(57)【要約】【課題】クラッチを接続状態から切断状態へより円滑に移行できる車両用制御装置を提供する。【解決手段】反力制御部５０ａは、目標下流操舵トルク演算部６６、下流操舵トルクフィードバック制御部６７、および転舵指令値演算部６８を備えている。目標下流操舵トルク演算部６６は、目標操舵角演算部５２の推定軸力演算部７９により演算される推定軸力Ｆｅに基づいて、ピニオンシャフトに付与される操舵トルクの目標値である目標下流操舵トルクＴｈ２＊を演算する。この目標下流操舵トルクＴｈ２＊の最大値は、クラッチが切断可能なトルク値よりも小さく設定されている。転舵指令値演算部６８は、クラッチを接続状態から切断状態へと移行する場合、目標下流操舵トルクＴｈ２＊と下流操舵トルクＴｈ２とのフィードバック制御を通じて演算される下流操舵トルク指令値Ｔｈ２ｃ＊をメインで用いて、転舵指令値Ｔｔ＊を演算する。【選択図】図２
2019069665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者により操舵されるステアリングホイールを備えた操舵部と、運転者による前記ステアリングホイールの操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部と、前記操舵部と前記転舵部との間の動力伝達経路を断接するクラッチと、前記転舵部に設けられて前記クラッチの接続状態において運転者の操舵を検出する転舵側トルクセンサと、前記クラッチの切断状態において前記ステアリングホイールに操舵反力を付与する反力モータと、前記転舵輪を転舵させる転舵モータと、を備えた操舵装置を制御する制御部を有する車両用制御装置であって、
前記制御部は、前記転舵モータを操舵状態に応じて演算される指令値に基づいて制御するものであって、
前記転舵モータに流れる電流値に基づいて、前記転舵側トルクセンサにより検出されるべきトルクの目標値である目標トルク値を前記クラッチが切断可能なトルク値以下になるように演算する目標トルク演算部と、
前記転舵側トルクセンサにより検出される検出値を、前記目標トルク値に追従させるべく、フィードバック制御を実行することにより、前記転舵モータを制御するための前記指令値の第１の成分を演算するフィードバック制御部と、を有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、
前記操舵部は、前記ステアリングホイールに連結されるステアリングシャフトを有し、
前記転舵部は、前記転舵輪に連結された転舵シャフトと、前記転舵シャフトに直交するピニオンシャフトと、を有し、
前記クラッチが切断状態から接続状態へ切り替えられたとき、前記ステアリングシャフトと前記ピニオンシャフトとが機械的に連結され、
前記転舵側トルクセンサは前記ピニオンシャフトに設けられ、
前記制御部は、前記クラッチに作用するトルクを低減する制御であるトルク抜き制御を実行するとき、前記第１の成分に基づいて、前記転舵モータを制御するための前記指令値を演算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、
前記操舵部は、前記ステアリングシャフトに設けられ、運転者の操舵を検出する操舵側トルクセンサを有しており、
前記制御部は、
前記ステアリングホイールに付与される操舵反力を制御する反力制御部、および前記転舵輪に付与される転舵力を制御する転舵制御部を備え、
前記反力制御部は、
少なくとも前記操舵側トルクセンサの検出値に応じて、前記反力モータを制御するための目標操舵反力を演算する目標操舵反力演算部と、
前記操舵側トルクセンサの検出値および前記目標操舵反力の総和である基本駆動トルクに基づいて、前記ステアリングシャフトの目標操舵角を演算する目標操舵角演算部と、
前記ステアリングシャフトの実際の操舵角を前記目標操舵角に追従させるべく、前記反力モータをフィードバック制御する操舵側フィードバック制御部と、を有し、
前記転舵制御部は、
前記目標トルク演算部と、
前記フィードバック制御部と、
前記目標操舵反力演算部により演算された前記目標操舵反力を、ピニオン角に換算した値である目標ピニオン角に換算する変換部と、
前記ピニオンシャフトの実際のピニオン角を、前記目標ピニオン角に追従させるべく、前記ピニオン角のフィードバック制御を実行することにより、前記転舵モータを制御するための前記指令値の第２の成分を演算するピニオン角フィードバック制御部と、
前記フィードバック制御部により演算される前記第１の成分、および前記ピニオン角フィードバック制御部により演算される前記第２の成分の少なくとも一方に基づいて前記指令値を演算する指令値演算部と、を有している車両用制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用制御装置において、
前記制御部は、
前記クラッチを切断状態にする場合、前記指令値演算部において、主に前記第１の成分に基づいて前記指令値を演算することにより、前記ピニオン角フィードバック制御部をメインで動作させ、
前記クラッチを接続状態から切断状態へと移行させる場合、前記指令値演算部において、主に前記第２の成分に基づいて前記指令値を演算することにより、前記フィードバック制御部をメインで動作させる車両用制御装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の車両用制御装置において、
前記目標操舵角演算部は、前記電流値に基づいて、前記転舵輪に作用する軸力である推定軸力を演算する推定軸力演算部を有しており、
前記目標トルク演算部は、少なくとも前記推定軸力に基づいて、前記目標トルク値を演算する車両用制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用制御装置において、
前記目標トルク演算部は、前記転舵モータに流れる電流値に基づいて演算される推定軸力に対する前記目標トルク値の演算マップを有しており、
前記推定軸力が予め定められた閾値未満であるとき、前記推定軸力が大きくなるほど前記目標トルク値をより大きな値に設定するとともに、
前記推定軸力が前記閾値以上であるとき、前記目標トルク値を、前記クラッチを切断可能なトルク値よりも小さい値に設定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（たとえば特許文献１）。特許文献１の操舵装置は、ステアリングホイールと転舵輪との間を接続あるいは遮断するクラッチと、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操舵モータ（反力モータ）と、転舵輪を転舵させる転舵力の発生源である転舵モータと、を備えている。また、この操舵装置は、ステアリングシャフトにおけるステアリングホイールとクラッチとの間に設けられる操舵側のトルクセンサと、クラッチ、操舵モータ、および転舵モータを制御する制御装置と、を備えている。
【０００３】
制御装置は、クラッチによりステアリングホイールと転舵輪との間が機械的に遮断されているとき、トルクセンサにより検出される操舵トルクに基づいて、操舵モータおよび転舵モータの駆動を制御している。これにより、操舵モータによって操舵トルクに基づいた操舵反力がステアリングシャフトに付与されるので、ステアリングホイールを通じて運転者は操舵反力を感じることができる。また、転舵モータにより転舵輪に転舵力が付与されるので、ステアリングホイールの操作によって車両の進行方向を変更することができる。
