特許 7261696 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】2023-04-12

(45)【発行日】2023-04-20

(54)【発明の名称】操舵制御装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20230413BHJP

   B62D 101/00 20060101ALN20230413BHJP

   B62D 111/00 20060101ALN20230413BHJP

   B62D 113/00 20060101ALN20230413BHJP

   B62D 119/00 20060101ALN20230413BHJP

   B62D 137/00 20060101ALN20230413BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00 ZYW

B62D101:00

B62D111:00

B62D113:00

B62D119:00

B62D137:00

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019152195

(22)【出願日】2019-08-22

(65)【公開番号】P2021030838

(43)【公開日】2021-03-01

【審査請求日】2022-06-13

(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

(73)【特許権者】

【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】小寺 隆志

(72)【発明者】

【氏名】工藤 佳夫

【審査官】久保田 信也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１６５２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０３４５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１２－５３２０５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０５９３９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１９９４７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１０／１４４０４９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１００３０９８６（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

転舵輪を転舵させる転舵軸を含む車両の操舵機構に付与される駆動力の発生源であるモータを操舵状態に応じて演算される指令値に基づき制御する操舵制御装置であって、
状態量に基づいて前記転舵軸に作用する複数種の軸力を演算する軸力演算部と、
前記複数種の軸力を所定配分比率で合算することにより、前記指令値の演算に際して用いられる配分軸力を演算する配分軸力演算部とを備え、
前記軸力演算部は、前記状態量の変化に対してヒステリシスを有するように各軸力を演算しており、
各軸力の前記ヒステリシスは、前記複数種の軸力のうち一の特定軸力が有するヒステリシスに近付けるように調整されている操舵制御装置。

【請求項2】

前記軸力演算部は、前記複数種の軸力として、路面状態を示す路面情報を含む軸力である路面軸力と、車両の横方向への挙動の変化を引き起こす情報を含む軸力である車両状態量軸力と、前記転舵輪の角度に換算可能な角度に応じて定められるとともに前記路面情報を含まない軸力である角度軸力とを演算し、
前記複数種の軸力のうち前記特定軸力は、前記路面軸力である請求項１に記載の操舵制御装置。

【請求項3】

前記軸力演算部は、前記複数種の軸力として、路面状態を示す路面情報を含む軸力である路面軸力と、車両の横方向への挙動の変化を引き起こす情報を含む軸力である車両状態量軸力と、前記転舵輪の角度に換算可能な角度に応じて定められるとともに前記路面情報を含まない軸力である角度軸力とを演算し、
前記複数種の軸力のうち前記特定軸力は、前記角度軸力である請求項１に記載の操舵制御装置。

【請求項4】

前記軸力演算部は、各軸力の前記ヒステリシスを車速に応じて変更している請求項１～３のいずれか一項に記載の操舵制御装置。

【請求項5】

操舵部と、前記操舵部に連結されるステアリングホイール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の間の動力伝達が分離した構造を有する操舵装置を制御対象とし、
前記モータは、前記ステアリングホイールに入力される操舵に抗する力である操舵反力として前記駆動力を付与する操舵側モータである請求項１～４のいずれか一項に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】

特許文献１には、ステアバイワイヤ式の操舵装置が開示されている。ステアバイワイヤ式の操舵装置では、運転者により操舵される操舵部と運転者の操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部との間の動力伝達が分離されている。こうした操舵装置では、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。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は、路面情報を反映した操舵反力をステアリングホイールに対して付与することで、路面情報を運転者に伝えるものがある。

【0003】

特許文献１には、転舵輪に連結される転舵軸に作用する複数の軸力を反映して操舵反力を設定する操舵制御装置が開示されている。この操舵制御装置では、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反映して操舵反力を設定している。

【0004】

特許文献２には、錆等に起因したトルク変動の繰り返し発生を判定する操舵制御装置が開示されている。この操舵制御装置は、そのトルク変動の繰り返し発生を判定する場合、ラック軸に実際に作用する実ラック軸力とラック軸に作用する理想的な軸力である規範ラック軸力との偏差に基づいて、モータを制御する指令値を補償している。操舵制御装置は、運転者によるステアリング操作が切込み操舵であるか切り戻し操舵であるかによってヒステリシスを有するように規範ラック軸力を演算している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１７－１６５２１９号公報

【文献】特開２０１８－３４５５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記操舵制御装置では、複数種の軸力を反映して配分軸力を演算する際、それぞれヒステリシスを有するように各軸力を演算することが考えられる。この場合、各軸力の演算に際して軸力に反映するヒステリシスを他の軸力と無関係に設定したとすると、配分比率が変動したときに、配分軸力に含まれるヒステリシスが変動するおそれがある。このため、配分軸力が変動することにより、配分軸力を反映して設定される操舵反力が変動して、運転者のステアリングホイールに対する操舵感が低下するおそれがある。このような問題は、モータを駆動源とするアシスト機構により操舵機構にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置を制御対象とする操舵制御装置でも、転舵軸に作用する軸力を反映してアシスト力の目標値を決めるものであれば同様に生じる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決する操舵制御装置は、転舵輪を転舵させる転舵軸を含む車両の操舵機構に付与される駆動力の発生源であるモータを操舵状態に応じて演算される指令値に基づき制御する操舵制御装置であって、状態量に基づいて前記転舵軸に作用する複数種の軸力を演算する軸力演算部と、前記複数種の軸力を所定配分比率で合算することにより、前記指令値の演算に際して用いられる配分軸力を演算する配分軸力演算部とを備え、前記軸力演算部は、前記状態量の変化に対してヒステリシスを有するように各軸力を演算しており、各軸力の前記ヒステリシスは、前記複数種の軸力のうち一の特定軸力が有するヒステリシスに近付けるように調整されている。

【0008】

上記構成では、配分比率が変動して配分軸力に含まれる各軸力の配分比率が変動したとしても、各軸力のヒステリシスを特定軸力のヒステリシスに近付けるように調整している。このため、配分比率が変動したときに、各軸力のヒステリシスを調整しない場合と比べると、各軸力のヒステリシスのばらつきに起因する配分軸力の変動を抑えることができる。これにより、配分軸力が変動することを抑制することができるため、配分軸力を用いて演算される指令値の変動を抑制することができる。したがって、指令値に基づき制御されるモータの作動を安定させることができて、より適切な操舵感を運転者に付与することができる。

【0009】

上記の操舵制御装置は、前記軸力演算部は、前記複数種の軸力として、路面状態を示す路面情報を含む軸力である路面軸力と、車両の横方向への挙動の変化を引き起こす情報を含む軸力である車両状態量軸力と、前記転舵輪の角度に換算可能な角度に応じて定められるとともに前記路面情報を含まない軸力である角度軸力とを演算し、前記複数種の軸力のうち前記特定軸力は、前記路面軸力であることが好ましい。

【0010】

転舵軸に作用する複数種の軸力のうち、路面軸力は、路面情報を含む軸力であることから、転舵軸に実際に作用する軸力に最も近しい軸力である。各軸力のヒステリシスを路面軸力のヒステリシスに近付けるように設定することにより、配分比率が変動したときに、各軸力のヒステリシスを調整しない場合と比べると、配分軸力のヒステリシスを転舵軸に実際に作用する軸力のヒステリシスに近付けることができる。これにより、路面情報を運転者に的確に伝えるようにモータを制御することができて、路面情報を運転者に伝える特性を有する車両において、その特性を的確に実現することができる。

【0011】

上記の操舵制御装置は、前記軸力演算部は、前記複数種の軸力として、路面状態を示す路面情報を含む軸力である路面軸力と、車両の横方向への挙動の変化を引き起こす情報を含む軸力である車両状態量軸力と、前記転舵輪の角度に換算可能な角度に応じて定められるとともに前記路面情報を含まない軸力である角度軸力とを演算し、前記複数種の軸力のうち前記特定軸力は、前記角度軸力であることが好ましい。

