JP4595557B2 - 車両用操舵装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステアバイワイヤ式の車両用操舵装置に関するものである。

近年、転舵輪とステアリングホイール（ステアリング）とを機械的に分離し、検出されたステアリングの舵角（操舵角）に基づいて、そのステアリング操作に応じた転舵輪の舵角（転舵角）を発生させるべく転舵アクチュエータの作動を制御する所謂ステアバイワイヤ式の車両用操舵装置が提案されている。

ところで、こうしたステアバイワイヤ式の車両用操舵装置においては、転舵輪とステアリングとが分離されているが故に、転舵輪に作用する路面反力がステアリングまで伝達されない。そのため、運転者がステアリングに作用する操舵反力を介して路面情報（ロードインフォメーション）を感じとることができないという問題がある。そこで、従来、ステアリング操作により同ステアリングに印加される操舵トルク、及び転舵輪に作用する路面反力を検出し、その操舵トルク及び路面反力に応じた操舵反力をステアリングに付与すべく反力アクチュエータの作動を制御するものがある（例えば、特許文献１参照）。そして、このような構成を採用することにより、転舵輪に作用する路面反力を操舵反力としてステアリングに反映させることができ、ステアリング操作を介して路面情報の取得が可能になるとともに、より良好な操舵フィーリングを実現することが可能になる。

しかしながら、例えば、悪路通過時等のように、転舵輪に作用する路面反力の全てを操舵反力として反映させることが必ずしも好ましいとは限らない場合もある。特に、近年では、ヨーレイト等の車両状態量と車両の運動状態との関係をモデル化した車両モデルに基づいて車両のヨーモーメントを制御すべくその転舵角を自動的に制御（アクティブ転舵制御）する操舵制御システムを採用するものがあり（例えば、特許文献２参照）、通常、こうした制御時に発生する路面反力は、その操舵角に応じたものとならない。即ち、その路面反力を反映させることによって運転者の想定と異なる操舵反力をステアリングに付与するおそれがある。

そこで、従来、路面反力を操舵反力として反映させる路面反力反映モードと、路面反力を反映させない解除モードとを備え、その車両状態に応じて、これら２つのモードを切り替え可能としたものがある（例えば、特許文献３参照）。そして、このような構成を採用することにより、上記のごとく、運転者の想定に反する操舵反力を付与することによる操舵フィーリングの悪化を防止することができるようになる。
特開２００４−３４９２３号公報 特開２００２−２５４９６４号公報 特開２００３−１８２６１８号公報

しかし、上記従来例のごとく、単にステアリングへの路面反力の反映を解除する構成とした場合、その解除に伴って路面反力に相当する分だけ操舵反力が急激に減少することになる。その結果、例えば、その操舵反力の減少により所謂舵抜け感が発生する等、却って操舵フィーリングの悪化を招くおそれがあり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、操舵反力の変動を抑制して良好な操舵フィーリングを実現することのできる車両用操舵装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、転舵輪と機械的に分離されたステアリングホイールと、前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段と、少なくとも該検出された操舵角に基づいてステアリング操作に応じた前記転舵輪の転舵角を発生させるべく制御される転舵アクチュエータと、前記ステアリングホイールに印加された操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記転舵輪に作用する路面反力を検出する路面反力検出手段と、前記ステアリングホイールに少なくとも前記検出された操舵トルク及び路面反力に応じた操舵反力を付与すべく制御される反力アクチュエータと、前記転舵アクチュエータ及び反力アクチュエータの作動を制御する制御手段とを備えた車両用操舵装置であって、前記制御手段は、ステアリング操作によらず自動的に前記転舵角を変更すべく前記転舵アクチュエータの作動を制御するアクティブ転舵制御機能を有するとともに、該アクティブ転舵制御時には、前記操舵反力の値をアクティブ転舵制御の開始時の値で一定に保持すべく前記反力アクチュエータの作動を制御すること、を要旨とする。

上記構成によれば、アクティブ転舵制御時に発生する操舵角と対応しない路面反力に基づく操舵反力の変動を排除することができる。また、上記従来例のごとく、単に路面反力の反映を解除するもののように、その解除に伴う操舵反力の減少により舵抜け感が発生する等の弊害を招くことがない。従って、操舵反力の変動を効果的に抑制して良好な操舵フィーリングを実現することができるようになる。

