特開 2024-74634 操舵制御装置及び操舵制御方法

(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】P2024074634

(43)【公開日】2024-05-31

(54)【発明の名称】操舵制御装置及び操舵制御方法

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20240524BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20240524BHJP

   B62D 101/00 20060101ALN20240524BHJP

   B62D 113/00 20060101ALN20240524BHJP

   B62D 117/00 20060101ALN20240524BHJP

   B62D 119/00 20060101ALN20240524BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00

B62D5/04

B62D101:00

B62D113:00

B62D117:00

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 2022185924

(22)【出願日】2022-11-21

(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

3D333

【Ｆターム（参考）】

3D232CC03

3D232CC46

3D232DA03

3D232DA04

3D232DA09

3D232DA15

3D232DA23

3D232DA63

3D232DC08

3D232DC33

3D232DC34

3D232DD17

3D232EB04

3D232EB12

3D232EC37

3D232GG01

3D333CB02

3D333CB31

3D333CB46

3D333CC14

3D333CC15

3D333CC18

3D333CD09

3D333CE47

3D333CE52

(57)【要約】

【課題】車両操縦性の悪化を抑えることができる操舵制御装置及び操舵制御方法を提供する。
【解決手段】操舵制御装置は、ハンドル角とピニオン角との関係を変更可能に構成されているステアバイワイヤ式の車両用の操舵装置を制御する。操舵制御装置は、反力制御処理と、転舵制御処理と、調整処理とを実行するように構成されている。反力制御処理は、反力トルクを付与するように、反力モータの動作を制御する反力制御部の処理である。転舵制御処理は、転舵トルクを付与するように、転舵モータの動作を制御する転舵制御部の処理である。調整処理は、転舵制御部のオフセット成分演算処理部及びオフセット反映処理部の処理である。反力制御部は、上記調整処理によって目標ピニオン角θｐ＊が調整される間、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が増大するなかで急変することが推定される場合、反力トルクを増大させる処理を実行する機能補償軸力成分演算部を含む。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の操舵装置を制御する操舵制御装置であって、
前記操舵装置は、操作部材を有する操作ユニットと転舵輪を転舵させるように構成される転舵ユニットとの間の動力伝達路が分離した構造を有することによって、前記操作部材の操作位置と前記転舵輪の転舵位置との関係を変更可能に構成されており、
前記操作ユニットは、前記操作部材に対する運転者の操作に抗する反力トルクを発生させる反力モータを含み、
前記転舵ユニットは、前記転舵輪を転舵させるための転舵トルクを発生させる転舵モータを含み、
前記操舵制御装置は、反力制御処理と、転舵制御処理と、調整処理とを実行するように構成され、
前記反力制御処理は、前記操作部材に対して前記反力トルクを付与するように、前記反力モータの動作を制御するための処理であり、
前記転舵制御処理は、前記転舵輪に対して前記転舵トルクを付与するように、前記転舵モータの動作を制御するための処理であり、
前記調整処理は、前記転舵モータの動作を制御するための転舵トルク操作量を調整するための処理であり、
前記転舵トルク操作量は、前記操作位置に応じた前記転舵位置を実現するために、前記転舵モータに発生させる前記転舵トルクを示す操作量であって、前記操作位置の変化に対応するように前記転舵制御処理を通じて更新される操作量であり、
前記反力制御処理は、前記調整処理によって前記転舵トルク操作量が調整される間、前記転舵トルク操作量が調整されない間よりも前記反力トルクを増大させるための処理を含む操舵制御装置。

【請求項2】

前記転舵制御処理は、
前記操作位置に基づいて目標転舵位置を更新するように演算する目標転舵位置演算処理と、
フィードバック処理によって前記転舵位置を前記目標転舵位置に制御するための操作量である前記転舵トルク操作量を演算する転舵トルク操作量演算処理と、を含み、
前記調整処理は、前記目標転舵位置の調整を通じて前記転舵トルク操作量を調整する処理である請求項１に記載の操舵制御装置。

【請求項3】

前記調整処理は、
前記目標転舵位置が更新される際の更新成分の絶対値を小さくずらすためのオフセット成分を演算する処理と、
前記オフセット成分を前記目標転舵位置から減算し、かつ、当該オフセット成分の少なくとも一部であるリリース成分を前記目標転舵位置に加算するオフセット反映処理と、を含む請求項２に記載の操舵制御装置。

【請求項4】

前記反力トルクを増大させるための処理は、前記調整処理によって前記転舵トルク操作量が調整される間であることを示す調整中条件が成立する場合に有効になる処理であり、
前記調整中条件は、前記目標転舵位置演算処理によって更新された前記目標転舵位置の値が増加又は減少する条件、及び、前記オフセット反映処理によって前記リリース成分が反映された前記目標転舵位置の値が増加又は減少する条件を含む請求項３に記載の操舵制御装置。

【請求項5】

前記操作位置と前記転舵位置との関係は、前記操作位置の変化量に対する前記転舵位置の変化量の比が１よりも大きくなるように変更される前提で、
前記調整中条件は、前記更新成分の正負符号と前記オフセット成分の正負符号とが、互いに同一となる条件を含む請求項４に記載の操舵制御装置。

【請求項6】

操作部材を有し、かつ、前記操作部材に対する運転者の操作に抗する反力トルクを発生させる反力モータを含む操作ユニットと転舵輪を転舵させるための転舵トルクを発生させる転舵モータを含む転舵ユニットとの間の動力伝達路が分離した構造を有することによって、前記操作部材の操作位置と前記転舵輪の転舵位置との関係を変更可能に構成された車両の操舵装置を制御する操舵制御方法であって、
前記操舵制御方法は、反力制御処理と、転舵制御処理と、調整処理とを実行することを含み、
前記反力制御処理は、前記操作部材に対して前記反力トルクを付与するように、前記反力モータの動作を制御するための処理であり、
前記転舵制御処理は、前記転舵輪に対して前記転舵トルクを付与するように、前記転舵モータの動作を制御するための処理であり、
前記調整処理は、前記転舵モータの動作を制御するための転舵トルク操作量を調整するための処理であり、
前記転舵トルク操作量は、前記操作位置に応じた前記転舵位置を実現するために、前記転舵モータに発生させる前記転舵トルクを示す操作量であって、前記操作位置の変化に対応するように前記転舵制御処理を通じて更新される操作量であり、
前記反力制御処理は、前記調整処理によって前記転舵トルク操作量が調整される間、前記転舵トルク操作量が調整されない間よりも前記反力トルクを増大させるための処理を含む操舵制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、操舵制御装置及び操舵制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両に搭載される操舵装置には、ステアバイワイヤ式の操舵装置がある。例えば、特許文献１に記載されるように、こうした操舵装置を制御する操舵制御装置は、操舵角に応じた転舵角を実現するための転舵トルク操作量に基づいて、転舵輪を転舵させるための制御を実行する。操舵角は、ステアリングホイールの回転位置である。転舵角は、転舵輪の転舵位置である。ここで、転舵トルク操作量は、操舵角と転舵角との関係の乖離が存在する場合に、当該乖離を小さくすることを目的とした調整処理が施される。

【0003】

より詳しくは、調整処理は、上記乖離を一旦、留保させた後、車両又は操舵装置の状態に応じて上記乖離を徐々にリリースする態様で実施される。これにより、転舵トルク操作量は、上記乖離が留保される間、当該乖離に対応する分だけ本来の操作量に対してずれを生じる。その後、転舵トルク操作量は、上記乖離が徐々にリリースされるなかで、本来の操作量に徐々に近付くことになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２２－０３７７６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記転舵トルク操作量は、上記乖離が徐々にリリースされる間も、操舵角の変化に対応して更新される。そのため、上記転舵トルク操作量には、更新に伴う更新成分と上記乖離のリリースに伴うリリース成分とが重畳される。この場合、上記転舵トルク操作量は急変を伴い得る。これは、操舵角と転舵角との関係を変更可能にする場合、車両操縦性の悪化の原因になり得る。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決し得る操舵制御装置は、車両の操舵装置を制御する。前記操舵装置は、操作部材を有する操作ユニットと転舵輪を転舵させるように構成される転舵ユニットとの間の動力伝達路が分離した構造を有することによって、前記操作部材の操作位置と前記転舵輪の転舵位置との関係を変更可能に構成されており、前記操作ユニットは、前記操作部材に対する運転者の操作に抗する反力トルクを発生させる反力モータを含み、前記転舵ユニットは、前記転舵輪を転舵させるための転舵トルクを発生させる転舵モータを含む。前記操舵制御装置は、反力制御処理と、転舵制御処理と、調整処理とを実行するように構成され、前記反力制御処理は、前記操作部材に対して前記反力トルクを付与するように、前記反力モータの動作を制御するための処理であり、前記転舵制御処理は、前記転舵輪に対して前記転舵トルクを付与するように、前記転舵モータの動作を制御するための処理であり、前記調整処理は、前記転舵モータの動作を制御するための転舵トルク操作量を調整するための処理であり、前記転舵トルク操作量は、前記操作位置に応じた前記転舵位置を実現するために、前記転舵モータに発生させる前記転舵トルクを示す操作量であって、前記操作位置の変化に対応するように前記転舵制御処理を通じて更新される操作量であり、前記反力制御処理は、前記調整処理によって前記転舵トルク操作量が調整される間、前記転舵トルク操作量が調整されない間よりも前記反力トルクを増大させるための処理を含む。

