特開 2025-17104 操舵制御装置、および制御データの適合方法

(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】P2025017104

(43)【公開日】2025-02-05

(54)【発明の名称】操舵制御装置、および制御データの適合方法

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20250129BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20250129BHJP

   B62D 101/00 20060101ALN20250129BHJP

   B62D 113/00 20060101ALN20250129BHJP

   B62D 119/00 20060101ALN20250129BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00

B62D5/04

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 2023119994

(22)【出願日】2023-07-24

(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】玉泉 晴天

(72)【発明者】

【氏名】並河 勲

(72)【発明者】

【氏名】三宅 純也

(72)【発明者】

【氏名】細野 寛

(72)【発明者】

【氏名】工藤 佳夫

(72)【発明者】

【氏名】石野 嵩人

【テーマコード（参考）】

3D232

3D333

【Ｆターム（参考）】

3D232CC08

3D232DA03

3D232DA15

3D232DA23

3D232DA64

3D232DC08

3D232DC33

3D232DC34

3D232DD01

3D232DE02

3D232EA01

3D232EB11

3D232EC23

3D232GG01

3D333CB02

3D333CB31

3D333CB46

3D333CC14

3D333CC15

3D333CC18

3D333CD08

3D333CD09

3D333CD14

3D333CD16

3D333CD22

3D333CE49

3D333CE53

(57)【要約】

【課題】運転者の操舵感が低下すること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】エンドストッパ１００は、ステアリング軸に固定されている。ステアリング軸の回転に伴ってエンドストッパ１００は中間ストッパ９０を連れ回して回転する。中間ストッパ９０の突起部９２が突起部７２に接触すると、中間ストッパ９０の回転が妨げられることから、エンドストッパ１００は中間ストッパ９０を連れ回すことなく回転する。中間ストッパ９０が連れ回される状態から連れ回されない状態に切り替わる際、ステアリング軸に加わる負荷トルクがステップ的に大きくなる。操舵制御装置が設定するアシスト量は、操舵トルクの絶対値の増加に対するアシスト量の絶対値の増加の比である勾配が、上記負荷トルクの増加を補償する値に適合されている。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

転舵輪との動力伝達が遮断された状態で運転者の操舵に応じて回転操作されるステアリング軸に反力を付与する反力アクチュエータを操作する操舵制御装置であって、
前記反力アクチュエータは、前記ステアリング軸と連動して回転する第１回転部材と、前記第１回転部材に連れ回される第２回転部材と、前記第２回転部材の回転角度が所定角度となることで前記第２回転部材に接触して前記第２回転部材の回転を妨げる規制部材と、を備え、
前記第２回転部材の回転が妨げられる角度から前記第１回転部材が所定量回転することにより、前記第２回転部材が前記第１回転部材の回転を妨げるように前記第１回転部材および前記第２回転部材が互いに接触するように構成され、
前記操舵制御装置は、反力指令値設定処理、および操作処理を実行するように構成され、
前記操作処理は、前記反力を示すトルク変数の指令値である反力トルク指令値に応じて前記反力アクチュエータを操作する処理であり、
前記反力指令値設定処理は、前記反力トルク指令値を設定する処理であって且つ、運転者によって前記ステアリング軸に入力されるトルクである操舵トルクの絶対値の増加量に対する前記反力トルク指令値の絶対値の減少量が、前記第１回転部材が前記第２回転部材を連れ回す状態と前記第１回転部材が前記第２回転部材を連れ回すことなく回転する状態とのいずれか一方から他方に切り替わるときの前記ステアリング軸に加わる負荷トルクの変動を補償するように設定されている操舵制御装置。

【請求項2】

前記反力指令値設定処理は、アシスト量設定処理と、軸力設定処理と、を含み、
前記軸力設定処理は、運転者による前記ステアリング軸の回転操作に抗する力である軸力を設定する処理であり、
前記アシスト量設定処理は、アシスト量を設定する処理であり、
前記アシスト量は、運転者が前記ステアリング軸を回転させるのをアシストする量であり、
前記反力トルク指令値は、前記アシスト量を前記軸力から減算した値に応じて定まる量であり、
前記アシスト量設定処理は、前記操舵トルクの絶対値の増加量に対する前記アシスト量の絶対値の増加量が、前記いずれか一方から他方に切り替わるときの前記ステアリング軸に加わる負荷トルクの変動を補償するように設定されている請求項１記載の操舵制御装置。

