(57)【要約】【課題】運転者に路面状態を操舵反力としてより適切に伝えることができる車両用制御装置を提供すること。【解決手段】制御装置の推定軸力演算部８０は、転舵モータの電流値Ｉｂに基づき転舵シャフトに作用する軸力Ｆ１を演算する軸力演算部８１を有している。推定軸力演算部８０は、軸力演算部８１により演算される軸力Ｆ１に対する操舵機構の静特性による影響を補償する静特性補償部として、摩擦補償部８３、効率補償部８４および勾配補償部８６を有している。推定軸力演算部８０は、軸力演算部８１により演算される軸力Ｆ１に対する操舵機構の動特性による影響を補償する動特性補償部としてフィルタ８５を有している。フィルタ８５は、転舵モータの粘性および慣性による影響、ならびに転舵制御の伝達関数の周波数成分による影響が軸力Ｆ１から除去する。補償後の軸力Ｆ１が使用されて反力モータが制御される。【選択図】図４
2018199477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の操舵機構に付与される駆動力の発生源であるモータを操舵状態に応じて演算される指令値に基づき制御する車両用制御装置であって、
少なくとも操舵トルクに応じて前記指令値の第１の成分を演算する第１の演算部と、
転舵輪の転舵動作に連動して回転する回転体の目標回転角を前記操舵トルクおよび前記第１の成分の総和である基本駆動トルクに基づき演算する第２の演算部と、
前記回転体の実際の回転角を前記目標回転角に一致させるフィードバック制御を通じて前記指令値の第２の成分を演算する第３の演算部と、を備え、
前記第２の演算部は、前記モータの電流値に基づき前記転舵輪に作用する軸力を演算する推定軸力演算部と、
前記推定軸力演算部により演算される前記軸力に対する前記操舵機構の動特性による影響を補償する動特性補償部、および前記推定軸力演算部により演算される前記軸力に対する前記操舵機構の静特性による影響を補償する静特性補償部の少なくとも一と、を備え、
前記第２の演算部は、前記動特性補償部および前記静特性補償部の少なくとも一により補償された前記軸力を、前記基本駆動トルクに対する反力成分として前記基本駆動トルクに反映させたうえで、前記目標回転角を演算する車両用制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用制御装置において、
前記第２の演算部は、前記推定軸力演算部を有することを前提として、前記動特性補償部および前記静特性補償部のうち少なくとも前記動特性補償部を有し、
前記動特性補償部は、前記モータの慣性、前記モータの粘性、および前記第３の演算部により実行されるフィードバック制御を含む制御要素の伝達関数のうち少なくとも一を前記動特性として補償する車両用制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用制御装置において、
前記動特性補償部は、フィルタであって、
前記フィルタの伝達関数は、前記モータの逆伝達関数および前記制御要素の逆伝達関数を乗算した値に基づき設定される車両用制御装置。
【請求項４】
請求項２に記載の車両用制御装置において、
前記動特性補償部は、前記モータの慣性を補償する慣性補償部、前記モータの粘性を補償する粘性補償部、および前記推定軸力演算部により演算される前記軸力の位相を補償する位相補償部を有している車両用制御装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の車両用制御装置において、
前記第２の演算部は、前記推定軸力演算部を有することを前提として、前記動特性補償部および前記静特性補償部のうち少なくとも前記静特性補償部を有し、
前記静特性補償部は、
前記操舵機構の摩擦による前記軸力への影響を補償する摩擦補償部と、
前記操舵機構における正作動時の効率である正効率と逆作動時の効率である逆効率との切り替わりによる前記軸力への影響を補償する効率補償部と、
車速による前記軸力への影響を補償する勾配補償部と、のうち少なくとも一を有している車両用制御装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の車両用制御装置において、
前記第２の演算部は、前記推定軸力演算部、前記目標回転角に基づき理想的な軸力を演算する理想軸力演算部、および車両挙動または路面状態が反映される状態量に基づき前記軸力を演算する他の推定軸力演算部を含む複数の軸力演算部と、
前記推定軸力演算部を含む前記複数の軸力演算部により演算される軸力を、車両挙動、路面状態が反映される状態量、および操舵状態のうちのいずれかに応じて設定される分配比率で合算することにより最終的な軸力を演算する配分演算部と、を有している車両用制御装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の車両用制御装置において、
前記第２の演算部は、前記軸力を増幅する軸力増幅部を有している車両用制御装置。
【請求項８】
請求項６に記載の車両用制御装置において、
前記第２の演算部は、前記複数の軸力演算部により演算される軸力、または前記最終的な軸力を増幅する軸力増幅部を有している車両用制御装置。
【請求項９】
請求項６に記載の車両用制御装置において、
前記配分演算部は、前記理想軸力演算部により演算される理想的な軸力と、前記推定軸力演算部および前記他の推定軸力演算部により演算される複数の軸力を車両挙動または路面状態が反映される状態量に応じて設定される分配比率で合算した合算値との差に応じて、前記最終的な軸力を変更する車両用制御装置。
【請求項１０】
請求項６に記載の車両用制御装置において、
前記配分演算部は、前記理想軸力演算部により演算される理想的な軸力と、前記推定軸力演算部および前記他の推定軸力演算部により演算される複数の軸力のいずれか一との差に応じて、前記最終的な軸力を変更する車両用制御装置。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０のうちいずれか一項に記載の車両用制御装置において、
前記操舵機構は、ステアリングホイールとの間が機械的に分離される前記回転体としてのピニオンシャフトおよび前記ピニオンシャフトの回転に連動して転舵輪を転舵させる転舵シャフトを含み、
制御対象として、前記指令値に基づき前記ステアリングホイールに付与される前記駆動力として操舵方向と反対方向のトルクである操舵反力を発生する反力モータと、
前記ピニオンシャフトまたは前記転舵シャフトに付与される前記転舵輪を転舵させるための転舵力を発生する転舵モータと、を含み、
前記推定軸力演算部は、前記転舵モータの電流値に基づき前記軸力を演算する車両用制御装置。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１０のうちいずれか一項に記載の車両用制御装置において、
前記操舵機構は、ステアリングホイールに連動する前記回転体としてのピニオンシャフトおよび前記ピニオンシャフトの回転に連動して転舵輪を転舵させる転舵シャフトを含み、
前記モータは、前記ステアリングホイールに付与される前記駆動力として操舵方向と同方向のトルクである操舵補助力を発生させるアシストモータである車両用制御装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の車両用制御装置において、
前記ピニオンシャフトの実際の回転角を前記目標回転角に基づき演算される目標ピニオン角に一致させるフィードバック制御を通じて前記転舵モータに対する指令値を演算する第４の演算部と、
前記目標ピニオン角に対してフィルタリング処理を行うバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタによりフィルタリング処理が施された前記目標ピニオン角を前記指令値に換算する換算部と、
前記換算部により換算された指令値と前記第４の演算部により演算される指令値とを加算することにより前記転舵モータに対する最終的な指令値を演算する加算器と、を有し、
前記バンドパスフィルタは、前記第４の演算部と逆の周波数特性を有する車両用制御装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の車両用制御装置において、
前記ピニオンシャフトの実際の回転角を前記目標回転角に基づき演算される目標ピニオン角に一致させるフィードバック制御を通じて前記転舵モータに対する指令値を演算する第４の演算部と、
前記目標ピニオン角に対してフィルタリング処理を行うバンドパスフィルタと、
前記目標回転角に基づき演算される目標ピニオン角と前記バンドパスフィルタによりフィルタリング処理が施された前記目標ピニオン角とを加算することにより最終的な目標ピニオン角を演算する加算器と、を有し、
前記バンドパスフィルタは、前記第４の演算部と逆の周波数特性を有する車両用制御装置。
【請求項１５】
請求項１１に記載の車両用制御装置において、
前記ピニオンシャフトの実際の回転角を前記目標回転角に基づき演算される目標ピニオン角に一致させるフィードバック制御を通じて前記転舵モータに対する指令値を演算する第４の演算部を有し、
前記第４の演算部は、制御パラメータである比例ゲイン、積分ゲインおよび微分ゲインの少なくとも一を、車速またはタイヤの空気圧に応じて変更することにより、車速またはタイヤの空気圧による前記転舵モータに対する指令値への影響を補償する車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステアリングホイールと転舵輪とを機械的に分離した、いわゆるステアバイワイヤ方式の操舵装置が知られている。この操舵装置は、ステアリングシャフトに付与される操舵反力の発生源である反力モータ、および転舵輪を転舵させる転舵力の発生源である転舵モータを有している。車両の走行時、操舵装置の制御装置は、反力モータを通じて操舵反力を発生させるとともに、転舵モータを通じて転舵輪を転舵させる。
【０００３】
ステアバイワイヤ方式の操舵装置においては、ステアリングホイールと転舵輪とが機械的に分離されているため、転舵輪に作用する路面反力がステアリングホイールに伝わりにくい。したがって、運転者は路面状況を、ステアリングホイールを通じて手に感じる操舵反力（手応え）として感じにくい。
【０００４】
そこで、たとえば特許文献１に記載の制御装置は、操舵角に基づく理想的なラック軸力であるフィードフォワード軸力と、車両の状態量（横加速度、転舵電流、およびヨーレート）に基づく推定軸力であるフィードバック軸力とを演算する。フィードバック軸力は、車両の状態量ごとに個別に演算される軸力を所定の配分比率で合算されることにより得られるブレンド軸力に基づき演算される。制御装置は、フィードフォワード軸力とフィードバック軸力とを所定の配分比率で合算することにより最終的な軸力を演算し、この最終的な軸力に基づき反力モータを制御する。フィードバック軸力には路面状況（路面情報）が反映されるため、反力モータにより発生される操舵反力にも路面情報が反映される。したがって、運転者は、路面情報を操舵反力として感じることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１４８２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
推定軸力には、操舵装置の機械的な要素に起因する不要成分として、たとえば転舵モータなどの慣性に起因する慣性成分、および粘性に起因する粘性成分が含まれる。また、推定軸力には、制御装置の伝達特性（伝達関数の周波数特性）に起因する不要成分（雑音、ひずみ）も含まれる。さらに、推定軸力には、操舵装置の摩擦などによる影響を受けて生じる不要成分も重畳する。運転者に路面状態を操舵反力としてより適切に伝えるためには、より適切な推定軸力を演算することが求められていた。
【０００７】
本発明の目的は、運転者に路面状態を操舵反力としてより適切に伝えることができる車両用制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成し得る車両用制御装置は、車両の操舵機構に付与される駆動力の発生源であるモータを操舵状態に応じて演算される指令値に基づき制御する車両用制御装置であって、少なくとも操舵トルクに応じて前記指令値の第１の成分を演算する第１の演算部と、転舵輪の転舵動作に連動して回転する回転体の目標回転角を前記操舵トルクおよび前記第１の成分の総和である基本駆動トルクに基づき演算する第２の演算部と、前記回転体の実際の回転角を前記目標回転角に一致させるフィードバック制御を通じて前記指令値の第２の成分を演算する第３の演算部と、を備えている。前記第２の演算部は、前記モータの電流値に基づき前記転舵輪に作用する軸力を演算する推定軸力演算部を備えている。また、前記第２の演算部は、前記推定軸力演算部により演算される前記軸力に対する前記操舵機構の動特性による影響を補償する動特性補償部、および前記推定軸力演算部により演算される前記軸力に対する前記操舵機構の静特性による影響を補償する静特性補償部の少なくとも一を備えている。前記第２の演算部は、前記動特性補償部および前記静特性補償部の少なくとも一により補償された前記軸力を、前記基本駆動トルクに対する反力成分として前記基本駆動トルクに反映させたうえで、前記目標回転角を演算する。
【０００９】
転舵機構に付与される駆動力を発生するモータの電流値には、路面状態（路面反力）が反映される。このため、モータの電流値に応じた転舵輪に作用する軸力が反力成分として反映された基本駆動トルクに基づき演算される目標回転角、ひいては当該目標回転角に実際の回転角を一致させるフィードバック制御を通じて演算される前記指令値に対する第２の成分についても路面状態が反映されたものになる。
【００１０】
ここで、前記第２の演算部が動特性補償部を備えている場合、モータの電流値に応じた軸力に対する少なくとも操舵機構の動特性による影響が補償される。すなわち、モータの電流値に応じた軸力において、少なくとも操舵機構の動特性による影響が除去されることにより、路面状態に応じたより適切な軸力が演算される。この補償後の軸力を基本駆動トルクに対する反力成分として使用することにより、前記指令値に対する第２の成分は路面状態がより適切に反映されたものとなる。より適切な第２の成分が指令値に加味されることにより、モータにより発生される駆動力にも路面状態がより適切に反映される。運転者は、路面状態に応じたより適切な操舵反力を手応えとして得ることができる。
【００１１】
また、前記第２の演算部が静特性補償部を備えている場合、モータの電流値に応じた軸力に対する少なくとも操舵機構の静特性の影響が補償される。モータの電流値に応じた軸力において、少なくとも操舵機構の静特性の影響が除去されることにより、路面状態に応じたより適切な軸力が演算される。
【００１２】
さらに、前記第２の演算部が動特性補償部および静特性補償部の両方を備えている場合、モータの電流値に応じた軸力に対する操舵機構の動特性および静特性の双方の影響が補償される。モータの電流値に応じた軸力において、操舵機構の動特性および正特性の双方の影響が除去されることにより、路面状態に応じたより適切な軸力が演算される。
【００１３】
上記の車両用制御装置において、前記第２の演算部は、前記推定軸力演算部を有することを前提として、前記動特性補償部および前記静特性補償部のうち少なくとも前記動特性補償部を有していてもよい。この場合、前記動特性補償部は、前記モータの慣性、前記モータの粘性、および前記第３の演算部により実行されるフィードバック制御を含む制御要素の伝達関数のうち少なくとも一を前記動特性として補償することが好ましい。
【００１４】
上記の車両用制御装置において、前記動特性補償部は、フィルタであってもよい。前記フィルタの伝達関数は、前記モータの逆伝達関数および前記制御要素の逆伝達関数を乗算した値に基づき設定されることが好ましい。
【００１５】
上記の車両用制御装置において、前記動特性補償部は、前記モータの慣性を補償する慣性補償部、前記モータの粘性を補償する粘性補償部、および前記推定軸力演算部により演算される前記軸力の位相を補償する位相補償部を有していてもよい。
【００１６】
上記の車両用制御装置において、前記第２の演算部は、前記推定軸力演算部を有することを前提として、前記動特性補償部および前記静特性補償部のうち少なくとも前記静特性補償部を有していてもよい。この場合、前記静特性補償部は、前記操舵機構の摩擦による前記軸力への影響を補償する摩擦補償部と、前記操舵機構における正作動時の効率である正効率と逆作動時の効率である逆効率との切り替わりによる前記軸力への影響を補償する効率補償部と、車速による前記軸力への影響を補償する勾配補償部と、のうち少なくとも一を有していることが好ましい。
