特許 6299415 ステアリング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6299415

(24)【登録日】2018年3月9日

(45)【発行日】2018年3月28日

(54)【発明の名称】ステアリング装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20180319BHJP

   B62D 101/00 20060101ALN20180319BHJP

   B62D 119/00 20060101ALN20180319BHJP

   B62D 137/00 20060101ALN20180319BHJP

【ＦＩ】

   B62D6/00ZYW

   B62D101:00

   B62D119:00

   B62D137:00

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-102489(P2014-102489)

(22)【出願日】2014年5月16日

(65)【公開番号】特開2015-217793(P2015-217793A)

(43)【公開日】2015年12月7日

【審査請求日】2017年4月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】玉泉 晴天

【審査官】 飯島 尚郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０４０１７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０２２４４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１３７２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１４５５７５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００５８６２９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｄ ６／００

Ｂ６２Ｄ １０１／００ −１３７／００

Ｂ６０Ｗ １０／００ − ５０／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の操舵機構にアシスト力を付与するモータと、
前記モータの出力トルクの目標値に対応するアシスト指令値に基づき前記モータの駆動を制御するモータ制御部と、を備え、
前記モータ制御部は、
ステアリング操作に伴い車両のステアリングホイールに付与される操舵トルクを含む入力値に基づき転舵輪の転舵角の目標値に対応する角度指令値を演算する角度指令値演算部と、
前記転舵輪の実際の転舵角を前記角度指令値に追従させる角度フィードバック制御の実行によりアシスト成分を演算する角度フィードバック制御部と、
前記アシスト成分を基礎として前記アシスト指令値を演算するアシスト指令値演算部と、
車両の走行状態を示す状態量の目標値に対応する状態量指令値を設定する状態量指令値設定部と、
車両の実際の状態量と前記状態量指令値との偏差に基づき補正値を演算する補正値演算部と、を備え、
前記角度指令値演算部の入力値を前記補正値に基づき補正することを特徴とするステアリング装置。

【請求項2】

請求項１に記載のステアリング装置において、
車両の走行路の情報を検出する走行路検出部と、
前記車両の速度を検出する車速センサと、
車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサと、を備え、
前記状態量指令値設定部は、前記走行路検出部により検出される走行路の情報に基づき走行路内の車両走行を維持することのできる目標走行ラインを設定するとともに、車両の走行ラインを前記目標走行ラインに追従させることの可能なヨーレートの目標値に対応するヨーレート指令値を前記目標走行ライン及び前記車両の速度に基づき設定し、
前記補正値演算部は、前記ヨーレートセンサにより検出されるヨーレートと前記ヨーレート指令値との偏差に基づき前記補正値を演算することを特徴とするステアリング装置。

【請求項3】

請求項１に記載のステアリング装置において、
車両の走行路の情報を検出する走行路検出部を更に備え、
前記角度指令値を第１角度指令値とするとき、
前記状態量指令値設定部は、前記走行路検出部により検出される走行路の情報に基づき走行路内の車両走行を維持することのできる目標走行ラインを設定するとともに、車両の走行ラインを前記目標走行ラインに追従させることの可能な転舵角の目標値に対応する第２角度指令値を前記目標走行ラインに基づき設定し、
前記補正値演算部は、前記車両の実際の転舵角に代えて前記第１角度指令値を用いて、前記第１角度指令値と前記第２角度指令値との偏差に基づき前記補正値を演算することを特徴とするステアリング装置。

【請求項4】

請求項２又は３に記載のステアリング装置において、
前記補正値演算部は、前記偏差が大きくなるほど、前記補正値の絶対値をより大きい値に設定することを特徴とするステアリング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータのアシスト力を操舵機構に付与することにより運転者の車両走行を支援するステアリング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の電動パワーステアリング装置の一つとして、走行路内の車両走行を維持し易くなるようにモータから操舵機構にアシスト力を付与する、いわゆるレーンキープアシスト制御を実行する装置がある（特許文献１参照）。特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置は、車両前方を撮像する撮像装置、車両の操舵機構にアシスト力を付与するモータ、及びモータの駆動を制御する制御装置を備えている。制御装置は、撮像装置により取得される車両前方の画像データから車両進行方向の車線の情報を取得するとともに、取得した車線の情報に基づき車両の目標走行ラインを設定する。そして、制御装置は、車両の実際の走行ラインが目標走行ラインからずれた場合には、車両の実際の走行ラインを目標走行ラインに戻すようなアシスト力を操舵機構に付与すべくモータの駆動を制御する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−２３２７０４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、操舵機構の駆動の際に操舵機構に発生する摩擦力や慣性力等は車両によって異なる。そのため、操舵機構に発生する摩擦力や慣性力等が異なる２つの車両では、モータの駆動制御を同様に行ったとしても、実際に操舵機構に付与されるアシスト力にばらつきが生じる。こうしたアシスト力のばらつきによりレーンキープアシスト制御の応答性にばらつきが生じてしまい、運転者に違和感を与えていた。

