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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】6881702
(24)【登録日】2021年5月10日
(45)【発行日】2021年6月2日
(54)【発明の名称】転舵制御装置
(51)【国際特許分類】
B62D 6/00 20060101AFI20210524BHJP
B62D 5/04 20060101ALI20210524BHJP
B62D 101/00 20060101ALN20210524BHJP
B62D 113/00 20060101ALN20210524BHJP
B62D 119/00 20060101ALN20210524BHJP
【ＦＩ】
B62D6/00
B62D5/04
B62D101:00
B62D113:00
B62D119:00
【請求項の数】13
【全頁数】32
(21)【出願番号】特願2021-503613(P2021-503613)
(86)(22)【出願日】2020年10月21日
(86)【国際出願番号】JP2020039576
【審査請求日】2021年1月21日
(31)【優先権主張番号】特願2019-213625(P2019-213625)
(32)【優先日】2019年11月26日
(33)【優先権主張国】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000004204
【氏名又は名称】日本精工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100075579
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 嘉昭
(74)【代理人】
【識別番号】100116012
【弁理士】
【氏名又は名称】宮坂 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100175259
【弁理士】
【氏名又は名称】尾林 章
(72)【発明者】
【氏名】坂口 徹
(72)【発明者】
【氏名】北爪 徹也
(72)【発明者】
【氏名】丸山 翔也
【審査官】
神田 泰貴
(56)【参考文献】
【文献】
国際公開第２０１３／０９４０９７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開２０１３−２３７３９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１４／０３８１３３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
国際公開第２０１４／０５４２５３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開２０１４−１３３５３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１９／１９３９７６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開２０１９−１９９１７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０２０−００６８３１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ６２Ｄ ６／００
Ｂ６２Ｄ ５／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
転舵機構の第１舵角を検出する第１舵角検出部と、
前記転舵機構を駆動する第１アクチュエータと、
操舵機構の第２舵角を検出する第２舵角検出部と、
少なくとも前記第２舵角に基づいて前記転舵機構の目標舵角を演算する目標舵角演算部と、
前記第１舵角又は前記第２舵角の何れかである第３舵角が、前記第３舵角の取り得る最大舵角から第１閾値舵角までの角度範囲内にある場合に、前記第１閾値舵角を基準とする前記第３舵角の舵角変位を演算する舵角変位演算部と、
少なくとも前記舵角変位に応じて舵角補正値を演算する舵角補正値演算部と、
前記舵角補正値で前記目標舵角を補正して補正目標舵角を演算する補正目標舵角演算部と、
前記第１舵角が前記補正目標舵角となるように前記第１アクチュエータを制御する舵角制御部と、
を備えることを特徴とする転舵制御装置。
前記転舵機構を駆動する第１アクチュエータと、
操舵機構の第２舵角を検出する第２舵角検出部と、
少なくとも前記第２舵角に基づいて前記転舵機構の目標舵角を演算する目標舵角演算部と、
前記第１舵角又は前記第２舵角の何れかである第３舵角が、前記第３舵角の取り得る最大舵角から第１閾値舵角までの角度範囲内にある場合に、前記第１閾値舵角を基準とする前記第３舵角の舵角変位を演算する舵角変位演算部と、
少なくとも前記舵角変位に応じて舵角補正値を演算する舵角補正値演算部と、
前記舵角補正値で前記目標舵角を補正して補正目標舵角を演算する補正目標舵角演算部と、
前記第１舵角が前記補正目標舵角となるように前記第１アクチュエータを制御する舵角制御部と、
を備えることを特徴とする転舵制御装置。
【請求項2】
前記舵角補正値演算部は、
前記転舵機構に作用させる転舵トルクとして、前記舵角変位に応じた弾性トルクを含んだトルクを演算する転舵トルク演算部と、
前記転舵トルクを前記舵角補正値に変換する第１変換部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の転舵制御装置。
前記転舵機構に作用させる転舵トルクとして、前記舵角変位に応じた弾性トルクを含んだトルクを演算する転舵トルク演算部と、
前記転舵トルクを前記舵角補正値に変換する第１変換部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の転舵制御装置。
【請求項3】
前記舵角補正値演算部は、
前記転舵機構に作用させる転舵トルクとして、前記舵角変位に応じた弾性トルク、及び前記第１舵角の角速度と前記舵角変位とに応じた粘性トルクの少なくとも一方を含んだトルクを演算する転舵トルク演算部と、
前記転舵トルクを前記舵角補正値に変換する第１変換部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の転舵制御装置。
前記転舵機構に作用させる転舵トルクとして、前記舵角変位に応じた弾性トルク、及び前記第１舵角の角速度と前記舵角変位とに応じた粘性トルクの少なくとも一方を含んだトルクを演算する転舵トルク演算部と、
前記転舵トルクを前記舵角補正値に変換する第１変換部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の転舵制御装置。
【請求項4】
前記転舵トルク演算部は、前記第１舵角の角加速度に応じた慣性トルクを前記弾性トルク及び前記粘性トルクの少なくとも一方に加えて前記転舵トルクを演算することを特徴とする請求項３に記載の転舵制御装置。
【請求項5】
前記転舵トルク演算部は、前記第１舵角の角速度に対して非線形に変化する前記粘性トルクを演算することを特徴とする請求項３又は４に記載の転舵制御装置。
【請求項6】
前記第１変換部は、車速に応じた係数で前記転舵トルクを変換して前記舵角補正値を演算することを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の転舵制御装置。
【請求項7】
前記第１舵角の角速度と前記舵角変位とに基づいて角速度補正値を演算する角速度補正値演算部を備え、
前記舵角制御部は、
前記補正目標舵角と前記第１舵角との差分に基づいて前記第１舵角の目標角速度を演算する目標角速度演算部と、
前記角速度補正値で前記目標角速度を補正して補正目標角速度を演算する補正目標角速度演算部と、
前記角速度が前記補正目標角速度となるように前記第１アクチュエータを制御する角速度制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の転舵制御装置。
前記舵角制御部は、
前記補正目標舵角と前記第１舵角との差分に基づいて前記第１舵角の目標角速度を演算する目標角速度演算部と、
前記角速度補正値で前記目標角速度を補正して補正目標角速度を演算する補正目標角速度演算部と、
前記角速度が前記補正目標角速度となるように前記第１アクチュエータを制御する角速度制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の転舵制御装置。
【請求項8】
前記角速度補正値演算部は、
前記転舵機構に作用させる粘性トルクを前記舵角変位と前記角速度とに応じて演算する粘性トルク演算部と、
前記粘性トルクを前記角速度補正値に変換する第２変換部と、
を備えることを特徴とする請求項７に記載の転舵制御装置。
前記転舵機構に作用させる粘性トルクを前記舵角変位と前記角速度とに応じて演算する粘性トルク演算部と、
前記粘性トルクを前記角速度補正値に変換する第２変換部と、
を備えることを特徴とする請求項７に記載の転舵制御装置。
【請求項9】
前記粘性トルク演算部は、前記第１舵角の角速度に対して非線形に変化する前記粘性トルクを演算することを特徴とする請求項８に記載の転舵制御装置。
【請求項10】
前記第２変換部は、
車速及び切り増し/切り戻し操舵状態の少なくとも一方に応じた係数で前記粘性トルクを前記角速度補正値に変換することを特徴とする請求項８又は９に記載の転舵制御装置。
車速及び切り増し/切り戻し操舵状態の少なくとも一方に応じた係数で前記粘性トルクを前記角速度補正値に変換することを特徴とする請求項８又は９に記載の転舵制御装置。
【請求項11】
前記操舵機構に反力トルクを付与する第２アクチュエータと、
前記操舵機構の前記反力トルクを検出する反力トルク検出部と、
前記反力トルクに応じて前記舵角変位演算部が演算した前記舵角変位を補正する舵角変位補正部と、
を更に備え、
前記舵角補正値演算部は、前記舵角変位補正部が補正した前記舵角変位に応じて前記舵角補正値を演算する、
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の転舵制御装置。
前記操舵機構の前記反力トルクを検出する反力トルク検出部と、
前記反力トルクに応じて前記舵角変位演算部が演算した前記舵角変位を補正する舵角変位補正部と、
