(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作部材と、
操舵用アクチュエータと、
その操舵用アクチュエータの動きを舵角変化が生じるように車輪に伝達する機構と、
その操作部材の操作量と車輪の転舵量との比が変化するように操舵用アクチュエータを制御可能な制御系と、
その操作部材の操作に対する舵角変化の高応答性の必要性に応じて予め定められた高応答必要条件を記憶する手段と、
その高応答必要条件を充足するか否かを判定する手段とを備え、
前記制御系により、前記操作部材の操作量の変化に応じて変化する目標舵角が演算されると共に、その目標舵角の変化に応じて変化する前記操舵用アクチュエータの目標制御量が演算され、
その目標舵角の変化に対する前記操舵用アクチュエータの目標制御量の変化の追従速度に対応するゲインを、その高応答必要条件を充足する時は充足しない時よりも高い値に設定する手段が設けられ、
その高応答必要条件は、左右一方に舵角が変化した後に舵角が変化しなくなった時点から左右他方に舵角が変化するまでの時間が設定時間以下であって、且つ、その舵角変化方向が変化した後の舵角変化速度が設定値以上の時に充足される車両の操舵装置。
【請求項２】
その操舵用アクチュエータの制御系はフィードフォワード補償値を演算する調節部を含み、その調節部のゲインが前記高応答必要条件を充足する時は充足しない時よりも高い値に設定される請求項１に記載の車両の操舵装置。
【請求項３】
その高応答必要条件を充足する時に設定されるゲインの値は、車速、舵角、舵角変化速度の中の少なくとも一つの大きさが大きい程に大きな値に設定される請求項１または２に記載の車両の操舵装置。
【請求項４】
その高応答必要条件は、車速が設定値未満では充足されない請求項１〜３の中の何れかに記載の車両の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵用アクチュエータを制御することで、舵角を変化させると共に操作部材の操作量と車輪の転舵量との比を変化させることができる車両の操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
操作部材と、操舵用アクチュエータと、その操舵用アクチュエータの動きを舵角変化が生じるように車輪に伝達する機構と、その操作部材の操作量と車輪の転舵量との比が変化するように操舵用アクチュエータを制御可能な制御装置とを備える車両の操舵装置が提案されている。そのような操舵装置として、操作部材を車輪に機械的に連結するものと連結しないものとがある。操作部材を車輪に機械的に連結する場合、ステアリングホイールの操作に応じた入力シャフトの回転を出力シャフトに遊星ギヤ機構を介して伝達し、その伝達に際して遊星ギヤ機構を構成するリングギヤを駆動する操舵用アクチュエータを制御することで操作量と転舵量との比を変更している。また、操作部材を車輪に機械的に連結しない場合、操舵用アクチュエータの動きを舵角が変化するように車輪に伝達する際に、その操舵用アクチュエータを制御することで操作量と転舵量との比を変更している。
【０００３】
上記のような車両の操舵装置においては、その操作量と転舵量との比を車速に応じて変化させることで、操作部材の操作に対する舵角変化の応答性を変化させている。すなわち、その応答性を低車速では高くすることで操作量の変化に対する舵角変化を大きくして車両の低速での旋回性を向上し、一方、その応答性を高車速では低くすることで操作量の変化に対する舵角変化を小さくして走行安定性を向上している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
