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(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】2023-07-24
(45)【発行日】2023-08-01
(54)【発明の名称】操舵制御装置
(51)【国際特許分類】
B62D 6/00 20060101AFI20230725BHJP
B62D 5/04 20060101ALI20230725BHJP
B62D 101/00 20060101ALN20230725BHJP
B62D 113/00 20060101ALN20230725BHJP
B62D 119/00 20060101ALN20230725BHJP
【ＦＩ】
B62D6/00
B62D5/04
B62D101:00
B62D113:00
B62D119:00
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2019092349
(22)【出願日】2019-05-15
(65)【公開番号】P2020185920
(43)【公開日】2020-11-19
【審査請求日】2022-04-14
(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】久保田 信也
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－１３７０８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１８４５４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０２１７２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１７２０５０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６２Ｄ ６／００
Ｂ６２Ｄ ５／０４
Ｂ６２Ｄ １０１／００
Ｂ６２Ｄ １１３／００
Ｂ６２Ｄ １１９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
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、前記モータに連動して回転するシャフトの回転角を目標回転角に追従させるように制御する操舵制御装置であって、前記目標回転角が、第１の制御状態で使用される第１の目標回転角と第２の制御状態で使用される第２の目標回転角との間で切り替えられるとき、当該切り替えられる前記第１または第２の目標回転角と前回の最終的な目標回転角との差が零へ向けて徐々に減少するように今回の最終的な目標回転角を演算する演算部を有し、
前記演算部は、前記切り替えられる第１または第２の目標回転角と前回の最終的な目標回転角との差である角度差を演算する第１の演算部と、
ステアリングホイールの操舵状態または転舵輪の転舵状態に応じて前記角度差に対する減算値を演算する第２の演算部と、
前記目標回転角が前記第１の目標回転角と前記第２の目標回転角との間で切り替えられるとき、前記角度差から前記減算値を減算することにより最終的な角度差を演算する第３の演算部と、
前記切り替えられる第１または第２の目標回転角に対して前記最終的な角度差を加算することにより今回の最終的な目標回転角を演算する第４の演算部と、を有している操舵制御装置。
【請求項2】
前記第２の演算部は、ステアリングホイールの操舵速度もしくは当該操舵速度が反映される状態変数、または転舵輪の転舵速度もしくは当該転舵速度が反映される状態変数に応じて、前記減算値を演算する請求項１に記載の操舵制御装置。
【請求項3】
前記演算部は、車速に応じたゲインを演算する第５の演算部と、前記第５の演算部により演算されるゲインを前記第２の演算部により演算される前記減算値に乗ずる第６の演算部と、を有している請求項２に記載の操舵制御装置。
【請求項4】
前記第１の制御状態は車載される上位制御装置が操舵制御に介入しないときの制御状態であって、前記第２の制御状態は前記上位制御装置が操舵制御に介入するときの制御状態である請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載の操舵制御装置。
【請求項5】
前記第１の目標回転角は、操舵状態が反映される第１の状態変数および車両の走行状態が反映される第２の状態変数に基づくものである一方、前記第２の目標回転角は前記第１の状態変数に基づくものであって、前記第１の状態変数が正常であることを前提とするとき、前記第１の制御状態は前記第２の状態変数が正常であるときの制御状態であって、前記第２の制御状態は前記第２の状態変数が異常であるときの制御状態である請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載の操舵制御装置。
【請求項6】
前記操舵機構は、ステアリングホイールとの間の動力伝達が分離される転舵輪を転舵させる転舵シャフトを備えることを前提として、前記モータは前記転舵シャフトに付与される前記駆動力として転舵輪を転舵させるための転舵力を発生する転舵モータを含む請求項１～請求項５のうちいずれか一項に記載の操舵制御装置。
【請求項7】
前記操舵機構は、ステアリングホイールの操作に連動して回転するとともに、転舵輪との間の動力伝達が分離されたステアリングシャフトを備えることを前提として、前記モータは前記ステアリングシャフトに付与される前記駆動力として操舵方向と反対方向のトルクである操舵反力を発生する反力モータを含む請求項１～請求項５のうちいずれか一項に記載の操舵制御装置。
【請求項8】
前記操舵機構は、ステアリングホイールの操作に連動して回転するシャフトおよび前記シャフトの回転に連動して転舵輪を転舵させる転舵シャフトを備えることを前提として、前記モータは前記シャフトまたは前記転舵シャフトに付与される前記駆動力として操舵方向と同方向のトルクである操舵補助力を発生させるアシストモータである請求項１～請求項５のうち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】
従来、たとえば特許文献１に記載されるように、ステアリングホイールと転舵輪との間の動力伝達を機械的に分離した、いわゆるステアバイワイヤ方式の操舵装置が知られている。この操舵装置は、ステアリングシャフトに付与される操舵反力の発生源である反力モータ、および転舵輪を転舵させる転舵力の発生源である転舵モータを有している。車両が走行しているとき、操舵装置の制御装置は、反力モータを通じて操舵反力を発生させる反力制御を実行するとともに、転舵モータを通じて転舵輪を転舵させる転舵制御を実行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１５－３３９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年では、車両の安全性あるいは利便性をより向上させるための様々な運転支援機能あるいはシステムが運転を代替する自動運転機能を実現するための自動運転システムの開発が盛んに行われている。自動運転システムの制御装置は、その時々の車両の状態に基づき最適な制御方法を求め、その求められる制御方法に応じて各車載システムの制御装置に対して個別の制御を指令する。操舵装置の制御装置は、自動運転システムの制御装置により生成される指令値に基づきモータの駆動を制御する。
【0005】
自動運転システムが車両に搭載される場合、つぎのようなことが懸念される。すなわち、手動運転が行われるときと、運転支援あるいは自動運転が行われるときとで、操舵装置の制御装置が実行する反力制御あるいは転舵制御に対する要求が異なることがある。反力モータが発生する操舵反力はステアリングホイールの挙動に影響を及ぼすため、車両の操舵モードが手動運転と運転支援との間で切り替えられるとき、運転者はステアリングホイールを介した手応えが急変することによって違和感を覚えるおそれがある。また、転舵モータが発生する転舵力は車両の挙動に影響を及ぼすため、車両の操舵モードが手動運転と運転支援との間で切り替えられるとき、運転者は車両の挙動が急変することによって違和感を覚えるおそれがある。
【0006】
なお、車両の操舵機構に対してモータのトルクをアシスト力として付与するＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）が搭載された車両に自動運転システムを搭載する場合についても、ステアバイワイヤ方式の操舵装置の制御装置と同様の課題が存在する。
【0007】
本発明の目的は、運転者に与える違和感を低減することが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】
上記目的を達成し得る操舵制御装置は、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、前記モータに連動して回転するシャフトの回転角を目標回転角に追従させるように制御する。この操舵制御装置は、前記目標回転角が、第１の制御状態で使用される第１の目標回転角と第２の制御状態で使用される第２の目標回転角との間で切り替えられるとき、当該切り替えられる前記第１または第２の目標回転角と前回の最終的な目標回転角との差が零へ向けて徐々に減少するように今回の最終的な目標回転角を演算する演算部を有している。
【0009】
目標回転角が変われば操舵機構に付与される駆動力も変化する。このため、目標回転角が第１の目標回転角と第２の目標回転角との間で切り替えられるとき、その切り替えられる第１または第２の目標回転角を最終的な目標回転角として即時にモータの制御に使用する場合、第１または第２の目標回転角と現在の目標回転角との差に応じて、操舵機構に付与される駆動力が急激に変化するおそれがある。
【0010】
この点、上記の操舵制御装置によれば、目標回転角が第１の目標回転角と第２の目標回転角との間で切り替えられるとき、その切り替えられる第１または第２の目標回転角と前回の最終的な目標回転角との差が零へ向けて徐々に減少するように今回の最終的な目標回転角が演算される。このため、操舵機構に付与される駆動力が急激に変化することが抑制される。したがって、運転者に与える違和感を低減することができる。
【0011】
上記の操舵制御装置において、前記演算部は、前記切り替えられる第１または第２の目標回転角と前回の最終的な目標回転角との差である角度差を演算する第１の演算部と、ステアリングホイールの操舵状態または転舵輪の転舵状態に応じて前記角度差に対する減算値を演算する第２の演算部と、前記目標回転角が前記第１の目標回転角と前記第２の目標回転角との間で切り替えられるとき、前記角度差から前記減算値を減算することにより最終的な角度差を演算する第３の演算部と、前記切り替えられる第１または第２の目標回転角に対して前記最終的な角度差を加算することにより今回の最終的な目標回転角を演算する第４の演算部と、を有していることが好ましい。
【0012】
この構成によれば、目標回転角が第１の目標回転角と第２の目標回転角との間で切り替えられるとき、その切り替えられる第１または第２の目標回転角と前回の最終的な目標回転角との角度差から操舵状態または転舵状態に応じた減算値が減算されることにより得られる最終的な角度差が、第１または第２の目標回転角に加算される。この処理が繰り返されることにより、最終的な目標回転角は第１または第２の目標回転角へ向けて徐々に変化する。操舵機構に付与される駆動力の急変が抑制されるため、運転者に与える違和感を低減することができる。
【0013】
上記の操舵制御装置において、前記第２の演算部は、ステアリングホイールの操舵速度もしくは当該操舵速度が反映される状態変数、または転舵輪の転舵速度もしくは当該転舵速度が反映される状態変数に応じて、前記減算値を演算することが好ましい。
【0014】
この構成によれば、目標回転角が第１の目標回転角と第２の目標回転角との間で切り替えられるとき、その切り替えられる第１または第２の目標回転角と前回の最終的な目標回転角との角度差から操舵速度もしくは当該操舵速度が反映される状態変数などに応じた減算値が減算されることにより、最終的な角度差が演算される。この最終的な角度差が第１または第２の目標回転角に加算されることにより得られる最終的な目標回転角は、操舵速度もしくは当該操舵速度が反映される状態変数などに応じて、第１または第２の目標回転角へ向けて変化する。このため、運転者に与える違和感を低減することができる。