【００１７】
上記の車両用制御装置において、前記第２の演算部は、複数の軸力演算部と配分演算部とを有していることが好ましい。複数の軸力演算部は、前記推定軸力演算部に加えて、前記目標回転角に基づき理想的な軸力を演算する理想軸力演算部、および車両挙動または路面状態が反映される状態量に基づき前記軸力を演算する他の推定軸力演算部を含む。配分演算部は、前記推定軸力演算部を含む前記複数の軸力演算部により演算される軸力を、車両挙動、路面状態が反映される状態量、および操舵状態のうちのいずれかに応じて設定される分配比率で合算することにより最終的な軸力を演算する。
【００１８】
モータの電流値に基づき演算されえる軸力、目標回転角に基づき演算される理想的な軸力、および車両挙動などが反映される状態量に基づき演算される軸力を、車両挙動などが反映される状態量に応じた分配比率で合算することにより、車両挙動などをより細やかに反映した最終的な軸力が得られる。
【００１９】
上記の車両用制御装置において、前記第２の演算部は、前記軸力を増幅する軸力増幅部を有していてもよい。また、上記の車両用制御装置において、前記第２の演算部は、前記複数の軸力演算部により演算される軸力、または前記最終的な軸力を増幅する軸力増幅部を有していてもよい。
【００２０】
これらの構成によれば、増幅された軸力が基本駆動トルク、ひいてはモータにより発生される駆動力に反映される。運転者は、増幅された軸力が反映される操舵反力を手応えとして得ることにより、路面状態をより明確に把握することができる。したがって、運転者に路面状態を操舵反力としてより適切に伝えることができる。
【００２１】
上記の車両用制御装置において、前記配分演算部は、前記理想軸力演算部により演算される理想的な軸力と、前記推定軸力演算部および前記他の推定軸力演算部により演算される複数の軸力を車両挙動または路面状態が反映される状態量に応じて設定される分配比率で合算した合算値との差に応じて、前記最終的な軸力を変更するようにしてもよい。
【００２２】
また、上記の車両用制御装置において、前記配分演算部は、前記理想軸力演算部により演算される理想的な軸力と、前記推定軸力演算部および前記他の推定軸力演算部により演算される複数の軸力のいずれか一との差に応じて、前記最終的な軸力を変更するようにしてもよい。
【００２３】
これらの構成によれば、理想軸力と推定軸力（前記合算値、あるいは複数の軸力のいずれか一）との差に応じて前記最終的な軸力が仮想的に変更される。この差に応じて変更された軸力が基本駆動トルクに反映されることによって、運転者は、路面状態がより反映された操舵反力を手応えとして得ることができる。したがって、運転者に路面状態を操舵反力としてより適切に伝えることができる。
【００２４】
上記の車両用制御装置において、前記操舵機構は、ステアリングホイールとの間が機械的に分離される前記回転体としてのピニオンシャフトおよび前記ピニオンシャフトの回転に連動して転舵輪を転舵させる転舵シャフトを含んでいてもよい。また、車両用制御装置の制御対象として、前記指令値に基づき前記ステアリングホイールに付与される前記駆動力として操舵方向と反対方向のトルクである操舵反力を発生する反力モータと、前記ピニオンシャフトまたは前記転舵シャフトに付与される前記転舵輪を転舵させるための転舵力を発生する転舵モータと、を含んでいてもよい。この場合、前記推定軸力演算部は、前記転舵モータの電流値に基づき前記軸力を演算することが好ましい。
【００２５】
上記の車両用制御装置において、前記操舵機構は、ステアリングホイールに連動する前記回転体としてのピニオンシャフトおよび前記ピニオンシャフトの回転に連動して転舵輪を転舵させる転舵シャフトを含んでいてもよい。また、前記モータは、前記ステアリングホイールに付与される前記駆動力として操舵方向と同方向のトルクである操舵補助力を発生させるアシストモータであってもよい。
【００２６】
上記の車両用制御装置において、前記ピニオンシャフトの実際の回転角を前記目標回転角に基づき演算される目標ピニオン角に一致させるフィードバック制御を通じて前記転舵モータに対する指令値を演算する第４の演算部と、前記目標ピニオン角に対してフィルタリング処理を行うバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタによりフィルタリング処理が施された前記目標ピニオン角を前記指令値に換算する換算部と、前記換算部により換算された指令値と前記第４の演算部により演算される指令値とを加算することにより前記転舵モータに対する最終的な指令値を演算する加算器と、を有していてもよい。前記バンドパスフィルタは、車速あるいはタイヤの空気圧の影響による前記第４の演算部の周波数特性の変化を見越して、当該変化を打ち消すような周波数特性に設定されていることが好ましい。
【００２７】
この構成によれば、第４の演算部の周波数特性の変化が抑えられることにより、車速あるいはタイヤの空気圧の影響を受けながらも、第４の演算部のフィードバック制御性能がより適切に発揮される。
【００２８】
上記の車両用制御装置において、前記ピニオンシャフトの実際の回転角を前記目標回転角に基づき演算される目標ピニオン角に一致させるフィードバック制御を通じて前記転舵モータに対する指令値を演算する第４の演算部と、前記目標ピニオン角に対してフィルタリング処理を行うバンドパスフィルタと、前記目標回転角に基づき演算される目標ピニオン角と前記バンドパスフィルタによりフィルタリング処理が施された前記目標ピニオン角とを加算することにより最終的な目標ピニオン角を演算する加算器と、を有していてもよい。前記バンドパスフィルタは、前記第４の演算部と逆の周波数特性を有することが好ましい。
【００２９】
この構成によれば、第４の演算部の周波数特性の変化が抑えられることにより、車速あるいはタイヤの空気圧の影響を受けながらも、第４の演算部のフィードバック制御性能がより適切に発揮される。
【００３０】
上記の車両用制御装置において、前記ピニオンシャフトの実際の回転角を前記目標回転角に基づき演算される目標ピニオン角に一致させるフィードバック制御を通じて前記転舵モータに対する指令値を演算する第４の演算部を有していてもよい。前記第４の演算部は、制御パラメータである比例ゲイン、積分ゲインおよび微分ゲインの少なくとも一を、車速またはタイヤの空気圧に応じて変更することにより、車速またはタイヤの空気圧による前記転舵モータに対する指令値への影響を補償することが好ましい。
【００３１】
この構成によれば、車速またはタイヤの空気圧に応じて、第４の演算部の制御パラメータを変更するだけで、車速またはタイヤの空気圧による前記転舵モータに対する指令値への影響を補償することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、運転者に路面状態を操舵反力としてより適切に伝えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】車両用制御装置の第１の実施の形態が搭載されるステアバイワイヤ方式の操舵装置の構成図。
【図２】第１の実施の形態にかかる電子制御装置の制御ブロック図。
【図３】第１の実施の形態にかかる目標舵角演算部の制御ブロック図。
【図４】第１の実施の形態にかかる車両モデル（推定軸力演算部）の制御ブロック図。
【図５】第１の実施の形態にかかるヒステリシス切り替わり判定値演算部の制御ブロック図。
【図６】第１の実施の形態にかかる軸力の時間変化を示すグラフ。
【図７】第１の実施の形態にかかる摩擦補償部の制御ブロック図。
【図８】第１の実施の形態にかかる推定軸力と摩擦補償量との関係を規定する摩擦補償マップ。
【図９】第１の実施の形態にかかる車速と摩擦補償量との関係を示すグラフ。
【図１０】第１の実施の形態にかかる効率補償部の制御ブロック図。
【図１１】第１の実施の形態にかかるヒステリシス切り替わり判定値と効率補償ゲインとの関係を規定する効率補償マップ。
【図１２】第１の実施の形態にかかる勾配補償部の制御ブロック図。
【図１３】第１の実施の形態にかかる車速と勾配補償ゲインとの関係を規定する勾配補償ゲインマップ。
【図１４】第１の実施の形態にかかる実際の軸力と推定軸力との関係を示すグラフ（摩擦補償前）。
【図１５】第１の実施の形態にかかる実際の軸力と推定軸力との関係を示すグラフ（摩擦補償後）。
【図１６】第１の実施の形態にかかるピニオン角と軸力との関係を示すグラフ。
【図１７】（ａ）は、第１の実施の形態にかかる実際の軸力と推定軸力との関係を示すグラフ（効率補償後）、（ｂ）は、第１の実施の形態にかかる実際の軸力と推定軸力との関係を示すグラフ（勾配補償後）。
【図１８】第２の実施の形態にかかる車両モデル（推定軸力演算部）の制御ブロック図。
【図１９】第３の実施の形態にかかる車両モデル（推定軸力演算部）の制御ブロック図。
【図２０】第４の実施の形態にかかる車両モデルの制御ブロック図。
【図２１】第４の実施の形態にかかる軸力配分演算部の制御ブロック図。
【図２２】第５の実施の形態にかかるピニオン角フィードバック演算部の理想的な周波数特性を示すグラフ。
【図２３】第５の実施の形態にかかるピニオン角フィードバック演算部の実際の周波数特性を示すグラフ。
【図２４】（ａ）は、第５の実施の形態にかかるピニオン角フィードバック演算部の周辺部分の構成を示す制御ブロック図、（ｂ）は、第５の実施の形態の変形例にかかるピニオン角フィードバック演算部の周辺部分の構成を示す制御ブロック図。
【図２５】第５の実施の形態にかかるバンドパスフィルタの周波数特性を示すグラフ。
【図２６】第６の実施の形態にかかるピニオン角フィードバック演算部の周辺部分を示す制御ブロック図。
【図２７】第７の実施の形態にかかるピニオン角フィードバック演算部に供給される信号を示す制御ブロック図。
【図２８】第７の実施の形態にかかるピニオン角フィードバック演算部の制御ブロック図。
【図２９】第７の実施の形態にかかるタイヤ空気圧とフィードバック制御パラメータとの関係を示すグラフ。
【図３０】第７の実施の形態にかかる車速とフィードバック制御パラメータとの関係を示すグラフ。
【図３１】第８の実施の形態にかかる操舵装置（電動パワーステアリング装置）の構成図。
【図３２】第８の実施の形態にかかる電子制御装置の制御ブロック図。
【図３３】第９の実施の形態にかかる軸力配分演算部の制御ブロック図。
【図３４】第９の実施の形態にかかる舵角（操舵角）と軸力との関係を示すグラフ。
【図３５】第９の実施の形態にかかる舵角（操舵角）の変化に伴う操舵トルクの変化を示すグラフ。
【図３６】第９の実施の形態の変形例にかかる車両モデルの制御ブロック図。
【図３７】（ａ），（ｂ）は、第９の実施の形態の変形例にかかる補正演算部の周辺部分を示す制御ブロック図。
【図３８】第９の実施の形態の変形例にかかる車両モデル（推定軸力演算部）の制御ブロック図。
【図３９】第１０の実施の形態にかかる軸力配分演算部の制御ブロック図。
【図４０】第１０の実施の形態の変形例にかかる軸力配分演算部の制御ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
＜第１の実施の形態＞
車両用制御装置をステアバイワイヤ方式の操舵装置に適用した第１の実施の形態を説明する。
【００３５】
図１に示すように、車両の操舵装置１０は、ステアリングホイール１１に連結されたステアリングシャフト１２を有している。ステアリングシャフト１２におけるステアリングホイール１１と反対側の端部には、ピニオンシャフト１３が設けられている。ピニオンシャフト１３のピニオン歯１３ａは、ピニオンシャフト１３に対して交わる方向へ延びる転舵シャフト１４のラック歯１４ａに噛み合わされている。転舵シャフト１４の両端には、それぞれタイロッド１５，１５を介して左右の転舵輪１６，１６が連結されている。これらステアリングシャフト１２、ピニオンシャフト１３および転舵シャフト１４は、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間の動力伝達経路として機能する。すなわち、ステアリングホイール１１の回転操作に伴い転舵シャフト１４が直線運動することにより、転舵輪１６，１６の転舵角θｔが変更される。
【００３６】
＜クラッチ＞
また、操舵装置１０は、クラッチ２１を有している。クラッチ２１はステアリングシャフト１２に設けられている。クラッチ２１としては、励磁コイルに対する通電の断続を通じて動力の断続を行う電磁クラッチが採用される。クラッチ２１が切断されるとき、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間の動力伝達経路が機械的に切断される。クラッチ２１が接続されるとき、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間の動力伝達が機械的に連結される。
【００３７】
＜操舵反力を発生させるための構成：反力ユニット＞
また、操舵装置１０は、操舵反力を生成するための構成として、反力モータ３１、減速機構３２、回転角センサ３３、およびトルクセンサ３４を有している。ちなみに、操舵反力とは、運転者によるステアリングホイール１１の操作方向と反対方向へ向けて作用する力（トルク）をいう。操舵反力をステアリングホイール１１に付与することにより、運転者に適度な手応え感を与えることが可能である。
【００３８】
反力モータ３１は、操舵反力の発生源である。反力モータ３１としてはたとえば三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のブラシレスモータが採用される。反力モータ３１（正確には、その回転軸）は、減速機構３２を介して、ステアリングシャフト１２に連結されている。減速機構３２は、ステアリングシャフト１２におけるクラッチ２１よりもステアリングホイール１１側の部分に設けられている。反力モータ３１のトルクは、操舵反力としてステアリングシャフト１２に付与される。
【００３９】
回転角センサ３３は反力モータ３１に設けられている。回転角センサ３３は、反力モータ３１の回転角θａを検出する。反力モータ３１の回転角θａは、舵角（操舵角）θｓの演算に使用される。反力モータ３１とステアリングシャフト１２とは減速機構３２を介して連動する。このため、反力モータ３１の回転角θａとステアリングシャフト１２の回転角、ひいてはステアリングホイール１１の回転角である舵角θｓとの間には相関がある。したがって、反力モータ３１の回転角θａに基づき舵角θｓを求めることができる。
【００４０】
トルクセンサ３４は、ステアリングホイール１１の回転操作を通じてステアリングシャフト１２に加わる操舵トルクＴｈを検出する。トルクセンサ３４は、ステアリングシャフト１２における減速機構３２よりもステアリングホイール１１側の部分に設けられている。
【００４１】
＜転舵力を発生させるための構成：転舵ユニット＞
また、操舵装置１０は、転舵輪１６，１６を転舵させるための動力である転舵力を生成するための構成として、転舵モータ４１、減速機構４２、および回転角センサ４３を有している。
【００４２】
転舵モータ４１は転舵力の発生源である。転舵モータ４１としては、たとえば三相のブラシレスモータが採用される。転舵モータ４１（正確には、その回転軸）は、減速機構４２を介してピニオンシャフト４４に連結されている。ピニオンシャフト４４のピニオン歯４４ａは、転舵シャフト１４のラック歯１４ｂに噛み合わされている。転舵モータ４１のトルクは、転舵力としてピニオンシャフト４４を介して転舵シャフト１４に付与される。転舵モータ４１の回転に応じて、転舵シャフト１４は車幅方向（図中の左右方向）に沿って移動する。
【００４３】
回転角センサ４３は転舵モータ４１に設けられている。回転角センサ４３は転舵モータ４１の回転角θｂを検出する。
＜制御装置＞
また、操舵装置１０は、制御装置５０を有している。制御装置５０は、各種のセンサの検出結果に基づき反力モータ３１、転舵モータ４１およびクラッチ２１を制御する。センサとしては、前述した回転角センサ３３、トルクセンサ３４および回転角センサ４３に加えて、車速センサ５０１がある。車速センサ５０１は、車両に設けられて車両の走行速度である車速Ｖを検出する。
【００４４】
制御装置５０は、クラッチ接続条件の成否に基づきクラッチ２１の断続を切り替える断続制御を実行する。クラッチ接続条件としては、たとえば車両の電源スイッチがオフされていることなどがある。制御装置５０は、クラッチ接続条件が成立しないとき、クラッチ２１の励磁コイルに通電することによってクラッチ２１を接続された状態から切断された状態へ切り替える。また、制御装置５０は、クラッチ接続条件が成立するとき、クラッチ２１の励磁コイルに対する通電を停止することによってクラッチ２１を切断された状態から接続された状態へ切り替える。
