特開 2024-72647 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】P2024072647

(43)【公開日】2024-05-28

(54)【発明の名称】操舵制御装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20240521BHJP

   B62D 101/00 20060101ALN20240521BHJP

   B62D 113/00 20060101ALN20240521BHJP

   B62D 119/00 20060101ALN20240521BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00

B62D101:00

B62D113:00

B62D119:00

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022183605

(22)【出願日】2022-11-16

(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】石原 敦

(72)【発明者】

【氏名】外山 英次

(72)【発明者】

【氏名】工藤 佳夫

【テーマコード（参考）】

3D232

【Ｆターム（参考）】

3D232CC03

3D232CC04

3D232DA03

3D232DA04

3D232DA46

3D232DA62

3D232DA63

3D232DA64

3D232DC01

3D232DC02

3D232DC03

3D232DC08

3D232DD01

3D232DD06

3D232DD17

3D232EB04

3D232EB12

3D232EC23

3D232EC29

3D232EC37

3D232GG01

(57)【要約】

【課題】ステアリングホイールと転舵輪との間のねじり剛性の変化を抑制できるようにした操舵制御装置を提供する。
【解決手段】ＰＵ５２は、転舵輪３４の転舵角を制御量として且つ目標転舵角を制御量の目標値とするフィードバック制御によって転舵モータ４２のトルクを制御する。ＰＵ５２は、軸力に応じてステアリングホイール１２に反力を付与する。ＰＵ５２は、目標転舵相当角に応じて角度軸力を算出する。ＰＵ５２は、転舵モータ４２の電流に応じて電流軸力を算出する。ＰＵ５２は、角度軸力と電流軸力との加重平均処理値を軸力とする。ＰＵ５２は、軸力に対する電流軸力の割合に応じて上記フィードバック制御のゲインを変更する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステアリングホイールに反力を付与する反力モータと、転舵輪を転舵させる転舵モータと、を備える操舵装置に適用され、
前記ステアリングホイールおよび前記転舵輪間の動力伝達が遮断された状態において、転舵制御処理、角度軸力算出処理、モータ軸力算出処理、配分処理、反力制御処理、およびゲイン可変処理を実行するように構成され、
前記転舵制御処理は、転舵相当角を制御量として且つ目標転舵相当角を前記制御量の目標値とするフィードバック制御の操作量に応じて前記転舵モータを操作する処理であり、
前記転舵相当角は、転舵角を示す変数であり、
前記目標転舵相当角は、前記転舵相当角の目標値であり、
前記角度軸力算出処理は、軸力用角度変数の値を入力として角度軸力を算出する処理であり、
前記軸力用角度変数は、前記操舵装置の角度を示す変数であって且つ前記角度軸力を算出する際に参照される変数であり、
前記モータ軸力算出処理は、前記転舵モータのトルクを示す変数であるトルク変数の値を入力としてモータ軸力を算出する処理であり、
前記配分処理は、前記角度軸力と前記モータ軸力との加重平均処理値に応じて配分軸力を算出する処理であり、
前記反力制御処理は、前記配分軸力に応じて前記反力モータのトルクを制御する処理であり、
前記ゲイン可変処理は、前記配分軸力に応じて前記フィードバック制御のゲインを変更する処理であって且つ、前記配分軸力に占める前記モータ軸力の割合が大きい場合の前記ゲインを前記割合が小さい場合の前記ゲイン以上とする処理である操舵制御装置。

【請求項2】

前記配分処理は、配分用角度変数の値に応じて前記配分軸力に占める前記モータ軸力の割合を変更する処理を含み、
前記配分用角度変数は、前記操舵装置の角度を示す変数であって且つ前記割合を算出する際に参照される変数である請求項１記載の操舵制御装置。

【請求項3】

目標転舵相当角算出処理、および目標操舵角算出処理を実行するように構成され、
前記目標転舵相当角算出処理は、操舵角と舵角比とに応じて前記目標転舵相当角を算出する処理であり、
前記目標操舵角算出処理は、前記転舵相当角と前記舵角比とに応じて目標操舵角を算出する処理であり、
前記角度変数の値は、前記目標操舵角である請求項２記載の操舵制御装置。

【請求項4】

前記転舵制御処理は、前記転舵相当角と前記目標転舵相当角との差を入力とする比例要素の出力値に応じて前記操作量を算出する処理を含み、
前記ゲイン可変処理は、前記比例要素のゲインを可変とする処理を含む請求項１記載の操舵制御装置。

