(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の操舵部材を含む操舵系に発生する操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、
前記操舵系に補助トルクを付与する電動機と、
前記操舵トルクの積分処理を行う積分処理部と、
前記積分処理により得られる前記操舵トルクの積分値に基づいて目標舵角速度を算出すると共に、当該目標舵角速度に基づいて加重目標トルクを算出する目標トルク算出部と、
前記加重目標トルクに応じた目標電流値を用いて前記電動機の駆動制御を行う制御部と、
を備えることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用操舵装置において、
前記操舵系の中点を基準とする舵角を検出する舵角検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記舵角に係る指向方向と、前記目標舵角速度に係る指向方向とが異なる場合の前記目標電流値を、前記両指向方向が同じ場合の前記目標電流値と比べて減少させる制御を行う
ことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用操舵装置において、
前記制御部は、前記両指向方向が異なる場合の前記目標電流値の減少程度を、前記舵角が前記中点に近づくにつれて増大させる制御を行う
ことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項４】
車両の操舵部材を含む操舵系に発生する操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、
前記操舵系に補助トルクを付与する電動機と、
前記操舵トルクの積分処理を行う積分処理部と、
前記操舵トルクの検出値に基づいて標準目標トルクを算出する一方、前記積分処理により得られる前記操舵トルクの積分値に基づいて目標舵角速度を算出すると共に、当該目標舵角速度に基づいて加重目標トルクを算出する目標トルク算出部と、
前記標準目標トルクに応じた標準目標電流値、及び、前記加重目標トルクに応じた加重目標電流値のうち少なくともいずれか一方を用いて前記電動機の駆動制御を行う制御部と、
を備えることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車両用操舵装置において、
車速を検出する車速検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記車速、並びに、前記標準目標電流値及び前記加重目標電流値のうち少なくともいずれか一方に基づいて、前記電動機の駆動制御を行う際に用いる目標電流値を設定すると共に、当該設定された目標電流値を用いて前記電動機の駆動制御を行う
ことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項６】
請求項４に記載の車両用操舵装置において、
前記車両のセレクトレバーが後退位置にあるか否かを検出する後退位置検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記セレクトレバーが後退位置にある旨が検出された場合に、前記加重目標電流値を用いて前記電動機の駆動制御を行う
ことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項７】
請求項４に記載の車両用操舵装置において、
前記標準目標電流値又は前記加重目標電流値のいずれか一方を選択する際に用いられる選択部をさらに備え、
前記制御部は、前記選択部により選択された方の目標電流値を用いて前記電動機の駆動制御を行う
ことを特徴とする車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の操舵系に補助トルクを付与する電動機を備えた車両用操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の自動車等の車両には、車両の操舵系に補助トルクを付与する電動機を備えた車両用操舵装置が搭載されている。
例えば、特許文献１には、操舵系の操舵トルクを操舵トルクセンサで検出し、この検出信号に応じた補助トルクを電動機で発生し、発生した補助トルクを操舵系に付与する電動パワーステアリングシステムにおいて、ハンドルの舵角に対する転舵輪の転舵角の割合である舵角比を車速に応じて可変とする車両用操舵装置が開示されている。
特許文献１に係る車両用操舵装置によれば、車速に応じて舵角比を可変としつつ、補助トルク付与用の電動機が運転者の操舵意図をアシストするため、運転者に与える操舵感の快適性を確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２５０６０７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のように、舵角比可変機能を有する車両用操舵装置では、一般に、例えば、駐車時等の低車速時に、中高車速時と比べて舵角比を大きく変更することが行われている。
しかしながら、特許文献１を含む従来の舵角比可変機能を有する車両用操舵装置では、補助トルクの発生による操舵力の軽減を主眼としており、操舵量をじゅうぶんに低減することまではできていなかった。
【０００５】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、運転者における操舵力及び操舵量を低減することで、運転者に与える操舵感の快適性を確保可能な車両用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】
