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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】2024-06-21
(45)【発行日】2024-07-01
(54)【発明の名称】操舵制御装置
(51)【国際特許分類】
B62D 6/00 20060101AFI20240624BHJP
B62D 5/04 20060101ALI20240624BHJP
B62D 101/00 20060101ALN20240624BHJP
B62D 113/00 20060101ALN20240624BHJP
B62D 119/00 20060101ALN20240624BHJP
【ＦＩ】
B62D6/00
B62D5/04
B62D101:00
B62D113:00
B62D119:00
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2020207051
(22)【出願日】2020-12-14
(65)【公開番号】P2022053436
(43)【公開日】2022-04-05
【審査請求日】2023-08-14
(31)【優先権主張番号】P 2020159591
(32)【優先日】2020-09-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(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】並河 勲
(72)【発明者】
【氏名】松田 哲
(72)【発明者】
【氏名】飯田 友幸
(72)【発明者】
【氏名】工藤 佳夫
(72)【発明者】
【氏名】山下 正治
(72)【発明者】
【氏名】柴田 憲治
【審査官】菅 和幸
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１０－１４９５４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－２１７９９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１９９１７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－２０６２６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－２９１８７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－１５１３９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－０３４８３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０８３０５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】独国特許出願公開第１９８０４８２１（ＤＥ，Ａ１）
(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】
ステアリングホイールに連結される操舵部と前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵軸が動作することで転舵輪を転舵させる転舵部との間の動力伝達路が分離した構造を有する操舵装置を制御対象とする操舵制御装置であって、前記操舵装置は、前記ステアリングホイールの回転量に対する前記転舵輪の回転量の比である舵角比を変化させる機能を有するものであり、
前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力が発生するように前記操舵部に設けられた操舵側モータの作動を少なくとも制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記操舵反力となる前記操舵側モータのモータトルクの目標値となる目標反力トルクを演算する目標反力トルク演算部を有し、
前記目標反力トルク演算部は、前記目標反力トルクに反映される、前記転舵輪を所定の方向へ転舵させる操舵を規制するための偏差軸力を演算する偏差軸力演算部を含み、
前記偏差軸力演算部は、前記ステアリングホイールの回転量を示す値として設定される操舵角と前記転舵輪の回転量を示す値として設定される転舵角とのうちいずれか一方の角度を基準角とし、前記操舵角と前記転舵角とのうちいずれか他方を前記舵角比に応じて換算した角度を換算角として、前記基準角と前記換算角との偏差に基づいて前記偏差軸力を演算するように構成されており、
前記制御部には、理想的な車両の旋回挙動に対する実際の車両の旋回挙動の差を示す情報として設定される旋回状態量が入力されており、
前記偏差軸力演算部は、前記旋回状態量に基づき補償された前記転舵角を用いて前記偏差を演算するように構成されている操舵制御装置。
【請求項2】
ステアリングホイールに連結される操舵部と前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵軸が動作することで転舵輪を転舵させる転舵部との間の動力伝達路が分離した構造を有する操舵装置を制御対象とする操舵制御装置であって、
前記操舵装置は、前記ステアリングホイールの回転量に対する前記転舵輪の回転量の比である舵角比を変化させる機能を有するものであり、
前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力が発生するように前記操舵部に設けられた操舵側モータの作動を少なくとも制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記操舵反力となる前記操舵側モータのモータトルクの目標値となる目標反力トルクを演算する目標反力トルク演算部を有し、
前記目標反力トルク演算部は、前記目標反力トルクに反映される、前記転舵輪を所定の方向へ転舵させる操舵を規制するための偏差軸力を演算する偏差軸力演算部を含み、
前記偏差軸力演算部は、前記ステアリングホイールの回転量を示す値として設定される操舵角と前記転舵輪の回転量を示す値として設定される転舵角とのうちいずれか一方の角度を基準角とし、前記操舵角と前記転舵角とのうちいずれか他方を前記舵角比に応じて換算した角度を換算角として、前記基準角と前記換算角との偏差に基づいて前記偏差軸力を演算するように構成されており、
前記偏差軸力演算部は、前記偏差に基づき得られる第１偏差軸力成分と、当該第１偏差軸力成分とは異なる特性を有するように前記偏差に基づき得られる第２偏差軸力成分とを含む複数の偏差軸力成分を演算する偏差軸力成分演算部を含み、
前記偏差軸力成分演算部は、前記転舵部に設けられた転舵側モータの作動を制限しない状況であるか当該作動を制限する状況であるかに応じて前記第１偏差軸力成分と前記第２偏差軸力成分とのいずれかの偏差軸力成分を前記偏差軸力に加味するように構成されている操舵制御装置。
【請求項3】
ステアリングホイールに連結される操舵部と前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵軸が動作することで転舵輪を転舵させる転舵部との間の動力伝達路が分離した構造を有する操舵装置を制御対象とする操舵制御装置であって、
前記操舵装置は、前記ステアリングホイールの回転量に対する前記転舵輪の回転量の比である舵角比を変化させる機能を有するものであり、
前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力が発生するように前記操舵部に設けられた操舵側モータの作動を少なくとも制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記操舵反力となる前記操舵側モータのモータトルクの目標値となる目標反力トルクを演算する目標反力トルク演算部を有し、
前記目標反力トルク演算部は、前記目標反力トルクに反映される、前記転舵輪を所定の方向へ転舵させる操舵を規制するための偏差軸力を演算する偏差軸力演算部を含み、
前記偏差軸力演算部は、前記ステアリングホイールの回転量を示す値として設定される操舵角と前記転舵輪の回転量を示す値として設定される転舵角とのうちいずれか一方の角度を基準角とし、前記操舵角と前記転舵角とのうちいずれか他方を前記舵角比に応じて換算した角度を換算角として、前記基準角と前記換算角との偏差に基づいて前記偏差軸力を演算するように構成されており、
前記偏差軸力演算部は、前記偏差に基づき得られる第１偏差軸力成分と、当該第１偏差軸力成分とは異なる特性を有するように前記偏差に基づき得られる第２偏差軸力成分とを含む複数の偏差軸力成分を所定配分比率で合算する偏差軸力成分演算部を含み、
前記偏差軸力成分演算部は、前記転舵部に設けられた転舵側モータの作動を制限しない状況であるか当該作動を制限する状況であるかに応じて前記配分比率を変更するとともに、前記配分比率で合算した前記偏差軸力成分を前記偏差軸力に加味するように構成されている操舵制御装置。
【請求項4】
前記偏差軸力演算部は、前記基準角と前記換算角との偏差に基づいて偏差軸力成分を演算する偏差軸力成分演算部と、
前記偏差軸力の変化を調整するべく、前記基準角または前記換算角の変化量である角速度に基づいて軸力粘性成分を演算する軸力粘性成分演算部とを含み、
前記偏差軸力は、前記偏差軸力成分に対して、前記軸力粘性成分を反映させることで得られるように構成されている請求項１～３のいずれか一項に記載の操舵制御装置。
【請求項5】
前記偏差軸力成分演算部は、前記転舵側モータの作動を制限しない状況であるか当該作動を制限する状況であるかが切り替わることに起因して前記第１偏差軸力成分と前記第２偏差軸力成分とのいずれを前記偏差軸力に加味するか切り替える際、当該切り替え前後の前記第１偏差軸力成分と前記第２偏差軸力成分との差を徐々に小さくする機能を有するように構成されている請求項２に記載の操舵制御装置。
【請求項6】
前記偏差軸力成分演算部は、前記転舵側モータの作動を制限しない状況であるか当該作動を制限する状況であるかが切り替わることに起因して前記配分比率を変更する際、当該配分比率を徐々に変化させる機能を有するように構成されている請求項３に記載の操舵制御装置。
【請求項7】
前記偏差軸力成分演算部は、前記偏差の絶対値が偏差閾値以上である場合、前記偏差の絶対値が前記偏差閾値未満である場合と比べて、前記偏差に対する前記偏差軸力成分の勾配を大きく設定するように構成されており、前記偏差軸力成分演算部は、前記転舵側モータの作動を制限する状況では、前記転舵側モータの作動を制限しない状況と比べて、前記偏差閾値の絶対値を小さく設定するように構成されている請求項２、３、５または６のいずれか一項に記載の操舵制御装置。
【請求項8】
前記目標反力トルク演算部は、操舵角限界を超える側の方向への操舵を規制するためのエンド軸力を演算するエンド軸力演算部を含み、前記目標反力トルク演算部は、前記偏差軸力と前記エンド軸力とを個別に演算する機能を有するように構成されている請求項１～７のいずれか一項に記載の操舵制御装置。
【請求項9】
前記目標反力トルク演算部は、前記偏差軸力と前記エンド軸力とを含む複数の軸力のうちの絶対値が最も大きい軸力を選択する軸力選択部を有し、前記目標反力トルク演算部は、前記軸力選択部により選択された前記軸力を反映させることで前記目標反力トルクを得るように構成されている請求項８に記載の操舵制御装置。
【請求項10】
前記制御部は、前記操舵側モータの駆動制御を通じて前記操舵反力を発生させる反力制御を実行する操舵側制御部と、前記転舵部に設けられた転舵側モータの駆動制御を通じて前記転舵輪を転舵させる転舵制御を実行する転舵側制御部とを備え、前記転舵側制御部は、車両の走行速度を示す情報として設定される車速値に基づいて、前記舵角比を変化させるように制御する舵角比可変制御部と、前記転舵角を前記舵角比に応じて前記操舵角に換算した転舵換算角を演算する舵角換算部とを含み、
前記基準角は、前記操舵角であり、
前記換算角は、前記転舵換算角である請求項１～９のいずれか一項に記載の操舵制御装置。
【請求項11】
前記制御部は、前記操舵側モータの駆動制御を通じて前記操舵反力を発生させる反力制御を実行する操舵側制御部と、前記転舵部に設けられた転舵側モータの駆動制御を通じて前記転舵輪を転舵させる転舵制御を実行する転舵側制御部とを備え、
前記転舵側制御部は、車両の走行速度を示す情報として設定される車速値に基づいて、前記舵角比を変化させるように制御するべく、前記操舵角を前記舵角比に応じて換算した角度から得られる、前記転舵制御を実行するための目標転舵角を演算する舵角比可変制御部を含み、
前記基準角は、前記転舵角であり、
前記換算角は、前記目標転舵角または前記操舵角を前記舵角比に応じて換算した角度である請求項１～９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】
従来、操舵装置の一種として、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路が分離されたステアバイワイヤ式の操舵装置がある。同形式の操舵装置では、転舵輪が受ける路面反力等の路面情報が機械的にはステアリングホイールに伝達されない。そこで、同形式の操舵装置を制御対象とする操舵制御装置には、ステアリングホイールに対して路面情報を考慮した操舵反力をするように操舵部に設けられた操舵側アクチュエータを制御することで、路面情報を運転者に伝えるように制御するものがある。
【0003】
例えば、特許文献１の操舵制御装置では、操舵反力を決定する際には転舵部に設けられた転舵軸に作用する軸力を考慮し、当該考慮する軸力の一つとして転舵輪が縁石等の障害物に当たった状況になる場合に当該状況を運転者に伝える障害物当ての軸力を用いている。この場合、操舵制御装置は、転舵輪が障害物に当たった状況になる場合に、障害物当ての軸力を大きくすることによって、当該障害物側の一方向へ運転者によって更に操舵が行われるのを制限するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１９－１２７２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
