特許 7099056 操舵制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-04

(45)【発行日】2022-07-12

(54)【発明の名称】操舵制御装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20220705BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20220705BHJP

   B62D 101/00 20060101ALN20220705BHJP

   B62D 111/00 20060101ALN20220705BHJP

   B62D 113/00 20060101ALN20220705BHJP

   B62D 119/00 20060101ALN20220705BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00 ZYW

B62D5/04

B62D101:00

B62D111:00

B62D113:00

B62D119:00

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018106410

(22)【出願日】2018-06-01

(65)【公開番号】P2019209787

(43)【公開日】2019-12-12

【審査請求日】2021-05-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(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】小寺 隆志

【審査官】神田 泰貴

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１６５２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１３０９６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２６４８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０８００９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／００２４２８１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－２２６３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１５５２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１６６８０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０４０３４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ６／００

Ｂ６２Ｄ ５／０４

Ｂ６２Ｄ １０１／００

Ｂ６２Ｄ １１１／００

Ｂ６２Ｄ １１３／００

Ｂ６２Ｄ １１９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部とが機械的に分離した構造又は機械的に断接可能な構造を有する操舵装置を制御対象とし、
前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力を与える操舵側モータの作動を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記転舵輪が連結される転舵軸に作用する複数種の軸力を異なる状態量に基づいて演算する複数の軸力演算部と、
前記複数種の軸力をそれぞれ個別に設定される配分比率で合算することにより配分軸力を演算する配分軸力演算部と、
前記複数種の軸力に基づいてグリップ状態量を演算するグリップ状態量演算部と、
前記グリップ状態量に基づいて前記配分軸力を調整する配分軸力調整部と、
前記配分軸力調整部により調整された調整後配分軸力を考慮して、前記操舵部に連結されるステアリングホイールの操舵角の目標値となる目標操舵角を演算する目標操舵角演算部とを備え、
前記操舵角を前記目標操舵角に追従させる角度フィードバック制御の実行に基づいて前記操舵反力の目標値となる目標反力トルクを演算する操舵制御装置。

【請求項2】

操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部とが機械的に分離した構造又は機械的に断接可能な構造を有する操舵装置を制御対象とし、
前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力を与える操舵側モータの作動を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記転舵輪が連結される転舵軸に作用する複数種の軸力を異なる状態量に基づいて演算する複数の軸力演算部と、
前記複数種の軸力をそれぞれ個別に設定される配分比率で合算することにより配分軸力を演算する配分軸力演算部と、
前記複数種の軸力に基づいてグリップ状態量を演算するグリップ状態量演算部と、
前記グリップ状態量に基づいて前記配分軸力を調整する配分軸力調整部と、
前記操舵部に付与される操舵トルク及び前記配分軸力調整部により調整された調整後配分軸力に基づいて前記操舵反力の目標値となる目標反力トルクを演算する操舵制御装置。

【請求項3】

操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部とが機械的に分離した構造又は機械的に断接可能な構造を有する操舵装置を制御対象とし、
前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力を与える操舵側モータの作動を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記転舵輪が連結される転舵軸に作用する複数種の軸力を異なる状態量に基づいて演算する複数の軸力演算部と、
前記複数種の軸力をそれぞれ個別に設定される配分比率で合算することにより配分軸力を演算する配分軸力演算部と、
前記複数種の軸力に基づいてグリップ状態量を演算するグリップ状態量演算部と、
前記グリップ状態量に基づいて前記配分軸力を調整する配分軸力調整部と、
前記配分軸力調整部により調整された調整後配分軸力に基づいて前記操舵反力の目標値となる目標反力トルクを演算する操舵制御装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記配分軸力調整部は、前記配分軸力に乗算する配分調整ゲインを演算する配分調整ゲイン演算部を備え、
前記配分調整ゲイン演算部は、前記グリップ状態量に基づいて前記配分調整ゲインを変更する操舵制御装置。

【請求項5】

請求項４に記載の操舵制御装置において、
前記配分調整ゲイン演算部は、前記配分調整ゲインを車速に応じて変更する操舵制御装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記配分軸力調整部は、前記配分軸力に加算するオフセット値を演算するオフセット値演算部を備え、
前記オフセット値演算部は、前記グリップ状態量に基づいて前記オフセット値を変更する操舵制御装置。

【請求項7】

請求項６に記載の操舵制御装置において、
前記配分軸力調整部は、前記操舵部に操舵が入力されない非操舵状態である場合に、前記オフセット値を加算して前記配分軸力を調整する操舵制御装置。

【請求項8】

請求項６又は７に記載の操舵制御装置において、
前記オフセット値演算部は、前記オフセット値を車速に応じて変更する操舵制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、操舵制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両用の操舵装置としてモータを駆動源とする電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）が広く採用されており、こうしたＥＰＳを制御対象とする操舵制御装置では、操舵フィーリングの向上を図るべく種々の補償制御を実行することがある。例えば特許文献１には、タイヤのグリップ状態（例えばタイヤのグリップが失われた度合いを示すグリップロス度）を検出し、グリップロス度に応じて、アシスト力を可変するものが開示されている。なお、グリップロス度は、操舵トルクに基づいて算出されたアシストトルク、アシストトルクを付与するモータの慣性、及び摩擦力に基づいて算出された第１のセルフアライニングトルク（ＳＡＴａ）と、タイヤに働く横力とトレールとの積から得られる第２のセルフアライニングトルク（ＳＡＴｂ）との差を算出することにより得られる。

【0003】

さて、近年、開発が進んでいるステアバイワイヤ式の操舵装置では、転舵輪とステアリングホイールとの間の動力伝達が分離されている。そのため、転舵輪が受ける路面反力等が機械的にはステアリングホイールに伝達されないことから、同形式の操舵装置を制御対象とする操舵制御装置では、ステアリングホイールに対して路面情報を考慮した操舵反力を操舵側アクチュエータ（操舵側モータ）によって付与している。例えば特許文献２には、転舵輪に連結される転舵軸に作用する軸力に着目し、ステアリングホイールの目標操舵角に応じた目標転舵角から算出される理想軸力と、転舵側アクチュエータの駆動源である転舵側モータの駆動電流から算出される路面軸力とを所定配分比率で配分した配分軸力を考慮して操舵反力を決定する操舵制御装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－４０３４１号公報

【文献】特開２０１７－１６５２１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、ステアバイワイヤ式の操舵装置を制御対象とする操舵制御装置においては、より優れた操舵フィーリングの実現が求められており、上記特許文献２のような構成を採用してもなお、要求される水準に達しているとは言い切れないのが実情である。そのため、より優れた操舵フィーリングを実現することのできる新たな技術の創出が求められていた。

【0006】

なお、上記特許文献１に記載のグリップ状態の検出方法は、グリップロス度の検出に使用するパラメータに、例えばアシストトルク等を使用しているため、ステアバイワイヤ式の操舵装置には、採用できない。

【0007】

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、優れた操舵フィーリングを実現できる操舵制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決する操舵制御装置は、操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部とが機械的に分離した構造又は機械的に断接可能な構造を有する操舵装置を制御対象とし、前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力を与える操舵側モータの作動を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記転舵輪が連結される転舵軸に作用する複数種の軸力を異なる状態量に基づいて演算する複数の軸力演算部と、前記複数種の軸力をそれぞれ個別に設定される配分比率で合算することにより配分軸力を演算する配分軸力演算部と、前記複数種の軸力に基づいてグリップ状態量を演算するグリップ状態量演算部と、前記グリップ状態量に基づいて前記配分軸力を調整する配分軸力調整部と、前記配分軸力調整部により調整された調整後配分軸力を考慮して、前記操舵部に連結されるステアリングホイールの操舵角の目標値となる目標操舵角を演算する目標操舵角演算部とを備え、前記操舵角を前記目標操舵角に追従させる角度フィードバック制御の実行に基づいて前記操舵反力の目標値となる目標反力トルクを演算する。

