(57)【要約】【課題】反力アクチュエータや反力モータの大型化を伴うことなく、エンド当て状態を超えた操舵を防止し得る車両用操舵装置を提供する。【解決手段】操舵装置２０では、エンド当て状態検出処理３０ｈにより、ステアリングホイール２１による操舵がありかつ転舵モータ２７ｂの転舵モータ回転角が変化しない場合には、ロック指令信号をロック機構４０に出力する。これにより、ステアリングホイール２１による操舵があるにもかかわらず転舵モータ２７ｂの転舵モータ回転角が変化しない場合等には、ロック機構４０によりステアリング軸２２の回転を阻止するから、ステアリングホイール２１を運転者がそれ以上回転させようとしてもロック機構４０により阻止することができる。したがって、反力モータ２４による負担を軽減するので、反力モータ２４や反力アクチュエータの大型化を伴うことなく、エンド当て状態を超えた操舵を防止することができる。【選択図】  図３
2004291747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールによる操作状態に基づいて転舵輪の目標実舵角を決定する目標実舵角決定手段と、
前記目標実舵角決定手段により決定された目標実舵角に前記転舵輪を制御する転舵モータを有する転舵制御機構と、
前記転舵制御機構による転舵状態に基づいて前記ステアリングホイールによる操舵方向とは反対向きに作用させる反力を決定する反力決定手段と、
前記反力決定手段により決定された反力を発生させ、この発生した反力を、前記ステアリングホイールに連結されたステアリング軸を介して前記ステアリングホイールに与える反力モータと、
前記ステアリング軸の回転を阻止可能なステアリング軸回転阻止機構と、
前記ステアリングホイールによる操舵がありかつ前記転舵モータの回転角が変化しない場合には、前記ステアリング軸の回転を阻止する制御を前記ステアリング軸回転阻止機構に行うステアリング軸回転阻止制御手段と、
を備えることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
前記ステアリング軸回転阻止制御手段は、前記転舵モータにモータ電流が流れている場合に前記ステアリングホイールによる操舵があると判断することを特徴とする請求項１記載の車両用操舵装置。
【請求項３】
前記モータ電流は、所定の閾値を超えていることを特徴とする請求項２記載の車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアバイワイヤシステムに係る車両用操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ステアリングホイールと転舵機構とを機械的に接続するリンク機構を設けることなく、ステアリングホイールの操作状態に基づいて転舵輪の目標実舵角を決定し、この決定された目標実舵角に転舵輪を制御する、いわゆるステアバイワイヤシステム（以下「ＳＢＷシステム」という。）が提案されている。このようなＳＢＷシステムにおいては、ステアリングホイールと転舵機構とをリンク機構により機械的に接続した操舵装置とほぼ同様の操舵感覚をステアリングホイールを介して運転者に与えるため、ステアリングホイールによる操舵方向とは反対向きに作用する反力を付与する反力アクチュエータや反力モータを備えるものがある（特許文献１）。
【０００３】
そして、このような反力アクチュエータや反力モータを備えたＳＢＷシステムにおいては、転舵輪をこれ以上は切ることができない最大転舵状態やラック端（以下「エンド当て状態」と称する。）までステアリングホイールが切り込まれている場合には、そのような操舵状態を運転者に伝えるため、通常、最大の反力を反力アクチュエータ等により発生させる制御を行っている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２２５７３３号公報（第２頁〜第７頁、図１〜図４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、反力アクチュエータあるいは反力モータのいずれにしても、発生可能な反力には限界がある。そのため、当該反力を超過した力によりステアリングホイールをさらに切込み方向に操舵すれば、本来のエンド当て状態を超えてステアリングホイールが切り込まれる結果、例えば、ステアリングホイールの中立位置がずれてしまうという問題がある。