【請求項5】

前記ゲイン可変処理は、前記配分軸力に占める前記モータ軸力の割合を入力として前記ゲインを変更する処理と、車速を入力として前記ゲインを変更する処理と、を含む請求項１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】

たとえば下記特許文献１には、ステアリングホイールと転舵輪との間の動力伝達が遮断された状態で、ステアリングホイールおよび転舵輪を制御対象とする制御装置が記載されている。この制御装置は、軸力に応じてステアリングホイールに、運転者がステアリングホイールを操作するトルクとは逆側のトルクである反力トルクを付与する。ここで、制御装置は、軸力を、角度の目標値に応じた軸力である角度軸力と、転舵輪を転舵させるモータの電流に応じた軸力である電流軸力との配分比を調整して算出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－４９９６７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、転舵輪に対して外部から大きな力が加わる場合、モータの電流が大きくなる。そのため、転舵輪に対して外部から大きな力が加わる場合、電流軸力が大きく変化する。一方、角度軸力は、目標値に応じた量であることから、転舵輪に対して外部から大きな力が加わっても、大きく変化しない。そのため、転舵輪に対して外部から大きな力が加わったときにステアリングホイールに加わる反力は、角度軸力と電流軸力との配分比に応じて変化する。これは、運転者に、ステアリングホイールと転舵輪との間のねじり剛性の変化として体感される要因となる懸念がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
ステアリングホイールに反力を付与する反力モータと、転舵輪を転舵させる転舵モータと、を備える操舵装置に適用され、前記ステアリングホイールおよび前記転舵輪間の動力伝達が遮断された状態において、転舵制御処理、角度軸力算出処理、モータ軸力算出処理、配分処理、反力制御処理、およびゲイン可変処理を実行するように構成され、前記転舵制御処理は、転舵相当角を制御量として且つ目標転舵相当角を前記制御量の目標値とするフィードバック制御の操作量に応じて前記転舵モータを操作する処理であり、前記転舵相当角は、転舵角を示す変数であり、前記目標転舵相当角は、前記転舵相当角の目標値であり、前記角度軸力算出処理は、軸力用角度変数の値を入力として角度軸力を算出する処理であり、前記軸力用角度変数は、前記操舵装置の角度を示す変数であって且つ前記角度軸力を算出する際に参照される変数であり、前記モータ軸力算出処理は、前記転舵モータのトルクを示す変数であるトルク変数の値を入力としてモータ軸力を算出する処理であり、前記配分処理は、前記角度軸力と前記モータ軸力との加重平均処理値に応じて配分軸力を算出する処理であり、前記反力制御処理は、前記配分軸力に応じて前記反力モータのトルクを制御する処理であり、前記ゲイン可変処理は、前記配分軸力に応じて前記フィードバック制御のゲインを変更する処理であって且つ、前記配分軸力に占める前記モータ軸力の割合が大きい場合の前記ゲインを前記割合が小さい場合の前記ゲイン以上とする処理である操舵制御装置である。

【0006】

上記構成では、配分軸力に占めるモータ軸力の割合に応じてゲインを可変としつつ、同割合が大きい場合のゲインを同割合が小さい場合のゲイン以上とする。したがって、割合が大きい場合には小さい場合と比較して、転舵角が目標転舵角から乖離することが迅速に抑制される。転舵角と目標転舵角との乖離が大きいほど、フィードバック制御の操作量が大きくなる傾向がある。そのため、上記ゲインの変更は、モータ軸力の大きさが大きくなることを抑制することに繋がる。したがって、上記割合が大きい場合に小さい場合よりも、転舵輪に対して外部から大きな力が加わったときにステアリングホイールに加わる反力が大きくなることを抑制できる。

【0007】

２．前記配分処理は、配分用角度変数の値に応じて前記配分軸力に占める前記モータ軸力の割合を変更する処理を含み、前記配分用角度変数は、前記操舵装置の角度を示す変数であって且つ前記割合を算出する際に参照される変数である上記１記載の操舵制御装置である。

【0008】

上記構成では、配分用角度変数の値に応じて適切な割合を設定できる。
３．目標転舵相当角算出処理、および目標操舵角算出処理を実行するように構成され、前記目標転舵相当角算出処理は、操舵角と舵角比とに応じて前記目標転舵相当角を算出する処理であり、前記目標操舵角算出処理は、前記転舵相当角と前記舵角比とに応じて目標操舵角を算出する処理であり、前記角度変数の値は、前記目標操舵角である上記２記載の操舵制御装置である。

