(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022188969
(43)【公開日】2022-12-22
(54)【発明の名称】車両用ステアリングコラム装置
(51)【国際特許分類】
B62D 1/18 20060101AFI20221215BHJP
【ＦＩ】
B62D1/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021097281
(22)【出願日】2021-06-10
(71)【出願人】
【識別番号】000004204
【氏名又は名称】日本精工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】椿 貴弘
(72)【発明者】
【氏名】本橋 祐也
【テーマコード（参考）】
3D030
【Ｆターム（参考）】
3D030DD02
3D030DD12
3D030DD15
3D030DD63
3D030DD64
(57)【要約】
【課題】装置の大型化を招くことなく、ステアリングホイールに加えられた荷重に応じてステアリングホイールの位置調整を行うことができる車両用ステアリングコラム装置を提供すること。
【解決手段】車両用ステアリングコラム装置は、ステアリングホイールに加えられた荷重を推定する荷重推定部１７と、推定した荷重に応じて、ステアリングホイールを少なくとも前後方向及び上下方向の何れかに移動させる位置調節機構と、位置調節機構を駆動するモータと、推定した荷重Ｆｈ＿ｅｓｔ、及び、ステアリングホイールの移動量Ｘａｃｔに基づき、モータに供給する目標電流値Ｉｒｅｆを生成する制御部１０と、目標電流値Ｉｒｅｆに基づき、モータを駆動制御する駆動部２０と、を備える。荷重推定部１７は、モータの電流値及びステアリングホイールの移動量Ｘａｃｔに基づき、荷重の推定値Ｆｈ＿ｅｓｔを算出する。
【選択図】図３Ａ
【解決手段】車両用ステアリングコラム装置は、ステアリングホイールに加えられた荷重を推定する荷重推定部１７と、推定した荷重に応じて、ステアリングホイールを少なくとも前後方向及び上下方向の何れかに移動させる位置調節機構と、位置調節機構を駆動するモータと、推定した荷重Ｆｈ＿ｅｓｔ、及び、ステアリングホイールの移動量Ｘａｃｔに基づき、モータに供給する目標電流値Ｉｒｅｆを生成する制御部１０と、目標電流値Ｉｒｅｆに基づき、モータを駆動制御する駆動部２０と、を備える。荷重推定部１７は、モータの電流値及びステアリングホイールの移動量Ｘａｃｔに基づき、荷重の推定値Ｆｈ＿ｅｓｔを算出する。
【選択図】図３Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ステアリングホイールに加えられた荷重を推定する荷重推定部と、
前記推定した荷重に応じて、前記ステアリングホイールを少なくとも前後方向及び上下方向の何れかに移動させる位置調節機構と、
前記位置調節機構を駆動するモータと、
前記推定した荷重、及び、前記ステアリングホイールの移動量に基づき、前記モータに供給する目標電流値を生成する制御部と、
前記目標電流値に基づき、前記モータを駆動制御する駆動部と、
を備え、
前記荷重推定部は、
前記モータの電流値及び前記移動量に基づき、前記荷重を推定する、
車両用ステアリングコラム装置。
前記推定した荷重に応じて、前記ステアリングホイールを少なくとも前後方向及び上下方向の何れかに移動させる位置調節機構と、
前記位置調節機構を駆動するモータと、
前記推定した荷重、及び、前記ステアリングホイールの移動量に基づき、前記モータに供給する目標電流値を生成する制御部と、
前記目標電流値に基づき、前記モータを駆動制御する駆動部と、
を備え、
前記荷重推定部は、
前記モータの電流値及び前記移動量に基づき、前記荷重を推定する、
車両用ステアリングコラム装置。
【請求項2】
前記荷重をＦｈ、前記電流値をＩａｃｔ、前記移動量をＸａｃｔ、前記位置調節機構を含む慣性系の質量をＭ、前記位置調節機構を含む慣性系の粘性係数をＤ、前記モータのトルク定数及び比ストロークで決まる係数をＫとしたとき、前記荷重Ｆｈは、下記（１）式で表される、
請求項１に記載の車両用ステアリングコラム装置。
Ｆｈ＝（Ｍｓ２＋Ｄｓ）×Ｘａｃｔ－Ｉａｃｔ×Ｋ・・・（１）
請求項１に記載の車両用ステアリングコラム装置。
Ｆｈ＝（Ｍｓ２＋Ｄｓ）×Ｘａｃｔ－Ｉａｃｔ×Ｋ・・・（１）
【請求項3】
前記荷重推定部は、
前記（１）式に対し、前記移動量Ｘａｃｔの高域成分を除去するＬＰＦ項１／（Ｔ１ｓ＋１）２を乗じた下記（２）式を用いて、前記荷重の推定値Ｆｈ＿ｅｓｔを算出する、
請求項２に記載の車両用ステアリングコラム装置。
Ｆｈ＿ｅｓｔ＝｛（Ｍｓ２＋Ｄｓ）×Ｘａｃｔ－Ｉａｃｔ×Ｋ｝×｛１／（Ｔ１ｓ＋１）２｝・・・（２）
前記（１）式に対し、前記移動量Ｘａｃｔの高域成分を除去するＬＰＦ項１／（Ｔ１ｓ＋１）２を乗じた下記（２）式を用いて、前記荷重の推定値Ｆｈ＿ｅｓｔを算出する、
請求項２に記載の車両用ステアリングコラム装置。
Ｆｈ＿ｅｓｔ＝｛（Ｍｓ２＋Ｄｓ）×Ｘａｃｔ－Ｉａｃｔ×Ｋ｝×｛１／（Ｔ１ｓ＋１）２｝・・・（２）
【請求項4】
前記制御部は、
前記荷重が第１値未満である第１領域において、前記ステアリングホイールの移動速度がゼロをなるように制御し、
前記荷重が前記第１値以上であり、且つ、前記荷重が前記第１値よりも大きい第２値未満である第２領域において、前記荷重の増加に伴い前記移動速度が大きくなるように制御する、
請求項１から３の何れか一項に記載の車両用ステアリングコラム装置。
前記荷重が第１値未満である第１領域において、前記ステアリングホイールの移動速度がゼロをなるように制御し、
前記荷重が前記第１値以上であり、且つ、前記荷重が前記第１値よりも大きい第２値未満である第２領域において、前記荷重の増加に伴い前記移動速度が大きくなるように制御する、
請求項１から３の何れか一項に記載の車両用ステアリングコラム装置。
【請求項5】
前記制御部は、
前記第２領域において、前記荷重の増加に応じて前記移動速度が所定の傾きで大きくなるように制御する、
請求項４に記載の車両用ステアリングコラム装置。
前記第２領域において、前記荷重の増加に応じて前記移動速度が所定の傾きで大きくなるように制御する、
請求項４に記載の車両用ステアリングコラム装置。
【請求項6】
前記制御部は、
前記第２領域において、前記荷重の増加に応じて前記移動速度の傾きが大きくなるように制御する、
請求項４に記載の車両用ステアリングコラム装置。
前記第２領域において、前記荷重の増加に応じて前記移動速度の傾きが大きくなるように制御する、
請求項４に記載の車両用ステアリングコラム装置。
【請求項7】
前記制御部は、
前記第２領域において、車速の増加に伴い、前記移動速度の傾きが小さくなるように制御する、
請求項５又は６に記載の車両用ステアリングコラム装置。
前記第２領域において、車速の増加に伴い、前記移動速度の傾きが小さくなるように制御する、
請求項５又は６に記載の車両用ステアリングコラム装置。
【請求項8】
前記制御部は、
前記第２領域において、前記荷重の時間変化率の増加に伴い、前記移動速度の傾きが大きくなるように制御する、
請求項５又は６に記載の車両用ステアリングコラム装置。
前記第２領域において、前記荷重の時間変化率の増加に伴い、前記移動速度の傾きが大きくなるように制御する、
請求項５又は６に記載の車両用ステアリングコラム装置。
【請求項9】
前記制御部は、
前記荷重が所定期間内に２回以上連続して所定の閾値を超えた場合に、第２領域において前記移動速度の傾きが大きくなるように制御する、
請求項５又は６に記載の車両用ステアリングコラム装置。
前記荷重が所定期間内に２回以上連続して所定の閾値を超えた場合に、第２領域において前記移動速度の傾きが大きくなるように制御する、
請求項５又は６に記載の車両用ステアリングコラム装置。
【請求項10】
前記制御部は、
前記荷重が前記第２値以上である第３領域において、前記移動速度が一定の移動速度制限値となるように制御する、
請求項４から９の何れか一項に記載の車両用ステアリングコラム装置。
前記荷重が前記第２値以上である第３領域において、前記移動速度が一定の移動速度制限値となるように制御する、
請求項４から９の何れか一項に記載の車両用ステアリングコラム装置。
【請求項11】
前記制御部は、
車速の増加に伴い、前記移動速度制限値が小さくなるように制御する、
請求項１０に記載の車両用ステアリングコラム装置。
車速の増加に伴い、前記移動速度制限値が小さくなるように制御する、
請求項１０に記載の車両用ステアリングコラム装置。
【請求項12】
前記制御部は、
前記荷重の時間変化率の増加に伴い、前記移動速度制限値が大きくなるように制御する、
請求項１０に記載の車両用ステアリングコラム装置。
前記荷重の時間変化率の増加に伴い、前記移動速度制限値が大きくなるように制御する、
請求項１０に記載の車両用ステアリングコラム装置。
【請求項13】
前記制御部は、
前記荷重が所定期間内に２回以上連続して所定値を超えた場合に、前記移動速度制限値が大きくなるように制御する、
請求項１０に記載の車両用ステアリングコラム装置。
前記荷重が所定期間内に２回以上連続して所定値を超えた場合に、前記移動速度制限値が大きくなるように制御する、
請求項１０に記載の車両用ステアリングコラム装置。
【請求項14】
