特表 2024-514013 車両の操舵装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-03-27

(54)【発明の名称】車両の操舵装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20240319BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20240319BHJP

   B62D 101/00 20060101ALN20240319BHJP

   B62D 113/00 20060101ALN20240319BHJP

   B62D 117/00 20060101ALN20240319BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00

B62D5/04

B62D101:00

B62D113:00

B62D117:00

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023563895

(86)(22)【出願日】2021-07-14

(85)【翻訳文提出日】2023-10-17

(86)【国際出願番号】 JP2021026525

(87)【国際公開番号】W WO2023286223

(87)【国際公開日】2023-01-19

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】500024274

【氏名又は名称】ティッセンクルップ・プレスタ・アクチエンゲゼルシヤフト

(74)【代理人】

【識別番号】110001379

【氏名又は名称】弁理士法人大島特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 芳信

(72)【発明者】

【氏名】小畠 勲

(72)【発明者】

【氏名】パ－ストル・レヴェンテ

(72)【発明者】

【氏名】ドモトール・クリスチャン

(72)【発明者】

【氏名】サンデール・ゾルタン

(72)【発明者】

【氏名】ジェルジュ・ダニエル

(72)【発明者】

【氏名】カカス・ペーテル

【テーマコード（参考）】

3D232

3D333

【Ｆターム（参考）】

3D232DA03

3D232DA09

3D232DA13

3D232DA23

3D232DC03

3D232DC08

3D232DC12

3D232DC33

3D232DC34

3D232DD01

3D232DD06

3D232DE06

3D232EB04

3D232EB08

3D232EC37

3D232GG01

3D333CB29

3D333CB44

3D333CC02

3D333CE52

(57)【要約】

運転者が素早い操舵操作を行った場合に、運転者に与える違和感を抑制することが可能な車両の操舵装置を提供する。車両の操舵装置は、操舵部材から機械的に切り離され、ラックを移動させることによって車輪を転舵する転舵機構と、前記転舵機構に駆動力を与える転舵アクチュエータと、前記ラックの目標位置を算出し、前記ラックの位置と前記ラックの前記目標位置とを一致させるべく前記転舵アクチュエータを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記操舵部材の操舵角速度及び／又は操舵角加速度に応じて前記ラックの前記目標位置を補正する目標位置補正制御を実行可能に設けられている。
【代表図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の操舵装置であって、
操舵操作を受け付ける操舵部材と、
前記操舵部材の操舵角を検出する操舵角センサと、
前記操舵部材から機械的に切り離され、ラックを移動させることによって車輪を転舵する転舵機構と、
前記転舵機構に駆動力を与える転舵アクチュエータと、
前記ラックの位置を検出するラック位置センサと、
前記操舵部材の前記操舵角に基づいて前記ラックの目標位置を算出し、前記ラック位置センサが検出した前記ラックの前記位置と前記ラックの前記目標位置とを一致させるべく前記転舵アクチュエータを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記操舵部材の前記操舵角の変化に応じた前記ラックの変位を遅らせるべく、前記操舵部材の操舵角速度及び／又は操舵角加速度に応じて前記ラックの前記目標位置を補正する目標位置補正制御を実行可能である車両の操舵装置。

【請求項2】

前記目標位置補正制御において、前記制御装置は、所定の方向への前記操舵操作の開始直後に前記ラックの前記目標位置を補正する請求項１に記載の車両の操舵装置。

【請求項3】

前記操舵操作は、所定の中立位置から遠ざかる方向への操作である切り込み操作と、前記中立位置に近づく方向への操作である切り戻し操作と、を含み、
前記目標位置補正制御において、前記制御装置は、前記切り戻し操作の開始直後に前記ラックの前記目標位置を補正する請求項２に記載の車両の操舵装置。

【請求項4】

前記目標位置補正制御において、前記制御装置は、前記切り込み操作の実行時に前記ラックの前記目標位置の補正を禁止する請求項３に記載の車両の操舵装置。

【請求項5】

前記目標位置補正制御において、前記制御装置は、前記操舵部材の前記操舵角に応じて前記ラックの前記目標位置を算出し、前記操舵部材の前記操舵角加速度に応じて前記ラックの前記目標位置の補正量を算出し、前記ラックの前記目標位置に前記補正量を加えることによって前記ラックの前記目標位置を補正する請求項１～４のいずれか１項に記載の車両の操舵装置。

【請求項6】

前記制御装置は、前記操舵部材の前記操舵角加速度が大きくなるほど前記補正量が大きくなるように前記補正量を算出する請求項５に記載の車両の操舵装置。

【請求項7】

前記制御装置は、前記補正量を所定の上限値以下に制限する請求項６に記載の車両の操舵装置。

【請求項8】

前記操舵部材は、所定の中立位置から遠ざかる方向又は前記中立位置に近づく方向に操舵され、
前記制御装置は、前記操舵部材の操舵方向、前記操舵部材の前記操舵角、及び車速に基づいて前記上限値を設定する請求項７に記載の車両の操舵装置。

