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(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】P2024070021
(43)【公開日】2024-05-22
(54)【発明の名称】転舵制御装置
(51)【国際特許分類】
B62D 6/00 20060101AFI20240515BHJP
B62D 101/00 20060101ALN20240515BHJP
B62D 113/00 20060101ALN20240515BHJP
B62D 119/00 20060101ALN20240515BHJP
【ＦＩ】
B62D6/00
B62D101:00
B62D113:00
B62D119:00
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022180356
(22)【出願日】2022-11-10
(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】神原 佑人
(72)【発明者】
【氏名】岡田 俊彦
(72)【発明者】
【氏名】外山 英次
(72)【発明者】
【氏名】吉田 俊介
(72)【発明者】
【氏名】高島 亨
【テーマコード（参考）】
3D232
【Ｆターム（参考）】
3D232CC05
3D232CC06
3D232CC20
3D232DA03
3D232DA04
3D232DA15
3D232DA23
3D232DA29
3D232DA33
3D232DC01
3D232DC02
3D232DC03
3D232DC33
3D232DC34
3D232DD06
3D232DD17
3D232EB04
3D232EB12
3D232EC23
3D232EC29
3D232EC37
3D232GG01
(57)【要約】
【課題】外乱による車両の偏向に対して、より簡単に対処することができる転舵制御装置を提供する。
【解決手段】転舵制御装置は、ピニオン角フィードバック制御部６３を有している。ピニオン角フィードバック制御部６３は、ステアリングホイールの操舵状態に応じた目標ピニオン角θｐ ＊に、実際のピニオン角θｐを追従させるフィードバック制御を実行することにより、転舵トルク指令値Ｔｐ ＊を演算する。ピニオン角フィードバック制御部６３は、車両偏向判定部６３Ｇを有している。車両偏向判定部６３Ｇは、ステアリングホイールの操舵状態、および車両の挙動に基づき、外乱による車両の偏向が発生しているかどうかを判定する。ピニオン角フィードバック制御部６３は、外乱による車両の偏向が発生していると判定されている期間、車両の偏向を抑制するために、フィードバックゲインの値を調整する。
【選択図】図３
【解決手段】転舵制御装置は、ピニオン角フィードバック制御部６３を有している。ピニオン角フィードバック制御部６３は、ステアリングホイールの操舵状態に応じた目標ピニオン角θｐ ＊に、実際のピニオン角θｐを追従させるフィードバック制御を実行することにより、転舵トルク指令値Ｔｐ ＊を演算する。ピニオン角フィードバック制御部６３は、車両偏向判定部６３Ｇを有している。車両偏向判定部６３Ｇは、ステアリングホイールの操舵状態、および車両の挙動に基づき、外乱による車両の偏向が発生しているかどうかを判定する。ピニオン角フィードバック制御部６３は、外乱による車両の偏向が発生していると判定されている期間、車両の偏向を抑制するために、フィードバックゲインの値を調整する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両の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を制御するように構成される転舵制御装置であって、
前記転舵輪の転舵状態が反映される状態変数の目標値をステアリングホイールの操舵状態に応じて演算するように構成される演算部と、
前記演算部により演算される前記目標値に前記状態変数の実際の値を追従させるフィードバック制御を実行することにより、前記転舵モータが発生するトルクに対する指令値である転舵トルク指令値を演算するように構成されるフィードバック制御部と、
前記ステアリングホイールの操舵状態、および前記車両の挙動のうち少なくとも一方に基づき、外乱による前記車両の偏向が発生しているかどうかを判定するように構成される判定部と、を備え、
前記フィードバック制御部は、前記判定部により前記車両の偏向が発生していると判定されている期間、前記車両の偏向が抑制されるように、前記フィードバック制御の応答性に関する制御パラメータであるフィードバックゲインの値を調整するように構成される転舵制御装置。
前記転舵輪の転舵状態が反映される状態変数の目標値をステアリングホイールの操舵状態に応じて演算するように構成される演算部と、
前記演算部により演算される前記目標値に前記状態変数の実際の値を追従させるフィードバック制御を実行することにより、前記転舵モータが発生するトルクに対する指令値である転舵トルク指令値を演算するように構成されるフィードバック制御部と、
前記ステアリングホイールの操舵状態、および前記車両の挙動のうち少なくとも一方に基づき、外乱による前記車両の偏向が発生しているかどうかを判定するように構成される判定部と、を備え、
前記フィードバック制御部は、前記判定部により前記車両の偏向が発生していると判定されている期間、前記車両の偏向が抑制されるように、前記フィードバック制御の応答性に関する制御パラメータであるフィードバックゲインの値を調整するように構成される転舵制御装置。
【請求項2】
前記フィードバック制御部は、前記判定部により前記車両の偏向が発生していると判定されている期間、前記フィードバックゲインの値を増加させるように構成される請求項１に転舵制御装置。
【請求項3】
前記フィードバック制御部は、車両の走行状態に応じて演算される前記フィードバックゲインの初期値に調整用ゲインを乗算することにより、前記フィードバックゲインの値を前記初期値よりも大きい値に変更するように構成される請求項２に転舵制御装置。
【請求項4】
前記フィードバック制御部は、前記目標値に対する前記状態変数の実際の値の偏差に対して比例演算を実行することにより前記偏差に比例した値の第１のトルク指令値を演算する比例制御部と、
前記偏差に対して積分演算を実行することにより前記偏差の積分値に比例した値の第２のトルク指令値を演算する積分制御部と、
前記偏差に対して微分演算を実行することにより前記偏差の微分値に比例した値の第３のトルク指令値を演算する微分制御部と、
前記第１のトルク指令値、前記第２のトルク指令値、および前記第３のトルク指令値を加算することにより、前記転舵トルク指令値を演算するように構成される演算器と、を有し、
前記判定部によって前記車両の偏向が発生していないと判定されるとき、前記積分制御部は動作を停止する一方、前記判定部によって前記車両の偏向が発生していると判定されるとき、前記積分制御部は動作を開始するように構成される請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載の転舵制御装置。
前記偏差に対して積分演算を実行することにより前記偏差の積分値に比例した値の第２のトルク指令値を演算する積分制御部と、
前記偏差に対して微分演算を実行することにより前記偏差の微分値に比例した値の第３のトルク指令値を演算する微分制御部と、
前記第１のトルク指令値、前記第２のトルク指令値、および前記第３のトルク指令値を加算することにより、前記転舵トルク指令値を演算するように構成される演算器と、を有し、
前記判定部によって前記車両の偏向が発生していないと判定されるとき、前記積分制御部は動作を停止する一方、前記判定部によって前記車両の偏向が発生していると判定されるとき、前記積分制御部は動作を開始するように構成される請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載の転舵制御装置。
【請求項5】
前記判定部は、前記車両の走行中、前記車両の旋回状態が反映される状態変数が、定められたしきい値以上であるとき、横風による前記車両の偏向が発生していると判定するように構成される請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載の転舵制御装置。