【0012】

転舵軸に作用する軸力のうち、角度軸力は、路面情報を含まない軸力であることから、転舵輪の角度に換算可能な角度に対してヒステリシスのない軸力である。各軸力のヒステリシスを角度軸力のヒステリシスに近付けるように設定することにより、配分比率が変動したときに、各軸力のヒステリシスを調整しない場合と比べると、配分軸力のヒステリシスを小さくすることができる。これにより、必要最低限の路面情報しか運転者に伝わらないようにモータを制御することができて、必要最低限の路面情報しか運転者に伝わらない特性を有する車両において、その特性を的確に実現することができる。

【0013】

上記の操舵制御装置は、前記軸力演算部は、各軸力の前記ヒステリシスを車速に応じて変更していることが好ましい。
上記構成では、車速に応じて変化する各軸力のヒステリシスを車速に応じて最適化することができるようになる。

【0014】

上記の操舵制御装置は、操舵部と、前記操舵部に連結されるステアリングホイール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の間の動力伝達が分離した構造を有する操舵装置を制御対象とし、前記モータは、前記ステアリングホイールに入力される操舵に抗する力である操舵反力として前記駆動力を付与する操舵側モータである構成を採用することができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明の操舵制御装置によれば、より適切な操舵感を運転者に付与できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【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を示す図。

【図2】第１実施形態の操舵制御装置の概略構成を示すブロック図。

【図3】第１実施形態の目標反力トルク演算部の概略構成を示すブロック図。

【図4】路面軸力、角度軸力のばね成分、及び車両状態量軸力のばね成分の転舵対応角に対する関係を示すグラフ。

【図5】角度軸力のヒステリシス成分及び車両状態量軸力のヒステリシス成分の転舵対応角に対する関係を示すグラフ。

【図6】配分軸力の時間変化を示すグラフ。

【図7】第２実施形態の目標反力トルク演算部の概略構成を示すブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

＜第１実施形態＞
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、第１実施形態の操舵制御装置１の制御対象となる操舵装置２は、ステアバイワイヤ式の操舵装置として構成されている。操舵装置２は、ステアリングホイール３を介して運転者により操舵される操舵部４と、運転者による操舵部４の操舵に応じて転舵輪５を転舵させる転舵部６とを備えている。

【0018】

操舵部４は、ステアリングホイール３が固定されるステアリングシャフト１１と、運転者の操舵に抗する力である操舵反力をステアリングシャフト１１を介してステアリングホイール３に付与する操舵側アクチュエータ１２とを備えている。操舵側アクチュエータ１２は、駆動源となる操舵側モータ１３と、操舵側モータ１３の回転を減速してステアリングシャフト１１に伝達する操舵側減速機１４とを有している。本実施形態の操舵側モータ１３には、例えば３相のブラシレスモータが採用されている。

【0019】

転舵部６は、第１ピニオン軸２１と、第１ピニオン軸２１に連結された転舵軸としてのラック軸２２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いる。第１ピニオン軸２１に形成されたピニオン歯２１ａとラック軸２２に形成された第１ラック歯２２ａとを噛み合わせることにより第１ラックアンドピニオン機構２３が構成されている。第１ピニオン軸２１は、転舵輪５の転舵角に換算可能な回転軸に相当する。ラック軸２２の両端にはタイロッド２４が連結されており、タイロッド２４の先端は、それぞれ左右の転舵輪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。

【0020】

転舵部６は、ラック軸２２に転舵輪５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を備えている。転舵側アクチュエータ３１は、第２ピニオン軸３２を介してラック軸２２に転舵力を付与する。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いる。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とを噛み合わせることにより第２ラックアンドピニオン機構３５が構成されている。

【0021】

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５の転舵角が変更される。このとき、操舵側アクチュエータ１２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３に付与される。

【0022】

操舵装置２の電気的構成について説明する。
操舵制御装置１は、操舵側モータ１３及び転舵側モータ３３に接続されている。操舵制御装置１は、操舵側モータ１３及び転舵側モータ３３の作動を制御する。操舵制御装置１は、図示しない中央処理装置やメモリを備えている。操舵制御装置１は、所定の演算周期毎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、各種制御を実行する。

【0023】

操舵制御装置１には、ステアリングシャフト１１に付与された操舵トルクＴｈを検出するトルクセンサ４１が接続されている。トルクセンサ４１は、ステアリングシャフト１１における操舵側減速機１４との連結部分よりもステアリングホイール３側に設けられている。トルクセンサ４１は、ステアリングシャフト１１の途中に設けられたトーションバーの捩れに基づいて操舵トルクＴｈを検出する。操舵制御装置１には、操舵側回転角センサ４２及び転舵側回転角センサ４３が接続されている。操舵側回転角センサ４２は、操舵部４の操舵量を示す検出値として操舵側モータ１３の回転角θｓを３６０度の範囲内の相対角で検出する。転舵側回転角センサ４３は、転舵部６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。操舵制御装置１には、車速センサ４４が接続されている。車速センサ４４は、車両の走行速度である車速Ｖを検出する。操舵制御装置１には、横加速度センサ４５が接続されている。横加速度センサ４５は、車両の横加速度ＬＡを検出する。操舵制御装置１には、ヨーレートセンサ４６が接続されている。ヨーレートセンサ４６は、車両のヨーレートγを検出する。なお、操舵トルクＴｈ、回転角θｓ，θｔは、右方向に操舵した場合に正の値、左方向に操舵した場合に負の値として検出する。

【0024】

操舵制御装置１は、操舵側モータ１３の駆動制御を通じて操舵トルクＴｈに応じて操舵反力を発生させる反力制御を実行する。また、操舵制御装置１は、転舵側モータ３３の駆動制御を通じて転舵輪５を操舵状態に応じて転舵させる転舵制御を実行する。

【0025】

操舵制御装置１の構成について説明する。
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１３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１３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１３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。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。

【0026】

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５６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５７とを備えている。転舵側制御部５６には、転舵側駆動回路５７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５８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５９が接続されている。図２では、説明の便宜上、各相の接続線５８及び各相の電流センサ５９をそれぞれ１つにまとめて図示している。

【0027】

本実施形態の操舵側駆動回路５２及び転舵側駆動回路５７には、例えば電界効果トランジスタ等の複数のスイッチング素子を有する周知のＰＷＭインバータが採用されている。操舵側モータ制御信号Ｍｓは、操舵側駆動回路５２の各スイッチング素子のオンオフ状態を規定するゲート信号である。転舵側モータ制御信号Ｍｔは、転舵側駆動回路５７の各スイッチング素子のオンオフ状態を規定するゲート信号である。

【0028】

操舵側制御部５１は、操舵側モータ制御信号Ｍｓを操舵側駆動回路５２に出力することにより、車載電源Ｂから操舵側モータ１３に駆動電力を供給する。これにより、操舵側制御部５１は、操舵側モータ１３の作動を制御する。また、転舵側制御部５６は、転舵側モータ制御信号Ｍｔを転舵側駆動回路５７に出力することにより、車載電源Ｂから転舵側モータ３３に駆動電力を供給する。これにより、転舵側制御部５６は、転舵側モータ３３の作動を制御する。

【0029】

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を生成する。操舵側制御部５１には、上記操舵トルクＴｈ、車速Ｖ、回転角θｓ、横加速度ＬＡ、ヨーレートγ、各相電流値Ｉｕｓ，Ｉｖｓ，Ｉｗｓ、後述する第１ピニオン軸２１の回転角である転舵対応角θｐ、及び後述する転舵側モータ３３の駆動電流であるｑ軸電流値Ｉｑｔが入力される。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を生成する。