請求項２に記載の発明は、前記制御手段は、前記アクティブ転舵制御の終了後、前記操舵反力の値を前記一定の値から現在の前記操舵トルク及び路面反力に応じた値まで、時間経過とともに徐々に変化させるべく前記反力アクチュエータの作動を制御すること、を要旨とする。

上記構成によれば、操舵反力保持制御の終了後、アクティブ転舵制御時の操舵反力の値であるその開始時の一定の値と現在の路面反力を反映する値との間に差がある場合であっても、急峻な変動を招くことなく、ステアリングに付与する操舵反力の値を、速やかに現在の値まで変化させることができる。

本発明によれば、操舵反力の変動を抑制して良好な操舵フィーリングを実現することが可能な車両用操舵装置を提供することができる。

以下、本発明をステアバイワイヤ式の車両用操舵装置（ステアリング装置）具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態のステアリング装置１は、ステアリングホイール（ステアリング）２を含む操舵機構３と転舵輪４の舵角を変更するための転舵機構５とが機械的に非連結、即ちステアリング２と転舵輪４とが機械的に分離された所謂ステアバイワイヤ式の車両用操舵装置である。

操舵機構３は、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト６と、ステアリング操作に伴うステアリング２の舵角、即ち操舵角θsを検出するための操舵角検出手段としての操舵角センサ７とを備えている。そして、転舵機構５は、操舵角センサ７により検出される操舵角θsに基づいて、そのステアリング操作に応じた転舵輪４の舵角を発生させるための転舵アクチュエータ８を備えている。本実施形態では、転舵機構５は、タイロッド９及びナックルアーム１０を介して左右の転舵輪４を連結する転舵軸１２を有しており、転舵アクチュエータ８は、駆動源としてのモータ１３と該モータ１３の回転を転舵軸１２の往復動に変換する変換機構１４とを備えている。尚、本実施形態の転舵アクチュエータ８は、転舵軸１２と同軸配置されたブラシレスモータを有し、変換機構１４としてボール螺子機構を備えている。そして、この転舵アクチュエータ８により駆動された転舵軸１２の往復動が転舵輪４に伝達されることにより、同転舵輪４の舵角、即ち転舵角θtが変更されるようになっている。

また、本実施形態では、操舵機構３は、ステアリング操作によってステアリング２に印加される操舵トルクτを検出するための操舵トルク検出手段としてのトルクセンサ１６と、該検出された操舵トルクτ（及び後述する路面反力Ｆr）に応じた操舵反力をステアリング２に付与するための反力アクチュエータ１７とを備えている。反力アクチュエータ１７は、駆動源としてのモータ１８と、該モータ１８の回転を減速してステアリングシャフト６に伝達する減速機構１９とを備えている。尚、本実施形態では、反力アクチュエータ１７のモータ１８には、転舵アクチュエータ８のモータ１３と同様にブラシレスモータが採用されている。そして、反力アクチュエータ１７は、減速機構１９を介してモータ１８の発生するモータトルクをステアリングシャフト６に伝達することによりステアリング２に操舵反力を付与するようになっている。

本実施形態では、転舵アクチュエータ８及び反力アクチュエータ１７は、制御装置２０によりその作動が制御されている。詳述すると、転舵アクチュエータ８のモータ１３及び反力アクチュエータ１７のモータ１８は、制御装置２０と接続されており、各モータ１３，１８は、制御装置２０から供給される三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力に基づいて回転する。そして、制御装置２０は、その駆動電力の供給を通じて各モータ１３，１８の回転を制御することにより、転舵アクチュエータ８及び反力アクチュエータ１７の作動を制御する。具体的には、制御装置２０は、上記操舵角センサ７及びトルクセンサ１６、並びに車速センサ２１の出力信号に基づいて操舵角θs、操舵トルクτ及び車速Ｖを検出する。また、転舵軸１２には、変位量センサ２２が設けられており、制御装置２０は、この変位量センサ２２の出力信号に基づいて転舵輪４の転舵角θtを決定する同転舵軸１２の軸方向の変位量Ｘを検出する。そして、制御装置２０は、その検出された操舵角θs、車速Ｖ及び変位量Ｘに基づいて、転舵輪４の転舵角θtを変更すべく転舵アクチュエータ８の作動を制御し、操舵トルクτ及び車速Ｖ（並びに路面反力Ｆr）に基づいて、操舵反力を付与すべく反力アクチュエータ１７の作動を制御する。

