(57)【要約】【課題】運転者の違和感を低減できる操舵制御装置を提供する。【解決手段】操舵側制御部は、目標反力トルクＴs*を演算する目標反力トルク演算部６２と、目標反力トルクＴs*に基づいて操舵側モータ制御信号を演算する操舵側モータ制御信号演算部とを備える。目標反力トルク演算部６２は、目標操舵トルクＴh*を演算する目標操舵トルク演算部９１と、操舵トルクＴhを目標操舵トルクＴh*に追従させるトルクＦ／Ｂ演算を実行することによりトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbtを演算するトルクＦ／Ｂ制御部９２とを備え、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbtに基づいて目標反力トルクＴs*を演算する。また、目標反力トルク演算部６２は、転舵輪のグリップ状態を示すグリップ状態量Ｇｒを演算するグリップ状態量演算部１０６を備える。トルクＦ／Ｂ制御部９２は、グリップ状態量Ｇｒに基づいて、トルクＦ／Ｂ演算に用いる制御ゲインを調整する。【選択図】図３
2020163993.tif 000002
【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付与されるモータトルクによりステアリングホイールの操舵に必要な操舵トルクを可変とす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た操舵制御装置において、
前記制御部は、各種のセンサにより検出される検出値を目標値に追従させるフィードバック演算を含んで前記モータ制御信号を生成するものであって、
前記操舵装置の転舵輪から該転舵輪が連結される転舵軸に作用する複数種の軸力を互いに異なる状態量に基づいて演算する複数の軸力演算部と、
前記複数種の軸力に基づいてグリップ状態量を演算するグリップ状態量演算部とを備え、
前記制御部は、前記グリップ状態量に基づいて、前記フィードバック演算に用いる制御ゲインを調整する操舵制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の操舵制御装置において、
前記操舵装置は、操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部と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、前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力として前記モータトルクを付与する操舵側モータであって、
前記制御部は、
前記操舵反力の目標値となる目標反力トルクを演算する目標反力トルク演算部と、
前記目標反力トルクに基づいて前記モータ制御信号である操舵側モータ制御信号を演算する操舵側モータ制御信号演算部とを備え、
前記目標反力トルク演算部は、
前記操舵部に入力すべき前記操舵トルクの目標値となる目標操舵トルクを演算する目標操舵トルク演算部と、
前記フィードバック演算として前記検出値である前記操舵トルクを前記目標操舵トルクに追従させるトルクフィードバック演算を実行することにより、トルクフィードバック成分を演算するトルクフィードバック制御部とを備え、
前記トルクフィードバック成分に基づいて前記目標反力トルクを演算するものであり、
前記トルクフィードバック制御部は、前記グリップ状態量に基づいて、前記トルクフィードバック演算に用いる制御ゲインを調整する操舵制御装置。
【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、
前記操舵装置は、操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部と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、前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力として前記モータトルクを付与する操舵側モータであって、
前記制御部は、
前記操舵反力の目標値となる目標反力トルクを演算する目標反力トルク演算部と、
前記目標反力トルクに基づいて前記モータ制御信号である操舵側モータ制御信号を演算する操舵側モータ制御信号演算部とを備え、
前記目標反力トルク演算部は、
前記操舵部に連結される前記ステアリングホイールの操舵角の目標値となる目標操舵角を演算する目標操舵角演算部と、
前記フィードバック演算として前記検出値である前記操舵角を前記目標操舵角に追従させる操舵角フィードバック演算を実行することにより、操舵角フィードバック成分を演算する操舵角フィードバック制御部とを備え、
前記操舵角フィードバック成分に基づいて前記目標反力トルクを演算するものであり、
前記操舵角フィードバック制御部は、前記グリップ状態量に基づいて、前記操舵角フィードバック演算に用いる制御ゲインを調整する操舵制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記操舵装置は、操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部と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、前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力として前記モータトルクを付与する操舵側モータであって、
前記制御部は、
前記操舵反力の目標値となる目標反力トルクを演算する目標反力トルク演算部と、
前記目標反力トルクに基づいて前記モータ制御信号である操舵側モータ制御信号を演算する操舵側モータ制御信号演算部とを備え、
前記操舵側モータ制御信号演算部は、
前記目標反力トルクに応じた目標電流値を演算する目標電流値演算部と、
前記フィードバック演算として前記検出値である前記操舵側モータに供給される実電流値を前記目標電流値に追従させる電流フィードバック演算を実行することにより、電流フィードバック成分を演算する電流フィードバック制御部とを備え、
前記電流フィードバック成分に基づいて前記操舵側モータ制御信号を演算するものであり、
前記電流フィードバック制御部は、前記グリップ状態量に基づいて、前記電流フィードバック演算に用いる制御ゲインを調整する操舵制御装置。
【請求項５】
モータを駆動源とするアクチュエータから付与されるモータトルクにより転舵輪が連結される転舵軸を往復動させ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た操舵制御装置において、
前記制御部は、各種のセンサにより検出される検出値を目標値に追従させるフィードバック演算を含んで前記モータ制御信号を生成するものであって、
前記転舵輪から該転舵輪が連結される転舵軸に作用する複数種の軸力を互いに異なる状態量に基づいて演算する複数の軸力演算部と、
前記複数種の軸力に基づいてグリップ状態量を演算するグリップ状態量演算部とを備え、
前記制御部は、前記グリップ状態量に基づいて、前記フィードバック演算に用いる制御ゲインを調整する操舵制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の操舵制御装置において、
前記操舵装置は、操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部と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って、
前記制御部は、
前記転舵力の目標値となる目標転舵トルクを演算する目標転舵トルク演算部と、
前記目標転舵トルクに基づいて前記モータ制御信号である転舵側モータ制御信号を演算する転舵側モータ制御信号演算部とを備え、
前記目標転舵トルク演算部は、前記転舵輪の転舵角に換算可能な回転軸の回転角である転舵対応角を、該転舵対応角の目標値となる目標転舵対応角に追従させる転舵角フィードバック演算を実行することにより、転舵角フィードバック成分を演算する転舵角フィードバック制御部を備え、前記転舵角フィードバック成分に基づいて前記目標転舵トルクを演算するものであり、
前記転舵角フィードバック制御部は、前記グリップ状態量に基づいて、前記転舵角フィードバック演算に用いる制御ゲインを調整する操舵制御装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の操舵制御装置において、
前記操舵装置は、操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部と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って、
前記制御部は、
前記転舵力の目標値となる目標転舵トルクを演算する目標転舵トルク演算部と、
前記目標転舵トルクに基づいて前記モータ制御信号である転舵側モータ制御信号を演算する転舵側モータ制御信号演算部とを備え、
前記転舵側モータ制御信号演算部は、
前記目標転舵トルクに応じた目標電流値を演算する目標電流値演算部と、
前記フィードバック演算として前記検出値である前記転舵側モータに供給される実電流値を前記目標電流値に追従させる電流フィードバック演算を実行することにより、電流フィードバック成分を演算する電流フィードバック制御部とを備え、
前記電流フィードバック成分に基づいて前記転舵側モータ制御信号を演算するものであり、
前記電流フィードバック制御部は、前記グリップ状態量に基づいて、前記電流フィードバック演算に用いる制御ゲインを調整する操舵制御装置。
【請求項８】
請求項１又は５に記載の操舵制御装置において、
前記操舵装置は、ステアリングホイールの操作に基づいて転舵輪を転舵させる操舵機構を有するものであり、
前記モータは、ステアリング操作を補助するためのアシスト力として前記モータトルクを付与するアシストモータであって、
前記制御部は、
前記アシスト力の目標値となる目標アシストトルクを演算する目標アシストトルク演算部と、
前記目標アシストトルク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、
前記目標アシストトルク演算部は、
前記操舵機構に入力すべき操舵トルクの目標値となる目標操舵トルクを演算する目標操舵トルク演算部と、
前記フィードバック演算として前記検出値である前記操舵トルクを前記目標操舵トルクに追従させるトルクフィードバック演算を実行することにより、トルクフィードバック成分を演算するトルクフィードバック制御部とを備え、
前記トルクフィードバック成分に基づいて前記目標アシストトルクを演算するものであり、
前記トルクフィードバック制御部は、前記グリップ状態量に基づいて、前記トルクフィードバック演算に用いる制御ゲインを調整する操舵制御装置。
【請求項９】
請求項１、５及び８のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記操舵装置は、ステアリングホイールの操作に基づいて転舵輪を転舵させる操舵機構を有するものであり、
前記モータは、ステアリング操作を補助するためのアシスト力として前記モータトルクを付与するアシストモータであって、
前記制御部は、
前記アシスト力の目標値となる目標アシストトルクを演算する目標アシストトルク演算部と、
前記目標アシストトルク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、
前記目標アシストトルク演算部は、
前記転舵輪の転舵角に換算可能な回転軸の回転角である転舵対応角の目標値となる目標転舵対応角を演算する目標転舵対応角演算部と、
前記フィードバック演算として前記検出値である前記転舵対応角を前記目標転舵対応角に追従させる転舵角フィードバック演算を実行することにより、転舵角フィードバック成分を演算する転舵角フィードバック制御部とを備え、
前記転舵角フィードバック成分に基づいて前記目標アシストトルクを演算するものであり、
前記転舵角フィードバック制御部は、前記グリップ状態量に基づいて、前記転舵角フィードバック演算に用いる制御ゲインを調整する操舵制御装置。
【請求項１０】
請求項１、５、８及び９のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記操舵装置は、ステアリングホイールの操作に基づいて転舵輪を転舵させる操舵機構を有するものであり、
前記モータは、ステアリング操作を補助するためのアシスト力として前記モータトルクを付与するアシストモータであって、
前記制御部は、
前記アシスト力の目標値となる目標アシストトルクを演算する目標アシストトルク演算部と、
前記目標アシストトルク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、
前記モータ制御信号演算部は、
前記目標アシストトルクに応じた目標電流値を演算する目標電流値演算部と、
前記フィードバック演算として前記検出値である前記アシストモータに供給される実電流値を前記目標電流値に追従させる電流フィードバック演算を実行することにより、電流フィードバック成分を演算する電流フィードバック制御部とを備え、
前記電流フィードバック成分に基づいて前記モータ制御信号を演算するものであり、
前記電流フィードバック制御部は、前記グリップ状態量に基づいて、前記電流フィードバック演算に用いる制御ゲインを調整する操舵制御装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記グリップ状態量が、前記転舵輪のグリップ状態が限界領域であることを示す場合には、前記転舵輪のグリップ状態が通常領域であることを示す場合よりも、前記制御ゲインを大きくする操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用の操舵装置として、モータを駆動源として運転者による操舵を補助するためのアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）が広く採用されている。こうしたＥＰＳを制御対象とする操舵制御装置では、例えば特許文献１に記載されるように、操舵フィーリングの向上等を図るべく、センサにより検出される車両や操舵装置の状態を示す検出値を目標値に追従させる種々のフィードバック演算を行ってモータの作動を制御している。
【０００３】
また、近年では、車両用の操舵装置として、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が分離されたステアバイワイヤ（ＳＢＷ）式の操舵装置の開発が進められている。こうしたＳＢＷ式の操舵装置を制御対象とする操舵制御装置でも、例えば特許文献２に記載されるように、操舵フィーリングや転舵輪の転舵特性の向上等を図るべく、種々のフィードバック演算を行ってモータの作動を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−９５１９８号公報
【特許文献２】特開２０１７−１６５２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、様々な走行状況において、運転者の違和感をより一層低減できるようにモータの作動を制御することが求められているが、上記従来の構成では要求される水準に達しているとは言い切れないのが実情である。そのため、運転者の違和感をより一層低減できる新たな技術の創出が求められていた。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、運転者の違和感を低減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】
【０００７】
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付与されるモータトルクによりステアリングホイールの操舵に必要な操舵トルクを可変とす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たものにおいて、前記制御部は、各種のセンサにより検出される検出値を目標値に追従させるフィードバック演算を含んで前記モータ制御信号を生成するものであって、前記操舵装置の転舵輪から該転舵輪が連結される転舵軸に作用する複数種の軸力を互いに異なる状態量に基づいて演算する複数の軸力演算部と、前記複数種の軸力に基づいてグリップ状態量を演算するグリップ状態量演算部とを備え、前記制御部は、前記グリップ状態量に基づいて、前記フィードバック演算に用いる制御ゲインを調整する。
【０００８】
ここで、運転者の操舵状態や車両が走行する路面状態に応じて、転舵輪の路面に対するグリップ状態が変化する。そして、このようにグリップ状態が変化する際に運転者が違和感を覚え易いため、同グリップ状態に基づいてモータが出力するモータトルクを変化することが好ましい。この点、上記構成によれば、グリップ状態量に基づいて調整された制御ゲインを用いてフィードバック演算を行うことにより、モータの作動を制御してステアリング操作に必要な操舵トルクを変更する。そのため、グリップ状態に応じた適切な操舵フィーリングの実現を通じて、運転者の違和感を低減できる。
【０００９】