【００４５】
制御装置５０は、反力モータ３１の駆動制御を通じて操舵トルクＴｈに応じた操舵反力を発生させる反力制御を実行する。制御装置５０は操舵トルクＴｈおよび車速Ｖのうち少なくとも操舵トルクＴｈに基づき目標操舵反力を演算し、この演算される目標操舵反力、操舵トルクＴｈおよび車速Ｖに基づきステアリングホイール１１の目標操舵角を演算する。制御装置５０は、実際の舵角θｓを目標操舵角に追従させるべく実行される舵角θｓのフィードバック制御を通じて舵角補正量を演算し、この演算される舵角補正量を目標操舵反力に加算することにより操舵反力指令値を演算する。制御装置５０は、操舵反力指令値に応じた操舵反力を発生させるために必要とされる電流を反力モータ３１へ供給する。
【００４６】
制御装置５０は、転舵モータ４１の駆動制御を通じて転舵輪１６，１６を操舵状態に応じて転舵させる転舵制御を実行する。制御装置５０は、回転角センサ４３を通じて検出される転舵モータ４１の回転角θｂに基づきピニオンシャフト４４の実際の回転角であるピニオン角θｐを演算する。このピニオン角θｐは、転舵輪１６，１６の転舵角θｔを反映する値である。制御装置５０は、前述した目標操舵角を使用して目標ピニオン角を演算する。そして制御装置５０は、目標ピニオン角と実際のピニオン角θｐとの偏差を求め、当該偏差を無くすように転舵モータ４１に対する給電を制御する。
【００４７】
＜制御装置の詳細構成＞
つぎに、制御装置５０について詳細に説明する。
図２に示すように、制御装置５０は、反力制御を実行する反力制御部５０ａ、および転舵制御を実行する転舵制御部５０ｂを有している。
【００４８】
＜反力制御部＞
反力制御部５０ａは、目標操舵反力演算部５１、目標舵角演算部５２、舵角演算部５３、舵角フィードバック制御部５４、加算器５５、および通電制御部５６を有している。
【００４９】
目標操舵反力演算部５１は、操舵トルクＴｈに基づき目標操舵反力Ｔ１＊を演算する。なお、目標操舵反力演算部５１は、車速Ｖを加味して目標操舵反力Ｔ１＊を演算してもよい。
【００５０】
目標舵角演算部５２は、目標操舵反力Ｔ１＊、操舵トルクＴｈおよび車速Ｖに基づきステアリングホイール１１の目標舵角θ＊を演算する。目標舵角演算部５２は、目標操舵反力Ｔ１＊および操舵トルクＴｈの総和を基本駆動トルク（入力トルク）とするとき、この基本駆動トルクに基づいて理想的な舵角を定める理想モデルを有している。この理想モデルは、基本駆動トルクに応じた理想的な転舵角に対応する舵角（操舵角）を予め実験などによりモデル化したものである。目標舵角演算部５２は、目標操舵反力Ｔ１＊と操舵トルクＴｈとを加算することにより基本駆動トルクを求め、この基本駆動トルクから理想モデルに基づいて目標舵角θ＊（目標操舵角）を演算する。
【００５１】
舵角演算部５３は、回転角センサ３３を通じて検出される反力モータ３１の回転角θａに基づきステアリングホイール１１の実際の舵角θｓを演算する。舵角フィードバック制御部５４は、実際の舵角θｓを目標舵角θ＊に追従させるべく舵角θｓのフィードバック制御を通じて舵角補正量Ｔ２＊を演算する。加算器５５は、目標操舵反力Ｔ１＊に舵角補正量Ｔ２＊を加算することにより操舵反力指令値Ｔ＊を算出する。
【００５２】
通電制御部５６は、操舵反力指令値Ｔ＊に応じた電力を反力モータ３１へ供給する。具体的には、通電制御部５６は、操舵反力指令値Ｔ＊に基づき反力モータ３１に対する電流指令値を演算する。また、通電制御部５６は、反力モータ３１に対する給電経路に設けられた電流センサ５７を通じて、当該給電経路に生じる実際の電流値Ｉａを検出する。この電流値Ｉａは、反力モータ３１に供給される実際の電流の値である。そして通電制御部５６は、電流指令値と実際の電流値Ｉａとの偏差を求め、当該偏差を無くすように反力モータ３１に対する給電を制御する（電流Ｉａのフィードバック制御）。これにより、反力モータ３１は操舵反力指令値Ｔ＊に応じたトルクを発生する。運転者に対して路面反力に応じた適度な手応え感を与えることが可能である。
【００５３】
＜転舵制御部＞
図２に示すように、転舵制御部５０ｂは、ピニオン角演算部６１、舵角比変更制御部６２、微分ステアリング制御部６３、ピニオン角フィードバック制御部６４、および通電制御部６５を有している。
【００５４】
ピニオン角演算部６１は、回転角センサ４３を通じて検出される転舵モータ４１の回転角θｂに基づきピニオンシャフト１３の実際の回転角であるピニオン角θｐを演算する。前述したように、転舵モータ４１とピニオンシャフト１３とは減速機構４２を介して連動する。このため、転舵モータ４１の回転角θｂとピニオン角θｐとの間には相関関係がある。この相関関係を利用して転舵モータ４１の回転角θｂからピニオン角θｐを求めることができる。さらに、これも前述したように、ピニオンシャフト１３は、転舵シャフト１４に噛合されている。このため、ピニオン角θｐと転舵シャフト１４の移動量との間にも相関関係がある。すなわち、ピニオン角θｐは、転舵輪１６，１６の転舵角θｔを反映する値である。
【００５５】
舵角比変更制御部６２は、車両の走行状態（たとえば車速Ｖ）に応じて舵角θｓに対する転舵角θｔの比である舵角比を設定し、この設定される舵角比に応じて目標ピニオン角を演算する。舵角比変更制御部６２は、車速Ｖが遅くなるほど舵角θｓに対する転舵角θｔがより大きくなるように、また車速Ｖが速くなるほど舵角θｓに対する転舵角θｔがより小さくなるように、目標ピニオン角θｐ＊を演算する。舵角比変更制御部６２は、車両の走行状態に応じて設定される舵角比を実現するために、目標舵角θ＊に対する補正角度を演算し、この演算される補正角度を目標舵角θ＊に加算することにより舵角比に応じた目標ピニオン角θｐ＊を演算する。
【００５６】
微分ステアリング制御部６３は、目標ピニオン角θｐ＊を微分することにより目標ピニオン角θｐ＊の変化速度（転舵速度）を演算する。また、微分ステアリング制御部６３は、目標ピニオン角θｐ＊の変化速度にゲインを乗算することにより目標ピニオン角θｐ＊に対する補正角度を演算する。微分ステアリング制御部６３は、補正角度を目標ピニオン角θｐ＊に加算することにより最終的な目標ピニオン角θｐ＊を演算する。舵角比変更制御部６２により演算される目標ピニオン角θｐ＊の位相が進められることにより、転舵遅れが改善される。すなわち、転舵速度に応じて転舵応答性が確保される。
【００５７】
ピニオン角フィードバック制御部６４は、実際のピニオン角θｐを、微分ステアリング制御部６３により演算される最終的な目標ピニオン角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（ＰＩＤ制御）を通じてピニオン角指令値Ｔｐ＊を演算する。
【００５８】
通電制御部６５は、ピニオン角指令値Ｔｐ＊に応じた電力を転舵モータ４１へ供給する。具体的には、通電制御部６５は、ピニオン角指令値Ｔｐ＊に基づき転舵モータ４１に対する電流指令値を演算する。また、通電制御部６５は、転舵モータ４１に対する給電経路に設けられた電流センサ６６を通じて、当該給電経路に生じる実際の電流値Ｉｂを検出する。この電流値Ｉｂは、転舵モータ４１に供給される実際の電流の値である。そして通電制御部６５は、電流指令値と実際の電流値Ｉｂとの偏差を求め、当該偏差を無くすように転舵モータ４１に対する給電を制御する（電流Ｉｂのフィードバック制御）。これにより、転舵モータ４１はピニオン角指令値Ｔｐ＊に応じた角度だけ回転する。
【００５９】
＜目標舵角演算部＞
つぎに、目標舵角演算部５２について詳細に説明する。
前述したように、目標舵角演算部５２は、目標操舵反力Ｔ１＊および操舵トルクＴｈの総和である基本駆動トルクから理想モデルに基づいて目標舵角θ＊を演算する。この理想モデルは、ステアリングシャフト１２に印加されるトルクとしての基本駆動トルクＴｉｎ＊が、次式（１）で表されることを利用したモデルである。
【００６０】
Ｔｉｎ＊＝Ｊθ＊′′＋Ｃθ＊′＋Ｋθ＊  …（１）
ただし、「Ｊ」はステアリングホイール１１およびステアリングシャフト１２の慣性モーメント、「Ｃ」は転舵シャフト１４のハウジングに対する摩擦などに対応する粘性係数（摩擦係数）、「Ｋ」はステアリングホイール１１およびステアリングシャフト１２をそれぞればねとみなしたときのばね係数である。
【００６１】
式（１）から分かるように、基本駆動トルクＴｉｎ＊は、目標舵角θ＊の二階時間微分値θ＊′′に慣性モーメントＪを乗じた値、目標舵角θ＊の一階時間微分値θ＊′に粘性係数Ｃを乗じた値、および目標舵角θ＊にばね係数Ｋを乗じた値を加算することによって得られる。目標舵角演算部５２は、式（１）に基づく理想モデルに従って目標舵角θ＊を演算する。
【００６２】
図３に示すように、式（１）に基づく理想モデルは、ステアリングモデル７１、および車両モデル７２に分けられる。
ステアリングモデル７１は、ステアリングシャフト１２および反力モータ３１など、操舵装置１０の各構成要素の特性に応じてチューニングされる。ステアリングモデル７１は、加算器７３、減算器７４、慣性モデル７５、第１の積分器７６、第２の積分器７７および粘性モデル７８を有している。
【００６３】
加算器７３は、目標操舵反力Ｔ１＊と操舵トルクＴｈとを加算することにより基本駆動トルクＴｉｎ＊を演算する。
減算器７４は、加算器７３により算出される基本駆動トルクＴｉｎ＊から後述する粘性成分Ｔｖｉ＊およびばね成分Ｔｓｐ＊をそれぞれ減算することにより、最終的な基本駆動トルクＴｉｎ＊を演算する。
【００６４】
慣性モデル７５は、式（１）の慣性項に対応する慣性制御演算部として機能する。慣性モデル７５は、減算器７４により算出される最終的な基本駆動トルクＴｉｎ＊に慣性モーメントＪの逆数を乗ずることにより、舵角加速度α＊を演算する。
【００６５】
第１の積分器７６は、慣性モデル７５により算出される舵角加速度α＊を積分することにより、舵角速度ω＊を演算する。
第２の積分器７７は、第１の積分器７６により算出される舵角速度ω＊をさらに積分することにより、目標舵角θ＊を演算する。目標舵角θ＊は、ステアリングモデル７１に基づくステアリングホイール１１（ステアリングシャフト１２）の理想的な回転角である。
【００６６】
粘性モデル７８は、式（１）の粘性項に対応する粘性制御演算部として機能する。粘性モデル７８は、第１の積分器７６により算出される舵角速度ω＊に粘性係数Ｃを乗ずることにより、基本駆動トルクＴｉｎ＊の粘性成分Ｔｖｉ＊を演算する。
【００６７】
車両モデル７２は、操舵装置１０が搭載される車両の特性に応じてチューニングされる。操舵特性に影響を与える車両側の特性は、たとえばサスペンションおよびホイールアライメントの仕様、および転舵輪１６，１６のグリップ力（摩擦力）などにより決まる。車両モデル７２は、式（１）のばね項に対応するばね特性制御演算部として機能する。車両モデル７２は、第２の積分器７７により算出される目標舵角θ＊にばね係数Ｋを乗ずることにより、基本駆動トルクＴｉｎ＊のばね成分Ｔｓｐ＊（ばね反力トルク）を演算する。
【００６８】
なお、車両モデル７２は、ばね成分Ｔｓｐ＊を演算するに際して、車速Ｖおよび電流センサ６６を通じて検出される転舵モータ４１の電流値Ｉｂをそれぞれ加味する。また、車両モデル７２は、ピニオン角速度ωｐを取り込む。ピニオン角速度ωｐは、ピニオン角演算部６１により演算されるピニオン角θｐが、制御装置５０に設けられる微分器７９により微分されることにより得られる。ピニオンシャフト１３は、転舵シャフト１４に噛合されている。このため、ピニオン角θｐの変化速度（ピニオン角速度ωｐ）と転舵シャフト１４の移動速度（転舵速度）との間には相関関係がある。すなわち、ピニオン角速度ωｐは、転舵輪１６，１６の転舵速度を反映する値である。ピニオン角速度ωｐと転舵速度との相関関係を利用してピニオン角速度ωｐから転舵速度を求めることも可能である。
【００６９】
このように構成した目標舵角演算部５２によれば、ステアリングモデル７１の慣性モーメントＪおよび粘性係数Ｃ、ならびに車両モデル７２のばね係数Ｋをそれぞれ調整することによって、基本駆動トルクＴｉｎ＊と目標舵角θ＊との関係を直接的にチューニングすること、ひいては所望の操舵特性を実現することができる。
【００７０】
また、目標ピニオン角θｐ＊は、基本駆動トルクＴｉｎ＊からステアリングモデル７１および車両モデル７２に基づき演算される目標舵角θ＊が使用されて演算される。そして、実際のピニオン角θｐが目標ピニオン角θｐ＊に一致するようにフィードバック制御される。前述したように、ピニオン角θｐと転舵輪１６，１６の転舵角θｔとの間には相関関係がある。このため、基本駆動トルクＴｉｎ＊に応じた転舵輪１６，１６の転舵動作もステアリングモデル７１および車両モデル７２により定まる。すなわち、車両の操舵感がステアリングモデル７１および車両モデル７２により決まる。したがって、ステアリングモデル７１および車両モデル７２を調整することにより所望の操舵感を実現することが可能となる。
【００７１】
しかし、運転者の操舵方向と反対方向へ向けて作用する力（トルク）である操舵反力（ステアリングを通じて感じる手応え）は目標舵角θ＊に応じたものにしかならない。すなわち、路面状態（路面の滑りやすさなど）によって操舵反力が変わらない。このため、運転者は操舵反力を通じて路面状態を把握しにくい。そこで本例では、こうした懸念を解消する観点に基づき、車両モデル７２をつぎのように構成している。
【００７２】
＜車両モデル＞
図４に示すように、車両モデル７２は推定軸力演算部８０を有している。
推定軸力演算部８０は、軸力演算部８１、ヒステリシス切替わり判定部８２、摩擦補償部８３、効率補償部８４、フィルタ８５、勾配補償部８６を有している。
【００７３】
軸力演算部８１は、次式（２）に基づき、転舵シャフト１４（転舵輪１６，１６）に作用する実際の軸力Ｆ１（路面反力）を演算する。ここで、転舵モータ４１の電流値Ｉｂは、路面状態（路面摩擦抵抗）に応じた外乱が転舵輪１６に作用することに起因して目標ピニオン角θｐ＊と実際のピニオン角θｐとの間の差が発生することによって変化する。すなわち、転舵モータ４１の電流値Ｉｂには、転舵輪１６，１６に作用する実際の路面反力が反映される。このため、転舵モータ４１の電流値Ｉｂに基づき路面状態の影響を反映した軸力を演算することが可能である。
【００７４】
Ｆ１＝Ｉｂ×Ｇ１  …（２）
ただし、「Ｉｂ」は転舵モータ４１の電流値Ｉｂである。「Ｇ１」はゲインであって、電流値を軸力（反力トルク）に変換する係数でもある。
【００７５】
図５に示すように、ヒステリシス切替わり判定部８２は、２つのローパスフィルタ８２ａ，８２ｂ、および判定値演算部８２ｃを有している。ローパスフィルタ８２ａは、軸力演算部８１により演算される軸力Ｆ１に含まれる雑音などの周波数成分を除去する。ローパスフィルタ８２ｂは、微分器７９により演算されるピニオン角速度ωｐに含まれる雑音などの周波数成分を除去する。判定値演算部８２ｃは、次式（３）に基づき、ヒステリシス切替わり判定値Ηｄを演算する。
【００７６】
Ηｄ＝Ｆ１ａ×ωｐａ…（３）
ただし、「Ｆ１ａ」は、ローパスフィルタ８２ａによりフィルタリング処理が施された後の推定軸力である。「ωｐａ」は、ローパスフィルタ８２ｂによりフィルタリングされた後のピニオン角速度である。
【００７７】
ヒステリシス切替わり判定値Ηｄは、操舵装置１０の正作動時の正効率と逆作動時の逆効率との違いに起因する軸力の特性変化を判定するために使用される。
正効率とは、ピニオンシャフト４４と転舵シャフト１４との噛み合いを通じて、転舵モータ４１の回転運動が転舵シャフト１４の直線運動に変換される場合（以下、「正作動時」という。）の変換効率をいう。換言すれば、正効率は、転舵モータ４１の駆動に伴う転舵シャフト１４の移動方向と、転舵シャフト１４に実際に作用する軸力の方向とが同じであるときの変換効率である。
【００７８】
逆効率とは、ピニオンシャフト４４と転舵シャフト１４との噛み合いを通じて、転舵シャフト１４の直線運動が転舵モータ４１の回転運動に変換される場合（以下、「逆作動時」という。）の変換効率をいう。換言すれば、逆効率は、転舵モータ４１の駆動に伴う転舵シャフト１４の移動方向と、転舵シャフト１４に実際に作用する軸力の方向とが互いに反対であるときの変換効率である。ちなみに、逆作動する状況としては、たとえば車両の走行中において、路面の凹凸などに起因して転舵輪１６，１６が転舵されることにより転舵シャフト１４に軸力が働く状況が想定される。