【０００６】
また、本来のエンド当て状態に至っていなくても、転舵輪が道路上の縁石に当たっていたり轍等の溝に嵌り込んだりしている場合には、転舵機構では転舵できない状況が発生するため、前述と同様の問題が生じ得る。
【０００７】
さらに、ステアリングホイールの回転に対し、転舵機構による転舵角の変動比を車速等に基づいて可変にするような可変ギヤ比システム（いわゆるＶＧＲＳ）を採用したＳＢＷシステムにおいては、ステアリングホイール側から見えるエンド当て状態がギヤ比ごとに異なる（ＶＧＲＳは登録商標）。そのため、例えば、ステアリングホイールの回転量が同じであっても、ギヤ比が小さく設定される低速走行時や停車時の方が、ギヤ比が大きく設定される高速走行時に比べて、大きく転舵されるので上述した問題がより顕著に発生する。
【０００８】
このような問題は、運転者による操舵トルクを十分に超えるトルクを反力アクチュエータや反力モータによって発生させることができれば解決するものではあるが、そのためには反力アクチュエータや反力モータの大型化を伴うことから、ＳＢＷシステムの大型重量化さらには製品コストの上昇をも招くという新たな問題の発生を招く。したがって、このような構成は安易に採用することはできないという実情がある。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、反力アクチュエータや反力モータの大型化を伴うことなく、エンド当て状態を超えた操舵を防止し得る車両用操舵装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の作用・効果】
上記目的を達成するため、請求項１の車両用操舵装置では、ステアリングホイールによる操作状態に基づいて転舵輪の目標実舵角を決定する目標実舵角決定手段と、前記目標実舵角決定手段により決定された目標実舵角に前記転舵輪を制御する転舵モータを有する転舵制御機構と、前記転舵制御機構による転舵状態に基づいて前記ステアリングホイールによる操舵方向とは反対向きに作用させる反力を決定する反力決定手段と、前記反力決定手段により決定された反力を発生させ、この発生した反力を、前記ステアリングホイールに連結されたステアリング軸を介して前記ステアリングホイールに与える反力モータと、前記ステアリング軸の回転を阻止可能なステアリング軸回転阻止機構と、前記ステアリングホイールによる操舵がありかつ前記転舵モータの回転角が変化しない場合には、前記ステアリング軸の回転を阻止する制御を前記ステアリング軸回転阻止機構に行うステアリング軸回転阻止制御手段と、を備えることを技術的特徴とする。
【００１１】
請求項１の発明では、目標実舵角決定手段により、ステアリングホイールによる操作状態に基づいて転舵輪の目標実舵角を決定し、転舵モータを有する転舵制御機構によりこの決定された目標実舵角に転舵輪を制御する。一方、反力決定手段により、転舵制御機構による転舵状態に基づいてステアリングホイールによる操舵方向とは反対向きに作用させる反力を決定し、この決定された反力を反力モータにより発生させ、この反力をステアリングホイールに連結されたステアリング軸を介してステアリングホイールに与える。そして、ステアリング軸回転阻止制御手段により、ステアリングホイールによる操舵がありかつ転舵モータの回転角が変化しない場合には、ステアリング軸の回転を阻止する制御をステアリング軸回転阻止機構に行う。これにより、ステアリングホイールによる操舵があるにもかかわらず転舵モータの回転角が変化しない場合や、転舵モータの回転角が変化しないにもかかわらずステアリングホイールによる操舵がある場合には、ステアリング軸回転阻止機構によりステアリング軸の回転を阻止することから、当該ステアリング軸に連結されたステアリングホイールを運転者がそれ以上回転させようとしても、そのようなステアリング操作をステアリング軸回転阻止機構により阻止することができる。このため、エンド当て状態を超えてステアリングホイールが切り込まれる事態等を当該ステアリング軸回転阻止機構により阻止できることから、反力アクチュエータや反力モータによる負担を軽減することができる。したがって、反力アクチュエータや反力モータの大型化を伴うことなく、エンド当て状態を超えた操舵を防止することができる。