上記操舵制御装置において、前記操舵装置は、操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部と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、前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力として前記モータトルクを付与する操舵側モータであって、前記制御部は、前記操舵反力の目標値となる目標反力トルクを演算する目標反力トルク演算部と、前記目標反力トルクに基づいて前記モータ制御信号である操舵側モータ制御信号を演算する操舵側モータ制御信号演算部とを備え、前記目標反力トルク演算部は、前記操舵部に入力すべき前記操舵トルクの目標値となる目標操舵トルクを演算する目標操舵トルク演算部と、前記フィードバック演算として前記検出値である前記操舵トルクを前記目標操舵トルクに追従させるトルクフィードバック演算を実行することにより、トルクフィードバック成分を演算するトルクフィードバック制御部とを備え、前記トルクフィードバック成分に基づいて前記目標反力トルクを演算するものであり、前記トルクフィードバック制御部は、前記グリップ状態量に基づいて、前記トルクフィードバック演算に用いる制御ゲインを調整することが好ましい。
【００１０】
上記構成によれば、グリップ状態量に応じてトルクフィードバック演算に係る制御ゲインが調整され、同制御ゲインが反映されたトルクフィードバック成分に基づいて目標反力トルクが演算される。そのため、運転者が入力すべき操舵トルクの目標操舵トルクに対する追従性がグリップ状態に応じたものとなるように、操舵反力としてモータトルクが付与される。これにより、操舵トルクの目標操舵トルクに対する追従性をグリップ状態に応じて最適化するような操舵反力を付与でき、操舵フィーリングの向上を通じて運転者の違和感を低減できる。
【００１１】
上記操舵制御装置において、前記操舵装置は、操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部と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、前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力として前記モータトルクを付与する操舵側モータであって、前記制御部は、前記操舵反力の目標値となる目標反力トルクを演算する目標反力トルク演算部と、前記目標反力トルクに基づいて前記モータ制御信号である操舵側モータ制御信号を演算する操舵側モータ制御信号演算部とを備え、前記目標反力トルク演算部は、前記操舵部に連結される前記ステアリングホイールの操舵角の目標値となる目標操舵角を演算する目標操舵角演算部と、前記フィードバック演算として前記検出値である前記操舵角を前記目標操舵角に追従させる操舵角フィードバック演算を実行することにより、操舵角フィードバック成分を演算する操舵角フィードバック制御部とを備え、前記操舵角フィードバック成分に基づいて前記目標反力トルクを演算するものであり、前記操舵角フィードバック制御部は、前記グリップ状態量に基づいて、前記操舵角フィードバック演算に用いる制御ゲインを調整することが好ましい。
【００１２】
上記構成によれば、グリップ状態量に応じて操舵角フィードバック演算に係る制御ゲインが調整され、同制御ゲインが反映された操舵角フィードバック成分に基づいて目標反力トルクが演算される。そのため、操舵角の目標操舵角に対する追従性がグリップ状態に応じたものとなるように、操舵反力としてモータトルクが付与される。これにより、操舵角の目標操舵角に対する追従性をグリップ状態に応じて最適化するような操舵反力を付与でき、操舵フィーリングの向上を通じて運転者の違和感を低減できる。
【００１３】
上記操舵制御装置において、前記操舵装置は、操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部と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、前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力として前記モータトルクを付与する操舵側モータであって、前記制御部は、前記操舵反力の目標値となる目標反力トルクを演算する目標反力トルク演算部と、前記目標反力トルクに基づいて前記モータ制御信号である操舵側モータ制御信号を演算する操舵側モータ制御信号演算部とを備え、前記操舵側モータ制御信号演算部は、前記目標反力トルクに応じた目標電流値を演算する目標電流値演算部と、前記フィードバック演算として前記検出値である前記操舵側モータに供給される実電流値を前記目標電流値に追従させる電流フィードバック演算を実行することにより、電流フィードバック成分を演算する電流フィードバック制御部とを備え、前記電流フィードバック成分に基づいて前記操舵側モータ制御信号を演算するものであり、前記電流フィードバック制御部は、前記グリップ状態量に基づいて、前記電流フィードバック演算に用いる制御ゲインを調整することが好ましい。
【００１４】
上記構成によれば、グリップ状態量に応じて電流フィードバック演算に係る制御ゲインが調整され、同制御ゲインが反映された電流フィードバック成分に基づいて操舵側モータ制御信号が演算される。そのため、操舵側モータに供給される実電流値の目標電流値に対する追従性、すなわち操舵側モータの応答性がグリップ状態に応じたものとなる。これにより、操舵側モータの応答性をグリップ状態に応じて最適化でき、操舵フィーリングの向上を通じて運転者の違和感を低減できる。
【００１５】
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付与されるモータトルクにより転舵輪が連結される転舵軸を往復動させ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たものにおいて、前記制御部は、各種のセンサにより検出される検出値を目標値に追従させるフィードバック演算を含んで前記モータ制御信号を生成するものであって、前記転舵輪から該転舵輪が連結される転舵軸に作用する複数種の軸力を互いに異なる状態量に基づいて演算する複数の軸力演算部と、前記複数種の軸力に基づいてグリップ状態量を演算するグリップ状態量演算部とを備え、前記制御部は、前記グリップ状態量に基づいて、前記フィードバック演算に用いる制御ゲインを調整する。
【００１６】
ここで、運転者の操舵状態や車両が走行する路面状態に応じて、転舵輪の路面に対するグリップ状態が変化する。そして、このようにグリップ状態が変化する際に運転者が違和感を覚え易いため、同グリップ状態に基づいてモータが出力するモータトルクを変化することが好ましい。この点、上記構成によれば、グリップ状態量に基づいて調整された制御ゲインを用いてフィードバック演算を行うことにより、モータの作動を制御して転舵輪を転舵させる。そのため、グリップ状態に応じた適切な転舵輪の転舵速度等の転舵特性の実現を通じて、運転者の違和感を低減できる。
【００１７】
上記操舵制御装置において、前記操舵装置は、操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部と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って、前記制御部は、前記転舵力の目標値となる目標転舵トルクを演算する目標転舵トルク演算部と、前記目標転舵トルクに基づいて前記モータ制御信号である転舵側モータ制御信号を演算する転舵側モータ制御信号演算部とを備え、前記目標転舵トルク演算部は、前記転舵輪の転舵角に換算可能な回転軸の回転角である転舵対応角を、該転舵対応角の目標値となる目標転舵対応角に追従させる転舵角フィードバック演算を実行することにより、転舵角フィードバック成分を演算する転舵角フィードバック制御部を備え、前記転舵角フィードバック成分に基づいて前記目標転舵トルクを演算するものであり、前記転舵角フィードバック制御部は、前記グリップ状態量に基づいて、前記転舵角フィードバック演算に用いる制御ゲインを調整することが好ましい。
【００１８】
上記構成によれば、グリップ状態量に応じて転舵角フィードバック演算に係る制御ゲインが調整され、同制御ゲインが反映された転舵角フィードバック成分に基づいて目標転舵トルクが演算される。そのため、転舵対応角の目標転舵対応角に対する追従性がグリップ状態に応じたものとなるように、転舵力としてモータトルクが付与される。これにより、転舵対応角の目標転舵対応角に対する追従性をグリップ状態に応じて最適化するような転舵力を付与でき、転舵特性の向上を通じて運転者の違和感を低減できる。
【００１９】
上記操舵制御装置において、前記操舵装置は、操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部と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って、前記制御部は、前記転舵力の目標値となる目標転舵トルクを演算する目標転舵トルク演算部と、前記目標転舵トルクに基づいて前記モータ制御信号である転舵側モータ制御信号を演算する転舵側モータ制御信号演算部とを備え、前記転舵側モータ制御信号演算部は、前記目標転舵トルクに応じた目標電流値を演算する目標電流値演算部と、前記フィードバック演算として前記検出値である前記転舵側モータに供給される実電流値を前記目標電流値に追従させる電流フィードバック演算を実行することにより、電流フィードバック成分を演算する電流フィードバック制御部とを備え、前記電流フィードバック成分に基づいて前記転舵側モータ制御信号を演算するものであり、前記電流フィードバック制御部は、前記グリップ状態量に基づいて、前記電流フィードバック演算に用いる制御ゲインを調整することが好ましい。
【００２０】
上記構成によれば、グリップ状態量に応じて電流フィードバック演算に係る制御ゲインが調整され、同制御ゲインが反映された電流フィードバック成分に基づいて転舵側モータ制御信号が演算される。そのため、転舵側モータに供給される実電流値の目標電流値に対する追従性、すなわち転舵側モータの応答性がグリップ状態に応じたものとなる。これにより、転舵側モータの応答性をグリップ状態に応じて最適化でき、転舵特性の向上を通じて運転者の違和感を低減できる。
【００２１】
上記操舵制御装置において、前記操舵装置は、ステアリングホイールの操作に基づいて転舵輪を転舵させる操舵機構を有するものであり、前記モータは、ステアリング操作を補助するためのアシスト力として前記モータトルクを付与するアシストモータであって、前記制御部は、前記アシスト力の目標値となる目標アシストトルクを演算する目標アシストトルク演算部と、前記目標アシストトルク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、前記目標アシストトルク演算部は、前記操舵機構に入力すべき前記操舵トルクの目標値となる目標操舵トルクを演算する目標操舵トルク演算部と、前記フィードバック演算として前記検出値である前記操舵トルクを前記目標操舵トルクに追従させるトルクフィードバック演算を実行することにより、トルクフィードバック成分を演算するトルクフィードバック制御部とを備え、前記トルクフィードバック成分に基づいて前記目標アシストトルクを演算するものであり、前記トルクフィードバック制御部は、前記グリップ状態量に基づいて、前記トルクフィードバック演算に用いる制御ゲインを調整することが好ましい。
【００２２】
上記構成によれば、グリップ状態量に応じてトルクフィードバック演算に係る制御ゲインが調整され、同制御ゲインが反映されたトルクフィードバック成分に基づいて目標アシストトルクが演算される。そのため、運転者が入力すべき操舵トルクの目標操舵トルクに対する追従性がグリップ状態に応じたものとなるように、アシスト力としてモータトルクが付与される。これにより、操舵トルクの目標操舵トルクに対する追従性をグリップ状態に応じて最適化するようなアシスト力を付与でき、操舵フィーリングの向上を通じて運転者の違和感を低減できる。
【００２３】
上記操舵制御装置において、前記操舵装置は、ステアリングホイールの操作に基づいて転舵輪を転舵させる操舵機構を有するものであり、前記モータは、ステアリング操作を補助するためのアシスト力として前記モータトルクを付与するアシストモータであって、前記制御部は、前記アシスト力の目標値となる目標アシストトルクを演算する目標アシストトルク演算部と、前記目標アシストトルク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、前記目標アシストトルク演算部は、前記転舵輪の転舵角に換算可能な回転軸の回転角である転舵対応角の目標値となる目標転舵対応角を演算する目標転舵対応角演算部と、前記フィードバック演算として前記検出値である前記転舵対応角を前記目標転舵対応角に追従させる転舵角フィードバック演算を実行することにより、転舵角フィードバック成分を演算する転舵角フィードバック制御部とを備え、前記転舵角フィードバック成分に基づいて前記目標アシストトルクを演算するものであり、前記転舵角フィードバック制御部は、前記グリップ状態量に基づいて、前記転舵角フィードバック演算に用いる制御ゲインを調整することが好ましい。
【００２４】
上記構成によれば、グリップ状態量に応じて転舵角フィードバック演算に係る制御ゲインが調整され、同制御ゲインが反映された転舵角フィードバック成分に基づいて目標アシストトルクが演算される。そのため、転舵対応角の目標転舵対応角に対する追従性がグリップ状態に応じたものとなるように、アシスト力としてモータトルクが付与される。これにより、転舵対応角の目標転舵対応角に対する追従性をグリップ状態に応じて最適化するようなアシスト力を付与でき、転舵特性の向上を通じて運転者の違和感を低減できる。
【００２５】
上記操舵制御装置において、前記操舵装置は、ステアリングホイールの操作に基づいて転舵輪を転舵させる操舵機構を有するものであり、前記モータは、ステアリング操作を補助するためのアシスト力として前記モータトルクを付与するアシストモータであって、前記制御部は、前記アシスト力の目標値となる目標アシストトルクを演算する目標アシストトルク演算部と、前記目標アシストトルク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、前記モータ制御信号演算部は、前記目標アシストトルクに応じた目標電流値を演算する目標電流値演算部と、前記フィードバック演算として前記検出値である前記アシストモータに供給される実電流値を前記目標電流値に追従させる電流フィードバック演算を実行することにより、電流フィードバック成分を演算する電流フィードバック制御部とを備え、前記電流フィードバック成分に基づいて前記操舵側モータ制御信号を演算するものであり、前記電流フィードバック制御部は、前記グリップ状態量に基づいて、前記電流フィードバック演算に用いる制御ゲインを調整することが好ましい。
【００２６】
上記構成によれば、グリップ状態量に応じて電流フィードバック演算に係る制御ゲインが調整され、同制御ゲインが反映された電流フィードバック成分に基づいてモータ制御信号が演算される。そのため、アシストモータに供給される実電流値の目標電流値に対する追従性、すなわちアシストモータの応答性がグリップ状態に応じたものとなる。これにより、アシストモータの応答性をグリップ状態に応じて最適化でき、操舵フィーリング及び転舵特性の向上を通じて運転者の違和感を低減できる。
【００２７】
上記操舵制御装置において、前記グリップ状態量が、前記転舵輪のグリップ状態が限界領域であることを示す場合には、前記転舵輪のグリップ状態が通常領域であることを示す場合よりも、前記制御ゲインを大きくすることが好ましい。
【００２８】
上記構成によれば、転舵輪のグリップ状態が悪化した場合に制御ゲインが大きくなるため、検出値の目標値に対する追従性が高くなり、グリップ状態に応じて好適に運転者の違和感を低減できる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、運転者の違和感を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１実施形態の操舵装置の概略構成図。
【図２】第１実施形態の操舵制御装置のブロック図。
【図３】第１実施形態の目標反力トルク演算部のブロック図。
【図４】着力点に作用する横力、セルフアライニングトルク、及びニューマチックトレールの関係を示す模式図。
【図５】スリップ角の変化に対する角度軸力、横力、セルフアライニングトルク、及びニューマチックトレールの変化を示すグラフ。
【図６】第１実施形態の操舵側モータ制御信号演算部のブロック図。
【図７】第１実施形態の転舵側モータ制御信号演算部のブロック図。
【図８】第１実施形態のトルクフィードバック制御部のブロック図。
【図９】第１実施形態のトルクフィードバック比例成分演算部のブロック図。
【図１０】第１実施形態のトルクフィードバック積分成分演算部のブロック図。
【図１１】第１実施形態のトルクフィードバック微分成分演算部のブロック図。
【図１２】第１実施形態のトルクダンピング成分演算部のブロック図。
【図１３】第１実施形態の操舵角フィードバック制御部のブロック図。
【図１４】第１実施形態のｄ軸電流フィードバック制御部のブロック図。
【図１５】操舵角と操舵トルクとの関係の一例を示すグラフ。
