特開 2024-65316 操舵制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024065316

(43)【公開日】2024-05-15

(54)【発明の名称】操舵制御装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20240508BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20240508BHJP

   B62D 101/00 20060101ALN20240508BHJP

   B62D 119/00 20060101ALN20240508BHJP

   B62D 113/00 20060101ALN20240508BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00

B62D5/04

B62D101:00

B62D119:00

B62D113:00

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022174122

(22)【出願日】2022-10-31

(71)【出願人】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(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】安樂 厚二

(72)【発明者】

【氏名】石野 嵩人

(72)【発明者】

【氏名】工藤 佳夫

【テーマコード（参考）】

3D232

3D333

【Ｆターム（参考）】

3D232CC03

3D232CC08

3D232DA03

3D232DA04

3D232DA15

3D232DA23

3D232DA25

3D232DA63

3D232DA64

3D232DB09

3D232DB10

3D232DC01

3D232DC03

3D232DD06

3D232DD17

3D232EB04

3D232EB12

3D232EC23

3D232EC37

3D232GG01

3D333CB02

3D333CB31

3D333CB46

3D333CC06

3D333CC15

3D333CC18

3D333CC38

3D333CC39

3D333CC41

3D333CD51

3D333CE50

(57)【要約】

【課題】前後加速度の変化を伴う車両の走行状態に応じて、より適切な操舵反力を付与することができる操舵制御装置を提供する。
【解決手段】操舵制御装置は、反力モータを制御する反力制御部を有する。反力モータは、車両の転舵輪との間の動力伝達が分離されたステアリングホイールに付与される操舵反力を発生する。反力制御部は、ステアリングホイールの操舵状態に応じて演算される反力トルク指令値Ｔ^＊に基づき反力モータを制御する。反力制御部は、車載されるセンサを通じて検出される前後加速度、または車載のセンサを通じて検出される値から演算される前後加速度に応じて、反力トルク指令値Ｔ^＊を変化させるための処理を実行する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の転舵輪との間の動力伝達が分離されたステアリングホイールに付与される操舵反力を発生する反力モータを、前記ステアリングホイールの操舵状態に応じて演算される反力トルク指令値に基づき制御するように構成される反力制御部を有し、
前記反力制御部は、車載のセンサを通じて検出される前後加速度、または車載のセンサを通じて検出される値から演算される前後加速度に応じて、前記反力トルク指令値を変化させるための処理を実行するように構成される操舵制御装置。

【請求項2】

前記反力制御部は、前記前後加速度の値が増加するほど、前記反力トルク指令値を前記ステアリングホイールの操舵方向と反対方向へ増加させるように構成される請求項１に記載の操舵制御装置。

【請求項3】

前記反力制御部は、
前記ステアリングホイールの操舵状態に基づき前記ステアリングホイールの操舵方向と同方向のトルクであるアシストトルク指令値を演算する処理と、
前記転舵輪を転舵させる転舵シャフトに作用する軸力を前記転舵輪の転舵状態に基づき演算し、前記軸力を前記ステアリングホイールに対するトルクに換算することにより軸力トルクを演算する処理と、
前記アシストトルク指令値から前記軸力トルクを減算することにより前記反力トルク指令値を演算する処理と、
前記前後加速度の値が増加するほど、前記軸力トルクの値を増加させるための処理と、を実行するように構成される請求項２に記載の操舵制御装置。

【請求項4】

前記反力制御部は、
前記ステアリングホイールの操舵状態に基づき前記ステアリングホイールの操舵方向と同方向のトルクであるアシストトルク指令値を演算する処理と、
前記転舵輪を転舵させる転舵シャフトに作用する軸力を前記転舵輪の転舵状態に基づき演算し、前記軸力を前記ステアリングホイールに対するトルクに換算することにより軸力トルクを演算する処理と、
前記アシストトルク指令値から前記軸力トルクを減算することにより前記反力トルク指令値を演算する処理と、
前記前後加速度に応じて、前記アシストトルク指令値を減少させるための処理と、を実行するように構成される請求項２に記載の操舵制御装置。

【請求項5】

前記反力制御部は、
前記ステアリングホイールの操舵状態に基づき前記ステアリングホイールの操舵方向と同方向のトルクであるアシストトルク指令値を演算する処理と、
前記転舵輪を転舵させる転舵シャフトに作用する軸力であって、前記転舵輪の転舵動作に連動して回転する回転体の回転角に基づく前記軸力である角度軸力を演算する処理と、
前記転舵輪を転舵させるためのトルクを発生する転舵モータの電流の値に基づく前記軸力である電流軸力を演算する処理と、
前記角度軸力と前記電流軸力とが定められた配分比率で混合された混合軸力を演算する処理と、
前記混合軸力を前記ステアリングホイールに対するトルクに換算することにより軸力トルクを演算する処理と、
前記アシストトルク指令値から前記軸力トルクを減算することにより前記反力トルク指令値を演算する処理と、
前記前後加速度に応じて、前記電流軸力または前記混合軸力の値を増加させるための処理と、を実行するように構成される請求項２に記載の操舵制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、操舵制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ステアリングホイールと転舵輪との間の動力伝達を分離した、いわゆるステアバイワイヤ方式の操舵装置が知られている。この操舵装置は、ステアリングシャフトに付与される操舵反力の発生源である反力モータ、および転舵輪を転舵させる転舵力の発生源である転舵モータを有している。車両の走行時、操舵装置の制御装置は、反力モータを通じて操舵反力を発生させるとともに、転舵モータを通じて転舵輪を転舵させる。

【0003】

ステアバイワイヤ方式の操舵装置においては、ステアリングホイールと転舵輪との間の動力伝達が分離されているため、転舵輪に作用する路面反力がステアリングホイールに伝わりにくい。したがって、運転者は路面状態を、ステアリングホイールを介した手応えとして感じにくい。