操舵制御装置では、操舵反力を決定するために考慮する軸力として、上記障害物当ての軸力以外にも、様々な種類の軸力を考慮することがある。この点、転舵輪が障害物に当たった状況を運転者に伝えるための軸力は、転舵輪が障害物に当たった状況に着目して設定される。一方、他の種類の軸力は、転舵輪が障害物に当たった状況とは異なる転舵輪の状況に着目して設定しなければならない。このため、様々な種類の軸力を考慮して操舵反力を決定する際には、着目するべき状況ごとに個別に軸力を都度設定しなければならないことから、操舵反力を決定するために考慮する軸力の設定が複雑になるおそれがあった。
【0006】
本発明の目的は、操舵反力を決定するために考慮する軸力の設定が複雑になることを抑えられ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】
【0007】
上記課題を解決する操舵制御装置は、ステアリングホイールに連結される操舵部と前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵軸が動作することで転舵輪を転舵させる転舵部との間の動力伝達路が分離した構造を有する操舵装置を制御対象とする操舵制御装置であって、前記操舵装置は、前記ステアリングホイールの回転量に対する前記転舵輪の回転量の比である舵角比を変化させる機能を有するものであり、前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力が発生するように前記操舵部に設けられた操舵側モータの作動を少なくとも制御する制御部を備え、前記制御部は、前記操舵反力となる前記操舵側モータのモータトルクの目標値となる目標反力トルクを演算する目標反力トルク演算部を有し、前記目標反力トルク演算部は、前記目標反力トルクに反映される、前記転舵輪を所定の方向へ転舵させる操舵を規制するための偏差軸力を演算する偏差軸力演算部を含み、前記偏差軸力演算部は、前記ステアリングホイールの回転量を示す値として設定される操舵角と前記転舵輪の回転量を示す値として設定される転舵角とのうちいずれか一方の角度を基準角とし、前記操舵角と前記転舵角とのうちいずれか他方を前記舵角比に応じて換算した角度を換算角として、前記基準角と前記換算角との偏差に基づいて前記偏差軸力を演算するように構成されている。
【0008】
上記構成では、基準角と換算角との偏差に基づいて偏差軸力を演算するようにしている。この場合、舵角比が変化することを考慮して、基準角と換算角との偏差の演算にあたっては、操舵角と転舵角とのうちいずれか一方を舵角比に応じて換算する構成を採用している。これにより、基準角と換算角との偏差は、操舵角と転舵角との間の関係にずれが生じた場合、その時の舵角比も考慮したずれとして演算することができるようになる。そして、基準角と換算角との偏差に基づく偏差軸力を設定すれば、複数種類の軸力を纏めて考慮することができることから、軸力を発生させるべき状況ごとに個別に軸力を都度設定する必要がなくなる。したがって、操舵反力を決定するために考慮する軸力の設定が複雑になることを抑えることができる。
【0009】
上記操舵制御装置において、前記偏差軸力演算部は、前記基準角と前記換算角との偏差に基づいて偏差軸力成分を演算する偏差軸力成分演算部と、前記偏差軸力の変化を調整するべく、前記基準角または前記換算角の変化量である角速度に基づいて軸力粘性成分を演算する軸力粘性成分演算部とを含み、前記偏差軸力は、前記偏差軸力成分に対して、前記軸力粘性成分を反映させることで得られるように構成されていることが好ましい。
【0010】
上記構成によれば、例えば、角速度が大きいほど偏差軸力成分の変化量を小さくするように軸力粘性成分を演算する場合には、偏差軸力が急変することを抑えることができるようになる。この場合、転舵輪が障害物に当たったときの転舵輪の弾性感や、転舵輪が転舵するときの粘性感や、転舵輪からステアリングホイールまでの機械的構成の剛性感を再現する等、操舵反力を運転者に伝えるなかで、転舵輪で実際に起こっている状況をより正確に伝えることができる。
【0011】
上記操舵制御装置において、前記制御部には、理想的な車両の旋回挙動に対する実際の車両の旋回挙動の差を示す情報として設定される旋回状態量が入力されており、前記偏差軸力演算部は、前記旋回状態量に基づき補償された前記転舵角を用いて前記偏差を演算するように構成されていることが好ましい。
【0012】
上記構成によれば、旋回中の走行状態における理想的な車両の旋回挙動に対して実際の車両の旋回挙動がずれる状況が考えられるところ、当該状況を操舵反力として運転者にどのようにして伝えるのか調整することができるようになる。
【0013】
上記操舵制御装置において、前記偏差軸力演算部は、前記偏差に基づき得られる第１偏差軸力成分と、当該第１偏差軸力成分とは異なる特性を有するように前記偏差に基づき得られる第２偏差軸力成分とを含む複数の偏差軸力成分を演算する偏差軸力成分演算部を含み、前記偏差軸力成分演算部は、前記転舵部に設けられた転舵側モータの作動を制限しない状況であるか当該作動を制限する状況であるかに応じて前記第１偏差軸力成分と前記第２偏差軸力成分とのいずれかの偏差軸力成分を前記偏差軸力に加味するように構成されていることが好ましい。
【0014】
上記構成によれば、転舵側モータの作動を制限する状況であるか否かの間で、転舵角の追従性が変化することに起因して、基準角と換算角との間の偏差の大小の現れ方が変化することが考えられる。この場合、上記制限する状況であるか否かに応じて第１偏差軸力成分と第２偏差軸力成分とのいずれの偏差軸力成分を偏差軸力に加味するか切り替えるようにしている。これにより、転舵側モータの作動を制限する状況であるか否かに応じて適切な偏差軸力を演算することができる。
【0015】
上記操舵制御装置において、前記偏差軸力成分演算部は、前記転舵側モータの作動を制限しない状況であるか当該作動を制限する状況であるかが切り替わることに起因して前記第１偏差軸力成分と前記第２偏差軸力成分とのいずれを前記偏差軸力に加味するか切り替える際、当該切り替え前後の前記第１偏差軸力成分と前記第２偏差軸力成分との差を徐々に小さくする機能を有するように構成されていることが好ましい。
【0016】
上記構成によれば、転舵側モータの作動を制限する状況であるか否かが切り替わることに起因して第１偏差軸力成分と第２偏差軸力成分とのいずれを偏差軸力に加味するか切り替える際、切り替え前後で第１偏差軸力成分と第２偏差軸力成分との間に差が存在したとしても、当該差を徐々に小さくすることができる。これにより、転舵側モータの作動を制限しない状況であるか否かの間で、偏差軸力の急変が抑えられる。
【0017】
上記操舵制御装置において、前記偏差軸力演算部は、前記偏差に基づき得られる第１偏差軸力成分と、当該第１偏差軸力成分とは異なる特性を有するように前記偏差に基づき得られる第２偏差軸力成分とを含む複数の偏差軸力成分を所定配分比率で合算する偏差軸力成分演算部を含み、前記偏差軸力成分演算部は、前記転舵部に設けられた転舵側モータの作動を制限しない状況であるか当該作動を制限する状況であるかに応じて前記配分比率を変更するとともに、前記配分比率で合算した前記偏差軸力成分を前記偏差軸力に加味するように構成されていることが好ましい。
【0018】
上記構成によれば、転舵側モータの作動を制限する状況であるか否かの間で、転舵角の追従性が変化することに起因して、基準角と換算角との間の偏差の大小の現れ方が変化することが考えられるところ、上記制限する状況であるか否かに応じて第１偏差軸力成分と第２偏差軸力成分との配分比率を変更するようにしている。これにより、転舵側モータの作動を制限する状況であるか否かに応じて適切な偏差軸力を演算することができる。
【0019】
上記操舵制御装置において、前記偏差軸力成分演算部は、前記転舵側モータの作動を制限しない状況であるか当該作動を制限する状況であるかが切り替わることに起因して前記配分比率を変更する際、当該配分比率を徐々に変化させる機能を有するように構成されていることが好ましい。
【0020】
上記構成によれば、転舵側モータの作動を制限する状況であるか否かが切り替わることに起因して配分比率を変更する際、当該変更を徐々に反映させることができる。これにより、転舵側モータの作動を制限しない状況であるか否かの間で、偏差軸力の急変が抑えられる。
【0021】
上記操舵制御装置において、前記偏差軸力成分演算部は、前記偏差の絶対値が偏差閾値以上である場合、前記偏差の絶対値が前記偏差閾値未満である場合と比べて、前記偏差に対する前記偏差軸力成分の勾配を大きく設定するように構成されており、前記偏差軸力成分演算部は、前記転舵側モータの作動を制限する状況では、前記転舵側モータの作動を制限しない状況と比べて、前記偏差閾値の絶対値を小さく設定するように構成されていることが好ましい。
【0022】
上記構成によれば、転舵側モータの作動を制限する状況では、転舵角の追従性が低下することに起因して、基準角と換算角との間の偏差が大きくなる状況が考えられるところ、偏差が大きくなることを抑えられる。
【0023】
ここで、ステアリングホイールの操舵限界、すなわち転舵輪の転舵限界でステアリングホイールの操舵を規制する状況を考慮すると、偏差軸力では、転舵輪が転舵できない状況で実際にステアリングホイールが操舵限界側を超えて、基準角と換算角との間に偏差が生じなければステアリングホイールの操舵を規制することはできない。
【0024】
そこで、上記操舵制御装置において、前記目標反力トルク演算部は、操舵角限界を超える側の方向への操舵を規制するためのエンド軸力を演算するエンド軸力演算部を含み、前記目標反力トルク演算部は、前記偏差軸力と前記エンド軸力とを個別に演算する機能を有するように構成されていることが好ましい。
【0025】
上記構成によれば、操舵角が操舵角限界を超える状況になる場合には、偏差軸力とは別にエンド軸力を設定することで、ステアリングホイールが操舵角限界を超える側の方向への操舵を規制することができるようになる。これにより、例えば、ステアリングホイールが操舵角限界に達している場合には、基準角と換算角との間に偏差が生じていない状況であっても、ステアリングホイールの操舵を規制することができる。
【0026】
上記操舵制御装置において、前記目標反力トルク演算部は、前記偏差軸力と前記エンド軸力とを含む複数の軸力のうちの絶対値が最も大きい軸力を選択する軸力選択部を有し、前記目標反力トルク演算部は、前記軸力選択部により選択された前記軸力を反映させることで前記目標反力トルクを得るように構成されているものであることが好ましい。
【0027】
上記構成によれば、偏差軸力とエンド軸力とを含む複数の軸力が同時に操舵反力を発生させるべき値として演算される状況があるところ、当該状況であっても実際に目標反力トルクに対して反映される軸力としては絶対値が最も大きい軸力のただ一つである。したがって、偏差軸力とエンド軸力とを含む複数の軸力が同時に操舵反力を発生させるべき値として演算される状況であっても、操舵反力が過剰に大きくなることを抑制することができる。
【0028】
上記操舵制御装置において、前記制御部は、前記操舵側モータの駆動制御を通じて前記操舵反力を発生させる反力制御を実行する操舵側制御部と、前記転舵部に設けられた転舵側モータの駆動制御を通じて前記転舵輪を転舵させる転舵制御を実行する転舵側制御部とを備え、前記転舵側制御部は、車両の走行速度を示す情報として設定される車速値に基づいて、前記舵角比を変化させるように制御する舵角比可変制御部と、前記転舵角を前記舵角比に応じて前記操舵角に換算した転舵換算角を演算する舵角換算部とを含み、前記基準角は、前記操舵角であり、前記換算角は、前記転舵換算角であることが好ましい。
【0029】
上記構成によれば、舵角比可変制御部が設けられている転舵側制御部が舵角換算部を有するようにしている。この場合、舵角比を用いて換算する機能については転舵側制御部に集約することができ、制御部を設計するうえで設計しやすい構成を実現することができる。
【発明の効果】
【0030】
本発明の操舵制御装置によれば、操舵反力の設定を簡素にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】第１実施形態において、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実施形態において、操舵制御装置の機能を示すブロック図。
【図3】第１実施形態において、軸力演算部の機能を示すブロック図。
【図4】第１実施形態において、配分軸力演算部の機能を示すブロック図。
【図5】第１実施形態において、偏差軸力演算部の機能を示すブロック図。
【図6】第２実施形態において、偏差軸力演算部の機能を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【0032】
＜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、操舵制御装置１の制御対象となる車両の操舵装置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、運転者により操舵部４に入力される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。
操舵制御装置の第１実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、操舵制御装置１の制御対象となる車両の操舵装置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、運転者により操舵部４に入力される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。
【0033】