【図１６】横加速度と理想的な操舵フィーリングを実現する操舵トルクとの関係の一例を示すグラフ。
【図１７】路面からラック軸に作用する軸力と目標操舵トルクとの関係の一例を示すグラフ。
【図１８】限界領域近傍での操舵角と操舵トルクとの関係の一例を示すグラフ。
【図１９】限界領域近傍での操舵角と操舵トルクとの関係の一例を示すグラフ。
【図２０】第２実施形態の操舵装置の概略構成図。
【図２１】第２実施形態の操舵制御装置のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（第１実施形態）
以下、操舵制御装置の第１実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、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部４と、運転者による操舵部４の操舵に応じて転舵輪５を転舵させる転舵部６とを備えている。
【００３２】
操舵部４は、ステアリングホイール３が固定されるステアリングシャフト１１と、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に操舵に抗する力である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、例えば三相のブラシレスモータが採用されている。
【００３３】
転舵部６は、ピニオン軸２１と、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、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からな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おり、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が連結されており、タイロッド２６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。
【００３４】
また、転舵部６は、ラック軸２２に転舵輪５を転舵させる転舵力を付与する転舵側アクチュエータ３１を備えている。転舵側アクチュエータ３１は、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部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、例えば三相のブラシレスモータが採用され、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。
【００３５】
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にモータトルクが転舵力として付与されることで、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、運転者の操舵に抗する操舵反力がステアリングホイール３に付与される。つまり、操舵装置２では、操舵側アクチュエータ１２から付与されるモータトルクである操舵反力により、ステアリングホイール３の操舵に必要な操舵トルクＴhが変更される。
【００３６】
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。なお、操舵制御装置１は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ）やメモリを備えており、所定の演算周期ごとにメモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行する。これにより、各種の制御が実行される。
【００３７】
操舵制御装置１には、車両の車速ＳＰを検出する車速センサ４１、及びステアリングシャフト１１に付与された検出値としての操舵トルクＴhを検出するトルクセンサ４２が接続されている。なお、トルクセンサ４２は、ステアリングシャフト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側に設けられており、トーションバー４３の捩れに基づいて操舵トルクＴhを検出する。また、操舵制御装置１には、操舵部４の操舵量を示す検出値として操舵側モータ１３の回転角θsを３６０°の範囲内の相対角で検出する操舵側回転センサ４４、及び転舵部６の転舵量を示す検出値として転舵側モータ３２の回転角θtを相対角で検出する転舵側回転センサ４５が接続されている。なお、上記操舵トルクＴh及び回転角θs，θt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する。また、操舵制御装置１には、車両のヨーレートγを検出するヨーレートセンサ４６、及び車両の横加速度ＬＡを検出する横加速度センサ４７が接続されている。そして、操舵制御装置１は、これらの各種状態量に基づいて操舵側モータ１３及び転舵側モータ３２の作動を制御する。
【００３８】
以下、操舵制御装置１の構成について詳細に説明する。
図２に示すように、操舵制御装置１は、モータ制御信号としての操舵側モータ制御信号Ｍsを出力する制御部としての操舵側制御部５１と、操舵側モータ制御信号Ｍsに基づいて操舵側モータ１３に駆動電力を供給する駆動回路としての操舵側駆動回路５２とを備えている。操舵側制御部５１には、操舵側駆動回路５２と操舵側モータ１３の各相のモータコイルとの間の接続線５３を流れる検出値としての操舵側モータ１３の各相電流値Ｉus，Ｉvs，Ｉwsを検出する電流センサ５４が接続されている。なお、図２では、説明の便宜上、各相の接続線５３及び各相の電流センサ５４をそれぞれ１つにまとめて図示している。
【００３９】
また、操舵制御装置１は、モータ制御信号としての転舵側モータ制御信号Ｍtを出力する制御部としての転舵側制御部５６と、転舵側モータ制御信号Ｍtに基づいて転舵側モータ３２に駆動電力を供給する駆動回路としての転舵側駆動回路５７とを備えている。転舵側制御部５６には、転舵側駆動回路５７と転舵側モータ３２の各相のモータコイルとの間の接続線５８を流れる検出値としての転舵側モータ３２の各相電流値Ｉut，Ｉvt，Ｉwtを検出する電流センサ５９が接続されている。なお、図２では、説明の便宜上、各相の接続線５８及び各相の電流センサ５９をそれぞれ１つにまとめて図示している。本実施形態の操舵側駆動回路５２及び転舵側駆動回路５７には、例えば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及び転舵側モータ制御信号Ｍtは、それぞれ各スイッチング素子のオンオフ状態を規定するゲートオンオフ信号となっている。
【００４０】
そして、操舵側制御部５１及び転舵側制御部５６は、操舵側モータ制御信号Ｍs及び転舵側モータ制御信号Ｍtを操舵側駆動回路５２及び転舵側駆動回路５７に出力することにより、車載電源Ｂから操舵側モータ１３及び転舵側モータ３２に駆動電力をそれぞれ供給する。これにより、操舵側制御部５１及び転舵側制御部５６は、操舵側モータ１３及び転舵側モータ３２の作動を制御する。
【００４１】
先ず、操舵側制御部５１の構成について説明する。
操舵側制御部５１は、所定の演算周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行して、操舵側モータ制御信号Ｍsを生成する。操舵側制御部５１には、上記車速ＳＰ、操舵トルクＴh、回転角θs、ヨーレートγ、横加速度ＬＡ、各相電流値Ｉus，Ｉvs，Ｉws及び転舵側モータ３２の駆動電流であるｑ軸電流値Ｉqtが入力される。そして、操舵側制御部５１は、これら各状態量に基づいて操舵側モータ制御信号Ｍsを生成して出力する。
【００４２】
詳しくは、操舵側制御部５１は、回転角θsに基づいて検出値としてのステアリングホイール３の操舵角θhを演算する操舵角演算部６１と、操舵反力の目標値となる目標反力トルクＴs*を演算する目標反力トルク演算部６２と、操舵側モータ制御信号Ｍsを演算する操舵側モータ制御信号演算部６３とを備えている。
【００４３】
操舵角演算部６１には、操舵側モータ１３の回転角θsが入力される。操舵角演算部６１は、回転角θsを、例えばステアリング中立位置からの操舵側モータ１３の回転数をカウントすることにより、３６０°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６１は、絶対角に換算された回転角に操舵側減速機１４の回転速度比に基づく換算係数を乗算することで、操舵角θhを演算する。このように演算された操舵角θhは、目標反力トルク演算部６２に出力される。
【００４４】
目標反力トルク演算部６２には、車速ＳＰ、操舵トルクＴh、ヨーレートγ及び横加速度ＬＡ、操舵角θh及びｑ軸電流値Ｉqtが入力される。目標反力トルク演算部６２は、後述するようにこれらの状態量に基づいて目標反力トルクＴs*を演算し、操舵側モータ制御信号演算部６３に出力する。また、目標反力トルク演算部６２は、目標反力トルクＴs*を演算する過程で得られたステアリングホイール３の操舵角θhの目標値である目標操舵角θh*を転舵側制御部５６に出力する。さらに、目標反力トルク演算部６２は、目標反力トルクＴs*を演算する過程で得られた転舵輪５の路面に対するグリップ状態を示すグリップ状態量Ｇｒを操舵側モータ制御信号演算部６３、及び転舵側制御部５６に出力する。
【００４５】
操舵側モータ制御信号演算部６３には、目標反力トルクＴs*に加え、回転角θs、相電流値Ｉus，Ｉvs，Ｉws及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。本実施形態の操舵側モータ制御信号演算部６３は、後述するようにこれらの状態量に基づいて操舵側モータ制御信号Ｍsを演算し、操舵側駆動回路５２に出力する。これにより、操舵側モータ１３には、操舵側駆動回路５２から操舵側モータ制御信号Ｍsに応じた駆動電力が供給される。そして、操舵側モータ１３は、目標反力トルクＴs*に示されるモータトルクを操舵反力としてステアリングホイール３に付与する。
【００４６】
次に、転舵側制御部５６について説明する。
転舵側制御部５６は、所定の演算周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行して、転舵側モータ制御信号Ｍtを生成する。転舵側制御部５６には、上記回転角θt、目標操舵角θh*、転舵側モータ３２の各相電流値Ｉut，Ｉvt，Ｉwt及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。そして、転舵側制御部５６は、これら各状態量に基づいて転舵側モータ制御信号Ｍtを生成して出力する。なお、本実施形態の操舵装置２では、操舵角θhと転舵対応角θpとの比である舵角比が一定に設定されており、転舵対応角θpの目標値となる目標転舵対応角は、目標操舵角θh*と等しい。
【００４７】
詳しくは、転舵側制御部５６は、回転角θtに基づいてピニオン軸２１の回転角である検出値としての転舵対応角θpを演算する転舵対応角演算部７１と、上記転舵力の目標値となる目標転舵トルクＴt*を演算する目標転舵トルク演算部７２と、転舵側モータ制御信号Ｍtを出力する転舵側モータ制御信号演算部７３とを備えている。
【００４８】
転舵対応角演算部７１には、転舵側モータ３２の回転角θtが入力される。転舵対応角演算部７１は、入力される回転角θtを、例えば車両が直進する中立位置からの転舵側モータ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、転舵対応角演算部７１は、絶対角に換算された回転角に伝達機構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く換算係数を乗算して転舵対応角θpを演算する。つまり、転舵対応角θpは、ピニオン軸２１がステアリングシャフト１１に連結されていると仮定した場合におけるステアリングホイール３の操舵角θhに相当する。このように演算された転舵対応角θpは、目標転舵トルク演算部７２に出力される。
【００４９】
目標転舵トルク演算部７２には、目標操舵角θh*、転舵対応角θp及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。目標転舵トルク演算部７２は、後述するようにこれらの状態量に基づいて目標転舵トルクＴt*を演算し、転舵側モータ制御信号演算部７３に出力する。
【００５０】
転舵側モータ制御信号演算部７３には、目標転舵トルクＴt*に加え、回転角θt、相電流値Ｉut，Ｉvt，Ｉwt及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。転舵側モータ制御信号演算部７３は、後述するようにこれらの状態量に基づいて転舵側モータ制御信号Ｍtを演算し、転舵側駆動回路５７に出力する。これにより、転舵側モータ３２には、転舵側駆動回路５７から転舵側モータ制御信号Ｍtに応じた駆動電力が供給される。そして、転舵側モータ３２は、目標転舵トルクＴt*に示されるモータトルクを転舵力として転舵輪５に付与する。なお、転舵側モータ制御信号演算部７３は、転舵側モータ制御信号Ｍtを演算する過程で得られたｑ軸電流値Ｉqtを目標反力トルク演算部６２に出力する。
【００５１】
次に、目標反力トルク演算部６２について説明する。
図３に示すように、目標反力トルク演算部６２は、運転者の操舵方向にステアリングホイール３を回転させる力である入力トルク基礎成分としてトルクフィードバック成分Ｔfbtを演算する入力トルク基礎成分演算部８１を備えている。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。また、目標反力トルク演算部６２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、すなわち転舵輪５からラック軸２２に作用する軸力である反力成分Ｆirを演算する反力成分演算部８２を備えている。さらに、目標反力トルク演算部６２は、操舵角θhの目標値となる目標操舵角θh*を演算する目標操舵角演算部８３と、操舵角Ｆ／Ｂ演算の実行により操舵角Ｆ／Ｂ成分Ｔfbhを演算する操舵角Ｆ／Ｂ制御部８４を備えている。そして、目標反力トルク演算部６２は、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbt及び操舵角Ｆ／Ｂ成分Ｔfbhに基づいて目標反力トルクＴs*を演算する。
【００５２】
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及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。入力トルク基礎成分演算部８１は、操舵部４に入力すべき操舵トルクＴhの目標値である目標操舵トルクＴh*を演算する目標操舵トルク演算部９１と、トルクＦ／Ｂ演算の実行によりトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbtを演算するトルクＦ／Ｂ制御部９２とを備えている。
【００５３】
目標操舵トルク演算部９１には、加算器９３において操舵トルクＴhにトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbtが足し合わされた駆動トルクＴcが入力される。目標操舵トルク演算部９１は、駆動トルクＴcの絶対値が大きいほど、より大きな絶対値となる目標操舵トルクＴh*を演算する。なお、駆動トルクＴcは、操舵部４と転舵部６とが機械的に連結されたものにおいて、転舵輪５を転舵させるトルクであり、近似的にラック軸２２に作用する軸力と釣り合う。つまり、駆動トルクＴc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。
【００５４】
トルクＦ／Ｂ制御部９２には、操舵トルクＴh、減算器９４において操舵トルクＴhから目標操舵トルクＴh*が差し引かれたトルク偏差ΔＴh及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。そして、トルクＦ／Ｂ制御部９２は、後述するようにこれらの各状態量に基づいて、操舵トルクＴhを目標操舵トルクＴh*に追従させるフィードバック演算としてのトルクフィードバック演算を行い、目標反力トルクＴs*を演算する基礎となるトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbtを演算する。このように演算されたトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbtは、加算器８５，９３及び目標操舵角演算部８３に出力される。
【００５５】
反力成分演算部８２には、車速ＳＰ、ヨーレートγ、横加速度ＬＡ、転舵側モータ３２のｑ軸電流値Ｉqt及び目標操舵角θh*が入力される。反力成分演算部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を演算し、目標操舵角演算部８３に出力する。
【００５６】
