の反力アクチュエータに相当する。
【００２８】
転舵装置２０は、車両の左右方向に延びて配置された転舵軸２１を備えている。この転舵軸２１の両端部には、タイロッド２２ａ，２２ｂおよびナックルアーム２３ａ，２３ｂを介して、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵可能に接続されている。左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、転舵軸２１の軸線方向の変位により左右に転舵される。転舵軸２１の外周上には、図示しないハウジングに組み付けられた転舵用電動モータ２４が設けられている。転舵用電動モータ２４の回転は、それぞれねじ送り機構２６により減速されるとともに転舵軸２１の軸線方向の変位に変換される。この転舵用電動モータ２４が本発明の転舵アクチュエータに相当する。
【００２９】
次に、操舵反力用電動モータ１３、転舵用電動モータ２４の回転を制御する電気制御装置３０について説明する。電気制御装置３０は、操舵角センサ３１、転舵角センサ３２、車速センサ３３、ヨーレートセンサ３４を備えている。操舵角センサ３１は、操舵入力軸１２に組み付けられて、操舵ハンドル１１の基準点からの回転角を検出して操舵角θを表す信号を出力する。以下、この操舵角センサ３１により検出される操舵角θを実操舵角θと呼ぶ。実操舵角θは、基準点を中立位置「０」とし、左方向の角度を正の値で表し、右方向の角度を負の値で表す。
【００３０】
転舵角センサ３２は、転舵軸２１の基準点からの軸線方向の変位量を検出して左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角δを表す信号を出力する。この転舵角センサ３２は、転舵用電動モータ２４のロータの基準位置に対する回転角度を検出する相対角センサと、基準位置を与えるための絶対角センサとからなる。転舵用電動モータ２４のロータの回転角度は、転舵軸２１の軸線方向の移動量、つまり、転舵角θの変化量に対応した値をとる。従って、転舵角センサ３２は、転舵軸２１の位置を検出する絶対角センサと、基準位置からの回転角度を検出する相対角センサとにより操舵角θを検出する。本実施形態においては、相対角センサとして転舵用電動モータ２４のロータの回転角を検出する２つのレゾルバセンサを備え、絶対角センサとしてエンコーダを備える。
【００３１】
相対角センサとしてのレゾルバセンサは、転舵用電動モータ２４の回転角度を高精度に検出できるため転舵制御時に使用される。また、絶対角センサとしてのエンコーダは、分解能がレゾルバセンサに比べて粗いため転舵制御時においては使用されず、イグニッションスイッチ（図示略）がオンされたときに行われる初期診断時にその検出値（絶対角）が読み込まれてレゾルバセンサの基準位置設定に利用される。
【００３２】
以下、この転舵角センサ３２により検出される転舵角δを実転舵角δと呼ぶ。実転舵角δは、基準点を中立位置「０」とし、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の左方向の転舵に対応した転舵軸２１の変位を正の値で表し、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の右方向の転舵に対応した転舵軸２１の変位を負の値で表す。
【００３３】
車速センサ３３は、車両の走行速度である車速Ｖを表す車速信号を出力する。ヨーレートセンサ３４は、車両のヨーレートを検出して、検出したヨーレートに応じた信号を出力する。以下、この検出されたヨーレートを実ヨーレートγと呼ぶ。この実ヨーレートγも、左方向加速度を正の値で表し、右方向加速度を負の値で表す。
【００３４】
また、電気制御装置３０は、互いに接続された操舵反力用電子制御ユニット（以下、操舵反力用ＥＣＵという）３５、転舵用電子制御ユニット（以下、転舵用ＥＣＵという）３６を備えている。操舵反力用ＥＣＵ３５には、操舵角センサ３１が接続されている。また、転舵用ＥＣＵ３６には、操舵角センサ３１、転舵角センサ３２、車速センサ３３、ヨーレートセンサ３４が接続されている。
【００３５】