操作部材の操作に対する舵角変化の応答性は、車速のみによって変化させたのでは必ずしも最適に設定することはできない。例えば、操舵の立ち上げ時に急操舵を行うような場合や、急激な切り返し後に舵角を大きく変化させる操舵を行うような場合は、舵角変化に遅れがあるとドライバーは操作部材を操作し過ぎるために高い応答性を必要とされる。しかし、そのような高い応答性が必要とされる場合を基準として操作量と転舵量との比を設定すると、それ以外の場合は低車速でも舵角変化が急激過ぎてドライバーに違和感を与え適切な操舵を行うことができない。
本発明は、上記問題を解決することのできる車両の操舵装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両の操舵装置は、操作部材と、操舵用アクチュエータと、その操舵用アクチュエータの動きを舵角変化が生じるように車輪に伝達する機構と、その操作部材の操作量と車輪の転舵量との比が変化するように操舵用アクチュエータを制御可能な制御系と、その操作部材の操作に対する舵角変化の高応答性の必要性に応じて予め定められた高応答必要条件を記憶する手段と、その高応答必要条件を充足するか否かを判定する手段とを備え、前記制御系により、前記操作部材の操作量の変化に応じて変化する目標舵角が演算されると共に、その目標舵角の変化に応じて変化する前記操舵用アクチュエータの目標制御量が演算され、その目標舵角の変化に対する前記操舵用アクチュエータの目標制御量の変化の追従速度に対応するゲインを、その高応答必要条件を充足する時は充足しない時よりも高い値に設定する手段が設けられ、その高応答必要条件は、左右一方に舵角が変化した後に舵角が変化しなくなった時点から左右他方に舵角が変化するまでの時間が設定時間以下であって、且つ、その舵角変化方向が変化した後の舵角変化速度が設定値以上の時に充足されることを特徴とする。
本発明の構成によれば、操作部材の操作に対する舵角変化の応答性を高くする必要性が高い場合は、その必要性が低い場合よりも操舵用アクチュエータの制御系におけるゲインを高い値に設定できるので、舵角変化に遅れが生じるのを防止できる。また、その応答性を高くする必要性が低い場合はそのゲインを低い値に設定できるので、舵角変化が急激になり過ぎるのを防止できる。また、急激な切り返し後に舵角を大きく変化させる操舵を行う場合に、操作部材の操作に対する舵角変化の応答性を高くすることができる。
【０００６】
その操舵用アクチュエータの制御系はフィードフォワード補償値を演算する調節部を含み、その調節部のゲインが前記高応答必要条件を充足する時は充足しない時よりも高い値に設定されるのが好ましい。
これにより、操作部材の操作に対する舵角変化の応答性を的確に高くすることができる。
【０００７】
本発明において、その高応答必要条件を充足する時に設定されるゲインの値は、車速、舵角、舵角変化速度の中の少なくとも一つの大きさが大きい程に大きな値に設定されるのが好ましい。
操作部材の操作に対する舵角変化の応答性を高くする必要性は、車速、舵角、舵角変化速度の大きさに対応する。よって、その応答性を必要性の程度に応じて変化させることができる。尚、舵角変化速度としては、実際の舵角変化速度よりも操作部材の操作量に応じた目標舵角の変化速度を用いる方が応答性の上でより好ましい。
【００１０】
その高応答必要条件は、車速が設定値未満では充足されないのが好ましい。
低車速においては、操作部材の操作に対する舵角変化の応答性が低くても車両挙動への影響は大きくないことから、応答性を高くする必要性は高くない。よって、車速が設定値未満では高応答必要条件が充足されないようにすることで、そのゲインが不必要に高くなることがなく操舵用アクチュエータの負荷を低減できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１〜図４を参照して本発明の第１比較例を説明する。
