操舵制御装置
【課題】小型かつ軽量で構成部材の破損を防止可能な操舵制御装置を提供する。
【解決手段】ＥＣＵ４０は、トルクセンサ３１により検出した操舵トルクに基づき基準補助トルクを算出する。ＥＣＵ４０は、算出した基準補助トルクをラック６の位置に基づき補正することで補正補助トルクを算出する。具体的には、ＥＣＵ４０は、ラック６が移動可能範囲の一端近傍の所定の第１位置から前記一端側へ移動するに従い、または、ラック６が移動可能範囲の他端近傍の所定の第２位置から前記他端側へ移動するに従い前記基準補助トルクの値がより小さくなるよう補正することで補正補助トルクを算出する。ＥＣＵ４０は、ラック６の位置に基づき前記基準補助トルクまたは前記補正補助トルクのいずれかを補助トルクとして決定する。ＥＣＵ４０は、決定した補助トルクに基づきアクチュエータ５２の駆動を制御する。
【解決手段】ＥＣＵ４０は、トルクセンサ３１により検出した操舵トルクに基づき基準補助トルクを算出する。ＥＣＵ４０は、算出した基準補助トルクをラック６の位置に基づき補正することで補正補助トルクを算出する。具体的には、ＥＣＵ４０は、ラック６が移動可能範囲の一端近傍の所定の第１位置から前記一端側へ移動するに従い、または、ラック６が移動可能範囲の他端近傍の所定の第２位置から前記他端側へ移動するに従い前記基準補助トルクの値がより小さくなるよう補正することで補正補助トルクを算出する。ＥＣＵ４０は、ラック６の位置に基づき前記基準補助トルクまたは前記補正補助トルクのいずれかを補助トルクとして決定する。ＥＣＵ４０は、決定した補助トルクに基づきアクチュエータ５２の駆動を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の操舵輪の操舵を制御する操舵制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のステアリング操作を補助する機構として、電動式のアクチュエータでトルクを発生させる電動パワーステアリング（Electric Power Steering）装置が知られている。例えば特許文献１に開示されたパワーステアリング制御装置では、操舵輪を転舵するラックに噛み合うギアを設け、当該ギアを電動アクチュエータにより駆動することで生じる補助トルクによって、乗員による操舵部材の操舵を補助している。このパワーステアリング制御装置では、車速センサにより検出した車両の速度、および、トルクセンサにより検出した操舵トルクに基づき、上述の補助トルクを算出している。ここで、操舵トルクが大きく、かつ、車両の速度が小さいときほど補助トルクが大きくなるよう算出し、低速域での利便性の向上を図っている。一方、操舵トルクが小さく、かつ、車両の速度が大きいときほど補助トルクが小さくなるよう算出し、高速域での走行安定性の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−４１４６６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のパワーステアリング制御装置では、乗員の操舵により操舵部材が一方に回転し続けると、操舵輪を転舵させるラックの端部等は、ラックを収容するラックハウジングの内壁等に衝突する。これにより、ラックの長手方向の移動が停止するとともに、操舵部材の回転も停止する。特許文献１のパワーステアリング制御装置では車両の速度が小さい低速域で補助トルクが大きくなるよう算出されるため、特に低速域では、乗員が急なステアリング操作を行った場合など、ラックがラックハウジングに衝突するときのラックの移動速度が大きくなる。衝突のエネルギーは速度の２乗に比例するため、ラックとラックハウジングとの衝突による衝突トルクが大きくなることが懸念される。
【０００５】
衝突トルクのピーク値は、通常操舵トルクの１０倍以上になる場合もある。そのため、ラックとラックハウジングとの衝突時、操舵力補助機構を構成するギアに過大な衝撃が加わり、ギアが破損するおそれがある。ギアの破損を防ぐには、ラックとラックハウジングとの衝突トルクを考慮し、ギアの安全率を高く設定する必要がある。ギアの安全率を高く設定した場合、パワーステアリング制御装置の体格が大型化するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型かつ軽量で構成部材の破損を防止可能な操舵制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、乗員により操舵される操舵部材に連結される入力軸、当該入力軸に接続する出力軸、当該出力軸の回転に伴い長手方向に往復移動するラック、当該ラックの往復移動に伴い転舵する操舵輪、および、ラックを往復移動可能に収容するラックハウジングを有する車両に設けられる操舵制御装置であって、歯車機構と、アクチュエータと、操舵力補助機構と、操舵トルク検出手段と、基準補助トルク算出手段と、補正補助トルク算出手段と、補助トルク決定手段と、駆動制御手段と、を備えている。歯車機構は、出力軸またはラックに噛み合う。アクチュエータは、歯車機構を駆動する。操舵力補助機構は、アクチュエータおよび歯車機構を駆動することで生じる補助トルクにより、乗員による操舵部材の操舵を補助する。操舵トルク検出手段は、乗員による操舵部材の操舵によって入力軸に入力される操舵トルクを検出する。基準補助トルク算出手段は、操舵トルク検出手段により検出した操舵トルクに基づき基準補助トルクを算出する。補正補助トルク算出手段は、基準補助トルク算出手段により算出した基準補助トルクをラックの位置に基づき補正することで補正補助トルクを算出する。補助トルク決定手段は、ラックの位置に基づき前記基準補助トルクまたは前記補正補助トルクのいずれかを補助トルクとして決定する。駆動制御手段は、補助トルク決定手段により決定した補助トルクに基づきアクチュエータの駆動を制御する。
【０００８】
そして、本発明では、補正補助トルク算出手段は、ラックが移動可能範囲の一端近傍の所定の第１位置から前記一端側へ移動するに従い、または、ラックが移動可能範囲の他端近傍の所定の第２位置から前記他端側へ移動するに従い前記基準補助トルクの値がより小さくなるよう補正することで補正補助トルクを算出する。ここで、ラックの移動可能範囲は、ラックの往復移動（ストローク）がラックハウジングにより制限される最大の範囲に対応している。よって、上述の移動可能範囲の一端および他端は、ラックの最大ストローク位置に対応する。
補助トルク決定手段は、ラックが前記第１位置と前記第２位置との間に位置するとき、基準補助トルク算出手段により算出した基準補助トルクを補助トルクとして決定する。一方、ラックが前記第１位置から前記一端までの間、または、前記第２位置から前記他端までの間に位置するとき、補正補助トルク算出手段により算出した補正補助トルクを補助トルクとして決定する。
【０００９】
上記構成により、ラックが移動可能範囲の一端または他端近傍に位置するとき、乗員による操舵部材の操舵に伴いラックが移動可能範囲の一端または他端に近づくほど、すなわち、ラックが最大ストローク位置に近づくほど、補助トルクが小さくなるよう補正される。これにより、ラックがラックハウジングに衝突するときのラックの移動速度が小さくなる。その結果、ラックとラックハウジングとの衝突による衝突トルクを低減することができる。したがって、歯車機構の許容トルクを小さく設定することができ、歯車機構を小型にすることができる。よって、操舵制御装置の体格を小型かつ軽量にできるとともに製造コストを低減することができる。また、ラックとラックハウジングとの衝突トルクを低減することにより歯車機構の破損を防止することができ、その結果、操舵制御装置の信頼性を向上することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、操舵角検出手段と、ラック位置推定手段と、をさらに備えている。操舵角検出手段は、入力軸の回転角度である操舵角を検出する。ラック位置推定手段は、操舵角検出手段により検出した操舵角に基づきラックの位置を推定する。
そして、本発明では、補正補助トルク算出手段は、ラック位置推定手段により推定したラックの位置に基づき基準補助トルクを補正する。また、補助トルク決定手段は、ラック位置推定手段により推定したラックの位置に基づき補助トルクを決定する。このように、本発明では、例えばラックの位置を実際に検出する検出手段を用いることなく、ラック位置推定手段によりラックの位置を推定し、補正補助トルク算出手段により基準補助トルクを補正する。よって、部材点数を低減することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、ラックの位置を検出するラック位置検出手段をさらに備えている。そして、補正補助トルク算出手段は、ラック位置検出手段により検出したラックの位置に基づき基準補助トルクを補正する。また、補助トルク決定手段は、ラック位置検出手段により検出したラックの位置に基づき補助トルクを決定する。このように、本発明では、ラックの位置を実際に検出するラック位置検出手段を用いることで、ラックの位置を正確に検出することができる。よって、補正補助トルク算出手段による基準補助トルクの補正の精度を高めることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、操舵角検出手段と、操舵角速度算出手段と、をさらに備えている。操舵角検出手段は、入力軸の回転角度である操舵角を検出する。操舵角速度算出手段は、操舵角検出手段により検出した操舵角に基づき入力軸の角速度である操舵角速度を算出する。
そして、本発明では、補正補助トルク算出手段は、ラックの位置と操舵角速度算出手段により算出した操舵角速度とに基づき基準補助トルクを補正する。また、補助トルク決定手段は、ラックの位置と操舵角速度算出手段により算出した操舵角速度とに基づき補助トルクを決定する。
【００１３】
本発明では、例えば操舵角速度が大きいとき補助トルクを補正する程度を大きくし、操舵角速度が小さいとき補助トルクを補正する程度を小さくする等、操舵角速度に応じて補助トルクを補正するといったことができる。これにより、ラックとラックハウジングとの衝突トルクを効果的に低減することができるとともに、最大ストローク位置近傍で補助トルクが小さくなるよう補正する本発明において、当該補正によって乗員に与えられる違和感を低減することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、車両の速度を検出する速度検出手段をさらに備えている。そして、補正補助トルク算出手段は、ラックの位置と速度検出手段により検出した車両の速度とに基づき基準補助トルクを補正する。また、補助トルク決定手段は、ラックの位置と速度検出手段により検出した車両の速度とに基づき補助トルクを決定する。
本発明では、例えば車両の速度が大きいときは補正補助トルク算出手段による補正補助トルクの算出を行わず、車両の速度が小さいときのみ補正補助トルク算出手段による補正補助トルクの算出を行うといったことができる。これにより、実際のドライビングシーンにおいて、急なステアリング操作によるラックとラックハウジングとの衝突が生じる可能性の高い低速走行時のみ、補助トルクを補正するといった対応をとることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態による操舵制御装置の概略を示す模式図。
【図２】本発明の第１実施形態による操舵制御装置の操舵に関する処理を示すフロー図。
【図３】本発明の第１実施形態による操舵制御装置の補正補助トルク算出手段が補正補助トルクを算出するときに用いる補正係数を示す図。
【図４】本発明の第１実施形態による操舵制御装置に作用する衝突トルク、および、比較例による操舵制御装置に作用する衝突トルクを示す図。
【図５】本発明の第２実施形態による操舵制御装置の概略を示す模式図。
【図６】本発明の第２実施形態による操舵制御装置の操舵に関する処理を示すフロー図。
【図７】本発明の第３実施形態による操舵制御装置の概略を示す模式図。
【図８】本発明の第３実施形態による操舵制御装置の操舵に関する処理を示すフロー図。
【図９】本発明の第３実施形態による操舵制御装置の補正補助トルク算出手段が補正補助トルクを算出するときに用いる補正係数を示す図。
【図１０】本発明の第４実施形態による操舵制御装置の概略を示す模式図。
【図１１】本発明の第４実施形態による操舵制御装置の操舵に関する処理を示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の複数の実施形態による操舵制御装置を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成部位または構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による操舵制御装置を図１に示す。操舵制御装置１０は、車両１に適用され、乗員による車両１の操舵に関する制御を行う。
【００１７】
車両１は、操舵部材２、入力軸３、出力軸４、ラック６、操舵輪７およびラックハウジング８等を有している。入力軸３は、乗員により操舵される操舵部材２に連結される。ここで、操舵部材２が操舵により回転するときの入力軸３の回転角度を操舵角という。
出力軸４は、図示しないトーションバーにより入力軸３に接続している。ここで、入力軸３と出力軸４とは、コラム軸を構成している。出力軸４の端部には、ラック６に噛み合うステアリングピニオン５が設けられている。これにより、ラック６は、出力軸４の回転に伴い長手方向に往復移動する。すなわち、ラック６とステアリングピニオン５とは、ラックアンドピニオン機構を構成している。ラック６の両端には、操舵輪７が設けられている。これにより、操舵輪７は、ラック６の往復移動に伴い転舵する。ここで、操舵輪７が転舵するときの出力軸４の回転角度を転舵角という。
【００１８】
ラックハウジング８は、ラック６を往復移動可能に収容する。本実施形態では、ラック６は、端部がラックハウジング８の内壁に当接することにより、長手方向の往復移動、すなわちストロークが規制される。つまり、ラック６は、ラックハウジング８内において、所定の範囲（移動可能範囲）で往復移動可能である。
【００１９】
本実施形態の操舵制御装置１０が適用される車両１では、出力軸４の端部に設けられたステアリングピニオン５は、ラック６の、車両１の前方側に噛み合うよう設けられている。また、ラック６は、操舵輪７の回転中心よりも車両１の後方側で操舵輪７に接続するよう設けられている。そのため、乗員が操舵部材２（入力軸３）を時計回り方向（右方向）に回転させる（操舵する）と出力軸４も時計回り方向（右方向）に回転し、ラック６は、車両１の前方に向かって左方向へ移動する。これにより、車両１が右方向へ進行するよう操舵輪７の舵角が変更される（操舵輪７が右方向に転舵する）。一方、乗員が操舵部材２（入力軸３）を反時計回り方向（左方向）に回転させると出力軸４も反時計回り方向（左方向）に回転し、ラック６は、車両１の前方に向かって右方向へ移動する。これにより、車両１が左方向へ進行するよう操舵輪７の舵角が変更される（操舵輪７が左方向に転舵する）。
【００２０】
操舵制御装置１０は、歯車機構５１、アクチュエータ５２、操舵力補助機構５０、操舵トルク検出手段としてのトルクセンサ３１、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）４０等を備えている。
歯車機構５１は、本実施形態では、出力軸４に設けられている。歯車機構５１は、出力軸４に噛み合うギアを有している。
【００２１】
アクチュエータ５２は、本実施形態では、電動モータである。アクチュエータ５２は、歯車機構５１のギアの外縁端に形成された外歯に噛み合うウォームギアを有している。アクチュエータ５２は、当該ウォームギアを回転させるよう駆動することにより歯車機構５１のギアを回転駆動させることができる。
【００２２】