【００１２】
また、請求項２の車両用操舵装置では、請求項１において、前記ステアリング軸回転阻止制御手段は、前記転舵モータにモータ電流が流れている場合に前記ステアリングホイールによる操舵があると判断することを技術的特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明では、ステアリング軸回転阻止制御手段は、転舵モータにモータ電流が流れている場合にステアリングホイールによる操舵があると判断する。即ち、転舵モータに対するトルク指令が与えられているときには、転舵モータにはモータ電流が流れることから、このモータ電流の有無によってステアリングホイールによる操舵があるか否かを判断することができる。これにより、このような構成を採ることによって、当該ステアリング軸回転阻止制御手段を容易に実現することができる。
【００１４】
さらに、請求項３の車両用操舵装置では、請求項２において、前記モータ電流は、所定の閾値を超えていることを技術的特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明では、ステアリング軸回転阻止制御手段は、転舵モータに所定の閾値を超えているモータ電流が流れている場合にステアリングホイールによる操舵があると判断する。これにより、転舵モータに流れるモータ電流が所定の閾値を超えていない場合には、ステアリングホイールによる操舵があるとは判断されないので、例えば、当該モータ電流にノイズ成分等が含まれてる場合においては、その影響を最小限に抑えながら、ステアリングホイールによる操舵がある否かを判断することができる。したがって、反力アクチュエータや反力モータの大型化を伴うことなく、エンド当て状態を超えた操舵を安定して防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両用操舵装置の実施形態について図を参照して説明する。
まず本実施形態に係る車両用操舵装置（以下「操舵装置」という。）２０の構成を図１に基づいて説明する。
【００１７】
図１に示すように、操舵装置２０は、主に、ステアリングホイール２１、操舵角センサ２３、ステアリングアクチュエータ２５、ＳＢＷ＿ＥＣＵ  ３０、ロック機構４０等により構成されている、ＳＢＷシステムである。
即ち、操舵装置２０は、ステアリングホイール２１と転舵輪ＦＲ、ＦＬのステアリングアクチュエータ２５とを機械的に接続するリンク機構を設けることなく、ステアリングホイール２１の操作状態を操舵角センサ２３により検出し、この操舵角センサ２３から出力された操舵角θｈ  に基づいて転舵輪ＦＲ、ＦＬの目標実舵角をＳＢＷ＿ＥＣＵ  ３０により決定し、この決定された目標実舵角に転舵輪ＦＲ、ＦＬをステアリングアクチュエータ２５により制御するものである。
【００１８】
ステアリングホイール２１は、ステアリング軸２２の一端側に連結されており、このステアリング軸２２にはＳＢＷ＿ＥＣＵ  ３０に接続された操舵角センサ２３が取り付けられている。これにより、ステアリングホイール２１の操作状態を操舵角センサ２３により検出し、ステアリングホイール２１の操舵角θｈ  をＳＢＷ＿ＥＣＵ  ３０に出力している。
【００１９】
このステアリング軸２２の他端側には、ＳＢＷ＿ＥＣＵ  ３０に接続された反力モータ２４がロック機構４０を介して連結されている。この反力モータ２４は、ステアリングホイール２１と転舵機構とをリンク機構により機械的に接続した操舵装置とほぼ同様の操舵感覚を、ステアリングホイール２１を操作する運転者に対して与えるもので、例えば最大出力として約７０Ｗのものが用いられている。この反力モータ２４は、後述するように、ＳＢＷ＿ＥＣＵ  ３０により制御されている。なお、この反力モータ２４とステアリング軸２２との間に介在するロック機構４０は、後述するように、ステアリング軸２２の回転を阻止し得る構成を有し、これもまたＳＢＷ＿ＥＣＵ  ３０により制御されている。