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軸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軸１１を介してステアリングホイール３に付与する操舵アクチュエータ１２とを備えている。操舵アクチュエータ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軸１１に伝達する操舵側減速機構１４とを有している。本実施形態の操舵側モータ１３には、例えば三相のブラシレスモータが採用されている。
【0034】
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とを備えている。第１ピニオン軸２１とラック軸２２とは、所定の交差角をもって配置されている。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。ラック軸２２の両端には、タイロッド２４が連結されている。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。
【0035】
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アクチュエータ３１を備えている。転舵アクチュエータ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構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。
【0036】
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として、運転者による操舵方向と反対方向へ向けて作用する力がステアリングホイール３に付与される。
【0037】
ちなみに、第１ピニオン軸２１を設ける理由は、第１ピニオン軸２１と共にラック軸２２を図示しないハウジングの内部に支持するためである。すなわち、操舵装置２に設けられる図示しない支持機構によって、ラック軸２２は、その軸方向に沿って移動可能に支持されるとともに、第１ピニオン軸２１及び第２ピニオン軸３２へ向けて押圧される。これにより、ラック軸２２はハウジングの内部に支持される。ただし、第１ピニオン軸２１を使用せずにラック軸２２をハウジングに支持する他の支持機構を設けてもよい。
【0038】
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。
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。
【0039】
操舵制御装置１には、ステアリング軸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、ステアリング軸１１における操舵側減速機構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、ステアリング軸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。
【0040】
操舵側回転角センサ４２は、操舵側モータ１３の操舵側回転角θａを３６０度の範囲内の相対角で検出する。操舵側回転角θａは、操舵角θｓの演算に使用される。操舵側モータ１３と、ステアリング軸１１とは、操舵側減速機構１４を介して連動する。このため、操舵側モータ１３の操舵側回転角θａと、ステアリング軸１１の回転角、ひいてはステアリングホイール３の回転角、すなわち回転量を示す情報として設定される操舵角θｓとの間には相関がある。したがって、操舵側モータ１３の操舵側回転角θａに基づき操舵角θｓを演算することができる。
【0041】
転舵側回転角センサ４３は、転舵側モータ３３の転舵側回転角θｂを相対角で検出する。転舵側回転角θｂは、ピニオン角θｐの演算に使用される。転舵側モータ３３と、第２ピニオン軸３２とは、転舵側減速機構３４を介して連動する。このため、転舵側モータ３３の転舵側回転角θｂと、第２ピニオン軸３２の実際の回転角であるピニオン角θｐとの間には相関がある。したがって、転舵側モータ３３の転舵側回転角θｂに基づきピニオン角θｐを演算することができる。また、第２ピニオン軸３２は、ラック軸２２に噛合されている。このため、ピニオン角θｐとラック軸２２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５の転舵角を反映する値である。なお、操舵トルクＴｈ、操舵側回転角θａ、転舵側回転角θｂは、右側に操舵した場合に正の値、左側に操舵した場合に負の値とする。
【0042】
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、車両の走行速度を示す情報として設定される車速値Ｖを検出する。
操舵制御装置１には、上位制御装置４５が接続されている。上位制御装置４５は、操舵制御装置１とは別の制御装置として、操舵装置２が搭載された車両に搭載されている。上位制御装置４５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。本実施形態の上位制御装置４５は、旋回中の走行状態における理想的な車両の旋回挙動に対する実際の車両の旋回挙動の差を示す情報として設定される旋回状態量として角度で定義されるドリフト状態量θｘを生成する。上位制御装置４５には、例えば、ヨーレートセンサが接続されており、当該ヨーレートセンサを通じて検出された実際のヨーレートと、旋回中の車速値Ｖ等の走行状態に基づき理想的であると推定演算された推定ヨーレートとの偏差に基づき、角度の次元を有する値としてドリフト状態量θｘが演算される。こうして得られたドリフト状態量θｘは、操舵制御装置１に出力される。
操舵制御装置１には、上位制御装置４５が接続されている。上位制御装置４５は、操舵制御装置１とは別の制御装置として、操舵装置２が搭載された車両に搭載されている。上位制御装置４５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。本実施形態の上位制御装置４５は、旋回中の走行状態における理想的な車両の旋回挙動に対する実際の車両の旋回挙動の差を示す情報として設定される旋回状態量として角度で定義されるドリフト状態量θｘを生成する。上位制御装置４５には、例えば、ヨーレートセンサが接続されており、当該ヨーレートセンサを通じて検出された実際のヨーレートと、旋回中の車速値Ｖ等の走行状態に基づき理想的であると推定演算された推定ヨーレートとの偏差に基づき、角度の次元を有する値としてドリフト状態量θｘが演算される。こうして得られたドリフト状態量θｘは、操舵制御装置１に出力される。
【0043】
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。
【0044】
操舵制御装置１の機能について説明する。
操舵制御装置１は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ）やメモリを備えており、所定の演算周期ごとにメモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行する。これにより、各種の処理が実行される。
操舵制御装置１は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ）やメモリを備えており、所定の演算周期ごとにメモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行する。これにより、各種の処理が実行される。
【0045】
【0046】
図２に示すように、操舵制御装置１は、反力制御を実行する操舵側制御部５０と、転舵制御を実行する転舵側制御部６０とを備えている。
操舵側制御部５０は、操舵側電流センサ５４を有している。操舵側電流センサ５４は、操舵側制御部５０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に設けられている。操舵側電流センサ５４は、当該接続線を流れる操舵側モータ１３の各相の電流値から得られる操舵側実電流値Ｉａを検出する。操舵側電流センサ５４は、操舵側モータ１３に対応して設けられる図示しないインバータにおいて、スイッチング素子のそれぞれのソース側に接続されたシャント抵抗の電圧降下を電流として取得する。なお、図２では、説明の便宜上、各相の接続線及び各相の電流センサをそれぞれ１つに纏めて図示している。
操舵側制御部５０は、操舵側電流センサ５４を有している。操舵側電流センサ５４は、操舵側制御部５０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に設けられている。操舵側電流センサ５４は、当該接続線を流れる操舵側モータ１３の各相の電流値から得られる操舵側実電流値Ｉａを検出する。操舵側電流センサ５４は、操舵側モータ１３に対応して設けられる図示しないインバータにおいて、スイッチング素子のそれぞれのソース側に接続されたシャント抵抗の電圧降下を電流として取得する。なお、図２では、説明の便宜上、各相の接続線及び各相の電流センサをそれぞれ１つに纏めて図示している。
【0047】
転舵側制御部６０は、転舵側電流センサ６７を有している。転舵側電流センサ６７は、転舵側制御部６０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に設けられている。転舵側電流センサ６７は、当該接続線を流れる転舵側モータ３３の各相の電流値から得られる転舵側実電流値Ｉｂを検出する。転舵側電流センサ６７は、転舵側モータ３３に対応して設けられる図示しないインバータにおいて、スイッチング素子のそれぞれのソース側に接続されたシャント抵抗の電圧降下を電流として取得する。なお、図２では、説明の便宜上、各相の接続線及び各相の電流センサをそれぞれ１つに纏めて図示している。
【0048】
操舵側制御部５０の機能について説明する。
操舵側制御部５０には、操舵トルクＴｈ、車速値Ｖ、操舵側回転角θａ、転舵側実電流値Ｉｂ、後述の目標ピニオン角θｐ＊、後述の転舵換算角θｐ＿ｓ、及び後述のコード信号Ｓｍが入力される。操舵側制御部５０は、操舵トルクＴｈ、車速値Ｖ、操舵側回転角θａ、転舵側実電流値Ｉｂ、転舵換算角θｐ＿ｓ、及びコード信号Ｓｍに基づいて、操舵側モータ１３に対する給電を制御する。なお、転舵換算角θｐ＿ｓは、転舵側回転角θｂに基づき演算される。
操舵側制御部５０には、操舵トルクＴｈ、車速値Ｖ、操舵側回転角θａ、転舵側実電流値Ｉｂ、後述の目標ピニオン角θｐ＊、後述の転舵換算角θｐ＿ｓ、及び後述のコード信号Ｓｍが入力される。操舵側制御部５０は、操舵トルクＴｈ、車速値Ｖ、操舵側回転角θａ、転舵側実電流値Ｉｂ、転舵換算角θｐ＿ｓ、及びコード信号Ｓｍに基づいて、操舵側モータ１３に対する給電を制御する。なお、転舵換算角θｐ＿ｓは、転舵側回転角θｂに基づき演算される。
【0049】
操舵側制御部５０は、操舵角演算部５１と、目標反力トルク演算部５２と、通電制御部５３とを有している。
操舵角演算部５１には、操舵側回転角θａが入力される。操舵角演算部５１は、操舵側回転角θａを、例えば、車両が直進しているときのステアリングホイール３の位置である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積算角に換算する。操舵角演算部５１は、換算して得られた積算角に操舵側減速機構１４の回転速度比に基づき換算係数を乗算することで、操舵角θｓを演算する。なお、操舵角θｓは、ステアリング中立位置よりも、例えば右側の角度である場合に正、左側の角度である場合に負とする。
操舵角演算部５１には、操舵側回転角θａが入力される。操舵角演算部５１は、操舵側回転角θａを、例えば、車両が直進しているときのステアリングホイール３の位置である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積算角に換算する。操舵角演算部５１は、換算して得られた積算角に操舵側減速機構１４の回転速度比に基づき換算係数を乗算することで、操舵角θｓを演算する。なお、操舵角θｓは、ステアリング中立位置よりも、例えば右側の角度である場合に正、左側の角度である場合に負とする。
【0050】
目標反力トルク演算部５２には、操舵トルクＴｈ、車速値Ｖ、操舵角θｓ、転舵側実電流値Ｉｂ、後述の目標ピニオン角θｐ＊、後述の転舵換算角θｐ＿ｓ、及び後述のコード信号Ｓｍが入力される。目標反力トルク演算部５２は、操舵トルクＴｈ、車速値Ｖ、操舵角θｓ、転舵側実電流値Ｉｂ、目標ピニオン角θｐ＊、転舵換算角θｐ＿ｓ、及びコード信号Ｓｍに基づいて、操舵側モータ１３を通じて発生させるべきステアリングホイール３の操舵反力の目標となる反力制御量としての目標反力トルクＴｓ＊を演算する。
【0051】
具体的には、目標反力トルク演算部５２は、操舵力演算部５５と、軸力演算部５６とを有している。
操舵力演算部５５には、操舵トルクＴｈ、及び車速値Ｖが入力される。操舵力演算部５５は、操舵トルクＴｈ、及び車速値Ｖに基づいて操舵力Ｔｂ＊を演算する。操舵力Ｔｂ＊は、運転者の操舵方向と同一方向に作用する。操舵力演算部５５は、操舵トルクＴｈの絶対値が大きいほど、また車速値Ｖが遅いほど、より大きな絶対値の操舵力Ｔｂ＊を演算する。操舵力Ｔｂ＊は、トルクの次元（Ｎ・ｍ）の値として演算される。こうして得られた操舵力Ｔｂ＊は減算器５７に出力される。
操舵力演算部５５には、操舵トルクＴｈ、及び車速値Ｖが入力される。操舵力演算部５５は、操舵トルクＴｈ、及び車速値Ｖに基づいて操舵力Ｔｂ＊を演算する。操舵力Ｔｂ＊は、運転者の操舵方向と同一方向に作用する。操舵力演算部５５は、操舵トルクＴｈの絶対値が大きいほど、また車速値Ｖが遅いほど、より大きな絶対値の操舵力Ｔｂ＊を演算する。操舵力Ｔｂ＊は、トルクの次元（Ｎ・ｍ）の値として演算される。こうして得られた操舵力Ｔｂ＊は減算器５７に出力される。
【0052】
