特許 7376407 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】2023-10-30

(45)【発行日】2023-11-08

(54)【発明の名称】操舵制御装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20231031BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20231031BHJP

   H02P 25/22 20060101ALI20231031BHJP

   H02P 29/68 20160101ALI20231031BHJP

   B62D 101/00 20060101ALN20231031BHJP

   B62D 113/00 20060101ALN20231031BHJP

   B62D 119/00 20060101ALN20231031BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00

B62D5/04

H02P25/22

H02P29/68

B62D101:00

B62D113:00

B62D119:00

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020057676

(22)【出願日】2020-03-27

(65)【公開番号】P2021154894

(43)【公開日】2021-10-07

【審査請求日】2023-03-06

(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】高島 亨

(72)【発明者】

【氏名】吉田 俊介

【審査官】飯島 尚郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１９９４７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１３７２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１３０９５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４９２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０４７８７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３４５４１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ６／００

Ｂ６２Ｄ ５／０４

Ｈ０２Ｐ ２５／２２

Ｈ０２Ｐ ２９／６８

Ｂ６２Ｄ １０１／００－１３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータを駆動源とするアクチュエータからモータトルクが付与される操舵装置を制御対象とし、
前記モータの作動を制御するためのモータ制御信号を出力する制御部と、前記モータ制御信号に基づいて前記モータに駆動電力を供給する駆動回路とを備える操舵制御装置において、
前記制御部は、
前記モータの回転角に換算可能な換算可能角を目標角に調整する角度制御の実行に基づいて、前記モータトルクの目標値となるトルク指令値を演算するトルク指令値演算部と、
前記トルク指令値に基づいて前記モータ制御信号を演算するモータ制御信号演算部とを備え、
前記トルク指令値演算部は、操舵に応じた車両の挙動に影響を及ぼす要因の変化に基づいて、前記角度制御に用いる制御ゲインを変更するものであり、
前記モータは、給電経路が分けられた複数のコイル群を有するものであり、
前記複数のコイル群にそれぞれ対応する前記制御部及び前記駆動回路の組を該コイル群と同数備え、
前記モータとの間において、前記複数のコイル群で発生するトルクを個別に制御する複数の制御系統が構成されるものであって、
前記要因には、前記モータの駆動方式が含まれる操舵制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の操舵制御装置において、
前記駆動方式には、
前記複数の制御系統の一の前記制御部が演算する前記トルク指令値に基づいて、前記各制御系統のコイル群で発生するトルクを制御する協調方式と、
前記複数の制御系統の前記制御部がそれぞれ演算する前記トルク指令値に基づいて、対応する前記制御系統のコイル群で発生するトルクを制御する独立方式と、
前記複数の制御系統のいずれか１つが異常である場合に、正常な制御系統の前記制御部が演算する前記トルク指令値に基づいて、対応する前記正常な制御系統のコイル群で発生するトルクを制御する残存方式とが含まれ、
前記制御ゲインは、前記独立方式、前記協調方式、前記残存方式の順で大きくなるように変更される操舵制御装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の操舵制御装置において、
前記要因には、車速が含まれ、
前記制御ゲインは、前記車速の増大に基づいて、大きくなるように変更される操舵制御装置。

【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、
前記要因には、車両の加減速状態が含まれ、
前記制御ゲインは、車両が減速状態である場合に、車両が非減速状態である場合に比べ、小さくなるように変更される操舵制御装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記要因には、横加速度が含まれ、
前記制御ゲインは、前記横加速度の絶対値の増大に基づいて、大きくなるように変更される操舵制御装置。

【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、
前記要因には、前記モータの温度、前記制御部の温度、前記駆動回路の温度、前記操舵装置の温度、及び前記操舵装置の周辺温度の少なくとも１つの対象温度が含まれ、
前記制御ゲインは、前記対象温度の低下に基づいて、大きくなるように変更される操舵制御装置。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記角度制御には、前記換算可能角を前記目標角に追従させるフィードバック制御が含まれ、
前記制御ゲインには、前記フィードバック制御に用いられるフィードバックゲインが含まれる操舵制御装置。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記角度制御には、前記目標角に基づくフィードフォワード制御が含まれ、
前記制御ゲインには、前記フィードフォワード制御に用いられるフィードフォワードゲインが含まれる操舵制御装置。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記角度制御には、前記目標角の変化量である目標角速度に基づくダンピング制御が含まれ、
前記制御ゲインには、前記ダンピング制御に用いられるダンピングゲインが含まれる操舵制御装置。

【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、運転者による操舵を補助するためのアシスト力をモータによって付与する電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）がある。また、車両用の操舵装置として、運転者により操舵される操舵ユニットと運転者の操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵ユニットとの間の動力伝達が分離されたステアバイワイヤ（ＳＢＷ）式の操舵装置がある。こうした操舵装置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や転舵輪の転舵特性の向上等を図るべく、転舵輪の転舵角を目標転舵角に追従させる角度フィードバック制御を行ってモータの作動を制御するものがある。

【0003】

ところで、近年、操舵装置にモータトルクを付与するための構成の冗長化が進められている。例えば特許文献１には、操舵装置にモータトルクを付与するモータとして、給電経路が分けられた２つのコイル群を有するモータを採用したものが開示されている。同文献の操舵制御装置は、２つのコイル群にそれぞれ対応するマイコン及び駆動回路の組を備えている。各マイコンは対応する駆動回路を制御することで、２つのコイル群に対する給電を個別に制御する。つまり、モータと操舵制御装置との間において、２つのコイル群で発生するトルクを個別に制御する２つの制御系統が構成されている。これにより、例えば２つの制御系統のいずれか１つに異常が発生しても、残りの制御系統を介して対応するコイル群へ給電することで、モータから操舵装置にモータトルクを継続して付与できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－４７８７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１の構成において、例えば２つの制御系統のいずれか１つに異常が発生した場合と、２つの制御系統が正常である場合とでは、モータの駆動方式が異なる。そのため、モータに対する電流指令値が同一であっても、当該モータの回転角は同一とはならない。つまり、モータに対する電流指令値を入力とし、モータの回転角を出力とするシステムのプラント特性、すなわち伝達関数がモータの駆動方式によって変化する。このようにプラント特性が変化すると、例えば転舵角の目標転舵角に対する追従性が変化する結果、操舵に応じた車両の挙動にも影響が及ぶおそれがある。

【0006】

なお、操舵に応じた車両の挙動に影響が及ぶある要因としては、モータの駆動方式に限らず、例えばブレーキ操作の有無のように、操舵装置に加わる負荷状態を変化させるものも含まれる。

【0007】

本発明の目的は、操舵に応じた車両の挙動の最適化を図ることの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、モータを駆動源とするアクチュエータからモータトルクが付与される操舵装置を制御対象とし、前記モータの作動を制御するためのモータ制御信号を出力する制御部と、前記モータ制御信号に基づいて前記モータに駆動電力を供給する駆動回路とを備えるものにおいて、前記制御部は、前記モータの回転角に換算可能な換算可能角を目標角に調整する角度制御の実行に基づいて、前記モータトルクの目標値となるトルク指令値を演算するトルク指令値演算部と、前記トルク指令値に基づいて前記モータ制御信号を演算するモータ制御信号演算部とを備え、前記トルク指令値演算部は、操舵感に影響を及ぼす要因の変化に基づいて、前記角度制御に用いる制御ゲインを変更する。

【0009】

上記構成によれば、操舵に応じた車両の挙動に影響を及ぼす要因の変化に基づいて角度制御に用いる制御ゲインを変更するため、当該要因に応じて角度制御を最適化し、操舵に応じた車両の挙動の最適化を図ることができる。

【0010】

上記操舵制御装置において、前記モータは、給電経路が分けられた複数のコイル群を有するものであり、前記複数のコイル群にそれぞれ対応する前記制御部及び前記駆動回路の組を該コイル群と同数備え、前記モータとの間において、前記複数のコイル群で発生するトルクを個別に制御する複数の制御系統が構成されるものであって、前記要因には、前記モータの駆動方式が含まれることが好ましい。

【0011】

上記構成によれば、駆動方式に基づいて制御ゲインが変更されるため、駆動方式の変更によって角度制御の実行による換算可能角の目標角への調整度合いが変化しても、角度制御を最適化し、操舵に応じた車両の挙動の最適化を図ることができる。

【0012】

上記操舵制御装置において、前記駆動方式には、前記複数の制御系統の一の前記制御部が演算する前記トルク指令値に基づいて、前記各制御系統のコイル群で発生するトルクを制御する協調方式と、前記複数の制御系統の前記制御部がそれぞれ演算する前記トルク指令値に基づいて、対応する前記制御系統のコイル群で発生するトルクを制御する独立方式と、前記複数の制御系統のいずれか１つが異常である場合に、正常な制御系統の前記制御部が演算する前記トルク指令値に基づいて、対応する前記正常な制御系統のコイル群で発生するトルクを制御する残存方式とが含まれ、前記制御ゲインは、前記独立方式、前記協調方式、前記残存方式の順で大きくなるように変更されることが好ましい。

【0013】

上記構成によれば、独立方式、協調方式、残存方式の順で、大きなモータトルクが発生しにくくなる。そのため、この順番で制御ゲインを大きくすることで、モータの駆動方式に応じて最適な角度制御を実行できる。

【0014】

上記操舵制御装置において、前記要因には、車速が含まれ、前記制御ゲインは、前記車速の増大に基づいて、大きくなるように変更されることが好ましい。
車速が増大するほど、転舵輪の転舵に必要なトルクが大きくなる。したがって、車速の変化によって、角度制御の実行による換算可能角の目標角への調整度合いが変化し、操舵に応じた車両の挙動に影響が及ぶ。この点、上記構成によれば、車速の増大に基づいて制御ゲインが大きくなるため、車速に応じて最適な角度制御を実行できる。

【0015】

上記操舵制御装置において、前記要因には、車両の加減速状態が含まれ、前記制御ゲインは、車両が減速状態である場合に、車両が非減速状態である場合に比べ、小さくなるように変更されることが好ましい。

【0016】

車両が減速状態にある場合には、車両の重心が前方に移動することで、前輪に作用する荷重と後輪に作用する荷重との差に基づく値であるスタビリティファクタが負の値となりやすく、オーバステア傾向となることがある。この点、上記構成によれば、車両が減速状態である場合に制御ゲインを小さくするため、オーバステア傾向となることを抑制して、操舵感の向上を図ることができる。