【0015】
上記の操舵制御装置において、前記演算部は、車速に応じたゲインを演算する第５の演算部と、前記第５の演算部により演算されるゲインを前記第２の演算部により演算される前記減算値に乗ずる第６の演算部と、を有していることが好ましい。
【0016】
この構成によれば、第２の演算部により演算される減算値は車速に応じて変化する。目標回転角が第１の目標回転角と第２の目標回転角との間で切り替えられるとき、車速を考慮した減算値が使用されることにより、最終的な目標回転角は、操舵速度などに加え車速に応じて、第１または第２の目標回転角へ向けて変化する。このため、運転者に与える違和感を低減することができる。
【0017】
上記の操舵制御装置において、前記第１の制御状態は車載される上位制御装置が操舵制御に介入しないときの制御状態であって、前記第２の制御状態は前記上位制御装置が操舵制御に介入するときの制御状態であってもよい。
【0018】
上位制御装置が操舵制御に介入するときと、上位制御装置が操舵制御に介入しないときとで、モータが発生する駆動力に対する要求が異なることが考えられる。このため、上位制御装置が操舵制御に介入しない第１の制御状態と、上位制御装置が操舵制御に介入する第２の制御状態との間で切り替わるとき、運転者は操舵機構に付与される駆動力が急変することなどによって違和感を覚えることが懸念される。
【0019】
この点、上記の操舵制御装置によれば、目標回転角が、第１の制御状態で使用される第１の目標回転角と第２の制御状態で使用される第２の目標回転角との間で切り替えられるとき、第１または第２の目標回転角と前回の最終的な目標回転角との差が零へ向けて徐々に減少するように今回の最終的な目標回転角が演算される。このため、操舵機構に付与される駆動力が急激に変化することが抑制される。したがって、運転者に与える違和感を低減することができる。
【0020】
上記の操舵制御装置において、前記第１の目標回転角は、操舵状態が反映される第１の状態変数および車両の走行状態が反映される第２の状態変数に基づくものである一方、前記第２の目標回転角は前記第１の状態変数に基づくものであってもよい。この場合、前記第１の状態変数が正常であることを前提とするとき、前記第１の制御状態は前記第２の状態変数が正常であるときの制御状態であって、前記第２の制御状態は前記第２の状態変数が異常であるときの制御状態であってもよい。
【0021】
この構成によれば、第１の状態変数および第２の状態変数に基づく第１の目標回転角が使用される場合にモータが発生する駆動力と、第１の状態変数に基づく第２の目標回転角が使用される場合にモータが発生する駆動力とは異なることが考えられる。このため、目標回転角が第１の目標回転角と第２の目標回転角との間で切り替わるとき、運転者は操舵機構に付与される駆動力が急変することによって違和感を覚えることが懸念される。
【0022】
この点、上記の操舵制御装置によれば、目標回転角が第１の目標回転角と第２の目標回転角との間で切り替えられるとき、第１または第２の目標回転角と前回の最終的な目標回転角との差が零へ向けて徐々に減少するように今回の最終的な目標回転角が演算される。このため、操舵機構に付与される駆動力が急激に変化することが抑制される。したがって、運転者に与える違和感を低減することができる。
【0023】
上記の操舵制御装置において、前記操舵機構は、ステアリングホイールとの間の動力伝達が分離される転舵輪を転舵させる転舵シャフトを備えることを前提として、前記モータは前記転舵シャフトに付与される前記駆動力として転舵輪を転舵させるための転舵力を発生する転舵モータを含んでいてもよい。
【0024】
目標回転角が第１の目標回転角と第２の目標回転角との間で切り替わるとき、運転者は転舵シャフトに付与される転舵力が急変することによって違和感を覚えることが懸念される。
【0025】
この点、上記の操舵制御装置によれば、目標回転角が第１の目標回転角と第２の目標回転角との間で切り替えられるとき、第１または第２の目標回転角と前回の最終的な目標回転角との差が零へ向けて徐々に減少するように今回の最終的な目標回転角が演算される。このため、転舵シャフトに付与される転舵力の急変が抑制される。したがって、運転者に与える違和感を低減することができる。
【0026】
上記の操舵制御装置において、前記操舵機構は、ステアリングホイールの操作に連動して回転するとともに、転舵輪との間の動力伝達が分離されたステアリングシャフトを備えることを前提として、前記モータは前記ステアリングシャフトに付与される前記駆動力として操舵方向と反対方向のトルクである操舵反力を発生する反力モータを含んでいてもよい。
【0027】
目標回転角が第１の目標回転角と第２の目標回転角との間で切り替わるとき、運転者はステアリングホイールに付与される操舵反力が急変することによって違和感を覚えることが懸念される。
【0028】
この点、上記の操舵制御装置によれば、目標回転角が第１の目標回転角と第２の目標回転角との間で切り替えられるとき、第１または第２の目標回転角と前回の最終的な目標回転角との差が零へ向けて徐々に減少するように今回の最終的な目標回転角が演算される。このため、ステアリングシャフトに付与される操舵反力の急変が抑制される。したがって、運転者に与える違和感を低減することができる。
【0029】
上記の操舵制御装置において、前記操舵機構は、ステアリングホイールの操作に連動して回転するシャフトおよび前記シャフトの回転に連動して転舵輪を転舵させる転舵シャフトを備えることを前提として、前記モータは前記シャフトまたは前記転舵シャフトに付与される前記駆動力として操舵方向と同方向のトルクである操舵補助力を発生させるアシストモータであってもよい。
【0030】
目標回転角が第１の目標回転角と第２の目標回転角との間で切り替わるとき、運転者は操舵補助力が急変することによって違和感を覚えることが懸念される。
この点、上記の操舵制御装置によれば、目標回転角が第１の目標回転角と第２の目標回転角との間で切り替えられるとき、第１または第２の目標回転角と前回の最終的な目標回転角との差が零へ向けて徐々に減少するように今回の最終的な目標回転角が演算される。このため、操舵補助力の急変が抑制される。したがって、運転者に与える違和感を低減することができる。
この点、上記の操舵制御装置によれば、目標回転角が第１の目標回転角と第２の目標回転角との間で切り替えられるとき、第１または第２の目標回転角と前回の最終的な目標回転角との差が零へ向けて徐々に減少するように今回の最終的な目標回転角が演算される。このため、操舵補助力の急変が抑制される。したがって、運転者に与える違和感を低減することができる。
【発明の効果】
【0031】
本発明の操舵制御装置によれば、運転者に与える違和感を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】操舵制御装置の第１の実施の形態が搭載されるステアバイワイヤ方式の操舵装置の構成図。
【図2】操舵制御装置の第１の実施の形態の制御ブロック図。
【図3】第１の実施の形態における操舵反力指令値演算部の制御ブロック図。
【図4】第１～第５の実施の形態における角度差徐変処理部の制御ブロック図。
【図5】第１～第５の実施の形態における徐変処理部の制御ブロック図。
【図6】第３の実施の形態における舵角比変更制御部の制御ブロック図。
【図7】操舵制御装置の第４および第５の実施の形態が搭載される電動パワーステアリング装置の構成図。
【図8】操舵制御装置の第４の実施形態の制御ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【0033】
＜第１の実施の形態＞
以下、操舵制御装置をステアバイワイヤ方式の操舵装置に適用した第１の実施の形態を説明する。
以下、操舵制御装置をステアバイワイヤ方式の操舵装置に適用した第１の実施の形態を説明する。
【0034】
図１に示すように、車両の操舵装置１０は、ステアリングホイール１１に連結されたステアリングシャフト１２を有している。また、操舵装置１０は、車幅方向（図１中の左右方向）に沿って延びる転舵シャフト１４を有している。転舵シャフト１４の両端には、それぞれタイロッド１５，１５を介して左右の転舵輪１６，１６が連結されている。転舵シャフト１４が直線運動することにより、転舵輪１６，１６の転舵角θｗが変更される。ステアリングシャフト１２および転舵シャフト１４は操舵機構を構成する。
【0035】
＜操舵反力を発生させるための構成：反力ユニット＞
また、操舵装置１０は、操舵反力を生成するための構成として、反力モータ３１、減速機構３２、回転角センサ３３、およびトルクセンサ３４を有している。ちなみに、操舵反力とは、運転者によるステアリングホイール１１の操作方向と反対方向へ向けて作用する力（トルク）をいう。操舵反力をステアリングホイール１１に付与することにより、運転者に適度な手応え感を与えることが可能である。
また、操舵装置１０は、操舵反力を生成するための構成として、反力モータ３１、減速機構３２、回転角センサ３３、およびトルクセンサ３４を有している。ちなみに、操舵反力とは、運転者によるステアリングホイール１１の操作方向と反対方向へ向けて作用する力（トルク）をいう。操舵反力をステアリングホイール１１に付与することにより、運転者に適度な手応え感を与えることが可能である。
【0036】
反力モータ３１は、操舵反力の発生源である。反力モータ３１としてはたとえば三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のブラシレスモータが採用される。反力モータ３１（正確には、その回転軸）は、減速機構３２を介して、ステアリングシャフト１２に連結されている。反力モータ３１のトルクは、操舵反力としてステアリングシャフト１２に付与される。
【0037】
回転角センサ３３は反力モータ３１に設けられている。回転角センサ３３は、反力モータ３１の回転角θａを検出する。反力モータ３１の回転角θａは、舵角（操舵角）θｓの演算に使用される。反力モータ３１とステアリングシャフト１２とは減速機構３２を介して連動する。このため、反力モータ３１の回転角θａとステアリングシャフト１２の回転角、ひいてはステアリングホイール１１の回転角である舵角θｓとの間には相関がある。したがって、反力モータ３１の回転角θａに基づき舵角θｓを求めることができる。
【0038】
トルクセンサ３４は、ステアリングホイール１１の回転操作を通じてステアリングシャフト１２に加わる操舵トルクＴｈを検出する。トルクセンサ３４は、ステアリングシャフト１２における減速機構３２よりもステアリングホイール１１側の部分に設けられている。
【0039】
＜転舵力を発生させるための構成：転舵ユニット＞
また、操舵装置１０は、転舵輪１６，１６を転舵させるための動力である転舵力を生成するための構成として、転舵モータ４１、減速機構４２、および回転角センサ４３を有している。
また、操舵装置１０は、転舵輪１６，１６を転舵させるための動力である転舵力を生成するための構成として、転舵モータ４１、減速機構４２、および回転角センサ４３を有している。
【0040】
転舵モータ４１は転舵力の発生源である。転舵モータ４１としては、たとえば三相のブラシレスモータが採用される。転舵モータ４１（正確には、その回転軸）は、減速機構４２を介してピニオンシャフト４４に連結されている。ピニオンシャフト４４のピニオン歯４４ａは、転舵シャフト１４のラック歯１４ｂに噛み合わされている。転舵モータ４１のトルクは、転舵力としてピニオンシャフト４４を介して転舵シャフト１４に付与される。転舵モータ４１の回転に応じて、転舵シャフト１４は車幅方向（図中の左右方向）に沿って移動する。
【0041】
回転角センサ４３は転舵モータ４１に設けられている。回転角センサ４３は転舵モータ４１の回転角θｂを検出する。
ちなみに、操舵装置１０は、ピニオンシャフト１３を有している。ピニオンシャフト１３は、転舵シャフト１４に対して交わるように設けられている。ピニオンシャフト１３のピニオン歯１３ａは、転舵シャフト１４のラック歯１４ａに噛み合わされている。ピニオンシャフト１３を設ける理由は、ピニオンシャフト４４と共に転舵シャフト１４をハウジング（図示略）の内部に支持するためである。すなわち、操舵装置１０に設けられる支持機構（図示略）によって、転舵シャフト１４は、その軸方向に沿って移動可能に支持されるとともに、ピニオンシャフト１３，４４へ向けて押圧される。これにより、転舵シャフト１４はハウジングの内部に支持される。ただし、ピニオンシャフト１３を使用せずに転舵シャフト１４をハウジングに支持する他の支持機構を設けてもよい。
