(57)【要約】【課題】横加速度に応じた車両との一体感が得られやすい電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】第２の車両反力モデル８２は、横加速度ＬＡの増大に応じて操舵反力に含まれる弾性成分を増大させるべく第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊を演算する。車両に働く横加速度ＬＡが増大するほど、目標ピニオン角θｐ＊の算出に使用される基本駆動トルクの増加が抑制される。基本駆動トルクの大きさが抑制される分だけ、目標ピニオン角演算部により演算される目標ピニオン角、ひいては基本アシスト成分に対する補正成分が減少する。その結果、操舵機構に付与される操舵補助力も減少し、当該減少に応じてステアリングの操舵反力は増大する。このため、横加速度ＬＡの大きさに応じて好適な操舵反力が得られる。【選択図】図４
2015042528.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操舵補助力の発生源であるモータと、車両のステアリング操作に応じて前記モータを制御する制御装置と、を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記制御装置は、少なくとも操舵トルクに応じて操舵機構に付与すべき操舵補助力の基礎制御成分を演算する第１の演算部と、
転舵輪の転舵角に応じて回転する回転軸の実際の回転角を、少なくとも操舵トルクに応じて算出される目標回転角に一致させるフィードバック制御を通じて基礎制御成分に対する補正制御成分を演算する第２の演算部と、を備え、
前記第２の演算部は、車両に働く横加速度の増大に応じて操舵反力を増大させるべく、目標回転角の算出に使用する少なくとも操舵トルクの大きさを減少させたうえで前記補正制御成分を演算する電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第２の演算部は、横加速度の増大に応じて操舵反力に含まれる弾性成分を増大させるべく補助弾性成分を演算し、当該補助弾性成分に応じて目標回転角の算出に使用する少なくとも操舵トルクの大きさを減少させる電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第２の演算部は、操舵周波数の変化に対する前記補助弾性成分の大きさを一定にすべく追加弾性成分を演算する電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第２の演算部は、目標回転角に基づく前記補助弾性成分の基礎成分と、横加速度に基づく前記基礎成分に対する補助成分と、を演算し、
横加速度の大きさに応じて前記基礎成分と前記補助成分との使用比率を設定するとともに、当該設定に際して横加速度が大きくなるほど前記補助成分の使用比率を増大させる電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第２の演算部は、目標とする前記補助弾性成分を得るべく、操舵周波数の変化に対する大きさが一定である前記補助弾性成分に対する追加弾性成分をさらに演算する電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の操舵機構に電動モータの動力を付与することにより運転者のステアリング操作を補助する電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という。）が知られている。たとえば特許文献１のＥＰＳのコントローラは、各種のセンサを通じて取得される操舵トルク、操舵角、および車輪舵角に基づき電動モータを制御する。
【０００３】
コントローラは、第１および第２の規範モデル（制御目的を定式化したモデル）を有している。第１の規範モデルは操舵角と目標操舵トルクとの関係を、第２の規範モデルは操舵トルクと目標転舵角との関係をそれぞれ規定する。コントローラは、第１および第２の規範モデルによって定められる目標操舵トルクおよび目標転舵角に基づき、フィードバック制御の一種であるＰＩＤ（比例、積分、微分）制御を行う。
【０００４】