【0007】

また、上記課題を解決し得る操舵制御方法は、操作部材を有し、かつ、前記操作部材に対する運転者の操作に抗する反力トルクを発生させる反力モータを含む操作ユニットと転舵輪を転舵させるための転舵トルクを発生させる転舵モータを含む転舵ユニットとの間の動力伝達路が分離した構造を有することによって、前記操作部材の操作位置と前記転舵輪の転舵位置との関係を変更可能に構成された車両の操舵装置を制御する方法である。前記操舵制御方法は、反力制御処理と、転舵制御処理と、調整処理とを実行することを含み、前記反力制御処理は、前記操作部材に対して前記反力トルクを付与するように、前記反力モータの動作を制御するための処理であり、前記転舵制御処理は、前記転舵輪に対して前記転舵トルクを付与するように、前記転舵モータの動作を制御するための処理であり、前記調整処理は、前記転舵モータの動作を制御するための転舵トルク操作量を調整するための処理であり、前記転舵トルク操作量は、前記操作位置に応じた前記転舵位置を実現するために、前記転舵モータに発生させる前記転舵トルクを示す操作量であって、前記操作位置の変化に対応するように前記転舵制御処理を通じて更新される操作量であり、前記反力制御処理は、前記調整処理によって前記転舵トルク操作量が調整される間、前記転舵トルク操作量が調整されない間よりも前記反力トルクを増大させるための処理を含む。

【0008】

上記構成及び上記方法によれば、転舵トルク操作量には、調整処理による調整がされる間、当該調整に伴う調整成分と、転舵制御処理を通じた更新に伴う更新成分とが重畳される。これに対して、操作部材に付与される反力トルクは、調整処理によって転舵トルク操作量が調整される間、当該転舵トルク操作量が調整されない間よりも増大する。これにより、調整処理によって転舵トルク操作量が調整される間、運転者が操作部材を操作する際の当該操作部材の急変が抑えられる。したがって、更新成分の急変を抑えることができるので、転舵トルク操作量の急変が抑えられる。これは、操作部材の操作位置と転舵輪の転舵位置との関係を変更可能にする場合、車両操縦性の悪化を抑えるのに効果的である。

【0009】

上記操舵制御において、前記転舵制御処理は、前記操作位置に基づいて目標転舵位置を更新するように演算する目標転舵位置演算処理と、フィードバック処理によって前記転舵位置を前記目標転舵位置に制御するための操作量である前記転舵トルク操作量を演算する転舵トルク操作量演算処理と、を含み、前記調整処理は、前記目標転舵位置の調整を通じて前記転舵トルク操作量を調整する処理であることが好ましい。

【0010】

例えば、調整処理は、目標転舵位置の絶対値を本来の絶対値に対して減少させる等の対処を可能にする。ただし、調整処理された目標転舵位置を本来の目標転舵位置に復帰させる際に、目標転舵位置の急変を伴い得る。目標転舵位置の急変は、転舵トルク操作量の急変に繋がる。これに対して、上記構成は、調整処理された目標転舵位置を本来の目標転舵位置に復帰させる際にも、転舵トルク操作量の急変を抑えるのに効果的である。

【0011】

上記操舵制御装置において、前記調整処理は、前記目標転舵位置が更新される際の更新成分の絶対値を小さくずらすためのオフセット成分を演算する処理と、前記オフセット成分を前記目標転舵位置から減算し、かつ、当該オフセット成分の少なくとも一部であるリリース成分を前記目標転舵位置に加算するオフセット反映処理と、を含むことが好ましい。

【0012】

上記構成によれば、調整処理された目標転舵位置は、オフセット反映処理によって本来の目標転舵値に復帰することになる。これにより、オフセット反映処理によってリリース成分が反映される際に、目標転舵位置の急変を伴い得る。これに対して、上記構成は、オフセット反映処理によってリリース成分が反映される際にも、目標転舵位置、すなわち転舵トルク操作量の急変を抑えるのに効果的である。

【0013】

上記操舵制御装置において、前記反力トルクを増大させるための処理は、前記調整処理によって前記転舵トルク操作量が調整される間であることを示す調整中条件が成立する場合に有効になる処理であり、前記調整中条件は、前記目標転舵位置演算処理によって更新された前記目標転舵位置の値が増加又は減少する条件、及び、前記オフセット反映処理によって前記リリース成分が反映された前記目標転舵位置の値が増加又は減少する条件を含むことが好ましい。

【0014】

上記構成は、調整処理によって目標転舵位置が調整される間における目標転舵位置の絶対値が増加又は減少することの好適な推定を可能にする。これは、転舵トルク操作量が急変する状況を検出するのに効果的である。

【0015】

上記操舵制御装置において、前記操作位置と前記転舵位置との関係は、前記操作位置と前記転舵位置との関係は、前記操作位置の変化量に対する前記転舵位置の変化量の比が１よりも大きくなるように変更される前提で、前記調整中条件は、前記更新成分の正負符号と前記オフセット成分の正負符号とが、互いに同一となる条件を含むことが好ましい。

【0016】

上記構成によれば、リリース成分が反映されるなかで、目標転舵位置の変化量が大きくなる状況が相まって、目標転舵位置の絶対値が想定以上に増大して急変し得る。こうした状況は、更新成分の正負符号とオフセット成分の正負符号とが、互いに同一となることを判断することによって推定できる。オフセット成分の正負符号は、リリース成分が反映されることによる目標転舵位置の絶対値の増減を推定できる。これは、反力トルクを増大させるための処理を適用する状況を最適化するのに効果的である。

【発明の効果】

【0017】

本発明の操舵制御装置及び操舵制御方法によれば、車両操縦性の悪化が抑えられる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施形態にかかるステアバイワイヤ式の操舵装置の構成を示す図である。

【図2】図１の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】図２の目標ピニオン角演算部が実行する処理を示すブロック図である。

【図4】図３のオフセット反映処理部が実行する処理を示すブロック図である。

【図5】図２の反力可変フラグ演算部が実行する処理を示すブロック図である。

【図6】図２の軸力成分演算部が実行する処理を示すブロック図である。

【図7】図６の機能補償軸力成分演算部が実行する処理を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、実施形態に係る操舵制御装置を説明する。
図１に示すように、操舵装置２は、ステアバイワイヤ式の車両用の操舵装置である。操舵装置２は、操舵制御装置１と、操作ユニット４と、転舵ユニット６とを備えている。操作ユニット４は、車両の進行方向を変更する際、運転者により操作される機構部分である。転舵ユニット６は、車両の左右の転舵輪５を転舵させるための機構部分である。操舵装置２は、操作ユニット４と転舵ユニット６との間の動力伝達路が機械的に常時分離した構造を有している。操舵制御装置１は、操作ユニット４の操作状態に応じて、転舵ユニット６の動作を制御する、すなわち操舵装置２を制御対象とする。

【0020】

操作ユニット４は、ステアリング軸１１と、反力アクチュエータ１２とを有している。ステアリング軸１１は、ステアリングホイール３に連結されている。ステアリングホイール３は、運転者により操作される操作部材である。反力アクチュエータ１２は、反力モータ１３と、減速機構１４とを有している。反力モータ１３は、ステアリングホイール３に付与する反力トルクの発生源である。反力トルクは、ステアリングホイール３の運転者による操作であるステアリング操作に抗する力である。反力モータ１３は、例えば、三相のブラシレスモータである。減速機構１４は、例えば、ウォームアンドホイールからなるウォーム減速機構である。減速機構１４は、反力モータ１３の回転をステアリング軸１１に伝達する。減速機構１４を介してステアリング軸１１に伝達される回転は、ステアリングホイール３に反力トルクとして付与される。

