車両用操舵装置
【課題】修正操舵に伴う燃費の悪化を抑制することができる車両用操舵装置を提供する。
【解決手段】ギヤ比可変アクチュエータの作動を制御するＩＦＳＥＣＵは、ステアリング中立位置のときの操舵角を跨いでステアリングを繰り返し操舵する修正操舵が行われているか否かを判定する修正操舵判定部４３と、転舵角θtの目標となる適正転舵角θt*を推定する適正転舵角推定部５１とを有する修正操舵制御演算部４２を備えた。そして、修正操舵制御演算部４２は、修正操舵判定部４３により修正操舵が行われていると判定された場合に、転舵輪の転舵角θtを適正転舵角θt*とするべく、ゼロでない修正操舵指令角θad*を出力するようにした。
【解決手段】ギヤ比可変アクチュエータの作動を制御するＩＦＳＥＣＵは、ステアリング中立位置のときの操舵角を跨いでステアリングを繰り返し操舵する修正操舵が行われているか否かを判定する修正操舵判定部４３と、転舵角θtの目標となる適正転舵角θt*を推定する適正転舵角推定部５１とを有する修正操舵制御演算部４２を備えた。そして、修正操舵制御演算部４２は、修正操舵判定部４３により修正操舵が行われていると判定された場合に、転舵輪の転舵角θtを適正転舵角θt*とするべく、ゼロでない修正操舵指令角θad*を出力するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステアリングと転舵輪とを連結する操舵伝達系の途中に設けられ、モータ駆動により転舵輪の転舵角を変更可能な駆動手段と、該駆動手段を制御する制御手段とを備えた車両用操舵装置がある。このような駆動手段としては、例えばステアリング操作に基づく転舵輪の第１の舵角にモータ駆動に基づく転舵輪の第２の舵角（ＡＣＴ角）を上乗せすることにより、ステアリングの舵角（操舵角）と転舵輪の舵角（転舵角）との間の伝達比（ギヤ比）を可変させる伝達比可変装置がある（例えば特許文献１参照）。そして、このような伝達比可変装置を採用することで、低車速時においてはステアリング操作に対する転舵角の変更量を大として運転者の負担を軽減し、高車速時にはその変更量を小として高い操舵安定性を確保するといった、優れたステアリング特性を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３３１７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両の走行時において、例えば障害物を避けるために操舵した後に、或いは運転者の癖等により、所望の車両進行方向に対応した基準操舵角（例えば直進状態であれば、ステアリング中立位置のときの操舵角）を跨いでステアリングを繰り返し操舵する修正操舵が行われることがある。そして、このような修正操舵が行われる場合には、本来不必要な転舵輪の転舵が行われることにより車輪が路面から受ける走行抵抗が増大し、燃費が悪化する等の問題が生じる。
【０００５】
しかしながら、上記伝達比可変装置を採用した構成において、修正操舵に伴う燃費の悪化を考慮した制御はなされておらず、この点においてなお改善の余地があった。なお、上記駆動手段として、例えば操舵伝達系の途中に設けられ、モータ駆動により操舵伝達系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置等の他の駆動手段を採用した構成においても、同様に修正操舵に伴う燃費の悪化を考慮した制御はなされておらず、同様に改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、修正操舵に伴う燃費の悪化を抑制することができる車両用操舵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】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ステアリングと転舵輪とを連結する操舵伝達系の途中に設けられモータ駆動により前記転舵輪の転舵角を変更可能な駆動手段と、前記駆動手段の作動を制御する制御手段とを備えた車両用操舵装置において、修正操舵判定手段と、前記適正転舵角推定手段とを備え、前記修正操舵判定手段は、所定車両進行方向に対応する基準操舵角を跨いで前記ステアリングを繰り返し操舵する修正操舵が行われているか否かを判定し、前記適正転舵角推定手段は、前記基準操舵角に対応した適正転舵角を推定するものであり、前記制御手段は、前記修正操舵判定手段により修正操舵が行われていると判定された場合に、前記転舵輪の転舵角を前記適正転舵角とすべく、前記駆動手段の作動を制御することを要旨とする。
【０００８】
上記構成によれば、修正操舵が行われている場合には、制御手段により転舵輪の転舵角が適正転舵角となるように駆動手段の作動が制御されるため、転舵輪の不必要な転舵が行われることを抑制し、車輪が路面から受ける走行抵抗が増大することを防いで燃費の悪化を抑制できる。また、例えば障害物を避けるために操舵した後等に修正操舵が行われる場合には、速やかに車両を所望の進行方向に向かって走行させることができ、運転者の負担を軽減できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用操舵装置において、前記修正操舵判定手段は、所定時間内に前記ステアリングが前記基準操舵角を所定回数以上跨いで繰り返し操舵され、且つ、トルクセンサにより検出される操舵トルクの方向と前記ステアリングの操舵方向とが一致する場合に、修正操舵が行われていると判定することを要旨とする。
【００１０】
上記構成によれば、修正操舵発生手段は、所定時間内にステアリングが基準操舵角を所定回数以上跨いで繰り返し操舵されなければ、修正操舵が行われていると判定しないため、例えば車両が旋回している場合等に、修正操舵が行われていると誤判定することを防止できる。また、修正操舵発生手段は、操舵トルクの方向とステアリングの操舵方向とが一致する場合、すなわち運転者により修正操舵が行われる場合に修正操舵が発生したと判定する。そのため、操舵トルクの方向とステアリングの操舵方向とが一致しない場合、すなわち転舵輪に対する逆入力の印加によって修正操舵が行われていると誤判定することを防止できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の車両用操舵装置において、直進状態判定手段を備え、該直進状態判定手段は車両が直進状態であるか否かを判定するものであり、前記基準操舵角は、ステアリング中立位置のときの操舵角であり、前記制御手段は、前記直進状態判定手段により直進状態であると判定された場合に、前記転舵輪の転舵角を前記適正転舵角とすべく、前記駆動手段の作動を制御することを要旨とする。
【００１２】
上記構成によれば、路面の車線を撮像する撮像手段等の特別な構成を設けずとも、車両が直進状態において修正操舵が行われる場合には、同修正操舵に伴う燃費の悪化を抑制でき、コストの増大を抑制できる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の車両用操舵装置において、前記適正転舵角推定手段は、前記基準操舵角を跨いでから前記ステアリングの操舵方向が変化し、再び前記基準操舵角を超えるまでの間における操舵角のピーク値の平均値に対応する転舵角を前記適正転舵角とすることを要旨とする。
【００１４】
上記構成によれば、操舵角のピーク値の平均値に対応する転舵角が適正転舵角とされるため、車両の直進状態において、運転者の意志を反映したより適切な進行方向に向かって車両を走行させることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の車両用操舵装置において、撮像手段を備え、該撮像手段は路面に描かれた車線を撮像するものであり、前記基準操舵角は、前記撮像手段により撮像された車線に沿って車両を進行させる操舵角であることを要旨とする。
【００１６】
上記構成によれば、路面に描かれた車線に沿って車両を進行させる操舵角が基準操舵角とされるため、車両が直進状態である場合に限らず、例えば車両が旋回状態である場合に修正操舵が行われたときでも、その旨の判定をすることができ、同修正操舵に伴う燃費の悪化を抑制できる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用操舵装置において、前記修正操舵判定手段は、前記基準操舵角を跨いでから前記ステアリングの操舵方向が変化し、再び前記基準操舵角を超えるまでの間における操舵角のピーク値が該基準操舵角に収束する場合に前記修正操舵が行われていると判定することを要旨とする。
【００１８】
上記構成によれば、操舵角のピーク値が基準操舵角に収束する場合に修正操舵が行われていると判定されるため、例えば蛇行するカーブ路を走行する場合等に、修正操舵が行われていると誤判定することを防止できる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用操舵装置において、前記駆動手段は、ステアリング操作に基づく転舵輪の第１の舵角にモータ駆動に基づく前記転舵輪の第２の舵角を上乗せすることにより前記操舵角と前記転舵角との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置であることを要旨とする。
【００２０】
上記構成によれば、駆動手段はモータ駆動に基づく転舵輪の第２の舵角を上乗せすることにより、転舵輪の転舵角が変更されるため、運転者に転舵輪の舵角が変更されたことを認識させることなく、車両を所望の進行方向に走行させることが可能になり、操舵フィーリングの悪化を防止できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、修正操舵に伴う燃費の悪化を抑制することが可能な車両用操舵装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】車両用操舵装置の概略構成図。
【図２】（ａ），（ｂ）伝達比可変制御の作用説明図。
【図３】車両用操舵装置の制御ブロック図。
【図４】第１実施形態の修正操舵制御演算部の制御ブロック図。
【図５】第１実施形態の切り返し判定部による切り返し判定の処理手順を示すフローチャート。
【図６】第１実施形態の修正判定信号出力部による修正判定の処理手順を示すフローチャート。
【図７】第１実施形態の修正判定信号補正部による修正判定信号の補正の処理手順を示すフローチャート。
【図８】操舵角を連続値として変換したデータを説明する説明図。
【図９】第１実施形態の適正転舵角演算部による適正転舵角演算の処理手順を示すフローチャート。
【図１０】第１実施形態の直進状態判定部による直進状態判定の処理手順を示すフローチャート。
【図１１】修正操舵抑制制御を実行した場合の操舵角の変化を示すグラフ。
【図１２】第２実施形態の修正操舵制御演算部の制御ブロック図。
【図１３】第２実施形態の切り返し判定部による切り返し判定の処理手順を示すフローチャート。
【図１４】第２実施形態の収束判定信号出力部による収束判定の処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１実施形態）
以下、本発明を電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）及び伝達比可変装置を備えた車両用操舵装置に具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。
【００２４】
図１に示すように、車両用操舵装置１において、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラック＆ピニオン機構４を介してラック５に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラック＆ピニオン機構４によりラック５の往復直線運動に変換される。そして、このラック５の往復直線運動により転舵輪６の舵角、すなわち転舵角が可変することにより、車両の進行方向が変更される。従って、本実施形態では、ステアリングシャフト３、ラック＆ピニオン機構４、及びラック５（並びに詳述しないタイロッドやナックルアーム等）により、ステアリング２と転舵輪６とを連結する操舵伝達系が構成されている。
【００２５】
車両用操舵装置１は、ステアリング２の舵角（操舵角）に対する転舵輪６の伝達比（ギヤ比）を可変させる伝達比可変装置としてのギヤ比可変アクチュエータ７と、該ギヤ比可変アクチュエータ７の作動を制御するＩＦＳＥＣＵ８とを備えている。
【００２６】
詳述すると、ステアリングシャフト３は、ステアリング２が連結された第１シャフト９とラック＆ピニオン機構４に連結される第２シャフト１０とからなり、ギヤ比可変アクチュエータ７は、第１シャフト９及び第２シャフト１０を連結する差動機構１１と、該差動機構１１を駆動するモータ１２とを備えている。そして、ギヤ比可変アクチュエータ７は、ステアリング操作に伴う第１シャフト９の回転に、モータ駆動に基づく回転を上乗せして第２シャフト１０に伝達することにより、ラック＆ピニオン機構４に入力される同第２シャフト１０の回転を増速（又は減速）する。
【００２７】
つまり、図２（ａ）（ｂ）に示すように、ギヤ比可変アクチュエータ７は、ステアリング操作に基づく転舵輪６の舵角（ステア転舵角θts）にモータ駆動に基づく転舵輪６の舵角（ＡＣＴ角θta）を上乗せすることにより、操舵角θsに対する転舵輪６の転舵角θtの比率、すなわち伝達比（ギヤ比）を可変させる。そして、制御手段としてのＩＦＳＥＣＵ８は、モータ１２に対する駆動電力の供給を通じてギヤ比可変アクチュエータ７を制御し、これにより操舵角θsと転舵角θtとの間の伝達比（ギヤ比）を制御する（伝達比可変制御）。このように、ギヤ比可変アクチュエータ７は、モータ１２の駆動により転舵角θtを変更可能な駆動手段として機能する。
【００２８】
なお、この場合における「上乗せ」とは、加算する場合のみならず減算する場合をも含むものと定義し、以下同様とする。また、「操舵角θsに対する転舵角θtのギヤ比」をオーバーオールギヤ比（操舵角θs／転舵角θt）で表した場合、ステア転舵角θtsと同方向のＡＣＴ角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は小さくなる（転舵角θt大、図２（ａ）参照）。そして、逆方向のＡＣＴ角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は大きくなる（転舵角θt小、図２（ｂ）参照）。そして、本実施形態では、ステア転舵角θtsが第１の舵角を構成し、ＡＣＴ角θtaが第２の舵角を構成する。
【００２９】
また、図１に示すように、車両用操舵装置１は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置としてのＥＰＳアクチュエータ１７と、該ＥＰＳアクチュエータ１７の作動を制御するＥＰＳＥＣＵ１８とを備えている。