ちなみに、操舵装置１０は、ピニオンシャフト１３を有している。ピニオンシャフト１３は、転舵シャフト１４に対して交わるように設けられている。ピニオンシャフト１３のピニオン歯１３ａは、転舵シャフト１４のラック歯１４ａに噛み合わされている。ピニオンシャフト１３を設ける理由は、ピニオンシャフト４４と共に転舵シャフト１４をハウジング（図示略）の内部に支持するためである。すなわち、操舵装置１０に設けられる支持機構（図示略）によって、転舵シャフト１４は、その軸方向に沿って移動可能に支持されるとともに、ピニオンシャフト１３，４４へ向けて押圧される。これにより、転舵シャフト１４はハウジングの内部に支持される。ただし、ピニオンシャフト１３を使用せずに転舵シャフト１４をハウジングに支持する他の支持機構を設けてもよい。
【0042】
＜制御装置＞
また、操舵装置１０は、制御装置５０を有している。制御装置５０は、各種のセンサの検出結果に基づき反力モータ３１、および転舵モータ４１を制御する。センサとしては、前述した回転角センサ３３、トルクセンサ３４および回転角センサ４３に加えて、車速センサ５０１がある。車速センサ５０１は、車両に設けられて車両の走行速度である車速Ｖを検出する。
また、操舵装置１０は、制御装置５０を有している。制御装置５０は、各種のセンサの検出結果に基づき反力モータ３１、および転舵モータ４１を制御する。センサとしては、前述した回転角センサ３３、トルクセンサ３４および回転角センサ４３に加えて、車速センサ５０１がある。車速センサ５０１は、車両に設けられて車両の走行速度である車速Ｖを検出する。
【0043】
制御装置５０は、反力モータ３１の駆動制御を通じて操舵トルクＴｈに応じた操舵反力を発生させる反力制御を実行する。制御装置５０は操舵トルクＴｈおよび車速Ｖに基づき目標操舵反力を演算し、この演算される目標操舵反力、操舵トルクＴｈおよび車速Ｖに基づきステアリングホイール１１の目標操舵角を演算する。制御装置５０は、実際の舵角θｓを目標操舵角に追従させるべく実行される舵角θｓのフィードバック制御を通じて舵角補正量を演算し、この演算される舵角補正量を目標操舵反力に加算することにより操舵反力指令値を演算する。制御装置５０は、操舵反力指令値に応じた操舵反力を発生させるために必要とされる電流を反力モータ３１へ供給する。
【0044】
制御装置５０は、転舵モータ４１の駆動制御を通じて転舵輪１６，１６を操舵状態に応じて転舵させる転舵制御を実行する。制御装置５０は、回転角センサ４３を通じて検出される転舵モータ４１の回転角θｂに基づきピニオンシャフト４４の実際の回転角であるピニオン角θｐを演算する。このピニオン角θｐは、転舵輪１６，１６の転舵角θｗを反映する値である。制御装置５０は、前述した目標操舵角を使用して目標ピニオン角を演算する。そして制御装置５０は、目標ピニオン角と実際のピニオン角θｐとの偏差を求め、当該偏差を無くすように転舵モータ４１に対する給電を制御する。
【0045】
ここで、車両には、車両の安全性あるいは利便性をより向上させるための様々な運転支援機能あるいはシステムが運転を代替する自動運転機能を実現する自動運転システムが搭載されることがある。この場合、車両においては、制御装置５０と他の車載システムの制御装置との協調制御が行われる。協調制御とは、複数種の車載システムの制御装置が互いに連携して車両の動きを制御する技術をいう。車両には、たとえば各種の車載システムの制御装置を統括制御する上位制御装置５００が搭載される。上位制御装置５００は、その時々の車両の状態に基づき最適な制御方法を求め、その求められる制御方法に応じて各種の車載制御装置に対して個別の制御を指令する。
【0046】
上位制御装置５００は、制御装置５０による操舵制御に介入する。上位制御装置５００は、運転席などに設けられる図示しないスイッチの操作を通じて、自己の自動運転制御機能をオン（有効）とオフ（無効）との間で切り替える。ただし、自動運転制御機能には、車両の安全性あるいは利便性をより向上させるための運転支援制御機能も含まれる。
【0047】
上位制御装置５００は、たとえば車両に目標車線上を走行させるための指令値Ｓ＊として付加角度指令値を演算する。付加角度指令値は、その時々の車両の走行状態に応じて、車両を車線に沿って走行させるために必要とされる操舵角の目標値（現在の操舵角に付加すべき角度）である。制御装置５０は、上位制御装置５００により演算される指令値Ｓ＊を使用して反力モータ３１および転舵モータ４１を制御する。
【0048】
また、上位制御装置５００は、制御装置５０に対する指令Ｓｒとしてフラグを生成する。フラグは、自動運転制御機能がオンであるかオフであるかを示す情報である。上位制御装置５００は、自動運転制御機能がオンであるときにはフラグの値を「１」に、自動運転制御機能がオフであるときにはフラグの値を「０」にセットする。
【0049】
【0050】
＜反力制御部＞
反力制御部５０ａは、舵角演算部５１、操舵反力指令値演算部５２、および通電制御部５３を有している。
反力制御部５０ａは、舵角演算部５１、操舵反力指令値演算部５２、および通電制御部５３を有している。
【0051】
舵角演算部５１は、回転角センサ３３を通じて検出される反力モータ３１の回転角θａに基づきステアリングホイール１１の舵角θｓを演算する。
操舵反力指令値演算部５２は、操舵トルクＴｈ、車速Ｖおよび舵角θｓに基づき操舵反力指令値Ｔ＊を演算する。操舵反力指令値演算部５２は、操舵トルクＴｈの絶対値が大きいほど、また車速Ｖが遅いほど、より大きな絶対値の操舵反力指令値Ｔ＊を演算する。ちなみに、操舵反力指令値演算部５２は、操舵反力指令値Ｔ＊を演算する過程でステアリングホイール１１の目標舵角θ＊を演算する。操舵反力指令値演算部５２については、後に詳述する。
操舵反力指令値演算部５２は、操舵トルクＴｈ、車速Ｖおよび舵角θｓに基づき操舵反力指令値Ｔ＊を演算する。操舵反力指令値演算部５２は、操舵トルクＴｈの絶対値が大きいほど、また車速Ｖが遅いほど、より大きな絶対値の操舵反力指令値Ｔ＊を演算する。ちなみに、操舵反力指令値演算部５２は、操舵反力指令値Ｔ＊を演算する過程でステアリングホイール１１の目標舵角θ＊を演算する。操舵反力指令値演算部５２については、後に詳述する。
【0052】
通電制御部５３は、操舵反力指令値Ｔ＊に応じた電力を反力モータ３１へ供給する。具体的には、通電制御部５３は、操舵反力指令値Ｔ＊に基づき反力モータ３１に対する電流指令値を演算する。また、通電制御部５３は、反力モータ３１に対する給電経路に設けられた電流センサ５４を通じて、当該給電経路に生じる実際の電流Ｉａの値を検出する。この電流Ｉａの値は、反力モータ３１に供給される実際の電流の値である。そして通電制御部５３は、電流指令値と実際の電流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３１に対する給電を制御する（電流Ｉａのフィードバック制御）。これにより、反力モータ３１は操舵反力指令値Ｔ＊に応じたトルクを発生する。運転者に対して路面反力に応じた適度な手応え感を与えることが可能である。
【0053】
＜転舵制御部＞
転舵制御部５０ｂは、ピニオン角演算部６１、ピニオン角フィードバック制御部６２、通電制御部６３を有している。
転舵制御部５０ｂは、ピニオン角演算部６１、ピニオン角フィードバック制御部６２、通電制御部６３を有している。
【0054】
ピニオン角演算部６１は、回転角センサ４３を通じて検出される転舵モータ４１の回転角θｂに基づきピニオンシャフト４４の実際の回転角であるピニオン角θｐを演算する。転舵モータ４１とピニオンシャフト４４とは減速機構４２を介して連動する。このため、転舵モータ４１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４１の回転角θｂからピニオン角θｐを求めることができる。また、ピニオンシャフト４４は、転舵シャフト１４に噛合されている。このため、ピニオン角θｐと転舵シャフト１４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１６，１６の転舵角θｗを反映する値である。
【0055】
ピニオン角フィードバック制御部６２は、操舵反力指令値演算部５２により演算される目標舵角θ＊を目標ピニオン角θｐ
＊として取り込む。また、ピニオン角フィードバック制御部６２は、ピニオン角演算部６１により演算される実際のピニオン角θｐを取り込む。ピニオン角フィードバック制御部６２は、実際のピニオン角θｐを目標ピニオン角θｐ
＊（ここでは、目標舵角θ＊に等しい。）に追従させるべくピニオン角θｐのフィードバック制御を通じてピニオン角指令値Ｔｐ
＊を演算する。
【0056】
通電制御部６３は、ピニオン角指令値Ｔｐ
＊に応じた電力を転舵モータ４１へ供給する。具体的には、通電制御部６３は、ピニオン角指令値Ｔｐ
＊に基づき転舵モータ４１に対する電流指令値を演算する。また、通電制御部６３は、転舵モータ４１に対する給電経路に設けられた電流センサ６４を通じて、当該給電経路に生じる実際の電流Ｉｂの値を検出する。この電流Ｉｂの値は、転舵モータ４１に供給される実際の電流の値である。そして通電制御部６３は、電流指令値と実際の電流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４１に対する給電を制御する（電流Ｉｂのフィードバック制御）。これにより、転舵モータ４１はピニオン角指令値Ｔｐ
＊に応じた角度だけ回転する。
【0057】
＜操舵反力指令値演算部＞
つぎに、操舵反力指令値演算部５２について詳細に説明する。
図３に示すように、操舵反力指令値演算部５２は、加算器７０、目標操舵トルク演算部７１、トルクフィードバック制御部７２、軸力演算部７３、目標舵角演算部７４、舵角フィードバック制御部７５、および加算器７６を有している。
つぎに、操舵反力指令値演算部５２について詳細に説明する。
図３に示すように、操舵反力指令値演算部５２は、加算器７０、目標操舵トルク演算部７１、トルクフィードバック制御部７２、軸力演算部７３、目標舵角演算部７４、舵角フィードバック制御部７５、および加算器７６を有している。
【0058】
加算器７０は、トルクセンサ３４を通じて検出される操舵トルクＴｈとトルクフィードバック制御部７２により演算される第１の操舵反力指令値Ｔ１
＊とを加算することにより、ステアリングシャフト１２に印加されるトルクとしての入力トルクＴｉｎ
＊を演算する。
【0059】
目標操舵トルク演算部７１は、加算器７０により演算される入力トルクＴｉｎ
＊に基づき目標操舵トルクＴｈ
＊を演算する。目標操舵トルクＴｈ
＊とは、ステアリングホイール１１に印加すべき操舵トルクＴｈの目標値をいう。目標操舵トルク演算部７１は、入力トルクＴｉｎ
＊の絶対値が大きいほど、より大きな絶対値の目標操舵トルクＴｈ
＊を演算する。
【0060】
トルクフィードバック制御部７２は、トルクセンサ３４を通じて検出される操舵トルクＴｈ、および目標操舵トルク演算部７１により演算される目標操舵トルクＴｈ
＊を取り込む。トルクフィードバック制御部７２は、トルクセンサ３４を通じて検出される操舵トルクＴｈを目標操舵トルクＴｈ
＊に追従させるべく操舵トルクＴｈのフィードバック制御を通じて第１の操舵反力指令値Ｔ１
＊を演算する。
【0061】
軸力演算部７３は、目標舵角演算部７４により演算される目標舵角θ＊を目標ピニオン角θｐ
＊として取り込む。また、軸力演算部７３は、電流センサ６４を通じて検出される転舵モータ４１の電流Ｉｂの値、および車速センサ５０１を通じて検出される車速Ｖを取り込む。軸力演算部７３は、目標ピニオン角θｐ
＊、転舵モータ４１の電流Ｉｂの値、および車速Ｖに基づき、転舵輪１６，１６を通じて転舵シャフト１４に作用する軸力Ｆａｘを演算する。具体的には、つぎの通りである。
【0062】
軸力演算部７３は、目標ピニオン角θｐ
＊に基づき、転舵輪１６，１６を通じて転舵シャフト１４に作用する軸力の理想値である理想軸力を演算する。軸力演算部７３は、制御装置５０の図示しない記憶装置に格納された理想軸力マップを使用して理想軸力を演算する。理想軸力は、目標ピニオン角θｐ
＊（あるいは目標ピニオン角θｐ
＊に所定の換算係数を乗算することにより得られる目標転舵角）の絶対値が増大するほど、また車速Ｖが遅いほど、より大きな絶対値に設定される。なお、車速Ｖは必ずしも考慮しなくてもよい。
【0063】