を更に備え、
前記舵角補正値演算部は、前記舵角変位補正部が補正した前記舵角変位に応じて前記舵角補正値を演算する、
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の転舵制御装置。
【請求項12】
少なくとも前記第２舵角に基づいて前記操舵機構に付与する目標反力を演算する目標反力演算部と、
前記舵角補正値に応じて前記目標反力を補正する目標反力補正部と、
前記目標反力補正部が補正した前記目標反力に応じて前記操舵機構に反力トルクを付与する第２アクチュエータと、
を備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の転舵制御装置。
前記舵角補正値に応じて前記目標反力を補正する目標反力補正部と、
前記目標反力補正部が補正した前記目標反力に応じて前記操舵機構に反力トルクを付与する第２アクチュエータと、
を備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の転舵制御装置。
【請求項13】
前記舵角変位演算部は、前記第３舵角が前記第１閾値舵角よりも大きな第２閾値舵角を超えた場合に、前記第３舵角と前記第２閾値舵角との差分に応じて前記第１閾値舵角を変更することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の転舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、転舵制御装置に関する。【背景技術】
【0002】
車両の転舵機構において転舵角が増加して機械的な最大舵角に至ると、転舵機構のラック軸がストローク端に達してそれ以上は転舵角を増加できなくなる。このようにラック軸がストローク端に達した状態となることを「端当て」と称する。高い転舵速度で端当てが起こると、大きな衝撃や打音（異音）が発生して運転者が不快に感じるおそれがある。特許文献１には、目標転舵角に基づいて転舵機構の転舵角を制御するシステム（例えばステアバイワイヤ・システム）において最大舵角付近における転舵角の増加を抑制する技術が記載されている。
【0003】
特許文献１に記載されている技術は、転舵機構の転舵範囲の上下限付近において、ステアリングホイールを中立点側に戻す操舵反力を急峻に生成する。このような操舵反力が付与されると、運転者は、転舵角が最大舵角へ向かう方向に操舵しないように促されるので、結果として端当ての発生が抑制される。【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００４−１３０９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、このような操舵反力を付与しても、運転者が操舵反力に逆らって操舵すれば端当てが起こるおそれがあり、衝突時の衝撃や打音（異音）を効果的に抑制できないことがある。本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、目標転舵角に基づいて転舵機構の転舵角を制御するシステムにおいて、端当てによる衝撃や打音（異音）を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明の一態様による転舵制御装置は、転舵機構の第１舵角を検出する第１舵角検出部と、転舵機構を駆動する第１アクチュエータと、操舵機構の第２舵角を検出する第２舵角検出部と、少なくとも第２舵角に基づいて転舵機構の目標舵角を演算する目標舵角演算部と、第１舵角又は第２舵角の何れかである第３舵角が、第３舵角の取り得る最大舵角から第１閾値舵角までの角度範囲内にある場合に、第１閾値舵角を基準とする第３舵角の舵角変位を演算する舵角変位演算部と、少なくとも舵角変位に応じて舵角補正値を演算する舵角補正値演算部と、舵角補正値で目標舵角を補正して補正目標舵角を演算する補正目標舵角演算部と、第１舵角が補正目標舵角となるように第１アクチュエータを制御する舵角制御部とを備える。【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、目標転舵角に基づいて転舵機構の転舵角を制御するシステムにおいて端当てによる衝撃や打音（異音）を抑制できる。【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施形態の転舵装置の一例の概要を示す構成図である。
【図2】第１実施形態のＳＢＷ−ＥＣＵ（Steer By Wire - Electronic Control Unit）の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図3】制御角演算部の動作例の説明図である。
【図4】転舵角指令値演算部の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図5】第１実施形態の端当て衝撃緩和制御部の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図6】（ａ）はばね定数の一例の特性図であり、（ｂ）は粘性係数の一例の特性図である。
【図7】（ａ）は慣性係数の一例の特性図であり、（ｂ）は低慣性システムにおける慣性係数の設定例を示す図であり、（ｃ）は高慣性システムにおける慣性係数の設定例を示す図である。
【図8】第１実施形態の転舵制御方法の一例のフローチャートである。
【図9】変形例における制御角演算部の動作例の説明図である。
【図10】端当て衝撃緩和制御部の変形例の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図11】変形例における粘性トルク成分の特性の一例の説明図である。
【図12】端当て衝撃緩和制御部の他の変形例の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図13】第２実施形態の制御系の一例を示すブロック線図である。
【図15】第２実施形態の端当て衝撃緩和制御部の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図16】第２実施形態の転舵制御方法の一例のフローチャートである。
【図17】第３実施形態のＳＢＷ−ＥＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。
【図18】制御角補正部の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図19】（ａ）は目標角速度演算部が演算する目標角速度の一例の特性図であり、（ｂ）は補正用舵角演算部が演算する補正用舵角の一例の特性図である。
【図20】第１変形例の制御角補正部の機能構成を示すブロック図である。
【図21】第２変形例の制御角補正部の機能構成を示すブロック図である。
【図22】第３変形例の制御角補正部の機能構成を示すブロック図である。
【図23】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ第６変形例の制御角補正部の目標舵速度及び補正用舵角の一例の特性図である。
【図24】第７変形例の制御角補正部の機能構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す本発明の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の構成、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【0010】
（第１実施形態）（構成）
本発明は、目標転舵角に基づいて転舵機構の転舵角（すなわち転舵輪の転舵角）を制御する転舵装置に適用される。図１は、このような転舵装置の一例として操舵機構と転舵機構とが機械的に切り離されたステアバイワイヤ（ＳＢＷ：Steer By Wire）機構を備える転舵装置を示す。ただし、本発明は、ステアバイワイヤ機構を備える転舵装置に限定されるものではなく、目標転舵角に基づいて転舵機構の転舵角を制御する転舵装置であれば、様々な転舵装置に広く適用可能である。
【0011】
操向ハンドル１の操舵軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）２は、減速機構を構成する減速ギア（ウォームギア）３、バックアップクラッチ２０、ユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ、ピニオンラック機構５、タイロッド６ａ、６ｂを経て、更にハブユニット７ａ、７ｂを介して操向車輪８Ｌ、８Ｒに連結されている。【0012】
ピニオンラック機構５は、ユニバーサルジョイント４ｂから操舵力が伝達されるピニオンシャフトに連結されたピニオン５ａと、このピニオン５ａに噛合するラック５ｂとを有し、ピニオン５ａに伝達された回転運動をラック５ｂで車幅方向の直進運動に変換する。ラック５ｂには、ラック５ｂの移動量を検出して操向車輪８Ｌ、８Ｒの転舵角θｓを検出する転舵角センサ２６が設けられている。【0013】
操舵軸２には、反力トルクＴｈを検出するトルクセンサ１０が設けられている。また、操舵軸２には、操向ハンドル１や操舵軸２の操舵角θｈを検出する操舵角センサ１４が設けられている。操向ハンドル１に反力トルクＴｈを付与する反力モータ２１は、減速ギア３を介して操舵軸２に連結されている。
なお、操舵角センサ１４や転舵角センサ２６は必須のものではなく、反力モータ２１や転舵モータ２２に連結されたレゾルバ等の回転角センサにより検出したモータ回転角度に基づいて、操舵角θｈや転舵角θｓを取得してもよい。
【0014】
操向車輪８Ｌ、８Ｒを転舵する転舵モータ２２は、減速ギア２３を介してピニオン２４に連結され、ピニオン２４はラック５ｂに噛合する。これにより、転舵モータ２２の回転運動はラック５ｂの車幅方向の直進運動に変換される。なお、操向ハンドル１に反力トルクＴｈを付与する手段、及び操向車輪８Ｌ、８Ｒを転舵する手段は、電動モータに限られず様々な種類のアクチュエータを利用可能である。
【0015】