次に、制御装置２０による転舵アクチュエータ８及び反力アクチュエータ１７の制御態様について詳述する。
図２は、本実施形態のステアリング装置１の制御ブロック図である。同図に示すように、制御装置２０は、転舵アクチュエータ８を制御するための第１ＥＣＵ２３と、反力アクチュエータ１７を制御するための第２ＥＣＵ２４とを備えている。そして、これら第１ＥＣＵ２３及び第２ＥＣＵ２４は、それぞれ各モータ１３，１８を制御するためのモータ制御信号を出力するマイコン２５，２６と、そのモータ制御信号に基づいて各モータ１３，１８に駆動電力を供給する駆動回路２７，２８とを備えている。尚、以下に示す、各マイコン２５，２６内の各制御ブロックは、これらマイコン２５，２６が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。

先ず、転舵アクチュエータ８を制御する第１ＥＣＵ２３側のマイコン２５の構成について説明する。マイコン２５は、転舵輪４の制御目標角に対応する転舵軸１２の変位量指令Ｘ*を生成する変位量指令生成部３１と、その変位量指令Ｘ*及び検出された変位量Ｘに基づいて位置制御量εを演算する位置制御演算部３２と、その位置制御量εに基づいて駆動回路２７に出力するモータ制御信号を生成するモータ制御信号生成部３３とを備えている。

変位量指令生成部３１には、操舵角θs及び車速Ｖが入力され、変位量指令生成部３１は、これら操舵角θs及び車速Ｖに基づいて変位量指令Ｘ*を生成し、その変位量指令Ｘ*を位置制御演算部３２に出力する。位置制御演算部３２には、この変位量指令Ｘ*とともに、変位量センサ２２により検出された変位量Ｘが入力される。そして、位置制御演算部３２は、これら変位量指令Ｘ*及び変位量Ｘに基づくフィードバック制御により位置制御量εを演算し、その位置制御量εをモータ制御信号生成部３３に出力する。モータ制御信号生成部３３には、位置制御演算部３２により算出された位置制御量εとともに、電流センサ３４により検出された実電流値及び回転角センサ３５により検出されたモータ１３の回転角が入力される。そして、モータ制御信号生成部３３は、これら位置制御量ε、実電流値及び回転角に基づいてモータ制御信号を生成し、このモータ制御信号を駆動回路２７に出力する。そして、そのモータ制御信号に応じた駆動電流がモータ１３に供給されることにより、転舵輪４の転舵角θtをその制御目標角に追従させるべくモータ１３の回転、即ち転舵アクチュエータ８の作動が制御されるようになっている。

また、本実施形態では、変位量指令生成部３１は、ステアリング操作に応じた転舵角θtを発生させるための制御目標成分、即ち通常制御目標量Ｘn*を演算する通常制御演算部３６に加え、ステアリング操作によらず自動的に転舵角θtを変更するための制御目標成分であるアクティブ制御目標量Ｘa*を演算するアクティブ制御演算部３７を備えている。即ち、本実施形態の制御装置２０（第１ＥＣＵ２３）は、ステアリング操作によらず自動的に転舵角θtを変更すべく転舵アクチュエータ８の作動を制御するアクティブ転舵機能を有している。

詳述すると、通常制御演算部３６には、操舵角θs及び車速Ｖが入力され、同通常制御演算部３６は、これら操舵角θs及び車速Ｖに基づいて通常制御目標量Ｘn*を演算する。一方、アクティブ制御演算部３７には、これら操舵角θs及び車速Ｖに加え、ヨーレイト等、その他複数の車両状態量γが入力される。尚、本実施形態では、アクティブ制御演算部３７には、車両状態量γとして、ヨーレイト、横方向加速度（横Ｇ）、スリップ角、車輪速差、ブレーキＯＮ信号等が入力される（図１参照）。そして、アクティブ制御演算部３７は、これらの車両状態量に基づいてアクティブ制御目標量Ｘa*を演算する。