【請求項6】
前記判定部は、前記車両の走行中、前記ステアリングホイールの操舵状態が反映される第１の状態変数の値が、定められた第１のしきい値以下であり、かつ前記車両の旋回状態が反映される第２の状態変数が、定められた第２のしきい値以上であるとき、カント路の走行による前記車両の偏向が発生していると判定するように構成される請求項１～請求項３のうち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】
車両の走行時、横風などの外乱が作用する場合、車両が偏向するおそれがある。特許文献１の車両システムは、規範ヨーレートに対する実ヨーレートの偏差がしきい値を超えている場合、横風などの外乱が発生していると判定する。規範ヨーレートは、ステアリング操作に応じて決まる車両のヨーレートである。実ヨーレートは、実際のヨーレートである。
【0003】
車両システムは、横風などの外乱が発生していると判定されるとき、規範ヨーレートに対する実ヨーレートの偏差に基づき、対処転舵量を決定する。対処転舵量は、横風などの外乱による車両の偏向を軽減するために、ステアリング装置によって転舵させるべき前輪の転舵量である。ステアリング装置は、対処転舵量に応じて前輪を転舵させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２１－１４２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１の車両システムでは、車両の偏向を抑えるために、規範ヨーレートに対する実ヨーレートの偏差に基づき、対処転舵量を演算する必要がある。車両の偏向に対して、より簡単に対処することが求められる。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決し得る転舵制御装置は、車両の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を制御するように構成される。転舵制御装置は、前記転舵輪の転舵状態が反映される状態変数の目標値をステアリングホイールの操舵状態に応じて演算するように構成される演算部と、前記演算部により演算される前記目標値に前記状態変数の実際の値を追従させるフィードバック制御を実行することにより、前記転舵モータが発生するトルクに対する指令値である転舵トルク指令値を演算するように構成されるフィードバック制御部と、前記ステアリングホイールの操舵状態、および前記車両の挙動のうち少なくとも一方に基づき、外乱による前記車両の偏向が発生しているかどうかを判定するように構成される判定部と、を備える。前記フィードバック制御部は、前記判定部により前記車両の偏向が発生していると判定されている期間、前記車両の偏向が抑制されるように、前記フィードバック制御の応答性に関する制御パラメータであるフィードバックゲインの値を調整するように構成される。
【0007】
この構成によれば、外乱による車両の偏向が発生しているとき、車両の偏向が抑制されるように、フィードバックゲインの値が調整される。このフィードバックゲインの値の調整を通じて、車両の偏向を抑制することができる。また、フィードバックゲインの値を調整するだけでよいので、外乱による車両の偏向に対して、より簡単に対処することができる。
【0008】
上記の転舵制御装置において、前記フィードバック制御部は、前記判定部により前記車両の偏向が発生していると判定されている期間、前記フィードバックゲインの値を増加させるように構成されるようにしてもよい。
【0009】
この構成によれば、車両の偏向が発生しているとき、フィードバックゲインの値が増加される。このため、フィードバック制御部が実行するフィードバック制御の応答性が向上する。また、状態変数の目標値に対する実際の値の追従性が向上する。したがって、外乱による車両の偏向を抑えることができる。
【0010】
上記の転舵制御装置において、前記フィードバック制御部は、車両の走行状態に応じて演算される前記フィードバックゲインの初期値に調整用ゲインを乗算することにより、前記フィードバックゲインの値を前記初期値よりも大きい値に変更するように構成されるようにしてもよい。
【0011】
この構成によれば、車両の走行状態に応じて演算されるフィードバックゲインの初期値に調整用ゲインを乗算することにより、フィードバックゲインの値を初期値よりも大きい値に設定することができる。フィードバックゲインの初期値に調整用ゲインを乗算するだけで、簡単にフォードバックゲインの値を増加させることができる。
【0012】
上記の転舵制御装置において、前記フィードバック制御部は、前記目標値に対する前記状態変数の実際の値の偏差に対して比例演算を実行することにより前記偏差に比例した値の第１のトルク指令値を演算する比例制御部と、前記偏差に対して積分演算を実行することにより前記偏差の積分値に比例した値の第２のトルク指令値を演算する積分制御部と、前記偏差に対して微分演算を実行することにより前記偏差の微分値に比例した値の第３のトルク指令値を演算する微分制御部と、前記第１のトルク指令値、前記第２のトルク指令値、および前記第３のトルク指令値を加算することにより、前記転舵トルク指令値を演算するように構成される演算器と、を有していてもよい。この場合、前記判定部によって前記車両の偏向が発生していないと判定されるとき、前記積分制御部は動作を停止する一方、前記判定部によって前記車両の偏向が発生していると判定されるとき、前記積分制御部は動作を開始するように構成されるようにしてもよい。
【0013】
この構成によれば、車両の偏向が発生したとき、積分制御部が動作を開始する。このため、積分制御部が停止している場合と比較して、フィードバック制御部が実行するフィードバック制御の応答性が向上する。したがって、外乱による車両の偏向を抑えることができる。
【0014】
上記の転舵制御装置において、前記判定部は、前記車両の走行中、前記車両の旋回状態が反映される状態変数が、定められたしきい値以上であるとき、横風による前記車両の偏向が発生していると判定するように構成されるようにしてもよい。
【0015】
この構成によれば、車両の旋回状態が反映される状態変数と、定められたしきい値との比較を通じて、横風による車両の偏向が発生しているかどうかを判定することができる。
上記の転舵制御装置において、前記判定部は、前記車両の走行中、前記ステアリングホイールの操舵状態が反映される第１の状態変数の値が、定められた第１のしきい値以下であり、かつ前記車両の旋回状態が反映される第２の状態変数が、定められた第２のしきい値以上であるとき、カント路の走行による前記車両の偏向が発生していると判定するように構成されるようにしてもよい。
上記の転舵制御装置において、前記判定部は、前記車両の走行中、前記ステアリングホイールの操舵状態が反映される第１の状態変数の値が、定められた第１のしきい値以下であり、かつ前記車両の旋回状態が反映される第２の状態変数が、定められた第２のしきい値以上であるとき、カント路の走行による前記車両の偏向が発生していると判定するように構成されるようにしてもよい。
【0016】
この構成によれば、ステアリングホイールの操舵状態が反映される第１の状態変数と、定められた第１のしきい値との比較、ならびに、車両の旋回状態が反映される第２の状態変数と、定められた第２のしきい値との比較を通じて、カント路の走行による車両の偏向が発生しているかどうかを判定することができる。
【発明の効果】
【0017】
本発明の転舵制御装置によれば、外乱による車両の偏向に対して、より簡単に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】転舵制御装置の第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の実施の形態にかかるピニオン角フィードバック制御部のブロック図である。
【図4】第２の実施の形態にかかるピニオン角フィードバック制御部の要部を示すブロック図である。
【図5】第２の実施の形態にかかる角度偏差と転舵トルク指令値Ｔｐとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0019】