【請求項3】

前記アシスト量設定処理は、マップデータを用いて前記アシスト量を設定する処理を含み、
前記マップデータは、操舵角が所定角度領域内にある場合に前記アシスト量の設定に利用されるデータと、前記操舵角が前記所定角度領域の外にある場合に前記アシスト量の設定に利用されるデータとを含み、
前記所定角度領域は、前記第１回転部材が前記第２回転部材を連れ回す状態と前記第１回転部材が前記第２回転部材を連れ回すことなく回転する状態とのいずれか一方から他方に切り替わる前記操舵角を含む請求項２記載の操舵制御装置。

【請求項4】

請求項２に記載の操舵制御装置における前記アシスト量設定処理において利用される制御データを適合する方法であって、
前記制御データは、前記操舵トルクを入力変数に含んで且つ前記アシスト量を出力変数とする写像を規定するためのデータであり、
前記ステアリング軸を様々に回転させる操作工程と、
前記操作工程に伴って前記ステアリング軸に加わる負荷トルクの変動が検知される検知工程と、
前記負荷トルクの変動量が所定以上である場合、前記操舵トルクの絶対値の増加量に対する前記アシスト量の絶対値の増加量を増加させるように前記制御データが更新されるアシスト更新工程と、
を有する制御データの適合方法。

【請求項5】

軸力更新工程を有し、
前記軸力更新工程は、前記アシスト更新工程の実行に起因した前記反力トルク指令値の絶対値の減少を補償するように前記軸力の絶対値が増加補正される工程である請求項４記載の制御データの適合方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、操舵制御装置、および制御データの適合方法に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、ステアバイワイヤシステムにおいて、ステアリング軸の回転領域を機械的に制限する装置が記載されている。詳しくは、この装置は、ステアリング軸と連動して回転する第１回転部材と、第１回転部材に連れ回される第２回転部材と、を備えている。また、この装置は、第２回転部材の回転角度が所定角度となることで第２回転部材に接触して第２回転部材の回転を妨げる規制部材を備えている。そして、規制部材によって第２回転部材の回転が妨げられた操舵角から第１回転部材が所定量回転することにより、第２回転部材が第１回転部材の回転を妨げるようにして第１回転部材と第２回転部材とが互いに接触する。これにより、第１回転部材の回転が妨げられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－６９８４４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、上記装置の場合、第１回転部材の回転によって第２回転部材が連れ回される状態と第１回転部材のみが回転する状態とで、ステアリング軸の回転を妨げるトルクの大きさが異なる。そのため、上記２つの状態のいずれか一方から他方に切り替わるときに、ステアリング軸に加わるトルクがステップ的に変化することによって、操舵感が低下するおそれがある。

【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。
１．転舵輪との動力伝達が遮断された状態で運転者の操舵に応じて回転操作されるステアリング軸に反力を付与する反力アクチュエータを操作する操舵制御装置であって、前記反力アクチュエータは、前記ステアリング軸と連動して回転する第１回転部材と、前記第１回転部材に連れ回される第２回転部材と、前記第２回転部材の回転角度が所定角度となることで前記第２回転部材に接触して前記第２回転部材の回転を妨げる規制部材と、を備え、前記第２回転部材の回転が妨げられる角度から前記第１回転部材が所定量回転することにより、前記第２回転部材が前記第１回転部材の回転を妨げるように前記第１回転部材および前記第２回転部材が互いに接触するように構成され、前記操舵制御装置は、反力指令値設定処理、および操作処理を実行するように構成され、前記操作処理は、前記反力を示すトルク変数の指令値である反力トルク指令値に応じて前記反力アクチュエータを操作する処理であり、前記反力指令値設定処理は、前記反力トルク指令値を設定する処理であって且つ、運転者によって前記ステアリング軸に入力されるトルクである操舵トルクの絶対値の増加量に対する前記反力トルク指令値の絶対値の減少量が、前記第１回転部材が前記第２回転部材を連れ回す状態と前記第１回転部材が前記第２回転部材を連れ回すことなく回転する状態とのいずれか一方から他方に切り替わるときの前記ステアリング軸に加わる負荷トルクの変動を補償するように設定されている操舵制御装置。