【００２０】
ステアリングアクチュエータ２５は、ＳＢＷ＿ＥＣＵ  ３０に接続された２個の転舵モータ２７ａ、２７ｂを内蔵しており、この転舵モータ２７ａ、２７ｂの出力軸による回転運動を図略のボールねじ機構を介して両端に連結されたステアリングロッド２６に伝達する。これにより、図略のタイロッドやナックルアームを介在させてステアリングロッド２６に連結されている転舵輪ＦＲ、ＦＬを転舵可能にしている。
【００２１】
また、このステアリングアクチュエータ２５には、転舵モータ２７ａ、２７ｂの回転角をそれぞれ検出し得る回転角センサ２８ａ、２８ｂも内蔵されており、これらの回転角センサ２８ａ、２８ｂはＳＢＷ＿ＥＣＵ  ３０に接続されている。これにより転舵モータ２７ａ、２７ｂの出力軸の回転量、つまり転舵モータ回転角を検出することができるため、後述するようなフィードバック制御によって転舵モータ２７ａ、２７ｂの出力制御を可能にするとともに、転舵モータ２７ａ、２７ｂの回転を制御することにより目標実舵角に転舵輪ＦＲ、ＦＬを制御可能にしている。なお、ステアリングアクチュエータ２５は、特許請求の範囲に記載の「転舵制御機構」に相当するものである。
【００２２】
ＳＢＷ＿ＥＣＵ  ３０は、図略のＣＰＵを中心にＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ装置、各種の入出力インタフェイスやモータ駆動回路等を備えた制御装置で、入力ポートには前述の操舵角センサ２３や回転角センサ２８ａ、２８ｂ等が電気的に接続され、また出力ポートには前述の反力モータ２４、転舵モータ２７ａ、２７ｂやロック機構４０等が電気的に接続されている。これにより、各種センサにより検出された信号のＳＢＷ＿ＥＣＵ  ３０への入力や、各モータやロック機構４０に対する制御信号の出力を可能にしている。
【００２３】
ここで、ロック機構４０の構成および作動を図２を参照して説明する。
図２に示すように、ロック機構４０は、主に、ハウジング４１、ロックリング４２、ロックピン４３、支軸４４、ソレノイド４５等により構成されている。なお、ロック機構４０は、特許請求の範囲に記載の「ステアリング軸回転阻止機構」に相当するものである。
【００２４】
ハウジング４１は、ロック機構４０を構成するロックリング４２、ロックピン４３、ソレノイド４５等をその内部に収容する機能とロック機構４０自体を外部（例えば車両のボディ構造体等）に固定する機能を有するものである。なお、このハウジング４１には、当該ロック機構４０をステアリング軸２２が回転自在に貫通可能な図略の孔部が形成されている。
【００２５】
ロックリング４２は、ロック機構４０を貫通しているステアリング軸２２の外側全周にわたって取付固定されるとともに、その外周には周方向所定間隔ごとに軸方向に延びるロック溝４２ａが形成されている。一方、ロックピン４３はその一端側先端にロック溝４２ａに係合可能な爪部４３ａが形成されているとともに他端側に向かって「への字」形状に全体が形成され、その屈曲部位には支軸４４が貫通可能な軸孔が形成されている。またロックピン４３の他端は、ソレノイド４５のプランジャ４５ｂの先端を連結可能な連結端４３ｂが構成されている。
【００２６】
支軸４４は、ロックピン４３の軸孔に貫通して軸支可能な軸径を有するもので、この支軸４４に軸支されたロックピン４３が当該軸中心に回転した場合に、ロックピン４３の爪部４３ａがロックリング４２のロック溝４２ａに係合し得るように、当該支軸４４の一端がハウジング４１に固定されている。またこの支軸４４には、ねじりコイルばね４６も装着されており、このねじりコイルばね４６は、当該支軸４４に軸支されたロックピン４３の爪部４３ａがロックリング４２のロック溝４２ａに係合する方向にロックピン４３を付勢している。
【００２７】