前記位置調節機構は、前記モータの駆動力によって前記ステアリングホイールを前後方向に移動させるテレスコピック機構であって、
前記制御部は、
引き方向の荷重に対する前記第１値が押し方向の荷重に対する前記第１値よりも小さくなるように制御する、
請求項４から１３の何れか一項に記載の車両用ステアリングコラム装置。
前記制御部は、
引き方向の荷重に対する前記第１値が押し方向の荷重に対する前記第１値よりも小さくなるように制御する、
請求項４から１３の何れか一項に記載の車両用ステアリングコラム装置。
【請求項15】
前記位置調節機構は、前記モータの駆動力によって前記ステアリングホイールを上下方向に移動させるチルト機構であって、
前記制御部は、
上げ方向の荷重に対する前記第１値が下げ方向の荷重に対する前記第１値よりも小さくなるように制御する、
請求項４から１３の何れか一項に記載の車両用ステアリングコラム装置。
前記制御部は、
上げ方向の荷重に対する前記第１値が下げ方向の荷重に対する前記第１値よりも小さくなるように制御する、
請求項４から１３の何れか一項に記載の車両用ステアリングコラム装置。
【請求項16】
前記制御部は、
前記モータ及び前記位置調節機構を含む慣性系の摩擦を補償する摩擦補償部をさらに備える、
請求項１から１５の何れか一項に記載の車両用ステアリングコラム装置。
前記モータ及び前記位置調節機構を含む慣性系の摩擦を補償する摩擦補償部をさらに備える、
請求項１から１５の何れか一項に記載の車両用ステアリングコラム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、車両用ステアリングコラム装置に関する。
【背景技術】
【0002】
車両用ステアリングコラム装置として、ステアリングホイールの角度（高さ）を調整可能とするチルト機構や、ステアリングホイールの前後位置を調整可能とするテレスコピック機構を具備した車両用ステアリングコラム装置が知られている。例えば、下記特許文献１には、ステアリングホイールに加えられた上下方向および前後方向の荷重を検出する圧力センサを設け、これらの圧力センサの検出出力に基づき、チルト機構用のモータやテレスコピック機構用のモータをそれぞれ駆動して、荷重作用方向に沿ってステアリングホイールの位置調整を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１５－９８１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記従来技術では、ステアリングホイールに加えられた上下方向および前後方向の荷重を検出する圧力センサを設ける必要がある。このため、装置が大型化する要因となる場合がある。
【0005】
本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、装置の大型化を招くことなく、ステアリングホイールに加えられた荷重に応じてステアリングホイールの位置調整を行うことができる車両用ステアリングコラム装置を提供すること、を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の目的を達成するため、本開示の一態様に係る車両用ステアリングコラム装置は、
ステアリングホイールに加えられた荷重を推定する荷重推定部と、前記推定した荷重に応じて、前記ステアリングホイールを少なくとも前後方向及び上下方向の何れかに移動させる位置調節機構と、前記位置調節機構を駆動するモータと、前記推定した荷重、及び、前記ステアリングホイールの移動量に基づき、前記モータに供給する目標電流値を生成する制御部と、前記目標電流値に基づき、前記モータを駆動制御する駆動部と、を備え、前記荷重推定部は、前記モータの電流値及び前記移動量に基づき、前記荷重を推定する。
ステアリングホイールに加えられた荷重を推定する荷重推定部と、前記推定した荷重に応じて、前記ステアリングホイールを少なくとも前後方向及び上下方向の何れかに移動させる位置調節機構と、前記位置調節機構を駆動するモータと、前記推定した荷重、及び、前記ステアリングホイールの移動量に基づき、前記モータに供給する目標電流値を生成する制御部と、前記目標電流値に基づき、前記モータを駆動制御する駆動部と、を備え、前記荷重推定部は、前記モータの電流値及び前記移動量に基づき、前記荷重を推定する。
【0007】
上記構成によれば、モータの電流値及び位置調節機構の移動量を用いて、ステアリングホイールに加えられた荷重を推定することができる。これにより、ステアリングホイールに加えられた荷重を検出する圧力センサを設けることなく、推定した荷重を用いて、ステアリングホイールの位置調整を行うことができる。
【0008】
車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記荷重をＦｈ、前記電流値をＩａｃｔ、前記移動量をＸａｃｔ、前記位置調節機構を含む慣性系の質量をＭ、前記位置調節機構を含む慣性系の粘性係数をＤ、前記モータのトルク定数及び比ストロークで決まる係数をＫとしたとき、前記荷重Ｆｈは、下記（１）式で表される。
【0009】
Ｆｈ＝－（Ｍｓ２＋Ｄｓ）×Ｘａｃｔ＋Ｉａｃｔ×Ｋ・・・（１）
【0010】
車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記荷重推定部は、前記（１）式に対し、前記移動量Ｘａｃｔの高域成分を除去するＬＰＦ項１／（Ｔ１ｓ＋１）２を乗じた下記（２）式を用いて、前記荷重の推定値Ｆｈ＿ｅｓｔを算出する。
【0011】
Ｆｈ＿ｅｓｔ＝｛－（Ｍｓ２＋Ｄｓ）×Ｘａｃｔ＋Ｉａｃｔ×Ｋ｝×｛１／（Ｔ１ｓ＋１）２｝・・・（２）
【0012】
車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記制御部は、前記荷重が第１値未満である第１領域において、前記ステアリングホイールの移動速度がゼロをなるように制御し、前記荷重が前記第１値以上であり、且つ、前記荷重が前記第１値よりも大きい第２値未満である第２領域において、前記荷重の増加に伴い前記移動速度が大きくなるように制御する。
【0013】
上記構成によれば、荷重が第１値未満である第１領域を、ステアリングホイールが移動しない不感帯領域とし、荷重が第１値以上であり、且つ、第２値未満である第２領域を、荷重の増加に伴いステアリングホイールの移動速度が増加する遷移領域とすることができる。これにより、ステアリング操作による誤動作や、走行中のロードノイズ等の微振動による誤動作を防ぐことができる。また、運転者が意図しない位置調整動作を抑制することができ、直感的にステアリングホイールの位置調整を行うことができる。
【0014】
車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記制御部は、第２領域において、前記荷重の増加に応じて前記移動速度が所定の傾きで大きくなるように制御することが好ましい。
【0015】
これにより、第２領域（遷移領域）では、荷重の増加に応じて、ステアリングホイールの移動速度が線形に増加する。
【0016】
車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記制御部は、第２領域において、前記荷重の増加に応じて前記移動速度の傾きが大きくなるように制御することが好ましい。
【0017】
上記構成によれば、第２領域（遷移領域）では、荷重の増加に応じて徐々にステアリングホイールの移動速度の増加率が上昇する。これにより、第１領域（不感帯領域）と第２領域（遷移領域）との境界（第１値）を意識することなく、最適なステアリングポジションが得られる。
【0018】
車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記制御部は、第２領域において、車速の増加に伴い、前記移動速度の傾きが小さくなるように制御しても良い。
【0019】
車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記制御部は、前記第２領域において、前記荷重の時間変化率の増加に伴い、前記移動速度の傾きが大きくなるように制御しても良い。
【0020】
車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記制御部は、前記荷重が所定期間内に２回以上連続して所定の閾値を超えた場合に、前記第２領域において前記移動速度の傾きが大きくなるように制御しても良い。
【0021】
車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記制御部は、前記荷重が前記第２値以上である第３領域において、前記移動速度が一定の移動速度制限値となるように制御することが好ましい。
【0022】
これにより、荷重が第２値以上である第３領域を、ステアリングホイールが一定の移動速度制限値となる制限領域とすることができる。これにより、第３領域（制限領域）では、ステアリングホイールの移動速度が移動速度制限値よりも大きくなることを防止することができる。
【0023】
車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記制御部は、車速の増加に伴い、前記移動速度制限値が小さくなるように制御しても良い。
【0024】