【０００４】
また、この制御装置では、イグニッションスイッチをオンにした直後や、過熱保護をする際には、一時的に操舵装置を電動パワーステアリング装置として機能させている。この場合、制御装置は、クラッチを接続状態にすることにより、ステアリングシャフトとピニオンシャフトとを連結して、ステアリングホイールと転舵輪との間の動力伝達経路を接続する。そして、制御装置は、トルクセンサにより検出される操舵トルクに基づいて、転舵モータの駆動を制御することにより、運転者のステアリング操作をアシストしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４７２５１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、イグニッションスイッチをオンにしてから定められた時間が経過した場合や、過熱保護によって温度が許容温度以下に低下した場合には、再び操舵装置をステアバイワイヤとして機能させるべく、クラッチを接続状態から切断（開放）状態へと移行する。しかし、ステアリングシャフトとピニオンシャフトとの回転角度差が大きくなることにより、クラッチに作用するトルクが大きくなると、クラッチの接続状態を円滑に解除することができなくなるおそれがある。
【０００７】
本発明の目的は、クラッチを接続状態から切断状態へより円滑に移行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】
上記目的を達成しうる車両用制御装置は、運転者により操舵されるステアリングホイールを備えた操舵部と、運転者による前記ステアリングホイールの操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部と、前記操舵部と前記転舵部との間の動力伝達経路を機械的に断接するクラッチと、前記転舵部に設けられて前記クラッチの接続状態において運転者の操舵を検出する転舵側トルクセンサと、前記クラッチの切断状態において前記ステアリングホイールに操舵反力を付与する反力モータと、前記転舵輪を転舵させる転舵モータと、を備えた操舵装置を制御する制御部を有する車両用制御装置であって、前記制御部は、前記転舵モータを操舵状態に応じて演算される指令値に基づいて制御するものであって、前記転舵モータに流れる電流値に基づいて、前記転舵側トルクセンサにより検出されるべきトルクの目標値である目標トルク値を前記クラッチが切断可能なトルク値以下になるように演算する目標トルク演算部と、前記転舵側トルクセンサにより検出される検出値を、前記目標トルク値に追従させるべく、フィードバック制御を実行することにより、前記転舵モータを制御するための前記指令値の第１の成分を演算するフィードバック制御部と、を有している。
【０００９】
この構成によれば、目標トルク演算部により転舵モータに流れる電流値に基づいて目標トルク値が演算される。フィードバック制御部は、転舵側トルクセンサの検出値を目標トルク値に追従させるべく、フィードバック制御を実行することにより、第１の成分を演算する。ここで、目標トルク値は、クラッチが切断可能なトルク値以下になるように設定されている。また、制御部は、第１の成分を含んだ指令値に基づいて、転舵モータを制御している。このため、指令値における第１の成分が、クラッチが切断可能なトルク値以下になるよう設定されていることにより、制御部が指令値に基づいて転舵モータの制御を行う場合に、クラッチに作用するトルクが大きくなることが抑えられる。これにより、第１の成分に基づいて転舵モータの制御を行っている間は、クラッチに作用するトルクを低減できる。
【００１０】
上記の車両用制御装置において、前記操舵部は、前記ステアリングホイールに連結されるステアリングシャフトを有し、前記転舵部は、前記転舵輪に連結された転舵シャフトと、前記転舵シャフトに直交するピニオンシャフトと、を有し、前記クラッチが切断状態から接続状態へ切り替えられたとき、前記ステアリングシャフトと前記ピニオンシャフトとが機械的に連結され、前記転舵側トルクセンサは前記ピニオンシャフトに設けられ、前記制御部は、前記クラッチに作用するトルクを低減する制御であるトルク抜き制御を実行するとき、前記第１の成分に基づいて、前記転舵モータを制御するための前記指令値を演算することが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、制御部がトルク抜き制御を実行するとき、クラッチが切断可能なトルク値以下の値である第１の成分に基づいて指令値が演算されることにより、クラッチに作用するトルクを低減できる。
【００１２】
上記の車両用制御装置において、前記操舵部は、前記ステアリングシャフトに設けられ、運転者の操舵を検出する操舵側トルクセンサを有しており、前記制御部は、前記ステアリングホイールに付与される操舵反力を制御する反力制御部、および前記転舵輪に付与される転舵力を制御する転舵制御部を備え、前記反力制御部は、少なくとも前記操舵側トルクセンサの検出値に応じて、前記反力モータを制御するための目標操舵反力を演算する目標操舵反力演算部と、前記操舵側トルクセンサの検出値および前記目標操舵反力の総和である基本駆動トルクに基づいて、前記ステアリングシャフトの目標操舵角を演算する目標操舵角演算部と、前記ステアリングシャフトの実際の操舵角を前記目標操舵角に追従させるべく、前記反力モータをフィードバック制御する操舵側フィードバック制御部と、を有していることが好ましい。また、前記転舵制御部は、前記目標トルク演算部と、前記フィードバック制御部と、前記目標操舵反力演算部により演算された前記目標操舵反力を、ピニオン角に換算した値である目標ピニオン角に換算する変換部と、前記ピニオンシャフトの実際のピニオン角を、前記目標ピニオン角に追従させるべく、前記ピニオン角のフィードバック制御を実行することにより、前記転舵モータを制御するための前記指令値の第２の成分を演算するピニオン角フィードバック制御部と、前記フィードバック制御部により演算される前記第１の成分、および前記ピニオン角フィードバック制御部により演算される前記第２の成分の少なくとも一方に基づいて前記指令値を演算する指令値演算部と、を有していることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、指令値演算部は、フィードバック制御部により演算される第１の成分、および第２の成分の少なくとも一方に基づいて指令値を演算する。このため、制御部が、少なくとも第１の成分が含まれた指令値に基づいて、転舵モータを制御している間、クラッチに作用するトルクが低減される。このため、指令値演算部が少なくとも第１の成分に基づいて指令値を演算している間、クラッチに作用するトルクを低減できる。
【００１４】
これに対し、指令値演算部がピニオン角フィードバック制御部により演算される第２の成分に基づいて指令値を演算し、制御部がこの指令値に基づいて転舵モータを制御している場合、クラッチに作用するトルクが低減されない。このときには、操舵側トルクセンサの検出値に基づいて演算される目標操舵角を、ピニオン角に換算した値に基づいて、転舵モータが制御される。このため、運転者のステアリング操作に応じて、転舵モータを制御できる。