上記課題を解決するために、本発明に係る車両用操舵装置（１）は、車両の操舵部材を含む操舵系に発生する操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、前記操舵系に補助トルクを付与する電動機と、前記操舵トルクの積分処理を行う積分処理部と、前記積分処理により得られる前記操舵トルクの積分値に基づいて目標舵角速度を算出すると共に、当該目標舵角速度に基づいて加重目標トルクを算出する目標トルク算出部と、前記加重目標トルクに応じた目標電流値を用いて前記電動機の駆動制御を行う制御部と、を備えることをことを最も主要な特徴とする。
【０００７】
本発明に係る車両用操舵装置（１）では、運転者が操舵部材を素早く操作（短時間で急な操作）を行った場合に、大幅な操舵要求が生じたとみなして、運転者における操舵力及び操舵量を低減させる。操舵力の低減とは、少ない操舵力で所要の転舵を実現することを意味する。また、操舵量の低減とは、少ない操舵の量で大きな転舵を実現することを意味する。以下では、操舵部材の素早い操作を、「フリック操舵」と呼ぶ。
ここで、運転者のフリック操舵の大きさと、電動機に与える目標電流値とを、どのように対応付けるのかが問題となる。
本発明者は、まず、運転者のフリック操舵の大きさと操舵要求レベルの高低とを、相互に関連付けることができると考えた。また、運転者のフリック操舵に基づく要求レベルと、操舵トルクの積分値とは、相関があることを見出した。さらに、運転者のフリック操舵に基づく要求レベルと、舵角速度とも、前記と同様に相関があることを見出し、これらの知見に基づき鋭意研究を進めた結果、遂に本発明を完成させた。
【０００８】
本発明に係る車両用操舵装置（１）では、操舵トルクの積分値に基づいて目標舵角速度を算出すると共に、当該目標舵角速度に基づいて加重目標トルクを算出し、算出した加重目標トルクに応じた目標電流値を用いて電動機の駆動制御を行う。なお、加重目標トルクとは、運転者によるフリック操舵要求に応えるために、操舵力及び操舵量の低減を狙って、目標舵角速度に基づき算出される目標トルクである（以下、同じ）。
本発明に係る車両用操舵装置（１）によれば、運転者における操舵力及び操舵量を低減することで、運転者に与える操舵感の快適性を確保することができる。
【０００９】
また、本発明に係る車両用操舵装置（２）は、車両用操舵装置（１）において、前記操舵系の中点を基準とする舵角を検出する舵角検出部をさらに備え、前記制御部は、前記舵角に係る指向方向と、前記目標舵角速度に係る指向方向とが異なる場合の前記目標電流値を、前記両指向方向が同じ場合の前記目標電流値と比べて減少させる制御を行うことを特徴とする。
【００１０】
ここで、舵角に係る指向方向は、現在の操舵位置を反映する一方、目標舵角速度に係る指向方向は、運転者の意図する操舵位置を反映する。要するに、舵角に係る指向方向と、目標舵角速度に係る指向方向とが異なる場合とは、現在の操舵位置と、運転者の意図する操舵位置とが、中点を基準として異なる指向方向に存する場合を意味する。また、前記両指向方向が同じ場合とは、現在の操舵位置と、運転者の意図する操舵位置とが、中点を基準として同じ指向方向に存する場合を意味する。
【００１１】
本発明に係る車両用操舵装置（２）では、舵角に係る指向方向と、目標舵角速度に係る指向方向とが異なる場合の目標電流値を、両指向方向が同じ場合の目標電流値と比べて減少させるため、現在の操舵位置と、運転者の意図する操舵位置とが、中点を基準として異なる指向方向に存する場合の目標電流値を、現在の操舵位置と、運転者の意図する操舵位置とが、中点を基準として同じ指向方向に存する場合の目標電流値と比べて減少させるように作用する。
【００１２】
本発明に係る車両用操舵装置（２）によれば、現在の操舵位置と、運転者の意図する操舵位置とが、中点を基準として異なる指向方向に存する場合の電動機の駆動力を、現在の操舵位置と、運転者の意図する操舵位置とが、中点を基準として同じ指向方向に存する場合の電動機の駆動力と比べて減少させるため、中点を挟んで舵角が大きく変動する際に車両の挙動が乱れる事態を抑制することができる。
【００１３】
また、本発明に係る車両用操舵装置（３）は、車両用操舵装置（２）において、前記制御部は、前記両指向方向が異なる場合の前記目標電流値の減少程度を、前記舵角が前記中点に近づくにつれて増大させる制御を行うことを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る車両用操舵装置（３）では、制御部は、前記両指向方向が異なる場合の目標電流値の減少程度を、舵角が中点に近づくにつれて増大させる制御を行うため、現在の操舵位置と、運転者の意図する操舵位置とが、中点を基準として異なる指向方向に存する場合の電動機の駆動力を、舵角が中点に近づくにつれて漸減させることができる。
【００１５】
本発明に係る車両用操舵装置（３）によれば、現在の操舵位置と、運転者の意図する操舵位置とが、中点を基準として異なる指向方向に存する場合において、中点付近で電動機を減速（一時停止を含む）させるため、中点を挟んで舵角が大きく変動する際に車両の挙動が乱れる事態を的確に抑制することができる。
【００１６】
また、本発明に係る車両用操舵装置（４）は、車両の操舵部材を含む操舵系に発生する操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、前記操舵系に補助トルクを付与する電動機と、前記操舵トルクの積分処理を行う積分処理部と、前記操舵トルクの検出値に基づいて標準目標トルクを算出する一方、前記積分処理により得られる前記操舵トルクの積分値に基づいて目標舵角速度を算出すると共に、当該目標舵角速度に基づいて加重目標トルクを算出する目標トルク算出部と、前記標準目標トルクに応じた標準目標電流値、及び、前記加重目標トルクに応じた加重目標電流値のうち少なくともいずれか一方を用いて前記電動機の駆動制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする。
なお、標準目標トルクとは、運転者による通常の操舵要求（フリック操舵要求を除く）に応えるために、操舵トルクに基づいて標準的に設定される目標トルクである（以下、同じ）。