車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記制御部は、前記荷重の時間変化率の増加に伴い、前記移動速度制限値が大きくなるように制御しても良い。
【0025】
車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記制御部は、前記荷重が所定期間内に２回以上連続して所定値を超えた場合に、前記移動速度制限値が大きくなるように制御しても良い。
【0026】
車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記位置調節機構は、前記モータの駆動力によって前記ステアリングホイールを前後方向に移動させるテレスコピック機構であって、前記制御部は、引き方向の荷重に対する前記第１値が押し方向の荷重に対する前記第１値よりも小さくなるように制御することが好ましい。
【0027】
これにより、小さな荷重となり易い引き方向の第１領域（不感帯領域）を小さくすることができる。
【0028】
車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記位置調節機構は、前記モータの駆動力によって前記ステアリングホイールを上下方向に移動させるチルト機構であって、前記制御部は、上げ方向の荷重に対する前記第１値が下げ方向の荷重に対する前記第１値よりも小さくなるように制御することが好ましい。
【0029】
これにより、小さな荷重となり易い上げ方向の第１領域（不感帯領域）を小さくすることができる。
【0030】
車両用ステアリングコラム装置の望ましい態様として、前記モータ及び前記位置調節機構を含む慣性系の摩擦を補償する摩擦補償部をさらに備えることが好ましい。
【0031】
これにより、モータ及び位置調節機構を含む慣性系の摩擦を補償することができる。
【発明の効果】
【0032】
本開示によれば、運転者が意図しない位置調整動作を抑制することができ、直感的にステアリングホイールの位置調整を行うことができる車両用ステアリングコラム装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【発明を実施するための形態】
【0034】
以下、発明を実施するための形態（以下、実施形態という）につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本開示が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【0035】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る車両用ステアリングコラム装置の全体構成を示す図である。図１に示されるように、車両用ステアリングコラム装置１００は、ステアリングシャフト２を回動自在に支持するステアリングコラム３を有する。ステアリングコラム３には、その端部にステアリングホイール１が装着されている。
図１は、実施形態１に係る車両用ステアリングコラム装置の全体構成を示す図である。図１に示されるように、車両用ステアリングコラム装置１００は、ステアリングシャフト２を回動自在に支持するステアリングコラム３を有する。ステアリングコラム３には、その端部にステアリングホイール１が装着されている。
【0036】
本開示において、車両用ステアリングコラム装置１００は、ステアリングホイール１に加えられた荷重を推定し、当該推定した荷重に応じて、ステアリングホイール１を少なくとも前後方向（図中の実線矢示方向）及び上下方向（図中の破線矢示方向）の何れかに移動させる位置調節機構４を備えている。
【0037】
本開示において、「前後方向」「上下方向」とは、運転者が車両の運転席にステアリングホイール１に相対して着座し、ステアリングホイール１を見た状態を基準として定義する。すなわち、運転者がステアリングホイール１を前方に押し出す方向を「押し方向」と称し、運転者がステアリングホイール１を手前に引く方向を「引き方向」と称する。また、運転者がステアリングホイール１を押し上げる方向を「上げ方向」と称し、運転者がステアリングホイール１を押し下げる方向を「下げ方向」と称する。
【0038】
位置調節機構４は、モータ５の駆動力によって駆動される。本開示において、モータ５は、アクチュエータの一例として例示される。位置調節機構４は、例えば、ステアリングホイール１を前後方向に移動させるテレスコピック機構であっても良いし、ステアリングホイール１を上下方向に移動させるチルト機構であっても良い。あるいは、位置調節機構４は、テレスコピック機構及びチルト機構の双方の機能を有する構成であっても良い。ここでは、ステアリングホイール１を前後方向（図中の実線矢示方向）あるいは上下方向（図中の破線矢示方向）に移動させるとしたが、位置調節機構４は、ステアリングコラム３を前後方向あるいは上下方向に移動させ、結果としてステアリングホイール１が前後方向あるいは上下方向に移動する態様であっても良い。なお、位置調整機構４として、モータ５の回転運動を直線運動に変換することができる公知の機構を採用することができる。例えば、滑りねじ機構、ボールねじ機構などを採用することができる。
【0039】
本開示では、図１に示すように、ステアリングホイール１に加えられる押し方向の荷重を「荷重Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ」、ステアリングホイール１に加えられる引き方向の荷重を「荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ」、ステアリングホイール１に加えられる下げ方向の荷重を「荷重Ｆｈ＿Ｄｏｗｎ」、ステアリングホイール１に加えられる上げ方向の荷重を「荷重Ｆｈ＿Ｕｐ」とも称する。なお、荷重Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ、荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ、荷重Ｆｈ＿Ｄｏｗｎ、荷重Ｆｈ＿Ｕｐを区別しない場合には、単に「荷重Ｆｈ」とも称する。
【0040】
モータ５には、角度センサ５ａが設けられている。角度センサ５ａは、モータ５の回転角を検出して電気信号θｍ（以下、単に「モータ回転角θｍ」とも称する）に変換する。
【0041】
また、モータ５には、電流センサ５ｂが設けられている。電流センサ５ｂは、モータ５に流れる実電流値を検出して電気信号Ｉａｃｔ（以下、単に「実電流値Ｉａｃｔ」とも称する）に変換する。
【0042】
車両用ステアリングコラム装置１００は、位置調節機構４の制御主体として、コントロールユニット１０（以下、「ＥＣＵ１０」とも称する）と、モータドライバ２０とを備えている。本開示において、ＥＣＵ１０は、「制御部」に対応する。また、本開示において、モータドライバ２０は、「駆動部」に対応する。ＥＣＵ１０は、車両用ステアリングコラム装置１００の他に、例えばパワーステアリング装置を制御する態様であっても良い。
【0043】
ＥＣＵ１０は、後述する荷重推定部によって推定した荷重、及び、ステアリングホイール１の移動量に基づき、モータ５に供給する目標電流値Ｉｒｅｆを生成する。ステアリングホイール１の移動量とは、例えば、テレスコピック機構におけるステアリングホイール１の前後方向（図中の実線矢示方向）の移動量である。また、ステアリングホイール１の移動量とは、例えば、チルト機構におけるステアリングホイール１の上下方向（図中の破線矢示方向）の移動量である。ステアリングホイール１の移動量は、モータ５の角度センサ５ａにより検出されるモータ回転角θｍから算出される。
【0044】
モータドライバ２０は、ＥＣＵ１０から出力される目標電流値Ｉｒｅｆに基づき、モータ５を駆動制御する。具体的に、モータドライバ２０は、モータ５に流れる実電流値Ｉａｃｔが目標電流値Ｉｒｅｆに近づくようなＰＷＭ信号を生成してモータ５に供給する。
【0045】
ＥＣＵ１０は、主としてＣＰＵ（ＭＣＵ、ＭＰＵ等も含む）で構成される。図２は、コントロールユニットのハードウェア構成を示す模式図である。
【0046】
ＥＣＵ１０を構成する制御用コンピュータ１１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１００１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１００２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１００３、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）１００４等を備え、これらがバスに接続されている。
【0047】
ＣＰＵ１００１は、車両用ステアリングコラム装置１００の制御用コンピュータプログラム（以下、制御プログラムという）を実行して、車両用ステアリングコラム装置１００を制御する処理装置である。
【0048】
ＲＯＭ１００２は、車両用ステアリングコラム装置１００を制御するための制御プログラムを格納する。また、ＲＡＭ１００３は、制御プログラムを動作させるためのワークメモリとして使用される。ＥＥＰＲＯＭ１００４には、制御プログラムが入出力する制御データ等が格納される。制御データは、ＥＣＵ１０に電源が投入された後にＲＡＭ１００３に展開された制御用コンピュータプログラム上で使用され、所定のタイミングでＥＥＰＲＯＭ１００４に上書きされる。