軸力演算部５６には、車速値Ｖ、操舵角θｓ、転舵側実電流値Ｉｂ、後述の目標ピニオン角θｐ＊、後述の転舵換算角θｐ＿ｓ、及び後述のコード信号Ｓｍが入力される。軸力演算部５６は、車速値Ｖ、操舵角θｓ、転舵側実電流値Ｉｂ、後述の目標ピニオン角θｐ＊、後述の転舵換算角θｐ＿ｓ、及び後述のコード信号Ｓｍに基づいて、転舵輪５を通じてラック軸２２に作用する軸力Ｆを演算する。軸力Ｆは、トルクの次元（Ｎ・ｍ）の値として演算される。軸力Ｆは、運転者の操舵方向とは反対方向に作用する。減算器５７にて、操舵力Ｔｂ＊から軸力Ｆが差し引かれることで、目標反力トルクＴｓ＊が演算される。こうして得られた目標反力トルクＴｓ＊は、通電制御部５３に出力される。
【0053】
通電制御部５３には、目標反力トルクＴｓ＊、操舵側回転角θａ、及び操舵側実電流値Ｉａが入力される。通電制御部５３は、目標反力トルクＴｓ＊に基づいて、操舵側モータ１３に対する電流指令値Ｉａ＊を演算する。通電制御部５３は、電流指令値Ｉａ＊と、操舵側実電流値Ｉａを操舵側回転角θａに基づき変換して得られるｄｑ座標上の電流値との偏差を求め、当該偏差を無くすように操舵側モータ１３に対する給電を制御する。操舵側モータ１３は、目標反力トルクＴｓ＊に応じたトルクを発生する。これにより、運転者に対して適度な手応え感を与えることができる。
【0054】
転舵側制御部６０の機能について説明する。
転舵側制御部６０は、ピニオン角演算部６１と、舵角比可変制御部６２と、ピニオン角フィードバック制御部（図２中「ピニオン角Ｆ／Ｂ制御部」）６３と、通電制御部６４と、舵角換算部６５と、コード信号生成部６６とを有している。
転舵側制御部６０は、ピニオン角演算部６１と、舵角比可変制御部６２と、ピニオン角フィードバック制御部（図２中「ピニオン角Ｆ／Ｂ制御部」）６３と、通電制御部６４と、舵角換算部６５と、コード信号生成部６６とを有している。
【0055】
ピニオン角演算部６１には、転舵側回転角θｂが入力される。ピニオン角演算部６１は、転舵側回転角θｂを、例えば、車両が直進しているときのラック軸２２の位置であるラック中立位置からの転舵側モータ３３の回転数をカウントすることにより、３６０度を超える範囲を含む積算角に換算する。ピニオン角演算部６１は、換算して得られた積算角に転舵側減速機構３４の回転速度比に基づく換算係数を乗算することで、第２ピニオン軸３２の実際の回転角であるピニオン角θｐを演算する。なお、ピニオン角θｐは、ラック中立位置よりも、例えば右側の角度である場合に正、左側の角度である場合に負とする。こうして得られたピニオン角θｐは、ピニオン角フィードバック制御部６３に出力される。また、減算器６８にて、ピニオン角θｐからドリフト状態量θｘが差し引かれることで補償後ピニオン角θｐ´が演算される。こうして得られた補償後ピニオン角θｐ´は、舵角換算部６５に出力される。
【0056】
舵角比可変制御部６２には、車速値Ｖ、及び操舵角θｓが入力される。舵角比可変制御部６２は、操舵角θｓに調整量を加算することによって目標ピニオン角θｐ＊を演算する。舵角比可変制御部６２は、操舵角θｓに対する目標ピニオン角θｐ＊の比率である舵角比を可変するための調整量を、車速値Ｖに応じて可変させる。例えば、車速値Ｖが遅い場合に速い場合よりも、操舵角θｓの変化に対する目標ピニオン角θｐ＊の変化を大きくするように、調整量を可変させる。操舵角θｓと、目標ピニオン角θｐ＊との間には、相関関係がある。また、ピニオン角θｐは、目標ピニオン角θｐ＊に基づいて制御される。このため、操舵角θｓと、ピニオン角θｐとの間にも相関関係がある。
【0057】
ピニオン角フィードバック制御部６３には、目標ピニオン角θｐ＊、及びピニオン角θｐが入力される。ピニオン角フィードバック制御部６３は、ピニオン角θｐを目標ピニオン角θｐ＊に追従させるべくピニオン角θｐのフィードバック制御として比例項及び微分項を用いたＰＤ制御を実行する。すなわち、ピニオン角フィードバック制御部６３は、目標ピニオン角θｐ＊とピニオン角θｐとの偏差を求め、当該偏差を無くすように、転舵力の目標となる目標制御量としての転舵力指令値Ｔ＊を演算する。
【0058】
通電制御部６４には、転舵力指令値Ｔ＊、転舵側回転角θｂ、及び転舵側実電流値Ｉｂが入力される。通電制御部６４は、転舵力指令値Ｔ＊に基づき転舵側モータ３３に対する電流指令値Ｉｂ＊を演算する。そして、通電制御部６４は、電流指令値Ｉｂ＊と、転舵側実電流値Ｉｂを転舵側回転角θｂに基づき変換して得られるｄｑ座標上の電流値との偏差を求め、当該偏差を無くすように転舵側モータ３３に対する給電を制御する。これにより、転舵側モータ３３は、転舵力指令値Ｔ＊に応じた角度だけ回転する。
【0059】
舵角換算部６５には、車速値Ｖ、及び補償後ピニオン角θｐ´が入力される。舵角換算部６５は、補償後ピニオン角θｐ´に調整量Δθ´を加算することによって転舵換算角θｐ＿ｓを演算する。舵角換算部６５は、調整量Δθ´を、舵角比可変制御部６２が定義する演算規則に対して入力及び出力の関係を逆とした演算規則となるように、車速値Ｖに応じて可変させる。つまり、舵角比可変制御部６２が、例えば、車速値Ｖが遅い場合に速い場合よりも、操舵角θｓの変化に対する目標ピニオン角θｐ＊の変化を大きくするのであれば、舵角換算部６５は、車速値Ｖが遅い場合に速い場合よりも、補償後ピニオン角θｐ´の変化に対する転舵換算角θｐ＿ｓの変化を小さくするように、調整量Δθ´を可変させる。これにより、舵角換算部６５は、転舵角の指標の値として表されている補償後ピニオン角θｐ´を舵角比に応じて操舵角の指標の値として表されるように換算した転舵換算角θｐ＿ｓを演算する。特許請求の範囲に記載した換算角は、転舵換算角θｐ＿ｓに相当する。こうして得られた転舵換算角θｐ＿ｓは、軸力演算部５６に出力される。
【0060】
コード信号生成部６６には、図示しない温度センサ等の検出結果が入力される。温度センサは、例えば、転舵側モータ３３のモータコイルやインバータの温度を検出する。この場合、コード信号生成部６６は、上記温度センサで検出される温度と複数の温度閾値との比較を通じて転舵側モータ３３の状態として発熱状態を判定する。転舵側モータ３３の発熱状態には、転舵側モータ３３の作動を制限する必要性が低い方から順に、例えば、通常の発熱状態、軽度の過熱状態、中程度の過熱状態、および重度の過熱状態が含まれる。そして、通常の発熱状態は、転舵側モータ３３の作動が制限されないことを示す。一方、軽度の過熱状態、中程度の過熱状態、および重度の過熱状態は、転舵側モータ３３の作動が制限されることを示す。
【0061】
また、コード信号生成部６６には、図示しない電圧センサ等の検出結果が入力される。電圧センサは、例えば、バッテリ等の直流電源の電圧を検出する。この場合、コード信号生成部６６は、上記電圧センサで検出される電圧と複数の電圧閾値との比較を通じて直流電源の電圧の状態を判定する。直流電源の電圧状態には、転舵側モータ３３の作動を制限する必要性が低い方向から順に、例えば、通常の電圧状態、軽度の電圧低下状態、中程度の電圧低下状態、および重度の電圧低下状態が含まれる。そして、通常の電圧状態は、転舵側モータ３３の作動が制限されないことを示す。一方、軽度の電圧低下状態、中程度の電圧低下状態、および重度の電圧低下状態は、転舵側モータ３３の作動が制限されることを示す。
【0062】
コード信号生成部６６は、コード信号Ｓｍを生成する際に、次の処理を実行する。すなわち、コード信号生成部６６は、操舵制御装置１の記憶部に格納されたコード表に従って操舵装置２の状態をコード化する。コード化とは、操舵装置２の状態を記号としてのコードで表現する処理をいう。操舵装置２の状態には、転舵側モータ３３の発熱状態および直流電源の電圧状態が含まれる。操舵装置２の状態とコードとの対応関係の一例は、次の通りである。
【0063】
・コード「０」……転舵側モータ３３の作動が制限されない通常状態
・コード「１Ａ」…転舵側モータ３３の軽度の過熱状態
・コード「１Ｂ」…転舵側モータ３３の中程度の過熱状態
・コード「１Ｃ」…転舵側モータ３３の重度の過熱状態
・コード「２Ａ」…直流電源の軽度の電圧低下状態
・コード「２Ｂ」…直流電源の中程度の電圧低下状態
・コード「２Ｃ」…直流電源の重度の電圧低下状態
コード信号生成部６６は、操舵装置２の状態に対応したコードを示すコード信号Ｓｍを生成する。こうして得られたコード信号Ｓｍは、軸力演算部５６に出力される。
・コード「１Ａ」…転舵側モータ３３の軽度の過熱状態
・コード「１Ｂ」…転舵側モータ３３の中程度の過熱状態
・コード「１Ｃ」…転舵側モータ３３の重度の過熱状態
・コード「２Ａ」…直流電源の軽度の電圧低下状態
・コード「２Ｂ」…直流電源の中程度の電圧低下状態
・コード「２Ｃ」…直流電源の重度の電圧低下状態
コード信号生成部６６は、操舵装置２の状態に対応したコードを示すコード信号Ｓｍを生成する。こうして得られたコード信号Ｓｍは、軸力演算部５６に出力される。
【0064】
本実施形態では、操舵装置２の状態を示す信号であるコード信号Ｓｍを転舵側制御部６０が操舵側制御部５０へ出力することで、操舵装置２の状態、特に転舵側モータ３３の状態を操舵側制御部５０に対して把握させることができる。ここで、転舵側モータ３３の状態を操舵側制御部５０に対して把握させることの実現のみを考えるのであれば、転舵側モータ３３の温度や直流電源の電圧等の各種情報を転舵側制御部６０がそれぞれ操舵側制御部５０へ出力することでも実現できる。この点、本実施形態では、転舵側モータ３３の温度や直流電源の電圧等の各種情報を転舵側制御部６０がそれぞれ操舵側制御部５０へ出力する場合と比べて、出力しなければいけない情報量を減らすことができ、操舵側制御部５０と転舵側制御部６０との間の通信負荷を低減できる点で有利である。
【0065】
なお、温度閾値は、例えば、モータコイルやインバータが過熱状態に近付きつつあると考えられる温度として実験的に求められる範囲の値が設定されている。また、電圧閾値は、例えば、直流電源が十分に電力の供給をできなくなる状態に近づきつつあると考えられる電圧として実験的に求められる範囲の値が設定されている。転舵側制御部６０は、通常の発熱状態および電圧状態以外の状態において、転舵側モータ３３の作動を制限するべく、当該転舵側モータ３３に対する給電を制限する保護モードでの制御を実行する。一方、転舵側制御部６０は、通常の発熱状態および電圧状態において、転舵側モータ３３の作動を制限しないで、当該転舵側モータ３３に対する給電を制限しない通常モードでの制御を実行する。
【0066】
ここで、軸力演算部５６の機能についてさらに詳しく説明する。
図３に示すように、軸力演算部５６は、配分軸力演算部７１と、エンド軸力演算部７２と、偏差軸力演算部７３と、軸力選択部７４とを有している。
図３に示すように、軸力演算部５６は、配分軸力演算部７１と、エンド軸力演算部７２と、偏差軸力演算部７３と、軸力選択部７４とを有している。
【0067】
配分軸力演算部７１は、ラック軸２２に作用する軸力に応じた配分軸力Ｆｄを演算する。配分軸力Ｆｄは、転舵輪５を通じてラック軸２２に作用する軸力が好適に反映されるように、後述の角度軸力Ｆｒ及び電流軸力Ｆｉをそれぞれの配分比率で配分して得られるラック軸２２に作用する軸力を推定した演算上の軸力に相当する。こうして得られた配分軸力Ｆｄは、加算器７５に出力される。
【0068】
エンド軸力演算部７２は、ステアリングホイール３の操舵限界、すなわち転舵輪５の転舵限界に達する状況になる場合に当該状況を運転者に伝えるエンド軸力Ｆｉｅを演算する。エンド軸力Ｆｉｅは、操舵角θｓの絶対値が操舵限界に対応する操舵角限界に近付く場合に、当該操舵角限界を超える側への更なるステアリングホイール３の操舵を規制するべく、当該操舵に対して抗する力に相当する。こうして得られたエンド軸力Ｆｉｅは、軸力選択部７４に出力される。
【0069】
偏差軸力演算部７３は、ステアリングホイール３の操舵状態と、転舵輪５の転舵状態との間の舵角比を考慮した関係にずれが生じる状況になる場合に当該状況を運転者に伝える偏差軸力Ｆｖを演算する。ステアリングホイール３の操舵状態と、転舵輪５の転舵状態との間の舵角比を考慮した関係にずれが生じる場合としては以下の状況が挙げられる。例えば、転舵輪５が縁石等の障害物に当たって、転舵輪５を当該障害物側の一方向へ転舵させることができないにもかかわらず、操舵部４と転舵部６との間の動力伝達路が分離されているために、転舵輪５の停止位置に対応するステアリングホイール３の停止位置を超えて当該一方向へ操舵される状況が挙げられる。他にも、過熱保護のために転舵側モータ３３の作動が制限される結果、ピニオン角θｐが目標ピニオン角θｐ＊に追従し難くなるために、操舵角θｓと転舵角との間の相関が崩れる状況が挙げられる。偏差軸力Ｆｖは、転舵輪５が縁石等の障害物に当たった場合に、ステアリングホイール３の更なる操舵を規制するため、当該操舵に対して抗する力に相当する。また、過熱保護のため転舵側モータ３３の作動が制限される場合、ピニオン角θｐの目標ピニオン角θｐ＊への追従性を確保するためにステアリングホイール３の操舵を規制するべく、当該操舵に対して抗する力に相当する。こうして得られた偏差軸力Ｆｖは、軸力選択部７４に出力される。
【0070】
軸力選択部７４には、エンド軸力Ｆｉｅ、及び偏差軸力Ｆｖが入力される。軸力選択部７４は、エンド軸力Ｆｉｅ、及び偏差軸力Ｆｖのうちの絶対値が最も大きい軸力を選択し、当該選択した軸力を選択軸力Ｆｓｌとして演算する。加算器７５にて、選択軸力Ｆｓｌが配分軸力Ｆｄに加算されることで、軸力Ｆが演算される。こうして得られた軸力Ｆは、減算器５７に出力される。減算器５７にて、操舵力Ｔｂ＊から配分軸力Ｆｄが差し引かれることで目標反力トルクＴｓ＊が演算される。こうして得られた目標反力トルクＴｓ＊は、通電制御部５３に出力される。
【0071】
つぎに、配分軸力演算部７１の機能について詳しく説明する。
図４に示すように、配分軸力演算部７１は、角度軸力演算部８１と、電流軸力演算部８２と、配分比演算部８３とを有している。
図４に示すように、配分軸力演算部７１は、角度軸力演算部８１と、電流軸力演算部８２と、配分比演算部８３とを有している。
【0072】