コントローラは、第１の規範モデルによって定められた目標操舵トルクに対する実際の操舵トルクの偏差、および第２の規範モデルによって定められた目標転舵角に対する実際の転舵角の偏差をそれぞれ求め、これら偏差をなくすように電動モータを制御する。コントローラは、当該制御を通じて、実際の操舵トルクを目標操舵トルクに、実際の転舵角を目標転舵角にそれぞれ追従させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４５３０１２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した第２の規範モデルは、操舵トルクに応じた理想的な転舵角である目標転舵角を規定するものである。第２の規範モデルに基づく転舵角のフィードバック制御によれば、確かにステアリングの剛性感は得られるものの、運転状況によっては車両との一体感が不足することが懸念される。たとえばステアリングが大きく操作されたとき、運転者はステアリングの操作量に応じた横加速度を感じるところ、ステアリングを通じて感じる手応え（操舵反力）は変わらない。これは、操舵反力は、第２の規範モデルにより規定される目標転舵角に応じたものにしかならないからである。このため、実際に体感される横加速度の大きさとステアリングの手応えとのバランスがとれないことに起因して、運転者は違和感を覚えるおそれがある。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、横加速度に応じた車両との一体感が得られやすい電動パワーステアリング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】
上記課題を解決する電動パワーステアリング装置は、車両の操舵機構に付与される操舵補助力の発生源であるモータと、車両のステアリング操作に応じて前記モータを制御する制御装置と、を備えた電動パワーステアリング装置を前提としている。前記制御装置は、少なくとも操舵トルクに応じて操舵機構に付与すべき操舵補助力の基礎制御成分を演算する第１の演算部と、転舵輪の転舵角に応じて回転する回転軸の実際の回転角を、少なくとも操舵トルクに応じて算出される目標回転角に一致させるフィードバック制御を通じて基礎制御成分に対する補正制御成分を演算する第２の演算部と、を備えている。前記第２の演算部は、車両に働く横加速度の増大に応じて操舵反力を増大させるべく、目標回転角の算出に使用する少なくとも操舵トルクの大きさを減少させたうえで前記補正制御成分を演算する。
【０００９】
この構成によれば、補正制御成分による基礎制御成分の補正を通じて、車両に働く横加速度の増大に応じてステアリングの操舵反力が増大される。当該補正制御成分は、目標回転角の演算に用いる少なくとも操舵トルクの大きさが増加するのを抑制したうえで、当該抑制された少なくとも操舵トルクに応じて算出される目標回転角と実際の回転角とのフィードバック制御により得られる。当該操舵トルクの大きさが抑制される分だけ、第２の演算部により演算される目標回転角の大きさ、ひいては基礎制御成分に対する補正制御成分が減少する。補正制御成分が減少する分、操舵機構に付与される操舵補助力も減少する。その結果、操舵補助力の減少に応じてステアリングの操舵反力は増大する。このため、横加速度の大きさに応じて好適な操舵反力が得られる。したがって、運転者が身体に受ける横加速度と、ステアリングを通じて手に感じる操舵反力、すなわち手応えとを調和させることが可能である。
【００１０】
また、上記電動パワーステアリング装置において、前記第２の演算部は、横加速度の増大に応じて操舵反力に含まれる弾性成分を増大させるべく補助弾性成分を演算し、当該補助弾性成分に応じて目標回転角の算出に使用する少なくとも操舵トルクの大きさを減少させることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、横加速度の増大に応じて操舵反力に含まれる弾性成分が増大することにより、運転者が身体に受ける横加速度と、ステアリングを通じて手に感じる操舵反力、すなわち手応えとを調和させることが可能である。
【００１２】
また、上記電動パワーステアリング装置において、前記第２の演算部は、操舵周波数の変化に対する前記補助弾性成分の大きさを一定にすべく追加弾性成分を演算することが好ましい。
【００１３】
横加速度に応じて算出される補助弾性成分は、操舵周波数に応じて変化する。たとえば操舵周波数が高くなるほど、車両には横加速度が働きにくくなるので、必要とされる補助弾性成分が算出されないおそれがある。補助弾性成分が不足する場合、ステアリングの操舵反力が十分に得られないので、運転者はいわゆる舵抜け感を覚えるおそれがある。そこで、補助弾性成分の不足分を追加弾性成分によって補うことによって、操舵周波数にかかわらず一定の補助弾性成分を得ることが可能である。その結果、横加速度の大きさに応じた操舵反力が安定して得られる。いわゆる舵抜け感の発生も抑制される。
【００１４】