【0049】
ＲＯＭ１００２、ＲＡＭ１００３、及びＥＥＰＲＯＭ１００４等は情報を格納する記憶装置であって、ＣＰＵ１００１が直接アクセスできる記憶装置（一次記憶装置）である。
【0050】
図３Ａは、実施形態１に係る車両用ステアリングコラム装置の制御系の第１例を示す図である。
【0051】
ＥＣＵ１０は、内部ブロック構成として、目標速度生成部１１、変換部１３，１４、制限部１６、荷重推定部１７、変換部２１、制限部２２、及びＤｕｔｙ比変換部２６を備えている。変換部１３は、例えば微分器である。なお、微分器として、純粋微分器を用いることに代えて、近似的な微分器、例えば、純微分と１次遅れの伝達関数を組み合わせた疑似微分器を用いることができる。変換部１４は、例えばＰＩＤ制御器である。変換部２１は、例えばＰＩ制御器である。Ｄｕｔｙ比変換部２６は、制限部２２から出力される入力される入力値に応じたＰＷＭ指令値を出力する。
【0052】
モータドライバ２０は、内部ブロック構成として、ＰＷＭ生成部２３を備えている。
【0053】
目標速度生成部１１には、荷重推定部１７により推定される荷重の推定値Ｆｈ＿ｅｓｔ（以下、単に「荷重Ｆｈ＿ｅｓｔ」とも称する）が入力される。目標速度生成部１１は、後述する速度変換マップを用いて、位置調節機構４がステアリングホイール１を移動させる際の移動速度の目標値である目標速度Ｖｒｅｆを生成する。変換部１３は、ステアリングホイール１の移動量Ｘａｃｔを時間微分して実速度Ｖａｃｔを算出する。速度変換マップは、例えばＲＯＭ１００２に格納されている。なお、目標速度生成部１１は、速度変換マップを用いず、例えばＲＯＭ１００２に格納された数式を用いて、の目標速度Ｖｒｅｆを算出する態様であっても良い。
【0054】
目標速度Ｖｒｅｆは、実速度Ｖａｃｔが減算されて変換部１４に入力される。変換部１４は、入力値をＰＩＤ制御して電流値に変換し、制限部１６に出力する。
【0055】
制限部１６は、変換部１４の出力値に対する上限値及び下限値が予め設定されている。制限部１６は、変換部１４の出力値に対する上下限値を制限して、目標電流値Ｉｒｅｆを出力する。
【0056】
ＥＣＵ１０から出力された目標電流値Ｉｒｅｆは、実電流値Ｉａｃｔが減算されてモータドライバ２０の変換部２１に入力される。変換部２１は、入力値をＰＩ制御して電圧値に変換し、制限部２２に出力する。
【0057】
制限部２２は、変換部２１の出力値に対する上限値及び下限値が予め設定されている。制限部２２は、変換部２１の出力値に対する上下限値を制限して、電圧指令値を出力する。Ｄｕｔｙ比変換部２６は、あらかじめ定められた変換マップや数式に基づき、電圧指令値をＰＷＭ指令値のＤｕｔｙ比に変換して、ＰＷＭ生成部２３に出力する。ＰＷＭ生成部２３は、Ｄｕｔｙ比変換部２６から出力されるＰＷＭ指令値に基づき、モータ５に出力するＰＷＭ制御信号を生成する。
【0058】
モータ５は、モータドライバ２０から出力されたＰＷＭ制御信号によって駆動される。図３Ａに示すＬは、モータ５の巻線のインダクタ成分を示し、Ｒは、モータ５の巻線の抵抗成分を示している。
【0059】
位置調節機構４は、モータ５の実電流値Ｉａｃｔに所定の係数Ｋを乗じたモータ駆動力Ｆｍと、ステアリングホイール１に加えられた荷重Ｆｈとが加えられる。係数Ｋは、モータ５のトルク定数及び比ストロークで決まる定数であり、例えばＲＯＭ１００２に格納されている。
【0060】
ここで、本開示における荷重Ｆｈ＿ｅｓｔの推定概念について説明する。慣性系の質量をＭ、粘性係数をＤとすると、ニュートンの運動方程式から下記（１）式に示す関係式が得られる。慣性系の質量Ｍ及び粘性係数Ｄは、位置調節機構４を含む慣性系固有の値である。
【0061】
【0062】
具体的には、ステアリングホイール１に荷重Ｆｈを付与した場合に、モータ５に対して、モータ出力軸側からトルクが付与されることにより、逆起電力が生じ、結果として、実電流値Ｉａｃｔが変化する。また、このモータ５の回転に従い、位置調整機構４を介して、ステアリングホイール１の移動量Ｘａｃｔが変化する。
【0063】
位置調整機構４が、モータ５とボールねじ機構から構成される場合について、詳細に説明する。ボールねじ機構は、外周に雄ねじが形成されたシャフトと、内周に雌ねじが形成されたナットと、シャフトの雄ねじとナットの雌ねじとの間にボールを備えている。
【0064】
ボールねじ機構においては、ナットとシャフトとの間がボールにより転がり支持されており、両者の間に摩擦が生じづらいため、シャフトの回転運動とナットの並進運動の相互変換が行われやすい。すなわち、シャフトをモータ５に接続するとともに、ナットをステアリングホイールに接続した場合、モータ５の回転運動を容易にステアリングホイール１の並進運動に変換される一方で、ステアリングホイール１の並進運動が容易にモータ５の回転運動に変換される。したがって、ステアリングホイール１に荷重を加えた場合、モータ５が出力軸方向から回転させられることとなり、ステアリングホイール１の移動量移動量Ｘａｃｔが変化すると共に、モータ５に生じる逆起電力により実電流値Ｉａｃｔが変化することとなる。
【0065】
Ｍ（ｄ２ｘ／ｄｔ２）＝－Ｄ（ｄｘ／ｄｔ）＋Ｆｍ＋Ｆｈ・・・（１）
【0066】
上記（１）式は、下記（２）式に変形できる。
【0067】
Ｆｈ＝Ｍ（ｄ２ｘ／ｄｔ２）＋Ｄ（ｄｘ／ｄｔ）－Ｆｍ・・・（２）
【0068】
上記（２）式をラプラス変換すると、下記（３）式が得られる。
【0069】
Ｆｈ（ｓ）＝（Ｍｓ２＋Ｄｓ）×Ｘ（ｓ）－Ｆｍ（ｓ）・・・（３）
【0070】
上記（３）式において、Ｘ（ｓ）は、ステアリングホイール１の移動量Ｘａｃｔに相当する。
【0071】
ここでは、電流センサ５ｂにより検出される実電流値Ｉａｃｔを用いて、荷重Ｆｈ＿ｅｓｔを算出する。図３Ａに示す制御系において、モータ駆動力Ｆｍは、実電流値Ｉａｃｔを用いて、下記（４）式で示される。
【0072】
Ｆｍ＝Ｉａｃｔ×Ｋ・・・（４）
【0073】
上記（３）式及び（４）式により、下記（５）式に示す関係式が導出される。
【0074】
Ｆｈ＝（Ｍｓ２＋Ｄｓ）×Ｘａｃｔ－Ｉａｃｔ×Ｋ・・・（５）
【0075】
移動量Ｘａｃｔには、高域ノイズ成分が含まれている。上記（５）式に対し、この高域ノイズ成分を除去するＬＰＦ（ローパスフィルタ）項１／（Ｔ１ｓ＋１）２を乗じることで、下記（６）式に示す荷重Ｆｈ＿ｅｓｔを算出することができる。
【0076】
Ｆｈ＿ｅｓｔ＝｛（Ｍｓ２＋Ｄｓ）×Ｘａｃｔ－Ｉａｃｔ×Ｋ｝×｛１／（Ｔ１ｓ＋１）２｝・・・（６）
【0077】
上述したように、本開示において、係数Ｋは、モータ５のトルク定数及び比ストロークで決まる定数であり、慣性系の質量Ｍ及び粘性係数Ｄは、位置調節機構４を含む慣性系固有の値である。これらの係数Ｋ、慣性系の質量Ｍ及び粘性係数Ｄを、例えばＲＯＭ１００２に格納しておくことで、ＥＣＵ１０は、モータ５の実電流値Ｉａｃｔ及びステアリングホイール１の移動量Ｘａｃｔを用いて、ステアリングホイール１に加えられた荷重の推定値Ｆｈ＿ｅｓｔを算出することが可能である。
【0078】
図３Ａに示すＥＣＵ１０の荷重推定部１７は、ステアリングホイール１の移動量Ｘａｃｔに対して慣性系の質量Ｍ及び粘性係数Ｄから導出されるＭｓ２＋Ｄｓを乗じた値から、モータ５の実電流値Ｉａｃｔに上述した係数Ｋを乗じた値を減算し、ＬＰＦ項１／（Ｔ１ｓ＋１）２を乗じることにより、荷重Ｆｈ＿ｅｓｔを推定する。位置調節機構４を含む慣性系の質量Ｍ及び粘性係数Ｄは、例えばＲＯＭ１００２に格納されている。
【0079】
図３Ｂは、実施形態１に係る車両用ステアリングコラム装置の制御系の第２例を示す図である。
【0080】
上記（６）式は、下記（７）式に示すように変形することができる。
【0081】
Ｆｈ＿ｅｓｔ＝［（Ｍｓ２＋Ｄｓ）／（Ｔ１ｓ＋１）２］×Ｘａｃｔ－Ｋ×［１／（Ｔ１ｓ＋１）２］×Ｉａｃｔ・・・（７）
【0082】
図３Ｂに示すＥＣＵ１０ａの荷重推定部１７ａは、ステアリングホイール１の移動量Ｘａｃｔに対して慣性系の質量Ｍ及び粘性係数Ｄから導出されるＭｓ２＋Ｄｓ及びＬＰＦ項１／（Ｔ１ｓ＋１）２を乗じた値から、モータ５の実電流値Ｉａｃｔに上述した係数Ｋ及びＬＰＦ項１／（Ｔ１ｓ＋１）２を乗じた値を減算することにより、荷重Ｆｈ＿ｅｓｔを推定する。
【0083】
図３Ｃは、実施形態１に係る車両用ステアリングコラム装置の制御系の第３例を示す図である。
【0084】
図３Ｃに示すように、モータ５の実電流値Ｉａｃｔに代えて、モータ５に供給する目標電流値Ｉｒｅｆを用いて荷重Ｆｈ＿ｅｓｔを算出することも可能である。この場合、荷重推定部１７（１７ａ）に入力する目標電流値Ｉｒｅｆは、後段のモータドライバ２０における処理の遅れを補償（Ｚ－１）した値であることが望ましい。具体的に、荷重推定部１７（１７ａ）に入力する目標電流値Ｉｒｅｆは、モータドライバ２０における処理の遅れを想定して、例えばＲＡＭ１００３に一時記憶された値とすれば良い。
【0085】
図４は、実施形態１に係る車両用ステアリングコラム装置の速度変換マップの第１例を示す図である。以下の説明では、荷重推定部１７，１７ａにより推定した荷重Ｆｈ＿ｅｓｔを「荷重Ｆｈ」としている。
【0086】
