(57)【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、転舵輪を転舵するための転舵アクチュエータと、前記操舵ハンドルの操作に応じて前記転舵アクチュエータを駆動制御して転舵輪を転舵する転舵制御装置とを備えたステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、前記転舵制御装置を、
前記操舵ハンドルに対する運転者の操作入力値を検出する操作入力値検出手段と、
前記操作入力値検出手段により検出した操作入力値に基づいて操舵ハンドルの操作状態を判定する操作状態判定手段と、
前記操作状態判定手段が前記操舵ハンドルの操作状態を前記検出した操作入力値の絶対値が増加する切込み操作であると判定すると、前記操作入力値検出手段によって検出された前記操作入力値を用いて決定されて前記転舵アクチュエータの作動速度を制御する転舵角指令値を、前記検出された操作入力値よりも小さな操作入力値を用いて前記転舵アクチュエータの作動速度が小さくなるように制限して、設定する転舵角指令値設定手段と、
前記転舵角指令値設定手段により設定した転舵角指令値に基づいて前記転舵アクチュエータの作動速度を制御して前記転舵輪を前記操作入力値検出手段によって検出された前記操作入力値に基づいて計算された目標転舵量まで転舵する転舵制御手段とで構成したことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、前記転舵制御装置が、さらに、
車両の車速を検出する車速検出手段を備え、
前記転舵角指令値設定手段は、
前記検出した車速に基づいて、前記転舵角指令値を設定することを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項３】
請求項１に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記転舵角指令値設定手段は、さらに、
前記操作状態判定手段が前記操舵ハンドルの操作状態を前記検出した操作入力値の絶対値が一定となる保舵操作であると判定すると、前記転舵角指令値を、前記保舵操作を判定した時点における値に固定することを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項４】
請求項３に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記転舵角指令値設定手段は、さらに、
前記操作状態判定手段が前記保舵操作から前記検出した操作入力値の絶対値が増加する切込み操作へ移行したと判定すると、前記転舵角指令値を、前記保舵操作に応じて固定した値に対して前記保舵操作前の切込み操作に応じて設定した転舵角指令値と前記移行した切込み操作に応じて前記転舵アクチュエータの作動速度が小さくなるように制限して設定した転舵角指令値との差分値を加算した値に設定することを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項５】
請求項３に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、前記転舵制御装置が、さらに、
前記操舵ハンドルに付与される操作力を検出する操作力検出手段を備え、
前記転舵角指令値設定手段は、
前記操作状態判定手段により保舵操作が判定され、かつ、前記操作力検出手段により検出した操作力が所定の操作力よりも大きいときに、前記転舵角指令値を前記転舵アクチュエータの作動速度が小さくなるように制限した値に設定することを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項６】
前記操作力検出手段を、前記操舵ハンドルに付与されるトルクを検出するトルクセンサで構成した請求項５に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項７】
請求項１に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記転舵角指令値設定手段は、さらに、
前記操作状態判定手段が前記操舵ハンドルの操作状態を前記検出した操作入力値の絶対値が減少する切戻し操作であると判定すると、前記転舵角指令値を、前記切戻し操作を判定した時点における値に対して同切戻し操作に伴って前記操作入力値検出手段が検出した操作入力値と前記切戻し操作を判定した時点における操作入力値との差分値を加算した値に設定することを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項８】
請求項１に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記転舵角指令値設定手段は、
前記操作状態判定手段が前記操舵ハンドルの操作状態を前記検出した操作入力値の絶対値が減少する切戻し操作であると判定すると、前記切戻し操作を判定した時点における前記操作入力値検出手段が検出した操作入力値と前記切戻し操作を判定した時点における転舵角指令値とを用いて、前記転舵アクチュエータを駆動させるためのゲイン値を計算し、同計算したゲイン値と前記操作入力値検出手段が検出した操作入力値とを乗算した値を転舵角指令値として設定することを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項９】
請求項１に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、前記転舵制御装置が、さらに、
前記操作入力値を時間微分することにより前記操舵ハンドルの操作速度を算出する操作速度算出手段を備え、
前記転舵角指令値設定手段は、前記算出した操舵ハンドルの操作速度未満の作動速度で前記転舵アクチュエータを作動させるための転舵角指令値を設定することを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項１０】
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、転舵輪を転舵するための転舵アクチュエータと、前記操舵ハンドルの操作に応じて前記転舵アクチュエータを駆動制御して転舵輪を転舵する転舵制御装置とを備えたステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、前記転舵制御装置を、
前記操舵ハンドルに対する運転者の操作入力値を検出する操作入力値検出手段と、
前記転舵アクチュエータが転舵輪を転舵した転舵量を検出する転舵量検出手段と、
前記検出した操作入力値に基づいて前記転舵輪の目標転舵量を計算する目標転舵量計算手段と、
前記計算した目標転舵量と前記検出した転舵量との実差分量に基づいて、前記目標転舵量に対する前記転舵アクチュエータの作動遅れが発生しているか否かを判定する作動遅れ判定手段と、
前記作動遅れ判定手段によって前記転舵アクチュエータに作動遅れが発生していると判定すると、前記実差分量が予め設定された所定の差分量未満であるか否かを判定する差分量判定手段と、
前記差分量判定手段によって前記実差分量が前記所定の差分量未満であると判定すると、前記操作入力値検出手段によって検出された前記操作入力値を用いて決定されて前記転舵アクチュエータの作動速度を制御する転舵角指令値を、前記検出された操作入力値よりも小さな操作入力値を用いて前記転舵アクチュエータの作動速度が小さくなるように制限して、設定する転舵角指令値設定手段と、
前記転舵角指令値設定手段により設定した転舵角指令値に基づいて前記転舵アクチュエータの作動速度を制御して前記転舵輪を転舵する転舵制御手段とで構成したことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記差分量判定手段は、さらに、前記実差分量が前記所定の差分量よりも小さく設定された差分量未満であるか否かを判定し、
前記転舵角指令値設定手段は、前記差分量判定手段によって前記実差分量が前記所定の差分量よりも小さく設定された差分量未満であると判定すると、前記転舵角指令値に対する制限を解除することを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記転舵制御装置が、さらに、
車両の車速を検出する車速検出手段を備え、
前記転舵角指令値設定手段は、
前記検出した車速に基づいて、前記転舵角指令値を設定することを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項１３】
前記操作入力値検出手段を、前記操舵ハンドルの変位量を検出する変位量センサで構成した請求項１または請求項１０に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項１４】
請求項１または請求項１０に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、さらに、
前記操舵ハンドルの操作に対して反力を付与する反力装置を設けたことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、転舵輪を転舵するための転舵アクチュエータと、前記操舵ハンドルの操作に応じて前記転舵アクチュエータを駆動制御して転舵輪を転舵する転舵制御装置とを備えたステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、この種のステアリングバイワイヤ方式を採用した操舵装置の開発は、積極的に行われている。例えば、下記特許文献１には、応答性の良好な切込み操舵と、スムーズな戻し操舵とを両立することができる車両用操舵装置が示されている。この従来の車両用操舵装置においては、舵取り制御部（転舵制御装置）が目標転舵角に基づいて転舵用アクチュエータを制御する。そして、この転舵用アクチュエータの制御にあたり、舵取り制御部は、ゲイン設定部によって適宜変更される制御ゲイン（操舵ゲイン）を用いる。ここで、ゲイン設定部は、切込み操舵検出部によって切込み操舵が検出されていると、制御ゲインを大きく設定する。一方、ゲイン設定部は、戻し操舵検出部によって戻し操舵が検出されていると、制御ゲインを小さく設定する。これにより、舵取り制御部は、切込み操舵時には良好な応答性で転舵用アクチュエータを作動させることができるとともに、戻し操舵時にはスムーズに転舵用アクチュエータを作動させることができる。
【特許文献１】特開２００２−４６６３９号公報
【０００３】
ところで、上述した従来の車両用操舵装置のように、切込み操舵時に制御ゲイン（操舵ゲイン）を大きく設定した場合には、運転者が操舵ハンドルの操作によって見込んだ転舵輪の転舵角よりも実際の転舵角が大きくなる場合がある。具体的に説明すると、ステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置においては、操舵ハンドルと転舵輪との機械的な連結が解除されているため、操舵ハンドルの操舵角と転舵輪の転舵角との間の関係を自由に設定することができる。したがって、上記従来の車両用操舵装置のように、操舵ハンドルの操舵角に対する転舵輪の転舵角の比、すなわち、制御ゲイン（操舵ゲイン）を自由に設定することができる。これにより、制御ゲイン（操舵ゲイン）を大きく設定した場合には、操舵ハンドルの操舵量が小さくても、転舵輪の転舵量を大きくすることができ、車両を容易に旋回させることができる。
【０００４】
しかしながら、制御ゲイン（操舵ゲイン）が大きい場合には、転舵アクチュエータの作動速度が大きくなり、急峻に転舵輪が転舵されることによって必要以上に操舵ハンドルを操作してしまい、かえって運転が難しくなる場合がある。このことは、例えば、ステアリングバイワイヤ方式以外の操舵装置の操作経験の長い運転者が、ステアリングバイワイヤ方式の操舵装置を操作した場合に起こりやすく、これまでの経験から操舵ハンドルを必要以上に操舵する可能性がある。この場合、車両が運転者の見込んだ転舵角よりも大きな転舵角で旋回するため、運転者は転舵角を修正するための操舵（所謂、修正操舵）が必要となる。
【０００５】
また、制御ゲイン（操舵ゲイン）が大きい場合には、運転者の修正操舵において戻し遅れが生じる可能性もある。これは、上述したように、運転者が転舵角を修正する場合には、運転者が見込んだ車両の旋回軌跡に対して、必要以上に操舵ハンドルを切込み操舵している可能性が高く、目標とする旋回軌跡に到達してから操舵ハンドルを戻し操舵していると、この間の時間差により転舵角が大きくなりすぎるためである。したがって、ステアリングバイワイヤ方式の操舵装置においては、特に、制御ゲイン（操舵ゲイン）を大きく設定した場合には、人間の感覚に合うように、切込み操舵時には、ゆっくりと転舵角が増加することが望ましい。
【０００６】
また、上述した従来の車両用操舵装置のように、切込み操舵時と戻し操舵時とで制御ゲイン（操舵ゲイン）を異ならせた場合には、操舵ハンドルの中立位置と転舵輪の中立位置とがズレる可能性がある。したがって、運転者による操舵ハンドルの操作状態に応じて、常に、操舵ハンドルと転舵輪の中立位置が一致するようにすることが望ましい。
【０００７】
一方で、上述した従来の車両用操舵装置にように、制御ゲイン（操舵ゲイン）を大きく設定して転舵させるステアリングバイワイヤ方式の操舵装置の操舵特性に慣れた運転者にとっては、操舵ハンドルの操作に対する転舵輪の転舵動作に良好な応答性が得られない場合がある。すなわち、転舵アクチュエータは、運転者による操舵ハンドルの操作に応じて応答性よく転舵輪を転舵させようとする。しかし、転舵アクチュエータの最大作動速度はシステム上の制約から予め決定されるため、例えば、駐車時のように運転者が速い速度で操舵ハンドルを操作した場合には、最大作動速度で転舵アクチュエータが作動しても操舵ハンドルの操作に追従できずに、転舵輪の転舵動作が遅れる可能性がある。また、操舵ハンドルを操作してから転舵アクチュエータが作動を開始するまでの間にも時間差が生じる場合があり、この場合にも、転舵輪の転舵動作が遅れる場合がある。
【０００８】
そして、このように転舵輪の転舵動作が遅れている状況、言い換えれば、転舵アクチュエータに作動遅れが発生している状況から、転舵輪の転舵動作が運転者による操舵ハンドルの操作に追いついたときには、転舵アクチュエータの作動が急停止し、転舵輪の転舵動作が急激に変化する可能性がある。この場合には、例えば、車両に横加速度が発生して車両に無用な振動が発生する可能性があり、運転者が不快感を覚える場合がある。
【発明の開示】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、運転者の知覚特性に合わせて車両を旋回させることができる車両の操舵装置を提供することにある。
【００１０】