＜第１の実施の形態＞
以下、転舵制御装置の第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。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。
以下、転舵制御装置の第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。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。
【0020】
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。
【0021】
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。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。
【0022】
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。
【0023】
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θｗ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。
【0024】
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。
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
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。
【0027】
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θａを検出する。
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θａを検出する。
【0028】
操舵トルクＴｈ、および反力モータ１２の回転角θａ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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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、横加速度センサ４５、およびヨーレートセンサ４６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θｂを検出する。転舵モータ３１の回転角θｂ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。横加速度センサ４５は、横加速度ＬＡを検出する。横加速度ＬＡは、車両が旋回するときの加速度であって、車両の前後方向に対する直角方向、すなわち左右方向の加速度である。ヨーレートセンサ４６は、車両のヨーレートＹＲを検出する。ヨーレートＹＲは、車両の重心点を通る鉛直軸まわりの回転角速度である。
【0032】
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。
【0033】
【0034】
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θａに基づき、ステアリングホイール５の操舵角θｓ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。
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。
【0035】
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Ｉａの値を検出する。電流Ｉａ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Ｉａ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。
【0036】
＜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。
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。
【0037】
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θｂに基づき、ピニオン角θｐを演算する。ピニオン角θｐ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θｂとピニオン角θｐ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θｂからピニオン角θｐ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θｐ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θｐは、転舵輪６の転舵角θｗを反映する値である。また、ピニオン角θｐは、転舵輪６の転舵状態が反映される状態変数である。
【0038】
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θｓに基づき目標ピニオン角θｐ
＊を演算する。目標ピニオン角θｐ
＊は、ピニオン角θｐの目標値である。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θｐ
＊を演算する。舵角比は、操舵角θｓに対する転舵角θｗの比である。
【0039】
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θｐ
＊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θｓに対する転舵角θｗが大きくなるように、目標ピニオン角θｐ
＊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θｓに対する転舵角θｗが小さくなるように、目標ピニオン角θｐ
＊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θｓ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θｓに加算することにより舵角比に応じた目標ピニオン角θｐ
＊を演算する。目標ピニオン角θｐ
＊は、転舵輪６の転舵状態が反映される状態変数の目標値である。
【0040】
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θｐ
＊を演算するようにしてもよい。
【0041】
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θｐ
＊、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θｐ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θｐが目標ピニオン角θｐ
＊に追従するように、ピニオン角θｐのフィードバック制御を通じて、転舵トルク指令値Ｔｐ
＊を演算する。転舵トルク指令値Ｔｐ
＊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。
【0042】
通電制御部６４は、転舵トルク指令値Ｔｐ
＊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Ｔｐ
＊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Ｉｂの値を検出する。電流Ｉｂ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Ｉｂ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Ｔｐ
＊に応じたトルクを発生する。