【0030】

操舵側制御部５１は、回転角θｓに基づいてステアリングホイール３の操舵角θｈを演算する操舵角演算部６１と、操舵反力の目標値となる目標トルクとしての目標反力トルクＴｓ＊を演算する目標反力トルク演算部６２と、操舵側モータ制御信号Ｍｓを演算する操舵側モータ制御信号演算部６３とを備えている。

【0031】

操舵角演算部６１には、操舵側モータ１３の回転角θｓが入力される。操舵角演算部６１は、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１３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絶対角に換算して取得する。操舵角演算部６１は、絶対角に換算された回転角θｓに操舵側減速機１４の回転速度比に基づく換算係数を乗算することで、操舵角θｈを演算する。このように演算された操舵角θｈは、転舵側制御部５６に出力される。

【0032】

目標反力トルク演算部６２には、操舵トルクＴｈ、車速Ｖ、転舵対応角θｐ、ｑ軸電流値Ｉｑｔ、横加速度ＬＡ、及びヨーレートγが入力される。目標反力トルク演算部６２は、後述するように、これらの状態量に基づいて目標反力トルクＴｓ＊を演算し、操舵側モータ制御信号演算部６３に出力する。

【0033】

操舵側モータ制御信号演算部６３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演算部６３は、目標反力トルクＴｓ＊に基づいて、ｄｑ座標系におけるｄ軸上のｄ軸目標電流値Ｉｄｓ＊及びｑ軸上のｑ軸目標電流値Ｉｑｓ＊を演算する。ｄ軸目標電流値Ｉｄｓ＊は、ｄｑ座標系におけるｄ軸上の目標電流値を示す。ｑ軸目標電流値Ｉｑｓ＊は、ｄｑ座標系におけるｑ軸上の目標電流値を示す。操舵側モータ制御信号演算部６３は、目標反力トルクＴｓ＊の絶対値が大きくなるほど、より大きな絶対値を有するｑ軸目標電流値Ｉｑｓ＊を演算する。本実施形態では、ｄ軸上のｄ軸目標電流値Ｉｄｓ＊は、基本的にゼロに設定される。操舵側モータ制御信号演算部６３は、ｄｑ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を生成する。

【0034】

具体的には、操舵側モータ制御信号演算部６３は、回転角θｓに基づいて相電流値Ｉｕｓ，Ｉｖｓ，Ｉｗｓをｄｑ座標上に写像することにより、ｄｑ座標系における操舵側モータ１３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。操舵側モータ制御信号演算部６３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軸上及びｑ軸上の各電流偏差に基づいて目標電圧値を演算し、当該目標電圧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を演算する。

【0035】

このように演算された操舵側モータ制御信号Ｍｓは、操舵側駆動回路５２に出力される。これにより、操舵側モータ１３には、操舵側駆動回路５２から操舵側モータ制御信号Ｍｓに応じた駆動電力が供給される。操舵側モータ１３は、目標反力トルクＴｓ＊に示される操舵反力をステアリングホイール３に付与する。

【0036】

転舵側制御部５６の構成について説明する。
転舵側制御部５６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、転舵側モータ制御信号Ｍｔを生成する。転舵側制御部５６には、上記回転角θｔ、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。転舵側制御部５６は、これら各状態量に基づいて転舵側モータ制御信号Ｍｔを演算する。

【0037】

転舵側制御部５６は、回転角θｔに基づいて第１ピニオン軸２１の回転角である転舵対応角θｐを演算する転舵対応角演算部７１と、上記転舵力の目標値となる目標転舵トルクＴｔ＊を演算する目標転舵トルク演算部７２と、転舵側モータ制御信号Ｍｔを演算する転舵側モータ制御信号演算部７３とを備えている。

【0038】

転舵対応角演算部７１には、転舵側モータ３３の回転角θｔが入力される。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、絶対角に換算して取得する。転舵対応角演算部７１は、絶対角に換算された回転角θｔに、転舵側減速機３４の減速比、第１ラックアンドピニオン機構２３の回転速度比、及び第２ラックアンドピニオン機構３５の回転速度比に基づく換算係数を乗算して転舵対応角θｐを演算する。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１１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３の操舵角θｈに相当する。このように演算された転舵対応角θｐは、目標反力トルク演算部６２及び目標転舵トルク演算部７２に出力される。

【0039】

目標転舵トルク演算部７２には、操舵角θｈ及び転舵対応角θｐが入力される。目標転舵トルク演算部７２は、転舵対応角θｐの目標となる目標転舵対応角θｐ＊を演算する目標転舵対応角演算部７４と、転舵対応角θｐを目標転舵対応角θｐ＊に追従させる角度フィードバック制御を実行することにより目標転舵トルクＴｔ＊を演算する転舵角フィードバック制御部７５とを備えている。

【0040】

具体的には、目標転舵対応角演算部７４には、操舵角θｈが入力される。目標転舵対応角演算部７４は、操舵角θｈに基づいて目標転舵対応角θｐ＊を演算する。一例として、目標転舵対応角演算部７４は、目標転舵対応角θｐ＊を操舵角θｈと同一の角度とする。本実施形態の操舵制御装置１では、操舵角θｈと転舵対応角θｐとの比である舵角比を１：１の比率で一定とする。減算器７６は、目標転舵対応角θｐ＊から転舵対応角θｐを差し引いた角度偏差Δθｐを演算する。転舵角フィードバック制御部７５には、減算器７６により演算された角度偏差Δθｐが入力される。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。このように演算された目標転舵トルクＴｔ＊は、転舵側モータ制御信号演算部７３に出力される。

【0041】

転舵側モータ制御信号演算部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。転舵側モータ制御信号演算部７３は、目標転舵トルクＴｔ＊に基づいて、ｄｑ座標系におけるｄ軸上のｄ軸目標電流値Ｉｄｓ＊及びｑ軸上のｑ軸目標電流値Ｉｑｓ＊を演算する。転舵側モータ制御信号演算部７３は、目標転舵トルクＴｔ＊の絶対値が大きくなるほど、より大きな絶対値を有するｑ軸目標電流値Ｉｑｔ＊を演算する。本実施形態では、ｄ軸上のｄ軸目標電流値Ｉｄｔ＊は、基本的にゼロに設定される。転舵側モータ制御信号演算部７３は、操舵側モータ制御信号演算部６３と同様に、ｄｑ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５７に出力する転舵側モータ制御信号Ｍｔを演算する。転舵側モータ制御信号Ｍｔを演算する過程で演算したｑ軸電流値Ｉｑｔは、上記目標反力トルク演算部６２に出力される。

【0042】

このように演算された転舵側モータ制御信号Ｍｔは、転舵側駆動回路５７に出力される。これにより、転舵側モータ３３には、転舵側駆動回路５７から転舵側モータ制御信号Ｍｔに応じた駆動電力が供給される。転舵側モータ３３は、目標転舵トルクＴｔ＊に示される転舵力を転舵輪５に付与する。

【0043】

目標反力トルク演算部６２の構成について説明する。
図３に示すように、目標反力トルク演算部６２は、入力トルク基礎成分演算部８１と、軸力演算部８２と、配分軸力演算部８３と、減算器８４とを備えている。

【0044】

入力トルク基礎成分演算部８１は、運転者の操舵方向にステアリングホイール３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８１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８１は、操舵トルクＴｈの絶対値が大きいほど、より大きな絶対値を有する入力トルク基礎成分Ｔｂを演算する。このように演算された入力トルク基礎成分Ｔｂは、減算器８４に出力される。

【0045】

軸力演算部８２は、互いに異なる状態量に基づいてラック軸２２に作用する複数種の軸力を演算する。軸力演算部８２には、車速Ｖ、転舵側モータ３３のｑ軸電流値Ｉｑｔ、転舵対応角θｐ、横加速度ＬＡ、及びヨーレートγが入力される。軸力演算部８２は、後述するようにこれらの状態量に基づいて、運転者の操舵によるステアリングホイール３の回転に抗する力、すなわちラック軸２２に作用する軸力に応じた配分軸力Ｆｉｒの演算に用いられる複数種の軸力を演算する。配分軸力Ｆｉｒは、ラック軸２２に作用する軸力を推定した演算上の軸力に相当する。