【0005】

なお、このような課題は、レーンキープアシスト制御を実行するステアリング装置に限らず、モータのアシスト力を操舵機構に付与することにより運転者の車両走行を支援する各種の走行支援制御を実行するステアリング装置に共通する課題である。

【0006】

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、走行支援制御の応答性のばらつきを抑制することのできるステアリング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】

上記課題を解決するステアリング装置は、車両の操舵機構にアシスト力を付与するモータと、前記モータの出力トルクの目標値に対応するアシスト指令値に基づき前記モータの駆動を制御するモータ制御部と、を備え、前記モータ制御部は、ステアリング操作に伴い車両のステアリングホイールに付与される操舵トルクを含む入力値に基づき転舵輪の転舵角の目標値に対応する角度指令値を演算する角度指令値演算部と、前記転舵輪の実際の転舵角を前記角度指令値に追従させる角度フィードバック制御の実行によりアシスト成分を演算する角度フィードバック制御部と、前記アシスト成分を基礎として前記アシスト指令値を演算するアシスト指令値演算部と、車両の走行状態を示す状態量の目標値に対応する状態量指令値を設定する状態量指令値設定部と、車両の実際の状態量と前記状態量指令値との偏差に基づき補正値を演算する補正値演算部と、を備え、前記角度指令値演算部の入力値を前記補正値に基づき補正する。

【0008】

この構成によれば、角度フィードバック制御を通じて得られるアシスト成分がアシスト指令値に含まれることにより、アシスト指令値に基づくアシスト力が操舵機構に付与されると、実際の転舵角が角度指令値に追従する。この角度フィードバック制御により、操舵機構の駆動に際して操舵機構に摩擦力や慣性力等が生じる場合であれ、実際の転舵角が角度指令値に追従するようにアシスト力が調整される。結果的に、操舵機構に作用する摩擦力や慣性力等が打ち消された状態で操舵機構にアシスト力を付与することが可能となるため、車両間でのアシスト力のばらつきを抑制することができる。

【0009】

また、上記構成によれば、車両の実際の状態量が状態量指令値からずれると、それらの偏差に応じて補正値が設定されるとともに、設定された補正値に基づき角度指令値演算部の入力値が補正される。これにより、角度指令値演算部により演算される角度指令値が変化する。このとき、角度フィードバック制御部は、変化後の角度指令値に実際の転舵角を追従させるべくアシスト成分を設定するため、アシスト成分が変化する。したがって、アシスト指令値が変化し、モータのアシスト力が変化する。このアシスト力の変化により、車両の実際の状態量が状態量指令値に追従するため、運転者の車両走行を支援する走行支援制御を実現することができる。

【0010】

そして、以上説明した構成の協働により、車両間でのアシスト力のばらつきを抑制しつつ走行支援制御を実行することができるため、車両間での走行支援制御の応答性のばらつきを抑制することができる。

【0011】

上記ステアリング装置について、車両の走行路の情報を検出する走行路検出部と、前記車両の速度を検出する車速センサと、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサと、を備え、前記状態量指令値設定部は、前記走行路検出部により検出される走行路の情報に基づき走行路内の車両走行を維持することのできる目標走行ラインを設定するとともに、車両の走行ラインを前記目標走行ラインに追従させることの可能なヨーレートの目標値に対応するヨーレート指令値を前記目標走行ライン及び前記車両の速度に基づき設定し、前記補正値演算部は、前記ヨーレートセンサにより検出されるヨーレートと前記ヨーレート指令値との偏差に基づき前記補正値を演算することが好ましい。

【0012】

この構成によれば、補正値に基づき角度指令値演算部の入力値が補正されることで、車両のヨーレートがヨーレート指令値に追従するように操舵機構に付与されるアシスト力が調整される。このアシスト力の調整により、車両の走行ラインを目標走行ラインに追従させることができるため、走行路内の車両走行を維持するレーンキープアシスト制御を実現することができる。

【0013】

上記ステアリング装置について、車両の走行路の情報を検出する走行路検出部を更に備え、前記角度指令値を第１角度指令値とするとき、前記状態量指令値設定部は、前記走行路検出部により検出される走行路の情報に基づき走行路内の車両走行を維持することのできる目標走行ラインを設定するとともに、車両の走行ラインを前記目標走行ラインに追従させることの可能な転舵角の目標値に対応する第２角度指令値を前記目標走行ラインに基づき設定し、前記補正値演算部は、前記車両の実際の転舵角に代えて前記第１角度指令値を用いて、前記第１角度指令値と前記第２角度指令値との偏差に基づき前記補正値を演算することが好ましい。

【0014】

この構成によれば、補正値に基づき角度指令値演算部の入力値が補正されることで、車両の実際の転舵角が第２角度指令値に追従するようにモータのアシスト力が調整される。このアシスト力の調整により、車両の走行ラインを目標走行ラインに追従させることができるため、走行路内の車両走行を維持するレーンキープアシスト制御を実現することができる。また、上記構成のように、車両の実際の転舵角に代えて第１角度指令値を用いれば、例えば上述したヨーレートセンサのような補正値の演算のためだけに必要なセンサが不要となるため、構成を簡素化することができる。