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、転舵輪を転舵するための転舵アクチュエータと、前記操舵ハンドルの操作に応じて前記転舵アクチュエータを駆動制御して転舵輪を転舵する転舵制御装置とを備えたステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、前記転舵制御装置を、前記操舵ハンドルに対する運転者の操作入力値を検出する操作入力値検出手段と、前記操作入力値検出手段により検出した操作入力値に基づいて操舵ハンドルの操作状態を判定する操作状態判定手段と、前記操作状態判定手段が前記操舵ハンドルの操作状態を前記検出した操作入力値の絶対値が増加する切込み操作であると判定すると、前記操作入力値検出手段によって検出された前記操作入力値を用いて決定されて前記転舵アクチュエータの作動速度を制御する転舵角指令値を、前記検出された操作入力値よりも小さな操作入力値を用いて前記転舵アクチュエータの作動速度が小さくなるように制限して、設定する転舵角指令値設定手段と、前記転舵角指令値設定手段により設定した転舵角指令値に基づいて前記転舵アクチュエータの作動速度を制御して前記転舵輪を前記操作入力値検出手段によって検出された前記操作入力値に基づいて計算された目標転舵量まで転舵する転舵制御手段とで構成したことにある。この場合、前記操作入力値検出手段を、例えば、前記操舵ハンドルの変位量を検出する変位量センサで構成するとよい。また、前記操舵ハンドルの操作に対して反力を付与する反力装置を設けるとよい。
【００１１】
これらによれば、操作状態判定手段によって操舵ハンドルが切込み操作されていると判定されると、転舵角指令値設定手段は、転舵アクチュエータの作動速度すなわち転舵角速度が小さくなるように転舵角指令値を設定することができる。これにより、切込み操作時においては、転舵アクチュエータの転舵角速度が小さく制限され、例えば、大きな操舵ゲインが設定された場合であっても、転舵輪を人間の感覚に合わせてゆっくりと転舵することができる。したがって、過剰に操舵ハンドルを操作することを防止することができるとともに、良好な操舵フィーリングを得ることができて、運転が簡単になる。また、変位量センサによって操舵ハンドルの変位量（例えば、操舵角）を検出し、この変位量に基づいて操舵ハンドルの操作状態を判定することによって、極めて容易にかつ確実に操舵ハンドルの切込み操作を判定することができる。さらに、反力装置を設けることによって、運転者による操舵ハンドルの操作に対して、適切な反力を付与することができ、これによっても、運転を簡単にすることができる。
【００１２】
また、本発明の他の特徴は、ステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置における転舵制御装置が、車両の車速を検出する車速検出手段を備えており、前記転舵角指令値設定手段が前記検出した車速に基づいて前記転舵角指令値を設定することにもある。これによれば、車両の走行状態や旋回状態に応じて最適な転舵角指令値を設定することができる。このため、良好な操舵フィーリングを得ることができて、運転が簡単になる。
【００１３】
また、本発明の他の特徴は、前記転舵角指令値設定手段は、さらに、前記操作状態判定手段が前記操舵ハンドルの操作状態を前記検出した操作入力値の絶対値が一定となる保舵操作であると判定すると、前記転舵角指令値を、前記保舵操作を判定した時点における値に固定することにもある。
【００１４】
これによれば、運転者によって操舵ハンドルが保舵操作された場合には、転舵角指令値が一定値に設定されるため、転舵アクチュエータの作動を現在の作動位置で一旦停止させることができる。すなわち、転舵アクチュエータの転舵角速度を小さく制限した場合には、運転者による操舵ハンドルの操作状態と転舵アクチュエータの作動状態との間に時間差が生じる。そして、この時間差により、操舵ハンドルが保舵操作されているにもかかわらず、転舵アクチュエータが作動を続ける可能性があり、この場合には、運転者が違和感を覚える場合がある。これに対して、人間の感覚に合わせるために、運転者の保舵操作に対応して転舵アクチュエータの作動を一旦停止させることによって、運転者が覚える違和感を抑制することができる。
【００１５】
この場合、前記転舵角指令値設定手段は、さらに、前記操作状態判定手段が前記保舵操作から前記検出した操作入力値の絶対値が増加する切込み操作へ移行したと判定すると、前記転舵角指令値を、前記保舵操作に応じて固定した値に対して前記保舵操作前の切込み操作に応じて設定した転舵角指令値と前記移行した切込み操作に応じて前記転舵アクチュエータの作動速度が小さくなるように制限して設定した転舵角指令値との差分値を加算した値に設定するとよい。
【００１６】
これによれば、保舵操作から切込み操作へ移行した場合には、保舵操作のときの転舵角指令値（一定値）に対して、この保舵操作前の切込み操作のときに設定した転舵角指令値と保舵操作後の切込み操作に応じて設定される転舵角指令値との差分値を加算することにより、転舵角指令値が設定される。このため、保舵操作から切込み操作への移行に伴う操舵フィーリングの急激な変化を抑制することができ、運転者が覚える違和感を抑制することができる。
【００１７】
また、ステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置における転舵制御装置が、前記操舵ハンドルに付与される操作力を検出する操作力検出手段を備えており、前記転舵角指令値設定手段は、前記操作状態判定手段により保舵操作が判定され、かつ、前記操作力検出手段により検出した操作力が所定の操作力よりも大きいときに、前記転舵角指令値を前記転舵アクチュエータの作動速度が小さくなるように制限した値に設定するとよい。この場合、前記操作力検出手段を、例えば、前記操舵ハンドルに付与されるトルクを検出するトルクセンサで構成するとよい。
【００１８】
これによれば、例えば、操舵ハンドルが操作可能範囲のエンド位置まで操作されて変位していない状態（見かけ上の保舵操作）であっても、操舵ハンドルに付与される操作力（トルク）が所定の操作力（トルク）よりも大きい場合には、転舵角指令値設定手段は、転舵角指令値を小さな値に設定する、言い換えれば、転舵角指令値を一定値に設定しない。これは、例えば、運転者が低速で車両を駐車するときに操舵ハンドルを素早く操作した場合など、既に操舵ハンドルをエンド位置まで操作して保舵操作となっていても、転舵輪の転舵動作を継続させたい場合がある。このため、転舵角指令値設定手段は、保舵操作における操舵力（トルク）の付与状態を判定することにより、運転者の意図を判断する。そして、付与された操作力（トルク）が大きいときには、操舵ハンドルが保舵されていても、転舵アクチュエータの作動を一旦停止させることなく、作動を継続させる。これにより、運転者の意図（感覚）に合わせることができ、この結果、運転を簡単にすることができる。
【００１９】
また、本発明の他の特徴は、前記転舵角指令値設定手段は、さらに、前記操作状態判定手段が前記操舵ハンドルの操作状態を前記検出した操作入力値の絶対値が減少する切戻し操作であると判定すると、前記転舵角指令値を、前記切戻し操作を判定した時点における値に対して同切戻し操作に伴って前記操作入力値検出手段が検出した操作入力値と前記切戻し操作を判定した時点における操作入力値との差分値を加算した値に設定することにもある。
【００２０】
これによれば、操舵ハンドルの切戻し操作が判定されると、転舵角指令値設定手段は、切戻し操作に伴う操作入力値（例えば、操舵角）を用いて転舵角指令値を設定することができる。これにより、人間の感覚に合わせて、素早く転舵アクチュエータを作動させて転舵輪を切戻し方向に転舵させることができる。したがって、運転を簡単にすることができる。
【００２１】
また、本発明の他の特徴は、前記転舵角指令値設定手段は、前記操作状態判定手段が前記操舵ハンドルの操作状態を前記検出した操作入力値の絶対値が減少する切戻し操作であると判定すると、前記切戻し操作を判定した時点における前記操作入力値検出手段が検出した操作入力値と前記切戻し操作を判定した時点における転舵角指令値とを用いて、前記転舵アクチュエータを駆動させるためのゲイン値を計算し、同計算したゲイン値と前記操作入力値検出手段が検出した操作入力値とを乗算した値を転舵角指令値として設定することにもある。
【００２２】
これによれば、切戻し操作時において、転舵角指令値設定手段は、転舵アクチュエータを駆動させるためのゲイン値を計算するとともに、同ゲイン値と切戻し操作に伴って変化する操作入力値とを乗算して転舵角指令値を設定することができる。これにより、切込み操作時と切戻し操作時の転舵アクチュエータの転舵角速度を変更したときに発生しやすい操舵ハンドルと転舵輪の中立位置のズレを良好に補正することができる。したがって、操舵ハンドルと転舵輪の中立位置への復帰精度を高めることができ、中立位置近傍における車両の挙動に対して、運転者が覚える違和感を良好に抑制することができる。
【００２３】
さらに、本発明の他の特徴は、ステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置における転舵制御装置が、前記操作入力値に基づいて前記操舵ハンドルの操作速度を算出する操作速度算出手段を備えており、前記転舵角指令値設定手段は、前記算出した操舵ハンドルの操作速度未満の作動速度で前記転舵アクチュエータを作動させるための転舵角指令値を設定することにもある。
【００２４】
これによれば、転舵角指令値設定手段は、運転者によって操作される操舵ハンドルの操作速度に応じて、転舵角指令値を設定することができる。これにより、例えば、運転者が速い操作速度で操舵ハンドルを操作した後、遅い操作速度で操舵ハンドルを操作するなど、操作速度が変化する状況では、転舵角指令値設定手段は、速い操作速度に対しては上述したように小さな転舵角指令値を設定し、遅い操作速度に対してはこの操作速度に合わせた転舵角指令値を設定することができる。このように、操作速度に応じて転舵角指令値を設定することにより、運転者の意図を反映して、すなわち、人間の感覚に合わせて車両を旋回させることができるため、運転者は、良好な操舵フィーリングを得ることができる。
【００２５】
また、本発明の他の特徴は、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、転舵輪を転舵するための転舵アクチュエータと、前記操舵ハンドルの操作に応じて前記転舵アクチュエータを駆動制御して転舵輪を転舵する転舵制御装置とを備えたステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、前記転舵制御装置を、前記操舵ハンドルに対する運転者の操作入力値を検出する操作入力値検出手段と、前記転舵アクチュエータが転舵輪を転舵した転舵量を検出する転舵量検出手段と、前記検出した操作入力値に基づいて前記転舵輪の目標転舵量を計算する目標転舵量計算手段と、前記計算した目標転舵量と前記検出した転舵量との実差分量に基づいて、前記目標転舵量に対する前記転舵アクチュエータの作動遅れが発生しているか否かを判定する作動遅れ判定手段と、前記作動遅れ判定手段によって前記転舵アクチュエータに作動遅れが発生していると判定すると、前記実差分量が予め設定された所定の差分量未満であるか否かを判定する差分量判定手段と、前記差分量判定手段によって前記実差分量が前記所定の差分量未満であると判定すると、前記操作入力値検出手段によって検出された前記操作入力値を用いて決定されて前記転舵アクチュエータの作動速度を制御する転舵角指令値を、前記検出された操作入力値よりも小さな操作入力値を用いて前記転舵アクチュエータの作動速度が小さくなるように制限して、設定する転舵角指令値設定手段と、前記転舵角指令値設定手段により設定した転舵角指令値に基づいて前記転舵アクチュエータの作動速度を制御して前記転舵輪を転舵する転舵制御手段とで構成したことにもある。この場合、前記操作入力値検出手段を、例えば、前記操舵ハンドルの変位量を検出する変位量センサで構成するとよい。また、前記操舵ハンドルの操作に対して反力を付与する反力装置を設けるとよい。
【００２６】
これらによれば、作動遅れ判定手段によって転舵アクチュエータに作動遅れが発生していると判定され、差分量判定手段によって実差分量が所定の差分量未満であると判定されると、転舵角指令値設定手段は、転舵アクチュエータの作動速度すなわち転舵角速度が小さくなるように転舵角指令値を設定することができる。これにより、実差分量が所定の差分量未満、すなわち、実転舵量（例えば、転舵角）が目標転舵量（例えば、目標転舵角）に近づいた状況では、転舵角指令値を、転舵アクチュエータの転舵角速度が小さくなるように設定して、転舵アクチュエータの作動状態が急変しないように転舵アクチュエータを作動させることができる。これにより、転舵輪の転舵動作が急激に変化することが効果的に防止され、この結果、無用な振動の発生を抑制するとともに車両の挙動を緩やかに変化させることができる。したがって、運転者は良好な操舵フィーリングを得ることができる。また、実差分量が所定の差分量未満となったときにのみ、転舵アクチュエータの転舵角速度を制限するための転舵角指令値を設定することによって、転舵アクチュエータの作動遅れを小さくすることができ、運転者の知覚特性に合わせて転舵輪を転舵させることができる。
【００２７】
一方、実差分量が所定の差分量よりも大きい状況では、転舵角指令値を、例えば、転舵アクチュエータの転舵角速度が最大の転舵角速度となるように設定して、転舵輪の転舵量（例えば、転舵角）が目標転舵量（例えば、目標転舵角）と早期に一致するように転舵アクチュエータを作動させることができる。これによって、転舵輪を運転者による操舵ハンドルの操作に対して応答性よく転舵させることができる。
【００２８】
また、この場合、前記差分量判定手段は、さらに、前記実差分量が前記所定の差分量よりも小さく設定された差分量未満であるか否かを判定し、前記転舵角指令値設定手段は、前記差分量判定手段によって前記実差分量が前記所定の差分量よりも小さく設定された差分量未満であると判定すると、前記転舵角指令値に対する制限を解除するとよい。これによれば、実転舵量（例えば、実転舵角）が目標転舵量（例えば、目標転舵角）と略一致すると、転舵アクチュエータの転舵角速度の制限を解除した転舵角指令値を設定することができる。これにより、運転者による次の操舵ハンドルの操作に対して、転舵輪を応答性よく転舵させることができる。
【００２９】
さらに、この場合、前記転舵制御装置が、例えば、車両の車速を検出する車速検出手段を備えており、前記転舵角指令値設定手段は、前記検出した車速に基づいて、前記転舵角指令値を設定するとよい。これによれば、車両の車速が大きいときには、例えば、転舵アクチュエータの転舵角速度がある程度大きくなるように制限した転舵角指令値を設定できるとともに、車両の車速が小さいときには、例えば、転舵アクチュエータの転舵角速度を小さく制限した転舵角指令値を設定することができる。これにより、転舵アクチュエータの作動状態の変化に伴って発生する無用な振動をより効果的に抑制することができるとともに、良好な車両の挙動安定性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
