(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭乗者の操作に基づいて走行する手動モード及び搭乗者の操作に基づくことなく自動的に走行する自動モードの間で走行モードを切替可能な車両を操舵するためのステアバイワイヤ方式の操舵装置であって、
前記車両の車輪を転蛇するために前記搭乗者が操作可能であって且つ所定角度回転する毎に同じ姿勢となる操舵部材と、
前記操舵部材の操舵角が第１目標角となるように前記操舵部材を駆動可能な第１アクチュエータと、
前記車輪の転蛇角が第２目標角となるように前記車輪を駆動可能な第２アクチュエータと、
前記操舵角及び前記転蛇角を検出する検出手段と、
前記車両の走行モードが前記手動モードである場合に、前記操舵角と前記転蛇角とが満たすべき対応関係を規定する第１関数に基づいて、前記検出手段が検出した前記操舵角に対応する前記第２目標角を算出する第１算出手段と、
前記車両の走行モードが前記自動モードである場合に、前記操舵角と前記転蛇角とが満たすべき対応関係を規定し且つ前記第１関数と比較して前記転蛇角に対する前記操舵角の変化量が小さくなる第２関数に基づいて、前記検出手段が検出した前記転蛇角に対応する前記第１目標角を算出する第２算出手段と
を備え、
前記第１算出手段は、前記走行モードが前記自動モードから前記手動モードへと切り替わった場合には、前記第１関数に基づいて前記第２目標角を算出する前に、（ｉ）前記走行モードが切り替わったタイミングで前記検出手段が検出した前記操舵角と前記転蛇角との間の対応関係を充足するという第１条件、（ｉｉ）前記転蛇角がゼロとなる状況下で、前記操舵部材の姿勢が、前記操舵角がゼロとなる場合の前記操舵部材の姿勢と一致するという第２条件、及び、（ｉｉｉ）前記操舵角に対する前記転蛇角の変化傾向が、前記第１関数における変化傾向と最も類似するという第３条件を満たすように前記操舵角と前記転蛇角とが満たすべき対応関係を規定する第３関数に基づいて、前記検出手段が検出した前記操舵角に対応する前記第２目標角を算出し、
前記第２算出手段は、前記走行モードが前記手動モードから前記自動モードへと切り替わった場合には、前記第２関数に基づいて前記第１目標角を算出する前に、（ｉ）前記第１条件、（ｉｉ）前記第２条件、及び、（ｉｉｉ）前記操舵角に対する前記転蛇角の変化傾向が、前記第２関数における変化傾向と最も類似するという第４条件を満たすように前記操舵角と前記転蛇角とが満たすべき対応関係を規定する第４関数に基づいて、前記検出手段が検出した前記転蛇角に対応する前記第１目標角を算出する
ことを特徴とする操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアバイワイヤ方式の操舵装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアバイワイヤ方式の操舵装置が知られている。例えば、特許文献１には、操舵部材（例えば、ステアリングホイール）の操舵角に対する車輪の転蛇角の回転比率を変更可能な操舵装置が記載されている。特に、特許文献１には、車両が自動走行している場合に用いる回転比率を、車両が自動走行していない場合に用いる回転比率よりも大きくすることで、自動走行中の操舵部材の動きを少なくする操舵装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２２４２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された操舵装置は、自動走行している車両が自動走行を終了する又は自動走行していなかった車両が新たに自動走行を開始する際に、回転比率を切り替える。しかしながら、回転比率が単に切り替わるだけでは、回転比率が切り替わった後において、操舵角がゼロになっているのに転蛇角がゼロになっていない（或いは、転蛇角がゼロになっているのに操舵角がゼロになっていない）状況が生ずる可能性がある。例えば、操舵角に対する転蛇角の回転比率が２であり、操舵角が＋５度であり且つ転蛇角が＋１０度である状況下で回転比率が１に切り替わったとすると、操舵部材が＋５度だけ戻されることで操舵角が０度になったにも関わらず、転蛇角が０度になっていない（具体的には、車輪が＋５度だけ戻されることで転蛇角が＋５度になっている）という状況が生ずる。その結果、操舵部材を操作する搭乗者に違和感を与えかねない。一方で、回転比率の切り替えと同時に転蛇角又は操舵角を変化させることで、回転比率を切り替えた後においても操舵角がゼロになる場合に転蛇角がゼロになるという条件を満たすように回転比率を切り替えることも理論的には可能である。例えば、操舵角に対する転蛇角の回転比率が２であり、操舵角が＋５度であり且つ転蛇角が＋１０度である状況下で回転比率が１に切り替わったとする。この場合、回転比率を切り替えた後においても操舵角がゼロになる場合に転蛇角がゼロになるという条件を満たすように回転比率を切り替えるためには、回転比率の切り替えと同時に、操舵角を＋５度から＋１０度に変化させるか又は転蛇角を＋１０度から＋５度に変化させる必要がある。しかしながら、このような操舵角又は転蛇角の変化もまた、搭乗者に違和感を与えかねない。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、車両の走行モードの切り替えに合わせて操舵部材の操舵角と車輪の転蛇角との間の関係を切り替える際に、搭乗者に与える違和感を緩和することが可能なステアバイワイヤ方式の操舵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】
【０００６】
本発明の操舵装置の第１の態様は、搭乗者の操作に基づいて走行する手動モード及び搭乗者の操作に基づくことなく自動的に走行する自動モードの間で走行モードを切替可能な車両を操舵するためのステアバイワイヤ方式の操舵装置であって、前記車両の車輪を転蛇するために前記搭乗者が操作可能であって且つ所定角度回転する毎に同じ姿勢となる操舵部材と、前記操舵部材の操舵角が第１目標角となるように前記操舵部材を駆動可能な第１アクチュエータと、前記車輪の転蛇角が第２目標角となるように前記車輪を駆動可能な第２アクチュエータと、前記操舵角及び前記転蛇角を検出する検出手段と、前記車両の走行モードが前記手動モードである場合に、前記操舵角と前記転蛇角とが満たすべき対応関係を規定する第１関数に基づいて、前記検出手段が検出した前記操舵角に対応する前記第２目標角を算出する第１算出手段と、前記車両の走行モードが前記自動モードである場合に、前記操舵角と前記転蛇角とが満たすべき対応関係を規定し且つ前記第１関数と比較して前記転蛇角に対する前記操舵角の変化量が小さくなる第２関数に基づいて、前記検出手