【0009】

上記構成では、舵角比を所望の比率とする上で、実際の転舵角と整合する値を目標操舵角とする。そして、上述の割合を、目標操舵角に応じた適切な値に設定できる。
４．前記転舵制御処理は、前記転舵相当角と前記目標転舵相当角との差を入力とする比例要素の出力値に応じて前記操作量を算出する処理を含み、前記ゲイン可変処理は、前記比例要素のゲインを可変とする処理を含む上記１～３のいずれか１つに記載の操舵制御装置である。

【0010】

上記構成では、割合が大きい場合に比例要素の応答性を高めることができる。
５．前記ゲイン可変処理は、前記配分軸力に占める前記モータ軸力の割合を入力として前記ゲインを変更する処理と、車速を入力として前記ゲインを変更する処理と、を含む上記１～４のいずれか１つに記載の操舵制御装置である。

【0011】

上記構成では、割合に加えて車速に応じてゲインを変更することにより、転舵角の制御性を車速に応じた適切な制御性とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】一実施形態にかかる操舵装置および操舵制御装置の構成を示す図である。

【図2】同実施形態における操舵制御装置が実行する処理を示すブロック図である。

【図3】同実施形態にかかる軸力算出処理の詳細を示すブロック図である。

【図4】同実施形態にかかるフィードバック処理の手順を示す流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

操舵制御装置の一実施形態を図面に従って説明する。
「前提構成」
図１に示す車両の操舵装置１０は、ステアバイワイヤ式の装置である。操舵装置１０は、ステアリングホイール１２と、ステアリング軸１４と、反力アクチュエータ２０と、転舵アクチュエータ３０と、を備えている。ステアリング軸１４は、ステアリングホイール１２に連結されている。反力アクチュエータ２０は、運転者がステアリングホイール１２を操作する力に抗する力を付与するアクチュエータである。反力アクチュエータ２０は、反力モータ２２と、反力用インバータ２４と、反力用減速機構２６とを有している。反力モータ２２は、ステアリング軸１４を介してステアリングホイール１２に対して操舵に抗する力である操舵反力を付与する。反力モータ２２は、反力用減速機構２６を介してステアリング軸１４に連結されている。反力モータ２２には、一例として、３相の同期電動機が採用されている。反力用減速機構２６は、たとえば、ウォームアンドホイールからなる。

【0014】

転舵アクチュエータ３０は、運転者によるステアリングホイール１２の操作が示す運転者の操舵の意思に応じて転舵輪３４を転舵させる用途を有したアクチュエータである。転舵アクチュエータ３０は、ラック軸３２と、転舵モータ４２と、転舵用インバータ４４と、転舵伝達機構４６と、変換機構４８とを備えている。転舵モータ４２には、一例として、３相の同期電動機が採用されている。転舵伝達機構４６は、ベルト伝達機構からなる。転舵伝達機構４６によって、転舵モータ４２の回転動力が変換機構４８に伝達される。変換機構４８は、伝達された回転動力を、ラック軸３２の軸方向の変位動力に変換する。ラック軸３２の軸方向への変位によって、転舵輪３４が転舵される。

【0015】

操舵制御装置５０は、ステアリングホイール１２および転舵輪３４を制御対象とする。すなわち、操舵制御装置５０は、制御対象としてのステアリングホイール１２の制御量である、運転者の操舵に抗する操舵反力を制御する。また、操舵制御装置５０は、制御対象としての転舵輪３４の制御量である転舵角を制御する。転舵角は、転舵輪３４としてのタイヤの切れ角である。

【0016】

操舵制御装置５０は、制御量の制御のために、トルクセンサ６０によって検出される操舵トルクＴｈを参照する。操舵トルクＴｈは、運転者がステアリングホイール１２の操作を通じてステアリング軸１４に付与したトルクである。操舵制御装置５０は、制御量の制御のために、操舵側回転角センサ６２によって検出される、反力モータ２２の回転軸の角度である回転角θａを参照する。また、操舵制御装置５０は、制御量の制御のために、反力モータ２２を流れる電流ｉｕｓ，ｉｖｓ，ｉｗｓを参照する。電流ｉｕｓ，ｉｖｓ，ｉｗｓは、たとえば反力用インバータ２４の各レッグに設けられたシャント抵抗の電圧降下量として検出されるものであってもよい。操舵制御装置５０は、制御量の制御のために、転舵側回転角センサ６４によって検出される、転舵モータ４２の回転軸の角度である回転角θｂを参照する。また、操舵制御装置５０は、制御量の制御のために、転舵モータ４２を流れる電流ｉｕｔ，ｉｖｔ，ｉｗｔを参照する。電流ｉｕｔ，ｉｖｔ，ｉｗｔは、たとえば転舵用インバータ４４の各レッグに設けられたシャント抵抗の電圧降下量として検出されるものであってもよい。操舵制御装置５０は、車速センサ６６によって検出される車速Ｖを参照する。