詳しくは、反力成分演算部８２は、角度軸力Ｆibを演算する軸力演算部としての角度軸力演算部１０１と、電流軸力Ｆerを演算する軸力演算部としての電流軸力演算部１０２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、転舵輪５に対して路面から加えられる軸力、すなわち路面から伝達される路面情報が反映されるように、角度軸力Ｆib及び電流軸力Ｆerを所定割合で配分した配分軸力を反力成分Ｆirとして演算する配分処理部１０３を備えている。
【００５７】
角度軸力演算部１０１には、目標転舵対応角である目標操舵角θh*及び車速ＳＰが入力される。角度軸力演算部１０１は、転舵輪５に作用する軸力、すなわち転舵輪５に伝達される伝達力を目標操舵角θh*に基づいて演算する。つまり、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。具体的には、角度軸力演算部１０１は、目標操舵角θh*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１０１は、車速ＳＰが大きくなるにつれて角度軸力Ｆibの絶対値が大きくなるように演算する。このように演算された角度軸力Ｆibは、配分処理部１０３に出力される。
【００５８】
電流軸力演算部１０２には、転舵側モータ３２のｑ軸電流値Ｉqtが入力される。電流軸力演算部１０２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。つまり、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、路面情報を含む路面軸力の一である。具体的には、電流軸力演算部１０２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して、ｑ軸電流値Ｉqtの絶対値が大きくなるほど、電流軸力Ｆerの絶対値が大きくなるように演算する。このように演算された電流軸力Ｆerは、配分処理部１０３に出力される。
【００５９】
配分処理部１０３には、車速ＳＰに加え、角度軸力Ｆib及び電流軸力Ｆerが入力される。配分処理部１０３には、角度軸力Ｆibの配分比率を示す角度配分ゲインＧib、及び電流軸力Ｆerの配分比率を示す電流配分ゲインＧerが実験等により予め設定されている。なお、角度配分ゲインＧib及び電流配分ゲインＧerは、車速ＳＰに応じて可変設定されている。そして、配分処理部１０３は、角度軸力Ｆibに角度配分ゲインＧibを乗算した値、及び電流軸力Ｆerに電流配分ゲインＧerを乗算した値を足し合わせることにより得られる配分軸力を反力成分Ｆirとして演算する。つまり、本実施形態の反力成分演算部８２は、角度軸力Ｆib及び電流軸力Ｆerの２つの軸力を取得し、これら２つの軸力に基づいて反力成分Ｆirを演算する。このように演算された反力成分Ｆirは、上記のように目標操舵角演算部８３に出力される。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。
【００６０】
また、反力成分演算部８２は、車両状態量軸力Ｆyrを演算する軸力演算部としての車両状態量軸力演算部１０５と、グリップ状態量Ｇｒを演算するグリップ状態量演算部１０６とを備えている。なお、車両状態量軸力Ｆyrは、トルクの次元（Ｎ・ｍ）で演算される。
【００６１】
詳しくは、車両状態量軸力演算部１０５には、車速ＳＰ、ヨーレートγ及び横加速度ＬＡが入力される。車両状態量軸力演算部１０５は、下記（１）式にヨーレートγ及び横加速度ＬＡを入力することにより演算される横力Ｆｙを車両状態量軸力Ｆyrとして演算する。つまり、車両状態量軸力Ｆyrは、転舵輪５に作用する軸力を該転舵輪５に作用する横力Ｆyであると近似的にみなした推定値であって、車両の横方向への挙動の変化を引き起こさない路面情報は含まず、車両の横方向への挙動の変化を通じて伝達可能な路面情報を含む軸力である。
【００６２】
Ｆｙ＝Ｋla×ＬＡ＋Ｋγ×γ’…（１）
なお、「γ’」は、ヨーレートγの微分値を示し、「Ｋla」及び「Ｋγ」は、試験等により予め設定された係数を示し、車速ＳＰに応じて可変設定されている。
【００６３】
グリップ状態量演算部１０６には、車両状態量軸力Ｆyr及び電流軸力Ｆerが入力される。グリップ状態量演算部１０６は、下記（２）式に車両状態量軸力Ｆyr及び電流軸力Ｆerを入力することにより、転舵輪５のグリップがどの程度失われたかを示すグリップロス度からなるグリップ状態量Ｇｒを演算する。
【００６４】
Ｇｒ＝（Ｋy×Ｆyr）−（Ｋer×Ｆer）…（２）
なお、「Ｋer」及び「Ｋy」は、試験等により予め設定された係数を示し、グリップ状態量演算部１０６に記憶されている。
【００６５】
ここで、転舵輪のスリップ角βと該転舵輪に作用する力との関係について、図４及び図５を参照して説明する。
図４は、車両が右旋回している際に、スリップ角βが付いている転舵輪の接地面を上から見た図である。転舵輪の向きに向かう中心線ｘが元々の転舵輪５の向きを示しており、転舵輪５の進行方向はこれに対して線αで示している。同図において、Ａ点が転舵輪５の接地開始点で、Ｂ点が接地終了点とすると、スリップ角β分だけ、トレッド面が路面に引きずられて中心線ｘから線αのラインに沿ってずれて撓む。なお、図４において、トレッド面がずれて撓んだ領域をハッチングで示す。この撓んだ領域のうち、Ａ点側の領域が粘着域であり、Ｂ点側の領域が滑り域である。そして、このようなスリップ角βで旋回したときの転舵輪５の接地面の着力点には、横力Ｆｙが働き、鉛直軸周りのモーメントがセルフアライニングトルクＳＡＴとなる。なお、転舵輪５の接地中心と着力点間の距離がニューマチックトレールであり、ニューマチックトレールは転舵輪５の路面に対するグリップ状態を示す値と言える。また、ニューマチックトレールとキャスタトレールの和がトレールである。
【００６６】
図５は、スリップ角βの変化に対する、角度軸力Ｆib、横力Ｆy、セルフアライニングトルクＳＡＴ、及びニューマチックトレールの変化を示している。同図に示すように旋回中の転舵輪において、スリップ角βが小さい領域では、スリップ角βの増大に従って角度軸力Ｆib、横力Ｆy及びセルフアライニングトルクＳＡＴがそれぞれ略線形に増大し、これらの各値の差は小さい。一方、スリップ角βがある程度大きな領域では、スリップ角βの増大に従って、角度軸力Ｆibは引き続き略線形に増大するものの、横力Ｆyは増大を続けた後に略一定又はやや減少傾向を示す。また、セルフアライニングトルクＳＡＴは、スリップ角βの増大に従って、しばらくは略一定となるが、ニューマチックトレールの減少に伴って大きく減少する傾向を示す。このように各値が略線形に変化し、これらの差が小さい領域を通常領域とし、横力Ｆy及びセルフアライニングトルクＳＡＴが非線形に変化し、これらの差が大きくなる領域を限界領域とする。なお、図５に示す通常領域と限界領域との区切りは便宜上のものである。
【００６７】
ここで、旋回時の軸力をセルフアライニングトルクＳＡＴと捉えると、セルフアライニングトルクＳＡＴと横力Ｆｙの関係は、図４に示すように、タイヤと路面との接地中心から横力の着力点までのニューマチックトレールに相当するパラメータを用いた下記（３）式で表現できる。
【００６８】
ＳＡＴ＝Ｆｙ×ニューマチックトレール…（３）
そして、セルフアライニングトルクＳＡＴを「軸力≒路面からの反力」と考えると、転舵側モータ３２の駆動電流、すなわち、ｑ軸電流値Ｉqtに基づく電流軸力ＦerがセルフアライニングトルクＳＡＴを近似的に表現しているといえる。
【００６９】
なお、横力Ｆｙは、転舵輪５に発生している力であり、「横力Ｆy≒車両横向きに発生している力」と置き換えて、横力Ｆｙを横加速度ＬＡによって近似的に表現することができる。なお、横加速度ＬＡだけでは、実際の軸力に対し、動き出し時の応答性が不足するため、応答性を改善するためにヨーレートγの微分を加算して、上記式（１）が得られる。
【００７０】
一方、図５に示すように、ニューマチックトレールの減少傾向は、横力ＦyからセルフアライニングトルクＳＡＴを減算した値の絶対値の増加傾向に比例しているため、グリップ状態量Ｇｒは、下記（４）式のように表わすことができる。
【００７１】
Ｇｒ＝Ｆｙ−ＳＡＴ…（４）
そして、電流軸力ＦerがセルフアライニングトルクＳＡＴを近似的に表現でき、車両状態量軸力Ｆyrが横力Ｆyを近似的に表現できることを踏まえると、グリップ状態量Ｇｒは、上記（２）式で表される。
【００７２】
図３に示すように、グリップ状態量演算部１０６が演算したグリップ状態量Ｇｒは、トルクＦ／Ｂ制御部９２、操舵角Ｆ／Ｂ制御部８４、操舵側モータ制御信号演算部６３、目標転舵トルク演算部７２及び転舵側モータ制御信号演算部７３に出力される。
【００７３】
目標操舵角演算部８３には、車速ＳＰ、操舵トルクＴh、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbt及び反力成分Ｆirが入力される。目標操舵角演算部８３は、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbtに操舵トルクＴhを加算するとともに反力成分Ｆirを減算した値である入力トルクＴin*と目標操舵角θh*とを関係づける下記（５）のステアリングモデル式を利用して、目標操舵角θh*を演算する。
【００７４】
Ｔin*＝Ｃ・θh*’＋Ｊ・θh*’’…（５）
このモデル式は、ステアリングホイール３と転舵輪５とが機械的に連結されたもの、すなわち操舵部４と転舵部６とが機械的に連結されたものにおいて、ステアリングホイール３の回転に伴って回転する回転軸のトルクと回転角との関係を定めて表したものである。そして、このモデル式は、操舵装置２の摩擦等をモデル化した粘性係数Ｃ、操舵装置２の慣性をモデル化した慣性係数Ｊを用いて表される。なお、粘性係数Ｃ及び慣性係数Ｊは、車速ＳＰに応じて可変設定される。そして、このようにモデル式を用いて演算された目標操舵角θh*は、目標転舵トルク演算部７２に加え、反力成分演算部８２に出力される。
【００７５】
操舵角Ｆ／Ｂ制御部８４には、減算器８６において目標操舵角θh*から操舵角θhが差し引かれた角度偏差Δθh、及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。そして、操舵角Ｆ／Ｂ制御部８４は、後述するようにこれらの各状態量に基づいて、操舵角θhを目標操舵角θh*に追従させるフィードバック演算としての操舵角フィードバック演算を行い、目標反力トルクＴs*の基礎となる操舵角Ｆ／Ｂ成分Ｔfbhを演算する。このように演算された操舵角Ｆ／Ｂ成分Ｔfbhは、加算器８５に出力される。
【００７６】
そして、目標反力トルク演算部６２は、加算器８５においてトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbtに操舵角Ｆ／Ｂ成分Ｔfbhを加算した値を目標反力トルクＴs*として演算する。このように演算された目標反力トルクＴs*は、操舵側モータ制御信号演算部６３に出力される。
【００７７】
次に、操舵側モータ制御信号演算部６３について説明する。
図６に示すように、操舵側モータ制御信号演算部６３は、目標反力トルクＴs*に基づいてｄｑ座標系における電流フィードバック演算を実行することにより、操舵側モータ制御信号Ｍsを演算する。
【００７８】
詳しくは、操舵側モータ制御信号演算部６３は、ｄ軸目標電流値Ｉds*及びｑ軸目標電流値Ｉqs*を演算する操舵側目標電流値演算部１１１と、実電流値としてのｄ軸電流値Ｉds及びｑ軸電流値Ｉqsを演算する三相二相変換部１１２とを備えている。また、操舵側モータ制御信号演算部６３は、電流Ｆ／Ｂ演算の実行により電流Ｆ／Ｂ成分としてのｄ軸目標電圧値Ｖds*を演算するｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１１３と、電流Ｆ／Ｂ演算の実行により電流Ｆ／Ｂ成分としてのｑ軸目標電圧値Ｖqs*を演算するｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１１４とを備えている。また、操舵側モータ制御信号演算部６３は、三相の目標電圧値Ｖus*，Ｖvs*，Ｖws*を演算する二相三相変換部１１５と、デューティ指令値αus*，αvs*，αws*を演算するＰＷＭ変換部１１６と、操舵側モータ制御信号Ｍsを生成する制御信号生成部１１７とを備えている。
【００７９】
操舵側目標電流値演算部１１１には、目標反力トルクＴs*が入力される。操舵側目標電流値演算部１１１は、目標反力トルクＴs*に基づいてｑ軸目標電流値Ｉqs*を演算する。具体的には、操舵側目標電流値演算部１１１は、目標反力トルクＴs*の絶対値の増大に基づいてより大きな絶対値を有するｑ軸目標電流値Ｉqs*を演算する。また、操舵側目標電流値演算部１１１は、基本的にゼロを示すｄ軸目標電流値Ｉds*を演算する。このように演算されたｄ軸目標電流値Ｉds*は減算器１１８に出力され、ｑ軸目標電流値Ｉqs*は減算器１１９に出力される。
【００８０】
三相二相変換部１１２には、各相電流値Ｉus，Ｉvs，Ｉws及び回転角θsが入力される。三相二相変換部１１２は、回転角θsに基づいて各相電流値Ｉus，Ｉvs，Ｉwsをｄｑ座標上に写像することにより、ｄ軸電流値Ｉds及びｑ軸電流値Ｉqsを演算する。ｄ軸電流値Ｉdsは、ｄ軸目標電流値Ｉds*とともに減算器１１８に入力され、ｑ軸電流値Ｉqsは、ｑ軸目標電流値Ｉqs*とともに減算器１１９に入力される。そして、各減算器１１８，１１９は、ｄ軸電流偏差ΔＩds及びｑ軸電流偏差ΔＩqsを演算する。このように演算されたｄ軸電流偏差ΔＩdsはｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１１３に出力され、ｑ軸電流偏差ΔＩqsはｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１１４に出力される。
【００８１】
ｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１１３には、ｄ軸電流偏差ΔＩdsに加え、グリップ状態量Ｇｒが入力され、ｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１１４には、ｑ軸電流偏差ΔＩqsに加え、グリップ状態量Ｇｒが入力される。そして、ｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１１３は、これらの状態量に基づいて、後述するようにｄ軸目標電流値Ｉds*にｄ軸電流値Ｉdsを追従させるフィードバック演算としての電流フィードバック演算を行い、操舵側モータ制御信号Ｍsの基礎となるｄ軸目標電圧値Ｖds*を演算する。また、ｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１１４は、これらの状態量に基づいて、後述するようにｑ軸目標電流値Ｉqs*にｑ軸電流値Ｉqsを追従させるフィードバック演算としての電流フィードバック演算を行い、操舵側モータ制御信号Ｍsの基礎となるｑ軸目標電圧値Ｖqs*を演算する。このように演算されたｄ軸目標電圧値Ｖds*及びｑ軸目標電圧値Ｖqs*は、二相三相変換部１１５に出力される。
【００８２】
二相三相変換部１１５には、ｄ軸目標電圧値Ｖds*及びｑ軸目標電圧値Ｖqs*に加え、回転角θsが入力される。二相三相変換部１１５は、回転角θsに基づいてｄ軸目標電圧値Ｖds*及びｑ軸目標電圧値Ｖqs*を三相の交流座標上に写像することにより三相の目標電圧値Ｖus*，Ｖvs*，Ｖws*を演算する。このように演算された目標電圧値Ｖus*，Ｖvs*，Ｖws*は、ＰＷＭ変換部１１６に出力される。
【００８３】
ＰＷＭ変換部１１６は、各目標電圧値Ｖus*，Ｖvs*，Ｖws*に基づいてデューティ指令値αus*，αvs*，αws*を演算する。このように演算されたデューティ指令値αus*，αvs*，αws*は、制御信号生成部１１７に出力される。
【００８４】
制御信号生成部１１７は、デューティ指令値αus*，αvs*，αws*と三角波や鋸波等の搬送波としてのＰＷＭキャリアとの比較を通じて、デューティ指令値αus*，αvs*，αws*に示されるデューティ比を有する操舵側モータ制御信号Ｍsを生成する。このように演算された操舵側モータ制御信号Ｍsが操舵側駆動回路５２に出力され、操舵側モータ制御信号Ｍsに応じた駆動電力が操舵側モータ１３に出力される。これにより、操舵側モータ１３から目標反力トルクＴs*に示されるモータトルクが操舵反力としてステアリングホイール３に付与される。
【００８５】
なお、上記のように目標反力トルク演算部６２は、トルクＦ／Ｂ演算に用いる目標操舵トルクＴh*を演算上の軸力である駆動トルクＴcに基づいて演算するとともに、操舵角Ｆ／Ｂ演算に用いる目標操舵角θh*を演算上の軸力である反力成分Ｆirに基づいて演算し、これらを足し合わせて目標反力トルクＴs*として演算している。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。
【００８６】
次に、目標転舵トルク演算部７２について説明する。
図２に示すように、目標転舵トルク演算部７２は、転舵角Ｆ／Ｂ演算の実行により得られる転舵角Ｆ／Ｂ成分を目標転舵トルクＴt*として演算する転舵角Ｆ／Ｂ制御部１２１を備えている。転舵角Ｆ／Ｂ制御部１２１には、減算器１２２において目標転舵対応角である目標操舵角θh*から転舵対応角θpが差し引かれた角度偏差Δθp、及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。そして、転舵角Ｆ／Ｂ制御部１２１は、後述するようにこれらの各状態量に基づいて、転舵対応角θpを目標転舵対応角である目標操舵角θh*に追従させるフィードバック演算としての転舵角フィードバック演算を行い、目標転舵トルクＴt*を演算する。このように演算された目標転舵トルクＴt*は、転舵側モータ制御信号演算部７３に出力される。