具体的には、アクティブ制御演算部３７は、車両状態量γと車両の運動状態との関係をモデル化した車両モデルに基づいて車両のステアリング特性（オーバーステア／アンダーステア）を判定し、及び車両が所謂μスプリット制動状態（左右の車輪がそれぞれ摩擦抵抗μの著しく異なる２つの路面上にある状態での制動）にあるか否かを判定する。そして、アクティブ制御演算部３７は、そのステアリング特性をニュートラルステアに是正し、或いはその進行方向の偏向を抑制する等、そのヨーモーメントを積極的に制御すべく自動的に転舵角θtを変更するためのアクティブ制御目標量Ｘa*を演算する。尚、この場合における自動的な転舵角θtの変更には、例えば、ステアリング２の操作方向と逆向きに転舵角θtを変更する所謂カウンタステア等が含まれる。

通常制御演算部３６により算出された通常制御目標量Ｘn*、及びアクティブ制御演算部３７により算出されたアクティブ制御目標量Ｘa*は、加算器３８に入力される。そして、この加算器３８において、これら通常制御目標量Ｘn*及びアクティブ制御目標量Ｘa*が重畳された値が変位量指令Ｘ*として位置制御演算部３２に出力されるようになっている。

また、アクティブ制御演算部３７は、上記アクティブ転舵制御の実行（アクティブ転舵制御オン）及びその終了（アクティブ転舵制御オフ）を示すアクティブ転舵信号Ｓaを生成し、マイコン２５（第１ＥＣＵ２３）は、そのアクティブ転舵信号Ｓaを第２ＥＣＵ２４へと出力する。そして、このアクティブ転舵信号Ｓaに基づいて、後述するアクティブ転舵制御時の操舵反力保持制御が開始され、及び終了されるようになっている。尚、本実施形態では、アクティブ制御演算部３７は、演算されたアクティブ制御目標量Ｘa*の大きさに基づいてアクティブ転舵信号Ｓaを生成する。具体的には、アクティブ制御演算部３７は、アクティブ制御目標量Ｘa*の絶対値が予め設定された第１所定値以上の大きさとなる（詳しくはその変化量に基づいて推定される）場合にアクティブ転舵信号Ｓaを「オン」とし、その絶対値が予め設定された第２所定値以下となる場合にアクティブ転舵信号Ｓaを「オフ」とする。

また、マイコン２５は、路面反力検出手段としての路面反力推定演算部３９を備えている。本実施形態では、路面反力推定演算部３９には、変位量センサ２２により検出された変位量Ｘ及び位置制御演算部３２により算出された位置制御量εが入力され、路面反力推定演算部３９は、これら変位量Ｘ及び位置制御量εに基づいて転舵軸１２に作用する軸力を演算し、その軸力を転舵輪４に作用する路面反力Ｆrと推定する。尚、位置制御量εはモータ１３の電流指令として路面反力推定演算部３９に入力される。そして、マイコン２５は、この路面反力推定演算部３９により算出された路面反力Ｆrを第２ＥＣＵ２４へと出力する。

一方、反力アクチュエータ１７を制御する第２ＥＣＵ２４側のマイコン２６は、ステアリング２に付与する操舵反力Ｆhの制御目標量、即ちモータ１８に供給する駆動電流の電流指令値として操舵反力指令Ｉq*を演算する操舵反力指令演算部４１と、この操舵反力指令Ｉq*に基づいて駆動回路２８に出力するモータ制御信号を生成するモータ制御信号生成部４３とを備えている。