【0021】

転舵ユニット６は、ピニオン軸２１と、ラック軸２２と、ハウジング２３とを有している。ハウジング２３は、ピニオン軸２１を回転可能に支持する。また、ハウジング２３は、ラック軸２２を往復動可能に収容する。ピニオン軸２１は、ラック軸２２に交わるように設けられている。ピニオン軸２１のピニオン歯２１ａとラック軸２２のラック歯２２ａとが噛み合うことでラックアンドピニオン機構２４を構成している。ラック軸２２の両端は、ハウジング２３の軸方向の両端から突出している。ラック軸２２の両端には、ボールジョイントからなるラックエンド２５を介して、タイロッド２６が連結されている。タイロッド２６の先端は、左右の転舵輪５が組み付けられた図示しないナックルに連結されている。

【0022】

転舵ユニット６は、転舵アクチュエータ３１を備えている。転舵アクチュエータ３１は、転舵モータ３２と、伝達機構３３と、変換機構３４とを備えている。転舵モータ３２は、ラック軸２２に付与する転舵トルクの発生源である。転舵トルクは、転舵輪５を転舵させるための力である。転舵モータ３２は、例えば、三相のブラシレスモータである。伝達機構３３は、例えば、ベルト伝達機構である。伝達機構３３は、転舵モータ３２の回転を変換機構３４に伝達する。変換機構３４は、例えば、ボールねじ機構である。変換機構３４は、伝達機構３３を介して伝達される回転を、ラック軸２２の軸方向の運動に変換する。

【0023】

ラック軸２２が軸方向に移動することによって、転舵輪５の転舵角が変更される。このとき、ステアリングホイール３には、反力トルクが付与される。この反力トルクにより、ステアリング操作に必要な運転者の力である操作トルクＴｈが変更される。

【0024】

なお、ピニオン軸２１を設ける理由は、ピニオン軸２１と共にラック軸２２をハウジング２３の内部に支持するためである。操舵装置２に設けられる図示しない支持機構によって、ラック軸２２は、その軸方向に沿って移動可能に支持されるとともに、ピニオン軸２１へ向けて押圧される。これにより、ラック軸２２はハウジング２３の内部に支持される。ただし、ピニオン軸２１を使用せずにラック軸２２をハウジング２３に支持する他の支持機構を設けてもよい。

【0025】

＜操舵装置の電気的構成＞
図１に示すように、操舵制御装置１は、反力モータ１３と、転舵モータ３２とに接続されている。操舵制御装置１は、車載されるセンサの検出結果を参照する。センサは、トルクセンサ４１、２つの回転角センサ４２，４３、及び車速センサ４４を含む。操舵制御装置１は、トルクセンサ４１によって検出される操作トルクＴｈを参照する。トルクセンサ４１は、例えば、ステアリング軸１１におけるステアリングホイール３と減速機構１４との間の部分に設けられている。操作トルクＴｈは、ステアリング操作の際に入力される運転者のトルクであって、ステアリング操作に関わって変化する操作量である。操作トルクＴｈは、ステアリング軸１１の途中であって、ステアリング軸１１におけるステアリングホイール３と減速機構１４との間に設けられたトーションバー４１ａの捩じれに関わって検出される。操舵制御装置１は、回転角センサ４２によって検出される回転角θａを参照する。回転角センサ４２は、例えば、反力モータ１３に設けられている。回転角θａは、３６０度の範囲内の、反力モータ１３の回転軸の角度である。操舵制御装置１は、回転角センサ４３によって検出される回転角θｂを参照する。回転角センサ４３は、例えば、転舵モータ３２に設けられている。回転角θｂは、３６０度の範囲内の、転舵モータ３２の回転軸の角度である。操舵制御装置１は、車速センサ４４によって検出される車速Ｖを参照する。車速Ｖは、車両の走行速度である。操舵制御装置１は、操作ユニット４の操作状態、転舵ユニット６の転舵状態、及び各種のセンサの検出結果を参照して、各モータ１３，３２の動作を制御する。操舵制御装置１は、各モータ１３，３２に対する給電を制御する。

【0026】

＜操舵制御装置の電気的構成＞
図２に示すように、操舵制御装置１は、反力制御部５０と、転舵制御部６０とを有している。反力制御部５０は、反力モータ１３の動作を制御するための反力制御処理を実行する。つまり、反力制御部５０は、反力モータ１３に対する給電を制御する。転舵制御部６０は、転舵モータ３２の動作を制御するための転舵制御処理を実行する。つまり、転舵制御部６０は、転舵モータ３２に対する給電を制御する。反力制御部５０と転舵制御部６０とは、例えば、シリアル通信等のローカルネットワークを介して情報の送受信を相互に行う。反力制御部５０は、操作ユニット４の一部を構成する。転舵制御部６０は、転舵ユニット６の一部を構成する。

【0027】

反力制御部５０は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ）やメモリを備えており、所定の演算周期ごとにメモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行する。ＣＰＵ及びメモリは、処理回路であるマイクロコンピュータを構成する。これと同様、転舵制御部６０は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ）やメモリを備えており、所定の演算周期ごとにメモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行する。ＣＰＵ及びメモリは、処理回路であるマイクロコンピュータを構成する。メモリは、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）のようなコンピュータ可読媒体を含む。ただし、各種処理がソフトウェアによって実現されることは一例である。反力制御部５０が有する処理回路は、少なくとも一部の処理をロジック回路などのハードウェア回路によって実現するように構成されてもよい。これは、転舵制御部６０についても同様である。

【0028】

＜反力制御部について＞
反力制御部５０は、ハンドル角演算部５１、反力トルク演算部５２、及び通電制御部５３を有している。

【0029】

ハンドル角演算部５１は、回転角θａを入力として、ハンドル角θｓを演算する処理である。より詳しくは、ハンドル角演算部５１は、例えば、ハンドル中立位置からの反力モータ１３の回転回数をカウントすることにより、３６０°を超える範囲を含む積算角に換算する処理を含む。ハンドル中立位置は、車両が直進走行しているときのステアリングホイール３の回転位置、すなわち操作位置である。ハンドル角演算部５１は、換算して得られた積算角に減速機構１４の回転速度比に基づき換算係数を乗算することで、ハンドル角θｓを演算する。なお、ハンドル角θｓは、ハンドル中立位置よりも、例えば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。

【0030】

反力トルク演算部５２は、操作トルクＴｈ、車速Ｖ、ハンドル角θｓ、及び複数の転舵取得情報を入力として、反力トルク操作量Ｔｓ＊を演算するための反力トルク演算処理である。反力トルク操作量Ｔｓ＊は、反力モータ１３に発生させる反力トルクの目標となる操作量である。複数の転舵取得情報は、転舵制御部６０から得られる情報であって、例えば、実電流Ｉｂ、目標ピニオン角θｐ＊、ピニオン角θｐ、及び反力可変フラグＦＬＧを含む。

【0031】

通電制御部５３は、反力トルク操作量Ｔｓ＊に応じた電力を反力モータ１３へ供給するための処理である。より詳しくは、通電制御部５３は、反力トルク操作量Ｔｓ＊、回転角θａ、及び実電流Ｉａを入力として、反力モータ１３に対する操作信号である電流指令値を演算する処理を含む。通電制御部５３は、反力モータ１３に対する給電経路に設けられた電流センサ５４を通じて、給電経路に生じる実電流Ｉａの値を検出する処理を含む。実電流Ｉａの値は、反力モータ１３に供給される電流の値である。通電制御部５３は、電流指令値と実電流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１３に対する給電を制御する処理を含む。反力モータ１３は、反力トルク操作量Ｔｓ＊に応じたトルクを発生する。これにより、運転者に対して適度な手応え感を与えることができる。

【0032】

＜転舵制御部について＞
転舵制御部６０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（図２中「ピニオン角Ｆ／Ｂ制御部」）６３と、通電制御部６４と、反力可変フラグ演算部６５とを有している。

【0033】

ピニオン角演算部６１は、回転角θｂを入力として、ピニオン角θｐを演算する処理である。より詳しくは、ピニオン角演算部６１は、例えば、ラック中立位置からの転舵モータ３２の回転回数をカウントすることにより、３６０°を超える範囲を含む積算角に換算する処理を含む。ラック中立位置は、車両が直進走行しているときのラック軸２２の軸方向位置である。ピニオン角演算部６１は、換算して得られた積算角に換算係数を乗算することで、ピニオン軸２１の実際の回転角であるピニオン角θｐを演算する処理を含む。換算係数は、伝達機構３３の減速比、変換機構３４のリード、及びラックアンドピニオン機構２４の回転速度比に基づき得られる値である。なお、ピニオン角θｐは、ラック中立位置よりも、例えば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。転舵モータ３２とピニオン軸２１とは、伝達機構３３、変換機構３４、及びラック軸２２を介して連動する。このため、転舵モータ３２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３２の回転角θｂからピニオン角θｐを求めることができる。ピニオン軸２１は、ラック軸２２と噛み合っている。このため、ピニオン角θｐとラック軸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５の転舵角、すなわち転舵位置を反映する値である。