ａ．第１実施形態
以下、本発明の実施形態に係る車両の操舵装置について、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置を概略的に示している。
【００３１】
この操舵装置は、転舵輪としての左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵するために、運転者によって回動操作される操舵ハンドル１１を備えている。操舵ハンドル１１は、操舵入力軸１２の上端に固定されており、操舵入力軸１２の下端は電動モータおよび減速機構からなる反力アクチュエータ１３に接続されている。反力アクチュエータ１３は、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作に対して反力を付与する。
【００３２】
また、この操舵装置は、電動モータおよび減速機構からなる転舵アクチュエータ２１を備えている。この転舵アクチュエータ２１による転舵力は、転舵出力軸２２、ピニオンギア２３およびラックバー２４を介して左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２に伝達される。この構成により、転舵アクチュエータ２１からの回転力は転舵出力軸２２を介してピニオンギア２３に伝達され、ピニオンギア２３の回転によりラックバー２４が軸線方向に変位して、このラックバー２４の軸線方向の変位により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は左右に転舵される。
【００３３】
次に、これらの反力アクチュエータ１３および転舵アクチュエータ２１の作動を制御する電気制御装置について説明する。電気制御装置は、操舵角センサ３１、操舵トルクセンサ３２、転舵角センサ３３および車速センサ３４を備えている。
【００３４】
操舵角センサ３１は、操舵入力軸１２に組み付けられて、操舵入力軸１２すなわち操舵ハンドル１１の中立位置からの回転角を検出して操舵角θとして出力する。操舵トルクセンサ３２も、操舵入力軸１２に組み付けられて、操舵ハンドル１１に付与されたトルクを検出して操舵トルクTとして出力する。転舵角センサ３３は、転舵出力軸２２に組み付けられて、転舵出力軸２２の中立位置からの回転角を検出して実転舵角δ（左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角に対応）として出力する。なお、上記した中立位置とは、車両を直進状態に維持するための操舵ハンドル１１、操舵入力軸１２、転舵出力軸２２および左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の位置をいう。そして、操舵角θおよび実転舵角δは、中立位置を「０」とし、左方向の回転角を正の値で表すとともに右方向の回転角を負の値で表す。また、操舵トルクTは、左方向に付与されるトルクを正の値で表すとともに右方向に付与されるトルクを負の値で表す。車速センサ３４は、車速Vを検出して出力する。
【００３５】
これらのセンサ３１〜３４は、電子制御ユニット３５に接続されている。電子制御ユニット３５は、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もので、後述する各プログラムを含む各種プログラムの実行により反力アクチュエータ１３および転舵アクチュエータ２１の作動をそれぞれ制御する。このため、電子制御ユニット３５の出力側には、反力アクチュエータ１３および転舵アクチュエータ２１を駆動制御するための駆動回路３６，３７がそれぞれ接続されている。駆動回路３６，３７内には、反力アクチュエータ１３および転舵アクチュエータ２１内の電動モータに流れる駆動電流を検出するための電流検出器３６ａ，３７ａが設けられている。そして、電流検出器３６ａ，３７ａによって検出された駆動電流は、両電動モータの駆動を制御するために、電子制御ユニット３５にフィードバックされている。
【００３６】
次に、上記のように構成した第１実施形態の動作について詳細に説明する。運転者によって図示しないイグニッションスイッチがオン状態とされると、電子制御ユニット３５（より詳しくは、ＣＰＵ）は、図２に示す基本制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行する。この基本プログラムは、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作に応じて転舵アクチュエータ２１を作動制御し、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵するものである。
【００３７】
ここで、ステアリングバイワイヤ方式の操舵装置においては、操舵ハンドル１１と左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２との機械的な連結が解除されているため、操舵角θに対する転舵角δの比、すなわち、操舵ゲインGを自由に設定することができる。これにより、例えば、操舵ゲインGを大きく設定すれば、運転者が操舵ハンドル１１を持ち替えることなく車両を旋回させることができ、操舵ハンドル１１の回動操作量を低減することができる。
【００３８】
ところが、操舵ゲインGを大きく設定した場合には、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作量、言い換えれば、運転者が入力した操舵角θに対して左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が急峻に転舵するようになるため、運転が難しくなる場合がある。このため、電子制御ユニット３５は、基本制御プログラムを実行して、容易に運転できるように転舵アクチュエータ２１の作動を制御する。
【００３９】
具体的に説明すると、電子制御ユニット３５は、基本制御プログラムの実行をステップＳ１０にて開始し、ステップＳ１１にて、操舵角センサ３１から現在の操舵ハンドル１１の操舵角θを入力する。そして、電子制御ユニット３５は、操舵角θを入力すると、ステップＳ１２に進む。
【００４０】
ここで、電子制御ユニット３５は、操舵角センサ３１から操舵角θを入力すると、この操舵角θに応じた反力トルクを操舵ハンドル１１に入力する。具体的に説明すると、電子制御ユニット３５は、検出操舵角θと予め定めた所定の関係（例えば、比例関係など）にある反力トルクを発生させるべく駆動回路３６を制御する。
【００４１】
すなわち、電子制御ユニット３５は、駆動回路３６の電流検出器３６ａから反力アクチュエータ１３内の電動モータに流れる駆動電流を入力する。そして、電子制御ユニット３５は、操舵ハンドル１１（より詳しくは、操舵入力軸１２）に付与する反力トルクに対応した駆動電流が適切に流れるように駆動回路３６をフィードバック制御する。これにより、操舵ハンドル１１に対して反力トルクが付与されて、運転者は、適切な反力を知覚しながら操舵ハンドル１１を回動操作する。
【００４２】
ステップＳ１２においては、電子制御ユニット３５は、前記ステップＳ１１にて入力した検出操舵角θに基づいて、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作が、検出操舵角θの絶対値が大きくなる回動操作（以下、この回動操作を切込み操作という）であるか、検出操舵角θの絶対値が小さくなる回動操作（以下、この回動操作を切戻し操作という）であるかを判定する。以下、この判定について説明する。
【００４３】
今、操舵ハンドル１１が右方向に回動されている場合を考えると、操舵角センサ３１から出力された検出操舵角θは負の値となっている。この状態において、操舵ハンドル１１が回動操作されたときに、電子制御ユニット３５は、検出操舵角θの時間微分値dθ／dt（以下、この微分値を操舵角速度dθ／dtという）が負の値であれば、操舵角θの絶対値が増加するため、運転者によって切込み操作されていると判定する。また、電子制御ユニット３５は、操舵角速度dθ／dtが正の値であれば、操舵角θの絶対値が減少するため、運転者によって切込み操作されていると判定する。
【００４４】
一方、操舵ハンドル１１が左方向に回動されている場合を考えると、操舵角センサ３１から出力された検出操舵角θは正の値となっている。この状態において、操舵ハンドル１１が回動されたときに、電子制御ユニット３５は、操舵角速度dθ／dtが正の値であれば、操舵角θの絶対値が増加するため、運転者によって切込み操作されていると判定する。また、電子制御ユニット３５は、操舵角速度dθ／dtが負の値であれば、操舵角θの絶対値が減少するため、運転者によって切戻し操作されていると判定する。
【００４５】
そして、ステップＳ１２の判定処理において、現在、操舵ハンドル１１が運転者によって切込み操作されていれば、電子制御ユニット３５は「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ１３に進む。ステップＳ１３においては、電子制御ユニット３５は、操舵ハンドル１１の操舵角θ、より詳しくは、操舵角速度dθ／dtに対応して作動する転舵アクチュエータ２１の作動速度を制限するための操舵角速度制限値(dθ／dt)_limを決定する。以下、この操舵角速度制限値(dθ／dt)_limの決定について詳細に説明する。
【００４６】
一般的に、ステアリングバイワイヤ方式の操舵装置における左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角δsは、適宜設定された操舵ゲインGと操舵角センサ３１によって検出された操舵角θとを用いて下記式１に従って計算することができる。
δs＝G・θ  …式１
そして、前記式１が成立する状況においては、転舵アクチュエータ２１が左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵角δsまで転舵する作動速度dδs／dt（以下、転舵角速度dδs／dtという）は、操舵角速度dθ／dtに比例する。このため、例えば、運転者が操舵ハンドル１１を速い操舵角速度dθ／dtで回動操作した場合には、転舵角速度dδs／dtも速くなり、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は転舵アクチュエータ２１によって急峻に転舵される。
【００４７】
このため、操舵角速度制限値(dθ／dt)_limは、運転者によって操舵ハンドル１１が速い操舵角速度dθ／dtで回動操作された場合であっても、車両を安定して旋回させる転舵アクチュエータ２１の作動速度dδ／dt（以下、転舵角速度dδ／dtという）で転舵アクチュエータ２１が作動するように決定される。具体的には、操舵角速度制限値(dθ／dt)_limは、例えば、下記式２に従って決定することができる。
(dθ／dt)_lim＝a・(dθ／dt)  …式２
ただし、前記式２中のaは所定の係数である。
【００４８】
ここで、係数aは、例えば、図３に示すように、車速センサ３４によって検出された車速Vに応じて変化するとよい。この場合には、検出車速Vが大きくなるに伴って係数aが小さい値に変化するため、同一の操舵角速度dθ／dtに対して、操舵角速度制限値(dθ／dt)_limは小さい値として決定される。また、検出車速Vが小さくなるに伴って係数aが大きな値に変化するため、同一の操舵角速度dθ／dtに対して、操舵角速度制限値(dθ／dt)_limは大きな値として決定される。これにより、高速域では、転舵アクチュエータ２１によって左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２がゆっくり転舵されるため、運転者はゆったりと車両を旋回させることができる。また、低速域では、転舵アクチュエータ２１によって左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が比較的速く転舵されるため、運転者はきびきびと車両を旋回させることができる。したがって、運転者は、車速域に応じて、適切な操舵フィーリングを得ることができる。
【００４９】
また、係数aは、例えば、図４に示すように、操舵角センサ３１によって検出された操舵ハンドル１１の操舵角θに応じて変化してもよい。この場合には、検出操舵角θが大きくなるに伴って係数aが大きな値に変化するため、同一の操舵角速度dθ／dtに対して、操舵角速度制限値(dθ／dt)_limは大きな値として決定される。また、検出操舵角θが小さくなるに伴って係数aが小さな値に変化するため、同一の操舵角速度dθ／dtに対して、操舵角速度制限値(dθ／dt)_limは小さな値として決定される。これにより、大きな操舵角θとなるように操舵ハンドル１１が回動操作されたときには、転舵アクチュエータ２１によって左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が比較的速く転舵されるため、運転者はきびきびと車両を旋回させることができる。また、小さな操舵角θ（例えば、操舵ハンドル１１の中立位置近傍）で操舵ハンドル１１が回動操作されたときには、転舵アクチュエータ２１によって左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２がゆっくり転舵される。このため、例えば、運転者が操舵ハンドル１１の中立位置近傍で無意識に行っている微小操舵入力を低減することができ、車両の直進安定性を向上させることができる。
【００５０】
なお、前記式２における係数ａの決定に関しては、上述した車速Vに対する変化と、操舵角θに対する変化とを組み合わせて決定するようにしてもよい。また、操舵角速度制限値(dθ／dt)_limの決定に関しては、前記式２に従って決定することに代えて、例えば、操舵角速度dθ／dtを時間的に遅れさせる周知の一次遅れフィルタを用いて決定することも可能である。このように、一次遅れフィルタを用いて操舵角速度制限値(dθ／dt)_limを決定した場合であっても、転舵アクチュエータ２１の転舵角速度dδ／dtを適切に制限することができる。
【００５１】
このように、操舵角速度制限値(dθ／dt)_limを決定すると、電子制御ユニット３５は、ステップＳ１４にて、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の目標転舵角δfを決定するために、前記式１中の操舵角θに対応する転舵角指令値Whを設定する。すなわち、電子制御ユニット３５は、前記ステップＳ１３にて決定した操舵角速度制限値(dθ／dt)_limを用いて操舵角速度dθ／dtを制限、言い換えれば、転舵角速度dδ／dtを制限する。そして、この操舵角速度制限値(dθ／dt)_limのある時間tにおける操舵角θtを転舵角指令値Whとして決定する。ここで、転舵角指令値Whは、時間tの経過に伴って、検出操舵角θまで変化するようになっている。このように、転舵角指令値Whを、操舵角速度制限値(dθ／dt)_limを用いて設定すると、電子制御ユニット３５はステップＳ１６に進む。