アクチュエータ５２の駆動により歯車機構５１のギアが回転すると、当該回転により生じるトルクが出力軸４に付加される。乗員の操舵による操舵部材２の回転に伴う出力軸４の回転方向と同じ方向に、歯車機構５１を経由してアクチュエータ５２からトルクを付加することで、乗員による操舵部材２の操舵の補助をすることができる。すなわち、アクチュエータ５２および歯車機構５１の駆動により出力軸４に付加されるトルクは、乗員から操舵部材２に入力される操舵力（操舵トルク）の補助トルクとなる。
【００２３】
このように、本実施形態では、歯車機構５１とアクチュエータ５２とにより操舵力補助機構５０が構成されている。操舵力補助機構５０は、アクチュエータ５２および歯車機構５１を駆動することで生じる補助トルクにより、乗員による操舵部材２の操舵を補助する。本実施形態では、操舵力補助機構５０は、コラムアシスト型の電動パワーステアリング装置の一部を構成している。
【００２４】
トルクセンサ３１は、入力軸３と出力軸４との間に設けられ、乗員による操舵部材２の操舵によって入力軸３に入力される操舵トルクを検出する。より具体的には、トルクセンサ３１は、入力軸３と出力軸４とを接続するトーションバーの捩れ角を測定することにより操舵トルクを検出する。
【００２５】
ＥＣＵ４０は、演算手段としてのＣＰＵ、ならびに、記憶手段としてのＲＡＭおよびＲＯＭ等を有するマイクロコンピュータ等から構成されている。ＥＣＵ４０は、操舵制御装置１０が適用される車両１に搭載された種々の装置および機器類を制御するために設けられている。ＥＣＵ４０には、上述のトルクセンサ３１をはじめ車両１の各部に設けられている種々のセンサから出力される信号が入力される。ＥＣＵ４０は、これら入力された種々の信号に基づきＲＯＭに格納されている所定の制御プログラムにしたがって車両１に搭載された種々の装置および機器類を制御する。
トルクセンサ３１は、検出した操舵トルクに関する信号をＥＣＵ４０に出力する。
【００２６】
ＥＣＵ４０は、アクチュエータ５２にも接続されている。ＥＣＵ４０は、アクチュエータ５２に供給する電力を調整することでアクチュエータ５２の回転駆動を制御可能である。ＥＣＵ４０は、アクチュエータ５２の回転駆動を制御することで歯車機構５１の駆動を制御可能である。これにより、ＥＣＵ４０は、上述の補助トルクが任意の値になるようアクチュエータ５２の駆動を制御することができる。
【００２７】
本実施形態では、車両１には、上述したものの他、操舵角検出手段としての操舵角センサ３２が設けられている。
操舵角センサ３２は、入力軸３に設けられ、入力軸３の回転角度すなわち操舵角を検出する。操舵角センサ３２は、検出した操舵角に関する信号をＥＣＵ４０に出力する。
【００２８】
次に、本実施形態による操舵制御装置１０の作動について図２に基づき説明する。
図２は、ＥＣＵ４０による操舵に関する処理フローを示したものである。図２に示す一連の処理（Ｓ１００）は、例えば乗員が車両１のイグニッションキーをオンにすることを切っ掛けとして開始される。
【００２９】
Ｓ１０１では、ＥＣＵ４０は、各センサから各種信号（情報）を取得する。ＥＣＵ４０は、トルクセンサ３１が検出した操舵トルクＴｉｎを取得する。また、ＥＣＵ４０は、操舵角センサ３２が検出した入力軸３の回転角度すなわち操舵角θｉｎを取得する。
Ｓ１０１の後、処理はＳ１０２に移行する。
【００３０】
Ｓ１０２では、ＥＣＵ４０は、ラック６の位置を推定する。具体的には、ＥＣＵ４０は、Ｓ１０１で取得した操舵角θｉｎに基づきラック６の位置を推定する。すなわち、ＥＣＵ４０は、θｉｎを変数とする関数（下記式１）に基づきラック６の位置ηを算出することにより、この時点（Ｓ１０２）でのラック６の位置を推定する。
η＝Ｆ（θｉｎ） ・・・式１
【００３１】
ここで、ηは、−１００から１００（％）までの値である。操舵部材２、入力軸３、出力軸４および操舵輪７が中立位置のときのラック６の位置ηを０（％）とする。つまり、ηが０のとき、ラック６は、移動可能範囲の中央に位置していることを意味する。
【００３２】
操舵部材２を回転方向の一方（例えば時計回り方向）に回転させ続けると、ラック６は長手方向の一方に移動し、ラック６の端部がラックハウジング８の内壁に当接する。これにより、ラック６の長手方向の移動、すなわちストロークが規制される。このときのラック６の位置ηを１００（％）とする。つまり、ηが１００のとき、ラック６は、移動可能範囲の一端、すなわち最大ストローク位置に位置していることを意味する。
【００３３】
操舵部材２を回転方向の他方（例えば反時計回り方向）に回転させ続けると、ラック６は長手方向の他方に移動し、ラック６の端部がラックハウジング８の内壁に当接する。これにより、ラック６の長手方向の移動、すなわちストロークが規制される。このときのラック６の位置ηを−１００（％）とする。つまり、ηが−１００のとき、ラック６は、移動可能範囲の他端、すなわち最大ストローク位置に位置していることを意味する。
Ｓ１０２の後、処理はＳ１０３へ移行する。
【００３４】
Ｓ１０３では、ＥＣＵ４０は、ラック位置ηが第１閾値と第２閾値との間か否かを判定する。本実施形態では、第１閾値を９０とし、第２閾値を−９０とする。つまり、第１閾値は、ラック６の移動可能範囲の一端近傍の位置、すなわち、特許請求の範囲における「第１位置」に対応している。一方、第２閾値は、ラック６の移動可能範囲の他端近傍の位置、すなわち、特許請求の範囲における「第２位置」に対応している。
【００３５】
ラック位置ηは第１閾値と第２閾値との間であると判定した場合、すなわち、−９０＜η＜９０であると判定した場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、処理はＳ１０４へ移行する。一方、ラック位置ηは第１閾値と第２閾値との間ではないと判定した場合、すなわち、η≦−９０または９０≦ηであると判定した場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、処理はＳ１１１へ移行する。
【００３６】
Ｓ１０４では、ＥＣＵ４０は、基準補助トルクを算出する。本実施形態では、Ｓ１０１で取得した操舵トルクＴｉｎに基づき基準補助トルクを算出する。基準補助トルクは、Ｔｉｎを変数とする関数（下記式２）により算出される。
Ｔ（Ｔｉｎ） ・・・式２
そして、ＥＣＵ４０は、算出した基準補助トルクＴ（Ｔｉｎ）を補助トルクＴ＿ａｓに代入する。すなわち、基準補助トルクＴ（Ｔｉｎ）を補助トルクＴ＿ａｓとして決定する。
Ｓ１０４の後、処理はＳ１０５へ移行する。
【００３７】
Ｓ１１１では、ＥＣＵ４０は、補正補助トルクを算出する。本実施形態では、ラック６の位置、すなわち、Ｓ１０２で推定したラック６の位置ηに基づき基準補助トルクを補正することで補正補助トルクを算出する。具体的には、ラック６の位置ηに基づき算出される補正係数ｋ（η）を、基準補助トルクＴ（Ｔｉｎ）に乗ずることにより、補正補助トルクを算出する。
【００３８】
補正係数ｋ（η）は１以下の値である。補正係数ｋ（η）とラック位置ηとの関係は図３に示すとおりである。図３に示すように、補正係数ｋ（η）は、−９０＜η＜９０のとき、１である。補正係数ｋ（η）は、９０≦η≦１００のとき、ηが９０から１００に向かうよう変化するに従い、１から０に向かって徐々に小さくなる。また、補正係数ｋ（η）は、−１００≦η≦−９０のとき、ηが−９０から−１００に向かうよう変化するに従い、１から０に向かって徐々に小さくなる。なお、ηが１００または−１００のとき、補正係数ｋ（η）は０となる。
【００３９】
また、図３に示すように、本実施形態では、補正係数ｋ（η）は、ηが９０から９５まで変化するとき、または、ηが−９０から−９５まで変化するとき、曲線的に徐々に小さくなる。また、補正係数ｋ（η）は、ηが９５から１００まで変化するとき、または、ηが−９５から−１００まで変化するとき、直線的に徐々に小さくなる。
基準補助トルクＴ（Ｔｉｎ）の算出方法は、Ｓ１０４の処理の説明で示した方法と同様のため、説明を省略する。
【００４０】
補正補助トルクは、下記式３により算出される。
ｋ（η）・Ｔ（Ｔｉｎ） ・・・式３
つまり、補正補助トルクｋ（η）・Ｔ（Ｔｉｎ）は、ラック６が第１位置（９０％）から一端（１００％）側へ移動するに従い、または、ラック６が第２位置（−９０％）から他端（−１００％）側へ移動するに従い、より小さくなるよう算出される。
そして、ＥＣＵ４０は、算出した補正補助トルクｋ（η）・Ｔ（Ｔｉｎ）を補助トルクＴ＿ａｓに代入する。すなわち、補正補助トルクｋ（η）・Ｔ（Ｔｉｎ）を補助トルクＴ＿ａｓとして決定する。
Ｓ１１１の後、処理はＳ１０５へ移行する。
【００４１】
Ｓ１０５では、ＥＣＵ４０は、Ｓ１０４またはＳ１１１で決定した補助トルクＴ＿ａｓを補助トルクとして設定し、当該補助トルクが出力軸４に付加されるようアクチュエータ５２の駆動を制御する。これにより、出力軸４には、操舵トルクＴｉｎに加え補助トルクＴ＿ａｓが作用する。すなわち、出力軸４には、操舵トルクＴｉｎと補助トルクＴ＿ａｓとの和である転舵トルクＴｏｕｔが作用する。その結果、出力軸４が回転しラック６が長手方向に移動することにより操舵輪７が転舵する。
【００４２】
Ｓ１０５の後、処理は図２の一連の処理（Ｓ１００）を抜ける。そして、イグニッションキーがオンの状態であれば、再び図２の一連の処理を開始する。すなわち、図２に示す一連の処理（Ｓ１００）は、イグニッションキーがオンの状態のとき、繰り返し実行される処理である。
【００４３】
上述のように、ＥＣＵ４０は、Ｓ１０２において、特許請求の範囲の「ラック位置推定手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ１０３とＳ１０４、および、Ｓ１０３とＳ１１１において、特許請求の範囲の「補助トルク決定手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ１０４およびＳ１１１において、特許請求の範囲の「基準補助トルク算出手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ１１１において、特許請求の範囲の「補正補助トルク算出手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ１０５において、特許請求の範囲の「駆動制御手段」として機能する。
このように、本実施形態では、ＥＣＵ４０は、機能的な構成として、ラック位置推定手段、補助トルク決定手段、基準補助トルク算出手段、補正補助トルク算出手段および駆動制御手段を有している。
【００４４】
本実施形態では、上述の処理（Ｓ１００）を行うことにより、ラック６がラックハウジング８に衝突するときのラック６の移動速度を低減することができる。そのため、ラック６とラックハウジング８との衝突エネルギーを低減することができる。その結果、ラック６とラックハウジング８とが衝突するとき、歯車機構５１を構成するギアに反作用で加わるトルク（衝突トルク：Ｔ＿ｇｅａｒ）を低減することができる。以下、この効果を、比較例との対比により具体的に説明する（図４参照）。
【００４５】
図４の実線は、上述の一連の処理（Ｓ１００）を行う本実施形態の操舵制御装置１０を適用した車両１が停止（車速ｖ＝０）している状態で操舵部材２を回転方向の一方に回転させ続けたとき（据え切り時）の、時間の経過に伴うＴ＿ｇｅａｒの変化を示している。一方、図４の破線は、比較例による操舵制御装置を適用した車両１が停止している状態で操舵部材２を回転方向の一方に回転させ続けたときの、時間の経過に伴うＴ＿ｇｅａｒの変化を示している。ここで、比較例による操舵制御装置は、物理的な構成は操舵制御装置１０と同様であって、操舵に関する処理として、上述の処理（Ｓ１００）からＳ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１１１を除いた処理を行うものとする。すなわち、比較例では、基準補助トルクの補正は行わない。
【００４６】
図４に示すように、比較例の場合、時刻ｔ１でラック６がラックハウジング８に衝突すると、歯車機構５１のギアに大きな衝突トルクＴ＿ｇｅａｒが加わる（衝突トルクＴ＿ｇｅａｒのピーク値が大きい）ことがわかる。一方、本実施形態の操舵制御装置１０の場合、時刻ｔ１でラック６がラックハウジング８に衝突しても、歯車機構５１のギアに加わる衝突トルクＴ＿ｇｅａｒのピーク値は小さいことがわかる。このように、本実施形態では、比較例と比べ、ラック６とラックハウジング８とが衝突したときに生じる衝突トルクのピーク値を大幅に低減することができる。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態では、ＥＣＵ４０（補正補助トルク算出手段）は、ラック６が移動可能範囲の一端（１００％）近傍の所定の第１位置（９０％）から前記一端側へ移動するに従い、または、ラック６が移動可能範囲の他端（−１００）近傍の所定の第２位置（−９０）から前記他端側へ移動するに従い前記基準補助トルクの値がより小さくなるよう補正することで補正補助トルクを算出する。
【００４８】
ＥＣＵ４０（補助トルク決定手段）は、ラック６が前記第１位置と前記第２位置との間に位置するとき、基準補助トルク算出手段により算出した基準補助トルクを補助トルクとして決定する。一方、ラック６が前記第１位置から前記一端までの間、または、前記第２位置から前記他端までの間に位置するとき、補正補助トルク算出手段により算出した補正補助トルクを補助トルクとして決定する。
【００４９】
上記構成により、ラック６が移動可能範囲の一端または他端近傍に位置するとき、乗員による操舵部材２の操舵に伴いラック６が移動可能範囲の一端または他端に近づくほど、すなわち、ラック６が最大ストローク位置に近づくほど、補助トルクが小さくなるよう補正される。これにより、ラック６がラックハウジング８に衝突するときのラック６の移動速度が小さくなる。その結果、ラック６とラックハウジング８との衝突による衝突トルクを低減することができる。したがって、歯車機構５１の許容トルクを小さく設定することができ、歯車機構５１を小型にすることができる。よって、操舵制御装置１０の体格を小型かつ軽量にできるとともに製造コストを低減することができる。また、ラック６とラックハウジング８との衝突トルクを低減することにより歯車機構５１の破損を防止することができ、その結果、操舵制御装置１０の信頼性を向上することができる。
【００５０】
また、本実施形態は、操舵角センサ３２およびラック位置推定手段をさらに備えている。操舵角センサ３２は、入力軸３の回転角度である操舵角を検出する。ＥＣＵ４０（ラック位置推定手段）は、操舵角センサ３２により検出した操舵角に基づきラック６の位置を推定する。
【００５１】
そして、本実施形態では、ＥＣＵ４０（補正補助トルク算出手段）は、ラック位置推定手段により推定したラック６の位置に基づき基準補助トルクを補正する。また、ＥＣＵ４０（補助トルク決定手段）は、ラック位置推定手段により推定したラック６の位置に基づき補助トルクを決定する。このように、本実施形態では、例えばラック６の位置を実際に検出する検出手段を用いることなく、ＳＣＵ４０（ラック位置推定手段）によりラック６の位置を推定し、補正補助トルク算出手段により基準補助トルクを補正する。よって、部材点数を低減することができる。
【００５２】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による操舵制御装置を図５に示す。第２実施形態は、物理的な構成が異なる点、および、操舵に関する処理が一部異なる点で、第１実施形態と異なる。
【００５３】
第２実施形態は、第１実施形態と比べ、操舵角センサ３２を備えず、ラック位置検出手段としてのラック位置センサ３３をさらに備えている。ラック位置センサ３３は、ラックハウジング８に設けられ、ラック６の位置を検出する。ラック位置センサ３３は、検出したラック６の位置に関する信号をＥＣＵ４０に出力する。ここで、ラック位置センサ３３が出力する信号（η）は、−１００から１００（％）までの値に対応している。