図４において、横軸はステアリングホイール１に加えられた荷重Ｆｈを示し、縦軸は目標速度Ｖｒｅｆを示している。また、図４に示す速度変換マップの第１例では、引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌに対する第１値Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ１と、押し方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ対する第１値Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ１とが等しい。また、図４に示す例では、引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌに対する第２値Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ２と、押し方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ対する第２値Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ２とが等しい。ここでは、ステアリングホイール１を前後方向（図１の実線矢示方向）に移動させるテレスコピック機構について説明する。
【0087】
本開示において、押し方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｓｈが第１値Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ＿ｔｈ１未満の第１領域では、目標速度Ｖｒｅｆがゼロとなる。また、引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌが第１値Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ１未満の第１領域では、目標速度Ｖｒｅｆがゼロとなる。換言すれば、押し方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｓｈが第１値Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ＿ｔｈ１未満の第１領域、及び、引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌが第１値Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ１未満の第１領域を不感帯領域としている。この第１領域（不感帯領域）では、ステアリングホイール１は移動しない。
【0088】
また、本開示において、押し方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｓｈが第１値Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ＿ｔｈ１よりも大きい第２値Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ＿ｔｈ２以上の第３領域では、目標速度Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈが目標速度制限値Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈ＿ｌｉｍで一定となる。また、引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌが第１値Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ１よりも大きい第２値Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ２以上の第３領域では、目標速度Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｌｌが目標速度制限値Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｌｌ＿ｌｉｍで一定となる。換言すれば、押し方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｓｈが第２値Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ＿ｔｈ２以上の第３領域を、目標速度Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈが目標速度制限値Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈ＿ｌｉｍで一定となる制限領域としている。また、引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌが第２値Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ２以上の第３領域を、目標速度Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｌｌが目標速度制限値Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｌｌ＿ｌｉｍで一定となる制限領域としている。この第３領域（制限領域）では、ステアリングホイール１は一定の速度で移動する。このように、押し方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ、及び、引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌに対して制限領域を設けることで、押し方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｓｈが第２値Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ＿ｔｈ２以上となる第３領域（制限領域）において、目標速度Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈが目標速度制限値Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈ＿ｌｉｍよりも大きくなることを防止することができる。また、引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌが第２値Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ２以上となる第３領域（制限領域）において、目標速度Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｌｌが目標速度制限値Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｌｌ＿ｌｉｍよりも大きくなることを防止することができる。
【0089】
図４に示す例では、押し方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｓｈが第１値Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ＿ｔｈ１以上、且つ第２値Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ＿ｔｈ２未満の第２領域では、押し方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｓｈの増加に応じて目標速度Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈが所定の傾きで大きくなる。換言すれば、押し方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｓｈが第１値Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ＿ｔｈ１以上、且つ第２値Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ＿ｔｈ２未満の第２領域を、押し方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｓｈの増加に応じて目標速度Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈが所定の傾きで大きくなる遷移領域としている。また、引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌが第１値Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ１以上、且つ第２値Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ２未満の第２領域では、引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌの増加に応じて目標速度Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｌｌが所定の傾きで大きくなる。換言すれば、引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌが第１値Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ１以上、且つ第２値Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ２未満の第２領域を、引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌの増加に応じて目標速度Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｌｌが所定の傾きで大きくなる遷移領域としている。すなわち、図４に示す例において、第２領域（遷移領域）では、押し方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｓｈの増加に応じて、目標速度Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈが線形に増加し、引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌの増加に応じて、目標速度Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｌｌが線形に増加する。