【００５２】
一方、前記ステップＳ１２にて、運転者によって切込み操作されていない、すなわち、切戻し操作されていれば、電子制御ユニット３５は「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５においては、電子制御ユニット３５は、検出操舵角θを転舵角指令値Whに設定する。このように、切戻し操作において、検出操舵角θを転舵角指令値Whに設定することによって、言い換えれば、操舵角速度dθ／dtを操舵角速度制限値(dθ／dt)_limで制限しないことによって、運転者の知覚特性に合わせて転舵アクチュエータ２１を作動制御することができる。
【００５３】
すなわち、切戻し操作を行う場合には、例えば、設定操舵ゲインGが大きいことによって大きく切込みすぎた左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角を適正な転舵角δsに修正する場合などのように、速やかに左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が切戻し方向に転舵される必要がある。このとき、操舵角速度制限値(dθ／dt)_limによって制限された転舵角指令値Whを採用すると、転舵アクチュエータ２１による左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角速度dδ／dtが小さくなるため、運転者は、操舵特性に対して違和感を覚える。このため、運転者によって切戻し操作された場合には、操舵角速度制限値(dθ／dt)_limによって制限された転舵角指令値Whは採用しない。そして、電子制御ユニット３５は、転舵角指令値Whを決定すると、ステップＳ１６に進む。
【００５４】
なお、第１実施形態においては、切戻し操作時に操舵角速度制限値(dθ／dt)_limによって制限しない転舵角指令値Whを採用して、転舵アクチュエータ２１の作動を制御するように実施する。しかしながら、例えば、転舵アクチュエータ２１が応答不能な操舵角速度dθ／dtで操舵ハンドル１１が切戻し操作された場合には、車両の挙動が悪化する可能性がある。このため、転舵アクチュエータ２１が応答可能で、かつ、車両の挙動を悪化させない程度に、切戻し操作時の転舵角指令値Whを制限して実施することも可能である。
【００５５】
ステップＳ１６においては、電子制御ユニット３５は、前記式１の操舵角θに代えて、転舵角指令値Whを用いた下記式３に従って目標転舵角δfを演算する。
δf＝G・Wh  …式３
ただし、前記式３中のGは、前記式１の操舵ゲインGと同様に適宜設定された値である。
【００５６】
前記ステップＳ１６の計算処理後、電子制御ユニット３５は、ステップＳ１７およびステップＳ１８を繰り返し実行して、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が目標転舵角δfとなるまで、オーバーシュートさせることなく転舵アクチュエータ２１内の電動モータを駆動制御する。具体的に説明すると、電子制御ユニット３５は、ステップＳ１７にて、駆動回路３７の電流検出器３７ａから電動モータに流れる駆動電流を入力し、駆動電流が適切に電動モータに流れるようにフィードバック制御する。
【００５７】
これにより、転舵アクチュエータ２１は、転舵出力軸２２を回転させて、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵させる。そして、電子制御ユニット３５は、ステップＳ１８にて、転舵角センサ３３から入力した転舵出力軸２２（左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２）の転舵角δが目標転舵角δfと一致するまで「Ｎｏ」と判定し続け、転舵角δが目標転舵角δfと一致すると、「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ１９に進む。そして、電子制御ユニット３５は、ステップＳ１９にて、基本制御プログラムの実行を一旦終了する。そして、所定の短時間が経過すると、ふたたび、基本制御プログラムの実行を開始する。
【００５８】
このように、基本制御プログラムの実行により、転舵アクチュエータ２１の作動が制御されている状況においては、運転者による操舵ハンドル１１の切込み操作または切戻し操作に応じて転舵角指令値Whが決定されることにより、転舵アクチュエータ２１による左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵作動、より詳しくは、転舵アクチュエータ２１の転舵角速度dδ／dtが適宜制御される。このことを、図５を用いて詳細に説明する。
【００５９】
図５は、運転者が操舵ハンドル１１に対して切込み操作と切戻し操作を繰り返し操作したときの時間tに対する操舵角θと転舵角指令値Whとの変化を概略的に示している。ここで、図５中における保舵とは、運転者が操舵ハンドル１１の回動操作を止めて操舵角θの絶対値が一定となる状態、言い換えれば、操舵角速度dθ／dtが「０」となる状態をいう。今、運転者が、例えば、左方向に操舵ハンドル１１を切込み操作した後に一定時間保舵し、その後中立位置まで操舵ハンドル１１を切戻し操作するとともに、引き続き、右方向に操舵ハンドル１１を切込み操作した後に一定時間保舵し、その後中立位置まで操舵ハンドル１１を切戻し操作した状態を考える。このとき、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作に伴う時間あたりの操舵角θの変化量すなわち操舵角速度dθ／dtは、図５にて実線で示すように変化する。
【００６０】
このように変化する操舵角速度dθ／dtに対して、上述した基本制御プログラムを実行することにより、切込み操作時には、図５にて一点鎖線で示すように、操舵角速度制限値(dθ／dt)_limによって制限された転舵角指令値Whが決定される。このため、転舵角指令値Whは、同一時間において、操舵角θよりも小さな値を有するようになる。言い換えれば、切込み操作時の検出操舵角θ（より詳しくは、操舵角速度dθ／dt）を用いて前記式１により転舵角δsを計算し、この転舵角δsに左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵した場合には、転舵アクチュエータ２１の転舵角速度dδs／dtが大きくなって、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が急峻に転舵する。これに対して、転舵角指令値Whを用いて前記式３により目標転舵角δfを計算し、この目標転舵角δfに左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵した場合には、転舵アクチュエータ２１の転舵角速度dδ／dtが小さく制限されて、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が緩やかに転舵する。
【００６１】
これにより、操舵ゲインGが大きく設定されていても、操舵ハンドル１１の切込み操作に対して、転舵アクチュエータ２１は緩やかに左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵することができる。その結果、運転者は、知覚特性に合わせて車両を極めて容易に運転することができる。一方、切戻し操作時には、検出操舵角θが転舵角指令値Whとして決定される。これにより、転舵アクチュエータ２１は、運転者による操舵ハンドル１１の切戻し操作に対して応答性よく左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を中立位置方向に転舵することができる。したがって、運転者は、知覚特性に合った操舵特性を得ることができるとともに、例えば、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角δを修正するための修正操舵を容易に行うことができる。
【００６２】
ところで、基本制御プログラムの実行により転舵アクチュエータ２１の作動を制御している状況においては、以下に挙げる状況が発生する場合があり、運転者が違和感を覚える可能性がある。すなわち、基本制御プログラムを実行して、切込み操作時に転舵角指令値Whに基づいて転舵アクチュエータ２１の作動を制御した場合には、運転者の切込み操作における操舵角速度dθ／dtよりも小さな転舵角速度dδ／dtで左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵される。このため、運転者による操舵ハンドル１１の切込み操作に対する時間的な遅れを有して、言い換えれば、運転者の切込み操作に追従するように左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵される。
【００６３】
このため、図６に示すように、運転者による切込み操作が終了して操舵ハンドル１１を保舵操作しているにもかかわらず、転舵アクチュエータ２１が転舵角指令値Whと操舵角θとが一致するまで左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵する状況が発生する。ここで、以下の説明においては、運転者による操舵ハンドル１１の切込み操作が終了後に、転舵角指令値Whと操舵角θとが一致するまで転舵アクチュエータ２１が転舵を継続することを遅れ追従という。このように、遅れ追従が発生する状況（以下、この状況をモード１という）では、運転者は違和感を覚える。
【００６４】
また、転舵アクチュエータ２１が遅れ追従している状況において、運転者が操舵ハンドル１１を切戻し操作した場合には、上述した基本制御プログラムの実行により転舵角指令値Whは操舵角θと一致するするように決定される。特に、修正操舵するために、操舵ハンドル１１に対して切込み操作と切戻し操作を繰り返した場合には、転舵角指令値Whの値がその都度切り替わる。このため、転舵角指令値Whは、図７に示すように、切込み操作時に操舵角速度制限値(dθ／dt)_limに基づいて決定された値から切戻し操作中に検出された操舵角θに変化する。このように、転舵角指令値Whが変化する状況（以下、この状況をモード２という）では、車両の応答性が変化することになり、運転者は違和感を覚える。
【００６５】
さらに、転舵アクチュエータ２１が遅れ追従している状況において、運転者が操舵ハンドル１１を一旦保舵した後、さらに切込み操作をした場合には、検出操舵角θと転舵角指令値Whとの差がより大きくなり、運転者による操舵ハンドル１１の切込み操作に対する時間的な遅れがより大きくなる。このように、時間的な遅れが大きくなる状況（以下、この状況をモード３という）でも、運転者は違和感を覚える。
【００６６】
したがって、電子制御ユニット３５は、上述したモード１，２およびモード３の発生の有無を判別し、これら発生したモードに対応して転舵アクチュエータ２１の作動を制御する。以下、この転舵アクチュエータ２１の作動制御について詳細に説明する。
【００６７】
電子制御ユニット３５は、上述したモード１，２およびモード３の発生に対応して、運転者が覚える違和感を解消すべく、図８に示すモード別転舵アクチュエータ作動制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行する。
【００６８】
すなわち、電子制御ユニット３５は、モード別転舵アクチュエータ作動制御プログラムの実行をステップＳ５０にて開始し、ステップＳ５１にて、操舵角センサ３１および操舵トルクセンサ３２から現在の操舵ハンドル１１の操舵角θおよび操舵ハンドル１１を介して操舵入力軸１２に入力されている操舵トルクTを入力する。そして、電子制御ユニット３５は、操舵角θおよび操舵トルクTを入力すると、ステップＳ５２に進む。
【００６９】
ステップＳ５２は、電子制御ユニット３５は、モード１，２またはモード３の何れのモードが発生しているかを判定する。以下、このモード判定について詳細に説明する。電子制御ユニット３５は、モードを判定するにあたり、上述したように、検出操舵角θと操舵角速度dθ／dtとに基づいて切込み操作と切戻し操作を判定するとともに、操舵角速度dθ／dtが「０」に基づいて保舵操作を判定する。そして、電子制御ユニット３５は、切込み操作、切戻し操作または保舵操作を判定することに加えて、検出操舵角θの絶対値と基本制御プログラムで決定した転舵角指令値Whの絶対値との差分値（以下、この差分値を判定差分値という）に基づいて、モード判定する。
【００７０】
すなわち、切込み操作されている状況において、判定差分値が負であれば、転舵角指令値Whの絶対値が検出操舵角θの絶対値よりも大きいため、電子制御ユニット３５はモード２が発生していると判定する。また、判別差分値が正であれば、検出操舵角θの絶対値が転舵角指令値Whの絶対値よりも大きいため、電子制御ユニット３５は、モード３が発生していると判定する。
【００７１】
また、切戻し操作されている状況において、判定差分値が負であれば、転舵角指令値Whの絶対値が検出操舵角θの絶対値よりも大きいため、電子制御ユニット３５はモード３が発生していると判定する。また、判定差分値が正であれば、検出操舵角θの絶対値が転舵角指令値Whの絶対値よりも大きいため、電子制御ユニット３５は、モード２が発生していると判定する。
【００７２】
また、保舵操作されている状況において、判定差分値が正または負であれば、検出操舵角θの絶対値と転舵角指令値Whの絶対値とが一致していないため、電子制御ユニット３５はモード１が発生していると判定する。なお、切込み操作、切戻し操作および保舵操作において判定差分値が「０」であれば、検出操舵角θの絶対値と転舵角指令値Whの絶対値とが一致している。このため、電子制御ユニット３５は、基本制御プログラムの実行により、運転者が違和感を覚えることなく転舵アクチュエータ２１が制御されていると判定し、モード別転舵アクチュエータ作動制御プログラムの実行を一旦終了する。
【００７３】
そして、電子制御ユニット３５は、ステップＳ５２におけるモード判定により、モード１の発生を判定すると、ステップＳ５３に進み、図９に示す保舵制御ルーチンを実行する。この保舵制御ルーチンは、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作状態、すなわち、保舵操作に応じて、転舵アクチュエータ２１の作動を一旦停止して維持する制御ルーチンである。具体的に説明すると、電子制御ユニット３５は、ステップＳ１００にて、保舵制御ルーチンの実行を開始し、ステップＳ１０１にて、転舵アクチュエータ２１が継続して保舵制御されているか否かを判定する。すなわち、保舵制御ルーチンの実行開始時点で保舵制御がなされていない、言い換えれば、初めて保舵制御を実行するときには、電子制御ユニット３５は「Ｎｏ」と判定してステップＳ１０２に進む。