段が検出した前記転蛇角に対応する前記第１目標角を算出する第２算出手段とを備え、前記第１算出手段は、前記走行モードが前記自動モードから前記手動モードへと切り替わった場合には、前記第１関数に基づいて前記第２目標角を算出する前に、（ｉ）前記走行モードが切り替わったタイミングで前記検出手段が検出した前記操舵角と前記転蛇角との間の対応関係を充足するという第１条件、（ｉｉ）前記転蛇角がゼロとなる状況下で、前記操舵部材の姿勢が、前記操舵角がゼロとなる場合の前記操舵部材の姿勢と一致するという第２条件、及び、（ｉｉｉ）前記操舵角に対する前記転蛇角の変化傾向が、前記第１関数における変化傾向と最も類似するという第３条件を満たすように前記操舵角と前記転蛇角とが満たすべき対応関係を規定する第３関数に基づいて、前記検出手段が検出した前記操舵角に対応する前記第２目標角を算出し、前記第２算出手段は、前記走行モードが前記手動モードから前記自動モードへと切り替わった場合には、前記第２関数に基づいて前記第１目標角を算出する前に、（ｉ）前記第１条件、（ｉｉ）前記第２条件、及び、（ｉｉｉ）前記操舵角に対する前記転蛇角の変化傾向が、前記第２関数における変化傾向と最も類似するという第４条件を満たすように前記操舵角と前記転蛇角とが満たすべき対応関係を規定する第４関数に基づいて、前記検出手段が検出した前記転蛇角に対応する前記第１目標角を算出する。
【０００７】
本発明の操舵装置の第１の態様によれば、走行モードが自動モードから手動モードへと切り替わった場合には、第１関数に基づいて第２目標角が算出される前に、第３関数に基づいて第２目標角が算出される。このため、走行モードが自動モードから手動モードへと切り替わると同時に第１関数に基づく第２目標角の算出が開始される場合と比較して、車両の走行モードの切り替えに合わせて操舵角と転蛇角との間の対応関係を規定する関数を切り替える際に搭乗者に与える違和感が緩和される。同様に、走行モードが手動モードから自動モードへと切り替わった場合には、第２関数に基づいて第１目標角が算出される前に、第４関数に基づいて第１目標角が算出される。このため、走行モードが手動モードから自動モードへと切り替わると同時に第２関数に基づく第１目標角の算出が開始される場合と比較して、車両の走行モードの切り替えに合わせて操舵部材の操舵角と車輪の転蛇角との間の対応関係を規定する関数を切り替える際に搭乗者に与える違和感が緩和される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１実施形態の車両の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１実施形態で用いられる操舵関数を示すグラフである。
【図３】図３は、第２実施形態の車両の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、第２実施形態で用いられる操舵関数を示すグラフである。
【図５】図５は、第２実施形態で用いられる操舵関数を示すグラフである。
【図６】図６は、第２実施形態で用いられる操舵関数を示すグラフである。
【図７】図７は、第２実施形態で用いられる操舵関数を示すグラフである。
【図８】図８は、第２実施形態で用いられる操舵関数を示すグラフである。
【図９】図９は、第２実施形態で用いられる操舵関数を示すグラフである。
【図１０】図１０は、第２実施形態で用いられる操舵関数を示すグラフである。
【図１１】図１１は、第２実施形態で用いられる操舵関数を示すグラフである。
【図１２】図１２は、第２実施形態で用いられる操舵関数を示すグラフである。
【図１３】図１３は、第３実施形態の車両の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、第３実施形態で用いられる操舵関数を示すグラフである。
【図１５】図１５は、第３実施形態で用いられる操舵関数を示すグラフである。
【図１６】図１６は、第３実施形態で用いられる操舵関数を示すグラフである。
【図１７】図１７は、第３実施形態で用いられる操舵関数を示すグラフである。
【図１８】図１８は、第３実施形態で用いられる操舵関数を示すグラフである。
【図１９】図１９は、第３実施形態で用いられる操舵関数を示すグラフである。
【図２０】図２０は、第３実施形態で用いられる操舵関数を示すグラフである。
【図２１】図２１は、第３実施形態で用いられる操舵関数を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（１）第１実施形態
以下、図１を参照しながら、本発明の操舵装置の第１実施形態が適用された車両１について説明する。図１に示すように、車両１は、車輪（転蛇輪）１１と、車輪１１を転蛇可能な（つまり、車両１を操舵可能な）ステアバイワイヤ方式の操舵装置１３とを備えている。
【００１０】
操舵装置１３は、「検出手段」の一具体例である転蛇角監視装置１３１と、「第２算出手段」の一具体例である目標操舵角演算部１３２と、「第１アクチュエータ」の一具体例であるステアアクチュエータ１３３と、「操舵部材」の一具体例であるステアリングホイール１３４と、「検出手段」の一具体例である操舵角監視装置１３５と、「第１算出手段」の一具体例である目標転蛇角演算部１３６と、「第２アクチュエータ」の一具体例である転蛇アクチュエータ１３７と、走行モード判定部１３８と、関数設定部１３９とを備えている。
【００１１】
転蛇角監視装置１３１は、車輪１１の転蛇角θを検出する。転蛇角監視装置１３１は、検出した転蛇角θ（以降、転蛇角監視装置１３１が検出した転蛇角θを、“転蛇角θｄ”と称する）を、目標操舵角演算部１３２に出力する。目標操舵角演算部１３２は、転蛇角θｄに基づいて、ステアリングホイール１３４の操舵角φの目標値である目標操舵角φｔｇを算出する。特に、目標操舵角演算部１３２は、操舵角φと転蛇角θとが満たすべき対応関係を規定する操舵関数ｆ（特に、後述する操舵関数ｆａ）に基づいて、転蛇角θｄに対応する目標操舵角φｔｇを算出する。目標操舵角演算部１３２は、算出した目標操舵角φｔｇを、ステアアクチュエータ１３３に出力する。ステアアクチュエータ１３３は、ステアリングホイール１３４の操舵角φが目標操舵角φｔｇと一致するように、ステアリングホイール１３４を回転させる。
【００１２】
ステアリングホイール１３４は、車両１の転蛇方向を制御するために搭乗者が操作可能（具体的には、回転させることが可能）な操作部材である。ステアリングホイール１３４は、ステアリングホイール１３４を所定角度回転させる毎に同じ姿勢になる形状を有している。このような形状の一例として、ステアリングホイール１３４の回転中心を通る所定の基準線に対してステアリングホイール１３４が線対称になるという形状があげられる。線対称になる形状の一例として、アルファベットの「Ｈ」の如き形状があげられる。この場合、ステアリングホイール１３４の姿勢は、ステアリングホイール１３４が１８０度回転する毎に同じになる。線対称となる形状の一例として、アルファベットの「Ｔ」の如き形状があげられる。この場合、ステアリングホイール１３４の姿勢は、ステアリングホイール１３４が３６０度回転する毎に同じになる。