【0090】
本開示では、図４に示すように、押し方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ、及び、引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌに対して不感帯領域を設けることで、例えば、ステアリング操作による誤動作や、走行中のロードノイズ等の微振動による誤動作を防ぐことができる。不感帯領域の閾値は、ロードノイズ等の微振動よりも大きく、かつ、運転者が過剰と感じる荷重よりも小さく設定することが望ましい。具体的には、後述する第１値Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ＿ｔｈ１、第１値Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ１の絶対値を１０Ｎ程度に設定することができる。
【0091】
また、運転者は、第１値Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ＿ｔｈ１以上の押し方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｓｈを加える、あるいは、第１値Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ１以上の引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌを加えることで、意図的にテレスコピック機構（位置調節機構４）を動作させることができる。これにより、停車中に位置調整を行うことを基本としつつ、運転中においても、ステアリングポジションに違和感を覚えた場合に、調整始動スイッチを操作する等の追加操作を必要とせず、直感的にステアリングホイール１の位置調節を行うことができる。
【0092】
図５は、実施形態１に係る車両用ステアリングコラム装置の速度変換マップの第２例を示す図である。
【0093】
図５に示す例において、第２領域（遷移領域）では、押し方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｓｈの増加に応じて目標速度Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈの傾きが大きくなる。また、引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌの増加に応じて、目標速度Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈの傾きが大きくなる。換言すれば、第２領域（遷移領域）では、押し方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｓｈの増加に応じて、目標速度Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈが非線形に増加し、引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌの増加に応じて、目標速度Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｌｌが非線形に増加する。具体的に、第２領域（遷移領域）では、図５に示すように、押し方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｓｈが第１値Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ＿ｔｈ１以上となると、押し方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｓｈの増加に応じて徐々に目標速度Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈの増加率が上昇する。また、引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌが第１値Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ＿ｔｈ１以上となると、引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌの増加に応じて徐々に目標速度Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｌｌの増加率が上昇する。これにより、第１領域（不感帯領域）と第２領域（遷移領域）との境界（第１値Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ＿ｔｈ１，Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ１）を意識することなく、最適なステアリングポジションが得られる。
【0094】
図６は、実施形態１に係る車両用ステアリングコラム装置の速度変換マップの第３例を示す図である。
【0095】
図６に示す例において、遷移領域では、所定の条件により目標速度Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈ，Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｌｌの傾きを変更する。
【0096】
例えば、車速センサ６から出力される車速Ｓに応じて、目標速度Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈ，Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｌｌの傾きを変更する態様であっても良い。具体的には、例えば、車速Ｓの増加に伴って、目標速度Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈ，Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｌｌの傾きを小さくする態様であっても良い。
【0097】
また、例えば、荷重Ｆｈの時間変化率（時間微分値）に応じて、目標速度Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈ，Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｌｌの傾きを変更する態様であっても良い。具体的には、例えば、荷重Ｆｈの時間変化率（時間微分値）の増加に伴って、目標速度Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈ，Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｌｌの傾きを大きくする態様であっても良い。
【0098】
図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃは、第２領域における目標速度の傾き変更の第１例を示すタイミングチャートである。図７Ａは、荷重Ｆｈの時間遷移を示し、図７Ｂは、荷重Ｆｈを時間微分した値ｄＦｈ／ｄｔの時間遷移を示し、図７Ｃは、目標速度Ｖｒｅｆの時間遷移を示している。図７Ｃに示す破線は、図４に示す速度変換マップの第１例を適用した場合の目標速度Ｖｒｅｆを示している。図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃに示す例において、荷重Ｆｈの時間微分値ｄＦｈ／ｄｔに対する閾値ｄＦｈ／ｄｔ＿ｔｈは、例えばＲＯＭ１００２に格納されている。なお、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃでは、第１値Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ＿ｔｈ１，Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ１を第１値Ｆｈ＿ｔｈ１としている。