【００１５】
上記の車両用制御装置において、前記制御部は、前記クラッチを切断状態にする場合、前記指令値演算部において、主に前記第１の成分に基づいて前記指令値を演算することにより、前記ピニオン角フィードバック制御部をメインで動作させ、前記クラッチを接続状態から切断状態へと移行させる場合、前記指令値演算部において、主に前記第２の成分に基づいて前記指令値を演算することにより、前記フィードバック制御部をメインで動作させることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、クラッチを切断状態にする場合には、ピニオン角フィードバック制御部をメインで動作させることにより、運転者のステアリング操作に基づいて転舵輪の転舵角を変更できる。
【００１７】
一方、クラッチを接続状態から切断状態へと移行させる場合には、クラッチに作用しているトルクが大きいと、クラッチを接続状態から切断状態へと移行させにくくなる。このため、クラッチを接続状態から切断状態へと移行させる場合には、フィードバック制御部をメインで動作させることにより、クラッチに作用するトルクを低減できる。
【００１８】
上記の車両用制御装置において、前記目標操舵角演算部は、前記電流値に基づいて、前記転舵輪に作用する軸力である推定軸力を演算する推定軸力演算部を有しており、前記目標トルク演算部は、少なくとも前記推定軸力に基づいて、前記目標トルク値を演算することが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、推定軸力に基づいてピニオンシャフトの回転量を把握できるので、転舵側トルクセンサにより検出されるべき、目標トルク値を演算することが可能である。また、推定軸力に基づいて目標トルク値を演算することにより、路面状態に応じてクラッチに作用するトルクが増減する場合であっても、そのトルクを低減することができる。
【００２０】
上記の車両用制御装置において、前記目標トルク演算部は、前記転舵モータに流れる電流値に基づいて演算される推定軸力に対する前記目標トルク値の演算マップを有しており、前記推定軸力が予め定められた閾値未満であるとき、前記推定軸力が大きくなるほど前記目標トルク値をより大きな値に設定するとともに、前記推定軸力が前記閾値以上であるとき、前記目標トルク値を、前記クラッチを切断可能なトルク値よりも小さい値に設定することが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、推定軸力に基づいて演算される目標トルク値が、クラッチを切断可能なトルク値を超えることがない。このため、クラッチに作用するトルクが大きくなることが抑えられている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の車両用制御装置によれば、クラッチを接続状態から切断状態へより円滑に移行できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ステアバイワイヤ方式の操舵装置の概略構成図。
【図２】車両用制御装置の制御ブロック図。
【図３】下流操舵トルクフィードバック制御部の制御ブロック図。
【図４】目標操舵角演算部の制御ブロック図。
【図５】目標下流操舵トルクの演算マップを示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
＜第１実施形態＞
以下、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一実施形態について説明する。
【００２５】
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（下端部）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の下端部は、第１ラックアンドピニオン機構１４を介して、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１５に連結されている。ピニオンシャフト１３のピニオン歯１３ａが、転舵シャフト１５のラック歯１５ａに噛み合うことにより、第１ラックアンドピニオン機構１４が構成されている。また、転舵シャフト１５の両端には、それぞれタイロッド１６，１６を介して、左右の転舵輪１７，１７に連結されている。したがって、操舵装置１０では、ステアリングシャフト１２の回転運動は、第１ラックアンドピニオン機構１４を介して転舵シャフト１５の軸方向（図１の左右方向）の往復直線運動に変換される。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１５が直線運動することにより、転舵輪１７，１７の転舵角θｔが変更される。なお、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１５は、ステアリングホイール１１と転舵輪１７，１７との間の動力伝達経路として機能する。
【００２６】
＜クラッチ＞
操舵装置１０は、クラッチ２０を有している。クラッチ２０は、ステアリングシャフト１２に設けられている。クラッチ２０としては、たとえば励磁コイルに対する通電によって、断続を行う（接続状態と切断（開放）状態とを切り替える）電磁クラッチが採用される。励磁コイルに対して通電されるときクラッチ２０は切断状態となり、励磁コイルに対して通電されないときクラッチ２０は接続状態となる。また、クラッチ２０は、たとえば噛み合い式のクラッチである。クラッチ２０が切断されるとき、ステアリングホイール１１と転舵輪１７，１７との間の動力伝達経路が機械的に切断される。これに対して、クラッチ２０が接続されるとき、ステアリングホイール１１と転舵輪１７，１７との間の動力伝達経路が機械的に連結される。
【００２７】
＜操舵反力を発生させるための構成：反力ユニット＞
操舵装置１０は、操舵反力を生成するための構成として、反力ユニット３０（操舵部）を備えている。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のことである。この操舵反力をステアリングホイール１１（ステアリングシャフト１２）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できる。
【００２８】
反力ユニット３０は、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（操舵側トルクセンサ）を有している。
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３相のブラシレスモータが採用される。反力モータ３１の回転軸３１ａ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２０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のトルクがステアリングシャフト１２に付与されることにより、ステアリングホイール１１に操舵反力が付与される。