【００１３】
操舵角監視装置１３５は、ステアリングホイール１３４の操舵角φを検出する。操舵角監視装置１３５は、検出した操舵角φ（以降、操舵角監視装置１３５が検出した操舵角φを、“操舵角φｄ”と称する）を、目標転蛇角演算部１３６に出力する。目標転蛇角演算部１３６は、操舵角φｄに基づいて、転蛇角θの目標値である目標転蛇角θｔｇを算出する。特に、目標転蛇角演算部１３６は、操舵角φと転蛇角θとが満たすべき対応関係を規定する操舵関数ｆ（特に、後述する操舵関数ｆｍ）に基づいて、操舵角φｄに対応する目標転蛇角θｔｇを算出する。目標転蛇角演算部１３６は、算出した目標転蛇角θｔｇを、転蛇アクチュエータ１３７に出力する。転蛇アクチュエータ１３７は、転蛇角θが目標転蛇角θｔｇと一致するように、車輪１１を転蛇する。
【００１４】
走行モード判定部１３８は、車両１の走行モードが自動モードであるか又は手動モードであるかを判定する。従って、車両１は、自動モードで走行可能であると共に、手動モードで走行可能である。走行モード判定部１３８は、判定結果を関数設定部１３９に出力する。
【００１５】
自動モードは、搭乗者の操作（例えば、ステアリングホイール１３４、不図示のアクセルペダル及び不図示のブレーキペダル等を用いた操作）に基づくことなく、車両１が自動的に走行する走行モードである。車両１が自動モードで走行している場合には、車輪１１の転蛇角θは、搭乗者によるステアリングホイール１３４の操作の有無に関わらず、車両１が所望の走行経路（走行軌跡）を適切に走行するように不図示の自動走行制御部（例えば、コントローラ）によって制御される。従って、車両１が自動モードで走行している場合には、目標転蛇角演算部１３６は、操舵角φｄに基づいて目標転蛇角θｔｇを算出しなくてもよい。このため、転蛇アクチュエータ１３７は、目標転蛇角はθｔｇに基づいて車輪１１を転蛇することに代えて、自動走行制御部の制御下で車輪１１を転蛇する。一方で、車両１が自動モードで走行している場合には、目標操舵角演算部１３２は、転蛇角θｄに基づいて目標操舵角φｔｇを算出する。更に、ステアアクチュエータ１３４は、目標操舵角φｔｇに基づいてステアリングホイール１３４を回転させる。その結果、搭乗者は、ステアリングホイール１３４の動きから、自動モードで走行している車両１の転蛇方向（進行方向）を比較的容易に認識することができる。
【００１６】
手動モードは、搭乗者の操作に基づいて車両１が走行する走行モードである。車両１が手動モードで走行している場合には、目標転蛇角演算部１３６は、搭乗者の操作結果を反映している操舵角φｄに基づいて目標転蛇角θｔｇを算出する。更に、転蛇アクチュエータ１３７は、目標転蛇角θｔｇに基づいて車輪１１を転蛇する。その結果、車輪１１の転蛇角θは、搭乗者によるステアリングホイール１３４の操作に従って制御される。一方で、車両１が手動モードで走行している場合には、目標操舵角演算部１３２は、転蛇角θｄに基づいて目標操舵角φｔｇを算出しなくてもよい。更に、ステアアクチュエータ１３４は、目標操舵角φｔｇに基づいてステアリングホイール１３４を回転させなくてもよい。
【００１７】
関数設定部１３９は、操舵関数ｆを設定する。特に、関数設定部１３９は、走行モード判定部１３８の判定結果に基づいて、操舵関数ｆを設定する。
【００１８】
具体的には、関数設定部１３９は、車両１が自動モードで走行している場合には、操舵関数ｆとして、車両１が自動モードで走行している状況下で操舵角φと転蛇角θとが満たすべき対応関係を規定する操舵関数ｆａを設定する。尚、上述したように、車両１が自動モードで走行している場合には、転蛇角θｄに基づいて目標操舵角φｔｇが算出される一方で、操舵角φｄに基づいて目標転蛇角θｔｇが算出されない。従って、操舵関数ｆａは、転蛇角θｄと目標操舵角φｔｇとの間の対応関係を規定する操舵関数ｆであるとも言える。つまり、操舵関数ｆａは、目標操舵角演算部１３２が目標操舵角φｔｇを算出するために参照するべき操舵関数ｆであるとも言える。関数設定部１３９が操舵関数ｆとして操舵関数ｆａを設定した場合には、目標操舵角演算部１３２は、操舵関数ｆａ及び転蛇角θｄに基づいて、目標操舵角φｔｇを算出する。
【００１９】
一方で、関数設定部１３９は、車両１が手動モードで走行している場合には、操舵関数ｆとして、車両１が手動モードで走行している状況下で操舵角φと転蛇角θとが満たすべき対応関係を規定する操舵関数ｆｍを設定する。尚、上述したように、車両１が手動モードで走行している場合には、操舵角φｄに基づいて目標転蛇角θｔｇが算出される一方で、転蛇角θｄに基づいて目標操舵角φｔｇが算出されない。従って、操舵関数ｆｍは、操舵角φｄと目標転蛇角θｔｇとの間の対応関係を規定する操舵関数ｆであるとも言える。つまり、操舵関数ｆｍは、目標転蛇角演算部１３６が目標転蛇角θｔｇを算出するために参照するべき操舵関数ｆであるとも言える。関数設定部１３９が操舵関数ｆとして操舵関数ｆｍを設定した場合には、目標転蛇角演算部１３６は、操舵関数ｆｍ及び操舵角φｄに基づいて、目標転蛇角θｔｇを算出する。
【００２０】
操舵関数ｆａ及びｆｍの夫々は、関数設定部１３９が予め記憶していてもよい。操舵関数ｆａ及びｆｍの夫々は、関数設定部１３９によって適宜算出（生成）されてもよい。
【００２１】
以下、操舵関数ｆａ及びｆｍについて、図２を参照しながら、更に詳細に説明する。図２に示すように、操舵関数ｆａは、「φ＝ｆａ（θ）」という関係式で特定される。従って、目標操舵角φｔｇは、「φｔｇ＝ｆａ（θｄ）」という関係式から算出される。また、操舵関数ｆｍは、「φ＝ｆｍ（θ）」という関係式で特定される。従って、目標転舵角θｔｇは、「θｔｇ＝ｆｍ−１（φｄ）」という関係式から算出される。尚、本実施形態では、角度の単位は、「度」であるものとする。
【００２２】
図２に示す例では、操舵関数ｆａは、線形関数である。具体的には、図２に示す例では、「φ＝ｆａ（θ）」という関係式は、「φ＝（１８０／θｍａｘ）×θ」という関係式である。尚、「θｍａｘ」は、転蛇角θの最大値（上限値）である。このため、この関係式は、車両１が自動モードで走行している場合において、車輪１１が最大限転蛇された場合にステアリングホイール１３４が半回転する（１８０度回転する）ことを意味している。但し、図２に示す操舵関数ｆａはあくまで一例である。このため、図２に示す操舵関数ｆａとは異なる操舵関数ｆａが用いられてもよい。例えば、「φ＝（Ｋａ／θｍａｘ）×θ（但し、Ｋａは、任意の定数）」という関係式で特定される操舵関数ｆａが用いられてもよい。例えば、非線形関数である操舵関数ｆａが用いられてもよい。