【0015】

上記ステアリング装置について、前記補正値演算部は、前記偏差が大きくなるほど、前記補正値の絶対値をより大きい値に設定することが好ましい。
この構成によれば、例えばヨーレートセンサにより検出されるヨーレートとヨーレート指令値との偏差が大きくなるほど、すなわち車両の走行ラインが目標走行ラインからずれるほど、角度指令値演算部の入力値がより大きく補正される。したがって、アシスト指令値がより大きく補正される。これにより、車両の走行ラインを目標走行ラインに戻すようなアシスト力を操舵機構により大きく作用させることができるため、走行路からの車両の逸脱をより的確に抑制することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、走行支援制御の応答性のばらつきを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施形態のステアリング装置についてその概略構成を示すブロック図。

【図2】実施形態のステアリング装置についてその電気的な構成を示すブロック図。

【図3】実施形態のステアリング装置についてヨーレート指令値の設定方法の一例を説明するための図。

【図4】車両の実ヨーレートＹＲ及びヨーレート指令値ＹＲ＊の偏差ΔＹＲと、補正値Ｔａｃとの関係を示すマップ。

【図5】車両走行の一例を模式的に示す図。

【図6】実施形態のステアリング装置における車両の実ヨーレートＹＲと操舵反力Ｆｃとの関係を示すグラフ。

【図7】ステアリング装置の変形例についてその電気的な構成を示すブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、ステアリング装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、ステアリング装置１は、運転者のステアリングホイール２０の操作に基づき転舵輪４を転舵させる操舵機構２と、運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構３とを備えている。

【0019】

操舵機構２は、ステアリングホイール２０の回転軸となるステアリングシャフト２１を備えている。ステアリングシャフト２１の下端部はラックアンドピニオン機構２２を介してラックシャフト２３に連結されている。操舵機構２では、運転者のステアリングホイール２０の操作（ステアリング操作）に伴いステアリングシャフト２１が回転すると、その回転運動がラックアンドピニオン機構２２を介してラックシャフト２３の軸方向の往復直線運動に変換される。このラックシャフト２３の軸方向の往復直線運動によりその両端に連結された転舵輪４の転舵角θｔが変化し、車両の進行方向が変化する。

【0020】

アシスト機構３は、減速機構３０を介してステアリングシャフト２１に連結されたモータ３１を備えている。モータ３１はブラシレスモータからなる。アシスト機構３では、モータ３１の出力軸３１ａの回転を減速機構３０を介してステアリングシャフト２１に伝達することでステアリングシャフト２１にトルクを付与し、運転者のステアリング操作を補助する。

【0021】

ステアリング装置１には、ステアリングホイール２０の操作量や車両の状態量を検出する各種センサが設けられている。例えばステアリングシャフト２１には、運転者のステアリング操作に際してステアリングホイール２０に付与される操舵トルクＴｈを検出するトルクセンサ５が設けられている。なお、本実施形態の操舵トルクＴｈの正負の符号は、右操舵方向の操舵トルクを正とし、左操舵方向の操舵トルクを負として定義されている。モータ３１には、その回転角θｍを検出する回転角センサ６が設けられている。車両には、その走行速度Ｖを検出する車速センサ７、車両のヨーレートＹＲを検出するヨーレートセンサ８、及び車両前方を撮像する撮像装置９が設けられている。なお、本実施形態のヨーレートＹＲの正負の符号は、右操舵時の車両のヨー角の変化方向を正とし、左操舵時の車両のヨー角の変化方向を負として定義されている。撮像装置９はＣＣＤカメラ等からなり、撮像した車両前方の画像データＧＤを出力する。これらの出力はモータ制御装置（モータ制御部）１０に取り込まれる。モータ制御装置１０は、各センサ５〜８により検出される各種状態量、及び撮像装置９により撮像される車両前方の画像データＧＤに基づきモータ３１の駆動を制御する。

【0022】

図２に示すように、モータ制御装置１０は、モータ３１を駆動させるための駆動回路４０、及び駆動回路４０を介してモータ３１の駆動を制御するマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と略記する）４１を備えている。駆動回路４０は、車載バッテリなどの電源（電源電圧「＋Ｖｃｃ」）から供給される直流電力を三相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の交流電力に変換する周知のインバータ回路からなる。駆動回路４０は、マイコン４１からの制御信号Ｓｃに基づき三相の交流電力を生成し、生成した三相の交流電力を各相に対応した給電線Ｗｅを介してモータ３１に供給する。給電線Ｗｅには、モータ３１に供給される各相電流値Ｉを検出する電流センサ４２が設けられている。なお、図２では、便宜上、各相の給電線Ｗｅ及び各相の電流センサ４２をそれぞれ一つにまとめて図示している。電流センサ４２の出力はマイコン４１に取り込まれる。