【0009】

上記課題を解決する操舵制御装置は、操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部とが機械的に分離した構造又は機械的に断接可能な構造を有する操舵装置を制御対象とし、前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力を与える操舵側モータの作動を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記転舵輪が連結される転舵軸に作用する複数種の軸力を異なる状態量に基づいて演算する複数の軸力演算部と、前記複数種の軸力をそれぞれ個別に設定される配分比率で合算することにより配分軸力を演算する配分軸力演算部と、前記複数種の軸力に基づいてグリップ状態量を演算するグリップ状態量演算部と、前記グリップ状態量に基づいて前記配分軸力を調整する配分軸力調整部と、前記操舵部に付与される操舵トルク及び前記配分軸力調整部により調整された調整後配分軸力に基づいて前記操舵反力の目標値となる目標反力トルクを演算する。

【0010】

上記課題を解決する操舵制御装置は、操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部とが機械的に分離した構造又は機械的に断接可能な構造を有する操舵装置を制御対象とし、前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力を与える操舵側モータの作動を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記転舵輪が連結される転舵軸に作用する複数種の軸力を異なる状態量に基づいて演算する複数の軸力演算部と、前記複数種の軸力をそれぞれ個別に設定される配分比率で合算することにより配分軸力を演算する配分軸力演算部と、前記複数種の軸力に基づいてグリップ状態量を演算するグリップ状態量演算部と、前記グリップ状態量に基づいて前記配分軸力を調整する配分軸力調整部と、前記配分軸力調整部により調整された調整後配分軸力に基づいて前記操舵反力の目標値となる目標反力トルクを演算する。

【0011】

操舵フィーリングは、基本的に、操舵装置に入力される入力トルクと転舵角との関係を示す運動方程式における慣性項、粘性項、バネ項によって表される慣性感、粘性感、剛性感で実現される。上記運動方程のバネ項に相当する配分軸力について、上記各構成のようにグリップ状態量に基づいて調整することで、グリップ状態に応じたステアリング操作の剛性感を手応えとして運転者に付与し、優れた操舵フィーリングを実現できる。

【0012】

上記操舵制御装置において、前記配分軸力調整部は、前記配分軸力に乗算する配分調整ゲインを演算する配分調整ゲイン演算部を備え、前記配分調整ゲイン演算部は、前記グリップ状態量に基づいて前記配分調整ゲインを変更することが好ましい。

【0013】

上記構成によれば、配分調整ゲインを乗算することにより配分軸力を調整する。そして、グリップ状態量に基づいて配分調整ゲインを変更するため、調整後配分軸力の勾配、すなわちバネ項のバネ定数の変化に基づいてステアリング操作の剛性感を調整できる。

【0014】

上記操舵制御装置において、前記配分調整ゲイン演算部は、前記配分調整ゲインを車速に応じて変更することが好ましい。
上記構成によれば、配分調整ゲインの演算に車速を加味することで、車速に応じて変化するグリップ状態を配分調整ゲインに基づいて実現されるステアリング操作の剛性感を通じて手応えとして運転者に付与できる。

【0015】

上記操舵制御装置において、前記配分軸力調整部は、前記配分軸力に加算するオフセット値を演算するオフセット値演算部を備え、前記オフセット値演算部は、前記グリップ状態量に基づいて前記オフセット値を変更することが好ましい。

【0016】

上記構成によれば、オフセット値を加算することにより配分軸力を調整する。そして、グリップ状態量に基づいてオフセット値を変更するため、バネ項のバネ定数に関係なく、グリップ状態量に応じたステアリング操作の剛性感については一定の手応えとして運転者に付与できるので、優れた操舵フィーリングを実現できる。

【0017】

上記操舵制御装置において、前記配分軸力調整部は、前記操舵部に操舵が入力されない非操舵状態である場合に、前記オフセット値を加算して前記配分軸力を調整することが好ましい。

【0018】

上記構成によれば、運転者がステアリングホイールを非操舵状態において、オフセット値を加算することで配分軸力を調整するため、戻り時のステアリングホイールの操舵速度をグリップ状態に応じて調整できる。

【0019】

上記操舵制御装置において、前記オフセット値演算部は、前記オフセット値を車速に応じて変更することが好ましい。
上記構成によれば、オフセット値の演算に車速を加味することで、車速に応じて変化するグリップ状態をオフセット値に基づいて実現されるステアリング操作の剛性感を通じて手応えとして運転者に付与できる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、優れた操舵フィーリングを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】第１実施形態のステアバイワイヤ式の操舵装置の概略構成図。

【図2】第１実施形態の操舵制御装置のブロック図。

【図3】第１実施形態の反力成分演算部のブロック図。

【図4】着力点に作用する横力、セルフアライニングトルク、及びニューマチックトレールの関係を示す模式図。

【図5】スリップ角の変化に対する理想軸力、横力（車両状態両軸力）、セルフアライニングトルク（路面軸力）、及びニューマチックトレールの変化を示すグラフ。

【図6】第１実施形態の配分軸力調整部のブロック図。

【図7】第２実施形態の操舵側制御部のブロック図。

【図8】第３実施形態の操舵制御装置のブロック図。

【図9】第４実施形態の操舵制御装置のブロック図。

【図10】変形例のステアバイワイヤ式の操舵装置の概略構成図。

【発明を実施するための形態】

【0022】

（第１実施形態）
以下、操舵制御装置の第１実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、操舵制御装置１の制御対象となるステアバイワイヤ式の操舵装置２は、運転者により操舵される操舵部３と、運転者による操舵部３の操舵に応じて転舵輪４を転舵させる転舵部５とを備えている。

【0023】

操舵部３は、ステアリングホイール１１が固定されるステアリングシャフト１２と、ステアリングシャフト１２に操舵反力を付与可能な操舵側アクチュエータ１３とを備えている。操舵側アクチュエータ１３は、駆動源となる操舵側モータ１４と、操舵側モータ１４の回転を減速してステアリングシャフト１２に伝達する操舵側減速機１５とを備えている。

【0024】

転舵部５は、転舵輪４の転舵角に換算可能な回転軸としての第１ピニオン軸２１と、第１ピニオン軸２１に連結されたラック軸２２と、ラック軸２２を往復動可能に収容するラックハウジング２３とを備えている。第１ピニオン軸２１とラック軸２２とは、所定の交差角をもって配置されており、第１ピニオン軸２１に形成された第１ピニオン歯２１ａとラック軸２２に形成された第１ラック歯２２ａとを噛合することによって第１ラックアンドピニオン機構２４が構成されている。なお、ラック軸２２は、第１ラックアンドピニオン機構２４によりその軸方向一端側が往復動可能に支持されている。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が連結されており、タイロッド２６の先端は、転舵輪４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。

【0025】

また、転舵部５には、ラック軸２２に転舵輪４を転舵させる転舵力を付与する転舵側アクチュエータ３１が第２ピニオン軸３２を介して設けられている。転舵側アクチュエータ３１は、駆動源となる転舵側モータ３３と、転舵側モータ３３の回転を減速して第２ピニオン軸３２に伝達する転舵側減速機３４とを備えている。第２ピニオン軸３２とラック軸２２とは、所定の交差角をもって配置されており、第２ピニオン軸３２に形成された第２ピニオン歯３２ａとラック軸２２に形成された第２ラック歯２２ｂとを噛合することによって第２ラックアンドピニオン機構３５が構成されている。なお、ラック軸２２は、第２ラックアンドピニオン機構３５によりその軸方向他端側が往復動可能に支持されている。

【0026】

このように構成された操舵装置２では、運転者によるステアリング操作に応じて転舵側アクチュエータ３１により第２ピニオン軸３２が回転駆動され、この回転が第２ラックアンドピニオン機構３５によりラック軸２２の軸方向移動に変換されることで、転舵輪４の転舵角が変更される。このとき、操舵側アクチュエータ１３からは、運転者の操舵に抗する操舵反力がステアリングホイール１１に付与される。