【００１７】
本発明に係る車両用操舵装置（４）によれば、操舵トルクの検出値に基づいて標準目標トルクを算出する一方、操舵トルクの積分値に基づいて目標舵角速度を算出すると共に、当該目標舵角速度に基づいて加重目標トルクを算出し、標準目標トルクに応じた標準目標電流値、及び、前記加重目標トルクに応じた加重目標電流値のうち少なくともいずれか一方を用いて電動機の駆動制御を行うため、車両用操舵装置（１）と同様に、運転者における操舵力及び操舵量を低減することで、運転者に与える操舵感の快適性を確保することができる。
【００１８】
また、本発明に係る車両用操舵装置（５）は、車両用操舵装置（４）において、車速を検出する車速検出部をさらに備え、前記制御部は、前記車速、並びに、前記標準目標電流値及び前記加重目標電流値のうち少なくともいずれか一方に基づいて、前記電動機の駆動制御を行う際に用いる目標電流値を設定すると共に、当該設定された目標電流値を用いて前記電動機の駆動制御を行うことを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る車両用操舵装置（５）によれば、制御部は、車速、並びに、標準目標電流値及び加重目標電流値のうち少なくともいずれか一方に基づいて、電動機の駆動制御を行う際に用いる目標電流値を設定すると共に、当該設定された目標電流値を用いて電動機の駆動制御を行うため、車速に応じて適切に設定された（運転者における操舵力及び操舵量を低減可能な）目標電流値を用いて電動機の駆動制御を行うことができる。
【００２０】
また、本発明に係る車両用操舵装置（６）は、車両用操舵装置（４）において、前記車両のセレクトレバーが後退位置にあるか否かを検出する後退位置検出部をさらに備え、前記制御部は、前記セレクトレバーが後退位置にある旨が検出された場合に、前記加重目標電流値を用いて前記電動機の駆動制御を行うことを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る車両用操舵装置（６）によれば、制御部は、セレクトレバーが後退位置にある旨が検出された場合に、加重目標電流値を用いて電動機の駆動制御を行うため、車両の後退時に相応しい（運転者における操舵力及び操舵量を低減可能な）加重目標電流値を用いて電動機の駆動制御を行うことができる。
【００２２】
また、本発明に係る車両用操舵装置（７）は、車両用操舵装置（４）において、前記標準目標電流値又は前記加重目標電流値のいずれか一方を選択する際に用いられる選択部をさらに備え、前記制御部は、前記選択部により選択された方の目標電流値を用いて前記電動機の駆動制御を行うことを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る車両用操舵装置（７）によれば、制御部は、標準目標電流値又は加重目標電流値のうち選択部により選択された方の目標電流値を用いて電動機の駆動制御を行うため、選択部により選択された方の（例えば、運転者における操舵力及び操舵量を低減可能な）目標電流値を用いて電動機の駆動制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、運転者における操舵力及び操舵量を低減することで、運転者に与える操舵感の快適性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用操舵装置の全体構成を模式的に表す図である。
【図２】ＥＰＳ制御装置の内部構成を部分的に表すブロック図である。
【図３Ａ】第１目標トルク算出部の内部構成を表すブロック図である。
【図３Ｂ】第２目標トルク算出部の内部構成を表すブロック図である。
【図３Ｃ】第３目標トルク算出部の内部構成を表すブロック図である。
【図４】ＥＰＳ制御装置の制御モード切替え動作に係る説明に供する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態に係る車両用操舵装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
なお、以下に示す図において、共通の機能を有する部材間、又は、相互に対応する機能を有する部材間には、原則として共通の参照符号を付するものとする。また、説明の便宜のため、部材のサイズ及び形状は、変形又は誇張して模式的に表す場合がある。
【００２７】
〔本発明の実施形態に係る車両用操舵装置１１の構成〕
本発明の実施形態に係る車両用操舵装置１１の構成について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る車両用操舵装置１１の全体構成を模式的に表す図である。
【００２８】
車両用操舵装置１１は、図１に示すように、ハンドル（ステアリングホイール）１３、操舵補助装置１５、転舵装置１７を備える。
【００２９】
ハンドル（本発明の「操舵部材」に相当する。）１３は、車両（不図示）の進行方向を、運転者が所望の方向に変えようとする際に操作される部材である。ハンドル１３の中心部には、操舵軸１９の一方の端部が連結されている。操舵軸１９は、上部筺体２１における下部、中間部、上部のそれぞれに設けた軸受２３ａ，２３ｂ，２３ｃを介して、上部筺体２１に対して回転自在に支持されている。
【００３０】
筺体２１の内部には、操舵軸１９のうちトーションバー部２０を囲むように、磁歪式の操舵トルクセンサ（本発明の「操舵トルク検出部」に相当する。）２５が設けられている。トーションバー部２０は、操舵トルクセンサ２５の一部を構成する。操舵軸１９には、トーションバー部２０の周方向全周を覆うように、例えばＮｉ−Ｆｅメッキよりなる磁歪膜（不図示）が設けられている。操舵トルクセンサ２５は、ハンドル１３を介して操舵軸１９のトーションバー部２０に入力される操舵トルクの大きさ（操舵トルク検出値ＴＲＱ）を、例えばソレノイド型の第１及び第２コイル２５ａ，２５ｂを用いて、操舵軸１９に対し非接触で検出する。