図１に示す車両の操舵装置は、ステアリングホイールを模した操作部材１と、その操作部材１の回転操作に応じて駆動される操舵用アクチュエータ２と、その操舵用アクチュエータ２の動きを、その操作部材１を車輪４に機械的に連結することなく、舵角変化が生じるように前部左右車輪４に伝達する機構としてステアリングギヤ３とを備える。
【００１２】
その操舵用アクチュエータ２は、例えば公知のブラシレスモータ等の電動モータにより構成できる。そのステアリングギヤ３は、その操舵用アクチュエータ２の出力シャフトの回転運動をステアリングロッド７の直線運動に変換する例えばボールネジ機構等の運動変換機構により構成されている。そのステアリングロッド７の動きがタイロッド８とナックルアーム９を介して車輪４に伝達され、車輪４のトー角が変化する。そのステアリングギヤ３は、公知のものを用いることができ、操舵用アクチュエータ２の動きを舵角が変化するように前部左右車輪４に伝達できれば構成は限定されない。なお、操舵用アクチュエータ２が駆動されていない状態では、前部左右車輪４はセルフアライニングトルクにより直進位置に復帰できるようにホイールアラインメントが設定されている。
【００１３】
その操作部材１は、車体側により回転可能に支持される回転シャフト１０に連結されている。その操作部材１を直進操舵位置に復帰させる方向の弾力を付与する弾性部材３０が設けられている。この弾性部材３０は、例えば、回転シャフト１０に弾力を付与するバネにより構成できる。
【００１４】
その操作部材１の操作量として、操作部材１の直進位置からの回転角度δｈを検出する角度センサ１１が設けられている。車両の舵角δを検出する手段として舵角センサ１３が設けられ、本比較例では、その舵角δに対応するステアリングロッド７の作動量を検出するポテンショメータにより構成されている。本比較例では、その舵角δが車輪４の転舵により生じる実際の車両挙動の指標となる挙動指標値とされている。車速Ｖを検出する速度センサ１４が設けられている。その角度センサ１１、舵角センサ１３、速度センサ１４は、コンピュータにより構成される制御装置２０に接続されている。その制御装置２０は駆動回路２２を介して上記操舵用アクチュエータ２を制御する。
【００１５】
図２は制御装置２０により構成される制御系を示すブロック線図であり、Ｃｋは操作部材１の回転角度δｈに対する目標舵角δ* の調節部である。この調節部ＣｋにおけるゲインをＫδ（Ｖ）として、制御装置２０は予め定められて記憶されたδ* ＝Ｋδ（Ｖ）・δｈの関係と、角度センサ１１により検出した回転角度δｈとから目標舵角δ* を演算する。本比較例では、その目標舵角δ* が操作部材１の操作量である回転角度δｈに応じた目標挙動指標値とされている。そのゲインＫδ（Ｖ）は車速Ｖの関数とされ、例えば図３に示すように車速Ｖが増大する程に減少するものとされ、このゲインＫδ（Ｖ）と車速Ｖの関係は制御装置２０に記憶される。
【００１６】
ＣFFは、目標舵角δ* に対するフィードフォワード補償値ｉａ* の調節部であり、制御系におけるフィードフォワード補償要素を構成する。この調節部ＣFFにおける伝達関数をＧａとして、制御装置２０は、予め定めて記憶したｉａ* ＝Ｇａ・δ* の関係と演算した目標舵角δ* とからフィードフォワード補償値ｉａ* を演算する。その調節部ＣFFは例えば比例積分（ＰＩ）制御要素とされ、この場合の伝達関数Ｇａは、Ｋａをゲイン、Ｔａを時定数、ｓをラプラス演算子としてＧａ＝Ｋａ・〔１＋１／（Ｔａ・ｓ）〕とされ、制御装置２０に記憶される。その時定数Ｔａは最適な制御を行えるように適宜設定される。
【００１７】