【0027】

次に、本実施形態の電気的構成について説明する。
操舵制御装置１は、操舵側アクチュエータ１３（操舵側モータ１４）及び転舵側アクチュエータ３１（転舵側モータ３３）に接続されており、これらの作動を制御する。なお、操舵制御装置１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が実行することによって、各種制御が実行される。

【0028】

操舵制御装置１には、車両の車速Ｖを検出する車速センサ４１、及びステアリングシャフト１２に付与された操舵トルクＴhを検出するトルクセンサ４２が接続されている。なお、トルクセンサ４２は、ステアリングシャフト１２における操舵側アクチュエータ１３（操舵側減速機１５）との連結部分よりもステアリングホイール１１側に設けられている。また、操舵制御装置１には、操舵部３の操舵量を示す検出値として操舵側モータ１４の回転角θsを３６０°の範囲内の相対角で検出する操舵側回転センサ４３、及び転舵部５の転舵量を示す検出値として転舵側モータ３３の回転角θtを相対角で検出する転舵側回転センサ４４が接続されている。また、操舵制御装置１には、車両のヨーレートγを検出するヨーレートセンサ４５、及び車両の横加速度ＬＡを検出する横加速度センサ４６が接続されている。なお、操舵トルクＴh及び回転角θs，θtは、一方向（本実施形態では、右）に操舵した場合に正の値、他方向（本実施形態では、左）に操舵した場合に負の値として検出する。そして、操舵制御装置１は、これらの各種状態量に基づいて操舵側モータ１４及び転舵側モータ３３の作動を制御する。

【0029】

以下、操舵制御装置１の構成について詳細に説明する。
図２に示すように、操舵制御装置１は、操舵側モータ制御信号Ｍsを出力する制御部としての操舵側制御部５１と、操舵側モータ制御信号Ｍsに基づいて操舵側モータ１４に駆動電力を供給する操舵側駆動回路５２とを備えている。操舵側制御部５１には、操舵側駆動回路５２と操舵側モータ１４の各相のモータコイルとの間の接続線５３を流れる操舵側モータ１４の各相電流値Ｉus，Ｉvs，Ｉwsを検出する電流センサ５４が接続されている。なお、図２では、説明の便宜上、各相の接続線５３及び各相の電流センサ５４をそれぞれ１つにまとめて図示している。

【0030】

また、操舵制御装置１は、転舵側モータ制御信号Ｍtを出力する転舵側制御部５５と、転舵側モータ制御信号Ｍtに基づいて転舵側モータ３３に駆動電力を供給する転舵側駆動回路５６とを備えている。転舵側制御部５５には、転舵側駆動回路５６と転舵側モータ３３の各相のモータコイルとの間の接続線５７を流れる転舵側モータ３３の各相電流値Ｉut，Ｉvt，Ｉwtを検出する電流センサ５８が接続されている。なお、図２では、説明の便宜上、各相の接続線５７及び各相の電流センサ５８をそれぞれ１つにまとめて図示している。本実施形態の操舵側駆動回路５２及び転舵側駆動回路５６には、複数のスイッチング素子（例えば、ＦＥＴ等）を有する周知のＰＷＭインバータがそれぞれ採用されている。そして、操舵側モータ制御信号Ｍs及び転舵側モータ制御信号Ｍtは、それぞれ各スイッチング素子のオンオフ状態を規定するゲートオンオフ信号となっている。

【0031】

操舵制御装置１は、所定の演算周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行して、操舵側モータ制御信号Ｍs及び転舵側モータ制御信号Ｍtを生成する。そして、操舵側モータ制御信号Ｍs及び転舵側モータ制御信号Ｍtが操舵側駆動回路５２及び転舵側駆動回路５６に出力されることにより、各スイッチング素子がオンオフし、操舵側モータ１４及び転舵側モータ３３に駆動電力がそれぞれ供給される。これにより、操舵側アクチュエータ１３及び転舵側アクチュエータ３１の作動が制御される。

【0032】

先ず、操舵側制御部５１の構成について説明する。
操舵側制御部５１には、上記車速Ｖ、操舵トルクＴh、回転角θs、横加速度ＬＡ、ヨーレートγ、各相電流値Ｉus，Ｉvs，Ｉws及びｑ軸電流値Ｉqtが入力される。そして、操舵側制御部５１は、これら各状態量に基づいて操舵側モータ制御信号Ｍsを生成して出力する。

【0033】

詳しくは、操舵側制御部５１は、操舵側モータ１４の回転角θsに基づいてステアリングホイール１１の操舵角θhを演算する操舵角演算部６１を備えている。また、操舵側制御部５１は、ステアリングホイール１１を回転させる力である入力トルク基礎成分Ｔb*を演算する入力トルク基礎成分演算部６２と、ステアリングホイール１１の回転に抗する力である反力成分Ｆirを演算する反力成分演算部６３とを備えている。また、操舵側制御部５１は、操舵トルクＴh、入力トルク基礎成分Ｔb*、反力成分Ｆir及び車速Ｖに基づいて目標操舵角θh*を演算する目標操舵角演算部６４を備えている。また、操舵側制御部５１は、操舵角θh及び目標操舵角θh*に基づいて目標反力トルクＴs*を演算する目標反力トルク演算部６５と、目標反力トルクＴs*に基づいて操舵側モータ制御信号Ｍsを生成する操舵側モータ制御信号生成部６６とを備えている。

【0034】

操舵角演算部６１は、入力される回転角θsを、例えばステアリング中立位置からの操舵側モータ１４の回転数をカウントすることにより、３６０°を超える範囲の絶対角に換算して取得する。そして、操舵角演算部６１は、絶対角に換算された回転角に操舵側減速機１５の回転速度比に基づく換算係数Ｋｓを乗算することで、操舵角θhを演算する。

【0035】

入力トルク基礎成分演算部６２には、操舵トルクＴhが入力される。入力トルク基礎成分演算部６２は、操舵トルクＴhの絶対値が大きいほど、大きな絶対値を有する入力トルク基礎成分（反力基礎成分）Ｔb*を演算する。入力トルク基礎成分Ｔb*は、目標操舵角演算部６４及び目標反力トルク演算部６５に入力される。

【0036】

目標操舵角演算部６４には、操舵トルクＴh、車速Ｖ及び入力トルク基礎成分Ｔb*に加え、後述する反力成分演算部６３において演算される反力成分Ｆirが入力される。目標操舵角演算部６４は、入力トルク基礎成分Ｔb*に操舵トルクＴhを加算するとともに反力成分Ｆirを減算した値である入力トルクＴin*と目標操舵角θh*とを関係づけるモデル（ステアリングモデル）式を利用して、目標操舵角θh*を演算する。このモデル式は、ステアリングホイール１１（操舵部３）と転舵輪４（転舵部５）とが機械的に連結されたものにおいて、ステアリングホイール１１の回転に伴って回転する回転軸のトルクと回転角との関係を定めて表したものである。そして、このモデル式は、操舵装置２の摩擦等をモデル化した粘性係数Ｃ、操舵装置２の慣性をモデル化した慣性係数Ｊを用いて表される。なお、粘性係数Ｃ及び慣性係数Ｊは、車速Ｖに応じて可変設定される。そして、このようにモデル式を用いて演算された目標操舵角θh*は、減算器６９及び転舵側制御部５５に加え、反力成分演算部６３に出力される。