操舵部材２、入力軸３、出力軸４および操舵輪７が中立位置のとき、ラック位置センサ３３が出力する信号（η）は０（％）である。つまり、ηが０のとき、ラック６は、移動可能範囲の中央に位置している。
【００５４】
操舵部材２を回転方向の一方（例えば時計回り方向）に回転させ続け、ラック６の端部がラックハウジング８の内壁に当接したとき、ラック位置センサ３３が出力する信号（η）は１００（％）である。つまり、ηが１００のとき、ラック６は、移動可能範囲の一端、すなわち最大ストローク位置に位置している。
【００５５】
操舵部材２を回転方向の他方（例えば反時計回り方向）に回転させ続け、ラック６の端部がラックハウジング８の内壁に当接したとき、ラック位置センサ３３が出力する信号（η）は−１００（％）である。つまり、ηが−１００のとき、ラック６は、移動可能範囲の他端、すなわち最大ストローク位置に位置している。
【００５６】
次に、第２実施形態による操舵制御装置の作動について図６に基づき説明する。
図６は、ＥＣＵ４０による操舵に関する処理フローを示したものである。図６に示す一連の処理（Ｓ２００）は、例えば乗員が車両１のイグニッションキーをオンにすることを切っ掛けとして開始される。
【００５７】
Ｓ２０１では、ＥＣＵ４０は、各センサから各種信号（情報）を取得する。ＥＣＵ４０は、トルクセンサ３１が検出した操舵トルクＴｉｎを取得する。また、ＥＣＵ４０は、ラック位置センサ３３が検出したラック位置ηを取得する。
Ｓ２０１の後、処理はＳ２０２に移行する。
【００５８】
Ｓ２０２では、ＥＣＵ４０は、Ｓ２０１で取得したラック位置ηが第１閾値と第２閾値との間か否かを判定する。本実施形態では、第１実施形態のＳ１０３での処理と同様、第１閾値を９０とし、第２閾値を−９０とする。なお、第１実施形態のＳ１０３での処理とＳ２０２での処理との異なる点は、Ｓ１０３ではＥＣＵ４０（ラック位置推定手段）により推定したラック位置ηを用いるのに対し、Ｓ２０２ではラック位置センサ３３により検出したラック位置ηを用いる点である。
【００５９】
ラック位置ηは第１閾値と第２閾値との間であると判定した場合、すなわち、−９０＜η＜９０であると判定した場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、処理はＳ２０３へ移行する。一方、ラック位置ηは第１閾値と第２閾値との間ではないと判定した場合、すなわち、η≦−９０または９０≦ηであると判定した場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、処理はＳ２１１へ移行する。
【００６０】
Ｓ２０３では、ＥＣＵ４０は、基準補助トルクを算出する。本実施形態では、Ｓ２０１で取得した操舵トルクＴｉｎに基づき基準補助トルクを算出する。具体的な基準補助トルクの算出の方法は、第１実施形態のＳ１０４での処理と同様のため、説明を省略する。
ＥＣＵ４０は、算出した基準補助トルクＴ（Ｔｉｎ）を補助トルクＴ＿ａｓとして決定する。
Ｓ２０３の後、処理はＳ２０４へ移行する。
【００６１】
Ｓ２１１では、ＥＣＵ４０は、補正補助トルクを算出する。本実施形態では、ラック６の位置、すなわち、Ｓ２０１で取得したラック位置ηに基づき基準補助トルクを補正することで補正補助トルクを算出する。具体的な補正補助トルクの算出の方法は、第１実施形態のＳ１１１での処理と同様のため、説明を省略する。なお、第１実施形態のＳ１１１での処理とＳ２１１での処理との異なる点は、Ｓ１１１ではＥＣＵ４０（ラック位置推定手段）により推定したラック位置ηを用いるのに対し、Ｓ２１１ではラック位置センサ３３により検出したラック位置ηを用いる点である。
ＥＣＵ４０は、算出した補正補助トルクｋ（η）・Ｔ（Ｔｉｎ）を補助トルクＴ＿ａｓとして決定する。
Ｓ２１１の後、処理はＳ２０４へ移行する。
【００６２】
Ｓ２０４では、ＥＣＵ４０は、Ｓ２０３またはＳ２１１で決定した補助トルクＴ＿ａｓを補助トルクとして設定し、当該補助トルクとなるよう操舵力補助機構５０のアクチュエータ５２の駆動を制御する。
Ｓ２０４の後、処理は図６の一連の処理（Ｓ２００）を抜ける。そして、イグニッションキーがオンの状態であれば、再び図６の一連の処理を開始する。すなわち、図６に示す一連の処理（Ｓ２００）は、イグニッションキーがオンの状態のとき、繰り返し実行される処理である。
【００６３】
上述のように、ＥＣＵ４０は、Ｓ２０２とＳ２０３、および、Ｓ２０２とＳ２１１において、特許請求の範囲の「補助トルク決定手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ２０３およびＳ２１１において、特許請求の範囲の「基準補助トルク算出手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ２１１において、特許請求の範囲の「補正補助トルク算出手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ２０４において、特許請求の範囲の「駆動制御手段」として機能する。
このように、本実施形態では、ＥＣＵ４０は、機能的な構成として、補助トルク決定手段、基準補助トルク算出手段、補正補助トルク算出手段および駆動制御手段を有している。
【００６４】
第２実施形態では、上述の処理（Ｓ２００）を行うことにより、第１実施形態と同様、ラック６がラックハウジング８に衝突するときのラック６の移動速度を低減することができる。そのため、ラック６とラックハウジング８との衝突エネルギーを低減することができる。その結果、ラック６とラックハウジング８とが衝突するとき、歯車機構５１を構成するギアに反作用で加わるトルク（衝突トルク：Ｔ＿ｇｅａｒ）を低減することができる。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態では、ラック６の位置を検出するラック位置センサ３３をさらに備えている。そして、ＥＣＵ４０（補正補助トルク算出手段）は、ラック位置センサ３３により検出したラック６の位置に基づき基準補助トルクを補正する。また、ＥＣＵ４０（補助トルク決定手段）は、ラック位置センサ３３により検出したラック６の位置に基づき補助トルクを決定する。このように、本実施形態では、ラック６の位置を実際に検出するラック位置センサ３３を用いることで、ラック６の位置を正確に検出することができる。よって、ＥＣＵ４０（補正補助トルク算出手段）による基準補助トルクの補正の精度を高めることができる。
【００６６】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による操舵制御装置を図７に示す。第３実施形態は、物理的な構成は第１実施形態と同じであるものの、操舵に関する処理が第１実施形態と一部異なる。
第３実施形態の物理的な構成は、第１実施形態と同じのため、説明を省略する。
以下、第３実施形態による操舵制御装置の作動について図８に基づき説明する。
図８は、ＥＣＵ４０による操舵に関する処理フローを示したものである。図８に示す一連の処理（Ｓ３００）は、例えば乗員が車両１のイグニッションキーをオンにすることを切っ掛けとして開始される。
【００６７】
Ｓ３０１では、ＥＣＵ４０は、各センサから各種信号（情報）を取得する。ＥＣＵ４０は、トルクセンサ３１が検出した操舵トルクＴｉｎを取得する。また、ＥＣＵ４０は、操舵角センサ３２が検出した入力軸３の回転角度すなわち操舵角θｉｎを取得する。
Ｓ３０１の後、処理はＳ３０２に移行する。
【００６８】
Ｓ３０２では、ＥＣＵ４０は、入力軸３の角速度である操舵角速度を算出する。具体的には、ＥＣＵ４０は、Ｓ３０１で取得した操舵角θｉｎに基づき操舵角速度を算出する。すなわち、ＥＣＵ４０は、下記式４のように操舵角θｉｎを時間微分することにより操舵角速度ωを算出する。
ω＝ｄθｉｎ／ｄｔ ・・・式４
Ｓ３０２の後、処理はＳ３０３へ移行する。
【００６９】
Ｓ３０３では、ＥＣＵ４０は、ラック６の位置を推定する。具体的には、ＥＣＵ４０は、Ｓ３０１で取得した操舵角θｉｎに基づきラック６の位置を推定する。より具体的なラック６の位置の推定の方法は、第１実施形態のＳ１０２での処理と同様のため、説明を省略する。
Ｓ３０３の後、処理はＳ３０４へ移行する。
【００７０】
Ｓ３０４では、ＥＣＵ４０は、ラック位置ηが第１閾値と第２閾値との間か否かを判定する。本実施形態では、第１実施形態のＳ１０３での処理と同様、第１閾値を９０とし、第２閾値を−９０とする。
ラック位置ηは第１閾値と第２閾値との間であると判定した場合、すなわち、−９０＜η＜９０であると判定した場合（Ｓ３０４：ＹＥＳ）、処理はＳ３０５へ移行する。一方、ラック位置ηは第１閾値と第２閾値との間ではないと判定した場合、すなわち、η≦−９０または９０≦ηであると判定した場合（Ｓ３０４：ＮＯ）、処理はＳ３１１へ移行する。
【００７１】
Ｓ３０５では、ＥＣＵ４０は、基準補助トルクを算出する。本実施形態では、Ｓ３０１で取得した操舵トルクＴｉｎに基づき基準補助トルクを算出する。具体的な基準補助トルクの算出の方法は、第１実施形態のＳ１０４での処理と同様のため、説明を省略する。
ＥＣＵ４０は、算出した基準補助トルクＴ（Ｔｉｎ）を補助トルクＴ＿ａｓとして決定する。
Ｓ３０５の後、処理はＳ３０６へ移行する。
【００７２】
Ｓ３１１では、ＥＣＵ４０は、補正補助トルクを算出する。本実施形態では、ラック６の位置、すなわち、Ｓ３０３で推定したラック６の位置ηと、Ｓ３０２で算出した操舵角速度ωと、に基づき基準補助トルクを補正することで補正補助トルクを算出する。具体的には、ラック６の位置ηと操舵角速度ωとに基づき算出される補正係数ｋ（η，ω）を、基準補助トルクＴ（Ｔｉｎ）に乗ずることにより、補正補助トルクを算出する。
【００７３】
補正係数ｋ（η，ω）は１以下の値である。補正係数ｋ（η，ω）とラック位置ηとの関係は図９に示すとおりである。なお、図９では、ωがω1、ω2またはω3のときの補正係数ｋ（η，ω）とラック位置ηとの関係を示している。ここで、ω1、ω2およびω3は、それぞれ所定の範囲内の値であり、ω1＜ω2＜ω3の関係を満たす値である。本実施形態では、ωがω1のとき、操舵部材２の回転速度、すなわち、ステアリングの回転速度域が低速域であることを意味する。また、ωがω2のとき、ステアリングの回転速度域が中速域であることを意味する。また、ωがω3のとき、ステアリングの回転速度域が高速域であることを意味する。
【００７４】
図９に示すように、補正係数ｋ（η，ω1）は、−９０＜η＜９０のとき、１である。補正係数ｋ（η，ω1）は、９０≦η≦１００のとき、ηが９０から１００に向かうよう変化するに従い、１から０に向かって徐々に小さくなる。また、補正係数ｋ（η，ω1）は、−１００≦η≦−９０のとき、ηが−９０から−１００に向かうよう変化するに従い、１から０に向かって徐々に小さくなる。なお、ηが１００または−１００のとき、補正係数ｋ（η，ω1）は０となる。また、ωがω1のとき、第１位置および第１閾値は９０、第２位置および第２閾値は−９０である。
【００７５】
また、図９に示すように、本実施形態では、補正係数ｋ（η，ω1）は、ηが９０から９５まで変化するとき、または、ηが−９０から−９５まで変化するとき、曲線的に徐々に小さくなる。また、補正係数ｋ（η，ω1）は、ηが９５から１００まで変化するとき、または、ηが−９５から−１００まで変化するとき、直線的に徐々に小さくなる。
【００７６】
補正係数ｋ（η，ω2）は、−８５＜η＜８５のとき、１である。補正係数ｋ（η，ω2）は、８５≦η≦１００のとき、ηが８５から１００に向かうよう変化するに従い、１から０に向かって徐々に小さくなる。また、補正係数ｋ（η，ω2）は、−１００≦η≦−８５のとき、ηが−８５から−１００に向かうよう変化するに従い、１から０に向かって徐々に小さくなる。なお、ηが１００または−１００のとき、補正係数ｋ（η，ω2）は０となる。また、ωがω2のとき、第１位置および第１閾値は８５、第２位置および第２閾値は−８５である。
【００７７】
また、図９に示すように、本実施形態では、補正係数ｋ（η，ω2）は、ηが８５から９５まで変化するとき、または、ηが−８５から−９５まで変化するとき、曲線的に徐々に小さくなる。また、補正係数ｋ（η，ω2）は、ηが９５から１００まで変化するとき、または、ηが−９５から−１００まで変化するとき、直線的に徐々に小さくなる。
【００７８】
補正係数ｋ（η，ω3）は、−８０＜η＜８０のとき、１である。補正係数ｋ（η，ω3）は、８０≦η≦１００のとき、ηが８０から１００に向かうよう変化するに従い、１から０に向かって徐々に小さくなる。また、補正係数ｋ（η，ω3）は、−１００≦η≦−８０のとき、ηが−８０から−１００に向かうよう変化するに従い、１から０に向かって徐々に小さくなる。なお、ηが１００または−１００のとき、補正係数ｋ（η，ω3）は０となる。また、ωがω3のとき、第１位置および第１閾値は８０、第２位置および第２閾値は−８０である。
【００７９】
また、図９に示すように、本実施形態では、補正係数ｋ（η，ω3）は、ηが８０から９０まで変化するとき、または、ηが−８０から−９０まで変化するとき、曲線的に徐々に小さくなる。また、補正係数ｋ（η，ω3）は、ηが９０から１００まで変化するとき、または、ηが−９０から−１００まで変化するとき、直線的に徐々に小さくなる。
【００８０】
上述のように、ωがω2またはω3のとき、すなわち、ステアリングの回転速度域が中速域または高速域のとき、第１位置および第１閾値が９０から８５または８０に変更され、第２位置および第２閾値が−９０から−８５または−８０に変更される。第１閾値および第２閾値の変更は、Ｓ３０４でのＥＣＵ４０による判断に影響する。実際には、Ｓ３０４では、Ｓ３０２で算出した操舵角速度ωがω1のとき第１閾値を９０、第２閾値を−９０とし、Ｓ３０２で算出した操舵角速度ωがω2のとき第１閾値を８５、第２閾値を−８５とし、Ｓ３０２で算出した操舵角速度ωがω3のとき第１閾値を８０、第２閾値を−８０として、判断を行う。
基準補助トルクＴ（Ｔｉｎ）の算出方法は、Ｓ３０５の処理の説明で示した方法と同様のため、説明を省略する。
【００８１】
補正補助トルクは、下記式５により算出される。
ｋ（η，ω）・Ｔ（Ｔｉｎ） ・・・式５
つまり、補正補助トルクｋ（η，ω）・Ｔ（Ｔｉｎ）は、ラック６が第１位置（９０％、８５％または８０％）から一端（１００％）側へ移動するに従い、または、ラック６が第２位置（−９０％、−８５％または−８０％）から他端（−１００％）側へ移動するに従い、より小さくなるよう算出される。
そして、ＥＣＵ４０は、算出した補正補助トルクｋ（η，ω）・Ｔ（Ｔｉｎ）を補助トルクＴ＿ａｓに代入する。すなわち、補正補助トルクｋ（η，ω）・Ｔ（Ｔｉｎ）を補助トルクＴ＿ａｓとして決定する。
Ｓ３１１の後、処理はＳ３０６へ移行する。
【００８２】
Ｓ３０６では、ＥＣＵ４０は、Ｓ３０５またはＳ３１１で決定した補助トルクＴ＿ａｓを補助トルクとして設定し、当該補助トルクとなるよう操舵力補助機構５０のアクチュエータ５２の駆動を制御する。
Ｓ３０６の後、処理は図８の一連の処理（Ｓ３００）を抜ける。そして、イグニッションキーがオンの状態であれば、再び図８の一連の処理を開始する。すなわち、図８に示す一連の処理（Ｓ３００）は、イグニッションキーがオンの状態のとき、繰り返し実行される処理である。
【００８３】
上述のように、ＥＣＵ４０は、Ｓ３０２において、特許請求の範囲の「操舵角速度算出手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ３０３において、特許請求の範囲の「ラック位置推定手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ３０４とＳ３０５、および、Ｓ３０４とＳ３１１において、特許請求の範囲の「補助トルク決定手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ３０５およびＳ３１１において、特許請求の範囲の「基準補助トルク算出手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ３１１において、特許請求の範囲の「補正補助トルク算出手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ３０６において、特許請求の範囲の「駆動制御手段」として機能する。