【0017】

上記操舵制御装置において、前記要因には、横加速度が含まれ、前記制御ゲインは、前記横加速度の絶対値の増大に基づいて、大きくなるように変更されることが好ましい。
横加速度が増大するほど、転舵輪の転舵に必要なトルクが大きくなる。したがって、横加速度の変化によって、角度制御の実行による換算可能角の目標角への調整度合いが変化し、操舵に応じた車両の挙動に影響が及ぶ。この点、上記構成によれば、横加速度の絶対値の増大に基づいて制御ゲインが大きくなるため、横加速度に応じて最適な角度制御を実行できる。

【0018】

上記操舵制御装置において、前記要因には、前記モータの温度、前記制御部の温度、前記駆動回路の温度、前記操舵装置の温度、及び前記操舵装置の周辺温度の少なくとも１つの対象温度が含まれ、前記制御ゲインは、前記対象温度の低下に基づいて、大きくなるように変更されることが好ましい。

【0019】

モータの温度が低下するほど、例えば内部のグリースの粘性が高くなるため、モータを回転させるために大きなトルクを発生させる必要がある。このことは、モータの温度に限らず、他の温度でも同様の傾向がある。したがって、対象温度の変化によって角度制御の実行による換算可能角の目標角への調整度合いが変化し、操舵に応じた車両の挙動に影響が及ぶ。この点、上記構成によれば、対象温度の低下に基づいて制御ゲインが大きくなるため、対象温度に応じて最適な角度制御を実行できる。

【0020】

上記操舵制御装置において、前記角度制御には、前記換算可能角を前記目標角に追従させるフィードバック制御が含まれ、前記制御ゲインには、前記フィードバック制御に用いられるフィードバックゲインが含まれることが好ましい。

【0021】

上記操舵制御装置において、前記角度制御には、前記目標角に基づくフィードフォワード制御が含まれ、前記制御ゲインには、前記フィードフォワード制御に用いられるフィードフォワードゲインが含まれることが好ましい。

【0022】

上記操舵制御装置において、前記角度制御には、前記目標角の変化量である目標角速度に基づくダンピング制御が含まれ、前記制御ゲインには、前記ダンピング制御に用いられるダンピングゲインが含まれることが好ましい。

【0023】

上記各構成によれば、換算可能角の目標角への調整を好適に行うことができる。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、操舵に応じた車両の挙動の最適化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】操舵装置の概略構成図。

【図2】操舵制御装置、操舵側モータ及び転舵側モータのブロック図。

【図3】操舵側マイコンのブロック図。

【図4】目標反力トルク演算部のブロック図。

【図5】第１転舵側マイコン及び第２転舵側マイコンのブロック図。

【図6】優先目標転舵トルク演算部のブロック図。

【図7】角度フィードバックトルク演算部のブロック図。

【図8】比例ゲイン演算部のブロック図。

【図9】角度フィードフォワードトルク演算部のブロック図。

【図10】ダンピングトルク演算部のブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、操舵制御装置の一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本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ユニット４と、運転者による操舵ユニット４の操舵に応じて転舵輪５を転舵させる転舵ユニット６とを備えている。

【0027】

操舵ユニット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、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に対して操舵反力を付与する操舵側アクチュエータ１２とを備えている。操舵反力は、運転者の操舵に抗する力である。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とを備えている。つまり、操舵側モータ１３は、そのモータトルクを操舵反力として付与する。なお、本実施形態の操舵側モータ１３には、例えば三相の表面磁石同期モータ（ＳＰＭＳＭ）が採用されている。

【0028】

転舵ユニット６は、ピニオン軸２１と、ピニオン軸２１に連結された転舵軸であるラック軸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、ピニオン軸２１及びラック軸２２を有するラックアンドピニオン機構２４とを備えている。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。ラックアンドピニオン機構２４は、ピニオン軸２１に形成されたピニオン歯２１ａとラック軸２２に形成されたラック歯２２ａとを噛合することにより構成されている。つまり、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、ボールジョイントからなるラックエンド２５を介してタイロッド２６が連結されている。各タイロッド２６の先端は、左右の転舵輪５が組み付けられた図示しないナックルに連結されている。

【0029】

また、転舵ユニット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、駆動源となる転舵側モータ３２と、伝達機構３３と、変換機構３４とを備えている。そして、転舵側アクチュエータ３１は、転舵側モータ３２の回転を伝達機構３３を介して変換機構３４に伝達し、変換機構３４にてラック軸２２の往復動に変換することで転舵ユニット６に転舵力を付与する。つまり、転舵側モータ３２は、そのモータトルクを転舵力として付与する。なお、本実施形態の転舵側モータ３２には、例えば表面磁石同期モータが採用され、伝達機構３３には、例えばベルト機構が採用され、変換機構３４には、例えばボールネジ機構が採用されている。

【0030】

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からラック軸２２に転舵力が付与されることで、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、操舵反力がステアリングホイール３に付与される。

【0031】

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、操舵側モータ１３及び転舵側モータ３２に接続されており、これらの作動を制御する。操舵制御装置１は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ）やメモリを備えている。そして、ＣＰＵがメモリに記憶されたプログラムを所定の演算周期ごとに実行することで、各種の制御が実行される。

【0032】

操舵制御装置１は、操舵側モータ１３及び転舵側モータ３２の制御に際し、各種センサによって検出される状態量を参照する。
状態量には、トルクセンサ４１によって検出される操舵トルクＴｈ、及び車速センサ４２によって検出される車速Ｖbが含まれる。なお、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。操舵トルクＴｈは、運転者がステアリングホイール３を介して入力するトルクである。

【0033】

また、状態量には、操舵側回転角センサ４３によって検出される操舵側モータ１３の出力軸１３ａの回転角θs、転舵側回転角センサ４４によって検出される転舵側モータ３２の出力軸３２ａの回転角θt1、及び転舵側回転角センサ４５によって検出される転舵側モータ３２の出力軸３２ａの回転角θt2が含まれる。回転角θs，θt1，θt2は、それぞれ３６０°の範囲内の相対角で検出される。上記操舵トルクＴh及び回転角θs，θt1，θt2は、例えば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される。回転角θt1，θt2は、転舵側回転角センサ４４，４５が正常であれば、基本的に同一の値である。

【0034】

さらに、状態量には、温度センサ４６によって検出される対象温度Ｔemp、横加速度センサ４７によって検出される横加速度γ、及び図示しないブレーキが操作されているか否かを示すブレーキ操作フラグＦbrが含まれる。対象温度Ｔempは、転舵側モータ３２の温度である。ブレーキ操作フラグＦbrは、ブレーキの作動を制御するブレーキ制御装置４８から入力される。

【0035】

次に、操舵側モータ１３及び転舵側モータ３２の構成について説明する。
図２に示すように、操舵側モータ１３は、ロータ５１と、図示しないステータに巻回されるコイル群５２とを備えている。コイル群５２は、Ｕ、Ｖ、Ｗの三相のコイルを有している。コイル群５２の各相のコイルは、単一の給電経路を構成するように接続されているとともに、接続線５３を介して操舵制御装置１に接続されている。

【0036】

転舵側モータ３２は、ロータ５４と、第１コイル群５５と、第２コイル群５６とを備えている。第１コイル群５５及び第２コイル群５６は、Ｕ、Ｖ、Ｗの三相のコイルをそれぞれ有している。第１コイル群５５の各相のコイルと第２コイル群５６の各相のコイルとは、互いに独立した給電経路を構成するように接続されている。第１コイル群５５の各相のコイルは、第１接続線５７を介して操舵制御装置１に接続されている。第２コイル群５６の各相のコイルは、第２接続線５８を介して操舵制御装置１に接続されている。

【0037】

次に、操舵制御装置１の構成について詳細に説明する。
操舵制御装置１は、操舵側モータ制御信号Ｍsを出力する操舵側マイコン６１と、操舵側モータ制御信号Ｍsに基づいてコイル群５２に駆動電力を供給する操舵側駆動回路６２とを備えている。操舵側マイコン６１には、回転角θs、操舵トルクＴh、車速Ｖbが入力される。また、操舵側マイコン６１には、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６３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６３をそれぞれ１つにまとめて図示している。

【0038】

また、操舵制御装置１は、第１転舵側モータ制御信号Ｍt1を出力する制御部である第１転舵側マイコン６４と、第１転舵側モータ制御信号Ｍt1に基づいて第１コイル群５５に駆動電力を供給する第１転舵側駆動回路６５とを備えている。第１転舵側マイコン６４には、回転角θt1、ブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔempが入力される。また、第１転舵側マイコン６４には、第１接続線５７を流れる転舵側モータ３２の各相電流値Ｉut1，Ｉvt1，Ｉwt1を検出する第１電流センサ６６が接続されている。なお、図２では、説明の便宜上、各相の第１接続線５７及び各相の第１電流センサ６６をそれぞれ１つにまとめて図示している。

【0039】

さらに、操舵制御装置１は、第２転舵側モータ制御信号Ｍt2を出力する制御部である第２転舵側マイコン６７と、第２転舵側モータ制御信号Ｍt2に基づいて第２コイル群５６に駆動電力を供給する第２転舵側駆動回路６８とを備えている。第２転舵側マイコン６７には、回転角θt2、ブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔempが入力される。また、第２転舵側マイコン６７には、第２接続線５８を流れる転舵側モータ３２の各相電流値Ｉut2，Ｉvt2，Ｉwt2を検出する第２電流センサ６９が接続されている。なお、図２では、説明の便宜上、各相の第２接続線５８及び各相の第２電流センサ６９をそれぞれ１つにまとめて図示している。

【0040】

つまり、操舵制御装置１は、第１コイル群５５に対応する第１転舵側マイコン６４及び第１転舵側駆動回路６５の組と、第２コイル群５６に対応する第２転舵側マイコン６７及び第２転舵側駆動回路６８の組とを備えている。第１転舵側マイコン６４及び第１転舵側駆動回路６５の組は、第１コイル群５５への給電を制御する。第２転舵側マイコン６７及び第２転舵側駆動回路６８の組は、第２コイル群５６への給電を制御する。

【0041】

操舵側マイコン６１と第１転舵側マイコン６４と第２転舵側マイコン６７とは、互いに接続されている。これにより、操舵側マイコン６１と第１転舵側マイコン６４と第２転舵側マイコン６７との間で、各種信号の授受が行われる。

【0042】

操舵側駆動回路６２、第１転舵側駆動回路６５及び第２転舵側駆動回路６８には、例えばＦＥＴ等の複数のスイッチング素子を有する周知のＰＷＭインバータがそれぞれ採用されている。また、操舵側モータ制御信号Ｍs、第１転舵側モータ制御信号Ｍt1及び第２転舵側モータ制御信号Ｍt2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。