この操舵反力用ＥＣＵ３５、転舵用ＥＣＵ３６は、それぞれ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する。操舵反力用ＥＣＵ３５は、ＲＯＭに記憶した図４に示す操舵反力制御プログラムを実行して、駆動回路３７を介して操舵反力用電動モータ１３を駆動制御する。転舵用ＥＣＵ３６は、ＲＯＭに記憶した図２に示す転舵角制御プログラムを実行して、駆動回路３８を介して転舵用電動モータ２４を駆動制御する。
【００３６】
駆動回路３７，３８は、ＥＣＵ３５，３６によりそれぞれ制御されて、電動モータ１３，２４に通電する。これらの駆動回路３７，３８内には、電動モータ１３，２４に流れる駆動電流をそれぞれ検出する電流センサ３７ａ，３８ａがそれぞれ設けられていて、電流センサ３７ａ，３８ａによって検出された駆動電流値信号はＥＣＵ３５，３６にそれぞれ供給される。
【００３７】
次に、転舵用ＥＣＵ３６により実施される操舵角制御について説明する。図２は、転舵用ＥＣＵ３６のＲＯＭ内に記憶された転舵角制御プログラムを表す。転舵用ＥＣＵ３６は、イグニッションスイッチ（図示しない）の投入により初期診断処理を行った後、このプログラムで表される転舵角制御ルーチンを開始する。この転舵角制御ルーチンは、所定の短い周期で繰り返される。
【００３８】
本制御ルーチンが起動すると、転舵用ＥＣＵ３６は、ステップＳ１１において、操舵角センサ３１、転舵角センサ３２によって検出された実操舵角θ、実転舵角δを読み込む。続いて、ステップＳ１２において、ＲＯＭ内に予め記憶された目標転舵角テーブルを参照して、実操舵角θ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、操舵ハンドル１１の操舵角θと目標転舵角δ＊との対応関係を設定したもので、図３に示すように、操舵角θの増加に従って増加する目標転舵角δ＊を記憶している。この目標転舵角テーブルを記憶した転舵用ＥＣＵ３６のＲＯＭが、本発明の対応関係記憶手段に相当する。
【００３９】
ステップＳ１２においては、実操舵角θを目標転舵角テーブルの操舵角θに代入して、その実操舵角θに対応する目標転舵角δ＊を求める。なお、目標転舵角テーブルを用いるのに代えて、操舵角θと目標転舵角δ＊との対応関係を予め定めた関数をＲＯＭ内に記憶しておいて、その関数を用いて実操舵角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。
【００４０】
続いて、転舵用ＥＣＵ３６は、ステップＳ１３に処理を進め、目標転舵角δ＊から実転舵角δを減算した差分値（δ＊−δ）に比例した目標駆動電流値を演算し、目標駆動電流値に応じた制御信号（例えば、ＰＷＭ制御信号）を駆動回路３８に出力することで目標駆動電流を転舵用電動モータ２４に流す。この通電制御は、例えば、電流センサ３８ａによって検出された駆動電流をフィードバックすることにより行う。これにより、転舵用電動モータ２４は、差分値（δ＊−δ）が「０」となるように駆動制御され、その回転により、ねじ送り機構２６を介して転舵軸２１を軸線方向に駆動する。そして、転舵軸２１の軸線方向の変位により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が目標転舵角δ＊に転舵される。その結果、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、操舵ハンドル１１の回動操作に応じて転舵され、車両は左右に旋回される。こうして、転舵用ＥＣＵ３６は、ステップＳ１３の処理を実行すると本転舵角制御ルーチンを一旦終了する。そして、所定の短い周期で本転舵角制御ルーチンを繰り返す。
【００４１】
次に、操舵反力用ＥＣＵ３５により実施される操舵反力制御について説明する。図４は、操舵反力用ＥＣＵ３５のＲＯＭ内に記憶された操舵反力制御プログラムを表す。操舵反力用ＥＣＵ３５は、イグニッションスイッチ（図示しない）の投入により初期診断処理を行った後、このプログラムで表される操舵反力制御ルーチンを開始する。この操舵反力制御ルーチンは、所定の短い周期で繰り返される。
【００４２】
本制御ルーチンが起動すると、まず、ステップＳ２１において、操舵角センサ３１により検出されている実操舵角θを読み込む。次に、ステップＳ２２において、中立位置ずれが生じているか否かを判断する。このステップＳ２２にて判断する中立位置ずれ検出については、本制御ルーチンと並行して転舵用ＥＣＵ３６により実行される中立位置ずれ検出制御ルーチン（図８参照）の検出結果を読み込むことにより行われる。中立位置ずれ検出制御ルーチンについては後述する。