【0043】
＜ピニオン角フィードバック制御部６３の構成＞
図３に示すように、ピニオン角フィードバック制御部６３は、第１の減算器６３Ａ、比例制御部６３Ｂ、積分制御部６３Ｃ、微分制御部６３Ｄ、ダンピング制御部６３Ｅ、および演算器６３Ｆを有している。
図３に示すように、ピニオン角フィードバック制御部６３は、第１の減算器６３Ａ、比例制御部６３Ｂ、積分制御部６３Ｃ、微分制御部６３Ｄ、ダンピング制御部６３Ｅ、および演算器６３Ｆを有している。
【0044】
第１の減算器６３Ａ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θｐ
＊と、ピニオン角演算部６１により演算されるピニオン角θｐとを取り込む。第１の減算器６３Ａは、角度偏差Δθｐを演算する。角度偏差Δθｐは、目標ピニオン角θｐ
＊とピニオン角θｐとの差である。
【0045】
比例制御部６３Ｂは、第１の減算器６３Ａによって演算される角度偏差Δθｐに対して比例演算を実行することにより、角度偏差Δθｐに比例した値の第１のトルク指令値Ｔｐ１を演算する。比例制御部６３Ｂは、角度偏差Δθｐに比例ゲインを乗算することにより、第１のトルク指令値Ｔｐ１を演算する。
【0046】
積分制御部６３Ｃは、第１の減算器６３Ａによって演算される角度偏差Δθｐに対して積分演算を実行することにより、角度偏差Δθｐの積分値に比例した値の第２のトルク指令値Ｔｐ２を演算する。積分制御部６３Ｃは、角度偏差Δθｐを時間で積分し、その積分値に積分ゲインを乗算することにより、第２のトルク指令値Ｔｐ２を演算する。
【0047】
微分制御部６３Ｄは、第１の減算器６３Ａによって演算される角度偏差Δθｐに対して微分演算を実行することにより、角度偏差Δθｐの微分値に比例した値の第３のトルク指令値Ｔｐ３を演算する。微分制御部６３Ｄは、角度偏差Δθｐを時間で微分し、その微分値に微分ゲインを乗算することにより、第３のトルク指令値Ｔｐ３を演算する。
【0048】
ちなみに、微分制御部６３Ｄは、目標ピニオン角速度とピニオン角速度との差である角速度偏差に対して微分演算を実行することにより、角速度偏差の微分値に比例した値の第３のトルク指令値Ｔｐ３を演算するようにしてもよい。目標ピニオン角速度は、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θｐ
＊を微分することにより得られる。ピニオン角速度は、ピニオン角演算部６１により演算されるピニオン角θｐを微分することにより得られる。
【0049】
ダンピング制御部６３Ｅは、第１の減算器６３Ａによって演算される角度偏差Δθｐに基づき、第４のトルク指令値Ｔｐ４を演算する。第４のトルク指令値Ｔｐ４は、転舵機構４が有する粘性を補償するための補償値であって、転舵輪６の転舵角速度を抑制するために演算される補償値である。ダンピング制御部６３Ｅは、たとえば、第１の減算器６３Ａによって演算される角度偏差Δθｐに対してダンピングゲインを乗算することにより、第４のトルク指令値Ｔｐ４を演算する。
【0050】
ちなみに、ダンピング制御部６３Ｅは、ピニオン角速度、または目標ピニオン角速度に基づき、第４のトルク指令値Ｔｐ４を演算するようにしてもよい。ピニオン角速度は、ピニオン角演算部６１により演算されるピニオン角θｐを微分することにより得られる。目標ピニオン角速度は、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θｐ
＊を微分することにより得られる。
【0051】
演算器６３Ｆは、比例制御部６３Ｂにより演算される第１のトルク指令値Ｔｐ１と、積分制御部６３Ｃにより演算される第２のトルク指令値Ｔｐ２と、微分制御部６３Ｄにより演算される第３のトルク指令値Ｔｐ３と、ダンピング制御部６３Ｅにより演算される第４のトルク指令値Ｔｐ４とを取り込む。演算器６３Ｆは、第１のトルク指令値Ｔｐ１と、第２のトルク指令値Ｔｐ２と、第３のトルク指令値Ｔｐ３とを加算するとともに、加算した値から第４のトルク指令値Ｔｐ４を減算することにより、転舵トルク指令値Ｔｐ
＊を演算する。
【0052】
＜横風などの外乱について＞
このように構成した操舵装置２には、つぎのようなことが懸念される。すなわち、車両の走行中に強い横風が作用することがある。この場合、横風によって転舵輪６が転舵することにより車両が偏向するおそれがある。横風は、車両を偏向させる外乱である。車両の偏向が発生したとき、車両の運転者は、車両の偏向を解消するために、ステアリングホイール５を操舵することが想定される。しかし、たとえば、ピニオン角フィードバック制御部６３が実行するフィードバック制御の応答性によっては、ステアリングホイール５を操舵しても、車両の偏向がすぐには解消されないおそれがある。
このように構成した操舵装置２には、つぎのようなことが懸念される。すなわち、車両の走行中に強い横風が作用することがある。この場合、横風によって転舵輪６が転舵することにより車両が偏向するおそれがある。横風は、車両を偏向させる外乱である。車両の偏向が発生したとき、車両の運転者は、車両の偏向を解消するために、ステアリングホイール５を操舵することが想定される。しかし、たとえば、ピニオン角フィードバック制御部６３が実行するフィードバック制御の応答性によっては、ステアリングホイール５を操舵しても、車両の偏向がすぐには解消されないおそれがある。
【0053】
＜外乱に対処するための構成＞
本実施の形態では、横風などの外乱に対処するために、ピニオン角フィードバック制御部６３として、つぎの構成を採用している。
本実施の形態では、横風などの外乱に対処するために、ピニオン角フィードバック制御部６３として、つぎの構成を採用している。
【0054】
図３に示すように、ピニオン角フィードバック制御部６３は、車両偏向判定部６３Ｇと、サーボ剛性制御部６３Ｈとを有している。
車両偏向判定部６３Ｇは、車両の走行中において、ステアリングホイール５の操舵状態、および車両の挙動に基づき、外乱による車両の偏向が発生しているかどうかを判定する。車両偏向判定部６３Ｇは、車速センサ４１を通じて検出される車速Ｖを取り込む。また、車両偏向判定部６３Ｇは、横加速度センサ４５を通じて検出される横加速度ＬＡ、またはヨーレートセンサ４６を通じて検出されるヨーレートＹＲを取り込む。
車両偏向判定部６３Ｇは、車両の走行中において、ステアリングホイール５の操舵状態、および車両の挙動に基づき、外乱による車両の偏向が発生しているかどうかを判定する。車両偏向判定部６３Ｇは、車速センサ４１を通じて検出される車速Ｖを取り込む。また、車両偏向判定部６３Ｇは、横加速度センサ４５を通じて検出される横加速度ＬＡ、またはヨーレートセンサ４６を通じて検出されるヨーレートＹＲを取り込む。
【0055】
車両偏向判定部６３Ｇは、たとえば、次式（１）が成立するとき、車両が走行中であると判定する。
Ｖ≧Ｖｔｈ …（１）
ただし、「Ｖ」は、車速センサ４１を通じて検出される車速である。車速Ｖは、車両の挙動、すなわち車両の走行状態が反映される状態変数である。「Ｖｔｈ」は、車速しきい値であって、車両が走行中であるかどうかを判定する際の基準である。
Ｖ≧Ｖｔｈ …（１）
ただし、「Ｖ」は、車速センサ４１を通じて検出される車速である。車速Ｖは、車両の挙動、すなわち車両の走行状態が反映される状態変数である。「Ｖｔｈ」は、車速しきい値であって、車両が走行中であるかどうかを判定する際の基準である。
【0056】
車両偏向判定部６３Ｇは、車両の走行中に、つぎの式（２）または式（３）が成立するとき、横風などの外乱による車両の偏向が発生していると判定する。
ＬＡ≧ＬＡｔｈ …（２）
ただし、「ＬＡ」は、横加速度センサ４５を通じて検出される横加速度である。横加速度ＬＡは、車両の挙動、すなわち車両の旋回状態が反映される状態変数である。「ＬＡｔｈ」は、横加速度しきい値であって、車両の偏向が発生しているかどうかを判定する際の基準である。横加速度しきい値ＬＡｔｈは、固定値であってもよいし、所定の車速域ごとに異なる値に設定されてもよい。横加速度しきい値ＬＡｔｈは、たとえば、横風に対するシミュレーション、あるいは実機を使用した実験に基づき設定される。
ＬＡ≧ＬＡｔｈ …（２）