【0023】

マイコン４１は、各センサ５〜８，４２により検出される操舵トルクＴｈ、車速Ｖ、ヨーレートＹＲ、モータ回転角θｍ、及び各相電流値Ｉ、並びに撮像装置９から出力される画像データＧＤに基づき制御信号Ｓｃを生成する。

【0024】

詳しくは、マイコン４１は、アシスト指令値演算部４３、電流指令値演算部４４、制御信号生成部４５、転舵角演算部４６、及びヨーレート指令値設定部４７を有している。なお、本実施形態では、ヨーレート指令値設定部４７が状態量指令値設定部に対応する。

【0025】

ヨーレート指令値設定部４７は車速Ｖ及び車両前方の画像データＧＤに基づきヨーレート指令値ＹＲ＊を演算する。ヨーレート指令値ＹＲ＊は、走行路内の車両走行を維持することの可能な車両のヨーレートの目標値に対応する。例えば図３に示すように、車両が実線の位置Ｐ１に位置しているとする。このとき、ヨーレート指令値設定部４７は、画像データＧＤに対して二値化処理等の画像処理を施すことにより車両前方の走行路に印字された左右の車線ＬＬ，ＬＲの情報を取得する。そして、取得した左右の車線ＬＬ，ＬＲの情報からそれらの中央線、すなわち図中に示す破線を車両の目標走行ラインＬＴとして設定する。ここで、ヨーレート指令値設定部４７は、目標走行ラインＬＴが曲線であると判断した場合、目標走行ラインＬＴの曲率半径Ｒを演算し、演算した曲率半径Ｒ及び車速Ｖに基づきヨーレート指令値ＹＲ＊を設定する。ヨーレート指令値ＹＲ＊の設定は例えば次のように行われる。

【0026】

ヨーレート指令値設定部４７によるヨーレート指令値ＹＲ＊の演算周期を「ｔ」とした場合、車速Ｖの車両が現在の位置Ｐ１から時間ｔが経過するまで目標走行ラインＬＴ上を走行した場合、時間ｔ経過後に車両は図中に二点鎖線で示す位置Ｐ２まで移動することになる。この場合、位置Ｐ１から位置Ｐ２までの車両の走行距離、すなわち位置Ｐ１と位置Ｐ２とを結ぶ破線の円弧の長さは車速Ｖと時間ｔとを乗算することで求めることができる。したがって、曲率半径Ｒの中心点Ｏと車両位置Ｐ１とを結ぶ直線を「ｍ１」とし、曲率半径Ｒの中心点Ｏと車両位置Ｐ２とを結ぶ直線を「ｍ２」とするとき、直線ｍ１と直線ｍ２とがなす角度θは、以下の式（１）により求めることができる。

【0027】

θ＝３６０°×Ｖ×ｔ／（２×π×Ｒ） ・・・（１）
一方、車両が位置Ｐ１から位置Ｐ２まで目標走行ラインＬＴ上を走行するためには、位置Ｐ２での車両のヨー角ψ２が、位置Ｐ１での車両のヨー角ψ１に対して角度Δψだけ変化する必要がある。ここで、この角度Δψは角度θに等しい。すなわち、角度Δψは式（１）の右辺により演算することが可能である。そして、角度Δψを時間ｔで除算した値が、車両の走行ラインを目標走行ラインＬＴに沿って変化させることの可能な車両のヨーレートとなる。すなわち、ヨーレート指令値ＹＲ＊は以下の式（２）により求めることができる。

【0028】

ＹＲ＊＝３６０°×Ｖ／（２×π×Ｒ） ・・・（２）
ヨーレート指令値設定部４７は、例えば以上のような演算方法によりヨーレート指令値ＹＲ＊を所定の演算周期で演算した後、演算したヨーレート指令値ＹＲ＊に正負の符号を付す。具体的には、ヨーレート指令値設定部４７は、車両の現在位置Ｐ１から見て目標走行ラインＬＴが車両右方向に湾曲している場合には、ヨーレート指令値ＹＲ＊の符号を正に設定し、車両の現在位置Ｐ１から見て目標走行ラインＬＴが車両左方向に湾曲している場合には、ヨーレート指令値ＹＲ＊の符号を負に設定する。なお、ヨーレート指令値設定部４７は、目標走行ラインＬＴが直線であると判断した場合、ヨーレート指令値ＹＲ＊を「０」に設定する。図２に示すように、ヨーレート指令値設定部４７は、このようにして演算したヨーレート指令値ＹＲ＊をアシスト指令値演算部４３に出力する。