【請求項9】

前記制御装置は、前記操舵操作に対して前記目標位置補正制御を実行しない非実行モードと、前記操舵操作に対して前記目標位置補正制御を実行する実行モードと、を切り換え可能である請求項１～８のいずれか１項に記載の車両の操舵装置。

【請求項10】

前記制御装置は、前記操舵操作に対して前記目標位置補正制御を常に実行する請求項１～８のいずれか１項に記載の車両の操舵装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の操舵装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、操舵操作を受け付ける操舵部材と、操舵部材から機械的に切り離され、ラックを移動させることによって車輪を転舵する転舵機構と、を備えたステアバイワイヤ式の操舵装置が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１には、操向輪の向きを変える舵取機構と、舵取機構に機械的に連結されることなく静止部材に支持される操舵手段と、を備えた車両用操舵装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２－２２５７３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

操舵部材と転舵機構とが機械的に接続された操舵装置では、操舵操作によって発生するトルクが操舵部材のシャフトを介して転舵機構のラックに伝達される。その際に、操舵部材のシャフトがねじれることで、操舵操作に対してラックの変位が遅れる。これに対して、ステアバイワイヤ式の操舵装置では、操舵操作によって発生するトルクが電気信号によって転舵機構のラックに伝達される。そのため、操舵部材と転舵機構が機械的に接続された操舵装置と比べて、操舵操作に対してラックの変位が遅れにくい。

【0006】

しかし、操舵操作に対するラックの変位の応答性が高すぎると、運転者が素早い操舵操作を行った場合に、操舵操作の直後に車輪が急速に転舵され、運転者に違和感を与える恐れがある。

【0007】

本発明は、以上の背景に鑑み、運転者が素早い操舵操作を行った場合に、運転者に与える違和感を抑制することが可能な車両の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】

【0008】

上記課題を解決するために本発明のある態様は、車両（２）の操舵装置（１）であって、操舵操作を受け付ける操舵部材（１０）と、前記操舵部材の操舵角を検出する操舵角センサ（３２）と、前記操舵部材から機械的に切り離され、ラック（２６）を移動させることによって車輪（３）を転舵する転舵機構（１１）と、前記転舵機構に駆動力を与える転舵アクチュエータ（１２）と、前記ラックの位置を検出するラック位置センサ（３３）と、前記操舵部材の前記操舵角に基づいて前記ラックの目標位置を算出し、前記ラック位置センサが検出した前記ラックの前記位置と前記ラックの前記目標位置とを一致させるべく前記転舵アクチュエータを制御する制御装置（１５）と、を備え、前記制御装置は、前記操舵部材の前記操舵角の変化に応じた前記ラックの変位を遅らせるべく、前記操舵部材の操舵角速度及び／又は操舵角加速度に応じて前記ラックの前記目標位置を補正する目標位置補正制御を実行可能であっても良い。

【0009】

この態様によれば、運転者の素早い操舵操作によって操舵部材の操舵角速度及び／又は操舵角加速度が上昇した場合に、ラックの目標位置を補正し、操舵部材の操舵角の変化に応じたラックの変位を遅らせることができる。これに伴って、素早い操舵操作の直後に車輪が急速に転舵されるのを抑制することができるため、運転者に与える違和感を抑制することができる。

【0010】

上記の態様において、前記目標位置補正制御において、前記制御装置は、所定の方向への前記操舵操作の開始直後に前記ラックの前記目標位置を補正しても良い。

【0011】

一般的に、所定の方向への操舵操作の開始直後には、操舵部材の操舵角速度や操舵角加速度が上昇する可能性が高い。このような可能性を考慮し、所定の方向への操舵操作の開始直後にラックの目標位置を補正することで、素早い操舵操作の直後に車輪が急速に転舵されるのを抑制しやすくなり、運転者に与える違和感を効果的に抑制することができる。

【0012】

上記の態様において、前記操舵操作は、所定の中立位置から遠ざかる方向への操作である切り込み操作と、前記中立位置に近づく方向への操作である切り戻し操作と、を含み、前記目標位置補正制御において、前記制御装置は、前記切り戻し操作の開始直後に前記ラックの前記目標位置を補正しても良い。

【0013】

一般的に、切り戻し操作の実行時には、切り込み操作の実行時と比べて、運転者が不注意になりやすいため、操舵部材の操舵角速度や操舵角加速度が過度に上昇する可能性が高い。このような可能性を考慮し、切り戻し操作の開始直後にラックの目標位置を補正することで、過度に素早い操舵操作の直後に車輪が急速に転舵されるのを抑制することができ、運転者に与える違和感を効果的に抑制することができる。