バックアップクラッチ２０は、解放状態になると操向ハンドル１と操向車輪８Ｌ、８Ｒとを機械的に切り離し、締結状態になると操向ハンドル１と操向車輪８Ｌ、８Ｒとを機械的に接続する。すなわちバックアップクラッチ２０は、解放状態になると操舵機構と転舵機構を機械的に切り離し、締結状態になると操舵機構と転舵機構を機械的に連結する。以下の説明において、転舵機構の転舵角θｓ（すなわち、操向車輪８Ｌ、８Ｒの転舵角θｓ）を第１舵角θｓと表記し、操舵機構の操舵角θｈ（すなわち操向ハンドル１や操舵軸２の操舵角θｈ）を第２舵角θｈと表記することがある。
【0016】
ステアバイワイヤ機構を制御するコントローラであるＳＢＷ−ＥＣＵ（Steer By Wire - Electronic Control Unit）２５には、バッテリ１３から電力が供給されるとともに、イグニション（ＩＧＮ）キー１１を経てイグニションキー信号が入力される。ＳＢＷ−ＥＣＵ２５は、車速センサ１２で検出された車速Ｖｈと、操舵角センサ１４で検出された第２舵角θｈと、転舵角センサ２６で検出された第１舵角θｓに基づいて、転舵制御指令の電流指令値の演算を行い、電流指令値に補償等を施した電圧制御指令値によって転舵モータ２２に供給する電流を制御する。
【0017】
また、ＳＢＷ−ＥＣＵ２５は、車速センサ１２で検出された車速Ｖｈと、操舵角センサ１４で検出された第２舵角θｈとに基づいて目標反力トルクＴｈｒを算出し、トルクセンサ１０で検出される反力トルクＴｈを目標反力トルクＴｈｒに近付けるフィードバック制御を行う。ＳＢＷ−ＥＣＵ２５は、例えば、少なくとも一つのプロセッサと、記憶装置等の周辺部品とを含むコンピュータを備えてよい。プロセッサは、例えばＣＰＵ、やＭＰＵであってよい。
【0018】
記憶装置は、半導体記憶装置、磁気記憶装置及び光学記憶装置のいずれかを備えてよい。記憶装置は、レジスタ、キャッシュメモリ、主記憶装置として使用されるＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリを含んでよい。以下に説明するＳＢＷ−ＥＣＵ２５の機能は、例えばＳＢＷ−ＥＣＵ２５のプロセッサが、記憶装置に格納されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。
【0019】
なお、ＳＢＷ−ＥＣＵ２５を、以下に説明する各情報処理を実行するための専用のハードウエアにより形成してもよい。例えば、ＳＢＷ−ＥＣＵ２５は、汎用の半導体集積回路中に設定される機能的な論理回路を備えてもよい。例えばＳＢＷ−ＥＣＵ２５はフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ等のプログラマブル・ロジック・デバイス等を有していてもよい。
【0020】
図２を参照して、第１実施形態のＳＢＷ−ＥＣＵ２５の機能構成の一例を説明する。ＳＢＷ−ＥＣＵ２５は、転舵角指令値演算部３０と、制御角演算部３１と、端当て衝撃緩和制御部３２と、減算器３３及び３８と、転舵角制御部３４と、電流制御部３５及び４０と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部３６及び４１と、インバータ等である駆動回路３７及び４２と、反力制御部３９を備える。【0021】
転舵角指令値演算部３０は、少なくとも第２舵角θｈに基づいて転舵機構の第１舵角θｓの目標舵角θｓｒ０を演算する。本例では、転舵角指令値演算部３０は、第２舵角θｈ及び車速Ｖｈに基づいて目標舵角θｓｒ０を演算する。また、転舵角指令値演算部３０は、少なくとも第２舵角θｈに基づいて操舵機構に付与する目標反力トルクＴｈｒを演算する。転舵角指令値演算部３０の詳細は後述する。【0022】
制御角演算部３１と端当て衝撃緩和制御部３２は、端当ての際の衝撃を緩和する端当て衝撃緩和制御を行う。端当て衝撃緩和制御では、第１舵角θｓが所定の第１閾値舵角から最大舵角までの角度範囲内にあるとき、目標舵角θｓｒ０が減少するように補正して端当ての際の衝撃を緩和する。
【0023】
制御角演算部３１は、端当て衝撃緩和制御に用いられる制御角θｒを演算する。図３を参照する。いま、操向車輪８Ｌ、８Ｒが右に転舵されているときの第１舵角θｓが正の値となり、操向車輪８Ｌ、８Ｒが左に転舵されているときの第１舵角θｓが負の値となるように符号を設定する。
端当て衝撃緩和制御は、第１舵角θｓが正値の第１閾値舵角θｔＲ１から正の最大舵角までの範囲にある場合と、負値の第１閾値舵角θｔＬ１から負の最大舵角までの範囲にある場合に実施される。
【0024】
制御角演算部３１は、第１舵角θｓが第１閾値舵角θｔＲ１から正の最大舵角までの範囲にある場合に、第１閾値舵角θｔＲ１を基準とする第１舵角θｓの舵角変位を制御角θｒとして演算する。例えば制御角演算部３１は、第１舵角θｓと第１閾値舵角θｔＲ１の差分（θｓ−θｔＲ１）を制御角θｒとして演算する。制御角演算部３１は、第１舵角θｓが第１閾値舵角θｔＬ１から負の最大舵角までの範囲にある場合に、第１閾値舵角θｔＬ１を基準とする第１舵角θｓの舵角変位を制御角θｒとして演算する。例えば制御角演算部３１は、第１舵角θｓと第１閾値舵角θｔＬ１の差分（θｓ−θｔＬ１）を制御角θｒとして演算する。
制御角演算部３１は、第１舵角θｓが負の第１閾値舵角θｔＬ１以上正の第１閾値舵角θｔＲ１以下の範囲にある場合に制御角θｒを０に設定する。
【0025】
図２を参照する。端当て衝撃緩和制御部３２は、制御角θｒと、第１舵角θｓの角速度ωとに基づいて、端当て衝撃緩和において目標舵角θｓｒ０を補正するための舵角補正値Δθを演算する。端当て衝撃緩和制御部３２の詳細は後述する。また、転舵角指令値演算部３０は舵角補正値Δθに応じて目標反力トルクＴｈｒを補正する。
減算器３３は、転舵角指令値演算部３０が演算した目標舵角θｓｒ０から舵角補正値Δθを減じることにより目標舵角θｓｒ０を補正して、補正目標舵角θｓｒ１を得る。
【0026】
転舵角制御部３４は、補正目標舵角θｓｒ１と実際の第１舵角θｓとの偏差に基づいて電流指令値Ｉｓｒを生成する。電流制御部３５は、電流指令値Ｉｓｒとフィードバックされた転舵モータ２２のモータ電流値との偏差に基づいて電圧制御指令値を生成する。ＰＷＭ制御部３６は、電流制御部３５が生成した電圧制御指令値に基づいて駆動回路３７を制御して転舵モータ２２をＰＷＭ駆動する。
【0027】
一方で、転舵角指令値演算部３０により演算された目標反力トルクＴｈｒは減算器３８に入力され、減算器３８は、トルクセンサ１０で検出される反力トルクＴｈを目標反力トルクＴｈｒから減じたトルク偏差を演算する。反力制御部３９は、減算器３８が演算したトルク偏差に基づいて電流指令値を生成する。電流制御部４０は、反力制御部３９が演算した電流指令値とフィードバックされた反力モータ２１のモータ電流値との偏差に基づいて電圧制御指令値を生成する。ＰＷＭ制御部４１は、電流制御部４０が生成した電圧制御指令値に基づいて駆動回路４２を制御して反力モータ２１をＰＷＭ駆動する。
【0028】
次に、転舵角指令値演算部３０について説明する。図４を参照する。転舵角指令値演算部３０は、基本反力トルク演算部５０と、微分器５１と、ダンピング係数テーブル５２と、乗算器５３、５５及び５８と、反力補正係数テーブル５４と、加算器５６と、転舵比テーブル５７を備える。
基本反力トルク演算部５０は、第２舵角θｈと車速Ｖｈに基づいて基本反力トルクを演算する。基本反力トルクは加算器５６に入力される。
【0029】
微分器５１は、第２舵角θｈを微分して操舵速度ｄθｈ／ｄｔを算出する。ダンピング係数テーブル５２は、車速Ｖｈに応じたダンピング係数（粘性係数）Ｄを乗算器５３に出力する。乗算器５３は、ダンピング係数Ｄを操舵速度ｄθｈ／ｄｔに乗じて粘性トルク成分を演算する。【0030】
転舵比テーブル５７は、車速Ｖｈに応じた転舵比１／Ｒを乗算器５８に出力する。乗算器５８は、転舵比１／Ｒに第２舵角θｈを乗じて目標舵角θｓｒ０を演算する。したがって第２舵角θｈの増加に応じて目標舵角θｓｒ０は増加する。反力補正係数テーブル５４は、車速Ｖｈに応じた反力補正係数Ｌを乗算器５５に出力する。
【0031】
乗算器５５は、反力補正係数Ｌを舵角補正値Δθに乗じて補正トルク成分を演算する。加算器５６は、基本反力トルクに粘性トルク成分と補正トルク成分を加えて目標反力トルクＴｈｒを算出する。これにより、目標反力トルクＴｈｒは舵角補正値Δθに応じて補正される。上記のとおり、端当て衝撃緩和制御の際には舵角補正値Δθが非零となる。このため、端当て衝撃緩和制御の際には反力トルクが増加して、第２舵角θｈが大きくなることが抑制される。また、ラック５ｂがストローク端に近づいていることを運転者に知らせることにより、第２舵角θｈの増加を抑制できる。
【0032】
この結果、目標舵角θｓｒ０が最大舵角方向に増加するのを抑制でき、効果的にラック５ｂの仮想的なストローク端を生成できる。これにより、反力補正係数Ｌを適切に設定することで仮想的なストローク端を生成しながら、過度な操舵反力を運転者に与えるのを防止できる。
なお、舵角補正値Δθに換えて、目標舵角θｓｒ０と第１舵角θｓとの差分（θｓｒ０−θｓ）に反力補正係数Ｌを乗じて補正トルク成分を演算してもよい。
【0033】
次に、端当て衝撃緩和制御部３２について説明する。端当て衝撃緩和制御部３２は、端当て衝撃緩和制御の際に、転舵機構を中立位置へ戻す方向に作用させる転舵トルクＴｍを演算し、転舵トルクＴｍが転舵機構に作用したときの第１舵角θｓの変化量Δθを、目標舵角θｓｒ０を補正するための舵角補正値Δθとして演算する。以下、端当て衝撃緩和制御部３２にて行う転舵トルクＴｍから舵角補正値Δθへの変換処理について説明する。
【0034】
端当て衝撃緩和制御部３２の出力である舵角補正値Δθは、目標舵角θｓｒ０を補正することで、転舵トルクＴｍとして転舵機構に作用する。ここで転舵機構とタイヤと路面反力の特性を１／（Ｊｓ２＋Ｄｍｓ＋Ｋｂ）とすると、転舵機構の第１舵角θｓは次式（１）で与えられる。【0035】
【数1】
【0036】
式（１）において、Ｊは転舵モータ２２と転舵機構とタイヤの慣性を、操舵軸２に働く慣性に換算したコラム軸慣性であり、Ｄｍは転舵モータ２２と転舵機構とタイヤの粘性係数を、操舵軸２に働く粘性抵抗の粘性係数に換算した換算値であり、Ｋｂは路面からの反力と持ち上げトルクの合計のばね定数であり、ｓはラプラス演算子である。転舵トルクＴｍが転舵機構に作用したときの第１舵角θｓの変化Δθは、ラプラス変換の最終値定理（定常値）を用いて次式（２）のように得られる。
【0037】
【数2】
【0038】