ＣFBは、目標舵角δ* と舵角センサ１３により検出される舵角δとの偏差（δ* −δ）に対するフィードバック補償値ｉｂ* の調節部であり、制御系におけるフィードバック補償要素を構成する。この調節部ＣFBにおける伝達関数をＧｂとして、制御装置２０は、予め定めて記憶したｉｂ* ＝Ｇｂ・（δ* −δ）の関係と演算した目標舵角δ* と舵角センサ１３により検出される舵角δとからフィードバック補償値ｉｂ* を演算する。その調節部ＣFBは例えば比例積分（ＰＩ）制御要素とされ、この場合の伝達関数Ｇｂは、Ｋｂをゲイン、Ｔｂを時定数、ｓをラプラス演算子としてＧｂ＝Ｋｂ・〔１＋１／（Ｔｂ・ｓ）〕とされ、制御装置２０に記憶される。そのゲインＫｂと時定数Ｔｂは最適な制御を行えるように適宜設定される。
【００１８】
そのフィードフォワード補償値ｉａ* とフィードバック補償値ｉｂ* との和が操舵用アクチュエータ２の目標駆動電流Ｉｍ* とされる。その目標駆動電流Ｉｍ* に応じて駆動回路２２が操舵用アクチュエータ２を例えばＰＷＭ波により駆動することで、目標舵角δ* と舵角δとの偏差をなくすように操舵用アクチュエータ２が制御装置２０により制御される。また、上記ゲインＫδ（Ｖ）は車速Ｖの関数とされていることから、操作部材１の操作量である回転角度δｈと車輪４の転舵量との比が車速Ｖに応じて変化するように操舵用アクチュエータ２を制御できる。
【００１９】
その制御装置２０は、操作部材１の操作に対する舵角変化の高応答性の必要性に応じて予め定められた高応答必要条件を記憶する。本比較例では、その記憶される高応答必要条件は、車速Ｖが設定値α（例えば２０ｋｍ／ｈ）以上であって、且つ、目標舵角δ* の変化速度の絶対値が設定値β（例えば１制御周期における目標舵角の変化量の大きさが０．４度となる変化速度）以上の時に充足されるものとされている。すなわち、高応答必要条件は車速が設定値未満では充足されない。その制御装置２０により構成される制御系は、その高応答必要条件を充足するか否かを判定する判定部３３を有する。その高応答必要条件を充足する時は充足しない時よりも、操舵用アクチュエータ２の制御系におけるゲインは高い値に設定される。本比較例では、上記フィードフォワード補償値ｉａ* を演算する調節部ＣFFのゲインＫａが、高応答必要条件を充足する時は充足しない時よりも高い値に設定され、高応答必要条件を充足する時と充足しない時のそれぞれの値が予め定められて制御装置２０に記憶され、例えば充足する時は「５」、充足しない時は「３」とされる。
【００２０】
図４のフローチャートを参照して制御装置２０による操舵用アクチュエータ２の制御手順を説明する。
まず、各センサによる検出値を読み込む（ステップＳ１）。次に、検出車速Ｖが上記設定値α以上であって且つ目標舵角δ* の変化速度の絶対値が上記設定値β以上であるか否かにより、高応答必要条件を充足するか否かを判断する（ステップＳ２）。ステップＳ２において高応答必要条件を充足していれば、操舵用アクチュエータ２の制御系におけるゲインＫａを予め記憶した高低の値の中で高い方の値Ｈに設定し（ステップＳ３）、充足していなければ低い方の値Ｌに設定する（ステップＳ４）。次に、検出車速Ｖに対応するゲインＫδ（Ｖ）を求め（ステップＳ５）、その求めたゲインＫδ（Ｖ）と操作部材１の検出回転角度δｈから目標舵角δ* を演算し（ステップＳ６）、その求めた目標舵角δ* に対応するフィードフォワード補償値ｉａ* をゲインＫａを用いて演算し（ステップＳ７）、また、その求めた目標舵角δ* と検出舵角δとの偏差に対するフィードバック補償値ｉｂ* をゲインＫｂを用いて演算する（ステップＳ８）。その求めたフィードフォワード補償値ｉａ* とフィードバック補償値ｉｂ* とから目標駆動電流Ｉｍ* を求め（ステップＳ９）、その目標駆動電流Ｉｍ* に応じて操舵用アクチュエータ２を駆動する（ステップＳ１０）。次に、制御を終了するか否かを判断し（ステップＳ１１）、終了しない場合はステップＳ１に戻る。その終了判断は、例えば車両の始動用キースイッチがオンか否かにより判断できる。