【0017】

操舵制御装置５０は、ＰＵ５２、および記憶装置５４を備えている。ＰＵ５２は、ＣＰＵ、ＧＰＵ、およびＴＰＵ等のソフトウェア処理装置である。記憶装置５４は、電気的に書き換え不可能な不揮発性メモリであってもよい。また記憶装置５４は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリ、およびディスク媒体等の記憶媒体であってもよい。

【0018】

「制御の概要」
図２に、操舵制御装置５０が実行する処理を示す。図２に示す処理は、記憶装置５４に記憶されたプログラムをＰＵ５２がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。

【0019】

操舵角算出処理Ｍ１０は、回転角θａを、例えば、車両が直進しているときのステアリングホイール１２の位置であるステアリング中立位置からの反力モータ２２の回転数をカウントすることにより、３６０度を超える範囲を含む積算角に換算する。操舵角算出処理Ｍ１０は、換算して得られた積算角に反力用減速機構２６の回転速度比に基づき換算係数を乗算することで、操舵角θｓを演算する。

【0020】

転舵相当角算出処理Ｍ１２は、回転角θｂを、例えば、車両が直進しているときのラック軸３２の位置であるラック中立位置からの転舵モータ４２の回転数をカウントすることにより、３６０度を超える範囲を含む積算角に換算する。転舵相当角算出処理Ｍ１２は、換算して得られた積算角に転舵伝達機構４６の減速比および変換機構４８のリード等に応じた換算係数を乗算することで、転舵輪３４の転舵角に応じた転舵相当角θｐを演算する。転舵相当角θｐは、転舵角と比例関係にある量である。なお、転舵相当角θｐは、一例として、ラック中立位置よりも右側の角度である場合に正、左側の角度である場合に負とする。

【0021】

舵角比設定処理Ｍ１４は、操舵角θｓおよび車速Ｖに応じて、操舵角θｓと転舵相当角θｐとの比率である舵角比を定める舵角比変数Ｄｓｔの値を設定する処理である。
目標操舵角算出処理Ｍ１６は、転舵相当角θｐおよび舵角比変数Ｄｓｔの値に応じて、目標操舵角θｓ＊を算出する処理である。目標操舵角θｓ＊と転舵相当角θｐとの比率は、舵角比変数Ｄｓｔの値によって定まる舵角比となっている。

【0022】

目標転舵相当角算出処理Ｍ１８は、操舵角θｓと、舵角比変数Ｄｓｔの値とに応じて、目標転舵相当角θｐ＊を算出する処理である。操舵角θｓと目標転舵相当角θｐ＊との比は、舵角比変数Ｄｓｔが示す舵角比である。

【0023】

操舵力設定処理Ｍ２０は、操舵トルクＴｈ、および車速Ｖを入力として、操舵力Ｔｂ＊を算出する処理である。操舵力Ｔｂ＊は、運転者の操舵方向と同一方向の量となっている。操舵力Ｔｂ＊の大きさは、運転者による操舵をアシストする力を大きくする場合に大きい値に設定される。操舵力設定処理Ｍ２０は、たとえば、操舵トルクＴｈの絶対値が大きいほど、操舵力Ｔｂ＊をより大きな値に算出する処理を含んでもよい。またたとえば、操舵力設定処理Ｍ２０は、車速Ｖが小さいほど、操舵力Ｔｂ＊をより大きな値に算出する処理を含んでもよい。

【0024】

配分軸力算出処理Ｍ２２には、車速Ｖ、転舵モータ４２のｑ軸電流ｉｑｔ、および目標転舵相当角θｐ＊を入力として、転舵輪３４を通じてラック軸３２に作用する配分軸力Ｆを算出する処理である。配分軸力Ｆは、ステアリング軸１４に加わるトルクに換算されている。配分軸力Ｆは、運転者の操舵方向とは反対方向に作用する量である。

【0025】

目標反力算出処理Ｍ２４は、操舵力Ｔｂ＊から配分軸力Ｆを減算した値を、目標反力トルクＴｓ＊に代入する処理である。目標反力トルクＴｓ＊は、反力モータ２２がステアリング軸１４に加えるトルクの目標値である。