角度軸力演算部８１には、目標ピニオン角θｐ＊、及び車速値Ｖが入力される。角度軸力演算部８１は、目標ピニオン角θｐ＊、及び車速値Ｖに基づいて角度軸力Ｆｒを演算する。角度軸力Ｆｒは、任意に設定する車両のモデルにより規定される軸力の理想値である。角度軸力Ｆｒは、路面情報が反映されない軸力として演算される。路面情報とは、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情報である。具体的には、角度軸力演算部８１は、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が大きくなるほど、角度軸力Ｆｒ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８１は、車速値Ｖが速くなるにつれて角度軸力Ｆｒの絶対値が大きくなるように演算する。角度軸力Ｆｒは、トルクの次元（Ｎ・ｍ）の値として演算される。こうして得られた角度軸力Ｆｒは、乗算器８４に出力される。
【0073】
電流軸力演算部８２には、転舵側実電流値Ｉｂが入力される。電流軸力演算部８２は、転舵側実電流値Ｉｂに基づいて電流軸力Ｆｉを演算する。電流軸力Ｆｉは、転舵輪５を転舵させるべく動作するラック軸２２に実際に作用する軸力、すなわちラック軸２２に実際に伝達される軸力の推定値である。電流軸力Ｆｉは、上記路面情報が反映される軸力として演算される。具体的には、電流軸力演算部８２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を通じてラック軸２２に加えられる力に応じたトルクとが釣り合うとして、転舵側実電流値Ｉｂの絶対値が大きくなるほど、電流軸力Ｆｉの絶対値が大きくなるように演算する。電流軸力Ｆｉは、トルクの次元（Ｎ・ｍ）の値として演算される。こうして得られた電流軸力Ｆｉは、乗算器８５に出力される。
【0074】
配分比演算部８３には、車速値Ｖが入力される。配分比演算部８３は、車速値Ｖに基づいて、配分ゲインＤｉを演算する。配分ゲインＤｉは、角度軸力Ｆｒと、電流軸力Ｆｉとを配分して軸力Ｆを得る際の電流軸力Ｆｉの配分比率である。具体的には、配分比演算部８３は、車速値Ｖと、配分ゲインＤｉとの関係を定めた配分ゲインマップを備えており、車速値Ｖを入力として、配分ゲインＤｉをマップ演算する。
【0075】
配分ゲインＤｉは、車速値Ｖが停車を含む低車速の場合に「１（１００％）」となる。この場合、低車速では、軸力Ｆに対して電流軸力Ｆｉのみが配分されること、すなわち角度軸力Ｆｒが配分されないことを示す。また、配分ゲインＤｉは、車速値Ｖが、例えば、時速６０キロ以上等の高車速の場合に「ゼロ値（０％）」となる。この場合、高車速では、軸力Ｆに対して角度軸力Ｆｒのみが配分されること、すなわち電流軸力Ｆｉが配分されてないことを示す。つまり、本実施形態の配分比率は、角度軸力Ｆｒ及び電流軸力Ｆｉのいずれかしか軸力Ｆに配分しないゼロ値の概念を含む。
【0076】
こうして得られた配分ゲインＤｉは、電流軸力演算部８２で得られた電流軸力Ｆｉに乗算して乗算器８５を通じて得られる最終的な電流軸力Ｆｉｍとして加算器８８に出力される。また、減算器８６にて、記憶部８７に記憶された「１」から配分ゲインＤｉが差し引かれることで配分ゲインＤｒが演算される。こうして得られた配分ゲインＤｒは、乗算器８４に出力される。配分ゲインＤｒは、角度軸力Ｆｒと、電流軸力Ｆｉとを配分して軸力Ｆを得る際の角度軸力Ｆｒの配分比率である。つまり、配分ゲインＤｒは、配分ゲインＤｉとの和が「１（１００％）」となるように値が演算される。なお、記憶部８７は、図示しないメモリの所定の記憶領域のことである。
【0077】
こうして得られた配分ゲインＤｒは、角度軸力演算部８１で得られた角度軸力Ｆｒに乗算して乗算器８４を通じて得られる最終的な角度軸力Ｆｒｍとして加算器８８に出力される。また、こうして得られた角度軸力Ｆｒｍは、電流軸力Ｆｉｍに加算して加算器８８を通じて得られる配分軸力Ｆｄとして加算器７５に出力される。
【0078】
エンド軸力演算部７２の機能について詳しく説明する。
図３に示すように、エンド軸力演算部７２には、目標ピニオン角θｐ＊が入力される。エンド軸力演算部７２は、目標ピニオン角θｐ＊に基づいてエンド軸力Ｆｉｅを演算する。具体的には、エンド軸力演算部７２は、目標ピニオン角θｐ＊と、エンド軸力Ｆｉｅとの関係を定めたエンド軸力マップを備えており、目標ピニオン角θｐ＊を入力として、エンド軸力Ｆｉｅをマップ演算する。エンド軸力演算部７２は、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が閾値角度θｉｅ以下である場合、エンド軸力Ｆｉｅを「０」として演算する。エンド軸力演算部７２は、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が閾値角度θｉｅよりも大きい場合、絶対値が「０」よりも大きなエンド軸力Ｆｉｅを演算する。エンド軸力Ｆｉｅは、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が閾値角度θｉｅを超えてある程度大きくなると、人の手ではそれ以上のステアリングホイール３の操舵ができないほどに大きな絶対値となるように設定されている。こうして得られたエンド軸力Ｆｉｅは、軸力選択部７４に出力される。
図３に示すように、エンド軸力演算部７２には、目標ピニオン角θｐ＊が入力される。エンド軸力演算部７２は、目標ピニオン角θｐ＊に基づいてエンド軸力Ｆｉｅを演算する。具体的には、エンド軸力演算部７２は、目標ピニオン角θｐ＊と、エンド軸力Ｆｉｅとの関係を定めたエンド軸力マップを備えており、目標ピニオン角θｐ＊を入力として、エンド軸力Ｆｉｅをマップ演算する。エンド軸力演算部７２は、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が閾値角度θｉｅ以下である場合、エンド軸力Ｆｉｅを「０」として演算する。エンド軸力演算部７２は、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が閾値角度θｉｅよりも大きい場合、絶対値が「０」よりも大きなエンド軸力Ｆｉｅを演算する。エンド軸力Ｆｉｅは、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が閾値角度θｉｅを超えてある程度大きくなると、人の手ではそれ以上のステアリングホイール３の操舵ができないほどに大きな絶対値となるように設定されている。こうして得られたエンド軸力Ｆｉｅは、軸力選択部７４に出力される。
【0079】
つぎに、偏差軸力演算部７３の機能について詳しく説明する。
図５に示すように、偏差軸力演算部７３は、軸力基礎成分演算部１０１と、軸力粘性成分演算部１０２と、徐変処理部１０３と、上限ガード処理部１０４と、符号処理部１０５とを有している。
図５に示すように、偏差軸力演算部７３は、軸力基礎成分演算部１０１と、軸力粘性成分演算部１０２と、徐変処理部１０３と、上限ガード処理部１０４と、符号処理部１０５とを有している。
【0080】
軸力基礎成分演算部１０１には、操舵角θｓから転舵換算角θｐ＿ｓを差し引いて減算器１０６を通じて得られる偏差Δθ、及びコード信号Ｓｍが入力される。軸力基礎成分演算部１０１は、偏差Δθ、及びコード信号Ｓｍに基づいて、軸力基礎成分ＦΔθを演算する。具体的には、軸力基礎成分演算部１０１は、偏差Δθの絶対値と、軸力基礎成分ＦΔθとの関係を定めた軸力基礎成分マップを備えており、偏差Δθを入力として、軸力基礎成分ＦΔθをマップ演算する。特許請求の範囲に記載した基準角は、操舵角θｓに相当する。
【0081】
本実施形態では、軸力基礎成分演算部１０１は、軸力基礎成分マップとして２種類のマップを備えている。軸力基礎成分演算部１０１は、コード信号Ｓｍに基づいて、２種類のマップのうちいずれか一方を用いて軸力基礎成分ＦΔθを演算する。軸力基礎成分演算部１０１は、転舵側モータ３３の作動が制限されない通常状態であるコード「０」を示す、すなわち通常モードを実行する旨示すコード信号Ｓｍが入力された場合、図５中、二点鎖線で示す通常モード用の軸力基礎成分マップを用いたマップ演算を実施する。図５中、二点鎖線で示す通常モード用の軸力基礎成分マップは、偏差Δθの絶対値が第１偏差閾値Δθ１以上に達すると、偏差Δθの絶対値が第１偏差閾値Δθ１未満の場合と比べて、偏差Δθに対する軸力基礎成分ＦΔθの勾配が大きくなるように設定されている。つまり、軸力基礎成分演算部１０１は、通常モードを実行する旨示すコード信号Ｓｍが入力されると、偏差Δθの絶対値が第１偏差閾値Δθ１未満の場合、軸力基礎成分ＦΔθを「０」として演算するとともに、偏差Δθの絶対値が第１偏差閾値Δθ１以上に達すると、絶対値が「０」よりも大きな軸力基礎成分ＦΔθを演算する。通常モード用の軸力基礎成分マップを通じて得られる軸力基礎成分ＦΔθは、第１偏差軸力成分に相当する。
【0082】
軸力基礎成分演算部１０１は、転舵側モータ３３の作動が制限される通常状態以外の状態であるコード「０」以外を示す、すなわち保護モードを実行する旨示すコード信号Ｓｍが入力されると、図５中、実線で示す保護モード用の軸力基礎成分マップを用いたマップ演算を実施する。図５中、実線で示す保護モード用の軸力基礎成分マップは、偏差Δθの絶対値が第２偏差閾値Δθ２以上に達すると、偏差Δθの絶対値が第２偏差閾値Δθ２未満の場合と比べて、偏差Δθに対する軸力基礎成分ＦΔθの勾配が大きくなるように設定されている。つまり、軸力基礎成分演算部１０１は、保護モードを実行する旨示すコード信号Ｓｍが入力されると、偏差Δθの絶対値が第２偏差閾値Δθ２未満の場合、軸力基礎成分ＦΔθを「０」として演算するとともに、偏差Δθの絶対値が第２偏差閾値Δθ２以上に達すると、絶対値が「０」よりも大きな軸力基礎成分ＦΔθを演算する。保護モード用の軸力基礎成分マップを通じて得られる軸力基礎成分ＦΔθは、第２偏差軸力成分に相当する。こうして得られた軸力基礎成分ＦΔθは、徐変処理部１０３に出力される。
【0083】
本実施形態において、第２偏差閾値Δθ２は、第１偏差閾値Δθ１よりも小さい値として設定されている。すなわち、通常モードを実行する状況でマップ演算に用いる軸力基礎成分マップは、保護モードを実行する状況でマップ演算に用いるマップを、偏差Δθが大きくなる方向に平行移動した形状をなしている。これにより、通常モードを実行する状況でマップ演算に用いる軸力基礎成分マップでは、保護モードを実行する状況でマップ演算に用いる軸力基礎成分マップよりも、偏差Δθの不感帯が大きく設定されている。つまり、通常モードを実行する状況では、保護モードを実行する状況と比べて、偏差Δθに対する軸力基礎成分ＦΔθの勾配が大きくなる状況が偏差Δθがより大きくなる状況で現れるように構成されている。これは、通常モードにおいて、微小な偏差Δθに応じて偏差軸力Ｆｖを演算してしまうと、運転者のステアリング操作の妨げになるおそれがあるためである。
【0084】
特に、この実施形態では、ピニオン角フィードバック制御部６３としてＰＤ制御を採用しており積分項がないので、ＰＩＤ制御と比べると、目標ピニオン角θｐ＊とピニオン角θｐとの微小な偏差が残る可能性がある。目標ピニオン角θｐ＊とピニオン角θｐとの微小な偏差が残ると、これに起因して微小な偏差Δθが生じる可能性がある。このため、仮に、保護モードと通常モードとで不感帯を同じ大きさに設定してしまうと、通常モードにおいて偏差Δθが小さい段階で偏差軸力Ｆｖが頻繁に生じる可能性が考えられる。この結果、通常モードにおいて運転者のステアリング操作が妨げられるおそれがある。しかしながら、本実施形態のように、通常モードのときの不感帯は保護モードのときの不感帯よりも大きく設定されることによって、通常モードであっても偏差Δθが小さい段階で偏差軸力Ｆｖが生じる頻度を抑えられ、通常モードにおいて運転者が偏差軸力Ｆｖによりステアリング操作を妨げられる状況を抑えられる。
【0085】
徐変処理部１０３には、軸力基礎成分ＦΔθ、及びコード信号Ｓｍが入力される。徐変処理部１０３は、コード信号Ｓｍが示す内容がコード「０」とコード「０」以外との間、すなわち通常モードと保護モードとの間で切り替わった場合、軸力基礎成分ＦΔθに対して、時間に対する徐変処理を実行する。具体的には、徐変処理部１０３は、モードが通常モードと保護モードとの間で切り替わった場合、切り替え前に演算された軸力基礎成分ＦΔθから切り替え後の軸力基礎成分ＦΔθの偏差を取得し、当該偏差分をオフセット量として演算する。この場合、徐変処理部１０３は、切り替え後の軸力基礎成分ＦΔθを切り替え前の軸力基礎成分ＦΔθ側にオフセット量だけずらすことにより、処理後軸力基礎成分ＦΔθ´を演算する。そして、徐変処理部１０３は、オフセット量を徐々に小さくしていずれ切り替え後の軸力基礎成分ＦΔθが本来の切り替え後の値となるように変化させる徐変処理を実行する。これにより、モードが通常モードと保護モードとの間で切り替わった場合であっても、処理後軸力基礎成分ＦΔθ´が急変することが抑えられている。なお、徐変処理部１０３は、コード信号Ｓｍが示す内容が通常モードと保護モードとの間で切り替わらない間、上記オフセット量が存在していなければ、軸力基礎成分ＦΔθを処理後軸力基礎成分ＦΔθ´として演算する。本実施形態において、軸力基礎成分演算部１０１と、徐変処理部１０３とは、偏差軸力成分演算部に相当する。また、本実施形態において、処理後軸力基礎成分ＦΔθ´は、偏差軸力成分に相当する。こうして得られた処理後軸力基礎成分ＦΔθ´は、加算器１０７に出力される。
【0086】
軸力粘性成分演算部１０２には、操舵角θｓを微分して微分器１０８を通じて得られる操舵角速度ωｓが入力される。操舵角速度ωｓは、操舵角θｓの変化量を示す情報として設定される。具体的には、軸力粘性成分演算部１０２は、操舵角速度ωｓの絶対値と、軸力粘性成分Ｆωとの関係を定めた軸力粘性成分マップを備えており、操舵角速度ωｓの絶対値を入力として、軸力粘性成分Ｆωをマップ演算する。特許請求の範囲に記載した角速度は、操舵角速度ωｓに相当する。
【0087】