【００２１】
上記比較例によれば、操舵の立ち上げ時等に急操舵を行うために操作部材１の操作に対する舵角変化の応答性を高くする必要性が高い場合は、その必要性が低い場合よりも操舵用アクチュエータ２の制御系におけるゲインＫａを高い値に設定できるので、舵角変化に遅れが生じるのを防止できる。また、その応答性を高くする必要性が低い場合はそのゲインＫａを低い値に設定できるので、舵角変化が急激になり過ぎるのを防止できる。そのゲインＫａはフィードフォワード補償値ｉａ* を演算するために用いられるので、操作部材１の操作に対する舵角変化の応答性を的確に高くすることができる。また、車速が設定値α未満では高応答必要条件が充足されないので、そのゲインＫａが不必要に高くなることがなく操舵用アクチュエータ２の負荷を低減できる。
【００２２】
図５〜図８を参照して本発明の第２比較例を説明する。上記比較例は操作部材１と車輪４とが機械的に連結されていないステアバイワイヤシステムを採用した操舵装置に関するものであるが、本第２比較例は操作部材であるステアリングホイールＨが車輪に機械的に連結された操舵装置１０１に関するものである。
【００２３】
すなわち、ステアリングホイールＨの操作に応じた入力シャフト１０２の回転が、回転伝達機構１３０により出力シャフト１１１に伝達され、その出力シャフト１１１の回転が車輪に舵角が変化するようにステアリングギヤにより伝達される。そのステアリングギヤはラックピニオン式ステアリングギヤやボールスクリュー式ステアリングギヤ等の公知のものを用いることができる。その回転伝達機構１３０の構成要素をモータ（操舵用アクチュエータ）１３９により駆動することで、そのモータ１３９の動きが車輪に舵角が変化するように伝達される。その入力シャフト１０２と出力シャフト１１１は互いに同軸心に隙間を介して配置され、ベアリング１０７、１０８、１１２、１１３を介してハウジング１１０により支持されている。その回転伝達機構１３０は、本比較例では遊星ギヤ機構とされ、サンギヤ１３１とリングギヤ１３２とに噛み合う遊星ギヤ１３３をキャリア１３４により保持する。そのサンギヤ１３１は、入力シャフト１０２の端部に同行回転するように連結されている。そのキャリア１３４は、出力シャフト１１１に同行回転するように連結されている。そのリングギヤ１３２は、入力シャフト１０２を囲むホルダー１３６にボルト３６２を介して固定されている。そのホルダー１３６は、入力シャフト１０２を囲むようにハウジング１１０に固定された筒状部材１３５によりベアリング１０９を介して支持されている。そのホルダー１３６の外周にウォームホイール１３７が同行回転するように嵌め合わされている。そのウォームホイール１３７に噛み合うウォーム１３８がハウジング１１０により支持されている。そのウォーム１３８がハウジング１１０に取り付けられたモータ１３９により駆動される。
【００２４】
そのモータ１３９の動きを車輪に舵角が変化するように伝達する際に、車両の走行状態を表す変量に応じて制御することで、その変量に応じて入力シャフト１０２から出力シャフト１１１への回転伝達比、すなわちステアリングホイールＨの操作量と車輪の転舵量との比を変化させることができる。本比較例では、その走行状態を表す変量は車速とされている。例えば、そのモータ１３９の制御によって高速になる程にリングギヤ１３２の回転角速度を低下させ、遊星ギヤ機構１３０を減速ギヤ機構として機能させることで、車両の低速での旋回性と高速での走行安定性とを向上できる。
【００２５】