【００２３】
図２に示す例では、操舵関数ｆｍは、線形関数である。具体的には、図２に示す例では、「φ＝ｆｍ（θ）」という関係式は、「φ＝（５４０／θｍａｘ）×θ」という関係式である。この関係式は、車両１が手動モードで走行している場合において、搭乗者がステアリングホイール１３４を１回転半回転させた（５４０度回転させた）場合に車輪１１が最大限転蛇されることを意味している。但し、図２に示す操舵関数ｆｍはあくまで一例である。このため、図２に示す操舵関数ｆｍとは異なる操舵関数ｆｍが用いられてもよい。例えば、「φ＝（Ｋｍ／θｍａｘ）×θ（但し、Ｋｍは、任意の定数）」という関係式で特定される操舵関数ｆｍが用いられてもよい。例えば、非線形関数である操舵関数ｆｍが用いられてもよい。
【００２４】
第１実施形態では特に、図２に示すように、操舵関数ｆａにおける転蛇角θに対する操舵角φの変化量は、操舵関数ｆｍにおける転蛇角θに対する操舵角φの変化量よりも小さくなる。つまり、操舵関数ｆａにおける転蛇角θの所定変化量Δθに対する操舵角φの変化量Δφａは、操舵関数ｆｍにおける転蛇角θの所定変化量Δθに対する操舵角φの変化量Δφｍよりも小さくなる。言い換えれば、操舵関数ｆａの傾き（つまり、Δφａ／Δθ）は、操舵関数ｆｍの傾き（つまり、Δφｍ／Δθ）よりも小さくなる。その結果、車両１が自動モードで走行している場合には、車両１が手動モードで走行している場合と比較して、ステアリングホイール１３４の回転量が少なくなる。このため、車両１が自動モードで走行している場合には、搭乗者は、ステアリングホイール１３４の動きに煩わされることなく、ステアリングホイール１３４の動きから転蛇方向を認識することができる。
【００２５】
（２）第２実施形態
続いて、本発明の操舵装置の第２実施形態が適用された車両２について説明する。
【００２６】
上述した第１実施形態では、車両１の走行モードが自動モードから手動モードに切り替わると、操舵関数ｆもまた同時に操舵関数ｆａから操舵関数ｆｍに切り替えられる。同様に、車両１の走行モードが手動モードから自動モードに切り替わると、操舵関数ｆもまた同時に操舵関数ｆｍから操舵関数ｆａに切り替えられる。この場合、単に操舵関数ｆが切り替えられるだけでは、操舵関数ｆが切り替わった後において、操舵角φがゼロになっているのに転蛇角θがゼロになっていない（或いは、転蛇角θがゼロになっているのに操舵角φがゼロになっていない）状況が生ずる可能性がある。このような状況は、操舵角φ及び転蛇角θがゼロでない状況下で操舵関数ｆが切り替えられる場合に生ずる。つまり、このような状況は、操舵角φ及び転蛇角θが操舵関数ｆａと操舵関数ｆｍとの交点に対応する値とは異なる値となっている状況下で操舵関数ｆが切り替えられる場合に生ずる。例えば、図２に示す例において、操舵角φがφａ（≠０）であり且つ転蛇角θがθａ（≠０）である状況下で操舵関数ｆが操舵関数ｆａから操舵関数ｆｍに切り替わる場合を想定する。この場合、操舵関数ｆの切り替えの前後において操舵角φ及び転蛇角θの連続性を維持するべく、操舵関数ｆを操舵関数ｆｍに切り替える動作として、操舵関数ｆを、操舵関数ｆｍと同じ傾きを有し且つ座標（φａ、θａ）を通る操舵関数ｆｍｐ（図２中の点線の関係式参照）に切り替える動作が行われる。このため、図２から明らかなように、操舵角φがゼロになっているのに転蛇角θがゼロになっていない（或いは、転蛇角θがゼロになっているのに操舵角φがゼロになっていない）状況が生ずる。従って、ステアリングホイール１３４を操作する搭乗者が大きな違和感を抱くという技術的問題が生ずる可能性がある。このような状況が生ずることを回避するべく、操舵角φがφａであり且つ転蛇角θがθａである状況下で操舵関数ｆが操舵関数ｆａから操舵関数ｆｍに切り替わると同時に、操舵角φを、操舵関数ｆａ及び転蛇角θａに対応する操舵角φａから操舵関数ｆｍ及び転蛇角θａに対応する操舵角φｍに切り替える対応策も考えられる。しかしながら、操舵関数ｆの切り替えに伴って操舵角φが突然変わる（つまり、ステアリングホイール１３４が突然回転する）ことになるため、ステアリングホイール１３４を操作する搭乗者が大きな違和感を抱くという技術的問題が生ずる可能性があることに変わりはない。
【００２７】
本発明の操舵装置の第２実施形態は、操舵関数ｆの切り替え時に生じ得るこのような技術的問題の発生を抑制する。以下、図３を参照しながら、本発明の操舵装置の第２実施形態が適用された車両２について説明する。尚、上述した車両１が備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付与することでその詳細な説明を省略する。
【００２８】
図３に示すように、第２実施形態の車両２は、第１実施形態の車両１と比較して、操舵装置２３が関数設定部１３９に代えて関数設定部２３９を備えているという点で異なっている。車両２のその他の構成要素は、車両１のその他の構成要素と同一であってもよい。
【００２９】
関数設定部２３９は、車両１の走行モードが手動モードから自動モードへと切り替えられる場合には、操舵関数ｆを操舵関数ｆｍから操舵関数ｆａに切り替えることに代えて、操舵関数ｆを操舵関数ｆｍから操舵関数ｆａ０に切り替える。関数設定部２３９は、車両１の走行モードが自動モードから手動モードへと切り替えられる場合には、操舵関数ｆを操舵関数ｆａから操舵関数ｆｍに切り替えることに代えて、操舵関数ｆを操舵関数ｆａから操舵関数ｆｍ０に切り替える。以下、図４から図１２を参照しながら、操舵関数ｆａ０及びｆｍ０について更に詳細に説明を進める。
【００３０】
図４は、操舵関数ｆｍ０を示す。操舵関数ｆｍ０は、以下に示す３つの条件（第１条件、第２条件及び第３条件）を満たす操舵関数ｆである。つまり、操舵関数ｆｍ０は、以下に示す３つの条件を満たすように操舵角φと転蛇角θとが満たすべき対応関係を規定している操舵関数ｆである。
【００３１】
第１条件は、走行モードが切り替えられた時点で転蛇角監視装置１３１が検出した転蛇角θｄと走行モードが切り替えられた時点で操舵角監視装置１３５が検出した操舵角φｄとの対応関係を充足可能であるという条件である。尚、以降の説明では、走行モードが切り替えられた時点で転蛇角監視装置１３１が検出した転蛇角θｄを“基準転蛇角θ０”と称する。また、走行モードが切り替えられた時点で操舵角監視装置１３５が検出した操舵角φｄを“基準操舵角φ０”と称する。従って、第１条件は、φ０＝ｆｍ０（θ０）を充足するという条件である。言い換えれば、第１条件は、操舵関数ｆｍ０が座標Ｐ１（φ０、θ０）を通過する関数となるという条件である。
