(57)【要約】【課題】操舵フィーリングの低下を抑制できる操舵制御装置を提供する。【解決手段】目標アシストトルク演算部６１は、トルクセンサにより検出される操舵トルクＴhの目標値となる目標操舵トルクＴh*を演算する目標操舵トルク演算部７３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フィードバック制御の実行により、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbを演算するトルクＦ／Ｂ制御部７４とを備える。目標操舵トルク演算部７３は、反力成分Ｆirの絶対値の増大に基づいて、目標操舵トルクＴh*がより大きな絶対値を有するように該目標操舵トルクＴh*を演算する。そして、目標アシストトルク演算部６１は、反力成分Ｆirが閾値トルクを超える場合、すなわち目標操舵トルクＴh*の絶対値がトルクセンサによって検出可能な最大トルクを超える場合には、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbをゼロとし、目標アシストトルクＴa*をゼロとする。【選択図】図２
2020069863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを駆動源とするアシスト機構により操舵機構にステアリング操作を補助するためのアシストトルクを付与する操舵装置を制御対象とし、
前記アシストトルク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を備え、前記目標アシストトルクに応じたモータトルクが発生するように前記モータの作動を制御する操舵制御装置において、
前記目標アシストトルク演算部は、
トルクセンサにより検出される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制御の実行により、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って、
前記目標アシストトルク演算部は、前記目標操舵トルクの絶対値が前記トルクセンサによって検出可能な最大トルクを超える場合には、前記目標操舵トルクの絶対値が前記最大トルクを超えない場合に比べ、絶対値を小さくした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、
前記目標アシストトルク演算部は、前記目標操舵トルクの絶対値が前記最大トルクを超える場合には、ゼロとした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、
前記目標アシストトルク演算部は、
転舵輪から該転舵輪が連結される転舵軸に作用する軸力を演算する軸力演算部と、
前記転舵輪の少なくとも一方向への転舵が制限される状況となる場合に、該転舵輪を少なくとも一方向へ転舵させる操舵を規制するための規制反力を演算する規制反力演算部とを備え、
前記目標操舵トルク演算部は、前記軸力及び前記規制反力に基づく反力成分を用い、前記反力成分の絶対値の増大に基づいて、前記目標操舵トルクがより大きな絶対値を有するように該目標操舵トルクを演算する操舵制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の操舵制御装置において、
前記目標アシストトルク演算部は、前記転舵輪の少なくとも一方向への転舵が制限される状況となり、前記目標操舵トルクの絶対値が前記最大トルクを超える場合には、前記トルクフィードバック成分及び前記規制反力に基づいて前記目標アシストトルクを演算する操舵制御装置。
【請求項５】
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操舵装置を制御対象とし、
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備え、前記目標反力トルクに応じたモータトルク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制御する操舵制御装置において、
前記目標反力トルク演算部は、
前記転舵輪から該転舵輪が連結される転舵軸に作用する軸力を演算する軸力演算部と、
前記転舵輪の少なくとも一方向への転舵が制限される状況となる場合に、該転舵輪を少なくとも一方向へ転舵させる操舵を規制するための規制反力を演算する規制反力演算部と、
前記軸力及び前記規制反力に基づく反力成分を用い、前記反力成分の絶対値の増大に基づいて、トルクセンサにより検出される操舵トルクの目標値となる目標操舵トルクがより大きな絶対値を有するように該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制御の実行により、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って、
前記目標反力トルク演算部は、前記目標操舵トルクの絶対値が前記トルクセンサによって検出可能な最大トルクを超える場合には、前記目標操舵トルクの絶対値が前記最大トルクを超えない場合に比べ、絶対値を小さくした前記トルクフィードバック成分、及び前記規制反力に基づいて前記目標反力トルクを演算する操舵制御装置。
【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、車両用の操舵装置には、モータを駆動源とするアシスト機構により操舵機構にステアリング操作を補助するためのアシストトルクを付与する電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）がある。こうしたＥＰＳを制御対象とする操舵制御装置として、例えば特許文献１には、操舵角に基づき目標操舵トルクを定める第１の規範モデル、及び操舵トルクに基づき目標転舵角を定める第２の規範モデルを備え、両規範モデルに基づいて、モータの作動を制御するものが開示されている。この操舵制御装置では、目標操舵トルクに実際の操舵トルクを追従させるべくトルクフィードバック制御を実行して得られる第１のアシスト成分によって、操舵トルクを最適な値にすることができる。また、目標転舵角に実際の転舵角を追従させる角度フィードバック制御を実行して得られる第２のアシスト成分によって、転舵輪からの逆入力振動を打ち消すこともできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１７５９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＥＰＳに入力される操舵トルクを検出するためのトルクセンサは、検出可能なトルクの絶対値（最大トルク）がその仕様に応じて予め定まっている。そのため、目標操舵トルクの絶対値が最大トルクを超える場合には、実際に検出される操舵トルクが不正確なものとなることで、操舵トルクを目標操舵トルクに適切に追従させることができず、操舵フィーリングが低下するおそれがある。
【０００５】
なお、こうした問題は、ＥＰＳに限らず、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式の操舵装置において、トルクフィードバック制御の実行に基づいて操舵反力を付与する場合にも、同様に生じ得る。
【０００６】
本発明の目的は、操舵フィーリングの低下を抑制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シスト機構により操舵機構にステアリング操作を補助するためのアシストトルクを付与する操舵装置を制御対象とし、前記アシストトルク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を備え、前記目標アシストトルクに応じたモータトルクが発生するように前記モータの作動を制御するものにおいて、前記目標アシストトルク演算部は、トルクセンサにより検出される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制御の実行により、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って、前記目標アシストトルク演算部は、前記目標操舵トルクの絶対値が前記トルクセンサによって検出可能な最大トルクを超える場合には、前記目標操舵トルクの絶対値が前記最大トルクを超えない場合に比べ、絶対値を小さくした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。