【0037】

目標反力トルク演算部６５には、入力トルク基礎成分Ｔb*に加え、減算器６９において目標操舵角θh*から操舵角θhが差し引かれた角度偏差Δθsが入力される。そして、目標反力トルク演算部６５は、角度偏差Δθsに基づき、操舵角θhを目標操舵角θh*にフィードバック制御するための制御量として操舵側モータ１４が付与する操舵反力の基礎となる基礎反力トルクを演算し、該基礎反力トルクに入力トルク基礎成分Ｔb*を加算することで目標反力トルクＴs*を演算する。具体的には、目標反力トルク演算部６５は、角度偏差Δθsを入力とする比例要素、積分要素及び微分要素のそれぞれの出力値の和を、基礎反力トルクとして演算する。

【0038】

操舵側モータ制御信号生成部６６には、目標反力トルクＴs*に加え、回転角θs及び相電流値Ｉus，Ｉvs，Ｉwsが入力される。本実施形態の操舵側モータ制御信号生成部６６は、目標反力トルクＴs*に基づいて、ｄ／ｑ座標系におけるｑ軸上のｑ軸目標電流値Ｉqs*を演算する。なお、本実施形態では、ｄ軸上のｄ軸目標電流値Ｉds*はゼロに設定される。

【0039】

操舵側モータ制御信号生成部６６は、ｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御を実行することにより、上記操舵側駆動回路５２に出力する操舵側モータ制御信号Ｍsを生成（演算）する。具体的には、操舵側モータ制御信号生成部６６は、操舵側モータ制御信号生成部６６は、回転角θsに基づいて相電流値Ｉus，Ｉvs，Ｉwsをｄ／ｑ座標上に写像することにより、ｄ／ｑ座標系における操舵側モータ１４の実電流値であるｄ軸電流値Ｉds及びｑ軸電流値Ｉqsを演算する。そして、操舵側モータ制御信号生成部６６は、ｄ軸電流値Ｉdsをｄ軸目標電流値Ｉds*に追従させるべく、またｑ軸電流値Ｉqsをｑ軸目標電流値Ｉqs*に追従させるべく、ｄ軸及びｑ軸上の各電流偏差に基づいて電圧指令値を演算し、該電圧指令値に基づくデューティ比を有する操舵側モータ制御信号Ｍsを生成する。このように演算された操舵側モータ制御信号Ｍsが上記操舵側駆動回路５２に出力されることにより、操舵側モータ制御信号Ｍsに応じた駆動電力が操舵側モータ１４に出力され、その作動が制御される。

【0040】

次に、転舵側制御部５５について説明する。
転舵側制御部５５には、上記回転角θt、目標操舵角θh*及び転舵側モータ３３の各相電流値Ｉut，Ｉvt，Ｉwtが入力される。そして、転舵側制御部５５は、これら各状態量に基づいて転舵側モータ制御信号Ｍtを生成して出力する。

【0041】

詳しくは、転舵側制御部５５は、転舵輪４の転舵角に換算可能な回転軸である第１ピニオン軸２１の回転角（ピニオン角）に相当する転舵対応角θpを演算する転舵対応角演算部７１を備えている。また、転舵側制御部５５は、転舵対応角θp及び目標操舵角θh*に基づいて目標転舵トルクＴt*を演算する目標転舵トルク演算部７２と、目標転舵トルクＴt*に基づいて転舵側モータ制御信号Ｍtを生成する転舵側モータ制御信号生成部７３とを備えている。なお、本実施形態の操舵装置２では、操舵角θhと転舵対応角θpとの比である舵角比が一定に設定されており、目標転舵対応角は、目標操舵角θh*と等しい。

【0042】

転舵対応角演算部７１は、入力される回転角θtを、例えば車両が直進する中立位置からの転舵側モータ３３の回転数をカウントすることにより、３６０°を超える範囲の絶対角に換算して取得する。そして、転舵対応角演算部７１は、絶対角に換算された回転角に転舵側減速機３４の回転速度比、第１及び第２ラックアンドピニオン機構２４，３５の回転速度比に基づく換算係数Ｋｔを乗算して転舵対応角θpを演算する。つまり、転舵対応角θpは、第１ピニオン軸２１がステアリングシャフト１２に連結されていると仮定した場合におけるステアリングホイール１１の操舵角θhに相当する。

【0043】

目標転舵トルク演算部７２には、減算器７４において目標操舵角θh*（目標転舵対応角）から転舵対応角θpが差し引かれた角度偏差Δθpが入力される。そして、目標転舵トルク演算部７２は、角度偏差Δθpに基づき、転舵対応角θpを目標操舵角θh*にフィードバック制御するための制御量として、転舵側モータ３３が付与する転舵力の目標値となる目標転舵トルクＴt*を演算する。具体的には、目標転舵トルク演算部７２は、角度偏差Δθpを入力とする比例要素、積分要素及び微分要素のそれぞれの出力値の和を、目標転舵トルクＴt*として演算する。

【0044】

転舵側モータ制御信号生成部７３には、目標転舵トルクＴt*に加え、回転角θt及び相電流値Ｉut，Ｉvt，Ｉwtが入力される。そして、転舵側モータ制御信号生成部７３は、目標転舵トルクＴt*に基づいて、ｄ／ｑ座標系におけるｑ軸上のｑ軸目標電流値Ｉqt*を演算する。なお、本実施形態では、ｄ軸上のｄ軸目標電流値Ｉdt*はゼロに設定される。

【0045】

転舵側モータ制御信号生成部７３は、ｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御を実行することにより、上記転舵側駆動回路５６に出力する転舵側モータ制御信号Ｍtを生成（演算）する。具体的には、転舵側モータ制御信号生成部７３は、回転角θtに基づいて相電流値Ｉut，Ｉvt，Ｉwtをｄ／ｑ座標上に写像することにより、ｄ／ｑ座標系における転舵側モータ３３の実電流値であるｄ軸電流値Ｉdt及びｑ軸電流値Ｉqtを演算する。そして、転舵側モータ制御信号生成部７３は、ｄ軸電流値Ｉdtをｄ軸目標電流値Ｉdt*に追従させるべく、またｑ軸電流値Ｉqtをｑ軸目標電流値Ｉqt*に追従させるべく、ｄ軸及びｑ軸上の電流偏差に基づいて電圧指令値を演算し、該電圧指令値に基づくデューティ比を有する転舵側モータ制御信号Ｍtを生成する。このように演算された転舵側モータ制御信号Ｍtが上記転舵側駆動回路５６に出力されることにより、転舵側モータ制御信号Ｍtに応じた駆動電力が転舵側モータ３３に出力され、その作動が制御される。なお、転舵側モータ制御信号Ｍtを生成する過程で演算したｑ軸電流値Ｉqtは、上記反力成分演算部６３に出力される。

【0046】

次に、反力成分演算部６３の構成について説明する。
反力成分演算部６３には、車速Ｖ、操舵トルクＴh、横加速度ＬＡ、ヨーレートγ、転舵側モータ３３のｑ軸電流値Ｉqt及び目標操舵角θh*が入力される。反力成分演算部６３は、これらの状態量に基づいてラック軸２２に作用する軸力に応じた反力成分Ｆir（ベース反力）を演算し、目標操舵角演算部６４に出力する。

【0047】

図３に示すように、反力成分演算部６３は、路面軸力Ｆerを演算する軸力演算部としての路面軸力演算部８１と、理想軸力Ｆibを演算する軸力演算部としての理想軸力演算部８２とを備えている。なお、路面軸力Ｆer及び理想軸力Ｆibは、トルクの次元（Ｎ・ｍ）で演算される。また、反力成分演算部６３は、転舵輪４に対して路面から加えられる軸力（路面から伝達される路面情報）が反映されるように、理想軸力Ｆib及び路面軸力Ｆerを所定割合で配分して配分軸力Ｆdを演算する配分軸力演算部８３を備えている。