【００３０】
ＥＰＳアクチュエータ１７は、その駆動源であるモータ２２がラック５に設けられた所謂ラックアシスト型のＥＰＳアクチュエータであり、モータ２２が発生するアシストトルクは、ボール螺子機構（図示略）を介してラック５に伝達される。そして、ＥＰＳＥＣＵ１８は、このモータ２２が発生するアシストトルクを制御することにより、操舵系に付与するアシスト力を制御する（パワーアシスト制御）。
【００３１】
本実施形態では、上記のギヤ比可変アクチュエータ７を制御するＩＦＳＥＣＵ８、及びＥＰＳアクチュエータ１７を制御するＥＰＳＥＣＵ１８は、車内ネットワーク（CAN：Controller Area Network）２３を介して接続されており、該車内ネットワーク２３には、車両状態量を検出するための複数のセンサが接続されている。具体的には、車内ネットワーク２３には、ステアリングセンサ２４、トルクセンサ２５及び車速センサ２６が接続されており、これら各センサにより検出される操舵角θs、操舵トルクτ及び車速Ｖは、車内ネットワーク２３を介してＩＦＳＥＣＵ８及びＥＰＳＥＣＵ１８に入力される。なお、トルクセンサ２５には、周知のツインレゾルバ型が採用されており、同トルクセンサ２５は、ラック＆ピニオン機構４近傍の第２シャフト１０（ピニオンシャフト）に設けられている。そして、ＩＦＳＥＣＵ８及びＥＰＳＥＣＵ１８は、車内ネットワーク２３を介して相互通信を行うことにより、上記の伝達比可変制御及びパワーアシスト制御を統合的に実行する。
【００３２】
次に、本実施形態の車両用操舵装置（ギヤ比可変アクチュエータ）の電気的構成及び制御態様について説明する。
図３に示すように、ＩＦＳＥＣＵ８は、モータ制御信号を出力するマイコン３１と、モータ制御信号に基づいてモータ１２に駆動電力を供給する駆動回路３２とを備えている。なお、同図に示す各制御ブロックは、ＩＦＳＥＣＵ８に備えられたマイコン３１が所定周期毎に実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。
【００３３】
マイコン３１は、ギヤ比可変制御演算部３３及び微分ステア制御演算部３４を備えており、ギヤ比可変制御演算部３３には、操舵角θs及び車速Ｖが入力され、微分ステア制御演算部３４には、車速Ｖ及び操舵速度ωsが入力される。そして、ギヤ比可変制御演算部３３は、車速Ｖに応じてギヤ比（伝達比）を可変させるための制御目標成分であるギヤ比可変指令角θgr*を演算し、微分ステア制御演算部３４は、操舵速度ωsに応じて車両の応答性を向上させるための制御目標成分である微分ステア指令角θls*を演算する。
【００３４】
ギヤ比可変制御演算部３３及び微分ステア制御演算部３４により演算されたギヤ比可変指令角θgr*及び微分ステア指令角θls*は、加算器３５に入力され、この加算器３５において、これらギヤ比可変指令角θgr*及び微分ステア指令角θls*が重畳されることによりＡＣＴ指令角θta*が演算される。そして、ＡＣＴ指令角θta*は、加算器３６に入力され、この加算器３６において、後述する修正操舵制御演算部４１により演算された修正操舵指令角θad*がさらに重畳されることにより、補正ＡＣＴ指令角θta**が演算される。
【００３５】
また、マイコン３１には、モータ１２に設けられた回転角センサ３７の出力するモータ回転角θmが入力されるようになっており、加算器３６において演算された補正ＡＣＴ指令角θta**は、そのモータ回転角θmに基づき演算されるＡＣＴ角θtaとともに、位置制御演算部３８に入力される。そして、位置制御演算部３８は、指令値であるＡＣＴ指令角θta*と実際値であるＡＣＴ角θtaとの偏差に基づくフィードバック演算により電流指令εを演算してモータ制御信号出力部３９に出力する。
【００３６】
そして、モータ制御信号出力部３９は、電流指令εに基づき生成されたモータ制御信号を駆動回路３２に出力し、そのモータ制御信号に基づく駆動電力がモータ１２に供給されることにより、同モータ１２、すなわちギヤ比可変アクチュエータ７の作動が制御されるようになっている。
【００３７】
（修正操舵抑制制御）
次に、本実施形態の車両用操舵装置における修正操舵抑制制御の態様について説明する。
【００３８】
上述のように、車両の走行時において、所定車両進行方向に対応した基準操舵角θbを跨いでステアリング２を繰り返し操舵する修正操舵が行われると、本来不必要な転舵輪６の転舵が行われることにより、例えば燃費の悪化等を招くといった問題が生じる。なお、本実施形態の基準操舵角θbは、ステアリング中立位置のときの操舵角（「θs＝０」）であるように予め設定している。
【００３９】
この点を踏まえ、マイコン３１は、修正操舵に伴う不必要な転舵輪６の転舵を抑制させるための制御目標成分である修正操舵指令角θad*を演算する修正操舵制御演算部４１を備えている。修正操舵制御演算部４１には、操舵角θs、車速Ｖ、操舵トルクτ及びＡＣＴ角θtaが入力され、修正操舵制御演算部４１はこれらの値に基づいて修正操舵指令角θad*を演算する。
【００４０】
詳述すると、図４に示すように、修正操舵制御演算部４１は、基礎修正操舵指令角θad_e*を演算する基礎修正操舵指令角演算部４２を備えており、この基礎修正操舵指令角演算部４２には操舵角θs、車速Ｖ及びＡＣＴ角θtaが入力される。また、修正操舵制御演算部４１は、修正操舵判定手段としての修正操舵判定部４３と、直進状態判定手段としての直進状態判定部４５とを備えている。この修正操舵判定部４３には操舵角θs、操舵速度ωs及び操舵トルクτが入力され、直進状態判定部４５には操舵角θs及び操舵トルクτが入力される。
【００４１】
基礎修正操舵指令角演算部４２は、適正転舵角推定手段としての適正転舵角推定部５１を備えており、適正転舵角推定部５１には操舵角θs及び車速Ｖが入力される。この適正転舵角推定部５１は、転舵角θtが前記基準操舵角θb（ステアリング中立位置）に対応した値となるよう、操舵角θs及び車速Ｖに基づいて転舵角θtの目標となる適正転舵角θt*を推定（演算）し、減算器５２に出力する。また、基礎修正操舵指令角演算部４２は、ＡＣＴ角θtaに基づいて転舵輪６の転舵角θtを演算する転舵角演算部５３を備えている。この転舵角演算部５３は、操舵角θsにラック＆ピニオン機構４のベースギヤ比を乗じた値、すなわちステア転舵角θtsにＡＣＴ角θtaを加算することにより転舵角θtを演算し、減算器５２に出力する。続いて、減算器５２は、適正転舵角θt*と、転舵角演算部５３により演算された転舵角θtとの偏差Δθtを演算し、Ｆ／Ｂ演算部５４に出力する。そして、Ｆ／Ｂ演算部５４は偏差Δθtに基づくフィードバック演算により基礎修正操舵指令角θad_e*を演算して乗算器５５に出力する。
【００４２】
修正操舵判定部４３は、操舵角θs、操舵速度ωs及び操舵トルクτに基づいて、修正操舵が行われているか否かを表す修正判定信号αを出力する。なお、修正操舵が行われている状態では修正判定信号αとして「１」が出力され、修正操舵が行われていない状態では修正判定信号αとして「０」が出力される。また、本実施形態では、修正操舵判定部４３から出力された修正判定信号αは、修正判定信号補正部５７に入力される。この修正判定信号補正部５７には、修正判定信号αとともに上記偏差Δθtが入力され、修正判定信号補正部５７は、これら修正判定信号α及び偏差Δθtに基づいて「０」又は「１」の補正修正判定信号γを乗算器５５に出力する。
【００４３】
直進状態判定部４５は、操舵角θs及び操舵トルクτに基づいて、車両が直進状態であるか否かを表す直進判定信号βを出力する。なお、車両が直進状態である場合には直進判定信号βとして「１」が出力され、車両が直進状態でない場合には修正判定信号αとして「０」が出力される。また、本実施形態では、車両の直進状態とは厳密な直進（操舵角θsが「０」）ではなく、操舵角θsが小さい範囲の状態も含む。
【００４４】
そして、乗算器５５において、基礎修正操舵指令角演算部４２により演算された基礎修正操舵指令角θad_e*に、修正判定信号補正部５７から出力された補正修正判定信号γ及び直進状態判定部４５から出力された直進判定信号βが乗算されることにより、修正操舵指令角θad*が演算される。つまり、修正操舵制御演算部４１は、補正修正判定信号γ及び直進判定信号βがともに「１」の場合、すなわち車両が直進状態であり、修正操舵が行われている場合に、ゼロでない修正操舵指令角θad*（基礎修正操舵指令角θad_e*の値）を加算器３６（図２参照）に出力する。これにより、車両が直進状態であり、修正操舵が行われている場合に、ゼロでない修正操舵指令角θad*がＡＣＴ指令角θta*に重畳され、修正操舵に伴う不必要な転舵輪６の転舵が抑制されるようになっている。
【００４５】
以下、修正操舵判定部４３（修正判定信号補正部５７）、適正転舵角推定部５１及び直進状態判定部４５に分けて、それぞれの制御ブロックが行う処理を詳細に説明する。
（修正操舵判定）
修正操舵判定部４３は、所定時間内にステアリング２がステアリング中立位置を所定回数以上跨いで繰り返し操舵され、且つ、操舵トルクτの方向とステアリング２の操舵方向とが一致する場合に、修正操舵が行われていると判定する。詳述すると、修正操舵判定部４３は、切り返し判定部６１と、修正判定信号出力部６２と、タイマ６３とを備えている。この切り返し判定部６１には、操舵角θs、操舵速度ωs及び操舵トルクτが入力され、切り返し判定部６１はこれらの値に基づいてステアリング中立位置を跨いでステアリング２が操舵されたことを表す切り返し信号Ｓkを、修正判定信号出力部６２及び後述する適正転舵角推定部５１の操舵角データ蓄積部６５に出力する。具体的には、切り返し判定部６１は、ステアリング２の操舵方向と操舵トルクτの方向とが一致している場合において、操舵角θsの符号が変化したときに、切り返し信号Ｓkを出力する。そして、修正判定信号出力部６２は、所定時間内に切り返し信号Ｓkが所定回数以上繰り返し入力された場合に、修正判定信号αとして「１」を出力する。なお、タイマ６３は、修正判定信号出力部６２の要求に応じて時間を計測し、その計測時間を示す計測タイマ値Ｔを同修正判定信号出力部６２に出力する。
【００４６】
また、修正判定信号補正部５７は、修正判定信号αとともに上記偏差Δθtが入力され、修正判定信号補正部５７は、これら修正判定信号α及び偏差Δθtに基づいて「０」又は「１」の補正修正判定信号γを乗算器５５に出力する。具体的には、修正判定信号補正部５７は、修正判定信号αが「０」として入力された場合には、補正修正判定信号γを「０」として出力する。一方、修正判定信号αが「１」として入力された場合には、偏差Δθtがゼロになるまで補正修正判定信号γを「１」として出力し、偏差Δθtがゼロになると補正修正判定信号γを「０」として出力する。
【００４７】
次に、切り返し判定部６１による切り返し判定の処理手順を図５に示すフローチャートに従って説明する。
同図に示すように、切り返し判定部６１は、センサ値として操舵角θs、操舵速度ωs及び操舵トルクτを取得すると（ステップ１０１）、操舵速度ωsと操舵トルクτの符号が同一であるか否かを判定する（ステップ１０２）。そして、操舵速度ωsと操舵トルクτの符号が同一である場合には（ステップ１０２：ＹＥＳ）には、ステップ１０３に移行する。なお、操舵速度ωsと操舵トルクτの符号が同一でない場合には（ステップ１０２：ＮＯ）には、ステップ１０３以降の処理を実行しない。
【００４８】
そして、切り返し判定部６１は、ステップ１０３において、操舵角θsの前回値θs_b（１つ前の周期での操舵角θs）がゼロ以下であり、且つ操舵角θsがゼロよりも大きいか否かを判定し、この条件を満たす場合には（ステップ１０３：ＹＥＳ）切り返し信号Ｓkを出力する（ステップ１０４）。一方、前回値θs_bがゼロよりも大きい場合、又は操舵角θsがゼロ以下の場合には（ステップ１０３：ＮＯ）、前回値θs_bがゼロよりも大きく、且つ操舵角θsがゼロ以下であるか否かを判定する（ステップ１０５）。そして、前回値θs_bがゼロよりも大きく、且つ操舵角θsがゼロ以下である場合には（ステップ１０５：ＹＥＳ）、ステップ１０４に移行して切り返し信号Ｓkを出力する。
【００４９】
なお、操舵角θsの前回値θs_bがゼロ以下の場合、又操舵角θsがゼロより大きい場合には（ステップ１０５：ＮＯ）、ステップ１０４の処理を実行しない。このように、切り返し判定部６１は、所定周期毎に上記ステップ１０１〜１０５の処理を実行し、切り返しが発生した場合には切り返し信号Ｓkを出力する。
【００５０】
次に、修正判定信号出力部６２による修正判定の処理手順を図６に示すフローチャートに従って説明する。
同図に示すように、修正判定信号出力部６２は、切り返し判定部６１から切り返し信号Ｓkが入力されたか否かを判定し（ステップ２０１）、切り返し信号Ｓkが入力された場合には（ステップ２０１：ＹＥＳ）、タイマ６３による計測が開始されていることを示す計測フラグＦｔがセットされているか否かを判定する（ステップ２０２）。続いて、計測フラグＦｔがセットされていない場合には（ステップ２０２：ＮＯ）、タイマ６３による時間計測を開始させ（ステップ２０３：Ｔ＝０）、計測フラグＦｔをセットする（ステップ２０４）。そして、タイマ６３の時間計測開始後における切り返し信号Ｓkの入力回数を示すカウンタＮをクリアし（ステップ２０５：Ｎ＝０）、タイマ６３から計測タイマ値Ｔを取得する（ステップ２０６）。なお、計測フラグＦｔがセットされている場合には（ステップ２０２：ＹＥＳ）、ステップ２０３〜２０５の処理を実行せず、ステップ２０６に移行する。
【００５１】
続いて、修正判定信号出力部６２は、ステップ２０６において計測タイマ値Ｔを取得すると、計測タイマ値Ｔが所定タイマ値Ｔth未満である否かを判定し（ステップ：２０７）、計測タイマ値Ｔが所定タイマ値Ｔth未満である場合には（ステップ２０７：ＹＥＳ）、カウンタＮをインクリメントする（ステップ２０８：Ｎ＝Ｎ＋１）。そして、カウンタＮが所定カウンタＮthよりも大きいか否かを判定し（ステップ２０９）、カウンタＮが所定カウンタＮth未満である場合には（ステップ２０９：ＮＯ）、修正判定信号αを「０」として出力する（ステップ２１０）。一方、カウンタＮが所定カウンタＮthよりも大きい場合には（ステップ２０９：ＹＥＳ）、修正判定信号αを「１」として出力し（ステップ２１１）、計測フラグＦｔをリセットし（ステップ２１２）、カウンタＮをクリアする（ステップ２１３：Ｎ＝０）。
【００５２】
なお、計測タイマ値Ｔが所定タイマ値Ｔth以上である場合には（ステップ２０７：ＮＯ）、ステップ２０８〜２１１の処理を実行せず、修正判定信号αを「０」として出力し（ステップ２１４）、ステップ２１２に移行する。また、切り返し信号Ｓkが入力されない場合には（ステップ２０１：ＮＯ）、ステップ２０２以降の処理を実行しない。このように、修正判定信号出力部６２は、所定周期毎に上記ステップ２０１〜２１４の処理を実行し、修正判定信号αを出力する。
【００５３】
次に、修正判定信号補正部５７による修正判定信号αの補正の処理手順を図７に示すフローチャートに従って説明する。