【0043】

そして、操舵側モータ制御信号Ｍsが操舵側駆動回路６２に出力されることにより、車載電源Ｂから操舵側モータ１３に駆動電力が供給される。これにより、操舵制御装置１は、コイル群５２への駆動電力の供給を通じて該コイル群５２で発生するトルク、すなわち操舵側モータ１３で発生するトルクを制御する。

【0044】

第１転舵側モータ制御信号Ｍt1が第１転舵側駆動回路６５に出力されることにより、車載電源Ｂから第１コイル群５５に駆動電力が供給される。また、第２転舵側モータ制御信号Ｍt2が第２転舵側駆動回路６８に出力されることにより、車載電源Ｂから第２コイル群５６に駆動電力が供給される。これにより、操舵制御装置１は、第１コイル群５５への駆動電力の供給を通じて該第１コイル群５５で発生するトルクを制御するとともに、第２コイル群５６への駆動電力の供給を通じて該第２コイル群５６で発生するトルクを制御する。すなわち、操舵制御装置１と転舵側モータ３２の間において、第１コイル群５５及び第２コイル群５６で発生するトルクを個別に制御する第１制御系統及び第２制御系統が構成されている。そして、転舵側モータ３２で発生するトルクは、第１コイル群５５で発生するトルクと第２コイル群５６で発生するトルクとの合計である。つまり、操舵制御装置１は、第１コイル群５５への駆動電力の供給、及び第２コイル群５６への駆動電力の供給を通じて、転舵側モータ３２で発生するトルクを制御する。

【0045】

次に、操舵側マイコン６１の構成について説明する。
図３に示すように、操舵側マイコン６１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することで、操舵側モータ制御信号Ｍsを演算する。操舵側マイコン６１には、上記操舵トルクＴh、車速Ｖb、回転角θs、各相電流値Ｉus，Ｉvs，Ｉws、転舵側モータ３２の駆動電流であるｑ軸電流値Ｉqt1，Ｉqt2及び第１転舵対応角θp1が入力される。そして、操舵側マイコン６１は、これら各状態量に基づいて操舵側モータ制御信号Ｍsを演算する。

【0046】

詳しくは、操舵側マイコン６１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７１と、目標反力トルクＴs*を演算する目標反力トルク演算部７２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７３とを備えている。目標反力トルクＴs*は、操舵側モータ１３が出力するモータトルクの目標値である。

【0047】

操舵角演算部７１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７１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°を超える範囲を含む絶対角に換算して取得する。そして、操舵角演算部７１は、絶対角に換算された回転角に第１換算係数を乗算することにより、操舵角θhを演算する。第１換算係数は、操舵側減速機１４の回転速度比に基づいて予め設定されている。このように演算された操舵角θhは、第１転舵側マイコン６４及び第２転舵側マイコン６７に出力される。

【0048】

目標反力トルク演算部７２には、操舵トルクＴh、車速Ｖb、ｑ軸電流値Ｉqt1，Ｉqt2及び第１転舵対応角θp1が入力される。目標反力トルク演算部７２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７３に出力する。

【0049】

操舵側モータ制御信号演算部７３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。操舵側モータ制御信号演算部７３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軸電流指令値Ｉds*及びｑ軸上のｑ軸電流指令値Ｉqs*を演算する。電流指令値Ｉds*，Ｉqs*は、ｄｑ座標系におけるｄ軸上の電流指令値及びｑ軸上の電流指令値をそれぞれ示す。

【0050】

具体的には、操舵側モータ制御信号演算部７３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軸電流指令値Ｉqs*を演算する。なお、本実施形態では、ｄ軸上のｄ軸電流指令値Ｉds*は、基本的にゼロに設定される。そして、操舵側モータ制御信号演算部７３は、ｄｑ座標系における電流フィードバック制御の実行に基づいて、操舵側モータ制御信号Ｍsを演算する。なお、以下では、フィードバックという文言を「Ｆ／Ｂ」と記すことがある。

【0051】

より具体的には、操舵側モータ制御信号演算部７３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。続いて、操舵側モータ制御信号演算部７３は、ｄ軸電流値Ｉdsをｄ軸電流指令値Ｉds*に追従させるべく、またｑ軸電流値Ｉqsをｑ軸電流指令値Ｉqs*に追従させるべく、ｄ軸上の電流偏差及びｑ軸上の電流偏差に基づいて目標電圧値を演算する。そして、操舵側モータ制御信号演算部７３は、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。

【0052】

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６２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６２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。そして、目標反力トルクＴs*に示されるモータトルクがコイル群５２で発生し、操舵反力がステアリングホイール３に付与される。

【0053】

次に、目標反力トルク演算部７２について説明する。
図４に示すように、目標反力トルク演算部７２は、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と、反力成分Ｆirを演算する反力成分演算部８２を備えている。入力トルク基礎成分Ｔb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。反力成分Ｆirは、運転者の操舵によるステアリングホイール３の回転に抗する力である。

【0054】

詳しくは、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８３に出力される。

【0055】

反力成分演算部８２には、車速Ｖb、転舵側モータ３２のｑ軸電流値Ｉqt1，Ｉqt2及び第１転舵対応角θp1が入力される。反力成分演算部８２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を演算する。なお、反力成分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。

【0056】

詳しくは、反力成分演算部８２は、角度軸力Ｆibを演算する角度軸力演算部８５と、電流軸力Ｆerを演算する電流軸力演算部８６とを備えている。なお、角度軸力Ｆib及び電流軸力Ｆerは、トルクの次元（Ｎ・ｍ）で演算される。また、反力成分演算部８２は、角度軸力Ｆibと電流軸力Ｆerとを個別に設定される所定配分比率で合算することにより、反力成分Ｆirを演算する配分軸力演算部８７を備えている。所定配分比率は、転舵輪５に対して路面から加えられる軸力、換言すると路面から伝達される路面情報が反力成分Ｆirに反映されるように設定される。

【0057】

角度軸力演算部８５には、第１転舵対応角θp1及び車速Ｖbが入力される。角度軸力演算部８５、第１転舵対応角θp1及び車速Ｖbに基づいて、角度軸力Ｆibを演算する。なお、角度軸力Ｆibは、任意に設定されるモデルにおける軸力の理想値であって、車両の横方向への挙動に影響を与えない微小な凹凸や車両の横方向への挙動に影響を与える段差等の路面情報を含まない軸力である。

【0058】

具体的には、角度軸力演算部８５は、第１転舵対応角θp1の絶対値が大きくなるほど、角度軸力Ｆibの絶対値が大きくなるように演算する。また、角度軸力演算部８５は、車速Ｖbが大きくなるほど、より大きな絶対値を有する角度軸力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８７に出力される。

【0059】

電流軸力演算部８６には、転舵側モータ３２のｑ軸電流値Ｉqt1，Ｉqt2が入力される。電流軸力演算部８６は、ｑ軸電流値Ｉqt1とｑ軸電流値Ｉqt2との和をｑ軸電流値Ｉqtとして演算する。そして、電流軸力演算部８６は、転舵輪５に作用する軸力をｑ軸電流値Ｉqtに基づいて演算する。なお、電流軸力Ｆerは、転舵輪５に作用する軸力の推定値であって、路面情報を含む軸力である。

【0060】

具体的には、電流軸力演算部８６は、ｑ軸電流値Ｉqtの絶対値が大きくなるほど、より大きな絶対値を有する電流軸力Ｆerの絶対値を演算する。これは、転舵側モータ３２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の仮定に基づくものである。このように演算された電流軸力Ｆerは、配分軸力演算部８７に出力される。

【0061】

配分軸力演算部８７には、角度軸力Ｆib及び電流軸力Ｆerが入力される。配分軸力演算部８７には、電流軸力Ｆerの配分比率を示す電流配分ゲイン、及び角度軸力Ｆibの配分比率を示す角度配分ゲインが、実験等により予め設定されている。そして、配分軸力演算部８７は、角度軸力Ｆibに角度配分ゲインを乗算することにより得られる値と、電流軸力Ｆerに電流配分ゲインを乗算することにより得られる値とを加算することにより、反力成分Ｆirを演算する。このように演算された反力成分Ｆirは、減算器８３に出力される。

【0062】

そして、目標反力トルク演算部７２は、減算器８３において入力トルク基礎成分Ｔbから反力成分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７３に出力される。つまり、目標反力トルク演算部７２は、演算上の軸力である反力成分Ｆirに基づいて目標反力トルクＴs*を演算している。そのため、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。

【0063】

次に、図５を参照して第１転舵側マイコン６４及び第２転舵側マイコン６７について説明する。
第１転舵側マイコン６４及び第２転舵側マイコン６７は、転舵側モータ３２の駆動方式に応じて、第１転舵側モータ制御信号Ｍt1及び第２転舵側モータ制御信号Ｍt2の演算処理をそれぞれ変更する。

【0064】

ここで、本実施形態の転舵側モータ３２の駆動方式には、協調方式、独立方式、残存方式の３つの方式がある。協調方式は、第１転舵側マイコン６４が演算する優先目標転舵トルクＴty*に基づいて、第１コイル群５５及び第２コイル群５６で発生するトルクを制御する駆動方式である。協調方式は、第１コイル群５５で発生するトルクを制御する第１制御系統、及び第２コイル群５６で発生するトルクを制御する第２制御系統の双方が正常であり、かつ第１転舵側マイコン６４と第２転舵側マイコン６７との間のマイコン間通信が正常である場合に実施される。優先目標転舵トルクＴty*については、後述する。

【0065】

独立方式は、第１転舵側マイコン６４が演算する優先目標転舵トルクＴty*に基づいて、第１コイル群５５で発生するトルクを制御し、第２転舵側マイコン６７が演算する冗長目標転舵トルクＴtj*に基づいて、第２コイル群５６で発生するトルクを制御する駆動方式である。独立方式は、例えば第１制御系統及び第２制御系統の双方が正常であるものの、マイコン間通信が異常である場合に実施される。冗長目標転舵トルクＴtj*については、後述する。

【0066】

残存方式は、第１制御系統及び第２制御系統のいずれか一方が異常である場合に実施される。残存方式は、第１制御系統が正常である場合には、優先目標転舵トルクＴty*に基づいて、第１コイル群５５で発生するトルクを制御する。第２制御系統が正常である場合には、冗長目標転舵トルクＴtj*に基づいて、第２コイル群５６で発生するトルクを制御する駆動方式である。