【0034】

目標ピニオン角演算部６２は、ハンドル角θｓと、車速Ｖと、システム状態信号Ｓｍとを入力として、目標ピニオン角θｐ＊を演算する処理である。システム状態信号Ｓｍは、制御状態の切り替えを示す情報であって、所定の制御状態の切り替えがあった場合に入力される信号である。例えば、所定の制御状態の切り替えは、車両の電源状態が停止から起動への切り替え時、転舵モータ３２の発熱状態に伴う機能制限から解除への切り替え時、直流電源の電圧低下に伴う機能制限から解除への切り替え時、車速Ｖの有効判断の切り替え時を含む。これら切り替え時は、当該切り替え前後で、目標ピニオン角θｐ＊に想定外の変化を伴うことが想定される。なお、システム状態信号Ｓｍは、転舵制御部６０の処理の一部として実現される。

【0035】

＜目標ピニオン角演算部について＞
図３に示すように、目標ピニオン角演算部６２は、舵角比可変制御部７１と、オフセット成分演算処理部７２と、オフセット反映処理部７３とを有している。

【0036】

舵角比可変制御部７１は、ハンドル角θｓと、車速Ｖとを入力として、目標ピニオン角θｐ１＊を演算する処理である。より詳しくは、舵角比可変制御部７１は、ハンドル角θｓに調整量を加算することによって目標ピニオン角θｐ１＊を演算する処理を含む。目標ピニオン角θｐ１＊は、今回周期である最新周期における操作量として、目標ピニオン角θｐ＊に反映される操作量である。調整量は、ハンドル角θｓに対する目標ピニオン角θｐ＊の舵角比を変化させるための操作量である。舵角比は、「１」を含み、「１」よりも大きくなるように変更される前提で、車速Ｖが速いほど、たとえば滑らかに非線形増加する値である。つまり、調整量は、例えば、車速Ｖが遅い場合に速い場合よりも、ハンドル角θｓの変化に対する目標ピニオン角θｐ＊の変化が大きくなるように、車速Ｖに応じて変化する。このため、ハンドル角θｓと目標ピニオン角θｐ＊との間には相関関係がある。ピニオン角θｐは、目標ピニオン角θｐ＊に基づいて制御される。このため、ハンドル角θｓとピニオン角θｐとの間にも相関関係がある。すなわち、ピニオン角θｐは、ハンドル角θｓを反映する値である。したがって、舵角比を変化させることは、ハンドル角θｓとピニオン角θｐとの関係を変更することになる。本実施形態において、目標ピニオン角演算部６２を構成する舵角比可変制御部７１が実行する処理は、目標転舵位置演算処理の一例である。

【0037】

オフセット成分演算処理部７２は、システム状態信号Ｓｍと、ピニオン角θｐと、目標ピニオン角θｐ１＊と、目標ピニオン角θｐ＊とを入力として、オフセット基礎成分θｆｔｂを演算するための処理である。より詳しくは、オフセット成分演算処理部７２は、システム状態信号Ｓｍに基づいて、制御状態の切り替えがあったか否かを判断する処理を含む。また、オフセット成分演算処理部７２は、制御状態の切り替えがあったことを判断する場合、当該切り替え前後における目標ピニオン角θｐ＊の偏差であるオフセット基礎成分θｆｔｂを演算する処理を含む。例えば、オフセット成分演算処理部７２は、判断した制御状態の切り替えの種類に応じて、目標ピニオン角θｐ１＊からピニオン角θｐを減算する、又は、目標ピニオン角θｐ１＊から目標ピニオン角θｐ＊を減算するいずれかの処理を実行する。ここで使用されるピニオン角θｐは、転舵制御部６０における制御周期に関して、厳密には今回周期以前の周期の処理で演算された前回値θｐ（－１）である。これと同様、ここで使用される目標ピニオン角θｐ＊は、転舵制御部６０における制御周期に関して、厳密には今回周期の前回周期以前の周期の処理で演算された前回値θｐ＊（－１）である。

【0038】

オフセット反映処理部７３は、車速Ｖと、目標ピニオン角θｐ１＊と、オフセット基礎成分θｆｔｂとを入力として、最終的な目標ピニオン角θｐ＊を演算するための処理である。

【0039】

より詳しくは、図４に示すように、オフセット反映処理部７３は、リリースゲイン演算部８１と、リリース量演算部８２と、符号処理部８３と、乗算器８４，８５と、減算器８６，８７と、微分器８８とを有している。

【0040】

リリースゲイン演算部８１は、車速Ｖを入力として、リリースゲインＧを演算するための処理である。より詳しくは、リリースゲイン演算部８１は、例えば、転舵制御部６０のメモリに予め記憶されているマップデータであるリリースゲインマップＭ１を用いて、ＣＰＵによりリリースゲインＧをマップ演算を通じて算出する処理を含む。このリリースゲインマップＭ１は、車速Ｖを入力変数とし、リリースゲインＧを出力変数とするデータである。

【0041】

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出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。

【0042】

図４に示すように、リリースゲイン演算部８１が使用するリリースゲインマップＭ１は、次のような特性を有している。すなわち、リリースゲインＧの値は、例えば、車速Ｖが「０」値の場合には、「０」値である。また、リリースゲインＧの値は、「０」値よりも大きい値の場合には、車速Ｖの値に応じて、たとえば滑らかに非線形増加する値である。

【0043】

リリース量演算部８２は、目標ピニオン角速度ωｐ１を入力として、リリース基礎量θｄ１を演算するための処理である。より詳しくは、リリース量演算部８２は、例えば、転舵制御部６０のメモリに予め記憶されているマップデータであるリリース量マップＭ２を用いて、ＣＰＵによりリリース基礎量θｄ１をマップ演算を通じて算出する処理を含む。このリリース量マップＭ２は、目標ピニオン角速度ωｐ１の絶対値を入力変数とし、リリース基礎量θｄ１を出力変数とするデータである。目標ピニオン角速度ωｐ１は、微分器８８にて、目標ピニオン角θｐ１＊を微分して得られる微分値であって、目標ピニオン角θｐ＊に関わって変化する操作量である。つまり、目標ピニオン角速度ωｐ１は、目標ピニオン角θｐ１＊の更新成分である。これは、目標ピニオン角θｐ＊の更新成分でもある。

【0044】

図４に示すように、リリース量演算部８２が使用するリリース量マップＭ２は、次のような特性を有している。すなわち、リリース基礎量θｄ１の値は、例えば、目標ピニオン角速度ωｐ１の絶対値が「０」値の場合には、「０」値である。また、リリース基礎量θｄ１の値は、「０」値よりも大きい値の場合には、目標ピニオン角速度ωｐ１の絶対値に応じて、たとえば滑らかに非線形増加する値である。

【0045】

乗算器８４は、リリースゲインＧとリリース基礎量θｄ１とを乗算することによって、リリース量θｄ２を演算する処理である。
符号処理部８３は、オフセット基礎成分θｆｔｂを入力として、符号Ｓｉｎ１を演算するための処理である。より詳しくは、符号処理部８３は、オフセット基礎成分θｆｔｂが正の値の場合に「＋１」を演算する処理を含む。また、符号処理部８３は、オフセット基礎成分θｆｔｂが負の値の場合に「－１」を演算する処理を含む。オフセット基礎成分θｆｔｂの正負は、目標ピニオン角θｐ＊、すなわちピニオン角θｐの正負に準ずる。なお、オフセット反映処理部７３は、オフセット基礎成分θｆｔｂが「０」値の場合、リリース基礎量θｄ１を「０」値とする処理を含む。また、オフセット反映処理部７３は、オフセット基礎成分θｆｔｂの絶対値がリリース量θｄ２以下の場合、当該オフセット基礎成分θｆｔｂの絶対値をリリース量θｄ２とする処理を含む。つまり、リリース量θｄ２は、オフセット基礎成分θｆｔｂの絶対値の少なくとも一部である。

【0046】

乗算器８５は、リリース量θｄ２と符号Ｓｉｎ１とを乗算することによって、リリース成分θｄを演算する処理である。つまり、リリース量θｄ２に基づき得られるリリース成分θｄは、オフセット基礎成分θｆｔｂの少なくとも一部である。