同図に示すように、修正判定信号補正部５７は、修正判定信号αが「１」として入力された状態であることを示す修正フラグＦαがセットされているか否かを判定し（ステップ３０１）、修正フラグＦαがセットされていない場合には（ステップ３０１：ＮＯ）、修正判定信号αが「１」であるか否かを判定する（ステップ３０２）。続いて、修正判定信号αが「１」である場合には（ステップ３０２：ＹＥＳ）、修正フラグＦαをセットし（ステップ３０３）、偏差Δθtがゼロであるか否かを判定する（ステップ３０４）。なお、修正フラグＦαがセットされている場合には（ステップ３０１：ＹＥＳ）、ステップ３０２，３０３の処理を実行せず、ステップ３０４に移行する。
【００５４】
続いて、偏差Δθtがゼロでない場合には（ステップ３０４：ＮＯ）、修正判定信号補正部５７は、補正修正判定信号γを「１」として出力する（ステップ３０５）。一方、偏差Δθtがゼロである場合には（ステップ３０４：ＹＥＳ）、修正フラグＦαをリセットし（ステップ３０６）、補正修正判定信号γを「０」として出力する（ステップ３０７）。なお、ステップ３０２において、修正判定信号αが「０」である場合には（ステップ３０２：ＮＯ）、ステップ３０３〜３０６の処理を実行せず、ステップ３０７に移行し、補正修正判定信号γを「０」として出力する。このように、修正判定信号補正部５７は、所定周期毎に上記ステップ３０１〜３０７の処理を実行し、補正修正判定信号γを出力する。
【００５５】
（適正転舵角演算）
図４に示すように、適正転舵角推定部５１は、操舵角データ蓄積部６５と、ピーク値演算部６６とを備えており、操舵角データ蓄積部６５には、操舵角θs及び切り返し信号Ｓkが入力される。そして、操舵角データ蓄積部６５は切り返し信号Ｓkが入力されてから、次の切り返し信号Ｓkが入力されるまでの間に入力される操舵角θsを、例えば図８に示すような連続値の操舵角データＤsに変換する。なお、本実施形態では、図８における基準操舵角θbはゼロである。また、操舵角データ蓄積部６５は、切り返し信号Ｓkが入力されるごとに該操舵角データＤsをピーク値演算部６６に出力する。
【００５６】
ピーク値演算部６６には、車速Ｖ及び操舵角データ蓄積部６５から操舵角データＤsが入力される。そして、ピーク値演算部６６は操舵角データＤsが入力されると、該操舵角データＤs基づいて操舵角のピーク値θpを演算する。具体的には、図８に示すような操舵角データＤsの最大値（絶対値）をピーク値θpとして演算する。また、図４に示すように、ピーク値演算部６６は、複数（本実施形態では偶数）のピーク値θpを記憶するメモリ６７を備えており、ピーク値θpを演算すると、メモリ６７に記憶された最も過去のピーク値θp１を削除するとともに、最新のピーク値θpｎをメモリ６７に記憶することで、メモリ６７に記憶されるピーク値θpを更新する。そして、ピーク値演算部６６は、メモリ６７に記憶された複数のピーク値θpの平均値を適正操舵角θs*として演算し、同適正操舵角θs*及び車速Ｖに応じた換算係数Ａに基づいて適正転舵角θt*を演算する。
【００５７】
次に、適正転舵角推定部５１（ピーク値演算部６６）による適正転舵角演算の処理手順を図９に示すフローチャートに従って説明する。
同図に示すように、ピーク値演算部６６は、操舵角データＤsが入力されたか否かを判定し（ステップ４０１）、操舵角データＤsが入力された場合には（ステップ４０１：ＹＥＳ）、該操舵角データＤsに基づいてピーク値θpを演算し（ステップ４０２）、メモリ６７内に記憶された複数のピーク値θpを更新する（ステップ４０３）。続いて、ピーク値演算部６６は、メモリ６７内に記憶された複数のピーク値θpの平均値を適正操舵角θs*として演算し（ステップ４０４）、車速Ｖに応じた操舵角θsと転舵角θtとの換算係数（ギヤ比）Ａを演算する（ステップ４０５）。そして、ピーク値演算部６６は、ステップ４０４において演算した適正操舵角θs*にステップ４０５において演算した換算係数Ａを乗算することにより、適正転舵角θt*を演算する（ステップ４０６）。なお、操舵角データＤsが入力されない場合には（ステップ４０１：ＮＯ）、ステップ４０２以降の処理を実行しない。このように、適正転舵角推定部５１は、所定周期毎に上記ステップ４０１〜４０６の処理を実行し、適正転舵角θt*を演算する。
【００５８】
（直進状態判定）
直進状態判定部４５は、操舵角θsの絶対値が所定操舵角θthの絶対値未満であり、且つ操舵トルクτの絶対値が所定操舵トルクτthの絶対値未満である場合に、車両が直進状態であると判定し、直進判定信号βを「１」として出力する。一方、直進状態判定部４５は、操舵角θsの絶対値が所定操舵角θthの絶対値以上である場合、又は操舵トルクτの絶対値が所定操舵トルクτの絶対値以上である場合に、車両が直進状態でないと判定し、直進判定信号βを「０」として出力する。
【００５９】
次に、直進状態判定部４５による直進状態判定の処理手順を図１０に示すフローチャートに従って説明する。
同図に示すように、直進状態判定部４５は、センサ値として操舵角θs及び操舵トルクτを取得すると（ステップ５０１）、操舵角θsの絶対値が所定操舵角θthの絶対値未満であるか否かを判定する（ステップ５０２）。続いて、操舵角θsの絶対値が所定操舵角θthの絶対値未満である場合には（ステップ５０２：ＹＥＳ）、操舵トルクτの絶対値が所定操舵トルクτの絶対値未満であるか否かを判定する（ステップ５０３）。そして、直進状態判定部４５は、操舵トルクτの絶対値が所定操舵トルクτの絶対値未満である場合には（ステップ５０３：ＹＥＳ）、車両が直進状態であると判定し、直進判定信号βを「１」として出力する（ステップ５０４）。一方、操舵角θsの絶対値が所定操舵角θthの絶対値以上である場合（ステップ５０２：ＮＯ）、又は操舵トルクτの絶対値が所定操舵トルクτの絶対値以上である場合には（ステップ５０３：ＮＯ）、車両が直進状態でないと判定し、直進判定信号βを「０」として出力する（ステップ５０５）。このように、直進状態判定部４５は、所定周期毎に上記ステップ５０１〜５０５の処理を実行し、直進判定信号βを出力する。
【００６０】
以上のように構成された車両用操舵装置１では、図１１に示すように、車両の直進時において、例えば障害物を避けるために操舵した後（時刻ｔ以降）に修正操舵が行われた場合であっても、修正操舵抑制制御の実行により、修正操舵に伴う不必要な転舵輪６の転舵が抑制される。その結果、車両が速やかに所望の進行方向に向かって走行するようになり、例えば運転者が未熟者である場合であっても、同図において実線で示すように速やかに修正操舵が抑制される。なお、修正操舵抑制制御が実行されない従来の操舵角θsの変化を同図において破線で示す。
【００６１】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）ギヤ比可変アクチュエータ７の作動を制御するＩＦＳＥＣＵ８は、基準操舵角θbを跨いでステアリング２を繰り返し操舵する修正操舵が行われているか否かを判定する修正操舵判定部４３と、転舵角θtの目標となる適正転舵角θt*を推定する適正転舵角推定部５１とを有する修正操舵制御演算部４１を備えた。そして、修正操舵制御演算部４１は、修正操舵判定部４３により修正操舵が行われていると判定された場合に、転舵輪６の転舵角θtを適正転舵角θt*とすべく、ゼロでない修正操舵指令角θad*を出力するようにした。
【００６２】
上記構成によれば、修正操舵が行われている場合には、ＩＦＳＥＣＵ８により転舵輪６の転舵角θtが適正転舵角θt*となるように、ギヤ比可変アクチュエータ７の作動が制御されるため、転舵輪６の不必要な転舵が行われることを抑制し、車輪が路面から受ける走行抵抗が増大することを防いで燃費の悪化を抑制できる。また、例えば障害物を避けるために操舵した後等に修正操舵が行われる場合には、速やかに車両を所望の進行方向に向かって走行させることができ、運転者の負担を軽減できる。
【００６３】
（２）修正操舵判定部４３は、所定時間内にステアリング２が基準操舵角θb（ステアリング中立位置のときの操舵角）を所定回数以上跨いで繰り返し操舵され、且つ、トルクセンサ２５により検出される操舵トルクτの方向とステアリング２の操舵方向（操舵速度ωs）とが一致する場合に、修正操舵が行われていると判定するようにした。上記構成によれば、所定時間内にステアリング２が基準操舵角θbを所定回数以上跨いで繰り返し操舵されなければ、修正操舵が行われていると判定されないため、例えば車両が旋回している場合等に、修正操舵が行われていると誤判定することを防止できる。また、操舵トルクτの方向とステアリング２の操舵方向とが一致する場合、すなわち運転者により修正操舵が行われる場合に修正操舵が行われている判定される。そのため、操舵トルクτの方向とステアリング２の操舵方向とが一致しない場合、すなわち転舵輪６に対する逆入力の印加によって修正操舵が行われていると誤判定することを防止できる。
【００６４】
（３）基準操舵角θbをステアリング中立位置のときの操舵角とし、ＩＦＳＥＣＵ８は、直進状態判定部４５により直進状態であると判定された場合に、転舵輪６の転舵角θtを適正転舵角θt*とすべく、ギヤ比可変アクチュエータ７の作動を制御するようにした。上記構成によれば、路面の車線を撮像する撮像手段等の特別な構成を設けずとも、車両が直進状態において修正操舵が行われる場合には、同修正操舵に伴う燃費の悪化を抑制でき、コストの増大を抑制できる。
【００６５】
（４）適正転舵角推定部５１は、基準操舵角θb（ステアリング中立位置のときの操舵角）を跨いでからステアリング２の操舵方向が変化し、再び基準操舵角θbを超えるまでの間における操舵角θsのピーク値θpの平均値に対応する転舵角θtを適正転舵角θt*とするようにした。上記構成によれば、車両の直進状態において、運転者の意志を反映したより適切な進行方向に向かって車両を走行させることができる。
【００６６】
（５）ステアリング操作に基づく転舵輪６のステア転舵角θtsにモータ駆動に基づく転舵輪６のＡＣＴ角θtaを上乗せすることにより操舵角θsと転舵角θtとの間の伝達比を可変させるギヤ比可変アクチュエータ７により、転舵輪６の舵角を変更可能な駆動手段として構成した。上記構成によれば、モータ駆動に基づく転舵輪６のＡＣＴ角θtaを上乗せすることにより、転舵輪６の転舵角θtが変更されるため、運転者に転舵輪６の舵角が変更されたことを認識させることなく、車両を所望の進行方向に走行させることが可能になり、操舵フィーリングの悪化を防止できる。
【００６７】
（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態を図面に従って説明する。
なお、本実施形態と上記第１実施形態との主たる相違点は、その修正操舵制御演算部の構成及び修正操舵抑制制御の態様についてのみである。このため、説明の便宜上、第１実施形態と同一の部分については同一の符号を付すこととして、その説明を省略する。
【００６８】
図１２に示すように、本実施形態の車両用操舵装置１は、車両進行方向の路面に描かれた車線（走行路を規定する白線）を撮像する撮像手段としてのカメラ７１を備え、修正操舵制御演算部７２は、カメラ７１により撮像された画像データＤgが入力される基準操舵角演算部７３を備えている。この基準操舵角演算部７３は、カメラ７１から入力された画像データＤgを解析して車線を抽出し、該車線に沿った方向に車両を進行させる操舵角を基準操舵角θbとして演算する。なお、画像データの解析（車線の抽出）は、周知の解析方法であるため詳細な説明は省略するが、その解析方法についての詳細は、例えば特開２００８−１２３３４８号公報の記述を参照されたい。
【００６９】
また、修正操舵制御演算部７２は、基礎修正操舵指令角θad_e*を演算する基礎修正操舵指令角演算部７４と、修正操舵判定手段としての修正操舵判定部７５とを備えている。この基礎修正操舵指令角演算部７４には、基準操舵角演算部７３により演算された基準操舵角θb及び車速Ｖが入力され、修正操舵判定部７５には操舵角θs、操舵速度ωs、操舵トルクτ及び基準操舵角θbが入力される。
【００７０】
基礎修正操舵指令角演算部７４は、適正転舵角推定手段としての適正転舵角推定部８１を備えており、適正転舵角推定部８１には基準操舵角θb及び車速Ｖが入力される。この適正転舵角推定部８１は、基準操舵角θb及び車速Ｖに基づいて転舵角θtの目標となる適正転舵角θt*を推定（演算）し、減算器５２に出力する。具体的には、適正転舵角推定部８１は、基準操舵角θbに車速Ｖに応じた操舵角θsと転舵角θtとの換算係数Ａを乗算することにより、適正転舵角θt*を演算する。続いて、減算器５２は、適正転舵角θt*と、転舵角演算部５３により演算された転舵角θtとの偏差Δθtを演算し、Ｆ／Ｂ演算部５４に出力する。そして、Ｆ／Ｂ演算部５４は偏差Δθtに基づくフィードバック演算により基礎修正操舵指令角θad_e*を演算して乗算器５５に出力する。
【００７１】
修正操舵判定部７５は、操舵角θs、操舵速度ωs、操舵トルクτ及び基準操舵角θbに基づいて、修正操舵が行われているか否かを表す修正判定信号αを出力する。なお、修正操舵が行われている状態では修正判定信号αとして「１」が出力され、修正操舵が行われていない状態では修正判定信号αとして「０」が出力される。また、修正操舵判定部７５から出力された修正判定信号αは、修正判定信号補正部５７に入力される。この修正判定信号補正部５７には、修正判定信号αとともに上記偏差Δθtが入力され、修正判定信号補正部５７は、上記第１実施形態と同様に、これら修正判定信号α及び偏差Δθtに基づいて「０」又は「１」の補正修正判定信号γを乗算器５５に出力する。
【００７２】
詳述すると、修正操舵判定部７５は、切り返し判定部８２と、操舵角データ蓄積部８３と、収束判定信号出力部８４と、回数判定信号出力部８５と、タイマ８６とを備えている。この切り返し判定部８２には、操舵角θs、操舵速度ωs、操舵トルクτ及び基準操舵角θbが入力され、切り返し判定部８２はこれらの値に基づいて基準操舵角θbを跨いでステアリング２が操舵されたことを表す切り返し信号Ｓkを、操舵角データ蓄積部８３及び回数判定信号出力部８５に出力する。なお、切り返し判定部８２は、上記第１実施形態と同様の処理を実行することにより、切り返し信号Ｓkを出力する。
【００７３】
操舵角データ蓄積部８３には、操舵角θs及び切り返し信号Ｓkが入力され、操舵角データ蓄積部８３は切り返し信号Ｓkが入力されてから次の切り返し信号Ｓkが入力されるまでの間に入力される操舵角θsを操舵角データＤsに変換し（図８参照）、切り返し信号Ｓkが入力される毎に該操舵角データＤsを収束判定信号出力部８４に出力する。
【００７４】
収束判定信号出力部８４は操舵角データＤsが入力されると、該操舵角データＤsに基づいて操舵角θsのピーク値θpを演算し（図８参照）、該ピーク値θpが収束しているか否かを示す収束判定信号α_pを乗算器８７に出力する。具体的には、ピーク値θpがその前回値θp_b未満である場合には、ピーク値θpが収束していると判定し、収束判定信号α_pを「１」として出力する。一方、ピーク値θpがその前回値θp_b以上である場合には、ピーク値θpが収束していないと判定し、収束判定信号α_pを「０」として出力する。