図６に示すように、そのモータ１３９は車両に搭載される制御装置１４０に接続され、その制御装置１４０に走行状態を表す変量の検出用センサとして車速センサ１４１が接続されている。また、その制御装置１４０に、ステアリングホイールＨの操作量の検出用センサとして入力シャフト１０２の回転角を検出する回転角センサ１４２と、車輪の転舵量の検出用センサとして出力シャフト１１１の回転角を検出する舵角センサ１４３とが接続されている。ステアリングホイールＨの操作量に対応する入力シャフト１０２の回転角と、走行状態を表す変量に対応する車速とから、目標挙動指標値に対応する出力シャフト１１１の目標舵角を求め、その目標舵角と車輪の転舵により生じる実際の車両挙動の指標となる出力シャフト１１１の舵角との偏差をなくすように制御装置１４０はモータ１３９を閉ループ制御する。
【００２６】
図７は、制御装置１４０により構成される制御系を示すブロック線図であり、ＴｉはステアリングホイールＨの操舵トルク、Ｖは車速センサ１４１による検出値、θｉは入力シャフト１０２の回転角の回転角センサ１４２による検出値、θｏは出力シャフト１１１の回転角の舵角センサ１４３による検出値、θｏ* は出力シャフト１１１の目標舵角、ｉ* はモータ１３９の目標制御量に対応する目標駆動電流、Ｃ１は入力シャフト１０２の回転角θｉに対する出力シャフト１１１の目標舵角θｏ* の調節部、Ｃ２は出力シャフト１１１の目標舵角θｏ* と舵角θｏとの偏差（θｏ* −θｏ）に対するモータ１３９の目標駆動電流ｉ* の調節部である。
その制御装置１４０は、回転角センサ１４２により検出した入力シャフト１０２の回転角θｉに対する出力シャフト１１１の目標舵角θｏ* を、予め定められて記憶された関係に基づき演算する。本比較例では、その入力シャフト１０２の回転角θｉに対する出力シャフト１１１の目標舵角θｏ* の調節部Ｃ１は比例制御要素とされ、出力シャフト１１１の目標舵角はθｏ* ＝Ｋ（Ｖ）・θｉにより求められる。ここでＫ（Ｖ）は比例ゲインであって車速Ｖの関数とされている。この比例ゲインＫ（Ｖ）は、例えば車速Ｖが増大する程に減少するものとされ、制御装置１４０に記憶される。その記憶した比例ゲインＫ（Ｖ）と入力シャフト１０２の検出回転角θｉと検出車速Ｖに基づき出力シャフト１１１の目標舵角θｏ* を演算する。
その制御装置１４０は、出力シャフト１１１の目標舵角θｏ* と検出舵角θｏとの偏差（θｏ* −θｏ）と、モータ１３９の目標制御量に対応する目標駆動電流ｉ* との間の関係、すなわち転舵量の目標値と検出値との偏差と、モータ１３９の目標制御量との間の関係を記憶する。本比較例では、その偏差（θｏ* −θｏ）に対する目標駆動電流ｉ* の調節部Ｃ２は比例積分（ＰＩ）制御要素とされ、目標駆動電流ｉ* はｉ* ＝Ｇ・（θｏ* −θｏ）により求められる。ここでＧは伝達関数であり、例えばＫｇをゲイン、Ｔを時定数、ｓをラプラス演算子として、その伝達関数ＧはＰＩ制御がなされるようにＧ＝Ｋｇ・〔１＋１／（Ｔ・ｓ）〕とされ、その時定数Ｔは最適な制御を行えるように設定される。その伝達関数Ｇが制御装置１４０に記憶される。
制御装置１４０は、その記憶した伝達関数Ｇと、演算した出力シャフト１１１の目標舵角θｏ* と、検出舵角θｏとに基づき、モータ１３９の目標駆動電流ｉ* を演算する。その演算された目標駆動電流ｉ* が印加されることでモータ１３９は駆動される。
【００２７】
その制御装置１４０は、第１比較例と同様の高応答必要条件を記憶する。その制御装置１４０により構成される制御系は、その高応答必要条件を充足するか否かを判定する判定部３３と同様の判定部３３′を有し、第１比較例と同様に高応答必要条件を充足するか否かを判定する。その高応答必要条件を充足する時は充足しない時よりも、モータ１３９の制御系におけるゲインの値が高い値に設定される。本比較例では、上記調節部Ｃ２のゲインＫｇの値が、高応答必要条件を充足する時は充足しない時よりも高い値に設定され、第１比較例と同様に高応答必要条件を充足する時と充足しない時のそれぞれの値が予め定められて制御装置１４０に記憶される。