【００３２】
第２条件は、転蛇角θがゼロとなる状況下で、ステアリングホイール１３４の姿勢を、操舵角φがゼロとなる場合のステアリングホイール１３４の姿勢と一致させることが可能となる条件である。以降、操舵角φがゼロとなる場合のステアリングホイール１３４の姿勢を、“第１基準姿勢”と称する。具体的には、ステアリングホイール１３４の姿勢が、ステアリングホイール１３４が所定角度Ｒ回転する毎に同じになる場合を想定する。この場合、操舵角φがゼロになる場合のステアリングホイール１３４の姿勢、操舵角φが＋ｋ×Ｒ（但し、ｋは１以上の整数）になる場合のステアリングホイール１３４の姿勢及び操舵角φが−ｋ×Ｒになる場合のステアリングホイール１３４の姿勢の夫々が、第１基準姿勢となる。従って、第２条件は、０＝ｆｍ０（０）、＋ｋ×Ｒ＝ｆｍ０（０）又は−ｋ×Ｒ＝ｆｍ０（０）を充足するという条件である。言い換えれば、第２条件は、操舵関数ｆｍ０が座標（０、０）、座標（＋ｋ×Ｒ、０）又は座標（−ｋ×Ｒ、０）を通過する関数となるという条件である。
【００３３】
図４は、ステアリングホイール１３４の姿勢が、ステアリングホイール１３４が３６０度回転する毎に同じになる例を示している。この場合、操舵角φがゼロになる場合のステアリングホイール１３４の姿勢、操舵角φが＋３６０度になる場合のステアリングホイール１３４の姿勢及び操舵角φが−３６０度になる場合のステアリングホイール１３４の姿勢の夫々が、第１基準姿勢となる。従って、図４に示す例では、第２条件は、０度＝ｆｍ０（０）、＋３６０度＝ｆｍ０（０）又は−３６０度＝ｆｍ０（０）を充足するという条件である。言い換えれば、第２条件は、操舵関数ｆｍ０が座標Ｐ２’’（０、０）、座標Ｐ２’（＋３６０、０）又は座標Ｐ２（−３６０、０）を通過する関数となるという条件である。
【００３４】
第３条件は、操舵関数ｆｍ０における操舵角φに対する転蛇角θの変化傾向が、操舵関数ｆｍにおける操舵角φに対する転蛇角θの変化傾向と最も類似するという条件である。ここでいう「変化傾向」とは、典型的には、操舵関数ｆの傾きを意味する。従って、「操舵関数ｆｍ０の変化傾向が操舵関数ｆｍの変化傾向に最も類似する状態」は、典型的には、「操舵関数ｆｍ０の傾きの符号が操舵関数ｆｍの傾きの符号と一致するという条件が満たされる状況下で、操舵関数ｆｍ０の傾きが操舵関数ｆｍの傾きに最も近くなる状態」を意味する。より具体的には、「操舵関数ｆｍ０の変化傾向が操舵関数ｆｍの変化傾向に最も類似する状態」は、典型的には、「操舵関数ｆｍ０の傾きの符号が操舵関数ｆｍの傾きの符号と一致するという条件が満たされる状況下で、後述する操舵角φ２が後述する操舵角φ１に最も近くなる状態」を意味する。
【００３５】
上述した第１及び第２条件の双方を満たす操舵関数ｆｍ０は、複数存在し得る。第３条件は、このような複数の操舵関数ｆｍ０の中から、目標転蛇角θｔｇを算出するために実際に用いられる１つの操舵関数ｆｍ０を特定することができる。例えば、図４に示す例では、第１及び第２条件の双方を満たす操舵関数ｆｍ０として、座標Ｐ１（φ０、θ０）及び座標Ｐ２（−３６０、０）を通過する操舵関数ｆｍ０−１、座標Ｐ１（φ０、θ０）及び座標Ｐ２’（＋３６０、０）を通過する操舵関数ｆｍ０−２、並びに、座標Ｐ１（φ０、θ０）及び座標Ｐ２’’（０、０）を通過する操舵関数ｆｍ０−３（＝操舵関数ｆａ）が存在する。ここで、操舵関数ｆｍ０−１の変化傾向は、操舵関数ｆｍ０−２及びｆｍ０−３の夫々の変化傾向と比較して、操舵関数ｆｍの変化傾向により類似している。従って、図４に示す例では、操舵関数ｆｍ０−１が、目標転蛇角θｔｇを算出するために実際に用いられる操舵関数ｆｍ０となる。
【００３６】
このような３つの条件を満たす操舵関数ｆｍ０は、関数設定部２３９により、以下の手順を踏んで算出される。まず、関数設定部２３９は、座標Ｐ１（φ０、θ０）を通過し且つ傾きが操舵関数ｆｍと同じになる線形の操舵関数ｆｍ’を算出する。その後、関数設定部２３９は、φ１＝ｆｍ’（０）を満たす操舵角φ１を算出する。つまり、関数設定部２３９は、操舵関数ｆｍ’と転蛇角θ＝０を規定する直線との交点の座標に相当する操舵角φ１を算出する。その後、関数設定部２３９は、操舵角φ１に最も近く且つステアリングホイール１３４の姿勢が第１基準姿勢となる操舵角φ２を算出する。尚、図４に示す例では、操舵角φ２は、−３６０度である。その後、関数設定部２３９は、座標Ｐ１（φ０、θ０）及び座標Ｐ２（φ２、０）を通過する操舵関数ｆｍ０を算出する。
【００３７】
但し、座標Ｐ１（φ０、θ０）及び座標Ｐ２（φ２、０）を通過する操舵関数ｆｍ０は、上述した第１及び第２条件を確実に満たす一方で、第３条件を満たさない（特に、操舵関数ｆｍ０の傾きの符号が操舵関数ｆｍの傾きの符号と同じにならない）可能性がある。仮に算出した操舵関数ｆｍ０が第３条件を満たさない場合には、関数設定部２３９は、操舵角φ１に２番目に近く且つステアリングホイール１３４の姿勢が第１基準姿勢となる操舵角φ２を新たに算出する。その後、関数設定部２３９は、新たに算出した操舵角φ２に基づいて操舵関数ｆｍ０を新たに設定する。以降、第３条件を満たす操舵関数ｆｍ０が算出されるまで、関数設定部２３９は同じ動作を繰り返す。
【００３８】
車両１の走行モードが自動モードから手動モードへと切り替えられる場合には、目標転蛇角演算部１３６は、まずは、操舵関数ｆｍ０に基づいて目標転蛇角θｔｇを算出する。その結果、操舵角φがφ２（図４では、−３６０度）になるタイミングで、ステアリングホイール１３４の姿勢が第１基準姿勢になると共に転蛇角θがゼロになる。このため、転蛇角θがゼロになっているのにステアリングホイール１３４の姿勢が第１基準姿勢になっていないという状況が生ずることはない。ステアリングホイール１３４の姿勢が第１基準姿勢になる状態は、実質的には、操舵角φがゼロになっている状態と等価である。従って、操舵角φがゼロになっている（つまり、ステアリングホイール１３４の姿勢が第１基準姿勢になっている）のに転蛇角θがゼロになっていない状況が生ずることはない。言い換えれば、転蛇角θがゼロになっているのに操舵角φがゼロになっていない（つまり、ステアリングホイール１３４の姿勢が第１基準姿勢になっていない）状況が生ずることはない。従って、操舵装置２３は、走行モードが自動モードから手動モードへと切り替えられる（つまり、操舵関数ｆが切り替えられる）場合に搭乗者が抱きかねない違和感を緩和することができる。
【００３９】