【００２９】
回転角センサ３３は、反力モータ３１の回転軸３１ａの回転角θｓ０を検出する。反力モータ３１の回転角θｓ０は、操舵角（後述の操舵角θｓ）の演算に使用される。なお、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。反力モータ３１の回転角θｓ０と、ステアリングシャフト１２の回転角との間には相関がある。また、ステアリングシャフト１２の回転角とステアリングホイール１１の操舵角との間にも相関がある。このため、操舵角は、回転角センサ３３により検出される回転角θｓ０に基づいて求めることができる。
【００３０】
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（クラッチ２０）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。トルクセンサ３４は、ステアリングホイール１１が回転操作されることにより、ステアリングシャフト１２に加わる操舵トルクＴｈ１を検出する。
【００３１】
＜転舵力を発生させるための構成：転舵ユニット＞
操舵装置１０は、転舵力を発生させるための構成として、転舵ユニット４０（転舵部）を備えている。転舵力とは、転舵輪１７，１７を転舵させるための動力である。
【００３２】
転舵ユニット４０は、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。
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３相のブラシレスモータが採用される。転舵モータ４１の回転軸４１ａは、減速機構４２を介して、ピニオンシャフト４５に連結されている。ピニオンシャフト４５の下端部は、第２ラックアンドピニオン機構４６を介して、ピニオンシャフト４５に対して交わる方向へ延びる転舵シャフト１５に連結されている。ピニオンシャフト４５のピニオン歯４５ａが、転舵シャフト１５のラック歯１５ｂに噛み合うことにより、第２ラックアンドピニオン機構４６が構成されている。転舵モータ４１のトルクがピニオンシャフト４５に付与されることにより、ピニオンシャフト４５が回転運動する。ピニオンシャフト４５の回転運動は、第２ラックアンドピニオン機構４６を介して転舵シャフト１５の軸方向の往復直線運動に変換される。これにより、転舵モータ４１のトルクが、転舵力として、ピニオンシャフト４５を介して転舵シャフト１５に付与される。
【００３３】
また、回転角センサ４３は、転舵モータ４１の回転角θｔ０を検出する。
転舵ユニット４０は、さらにトルクセンサ４４（転舵側トルクセンサ）を有している。トルクセンサ４４は、ピニオンシャフト１３（ステアリングシャフト１２におけるクラッチ２０（減速機構３２）よりも転舵シャフト１５側の部分）に設けられている。トルクセンサ４４は、ステアリングホイール１１が回転操作されることにより、ピニオンシャフト１３に加わる下流操舵トルクＴｈ２を検出する。なお、クラッチ２０が切断状態にある場合、ステアリングホイール１１とピニオンシャフト１３との間が機械的に切断されてしまうので、ステアリングホイール１１が操作されたとしても、トルクセンサ４４は下流操舵トルクＴｈ２を検出することができない（下流操舵トルクＴｈ２がほとんどゼロである）。一方、クラッチ２０が接続状態にある場合、ステアリングホイール１１が操作されたとき、トルクセンサ４４は下流操舵トルクＴｈ２を検出することができる。
【００３４】
＜制御装置＞
また、操舵装置１０は、制御装置５０（制御部、車両用制御装置）を備えている。制御装置５０は、各種のセンサの検出結果に基づいて、反力モータ３１、転舵モータ４１、およびクラッチ２０を制御する。各種のセンサとしては、回転角センサ３３、トルクセンサ３４、回転角センサ４３、トルクセンサ４４、および車速センサ４７が用いられる。車速センサ４７は、車両に設けられ、車両の走行速度である車速Ｖを検出する。
【００３５】
制御装置５０は、クラッチ２０を接続する条件が満たされたか否かに基づいて、クラッチ２０の断続を切り替える。クラッチ２０を接続する条件としては、たとえば車両のイグニッションスイッチがオフされていることが挙げられる。制御装置５０は、クラッチ２０を切断するとき、クラッチ２０にクラッチ切断指令を出力し、クラッチ２０を接続するとき、クラッチ２０にクラッチ接続指令を出力する。
【００３６】
制御装置５０は、反力モータ３１を制御することにより、操舵トルクＴｈ１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Ｔｈ１および車速Ｖのうち、少なくとも操舵トルクＴｈ１に基づいて、目標操舵反力を演算する。そして、制御装置５０は、演算された目標操舵反力、操舵トルクＴｈ１、および車速Ｖに基づいて、目標操舵角を演算する。制御装置５０は、実際の操舵角θｓを目標操舵角に追従させるべく、操舵角θｓの角度フィードバック制御を実行することにより、操舵角補正量を演算し、当該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に供給する。
【００３７】
また、制御装置５０は、転舵モータ４１を制御することにより、転舵輪１７，１７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により検出される回転角θｔ０に基づいて、ピニオンシャフト１３の実際の回転角であるピニオン角（ピニオン角θｐ）を演算する。このピニオン角は、転舵輪１７，１７の転舵角θｔを反映する値である。制御装置５０は、目標操舵角を用い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との偏差に基づいて、角度フィードバック制御を実行することにより、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。
【００３８】
＜制御装置の構成＞
つぎに、制御装置５０の構成について詳しく説明する。
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。
【００３９】
＜反力制御部＞
反力制御部５０ａは、目標操舵反力演算部５１、目標操舵角演算部５２、操舵角フィードバック制御部５３、通電制御部５４、操舵角演算部５５、電流センサ５６、および加算器５７，５８を有している。
【００４０】
目標操舵反力演算部５１は、トルクセンサ３４により検出された操舵トルクＴｈ１および車速センサ４７により検出された車速Ｖに基づいて、ステアリングホイール１１の回転に抗する力である操舵反力の目標値である目標操舵反力Ｔ１＊を演算する。なお、目標操舵反力演算部５１は、操舵トルクＴｈ１のみに基づいて、目標操舵反力Ｔ１＊を演算してもよい。
【００４１】
目標操舵角演算部５２は、目標操舵反力Ｔ１＊および操舵トルクＴｈ１に基づいて、ステアリングホイール１１の目標操舵角θ１＊を演算する。加算器５７は、目標操舵反力Ｔ１＊と操舵トルクＴｈ１との総和である基本駆動トルクＴ１ｂ＊を演算する。目標操舵角演算部５２は、加算器５７により演算された基本駆動トルクＴ１ｂ＊に基づいて理想的な操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Ｔ１ｂ＊に応じた理想的な転舵角に対応する操舵角（舵角）を予め実験などによりモデル化したものである。目標操舵角演算部５２は、基本駆動トルクＴ１ｂ＊から理想モデルに基づいて、目標操舵角θ１＊（目標舵角）を演算する。