【0006】

上記構成では、第１回転部材が第２回転部材を連れ回す状態においてステアリング軸に加わる負荷トルクと、第１回転部材が第２回転部材を連れ回すことなく回転する状態においてステアリング軸に加わる負荷トルクとが異なる。そのため、第１回転部材が第２回転部材を連れ回す状態と、第１回転部材が第２回転部材を連れ回すことなく回転する状態とのいずれか一方から他方に切り替わるときに、負荷トルクにステップ的な変動が生じる。負荷トルクにステップ的な変動が生じると、操舵トルクにステップ的な変動が生じるおそれがある。そこで上記構成では、操舵トルクの絶対値の増加量に対する反力トルク指令値の絶対値の減少量を、負荷トルクのステップ的な変動を補償するように設定する。これにより、第１回転部材が第２回転部材を連れ回す状態と、第１回転部材が第２回転部材を連れ回すことなく回転する状態とのいずれか一方から他方に切り替わるときに、運転者の操舵感が低下することを抑制できる。

【0007】

２．前記反力指令値設定処理は、アシスト量設定処理と、軸力設定処理と、を含み、前記軸力設定処理は、運転者による前記ステアリング軸の回転操作に抗する力である軸力を設定する処理であり、前記アシスト量設定処理は、アシスト量を設定する処理であり、前記アシスト量は、運転者が前記ステアリング軸を回転させるのをアシストする量であり、前記反力トルク指令値は、前記アシスト量を前記軸力から減算した値に応じて定まる量であり、前記アシスト量設定処理は、前記操舵トルクの絶対値の増加量に対する前記アシスト量の絶対値の増加量が、前記いずれか一方から他方に切り替わるときの前記ステアリング軸に加わる負荷トルクの変動を補償するように設定されている上記１記載の操舵制御装置。

【0008】

操舵トルクの絶対値の増加量に対するアシスト量の絶対値の増加量が大きいほど、操舵トルクが急激に増加することを抑制できる。上記構成では、この点に着目し、操舵トルクの絶対値の増加量に対するアシスト量の絶対値の増加量の設定によって、負荷トルクの変動を補償する。

【0009】

３．前記アシスト量設定処理は、マップデータを用いて前記アシスト量を設定する処理を含み、前記マップデータは、操舵角が所定角度領域内にある場合に前記アシスト量の設定に利用されるデータと、前記操舵角が前記所定角度領域の外にある場合に前記アシスト量の設定に利用されるデータとを含み、前記所定角度領域は、前記第１回転部材が前記第２回転部材を連れ回す状態と前記第１回転部材が前記第２回転部材を連れ回すことなく回転する状態とのいずれか一方から他方に切り替わる前記操舵角を含む上記２記載の操舵制御装置。

【0010】

上記構成では、所定角度領域専用のマップデータを用意することにより、上記いずれか一方から他方に切り替わるタイミングの近辺以外では、上記切り替わるときの負荷トルクの変動の抑制とは別の観点から最適化されたマップデータを用いることができる。

【0011】

４．上記２に記載の操舵制御装置における前記アシスト量設定処理において利用される制御データを適合する方法であって、前記制御データは、前記操舵トルクを入力変数に含んで且つ前記アシスト量を出力変数とする写像を規定するためのデータであり、前記ステアリング軸を様々に回転させる操作工程と、前記操作工程に伴って前記ステアリング軸に加わる負荷トルクの変動が検知される検知工程と、前記負荷トルクの変動量が所定以上である場合、前記操舵トルクの絶対値の増加量に対する前記アシスト量の絶対値の増加量を増加させるように前記制御データが更新されるアシスト更新工程と、を有する制御データの適合方法。

【0012】

上記いずれか一方から他方に切り替わることによって負荷トルクがステップ的に変動すると、操舵トルクにステップ的な変動が生じうる。その場合、操舵トルクの絶対値の増加量に対するアシスト量の絶対値の増加量が増加されることにより、操舵トルクのステップ的な変動を抑制できる。

【0013】

５．軸力更新工程を有し、前記軸力更新工程は、前記アシスト更新工程の実行に起因した前記反力トルク指令値の絶対値の減少を補償するように前記軸力の絶対値が増加補正される工程である上記４記載の制御データの適合方法。

【0014】

操舵トルクの絶対値の増加量に対するアシスト量の絶対値の増加量を増加させると、アシスト量の絶対値が大きくなる。そのため、ステアリング軸に加わる反力が過度に小さくなるおそれがある。そこで、上記構成では、アシスト更新工程に伴って軸力の絶対値が増加補正されることにより、ステアリング軸に加わる反力が過度に小さくなることを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１の実施形態にかかる操舵システムの構成を示す図である。