【００３１】
操舵トルクセンサ２５により検出される操舵トルクＴＲＱは、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）のような通信媒体２４を介して、後記する電動パワーステアリング制御装置（以下、「ＥＰＳ制御装置」と省略する。）５１に供給される。なお、操舵トルクＴＲＱは、例えば、ハンドル１３の左旋回方向に作用する操舵トルクＴＲＱがプラスの値、ハンドル１３の右旋回方向に作用する操舵トルクＴＲＱがマイナスの値をとる。
【００３２】
また、操舵軸１９には、ハンドル１３の舵角を検出する舵角センサ（本発明の「舵角検出部」に相当する。）２６が設けられている。舵角センサ２６は、図１に示すように、操舵トルクセンサ２５の一部を構成するトーションバー部２０よりも、後記する転舵車輪４１ａ，４１ｂの側に設けられている。
舵角センサ２６により検出される舵角ＳＴＲは、通信媒体２４を介して、ＥＰＳ制御装置５１に供給される。なお、舵角ＳＴＲは、ハンドル１３の中立位置（操舵系の中点）を基準として、例えば、ハンドル１３の左旋回方向の舵角ＳＴＲがプラスの値、ハンドル１３の右旋回方向の舵角ＳＴＲがマイナスの値をとる。
【００３３】
操舵補助装置１５は、運転者によるハンドル１３の操舵に係る補助力を与える機能を有する。操舵補助装置１５は、運転者によるハンドル１３の操舵力を軽減（手応えの調整を含む）するための補助力（操舵反力）を供給する操舵補助モータ２７と、操舵補助モータ２７の出力軸に設けられたウォームギヤ２９に噛合するウォームホイールギヤ３１とを含んで構成されている。操舵補助モータ２７は、本発明の「電動機」に相当する。
【００３４】
ウォームホイールギヤ３１は、操舵軸１９のうち、ハンドル１３が設けられた一方の端部とは反対側の他方の端部の側に、操舵軸１９を回動中心として設けられている。ウォームホイールギヤ３１は、操舵補助モータ２７の回転力を、操舵軸１９を介してハンドル１３に伝えると共に、転舵装置１７を介して転舵車輪４１ａ，４１ｂに伝える役割を果たす。
【００３５】
操舵軸１９のうち前記他方の端部には、一対の自在継手３３を直列に介して、ピニオン軸３５が連結されている。ピニオン軸３５は、下部筺体３７における下部及び中間部のそれぞれに設けた軸受３９ａ，３９ｂを介して、下部筺体３７に対して回転自在に支持されている。
【００３６】
転舵装置１７は、ハンドル１３及び操舵軸１９を介して入力された運転者の操舵力を、転舵車輪４１ａ，４１ｂに伝達する機能を有する。転舵装置１７は、ピニオン軸３５に設けられたピニオンギヤ４３と、ピニオンギヤ４３に噛合するラック歯４５を有して車幅方向に往復運動可能なラック軸４７と、ラック軸４７の両端側にそれぞれ設けられるタイロッド４９ａ，４９ｂと、タイロッド４９ａ，４９ｂをそれぞれ介して回転可能に設けられる転舵車輪４１ａ，４１ｂと、を含んで構成されている。
【００３７】
〔ＥＰＳ制御装置５１及びその周辺部の構成〕
次に、操舵補助モータ２７の駆動制御を行うＥＰＳ制御装置５１及びその周辺部の構成について、図１、図２、図３Ａ、図３Ｂを参照して説明する。図２は、ＥＰＳ制御装置５１の内部構成を部分的に表すブロック図である。図３Ａは、第１目標トルク算出部２０９Ａの内部構成を表すブロック図である。図３Ｂは、第２目標トルク算出部２０９Ｂの内部構成を表すブロック図である。図３Ｃは、第３目標トルク算出部２０９Ｃの内部構成を表すブロック図である。
【００３８】
ＥＰＳ制御装置５１は、図１に示すように、通信媒体２４に接続されている。通信媒体２４には、前記の操舵トルクセンサ２５及び舵角センサ２６の他に、自車両の速度（車速Ｖ）を検出する車速センサ（本発明の「車速検出部」に相当する。）５３、自車両に搭載されたセレクトレバー（不図示）が後退位置にあるか否かを検出する後退位置センサ（本発明の「後退位置検出部」に相当する。）５５、及び、後記する第１目標電流値又は第２目標電流値のいずれか一方を選択する際に用いられるセレクトスイッチ（本発明の「選択部」に相当する。）５７がそれぞれ接続されている。
【００３９】
ＥＰＳ制御装置５１は、操舵トルクセンサ２５により検出される操舵トルクＴＲＱ、舵角センサ２６により検出される舵角ＳＴＲ、車速センサ５３により検出される車速Ｖなどの各種の値を参照して、車両用操舵装置１１が発揮するハンドル１３の操舵補助力を制御する機能を有する。ＥＰＳ制御装置５１は、演算処理を行うマイクロコンピュータ、及び、操舵補助モータ２７の駆動制御回路を含む各種の周辺回路を含んで構成される。
【００４０】
詳しく述べると、ＥＰＳ制御装置（本発明の「制御部」に相当する。）５１は、不感帯処理部２０１、積分処理部２０３、調整ゲイン算出部２０７、及び目標トルク算出部２０９を備えて構成されている。
なお、目標トルク算出部２０９は、第１目標トルク算出部２０９Ａ及び第２目標トルク算出部２０９Ｂのうち少なくともいずれか一方、並びに、第３目標トルク算出部２０９Ｃを備える。第１〜第３目標トルク算出部２０９Ａ，２０９Ｂ，２０９Ｃについて、詳しくは後記する。
【００４１】
不感帯処理部２０１は、図２に示すように、操舵トルクセンサ２５により検出される操舵トルクＴＲＱに対し、不感帯領域（操舵トルクＴＲＱの値が、０を挟んで−ＣＴＲＱ〜＋ＣＴＲＱとなる領域）に属する操舵トルクＴＲＱの値を「０」に変換して出力する。また、不感帯処理部２０１は、不感帯領域から外れた操舵トルクＴＲＱについて、所定の比例係数（１を含む、適宜設定される値）を乗じた値を出力する。
【００４２】
積分処理部２０３は、不感帯処理部２０１で不感帯処理後の操舵トルクＴＲＱに対し積分処理を施す機能を有する。詳しく述べると、積分処理部６７は、加算部２１１、保持部２１３、制限部２１５、遅延部２１９、及び乗算部２２１を備えて構成される。
【００４３】