【００７９】
ここで、転舵モータ４１に対して供給される同一の電流に対する転舵モータ４１の出力トルクは、転舵モータ４１が転舵輪１６，１６を路面反力に抗して動かそうとする正作動時と、転舵モータ４１が転舵輪１６，１６からの反力によって動かされる逆作動時との間で異なる。このため、目標舵角θ＊と実際の舵角θｓとの制御偏差が正作動時と逆作動時との間で異なる。すなわち、正作動時と逆作動時との間において、転舵モータ４１の追従性に違いが生じる。また、転舵モータ４１の電流値Ｉｂ、ひいては転舵モータ４１の電流値Ｉｂに基づき演算される軸力Ｆ１についても、正作動時と逆作動時との間で違いが生じる。正作動と逆作動との間の切り替わりの影響を受けて、正作動時に演算される軸力Ｆ１と逆作動時に演算される軸力Ｆ１との間には、これら軸力の差に起因するヒステリシスが生じる。
【００８０】
たとえば図６のグラフに示すように、操舵装置１０の正作動時（正効率）、軸力演算部８１により演算される軸力Ｆ１の絶対値は実際の軸力に対して、より大きな値となる傾向にある。操舵装置１０の逆作動時（逆効率）、軸力演算部８１により演算される軸力Ｆ１の絶対値は実際の軸力に対してより小さな値となる傾向にある。
【００８１】
図７に示すように、摩擦補償部８３は、摩擦補償量演算部８３ａ、上下限ガード処理部８３ｂ、および減算器８３ｃを有している。
摩擦補償量演算部８３ａは、摩擦補償マップを使用してフィルタ後の軸力Ｆ１ａおよび車速Ｖに基づき摩擦補償量Ｆｆを演算する。
【００８２】
図８に示すように、摩擦補償マップＭ１は、フィルタ後の軸力Ｆ１ａと摩擦補償量Ｆｆとの関係を車速Ｖに応じて規定する三次元マップであって、つぎのような特性を有する。すなわち、フィルタ後の軸力Ｆ１ａが正の値であるとき、摩擦補償量Ｆｆは正の値となる。フィルタ後の軸力Ｆ１ａが負の値であるとき、摩擦補償量Ｆｆは負の値となる。フィルタ後の軸力Ｆ１ａが正の値である場合であって「０」の近傍値であるとき、軸力Ｆ１ａの絶対値が大きくなるほど、摩擦補償量Ｆｆは正の方向へ増大する。フィルタ後の軸力Ｆ１ａが負の値である場合であって「０」の近傍値であるとき、軸力Ｆ１ａの絶対値が大きくなるほど、摩擦補償量Ｆｆは負の方向へ増大する。フィルタ後の軸力Ｆ１ａの絶対値が所定値以上であるとき、摩擦補償量Ｆｆの絶対値は軸力Ｆ１ａには依存せず、一定の値となる。
【００８３】
また、摩擦補償量Ｆｆと車速Ｖとの間にはつぎの関係がある。
図９に示すように、車速Ｖが「０」を基準とする所定値Ｖ１未満であるとき、車速Ｖが速くなるほど摩擦補償量Ｆｆは、より小さな値になる。所定値Ｖ１以上であるとき、車速Ｖが速くなるほど摩擦補償量Ｆｆは、より大きな値になる。
【００８４】
上下限ガード処理部８３ｂは、制御装置５０の記憶装置に格納された制限値（上限値および下限値）に基づき、摩擦補償量演算部８３ａにより演算される摩擦補償量Ｆｆに対する制限処理を実行する。すなわち、上下限ガード処理部８３ｂは、摩擦補償量Ｆｆが上限値を超える場合には摩擦補償量Ｆｆを上限値に制限し、下限値を下回る場合には摩擦補償量Ｆｆを下限値に制限する。ただし、摩擦補償部８３として、上下限ガード処理部８３ｂを割愛した構成を採用してもよい。
【００８５】
減算器８３ｃは、次式（４）に示されるように、軸力演算部８１により演算される軸力Ｆから、上下限ガード処理部８３ｂによる制限処理が施された摩擦補償量Ｆｆを減算することによって、摩擦補償後の軸力Ｆ１ｂを演算する。
【００８６】
Ｆ１ｂ＝Ｆ１−Ｆｆ  …（４）
図１０に示すように、効率補償部８４は、効率補償ゲイン演算部８４ａ、上下限ガード処理部８４ｂ、および乗算器８４ｃを有している。
【００８７】
効率補償ゲイン演算部８４ａは、効率補償マップを使用してヒステリシス切替わり判定値Ηｄおよび車速Ｖに基づき効率補償ゲインＧｅを演算する。
図１１に示すように、効率補償マップＭ２は、ヒステリシス切替わり判定値Ηｄと効率補償ゲインＧｅとの関係を車速Ｖに応じて規定する三次元マップであって、つぎのような特性を有する。すなわち、効率補償ゲインＧｅはヒステリシス切替わり判定値Ηｄの符号（正負）に関わらず常に正の値となる。ヒステリシス切替わり判定値Ηｄが正の値であるとき、効率補償ゲインＧｅはヒステリシス切替わり判定値Ηｄには依存せず、一定の値となる。ヒステリシス切替わり判定値Ηｄが負の値である場合であって「０」の近傍値であるとき、ヒステリシス切替わり判定値Ηｄの絶対値が増大するほど、効率補償ゲインＧｅはより大きな値となる。ヒステリシス切替わり判定値Ηｄが負の値である場合であって、ヒステリシス切替わり判定値Ηｄの絶対値が所定値以上であるとき、効率補償ゲインＧｅはヒステリシス切替わり判定値Ηｄには依存せず、一定の値となる。
【００８８】
上下限ガード処理部８４ｂは、制御装置５０の記憶装置に格納された制限値（上限値および下限値）に基づき、効率補償ゲイン演算部８４ａにより演算される効率補償ゲインＧｅに対する制限処理を実行する。すなわち、上下限ガード処理部８４ｂは、効率補償ゲインＧｅが上限値を超える場合には効率補償ゲインＧｅを上限値に制限し、下限値を下回る場合には効率補償ゲインＧｅを下限値に制限する。ただし、効率補償部８４として、上下限ガード処理部８４ｂを割愛した構成を採用してもよい。
【００８９】
乗算器８４ｃは、次式（５）に示されるように、上下限ガード処理部８４ｂによる制限処理が施された効率補償ゲインＧｅを摩擦補償後の軸力Ｆ１ｂに乗算することによって、効率補償後の軸力Ｆ１ｃを演算する。
【００９０】
Ｆ１ｃ＝Ｆ１ｂ×Ｇｅ  …（５）
フィルタ８５は、効率補償後の軸力Ｆ１ｃに重畳する不要成分を除去する。ここで不要成分としては、操舵装置１０（主に転舵モータ４１）の動特性による影響を受けて発生するものを想定する。操舵装置１０の動特性は、転舵モータ４１の慣性および粘性などで表される。また、ここでは不要成分として、制御装置５０（主に転舵制御部５０ｂ）の伝達特性の影響を受けて発生するものも想定する。
【００９１】
すなわち、軸力Ｆ１ｃ（より正確には、軸力演算部８１により演算される軸力Ｆ１）に重畳する不要成分には、転舵モータ４１の粘性および慣性などに起因する成分、ならびに転舵制御部５０ｂの伝達特性（伝達関数の周波数特性）に起因する成分が含まれる。これら不要成分を打ち消す観点に基づき、フィルタ８５の伝達関数が設定される。
【００９２】
フィルタ８５の伝達関数Ｇ（ｓ）は、次式（６）で表される。
Ｇ（ｓ）＝Ｔｓ+１／（Ｌｓ+１）×（Ｊｓ２+Ｃｓ+Ｋ）  …（６）
式（６）は、次式（６−１），（６−２），（６−３）で表される微分ステアリング制御部６３の逆伝達関数Ｍ１（ｓ）、ピニオン角フィードバック制御部６４の逆伝達関数Ｍ２（ｓ）、および転舵モータ４１の逆伝達関数Ｍ３（ｓ）を乗算することにより得られる。なお、逆伝達関数とは伝達関数の逆数をいう。
【００９３】
Ｍ１（ｓ）＝１／（Ｌｓ+１）        …（６−１）
Ｍ２（ｓ）＝Ｔｓ+１                …（６−２）
Ｍ３（ｓ）＝１／（Ｊｓ２+Ｃｓ+Ｋ）  …（６−３）
ただし、「Ｌ」は微分ステアリング制御定数からなる時定数である。「Ｔ」はピニオン角フィードバック制御定数からなる時定数である。また、「Ｊ」は慣性、「Ｃ」は粘性、「Ｋ」はばね性（弾性）である。
【００９４】
このため、効率補償後の軸力Ｆ１ｃに対してフィルタ８５によりフィルタリング処理が施されることにより、効率補償後の軸力Ｆ１ｃに重畳する粘性、慣性および各制御部の伝達関数に起因する不要成分が打ち消される。すなわち、フィルタ８５は、軸力演算部８１により演算される軸力Ｆ１に対する操舵装置１０の動特性による影響を補償する動特性補償部として機能する。
【００９５】
図１２に示すように、勾配補償部８６は、勾配補償ゲイン演算部８６ａ、上下限ガード処理部８６ｂ、乗算器８６ｃ、および上下限ガード処理部８６ｄを有している。
勾配補償ゲイン演算部８６ａは、勾配補償ゲインマップを使用して、フィルタ８５によりフィルタリング処理が施された軸力Ｆ１ｄおよび車速Ｖに基づき勾配補償ゲインＧｃを演算する。
【００９６】
図１３に示すように、勾配補償ゲインマップＭ３は、フィルタ８５によりフィルタリング処理が施された軸力Ｆ１ｄと車速Ｖとの関係を規定する二次元マップであって、つぎのような特性を有する。車速Ｖが「０」を基準とする所定値Ｖ２未満であるとき、車速Ｖが速くなるほど勾配補償ゲインＧｃは、より小さな値になる。車速Ｖが所定値Ｖ２以上であるとき、車速Ｖが速くなるほど勾配補償ゲインＶｃは、より大きな値になる。ちなみに、所定値Ｖ２はいわゆる中速域の車速である。
【００９７】
上下限ガード処理部８６ｂは、制御装置５０の記憶装置に格納された制限値（上限値および下限値）に基づき、勾配補償ゲイン演算部８６ａにより演算される勾配補償ゲインＧｃに対する制限処理を実行する。すなわち、上下限ガード処理部８６ｂは、勾配補償ゲインＧｃが上限値を超える場合には勾配補償ゲインＧｃを上限値に制限し、下限値を下回る場合には勾配補償ゲインＧｃを下限値に制限する。ただし、勾配補償部８６として、上下限ガード処理部８６ｂを割愛した構成を採用してもよい。
【００９８】
乗算器８６ｃは、次式（７）に示されるように、フィルタ８５によりフィルタリング処理が施された軸力Ｆ１ｄと、上下限ガード処理部８６ｂによる制限処理が施された勾配補償ゲインＧｃとを乗算することによって、勾配補償後の軸力Ｆ１ｅを演算する。
【００９９】
Ｆ１ｅ＝Ｆ１ｄ×Ｇｃ  …（７）
上下限ガード処理部８６ｄは、制御装置５０の記憶装置に格納された制限値（上限値および下限値）に基づき、勾配補償後の軸力Ｆ１ｅに対する制限処理を実行する。すなわち、上下限ガード処理部８６ｄは、勾配補償後の軸力Ｆ１ｅが上限値を超える場合には当該軸力Ｆ１ｅを上限値に制限し、下限値を下回る場合には当該軸力Ｆ１ｅを下限値に制限する。
【０１００】
ちなみに、摩擦補償部８３、効率補償部８４および勾配補償部８６は、軸力演算部８１により演算される軸力Ｆ１に対する操舵装置１０（転舵ユニット）の静特性による影響を補償する静特性補償部として機能する。
【０１０１】
車両モデル７２は、上下限ガード処理部８６ｄによる制限処理が施された軸力Ｆ１ｅをトルク（ばね反力トルク）に変換することにより、基本駆動トルクＴｉｎ＊のばね成分Ｔｓｐ＊を得る。
【０１０２】
＜推定軸力演算部の作用および効果＞
つぎに、推定軸力演算部８０の作用および効果を説明する。
図１４のグラフに二点鎖線で示されるように、軸力演算部８１により演算される軸力Ｆ１（推定軸力）と実際の軸力とが１対１で対応することが理想的である。すなわち、軸力演算部８１により演算される軸力Ｆ１と実際の軸力との理想的な関係を示す特性線Ｌ１は、原点を通る傾きが「１」の直線となる。
【０１０３】
しかし、推定演算される軸力Ｆ１には、操舵装置１０の静特性（摩擦など）による影響を受けて生じる不要成分、および操舵装置１０の動特性（慣性など）の影響を受けて生じる不要成分が重畳している。このため、軸力演算部８１により演算される軸力Ｆ１と実際の軸力とは一致しない。すなわち、軸力演算部８１により演算される軸力Ｆ１と実際の軸力との間には差が発生する。したがって、図１４のグラフに実線で示されるように、軸力演算部８１により演算される軸力Ｆ１と実際の軸力との関係を示すループ状の特性線Ｌ２は、理想的な特性線Ｌ１に対して、軸力演算部８１により演算される軸力Ｆ１と実際の軸力との差に応じたヒステリシスを有する。
【０１０４】
本例では、軸力演算部８１により演算される軸力Ｆ１に対する各種の補償制御の実行を通じて、軸力Ｆ１と実際の軸力との差であるヒステリシスをより少なくすることにより、特性線Ｌ２を理想的な特性線Ｌ１に近づける。具体的にはつぎの通りである。
【０１０５】
すなわちまず、摩擦補償部８３による摩擦補償制御の実行を通じて、実際の軸力がステアリングホイール１１の中立位置（直進位置）に対応する「０（原点）」を含む近傍値であるときのヒステリシス幅が狭められる。
【０１０６】
図１５のグラフに示されるように、理想的には、実際の軸力が「０」であるとき、摩擦補償後の推定軸力である軸力Ｆ１ｂも「０」となる。ただし、摩擦補償後の推定軸力である軸力Ｆ１ｂには、正効率と逆効率との違いによるヒステリシスが含まれている。この正効率と逆効率との違いに起因するヒステリシスは、軸力演算部８１において、転舵モータ４１の電流値Ｉｂに基づき転舵シャフト１４に作用する実際の軸力Ｆ１が演算されることによって生じる。
【０１０７】
このため、特性線Ｌ２で示されるヒステリシス特性（ヒステリシスループの形状）は、たとえばステアリングホイール１１の中立位置（直進位置）に対応する「０（原点）」でヒステリシス幅が「０」となる、いわゆる蝶型となる。摩擦補償後の軸力Ｆ１ｂのヒステリシス特性を示す特性線Ｌ２は、原点を通って傾きの異なる２つの特性線Ｌ３，Ｌ４を含む。ここでは、特性線Ｌ３の傾きは理想的な特性線Ｌ１よりも大きく、特性線Ｌ４の傾きは理想的な特性線Ｌ１よりも小さい。
【０１０８】
つぎに、効率補償部８４による効率補償制御の実行を通じて、摩擦補償後の軸力Ｆ１ｂに含まれるヒステリシスが除去される。これにより、図１７（ａ）に実線で示されるように、効率補償後の軸力Ｆ１ｃ（推定軸力）と実際の軸力との関係を示す特性線Ｌ５は、原点を通るたとえば傾き「０．８」〜「１．０」の直線となる。特性線Ｌ５の傾きは、車速Ｖによって若干異なるものの、理想的な特性線Ｌ１に対してほぼ一致する。
【０１０９】
つぎに、フィルタ８５によるフィルタリング処理を通じて、効率補償後の軸力Ｆ１ｃに含まれる不要成分が除去される。ここでの不要成分には、たとえば転舵モータ４１の慣性などに起因する不要成分、および転舵制御にかかる各制御部（６３，６４）の伝達関数に起因する不要成分が含まれている。
【０１１０】
フィルタ８５の伝達関数Ｇ（ｓ）は、次式（８−１），（８−２），（８−３）で表される微分ステアリング制御部６３の伝達関数Ｇ１（ｓ）、ピニオン角フィードバック制御部６４の伝達関数Ｇ２（ｓ）、および転舵モータ４１の伝達関数Ｇ３（ｓ）を打ち消す観点で設定されている。
【０１１１】
Ｇ１（ｓ）＝Ｌｓ+１                        …（８−１）
Ｇ２（ｓ）＝１／（Ｔｓ+１）                …（８−２）
Ｇ３（ｓ）＝Ｊｓ２+Ｃｓ+Ｋ                  …（８−３）
すなわち、フィルタ８５の伝達関数は、先の式（６）で表されるように、微分ステアリング制御部６３の逆伝達関数Ｍ１（ｓ）、ピニオン角フィードバック制御部６４の逆伝達関数Ｍ２（ｓ）、および転舵モータ４１の逆伝達関数Ｍ３（ｓ）が乗算されてなる。
【０１１２】
したがって、効率補償後の軸力Ｆ１ｃに対してフィルタ８５によるフィルタリング処理が施されることにより、効率補償後の軸力Ｆ１ｃに重畳する転舵モータ４１の粘性および慣性などに起因する不要成分、ならびに各制御部（６３，６４）の伝達関数の周波数特性に起因する不要成分が打ち消される。
【０１１３】
ここで、ピニオン角θｐと軸力との関係を説明する。
図１６のグラフに示されるように、横軸にピニオン角θｐを、縦軸に軸力をプロットしたとき、ピニオン角θｐに対して軸力はヒステリシス特性を有する。図１６のグラフにループ状の特性線Ｌ５で示されるように、ピニオン角θｐと軸力との間の理想的な関係である場合、ピニオン角θｐが転舵角θｔの中立位置に対応する「０（原点）」であるときの軸力は一定範囲ΔＨに収まる。また、ここではピニオン角θｐと軸力との関係が理想的である場合、ピニオン角θｐに対する軸力のヒステリシス幅は一定（ΔＨ）である。
【０１１４】
しかし実際には、転舵モータ４１の粘性および慣性などの影響を受けて、ピニオン角θｐに対する軸力のヒステリシス特性は理想的なものにはならない。
図１６のグラフに一点鎖線で示されるように、転舵モータ４１の粘性は、ピニオン角θｐに対する軸力を増大させる方向に作用する。ピニオン角θｐが原点に近づくほど粘性の影響がより強く作用するため、軸力はより大きな値になる。
【０１１５】
また、図１６のグラフに二点鎖線で示されるように、転舵モータ４１の慣性は、ピニオン角θｐの増大に対する軸力の変化度合いをより減少させるように作用する。概念的に説明すると、慣性は理想的なループ状の特性線Ｌ５を、図１６のグラフにおける原点を中心として回転させる方向に作用する。
【０１１６】
効率補償後の軸力Ｆ１ｃには、転舵モータ４１の慣性および粘性などに起因する不要成分が重畳されている。フィルタ８５によるフィルタリングを通じて転舵モータ４１の伝達関数Ｇ３（ｓ）が打ち消される。これにより、転舵モータ４１の慣性などに起因する不要成分が効率補償後の軸力Ｆ１ｃから除去される。このため、ピニオン角θｐと軸力との関係において、ピニオン角θｐに対する軸力Ｆ１ｃのヒステリシス特性は図１６のグラフに示される理想的なヒステリシスループである特性線Ｌ５に近づく。