【図2】同実施形態にかかる反力アクチュエータの一部の構成を示す分解斜視図である。

【図3】同実施形態にかかる反力アクチュエータの一部の構成を示す分解斜視図である。

【図4】同実施形態にかかる反力アクチュエータの一部の構成を示す断面図である。

【図5】同実施形態にかかる反力アクチュエータのストッパ機能の動作を示す図である。

【図6】同実施形態にかかる制御装置が実行する処理の一部の詳細を示すブロック図である。

【図7】同実施形態にかかる制御パラメータの適合工程を示す流れ図である。

【図8】同実施形態にかかるアシスト勾配の調整を例示する図である。

【図9】反力アクチュエータのストッパ機能の動作とトルクとの関係を示す図である。

【図10】第２の実施形態にかかる制御装置が実行する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】

【0016】

＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
「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。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。

【0017】

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。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相の表面磁石同期電動機（ＳＰＭ）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。

【0018】

操舵制御装置５０は、制御対象であるステアリングホイール１２および転舵輪３４の制御量を制御する。すなわち、操舵制御装置５０は、制御対象である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、制御対象である転舵輪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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

「反力アクチュエータ２０の構成」
図２に、反力アクチュエータ２０の一部の構成を示す。
図２に示すように、反力アクチュエータ２０は、車両に固定されるハウジング７０を備えている。ハウジング７０には、ステアリング軸１４が挿入される。ハウジング７０は、ステアリング軸１４を回転可能に支持する。ステアリング軸１４は、複数のリング状部材に挿入されている。リング状部材は、ワッシャ８０、中間ストッパ９０、ワッシャ８２、エンドストッパ１００、ウェーブワッシャ８４、およびＣ型止め輪８６を含む。

【0022】

ハウジング７０には、中間ストッパ９０の回転を規制する規制部材としての突起部７２が設けられている。
図３に示すように、中間ストッパ９０には、突起部７２によって回転が制限される突起部９２が備えられている。

【0023】

図４に、反力アクチュエータ２０の一部断面構成を示す。図４に示すように、エンドストッパ１００には、ウェーブワッシャ８４によって、図中右方向の弾性力が及ぼされている。これにより、中間ストッパ９０には、ワッシャ８２を介して右方向に弾性力が及ぼされる。一方、ステアリング軸１４は、図中左側の端部において縮径部位を有する。ワッシャ８０、中間ストッパ９０およびワッシャ８２は、ステアリング軸１４の縮径部位に配置されている。そのため、ワッシャ８０の図中右側への変位は規制されている。そのため、中間ストッパ９０には、ワッシャ８２によって図中右側に進む弾性力が及ぼされて且つ、ワッシャ８０によって図中左側へ進む弾性力が及ぼされる。

【0024】

エンドストッパ１００は、ステアリング軸１４に固定されている。したがって、ステアリング軸１４の回転に伴って、エンドストッパ１００は、ステアリング軸１４と一体的に回転する。エンドストッパ１００の回転に伴い、中間ストッパ９０が連れ回される。

【0025】

「ステアリング軸１４の回転規制」
図５は、ステアリング軸１４の回転に伴う中間ストッパ９０の動作を示す。
図５の上段は、ステアリング軸１４が右旋回側に回転する場合を示す。図５の上段の左端は、ステアリング軸１４の回転角度である操舵角θｓが、左旋回側の端部に対応する値である状態を示す。そして、図５の上段においては、図中、右側に移行するにつれて、ステアリング軸１４が右旋回側に回転した状態を示す。特に図５の上段の右端は、操舵角θｓが、右旋回側の端部に対応する値である状態を示す。

【0026】

図５の上段に示すように、ステアリング軸１４が左旋回側の端部から右旋回する場合、エンドストッパ１００の回転に伴って中間ストッパ９０が連れ回される。図５の上段の中央には、中間ストッパ９０の突起部９２がハウジング７０の突起部７２に接触した状態を示す。これにより、中間ストッパ９０は、それ以上の右旋回ができなくなる。そのため、ステアリング軸１４の回転に伴ってエンドストッパ１００は単独で回転する。そして、ステアリング軸１４がさらに回転することにより、エンドストッパ１００の突起部１０２が中間ストッパ９０の突起部９２に接触すると、エンドストッパ１００はそれ以上右旋回できなくなる。この状態は、図５の上段の右側の端部に示される。この状態では、ステアリング軸１４がそれ以上右側に回転できなくなる。このときの操舵角θｓが右旋回側の上限値となる。