加算部２１１は、不感帯処理部２０１で不感帯処理後の操舵トルクＴＲＱと、乗算部２２１の出力値とを加算し、その加算結果を保持部２１３に出力する。保持部２１３は、加算部２１１の出力値を所定のサンプリング周期（適宜設定される）で保持し、保持した値をリミッタ２１５に出力する。制限部２１５は、保持部２１３の出力値のうち所定の極小値及び極大値を切り捨てる制限処理を施し、制限処理後の出力値を、分岐点２１７を介して目標舵角速度算出部２０５及び遅延部２１９に出力する。
【００４４】
遅延部２１９は、制限処理後の出力値のうち、ひとつ前のサンプリング周期の値を出力する。乗算部２２１は、遅延部２１９の出力値と、調整ゲイン算出部２０７で算出された調整ゲイン（詳しくは後記する）とを乗算し、その乗算結果を加算部２１１に出力する。
目標舵角速度算出部２０５は、制限部２１５で制限処理後の出力値に対し、所定のゲインＧＴＳＴＲＶを乗算することで目標舵角速度ＴＳＴＲＶを算出し、その算出結果である目標舵角速度ＴＳＴＲＶを出力する。
なお、目標舵角速度ＴＳＴＲＶは、例えば、ハンドル１３の左旋回方向を指向する舵角速度がプラスの値、ハンドル１３の右旋回方向を指向する舵角速度がマイナスの値をとる。
【００４５】
調整ゲイン算出部２０７は、舵角センサ２６に係る舵角ＳＴＲ、操舵トルクセンサ２５に係る操舵トルクＴＲＱ、目標舵角速度算出部２０５で算出される目標舵角速度ＴＳＴＲＶ等に基づいて、積分処理部２０３の操舵トルク積分値を調整するための調整ゲインを算出し、算出した調整ゲイン（０〜１の範囲に属する実数値）を乗算部２２１に出力する機能を有する。
【００４６】
詳しく述べると、調整ゲイン算出部２０７は、絶対値処理部２３１、舵角レシオ算出部２３３、及びゲイン割当部２３５を備えて構成される。
【００４７】
絶対値処理部２３１は、舵角ＳＴＲに対して絶対値処理を施し、絶対値処理後の舵角ＳＴＲを舵角レシオ算出部２３３に出力する。
【００４８】
舵角レシオ算出部２３３は、舵角ＳＴＲの変化に対する舵角レシオＳＲＴＯの変換テーブル（予め適宜設定される）に基づいて、絶対値処理後の舵角ＳＴＲを舵角レシオＳＲＴＯに変換し、変換後の舵角レシオＳＲＴＯをゲイン割当部２３５に出力する。ここで、舵角レシオＳＲＴＯとは、後記する所定の条件（ゲイン割当部２３５の調整ゲインとして「１」を割り当てる条件）が不成立の場合に、積分処理部２０３の操舵トルク積分値を、舵角ＳＴＲの大きさを考慮して補正するための補正係数（０〜１未満の範囲に属する実数値）である。
【００４９】
ゲイン割当部２３５は、舵角センサ２６に係る舵角ＳＴＲ、操舵トルクセンサ２５に係る操舵トルクＴＲＱ、目標舵角速度算出部２０５で算出される目標舵角速度ＴＳＴＲＶ、及び、舵角レシオ算出部２３３で算出された舵角レシオＳＲＴＯに基づいて、積分処理部２０３の操舵トルク積分値を調整するための所定の調整ゲインを割り当てる。
【００５０】
詳しく述べると、ゲイン割当部２３５は、舵角ＳＴＲに係る指向方向（符号）と、目標舵角速度ＴＳＴＲＶに係る指向方向（符号）とが同じ（同符号）であるか、又は、操舵トルクＴＲＱの絶対値｜ＴＲＱ｜が不感帯閾値ＣＴＲＱを超える（つまり、前記所定の条件が成立する）場合に、調整ゲインとして「１」を割り当てる。
【００５１】
調整ゲイン算出部２０７で算出された調整ゲイン「１」は、乗算部２２１に送られて、乗算部２２１において、遅延部２１９の出力値（ひとつ前のサンプリング周期の値）に対して乗算される。この場合、乗算部２２１の乗算結果は、遅延部２１９の出力値（ひとつ前のサンプリング周期の値）となる。
その結果、積分処理部２０３は、あるサンプリング周期での操舵トルクＴＲＱと、ひとつ前のサンプリング周期での操舵トルクＴＲＱとを加算（積分）した後、制限部２１５の制限処理を施した値（操舵トルク積分値）を、目標舵角速度算出部２０５に出力することになる。
【００５２】
また、ゲイン割当部２３５は、舵角ＳＴＲに係る指向方向（符号）と、目標舵角速度ＴＳＴＲＶに係る指向方向（符号）とが異なり（異符号）、かつ、操舵トルクＴＲＱの絶対値｜ＴＲＱ｜が不感帯閾値ＣＴＲＱ以下（つまり、前記所定の条件が不成立）の場合に、調整ゲインとして「舵角レシオＳＲＴＯ（舵角ＳＴＲの大きさに応じた、０〜１未満の範囲に属する実数値）」を割り当てる。
【００５３】
調整ゲイン算出部２０７で算出された調整ゲイン「舵角レシオＳＲＴＯ」は、乗算部２２１に送られて、乗算部２２１において、遅延部２１９の出力値（ひとつ前のサンプリング周期の値）に対して乗算される。この場合、乗算部２２１の乗算結果は、遅延部２１９の出力値（ひとつ前のサンプリング周期の値）に舵角レシオＳＲＴＯを掛けた値をとる。
その結果、積分処理部２０３は、あるサンプリング周期での操舵トルクＴＲＱと、ひとつ前のサンプリング周期での操舵トルクＴＲＱ（ただし、舵角ＳＴＲの大きさに応じて調整された後の値）とを加算（積分）した後、制限部２１５の制限処理を施した値（操舵トルク積分値）を、目標舵角速度算出部２０５に出力することになる。
【００５４】
目標舵角速度算出部２０５で算出された目標舵角速度ＴＳＴＲＶは、ＦＦ（フィードフォワード）目標トルクである第１目標トルクＴＴ１ＯＵＴを算出する第１目標トルク算出部２０９Ａ（図３Ａ参照）、及び、ＦＢ（フィードバック）目標トルクである第２目標トルクＴＴ２ＯＵＴを算出する第２目標トルク算出部２０９Ｂ（図３Ｂ参照）のうち少なくともいずれかにおいて、目標トルクに変換される。
【００５５】
第１目標トルク算出部２０９Ａは、図３Ａに示すように、絶対値処理部３０１、第１目標トルク変換部３０３、符号取得部３０５、及び乗算部３０７を備えて構成される。
【００５６】
絶対値処理部３０１は、目標舵角速度ＴＳＴＲＶに対して絶対値処理を施し、絶対値処理後の目標舵角速度ＴＳＴＲＶを第１目標トルク変換部３０３に出力する。
【００５７】
第１目標トルク変換部３０３は、目標舵角速度ＴＳＴＲＶの変化に対する第１目標トルクＴＴ１ＯＵＴの変換テーブル（予め適宜設定される）を用いて、絶対値処理後の目標舵角速度ＴＳＴＲＶを第１目標トルクＴＴ１ＯＵＴに変換し、変換後の第１目標トルクＴＴ１ＯＵＴを乗算部３０７に出力する。