【0026】

反力用操作信号生成処理Ｍ２６は、ステアリング軸１４に加えるトルクが目標反力トルクＴｓ＊となるように、反力モータ２２のトルクを制御すべく、反力用インバータ２４に対する操作信号ＭＳｓを生成する処理である。詳しくは、反力用操作信号生成処理Ｍ２６は、目標反力トルクＴｓ＊を反力モータ２２の目標トルクに換算する処理を含む。また、反力用操作信号生成処理Ｍ２６は、電流のフィードバック制御によって、反力モータ２２を流れる電流を目標トルクから定まる電流に近づけるべく、反力用インバータ２４に対する操作信号ＭＳｓを算出する処理を含む。なお、操作信号ＭＳｓは、実際には、反力用インバータ２４の６つのスイッチング素子のそれぞれに対する操作信号となっている。

【0027】

転舵フィードバック処理Ｍ３０は、転舵相当角θｐを制御量として且つ目標転舵相当角θｐ＊を制御量の目標値とするフィードバック制御の操作量を、目標転舵トルクＴｔ＊に代入する処理である。目標転舵トルクＴｔ＊は、転舵モータ４２のトルクと一定の比率を有する。

【0028】

転舵用操作信号生成処理Ｍ３２は、転舵モータ４２のトルクが目標転舵トルクＴｔ＊と一定の比率を有した値となるように、転舵モータ４２のトルクを制御すべく、転舵用インバータ４４に対する操作信号ＭＳｔを生成する処理である。詳しくは、転舵用操作信号生成処理Ｍ３２は、目標転舵トルクＴｔ＊を転舵モータ４２の目標トルクに換算する処理を含む。また、転舵用操作信号生成処理Ｍ３２は、電流のフィードバック制御によって、転舵モータ４２を流れる電流を目標トルクから定まる電流に近づけるべく、転舵用インバータ４４に対する操作信号ＭＳｔを算出する処理を含む。なお、操作信号ＭＳｔは、実際には、転舵用インバータ４４の６つのスイッチング素子のそれぞれに対する操作信号となっている。

【0029】

「軸力算出処理」
図３に、配分軸力算出処理Ｍ２２の詳細を示す。
角度軸力算出処理Ｍ４０は、目標転舵相当角θｐ＊、および車速Ｖを入力として、角度軸力Ｆｒを算出する処理である。角度軸力Ｆｒは、任意に設定する車両のモデルにより規定される軸力の理想値である。角度軸力Ｆｒは、路面情報が反映されない軸力として算出される。路面情報とは、車両の横方向への挙動に影響を与えない微小な凹凸や車両の横方向への挙動に影響を与える段差等の情報である。例えば、角度軸力算出処理Ｍ４０は、目標転舵相当角θｐ＊の絶対値が大きくなるほど、角度軸力Ｆｒの絶対値が大きくなるように算出してもよい。またたとえば、角度軸力算出処理Ｍ４０は、車速Ｖが大きくなるにつれて角度軸力Ｆｒの絶対値が大きくなるように算出してもよい。

【0030】

電流軸力算出処理Ｍ４２には、転舵モータ４２のｑ軸電流ｉｑｔとして、電流軸力Ｆｉを算出する処理である。ｑ軸電流ｉｑｔは、ＰＵ５２によって、転舵相当角θｐと、電流ｉｕｔ，ｉｖｔ，ｉｗｔとに応じて算出される。電流軸力Ｆｉは、転舵輪３４を転舵させるべく動作するラック軸３２に実際に作用する軸力、すなわちラック軸３２に実際に伝達される軸力の推定値である。電流軸力Ｆｉは、上記路面情報が反映される軸力として算出される。例えば、電流軸力算出処理Ｍ４２は、転舵モータ４２によってラック軸３２に加えられるトルクと、転舵輪３４を通じてラック軸３２に加えられる力に応じたトルクとが釣り合うとして、電流軸力Ｆｉを算出する。すなわち、電流軸力算出処理Ｍ４２は、ｑ軸電流ｉｑｔの絶対値が大きくなるほど、電流軸力Ｆｉの絶対値を大きい値に算出する処理である。

【0031】

配分比算出処理Ｍ４６は、車速Ｖおよび目標操舵角θｓ＊を入力として、割合Ｄｉを算出する処理である。割合Ｄｉは、角度軸力Ｆｒと、電流軸力Ｆｉとの和に対する電流軸力Ｆｉの割合である。割合Ｄｉは、ゼロ以上１以下の値を有する。配分比算出処理Ｍ４６は、たとえば記憶装置５４にマップデータが記憶された状態でＰＵ５２によって割合Ｄｉをマップ演算する処理とすればよい。ここで、マップデータは、車速Ｖおよび目標操舵角θｓ＊を入力変数として且つ、割合Ｄｉを出力変数とするデータである。