【0067】

まず、第１転舵側マイコン６４の構成について説明する。
第１転舵側マイコン６４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することで、第１転舵側モータ制御信号Ｍt1を演算する。第１転舵側マイコン６４には、上記回転角θt1、操舵角θh、操舵トルクＴh、各相電流値Ｉut1，Ｉvt1，Ｉwt1、ブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ及び対象温度Ｔempが入力される。そして、第１転舵側マイコン６４は、これら各状態量に基づいて第１転舵側モータ制御信号Ｍt1を演算して出力する。

【0068】

詳しくは、第１転舵側マイコン６４は、回転角θt1に基づいて第１転舵対応角θp1を演算する第１転舵対応角演算部９１と、操舵角θh及び操舵トルクＴhに基づいて第１目標転舵対応角θp1*を演算する第１目標転舵対応角演算部９２と、第１制御系統の駆動方式を管理する第１状態管理部９３とを備えている。第１目標転舵対応角θp1*は、転舵輪５の転舵角に換算可能な回転軸、すなわちピニオン軸２１の回転角である第１転舵対応角θp1の目標値である。また、第１転舵側マイコン６４は、優先目標転舵トルクＴty*を演算する優先目標転舵トルク演算部９４と、第１目標転舵トルクＴt1*を演算する第１目標転舵トルク演算部９５と、第１転舵側モータ制御信号Ｍt1を演算する第１転舵側モータ制御信号演算部９６とを備えている。優先目標転舵トルクＴty*は、転舵側モータ３２が出力するモータトルクの目標値であり、トルク指令値に相当する。したがって、優先目標転舵トルク演算部９４は、トルク指令値演算部に相当する。

【0069】

第１転舵対応角演算部９１には、回転角θt1が入力される。第１転舵対応角演算部９１は、入力される回転角θt1を、例えば車両が直進する中立位置からの転舵側モータ３２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。そして、第１転舵対応角演算部９１は、絶対角に換算された回転角に第２換算係数を乗算することにより、第１転舵対応角θp1を演算する。第２換算係数は、伝達機構３３の減速比、変換機構３４のリード、及びラックアンドピニオン機構２４の回転速度比に基づいて予め設定されている。つまり、第１転舵対応角θp1は、転舵側モータ３２の回転角θt1に換算可能な換算可能角に相当する。また、第１転舵対応角θp1は、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と略一致する。このように演算された第１転舵対応角θp1は、優先目標転舵トルク演算部９４及び目標反力トルク演算部７２に出力される。

【0070】

第１目標転舵対応角演算部９２には、操舵角θh及び操舵トルクＴhが入力される。第１目標転舵対応角演算部９２は、これらの状態量に基づいて第１目標転舵対応角θp1*を演算する。第１目標転舵対応角演算部９２は、操舵角θhと第１転舵対応角θp1との比である舵角比が基本的に１：１となるように、第１目標転舵対応角θp1*を演算する。

【0071】

具体的には、第１目標転舵対応角演算部９２は、操舵角θhに対して操舵トルクＴhに基づく補償角を加算することにより得られる値を第１目標転舵対応角θp1*として演算する。補償角は、操舵トルクＴhの入力により生じるステアリングシャフト１１の捩れを示す角度であり、操舵トルクＴhに予め設定された補償係数を乗算することにより得られる。このように演算された第１目標転舵対応角θp1*は、優先目標転舵トルク演算部９４に出力される。

【0072】

第１状態管理部９３には、回転角θt1，θt2、及び相電流値Ｉut1，Ｉvt1，Ｉwt1,Ｉut2，Ｉvt2，Ｉwt2を含む各種状態量が入力される。なお、説明の便宜上、第１状態管理部９３に入力される状態量の図示を省略している。第１状態管理部９３は、これらの状態量に基づいて、第１制御系統が正常であるか否かを判定する。第１状態管理部９３は、例えば回転角θt1が取り得ない値となった場合や、前回値からの変化量が予め設定される閾値を超える場合等に、第１制御系統に異常が発生したと判定する。

【0073】

第１状態管理部９３は、後述する第２転舵側マイコン６７の第２状態管理部１０３と接続されている。第１状態管理部９３は、第２状態管理部１０３との間で送受信する信号に基づいて、第１転舵側マイコン６４と第２転舵側マイコン６７との間のマイコン間通信が正常であるか否かを判定する。第１状態管理部９３は、例えば第２状態管理部１０３からの信号が途絶えた場合や、第２転舵側マイコン６７に異常が生じた旨の信号が入力される場合等に、マイコン間通信に異常が発生したと判定する。

【0074】

そして、第１状態管理部９３は、これら異常判定の結果に基づいて、転舵側モータ３２の駆動方式を示す第１状態信号Ｓ1を優先目標転舵トルク演算部９４に出力する。具体的には、第１状態管理部９３は、第１制御系統及び第２制御系統が正常であり、マイコン間通信が正常である場合には、協調方式で転舵側モータ３２を駆動する旨の第１状態信号Ｓ1を出力する。第１状態管理部９３は、例えば第１制御系統及び第２制御系統が正常であるものの、マイコン間通信が異常である場合には、独立方式で転舵側モータ３２を駆動する旨の第１状態信号Ｓ1を出力する。第１状態管理部９３は、第２制御系統が異常である場合には、残存方式で転舵側モータ３２を駆動する旨の第１状態信号Ｓ1を出力する。

【0075】

優先目標転舵トルク演算部９４には、第１目標転舵対応角θp1*、第１転舵対応角θp1、ブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び第１状態信号Ｓ1が入力される。優先目標転舵トルク演算部９４は、これらの状態量に基づいて、後述するように優先目標転舵トルクＴty*を演算し、第１目標転舵トルク演算部９５及び第２転舵側マイコン６７に出力する。

【0076】

第１目標転舵トルク演算部９５には、優先目標転舵トルクＴty*が入力される。第１目標転舵トルク演算部９５は、優先目標転舵トルクＴty*に基づいて、第１目標転舵トルクＴt1*を演算する。第１目標転舵トルクＴt1*は、転舵側モータ３２で優先目標転舵トルクＴty*を発生させる上で第１コイル群５５が発生すべきトルクである。本実施形態の第１目標転舵トルク演算部９５は、優先目標転舵トルクＴty*の半分（５０％）の値を第１目標転舵トルクＴt1*として演算する。

【0077】

第１転舵側モータ制御信号演算部９６には、第１目標転舵トルクＴt1*に加え、回転角θt1及び相電流値Ｉut1，Ｉvt1，Ｉwt1が入力される。第１転舵側モータ制御信号演算部９６は、第１目標転舵トルクＴt1*に基づいて、ｄｑ座標系におけるｄ軸上のｄ軸電流指令値Ｉdt1*及びｑ軸上のｑ軸電流指令値Ｉqt1*を演算する。

【0078】

具体的には、第１転舵側モータ制御信号演算部９６は、第１目標転舵トルクＴt1*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軸電流指令値Ｉqt1*を演算する。なお、本実施形態では、ｄ軸上のｄ軸電流指令値Ｉdt1*は、基本的にゼロに設定される。そして、第１転舵側モータ制御信号演算部９６は、操舵側モータ制御信号演算部７３と同様に、ｄｑ座標系における電流Ｆ／Ｂ制御の実行に基づいて、第１転舵側モータ制御信号Ｍt1を演算する。なお、第１転舵側モータ制御信号Ｍt1を演算する過程で演算したｑ軸電流値Ｉqt1は、上記目標反力トルク演算部７２に出力される。

【0079】

このように演算された第１転舵側モータ制御信号Ｍt1は、第１転舵側駆動回路６５に出力される。これにより、転舵側モータ３２には、第１転舵側駆動回路６５から第１転舵側モータ制御信号Ｍt1に応じた駆動電力が供給される。そして、第１目標転舵トルクＴt1*に示されるモータトルクが第１コイル群５５で発生し、転舵力が転舵側モータ３２から転舵輪５に付与される。

【0080】

次に、第２転舵側マイコン６７の構成について説明する。
第２転舵側マイコン６７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することで、第２転舵側モータ制御信号Ｍt2を演算する。第２転舵側マイコン６７には、上記回転角θt2、操舵角θh、操舵トルクＴh、各相電流値Ｉut2，Ｉvt2，Ｉwt2及び、ブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ及び対象温度Ｔempが入力される。そして、第２転舵側マイコン６７は、これら各状態量に基づいて第２転舵側モータ制御信号Ｍt2を演算して出力する。

【0081】

詳しくは、第２転舵側マイコン６７は、基本的に第１転舵側マイコン６４と同様に構成されている。すなわち、第２転舵側マイコン６７は、第２転舵対応角θp2を演算する第２転舵対応角演算部１０１と、第２目標転舵対応角θp2*を演算する第２目標転舵対応角演算部１０２と、第２制御系統の駆動方式を管理する第２状態管理部１０３とを備えている。第２転舵対応角θp2は、転舵側モータ３２の回転角θt2に換算可能な換算可能角に相当する。第２目標転舵対応角θp2*は、転舵輪５の転舵角に換算可能な回転軸、すなわちピニオン軸２１の回転角である第２転舵対応角θp2の目標値である。また、第１転舵側マイコン６４は、冗長目標転舵トルクＴtj*を演算する冗長目標転舵トルク演算部１０４と、第２目標転舵トルクＴt2*を演算する第２目標転舵トルク演算部１０５と、第２転舵側モータ制御信号Ｍt2を演算する第２転舵側モータ制御信号演算部１０６とを備えている。冗長目標転舵トルクＴtj*は、転舵側モータ３２が出力するモータトルクの目標値であり、トルク指令値に相当する。したがって、冗長目標転舵トルク演算部１０４は、トルク指令値演算部に相当する。

【0082】

第２転舵対応角演算部１０１は、回転角θt2に基づいて、第１転舵対応角演算部９１と同様に、第２転舵対応角θp2を演算する。第２目標転舵対応角演算部１０２は、操舵角θh及び操舵トルクＴhに基づいて、第１目標転舵対応角演算部９２と同様に、第２目標転舵対応角θp2*を演算する。

【0083】

第２状態管理部１０３には、回転角θt1，θt2、及び相電流値Ｉut1，Ｉvt1，Ｉwt1,Ｉut2，Ｉvt2，Ｉwt2を含む各種状態量が入力される。なお、説明の便宜上、第２状態管理部１０３に入力される状態量の図示を省略している。第２状態管理部１０３は、第１状態管理部９３と同様に、第２状態信号Ｓ2を演算し、冗長目標転舵トルク演算部１０４及び第２目標転舵トルク演算部１０５に出力する。