【0047】

減算器８６は、オフセット基礎成分θｆｔｂからリリース成分θｄを減算することによって、オフセット成分θｆｔを演算する処理である。なお、減算器８６を通じて得られたオフセット成分θｆｔは、反力可変フラグ演算部６５にも入力される。

【0048】

減算器８７は、目標ピニオン角θｐ１＊からオフセット成分θｆｔを減算することによって、最終的な目標ピニオン角θｐ＊を演算する処理である。
オフセット成分θｆｔは、制御状態の切り替えがあった場合、当該切り替え前後における目標ピニオン角θｐ＊の乖離を調整するための操作量である。目標ピニオン角θｐ＊は、オフセット成分θｆｔが反映されることによって、制御状態の切り替え前後で生じる乖離が制御に反映されないように本来の操作量を調整して得られる。また、目標ピニオン角θｐ＊は、リリース成分θｄが反映されることによって、オフセット成分θｆｔの絶対値が徐々に小さくなるように本来の操作量に復帰する。オフセット成分θｆｔの絶対値が小さくなることは、更新成分に相当する目標ピニオン角速度ωｐ１に重畳して、リリース成分θｄの分だけ目標ピニオン角θｐ＊を変化させることになる。こうした目標ピニオン角θｐ＊の調整は、転舵トルク操作量Ｔｔ＊の調整に繋がる。本実施形態において、目標ピニオン角演算部６２を構成するオフセット成分演算処理部７２及びオフセット反映処理部７３が実行する処理は、調整処理の一例である。

【0049】

図２の説明に戻り、ピニオン角フィードバック制御部６３は、目標ピニオン角θｐ＊と、ピニオン角θｐとを入力として、転舵トルク操作量Ｔｔ＊を演算する処理である。より詳しくは、ピニオン角フィードバック制御部６３は、ピニオン角θｐを目標ピニオン角θｐ＊に追従させるべくピニオン角θｐのフィードバック処理として比例項及び微分項を用いたＰＤ制御を実行する処理を含む。ピニオン角フィードバック制御部６３は、目標ピニオン角θｐ＊とピニオン角θｐとの偏差を求め、当該偏差を無くすように転舵トルク操作量Ｔｔ＊を演算する処理を含む。転舵トルク操作量Ｔｔ＊は、転舵モータ３２に発生させる転舵トルクの目標となる操作量である。本実施形態において、ピニオン角フィードバック制御部６３が実行する処理は、転舵トルク操作量演算処理の一例である。

【0050】

通電制御部６４は、転舵トルク操作量Ｔｔ＊に応じた電力を転舵モータ３２へ供給するための処理である。より詳しくは、通電制御部６４は、転舵トルク操作量Ｔｔ＊と、回転角θｂと、実電流Ｉｂとを入力として、転舵モータ３２に対する操作信号である電流指令値を演算する処理を含む。通電制御部６４は、転舵モータ３２に対する給電経路に設けられた電流センサ６７を通じて、給電経路に生じる実電流Ｉｂの値を検出する処理を含む。実電流Ｉｂの値は、転舵モータ３２に供給される電流の値である。通電制御部６４は、電流指令値と実電流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３２に対する給電を制御する処理を含む。転舵モータ３２は、転舵トルク操作量Ｔｔ＊に応じたトルクを発生する。これにより、転舵輪５は、転舵トルク操作量Ｔｔ＊に応じた角度だけ回転する。

【0051】

反力可変フラグ演算部６５は、目標ピニオン角θｐ＊と、オフセット成分θｆｔとを入力として、反力可変フラグＦＬＧを演算するための処理である。反力可変フラグＦＬＧは、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が増大するなかで急変することが推定される状態か否かを示す情報である。本実施形態において、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が増大することは、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が減少するなかでラック中立位置を跨ぐ結果として、当該目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が増加することを含む。これは、例えば、正の値である目標ピニオン角θｐ＊がラック中立位置に向かって変化するなかで当該ラック中立位置を跨ぐことによって、負方向に増大するように変化する場合のことである。なお、反力可変フラグ演算部６５は、オフセット成分θｆｔが「０」値の場合、反力可変フラグＦＬＧを生成しない処理を含む。

【0052】

＜反力可変フラグ演算部について＞
図５に示すように、反力可変フラグ演算部６５は、符号判定処理部９１，９２と、符号比較処理部９３と、微分器９４とを有している。

【0053】

符号判定処理部９１は、目標ピニオン角速度ωｐ２を入力として、符号Ｓｉｎｐを判定するための処理である。より詳しくは、符号判定処理部９１は、目標ピニオン角速度ωｐ２が正の値の場合に「＋１」を演算する処理を含む。また、符号判定処理部９１は、目標ピニオン角速度ωｐ２が負の値の場合に「－１」を演算する処理を含む。目標ピニオン角速度ωｐ２の正負は、目標ピニオン角θｐ＊、すなわちピニオン角θｐの正負に準ずる。目標ピニオン角速度ωｐ２は、微分器９４にて、目標ピニオン角θｐ＊を微分して得られる微分値であって、目標ピニオン角θｐ＊に関わって変化する操作量である。これにより、符号Ｓｉｎｐが「＋１」は、目標ピニオン角θｐ＊が正方向へ変化することの推定を可能にする。一方、符号Ｓｉｎｐが「－１」は、目標ピニオン角θｐ＊が負方向へ変化することの推定を可能にする。

【0054】

符号判定処理部９２は、オフセット成分θｆｔを入力として、符号Ｓｉｎｄを判定するための処理である。より詳しくは、符号判定処理部９２は、オフセット成分θｆｔが正の値の場合に「＋１」を演算する処理を含む。また、符号判定処理部９２は、オフセット成分θｆｔが負の値の場合に「－１」を演算する処理を含む。オフセット成分θｆｔの正負は、目標ピニオン角θｐ＊、すなわちピニオン角θｐの正負に準ずる。オフセット成分θｆｔが正の値は、リリース成分θｄが目標ピニオン角θｐ＊を正方向へ変化させる。一方、オフセット成分θｆｔが負の値は、リリース成分θｄが目標ピニオン角θｐ＊を負方向へ変化させる。これにより、符号Ｓｉｎｄが「＋１」は、目標ピニオン角θｐ＊を正方向へ変化させるためのリリース成分θｄが反映されることの推定を可能にする。一方、符号Ｓｉｎｄが「－１」は、目標ピニオン角θｐ＊を負方向へ変化させるためのリリース成分θｄが反映されることの推定を可能にする。

【0055】

符号比較処理部９３は、符号Ｓｉｎｐと、符号Ｓｉｎｄとを入力として、反力可変フラグＦＬＧを演算するための処理である。より詳しくは、符号比較処理部９３は、符号Ｓｉｎｐと符号Ｓｉｎｄとを比較する処理を含む。

【0056】

これにより、符号比較処理部９３は、符号Ｓｉｎｐと符号Ｓｉｎｄとが共に「＋１」で同一の場合、反力可変フラグＦＬＧを生成演算する処理を含む。この場合、目標ピニオン角θｐ＊には、目標ピニオン角速度ωｐ１に対応する更新成分に対して、さらにリリース成分θｄが重畳される。これは、目標ピニオン角θｐ＊が正方向へ変化するなかで、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が増大することの推定を可能にする。

【0057】

また、符号比較処理部９３は、符号Ｓｉｎｐと符号Ｓｉｎｄとが共に「－１」で同一の場合、反力可変フラグＦＬＧを生成演算する処理を含む。この場合、目標ピニオン角θｐ＊には、目標ピニオン角速度ωｐ１に対応する更新成分に対して、さらにリリース成分θｄが重畳される。これは、目標ピニオン角θｐ＊が負方向へ変化するなかで、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が増大することの推定を可能にする。

【0058】

＜反力トルク演算部について＞
図２に示すように、反力トルク演算部５２は、アシスト成分演算部５５と、軸力成分演算部５６と、減算器５７とを有している。

【0059】

アシスト成分演算部５５は、操作トルクＴｈと、車速Ｖとを入力として、アシスト成分Ｔｂ＊を演算するための処理である。より詳しくは、アシスト成分演算部５５は、操作トルクＴｈの絶対値が大きいほど、また車速Ｖが小さいほど、より大きな絶対値のアシスト成分Ｔｂ＊を演算する処理を含む。アシスト成分Ｔｂ＊は、ステアリング操作の方向と同一方向の成分である。