【0014】

上記の態様において、前記目標位置補正制御において、前記制御装置は、前記切り込み操作の実行時に前記ラックの前記目標位置の補正を禁止しても良い。

【0015】

一般的に、切り込み操作の実行時には、切り戻し操作の実行時と比べて、運転者が注意深く、操舵部材の操舵角速度や操舵角加速度が過度に上昇する可能性が低い。そこで、切り込み操作の実行時にラックの目標位置の補正を禁止することで、操舵操作に対するラックの変位の応答性が不必要に低下するのを抑制することができる。

【0016】

上記の態様において、前記目標位置補正制御において、前記制御装置は、前記操舵部材の前記操舵角に応じて前記ラックの前記目標位置を算出し、前記操舵部材の前記操舵角加速度に応じて前記ラックの前記目標位置の補正量を算出し、前記ラックの前記目標位置に前記補正量を加えることによって前記ラックの前記目標位置を補正しても良い。

【0017】

この態様によれば、操舵部材の操舵角加速度に応じて補正量を算出することで、操舵部材の操舵角速度の変化に応じた適切な補正量を算出することができる。

【0018】

上記の態様において、前記制御装置は、前記操舵部材の前記操舵角加速度が大きくなるほど前記補正量が大きくなるように前記補正量を算出しても良い。

【0019】

この態様によれば、操舵操作の素早さが上昇するのに応じて補正量を大きくし、ラックの変位の遅れを大きくすることができる。これにより、素早い操舵操作の直後に車輪が急速に転舵されるのを抑制しやすくなり、運転者に与える違和感を効果的に抑制することができる。

【0020】

上記の態様において、前記制御装置は、前記補正量を所定の上限値以下に制限しても良い。

【0021】

補正量が無制限に上昇すると、ラックの変位の遅れが過度に大きくなり、ラックの変位の遅れが目標位置補正制御に起因するのか操舵装置の異常に起因するのかを判別できなくなる恐れがある。これに対して、補正量を上限値以下に制限すれば、補正量が上限値を上回った段階で操舵装置が異常状態にあると容易に判定することができる。これに伴って、操舵装置の構成要素（センサー等）に過度に高い信頼性を要求する必要がなくなる。

【0022】

上記の態様において、前記制御装置は、前記操舵部材の操舵方向、前記操舵部材の前記操舵角、及び車速に基づいて前記上限値を設定しても良い。

【0023】

この態様によれば、車両の走行状態に応じて上限値を適切な値に設定することができる。

【0024】

上記の態様において、前記操舵部材は、所定の中立位置から遠ざかる方向又は前記中立位置に近づく方向に操舵され、前記制御装置は、前記操舵操作に対して前記目標位置補正制御を実行しない非実行モードと、前記操舵操作に対して前記目標位置補正制御を実行する実行モードと、を切り換え可能であっても良い。

【0025】

この態様によれば、運転者の好みや車両の走行状態などに応じて、操舵操作に対して目標位置補正制御を実行するか否かを決定することができる。そのため、操舵装置の利便性が向上する。

【0026】

上記の態様において、前記制御装置は、前記操舵操作に対して前記目標位置補正制御を常に実行しても良い。

【0027】

この態様によれば、素早い操舵操作の直後に車輪が急速に転舵されるのを確実に抑制することができるため、運転者に与える違和感を抑制しやすくなる。

【発明の効果】

【0028】

以上の態様によれば、運転者が素早い操舵操作を行った場合に、運転者に与える違和感を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の一実施形態に係る操舵装置を示す模式図

【図2】本発明の一実施形態に係る操舵制御装置を示すブロック図

【図3】本発明の一実施形態に係る補正量算出マップを示す模式図

【図4】本発明の一実施形態において、非実行モード中に操舵操作が行われた場合の操舵角とラック位置の関係を示すグラフ

【図5】本発明の一実施形態において、実行モード中に通常の操舵操作が行われた場合の操舵角とラック位置の関係を示すグラフ

【図6】本発明の一実施形態において、実行モード中に素早い操舵操作が行われた場合の操舵角とラック位置の関係を示すグラフ

【図7】本発明の一実施形態において、実行モード中に更に素早い操舵操作が行われた場合の操舵角とラック位置の関係を示すグラフ

【図8】本発明の一実施形態において、切り込み操作の実行時における操舵角と操舵角加速度の関係を示すグラフ

【図9】本発明の一実施形態において、切り戻し操作の実行時における操舵角と操舵角加速度の関係を示すグラフ

【図10】本発明の他の実施形態に係る操舵系モデルを示す模式図

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、本発明の一実施形態に係る車両２の操舵装置１について説明する。図１に示すように、操舵装置１は、ステアバイワイヤ（ＳＢＷ）式の操舵装置である。操舵装置１が設けられる車両２は、左右の前輪３及び左右の後輪（不図示）を備えた４輪自動車である。左右の前輪３は、転舵角が変更可能にナックル７を介して車体８（図１において、下部の輪郭のみを表示）に支持され、転舵輪として機能する。転舵角は、平面視において前輪３の前後方向に対する角度をいう。操舵装置１は、前輪３の転舵角を変更する。