【００４２】
操舵角演算部５５は、回転角センサ３３により検出された反力モータ３１の回転角θｓ０に基づいて、ステアリングホイール１１の実際の操舵角θｓを演算する。
操舵角フィードバック制御部５３（操舵側フィードバック制御部）は、ステアリングホイール１１の実際の操舵角θｓを、目標操舵角θ１＊に追従させるべく、操舵角θｓのフィードバック制御を通じて、操舵角補正量Ｔ１ｃ＊を演算する。
【００４３】
加算器５８は、目標操舵反力Ｔ１＊に操舵角補正量Ｔ１ｃ＊を加算することにより、操舵反力指令値Ｔｓ＊を算出する。
通電制御部５４は、操舵反力指令値Ｔｓ＊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５４は、操舵反力指令値Ｔｓ＊に基づいて、反力モータ３１に対する電流指令値を演算する。通電制御部５４は、反力モータ３１への給電経路に設けられた電流センサ５６を通じて、反力モータ３１に実際に供給される電流の値である電流値Ｉ１を検出する。通電制御部５４は、電流指令値に、電流センサ５６により検出された反力モータ３１に実際に付与される電流値Ｉ１を追従させるべく、電流指令値と電流値Ｉ１との偏差に基づく電流フィードバック制御を実行する。通電制御部５４は、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ことにより、反力モータ３１は操舵反力指令値Ｔｓ＊に応じたトルクを発生させることができる。
【００４４】
＜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、目標操舵角変換部６２、ピニオン角フィードバック制御部６３、通電制御部６４、電流センサ６５、目標下流操舵トルク演算部６６、下流操舵トルクフィードバック制御部６７、および転舵指令値演算部６８を有している。
【００４５】
ピニオン角演算部６１は、回転角センサ４３により検出された転舵モータ４１の回転角θｔ０に基づいて、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。なお、転舵モータ４１とピニオンシャフト１３とは減速機構４２を介して連動しているので、転舵モータ４１の回転角θｔ０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θｔ０からピニオン角θｐを求めることができる。なお、ピニオン角θｐは、転舵輪１７，１７の転舵角θｔとの間にも相関関係がある値である。
【００４６】
目標操舵角変換部６２（変換部）は、反力制御部５０ａの目標操舵角演算部５２により演算された目標操舵角θ１＊を、転舵角に対応した値である目標ピニオン角θ１ｐ＊に変換する。具体的には、目標操舵角変換部６２は、車両の走行状態に応じて操舵角θｓに対応するピニオン角θｐの比である舵角比を設定し、目標操舵角θ１＊を当該舵角比に応じた目標ピニオン角に変換するとともに、当該目標転舵角を微分した値である目標ピニオン角の変化速度に基づいて、当該目標ピニオン角を補正する。これにより、目標ピニオン角θ１ｐ＊を演算している。
【００４７】
ピニオン角フィードバック制御部６３は、実際のピニオン角θｐを、目標操舵角変換部６２により演算される最終的な目標ピニオン角θ１ｐ＊に追従させるべく、ピニオン角θｐのフィードバック制御（たとえばＰＩＤ制御）を通じて、ピニオン角指令値Ｔｐ＊（第２の成分）を演算する。
【００４８】
電流センサ６５は、転舵モータ４１への給電経路に設けられている。電流センサ６５は、転舵モータ４１を流れる電流値Ｉ２を検出する。
なお、反力制御部５０ａの目標操舵角演算部５２は、推定軸力演算部７９を有している。詳しくは後述するが、推定軸力演算部７９は、電流センサ６５により検出される転舵モータ４１を流れる電流値Ｉ２、車速センサ４７により検出される車速Ｖ、およびピニオン角演算部６１により演算されるピニオン角θｐの微分値であるピニオン角速度ωｐに基づいて、転舵輪１７，１７に作用する軸力の推定値である推定軸力Ｆｅを演算する。
【００４９】
つぎに、目標下流操舵トルク演算部６６（目標トルク演算部）は、目標操舵角演算部５２の推定軸力演算部７９により演算される推定軸力Ｆｅ、および車速センサ４７により検出される車速Ｖに基づいて、ピニオンシャフト１３に付与される操舵トルクの目標値である目標下流操舵トルクＴｈ２＊（目標トルク値）を演算する。
【００５０】
下流操舵トルクフィードバック制御部６７（フィードバック制御部）は、トルクセンサ４４により検出される下流操舵トルクＴｈ２を、目標下流操舵トルクＴｈ２＊に追従させるべく、下流操舵トルクＴｈ２のフィードバック制御を通じて、下流操舵トルク指令値Ｔｈ２ｃ＊（第１の成分）を演算する。
【００５１】
具体的には、図３に示すように、下流操舵トルクフィードバック制御部６７は、減算器６７ａおよびＰＩＤ制御部６７ｂを有している。減算器６７ａは、目標下流操舵トルクＴｈ２＊と下流操舵トルクＴｈ２との偏差を減算する。ＰＩＤ制御部６７ｂは、目標下流操舵トルクＴｈ２＊と下流操舵トルクＴｈ２との偏差を無くすように、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）制御を行うことにより、下流操舵トルク指令値Ｔｈ２ｃ＊を演算する。
【００５２】
図２に示すように、転舵指令値演算部６８は、ピニオン角フィードバック制御部６３により演算されるピニオン角指令値Ｔｐ＊、および下流操舵トルクフィードバック制御部６７により演算される下流操舵トルク指令値Ｔｈ２ｃ＊を取り込む。転舵指令値演算部６８は、ピニオン角指令値Ｔｐ＊および下流操舵トルク指令値Ｔｈ２ｃ＊のうち少なくとも１つを用いて、転舵指令値Ｔｔ＊を演算する。転舵指令値演算部６８は、制御装置５０が実行する各種の制御モードに応じて、転舵指令値Ｔｔ＊を演算する。なお、ここでは、転舵指令値演算部６８は、ピニオン角指令値Ｔｐ＊に下流操舵トルク指令値Ｔｈ２ｃ＊を加算することにより、転舵指令値Ｔｔ＊を演算するものとする。
【００５３】
通電制御部６４は、転舵指令値Ｔｔ＊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６４は、転舵指令値Ｔｔ＊に基づいて、転舵モータ４１に対する電流指令値を演算する。通電制御部６４は、当該電流指令値に、電流センサ６５により検出される電流値Ｉ２を追従させるべく、電流指令値と電流値Ｉ２との偏差に基づく電流フィードバック制御を実行する。通電制御部６４は、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ことにより、転舵モータ４１は転舵指令値Ｔｔ＊に応じたトルクを発生させることができる。これにより、運転者のステアリングホイール１１の操作に応じて、転舵輪１７，１７を転舵させる転舵力を発生できる。
【００５４】