操舵反力指令演算部４１には、操舵トルクτ及び車速Ｖ、並びに第１ＥＣＵ２３側において推定された路面反力Ｆrが入力され、同操舵反力指令演算部４１は、これら操舵トルクτ、路面反力Ｆr、及び車速Ｖに基づいて操舵反力指令Ｉq*を演算する。そして、操舵反力指令演算部４１は、その操舵反力指令Ｉq*をモータ制御信号生成部４３へと出力する。モータ制御信号生成部４３には、操舵反力指令Ｉq*とともに、電流センサ４４により検出された実電流値及び回転角センサ４５により検出されたモータ１８の回転角が入力される。そして、モータ制御信号生成部４３は、これら操舵反力指令Ｉq*、実電流値及び回転角に基づきモータ制御信号を生成し、そのモータ制御信号を駆動回路２８へと出力する。そして、このモータ制御信号に応じた電流値を有する駆動電流がモータ１８に供給されることにより、その操舵トルクτ、路面反力Ｆr、及び車速Ｖに応じた操舵反力Ｆhがステアリング２に付与されるようになっている。

（アクティブ転舵制御時の操舵反力保持制御）
次に、本実施形態の制御装置２０によるアクティブ転舵制御時の操舵反力保持制御について説明する。図３は、アクティブ転舵制御時の操舵角θsと転舵角θtとの関係、及びその際の路面反力Ｆrを反映させた場合の操舵反力の変化を示す波形図、そして、図４は、操舵反力保持制御を行った場合の操舵反力Ｆhの変化を示す波形図である。尚、図３において、曲線ｍは操舵角θsの変化を示す操舵角曲線、曲線ｎは転舵角θtの変化を示す転舵角曲線である。また、説明の便宜のため、同図中、操舵角と転舵角との間の比率（伝達比）を補正した上で、操舵角曲線と転舵角曲線とを重ねて記載するものとする。

上述のように、アクティブ転舵制御時に発生する路面反力Ｆrは、多くの場合、その操舵角θsに応じたものとならず、こうした路面反力Ｆrを操舵反力Ｆhに反映させることとすれば、その操舵反力Ｆhは、運転者の想定と異なるものとなる。例えば、図３に示すように、アクティブ転舵制御により所謂カウンタステアをあてるべく転舵角θtを変更する場合において、転舵輪４に作用する路面反力Ｆrを操舵反力Ｆhに反映させるとすれば、その操舵反力Ｆhは、同制御の開始直後（図中領域αに示す部分）及び終了直前（図中領域βに示す部分）において大きく変動する。これは、開始直後には、転舵角θtが、操舵角θsの方向（運転者によるステアリング操作方向）と逆方向に向かって大きく変更され、その終了時には、ステアリング操作方向と同方向に向かって大きく変更される。即ち、同図に示すように、操舵角θの変化（曲線ｍ：操舵角曲線）と転舵角θtの変化（曲線ｎ：転舵角曲線）とが一致しなくなるためである。そして、こうした操舵反力Ｆhの変動が運転者の想定範囲になく、その操舵フィーリングの悪化を招くものであることは明らかである。

この点を踏まえ、本実施形態の制御装置２０は、図４に示すように、こうしたアクティブ転舵制御時には、ステアリング２に付与する操舵反力Ｆhの値をその開始時の値（保持値Ｆ０）で一定に保持すべく反力アクチュエータ１７の作動を制御する（操舵反力保持制御）。そして、これにより、アクティブ転舵制御時に発生する操舵角θsと対応しない路面反力Ｆrに基づく操舵反力Ｆhの変動を排除するようになっている。

詳述すると、図２に示すように、本実施形態では、第２ＥＣＵ２４側のマイコン２６は、上記操舵反力指令演算部４１に加え、同操舵反力指令演算部４１がアクティブ転舵制御の開始時に出力した操舵反力指令Ｉq*を保持操舵反力指令Ｉq_s*として記憶し、その保持操舵反力指令Ｉq_s*を出力する操舵反力指令保持部４７を備えている。

操舵反力指令保持部４７には、操舵反力指令演算部４１により演算された操舵反力指令Ｉq*とともに、第１ＥＣＵ２３（アクティブ制御演算部３７）の出力するアクティブ転舵信号Ｓaが入力されるようになっており、同操舵反力指令保持部４７は、このアクティブ転舵信号Ｓaが「オン」となった時の操舵反力指令Ｉq*を保持操舵反力指令Ｉq_s*として記憶する。尚、この保持操舵反力指令Ｉq_s*は後述する徐変補正制御が終了するまで保持される。