【0004】

たとえば、特許文献１の制御装置は、操舵状態に応じて反力モータに対する指令値を演算し、演算される指令値に基づき反力モータを制御する。制御装置は、転舵輪に連動して回転するピニオンシャフトの回転角に基づき角度軸力を演算する。角度軸力は、路面状態あるいは転舵シャフトに作用する力が反映されない軸力である。制御装置は、転舵モータの電流値に基づき電流軸力を演算する。電流軸力は、路面状態あるいは転舵輪を介して転舵シャフトに作用する力が反映される軸力である。

【0005】

制御装置は、角度軸力および電流軸力に対して、車両挙動あるいは操舵状態に応じて個別に設定される分配比率を乗算し、乗算した値を合算することにより最終軸力を演算する。最終軸力は、指令値に反映させる最終的な軸力である。電流軸力には、路面状態が反映される。このため、反力モータが発生する操舵反力にも路面状態が反映される。したがって、運転者は、路面状態を操舵反力として感じることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２２－５３４３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１の制御装置には、つぎのような懸念がある。たとえば、車両が加減速するとき、または車両が登坂路を上り下りするとき、車両の前後加速度が変化する。しかし、前後加速度の変化に対して軸力が変化しないおそれがある。このため、車両の加減速、あるいは車両の登坂路の上り下りなど、前後加速度の変化を伴う車両の走行状態に応じた操舵反力がステアリングホイールに付与されないことが懸念される。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決し得る操舵制御装置は、車両の転舵輪との間の動力伝達が分離されたステアリングホイールに付与される操舵反力を発生する反力モータを、前記ステアリングホイールの操舵状態に応じて演算される反力トルク指令値に基づき制御するように構成される反力制御部を有する。前記反力制御部は、車載のセンサを通じて検出される前後加速度、または車載のセンサを通じて検出される値から演算される前後加速度に応じて、前記反力トルク指令値を変化させるための処理を実行するように構成される。

【0009】

この構成によれば、前後加速度に応じて、反力トルク指令値の値が調整される。反力モータが調整後の反力トルク指令値に応じたトルクを発生することによって、前後加速度の変化を伴う車両の走行状態に応じた、より適切な操舵反力をステアリングホイールに付与することができる。

【0010】

上記の操舵制御装置において、前記反力制御部は、前記前後加速度の値が増加するほど、前記反力トルク指令値を前記ステアリングホイールの操舵方向と反対方向へ増加させるように構成されてもよい。

【0011】

この構成によれば、前後加速度の値が増加するほど、反力トルク指令値がステアリングホイールの操舵方向と反対方向へ増加する。このため、前後加速度の値が増加するほど、操舵反力が増加する。すなわち、車両の加減速の度合いが大きくなるほど、ステアリングホイールの剛性感が増加する。このため、運転者は、加減速の度合いが大きくなるほど、よりしっかりとした手応え感を得ることができる。

【0012】

上記の操舵制御装置において、前記反力制御部は、前記ステアリングホイールの操舵状態に基づき前記ステアリングホイールの操舵方向と同方向のトルクであるアシストトルク指令値を演算する処理と、前記転舵輪を転舵させる転舵シャフトに作用する軸力を前記転舵輪の転舵状態に基づき演算し、前記軸力を前記ステアリングホイールに対するトルクに換算することにより軸力トルクを演算する処理と、前記アシストトルク指令値から前記軸力トルクを減算することにより前記反力トルク指令値を演算する処理と、前記前後加速度の値が増加するほど、前記軸力トルクの値を増加させるための処理と、を実行するように構成されてもよい。

【0013】

この構成によれば、前後加速度の値が増加するほど、軸力トルクの値が増加する。軸力トルクは、アシストトルク指令値から減算される。このため、前後加速度の値が増加するほど、反力トルク指令値をステアリングホイールの操舵方向と反対方向へ増加させることができる。

【0014】

上記の操舵制御装置において、前記反力制御部は、前記ステアリングホイールの操舵状態に基づき前記ステアリングホイールの操舵方向と同方向のトルクであるアシストトルク指令値を演算する処理と、前記転舵輪を転舵させる転舵シャフトに作用する軸力を前記転舵輪の転舵状態に基づき演算し、前記軸力を前記ステアリングホイールに対するトルクに換算することにより軸力トルクを演算する処理と、前記アシストトルク指令値から前記軸力トルクを減算することにより前記反力トルク指令値を演算する処理と、前記前後加速度に応じて、前記アシストトルク指令値を減少させるための処理と、を実行するように構成されてもよい。

【0015】

この構成によれば、前後加速度の値が増加するほど、アシストトルク指令値が減少する。アシストトルク指令値は、ステアリングホイールの操舵方向と同方向のトルクである。このため、前後加速度の値が増加するほど、反力トルク指令値をステアリングホイールの操舵方向と反対方向へ増加させることができる。

【0016】

上記の操舵制御装置において、前記反力制御部は、前記ステアリングホイールの操舵状態に基づき前記ステアリングホイールの操舵方向と同方向のトルクであるアシストトルク指令値を演算する処理と、前記転舵輪を転舵させる転舵シャフトに作用する軸力であって、前記転舵輪の転舵動作に連動して回転する回転体の回転角に基づく前記軸力である角度軸力を演算する処理と、前記転舵輪を転舵させるためのトルクを発生する転舵モータの電流の値に基づく前記軸力である電流軸力を演算する処理と、前記角度軸力と前記電流軸力とが定められた配分比率で混合された混合軸力を演算する処理と、前記混合軸力を前記ステアリングホイールに対するトルクに換算することにより軸力トルクを演算する処理と、前記アシストトルク指令値から前記軸力トルクを減算することにより前記反力トルク指令値を演算する処理と、前記前後加速度に応じて、前記電流軸力または前記混合軸力の値を増加させるための処理と、を実行するように構成されてもよい。