【0046】

軸力演算部８２は、路面状態を示す路面情報を含む路面軸力Ｆｅｒを演算する路面軸力演算部９１と、路面情報を含まない角度軸力Ｆｉｂを演算する角度軸力演算部９２と、路面情報のうち車両の横方向への挙動の変化を通じて伝達可能な情報を含む車両状態量軸力Ｆｙｒを演算する車両状態量軸力演算部９３とを有している。軸力演算部８２は、複数種の軸力として、路面軸力Ｆｅｒ、角度軸力Ｆｉｂ、及び車両状態量軸力Ｆｙｒを演算する。軸力演算部８２は、これら路面軸力Ｆｅｒ、角度軸力Ｆｉｂ、及び車両状態量軸力Ｆｙｒを配分軸力演算部８３に出力する。

【0047】

配分軸力演算部８３には、路面軸力Ｆｅｒ、角度軸力Ｆｉｂ、及び車両状態量軸力Ｆｙｒに加えて、車速Ｖが入力される。配分軸力演算部８３は、路面軸力Ｆｅｒに対する配分比率、角度軸力Ｆｉｂに対する配分比率、車両状態量軸力Ｆｙｒに対する配分比率を個別に設定する。配分軸力演算部８３は、これらの配分比率を車両挙動、路面状態、操舵状態等が反映される各種の状態量に基づいて設定する。具体的には、本実施形態では、配分軸力演算部８３は、これらの配分比率を車速Ｖに基づいて設定する。配分軸力演算部８３は、路面軸力Ｆｅｒ、角度軸力Ｆｉｂ、及び車両状態量軸力Ｆｙｒに対してそれぞれ個別に設定される配分比率を乗算した値を合算することにより、配分軸力Ｆｉｒを演算する。配分軸力演算部８３は、車速Ｖが速いほど、運転者に対して路面状態をより適切に伝える観点を優先し、路面軸力Ｆｅｒに対する配分比率を大きくする。一方、配分軸力演算部８３は、車速Ｖが遅いほど、運転者によるステアリングホイール３の操作性を確保する観点を優先し、角度軸力Ｆｉｂに対する配分比率を大きくする。このように演算された配分軸力Ｆｉｒは、減算器８４に出力される。

【0048】

目標反力トルク演算部６２は、減算器８４において入力トルク基礎成分Ｔｂから配分軸力Ｆｉｒを減算した値を目標反力トルクＴｓ＊として演算する。このように演算された目標反力トルクＴｓ＊は、操舵側モータ制御信号演算部６３に出力される。目標反力トルク演算部６２は、演算上の軸力である配分軸力Ｆｉｒに基づいて目標反力トルクＴｓ＊を演算している。操舵側モータ１３が付与する操舵反力は、基本的には運転者の操舵に抗する力であるが、演算上の軸力とラック軸２２に作用する実際の軸力との偏差によっては、運転者の操舵を補助する力にもなり得るものである。

【0049】

軸力演算部８２の構成について説明する。
軸力演算部８２の路面軸力演算部９１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９１は、路面状態を示す路面情報を含む路面軸力Ｆｅｒをｑ軸電流値Ｉｑｔに基づいて演算する。路面軸力Ｆｅｒは、転舵側モータ３３のｑ軸電流値Ｉｑｔに基づいて、転舵輪５に実際に作用する軸力を推定した推定値である。具体的には、路面軸力演算部９１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５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、配分軸力演算部８３に出力される。

【0050】

図４に実線で示すように、路面軸力Ｆｅｒは、転舵対応角θｐに対してヒステリシスを有している。これは、路面軸力Ｆｅｒの演算に用いられる転舵側モータ３３のｑ軸電流値Ｉｑｔが、転舵対応角θｐに対してヒステリシスを有しているためである。ｑ軸電流値Ｉｑｔは転舵輪５に実際に作用する軸力に応じて変化する。このため、ｑ軸電流値Ｉｑｔを用いて演算される路面軸力Ｆｅｒは、軸力演算部８２が演算する複数種の軸力のうち、転舵輪５に実際に作用する軸力に最も近しい軸力である。路面軸力Ｆｅｒは、微小な凹凸等に起因する車両の横方向への挙動に影響を与えない路面情報を含む軸力であるとともに、段差等に起因する車両の横方向への挙動に影響を与える路面情報を含む軸力である。

【0051】

図３に示すように、軸力演算部８２の角度軸力演算部９２は、第１演算部９２ａと、第２演算部９２ｂと、加算器９２ｃとを有している。第１演算部９２ａ及び第２演算部９２ｂには、それぞれ転舵対応角θｐ及び車速Ｖが入力される。

【0052】

第１演算部９２ａは、転舵対応角θｐ及び車速Ｖに基づいて、ばね成分Ｔｉｂ１を演算する。ばね成分Ｔｉｂ１は、車両のサスペンションの仕様、車両のホイールアライメントの仕様、転舵輪５のグリップ力等によって決まるトルクである。第１演算部９２ａは、転舵対応角θｐとばね成分Ｔｉｂ１との関係を車速Ｖに応じて規定するマップを使用して、ばね成分Ｔｉｂ１を演算する。第１演算部９２ａは、転舵対応角θｐの絶対値が増加するほど、また車速Ｖが遅いほど、より大きな絶対値のばね成分Ｔｉｂ１を演算する。このように演算されたばね成分Ｔｉｂ１は、加算器９２ｃに出力される。

【0053】

図４に１点鎖線で示すように、ばね成分Ｔｉｂ１は、転舵対応角θｐに対してヒステリシスを有しているものの、そのヒステリシスの軸力方向における幅はゼロである。これは、ばね成分Ｔｉｂ１の演算には転舵対応角θｐが用いられるためである。すなわち、転舵対応角θｐには、路面情報が反映されていない。このため、転舵対応角θｐを用いて演算されるばね成分Ｔｉｂ１は、軸力演算部８２が演算する複数種の軸力のうち、転舵輪５に実際に作用する軸力とは異なる軸力であり、任意に設定されるモデルにおける転舵対応角θｐに応じた理想的な軸力である。ばね成分Ｔｉｂ１は、路面情報を含まない軸力である。

【0054】

図３に示すように、第２演算部９２ｂは、転舵対応角θｐ及び車速Ｖに基づいて、ヒステリシス成分Ｔｉｂ２を演算する。ヒステリシス成分Ｔｉｂ２は、転舵輪５の路面に対する摩擦や、ラック軸２２を収容するハウジングに対するラック軸２２の摩擦等によって決まるトルクである。ヒステリシス成分Ｔｉｂ２は、転舵対応角θｐの変化に対してヒステリシスを有する。第２演算部９２ｂは、転舵対応角θｐとヒステリシス成分Ｔｉｂ２との関係を車速Ｖに応じて規定するマップを使用して、ヒステリシス成分Ｔｉｂ２を演算する。第２演算部９２ｂは、車速Ｖが大きくなるほど、より小さな絶対値のヒステリシス成分Ｔｉｂ２を演算する。この転舵対応角θｐとヒステリシス成分Ｔｉｂ２との関係を車速Ｖに応じて規定するマップは、実験等により求められている。このように演算されたヒステリシス成分Ｔｉｂ２は、加算器９２ｃに出力される。