【００８７】
次に、転舵側モータ制御信号演算部７３について説明する。
図７に示すように、転舵側モータ制御信号演算部７３は、目標転舵トルクＴt*に基づいてｄｑ座標系における電流Ｆ／Ｂ演算を実行することにより、転舵側モータ制御信号Ｍtを演算する。
【００８８】
転舵側モータ制御信号演算部７３は、操舵側モータ制御信号演算部６３を構成する各制御ブロックと同様の制御ブロックを備えており、操舵側モータ制御信号演算部６３と同様に、ｄｑ座標系における電流Ｆ／Ｂ演算を行う。すなわち、転舵側モータ制御信号演算部７３は、ｄ軸目標電流値Ｉdt*及びｑ軸目標電流値Ｉqt*を演算する転舵側目標電流値演算部１３１と、実電流値としてのｄ軸電流値Ｉdt及びｑ軸電流値Ｉqtを演算する三相二相変換部１３２とを備えている。また、転舵側モータ制御信号演算部７３は、電流Ｆ／Ｂ演算の実行により電流Ｆ／Ｂ成分としてのｄ軸目標電圧値Ｖdt*を演算するｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１３３と、電流Ｆ／Ｂ演算の実行により電流Ｆ／Ｂ成分としてのｑ軸目標電圧値Ｖqt*を演算するｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１３４とを備えている。また、転舵側モータ制御信号演算部７３は、三相の目標電圧値Ｖut*，Ｖvt*，Ｖwt*を演算する二相三相変換部１３５と、デューティ指令値αut*，αvt*，αwt*を演算するＰＷＭ変換部１３６と、転舵側モータ制御信号Ｍtを生成する制御信号生成部１３７とを備えている。なお、三相二相変換部１３２が演算したｑ軸電流値Ｉqtは、上記のように目標反力トルク演算部６２にも出力される。
【００８９】
次に、各種のフィードバック演算について説明する。
まず、トルクＦ／Ｂ制御部９２によるトルクＦ／Ｂ演算について説明する。
図８に示すように、トルクＦ／Ｂ制御部９２は、トルク偏差ΔＴhを入力とし、ＰＩＤ制御の実行に基づいてトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbtを演算する。つまり、トルクＦ／Ｂ制御部９２は、トルク偏差ΔＴhに基づくトルクＦ／Ｂ比例成分Ｔtpと、トルク偏差ΔＴhを積分したトルク偏差積分値ΔＴhiに基づくトルクＦ／Ｂ積分成分Ｔtiと、トルク偏差ΔＴhを微分したトルク偏差微分値ΔＴhdに基づくトルクＦ／Ｂ微分成分Ｔtdとを演算する。また、本実施形態のトルクＦ／Ｂ制御部９２は、操舵トルクＴhを微分したトルク微分値ｄＴhに基づいて、ＰＩＤ制御の出力値に加算する補償量としてトルクダンピング成分Ｔtvを演算する。そして、トルクＦ／Ｂ制御部９２は、トルクＦ／Ｂ比例成分Ｔtp、トルクＦ／Ｂ積分成分Ｔti、トルクＦ／Ｂ微分成分Ｔtd及びトルクダンピング成分Ｔtvを足し合わせた値をトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbtとして演算する。
【００９０】
詳しくは、トルクＦ／Ｂ制御部９２は、トルクＦ／Ｂ比例成分Ｔtpを演算するトルクＦ／Ｂ比例成分演算部１４１と、トルクＦ／Ｂ積分成分Ｔtiを演算するトルクＦ／Ｂ積分成分演算部１４２と、トルクＦ／Ｂ微分成分Ｔtdを演算するトルクＦ／Ｂ微分成分演算部１４３とを備えている。また、トルクＦ／Ｂ制御部９２は、トルクダンピング成分Ｔtvを演算するトルクダンピング成分演算部１４４を備えている。
【００９１】
トルクＦ／Ｂ比例成分演算部１４１には、トルク偏差ΔＴh及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。トルクＦ／Ｂ比例成分演算部１４１は、トルク偏差ΔＴhに対してグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整したトルク比例ゲインＫtp’を乗算することにより、トルクＦ／Ｂ比例成分Ｔtpを演算する。
【００９２】
具体的には、図９に示すように、トルクＦ／Ｂ比例成分演算部１４１は、トルク比例ゲインＫtpをグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整するためのトルク比例調整ゲインＫtpaを演算するトルク比例調整ゲイン演算部１５１を備えている。トルク比例調整ゲイン演算部１５１には、グリップ状態量Ｇｒが入力される。トルク比例調整ゲイン演算部１５１は、グリップ状態量Ｇｒとトルク比例調整ゲインＫtpaとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することによりグリップ状態量Ｇｒに応じたトルク比例調整ゲインＫtpaを演算する。このマップは、グリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒth以下の領域ではトルク比例調整ゲインＫtpaが「１」となり、グリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒthよりも大きくなると、該グリップ状態量Ｇｒの増大に基づいてトルク比例調整ゲインＫtpaが大きくなるように設定されている。つまり、トルク比例調整ゲインＫtpaは、グリップ状態量Ｇｒが大きくなるほど、すなわちグリップロス度が大きくなり転舵輪５のグリップ状態が悪化するほど、トルクＦ／Ｂ比例成分Ｔtpが大きくなるように設定されている。なお、グリップ閾値Ｇｒthは、通常領域と限界領域との境となるスリップ角βでのグリップ状態量Ｇｒを示す値であり、予め試験等により設定されている。このように演算されたトルク比例調整ゲインＫtpaは、乗算器１５２に出力される。
【００９３】
乗算器１５２には、トルク比例調整ゲインＫtpaに加え、予め設定された制御ゲインとしての一定のトルク比例ゲインＫtpが入力される。トルクＦ／Ｂ比例成分演算部１４１は、乗算器１５２においてトルク比例ゲインＫtpにトルク比例調整ゲインＫtpaを乗算した値をトルク比例ゲインＫtp’として演算する。このように演算されたトルク比例ゲインＫtp’は、乗算器１５３に出力される。
【００９４】
乗算器１５３には、トルク比例ゲインＫtp’に加え、トルク偏差ΔＴhが入力される。そして、トルクＦ／Ｂ比例成分演算部１４１は、乗算器１５３においてトルク偏差ΔＴhにトルク比例ゲインＫtp’を乗算することにより、トルクＦ／Ｂ比例成分Ｔtpを演算する。図８に示すように、このように演算されたトルクＦ／Ｂ比例成分Ｔtpは、加算器１４５に出力される。
【００９５】
トルクＦ／Ｂ積分成分演算部１４２には、トルク偏差積分値ΔＴhi及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。トルクＦ／Ｂ積分成分演算部１４２は、トルク偏差積分値ΔＴhiに対してグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整したトルク積分ゲインＫti’を乗算することにより、トルクＦ／Ｂ積分成分Ｔtiを演算する。
【００９６】
具体的には、図１０に示すように、トルクＦ／Ｂ積分成分演算部１４２は、トルク積分ゲインＫtiをグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整するためのトルク積分調整ゲインＫtiaを演算するトルク積分調整ゲイン演算部１６１を備えている。トルク積分調整ゲイン演算部１６１には、グリップ状態量Ｇｒが入力される。トルク積分調整ゲイン演算部１６１は、グリップ状態量Ｇｒとトルク積分調整ゲインＫtiaとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することによりグリップ状態量Ｇｒに応じたトルク積分調整ゲインＫtiaを演算する。このマップは、グリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒth以下の領域ではトルク積分調整ゲインＫtiaが「１」となり、グリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒthよりも大きくなると、該グリップ状態量Ｇｒの増大に基づいてトルク積分調整ゲインＫtiaが大きくなるように設定されている。つまり、トルク積分調整ゲインＫtiaは、グリップ状態量Ｇｒが大きくなるほど、トルクＦ／Ｂ積分成分Ｔti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トルク積分調整ゲインＫtiaは、乗算器１６２に出力される。
【００９７】
乗算器１６２には、トルク積分調整ゲインＫtiaに加え、予め設定された制御ゲインとしての一定のトルク積分ゲインＫtiが入力される。トルクＦ／Ｂ積分成分演算部１４２は、乗算器１６２においてトルク積分ゲインＫtiにトルク積分調整ゲインＫtiaを乗算した値をトルク積分ゲインＫti’として演算する。このように演算されたトルク積分ゲインＫti’は、乗算器１６３に出力される。
【００９８】
乗算器１６３には、トルク積分ゲインＫti’に加え、トルク偏差積分値ΔＴhiが入力される。そして、トルクＦ／Ｂ積分成分演算部１４２は、乗算器１６３においてトルク偏差積分値ΔＴhiにトルク積分ゲインＫti’を乗算することにより、トルクＦ／Ｂ積分成分Ｔtiを演算する。図８に示すように、このように演算されたトルクＦ／Ｂ積分成分Ｔtiは、加算器１４５に出力される。
【００９９】
トルクＦ／Ｂ微分成分演算部１４３には、トルク偏差微分値ΔＴhd及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。トルクＦ／Ｂ微分成分演算部１４３は、トルク偏差微分値ΔＴhdに対してグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整したトルク微分ゲインＫtd’を乗算することにより、トルクＦ／Ｂ微分成分Ｔtdを演算する。
【０１００】
具体的には、図１１に示すように、トルクＦ／Ｂ微分成分演算部１４３は、トルク微分ゲインＫtdをグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整するためのトルク微分調整ゲインＫtdaを演算するトルク微分調整ゲイン演算部１７１を備えている。トルク微分調整ゲイン演算部１７１には、グリップ状態量Ｇｒが入力される。トルク微分調整ゲイン演算部１７１は、グリップ状態量Ｇｒとトルク微分調整ゲインＫtdaとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することによりグリップ状態量Ｇｒに応じたトルク微分調整ゲインＫtdaを演算する。このマップは、グリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒth以下の領域ではトルク微分調整ゲインＫtdaが「１」となり、グリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒthよりも大きくなると、該グリップ状態量Ｇｒの増大に基づいてトルク微分調整ゲインＫtdaが大きくなるように設定されている。つまり、トルク微分調整ゲインＫtdaは、グリップ状態量Ｇｒが大きくなるほど、トルクＦ／Ｂ微分成分Ｔtd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トルク微分調整ゲインＫtdaは、乗算器１７２に出力される。
【０１０１】
乗算器１７２には、トルク微分調整ゲインＫtdaに加え、予め設定された制御ゲインとしての一定のトルク微分ゲインＫtdが入力される。トルクＦ／Ｂ微分成分演算部１４３は、乗算器１７２においてトルク微分ゲインＫtdにトルク微分調整ゲインＫtdaを乗算した値をトルク微分ゲインＫtd’として演算する。このように演算されたトルク微分ゲインＫtd’は、乗算器１７３に出力される。
【０１０２】
乗算器１７３には、トルク微分ゲインＫtd’に加え、トルク偏差微分値ΔＴhdが入力される。そして、トルクＦ／Ｂ微分成分演算部１４３は、乗算器１７３においてトルク偏差微分値ΔＴhdにトルク微分ゲインＫtd’を乗算することにより、トルクＦ／Ｂ微分成分Ｔtdを演算する。図８に示すように、このように演算されたトルクＦ／Ｂ微分成分Ｔtdは、加算器１４５に出力される。
【０１０３】
トルクダンピング成分演算部１４４には、トルク微分値ｄＴh及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。トルクダンピング成分演算部１４４は、トルク微分値ｄＴhに対してグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整したトルクダンピングゲインＫtv’を乗算することにより、トルクダンピング成分Ｔtvを演算する。
【０１０４】
具体的には、図１２に示すように、トルクダンピング成分演算部１４４は、トルクダンピングゲインＫtvをグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整するためのトルクダンピング調整ゲインＫtvaを演算するトルクダンピング調整ゲイン演算部１８１を備えている。トルクダンピング調整ゲイン演算部１８１には、グリップ状態量Ｇｒが入力される。トルクダンピング調整ゲイン演算部１８１は、グリップ状態量Ｇｒとトルクダンピング調整ゲインＫtvaとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することによりグリップ状態量Ｇｒに応じたトルクダンピング調整ゲインＫtvaを演算する。このマップは、グリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒth以下の領域ではトルクダンピング調整ゲインＫtvaが「１」となり、グリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒthよりも大きくなると、該グリップ状態量Ｇｒの増大に基づいてトルクダンピング調整ゲインＫtvaが大きくなるように設定されている。つまり、トルクダンピング調整ゲインＫtvaは、グリップ状態量Ｇｒが大きくなるほど、トルクダンピング成分Ｔtv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トルクダンピング調整ゲインＫtvaは、乗算器１８２に出力される。
【０１０５】
乗算器１８２には、トルクダンピング調整ゲインＫtvaに加え、予め設定された制御ゲインとしての一定のトルクダンピングゲインＫtvが入力される。トルクダンピング成分演算部１４４は、乗算器１８２においてトルクダンピングゲインＫtvにトルクダンピング調整ゲインＫtvaを乗算した値をトルクダンピングゲインＫtv’として演算する。このように演算されたトルクダンピングゲインＫtv’は、乗算器１８３に出力される。
【０１０６】
乗算器１８３には、トルクダンピングゲインＫtv’に加え、トルク微分値ｄＴhが入力される。そして、トルクダンピング成分演算部１４４は、乗算器１８３においてトルク微分値ｄＴhにトルクダンピングゲインＫtv’を乗算することにより、トルクダンピング成分Ｔtvを演算する。図８に示すように、このように演算されたトルクダンピング成分Ｔtvは、加算器１４５に出力される。
【０１０７】
そして、トルクＦ／Ｂ制御部９２は、加算器１４５において、トルクＦ／Ｂ比例成分Ｔtpと、トルクＦ／Ｂ積分成分Ｔtiと、トルクＦ／Ｂ微分成分Ｔtdと、トルクダンピング成分Ｔtvとを加算することにより、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbtを演算する。
【０１０８】
次に、操舵角Ｆ／Ｂ制御部８４による操舵角Ｆ／Ｂ演算について説明する。
図１３に示すように、操舵角Ｆ／Ｂ制御部８４は、角度偏差Δθhを入力とし、ＰＩＤ制御の実行に基づいて操舵角Ｆ／Ｂ成分Ｔfbhを演算する。つまり、操舵角Ｆ／Ｂ制御部８４は、角度偏差Δθhに基づく操舵角Ｆ／Ｂ比例成分Ｔhpと、角度偏差Δθhを積分した角度偏差積分値Δθhiに基づく操舵角Ｆ／Ｂ積分成分Ｔhiと、角度偏差Δθhを微分した角度偏差微分値Δθhdに基づく操舵角Ｆ／Ｂ微分成分Ｔhdを演算する。また、本実施形態の操舵角Ｆ／Ｂ制御部８４は、操舵角θhを微分した操舵角速度ωhに基づいて、ＰＩＤ制御の出力値に加算する補償量として操舵ダンピング成分Ｔhvを演算する。そして、操舵角Ｆ／Ｂ制御部８４は、操舵角Ｆ／Ｂ比例成分Ｔhp、操舵角Ｆ／Ｂ積分成分Ｔhi、操舵角Ｆ／Ｂ微分成分Ｔhd及び操舵ダンピング成分Ｔhvを足し合わせた値を操舵角Ｆ／Ｂ成分Ｔfbhとして演算する。
【０１０９】
詳しくは、操舵角Ｆ／Ｂ制御部８４は、操舵角Ｆ／Ｂ比例成分Ｔhpを演算する操舵角Ｆ／Ｂ比例成分演算部１９１と、操舵角Ｆ／Ｂ積分成分Ｔhiを演算する操舵角Ｆ／Ｂ積分成分演算部１９２と、操舵角Ｆ／Ｂ微分成分Ｔhdを演算する操舵角Ｆ／Ｂ微分成分演算部１９３とを備えている。また、操舵角Ｆ／Ｂ制御部８４は、操舵ダンピング成分Ｔhvを演算する操舵ダンピング成分演算部１９４を備えている。