なお、ピニオン角フィードバック制御部６３および下流操舵トルクフィードバック制御部６７（ＰＩＤ制御部６７ｂ）には、指令信号Ｓ１，Ｓ２が入力される。たとえば、指令信号Ｓ１は、制御装置５０がクラッチ２０に作用するトルクを低減する（抜く）制御であるトルク抜き制御を実行するときに制御装置５０によって生成され、指令信号Ｓ２は、ステアバイワイヤ制御を実行するときに制御装置５０によって生成される。制御装置５０は、トルク抜き制御を実行するとき、ピニオン角フィードバック制御部６３よりも下流操舵トルクフィードバック制御部６７をメインで動作させる。また、制御装置５０は、ステアバイワイヤ制御を実行するとき、下流操舵トルクフィードバック制御部６７よりもピニオン角フィードバック制御部６３をメインで動作させる。より具体的には、ピニオン角フィードバック制御部６３は、トルク抜き制御の実行時では、ステアバイワイヤ制御の実行時よりも、演算される制御量（ピニオン角指令値Ｔｐ＊）が小さくなるよう設定されている。また、下流操舵トルクフィードバック制御部６７は、ステアバイワイヤ制御の実行時では、トルク抜き制御の実行時よりも、演算される制御量（下流操舵トルク指令値Ｔｈ２ｃ＊）が小さくなるよう設定されている。
【００５５】
なお、制御装置５０は、トルク抜き制御を実行するとき、下流操舵トルクフィードバック制御部６７により演算された下流操舵トルク指令値Ｔｈ２ｃ＊を転舵指令値Ｔｔ＊として使用し、ステアバイワイヤ制御を実行するとき、ピニオン角指令値Ｔｐ＊を転舵指令値Ｔｔ＊として使用するようにしてもよい。
【００５６】
＜目標操舵角演算部＞
つぎに、目標操舵角演算部５２について詳しく説明する。
目標操舵角演算部５２は、目標操舵反力Ｔ１＊と操舵トルクＴｈ１との総和である基本駆動トルクＴ１ｂ＊から理想モデルに基づいて、目標操舵角θ１＊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である基本駆動トルクＴ１ｂ＊が、次式（１）で表されることを利用したモデルである。
【００５７】
Ｔ１ｂ＊＝Ｊθ１＊’’＋Ｃθ１＊’＋Ｋθ１＊  …（１）
なお、「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１５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。
【００５８】
式（１）から分かるように、基本駆動トルクＴ１ｂ＊は、目標操舵角θ１＊の２階時間微分値θ＊’’に慣性モーメントＪを乗じた値、目標操舵角θ１＊の１階時間微分値θ１＊’に粘性係数Ｃを乗じた値、および目標操舵角θ１＊にばね係数を乗じた値を加算することによって得られる。目標操舵角演算部５２は、式（１）に基づく理想モデルに従って目標操舵角θ１＊を演算する。
【００５９】
図４に示すように、目標操舵角演算部５２は、ステアリングモデル７１および車両モデル７２を有している。
ステアリングモデル７１は、減算器７３、慣性モデル７４、第１の積分器７５、第２の積分器７６、および粘性モデル７７を有している。
【００６０】
減算器７３は、基本駆動トルクＴ１ｂ＊から粘性成分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Ｔ１ｂ＊を演算する。
慣性モデル７４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７４は、減算器７３により演算された最終的な基本駆動トルクＴ１ｂ＊に慣性モーメントＪの逆数を乗ずることにより、操舵角加速度α＊を演算する。
【００６１】
第１の積分器７５は、慣性モデル７４により演算される操舵角加速度α＊を積分することにより、操舵角速度ω＊を演算する。
第２の積分器７６は、第１の積分器７５により演算される操舵角速度ω＊をさらに積分することにより、目標操舵角θ１＊を演算する。目標操舵角θ１＊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。
【００６２】
粘性モデル７７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７７は、第１の積分器７５により演算される操舵角速度ω＊に粘性係数Ｃを乗ずることにより、基本駆動トルクＴ１ｂ＊の粘性成分Ｔｖｉ＊を演算する。
【００６３】
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７６により演算される目標操舵角θ１＊にばね係数Ｋを乗ずることにより、基本駆動トルクＴ１ｂ＊のばね成分Ｔｓｐ＊を演算する。
【００６４】
なお、車両モデル７２は、ばね成分Ｔｓｐ＊を演算するに際して、車速センサ４７により検出される車速Ｖおよび電流センサ６５により検出される電流値Ｉ２をそれぞれ加味する。また、制御装置５０にはピニオン角速度演算部７８が設けられている。ピニオン角速度演算部７８は、ピニオン角演算部６１により演算されたピニオン角θｐを微分することにより、ピニオン角速度ωｐを演算する。車両モデル７２は、ピニオン角速度演算部７８により演算されたピニオン角速度ωｐを取り込む。なお、ピニオンシャフト１３は転舵シャフト１５と噛み合っているので、ピニオン角θｐの変化速度であるピニオン角速度ωｐと転舵シャフト１５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１７，１７の転舵速度を反映する値である。このため、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。
【００６５】
このように構成された目標操舵角演算部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Ｔ１ｂ＊と目標操舵角θ１＊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。
【００６６】
また、目標ピニオン角θ１ｐ＊は、基本駆動トルクＴ１ｂ＊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操舵角θ１＊を使用して、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θ１ｐ＊に一致するようにフィードバック制御される。ここで、ピニオン角θｐと転舵輪１７，１７の転舵角θｔとの間には相関関係があるので、基本駆動トルクＴ１ｂ＊に応じた転舵輪１７，１７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により決定される。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できる。
【００６７】
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（ステアリングホイール１１を通じて感じる手応え）は、目標操舵角θ１＊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くなっている。そこで、こうした懸念を解消する観点に基づいて、転舵輪１７，１７に作用する軸力の推定値である推定軸力Ｆｅによって、目標操舵角θ１＊に路面状態の影響を反映させている。
【００６８】