【0027】

図５の下段は、ステアリング軸１４の回転角度が左旋回側に回転する場合を示す。図５の下段の左端は、操舵角θｓが、右旋回側の端部に対応する値である状態を示す。そして、図５の下段においては、図中、右側に移行するにつれて、ステアリング軸１４が左旋回側に回転した状態を示す。特に図５の下段の右端は、操舵角θｓが、左旋回側の端部に対応する値である状態を示す。

【0028】

図５の下段に示すように、ステアリング軸１４が右旋回側の端部から左旋回する場合、エンドストッパ１００の回転に伴って中間ストッパ９０が連れ回される。図５の下段の中央には、中間ストッパ９０の突起部９２がハウジング７０の突起部７２に接触した状態を示す。これにより、中間ストッパ９０は、それ以上の左旋回ができなくなる。そのため、ステアリング軸１４の回転に伴ってエンドストッパ１００は単独で回転する。そして、ステアリング軸１４がさらに回転することにより、エンドストッパ１００の突起部１０２が中間ストッパ９０の突起部９２に接触すると、エンドストッパ１００はそれ以上左旋回できなくなる。この状態は、図５の下段の右側の端部に示される。この状態では、ステアリング軸１４がそれ以上左側に回転できなくなる。このときの操舵角θｓが左旋回側の上限値となる。

【0029】

「制御の概要」
図６に、操舵制御装置５０が実行する処理を示す。図６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。

【0030】

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の回転回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処理を含む。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を算出する処理を含む。

【0031】

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の回転回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処理を含む。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を算出する処理を含む。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。

【0032】

目標転舵相当角算出処理Ｍ１８は、操舵角θｓと、車速Ｖとに応じて、目標転舵相当角θｐ＊を算出する処理である。
アシスト量設定処理Ｍ２０は、操舵トルクＴｈ、および車速Ｖを入力として、アシスト量Ｔａを算出する処理である。アシスト量Ｔａは、運転者の操舵方向と同一方向の量となっている。アシスト量Ｔａ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。アシスト量設定処理Ｍ２０は、記憶装置５４にマップデータＭ２０ａが記憶された状態で、ＰＵ５２によってアシスト量Ｔａをマップ演算する処理である。マップデータＭ２０ａは、操舵トルクＴｈおよび車速Ｖを入力変数として且つ、アシスト量Ｔａを出力変数とするデータである。

【0033】

ここで、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。

【0034】

軸力設定処理Ｍ２２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に作用する軸力Ｆを算出する処理である。軸力Ｆは、転舵輪３４を通じてラック軸３２に作用する力を制御によって表現する値である。ただし、軸力Ｆは、ラック軸３２に作用する力を高精度に推定することを意図している必要はない。軸力Ｆは、たとえばラック軸３２に作用する力を仮想的に定めたものであってもよい。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。すなわち、転舵輪３４とステアリング軸１４との動力伝達が可能な状態と仮定した場合にステアリング軸１４に加わるトルクに換算されている。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。軸力設定処理Ｍ２２は、目標転舵相当角θｐ＊の絶対値が大きくなるほど、軸力Ｆの絶対値が大きくなるように軸力Ｆを算出する処理としてもよい。またたとえば、軸力設定処理Ｍ２２は、車速Ｖが大きくなるにつれて軸力Ｆの絶対値が大きくなるように軸力Ｆを算出する処理としてもよい。また、軸力設定処理Ｍ２２は、ｑ軸電流ｉｑｔの絶対値が大きくなるほど、軸力Ｆの絶対値が大きくなるように軸力Ｆを算出する処理としてもよい。ここで、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。

【0035】

減算処理Ｍ２４は、アシスト量Ｔａから軸力Ｆを減算した値を、目標トルクＴｓに代入する処理である。目標トルク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。

【0036】

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Ｔｓ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。反力モータ２２のトルクが目標トルクＴｓとされることにより、ステアリングホイール１２を回転させようとする力に抗する操舵反力の絶対値は、目標トルクＴｓの絶対値と等しくなる。また、ステアリングホイール１２を回転させようとする力に抗する操舵反力の符号は、通常、アシスト量Ｔａの符号とは逆符号となる。これは、通常は、軸力Ｆの絶対値の方がアシスト量Ｔａの絶対値よりも大きいためである。