【0099】
図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃに示す第１例では、荷重Ｆｈの時間微分値ｄＦｈ／ｄｔが閾値ｄＦｈ／ｄｔ＿ｔｈ以上となった場合に、目標速度Ｖｒｅｆの傾きを変更し、荷重Ｆｈが第１値Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ＿ｔｈ１，Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ１未満となるまで、変更した傾きを維持する。具体的に、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃでは、時刻ｔ１において荷重Ｆｈの時間微分値ｄＦｈ／ｄｔが閾値ｄＦｈ／ｄｔ＿ｔｈ以上となった例を示している。この場合、荷重Ｆｈの時間微分値ｄＦｈ／ｄｔが閾値ｄＦｈ／ｄｔ＿ｔｈ以上となった時刻ｔ１において、目標速度Ｖｒｅｆの傾きを変更し、荷重Ｆｈが第１値Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ＿ｔｈ１，Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ１未満となる時刻ｔ２までの期間Ｔにおいて、変更した傾きを維持する。これにより、荷重Ｆｈの時間微分値ｄＦｈ／ｄｔが閾値ｄＦｈ／ｄｔ＿ｔｈ以上となった時刻ｔ１から、荷重Ｆｈが第１値Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ＿ｔｈ１，Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ１未満となる時刻ｔ２までの期間Ｔにおいて、目標速度Ｖｒｅｆは、実線で示すように、破線で示す速度変換マップの第１例（図４）を適用した場合の目標速度Ｖｒｅｆよりも大きくなる。
【0100】
また、例えば、荷重Ｆｈが所定期間内に２回以上連続して所定の閾値を超えた場合に、目標速度Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈ，Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｌｌの傾きを変更する態様であっても良い。具体的には、例えば、荷重Ｆｈが所定期間内に２回以上連続して所定の閾値を超えた場合に、目標速度Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈ，Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｌｌの傾きを大きくする態様であっても良い。
【0101】
図８Ａ、図８Ｂは、第２領域における目標速度の傾き変更の第２例を示すタイミングチャートである。図８Ａは、荷重Ｆｈの時間遷移を示し、図８Ｂは、目標速度Ｖｒｅｆの時間遷移を示している。図８Ｂに示す破線は、図４に示す速度変換マップの第１例を適用した場合の目標速度Ｖｒｅｆを示している。図８Ａ、図８Ｂに示す例において、荷重Ｆｈに対する閾値Ｆｈ＿ｔｈ、及び、荷重Ｆｈが連続して閾値Ｆｈ＿ｔｈを超えたと判断する期間Ｔｔｈは、例えばＲＯＭ１００２に格納されている。荷重Ｆｈに対する閾値Ｆｈ＿ｔｈは、上述した第１値Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ＿ｔｈ１，Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ１と等値であっても良い。なお、図８Ａ、図８Ｂでは、第１値Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ＿ｔｈ１，Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ１を第１値Ｆｈ＿ｔｈ１としている。
【0102】
図８Ａ、図８Ｂに示す第２例では、荷重Ｆｈが閾値Ｆｈ＿ｔｈ以上となってから、次に荷重Ｆｈが閾値Ｆｈ＿ｔｈ以上となるまでの期間が期間Ｔｔｈ以下である場合に、目標速度Ｖｒｅｆの傾きを変更し、荷重Ｆｈが閾値Ｆｈ＿ｔｈ未満となるまで、変更した傾きを維持する。具体的に、図８Ａ、図８Ｂに示す例では、荷重Ｆｈが閾値Ｆｈ＿ｔｈ以上となった時刻ｔ１から、次に荷重Ｆｈが閾値Ｆｈ＿ｔｈ以上となった時刻ｔ２までの期間Ｔ１は、期間Ｔｔｈよりも大きい（Ｔ１＞Ｔｔｈ）。この場合には、目標速度Ｖｒｅｆの傾きを変更しない。また、図８Ａ、図８Ｂに示す例では、荷重Ｆｈが閾値Ｆｈ＿ｔｈ以上となった時刻ｔ２から、次に荷重Ｆｈが閾値Ｆｈ＿ｔｈ以上となった時刻ｔ３までの期間Ｔ３は、期間Ｔｔｈ以下である。（Ｔ２≦Ｔｔｈ）。この場合、時刻ｔ３において目標速度Ｖｒｅｆの傾きを変更し、荷重Ｆｈが閾値Ｆｈ＿ｔｈ未満となる時刻ｔ４までの期間ｔ３において、変更した傾きを維持する。これにより、荷重Ｆｈが閾値Ｆｈ＿ｔｈ以上となった時刻ｔ３から、荷重Ｆｈが第１値Ｆｈ＿ｔｈ１未満となる時刻ｔ４までの期間Ｔ３において、目標速度Ｖｒｅｆは、実線で示すように、破線で示す速度変換マップの第１例（図４）を適用した場合の目標速度Ｖｒｅｆよりも大きくなる。
【0103】
図９は、実施形態１に係る車両用ステアリングコラム装置の速度変換マップの第３例を示す図である。
【0104】
図９に示す例において、第２領域（遷移領域）では、所定の条件により目標速度制限値Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈ＿ｌｉｍ，Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｌｌ＿ｌｉｍを変更する。
【0105】
例えば、車速センサ６から出力される車速Ｓに応じて、目標速度制限値Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈ＿ｌｉｍ，Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｌｌ＿ｌｉｍを変更する態様であっても良い。具体的には、例えば、車速Ｓの増加に伴って、目標速度制限値Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈ＿ｌｉｍ，Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｌｌ＿ｌｉｍを小さくする態様であっても良い。
【0106】
また、例えば、荷重Ｆｈの時間変化率（時間微分値）に応じて、目標速度制限値Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈ＿ｌｉｍ，Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｌｌ＿ｌｉｍを変更する態様であっても良い。具体的には、例えば、荷重Ｆｈの時間変化率（時間微分値）の増加に伴って、目標速度制限値Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈ＿ｌｉｍ，Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｌｌ＿ｌｉｍを大きくする態様であっても良い。
【0107】
また、例えば、荷重Ｆｈが所定期間内に２回以上連続して所定の閾値を超えた場合に、目標速度制限値Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈ＿ｌｉｍ，Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｌｌ＿ｌｉｍを変更する態様であっても良い。具体的には、例えば、荷重Ｆｈが所定期間内に２回以上連続して所定の閾値を超えた場合に、目標速度制限値Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｓｈ＿ｌｉｍ，Ｖｒｅｆ＿Ｐｕｌｌ＿ｌｉｍを大きくする態様であっても良い。
【0108】
図１０は、実施形態１に係る車両用ステアリングコラム装置の速度変換マップの第４例を示す図である。図１０において、第３象限に示す破線は、速度変換マップの第１例（図４）の第３象限と同様である。すなわち、第３象限に示す破線上の引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌに対する第１値Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ１と、第１象限に示す実線上の押し方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｓｈに対する第１値Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ＿ｔｈ１とが等しい。また、第３象限に示す破線上の引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌに対する第２値Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ２と、第１象限に示す実線上の押し方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｓｈに対する第２値Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ＿ｔｈ２とが等しい。