【０１１０】
操舵角Ｆ／Ｂ比例成分演算部１９１には、角度偏差Δθh及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。操舵角Ｆ／Ｂ比例成分演算部１９１は、角度偏差Δθhに対してグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整した操舵角比例ゲインを乗算することにより、操舵角Ｆ／Ｂ比例成分Ｔhpを演算する。なお、操舵角Ｆ／Ｂ比例成分演算部１９１は、トルクＦ／Ｂ比例成分演算部１４１と同様に構成されており、予め設定された制御ゲインとしての一定の操舵角比例ゲインに操舵角比例調整ゲインを乗算することにより該操舵角比例ゲインを調整し、これに角度偏差Δθhを乗算することにより操舵角Ｆ／Ｂ比例成分Ｔhpを演算する。このように演算された操舵角Ｆ／Ｂ比例成分Ｔhpは、加算器１９５に出力される。
【０１１１】
操舵角Ｆ／Ｂ積分成分演算部１９２には、角度偏差積分値Δθhi及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。操舵角Ｆ／Ｂ積分成分演算部１９２は、角度偏差積分値Δθhiに対してグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整した操舵角積分ゲインを乗算することにより、操舵角Ｆ／Ｂ積分成分Ｔhiを演算する。なお、操舵角Ｆ／Ｂ積分成分演算部１９２は、トルクＦ／Ｂ積分成分演算部１４２と同様に構成されており、予め設定された制御ゲインとしての一定の操舵角積分ゲインに操舵角積分調整ゲインを乗算することにより該操舵角積分ゲインを調整し、これに角度偏差積分値Δθhiを乗算することにより操舵角Ｆ／Ｂ積分成分Ｔhiを演算する。このように演算された操舵角Ｆ／Ｂ積分成分Ｔhiは、加算器１９５に出力される。
【０１１２】
操舵角Ｆ／Ｂ微分成分演算部１９３には、角度偏差微分値Δθhd及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。操舵角Ｆ／Ｂ微分成分演算部１９３は、角度偏差微分値Δθhdに対してグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整した操舵角微分ゲインを乗算することにより、操舵角Ｆ／Ｂ微分成分Ｔhdを演算する。なお、操舵角Ｆ／Ｂ微分成分演算部１９３は、トルクＦ／Ｂ微分成分演算部１４３と同様に構成されており、予め設定された制御ゲインとしての一定の操舵角微分ゲインに操舵角微分調整ゲインを乗算することにより該操舵角微分ゲインを調整し、これに角度偏差微分値Δθhdを乗算することにより操舵角Ｆ／Ｂ微分成分Ｔhdを演算する。このように演算された操舵角Ｆ／Ｂ微分成分Ｔhdは、加算器１９５に出力される。
【０１１３】
操舵ダンピング成分演算部１９４には、操舵角速度ωh及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。操舵ダンピング成分演算部１９４は、操舵角速度ωhに対してグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整した操舵ダンピングゲインを乗算することにより、操舵ダンピング成分Ｔhvを演算する。なお、操舵ダンピング成分演算部１９４は、トルクダンピング成分演算部１４４と同様に構成されており、予め設定された制御ゲインとしての一定の操舵ダンピングゲインに操舵トルクダンピング調整ゲインを乗算することにより該ダンピングゲインを調整し、これに操舵角速度ωhを乗算することにより操舵ダンピング成分Ｔhvを演算する。このように演算された操舵ダンピング成分Ｔhvは、加算器１９５に出力される。
【０１１４】
そして、操舵角Ｆ／Ｂ制御部８４は、加算器１９５において、操舵角Ｆ／Ｂ比例成分Ｔhpと、操舵角Ｆ／Ｂ積分成分Ｔhiと、操舵角Ｆ／Ｂ微分成分Ｔhdと、操舵ダンピング成分Ｔhvとを加算することにより、操舵角Ｆ／Ｂ成分Ｔfbhを演算する。
【０１１５】
なお、転舵角Ｆ／Ｂ制御部１２１による転舵角Ｆ／Ｂ演算は、角度偏差Δθhに代えて角度偏差Δθpを用いること以外は上記操舵角Ｆ／Ｂ制御部８４による操舵角Ｆ／Ｂ演算と同様の演算処理であるため、その説明を省略する。ただし、転舵角比例ゲインや転舵角比例調整ゲイン等の各値について、転舵角Ｆ／Ｂ演算で適宜の値を用いてもよいことは言うまでもない。
【０１１６】
次に、操舵側モータ制御信号演算部６３のｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１１３による電流Ｆ／Ｂ演算について説明する。
図１４に示すように、ｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１１３は、ｄ軸電流偏差ΔＩdsを入力とし、ＰＩＤ制御の実行に基づいて電流Ｆ／Ｂ成分としてのｄ軸目標電圧値Ｖds*を演算する。つまり、ｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１１３は、ｄ軸電流偏差ΔＩdsに基づくｄ軸電流Ｆ／Ｂ比例成分Ｔipと、ｄ軸電流偏差ΔＩdsを積分した電流偏差積分値ΔＩdsiに基づくｄ軸電流Ｆ／Ｂ積分成分Ｔiiと、ｄ軸電流偏差ΔＩdsを微分した電流偏差微分値ΔＩdsdに基づくｄ軸電流Ｆ／Ｂ微分成分Ｔidを演算する。そして、ｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１１３は、ｄ軸電流Ｆ／Ｂ比例成分Ｔip、ｄ軸電流Ｆ／Ｂ積分成分Ｔii及びｄ軸電流Ｆ／Ｂ微分成分Ｔidを足し合わせた値をｄ軸目標電圧値Ｖds*として演算する。
【０１１７】
詳しくは、ｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１１３は、ｄ軸電流Ｆ／Ｂ比例成分Ｔipを演算するｄ軸電流Ｆ／Ｂ比例成分演算部２０１と、ｄ軸電流Ｆ／Ｂ積分成分Ｔiiを演算するｄ軸電流Ｆ／Ｂ積分成分演算部２０２と、ｄ軸電流Ｆ／Ｂ微分成分Ｔidを演算するｄ軸電流Ｆ／Ｂ微分成分演算部２０３とを備えている。
【０１１８】
ｄ軸電流Ｆ／Ｂ比例成分演算部２０１には、ｄ軸電流偏差ΔＩds及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。ｄ軸電流Ｆ／Ｂ比例成分演算部２０１は、ｄ軸電流偏差ΔＩdsに対してグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整したｄ軸電流比例ゲインを乗算することにより、ｄ軸電流Ｆ／Ｂ比例成分Ｔipを演算する。なお、ｄ軸電流Ｆ／Ｂ比例成分演算部２０１は、トルクＦ／Ｂ比例成分演算部１４１と同様に構成されており、予め設定された制御ゲインとしての一定のｄ軸電流比例ゲインにｄ軸電流比例調整ゲインを乗算することにより該ｄ軸電流比例ゲインを調整し、これにｄ軸電流偏差ΔＩdsを乗算することによりｄ軸電流Ｆ／Ｂ比例成分Ｔipを演算する。このように演算されたｄ軸電流Ｆ／Ｂ比例成分Ｔipは、加算器２０４に出力される。
【０１１９】
ｄ軸電流Ｆ／Ｂ積分成分演算部２０２には、電流偏差積分値ΔＩdsi及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。ｄ軸電流Ｆ／Ｂ積分成分演算部２０２は、電流偏差積分値ΔＩdsiに対してグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整したｄ軸電流積分ゲインを乗算することにより、ｄ軸電流Ｆ／Ｂ積分成分Ｔiiを演算する。なお、ｄ軸電流Ｆ／Ｂ積分成分演算部２０２は、トルクＦ／Ｂ積分成分演算部１４２と同様に構成されており、予め設定された制御ゲインとしての一定のｄ軸電流積分ゲインにｄ軸電流積分調整ゲインを乗算することにより該ｄ軸電流積分ゲインを調整し、これに電流偏差積分値ΔＩdsiを乗算することによりｄ軸電流Ｆ／Ｂ積分成分Ｔiiを演算する。このように演算されたｄ軸電流Ｆ／Ｂ積分成分Ｔiiは、加算器２０４に出力される。
【０１２０】
ｄ軸電流Ｆ／Ｂ微分成分演算部２０３には、電流偏差微分値ΔＩdsd及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。ｄ軸電流Ｆ／Ｂ微分成分演算部２０３は、角度偏差微分値Δθhdに対してグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整したｄ軸電流微分ゲインを乗算することにより、ｄ軸電流Ｆ／Ｂ微分成分Ｔidを演算する。なお、ｄ軸電流Ｆ／Ｂ微分成分演算部２０３は、トルクＦ／Ｂ微分成分演算部１４３と同様に構成されており、予め設定された制御ゲインとしての一定のｄ軸電流微分ゲインにｄ軸電流微分調整ゲインを乗算することにより該ｄ軸電流微分ゲインを調整し、これに電流偏差微分値ΔＩdsdを乗算することによりｄ軸電流Ｆ／Ｂ微分成分Ｔidを演算する。このように演算されたｄ軸電流Ｆ／Ｂ微分成分Ｔidは、加算器２０４に出力される。
【０１２１】
そして、ｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１１３は、加算器２０４において、ｄ軸電流Ｆ／Ｂ比例成分Ｔipと、ｄ軸電流Ｆ／Ｂ積分成分Ｔiiと、ｄ軸電流Ｆ／Ｂ微分成分Ｔidとを加算することにより、ｄ軸目標電圧値Ｖds*を演算する。
【０１２２】
なお、操舵側モータ制御信号演算部６３のｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１１４による電流Ｆ／Ｂ演算は、ｄ軸電流偏差ΔＩdsに代えてｑ軸電流偏差ΔＩqsを用いること以外は上記ｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１１３による電流Ｆ／Ｂ演算と同様の演算処理であるため、その説明を省略する。また、転舵側モータ制御信号演算部７３のｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１３３による電流Ｆ／Ｂ演算も、操舵側モータ１３のｄ軸電流偏差ΔＩdsに代えて転舵側モータ３２のｄ軸電流偏差ΔＩdtを用いること以外は上記ｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１１３による電流Ｆ／Ｂ演算と同様の演算処理であるため、その説明を省略する。さらに、転舵側モータ制御信号演算部７３のｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１３４による電流Ｆ／Ｂ演算も、操舵側モータ１３のｄ軸電流偏差ΔＩdsに代えて転舵側モータ３２のｑ軸電流偏差ΔＩqtをそれぞれ用いること以外は上記ｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１１３による電流Ｆ／Ｂ演算と同様の演算処理であるため、その説明を省略する。なお、電流比例ゲインや電流比例調整ゲイン等の各値について、各電流Ｆ／Ｂ演算で適宜の値を用いてもよいことは言うまでもない。
【０１２３】
次に、各種のフィードバック演算における制御ゲインの調整に伴う操舵フィーリング及び転舵特性の変化について説明する。
まず、操舵部４と転舵部６とが機械的に連結された操舵装置を搭載した車両が略一定の車速ＳＰで走行中に、運転者がゆっくりと操舵する場合を想定する。この場合、例えば図１５に示すように、転舵輪５が路面に対してグリップしている通常領域では、操舵トルクＴhは操舵角θhの増大に基づいて大きくなる。一方、転舵輪５が路面に対するグリップが低下し始める限界領域に差し掛かると、操舵角θhが増大しても操舵トルクＴhは略一定となり、その後減少する。このような操舵トルクＴhの動きは、上記図５に示すセルフアライニングトルクＳＡＴの動きに近似する。
【０１２４】
また、例えば図１６に示すように、車両の横加速度ＬＡの増大に基づいて操舵トルクＴhが大きくなるとともにヒステリシス特性を有するように、横加速度ＬＡと操舵トルクＴhとの関係が表される場合に、操舵トルクＴhの操舵角θhに対する動きがセルフアライニングトルクＳＡＴの動きに近似し、自然な操舵フィーリングが得られる。ここで、横加速度ＬＡは、路面からラック軸２２に作用する軸力と比例関係にある。そのため、軸力と目標操舵トルクＴh*との関係が、例えば図１７に示す関係となるように該目標操舵トルクＴh*を演算すると、操舵角θhと目標操舵トルクＴh*との関係が上記図１５に示すような関係になり、良好な操舵フィーリングが得られる。なお、上記のように駆動トルクＴcは、ラック軸２２に作用する軸力に近似するものであり、目標操舵トルク演算部９１は、駆動トルクＴcと目標操舵トルクＴh*との関係を示すマップとして、上記図１７に示す関係を模擬するマップを備えている。
【０１２５】
次に、従来例として、各種のフィードバック演算における制御ゲインをグリップ状態に基づいて調整しない場合を想定する。この場合、操舵トルクＴhは、例えば図１８において破線で示すように、実線で示す目標操舵トルクＴh*に追従しつつも、比較的大きく乖離した変化を示す。そのため、転舵輪５のスリップ角βが限界領域に差し掛かっても、例えば依然として操舵トルクＴhが操舵角θhの増大に基づいて大きくなることで、限界領域に差し掛かっていることを運転者が認識し難い。この点、本実施形態では、グリップ状態量Ｇｒに基づいてトルクＦ／Ｂ演算に係る制御ゲイン、すなわちトルク比例調整ゲインＫtpa、トルク積分調整ゲインＫtia、トルク微分調整ゲインＫtda及びトルクダンピング調整ゲインＫtvaが変更され、限界領域ではこれらの制御ゲインの値が大きくなる。そのため、スリップ角βが限界領域に差し掛かった際に、操舵角θhが大きくなっても操舵トルクＴhが略変化しない状況が的確に再現され、限界領域に差し掛かっていることを運転者が認識し易い。また、限界領域に差し掛かっていることを運転者が認識し、ステアリングホイール３を切り戻すカウンターステアを行った際においても、従来例に比べ、操舵トルクＴhの目標操舵トルクＴh*に対する追従性が高くなるため、通常領域に戻し易くなる。
【０１２６】
ところで、運転者がカウンターステアを行う前後で、操舵側モータ１３の回転方向は反転する。そのため、カウンターステアを行う際には、通常、操舵側モータ１３が有する慣性の影響により大きな操舵トルクＴhが必要となる。また、カウンターステアを行った後は、同カウンターステアによって入力トルクＴin*が変化し、上記（５）式に基づいて演算される目標操舵角θh*は、カウンターステアを行う前よりも切り戻した側の操舵角θhになる。しかし、従来例では操舵角θhが目標操舵角θh*に対して追従しつつも、比較的大きく乖離するため、例えば図１９において破線で示すように、操舵角θhがほとんど変化せずに、操舵トルクＴhが大きくなり易く、所謂引っ掛かり感が生じる。この点、本実施形態では、グリップ状態量Ｇｒに基づいて操舵角Ｆ／Ｂ演算に係る制御ゲイン、すなわち操舵角比例調整ゲイン、操舵角積分調整ゲイン、操舵角微分調整ゲイン及びダンピング調整ゲインが変更され、限界領域ではこれらの制御ゲインの値が大きくなる。そのため、運転者がカウンターステアを行った際に、操舵角θhの目標操舵角θh*に対する追従性が高くなるため、操舵側モータ１３が速やかに反転し、引っ掛かり感の発生を抑制して通常領域に戻り易くなる。
【０１２７】
また、本実施形態では、グリップ状態量Ｇｒに基づいて転舵角Ｆ／Ｂ演算に係る制御ゲイン、すなわち転舵角比例調整ゲイン、転舵角積分調整ゲイン、転舵角微分調整ゲイン及び転舵ダンピング調整ゲインが変更され、限界領域ではこれらの制御ゲインの値が大きくなる。そのため、スリップ角βが限界領域に差し掛かり、運転者がカウンターステアを行った際、従来例に比べ、転舵対応角θpを目標転舵対応角である目標操舵角θh*に速やかに追従させることができる。すなわち、転舵輪５を素早く転舵させてスリップ角βを通常領域に戻すことができる。
【０１２８】
さらに、本実施形態では、グリップ状態量Ｇｒに基づいて電流Ｆ／Ｂ演算に係る制御ゲイン、すなわちｄ軸及びｑ軸電流比例調整ゲイン、ｄ軸及びｑ軸電流積分調整ゲイン、ｄ軸及びｑ軸電流微分調整ゲインが変更され、限界領域ではこれらの制御ゲインの値が大きくなる。そのため、ｄ軸目標電流値Ｉds*，Ｉdt*に対するｄ軸電流値Ｉds，Ｉdtの追従性、及びｑ軸目標電流値Ｉqs*，Ｉqt*に対するｑ軸電流値Ｉqs，Ｉqtに対する追従性が高くなる。すなわち、操舵側モータ１３及び転舵側モータ３２の応答性が高くなる。これにより、限界領域では、運転者の操舵に対して操舵側モータ１３及び転舵側モータ３２が素早く反応し、カウンターステアを行い易くなるとともに、転舵輪５を素早く転舵させてスリップ角βを通常領域に戻すことができる。特に本実施形態の操舵側モータ１３では、グリップ状態量Ｇｒに基づいてトルクＦ／Ｂ演算に係る制御ゲイン及び操舵角Ｆ／Ｂ演算に係る制御ゲインが変更されることで、グリップ状態量Ｇｒに応じた目標反力トルクＴs*を出力する。そのため、操舵側モータ１３の応答性を高くすることにより、スリップ角βが限界領域に差し掛かったことを運転者が認識し易くなる作用、及びカウンターステアを行い易くなる作用が顕著に現れる。また、本実施形態の転舵側モータ３２では、グリップ状態量Ｇｒに基づいて転舵角Ｆ／Ｂ演算に係る制御ゲインが変更されることで、グリップ状態量Ｇｒに応じた目標転舵トルクＴt*を出力する。そのため、転舵側モータ３２の応答性を高くすることにより、運転者がカウンターステアを行った際に、転舵輪５を素早く転舵させてスリップ角βを通常領域に戻すことができる作用が顕著に現れる。