【００５８】
符号取得部３０５は、目標舵角速度ＴＳＴＲＶの指向方向に係る符号（プラスかマイナスか）を取得し、取得した符号を乗算部３０７に出力する。
【００５９】
乗算部３０７は、第１目標トルク変換部３０３で変換後の第１目標トルクＴＴ１ＯＵＴに、符号取得部３０５で取得した目標舵角速度ＴＳＴＲＶの符号を乗算し、その乗算結果を、第１目標トルクＴＴ１ＯＵＴとして出力する。
【００６０】
一方、第２目標トルク算出部２０９Ｂは、図３Ｂに示すように、減算部３１１、増幅部３１３、及び制限部３１５を備えて構成される。
【００６１】
減算部３１１は、目標舵角速度ＴＳＴＲＶから現在の舵角速度ＳＴＲＶを減算し、その減算結果（舵角速度偏差）を増幅部３１３に出力する。増幅部３１３は、減算部３１１で得られた舵角速度偏差に対し、所定のゲインＰＣＯＮを乗算する処理を施し、乗算処理後の舵角速度偏差を制限部３１５に出力する。制限部３１５は、増幅部３１３の出力値のうち所定の極小値及び極大値を切り捨てる制限処理を施し、制限処理後の出力値を、第２目標トルクＴＴ２ＯＵＴとして出力する。
【００６２】
第１及び第２目標トルク算出部２０９Ａ，２０９Ｂは、目標舵角速度ＴＳＴＲＶに基づいて加重目標トルクを算出する際に用いられる機能部材である。
加重目標トルクとは、運転者によるフリック操舵要求に応えるために、操舵力及び操舵量の低減を狙って、目標舵角速度ＴＳＴＲＶに基づき算出される目標トルクである。第１目標トルクＴＴ１ＯＵＴ及び第２目標トルクＴＴ２ＯＵＴは、本発明の「加重目標トルク」に相当する。
目標トルク算出部２０９は、目標舵角速度ＴＳＴＲＶに基づいて加重目標トルクを算出する際に用いられる機能部材としては、第１目標トルク算出部２０９Ａ及び第２目標トルク算出部２０９Ｂのうち少なくともいずれか一方を備えていればよい。
【００６３】
例えば、目標トルク算出部２０９の構成として、第１目標トルク算出部２０９Ａのみを備える構成を採用した場合、目標トルク算出部２０９は、第１目標トルクＴＴ１ＯＵＴを、目標トルクとして採用すればよい。
また、目標トルク算出部２０９の構成として、第２目標トルク算出部２０９Ｂのみを備える構成を採用した場合、目標トルク算出部２０９は、第２目標トルクＴＴ２ＯＵＴを、目標トルクとして採用すればよい。
さらに、目標トルク算出部２０９の構成として、第１目標トルク算出部２０９Ａ及び第２目標トルク算出部２０９Ｂの両方を備える構成を採用した場合、目標トルク算出部２０９は、第１目標トルクＴＴ１ＯＵＴ及び第２目標トルクＴＴ２ＯＵＴの両者を適宜の比率で按分した値を、目標トルクとして採用すればよい。
【００６４】
目標トルク算出部２０９は、操舵トルクＴＲＱに基づいて標準目標トルクを算出する際に用いられる機能部材として、第３目標トルク算出部２０９Ｃを備える。標準目標トルクとは、運転者による通常の操舵要求（フリック操舵要求を除く）に応えるために、操舵トルクＴＲＱに基づいて標準的に設定される目標トルクである。第３目標トルクＴＴ３ＯＵＴは、本発明の「標準目標トルク」に相当する。
【００６５】
第３目標トルク算出部２０９Ｃは、図３Ｃに示すように、絶対値処理部３２１、第３目標トルク変換部３２３、符号取得部３２５、及び乗算部３２７を備えて構成される。
【００６６】
絶対値処理部３２１は、操舵トルクＴＲＱに対して絶対値処理を施し、絶対値処理後の操舵トルクＴＲＱを第３目標トルク変換部３２３に出力する。
【００６７】
第３目標トルク変換部３２３は、操舵トルクＴＲＱの変化に対する第３目標トルクＴＴ３ＯＵＴの変換テーブル（予め適宜設定される）を用いて、絶対値処理後の操舵トルクＴＲＱを第３目標トルクＴＴ３ＯＵＴに変換し、変換後の第３目標トルクＴＴ３ＯＵＴを乗算部３２７に出力する。
【００６８】
符号取得部３２５は、操舵トルクＴＲＱの指向方向に係る符号（プラスかマイナスか）を取得し、取得した符号を乗算部３２７に出力する。
【００６９】
乗算部３２７は、第３目標トルク変換部３２３で変換後の第３目標トルクＴＴ３ＯＵＴに、符号取得部３２５で取得した操舵トルクＴＲＱの符号を乗算し、その乗算結果を、第３目標トルクＴＴ３ＯＵＴとして出力する。
【００７０】
〔車両用操舵装置１１のまとめ〕
（１）に係る車両用操舵装置１１は、車両のハンドル（操舵部材）１３を含む操舵系に発生する操舵トルクＴＲＱを検出する操舵トルクセンサ（操舵トルク検出部）２５と、操舵系に補助トルクを付与する操舵補助モータ（電動機）２７と、操舵トルクＴＲＱの積分処理を行う積分処理部２０３と、積分処理により得られる操舵トルクＴＲＱの積分値に基づいて目標舵角速度ＴＳＴＲＶを算出すると共に、目標舵角速度ＴＳＴＲＶに基づいて加重目標トルク（第１目標トルクＴＴ１ＯＵＴ及び第２目標トルクＴＴ２ＯＵＴ）を算出する目標トルク算出部２０９と、加重目標トルクに応じた加重目標電流値を用いて操舵補助モータ２７の駆動制御を行うＥＰＳ制御装置（制御部）５１と、を備える。
【００７１】
（１）に係る車両用操舵装置１１では、操舵トルクＴＲＱの積分値に基づいて目標舵角速度ＴＳＴＲＶを算出すると共に、目標舵角速度ＴＳＴＲＶに基づいて加重目標トルクを算出し、算出した加重目標トルクに応じた目標電流値を用いて操舵補助モータ２７の駆動制御を行う。
（１）に係る車両用操舵装置１１によれば、運転者における操舵力及び操舵量を低減することで、運転者に与える操舵感の快適性を確保することができる。
【００７２】
また、（２）に係る車両用操舵装置１１は、（１）に係る車両用操舵装置１１において、操舵系の中点を基準とする舵角ＳＴＲを検出する舵角センサ（舵角検出部）２６をさらに備え、ＥＰＳ制御装置（制御部）５１は、舵角ＳＴＲに係る指向方向と、目標舵角速度ＴＳＴＲＶに係る指向方向とが異なる場合の目標電流値を、前記両指向方向が同じ場合の目標電流値と比べて減少させる制御を行う。
【００７３】