このΔθで目標舵角θｓｒ０を補正することで（すなわち目標舵角θｓｒ０をΔθで減じることで）、転舵機構を中立位置に戻す方向に転舵トルクＴｍが作用するように目標舵角θｓｒ０を補正することができる。次式（３）の転舵トルクＴｍを転舵機構に作用させる場合、舵角補正値Δθは次式（４）により算出できる。端当て衝撃緩和制御部３２は、次式（４）にしたがって舵角補正値Δθを演算する。
【0039】
【数3】
【0040】
式（４）において、Ｋ０は弾性トルク成分のばね定数であり、μは粘性トルク成分の粘性係数であり、ωは第１舵角θｓの角速度であり、ΔＪは慣性トルク成分の慣性係数であり、αは第１舵角θｓの角加速度である。以下、図５を参照して端当て衝撃緩和制御部３２の構成を説明する。端当て衝撃緩和制御部３２は、ばね定数テーブル６０と、乗算器６１、６４、６８及び７１と、微分器６２及び６６と、粘性係数テーブル６３と、符号判定部６５と、慣性係数テーブル６７と、加算器６９と変換係数テーブル７０を備える。
【0041】
ばね定数テーブル６０は、転舵トルクＴｍの弾性トルク成分のばね定数として、制御角θｒに応じたばね定数Ｋ０を乗算器６１に出力する。乗算器６１は、ばね定数Ｋ０を制御角θｒに乗じることにより、転舵トルクＴｍの弾性トルク成分（Ｋ０・θｒ）を演算して加算器６９に出力する。微分器６２は、第１舵角θｓを微分して第１舵角θｓの角速度ωを演算する。粘性係数テーブル６３は、転舵トルクＴｍの粘性トルク成分の粘性係数として、制御角θｒに応じた粘性係数μを乗算器６４に出力する。乗算器６４は、粘性係数μを角速度ωに乗じることにより、転舵トルクＴｍの粘性トルク成分（μ・ω）を演算して加算器６９に出力する。図６の（ａ）及び図６の（ｂ）は、ばね定数Ｋ０及び粘性係数μの特性の一例の特性図である。
【0042】
符号判定部６５は、第１舵角θｓの正負符号を判定して、第１舵角θｓの符号ｓｇｎ（θｓ）を出力する。微分器６６は、角速度ωを微分して第１舵角θｓの角加速度αを演算する。慣性係数テーブル６７は、転舵トルクＴｍの慣性トルク成分の慣性係数として、角加速度αと符号ｓｇｎ（θｓ）に応じた慣性係数ΔＪを乗算器６８に出力する。乗算器６８は、慣性係数ΔＪを角加速度αに乗じることにより、転舵トルクＴｍの慣性トルク成分（ΔＪ・α）を演算して加算器６９に出力する。慣性トルク成分（ΔＪ・α）により転舵機構の慣性に対する補正を行うことで、第１舵角θｓの加減速における慣性トルクを調整できる。
【0043】
図７の（ａ）は、慣性係数ΔＪの特性の一例を示す。図７の（ａ）において実線は第１舵角θｓの符号ｓｇｎ（θｓ）が正（＋）である場合の特性を示し、破線は符号ｓｇｎ（θｓ）が負（−）である場合の特性を示す。図７の（ｂ）及び図７の（ｃ）においても同様である。慣性係数ΔＪの特性は、例えば参照符号７２で示すように符号ｓｇｎ（θｓ）が正で角加速度αが正である場合、切り増し操舵（第１舵角θｓと角速度ωが同符号の場合）において第１舵角θｓを減速させる反力を生成するために比較的大きな値となるように設定されている。
【0044】
また、例えば参照符号７３で示すように符号ｓｇｎ（θｓ）が正で角加速度αが負である場合、切り増し操舵の場合には適度な減速なので反力を緩和するために比較的小さな値となるように設定されている。また、また切り戻し操舵の場合（第１舵角θｓと角速度ωが異符号の場合）には過度な加速なので反力を緩和するために比較的小さな値となるように設定されている。なお、切り増し操舵と切り戻し操舵で、慣性係数ΔＪの特性を異ならせてもよい。
【0045】
符号ｓｇｎ（θｓ）が負の場合の慣性係数ΔＪ（破線）は、角加速度α＝０の軸を対称軸として、符号ｓｇｎ（θｓ）が正の場合の慣性係数ΔＪ（実線）の特性と線対称の特性を有する。慣性係数ΔＪは、角加速度αに対してデッドゾーンＲｄｐ及びＲｄｍを有していてもよい。デッドゾーンＲｄｐ及びＲｄｍの正の範囲の幅と負の範囲の幅は、異なっていてもよい。
【0046】
図７の（ｂ）及び図７の（ｃ）に示すように、角加速度α＝０における慣性係数ΔＪの値が０でない正値又は負値となるように、慣性係数ΔＪの特性をオフセットしてもよい。小型車のような低慣性システムにおいては、図７の（ｂ）に示すように慣性係数ΔＪを大きくすることで安定性を増すことができる。一方で、大型車のような高慣性システムにおいては、図７の（ｃ）に示すように慣性係数ΔＪを小さくすることで応答性を増すことができる。
【0047】
図５を参照する。加算器６９は、弾性トルク成分（Ｋ０・θｒ）と粘性トルク成分（μ・ω）と慣性トルク成分（ΔＪ・α）を合計して、上式（３）の転舵トルクＴｍを演算する。変換係数テーブル７０は、転舵トルクＴｍを舵角補正値Δθへ変換する変換係数（１／Ｋｂ）を出力する。定数Ｋｂは、路面からの反力と持ち上げトルクの合計である。路面からの反力は車速Ｖｈにより変化するので、変換係数テーブル７０は、車速Ｖｈに応じて異なる変換係数１／Ｋｂを出力してよい。
乗算器７１は、上式（４）に従って転舵トルクＴｍに変換係数（１／Ｋｂ）を乗じることにより、転舵トルクＴｍを舵角補正値Δθへ変換する。
【0048】
なお、慣性トルク成分（ΔＪ・α）は必ずしも必須ではなく、符号判定部６５、微分器６６、慣性係数テーブル６７及び乗算器６８を省略してもよい。また、弾性トルク成分（Ｋ０・θｒ）及び粘性トルク成分（μ・ω）の両方を生成する必要はなく、いずれか一方を省略してよい。この場合、ばね定数テーブル６０及び乗算器６１の組み合わせか、微分器６２、粘性係数テーブル６３及び乗算器６４の組み合わせのいずれかを省略してもよい。
【0049】
転舵角センサ２６、操舵角センサ１４、転舵モータ２２、反力モータ２１及びトルクセンサ１０は、それぞれ特許請求の範囲に記載の第１舵角検出部、第２舵角検出部、第１アクチュエータ、第２アクチュエータ及び反力トルク検出部の一例である。転舵角指令値演算部３０は、特許請求の範囲に記載の目標舵角演算部及び目標反力演算部の一例である。
【0050】
制御角θｒ及び制御角演算部３１は、それぞれ特許請求の範囲に記載の舵角変位及び舵角変位演算部の一例である。端当て衝撃緩和制御部３２及び減算器３３は、それぞれ特許請求の範囲に記載の舵角補正値演算部及び補正目標舵角演算部の一例である。
転舵角制御部３４は、特許請求の範囲に記載の舵角制御部の一例である。
【0051】
ばね定数テーブル６０、乗算器６１、６４及び６８、微分器６２及び６６、粘性係数テーブル６３、符号判定部６５、慣性係数テーブル６７並びに加算器６９は、特許請求の範囲に記載の転舵トルク演算部の一例である。変換係数テーブル７０及び乗算器７１は、特許請求の範囲に記載の第１変換部の一例である。
反力補正係数テーブル５４、乗算器５５及び加算器５６は、特許請求の範囲に記載の目標反力補正部の一例である。
【0052】
（動作）次に、図８を参照して第１実施形態の転舵制御方法を説明する。
ステップＳ１において操舵角センサ１４は、操舵機構の第２舵角θｈを検出する。
ステップＳ２において転舵角指令値演算部３０は、少なくとも第２舵角θｈに基づいて目標舵角θｓｒ０を演算する。
【0053】
ステップＳ３において転舵角センサ２６は、転舵機構の第１舵角θｓを検出する。ステップＳ４において制御角演算部３１は、第１舵角θｓが正の第１閾値舵角から正の最大舵角までの範囲にある場合に、又は第１舵角θｓが負の第１閾値舵角から負の最大舵角までの範囲にある場合に、第１閾値舵角を基準とする第１舵角θｓの舵角変位を制御角θｒとして演算する。
ステップＳ５において端当て衝撃緩和制御部３２は、制御角θｒと、第１舵角θｓの角速度ωとに基づいて舵角補正値Δθを演算する。
【0054】
ステップＳ６において減算器３３は、舵角補正値Δθで目標舵角θｓｒ０を補正して、補正目標舵角θｓｒ１を演算する。ステップＳ７において転舵角制御部３４は、第１舵角θｓが補正目標舵角θｓｒ１となるように転舵モータ２２を制御する。その後に処理は終了する。
【0055】
（第１実施形態の効果）（１）転舵制御装置は、転舵機構の第１舵角θｓを検出する転舵角センサ２６と、転舵機構を駆動する転舵モータ２２と、操舵機構の第２舵角θｈを検出する操舵角センサ１４と、少なくとも第２舵角θｈに基づいて転舵機構の目標舵角θｓｒ０を演算する転舵角指令値演算部３０と、第１舵角θｓの取り得る最大舵角から第１閾値舵角までの角度範囲内に第１舵角θｓがある場合に、第１閾値舵角を基準とする第１舵角θｓの舵角変位である制御角θｒを演算する制御角演算部３１と、少なくとも制御角θｒに応じて舵角補正値Δθを演算する端当て衝撃緩和制御部３２と、舵角補正値Δθで目標舵角θｓｒ０を補正して補正目標舵角θｓｒ１を演算する減算器３３と、第１舵角θｓが補正目標舵角θｓｒ１となるように転舵モータ２２を制御する転舵角制御部３４を備える。
これにより、目標舵角θｓｒ０に基づいて転舵機構の第１舵角θｓを制御する転舵装置において、ラック５ｂがストローク端に近づいた場合に第１舵角θｓの増加を抑制して、端当てによる衝撃や打音（異音）を抑制できる。
【0056】
（２）端当て衝撃緩和制御部３２は、転舵機構に作用させる転舵トルクＴｍとして、制御角θｒに応じた弾性トルク（Ｋ０・θｒ）を含んだトルクを演算するばね定数テーブル６０及び乗算器６１と、転舵トルクＴｍを舵角補正値Δθに変換する変換係数テーブル７０及び乗算器７１を備える。これにより、弾性トルク（Ｋ０・θｒ）を含んだ反力トルクが転舵機構に作用した場合の第１舵角θｓの変化を目標舵角θｓｒ０に反映させることができる。この結果、第１舵角θｓの増加を抑制して、端当てによる衝撃や打音（異音）を抑制できる。
【0057】
（３）端当て衝撃緩和制御部３２は、転舵トルクＴｍとして、制御角θｒに応じた弾性トルク（Ｋ０・θｒ）、及び第１舵角θｓの角速度ωと制御角θｒとに応じた粘性トルク（μ・ω）の少なくとも一方を含んだトルクを演算する、ばね定数テーブル６０及び乗算器６１、並びに微分器６２、粘性係数テーブル６３及び乗算器６４と、転舵トルクＴｍを舵角補正値Δθに変換する変換係数テーブル７０及び乗算器７１を備える。これにより、弾性トルク（Ｋ０・θｒ）及び粘性トルク（μ・ω）の少なくとも一方を含んだ反力トルクが転舵機構に作用した場合の第１舵角θｓの変化を目標舵角θｓｒ０に反映させることができる。この結果、第１舵角θｓの増加を抑制して、端当てによる衝撃や打音（異音）を抑制できる。
【0058】
（４）微分器６２及び６６、慣性係数テーブル６７並びに乗算器６８は、第１舵角θｓの角加速度αに応じた慣性トルク（ΔＪ・α）を演算する。加算器６９は、慣性トルク（ΔＪ・α）を弾性トルク（Ｋ０・θｒ）及び粘性トルク（μ・ω）の少なくとも一方に加えて転舵トルクＴｍを演算する。これにより、第１舵角θｓの加減速における慣性トルクを調整できる。