【００４３】
ステップＳ２２の判断において、「ＮＯ」、つまり、中立位置ずれが検出されていない場合は、その処理をステップＳ２３に進めて、バネ反力トルク成分Ｔａを算出する。このバネ反力トルク成分Ｔａは、操舵ハンドル１１に付与する操舵反力トルクのうち操舵ハンドル１１を中立位置に戻そうとするトルク成分であり、バネ反力トルクテーブルを参照して算出される。このバネ反力トルクテーブルは、図５に示すように、操舵ハンドル１１の操舵角θとバネ反力トルク成分Ｔａとの対応関係を転舵用ＥＣＵ３６のＲＯＭ内に記憶したものである。このテーブルから分かるように、バネ反力トルク成分Ｔａは、操舵角θの増加に従って増加するように設定されている。
【００４４】
ステップＳ２３においては、操舵角センサ３１にて検出された実操舵角θをバネ反力トルクテーブルの操舵角θに代入して、その実操舵角θに対応する目標バネ反力トルク成分Ｔａを求める。尚、バネ反力トルクテーブルを用いるのに代えて、操舵角θとバネ反力トルク成分Ｔａとの対応関係を定めた関数をＲＯＭに記憶しておいて、その関数を用いて操舵角θに対応する目標バネ反力トルク成分Ｔａを計算するようにしてもよい。
【００４５】
続いて、操舵反力用ＥＣＵ３５は、ステップＳ２４において、摩擦反力トルク成分Ｔｂを算出する。この摩擦反力トルク成分Ｔｂは、操舵ハンドル１１に付与する操舵反力トルクのうち、ステアリング機構の摩擦抵抗を模擬的に与えるトルク成分である。摩擦反力トルク成分Ｔｂは、操舵角θを時間で微分した操舵角速度ω（＝ｄθ／ｄｔ）の大きさに依存するとともにヒステリシス特性を有して計算されるため、操舵角速度ωと摩擦反力トルク成分Ｔｂとの対応関係を記憶した図６に示す摩擦反力トルクテーブルを用いて計算される。この摩擦反力トルクテーブルは、操舵反力用ＥＣＵ３５のＲＯＭ内に記憶されている。
【００４６】
操舵角速度ωは、本制御ルーチンが所定の短い周期で繰り返し実行されることから、操舵角センサ３１にて検出された実操舵角θの単位時間当たりの変化量を計算することで求められる。ステップＳ２４においては、この算出した実操舵角速度ωを摩擦反力トルクテーブルの操舵角速度ωに代入して、その実操舵角速度ωに対応する目標摩擦反力トルク成分Ｔｂを求める。尚、摩擦反力トルクテーブルを用いるのに代えて、操舵角速度ωと摩擦反力トルク成分Ｔｂとの対応関係を定めた関数をＲＯＭに記憶しておいて、その関数を用いて操舵角速度ωに対応する目標摩擦反力トルク成分Ｔｂを計算するようにしてもよい。
【００４７】
続いて、操舵反力用ＥＣＵ３５は、ステップＳ２５において、粘性反力トルク成分Ｔｃを算出する。この粘性反力トルク成分Ｔｃは、操舵ハンドル１１に付与する操舵反力トルクのうち、操舵ハンドル１１の回動操作に伴い発生する粘性抵抗を模擬的に与えるトルク成分である。粘性反力トルク成分Ｔｃは、操舵角速度ωを時間で微分した操舵角加速度ｄω／ｄｔに比例して計算されるため、操舵角加速度ｄω／ｄｔと粘性反力トルク成分Ｔｃとの対応関係を記憶した図７に示す粘性反力トルクテーブルを用いて計算される。この粘性反力トルクテーブルも、操舵反力用ＥＣＵ３５のＲＯＭ内に記憶されている。
【００４８】
ステップＳ２５においては、実操舵角速度ωの単位時間当たりの変化量を計算して求めた実操舵角加速度ｄω／ｄｔを粘性反力トルクテーブルの操舵角加速度ｄω／ｄｔに代入して、その実操舵角加速度ｄω／ｄｔに対応する目標粘性反力トルク成分Ｔｃを求める。尚、粘性反力トルクテーブルを用いるのに代えて、操舵角加速度ｄω／ｄｔと粘性反力トルク成分Ｔｃとの対応関係を定めた関数をＲＯＭに記憶しておいて、その関数を用いて操舵角加速度ｄω／ｄｔに対応する目標粘性反力トルク成分Ｔｃを計算するようにしてもよい。
【００４９】
次に、操舵反力用ＥＣＵ３５は、ステップＳ２６において、目標操舵反力トルクＴ＊を算出する。目標操舵反力トルクＴ＊は、ステップＳ２３〜Ｓ２５にて算出したバネ反力トルク成分Ｔａと摩擦反力トルク成分Ｔｂと粘性反力トルク成分Ｔｃとを合算して求められる。尚、本実施形態においては、この３つのトルク成分Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃから目標操舵反力トルクＴ＊を算出するが、他のトルク成分をも加味するようにしてもよい。例えば、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２と路面との間の摩擦に起因して操舵ハンドル１１に入力されるセルフアライメントトルクを模擬的に与えるセルフアライメントトルク成分を加算するようにしてもよい。この場合、セルフアライメントトルク成分は、ヨーレートセンサ３４によって検出された実ヨーレートγに比例するように設定することができる。