【００２８】
図８のフローチャートを参照して上記制御装置１４０による制御手順を説明する。まず、各センサの検出値を読み込む（ステップＳ１０１）。次に、検出車速Ｖが上記設定値α以上であって且つ目標舵角δ* の変化速度の絶対値が上記設定値β以上であるか否かにより、高応答必要条件を充足するか否かを判断する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２において高応答必要条件を充足していれば、モータ１３９の制御系におけるゲインＫｇを予め記憶した高低の値の中で高い方の値Ｈに設定し（ステップＳ１０３）、充足していなければ低い方の値Ｌに設定する（ステップＳ１０４）。次に、検出車速Ｖに対応する比例ゲインＫ（Ｖ）を求める（ステップＳ１０５）。その求めた比例ゲインＫ（Ｖ）と入力シャフト１０２の検出回転角θｉとから出力シャフト１１１の目標舵角θｏ* を演算する（ステップＳ１０６）。その目標舵角θｏ* と出力シャフト１１１の検出舵角θｏとの偏差（θｏ* −θｏ）と、設定されたゲインＫｇとを用いて目標駆動電流ｉ* を演算する（ステップＳ１０７）。その目標駆動電流ｉ* に基づきモータ１３９を駆動する（ステップＳ１０８）。次に、制御を終了するか否かを、例えば車両のイグニッションスイッチがオンか否かにより判断し（ステップＳ１０９）、制御を終了しない場合はステップＳ１０１に戻る。
上記第２比較例によれば第１比較例と同様の効果を奏することができる。
【００２９】
次に、本発明の実施形態を説明する。上記各比較例との相違は、高応答必要条件は、舵角変化方向が左右一方から他方に変化するために目標舵角の変化速度が零になるまでの時間が設定時間以下であって、且つ、その舵角変化方向が変化した後の目標舵角の変化速度が設定値以上の時に充足される点にある。この高応答必要条件を充足するか否かは、目標舵角δ* の値を左右一方への操舵時を正、左右他方への操舵時を負として、その目標舵角δ* の微分値の符号が正から負、あるいは負から正に変化し、その符号の変化の過程においてその微分値が零になるまでの時間が設定時間（例えば１００ｍｓ）以下であって、且つ、その微分値が零になった後の目標舵角δ* の変化速度の絶対値が設定値（例えば１制御周期における目標舵角の変化量の大きさが０．４度となる変化速度）以上か否かにより判断することができる。例えば、その高応答必要条件の判断手順は、図９のフローチャートに示すように目標舵角δ* の微分値ｄδ* ／ｄｔが正か否かを判断し（ステップＳ２０１）、正であれば正フラグをオンし（ステップＳ２０２）、負フラグがオンか否かを判断し（ステップＳ２０３）、負フラグがオンでなければ高応答必要条件を充足していないと判断し（ステップＳ２０４）、メインルーチンに戻る。ステップＳ２０１においてｄδ* ／ｄｔが正でなければ負か否かを判断し（ステップＳ２０５）、負であれば負フラグをオンし（ステップＳ２０６）、正フラグがオンか否かを判断し（ステップＳ２０７）、正フラグがオンでなければ高応答必要条件を充足していないと判断し（ステップＳ２０４）、メインルーチンに戻る。ステップＳ２０５でｄδ* ／ｄｔが負でなければ零であるから、正あるいは負フラグがオンか否かを判断し（ステップＳ２０８）、オンでなければ高応答必要条件を充足していないと判断し（ステップＳ２０４）、メインルーチンに戻り、オンであれば時間積算値Σｔを求め（ステップＳ２０９）、高応答必要条件を充足していないと判断し（ステップＳ２０４）、メインルーチンに戻る。