【0059】
（５）変換係数テーブル７０は、車速Ｖｈに応じた変換係数（１／Ｋｂ）を出力する。乗算器７１は、転舵トルクＴｍを変換係数（１／Ｋｂ）で変換して舵角補正値Δθを演算する。これにより、車速Ｖｈに応じて変化する路面反力を舵角補正値Δθに反映できる。
【0060】
（６）転舵角指令値演算部３０は、少なくとも第２舵角θｈに基づいて操舵機構に付与する目標反力Ｔｈｒを演算し、舵角補正値Δθに応じて目標反力Ｔｈｒを補正する。反力モータ２１は、舵角補正値Δθに応じて補正された目標反力Ｔｈｒに応じて、操舵機構に反力トルクを付与する。これにより、端当て衝撃緩和制御の際に反力トルクが増加させて、第２舵角θｈの増加を抑制できる。また、ラック５ｂがストローク端に近づいていることを運転者に知らせることにより、第２舵角θｈの増加を抑制できる。この結果、目標舵角θｓｒ０が最大舵角方向に増加するのを抑制し、ラック５ｂの仮想的なストローク端を効果的に生成できる。
【0061】
（第１変形例）制御角演算部３１は、操舵機構の第２舵角θｈに基づいて制御角θｒを演算してもよい。以下に説明する第２実施形態及び第３実施形態でも同様である。この場合に制御角演算部３１は、第１舵角θｓの最大舵角に対応する操舵機構の第２舵角θｈを、第２舵角θｈが取り得る最大舵角として設定する。この最大舵角から第１閾値舵角までの角度範囲内に第２舵角θｈがある場合に、制御角演算部３１は、第１閾値舵角を基準とする第２舵角θｈの舵角変位を制御角θｒとして演算してもよい。
【0062】
（第２変形例）制御角演算部３１は、第１舵角θｓが所定の第２閾値舵角を超えた場合に、第１閾値舵角θｔＲ１又はθｔＬ１を変更してもよい。これにより、端当て衝撃緩和制御を開始する第１閾値舵角θｔＲ１又はθｔＬ１を最適化できる。物理的ラックエンドまでの舵角値には製造バラツキや車両搭載時のバラツキが含まれる。「ラックエンド」とは、ラック５ｂがストローク端に至った状態を意味する。第１閾値舵角θｔＲ１又はθｔＬ１が物理的ラックエンドから中立方向へ過度に設定されていると、過度な反力を生成しドライバの操作を阻害することになる。これにより最小旋回半径が小さくなる恐れがある。第１舵角θｓが所定の第２閾値舵角を超えた場合に、第１閾値舵角θｔＲ１又はθｔＬ１を変更することにより、過度な反力発生を防止し、最小旋回半径への影響を低減することが可能となる。以下に説明する第２実施形態及び第３実施形態でも同様である。
図９を参照する。正値の第２閾値舵角θｔＲ２は正値の第１閾値舵角θｔＲ１よりも大きな値に設定し、負値の第２閾値舵角θｔＬ２は負値の第１閾値舵角θｔＬ１よりも小さな値に設定する。すなわち第２閾値舵角の絶対値｜θｔＲ２｜及び｜θｔＬ２｜は、第１閾値舵角の絶対値｜θｔＲ１｜及び｜θｔＬ１｜よりもそれぞれ大きい。
【0063】
制御角演算部３１は、第１舵角θｓが正値の第２閾値舵角θｔＲ２よりも大きくなった場合（すなわち絶対値｜θｓ｜が絶対値｜θｔＲ２｜より大きくなった場合）に、例えば第１舵角θｓと第２閾値舵角θｔＲ２の差分（θｓ−θｔＲ２）に応じて正値の第１閾値舵角θｔＲ１を変更する。例えば制御角演算部３１は、差分（θｓ−θｔＲ２）と第１閾値舵角θｔＲ１との和を新たな第１閾値舵角θｔＲ１として設定してもよい。また例えば制御角演算部３１は、差分（θｓ−θｔＲ２）が所定値を超えた場合に第１閾値舵角θｔＲ１を変更してよい。【0064】
制御角演算部３１は、第１舵角θｓが負値の第２閾値舵角θｔＬ２よりも小さくなった場合（すなわち絶対値｜θｓ｜が絶対値｜θｔＬ２｜より大きくなった場合）に、例えば第１舵角θｓと第２閾値舵角θｔＬ２の差分（θｓ−θｔＬ２）に応じて負値の第１閾値舵角θｔＬ１を変更する。例えば制御角演算部３１は、差分（θｓ−θｔＬ２）と第１閾値舵角θｔＬ１との和を新たな第１閾値舵角θｔＬ１として設定してもよい。また例えば制御角演算部３１は、差分（θｔＲ２−θｓ）が所定値を超えた場合に第１閾値舵角θｔＬ１を変更してよい。【0065】
（第３変形例）図５を参照して説明した端当て衝撃緩和制御部３２は、第１舵角θｓの角速度ωと粘性係数μの積である粘性トルク成分（μ・ω）を、転舵機構を中立位置に戻す方向に作用させている。
このような粘性トルク成分と角速度ωとの間には、粘性トルク成分が大きくなると角速度ωが低下し、角速度ωが低下すると粘性トルク成分が小さくなり、粘性トルク成分が小さくなると角速度ωが増加して、再び粘性トルク成分が増加するという相互作用がある。この相互作用によって角速度ωが増減を繰り返し、これに伴う粘性トルク成分の増減の反復により振動が発生する虞がある。
【0066】
そこで第３変形例の端当て衝撃緩和制御部３２は、角速度ωに比例する粘性トルク成分（μ・ω）に代えて、角速度ωの増加に対して非線形に増加する粘性トルク成分Ｔｖを設定する。以下に説明する第２実施形態及び第３実施形態でも同様である。このような粘性トルク成分Ｔｖは、角速度ωに対して非線形に変化するため、角速度ωの任意の速度範囲において角速度ωに対する粘性トルク成分Ｔｖの変化率（ｄＴｖ／ｄω）を低減できる。
【0067】
角速度ωに対する粘性トルク成分Ｔｖの変化率を低減すると、角速度ωが増減しても粘性トルク成分Ｔｖが増減しにくくなるため、粘性トルク成分Ｔｖと角速度ωとの間の相互作用が小さくなる。この結果、角速度ωと粘性トルク成分Ｔｖの増減の反復により生じる上記の振動が低減される。上記の振動の大きさが問題となる角速度ωの速度範囲において、角速度ωに対する粘性トルク成分Ｔｖの変化率を低減することにより、この速度範囲における上記振動を低減することができる。
以下、粘性トルク成分の増減の反復により操舵系に生じる上記振動を、単に「抑制対象振動」と表記する。
【0068】
図１０は、第３変形例の端当て衝撃緩和制御部３２の機能構成の一例を示すブロック図である。第３変形例の端当て衝撃緩和制御部３２は、弾性トルク成分設定部２００と、粘性トルク成分設定部２０１と、舵角ゲイン設定部２０２と、乗算器２０３を備える。弾性トルク成分設定部２００は、制御角θｒに基づいて転舵トルクＴｍの弾性トルク成分Ｔｅを設定して、加算器６９に出力する。
【0069】
図１０に示すように制御角θｒが「０」の場合に弾性トルク成分Ｔｅの値は「０」に設定される。制御角θｒが「０」よりも大きな範囲では、制御角θｒの増加に対して弾性トルク成分Ｔｅは単調増加する。制御角θｒが負値となる範囲では、制御角θｒが正値となる範囲の特性と原点対称となる特性を有する。すなわち、制御角θｒが「０」よりも小さな範囲では、制御角θｒの減少に対して弾性トルク成分Ｔｅは単調減少する。すなわち弾性トルク成分Ｔｅの絶対値は単調増加する。
制御角θｒと弾性トルク成分Ｔｅとの関係は、例えばマップデータや演算式として予め弾性トルク成分設定部２００に設定しておくことができる。
また、制御角θｒが「０」近傍において弾性トルク成分Ｔｅが「０」となるように設定してもよい。
【0070】
粘性トルク成分設定部２０１は、角速度ωに基づいて、角速度ωの増加に対して非線形に増加する粘性トルク成分Ｔｖを設定する。図１１は、角速度ωに対する粘性トルク成分Ｔｖの特性の一例の説明図である。
速度範囲（−ωａ）〜ωａでは、角速度ωが低いために端当て時の衝撃に問題がない（例えば、異音が小さい、転舵機構へのダメージがない）。このような速度範囲（−ωａ）〜ωａでは、粘性トルク成分Ｔｖの値は「０」に設定される。これにより、端当て時の衝撃に問題がない速度範囲では粘性トルク成分Ｔｖを発生させず、操舵フィーリングへの影響を抑制できる。
【0071】
角速度ωａより高い速度範囲（角速度ωの値がωａより大きい範囲）では、粘性トルク成分Ｔｖは、角速度ωの増加に対して非線形に単調増加する。また、角速度（−ωａ）より高い速度範囲（角速度ωの値が負値の（−ωａ）より小さい範囲、すなわち絶対値｜ω｜が絶対値｜−ωａ｜より大きい範囲）では、粘性トルク成分Ｔｖは、角速度ωの減少に対して非線形に単調減少する。すなわち、角速度（−ωａ）より高い速度範囲でも、角速度ωの減少に対して粘性トルク成分Ｔｖの絶対値は増加する。
速度範囲ωａ〜ωｂでは、角速度ωが高いほどより大きな正値の粘性トルク成分Ｔｖが設定される。また、負の範囲の速度範囲（−ωａ）〜（−ωｂ）では、角速度ωが高いほどより小さな負値の粘性トルク成分Ｔｖが設定される。すなわち、角速度ωが高いほど絶対値の大きな粘性トルク成分Ｔｖが発生するので、高い角速度ωで端当てが起きるのを抑制できる。
【0072】
角速度ωｂ、（−ωｂ）よりも高い速度範囲ωｂ〜ωｃと（−ωｂ）〜（−ωｃ）では、抑制対象振動が大きくなってその大きさが問題となる。このため、これらの速度範囲ωｂ〜ωｃ及び（−ωｂ）〜（−ωｃ）では、それ以外の速度範囲（すなわち、速度範囲ωａ〜ωｂ及び速度範囲（−ωａ）〜（−ωｂ）と、角速度ωｃより高い範囲と、角速度（−ωｃ）より高い範囲）に比べて、角速度ωに対する粘性トルク成分Ｔｖ（ｄＴｖ／ｄω）を低減する。
これにより、角速度ωが増減しても粘性トルク成分Ｔｖが増減しにくくなるため、粘性トルク成分Ｔｖと角速度ωとの間の相互作用が小さくなる。この結果、これらの速度範囲ωｂ〜ωｃ及び速度範囲（−ωｂ）〜（−ωｃ）における抑制対象振動を低減できる。
【0073】
角速度ωｃ、（−ωｃ）より高い速度範囲では、ラック５ｂが物理的ラックエンドに早く到達するので、抑制対象振動が発生する時間を無視できる。また、角速度ωが高い場合には、粘性トルク成分Ｔｖをより大きくして端当て時の衝撃を抑制することが好ましい。したがって、角速度ωｃより高い速度範囲では、角速度ωが高いほどより大きな正値の粘性トルク成分Ｔｖが設定される。
また、速度（−ωｃ）より高い速度範囲では、角速度ωが高いほどより小さな負値の粘性トルク成分Ｔｖが設定される。すなわち、角速度ωが高いほど絶対値の大きな粘性トルク成分Ｔｖが発生するので高い角速度ωでの端当てを防止できる。
角速度ωと粘性トルク成分Ｔｖとの関係は、例えばマップデータや演算式として予め粘性トルク成分設定部２０１に設定しておくことができる。
【0074】
舵角ゲイン設定部２０２は、制御角θｒに応じた舵角ゲインＧｓを設定する。図１０に示すように制御角θｒが「０」の場合に舵角ゲインＧｓの値は「０」に設定される。制御角θｒが正値の範囲では、制御角θｒの増加に対して舵角ゲインＧｓは単調増加し、制御角θｒが負値の範囲では、制御角θｒの減少に対して舵角ゲインＧｓは単調増加する。制御角θｒと舵角ゲインＧｓとの関係は、例えばマップデータや演算式として予め舵角ゲイン設定部２０２に設定しておくことができる。