このため、目標操舵角演算部５２の車両モデル７２は、推定軸力演算部７９を有している。推定軸力演算部７９は、電流センサ６５により検出される転舵モータ４１を流れる電流値Ｉ２、車速センサ４７により検出される車速Ｖ、およびピニオン角速度演算部７８により演算されるピニオン角θｐの微分値であるピニオン角速度ωｐに基づいて、転舵輪１７，１７に作用する軸力の推定値である推定軸力Ｆｅを演算する。ここで、転舵モータ４１の電流値Ｉ２は、路面状態（路面摩擦抵抗など）に応じた外乱が、転舵輪１７，１７に作用することに起因して、目標ピニオン角θ１ｐ＊と実際のピニオン角θｐとの間に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Ｉ２には、転舵輪１７，１７に作用する実際の路面反力が反映されている。
【００６９】
車両モデル７２は、推定軸力演算部７９により演算された推定軸力Ｆｅを、トルクに変換することにより、基本駆動トルクＴ１ｂ＊のばね成分Ｔｓｐ＊を演算する。
＜目標下流操舵トルクの演算＞
つぎに、目標下流操舵トルク演算部６６により演算される目標下流操舵トルクＴｈ２＊の演算方法について説明する。
【００７０】
図５のグラフに示すように、横軸に推定軸力演算部７９により演算される推定軸力Ｆｅを、縦軸に目標下流操舵トルクＴｈ２＊をそれぞれプロットするとき、目標下流操舵トルクＴｈ２＊の演算マップは次のような特性を有する。図５に実線で示すように、推定軸力Ｆｅが推定軸力閾値Ｆｅ０未満であるとき、推定軸力Ｆｅが大きくなるほど、目標下流操舵トルクＴｈ２＊はより大きな値に設定される。推定軸力Ｆｅが推定軸力閾値Ｆｅ０以上であるとき、目標下流操舵トルクＴｈ２＊は最大値Ｔｍである。なお、最大値Ｔｍは、クラッチ２０が切断可能なトルク値であるトルクＴｌよりも小さく設定されている。推定軸力閾値Ｆｅ０は、推定軸力Ｆｅが推定軸力閾値Ｆｅ０のときの目標下流操舵トルクＴｈ２＊が、トルクＴｌを超えないように設定されている。
【００７１】
これに対し、比較例として、図５に破線で示すように、推定軸力Ｆｅが推定軸力閾値Ｆｅ０未満であるか否かによらずに、推定軸力Ｆｅが大きくなるほど、目標下流操舵トルクＴｈ２＊がより大きな値に設定することも考えられる。この場合、最大値ＴｍはトルクＴｌ以上となるので、クラッチ２０を切断状態に移行させることが困難になるおそれがある。
【００７２】
＜本実施形態の作用および効果＞
（１）まず、比較例として、クラッチ２０に作用するトルクを低減する制御（トルク抜き制御）を実行しない場合について説明する。たとえば、制御装置５０は、イグニッションスイッチをオンにした直後や過熱保護を行う場合には、クラッチ２０を接続状態にして、操舵装置１０を電動パワーステアリング装置として機能させる。この際、クラッチ２０に大きなトルクが作用してしまうと、すなわちステアリングシャフト１２とピニオンシャフト１３との間の回転角度の差が大きいと、クラッチ２０が接続状態から切断状態に移行しにくくなる。たとえば噛み合い式のクラッチ２０では、クラッチ２０におけるステアリングシャフト１２側の歯と、クラッチ２０におけるピニオンシャフト１３側の歯とが、互いに回転方向において圧接してしまうので、クラッチ２０が切断状態へと移行する際の摩擦抵抗が大きくなる。このため、クラッチ２０が接続状態から切断状態に移行しにくくなる。
【００７３】
この点、本実施形態では、クラッチ２０を接続状態から切断状態へと移行させる場合、クラッチ２０に作用するトルクが、クラッチ２０が切断困難になるほどのトルクにならないように、トルク抜き制御が行われている。
【００７４】
具体的には、制御装置５０は、トルク抜き制御を実行する際、ピニオン角フィードバック制御部６３および下流操舵トルクフィードバック制御部６７に指令信号Ｓ１を出力する。ピニオン角フィードバック制御部６３は、指令信号Ｓ１を取り込んだとき、演算するピニオン角指令値Ｔｐ＊を、ステアバイワイヤ制御の実行時に演算されるピニオン角指令値Ｔｐ＊よりも小さい値とする。これにより、トルク抜き制御時には、ピニオン角フィードバック制御部６３よりも下流操舵トルクフィードバック制御部６７がメインで動作することとなる。
【００７５】
ここで、下流操舵トルクフィードバック制御部６７は、図５のグラフに実線で示されるような目標下流操舵トルクＴｈ２＊の演算マップを有している。推定軸力Ｆｅが推定軸力閾値Ｆｅ０を超えるほど大きくなった場合であっても、目標下流操舵トルクＴｈ２＊はクラッチ２０を切断可能なトルク値であるトルクＴｌ未満の値である最大値Ｔｍにしかならない。そして、転舵指令値演算部６８で演算される転舵指令値Ｔｔ＊は、主に下流操舵トルク指令値Ｔｈ２ｃ＊（目標下流操舵トルクＴｈ２＊）の成分を含んでいる。すなわち、転舵指令値Ｔｔ＊における下流操舵トルク指令値Ｔｈ２ｃ＊の割合は、転舵指令値Ｔｔ＊におけるピニオン角指令値Ｔｐ＊の割合よりも大きい。また、下流操舵トルク指令値Ｔｈ２ｃ＊の基本成分である目標下流操舵トルクＴｈ２＊は、最大値Ｔｍ以下に設定されている。このため、通電制御部６４により転舵モータ４１に流れる電流値Ｉ２が抑えられる。これにより、ステアリングシャフト１２とピニオンシャフト１３との間の回転角度差が生じにくくなり、クラッチ２０に作用するトルクが大きくなることが抑えられる。また、路面状態によって推定軸力Ｆｅが増減する場合であっても、クラッチ２０に作用するトルクが大きくなることが抑えられる。このため、クラッチ２０に作用するトルクが大きくなったとしても、トルク抜き制御が行われる間は、目標下流操舵トルクＴｈ２＊が抑えられる分、クラッチ２０に作用するトルクが低減される。これは、運転者がステアリングホイール１１を操作せずに中立位置で保舵している場合であっても、ステアリングホイール１１を所定の切れ角で保舵している場合であっても、ステアリングホイール１１を操舵している場合であっても同様である。このため、ステアリングホイール１１の操舵状態によらずに、クラッチ２０に作用するトルクを低減することにより、クラッチ２０に作用するトルクを切断可能なトルク以下にすることができる。
【００７６】
このため、トルク抜き制御時には、クラッチ２０に作用するトルクを低減できるので、クラッチ２０を接続状態から切断状態への移行がスムーズになる。そして、制御装置５０は、クラッチ２０を接続状態から切断状態へと移行させることが完了した場合、トルク抜き制御を終了するとともに、操舵装置１０をステアバイワイヤとして機能させるべく、制御を開始する。
【００７７】
（２）制御装置５０は、操舵装置１０をステアバイワイヤとして機能させる場合、ピニオン角フィードバック制御部６３および下流操舵トルクフィードバック制御部６７に指令信号Ｓ２を出力する。下流操舵トルクフィードバック制御部６７は、指令信号Ｓ２を取り込んだとき、演算する下流操舵トルク指令値Ｔｈ２ｃ＊を、トルク抜き制御の実行時に演算される下流操舵トルク指令値Ｔｈ２ｃ＊よりも小さい値とする。これにより、ステアバイワイヤの制御時には、下流操舵トルクフィードバック制御部６７よりもピニオン角フィードバック制御部６３がメインで動作することとなる。
【００７８】
このため、制御装置５０は、操舵装置１０をステアバイワイヤとして機能させることができる。
なお、本実施形態は次のように変更してもよい。また、以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
【００７９】