【0109】
ステアリングホイール１を前後方向（図１の実線矢示方向）に移動させるテレスコピック機構では、押し方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｓｈよりも引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌの方が小さな荷重となり易い。このため、例えば、図１０に示すように、引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌに対する第１値Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ１を、押し方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｓｈに対する第１値Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ＿ｔｈ１よりも小さくすることが望ましい。具体的に、図１０に示す例では、第３象限に示す実線上の引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌに対する第１値Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ１を、破線上の速度変換マップの第１例（図４）における引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌに対する第１値Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ１よりも小さくしている。また、同様に、引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌに対する第２値Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ２を、押し方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｓｈに対する第２値Ｆｈ＿Ｐｕｓｈ＿ｔｈ２よりも小さくすることが望ましい。具体的に、図１０に示す例では、第３象限に示す実線上の引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌに対する第２値Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ２を、破線上の速度変換マップの第１例（図４）における引き方向の荷重Ｆｈ＿Ｐｕｌｌに対する第２値Ｆｈ＿Ｐｕｌｌ＿ｔｈ２よりも小さくしている。これにより、小さな荷重となり易い引き方向の第１領域（不感帯領域）を小さくすることができる。
【0110】
上記した図４，５，６，９，１０に示す速度変換マップの第１例、第２例、第３例、第４例では、ステアリングホイール１を前後方向（図１の実線矢示方向）に移動させるテレスコピック機構について説明したが、ステアリングホイール１を上下方向（図１の破線矢示方向）に移動させるチルト機構に適用することも可能である。ここでは、ステアリングホイール１を前後方向（図１の実線矢示方向）に移動させるテレスコピック機構について説明した図１０に示す第４例に対比させて、ステアリングホイール１を上下方向（図１の破線矢示方向）に移動させるチルト機構について説明する。
【0111】
図１１は、実施形態１に係る車両用ステアリングコラム装置の速度変換マップの第５例を示す図である。図１１において、第３象限に示す破線は、速度変換マップの第４例（図１０）の第３象限に示す破線に対応する。すなわち、第３象限に仮想的に示す破線上の上げ方向の荷重Ｆｈ＿Ｕｐに対する第１値Ｆｈ＿Ｕｐ＿ｔｈ１と、第１象限に示す実線上の下げ方向の荷重Ｆｈ＿Ｄｏｗｎに対する第１値Ｆｈ＿Ｄｏｗｎ＿ｔｈ１とが等しい。また、第３象限に仮想的に示す破線上の上げ方向の荷重Ｆｈ＿Ｕｐに対する第２値Ｆｈ＿Ｕｐ＿ｔｈ２と、第１象限に示す実線上の下げ方向の荷重Ｆｈ＿Ｄｏｗｎに対する第２値Ｆｈ＿Ｄｏｗｎ＿ｔｈ２とが等しい。
【0112】
ステアリングホイール１を上下方向（図１の破線矢示方向）に移動させるチルト機構では、下げ方向の荷重Ｆｈ＿Ｄｏｗｎよりも上げ方向の荷重Ｆｈ＿Ｕｐの方が小さな荷重となり易い。このため、例えば、図１１に示すように、上げ方向の荷重Ｆｈ＿Ｕｐに対する第１値Ｆｈ＿Ｕｐ＿ｔｈ１を、下げ方向の荷重Ｆｈ＿Ｄｏｗｎに対する第１値Ｆｈ＿Ｄｏｗｎ＿ｔｈ１よりも小さくすることが望ましい。具体的に、図１１に示す例では、第３象限に示す実線上の上げ方向の荷重Ｆｈ＿Ｕｐに対する第１値Ｆｈ＿Ｕｐ＿ｔｈ１を、第１象限に示す実線上の下げ方向の荷重Ｆｈ＿Ｄｏｗｎに対する第１値Ｆｈ＿Ｄｏｗｎ＿ｔｈ１と等しい破線上の上げ方向の荷重Ｆｈ＿Ｕｐに対する仮想的な第１値Ｆｈ＿Ｕｐ＿ｔｈ１よりも小さくしている。また、同様に、上げ方向の荷重Ｆｈ＿Ｕｐに対する第２値Ｆｈ＿Ｕｐ＿ｔｈ２を、下げ方向の荷重Ｆｈ＿Ｄｏｗｎに対する第２値Ｆｈ＿Ｄｏｗｎ＿ｔｈ２よりも小さくすることが望ましい。具体的に、図１１に示す例では、第３象限に示す実線上の上げ方向の荷重Ｆｈ＿Ｕｐに対する第２値Ｆｈ＿Ｕｐ＿ｔｈ２を、第１象限に示す実線上の下げ方向の荷重Ｆｈ＿Ｄｏｗｎに対する第２値Ｆｈ＿Ｄｏｗｎ＿ｔｈ２と等しい破線上の上げ方向の荷重Ｆｈ＿Ｕｐに対する仮想的な第２値Ｆｈ＿Ｕｐ＿ｔｈ２よりも小さくしている。これにより、小さな荷重となり易い上げ方向の第１領域（不感帯領域）を小さくすることができる。
【0113】
以上説明したように、実施形態１の車両用ステアリングコラム装置１００は、モータ５の電流値及びステアリングホイール１の移動量を用いて、ステアリングホイール１に加えられた荷重の推定値Ｆｈ＿ｅｓｔを算出することができる。これにより、ステアリングホイール１に加えられた荷重を検出する圧力センサを設けることなく、算出した荷重の推定値Ｆｈ＿ｅｓｔを用いて、ステアリングホイール１の位置調整を行うことができる。
【0114】
（実施形態２）
図１２は、実施形態２に係る車両用ステアリングコラム装置の制御系の一例を示す図である。なお、上述した実施形態１と同一の機能を有する構成には同一の符号を付して説明を省略する。
図１２は、実施形態２に係る車両用ステアリングコラム装置の制御系の一例を示す図である。なお、上述した実施形態１と同一の機能を有する構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【0115】
ＥＣＵ１０ｃは、内部ブロック構成として、摩擦補償部１５をさらに備える。これにより、車両用ステアリングコラム装置１００の駆動部品が有する摩擦によってステアリングホイール１の滑らかな移動が妨げられることを防止することができる。
【0116】
図１３は、摩擦補償部の一例を示す図である。図１３に示すように、ＥＣＵ１０ｃの摩擦補償部１５は、目標速度生成部１１から出力される目標速度Ｖｒｅｆの高域成分を除去し、図中に示す電流変換マップを用いて、圧縮電流指令値Ｉｒｅｆ＿ｃｏｍｐを生成し、所定のゲインＧを乗じて、変換部１４の出力と加算する。電流変換マップは、例えばＲＯＭ１００２に格納されている。なお、摩擦補償部１５は、電流変換マップを用いず、例えばＲＯＭ１００２に格納された数式を用いて、圧縮電流指令値Ｉｒｅｆ＿ｃｏｍｐを算出する態様であっても良い。圧縮電流指令値Ｉｒｅｆ＿ｃｏｍｐを算出する数式は、例えば、下記（８）式や（９）式に示すように、目標速度Ｖｒｅｆを無限大に変化させたときに収束する態様であれば良い。これにより、モータ５及び位置調節機構４を含む慣性系の摩擦を補償することができる。
【0117】
Ｉｒｅｆ＿ｃｏｍｐ＝ａｒｃｔａｎ（Ｖｒｅｆ）・・・（８）
【0118】
Ｉｒｅｆ＿ｃｏｍｐ＝ｔａｎｈ（Ｖｒｅｆ）・・・（９）
【0119】
なお、上述で使用した図は、本開示に関して定性的な説明を行うための概念図であり、これらに限定されるものではない。また、上述の実施形態は本開示の好適な実施の一例ではあるが、これに限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【0120】
１ ステアリングホイール
２ ステアリングシャフト
３ ステアリングコラム
４ 位置調節機構
５ モータ
６ 車速センサ
１０，１０ａ，１０ｃ コントロールユニット（ＥＣＵ）
１１ 目標速度生成部
１３ 変換部
１４ 変換部
１５ 摩擦補償部
１６ 制限部
１７，１７ａ 荷重推定部
２０ モータドライバ
２１ 変換部
２２ 制限部
２３ ＰＷＭ生成部
１００ 車両用ステアリングコラム装置
２ ステアリングシャフト
３ ステアリングコラム
４ 位置調節機構
５ モータ
６ 車速センサ
１０，１０ａ，１０ｃ コントロールユニット（ＥＣＵ）
１１ 目標速度生成部
１３ 変換部
１４ 変換部
１５ 摩擦補償部
１６ 制限部
１７，１７ａ 荷重推定部
２０ モータドライバ
２１ 変換部
２２ 制限部
２３ ＰＷＭ生成部
１００ 車両用ステアリングコラム装置
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】