【0060】

軸力成分演算部５６は、ハンドル角θｓと、車速Ｖと、実電流Ｉｂと、目標ピニオン角θｐ＊と、ピニオン角θｐと、反力可変フラグＦＬＧとを入力として、軸力成分Ｆを演算するための処理である。軸力成分Ｆは、転舵輪５を通じてラック軸２２に作用する軸力であって、ステアリング操作の方向と反対方向の成分である。

【0061】

より詳しくは、図６に示すように、軸力成分演算部５６は、配分軸力成分演算部１０１と、機能補償軸力成分演算部１０２と、加算器１０３とを有している。
配分軸力成分演算部１０１は、車速Ｖと、目標ピニオン角θｐ＊と、実電流Ｉｂとを入力として、配分軸力成分Ｆｄを演算するための処理である。より詳しくは、配分軸力成分演算部１０１は、車速Ｖと、目標ピニオン角θｐ＊とを入力として、角度軸力成分を演算する処理を含む。角度軸力成分は、任意に設定する車両のモデルにより規定される、ラック軸２２に作用する軸力の理想値である。角度軸力成分は、路面情報が反映されない軸力である。また、配分軸力成分演算部１０１は、実電流Ｉｂを入力として、電流軸力成分を演算する処理を含む。電流軸力成分は、転舵輪５の転舵に伴ってラック軸２２に実際に作用する軸力の推定値である。電流軸力成分は、上記路面情報が反映される軸力である。また、配分軸力成分演算部１０１は、車速Ｖを入力として、配分比を演算する処理を含む。配分比は、角度軸力成分と電流軸力成分との配分比率である。また、配分軸力成分演算部１０１は、角度軸力成分と電流軸力成分とを配分比で配分することによって、配分軸力成分Ｆｄを演算する処理を含む。

【0062】

機能補償軸力成分演算部１０２は、実電流Ｉｂと、機能補償用変数θｃｏｍと、反力可変フラグＦＬＧと、ハンドル角θｓとを入力として、機能補償軸力成分Ｆｃを演算するための処理である。機能補償軸力成分Ｆｃは、操舵装置２の状況を運転者に伝える。例えば、運転者に伝える操舵装置２の状況は、転舵輪５が転舵限界に達する状況、転舵輪５が縁石等の障害物に当たる状況、転舵モータ３２の発熱状態に伴う機能制限される状況、直流電源の電圧低下に伴う機能制限される状況を含む。機能補償用変数θｃｏｍは、操舵装置２、すなわち操作ユニット４及び転舵ユニット６から得られる情報であって、例えば、ハンドル角θｓ、目標ピニオン角θｐ＊、及びピニオン角θｐの少なくともいずれかを含む。

【0063】

加算器１０３は、配分軸力成分Ｆｄと機能補償軸力成分Ｆｃとを加算することによって、軸力成分Ｆを演算するための処理である。
＜機能補償軸力成分演算部について＞
図７に示すように、機能補償軸力成分演算部１０２は、通常時成分演算部１１１と、制限時成分演算部１１２と、成分切替演算部１１３と、符号処理部１１４と、乗算器１１５と、微分器１１６とを有している。

【0064】

通常時成分演算部１１１は、機能補償用変数θｃｏｍを入力として、通常時成分Ｆｃ１を演算するための処理である。より詳しくは、通常時成分演算部１１１は、例えば、反力制御部５０のメモリに予め記憶されているマップデータである通常時成分マップＭ３を用いて、ＣＰＵにより通常時成分Ｆｃ１をマップ演算を通じて算出する処理を含む。この通常時成分マップＭ３は、機能補償用変数θｃｏｍの絶対値を入力変数とし、通常時成分Ｆｃ１を出力変数とするデータである。

【0065】

図７に示すように、通常時成分演算部１１１が使用する通常時成分マップＭ３は、次のような特性を有している。すなわち、通常時成分Ｆｃ１の値は、例えば、機能補償用変数θｃｏｍの絶対値が第１閾値θ１以下の場合には、一定値である「０」値である。機能補償用変数θｃｏｍの絶対値が第１閾値θ１以下の範囲は、機能補償用変数θｃｏｍが変化しても通常時成分Ｆｃ１の値が変化しない不感帯である。また、通常時成分Ｆｃ１の値は、第１閾値θ１よりも大きい場合には、機能補償用変数θｃｏｍの絶対値に応じて、たとえば単調増加する値である。

【0066】

制限時成分演算部１１２は、機能補償用変数θｃｏｍを入力として、制限時成分Ｆｃ２を演算するための処理である。より詳しくは、制限時成分演算部１１２は、例えば、反力制御部５０のメモリに予め記憶されているマップデータである制限時成分マップＭ４を用いて、ＣＰＵにより制限時成分Ｆｃ２をマップ演算を通じて算出する処理を含む。この制限時成分マップＭ４は、機能補償用変数θｃｏｍの絶対値を入力変数とし、制限時成分Ｆｃ２を出力変数とするデータである。

【0067】

図７に示すように、制限時成分演算部１１２が使用する制限時成分マップＭ４は、次のような特性を有している。すなわち、制限時成分Ｆｃ２の値は、例えば、機能補償用変数θｃｏｍの絶対値が第２閾値θ２以下の場合には、一定値である「０」値である。機能補償用変数θｃｏｍの絶対値が第２閾値θ２以下の範囲は、機能補償用変数θｃｏｍが変化しても制限時成分Ｆｃ２の値が変化しない不感帯である。第２閾値θ２は、第１閾値θ１と比べて小さい値である。そのため、制限時成分マップＭ４における不感帯の範囲は、通常時成分マップＭ３と比べて小さい。また、制限時成分Ｆｃ２の値は、第２閾値θ２よりも大きい場合には、機能補償用変数θｃｏｍの絶対値に応じて、たとえば単調増加する値となる。この単調増加する際の勾配は、通常時成分Ｆｃ１が単調増加する際の勾配よりも急勾配である。そのため、制限時成分Ｆｃ２の値は、機能補償用変数θｃｏｍが同一の場合に通常時成分Ｆｃ１と比べて大きい値である。

【0068】

成分切替演算部１１３は、反力可変フラグＦＬＧと、ハンドル角速度ωｓと、通常時成分Ｆｃ１と、制限時成分Ｆｃ２とを入力として、切替後成分Ｆｃ３を演算するための処理である。成分切替演算部１１３は、反力可変フラグＦＬＧとハンドル角速度ωｓとに基づいて、通常時成分Ｆｃ１と制限時成分Ｆｃ２とを切り替えることによって、切替後成分Ｆｃ３を演算する処理を含む。ハンドル角速度ωｓは、微分器１１６にて、ハンドル角θｓを微分して得られる微分値であって、ステアリング操作に関わって変化する操作量である。

【0069】

より詳しくは、成分切替演算部１１３は、調整中条件が成立するか否かを判断する処理を含む。成分切替演算部１１３は、反力可変フラグＦＬＧを入力したか否かに基づいて、調整中条件が成立するか否かを判断する処理である。成分切替演算部１１３は、反力可変フラグＦＬＧを入力しないことを判断する場合、調整中条件が成立しないことを判断する。これにより、成分切替演算部１１３は、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が増大するなかで急変することが推定される状態でないことを判断する。この場合、成分切替演算部１１３は、通常時成分Ｆｃ１である切替後成分Ｆｃ３を演算する。

【0070】

一方、成分切替演算部１１３は、反力可変フラグＦＬＧを入力したことを判断する場合、調整中条件が成立することを判断する。これにより、成分切替演算部１１３は、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が増大するなかで急変することが推定される状態であることを判断する。この場合、成分切替演算部１１３は、制限時成分Ｆｃ２である切替後成分Ｆｃ３を演算する。本実施形態において、制限時成分Ｆｃ２である切替後成分Ｆｃ３を演算する処理は、調整中条件が成立する場合に有効になる処理である。一方、制限時成分Ｆｃ２である切替後成分Ｆｃ３を演算する処理は、調整中条件が成立しない場合に無効になる処理である。

【0071】

また、成分切替演算部１１３は、ハンドル角速度ωｓを参照して、当該ハンドル角速度ωｓの絶対値が角速度閾値ωｔｈ以上であるか否かを判断する処理を含む。成分切替演算部１１３は、ハンドル角速度ωｓの絶対値が角速度閾値ωｔｈ以上の場合、反力可変フラグＦＬＧを入力したか否かの判断に関係なく、通常時成分Ｆｃ１である切替後成分Ｆｃ３を演算する。角速度閾値ωｔｈは、例えば、ステアリングホイール３を運転者が緊急回避操作していることを判断できる範囲の値である。この場合、成分切替演算部１１３は、反力可変フラグＦＬＧを入力したことを判断するとしても、運転者よる緊急回避操作を判断すれば、調整中条件が成立しないことと同等の判断をすることになる。