舵角ＳＴＲに係る指向方向は、現在の操舵位置を反映する一方、目標舵角速度ＴＳＴＲＶに係る指向方向は、運転者の意図する操舵位置を反映する。要するに、舵角ＳＴＲに係る指向方向と、目標舵角速度ＴＳＴＲＶに係る指向方向とが異なる場合とは、現在の操舵位置と、運転者の意図する操舵位置とが、中点を基準として異なる指向方向に存する場合を意味する。また、前記両指向方向が同じ場合とは、現在の操舵位置と、運転者の意図する操舵位置とが、中点を基準として同じ指向方向に存する場合を意味する。
【００７４】
（２）に係る車両用操舵装置１１では、舵角ＳＴＲに係る指向方向と、目標舵角速度ＴＳＴＲＶに係る指向方向とが異なる場合の目標電流値を、両指向方向が同じ場合の目標電流値と比べて減少させるため、現在の操舵位置と、運転者の意図する操舵位置とが、中点を基準として異なる指向方向に存する場合の目標電流値を、現在の操舵位置と、運転者の意図する操舵位置とが、中点を基準として同じ指向方向に存する場合の目標電流値と比べて減少させるように作用する。
（２）に係る車両用操舵装置１１の前記作用は、主として積分処理部２０３及び調整ゲイン算出部２０７の連携によって実現される。
【００７５】
（２）に係る車両用操舵装置１１によれば、現在の操舵位置と、運転者の意図する操舵位置とが、中点を基準として異なる指向方向に存する場合の操舵補助モータ２７の駆動力を、現在の操舵位置と、運転者の意図する操舵位置とが、中点を基準として同じ指向方向に存する場合の操舵補助モータ２７の駆動力と比べて減少させるため、中点を挟んで舵角ＳＴＲが大きく変動する際に車両の挙動が乱れる事態を抑制することができる。
【００７６】
また、（３）に係る車両用操舵装置１１は、（２）に係る車両用操舵装置１１において、ＥＰＳ制御装置（制御部）５１は、前記両指向方向が異なる場合の目標電流値の減少程度を、舵角ＳＴＲが中点に近づくにつれて増大させる制御を行う。
【００７７】
（３）に係る車両用操舵装置１１では、ＥＰＳ制御装置（制御部）５１は、前記両指向方向が異なる場合の目標電流値の減少程度を、舵角ＳＴＲが中点に近づくにつれて増大させる制御を行うため、現在の操舵位置と、運転者の意図する操舵位置とが、中点を基準として異なる指向方向に存する場合の操舵補助モータ２７の駆動力を、舵角ＳＴＲが中点に近づくにつれて漸減させることができる。
（３）に係る車両用操舵装置１１の前記作用は、主として積分処理部２０３及び調整ゲイン算出部２０７の連携によって実現される。
【００７８】
（３）に係る車両用操舵装置１１によれば、現在の操舵位置と、運転者の意図する操舵位置とが、中点を基準として異なる指向方向に存する場合において、中点付近で操舵補助モータ２７を減速（一時停止を含む）させるため、中点を挟んで舵角ＳＴＲが大きく変動する際に車両の挙動が乱れる事態を的確に抑制することができる。
【００７９】
また、（４）に係る車両用操舵装置１１は、車両のハンドル（操舵部材）１３を含む操舵系に発生する操舵トルクＴＲＱを検出する操舵トルクセンサ（操舵トルク検出部）２５と、操舵系に補助トルクを付与する操舵補助モータ（電動機）２７と、操舵トルクＴＲＱの積分処理を行う積分処理部２０３と、操舵トルクＴＲＱの検出値に基づいて標準目標トルクを算出する一方、積分処理により得られる操舵トルクＴＲＱの積分値に基づいて目標舵角速度ＴＳＴＲＶを算出すると共に、目標舵角速度ＴＳＴＲＶに基づいて加重目標トルク（第１目標トルクＴＴ１ＯＵＴ及び第２目標トルクＴＴ２ＯＵＴ）を算出する目標トルク算出部２０９と、標準目標トルクに応じた標準目標電流値、及び、加重目標トルクに応じた加重目標電流値のうち少なくともいずれか一方を用いて操舵補助モータ２７の駆動制御を行うＥＰＳ制御装置（制御部）５１と、を備える。
【００８０】
（４）に係る車両用操舵装置１１によれば、操舵トルクＴＲＱの検出値に基づいて標準目標トルクを算出する一方、操舵トルクＴＲＱの積分値に基づいて目標舵角速度ＴＳＴＲＶを算出すると共に、目標舵角速度ＴＳＴＲＶに基づいて加重目標トルクを算出し、標準目標トルクに応じた標準目標電流値、及び、加重目標トルクに応じた加重目標電流値のうち少なくともいずれか一方を用いて操舵補助モータ２７の駆動制御を行うため、（１）に係る車両用操舵装置１１と同様に、運転者における操舵力及び操舵量を低減することで、運転者に与える操舵感の快適性を確保することができる。
【００８１】
また、（５）に係る車両用操舵装置１１は、（４）に係る車両用操舵装置１１において、車速Ｖを検出する車速センサ（車速検出部）５３をさらに備え、ＥＰＳ制御装置（制御部）５１は、車速Ｖ、並びに、標準目標電流値及び加重目標電流値のうち少なくともいずれか一方に基づいて、操舵補助モータ２７の駆動制御を行う際に用いる目標電流値を設定すると共に、当該設定された目標電流値を用いて操舵補助モータ２７の駆動制御を行う。
【００８２】
ここで、ＥＰＳ制御装置５１が有する操舵補助モータ２７の制御モードについて、図４を参照して説明する。図４は、ＥＰＳ制御装置５１の制御モード切替え動作に係る説明に供する図である。
ＥＰＳ制御装置（制御部）５１は、操舵補助モータ２７の制御モードとして、図４に示すように、操舵トルクＴＲＱに応じた標準目標電流値を用いて操舵補助モータ２７の駆動制御を行う標準目標トルク制御と、加重目標トルクに応じた加重目標電流値を用いて操舵補助モータ２７の駆動制御を行う加重目標トルク制御と、を有する。
【００８３】
標準目標トルク制御（通常制御）は、通常走行時の操舵要求（フリック操舵要求を除く）に応える際に適した制御モードである。
これに対し、加重目標トルク制御（フリック制御）は、フリック操舵要求が生じる走行シーンとして、低速走行時や後退走行時などにおいて、ハンドル１３の頻繁な切返し要請に応える際に適した制御モードである。
【００８４】
前記各制御モードの特性を踏まえて、（５）に係る車両用操舵装置１１では、ＥＰＳ制御装置（制御部）５１は、車速Ｖが所定の車速閾値Ｖth（図４参照：予め適宜設定される、適宜変更可能な低車速：例えば時速１０Ｋｍなど）未満の場合に、標準目標トルク制御から加重目標トルク制御に制御モードを切り替える（目標電流値として加重目標電流値を設定する）ことにより、現在の車速Ｖに相応しい加重目標電流値を用いて操舵補助モータ２７の駆動制御を行う。