【００７４】
ステップＳ１０２においては、電子制御ユニット３５は、図１０に示すように、運転者によって操舵ハンドル１１が保舵操作に移行された時点における転舵角指令値Wh0を転舵角指令値Whに設定する。そして、電子制御ユニット３５は、ステップＳ１０３に進む。
【００７５】
一方、前記ステップＳ１０１にて、保舵制御が継続中であれば、言い換えれば、現在の保舵操作において保舵制御ルーチンの実行が２回目以降であれば、電子制御ユニット３５は「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ１０３に進む。なお、この場合には、１回目の保舵制御ルーチンを実行したときに、転舵角指令値Whが転舵角指令値Wh0に設定されている。
【００７６】
ステップＳ１０３においては、電子制御ユニット３５は、前記ステップＳ５１にて操舵トルクセンサ３２から入力した操舵トルクTの絶対値が予め設定されたトルクTsよりも大きいか否かを判定する。このように、運転者が入力した操舵トルクTを判定することによって、運転者の意図を転舵アクチュエータ２１の作動に反映することができる。このことを具体的に説明する。
【００７７】
運転者によって操舵ハンドル１１が保舵操作されている場合には、回動操作可能範囲内で操舵角速度dθ／dtが「０」に保たれる状態と、回動操作可能範囲のエンド位置で機械的に操舵角速度dθ／dtが「０」に保たれる状態とが含まれる。この場合、前者の保舵操作における運転者の意図としては、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵を止めることである。一方、後者の保舵操作における運転者の意図としては、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵を止めること、または、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵させ続けることが含まれる。
【００７８】
すなわち、例えば、駐車時のように、車両を低速で移動させているときにおいては、素早く操舵ハンドル１１がエンド位置まで切込み操作される場合がある。この場合、運転者は、操舵ハンドル１１の切込み操作が機械的に制限されるエンド位置であるにもかかわらず、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２がより転舵されるように、より大きな操舵トルクTを付与する。言い換えれば、エンド位置で大きな操舵トルクTが付与される状態では、運転者は、操舵ハンドル１１の保舵、より詳しくは、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の保舵を意図していない。このため、電子制御ユニット３５は、運転者の意図を判別できるように予め設定されたトルクTsと、操舵ハンドル１１を介して入力された操舵トルクTとを比較することにより、転舵アクチュエータ２１の作動に対して運転者の意図を反映させる。
【００７９】
したがって、電子制御ユニット３５は、操舵トルクTがトルクTsよりも大きければ、「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４においては、電子制御ユニット３５は、回動操作のエンド位置にて大きな操舵トルクTが付与されているため、転舵アクチュエータ２１を継続的に作動させて左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵させる。具体的に説明すると、電子制御ユニット３５は、転舵アクチュエータ２１の切込み作動を継続させるために、転舵角指令値Whを、基本制御プログラムの実行により決定した操舵角速度制限値(dθ／dt)_limを用いて設定する。そして、電子制御ユニット３５は、転舵角指令値Whを設定すると、ステップＳ１０５に進む。
【００８０】
一方、電子制御ユニット３５は、操舵トルクTがトルクTs以下であれば、「Ｎｏ」と判定してステップＳ１０５に進む。なお、この場合には、転舵角指令値Whは、保舵操作開始時点の転舵角指令値Wh0に設定されている。そして、電子制御ユニット３５は、ステップＳ１０５にて、保舵制御ルーチンの実行を一旦終了する。
【００８１】
ふたたび、図８に戻り、電子制御ユニット３５は、ステップＳ５７にて、改めて目標転舵角δfを計算する。このとき、電子制御ユニット３５は、上述した保舵制御ルーチンの実行により設定した転舵角指令値Whを用い、前記式３に従って目標転舵角δfを計算する。すなわち、運転者によって操舵ハンドル１１がエンド位置以前で保舵されている場合には、目標転舵角δfは一定値として計算される。一方、運転者によってエンド位置にて操舵ハンドル１１にトルクTsよりも大きな操舵トルクTが付与されている場合には、目標転舵角δfは、上述した基本制御プログラムと同様に、操舵角速度制限値(dθ／dt)_limによって制限された転舵角指令値Whを用いて計算される。
【００８２】
そして、前記ステップＳ５７の計算処理後、電子制御ユニット３５は、ステップＳ５８，５９にて、上述した基本制御プログラムにおけるステップＳ１７，１８の処理と同様にして、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が目標転舵角δfとなるように、転舵アクチュエータ２１内の電動モータを駆動制御する。そして、電子制御ユニット３５は、ステップＳ６０にて、モード別転舵アクチュエータ作動制御プログラムの実行を一旦終了し、所定の短時間経過後、ふたたび、同プログラムの実行を開始する。
【００８３】
また、電子制御ユニット３５は、モード別転舵アクチュエータ作動制御プログラムにおける前記ステップＳ５２にて、モード２の発生を判定すると、ステップＳ５４に進み、図１１に示す切戻し制御ルーチンを実行する。この切戻し制御ルーチンは、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作状態、すなわち、切戻し操作に応じて、転舵アクチュエータ２１の作動を制御する制御ルーチンである。具体的に説明すると、電子制御ユニット３５は、ステップＳ１５０にて、切戻し制御ルーチンの実行を開始し、ステップＳ１５１にて、転舵アクチュエータ２１が継続して切戻し制御されているか否かを判定する。すなわち、切戻し制御ルーチンの実行開始時点で切戻し制御がなされていない、言い換えれば、初めて切戻し制御を実行するときには、電子制御ユニット３５は「Ｎｏ」と判定してステップＳ１５２に進む。
【００８４】
ステップＳ１５２においては、電子制御ユニット３５は、図１２に示すように、運転者によって操舵ハンドル１１が切戻し操作に移行された時点における検出操舵角θを操舵角θ0に設定する。そして、電子制御ユニット３５は、続くステップＳ１５３にて、運転者によって操舵ハンドル１１が切戻し操作に移行された時点における転舵角指令値Whを転舵角指令値Wh0に設定する。なお、図１２においては、転舵角指令値Wh0が保舵操作から切戻し操作に移行する時点の転舵角指令値Wh、すなわち、一定値の転舵角指令値Whに設定される。そして、電子制御ユニット３５は、転舵角指令値Wh0を設定すると、ステップＳ１５４に進む。
【００８５】
一方、前記ステップＳ１５１にて、切戻し制御が継続中であれば、言い換えれば、現在の切戻し操作において切戻し制御ルーチンの実行が２回目以降であれば、電子制御ユニット３５は「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ１５４に進む。なお、この場合には、１回目の切戻し制御ルーチンを実行したときに、操舵角θ0と転舵角指令値Wh0とが設定されている。
【００８６】
ステップＳ１５４においては、電子制御ユニット３５は、前記ステップＳ１５２にて設定した操舵角θ0と、操舵角センサ３１によって検出された現在の操舵角θとの差分値を計算して同差分値を一旦転舵角指令値Wh1'に設定する。そして、電子制御ユニット３５は、続くステップＳ１５５にて、前記設定した転舵角指令値Wh1'に所定のゲインGaを乗算して、転舵角指令値Wh1を計算する。このステップＳ１５４，１５５の計算処理について、具体的に説明する。
【００８７】
上述したように、基本制御プログラムの実行においては、切戻し操作時は、転舵角指令値Whを検出操舵角θに設定し、この転舵角指令値Whを用いて目標転舵角δfを計算する。したがって、前記ステップＳ１５４にて操舵角θ0と検出操舵角θとの差分値として計算される転舵角指令値Wh1'は、この基本制御プログラムに基づくものである。ところが、この転舵角指令値Wh1'を用いて切戻し操作時の目標転舵角δfを計算すると、上述したように、車両の応答性が変化する。
【００８８】
このため、電子制御ユニット３５は、ステップＳ１５５にて、基本制御プログラムに基づく転舵角指令値Wh1'に対して、所定のゲインGaを乗算して、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が緩やかに切戻し制御されるように、転舵角指令値Wh1を計算する。したがって、所定のゲインGaは、「１」未満の正の値として設定されるとよい。これにより、転舵角指令値Wh1は、転舵角指令値Wh1'の時間に対する変化（すなわち、傾き）よりも小さくなり、車両の応答性を緩やかに変化させることができる。そして、電子制御ユニット３５は、前記ステップＳ１５５の計算処理後、ステップＳ１５６に進み、切戻し制御ルーチンの実行を一旦終了する。
【００８９】
ふたたび、図８に戻り、電子制御ユニット３５は、ステップＳ５６にて、切戻し操作時の目標転舵角δfを計算するための転舵角指令値Whを計算する。具体的に説明すると、電子制御ユニット３５は、前記切戻し制御ルーチンにおけるステップＳ１５３にて設定した転舵角指令値Wh0とステップＳ１５５にて計算した転舵角指令値Wh1との和を計算することにより、転舵角指令値Whを計算する。このとき、転舵角指令値Wh1は、負の値として計算されるため、転舵角指令値Whは、転舵角指令値Wh0から緩やかに減少するように計算される。
【００９０】
そして、電子制御ユニット３５は、前記ステップＳ５６にて転舵角指令値Whを計算すると、上述したように、ステップＳ５７〜ステップＳ５９の各処理を実行することによって転舵アクチュエータ２１の作動を制御し、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を目標転舵角δfに転舵する。そして、電子制御ユニット３５は、ステップＳ６０にて、モード別転舵アクチュエータ作動制御プログラムの実行を一旦終了し、所定の短時間経過後、ふたたび、同プログラムの実行を開始する。
【００９１】
さらに、電子制御ユニット３５は、モード別転舵アクチュエータ作動制御プログラムにおける前記ステップＳ５２にて、モード３の発生を判定すると、ステップＳ５５に進み、図１３に示す切込み制御ルーチンを実行する。この切込み制御ルーチンは、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作状態、すなわち、保舵操作から切込み操作への移行に応じて、転舵アクチュエータ２１の作動を制御する制御ルーチンである。
【００９２】
具体的に説明すると、電子制御ユニット３５は、ステップＳ２００にて、切込み制御ルーチンの実行を開始し、ステップＳ２０１にて、転舵アクチュエータ２１が継続して切込み制御されているか否かを判定する。すなわち、切込み制御ルーチンの実行開始時点で切込み制御がなされていない、言い換えれば、初めて切込み制御を実行するときには、電子制御ユニット３５は「Ｎｏ」と判定してステップＳ２０２に進む。
【００９３】
ステップＳ２０２においては、電子制御ユニット３５は、図１０に示すように、運転者によって操舵ハンドル１１が保舵操作から切込み操作に移行された時点における操舵角速度制限値(dθ／dt)_lim0を決定する。すなわち、電子制御ユニット３５は、前記式２に従って、保舵操作から切込み操作に移行した時点における操舵角速度dθ／dtを用いて操舵角速度制限値(dθ／dt)_lim0を決定する。そして、操舵角速度制限値(dθ／dt)_lim0を決定すると、電子制御ユニット３５は、続くステップＳ２０３にて、運転者によって操舵ハンドル１１が切込み操作に移行された時点における転舵角指令値Whを転舵角指令値Wh0に設定する。このように、転舵角指令値Wh0を設定すると、電子制御ユニット３５は、ステップＳ２０４に進む。
【００９４】
一方、前記ステップＳ２０１にて、切込み制御が継続中であれば、言い換えれば、現在の切込み操作において切込み制御ルーチンの実行が２回目以降であれば、電子制御ユニット３５は「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ２０４に進む。なお、この場合には、１回目の切込み制御ルーチンを実行したときに、操舵角速度制限値(dθ／dt)_lim0と転舵角指令値Wh0とが設定されている。
【００９５】
ステップＳ２０４においては、電子制御ユニット３５は、前記ステップＳ２０２にて設定した操舵角速度制限値(dθ／dt)_lim0と、保舵操作前に基本制御プログラムの実行によって決定された操舵角速度制限値(dθ／dt)_limとの差分値を計算し、同差分値を転舵角指令値Wh1として設定する。この転舵角指令値Wh1の設定について、具体的に説明する。
【００９６】
上述したように、モード別転舵アクチュエータ作動制御プログラムにおいて保舵制御ルーチンが実行されると、転舵角指令値Whは、運転者によって操舵ハンドル１１が保舵操作された時点の値、すなわち、転舵角指令値Wh0に設定される。この状態では、図１０に示すように、運転者が操舵ハンドル１１を保舵している操舵角θと転舵角指令値Wh0とに差が発生する。このとき、図１０に示すように、操舵ハンドル１１が保舵操作されているため、転舵角指令値Wh1を、以前の基本制御プログラムの実行時に決定した操舵角速度制限値(dθ／dt)_limを用いて決定できない。また、例えば、この操舵角速度制限値(dθ／dt)_lim0を用いて転舵角指令値Wh1を決定した場合には、以前の基本制御プログラムの実行時に決定した操舵角速度制限値(dθ／dt)_limを用いて決定した転舵角指令値Whと大きく異なる可能性がある。このため、車両の応答性が変化して、運転者が違和感を覚える場合がある。
【００９７】
このため、電子制御ユニット３５は、運転者が違和感を覚えることなく、現在の操舵角θと転舵角指令値Whとの差を小さくするために、操舵角速度制限値(dθ／dt)_lim0と操舵角速度制限値(dθ／dt)_limとの差分値を転舵角指令値Wh1に設定する。そして、電子制御ユニット３５は、前記ステップＳ２０４の計算処理後、ステップＳ２０５に進み、切込み制御ルーチンの実行を一旦終了する。