・本実施形態では、目標下流操舵トルク演算部６６は、推定軸力Ｆｅに対する目標下流操舵トルクＴｈ２＊の演算マップを用いて、目標下流操舵トルクＴｈ２＊を演算したが、これに限らない。たとえば、目標下流操舵トルク演算部６６は、転舵モータ４１に流れる電流値Ｉ２に対する目標下流操舵トルクＴｈ２＊の演算マップを有していてもよい。この場合、目標下流操舵トルク演算部６６は、電流値Ｉ２を取り込み、電流値Ｉ２に基づいて、目標下流操舵トルクＴｈ２＊を演算する。
【００８０】
・本実施形態では、推定軸力閾値Ｆｅ０は、推定軸力Ｆｅが推定軸力閾値Ｆｅ０のときの目標下流操舵トルクＴｈ２＊が、トルクＴｌを超えないように設定されたが、これに限らない。たとえば、推定軸力閾値Ｆｅ０に対応する電流値Ｉ２のときの目標下流操舵トルクＴｈ２＊が、トルクＴｌを超えないように推定軸力閾値Ｆｅ０を設定してもよい。すなわち、推定軸力Ｆｅおよび電流値Ｉ２に基づいて、推定軸力閾値Ｆｅ０を設定してもよい。また、転舵輪１７，１７の転舵角θｔに基づいて推定軸力閾値Ｆｅ０を設定してもよいし、転舵角θｔの目標値に基づいて推定軸力閾値Ｆｅ０を設定してもよいし、ピニオン角指令値Ｔｐ＊に基づいて推定軸力閾値Ｆｅ０を設定してもよいし、転舵角θｔおよび各指令値と相関関係を有する角度に基づいて推定軸力閾値Ｆｅ０を設定してもよい。また、角度に限らず、転舵角θｔおよび各指令値などに基づいて算出された転舵シャフト１５に作用する軸力に基づいて、推定軸力閾値Ｆｅ０を設定してもよい。
【００８１】
・本実施形態では、転舵指令値演算部６８は、ピニオン角指令値Ｔｐ＊に下流操舵トルク指令値Ｔｈ２ｃ＊を加算することにより、転舵指令値Ｔｔ＊を演算したが、これに限らない。すなわち、トルク抜き制御とステアバイワイヤ制御との切り替えは、指令信号Ｓ１，Ｓ２の入力に基づいて、ピニオン角指令値Ｔｐ＊および下流操舵トルク指令値Ｔｈ２ｃ＊の制御量が増減されることにより行われていたが、これに限らない。
【００８２】
たとえば、転舵指令値演算部６８に指令信号Ｓ１，Ｓ２が入力されることにより、出力される転舵指令値Ｔｔ＊を変更するようにしてもよい。たとえば、転舵指令値演算部６８は、指令信号Ｓ１を取り込んだとき、下流操舵トルク指令値Ｔｈ２ｃ＊を転舵指令値Ｔｔ＊として出力し、指令信号Ｓ２を取り込んだとき、ピニオン角指令値Ｔｐ＊を転舵指令値Ｔｔ＊として出力してもよい。
【００８３】
また、転舵指令値演算部６８は、指令信号Ｓ１，Ｓ２、および操舵装置１０の制御状態に基づいて配分比を演算し、ピニオン角指令値Ｔｐ＊および転舵指令値Ｔｔ＊に配分比を乗算することにより転舵指令値Ｔｔ＊を演算するようにしてもよい。
【００８４】
・各実施形態では、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たが、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の反対側の部分に設けられてもよい。すなわち、トルクセンサ３４は、反力ユニット３０側に設けられるのであれば、どこに設けられてもよい。
【００８５】
・トルクセンサ４４はピニオンシャフト１３に設けられたが、転舵ユニット４０側に設けられるのであればどこに設けられてもよい。
・反力ユニット３０のトルクセンサ３４は設けなくてもよい。この場合、制御装置５０は、たとえばステアリングホイール１１の操舵角θｓに基づいて、各種の制御を実行する。また、ステアリングホイール１１に操舵反力を付与しないのであれば、反力モータ３１および減速機構３２も設けなくてもよい。すなわち、操舵反力が必要とされないのであれば、反力ユニット３０における操舵反力を付与するための構成は設けなくてもよい。
【００８６】
・各実施形態では、制御装置５０における目標操舵角変換部６２を割愛した構成を採用してもよい。この場合、目標操舵角演算部５２により演算される目標操舵角θ１＊がそのまま目標ピニオン角θ１ｐ＊として使用される。そのため、ステアリングホイール１１が操作されると、その操作分だけ転舵輪１７，１７が転舵する。
【００８７】
・各実施形態では、転舵モータ４１の回転力を、第２ラックアンドピニオン機構４６を介して転舵シャフト１５に伝達したが、これに限らない。すなわち、転舵モータ４１の回転力を転舵シャフト１５に伝達できるのであれば、どのようなものであってもよい。たとえば、転舵シャフト１５と同軸上に転舵モータ４１を配置してもよいし、転舵シャフト１５に対して平行に転舵モータ４１を配置するものであってもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１０…操舵装置、１１…ステアリングホイール、１２…ステアリングシャフト、１３…ピニオンシャフト、１３ａ…ピニオン歯、１４…第１ラックアンドピニオン機構、１５…転舵シャフト、１５ａ，１５ｂ…ラック歯、１６…タイロッド、１７…転舵輪、２０…クラッチ、３０…反力ユニット（操舵部）、３１…反力モータ、３１ａ…回転軸、３２…減速機構、３３…回転角センサ、３４…トルクセンサ（操舵側トルクセンサ）、４０…転舵ユニット（転舵部）、４１…転舵モータ、４１ａ…回転軸、４２…減速機構、４３…回転角センサ、４４…トルクセンサ（転舵側トルクセンサ）、４５…ピニオンシャフト、４５ａ…ピニオン歯、４６…第２ラックアンドピニオン機構、４７…車速センサ、５０…制御装置（車両用制御装置、制御部）、５０ａ…反力制御部、５０ｂ…転舵制御部、５１…目標操舵反力演算部、５２…目標操舵角演算部、５３…フィードバック制御部（操舵側フィードバック制御部）、５４…通電制御部、５５…操舵角演算部、５６…電流センサ、５７…加算器、５８…加算器、６１…ピニオン角演算部、６２…目標操舵角変換部（変換部）、６３…ピニオン角フィードバック制御部、６４…通電制御部、６５…電流センサ、６６…目標下側操舵トルク演算部（目標トルク演算部）、６７…下流操舵トルクフィードバック制御部（フィードバック制御部）、６７ａ…減算器、６７ｂ…ＰＩＤ制御部、６８…転舵指令値演算部（指令値演算部）、７１…ステアリングモデル、７２…車両モデル、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…粘性モデル、７８…ピニオン角速度演算部、７９…推定軸力演算部、Ｃ…粘性係数、Ｊ…慣性モーメント、Ｋ…ばね係数、α＊…操舵角加速度、Ｖ…車速、θｓ…操舵角、θｐ…ピニオン角、θｔ…転舵角、Ｉ１，Ｉ２…電流値、Ｔｈ１…操舵トルク、Ｔｈ２…下流操舵トルク、ω＊…操舵角速度、ωｐ…ピニオン角速度、ωｓ…操舵角速度、Ｆｅ…推定軸力、Ｆｅ０…推定軸力閾値（閾値）、Ｓ１，Ｓ２…指令信号、Ｔｌ…トルク、Ｔｍ…最大値、θ１＊…目標操舵角、θｐ＊…ピニオン角指令値、θｓ０、θｔ０…回転角、Ｔ１＊…目標操舵反力、Ｔｐ＊…ピニオン角指令値（第２の成分）、Ｔｓ＊…操舵反力指令値、Ｔｔ＊…転舵指令値、θ１ｃ＊…目標転舵角、θ１ｐ…目標ピニオン角、Ｔ１ｂ＊…基本駆動トルク、Ｔ１ｃ＊…操舵角補正量、Ｔｈ２＊…目標下流操舵トルク（目標トルク値）、Ｔｈ２ｃ＊…目標下流操舵トルク（第１の成分）、Ｔｓｐ＊…ばね成分、Ｔｖｉ＊…粘性成分。
【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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