【0029】

転舵角演算部４６は、モータ回転角θｍに基づき転舵輪４の実際の転舵角θｔを演算する。すなわち、図１に示すように、本実施形態のステアリング装置１では、モータ３１の出力軸３１ａが減速機構３０を介してステアリングシャフト２１に機械的に連結されているため、モータ回転角θｍとステアリングシャフト２１の回転角との間には相関関係がある。したがって、モータ回転角θｍと転舵輪４の転舵角θｔとの間にも相関関係がある。転舵角演算部４６は、こうした相関関係を利用してモータ回転角θｍから転舵輪４の実転舵角θｔを演算する。なお、本実施形態では、転舵角θｔは、ステアリングホイール２０が中立位置に位置しているときの回転角を基準角（「０°」）として設定されている。また、転舵角θｔの正負の符号は、右操舵時の変化方向を正とし、左操舵時の変化方向を負として定義されている。図２に示すように、転舵角演算部４６は、演算した実転舵角θｔをアシスト指令値演算部４３に出力する。

【0030】

アシスト指令値演算部４３は、操舵トルクＴｈ、車速Ｖ、ヨーレートＹＲ、ヨーレート指令値ＹＲ＊、及び実転舵角θｔに基づきアシスト指令値Ｔａ＊を演算する。アシスト指令値Ｔａ＊はモータ３１の出力トルクの目標値に対応する。なお、本実施形態のアシスト指令値Ｔａ＊は、ステアリングシャフト２１に対して右操舵方向のアシスト力を付与する方向を正とし、ステアリングシャフト２１に対して左操舵方向のアシスト力を付与する方向を負として定義されている。アシスト指令値演算部４３は、基本アシスト成分演算部５０、補正値演算部５１、角度指令値演算部５２、及び角度フィードバック（Ｆ／Ｂ）制御部５３により構成される。

【0031】

基本アシスト成分演算部５０は、操舵トルクＴｈ及び車速Ｖに基づき第１アシスト成分Ｔａ１＊を演算する。第１アシスト成分Ｔａ１＊はアシスト指令値Ｔａ＊の基礎成分である。基本アシスト成分演算部５０は、例えば操舵トルクＴｈの絶対値が大きくなるほど、また車速Ｖが遅くなるほど第１アシスト成分Ｔａ１＊の絶対値をより大きな値に設定する。基本アシスト成分演算部５０は、演算した第１アシスト成分Ｔａ１＊を加算器５４，５５にそれぞれ出力する。加算器５５は、基本アシスト成分演算部５０により演算された第１アシスト成分Ｔａ１＊に操舵トルクＴｈを加算することにより入力値Ｔｉｎ１（Ｔａ１＊＋Ｔｈ）を演算し、演算した入力値Ｔｉｎ１を減算器５６に出力する。

【0032】

一方、アシスト指令値演算部４３は、実ヨーレートＹＲからヨーレート指令値ＹＲ＊を減算することによりそれらの偏差ΔＹＲ（＝ＹＲ−ＹＲ＊）を演算する減算器５７を有している。減算器５７は、演算した偏差ΔＹＲを補正値演算部５１に出力する。

【0033】

補正値演算部５１は偏差ΔＹＲに基づき補正値Ｔａｃを演算する。補正値演算部５１は、例えば図４に示すマップに基づいて、偏差ΔＹＲの絶対値が大きくなるほど補正値Ｔａｃの絶対値をより大きい値に設定する。図２に示すように、補正値演算部５１は、演算した補正値Ｔａｃを減算器５６に出力する。減算器５６は、入力値Ｔｉｎ１に対して補正値Ｔａｃを減算する補正を施し、補正後の入力値Ｔｉｎ２（＝Ｔｉｎ１−Ｔａｃ）を角度指令値演算部５２に出力する。

【0034】

角度指令値演算部５２は入力値Ｔｉｎ２から理想モデルに基づき角度指令値θｔ１＊を演算する。角度指令値θｔ１＊は転舵輪４の転舵角θｔの目標値に対応する。理想モデルは、補正前の入力値Ｔｉｎ１、すなわち操舵トルクＴｈ及び第１アシスト成分Ｔａ１＊の加算値に応じた理想的な転舵角θｔを実験等により測定し、その測定結果をモデル化したものである。角度指令値演算部５２は、理想モデルに基づき演算した角度指令値θｔ１＊を角度フィードバック（Ｆ／Ｂ）制御部５３に出力する。

【0035】

角度フィードバック制御部５３には、角度指令値θｔ１＊に加え、実転舵角θｔも入力される。角度フィードバック制御部５３は実転舵角θｔを角度指令値θｔ１＊に追従させるべく、それらの偏差に基づく角度フィードバック制御を行うことにより第２アシスト成分Ｔａ２＊を演算し、演算した第２アシスト成分Ｔａ２＊を加算器５４に出力する。加算器５４は、第１アシスト成分Ｔａ１＊と第２アシスト成分Ｔａ２＊とを加算することによりアシスト指令値Ｔａ＊（＝Ｔａ１＊＋Ｔａ２＊）を求める。アシスト指令値演算部４３は、このようにして演算されたアシスト指令値Ｔａ＊を電流指令値演算部４４に出力する。