【0017】

この構成によれば、前後加速度の値が増加するほど、電流軸力または配分軸力の値が増加する。電流軸力または配分軸力の値が増加すれば、軸力トルクの値も増加する。軸力トルクは、アシストトルク指令値から減算される。このため、前後加速度の値が増加するほど、反力トルク指令値をステアリングホイールの操舵方向と反対方向へ増加させることができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明の操舵制御装置によれば、前後加速度の変化を伴う車両の走行状態に応じて、より適切な操舵反力を付与することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】操舵制御装置の第１の実施の形態が搭載される操舵装置の構成図である。

【図2】第１の実施の形態にかかる反力制御装置および転舵制御装置のブロック図である。

【図3】第１の実施の形態および第２の実施の形態にかかる反力トルク指令値演算部のブロック図である。

【図4】第３の実施の形態にかかる軸力演算部のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

＜第１の実施の形態＞
以下、操舵制御装置の第１の実施の形態を説明する。
＜全体構成＞
図１に示すように、操舵制御装置１の制御対象は、ステアバイワイヤ式の操舵装置２である。操舵装置２は、操舵機構３と、転舵機構４とを有している。操舵機構３は、ステアリングホイール５を介して、運転者により操舵される機構部分である。転舵機構４は、ステアリングホイール５の操舵に応じて、車両の転舵輪６を転舵させる機構部分である。操舵制御装置１は、反力制御装置１Ａと、転舵制御装置１Ｂとを含む。反力制御装置１Ａの制御対象は、操舵機構３である。反力制御装置１Ａは、反力制御を実行する。反力制御装置１Ａは、反力制御部に相当する。転舵制御装置１Ｂの制御対象は、転舵機構４である。転舵制御装置１Ｂは、転舵制御を実行する。転舵制御装置１Ｂは、転舵制御部に相当する。

【0021】

操舵機構３は、ステアリングシャフト１１と、反力モータ１２と、減速機１３と、を有している。ステアリングホイール５は、ステアリングシャフト１１に一体回転可能に連結される。反力モータ１２は、ステアリングシャフト１１に付与する操舵反力の発生源である。操舵反力は、ステアリングホイール５の操舵方向と反対方向の力である。反力モータ１２は、たとえば三相のブラシレスモータである。減速機１３は、反力モータ１２の回転を減速し、減速された回転をステアリングシャフト１１に伝達する。

【0022】

転舵機構４は、ピニオンシャフト２１と、転舵シャフト２２と、ハウジング２３と、を有している。ハウジング２３は、ピニオンシャフト２１を回転可能に支持する。また、ハウジング２３は、転舵シャフト２２を往復動可能に収容する。転舵シャフト２２は、ステアリングホイール５との間の動力伝達が分離されている。ピニオンシャフト２１は、転舵シャフト２２に対して交わるように設けられている。ピニオンシャフト２１のピニオン歯２１ａは、転舵シャフト２２のラック歯２２ａと噛み合う。転舵シャフト２２の両端には、ボールジョイントからなるラックエンド２４を介して、タイロッド２５が連結されている。タイロッド２５の先端は、転舵輪６が組み付けられた図示しないナックルに連結される。

【0023】

転舵機構４は、転舵モータ３１と、伝動機構３２と、変換機構３３とを備えている。転舵モータ３１は、転舵シャフト２２に付与する転舵力の発生源である。転舵力は、転舵輪６を転舵させるための力である。転舵モータ３１は、たとえば三相のブラシレスモータである。伝動機構３２は、たとえばベルト伝動機構である。伝動機構３２は、転舵モータ３１の回転を変換機構３３に伝達する。変換機構３３は、たとえばボールねじ機構である。変換機構３３は、伝動機構３２を介して伝達される回転を、転舵シャフト２２の軸方向の運動に変換する。

【0024】

転舵シャフト２２が軸方向に移動することによって、転舵輪６の転舵角θ_ｗが変更される。ピニオンシャフト２１のピニオン歯２１ａは、転舵シャフト２２のラック歯２２ａと噛み合っているため、転舵シャフト２２の移動に連動して回転する。ピニオンシャフト２１は、転舵輪６の転舵動作に連動して回転するシャフト、あるいは回転体である。

【0025】

反力制御装置１Ａは、反力モータ１２の動作を制御する。反力制御装置１Ａは、つぎの３つの構成Ａ１，Ａ２，Ａ３のうちいずれか一つを含む処理回路を有している。
Ａ１．ソフトウェアであるコンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ。プロセッサは、ＣＰＵ（central processing unit）およびメモリを含む。

【0026】

Ａ２．各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの１つ以上の専用のハードウェア回路。ＡＳＩＣは、ＣＰＵおよびメモリを含む。

【0027】

Ａ３．構成Ａ１，Ａ２を組み合わせたハードウェア回路。
メモリは、コンピュータで読み取り可能とされた媒体であって、コンピュータに対する処理あるいは命令を記述したプログラムを記憶している。本実施の形態では、コンピュータは、ＣＰＵである。メモリは、ＲＡＭ（random access memory）およびＲＯＭ（read only memory）を含む。ＣＰＵは、メモリに記憶されたプログラムを定められた演算周期で実行することによって各種の制御を実行する。

【0028】

反力制御装置１Ａは、車載のセンサの検出結果を取り込む。センサは、車速センサ４１、トルクセンサ４２、および回転角センサ４３を含む。
車速センサ４１は、車速Ｖを検出する。車速Ｖは、車両の走行状態が反映される状態変数である。トルクセンサ４２は、ステアリングシャフト１１に設けられている。トルクセンサ４２は、ステアリングシャフト１１における減速機１３の連結部分に対して、ステアリングホイール５側に位置している。トルクセンサ４２は、ステアリングシャフト１１に付与される操舵トルクＴｈを検出する。操舵トルクＴｈは、ステアリングシャフト１１に設けられるトーションバー４２ａのねじれ量に基づき演算される。回転角センサ４３は、反力モータ１２に設けられている。回転角センサ４３は、反力モータ１２の回転角θ_ａを検出する。