ソレノイド４５は、固定鉄心に巻回された電磁コイル４５ａと可動鉄心であるプランジャ４５ｂとから構成されており、入出力ピン４８を介して電磁コイル４５ａに励磁電流が供給されると、プランジャ４５ｂを電磁コイル４５ａ方向に電磁吸引する機能を有するものである。このプランジャ４５ｂの先端は、ロックピン４３の連結端４３ｂと連結可能に構成されている。そのため、支軸４４に軸支されたロックピン４３の連結端４３ｂがプランジャ４５ｂに連結されることにより、ソレノイド４５に励磁電流が供給された場合には、ロックピン４３をソレノイド４５方向に引き寄せる力がロックピン４３に作用することとなる。なお、入出力ピン４８を介して供給される励磁電流の有無は、ＳＢＷ＿ＥＣＵ  ３０による後述のエンド当て状態制御処理によって制御されている。
【００２８】
このように構成されたロック機構４０は、支軸４４に回転自在に軸支されたロックピン４３を有するととにも、当該ロックピン４３の爪部４３ａがロックリング４２のロック溝４２ａに係合する方向に、ねじりコイルばね４６の付勢力によって付勢されている。そのため、ＳＢＷ＿ＥＣＵ  ３０の制御によってソレノイド４５に励磁電流が供給されていない場合には、ロックリング４２のロック溝４２ａにロックピン４３の爪部４３ａが係合してロックリング４２をその回転方向に係止した状態を維持することから、当該ロックリング４２の回転が阻止される。その結果、当該ロックリング４２が取付固定されたステアリング軸２２の回転も阻止することができる。
【００２９】
一方、ＳＢＷ＿ＥＣＵ  ３０の制御によってソレノイド４５に励磁電流が供給されている場合には、ねじりコイルばね４６の付勢力に抗してロックピン４３がソレノイド４５方向に引き寄せられる。そのため、支軸４４を中心にロックリング４２のロック溝４２ａからロックピン４３の爪部４３ａが外れる方向に回転することから、ロックピン４３によるロックリング４２の係止が解かれて、ロックリング４２の回転阻止が解除される。その結果、当該ロックリング４２が取付固定されたステアリング軸２２の回転が可能となる。
【００３０】
次に、ＳＢＷ＿ＥＣＵ  ３０により制御される操舵装置２０の機能概要を、図３に示す機能ブロックを参照して説明する。
図３に示すように、操舵角センサ２３により検出されたステアリングホイール２１の操舵角θｈ  である位置指令がＳＢＷ＿ＥＣＵ  ３０に入力されると、位置制御処理３０ａにより、当該操舵角θｈ  に応じた目標操舵角に転舵輪ＦＲ、ＦＬを転舵制御可能なステアリングロッド２６の位置を求める演算が行われる。
【００３１】
次にトルク分配処理３０ｂにより、２つの転舵モータ２７ａ、２７ｂによって発生させるトルクを決定するトルク分配演算として、転舵モータ２７ａ、２７ｂにより発生させるトルクに対応する電流指令値を求める演算が行われる。
電流制御処理３０ｃでは、トルク分配処理３０ｂにより得られた電流指令値に対するモータ駆動電流を転舵モータ２７ａに供給し得るように図略のＰＷＭ回路等を制御する。そのため、転舵モータ２７ａに供給されるモータ駆動電流は、電流センサ３５ａにより検出される転舵モータ電流として電流制御処理３０ｃにフィードバック入力され、また転舵モータ２７ａの回転角は、回転角センサ２８ａにより検出される転舵モータ回転角または検出位置として位置制御処理３０ａおよび電流制御処理３０ｃにフィードバック入力される。同様に、転舵モータ２７ｂに供給されるモータ駆動電流が電流制御処理３０ｄにより制御される。
【００３２】
これにより、転舵モータ２７ａ、２７ｂには、トルク分配処理３０ｂにより分配された指令トルクをそれぞれ発生させることができるため、当該トルクによりステアリングアクチュエータ２５のステアリングロッド２６をステアリングホイール２１の操舵角θｈ  に応じた位置に制御でき、図略のタイロッドやナックルアームを介して転舵輪ＦＲ、ＦＬを目標実舵角に転舵することが可能となる。
【００３３】
ここで、電流センサ３５ｂによる検出される転舵モータ電流と回転角センサ２８ｂにより検出される転舵モータ回転角は、反力推定処理３０ｅにも入力される。これにより、ステアリングホイール２１の他端側に連結された反力モータ２４に発生させるべき反力を演算している。即ち、ステアリングホイール２１を操作する運転者に対して、適当な操舵感を与えるために必要となる、操舵回転方向とは逆回転方向にステアリングホイール２１を回転させる回転力（反力）を、反力推定処理３０ｅにより演算している。