【0055】

図４及び図５に示すように、ヒステリシス成分Ｔｉｂ２を軸力に変換した軸力変換値の軸力方向における幅Ｗ１は、ある転舵対応角θｐにおける、ばね成分Ｔｉｂ１を軸力に変換した軸力変換値と路面軸力Ｆｅｒとの偏差の総和である偏差Ｄ１に設定されている。角度軸力Ｆｉｂのヒステリシス成分Ｔｉｂ２は、軸力演算部８２で演算される複数種の軸力のうち、路面軸力Ｆｅｒのヒステリシスの幅に近付けるように調整されている。なお、特許請求の範囲で記載した特定軸力は、第１実施形態では路面軸力Ｆｅｒである。

【0056】

図３に示すように、加算器９２ｃは、第１演算部９２ａにより演算されるばね成分Ｔｉｂ１、及び第２演算部９２ｂにより演算されるヒステリシス成分Ｔｉｂ２を合算し、この合算したトルクを軸力に変換した軸力変換値を角度軸力Ｆｉｂとして演算する。このように演算された角度軸力Ｆｉｂは、配分軸力演算部８３に出力される。

【0057】

軸力演算部８２の車両状態量軸力演算部９３は、第３演算部９３ａと、第４演算部９３ｂと、加算器９３ｃとを有している。第３演算部９３ａには、横加速度ＬＡ、ヨーレートγ、及び車速Ｖが入力される。第４演算部９３ｂには、転舵対応角θｐ及び車速Ｖが入力される。

【0058】

第３演算部９３ａは、横加速度ＬＡ、ヨーレートγ、及び車速Ｖに基づいて、ばね成分Ｔｙｒ１を演算する。第３演算部９３ａ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演算される横力Ｆｙをばね成分Ｔｙｒ１として演算する。ばね成分Ｔｙｒ１は、転舵輪５に作用する軸力を当該転舵輪５に作用する横力Ｆｙであると近似的にみなした推定値である。

【0059】

Ｆｙ＝Ｋｌａ×ＬＡ＋Ｋγ×γ’ …（１）
「γ’」は、ヨーレートγの微分値を示す。「Ｋｌａ」及び「Ｋγ」は、実験等により設定された係数を示している。「Ｋｌａ」及び「Ｋγ」は、車速Ｖに応じて可変設定されている。このように演算されたばね成分Ｔｙｒ１は、加算器９３ｃに出力される。

【0060】

図４に２点鎖線で示すように、ばね成分Ｔｙｒ１は、転舵対応角θｐに対してヒステリシスを有している。これは、車両状態量軸力Ｆｙｒの演算に用いられる横加速度ＬＡ及びヨーレートγが、転舵対応角θｐに対してヒステリシスを有しているためである。ばね成分Ｔｙｒ１を軸力に変換した軸力変換値のヒステリシスは、路面軸力Ｆｅｒのヒステリシスと、角度軸力Ｆｉｂのばね成分Ｔｉｂ１を軸力に変換した軸力変換値のヒステリシスとの中間に位置するヒステリシスである。ばね成分Ｔｙｒ１を軸力に変換した軸力変換値のヒステリシスの軸力方向における幅は、路面軸力Ｆｅｒのヒステリシスの軸力方向における幅と、角度軸力Ｆｉｂのばね成分Ｔｉｂ１を軸力に変換した軸力変換値のヒステリシスの軸力方向における幅との間の大きさをなしている。これは、ばね成分Ｔｙｒ１が路面情報の一部を含むトルクであることに起因する。ばね成分Ｔｙｒ１を軸力に変換した軸力変換値は、微小な凹凸等に起因する車両の横方向への挙動に影響を与えない路面情報を含まない軸力であるとともに、段差等に起因する車両の横方向への挙動に影響を与える路面情報を含む軸力である。

【0061】

図３に示すように、第４演算部９３ｂは、転舵対応角θｐ及び車速Ｖに基づいて、ヒステリシス成分Ｔｙｒ２を演算する。ヒステリシス成分Ｔｙｒ２は、転舵輪５の路面に対する摩擦や、ラック軸２２を収容するハウジングに対するラック軸２２の摩擦等によって決まるトルクである。ヒステリシス成分Ｔｙｒ２は、転舵対応角θｐの変化に対してヒステリシスを有する。第４演算部９３ｂは、転舵対応角θｐとヒステリシス成分Ｔｙｒ２との関係を車速Ｖに応じて規定するマップを使用して、ヒステリシス成分Ｔｙｒ２を演算する。第４演算部９３ｂは、車速Ｖが大きくなるほど、より小さな絶対値のヒステリシス成分Ｔｙｒ２を演算する。この転舵対応角θｐとヒステリシス成分Ｔｙｒ２との関係を車速Ｖに応じて規定するマップは、実験等により求められている。このように演算されたヒステリシス成分Ｔｙｒ２は、加算器９３ｃに出力される。

【0062】

図４及び図５に示すように、ヒステリシス成分Ｔｙｒ２を軸力に変換した軸力変換値の軸力方向における幅Ｗ２は、ある転舵対応角θｐにおける、ばね成分Ｔｙｒ１を軸力に変換した軸力変換値の最大値と路面軸力Ｆｅｒの最大値との偏差Ｄ２ａ、及びばね成分Ｔｙｒ１を軸力に変換した軸力変換値の最小値と路面軸力Ｆｅｒの最小値との偏差Ｄ２ｂの総和である偏差Ｄ２に設定されている。ヒステリシス成分Ｔｙｒ２の幅Ｗ２は、偏差Ｄ２ａに対応する幅Ｗ２ａと、偏差Ｄ２ｂに対応する幅Ｗ２ｂとの総和に設定されている。幅Ｗ２は、幅Ｗ１よりも小さく設定されている。車両状態量軸力Ｆｙｒのヒステリシス成分Ｔｙｒ２は、軸力演算部８２で演算される複数種の軸力のうち、路面軸力Ｆｅｒのヒステリシスの幅に近付けるように調整されている。

【0063】

図３に示すように、加算器９３ｃは、第３演算部９３ａにより演算されるばね成分Ｔｙｒ１、及び第４演算部９３ｂにより演算されるヒステリシス成分Ｔｙｒ２を合算し、この合算したトルクを軸力に変換した軸力変換値を車両状態量軸力Ｆｙｒとして演算する。このように演算された車両状態量軸力Ｆｙｒは、配分軸力演算部８３に出力される。

【0064】

配分軸力演算部８３は、これら路面軸力Ｆｅｒ、角度軸力Ｆｉｂ、及び車両状態量軸力Ｆｙｒに基づいて、配分軸力Ｆｉｒを演算する。
第１実施形態の作用及び効果を説明する。

【0065】

（１）配分軸力演算部８３で演算される複数種の軸力のヒステリシスをそれぞれ無関係に設定したとすると、配分比率が変動したときに、配分軸力Ｆｉｒに含まれるヒステリシスが変動するおそれがある。図６では、時間ｔ１，ｔ２において配分比率が変動している。第１実施形態では、配分軸力Ｆｉｒは、路面軸力Ｆｅｒ、角度軸力Ｆｉｂ、及び車両状態量軸力Ｆｙｒに基づいて演算されており、これらの軸力のヒステリシスを調整しない場合、各軸力のヒステリシスは他の軸力のヒステリシスと異なるものとなる。

【0066】

例えば、時間ｔ１において、車両状態量軸力の配分比率は２０％のまま固定として、路面軸力の配分比率が０％から８０％に変動する一方、角度軸力の配分比率が８０％から０％に変動した場合を想定する。この場合、配分軸力Ｆｉｒは、路面軸力に含まれるヒステリシスが０％から８０％に変動する一方、角度軸力の配分比率が８０％から０％に変動することになる。路面軸力は、軸力演算部８２が演算する複数種の軸力のうち、転舵輪５に実際に作用する軸力に最も近しい軸力であることからヒステリシスの軸力方向における幅が最も大きい。一方、角度軸力は、軸力演算部８２が演算する複数種の軸力のうち、ヒステリシスの軸力方向における幅が最も小さく、ゼロである。このため、路面軸力の配分比率が８０％から０％に変動し、かつ角度軸力の配分比率が０％から８０％に変動した場合には、路面軸力のヒステリシスは急激に減少する一方、角度軸力のヒステリシスは変化しないことになる。これにより、図６に２点鎖線で示すように、配分軸力Ｆｉｒに含まれるヒステリシスが変動する。配分軸力Ｆｉｒが変動することにより、配分軸力Ｆｉｒを反映して演算される目標反力トルクＴｓ＊が変動して、ステアリングホイール３に付与される操舵反力が変動することになる。これにより、運転者のステアリングホイール３に対する操舵感が低下するおそれがある。