ステップＳ２０３あるいはステップＳ２０７においてフラグがオンであれば、時間積算値Σｔが設定時間（例えば１００ｍｓ）以下か否かを判断し（ステップＳ２１０）、設定時間以下であれば目標舵角δ* の変化速度の絶対値が設定値（例えば１制御周期における目標舵角の変化量の大きさが０．４度となる変化速度）以上か否かを判断し（ステップＳ２１１）、設定値以上であれば高応答必要条件を充足すると判断する（ステップＳ２１２）。ステップＳ２１０で時間積算値Σｔが設定時間を超える場合、ステップＳ２１１で目標舵角δ* の変化速度の絶対値が設定値未満の場合、フラグをオフし（ステップＳ２１３）、高応答必要条件を充足しないと判断する（ステップＳ２０４）。これにより、急激な切り返し後に舵角を大きく変化させる操舵を行う場合に、操作部材１、Ｈの操作に対する舵角変化の応答性を高くすることができる。この場合、その高応答必要条件は、上記各比較例と同様に車速が設定値α未満では充足されないようにするのが操舵用アクチュエータの負荷を低減する上で好ましい。
【００３０】
また、上記実施形態の変形例として、高応答必要条件を充足する時に設定されるゲインの値は、車速Ｖ、舵角δ、目標舵角の変化速度ｄδ* ／ｄｔの中の少なくとも一つの大きさが大きい程に大きな値に設定されてもよい。例えば、そのゲインの値と車速Ｖ、舵角δ、目標舵角の変化速度ｄδ* ／ｄｔの中の少なくとも一つとの間の関係をテーブルや関係式として記憶し、高応答必要条件の充足時に記憶したテーブルや関係式に基づきゲインを設定する。操作部材１の操作に対する舵角変化の応答性を高くする必要性は、車速、舵角、目標舵角の変化速度の大きさに対応するので、その応答性を必要性の程度に応じて変化させることで、その応答性を的確に高くすることができる。
【００３１】
本発明は上記実施形態や変形例に限定されない。例えば高応答必要条件は車速に関わらず充足されてもよい。また、高応答必要条件を充足するか否かにより設定されるゲインは、上記実施形態では調節部ＣFF、Ｃ２のゲインＫａ、Ｋｇとされたが、これに限定されず、例えば、ゲインＫｂを高応答必要条件を充足する時は充足しない時よりも高い値に設定してもよい。さらに、制御系の構成は上記各実施形態に限定されるものではない。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、操作部材の操作に対する舵角変化の応答性を必要に応じて適正に設定し、ドライバーに違和感を与えることなく適切な操舵を行うことができ、さらに操舵用アクチュエータに過剰な負荷が作用するのを防止できる車両の操舵装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１比較例の車両の操舵装置の構成説明図
【図２】本発明の第１比較例の車両の操舵装置の制御ブロック線図
【図３】本発明の第１比較例の操舵装置の制御系における比例ゲインＫδ（Ｖ）と車速Ｖとの関係を示す図
【図４】本発明の第１比較例の車両の操舵装置の制御手順を示すフローチャート
【図５】本発明の第２比較例の車両の操舵装置の縦断面図
【図６】本発明の第２比較例の車両の操舵装置の制御構成の説明図
【図７】本発明の第２比較例の車両の操舵装置における制御系のブロック線図
【図８】本発明の第２比較例の車両の操舵装置の制御手順を示すフローチャート
【図９】本発明の実施形態の車両の操舵装置における高応答必要条件の判断手順を示すフローチャート
【符号の説明】
１  操作部材
２  操舵用アクチュエータ
３  ステアリングギヤ
４  車輪
３３、３３′  判定部
１３９  モータ
１４０  制御装置
Ｈ  ステアリングホイール
ＣFF  調節部
【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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