【０００８】
上記構成によれば、目標操舵トルクの絶対値がトルクセンサによって検出可能な最大トルクを超えることで正確な操舵トルクを検出できず、トルクフィードバック成分が異常な値となるおそれがある場合には、トルクフィードバック成分の絶対値を小さくした値に基づいて目標アシストトルクを演算する。そのため、異常なアシストトルクが付与されて操舵フィーリングが低下することを抑制できる。
【０００９】
上記操舵制御装置において、前記目標アシストトルク演算部は、前記目標操舵トルクの絶対値が前記最大トルクを超える場合には、ゼロとした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ことが好ましい。
【００１０】
上記構成によれば、トルクフィードバック成分が異常な値となるおそれがある場合には、トルクフィードバック成分をゼロとするため、異常なアシストトルクが付与されて操舵フィーリングが低下することを好適に抑制できる。
【００１１】
上記操舵制御装置において、前記目標アシストトルク演算部は、転舵輪から該転舵輪が連結される転舵軸に作用する軸力を演算する軸力演算部と、前記転舵輪の少なくとも一方向への転舵が制限される状況となる場合に、該転舵輪を少なくとも一方向へ転舵させる操舵を規制するための規制反力を演算する規制反力演算部とを備え、前記目標操舵トルク演算部は、前記軸力及び前記規制反力に基づく反力成分を用い、前記反力成分の絶対値の増大に基づいて、前記目標操舵トルクがより大きな絶対値を有するように該目標操舵トルクを演算することが好ましい。
【００１２】
上記構成のように、転舵輪の少なくとも一方向への転舵が制限される状況となる場合に規制反力が付与されることで、目標操舵トルクが最大トルクを超えることがある。この点、上記構成では、目標操舵トルクが最大トルクを超える場合には、トルクフィードバック成分の絶対値を小さくした値に基づいて目標アシストトルクを演算するため、転舵輪の少なくとも一方向への転舵が制限される状況となる場合に、異常なアシストトルクが付与されて操舵フィーリングが低下することを抑制できる。
【００１３】
上記操舵制御装置において、前記目標アシストトルク演算部は、前記転舵輪の少なくとも一方向への転舵が制限される状況となり、前記目標操舵トルクの絶対値が前記最大トルクを超える場合には、前記トルクフィードバック成分及び前記規制反力に基づいて前記目標アシストトルクを演算することが好ましい。
【００１４】
上記構成によれば、転舵輪の少なくとも一方向への転舵が制限される状況となる場合に、規制反力に基づいて目標アシストトルクを演算することで、例えば負のアシストトルク（操舵に抗する反力）を付与することができる。これにより、転舵輪の転舵が制限される方向への更なる操舵が行われることを好適に抑制できる。
【００１５】
上記課題を解決する操舵制御装置は、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操舵装置を制御対象とし、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備え、前記目標反力トルクに応じたモータトルク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制御するものにおいて、前記目標反力トルク演算部は、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軸力を演算する軸力演算部と、前記転舵輪の少なくとも一方向への転舵が制限される状況となる場合に、該転舵輪を少なくとも一方向へ転舵させる操舵を規制するための規制反力を演算する規制反力演算部と、前記軸力及び前記規制反力に基づく反力成分を用い、前記反力成分の絶対値の増大に基づいて、トルクセンサにより検出される操舵トルクの目標値となる目標操舵トルクがより大きな絶対値を有するように該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制御の実行により、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って、前記目標反力トルク演算部は、前記目標操舵トルクの絶対値が前記トルクセンサによって検出可能な最大トルクを超える場合には、前記目標操舵トルクの絶対値が前記最大トルクを超えない場合に比べ、絶対値を小さくした前記トルクフィードバック成分、及び前記規制反力に基づいて前記目標反力トルクを演算する。
【００１６】
上記構成によれば、目標操舵トルクの絶対値がトルクセンサによって検出可能な最大トルクを超えることで正確な操舵トルクを検出できず、トルクフィードバック成分が異常な値となるおそれがある場合には、トルクフィードバック成分の絶対値を小さくした値及び規制反力に基づいて目標反力トルクを演算する。そのため、異常なトルクフィードバック成分に基づく操舵反力が付与されることを抑制して、操舵フィーリングが低下することを抑制できる。また、規制反力に基づく操舵反力が付与されることで、転舵輪の転舵が制限される方向への更なる操舵が行われることを好適に抑制できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、操舵フィーリングの低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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実施形態の反力成分演算部のブロック図。
【図４】第３実施形態の操舵装置の概略構成図。
【図５】第３実施形態の操舵制御装置のブロック図。
【図６】変形例の操舵装置の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（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、制御対象となる操舵装置１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１は、運転者によるステアリングホイール２の操作に基づいて転舵輪３を転舵させる操舵機構４と、操舵機構４にステアリング操作を補助するためのアシストトルク（アシスト力）を付与するアシスト機構５と、アシスト機構５の作動を制御する操舵制御装置６とを備えている。
【００２０】
操舵機構４は、ステアリングホイール２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に連結された転舵軸としてのラック軸１２と、ラック軸１２が往復動可能に挿通される円筒状のラックハウジング１３と、ステアリングシャフト１１の回転をラック軸１２の往復動に変換するラックアンドピニオン機構１４とを備えている。なお、ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール２が位置する側から順にコラム軸１５、中間軸１６、及びピニオン軸１７を連結することにより構成されている。
【００２１】
ラック軸１２とピニオン軸１７とは、ラックハウジング１３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１４は、ラック軸１２に形成されたラック歯１２ａとピニオン軸１７に形成されたピニオン歯１７ａ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１２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１８を介してタイロッド１９がそれぞれ回動自在に連結されている。タイロッド１９の先端は、転舵輪３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１では、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト１１の回転がラックアンドピニオン機構１４によりラック軸１２の軸方向移動に変換され、この軸方向移動がタイロッド１９を介してナックルに伝達されることにより、転舵輪３の転舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。
【００２２】