【０１１７】
また、フィルタ８５によるフィルタリングを通じて微分ステアリング制御部６３の伝達関数Ｇ１（ｓ）、およびピニオン角フィードバック制御部６４の伝達関数Ｇ２（ｓ）が打ち消される。これにより、これら伝達関数Ｇ１（ｓ），Ｇ２（ｓ）に起因する不要成分が効率補償後の軸力Ｆ１ｃから除去される。また、効率補償後の軸力Ｆ１ｃの位相（一次遅れ要素の伝達関数の周波数に対する位相のずれ）も補償される。このため、効率補償後の軸力Ｆ１ｃの位相が安定する。
【０１１８】
ここで、フィルタ８５によるフィルタリング処理を通じて、粘性補償、慣性補償、微分ステアリング制御補償、ピニオン角フィードバック制御補償、および位相補償が行われることにより得られるフィルタ後の軸力Ｆ１ｄは、理想的には実際の軸力と一致する。
【０１１９】
しかし、車速Ｖなどの影響によって、フィルタ後の軸力Ｆ１ｄと実際の軸力とが一致しないこともある。たとえば、図１７（ｂ）の特性線Ｌ６で示されるように、推定軸力（ここではフィルタ後の軸力Ｆ１ｄ）の絶対値が実際の軸力の絶対値よりも大きくなることがある。また、図１７（ｂ）の特性線Ｌ７で示されるように、推定軸力の絶対値が実際の軸力の絶対値よりも小さくなることもある。
【０１２０】
そこで、勾配補償部８６による勾配補償制御の実行を通じて、特性線Ｌ６，Ｌ７がさらに理想的な特性線Ｌ１に近づけられる。すなわち、図１７（ｂ）に矢印α１，α２で示されるように、特性線Ｌ６，Ｌ７の傾きは、より「１」に近づき、理想的には２つの特性線Ｌ６，Ｌ７は理想的な特性線Ｌ１にほぼ一致する。勾配補償部８６による勾配補償制御の実行を通じて得られる軸力Ｆ１ｅは、実際の軸力に対してほぼ１対１で対応する。
【０１２１】
したがって、本実施の形態によれば、つぎの効果を得ることができる。
軸力演算部８１により演算される軸力Ｆ１に対する各種の補償制御およびフィルタ処理を通じて、軸力Ｆ１に重畳する不要成分（摩擦および効率などの静特性によるもの、ならびに粘性、慣性および制御の伝達関数によるもの）が除去される。このため、路面状態がより適切に反映された軸力Ｆ１ｅを演算することができる。この適切な軸力Ｆ１ｅが基本駆動トルクＴｉｎ＊のばね成分Ｔｓｐ＊として使用されることによって、目標舵角θ＊、ひいては舵角フィードバック制御部５４により演算される舵角補正量Ｔ２＊には、路面状態（路面摩擦抵抗など）がより適切に反映される。したがって、路面状態に応じたより適切な操舵反力がステアリングホイール１１に付与される。運転者は、ステアリングホイール１１に付与される操舵反力を手応えとして感じることにより、路面状態をより的確に把握することができる。また、ステアリングホイール１１に対するコントローラビリティ（操作性）および操舵感触をより向上させることもできる。
【０１２２】
なお、第１の実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・図５に二点鎖線で示されるように、ヒステリシス切替り判定部８２には、さらにローパスフィルタ８２ｄを設けてもよい。ローパスフィルタ８２ｄは、判定値演算部８２ｃにより演算されるヒステリシス切替わり判定値Ηｄに含まれる雑音などの周波数成分を除去する。
【０１２３】
・本例では、摩擦補償部８３は、操舵装置１０の摩擦を補償するために、その摩擦分に相当する摩擦補償量Ｆｆをフィルタ処理後の軸力Ｆ１ａから減算した。しかし、あえて摩擦を付与すべく摩擦分に相当する摩擦補償量Ｆｆをフィルタ処理後の軸力Ｆ１ａに加算してもよい。この場合、減算器８３ｃはそのままに、摩擦補償量Ｆｆの符号（正負）を本来の符号と逆の符号にしてもよい。
【０１２４】
・効率補償部８４および勾配補償部８６を統合してもよい。たとえば、効率補償部８４に勾配補償部８６を組み合わせたとき、乗算器８４ｃは、効率補償ゲインＧｅおよび勾配補償ゲインＧｃを摩擦補償後の軸力Ｆ１ｂに乗算する。フィルタ８５は、効率補償および勾配補償が施された軸力に対してフィルタリング処理を施す。フィルタ８５によるフィルタリング処理後の軸力が基本駆動トルクＴｉｎ＊のばね成分Ｔｓｐ＊に換算される。
【０１２５】
・勾配補償ゲイン演算部８６ａは、車速Ｖに応じて勾配補償ゲインＧｃを演算したが、勾配補償ゲインＧｃを定数としてもよい。この場合、勾配補償ゲインＧｃは、各補償部（８３，８４，８５）を経た軸力Ｆ１を、より実際の軸力に近づける観点で設定してもよい。また、より大きな手応え（操舵反力）を得るために、あえてより大きな値の軸力Ｆ１を演算する観点に基づき、勾配補償ゲインＧｃをより大きな値に設定してもよい。逆に、操舵トルクＴｈ（操舵力）をより小さくするために、あえてより小さな値の軸力Ｆ１を演算する観点に基づき、勾配補償ゲインＧｃをより小さな値に設定してもよい。
【０１２６】
・推定軸力演算部８０は、動特性補償部として機能するフィルタ８５、ならびに静特性補償部として機能する摩擦補償部８３、効率補償部８４および勾配補償部８６を有していたが、動特性補償部（８５）および静特性補償部（８３，８４，８６）のいずれか一を有していてもよい。このようにしても、軸力演算部８１により演算される軸力Ｆ１に対する、操舵装置１０（転舵ユニット）の動特性および静特性のいずれか一による影響が補償される。
【０１２７】
・動特性補償部としてのフィルタ８５は、軸力演算部８１により演算される軸力Ｆ１に重畳する不要成分として、操舵装置１０の粘性に起因する第１の成分、操舵装置１０の慣性に起因する第２の成分、ならびに転舵制御部５０ｂの伝達特性に起因する第３の成分のうち一または二を除去するようにしてもよい。
【０１２８】
・推定軸力演算部８０は、静特性補償部として、摩擦補償部８３、効率補償部８４および勾配補償部８６を有していたが、推定軸力演算部８０として、これら補償部のうちの一または二を有する構成を採用してもよい。
【０１２９】
＜第２の実施の形態＞
つぎに、車両用制御装置の第２の実施の形態を説明する。
図１８に示すように、推定軸力演算部８０は、第１の実施の形態と同様に、軸力演算部８１，ヒステリシス切替わり判定部８２、摩擦補償部８３、効率補償部８４、フィルタ８５、および勾配補償部８６を有している。
【０１３０】
ただし、フィルタ８５の伝達関数Ｇ（ｓ）が第１の実施の形態と異なる。具体的には、フィルタ８５の伝達関数Ｇ（ｓ）では、先の式（８−１）で表される微分ステアリング制御部６３の伝達関数Ｇ１（ｓ）、および先の式（８−２）で表されるピニオン角フィードバック制御部６４の伝達関数Ｇ２（ｓ）を考慮せず、先の式（８−３）で表される転舵モータ４１の伝達関数Ｇ３（ｓ）を打ち消す観点に基づき設定されている。
【０１３１】
したがって、フィルタ８５の伝達関数Ｇ（ｓ）は、次式（９）で表される。
Ｇ（ｓ）＝１／（Ｊｓ２+Ｃｓ+Ｋ）  …（９）
ただし、「Ｊ」は慣性、「Ｃ」は粘性、「Ｋ」はばね性（弾性）である。
【０１３２】
このようにしても、効率補償後の軸力Ｆ１ｃに対してフィルタ８５によるフィルタリング処理が施されることにより、効率補償後の軸力Ｆ１ｃに重畳する転舵モータ４１の粘性および慣性などに起因する不要成分を打ち消すことができる。また、効率補償後の軸力Ｆ１ｃの位相を補償することもできる。
【０１３３】
＜第３の実施の形態＞
つぎに、車両用制御装置の第３の実施の形態を説明する。本例は推定軸力演算部の構成の点で第２の実施の形態と異なる。第２の実施の形態では、単一のフィルタ８５により効率補償後の軸力Ｆ１ｃに対して粘性補償、慣性補償および位相補償を行うようにしたが、本例ではこれら３つの補償制御を個別に行う。
【０１３４】
図１９に示すように、推定軸力演算部８０は、先のフィルタ８５（図１８参照）に代えて、粘性補償部８５ａ、慣性補償部８５ｂ、位相補償部８５ｃおよび微分器８５ｄを有している。
【０１３５】
粘性補償部８５ａは、転舵モータ４１の粘性を補償する。粘性補償部８５ａは、効率補償後の軸力、微分器７９（図３を参照）により演算されるピニオン角速度ωｐ、および車速Ｖを取り込む。粘性補償部８５ａは、ピニオン角速度ωｐに粘性補償係数を乗算することにより粘性補償量を演算し、当該演算される粘性補償量を効率補償後の軸力Ｆ１ｃに加算することにより粘性補償後の軸力Ｆ１αを演算する。粘性摩擦係数は、車速Ｖに応じて変化する。
【０１３６】
微分器８５ｄは、微分器７９（図３を参照）により演算されるピニオン角速度ωｐを微分することによりピニオン角加速度αｐを演算する。
慣性補償部８５ｂは、転舵モータ４１の慣性を補償する。慣性補償部８５ｂは、粘性補償後の軸力Ｆ１α、微分器８５ｄにより演算されるピニオン角加速度αｐ、および車速Ｖを取り込む。慣性補償部８５ｂは、ピニオン角加速度αｐに慣性補償係数を乗算することにより慣性補償量を演算し、当該演算される慣性補償量を粘性補償後の軸力Ｆ１αに加算することにより慣性補償後の軸力Ｆ１βを演算する。慣性補償係数は車速Ｖに応じて変化する。
【０１３７】
位相補償部８５ｃは、慣性補償後の軸力Ｆ１βの位相を補償する。位相補償部８５ｃは、慣性補償後の軸力Ｆ１β、および車速Ｖを取り込む。位相補償部８５ｃは、慣性補償後の軸力Ｆ１βに位相補償係数を乗算することにより位相補償量を演算し、当該演算される位相補償量を慣性補償後の軸力Ｆ１βに加算することにより位相補償後の軸力Ｆ１γを演算する。位相補償後の軸力Ｆ１γは、勾配補償部８６において勾配補償が施される。
【０１３８】
このようにしても、効率補償後の軸力Ｆ１ｃに重畳する転舵モータ４１の粘性および慣性などに起因する不要成分を除去することができる。また、効率補償後の軸力Ｆ１ｃの位相を補償することもできる。
【０１３９】
なお、推定軸力演算部８０は、動特性補償部として、粘性補償部８５ａ、慣性補償部８５ｂおよび位相補償部８５ｃを有していたが、推定軸力演算部８０として、これら補償部のうちの一または二を有する構成を採用してもよい。
【０１４０】
＜第４の実施の形態＞
つぎに、車両用制御装置の第４の実施の形態を説明する。本例は推定軸力演算部の構成の点で第１の実施の形態と異なる。なお、本実施の形態は、先の第２の実施の形態、および第３の実施の形態に適用することも可能である。
【０１４１】
図２０に示すように、車両モデル７２は、先の推定軸力演算部８０に加えて、仮想ラックエンド軸力演算部９１、理想軸力演算部９２、推定軸力演算部９３、推定軸力演算部９４、および軸力配分演算部９５を有している。
【０１４２】
仮想ラックエンド軸力演算部９１は、ステアリングホイール１１の操作位置が物理的な操作範囲の限界位置に近づいたとき、ステアリングホイール１１の操作範囲を本来の物理的な最大操舵範囲よりも狭い範囲に仮想的に制限するため、基本駆動トルクＴｉｎ＊に対する補正量として仮想ラックエンド軸力Ｆｅｎｄを演算する。仮想ラックエンド軸力Ｆｅｎｄは、反力モータ３１に発生させる操舵方向と反対方向のトルク（操舵反力トルク）を急激に増大させる観点に基づき演算される。
【０１４３】
ちなみに、ステアリングホイール１１の物理的な操作範囲の限界位置とは、転舵シャフト１４がその可動範囲の限界に達するときの位置でもある。転舵シャフト１４がその可動範囲の限界に達するとき、転舵シャフト１４の端部（ラックエンド）がハウジングに突き当たる、いわゆる「エンド当て」が生じ、ラック軸の移動範囲が物理的に規制される。これにより、ステアリングホイールの操作範囲も規制される。
【０１４４】
仮想ラックエンド軸力演算部９１は、目標舵角θ＊および舵角比変更制御部６２（図２を参照）により演算される目標ピニオン角θｐ＊を取り込む。仮想ラックエンド軸力演算部９１は、目標ピニオン角θｐ＊に所定の換算係数を乗算することにより目標転舵角を演算する。仮想ラックエンド軸力演算部９１は、目標転舵角と目標舵角θ＊とを比較して、絶対値の大きい方を仮想ラックエンド角θｅｎｄとして使用する。
【０１４５】
仮想ラックエンド軸力演算部９１は、仮想ラックエンド角θｅｎｄがエンド判定しきい値に達したとき、制御装置５０の図示しない記憶装置に格納された仮想ラックエンドマップを使用して、仮想ラックエンド軸力Ｆｅｎｄを演算する。エンド判定しきい値は、ステアリングホイール１１の物理的な最大操舵範囲の近傍値、あるいは転舵シャフト１４の最大可動範囲の近傍値に基づき設定される。仮想ラックエンド軸力Ｆｅｎｄは、基本駆動トルクＴｉｎ＊に対する補正量であって、仮想ラックエンド角θｅｎｄの符号（正負）と同符号に設定される。仮想ラックエンド角θｅｎｄがエンド判定しきい値に達した以降、仮想ラックエンド軸力Ｆｅｎｄは、仮想ラックエンド角θｅｎｄの絶対値が増大するほど、より大きな値に設定される。
【０１４６】
理想軸力演算部９２は、転舵輪１６，１６を通じて転舵シャフト１４に作用する軸力の理想値である理想軸力Ｆｉを演算する。理想軸力演算部９２は、制御装置５０の図示しない記憶装置に格納された理想軸力マップを使用して理想軸力Ｆｉを演算する。理想軸力Ｆｉは、目標ピニオン角θｐ＊に所定の換算係数を乗算することにより得られる目標転舵角の絶対値が増大するほど、また車速Ｖが遅いほど、より大きな絶対値に設定される。なお、理想軸力Ｆｉは車速Ｖを考慮せず、目標転舵角のみに基づき演算してもよい。
【０１４７】
推定軸力演算部９３は、車両に設けられる横加速度センサ５０２を通じて検出される横加速度ＬＡに基づき、転舵シャフト１４に作用する軸力Ｆ２を推定演算する。軸力Ｆ２は、車速Ｖに応じた係数であるゲインを横加速度ＬＡに乗算することにより求められる。横加速度ＬＡには路面摩擦抵抗などの路面状態が反映される。このため、横加速度ＬＡに基づき演算される軸力Ｆ２は実際の路面状態が反映されたものとなる。
【０１４８】
推定軸力演算部９４は、車両に設けられるヨーレートセンサ５０３を通じて検出されるヨーレートＹＲに基づき、転舵シャフト１４に作用する軸力Ｆ３を推定演算する。軸力Ｆ３は、ヨーレートＹＲを微分した値であるヨーレート微分値に、車速Ｖに応じた係数である車速ゲインを乗算することにより求められる。車速ゲインは、車速Ｖが速くなるほどより大きな値に設定される。ヨーレートＹＲには路面摩擦抵抗などの路面状態が反映される。このため、ヨーレートＹＲに基づき演算される軸力Ｆ３は実際の路面状態が反映されたものとなる。
【０１４９】
ちなみに、軸力Ｆ３は、つぎのようにして演算してもよい。すなわち、推定軸力演算部９４は、転舵角θｔに応じた補正軸力、転舵速度に応じた補正軸力、および転舵角加速度に応じた補正軸力の少なくとも一を、ヨーレート微分値に車速ゲインを乗算して得られる値に加算することによって軸力Ｆ３を求める。ちなみに、転舵角θｔはピニオン角θｐに所定の換算係数を乗算することにより得られる。転舵速度は転舵角θｔを微分することによって得てもよいし、ピニオン角速度ωｐを換算することにより得てもよい。転舵角加速度は転舵速度を微分することにより得てもよいし、ピニオン角加速度αｐを換算することによって得てもよい。
【０１５０】
軸力配分演算部９５は、仮想ラックエンド軸力Ｆｅｎｄ、理想軸力Ｆｉ、軸力Ｆ１ｅ、軸力Ｆ２、および軸力Ｆ３を、車両の走行状態あるいは操舵状態が反映される各種の状態量に基づく所定の配分比率で合算することにより、基本駆動トルクＴｉｎ＊に対するばね成分Ｔｓｐ＊の演算に使用される最終的な軸力Ｆｓｐを演算する。車両モデル７２は、この軸力Ｆｓｐに基づき基本駆動トルクＴｉｎ＊に対するばね成分Ｔｓｐ＊を演算（換算）する。
【０１５１】
つぎに、軸力配分演算部９５について詳細に説明する。
図２１に示すように、軸力配分演算部９５は、第１の演算部９５ａおよび第２の演算部９５ｂを有している。
【０１５２】
第１の演算部９５ａは、推定軸力演算部８０，９３，９４により推定演算される軸力Ｆ１ｅ，Ｆ２，Ｆ３を所定の分配比率で合算することにより、より適切な推定軸力Ｆｅを演算する。
【０１５３】
第１の演算部９５ａは、軸力Ｆ１ｅ，Ｆ２，Ｆ３、ヨーレートＹＲ、および横加速度差分値ΔＬＡを取り込む。横加速度差分値ΔＬＡは、車両モデル７２に設けられる差分値演算部９６により演算される。差分値演算部９６は、次式（１０）に基づき横加速度差分値ΔＬＡを演算する。
【０１５４】
ΔＬＡ＝ＹＲ×Ｖ−ＬＡ  …（１０）
ただし、「ＹＲ」はヨーレートセンサ５０３を通じて検出されるヨーレートである。「Ｖ」は車速センサ５０１を通じて検出される車速である。「ＬＡ」は横加速度センサ５０２を通じて検出される横加速度である。
【０１５５】
第１の演算部９５ａは、絶対値演算部９７、分配比演算部９８，９９、乗算器１０１，１０３，１０５、加算器１０２，１０６および減算器１０４を有している。