【0072】

一方、成分切替演算部１１３は、ハンドル角速度ωｓの絶対値が角速度閾値ωｔｈ未満の場合、反力可変フラグＦＬＧを入力したか否かの判断に基づいて、各成分Ｆｃ１，Ｆｃ２のいずれかである切替後成分Ｆｃ３を演算する。

【0073】

符号処理部１１４は、実電流Ｉｂを入力として、符号Ｓｉｎｆを演算するための処理である。より詳しくは、符号処理部１１４は、実電流Ｉｂが「０」値を含む正値の場合に「＋１」を演算する処理を含む。また、符号処理部１１４は、実電流Ｉｂが負値の場合に「－１」を演算する処理を含む。

【0074】

乗算器１１５は、切替後成分Ｆｃ３と符号Ｓｉｎｆとを乗算することによって、機能補償軸力成分Ｆｃを演算するための処理である。
＜本実施形態の作用＞
目標ピニオン角θｐ＊には、オフセット成分演算処理部７２及びオフセット反映処理部７３による調整がされる間、当該調整に伴うオフセット成分θｆｔと、目標ピニオン角速度ωｐ１に対応する舵角比可変制御部７１を通じた更新に伴う更新成分とが重畳される。

【0075】

これに対して、反力制御部５０は、反力可変フラグＦＬＧの入力に基づいて判断する調整中条件が成立する場合、より大きい値を有する制限時成分Ｆｃ２に基づく機能補償軸力成分Ｆｃを演算する。これは、機能補償軸力成分Ｆｃを反映して得られる軸力成分Ｆを増大させる。つまり、反力トルクは、上記調整がされる間、当該調整されない間よりも増大する。例えば、反力トルクは、上記調整がされる間のなかでも、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が増大するなかで急変することが推定される状態であることを判断できる場合に増大する。これにより、上記調整がされる間のなかでも、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が増大するなかで急変することが推定される状態であることを判断できる場合、ステアリング操作する際のステアリングホイール３の急変が抑えられる。したがって、舵角比可変制御部７１を通じた更新に伴う更新成分の変化を抑えることができるので、目標ピニオン角θｐ＊の急変が抑えられる。

【0076】

＜実施形態の効果＞
（１－１）上記調整がされる間のなかでも、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が増大するなかで急変することが推定される状態であることを判断できる場合、目標ピニオン角θｐ＊の急変が抑えられるので、転舵トルク操作量Ｔｔ＊の急変が抑えられる。これは、舵角比を変更可能にする場合、車両操縦性の悪化を抑えるのに効果的である。

【0077】

（１－２）オフセット成分演算処理部７２及びオフセット反映処理部７３による調整は、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値を本来の絶対値に対して減少させる等の対処を可能にする。ただし、上記調整された目標ピニオン角θｐ＊を本来の目標ピニオン角θｐ＊に復帰させる際に、目標ピニオン角θｐ＊の急変を伴い得る。目標ピニオン角θｐ＊の急変は、転舵トルク操作量Ｔｔ＊の急変に繋がる。これに対して、本実施形態は、上記調整された目標ピニオン角θｐ＊を本来の目標ピニオン角θｐ＊に復帰させる際にも、転舵トルク操作量Ｔｔ＊の急変を抑えるのに効果的である。

【0078】

（１－３）上記調整された目標ピニオン角θｐ＊は、オフセット反映処理部７３によって本来の目標ピニオン角θｐ＊に復帰することになる。これにより、オフセット反映処理部７３によってリリース成分θｄが反映される際に、目標ピニオン角θｐ＊の急変を伴い得る。これに対して、本実施形態は、オフセット反映処理部７３によってリリース成分θｄが反映される際にも、目標ピニオン角θｐ＊、すなわち転舵トルク操作量Ｔｔ＊の急変を抑えるのに効果的である。

【0079】

（１－４）反力可変フラグ演算部６５は、目標ピニオン角速度ωｐ２から得られる符号Ｓｉｎｐと、オフセット成分θｆｔから得られる符号Ｓｉｎｄとを用いることによって、反力可変フラグＦＬＧを演算する処理である。これにより、上記調整によって目標ピニオン角θｐ＊が調整される間における目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が増加又は減少することの好適な推定を可能にする。これは、転舵トルク操作量Ｔｔ＊が急変する状況を検出するのに効果的である。

【0080】

（１－５）目標ピニオン角θｐ＊の絶対値は、リリース成分θｄが反映されるなかで、目標ピニオン角θｐ＊の変化量が大きくなる状況が相まって、想定以上に増大して急変し得る。こうした状況は、目標ピニオン角θｐ＊の更新成分である目標ピニオン角速度ωｐ２の正負符号とオフセット成分θｆｔの正負符号とが、互いに同一となることを判断することによって推定できる。これは、反力トルクを増大させるための処理を適用する状況を最適化するのに効果的である。

【0081】

（１－６）舵角比可変制御部７１を通じた更新に伴う更新成分の変化を抑えることは、目標ピニオン角速度ωｐ１の増大を抑えることに繋がる。これにより、リリース基礎量θｄ１の値の増大を抑えることができる。これは、上記調整がされる間のなかでも、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が増大するなかで急変することが推定される状態であることを判断できる場合、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値の増大を抑えるのに効果的である。

【0082】

＜他の実施形態＞
上記各実施形態は次のように変更してもよい。また、以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。

【0083】

・反力可変フラグ演算部６５は、目標ピニオン角θｐ＊の代わりに、ハンドル角θｓを入力とする処理であってもよい。より詳しくは、符号判定処理部９１は、目標ピニオン角速度ωｐ２の代わりに、ハンドル角速度ωｓを入力とする処理であればよい。また、符号比較処理部９３は、目標ピニオン角θｐ＊の代わりに、ハンドル角θｓを入力とする処理であればよい。ここに記載したその他の実施形態は、目標ピニオン角θｐ＊の代わりに、ピニオン角θｐを入力とするようにして実現することもできる。

【0084】

・符号判定処理部９２は、オフセット成分θｆｔの代わりに、オフセット基礎成分θｆｔｂ又はリリース成分θｄを入力とする処理であってもよい。
・符号判定処理部９２は、オフセット成分θｆｔと、目標ピニオン角θｐ＊とを入力として、符号Ｓｉｎｄを判定する処理であってもよい。例えば、符号判定処理部９２は、オフセット成分θｆｔが正の値、かつ、目標ピニオン角θｐ＊が正の値の場合に「＋１」を演算すればよい。また、符号判定処理部９２は、オフセット成分θｆｔが負の値、かつ、目標ピニオン角θｐ＊が負の値の場合に「－１」を演算すればよい。この場合、符号比較処理部９３は、符号Ｓｉｎｐと符号Ｓｉｎｄとが同一であることを判定する処理であればよい。

【0085】

・符号比較処理部９３は、符号Ｓｉｎｐと、符号Ｓｉｎｄと、さらに目標ピニオン角θｐ＊（図５中、二点鎖線で示す）とを入力として、反力可変フラグＦＬＧを演算する処理であってもよい。つまり、符号比較処理部９３は、符号Ｓｉｎｐと符号Ｓｉｎｄとが同一の場合、目標ピニオン角θｐ＊が正又は負の値のいずれであるかを判定する処理を含む。これは、反力可変フラグＦＬＧを演算する際に、ステアリング操作の切り込み及び切り戻しの状況を加味することを可能にする。これにより、目標ピニオン角θｐ＊が調整される間における目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が増加又は減少することのさらに詳細な推定を可能にする。

【0086】

・符号比較処理部９３は、符号Ｓｉｎｐと、符号Ｓｉｎｄとを入力とし、さらにハンドル角速度ωｓ（図５中、二点鎖線で示す）を参照して、反力可変フラグＦＬＧを演算する処理であってもよい。つまり、符号比較処理部９３は、運転者よる緊急回避操作を判断すれば、反力可変フラグＦＬＧを生成しない処理を含む。この場合、成分切替演算部１１３は、ハンドル角速度ωｓに関する処理を削除すればよい。

【0087】

・符号比較処理部９３は、符号Ｓｉｎｐと、符号Ｓｉｎｄとを入力とし、さらに車速Ｖを参照して、反力可変フラグＦＬＧを演算する処理であってもよい。その他、符号比較処理部９３は、舵角比を参照する処理であってもよい。

【0088】

・成分切替演算部１１３は、ハンドル角速度ωｓを参照しない処理であってもよい。例えば、成分切替演算部１１３は、反力可変フラグＦＬＧを入力したか否かに基づいてのみ、調整中条件の成否を判断する処理であってもよい。