【0031】

操舵装置１は、車体８に回転可能に設けられた操舵部材１０と、前輪３を転舵する転舵機構１１と、転舵機構１１に駆動力を与える転舵アクチュエータ１２と、操舵部材１０に反力トルクを与える反力アクチュエータ１３と、反力アクチュエータ１３及び転舵アクチュエータ１２を制御する操舵制御装置１５とを有する。操舵装置１は、転舵アクチュエータ１２、反力アクチュエータ１３、及び操舵制御装置１５をそれぞれ複数備える冗長系であってもよい。

【0032】

操舵部材１０は、運転者による操舵操作を受け付ける。操舵部材１０は、車体８に回転可能に支持されたステアリングシャフト１８と、ステアリングシャフト１８の一端に設けられたステアリングホイール１９とを有する。ステアリングシャフト１８は車体８に設けられたステアリングコラム（不図示）に回転可能に支持され、その後端はステアリングコラムから後方に突出している。ステアリングホイール１９は、ステアリングシャフト１８の後端に結合され、ステアリングシャフト１８と一体に回転する。

【0033】

反力アクチュエータ１３は電動モータであり、ギヤを介してステアリングシャフト１８に連結されている。反力アクチュエータ１３が駆動すると、その駆動力がステアリングシャフト１８に回転力として伝達される。反力アクチュエータ１３は、回転することによって操舵部材１０にトルクを与える。反力アクチュエータ１３が操舵操作に応じて操舵部材１０に与えるトルクを「反力トルク」という。

【0034】

転舵機構１１は、車幅方向に延びるラック２６を有する。ラック２６は、車幅方向に移動可能にギヤハウジング（不図示）に支持されている。ラック２６の左右の端部は、タイロッド３０を介して、左右の前輪３をそれぞれ支持するナックル７に接続されている。ラック２６が所定の基準位置（左右の前輪３の向きが前後方向と平行になる位置：図１参照）から車幅方向に移動することによって、前輪３の転舵角が変化する。転舵機構１１は、操舵部材１０から機械的に切り離されている。

【0035】

転舵アクチュエータ１２は、電動モータである。転舵アクチュエータ１２は、操舵制御装置１５からの信号に基づいてラック２６を車幅方向に移動させ、左右の前輪３の転舵角を変化させる。

【0036】

操舵制御装置１５は、ＣＰＵ、記憶装置等を含むＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）である。ＣＰＵは、記憶装置に記憶されたプログラム及びデータに基づいて、操舵装置１の各部を制御する。

【0037】

操舵制御装置１５は、操舵角センサ３２に接続されている。操舵角センサ３２は、所定の中立位置に対する操舵部材１０の回転角（以下、「操舵角θ」と称する）を検出し、操舵制御装置１５に出力する。本実施形態では、操舵部材１０が中立位置にあるときには操舵角θが０であり、操舵部材１０が中立位置から右側に操舵されるのに従って操舵角θが０から増加し、操舵部材１０が中立位置から左側に操舵されるのに従って操舵角θが０から減少する。但し、他の実施形態では、操舵部材１０が中立位置から左側に操舵されるのに従って操舵角θが０から増加し、操舵部材１０が中立位置から右側に操舵されるのに従って操舵角θが０から減少しても良い。

【0038】

操舵制御装置１５は、ラック位置センサ３３に接続されている。ラック位置センサ３３は、ラック２６の車幅方向の位置（以下、「ラック位置Ｐ」と称する）を検出し、操舵制御装置１５に出力する。

【0039】

操舵制御装置１５は、車速センサ３４に接続されている。車速センサ３４は、車両２の速度（以下、「車速Ｖ」と称する）を検出し、操舵制御装置１５に出力する。

【0040】

（目標位置補正制御）
操舵制御装置１５は、操舵角加速度に応じてラック２６の目標位置Ｔ１を補正する目標位置補正制御を実行可能に設けられている。例えば、目標位置補正制御は、車両２のイグニッションスイッチがＯＮになった状態（操舵装置１が起動している状態）で、定期的に実行される。以下、操舵角θが０よりも大きい場合（即ち、操舵部材１０が中立位置から右側に操舵される場合）の目標位置補正制御について説明を行い、操舵角θが０よりも小さい場合（即ち、操舵部材１０が中立位置から左側に操舵される場合）の目標位置補正制御については説明を省略する。

【0041】

図２を参照して、操舵制御装置１５は、目標位置補正制御を実行するための機能的要素として、目標位置算出部４１と、操舵角速度算出部４２と、操舵方向判定部４３と、操舵角加速度算出部４４と、ＬＰＦ部４５（ローパスフィルタ部）と、補正量算出部４６と、補正量制限部４７と、目標位置補正部４８と、を含んでいる。

