(57)【要約】【課題】従来より快適な操舵フィーリングを提供することが可能な操舵系伝達比可変システムを提供する。【解決手段】本発明の操舵系伝達比可変システム１１では、アクチュエータ１４が追従不良を起こしたときには、ハンドル反転時から目標角θ３とフィードバック用現在角θ２１とが一致するときまで、駆動電流用目標角θ３１及びフィードバック用現在角θ２１が、ハンドル反転時の目標角θ３と現在角θ２の値に保持される。これにより操舵系伝達比可変システム１１では、アクチュエータ１４の出力トルクが、ハンドル反転点の現在角θ２と目標角θ３との偏差に基づいた大きさに保持されて、ハンドル１２の反力が維持される。そして、目標角θ３と現在角θ２とが一致した後に、駆動電流用目標角θ３１及びフィードバック用現在角θ２１の保持が解除されて、アクチュエータ１４の追従遅れをキャンセルすることができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の操舵系にアクチュエータを連結すると共にそのアクチュエータの現在角を検出するセンサを備え、ハンドルの舵角、車速その他の運転状況に応じて決定した目標角に基づいて前記アクチュエータを位置制御することで、前記ハンドルの舵角に対する操舵輪の切れ角を前記運転状況に応じて変更する操舵系伝達比可変システムであって、
前記アクチュエータが追従不良を起こしかつ前記ハンドルが反転されたときには、そのハンドル反転時から前記目標角と前記現在角とが一致するときまで、前記アクチュエータの出力をロックすることを特徴とする操舵系伝達比可変システム。
【請求項２】
自動車の操舵系にアクチュエータを連結すると共にそのアクチュエータの現在角を検出するセンサを備え、ハンドルの舵角、車速その他の運転状況に応じて決定した目標角に基づいて前記アクチュエータを位置制御することで、前記ハンドルの舵角に対する操舵輪の切れ角を前記運転状況に応じて変更する操舵系伝達比可変システムであって、
前記アクチュエータが追従不良を起こしかつ前記ハンドルが反転されたときには、そのハンドル反転時から前記目標角と前記現在角とが一致するときまで、前記アクチュエータの出力トルクを、前記ハンドル反転時の大きさに保持することを特徴とする操舵系伝達比可変システム。
【請求項３】
自動車の操舵系にアクチュエータを連結すると共にそのアクチュエータの現在角を検出するセンサを備え、ハンドルの舵角、車速その他の運転状況に応じて決定した目標角に基づいて前記アクチュエータの出力の位置をフィードバック制御することで、前記ハンドルの舵角に対する操舵輪の切れ角を前記運転状況に応じて変更する操舵系伝達比可変システムであって、
前記アクチュエータが追従不良を起こしかつ前記ハンドルが反転されたときには、そのハンドル反転時から前記目標角と前記現在角とが一致するときまで、前記フィードバック制御における前記現在角のフィードバック値を、前記ハンドル反転時の大きさに保持することを特徴とする操舵系伝達比可変システム。
【請求項４】
前記現在角のフィードバック値と共に、前記目標値を前記ハンドル反転時の大きさに保持することを特徴とする請求項３に記載の操舵系伝達比可変システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハンドルの舵角に対する操舵輪の切れ角を運転状況に応じて変更する操舵系伝達比可変システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の操舵系伝達比可変システムは、「ＶＧＲＳ」（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｇｅａｒ  Ｒａｔｉｏ  Ｓｙｓｔｅｍ）と一般に呼ばれており、自動車の操舵系に連結したアクチュエータを車速その他の運転状況とハンドルの舵角とから定まる目標角に位置決め制御する構成になっている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２３２０３２号（［０００２］，［０００３］）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、操舵系伝達比可変システムでは、例えばハンドルを一方向に急激に回転したときにアクチュエータが追従できないために、アクチュエータの現在角と目標角との偏差が基準値を超えて大きくなる場合がある。