【0084】

冗長目標転舵トルク演算部１０４には、第２転舵対応角θp2、第２目標転舵対応角θp2*、ブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び第２状態信号Ｓ2が入力される。冗長目標転舵トルク演算部１０４は、後述するように優先目標転舵トルク演算部９４と同様に、冗長目標転舵トルクＴtj*を演算する。

【0085】

第２目標転舵トルク演算部１０５には、第２状態信号Ｓ2及び冗長目標転舵トルクＴtj*に加え、マイコン間通信が正常である場合には、優先目標転舵トルクＴty*が入力される。第２目標転舵トルク演算部１０５は、転舵側モータ３２の駆動方式が協調方式である旨の第２状態信号Ｓ2が入力される場合には、優先目標転舵トルクＴty*に基づいて、第２目標転舵トルクＴt2*を演算する。一方、第２目標転舵トルク演算部１０５は、転舵側モータ３２の駆動方式が独立方式である又は残存方式である旨の第２状態信号Ｓ2が入力される場合には、冗長目標転舵トルクＴtj*に基づいて、第２目標転舵トルクＴt2*を演算する。第２目標転舵トルクＴt2*は、転舵側モータ３２で優先目標転舵トルクＴty*又は冗長目標転舵トルクＴtj*を発生させる上で第２コイル群５６が発生すべきトルクである。本実施形態の第２目標転舵トルク演算部１０５は、優先目標転舵トルクＴty*又は冗長目標転舵トルクＴtj*の半分（５０％）の値を第２目標転舵トルクＴt2*として演算する。

【0086】

第２転舵側モータ制御信号演算部１０６には、第２目標転舵トルクＴt2*に加え、回転角θt2及び相電流値Ｉut2，Ｉvt2，Ｉwt2が入力される。第２転舵側モータ制御信号演算部１０６は、第２目標転舵トルクＴt2*に基づいて、第１転舵側モータ制御信号演算部９６と同様に、ｄｑ座標系におけるｄ軸上のｄ軸電流指令値Ｉdt2*及びｑ軸上のｑ軸電流指令値Ｉqt2*を演算する。そして、第２転舵側モータ制御信号演算部１０６は、第１転舵側モータ制御信号演算部９６と同様に、ｄｑ座標系における電流Ｆ／Ｂ制御の実行に基づいて、第２転舵側モータ制御信号Ｍt2を演算する。なお、第２転舵側モータ制御信号Ｍt2を演算する過程で演算したｑ軸電流値Ｉqt2は、上記目標反力トルク演算部７２に出力される。

【0087】

このように演算された第２転舵側モータ制御信号Ｍt2は、第２転舵側駆動回路６８に出力される。これにより、転舵側モータ３２には、第２転舵側駆動回路６８から第２転舵側モータ制御信号Ｍt2に応じた駆動電力が供給される。そして、第２目標転舵トルクＴt2*に示されるモータトルクが第２コイル群５６で発生し、転舵力が転舵側モータ３２から転舵輪５に付与される。

【0088】

次に、優先目標転舵トルク演算部９４の構成について説明する。
図６に示すように、優先目標転舵トルク演算部９４は、第１転舵対応角θp1を第１目標転舵対応角θp1*に調整する角度制御の実行に基づいて、優先目標転舵トルクＴty*を演算する。本実施形態の優先目標転舵トルク演算部９４は、角度制御として、第１転舵対応角θp1を第１目標転舵対応角θp1*に追従させる角度Ｆ／Ｂ制御と、第１目標転舵対応角θp1*に基づくフィードフォワード制御と、第１転舵対応角θp1の変化量である第１転舵対応角速度ωp1に基づくダンピング制御とを実行する。そして、優先目標転舵トルク演算部９４は、ブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び第１状態信号Ｓ1、すなわち転舵側モータ３２の駆動方式に基づいて、角度制御の実行に用いられる制御ゲインを変更する。これにより、角度制御の最適化が図られる。なお、以下では、フィードフォワードという文言を「Ｆ／Ｆ」と記すことがある。

【0089】

ここで、車速Ｖbが増大するほど、転舵輪５の転舵に必要なトルクが大きくなる。したがって、車速Ｖbの変化によって、角度制御の実行による第１転舵対応角θp1の第１目標転舵対応角θp1*への調整度合いが変化し、操舵に応じた車両の挙動に影響が及ぶ。

【0090】

また、車両が減速状態にある場合には、車両の重心が前方に移動することで、スタビリティファクタが負の値となりやすく、オーバステア傾向となることがある。すなわち、車両の加減速状態の変化によって、操舵に応じた車両の挙動に影響が及ぶ。スタビリティファクタは、前輪に作用する荷重と後輪に作用する荷重との差に基づく値である。本実施形態の優先目標転舵トルク演算部９４は、ブレーキが操作されている旨のブレーキ操作フラグＦbrが入力される場合には減速状態であると判定し、ブレーキが操作されている旨のブレーキ操作フラグＦbrが入力されない場合には、減速状態でないと判定する。

【0091】

また、横加速度γが増大するほど、転舵輪５の転舵に必要なトルクが大きくなる。したがって、横加速度γの変化によって、角度制御の実行による第１転舵対応角θp1の第１目標転舵対応角θp1*への調整度合いが変化し、操舵に応じた車両の挙動に影響が及ぶ。

【0092】

また、対象温度Ｔempが低下するほど、例えば転舵側モータ３２内部のグリースの粘性が高くなるため、転舵側モータ３２を回転させるために大きなトルクを発生させる必要がある。したがって、対象温度Ｔempの変化によって角度制御の実行による第１転舵対応角θp1の第１目標転舵対応角θp1*への調整度合いが変化し、操舵に応じた車両の挙動に影響が及ぶ。

【0093】

また、第１状態信号Ｓ1に示される転舵側モータ３２の駆動方式が異なると、ｑ軸電流指令値Ｉqt1*が同一であっても、転舵側モータ３２の回転角θt1は同一とはならない。つまり、ｑ軸電流指令値Ｉqt1*を入力とし、回転角θt1を出力とするシステムのプラント特性、すなわち伝達関数が転舵側モータ３２の駆動方式によって変化する。本実施形態では、独立方式、協調方式、残存方式の順で大きなモータトルクが発生しにくくなる。このようにプラント特性が変化すると、例えば第１転舵対応角θp1の第１目標転舵対応角θp1*への調整度合いが変化し、操舵に応じた車両の挙動にも影響が及ぶおそれがある。

【0094】

すなわち、車両の加減速状態、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び転舵側モータ３２の駆動方式は、操舵に応じた車両の挙動に影響を及ぼす要因に相当する。
詳しくは、優先目標転舵トルク演算部９４は、角度Ｆ／ＢトルクＴfbpを演算する角度Ｆ／Ｂトルク演算部１１１と、角度Ｆ／ＦトルクＴffpを演算する角度Ｆ／Ｆトルク演算部１１２と、ダンピングトルクＴdmpを演算するダンピングトルク演算部１１３とを備えている。そして、優先目標転舵トルク演算部９４は、角度Ｆ／ＦトルクＴffpと、角度Ｆ／ＢトルクＴfbpと、ダンピングトルクＴdmpとを加算することにより得られる値を優先目標転舵トルクＴty*として演算する。

【0095】

角度Ｆ／Ｂトルク演算部１１１には、減算器１１４において第１目標転舵対応角θp1*から第１転舵対応角θp1を減算することにより得られる角度偏差Δθp1に加え、ブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び第１状態信号Ｓ1が入力される。角度Ｆ／Ｂトルク演算部１１１は、これらの状態量に基づいて、後述するように角度Ｆ／Ｂ制御を実行することにより、角度Ｆ／ＢトルクＴfbpを演算する。このように演算された角度Ｆ／ＢトルクＴfbpは、加算器１１５に出力される。

【0096】

角度Ｆ／Ｆトルク演算部１１２には、第１目標転舵対応角θp1*に加え、ブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び第１状態信号Ｓ1が入力される。角度Ｆ／Ｆトルク演算部１１２は、これらの状態量に基づいて、後述するように角度Ｆ／Ｆ制御を実行することにより、角度Ｆ／ＦトルクＴffpを演算する。このように演算された角度Ｆ／ＦトルクＴffpは、加算器１１５に出力される。

【0097】

ダンピングトルク演算部１１３には、第１転舵対応角θp1を微分することにより得られる第１転舵対応角速度ωp1に加え、ブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び第１状態信号Ｓ1が入力される。ダンピングトルク演算部１１３は、これらの状態量に基づいて、後述するようにダンピング制御を実行することにより、ダンピングトルクＴdmpを演算する。このように演算されたダンピングトルクＴdmpは、加算器１１５に出力される。

【0098】

そして、優先目標転舵トルク演算部９４は、加算器１１５において、角度Ｆ／ＦトルクＴffpと、角度Ｆ／ＢトルクＴfbpと、ダンピングトルクＴdmpとを加算することにより、優先目標転舵トルクＴty*を演算する。

【0099】

次に、角度Ｆ／Ｂトルク演算部１１１の構成について説明する。
図７に示すように、角度Ｆ／Ｂトルク演算部１１１は、角度Ｆ／Ｂ制御としてＰＩＤ制御を実行することにより、角度Ｆ／ＢトルクＴfbpを演算する。

【0100】

詳しくは、角度Ｆ／Ｂトルク演算部１１１は、比例成分Ｔpを演算する比例成分演算部１２１と、積分成分Ｔiを演算する積分成分演算部１２２と、微分成分Ｔdを演算する微分成分演算部１２３とを備えている。比例成分演算部１２１により演算される比例成分Ｔpは、加算器１２４に出力される。積分成分演算部１２２により演算される積分成分Ｔiは、加算器１２４に出力される。微分成分演算部１２３により演算される微分成分Ｔdは、加算器１２４に出力される。そして、角度Ｆ／Ｂトルク演算部１１１は、加算器１２４において、比例成分Ｔpと、積分成分Ｔiと、微分成分Ｔdとを加算することにより角度Ｆ／ＢトルクＴfbpを演算する。以下、比例成分演算部１２１、積分成分演算部１２２、微分成分演算部１２３の順に説明する。

【0101】

（比例成分演算部１２１）
比例成分演算部１２１には、角度偏差Δθp1に加え、ブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び第１状態信号Ｓ1が入力される。比例成分演算部１２１は、角度偏差Δθp1にブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び第１状態信号Ｓ1に応じた制御ゲイン及びＦ／Ｂゲインである比例ゲインＫpを乗算することにより比例成分Ｔpを演算する。