【0067】

この点、第１実施形態では、第２演算部９２ｂは、軸力演算部８２で演算される複数種の軸力のうち、路面軸力Ｆｅｒのヒステリシスに近付けるように、ヒステリシス成分Ｔｉｂ２を調整している。また、第４演算部９３ｂは、軸力演算部８２で演算される複数種の軸力のうち、路面軸力Ｆｅｒのヒステリシスに近付けるようにヒステリシス成分Ｔｙｒ２を調整している。このため、配分比率が変動して配分軸力Ｆｉｒに含まれる各軸力の比率が変動したとしても、各軸力のヒステリシスを路面軸力Ｆｅｒのヒステリシスに近付けるように調整していることから、各軸力のヒステリシスを調整しない場合と比べると、各軸力のヒステリシスのばらつきに起因する配分軸力Ｆｉｒの変動を抑えることができる。上記の例でいうと、路面軸力Ｆｅｒに含まれるヒステリシスは急激に減少する場合、角度軸力Ｆｉｂのばね成分Ｔｉｂ１に含まれるヒステリシスは変化しないものの、角度軸力Ｆｉｂのヒステリシス成分Ｔｉｂ２に含まれるヒステリシスは増加することになる。これにより、図６に実線で示すように、時間ｔ１，ｔ２において、配分軸力Ｆｉｒに含まれるヒステリシスの変動を抑えることができる。配分比率が変動して配分軸力Ｆｉｒに含まれる各軸力の比率が変化したとしても、配分軸力Ｆｉｒが変動することを抑制することができるため、配分軸力Ｆｉｒを反映して演算される目標反力トルクＴｓ＊が変動することを抑制することができて、ステアリングホイール３に付与される操舵反力が変動することを抑制することができる。したがって、目標反力トルクＴｓ＊に基づき制御される操舵側モータ１３の作動を安定させることができて、より適切な操舵感を運転者に付与することができる。

【0068】

（２）軸力演算部８２で演算される複数種の軸力のうち、路面軸力Ｆｅｒは、路面情報を含む軸力であることから、転舵輪５に実際に作用する軸力に最も近しい軸力である。各軸力のヒステリシスを路面軸力Ｆｅｒのヒステリシスに近付けるように設定することにより、配分比率が変動したときに、各軸力のヒステリシスを調整しない場合と比べると、配分軸力Ｆｉｒのヒステリシスを転舵輪５に実際に作用する軸力のヒステリシスに近付けることができる。これにより、路面情報を運転者に的確に伝えるようにモータを制御することができて、路面情報を運転者に伝える特性を有する車両において、その特性を実現することができる。このため、例えば、ステアバイワイヤ式の操舵装置２において電動パワーステアリング装置の操舵感を再現することができる。

【0069】

（３）各軸力のヒステリシスは車速に応じて変化する。第２演算部９２ｂでは、転舵対応角θｐとヒステリシス成分Ｔｉｂ２との関係を車速Ｖに応じて規定するマップを使用してヒステリシス成分Ｔｉｂ２を演算することから、ヒステリシス成分Ｔｉｂ２を車速Ｖに応じて最適化することができるようになる。また、第４演算部９３ｂでは、転舵対応角θｐとヒステリシス成分Ｔｙｒ２との関係を車速Ｖに応じて規定するマップを使用してヒステリシス成分Ｔｙｒ２を演算することから、ヒステリシス成分Ｔｙｒ２を車速Ｖに応じて最適化することができるようになる。

【0070】

＜第２実施形態＞
操舵制御装置の第２実施形態を図面に従って説明する。ここでは、第１実施形態との違いを中心に説明する。

【0071】

図７に示すように、軸力演算部８２の路面軸力演算部９１は、第５演算部９１ａと、第６演算部９１ｂと、加算器９１ｃとを有している。第５演算部９１ａには、ｑ軸電流値Ｉｑｔが入力される。第６演算部９１ｂには、転舵対応角θｐ及び車速Ｖが入力される。

【0072】

第５演算部９１ａは、転舵側モータ３３のｑ軸電流値Ｉｑｔに基づいて、ばね成分Ｔｅｒ１を演算する。ばね成分Ｔｅｒ１は、転舵側モータ３３のｑ軸電流値Ｉｑｔに基づいて、転舵輪５に実際に作用する軸力を推定した推定値であって、第１実施形態で記載した路面軸力Ｆｅｒと同様のヒステリシスを有している。

【0073】

第６演算部９１ｂは、転舵対応角θｐ及び車速Ｖに基づいて、ヒステリシス成分Ｔｅｒ２を演算する。ヒステリシス成分Ｔｅｒ２は、ばね成分Ｔｅｒ１が有するヒステリシスを打ち消すべく設定されている。すなわち、ヒステリシス成分Ｔｅｒ２は、転舵対応角θｐの変化に対してヒステリシスを有するばね成分Ｔｅｒ１のヒステリシスを打ち消すべく、転舵対応角θｐの変化に対してヒステリシスを有している。第６演算部９１ｂは、転舵対応角θｐとヒステリシス成分Ｔｅｒ２との関係を車速Ｖに応じて規定するマップを使用して、ヒステリシス成分Ｔｅｒ２を演算する。この転舵対応角θｐとヒステリシス成分Ｔｅｒ２との関係を車速Ｖに応じて規定するマップは、実験等により求められている。第６演算部９１ｂは、車速Ｖが大きくなるほど、より小さな絶対値のヒステリシス成分Ｔｅｒ２を演算する。このように演算されたヒステリシス成分Ｔｅｒ２は、加算器９１ｃに出力される。なお、ヒステリシス成分Ｔｅｒ２を軸力に変換した軸力変換値の軸力方向における幅は、例えば第１実施形態における幅Ｗ１と同一に設定されている。ただし、ヒステリシス成分Ｔｅｒ２は、第１実施形態の角度軸力Ｆｉｂのヒステリシス成分Ｔｉｂ２とは異なり、ヒステリシス成分Ｔｉｂ２と反対になるようなヒステリシスループを有している。

【0074】

加算器９１ｃは、第５演算部９１ａにより演算されるばね成分Ｔｅｒ１、及び第６演算部９１ｂにより演算されるヒステリシス成分Ｔｅｒ２を合算し、この合算したトルクを軸力に変換した軸力変換値を路面軸力Ｆｅｒとして演算する。このように演算された路面軸力Ｆｅｒは、配分軸力演算部８３に出力される。

【0075】

軸力演算部８２の角度軸力演算部９２は、転舵対応角θｐ及び車速Ｖに基づいて、角度軸力Ｆｉｂを演算する。本実施形態の角度軸力演算部９２には、第１実施形態と異なり、ヒステリシスを調整する演算部が設けられていない。本実施形態の角度軸力演算部９２は、第１実施形態で記載した第１演算部９２ａによりばね成分Ｔｉｂ１を演算するとともに、ばね成分Ｔｉｂ１を軸力に変換した軸力変換値を演算する機能を有する。すなわち、角度軸力演算部９２は、転舵対応角θｐと角度軸力Ｆｉｂとの関係を車速Ｖに応じて規定するマップを使用して、角度軸力Ｆｉｂを演算する。角度軸力演算部９２は、転舵対応角θｐの絶対値が増加するほど、また車速Ｖが遅いほど、より大きな絶対値の角度軸力Ｆｉｂを演算する。このように演算された角度軸力Ｆｉｂは、配分軸力演算部８３に出力される。