ただし、「ＬＡ」は、横加速度センサ４５を通じて検出される横加速度である。横加速度ＬＡは、車両の挙動、すなわち車両の旋回状態が反映される状態変数である。「ＬＡｔｈ」は、横加速度しきい値であって、車両の偏向が発生しているかどうかを判定する際の基準である。横加速度しきい値ＬＡｔｈは、固定値であってもよいし、所定の車速域ごとに異なる値に設定されてもよい。横加速度しきい値ＬＡｔｈは、たとえば、横風に対するシミュレーション、あるいは実機を使用した実験に基づき設定される。
【0057】
ＹＲ≧ＹＲｔｈ …（３）
ただし、「ＹＲ」は、ヨーレートセンサ４６を通じて検出されるヨーレートである。ヨーレートＹＲは、車両の挙動、すなわち車両の旋回状態が反映される状態変数である。「ＹＲｔｈ」は、ヨーレートしきい値であって、車両の偏向が発生しているかどうかを判定する際の基準である。ヨーレートしきい値ＹＲｔｈは、固定値であってもよいし、所定の車速域ごとに異なる値に設定されてもよい。ヨーレートしきい値ＹＲｔｈは、たとえば、横風に対するシミュレーション、あるいは実機を使用した実験に基づき設定される。
ただし、「ＹＲ」は、ヨーレートセンサ４６を通じて検出されるヨーレートである。ヨーレートＹＲは、車両の挙動、すなわち車両の旋回状態が反映される状態変数である。「ＹＲｔｈ」は、ヨーレートしきい値であって、車両の偏向が発生しているかどうかを判定する際の基準である。ヨーレートしきい値ＹＲｔｈは、固定値であってもよいし、所定の車速域ごとに異なる値に設定されてもよい。ヨーレートしきい値ＹＲｔｈは、たとえば、横風に対するシミュレーション、あるいは実機を使用した実験に基づき設定される。
【0058】
車両偏向判定部６３Ｇは、車両の偏向が発生していないと判定されるとき、判定フラグＦ１の値を「０」にセットする。車両偏向判定部６３Ｇは、車両の偏向が発生していると判定されるとき、判定フラグＦ１の値を「１」にセットする。
【0059】
サーボ剛性制御部６３Ｈは、たとえば車両の走行状態に応じて、比例ゲイン、積分ゲイン、微分ゲイン、およびダンピングゲインを演算する。車両の走行状態は、たとえば、車速Ｖに反映される。サーボ剛性制御部６３Ｈは、車両偏向判定部６３Ｇによってセットされる判定フラグＦ１の値に応じて、比例ゲインＧ１、積分ゲインＧ２、微分ゲインＧ３、およびダンピングゲインＧ４の値を調整する。
【0060】
各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）は、ピニオン角フィードバック制御部６３が実行するフィードバック制御の応答性に関する制御パラメータであるフィードバックゲインである。比例ゲインＧ１は、比例制御部６３Ｂで使用される。積分ゲインＧ２は、積分制御部６３Ｃで使用される。微分ゲインＧ３は、微分制御部６３Ｄで使用される。ダンピングゲインＧ４は、ダンピング制御部６３Ｅで使用される。
【0061】
サーボ剛性制御部６３Ｈは、車両偏向判定部６３Ｇによってセットされる判定フラグＦ１の値が「０」であるとき、すなわち、車両の偏向が発生していないと判定されるとき、各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値を、初期値に設定する。初期値は、サーボ剛性制御部６３Ｈが車両の走行状態に応じて演算する各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値である。
【0062】
サーボ剛性制御部６３Ｈは、車両偏向判定部６３Ｇによってセットされる判定フラグＦ１の値が「１」であるとき、すなわち、車両の偏向が発生していると判定されるとき、比例ゲインＧ１、積分ゲインＧ２、微分ゲインＧ３、およびダンピングゲインＧ４の値を、初期値よりも大きい値に設定する。初期値に対する各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値の増加量は、製品仕様などによって決まる。
【0063】
サーボ剛性制御部６３Ｈは、判定フラグＦ１の値が「１」であるとき、各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の初期値に、所定の調整用ゲインを乗算することにより、車両偏向用設定値を演算する。調整用ゲインは、「１」よりも大きい値を有する。調整用ゲインは、たとえば「０．１」刻みで設定することが可能である。
【0064】
車両偏向用設定値は、比例ゲインＧ１の初期値に対する第１の車両偏向用設定値と、積分ゲインＧ２に対する第２の車両偏向用設定値と、微分ゲインＧ３に対する第３の車両偏向用設定値と、ダンピングゲインＧ４に対する第４の車両偏向用設定値とを含む。各車両偏向用設定値は、各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の初期値よりも大きい値を有する。サーボ剛性制御部６３Ｈは、判定フラグＦ１の値が「１」であるとき、すなわち、車両の偏向が発生しているとき、各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値を、初期値から車両偏向用設定値に切り替える。車両偏向用設定値と初期値との差が、初期値に対する各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値の増加量である。
【0065】
比例制御部６３Ｂ、積分制御部６３Ｃ、微分制御部６３Ｄ、およびダンピング制御部６３Ｅは、車両偏向判定部６３Ｇによりセットされる判定フラグＦ１の値を取り込む。
各制御部（６３Ｂ，６３Ｃ、６３Ｄ、６３Ｅ）は、判定フラグＦ１の値が「０」であるとき、すなわち、車両の偏向が発生していないとき、サーボ剛性制御部６３Ｈから各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）を取り込む。このとき取り込まれる各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値は、初期値を有する。各制御部（６３Ｂ，６３Ｃ、６３Ｄ、６３Ｅ）は、初期値を有する各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）を使用して、各トルク指令値（Ｔｐ１～Ｔｐ４）を演算する。
各制御部（６３Ｂ，６３Ｃ、６３Ｄ、６３Ｅ）は、判定フラグＦ１の値が「０」であるとき、すなわち、車両の偏向が発生していないとき、サーボ剛性制御部６３Ｈから各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）を取り込む。このとき取り込まれる各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値は、初期値を有する。各制御部（６３Ｂ，６３Ｃ、６３Ｄ、６３Ｅ）は、初期値を有する各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）を使用して、各トルク指令値（Ｔｐ１～Ｔｐ４）を演算する。
【0066】
各制御部（６３Ｂ，６３Ｃ、６３Ｄ、６３Ｅ）は、判定フラグＦ１の値が「１」であるとき、すなわち、車両の偏向が発生しているとき、サーボ剛性制御部６３Ｈから各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）を取り込む。このとき取り込まれる各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値は、初期値よりも大きい車両偏向用設定値を有する。各制御部（６３Ｂ，６３Ｃ、６３Ｄ、６３Ｅ）は、車両偏向用設定値を有する各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）を使用して、各トルク指令値（Ｔｐ１～Ｔｐ４）を演算する。
【0067】
各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の増加量に応じて、ピニオン角フィードバック制御部６３が実行するフィードバック制御の応答性が向上する。すなわち、車両の偏向が発生しているとき、各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値を増加させることにより、サーボ剛性がより高くなる。このため、ステアリングホイール５の操舵状態に応じて、転舵輪６の転舵位置を、より迅速に、かつ、より正確に制御することが可能となる。