【００３４】
反力推定処理３０ｅにより反力が演算されると、反力モータ２４により発生させる反力に対応する電流指令値を、反力特性マップ３０ｆにより求める処理が行われ、これにより求められた電流指令値に対するモータ駆動電流を反力モータ２４に供給し得るように、電流制御処理３０ｇにより図略のＰＷＭ回路等を制御する。なお、この電流制御処理３０ｇにも、反力モータ２４に供給されるモータ駆動電流が電流センサ３６による検出される反力モータ電流としてフィードバック入力される。これにより、反力モータ２４には、ステアリングアクチュエータ２５のステアリングロッド２６の位置に応じた反力を発生させ得るため、ステアリングホイール２１を操作する運転者に適当な操舵感を与えることが可能となる。
【００３５】
また、電流センサ３５ｂによる検出される転舵モータ電流と回転角センサ２８ｂにより検出される転舵モータ回転角は、エンド当て状態検出処理３０ｈにも入力される。このエンド当て状態検出処理３０ｈは、次に図４を参照して説明するエンド当て状態検出処理を実行することによりロック指令およびロック解除指令を前述したロック機構４０に出力し、ステアリング軸２２の回転を阻止する制御を行っている。
【００３６】
ここで、当該エンド当て状態検出処理３０ｈにより実行されるエンド当て状態検出処理の流れを図４を参照して説明する。なおこの処理は、ＳＢＷ＿ＥＣＵ  ３０により、一定時間（例えば５ミリ秒）ごとに繰り返し行われる割り込み処理に類するものであり、これに関する一連のメインルーチンの説明は省略する。
【００３７】
図４に示すように、まずステップＳ１０１により、前回の転舵角をメモリ装置から取得する処理が行われる。即ち、前回のこのエンド当て状態検出処理を実行した際（Ｓ１０３）に取得された転舵輪ＦＲ、ＦＬの転舵角がメモリ装置に記憶されているので、それを読み出す処理を行う。
【００３８】
次のステップＳ１０３では、現在の転舵角を取得するとともに、取得した現在の転舵角をメモリ装置に格納する処理が行われる。即ち、回転角センサ２８ｂにより検出された転舵モータ回転角を現在の転舵角として取得し、またそれをメモリ装置の所定領域に格納する。これにより、次のステップＳ１０５により、前回の転舵角と今回の転舵角とを比較することで、転舵角に変化がないか否かを判断することができる。また今回の転舵角を記憶することにより、次回、このエンド当て状態検出処理を実行した際に今回の転舵角を前回の転舵角として読み出すことができる（Ｓ１０１）。
【００３９】
ステップＳ１０５では、転舵角が変化しないか否かを判断する処理が行われる。例えば、前回の転舵角と今回の転舵角とを比較して両角度に所定の角度差以上の差異がない場合には「転舵モータ２７ｂの回転角が変化しない」と判断して（Ｓ１０５でＹｅｓ）、ステップＳ１０７に処理を移行する。これに対し、両角度に所定の角度差以上の差異がある場合には「転舵モータ２７ｂの回転角が変化しない」とは判断できない、つまり転舵モータ２７ｂの回転角は変化していると判断して（Ｓ１０５でＮｏ）、ステップＳ１１９に処理を移行する。
【００４０】
ステップＳ１０７では、転舵モータ２７ｂの転舵モータ電流を取得する処理が行われる。即ち、電流センサ３５ｂにより検出された転舵モータ電流を取得することによって、ステアリングホイール２１による操舵状態を検出する処理が行われる。ステップＳ１０５により転舵角が変化しないと判断した場合には、ステアリングホイール２１が操舵されているにもかかわらず、転舵モータ２７ｂの回転が妨げられている可能性がある一方で、操舵されている場合にはトルク分配処理３０ｂにより転舵モータ２７ａ、２７ｂに対してトルク指令が出力されるので、転舵モータ電流の有無によってステアリングホイール２１による操舵の有無を検出可能となる。なお転舵モータ電流は、特許請求の範囲に記載の「モータ電流」に相当するものである。
【００４１】