目標転蛇角演算部１３６が操舵関数ｆｍ０に基づいて目標転蛇角θｔｇを算出している間に、転蛇角θがゼロになることがある。この場合には、関数設定部２３９は、図５に示すように、操舵関数ｆを、操舵関数ｆｍ０から、操舵関数ｆｍと同じ傾きを有し且つ座標Ｐ２（φ２、０）を通過する操舵関数ｆｍ０’に切り替えてもよい。操舵関数ｆを操舵関数ｆｍ０’に切り替える動作は、実質的には、操舵関数ｆを操舵関数ｆｍに切り替える動作に相当する。なぜならば、操舵関数ｆｍにおいて操舵角φ及び転蛇角θの双方がゼロになる状態は、操舵関数ｆｍ０’において操舵角φがφ２になり且つ転蛇角θがゼロになる状態と実質的に同一であるからである。従って、目標転蛇角演算部１３６は、実質的には、操舵関数ｆｍに基づいて目標転蛇角θｔｇを算出することができる。つまり、第２実施形態では、車両１の走行モードが自動モードから手動モードへと切り替えられる場合には、目標転蛇角演算部１３６は、まずは操舵関数ｆｍ０に基づいて目標転蛇角θｔｇを算出する動作を行い、その後、操舵関数ｆｍに基づいて目標転蛇角θｔｇを算出する動作を行うことになる。
【００４０】
図６は、図４に示す操舵関数ｆｍ０と比較して、座標Ｐ１（φ０、θ０）が異なる状況下で算出された操舵関数ｆｍ０を示す。但し、図６に示す例では、操舵角φ２がゼロになる。このため、操舵関数ｆｍ０は、操舵関数ｆａと一致している。
【００４１】
図７は、操舵関数ｆａ０を示す。操舵関数ｆａ０もまた、操舵関数ｆｍ０と同様に、上述した第１から第３条件を満たす操舵関数ｆである。但し、操舵関数ｆａ０が満たす第３条件は、操舵関数ｆｍ０が満たす第３条件と比較して、“操舵関数ｆａ０”における操舵角φに対する転蛇角θの変化傾向が、“操舵関数ｆａ”における操舵角φに対する転蛇角θの変化傾向と最も類似するという条件であるという点で異なっている。従って、操舵関数ｆａ０は、上述した第１から第２条件、及び、操舵関数ｆａ０における操舵角φに対する転蛇角θの変化傾向が、操舵関数ｆａにおける操舵角φに対する転蛇角θの変化傾向と最も類似するという第４条件を満たす操舵関数ｆであると言える。
【００４２】
関数設定部２３９は、操舵関数ｆｍ０を算出する際に踏むべき手順と同様の手順を踏んで、操舵関数ｆａ０を算出する。具体的には、関数設定部２３９は、座標Ｐ１（φ０、θ０）を通過し且つ傾きが操舵関数ｆａと同じになる線形の操舵関数ｆａ’を算出する。その後、関数設定部２３９は、φ１＝ｆａ’（０）を満たす操舵角φ１を算出する。その後、関数設定部２３９は、操舵角φ１に最も近く且つステアリングホイール１３４の姿勢が第１基準姿勢となる操舵角φ２を算出する。その後、関数設定部２３９は、座標Ｐ１（φ０、θ０）及び座標Ｐ２（φ２、０）を通過する操舵関数ｆａ０を算出する。
【００４３】
図７は、ステアリングホイール１３４の姿勢が、ステアリングホイール１３４が３６０度回転する毎に同じになる例を示している。図７に示す例では、操舵角φ１に最も近く且つステアリングホイール１３４の姿勢が第１基準姿勢となる操舵角φ２は、本来は＋３６０度となるはずである。しかしながら、座標Ｐ１（φ０、θ０）及び座標Ｐ２（＋３６０、０）を通過する操舵関数ｆａ０の傾きの符号は、操舵関数ｆａの傾きの符号と同じにならない。このため、操舵角φ２として、操舵角φ１に２番目に近く且つステアリングホイール１３４の姿勢が第１基準姿勢となる０度が用いられる。このため、操舵関数ｆａ０は、座標Ｐ１（φ０、θ０）及び座標Ｐ２（０、０）と通過する操舵関数ｆとなる。尚、図７に示す例では、操舵関数ｆａ０は、操舵関数ｆｍと一致している。
【００４４】
車両１の走行モードが手動モードから自動モードへと切り替えられる場合には、目標操舵角演算部１３２は、まずは、操舵関数ｆａ０に基づいて目標操舵角φｔｇを算出する。その結果、操舵角φがφ２（図７では、０度）になるタイミングで、ステアリングホイール１３４の姿勢が第１基準姿勢になると共に転蛇角θがゼロになる。このため、転蛇角θがゼロになっているのにステアリングホイール１３４の姿勢が第１基準姿勢になっていないという状況が生ずることはない。従って、操舵装置２３は、走行モードが手動モードから自動モードへと切り替えられる（つまり、操舵関数ｆが切り替えられる）場合に搭乗者が抱きかねない違和感を緩和することができる。
【００４５】
目標操舵角演算部１３２が操舵関数ｆａ０に基づいて目標操舵角φｔｇを算出している間に、転蛇角θがゼロになることがある。この場合には、関数設定部２３９は、操舵関数ｆを、操舵関数ｆａ０から、操舵関数ｆａと同じ傾きを有し且つ座標Ｐ２（φ２、０）を通過する操舵関数ｆａ０’に切り替えてもよい。操舵関数ｆを操舵関数ｆａ０’に切り替える動作は、実質的には、操舵関数ｆを操舵関数ｆａに切り替える動作に相当する。従って、目標操舵角演算部１３２は、実質的には、操舵関数ｆａに基づいて目標操舵角φｔｇを算出することができる。つまり、第２実施形態では、車両１の走行モードが手動モードから自動モードへと切り替えられる場合には、目標操舵角演算部１３２は、まずは操舵関数ｆａ０に基づいて目標操舵角φｔｇを算出する動作を行い、その後、操舵関数ｆａに基づいて目標操舵角φｔｇを算出する動作を行うことになる。
【００４６】
図８は、図７に示す操舵関数ｆａ０と比較して、座標Ｐ１（φ０、θ０）が異なる状況下で算出された操舵関数ｆａ０を示す。図９は、図４に示す操舵関数ｆｍ０と比較して、座標Ｐ１（φ０、θ０）が異なる状況であって、且つ、ステアリングホイール１３４の姿勢が、ステアリングホイール１３４が１８０度回転する毎に同じになる状況下で算出された操舵関数ｆｍ０を示す。図１０は、図９に示す操舵関数ｆｍ０と比較して、座標Ｐ１（φ０、θ０）が異なる状況で算出された操舵関数ｆｍ０を示す。図１１は、図７に示す操舵関数ｆａ０と比較して、座標Ｐ１（φ０、θ０）が異なる状況であって、且つ、ステアリングホイール１３４の姿勢が、ステアリングホイール１３４が１８０度回転する毎に同じになる状況下で算出された操舵関数ｆａ０を示す。図１２は、図１１に示す操舵関数ｆａ０と比較して、座標Ｐ１（φ０、θ０）が異なる状況下で算出された操舵関数ｆａ０を示す。
【００４７】
（３）第３実施形態
続いて、本発明の操舵装置の第３実施形態が適用された車両３について説明する。
【００４８】
上述した第２実施形態では、走行モードの切り替え（操舵関数ｆの切り替え）に伴って搭乗者が抱きかねない違和感が緩和される。一方で、第２実施形態では、操舵関数ｆｍ０に基づいて目標転蛇角θｔｇが算出されている又は操舵関数ｆａ０に基づいて目標操舵角φｔｇが算出されている状況下で車輪１１が最大限転蛇された（つまり、転蛇角θがθｍａｘとなった）場合には、ステアリングホイール１３４の姿勢が、車輪１１が最大限転蛇された場合にステアリングホイール１３４が本来取るべき姿勢とは異なる姿勢となってしまう可能性がある。例えば、図４に示す例で言えば、車輪１１が最大限転蛇された場合には、操舵角φは本来５４０度となるべきである。しかしながら、操舵関数ｆｍ０に基づいて目標転蛇角θｔｇが算出されている状況下で車輪１１が最大限転蛇された場合には、操舵角φは５４０度（或いは、５４０度±３６０度×ｋ）とならない。従って、ステアリングホイール１３４を操作する搭乗者が大きな違和感を抱くという技術的問題が生ずる可能性がある。