【0037】

転舵フィードバック処理Ｍ３０は、転舵相当角θｐが制御量であって且つ目標転舵相当角θｐ＊が制御量の目標値であ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。

【0038】

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。

【0039】

「マップデータＭ２０ａの適合」
図７に、マップデータＭ２０ａを生成する工程の手順を示す。なお、以下では、先頭に「Ｓ」が付与された数字によって各工程を指定する。

【0040】

図７に示す一連の工程において、まず、操舵制御システムにおいて既に利用されているマップデータである従来のマップデータを取得する（Ｓ１０）。ここで、取得されるマップデータは、操舵系の仕様が、本実施形態の仕様と極力近いものに対応するデータとされることが望ましい。

【0041】

次に、ステアリングホイール１２が操作される（Ｓ１２）。Ｓ１２の工程は、人がステアリングホイール１２を操作する工程であってもよい。またＳ１２の工程は、適合装置がステアリング軸１４を回転させる工程であってもよい。Ｓ１２の工程がなされる場合、アシスト量設定処理Ｍ２０、軸力設定処理Ｍ２２、および減算処理Ｍ２４が実行され、ステアリングホイール１２に反力が付与される。ただし、アシスト量設定処理Ｍ２０におけるマップデータＭ２０ａは、Ｓ１０の工程において取得されたデータとされる。

【0042】

次に、ステアリングホイール１２に加わるトルクの変動が閾値Ｔｔｈ以上であるか否かが判定される（Ｓ１４）。Ｓ１４の工程は、たとえば適合装置が、トルクセンサの検出値の絶対値の変化量と閾値Ｔｔｈとの大小を比較する工程であってもよい。その場合、閾値Ｔｔｈは、人がステアリングホイール１２の操作に違和感を抱く下限値に応じて設定されればよい。また、Ｓ１４の工程は、人が、ステアリングホイール１２の操作に違和感を抱くか否かを判断する工程であってもよい。その場合、閾値Ｔｔｈは、人がステアリングホイール１２の操作に違和感を抱くときのトルク変動の大きさとなる。

【0043】

Ｓ１４の工程において、トルクの変動が閾値Ｔｔｈ以上であると判定される場合、適合装置は、操舵トルクＴｈの絶対値の増加量に対するアシスト量Ｔａの絶対値の増加量であるアシスト勾配を増加補正する（Ｓ１６）。すなわち、適合装置は、アシスト量設定処理Ｍ２０において用いられるマップデータＭ２０ａのアシスト勾配を増加補正する。これにより、Ｓ１２の工程において、アシスト量設定処理Ｍ２０は、アシスト勾配が変更されたマップデータＭ２０ａを用いてアシスト量Ｔａを設定する処理となる。

【0044】

図８に２点鎖線にて補正前のアシスト量Ｔａを示し、実線にて補正後のアシスト量Ｔａを示す。図８に示すように、補正前の操舵トルクＴｈの変化量ΔＴｈに対するアシスト量Ｔａの変化量ａよりも、補正後の操舵トルクＴｈの変化量ΔＴｈに対するアシスト量Ｔａの変化量ｂの方が大きい。すなわち、アシスト勾配が増加補正されている。

【0045】

図７に戻り、適合装置は、軸力Ｆを増加補正する（Ｓ１８）。すなわち、アシスト勾配が増加すると、操舵トルクＴｈに対するアシスト量の絶対値が大きくなることから、軸力Ｆからアシスト量Ｔａを減算した値の絶対値である操舵反力の絶対値が小さくなる。そのため、適合装置は、操舵反力の減少を補償するように、軸力Ｆの絶対値を増加補正する。ただし、軸力Ｆの絶対値の増加補正は、アシスト勾配の増加補正を相殺するものとならないようにする。

【0046】

Ｓ１８の工程を完了する場合とＳ１４の工程において否定判定される場合とには、ステアリングホイール１２の操作について、適合装置により全パターンが完了したか否かが判定される（Ｓ２０）。そして、未だ実行されていないパターンがある場合（Ｓ２０：ＮＯ）、Ｓ１２の工程に戻る。これに対し、全パターンを完了したと判定する場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、図７に示す一連の工程が一旦終了される。