このように、本実施形態では、ＥＣＵ４０は、機能的な構成として、操舵角速度算出手段、ラック位置推定手段、補助トルク決定手段、基準補助トルク算出手段、補正補助トルク算出手段および駆動制御手段を有している。
【００８４】
第３実施形態では、上述の処理（Ｓ３００）を行うことにより、第１実施形態と同様、ラック６がラックハウジング８に衝突するときのラック６の移動速度を低減することができる。そのため、ラック６とラックハウジング８との衝突エネルギーを低減することができる。その結果、ラック６とラックハウジング８とが衝突するとき、歯車機構５１を構成するギアに反作用で加わるトルク（衝突トルク：Ｔ＿ｇｅａｒ）を低減することができる。
【００８５】
なお、ＥＣＵ４０は、Ｓ３０２で算出した操舵角速度ω（ω1＜ω2＜ω3の関係を満たすω1、ω2またはω3）に基づき、Ｓ３１１で補正係数ｋ（η，ω）を選択し、基準補助トルクＴ（Ｔｉｎ）を補正している。これにより、操舵角速度ωが大きいとき（例えばω＝ω3のとき）補助トルクを補正する程度を大きくし、操舵角速度ωが小さいとき（例えばω＝ω1のとき）補助トルクを補正する程度を小さくする等、操舵角速度に応じてマップ的に補助トルクを補正する。
以上説明したように、本実施形態は、操舵角センサ３２により検出した操舵角に基づき入力軸３の角速度である操舵角速度を算出する操舵角速度算出手段をさらに備えている。
【００８６】
そして、本実施形態では、ＥＣＵ４０（補正補助トルク算出手段）は、ラック６の位置と操舵角速度算出手段により算出した操舵角速度とに基づき基準補助トルクを補正する。また、ＥＣＵ４０（補助トルク決定手段）は、ラック６の位置と操舵角速度算出手段により算出した操舵角速度とに基づき補助トルクを決定する。
【００８７】
本実施形態では、操舵角速度が大きいとき補助トルクを補正する程度を大きくし、操舵角速度が小さいとき補助トルクを補正する程度を小さくする等、操舵角速度に応じて補助トルクを補正する。これにより、ラック６とラックハウジング８との衝突トルクを効果的に低減することができるとともに、最大ストローク位置近傍で補助トルクが小さくなるよう補正する本実施形態において、当該補正によって乗員に与えられる違和感を低減することができる。
【００８８】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による操舵制御装置を図１０に示す。第４実施形態は、物理的な構成が異なる点、および、操舵に関する処理が一部異なる点で、第１実施形態と異なる。
【００８９】
第４実施形態は、速度検出手段としての車速センサ３４をさらに備えている。車速センサ３４は、車両１に設けられ、車両１の速度すなわち車速を検出する。車速センサ３４は、検出した車速に関する信号をＥＣＵ４０に出力する。
【００９０】
次に、第４実施形態による操舵制御装置の作動について図１１に基づき説明する。
図１１は、ＥＣＵ４０による操舵に関する処理フローを示したものである。図１１に示す一連の処理（Ｓ４００）は、例えば乗員が車両１のイグニッションキーをオンにすることを切っ掛けとして開始される。
【００９１】
Ｓ４０１では、ＥＣＵ４０は、各センサから各種信号（情報）を取得する。ＥＣＵ４０は、トルクセンサ３１が検出した操舵トルクＴｉｎを取得する。ＥＣＵ４０は、操舵角センサ３２が検出した入力軸３の回転角度すなわち操舵角θｉｎを取得する。また、ＥＣＵ４０は、車速センサ３４が検出した車速ｖを取得する。
Ｓ４０１の後、処理はＳ４０２に移行する。
【００９２】
Ｓ４０２では、ＥＣＵ４０は、Ｓ４０１で取得した車速ｖの値が所定の閾値より大きいか否かを判定する。本実施形態では、当該所定の閾値として、比較的小さな値が設定されている。車速ｖの値は所定の閾値より大きいと判定した場合（Ｓ４０２：ＹＥＳ）、処理はＳ４０３へ移行する。一方、車速ｖの値は所定の閾値より大きくない、すなわち、車速ｖの値は所定の閾値以下であると判定した場合（Ｓ４０２：ＮＯ）、処理はＳ４１１へ移行する。
【００９３】
Ｓ４１１では、ＥＣＵ４０は、ラック６の位置を推定する。具体的には、ＥＣＵ４０は、Ｓ４０１で取得した操舵角θｉｎに基づきラック６の位置を推定する。より具体的なラック６の位置の推定の方法は、第１実施形態のＳ１０２での処理と同様のため、説明を省略する。
Ｓ４１１の後、処理はＳ４１２へ移行する。
【００９４】
Ｓ４１２では、ＥＣＵ４０は、ラック位置ηが第１閾値と第２閾値との間か否かを判定する。本実施形態では、第１実施形態のＳ１０３での処理と同様、第１閾値を９０とし、第２閾値を−９０とする。
ラック位置ηは第１閾値と第２閾値との間であると判定した場合、すなわち、−９０＜η＜９０であると判定した場合（Ｓ４１２：ＹＥＳ）、処理はＳ４０３へ移行する。一方、ラック位置ηは第１閾値と第２閾値との間ではないと判定した場合、すなわち、η≦−９０または９０≦ηであると判定した場合（Ｓ４１２：ＮＯ）、処理はＳ４２１へ移行する。
【００９５】
Ｓ４０３では、ＥＣＵ４０は、基準補助トルクを算出する。本実施形態では、Ｓ４０１で取得した操舵トルクＴｉｎに基づき基準補助トルクを算出する。具体的な基準補助トルクの算出の方法は、第１実施形態のＳ１０４での処理と同様のため、説明を省略する。
ＥＣＵ４０は、算出した基準補助トルクＴ（Ｔｉｎ）を補助トルクＴ＿ａｓとして決定する。
Ｓ４０３の後、処理はＳ４０４へ移行する。
【００９６】
Ｓ４２１では、ＥＣＵ４０は、補正補助トルクを算出する。本実施形態では、ラック６の位置、すなわち、Ｓ４１１で推定したラック位置ηに基づき基準補助トルクを補正することで補正補助トルクを算出する。具体的な補正補助トルクの算出の方法は、第１実施形態のＳ１１１での処理と同様のため、説明を省略する。
ＥＣＵ４０は、算出した補正補助トルクｋ（η）・Ｔ（Ｔｉｎ）を補助トルクＴ＿ａｓとして決定する。
Ｓ４２１の後、処理はＳ４０４へ移行する。
【００９７】
Ｓ４０４では、ＥＣＵ４０は、Ｓ４０３またはＳ４２１で決定した補助トルクＴ＿ａｓを補助トルクとして設定し、当該補助トルクとなるよう操舵力補助機構５０のアクチュエータ５２の駆動を制御する。
Ｓ４０４の後、処理は図１１の一連の処理（Ｓ４００）を抜ける。そして、イグニッションキーがオンの状態であれば、再び図１１の一連の処理を開始する。すなわち、図１１に示す一連の処理（Ｓ４００）は、イグニッションキーがオンの状態のとき、繰り返し実行される処理である。
【００９８】
上述のように、ＥＣＵ４０は、Ｓ４１１において、特許請求の範囲の「ラック位置推定手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ４０２とＳ４１２とＳ４０３、および、Ｓ４０２とＳ４１２とＳ４２１において、特許請求の範囲の「補助トルク決定手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ４０３およびＳ４２１において、特許請求の範囲の「基準補助トルク算出手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ４０２とＳ４２１において、特許請求の範囲の「補正補助トルク算出手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ４０４において、特許請求の範囲の「駆動制御手段」として機能する。
このように、本実施形態では、ＥＣＵ４０は、機能的な構成として、ラック位置推定手段、補助トルク決定手段、基準補助トルク算出手段、補正補助トルク算出手段および駆動制御手段を有している。
【００９９】
第４実施形態では、上述の処理（Ｓ４００）を行うことにより、第１実施形態と同様、ラック６がラックハウジング８に衝突するときのラック６の移動速度を低減することができる。そのため、ラック６とラックハウジング８との衝突エネルギーを低減することができる。その結果、ラック６とラックハウジング８とが衝突するとき、歯車機構５１を構成するギアに反作用で加わるトルク（衝突トルク：Ｔ＿ｇｅａｒ）を低減することができる。
【０１００】
なお、ＥＣＵ４０は、Ｓ４０１で取得した車速ｖの値に基づき、基準補助トルクの補正を行うか否かをＳ４０２において判断している。Ｓ４０１で取得した車速ｖが所定の閾値以下のとき、すなわち、車両１が低速で走行しているとき、ラック６の位置に基づき基準補助トルクの補正を行う（Ｓ４２１）。一方、車両１が中速または高速で走行しているときは、基準補助トルクの補正を行わない（Ｓ４０３）。
【０１０１】
以上説明したように、本実施形態は、車両１の速度を検出する車速センサ３４をさらに備えている。そして、ＥＣＵ４０（補正補助トルク算出手段）は、ラック６の位置と車速センサ３４により検出した車両１の速度とに基づき基準補助トルクを補正する。また、ＥＣＵ４０（補助トルク決定手段）は、ラック６の位置と車速センサ３４により検出した車両１の速度とに基づき補助トルクを決定する。
【０１０２】
本実施形態では、車両１の速度が大きいときは補正補助トルク算出手段による補正補助トルクの算出を行わず、車両１の速度が小さいときのみ補正補助トルク算出手段による補正補助トルクの算出を行う。これにより、実際のドライビングシーンにおいて急なステアリング操作によるラック６とラックハウジング８との衝突が生じる可能性の高い低速走行時のみ、補助トルクを補正するといった対応をとることができる。
【０１０３】
（他の実施形態）
上述した複数の実施形態は、構成上の阻害要因がない限り、物理的な構成および機能的な構成にかかわらず、どのように組み合わせてもよい。
【０１０４】
上述した第３実施形態では、操舵角速度ωが大きいとき（例えばω＝ω3のとき）補助トルクを補正する程度を大きくし、操舵角速度ωが小さいとき（例えばω＝ω1のとき）補助トルクを補正する程度を小さくする等、操舵角速度に応じてマップ的に補助トルクを補正する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、ｆ（ω）・ｋ（η）のような、ωを変数とする関数（ｆ（ω））を含む補正係数により補正補助トルクを算出することとしてもよい。また、ｋ（η）±ｆ（ω）のような、ωを変数とする関数（ｆ（ω））を加減算した補正係数により補正補助トルクを算出することとしてもよい。
【０１０５】
また、上述の実施形態では、歯車機構を出力軸に噛み合うよう設け、補助トルクを出力軸に付加するコラムアシスト型のパワーステアリング機構の例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、歯車機構をラックに噛み合うよう設け、補助トルクをラックに付加するラックアシスト型のパワーステアリング機構を構成することとしてもよい。
また、上述の実施形態では、アクチュエータとして電動モータを採用する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、アクチュエータの駆動を任意に制御できるのであれば、アクチュエータとして、電動モータ以外の動力源を採用することとしてもよい。
【０１０６】
また、本発明の他の実施形態は、出力軸の回転角度である転舵角と入力軸の回転角度である操舵角との比である伝達比を可変にする伝達比可変機構をさらに備えていてもよい。
このように、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で他の種々の実施形態に適用可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１ ・・・・車両
２ ・・・・操舵部材
３ ・・・・入力軸
４ ・・・・出力軸
６ ・・・・ラック
７ ・・・・操舵輪
８ ・・・・ラックハウジング
１０ ・・・操舵制御装置
５０ ・・・操舵力補助機構
５１ ・・・歯車機構
５２ ・・・アクチュエータ
３１ ・・・トルクセンサ（操舵トルク検出手段）
４０ ・・・ＥＣＵ（基準補助トルク算出手段、補正補助トルク算出手段、補助トルク決定手段、駆動制御手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の操舵輪の操舵を制御する操舵制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のステアリング操作を補助する機構として、電動式のアクチュエータでトルクを発生させる電動パワーステアリング（Electric Power Steering）装置が知られている。例えば特許文献１に開示されたパワーステアリング制御装置では、操舵輪を転舵するラックに噛み合うギアを設け、当該ギアを電動アクチュエータにより駆動することで生じる補助トルクによって、乗員による操舵部材の操舵を補助している。このパワーステアリング制御装置では、車速センサにより検出した車両の速度、および、トルクセンサにより検出した操舵トルクに基づき、上述の補助トルクを算出している。ここで、操舵トルクが大きく、かつ、車両の速度が小さいときほど補助トルクが大きくなるよう算出し、低速域での利便性の向上を図っている。一方、操舵トルクが小さく、かつ、車両の速度が大きいときほど補助トルクが小さくなるよう算出し、高速域での走行安定性の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−４１４６６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のパワーステアリング制御装置では、乗員の操舵により操舵部材が一方に回転し続けると、操舵輪を転舵させるラックの端部等は、ラックを収容するラックハウジングの内壁等に衝突する。これにより、ラックの長手方向の移動が停止するとともに、操舵部材の回転も停止する。特許文献１のパワーステアリング制御装置では車両の速度が小さい低速域で補助トルクが大きくなるよう算出されるため、特に低速域では、乗員が急なステアリング操作を行った場合など、ラックがラックハウジングに衝突するときのラックの移動速度が大きくなる。衝突のエネルギーは速度の２乗に比例するため、ラックとラックハウジングとの衝突による衝突トルクが大きくなることが懸念される。
【０００５】
衝突トルクのピーク値は、通常操舵トルクの１０倍以上になる場合もある。そのため、ラックとラックハウジングとの衝突時、操舵力補助機構を構成するギアに過大な衝撃が加わり、ギアが破損するおそれがある。ギアの破損を防ぐには、ラックとラックハウジングとの衝突トルクを考慮し、ギアの安全率を高く設定する必要がある。ギアの安全率を高く設定した場合、パワーステアリング制御装置の体格が大型化するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型かつ軽量で構成部材の破損を防止可能な操舵制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、乗員により操舵される操舵部材に連結される入力軸、当該入力軸に接続する出力軸、当該出力軸の回転に伴い長手方向に往復移動するラック、当該ラックの往復移動に伴い転舵する操舵輪、および、ラックを往復移動可能に収容するラックハウジングを有する車両に設けられる操舵制御装置であって、歯車機構と、アクチュエータと、操舵力補助機構と、操舵トルク検出手段と、基準補助トルク算出手段と、補正補助トルク算出手段と、補助トルク決定手段と、駆動制御手段と、を備えている。歯車機構は、出力軸またはラックに噛み合う。アクチュエータは、歯車機構を駆動する。操舵力補助機構は、アクチュエータおよび歯車機構を駆動することで生じる補助トルクにより、乗員による操舵部材の操舵を補助する。操舵トルク検出手段は、乗員による操舵部材の操舵によって入力軸に入力される操舵トルクを検出する。基準補助トルク算出手段は、操舵トルク検出手段により検出した操舵トルクに基づき基準補助トルクを算出する。補正補助トルク算出手段は、基準補助トルク算出手段により算出した基準補助トルクをラックの位置に基づき補正することで補正補助トルクを算出する。補助トルク決定手段は、ラックの位置に基づき前記基準補助トルクまたは前記補正補助トルクのいずれかを補助トルクとして決定する。駆動制御手段は、補助トルク決定手段により決定した補助トルクに基づきアクチュエータの駆動を制御する。