【００７５】
回数判定信号出力部８５には、切り返し判定部８２から切り返し信号Ｓkが入力される。そして、回数判定信号出力部８５は、所定時間内の切り返しの回数が、修正操舵が行われていると考えられる所定回数以上であるか否かを表す回数判定信号α_nを乗算器８７に出力する。具体的には、所定時間内に切り返し信号Ｓkが所定回数以上繰り返し入力された場合には、修正操舵か行われていると判定し、回数判定信号α_nとして「１」を出力する。一方、所定時間内に切り返し信号Ｓkが所定回数以上繰り返し入力されない場合には、修正操舵が行われていないと判定し、回数判定信号α_nとして「０」を出力する。なお、タイマ８６は、回数判定信号出力部８５の要求に応じて時間を計測し、その計測時間を示す計測タイマ値Ｔを同回数判定信号出力部８５に出力する。
【００７６】
そして、乗算器８７において、収束判定信号α_pと回数判定信号α_nとが乗算された値が修正判定信号αとして修正判定信号補正部５７に出力される。従って、修正操舵判定部７５は、収束判定信号α_p及び回数判定信号α_nがともに「１」の場合、すなわち操舵トルクτの方向とステアリング２の操舵方向とが一致する場合において、所定時間内に所定回数以上、基準操舵角θbを跨いでステアリング２が操舵され、且つ、操舵角θsのピーク値θpが収束する場合に修正操舵が行われていると判定する。
【００７７】
次に、切り返し判定部８２による切り返し判定の処理手順を図１３に示すフローチャートに従って説明する。
同図に示すように、切り返し判定部８２は、センサ値として操舵角θs、操舵速度ωs、操舵トルクτ、基準操舵角θbを取得すると（ステップ６０１）、操舵速度ωsと操舵トルクτの符号が同一であるか否かを判定する（ステップ６０２）。そして、操舵速度ωsと操舵トルクτの符号が同一である場合には（ステップ６０２：ＹＥＳ）、ステップ６０３に移行する。なお、操舵速度ωsと操舵トルクτの符号が同一である場合には（ステップ６０２：ＮＯ）には、ステップ６０３以降の処理を実行しない。
【００７８】
そして、切り返し判定部８２は、ステップ６０３において、操舵角θsの前回値θs_b（１つ前の周期での操舵角θs）が基準操舵角θb以下であり、且つ操舵角θsが基準操舵角θbよりも大きいか否かを判定し、この条件を満たす場合には（ステップ６０３：ＹＥＳ）、切り返し信号Ｓkを出力する（ステップ６０４）。一方、前回値θs_bが基準操舵角θbよりも大きい場合、又は操舵角θsが基準操舵角θb以下の場合には（ステップ６０３：ＮＯ）、前回値θs_bが基準操舵角θbよりも大きく、且つ操舵角θsが基準操舵角θb以下であるか否かを判定する（ステップ６０５）。そして、前回値θs_bが基準操舵角θbよりも大きく、且つ操舵角θsが基準操舵角θb以下である場合には（ステップ６０５：ＹＥＳ）、ステップ６０４に移行して切り返し信号Ｓkを出力する。
【００７９】
なお、前回値θs_bが基準操舵角θb以下の場合、又操舵角θsが基準操舵角θbより大きい場合には（ステップ６０５：ＮＯ）、ステップ６０４の処理を実行しない。このように、切り返し判定部８２は、所定周期毎に上記ステップ６０１〜６０５の処理を実行し、切り返しが発生した場合には切り返し信号Ｓkを出力する。
【００８０】
次に、収束判定信号出力部８４による収束判定の処理手順を図１４に示すフローチャートに従って説明する。
同図に示すように、収束判定信号出力部８４は、操舵角データＤsが入力されたか否かを判定し（ステップ７０１）、操舵角データＤsが入力された場合には（ステップ７０１：ＹＥＳ）、該操舵角データＤsに基づいてピーク値θpを演算する（ステップ７０２）。続いて、収束判定信号出力部８４は、ピーク値θpがその前回値θp_b未満であるか否かを判定し（ステップ７０３）、ピーク値θpがその前回値θp_b未満である場合には（ステップ７０３：ＹＥＳ）、ピーク値θpが収束していると判定し、収束判定信号α_pを「１」として出力する（ステップ７０４）。一方、ピーク値θpがその前回値θp_b以上である場合には（ステップ７０３：ＮＯ）、ピーク値θpが収束していないと判定し、収束判定信号α_pを「０」として出力する（ステップ７０５）。なお、収束判定信号出力部８４は、操舵角データＤsが入力されない場合には（ステップ７０１：ＮＯ）、ステップ７０２〜７０５の処理を実行しない。このように、収束判定信号出力部８４は、所定周期毎に上記ステップ７０１〜７０５の処理を実行し、収束判定信号α_pを出力する。
【００８１】
なお、回数判定信号出力部８５による回数判定の処理手順は、上記第１実施形態の修正判定信号出力部６２の修正判定の処理手順と同様であり、修正判定信号αに代えて回数判定信号α_nを出力するのみである（図６参照）ため、その詳細は省略する。また、修正判定信号補正部５７による修正判定信号αの補正の処理手順は、上記第1実施形態と同様である（図７参照）ため、その詳細は省略する。
【００８２】
以上記述したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の（１），（２），（５）の作用効果に加えて、以下の作用効果を奏することができる。
（６）路面に描かれた車線を撮像するカメラ７１を備え、基準操舵角θbをカメラ７１により撮像された車線に沿って車両を進行させる操舵角とした。上記構成によれば、カメラ７１により路面に描かれた車線に沿って車両を進行させる操舵角が基準操舵角θbとされるため、車両が直進状態である場合に限らず、例えば車両が旋回状態である場合に修正操舵が行われたときでも、その旨の判定をすることができ、同修正操舵に伴う燃費の悪化を抑制できる。
【００８３】
（７）修正操舵判定部７５は、操舵角θsのピーク値θpが基準操舵角θbに収束する場合に修正操舵が行われていると判定するようにしたため、例えば蛇行するカーブ路を走行する場合等に、修正操舵が行われていると誤判定することを防止できる。
【００８４】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記各実施形態では、修正操舵判定部４３，７５から出力された修正判定信号αを修正判定信号補正部５７に入力し、補正修正判定信号γを乗算器５５に出力するようにしたが、これに限らず、修正判定信号αをそのまま乗算器５５に出力するようにしてもよい。
【００８５】
・上記第１実施形態では、切り返し判定部８２は、ステアリング２の操舵方向と操舵トルクτの方向とが一致している場合において、操舵角θsの符号が変化したときに、切り返し信号Ｓkを出力するようにした。しかし、これに限らず、操舵角θsの符号が変化したことのみをもって、切り返し信号Ｓkを出力するようにしてもよい。同様に、上記第２実施形態において、基準操舵角θbを跨いでステアリング２が操舵されたことのみをもって切り返し信号Ｓkを出力するようにしてもよい。
【００８６】
・上記第１実施形態では、適正転舵角推定部８１は、操舵角θsのピーク値θpの平均値を適正操舵角θs*として推定し、該適正操舵角θs*に対応する転舵角θtを適正転舵角θt*としたが、これに限らず、基準操舵角であるステアリング中立位置のときの操舵角を適正転舵角としてもよい。
【００８７】
・上記第１実施形態では、直進状態判定部４５が、操舵角θsの絶対値が所定操舵角θthの絶対値未満であるか否かを判定し、操舵角θsの絶対値が所定操舵角θthの絶対値以上である場合には、直進判定信号βを「０」として出力することで、修正操舵指令角θad*がゼロとなるようにした。しかし、これに限らず、例えば修正判定信号出力部６２が、操舵角θsの絶対値が所定操舵角θthの絶対値未満であるか否かを判定し、操舵角θsの絶対値が所定操舵角θthの絶対値以上である場合には、カウンタＮをクリア（Ｎ＝０）して、修正判定信号αを「０」として出力することで、修正操舵指令角θad*がゼロとなるようにしてもよい。また、その他の制御態様で、操舵角θsの絶対値が所定操舵角θthの絶対値以上である場合に、修正操舵指令角θad*がゼロとなるようにしてもよい。
【００８８】
・上記第２実施形態では、修正操舵判定部７５は、操舵トルクτの方向とステアリング２の操舵方向とが一致する場合において、所定時間内に所定回数以上、基準操舵角θbを跨いでステアリング２が操舵され、且つ、操舵角θsのピーク値θpが収束する場合に修正操舵が行われていると判定するようにした。しかし、これに限らず、操舵トルクτの方向とステアリング２の操舵方向とが一致する場合において、所定時間内に所定回数以上、基準操舵角θbを跨いでステアリング２が操舵されたことのみをもって修正操舵が行われていると判定するようにしてもよい。また、上記第１実施形態において、操舵角θsのピーク値θpが収束することを修正操舵が行われていると判定する条件に加えてもよい。
【００８９】
・上記各実施形態では、ＥＰＳアクチュエータ１７を所謂ラックアシスト型のＥＰＳアクチュエータとして構成したが、これに限らず、所謂コラムアシスト型のＥＰＳアクチュエータ等、その他型式のＥＰＳアクチュエータに適用してもよい。
【００９０】
・上記各実施形態では、ギヤ比可変アクチュエータ７のＡＣＴ角θtaを変更することにより、転舵輪６の転舵角θtを変更するようにしたが、これに限らず、ＥＰＳアクチュエータ１７にて発生するアシスト力を変更することにより、ラック５を往復動させて転舵輪６の転舵角θtを変更するようにしてもよい。この場合には、ステアリング操作を補助するアシスト力を変更することにより、転舵輪６の転舵角θtが変更されるため、運転者に転舵輪６の舵角が変更されたことを認識させて、修正操舵が行われていることを報知できる。
【００９１】
・上記各実施形態では、本発明をギヤ比可変アクチュエータ７のＡＣＴ角θtaを変更することにより、転舵輪６の転舵角θtを変更可能な車両用操舵装置１に具体化したが、これに限らない。駆動手段としてその他のアクチュエータを用いるもの、例えば転舵輪とステアリングとが機械的に分離された所謂ステアバイワイヤ式の車両用操舵装置等に具体化してもよい。
【００９２】
次に、上記各実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（ア）請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用操舵装置において、前記駆動手段は、前記操舵伝達系の途中に設けられ、モータ駆動により前記操舵伝達系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置であることを特徴とする車両用操舵装置。上記構成によれば、ステアリング操作を補助するアシスト力を変更することにより、転舵輪の転舵角が変更されるため、運転者に転舵輪の舵角が変更されたことを認識させて、修正操舵が行われていることを報知できる。
【符号の説明】
【００９３】
１…車両用操舵装置、２…ステアリング、６…転舵輪、７…ギヤ比可変アクチュエータ、８…ＩＦＳＥＣＵ、１７…ＥＰＳアクチュエータ、２５…トルクセンサ、４１，７２…修正操舵制御演算部、４２，７４…基礎修正操舵指令角演算部、４３，７５…修正操舵判定部、４５…直進状態判定部、５１，８１…適正転舵角推定部、６１，８２…切り返し判定部、６２…修正判定信号出力部、６５，８３…操舵角データ蓄積部、６６…ピーク値演算部、７１…カメラ、７３…基準操舵角演算部、８４…収束判定信号出力部、８５…回数判定信号出力部、α…修正判定信号、α_n…回数判定信号、α_p…収束判定信号、β…直進判定信号、γ…補正修正判定信号、τ…操舵トルク、θad*…修正操舵指令角、θad_e*…基礎修正操舵指令角、θb…基準操舵角、θp…ピーク値、θs…操舵角、θs*…適正操舵角、θt…転舵角、θt*…適正転舵角、ωs…操舵速度。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステアリングと転舵輪とを連結する操舵伝達系の途中に設けられ、モータ駆動により転舵輪の転舵角を変更可能な駆動手段と、該駆動手段を制御する制御手段とを備えた車両用操舵装置がある。このような駆動手段としては、例えばステアリング操作に基づく転舵輪の第１の舵角にモータ駆動に基づく転舵輪の第２の舵角（ＡＣＴ角）を上乗せすることにより、ステアリングの舵角（操舵角）と転舵輪の舵角（転舵角）との間の伝達比（ギヤ比）を可変させる伝達比可変装置がある（例えば特許文献１参照）。そして、このような伝達比可変装置を採用することで、低車速時においてはステアリング操作に対する転舵角の変更量を大として運転者の負担を軽減し、高車速時にはその変更量を小として高い操舵安定性を確保するといった、優れたステアリング特性を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３３１７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両の走行時において、例えば障害物を避けるために操舵した後に、或いは運転者の癖等により、所望の車両進行方向に対応した基準操舵角（例えば直進状態であれば、ステアリング中立位置のときの操舵角）を跨いでステアリングを繰り返し操舵する修正操舵が行われることがある。そして、このような修正操舵が行われる場合には、本来不必要な転舵輪の転舵が行われることにより車輪が路面から受ける走行抵抗が増大し、燃費が悪化する等の問題が生じる。
【０００５】
しかしながら、上記伝達比可変装置を採用した構成において、修正操舵に伴う燃費の悪化を考慮した制御はなされておらず、この点においてなお改善の余地があった。なお、上記駆動手段として、例えば操舵伝達系の途中に設けられ、モータ駆動により操舵伝達系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置等の他の駆動手段を採用した構成においても、同様に修正操舵に伴う燃費の悪化を考慮した制御はなされておらず、同様に改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、修正操舵に伴う燃費の悪化を抑制することができる車両用操舵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】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ステアリングと転舵輪とを連結する操舵伝達系の途中に設けられモータ駆動により前記転舵輪の転舵角を変更可能な駆動手段と、前記駆動手段の作動を制御する制御手段とを備えた車両用操舵装置において、修正操舵判定手段と、前記適正転舵角推定手段とを備え、前記修正操舵判定手段は、所定車両進行方向に対応する基準操舵角を跨いで前記ステアリングを繰り返し操舵する修正操舵が行われているか否かを判定し、前記適正転舵角推定手段は、前記基準操舵角に対応した適正転舵角を推定するものであり、前記制御手段は、前記修正操舵判定手段により修正操舵が行われていると判定された場合に、前記転舵輪の転舵角を前記適正転舵角とすべく、前記駆動手段の作動を制御することを要旨とする。