【0029】

操舵トルクＴｈ、および反力モータ１２の回転角θ_ａは、たとえば、ステアリングホイール５を右に操舵する場合は正の値であり、ステアリングホイール５を左に操舵する場合は負の値である。

【0030】

反力制御装置１Ａは、車速センサ４１、トルクセンサ４２、および回転角センサ４３の検出結果を使用して、反力モータ１２の動作を制御する。反力制御装置１Ａは、操舵トルクＴｈに応じた操舵反力を反力モータ１２に発生させるように、反力モータ１２に対する給電を制御する。

【0031】

転舵制御装置１Ｂは、転舵モータ３１の動作を制御する。転舵制御装置１Ｂは、反力制御装置１Ａと同様に、先の３つの構成Ａ１，Ａ２，Ａ３のうちいずれか一を含む処理回路を有している。

【0032】

転舵制御装置１Ｂは、車載のセンサの検出結果を取り込む。センサは、回転角センサ４４、および前後加速度センサ４５を含む。回転角センサ４４は、転舵モータ３１に設けられている。回転角センサ４４は、転舵モータ３１の回転角θ_ｂを検出する。転舵モータ３１の回転角θ_ｂは、たとえば、ステアリングホイール５を右に操舵する場合は正の値であり、ステアリングホイール５を左に操舵する場合は負の値である。前後加速度センサ４５は、前後加速度Ｇ_ｆｂを検出する。前後加速度Ｇ_ｆｂは、車両の前後方向の加速度である。前後加速度Ｇ_ｆｂは、車両が加速するときの前加速度と、車両が減速するときの後加速度とを含む。

【0033】

転舵制御装置１Ｂは、回転角センサ４４の検出結果を使用して、転舵モータ３１の動作を制御する。転舵制御装置１Ｂは、ステアリングホイール５の操舵状態に応じて転舵輪６が転舵されるように、転舵モータ３１に対する給電を制御する。

【0034】

＜反力制御装置１Ａの構成＞
つぎに、反力制御装置１Ａの構成について説明する。
図２に示すように、反力制御装置１Ａは、操舵角演算部５１、反力トルク指令値演算部５２、および通電制御部５３を有している。

【0035】

操舵角演算部５１は、回転角センサ４３を通じて検出される反力モータ１２の回転角θ_ａに基づき、ステアリングホイール５の操舵角θ_ｓを演算する。
反力トルク指令値演算部５２は、操舵トルクＴｈおよび車速Ｖに基づき反力トルク指令値Ｔ^＊を演算する。反力トルク指令値Ｔ^＊は、反力モータ１２に発生させるべき、操舵反力の目標値である。操舵反力は、ステアリングホイール５の操舵方向と反対方向のトルクである。操舵トルクＴｈの絶対値が大きいほど、また車速Ｖが遅いほど、反力トルク指令値Ｔ^＊の絶対値は、より大きくなる。

【0036】

通電制御部５３は、反力トルク指令値Ｔ^＊に応じた電力を反力モータ１２へ供給する。具体的には、通電制御部５３は、反力トルク指令値Ｔ^＊に基づき、反力モータ１２に対する電流指令値を演算する。通電制御部５３は、反力モータ１２に対する給電経路に設けられた電流センサ５４を通じて、給電経路に生じる電流Ｉ_ａの値を検出する。電流Ｉ_ａの値は、反力モータ１２に供給される電流の値である。通電制御部５３は、電流指令値と電流Ｉ_ａの値との偏差を求め、当該偏差を無くすように反力モータ１２に対する給電を制御する。これにより、反力モータ１２は、反力トルク指令値Ｔ^＊に応じたトルクを発生する。

【0037】

＜転舵制御装置１Ｂの構成＞
つぎに、転舵制御装置１Ｂの構成について説明する。
図２に示すように、転舵制御装置１Ｂは、ピニオン角演算部６１、目標ピニオン角演算部６２、ピニオン角フィードバック制御部６３、および通電制御部６４を有している。

【0038】

ピニオン角演算部６１は、回転角センサ４３を通じて検出される転舵モータ３１の回転角θ_ｂに基づき、ピニオン角θ_ｐを演算する。ピニオン角θ_ｐは、ピニオンシャフト２１の回転角であって、ピニオンシャフト２１の実際の角度である実角度に相当する。転舵モータ３１とピニオンシャフト２１とは、伝動機構３２、変換機構３３、および転舵シャフト２２を介して連動する。このため、転舵モータ３１の回転角θ_ｂとピニオン角θ_ｐとの間には相関関係がある。この相関関係を利用して、転舵モータ３１の回転角θ_ｂからピニオン角θ_ｐを求めることができる。ピニオンシャフト２１は、転舵シャフト２２に噛合されている。このため、ピニオン角θ_ｐと転舵シャフト２２の移動量との間にも相関関係がある。すなわち、ピニオン角θ_ｐは、転舵輪６の転舵角θ_ｗを反映する値である。

【0039】

目標ピニオン角演算部６２は、操舵角演算部５１により演算される操舵角θ_ｓに基づき目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する。目標ピニオン角θ_ｐ ^＊は、ピニオン角θ_ｐの目標角度である。目標ピニオン角演算部６２は、製品仕様などに応じて設定される舵角比が実現されるように、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する。舵角比は、操舵角θ_ｓに対する転舵角θ_ｗの比である。

【0040】

目標ピニオン角演算部６２は、たとえば、車速Ｖなどの車両の走行状態に応じて舵角比を設定し、この設定される舵角比に応じて目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する。目標ピニオン角演算部６２は、車速Ｖが遅くなるにつれて操舵角θ_ｓに対する転舵角θ_ｗが大きくなるように、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する。目標ピニオン角演算部６２は、車速Ｖが速くなるにつれて操舵角θ_ｓに対する転舵角θ_ｗが小さくなるように、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する。目標ピニオン角演算部６２は、車両の走行状態に応じて設定される舵角比を実現するために、操舵角θ_ｓに対する補正角度を演算し、この演算される補正角度を操舵角θ_ｓに加算することにより舵角比に応じた目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する。