【００５０】
こうして目標操舵反力トルクＴ＊が算出されると、操舵反力用ＥＣＵ３５は、ステップＳ２７において、目標操舵反力トルクＴ＊に応じた制御信号（例えば、ＰＷＭ制御信号）を駆動回路３７に出力することで、目標操舵反力トルクＴ＊に応じた駆動電流を操舵反力用電動モータ１３に流す。この通電制御は、例えば、電流センサ３７ａによって検出された駆動電流をフィードバックすることにより行う。そして、この操舵反力制御ルーチンを一旦終了する。
【００５１】
この操舵反力制御ルーチンは所定の短い周期で繰り返されるため、逐次計算した目標操舵反力トルクＴ＊に等しい操舵反力が操舵入力軸１２を介して操舵ハンドル１１に付与される。これにより、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作に対して適切な反力トルクが付与され、運転者は、この操舵反力を感じながら操舵ハンドル１１を快適に回動操作できる。
【００５２】
ところで、操舵角センサ３１により検出される実操舵角θと左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の実際の転舵角との対応関係がずれている場合には、操舵ハンドル１１の中立位置への復元力（バネ反力トルク成分Ｔａ）が適切に働かなくなる。つまり、中立位置のずれ分だけ、操舵ハンドル１１を直進方向からずらす方向にトルクが発生してしまう。例えば、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が直進方向に向いている場合であっても、操舵角センサ３１により検出される実操舵角θが中立位置からずれた値をとると、そのずれ分だけバネ反力トルクが働きハンドル操作が取られてしまう。このため、運転者に違和感を与える。
【００５３】
そこで、ステップＳ２２において、中立位置ずれが検出されている場合には、次の２つの処理（Ｓ２８，Ｓ２９）を加える。ステップＳ２８においては、バネ反力トルク成分Ｔａの大きさ（絶対値）が、通常時（中立位置ずれが検出されていないとき）に比べて小さくなるように補正係数Ｋ１（＜１）を設定する。本実施形態においては、バネ反力トルク成分Ｔａがゼロとなるように補正係数Ｋ１をゼロ（Ｋ１＝０）に設定する。
【００５４】
この補正係数Ｋ１は、ステップＳ２３におけるバネ反力トルク成分Ｔａの算出時に乗じられる。つまり、バネ反力トルクテーブルを参照して求められたバネ反力トルク成分Ｔａに補正係数Ｋ１を乗じて最終的な目標バネ反力トルク成分Ｔａが算出される。従って、この場合、バネ反力トルク成分Ｔａはカットされることとなる。尚、バネ反力トルク成分Ｔａをゼロにせずに、通常時よりも小さくなるように補正係数Ｋ１を設定してもよい（０＜Ｋ１＜１）。
【００５５】
次のステップＳ２９においては、摩擦反力トルク成分Ｔｂ、粘性反力トルク成分Ｔｃの大きさ（絶対値）が、通常時に比べて大きくなるように補正係数Ｋ２（＞１）を設定する。この補正係数Ｋ２は、ステップＳ２４，２５における摩擦反力トルク成分Ｔｂ、粘性反力トルク成分Ｔｃの算出時に乗じられる。つまり、摩擦反力トルクテーブル、粘性反力トルクテーブルを参照して求められた摩擦反力トルク成分Ｔｂ、粘性反力トルク成分Ｔｃに補正係数Ｋ２を乗じて最終的な目標摩擦反力トルク成分Ｔｂ、目標粘性反力トルク成分Ｔｃが算出される。従って、摩擦反力トルク成分Ｔｂ、粘性反力トルク成分Ｔｃは通常時に比べて大きくなる。
【００５６】
尚、この場合、摩擦反力トルク成分Ｔｂと粘性反力トルク成分Ｔｃとを別々の補正係数を乗じるようにしてもよいし、何れか一方のトルク成分に対してのみ補正係数を乗じるようにしてもよい。また、補正係数は、バネ反力トルク成分Ｔａを減じた大きさに対応して可変してもよい。例えば、バネ反力トルク成分Ｔａの低減量が大きいほど、他のトルク成分を増大するように調整する調整手段を設けてもよい。
【００５７】