軸力粘性成分演算部１０２は、操舵角速度ωｓの絶対値が大きい場合、操舵角速度ωｓの絶対値が小さい場合よりも、絶対値が大きな軸力粘性成分Ｆωを演算する。軸力粘性成分Ｆωは、操舵角速度ωｓが大きくなるほど大きな絶対値となるように設定されている。軸力粘性成分Ｆωは、軸力基礎成分ＦΔθの急変を抑えるために機能する。すなわち、軸力粘性成分Ｆωは、軸力基礎成分ＦΔθを用いて演算される偏差軸力Ｆｖの立ち上がりを緩やかにするために機能する。これにより、転舵輪５が障害物に当たったときのタイヤの弾性感や、転舵輪５が転舵するときのタイヤの粘性感や、転舵輪５からステアリングホイール３までの機械的構成の剛性感を再現するようにしている。なお、軸力粘性成分演算部１０２は、偏差Δθが偏差閾値未満である場合、すなわち軸力基礎成分ＦΔθが「０」である場合には、演算された軸力粘性成分Ｆωを軸力基礎成分ＦΔθに反映しないように軸力粘性成分Ｆωを「０」として出力する。
【0088】
加算器１０７にて、軸力粘性成分Ｆωが処理後軸力基礎成分ＦΔθ´に加算されることで合算軸力Ｆｔが演算される。こうして得られた合算軸力Ｆｔは、上限ガード処理部１０４に出力される。上限ガード処理部１０４には、車速値Ｖ、合算軸力Ｆｔ、及び記憶部１０９に記憶された最大値Ｆｌｉｍが入力される。記憶部１０９は、図示しないメモリの所定の記憶領域のことである。最大値Ｆｌｉｍは、車速値Ｖが、例えば、上記高車速の場合において、ステアリングホイール３の操舵に影響を与えないなかで、合算軸力Ｆｔとして最大限確保することのできる指標として実験的に求められる範囲の値が設定されている。
【0089】
上限ガード処理部１０４は、車速値Ｖが、例えば、上記低車速であることを示す車速閾値未満である場合、合算軸力Ｆｔをガード後合算軸力Ｆｔ´として出力する。また、上限ガード処理部１０４は、車速値Ｖが、例えば、上記高車速であることを示す車速閾値以上である場合、合算軸力Ｆｔに対する上限ガード処理を実行する。上限ガード処理部１０４は、上限ガード処理を実行するなかで合算軸力Ｆｔが最大値Ｆｌｉｍ未満である場合、合算軸力Ｆｔをガード後合算軸力Ｆｔ´として出力する。また、上限ガード処理部１０４は、上限ガード処理を実行するなかで合算軸力Ｆｔが最大値Ｆｌｉｍ以上である場合、最大値Ｆｌｉｍをガード後合算軸力Ｆｔ´として出力する。こうして得られたガード後合算軸力Ｆｔ´は、乗算器１１０に出力される。
【0090】
符号処理部１０５には、転舵側実電流値Ｉｂが入力される。符号処理部１０５は、転舵側実電流値Ｉｂに基づいて、ガード後合算軸力Ｆｔ´の符号を設定する。すなわち、符号処理部１０５は、転舵側実電流値Ｉｂがゼロ値を含む正値の場合に「＋１」を出力し、転舵側実電流値Ｉｂが負値の場合に「－１」を出力する。こうして得られた「１」又は「－１」の値は、ガード後合算軸力Ｆｔ´に乗算して乗算器１１０を通じて得られる偏差軸力Ｆｖとして軸力選択部７４に出力される。
【0091】
第１実施形態の作用を説明する。
転舵輪５の状況は、転舵部６の情報として得られるピニオン角θｐに反映される。例えば、転舵輪５が障害物に当たった状況において、ピニオン角θｐは、転舵輪５が障害物に当たったときのピニオン角θｐから当該障害物側へ変化することができなくなる。一方、ステアリングホイール３の状況は、操舵部４の情報として得られる操舵角θｓに反映される。例えば、転舵輪５が障害物に当たった状況において、操舵角θｓは、転舵輪５が障害物に当たった状況を運転者に伝えるための軸力が操舵反力として付与されなければ、転舵輪５が障害物に当たったときの操舵角θｓから当該障害物側へさらに変化することができる。このため、操舵角θｓとピニオン角θｐとの間の関係にはずれが生じることがある。本発明者らは、転舵輪５が障害物に当たった状況を運転者に伝えるための軸力が設定される場合や、転舵輪５が障害物に当たった状況とは異なる転舵輪５の状況に着目した他の種類の軸力が設定される場合、何らかの理由により操舵角θｓとピニオン角θｐとの間の関係にずれが生じることは共通している点に着目することにした。つまり、本発明者らは、何らかの理由により操舵角θｓとピニオン角θｐとの間の関係にずれが生じる状況で、当該ずれが大きくならない又は解消するように操舵反力を決定すれば、複数種類の軸力を纏めて考慮することができることを発見した。
転舵輪５の状況は、転舵部６の情報として得られるピニオン角θｐに反映される。例えば、転舵輪５が障害物に当たった状況において、ピニオン角θｐは、転舵輪５が障害物に当たったときのピニオン角θｐから当該障害物側へ変化することができなくなる。一方、ステアリングホイール３の状況は、操舵部４の情報として得られる操舵角θｓに反映される。例えば、転舵輪５が障害物に当たった状況において、操舵角θｓは、転舵輪５が障害物に当たった状況を運転者に伝えるための軸力が操舵反力として付与されなければ、転舵輪５が障害物に当たったときの操舵角θｓから当該障害物側へさらに変化することができる。このため、操舵角θｓとピニオン角θｐとの間の関係にはずれが生じることがある。本発明者らは、転舵輪５が障害物に当たった状況を運転者に伝えるための軸力が設定される場合や、転舵輪５が障害物に当たった状況とは異なる転舵輪５の状況に着目した他の種類の軸力が設定される場合、何らかの理由により操舵角θｓとピニオン角θｐとの間の関係にずれが生じることは共通している点に着目することにした。つまり、本発明者らは、何らかの理由により操舵角θｓとピニオン角θｐとの間の関係にずれが生じる状況で、当該ずれが大きくならない又は解消するように操舵反力を決定すれば、複数種類の軸力を纏めて考慮することができることを発見した。
【0092】
具体的には、本実施形態では、操舵角θｓと転舵換算角θｐ＿ｓとの偏差Δθに基づいて偏差軸力Ｆｖを演算するようにしている。この場合、舵角比が変化することを前提とすると、操舵角θｓとピニオン角θｐとが一対一で対応しなくなることを考慮して、操舵角θｓと転舵換算角θｐ＿ｓとの偏差Δθの演算にあたっては、ピニオン角θｐを舵角比に応じて操舵角θｓに換算する構成を採用している。これにより、操舵角θｓと転舵換算角θｐ＿ｓとの偏差Δθは、操舵角θｓとピニオン角θｐとの間の関係にずれが生じた場合、その時の舵角比も考慮したずれとして演算することができるようになる。そして、操舵角θｓと転舵換算角θｐ＿ｓとの偏差Δθに基づき軸力基礎成分ＦΔθ、すなわち偏差軸力Ｆｖを設定すれば、複数種類の軸力を纏めて考慮することができることから、軸力を発生させるべき状況ごとに個別に軸力を都度設定する必要がなくなる。
【0093】
第１実施形態の効果を説明する。
（１－１）例えば、転舵輪５が縁石等の障害物に当たった状況、過熱保護のために転舵側モータ３３の出力が制限された状況等、軸力を発生させるべき状況ごとに個別に軸力を都度設定する必要がなくなることから、操舵反力を決定するために考慮する軸力の設定が複雑になることを抑えることができる。
（１－１）例えば、転舵輪５が縁石等の障害物に当たった状況、過熱保護のために転舵側モータ３３の出力が制限された状況等、軸力を発生させるべき状況ごとに個別に軸力を都度設定する必要がなくなることから、操舵反力を決定するために考慮する軸力の設定が複雑になることを抑えることができる。
【0094】
（１－２）操舵角速度ωｓの絶対値が大きいほど軸力基礎成分ＦΔθの変化量を小さくするように軸力粘性成分Ｆωを演算することから、偏差軸力Ｆｖが急変することを抑えることができるようになる。この場合、転舵輪５が障害物にあたったときのタイヤの弾性感や、転舵輪５が転舵するときのタイヤの粘性感や、転舵輪５からステアリングホイール３までの機械的構成の剛性感を再現する等、操舵反力を運転者に伝えるなかで、転舵輪５で実際に起こっている状況をより正確に伝えることができる。なお、転舵輪５からステアリングホイール３までの機械的構成の剛性感については、操舵部４と転舵部６との間の動力伝達路が連結されている場合の剛性感を再現するようにしてもよい。この場合、操舵反力を運転者に伝えるなかで、操舵装置２が操舵部４と転舵部６との間が機械的に常時接続した操舵装置である場合と同様の転舵輪５の剛性感を再現できる。また、運転者がステアリングホイール３から手を放した場合や、ステアリングホイール３を保持する力を小さくした場合に生じる、ステアリングホイール３の中立位置への戻りを緩やかにすることができる。
【0095】
（１－３）実際の車両の旋回挙動が、旋回中の走行状態における理想的な車両の旋回挙動に対してずれる状況が考えられる。実際の車両の旋回挙動としては、アンダーステア状態であるときやオーバーステア状態であるときが挙げられる。そこで、本実施形態によれば、偏差軸力演算部７３は、ドリフト状態量θｘに基づいて補償された補償後ピニオン角θｐ´を用いて偏差Δθを演算するようにしている。これにより、例えば、オーバーステア状態では、転舵輪５の状況に対してピニオン角θｐが若干小さい状況として運転者に伝えるように操舵反力を決定したりする等、操舵反力の伝え方の調整の幅を広げることができる。
【0096】
（１－４）転舵側モータ３３の作動を制限する状況であるか否かの間で、ピニオン角θｐの追従性が変化することに起因して、操舵角θｓと転舵換算角θｐ＿ｓとの間の偏差Δθの大小の現れ方が変化することが考えられる。この場合に、転舵側モータ３３の作動を制限する状況であるか否かに応じて、通常モード用の軸力基礎成分マップを通じて得られる軸力基礎成分ＦΔθと、保護モード用の軸力基礎成分マップを通じて得られる軸力基礎成分ＦΔθとのいずれの軸力基礎成分を偏差軸力Ｆｖに加味するかを切り替えるようにしている。これにより、転舵側モータ３３の作動を制限する状況であるか否かに応じて適切な偏差軸力Ｆｖを演算することができる。
【0097】
（１－５）転舵側モータ３３の作動を制限する状況であるか否かが切り替わることに起因して、軸力基礎成分を演算する軸力基礎成分マップを切り替える際、切り替え前後で差が存在したとしても、当該差を徐々に小さくすることができる。これにより、転舵側モータ３３の作動を制限しない状況であるか否かの間で、偏差軸力Ｆｖの急変が抑えられる。
【0098】
（１－６）保護モードを実行する状況では、ピニオン角θｐの追従性が低下することに起因して、操舵角θｓと転舵換算角θｐ＿ｓとの間の偏差Δθが大きくなり難くするように、当該偏差Δθが小さいうちに対処することができるようになる。
【0099】
（１－７）通常モードを実行する状況では、保護モードを実行する状況と比べて、偏差Δθに対する軸力基礎成分ＦΔθの勾配が大きくなる状況が偏差Δθがある程度大きくならないと現れず、偏差Δθの不感帯が大きくなるように構成されている。これにより、通常モードを実行する状況では、微小な偏差Δθに応じて偏差軸力Ｆｖが演算されることになり、運転者のステアリング操作が妨げられることを抑えることができる。
【0100】
（１－８）エンド軸力演算部７２は、目標ピニオン角θｐ＊が閾値角度θｉｅを超える状況になる場合に、操舵角θｓが操舵角限界を超える状況になるとして、目標ピニオン角θｐ＊に基づいてエンド軸力Ｆｉｅを演算している。操舵角θｓが操舵角限界を超える状況になる場合には、偏差軸力Ｆｖとは別にエンド軸力Ｆｉｅを設定することで、ステアリングホイール３が操舵角限界を超える側の一方向へ転舵輪５を転舵させる操舵を規制することができるようになる。これにより、例えば、ステアリングホイール３が操舵角限界に達している場合には、操舵角θｓと転舵換算角θｐ＿ｓとの間の偏差Δθの大きさに関係なく、ステアリングホイール３の操舵を規制することができる。
【0101】
（１－９）偏差軸力Ｆｖとエンド軸力Ｆｉｅとが同時に操舵反力を発生させるべき値として演算される状況があるところ、当該状況であっても実際に目標反力トルクＴｓ＊に対して反映される軸力としては絶対値が最も大きい軸力のただ一つである。したがって、偏差軸力Ｆｖとエンド軸力Ｆｉｅとが同時に操舵反力を発生させるべき値として演算される状況であっても、操舵反力が過剰に大きくなることを抑制することができる。
【0102】
（１－１０）舵角比可変制御部６２が設けられている転舵側制御部６０が舵角換算部６５を有するようにしている。この場合、舵角比を用いて換算する機能については転舵側制御部６０に集約することができ、各制御部を設計するうえで設計しやすい構成を実現することができる。
【0103】
（１－１１）車両が、例えば、上記高車速で走行している場合に、偏差軸力Ｆｖが大きくなり過ぎると、ステアリングホイール３の操舵に影響を与えるおそれがある。本実施形態によれば、上限ガード処理部１０４は、車速値Ｖが車速閾値以上である、例えば、上記高車速で走行している場合、合算軸力Ｆｔが最大値Ｆｌｉｍ以上であるとき、合算軸力Ｆｔを最大値Ｆｌｉｍでガードするようにしている。これにより、車両が、例えば、上記高車速で走行している場合に、偏差軸力Ｆｖがステアリングホイール３の操舵に影響を与えることが抑えられる。
【0104】
（１－１２）偏差Δθに対する偏差軸力Ｆｖの関係を設定するだけでよいことから、当該関係を個別に軸力を都度設定する場合と比べて、操舵制御装置１のＲＯＭ等の記憶容量が大きくなることを抑えることができる。
【0105】
＜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。なお、ここでは、第１実施形態との違いを中心に説明する。また、第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付す等して、その重複する説明を省略する。
操舵制御装置の第２実施形態を図面に従って説明する。なお、ここでは、第１実施形態との違いを中心に説明する。また、第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付す等して、その重複する説明を省略する。
【0106】
図６に示すように、本実施形態の偏差軸力演算部７３は、上記第１実施形態の軸力基礎成分演算部１０１及び徐変処理部１０３に代わる構成として、第１偏差軸力成分演算部１１１と、第２偏差軸力成分演算部１１２と、配分比演算部１１３とを有している。
【0107】