【0068】
＜第１の実施の形態の作用および効果＞
第１の実施の形態によれば、以下の作用および効果を得ることができる。
（１－１）走行中に車両の偏向が発生しているとき、車両の偏向が抑制されるように、ピニオン角フィードバック制御部６３が実行するフィードバック制御におけるフィードバックゲイン、すなわち各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値が調整される。このフィードバックゲインの値の調整を通じて、車両の偏向を抑制することができる。
第１の実施の形態によれば、以下の作用および効果を得ることができる。
（１－１）走行中に車両の偏向が発生しているとき、車両の偏向が抑制されるように、ピニオン角フィードバック制御部６３が実行するフィードバック制御におけるフィードバックゲイン、すなわち各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値が調整される。このフィードバックゲインの値の調整を通じて、車両の偏向を抑制することができる。
【0069】
（１－２）具体的には、車両の偏向が発生したとき、各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値が増加される。このため、ピニオン角フィードバック制御部６３が実行するフィードバック制御の応答性が、より向上する。また、目標ピニオン角θｐ
＊に対するピニオン角θｐの追従性が向上する。したがって、横風などの外乱による車両の偏向を抑えることができる。また、車両の走行中に強い横風などの外乱によって車両が偏向した場合、運転者は、ステアリングホイール５の操舵を通じて、車両の進行方向をすぐに修正することができる。すなわち、運転者は、ステアリングホイール５の操舵を通じて、横風などの外乱による車両の偏向を簡単に解消することができる。修正舵に伴う車両の蛇行も抑制される。
【0070】
（１－３）ピニオン角フィードバック制御部６３は、フィードバックゲインの値を初期値よりも大きくなるように調整するだけでよい。具体的には、各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値を、初期値から、初期値よりも大きい値を有する車両偏向用設定値に切り替えるだけである。車両偏向用設定値は、各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の初期値に、所定の調整用ゲインを乗算するだけで得られる。このため、横風などの外乱による車両の偏向に対して、より簡単に対処することができる。
【0071】
（１－４）車両の旋回状態が反映される状態変数（ＬＡ，ＹＲ）と、しきい値（ＬＡｔｈ，ＹＲｔｈ）との比較を通じて、横風による車両の偏向が発生しているかどうかを簡単に判定することができる。
【0072】
＜第２の実施の形態＞
つぎに、転舵制御装置の第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。したがって、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。
つぎに、転舵制御装置の第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。したがって、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。
【0073】
車両が、カント路を走行する際にも、車両が偏向するおそれがある。カント路は、横断勾配を有する直線状の傾斜路、すなわち車両の進行方向に直交する車幅方向に傾斜する直線状の傾斜路である。横断勾配は、道路の路線直角方向の勾配である。車両がカント路を走行する際、車両がカント路の傾斜の影響を受けることにより、車両が前進するにつれてカント路の高さが低い側へ向かって徐々に下っていく。車両が受けるカント路の傾斜の影響は、車両を偏向させる外乱である。
【0074】
本実施の形態では、横風などの外乱に対処するために、ピニオン角フィードバック制御部６３として、つぎの構成を採用している。
図４に示すように、車両偏向判定部６３Ｇは、車速センサ４１を通じて検出される車速Ｖと、トルクセンサ４２を通じて検出される操舵トルクＴｈと、横加速度センサ４５を通じて検出される横加速度ＬＡと、ヨーレートセンサ４６を通じて検出されるヨーレートＹＲと、を取り込む。また、車両偏向判定部６３Ｇは、操舵角演算部５１により演算される操舵角θｓと、操舵角θｓを微分することにより得られる操舵角速度ωｓと、を取り込む。
図４に示すように、車両偏向判定部６３Ｇは、車速センサ４１を通じて検出される車速Ｖと、トルクセンサ４２を通じて検出される操舵トルクＴｈと、横加速度センサ４５を通じて検出される横加速度ＬＡと、ヨーレートセンサ４６を通じて検出されるヨーレートＹＲと、を取り込む。また、車両偏向判定部６３Ｇは、操舵角演算部５１により演算される操舵角θｓと、操舵角θｓを微分することにより得られる操舵角速度ωｓと、を取り込む。
【0075】
車両偏向判定部６３Ｇは、車両偏向判定部６３Ｇは、車速Ｖに応じた横加速度しきい値ＬＡｔｈを演算する。また、車速Ｖに応じたヨーレートしきい値ＹＲｔｈを演算する。
車両偏向判定部６３Ｇは、つぎの式（４）～式（９）のすべてが成立するとき、カント路の走行に伴う車両の偏向が発生していると判定する。
車両偏向判定部６３Ｇは、つぎの式（４）～式（９）のすべてが成立するとき、カント路の走行に伴う車両の偏向が発生していると判定する。
【0076】
Ｖ≧Ｖｔｈ …（４）
ただし、「Ｖ」は、車速センサ４１を通じて検出される車速である。「Ｖｔｈ」は、車速しきい値であって、車両が走行中であるかどうかを判定する際の基準である。
ただし、「Ｖ」は、車速センサ４１を通じて検出される車速である。「Ｖｔｈ」は、車速しきい値であって、車両が走行中であるかどうかを判定する際の基準である。
【0077】
ＬＡ≧ＬＡｔｈ …（５）
ただし、「ＬＡ」は、横加速度センサ４５を通じて検出される横加速度である。「ＬＡｔｈ」は、横加速度しきい値であって、車両の偏向が発生しているかどうかを判定する際の基準である。横加速度しきい値ＬＡｔｈは、車両偏向判定部６３Ｇにより演算される値である。
ただし、「ＬＡ」は、横加速度センサ４５を通じて検出される横加速度である。「ＬＡｔｈ」は、横加速度しきい値であって、車両の偏向が発生しているかどうかを判定する際の基準である。横加速度しきい値ＬＡｔｈは、車両偏向判定部６３Ｇにより演算される値である。
【0078】
ＹＲ≧ＹＲｔｈ …（６）
ただし、「ＹＲ」は、ヨーレートセンサ４６を通じて検出されるヨーレートである。「ＹＲｔｈ」は、ヨーレートしきい値であって、車両の偏向が発生しているかどうかを判定する際の基準である。ヨーレートしきい値ＹＲｔｈは、車両偏向判定部６３Ｇにより演算される値である。
ただし、「ＹＲ」は、ヨーレートセンサ４６を通じて検出されるヨーレートである。「ＹＲｔｈ」は、ヨーレートしきい値であって、車両の偏向が発生しているかどうかを判定する際の基準である。ヨーレートしきい値ＹＲｔｈは、車両偏向判定部６３Ｇにより演算される値である。
【0079】
Ｔｈ≦Ｔｈｔｈ …（７）
ただし、「Ｔｈ」は、トルクセンサ４２を通じて検出される操舵トルクである。操舵トルクＴｈは、ステアリングホイール５の操舵状態が反映される状態変数である。「Ｔｈｔｈ」は、操舵トルクしきい値であって、たとえば車両が直進走行しているときの操舵トルクＴｈを基準として設定される。操舵トルクしきい値Ｔｈｔｈは、ステアリングホイール５の操舵中立位置を基準とする操舵量を判定する際の基準である。操舵中立位置は、車両の直進状態に対応するステアリングホイール５の回転位置である。
ただし、「Ｔｈ」は、トルクセンサ４２を通じて検出される操舵トルクである。操舵トルクＴｈは、ステアリングホイール５の操舵状態が反映される状態変数である。「Ｔｈｔｈ」は、操舵トルクしきい値であって、たとえば車両が直進走行しているときの操舵トルクＴｈを基準として設定される。操舵トルクしきい値Ｔｈｔｈは、ステアリングホイール５の操舵中立位置を基準とする操舵量を判定する際の基準である。操舵中立位置は、車両の直進状態に対応するステアリングホイール５の回転位置である。
【0080】