ステップＳ１０９では、転舵モータ電流が所定の閾値を超えているか否かを判断する処理が行われる。即ち、ステップＳ１０７により取得された転舵モータ電流が所定の閾値を超えている場合には（Ｓ１０９でＹｅｓ）、転舵モータ２７ａ、２７ｂに対して操舵によるトルク指令が出力されている、つまり「ステアリングホイール２１による操舵がある」と判断できるので、続くステップＳ１１１によりタイマカウンタをインクリメント（＋１の加算）する処理が行われる。ここで所定の閾値を基準に転舵モータ電流の有無を判断しているのは、回転角センサ２８ｂにより検出された信号にはノイズ成分等の誤差要因が含まれている可能性があるため、それによる判断誤りを防止するためである。
【００４２】
ステップＳ１１１によりタイマカウンタがインクリメントされると、次のステップＳ１１５では、一定時間を経過したか否かを判断する処理が行われる。即ち、本エンド当て状態検出処理は、例えば５ミリ秒間隔で繰り返し実行されるため、操舵途中において転舵輪ＦＲ、ＦＬが一時的に比較的浅い轍等に嵌り込んだとき等に生じ得る制御遅れによるものを本エンド当て状態検出処理によるロック指令の対象から除外すべく、このように一定時間の経過の有無をステップＳ１１５により判断している。そのため、一定時間として、例えば１秒間に相当するタイマカウンタ値を、今回のタイマカウンタ値が超えているか否かをこのステップにより判断する。
【００４３】
そして、これまで実行された本エンド当て状態検出処理によりタイマカウンタがインクリメントされ続けた結果、今回のタイマカウンタ値が判断処理により当該一定時間を経過したと判断した場合には（Ｓ１１５でＹｅｓ）、転舵輪ＦＲ、ＦＬをこれ以上は切ることができないエンド当て状態までステアリングホイール２１が切り込まれている可能性や、転舵輪ＦＲ、ＦＬが道路上の縁石に当たっていたり轍等の溝に嵌り込んだりしている可能性が高いと判断することができるので、ステップＳ１１７に処理を移行してロック機構４０に対してロック指令信号を出力する処理が行われる。ここでＳＢＷ＿ＥＣＵ  ３０から出力されるロック指令信号は、例えば、ロック機構４０のドライバ回路に、ロック機構４０のソレノイド４５に励磁電流を供給する制御を指示するものである。ステップＳ１１７による処理が終了すると、一連の本エンド当て状態検出処理を終了し、次回の処理の開始に備える。なお本ステップＳ１１７は、特許請求の範囲に記載の「ステアリング軸の回転を阻止する制御」に相当するものである。
【００４４】
一方、ステップＳ１０７により取得された転舵モータ電流が所定の閾値を超えていない場合には（Ｓ１０９でＮｏ）、「ステアリングホイール２１による操舵がある」とは判断できないので、続くステップＳ１１３によりタイマカウンタをゼロクリア（０をセット）する処理が行われた後、ステップＳ１１９に処理を移行する。
【００４５】
ステップＳ１１９は、ステップＳ１０５により転舵角が変化していると判断された場合（Ｓ１０５でＮｏ）や、ステップＳ１０９により転舵モータ電流が所定の閾値を超えていないと判断された場合（Ｓ１０９でＮｏ）に行われる処理で、ロック機構４０に対してロック解除信号を出力する処理を行うものである。即ち、これらの場合には、運転者によるステアリングホイール２１の操作が行われていると判断できる場合や（Ｓ１０５でＮｏ）、運転者によるステアリングホイール２１の操作が行われていないと判断できる場合（Ｓ１０９でＮｏ）であるから、エンド当て状態までステアリングホイール２１が切り込まれている可能性等があるとは判断できないので、本ステップでは、ロック機構４０に対してロック解除信号を出力する処理が行われる。ここでＳＢＷ＿ＥＣＵ  ３０から出力されるロック解除信号は、例えば、ロック機構４０のドライバ回路に、ロック機構４０のソレノイド４５に励磁電流を供給しない制御を指示するものである。なおステップＳ１１９による処理が終了すると、一連の本エンド当て状態検出処理を終了し、次回の処理の開始に備える。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態に係る操舵装置２０によると、ＳＢＷ＿ＥＣＵ  ３０によるエンド当て状態検出処理３０ｈにより、ステアリングホイール２１による操舵があり（Ｓ１０９でＹｅｓ）かつ転舵モータ２７ｂの転舵モータ回転角が変化しない場合（Ｓ１０５でＹｅｓ）には、ロック指令信号をロック機構４０に出力する。