【0042】

操舵制御装置１５の目標位置算出部４１は、操舵角θと車速Ｖ（Ｖ１、Ｖ２、...）とに基づいて、ラック２６の目標位置Ｔ１を算出する。具体的には、目標位置算出部４１は、操舵角θと車速Ｖに応じた基準ギヤ比とを掛け合わせることによって、目標位置Ｔ１を算出する。例えば、基準ギヤ比は、車速Ｖが高くなるほど小さくなるように設定されている。

【0043】

操舵制御装置１５の操舵角速度算出部４２は、操舵角θを時間で微分することによって、操舵角速度ωを算出する。なお、操舵角速度算出部４２は、算出した操舵角速度ωに対してローパスフィルタ処理を施すことで、操舵角速度ωに含まれるノイズ（微分演算によって生じたノイズ）を除去しても良い。

【0044】

操舵制御装置１５の操舵方向判定部４３は、操舵角θと操舵角速度ωとに基づいて、操舵操作の方向（以下、「操舵方向Ｄｒ」と称する）を判定する。

【0045】

例えば、操舵角θが０よりも大きく、且つ、操舵角速度ωが０よりも大きい場合には、操舵部材１０が中立位置よりも右側にあり、且つ、操舵部材１０が左側から右側に向かって操舵されていると推定される。このような場合、操舵方向判定部４３は、操舵方向Ｄｒが中立位置から遠ざかる方向であると判定する。以下、このような中立位置から遠ざかる方向への操舵操作のことを、「切り込み操作」と称する。

【0046】

例えば、操舵角θが０よりも大きく、且つ、操舵角速度ωが０よりも小さい場合には、操舵部材１０が中立位置よりも右側にあり、且つ、操舵部材１０が右側から左側に向かって操舵されていると推定される。このような場合、操舵制御装置１５は、操舵方向Ｄｒが中立位置に近づく方向であると判定する。以下、このような中立位置に近づく方向への操舵操作のことを、「切り戻し操作」と称する。

【0047】

操舵制御装置１５の操舵角加速度算出部４４は、操舵角速度ωを時間で微分することによって、操舵角加速度α１を算出する。

【0048】

操舵制御装置１５のＬＰＦ部４５は、操舵角加速度α１に対してローパスフィルタ処理を施すことによって、操舵角加速度α１に含まれるノイズ（微分演算によって生じたノイズ）を除去する。これにより、ＬＰＦ部４５は、ノイズが除去された操舵角加速度α２を生成する。

【0049】

操舵制御装置１５の補正量算出部４６は、操舵角θ、操舵角加速度α２、及び車速Ｖに基づいて、目標位置Ｔ１の補正量Ｃを算出する。例えば、補正量算出部４６は、操舵角θ、操舵角加速度α２、及び車速Ｖに基づいて補正量算出マップ（図３参照）を参照することで、補正量Ｃを算出する。補正量算出マップは、操舵角θ、操舵角加速度α２、及び車速Ｖと補正量Ｃの関係を規定する３次元制御マップである。補正量算出マップでは、操舵角加速度α２が０であれば、補正量Ｃは０に設定されている。一方で、補正量算出マップでは、操舵角加速度α２が０でなければ、補正量Ｃは操舵角加速度α２に応じた０よりも大きい値に設定されている。例えば、補正量算出マップでは、操舵角加速度α２が大きくなるほど補正量Ｃが大きくなっている。

【0050】

操舵制御装置１５の補正量制限部４７は、操舵方向Ｄｒ、操舵角θ、及び車速Ｖに基づいて上限値Ｌｉｍを設定する。例えば、操舵方向Ｄｒが中立位置から遠ざかる方向である場合（即ち、操舵操作が切り込み操作である場合）、補正量制限部４７は、上限値Ｌｉｍとして０を設定する。また、操舵角θが所定の基準角度θｒ未満である場合、補正量制限部４７は、上限値Ｌｉｍとして０を設定する。一方で、操舵方向Ｄｒが中立位置に近づく方向であり（即ち、操舵操作が切り戻し操作であり）、且つ、操舵角θが基準角度θｒ以上である場合、補正量制限部４７は、車速Ｖに応じた上限値Ｌｉｍ（Ｌｉｍ＞０）を設定する。

【0051】

操舵制御装置１５の補正量制限部４７は、補正量Ｃと上限値Ｌｉｍを比較する。補正量Ｃが上限値Ｌｉｍ以下である場合、補正量制限部４７は、補正量Ｃをそのまま出力する。一方で、補正量Ｃが上限値Ｌｉｍを超えている場合、補正量制限部４７は、補正量Ｃを上限値Ｌｉｍまで低下させて出力する。このように、補正量制限部４７は、補正量Ｃを上限値Ｌｉｍ以下に制限する。なお、上述のように上限値Ｌｉｍとして０が設定されている場合（即ち、操舵操作が切り込み操作である場合又は操舵角θが基準角度θｒ未満である場合）には、補正量制限部４７は、補正量Ｃの代わりに０を出力する。