第１偏差軸力成分演算部１１１には、操舵角θｓから転舵換算角θｐ＿ｓを差し引いて減算器１０６を通じて得られる偏差Δθが入力される。第１偏差軸力成分演算部１１１は、偏差Δθに基づいて、第１偏差軸力成分ＦΔθ１を演算する。なお、第１偏差軸力成分演算部１１１は、図５中、二点鎖線で示す通常モード用の軸力基礎成分マップと同様の傾向を示すマップを備えており、偏差Δθを入力として、第１偏差軸力成分ＦΔθ１をマップ演算する。こうして得られた第１偏差軸力成分ＦΔθ１は、乗算器１１４に出力される。
【0108】
第２偏差軸力成分演算部１１２には、操舵角θｓから転舵換算角θｐ＿ｓを差し引いて減算器１０６を通じて得られる偏差Δθが入力される。第２偏差軸力成分演算部１１２は、偏差Δθに基づいて、第２偏差軸力成分ＦΔθ２を演算する。なお、第２偏差軸力成分演算部１１２は、図５中、実線で示す保護モード用の軸力基礎成分マップと同様の傾向を示すマップを備えており、偏差Δθを入力として、第２偏差軸力成分ＦΔθ２をマップ演算する。こうして得られた第２偏差軸力成分ＦΔθ２は、乗算器１１５に出力される。
【0109】
配分比演算部１１３には、コード信号Ｓｍが入力される。配分比演算部１１３は、コード信号Ｓｍに基づいて、第１配分ゲインＤ１を演算する。第１配分ゲインＤ１は、第１偏差軸力成分ＦΔθ１と、第２偏差軸力成分ＦΔθ２とを配分して後述の所定配分比率で合算した偏差軸力成分ＦΔθｍを得る際の第１偏差軸力成分ＦΔθ１の配分比率である。
【0110】
こうして得られた第１配分ゲインＤ１は、第１偏差軸力成分演算部１１１で得られた第１偏差軸力成分ＦΔθ１に乗算して乗算器１１４を通じて得られる最終的な第１偏差軸力成分ＦΔθ１ｍとして加算器１１６に出力される。また、減算器１１７にて、記憶部１１８に記憶された「１」から第１配分ゲインＤ１が差し引かれることで第２配分ゲインＤ２が演算される。こうして得られた第２配分ゲインＤ２は、乗算器１１５に出力される。第２配分ゲインＤ２は、第１偏差軸力成分ＦΔθ１と、第２偏差軸力成分ＦΔθ２とを配分して後述の所定配分比率で合算した偏差軸力成分ＦΔθｍを得る際の第２偏差軸力成分ＦΔθ２の配分比率である。第２配分ゲインＤ２は、第１配分ゲインＤ１との和が「１（１００％）」となるように値が演算される。第１配分ゲインＤ１と、第２配分ゲインＤ２との配分比率は、転舵側モータ３３の作動を制限する状況や製品仕様等によって適宜の値に設定される。なお、記憶部１１８は、図示しないメモリの所定の記憶領域のことである。
【0111】
こうして得られた第２配分ゲインＤ２は、第２偏差軸力成分演算部１１２で得られた第２偏差軸力成分ＦΔθ２に乗算して乗算器１１５を通じて得られる最終的な第２偏差軸力成分ＦΔθ２ｍとして加算器１１６に出力される。また、こうして得られた第２偏差軸力成分ＦΔθ２ｍは、第１偏差軸力成分ＦΔθ１ｍに加算して加算器１１６を通じて得られる所定配分比率で合算した偏差軸力成分ＦΔθｍとして加算器１０７に出力される。
【0112】
本実施形態において、第１偏差軸力成分演算部１１１と、第２偏差軸力成分演算部１１２と、配分比演算部１１３と、乗算器１１４，１１５と、加算器１１６と、減算器１１７と、記憶部１１８とは、偏差軸力成分演算部に相当する。
【0113】
つぎに、配分比演算部１１３について詳しく説明する。第１配分ゲインＤ１と、第２配分ゲインＤ２との配分比率の具体的な設定例は、次の通りである。
配分比演算部１１３は、コード「０」を示すコード信号Ｓｍが入力された場合、すなわち転舵側モータ３３の作動が制限されない通常状態である場合、各配分ゲインＤ１，Ｄ２がつぎの関係式（１）で表される配分比率となるように、配分ゲインＤ１を演算する。
配分比演算部１１３は、コード「０」を示すコード信号Ｓｍが入力された場合、すなわち転舵側モータ３３の作動が制限されない通常状態である場合、各配分ゲインＤ１，Ｄ２がつぎの関係式（１）で表される配分比率となるように、配分ゲインＤ１を演算する。
【0114】
Ｄ１：Ｄ２＝１（１００％）：０（０％） …（１）
この場合、第１配分ゲインＤ１は「１（１００％）」に設定され、第２配分ゲインＤ２は「ゼロ値（０％）」に設定される。このため、コード「０」を示すコード信号Ｓｍが入力された場合では、偏差軸力Ｆｖに対して第１偏差軸力成分ＦΔθ１と第２偏差軸力成分ＦΔθ２とのうちの第１偏差軸力成分ＦΔθ１のみが加味されること、すなわち第２偏差軸力成分ＦΔθ２が加味されないことを示す。つまり、本実施形態の配分比率は、第１偏差軸力成分ＦΔθ１及び第２偏差軸力成分ＦΔθ２のいずれかしか偏差軸力Ｆｖに加味しないゼロ値の概念を含む。
この場合、第１配分ゲインＤ１は「１（１００％）」に設定され、第２配分ゲインＤ２は「ゼロ値（０％）」に設定される。このため、コード「０」を示すコード信号Ｓｍが入力された場合では、偏差軸力Ｆｖに対して第１偏差軸力成分ＦΔθ１と第２偏差軸力成分ＦΔθ２とのうちの第１偏差軸力成分ＦΔθ１のみが加味されること、すなわち第２偏差軸力成分ＦΔθ２が加味されないことを示す。つまり、本実施形態の配分比率は、第１偏差軸力成分ＦΔθ１及び第２偏差軸力成分ＦΔθ２のいずれかしか偏差軸力Ｆｖに加味しないゼロ値の概念を含む。
【0115】
配分比演算部１１３は、コード信号Ｓｍが示す過熱状態が「軽度」、「中程度」、「重度」の順に推移するほど、すなわち転舵側モータ３３が過熱状態であるほど、第１配分ゲインＤ１を小さい値に設定する。この場合、第２配分ゲインＤ２は、コード信号Ｓｍが示す過熱状態が「軽度」、「中程度」、「重度」の順に推移するほど、大きい値に設定される。
【0116】
配分比演算部１１３は、コード「１Ａ」を示すコード信号Ｓｍが入力された場合、すなわち転舵側モータ３３が軽度の過熱状態である場合、各配分ゲインＤ１，Ｄ２がつぎの関係式（２）で表される配分比率となるように、配分ゲインＤ１を演算する。
【0117】
Ｄ１：Ｄ２＝０．８（８０％）：０．２（２０％） …（２）
配分比演算部１１３は、コード「１Ｂ」を示すコード信号Ｓｍが入力された場合、すなわち転舵側モータ３３が中程度の過熱状態である場合、各配分ゲインＤ１，Ｄ２がつぎの関係式（３）で表される配分比率となるように、配分ゲインＤ１を演算する。
配分比演算部１１３は、コード「１Ｂ」を示すコード信号Ｓｍが入力された場合、すなわち転舵側モータ３３が中程度の過熱状態である場合、各配分ゲインＤ１，Ｄ２がつぎの関係式（３）で表される配分比率となるように、配分ゲインＤ１を演算する。
【0118】
Ｄ１：Ｄ２＝０．２（２０％）：０．８（８０％） …（３）
配分比演算部１１３は、コード「１Ｃ」を示すコード信号Ｓｍが入力された場合、すなわち転舵側モータ３３が重度の過熱状態である場合、各配分ゲインＤ１，Ｄ２がつぎの関係式（４）で表される配分比率となるように、配分ゲインＤ１を演算する。
配分比演算部１１３は、コード「１Ｃ」を示すコード信号Ｓｍが入力された場合、すなわち転舵側モータ３３が重度の過熱状態である場合、各配分ゲインＤ１，Ｄ２がつぎの関係式（４）で表される配分比率となるように、配分ゲインＤ１を演算する。
【0119】
Ｄ１：Ｄ２＝０（０％）：１（１００％） …（４）
配分比演算部１１３は、コード信号Ｓｍが示す直流電源の電圧低下状態が「軽度」、「中程度」、「重度」の順に推移するほど、第１配分ゲインＤ１を小さい値に設定するようにしてもよい。この場合、配分比演算部１１３は、コード「２Ａ」を示すコード信号Ｓｍが入力された場合には、コード「１Ａ」を示すコード信号Ｓｍが入力された場合と同様の配分比率となるように、配分ゲインＤ１を演算する。また、配分比演算部１１３は、コード「２Ｂ」を示すコード信号Ｓｍが入力された場合には、コード「１Ｂ」を示すコード信号Ｓｍが入力された場合と同様の配分比率となるように、配分ゲインＤ１を演算する。配分比演算部１１３は、コード「２Ｃ」を示すコード信号Ｓｍが入力された場合には、コード「１Ｃ」を示すコード信号Ｓｍが入力された場合と同様の配分比率となるように、配分ゲインＤ１を演算する。
配分比演算部１１３は、コード信号Ｓｍが示す直流電源の電圧低下状態が「軽度」、「中程度」、「重度」の順に推移するほど、第１配分ゲインＤ１を小さい値に設定するようにしてもよい。この場合、配分比演算部１１３は、コード「２Ａ」を示すコード信号Ｓｍが入力された場合には、コード「１Ａ」を示すコード信号Ｓｍが入力された場合と同様の配分比率となるように、配分ゲインＤ１を演算する。また、配分比演算部１１３は、コード「２Ｂ」を示すコード信号Ｓｍが入力された場合には、コード「１Ｂ」を示すコード信号Ｓｍが入力された場合と同様の配分比率となるように、配分ゲインＤ１を演算する。配分比演算部１１３は、コード「２Ｃ」を示すコード信号Ｓｍが入力された場合には、コード「１Ｃ」を示すコード信号Ｓｍが入力された場合と同様の配分比率となるように、配分ゲインＤ１を演算する。
【0120】
配分比演算部１１３は、配分ゲインＤ１を変更する場合、当該配分ゲインＤ１を徐々に変化させる機能を有している。配分比演算部１１３は、配分ゲインＤ１を変更する場合、当該配分ゲインＤ１に対して、時間に対する徐変処理を実行する。具体的には、配分比演算部１１３は、コードが切り替わった場合、切り替わり前の値から切り替え後の値となるように配分ゲインＤ１を経過時間に対して徐々に変化させる。配分ゲインＤ１を徐々に変化させる手法としては、例えば、上記第１実施形態の徐変処理部１０３と同様の手法を用いてもよい。この場合、配分比演算部１１３は、コードが切り替わった場合、切り替わり前に演算された配分ゲインＤ１から切り替え後の配分ゲインＤ１の偏差を取得し、当該偏差分をオフセット量として演算する。また、配分比演算部１１３は、切り替え後の配分ゲインＤ１を切り替え前の配分ゲインＤ１側にオフセット量だけずらすことにより、処理後の配分ゲインＤ１を演算する。そして、配分比演算部１１３は、オフセット量を時間に対して徐々に小さくしていずれ切り替え後の配分ゲインＤ１が本来の切り替え後の値となるように変化させる。
【0121】
本実施形態によれば、第１実施形態に準じた作用及び効果を奏する。さらに本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（２－１）転舵側モータ３３の作動を制限する状況であるか否かに応じて、第１偏差軸力成分ＦΔθ１と第２偏差軸力成分ＦΔθ２との配分比率を変更するようにしている。これにより、転舵側モータ３３の作動を制限する状況であるか否かに応じて適切な偏差軸力Ｆｖを演算することができる。
（２－１）転舵側モータ３３の作動を制限する状況であるか否かに応じて、第１偏差軸力成分ＦΔθ１と第２偏差軸力成分ＦΔθ２との配分比率を変更するようにしている。これにより、転舵側モータ３３の作動を制限する状況であるか否かに応じて適切な偏差軸力Ｆｖを演算することができる。
【0122】
（２－２）転舵側モータ３３の作動を制限する状況であるか否かが切り替わることに起因して、配分比率を変更する際、当該変更を徐々に反映させることができる。これにより、転舵側モータ３３の作動を制限しない状況であるか否かの間で、偏差軸力Ｆｖの急変が抑えられる。
【0123】
上記各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。
・上記各実施形態において、舵角換算部６５は、操舵側制御部５０の機能として設定してもよい。また、舵角比可変制御部６２は、操舵側制御部５０の機能として舵角換算部６５の機能と合わせて設定してもよい。この場合、上記第１実施形態の効果（１－１０）に準じた効果を奏することができる。
・上記各実施形態において、舵角換算部６５は、操舵側制御部５０の機能として設定してもよい。また、舵角比可変制御部６２は、操舵側制御部５０の機能として舵角換算部６５の機能と合わせて設定してもよい。この場合、上記第１実施形態の効果（１－１０）に準じた効果を奏することができる。
【0124】
・上記各実施形態において、軸力選択部７４は削除してもよい。この場合、例えば、軸力Ｆは、配分軸力演算部７１により演算された配分軸力Ｆｄと、エンド軸力演算部７２により演算されたエンド軸力Ｆｉｅと、偏差軸力演算部７３により演算された偏差軸力Ｆｖとを加算して加算器７５を通じて得ることができる。
【0125】
・上記各実施形態において、軸力演算部５６は、配分軸力演算部７１や、エンド軸力演算部７２や、偏差軸力演算部７３以外に、転舵輪５の状況を伝えるための追加軸力を演算する機能を有していてもよい。この場合、軸力選択部７４は、エンド軸力Ｆｉｅ、偏差軸力Ｆｖ、及び追加軸力のうちの絶対値が最も大きい軸力を選択し、当該選択した軸力を選択軸力Ｆｓｌとして演算する。
【0126】
・上記各実施形態において、上位制御装置４５は、旋回状態量として角度での次元を有する値としてドリフト状態量θｘを生成したが、これに限らず、例えば、旋回状態量としてトルクの次元を有するドリフト状態量を生成してもよい。この場合、トルクの次元を有するドリフト状態量は、角度の次元を有する値に変換された後、減算器６８にて、ピニオン角θｐから差し引かれて得られる補償後ピニオン角θｐ´として舵角換算部６５に出力されるようにする。
【0127】
・上記各実施形態において、ドリフト状態量θｘを演算する機能は、操舵制御装置１、すなわち操舵側制御部５０又は転舵側制御部６０の機能として設定してもよい。
・上記各実施形態において、操舵制御装置１には、上位制御装置４５により生成されたドリフト状態量θｘが入力されなくてもよい。この場合、転舵側制御部６０では、減算器６８を削除することができる。つまり、舵角換算部６５では、ピニオン角演算部６１により演算されたピニオン角θｐが入力され、当該ピニオン角θｐが転舵換算角θｐ＿ｓの演算に用いられることになる。
・上記各実施形態において、操舵制御装置１には、上位制御装置４５により生成されたドリフト状態量θｘが入力されなくてもよい。この場合、転舵側制御部６０では、減算器６８を削除することができる。つまり、舵角換算部６５では、ピニオン角演算部６１により演算されたピニオン角θｐが入力され、当該ピニオン角θｐが転舵換算角θｐ＿ｓの演算に用いられることになる。
【0128】