【0032】

なお、マップデータとは、入力変数の離散的な値と、入力変数の値のそれぞれに対応する出力変数の値と、の組データである。また、マップ演算は、入力変数の値がマップデータの入力変数の値のいずれかに一致する場合、対応するマップデータの出力変数の値を演算結果とする処理とすればよい。また、マップ演算は、入力変数の値がマップデータの入力変数の値のいずれにも一致しない場合、マップデータに含まれる複数の出力変数の値の補間によって得られる値を演算結果とする処理とすればよい。また、これに代えて、マップ演算は、入力変数の値がマップデータの入力変数の値のいずれにも一致しない場合、マップデータに含まれる複数の入力変数の値のうちの最も近い値に対応するマップデータの出力変数の値を演算結果とする処理としてもよい。

【0033】

第２配分比算出処理Ｍ４８は、「１」から割合Ｄｉを減算することによって、第２割合「１－Ｄｉ」を算出する処理である。第２割合は、角度軸力Ｆｒと、電流軸力Ｆｉとの和に対する角度軸力Ｆｒの割合である。

【0034】

第１割合乗算処理Ｍ５０は、電流軸力Ｆｉに割合Ｄｉを乗算する処理である。第２割合乗算処理Ｍ５２は、角度軸力Ｆｒに第２割合を乗算する処理である。加算処理Ｍ５４は、第１割合乗算処理Ｍ５０の出力値と、第２割合乗算処理Ｍ５２の出力値とを加算した値を、配分軸力Ｆに代入する処理である。すなわち、配分軸力Ｆは、角度軸力Ｆｒと電流軸力Ｆｉとの加重平均処理値となっている。

【0035】

「転舵フィードバック処理」
図４に、転舵フィードバック処理Ｍ３０の手順を示す。図４に示す処理は、記憶装置５４に記憶されたプログラムをＰＵ５２がたとえば所定周期で繰り返し実行することによって実現される。なお、図４において、先頭に「Ｓ」が付与された数字によって各処理のステップ番号を表現する。

【0036】

図４に示す一連の処理において、ＰＵ５２は、まず車速Ｖを取得する（Ｓ１０）。次にＰＵ５２は、割合Ｄｉを取得する（Ｓ１２）。また、ＰＵ５２は、目標転舵相当角θｐ＊から転舵相当角θｐを減算した値を、偏差Δθに代入する（Ｓ１４）。

【0037】

そしてＰＵ５２は、偏差Δθを入力とする比例要素の出力値、偏差Δθの時間微分値を入力とする微分要素の出力値、および偏差Δθに応じた値の積分要素の出力値の和を、目標転舵トルクＴｔ＊に代入する（Ｓ１６）。

【0038】

ここで、ＰＵ５２は、割合Ｄｉおよび車速Ｖに応じて比例要素のゲインである比例ゲインＫｐを可変設定する。ここで、ＰＵ５２は、割合Ｄｉが大きい場合の比例ゲインＫｐを割合Ｄｉが小さい場合の比例ゲインＫｐ以上とする。この処理は、記憶装置５４にマップデータが記憶された状態でＰＵ５２によって比例ゲインＫｐをマップ演算する処理とすればよい。なお、マップデータは、割合Ｄｉおよび車速Ｖを入力変数として且つ、比例ゲインＫｐを出力変数とするデータである。

【0039】

また、ＰＵ５２は、割合Ｄｉおよび車速Ｖに応じて微分要素のゲインである微分ゲインＫｄを可変設定する。ここで、ＰＵ５２は、割合Ｄｉが大きい場合の微分ゲインＫｄを割合Ｄｉが小さい場合の微分ゲインＫｄ以上とする。この処理は、記憶装置５４にマップデータが記憶された状態でＰＵ５２によって微分ゲインＫｄをマップ演算する処理とすればよい。なお、マップデータは、割合Ｄｉおよび車速Ｖを入力変数として且つ、微分ゲインＫｄを出力変数とするデータである。

【0040】

また、ＰＵ５２は、割合Ｄｉおよび車速Ｖに応じて積分要素のためのゲインである、積分ゲインＫｉを可変設定する。ここで、ＰＵ５２は、割合Ｄｉが大きい場合の積分ゲインＫｉを割合Ｄｉが小さい場合の積分ゲインＫｉ以上とする。この処理は、記憶装置５４にマップデータが記憶された状態でＰＵ５２によって積分ゲインＫｉをマップ演算する処理とすればよい。なお、マップデータは、割合Ｄｉおよび車速Ｖを入力変数として且つ、積分ゲインＫｉを出力変数とするデータである。