本実施形態では、操舵反力指令保持部４７の出力する保持操舵反力指令Ｉq_s*は、操舵反力指令演算部４１の出力する操舵反力指令Ｉq*とともに出力切替部４８に入力される。また、出力切替部４８には、これら操舵反力指令Ｉq*及び保持操舵反力指令Ｉq_s*とともに上記アクティブ転舵信号Ｓaが入力される。そして、出力切替部４８は、アクティブ転舵信号Ｓaが「オフ」の場合には、操舵反力指令演算部４１が出力する操舵反力指令Ｉq*をモータ制御信号生成部４３に出力し、アクティブ転舵信号Ｓaが「オン」の場合には、操舵反力指令保持部４７の出力する保持操舵反力指令Ｉq_s*をモータ制御信号生成部４３に出力する。即ち、通常制御時には、操舵反力指令演算部４１の出力する操舵反力指令Ｉq*に基づく駆動電力がモータ１８に供給されることにより、現在の路面反力Ｆrが反映された操舵反力Ｆh（現在値Ｆ１）がステアリング２に付与される。そして、アクティブ転舵制御には、操舵反力指令保持部４７の出力する保持操舵反力指令Ｉq_s*に基づく駆動電力がモータ１８に供給されることにより、その開始時の値（保持値Ｆ０）を有する一定の操舵反力Ｆhがステアリング２に付与されるようになっている。

また、図４に示すように、本実施形態の制御装置２０は、アクティブ転舵制御の終了後の所定時間（復帰処理期間）において、そのステアリング２に付与する操舵反力Ｆhの値を、アクティブ転舵制御開始時の一定の値を有する保持値Ｆ０から現在の操舵トルクτ及び路面反力Ｆrに応じた値、即ち現在の路面反力Ｆrを反映する現在値Ｆ１まで時間経過とともに徐々に変化させるべく反力アクチュエータ１７の作動を制御する（徐変補正制御）。そして、これにより、操舵反力保持制御の終了後、保持値Ｆ０と現在値Ｆ１との間に差分ΔＦがある場合であっても、急峻な変動を招くことなく、速やかに操舵反力Ｆhの値を現在の路面反力Ｆrが反映された現在値Ｆ１まで変化させることができるようになっている。

詳述すると、図２に示すように、マイコン２６は、アクティブ転舵制御の終了後に操舵反力指令演算部４１の出力する操舵反力指令Ｉq*の値がアクティブ転舵制御時の保持操舵反力指令Ｉq_s*の値と異なる場合に、その値が上記保持操舵反力指令Ｉq_s*の値から本来の値まで時間経過とともに徐々に変化するように同操舵反力指令Ｉq*を補正する徐変補正演算部４９を備えている。

具体的には、徐変補正演算部４９には、操舵反力指令演算部４１の出力する操舵反力指令Ｉq*とともに、操舵反力指令保持部４７の出力する保持操舵反力指令Ｉq_s*及び上記アクティブ転舵信号Ｓaが入力され、徐変補正演算部４９は、そのアクティブ転舵信号Ｓaに基づいてアクティブ転舵制御の終了判定を実行する。そして、その時の操舵反力指令Ｉq*の値が保持操舵反力指令Ｉq_s*の値と異なる場合には、その値が保持操舵反力指令Ｉq_s*の値から本来の値まで時間経過とともに徐々に変化するように同操舵反力指令Ｉq*を補正する（徐変補正演算）。尚、本実施形態では、この徐変補正演算は、同徐変補正演算の開始時に、操舵反力指令Ｉq*の値と保持操舵反力指令Ｉq_s*との間の差分に相当する補正量を設定し、同補正量の絶対値を復帰処理期間に相当する所定時間（図４参照）内において、その時間経過とともに徐々にゼロまで低減することにより行われる。そして、この徐変補正演算により補正された補正後の操舵反力指令Ｉq**がモータ制御信号生成部４３に出力され、同補正後の操舵反力指令Ｉq**に基づく駆動電力がモータ１８に供給されることにより、ステアリング２に付与される操舵反力Ｆhが、アクティブ転舵制御開始時の保持値Ｆ０から現在の路面反力Ｆrが反映された現在値Ｆ１まで時間経過とともに徐々に変更されるようになっている。