また、ＥＰＳ制御装置（制御部）５１は、車速Ｖが所定の車速閾値Ｖth（図４参照）を超えた場合に、加重目標トルク制御から標準目標トルク制御に制御モードを切り替える（目標電流値として標準目標電流値を設定する）ことにより、現在の車速Ｖに相応しい標準目標電流値を用いて操舵補助モータ２７の駆動制御を行う。
なお、前記制御モードの切り替えに際し、運転者への操舵に係る違和感を与えないように、目標電流値の大きさを緩やかに変化（増加又は減少）させる構成を採用してもよい。
【００８５】
（５）に係る車両用操舵装置１１によれば、車速Ｖに応じて適切に設定された（運転者における操舵力及び操舵量を低減可能な）目標電流値を用いて操舵補助モータ２７の駆動制御を行うことができる。
【００８６】
なお、車速Ｖが所定の閾値Ｖth未満の場合とは、車速Ｖが単に所定の閾値Ｖth未満になった場合に加えて、車速Ｖが所定の閾値Ｖth未満になっている期間が所定時間（予め定められる適宜変更可能な時間長）を超えた場合を含む。同様に、車速Ｖが所定の閾値Ｖth以上の場合とは、車速Ｖが単に所定の閾値Ｖth以上になった場合に加えて、車速Ｖが所定の閾値Ｖth以上になっている期間が所定時間（予め定められる適宜変更可能な時間長）を超えた場合を含む。
【００８７】
また、（６）に係る車両用操舵装置１１は、（４）に係る車両用操舵装置１１において、車両のセレクトレバーが後退位置にあるか否かを検出する後退位置センサ（後退位置検出部）５５（図１参照）をさらに備え、ＥＰＳ制御装置（制御部）５１は、セレクトレバーが後退位置にある旨が検出された場合に、加重目標電流値を用いて操舵補助モータ２７の駆動制御を行う。
【００８８】
（６）に係る車両用操舵装置１１によれば、ＥＰＳ制御装置（制御部）５１は、セレクトレバーが後退位置にある旨が検出された場合に、加重目標電流値を用いて操舵補助モータ２７の駆動制御を行うため、車両の後退時に相応しい（運転者における操舵力及び操舵量を低減可能な）加重目標電流値を用いて操舵補助モータ２７の駆動制御を行うことができる。
【００８９】
また、（７）に係る車両用操舵装置１１は、（４）に係る車両用操舵装置１１において、標準目標電流値又は加重目標電流値のいずれか一方を選択する際に用いられるセレクトスイッチ（選択部）５７（図１参照）をさらに備え、ＥＰＳ制御装置（制御部）５１は、セレクトスイッチ５７により選択された方の目標電流値を用いて操舵補助モータ２７の駆動制御を行う。
【００９０】
（７）に係る車両用操舵装置１１によれば、ＥＰＳ制御装置（制御部）５１は、標準目標電流値又は加重目標電流値のうちセレクトスイッチ５７により選択された方の目標電流値を用いて操舵補助モータ２７の駆動制御を行うため、セレクトスイッチ５７により選択された方の（例えば、運転者における操舵力及び操舵量を低減可能な）目標電流値を用いて操舵補助モータ２７の駆動制御を行うことができる。
【００９１】
〔その他の実施形態〕
以上説明した実施形態は、本発明の具現化の例を示したものである。従って、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。
【００９２】
例えば、本発明の実施形態に係る説明において、本発明に係る「操舵トルク検出部」として磁歪式（非接触検出方式）の操舵トルクセンサ２５を例示して説明したが、本発明はこの例に限定されない。トーションバー部２０の捩れを直接検出することで操舵トルクを検出する接触検出方式の操舵トルクセンサ２５を「操舵トルク検出部」として採用してもかまわない。
【００９３】
また、本発明の実施形態に係る説明において、操舵軸１９に舵角センサ２６を設ける例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。操舵補助モータ２７の回転位置情報（操舵補助モータ２７に内蔵されたレゾルバにより検出される）を、ハンドル１３の舵角ＳＴＲに変換して用いる構成を採用してもよい。
【００９４】
また、本発明の実施形態に係る説明において、操舵軸１９に対して操舵補助モータ２７の補助力を与える構成を例示して説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、ピニオン軸３５に対して操舵補助モータ２７の補助力を与える構成や、ラック軸４７に対して操舵補助モータ２７の補助力を与える構成を採用してもよい。
【００９５】
また、本発明の実施形態に係る説明において、車両用操舵装置１１を電動パワーステアリング装置に適用する例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、車両用操舵装置１１をステア・バイ・ワイヤ方式の操舵装置に適用する構成を採用してもよい。この場合において、請求項に記載の文言「操舵系に補助トルクを付与する電動機」を、「操舵系に反力トルクを付与する電動機」と読み替えて適用すればよい。
【符号の説明】
【００９６】
１１  車両用操舵装置
１３    ハンドル（操舵部材）
２５    操舵トルクセンサ（操舵トルク検出部）
２６    舵角センサ（舵角検出部）
２７    操舵補助モータ（電動機）
５１    ＥＰＳ制御装置（制御部）
５５    後退位置検出部（後退位置センサ）
２０３  積分処理部
２０９  目標トルク算出部
【図１】
0006412475.tif 000002
【図２】
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【図３Ａ】
0006412475.tif 000004
【図３Ｂ】
0006412475.tif 000005
【図３Ｃ】
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【図４】
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