【０００８】
そして、本発明では、補正補助トルク算出手段は、ラックが移動可能範囲の一端近傍の所定の第１位置から前記一端側へ移動するに従い、または、ラックが移動可能範囲の他端近傍の所定の第２位置から前記他端側へ移動するに従い前記基準補助トルクの値がより小さくなるよう補正することで補正補助トルクを算出する。ここで、ラックの移動可能範囲は、ラックの往復移動（ストローク）がラックハウジングにより制限される最大の範囲に対応している。よって、上述の移動可能範囲の一端および他端は、ラックの最大ストローク位置に対応する。
補助トルク決定手段は、ラックが前記第１位置と前記第２位置との間に位置するとき、基準補助トルク算出手段により算出した基準補助トルクを補助トルクとして決定する。一方、ラックが前記第１位置から前記一端までの間、または、前記第２位置から前記他端までの間に位置するとき、補正補助トルク算出手段により算出した補正補助トルクを補助トルクとして決定する。
【０００９】
上記構成により、ラックが移動可能範囲の一端または他端近傍に位置するとき、乗員による操舵部材の操舵に伴いラックが移動可能範囲の一端または他端に近づくほど、すなわち、ラックが最大ストローク位置に近づくほど、補助トルクが小さくなるよう補正される。これにより、ラックがラックハウジングに衝突するときのラックの移動速度が小さくなる。その結果、ラックとラックハウジングとの衝突による衝突トルクを低減することができる。したがって、歯車機構の許容トルクを小さく設定することができ、歯車機構を小型にすることができる。よって、操舵制御装置の体格を小型かつ軽量にできるとともに製造コストを低減することができる。また、ラックとラックハウジングとの衝突トルクを低減することにより歯車機構の破損を防止することができ、その結果、操舵制御装置の信頼性を向上することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、操舵角検出手段と、ラック位置推定手段と、をさらに備えている。操舵角検出手段は、入力軸の回転角度である操舵角を検出する。ラック位置推定手段は、操舵角検出手段により検出した操舵角に基づきラックの位置を推定する。
そして、本発明では、補正補助トルク算出手段は、ラック位置推定手段により推定したラックの位置に基づき基準補助トルクを補正する。また、補助トルク決定手段は、ラック位置推定手段により推定したラックの位置に基づき補助トルクを決定する。このように、本発明では、例えばラックの位置を実際に検出する検出手段を用いることなく、ラック位置推定手段によりラックの位置を推定し、補正補助トルク算出手段により基準補助トルクを補正する。よって、部材点数を低減することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、ラックの位置を検出するラック位置検出手段をさらに備えている。そして、補正補助トルク算出手段は、ラック位置検出手段により検出したラックの位置に基づき基準補助トルクを補正する。また、補助トルク決定手段は、ラック位置検出手段により検出したラックの位置に基づき補助トルクを決定する。このように、本発明では、ラックの位置を実際に検出するラック位置検出手段を用いることで、ラックの位置を正確に検出することができる。よって、補正補助トルク算出手段による基準補助トルクの補正の精度を高めることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、操舵角検出手段と、操舵角速度算出手段と、をさらに備えている。操舵角検出手段は、入力軸の回転角度である操舵角を検出する。操舵角速度算出手段は、操舵角検出手段により検出した操舵角に基づき入力軸の角速度である操舵角速度を算出する。
そして、本発明では、補正補助トルク算出手段は、ラックの位置と操舵角速度算出手段により算出した操舵角速度とに基づき基準補助トルクを補正する。また、補助トルク決定手段は、ラックの位置と操舵角速度算出手段により算出した操舵角速度とに基づき補助トルクを決定する。
【００１３】
本発明では、例えば操舵角速度が大きいとき補助トルクを補正する程度を大きくし、操舵角速度が小さいとき補助トルクを補正する程度を小さくする等、操舵角速度に応じて補助トルクを補正するといったことができる。これにより、ラックとラックハウジングとの衝突トルクを効果的に低減することができるとともに、最大ストローク位置近傍で補助トルクが小さくなるよう補正する本発明において、当該補正によって乗員に与えられる違和感を低減することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、車両の速度を検出する速度検出手段をさらに備えている。そして、補正補助トルク算出手段は、ラックの位置と速度検出手段により検出した車両の速度とに基づき基準補助トルクを補正する。また、補助トルク決定手段は、ラックの位置と速度検出手段により検出した車両の速度とに基づき補助トルクを決定する。
本発明では、例えば車両の速度が大きいときは補正補助トルク算出手段による補正補助トルクの算出を行わず、車両の速度が小さいときのみ補正補助トルク算出手段による補正補助トルクの算出を行うといったことができる。これにより、実際のドライビングシーンにおいて、急なステアリング操作によるラックとラックハウジングとの衝突が生じる可能性の高い低速走行時のみ、補助トルクを補正するといった対応をとることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態による操舵制御装置の概略を示す模式図。
【図２】本発明の第１実施形態による操舵制御装置の操舵に関する処理を示すフロー図。
【図３】本発明の第１実施形態による操舵制御装置の補正補助トルク算出手段が補正補助トルクを算出するときに用いる補正係数を示す図。
【図４】本発明の第１実施形態による操舵制御装置に作用する衝突トルク、および、比較例による操舵制御装置に作用する衝突トルクを示す図。
【図５】本発明の第２実施形態による操舵制御装置の概略を示す模式図。
【図６】本発明の第２実施形態による操舵制御装置の操舵に関する処理を示すフロー図。
【図７】本発明の第３実施形態による操舵制御装置の概略を示す模式図。
【図８】本発明の第３実施形態による操舵制御装置の操舵に関する処理を示すフロー図。
【図９】本発明の第３実施形態による操舵制御装置の補正補助トルク算出手段が補正補助トルクを算出するときに用いる補正係数を示す図。
【図１０】本発明の第４実施形態による操舵制御装置の概略を示す模式図。
【図１１】本発明の第４実施形態による操舵制御装置の操舵に関する処理を示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の複数の実施形態による操舵制御装置を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成部位または構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による操舵制御装置を図１に示す。操舵制御装置１０は、車両１に適用され、乗員による車両１の操舵に関する制御を行う。
【００１７】
車両１は、操舵部材２、入力軸３、出力軸４、ラック６、操舵輪７およびラックハウジング８等を有している。入力軸３は、乗員により操舵される操舵部材２に連結される。ここで、操舵部材２が操舵により回転するときの入力軸３の回転角度を操舵角という。
出力軸４は、図示しないトーションバーにより入力軸３に接続している。ここで、入力軸３と出力軸４とは、コラム軸を構成している。出力軸４の端部には、ラック６に噛み合うステアリングピニオン５が設けられている。これにより、ラック６は、出力軸４の回転に伴い長手方向に往復移動する。すなわち、ラック６とステアリングピニオン５とは、ラックアンドピニオン機構を構成している。ラック６の両端には、操舵輪７が設けられている。これにより、操舵輪７は、ラック６の往復移動に伴い転舵する。ここで、操舵輪７が転舵するときの出力軸４の回転角度を転舵角という。
【００１８】
ラックハウジング８は、ラック６を往復移動可能に収容する。本実施形態では、ラック６は、端部がラックハウジング８の内壁に当接することにより、長手方向の往復移動、すなわちストロークが規制される。つまり、ラック６は、ラックハウジング８内において、所定の範囲（移動可能範囲）で往復移動可能である。
【００１９】
本実施形態の操舵制御装置１０が適用される車両１では、出力軸４の端部に設けられたステアリングピニオン５は、ラック６の、車両１の前方側に噛み合うよう設けられている。また、ラック６は、操舵輪７の回転中心よりも車両１の後方側で操舵輪７に接続するよう設けられている。そのため、乗員が操舵部材２（入力軸３）を時計回り方向（右方向）に回転させる（操舵する）と出力軸４も時計回り方向（右方向）に回転し、ラック６は、車両１の前方に向かって左方向へ移動する。これにより、車両１が右方向へ進行するよう操舵輪７の舵角が変更される（操舵輪７が右方向に転舵する）。一方、乗員が操舵部材２（入力軸３）を反時計回り方向（左方向）に回転させると出力軸４も反時計回り方向（左方向）に回転し、ラック６は、車両１の前方に向かって右方向へ移動する。これにより、車両１が左方向へ進行するよう操舵輪７の舵角が変更される（操舵輪７が左方向に転舵する）。
【００２０】
操舵制御装置１０は、歯車機構５１、アクチュエータ５２、操舵力補助機構５０、操舵トルク検出手段としてのトルクセンサ３１、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）４０等を備えている。
歯車機構５１は、本実施形態では、出力軸４に設けられている。歯車機構５１は、出力軸４に噛み合うギアを有している。
【００２１】
アクチュエータ５２は、本実施形態では、電動モータである。アクチュエータ５２は、歯車機構５１のギアの外縁端に形成された外歯に噛み合うウォームギアを有している。アクチュエータ５２は、当該ウォームギアを回転させるよう駆動することにより歯車機構５１のギアを回転駆動させることができる。
【００２２】
アクチュエータ５２の駆動により歯車機構５１のギアが回転すると、当該回転により生じるトルクが出力軸４に付加される。乗員の操舵による操舵部材２の回転に伴う出力軸４の回転方向と同じ方向に、歯車機構５１を経由してアクチュエータ５２からトルクを付加することで、乗員による操舵部材２の操舵の補助をすることができる。すなわち、アクチュエータ５２および歯車機構５１の駆動により出力軸４に付加されるトルクは、乗員から操舵部材２に入力される操舵力（操舵トルク）の補助トルクとなる。
【００２３】
このように、本実施形態では、歯車機構５１とアクチュエータ５２とにより操舵力補助機構５０が構成されている。操舵力補助機構５０は、アクチュエータ５２および歯車機構５１を駆動することで生じる補助トルクにより、乗員による操舵部材２の操舵を補助する。本実施形態では、操舵力補助機構５０は、コラムアシスト型の電動パワーステアリング装置の一部を構成している。
【００２４】
トルクセンサ３１は、入力軸３と出力軸４との間に設けられ、乗員による操舵部材２の操舵によって入力軸３に入力される操舵トルクを検出する。より具体的には、トルクセンサ３１は、入力軸３と出力軸４とを接続するトーションバーの捩れ角を測定することにより操舵トルクを検出する。
【００２５】
ＥＣＵ４０は、演算手段としてのＣＰＵ、ならびに、記憶手段としてのＲＡＭおよびＲＯＭ等を有するマイクロコンピュータ等から構成されている。ＥＣＵ４０は、操舵制御装置１０が適用される車両１に搭載された種々の装置および機器類を制御するために設けられている。ＥＣＵ４０には、上述のトルクセンサ３１をはじめ車両１の各部に設けられている種々のセンサから出力される信号が入力される。ＥＣＵ４０は、これら入力された種々の信号に基づきＲＯＭに格納されている所定の制御プログラムにしたがって車両１に搭載された種々の装置および機器類を制御する。
トルクセンサ３１は、検出した操舵トルクに関する信号をＥＣＵ４０に出力する。
【００２６】
ＥＣＵ４０は、アクチュエータ５２にも接続されている。ＥＣＵ４０は、アクチュエータ５２に供給する電力を調整することでアクチュエータ５２の回転駆動を制御可能である。ＥＣＵ４０は、アクチュエータ５２の回転駆動を制御することで歯車機構５１の駆動を制御可能である。これにより、ＥＣＵ４０は、上述の補助トルクが任意の値になるようアクチュエータ５２の駆動を制御することができる。
【００２７】
本実施形態では、車両１には、上述したものの他、操舵角検出手段としての操舵角センサ３２が設けられている。
操舵角センサ３２は、入力軸３に設けられ、入力軸３の回転角度すなわち操舵角を検出する。操舵角センサ３２は、検出した操舵角に関する信号をＥＣＵ４０に出力する。
【００２８】
次に、本実施形態による操舵制御装置１０の作動について図２に基づき説明する。
図２は、ＥＣＵ４０による操舵に関する処理フローを示したものである。図２に示す一連の処理（Ｓ１００）は、例えば乗員が車両１のイグニッションキーをオンにすることを切っ掛けとして開始される。
【００２９】
Ｓ１０１では、ＥＣＵ４０は、各センサから各種信号（情報）を取得する。ＥＣＵ４０は、トルクセンサ３１が検出した操舵トルクＴｉｎを取得する。また、ＥＣＵ４０は、操舵角センサ３２が検出した入力軸３の回転角度すなわち操舵角θｉｎを取得する。
Ｓ１０１の後、処理はＳ１０２に移行する。
【００３０】
Ｓ１０２では、ＥＣＵ４０は、ラック６の位置を推定する。具体的には、ＥＣＵ４０は、Ｓ１０１で取得した操舵角θｉｎに基づきラック６の位置を推定する。すなわち、ＥＣＵ４０は、θｉｎを変数とする関数（下記式１）に基づきラック６の位置ηを算出することにより、この時点（Ｓ１０２）でのラック６の位置を推定する。
η＝Ｆ（θｉｎ） ・・・式１
【００３１】
ここで、ηは、−１００から１００（％）までの値である。操舵部材２、入力軸３、出力軸４および操舵輪７が中立位置のときのラック６の位置ηを０（％）とする。つまり、ηが０のとき、ラック６は、移動可能範囲の中央に位置していることを意味する。
【００３２】
操舵部材２を回転方向の一方（例えば時計回り方向）に回転させ続けると、ラック６は長手方向の一方に移動し、ラック６の端部がラックハウジング８の内壁に当接する。これにより、ラック６の長手方向の移動、すなわちストロークが規制される。このときのラック６の位置ηを１００（％）とする。つまり、ηが１００のとき、ラック６は、移動可能範囲の一端、すなわち最大ストローク位置に位置していることを意味する。
【００３３】
操舵部材２を回転方向の他方（例えば反時計回り方向）に回転させ続けると、ラック６は長手方向の他方に移動し、ラック６の端部がラックハウジング８の内壁に当接する。これにより、ラック６の長手方向の移動、すなわちストロークが規制される。このときのラック６の位置ηを−１００（％）とする。つまり、ηが−１００のとき、ラック６は、移動可能範囲の他端、すなわち最大ストローク位置に位置していることを意味する。
Ｓ１０２の後、処理はＳ１０３へ移行する。
【００３４】
Ｓ１０３では、ＥＣＵ４０は、ラック位置ηが第１閾値と第２閾値との間か否かを判定する。本実施形態では、第１閾値を９０とし、第２閾値を−９０とする。つまり、第１閾値は、ラック６の移動可能範囲の一端近傍の位置、すなわち、特許請求の範囲における「第１位置」に対応している。一方、第２閾値は、ラック６の移動可能範囲の他端近傍の位置、すなわち、特許請求の範囲における「第２位置」に対応している。