【0075】
乗算器２０３は、舵角ゲインＧｓと粘性トルク成分Ｔｖの積（Ｇｓ・Ｔｖ）を演算して加算器６９に出力する。加算器６９は、弾性トルク成分Ｔｅと、積（Ｇｓ・Ｔｖ）と、慣性トルク成分（ΔＪ・α）を合計して、上式（３）の転舵トルクＴｍを演算する。
積（Ｇｓ・Ｔｖ）は、特許請求の範囲に記載の「前記第１舵角の角速度と前記舵角変位とに応じた粘性トルク」の一例である。
【0076】
（第４変形例）弾性トルク成分設定部２００と舵角ゲイン設定部２０２は、制御角θｒに代えて、第１舵角θｓに基づいて弾性トルク成分Ｔｅと舵角ゲインＧｓを設定してもよい。この場合には、制御角演算部３１を省略してよい。以下に説明する第２実施形態及び第３実施形態でも同様である。
このため、第４変形例の弾性トルク成分設定部２００は、制御角θｒと弾性トルク成分Ｔｅとの関係に代えて、第１舵角θｓと弾性トルク成分Ｔｅとの関係を、例えばマップデータや演算式として記憶する。
【0077】
図１２に示すように第１舵角θｓが第１閾値舵角θｔＲ１以下である場合に弾性トルク成分Ｔｅの値は「０」に設定される。第１舵角θｓが第１閾値舵角θｔＲ１から正の最大舵角までの範囲にある場合に、第１舵角θｓの増加に対して正値の弾性トルク成分Ｔｅは単調増加する。
また、第１舵角θｓが第１閾値舵角θｔＬ１以上である場合に弾性トルク成分Ｔｅの値は「０」に設定される。第１舵角θｓが第１閾値舵角θｔＬ１から負の最大舵角までの範囲にある場合に、負値の第１舵角θｓが減少するのに対して負値の弾性トルク成分Ｔｅは単調減少する（すなわち弾性トルク成分Ｔｅの絶対値は増大する）。
第１舵角θｓが第１閾値舵角θｔＬ１から第１閾値舵角θｔＲ１までの範囲にある場合には、弾性トルク成分Ｔｅの値は「０」に設定される。
また、第１閾値舵角θｔＬ１から正の最大舵角との間に別の第３の閾値舵角及び第１閾値舵角θｔＲ１から負の最大舵角との間に第４の閾値舵角を設け、第１舵角θｓが第３閾値舵角から第４閾値舵角までの範囲にある場合には、弾性トルク成分Ｔｅの値を「０」に設定するようにしてもよい。第１舵角θｓがそれ以外の領域にある場合には、第１舵角θｓの大きさに対して単調増加あるいは単調減少するようにしてもよい。
【0078】
また、第４変形例の舵角ゲイン設定部２０２は、制御角θｒと舵角ゲインＧｓとの関係に代えて、第１舵角θｓと舵角ゲインＧｓとの関係を、例えばマップデータや演算式として記憶する。図１２に示すように第１舵角θｓが第１閾値舵角θｔＲ１以下である場合に舵角ゲインＧｓの値は「０」に設定される。
第１舵角θｓが第１閾値舵角θｔＲ１から正の最大舵角までの範囲にある場合に、第１舵角θｓの増加に対して正値の舵角ゲインＧｓは単調増加する。
【0079】
また、第１舵角θｓが第１閾値舵角θｔＬ１以上である場合に舵角ゲインＧｓの値は「０」に設定される。第１舵角θｓが第１閾値舵角θｔＬ１から負の最大舵角までの範囲にある場合に、負値の第１舵角θｓが減少するのに対して正値の舵角ゲインＧｓは単調増加する）。第１舵角θｓが第１閾値舵角θｔＬ１から第１閾値舵角θｔＲ１までの範囲にある場合には、舵角ゲインＧｓの値は「０」に設定される。
【0080】
（第２実施形態）第２実施形態の転舵制御装置は、第１舵角θｓの角速度ωの目標角速度ωｒ０を設定して、角速度ωが目標角速度ωｒ０に近づくように角速度制御を行うとともに、上記と同様の端当て衝撃緩和制御を行う。
端当て衝撃緩和制御において転舵機構を中立位置へ戻す方向に作用させる転舵トルクＴｍは、上式（３）のように弾性トルク成分（Ｋ０・θｒ）と粘性トルク成分（μ・ω）とを含んでいる。
【0081】
弾性トルク（Ｋ０・θｒ）は、制御角θｒに定数Ｋ０を乗じて得られる成分であり角度と同じ単位の物理量であると解釈することもできる。一方で、粘性トルク（μ・ω）は、角速度ωに係数μを乗じて得られる成分であり角速度と同じ単位の物理量であると解釈することもできる。
【0082】
そこで、弾性トルク（Ｋ０・θｒ）を応じた舵角補正値Δθで第１舵角θｓの目標舵角θｓｒ０を補正し、粘性トルク（μ・ω）に応じた角速度補正値Δωで目標角速度ωｒ０を補正する。このように、補正対象（すなわち目標舵角と目標角速度）と補正量（すなわち弾性トルクと粘性トルク）の単位を揃えることで、補正に用いる弾性トルクと粘性トルクの取り扱いが容易になる。
【0083】
以下、第２実施形態について詳しく説明する。第２実施形態の転舵装置は第１実施形態の転舵装置と類似する構成を有しており、同一の構成要素には同じ参照符号を付して重複説明を省略する。図１３は、第２実施形態の制御系の一例を示すブロック線図である。図１３において参照符号Ｇは減速ギア２３のギア比を示し、参照符号Ｋｔは転舵モータ２２のトルク定数を示す。
【0084】
第２実施形態の端当て衝撃緩和制御部３２は、端当て衝撃緩和において目標舵角θｓｒ０を補正するための舵角補正値Δθと、目標角速度ωｒ０を補正するための角速度補正値Δωを演算する。第２実施形態の端当て衝撃緩和制御部３２の詳細は後述する。転舵角制御部３４は、減算器８０及び８２と、目標角速度演算部８１と、微分器８３と、角速度制御部８５を備える。
【0085】
目標角速度演算部８１は、減算器８０から出力される補正目標舵角θｓｒ１と実際の第１舵角θｓとの偏差に定数Ｋｐを乗じて目標角速度ωｒ０を演算する。減算器８２は、目標角速度演算部８１が演算した目標角速度ωｒ０から角速度補正値Δωを減じることにより目標角速度ωｒ０を補正して、補正目標角速度ωｒ１を得る。
微分器８３は、第１舵角θｓを微分して角速度ωを算出する。微分器８３を、端当て衝撃緩和制御部３２の微分器６２として兼用してもよい。
【0086】
角速度制御部８５は、角速度ωが補正目標角速度ωｒ１に近づくように、転舵モータ２２の電流指令値Ｉｓｒを生成する。角速度制御部８５は、減算器８６及び９０と、ゲイン乗算部８７及び８９と、積分器８８を備える。ゲイン乗算部８７は、減算器８６から出力される角速度ωと補正目標角速度ωｒ１との偏差（ωｒ１−ω）に定数Ｋｉを乗算する。積分器８８はゲイン乗算部８７の出力を積分する。
【0087】
ゲイン乗算部８９は、角速度ωに定数Ｋｖを乗算する。減算器９０は、積分器８８の出力からゲイン乗算部８９の出力を減算した差を電流指令値Ｉｓｒとして算出する。角速度制御部８５の他の構成例を図１４に示す。この構成例では、ゲイン乗算部８９は、角速度ωと補正目標角速度ωｒ１との偏差（ωｒ１−ω）に定数Ｋｖを乗算する。加算器９１は、積分器８８の出力とゲイン乗算部８９の出力との和を電流指令値Ｉｓｒとして算出する。
【0088】
次に、粘性トルク（μ・ω）を角速度補正値Δωへ変換する変換係数の算出方法について説明する。図１３を参照する。いま、転舵機構とタイヤと路面反力の特性を１／（Ｊｓ２＋Ｄｍｓ＋Ｋｂ）とする。ここで、路面反力の特性を除いた場合、転舵機構への入力ｕから第１舵角θｓの角速度ωまでの特性は次式（５）で与えられる。
【0089】
【数4】
【0090】
入力ｕをステップ入力として考えると、角速度ωの最終値ω１は次式（６）のように得られる。【0091】
【数5】
【0092】
一方、図１３の角速度制御部８５への入力ｘから角速度ωまでの特性は次式（７）で与えられる。【0093】
【数6】
【0094】
入力ｘをステップ入力として考えると、角速度ωの最終値ω２は次式（８）のように得られる。【0095】
【数7】
【0096】
図１４の角速度制御部８５の場合には、入力ｘから角速度ωまでの特性は次式（９）で与えられる。【0097】
【数8】
【0098】
入力ｘをステップ入力として考えると、角速度ωの最終値ω２は次式（１０）のように得られ、上式（８）と同じ結果となる。【0099】
【数9】
【0100】
ここで、ω１＝ω２とすると、角速度制御部８５への入力ｘと転舵機構への入力ｕの関係は次式（１１）により与えられる。【0101】
【数10】
【0102】
したがって、端当て衝撃緩和制御において粘性トルク成分（μ・ω）を転舵機構へ入力するには、変換係数（Ｋｂ＋Ｋｉ・Ｇ・Ｋｔ）／（Ｄｍ・Ｋｉ・Ｇ・Ｋｔ）を粘性トルク成分（μ・ω）に乗じた積を角速度補正値Δωとして算出し、角速度補正値Δωで目標角速度ωｒ０を補正すればよい。なお、ばね定数Ｋｂに対してＫｉ・Ｇ・Ｋｔが十分大きい場合には、ばね定数Ｋｂを無視して変換係数を（１／Ｄｍ）としてもよい。または（Ｋｂ＋Ｋｉ・Ｇ・Ｋｔ）／（Ｄｍ・Ｋｉ・Ｇ・Ｋｔ）と（１／Ｄｍ）の平均値や中間値を変換係数としてもよい。
【0103】
また、ばね定数Ｋｂは車速Ｖｈに応じて変化するため、変換係数を車速に応じて変更してもよい。さらに、切り戻し操舵の場合と切り増し操舵の場合とで、変換係数を切り替えてもよい。例えば切り戻し操舵ではばね定数Ｋｂを考慮した変換係数（Ｋｂ＋Ｋｉ・Ｇ・Ｋｔ）／（Ｄｍ・Ｋｉ・Ｇ・Ｋｔ）を用い、切り増し操舵では変換係数（１／Ｄｍ）を用いてもよい。
切り戻し操舵では、操舵力を加える向きと操舵方向とが異なるため、実ばね力Ｋｂ・θによる戻し力によって操舵しにくくなる。このため、切り戻し操舵では、操舵方向と反対の方向に目標舵角を補正してもよい。
【0104】
一方で、図１３の転舵角制御部３４への入力ｙから第１舵角θｓまでの特性は、次式（１２）により与えられる。【0105】
【数11】
【0106】
図１４の転舵角制御部３４の場合には、入力ｙから第１舵角θｓまでの特性は、次式（１３）により与えられる。式（１３）ではＧ・ＫｔをＧＫに置き換えている。【0107】
【数12】
【0108】
入力ｙをステップ入力とすると、第１舵角θｓの最終値θ１はθ１＝ｙとなる。一方で、転舵機構とタイヤと路面反力の物理モデルへ入力ｕを入力したときの第１舵角θｓの最終値θ２は、次式（１４）で得られる。
【0109】
【数13】
【0110】
ここで、θ１＝θ２とすると、転舵角制御部３４への入力ｙと転舵機構への入力ｕの関係はｙ＝ｕ／Ｋｂとなる。したがって、端当て衝撃緩和制御において弾性トルク成分（Ｋ０・θｒ）を転舵機構へ入力するには、変換係数１／Ｋｂを弾性トルク成分（Ｋ０・θｒ）に乗じた積を舵角補正値Δθとして算出し、舵角補正値Δθで目標舵角θｓｒ０を補正すればよい。第１実施形態と同様に慣性トルク成分（ΔＪ・α）を弾性トルク成分（Ｋ０・θｒ）に加えて転舵機構へ入力してもよい。
【0111】