【0076】

軸力演算部８２の車両状態量軸力演算部９３は、第３演算部９３ａと、第７演算部９３ｄと、加算器９３ｃとを有している。第３演算部９３ａは、第１実施形態と同様に、横加速度ＬＡ、ヨーレートγ、及び車速Ｖに基づいて、ばね成分Ｔｙｒ１を演算する。第７演算部９３ｄには、転舵対応角θｐ及び車速Ｖが入力される。第７演算部９３ｄは、転舵対応角θｐ及び車速Ｖに基づいて、ヒステリシス成分Ｔｙｒ３を演算する。ヒステリシス成分Ｔｙｒ３は、ばね成分Ｔｙｒ１が有するヒステリシスを打ち消すべく設定されている。すなわち、ヒステリシス成分Ｔｙｒ３は、転舵対応角θｐの変化に対してヒステリシスを有するばね成分Ｔｙｒ１のヒステリシスを打ち消すべく、転舵対応角θｐの変化に対してヒステリシスを有している。第７演算部９３ｄは、転舵対応角θｐとヒステリシス成分Ｔｙｒ３との関係を車速Ｖに応じて規定するマップを使用して、ヒステリシス成分Ｔｙｒ３を演算する。この転舵対応角θｐとヒステリシス成分Ｔｙｒ３との関係を車速Ｖに応じて規定するマップは、実験等により求められている。第７演算部９３ｄは、車速Ｖが大きくなるほど、より小さな絶対値のヒステリシス成分Ｔｙｒ３を演算する。このように演算されたヒステリシス成分Ｔｙｒ３は、加算器９３ｃに出力される。なお、ヒステリシス成分Ｔｙｒ３を軸力に変換した軸力変換値の軸力方向における幅は、例えば第１実施形態における幅Ｗ２と同一に設定されている。ただし、ヒステリシス成分Ｔｙｒ３は、第１実施形態の車両状態量軸力Ｆｙｒのヒステリシス成分Ｔｙｒ２とは異なり、ヒステリシス成分Ｔｙｒ２と反対になるようなヒステリシスループを有している。

【0077】

加算器９３ｃは、第３演算部９３ａにより演算されるばね成分Ｔｙｒ１、及び第７演算部９３ｄにより演算されるヒステリシス成分Ｔｙｒ３を合算し、この合算したトルクを軸力に変換した軸力変換値を車両状態量軸力Ｆｙｒとして演算する。このように演算された車両状態量軸力Ｆｙｒは、配分軸力演算部８３に出力される。

【0078】

配分軸力演算部８３は、これら路面軸力Ｆｅｒ、角度軸力Ｆｉｂ、及び車両状態量軸力Ｆｙｒに基づいて、配分軸力Ｆｉｒを演算する。
第２実施形態の作用及び効果について説明する。

【0079】

（４）軸力演算部８２で演算される複数種の軸力のうち、角度軸力Ｆｉｂは、路面情報を含まない軸力であることから、転舵対応角θｐに対してヒステリシスのない軸力である。各軸力のヒステリシスを角度軸力Ｆｉｂのヒステリシスに近付けるように設定することにより、配分比率が変動したときに、各軸力のヒステリシスを調整しない場合と比べると、配分軸力Ｆｉｒのヒステリシスを小さくすることができる。これにより、必要最低限の路面情報しか運転者に伝わらないようにモータを制御することができて、必要最低限の路面情報しか運転者に伝わらない特性を有する車両において、その特性を的確に実現することができる。このため、例えば、ステアバイワイヤ式の操舵装置２において必要最低限の路面情報しか運転者に伝わらない電動パワーステアリング装置の操舵感を再現することができる。

【0080】

上記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。
・第１実施形態において、第２演算部９２ｂ、第４演算部９３ｂ、第６演算部９１ｂ、及び第７演算部９３ｄは、転舵対応角θｐに基づいて各ヒステリシスを演算したが、これに限らない。例えば、第２演算部９２ｂ、第４演算部９３ｂ、第６演算部９１ｂ、及び第７演算部９３ｄは、各ヒステリシスを、ｑ軸電流値Ｉｑｔに基づいて演算してもよいし、ｑ軸目標電流値Ｉｑｔ＊に基づいて演算してもよいし、目標転舵対応角θｐ＊、操舵角θｈ等の転舵輪５の転舵角に換算可能な角度に基づいて演算してもよい。

【0081】

・第１実施形態において、第２演算部９２ｂ、第４演算部９３ｂ、第６演算部９１ｂ、及び第７演算部９３ｄは、各ヒステリシス成分を車速Ｖに応じて演算したが、車速Ｖに応じなくてよい。また、第２演算部９２ｂ、第４演算部９３ｂ、第６演算部９１ｂ、及び第７演算部９３ｄは、操舵トルクＴｈ等の他のパラメータに応じて演算する等、他の方法で演算してもよい。

【0082】

・軸力演算部８２で演算される複数種の軸力のヒステリシスを、車両状態量軸力Ｆｙｒのヒステリシスに近付けるように調整してもよい。この場合、路面軸力Ｆｅｒのヒステリシス成分は、元々有しているヒステリシスを打ち消すために、軸力演算部８２で演算される複数種の軸力のうち、車両状態量軸力Ｆｙｒのヒステリシスに近付けるように調整されている。また、角度軸力Ｆｉｂのヒステリシス成分は、ヒステリシスを付与するために、軸力演算部８２で演算される複数種の軸力のうち、車両状態量軸力Ｆｙｒのヒステリシスに近付けるように調整されている。このようにすることで、第１実施形態における操舵感と第２実施形態における操舵感との中間程度の操舵感を運転者に付与することができる。

【0083】

・第１実施形態では、幅Ｗ１を、ある転舵対応角θｐにおける、ばね成分Ｔｉｂ１を軸力に変換した軸力変換値と路面軸力Ｆｅｒとの偏差の総和である偏差Ｄ１に設定していたが、これに限らない。例えば、幅Ｗ１と当該偏差Ｄ１とを近付けるように幅Ｗ１を設定すればよい。また、幅Ｗ２を、ある転舵対応角θｐにおける、ばね成分Ｔｙｒ１を軸力に変換した軸力変換値の最大値と路面軸力Ｆｅｒの最大値との偏差Ｄ２ａ、及びばね成分Ｔｙｒ１を軸力に変換した軸力変換値の最小値と路面軸力Ｆｅｒの最小値との偏差Ｄ２ｂの総和である偏差Ｄ２に設定していたが、これに限らない。例えば、幅Ｗ２と当該偏差Ｄ２とを近付けるように幅Ｗ２を設定すればよい。第２実施形態についても、ヒステリシス成分Ｔｅｒ２を軸力に変換した軸力変換値の軸力方向における幅と、幅Ｗ１とを近付けるように当該幅を設定すればよい。また、ヒステリシス成分Ｔｙｒ３を軸力に変換した軸力変換値の軸力方向における幅と、幅Ｗ２とを近付けるように当該幅を設定すればよい。

【0084】

・上記各実施形態において、軸力演算部８２で演算される角度軸力Ｆｉｂが有するヒステリシスを路面軸力Ｆｅｒが有するヒステリシスに近付けるとともに、路面軸力Ｆｅｒが有するヒステリシスを角度軸力Ｆｉｂが有するヒステリシスに近付けるようにしてもよい。