【０００８】
上記構成によれば、修正操舵が行われている場合には、制御手段により転舵輪の転舵角が適正転舵角となるように駆動手段の作動が制御されるため、転舵輪の不必要な転舵が行われることを抑制し、車輪が路面から受ける走行抵抗が増大することを防いで燃費の悪化を抑制できる。また、例えば障害物を避けるために操舵した後等に修正操舵が行われる場合には、速やかに車両を所望の進行方向に向かって走行させることができ、運転者の負担を軽減できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用操舵装置において、前記修正操舵判定手段は、所定時間内に前記ステアリングが前記基準操舵角を所定回数以上跨いで繰り返し操舵され、且つ、トルクセンサにより検出される操舵トルクの方向と前記ステアリングの操舵方向とが一致する場合に、修正操舵が行われていると判定することを要旨とする。
【００１０】
上記構成によれば、修正操舵発生手段は、所定時間内にステアリングが基準操舵角を所定回数以上跨いで繰り返し操舵されなければ、修正操舵が行われていると判定しないため、例えば車両が旋回している場合等に、修正操舵が行われていると誤判定することを防止できる。また、修正操舵発生手段は、操舵トルクの方向とステアリングの操舵方向とが一致する場合、すなわち運転者により修正操舵が行われる場合に修正操舵が発生したと判定する。そのため、操舵トルクの方向とステアリングの操舵方向とが一致しない場合、すなわち転舵輪に対する逆入力の印加によって修正操舵が行われていると誤判定することを防止できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の車両用操舵装置において、直進状態判定手段を備え、該直進状態判定手段は車両が直進状態であるか否かを判定するものであり、前記基準操舵角は、ステアリング中立位置のときの操舵角であり、前記制御手段は、前記直進状態判定手段により直進状態であると判定された場合に、前記転舵輪の転舵角を前記適正転舵角とすべく、前記駆動手段の作動を制御することを要旨とする。
【００１２】
上記構成によれば、路面の車線を撮像する撮像手段等の特別な構成を設けずとも、車両が直進状態において修正操舵が行われる場合には、同修正操舵に伴う燃費の悪化を抑制でき、コストの増大を抑制できる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の車両用操舵装置において、前記適正転舵角推定手段は、前記基準操舵角を跨いでから前記ステアリングの操舵方向が変化し、再び前記基準操舵角を超えるまでの間における操舵角のピーク値の平均値に対応する転舵角を前記適正転舵角とすることを要旨とする。
【００１４】
上記構成によれば、操舵角のピーク値の平均値に対応する転舵角が適正転舵角とされるため、車両の直進状態において、運転者の意志を反映したより適切な進行方向に向かって車両を走行させることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の車両用操舵装置において、撮像手段を備え、該撮像手段は路面に描かれた車線を撮像するものであり、前記基準操舵角は、前記撮像手段により撮像された車線に沿って車両を進行させる操舵角であることを要旨とする。
【００１６】
上記構成によれば、路面に描かれた車線に沿って車両を進行させる操舵角が基準操舵角とされるため、車両が直進状態である場合に限らず、例えば車両が旋回状態である場合に修正操舵が行われたときでも、その旨の判定をすることができ、同修正操舵に伴う燃費の悪化を抑制できる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用操舵装置において、前記修正操舵判定手段は、前記基準操舵角を跨いでから前記ステアリングの操舵方向が変化し、再び前記基準操舵角を超えるまでの間における操舵角のピーク値が該基準操舵角に収束する場合に前記修正操舵が行われていると判定することを要旨とする。
【００１８】
上記構成によれば、操舵角のピーク値が基準操舵角に収束する場合に修正操舵が行われていると判定されるため、例えば蛇行するカーブ路を走行する場合等に、修正操舵が行われていると誤判定することを防止できる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用操舵装置において、前記駆動手段は、ステアリング操作に基づく転舵輪の第１の舵角にモータ駆動に基づく前記転舵輪の第２の舵角を上乗せすることにより前記操舵角と前記転舵角との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置であることを要旨とする。
【００２０】
上記構成によれば、駆動手段はモータ駆動に基づく転舵輪の第２の舵角を上乗せすることにより、転舵輪の転舵角が変更されるため、運転者に転舵輪の舵角が変更されたことを認識させることなく、車両を所望の進行方向に走行させることが可能になり、操舵フィーリングの悪化を防止できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、修正操舵に伴う燃費の悪化を抑制することが可能な車両用操舵装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】車両用操舵装置の概略構成図。
【図２】（ａ），（ｂ）伝達比可変制御の作用説明図。
【図３】車両用操舵装置の制御ブロック図。
【図４】第１実施形態の修正操舵制御演算部の制御ブロック図。
【図５】第１実施形態の切り返し判定部による切り返し判定の処理手順を示すフローチャート。
【図６】第１実施形態の修正判定信号出力部による修正判定の処理手順を示すフローチャート。
【図７】第１実施形態の修正判定信号補正部による修正判定信号の補正の処理手順を示すフローチャート。
【図８】操舵角を連続値として変換したデータを説明する説明図。
【図９】第１実施形態の適正転舵角演算部による適正転舵角演算の処理手順を示すフローチャート。
【図１０】第１実施形態の直進状態判定部による直進状態判定の処理手順を示すフローチャート。
【図１１】修正操舵抑制制御を実行した場合の操舵角の変化を示すグラフ。
【図１２】第２実施形態の修正操舵制御演算部の制御ブロック図。
【図１３】第２実施形態の切り返し判定部による切り返し判定の処理手順を示すフローチャート。
【図１４】第２実施形態の収束判定信号出力部による収束判定の処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１実施形態）
以下、本発明を電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）及び伝達比可変装置を備えた車両用操舵装置に具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。
【００２４】
図１に示すように、車両用操舵装置１において、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラック＆ピニオン機構４を介してラック５に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラック＆ピニオン機構４によりラック５の往復直線運動に変換される。そして、このラック５の往復直線運動により転舵輪６の舵角、すなわち転舵角が可変することにより、車両の進行方向が変更される。従って、本実施形態では、ステアリングシャフト３、ラック＆ピニオン機構４、及びラック５（並びに詳述しないタイロッドやナックルアーム等）により、ステアリング２と転舵輪６とを連結する操舵伝達系が構成されている。
【００２５】
車両用操舵装置１は、ステアリング２の舵角（操舵角）に対する転舵輪６の伝達比（ギヤ比）を可変させる伝達比可変装置としてのギヤ比可変アクチュエータ７と、該ギヤ比可変アクチュエータ７の作動を制御するＩＦＳＥＣＵ８とを備えている。
【００２６】
詳述すると、ステアリングシャフト３は、ステアリング２が連結された第１シャフト９とラック＆ピニオン機構４に連結される第２シャフト１０とからなり、ギヤ比可変アクチュエータ７は、第１シャフト９及び第２シャフト１０を連結する差動機構１１と、該差動機構１１を駆動するモータ１２とを備えている。そして、ギヤ比可変アクチュエータ７は、ステアリング操作に伴う第１シャフト９の回転に、モータ駆動に基づく回転を上乗せして第２シャフト１０に伝達することにより、ラック＆ピニオン機構４に入力される同第２シャフト１０の回転を増速（又は減速）する。
【００２７】
つまり、図２（ａ）（ｂ）に示すように、ギヤ比可変アクチュエータ７は、ステアリング操作に基づく転舵輪６の舵角（ステア転舵角θts）にモータ駆動に基づく転舵輪６の舵角（ＡＣＴ角θta）を上乗せすることにより、操舵角θsに対する転舵輪６の転舵角θtの比率、すなわち伝達比（ギヤ比）を可変させる。そして、制御手段としてのＩＦＳＥＣＵ８は、モータ１２に対する駆動電力の供給を通じてギヤ比可変アクチュエータ７を制御し、これにより操舵角θsと転舵角θtとの間の伝達比（ギヤ比）を制御する（伝達比可変制御）。このように、ギヤ比可変アクチュエータ７は、モータ１２の駆動により転舵角θtを変更可能な駆動手段として機能する。
【００２８】
なお、この場合における「上乗せ」とは、加算する場合のみならず減算する場合をも含むものと定義し、以下同様とする。また、「操舵角θsに対する転舵角θtのギヤ比」をオーバーオールギヤ比（操舵角θs／転舵角θt）で表した場合、ステア転舵角θtsと同方向のＡＣＴ角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は小さくなる（転舵角θt大、図２（ａ）参照）。そして、逆方向のＡＣＴ角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は大きくなる（転舵角θt小、図２（ｂ）参照）。そして、本実施形態では、ステア転舵角θtsが第１の舵角を構成し、ＡＣＴ角θtaが第２の舵角を構成する。
【００２９】
また、図１に示すように、車両用操舵装置１は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置としてのＥＰＳアクチュエータ１７と、該ＥＰＳアクチュエータ１７の作動を制御するＥＰＳＥＣＵ１８とを備えている。
【００３０】
ＥＰＳアクチュエータ１７は、その駆動源であるモータ２２がラック５に設けられた所謂ラックアシスト型のＥＰＳアクチュエータであり、モータ２２が発生するアシストトルクは、ボール螺子機構（図示略）を介してラック５に伝達される。そして、ＥＰＳＥＣＵ１８は、このモータ２２が発生するアシストトルクを制御することにより、操舵系に付与するアシスト力を制御する（パワーアシスト制御）。
【００３１】
本実施形態では、上記のギヤ比可変アクチュエータ７を制御するＩＦＳＥＣＵ８、及びＥＰＳアクチュエータ１７を制御するＥＰＳＥＣＵ１８は、車内ネットワーク（CAN：Controller Area Network）２３を介して接続されており、該車内ネットワーク２３には、車両状態量を検出するための複数のセンサが接続されている。具体的には、車内ネットワーク２３には、ステアリングセンサ２４、トルクセンサ２５及び車速センサ２６が接続されており、これら各センサにより検出される操舵角θs、操舵トルクτ及び車速Ｖは、車内ネットワーク２３を介してＩＦＳＥＣＵ８及びＥＰＳＥＣＵ１８に入力される。なお、トルクセンサ２５には、周知のツインレゾルバ型が採用されており、同トルクセンサ２５は、ラック＆ピニオン機構４近傍の第２シャフト１０（ピニオンシャフト）に設けられている。そして、ＩＦＳＥＣＵ８及びＥＰＳＥＣＵ１８は、車内ネットワーク２３を介して相互通信を行うことにより、上記の伝達比可変制御及びパワーアシスト制御を統合的に実行する。
【００３２】
次に、本実施形態の車両用操舵装置（ギヤ比可変アクチュエータ）の電気的構成及び制御態様について説明する。
図３に示すように、ＩＦＳＥＣＵ８は、モータ制御信号を出力するマイコン３１と、モータ制御信号に基づいてモータ１２に駆動電力を供給する駆動回路３２とを備えている。なお、同図に示す各制御ブロックは、ＩＦＳＥＣＵ８に備えられたマイコン３１が所定周期毎に実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。
【００３３】
マイコン３１は、ギヤ比可変制御演算部３３及び微分ステア制御演算部３４を備えており、ギヤ比可変制御演算部３３には、操舵角θs及び車速Ｖが入力され、微分ステア制御演算部３４には、車速Ｖ及び操舵速度ωsが入力される。そして、ギヤ比可変制御演算部３３は、車速Ｖに応じてギヤ比（伝達比）を可変させるための制御目標成分であるギヤ比可変指令角θgr*を演算し、微分ステア制御演算部３４は、操舵速度ωsに応じて車両の応答性を向上させるための制御目標成分である微分ステア指令角θls*を演算する。
【００３４】
ギヤ比可変制御演算部３３及び微分ステア制御演算部３４により演算されたギヤ比可変指令角θgr*及び微分ステア指令角θls*は、加算器３５に入力され、この加算器３５において、これらギヤ比可変指令角θgr*及び微分ステア指令角θls*が重畳されることによりＡＣＴ指令角θta*が演算される。そして、ＡＣＴ指令角θta*は、加算器３６に入力され、この加算器３６において、後述する修正操舵制御演算部４１により演算された修正操舵指令角θad*がさらに重畳されることにより、補正ＡＣＴ指令角θta**が演算される。
【００３５】
また、マイコン３１には、モータ１２に設けられた回転角センサ３７の出力するモータ回転角θmが入力されるようになっており、加算器３６において演算された補正ＡＣＴ指令角θta**は、そのモータ回転角θmに基づき演算されるＡＣＴ角θtaとともに、位置制御演算部３８に入力される。そして、位置制御演算部３８は、指令値であるＡＣＴ指令角θta*と実際値であるＡＣＴ角θtaとの偏差に基づくフィードバック演算により電流指令εを演算してモータ制御信号出力部３９に出力する。
【００３６】
そして、モータ制御信号出力部３９は、電流指令εに基づき生成されたモータ制御信号を駆動回路３２に出力し、そのモータ制御信号に基づく駆動電力がモータ１２に供給されることにより、同モータ１２、すなわちギヤ比可変アクチュエータ７の作動が制御されるようになっている。
【００３７】
（修正操舵抑制制御）
次に、本実施形態の車両用操舵装置における修正操舵抑制制御の態様について説明する。
【００３８】