【0047】

「本実施形態の作用および効果」
図９に、ステアリング軸１４の回転を妨げようとする摩擦に起因したトルクである負荷トルクの推移を示す。なお、図９は、図５の上段の動作に対応している。

【0048】

図９に示すように、エンドストッパ１００の回転に伴って中間ストッパ９０が連れ回されている状態から、エンドストッパ１００単独で回転する状態に移行する場合、負荷トルクがステップ的に上昇する。これは、エンドストッパ１００が回転する際に中間ストッパ９０との摩擦力が新たに加わるためである。

【0049】

ここで、ＰＵ５２は、マップデータＭ２０ａを用いてアシスト量Ｔａを算出する。マップデータＭ２０ａは、図７に示す工程によって、アシスト勾配が適合されたデータである。したがって、上記負荷トルクがステップ的に上昇する場合、操舵トルクＴｈの絶対値がステップ的に大きくなろうとするものの、それに応じてアシスト量Ｔａが急激に大きくなる。そのため、操舵トルクＴｈの変動が抑制される。したがって、運転者がステアリングホイール１２の操作によって、上記負荷トルクのステップ的な上昇を体感することが抑制される。

【0050】

以上説明した本実施形態によれば、さらに以下に記載する作用および効果が得られる。
（１）マップデータＭ２０ａの適合工程においてアシスト勾配を増加補正する場合、軸力Ｆの絶対値を増加補正した。これにより、アシスト勾配の増加補正によって、操舵反力の絶対値が過度に小さくなることを抑制できる。

【0051】

＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

【0052】

本実施形態では、中間ストッパ９０がエンドストッパ１００に連れ回されている状態から連れ回されていない状態に切り替わる時点における操舵角θｓを含む所定角度領域内にあるか否かに応じたマップデータＭ２０ａを備える。

【0053】

図１０に、本実施形態にかかるマップデータＭ２０ａの切り替え処理の手順を示す。図１０に示す一連の処理は、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。なお、以下では、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。

【0054】

図１０に示す一連の処理において、ＰＵ５２は、まず、操舵角θｓを取得する（Ｓ３０）。そしてＰＵ５２は、操舵角θｓが、第１角度θｓＬ以上であって且つ第２角度θｓＨ以下の領域にあるか否かを判定する（Ｓ３２）。この領域は、中間ストッパ９０がエンドストッパ１００に連れ回されている状態から連れ回されていない状態に切り替わる時点における操舵角θｓを含む。この領域は、公差に起因した、切り替わる時点における操舵角θｓのばらつきを包含する条件で極力狭い範囲に設定されることが望ましい。

【0055】

ＰＵ５２は、上記領域から外れていると判定する場合（Ｓ３２：ＮＯ）、アシスト量Ｔａを算出するためのマップデータＭ２０ａとして、通常マップを採用する（Ｓ３４）。通常マップは、中間ストッパ９０がエンドストッパ１００に連れ回されている状態から連れ回されていない状態に切り替わることに伴うトルク変動の抑制とは無関係な要求要素を満たすように適合されたデータである。一方、ＰＵ５２は、上記領域にあると判定する場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、アシスト量Ｔａを算出するためのマップデータＭ２０ａとして、勾配増加マップを採用する（Ｓ３６）。勾配増加マップは、中間ストッパ９０がエンドストッパ１００に連れ回されている状態から連れまわされていない状態に切り替わることに伴うトルク変動を抑制することを狙って適合されたデータである。勾配増加マップは、通常マップと比較してアシスト勾配が大きくなっている。

【0056】

なお、ＰＵ５２は、Ｓ３４，Ｓ３６の処理を完了する場合、図１０に示す一連の処理を一旦終了する。ちなみに、勾配増加マップと通常マップとの切り替え時には、アシスト量Ｔａの急変を抑制すべく、ＰＵ５２は、アシスト量Ｔａの変化量の絶対値を制限するガード処理を実行することが望ましい。