【0085】

・上記各実施形態において、入力トルク基礎成分演算部８１は、例えば操舵トルクＴｈ及び車速Ｖに基づいて入力トルク基礎成分Ｔｂを演算するようにしてもよい。この場合、例えば入力トルク基礎成分演算部８１は、車速Ｖが遅くなるほど、より大きな絶対値を有する入力トルク基礎成分Ｔｂを演算する。

【0086】

・上記各実施形態において、配分軸力演算部８３は、路面軸力Ｆｅｒ、角度軸力Ｆｉｂ、及び車両状態量軸力Ｆｙｒにそれぞれ個別に設定される配分比率を乗算した値を合算することに加えて、さらに他の軸力を加えて配分軸力Ｆｉｒを演算してもよい。他の軸力としては、例えば、転舵輪５に作用する軸力を検出するセンサの等の他のセンサの検出値に基づいて演算される軸力であってもよい。

【0087】

・第１実施形態では、路面軸力演算部９１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ｑ軸目標電流値Ｉｑｔ＊に基づいて演算してもよい。また、第２実施形態では、第５演算部９１ａは、路面軸力Ｆｅｒのばね成分Ｔｅｒ１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ｑ軸目標電流値Ｉｑｔ＊に基づいて演算してもよい。

【0088】

・第１実施形態では、第１演算部９２ａは、角度軸力Ｆｉｂのばね成分Ｔｉｂ１を転舵対応角θｐに基づいて演算したが、これに限らず、例えば目標転舵対応角θｐ＊、操舵角θｈ等の転舵輪５の転舵角に換算可能な角度に基づいて演算してもよい。第１演算部９２ａは、ばね成分Ｔｉｂ１を演算する際に、操舵トルクＴｈ等の他のパラメータに応じて演算する等、他の方法で演算してもよい。第１演算部９２ａは、ばね成分Ｔｉｂ１を演算する際に、車速Ｖに応じて演算しなくてもよい。また、第２実施形態では、角度軸力演算部９２は、角度軸力Ｆｉｂを転舵対応角θｐに基づいて演算したが、これに限らず、例えば目標転舵対応角θｐ＊、操舵角θｈ等の転舵輪５の転舵角に換算可能な角度に基づいて演算してもよい。角度軸力演算部９２は、角度軸力Ｆｉｂを演算する際に、操舵トルクＴｈ等の他のパラメータに応じて演算する等、他の方法で演算してもよい。角度軸力演算部９２は、角度軸力Ｆｉｂを演算する際に、車速Ｖに応じて演算しなくてもよい。

【0089】

・第２実施形態の第６演算部９１ｂが演算するヒステリシス成分Ｔｅｒ２が有するヒステリシスループを、第１実施形態の第２演算部９２ｂが演算するヒステリシス成分Ｔｉｂ２が有するヒステリシスループと同様のものとしてもよい。この場合、加算器９１ｃは、ばね成分Ｔｅｒ１からヒステリシス成分Ｔｅｒ２を減算し、この減算したトルクを軸力に変換した軸力変換値を路面軸力Ｆｅｒとして演算する。また、第２実施形態の第７演算部９３ｄが演算するヒステリシス成分Ｔｙｒ３が有するヒステリシスループを、第１実施形態の第４演算部９３ｂが演算するヒステリシス成分Ｔｙｒ２が有するヒステリシスループと同様のものとしてもよい。この場合、加算器９３ｃは、ばね成分Ｔｙｒ１からヒステリシス成分Ｔｙｒ３を減算し、この減算したトルクを軸力に変換した軸力変換値を車両状態量軸力Ｆｙｒとして演算する。

【0090】

・上記各実施形態では、車両状態量軸力演算部９３の第３演算部９３ａは、横加速度ＬＡ及びヨーレートγに基づいてばね成分Ｔｙｒ１を演算したが、横加速度ＬＡあるいはヨーレートγのいずれか一方に基づいてばね成分Ｔｙｒ１を演算してもよい。また、第３演算部９３ａは、ばね成分Ｔｙｒ１を演算する際に、操舵トルクＴｈ等の他のパラメータに応じて演算する等、他の方法で演算してもよい。また、第３演算部９３ａは、ばね成分Ｔｙｒ１を演算する際に、車速Ｖに応じて演算しなくてもよい。

【0091】

・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４と転舵部６との間の動力伝達が分離したリンクレスの構造としたが、これに限らない。例えば、図１に２点鎖線で示すように、操舵制御装置１の制御対象となる操舵装置２を、操舵部４と転舵部６との間の動力伝達をクラッチ２５により分離可能な構造の操舵装置としてもよい。クラッチ２５としては、励磁コイルに対する通電の断続を通じて動力の断続を行う電磁クラッチが採用される。操舵制御装置１は、クラッチ２５の断続を切り替える制御を実行する。クラッチ２５が切断されるとき、操舵部４と転舵部６との間の動力伝達が機械的に切断される。クラッチ２５が接続されるとき、操舵部４と転舵部６との間の動力伝達が機械的に連結される。

【0092】

・上記各実施形態では、操舵制御装置１は、ステアバイワイヤ式の操舵装置２を制御対象としたが、これに限らない。例えば、操舵制御装置１は、ステアリングホイール３の操作に基づいて転舵輪５を転舵させる操舵機構を有し、ステアリング操作を補助するためのアシスト力としてモータトルクを付与する電動パワーステアリング装置を制御対象としてもよい。なお、こうした操舵装置２では、アシスト力として付与されるモータトルクにより、ステアリングホイール３の操舵に必要な操舵トルクＴｈが変更される。また、この場合、操舵制御装置１は、アシスト力の目標値となる目標アシストトルクを、複数種の軸力を個別に設定される配分比率で合算した配分軸力に基づいて演算する。

【符号の説明】

【0093】

１…操舵制御装置、２…操舵装置、３…ステアリングホイール、４…操舵部、５…転舵輪、６…転舵部、１１…ステアリングシャフト、１２…操舵側アクチュエータ、１３…操舵側モータ、２１…第１ピニオン軸、２２…ラック軸、３１…転舵側アクチュエータ、３２…第２ピニオン軸、３３…転舵側モータ、４１…トルクセンサ、４２…操舵側回転角センサ、４３…転舵側回転角センサ、４４…車速センサ、４５…横加速度センサ、４６…ヨーレートセンサ、５１…操舵側制御部、５６…転舵側制御部、６１…操舵角演算部、６２…目標反力トルク演算部、７１…転舵対応角演算部、７２…目標転舵対応角演算部、７４…目標転舵対応角演算部、７５…転舵角フィードバック制御部、８１…入力トルク基礎成分演算部、８２…軸力演算部、８３…配分軸力演算部、８４…減算器、９１…路面軸力演算部、９１ａ…第５演算部、９１ｂ…第６演算部、９１ｃ…加算器、９２…角度軸力演算部、９２ａ…第１演算部、９２ｂ…第２演算部、９２ｃ…加算器、９３…車両状態量軸力演算部、９３ａ…第３演算部、９３ｂ…第４演算部、９３ｃ…加算器、９３ｄ…第７演算部、γ…ヨーレート、θｈ…操舵角、θｐ…転舵対応角、θｓ，θｔ…回転角、θｐ＊…目標転舵対応角、Ｆｅｒ…路面軸力、Ｆｉｂ…角度軸力、Ｆｉｒ…配分軸力、Ｆｙ…横力、Ｆｙｒ…車両状態量軸力、Ｉｑｔ…ｑ軸電流値、ＬＡ…横加速度、Ｔｂ…入力トルク基礎成分、Ｔｅｒ１，Ｔｉｂ１，Ｔｙｒ１…ばね成分、Ｔｅｒ２，Ｔｉｂ２，Ｔｙｒ２，Ｔｙｒ３…ヒステリシス成分、Ｔｈ…操舵トルク、Ｔｓ＊…目標反力トルク、Ｔｔ＊…目標転舵トルク、Ｖ…車速、Ｗ１，Ｗ２…幅。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】