また、上記電動パワーステアリング装置はつぎのように構成してもよい。すなわち、前記第２の演算部は、目標回転角に基づく前記補助弾性成分の基礎成分と、横加速度に基づく前記基礎成分に対する補助成分と、を演算する。そして第２の演算部は、横加速度の大きさに応じて前記基礎成分と前記補助成分との使用比率を設定するとともに、当該設定に際して横加速度が大きくなるほど前記補助成分の使用比率を増大させる。
【００１５】
目標回転角に基づく補助弾性生成分の基礎成分は、いわゆる剛性感（しっかり感）に寄与する。また、横加速度に基づく前記基礎成分に対する補助成分は車両との一体感に寄与する。このため、横加速度に応じて基礎成分と補助成分との使用比率を調節することにより、剛性感と一体感とが好適に得られる。たとえば横加速度が大きいほど車両との一体感が不足することが考えられるので、補助成分の使用比率を増大させる。これにより、横加速度の大きさに応じて車両との一体感が好適に得られる。
【００１６】
上記電動パワーステアリング装置において、前記第２の演算部は、目標とする前記補助弾性成分を得るべく、操舵周波数の変化に対する大きさが一定である前記補助弾性成分に対する追加弾性成分をさらに演算するようにしてもよい。
【００１７】
この構成によれば、追加弾性成分の設定如何によって、所望の補助弾性成分を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、横加速度に応じた車両との一体感が得られやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施の形態における電動パワーステアリング装置の構成を示すブロック図。
【図２】同じくモータ制御装置の制御ブロック図。
【図３】同じく目標ピニオン角演算部の制御ブロック図。
【図４】同じく理想車両モデルの制御ブロック図。
【図５】同じく第１の車両反力モデルにおいて生成される第１の補正ばね反力トルクと操舵周波数との関係を示すグラフ。
【図６】同じく第１の車両反力モデルにおいて生成される第１の補正ばね反力トルクに対する補正成分である第２の補正ばね反力トルクと操舵周波数との関係を示すグラフ。
【図７】第２の車両反力モデルにおいて生成される第３の補正ばね反力トルクと操舵周波数との関係を示すグラフ。
【図８】補正演算部による補正後の第３の補正ばね反力トルクと操舵周波数との関係を示すグラフ。
【図９】分配ゲイン演算部に持たせられているゲインマップを示すグラフ。
【図１０】最終的に要求される基本駆動トルクのばね成分と操舵周波数との関係を示すグラフ。
【図１１】他の実施の形態における理想車両モデルの制御ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、車両の電動パワーステアリング装置の一実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。
＜電動パワーステアリング装置の概要＞
図１に示すように、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１０は、運転者のステアリング操作に基づいて転舵輪を転舵させる操舵機構２０、および運転者のステアリング操作を補助する操舵補助機構３０、および操舵補助機構３０の作動を制御するＥＣＵ（電子制御装置）４０を備えている。
【００２１】
操舵機構２０は、運転者により操作されるステアリングホイール２１、およびステアリングホイール２１と一体回転するステアリングシャフト２２を備えている。ステアリングシャフト２２は、ステアリングホイール２１の中心に連結されたコラムシャフト２２ａ、コラムシャフト２２ａの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト２２ｂ、およびインターミディエイトシャフト２２ｂの下端部に連結されたピニオンシャフト２２ｃからなる。ピニオンシャフト２２ｃの下端部は、ピニオンシャフト２２ｃに交わる方向へ延びるラック軸２３（正確には、ラック歯が形成された部分２３ａ）に噛合されている。したがって、ステアリングシャフト２２の回転運動は、ピニオンシャフト２２ｃおよびラック軸２３からなるラックアンドピニオン機構２４によりラック軸２３の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動が、ラック軸２３の両端にそれぞれ連結されたタイロッド２５を介して左右の転舵輪２６，２６にそれぞれ伝達されることにより、これら転舵輪２６，２６の転舵角θｔａが変更される。転舵輪２６，２６の転舵角θｔａが変更されることにより車両の進行方向が変更される。
【００２２】