【0052】

操舵制御装置１５の目標位置補正部４８は、補正量制限部４７から０と補正量Ｃのどちらが出力されているかを判定する。補正量制限部４７から０が出力されている場合には、目標位置補正部４８は、目標位置Ｔ１を補正することなくそのまま出力する。一方で、補正量制限部４７から補正量Ｃが出力されている場合には、目標位置補正部４８は、目標位置Ｔ１に補正量Ｃを加えることによって目標位置Ｔ１を補正し、補正された目標位置Ｔ２を出力する。以上により、目標位置補正制御が終了する。

【0053】

（実行モードと非実行モード）
操舵制御装置１５は、操舵操作に対して目標位置補正制御を実行しない非実行モードと、操舵操作に対して目標位置補正制御を実行する実行モードと、を切り換え可能に設けられている。例えば、操舵制御装置１５は、運転者の操作に応じて非実行モードと実行モードを切り換えても良いし、車両２の走行状態に応じて非実行モードと実行モードを切り換えても良い。

【0054】

図４は、非実行モード中に操舵操作が行われた場合の操舵角θとラック位置Ｐの関係を示している。非実行モード中には、操舵制御装置１５は、ラック位置Ｐと目標位置Ｔ１とを一致させるべく転舵アクチュエータ１２を制御する。但し、目標位置Ｔ１の出力からラック２６の変位までの遅延時間に応じて、ラック位置Ｐが目標位置Ｔ１に対して僅かに遅れる。

【0055】

図５～図７は、実行モード中に通常の操舵操作、素早い操舵操作、更に素早い操舵操作が行われた場合の操舵角θとラック位置Ｐの関係をそれぞれ示している。実行モード中には、操舵制御装置１５は、ラック位置Ｐと目標位置Ｔ１又はＴ２とを一致させるべく転舵アクチュエータ１２を制御する。但し、目標位置Ｔ１又はＴ２の出力からラック２６の変位までの遅延時間に応じて、ラック位置Ｐが目標位置Ｔ１又はＴ２に対して僅かに遅れる。

【0056】

図８を参照して、実行モード中に切り込み操作が行われると、切り込み操作の開始直後と終了直前とに、切り込み操作の素早さに応じた操舵角加速度が発生する。そのため、補正量算出部４６が操舵角加速度に応じた補正量Ｃを算出し、補正量制限部４７に出力する。前述のように、操舵操作が切り込み操作である場合には、補正量制限部４７は、補正量Ｃの代わりに０を出力する。補正量制限部４７から０が出力されると、目標位置補正部４８は、目標位置Ｔ１を補正することなくそのまま出力する。

【0057】

以上のように、実行モード中に切り込み操作が行われても、目標位置Ｔ１は補正されない。そのため、切り込み操作については、実行モード中のラック位置Ｐ（図５～図７参照）は、非実行モード中のラック位置Ｐ（図４参照）と一致する。

【0058】

図９を参照して、実行モード中に切り戻し操作が行われると、切り戻し操作の開始直後と終了直前に、切り戻し操作の素早さに応じた操舵角加速度が発生する。そのため、補正量算出部４６が操舵角加速度に応じた補正量Ｃを算出し、補正量制限部４７に出力する。

【0059】

切り戻し操作の開始直後には、操舵角θが基準角度θｒ以上になっている。そのため、補正量制限部４７は、補正量Ｃが上限値Ｌｉｍ以下である場合には補正量Ｃをそのまま出力し、補正量Ｃが上限値Ｌｉｍを超えている場合には補正量Ｃを上限値Ｌｉｍまで低下させて出力する。補正量制限部４７から補正量Ｃが出力されると、目標位置補正部４８は、目標位置Ｔ１に補正量Ｃを加えることによって目標位置Ｔ１を補正し、補正された目標位置Ｔ２を出力する。

【0060】

切り戻し操作の終了直前には、操舵角θが基準角度θｒ未満になっている。前述のように、操舵角θが基準角度θｒ未満である場合には、補正量制限部４７は、補正量Ｃの代わりに０を出力する。補正量制限部４７から０が出力されると、目標位置補正部４８は、目標位置Ｔ１を補正することなくそのまま出力する。

【0061】

以上のように、実行モード中に切り戻し操作が行われると、切り戻し操作の開始直後に、目標位置Ｔ１が補正される。そのため、切り戻し操作については、実行モード中のラック位置Ｐの軌跡（図５～図７参照）は、非実行モード中のラック位置Ｐの軌跡（図４参照）に対して変化する。これに伴って、実行モード中のラック２６の変位が、非実行モード中のラック２６の変位に対して遅れる。