こうして、ステップＳ２８，Ｓ２９において、各トルク成分の補正係数Ｋ１，Ｋ２が設定されると、上述したステップＳ２３からのトルク成分の算出処理が行われる。従って、実操舵角θの中立位置と左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の中立位置とがずれている場合には、操舵角θに応じて設定されるバネ反力トルク成分がカットされるため、操舵ハンドル１１の中立位置への復元力がなくなり、車両の直進に対してずらす方向に操舵反力トルクが働かなくなる。また、このバネ反力トルク成分をカットしたぶん、摩擦反力トルク成分Ｔｂと粘性反力トルク成分Ｔｃとを増大しているため、それらを合算した目標操舵反力トルクＴ＊の大きさが急変しない。これらの結果、運転者に対する違和感を低減することができる。
【００５８】
次に、転舵用ＥＣＵ３６により実施される中立位置ずれ検出制御について説明する。図８は、転舵用ＥＣＵ３６のＲＯＭ内に記憶された中立位置ずれ検出制御プログラムを表す。転舵用ＥＣＵ３６は、イグニッションスイッチ（図示しない）の投入により初期診断処理を行った後、このプログラムで表される中立位置ずれ検出制御ルーチンを開始する。この中立位置ずれ検出制御ルーチンは所定の短い周期で繰り返される。尚、転舵用ＥＣＵ３６は、上述した転舵角制御ルーチンと並行してこの中立位置ずれ検出制御ルーチンを実行する。
【００５９】
本制御ルーチンが起動すると、転舵用ＥＣＵ３６は、まず、ステップＳ３１において、転舵角センサ３２に異常が生じているか否かを判断する。転舵角センサ３２が故障している場合には、実操舵角θと左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の実際の転舵角との対応関係がずれるおそれがある。そこで、本制御ルーチンでは、まず、転舵角センサ３２の異常の有無を判断する。ここでは、転舵角センサ３２を構成する２つの相対角センサと絶対角センサの異常の有無が判断される。
【００６０】
例えば、断線、短絡等により各センサの出力信号の電圧値や波形が正常範囲から外れている場合や、２つの相対角センサの出力が相違する場合に異常ありと判断する。また、イグニッションスイッチがオンしたときに行う初期診断時において絶対角が読み込めなかった場合にも異常ありと判断する。そして、転舵用ＥＣＵ３６は、転舵角センサ３２を構成する３つのセンサすべてにおいて異常が検出されない場合には、「ＮＯ」と判定して本制御ルーチンを一旦終了する。一方、３つのセンサのうち１つでも異常があれば「ＹＥＳ」と判定して、その処理をステップＳ３２に進める。
【００６１】
転舵用ＥＣＵ３６は、ステップＳ３１において転舵角センサ３２に異常が生じていると判定した場合には、次のステップＳ３２において、転舵角が不明か否かを判断する。つまり、３つのセンサのうち異常が検出されていないセンサに基づいても転舵角が不明か否かを判断する。ステップＳ３２の判断が「ＮＯ」、つまり、転舵角が検出できる状態であれば、本制御ルーチンを一旦終了する。一方、ステップＳ３２において、「ＹＥＳ」、つまり、転舵角が不明である場合には、転舵用ＥＣＵ３６は、その処理をステップＳ３３に進める。例えば、初期診断時において絶対角が読み込めなかった場合にも転舵角が不明であると判断される。
【００６２】
このステップＳ３３においては、操舵角センサ３１により検出される実操舵角θと、車速センサ３３により検出される車速Ｖと、ヨーレートセンサ３４により検出される実ヨーレートγを読み込む。続いて、ステップＳ３４において、実操舵角θと車速Ｖとから車両の理論ヨーレートγ０を算出する。理論ヨーレートγ０は、実操舵角θ、車速Ｖで車両走行した場合に演算上で推定される車両のヨーレート値であり、例えば、
γ０＝ｆ（θ，Ｖ）
とした関数にて算出される。あるいは、実操舵角θ、車速Ｖから理論ヨーレートγ０を導き出す変換テーブルを用いて算出するようにしてもよい。
【００６３】
続いて、転舵用ＥＣＵ３６は、ステップＳ３５において、ヨーレートセンサ３４により検出された実ヨーレートγと演算上の理論ヨーレートγ０との偏差Δγ（＝｜γ−γ０｜）が基準値Ａより大きいか否かを判断する。偏差Δγが基準値Ａより大きい場合には（Ｓ３５：ＹＥＳ）、中立位置ずれが生じていると判定して、ステップＳ３６に処理を進めて、「中立位置ずれ有り」を表す検出信号を操舵反力用ＥＣＵ３５に出力する。この検出信号は、上述した操舵反力制御ルーチンのステップＳ２２において読み込まれる信号となる。一方、偏差Δγが基準値Ａ以下であれば、本制御ルーチンを一旦抜ける。
【００６４】