【0041】

なお、ＰＵ５２は、Ｓ１６の処理を完了する場合、図４に示す一連の処理を一旦終了する。
「本実施形態の作用および効果」
ＰＵ５２は、目標転舵相当角θｐ＊に応じて角度軸力Ｆｒを算出する。また、ＰＵ５２は、ｑ軸電流ｉｑｔに応じて電流軸力Ｆｉを算出する。ＰＵ５２は、割合Ｄｉに応じて、角度軸力Ｆｒおよび電流軸力Ｆｉから配分軸力Ｆを算出する。ＰＵ５２は、操舵トルクＴｈに応じてアシスト力等を定める操舵力Ｔｂ＊から配分軸力Ｆを減算することによって、目標反力トルクＴｓ＊を算出する。そしてＰＵ５２は、目標反力トルクＴｓ＊に応じて反力モータ２２のトルクを制御する。これにより、配分軸力Ｆの大きさが大きいほど、ステアリングホイール１２に加わる反力を大きくすることができる。

【0042】

ところで、転舵輪３４に外部から大きな力が加わることによって、転舵相当角θｐが目標転舵相当角θｐ＊から大きく乖離する場合、ｑ軸電流ｉｑｔの大きさが大きくなる。ｑ軸電流ｉｑｔの大きさが大きくなると、電流軸力Ｆｉの大きさが大きくなる。その場合、転舵輪３４に外部から大きな力が加わる場合に、割合Ｄｉの大小に応じて、ステアリングホイール１２に加える操舵トルクＴｈに対する転舵輪３４の転舵角のねじり剛性が異なることが懸念される。

【0043】

そこでＰＵ５２は、転舵フィードバック処理Ｍ３０のゲインを、割合Ｄｉが小さいときと比較して割合Ｄｉが大きいときに大きくした。これにより、割合Ｄｉが大きいときには、割合Ｄｉが小さいときと比較して、転舵輪３４に外部から大きな力が加わる場合に、転舵相当角θｐが目標転舵相当角θｐ＊から乖離する傾向がより迅速に抑制される。これにより、電流軸力Ｆｉの大きさが大きくなることが抑制される。そのため、転舵輪３４に外部から大きな力が加わる場合に、割合Ｄｉの大小によって、ステアリングホイール１２に加える操舵トルクＴｈに対する転舵輪３４の転舵角のねじり剛性が異なることを抑制できる。

【0044】

＜対応関係＞
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。［１，４］転舵制御処理は、転舵フィードバック処理Ｍ３０および転舵用操作信号生成処理Ｍ３２に対応する。モータ軸力算出処理は、電流軸力算出処理Ｍ４２に対応する。配分処理は、配分比算出処理Ｍ４６、第２配分比算出処理Ｍ４８、第１割合乗算処理Ｍ５０、第２割合乗算処理Ｍ５２、加算処理Ｍ５４に対応する。反力制御処理は、目標反力算出処理Ｍ２４および反力用操作信号生成処理Ｍ２６に対応する。ゲイン可変処理は、Ｓ１６の処理に対応する。［２］配分用角度変数は、目標操舵角θｓ＊に対応する。［３］目標転舵相当角算出処理は、目標転舵相当角算出処理Ｍ１８に対応する。目標操舵角算出処理は、目標操舵角算出処理Ｍ１６に対応する。［５］Ｓ１６の処理において、比例ゲインＫｐ、微分ゲインＫｄ、および積分ゲインＫｉが、車速Ｖおよび目標操舵角θｓ＊に応じて変更されることに対応する。

【0045】

＜その他の実施形態＞
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0046】

「軸力用角度変数について」
・角度軸力の算出処理の入力とする軸力用角度変数としては、目標転舵相当角θｐ＊に限らない。たとえば、操舵角θｓであってもよい。またたとえば、転舵相当角θｐであってもよい。さらにたとえば、上述の目標操舵角θｓ＊であってもよい。ただし、軸力用角度変数の値は、転舵モータ４２のトルクと相関を有する変数の値を参照することなく算出される値であることが望ましい。

【0047】

「配分用角度変数について」
・角度軸力Ｆｒと電流軸力Ｆｉとの割合Ｄｉを定めるための角度変数としては、目標操舵角θｓ＊に限らない。たとえば転舵相当角θｐおよび操舵角θｓの組であってもよい。また、これに代えて、転舵相当角θｐとしてもよい。