また、軸力演算部７３は、転舵モータ４１の電流Ｉｂの値に基づき、転舵シャフト１４に作用する推定軸力を演算する。ここで、転舵モータ４１の電流Ｉｂの値は、路面状態（路面摩擦抵抗）に応じた外乱が転舵輪１６に作用することに起因して目標ピニオン角θｐ
＊と実際のピニオン角θｐとの間の差が発生することによって変化する。すなわち、転舵モータ４１の電流Ｉｂの値には、転舵輪１６，１６に作用する実際の路面反力が反映される。このため、転舵モータ４１の電流Ｉｂの値に基づき路面状態の影響を反映した軸力を演算することが可能である。推定軸力は、車速Ｖに応じた係数であるゲインを転舵モータ４１の電流Ｉｂの値に乗算することにより求められる。
【0064】
そして、軸力演算部７３は、理想軸力に対する配分比率（ゲイン）、および推定軸力に対する配分比率をそれぞれ個別に設定する。軸力演算部７３は、理想軸力および推定軸力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、軸力Ｆａｘを演算する。配分比率は、車両挙動、路面状態あるいは操舵状態が反映される各種の状態変数に応じて設定される。
【0065】
目標舵角演算部７４は、トルクセンサ３４を通じて検出される操舵トルクＴｈ、トルクフィードバック制御部７２により演算される第１の操舵反力指令値Ｔ１
＊、軸力演算部７３により演算される軸力Ｆａｘ、および車速センサ５０１を通じて検出される車速Ｖを取り込む。目標舵角演算部７４は、これら取り込まれる操舵トルクＴｈ、第１の操舵反力指令値Ｔ１
＊、軸力Ｆａｘおよび車速Ｖに基づき、ステアリングホイール１１の目標舵角θ＊を演算する。具体的には、つぎの通りである。
【0066】
目標舵角演算部７４は、第１の操舵反力指令値Ｔ１
＊および操舵トルクＴｈの総和である入力トルクＴｉｎ
＊から軸力Ｆａｘをトルクに換算したトルク換算値（軸力に応じた操舵反力）を減算することにより、ステアリングホイール１１に対する最終的な入力トルクＴｉｎ
＊を求める。目標舵角演算部７４は、最終的な入力トルクＴｉｎ
＊から次式（Ａ）で表される理想モデルに基づいて目標舵角θ＊（目標操舵角）を演算する。この理想モデルは、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間が機械的に連結されている操舵装置を前提として、入力トルクＴｉｎ
＊に応じた理想的な転舵角に対応するステアリングホイール１１の舵角（操舵角）を予め実験などによりモデル化したものである。
【0067】
Ｔｉｎ
＊＝Ｊθ＊′′＋Ｃθ＊′＋Ｋθ＊ …（Ａ）
ただし、「Ｊ」はステアリングホイール１１およびステアリングシャフト１２の慣性モーメントに対応する慣性係数、「Ｃ」は転舵シャフト１４のハウジングに対する摩擦などに対応する粘性係数（摩擦係数）、「Ｋ」はステアリングホイール１１およびステアリングシャフト１２をそれぞればねとみなしたときのばね係数である。粘性係数Ｃおよび慣性係数Ｊは、車速Ｖに応じた値となる。また、「θ＊′′」は目標舵角θ＊の二階時間微分値、「θ＊′」は目標舵角θ＊の一階時間微分値である。
ただし、「Ｊ」はステアリングホイール１１およびステアリングシャフト１２の慣性モーメントに対応する慣性係数、「Ｃ」は転舵シャフト１４のハウジングに対する摩擦などに対応する粘性係数（摩擦係数）、「Ｋ」はステアリングホイール１１およびステアリングシャフト１２をそれぞればねとみなしたときのばね係数である。粘性係数Ｃおよび慣性係数Ｊは、車速Ｖに応じた値となる。また、「θ＊′′」は目標舵角θ＊の二階時間微分値、「θ＊′」は目標舵角θ＊の一階時間微分値である。
【0068】
ちなみに、上位制御装置５００による運転支援制御または自動運転制御の実行を通じて、指令値Ｓ＊として付加角度指令値が演算される場合、指令値Ｓ＊は目標舵角演算部７４により演算される目標舵角θ＊に加算される。この指令値Ｓ＊が加算された最終的な目標舵角θ＊は、軸力演算部７３および舵角フィードバック制御部７５へそれぞれ供給される。
【0069】
舵角フィードバック制御部７５は、舵角演算部５１により演算される舵角θｓ、および目標舵角演算部７４により演算される目標舵角θ＊を取り込む。舵角フィードバック制御部７５は、舵角演算部５１により演算される実際の舵角θｓを目標舵角θ＊に追従させるべく舵角θｓのフィードバック制御を通じて第２の操舵反力指令値Ｔ２
＊を演算する。
【0070】
加算器７６は、トルクフィードバック制御部７２により演算される第１の操舵反力指令値Ｔ１
＊、および舵角フィードバック制御部７５により演算される第２の操舵反力指令値Ｔ２
＊を加算することにより操舵反力指令値Ｔ＊を演算する。
【0071】
ここで、前述したように上位制御装置５００が制御装置５０による操舵制御に介入することが想定されるところ、上位制御装置５００が操舵制御に介入するときと、上位制御装置５００が操舵制御に介入しないときとで、転舵モータ４１が発生する転舵力（駆動力）に対する要求が異なることが想定される。この場合、自動運転制御機能がオンとオフとの間で切り替えられるとき、運転者は転舵輪１６，１６の転舵角θｗが急変することによって違和感を覚えることが懸念される。そこで、本実施の形態では、転舵制御部５０ｂとして、つぎの構成を採用している。
【0072】
＜角度差徐変処理部＞
すなわち、先の図２に二点鎖線で示すように、転舵制御部５０ｂには角度差徐変処理部８０が設けられている。
すなわち、先の図２に二点鎖線で示すように、転舵制御部５０ｂには角度差徐変処理部８０が設けられている。
【0073】
図４に示すように、角度差徐変処理部８０は、要求信号生成部８１、差分演算部８２、微分器８３、および徐変処理部８４を有している。
要求信号生成部８１は、上位制御装置５００により生成される指令Ｓｒを取り込み、この取り込まれる指令Ｓｒに応じて第１の要求信号Ｓｒｑ１および第２の要求信号Ｓｒｑ２を生成する。要求信号生成部８１は、指令Ｓｒとしてのフラグの値が「１」から「０」へ切り替わったとき、または指令Ｓｒとしてのフラグの値が「０」から「１」へ切り替わったとき、第１の要求信号Ｓｒｑ１および第２の要求信号Ｓｒｑ２を生成する。第１の要求信号Ｓｒｑ１は、差分演算部８２に対して動作の開始を要求する命令である。第２の要求信号Ｓｒｑ２は、徐変処理部８４に対して動作の開始を要求する命令である。
要求信号生成部８１は、上位制御装置５００により生成される指令Ｓｒを取り込み、この取り込まれる指令Ｓｒに応じて第１の要求信号Ｓｒｑ１および第２の要求信号Ｓｒｑ２を生成する。要求信号生成部８１は、指令Ｓｒとしてのフラグの値が「１」から「０」へ切り替わったとき、または指令Ｓｒとしてのフラグの値が「０」から「１」へ切り替わったとき、第１の要求信号Ｓｒｑ１および第２の要求信号Ｓｒｑ２を生成する。第１の要求信号Ｓｒｑ１は、差分演算部８２に対して動作の開始を要求する命令である。第２の要求信号Ｓｒｑ２は、徐変処理部８４に対して動作の開始を要求する命令である。
【0074】
差分演算部８２は、要求信号生成部８１により生成される第１の要求信号Ｓｒｑ１を取り込むことを契機として動作を開始する。差分演算部８２は、目標舵角演算部７４（図３参照）により演算される目標舵角θ＊をプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊として取り込む。また、差分演算部８２は、後述する徐変処理部８４により生成される最終的な目標ピニオン角θｐ
＊（＝現在の最終的な目標ピニオン角θｐ
＊）を取り込む。差分演算部８２は、プレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊と、現在の最終的な目標ピニオン角θｐ
＊との角度差δθを演算する。
【0075】
微分器８３は、つぎの（ｃ１）～（ｃ４）のいずれか１つの角度を微分することにより、角速度ωを演算するようにしてもよい。
（ｃ１）後述する徐変処理部８４により生成される最終的な目標ピニオン角θｐ ＊。
（ｃ１）後述する徐変処理部８４により生成される最終的な目標ピニオン角θｐ ＊。
【0076】
（ｃ２）ピニオン角演算部６１により演算されるピニオン角θｐ。
（ｃ３）目標舵角演算部７４により演算される目標舵角θ＊（＝θｐｐｒｅ ＊）。
（ｃ４）舵角演算部５１により演算される舵角θｓ。
（ｃ３）目標舵角演算部７４により演算される目標舵角θ＊（＝θｐｐｒｅ ＊）。
（ｃ４）舵角演算部５１により演算される舵角θｓ。
【0077】
徐変処理部８４は、要求信号生成部８１により生成される第２の要求信号Ｓｒｑ２を取り込むことを契機として動作を開始する。徐変処理部８４は、操舵反力指令値演算部５２の目標舵角演算部７４（図３参照）により演算される目標舵角θ＊をプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊として取り込む。また、徐変処理部８４は、差分演算部８２により演算される角度差δθを取り込む。また、徐変処理部８４は、微分器８３により演算される角速度ωを取り込む。徐変処理部８４は、差分演算部８２により演算される角度差δθに対して角速度ωに応じた徐変処理を施すとともに、この徐変処理が施された角度差をプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊に加算することにより、最終的な目標ピニオン角θｐ
＊（＝今回の最終的な目標ピニオン角θｐ
＊）を演算する。
【0078】
＜徐変処理部＞
つぎに、徐変処理部８４について詳細に説明する。
図５に示すように、徐変処理部８４は、減算値演算部９１、ゲイン演算部９２、乗算器９３、選択部９４、減算器９５、および加算器９６を有している。
つぎに、徐変処理部８４について詳細に説明する。
図５に示すように、徐変処理部８４は、減算値演算部９１、ゲイン演算部９２、乗算器９３、選択部９４、減算器９５、および加算器９６を有している。
【0079】
減算値演算部９１は、角速度ωに応じて減算値θ１を演算する。減算値演算部９１は、角速度ωと減算値θ１との関係を規定するマップを使用して減算値θ１を演算する。減算値θ１は、角速度ωの絶対値が大きくなるほど、より大きな値に設定される。
【0080】
ゲイン演算部９２は、車速Ｖに応じたゲインＧを演算する。ゲイン演算部９２は、車速ＶとゲインＧとの関係を規定するマップを使用してゲインＧを演算する。ゲインＧは、車速Ｖが速いほど、より小さな値に設定される。
【0081】
乗算器９３は、減算値演算部９１により演算される減算値θ１とゲイン演算部９２により演算されるゲインＧとを乗算することにより、減算値θ２を演算する。
選択部９４は、要求信号生成部８１により生成される第２の要求信号Ｓｒｑ２、差分演算部８２により演算される角度差δθ、および乗算器９３により演算される減算値θ２を取り込む。選択部９４は、要求信号生成部８１により第２の要求信号Ｓｒｑ２が生成されるとき、乗算器９３により演算される減算値θ２を最終的な減算値θ３として選択する。選択部９４は、要求信号生成部８１により第２の要求信号Ｓｒｑ２が生成されないとき、差分演算部８２により演算される角度差δθを最終的な減算値θ３として選択する。
選択部９４は、要求信号生成部８１により生成される第２の要求信号Ｓｒｑ２、差分演算部８２により演算される角度差δθ、および乗算器９３により演算される減算値θ２を取り込む。選択部９４は、要求信号生成部８１により第２の要求信号Ｓｒｑ２が生成されるとき、乗算器９３により演算される減算値θ２を最終的な減算値θ３として選択する。選択部９４は、要求信号生成部８１により第２の要求信号Ｓｒｑ２が生成されないとき、差分演算部８２により演算される角度差δθを最終的な減算値θ３として選択する。
【0082】
減算器９５は、差分演算部８２により演算される角度差δθから、選択部９４により選択される最終的な減算値θ３を減算することにより、最終的な角度差θ４を演算する。ただし、要求信号生成部８１により第２の要求信号Ｓｒｑ２が生成されない場合、差分演算部８２により演算される角度差δθが最終的な減算値θ３として設定されるため、最終的な角度差θ４の値は「０」となる。
【0083】
加算器９６は、操舵反力指令値演算部５２の目標舵角演算部７４（図３参照）により演算される目標舵角θ＊をプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊として取り込む。また、加算器９６は、先の減算器９５により演算される最終的な角度差θ４を取り込む。加算器９６は、プレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊と最終的な角度差θ４とを加算することにより最終的な目標ピニオン角θｐ