アシスト機構５は、駆動源であるモータ２１と、モータ２１の回転を伝達する伝達機構２２と、伝達機構２２を介して伝達された回転をラック軸１２の往復動に変換する変換機構２３とを備えている。そして、アシスト機構５は、モータ２１の回転を伝達機構２２を介して変換機構２３に伝達し、変換機構２３にてラック軸１２の往復動に変換することで操舵機構４にアシストトルクを付与する。なお、本実施形態のモータ２１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２２には、例えばベルト機構が採用され、変換機構２３には、例えばボールネジ機構が採用されている。
【００２３】
操舵制御装置６には、運転者の操舵によりステアリングシャフト１１に付与された操舵トルクＴhを検出するトルクセンサ４１が接続されている。なお、トルクセンサ４１は、ピニオン軸１７に設けられており、トーションバー４２の捩れに基づいて操舵トルクＴhを検出する。そして、トルクセンサ４１には、トーションバー４２の弾性係数や寸法といった仕様に応じて検出可能な最大トルクＴmaxが予め設定されている。また、操舵制御装置６には、転舵輪３をドライブシャフト（図示略）を介して回転可能に支持するハブユニット４３に設けられた左前輪センサ４３ｌ及び右前輪センサ４３ｒが接続されている。左前輪センサ４３ｌ及び右前輪センサ４３ｒは、各転舵輪３の車輪速Ｖｌ，Ｖｒを検出する。なお、本実施形態の操舵制御装置６は、車輪速Ｖｌ，Ｖｒの平均値を車速Ｖとして検出する。また、操舵制御装置６には、モータ２１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４４が接続されている。なお、操舵トルクＴh及びモータ角θmは、一方向（本実施形態では、右）に操舵した場合に正の値、他方向（本実施形態では、左）に操舵した場合に負の値として検出する。そして、操舵制御装置６は、これら各センサから入力される各状態量に基づいて、モータ２１に駆動電力を供給することにより、アシスト機構５の作動、すなわち操舵機構４にラック軸１２を往復動させるべく付与するアシストトルクを制御する。
【００２４】
次に、操舵制御装置６の構成について説明する。
図２に示すように、操舵制御装置６は、モータ制御信号Ｓmを出力するマイコン５１と、モータ制御信号Ｓmに基づいてモータ２１に駆動電力を供給する駆動回路５２とを備えている。なお、本実施形態の駆動回路５２には、複数のスイッチング素子（例えば、ＦＥＴ等）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５１の出力するモータ制御信号Ｓm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Ｓm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モータ２１へと出力される。なお、以下に示す各制御ブロックは、マイコン５１が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものであり、所定のサンプリング周期（検出周期）で各状態量を検出し、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が実行される。
【００２５】
マイコン５１には、上記車速Ｖ、操舵トルクＴh及びモータ角θmが入力される。また、マイコン５１には、駆動回路５２と各相のモータコイルとの間の接続線５４に設けられた電流センサ５５により検出されるモータ２１の各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwが入力される。なお、図２では、説明の便宜上、各相の接続線５４及び各相の電流センサ５５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５１は、これら各状態量に基づいてモータ制御信号Ｓmを出力する。
【００２６】
詳しくは、マイコン５１は、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６１と、モータ制御信号Ｓmを演算するモータ制御信号演算部６２とを備えている。
目標アシストトルク演算部６１は、後述するように操舵機構４が付与すべきアシストトルクに対応した目標アシストトルクＴa*を演算する。
【００２７】
モータ制御信号演算部６２は、目標アシストトルクＴa*に基づいて、モータ２１に供給する駆動電流の目標値である目標電流値Ｉd*,Ｉq*を演算する。目標電流値Ｉd*，Ｉq*は、ｄ／ｑ座標系におけるｄ軸上の目標電流値及びｑ軸上の目標電流値をそれぞれ示す。モータ制御信号演算部６２は、目標アシストトルクＴa*の絶対値が大きくなるほど、より大きな絶対値を有するｑ軸目標電流値Ｉq*を演算する。なお、ｄ軸目標電流値Ｉｄ＊は、基本的にゼロとする。そして、モータ制御信号演算部６２は、目標電流値Ｉd*，Ｉq*、各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw、及びモータ２１のモータ角θmに基づいてｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御を実行することにより、モータ制御信号Ｓmを生成する。
【００２８】
具体的には、モータ制御信号演算部６２は、モータ角θmに基づいて相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwをｄ／ｑ座標上に写像することにより、ｄ／ｑ座標系におけるモータ２１の実電流値であるｄ軸電流値Ｉd及びｑ軸電流値Ｉqを演算する。そして、モータ制御信号演算部６２は、ｄ軸電流値Ｉdをｄ軸目標電流値Ｉd*に追従させるべく、またｑ軸電流値Ｉqをｑ軸目標電流値Ｉq*に追従させるべく、ｄ軸及びｑ軸上の各電流偏差に基づいて目標電圧値を演算し、該目標電圧値に基づくデューティ比を有するモータ制御信号Ｓmを演算する。なお、モータ制御信号Ｓmを生成する過程で演算したｑ軸電流値Ｉqは、上記目標アシストトルク演算部６１に出力される。
【００２９】
このように演算されたモータ制御信号Ｓmは、駆動回路５２に出力される。これにより、モータ２１には、駆動回路５２からモータ制御信号Ｓmに応じた駆動電力が供給される。そして、モータ２１は、目標アシストトルクＴa*に示されるアシストトルクを操舵機構４に付与する。
【００３０】
次に、目標アシストトルク演算部６１について説明する。
目標アシストトルク演算部６１は、転舵輪３の転舵角に換算可能な回転軸であるピニオン軸１７のピニオン角θp（操舵角）を演算するピニオン角演算部７１と、反力成分Ｆirを演算する反力成分演算部７２とを備えている。また、目標アシストトルク演算部６１は、目標操舵トルクＴh*を演算する目標操舵トルク演算部７３と、トルクフィードバック演算の実行によりトルクフィードバック成分（以下、トルクＦ／Ｂ成分）Ｔfbを演算するトルクフィードバック制御部（以下、トルクＦ／Ｂ制御部）７４とを備えている。さらに、目標アシストトルク演算部６１は、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbを補正した値を目標アシストトルクＴa*として演算するトルクＦ／Ｂ成分補正部７５を備えている。
【００３１】
ピニオン角演算部７１には、モータ角θmが入力される。ピニオン角演算部７１は、モータ角θmに基づいてピニオン軸１７の回転角を示すピニオン角θpを演算する。具体的には、ピニオン角演算部７１は、例えばラック軸１２が車両の直進する中立位置にある状態でのピニオン角θpを原点（ゼロ度）としてモータ２１の回転数を積算（カウント）し、この回転数及びモータ角θmに基づいてピニオン角θpを３６０°を超える範囲を含む絶対角で演算する。このように演算されたピニオン角θpは、反力成分演算部７２に出力される。
【００３２】
反力成分演算部７２には、車速Ｖ、ｑ軸電流値Ｉq及びピニオン角θpが入力される。反力成分演算部７２は、これらの状態量に基づいてステアリング操作に抗する力である反力成分Ｆirを演算する。
【００３３】
詳しくは、図３に示すように、反力成分演算部７２は、軸力としての配分軸力Ｆdを演算する軸力演算部としての配分軸力演算部８１と、規制反力としてのエンド反力Ｆieを演算する規制反力演算部としてのエンド反力演算部８２とを備えている。そして、反力成分演算部７２は、配分軸力Ｆd及びエンド反力Ｆieに基づいて反力成分Ｆirを演算する。
【００３４】