操舵補助機構３０は、操舵補助力の発生源であるモータ３１を備えている。モータ３１としては、ブラシレスモータなどの三相交流モータが採用される。モータ３１は、減速機構３２を介してコラムシャフト２２ａに連結されている。減速機構３２はモータ３１の回転を減速し、当該減速した回転力をコラムシャフト２２ａに伝達する。すなわち、ステアリングシャフト２２にモータトルクが操舵補助力（アシスト力）として付与されることにより、運転者のステアリング操作が補助される。
【００２３】
ＥＣＵ４０は、車両に設けられる各種のセンサの検出結果を運転者の要求あるいは走行状態を示す情報として取得し、これら取得される各種の情報に応じて、モータ３１を制御する。各種のセンサとしては、たとえば車速センサ４１０、トルクセンサ４２０、回転角センサ４３０および横加速度センサ４４０がある。車速センサ４１０は、車速（車両の走行速度）Ｖを検出する。トルクセンサ４２０は、コラムシャフト２２ａに設けられて、ステアリングホイール２１を介してステアリングシャフト２２に印加される操舵トルクＴｈを検出する。回転角センサ４３０は、モータ３１に設けられて、モータ３１の回転角θｍを検出する。横加速度センサ４４０は、車両に働く横加速度ＬＡを検出する。横加速度ＬＡとは、車両を上からみたとき、車両の進行方向に対して直交する左右方向に働く加速度をいう。ＥＣＵ４０は、これらセンサを通じて取得される車速Ｖ、操舵トルクＴｈ、回転角θｍおよび横加速度ＬＡに基づき、モータ３１を制御する。
【００２４】
＜ＥＣＵの概略構成＞
つぎに、ＥＣＵのハードウェア構成を説明する。
図２に示すように、ＥＣＵ４０は、インバータ回路４１およびマイクロコンピュータ４２を備えている。
【００２５】
インバータ回路４１は、マイクロコンピュータ４２により生成される後述のモータ駆動信号に基づいて、バッテリなどの直流電源から供給される直流電流を三相交流電流に変換する。当該変換された三相交流電流は、各相の給電経路４４を介してモータ３１に供給される。各相の給電経路４４には電流センサ４５が設けられている。これら電流センサ４５は、各相の給電経路４４に生ずる実際の電流値Ｉを検出する。なお、図２では、説明の便宜上、各相の給電経路４４および各相の電流センサ４５をそれぞれ１つにまとめて図示する。
【００２６】
マイクロコンピュータ４２は、車速センサ４１０、トルクセンサ４２０、回転角センサ４３０および電流センサ４５の検出結果をそれぞれ定められたサンプリング周期で取り込む。マイクロコンピュータ４２は、これら取り込まれる検出結果、すなわち車速Ｖ、操舵トルクＴｈ、回転角θｍおよび電流値Ｉに基づきモータ駆動信号（ＰＷＭ駆動信号）を生成する。
【００２７】
正確には、マイクロコンピュータ４２は、インバータ回路４１のＰＷＭ駆動を通じて、モータ電流のベクトル制御を行う。ベクトル制御とは、モータ電流を磁界と平行なｄ軸成分（界磁電流成分）と、これに直交するｑ軸成分（トルク電流成分）とに分離し、これら分離した電流をそれぞれ独立に目標制御するものである。ベクトル制御により、モータ３１を直流モータと類似の取り扱いとすることができる。
【００２８】
＜マイクロコンピュータ＞
つぎに、マイクロコンピュータの機能的な構成を説明する。
マイクロコンピュータ４２は、図示しない記憶装置に格納された制御プログラムを実行することによって実現される各種の演算処理部を有している。図２に示すように、マイクロコンピュータ４２は、これら演算処理部として、アシスト指令値演算部５１、電流指令値演算部５２、モータ駆動信号生成部５３およびピニオン角演算部５４を備えている。
【００２９】
アシスト指令値演算部５１は、車速Ｖ、操舵トルクＴｈ、モータ３１の回転角θｍ、およびピニオン角演算部５４により算出される後述のピニオン角θｐをそれぞれ取り込み、これら取り込まれる各種の情報に基づいてアシスト指令値Ｔａ＊を演算する。アシスト指令値Ｔａ＊は、モータ３１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。なお、アシスト指令値演算部５１については、後に詳述する。
【００３０】
電流指令値演算部５２は、アシスト指令値演算部５１により算出されるアシスト指令値Ｔａ＊に基づき電流指令値Ｉ＊を演算する。電流指令値Ｉ＊は、モータ３１に供給するべき電流を示す指令値である。正確には、電流指令値Ｉ＊は、ｄ／ｑ座標系におけるｑ軸電流指令値およびｄ軸電流指令値を含む。ｄ／ｑ座標系は、モータ３１の回転角θｍに従う回転座標である。
【００３１】
モータ駆動信号生成部５３は、電流指令値Ｉ＊、実際の電流値Ｉ、およびモータ３１の回転角θｍをそれぞれ取り込み、これら取り込まれる情報に基づき実際の電流値Ｉが電流指令値Ｉ＊に追従するように電流のフィードバック制御を行う。モータ駆動信号生成部５３は、電流指令値Ｉ＊と実際の電流値Ｉとの偏差を求め、当該偏差を無くすようにモータ駆動信号を生成する。