【0048】

理想軸力演算部８２には、目標操舵角θh*（目標転舵対応角）及び車速Ｖが入力される。理想軸力演算部８２は、転舵輪４に作用する軸力（転舵輪４に伝達される伝達力）の理想値であって、路面情報が反映されない理想軸力Ｆibを目標操舵角θh*に基づいて演算する。具体的には、理想軸力演算部８２は、目標操舵角θh*の絶対値が大きくなるにつれて理想軸力Ｆibの絶対値が大きくなるように演算する。また、理想軸力演算部８２は、車速Ｖが大きくなるにつれて理想軸力Ｆibの絶対値が大きくなるように演算する。このように演算された理想軸力Ｆibは、乗算器８４に出力される。

【0049】

路面軸力演算部８１には、転舵側モータ３３のｑ軸電流値Ｉqtが入力される。路面軸力演算部８１は、転舵輪４に作用する軸力（転舵輪４に伝達される伝達力）の推定値であって、路面情報が反映された路面軸力Ｆerをｑ軸電流値Ｉqtに基づいて演算する。具体的には、路面軸力演算部８１は、転舵側モータ３３によってラック軸２２に加えられるトルクと、転舵輪４に対して路面から加えられる力に応じたトルクとが釣り合うとして、ｑ軸電流値Ｉqtの絶対値が大きくなるほど、路面軸力Ｆerの絶対値が大きくなるように演算する。このように演算された路面軸力Ｆerは、乗算器８５に出力される。

【0050】

配分軸力演算部８３には、車速Ｖに加え、路面軸力Ｆer及び理想軸力Ｆibが入力される。配分軸力演算部８３は、車速Ｖに基づいて理想軸力Ｆibと路面軸力Ｆerとを配分するためのそれぞれの配分割合である配分ゲインＧib、配分ゲインＧerを演算する配分ゲイン演算部８６を備えている。本実施形態の配分ゲイン演算部８６は、車速Ｖと配分ゲインＧib，Ｇerとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することにより車速Ｖに応じた配分ゲインＧib，Ｇerを演算する。配分ゲインＧibは、車速Ｖが大きい場合に小さい場合よりも値が小さくなり、配分ゲインＧerは車速Ｖが大きい場合に小さい場合よりも値が大きくなる。なお、本実施形態では、配分ゲインＧib，Ｇerの和が「１」となるように値が設定されている。このように演算された配分ゲインＧibは乗算器８４に出力され、配分ゲインＧerは乗算器８５に出力される。

【0051】

配分軸力演算部８３は、乗算器８４において理想軸力Ｆibに配分ゲインＧibを乗算するとともに、乗算器８５において路面軸力Ｆerに配分ゲインＧerを乗算し、加算器８７においてこれらの値を足し合わせて配分軸力Ｆdを演算する。このように演算された配分軸力Ｆdは、後述する配分軸力調整部８８に出力される。

【0052】

また、反力成分演算部６３は、車両状態量軸力Ｆyrを演算する軸力演算部としての車両状態量軸力演算部９１と、車両のグリップ状態を示すグリップ状態量Ｇｒを演算するグリップ状態量演算部９２とを備えている。なお、車両状態量軸力Ｆyrは、トルクの次元（Ｎ・ｍ）で演算される。車両状態量軸力演算部９１には、車両状態量としてのヨーレートγ及び横加速度ＬＡが入力される。車両状態量軸力演算部９１は、下記（１）式にヨーレートγ及び横加速度ＬＡを入力することにより横力Ｆｙを演算する。

【0053】

横力Ｆｙ＝Ｋla×横加速度ＬＡ＋Ｋγ×γ’…（１）
なお、「γ’」は、ヨーレートγの微分値を示し、「Ｋla」及び「Ｋγ」は、試験等により予め設定された係数を示す。そして、車両状態量軸力演算部９１は、このように演算される横力Ｆyが近似的にラック軸２２に作用する軸力とみなすことができることを踏まえ、該横力Ｆyを車両状態量軸力Ｆyrとして出力する。

【0054】

グリップ状態量演算部９２には、車両状態量軸力Ｆyr及び路面軸力Ｆerが入力される。グリップ状態量演算部９２は、下記（２）式に車両状態量軸力Ｆyr及び路面軸力Ｆerを入力することにより、転舵輪４がどの程度グリップしているかを示すグリップ度からなるグリップ状態量Ｇｒを演算する。

【0055】

グリップ状態量Ｇｒ＝（Ｋer×路面軸力）／（Ｋy×車両状態量軸力）…（２）
なお、「Ｋer」及び「Ｋy」は、試験等により予め設定された係数を示す。
ここで、転舵輪のスリップ角βと該転舵輪に作用する力との関係について、図４及び図５を参照して説明する。

【0056】

図４は、スリップ角βが付いている転舵輪の接地面を上から見た図である。転舵輪の向きに向かう中心線ｘが元々の転舵輪の向きを示しており、転舵輪の進行方向はこれに対して線αで示している。同図において、Ａ点が転舵輪の接地開始点で、Ｂ点が接地終了点とすると、スリップ角β分だけ、トレッド面が路面に引きずられて中心線ｘから線αのラインに沿ってずれて撓む。なお、図４において、トレッド面がずれて撓んだ領域をハッチングで示す。この撓んだ領域のうち、Ａ点側の領域が粘着域であり、Ｂ点側の領域が滑り域である。そして、このようなスリップ角βで旋回したときの転舵輪の接地面の着力点には、横力Ｆｙが働き、鉛直軸周りのモーメントがセルフアライニングトルクＳＡＴとなる。なお、転舵輪の接地中心と着力点間の距離がニューマチックトレールであり、ニューマチックトレールとキャスタトレールの和がトレールである。

【0057】

図５は、スリップ角βの変化に対する、理想軸力Ｆib、横力Ｆy（車両状態量軸力Ｆyr）、セルフアライニングトルクＳＡＴ（路面軸力Ｆer）、及びニューマチックトレールの変化を示している。同図に示すように旋回中の転舵輪において、スリップ角βが小さい領域では、スリップ角βの増大に従って理想軸力Ｆib、横力Ｆy及びセルフアライニングトルクＳＡＴがそれぞれ略線形（リニア）に増大し、これらの各値の差は小さい。一方、スリップ角βがある程度大きな領域では、スリップ角βの増大に従って、理想軸力Ｆibは引き続き略線形に増大するものの、横力Ｆyは増大を続けた後に略一定又はやや減少傾向を示す。また、セルフアライニングトルクＳＡＴは、スリップ角βの増大に従って、しばらくは増大を続けるが、ニューマチックトレールの減少に伴って大きく減少する傾向を示す。このように各値が略線形に変化し、これらの差が小さい領域を通常領域とし、横力Ｆy及びセルフアライニングトルクＳＡＴが非線形に変化し、これらの差が大きくなる領域を限界領域とする。なお、図５に示す通常領域と限界領域との区切りは便宜上のものである。

【0058】

ここで、旋回時の軸力をセルフアライニングトルクＳＡＴと捉えると、セルフアライニングトルクＳＡＴと横力Ｆｙの関係は、図４に示すように、転舵輪と路面との接地中心から横力の着力点までのニューマチックトレールに相当するパラメータを用いた下記（３）式で表現できる。

【0059】

セルフアライニングトルクＳＡＴ＝横力Ｆｙ×ニューマチックトレール…（３）
そして、セルフアライニングトルクＳＡＴを「軸力≒路面からの反力」と考えると、転舵側モータ３３の駆動電流（すなわち、ｑ軸電流値Ｉqt）に基づく路面軸力ＦerがセルフアライニングトルクＳＡＴを近似的に表現しているといえる。

【0060】

また、横力Ｆｙは、転舵輪４に発生している力であり、「横力Ｆy≒車両横向きに発生している力」と置き換えて、横力Ｆｙを横加速度ＬＡによって近似的に表現することができる。なお、横加速度ＬＡだけでは、実際の軸力に対し、動き出し時の応答性が不足するため、応答性を改善するためにヨーレートγの微分を加算して、上記式（１）が得られる。