【０１２９】
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）運転者の操舵状態や車両が走行する路面状態に応じて、転舵輪５の路面に対するグリップ状態が変化する。そして、このようにグリップ状態が変化する際に運転者が違和感を覚え易い。この点を踏まえ、本実施形態では、操舵側制御部５１は、グリップ状態量Ｇｒに基づいて、各種のフィードバック演算に用いる制御ゲインを調整し、この調整された制御ゲインを用いてフィードバック演算を行うことにより、操舵側モータ１３の作動を制御してステアリング操作に必要な操舵トルクを変更する。そのため、グリップ状態に応じた適切な操舵フィーリングの実現を通じて、運転者の違和感を低減できる。
【０１３０】
（２）トルクＦ／Ｂ制御部９２は、グリップ状態量Ｇｒに基づいて、トルクＦ／Ｂ演算に用いる制御ゲインを調整する。目標反力トルク演算部６２は、そして、同制御ゲインが反映されたトルクＦ／Ｂ成分に基づいて目標反力トルクＴs*を演算する。そのため、運転者が入力すべき操舵トルクＴhの目標操舵トルクＴh*に対する追従性がグリップ状態に応じたものとなるように、操舵反力としてモータトルクが付与される。これにより、操舵トルクＴhの目標操舵トルクＴh*に対する追従性をグリップ状態に応じて最適化するような操舵反力を付与でき、操舵フィーリングの向上を通じて運転者の違和感を低減できる。特に、本実施形態では、グリップ状態の低下に基づいて、トルクＦ／Ｂ演算に用いる制御ゲインを大きくするため、操舵トルクＴhの目標操舵トルクＴh*に対する追従性が高くなり、グリップ状態に応じて好適に運転者の違和感を低減できる。
【０１３１】
（３）操舵角Ｆ／Ｂ制御部８４は、グリップ状態量Ｇｒに基づいて、操舵角Ｆ／Ｂ演算に用いる制御ゲインを調整する。そして、目標反力トルク演算部６２は、同制御ゲインが反映された操舵角Ｆ／Ｂ成分Ｔfbhに基づいて目標反力トルクＴs*を演算する。そのため、操舵角θhの目標操舵角θh*に対する追従性がグリップ状態に応じたものとなるように、操舵反力としてモータトルクが付与される。これにより、操舵角θhの目標操舵角θh*に対する追従性をグリップ状態に応じて最適化するような操舵反力を付与でき、操舵フィーリングの向上を通じて運転者の違和感を低減できる。特に、本実施形態では、グリップ状態の低下に基づいて、操舵角Ｆ／Ｂ演算に用いる制御ゲインを大きくするため、操舵角θhの目標操舵角θh*に対する追従性が高くなり、グリップ状態に応じて好適に運転者の違和感を低減できる。
【０１３２】
（４）ｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１１３及びｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１１４は、グリップ状態量Ｇｒに基づいて、それぞれ電流Ｆ／Ｂ演算に用いる制御ゲインを調整する。そして、操舵側モータ制御信号演算部６３は、同制御ゲインが反映されたｄ軸目標電圧値Ｖds*及びｑ軸目標電圧値Ｖqs*に基づいて操舵側モータ制御信号Ｍsを演算する。そのため、操舵側モータ１３に供給されるｄ軸電流値Ｉds及びｑ軸電流値Ｉqsのｄ軸目標電流値Ｉds*及びｑ軸目標電流値Ｉqs*に対する追従性、すなわち操舵側モータ１３の応答性がグリップ状態に応じたものとなる。これにより、操舵側モータ１３の応答性をグリップ状態に応じて最適化でき、操舵フィーリングの向上を通じて運転者の違和感を低減できる。特に、本実施形態では、グリップ状態の低下に基づいて、電流Ｆ／Ｂ演算に用いる制御ゲインを大きくするため、操舵側モータ１３の応答性が高くなり、グリップ状態に応じて好適に運転者の違和感を低減できる。
【０１３３】
（５）転舵側制御部５６は、グリップ状態量Ｇｒに基づいて、各種のフィードバック演算に用いる制御ゲインを調整し、この調整された制御ゲインを用いてフィードバック演算を行うことにより、転舵側モータ３２の作動を制御して転舵輪５を転舵させる。そのため、グリップ状態に応じた適切な転舵輪５の転舵速度等の転舵特性の実現を通じて、運転者の違和感を低減できる。
【０１３４】
（６）転舵角Ｆ／Ｂ制御部１２１は、グリップ状態量Ｇｒに基づいて、転舵角Ｆ／Ｂ演算に用いる制御ゲインを調整し、同制御ゲインを用いた転舵角Ｆ／Ｂ演算により目標転舵トルクＴt*を演算する。そのため、転舵対応角θpの目標転舵対応角である目標操舵角θh*に対する追従性がグリップ状態に応じたものとなるように、転舵力としてモータトルクが付与される。これにより、転舵対応角θpの目標操舵角θh*に対する追従性をグリップ状態に応じて最適化するような転舵力を付与でき、転舵特性の向上を通じて運転者の違和感を低減できる。特に、本実施形態では、グリップ状態の低下に基づいて、転舵角Ｆ／Ｂ演算に用いる制御ゲインを大きくするため、転舵対応角θpの目標操舵角θh*に対する追従性が高くなり、グリップ状態に応じて好適に運転者の違和感を低減できる。
【０１３５】
（７）ｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１３３及びｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１３４は、グリップ状態量Ｇｒに基づいて、電流Ｆ／Ｂ演算に用いる制御ゲインを調整する。そして、転舵側モータ制御信号演算部７３は、同制御ゲインが反映されたｄ軸目標電圧値Ｖdt*及びｑ軸目標電圧値Ｖqt*に基づいて転舵側モータ制御信号Ｍtを演算する。そのため、転舵側モータ３２に供給されるｄ軸電流値Ｉdt及びｑ軸電流値Ｉqtのｄ軸目標電流値Ｉdt*及びｑ軸目標電流値Ｉqt*に対する追従性、すなわち転舵側モータ３２の応答性がグリップ状態に応じたものとなる。これにより、転舵側モータ３２の応答性をグリップ状態に応じて最適化でき、転舵特性の向上を通じて運転者の違和感を低減できる。特に、本実施形態では、グリップ状態の低下に基づいて、電流Ｆ／Ｂ演算に用いる制御ゲインを大きくするため、転舵側モータ３２の応答性が高くなり、グリップ状態に応じて好適に運転者の違和感を低減できる。
【０１３６】
（第２実施形態）
次に、操舵制御装置の第２実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１３７】
図２０に示すように、本実施形態の操舵装置３０１は、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）として構成されている。操舵装置３０１は、運転者によるステアリングホイール３の操作に基づいて転舵輪５を転舵させる操舵機構３０２と、操舵機構３０２にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するアシスト機構３０３とを備えている。
【０１３８】
操舵機構３０２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３１１を備えている。また、操舵機構３０２は、ステアリングシャフト３１１に連結された転舵軸としてのラック軸３１２と、ラック軸３１２が往復動可能に挿通される円筒状のラックハウジング３１３と、ステアリングシャフト３１１の回転をラック軸３１２の往復動に変換するラックアンドピニオン機構３１４とを備えている。なお、ステアリングシャフト３１１は、ステアリングホイール３が位置する側から順にコラム軸３１５、中間軸３１６、及びピニオン軸３１７を連結することにより構成されている。
【０１３９】
ラック軸３１２とピニオン軸３１７とは、ラックハウジング３１３内に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３１４は、ラック軸３１２に形成されたラック歯３１２ａとピニオン軸３１７に形成されたピニオン歯３１７ａとが噛合されることにより構成されている。また、ラック軸３１２の両端には、その軸端部に設けられたボールジョイントからなるラックエンド３１８を介してタイロッド３１９がそれぞれ回動自在に連結されている。タイロッド３１９の先端は、転舵輪５が組付けられた図示しないナックルに連結されている。したがって、操舵装置３０１では、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３１１の回転がラックアンドピニオン機構３１４によりラック軸３１２の軸方向移動に変換され、この軸方向移動がタイロッド３１９を介してナックルに伝達されることにより、転舵輪５の転舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。
【０１４０】
アシスト機構３０３は、駆動源であるアシストモータ３２１と、アシストモータ３２１の回転を伝達する伝達機構３２２と、伝達機構３２２を介して伝達された回転をラック軸３１２の往復動に変換する変換機構３２３とを備えている。そして、アシスト機構３０３は、アシストモータ３２１の回転を伝達機構３２２を介して変換機構３２３に伝達し、変換機構３２３にてラック軸３１２の往復動に変換することで操舵機構３０２にアシスト力を付与する。つまり、操舵装置３０１では、アシスト機構３０３から付与されるモータトルクとしてのアシスト力により、ステアリングホイール３の操舵に必要な操舵トルクＴhが変更される。なお、本実施形態のアシストモータ３２１には、例えば三相のブラシレスモータが採用され、伝達機構３２２には、例えばベルト機構が採用され、変換機構３２３には、例えばボールネジ機構が採用されている。
【０１４１】
本実施形態の操舵制御装置３００には、車両の車速ＳＰを検出する車速センサ３３１、及びステアリングシャフト３１１に付与された操舵トルクＴhを検出するトルクセンサ３３２が接続されている。なお、トルクセンサ３３２は、ピニオン軸３１７に設けられており、トーションバー３３３の捩れに基づいて操舵トルクＴhを検出する。また、操舵制御装置３００には、アシストモータ３２１のモータ角θmを３６０°の範囲内の相対角で検出する回転センサ３３４が接続されている。なお、操舵トルクＴh及びモータ角θm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する。また、操舵制御装置３００には、車両のヨーレートγを検出するヨーレートセンサ３３５、及び車両の横加速度ＬＡを検出する横加速度センサ３３６が接続されている。そして、操舵制御装置３００は、これら各センサから入力される各状態量に基づいて、アシストモータ３２１に駆動電力を供給することにより、アシスト機構３０３の作動、すなわち操舵機構３０２にラック軸３１２を往復動させるべく付与するアシスト力を制御する。
【０１４２】
次に、操舵制御装置３００の構成について説明する。
図２１に示すように、操舵制御装置３００は、モータ制御信号Ｍaを出力する制御部としてのマイコン３５１と、モータ制御信号Ｍaに基づいてアシストモータ３２１に駆動電力を供給する駆動回路３５２とを備えている。なお、本実施形態の駆動回路３５２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インバータが採用されている。そして、マイコン３５１の出力するモータ制御信号Ｍaは、各スイッチング素子のオンオフ状態を規定するものとなっている。これにより、モータ制御信号Ｍaに応答して各スイッチング素子がオンオフし、各相のモータコイルへの通電パターンが切り替わることにより、車載電源Ｂの直流電力が三相の駆動電力に変換されてアシストモータ３２１へと出力される。
【０１４３】
マイコン３５１には、上記車速ＳＰ、操舵トルクＴh、モータ角θm、ヨーレートγ及び横加速度ＬＡが入力される。また、マイコン３５１には、駆動回路３５２と各相のモータコイルとの間の接続線３５３に設けられた電流センサ３５４により検出される検出値としてのアシストモータ３２１の各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwが入力される。なお、図２１では、説明の便宜上、各相の接続線３５３及び各相の電流センサ３５４をそれぞれ１つにまとめて図示している。そして、マイコン３５１は、これら各状態量に基づいてモータ制御信号Ｍaを出力する。
【０１４４】
詳しくは、マイコン３５１は、操舵機構３０２に付与すべきアシスト力に対応した目標アシストトルクＴa*を演算する目標アシストトルク演算部３６１と、モータ制御信号Ｍaを演算するモータ制御信号演算部３６２とを備えている。
【０１４５】
目標アシストトルク演算部３６１は、入力トルク基礎成分としてトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbtを演算する入力トルク基礎成分演算部３７１と、反力成分Ｆirを演算する反力成分演算部３７２とを備えている。入力トルク基礎成分演算部３７１には、操舵トルクＴh及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。入力トルク基礎成分演算部３７１は、目標操舵トルクＴh*を演算する目標操舵トルク演算部３８１と、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbtを演算するトルクＦ／Ｂ制御部３８２とを備えており、上記第１実施形態の入力トルク基礎成分演算部８１と同様の演算処理によりトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbtを演算する。このように演算されたトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbtは、加算器３７３，３８３に出力される。
【０１４６】
反力成分演算部３７２には、車速ＳＰ、ヨーレートγ、横加速度ＬＡ、アシストモータ３２１のｑ軸電流値Ｉq及び目標転舵対応角θp*が入力される。反力成分演算部３７２は、上記第１実施形態の反力成分演算部８２と同様の演算処理により反力成分Ｆirを演算する。
【０１４７】
また、目標アシストトルク演算部３６１は、転舵対応角演算部３７４と、目標転舵対応角演算部３７５と、転舵角Ｆ／Ｂ制御部３７６とを備えている。転舵対応角演算部３７４には、モータ角θmが入力される。転舵対応角演算部３７４は、モータ角θmに基づいて、上記第１実施形態の転舵対応角演算部７１と同様の演算処理により、ピニオン軸３１７の回転角を示す転舵対応角θpを演算する。このように演算された転舵対応角θpは、減算器３７７に出力される。
【０１４８】
目標転舵対応角演算部３７５は、操舵トルクＴh、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbt、反力成分Ｆir及び車速ＳＰが入力される。目標転舵対応角演算部３７５は、これらの状態量に基づいて、上記第１実施形態の目標操舵角演算部８３と同様に、モデル式を利用して、目標転舵対応角θp*を演算する。
【０１４９】
転舵角Ｆ／Ｂ制御部３７６には、減算器３７７において、目標転舵対応角θp*から転舵対応角θpを差し引いた角度偏差Δθp、及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。そして、転舵角Ｆ／Ｂ制御部３７６は、上記第１実施形態の操舵角Ｆ／Ｂ制御部８４と同様の演算処理により転舵角Ｆ／Ｂ成分Ｔfbpを演算する。このように演算された転舵角Ｆ／Ｂ成分Ｔfbpは、加算器３７３に出力される。
【０１５０】
そして、目標アシストトルクＴa*は、加算器３７３においてトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbtと転舵角Ｆ／Ｂ成分Ｔfbpとを加算することにより、目標アシストトルクＴa*を演算する。
モータ制御信号演算部３６２には、目標アシストトルクＴa*及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。モータ制御信号演算部３６２は、上記第１実施形態の操舵側モータ制御信号演算部６３と同様の演算処理により、モータ制御信号Ｍaを演算する。
【０１５１】
このように演算されたモータ制御信号Ｍaは、駆動回路３５２に出力される。これにより、アシストモータ３２１には、駆動回路３５２からモータ制御信号Ｍaに応じた駆動電力が供給される。そして、アシストモータ３２１は、目標アシストトルクＴa*に示されるアシスト力を操舵機構３０２に付与する。これにより、各種のフィードバック演算における制御ゲインの調整に伴う操舵フィーリング及び転舵特性の変化について、上記第１実施形態と同様の作用が得られる。
【０１５２】
なお、目標アシストトルク演算部３６１は、トルクＦ／Ｂ演算に用いる目標操舵トルクＴh*を演算上の軸力である駆動トルクＴcに基づいて演算するとともに、転舵角Ｆ／Ｂ演算に用いる目標転舵対応角θp*を演算上の軸力である反力成分Ｆirに基づいて演算し、これらを足し合わせて目標アシストトルクＴa*を演算している。そのため、アシストモータ３２１が付与する操舵反力は、基本的には運転者の操舵を補助する力であるが、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、運転者の操舵に抗する力にもなり得るものである。
【０１５３】