【0036】

電流指令値演算部４４はアシスト指令値Ｔａ＊に基づきｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を演算する。ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊は、ｄ／ｑ座標系におけるモータ３１の供給電流の目標値に対応する。具体的には、アシスト指令値Ｔａ＊に基づきｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を演算し、演算したｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を制御信号生成部４５に出力する。なお、本実施形態では、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊は「０」に設定されており、電流指令値演算部４４は、このｄ軸電流指令値Ｉｄ＊も制御信号生成部４５に出力する。

【0037】

制御信号生成部４５には、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に加え、各相電流値Ｉ及びモータ回転角θｍが入力される。制御信号生成部４５は、これらの値に基づき制御信号Ｓｃを生成する。詳しくは、制御信号生成部４５は、モータ回転角θｍに基づき各相電流値Ｉをｄ／ｑ座標系に写像することにより、ｄ／ｑ座標系におけるモータ３１の実際の電流値であるｄ軸電流値及びｑ軸電流値を演算する。そして、制御信号生成部４５は、実際のｄ軸電流値をｄ軸電流指令値Ｉｄ＊に追従させるべく、また実際のｑ軸電流値をｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に追従させるべく、それぞれの偏差に基づく電流フィードバック制御を行うことにより制御信号Ｓｃを生成する。マイコン４１は、このようにして演算された制御信号Ｓｃを駆動回路４０に出力する。これにより、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に応じた三相の交流電力が駆動回路４０から給電線Ｗｅを介してモータ３１に供給され、モータ３１が駆動する。その結果、アシスト指令値Ｔａ＊に応じたアシスト力がモータ３１からステアリングシャフト２１に付与されるアシスト制御が実行される。

【0038】

以上説明した構成によれば、以下の（１）〜（４）に示すような作用及び効果を得ることができる。
（１）角度フィードバック制御を通じて得られる第２アシスト成分Ｔａ２＊がアシスト指令値Ｔａ＊に含まれることにより、アシスト指令値Ｔａ＊に基づくアシスト力がステアリングシャフト２１に付与されると、実転舵角θｔが角度指令値θｔ１＊に追従する。この角度フィードバック制御により、操舵機構２の駆動に際して操舵機構２に摩擦力や慣性力等が生じる場合であれ、実転舵角θｔが角度指令値θｔ１＊に追従するようにアシスト力が調整される。結果的に、操舵機構２に作用する摩擦力や慣性力等が打ち消された状態で操舵機構２にアシスト力を付与することが可能となるため、車両間でのアシスト力のばらつきを抑制することができる。

【0039】

（２）本実施形態では、操舵トルクＴｈ及び第１アシスト成分Ｔａ１＊の加算値と角度指令値θｔ１＊との関係を示す理想モデルを作成し、その理想モデルに基づいて角度指令値θｔ１＊を設定するため、操舵トルクＴｈ及び第１アシスト成分Ｔａ１＊の加算値に応じた実転舵角θｔの変化を理想モデルにより定めることができる。すなわち、運転者のステアリング操作に応じた車両の挙動を理想モデルにより定めることができる。したがって、理想モデルを適宜調整することにより、所望の操舵感を実現することができる。

【0040】

（３）例えば車両の実ヨーレートＹＲがヨーレート指令値ＹＲ＊よりも大きい値である場合、図５に示すように、車両の走行ラインＬＣは図中に二点鎖線で示すように目標走行ラインＬＴよりも車両右方向にずれる。このような場合、実ヨーレートＹＲとヨーレート指令値ＹＲ＊との偏差ΔＹＲは正の値となるため、補正値演算部５１により演算される補正値Ｔａｃが正の値に設定される。したがって、入力値Ｔｉｎ２が減少するため、角度指令値演算部５２により演算される角度指令値θｔ１＊は負の方向に変化する。すなわち、角度指令値θｔ１＊は左操舵方向に変化する。このとき、角度フィードバック制御部５３は、変化後の角度指令値θｔ１＊に実転舵角θｔを追従させるべく第２アシスト成分Ｔａ２＊を設定するため、第２アシスト成分Ｔａ２＊は負の値に設定される。したがって、アシスト指令値Ｔａ＊が減少するため、ステアリングシャフト２１に付与されるアシスト力が負の方向に変化する。このアシスト力の変化により、ステアリングホイール２０の右操舵を妨げる操舵反力、換言すれば実ヨーレートＹＲの増加を妨げる操舵反力が操舵機構２に作用する。