【0041】

なお、製品仕様などによっては、目標ピニオン角演算部６２は、車両の走行状態にかかわらず、舵角比が「１：１」となるように、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算するようにしてもよい。

【0042】

ピニオン角フィードバック制御部６３は、目標ピニオン角演算部６２により演算される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊、およびピニオン角演算部６１により演算されるピニオン角θ_ｐを取り込む。ピニオン角フィードバック制御部６３は、ピニオン角θ_ｐが目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に追従するように、ピニオン角θ_ｐのフィードバック制御を通じて、転舵トルク指令値Ｔ_ｐ ^＊を演算する。転舵トルク指令値Ｔ_ｐ ^＊は、転舵モータ３１が発生するトルクに対する指令値であって、転舵力の目標値である。

【0043】

通電制御部６４は、転舵トルク指令値Ｔ_ｐ ^＊に応じた電力を転舵モータ３１へ供給する。具体的には、通電制御部６４は、転舵トルク指令値Ｔ_ｐ ^＊に基づき、転舵モータ３１に対する電流指令値を演算する。通電制御部６４は、転舵モータ３１に対する給電経路に設けられた電流センサ６５を通じて、給電経路に生じる電流Ｉ_ｂの値を検出する。電流Ｉ_ｂの値は、転舵モータ３１に供給される電流の値である。通電制御部６４は、電流指令値と電流Ｉ_ｂの値との偏差を求め、当該偏差を無くすように転舵モータ３１に対する給電を制御する。これにより、転舵モータ３１は転舵トルク指令値Ｔ_ｐ ^＊に応じたトルクを発生する。

【0044】

＜反力トルク指令値演算部５２の構成＞
つぎに、反力トルク指令値演算部５２の構成について詳細に説明する。
図３に示すように、反力トルク指令値演算部５２は、アシストトルク指令値演算部８１、軸力演算部８２、および減算器８３を有している。

【0045】

アシストトルク指令値演算部８１は、トルクセンサ４２を通じて検出される操舵トルクＴ_ｈ、および車速センサ４１を通じて検出される車速Ｖを取り込む。アシストトルク指令値演算部８１は、操舵トルクＴ_ｈおよび車速Ｖに基づき、アシストトルク指令値Ｔ１を演算する。アシストトルク指令値Ｔ１は、操舵装置２が電動パワーステアリング装置である場合のアシストトルクの目標値に相当する。アシストトルクは、ステアリングホイール５の操舵を補助するための力である。アシストトルク指令値Ｔ１は、ステアリングホイール５の操舵方向と同じ方向のトルクである。操舵トルクＴ_ｈの絶対値が大きいほど、また車速Ｖが遅いほど、アシストトルク指令値Ｔ１の絶対値は、より大きくなる。

【0046】

軸力演算部８２は、ピニオン角演算部６１により演算されるピニオン角θ_ｐ、電流センサ６５を通じて検出される転舵モータ３１の電流Ｉ_ｂの値、車速センサ４１を通じて検出される車速Ｖ、および操舵角演算部５１により演算される操舵角θ_ｓを取り込む。軸力演算部８２は、ピニオン角θ_ｐ、転舵モータ３１の電流Ｉ_ｂの値、車速Ｖ、および操舵角θ_ｓに基づき、転舵シャフト２２に作用する軸力を演算する。軸力演算部８２は、演算される軸力をステアリングシャフト１１に対するトルクに換算することにより、軸力トルクＴ２を演算する。

【0047】

減算器８３は、アシストトルク指令値演算部８１により演算されるアシストトルク指令値Ｔ１、および軸力演算部８２により演算される軸力トルクＴ２を取り込む。減算器８３は、アシストトルク指令値Ｔ１から軸力トルクＴ２を減算することにより、反力トルク指令値Ｔ^＊を演算する。

【0048】

＜前後加速度の変化＞
たとえば、車両が加速または減速するとき、前後加速度Ｇ_ｆｂが変化する。また、車両が登坂路を上り下りするとき、前後加速度Ｇ_ｆｂが変化しやすい。上り坂では、車両の重量と勾配の度合いに応じた勾配抵抗が車両に作用するため、車両が減速しやすい。下り坂では、勾配による加速がつくため、車両が加速しやすい。ただし、前後加速度Ｇ_ｆｂが変化すること自体によっては、軸力の値が変化しない。すなわち、前後加速度Ｇ_ｆｂの変化に応じた操舵反力が得られないおそれがある。そこで、本実施の形態では、加減速、および登坂路の上り下りなどを含む車両の走行状態に応じて、より適切な操舵反力を発生させるために、反力トルク指令値演算部５２として、つぎの構成を採用している。

【0049】

図３に示すように、反力トルク指令値演算部５２は、ゲイン演算部８４、および第１の乗算器８５を有している。
ゲイン演算部８４は、前後加速度センサ４５を通じて検出される前後加速度Ｇ_ｆｂを取り込む。ゲイン演算部８４は、前後加速度Ｇ_ｆｂに応じて、第１のゲインＧ１を演算する。第１のゲインＧ１は、たとえば、「１」よりも大きい値であって、「０．１」刻みで設定される。第１のゲインＧ１は、前後加速度Ｇ_ｆｂの絶対値が増加するほど、より大きい値に設定される。

【0050】

第１の乗算器８５は、ゲイン演算部８４により演算される第１のゲインＧ１を取り込む。第１の乗算器８５は、軸力演算部８２により演算される軸力トルクＴ２に第１のゲインＧ１を乗算することにより、反力トルク指令値Ｔ^＊の演算に使用される最終的な軸力トルクＴ２を演算する。前後加速度Ｇ_ｆｂの絶対値が増加するほど、最終的な軸力トルクＴ２の絶対値が増加する。