【0102】

具体的には、比例成分演算部１２１は、比例ゲインＫpを演算する比例ゲイン演算部１３１を備えている。比例ゲイン演算部１３１には、ブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び第１状態信号Ｓ1が入力される。比例ゲイン演算部１３１は、ブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び第１状態信号Ｓ1に基づいて比例ゲインＫpを演算し、乗算器１３２に出力する。乗算器１３２には、比例ゲインＫpに加え、角度偏差Δθp1が入力される。そして、比例成分演算部１２１は、乗算器１３２において角度偏差Δθp1に比例ゲインＫpを乗算することにより比例成分Ｔpを演算する。このように演算された比例成分Ｔpは、加算器１２４に出力される。

【0103】

ここで、図８に示すように、比例ゲイン演算部１３１は、通常時車速感応ゲインＫvnを演算する通常時車速感応ゲイン演算部１４１と、減速時車速感応ゲインＫvrを演算する減速時車速感応ゲイン演算部１４２と、出力切替部１４３とを備えている。また、比例ゲイン演算部１３１は、駆動方式感応ゲインＫmoを演算する駆動方式感応ゲイン演算部１４４と、横加速度感応ゲインＫγを演算する横加速度感応ゲイン演算部１４５と、対象温度感応ゲインＫtempを演算する対象温度感応ゲイン演算部１４６とを備えている。そして、比例ゲイン演算部１３１は、比例基礎ゲインＫpbに対して、通常時車速感応ゲインＫvn及び減速時車速感応ゲインＫvrのいずれか一方と、駆動方式感応ゲインＫmoと、横加速度感応ゲインＫγと、対象温度感応ゲインＫtempとを乗算することにより、比例ゲインＫpを演算する。

【0104】

通常時車速感応ゲイン演算部１４１には、車速Ｖbが入力される。通常時車速感応ゲイン演算部１４１は、車速Ｖbと通常時車速感応ゲインＫvnとの関係を定めたマップを備えている。通常時車速感応ゲイン演算部１４１は、このマップを参照することにより車速Ｖbに応じた通常時車速感応ゲインＫvnを演算する。このマップでは、車速Ｖbがゼロである場合に、通常時車速感応ゲインＫvnがゼロよりも大きな値となるように設定されている。また、このマップでは、車速Ｖbの絶対値の増大に基づいて、通常時車速感応ゲインＫvnが線形的に大きくなるように設定されている。このように演算された通常時車速感応ゲインＫvnは、出力切替部１４３に出力される。

【0105】

減速時車速感応ゲイン演算部１４２には、車速Ｖbが入力される。減速時車速感応ゲイン演算部１４２は、車速Ｖbと減速時車速感応ゲインＫvrとの関係を定めたマップを備えている。減速時車速感応ゲイン演算部１４２は、このマップを参照することにより車速Ｖbに応じた減速時車速感応ゲインＫvrを演算する。このマップでは、車速Ｖbがゼロである場合に、減速時車速感応ゲインＫvrがゼロよりも大きな値となるように設定されている。また、このマップでは、車速Ｖbの絶対値の増大に基づいて、減速時車速感応ゲインＫvrが線形的に大きくなるように設定されている。減速時車速感応ゲインＫvrは、任意の車速Ｖbで通常時車速感応ゲインＫvnよりも小さくなるように設定されている。このように演算された減速時車速感応ゲインＫvrは、出力切替部１４３に出力される。

【0106】

出力切替部１４３には、通常時車速感応ゲインＫvn、減速時車速感応ゲインＫvr及びブレーキ操作フラグＦbrが入力される。出力切替部１４３は、ブレーキが操作されている旨のブレーキ操作フラグＦbrが入力されない場合には、通常時車速感応ゲインＫvnを乗算器１４７に出力する。一方、出力切替部１４３は、ブレーキが操作されている旨のブレーキ操作フラグＦbrが入力される場合には、減速時車速感応ゲインＫvrを乗算器１４７に出力する。つまり、比例ゲイン演算部１３１は、車両が減速状態である場合に、通常時車速感応ゲインＫvnよりも小さな値となる減速時車速感応ゲインＫvrを出力することで、比例ゲインＫpを小さくする。

【0107】

駆動方式感応ゲイン演算部１４４には、第１状態信号Ｓ1が入力される。駆動方式感応ゲイン演算部１４４は、第１状態信号Ｓ1に示される駆動方式に応じた駆動方式感応ゲインＫmoを演算する。駆動方式感応ゲイン演算部１４４には、駆動方式に応じた駆動方式感応ゲインＫmoが予め設定されている。駆動方式感応ゲインＫmoは、独立方式、協調方式、残存方式の順で大きな値となるように設定されている。このように演算された駆動方式感応ゲインＫmoは、乗算器１４７に出力される。

【0108】

横加速度感応ゲイン演算部１４５には、横加速度γが入力される。横加速度感応ゲイン演算部１４５は、横加速度γと横加速度感応ゲインＫγとの関係を定めたマップを備えている。横加速度感応ゲイン演算部１４５は、このマップを参照することにより横加速度γに応じた横加速度感応ゲインＫγを演算する。このマップでは、横加速度γがゼロである場合に、横加速度感応ゲインＫγがゼロよりも大きな値となるように設定されている。また、このマップでは、横加速度γの絶対値の増大に基づいて、横加速度感応ゲインＫγが線形的に大きくなるように設定されている。このように演算された横加速度感応ゲインＫγは、乗算器１４７に出力される。

【0109】

対象温度感応ゲイン演算部１４６には、対象温度Ｔempが入力される。対象温度感応ゲイン演算部１４６は、対象温度Ｔempと対象温度感応ゲインＫtempとの関係を定めたマップを備えている。対象温度感応ゲイン演算部１４６は、このマップを参照することにより対象温度Ｔempに応じた対象温度感応ゲインＫtempを演算する。このマップでは、対象温度Ｔempがゼロである場合に、対象温度感応ゲインＫtempがゼロよりも大きな値となるように設定されている。また、このマップでは、対象温度Ｔempの減少に基づいて、対象温度感応ゲインＫtempが線形的に大きくなるように設定されている。このように演算された対象温度感応ゲインＫtempは、乗算器１４７に出力される。

【0110】

乗算器１４７には、通常時車速感応ゲインＫvn及び減速時車速感応ゲインＫvrのいずれか一方と、駆動方式感応ゲインＫmoと、横加速度感応ゲインＫγと、対象温度感応ゲインＫtempとに加え、予め設定された定数である比例基礎ゲインＫpbが入力される。比例ゲイン演算部１３１は、乗算器１４７において比例基礎ゲインＫpbに、通常時車速感応ゲインＫvn及び減速時車速感応ゲインＫvrのいずれか一方と、駆動方式感応ゲインＫmoと、横加速度感応ゲインＫγと、対象温度感応ゲインＫtempとを乗算することにより、比例ゲインＫpを演算する。このように演算された比例ゲインＫpは、図７に示す乗算器１３２に出力される。

【0111】

（積分成分演算部１２２）
図７に示すように、積分成分演算部１２２には、角度偏差Δθp1に加え、ブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び第１状態信号Ｓ1が入力される。積分成分演算部１２２は、角度偏差Δθp1にブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び第１状態信号Ｓ1に応じた制御ゲイン及びＦ／Ｂゲインである積分ゲインＫiを乗算することにより積分基礎成分Ｔibを演算する。そして、積分成分演算部１２２は、最新の演算周期で演算した積分基礎成分Ｔibに対して、前回の演算周期までに演算した積分基礎成分Ｔibを積算することにより得られる積算値を加算することで、積分成分Ｔiを演算する。

【0112】

具体的には、積分成分演算部１２２は、積分ゲインＫiを演算する積分ゲイン演算部１３３を備えている。積分ゲイン演算部１３３には、ブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び第１状態信号Ｓ1が入力される。積分ゲイン演算部１３３は、ブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び第１状態信号Ｓ1に基づいて積分ゲインＫiを演算し、乗算器１３４に出力する。乗算器１３４には、積分ゲインＫiに加え、角度偏差Δθp1が入力される。積分成分演算部１２２は、乗算器１３４において角度偏差Δθp1に積分ゲインＫiを乗算することにより積分基礎成分Ｔibを演算する。このように演算された積分基礎成分Ｔibは、加算器１３５に出力される。加算器１３５には、積分基礎成分Ｔibに加え、前回の演算周期までに演算した積分基礎成分Ｔibを積算することにより得られる積算値が入力される。そして、積分成分演算部１２２は、加算器１３５において、積分基礎成分Ｔibと積算値とを加算することにより積分成分Ｔiを演算する。

【0113】

ここで、積分ゲイン演算部１３３は、上記比例ゲイン演算部１３１と同様に、積分ゲインＫiを演算する。すなわち、積分ゲイン演算部１３３は、積分基礎ゲインＫibに通常時車速感応ゲインＫvn及び減速時車速感応ゲインＫvrのいずれか一方と、駆動方式感応ゲインＫmoと、横加速度感応ゲインＫγと、対象温度感応ゲインＫtempとを乗算することにより積分ゲインＫiを演算する。なお、積分基礎ゲインＫibに乗算する通常時車速感応ゲインＫvn及び減速時車速感応ゲインＫvrのいずれか一方と、駆動方式感応ゲインＫmoと、横加速度感応ゲインＫγと、対象温度感応ゲインＫtempとは、比例基礎ゲインＫpbに乗算する各ゲインと同じ値であっても、異なる値であってもよい。

【0114】

（微分成分演算部１２３）
微分成分演算部１２３には、角度偏差Δθp1に加え、ブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び第１状態信号Ｓ1が入力される。微分成分演算部１２３は、角度偏差Δθp1を微分することにより得られる角速度偏差Δωp1に対して、ブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び第１状態信号Ｓ1に応じた制御ゲイン及びＦ／Ｂゲインである微分ゲインＫdを乗算することにより微分成分Ｔdを演算する。

【0115】

具体的には、微分成分演算部１２３は、微分ゲインＫdを演算する微分ゲイン演算部１３６を備えている。微分ゲイン演算部１３６には、ブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び第１状態信号Ｓ1が入力される。微分ゲイン演算部１３６は、ブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び第１状態信号Ｓ1に基づいて微分ゲインＫdを演算し、乗算器１３７に出力する。乗算器１３７には、微分ゲインＫdに加え、角速度偏差Δωp1が入力される。そして、微分成分演算部１２３は、乗算器１３７において角速度偏差Δωp1に微分ゲインＫdを乗算することにより微分成分Ｔdを演算する。