【0041】

また、本実施形態では、図４に示すように、実ヨーレートＹＲとヨーレート指令値ＹＲ＊との偏差ΔＹＲが大きくなるほど補正値Ｔａｃの絶対値が大きくなるため、角度指令値θｔ１＊がより大きく変化する。すなわち、第２アシスト成分Ｔａ２＊がより大きく変化するため、操舵反力もより大きくなる。図６は、操舵反力Ｆｃと実ヨーレートＹＲとの関係を示したものである。なお、図６における操舵反力Ｆｃの正負の符号は、右操舵方向の操舵反力を正とし、左操舵方向の操舵反力を負として定義されている。図６に示すように、実ヨーレートＹＲがヨーレート指令値ＹＲ＊よりも大きくなるほど、操舵反力Ｆｃは負の方向に大きくなる。すなわち、操舵反力Ｆｃはステアリングホイール２０の右操舵を妨げる方向に大きくなるため、実ヨーレートＹＲをヨーレート指令値ＹＲ＊に戻すことができる。また、実ヨーレートＹＲがヨーレート指令値ＹＲ＊よりも小さくなるほど、操舵反力Ｆｃはステアリングホイール２０の左操舵を妨げる方向に大きくなるため、この場合にも実ヨーレートＹＲをヨーレート指令値ＹＲ＊に戻すことができる。こうした操舵反力Ｆｃにより、実ヨーレートＹＲをヨーレート指令値ＹＲ＊に追従させるような操舵が自然に行われる。すなわち、車両の走行ラインが目標走行ラインＬＴに追従するように運転者の車両操舵を支援することができるため、走行路内の車両走行を維持するレーンキープアシスト制御を実現することができる。

【0042】

（４）上記の（１）及び（３）で説明した構成の協働により、車両間でのアシスト力のばらつきを抑制しつつレーンキープアシスト制御を実行することができるため、車両間での走行支援制御の応答性のばらつきを抑制することができる。

【0043】

なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態のヨーレート指令値設定部４７では、目標走行ラインＬＴの曲率半径Ｒ及び車速Ｖから式（２）に基づいてヨーレート指令値ＹＲ＊を設定したが、ヨーレート指令値ＹＲ＊の設定方法は適宜変更可能である。要は、ヨーレート指令値設定部４７は、目標走行ラインＬＴ及び車速Ｖに基づいてヨーレート指令値ＹＲ＊を設定するものであればよい。

【0044】

・上記実施形態の補正値演算部５１では、左右の車線ＬＬ，ＬＲの中央線を目標走行ラインＬＴとして設定したが、目標走行ラインＬＴの設定方法はこれに限定されない。例えば車線ＬＬ，ＬＲのいずれか一方に基づいて目標走行ラインＬＴを設定してもよい。

【0045】

・上記実施形態では、車両の走行路の情報を検出する走行路検出部として撮像装置９を用いたが、走行路検出部はこれに限定されない。走行路検出部として例えばカーナビゲーション装置とＧＰＳ装置とを用いることにより、カーナビゲーション装置に予め記憶された道路情報と、ＧＰＳ（Global Positioning System）により検出される車両の現在位置とに基づいて、車両の走行路の情報を取得してもよい。

【0046】

・上記実施形態の補正値演算部５１では、図４に示すマップに基づいて偏差ΔＹＲの絶対値が大きくなるほど補正値Ｔａｃの絶対値をより大きい値に設定したが、補正値Ｔａｃの設定方法は適宜変更可能である。例えば補正値演算部５１では、偏差ΔＹＲの絶対値が所定の閾値（＞０）以上であるか否かを判定し、偏差ΔＹＲの絶対値が所定の閾値以上であると判定した場合、補正値Ｔａｃを予め設定された所定値（＞０）に設定してもよい。また、偏差ΔＹＲと補正値Ｔａｃとの関係を演算式で定義できる場合には、その演算式に基づいて補正値Ｔａｃを演算してもよい。

【0047】

・上記実施形態の補正値演算部５１では、実ヨーレートＹＲとヨーレート指令値ＹＲ＊との偏差ΔＹＲに基づき補正値Ｔａｃを設定したが、ヨーレート以外の車両の走行状態を示す状態量、例えば車両の横加速度（横Ｇ）や転舵角θｔに基づいて補正値Ｔａｃを設定してもよい。この場合、ヨーレート指令値設定部４７に代えて、画像データＧＤから得られる目標走行ラインＬＴに基づき横加速度や転舵角θｔの指令値（状態量指令値）を演算する適宜の指令値演算部を設ける必要がある。このような構成であれば、角度指令値演算部５２の入力値Ｔｉｎ１が補正値Ｔａｃに基づき補正されることで、車両の横加速度や転舵角θｔがそれらの指令値に追従するようにモータのアシスト力が調整される。このアシスト力の調整により、車両の走行ラインを目標走行ラインに追従させることができるため、走行路内の車両走行を維持するレーンキープアシスト制御を実現することができる。