＊（＝今回の最終的な目標ピニオン角θｐ
＊）を演算する。ただし、要求信号生成部８１により第２の要求信号Ｓｒｑ２が生成されない場合、最終的な角度差θ４の値が「０」になるため、プレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊がそのまま今回の最終的な目標ピニオン角θｐ
＊となる。
【0084】
＜第１の実施の形態の作用＞
つぎに、転舵制御部５０ｂとして角度差徐変処理部８０を有する構成を採用したことによる作用を説明する。
つぎに、転舵制御部５０ｂとして角度差徐変処理部８０を有する構成を採用したことによる作用を説明する。
【0085】
自動運転制御機能がオンとオフとの間で切り替えられるとき、最終的な目標ピニオン角θｐ
＊の値が急変するおそれがある。これは、たとえば自動運転制御機能がオンからオフへ切り替えられることによって、目標舵角演算部７４により演算される目標舵角θ＊に対して上位制御装置５００により生成される指令値Ｓ＊が付加される状態から付加されない状態へ遷移することが一因として考えられる。これと同様に、自動運転制御機能がオフからオンへ切り替えられることによって、目標舵角演算部７４により演算される目標舵角θ＊に対して上位制御装置により生成される指令値Ｓ＊が付加されない状態から付加される状態へ遷移することも一因として考えられる。
【0086】
この点、本実施の形態の制御装置５０によれば、たとえば自動運転制御機能がオンからオフへ切り替えられたとき、つぎの処理を実行する。すなわち、制御装置５０は、指令Ｓｒとしてのフラグの値が「１」から「０」へ切り替わったとき、目標舵角演算部７４により演算される目標舵角θ＊であるプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊と、徐変処理部８４により生成された現在の最終的な目標ピニオン角θｐ
＊との角度差δθを演算し、この演算される角度差δθに対して徐変処理を施す。制御装置５０は、徐変処理を施すことにより得られる最終的な角度差θ４をプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊に加算することにより、今回の最終的な目標ピニオン角θｐ
＊を演算する。最終的な角度差θ４は、差分演算部８２により演算される本来の角度差δθから、最終的な減算値θ３として選択された減算値θ２が減算されることにより得られる値である。このため、減算器９５により演算される最終的な角度差θ４の値は、所定の演算周期ごとに「０」へ向けて徐々に減少する。したがって、加算器９６により演算される今回の最終的な目標ピニオン角θｐ
＊の値は、最終的な角度差θ４の値が徐々に減少することに伴い、徐々にプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊の値に近づいていく。最終的な角度差θ４の値が「０」に至った後においては、プレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊（＝目標舵角θ＊）が今回の最終的な目標ピニオン角θｐ
＊としてピニオン角フィードバック制御部６２へ供給される。
【0087】
このように、自動運転制御機能がオンからオフへ切り替えられたとき、今回の最終的な目標ピニオン角θｐ
＊の値が、自動運転制御の実行時の指令値Ｓ＊（＝付加角度指令値）が加算されたプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊（＝目標舵角θ＊）から、手動運転制御の実行時の指令値Ｓ＊（＝付加角度指令値）が加算されないプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊（＝目標舵角θ＊）へ向けて急激に変化することが抑制される。このため、今回の最終的な目標ピニオン角θｐ
＊、ひいては転舵輪１６，１６の転舵角θｗが急激に変化することが抑えられる。したがって、転舵角θｗの急変に伴う運転者の違和感を低減することができる。
【0088】
ちなみに、自動運転制御機能がオフからオンへ切り替えられたときにも、自動運転制御機能がオンからオフへ切り替えられたときと同様の処理が行われる。このため、目標舵角演算部７４により演算される目標舵角θ＊であるプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊の値が、手動運転制御の実行時の指令値Ｓ＊（＝付加角度指令値）が加算されないプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊（＝目標舵角θ＊）から、自動運転制御の実行時の指令値Ｓ＊（＝付加角度指令値）が加算されたプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊（＝目標舵角θ＊）へ向けて急激に変化することが抑制される。このため、今回の最終的な目標ピニオン角θｐ
＊、ひいては転舵輪１６，１６の転舵角θｗが急激に変化することが抑えられる。したがって、転舵角θｗの急変に伴う運転者の違和感を低減することができる。
【0089】
＜第１の実施の形態の効果＞
したがって、第１の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）自動運転制御機能がオンとオフとの間で切り替えられる際、目標舵角演算部７４により演算される目標舵角θ＊であるプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ ＊の値と、角度差徐変処理部８０を通じて演算された前回の最終的な目標ピニオン角θｐ ＊との角度差δθが「０」へ向けて徐々に減少するように、今回の最終的な目標ピニオン角θｐ ＊が演算される。このため、自動運転制御機能がオンとオフとの間で切り替えられる際、最終的な目標ピニオン角θｐ ＊、ひいては転舵輪１６，１６の転舵角θｗが急激に変化することが抑制される。したがって、転舵角θｗの急変に伴う運転者の違和感を低減することができる。
したがって、第１の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）自動運転制御機能がオンとオフとの間で切り替えられる際、目標舵角演算部７４により演算される目標舵角θ＊であるプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ ＊の値と、角度差徐変処理部８０を通じて演算された前回の最終的な目標ピニオン角θｐ ＊との角度差δθが「０」へ向けて徐々に減少するように、今回の最終的な目標ピニオン角θｐ ＊が演算される。このため、自動運転制御機能がオンとオフとの間で切り替えられる際、最終的な目標ピニオン角θｐ ＊、ひいては転舵輪１６，１６の転舵角θｗが急激に変化することが抑制される。したがって、転舵角θｗの急変に伴う運転者の違和感を低減することができる。
【0090】
＜第２の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置の第２の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図１～図３に示される第１の実施の形態と同様の構成を有している。したがって、第１の実施の形態と同一の部材および構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を割愛する。
つぎに、操舵制御装置の第２の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図１～図３に示される第１の実施の形態と同様の構成を有している。したがって、第１の実施の形態と同一の部材および構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を割愛する。
【0091】
上位制御装置５００が操舵制御に介入するときと、上位制御装置５００が操舵制御に介入しないときとで、反力モータ３１が発生する操舵反力（駆動力）に対する要求が異なることが考えられる。この場合、自動運転制御機能がオンとオフとの間で切り替えられるとき、運転者はステアリングホイールを介した手応えが急変することなどによって違和感を覚えることが懸念される。そこで、本実施の形態では、反力制御部５０ａとして、つぎの構成を採用している。
【0092】
図３に二点鎖線で示すように、操舵反力指令値演算部５２には、角度差徐変処理部１０１が設けられている。角度差徐変処理部１０１は、目標舵角演算部７４と舵角フィードバック制御部７５との間の演算経路において、目標舵角θ＊に指令値Ｓ＊が加算される箇所よりも舵角フィードバック制御部７５側の部分に設けられている。角度差徐変処理部１０１は、先の図４に示される角度差徐変処理部８０と同様の構成を有している。すなわち、角度差徐変処理部１０１も、要求信号生成部８１、差分演算部８２、微分器８３および徐変処理部８４を有している。
【0093】
図４に示すように、差分演算部８２は、要求信号生成部８１により生成される第１の要求信号Ｓｒｑ１を取り込むことを契機として動作を開始する。差分演算部８２は、目標舵角演算部７４（図３参照）により演算される目標舵角θ＊と徐変処理部８４により演算された前回の最終的な目標舵角θ＊との角度差δθを演算する。微分器８３は、最終的な目標舵角θ＊を微分することにより角速度ωを演算する。
【0094】
図５に示すように、減算値演算部９１は、角速度ωに応じて減算値θ１を演算する。乗算器９３は、減算値演算部９１により演算される減算値θ１とゲイン演算部９２により演算されるゲインＧとを乗算することにより、減算値θ２を演算する。選択部９４は、要求信号生成部８１により第２の要求信号Ｓｒｑ２が生成されるとき、乗算器９３により演算される減算値θ２を最終的な減算値θ３として選択する。減算器９５は、差分演算部８２により演算される角度差δθから、選択部９４により選択される最終的な減算値θ３を減算することにより、最終的な角度差θ４を演算する。加算器９６は、目標舵角演算部７４により演算される目標舵角θ＊と先の減算器９５により演算される最終的な角度差θ４とを加算することにより、今回の最終的な目標舵角θ＊を演算する。
【0095】
したがって、第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の（１）に記載の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
（２）自動運転制御機能がオンとオフとの間で切り替えられる際、目標舵角演算部７４により演算される目標舵角θ＊の値と、角度差徐変処理部１０１を通じて演算された前回の最終的な目標舵角θ＊との角度差δθが「０」へ向けて徐々に減少するように、今回の最終的な目標舵角θ＊が演算される。このため、このため、自動運転制御機能がオンとオフとの間で切り替えられる際、最終的な目標舵角θ＊、ひいてはステアリングホイール１１に付与される操舵反力が急激に変化することが抑制される。したがって、操舵反力の急変に伴う運転者の違和感を低減することができる。
（２）自動運転制御機能がオンとオフとの間で切り替えられる際、目標舵角演算部７４により演算される目標舵角θ＊の値と、角度差徐変処理部１０１を通じて演算された前回の最終的な目標舵角θ＊との角度差δθが「０」へ向けて徐々に減少するように、今回の最終的な目標舵角θ＊が演算される。このため、このため、自動運転制御機能がオンとオフとの間で切り替えられる際、最終的な目標舵角θ＊、ひいてはステアリングホイール１１に付与される操舵反力が急激に変化することが抑制される。したがって、操舵反力の急変に伴う運転者の違和感を低減することができる。
【0096】
＜第３の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置の第３の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図１～図３に示される第１の実施の形態と同様の構成を有している。したがって、第１の実施の形態と同一の部材および構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を割愛する。