より詳しくは、配分軸力演算部８１は、電流軸力（路面軸力）Ｆerを演算する電流軸力演算部８３と、角度軸力（理想軸力）Ｆibを演算する角度軸力演算部８４とを備えている。なお、電流軸力Ｆer及び角度軸力Ｆibは、トルクの次元（Ｎ・ｍ）で演算される。また、配分軸力演算部８１は、転舵輪３に対して路面から加えられる軸力（路面から伝達される路面情報）が反映されるように、電流軸力Ｆer及び角度軸力Ｆibを所定割合で配分した配分軸力を配分軸力Ｆdとして演算する配分処理部８５を備えている。
【００３５】
電流軸力演算部８３には、ｑ軸電流値Ｉqが入力される。電流軸力演算部８３は、転舵輪３に作用する軸力（転舵輪３に伝達される伝達力）の推定値であって、路面情報が反映された電流軸力Ｆerをｑ軸電流値Ｉqに基づいて演算する。具体的には、電流軸力演算部８３は、モータ２１からラック軸１２に加えられるトルクと、転舵輪３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Ｉq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８５に出力される。
【００３６】
角度軸力演算部８４には、ピニオン角θp及び車速Ｖが入力される。角度軸力演算部８４は、転舵輪３に作用する軸力（転舵輪３に伝達される伝達力）の理想値であって、路面情報が反映されない角度軸力Ｆibをピニオン角θpに基づいて演算する。具体的には、角度軸力演算部８４は、ピニオン角θpの絶対値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。また、角度軸力演算部８４は、車速Ｖ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８５に出力される。
【００３７】
配分処理部８５には、電流軸力Ｆer及び角度軸力Ｆibが入力される。配分処理部８５には、電流軸力Ｆerの配分比率を示す電流配分ゲインＧer、及び角度軸力Ｆibの配分比率を示す角度配分ゲインＧibが実験等により予め設定されている。なお、電流配分ゲインＧer及び角度配分ゲインＧibは、車速Ｖに応じて可変設定されている。そして、配分処理部８５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、配分軸力Ｆdを演算する。つまり、本実施形態の配分軸力演算部８１は、電流軸力Ｆer及び角度軸力Ｆibの２つの軸力を取得し、これら２つの軸力に基づいて配分軸力Ｆdを演算する。このように演算された配分軸力Ｆdは、加算器８６に出力される。
【００３８】
エンド反力演算部８２には、ピニオン角θpが入力される。エンド反力演算部８２は、ピニオン角θpとエンド反力Ｆie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ピニオン角θpに応じたエンド反力Ｆieを演算する。マップには、閾値角度θieが設定されており、ピニオン角θpの絶対値が閾値角度θie以下の場合には、エンド反力Ｆieとしてゼロが演算され、ピニオン角θpの絶対値が閾値角度θieを超えると、絶対値がゼロよりも大きなエンド反力Ｆieが演算される。このように演算されたエンド反力Ｆieは、加算器８６に出力される。
【００３９】
なお、閾値角度θieは、ラックエンド１８がラックハウジング１３に当接することでラック軸１２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た仮想ラックエンド位置でのピニオン角θpの値に設定されている。エンド反力Ｆieは、ピニオン角θpが閾値角度θieを超えてある程度大きくなると、人の力ではそれ以上の切り込み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。つまり、本実施形態では、ピニオン角θpが閾値角度θieを超える状況が、転舵輪３の更なる切り込み方向への転舵が制限される状況に該当する。
【００４０】
そして、反力成分演算部７２は、加算器８６において、配分軸力Ｆdにエンド反力Ｆieを加算した値を反力成分Ｆirとして演算する。このように演算された反力成分Ｆirは、目標操舵トルク演算部７３及びトルクＦ／Ｂ成分補正部７５（図２参照）に出力される。
【００４１】
図２に示すように、目標操舵トルク演算部７３は、反力成分Ｆirに基づいて目標操舵トルクＴh*を演算する。具体的には、目標操舵トルク演算部７３は、反力成分Ｆirの絶対値が大きいほど、より大きな絶対値を有する目標操舵トルクＴh*を演算する。つまり、反力成分Ｆirの絶対値が大きいほど、運転者が操舵機構４に入力すべき操舵トルクＴhが大きくなる。このように演算された目標操舵トルクＴh*は、減算器７６に出力される。
【００４２】
減算器７６には、目標操舵トルクＴh*に加えて、操舵トルクＴhが入力される。トルクＦ／Ｂ制御部７４には、減算器７６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ΔＴが入力される。そして、トルクＦ／Ｂ制御部７４は、トルク偏差ΔＴに基づき、操舵トルクＴhを目標操舵トルクＴh*にフィードバック制御するための制御量としてトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbを演算する。具体的には、トルクＦ／Ｂ制御部７４は、トルク偏差ΔＴを入力とする比例要素、積分要素及び微分要素のそれぞれの出力値の和を、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbとして演算する。
【００４３】
トルクＦ／Ｂ成分補正部７５には、反力成分Ｆir及びトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbが入力される。トルクＦ／Ｂ成分補正部７５は、反力成分Ｆirに応じてトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbを補正し、この補正したトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbに基づいて目標アシストトルクＴa*を演算する。
【００４４】
詳しくは、本実施形態のトルクＦ／Ｂ成分補正部７５は、反力成分Ｆirの絶対値が予め設定された閾値トルクＴthを超えるか否かを判定する。そして、トルクＦ／Ｂ成分補正部７５は、反力成分Ｆirの絶対値が閾値トルクＴth以下の場合には、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbをそのまま目標アシストトルクＴa*として演算する。一方、トルクＦ／Ｂ成分補正部７５は、反力成分Ｆirの絶対値が閾値トルクＴthよりも大きい場合には、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbをゼロとし、目標アシストトルクＴa*をゼロとする。なお、閾値トルクＴthは、反力成分Ｆirに基づいて演算される目標操舵トルクＴh*の絶対値がトルクセンサ４１によって検出可能な最大トルクＴmaxとなる値であり、予め設定されている。つまり、目標アシストトルク演算部６１は、目標操舵トルクＴh*の絶対値が最大トルクＴmaxを超える場合には、ゼロとしたトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbに基づいて目標アシストトルクＴa*を演算する。
【００４５】
次に、本実施形態の操舵制御装置６による操舵フィーリングについて説明する。
ピニオン角θpが閾値角度θieを超えない範囲の操舵では、運転者が入力すべき操舵トルクＴhが反力成分Ｆirに基づく目標操舵トルクＴh*となるように、アシストトルクが操舵機構４に付与され、最適な操舵フィーリングが得られる。一方、ラックエンド近傍まで操舵され、反力成分Ｆirが閾値トルクＴthを超える（目標操舵トルクＴh*が最大トルクＴmaxを超える）と、目標アシストトルクＴa*がゼロとなり、アシストトルクが操舵機構４に付与されなくなる。これにより、操舵に必要な操舵トルクが大きく増加するため、運転者の操舵が妨げられ、ラックエンド近傍まで操舵された状態からさらに切り込み操舵を行うことが抑制される。
【００４６】