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（８）運転者の操舵状態や車両が走行する路面状態に応じて、転舵輪５の路面に対するグリップ状態が変化する。そして、このようにグリップ状態が変化する際に運転者が違和感を覚え易い。この点を踏まえ、本実施形態では、マイコン３５１は、グリップ状態量Ｇｒに基づいて、各種のフィードバック演算に用いる制御ゲインを調整し、この調整された制御ゲインを用いてフィードバック演算を行うことにより、アシストモータ３２１の作動を制御してステアリング操作に必要な操舵トルクを変更する。そのため、グリップ状態に応じた適切な操舵フィーリングの実現を通じて、運転者の違和感を低減できる。
【０１５４】
（９）トルクＦ／Ｂ制御部３８２は、グリップ状態量Ｇｒに基づいて、トルクＦ／Ｂ演算に用いる制御ゲインを調整する。そして、目標アシストトルク演算部３６１は、同制御ゲインが反映されたトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbtに基づいて目標アシストトルクＴa*を演算する。そのため、運転者が入力すべき操舵トルクＴhの目標操舵トルクＴh*に対する追従性がグリップ状態に応じたものとなるように、アシスト力としてモータトルクが付与される。これにより、操舵トルクＴhの目標操舵トルクＴh*に対する追従性をグリップ状態に応じて最適化するようなアシスト力を付与でき、操舵フィーリングの向上を通じて運転者の違和感を低減できる。特に、本実施形態では、グリップ状態の低下に基づいて、トルクＦ／Ｂ演算に用いる制御ゲインを大きくするため、操舵トルクＴhの目標操舵トルクＴh*に対する追従性が高くなり、グリップ状態に応じて好適に運転者の違和感を低減できる。
【０１５５】
（１０）転舵角Ｆ／Ｂ制御部３７６は、グリップ状態量Ｇｒに基づいて、転舵角Ｆ／Ｂ演算に用いる制御ゲインを調整する。そして、目標アシストトルク演算部３６１は、同制御ゲインが反映された転舵角Ｆ／Ｂ成分Ｔfbpに基づいて目標アシストトルクＴa*を演算する。そのため、転舵対応角θpの目標転舵対応角θp*に対する追従性がグリップ状態に応じたものとなるように、アシスト力としてモータトルクが付与される。これにより、転舵対応角θpの目標転舵対応角θp*に対する追従性をグリップ状態に応じて最適化するようなアシスト力を付与でき、転舵特性の向上を通じて運転者の違和感を低減できる。特に、本実施形態では、グリップ状態の低下に基づいて、転舵角Ｆ／Ｂ演算に用いる制御ゲインを大きくするため、転舵対応角θpの目標転舵対応角θp*に対する追従性が高くなり、グリップ状態に応じて好適に運転者の違和感を低減できる。
【０１５６】
（１１）モータ制御信号演算部３６２は、グリップ状態量Ｇｒに基づいて、電流Ｆ／Ｂ演算に用いる制御ゲインを調整し、同制御ゲインが反映されたｄ軸目標電圧値及びｑ軸目標電圧値に基づいてモータ制御信号Ｍaを演算する。そのため、アシストモータ３２１に供給されるｄ軸電流値及びｑ軸電流値のｄ軸目標電流値及びｑ軸目標電流値に対する追従性、すなわちアシストモータ３２１の応答性がグリップ状態に応じたものとなる。これにより、アシストモータ３２１の応答性をグリップ状態に応じて最適化でき、転舵特性の向上を通じて運転者の違和感を低減できる。特に、本実施形態では、グリップ状態の低下に基づいて、電流Ｆ／Ｂ演算に用いる制御ゲインを大きくするため、アシストモータ３２１の応答性が高くなり、グリップ状態に応じて好適に運転者の違和感を低減できる。
【０１５７】
上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各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。
・上記各実施形態のトルクＦ／Ｂ制御部９２，３８２において、トルク比例調整ゲインＫtpa、トルク積分調整ゲインＫtia、トルク微分調整ゲインＫtda及びトルクダンピング調整ゲインＫtvaの少なくとも１つをグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整すれば、他の制御ゲインを一定としてもよい。同様に、他のＦ／Ｂ制御部において、少なくとも１つの制御ゲインをグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整すれば、他の制御ゲインを一定としてもよい。
【０１５８】
・上記各実施形態において、例えばトルクＦ／Ｂ制御部９２，３８２がＰＩＤ制御の出力値にトルクダンピング成分Ｔtvを加算せずにトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbtを演算してもよい。また、例えばｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１１３がダンピング成分を演算し、該ダンピング成分をＰＩＤ制御の出力値に加算してｄ軸目標電圧値Ｖds*を演算してもよい。なお、他のＦ／Ｂ制御部においても、ダンピング成分を加算するか否かは、適宜変更可能である。
【０１５９】
・上記実施形態では、トルクＦ／Ｂ制御部９２，３８２がＰＩＤ制御の実行に基づいてトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbtを演算したが、これに限らず、例えばＰＩ制御の実行に基づいてトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbtを演算してもよい。また、ＰＤ制御と外乱オブザーバとを組み合わせた構成としたりしてもよく、フィードバック演算の態様は適宜変更可能である。外乱オブザーバとしては、例えば、車両モデルに対する入力トルクから推定される操舵角の推定値と実操舵角との差にオブザーバゲインを乗算して得られる積分型の拡張状態オブザーバを用いることができる。このように、拡張状態オブザーバを用いる場合には、グリップ状態に応じてオブザーバゲインを調整することになる。なお、外乱オブザーバを用いる場合には、フィードバック制御器の応答性を向上するべくフィードフォワード成分を加えて考慮することもできる。同様に、トルクＦ／Ｂ制御部９２，３８２、操舵角Ｆ／Ｂ制御部８４、転舵角Ｆ／Ｂ制御部１２１，３７６、ｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１１３，１３３及びｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部１１４，１３４によるフィードバック演算の態様は適宜変更可能である。
【０１６０】
・上記各実施形態において、トルク比例調整ゲイン演算部１５１が、例えば車速ＳＰに応じてトルク比例調整ゲインＫtpaを変更してもよい。この場合、トルク比例調整ゲイン演算部１５１が有するマップを、グリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒthよりも大きな領域では、車速ＳＰの増大に基づいて、トルク比例調整ゲインＫtpaが大きくなるように設定することができる。同様に、他の調整ゲイン演算部が対応する調整ゲインを演算する際に、車速ＳＰを加味してもよい。
【０１６１】
・上記各実施形態では、車両状態量軸力Ｆyrから電流軸力Ｆerを減算したグリップロス度をグリップ状態量Ｇｒとしたが、これに限らず、転舵輪５がどの程度グリップしているかを示すグリップ度をグリップ状態量Ｇｒとしてもよい。なお、グリップ度は、上記（３）式により、グリップ状態量Ｇｒは、下記（６）式のように表わすことができることを踏まえ、グリップ状態量Ｇｒは電流軸力Ｆerを車両状態量軸力Ｆyrにより除算した値を用いることができる。
【０１６２】
グリップ状態量Ｇｒ＝セルフアライニングトルクＳＡＴ／横力Ｆｙ…（６）
この場合、例えばトルク比例調整ゲイン演算部１５１のマップは、グリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒth以上の領域ではトルク比例調整ゲインＫtpaが「１」となり、グリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒthよりも小さくなると、該グリップ状態量Ｇｒの減少に基づいてトルク比例調整ゲインＫtpaが大きくなるように設定できる。
【０１６３】
・上記各実施形態のトルク比例調整ゲイン演算部１５１のマップの形状は適宜変更可能である。例えばグリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒthよりも領域でトルク比例調整ゲインＫtpaが「１」より小さな値となるように設定してもよい。同様に、他のフィードバック演算の制御ゲインを調整する調整ゲイン演算部のマップの形状は適宜変更可能である。
【０１６４】
・上記各実施形態では、車両状態量軸力Ｆyrと電流軸力Ｆerとに基づいてグリップ状態量Ｇｒを演算したが、これに限らず、他の軸力を用いてグリップ状態量Ｇｒを演算してもよい。具体的には、角度軸力、路面軸力、及び車両状態量軸力のうちのいずれか２つに基づいてグリップ状態量Ｇｒを演算することができる。この際、グリップ状態量Ｇｒをグリップロス度とする場合には、角度軸力から路面軸力又は車両状態量軸力を減算する、あるいは車両状態量軸力から路面軸力を減算することにより、グリップ状態量Ｇｒを演算する。また、グリップ状態量Ｇｒをグリップ度とする場合には、路面軸力又は車両状態量軸力を角度軸力で除算する、あるいは路面軸力を車両状態量軸力で除算することにより、グリップ状態量Ｇｒを演算する。
【０１６５】
なお、路面軸力としては、電流軸力Ｆer以外に、例えばラック軸２２に作用する軸力を検出する軸力センサの検出値に基づく軸力や、転舵輪５をドライブシャフトを介して回転可能に支持するハブユニットにより検出されるタイヤ力に基づく軸力がある。
【０１６６】
・上記各実施形態では、反力成分Ｆirとする配分軸力を角度軸力Ｆibと電流軸力Ｆerとを配分することにより演算したが、これに限らず、角度軸力、路面軸力、及び車両状態量軸力のうちの少なくとも２つを配分することにより、配分軸力を演算してもよい。また、反力成分演算部８２，３７２が配分軸力に、他の反力を加味した値を反力成分Ｆirとして演算してもよい。こうした他の反力として、例えばステアリングホイール３の操舵角の絶対値が舵角閾値に近づく場合に、更なる切り込み操舵が行われるのに抗する反力であるエンド反力を採用することができる。なお、舵角閾値としては、例えばラックエンド２５がラックハウジング２３に当接することでラック軸２２の軸方向移動が規制される機械的なラックエンド位置よりも中立位置側に設定される仮想ラックエンド位置での転舵対応角θpを用いることができる。
【０１６７】
・上記各実施形態において、配分軸力における電流軸力Ｆer及び角度軸力Ｆibの配分割合を、車速ＳＰ以外のパラメータに応じて配分割合を変更してもよい。こうしたパラメータとしては、例えば車載のエンジン等の制御パターンの設定状態を示すドライブモード等を用いることができる。
【０１６８】
・上記第１実施形態では、電流軸力Ｆerをｑ軸電流値Ｉqtに基づいて演算したが、これに限らず、例えばｑ軸目標電流値Ｉqt*に基づいて演算してもよい。同様に、上記第２実施形態において、電流軸力Ｆerを、例えばｑ軸目標電流値Ｉq*に基づいて演算してもよい。
【０１６９】
・上記第１実施形態では、角度軸力Ｆibを目標転舵対応角である目標操舵角θh*に基づいて演算したが、これに限らず、例えば操舵角θhや転舵対応角θpに基づいて演算してもよく、また操舵トルクＴh等、他のパラメータを加味する等、他の方法で演算してもよい。同様に、上記第２実施形態において、角度軸力Ｆibを他の方法で演算してもよい。
【０１７０】
・上記各実施形態では、配分軸力を反力成分Ｆirとしたが、配分軸力を用いず、例えば電流軸力Ｆerのみを反力成分Ｆirとしてもよい。
・上記第１実施形態では、入力トルク基礎成分として目標操舵トルクＴh*に操舵トルクＴhを追従させるトルクＦ／Ｂ制御の実行により演算されるトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbtを用い、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbtと操舵角Ｆ／Ｂ成分Ｔfbhとを足し合わせることにより目標反力トルクＴs*を演算した。しかし、これに限らず、目標反力トルクＴs*の演算態様は適宜変更可能である。例えば入力トルク基礎成分の演算態様として、操舵トルクＴhの絶対値が大きいほど、大きな絶対値を有する入力トルク基礎成分を演算してもよい。また、操舵角Ｆ／Ｂ制御を実行せず、例えば入力トルクＴin*に基づいて目標反力トルクＴs*を直接演算する態様や、反力成分Ｆirに基づいて目標反力トルクＴs*を直接演算する態様を採用可能である。さらに、例えば反力成分Ｆirに基づいて目標操舵トルクを演算し、該目標操舵トルクに操舵トルクＴhを追従させるトルクＦ／Ｂ制御の実行により得られる値を目標反力トルクＴs*として演算してもよい。同様に、上記第２実施形態において、目標アシストトルクＴa*の演算態様は適宜変更可能である。
【０１７１】
・上記第１実施形態では、制御対象となる操舵装置２を、操舵部４と転舵部６との間の動力伝達が分離したリンクレスの構造としたが、これに限らず、クラッチにより操舵部４と転舵部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。
【符号の説明】
【０１７２】
１，３００…操舵制御装置、２…操舵装置、３…ステアリングホイール、４…操舵部、５…転舵輪、６…転舵部、１１，３１１…ステアリングシャフト、１２…操舵側アクチュエータ、１３…操舵側モータ、２１，３１７…ピニオン軸、２２，３１２…ラック軸、３１…転舵側アクチュエータ、３２…転舵側モータ、５１…操舵側制御部、５２…操舵側駆動回路、５６…転舵側制御部、５７…転舵側駆動回路、６２…目標反力トルク演算部、６３…操舵側モータ制御信号演算部、７２…目標転舵トルク演算部、７３…転舵側モータ制御信号演算部、８３…目標操舵角演算部、８４…操舵角Ｆ／Ｂ制御部、９１…目標操舵トルク演算部、９２…トルクＦ／Ｂ制御部、１０１…角度軸力演算部、１０２…電流軸力演算部、１０５…車両状態量軸力演算部、１０６…グリップ状態量演算部、１１３…ｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部、１１４…ｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部、１２１…転舵角Ｆ／Ｂ制御部、１３３…ｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部、１３４…ｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部、３０１…操舵装置、３０２…操舵機構、３０３…アシスト機構、３２１…アシストモータ、３５１…マイコン、３５２…駆動回路、３６１…目標アシストトルク演算部、３６２…モータ制御信号演算部、３７４…転舵対応角演算部、３７５…目標転舵対応角演算部、３７６…転舵角Ｆ／Ｂ制御部、３８１…目標操舵トルク演算部、３８２…トルクＦ／Ｂ制御部、Ｆer…電流軸力、Ｆib…角度軸力、Ｆyr…車両状態量軸力、Ｆir…反力成分、Ｇｒ…グリップ状態量、Ｉds，Ｉdt…ｄ軸電流値、Ｉq，Ｉqs，Ｉqt…ｑ軸電流値、Ｉds*，Ｉdt*…ｄ軸目標電流値、Ｉq*，Ｉqs*，Ｉqt*…ｑ軸目標電流値、Ｋtd…トルク微分ゲイン、Ｋti…トルク積分ゲイン、Ｋtp…トルク比例ゲイン、Ｋtv…トルクダンピングゲイン、ＬＡ…横加速度、Ｍa…モータ制御信号、Ｍs…操舵側モータ制御信号、Ｍt…転舵側モータ制御信号、ＳＰ…車速、Ｔa*…目標アシストトルク、Ｔh…操舵トルク、Ｔh*…目標操舵トルク、Ｔs*…目標反力トルク、Ｔt*…目標転舵トルク、Ｔfbh…操舵角Ｆ／Ｂ成分、Ｔfbp…転舵角Ｆ／Ｂ成分、Ｔfbt…トルクＦ／Ｂ成分、Ｖds*…ｄ軸目標電圧値、Ｖqs*…ｑ軸目標電圧値、θh…操舵角、θp…転舵対応角、θh*…目標操舵角、θp*…目標転舵対応角。
【図１】
2020163993.tif 000003
【図２】
2020163993.tif 000004
【図３】
2020163993.tif 000005
【図４】
2020163993.tif 000006
【図５】
2020163993.tif 000007
【図６】
2020163993.tif 000008
【図７】
2020163993.tif 000009
【図８】
2020163993.tif 000010
【図９】
2020163993.tif 000011
【図１０】
2020163993.tif 000012
【図１１】
2020163993.tif 000013
【図１２】
2020163993.tif 000014
【図１３】
2020163993.tif 000015
【図１４】
2020163993.tif 000016
【図１５】
2020163993.tif 000017
【図１６】
2020163993.tif 000018
【図１７】
2020163993.tif 000019
【図１８】
2020163993.tif 000020
【図１９】
2020163993.tif 000021
【図２０】
2020163993.tif 000022
【図２１】
2020163993.tif 000023