【0051】

減算器８３は、アシストトルク指令値Ｔ１から最終的な軸力トルクＴ２を減算することにより、反力トルク指令値Ｔ^＊を演算する。このため、前後加速度Ｇ_ｆｂの絶対値が増加するほど、操舵反力が増加する。操舵反力は、軸力トルクＴ２の絶対値が増加する分だけ増加する。

【0052】

＜第１の実施の形態の効果＞
第１の実施の形態は、以下の効果を奏する。
（１－１）前後加速度Ｇ_ｆｂに応じて、軸力トルクＴ２、ひいては反力トルク指令値Ｔ^＊の値が調整される。反力モータ１２が調整後の反力トルク指令値Ｔ^＊に応じたトルクを発生することにより、前後加速度Ｇ_ｆｂの変化を伴う車両の走行状態に応じて、より適切な操舵反力をステアリングホイール５に付与することができる。運転者は、ステアリングホイール５を介した操舵反力を手応えとして感じることにより、前後加速度Ｇ_ｆｂに応じた車両挙動を把握することが可能である。すなわち、運転者に対するインフォメーションとしての操舵反力を確保することができる。

【0053】

（１－２）前後加速度Ｇ_ｆｂの絶対値が増加するほど、最終的な軸力トルクＴ２の絶対値が増加する。軸力トルクＴ２は、アシストトルク指令値Ｔ１から減算される。このため、前後加速度Ｇ_ｆｂの絶対値が増加するほど、反力トルク指令値Ｔ^＊がステアリングホイール５の操舵方向と反対方向へ増加する。したがって、前後加速度Ｇ_ｆｂの絶対値が増加するほど、操舵反力が増加する。すなわち、車両の加減速の度合いが大きくなるほど、ステアリングホイール５の剛性感が増加する。このため、運転者は、加減速の度合いが大きくなるほど、よりしっかりとした手応え感を得ることができる。

【0054】

（１－３）軸力演算部８２により演算される軸力トルクＴ２に第１のゲインＧ１を乗算するだけで、操舵反力を前後加速度Ｇ_ｆｂに応じて簡単に調整することができる。第１のゲインＧ１は、前後加速度Ｇ_ｆｂに応じた値に設定される。

【0055】

＜第２の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置の第２の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には、先の図１～図３に示される第１の実施の形態と同様の構成を有している。このため、第１の実施の形態と同一の部材および構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を割愛する。本実施の形態は、操舵反力の調整方法の点で、第１の実施の形態と異なる。

【0056】

図３に示すように、ゲイン演算部８４は、前後加速度Ｇ_ｆｂに応じて、第２のゲインＧ２を演算する。第２のゲインＧ２は、アシストトルク指令値演算部８１により演算されるアシストトルク指令値Ｔ１に対するゲインである。第２のゲインＧ２は、たとえば、「１」よりも小さい値であって、「０．１」刻みで設定される。第２のゲインＧ２は、前後加速度Ｇ_ｆｂの絶対値が増加するほど、より小さい値に設定される。

【0057】

図３に二点鎖線で示すように、反力トルク指令値演算部５２は、第２の乗算器８６を有している。第２の乗算器８６は、ゲイン演算部８４により演算される第２のゲインＧ２を取り込む。第２の乗算器８６は、アシストトルク指令値演算部８１により演算されるアシストトルク指令値Ｔ１に第２のゲインＧ２を乗算することにより、反力トルク指令値Ｔ^＊の演算に使用される最終的なアシストトルク指令値Ｔ１を演算する。前後加速度Ｇ_ｆｂの絶対値が増加するほど、最終的な軸力トルクＴ２の絶対値が減少する。

【0058】

減算器８３は、最終的なアシストトルク指令値Ｔ１から、軸力演算部８２により演算される軸力トルクＴ２を減算することにより、反力トルク指令値Ｔ^＊を演算する。アシストトルク指令値Ｔ１はステアリングホイール５の操舵方向と同じ方向のトルクであって、前後加速度Ｇ_ｆｂの絶対値が増加するほど、最終的なアシストトルク指令値Ｔ１の絶対値が減少する。このため、前後加速度Ｇ_ｆｂの絶対値が増加するほど、操舵反力が増加する。操舵反力は、アシストトルク指令値Ｔ１の絶対値が減少する分だけ増加する。

【0059】

＜第２の実施の形態の効果＞
第２の実施の形態は、以下の効果を奏する。
（２－１）前後加速度Ｇ_ｆｂに応じて、アシストトルク指令値Ｔ１、ひいては反力トルク指令値Ｔ^＊の値が調整される。このため、反力モータ１２が調整後の反力トルク指令値Ｔ^＊に応じたトルクを発生することにより、前後加速度Ｇ_ｆｂの変化を伴う車両の走行状態に応じて、より適切な操舵反力をステアリングホイール５に付与することができる。運転者は、ステアリングホイール５を介した操舵反力を手応えとして感じることにより、前後加速度Ｇ_ｆｂに応じた車両挙動を把握することが可能である。すなわち、運転者に対するインフォメーションとしての操舵反力を確保することができる。

【0060】

（２－２）前後加速度Ｇ_ｆｂの絶対値が増加するほど、最終的なアシストトルク指令値Ｔ１の絶対値が減少する。アシストトルク指令値Ｔ１は、ステアリングホイール５の操舵方向と同方向のトルクである。このため、前後加速度Ｇ_ｆｂの絶対値が増加するほど、反力トルク指令値Ｔ^＊がステアリングホイール５の操舵方向と反対方向へ増加する。したがって、前後加速度Ｇ_ｆｂの絶対値が増加するほど、操舵反力が増加する。すなわち、加減速の度合いが大きくなるほど、ステアリングホイール５の剛性感が増加する。このため、運転者は、加減速の度合いが大きくなるほど、よりしっかりとした手応え感を得ることができる。