【0061】

また、上記（３）式により、グリップ状態量Ｇｒは、下記（４）式のように表わすことができる。
グリップ状態量Ｇｒ＝セルフアライニングトルクＳＡＴ／横力Ｆｙ…（４）
そして、路面軸力ＦerがセルフアライニングトルクＳＡＴを近似的に表現でき、車両状態量軸力Ｆyrが横力を近似的に表現できることを踏まえると、グリップ状態量Ｇｒは、上記（２）式で表される。

【0062】

図３に示すように、グリップ状態量演算部９２が演算したグリップ状態量Ｇｒは、配分軸力調整部８８に出力される。そして、配分軸力調整部８８は、配分軸力演算部８３から入力された配分軸力Ｆdをグリップ状態量Ｇｒ、操舵トルクＴh及び車速Ｖに基づいて調整することで調整後配分軸力としての反力成分Ｆirを演算し、目標操舵角演算部６４に出力する。

【0063】

次に、配分軸力調整部８８の構成について説明する。
図６に示すように、配分軸力調整部８８は、配分調整ゲイン演算部１０１を備えている。配分調整ゲイン演算部１０１には、グリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖが入力される。配分調整ゲイン演算部１０１は、グリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖと配分調整ゲインＫaaとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することによりグリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖに応じた配分調整ゲインＫaaを演算する。このマップは、グリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒth以下の領域では配分調整ゲインＫaaが「１」となり、グリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒthよりも大きくなると、該グリップ状態量Ｇｒの増大に基づいて配分調整ゲインＫaaが大きくなるように設定されている。なお、グリップ閾値Ｇｒthは、通常領域と限界領域との境となるスリップ角βでのグリップ状態量Ｇｒを示す値であり、予め試験等により設定されている。また、マップは、グリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒthよりも大きな領域では、車速Ｖの増大に基づいて、配分調整ゲインＫaaが大きくなるように設定されている。なお、マップの形状は、適宜変更可能であり、グリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒthよりも大きな領域において、該グリップ状態量Ｇｒの増大に基づいて配分調整ゲインＫaaが小さくなるように設定してもよく、また、車速Ｖの増大に基づいて配分調整ゲインＫaaが小さくなるように設定してもよい。

【0064】

このように演算された配分調整ゲインＫaaは、配分軸力Ｆdとともに乗算器１０２に入力される。配分軸力調整部８８は、乗算器１０２において配分軸力Ｆdに配分調整ゲインＫaaを乗算した値を勾配調整配分軸力Ｆd’として加算器１０３に出力する。また、配分軸力調整部８８は、オフセット値演算部１０４と、非操舵ゲイン演算部１０５とを備えている。

【0065】

オフセット値演算部１０４には、グリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖが入力される。オフセット値演算部１０４は、グリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖとオフセット値Ｏｆとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することによりグリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖに応じたオフセット値Ｏｆを演算する。このマップは、グリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒth以下の領域ではオフセット値が「０」となり、グリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒthよりも大きくなると、該グリップ状態量Ｇｒの増大に基づいてオフセット値Ｏｆが大きくなるように設定されている。また、マップは、グリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒthよりも大きな領域では、車速Ｖの増大に基づいて、オフセット値Ｏｆが大きくなるように設定されている。なお、マップの形状は、適宜変更可能であり、例えばグリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒthよりも大きな領域において、該グリップ状態量Ｇｒの増大に基づいてオフセット値Ｏｆが小さくなる（負の値となる）ように設定してもよく、また、車速Ｖの増大に基づいてオフセット値Ｏｆが小さくなるように設定してもよい。このように演算されたオフセット値Ｏｆは、乗算器１０６に出力される。

【0066】

非操舵ゲイン演算部１０５には、操舵トルクＴhが入力される。非操舵ゲイン演算部１０５は、操舵トルクＴhと非操舵ゲインＫnsとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することにより操舵トルクＴhに応じた非操舵ゲインＫnsを演算する。このマップは、操舵トルクＴhの絶対値が「０」の場合に非操舵ゲインＫnsが「１」となり、操舵トルクＴhの絶対値の増大に基づいて非操舵ゲインＫnsが減少し、操舵トルクＴhの絶対値が非操舵閾値Ｔthよりも大きくなると、非操舵ゲインＫnsが「０」となるように設定されている。なお、非操舵閾値Ｔthは、運転者によりステアリング操作が行われていると認められる値であり、ゼロ近傍の値に予め設定されている。このように演算された非操舵ゲインＫnsは、乗算器１０６に出力される。

【0067】

配分軸力調整部８８は、乗算器１０６においてオフセット値Ｏｆに非操舵ゲインＫnsを乗算したオフセット値Ｏｆ’を加算器１０３に出力する。そして、配分軸力調整部８８は、加算器１０３において、勾配調整配分軸力Ｆd’にオフセット値Ｏｆ’を加算した値を反力成分Ｆirとして演算する。上記のように非操舵ゲインＫnsは、運転者によりステアリング操作が行われている場合に「０」となることから、非操舵時にのみオフセット値Ｏｆが加算されて配分軸力Ｆdが調整されることとなる。

【0068】

次に、配分軸力Ｆdの調整に伴う操舵フィーリングの変化について説明する。
例えば車両が低μ路面を走行し、スリップ角βが大きくなりやすい状況下において、反力成分Ｆirが配分軸力Ｆdに比べ、グリップ状態量Ｇｒに基づいて小さくするように調整された場合を想定する。この場合、例えばスリップ角βが大きくなって限界領域に入る前の段階から、通常よりも操舵側モータ１４からステアリングホイール１１に付与される操舵反力を小さくでき、所謂抜け感が生じることで、低μ路であるといった路面情報を運転者が認識しやすくなる。

【0069】

一方、同状況下において、反力成分Ｆirが配分軸力Ｆdに比べ、グリップ状態量Ｇｒに基づいて大きくするように調整された場合を想定する。この場合、例えばスリップ角βが大きくなった状態でも、操舵側モータ１４からステアリングホイール１１に付与される操舵反力を大きくでき、運転者が違和感なく操舵を継続できる。

【0070】

本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）操舵側制御部５１は、配分軸力Ｆdをグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整し、この調整された調整後配分軸力としての反力成分Ｆirを考慮して操舵反力を変更する。ここで、操舵フィーリングは、基本的に、操舵装置２に入力される入力トルクＴin*と転舵角との関係を示す運動方程式における慣性項、粘性項、バネ項によって表される慣性感、粘性感、剛性感で実現される。上記運動方程のバネ項に相当する配分軸力Ｆdについて、本実施形態のようにグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整することで、グリップ状態に応じたステアリング操作の剛性感を手応えとして運転者に付与し、優れた操舵フィーリングを実現できる。

【0071】

（２）配分軸力調整部８８は、配分軸力Ｆdに乗算する配分調整ゲインＫaaを演算する配分調整ゲイン演算部１０１を備え、配分調整ゲインＫaaを乗算することにより配分軸力Ｆdを調整する。そして、配分調整ゲイン演算部１０１は、グリップ状態量Ｇｒに基づいて配分調整ゲインＫaaを変更するため、反力成分Ｆir（調整後配分軸力）の勾配、すなわちバネ項のバネ定数の変化に基づいてステアリング操作の剛性感を調整できる。

【0072】

（３）配分調整ゲイン演算部１０１は、配分調整ゲインＫaaを車速Ｖに応じて変更するため、車速Ｖに応じて変化するグリップ状態を配分調整ゲインＫaaに基づいて実現されるステアリング操作の剛性感を通じて手応えとして運転者に付与できる。

【0073】

（４）配分軸力調整部８８は、配分軸力Ｆdに加算するオフセット値Ｏｆを演算するオフセット値演算部１０４を備え、オフセット値Ｏｆを加算することにより配分軸力Ｆdを調整する。そして、オフセット値演算部１０４は、グリップ状態量Ｇｒに基づいてオフセット値Ｏｆを変更するため、バネ項のバネ定数に関係なく、グリップ状態量Ｇｒに応じたステアリング操作の剛性感については一定の手応えとして運転者に付与できるので、優れた操舵フィーリングを実現できる。