上述のように、車両の走行時において、所定車両進行方向に対応した基準操舵角θbを跨いでステアリング２を繰り返し操舵する修正操舵が行われると、本来不必要な転舵輪６の転舵が行われることにより、例えば燃費の悪化等を招くといった問題が生じる。なお、本実施形態の基準操舵角θbは、ステアリング中立位置のときの操舵角（「θs＝０」）であるように予め設定している。
【００３９】
この点を踏まえ、マイコン３１は、修正操舵に伴う不必要な転舵輪６の転舵を抑制させるための制御目標成分である修正操舵指令角θad*を演算する修正操舵制御演算部４１を備えている。修正操舵制御演算部４１には、操舵角θs、車速Ｖ、操舵トルクτ及びＡＣＴ角θtaが入力され、修正操舵制御演算部４１はこれらの値に基づいて修正操舵指令角θad*を演算する。
【００４０】
詳述すると、図４に示すように、修正操舵制御演算部４１は、基礎修正操舵指令角θad_e*を演算する基礎修正操舵指令角演算部４２を備えており、この基礎修正操舵指令角演算部４２には操舵角θs、車速Ｖ及びＡＣＴ角θtaが入力される。また、修正操舵制御演算部４１は、修正操舵判定手段としての修正操舵判定部４３と、直進状態判定手段としての直進状態判定部４５とを備えている。この修正操舵判定部４３には操舵角θs、操舵速度ωs及び操舵トルクτが入力され、直進状態判定部４５には操舵角θs及び操舵トルクτが入力される。
【００４１】
基礎修正操舵指令角演算部４２は、適正転舵角推定手段としての適正転舵角推定部５１を備えており、適正転舵角推定部５１には操舵角θs及び車速Ｖが入力される。この適正転舵角推定部５１は、転舵角θtが前記基準操舵角θb（ステアリング中立位置）に対応した値となるよう、操舵角θs及び車速Ｖに基づいて転舵角θtの目標となる適正転舵角θt*を推定（演算）し、減算器５２に出力する。また、基礎修正操舵指令角演算部４２は、ＡＣＴ角θtaに基づいて転舵輪６の転舵角θtを演算する転舵角演算部５３を備えている。この転舵角演算部５３は、操舵角θsにラック＆ピニオン機構４のベースギヤ比を乗じた値、すなわちステア転舵角θtsにＡＣＴ角θtaを加算することにより転舵角θtを演算し、減算器５２に出力する。続いて、減算器５２は、適正転舵角θt*と、転舵角演算部５３により演算された転舵角θtとの偏差Δθtを演算し、Ｆ／Ｂ演算部５４に出力する。そして、Ｆ／Ｂ演算部５４は偏差Δθtに基づくフィードバック演算により基礎修正操舵指令角θad_e*を演算して乗算器５５に出力する。
【００４２】
修正操舵判定部４３は、操舵角θs、操舵速度ωs及び操舵トルクτに基づいて、修正操舵が行われているか否かを表す修正判定信号αを出力する。なお、修正操舵が行われている状態では修正判定信号αとして「１」が出力され、修正操舵が行われていない状態では修正判定信号αとして「０」が出力される。また、本実施形態では、修正操舵判定部４３から出力された修正判定信号αは、修正判定信号補正部５７に入力される。この修正判定信号補正部５７には、修正判定信号αとともに上記偏差Δθtが入力され、修正判定信号補正部５７は、これら修正判定信号α及び偏差Δθtに基づいて「０」又は「１」の補正修正判定信号γを乗算器５５に出力する。
【００４３】
直進状態判定部４５は、操舵角θs及び操舵トルクτに基づいて、車両が直進状態であるか否かを表す直進判定信号βを出力する。なお、車両が直進状態である場合には直進判定信号βとして「１」が出力され、車両が直進状態でない場合には修正判定信号αとして「０」が出力される。また、本実施形態では、車両の直進状態とは厳密な直進（操舵角θsが「０」）ではなく、操舵角θsが小さい範囲の状態も含む。
【００４４】
そして、乗算器５５において、基礎修正操舵指令角演算部４２により演算された基礎修正操舵指令角θad_e*に、修正判定信号補正部５７から出力された補正修正判定信号γ及び直進状態判定部４５から出力された直進判定信号βが乗算されることにより、修正操舵指令角θad*が演算される。つまり、修正操舵制御演算部４１は、補正修正判定信号γ及び直進判定信号βがともに「１」の場合、すなわち車両が直進状態であり、修正操舵が行われている場合に、ゼロでない修正操舵指令角θad*（基礎修正操舵指令角θad_e*の値）を加算器３６（図２参照）に出力する。これにより、車両が直進状態であり、修正操舵が行われている場合に、ゼロでない修正操舵指令角θad*がＡＣＴ指令角θta*に重畳され、修正操舵に伴う不必要な転舵輪６の転舵が抑制されるようになっている。
【００４５】
以下、修正操舵判定部４３（修正判定信号補正部５７）、適正転舵角推定部５１及び直進状態判定部４５に分けて、それぞれの制御ブロックが行う処理を詳細に説明する。
（修正操舵判定）
修正操舵判定部４３は、所定時間内にステアリング２がステアリング中立位置を所定回数以上跨いで繰り返し操舵され、且つ、操舵トルクτの方向とステアリング２の操舵方向とが一致する場合に、修正操舵が行われていると判定する。詳述すると、修正操舵判定部４３は、切り返し判定部６１と、修正判定信号出力部６２と、タイマ６３とを備えている。この切り返し判定部６１には、操舵角θs、操舵速度ωs及び操舵トルクτが入力され、切り返し判定部６１はこれらの値に基づいてステアリング中立位置を跨いでステアリング２が操舵されたことを表す切り返し信号Ｓkを、修正判定信号出力部６２及び後述する適正転舵角推定部５１の操舵角データ蓄積部６５に出力する。具体的には、切り返し判定部６１は、ステアリング２の操舵方向と操舵トルクτの方向とが一致している場合において、操舵角θsの符号が変化したときに、切り返し信号Ｓkを出力する。そして、修正判定信号出力部６２は、所定時間内に切り返し信号Ｓkが所定回数以上繰り返し入力された場合に、修正判定信号αとして「１」を出力する。なお、タイマ６３は、修正判定信号出力部６２の要求に応じて時間を計測し、その計測時間を示す計測タイマ値Ｔを同修正判定信号出力部６２に出力する。
【００４６】
また、修正判定信号補正部５７は、修正判定信号αとともに上記偏差Δθtが入力され、修正判定信号補正部５７は、これら修正判定信号α及び偏差Δθtに基づいて「０」又は「１」の補正修正判定信号γを乗算器５５に出力する。具体的には、修正判定信号補正部５７は、修正判定信号αが「０」として入力された場合には、補正修正判定信号γを「０」として出力する。一方、修正判定信号αが「１」として入力された場合には、偏差Δθtがゼロになるまで補正修正判定信号γを「１」として出力し、偏差Δθtがゼロになると補正修正判定信号γを「０」として出力する。
【００４７】
次に、切り返し判定部６１による切り返し判定の処理手順を図５に示すフローチャートに従って説明する。
同図に示すように、切り返し判定部６１は、センサ値として操舵角θs、操舵速度ωs及び操舵トルクτを取得すると（ステップ１０１）、操舵速度ωsと操舵トルクτの符号が同一であるか否かを判定する（ステップ１０２）。そして、操舵速度ωsと操舵トルクτの符号が同一である場合には（ステップ１０２：ＹＥＳ）には、ステップ１０３に移行する。なお、操舵速度ωsと操舵トルクτの符号が同一でない場合には（ステップ１０２：ＮＯ）には、ステップ１０３以降の処理を実行しない。
【００４８】
そして、切り返し判定部６１は、ステップ１０３において、操舵角θsの前回値θs_b（１つ前の周期での操舵角θs）がゼロ以下であり、且つ操舵角θsがゼロよりも大きいか否かを判定し、この条件を満たす場合には（ステップ１０３：ＹＥＳ）切り返し信号Ｓkを出力する（ステップ１０４）。一方、前回値θs_bがゼロよりも大きい場合、又は操舵角θsがゼロ以下の場合には（ステップ１０３：ＮＯ）、前回値θs_bがゼロよりも大きく、且つ操舵角θsがゼロ以下であるか否かを判定する（ステップ１０５）。そして、前回値θs_bがゼロよりも大きく、且つ操舵角θsがゼロ以下である場合には（ステップ１０５：ＹＥＳ）、ステップ１０４に移行して切り返し信号Ｓkを出力する。
【００４９】
なお、操舵角θsの前回値θs_bがゼロ以下の場合、又操舵角θsがゼロより大きい場合には（ステップ１０５：ＮＯ）、ステップ１０４の処理を実行しない。このように、切り返し判定部６１は、所定周期毎に上記ステップ１０１〜１０５の処理を実行し、切り返しが発生した場合には切り返し信号Ｓkを出力する。
【００５０】
次に、修正判定信号出力部６２による修正判定の処理手順を図６に示すフローチャートに従って説明する。
同図に示すように、修正判定信号出力部６２は、切り返し判定部６１から切り返し信号Ｓkが入力されたか否かを判定し（ステップ２０１）、切り返し信号Ｓkが入力された場合には（ステップ２０１：ＹＥＳ）、タイマ６３による計測が開始されていることを示す計測フラグＦｔがセットされているか否かを判定する（ステップ２０２）。続いて、計測フラグＦｔがセットされていない場合には（ステップ２０２：ＮＯ）、タイマ６３による時間計測を開始させ（ステップ２０３：Ｔ＝０）、計測フラグＦｔをセットする（ステップ２０４）。そして、タイマ６３の時間計測開始後における切り返し信号Ｓkの入力回数を示すカウンタＮをクリアし（ステップ２０５：Ｎ＝０）、タイマ６３から計測タイマ値Ｔを取得する（ステップ２０６）。なお、計測フラグＦｔがセットされている場合には（ステップ２０２：ＹＥＳ）、ステップ２０３〜２０５の処理を実行せず、ステップ２０６に移行する。
【００５１】
続いて、修正判定信号出力部６２は、ステップ２０６において計測タイマ値Ｔを取得すると、計測タイマ値Ｔが所定タイマ値Ｔth未満である否かを判定し（ステップ：２０７）、計測タイマ値Ｔが所定タイマ値Ｔth未満である場合には（ステップ２０７：ＹＥＳ）、カウンタＮをインクリメントする（ステップ２０８：Ｎ＝Ｎ＋１）。そして、カウンタＮが所定カウンタＮthよりも大きいか否かを判定し（ステップ２０９）、カウンタＮが所定カウンタＮth未満である場合には（ステップ２０９：ＮＯ）、修正判定信号αを「０」として出力する（ステップ２１０）。一方、カウンタＮが所定カウンタＮthよりも大きい場合には（ステップ２０９：ＹＥＳ）、修正判定信号αを「１」として出力し（ステップ２１１）、計測フラグＦｔをリセットし（ステップ２１２）、カウンタＮをクリアする（ステップ２１３：Ｎ＝０）。
【００５２】
なお、計測タイマ値Ｔが所定タイマ値Ｔth以上である場合には（ステップ２０７：ＮＯ）、ステップ２０８〜２１１の処理を実行せず、修正判定信号αを「０」として出力し（ステップ２１４）、ステップ２１２に移行する。また、切り返し信号Ｓkが入力されない場合には（ステップ２０１：ＮＯ）、ステップ２０２以降の処理を実行しない。このように、修正判定信号出力部６２は、所定周期毎に上記ステップ２０１〜２１４の処理を実行し、修正判定信号αを出力する。
【００５３】
次に、修正判定信号補正部５７による修正判定信号αの補正の処理手順を図７に示すフローチャートに従って説明する。
同図に示すように、修正判定信号補正部５７は、修正判定信号αが「１」として入力された状態であることを示す修正フラグＦαがセットされているか否かを判定し（ステップ３０１）、修正フラグＦαがセットされていない場合には（ステップ３０１：ＮＯ）、修正判定信号αが「１」であるか否かを判定する（ステップ３０２）。続いて、修正判定信号αが「１」である場合には（ステップ３０２：ＹＥＳ）、修正フラグＦαをセットし（ステップ３０３）、偏差Δθtがゼロであるか否かを判定する（ステップ３０４）。なお、修正フラグＦαがセットされている場合には（ステップ３０１：ＹＥＳ）、ステップ３０２，３０３の処理を実行せず、ステップ３０４に移行する。
【００５４】
続いて、偏差Δθtがゼロでない場合には（ステップ３０４：ＮＯ）、修正判定信号補正部５７は、補正修正判定信号γを「１」として出力する（ステップ３０５）。一方、偏差Δθtがゼロである場合には（ステップ３０４：ＹＥＳ）、修正フラグＦαをリセットし（ステップ３０６）、補正修正判定信号γを「０」として出力する（ステップ３０７）。なお、ステップ３０２において、修正判定信号αが「０」である場合には（ステップ３０２：ＮＯ）、ステップ３０３〜３０６の処理を実行せず、ステップ３０７に移行し、補正修正判定信号γを「０」として出力する。このように、修正判定信号補正部５７は、所定周期毎に上記ステップ３０１〜３０７の処理を実行し、補正修正判定信号γを出力する。
【００５５】
（適正転舵角演算）
図４に示すように、適正転舵角推定部５１は、操舵角データ蓄積部６５と、ピーク値演算部６６とを備えており、操舵角データ蓄積部６５には、操舵角θs及び切り返し信号Ｓkが入力される。そして、操舵角データ蓄積部６５は切り返し信号Ｓkが入力されてから、次の切り返し信号Ｓkが入力されるまでの間に入力される操舵角θsを、例えば図８に示すような連続値の操舵角データＤsに変換する。なお、本実施形態では、図８における基準操舵角θbはゼロである。また、操舵角データ蓄積部６５は、切り返し信号Ｓkが入力されるごとに該操舵角データＤsをピーク値演算部６６に出力する。
【００５６】
ピーク値演算部６６には、車速Ｖ及び操舵角データ蓄積部６５から操舵角データＤsが入力される。そして、ピーク値演算部６６は操舵角データＤsが入力されると、該操舵角データＤs基づいて操舵角のピーク値θpを演算する。具体的には、図８に示すような操舵角データＤsの最大値（絶対値）をピーク値θpとして演算する。また、図４に示すように、ピーク値演算部６６は、複数（本実施形態では偶数）のピーク値θpを記憶するメモリ６７を備えており、ピーク値θpを演算すると、メモリ６７に記憶された最も過去のピーク値θp１を削除するとともに、最新のピーク値θpｎをメモリ６７に記憶することで、メモリ６７に記憶されるピーク値θpを更新する。そして、ピーク値演算部６６は、メモリ６７に記憶された複数のピーク値θpの平均値を適正操舵角θs*として演算し、同適正操舵角θs*及び車速Ｖに応じた換算係数Ａに基づいて適正転舵角θt*を演算する。
【００５７】
次に、適正転舵角推定部５１（ピーク値演算部６６）による適正転舵角演算の処理手順を図９に示すフローチャートに従って説明する。
同図に示すように、ピーク値演算部６６は、操舵角データＤsが入力されたか否かを判定し（ステップ４０１）、操舵角データＤsが入力された場合には（ステップ４０１：ＹＥＳ）、該操舵角データＤsに基づいてピーク値θpを演算し（ステップ４０２）、メモリ６７内に記憶された複数のピーク値θpを更新する（ステップ４０３）。続いて、ピーク値演算部６６は、メモリ６７内に記憶された複数のピーク値θpの平均値を適正操舵角θs*として演算し（ステップ４０４）、車速Ｖに応じた操舵角θsと転舵角θtとの換算係数（ギヤ比）Ａを演算する（ステップ４０５）。そして、ピーク値演算部６６は、ステップ４０４において演算した適正操舵角θs*にステップ４０５において演算した換算係数Ａを乗算することにより、適正転舵角θt*を演算する（ステップ４０６）。なお、操舵角データＤsが入力されない場合には（ステップ４０１：ＮＯ）、ステップ４０２以降の処理を実行しない。このように、適正転舵角推定部５１は、所定周期毎に上記ステップ４０１〜４０６の処理を実行し、適正転舵角θt*を演算する。
【００５８】
（直進状態判定）