【００３５】
ラック位置ηは第１閾値と第２閾値との間であると判定した場合、すなわち、−９０＜η＜９０であると判定した場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、処理はＳ１０４へ移行する。一方、ラック位置ηは第１閾値と第２閾値との間ではないと判定した場合、すなわち、η≦−９０または９０≦ηであると判定した場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、処理はＳ１１１へ移行する。
【００３６】
Ｓ１０４では、ＥＣＵ４０は、基準補助トルクを算出する。本実施形態では、Ｓ１０１で取得した操舵トルクＴｉｎに基づき基準補助トルクを算出する。基準補助トルクは、Ｔｉｎを変数とする関数（下記式２）により算出される。
Ｔ（Ｔｉｎ） ・・・式２
そして、ＥＣＵ４０は、算出した基準補助トルクＴ（Ｔｉｎ）を補助トルクＴ＿ａｓに代入する。すなわち、基準補助トルクＴ（Ｔｉｎ）を補助トルクＴ＿ａｓとして決定する。
Ｓ１０４の後、処理はＳ１０５へ移行する。
【００３７】
Ｓ１１１では、ＥＣＵ４０は、補正補助トルクを算出する。本実施形態では、ラック６の位置、すなわち、Ｓ１０２で推定したラック６の位置ηに基づき基準補助トルクを補正することで補正補助トルクを算出する。具体的には、ラック６の位置ηに基づき算出される補正係数ｋ（η）を、基準補助トルクＴ（Ｔｉｎ）に乗ずることにより、補正補助トルクを算出する。
【００３８】
補正係数ｋ（η）は１以下の値である。補正係数ｋ（η）とラック位置ηとの関係は図３に示すとおりである。図３に示すように、補正係数ｋ（η）は、−９０＜η＜９０のとき、１である。補正係数ｋ（η）は、９０≦η≦１００のとき、ηが９０から１００に向かうよう変化するに従い、１から０に向かって徐々に小さくなる。また、補正係数ｋ（η）は、−１００≦η≦−９０のとき、ηが−９０から−１００に向かうよう変化するに従い、１から０に向かって徐々に小さくなる。なお、ηが１００または−１００のとき、補正係数ｋ（η）は０となる。
【００３９】
また、図３に示すように、本実施形態では、補正係数ｋ（η）は、ηが９０から９５まで変化するとき、または、ηが−９０から−９５まで変化するとき、曲線的に徐々に小さくなる。また、補正係数ｋ（η）は、ηが９５から１００まで変化するとき、または、ηが−９５から−１００まで変化するとき、直線的に徐々に小さくなる。
基準補助トルクＴ（Ｔｉｎ）の算出方法は、Ｓ１０４の処理の説明で示した方法と同様のため、説明を省略する。
【００４０】
補正補助トルクは、下記式３により算出される。
ｋ（η）・Ｔ（Ｔｉｎ） ・・・式３
つまり、補正補助トルクｋ（η）・Ｔ（Ｔｉｎ）は、ラック６が第１位置（９０％）から一端（１００％）側へ移動するに従い、または、ラック６が第２位置（−９０％）から他端（−１００％）側へ移動するに従い、より小さくなるよう算出される。
そして、ＥＣＵ４０は、算出した補正補助トルクｋ（η）・Ｔ（Ｔｉｎ）を補助トルクＴ＿ａｓに代入する。すなわち、補正補助トルクｋ（η）・Ｔ（Ｔｉｎ）を補助トルクＴ＿ａｓとして決定する。
Ｓ１１１の後、処理はＳ１０５へ移行する。
【００４１】
Ｓ１０５では、ＥＣＵ４０は、Ｓ１０４またはＳ１１１で決定した補助トルクＴ＿ａｓを補助トルクとして設定し、当該補助トルクが出力軸４に付加されるようアクチュエータ５２の駆動を制御する。これにより、出力軸４には、操舵トルクＴｉｎに加え補助トルクＴ＿ａｓが作用する。すなわち、出力軸４には、操舵トルクＴｉｎと補助トルクＴ＿ａｓとの和である転舵トルクＴｏｕｔが作用する。その結果、出力軸４が回転しラック６が長手方向に移動することにより操舵輪７が転舵する。
【００４２】
Ｓ１０５の後、処理は図２の一連の処理（Ｓ１００）を抜ける。そして、イグニッションキーがオンの状態であれば、再び図２の一連の処理を開始する。すなわち、図２に示す一連の処理（Ｓ１００）は、イグニッションキーがオンの状態のとき、繰り返し実行される処理である。
【００４３】
上述のように、ＥＣＵ４０は、Ｓ１０２において、特許請求の範囲の「ラック位置推定手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ１０３とＳ１０４、および、Ｓ１０３とＳ１１１において、特許請求の範囲の「補助トルク決定手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ１０４およびＳ１１１において、特許請求の範囲の「基準補助トルク算出手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ１１１において、特許請求の範囲の「補正補助トルク算出手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ１０５において、特許請求の範囲の「駆動制御手段」として機能する。
このように、本実施形態では、ＥＣＵ４０は、機能的な構成として、ラック位置推定手段、補助トルク決定手段、基準補助トルク算出手段、補正補助トルク算出手段および駆動制御手段を有している。
【００４４】
本実施形態では、上述の処理（Ｓ１００）を行うことにより、ラック６がラックハウジング８に衝突するときのラック６の移動速度を低減することができる。そのため、ラック６とラックハウジング８との衝突エネルギーを低減することができる。その結果、ラック６とラックハウジング８とが衝突するとき、歯車機構５１を構成するギアに反作用で加わるトルク（衝突トルク：Ｔ＿ｇｅａｒ）を低減することができる。以下、この効果を、比較例との対比により具体的に説明する（図４参照）。
【００４５】
図４の実線は、上述の一連の処理（Ｓ１００）を行う本実施形態の操舵制御装置１０を適用した車両１が停止（車速ｖ＝０）している状態で操舵部材２を回転方向の一方に回転させ続けたとき（据え切り時）の、時間の経過に伴うＴ＿ｇｅａｒの変化を示している。一方、図４の破線は、比較例による操舵制御装置を適用した車両１が停止している状態で操舵部材２を回転方向の一方に回転させ続けたときの、時間の経過に伴うＴ＿ｇｅａｒの変化を示している。ここで、比較例による操舵制御装置は、物理的な構成は操舵制御装置１０と同様であって、操舵に関する処理として、上述の処理（Ｓ１００）からＳ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１１１を除いた処理を行うものとする。すなわち、比較例では、基準補助トルクの補正は行わない。
【００４６】
図４に示すように、比較例の場合、時刻ｔ１でラック６がラックハウジング８に衝突すると、歯車機構５１のギアに大きな衝突トルクＴ＿ｇｅａｒが加わる（衝突トルクＴ＿ｇｅａｒのピーク値が大きい）ことがわかる。一方、本実施形態の操舵制御装置１０の場合、時刻ｔ１でラック６がラックハウジング８に衝突しても、歯車機構５１のギアに加わる衝突トルクＴ＿ｇｅａｒのピーク値は小さいことがわかる。このように、本実施形態では、比較例と比べ、ラック６とラックハウジング８とが衝突したときに生じる衝突トルクのピーク値を大幅に低減することができる。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態では、ＥＣＵ４０（補正補助トルク算出手段）は、ラック６が移動可能範囲の一端（１００％）近傍の所定の第１位置（９０％）から前記一端側へ移動するに従い、または、ラック６が移動可能範囲の他端（−１００）近傍の所定の第２位置（−９０）から前記他端側へ移動するに従い前記基準補助トルクの値がより小さくなるよう補正することで補正補助トルクを算出する。
【００４８】
ＥＣＵ４０（補助トルク決定手段）は、ラック６が前記第１位置と前記第２位置との間に位置するとき、基準補助トルク算出手段により算出した基準補助トルクを補助トルクとして決定する。一方、ラック６が前記第１位置から前記一端までの間、または、前記第２位置から前記他端までの間に位置するとき、補正補助トルク算出手段により算出した補正補助トルクを補助トルクとして決定する。
【００４９】
上記構成により、ラック６が移動可能範囲の一端または他端近傍に位置するとき、乗員による操舵部材２の操舵に伴いラック６が移動可能範囲の一端または他端に近づくほど、すなわち、ラック６が最大ストローク位置に近づくほど、補助トルクが小さくなるよう補正される。これにより、ラック６がラックハウジング８に衝突するときのラック６の移動速度が小さくなる。その結果、ラック６とラックハウジング８との衝突による衝突トルクを低減することができる。したがって、歯車機構５１の許容トルクを小さく設定することができ、歯車機構５１を小型にすることができる。よって、操舵制御装置１０の体格を小型かつ軽量にできるとともに製造コストを低減することができる。また、ラック６とラックハウジング８との衝突トルクを低減することにより歯車機構５１の破損を防止することができ、その結果、操舵制御装置１０の信頼性を向上することができる。
【００５０】
また、本実施形態は、操舵角センサ３２およびラック位置推定手段をさらに備えている。操舵角センサ３２は、入力軸３の回転角度である操舵角を検出する。ＥＣＵ４０（ラック位置推定手段）は、操舵角センサ３２により検出した操舵角に基づきラック６の位置を推定する。
【００５１】
そして、本実施形態では、ＥＣＵ４０（補正補助トルク算出手段）は、ラック位置推定手段により推定したラック６の位置に基づき基準補助トルクを補正する。また、ＥＣＵ４０（補助トルク決定手段）は、ラック位置推定手段により推定したラック６の位置に基づき補助トルクを決定する。このように、本実施形態では、例えばラック６の位置を実際に検出する検出手段を用いることなく、ＳＣＵ４０（ラック位置推定手段）によりラック６の位置を推定し、補正補助トルク算出手段により基準補助トルクを補正する。よって、部材点数を低減することができる。
【００５２】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による操舵制御装置を図５に示す。第２実施形態は、物理的な構成が異なる点、および、操舵に関する処理が一部異なる点で、第１実施形態と異なる。
【００５３】
第２実施形態は、第１実施形態と比べ、操舵角センサ３２を備えず、ラック位置検出手段としてのラック位置センサ３３をさらに備えている。ラック位置センサ３３は、ラックハウジング８に設けられ、ラック６の位置を検出する。ラック位置センサ３３は、検出したラック６の位置に関する信号をＥＣＵ４０に出力する。ここで、ラック位置センサ３３が出力する信号（η）は、−１００から１００（％）までの値に対応している。
操舵部材２、入力軸３、出力軸４および操舵輪７が中立位置のとき、ラック位置センサ３３が出力する信号（η）は０（％）である。つまり、ηが０のとき、ラック６は、移動可能範囲の中央に位置している。
【００５４】
操舵部材２を回転方向の一方（例えば時計回り方向）に回転させ続け、ラック６の端部がラックハウジング８の内壁に当接したとき、ラック位置センサ３３が出力する信号（η）は１００（％）である。つまり、ηが１００のとき、ラック６は、移動可能範囲の一端、すなわち最大ストローク位置に位置している。
【００５５】
操舵部材２を回転方向の他方（例えば反時計回り方向）に回転させ続け、ラック６の端部がラックハウジング８の内壁に当接したとき、ラック位置センサ３３が出力する信号（η）は−１００（％）である。つまり、ηが−１００のとき、ラック６は、移動可能範囲の他端、すなわち最大ストローク位置に位置している。
【００５６】
次に、第２実施形態による操舵制御装置の作動について図６に基づき説明する。
図６は、ＥＣＵ４０による操舵に関する処理フローを示したものである。図６に示す一連の処理（Ｓ２００）は、例えば乗員が車両１のイグニッションキーをオンにすることを切っ掛けとして開始される。
【００５７】
Ｓ２０１では、ＥＣＵ４０は、各センサから各種信号（情報）を取得する。ＥＣＵ４０は、トルクセンサ３１が検出した操舵トルクＴｉｎを取得する。また、ＥＣＵ４０は、ラック位置センサ３３が検出したラック位置ηを取得する。
Ｓ２０１の後、処理はＳ２０２に移行する。
【００５８】
Ｓ２０２では、ＥＣＵ４０は、Ｓ２０１で取得したラック位置ηが第１閾値と第２閾値との間か否かを判定する。本実施形態では、第１実施形態のＳ１０３での処理と同様、第１閾値を９０とし、第２閾値を−９０とする。なお、第１実施形態のＳ１０３での処理とＳ２０２での処理との異なる点は、Ｓ１０３ではＥＣＵ４０（ラック位置推定手段）により推定したラック位置ηを用いるのに対し、Ｓ２０２ではラック位置センサ３３により検出したラック位置ηを用いる点である。
【００５９】
ラック位置ηは第１閾値と第２閾値との間であると判定した場合、すなわち、−９０＜η＜９０であると判定した場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、処理はＳ２０３へ移行する。一方、ラック位置ηは第１閾値と第２閾値との間ではないと判定した場合、すなわち、η≦−９０または９０≦ηであると判定した場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、処理はＳ２１１へ移行する。
【００６０】
Ｓ２０３では、ＥＣＵ４０は、基準補助トルクを算出する。本実施形態では、Ｓ２０１で取得した操舵トルクＴｉｎに基づき基準補助トルクを算出する。具体的な基準補助トルクの算出の方法は、第１実施形態のＳ１０４での処理と同様のため、説明を省略する。
ＥＣＵ４０は、算出した基準補助トルクＴ（Ｔｉｎ）を補助トルクＴ＿ａｓとして決定する。
Ｓ２０３の後、処理はＳ２０４へ移行する。
【００６１】
Ｓ２１１では、ＥＣＵ４０は、補正補助トルクを算出する。本実施形態では、ラック６の位置、すなわち、Ｓ２０１で取得したラック位置ηに基づき基準補助トルクを補正することで補正補助トルクを算出する。具体的な補正補助トルクの算出の方法は、第１実施形態のＳ１１１での処理と同様のため、説明を省略する。なお、第１実施形態のＳ１１１での処理とＳ２１１での処理との異なる点は、Ｓ１１１ではＥＣＵ４０（ラック位置推定手段）により推定したラック位置ηを用いるのに対し、Ｓ２１１ではラック位置センサ３３により検出したラック位置ηを用いる点である。
ＥＣＵ４０は、算出した補正補助トルクｋ（η）・Ｔ（Ｔｉｎ）を補助トルクＴ＿ａｓとして決定する。
Ｓ２１１の後、処理はＳ２０４へ移行する。
【００６２】
Ｓ２０４では、ＥＣＵ４０は、Ｓ２０３またはＳ２１１で決定した補助トルクＴ＿ａｓを補助トルクとして設定し、当該補助トルクとなるよう操舵力補助機構５０のアクチュエータ５２の駆動を制御する。
Ｓ２０４の後、処理は図６の一連の処理（Ｓ２００）を抜ける。そして、イグニッションキーがオンの状態であれば、再び図６の一連の処理を開始する。すなわち、図６に示す一連の処理（Ｓ２００）は、イグニッションキーがオンの状態のとき、繰り返し実行される処理である。
【００６３】
上述のように、ＥＣＵ４０は、Ｓ２０２とＳ２０３、および、Ｓ２０２とＳ２１１において、特許請求の範囲の「補助トルク決定手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ２０３およびＳ２１１において、特許請求の範囲の「基準補助トルク算出手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ２１１において、特許請求の範囲の「補正補助トルク算出手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ２０４において、特許請求の範囲の「駆動制御手段」として機能する。
このように、本実施形態では、ＥＣＵ４０は、機能的な構成として、補助トルク決定手段、基準補助トルク算出手段、補正補助トルク算出手段および駆動制御手段を有している。
【００６４】