これにより、ステアリングホイール２１による操舵があるにもかかわらず転舵モータ２７ｂの転舵モータ回転角が変化しない場合や、転舵モータ２７ｂの転舵モータ回転角が変化しないにもかかわらずステアリングホイール２１による操舵がある場合には、ロック機構４０によりステアリング軸２２の回転を阻止することから、ステアリング軸２２に連結されたステアリングホイール２１を運転者がそれ以上回転させようとしても、そのようなステアリング操作をロック機構４０により阻止することができる。このため、エンド当て状態を超えてステアリングホイール２１が切り込まれる事態等をロック機構４０により阻止できることから、反力モータ２４による負担を軽減することができる。即ち、運転者による操舵トルクを十分に超えるトルクを発生可能な出力（例えば３００Ｗ）を反力モータの最大出力として要求する必要がないので、その分、反力モータ２４に要求される最大出力を小さく設定することができる。したがって、反力モータ２４や反力アクチュエータの大型化を伴うことなく、エンド当て状態を超えた操舵を防止することができる。
【００４７】
なお、上述した実施形態では、ステアリング軸回転阻止機構としてのロック機構４０はそのハウジング４１を外部（例えば車両のボディ構造体等）に固定する構成を採ったが、本発明ではこれに限られることはなく、例えば、転舵制御機構としてのステアリングアクチュエータ２５に転舵輪ＦＲ、ＦＬを制御可能なラックアンドピニオン機構を設け、このピニオン軸に当該ハウジング４１を連結する構成を採っても良い。これにより、ロック機構４０によりステアリング軸２２の回転が阻止されると、ステアリング軸２２とロック機構４０とが一体となってピニオン軸に連結されるため、ラックアンドピニオン機構、ピニオン軸、ステアリング軸２２およびステアリングホイール２１を介して実際の路面反力を運転者に伝えることができる。またこれにより、ステアリングホイール２１と転舵機構とは、ロック機構４０を介して機械的にリンク機構により接続されるので、「ステアリングホイールによる操舵がありかつ転舵モータの回転角が変化しない場合」にはマニュアルステアリング操作を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用操舵装置の構成概要を示す説明図である。
【図２】図１に示すロック機構の斜視図である。
【図３】本実施形態に係る車両用操舵装置の主な機能構成を示すブロック図である。
【図４】本実施形態に係る車両用操舵装置のＳＢＷ＿ＥＣＵ  ３０により処理されるエンド当て状態検出処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
２０      操舵装置（車両用操舵装置）
２１      ステアリングホイール
２２      ステアリン軸
２３      操舵角センサ（目標実舵角決定手段）
２４      反力モータ
２５      ステアリングアクチュエータ（転舵制御機構）
２７ａ、２７ｂ      転舵モータ
２８ａ、２８ｂ      回転角センサ
３０      ＳＢＷ＿ＥＣＵ  （目標実舵角決定手段、反力決定手段、ステアリング軸回転阻止制御手段）
３０ａ    位置制御処理（目標実舵角決定手段）
３０ｂ    トルク分配処理（目標実舵角決定手段）
３０ｃ    電流制御処理（目標実舵角決定手段）
３０ｄ    電流制御処理（目標実舵角決定手段）
３０ｅ    反力推定処理（反力決定手段）
３０ｆ    反力特性マップ（反力決定手段）
３０ｇ    電流制御処理（反力決定手段）
３０ｈ    エンド当て状態検出処理（ステアリング軸回転阻止制御手段）
３５ａ、３５ｂ、３６    電流センサ
４０          ロック機構（ステアリング軸回転阻止機構）
ＦＲ、ＦＬ    転舵輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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