以下、図１５を参照して第２実施形態の端当て衝撃緩和制御部３２の構成を説明する。第２実施形態の端当て衝撃緩和制御部３２は、第１実施形態の端当て衝撃緩和制御部３２と同様の構成を備えており、同一の構成要素には同じ参照符号を付して重複説明を省略する。第２実施形態の端当て衝撃緩和制御部３２は、変換係数テーブル７２と乗算器７３を更に備える。
【0112】
変換係数テーブル７２は、乗算器６４から出力される粘性トルク成分（μ・ω）を角速度補正値Δωへ変換する変換係数（Ｋｂ＋Ｋｉ・Ｇ・Ｋｔ）／（Ｄｍ・Ｋｉ・Ｇ・Ｋｔ）を出力する。上述の通り、ばね定数Ｋｂは車速Ｖｈにより変化するので、変換係数テーブル７２は、車速Ｖｈに応じて変化する変換係数（Ｋｂ＋Ｋｉ・Ｇ・Ｋｔ）／（Ｄｍ・Ｋｉ・Ｇ・Ｋｔ）を出力してよい。【0113】
変換係数テーブル７２は、ばね定数Ｋｂに対してＫｉ・Ｇ・Ｋｔが十分大きい場合には、ばね定数Ｋｂを無視して変換係数を（１／Ｄｍ）としてもよい。または、（Ｋｂ＋Ｋｉ・Ｇ・Ｋｔ）／（Ｄｍ・Ｋｉ・Ｇ・Ｋｔ）と（１／Ｄｍ）の平均値や中間値を変換係数としてもよい。さらに変換係数テーブル７２は、切り戻し操舵の場合と切り増し操舵の場合とで、変換係数を切り替えてもよい。例えば切り戻し操舵ではばね定数Ｋｂを考慮した変換係数（Ｋｂ＋Ｋｉ・Ｇ・Ｋｔ）／（Ｄｍ・Ｋｉ・Ｇ・Ｋｔ）を出力し、切り増し操舵では変換係数（１／Ｄｍ）を出力してもよい。
【0114】
乗算器７３は、変換係数テーブル７２から出力される変換係数（Ｋｂ＋Ｋｉ・Ｇ・Ｋｔ）／（Ｄｍ・Ｋｉ・Ｇ・Ｋｔ）を粘性トルク成分（μ・ω）に乗じることにより、粘性トルク成分（μ・ω）を角速度補正値Δωへ変換する。一方で、加算器６９は、上式（３）の転舵トルクＴｍから粘性トルク成分（μ・ω）を除いた、弾性トルク成分（Ｋ０・θｒ）と慣性トルク成分（ΔＪ・α）の和を演算する。
【0115】
乗算器７１は、変換係数テーブル７０から出力される変換係数１／Ｋｂを、弾性トルク成分と慣性トルク成分の和（Ｋ０・θｒ＋ΔＪ・α）に乗じて、弾性トルク成分と慣性トルク成分の和を舵角補正値Δθへ変換する。なお、慣性トルク成分（ΔＪ・α）は必ずしも必須ではなく、符号判定部６５、微分器６６、慣性係数テーブル６７及び乗算器６８を省略してもよい。
【0116】
微分器６２、粘性係数テーブル６３、乗算器６４、変換係数テーブル７２及び乗算器７３は、特許請求の範囲に記載の角速度補正値演算部の一例である。減算器８２は、特許請求の範囲に記載の補正目標角速度演算部の一例である。微分器６２、粘性係数テーブル６３及び乗算器６４は、特許請求の範囲に記載の粘性トルク演算部の一例である。変換係数テーブル７２及び乗算器７３は、特許請求の範囲に記載の第２変換部の一例である。【0117】
（動作）次に、図１６を参照して第２実施形態の転舵制御方法を説明する。
ステップＳ１１〜Ｓ１６の処理は、図８を参照して説明したステップＳ１〜Ｓ６の処理と同様である。
ステップＳ１７において目標角速度演算部８１は、補正目標舵角θｓｒ１と実際の第１舵角θｓとの偏差に定数Ｋｐを乗じて目標角速度ωｒ０を演算する。
【0118】
ステップＳ１８において微分器６２、粘性係数テーブル６３、乗算器６４、変換係数テーブル７２及び乗算器７３は、制御角θｒと、第１舵角θｓの角速度ωとに基づいて角速度補正値Δωを演算する。ステップＳ１９において減算器８２は、角速度補正値Δωで目標角速度ωｒ０を補正して、補正目標角速度ωｒ１を演算する。
【0119】
ステップＳ２０において転舵角制御部３４は、第１舵角θｓが補正目標舵角θｓｒ１となるように転舵モータ２２を制御する。このとき転舵角制御部３４の角速度制御部８５は、第１舵角θｓの角速度ωが補正目標角速度ωｒ１となるように転舵モータ２２を制御する。その後に処理は終了する。【0120】
（第２実施形態の効果）（１）微分器６２、粘性係数テーブル６３、乗算器６４、変換係数テーブル７２及び乗算器７３は、第１舵角θｓの角速度ωと制御角θｒとに基づいて角速度補正値Δωを演算する。
転舵角制御部３４は、補正目標舵角θｓｒ１と第１舵角θｓとの差分に基づいて目標角速度ωｒ０を演算する目標角速度演算部８１と、角速度補正値Δωで目標角速度ωｒ０を補正して補正目標角速度ωｒ１を演算する減算器８２と、角速度ωが補正目標角速度ωｒ１となるように転舵モータ２２を制御する角速度制御部８５を備える。
【0121】
これにより、第１舵角θｓを目標舵角に近づける転舵角制御と角速度ωを目標角速度に近づける角速度制御とを行う転舵制御装置において、第１舵角θｓに応じて目標舵角を補正し、角速度ωに応じて目標角速度を補正することが可能となる。このように、補正対象（すなわち目標舵角と目標角速度）と補正量（すなわち舵角補正値Δθと角速度補正値Δω）の単位を揃えることで、補正に用いる舵角補正値Δθと角速度補正値Δωの取り扱いが容易になる。【0122】
（２）微分器６２、粘性係数テーブル６３及び乗算器６４は、転舵機構に作用させる粘性トルク成分（μ・ω）を制御角θｒと角速度ωとに応じて演算する。変換係数テーブル７２及び乗算器７３は、粘性トルク成分（μ・ω）を角速度補正値Δωに変換する。これにより、粘性トルク成分（μ・ω）に基づいて、角速度ωに応じた角速度補正値Δωを演算できる。
【0123】
（変形例）粘性トルク成分（μ・ω）に代えて、第１実施形態の第３変形例及び第４変形例と同様に舵角ゲインＧｓと粘性トルク成分Ｔｖを設定し、舵角ゲインＧｓと粘性トルク成分Ｔｖの積（Ｇｓ・Ｔｖ）を、角速度補正値Δωに変換してもよい。
例えば、変形例の端当て衝撃緩和制御部３２は、図１５のばね定数テーブル６０、乗算器６１及び６４、粘性係数テーブル６３に代えて、図１０又は図１２を参照して説明した弾性トルク成分設定部２００と、粘性トルク成分設定部２０１と、舵角ゲイン設定部２０２と、乗算器２０３を備えてもよい。
【0124】
加算器６９は、弾性トルク成分設定部２００が設定した弾性トルク成分Ｔｅと慣性トルク成分（ΔＪ・α）の和を演算する。乗算器７１は、変換係数テーブル７０から出力される変換係数１／Ｋｂを、弾性トルク成分と慣性トルク成分の和（Ｔｅ＋ΔＪ・α）に乗じて、弾性トルク成分と慣性トルク成分の和を舵角補正値Δθへ変換する。
乗算器７３は、変換係数テーブル７２から出力される変換係数（Ｋｂ＋Ｋｉ・Ｇ・Ｋｔ）／（Ｄｍ・Ｋｉ・Ｇ・Ｋｔ）を、舵角ゲインＧｓと粘性トルク成分Ｔｖの積（Ｇｓ・Ｔｖ）に乗じることにより、積（Ｇｓ・Ｔｖ）を角速度補正値Δωへ変換する。
【0125】
（第３実施形態）上記の端当て衝撃緩和制御では、ラック５ｂがストローク端に近づいて制御角θｒが大きくなるほど、より大きな舵角補正値Δθが出力される。
舵角補正値Δθが大きくなり補正目標舵角θｓｒ１が小さくなると、第１舵角θｓを最大舵角まで増加させにくくなるため、車両の最小旋回半径が大きくなるおそれがある。
【0126】
一方で、ラック５ｂがストローク端付近に近づいても運転者が大きな操舵トルクを操舵機構に付与している場合には、運転者が最小旋回半径で車両を旋回させようとしていると推測できる。また、転舵機構の転舵速度（すなわち第１舵角θｓの角速度ω）が十分低ければ、端当てに伴う衝撃や打音（異音）により運転者が感じる不快感を軽減又は回避できる。
【0127】
第３実施形態では、運転者が加える操舵トルクを反力トルクＴｈとして検出し、反力トルクＴｈに応じて制御角θｒを補正して舵角補正値Δθを低減する。このとき、舵角補正値Δθの低減量が過大となって転舵機構の転舵速度が速くなりすぎないように、制御角θｒの補正量を制限する。【0128】
図１７を参照する。第３実施形態のＳＢＷ−ＥＣＵ２５の機能構成は、第１実施形態のＳＢＷ−ＥＣＵ２５の機能構成と類似の類似する構成を有しており、同一の構成要素には同じ参照符号を付して重複説明を省略する。第３実施形態のＳＢＷ−ＥＣＵ２５は、微分器４３と制御角補正部４４を備える。微分器４３は、第１舵角θｓを微分して角速度ωを算出する。微分器４３を、端当て衝撃緩和制御部３２の微分器６２として兼用してもよい。
【0129】
制御角補正部４４は、トルクセンサ１０が検出した反力トルクＴｈと角速度ωに基づいて、制御角演算部３１が演算した制御角θｒを補正して補正制御角θｒ１を求める。制御角補正部４４の詳細は後述する。端当て衝撃緩和制御部３２は、制御角θｒの代わりに補正制御角θｒ１を使用して、補正制御角θｒ１と第１舵角θｓの角速度ωに基づいて舵角補正値Δθを演算する。
微分器４３と制御角補正部４４を、第２実施形態の構成に加えてもよい。この場合に端当て衝撃緩和制御部３２は、制御角θｒの代わりに補正制御角θｒ１を使用して、補正制御角θｒ１と第１舵角θｓの角速度ωに基づいて舵角補正値Δθと角速度補正値Δωを演算する。
【0130】
以下、制御角補正部４４の詳細を述べる。運転者が付与する操舵トルクが大きくなると、トルクセンサ１０が検出した反力トルクＴｈが大きくなる。制御角補正部４４は、反力トルクＴｈが大きくなるほど増加する補正用舵角θｔを演算し、制御角θｒから補正用舵角θｔを減じた差を補正制御角θｒ１として演算する。【0131】
これにより、運転者が付与する操舵トルクが増加するほど補正制御角θｒ１が小さくなるので、舵角補正値Δθが低減される。その結果、端当て衝撃緩和制御による目標舵角θｓｒ０の補正量が低減される。一方で、端当て衝撃緩和制御による補正量が低減して第１舵角θｓの角速度ωが増加すると、端当てに伴う衝撃や打音（異音）が大きくなり、運転者が不快に感じるおそれがある。そこで、制御角補正部４４は、リミッタやレートリミッタにより補正用舵角θｔの増加を制限する。
【0132】
図１８を参照する。制御角補正部４４は、符号判定部１００と、第１補正用舵角演算部１０１と、第２補正用舵角演算部１０２と、加算器１０３と、減算器１０４を備える。符号判定部１００は、制御角θｒの正負符号を判定して、制御角θｒの符号ＳＮを出力する。
第１補正用舵角演算部１０１は、符号ＳＮと、反力トルクＴｈと、第１舵角θｓの角速度ωに基づいて、フィードバック制御による第１補正用舵角θａ３を演算する。一方で、第２補正用舵角演算部１０２は、符号ＳＮと、反力トルクＴｈに基づいて、フィードフォワード制御による第２補正用舵角θｂ４を演算する。
【0133】
加算器１０３は、第１補正用舵角θａ３と第２補正用舵角θｂ４の和（θａ３＋θｂ４）を補正用舵角θｔとして算出する。減算器１０４は、制御角θｒから補正用舵角θｔを減じた差を補正制御角θｒ１として演算する。
【0134】