【0116】

ここで、微分ゲイン演算部１３６は、上記比例ゲイン演算部１３１と同様に、微分ゲインＫdを演算する。すなわち、微分ゲイン演算部１３６は、微分基礎ゲインＫdbに通常時車速感応ゲインＫvn及び減速時車速感応ゲインＫvrのいずれか一方と、駆動方式感応ゲインＫmoと、横加速度感応ゲインＫγと、対象温度感応ゲインＫtempとを乗算することにより微分ゲインＫdを演算する。なお、微分基礎ゲインＫdbに乗算する通常時車速感応ゲインＫvn及び減速時車速感応ゲインＫvrのいずれか一方と、駆動方式感応ゲインＫmoと、横加速度感応ゲインＫγと、対象温度感応ゲインＫtempとは、比例基礎ゲインＫpbに乗算する各ゲインと同じ値であっても、異なる値であってもよい。このように演算された微分ゲインＫdは、乗算器１３７に出力される。

【0117】

以上のように、角度Ｆ／Ｂトルク演算部１１１は、操舵に応じた車両の挙動に影響を及ぼす要因に応じて比例ゲインＫp、積分ゲインＫi、及び微分ゲインＫdを変更しつつ、角度Ｆ／ＢトルクＴfbpを演算する。

【0118】

次に、角度Ｆ／Ｆトルク演算部１１２の構成について説明する。
図９に示すように、角度Ｆ／Ｆトルク演算部１１２は、ＳＡＴ成分Ｔsatを演算するＳＡＴ成分演算部１５１と、プラント成分Ｔpltを演算するプラント成分演算部１５２と、角度Ｆ／ＦゲインＫffpを演算する角度Ｆ／Ｆゲイン演算部１５３とを備えている。ＳＡＴ成分Ｔsatは、転舵輪５に作用するセルフアライニングトルクに相当する外乱を補償するためのトルクを示す。プラント成分Ｔpltは、転舵側モータ３２に対するｑ軸電流指令値Ｉqt1*を入力とするとともに第１転舵対応角θp1を出力とするシステムのプラント特性に応じた外乱を補償するためのトルクを示す。そして、角度Ｆ／Ｆトルク演算部１１２は、ＳＡＴ成分Ｔsatとプラント成分Ｔpltとを加算することにより得られる加算値に対して、角度Ｆ／ＦゲインＫffpを乗算することで、角度Ｆ／ＦトルクＴffpを演算する。

【0119】

詳しくは、ＳＡＴ成分演算部１５１には、第１目標転舵対応角θp1*が入力される。ＳＡＴ成分演算部１５１は、第１目標転舵対応角θp1*に予め設定されたＳＡＴ係数を乗算することにより、ＳＡＴ成分Ｔsatを演算する。ＳＡＴ係数は、転舵輪５に作用するセルフアライニングトルクと、第１転舵対応角θp1との関係を示す係数であり、予め設定されている。このように演算されたＳＡＴ成分Ｔsatは、加算器１５４に出力される。

【0120】

プラント成分演算部１５２には、第１目標転舵対応角θp1*が入力される。プラント成分演算部１５２は、上記システムのプラント特性を示す予め設定された伝達関数に対し、第１目標転舵対応角θp1*を入力した際に得られる出力をプラント成分Ｔpltとして演算する。このように演算されたプラント成分Ｔpltは、加算器１５４に出力される。

【0121】

角度Ｆ／Ｆゲイン演算部１５３には、ブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び第１状態信号Ｓ1が入力される。角度Ｆ／Ｆゲイン演算部１５３は、上記比例ゲイン演算部１３１と同様に、角度Ｆ／ＦゲインＫffpを演算する。すなわち、角度Ｆ／Ｆゲイン演算部１５３は、Ｆ／Ｆ基礎ゲインＫffbpに通常時車速感応ゲインＫvn及び減速時車速感応ゲインＫvrのいずれか一方と、駆動方式感応ゲインＫmoと、横加速度感応ゲインＫγと、対象温度感応ゲインＫtempとを乗算することにより角度Ｆ／ＦゲインＫffpを演算する。なお、Ｆ／Ｆ基礎ゲインＫffbpに乗算する通常時車速感応ゲインＫvn及び減速時車速感応ゲインＫvrのいずれか一方と、駆動方式感応ゲインＫmoと、横加速度感応ゲインＫγと、対象温度感応ゲインＫtempとは、比例基礎ゲインＫpbに乗算する各ゲインと同じ値であっても、異なる値であってもよい。このように演算された角度Ｆ／ＦゲインＫffpは、乗算器１５５に出力される。

【0122】

角度Ｆ／Ｆトルク演算部１１２は、加算器１５４において、ＳＡＴ成分Ｔsatとプラント成分Ｔpltとを加算することにより、加算値Ａffpを演算する。このように演算された加算値Ａffpは、乗算器１５５に出力される。そして、角度Ｆ／Ｆトルク演算部１１２は、乗算器１５５において、加算値Ａffpに角度Ｆ／ＦゲインＫffpを乗算することにより、角度Ｆ／ＦトルクＴffpを演算する。このように角度Ｆ／Ｆトルク演算部１１２は、操舵に応じた車両の挙動に影響を及ぼす要因に応じて角度Ｆ／ＦゲインＫffpを変更しつつ、角度Ｆ／ＦトルクＴffpを演算する。

【0123】

次に、ダンピングトルク演算部１１３の構成について説明する。
図１０に示すように、ダンピングトルク演算部１１３は、ダンピング基本成分Ｔdmpbを演算するダンピング基本成分演算部１６１と、ダンピングゲインＫdmpを演算するダンピングゲイン演算部１６２とを備えている。そして、ダンピングトルク演算部１１３は、ダンピング基本成分ＴdmpbにダンピングトルクＴdmpを乗算することによりダンピングトルクＴdmpを演算する。

【0124】

詳しくは、ダンピング基本成分演算部１６１には、第１転舵対応角速度ωp1が入力される。ダンピングゲイン演算部１６２は、第１転舵対応角速度ωp1とダンピング基本成分Ｔdmpbとの関係を定めたマップを備えている。ダンピング基本成分演算部１６１は、このマップを参照することにより第１転舵対応角速度ωp1に応じた絶対値を有するダンピング基本成分Ｔdmpbを演算する。なお、ダンピング基本成分演算部１６１は、ダンピング基本成分Ｔdmpbの符号を、第１転舵対応角速度ωp1の符号と同一にする。このマップでは、第１転舵対応角速度ωp1がゼロである場合に、ダンピング基本成分Ｔdmpbがゼロとなるように設定されている。また、このマップでは、第１転舵対応角速度ωp1の絶対値の増大に基づいて、ダンピング基本成分Ｔdmpbが大きくなるように設定されている。このように演算されたダンピング基本成分Ｔdmpbは、乗算器１６３に出力される。

【0125】

ダンピングゲイン演算部１６２には、ブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び第１状態信号Ｓ1が入力される。ダンピングゲイン演算部１６２は、上記比例ゲイン演算部１３１と同様に、ダンピングゲインＫdmpを演算する。すなわち、ダンピングゲイン演算部１６２は、ダンピング基礎ゲインＫdmpbに通常時車速感応ゲインＫvn及び減速時車速感応ゲインＫvrのいずれか一方と、駆動方式感応ゲインＫmoと、横加速度感応ゲインＫγと、対象温度感応ゲインＫtempとを乗算することによりダンピングゲインＫdmpを演算する。なお、ダンピング基礎ゲインＫdmpbに乗算する通常時車速感応ゲインＫvn及び減速時車速感応ゲインＫvrのいずれか一方と、駆動方式感応ゲインＫmoと、横加速度感応ゲインＫγと、対象温度感応ゲインＫtempとは、比例基礎ゲインＫpbに乗算する各ゲインと同じ値であっても、異なる値であってもよい。このように演算されたダンピングゲインＫdmpは、乗算器１６３に出力される。

【0126】

ダンピングトルク演算部１１３は、乗算器１６３において、ダンピング基本成分ＴdmpbにダンピングゲインＫdmpを乗算することにより、ダンピングトルクＴdmpを演算する。このようにダンピングトルク演算部１１３は、操舵に応じた車両の挙動に影響を及ぼす要因に応じてダンピングゲインＫdmpを変更しつつ、ダンピングトルクＴdmpを演算する。

【0127】

以上のように、優先目標転舵トルク演算部９４は、制御ゲインの変更を通じて、操舵に応じた車両の挙動に影響を及ぼす要因に応じた角度Ｆ／ＢトルクＴfbp、角度Ｆ／ＦトルクＴffp及びダンピングトルクＴdmpを演算し、これらに基づいて優先目標転舵トルクＴty*を演算する。これにより、角度制御の最適化が図られる。

【0128】

冗長目標転舵トルク演算部１０４は、優先目標転舵トルク演算部９４と同様に、冗長目標転舵トルクＴtj*を演算する。これにより、角度制御の最適化が図られる。
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

【0129】

（１）優先目標転舵トルク演算部９４及び冗長目標転舵トルク演算部１０４は、ブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び転舵側モータ３２の駆動方式に基づいて、角度制御に用いる制御ゲインを変更する。そのため、操舵に応じた車両の挙動に影響を及ぼす要因に応じて角度制御を最適化し、操舵に応じた車両の挙動の最適化を図ることができる。

【0130】

（２）優先目標転舵トルク演算部９４は、転舵側モータ３２の駆動方式に基づいて、制御ゲインを変更するため、駆動方式の変更によって角度制御の実行による第１転舵対応角θp1の第１目標転舵対応角θp1*への調整度合いが変化しても、角度制御を最適化し、操舵に応じた車両の挙動の最適化を図ることができる。同様に、冗長目標転舵トルク演算部１０４は、転舵側モータ３２の駆動方式に基づいて、制御ゲインを変更するため、角度制御を最適化し、操舵に応じた車両の挙動の最適化を図ることができる。

【0131】

（３）優先目標転舵トルク演算部９４及び冗長目標転舵トルク演算部１０４は、独立方式、協調方式、残存方式の順で制御ゲインを大きくするため、転舵側モータ３２の駆動方式に応じて最適な角度制御を実行できる。

【0132】

（４）優先目標転舵トルク演算部９４及び冗長目標転舵トルク演算部１０４は、車速Ｖbの増大に基づいて制御ゲインを大きくするため、車速Ｖbに応じて最適な角度制御を実行できる。