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）目標アシストトルク演算部６１は、目標操舵トルクＴh*の絶対値が最大トルクＴmaxを超えることで正確な操舵トルクＴhを検出できず、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbが異常な値となるおそれがある場合には、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbをゼロとし、このゼロとしたトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbに基づいて目標アシストトルクＴa*を演算する。そのため、異常なアシストトルクが付与されて操舵フィーリングが低下することを好適に抑制できる。
【００４７】
（２）目標アシストトルク演算部６１は、エンド反力Ｆieを付与することで、目標操舵トルクＴh*が最大トルクＴmaxを超える場合に、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbをゼロとする。そのため、エンド反力Ｆieを付与して転舵輪３の転舵を制限する場合に、異常なアシストトルクが付与されて操舵フィーリングが低下することを抑制できる。
【００４８】
（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、本実施形態と上記第１実施形態との主たる相違点は、トルクＦ／Ｂ成分補正部７５の演算処理のみである。このため、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。
【００４９】
図２に示すように、本実施形態のトルクＦ／Ｂ成分補正部７５は、反力成分Ｆirに応じてトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbを補正し、この補正したトルクＦ／Ｂ成分Ｔfb及び反力成分Ｆirに基づいて目標アシストトルクＴa*を演算する。
【００５０】
詳しくは、本実施形態のトルクＦ／Ｂ成分補正部７５は、反力成分Ｆirの絶対値が予め設定された閾値トルクＴthを超えるか否かを判定する。そして、トルクＦ／Ｂ成分補正部７５は、反力成分Ｆirの絶対値が閾値トルクＴth以下の場合には、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbをそのまま目標アシストトルクＴa*として演算する。一方、反力成分Ｆirの絶対値が閾値トルクＴthよりも大きい場合には、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbをゼロとし、反力成分Ｆirに基づいて目標アシストトルクＴa*として演算し、負のアシストトルクを操舵機構４に付与する。
【００５１】
次に、本実施形態の操舵制御装置６による操舵フィーリングについて説明する。
ピニオン角θpが閾値角度θieを超えない範囲の操舵では、運転者が入力すべき操舵トルクＴhが反力成分Ｆirに基づく目標操舵トルクＴh*となるように、アシストトルクが操舵機構４に付与され、上記第１実施形態と同様に、最適な操舵フィーリングが得られる。一方、ラックエンド近傍まで操舵され、反力成分Ｆirが閾値トルクＴthを超える（目標操舵トルクＴh*が最大トルクＴmaxを超える）と、反力成分Ｆirに基づいて目標アシストトルクＴa*が演算され、負のアシストトルクが操舵機構４に付与される。その結果、運転者には、その操舵に抗する操舵反力が付与され、ラックエンド近傍まで操舵された状態からさらに切り込み操舵を行うことが抑制される。
【００５２】
以上、本実施形態では、上記第１実施形態の（２）の作用及び効果と同様の作用及び効果に加え、以下の作用及び効果を有する。
（３）目標アシストトルク演算部６１は、目標操舵トルクＴh*の絶対値が最大トルクＴmaxを超えることで正確な操舵トルクＴhを検出できず、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbが異常な値となるおそれがある場合には、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbをゼロとし、反力成分Ｆirに基づいて目標アシストトルクＴa*を演算する。そのため、異常なトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbに基づくアシストトルクが付与されることを抑制して、操舵フィーリングが低下することを抑制できる。また、エンド反力Ｆieに基づく負のアシストトルクが付与されることで、転舵輪３の転舵が制限される方向への更なる操舵が行われることを好適に抑制できる。
【００５３】
（第３実施形態）
次に、操舵制御装置の第３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。
【００５４】
図４に示すように、本実施形態の操舵装置１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１は、運転者により操舵される操舵部１０２と、運転者による操舵部１０２の操舵に応じて転舵輪３を転舵させる転舵部１０３とを備えている。
【００５５】
操舵部１０２は、ステアリングホイール２が固定されるステアリングシャフト１１１と、ステアリングシャフト１１１に操舵反力を付与可能な操舵側アクチュエータ１１２とを備えている。操舵側アクチュエータ１１２は、駆動源となる操舵側モータ１１３と、操舵側モータ１１３の回転を減速してステアリングシャフト１１１に伝達する操舵側減速機１１４とを備えている。なお、本実施形態の操舵側モータ１１３には、例えば三相のブラシレスモータが採用されている。
【００５６】
ステアリングホイール２には、スパイラルケーブル装置１２１が連結されている。スパイラルケーブル装置１２１は、ステアリングホイール２に固定された第１ハウジング１２２を備えている。また、スパイラルケーブル装置１２１は、車体に固定された第２ハウジング１２３と、第２ハウジング１２３に固定されるとともに第１及び第２ハウジング１２２，１２３によって区画された空間に収容された筒状部材１２４と、筒状部材１２４に巻きつけられるスパイラルケーブル１２５とを備えている。筒状部材１２４には、ステアリングシャフト１１１が挿通されている。スパイラルケーブル１２５は、ステアリングホイール２に固定されたホーン１２６と、車体に固定された車載電源Ｂ等とを接続する電気配線である。そして、スパイラルケーブル１２５の長さは、ホーン１２６と車載電源Ｂとの間の距離よりも十分に長く設定されており、その長さに応じた範囲でステアリングホイール２の回転を許容しつつ、ホーン１２６に電力を供給する。
【００５７】
転舵部１０３は、転舵輪３の転舵角に換算可能な回転軸としての第１ピニオン軸１３１と、第１ピニオン軸１３１に連結されたラック軸１３２と、ラック軸１３２を往復動可能に収容するラックハウジング１３３と、第１ピニオン軸１３１の回転をラック軸１３２の往復動に変換する第１ラックアンドピニオン機構１３４とを備えている。第１ピニオン軸１３１とラック軸１３２とは、所定の交差角をもって配置されており、第１ラックアンドピニオン機構１３４は、第１ピニオン軸１３１に形成された第１ピニオン歯１３１ａとラック軸１３２に形成された第１ラック歯１３２ａとを噛合することにより構成されている。なお、ラック軸１３２は、第１ラックアンドピニオン機構１３４によりその軸方向一端側が往復動可能に支持されている。ラック軸１３２の両端には、ボールジョイントからなるラックエンド１３５を介してタイロッド１３６が連結されており、タイロッド１３６の先端は、転舵輪３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。
【００５８】
また、転舵部１０３は、第２ピニオン軸１４１と、第２ピニオン軸１４１の回転をラック軸１３２の往復動に変換する第２ラックアンドピニオン機構１４２と、第２ピニオン軸１４１を介してラック軸１３２に転舵輪３を転舵させる転舵力を付与する転舵側アクチュエータ１４３とを備えている。転舵側アクチュエータ１４３は、駆動源となる転舵側モータ１４４と、転舵側モータ１４４の回転を減速して第２ピニオン軸１４１に伝達する転舵側減速機１４５とを備えている。第２ピニオン軸１４１とラック軸１３２とは、所定の交差角をもって配置されており、第２ラックアンドピニオン機構１４２は、第２ピニオン軸１４１に形成された第２ピニオン歯１４１ａとラック軸１３２に形成された第２ラック歯１３２ｂとを噛合することにより構成されている。なお、ラック軸１３２は、第２ラックアンドピニオン機構１４２によりその軸方向他端側が往復動可能に支持されている。なお、本実施形態の転舵側モータ１４４には、例えば三相のブラシレスモータが採用されている。