【0048】

・上記実施形態では、角度フィードバック制御部５３で実行される角度フィードバック制御により、実転舵角θｔが角度指令値θｔ１＊にほぼ一致する。したがって、転舵角θｔに基づき補正値Ｔａｃを設定するという方法に代えて、角度指令値θｔ１＊に基づき補正値Ｔａｃを設定するという方法も採用可能である。具体的には、図７に示すような構成を採用することが有効である。なお、図７では、便宜上、角度指令値演算部５２により演算される角度指令値θｔ１＊を「第１角度指令値」と称する。図７に示すように、この変形例のマイコン４１は、ヨーレート指令値設定部４７に代えて、角度指令値設定部４８を有している。角度指令値設定部４８は、車両前方の画像データＧＤに基づき第２角度指令値θｔ２＊を演算する。第２角度指令値θｔ２＊は、走行路内の車両走行を維持することの可能な車両の転舵角θｔの目標値である。なお、本変形例では、角度指令値設定部４８が状態量指令値設定部に対応する。角度指令値設定部４８は、例えば画像データＧＤから取得した車線ＬＬ，ＬＲの情報に基づき車両の目標走行ラインＬＴを設定し、その目標走行ラインＬＴの曲率半径Ｒに対応する第２角度指令値θｔ２＊をマップ等を用いて設定する。減算器５７は、角度指令値演算部５２により演算された第１角度指令値θｔ１＊から、角度指令値設定部４８により設定された第２角度指令値θｔ２＊を減算することによりそれらの偏差Δθｔ（＝θｔ１＊−θｔ２＊）を演算する。補正値演算部５１は、減算器５７により演算された偏差Δθｔに基づいて補正値Ｔａｃを演算する。このような構成であれば、上記実施形態で例示したヨーレートセンサ８、すなわち補正値Ｔａｃの演算のためだけに必要なセンサが不要となるため、構成を簡素化することができる。

【0049】

・上記実施形態のステアリング装置１は、レーンキープアシスト制御に限らず、低μ路走行時の車両のスリップを抑制するスリップ抑制制御等、各種の走行支援制御を実行するステアリング装置に適用可能である。上記実施形態のステアリング装置１にてスリップ抑制制御を実行する場合には、例えば次のような構成を採用すればよい。まず、ヨーレート指令値設定部４７は、画像データＧＤから取得した車線ＬＬ，ＬＲの曲率半径Ｒに基づいて、スリップ状態でない車両の理想的なヨーレートをヨーレート指令値ＹＲ＊としてマップ演算する。減算器５７は、上記実施形態と同様に、実ヨーレートＹＲとヨーレート指令値ＹＲ＊との偏差ΔＹＲ（＝ＹＲ−ＹＲ＊）を演算する。補正値演算部５１は、偏差ΔＹＲの絶対値が予め設定された所定の閾値よりも大きい場合、車両がスリップ状態であると判定し、補正値Ｔａｃを所定値（＞０）に設定する。このような構成であれば、例えば車両がスリップすることにより実ヨーレートＹＲがヨーレート指令値ＹＲ＊からずれると、補正値Ｔａｃに対応した操舵反力Ｆｃが操舵機構２に作用する。すなわち、カウンタステアが自動的に行われるため、車両のスリップ状態を抑制することができる。

【0050】

・上記実施形態の角度フィードバック制御部５３では、転舵角θｔに基づく角度フィードバック制御を行ったが、この角度フィードバック制御は、転舵角θｔに換算可能な回転角、例えば操舵角等を用いてもよい。

【0051】

・上記実施形態では、回転角センサ６及び転舵角演算部４６により転舵角θｔを検出したが、転舵角θｔを検出する回転角検出部はこれに限定されない。例えば転舵角θｔを直接検出する回転角センサを用いてもよい。

【0052】

・上記実施形態のアシスト指令値演算部４３では、基本アシスト成分演算部５０により演算される第１アシスト成分Ｔａ１＊、及び角度フィードバック制御部５３により演算される第２アシスト成分Ｔａ２＊に基づいてアシスト指令値Ｔａ＊を設定したが、それ以外の補償成分に基づいてアシスト指令値Ｔａ＊を設定してもよい。補償成分としては、例えば操舵トルクＴｈに対する第１アシスト成分Ｔａ１＊の変化率（アシスト勾配）に基づく補償成分や、第１アシスト成分Ｔａ１＊の微分値に基づく補償成分を用いることができる。

【0053】

・上記実施形態の角度指令値演算部５２は、理想モデルに基づいて角度指令値θｔ１＊を演算するものに限らない。例えばマップ演算により角度指令値θｔ１＊を演算するものであってもよい。また、角度指令値演算部５２の入力値Ｔｉｎ２は、操舵トルクＴｈ及び第１アシスト成分Ｔａ１＊の加算値から補正値Ｔａｃを減算した値に限らず、例えば操舵トルクＴｈから補正値Ｔａｃを減算した値を用いても良い。

【0054】

・上記実施形態のモータ３１はブラシレスモータであったが、ブラシ付きのモータであってもよい。

【符号の説明】

【0055】

１…ステアリング装置、２…操舵機構、４…転舵輪、７…車速センサ、８…ヨーレートセンサ、９…撮像装置（走行路検出部）、１０…モータ制御装置（モータ制御部）、２０…ステアリングホイール、３１…モータ、４３…アシスト指令値演算部、４７…ヨーレート指令値設定部（状態量指令値設定部）、４８…角度指令値設定部（状態量指令値設定部）、５１…補正値演算部、５２…角度指令値演算部、５３…角度フィードバック制御部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】