【0057】

＜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］第１回転部材は、エンドストッパ１００に対応する。第２回転部材は、中間ストッパ９０に対応する。規制部材は、突起部７２に対応する。反力指令値算出処理は、アシスト量設定処理Ｍ２０、軸力設定処理Ｍ２２、および減算処理Ｍ２４に対応する。［２］図７に示した工程によって適合されたマップデータＭ２０ａを用いてアシスト量Ｔａが設定されることに対応する。［３］所定角度領域は、Ｓ３２における第１角度θｓＬ以上であって且つ第２角度θｓＨ以下の角度領域に対応する。［４］制御データは、マップデータＭ２０ａに対応する。操作工程は、Ｓ１２の工程に対応する。検知工程は、Ｓ１４の工程に対応する。アシスト更新工程は、Ｓ１６の工程に対応する。［５］軸力更新工程は、Ｓ１８の工程に対応する。

【0058】

＜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。

【0059】

「アシスト量設定処理について」
・アシスト量設定処理としては、車速Ｖと操舵トルクＴｈとを入力変数として且つアシスト量Ｔａを出力変数とするマップデータを用いてアシスト量Ｔａをマップ演算する処理に限らない。たとえば、車速Ｖおよび操舵トルクＴｈを入力としてアシスト量Ｔａを出力する関数近似器を用いてアシスト量Ｔａをマップ演算する処理であってもよい。その場合、図７のＳ１６の工程においては、制御データとしての関数近似器を規定するデータを更新すればよい。

【0060】

・入力変数としての操舵トルクＴｈに代えて、操舵トルクＴｈに位相を遅らせる処理を施した値を用いてもよい。ここで位相を遅らせる処理は、たとえば、トルクセンサ６０が備えるトーションバーの両側の位相差の周波数特性を調整すべく、操舵トルクＴｈに位相補償をすることを目的とする処理であってもよい。

【0061】

・車速Ｖと操舵トルクＴｈとを入力として算出される値を基本アシスト量Ｔａｂとして且つ、これに各種補正を施したものをアシスト量Ｔａとしてもよい。具体的には、たとえば、ステアリングホイール１２の切り戻しと切り返しとで、アシスト量Ｔａを異なる値とするための補正量であるヒステリシス補正量を基本アシスト量Ｔａｂに加算してもよい。また、たとえば、ステアリングホイール１２の回転速度と負の相関を有する補正量であるダンピング補正量を基本アシスト量Ｔａｂに加算してもよい。またたとえば、ステアリングホイール１２を中立位置に戻すための補正量である戻し補正量を基本アシスト量Ｔａｂに加算してもよい。

【0062】

「軸力設定処理について」
・軸力設定処理の入力が、ｑ軸電流ｉｑｔ、目標転舵相当角θｐ＊および車速Ｖであることは必須ではない。たとえば、車速Ｖを含めなくてもよい。また、たとえば、入力変数としての操舵系の角度変数としては、目標転舵相当角θｐ＊に限らない。たとえば、操舵系の角度変数は、転舵相当角θｐであってもよい。またたとえば、操舵系の角度変数は、操舵角θｓであってもよい。また、転舵輪の負荷トルクを示す変数としては、ｑ軸電流ｉｑｔに限らない。たとえば転舵モータ４２のトルクの推定値であってもよい。

【0063】

「ステアリング軸１４の回転を規制する装置について」
・ステアリング軸１４の回転を規制する装置としては、上記実施形態において例示した装置に限らない。たとえば、エンドストッパ１００が連れ回す中間ストッパを複数備える装置であってもよい。ここで、第１中間ストッパと第２中間ストッパとを備える場合を例示して説明する。その場合、エンドストッパ１００の回転に伴って第１中間ストッパと第２中間ストッパとが連れ回される。そして、第１中間ストッパの突起部がハウジング７０の突起部７２に接触することにより、第１中間ストッパの回転が阻止される。これにより、エンドストッパ１００の回転に伴って第２中間ストッパのみが連れ回される。そして、第２中間ストッパの突起部が第１中間ストッパの突起部に接触することにより、第２中間ストッパの回転が阻止される。これにより、エンドストッパ１００が単独で回転する。そして、エンドストッパ１００の突起部１０２が第２中間ストッパの突起部に接触することにより、エンドストッパ１００の回転が阻止される。すなわち、ステアリング軸１４のそれ以上の回転が阻止される。

【0064】

「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。

【0065】

「そのほか」
・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】

【0066】

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
５０…操舵制御装置
７０…ハウジング
７２…突起部
８０，８２…ワッシャ
８４…ウェーブワッシャ
８６…Ｃ型止め輪
９０…中間ストッパ
９２…突起部
１００…エンドストッパ
１０２…突起部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】