第１補正用舵角演算部１０１は、乗算器１１０及び１１２と、目標角速度演算部１１１と、減算器１１３と、制御部１１４と、レートリミッタ１１５と、リミッタ１１６を備える。乗算器１１０は、反力トルクＴｈに符号ＳＮを乗じて正規化反力トルク（Ｔｈ×ＳＮ）を算出する。正規化反力トルク（Ｔｈ×ＳＮ）の符号は、切り増し操舵の際に正となり、切り戻し操舵の際に負となる。
【0135】
目標角速度演算部１１１は、正規化反力トルク（Ｔｈ×ＳＮ）に応じて第１舵角θｓの正規化目標角速度ωｒａ１を演算する。正規化目標角速度ωｒａ１の特性を図１９の（ａ）に示す。正規化目標角速度ωｒａ１は、正規化反力トルク（Ｔｈ×ＳＮ）が大きくなるほど増加するように設定される。正規化反力トルク（Ｔｈ×ＳＮ）が大きい場合には、つまりラックエンド付近での操舵の場合には、ドライバが通常操舵するときの操舵速度（角速度）に漸近するように正規化目標角速度ωｒａ１を設定して良い。また、反力トルクＴｈが略０の場合、すなわち操舵トルクが付与されていない場合（例えば運転者が操向ハンドル１から手を離している場合）には、路面反力により操向ハンドル１が中立方向に戻るため、正規化目標角速度ωｒａ１は負の値になる。【0136】
乗算器１１２は、正規化目標角速度ωｒａ１に符号ＳＮを乗じて実際の符号を有する目標角速度ωｒａ２を算出する。減算器１１３は、角速度ωと目標角速度ωｒａ２の偏差ωｒａ３を算出する。制御部１１４は、偏差ωｒａ３に対するＰ（比例）制御、Ｉ（積分）制御及びＤ（微分）制御の少なくとも一つによって補正用舵角θａ１を演算する。
レートリミッタ１１５は、補正用舵角θａ１の時間変化率を制限する。レートリミッタ１１５は、補正用舵角θａ１の時間変化率を制限して得られた補正用舵角θａ２を出力する。
【0137】
リミッタ１１６は、補正用舵角θａ２を制限値で制限する。リミッタ１１６は、補正用舵角θａ２を制限して得られた第１補正用舵角θａ３を出力する。例えば、正値の補正用舵角θａ２を制限する制限値を正の値とし、正値の補正用舵角θａ２が大きくなるほど徐々に増加するように設定してよい。また、負値の補正用舵角θａ２を制限する制限値を負の値とし、負値の補正用舵角θａ２が小さくなるほど（すなわち補正用舵角θａ２の絶対値が小さくなるほど）徐々に減少するように（すなわち制限値の絶対値が増加するように）設定してよい。
【0138】
第２補正用舵角演算部１０２は、乗算器１２０及び１２２と、補正用舵角演算部１２１と、レートリミッタ１２３と、リミッタ１２４を備える。乗算器１２０は、反力トルクＴｈに符号ＳＮを乗じて正規化反力トルク（Ｔｈ×ＳＮ）を算出する。
補正用舵角演算部１２１は、正規化反力トルク（Ｔｈ×ＳＮ）に応じて正規化補正用舵角θｂ１を演算する。
【0139】
乗算器１２２は、正規化補正用舵角θｂ１に符号ＳＮを乗じて実際の符号を有する補正用舵角θｂ２を算出する。正規化補正用舵角θｂ１の特性を図１９の（ｂ）に示す。正規化補正用舵角θｂ１は、正規化反力トルク（Ｔｈ×ＳＮ）が大きくなるほど増加するように設定される。
また、正規化補正用舵角θｂ１は常に正値となるように設定される。このため、補正用舵角θｂ２の正負符号と制御角θｒの正負符号は等しくなる。
【0140】
なお、図１９の（ａ）の正規化目標角速度ωｒａ１の特性と同様に、正規化反力トルク（Ｔｈ×ＳＮ）が比較的小さい領域で負値となるように正規化補正用舵角θｂ１の特性を設定してもよい。この場合、正規化補正用舵角θｂ１が負値となる領域において、後段のリミッタ１２４の出力を０に制限してもよい。レートリミッタ１２３は、補正用舵角θｂ２の時間変化率を制限する。レートリミッタ１２３は、補正用舵角θｂ２の時間変化率を制限して得られた補正用舵角θｂ３を出力する。
【0141】
リミッタ１２４は、補正用舵角θｂ３を制限値で制限する。リミッタ１２４は、補正用舵角θｂ３を制限して得られた第２補正用舵角ｂ４を出力する。例えば制御角θｒ及び補正用舵角θｂ３が正値である場合、補正用舵角θｂ３が大きくなるほど徐々に増加する正の制限値を設定してよい。
【0142】
また、制御角θｒ及び補正用舵角θｂ３が負値である場合、補正用舵角θｂ３が小さくなるほど（すなわち補正用舵角θｂ３の絶対値が小さくなるほど）、徐々に減少する負の制限値を設定してよい（すなわち制限値の絶対値は徐々に増加する）。制御角補正部４４は、特許請求の範囲に記載の舵角変位補正部の一例である。
【0143】
（第３実施形態の効果）制御角補正部４４は、トルクセンサ１０が検出した反力トルクＴｈに基づいて、制御角演算部３１が演算した制御角θｒを補正する。
これにより、運転者が大きな操舵トルクを操舵機構に付与している場合（例えば運転者が最小旋回半径で車両を旋回させようとしている場合）に、端当て衝撃緩和による補正を弱めて最大舵角まで第１舵角θｓを増大させることができる。つまり、最小旋回半径が大きくなる影響を抑制することができる。これにより、端当て衝撃緩和と旋回半径への影響を抑制することを高いレベルで実現することができる。
【0144】
（第１変形例）図２０を参照する。リミッタ１１６の後段にレートリミッタ１１５を設け、制御部１１４の後段かつレートリミッタ１１５の前段にリミッタ１１６を設けてもよい。同様にリミッタ１２４の後段にレートリミッタ１２３を設け、乗算器１２２の後段かつレートリミッタ１２３の前段にリミッタ１２４を設けてもよい。
（第２変形例）
図２１を参照する。さらに、リミッタ１１６の後段かつレートリミッタ１１５の前段に制御部１１４を設け、減算器１１３の後段かつ制御部１１４の前段にリミッタ１１６を設けてもよい。
【0145】
（第３変形例）図２２を参照する。第１補正用舵角演算部１０１のリミッタ１１６と、第２補正用舵角演算部１０２のリミッタ１２４を省略し、加算器１０３の後段にリミッタ１０５を設けてもよい。
加算器１０３は、第１補正用舵角θａ３と第２補正用舵角θｂ４の和（θａ３＋θｂ４）を補正用舵角θｔａとして算出し、リミッタ１０５は補正用舵角θｔａを制限値で制限する。減算器１０４は、補正用舵角θｔａを制限して得られた補正用舵角θｔｂを制御角θｒから減じた差を補正制御角θｒ１として演算する。
【0146】
（第４変形例）ばね定数テーブル６０（図５参照）が、補正制御角θｒ１に応じたばね定数Ｋ０を出力し、粘性係数テーブル６３が、第１及び第２実施形態と同様に制御角θｒに応じた粘性係数μを出力してもよい。
（第５変形例）
第１補正用舵角演算部１０１及び第２補正用舵角演算部１０２のいずれか一方を省略してもよい。
【0147】
（第６変形例）目標角速度演算部１１１は、車速Ｖｈと正規化反力トルク（Ｔｈ×ＳＮ）に応じて正規化目標角速度ωｒａ１を演算してもよい。目標角速度演算部１１１は、例えば図２３の（ａ）に示すように、車速Ｖｈが高くなるのにしたがって正規化目標角速度ωｒａ１を減少させてよい。
また、補正用舵角演算部１２１は、車速Ｖｈと正規化反力トルク（Ｔｈ×ＳＮ）に応じて正規化補正用舵角θｂ１を演算してもよい。補正用舵角演算部１２１は、例えば図２３の（ｂ）に示すように、車速Ｖｈが高くなるのにしたがって正規化補正用舵角θｂ１を減少させてもよい。
また、車速Ｖｈが高くなるのにしたがって正規化目標角速度ωｒａ１や正規化補正用舵角θｂ１を増加させてもよい。
【0148】
（第７変形例）図２４を参照する。第２補正用舵角演算部１０２に、車速Ｖｈに応じたゲインＧを補正用舵角に乗ずるゲイン乗算部１２５を設けてもよい。例えば、乗算器１２２の後段かつレートリミッタ１２３の前段にゲイン乗算部１２５を設けてよい。また、第１補正用舵角演算部１０１の制御部１１４におけるＰ（比例）制御の比例ゲイン、Ｉ（積分）制御の積分ゲイン、又はＤ（微分）制御の微分ゲインを車速Ｖｈに応じて変化させてもよい。
【0149】
例えば、車速Ｖｈが高くなるのにしたがってこれらのゲインを減少させてもよい。また、車速Ｖｈが高くなるのにしたがってこれらのゲインを増加させてもよい。また、制御角θｒに応じてこれらのゲインを変化させてもよい。例えば、制御角θｒが所定閾値未満の範囲では０となり、制御角θｒが所定閾値以上の範囲で０より大きくなるようにゲインを設定してもよい。
【符号の説明】
【0150】
１…操向ハンドル、２…操舵軸、３、２３…減速ギア、４ａ、４ｂ…ユニバーサルジョイント、５…ピニオンラック機構、５ａ…ピニオン、５ｂ…ラック、６ａ、６ｂ…タイロッド、７ａ、７ｂ…ハブユニット、８Ｌ、８Ｒ…操向車輪、１０…トルクセンサ、１１…イグニション（ＩＧＮ）キー、１２…車速センサ、１３…バッテリ、１４…操舵角センサ、２０…バックアップクラッチ、２１…反力モータ、２２…転舵モータ、２４…ピニオン、２５…ＳＢＷ−ＥＣＵ、２６…転舵角センサ、３０…転舵角指令値演算部、３１…制御角演算部、３２…端当て衝撃緩和制御部、３２…舵角補正値演算部、３３、３８、８０、８２、８６、９０、１０４、１１３…減算器、３４…転舵角制御部、３５、４０…電流制御部、３６、４１…ＰＷＭ制御部、３７、４２…駆動回路、３９…反力制御部、４３、５１、６２、６６、８３…微分器、４４…制御角補正部、５０…基本反力トルク演算部、５２…ダンピング係数テーブル、５３、５５、５８、６１、６４、６８、７１、７３、１１０、１１２、１２０、１２２、２０３…乗算器、５４…反力補正係数テーブル、５６、６９、９１、１０３…加算器、５７…転舵比テーブル、６０…ばね定数テーブル、６３…粘性係数テーブル、６５、１００…符号判定部、６７…慣性係数テーブル、７０、７２…変換係数テーブル、８１…目標角速度演算部、８５…角速度制御部、８７、８９、１２５…ゲイン乗算部、８８…積分器、１０１…第１補正用舵角演算部、１０２…第２補正用舵角演算部、１０５、１１６、１２４…リミッタ、１１１…目標角速度演算部、１１４…制御部、１１５、１２３…レートリミッタ、１２１…補正用舵角演算部、２００…弾性トルク成分設定部、２０１…粘性トルク成分設定部、２０２…舵角ゲイン設定部【要約】
転舵制御装置は、転舵機構を駆動する第１アクチュエータ（２２）と、少なくとも操舵機構の第２舵角θｈに基づいて転舵機構の目標舵角θｓｒ０を演算する目標舵角演算部（３０）と、転舵機構の第１舵角θｓ又は第２舵角θｈの何れかである第３舵角が、第３舵角の取り得る最大舵角から第１閾値舵角までの角度範囲内にある場合に、第１閾値舵角を基準とする第３舵角の舵角変位θｒを演算する舵角変位演算部（３１）と、少なくとも舵角変位θｒに応じて舵角補正値Δθを演算する舵角補正値演算部（３２）と、舵角補正値Δθで目標舵角θｓｒ０を補正する補正目標舵角演算部（３３）を備える。