【0062】

実行モード中の切り戻し操作の開始直後において、目標位置Ｔ１の補正量Ｃは、操舵操作の素早さが上がるほど大きくなる（図５～図７参照）。但し、目標位置Ｔ１の補正量Ｃが上限値Ｌｉｍを超える場合には、目標位置Ｔ１の補正量Ｃが上限値Ｌｉｍ以下に制限される（図７参照）。

【0063】

ところで、ラック２６の目標位置Ｔ１を補正している最中（すなわち、補正量Ｃが０でないとき）に、操舵操作が切り戻し操作から切り込み操作に切り替わることがある。このような場合、補正量Ｃを直ちに０まで減少させたり、ラック２６を移動させずに補正量Ｃを減少させたりするよりも、ラック２６を移動させながら補正量Ｃを徐々に０まで減少させる方が好ましい。このような場合、補正量Ｃを徐々に減少させる方法は、切り戻し操作の開始直後に補正量Ｃを徐々に増加させる方法に類似している。補正量Ｃの減少率は、操舵操作の強度（素早さ）の関数であっても良い。例えば、操舵操作が素早いほど、補正量Ｃの減少率が大きくなると良い。

【0064】

また、切り込み操作のゲインと切り戻し操作のゲインを分けることがある。また、補正量Ｃが上限値Ｌｉｍに到達している状態で、上限値Ｌｉｍが突然変化することがある。このような場合、補正量Ｃの変化率を所定値以下に制限することが好ましい。

【0065】

（効果）
上記のように、操舵制御装置１５は、操舵角加速度に応じてラック２６の目標位置Ｔ１を補正する目標位置補正制御を実行可能に設けられている。これにより、運転者の素早い操舵操作によって操舵角加速度が上昇した場合に、ラック２６の目標位置Ｔ１を補正し、操舵角θの変化に応じたラック２６の変位を遅らせることができる。これに伴って、素早い操舵操作の直後に前輪３が急速に転舵されるのを抑制することができるため、運転者に与える違和感を抑制することができる。

【0066】

一般的に、所定の方向への操舵操作の開始直後には、操舵部材１０の操舵角速度や操舵角加速度が上昇する可能性が高い。このような可能性を考慮し、目標位置補正制御において、操舵制御装置１５は、所定の方向への操舵操作の開始直後にラック２６の目標位置Ｔ１を補正している。これにより、素早い操舵操作の直後に前輪３が急速に転舵されるのを抑制しやすくなり、運転者に与える違和感を効果的に抑制することができる。

【0067】

一般的に、切り戻し操作の実行時には、切り込み操作の実行時と比べて、運転者が不注意になりやすく、操舵部材１０の操舵角速度や操舵角加速度が過度に上昇する可能性が高い。このような可能性を考慮し、目標位置補正制御において、操舵制御装置１５は、切り戻し操作の開始直後にラック２６の目標位置Ｔ１を補正している。これにより、過度に素早い操舵操作の直後に前輪３が急速に転舵されるのを抑制することができ、運転者に与える違和感を効果的に抑制することができる。

【0068】

一般的に、切り込み操作の実行時には、切り戻し操作の実行時と比べて、運転者が注意深く、操舵部材１０の操舵角速度や操舵角加速度が過度に上昇する可能性が低い。そこで、目標位置補正制御において、操舵制御装置１５は、切り込み操作の実行時にラック２６の目標位置Ｔ１の補正を禁止している。これにより、操舵操作に対するラック２６の変位の応答性が不必要に低下するのを抑制することができる。

【0069】

また、目標位置補正制御において、操舵制御装置１５は、操舵角加速度α２に応じて補正量Ｃを算出している。これにより、操舵部材１０の操舵角速度ωの変化に応じた適切な補正量Ｃを算出することができる。

【0070】

また、操舵制御装置１５は、操舵角加速度α２が大きくなるほど補正量Ｃが大きくなるように補正量Ｃを算出している。これにより、操舵操作の素早さが上昇するのに応じて補正量Ｃを大きくし、ラック２６の変位の遅れを大きくすることができる。これにより、素早い操舵操作の直後に前輪３が急速に転舵されるのを抑制しやすくなり、運転者に与える違和感を効果的に抑制することができる。

【0071】

ところで、補正量Ｃが無制限に上昇すると、ラック２６の変位の遅れが過度に大きくなり、ラック２６の変位の遅れが目標位置補正制御に起因するのか操舵装置１の異常に起因するのかを判別できなくなる恐れがある。そこで、操舵制御装置１５は、補正量Ｃを上限値Ｌｉｍ以下に制限している。これにより、補正量Ｃが上限値Ｌｉｍを上回った段階で操舵装置１が異常状態にあると容易に判定することができる。これに伴って、操舵装置１の構成要素（センサー等）に過度に高い信頼性を要求する必要がなくなる。