第２実施形態では、上述の処理（Ｓ２００）を行うことにより、第１実施形態と同様、ラック６がラックハウジング８に衝突するときのラック６の移動速度を低減することができる。そのため、ラック６とラックハウジング８との衝突エネルギーを低減することができる。その結果、ラック６とラックハウジング８とが衝突するとき、歯車機構５１を構成するギアに反作用で加わるトルク（衝突トルク：Ｔ＿ｇｅａｒ）を低減することができる。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態では、ラック６の位置を検出するラック位置センサ３３をさらに備えている。そして、ＥＣＵ４０（補正補助トルク算出手段）は、ラック位置センサ３３により検出したラック６の位置に基づき基準補助トルクを補正する。また、ＥＣＵ４０（補助トルク決定手段）は、ラック位置センサ３３により検出したラック６の位置に基づき補助トルクを決定する。このように、本実施形態では、ラック６の位置を実際に検出するラック位置センサ３３を用いることで、ラック６の位置を正確に検出することができる。よって、ＥＣＵ４０（補正補助トルク算出手段）による基準補助トルクの補正の精度を高めることができる。
【００６６】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による操舵制御装置を図７に示す。第３実施形態は、物理的な構成は第１実施形態と同じであるものの、操舵に関する処理が第１実施形態と一部異なる。
第３実施形態の物理的な構成は、第１実施形態と同じのため、説明を省略する。
以下、第３実施形態による操舵制御装置の作動について図８に基づき説明する。
図８は、ＥＣＵ４０による操舵に関する処理フローを示したものである。図８に示す一連の処理（Ｓ３００）は、例えば乗員が車両１のイグニッションキーをオンにすることを切っ掛けとして開始される。
【００６７】
Ｓ３０１では、ＥＣＵ４０は、各センサから各種信号（情報）を取得する。ＥＣＵ４０は、トルクセンサ３１が検出した操舵トルクＴｉｎを取得する。また、ＥＣＵ４０は、操舵角センサ３２が検出した入力軸３の回転角度すなわち操舵角θｉｎを取得する。
Ｓ３０１の後、処理はＳ３０２に移行する。
【００６８】
Ｓ３０２では、ＥＣＵ４０は、入力軸３の角速度である操舵角速度を算出する。具体的には、ＥＣＵ４０は、Ｓ３０１で取得した操舵角θｉｎに基づき操舵角速度を算出する。すなわち、ＥＣＵ４０は、下記式４のように操舵角θｉｎを時間微分することにより操舵角速度ωを算出する。
ω＝ｄθｉｎ／ｄｔ ・・・式４
Ｓ３０２の後、処理はＳ３０３へ移行する。
【００６９】
Ｓ３０３では、ＥＣＵ４０は、ラック６の位置を推定する。具体的には、ＥＣＵ４０は、Ｓ３０１で取得した操舵角θｉｎに基づきラック６の位置を推定する。より具体的なラック６の位置の推定の方法は、第１実施形態のＳ１０２での処理と同様のため、説明を省略する。
Ｓ３０３の後、処理はＳ３０４へ移行する。
【００７０】
Ｓ３０４では、ＥＣＵ４０は、ラック位置ηが第１閾値と第２閾値との間か否かを判定する。本実施形態では、第１実施形態のＳ１０３での処理と同様、第１閾値を９０とし、第２閾値を−９０とする。
ラック位置ηは第１閾値と第２閾値との間であると判定した場合、すなわち、−９０＜η＜９０であると判定した場合（Ｓ３０４：ＹＥＳ）、処理はＳ３０５へ移行する。一方、ラック位置ηは第１閾値と第２閾値との間ではないと判定した場合、すなわち、η≦−９０または９０≦ηであると判定した場合（Ｓ３０４：ＮＯ）、処理はＳ３１１へ移行する。
【００７１】
Ｓ３０５では、ＥＣＵ４０は、基準補助トルクを算出する。本実施形態では、Ｓ３０１で取得した操舵トルクＴｉｎに基づき基準補助トルクを算出する。具体的な基準補助トルクの算出の方法は、第１実施形態のＳ１０４での処理と同様のため、説明を省略する。
ＥＣＵ４０は、算出した基準補助トルクＴ（Ｔｉｎ）を補助トルクＴ＿ａｓとして決定する。
Ｓ３０５の後、処理はＳ３０６へ移行する。
【００７２】
Ｓ３１１では、ＥＣＵ４０は、補正補助トルクを算出する。本実施形態では、ラック６の位置、すなわち、Ｓ３０３で推定したラック６の位置ηと、Ｓ３０２で算出した操舵角速度ωと、に基づき基準補助トルクを補正することで補正補助トルクを算出する。具体的には、ラック６の位置ηと操舵角速度ωとに基づき算出される補正係数ｋ（η，ω）を、基準補助トルクＴ（Ｔｉｎ）に乗ずることにより、補正補助トルクを算出する。
【００７３】
補正係数ｋ（η，ω）は１以下の値である。補正係数ｋ（η，ω）とラック位置ηとの関係は図９に示すとおりである。なお、図９では、ωがω1、ω2またはω3のときの補正係数ｋ（η，ω）とラック位置ηとの関係を示している。ここで、ω1、ω2およびω3は、それぞれ所定の範囲内の値であり、ω1＜ω2＜ω3の関係を満たす値である。本実施形態では、ωがω1のとき、操舵部材２の回転速度、すなわち、ステアリングの回転速度域が低速域であることを意味する。また、ωがω2のとき、ステアリングの回転速度域が中速域であることを意味する。また、ωがω3のとき、ステアリングの回転速度域が高速域であることを意味する。
【００７４】
図９に示すように、補正係数ｋ（η，ω1）は、−９０＜η＜９０のとき、１である。補正係数ｋ（η，ω1）は、９０≦η≦１００のとき、ηが９０から１００に向かうよう変化するに従い、１から０に向かって徐々に小さくなる。また、補正係数ｋ（η，ω1）は、−１００≦η≦−９０のとき、ηが−９０から−１００に向かうよう変化するに従い、１から０に向かって徐々に小さくなる。なお、ηが１００または−１００のとき、補正係数ｋ（η，ω1）は０となる。また、ωがω1のとき、第１位置および第１閾値は９０、第２位置および第２閾値は−９０である。
【００７５】
また、図９に示すように、本実施形態では、補正係数ｋ（η，ω1）は、ηが９０から９５まで変化するとき、または、ηが−９０から−９５まで変化するとき、曲線的に徐々に小さくなる。また、補正係数ｋ（η，ω1）は、ηが９５から１００まで変化するとき、または、ηが−９５から−１００まで変化するとき、直線的に徐々に小さくなる。
【００７６】
補正係数ｋ（η，ω2）は、−８５＜η＜８５のとき、１である。補正係数ｋ（η，ω2）は、８５≦η≦１００のとき、ηが８５から１００に向かうよう変化するに従い、１から０に向かって徐々に小さくなる。また、補正係数ｋ（η，ω2）は、−１００≦η≦−８５のとき、ηが−８５から−１００に向かうよう変化するに従い、１から０に向かって徐々に小さくなる。なお、ηが１００または−１００のとき、補正係数ｋ（η，ω2）は０となる。また、ωがω2のとき、第１位置および第１閾値は８５、第２位置および第２閾値は−８５である。
【００７７】
また、図９に示すように、本実施形態では、補正係数ｋ（η，ω2）は、ηが８５から９５まで変化するとき、または、ηが−８５から−９５まで変化するとき、曲線的に徐々に小さくなる。また、補正係数ｋ（η，ω2）は、ηが９５から１００まで変化するとき、または、ηが−９５から−１００まで変化するとき、直線的に徐々に小さくなる。
【００７８】
補正係数ｋ（η，ω3）は、−８０＜η＜８０のとき、１である。補正係数ｋ（η，ω3）は、８０≦η≦１００のとき、ηが８０から１００に向かうよう変化するに従い、１から０に向かって徐々に小さくなる。また、補正係数ｋ（η，ω3）は、−１００≦η≦−８０のとき、ηが−８０から−１００に向かうよう変化するに従い、１から０に向かって徐々に小さくなる。なお、ηが１００または−１００のとき、補正係数ｋ（η，ω3）は０となる。また、ωがω3のとき、第１位置および第１閾値は８０、第２位置および第２閾値は−８０である。
【００７９】
また、図９に示すように、本実施形態では、補正係数ｋ（η，ω3）は、ηが８０から９０まで変化するとき、または、ηが−８０から−９０まで変化するとき、曲線的に徐々に小さくなる。また、補正係数ｋ（η，ω3）は、ηが９０から１００まで変化するとき、または、ηが−９０から−１００まで変化するとき、直線的に徐々に小さくなる。
【００８０】
上述のように、ωがω2またはω3のとき、すなわち、ステアリングの回転速度域が中速域または高速域のとき、第１位置および第１閾値が９０から８５または８０に変更され、第２位置および第２閾値が−９０から−８５または−８０に変更される。第１閾値および第２閾値の変更は、Ｓ３０４でのＥＣＵ４０による判断に影響する。実際には、Ｓ３０４では、Ｓ３０２で算出した操舵角速度ωがω1のとき第１閾値を９０、第２閾値を−９０とし、Ｓ３０２で算出した操舵角速度ωがω2のとき第１閾値を８５、第２閾値を−８５とし、Ｓ３０２で算出した操舵角速度ωがω3のとき第１閾値を８０、第２閾値を−８０として、判断を行う。
基準補助トルクＴ（Ｔｉｎ）の算出方法は、Ｓ３０５の処理の説明で示した方法と同様のため、説明を省略する。
【００８１】
補正補助トルクは、下記式５により算出される。
ｋ（η，ω）・Ｔ（Ｔｉｎ） ・・・式５
つまり、補正補助トルクｋ（η，ω）・Ｔ（Ｔｉｎ）は、ラック６が第１位置（９０％、８５％または８０％）から一端（１００％）側へ移動するに従い、または、ラック６が第２位置（−９０％、−８５％または−８０％）から他端（−１００％）側へ移動するに従い、より小さくなるよう算出される。
そして、ＥＣＵ４０は、算出した補正補助トルクｋ（η，ω）・Ｔ（Ｔｉｎ）を補助トルクＴ＿ａｓに代入する。すなわち、補正補助トルクｋ（η，ω）・Ｔ（Ｔｉｎ）を補助トルクＴ＿ａｓとして決定する。
Ｓ３１１の後、処理はＳ３０６へ移行する。
【００８２】
Ｓ３０６では、ＥＣＵ４０は、Ｓ３０５またはＳ３１１で決定した補助トルクＴ＿ａｓを補助トルクとして設定し、当該補助トルクとなるよう操舵力補助機構５０のアクチュエータ５２の駆動を制御する。
Ｓ３０６の後、処理は図８の一連の処理（Ｓ３００）を抜ける。そして、イグニッションキーがオンの状態であれば、再び図８の一連の処理を開始する。すなわち、図８に示す一連の処理（Ｓ３００）は、イグニッションキーがオンの状態のとき、繰り返し実行される処理である。
【００８３】
上述のように、ＥＣＵ４０は、Ｓ３０２において、特許請求の範囲の「操舵角速度算出手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ３０３において、特許請求の範囲の「ラック位置推定手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ３０４とＳ３０５、および、Ｓ３０４とＳ３１１において、特許請求の範囲の「補助トルク決定手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ３０５およびＳ３１１において、特許請求の範囲の「基準補助トルク算出手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ３１１において、特許請求の範囲の「補正補助トルク算出手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ３０６において、特許請求の範囲の「駆動制御手段」として機能する。
このように、本実施形態では、ＥＣＵ４０は、機能的な構成として、操舵角速度算出手段、ラック位置推定手段、補助トルク決定手段、基準補助トルク算出手段、補正補助トルク算出手段および駆動制御手段を有している。
【００８４】
第３実施形態では、上述の処理（Ｓ３００）を行うことにより、第１実施形態と同様、ラック６がラックハウジング８に衝突するときのラック６の移動速度を低減することができる。そのため、ラック６とラックハウジング８との衝突エネルギーを低減することができる。その結果、ラック６とラックハウジング８とが衝突するとき、歯車機構５１を構成するギアに反作用で加わるトルク（衝突トルク：Ｔ＿ｇｅａｒ）を低減することができる。
【００８５】
なお、ＥＣＵ４０は、Ｓ３０２で算出した操舵角速度ω（ω1＜ω2＜ω3の関係を満たすω1、ω2またはω3）に基づき、Ｓ３１１で補正係数ｋ（η，ω）を選択し、基準補助トルクＴ（Ｔｉｎ）を補正している。これにより、操舵角速度ωが大きいとき（例えばω＝ω3のとき）補助トルクを補正する程度を大きくし、操舵角速度ωが小さいとき（例えばω＝ω1のとき）補助トルクを補正する程度を小さくする等、操舵角速度に応じてマップ的に補助トルクを補正する。
以上説明したように、本実施形態は、操舵角センサ３２により検出した操舵角に基づき入力軸３の角速度である操舵角速度を算出する操舵角速度算出手段をさらに備えている。
【００８６】
そして、本実施形態では、ＥＣＵ４０（補正補助トルク算出手段）は、ラック６の位置と操舵角速度算出手段により算出した操舵角速度とに基づき基準補助トルクを補正する。また、ＥＣＵ４０（補助トルク決定手段）は、ラック６の位置と操舵角速度算出手段により算出した操舵角速度とに基づき補助トルクを決定する。
【００８７】
本実施形態では、操舵角速度が大きいとき補助トルクを補正する程度を大きくし、操舵角速度が小さいとき補助トルクを補正する程度を小さくする等、操舵角速度に応じて補助トルクを補正する。これにより、ラック６とラックハウジング８との衝突トルクを効果的に低減することができるとともに、最大ストローク位置近傍で補助トルクが小さくなるよう補正する本実施形態において、当該補正によって乗員に与えられる違和感を低減することができる。
【００８８】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による操舵制御装置を図１０に示す。第４実施形態は、物理的な構成が異なる点、および、操舵に関する処理が一部異なる点で、第１実施形態と異なる。
【００８９】
第４実施形態は、速度検出手段としての車速センサ３４をさらに備えている。車速センサ３４は、車両１に設けられ、車両１の速度すなわち車速を検出する。車速センサ３４は、検出した車速に関する信号をＥＣＵ４０に出力する。
【００９０】
次に、第４実施形態による操舵制御装置の作動について図１１に基づき説明する。
図１１は、ＥＣＵ４０による操舵に関する処理フローを示したものである。図１１に示す一連の処理（Ｓ４００）は、例えば乗員が車両１のイグニッションキーをオンにすることを切っ掛けとして開始される。
【００９１】
Ｓ４０１では、ＥＣＵ４０は、各センサから各種信号（情報）を取得する。ＥＣＵ４０は、トルクセンサ３１が検出した操舵トルクＴｉｎを取得する。ＥＣＵ４０は、操舵角センサ３２が検出した入力軸３の回転角度すなわち操舵角θｉｎを取得する。また、ＥＣＵ４０は、車速センサ３４が検出した車速ｖを取得する。
Ｓ４０１の後、処理はＳ４０２に移行する。
【００９２】
Ｓ４０２では、ＥＣＵ４０は、Ｓ４０１で取得した車速ｖの値が所定の閾値より大きいか否かを判定する。本実施形態では、当該所定の閾値として、比較的小さな値が設定されている。車速ｖの値は所定の閾値より大きいと判定した場合（Ｓ４０２：ＹＥＳ）、処理はＳ４０３へ移行する。一方、車速ｖの値は所定の閾値より大きくない、すなわち、車速ｖの値は所定の閾値以下であると判定した場合（Ｓ４０２：ＮＯ）、処理はＳ４１１へ移行する。
【００９３】
Ｓ４１１では、ＥＣＵ４０は、ラック６の位置を推定する。具体的には、ＥＣＵ４０は、Ｓ４０１で取得した操舵角θｉｎに基づきラック６の位置を推定する。より具体的なラック６の位置の推定の方法は、第１実施形態のＳ１０２での処理と同様のため、説明を省略する。
Ｓ４１１の後、処理はＳ４１２へ移行する。
【００９４】
Ｓ４１２では、ＥＣＵ４０は、ラック位置ηが第１閾値と第２閾値との間か否かを判定する。本実施形態では、第１実施形態のＳ１０３での処理と同様、第１閾値を９０とし、第２閾値を−９０とする。
ラック位置ηは第１閾値と第２閾値との間であると判定した場合、すなわち、−９０＜η＜９０であると判定した場合（Ｓ４１２：ＹＥＳ）、処理はＳ４０３へ移行する。一方、ラック位置ηは第１閾値と第２閾値との間ではないと判定した場合、すなわち、η≦−９０または９０≦ηであると判定した場合（Ｓ４１２：ＮＯ）、処理はＳ４２１へ移行する。
【００９５】