θｓ≦θｓｔｈ …（８）
ただし、「θｓ」は、操舵角演算部５１により演算される操舵角である。操舵角θｓは、ステアリングホイール５の操舵状態が反映される状態変数である。「θｓｔｈ」は、操舵角しきい値であって、たとえば車両が直進走行しているときの操舵角θｓを基準として設定される。操舵角しきい値θｓｔｈは、ステアリングホイール５の回転位置が操舵中立位置あるいは操舵中立位置の近傍位置であるかどうかを判定する際の基準である。
ただし、「θｓ」は、操舵角演算部５１により演算される操舵角である。操舵角θｓは、ステアリングホイール５の操舵状態が反映される状態変数である。「θｓｔｈ」は、操舵角しきい値であって、たとえば車両が直進走行しているときの操舵角θｓを基準として設定される。操舵角しきい値θｓｔｈは、ステアリングホイール５の回転位置が操舵中立位置あるいは操舵中立位置の近傍位置であるかどうかを判定する際の基準である。
【0081】
ωｓ≦ωｓｔｈ …（９）
ただし、「ωｓ」は、操舵角θｓを微分することにより得られる操舵角速度である。操舵角速度ωｓは、ステアリングホイール５の操舵状態が反映される状態変数である。「ωｓｔｈ」は、操舵角速度しきい値であって、たとえば車両が直進走行しているときの操舵角速度ωｓを基準として設定される。操舵角速度しきい値ωｓｔｈは、ステアリングホイール５が操舵されているかどうかを判定する際の基準である。
ただし、「ωｓ」は、操舵角θｓを微分することにより得られる操舵角速度である。操舵角速度ωｓは、ステアリングホイール５の操舵状態が反映される状態変数である。「ωｓｔｈ」は、操舵角速度しきい値であって、たとえば車両が直進走行しているときの操舵角速度ωｓを基準として設定される。操舵角速度しきい値ωｓｔｈは、ステアリングホイール５が操舵されているかどうかを判定する際の基準である。
【0082】
なお、操舵トルクＴｈ、操舵角θｓ、および操舵角速度ωｓは、ステアリングホイール５の操舵状態が反映される第１の状態変数に相当する。操舵トルクしきい値Ｔｈｔｈ、操舵角しきい値θｓｔｈ、および操舵角速度しきい値ωｓｔｈは、第１の状態変数に対する第１のしきい値に相当する。また、横加速度ＬＡ、およびヨーレートＹＲは、車両の旋回状態が反映される第２の状態変数に相当する。横加速度しきい値ＬＡｔｈ、およびヨーレートしきい値ＹＲｔｈは、第２の状態変数に対する第２のしきい値に相当する。
【0083】
車両偏向判定部６３Ｇは、式（７）～式（９）が成立するとき、車両の直進状態に対応したステアリングホイール５の操舵状態であると判定する。すなわち、車両偏向判定部６３Ｇは、ステアリングホイール５の回転位置が操舵中立位置、あるいは操舵中立位置の近傍位置であって、しかもステアリングホイール５が操舵されていない状態であると判定する。車両偏向判定部６３Ｇは、式（５），（６）が成立するとき、車両が旋回している状態であると判定する。
【0084】
車両偏向判定部６３Ｇは、車両の直進状態に対応したステアリングホイール５の操舵状態であるにもかかわらず、横加速度しきい値ＬＡｔｈ以上の横加速度ＬＡ、およびヨーレートしきい値ＹＲｔｈ以上のヨーレートＹＲが発生しているとき、カント路の走行に伴う車両の偏向が発生していると判定する。
【0085】
車両偏向判定部６３Ｇは、式（４）～式（９）のうち少なくとも１つが成立しないとき、カント路の走行に伴う車両の偏向が発生していないと判定する。車両偏向判定部６３Ｇは、カント路の走行に伴う車両の偏向が発生していないと判定されるとき、各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値を初期値に維持するための処理を実行する。初期値は、サーボ剛性制御部６３Ｈが車両の走行状態に応じて演算する各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値である。
【0086】
車両偏向判定部６３Ｇは、カント路の走行に伴う車両の偏向が発生していないと判定されるとき、調整用ゲインＧ０の値を「１」に設定する。サーボ剛性制御部６３Ｈは、各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の初期値に調整用ゲインＧ０の値を乗算することにより、各制御部（６３Ｂ，６３Ｃ、６３Ｄ、６３Ｅ）が使用する最終的な各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）を演算する。調整用ゲインＧ０の値が「１」であるため、最終的な各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値は、サーボ剛性制御部６３Ｈが車両の走行状態に応じて演算する各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値に維持される。
【0087】
車両偏向判定部６３Ｇは、カント路の走行に伴う車両の偏向が発生していると判定されるとき、各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値を初期値よりも大きくするための処理を実行する。車両偏向判定部６３Ｇは、調整用ゲインＧ０の値を「１」よりも大きい値に設定する。車両偏向判定部６３Ｇは、たとえば車速Ｖに応じて、調整用ゲインＧ０の値を設定する。調整用ゲインＧ０は、たとえば「０．１」刻みで設定することが可能である。
【0088】
車両偏向判定部６３Ｇは、調整用ゲインマップを使用して、調整用ゲインＧ０を演算する。調整用ゲインマップは、たとえば、つぎの第１の特性Ｂ１、第２の特性Ｂ２、および第３の特性Ｂ３のうちいずれか一つの特性を有する。調整用ゲインマップの特性は、製品仕様などによって決定される。
【0089】
Ｂ１．車速Ｖが速くなるほど、調整用ゲインＧ０の値が小さくなる。
Ｂ２．車速Ｖが速くなるほど、調整用ゲインＧ０の値が大きくなる。
Ｂ３．車速Ｖにかかわらず、調整用ゲインＧ０の値が同じである。
Ｂ２．車速Ｖが速くなるほど、調整用ゲインＧ０の値が大きくなる。
Ｂ３．車速Ｖにかかわらず、調整用ゲインＧ０の値が同じである。
【0090】
サーボ剛性制御部６３Ｈは、各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の初期値に調整用ゲインＧ０の値を乗算することにより、各制御部（６３Ｂ，６３Ｃ、６３Ｄ、６３Ｅ）が使用する最終的な各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）を演算する。調整用ゲインＧ０の値が「１」よりも大きい値であるため、最終的な各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値は、サーボ剛性制御部６３Ｈが車両の走行状態に応じて演算する初期値よりも大きい値に変更される。
【0091】
図５のグラフに示すように、各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値を増加させることは、角度偏差Δθｐに対する転舵トルク指令値Ｔｐ
＊の傾きを増加させることである。傾きは、角度偏差Δθｐに対する転舵トルク指令値Ｔｐ
＊の変化の割合である。このため、各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値、特に比例ゲインＧ１の値を増加させることにより、転舵トルク指令値Ｔｐ
＊に対する角度偏差Δθｐの値が小さくなる。すなわち、同じ値の転舵トルク指令値Ｔｐ
＊が演算されるために必要とされる角度偏差Δθｐの値が小さくなる。
【0092】
たとえば、図５に二点鎖線で示されるように、各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値が初期値に設定されている場合、角度偏差Δθｐが増加して第１の角度偏差Δθｐ１に至ったとき、所定の転舵トルク指令値Ｔｐ０
＊が演算される。これに対し、図５に実線で示されるように、各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値が初期値よりも大きい値に設定されている場合、角度偏差Δθｐが増加して第２の角度偏差Δθｐ２に至ったとき、所定の転舵トルク指令値Ｔｐ０