【0133】

（５）優先目標転舵トルク演算部９４及び冗長目標転舵トルク演算部１０４は、車両が減速状態である場合に、車両が非減速状態である場合に比べ、制御ゲインを小さくするため、オーバステア傾向となることを抑制して、操舵感の向上を図ることができる。

【0134】

（６）優先目標転舵トルク演算部９４及び冗長目標転舵トルク演算部１０４は、横加速度γの絶対値の増大に基づいて制御ゲインを大きくするため、横加速度γに応じて最適な角度制御を実行できる。

【0135】

（７）優先目標転舵トルク演算部９４及び冗長目標転舵トルク演算部１０４は、対象温度Ｔempの低下に基づいて、制御ゲインを大きくするため、対象温度Ｔempに応じて最適な角度制御を実行できる。

【0136】

（８）優先目標転舵トルク演算部９４は、角度制御として、第１転舵対応角θp1を第１目標転舵対応角θp1*に追従させる角度Ｆ／Ｂ制御と、第１目標転舵対応角θp1*に基づく角度Ｆ／Ｆ制御と、第１転舵対応角θp1の変化量である第１転舵対応角速度ωp1に基づくダンピング制御とを実行する。そして、ブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び駆動方式に基づいて変更する制御ゲインには、比例ゲインＫp、積分ゲインＫi、微分ゲインＫd、角度Ｆ／ＦゲインＫffp及びダンピングゲインＫdmpが含まれる。そのため、第１転舵対応角θp1の第１目標転舵対応角θp1*への調整を好適に行うことができる。同様に、冗長目標転舵トルク演算部１０４は、角度Ｆ／Ｂ制御と、角度Ｆ／Ｆ制御と、ダンピング制御とを実行するため、第２転舵対応角θp2の第２目標転舵対応角θp2*への調整を好適に行うことができる。

【0137】

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。
・上記実施形態では、転舵側モータ３２が第１コイル群５５及び第２コイル群５６を有する構成としたが、これに限らず、例えば転舵側アクチュエータ３１が複数の転舵側モータを有する構成としてもよい。このように構成することは、操舵装置にモータトルクを付与するモータが、給電経路が分けられた複数のコイル群を有することと同義である。

【0138】

・上記実施形態において、転舵側モータ３２が３つ以上の給電経路に分けられた複数のコイル群を有し、操舵制御装置１が転舵側マイコン及び転舵側駆動回路の組をコイル群と同数だけ有する構成としてもよい。また、転舵側モータ３２が１つのコイル群のみを有する構成とし、操舵制御装置１が転舵側マイコン及び転舵側駆動回路の組を１つだけ有する構成としてもよい。つまり、転舵ユニット６にモータトルクを付与するための構成を冗長化しなくてもよい。

【0139】

・上記実施形態において、操舵側モータ１３が２つ以上の給電経路に分けられた複数のコイル群を有し、操舵制御装置１が操舵側マイコン及び操舵側駆動回路の組をコイル群と同数だけ有する構成としてもよい。

【0140】

・上記実施形態において、角度軸力演算部８５が第１転舵対応角θp1に代えて第２転舵対応角θp2を用いて角度軸力Ｆibを演算してもよい。
・上記実施形態において、転舵側モータ３２の駆動方式として、協調方式、独立方式、残存方式以外の方式を採用してもよい。一例として、転舵側モータ３２の温度が閾値以上となった場合に、転舵側モータ３２の過熱を抑制するために、ｑ軸電流指令値Ｉqt1*及びｑ軸電流指令値Ｉqt2*の絶対値を制限する駆動方式を採用してもよい。

【0141】

・上記実施形態では、温度センサ４６により検出される転舵側モータ３２の温度を対象温度Ｔempとしたが、これに限らず、例えばｑ軸電流値Ｉqtに基づいて推定される転舵側モータ３２の推定温度を対象温度としてもよい。また、転舵側モータ３２の温度に限らず、第１転舵側マイコン６４の温度、第２転舵側マイコン６７の温度、第１転舵側駆動回路６５の温度、第２転舵側駆動回路６８の温度、操舵装置２の温度、操舵装置２の周辺温度等の他の温度を対象温度としてもよい。

【0142】

・上記実施形態において、第１状態管理部９３及び第２状態管理部１０３が行う異常検出の方法は、適宜変更可能である。
・上記実施形態では、車両が減速状態である場合に、通常時車速感応ゲインＫvnよりも小さな値となる減速時車速感応ゲインＫvrを出力することで、制御ゲインを小さくした。しかし、これに限らず、例えば車両が減速状態であるか否かに応じて異なる減速感応ゲインを乗算器１４７に出力することで、制御ゲインを小さくしてもよく、その演算態様は適宜変更可能である。

【0143】

・上記実施形態では、ブレーキ操作フラグＦbrに基づいて車両が減速状態であるか否かを判定したが、これに限らず、例えば前後加速度を検出し、前後加速度が予め設定された閾値未満となる場合に、車両が減速状態であると判定してもよい。

【0144】

・上記実施形態において、入力トルク基礎成分演算部８１が、例えば操舵トルクＴh及び車速Ｖb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Ｖbが小さくなるほど、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。

【0145】

・上記実施形態において、角度制御の実行態様は適宜変更可能である。例えば、角度Ｆ／Ｆ制御及びダンピング制御の少なくとも一方を実行しなくてもよい。
・上記実施形態では、角度Ｆ／Ｂトルク演算部１１１が角度Ｆ／Ｂ制御としてＰＩＤ制御を実行したが、これに限らず、例えばＰＩ制御を実行してもよく、角度Ｆ／Ｂ制御の実行態様は適宜変更可能である。

【0146】

・上記実施形態において、角度Ｆ／Ｆトルク演算部１１２が、ＳＡＴ成分Ｔsat及びプラント成分Ｔpltのいずれか一方のみに基づいて角度Ｆ／ＦトルクＴffpを演算してもよい。

【0147】

・上記実施形態では、ブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び転舵側モータ３２の駆動方式に基づいて比例ゲインＫp、積分ゲインＫi、微分ゲインＫd、角度Ｆ／ＦゲインＫffp及びダンピングゲインＫdmpを変更した。しかし、これに限らず、これら制御ゲインのうちの少なくとも１つをブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び駆動方式に基づいて変更すれば、他の制御ゲインを変更しなくてもよい。

【0148】

・上記実施形態では、ブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び転舵側モータ３２の駆動方式に基づいて比例ゲインＫpを変更した。しかし、これらブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び駆動方式の全てに基づかなくてもよく、これらブレーキ操作フラグＦbr、車速Ｖb、横加速度γ、対象温度Ｔemp及び駆動方式の少なくとも１つに基づいて比例ゲインＫpを変更してもよい。このことは、積分ゲインＫi、微分ゲインＫd、角度Ｆ／ＦゲインＫffp及びダンピングゲインＫdmpについても同様である。

【0149】

・上記実施形態において、目標反力トルク演算部７２が操舵角θhを目標操舵角に調整する角度制御の実行に基づいて目標反力トルクＴs*を演算してもよく、この角度制御に用いる制御ゲインを、優先目標転舵トルク演算部９４及び冗長目標転舵トルク演算部１０４が実行する角度制御に用いる制御ゲインと同様に変更してもよい。

【0150】

・上記実施形態において、操舵側モータ１３として埋込磁石同期モータ（ＩＰＭＳＭ）を用いてもよい。また、転舵側モータ３２として埋込磁石同期モータを用いてもよい。
・上記実施形態では、制御対象となる操舵装置２を、操舵ユニット４と転舵ユニット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、これに限らず、クラッチにより操舵ユニット４と転舵ユニット６との間の動力伝達を分離可能な構造の操舵装置を制御対象としてもよい。

【0151】

・上記実施形態では、制御対象となる操舵装置２をステアバイワイヤ式の操舵装置としたが、これに限らず、例えばモータトルクがアシスト力として付与される電動パワーステアリングとしてもよい。

【0152】

・上記実施形態において、操舵制御装置１としては、ＣＰＵ及びメモリを備えてソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態において実行されるソフトウェア処理の少なくとも一部を処理する専用のハードウェア回路（たとえばＡＳＩＣ等）を備えてもよい。すなわち、転舵制御装置は、以下の（ａ）～（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するＲＯＭ等のプログラム格納装置とを備える。（ｂ）上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。（ｃ）上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア処理回路や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。すなわち、上記処理は、１または複数のソフトウェア処理回路および１または複数の専用のハードウェア回路の少なくとも一方を備えた処理回路（processing circuitry）によって実行されればよい。

【0153】

次に、上記実施形態及び変形例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記操舵装置は、操舵ユニットと、前記操舵ユニットに入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵ユニットとの間の動力伝達が分離した構造を有するものであり、前記モータは、前記転舵輪を転舵させる力である転舵力として前記モータトルクを付与する転舵側モータである操舵制御装置。

【符号の説明】

【0154】

１…操舵制御装置、２…操舵装置、３…ステアリングホイール、４…操舵ユニット、５…転舵輪、６…転舵ユニット、２１…ピニオン軸、３２…転舵側モータ、４２…車速センサ、４６…温度センサ、４７…横加速度センサ、５５…第１コイル群、５６…第２コイル群、６４…第１転舵側マイコン、６５…第１転舵側駆動回路、６７…第２転舵側マイコン、６８…第２転舵側駆動回路、９４…優先目標転舵トルク演算部、９６…第１転舵側モータ制御信号演算部、１０４…冗長目標転舵トルク演算部、１０６…第２転舵側モータ制御信号演算部、１３１…比例ゲイン演算部、１３３…積分ゲイン演算部、１３６…微分ゲイン演算部、１５３…角度Ｆ／Ｆゲイン演算部、１６２…ダンピングゲイン演算部、Ｆbr…ブレーキ操作フラグ、Ｋd…微分ゲイン、Ｋi…積分ゲイン、Ｋp…比例ゲイン、Ｋdmp…ダンピングゲイン、Ｋffp…角度Ｆ／Ｆゲイン、Ｍt1…第１転舵側モータ制御信号、Ｍt2…第２転舵側モータ制御信号、Ｓ1…第１状態信号、Ｓ2…第２状態信号、Ｔemp…対象温度、Ｔdmp…ダンピングトルク、Ｔfbp…角度Ｆ／Ｂトルク、Ｔffp…角度Ｆ／Ｆトルク、Ｔtj*…冗長目標転舵トルク、Ｔty*…優先目標転舵トルク、Ｖb…車速、γ…横加速度、θp1…第１転舵対応角、θp2…第２転舵対応角、θp1*…第１目標転舵対応角、θp2*…第２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】