【0074】

（５）配分軸力調整部８８は、オフセット値Ｏｆに乗算する非操舵ゲインＫnsを演算する非操舵ゲイン演算部１０５を備え、非操舵ゲイン演算部１０５は、非操舵時にのみオフセット値Ｏｆがゼロよりも大きな値となるように演算する。そのため、運転者がステアリングホイール１１を略操舵していない状態において、オフセット値Ｏｆが加算されて配分軸力Ｆdが調整されるため、戻り時のステアリングホイール１１の操舵速度ωhをグリップ状態に応じて調整できる。

【0075】

（６）オフセット値演算部１０４は、オフセット値Ｏｆを車速Ｖに応じて変更するため、車速Ｖに応じて変化するグリップ状態をオフセット値Ｏｆに基づいて実現されるステアリング操作の剛性感を通じて手応えとして運転者に付与できる。

【0076】

（第２実施形態）
次に、操舵制御装置の第２実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

【0077】

図７に示すように、本実施形態の入力トルク基礎成分演算部６２は、駆動トルクＴcに対して運転者が入力すべき操舵トルクＴhの目標値であるトルク指令値Ｔh*を演算するトルク指令値演算部１１１と、トルクフィードバック演算を行うトルクフィードバック制御部（以下、トルクＦ／Ｂ制御部）１１２とを備えている。

【0078】

詳しくは、トルク指令値演算部１１１には、加算器１１３において操舵トルクＴhに入力トルク基礎成分Ｔb*が足し合わされた駆動トルクＴcが入力される。トルク指令値演算部１１１は、駆動トルクＴcの絶対値が大きいほど、より大きな絶対値となるトルク指令値Ｔh*を演算する。

【0079】

トルクＦ／Ｂ制御部１１２には、減算器１１４において操舵トルクＴhからトルク指令値Ｔh*が差し引かれたトルク偏差ΔＴが入力される。そして、トルクＦ／Ｂ制御部１１２は、トルク偏差ΔＴに基づき、操舵トルクＴhをトルク指令値Ｔh*にフィードバック制御するための制御量として入力トルク基礎成分Ｔb*を演算する。具体的には、トルクＦ／Ｂ制御部１１２は、トルク偏差ΔＴを入力とする比例要素、積分要素及び微分要素のそれぞれの出力値の和を、入力トルク基礎成分Ｔb*として演算する。

【0080】

このように演算された入力トルク基礎成分Ｔb*は、上記第１実施形態と同様に目標反力トルク演算部６５に出力されるとともに、加算器１１３に出力される。これにより、上記第１実施形態と同様に、目標操舵角演算部６４において目標操舵角θh*が演算され、目標反力トルク演算部６５において目標反力トルクＴs*が演算される。

【0081】

反力成分演算部６３は、上記第１実施形態と同様にグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整された反力成分Ｆir（調整後配分軸力）を演算する。これにより、目標操舵角θh*が変更され、目標反力トルクＴs*が変更される。

【0082】

以上、本実施形態では、上記第１実施形態の（１）～（６）の作用及び効果と同様の作用及び効果を有する。
（第３実施形態）
次に、操舵制御装置の第３実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

【0083】

図８に示すように、本実施形態の操舵側制御部５１は、転舵輪４の転舵角に換算可能な転舵対応角θpの目標値である目標転舵対応角θp*を演算する目標転舵対応角演算部１２１を備えており、目標操舵角演算部６４を備えていない。

【0084】

操舵側制御部５１は、操舵トルクＴhとともに入力トルク基礎成分Ｔb*が入力される加算器１２２を備えており、加算器１２２においてこれらを足し合わせることにより駆動トルクＴcを演算する。また、操舵側制御部５１は、駆動トルクＴcとともに反力成分Ｆirが入力される減算器１２３を備えており、減算器１２３において駆動トルクＴcから反力成分Ｆirを差し引くことにより入力トルクＴin*を演算する。このように演算された入力トルクＴin*は、目標反力トルク演算部６５及び目標転舵対応角演算部１２１に出力される。目標反力トルク演算部６５は、入力トルクＴin*に基づいて操舵側モータ１４が付与する操舵反力の目標値である目標反力トルクＴs*を演算する。具体的には、目標反力トルク演算部６５は、入力トルクＴin*が大きいほど、より大きな絶対値を有する目標反力トルクＴs*を演算する。

【0085】

目標転舵対応角演算部１２１には、入力トルクＴin*及び車速Ｖが入力される。目標転舵対応角演算部１２１は、上記第１実施形態の目標操舵角演算部６４が目標操舵角θh*を演算する際の演算処理と同様の演算処理によって目標転舵対応角θp*を演算する。このように演算された目標転舵対応角θp*は、上記第１実施形態の目標操舵角θh*と同様の値であり、転舵側制御部５５及び反力成分演算部６３に出力される。

【0086】

反力成分演算部６３は、上記第１実施形態と同様にグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整された反力成分Ｆir（調整後配分軸力）を演算する。そして、入力トルクＴin*は、その基になる反力成分Ｆirがグリップ状態量Ｇｒに基づいて変更される。これにより、入力トルクＴin*に基づく目標反力トルクＴs*がグリップ状態に応じて変更される。

【0087】

以上、本実施形態では、上記第１実施形態の（１）～（６）の作用及び効果と同様の作用及び効果を有する。
（第４実施形態）
次に、操舵制御装置の第４実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第３実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

【0088】

図９に示すように、本実施形態の目標反力トルク演算部６５には、反力成分Ｆir及び車速Ｖが入力される。そして、目標反力トルク演算部６５は、反力成分Ｆirの絶対値が大きいほど、また車速Ｖが大きいほど、より大きな絶対値を有する目標反力トルクＴs*を演算する。

【0089】

反力成分演算部６３は、上記第１実施形態と同様にグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整された反力成分Ｆir（調整後配分軸力）を演算する。これにより、目標反力トルクＴs*が変更される。

【0090】

以上、本実施形態では、上記第１実施形態の（１）～（６）の作用及び効果と同様の作用及び効果を有する。
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。本実施形態及び以下の変形例は、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。

【0091】

・上記第３及び第４実施形態では、目標転舵対応角θp*を入力トルクＴin*に基づいて演算したが、これに限らず、例えば操舵角θh等、他のパラメータに基づいて演算してもよい。

【0092】

・上記各実施形態において、配分軸力調整部８８が非操舵ゲインＫnsを備えない構成としてもよい。
・上記各実施形態では、非操舵ゲイン演算部１０５は、トルクセンサ４２により検出される操舵トルクＴh（トーションバートルク）に基づいて非操舵ゲインＫnsを演算した。しかし、これに限らず、運転者がステアリングホイール１１に加えているトルク（推定操舵トルク）に基づいて非操舵ゲインＫnsを演算してもよい。なお、推定操舵トルクは、例えばステアリングホイール１１に設けられるセンサにより検出したり、操舵トルクＴhから演算により求めたりすることが可能である。

【0093】

・上記各実施形態において、配分軸力調整部８８が配分軸力Ｆdを調整する態様としては、配分調整ゲインＫaaを乗算するのみ、又はオフセット値Ｏｆを加算するのみとしてもよく、適宜変更可能である。

【0094】

・上記各実施形態において、配分調整ゲインＫaaを車速Ｖに応じて変更せず、一定としてもよい。同様に、オフセット値Ｏｆを車速Ｖに応じて変更せず、一定としてもよい。
・上記各実施形態では、路面軸力Ｆerを車両状態量軸力Ｆyrにより除算したグリップ度をグリップ状態量Ｇｒとしたが、これに限らず、例えば路面軸力Ｆerから車両状態量軸力Ｆyrを減算したグリップロス度（転舵輪４のグリップがどの程度失われたかを示す値）をグリップ状態量Ｇｒとしてもよい。