【0072】

また、操舵制御装置１５は、操舵方向Ｄｒ、操舵角θ、及び車速Ｖに基づいて上限値Ｌｉｍを設定している。これにより、車両２の走行状態に応じて上限値Ｌｉｍを適切な値に設定することができる。

【0073】

また、操舵制御装置１５は、目標位置補正制御を実行しない非実行モードと、目標位置補正制御を実行する実行モードと、を切り換え可能に設けられている。これにより、運転者の好みや車両２の走行状態などに応じて、目標位置補正制御を実行するか否かを決定することができる。そのため、操舵装置１の利便性が向上する。

【0074】

（変形例）
上記実施形態では、補正量算出部４６は、補正量算出マップを参照することで、補正量Ｃを算出している。一方で、他の実施形態では、補正量算出部４６は、操舵系モデルを用いてシミュレーションを行い、このシミュレーションの結果に基づいて補正量Ｃを算出しても良い。

【0075】

図１０には、上記のようなシミュレーションに用いられる操舵系モデルの一例が示されている。この操舵系モデルは、ＥＰＳ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）に基づいて設定されている。この操舵系モデルは、ステアリングホイール５１と、ステアリングホイール５１に連結されたステアリングシャフト５２と、ステアリングシャフト５２に接続されたピニオン軸５３と、ピニオン軸５３に係合するラック５４と、を含んでいる。

【0076】

図１０の操舵系モデルでは、以下の式（１）が成り立っている。

θ_１：ステアリングシャフト５２の角度
θ_２：ピニオン軸５３の角度
Ｉ：ラック５４の慣性モーメント
Ｆ：摩擦抵抗
Ｄ：ダンピング係数
Ｋ_１：ステアリングシャフト５２の等価ばね定数
Ｋ_２：ラック５４と路面との間の等価ばね定数

【0077】

上記のような操舵系モデルを用いることで、車両２の形状、大きさ、走行状態等に応じて上記式（１）のパラメータ（例えば、Ｉ、Ｆ、Ｄ、Ｋ_１及びＫ_２）を変更し、最適な補正量Ｃを決定することができる。

【0078】

上記実施形態では、補正量算出部４６は、操舵角加速度α２に基づいて補正量Ｃを算出している。一方で、他の実施形態では、補正量算出部４６は、操舵角速度ωに基づいて補正量Ｃを算出しても良いし、操舵角加速度α２と操舵角速度ωの両方に基づいて補正量Ｃを算出しても良い。

【0079】

上記実施形態では、目標位置補正部４８は、目標位置Ｔ１に補正量Ｃを加えることによって目標位置Ｔ１を補正している。一方で、他の実施形態では、目標位置補正部４８は、目標位置Ｔ１に補正率を掛け合わせることによって目標位置Ｔ１を補正しても良い。

【0080】

上記実施形態では、目標位置補正部４８は、切り戻し操作の開始直後に目標位置Ｔ１を補正している。一方で、他の実施形態では、目標位置補正部４８は、切り戻し操作の開始直後だけでなく切り込み操作の開始直後にも目標位置Ｔ１を補正しても良い。更に、他の実施形態では、目標位置補正部４８は、切り戻し操作及び／又は切り込み操作の終了直前に目標位置Ｔ１を補正しても良い。このように、目標位置補正部４８は、どのようなタイミングで目標位置Ｔ１を補正しても良い。

【0081】

上記実施形態では、操舵制御装置１５は、操舵操作に対して目標位置補正制御を実行しない非実行モードと、操舵操作に対して目標位置補正制御を実行する実行モードと、を切り換え可能に設けられている。一方で、他の実施形態では、操舵制御装置１５は、操舵操作に対して目標位置補正制御を常に実行しても良い。この態様によれば、素早い操舵操作の直後に前輪３が急速に転舵されるのを確実に抑制することができるため、運転者に与える違和感を抑制しやすくなる。

【0082】

上記実施形態では、ラック位置センサ３３は、ラック位置を直接的に検出している。一方で、他の実施形態では、ラック位置センサ３３は、前輪３の転舵角に基づいてラック位置を間接的に検出しても良いし、車両２に加わる横方向の加速度に基づいてラック位置を間接的に検出しても良い。

【0083】

以上で具体的な実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態や変形例に限定されることなく、幅広く変形実施することができる。

【符号の説明】

【0084】

１ ：操舵装置
２ ：車両
３ ：前輪（車輪の一例）
１０ ：操舵部材
１１ ：転舵機構
１２ ：転舵アクチュエータ
１５ ：操舵制御装置（制御装置の一例）
２６ ：ラック
３２ ：操舵角センサ
３３ ：ラック位置センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【国際調査報告】