＊が演算される。第２の角度偏差Δθｐ２は、第１の角度偏差Δθｐ１よりも小さい値である。すなわち、より小さい角度偏差Δθｐに対して、より大きい値の転舵トルク指令値Ｔｐ
＊が演算される。
【0093】
このため、各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の増加量に応じて、ピニオン角フィードバック制御部６３が実行するフィードバック制御の応答性が向上する。すなわち、車両の偏向が発生しているとき、各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値を増加させることにより、サーボ剛性がより高くなる。したがって、ステアリングホイール５の操舵状態に応じて、転舵輪６の転舵位置を、より迅速に、かつ、より正確に制御することが可能となる。
【0094】
＜第２の実施の形態の作用および効果＞
第２の実施の形態によれば、以下の作用および効果を得ることができる。
（２－１）車両の偏向が発生したとき、ピニオン角フィードバック制御部６３が実行するフィードバック制御におけるフィードバックゲイン、すなわち各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値が増加される。このため、ピニオン角フィードバック制御部６３が実行するフィードバック制御の応答性が、より向上する。また、目標ピニオン角θｐ ＊に対するピニオン角θｐの追従性が向上する。したがって、カント路の走行に伴う車両の偏向を抑えることができる。また、カント路の走行に伴い車両が偏向した場合、運転者は、ステアリングホイール５の操舵を通じて、車両の進行方向をすぐに修正することができる。すなわち、運転者は、ステアリングホイール５の操舵を通じて、カント路の走行に伴う車両の偏向を簡単に解消することができる。修正舵に伴う車両の蛇行も抑制される。
第２の実施の形態によれば、以下の作用および効果を得ることができる。
（２－１）車両の偏向が発生したとき、ピニオン角フィードバック制御部６３が実行するフィードバック制御におけるフィードバックゲイン、すなわち各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値が増加される。このため、ピニオン角フィードバック制御部６３が実行するフィードバック制御の応答性が、より向上する。また、目標ピニオン角θｐ ＊に対するピニオン角θｐの追従性が向上する。したがって、カント路の走行に伴う車両の偏向を抑えることができる。また、カント路の走行に伴い車両が偏向した場合、運転者は、ステアリングホイール５の操舵を通じて、車両の進行方向をすぐに修正することができる。すなわち、運転者は、ステアリングホイール５の操舵を通じて、カント路の走行に伴う車両の偏向を簡単に解消することができる。修正舵に伴う車両の蛇行も抑制される。
【0095】
（２－２）ピニオン角フィードバック制御部６３は、フィードバックゲイン、すなわち各制御部（６３Ｂ，６３Ｃ、６３Ｄ、６３Ｅ）が使用する各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の値を、サーボ剛性制御部６３Ｈが車両の走行状態に応じて演算する各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の初期値よりも大きくなるように調整するだけでよい。具体的には、各ゲイン（Ｇ１～Ｇ４）の初期値に、「１」よりも大きい値を有する調整用ゲインＧ０を乗算するだけである。このため、カント路の走行に伴う車両の偏向に対して、より簡単に対処することができる。
【0096】
（２－３）ステアリングホイール５の操舵状態が反映される第１の状態変数（Ｔｈ，θｓ，ωｓ）と、第１のしきい値（Ｔｈｔｈ，θｓｔｈ，ωｓｔｈ）との比較、ならびに、車両の旋回状態が反映される第２の状態変数（ＬＡ，ＹＲ）と、第２のしきい値（ＬＡｔｈ，ＹＲｔｈ）との比較を通じて、カント路の走行による車両の偏向が発生しているかどうかを簡単に判定することができる。
【0097】
（２－４）車両の直進走行中に強い横風などの外乱に起因する車両の偏向にも対応することができる。
＜他の実施の形態＞
なお、各実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
＜他の実施の形態＞
なお、各実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
【0098】
・第１の実施の形態において、車両の偏向判定において、必ずしも関係式（１），（２）、または関係式（１），（３）が成立する必要はない。車両偏向判定部６３Ｇは、たとえば、関係式（２）または関係式（３）が成立するとき、車両の偏向が発生していると判定してもよい。関係式（２），（３）は、車両の挙動から、横風などの外乱による車両の偏向を判定するための条件である。
【0099】
・第２の実施の形態において、カント路の走行に伴う車両の偏向判定において、必ずしも関係式（４）～（９）のすべてが成立する必要はない。車両偏向判定部６３Ｇは、たとえば、関係式（５）または関係式（６）、ならびに関係式（７）～関係式（９）のうち少なくとも１つが成立するとき、カント路の走行に伴う車両の偏向が発生していると判定してもよい。関係式（５），（６）は、車両の挙動からカント路の走行に伴う車両の偏向を判定するための条件である。関係式（７）～（９）は、ステアリングホイールの操舵状態から、カント路の走行に伴う車両の偏向を判定するための条件である。
【0100】
・第１および第２の実施の形態において、車速センサ４１は、車輪速センサであってもよい。操舵制御装置１は、車輪速センサを通じて検出される車輪速に基づき車速Ｖを演算し、演算される車速Ｖを使用して各種の制御を実行する。
【0101】
・第１および第２の実施の形態において、積分制御部６３Ｃを、つぎのように動作させてもよい。すなわち、判定フラグＦ１の値が「０」であるとき、すなわち、車両の偏向が発生していないとき、積分制御部６３Ｃは動作を停止する。このとき、ピニオン角フィードバック制御部６３は、いわゆるＰＤ制御を実行する。これに対し、判定フラグＦ１の値が「１」であるとき、すなわち、車両の偏向が発生しているとき、積分制御部６３Ｃは動作を開始する。このとき、ピニオン角フィードバック制御部６３は、いわゆるＰIＤ制御を実行する。積分制御部６３Ｃにより演算される第２のトルク指令値Ｔｐ２が転舵トルク指令値Ｔｐ
＊に反映されることによって、転舵モータ３１が、車両を偏向させるように作用する外力に抗うトルクを発生する。したがって、車両の偏向が発生しているとき、ピニオン角フィードバック制御部６３が実行するフィードバック制御の応答性が向上する。また、角度偏差Δθｐが解消されやすくなるため、車両の偏向を抑えることができる。
【0102】
・第１および第２の実施の形態において、ピニオン角フィードバック制御部６３として、ダンピング制御部６３Ｅを割愛した構成を採用してもよい。この場合、演算器６３Ｆは、比例制御部６３Ｂにより演算される第１のトルク指令値Ｔｐ１と、積分制御部６３Ｃにより演算される第２のトルク指令値Ｔｐ２と、微分制御部６３Ｄにより演算される第３のトルク指令値Ｔｐ３とを加算することにより、転舵トルク指令値Ｔｐ
＊を演算する。
【0103】
・第１および第２の実施の形態では、ピニオン角フィードバック制御部６３が、車両偏向判定部６３Ｇおよびサーボ剛性制御部６３Ｈを有していた。しかし、転舵制御装置１Ｂが、車両偏向判定部６３Ｇおよびサーボ剛性制御部６３Ｈを有していればよい。
【符号の説明】
【0104】
１Ｂ…転舵制御装置
５…ステアリングホイール
６…転舵輪
２１…ピニオンシャフト
３１…転舵モータ
６２…目標ピニオン角演算部
６３…ピニオン角フィードバック制御部
６３Ｂ…比例制御部
６３Ｃ…積分制御部
６３Ｄ…微分制御部
６３Ｆ…演算器
６３Ｇ…車両偏向判定部（判定部）
５…ステアリングホイール
６…転舵輪
２１…ピニオンシャフト
３１…転舵モータ
６２…目標ピニオン角演算部
６３…ピニオン角フィードバック制御部
６３Ｂ…比例制御部
６３Ｃ…積分制御部
６３Ｄ…微分制御部
６３Ｆ…演算器
６３Ｇ…車両偏向判定部（判定部）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】