次に、本実施形態におけるアクティブ転舵制御時の操舵反力保持制御及びその終了後の徐変補正制御の処理手順について説明する。図５のフローチャートに示すように、制御装置２０は、先ずアクティブ転舵制御中であるか否かを判定する（ステップ１０１）。そして、アクティブ転舵制御中であると判定した場合（ステップ１０１：ＹＥＳ）には、ステアリング２に付与する操舵反力Ｆhの値をその開始時の値（保持値Ｆ０）で一定に保持すべく反力アクチュエータ１７の作動を制御する（操舵反力保持制御、ステップ１０２）。尚、上記ステップ１０１において、アクティブ転舵制御中ではないと判定した場合（ステップ１０１：ＮＯ）には、制御装置２０は、ステップ１０２の操舵反力保持制御を実行しない。次に、制御装置２０は、復帰処理中であるか否か、即ちアクティブ転舵制御の終了後の復帰処理期間に相当する所定時間内にあるか否かを判定する（ステップ１０３）。そして、復帰処理中であると判定した場合（ステップ１０３：ＹＥＳ）には、そのステアリング２に付与する操舵反力Ｆhの値を、アクティブ転舵制御時の値である保持値Ｆ０から現在の路面反力Ｆrを反映する現在値Ｆ１まで時間経過とともに徐々に変化させるべく反力アクチュエータ１７の作動を制御する（徐変補正制御：ステップ１０４）。尚、上記ステップ１０３において、復帰処理中ではないと判定した場合（ステップ１０３：ＮＯ）には、制御装置２０は、ステップ１０４の徐変補正制御を実行しない。即ち、制御装置２０は、アクティブ転舵制御及び復帰処理以外の場合には、現在の路面反力Ｆrを反映する現在値Ｆ１を有する操舵反力Ｆhをステアリング２に付与すべく反力アクチュエータ１７の作動を制御する。

以上、本実施形態によれば、以下のような特徴を得ることができる。
（１）制御装置２０は、アクティブ転舵制御時には、ステアリング２に付与する操舵反力Ｆhの値をその開始時の値（保持値Ｆ０）で一定に保持すべく反力アクチュエータ１７の作動を制御する。このような構成とすれば、アクティブ転舵制御時に発生する操舵角θsと対応しない路面反力Ｆrに基づく操舵反力Ｆhの変動を排除することができる。また、上記従来例のごとく、単に路面反力Ｆrの反映を解除するもののように、その解除に伴う操舵反力Ｆhの減少により舵抜け感が発生する等の弊害を招くことがない。従って、操舵反力Ｆhの変動を効果的に抑制して良好な操舵フィーリングを実現することができるようになる。

（２）制御装置２０は、アクティブ転舵制御の終了後の所定時間（復帰処理期間）において、そのステアリング２に付与する操舵反力Ｆhの値を、アクティブ転舵制御時の一定の値（保持値Ｆ０）から現在の路面反力Ｆrを反映する値（現在値Ｆ１）まで時間経過とともに徐々に変化させるべく反力アクチュエータ１７の作動を制御する。このような構成とすれば、操舵反力保持制御の終了後、アクティブ転舵制御時の操舵反力Ｆhの値である保持値Ｆ０と上記現在値Ｆ１との間に差分ΔＦがある場合であっても、急峻な変動を招くことなく、ステアリング２に付与する操舵反力Ｆhの値を、速やかに現在値Ｆ１まで変化させることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、制御手段とての制御装置２０は、転舵アクチュエータ８を制御するための第１ＥＣＵ２３と、反力アクチュエータ１７を制御するための第２ＥＣＵ２４とを備えることとした。しかし、これに限らず、転舵アクチュエータ８及び反力アクチュエータ１７を制御する制御手段は、第１ＥＣＵ２３及び第２ＥＣＵ２４に相当するものが各々別体に設けられた構成であってもよい。