そして、開発途中の従来の操舵系伝達比可変システムでは、偏差が基準値を超えた状態でハンドルを反転させたときに、目標角をオフセットして現在角に一致させる構成をとっていた。このため、ハンドルにかかる反力が急激に低下し、操舵フィーリングに違和感が生じ得ると共に、ハンドルを０点に戻したときに、操舵輪が直進状態に戻らなかった。即ち、ハンドルを０点に戻したときにおけるハンドルの舵角（＝０）と操舵輪の切れ角とのずれを小さくすることが困難であった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来より快適な操舵フィーリングを提供することが可能な操舵系伝達比可変システムの提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る操舵系伝達比可変システムは、自動車の操舵系にアクチュエータを連結すると共にそのアクチュエータの現在角を検出するセンサを備え、ハンドルの舵角、車速その他の運転状況に応じて決定した目標角に基づいてアクチュエータを位置制御することで、ハンドルの舵角に対する操舵輪の切れ角を運転状況に応じて変更する操舵系伝達比可変システムであって、アクチュエータが追従不良を起こしかつハンドルが反転されたときには、そのハンドル反転時から目標角と現在角とが一致するときまで、アクチュエータの出力をロックするところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明に係る操舵系伝達比可変システムは、自動車の操舵系にアクチュエータを連結すると共にそのアクチュエータの現在角を検出するセンサを備え、ハンドルの舵角、車速その他の運転状況に応じて決定した目標角に基づいてアクチュエータを位置制御することで、ハンドルの舵角に対する操舵輪の切れ角を運転状況に応じて変更する操舵系伝達比可変システムであって、アクチュエータが追従不良を起こしかつハンドルが反転されたときには、そのハンドル反転時から目標角と現在角とが一致するときまで、アクチュエータの出力トルクを、ハンドル反転時の大きさに保持するところに特徴を有する。
【０００８】
請求項３の発明に係る操舵系伝達比可変システムは、自動車の操舵系にアクチュエータを連結すると共にそのアクチュエータの現在角を検出するセンサを備え、ハンドルの舵角、車速その他の運転状況に応じて決定した目標角に基づいてアクチュエータの出力の位置をフィードバック制御することで、ハンドルの舵角に対する操舵輪の切れ角を運転状況に応じて変更する操舵系伝達比可変システムであって、アクチュエータが追従不良を起こしかつハンドルが反転されたときには、そのハンドル反転時から目標角と現在角とが一致するときまで、フィードバック制御における現在角のフィードバック値を、ハンドル反転時の大きさに保持するところに特徴を有する。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３に記載の操舵系伝達比可変システムにおいて、現在角のフィードバック値と共に、目標値をハンドル反転時の大きさに保持するところに特徴を有する。
【００１０】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１の発明＞
請求項１の操舵系伝達比可変システムでは、アクチュエータが追従不良を起こしたときには、ハンドル反転時から目標角と現在角とが一致するときまで、アクチュエータの出力をロックするので、ハンドルに対して操舵輪からの反力を伝えることができる。そして、目標角と現在角とが一致した後にロックが解除され、アクチュエータの追従遅れをキャンセルすることができる。これにより、従来より快適な操舵フィーリングを提供することが可能になると共に、ハンドルを０点に戻したときにおけるハンドルの舵角（＝０）と操舵輪の切れ角とのずれを小さくすることが可能になる。
【００１１】
＜請求項２の発明＞
請求項２の操舵系伝達比可変システムでは、アクチュエータが追従不良を起こしたときには、ハンドル反転時から目標角と現在角とが一致するときまで、アクチュエータの出力トルクを、ハンドル反転時の大きさのトルクに保持することで、ハンドルにかかる反力を維持することができる。そして、目標角と現在角とが一致した後に保持が解除され、アクチュエータの追従遅れをキャンセルすることができる。これにより、従来より快適な操舵フィーリングを提供することが可能になる。