【００５９】
このように構成された操舵装置１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１４３により第２ピニオン軸１４１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１４２によりラック軸１３２の軸方向移動に変換されることで、転舵輪３の転舵角が変更される。このとき、操舵側アクチュエータ１１２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２に付与される。
【００６０】
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６は、操舵側アクチュエータ１１２（操舵側モータ１１３）及び転舵側アクチュエータ１４３（転舵側モータ１４４）に接続されており、これらの作動を制御する。操舵制御装置６には、ステアリングシャフト１１１に付与された操舵トルクＴhを検出するトルクセンサ１５１が接続されている。なお、トルクセンサ１５１は、ステアリングシャフト１１１における操舵側アクチュエータ１１２（操舵側減速機１１４）との連結部分よりもステアリングホイール２側に設けられている。トルクセンサ１５１は、上記第１実施形態と同様に、トーションバー１５２の捩れに基づいて操舵トルクＴhを検出し、トルクセンサ１５１には、その仕様に応じて最大トルクＴmaxが設定されている。また、操舵制御装置６には、転舵輪３をドライブシャフト（図示略）を介して回転可能に支持するハブユニット１５３に設けられた左前輪センサ１５３ｌ及び右前輪センサ１５３ｒが接続されている。左前輪センサ１５３ｌ及び右前輪センサ１５３ｒは、各転舵輪３の車輪速Ｖｌ，Ｖｒを検出する。なお、本実施形態の操舵制御装置６は、車輪速Ｖｌ，Ｖｒの平均値を車速Ｖとして検出する。また、操舵制御装置６には、操舵部１０２の操舵量を示す検出値として操舵側モータ１１３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１５５、及び転舵部１０３の転舵量を示す検出値として転舵側モータ１４４の回転角θtを相対角で検出する転舵側回転センサ１５６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、一方向（本実施形態では、右）に操舵した場合に正の値、他方向（本実施形態では、左）に操舵した場合に負の値として検出する。そして、操舵制御装置６は、これらの各種状態量に基づいて操舵側モータ１１３及び転舵側モータ１４４の作動を制御する。
【００６１】
以下、操舵制御装置６の構成について詳細に説明する。
図５に示すように、操舵制御装置６は、操舵側モータ制御信号Ｍsを出力する操舵側制御部１６１と、操舵側モータ制御信号Ｍsに基づいて操舵側モータ１１３に駆動電力を供給する操舵側駆動回路１６２とを備えている。操舵側制御部１６１には、操舵側駆動回路１６２と操舵側モータ１１３の各相のモータコイルとの間の接続線１６３を流れる操舵側モータ１１３の各相電流値Ｉus，Ｉvs，Ｉwsを検出する電流センサ１６４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１６３及び各相の電流センサ１６４をそれぞれ１つにまとめて図示している。
【００６２】
また、操舵制御装置６は、転舵側モータ制御信号Ｍtを出力する転舵側制御部１６６と、転舵側モータ制御信号Ｍtに基づいて転舵側モータ１４４に駆動電力を供給する転舵側駆動回路１６７とを備えている。転舵側制御部１６６には、転舵側駆動回路１６７と転舵側モータ１４４の各相のモータコイルとの間の接続線１６８を流れる転舵側モータ１４４の各相電流値Ｉut，Ｉvt，Ｉwtを検出する電流センサ１６９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１６８及び各相の電流センサ１６９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１６２及び転舵側駆動回路１６７には、複数のスイッチング素子（例えば、ＦＥＴ等）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。そして、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。
【００６３】
そして、操舵側制御部１６１及び転舵側制御部１６６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１６２及び転舵側駆動回路１６７に出力することにより、車載電源Ｂから操舵側モータ１１３及び転舵側モータ１４４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１６１及び転舵側制御部１６６は、操舵側モータ１１３及び転舵側モータ１４４の作動を制御する。
【００６４】
先ず、操舵側制御部１６１の構成について説明する。
操舵側制御部１６１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１６１には、上記車速Ｖ、操舵トルクＴh、回転角θs、各相電流値Ｉus，Ｉvs，Ｉws、及び転舵側モータ１４４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１６１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。
【００６５】
詳しくは、操舵側制御部１６１は、上記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１７１と、操舵側モータ制御信号Ｍsを出力する操舵側モータ制御信号演算部１７２とを備えている。
【００６６】
目標反力トルク演算部１７１は、ステアリングホイール２の回転に抗する力である反力成分Ｆirを演算する反力成分演算部１７３を備えている。また、目標反力トルク演算部１７１は、目標操舵トルクＴh*を演算する目標操舵トルク演算部１７４と、トルクフィードバック演算の実行によりトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbを演算するトルクＦ／Ｂ制御部１７５と、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbを補正した値に基づいて目標反力トルクＴs*を演算するトルクＦ／Ｂ成分補正部１７６とを備えている。さらに、目標反力トルク演算部１７１は、第１ピニオン軸１３１のピニオン角θpの目標角となる目標ピニオン角θp*を演算する目標ピニオン角演算部１７７を備えている。
【００６７】
反力成分演算部１７３には、車速Ｖ、目標ピニオン角θp*及び転舵側モータ１４４のｑ軸電流値Ｉqtが入力される。反力成分演算部１７３は、上記第１実施形態のモータ２１のｑ軸電流値Ｉqに代えて転舵側モータ１４４のｑ軸電流値Ｉqtを用いる点以外は、上記第１実施形態の電流軸力演算部８３と同様に電流軸力Ｆerを演算する。また、反力成分演算部１７３は、ピニオン角θpに代えて目標ピニオン角θp*を用いる点以外は、上記第１実施形態の角度軸力演算部８４と同様に角度軸力Ｆibを演算する。そして、これら電流軸力Ｆer、角度軸力Ｆib及び車速Ｖに基づいて、上記第１実施形態と同様に、配分軸力Ｆdを演算する。
【００６８】
また、反力成分演算部１７３は、ピニオン角θpに代えて目標ピニオン角θp*を用いる点以外は、上記第１実施形態のエンド反力演算部８２と同様にエンド反力Ｆieを演算する。なお、閾値角度θie（仮想ラックエンド位置でのピニオン角θp）は、操舵部１０２と転舵部１０３とが連結されていると仮定した場合における操舵部１０２との機械的構成との関係において、スパイラルケーブル装置１２１により最大限許容されるステアリングホイール２の操舵エンド位置での操舵角よりも中立位置側に設定されている。つまり、本実施形態の操舵装置１では、仮想ラックエンド位置が転舵部１０３の舵角限度位置として設定されるとともに、操舵エンド位置が操舵部１０２の舵角限度位置として設定されており、第１ピニオン軸１３１がステアリングシャフト１１１に連結されていると仮定した場合、転舵部１０３（転舵輪３）が先に舵角限度位置に到達する。
【００６９】