絶対値演算部９７は、差分値演算部９６により演算される横加速度差分値ΔＬＡの絶対値│ΔＬＡ│を演算する。分配比演算部９８は、横加速度差分値ΔＬＡの絶対値│ΔＬＡ│に応じて分配比率Ｄａを演算する。分配比率Ｄａは横加速度差分値ΔＬＡの絶対値│ΔＬＡ│が増大するほど、また車速Ｖが速くなるほど、より大きな値に設定される。乗算器１０１は、分配比率Ｄａを、ヨーレートＹＲに基づく軸力Ｆ３に乗算することにより、配分後の軸力Ｆａを演算する。加算器１０２は、横加速度ＬＡに基づく軸力Ｆ２と、乗算器１０１により演算される軸力Ｆａとを加算することにより、軸力Ｆｂを演算する。
【０１５６】
分配比演算部９９は、ヨーレートＹＲに応じて分配比率Ｄｂを演算する。分配比率ＤｂはヨーレートＹＲが増大するほど、また車速Ｖが速くなるほど、より大きな値に設定される。乗算器１０３は、分配比率Ｄｂを、加算器１０２により演算される軸力Ｆｂに乗算することにより軸力Ｆｃを演算する。
【０１５７】
減算器１０４は、制御装置５０の記憶装置に格納された固定値である「１」から、分配比演算部９９により演算される分配比率Ｄｂを減算することにより分配比率Ｄｃを演算する。乗算器１０５は、転舵モータ４１の電流値Ｉｂに基づく軸力Ｆ１ｅに分配比率Ｄｃを乗算することにより軸力Ｆｄを演算する。
【０１５８】
加算器１０６は、乗算器１０５により演算される軸力Ｆｄと、乗算器１０３により演算される軸力Ｆｃとを加算することにより、最終的な推定軸力Ｆｅを演算する。
第２の演算部９５ｂは、第１の演算部９５ａにより演算される推定軸力Ｆｅ、および理想軸力演算部９２により演算される理想軸力Ｆｉを、車両の走行状態あるいは操舵状態が反映される各種の状態量に基づく所定の配分比率で合算することにより、基本駆動トルクＴｉｎ＊に対するばね成分Ｔｓｐ＊の演算に使用される最終的な軸力Ｆｓｐを演算する。
【０１５９】
第２の演算部９５ｂは、減算器１０７，１１７、分配比演算部１０８〜１１４、乗算器１１５，１１８、加算器１１９，１２０を有している。
減算器１０７は、目標ピニオン角θｐ＊に基づく理想軸力Ｆｉから、第１の演算部９５ａ（加算器１０６）により配分演算される推定軸力Ｆｅを減算することにより、軸力偏差ΔＦを演算する。
【０１６０】
分配比演算部１０８は、軸力偏差ΔＦに応じて分配比率Ｄｃを演算する。分配比率Ｄｃは、軸力偏差ΔＦが増大するほど、より大きな値に設定される。また、分配比演算部１０９は、仮想ラックエンド軸力Ｆｅｎｄに応じて分配比率Ｄｄを演算する。分配比演算部１１０は、ピニオン角速度ωｐ（転舵速度に換算してもよい。）に応じて分配比率Ｄｅを演算する。分配比演算部１１１は、舵角θｓを微分することにより得られる操舵速度ωｓに応じて分配比率Ｄｆを演算する。分配比演算部１１２は、ピニオン角θｐに応じて分配比率Ｄｇを演算する。分配比演算部１１３は、舵角θｓに応じて分配比率Ｄｈを演算する。分配比演算部１１４は、車速Ｖに応じて分配比率Ｄｉを演算する。これら分配比率Ｄｄ，Ｄｅ，Ｄｆ，Ｄｇ，Ｄｈ，Ｄｉは、各分配比演算部（１０９〜１１４）が取り込む各状態量（θｅｎｄ，ωｐ，ωｓ，θｐ，θｓ，Ｖ）が増大するほど、より小さな値に設定される。
【０１６１】
乗算器１１５は、各分配比率Ｄｃ，Ｄｄ，Ｄｅ，Ｄｆ，Ｄｇ，Ｄｈ，Ｄｉを乗算することにより、第１の演算部９５ａにより演算される最終的な推定軸力Ｆｅの分配比率Ｄｊを演算する。乗算器１１６は、第１の演算部９５ａにより演算される最終的な推定軸力Ｆｅに、各状態量に基づく分配比率Ｄｊを乗算することにより配分後の推定軸力Ｆｇを演算する。
【０１６２】
減算器１１７は、制御装置５０の記憶装置に格納された固定値である「１」から、乗算器１１５により演算される分配比率Ｄｊを減算することにより理想軸力Ｆｉの分配比率Ｄｋを演算する。乗算器１１８は、理想軸力演算部９２により演算される理想軸力Ｆｉに、分配比率Ｄｋを乗算することにより配分後の理想軸力Ｆｈを演算する。
【０１６３】
加算器１１９は、配分後の理想軸力Ｆｈと配分後の推定軸力Ｆｇとを合算することにより、軸力Ｆｐｒｅを演算する。加算器１２０は、加算器１１９により演算される軸力Ｆｐｒｅと仮想ラックエンド軸力Ｆｅｎｄとを合算することにより、基本駆動トルクＴｉｎ＊に対するばね成分Ｔｓｐ＊の演算に使用される最終的な軸力Ｆｓｐを演算する。仮想ラックエンド軸力Ｆｅｎｄが演算されないとき、加算器１１９により演算される軸力Ｆｐｒｅが基本駆動トルクＴｉｎ＊に対するばね成分Ｔｓｐ＊の演算に使用される最終的な軸力Ｆｓｐとして使用される。
【０１６４】
したがって、本実施の形態によれば、複数種の状態量に基づき推定演算される軸力Ｆ１ｅ，Ｆ２，Ｆ３、および目標ピニオン角θｐ＊（目標転舵角）に基づき演算される理想軸力Ｆｉを、各種の状態量に応じて配分することにより、路面状態がより細やかに反映された軸力Ｆ１ｐｒｅ（Ｆｓｐ）が演算される。この軸力Ｆ１ｐｒｅが基本駆動トルクＴｉｎ＊に反映されることによって、路面状態に応じた、より細やかな操舵反力がステアリングホイール１１に付与される。
【０１６５】
なお、第４の実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・本例において、車両モデル７２として、２つの推定軸力演算部９３，９４のうち少なくとも一を割愛した構成を採用してもよい。すなわち、少なくとも推定軸力演算部８０により推定演算される軸力Ｆ１ｅ（推定軸力）、および理想軸力Ｆｉを所定の配分比率で合算することにより軸力Ｆｐｒｅを演算してもよい。軸力Ｆｐｒｅと仮想ラックエンド軸力Ｆｅｎｄとが合算されることにより、最終的な軸力Ｆｓｐが演算される。
【０１６６】
・また、第１の演算部９５ａにより演算される推定軸力Ｆｅの分配比率Ｄｊは、各分配比演算部（１０９〜１１４）により演算される各分配比率Ｄｃ，Ｄｄ，Ｄｅ，Ｄｆ，Ｄｇ，Ｄｈ，Ｄｉの少なくとも一を使用して求めてもよい。各分配比率のいずれか一のみを使用する場合、当該一の分配比率がそのまま推定軸力Ｆｅの分配比率Ｄｊとして使用される。
【０１６７】
＜第５の実施の形態＞
つぎに、車両用制御装置の第５の実施の形態を説明する。本例は、ピニオン角フィードバック制御部６４の周辺部分の構成が前記第１の実施の形態と異なる。なお、本例は、先の第２〜第４の実施の形態に適用することも可能である。
【０１６８】
先の図４に示されるように、ピニオン角フィードバック制御部６４ではピニオン角θｐのフィードバック制御（ＰＩＤ制御）を通じてピニオン角指令値Ｔｐ＊を演算するところ、つぎのことが懸念される。すなわち、タイヤの空気圧の影響により、ピニオン角θｐのフィードバック制御性能が十分に発揮できない周波数帯がある。
【０１６９】
図２２のグラフに示すように、横軸に周波数ｆを、縦軸にゲインをそれぞれプロットしたとき、ピニオン角フィードバック制御部６４の周波数に対する理想的な周波数特性（伝達特性）は、つぎの通りである。すなわち、周波数ｆが特定の周波数ｆ１に達するまでは、ゲインＧは一定値に維持される。ただし、周波数ｆが特定の周波数ｆ１に達した以降、周波数ｆが増大するにつれてゲインＧは徐々に減少する。
【０１７０】
しかし、図２３のグラフに実線で示されるように、タイヤの空気圧の影響によって、周波数ｆに対するゲインＧの値が、図２３に二点鎖線で示される本来値よりも小さくなる周波数領域Ａｆが存在する。この周波数領域Ａｆにおいては、ゲインＧの値が本来値よりも小さい分だけ応答性が低下するため、ピニオン角θｐのフィードバック制御性能が十分に発揮できないおそれがある。
【０１７１】
そこで本例では、転舵制御部５０ｂとして、つぎの構成を採用している。
図２４（ａ）に示すように、転舵制御部５０ｂは、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１２１、および加算器１２２を有している。
【０１７２】
バンドパスフィルタ１２１の周波数特性は、先の図２３に示されるようなピニオン角フィードバック制御部６４における周波数ｆに対するゲインＧの落ち込みを打ち消す観点に基づき設定される。
【０１７３】
図２５のグラフに実線で示されるように、バンドパスフィルタ１２１は、周波数領域Ａｆにおいて、ピニオン角フィードバック制御部６４と逆の周波数特性を有している。すなわち、周波数ｆに対するゲインＧの値は、図２５に二点鎖線で示される本来値よりも大きな値に設定されている。周波数領域Ａｆにおいて、周波数ｆに対するゲインＧの変化の度合いは、タイヤの空気圧などの影響によるゲインＧの低下度合いに対応している。すなわち、バンドパスフィルタ１２１には、タイヤの空気圧の影響によるゲインＧの低下度合い（変化傾向）を見越して、それを打ち消すような周波数特性が設定されている。
【０１７４】
加算器１２２は、補正指令値Ｔｃとピニオン角フィードバック制御部６４により演算されるピニオン角指令値Ｔｐ＊とを合算することにより、最終的なピニオン角指令値Ｔｐ＊を演算する。
【０１７５】
したがって、本実施の形態によれば、制御装置５０（転舵制御部５０ｂ）に、フィードバック要素であるピニオン角フィードバック制御部６４に対するフィードフォワード要素としてバンドパスフィルタ１２１を設けることにより、ピニオン角フィードバック制御部６４およびバンドパスフィルタ１２１に対して目標ピニオン角θｐ＊が入力されてから、加算器１２２を通じて最終的なピニオン角指令値Ｔｐ＊が出力されるまでの伝達関数の周波数特性は、全体として先の図２２のグラフに示される理想的な特性となる。すなわち、タイヤの空気圧に起因する、周波数ｆに対するゲインＧの落ち込みが抑制される。このため、タイヤの空気圧の影響を受けながらも、ピニオン角θｐのフィードバック制御性能、ひいては転舵制御性能が、より適切に発揮される。また、応答性が確保されるため、いわゆる転舵遅れも抑制される。
【０１７６】
なお、第５の実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・本例では、ピニオン角フィードバック制御部６４は、目標ピニオン角θｐ＊に基づきピニオン角指令値Ｔｐ＊を演算したが、図２４（ｂ）に示すように、ピニオン角指令値Ｔｐ＊に基づき転舵モータ４１に発生させるべきトルクの目標値であるトルク指令値Ｔτ＊を演算するようにしてもよい。この場合、バンドパスフィルタ１２１と加算器１２２との間の演算経路に換算部１２３を設ける。換算部１２３は、バンドパスフィルタ１２１によりフィルタ処理が施された目標ピニオン角θｐ＊にトルク換算係数Ｋτを乗算することによりトルク指令値Ｔτ＊に対する補正指令値Ｔｃを演算する。加算器１２２は、トルク指令値Ｔτ＊と補正指令値Ｔｃとを合算することにより、最終的なトルク指令値Ｔτ＊を演算する。通電制御部６５は、最終的なトルク指令値Ｔτ＊に応じた電力を転舵モータ４１へ供給する。
【０１７７】
・また、バンドパスフィルタ１２１の特性を決めるパラメータおよびゲインの少なくとも一をタイヤの空気圧Ｐｔに応じて変更してもよい。タイヤの空気圧Ｐｔによってピニオン角フィードバック制御部６４における周波数ｆに対するゲインＧの落ち込み度合いが変化するからである。この場合、タイヤの空気圧Ｐｔの異常が検出されるとき、バンドパスフィルタ１２１のパラメータおよびゲイン、または空気圧Ｐｔを定められた一定値に固定してもよい。タイヤの空気圧Ｐｔは、たとえば各タイヤに設けられる空気圧センサにより検出される。
【０１７８】
・また、バンドパスフィルタ１２１の特性を決めるパラメータ（Ｒ，Ｌ，Ｃ）およびゲインの少なくとも一を車速Ｖに応じて変更してもよい。車速Ｖによってもピニオン角フィードバック制御部６４における周波数ｆに対するゲインＧの落ち込み度合いが変化するからである。この場合、車速Ｖの異常が検出されるとき、バンドパスフィルタ１２１のパラメータおよびゲイン、または車速Ｖを定められた一定値に固定してもよい。
【０１７９】
＜第６の実施の形態＞
つぎに、車両用制御装置の第６の実施の形態を説明する。本例も、第５の実施の形態と同様に、タイヤの空気圧などに起因するピニオン角θｐのフィードバック制御性能の低下を抑制することを目的としている。
【０１８０】
本例では、転舵制御部５０ｂとして、つぎの構成を採用している。
図２６に示すように、ピニオン角フィードバック制御部６４の前段、すなわち微分ステアリング制御部６３とピニオン角フィードバック制御部６４との間の演算経路には、バンドパスフィルタ１３１および加算器１３２が設けられている。
【０１８１】
バンドパスフィルタ１３１の周波数特性は、先の図２５のグラフに示されるバンドパスフィルタ１２１の周波数特性と同じである。加算器１３２は、微分ステアリング制御部６３を経た目標ピニオン角θｐ＊と、バンドパスフィルタ１３１によりフィルタ処理が施された目標ピニオン角θｐ＊とを合算することにより、最終的な目標ピニオン角θｐ＊を演算する。
【０１８２】
ピニオン角フィードバック制御部６４は、実際のピニオン角θｐを加算器１３２により演算される最終的な目標ピニオン角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を通じてピニオン角指令値Ｔｐ＊を演算する。
【０１８３】
したがって、本実施の形態によれば、制御装置５０（転舵制御部５０ｂ）にバンドパスフィルタ１３１を設けることにより、バンドパスフィルタ１３１および加算器１３２に対して目標ピニオン角θｐ＊が入力されてから、ピニオン角フィードバック制御部６４から最終的なピニオン角指令値Ｔｐ＊が出力されるまでの伝達関数の周波数特性は、全体として先の図２２のグラフに示される理想的な特性となる。このため、タイヤの空気圧などに起因する、周波数ｆに対するゲインＧの落ち込みが抑制される。したがって、ピニオン角θｐのフィードバック制御性能、ひいては転舵制御性能が、より適切に発揮される。
【０１８４】
なお、前記第５の実施の形態と同様に、バンドパスフィルタ１３１の特性を決めるパラメータおよびゲインの少なくとも一をタイヤの空気圧Ｐｔまたは車速Ｖ応じて変更してもよい。この場合、タイヤの空気圧Ｐｔまたは車速Ｖに異常が検出されるとき、バンドパスフィルタ１３１のパラメータおよびゲイン、または空気圧Ｐｔを定められた一定値に固定する。
【０１８５】
＜第７の実施の形態＞
つぎに、車両用制御装置の第７の実施の形態を説明する。本例も、第５の実施の形態と同様に、タイヤの空気圧などに起因するピニオン角θｐのフィードバック制御性能の低下を抑制することを目的としている。
【０１８６】
図２７に示すように、ピニオン角フィードバック制御部６４は、ピニオン角θｐ、目標ピニオン角θｐ＊、タイヤの空気圧Ｐｔ、および車速Ｖを取り込む。ここで、ピニオン角θｐは、ピニオン角演算部６１により演算される。目標ピニオン角θｐ＊は、微分ステアリング制御部６３を経たものである。タイヤの空気圧Ｐｔは、各タイヤに設けられる空気圧センサを通じて検出される。
【０１８７】
図２８に示すように、ピニオン角フィードバック制御部６４は、減算器１４１、積分器１４２、微分器１４３、比例ゲイン乗算部１４４、積分ゲイン乗算部１４５、微分ゲイン乗算部１４６、および加算器１４７を有している。
【０１８８】
減算器１４１は、目標ピニオン角θｐ＊からピニオン角θｐを減算することにより偏差εを演算する。積分器１４２は偏差εを積分する。微分器１４３は偏差εを微分する。比例ゲイン乗算部１４４は、偏差εに比例ゲインＫｐを乗算する。積分ゲイン乗算部１４５は、積分器１４２により演算される偏差εの積分値に積分ゲインＫｉを乗算する。微分ゲイン乗算部１４６は、微分器１４３により演算される偏差εの微分値に微分ゲインＫｄを乗算する。加算器１４７は、比例ゲイン乗算部１４４の演算結果（Ｐ−ｔｅｒｍ）、積分ゲイン乗算部１４５の演算結果（Ｉ−ｔｅｒｍ）、および微分ゲイン乗算部１４６の演算結果（Ｄ−ｔｅｒｍ）を加算することにより、制御値としてピニオン角指令値Ｔｐ＊を演算する。
【０１８９】
ピニオン角フィードバック制御部６４により実行されるＰＩＤ制御の制御パラメータである比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉ、および微分ゲインＫｄは、タイヤの空気圧Ｐｔおよび車速Ｖに応じて変更される。具体的には、比例ゲイン乗算部１４４、積分ゲイン乗算部１４５、および微分ゲイン乗算部１４６は、それぞれパラメータマップを使用して制御パラメータ（Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄ）を設定する。
【０１９０】
図２９のグラフに示すように、第１のパラメータマップＭ４は、タイヤの空気圧Ｐｔと制御パラメータ（Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄ）との関係を規定する二次元マップである。第１のパラメータマップＭ４は、先の図２３に示されるような、ピニオン角フィードバック制御部６４における周波数ｆに対するゲインＧの落ち込みを打ち消す観点に基づき設定される。第１のパラメータマップＭ４は、つぎのような特性を有する。すなわち、タイヤの空気圧Ｐｔが増加するほど制御パラメータ（Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄ）は、より小さな値に設定される。