【００１２】
＜請求項３及び４の発明＞
請求項３の操舵系伝達比可変システムでは、アクチュエータが追従不良を起こしたときには、そのハンドル反転時から目標角と現在角とが一致するときまで、フィードバック制御における現在角のフィードバック値を、ハンドル反転時の大きさに保持するすることで、ハンドルにかかる反力を維持することができる。ここで、現在角のフィードバック値と共に、目標値もハンドル反転時の大きさに保持すれば、アクチュエータの出力トルクを、ハンドル反転時の大きさのトルクに保持することができる（請求項４の発明）。そして、目標角と現在角とが一致した後に保持が解除され、アクチュエータの追従遅れをキャンセルすることができる。これにより、従来より快適な操舵フィーリングを提供することが可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１には、本実施形態に係る操舵系伝達比可変システム１１の全体構成が示されている。同図において符号１４は、アクチュエータであって、サーボモータ２３と減速機２２とをボディ１４Ｂに固定してなり、サーボモータ２３のローターで減速機２２の入力部を回転し、この回転が減速されて減速機２２の出力部が回転する構成になっている。また、サーボモータ２３には、メカロック７５が設けられている。メカロック７５は、ソレノイド素子にて駆動され、ローターを回転不能にロックした状態とロックを解除した状態に切り替え可能となっている。
【００１４】
図１に示すように、アクチュエータ１４のボディ１４Ｂには、入力側ステアリングシャフト１５の一端が固定され、その入力側ステアリングシャフト１５の他端にはハンドル１２が固定されている。これにより、アクチュエータ１４全体がハンドル１２と共に回転する。
【００１５】
また、アクチュエータ１４のうち減速機２２の出力部には出力側ステアリングシャフト１６が固定されている。出力側ステアリングシャフト１６は、入力側ステアリングシャフト１５と同軸上に配され、その出力側ステアリングシャフト１６の一端には、ピニオンギヤ１７が連結されている。ピニオンギヤ１７は、操舵輪２０，２０の間で延びたラック１８に噛合し、そのラック１８の両端からはタイロッド１９，１９が延びており、これらタイロッド１９，１９が左右の操舵輪２０，２０の回転支持部２１に連結されている。これにより、出力側ステアリングシャフト１６の回転に伴って左右の操舵輪２０，２０の切れ角が連動して変更される。
【００１６】
入力側ステアリングシャフト１５の途中部分には、舵角センサ３０が設けられ、この舵角センサ３０によりハンドル１２の舵角θ１が検出可能となっている。また、出力側ステアリングシャフト１６の途中部分にはアクト角センサ３１が設けられ、このアクト角センサ３１によりアクチュエータ１４における減速機２２の出力部の回転角（以下、「現在角θ２」という）が検出可能となっている。
【００１７】
前記したサーボモータ２３は、ＥＣＵ１０により駆動制御される。ＥＣＵ１０に備えたＣＰＵ２５には、サーボモータ２３に備えた位置センサ２３Ｅの出力信号が取り込まれている。また、ＣＰＵ２５には、車速センサ３２が検出した車速Ｖ、前記舵角センサ３０が検出した舵角θ１、アクト角センサ３１が検出した現在角θ２等の運転情報が取り込まれている。そして、ＣＰＵ２５は、舵角θ１、車速Ｖ等に基づいてアクチュエータ１４の目標角θ３を演算し、その目標角θ３と現在角θ２との偏差に基づく駆動電流をアクチュエータ１４のサーボモータ２３に流す。これにより、所定の駆動トルクがアクチュエータ１４から出力される。
【００１８】
ところで、ハンドル１２を一方向に回転させた場合に、アクト角センサ３１が検出した現在角θ２と、ＣＰＵ２５が、舵角θ１及び車速Ｖ等にから演算した目標角θ３との偏差が所定の基準値を超えて、アクチュエータ１４が追従不良を起こす場合がある。そこで、本実施形態では、ＣＰＵ２５が、図２に示した次述のメインプログラムを所定の周期でランすることで、アクチュエータ１４の追従遅れに対処している。
【００１９】