そして、反力成分演算部１７３は、配分軸力Ｆd及びエンド反力Ｆieに基づいて、上記第１実施形態と同様に、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、目標操舵トルク演算部１７４、トルクＦ／Ｂ成分補正部１７６及び目標ピニオン角演算部１７７に出力される。
【００７０】
目標操舵トルク演算部１７４は、上記第１実施形態と同様に、反力成分Ｆirに基づいて目標操舵トルクＴh*を演算する。トルクＦ／Ｂ制御部１７５には、減算器１７８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ΔＴが入力される。そして、トルクＦ／Ｂ制御部１７５は、上記第１実施形態と同様に、トルク偏差ΔＴに基づいてトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbを演算する。
【００７１】
トルクＦ／Ｂ成分補正部１７６には、反力成分Ｆir及びトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbが入力される。トルクＦ／Ｂ成分補正部１７６は、反力成分Ｆirに応じてトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbを補正し、この補正したトルクＦ／Ｂ成分Ｔfb及び反力成分Ｆirに基づいて目標反力トルクＴs*を演算する。
【００７２】
詳しくは、本実施形態のトルクＦ／Ｂ成分補正部１７６は、反力成分Ｆirの絶対値が予め設定された閾値トルクＴthを超えるか否かを判定する。そして、トルクＦ／Ｂ成分補正部１７６は、反力成分Ｆirの絶対値が閾値トルクＴth以下の場合には、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbをそのまま目標反力トルクＴs*として演算する。一方、反力成分Ｆirの絶対値が閾値トルクＴthよりも大きい場合には、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbをゼロとし、反力成分Ｆirに基づいて目標反力トルク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、目標ピニオン角演算部１７７及び操舵側モータ制御信号演算部１７２に出力される。
【００７３】
目標ピニオン角演算部１７７には、操舵トルクＴh、反力成分Ｆir及び目標反力トルクＴs*が入力される。目標ピニオン角演算部１７７は、これらの状態量に基づき、モデル式を利用して目標ピニオン角θp*を演算する。なお、モデル式として、例えばステアリングホイール２と転舵輪３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２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を用いることができる。このように演算された目標ピニオン角θp*は、反力成分演算部１７３及び転舵側制御部１６６に出力される。
【００７４】
操舵側モータ制御信号演算部１７２には、目標反力トルクＴs*に加え、回転角θs及び相電流値Ｉus，Ｉvs，Ｉwsが入力される。本実施形態の操舵側モータ制御信号演算部１７２は、目標反力トルクＴs*に基づいて、ｄ／ｑ座標系におけるｑ軸上のｑ軸目標電流値Ｉqs*を演算する。操舵側モータ制御信号演算部１７２は、目標反力トルクＴs*の絶対値が大きくなるほど、より大きな絶対値を有するｑ軸目標電流値Ｉqs*を演算する。なお、本実施形態では、ｄ軸上のｄ軸目標電流値Ｉds*は、基本的にゼロに設定される。そして、操舵側モータ制御信号演算部１７２は、上記第１実施形態と同様に、ｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御を実行することにより、上記操舵側駆動回路１６２に出力する操舵側モータ制御信号Ｍsを生成する。
【００７５】
このように演算された操舵側モータ制御信号Ｍsは、操舵側駆動回路１６２に出力される。これにより、操舵側モータ１１３には、操舵側駆動回路１６２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１１３は、目標反力トルクＴs*に示される操舵反力をステアリングホイール２に付与する。
【００７６】
次に、転舵側制御部１６６について説明する。
転舵側制御部１６６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１６６には、上記回転角θt、目標ピニオン角θp*及び転舵側モータ１４４の各相電流値Ｉut，Ｉvt，Ｉwtが入力される。そして、転舵側制御部１６６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。
【００７７】
詳しくは、転舵側制御部１６６は、第１ピニオン軸１３１のピニオン角θpを演算するピニオン角演算部１８１を備えている。また、転舵側制御部１６６は、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１８２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１８３とを備えている。
【００７８】
ピニオン角演算部１８１には、転舵側モータ１４４の回転角θtが入力される。ピニオン角演算部１８１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１４４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、ピニオン角演算部１８１は、絶対角に換算された回転角に転舵側減速機１４５の回転速度比、第１及び第２ラックアンドピニオン機構１３４，１４２の回転速度比に基づく換算係数Ｋｔを乗算してピニオン角θpを演算する。つまり、ピニオン角θpは、第１ピニオン軸１３１がステアリングシャフト１１１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２の操舵角に相当する。このように演算されたピニオン角θpは、減算器１８４に出力される。減算器１８４には、ピニオン角θpに加え、目標ピニオン角θp*が入力される。
【００７９】
目標転舵トルク演算部１８２には、減算器１８４において目標ピニオン角θp*からピニオン角θpを差し引いた角度偏差Δθpが入力される。そして、目標転舵トルク演算部１８２は、角度偏差Δθpに基づき、ピニオン角θpを目標ピニオン角θp*にフィードバック制御するための制御量として、転舵側モータ１４４が付与する転舵力の目標値となる目標転舵トルクＴt*を演算する。具体的には、目標転舵トルク演算部１８２は、角度偏差Δθpを入力とする比例要素、積分要素及び微分要素のそれぞれの出力値の和を、目標転舵トルクＴt*として演算する。
【００８０】
転舵側モータ制御信号演算部１８３には、目標転舵トルクＴt*に加え、回転角θt及び相電流値Ｉut，Ｉvt，Ｉwtが入力される。転舵側モータ制御信号演算部１８３は、目標転舵トルクＴt*に基づいて、ｄ／ｑ座標系におけるｑ軸上のｑ軸目標電流値Ｉqt*を演算する。転舵側モータ制御信号演算部１８３は、角度偏差Δθpの絶対値が大きくなるほど、より大きな絶対値を有するｑ軸目標電流値Ｉqt*を演算する。なお、本実施形態では、ｄ軸上のｄ軸目標電流値Ｉdt*は、基本的にゼロに設定される。そして、転舵側モータ制御信号演算部１８３は、上記第１実施形態と同様に、ｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御を実行することにより、上記転舵側駆動回路１６７に出力する転舵側モータ制御信号Ｍtを生成する。なお、転舵側モータ制御信号Ｍtを生成する過程で演算したｑ軸上のｑ軸電流値Ｉqtは、上記反力成分演算部１７３に出力される。
【００８１】
このように演算された転舵側モータ制御信号Ｍtは、転舵側駆動回路１６７に出力される。これにより、転舵側モータ１４４には、転舵側駆動回路１６７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１４４は、目標転舵トルクＴt*に示される転舵力を転舵輪３に付与する。
【００８２】
次に、本実施形態の反力制御による操舵フィーリングについて説明する。