【0061】

（２－３）アシストトルク指令値演算部８１により演算されるアシストトルク指令値Ｔ１に第２のゲインＧ２を乗算するだけで、操舵反力を前後加速度Ｇ_ｆｂに応じて簡単に調整することができる。第２のゲインＧ２は、前後加速度Ｇ_ｆｂに応じた値に設定される。

【0062】

＜第３の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置の第３の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には、先の図１～図３に示される第１の実施の形態と同様の構成を有している。このため、第１の実施の形態と同一の部材および構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を割愛する。本実施の形態は、操舵反力の調整方法の点で、第１の実施の形態と異なる。

【0063】

図４に示すように、軸力演算部８２は、角度軸力演算部８２Ａ、電流軸力演算部８２Ｂ、混合軸力演算部８２Ｃ、換算器８２Ｄ、および第３の乗算器８２Ｅを有している。
角度軸力演算部８２Ａは、ピニオン角θ_ｐに基づき、角度軸力ＡＦ_１を演算する。ピニオン角θ_ｐは、転舵輪６の転舵状態が反映される状態変数である。角度軸力ＡＦ_１は、ピニオン角θ_ｐの絶対値が増大するほど、また車速Ｖが遅いほど、より大きな絶対値に設定される。角度軸力ＡＦ_１の符号は、ピニオン角θ_ｐの符号と同符号である。角度軸力ＡＦ_１は、路面状態あるいは転舵シャフト２２に作用する力が反映されない軸力である。

【0064】

電流軸力演算部８２Ｂは、転舵モータ３１の電流Ｉ_ｂの値に基づき、電流軸力ＡＦ_２を演算する。転舵モータ３１の電流Ｉ_ｂの値は、転舵輪６の転舵状態が反映される状態変数である。転舵モータ３１の電流Ｉ_ｂの値は、路面摩擦抵抗などの路面状態に応じた外乱が転舵輪６に作用することに起因して、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊と実際のピニオン角θ_ｐとの間に発生する差に応じて変化する。すなわち、転舵モータ３１の電流Ｉ_ｂの値には、転舵輪６に作用する実際の路面状態が反映される。このため、転舵モータ３１の電流Ｉ_ｂの値に基づき、路面状態の影響を反映した軸力を演算することが可能である。電流軸力演算部８２Ｂは、たとえば車速Ｖに応じた係数であるゲインを転舵モータ３１の電流Ｉ_ｂの値に乗算することにより、電流軸力を演算する。電流軸力ＡＦ_２は、路面状態あるいは転舵輪６を介して転舵シャフト２２に作用する力が反映される軸力である。

【0065】

混合軸力演算部８２Ｃは、角度軸力演算部８２Ａにより演算される角度軸力ＡＦ_１、および電流軸力演算部８２Ｂにより演算される電流軸力ＡＦ_２を取り込む。混合軸力演算部８２Ｃは、角度軸力ＡＦ_１、および電流軸力ＡＦ_２を使用して混合軸力ＡＦ_３を演算する。混合軸力ＡＦ_３は、角度軸力ＡＦ_１と電流軸力ＡＦ_２とが所定の配分比率で混合された軸力である。

【0066】

混合軸力演算部８２Ｃは、車両挙動、路面状態あるいは操舵状態が反映される各種の状態変数に応じて、角度軸力ＡＦ_１に対する第１の配分比率と、電流軸力ＡＦ_２に対する第２の配分比率とを設定する。混合軸力演算部８２Ｃは、製品仕様などに基づき、第１の配分比率および第２の配分比率の値を「０（０％）」～「１（１００％）」の範囲において、たとえば「０．１」刻みで設定する。ただし、混合軸力演算部８２Ｃは、第１の配分比率の値と、第２の配分比率の値との合計が「１」となるように、第１の配分比率と第２の配分比率との値を設定する。

【0067】

混合軸力演算部８２Ｃは、角度軸力ＡＦ_１に対して個別に設定される第１の分配比率を乗じて得られた値と、電流軸力ＡＦ_２に対して個別に設定される第２の分配比率を乗じて得られた値とを合算することにより、混合軸力ＡＦ_３を演算する。

【0068】

換算器８２Ｄは、混合軸力演算部８２Ｃにより演算される混合軸力ＡＦ_３をステアリングホイール５に対するトルクに換算することによって、軸力トルクＴ２を演算する。
第３の乗算器８２Ｅは、ゲイン演算部８４により演算される第１のゲインＧ１を取り込む。第３の乗算器８２Ｅは、たとえば、電流軸力演算部８２Ｂにより演算される電流軸力ＡＦ_２に第１のゲインＧ１を乗算することにより、混合軸力ＡＦ_３の演算に使用される最終的な電流軸力ＡＦ_２を演算する。前後加速度Ｇ_ｆｂの絶対値が増加するほど、最終的な電流軸力ＡＦ_２の絶対値が増加する。

【0069】

混合軸力演算部８２Ｃは、第１のゲインＧ１が乗算された後の最終的な電流軸力ＡＦ_２を使用して、混合軸力ＡＦ_３を演算する。前後加速度Ｇ_ｆｂの絶対値が増加するほど、最終的な電流軸力ＡＦ_２の絶対値、ひいては軸力トルクＴ２の絶対値が増加する。軸力トルクＴ２は、アシストトルク指令値Ｔ１から減算される。このため、前後加速度Ｇ_ｆｂの絶対値が増加するほど、操舵反力が増加する。操舵反力は、軸力トルクＴ２の絶対値が増加する分だけ増加する。

【0070】

なお、第３の乗算器８２Ｅは、電流軸力ＡＦ_２に代えて、混合軸力ＡＦ_３に第１のゲインＧ１を乗算するようにしてもよい。この場合、第３の乗算器８２Ｅは、混合軸力演算部８２Ｃにより演算される混合軸力ＡＦ_３に第１のゲインＧ１を乗算することにより、軸力トルクＴ２の演算に使用される最終的な混合軸力ＡＦ_３を演算する。前後加速度Ｇ_ｆｂの絶対値が増加するほど、最終的な混合軸力ＡＦ_３の絶対値が増加する。