・本実施形態では、制御装置２０は、検出された操舵角θs、車速Ｖ及び変位量Ｘに基づいて、転舵輪４の転舵角θtを変更すべく転舵アクチュエータ８の作動を制御し、操舵トルクτ及び車速Ｖ（並びに路面反力Ｆr）に基づいて、操舵反力を付与すべく反力アクチュエータ１７の作動を制御することとした。しかし、これに限らず、転舵アクチュエータは、少なくとも操舵角θsに基づいて制御され、反力アクチュエータは、少なくとも操舵トルクτ及び路面反力Ｆrに基づいて制御される構成であればよい。

・本実施形態では、路面反力推定演算部３９において、変位量センサ２２により検出された変位量Ｘ及び位置制御演算部３２により算出された位置制御量εに基づいて転舵軸１２に作用する軸力を演算し、その軸力を転舵輪４に作用する路面反力Ｆrと推定する。そして、その推定された路面反力Ｆrを用いて反力アクチュエータの作動を制御することとした。しかし、これに限らず、軸力（路面反力Ｆr）の推定は、転舵アクチュエータ８の駆動源であるモータ１３の実電流値に基づいて行う構成としてもよい。また、歪みゲージ等を用いて転舵軸１２作用する軸力を検出する等、路面反力Ｆrを直接的に検出する構成としてもよい。

・また、変位量Ｘは、必ずしも変位量センサ２２により検出することはなく、回転角センサ３５により検出されるモータ１３の回転角から推定する構成としてもよい。

本実施形態のステアリング装置の概略構成図。 本実施形態のステアリング装置の制御ブロック図。 アクティブ転舵制御時に路面反力を反映させた場合の操舵反力の変化を示す波形図。 操舵反力保持制御及び徐変補正制御を行った場合の操舵反力の変化を示す波形図。 操舵反力保持制御及び徐変補正制御の処理手順を示すフローチャート。

符号の説明

１…ステアリング装置、２…ステアリングホイール（ステアリング）、３…操舵機構、４…転舵輪、５…転舵機構、６…ステアリングシャフト、７…操舵角センサ、８…転舵アクチュエータ、１２…転舵軸、１６…トルクセンサ、１７…反力アクチュエータ、２０…制御装置、２１…車速センサ、２２…変位量センサ、２３…第１ＥＣＵ、２４…第２ＥＣＵ、２５，２６…マイコン、３１…変位量指令生成部、θs…操舵角、θt…転舵角、τ…操舵トルク、Ｖ…車速、Ｘ…変位量、Ｘ*…変位量指令、Ｘn*…通常制御目標量、Ｘa*…アクティブ制御目標量、ε…位置制御量、γ…車両状態量、Ｓa…アクティブ転舵信号、Ｆr…路面反力、Ｆh…操舵反力、Ｆ０…保持値、Ｆ１…現在値、Ｉq*，Ｉq**…操舵反力指令、Ｉq_s*…保持操舵反力指令。

Claims (2)

1. 転舵輪と機械的に分離されたステアリングホイールと、前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段と、少なくとも該検出された操舵角に基づいてステアリング操作に応じた前記転舵輪の転舵角を発生させるべく制御される転舵アクチュエータと、前記ステアリングホイールに印加された操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記転舵輪に作用する路面反力を検出する路面反力検出手段と、前記ステアリングホイールに少なくとも前記検出された操舵トルク及び路面反力に応じた操舵反力を付与すべく制御される反力アクチュエータと、前記転舵アクチュエータ及び反力アクチュエータの作動を制御する制御手段とを備えた車両用操舵装置であって、
   前記制御手段は、ステアリング操作によらず自動的に前記転舵角を変更すべく前記転舵アクチュエータの作動を制御するアクティブ転舵制御機能を有するとともに、該アクティブ転舵制御時には、前記操舵反力の値をアクティブ転舵制御の開始時の値で一定に保持すべく前記反力アクチュエータの作動を制御すること、を特徴とする車両用操舵装置。
2. 請求項１に記載の車両用操舵装置において、
   前記制御手段は、前記アクティブ転舵制御の終了後、前記操舵反力の値を前記一定の値から現在の前記操舵トルク及び路面反力に応じた値まで、時間経過とともに徐々に変化させるべく前記反力アクチュエータの作動を制御すること、を特徴とする車両用操舵装置。

Images