転舵用ＥＣＵ３６は、本制御ルーチンを所定の短い周期で繰り返し実行する。操舵角センサ３１により検出される実操舵角θの中立位置と、実際の左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の中立位置とのずれは、車両走行中における実ヨーレートγと理論ヨーレートγ０との偏差として現れる。そこで本実施形態においては、転舵角検出が不能となっているときに、このヨーレートの偏差Δγを繰り返し算出し、その偏差Δγが基準値Ａを超えたときに、中立位置の関係ずれが生じていると判断する。従って、中立位置の関係ずれを簡単に検出することができる。
【００６５】
本制御ルーチンは、所定の周期で繰り返されるが、一旦、中立位置の関係ずれが検出されて「中立位置ずれ有り」を表す検出信号を出力した後は、次のイグニッションスイッチがオンされて起動するまで停止状態におかれる。この場合、「中立位置ずれ有り」を表す検出信号はオン保持される。従って、操舵反力制御ルーチンのステップＳ２２においては、「中立位置ずれ有り」との判定が継続されることとなり、バネ反力トルク成分Ｔａのカット、および、摩擦反力トルク成分Ｔｂ、粘性反力トルク成分Ｔｂの増大補正が継続される。尚、例えば、中立位置を適正に戻す制御を並行して行い、中立位置ずれが解消されたと判断した場合に、「中立位置ずれ有り」を表す検出信号の出力を停止（オフ）して、本制御ルーチンを再開するようにしてもよい。
【００６６】
以上説明した第１実施形態の車両の操舵装置によれば、実操舵角θと実際の左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角との対応関係がずれた場合に、バネ反力トルク成分を低減（カット）するため、車両の直進走行を妨げる方向への操舵反力トルクが働かなくなる。また、バネ反力トルク成分の低減と同時に、摩擦反力トルク成分Ｔｂと粘性反力トルク成分Ｔｃとを増大しているため、それらを合算した目標操舵反力トルクＴ＊の大きさが急変しない。従って、中立位置ずれによる操舵操作の違和感を低減することができる。しかも、バネ反力トルク成分Ｔａの大きさを演算上で減少させるものであるため、機械的な構成の追加も不要で、簡単に実施することができる。
【００６７】
また、中立位置ずれ有無の判断処理は、実ヨーレートγと理論ヨーレートγ０との偏差Δγに基づいて演算により行うため簡単に行うことができる。しかも、転舵角センサ３２の異常により転舵角が不明になったときに行い、それ以外では行わないようにしているため、ヨーレート偏差Δγを算出する演算負担が低減されている。
【００６８】
次に、第２実施形態にかかる車両の操舵装置について説明する。この第２実施形態は、第１実施形態における中立位置ずれ検出ルーチンを変更したもので、他の構成については第１実施形態同一である。従って、第１実施形態と相違する中立位置ずれ検出ルーチンについてのみ説明する。図９は、第２実施形態としての転舵用ＥＣＵ３６のＲＯＭ内に記憶された中立位置ずれ検出プログラムを表す。転舵用ＥＣＵ３６は、イグニッションスイッチ（図示しない）の投入により初期診断処理を行った後、このプログラムで表される中立位置ずれ検出制御ルーチンを開始する。この中立位置ずれ検出制御ルーチンは所定の短い周期で繰り返される。
【００６９】
本制御ルーチンが起動すると、転舵用ＥＣＵ３６は、まずステップＳ４１において、転舵角センサ３２に異常が生じているか否かを判断し、異常が検出されない場合には本制御ルーチンを一旦終了する。一方、ステップＳ４１において、転舵角センサ３２に異常が生じていると判定された場合には、次のステップＳ４２において、転舵角が不明か否かを判断し、転舵角が検出できる状態であれば本制御ルーチンを一旦終了する。このステップＳ４１，Ｓ４２の判断処理は、第１実施形態におけるステップＳ３１，Ｓ３２のものと同一である。
【００７０】
ステップＳ４２において、「ＹＥＳ」、つまり、転舵角が不明である場合には、転舵用ＥＣＵ３６は、その処理をステップＳ４３に進める。このステップＳ４３においては、車速センサ３３により検出された車速Ｖと、電流センサ３７ａにより検出された操舵反力用電動モータ１３に流れる電流値（以下、反力モータ電流ｉ１と呼ぶ）と、電流センサ３８ａにより検出された転舵用電動モータ２４に流れる電流値（以下、転舵モータ電流ｉ２と呼ぶ）とを読み込む。この場合、反力モータ電流ｉ１については、電流センサ３７ａから直接読み込んでも良いし、操舵反力用ＥＣＵ３５を経由して読み込んでも良い。また、実際に電流センサ３７ａ，３８ａにて検出された電流値を用いるのではなく、制御上における目標電流値（操舵反力用電動モータ１３に流す目標駆動電流値、転舵用電動モータ２４に流す目標駆動電流値）を用いてもよい。