【００９８】
ふたたび、図８に戻り、電子制御ユニット３５は、ステップＳ５６にて、保舵操作から切込み操作へ移行したときの目標転舵角δfを計算するための転舵角指令値Whを計算する。具体的に説明すると、電子制御ユニット３５は、前記切込み制御ルーチンにおけるステップＳ２０３にて設定した転舵角指令値Wh0とステップＳ２０４にて計算した転舵角指令値Wh1との和を計算することにより、転舵角指令値Whを計算する。このとき、転舵角指令値Wh1は、正の値として計算されるため、転舵角指令値Whは、転舵角指令値Wh0から緩やかに増加するように計算される。
【００９９】
そして、電子制御ユニット３５は、前記ステップＳ５６にて転舵角指令値Whを計算すると、上述したように、ステップＳ５７〜ステップＳ５９の各処理を実行することによって転舵アクチュエータ２１を制御し、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を目標転舵角δfに転舵する。そして、電子制御ユニット３５は、ステップＳ６０にて、モード別転舵アクチュエータ作動制御プログラムの実行を一旦終了し、所定の短時間経過後、ふたたび、同プログラムの実行を開始する。
【０１００】
以上の説明からも理解できるように、この第１実施形態によれば、電子制御ユニット３５は、基本制御プログラムの実行により、ステップＳ１２にて操舵ハンドル１１が切込み操作されていると判定すると、ステップＳ１３にて転舵アクチュエータ２１の転舵角速度dδs／dtが小さくなるように操舵角速度制限値(dθ／dt)_limを決定することができる。そして、電子制御ユニット３５は、ステップＳ１４にて、操舵角速度制限値(dθ／dt)_limに基づいて転舵角指令値Whを設定することができる。これにより、切込み操作時においては、転舵アクチュエータ２１の転舵角速度dδ／dtが小さく制限され、例えば、大きな操舵ゲインGが設定された場合であっても、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を人間の感覚に合わせてゆっくりと転舵することができる。したがって、運転者が過剰に操舵ハンドル１１を操作することを防止することができるとともに、良好な操舵フィーリングを得ることができて、運転が簡単になる。
【０１０１】
また、電子制御ユニット３５は、モード別転舵アクチュエータ作動制御プログラムを実行し、上述したモード1が発生する状況においては、保舵制御ルーチンを実行する。そして、ステップＳ１０２にて一定値の転舵角指令値Wh0を設定して、転舵アクチュエータ２１の作動を一旦停止させる。これにより、運転者が覚える違和感を抑制することができる。この場合、電子制御ユニット３５は、ステップＳ１０３にて、操舵トルクセンサ３２によって検出された操舵トルクTが所定のトルクTsよりも大きければ、操舵角速度制限値(dθ／dt)_limに基づいて転舵角指令値Whを設定し、転舵アクチュエータ２１の作動を継続させる。これにより、運転者の意図（感覚）に合わせることができ、この結果、運転を簡単にすることができる。
【０１０２】
また、電子制御ユニット３５は、上述したモード２が発生する状況においては、切戻し制御ルーチンを実行する。そして、ステップＳ１５４およびステップＳ１５５にて、現在の検出操舵角θと切戻し操作時点の操舵角θ0との差分値を用いて、転舵角指令値Wh1を設定する。これにより、人間の感覚に合わせて、転舵アクチュエータ２１を作動させて転舵輪を切戻し方向に転舵させることができる。したがって、運転を簡単にすることができる。
【０１０３】
さらに、電子制御ユニット３５は、上述したモード３が発生する状況においては、切込み制御ルーチンを実行する。そして、ステップＳ２０４にて、保舵操作前の基本制御プログラムの実行により決定した操舵角速度制限値(dθ／dt)_limとステップＳ２０１にて保舵操作後の切込み操作に応じて決定した操舵角速度制限値(dθ／dt)_lim0との差分値を計算する。そして、この差分値を転舵角指令値Wh1に設定する。これにより、保舵操作から切込み操作への移行に伴う操舵フィーリングの急激な変化を抑制することができ、運転者が覚える違和感を抑制することができる。
【０１０４】
ところで、上記第１実施形態においては、基本制御プログラムを実行することにより、切込み操作時における転舵角速度dδ／dtは、操舵角速度制限値(dθ／dt)_limによって制限されて小さくなり、切戻し操作時における転舵角速度dδ／dtは、操舵角速度dθ／dtに基づくため大きくなる。すなわち、上記第１実施形態においては、転舵角速度dδ／dtを切込み操作時と切戻し操作時とで変化させることにより、車両を容易に旋回させることができる。
【０１０５】
このように、転舵角速度dδ／dtを変化させることは、言い換えれば、切込み操作時と切戻し操作時とで操舵ゲインGを変更させることに相当するため、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の中立位置がズレる可能性がある。すなわち、今、運転者が操舵ハンドル１１の中立位置から左方向に操舵角θ2まで切込み操作した後、右方向に切戻し操作し、操舵ハンドル１１を中立位置に保持した状態を考えると、図１４にて概略的に実線で示すように操舵角θは時間に対して変化する。これに対し、転舵角指令値Whは、運転者による切込み操作に伴って転舵角指令値Wh2まで変化した後、切戻し操作に伴って減少する。しかしながら、運転者によって操舵ハンドル１１が中立位置に保持されているにもかかわらず、転舵角指令値Whは、さらに減少し続け、操舵角θとの間でズレが生じる。
【０１０６】
このため、特に、運転者によって操舵ハンドル１１が切戻し操作されている場合には、上述した中立位置における操舵角θと転舵角指令値Whとのズレを補正する必要がある。以下、この中立位置を補正する第１変形例について説明するが、上記第１実施形態と同一部分に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１０７】
この第１変形例における基本制御プログラムは、図１５に示すように、上述した第１実施形態に係る基本制御プログラムのステップＳ１５が省略されるとともに、ステップＳ２０〜ステップＳ２３が追加されて変形されている。具体的に説明すると、電子制御ユニット３５は、前記ステップＳ１２の「Ｎｏ」判定、言い換えれば、切戻し操作の判定に基づき、ステップＳ２０にて、切戻し操作が継続中であるか否かを判定する。すなわち、電子制御ユニット３５は、運転者によって切戻し操作が開始された直後であれば、「Ｎｏ」と判定してステップＳ２１に進む。
【０１０８】
ステップＳ２１においては、電子制御ユニット３５は、切戻し操作が開始された時点における検出操舵角θを操舵角θ2に設定するとともに、同時点における転舵角指令値Whを転舵角指令値Wh2に設定する。そして、電子制御ユニット３５は、設定した操舵角θ2と転舵角指令値Wh2とを用いて、転舵角指令値Whを運転者の切戻し操作に応じて適切に中立位置に向けて変化させるためのゲインG2を計算する。すなわち、ゲインG2は、下記式４に従って計算される。
G2＝Wh2／θ2  …式４
【０１０９】
ここで、切戻し操作開始時点における操舵角θ2および転舵角指令値Wh2を用いてゲインG2を計算した場合には、ゲインG2はリニアに変化する特性となる。この場合、例えば、操舵ゲインGが可変とされている場合には、所定の短い周期で操舵角θ2と転舵角指令値Wh2を更新してゲインG2を計算することにより、ゲインG2は非線形に変化する特性を有することができる。そして、電子制御ユニット３５は、ゲインG2を計算すると、ステップＳ２２に進む。
【０１１０】
一方、前記ステップＳ２０にて、切戻し操作が継続中であれば、電子制御ユニット３５は「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２においては、電子制御ユニット３５は、現在の検出操舵角θに対してゲインG2を乗算して操舵角θ1を計算する。そして、電子制御ユニット３５は、続くステップＳ２３にて、転舵角指令値Whを計算した操舵角θ1に設定する。このように、転舵角指令値Whを操舵角θ1に設定することによって、上述した第１実施形態と同様に、運転者の知覚特性に合わせて転舵アクチュエータ２１を作動制御することができる。
【０１１１】
すなわち、転舵角指令値Whを操舵角θ1に設定することによって、ゲインG2を乗算した分だけ上記第１実施形態における転舵角速度dδ／dtよりも小さくなるものの、速やかに左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を切戻し方向に転舵することができる。これにより、切戻し操作時における良好な操舵特性を損なうことなく、運転者の知覚特性に併せることができる。
【０１１２】
また、転舵角指令値Whを操舵角θ1に設定することにより、図１６に示すように、切戻し操作開始後、転舵角指令値Whは、中立位置すなわち「０」に向けて変化する。これにより、切戻し操作時における中立位置のズレを良好に補正することができる。
【０１１３】
そして、電子制御ユニット３５は、転舵角指令値Whを設定すると、上記第１実施形態と同様に、ステップＳ１６以降の各処理を実行して転舵アクチュエータ２１の作動を制御し、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を目標転舵角δfまで転舵する。したがって、この第１変形例においても、上記第１実施形態と同様の効果が期待できるとともに、切戻し操作時における中立位置のズレを補正することができる。
【０１１４】
また、上記第１実施形態においては、基本制御プログラムを実行することにより、運転者によって操舵ハンドル１１が切込み操作されると、この切込み操作が開始された時点における操舵角速度dθ／dtに基づいて操舵角速度制限値(dθ／dt)_limを決定するように実施した。しかし、このように操舵角速度制限値(dθ／dt)_limを決定すると、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作状態、より詳しくは、操舵角速度dθ／dtを反映した操舵角速度制限値(dθ／dt)_limが決定できない場合がある。
【０１１５】
すなわち、例えば、図１７に示すように、運転者が切込み操作開始時に早い操舵角速度dθ／dtで操舵ハンドル１１を回動操作し、その後、遅い操舵角速度dθ／dtで操舵ハンドル１１を回動操作しても、転舵角指令値Whは、一様に、より具体的には、速い操舵角速度dθ／dtに基づいて決定された操舵角速度制限値(dθ／dt)_limによって転舵角指令値Whが決定される。この場合、運転者は、明確に操舵角速度dθ／dtを小さくして慎重に運転しようと意図しているにもかかわらず、車両の応答性は変化しない状態が生じる。
【０１１６】
そこで、運転者による操舵ハンドル１１の操舵角速度dθ／dtを反映して、転舵角指令値Whを決定する第２変形例について説明する。なお、この第２変形例の説明においても、上記第１実施形態と同一部分に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１１７】
この第２変形例における基本制御プログラムは、図１８に示すように、上述した第１実施形態に係る基本制御プログラムに対して、ステップＳ３０〜ステップＳ３５が追加されて変形されている。具体的に説明すると、電子制御ユニット３５は、前記ステップＳ１３における操舵角速度制限値(dθ／dt)_limの決定処理後、ステップＳ３０にて、決定した操舵角速度制限値(dθ／dt)_limが現在の操舵角速度dθ／dtよりも大きいか否かを判定する。すなわち、操舵角速度制限値(dθ／dt)_limが操舵角速度dθ／dtよりも大きければ、電子制御ユニット３５は「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ３１に進む。
【０１１８】
一方、操舵角速度制限値(dθ／dt)_limが操舵角速度dθ／dt以下であれば、言い換えれば、操舵角速度dθ／dtが操舵角速度制限値(dθ／dt)_limよりも大きければ、電子制御ユニット３５は「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ１４に進む。この場合には、操舵角速度dθ／dtが大きいため、上記第１実施形態と同様に、操舵角速度制限値(dθ／dt)_limを用いて転舵角指令値Whを決定する必要がある。したがって、この場合には、上記第１実施形態と同様に、ステップＳ１４以降の各ステップ処理が実行され、転舵アクチュエータ２１の作動が制御される。
【０１１９】
ステップＳ３１においては、電子制御ユニット３５は、転舵アクチュエータ２１の転舵角速度dδ／dtを制限する制御、すなわち、転舵角速度制御が継続中であるか否かを判定する。具体的に説明すると、電子制御ユニット３５は、運転者による現在の操舵ハンドル１１の回動操作状態に基づいて、前記ステップＳ３０における「Ｙｅｓ」判定後、最初にステップＳ３１の判定処理を実行する場合には、「Ｎｏ」と判定してステップＳ３２に進む。一方、ステップＳ３１の判定処理が２回目以降であれば、電子制御ユニット３５は「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ３４に進む。
【０１２０】
ステップＳ３２においては、電子制御ユニット３５は、図１９に示すように、速い操舵角速度dθ／dtから遅い操舵角速度dθ／dtへ移行した時点における検出操舵角θを操舵角θ3として設定する。また、電子制御ユニット３５は、続くステップＳ３３にて、速い操舵角速度dθ／dtから遅い操舵角速度dθ／dtへ移行した時点における転舵角指令値Whを転舵角指令値Wh0として設定する。このように、操舵角θ3および転舵角指令値Wh0を設定すると、電子制御ユニット３５は、ステップＳ３４に進む。
【０１２１】
ステップＳ３４においては、電子制御ユニット３５は、操舵角センサ３１によって検出された現在の操舵角θと前記ステップＳ３２にて設定した操舵角θ3との差分値を計算するとともに、同差分値を転舵角指令値Wh3として設定する。すなわち、転舵角指令値Wh3は、遅い操舵角速度dθ／dtにおける操舵角θの変化量である。そして、電子制御ユニット３５は、転舵角指令値Wh3を設定すると、ステップＳ３５に進む。
【０１２２】
ステップＳ３５においては、電子制御ユニット３５は、前記ステップＳ３３にて設定した転舵角指令値Wh0と前記ステップＳ３４にて設定した転舵角指令値Wh3との和を計算し、この計算した値を遅い操舵角速度dθ／dtで操舵ハンドル１１が回動操作されたときの操舵角速度制限値(dθ／dt)_limとして決定する。この操舵角速度制限値(dθ／dt)_limは、遅い操舵角速度dθ／dtで回動操作されたときの操舵角θの変化量、すなわち、転舵角指令値Wh3を用いて決定されるため、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作状態を良好に反映したものである。そして、電子制御ユニット３５は、操舵角速度制限値(dθ／dt)_limを決定すると、上記第１実施形態と同様に、ステップＳ１４以降の各ステップ処理を実行し、転舵アクチュエータ２１の作動を制御する。