つぎに、操舵制御装置の第３の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図１～図３に示される第１の実施の形態と同様の構成を有している。したがって、第１の実施の形態と同一の部材および構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を割愛する。
【0097】
図２に二点鎖線で示すように、制御装置５０の転舵制御部５０ｂには、舵角比変更制御部１１０が設けられている。舵角比変更制御部１１０は、操舵反力指令値演算部５２と角度差徐変処理部８０との間の演算経路に設けられている。舵角比変更制御部１１０は、車速Ｖが遅くなるほど舵角θｓに対する転舵角θｗがより大きくなるように、また車速Ｖが速くなるほど舵角θｓに対する転舵角θｗがより小さくなるように、目標ピニオン角θｐ
＊を演算する。舵角比変更制御部１１０は、車両の操舵状態または走行状態に応じた舵角比を実現する観点に基づき、たとえばつぎのように構成される。
【0098】
図６に示すように、舵角比変更制御部１１０は、第１の目標ピニオン角演算部１１１、第２の目標ピニオン角演算部１１２、およびスイッチ１１３を有している。
第１の目標ピニオン角演算部１１１は、目標舵角演算部７４（図３参照）により演算される目標舵角θ＊および車速センサ５０１を通じて検出される車速Ｖに基づき第１の目標ピニオン角θｐ１ ＊を演算する。第１の目標ピニオン角演算部１１１は、目標舵角θ＊と第１の目標ピニオン角θｐ１ ＊との関係を規定するマップを使用して第１の目標ピニオン角θｐ１ ＊を演算する。第１の目標ピニオン角演算部１１１は、目標舵角θ＊の絶対値が大きくなるほど、また車速Ｖが遅くなるほど、より大きな絶対値の第１の目標ピニオン角θｐ１ ＊を演算する。
第１の目標ピニオン角演算部１１１は、目標舵角演算部７４（図３参照）により演算される目標舵角θ＊および車速センサ５０１を通じて検出される車速Ｖに基づき第１の目標ピニオン角θｐ１ ＊を演算する。第１の目標ピニオン角演算部１１１は、目標舵角θ＊と第１の目標ピニオン角θｐ１ ＊との関係を規定するマップを使用して第１の目標ピニオン角θｐ１ ＊を演算する。第１の目標ピニオン角演算部１１１は、目標舵角θ＊の絶対値が大きくなるほど、また車速Ｖが遅くなるほど、より大きな絶対値の第１の目標ピニオン角θｐ１ ＊を演算する。
【0099】
第２の目標ピニオン角演算部１１２は、目標舵角演算部７４（図３参照）により演算される目標舵角θ＊に基づき第２の目標ピニオン角θｐ２
＊を演算する。第２の目標ピニオン角演算部１１２は、目標舵角θ＊と第２の目標ピニオン角θｐ２
＊との関係を規定するマップを使用して第２の目標ピニオン角θｐ２
＊を演算する。第２の目標ピニオン角演算部１１２は、目標舵角θ＊の絶対値が大きくなるほど、より大きな絶対値の第２の目標ピニオン角θｐ２
＊を演算する。
【0100】
スイッチ１１３は、データ入力として、第１の目標ピニオン角演算部１１１により演算される第１の目標ピニオン角θｐ１
＊、および第２の目標ピニオン角演算部１１２により演算される第２の目標ピニオン角θｐ２
＊を取り込む。また、スイッチ１１３は、制御入力として、図示しない異常検出装置により生成される異常検出信号としてのフラグＦｖｄを取り込む。異常検出装置は、車速センサ５０１の異常が検出されるとき、フラグＦｖｄの値を「１」にセットする。異常検出装置は、車速センサ５０１の異常が検出されないとき、フラグＦｖｄの値を「０」にセットする。
【0101】
スイッチ１１３は、フラグＦｖｄの値に基づき、第１の目標ピニオン角θｐ１
＊および第２の目標ピニオン角θｐ２
＊のいずれか一方を、プレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊として選択する。スイッチ１１３は、フラグＦｖｄの値が「０」であるとき、第１の目標ピニオン角θｐ１
＊をプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊として選択する。スイッチ１１３は、フラグＦｖｄの値が「１」であるとき（より正確には、フラグＦｖｄの値が「０」ではないとき）、第２の目標ピニオン角θｐ２
＊をプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊として選択する。
【0102】
このように、車速センサ５０１に異常が発生した旨検出されるとき、車速Ｖが使用されることなく最終的な目標ピニオン角θｐ
＊が演算される。このため、間違った車速Ｖに基づく最終的な目標ピニオン角θｐ
＊が演算されることがない。
【0103】
しかしこの場合、つぎのようなことが懸念される。すなわち、目標舵角θ＊に対する第１の目標ピニオン角θｐ１
＊の変化特性と、目標舵角θ＊に対する第２の目標ピニオン角θｐ２
＊の変化特性とが異なる。このため、最終的な目標ピニオン角θｐ
＊として第１の目標ピニオン角θｐ１
＊が使用される状態から第２の目標ピニオン角θｐ２
＊が使用される状態へ切り替わる際、最終的な目標ピニオン角θｐ
＊の値が急変するおそれがある。また、舵角θｓと転舵角θｗとの関係が、車速センサ５０１の異常が検出されない場合と異常が検出される場合とで異なる。このため、運転者が違和感を覚えることも懸念される。ちなみに、こうした懸念は、最終的な目標ピニオン角θｐ
＊として第２の目標ピニオン角θｐ２
＊が使用される状態から第１の目標ピニオン角θｐ１
＊が使用される状態へ復帰する際においても同様に生じる。
【0104】
そこで、本実施の形態では、異常検出装置により生成されるフラグＦｖｄの値が「０」と「１」との間で切り替わるときにおいても、角度差徐変処理部８０を動作させる。
図４に二点鎖線で示すように、要求信号生成部８１は、異常検出装置により生成されるフラグＦｖｄを取り込む。要求信号生成部８１は、フラグＦｖｄの値が「０」から「１」へ切り替わったとき、またはフラグＦｖｄの値が「１」から「０」へ切り替わったとき、第１の要求信号Ｓｒｑ１および第２の要求信号Ｓｒｑ２を生成する。差分演算部８２は、第１の要求信号Ｓｒｑ１の受信を契機として動作を開始する。徐変処理部８４は、第２の要求信号Ｓｒｑ２の受信を契機として動作を開始する。
図４に二点鎖線で示すように、要求信号生成部８１は、異常検出装置により生成されるフラグＦｖｄを取り込む。要求信号生成部８１は、フラグＦｖｄの値が「０」から「１」へ切り替わったとき、またはフラグＦｖｄの値が「１」から「０」へ切り替わったとき、第１の要求信号Ｓｒｑ１および第２の要求信号Ｓｒｑ２を生成する。差分演算部８２は、第１の要求信号Ｓｒｑ１の受信を契機として動作を開始する。徐変処理部８４は、第２の要求信号Ｓｒｑ２の受信を契機として動作を開始する。
【0105】
差分演算部８２は、舵角比変更制御部１１０により演算されるプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊と、徐変処理部８４により生成された前回の最終的な目標ピニオン角θｐ
＊との差である角度差δθを演算する。徐変処理部８４は、差分演算部８２により演算される角度差δθに対して角速度ωに応じた徐変処理を施すとともに、この徐変処理が施されることにより得られる最終的な角度差θ４をプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊に加算することにより、最終的な目標ピニオン角θｐ
＊を演算する。
【0106】
図５に示されるように、最終的な減算値θ３が角度差δθから減算されることにより得られる最終的な角度差θ４の値は、所定の演算周期ごとに「０」へ向けて徐々に減少する。したがって、フラグＦｖｄの値が「０」と「１」との間で切り替わったとき、加算器９６により演算される今回の最終的な目標ピニオン角θｐ
＊は、最終的な角度差θ４の値が「０」へ向けて徐々に減少することに伴い、プレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊へ向けて徐々に近づき、やがてプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊に至る。
【0107】
したがって、第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態の（１）に記載の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
（３）車速センサ５０１に異常が発生した場合、舵角比変更制御部１１０により演算されるプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ ＊と、角度差徐変処理部８０により演算された前回の最終的な目標ピニオン角θｐ ＊との角度差δθが「０」へ向けて徐々に減少するように、今回の最終的な目標ピニオン角θｐ ＊が演算される。このため、車速センサ５０１に異常が発生することによって、舵角比変更制御部１１０により演算されるプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ ＊の目標舵角θ＊に対する変化特性が切り替わったときであれ、角度差徐変処理部８０を通じて演算される今回の最終的な目標ピニオン角θｐ ＊の急変、ひいては転舵輪１６，１６の転舵角θｗの急変が抑制される。したがって、転舵角θｗの急変に伴う運転者の違和感を低減することができる。
（３）車速センサ５０１に異常が発生した場合、舵角比変更制御部１１０により演算されるプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ ＊と、角度差徐変処理部８０により演算された前回の最終的な目標ピニオン角θｐ ＊との角度差δθが「０」へ向けて徐々に減少するように、今回の最終的な目標ピニオン角θｐ ＊が演算される。このため、車速センサ５０１に異常が発生することによって、舵角比変更制御部１１０により演算されるプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ ＊の目標舵角θ＊に対する変化特性が切り替わったときであれ、角度差徐変処理部８０を通じて演算される今回の最終的な目標ピニオン角θｐ ＊の急変、ひいては転舵輪１６，１６の転舵角θｗの急変が抑制される。したがって、転舵角θｗの急変に伴う運転者の違和感を低減することができる。
【0108】
＜第４の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置をＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）の制御装置に具体化した第４の実施の形態を説明する。なお、第１の実施の形態と同一の部材および構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を割愛する。
つぎに、操舵制御装置をＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）の制御装置に具体化した第４の実施の形態を説明する。なお、第１の実施の形態と同一の部材および構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を割愛する。
【0109】
図７に示すように、ＥＰＳ２００は、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間の動力伝達経路として機能するステアリングシャフト１２、ピニオンシャフト１３および転舵シャフト１４を有している。ステアリングホイール１１の回転操作に連動して転舵シャフト１４が直線運動する。転舵シャフト１４の直線運動がタイロッド１５を介して左右の転舵輪１６，１６に伝達されることにより、転舵輪１６，１６の転舵角θｗが変更される。
【0110】
また、ＥＰＳ２００は、操舵補助力（アシスト力）を生成する構成として、アシストモータ２０１、減速機構２０２、トルクセンサ３４、回転角センサ２０３および制御装置２０４を有している。回転角センサ２０３はアシストモータ２０１に設けられて、その回転角θｍを検出する。
【0111】
アシストモータ２０１は、操舵補助力の発生源であって、たとえば三相のブラシレスモータが採用される。アシストモータ２０１は、減速機構２０２を介してピニオンシャフト４４に連結されている。アシストモータ２０１の回転は減速機構２０２によって減速されて、当該減速された回転力が操舵補助力としてピニオンシャフト４４に伝達される。
【0112】