【0048】

「配分軸力算出処理について」
・割合Ｄｉを算出するための入力としては、車速Ｖおよび目標操舵角θｓ＊に限らない。たとえば、「配分用角度変数について」に記載した配分用角度変数と、車速Ｖとを入力としてもよい。また例えば「配分用角度変数について」に記載した配分用角度変数のみを入力としてもよい。なお、割合Ｄｉを算出するための入力に、配分用角度変数が含まれることは必須ではない。

【0049】

「モータ軸力について」
・転舵モータ４２のトルクを示す変数であるトルク変数の値を入力として算出されるモータ軸力としては、電流軸力Ｆｉに限らない。たとえば、転舵モータ４２のトルクの推定値を入力として算出される軸力であってもよい。ここで、転舵モータ４２が表面磁石同期機であるなら、転舵モータ４２のトルクの推定値は、ｑ軸電流に電機子鎖交磁束定数を乗算した値とすればよい。また、たとえば、転舵モータ４２が埋め込み磁石同期電動機の場合、ｄ軸電流、ｑ軸電流と、ｄ軸インダクタンス、ｑ軸インダクタンス、および電機子鎖交磁束定数とに基づく周知のモデル式に応じて算出される値とすればよい。

【0050】

「転舵相当角について」
・転舵相当角として、転舵角自体を採用してもよい。
「転舵角制御処理について」
・転舵角制御処理が、比例要素の出力値、微分要素の出力値、および積分要素の出力値の和に応じて目標転舵トルクＴｔ＊を算出する処理を含むことは必須ではない。たとえば、積分要素の出力値を含むことなく、比例要素の出力値および微分要素の出力値の和に応じて目標転舵トルクＴｔ＊を算出する処理を含んでもよい。またたとえば、微分要素の出力値を含むことなく、比例要素の出力値、および積分要素の出力値の和に応じて目標転舵トルクＴｔ＊を算出する処理を含んでもよい。またたとえば、微分要素の出力値および積分要素の出力値を含むことなく、比例要素の出力値に応じて目標転舵トルクＴｔ＊を算出する処理を含んでもよい。

【0051】

・微分要素としては、制御量とその目標値との差の１階の時間微分を入力とするものに限らない。たとえば、制御量の１階の時間微分値を入力とするものであってもよい。換言すれば、転舵角制御処理において、先行微分型の制御器を利用してもよい。

【0052】

「ゲイン可変処理について」
・ゲイン可変処理としては、比例ゲインＫｐ、微分ゲインＫｄ、および積分ゲインＫｉの全てを割合Ｄｉに応じて変更する処理に限らない。これは、転舵角制御処理が、目標転舵トルクＴｔ＊を算出するときに用いる出力値が、比例要素の出力値、微分要素の出力値、および積分要素の出力値の３つの全てを含まない場合に限らない。たとえば、積分要素の出力値を含むことなく、比例要素の出力値および微分要素の出力値の和に応じて目標転舵トルクＴｔ＊を算出する場合において、比例ゲインＫｐのみ割合Ｄｉに応じて変更してもよい。

【0053】

「操舵制御装置について」
・操舵制御装置としては、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態において実行される処理の少なくとも一部を実行するたとえばＡＳＩＣ等の専用のハードウェア回路を備えてもよい。すなわち、操舵制御装置は、以下の（ａ）～（ｃ）のいずれかの構成を備える処理回路を含んでいればよい。（ａ）上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶する記憶装置等のプログラム格納装置とを備える処理回路。（ｂ）上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える処理回路。（ｃ）上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える処理回路。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア実行装置は、複数であってもよい。また、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。

【0054】

「そのほか」
・転舵モータ４２が同機機であることは必須ではない。たとえば、誘導機であってもよい。

【0055】

・上記各実施形態は、操舵装置１０を、ステアリングホイール１２と転舵輪３４との間が機械的に常時分離したリンクレスの構造としたが、これに限らず、クラッチによりステアリングホイール１２と転舵輪３４との間が機械的に分離可能な構造としてもよい。

【符号の説明】

【0056】

１０…操舵装置
１２…ステアリングホイール
１４…ステアリング軸
２０…反力アクチュエータ
２２…反力モータ
２４…反力用インバータ
３０…転舵アクチュエータ
３２…ラック軸
３４…転舵輪
４０…伝達機構
４２…転舵モータ
４４…転舵用インバータ
５０…操舵制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】