【0071】

＜第３の実施の形態の効果＞
第３の実施の形態は、以下の効果を奏する。
（３－１）前後加速度Ｇ_ｆｂに応じて、電流軸力ＡＦ_２、ひいては軸力トルクＴ２の値が調整される。このため、反力トルク指令値Ｔ^＊も前後加速度Ｇ_ｆｂに応じて調整される。反力モータ１２が調整後の反力トルク指令値Ｔ^＊に応じたトルクを発生することにより、前後加速度Ｇ_ｆｂの変化を伴う車両の走行状態に応じて、より適切な操舵反力をステアリングホイール５に付与することができる。運転者は、ステアリングホイール５を介した操舵反力を手応えとして感じることにより、前後加速度Ｇ_ｆｂに応じた車両挙動を把握することが可能である。すなわち、運転者に対するインフォメーションとしての操舵反力を確保することができる。

【0072】

（３－２）前後加速度Ｇ_ｆｂの絶対値が増加するほど、最終的な電流軸力ＡＦ_２、ひいては軸力トルクＴ２の絶対値が増加する。軸力トルクＴ２は、アシストトルク指令値Ｔ１から減算される。このため、前後加速度Ｇ_ｆｂの絶対値が増加するほど、反力トルク指令値Ｔ^＊がステアリングホイール５の操舵方向と反対方向へ増加する。したがって、前後加速度Ｇ_ｆｂの絶対値が増加するほど、操舵反力が増加する。すなわち、加減速の度合いが大きくなるほど、ステアリングホイール５の剛性感が増加する。このため、運転者は、加減速の度合いが大きくなるほど、よりしっかりとした手応え感を得ることができる。

【0073】

（３－３）電流軸力演算部８２Ｂにより演算される電流軸力ＡＦ_２に第１のゲインＧ１を乗算するだけで、操舵反力を前後加速度Ｇ_ｆｂに応じて簡単に調整することができる。第１のゲインＧ１は、前後加速度Ｇ_ｆｂに応じた値に設定される。

【0074】

（３－４）電流軸力ＡＦ_２は、路面状態あるいは転舵輪６を介して転舵シャフト２２に作用する力が反映される軸力である。このため、前後加速度Ｇ_ｆｂの絶対値が増加するほど、電流軸力ＡＦ_２の絶対値を増加させることによって、車両挙動あるいは路面状態がより反映された操舵反力をステアリングホイール５に付与することができる。運転者は、ステアリングホイール５を介した操舵反力を手応えとして感じることにより車両挙動あるいは路面状態を把握することが可能となる。このことは、混合軸力ＡＦ_３に対する電流軸力ＡＦ_２の反映度合いが増加するほど、すなわち混合軸力ＡＦ_３において電流軸力ＡＦ_２がより支配的な状態になるほど、顕著である。

【0075】

（３－５）第３の乗算器８２Ｅとして、電流軸力ＡＦ_２に代えて、混合軸力ＡＦ_３に第１のゲインＧ１を乗算する構成を採用する場合、前後加速度Ｇ_ｆｂの絶対値が増加するほど、混合軸力ＡＦ_３、ひいては軸力トルクＴ２の絶対値が増加する。このため、先の（３－１）欄～（３－３）欄に記載の効果と同様の効果を得ることができる。また、角度軸力ＡＦ_１に対する第１の配分比率と、電流軸力ＡＦ_２に対する第２の配分比率とによっては、先の（３－４）欄に記載の効果と同様の効果を得ることができる。

【0076】

＜他の実施の形態＞
各実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・前後加速度Ｇ_ｆｂは、車速センサ４１を通じて検出される車速Ｖに基づき演算してもよい。たとえば、操舵制御装置１は、車速Ｖを時間で微分することにより、前後加速度Ｇ_ｆｂを求めることができる。車速Ｖは、車載のセンサを通じて検出される値である。

【0077】

・図１に二点鎖線で示すように、車両にタイヤ力センサ４６が設けられることがある。タイヤ力センサ４６は、たとえば、車両の各車輪に組み込まれたハブユニット軸受に設けられる。車輪は、転舵輪６を含む。タイヤ力センサ４６は、タイヤ力Ｆ_ｘを検出する。タイヤ力Ｆ_ｘは、路面と各車輪との間に作用する荷重であって、車輪の前後水平方向に作用する力である前後荷重を含む。すなわち、タイヤ力Ｆ_ｘには、前後加速度Ｇ_ｆｂが反映される。

【0078】

車両にタイヤ力センサ４６が設けられている場合、反力トルク指令値演算部５２は、前後加速度Ｇ_ｆｂに代えて、タイヤ力センサ４６を通じて検出されるタイヤ力Ｆ_ｘを取り込むようにしてもよい。この場合、ゲイン演算部８４は、タイヤ力Ｆ_ｘに応じて、第１のゲインＧ１または第２のゲインＧ２を演算する。タイヤ力Ｆ_ｘに応じて、反力トルク指令値Ｔ^＊、ひいては操舵反力が調整されることにより、第１～第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【0079】

なお、混合軸力ＡＦ_３に対する角度軸力ＡＦ_１の反映度合いが、混合軸力ＡＦ_３に対する電流軸力ＡＦ_２の反映度合いよりも大きいとき、すなわち混合軸力ＡＦ_３において電流軸力ＡＦ_２が角度軸力ＡＦ_１よりも支配的であるときのみ、タイヤ力Ｆ_ｘを使用するようにしてもよい。タイヤ力Ｆ_ｘは、車載のセンサを通じて検出される値である。

【符号の説明】

【0080】

１…操舵制御装置
１Ａ…反力制御装置（反力制御部）
５…ステアリングホイール
６…転舵輪
１２…反力モータ
２２…転舵シャフト
３１…転舵モータ
４５…前後加速度センサ
４６…タイヤ力センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】