制御装置２０４は、アシストモータ２０１に対する通電制御を通じて操舵トルクＴｈに応じた操舵補助力を発生させるアシスト制御を実行する。制御装置２０４は、トルクセンサ３４を通じて検出される操舵トルクＴｈ、車速センサ５０１を通じて検出される車速Ｖ、回転角センサ２０３を通じて検出される回転角θｍに基づき、アシストモータ２０１に対する給電を制御する。
【0113】
図８に示すように、制御装置２０４は、ピニオン角演算部２１１、アシスト指令値演算部２１２、および通電制御部２１３を有している。ピニオン角演算部２１１は、アシストモータ２０１の回転角θｍを取り込み、この取り込まれる回転角θｍに基づきピニオンシャフト４４の回転角であるピニオン角θｐを演算する。アシスト指令値演算部２１２は、操舵トルクＴｈおよび車速Ｖに基づきアシスト指令値Ｔａｓ
＊を演算する。アシスト指令値Ｔａｓ
＊は、アシストモータ２０１に発生させるべき回転力であるアシストトルクを示す指令値である。通電制御部２１３は、アシスト指令値Ｔａｓ
＊に応じた電力をアシストモータ２０１へ供給する。アシストモータ２０１に対する給電経路には、電流センサ２１４が設けられている。電流センサ２１４は、アシストモータ２０１へ供給される実際の電流Ｉｍの値を検出する。
【0114】
つぎに、アシスト指令値演算部２１２の構成を詳細に説明する。
アシスト指令値演算部２１２は、アシストトルク演算部２２１、軸力演算部２２２、目標ピニオン角演算部２２３、ピニオン角フィードバック制御部（ピニオン角Ｆ／Ｂ制御部）２２４、および加算器２２５を有している。
アシスト指令値演算部２１２は、アシストトルク演算部２２１、軸力演算部２２２、目標ピニオン角演算部２２３、ピニオン角フィードバック制御部（ピニオン角Ｆ／Ｂ制御部）２２４、および加算器２２５を有している。
【0115】
アシストトルク演算部２２１は、操舵トルクＴｈに基づいて第１のアシストトルクＴａｓ１
＊を演算する。アシストトルク演算部２２１は、加算器２３１、目標操舵トルク演算部２３２、およびトルクフィードバック制御部２３３を有している。加算器２３１は、トルクセンサ３４を通じて検出される操舵トルクＴｈとトルクフィードバック制御部２３３により演算される第１のアシストトルクＴａｓ１
＊とを加算することにより、ステアリングシャフト１２に印加されるトルクとしての入力トルクＴｉｎ
＊を演算する。目標操舵トルク演算部２３２は、加算器２３１により演算される入力トルクＴｉｎ
＊に基づき目標操舵トルクＴｈ
＊を演算する。目標操舵トルク演算部２３２は、入力トルクＴｉｎ
＊の絶対値が大きいほど、より大きな絶対値の目標操舵トルクＴｈ
＊を演算する。トルクフィードバック制御部２３３は、トルクセンサ３４を通じて検出される操舵トルクＴｈ、および目標操舵トルク演算部２３２により演算される目標操舵トルクＴｈ
＊を取り込む。トルクフィードバック制御部２３３は、トルクセンサ３４を通じて検出される操舵トルクＴｈを目標操舵トルクＴｈ
＊に追従させるべく操舵トルクＴｈのフィードバック制御を通じて第１のアシストトルクＴａｓ１
＊を演算する。
【0116】
軸力演算部２２２は、先の図３に示される第１の実施の形態の軸力演算部７３と同様の機能を有している。軸力演算部２２２は、電流センサ２１４を通じて検出されるアシストモータ２０１の電流Ｉｍの値、目標ピニオン角演算部２２３により演算される目標ピニオン角θｐ
＊、および車速センサ５０１を通じて検出される車速Ｖを取り込む。軸力演算部２２２は、これらアシストモータ２０１の電流Ｉｍの値、目標ピニオン角θｐ
＊、および車速Ｖに基づき、転舵シャフト１４に作用する軸力Ｆａｘを演算する。
【0117】
目標ピニオン角演算部２２３は、先の図３に示される第１の実施の形態の目標舵角演算部７４と同様の機能を有している。目標ピニオン角演算部２２３は、アシストトルク演算部２２１により演算される第１のアシストトルクＴａｓ１
＊、トルクセンサ３４を通じて検出される操舵トルクＴｈ、および軸力演算部２２２により演算される軸力Ｆａｘを使用して、先の式（Ａ）で表される理想モデルに基づき目標ピニオン角θｐ
＊を演算する。
【0118】
ピニオン角フィードバック制御部２２４は、先の図３に示される第１の実施の形態の舵角フィードバック制御部７５と同様の機能を有している。ピニオン角フィードバック制御部２２４は、目標ピニオン角演算部２２３により算出される目標ピニオン角θｐ
＊およびピニオン角演算部２１１により算出される実際のピニオン角θｐをそれぞれ取り込む。ピニオン角フィードバック制御部２２４は、実際のピニオン角θｐが目標ピニオン角θｐ
＊に追従するように、ピニオン角θｐのフィードバック制御を行う。すなわち、ピニオン角フィードバック制御部２２４は、目標ピニオン角θｐ
＊と実際のピニオン角θｐとの偏差を求め、当該偏差を無くすように第２のアシストトルクＴａｓ２
＊を演算する。
【0119】
加算器２２５は、アシストトルク演算部２２１により演算される第１のアシストトルクＴａｓ１
＊と、ピニオン角フィードバック制御部２２４により演算される第２のアシストトルクＴａｓ２
＊とを合算することによりアシスト指令値Ｔａｓ
＊を演算する。
【0120】
通電制御部２１３は、アシスト指令値Ｔａｓ
＊に基づきアシストモータ２０１に対する電流指令値を演算する。また、通電制御部２１３は電流センサ２１４を通じて検出される電流Ｉｍの値を取り込む。そして通電制御部２１３は、電流指令値と実際の電流Ｉｍの値との偏差を求め、当該偏差を無くすようにアシストモータ２０１に対する給電を制御する。これにより、アシストモータ２０１はアシスト指令値Ｔａｓ
＊に応じたトルクを発生する。すなわち、操舵状態に応じた操舵アシストが行われる。
【0121】
ここで、上位制御装置５００が操舵制御に介入するときと、上位制御装置５００が操舵制御に介入しないときとで、アシストモータ２０１が発生する操舵補助力（駆動力）に対する要求が異なることが考えられる。この場合、自動運転制御機能がオンとオフとの間で切り替えられるとき、運転者はステアリングホイールを介した手応えが急変することなどによって違和感を覚えることが懸念される。そこで、本実施の形態では、制御装置２０４として、つぎの構成を採用している。
【0122】
図８に二点鎖線で示すように、制御装置２０４のアシスト指令値演算部２１２には、角度差徐変処理部２５１が設けられている。角度差徐変処理部２５１は、目標ピニオン角演算部２２３とピニオン角フィードバック制御部２２４との間の演算経路において、目標ピニオン角θｐ
＊に指令値Ｓ＊が加算される箇所よりもピニオン角フィードバック制御部２２４側の部分に設けられている。角度差徐変処理部２５１は、先の図４に示される角度差徐変処理部８０と同様の構成を有している。すなわち、角度差徐変処理部２５１も、要求信号生成部８１、差分演算部８２、微分器８３および徐変処理部８４を有している。
【0123】
図４に示すように、差分演算部８２は、要求信号生成部８１により生成される第１の要求信号Ｓｒｑ１を取り込むことを契機として動作を開始する。差分演算部８２は、目標ピニオン角演算部２２３により演算される目標ピニオン角θｐ
＊をプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊として取り込み、この取り込まれるプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊と徐変処理部８４により演算された前回の最終的な目標ピニオン角θｐ
＊との角度差δθを演算する。微分器８３は、最終的な目標ピニオン角θｐ
＊を微分することにより角速度ωを演算する。
【0124】
図５に示すように、減算値演算部９１は、角速度ωに応じて減算値θ１を演算する。乗算器９３は、減算値演算部９１により演算される減算値θ１とゲイン演算部９２により演算されるゲインＧとを乗算することにより、減算値θ２を演算する。選択部９４は、要求信号生成部８１により第２の要求信号Ｓｒｑ２が生成されるとき、乗算器９３により演算される減算値θ２を最終的な減算値θ３として選択する。減算器９５は、差分演算部８２により演算される角度差δθから、選択部９４により選択される最終的な減算値θ３を減算することにより、最終的な角度差θ４を演算する。加算器９６は、目標ピニオン角演算部２２３により演算される目標ピニオン角θｐ
＊でもあるプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊に先の減算器９５により演算される最終的な角度差θ４を加算することにより、今回の最終的な目標ピニオン角θｐ
＊を演算する。
【0125】
したがって、第４の実施の形態によれば、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間の動力伝達を機械的に連結した操舵装置において、第１の実施の形態と同様に、以下の効果を得ることができる。
【0126】
（４）自動運転制御機能がオンとオフとの間で切り替えられる際、目標ピニオン角演算部２２３により演算される目標舵角θ＊でもあるプレ目標ピニオン角θｐｐｒｅ
＊の値と、角度差徐変処理部２５１を通じて演算される前回の最終的な目標ピニオン角θｐ
＊との角度差δθが「０」へ向けて徐々に減少するように、今回の最終的な目標ピニオン角θｐ
＊が演算される。このため、自動運転制御機能がオンとオフとの間で切り替えられる際、最終的な目標ピニオン角θｐ
＊、ひいてはステアリングホイール１１に付与される操舵補助力が急激に変化することが抑制される。したがって、操舵補助力の急変に伴う運転者の違和感を低減することができる。
【0127】
＜第５の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置をＶＧＲ機構（Variable-Gear-Ratio／可変ギヤ比機構）が搭載された操舵装置の制御装置に具体化した第５の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図７に示される第４の実施の形態と同様の構成を有している。したがって、第４の実施の形態と同一の部材および構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を割愛する。
つぎに、操舵制御装置をＶＧＲ機構（Variable-Gear-Ratio／可変ギヤ比機構）が搭載された操舵装置の制御装置に具体化した第５の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図７に示される第４の実施の形態と同様の構成を有している。したがって、第４の実施の形態と同一の部材および構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を割愛する。
【0128】
図７の左上に拡大して示すように、ＥＰＳ２００にはＶＧＲ機構２４０が設けられている。ＶＧＲ機構２４０は、操舵性の向上を目的として、ステアリングシャフト１２（ステアリングホイール１１とトルクセンサ３４との間の部分）にＶＧＲモータ２４１を設け、当該ＶＧＲモータ２４１を使用して舵角θｓと転舵角θｗとの比率（ギヤ比）を変化させる。ＶＧＲモータ２４１のステータ２４１ａは、ステアリングシャフト１２のステアリングホイール１１側の部分である入力シャフト１２ａに連結されている。ＶＧＲモータ２４１のロータ２４１ｂは、ステアリングシャフト１２におけるピニオンシャフト１３側の部分である出力シャフト１２ｂに連結されている。
【0129】
ステアリングホイール１１を回転させるとき、ＶＧＲモータ２４１のステータ２４１ａはステアリングホイール１１と同じ量だけ回転する。また、制御装置２０４は、ステアリングホイール１１の回転および車速Ｖに応じてＶＧＲモータ２４１のロータ２４１ｂを回転させる。このため、入力シャフト１２ａに対する出力シャフト１２ｂの相対的な回転角θｓｇは、次式（Ｂ）で表される。
【0130】
θｓｇ＝θｓ+θｇ …（Ｂ）
ただし、「θｓ」は舵角、「θｇ」はＶＧＲモータ（モータシャフト）の回転角である。
ただし、「θｓ」は舵角、「θｇ」はＶＧＲモータ（モータシャフト）の回転角である。
【0131】
したがって、ＶＧＲモータ２４１の回転角θｇを制御することにより、任意のギヤ比を実現することができる。
ＶＧＲ機構２４０を有するＥＰＳ２００の制御装置２０４には、ＶＧＲモータ２４１を制御するＶＧＲ制御部（図示略）が設けられる。先の図６に括弧書きの符号で示すように、ＶＧＲ制御部は、舵角比変更制御部２６１を有している。舵角比変更制御部２６１は、図６に示される第３の実施の形態の舵角比変更制御部１１０と同様の構成を有している。