【０１２３】
したがって、この第２変形例によれば、図１９に示すように、運転者による操舵ハンドル１１の操舵角速度dθ／dtに合わせて、転舵角指令値Whが適宜変更されるため、すなわち、転舵アクチュエータ２１の転舵角速度dδ／dtが適宜制御されるため、運転者の意図を反映した車両の応答性を確保することができる。その他の効果については、上記第１実施形態と同様の効果が期待できる。
【０１２４】
ｂ．第２実施形態
次に、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作に応じて決定される目標転舵角δfと転舵アクチュエータ２１の作動により転舵される左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の実転舵角δとの実差分量に基づいて、転舵アクチュエータ２１の転舵角速度dδ／dtを制限する第２実施形態について説明する。以下、この第２実施形態について詳細に説明するが、上記第１実施形態と同一部分に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１２５】
上述した第１実施形態では、切込み操作時において、操舵角速度制限値(dθ／dt)_limを用いて決定した転舵角指令値Whに基づいて転舵アクチュエータ２１の作動を制御するようにした。これによって、転舵アクチュエータ２１の転舵角速度dδ／dtを操舵角速度dθ／dtに比して常に小さく制限するようにした。そして、このように、転舵角速度dδ／dtを小さく制限することによって、特に、ステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置の操舵特性に不慣れな運転者であっても、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵し過ぎることを防止して運転が簡単にできるようにした。
【０１２６】
しかしながら、一方で、ステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置の操舵特性を熟知した運転者にとっては、操舵ハンドル１１の回動操作に対してより応答性よく転舵アクチュエータ２１が作動し、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を応答性よく転舵させることが好まれる場合がある。この場合には、転舵アクチュエータ２１の転舵角速度dδ／dtを制限することなく、操舵ハンドル１１の回動操作に応じて転舵アクチュエータ２１を作動させればよい。
【０１２７】
すなわち、ステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置においては、前記式１に示したように、運転者によって操舵ハンドル１１を介して入力された操舵角θに対して所定の操舵ゲインGを乗算することにより、操舵ハンドル１１の回動操作に応じた転舵角δsを計算することができる。したがって、転舵アクチュエータ２１が左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵角δsまで転舵するときの転舵角速度dδs／dtは、操舵角速度dθ／dtに比例する。このため、運転者は、操舵ハンドル１１の操舵角速度dθ／dtを適宜調整することによって、転舵アクチュエータ２１の転舵角速度dδs／dtを変化させることができる。この結果、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を自身の感覚に合わせて応答性よく転舵させることができる。
【０１２８】
ところが、転舵アクチュエータ２１の転舵角速度dδ／dtは、システム上の制約から、最大転舵角速度dδm／dtが決定されており、この最大転舵角速度dδm／dt以上で左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵させることは不能である。したがって、例えば、運転者による操舵ハンドル１１の操舵角速度dθ／dtに応じて決定される転舵アクチュエータ２１の転舵角速度dδs／dtが最大転舵角速度dδm／dtよりも大きい場合には、転舵アクチュエータ２１は、最大転舵角速度dδm／dtで左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵させることになる。また、車両の操舵装置として、ステアリングバイワイヤ方式を採用した場合には、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵アクチュエータ２１によって転舵されるため、操舵ハンドル１１が回動操作されてから転舵アクチュエータ２１が作動を開始するまでに時間差を生じる場合がある。このため、運転者が要求する応答性が確保できない場合もある。このように、操舵ハンドル１１の操舵角速度dθ／dtよりも転舵アクチュエータ２１の転舵角速度dδ／dtが小さくなる場合には、車両に無用な振動が発生したり、挙動が乱れたりする可能性がある。このことを、具体的に図２０を用いて説明する。
【０１２９】
図２０は、前記式１に従って運転者によって入力された操舵角θを用いて計算される転舵角δsと、転舵アクチュエータ２１の作動によって転舵角δsまで変化する左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の実転舵角δとの時間変化を示している。この場合、転舵アクチュエータ２１の転舵角速度dδs／dtが最大転舵角速度dδm／dt以下であり、転舵アクチュエータ２１の作動開始までに時間差がなければ、より詳しくは、運転者による操舵ハンドル１１の操舵角速度dθ／dtと転舵アクチュエータ２１の転舵角速度dδ／dtとが完全に一致していれば、図２０の実線で示すように、切込み操作時における転舵角δsと実転舵角δの時間変化を一致させることができ、保舵操作にスムーズに移行させることができる。すなわち、切込み操作から保舵操作に移行するときには、操舵ハンドル１１の操舵角速度dθ／dtに応じて転舵角δsと実転舵角δとが緩やかに変化するため、スムーズに移行する。
【０１３０】
一方、転舵アクチュエータ２１の転舵角速度dδs／dtが最大転舵角速度dδm／dtよりも大きい、または、転舵アクチュエータ２１が作動を開始するまでの時間差が大きければ、図２０の破線で示すように、切込み操作時における転舵角δsと実転舵角δとの間に差が発生する、言い換えれば、転舵アクチュエータ２１に作動遅れが発生する。このとき、転舵アクチュエータ２１は、作動遅れを解消すべく、例えば、最大転舵角速度dδm／dtで作動し、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作状態が保舵操作に移行した後に、転舵角δsと実転舵角δとが一致する、すなわち、実転舵角δが転舵角δsに追いつく。
【０１３１】
ここで、実転舵角δが転舵角δsに追いついた時点では、転舵アクチュエータ２１の転舵角速度dδ／dtが、例えば、最大転舵角速度dδm／dtから「０」に急変するため、図２０に示すように、車両に横加速度Gが発生する。このように、横加速度Gが発生した場合には、車両に無用な振動が発生するとともに車両の挙動が乱れる場合がある。そこで、この第２実施形態においては、実転舵角δが転舵角δsすなわち目標転舵角δfと一致する直前で転舵角速度dδ／dtを小さく制限して転舵アクチュエータ２１の作動を制御する。
【０１３２】
この第２実施形態における車両の操舵装置は、図１に示した上記第１実施形態と同様に構成されている。そして、この第２実施形態における電子制御ユニット３５は、イグニッションスイッチがオン状態とされると、所定の短い時間間隔で図２１に示す転舵制御プログラムを実行して、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作に応じて転舵アクチュエータ２１の作動を制御する。なお、イグニッションスイッチがオン状態とされると、電子制御ユニット３５は、図示しない初期化プログラムを実行し、後述する転舵制御プログラムの各変数、フラグの値などをリセットするようになっている。
【０１３３】
すなわち、電子制御ユニット３５は、転舵制御プログラムの実行をステップＳ２５０にて開始し、続くステップＳ２５１にて、操舵角センサ３１から操舵ハンドル１１の操舵角θを入力する。そして、電子制御ユニット３５は、操舵角θを入力すると、ステップＳ２５２に進む。
【０１３４】
ここで、この第２実施形態においても、電子制御ユニット３５は、操舵角センサ３１から操舵角θを入力すると、この操舵角θに応じた反力トルクを操舵ハンドル１１に入力するために反力アクチュエータ１３の作動を制御する。具体的には、上記第１実施形態と同様に、検出操舵角θと予め定めた所定の関係（例えば、比例関係など）にある反力トルクを発生させるために、駆動回路３６の電流検出器３６ａから反力アクチュエータ１３内の電動モータに流れる駆動電流を入力する。そして、電子制御ユニット３５は、操舵ハンドル１１（より詳しくは、操舵入力軸１２）に付与する反力トルクに対応した駆動電流が適切に流れるように駆動回路３６をフィードバック制御する。これにより、操舵ハンドル１１に対して、所定の反力トルクが付与されて、運転者は、適切な反力を知覚しながら操舵ハンドル１１を回動操作することができる。
【０１３５】
ステップＳ２５２においては、電子制御ユニット３５は、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の目標転舵角δfを計算する。具体的に説明すると、電子制御ユニット３５は、前記ステップＳ２５１にて入力した検出操舵角θを用いた下記式５に従って、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の目標転舵角δfを計算する。
δf＝G・θ  …式５
ただし、前記式５中のGは、上述した第１実施形態における前記式１，３と同様に適宜設定される値である。
【０１３６】
前記ステップＳ２５２における目標転舵角δfの計算処理後、電子制御ユニット３５は、駆動回路３７を駆動制御して転舵アクチュエータ２１の作動を開始させるとともに、転舵角センサ３３から転舵出力軸２２（すなわち、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２）の実転舵角δを入力する。そして、電子制御ユニット３５は、ステップＳ２５３に進み、計算した目標転舵角δfと入力した実転舵角δとの間の実差分量の絶対値（以下、単に実差分量Jという）と、転舵アクチュエータ２１の作動遅れを判定するために予め設定された差分量d1とを比較することにより、転舵アクチュエータ２１に作動遅れが発生しているか否かを判定する。なお、差分量d1は、転舵アクチュエータ２１の作動特性に基づいて決定される所定量である。
【０１３７】
ここで、転舵アクチュエータ２１の作動遅れ判定について具体的に説明する。上述したように、目標転舵角δfは、運転者によって入力された操舵角θを用いて、前記式５に従って計算される。したがって、運転者による操舵ハンドル１１の操舵角速度dθ／dtに応じて、目標転舵角δfの時間変化量としての転舵角速度d(δf)／dtも変化する。しかしながら、検出操舵角θに応じて実際に作動する転舵アクチュエータ２１の実転舵角速度dδ／dtは、上述したように、システム上予め設定された最大転舵角速度d(δm)／dtによって制限される。また、操舵ハンドル１１の回動操作開始時点から転舵アクチュエータ２１の作動開始時点までの間に時間差も発生する。このため、図２２に示すように、ある時間において目標転舵角δfの転舵角速度d(δf)／dtと実転舵角速度dδ／dtとの間に差が生じる。言い換えれば、目標転舵角δfの転舵角速度d(δf)／dtの傾きと、実転舵角速度dδ／dtの傾きとに差が生じる。
【０１３８】
したがって、電子制御ユニット３５は、ある時間tにおける実差分量Jが差分量d1よりも大きければ、転舵アクチュエータ２１に作動遅れが発生しているために「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ２５４に進む。ステップＳ２５４においては、電子制御ユニット３５は、転舵アクチュエータ２１の作動遅れの有無を表す判定フラグFRG_sを、作動遅れの発生を表す「１」に設定し、ステップＳ２５５に進む。一方、電子制御ユニット３５は、ある時間tにおける実差分量の絶対値が差分量d1以下であれば、転舵アクチュエータ２１に作動遅れが発生していないため、「Ｎｏ」と判定してステップＳ２５５に進む。
【０１３９】
ステップＳ２５５においては、電子制御ユニット３５は、判定フラグFRG_sが「１」に設定されているか否かを判定する。すなわち、電子制御ユニット３５は、判定フラグFRG_sが「１」に設定されていない、言い換えれば、転舵アクチュエータ２１に作動遅れが発生していないことを表す「０」に設定されていれば「Ｎｏ」と判定して、後述するステップＳ２５７に進む。なお、判定フラグFRG_sは、上述した初期化プログラムが実行されると、初期値として「０」に設定される。一方、電子制御ユニット３５は、前記ステップＳ２５４にて、判定フラグFRG_sが「１」に設定されていれば「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ２５６に進む。
【０１４０】
ステップＳ２５６においては、電子制御ユニット３５は、実差分量Jと、予め設定された差分量d2とを比較することにより、転舵アクチュエータ２１の実転舵角速度dδ／dtを制限するか否かを判定する。ここで、差分量d2は、図２２に示すように、転舵アクチュエータ２１の実転舵角速度dδ／dtの制限を開始するポイントを決定するために、目標転舵角δfから所定量だけ小さい量として設定されるものである。以下、この判定について詳細に説明する。
【０１４１】
上述したように、転舵アクチュエータ２１に作動遅れが発生している状況では、目標転舵角δfの転舵角速度d(δf)／dtが大きく、転舵アクチュエータ２１は、実転舵角δを目標転舵角δfに一致させるために、例えば、最大転舵角速度d(δm)／dtで作動する。この場合、図２２に示すように、運転者によって操舵ハンドル１１の回動操作状態が切込み操作から保舵操作に移行されたとすると、転舵アクチュエータ２１は、最大転舵角速度d(δm)／dtで目標転舵角δfの転舵角速度d(δf)／dtに追従し、実転舵角δが目標転舵角δfと一致した時点でその作動を急停止する。このように、転舵アクチュエータ２１の作動状態が急変すると、上述したように、車両に横加速度Gが発生し、無用な振動が発生したり、車両の挙動が乱れたりする。このため、電子制御ユニット３５は、図２２に示すように、実転舵角δが目標転舵角δfと一致する（追いつく）前に、言い換えれば、実差分量Jが差分量d2よりも小さくなった時点で、転舵アクチュエータ２１の実転舵角速度dδ／dtを小さく制限して無用な横加速度Gの発生を抑制する。