Ｓ４０３では、ＥＣＵ４０は、基準補助トルクを算出する。本実施形態では、Ｓ４０１で取得した操舵トルクＴｉｎに基づき基準補助トルクを算出する。具体的な基準補助トルクの算出の方法は、第１実施形態のＳ１０４での処理と同様のため、説明を省略する。
ＥＣＵ４０は、算出した基準補助トルクＴ（Ｔｉｎ）を補助トルクＴ＿ａｓとして決定する。
Ｓ４０３の後、処理はＳ４０４へ移行する。
【００９６】
Ｓ４２１では、ＥＣＵ４０は、補正補助トルクを算出する。本実施形態では、ラック６の位置、すなわち、Ｓ４１１で推定したラック位置ηに基づき基準補助トルクを補正することで補正補助トルクを算出する。具体的な補正補助トルクの算出の方法は、第１実施形態のＳ１１１での処理と同様のため、説明を省略する。
ＥＣＵ４０は、算出した補正補助トルクｋ（η）・Ｔ（Ｔｉｎ）を補助トルクＴ＿ａｓとして決定する。
Ｓ４２１の後、処理はＳ４０４へ移行する。
【００９７】
Ｓ４０４では、ＥＣＵ４０は、Ｓ４０３またはＳ４２１で決定した補助トルクＴ＿ａｓを補助トルクとして設定し、当該補助トルクとなるよう操舵力補助機構５０のアクチュエータ５２の駆動を制御する。
Ｓ４０４の後、処理は図１１の一連の処理（Ｓ４００）を抜ける。そして、イグニッションキーがオンの状態であれば、再び図１１の一連の処理を開始する。すなわち、図１１に示す一連の処理（Ｓ４００）は、イグニッションキーがオンの状態のとき、繰り返し実行される処理である。
【００９８】
上述のように、ＥＣＵ４０は、Ｓ４１１において、特許請求の範囲の「ラック位置推定手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ４０２とＳ４１２とＳ４０３、および、Ｓ４０２とＳ４１２とＳ４２１において、特許請求の範囲の「補助トルク決定手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ４０３およびＳ４２１において、特許請求の範囲の「基準補助トルク算出手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ４０２とＳ４２１において、特許請求の範囲の「補正補助トルク算出手段」として機能する。
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ４０４において、特許請求の範囲の「駆動制御手段」として機能する。
このように、本実施形態では、ＥＣＵ４０は、機能的な構成として、ラック位置推定手段、補助トルク決定手段、基準補助トルク算出手段、補正補助トルク算出手段および駆動制御手段を有している。
【００９９】
第４実施形態では、上述の処理（Ｓ４００）を行うことにより、第１実施形態と同様、ラック６がラックハウジング８に衝突するときのラック６の移動速度を低減することができる。そのため、ラック６とラックハウジング８との衝突エネルギーを低減することができる。その結果、ラック６とラックハウジング８とが衝突するとき、歯車機構５１を構成するギアに反作用で加わるトルク（衝突トルク：Ｔ＿ｇｅａｒ）を低減することができる。
【０１００】
なお、ＥＣＵ４０は、Ｓ４０１で取得した車速ｖの値に基づき、基準補助トルクの補正を行うか否かをＳ４０２において判断している。Ｓ４０１で取得した車速ｖが所定の閾値以下のとき、すなわち、車両１が低速で走行しているとき、ラック６の位置に基づき基準補助トルクの補正を行う（Ｓ４２１）。一方、車両１が中速または高速で走行しているときは、基準補助トルクの補正を行わない（Ｓ４０３）。
【０１０１】
以上説明したように、本実施形態は、車両１の速度を検出する車速センサ３４をさらに備えている。そして、ＥＣＵ４０（補正補助トルク算出手段）は、ラック６の位置と車速センサ３４により検出した車両１の速度とに基づき基準補助トルクを補正する。また、ＥＣＵ４０（補助トルク決定手段）は、ラック６の位置と車速センサ３４により検出した車両１の速度とに基づき補助トルクを決定する。
【０１０２】
本実施形態では、車両１の速度が大きいときは補正補助トルク算出手段による補正補助トルクの算出を行わず、車両１の速度が小さいときのみ補正補助トルク算出手段による補正補助トルクの算出を行う。これにより、実際のドライビングシーンにおいて急なステアリング操作によるラック６とラックハウジング８との衝突が生じる可能性の高い低速走行時のみ、補助トルクを補正するといった対応をとることができる。
【０１０３】
（他の実施形態）
上述した複数の実施形態は、構成上の阻害要因がない限り、物理的な構成および機能的な構成にかかわらず、どのように組み合わせてもよい。
【０１０４】
上述した第３実施形態では、操舵角速度ωが大きいとき（例えばω＝ω3のとき）補助トルクを補正する程度を大きくし、操舵角速度ωが小さいとき（例えばω＝ω1のとき）補助トルクを補正する程度を小さくする等、操舵角速度に応じてマップ的に補助トルクを補正する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、ｆ（ω）・ｋ（η）のような、ωを変数とする関数（ｆ（ω））を含む補正係数により補正補助トルクを算出することとしてもよい。また、ｋ（η）±ｆ（ω）のような、ωを変数とする関数（ｆ（ω））を加減算した補正係数により補正補助トルクを算出することとしてもよい。
【０１０５】
また、上述の実施形態では、歯車機構を出力軸に噛み合うよう設け、補助トルクを出力軸に付加するコラムアシスト型のパワーステアリング機構の例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、歯車機構をラックに噛み合うよう設け、補助トルクをラックに付加するラックアシスト型のパワーステアリング機構を構成することとしてもよい。
また、上述の実施形態では、アクチュエータとして電動モータを採用する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、アクチュエータの駆動を任意に制御できるのであれば、アクチュエータとして、電動モータ以外の動力源を採用することとしてもよい。
【０１０６】
また、本発明の他の実施形態は、出力軸の回転角度である転舵角と入力軸の回転角度である操舵角との比である伝達比を可変にする伝達比可変機構をさらに備えていてもよい。
このように、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で他の種々の実施形態に適用可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１ ・・・・車両
２ ・・・・操舵部材
３ ・・・・入力軸
４ ・・・・出力軸
６ ・・・・ラック
７ ・・・・操舵輪
８ ・・・・ラックハウジング
１０ ・・・操舵制御装置
５０ ・・・操舵力補助機構
５１ ・・・歯車機構
５２ ・・・アクチュエータ
３１ ・・・トルクセンサ（操舵トルク検出手段）
４０ ・・・ＥＣＵ（基準補助トルク算出手段、補正補助トルク算出手段、補助トルク決定手段、駆動制御手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗員により操舵される操舵部材に連結される入力軸、当該入力軸に接続する出力軸、当該出力軸の回転に伴い長手方向に往復移動するラック、当該ラックの往復移動に伴い転舵する操舵輪、および、前記ラックを往復移動可能に収容するラックハウジングを有する車両に設けられる操舵制御装置であって、
前記出力軸または前記ラックに噛み合う歯車機構と、
前記歯車機構を駆動するアクチュエータと、
前記アクチュエータおよび前記歯車機構を駆動することで生じる補助トルクにより、乗員による前記操舵部材の操舵を補助する操舵力補助機構と、
乗員による前記操舵部材の操舵によって前記入力軸に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記操舵トルク検出手段により検出した前記操舵トルクに基づき基準補助トルクを算出する基準補助トルク算出手段と、
前記ラックの位置に基づき前記基準補助トルクを補正することで補正補助トルクを算出する補正補助トルク算出手段と、
前記ラックの位置に基づき前記基準補助トルクまたは前記補正補助トルクのいずれかを前記補助トルクとして決定する補助トルク決定手段と、
前記補助トルク決定手段により決定した前記補助トルクに基づき前記アクチュエータの駆動を制御する駆動制御手段と、を備え、
前記補正補助トルク算出手段は、
前記ラックが移動可能範囲の一端近傍の所定の第１位置から前記一端側へ移動するに従い、または、前記ラックが移動可能範囲の他端近傍の所定の第２位置から前記他端側へ移動するに従い前記基準補助トルクの値がより小さくなるよう補正することで前記補正補助トルクを算出し、
前記補助トルク決定手段は、
前記ラックが前記第１位置と前記第２位置との間に位置するとき、前記基準補助トルクを前記補助トルクとして決定し、
前記ラックが前記第１位置から前記一端までの間、または、前記第２位置から前記他端までの間に位置するとき、前記補正補助トルクを前記補助トルクとして決定することを特徴とする操舵制御装置。
【請求項２】
前記入力軸の回転角度である操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記操舵角検出手段により検出した前記操舵角に基づき前記ラックの位置を推定するラック位置推定手段と、をさらに備え、
前記補正補助トルク算出手段は、前記ラック位置推定手段により推定した前記ラックの位置に基づき前記基準補助トルクを補正し、
前記補助トルク決定手段は、前記ラック位置推定手段により推定した前記ラックの位置に基づき前記補助トルクを決定することを特徴とする請求項１に記載の操舵制御装置。
【請求項３】
前記ラックの位置を検出するラック位置検出手段をさらに備え、
前記補正補助トルク算出手段は、前記ラック位置検出手段により検出した前記ラックの位置に基づき前記基準補助トルクを補正し、
前記補助トルク決定手段は、前記ラック位置検出手段により検出した前記ラックの位置に基づき前記補助トルクを決定することを特徴とする請求項１に記載の操舵制御装置。
【請求項４】
前記入力軸の回転角度である操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記操舵角検出手段により検出した前記操舵角に基づき前記入力軸の角速度である操舵角速度を算出する操舵角速度算出手段と、をさらに備え、
前記補正補助トルク算出手段は、前記ラックの位置と前記操舵角速度算出手段により算出した前記操舵角速度とに基づき前記基準補助トルクを補正し、
前記補助トルク決定手段は、前記ラックの位置と前記操舵角速度算出手段により算出した前記操舵角速度とに基づき前記補助トルクを決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の操舵制御装置。
【請求項５】
前記車両の速度を検出する速度検出手段をさらに備え、
前記補正補助トルク算出手段は、前記ラックの位置と前記速度検出手段により検出した前記車両の速度とに基づき前記基準補助トルクを補正し、
前記補助トルク決定手段は、前記ラックの位置と前記速度検出手段により検出した前記車両の速度とに基づき前記補助トルクを決定することを特徴とする請求項１〜４のいづれか一項に記載の操舵制御装置。
【請求項１】
乗員により操舵される操舵部材に連結される入力軸、当該入力軸に接続する出力軸、当該出力軸の回転に伴い長手方向に往復移動するラック、当該ラックの往復移動に伴い転舵する操舵輪、および、前記ラックを往復移動可能に収容するラックハウジングを有する車両に設けられる操舵制御装置であって、
前記出力軸または前記ラックに噛み合う歯車機構と、
前記歯車機構を駆動するアクチュエータと、
前記アクチュエータおよび前記歯車機構を駆動することで生じる補助トルクにより、乗員による前記操舵部材の操舵を補助する操舵力補助機構と、
乗員による前記操舵部材の操舵によって前記入力軸に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記操舵トルク検出手段により検出した前記操舵トルクに基づき基準補助トルクを算出する基準補助トルク算出手段と、
前記ラックの位置に基づき前記基準補助トルクを補正することで補正補助トルクを算出する補正補助トルク算出手段と、
前記ラックの位置に基づき前記基準補助トルクまたは前記補正補助トルクのいずれかを前記補助トルクとして決定する補助トルク決定手段と、
前記補助トルク決定手段により決定した前記補助トルクに基づき前記アクチュエータの駆動を制御する駆動制御手段と、を備え、
前記補正補助トルク算出手段は、
前記ラックが移動可能範囲の一端近傍の所定の第１位置から前記一端側へ移動するに従い、または、前記ラックが移動可能範囲の他端近傍の所定の第２位置から前記他端側へ移動するに従い前記基準補助トルクの値がより小さくなるよう補正することで前記補正補助トルクを算出し、
前記補助トルク決定手段は、
前記ラックが前記第１位置と前記第２位置との間に位置するとき、前記基準補助トルクを前記補助トルクとして決定し、
前記ラックが前記第１位置から前記一端までの間、または、前記第２位置から前記他端までの間に位置するとき、前記補正補助トルクを前記補助トルクとして決定することを特徴とする操舵制御装置。
【請求項２】
前記入力軸の回転角度である操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記操舵角検出手段により検出した前記操舵角に基づき前記ラックの位置を推定するラック位置推定手段と、をさらに備え、
前記補正補助トルク算出手段は、前記ラック位置推定手段により推定した前記ラックの位置に基づき前記基準補助トルクを補正し、
前記補助トルク決定手段は、前記ラック位置推定手段により推定した前記ラックの位置に基づき前記補助トルクを決定することを特徴とする請求項１に記載の操舵制御装置。
【請求項３】
前記ラックの位置を検出するラック位置検出手段をさらに備え、
前記補正補助トルク算出手段は、前記ラック位置検出手段により検出した前記ラックの位置に基づき前記基準補助トルクを補正し、
前記補助トルク決定手段は、前記ラック位置検出手段により検出した前記ラックの位置に基づき前記補助トルクを決定することを特徴とする請求項１に記載の操舵制御装置。
【請求項４】
前記入力軸の回転角度である操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記操舵角検出手段により検出した前記操舵角に基づき前記入力軸の角速度である操舵角速度を算出する操舵角速度算出手段と、をさらに備え、
前記補正補助トルク算出手段は、前記ラックの位置と前記操舵角速度算出手段により算出した前記操舵角速度とに基づき前記基準補助トルクを補正し、
前記補助トルク決定手段は、前記ラックの位置と前記操舵角速度算出手段により算出した前記操舵角速度とに基づき前記補助トルクを決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の操舵制御装置。
【請求項５】
前記車両の速度を検出する速度検出手段をさらに備え、
前記補正補助トルク算出手段は、前記ラックの位置と前記速度検出手段により検出した前記車両の速度とに基づき前記基準補助トルクを補正し、
前記補助トルク決定手段は、前記ラックの位置と前記速度検出手段により検出した前記車両の速度とに基づき前記補助トルクを決定することを特徴とする請求項１〜４のいづれか一項に記載の操舵制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−１３７０（Ｐ２０１３−１３７０Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３８１６６（Ｐ２０１１−１３８１６６）
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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