【００４９】
本発明の操舵装置の第３実施形態は、車輪１１が最大限転蛇された場合に生じ得るこのような技術的問題の発生を抑制する。以下、図１３を参照しながら、本発明の操舵装置の第３実施形態が適用された車両３について説明する。尚、上述した車両２が備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付与することでその詳細な説明を省略する。
【００５０】
図１３に示すように、第３実施形態の車両３は、第２実施形態の車両２と比較して、操舵装置３３が関数設定部２３９に代えて関数設定部３３９を備えているという点で異なっている。車両３のその他の構成要素は、車両２のその他の構成要素と同一であってもよい。
【００５１】
関数設定部３３９は、関数設定部２３９と比較して、設定する操舵関数ｆｍ０及びｆａ０が夫々第２実施形態の操舵関数ｆｍ０及びｆａ０とは異なるという点で異なっている。以下、図１４から図２１を参照しながら、第３実施形態の操舵関数ｆａ０及びｆｍ０について更に詳細に説明を進める。
【００５２】
図１４は、操舵関数ｆｍ０を示す。操舵関数ｆｍ０のうち基準転蛇角θ０以下の範囲で操舵角φと転蛇角θとが満たすべき対応関係を規定する操舵関数ｆｍ２は、上述した第２実施形態の操舵関数ｆｍ０と同じである。従って、操舵関数ｆｍ２は、座標Ｐ１（φ０、θ０）と座標Ｐ２（φ２、０）とを通過する関数である。一方で、操舵関数ｆｍ０のうち基準転蛇角θ０以上の範囲で操舵角φと転蛇角θとが満たすべき対応関係を規定する操舵関数ｆｍ４は、上述した第１条件、並びに、以下に示す２つの条件（第５条件及び第６条件）を満たす操舵関数ｆである。
【００５３】
第５条件は、転蛇角θがθｍａｘとなる状況下で、ステアリングホイール１３４の姿勢を第２基準姿勢と一致させることが可能となる条件である。第２基準姿勢は、操舵関数ｆｍに基づいて目標転蛇角θｔｇが算出されている状況下で転蛇角θがθｍａｘとなった場合のステアリングホイール１３４の姿勢である。具体的には、ステアリングホイール１３４の姿勢が、ステアリングホイール１３４が所定角度Ｒ回転する毎に同じになる場合を想定する。ここで、操舵関数ｆｍに基づいて目標転蛇角θｔｇが算出されている状況下では、転蛇角θがθｍａｘとなった場合に、操舵角φがφｍａｘになるものとする。この場合、操舵角φがφｍａｘになる場合のステアリングホイール１３４の姿勢、操舵角φがφｍａｘ＋ｋ×Ｒになる場合のステアリングホイール１３４の姿勢及び操舵角φがφｍａｘ−ｋ×Ｒになる場合のステアリングホイール１３４の姿勢の夫々が、第２基準姿勢となる。従って、第５条件は、φｍａｘ＝ｆｍ４（θｍａｘ）、φｍａｘ＋ｋ×Ｒ＝ｆｍ４（θｍａｘ）又はφｍａｘ−ｋ×Ｒ＝ｆｍ４（θｍａｘ）を充足するという条件である。言い換えれば、第２条件は、操舵関数ｆｍ４が座標（φｍａｘ、θｍａｘ）、（φｍａｘ＋ｋ×Ｒ、θｍａｘ）又は座標（φｍａｘ−ｋ×Ｒ、θｍａｘ）を通過する関数となるという条件である。
【００５４】
図１４は、ステアリングホイール１３４の姿勢が、ステアリングホイール１３４が３６０度回転する毎に同じになる例を示している。更に、図１４は、操舵関数ｆｍに基づいて目標転蛇角θｔｇが算出されている状況下で車輪１１が最大限転蛇された場合に操舵角φが５４０度となる例を示している。この場合、操舵角φが５４０度になる場合のステアリングホイール１３４の姿勢、操舵角φが＋１８０度になる場合のステアリングホイール１３４の姿勢、操舵角φが−１８０度になる場合のステアリングホイール１３４の姿勢及び操舵角φが−５４０度になる場合のステアリングホイール１３４の姿勢の夫々が、第２基準姿勢となる。従って、図１４に示す例では、第５条件は、＋５４０度＝ｆｍ４（θｍａｘ）、＋１８０度＝ｆｍ４（θｍａｘ）、−１８０度＝ｆｍ４（θｍａｘ）又は−５４０度＝ｆｍ４（θｍａｘ）を充足するという条件である。言い換えれば、第５条件は、操舵関数ｆｍ４が座標Ｐ３（＋１８０、θｍａｘ）、座標Ｐ３’（−１８０、θｍａｘ）、座標Ｐ３’’（＋５４０、θｍａｘ）又は座標Ｐ３’’’（−５４０、θｍａｘ）を通過する関数となるという条件である。
【００５５】
第６条件は、操舵関数ｆｍ４における操舵角φに対する転蛇角θの変化傾向が、操舵関数ｆｍにおける操舵角φに対する転蛇角θの変化傾向と最も類似するという条件である。上述した第１及び第５条件の双方を満たす操舵関数ｆｍ４は、複数存在し得る。第６条件は、このような複数の操舵関数ｆｍ４の中から、目標転蛇角θｔｇを算出するために実際に用いられる１つの操舵関数ｆｍ４を特定することができる。例えば、図１４に示す例では、第１及び第５条件の双方を満たす操舵関数ｆｍ４として、座標Ｐ１（φ０、θ０）及び座標Ｐ３（＋１８０、θｍａｘ）を通過する操舵関数ｆｍ４−１、座標Ｐ１（φ０、θ０）及び座標Ｐ３’（−１８０、θｍａｘ）を通過する操舵関数ｆｍ４−２、座標Ｐ１（φ０、θ０）及び座標Ｐ３’’（＋５４０、θｍａｘ）を通過する操舵関数ｆｍ４−３、並びに、座標Ｐ１（φ０、θ０）及び座標Ｐ３’’’（−５４０、θｍａｘ）を通過する操舵関数ｆｍ４−４が存在する。ここで、操舵関数ｆｍ４−１の変化傾向は、操舵関数ｆｍ４−２からｆｍ４−４の夫々の変化傾向と比較して、操舵関数ｆｍの変化傾向により類似している。従って、図１４に示す例では、操舵関数ｆｍ４−１が、目標転蛇角θｔｇを算出するために実際に用いられる操舵関数ｆｍ４となる。
【００５６】
このような３つの条件を満たす操舵関数ｆｍ４は、関数設定部３３９により、以下の手順を踏んで算出される。まず、関数設定部３３９は、上述した操舵関数ｆｍ’を算出する。その後、関数設定部３３９は、φ３＝ｆｍ’（θｍａｘ）を満たす操舵角φ３を算出する。その後、関数設定部３３９は、操舵角φ３に最も近く且つステアリングホイール１３４の姿勢が第２基準姿勢となる操舵角φ４を算出する。つまり、関数設定部３３９は、座標Ｐ３（φ４、θｍａｘ）を算出する。尚、図１４に示す例では、操舵角φ４は、＋１８０度である。その後、関数設定部３３９は、座標Ｐ１（φ０、θ０）及び座標Ｐ３（φ４、θｍａｘ）を通過する操舵関数ｆｍ４を算出する。
【００５７】
但し、座標Ｐ１（φ０、θ０）及び座標Ｐ３（φ４、θｍａｘ）を通過する操舵関数ｆｍ４は、上述した第１及び第５条件を確実に満たす一方で、第６条件を満たさない（特に、操舵関数ｆｍ４の傾きの符号が操舵関数ｆｍの傾きの符号と同じにならない）可能性がある。仮に算出した操舵関数ｆｍ４が第６条件を満たさない場合には、関数設定部３３９は、操舵角φ３に２番目に近く且つステアリングホイール１３４の姿勢が第２基準姿勢となる操舵角φ４を新たに算出する。その後、関数設定部３３９は、新たに算出した操舵角φ４に基づいて操舵関数ｆｍ４を新たに設定する。以降、第６条件を満たす操舵関数ｆｍ４が算出されるまで、関数設定部３３９は同じ動作を繰り返す。