・上記第１実施形態において、コード信号生成部６６は、各種のセンサの検出結果を通じて転舵側モータ３３等の転舵部６の構成の機械的な異常を検出するようにしてもよい。この場合、コード信号生成部６６は、例えば転舵側モータ３３に機械的な異常がある旨判定される場合、保護モードを実行する旨示すコード信号Ｓｍを生成する。
【0129】
・上記各実施形態において、ピニオン角フィードバック制御部６３は、ピニオン角θｐのフィードバック制御として比例項、積分項、及び微分項を用いたＰＩＤ制御を実行するようにしてもよい。この場合でも操舵角θｓに基づき演算される目標ピニオン角θｐ＊に対してピニオン角θｐを追従させるなかで現れる微小な偏差Δθに反応して偏差軸力Ｆｖを演算してしまうと、運転者のステアリング操作の妨げにしかならないということは、上記各実施形態と同様である。
【0130】
・上記第１実施形態において、偏差軸力演算部７３では、徐変処理部１０３を削除してもよい。この場合、通常モードと保護モードとの間でのモードの切り替えに関係なく、軸力基礎成分演算部１０１により演算された軸力基礎成分ＦΔθは、加算器１０７に出力される。
【0131】
・上記各実施形態において、軸力演算部５６は、軸力Ｆとして、少なくとも偏差軸力Ｆｖを演算すればよい。この場合、エンド軸力演算部７２は、削除してもよい。
・上記各実施形態において、軸力粘性成分演算部１０２は、操舵角速度ωｓ以外のパラメータを加味して軸力粘性成分Ｆωを演算してもよい。例えば、軸力粘性成分演算部１０２は、車速値Ｖを加味して軸力粘性成分Ｆωを演算してもよい。この場合、例えば、軸力粘性成分演算部１０２は、車速値Ｖに対する傾向が異なる複数のマップを備え、車速値Ｖに応じて選択されたマップを参照することにより軸力粘性成分Ｆωを演算するようにしてもよい。
・上記各実施形態において、軸力粘性成分演算部１０２は、操舵角速度ωｓ以外のパラメータを加味して軸力粘性成分Ｆωを演算してもよい。例えば、軸力粘性成分演算部１０２は、車速値Ｖを加味して軸力粘性成分Ｆωを演算してもよい。この場合、例えば、軸力粘性成分演算部１０２は、車速値Ｖに対する傾向が異なる複数のマップを備え、車速値Ｖに応じて選択されたマップを参照することにより軸力粘性成分Ｆωを演算するようにしてもよい。
【0132】
・上記各実施形態において、軸力粘性成分演算部１０２は、軸力粘性成分Ｆωを演算する際、操舵角速度ωｓの代わりに、ピニオン角θｐの変化量であるピニオン角速度を用いるようにしてもよい。その他、軸力粘性成分Ｆωの演算にあたっては、目標ピニオン角θｐ＊の変化量である目標ピニオン角速度を用いるようにしてもよい。また、軸力粘性成分Ｆωの演算にあたっては、換算角である転舵換算角θｐ＿ｓの変化量である転舵換算角速度を用いるようにしてもよい。本変形例において、特許請求の範囲に記載した角速度は、ピニオン角速度や目標ピニオン角速度や転舵換算角速度に相当する。なお、本変形例を採用する場合には、軸力粘性成分Ｆωに関する情報を転舵側制御部６０で演算し、当該情報を操舵側制御部５０に送信するようにしてもよい。
【0133】
・上記各実施形態において、軸力粘性成分演算部１０２は、偏差Δθが偏差閾値未満である場合に、軸力粘性成分Ｆωを軸力基礎成分ＦΔθに反映するようにしてもよい。
・上記各実施形態において、偏差軸力演算部７３では、軸力粘性成分演算部１０２を削除してもよい。この場合、偏差軸力演算部７３では、加算器１０７を削除することができる。つまり、徐変処理部１０３により演算された処理後軸力基礎成分ＦΔθ´は、上限ガード処理部１０４に出力される。
・上記各実施形態において、偏差軸力演算部７３では、軸力粘性成分演算部１０２を削除してもよい。この場合、偏差軸力演算部７３では、加算器１０７を削除することができる。つまり、徐変処理部１０３により演算された処理後軸力基礎成分ＦΔθ´は、上限ガード処理部１０４に出力される。
【0134】
・上記第１実施形態において、軸力基礎成分演算部１０１は、軸力基礎成分マップとして、１種類のマップ、３種類以上のマップを備えるようにしてもよい。軸力基礎成分演算部１０１は、軸力基礎成分マップとして３種類以上のマップを備える場合、例えばコード「０」に対応するマップ、コード「１Ａ」，「１Ｂ」，「２Ａ」，「２Ｂ」に対応するマップ、コード「１Ｃ」，「２Ｃ」に対応するマップというように、コードの示す状態に応じたマップを用いて軸力基礎成分ＦΔθを演算するようにしてもよい。
【0135】
・上記第２実施形態において、偏差軸力演算部７３は、偏差軸力成分演算部を３つ以上備えるようにしてもよい。この場合、偏差軸力演算部７３は、例えばコード「０」に対応する配分ゲイン、コード「１Ａ」，「１Ｂ」，「２Ａ」，「２Ｂ」に対応する配分ゲイン、コード「１Ｃ」，「２Ｃ」に対応する配分ゲインというように、コードの示す状態に応じた配分ゲインを用いて３つ以上の偏差軸力成分を所定配分比率で合算するようにしてもよい。
【0136】
・上記第２実施形態において、第１配分ゲインＤ１と第２配分ゲインＤ２との和は、「１（１００％）」を超えていてもよい。これは、上述した変形例のように、偏差軸力演算部７３で３つ以上の配分ゲインが演算される場合についても同様であり、３つ以上の配分ゲインの和は、「１（１００％）」を超えていてもよい。
【0137】
・上記第１実施形態において、軸力基礎成分演算部１０１は、軸力基礎成分ＦΔθを演算する際、基準角を操舵角θｓとし、換算角を転舵換算角θｐ＿ｓとしたこれらの偏差Δθを用いたが、これに限らない。例えば、偏差Δθの演算にあたっては、基準角を目標ピニオン角θｐ＊とし、換算角を転舵換算角θｐ＿ｓとしたこれらの偏差を用いるようにしてもよい。その他、偏差Δθの演算にあたっては、基準角を舵角比に応じてピニオン角θｐの指標の値として表されるように操舵角θｓを換算した値とし、換算角をピニオン角θｐとしたこれらの偏差を用いるようにしてもよい。また、偏差Δθの演算にあたっては、基準角をピニオン角θｐとし、換算角を目標ピニオン角θｐ＊としたこれらの偏差を用いるようにしてもよい。この場合、転舵側制御部６０では、舵角換算部６５を削除することができる。これは、上記第２実施形態についても同様である。
【0138】
・上記各実施形態において、偏差軸力演算部７３は、転舵側制御部６０の機能として設定してもよい。また、偏差軸力演算部７３だけでなく、軸力演算部５６自体を転舵側制御部６０の機能として設定してもよい。この場合、転舵側制御部６０に設けられた軸力演算部５６により演算された軸力Ｆは、操舵側制御部５０の目標反力トルク演算部５２に出力される。
【0139】
・上記各実施形態において、コード信号生成部６６は、操舵側制御部５０の機能として設定してもよい。この場合、転舵側制御部６０により検出された温度センサや電圧センサ等の検出結果は、操舵側制御部５０に設けられたコード信号生成部に出力される。
【0140】
・上記第２実施形態において、配分比演算部１１３は、コード信号Ｓｍに基づいて、第１配分ゲインＤ１と第２配分ゲインＤ２とを演算するようにしてもよい。この場合、減算器１１７と、記憶部１１８とを削除することができる。このように、偏差軸力成分演算部は、少なくとも、第１偏差軸力成分演算部１１１と、第２偏差軸力成分演算部１１２と、配分比演算部１１３とを含んでいればよく、それ以外の構成は適宜変更可能である。
【0141】
・上記第１実施形態では、各軸力基礎成分マップの間で、例えば保護モード用の軸力基礎成分マップでの偏差Δθに対する軸力基礎成分ＦΔθの勾配を大きくする等、当該勾配を異なるように設定してもよい。この場合、各軸力基礎成分マップの間で、第１偏差閾値Δθ１と第２偏差閾値Δθ２とを同値に設定し、偏差Δθの不感帯を同程度に設定してもよい。これは、上記第２実施形態の各偏差軸力成分マップについても同様に適用することができる。
【0142】
・上記第２実施形態において、配分比演算部１１３は、配分ゲインＤ１を徐々に変化させる機能を削除してもよい。この場合、コードの切り替えに関係なく、配分比演算部１１３により演算された第１配分ゲインＤ１は、乗算器１１４及び減算器１１７に出力される。
【0143】
・上記第１実施形態では、転舵側モータ３３の作動を制限すべき複数の状況が重なって発生することが考えられる。例えば、転舵側モータ３３の発熱状態の観点から転舵側モータ３３の作動を制限すべき状況と、直流電源の電圧状態の観点から転舵側モータ３３の作動を制限すべき状況とが重なって発生することが考えられる。これに対処するべく、コードに優先順位を設定してもよく、例えば、直流電源の電圧状態を示すコードよりも、転舵側モータ３３の発熱状態を示すコードが優先して反映されるようにしてもよい。これは、第２実施形態についても同様である。
【0144】
・上記第１実施形態において、軽度の過熱状態や軽度の電圧低下状態では、転舵側モータ３３の作動が制限されないようにしてもよい。すなわち、転舵側モータ３３の作動を制限する通常モードや保護モードとする状態の割り振りは、適宜変更可能である。これは、第２実施形態についても同様である。
【0145】
・上記各実施形態において、角度軸力演算部８１は、角度軸力Ｆｒを演算する際、目標ピニオン角θｐ＊を少なくとも用いていればよく、車速値Ｖを用いなくてもよいし、他の要素を組み合わせて用いるようにしてもよい。なお、角度軸力演算部８１は、目標ピニオン角θｐ＊の代わりに、ピニオン角θｐを用いるようにしてもよい。これは、ピニオン角θｐを用いることが目標ピニオン角θｐ＊を用いることと同等の概念であるからである。
【0146】
・上記各実施形態において、電流軸力演算部８２は、電流軸力Ｆｉを演算する際、転舵側実電流値Ｉｂを少なくとも用いていればよく、車速値Ｖ等の他の要素を組み合わせて用いるようにしてもよい。なお、電流軸力演算部８２は、転舵側実電流値Ｉｂの代わりに、転舵側実電流値Ｉｂを転舵側回転角θｂに基づき変換して得られるｄｑ座標上の電流値との偏差を無くすようにするために得られる電流指令値を用いるようにしてもよい。これは、上記電流指令値を用いることが転舵側実電流値Ｉｂを用いることと同等の概念であるからである。
【0147】
・上記各実施形態において、配分比演算部８３は、配分ゲインＤｉを演算する際、車速値Ｖに代えて又は加えて、ピニオン角θｐや、目標ピニオン角θｐ＊や、操舵角θｓや、ピニオン角θｐを微分して得られる転舵速度等の他の要素を用いるようにしてもよい。
【0148】
・上記各実施形態において、配分軸力演算部７１では、角度軸力演算部８１又は電流軸力演算部８２を削除してもよい。この場合、配分比演算部８３は、削除してもよい。そして、角度軸力演算部８１で演算された角度軸力Ｆｒ又は電流軸力演算部８２で演算された電流軸力Ｆｉは、加算器７５に出力される。
【0149】
・上記各実施形態において、エンド軸力演算部７２は、エンド軸力Ｆｉｅを演算する際、車速値Ｖ等の他の要素を組み合わせて用いるようにしてもよい。なお、エンド軸力演算部７２は、目標ピニオン角θｐ＊の代わりに、ピニオン角θｐを用いるようにしてもよい。これは、ピニオン角θｐを用いることが目標ピニオン角θｐ＊を用いることと同等の概念であるからである。
【0150】
・上記各実施形態において、操舵力演算部５５では、操舵力Ｔｂ＊を演算する際、ステアリングホイール３の動作に関わる状態変数を少なくとも用いていればよく、車速値Ｖを用いなくてもよいし、他の要素を組み合わせて用いるようにしてもよい。ステアリングホイール３の動作に関わる状態変数としては、上記実施形態で例示した操舵トルクＴｈの代わりに、操舵角θｓを用いたり他の要素を用いたりしてもよい。
【0151】
・上記各実施形態において、転舵側制御部６０は、操舵側制御部５０の機能として付加してもよい。
・上記各実施形態において、転舵側モータ３３は、例えば、ラック軸２２の同軸上に転舵側モータ３３を配置するものや、ボールねじ機構を用いたベルト式減速機を介してラック軸２２に連結するものを採用してもよい。
・上記各実施形態において、転舵側モータ３３は、例えば、ラック軸２２の同軸上に転舵側モータ３３を配置するものや、ボールねじ機構を用いたベルト式減速機を介してラック軸２２に連結するものを採用してもよい。
【0152】
・上記各実施形態において、操舵制御装置１は、１）コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ、２）各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路、あるいは、３）それらの組み合わせ、を含む処理回路によって構成することができる。プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含み、メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわち非一時的なコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。
【0153】
・上記各実施形態は、操舵装置２を、操舵部４と転舵部６との間が機械的に常時分離したリンクレスの構造としたが、これに限らず、図１に二点鎖線で示すように、クラッチ２５により操舵部４と転舵部６との間が機械的に分離可能な構造としてもよい。
【符号の説明】
【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…操舵部
５…転舵輪
６…転舵部
１３…操舵側モータ
５０…操舵側制御部
５２…目標反力トルク演算部
７２…エンド軸力演算部
７３…偏差軸力演算部
７４…軸力選択部
１０１…軸力基礎成分演算部
１０２…軸力粘性成分演算部
１１１，１１２…第１、第２偏差軸力成分演算部
Ｆｖ…偏差軸力
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
１３…操舵側モータ
５０…操舵側制御部
５２…目標反力トルク演算部
７２…エンド軸力演算部
７３…偏差軸力演算部
７４…軸力選択部
１０１…軸力基礎成分演算部
１０２…軸力粘性成分演算部
１１１，１１２…第１、第２偏差軸力成分演算部
Ｆｖ…偏差軸力
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