【００７１】
続いて、転舵用ＥＣＵ３６は、ステップＳ４４において、車速センサ３３により検出された車速Ｖが基準車速Ｖrefより大きいか否かを判断する。車速Ｖが基準車速Ｖref以下の場合（Ｓ４４：ＮＯ）には、中立位置のずれを判定するための判定条件を満たしていないため、本制御ルーチンを一旦終了する。この場合、後述するタイマの計時か開始されている状況であれば、ステップＳ５０において、そのタイマ値ｔをゼロクリアする。
【００７２】
ステップＳ４４において、車速Ｖが基準速度Ｖrefより大きいと判断された場合には、続いて、ステップＳ４５の判断処理を行う。このステップＳ４５においては、電流センサ３８ａにより検出された転舵モータ電流ｉ２の大きさ（回転方向を問わない絶対値）が基準電流値ｉ２refより小さいか否かを判断する。転舵モータ電流ｉ２の大きさが基準電流値ｉ２ref以上の場合（Ｓ４５：ＮＯ）には、中立位置のずれを判定するための判定条件を満たしていないため、本制御ルーチンを一旦終了する。この場合も、タイマの計時か開始されている状況であれば、ステップＳ５０において、そのタイマ値ｔをゼロクリアする。
【００７３】
ステップＳ４５において、転舵モータ電流ｉ２の大きさが基準電流値ｉ２refより小さいと判断された場合には、続いて、ステップＳ４６の判断処理を行う。このステップＳ４６においては、電流センサ３７ａにより検出された反力モータ電流ｉ１の大きさ（回転方向を問わない絶対値）が基準電流値ｉ１refより大きいか否かを判断する。反力モータ電流ｉ１の大きさが基準電流値ｉ１ref以下の場合（Ｓ４６：ＮＯ）には、本制御ルーチンを一旦終了する。この場合も、タイマの計時か開始されている状況であれば、ステップＳ５０において、そのタイマ値ｔをゼロクリアする。
【００７４】
ステップＳ４６において、反力モータ電流ｉ１の大きさが基準電流値ｉ１refより大きいと判断された場合には、中立位置ずれのおそれがあるため、その継続状態をタイマの計時により判断する。つまり、ステップＳ４７において、タイマ値ｔを値１だけインクリメントし、ステップＳ４８において、そのインクリメントされたタイマ値ｔが基準時間ｔrefを越えたか否かを判断する。このタイマ値ｔは、本制御ルーチンの起動時においてはゼロクリアされている。
【００７５】
ステップＳ４８において、タイマ値ｔが基準時間ｔrefを越えていなければ、本制御ルーチンを一旦終了する。本制御ルーチンは、所定の短い周期で繰り返される。そして、この基準時間ｔrefが経過しないうちに、車速Ｖが基準車速Ｖref以下になったり（Ｓ４４：ＮＯ）、転舵モータ電流ｉ２の大きさが基準電流値ｉ２ref以上となったり（Ｓ４５：ＮＯ）、反力モータ電流ｉ１の大きさが基準電流値ｉ１ref以下となった（Ｓ４６：ＮＯ）場合には、タイマ値ｔをゼロクリアする（Ｓ５０）。
【００７６】
こうした判断処理が繰り返されて、ステップＳ４４〜Ｓ４６の３つの条件が成立している連続時間が基準時間ｔrefを超えると、ステップＳ４９において、中立位置ずれが生じていると判断して、「中立位置ずれ有り」を表す検出信号を操舵反力用ＥＣＵ３５に出力する。この検出信号は、上述した操舵反力制御ルーチンのステップＳ２２において読み込まれる信号となる。
【００７７】
転舵用ＥＣＵ３６は、「中立位置ずれ有り」を表す検出信号を操舵反力用ＥＣＵ３５に出力すると、第１実施形態と同様に、その検出信号の出力状態を維持して本制御ルーチンの実行を終了する。従って、以後、例えば車速Ｖが基準速度Ｖrefを下回っても、「中立位置ずれ有り」の判定出力が継続されることとなる。尚、例えば、中立位置を適正に戻す制御を並行して行い、中立位置ずれが解消されたと判断した場合に、「中立位置ずれ有り」を表す検出信号の出力を停止（オフ）して、本制御ルーチンを再開するようにしてもよい。
【００７８】
ここで、第２実施形態における中立位置ずれの判定原理について説明する。