【0089】

・成分切替演算部１１３は、調整中条件の成否の他、別の条件の成否に基づいて、制限時成分Ｆｃ２を演算する処理であってもよい。例えば、成分切替演算部１１３は、転舵モータ３２の発熱状態に伴う機能制限中、又は直流電源の電圧低下に伴う機能制限中のなかでも、重度の機能制限中の場合、制限時成分Ｆｃ２を演算する処理であってもよい。

【0090】

・オフセット成分演算処理部７２は、システム状態信号Ｓｍに基づいて、制御状態の切り替えがあったか否かを判断する場合、当該切り替え前後における転舵トルク操作量Ｔｔ＊の偏差であるオフセット基礎成分θｆｔｂを演算する処理であってもよい。

【0091】

・オフセット反映処理部７３は、オフセット基礎成分θｆｔｂを所定のタイミングで一気にリリースする処理であってもよい。この場合であっても、リリースするタイミングで反力トルクを増大することができればよい。

【0092】

・オフセット反映処理部７３は、リリースゲイン演算部８１又はリリース量演算部８２を削除してもよい。
・オフセット反映処理部７３は、オフセット基礎成分θｆｔｂを時間経過に伴って所定量ずつリリースする処理であってもよい。例えば、オフセット反映処理部７３は、リリース基礎量θｄ１の下限値を設定することによって、当該下限値を制御周期毎にリリースするようにすればよい。この場合、オフセット反映処理部７３は、リリースゲイン演算部８１及びリリース量演算部８２を削除してもよい。

【0093】

・機能補償軸力成分演算部１０２は、通常時成分Ｆｃ１に制限用ゲインを乗算することによって、制限時成分Ｆｃ２と同等の成分を演算する処理であってもよい。この場合、制限時成分演算部１１２を削除してもよい。

【0094】

・反力トルクを増大する処理は、軸力成分Ｆを増大させることに代えて、アシスト成分Ｔｂ＊を減少させることによって実現してもよい。例えば、アシスト成分演算部５５は、成分切替演算部１１３が調整中条件の成否を判断する処理と同様の処理であればよい。この場合、図２に示すように、アシスト成分演算部５５は、反力可変フラグＦＬＧと、ハンドル角θｓとを入力するように構成されていればよい。また、アシスト成分演算部５５は、アシスト成分Ｔｂ＊を減少させる場合、例えば、基本アシスト成分及び補償成分のいずれかを減少させればよい。基本アシスト成分は、操作トルクＴｈ及び車速Ｖに基づいて得られるアシスト成分Ｔｂ＊の基礎成分である。補償成分は、基本アシスト成分を補償するための成分である。

【0095】

・舵角比の増加変化は、線形変化であってもよいし、ステップ状に変化したり、変化しない範囲を有していたりしてもよい。また、舵角比は、車速Ｖが遅いほど、たとえば滑らかに非線形増加する値であってもよい。また、舵角比は、ハンドル角θｓの値が小さいほど、たとえば滑らかに非線形増加する値であってもよいし、ハンドル角θｓの値が大きいほど、たとえば滑らかに非線形増加する値であってもよい。つまり、舵角比は、ハンドル角θｓの値に応じて変化するようにしてもよい。

【0096】

・リリースゲインマップＭ１は、車速Ｖが変化してもリリースゲインＧの値が変化しない不感帯を有していてもよい。また、リリースゲインＧの変化は、勾配の異なる複数の線形変化の組み合わせであってもよい。また、リリースゲインＧの変化は、単調増加する値となるようにしてもよい。これは、リリース量マップＭ２についても同様である。

【0097】

・各成分マップＭ３，Ｍ４は、機能補償用変数θｃｏｍが変化しても各成分Ｆｃ１，Ｆｃ２の値が変化しない不感帯を削除してもよい。また、各成分マップＭ３，Ｍ４は、第１閾値θ１と第２閾値θ２とを同一値にすることによって、不感帯の範囲を一致させてもよい。また、各成分マップＭ３，Ｍ４は、制限時成分Ｆｃ２が単調増加する際に通常時成分Ｆｃ１よりも急勾配を有するのであれば、それぞれの勾配を適宜変更してもよい。また、各成分Ｆｃ１，Ｆｃ２の変化は、滑らかに増加する値となるようにしてもよい。この滑らかに増加する際の変化は、非線形変化であってもよいし、勾配の異なる複数の線形変化の組み合わせであってもよい。

【0098】

・ピニオン角フィードバック制御部６３は、ピニオン角θｐのフィードバック制御として比例項、積分項、及び微分項を用いたＰＩＤ制御を実行するようにしてもよい。
・反力可変フラグ演算部６５は、反力制御部５０の処理としてもよい。また、目標ピニオン角演算部６２のうち、オフセット成分θｆｔを演算するための処理は、反力可変フラグ演算部６５の処理と合わせて反力制御部５０の処理としてもよい。この場合、反力制御部５０が演算したオフセット成分θｆｔは、転舵制御部６０の目標ピニオン角演算部６２に入力されるように構成されていればよい。

【0099】

・機能補償軸力成分演算部１０２は、転舵制御部６０の処理としてもよい。また、軸力成分演算部５６は、機能補償軸力成分演算部１０２の処理と合わせて転舵制御部６０の処理としてもよい。この場合、転舵制御部６０が演算した機能補償軸力成分Ｆｃ又は軸力成分Ｆは、反力制御部５０の反力トルク演算部５２に入力されるように構成されていればよい。

【0100】

・アシスト成分演算部５５は、アシスト成分Ｔｂ＊を演算する際、例えば、車速Ｖを用いなくてもよいし、操作トルクＴｈの代わりに、ハンドル角θｓを用いてもよい。
・各制御部５０，６０は、これらの処理を集約した単一の制御部であってもよい。

【0101】

・ピニオン角演算部６１では、ラック軸２２の移動量の検出値をピニオン角θｐに換算する処理であってもよい。この場合、上記各実施形態に対して、ピニオン角θｐに関する操作量等は、ラック軸２２の移動量の検出値によって換算されることになる。

【0102】

・ハンドル角θｓは、ステアリング軸１１の回転角を直接的に検出する舵角センサの検出値であってもよい。舵角センサは、例えば、ステアリング軸１１におけるステアリングホイール３とトルクセンサ４１との間に設けてもよい。

【0103】

・運転者が車両を操舵するために操作する操作部材は、ステアリングホイール３に限らず、例えば、ジョイスティックであってもよい。
・ステアリングホイール３に機械的に連結される反力モータ１３は、３相のブラシレスモータに限らず、例えば、ブラシ付きの直流モータであってもよい。これは、転舵モータ３２についても同様である。

【0104】

・転舵ユニット６は、転舵モータ３２の回転を伝達機構３３を介して変換機構３４に伝達したが、これに限らず、例えば、転舵モータ３２の回転を歯車機構を介して変換機構３４に伝達するように構成してもよい。また、転舵モータ３２が変換機構３４を直接回転させるように転舵ユニット６を構成してもよい。さらに、転舵ユニット６が第２のラックアンドピニオン機構を備える構成とし、転舵モータ３２の回転を第２のラックアンドピニオン機構にてラック軸２２の往復動に変換するように転舵ユニット６を構成してもよい。

【0105】

・転舵ユニット６は、右側の転舵輪５と左側の転舵輪５とが連動している構成に限らない。換言すれば、右側の転舵輪５と左側の転舵輪５とを独立に制御できるものであってもよい。

【0106】

・操舵装置２を、操作ユニット４と転舵ユニット６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、例えば、クラッチにより操作ユニット４と転舵ユニット６との間が機械的に分離可能な構造としてもよい。

【0107】

・本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、所望の選択肢の「１つ以上」を意味する。一例として、本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、選択肢の数が２つであれば「１つの選択肢のみ」または「２つの選択肢の双方」を意味する。他の例として、本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、選択肢の数が３つ以上であれば「１つの選択肢のみ」または「２つ以上の任意の選択肢の組み合わせ」を意味する。

【符号の説明】

【0108】

１…操舵制御装置
２…操舵装置
３…ステアリングホイール（操作部材）
４…操作ユニット
５…転舵輪
６…転舵ユニット
１３…反力モータ
３２…転舵モータ
５０…反力制御部
５６…軸力成分演算部
６０…転舵制御部
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
６５…反力可変フラグ演算部
７１…舵角比可変制御部
７２…オフセット成分演算処理部
７３…オフセット反映処理部
９１…符号判定処理部
９２…符号判定処理部
９３…符号比較処理部
１０２…機能補償軸力成分演算部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】