目標ピニオン角θp*が閾値角度θieを超えない範囲の操舵では、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbに基づく目標反力トルクＴs*に示される操舵反力がステアリングホイール２に付与され、最適な操舵フィーリングが得られる。一方、目標ピニオン角θp*が閾値角度θieを超え、反力成分Ｆirが閾値トルクＴthを超える（目標操舵トルクＴh*が最大トルクＴmaxを超える）と、反力成分Ｆirに基づいて目標反力トルクＴs*が演算され、大きな操舵反力がステアリングホイール２に付与される。これにより、運転者の操舵が妨げられ、転舵輪３がラックエンド近傍まで操舵された状態からさらに切り込み操舵を行うことが抑制される。
【００８３】
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（４）目標反力トルク演算部１７１は、目標操舵トルクＴh*の絶対値が最大トルクＴmaxを超えることで正確な操舵トルクＴhを検出できず、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbが異常な値となる場合には、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbをゼロとし、反力成分Ｆirに基づいて目標反力トルクＴs*を演算する。そのため、異常なトルクＦ／Ｂ成分Ｔfbに基づく操舵反力が付与されることを防止でき、操舵フィーリングが低下することを抑制できる。また、反力成分Ｆirに基づく操舵反力が付与されることで、ラックエンド近傍まで操舵され、転舵輪３の切り込み方向への転舵が制限される状況となる場合に、更なる切り込み操舵が行われることを好適に抑制できる。
【００８４】
（５）目標反力トルク演算部１７１は、エンド反力Ｆieを付与することで、目標操舵トルクＴh*が最大トルクＴmaxを超える場合に、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbをゼロとする。そのため、エンド反力Ｆieを付与して転舵輪３の転舵を制限する場合に、異常な反力トルクが付与されて操舵フィーリングが低下することを抑制できる。
【００８５】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記第２実施形態では、エンド反力Ｆieに基づいて負のアシストトルクを付与したが、これに限らず、例えば瞬間的に正のアシストトルク（ダンピング成分）を付与することでラックエンド１８がラックハウジング１３に当たった際の跳ね返りを抑制することも可能である。
【００８６】
・上記各実施形態では、トルクＦ／Ｂ成分補正部７５，１７６に反力成分Ｆirを入力し、反力成分Ｆirが閾値トルクＴthを超える場合に、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbをゼロとした。しかし、これに限らず、例えばトルクＦ／Ｂ成分補正部７５，１７６に目標操舵トルクＴh*を入力し、目標操舵トルクＴh*が最大トルクＴmaxを超える場合に、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbをゼロとしてもよい。
【００８７】
・上記各実施形態では、反力成分Ｆirが閾値トルクＴthを超える場合に、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbをゼロした。しかし、これに限らず、反力成分Ｆirが閾値トルクＴthを超える場合に、反力成分Ｆirが閾値トルクＴthを超えない場合に比べ、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbの絶対値が小さくなれば、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbをゼロよりも大きな値に補正してもよい。このように構成しても、異常なアシストトルク又は操舵反力が付与されて操舵フィーリングが低下することを抑制できる。
【００８８】
・上記各実施形態において、転舵輪３の転舵が制限される状況となる場合以外であっても、目標操舵トルクＴh*が最大トルクＴmaxを超える場合には、トルクＦ／Ｂ成分Ｔfbの絶対値を小さくした値に基づいて目標アシストトルクＴa*又は目標反力トルクＴs*を演算してもよい。
【００８９】
・上記各実施形態では、電流軸力Ｆer及び角度軸力Ｆibに基づいて配分軸力Ｆdを演算したが、これに限らず、これらに加えて又は代えて、他の状態量に基づく軸力を用いて配分軸力Ｆdを演算してもよい。他の状態量に基づく軸力としては、例えばラック軸１２，１３２の軸力を検出する軸力センサの検出値に基づく軸力や、ハブユニット４３，１５３により検出されるタイヤ力に基づく軸力、ヨーレート及び横加速度に基づく車両状態量軸力等を採用できる。
【００９０】
・上記各実施形態では、規制反力としてエンド反力Ｆieを用いたが、これに限らず、例えば転舵輪３が転舵により縁石等の障害物に当たっている状況になる場合に、更に障害物が存在する方向への操舵が行われるのに抗する反力である障害物当て反力を規制反力として用いてもよい。この場合、転舵輪３が転舵により障害物に当たっている状況が、転舵輪３の転舵が制限される状況に該当する。
【００９１】
・上記第１及び第２実施形態では、電流軸力Ｆerをｑ軸電流値Ｉq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Ｉq*に基づいて演算してもよい。同様に、上記第３実施形態において、電流軸力Ｆerを、例えばｑ軸目標電流値Ｉqt*に基づいて演算してもよい。
【００９２】
・上記第３実施形態では、角度軸力Ｆibを目標ピニオン角θp*に基づいて演算したが、これに限らず、例えばピニオン角θpに基づいて演算してもよく、また操舵トルクＴhや車速Ｖ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。
【００９３】
・上記第３実施形態において、第１ラックアンドピニオン機構１３４に代えて、例えばブッシュ等によりラック軸１３２を支持してもよい。
・上記第３実施形態において、転舵側アクチュエータ１４３として、例えばラック軸１３２の同軸上に転舵側モータ１４４を配置するものや、ラック軸１３２と平行に転舵側モータ１４４を配置するもの等を用いてもよい。
【００９４】
・上記第３実施形態では、操舵制御装置６の制御対象となる操舵装置１を、操舵部１０２と転舵部１０３との間の動力伝達を分離したリンクレスのステアバイワイヤ式操舵装置としたが、これに限らず、クラッチにより操舵部１０２と転舵部１０３との間の動力伝達を断接可能なステアバイワイヤ式操舵装置としてもよい。
【００９５】
例えば図６に示す例では、操舵部１０２と転舵部１０３との間には、クラッチ２０１が設けられている。クラッチ２０１は、その入力側要素に固定された入力側中間軸２０２を介してステアリングシャフト１１１に連結されるとともに、その出力側要素に固定された出力側中間軸２０３を介して第１ピニオン軸１３１に連結されている。そして、操舵制御装置６からの制御信号によりクラッチ２０１が解放状態となることで、操舵装置１はステアバイワイヤモードとなり、クラッチ２０１が締結状態となることで、操舵装置１は電動パワーステアリングモードとなる。
【符号の説明】
【００９６】
１…操舵装置、２…ステアリングホイール、３…転舵輪、４…操舵機構、５…アシスト機構、６…操舵制御装置、１１，１１１…ステアリングシャフト、１２，１３２…ラック軸、２１…モータ、４１，１５１…トルクセンサ、４２，１５２…トーションバー、５１…マイコン、５２…駆動回路、６１…目標アシストトルク演算部、７２，１７３…反力成分演算部、７３，１７４…目標操舵トルク演算部、７４，１７５…トルクＦ／Ｂ制御部、７５，１７６…トルクＦ／Ｂ成分補正部、８１…配分軸力演算部（軸力演算部）、８２…エンド反力演算部、１０２…操舵部、１０３…転舵部、１１３…操舵側モータ、１４４…転舵側モータ、１６１…操舵側制御部、１７１…目標反力トルク演算部、１７２…操舵側モータ制御信号演算部、Ｆd…配分軸力（軸力）、θie…閾値角度、Ｆer…電流軸力、Ｆib…角度軸力、Ｆie…エンド反力（規制反力）、Ｆir…反力成分、Ｔa*…目標アシストトルク、Ｔfb…トルクＦ／Ｂ成分、Ｔh…操舵トルク、Ｔh*…目標操舵トルク、Ｔmax…最大トルク、Ｔs*…目標反力トルク、Ｔth…閾値トルク。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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