【０１４２】
すなわち、実差分量Jが差分量d2以上であれば、早期に実転舵角δを目標転舵角δfと一致させる必要があり、転舵アクチュエータ２１の実転舵角速度dδ／dtを制限しない。したがって、電子制御ユニット３５は、ステップＳ２５６にて「Ｎｏ」と判定してステップＳ２５７に進む。
【０１４３】
ステップＳ２５７においては、電子制御ユニット３５は、転舵アクチュエータ２１の作動を制御するための転舵角指令値Whrを、最大転舵角速度d(δm)／dtで転舵アクチュエータ２１を作動制御するための最大転舵角指令値Whm以下となるように設定する。すなわち、ステップＳ２５７は、ステップＳ２５５およびステップＳ２５６の「Ｎｏ」判定に基づいて実行されるステップである。具体的に説明すると、ステップＳ２５５の「Ｎｏ」判定に基づけば、転舵アクチュエータ２１に作動遅れが発生していないため、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作、言い換えれば、操舵角速度dθ／dtに応じて転舵アクチュエータ２１を作動させるために、転舵角指令値Whrを最大転舵角指令値Whm未満に設定する。また、ステップＳ２５６の「Ｎｏ」判定に基づけば、転舵アクチュエータ２１に作動遅れが発生しており、早期に実転舵角δを目標転舵角δfと一致させるために、転舵角指令値Whrを最大転舵角指令値Whmに設定する。
【０１４４】
一方、前記ステップＳ２５６にて、実差分量Jが差分量d2未満であれば、転舵アクチュエータ２１の実転舵角速度dδ／dtを制限する必要があるため、電子制御ユニット３５は「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ２５８に進む。ステップＳ２５８においては、電子制御ユニット３５は、実差分量Jが差分量d2よりも小さく設定された差分量d3未満であるか否かを判定する。ここで、差分量d3は、図２２に示すように、転舵アクチュエータ２１の転舵角速度dδ／dtの制限を解除するポイントを決定するために、目標転舵角δfから僅かに小さい量として設定されるものである。
【０１４５】
すなわち、電子制御ユニット３５は、前記ステップＳ２５６の「Ｙｅｓ」判定後、実差分量Jが差分量d3以上であれば、未だ実転舵角δと目標転舵角δfとが略一致しておらず、転舵アクチュエータ２１の実転舵角速度dδ／dtを制限して小さくする必要があるため、「Ｎｏ」と判定してステップＳ２５９に進む。
【０１４６】
ステップＳ２５９においては、電子制御ユニット３５は、転舵角指令値Whrを、最大転舵角指令値Whmよりも小さな値として予め設定された制限転舵角指令値Whs以下となるように設定する。すなわち、このステップＳ２５９は、転舵アクチュエータ２１に作動遅れが発生しており、実差分量Jが差分量d2未満であるとともに差分量d3以上である場合に実行される。そして、この場合には、転舵アクチュエータ２１の実転舵角速度dδ／dtを緩やかに変化させて、実転舵角δと目標転舵角δfとを一致させる必要があるため、電子制御ユニット３５は、転舵角指令値Whrが制限転舵角指令値Whs以下となるように設定する。
【０１４７】
ここで、制限転舵角指令値Whsは、例えば、図２３に示すように、車速センサ３４によって検出された車速Vに応じて変化するとよい。この場合、例えば、駐車時のように車速Vが小さい状況では、運転者が大きな操舵角速度dθ／dtで操舵ハンドル１１を回動操作する場合がある。この場合、転舵アクチュエータ２１は最大転舵角指令値Whmに一致する転舵角指令値Whrに基づいて制御される可能性が高い。このため、制限転舵角指令値Whsを小さく設定することによって、実転舵角δが緩やかに目標転舵角δfまで変化するため、車両に作用する横加速度Gの発生を効果的に抑制することができる。
【０１４８】
また、例えば、通常走行時のように車速Vがある程度大きい状況では、運転者は、ある程度大きな操舵角速度dθ／dtで操舵ハンドル１１を回動操作する。この場合、転舵アクチュエータ２１は最大転舵角指令値Whm未満の転舵角指令値Whrに基づいて制御される可能性が高い。このため、制限転舵角指令値Whsを大きく設定することによって、転舵アクチュエータ２１の作動遅れ量が小さくできる。これにより、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵応答性を確保することができ、運転者は、良好な操舵フィーリングを得ることができる。
【０１４９】
一方、ステップＳ２５８にて、実差分量Jが差分量d3未満であれば、実転舵角δが目標転舵角δfと略一致しているため、電子制御ユニット３５は「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ２６０に進む。ステップＳ２６０においては、電子制御ユニット３５は、前記ステップＳ２５９にて制限転舵角指令値Whs以下に設定された転舵角指令値Whrを、最大転舵角指令値Whm以下に再設定することによって、転舵アクチュエータ２１の実転舵角速度dδ／dtの制限を解除する。これにより、運転者によって操舵ハンドル１１が次の回動操作状態に移行された場合には、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を応答性よく転舵させることができる。
【０１５０】
そして、電子制御ユニット３５は、ステップＳ２６０にて転舵角指令値Whrすなわち実転舵角速度dδ／dtの制限を解除すると、ステップＳ２６１に進む。ステップＳ２６１においては、電子制御ユニット３５は、判定フラグFRG_sを、転舵アクチュエータ２１に作動遅れが発生していないことを表す「０」に設定し、ステップＳ２６２にて、転舵制御プログラムの実行を一旦終了する。
【０１５１】
以上の説明からも理解できるように、この第２実施形態によれば、転舵制御プログラムのステップＳ２５３の実行により、実差分量Jと所定の差分量d1とを比較することによって、転舵アクチュエータ２１に作動遅れが発生しているか否かを判定することができる。これにより、転舵アクチュエータ２１に作動遅れが発生していない状況においては、転舵角指令値Whrを最大転舵角指令値Whm以下に設定することができ、良好な応答性を確保して左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵させることができる。
【０１５２】
また、転舵アクチュエータ２１に作動遅れが発生している状況において、ステップＳ２５６にて実差分量Jと所定の差分量d2とを比較することにより、実差分量Jが所定の差分量d2未満であれば、転舵アクチュエータ２１の実転舵角速度dδ／dtが小さくなるように、電子制御ユニット３５は、転舵角指令値Whrを制限転舵角指令値Whs以下に設定することができる。これにより、実差分量Jが所定の差分量d2未満、すなわち、実転舵角δが目標転舵角δfに近づいた状況では、作動状態が急変しないように転舵アクチュエータ２１を緩やかに作動させることができる。この結果、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵動作が急激に変化することが効果的に防止され、無用な振動の発生を抑制するとともに車両の挙動を緩やかに変化させることができる。したがって、運転者は良好な操舵フィーリングを得ることができる。また、実差分量Jが所定の差分量d2未満となったときにのみ、転舵アクチュエータ２１の実転舵角速度dδ／dtを制限した転舵角指令値Whrを設定するため、転舵アクチュエータ２１の作動遅れを小さくすることができ、運転者の知覚特性に合わせて左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵させることができる。
【０１５３】
一方、実差分量Jが所定の差分量d2よりも大きい状況では、転舵角指令値Whrを、例えば、転舵アクチュエータ２１の実転舵角速度dδ／dtが最大転舵角速度d(δm)／dtとなるように、最大転舵角指令値Whm以下に設定することができる。これにより、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の実転舵角δが目標転舵角δfと早期に一致するように転舵アクチュエータ２１を作動させることができる。したがって、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を運転者による操舵ハンドル１１の操作に対して応答性よく転舵させることができる。
【０１５４】
また、転舵制御プログラムのステップＳ２５８を実行することにより、実差分量Jが所定の差分量d3未満であれば、ステップＳ２６０にて転舵アクチュエータ２１の実転舵角速度dδ／dtの制限を解除した転舵角指令値Whrを設定することができる。これにより、運転者による次の操舵ハンドル１１の操作に対して、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を応答性よく転舵させることができる。
【０１５５】
さらに、車両の車速Vが大きいときには、転舵アクチュエータ２１の実転舵角速度dδ／dtをある程度大きくする制限転舵角指令値Whsを設定できるとともに、車両の車速Vが小さいときには、転舵アクチュエータ２１の実転舵角速度dδ／dtを小さくする制限転舵角指令値Whsを設定することができる。これにより、転舵アクチュエータ２１の作動状態の変化に伴って発生する無用な振動をより効果的に抑制することができるとともに、良好な車両の挙動安定性を確保することができる。
【０１５６】
本発明の実施にあたっては、上記各実施形態および各変形例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形が可能である。
【０１５７】
例えば、上記各実施形態および各変形例においては、車両を操舵するために回動操作される操舵ハンドル１１を用いるようにした。しかし、これに代えて、例えば、直線的に変位するジョイスティックタイプの操舵ハンドルを用いてもよいし、その他、運転者によって操作されるとともに車両に対する操舵を指示できるものであれば、いかなるものを用いてもよい。
【０１５８】
また、上記各実施形態および各変形例においては、転舵アクチュエータ２１を用いて転舵出力軸２２を回転させることにより、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵するようにした。しかし、これに代えて、転舵アクチュエータ２１を用いてラックバー２４をリニアに変位させることにより、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】本発明の第１および第２実施形態に係る車両の操舵装置の概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係り、図１の電子制御ユニットによって実行される基本制御プログラムを示すフローチャートである。
【図３】操舵角速度制限値(dθ／dt)_limを決定するための係数aと車速との関係を示すグラフである。
【図４】操舵角速度制限値(dθ／dt)_limを決定するための係数aと操舵角との関係を示すグラフである。
【図５】図２の基本制御プログラムを実行したときの操舵角と転舵角指令値の時間変化を説明するための図である。
【図６】図２の基本制御プログラムの実行時に発生する転舵アクチュエータの遅れ追従を説明するための図である。
【図７】図２の基本制御プログラムの実行時に発生する車両の応答性の変化を説明するための図である。
【図８】図１の電子制御ユニットによって実行されるモード別転舵アクチュエータ作動制御プログラムを示すフローチャートである。
【図９】図８のモード別転舵アクチュエータ作動制御プログラムにおける保舵制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】図８のモード別転舵アクチュエータ作動制御プログラムを実行したときの操舵角と転舵角指令値の時間変化を説明するための図である。
【図１１】図８のモード別転舵アクチュエータ作動制御プログラムにおける切戻し制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】図１１の切戻し制御ルーチンを実行したときの操舵角と転舵角指令値の時間変化を説明するための図である。
【図１３】図８のモード別転舵アクチュエータ作動制御プログラムにおける切込み制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１４】第１実施形態の第１変形例に係り、切込み操作と切戻し操作を行ったときに発生する中立位置のズレを説明するための図である。
【図１５】第１実施形態の第１変形例に係り、図１の電子制御ユニットによって実行される基本制御プログラムを示すフローチャートである。
【図１６】図１５の基本制御プログラムを実行することによる中立位置のズレ補正を説明するための図である。
【図１７】第１実施形態の第２変形例に係り、操舵ハンドルの操舵角速度が変化する場合における転舵角指令値の時間変化を説明するための図である。
【図１８】第１実施形態の第２変形例に係り、図１の電子制御ユニットによって実行される基本制御プログラムを示すフローチャートである。
【図１９】図１８の基本制御プログラムを実行することによる転舵角指令値の時間変化を説明するための図である。
【図２０】本発明の第２実施形態に係り、転舵アクチュエータの作動状態が急変したときに車両に作用する横加速度について説明するための図である。
【図２１】本発明の第２実施形態に係り、図１の電子制御ユニットによって実行される転舵制御プログラムを示すフローチャートである。
【図２２】図２１の転舵制御プログラムを実行したときの転舵角と転舵角指令値の時間変化を説明するための図である。
【図２３】車速と制限転舵角指令値との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１６０】
ＦＷ１，ＦＷ２…前輪、１１…操舵ハンドル、１２…操舵入力軸、１３…反力アクチュエータ、２１…転舵アクチュエータ、２２…転舵出力軸、３１…操舵角センサ、３２…転舵角センサ、３３…車速センサ、３４…横加速度センサ、３５…電子制御ユニット
【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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【図２２】
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【図２３】
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