左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が直進方向を向いて走行しているときには、転舵用電動モータ２４の駆動電流は非常に小さな値となる。このとき、操舵角センサ３１により検出される実操舵角θと実際の左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角との対応関係にずれが生じていない場合であれば、実操舵角θも中立位置あるいはそれに極めて近い位置となるため、操舵反力用電動モータ１３の駆動電流の大きさも小さな値となるはずである。
【００７９】
そこで第２実施形態においては、車速Ｖが基準速度Ｖrefより大きく、かつ転舵モータ電流ｉ２の大きさが基準電流値ｉ２refより小さいとき、つまり、車両がほぼ直進方向を向いて走行しているときに、反力モータ電流ｉ１の大きさに基づいて中立位置ずれを判断する。このとき、反力モータ電流ｉ１の大きさが基準電流値ｉ１refより大きい場合には、中立位置ずれ有りと判定できる。従って、中立位置ずれを簡単に検出することができる。また、基準時間ｔrefの継続を確認してから判定するため、ハンドル操作中における一時的な条件一致による誤判定が防止され判定精度が高い。
【００８０】
以上、本実施形態の車両の操舵装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００８１】
例えば、本実施形態においては、操舵ハンドル１１に付与する全ての反力トルク成分を操舵反力用電動モータ１３により発生させているが、機械的なバネを用いてバネ反力トルク成分を操舵ハンドル１１に付与するようにしてもよい。この場合には、中立位置ずれが検出されたときに機械的なバネと操舵ハンドル１１との連結を遮断するようにするとよい。
【００８２】
また、本実施形態においては、転舵用ＥＣＵ３６にて中立位置ずれの検出を行っているが、操舵反力用ＥＣＵ３５にてその検出（図８、図９に示す中立位置ずれ検出ルーチン）を行ってもよい。その場合には、操舵反力用ＥＣＵ３５に車速センサ３３、ヨーレートセンサ３４を接続して、それらの検出信号を入力するようにする。
【００８３】
また、本実施形態においては、バネ反力トルク成分Ｔａ以外の反力トルク成分として摩擦反力トルク成分Ｔｂと粘性反力トルク成分Ｔｃとを用いているが、何れか一方の反力トルク成分だけを用いてもよく、また、セルフアライメントトルク成分など別の反力トルク成分を用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両の操舵装置の全体システム構成図である。
【図２】第１実施形態に係る転舵用ＥＣＵによって実行される転舵角制御プログラムのフローチャートである。
【図３】第１実施形態に係る目標転舵角テーブルを表すグラフである。
【図４】第１実施形態に係る操舵反力用ＥＣＵによって実行される操舵反力制御プログラムのフローチャートである。
【図５】第１実施形態に係るバネ反力トルクテーブルを表すグラフである。
【図６】第１実施形態に係る摩擦反力トルクテーブルを表すグラフである。
【図７】第１実施形態に係る粘性反力トルクテーブルを表すグラフである。
【図８】第１実施形態に係る転舵用ＥＣＵによって実行される中立位置ずれ検出プログラムのフローチャートである。
【図９】第２実施形態に係る転舵用ＥＣＵによって実行される中立位置ずれ検出プログラムのフローチャートである。
【符号の説明】
【００８５】
１０…操舵操作装置、１１…操舵ハンドル、１２…操舵入力軸、１３…操舵反力用電動モータ、２０…転舵装置、２１…転舵軸、２４…転舵用電動モータ、３０…電気制御装置、３１…操舵角センサ、３２…転舵角センサ、３３…車速センサ、３４…ヨーレートセンサ、３７ａ，３８ａ…電流センサ、３５…操舵反力用ＥＣＵ、３６…転舵用ＥＣＵ、ＦＷ１，ＦＷ２…左右前輪、Ｔ＊…目標操舵反力トルク、Ｔａ…バネ反力トルク成分、Ｔｂ…摩擦反力トルク成分、Ｔｃ…粘性反力トルク成分、Ｖ…車速、γ…実ヨーレート、γ０…理論ヨーレート、δ…実転舵角、θ…実操舵角、ｉ１…反力モータ電流、ｉ２…転舵モータ電流。
【図１】
2008230539.tif 000003
【図２】
2008230539.tif 000004
【図３】
2008230539.tif 000005
【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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