メインプログラムでは、ＦＬＡＧ１が「ＯＮ」になっているか否かをチェックする（Ｓ１）。そして、ＦＬＡＧ１が「ＯＮ」ではない場合には（Ｓ１でＮＯ）、「アクチュエータ１４が追従不良を起こした状態でハンドル１２が反転操作された」か否かをチェックする（Ｓ２）。ここで、ＣＰＵ２５が舵角θ１及び車速Ｖ等に基づいて演算した目標角θ３とアクト角センサ３１が検出した現在角θ２との偏差が所定の基準値を超えかつ舵角θ１の微分値の符合が変化したときに、「アクチュエータ１４が追従不良を起こしかつハンドル１２が反転操作された」と判断し（Ｓ２でＹＥＳ）、ＦＬＡＧ１を「ＯＮ」する（Ｓ６）。
【００２０】
そして、目標角θ３がフィードバックされる現在角θ２（以下、「フィードバック用現在角θ２Ａ」という）と一致（目標角θ３がフィードバック用現在角θ２Ａを超えた場合も含む）したか否かをチェックし（Ｓ７）、目標角θ３が現在角θ２と一致していないときには（Ｓ７でＮＯ）、アクチュエータ１４を駆動電流を算出するために用いる目標角θ３（以下、「駆動電流用目標角θ３Ａ」という）の値と、フィードバック用現在角θ２Ａの値とを、ハンドル反転時の目標角θ３及び現在角θ２の値に保持して（Ｓ８）、メインプログラムを抜ける。
【００２１】
一方、「アクチュエータ１４が追従不良を起こしかつハンドル１２が反転操作された」と判断しなかった場合には（Ｓ２でＮＯ）、ＦＬＡＧ１を「ＯＦＦ」し（Ｓ３）、舵角θ１、車速Ｖ等に基づいてアクチュエータ１４の目標角θ３を演算し（Ｓ４）、その目標角θ３と現在角θ２との偏差に基づく駆動電流をアクチュエータ１４（詳細にはサーボモータ２３）に流して（Ｓ５）、メインプログラムを抜ける。
【００２２】
上記したメインプログラムにより、目標角θ３、駆動電流用目標角θ３Ａ及びフィードバック用現在角θ２Ａは、図３に示したグラフのように変化する。即ち、アクチュエータ１４が追従不良を起こしたときには、ハンドル反転時から目標角θ３とフィードバック用現在角θ２Ａとが一致するときまで、駆動電流用目標角θ３Ａ及びフィードバック用現在角θ２Ａが、ハンドル反転時の目標角θ３と現在角θ２の値に保持される。
【００２３】
これにより操舵系伝達比可変システム１１では、アクチュエータ１４の出力トルクが、ハンドル反転点の現在角θ２と目標角θ３との偏差に基づいた大きさに保持されて、ハンドル１２の反力が維持される。そして、目標角θ３と現在角θ２とが一致した後に、駆動電流用目標角θ３Ａ及びフィードバック用現在角θ２Ａの保持が解除されて、アクチュエータ１４の追従遅れをキャンセルすることができる。これにより、従来より快適な操舵フィーリングを提供することが可能になると共に、ハンドル１２を０点に戻したときにおけるハンドル１２の舵角θ１（＝０）と操舵輪２０，２０の切れ角とのずれを小さくすることが可能になる。
【００２４】
＜他の実施形態＞
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００２５】
（１）前記実施形態では、アクチュエータ１４が追従不良を起こしたときに、フィードバック用現在角θ２Ａと駆動電流用目標角θ３Ａとを共にハンドル反転点の大きさに保持する構成であったが、フィードバック用現在角θ２Ａのみをハンドル反転点の大きさに保持する構成にしてもよい。
【００２６】
（２）また、フィードバック用現在角θ２Ａと駆動電流用目標角θ３Ａとを保持する構成に代えて、アクチュエータ１４が追従不良を起こしかつハンドル１２を反転させたときに、アクチュエータ１４の出力をロックする構成にしてもよい。この場合のロックは、前記したメカロック７５による機械的なロックであってもよいし、サーボモータ２３のサーボロックによる電気的なロックであってもよい。そして、アクチュエータの出力をロックすることで、操舵輪からの反力がハンドルに伝わり、従来より快適な操舵フィーリングを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る操舵系伝達比可変システムの模式図
【図２】メインプログラムのフローチャート
【図３】目標角、駆動電流用目標角及びフィードバック用現在角の推移を示したグラフ
【符号の説明】
１１…操舵系伝達比可変システム
１２…ハンドル
１４…アクチュエータ
２０…操舵輪
３１…アクト角センサ
７５…メカロック
Ｖ…車速
θ１…舵角
θ２…現在角
θ２Ａ…駆動電流用現在角
θ３…目標角
θ３Ａ…フィードバック用目標角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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