直進状態判定部４５は、操舵角θsの絶対値が所定操舵角θthの絶対値未満であり、且つ操舵トルクτの絶対値が所定操舵トルクτthの絶対値未満である場合に、車両が直進状態であると判定し、直進判定信号βを「１」として出力する。一方、直進状態判定部４５は、操舵角θsの絶対値が所定操舵角θthの絶対値以上である場合、又は操舵トルクτの絶対値が所定操舵トルクτの絶対値以上である場合に、車両が直進状態でないと判定し、直進判定信号βを「０」として出力する。
【００５９】
次に、直進状態判定部４５による直進状態判定の処理手順を図１０に示すフローチャートに従って説明する。
同図に示すように、直進状態判定部４５は、センサ値として操舵角θs及び操舵トルクτを取得すると（ステップ５０１）、操舵角θsの絶対値が所定操舵角θthの絶対値未満であるか否かを判定する（ステップ５０２）。続いて、操舵角θsの絶対値が所定操舵角θthの絶対値未満である場合には（ステップ５０２：ＹＥＳ）、操舵トルクτの絶対値が所定操舵トルクτの絶対値未満であるか否かを判定する（ステップ５０３）。そして、直進状態判定部４５は、操舵トルクτの絶対値が所定操舵トルクτの絶対値未満である場合には（ステップ５０３：ＹＥＳ）、車両が直進状態であると判定し、直進判定信号βを「１」として出力する（ステップ５０４）。一方、操舵角θsの絶対値が所定操舵角θthの絶対値以上である場合（ステップ５０２：ＮＯ）、又は操舵トルクτの絶対値が所定操舵トルクτの絶対値以上である場合には（ステップ５０３：ＮＯ）、車両が直進状態でないと判定し、直進判定信号βを「０」として出力する（ステップ５０５）。このように、直進状態判定部４５は、所定周期毎に上記ステップ５０１〜５０５の処理を実行し、直進判定信号βを出力する。
【００６０】
以上のように構成された車両用操舵装置１では、図１１に示すように、車両の直進時において、例えば障害物を避けるために操舵した後（時刻ｔ以降）に修正操舵が行われた場合であっても、修正操舵抑制制御の実行により、修正操舵に伴う不必要な転舵輪６の転舵が抑制される。その結果、車両が速やかに所望の進行方向に向かって走行するようになり、例えば運転者が未熟者である場合であっても、同図において実線で示すように速やかに修正操舵が抑制される。なお、修正操舵抑制制御が実行されない従来の操舵角θsの変化を同図において破線で示す。
【００６１】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）ギヤ比可変アクチュエータ７の作動を制御するＩＦＳＥＣＵ８は、基準操舵角θbを跨いでステアリング２を繰り返し操舵する修正操舵が行われているか否かを判定する修正操舵判定部４３と、転舵角θtの目標となる適正転舵角θt*を推定する適正転舵角推定部５１とを有する修正操舵制御演算部４１を備えた。そして、修正操舵制御演算部４１は、修正操舵判定部４３により修正操舵が行われていると判定された場合に、転舵輪６の転舵角θtを適正転舵角θt*とすべく、ゼロでない修正操舵指令角θad*を出力するようにした。
【００６２】
上記構成によれば、修正操舵が行われている場合には、ＩＦＳＥＣＵ８により転舵輪６の転舵角θtが適正転舵角θt*となるように、ギヤ比可変アクチュエータ７の作動が制御されるため、転舵輪６の不必要な転舵が行われることを抑制し、車輪が路面から受ける走行抵抗が増大することを防いで燃費の悪化を抑制できる。また、例えば障害物を避けるために操舵した後等に修正操舵が行われる場合には、速やかに車両を所望の進行方向に向かって走行させることができ、運転者の負担を軽減できる。
【００６３】
（２）修正操舵判定部４３は、所定時間内にステアリング２が基準操舵角θb（ステアリング中立位置のときの操舵角）を所定回数以上跨いで繰り返し操舵され、且つ、トルクセンサ２５により検出される操舵トルクτの方向とステアリング２の操舵方向（操舵速度ωs）とが一致する場合に、修正操舵が行われていると判定するようにした。上記構成によれば、所定時間内にステアリング２が基準操舵角θbを所定回数以上跨いで繰り返し操舵されなければ、修正操舵が行われていると判定されないため、例えば車両が旋回している場合等に、修正操舵が行われていると誤判定することを防止できる。また、操舵トルクτの方向とステアリング２の操舵方向とが一致する場合、すなわち運転者により修正操舵が行われる場合に修正操舵が行われている判定される。そのため、操舵トルクτの方向とステアリング２の操舵方向とが一致しない場合、すなわち転舵輪６に対する逆入力の印加によって修正操舵が行われていると誤判定することを防止できる。
【００６４】
（３）基準操舵角θbをステアリング中立位置のときの操舵角とし、ＩＦＳＥＣＵ８は、直進状態判定部４５により直進状態であると判定された場合に、転舵輪６の転舵角θtを適正転舵角θt*とすべく、ギヤ比可変アクチュエータ７の作動を制御するようにした。上記構成によれば、路面の車線を撮像する撮像手段等の特別な構成を設けずとも、車両が直進状態において修正操舵が行われる場合には、同修正操舵に伴う燃費の悪化を抑制でき、コストの増大を抑制できる。
【００６５】
（４）適正転舵角推定部５１は、基準操舵角θb（ステアリング中立位置のときの操舵角）を跨いでからステアリング２の操舵方向が変化し、再び基準操舵角θbを超えるまでの間における操舵角θsのピーク値θpの平均値に対応する転舵角θtを適正転舵角θt*とするようにした。上記構成によれば、車両の直進状態において、運転者の意志を反映したより適切な進行方向に向かって車両を走行させることができる。
【００６６】
（５）ステアリング操作に基づく転舵輪６のステア転舵角θtsにモータ駆動に基づく転舵輪６のＡＣＴ角θtaを上乗せすることにより操舵角θsと転舵角θtとの間の伝達比を可変させるギヤ比可変アクチュエータ７により、転舵輪６の舵角を変更可能な駆動手段として構成した。上記構成によれば、モータ駆動に基づく転舵輪６のＡＣＴ角θtaを上乗せすることにより、転舵輪６の転舵角θtが変更されるため、運転者に転舵輪６の舵角が変更されたことを認識させることなく、車両を所望の進行方向に走行させることが可能になり、操舵フィーリングの悪化を防止できる。
【００６７】
（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態を図面に従って説明する。
なお、本実施形態と上記第１実施形態との主たる相違点は、その修正操舵制御演算部の構成及び修正操舵抑制制御の態様についてのみである。このため、説明の便宜上、第１実施形態と同一の部分については同一の符号を付すこととして、その説明を省略する。
【００６８】
図１２に示すように、本実施形態の車両用操舵装置１は、車両進行方向の路面に描かれた車線（走行路を規定する白線）を撮像する撮像手段としてのカメラ７１を備え、修正操舵制御演算部７２は、カメラ７１により撮像された画像データＤgが入力される基準操舵角演算部７３を備えている。この基準操舵角演算部７３は、カメラ７１から入力された画像データＤgを解析して車線を抽出し、該車線に沿った方向に車両を進行させる操舵角を基準操舵角θbとして演算する。なお、画像データの解析（車線の抽出）は、周知の解析方法であるため詳細な説明は省略するが、その解析方法についての詳細は、例えば特開２００８−１２３３４８号公報の記述を参照されたい。
【００６９】
また、修正操舵制御演算部７２は、基礎修正操舵指令角θad_e*を演算する基礎修正操舵指令角演算部７４と、修正操舵判定手段としての修正操舵判定部７５とを備えている。この基礎修正操舵指令角演算部７４には、基準操舵角演算部７３により演算された基準操舵角θb及び車速Ｖが入力され、修正操舵判定部７５には操舵角θs、操舵速度ωs、操舵トルクτ及び基準操舵角θbが入力される。
【００７０】
基礎修正操舵指令角演算部７４は、適正転舵角推定手段としての適正転舵角推定部８１を備えており、適正転舵角推定部８１には基準操舵角θb及び車速Ｖが入力される。この適正転舵角推定部８１は、基準操舵角θb及び車速Ｖに基づいて転舵角θtの目標となる適正転舵角θt*を推定（演算）し、減算器５２に出力する。具体的には、適正転舵角推定部８１は、基準操舵角θbに車速Ｖに応じた操舵角θsと転舵角θtとの換算係数Ａを乗算することにより、適正転舵角θt*を演算する。続いて、減算器５２は、適正転舵角θt*と、転舵角演算部５３により演算された転舵角θtとの偏差Δθtを演算し、Ｆ／Ｂ演算部５４に出力する。そして、Ｆ／Ｂ演算部５４は偏差Δθtに基づくフィードバック演算により基礎修正操舵指令角θad_e*を演算して乗算器５５に出力する。
【００７１】
修正操舵判定部７５は、操舵角θs、操舵速度ωs、操舵トルクτ及び基準操舵角θbに基づいて、修正操舵が行われているか否かを表す修正判定信号αを出力する。なお、修正操舵が行われている状態では修正判定信号αとして「１」が出力され、修正操舵が行われていない状態では修正判定信号αとして「０」が出力される。また、修正操舵判定部７５から出力された修正判定信号αは、修正判定信号補正部５７に入力される。この修正判定信号補正部５７には、修正判定信号αとともに上記偏差Δθtが入力され、修正判定信号補正部５７は、上記第１実施形態と同様に、これら修正判定信号α及び偏差Δθtに基づいて「０」又は「１」の補正修正判定信号γを乗算器５５に出力する。
【００７２】
詳述すると、修正操舵判定部７５は、切り返し判定部８２と、操舵角データ蓄積部８３と、収束判定信号出力部８４と、回数判定信号出力部８５と、タイマ８６とを備えている。この切り返し判定部８２には、操舵角θs、操舵速度ωs、操舵トルクτ及び基準操舵角θbが入力され、切り返し判定部８２はこれらの値に基づいて基準操舵角θbを跨いでステアリング２が操舵されたことを表す切り返し信号Ｓkを、操舵角データ蓄積部８３及び回数判定信号出力部８５に出力する。なお、切り返し判定部８２は、上記第１実施形態と同様の処理を実行することにより、切り返し信号Ｓkを出力する。
【００７３】
操舵角データ蓄積部８３には、操舵角θs及び切り返し信号Ｓkが入力され、操舵角データ蓄積部８３は切り返し信号Ｓkが入力されてから次の切り返し信号Ｓkが入力されるまでの間に入力される操舵角θsを操舵角データＤsに変換し（図８参照）、切り返し信号Ｓkが入力される毎に該操舵角データＤsを収束判定信号出力部８４に出力する。
【００７４】
収束判定信号出力部８４は操舵角データＤsが入力されると、該操舵角データＤsに基づいて操舵角θsのピーク値θpを演算し（図８参照）、該ピーク値θpが収束しているか否かを示す収束判定信号α_pを乗算器８７に出力する。具体的には、ピーク値θpがその前回値θp_b未満である場合には、ピーク値θpが収束していると判定し、収束判定信号α_pを「１」として出力する。一方、ピーク値θpがその前回値θp_b以上である場合には、ピーク値θpが収束していないと判定し、収束判定信号α_pを「０」として出力する。
【００７５】
回数判定信号出力部８５には、切り返し判定部８２から切り返し信号Ｓkが入力される。そして、回数判定信号出力部８５は、所定時間内の切り返しの回数が、修正操舵が行われていると考えられる所定回数以上であるか否かを表す回数判定信号α_nを乗算器８７に出力する。具体的には、所定時間内に切り返し信号Ｓkが所定回数以上繰り返し入力された場合には、修正操舵か行われていると判定し、回数判定信号α_nとして「１」を出力する。一方、所定時間内に切り返し信号Ｓkが所定回数以上繰り返し入力されない場合には、修正操舵が行われていないと判定し、回数判定信号α_nとして「０」を出力する。なお、タイマ８６は、回数判定信号出力部８５の要求に応じて時間を計測し、その計測時間を示す計測タイマ値Ｔを同回数判定信号出力部８５に出力する。
【００７６】
そして、乗算器８７において、収束判定信号α_pと回数判定信号α_nとが乗算された値が修正判定信号αとして修正判定信号補正部５７に出力される。従って、修正操舵判定部７５は、収束判定信号α_p及び回数判定信号α_nがともに「１」の場合、すなわち操舵トルクτの方向とステアリング２の操舵方向とが一致する場合において、所定時間内に所定回数以上、基準操舵角θbを跨いでステアリング２が操舵され、且つ、操舵角θsのピーク値θpが収束する場合に修正操舵が行われていると判定する。
【００７７】
次に、切り返し判定部８２による切り返し判定の処理手順を図１３に示すフローチャートに従って説明する。
同図に示すように、切り返し判定部８２は、センサ値として操舵角θs、操舵速度ωs、操舵トルクτ、基準操舵角θbを取得すると（ステップ６０１）、操舵速度ωsと操舵トルクτの符号が同一であるか否かを判定する（ステップ６０２）。そして、操舵速度ωsと操舵トルクτの符号が同一である場合には（ステップ６０２：ＹＥＳ）、ステップ６０３に移行する。なお、操舵速度ωsと操舵トルクτの符号が同一である場合には（ステップ６０２：ＮＯ）には、ステップ６０３以降の処理を実行しない。
【００７８】
そして、切り返し判定部８２は、ステップ６０３において、操舵角θsの前回値θs_b（１つ前の周期での操舵角θs）が基準操舵角θb以下であり、且つ操舵角θsが基準操舵角θbよりも大きいか否かを判定し、この条件を満たす場合には（ステップ６０３：ＹＥＳ）、切り返し信号Ｓkを出力する（ステップ６０４）。一方、前回値θs_bが基準操舵角θbよりも大きい場合、又は操舵角θsが基準操舵角θb以下の場合には（ステップ６０３：ＮＯ）、前回値θs_bが基準操舵角θbよりも大きく、且つ操舵角θsが基準操舵角θb以下であるか否かを判定する（ステップ６０５）。そして、前回値θs_bが基準操舵角θbよりも大きく、且つ操舵角θsが基準操舵角θb以下である場合には（ステップ６０５：ＹＥＳ）、ステップ６０４に移行して切り返し信号Ｓkを出力する。
【００７９】
なお、前回値θs_bが基準操舵角θb以下の場合、又操舵角θsが基準操舵角θbより大きい場合には（ステップ６０５：ＮＯ）、ステップ６０４の処理を実行しない。このように、切り返し判定部８２は、所定周期毎に上記ステップ６０１〜６０５の処理を実行し、切り返しが発生した場合には切り返し信号Ｓkを出力する。
【００８０】
次に、収束判定信号出力部８４による収束判定の処理手順を図１４に示すフローチャートに従って説明する。
同図に示すように、収束判定信号出力部８４は、操舵角データＤsが入力されたか否かを判定し（ステップ７０１）、操舵角データＤsが入力された場合には（ステップ７０１：ＹＥＳ）、該操舵角データＤsに基づいてピーク値θpを演算する（ステップ７０２）。続いて、収束判定信号出力部８４は、ピーク値θpがその前回値θp_b未満であるか否かを判定し（ステップ７０３）、ピーク値θpがその前回値θp_b未満である場合には（ステップ７０３：ＹＥＳ）、ピーク値θpが収束していると判定し、収束判定信号α_pを「１」として出力する（ステップ７０４）。一方、ピーク値θpがその前回値θp_b以上である場合には（ステップ７０３：ＮＯ）、ピーク値θpが収束していないと判定し、収束判定信号α_pを「０」として出力する（ステップ７０５）。なお、収束判定信号出力部８４は、操舵角データＤsが入力されない場合には（ステップ７０１：ＮＯ）、ステップ７０２〜７０５の処理を実行しない。このように、収束判定信号出力部８４は、所定周期毎に上記ステップ７０１〜７０５の処理を実行し、収束判定信号α_pを出力する。