【0095】

・上記各実施形態では、路面軸力Ｆer及び車両状態量軸力Ｆyrに基づいてグリップ状態量Ｇｒを演算した。しかし、これに限らず、グリップ状態量Ｇｒは複数種の軸力に基づいて演算することができるため、例えば路面軸力Ｆer及び理想軸力Ｆibに基づいて、あるいは路面軸力Ｆer、理想軸力Ｆib及び車両状態量軸力Ｆyrに基づいてグリップ状態量Ｇｒを演算してもよい。また、理想軸力Ｆib、路面軸力Ｆer及び車両状態量軸力Ｆyr以外の軸力を演算し、当該軸力をグリップ状態量Ｇｒの演算に用いてもよい。

【0096】

・上記各実施形態では、路面軸力Ｆerをｑ軸電流値Ｉqtに基づいて演算したが、これに限らず、例えばラック軸２２に軸力を検出できる圧力センサ等を設け、その検出結果を路面軸力Ｆerとして用いてもよい。

【0097】

・上記各実施形態では、理想軸力Ｆibを目標操舵角θh*（目標転舵対応角）及び車速Ｖに基づいて演算したが、これに限らず、目標操舵角θh*（目標転舵対応角）のみに基づいて演算してもよく、また、転舵対応角θpに基づいて演算してもよい。さらに、例えば操舵トルクＴhや車速Ｖ等、他のパラメータを加味する等、他の方法で演算してもよい。

【0098】

・上記各実施形態では、理想軸力Ｆibと路面軸力Ｆerとを所定割合で配分して配分軸力Ｆdを演算したが、これに限らず、例えば理想軸力Ｆibと車両状態両軸力Ｆyrとを所定割合で配分して配分軸力Ｆdを演算してもよく、配分軸力Ｆdの演算態様は適宜変更可能である。

【0099】

・上記実施形態では、ヨーレートγ及び横加速度ＬＡに基づいて車両状態両軸力Ｆyrを演算したが、これに限らず、例えばヨーレートγ及び横加速度ＬＡのいずれか一方のみに基づいて車両状態両軸力Ｆyrを演算してもよい。

【0100】

・上記各実施形態において、配分軸力演算部８３が車速Ｖ以外のパラメータを加味して配分ゲインＧib，Ｇerを演算してもよい。例えば車載のエンジン等の制御パターンの設定状態を示すドライブモードを複数の中から選択可能な車両において、該ドライブモードを配分ゲインＧib，Ｇerを設定するためのパラメータとしてもよい。この場合、配分軸力演算部８３がドライブモード毎に車速Ｖに対する傾向が異なる複数のマップを備え、同マップを参照することにより、配分ゲインＧib，Ｇerを演算する構成を採用できる。

【0101】

・上記各実施形態では、反力成分演算部６３は、調整後配分軸力を反力成分Ｆirとして演算したが、これに限らず、例えば調整後配分軸力に他の反力を加味した値を反力成分Ｆirとして演算してもよい。こうした反力として、例えばステアリングホイール１１の操舵角θhの絶対値が舵角閾値に近づく場合に、更なる切り込み操舵が行われるのに抗する反力であるエンド反力を採用することができる。なお、舵角閾値としては、例えばラックエンド２５がラックハウジング２３に当接することでラック軸２２の軸方向移動が規制される機械的なラックエンド位置よりも中立位置側に設定された仮想ラックエンド位置に対し、さらに所定角度だけ中立位置側に位置する仮想ラックエンド近傍位置での転舵対応角θpを用いることができる。また、舵角閾値としてステアリングホイール１１の回転エンド位置での操舵角θhを用いることもできる。

【0102】

・上記各実施形態では、目標操舵角演算部６４が操舵トルクＴh及び車速Ｖに基づいて目標操舵角θh*を設定したが、これに限らず、少なくとも操舵トルクＴhに基づいて設定されれば、例えば車速Ｖを用いずともよい。

【0103】

・上記各実施形態では、操舵角θhと転舵対応角θpとの舵角比を一定としたが、これに限らず、これらが車速等に応じて可変としてもよい。なお、この場合には、目標操舵角θh*と目標転舵対応角とが異なる値になる。

【0104】

・上記各実施形態において、目標操舵角演算部６４がサスペンションやホイールアライメント等の仕様によって決定されるバネ係数Ｋを用いた、所謂バネ項を追加してモデル化したモデル式を利用して目標操舵角θh*を演算してもよい。

【0105】

・上記第１及び第２実施形態では、目標反力トルク演算部６５が基礎反力トルクに入力トルク基礎成分Ｔb*を加算して目標反力トルクＴs*を演算したが、これに限らず、例えば入力トルク基礎成分Ｔb*を加算せず、基礎反力トルクをそのまま目標反力トルクＴs*として演算してもよい。

【0106】

・上記各実施形態において、第１ラックアンドピニオン機構２４に代えて、例えばブッシュ等によりラック軸２２を支持してもよい。
・上記各実施形態において、転舵側アクチュエータ３１として、例えばラック軸２２の同軸上に転舵側モータ３３を配置するものや、ラック軸２２と平行に転舵側モータ３３を配置するもの等を用いてもよい。

【0107】

・上記各実施形態では、操舵制御装置１の制御対象となる操舵装置２を、操舵部３と転舵部５とを機械的に分離したリンクレスのステアバイワイヤ式操舵装置としたが、これに限らず、クラッチにより操舵部３と転舵部５とを機械的に断接可能なステアバイワイヤ式操舵装置としてもよい。

【0108】

例えば図１０に示す例では、操舵部３と転舵部５との間には、クラッチ３０１が設けられている。クラッチ３０１は、その入力側要素に固定された入力側中間軸３０２を介してステアリングシャフト１２に連結されるとともに、その出力側要素に固定された出力側中間軸３０３を介して第１ピニオン軸２１に連結されている。そして、操舵制御装置１からの制御信号によりクラッチ３０１が解放状態となることで、操舵装置２はステアバイワイヤモードとなり、クラッチ３０１が締結状態となることで、操舵装置２は電動パワーステアリングモードとなる。

【符号の説明】

【0109】

１…操舵制御装置、２…操舵装置、３…操舵部、４…転舵輪、５…転舵部、１１…ステアリングホイール、１２…ステアリングシャフト、１３…操舵側アクチュエータ、１４…操舵側モータ、５１…操舵側制御部（制御部）、６２…入力トルク基礎成分演算部、６３…反力成分演算部、６４…目標操舵角演算部、６５…目標反力トルク演算部、８１…路面軸力演算部（軸力演算部）、８２…理想軸力演算部（軸力演算部）、８３…配分軸力演算部、８８…配分軸力調整部、９１…車両状態量軸力演算部（軸力演算部）、９２…グリップ状態量演算部、１０１…配分調整ゲイン演算部、１０４…オフセット値演算部、１０５…非操舵ゲイン演算部、１１１…トルク指令値演算部、１１２…トルクＦ／Ｂ制御部、１２１…目標転舵対応角演算部Ｆd…配分軸力、Ｆer…路面軸力、Ｆib…理想軸力、Ｆir…反力成分、Ｆyr…車両状態量軸力、Ｇｒ…グリップ状態量、Ｋaa…配分調整ゲイン、Ｋns…非操舵ゲイン、ＬＡ…横加速度、Ｏｆ…オフセット値、Ｔb*…入力トルク基礎成分、Ｔc…駆動トルク、Ｔh…操舵トルク、Ｔh*…トルク指令値、Ｔin*…入力トルク、Ｔs*…目標反力トルク、Ｔt*…目標転舵トルク、Ｖ…車速、γ…ヨーレート、θh…操舵角、θp…転舵対応角、θh*…目標操舵角、θp*…目標転舵対応角。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】