【００５８】
車両１の走行モードが自動モードから手動モードへと切り替えられる場合には、目標転蛇角演算部１３６は、まずは、操舵関数ｆｍ２及びｆｍ４から構成される操舵関数ｆｍ０に基づいて目標転蛇角θｔｇを算出する。その結果、車輪１１が最大限転蛇されたタイミングで、ステアリングホイール１３４の姿勢が第２基準姿勢になる。従って、操舵装置３３は、車輪１１が最大限転蛇された場合に搭乗者が抱きかねない違和感を緩和することができる。
【００５９】
図１５は、図１４に示す操舵関数ｆｍ０と比較して、座標Ｐ１（φ０、θ０）が異なる状況下で算出された操舵関数ｆｍ０を示す。
【００６０】
図１６は、操舵関数ｆａ０を示す。操舵関数ｆａ０のうち基準転蛇角θ０以下の範囲で操舵角φと転蛇角θとが満たすべき対応関係を規定する操舵関数ｆａ２は、上述した第２実施形態の操舵関数ｆａ０と同じである。従って、操舵関数ｆａ２は、座標Ｐ１（φ０、θ０）と座標Ｐ２（φ２、０）とを通過する関数である。一方で、操舵関数ｆａ０のうち基準転蛇角θ０以上の範囲で操舵角φと転蛇角θとが満たすべき対応関係を規定する操舵関数ｆａ４は、操舵関数ｆｍ４と同様に、上述した第１、第５及び第６条件を満たす操舵関数ｆである。但し、操舵関数ｆａ４が満たす第５条件は、操舵関数ｆｍ４が満たす第５条件と比較して、第２基準姿勢が、“操舵関数ｆａ”に基づいて“目標操舵角φｔｇ”が算出されている状況下で転蛇角θがθｍａｘとなった場合のステアリングホイール１３４の姿勢であるという点で異なっている。更に、操舵関数ｆａ４が満たす第６条件は、操舵関数ｆｍ４が満たす第６条件と比較して、“操舵関数ｆａ４”における操舵角φに対する転蛇角θの変化傾向が、“操舵関数ｆａ”における操舵角φに対する転蛇角θの変化傾向と最も類似するという条件であるという点で異なっている。従って、操舵関数ｆａ４は、上述した第１及び第５条件、、並びに、操舵関数ｆａ４における操舵角φに対する転蛇角θの変化傾向が、操舵関数ｆａにおける操舵角φに対する転蛇角θの変化傾向と最も類似するという第７条件を満たす操舵関数ｆである。
【００６１】
関数設定部３３９は、操舵関数ｆｍ４を算出する際に踏むべき手順と同様の手順を踏んで、操舵関数ｆａ４を算出する。具体的には、関数設定部３３９は、上述した操舵関数ｆａ’を算出する。その後、関数設定部３３９は、φ３＝ｆａ’（θｍａｘ）を満たす操舵角φ３を算出する。その後、関数設定部３３９は、操舵角φ３に最も近く且つステアリングホイール１３４の姿勢が第３基準姿勢となる操舵角φ４を算出する。その後、関数設定部３３９は、座標Ｐ１（φ０、θ０）及び座標Ｐ３（φ４、θｍａｘ）を通過する操舵関数ｆａ４を算出する。
【００６２】
図１６は、ステアリングホイール１３４の姿勢が、ステアリングホイール１３４が３６０度回転する毎に同じになる例を示している。更に、図１６は、操舵関数ｆａに基づいて目標転蛇角θｔｇが算出されている状況下で車輪１１が最大限転蛇された場合に操舵角φが１８０度となる例を示している。図１６に示す例では、操舵角φ３に最も近く且つステアリングホイール１３４の姿勢が第２基準姿勢となる操舵角φ４は、＋５４０度となる。このため、操舵関数ｆａ４は、座標Ｐ１（φ０、θ０）及び座標Ｐ３（＋５４０、θｍａｘ）と通過する操舵関数ｆとなる。
【００６３】
車両１の走行モードが手動モードから自動モードへと切り替えられる場合には、目標操舵角演算部１３２は、まずは、操舵関数ｆａ２及びｆａ４から構成される操舵関数ｆａ０に基づいて目標操舵角φｔｇを算出する。その結果、車輪１１が最大限転蛇されたタイミングで、ステアリングホイール１３４の姿勢が第２基準姿勢になる。従って、操舵装置３３は、車輪１１が最大限転蛇された場合に搭乗者が抱きかねない違和感を緩和することができる。
【００６４】
図１７は、図１６に示す操舵関数ｆａ０と比較して、座標Ｐ１（φ０、θ０）が異なる状況下で算出された操舵関数ｆａ０を示す。図１８は、図１４に示す操舵関数ｆｍ０と比較して、座標Ｐ１（φ０、θ０）が異なる状況であって、且つ、ステアリングホイール１３４の姿勢が、ステアリングホイール１３４が１８０度回転する毎に同じになる状況下で算出された操舵関数ｆｍ０を示す。図１９は、図１８に示す操舵関数ｆｍ０と比較して、座標Ｐ１（φ０、θ０）が異なる状況で算出された操舵関数ｆｍ０を示す。図２０は、図１６に示す操舵関数ｆａ０と比較して、座標Ｐ１（φ０、θ０）が異なる状況であって、且つ、ステアリングホイール１３４の姿勢が、ステアリングホイール１３４が１８０度回転する毎に同じになる状況下で算出された操舵関数ｆａ０を示す。図２１は、図２０に示す操舵関数ｆａ０と比較して、座標Ｐ１（φ０、θ０）が異なる状況下で算出された操舵関数ｆａ０を示す。図２１に示す例では、操舵角φ３に最も近く且つステアリングホイール１３４の姿勢が第２基準姿勢となる操舵角φ４は、本来は＋３６０度となるはずである。しかしながら、座標Ｐ１（φ０、θ０）及び座標Ｐ３（＋３６０、θｍａｘ）と通過する操舵関数ｆａ４の傾きの符号は、操舵関数ｆａの傾きの符号と同じにならない。このため、操舵角φ４として、操舵角φ３に２番目に近く且つステアリングホイール１３４の姿勢が第２基準姿勢となる＋５４０度が用いられる。このため、操舵関数ｆａ４は、座標Ｐ１（φ０、θ０）及び座標Ｐ３（＋５４０、θｍａｘ）と通過する操舵関数ｆとなる。
【００６５】
尚、本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨又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操舵装置もまた本発明の技術思想に含まれる。
【符号の説明】
【００６６】
１、２、３  車両
１１  車輪
１３  操舵装置
１３１  転蛇角監視装置
１３２  目標操舵角演算部
１３３  ステアアクチュエータ
１３４  ステアリングホイール
１３５  操舵角監視装置
１３６  目標転蛇角演算部
１３７  転蛇アクチュエータ
１３９、２３９，３３９  関数設定部
ｆ、ｆｍ、ｆａ、ｆｍ０、ｆａ０  操舵関数
φ  操舵角
φｔｇ  目標操舵角
φ０  基準操舵角
θ  転蛇角
θｔｇ  目標転蛇角
θ０  基準転蛇角
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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