【００８１】
なお、回数判定信号出力部８５による回数判定の処理手順は、上記第１実施形態の修正判定信号出力部６２の修正判定の処理手順と同様であり、修正判定信号αに代えて回数判定信号α_nを出力するのみである（図６参照）ため、その詳細は省略する。また、修正判定信号補正部５７による修正判定信号αの補正の処理手順は、上記第1実施形態と同様である（図７参照）ため、その詳細は省略する。
【００８２】
以上記述したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の（１），（２），（５）の作用効果に加えて、以下の作用効果を奏することができる。
（６）路面に描かれた車線を撮像するカメラ７１を備え、基準操舵角θbをカメラ７１により撮像された車線に沿って車両を進行させる操舵角とした。上記構成によれば、カメラ７１により路面に描かれた車線に沿って車両を進行させる操舵角が基準操舵角θbとされるため、車両が直進状態である場合に限らず、例えば車両が旋回状態である場合に修正操舵が行われたときでも、その旨の判定をすることができ、同修正操舵に伴う燃費の悪化を抑制できる。
【００８３】
（７）修正操舵判定部７５は、操舵角θsのピーク値θpが基準操舵角θbに収束する場合に修正操舵が行われていると判定するようにしたため、例えば蛇行するカーブ路を走行する場合等に、修正操舵が行われていると誤判定することを防止できる。
【００８４】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記各実施形態では、修正操舵判定部４３，７５から出力された修正判定信号αを修正判定信号補正部５７に入力し、補正修正判定信号γを乗算器５５に出力するようにしたが、これに限らず、修正判定信号αをそのまま乗算器５５に出力するようにしてもよい。
【００８５】
・上記第１実施形態では、切り返し判定部８２は、ステアリング２の操舵方向と操舵トルクτの方向とが一致している場合において、操舵角θsの符号が変化したときに、切り返し信号Ｓkを出力するようにした。しかし、これに限らず、操舵角θsの符号が変化したことのみをもって、切り返し信号Ｓkを出力するようにしてもよい。同様に、上記第２実施形態において、基準操舵角θbを跨いでステアリング２が操舵されたことのみをもって切り返し信号Ｓkを出力するようにしてもよい。
【００８６】
・上記第１実施形態では、適正転舵角推定部８１は、操舵角θsのピーク値θpの平均値を適正操舵角θs*として推定し、該適正操舵角θs*に対応する転舵角θtを適正転舵角θt*としたが、これに限らず、基準操舵角であるステアリング中立位置のときの操舵角を適正転舵角としてもよい。
【００８７】
・上記第１実施形態では、直進状態判定部４５が、操舵角θsの絶対値が所定操舵角θthの絶対値未満であるか否かを判定し、操舵角θsの絶対値が所定操舵角θthの絶対値以上である場合には、直進判定信号βを「０」として出力することで、修正操舵指令角θad*がゼロとなるようにした。しかし、これに限らず、例えば修正判定信号出力部６２が、操舵角θsの絶対値が所定操舵角θthの絶対値未満であるか否かを判定し、操舵角θsの絶対値が所定操舵角θthの絶対値以上である場合には、カウンタＮをクリア（Ｎ＝０）して、修正判定信号αを「０」として出力することで、修正操舵指令角θad*がゼロとなるようにしてもよい。また、その他の制御態様で、操舵角θsの絶対値が所定操舵角θthの絶対値以上である場合に、修正操舵指令角θad*がゼロとなるようにしてもよい。
【００８８】
・上記第２実施形態では、修正操舵判定部７５は、操舵トルクτの方向とステアリング２の操舵方向とが一致する場合において、所定時間内に所定回数以上、基準操舵角θbを跨いでステアリング２が操舵され、且つ、操舵角θsのピーク値θpが収束する場合に修正操舵が行われていると判定するようにした。しかし、これに限らず、操舵トルクτの方向とステアリング２の操舵方向とが一致する場合において、所定時間内に所定回数以上、基準操舵角θbを跨いでステアリング２が操舵されたことのみをもって修正操舵が行われていると判定するようにしてもよい。また、上記第１実施形態において、操舵角θsのピーク値θpが収束することを修正操舵が行われていると判定する条件に加えてもよい。
【００８９】
・上記各実施形態では、ＥＰＳアクチュエータ１７を所謂ラックアシスト型のＥＰＳアクチュエータとして構成したが、これに限らず、所謂コラムアシスト型のＥＰＳアクチュエータ等、その他型式のＥＰＳアクチュエータに適用してもよい。
【００９０】
・上記各実施形態では、ギヤ比可変アクチュエータ７のＡＣＴ角θtaを変更することにより、転舵輪６の転舵角θtを変更するようにしたが、これに限らず、ＥＰＳアクチュエータ１７にて発生するアシスト力を変更することにより、ラック５を往復動させて転舵輪６の転舵角θtを変更するようにしてもよい。この場合には、ステアリング操作を補助するアシスト力を変更することにより、転舵輪６の転舵角θtが変更されるため、運転者に転舵輪６の舵角が変更されたことを認識させて、修正操舵が行われていることを報知できる。
【００９１】
・上記各実施形態では、本発明をギヤ比可変アクチュエータ７のＡＣＴ角θtaを変更することにより、転舵輪６の転舵角θtを変更可能な車両用操舵装置１に具体化したが、これに限らない。駆動手段としてその他のアクチュエータを用いるもの、例えば転舵輪とステアリングとが機械的に分離された所謂ステアバイワイヤ式の車両用操舵装置等に具体化してもよい。
【００９２】
次に、上記各実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（ア）請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用操舵装置において、前記駆動手段は、前記操舵伝達系の途中に設けられ、モータ駆動により前記操舵伝達系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置であることを特徴とする車両用操舵装置。上記構成によれば、ステアリング操作を補助するアシスト力を変更することにより、転舵輪の転舵角が変更されるため、運転者に転舵輪の舵角が変更されたことを認識させて、修正操舵が行われていることを報知できる。
【符号の説明】
【００９３】
１…車両用操舵装置、２…ステアリング、６…転舵輪、７…ギヤ比可変アクチュエータ、８…ＩＦＳＥＣＵ、１７…ＥＰＳアクチュエータ、２５…トルクセンサ、４１，７２…修正操舵制御演算部、４２，７４…基礎修正操舵指令角演算部、４３，７５…修正操舵判定部、４５…直進状態判定部、５１，８１…適正転舵角推定部、６１，８２…切り返し判定部、６２…修正判定信号出力部、６５，８３…操舵角データ蓄積部、６６…ピーク値演算部、７１…カメラ、７３…基準操舵角演算部、８４…収束判定信号出力部、８５…回数判定信号出力部、α…修正判定信号、α_n…回数判定信号、α_p…収束判定信号、β…直進判定信号、γ…補正修正判定信号、τ…操舵トルク、θad*…修正操舵指令角、θad_e*…基礎修正操舵指令角、θb…基準操舵角、θp…ピーク値、θs…操舵角、θs*…適正操舵角、θt…転舵角、θt*…適正転舵角、ωs…操舵速度。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングと転舵輪とを連結する操舵伝達系の途中に設けられモータ駆動により前記転舵輪の転舵角を変更可能な駆動手段と、前記駆動手段の作動を制御する制御手段とを備えた車両用操舵装置において、
修正操舵判定手段と、適正転舵角推定手段とを備え、
前記修正操舵判定手段は、所定車両進行方向に対応する基準操舵角を跨いで前記ステアリングを繰り返し操舵する修正操舵が行われているか否かを判定し、
前記適正転舵角推定手段は、前記基準操舵角に対応した適正転舵角を推定するものであり、
前記制御手段は、前記修正操舵判定手段により修正操舵が行われていると判定された場合に、前記転舵輪の転舵角を前記適正転舵角とすべく、前記駆動手段の作動を制御することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用操舵装置において、
前記修正操舵判定手段は、所定時間内に前記ステアリングが前記基準操舵角を所定回数以上跨いで繰り返し操舵され、且つ、トルクセンサにより検出される操舵トルクの方向と前記ステアリングの操舵方向とが一致する場合に、修正操舵が行われていると判定することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用操舵装置において、
直進状態判定手段を備え、該直進状態判定手段は車両が直進状態であるか否かを判定するものであり、
前記基準操舵角は、ステアリング中立位置のときの操舵角であり、
前記制御手段は、前記直進状態判定手段により直進状態であると判定された場合に、前記転舵輪の転舵角を前記適正転舵角とすべく、前記駆動手段の作動を制御することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用操舵装置において、
前記適正転舵角推定手段は、前記基準操舵角を跨いでから前記ステアリングの操舵方向が変化し、再び前記基準操舵角を超えるまでの間における操舵角のピーク値の平均値に対応する転舵角を前記適正転舵角とすることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項５】
請求項２に記載の車両用操舵装置において、
撮像手段を備え、該撮像手段は路面に描かれた車線を撮像するものであり、
前記基準操舵角は、前記撮像手段により撮像された車線に沿って車両を進行させる操舵角であることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用操舵装置において、
前記修正操舵判定手段は、前記基準操舵角を跨いでから前記ステアリングの操舵方向が変化し、再び前記基準操舵角を超えるまでの間における操舵角のピーク値が該基準操舵角に収束する場合に前記修正操舵が行われていると判定することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用操舵装置において、
前記駆動手段は、ステアリング操作に基づく転舵輪の第１の舵角にモータ駆動に基づく前記転舵輪の第２の舵角を上乗せすることにより前記操舵角と前記転舵角との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置であることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項１】
ステアリングと転舵輪とを連結する操舵伝達系の途中に設けられモータ駆動により前記転舵輪の転舵角を変更可能な駆動手段と、前記駆動手段の作動を制御する制御手段とを備えた車両用操舵装置において、
修正操舵判定手段と、適正転舵角推定手段とを備え、
前記修正操舵判定手段は、所定車両進行方向に対応する基準操舵角を跨いで前記ステアリングを繰り返し操舵する修正操舵が行われているか否かを判定し、
前記適正転舵角推定手段は、前記基準操舵角に対応した適正転舵角を推定するものであり、
前記制御手段は、前記修正操舵判定手段により修正操舵が行われていると判定された場合に、前記転舵輪の転舵角を前記適正転舵角とすべく、前記駆動手段の作動を制御することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用操舵装置において、
前記修正操舵判定手段は、所定時間内に前記ステアリングが前記基準操舵角を所定回数以上跨いで繰り返し操舵され、且つ、トルクセンサにより検出される操舵トルクの方向と前記ステアリングの操舵方向とが一致する場合に、修正操舵が行われていると判定することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用操舵装置において、
直進状態判定手段を備え、該直進状態判定手段は車両が直進状態であるか否かを判定するものであり、
前記基準操舵角は、ステアリング中立位置のときの操舵角であり、
前記制御手段は、前記直進状態判定手段により直進状態であると判定された場合に、前記転舵輪の転舵角を前記適正転舵角とすべく、前記駆動手段の作動を制御することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用操舵装置において、
前記適正転舵角推定手段は、前記基準操舵角を跨いでから前記ステアリングの操舵方向が変化し、再び前記基準操舵角を超えるまでの間における操舵角のピーク値の平均値に対応する転舵角を前記適正転舵角とすることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項５】
請求項２に記載の車両用操舵装置において、
撮像手段を備え、該撮像手段は路面に描かれた車線を撮像するものであり、
前記基準操舵角は、前記撮像手段により撮像された車線に沿って車両を進行させる操舵角であることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用操舵装置において、
前記修正操舵判定手段は、前記基準操舵角を跨いでから前記ステアリングの操舵方向が変化し、再び前記基準操舵角を超えるまでの間における操舵角のピーク値が該基準操舵角に収束する場合に前記修正操舵が行われていると判定することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用操舵装置において、
前記駆動手段は、ステアリング操作に基づく転舵輪の第１の舵角にモータ駆動に基づく前記転舵輪の第２の舵角を上乗せすることにより前記操舵角と前記転舵角との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置であることを特徴とする車両用操舵装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−１４３７７６（Ｐ２０１１−１４３７７６Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４７４５（Ｐ２０１０−４７４５）
【出願日】平成２２年１月１３日（２０１０．１．１３）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１３日（２０１０．１．１３）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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