【０１９１】
図３０のグラフに示すように、第２のパラメータマップＭ５は、車速Ｖと制御パラメータ（Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄ）との関係を規定する二次元マップである。第２のパラメータマップＭ５も、先の図２３に示されるような、ピニオン角フィードバック制御部６４における周波数ｆに対するゲインＧの落ち込みを打ち消す観点に基づき設定される。第２のパラメータマップＭ５は、つぎのような特性を有する。すなわち、車速Ｖが「０」を基準とする所定値Ｖ３未満であるとき、車速Ｖが速くなるほど制御パラメータは、より小さな値に設定される。車速Ｖが所定値Ｖ３以上であるとき、車速Ｖが速くなるほど制御パラメータは、より大きな値に設定される。ちなみに、所定値Ｖ３はいわゆる中速域の車速である。
【０１９２】
なお、タイヤの空気圧Ｐｔおよび車速Ｖの少なくとも一方に異常が検出されるとき、制御パラメータ（Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄ）を定められた一定値に固定してもよい。また、タイヤの空気圧Ｐｔおよび車速Ｖのうち異常が検出された少なくとも一方の値を、定められた一定値に固定してもよい。
【０１９３】
また、比例ゲイン乗算部１４４、積分ゲイン乗算部１４５、および微分ゲイン乗算部１４６は、タイヤの空気圧Ｐｔおよび車速Ｖのいずれか一方に応じて制御パラメータを変更するようにしてもよい。
【０１９４】
したがって、本実施の形態によれば、ピニオン角フィードバック制御部６４の制御パラメータ（Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄ）が、タイヤの空気圧Ｐｔおよび車速Ｖの少なくとも一方に応じて変更されることにより、タイヤの空気圧Ｐｔなどに起因する、周波数ｆに対するゲインＧの落ち込みが抑制される。このため、タイヤの空気圧Ｐｔなどの影響を受けながらも、ピニオン角θｐのフィードバック制御をより適切に実行することができる。すなわち、ピニオン角θｐのフィードバック制御性能、ひいては転舵制御性能が、より適切に発揮される。
【０１９５】
＜第８の実施の形態＞
つぎに、車両用制御装置を電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」と略記する。）に適用した第８の実施の形態を説明する。なお、第１の実施の形態と同様の部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を割愛する。
【０１９６】
図３１に示すように、ＥＰＳ１５０は、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間の動力伝達経路として機能するステアリングシャフト１２、ピニオンシャフト１３および転舵シャフト１４を有している。転舵シャフト１４の往復直線運動は、転舵シャフト１４の両端にそれぞれ連結されたタイロッド１５を介して左右の転舵輪１６，１６に伝達される。
【０１９７】
また、ＥＰＳ１５０は、操舵補助力（アシスト力）を生成する構成として、アシストモータ１５１、減速機構１５２、トルクセンサ３４、回転角センサ１５３および制御装置１５４を有している。回転角センサ１５３はアシストモータ１５１に設けられて、その回転角θｍを検出する。
【０１９８】
アシストモータ１５１は、操舵補助力の発生源であって、たとえば三相のブラシレスモータが採用される。アシストモータ１５１は、減速機構１５２を介してピニオンシャフト１３に連結されている。アシストモータ１５１の回転は減速機構１５２によって減速されて、当該減速された回転力が操舵補助力としてピニオンシャフト１３に伝達される。
【０１９９】
制御装置１５４は、アシストモータ１５１に対する通電制御を通じて操舵トルクＴｈに応じた操舵補助力を発生させるアシスト制御を実行する。制御装置１５４は、トルクセンサ３４を通じて検出される操舵トルクＴｈ、車速センサ５０１を通じて検出される車速Ｖ、回転角センサ１５３を通じて検出される回転角θｍに基づき、アシストモータ１５１に対する給電を制御する。
【０２００】
図３２に示すように、制御装置１５４は、ピニオン角演算部１６１、基本アシスト成分演算部１６２、目標ピニオン角演算部１６３、ピニオン角フィードバック制御部（ピニオン角Ｆ／Ｂ制御部）１６４、加算器１６５、および通電制御部１６６を備えている。
【０２０１】
ピニオン角演算部１６１は、アシストモータ１５１の回転角θｍを取り込み、この取り込まれる回転角θｍに基づきピニオンシャフト１３の回転角であるピニオン角θｐを演算する。
【０２０２】
基本アシスト成分演算部１６２は、操舵トルクＴｈおよび車速Ｖに基づいて基本アシスト成分Ｔａ１＊を演算する。基本アシスト成分演算部１６２は、操舵トルクＴｈと基本アシスト成分Ｔａ１＊との関係を車速Ｖに応じて規定する三次元マップを使用して、基本アシスト成分Ｔａ１＊を演算する。基本アシスト成分演算部１６２は、操舵トルクＴｈの絶対値が大きくなるほど、また車速Ｖが遅くなるほど、基本アシスト成分Ｔａ１＊の絶対値をより大きな値に設定する。
【０２０３】
目標ピニオン角演算部１６３は、基本アシスト成分演算部１６２により演算される基本アシスト成分Ｔａ１＊、および操舵トルクＴｈを取り込む。目標ピニオン角演算部１６３は、基本アシスト成分Ｔａ１＊および操舵トルクＴｈの総和を基本駆動トルク（入力トルク）とするとき、基本駆動トルクに基づいて理想的なピニオン角を定める理想モデルを有している。理想モデルは、基本駆動トルクに応じた理想的な転舵角に対応するピニオン角を予め実験などによりモデル化したものである。目標ピニオン角演算部１６３は、基本アシスト成分Ｔａ１＊と操舵トルクＴｈとを加算して基本駆動トルクを求め、この求められる基本駆動トルクから理想モデルに基づいて目標ピニオン角θｐ＊を演算する。なお、目標ピニオン角演算部１６３は、目標ピニオン角θｐ＊を演算するに際しては車速Ｖ、およびアシストモータ１５１に対する給電経路に設けられた電流センサ１６７を通じて検出される電流値Ｉｍを加味する。この電流値Ｉｍは、アシストモータ１５１に供給される実際の電流の値である。
【０２０４】
ピニオン角フィードバック制御部１６４は、目標ピニオン角演算部１６３により算出される目標ピニオン角θｐ＊およびピニオン角演算部１６１により算出される実際のピニオン角θｐをそれぞれ取り込む。ピニオン角フィードバック制御部１６４は、実際のピニオン角θｐが目標ピニオン角θｐ＊に追従するように、ピニオン角のフィードバック制御としてＰＩＤ（比例、積分、微分）制御を行う。すなわち、ピニオン角フィードバック制御部１６４は、目標ピニオン角θｐ＊と実際のピニオン角θｐとの偏差を求め、当該偏差を無くすように基本アシスト成分Ｔａ１＊の補正成分Ｔａ２＊を演算する。
【０２０５】
加算器１６５は、基本アシスト成分Ｔａ１＊に補正成分Ｔａ２＊を加算することによりアシスト指令値Ｔａ＊を演算する。アシスト指令値Ｔａ＊は、アシストモータ１５１に発生させるべき回転力（アシストトルク）を示す指令値である。
【０２０６】
通電制御部１６６は、アシスト指令値Ｔａ＊に応じた電力をアシストモータ１５１へ供給する。具体的には、通電制御部１６６は、アシスト指令値Ｔａ＊に基づきアシストモータ１５１に対する電流指令値を演算する。また、通電制御部１６６は電流センサ１６７を通じて検出される電流値Ｉｍを取り込む。そして通電制御部１６６は、電流指令値と実際の電流値Ｉｍとの偏差を求め、当該偏差を無くすようにアシストモータ１５１に対する給電を制御する。これにより、アシストモータ１５１はアシスト指令値Ｔａ＊に応じたトルクを発生する。その結果、操舵状態に応じた操舵アシストが行われる。
【０２０７】
このＥＰＳ１５０によれば、基本駆動トルク（基本アシスト成分Ｔａ１＊および操舵トルクＴｈの総和）から理想モデルに基づいて目標ピニオン角θｐ＊が設定され、実際のピニオン角θｐが目標ピニオン角θｐ＊に一致するようにフィードバック制御される。前述したように、ピニオン角θｐと転舵輪１６，１６の転舵角θｔとの間には相関関係がある。このため、基本駆動トルクに応じた転舵輪１６，１６の転舵動作も理想モデルにより定まる。すなわち、車両の操舵感が理想モデルにより決まる。したがって、理想モデルの調整により所望の操舵感を実現することが可能となる。
【０２０８】
また、実際の転舵角θｔが、目標ピニオン角θｐ＊に応じた転舵角θｔに維持される。このため、路面状態あるいはブレーキングなどの外乱に起因して発生する逆入力振動の抑制効果も得られる。すなわち、転舵輪１６，１６を介してステアリングシャフト１２などの操舵機構に振動が伝達される場合であれ、ピニオン角θｐが目標ピニオン角θｐ＊となるように補正成分Ｔａ２＊が調節される。このため、実際の転舵角θｔは、理想モデルにより規定される目標ピニオン角θｐ＊に応じた転舵角θｔに維持される。結果的にみれば、逆入力振動を打ち消す方向へ操舵補助が行われることにより、逆入力振動がステアリングホイール１１に伝わることが抑制される。
【０２０９】
しかし、運転者の操舵方向と反対方向へ向けて作用する力（トルク）である操舵反力（ステアリングを通じて感じる手応え）は目標ピニオン角θｐ＊に応じたものにしかならない。すなわち、たとえば乾燥路および低摩擦路などの路面状態によっては操舵反力が変わらないため、運転者は手応えとして路面状態を把握しにくい。
【０２１０】
そこで本例では、たとえば先の第１の実施の形態における目標舵角演算部５２の演算機能を目標ピニオン角演算部１６３に持たせている。
目標ピニオン角演算部１６３は、先の図３に示される目標舵角演算部５２と同様の機能的な構成を有している。先の目標舵角演算部５２が目標操舵反力Ｔ１＊を取り込むのに対し、本例の目標ピニオン角演算部１６３は、基本アシスト成分Ｔａ１＊を取り込む。また、先の目標舵角演算部５２が転舵モータ４１に供給される電流の電流値Ｉｂを取り込むのに対し、本例の目標ピニオン角演算部１６３は、アシストモータ１５１に供給される電流の電流値Ｉｍを取り込む。目標ピニオン角演算部１６３が操舵トルクＴｈおよび車速Ｖを取り込むことについては、先の目標舵角演算部５２と同じである。また、先の目標舵角演算部５２が目標舵角θ＊を演算することに対し、本例の目標ピニオン角演算部１６３は目標ピニオン角θｐ＊を演算する。取り込む信号の一部、および生成する信号が異なるだけであって、目標ピニオン角演算部１６３の内部的な演算処理の内容は、先の目標舵角演算部５２と同じである。ただし、車両モデル７２における推定軸力演算部８０（図４を参照）は、軸力演算部８１により演算される軸力Ｆ１に操舵トルクＴｈを加算した値に対して各種の補償処理およびフィルタ処理を施す。
【０２１１】
したがって、本実施の形態によれば、先の第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、軸力演算部８１により演算される軸力Ｆ１に対する各種の補償処理（摩擦補償、効率補償、勾配補償）およびフィルタ８５によるフィルタ処理を通じて、軸力Ｆ１に重畳する不要成分（摩擦、効率、粘性、慣性、制御の伝達関数）が除去される。このため、転舵輪１６，１６を介して路面状態がより適切に反映された軸力Ｆ１ｅを演算することができる。この適切な軸力Ｆ１ｅが基本駆動トルクＴｉｎ＊のばね成分Ｔｓｐ＊として使用されることによって、目標ピニオン角θｐ＊、ひいてはピニオン角フィードバック制御部１６４により演算される補正成分Ｔａ２＊は路面状態（路面摩擦抵抗など）をより反映したものとなる。したがって、路面状態に応じた、より適切な操舵反力がステアリングホイール１１に付与される。運転者は、ステアリングホイール１１に付与される操舵反力を手応えとして感じることにより、路面状態をより的確に把握することができる。
【０２１２】
なお、第８の実施の形態はつぎのように変更して実施してもよい。
・本例では、基本アシスト成分演算部１６２は、操舵トルクＴｈおよび車速Ｖに基づいて基本アシスト成分Ｔａ１＊を求めるようにしたが、操舵トルクＴｈのみに基づいて基本アシスト成分Ｔａ１＊を求めるようにしてもよい。
【０２１３】
・また、本例において、先の第２〜第４の実施の形態における目標舵角演算部５２の演算機能を目標ピニオン角演算部１６３に持たせてもよい。このようにしても、第２〜第４の実施の形態に準じた効果を得ることができる。
【０２１４】
・また、本例に対して先の第５〜第７の実施の形態を適用してもよい。この場合、図３２に示されるピニオン角フィードバック制御部１６４の周辺構成は、先の図２４（ａ），（ｂ）、図２６、図２７および図２８に示される構成に準じたものとなる。すなわち、図２４（ａ），（ｂ）、図２６、図２７および図２８におけるピニオン角フィードバック制御部６４を本例のピニオン角フィードバック制御部６４に置き換えたうえで、図３２に組み込めばよい。
【０２１５】
このようにすれば、タイヤの空気圧または車速Ｖに起因する、ピニオン角フィードバック制御部１６４の周波数ｆに対するゲインＧの落ち込みが抑制される。このため、タイヤの空気圧などの影響を受けながらも、ピニオン角θｐのフィードバック制御がより適切に実行される。また、ステアリングホイール１１の操作に対する応答性が確保されるため、いわゆるアシスト遅れも抑制される。
【０２１６】
・さらに、本例では、転舵シャフト１４に操舵補助力を付与するＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）１５０を例に挙げたが、ステアリングシャフトに操舵補助力を付与するタイプのＥＰＳであってもよい。具体的には、つぎの通りである。
【０２１７】
図３１に二点鎖線で示すように、アシストモータ１５１は、減速機構１５２を介して転舵シャフト１４ではなくステアリングシャフト１２に連結されている。ピニオンシャフト４４は割愛することができる。この場合、制御装置１５４は、ピニオン角θｐのフィードバック制御ではなく、舵角θｓのフィードバック制御を実行する。
【０２１８】
すなわち、図３２に括弧書きで示されるように、ピニオン角演算部１６１は、アシストモータ１５１の電流値Ｉｍに基づき舵角θｓを演算する舵角演算部として機能する。目標ピニオン角演算部１６３は、操舵トルクＴｈ、車速Ｖ、基本アシスト成分Ｔａ１＊および電流値Ｉｍに基づき舵角θｓの目標値である目標舵角を演算する目標舵角演算部として機能する。目標舵角演算部は、先の図３に示される目標舵角演算部５２と基本的には同様の構成を有している。ただし、制御装置１５４に設けられる微分器７９は舵角θｓを微分することにより操舵速度ωｓを演算する。ピニオン角フィードバック制御部１６４は、目標舵角と実際の舵角θｓとの偏差を求め、当該偏差を無くすように基本アシスト成分Ｔａ１＊の補正成分Ｔａ２＊を演算する舵角フィードバック制御部として機能する。
【０２１９】
・また、図３１に二点鎖線で示されるように、ステアリングシャフト１２に操舵補助力を付与するタイプのＥＰＳ１５０において、ＶＧＲ機構（Variable-Gear-Ratio／可変ギヤ比機構）１７０が設けられることもある。ＶＧＲ機構１７０は、操舵性の向上を目的として、ステアリングシャフト１２（ステアリングホイール１１とトルクセンサ３４との間の部分）にＶＧＲモータ１７１を設け、当該ＶＧＲモータ１７１を使用して舵角θｓと転舵角θｔとの比率（ギヤ比）を変化させる。ＶＧＲモータ１７１のステータ１７１ａは、ステアリングシャフト１２のステアリングホイール１１側の部分である入力シャフト１２ａに連結されている。ＶＧＲモータ１７１のロータ１７１ｂは、ステアリングシャフト１２におけるピニオンシャフト１３側の部分である出力シャフト１２ｂに連結されている。
【０２２０】
ステアリングホイール１１を回転させるとき、ＶＧＲモータ１７１のステータ１７１ａはステアリングホイール１１と同じ量だけ回転する。また、制御装置１５４は、ステアリングホイール１１の回転および車速Ｖに応じてＶＧＲモータ１７１のロータ１７１ｂを回転させる。このため、入力シャフト１２ａに対する出力シャフト１２ｂの相対的な回転角θｓｇは、次式（１１）で表される。
【０２２１】
θｓｇ＝θｓ+θｇ  …（１１）
ただし、「θｓ」は操舵角、「θｇ」はＶＧＲモータの回転角である。
したがって、ＶＧＲモータ１７１の回転角θｇを制御することにより、任意のギヤ比を実現することができる。