ＶＧＲ機構２４０を有するＥＰＳ２００の制御装置２０４には、ＶＧＲモータ２４１を制御するＶＧＲ制御部（図示略）が設けられる。先の図６に括弧書きの符号で示すように、ＶＧＲ制御部は、舵角比変更制御部２６１を有している。舵角比変更制御部２６１は、図６に示される第３の実施の形態の舵角比変更制御部１１０と同様の構成を有している。
【0132】
ただし、本実施の形態において、第１の目標ピニオン角演算部１１１は、舵角θｓおよび車速Ｖに基づき第１の目標回転角θｇ１
＊を演算する第１の目標回転角演算部として機能する。第２の目標ピニオン角演算部１１２は、舵角θｓに基づき第２の目標回転角θｇ２
＊を演算する第２の目標回転角演算部として機能する。スイッチ１１３は、フラグＦｖｄの値が「０」であるときには第１の目標回転角θｇ１
＊を最終的な目標回転角θｇ
＊として選択する一方、フラグＦｖｄの値が「１」であるときには第２の目標回転角θｇ２
＊を最終的な目標回転角θｇ
＊として選択する。ちなみに、舵角θｓは、たとえばステアリングシャフト１２の入力シャフト１２ａに設けられる舵角センサ（図示略）、あるいはＶＧＲモータ２４１に設けられる回転角センサを通じて検出される。
【0133】
ＶＧＲ制御部は、舵角比変更制御部２６１により演算されるＶＧＲモータ２４１の目標回転角θｇ
＊にＶＧＲモータ２４１の実際の回転角θｇを一致させる角度フィードバック制御を通じて、ＶＧＲモータ２４１への給電を制御する。これにより、車両の操舵状態に応じた舵角比が実現される。
【0134】
しかし、ＶＧＲ機構２４０を有するＥＰＳ２００においては、つぎのようなことが懸念される。すなわち、舵角θｓに対する第１の目標回転角θｇ１
＊の変化特性と、舵角θｓに対する第２の目標回転角θｇ２
＊の変化特性とが異なる。このため、最終的な目標回転角θｇ
＊が第１の目標回転角θｇ１
＊と第２の目標回転角θｇ２
＊との間で切り替わる際、最終的な目標回転角θｇ
＊の値が急変するおそれがある。したがって、車速センサ５０１の異常検出の前後、あるいは車速センサ５０１の正常復帰の前後で、運転者が違和感を覚えることが懸念される。
【0135】
そこで本実施の形態では、図６に括弧書きの符号で示すように、ＶＲＧ制御部における舵角比変更制御部２６１の出力経路には、角度差徐変処理部２６２が設けられている。この角度差徐変処理部２６２は、先の図４に示される第３の実施の形態の角度差徐変処理部８０と同様の構成を有している。角度差徐変処理部２６２は、異常検出装置により生成されるフラグＦｖｄの値が「０」と「１」との間で切り替わったとき、動作を開始する。
【0136】
図４に二点鎖線で示すように、要求信号生成部８１は、異常検出装置により生成されるフラグＦｖｄを取り込む。要求信号生成部８１は、フラグＦｖｄの値が「０」と「１」との間で切り替わったとき、第１の要求信号Ｓｒｑ１および第２の要求信号Ｓｒｑ２を生成する。差分演算部８２は、第１の要求信号Ｓｒｑ１の受信を契機として動作を開始する。徐変処理部８４は、第２の要求信号Ｓｒｑ２の受信を契機として動作を開始する。
【0137】
差分演算部８２は、舵角比変更制御部２６１により演算される目標回転角θｇ
＊と、徐変処理部８４により生成される前回の最終的な目標回転角θｇ
＊との差である角度差δθを演算する。徐変処理部８４は、差分演算部８２により演算される角度差δθに対して角速度ωに応じた徐変処理を施すとともに、この徐変処理が施されることにより得られる最終的な角度差θ４を舵角比変更制御部２６１により演算される目標回転角θｇ
＊に加算することによって、最終的な目標回転角θｇ
＊を演算する。
【0138】
図５に示されるように、最終的な減算値θ３が角度差δθから減算されることにより得られる最終的な角度差θ４の値は、所定の演算周期ごとに「０」へ向けて徐々に減少する。したがって、加算器９６により演算される今回の最終的な目標回転角θｇ
＊は、最終的な角度差θ４の値が「０」へ向けて徐々に減少することに伴い、舵角比変更制御部２６１により演算される目標回転角θｇ
＊へ向けて徐々に近づいていく。
【0139】
したがって、第５の実施の形態によれば、第１の実施の形態の（１）に記載の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
（５）車速センサ５０１に異常が発生した場合、舵角比変更制御部２６１により演算される目標回転角θｇ ＊と、角度差徐変処理部２６２により演算された前回の最終的な目標回転角θｇ ＊との角度差δθが「０」へ向けて徐々に減少するように、今回の最終的な目標回転角θｇ ＊が演算される。このため、車速センサ５０１に異常が発生することによって、舵角比変更制御部２６１により演算される目標回転角θｇ ＊の目標舵角θ＊に対する変化特性が切り替わったときであれ、角度差徐変処理部２６２を通じて演算される今回の最終的な目標回転角θｇ ＊の急変、ひいては転舵輪１６，１６の転舵角θｗの急変が抑制される。したがって、転舵角θｗの急変に伴う運転者の違和感を低減することができる。
（５）車速センサ５０１に異常が発生した場合、舵角比変更制御部２６１により演算される目標回転角θｇ ＊と、角度差徐変処理部２６２により演算された前回の最終的な目標回転角θｇ ＊との角度差δθが「０」へ向けて徐々に減少するように、今回の最終的な目標回転角θｇ ＊が演算される。このため、車速センサ５０１に異常が発生することによって、舵角比変更制御部２６１により演算される目標回転角θｇ ＊の目標舵角θ＊に対する変化特性が切り替わったときであれ、角度差徐変処理部２６２を通じて演算される今回の最終的な目標回転角θｇ ＊の急変、ひいては転舵輪１６，１６の転舵角θｗの急変が抑制される。したがって、転舵角θｗの急変に伴う運転者の違和感を低減することができる。
【0140】
＜他の実施の形態＞
なお、前記各実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・第１～第３の実施の形態において、操舵装置１０にクラッチを設けてもよい。この場合、先の図１に二点鎖線で示すように、ステアリングシャフト１２とピニオンシャフト１３とをクラッチ２１を介して連結する。クラッチ２１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。制御装置５０は、クラッチ２１の断続を切り替える断続制御を実行する。クラッチ２１が切断されるとき、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間の動力伝達が機械的に切断される。クラッチ２１が接続されるとき、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間の動力伝達が機械的に連結される。
なお、前記各実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・第１～第３の実施の形態において、操舵装置１０にクラッチを設けてもよい。この場合、先の図１に二点鎖線で示すように、ステアリングシャフト１２とピニオンシャフト１３とをクラッチ２１を介して連結する。クラッチ２１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。制御装置５０は、クラッチ２１の断続を切り替える断続制御を実行する。クラッチ２１が切断されるとき、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間の動力伝達が機械的に切断される。クラッチ２１が接続されるとき、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間の動力伝達が機械的に連結される。
【0141】
・第１～第３の実施の形態において、上位制御装置５００では指令Ｓｒとしてフラグ（「０」または「１」）ではなく、自動運転率が生成されることも考えられる。この場合であれ、要求信号生成部８１は、自動運転制御機能がオンからオフへ切り替えられたとき、あるいは自動運転制御機能がオフからオンへ切り替えられたとき、第１の要求信号Ｓｒｑ１および第２の要求信号Ｓｒｑ２を生成する。要求信号生成部８１は、指令Ｓｒとしての自動運転率がたとえば「１（１００％）」などの「０（０％）」でない値から「０」へ切り替わったとき、または指令Ｓｒとしての自動運転率が「０」から「０」でない値へ切り替わったとき、第１の要求信号Ｓｒｑ１および第２の要求信号Ｓｒｑ２を生成する。
【0142】
・第１～第３の実施の形態において、先の図３に示される操舵反力指令値演算部５２として、つぎの構成を採用してもよい。すなわち、操舵反力指令値演算部５２には、先の図３に示される目標操舵トルク演算部７１およびトルクフィードバック制御部７２に代えて、目標操舵反力としての第１の操舵反力指令値Ｔ１
＊を演算する目標操舵反力演算部を設ける。この目標操舵反力演算部は、操舵トルクＴｈのフィードバック制御ではなく、たとえば操舵トルクＴｈと目標操舵反力との関係を車速Ｖに応じて規定する三次元マップを使用して、目標操舵反力としての第１の操舵反力指令値Ｔ１
＊を演算する。
【0143】
ちなみに、目標操舵反力演算部は、操舵トルクＴｈおよび車速Ｖに加えて、軸力演算部７３により演算される転舵シャフト１４の軸力Ｆａｘを取り込み、これら取り込まれる操舵トルクＴｈ、車速Ｖおよび軸力Ｆａｘに基づき第１の操舵反力指令値Ｔ１
＊を演算してもよい。また、目標操舵反力演算部は、操舵トルクＴｈおよび車速Ｖを取り込まず、軸力演算部７３により演算される軸力Ｆａｘのみを取り込み、この取り込まれる軸力Ｆａｘに基づき目標操舵反力としての第１の操舵反力指令値Ｔ１
＊を演算してもよい。
【0144】
・第１～第３の実施の形態において、操舵反力指令値演算部５２として先の図３に示される加算器７６を割愛した構成を採用してもよい。この場合、舵角フィードバック制御部７５により演算される第２の操舵反力指令値Ｔ２
＊が操舵反力指令値Ｔ＊として使用される。また、第４および第５の実施の形態において、アシスト指令値演算部２１２として先の図８に示される加算器２２５を割愛した構成を採用してもよい。この場合、ピニオン角フィードバック制御部２２４により演算される第２のアシストトルクＴａｓ２
＊がアシスト指令値Ｔａｓ
＊として使用される。
【0145】
・第４および第５の実施の形態において、先の図８に示されるアシストトルク演算部２２１として、つぎの構成を採用してもよい。すなわち、アシストトルク演算部２２１は、操舵トルクＴｈのフィードバック制御ではなく、操舵トルクＴｈと第１のアシストトルクＴａｓ１
＊との関係を車速Ｖに応じて規定する三次元マップを使用して、第１のアシストトルクＴａｓ１
＊を演算する。アシストトルク演算部２２１は、操舵トルクＴｈの絶対値が大きくなるほど、また車速Ｖが遅くなるほど、第１のアシストトルクＴａｓ１
＊の絶対値をより大きな値に設定する。
【0146】
・第４および第５の実施の形態では、操舵制御装置の適用先として、転舵シャフト１４に操舵補助力を付与するタイプのＥＰＳ２００を例に挙げたが、ステアリングシャフト１２に操舵補助力を付与するタイプのＥＰＳであってもよい。図７に二点鎖線で示すように、アシストモータ２０１は、たとえば減速機構２０２を介してステアリングシャフト１２に連結される。ピニオンシャフト４４は割愛することができる。
【符号の説明】
【0147】
１０…操舵装置、１１…ステアリングホイール、１２…操舵機構を構成するステアリングシャフト（シャフト）、１３，４４…ピニオンシャフト（シャフト）、１４…操舵機構を構成する転舵シャフト、１６…転舵輪、３１…反力モータ（モータ）、４１…転舵モータ（モータ）、５０，１００…制御装置（操舵制御装置）、８０，１０１，２５１，２６２…角度差徐変処理部（演算部）、８２…差分演算部（第１の演算部）、９１…減算値演算部（第２の演算部）、９２…ゲイン演算部（第５の演算部）、９３…乗算器（第６の演算部）、９５…減算器（第３の演算部）、９６…加算器（第４の演算部）、１１０，２６１…舵角比変更制御部、２０１…アシストモータ、５００…上位制御装置、Ｇ…ゲイン、ω…角速度（第１の状態変数）、Ｖ…車速（第２の状態変数）、θｓ…舵角、θ＊…目標舵角（目標回転角）、θｐ…ピニオン角、θｐ
＊…目標ピニオン角（目標回転角）、θ１…減算値、θ２…選択された減算値、δθ…角度差、θ４…最終的な角度差、θｐ１
＊…第１の目標ピニオン角、θｐ２
＊…第２の目標ピニオン角。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