【０２２２】
図３２に括弧書きで示されるように、目標舵角演算部としての目標ピニオン角演算部１６３は、舵角θｓおよびＶＧＲモータ１７１の回転角θｇの合計値、すなわち入力シャフト１２ａに対する出力シャフト１２ｂの相対的な回転角θｓｇの目標値を演算する。また、当該目標舵角演算部は、回転角θｓｇの目標値を演算するとき、操舵速度ωｓおよびＶＧＲモータ１７１の回転速度の合計値を使用する。舵角フィードバック制御部としてのピニオン角フィードバック制御部１６４は、回転角θｓｇの目標値と実際の回転角θｓｇとの偏差を求め、当該偏差を無くすように基本アシスト成分Ｔａ１＊の補正成分Ｔａ２＊を演算する機能する。
【０２２３】
＜第９の実施の形態＞
つぎに、車両用制御装置の第９の実施の形態を説明する。本例は軸力配分演算部の構成の点で第４の実施の形態と異なる。
【０２２４】
図３３に示すように、軸力配分演算部９５は、軸力増幅部１８１を有している。軸力増幅部１８１は、加算器１１９により演算される軸力ＦｐｒｅにゲインＧｆを乗算することにより、軸力Ｆｐｒｅを増幅する。ただし、ゲインＧｆは「１」よりも大きな値に設定される。軸力Ｆｐｒｅには路面状態が反映されるところ、増幅された軸力Ｆｐｒｅが基本駆動トルクＴｉｎ＊に反映されることによって、路面状態に応じた操舵反力が増幅されるかたちでステアリングホイール１１に付与される。したがって、運転者に路面状態を操舵反力としてより適切に伝えることができる。
【０２２５】
図３４のグラフに一点鎖線で示すように、横軸を舵角θｓ（操舵角）、縦軸をステアリングシャフト１２回りのトルクとするとき、操舵トルクＴｈは舵角θｓ（絶対値）の増大に伴い緩やかに増大する。また、図３４のグラフに二点鎖線で示すように、加算器１１９により演算される本来の軸力Ｆｐｒｅと舵角θｓとは比例関係にある。すなわち、本来の軸力Ｆｐｒｅは、舵角θｓが増大するほど、より大きな値となる。
【０２２６】
操舵装置１０は、操舵トルクＴｈと反力モータ３１による反力トルク（操舵方向と反対方向のトルク）との合算値が、転舵シャフト１４に作用する軸力と釣り合いながら運動する。軸力が変化すると、操舵トルクＴｈと反力トルクとの合算値も変化する。この合算値の変化が路面情報として運転者に伝わる。たとえば車両が低摩擦路を走行する場合、タイヤの路面グリップの低下に伴い軸力が減少する。この軸力の減少に応じて、操舵トルクＴｈと反力トルクとの合算値も減少する。この路面状態（タイヤの路面グリップ）に応じた合算値の減少が、運転者に手応えとして伝わる。
【０２２７】
本例では、軸力Ｆｐｒｅ（Ｆｓｐ）にゲインＧｆが乗算される。これにより、たとえば軸力Ｆｐｒｅは、図３４のグラフに二点鎖線で示される本来の値から、図３４のグラフに実線で示される値へ増幅される。また、ここでは、図３４のグラフに一点鎖線で示されるように、舵角θｓ（操舵角）の変化に対する操舵トルクＴｈの変化傾向は、軸力Ｆｐｒｅを増幅しない場合と同じである。このため、軸力Ｆｐｒｅを増幅する場合、軸力Ｆｐｒｅを増幅しないときよりも大きな値の反力トルクが必要とされる。反力トルクを軸力Ｆｐｒｅの増大に応じたより大きな値とすることにより、舵角θｓの変化に対する操舵トルクＴｈの変化傾向はそのままに、操舵トルクＴｈと反力トルクとの合算値が仮想的に増大させた軸力Ｆｐｒｅと釣り合う。
【０２２８】
つぎに、軸力の変化量と合算値（操舵トルクＴｈ＋反力トルク）の変化量との関係を説明する。ここでは、ゲインＧｆはたとえば「１．４」に設定されているものとする。
図３４のグラフに二点鎖線で示されるように、加算器１１９により演算される軸力Ｆｐｒｅを増幅しない場合、舵角θｓ（絶対値）が舵角θ２から舵角θ１へ減少することに起因して、本来の軸力Ｆｐｒｅが１Ｎｍだけ低下したとき、操舵トルクＴｈと反力トルクとの合算値も１Ｎｍだけ減少する。
【０２２９】
これに対し、図３４のグラフに実線で示されるように、加算器１１９により演算される軸力Ｆｐｒｅを増幅する場合、舵角θｓが舵角θ２から舵角θ１へ減少することに起因して、本来の軸力Ｆｐｒｅが１Ｎｍだけ低下したとき、増幅後の軸力Ｆｐｒｅは１，４Ｎｍだけ低下する。このため、操舵トルクＴｈと反力トルクとの合算値も１．４Ｎｍだけ減少する。
【０２３０】
このことは、車両が低摩擦路を走行している場合において、タイヤの路面グリップが低下することに起因する軸力Ｆｐｒｅの変化量と合算値（操舵トルクＴｈ＋反力トルク）の変化量との関係についても同じといえる。したがって、路面状態（タイヤの路面グリップの低下）に応じた合算値（操舵トルクＴｈ＋反力トルク）の減少が、より増幅されるかたちで運転者に手応えとして伝わる。
【０２３１】
つぎに、タイヤの路面グリップが失われた状態（グリップロス）における舵角θｓと操舵トルクＴｈとの関係を図３５のグラフに基づき説明する。ここでは、車両がたとえば一定の車速（たとえば４０ｋｍ／ｈ）で走行しつつ、ステアリングホイール１１を、中立位置を基準として角度θ３（たとえば２００度）だけ切り込み操作を行った場合を想定する。
【０２３２】
なお、舵角θｓの変化に対する操舵トルクＴｈの変化傾向は、全体としてみれば、軸力Ｆｐｒｅを増幅する場合と軸力Ｆｐｒｅを増幅しない場合とで、ほぼ同じである。図３５のグラフでは軸力Ｆｐｒｅを増幅する場合における操舵トルクＴｈの変化を実線で、軸力Ｆｐｒｅを増幅しない場合における操舵トルクＴｈの変化傾向を一点鎖線で示す。
【０２３３】
図３５のグラフに示すように、切り込み操作の開始に伴い舵角θｓが増大するにつれて操舵トルクＴｈは増大する。さらに舵角θｓが増大すると、今後は舵角θｓの増大に対して操舵トルクＴｈは減少に転じ、やがて舵角θｓの増大に対して操舵トルクＴｈがほぼ一定となる定常状態に至る。これは、タイヤの路面グリップの低下に起因すると考えられる。そして、この定常状態においては、軸力Ｆｐｒｅを増幅する場合における操舵トルクＴｈの方が、軸力Ｆｐｒｅを増幅しない場合における操舵トルクＴｈよりも小さな値になる。運転者は、操舵トルクＴｈがより小さくなることによって、より軽い操舵感が得られる。これにより、運転者はタイヤの路面グリップが低下していることを、手応えとして、より明確に感じることができる。
【０２３４】
なお、第９の実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・軸力増幅部１８１を加算器１１９と加算器１２０との間の演算経路ではなく、図３３に二点鎖線で示すように、たとえば軸力配分演算部９５における理想軸力Ｆｉおよび推定演算される軸力Ｆ１ｅ，Ｆ２，Ｆ３を取り込む４つの経路にそれぞれ軸力増幅部１８１ａ，１８１ｂ，１８１ｃ，１８１ｄを設けてもよい。また、図３６に示すように、車両モデル７２における４つの軸力演算部（９２，８０，９３，９４）と軸力配分演算部９５との間の演算経路にそれぞれ軸力増幅部１８１ａ，１８１ｂ，１８１ｃ，１８１ｄを設けてもよい。ただし、これら軸力増幅部１８１ａ〜１８１ｄで使用されるゲインＧｆは、すべて同じ値に設定することが好ましい。
【０２３５】
・図３７（ａ）に示すように、軸力配分演算部９５として、加算器１１９により演算される軸力Ｆｐｒｅを車速Ｖに応じて補正する補正演算部１８２を有する構成を採用してもよい。補正演算部１８２は、加算器１１９により演算される軸力Ｆｐｒｅと、補正後の軸力Ｆｐｒｅとの関係を車速Ｖに応じて規定するマップを使用して、補正後の軸力Ｆｐｒｅを演算する。この場合、軸力増幅部１８１は補正演算部１８２と加算器１２０との間の演算経路に設けられる。
【０２３６】
・また、図３７（ｂ）に示すように、軸力配分演算部９５が補正演算部１８２を有する場合、補正後の軸力Ｆｐｒｅがすでに本来の補正後の軸力ＦｐｒｅのゲインＧｆ倍された値となるように補正演算部１８２で使用するマップを設定してもよい。たとえば、図３７（ａ）に示される補正演算部１８２により演算される補正後の軸力Ｆｐｒｅを軸力Ｘ１、図３７（ｂ）に示される補正演算部１８２により演算される補正後の軸力Ｆｐｒｅを軸力Ｘ２と置き換えるとき、これら軸力Ｘ１，Ｘ２の関係は次式（１２）で表される。このようにすれば、軸力配分演算部９５として、軸力増幅部１８１を割愛した構成を採用することができる。
【０２３７】
Ｘ２＝Ｘ１×Ｇｆ  …（１２）
・本実施の形態は、先の第１〜第３の実施の形態に適用してもよい。たとえば本実施の形態を第１の実施の形態に適用する場合、図３８に示すように、推定軸力演算部８０において、勾配補償部８６により演算される勾配補償後の軸力Ｆ１ｅの出力経路に軸力増幅部１８１を設ける。本実施の形態を第２および第３の実施の形態に適用する場合についても同様である。
【０２３８】
＜第１０の実施の形態＞
つぎに、車両用制御装置の第１０の実施の形態を説明する。本例は軸力配分演算部の構成の点で第４の実施の形態と異なる。
【０２３９】
図３９に示すように、軸力配分演算部９５は、ゲイン演算部１９１および乗算器１９２を有している。
ゲイン演算部１９１は、車速センサ５０１を通じて検出される車速Ｖ、および減算器１０７により演算される軸力偏差ΔＦを取り込む。軸力偏差ΔＦは、目標ピニオン角θｐ＊に基づく理想軸力Ｆｉと加算器１０６により演算される推定軸力Ｆｅとの差である。ゲイン演算部１９１は、軸力偏差ΔＦとゲインＧｄとの関係を車速Ｖに応じて規定するマップを使用して、ゲインＧｄを演算する。ゲインＧｄは、軸力偏差ΔＦが増大するほど、より小さな値に設定される。
【０２４０】
乗算器１９２は、加算器１１９により演算される軸力Ｆｐｒｅに、ゲイン演算部１９１により演算されるゲインＧｄを乗算することにより、最終的な軸力Ｆｐｒｅを演算する。
ここで、たとえば車両がウェット路面あるいは積雪路などの低摩擦路を走行しているとき、理想軸力Ｆｉと推定軸力Ｆｅとの軸力偏差ΔＦが発生しやすい。これは、つぎの理由による。すなわち、理想軸力Ｆｉは目標ピニオン角θｐ＊に基づき演算されるものであるため、理想軸力Ｆｉには路面状態が反映されにくい。これに対して、推定軸力Ｆｅは各種の状態量に基づき演算されるものであるため、推定軸力Ｆｅには路面状態が反映されやすい。このため、理想軸力Ｆｉはタイヤのグリップ状態にかかわらず目標ピニオン角θｐ＊に応じた値にしかならないのに対し、推定軸力Ｆｅは路面グリップの低下に応じて減少する。したがって、路面グリップが低下するほど、理想軸力Ｆｉと推定軸力Ｆｅとの差は、より大きくなる。このように、軸力偏差ΔＦには、路面状態が反映される。
【０２４１】
したがって、本実施の形態によれば、つぎの効果を得ることができる。すなわち、理想軸力Ｆｉと推定軸力Ｆｅとの軸力偏差ΔＦに応じて軸力Ｆｐｒｅが仮想的に変更される。たとえば軸力偏差ΔＦが大きくなるほど、配分演算される軸力Ｆｐｒｅは、より小さな値に変更される。この軸力偏差ΔＦに応じて変更された軸力Ｆｐｒｅが基本駆動トルクＴｉｎ＊に反映されることによって、路面状態をより反映した操舵反力がステアリングホイール１１に付与される。路面状態（路面情報）の伝達性能がより向上することにより、運転者に路面状態を操舵反力としてより適切に伝えることができる。
【０２４２】
なお、第１０の実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・本実施の形態では、ゲイン演算部１９１は、理想軸力Ｆｉと推定軸力Ｆｅとの軸力偏差ΔＦを使用してゲインＧｄを演算するようにしたが、推定軸力Ｆｅに代えて、つぎの（Ａ）〜（Ｄ）のいずれか一を使用してもよい。
【０２４３】
（Ａ）推定軸力演算部８０により演算される勾配補償後の軸力Ｆ１ｅ。この軸力Ｆ１ｅは、転舵モータ４１の電流値Ｉｂに基づくものである。
（Ｂ）推定軸力演算部９３により推定演算される軸力Ｆ２。この軸力Ｆ２は、横加速度ＬＡに基づくものである。
【０２４４】
（Ｃ）推定軸力演算部９４により推定演算される軸力Ｆ３。この軸力Ｆ３は、ヨーレートＹＲに基づくものである。
（Ｄ）乗算器１０３により演算される軸力Ｆｃ。この軸力Ｆｃは、軸力Ｆ２，Ｆ３が所定の分配比率で合算されたものである。
【０２４５】
この場合、図４０に示すように、軸力配分演算部９５には、さらに減算器１９３を設ける。そして、たとえば勾配補償後の軸力Ｆ１ｅを使用する場合、減算器１９３は、理想軸力Ｆｉから勾配補償後の軸力Ｆ１ｅを減算することにより、軸力偏差ΔＦを演算する。軸力Ｆ２、軸力Ｆ３、または軸力Ｆｃを使用する場合についても同様である。
【０２４６】
・製品仕様によっては、ゲイン演算部１９１で使用されるマップにおける軸力偏差ΔＦに対するゲインＧｄの増減特性を逆にしてもよい。すなわち、ゲイン演算部１９１は、軸力偏差ΔＦが増大するほど、より大きな値のゲインＧｄを演算する。
【０２４７】
・製品仕様によっては、ゲイン演算部１９１で使用されるマップは、車速Ｖを考慮したものでなくてもよい。
・図３７（ａ），（ｂ）に示すように、軸力配分演算部９５として、加算器１１９により演算される軸力Ｆｐｒｅを車速Ｖに応じて補正する補正演算部１８２を有する構成を採用してもよい。また、この構成を採用する場合、ゲイン演算部１９１で使用されるマップと補正演算部１８２で使用されるマップを統合してもよい。
【０２４８】
＜他の実施の形態＞
なお、各実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・第１〜第８の実施の形態では、トルクセンサ３４をステアリングシャフト１２に設けたが、ピニオンシャフト１３に設けてもよい。操舵トルクＴｈが検出できるのであれば、トルクセンサ３４の設置箇所は問わない。第９および第１０の実施の形態についても同様である。
【０２４９】
・第１〜第７の実施の形態において、ステアバイワイヤ方式の操舵装置１０として、クラッチ２１を割愛した構成を採用してもよい。第９および第１０の実施の形態についても同様である。
【０２５０】
・第１〜第４の実施の形態において、制御装置５０として、微分ステアリング制御部６３を割愛した構成を採用してもよい。この場合、ピニオン角フィードバック制御部６４は、舵角比変更制御部６２により演算される目標ピニオン角θｐ＊を取り込み、当該取り込まれる目標ピニオン角θｐ＊に実際のピニオン角θｐを追従させるべくピニオン角θｐのフィードバック制御を実行する。第９および第１０の実施の形態についても同様である。
【０２５１】
・第１〜第４の実施の形態において、制御装置５０として、微分ステアリング制御部６３および舵角比変更制御部６２の双方を割愛した構成を採用してもよい。この場合、目標舵角演算部５２により演算される目標舵角θ＊がそのまま目標ピニオン角（θｐ＊）として使用される。すなわち、ステアリングホイール１１が操作された分だけ転舵輪１６，１６は転舵する。第９および第１０の実施の形態についても同様である。
【符号の説明】
【０２５２】
１１…ステアリングホイール、１３…転舵機構を構成するピニオンシャフト（回転体）、１４…転舵機構を構成する転舵シャフト、１６…転舵輪、３１…反力モータ（制御対象）、５０，１５４…制御装置（車両用制御装置）、４１…転舵モータ（制御対象）、５１…目標操舵反力演算部（第１の演算部）、５２…目標舵角演算部（第２の演算部）、５４…舵角フィードバック制御部（第３の演算部）、６４…目標ピニオン角フィードバック制御部（第４の演算部）、７２…車両モデル、８０…推定軸力演算部、８１…軸力演算部、８２…ヒステリシス切替わり判定部、８３…摩擦補償部（静特性補償部）、８４…効率補償部（静特性補償部）、８５…フィルタ（動特性補償部）、８５ａ…粘性補償部、８５ｂ…慣性補償部、８５ｃ…位相補償部、８６…勾配補償部（静特性補償部）、９２…理想軸力演算部、９３…推定軸力演算部、９４…推定軸力演算部、９５…軸力配分演算部、１２１，１３１…バンドパスフィルタ、１２２…加算器、１２３…換算部、１５１…アシストモータ（制御対象）、１６２…基本アシスト成分演算部（第１の演算部）、１６３…目標ピニオン角演算部（第２の演算部）、１６４…ピニオン角フィードバック制御部（第３の演算部）、１８１，１８１ａ，１８１ｂ，１８１ｃ，１８１ｄ…軸力増幅部、Ｉｂ…転舵モータの電流値、Ｉｍ…アシストモータの電流値、Ｔ＊…操舵反力指令値、Ｔ１＊…目標操舵反力（操舵反力指令値の第１の成分）、Ｔ２＊…舵角補正量（操舵反力指令値の第２の成分）、Ｔａ＊…アシスト指令値、Ｔａ１＊…基本アシスト成分（アシスト指令値の第１の成分）、Ｔａ２＊…補正成分（アシスト指令値の第２の成分）、Ｔｈ…操舵トルク、Ｔｉｎ＊…基本駆動トルク、θ＊…目標舵角（目標回転角）、θｐ…ピニオン角（実際の回転角）。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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