【００３２】
正確には、モータ駆動信号生成部５３は、回転角θｍを使用してモータ３１の三相の電流値を二相のベクトル成分、すなわちｄ／ｑ座標系におけるｄ軸電流値およびｑ軸電流値に変換する。そして、モータ駆動信号生成部５３は、ｄ軸電流値とｄ軸電流指令値との偏差、およびｑ軸電流値とｑ軸電流指令値との偏差をそれぞれ求め、これら偏差を解消するＰＷＭデューティを算出する。モータ駆動信号生成部５３により生成されるモータ駆動信号には、当該ＰＷＭデューティが含まれる。インバータ回路４１を通じて当該モータ駆動信号に応じた電流がモータ３１に供給されることにより、モータ３１はアシスト指令値Ｔａ＊に応じた回転力を発生する。
【００３３】
ピニオン角演算部５４は、モータ３１の回転角θｍを取り込み、この取り込んだ回転角θｍに基づきピニオンシャフト２２ｃ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、モータ３１は減速機構３２を介してコラムシャフト２２ａに連結されている。このため、モータ３１の回転角θｍ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モータ３１の回転角θｍ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２２ｃは、ラック軸２３に噛合されている。このため、ピニオン角θｐとラック軸２３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２６の転舵角θｔａを反映する値である。ピニオン角θｐは、後述する目標ピニオン角θｐ＊に基づきフィードバック制御される。
【００３４】
＜アシストトルク演算部＞
つぎに、アシスト指令値演算部５１について詳細に説明する。
図２に示すように、アシスト指令値演算部５１は、基本アシスト成分演算部６１、目標ピニオン角演算部６２、および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）６３を有している。
【００３５】
基本アシスト成分演算部６１は、車速Ｖおよび操舵トルクＴｈ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Ｔａ１＊はアシスト指令値Ｔａ＊の基礎制御成分である。基本アシスト成分演算部６１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６１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。
【００３６】
目標ピニオン角演算部６２は、基本アシスト成分演算部６１により生成される基本アシスト成分Ｔａ１＊、および操舵トルクＴｈをそれぞれ取り込む。目標ピニオン角演算部６２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６２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６２は、車速ＶおよびヨーレートＹＲをそれぞれ取り込み、目標ピニオン角θｐ＊を演算するに際してはこれら車速ＶおよびヨーレートＹＲをそれぞれ加味する。目標ピニオン角演算部６２については、後に詳述する。
【００３７】
ピニオン角フィードバック制御部６３は、目標ピニオン角演算部６２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５４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６３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６３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＊（補正制御成分）を求める。
【００３８】
アシスト指令値演算部５１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。
＜目標ピニオン角演算部＞
つぎに、目標ピニオン角演算部６２について詳細に説明する。
【００３９】
前述したように、目標ピニオン角演算部６２は、基本アシスト成分Ｔａ１＊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ピニオン角θｐ＊を演算する。当該理想モデルは、ステアリングシャフト２２に印加されるトルク、すなわち前述した基本駆動トルクＴｐ＊が、次式（Ａ）で表されることを利用したモデルである。
【００４０】
Ｔｐ＊＝Ｊθｐ＊′′＋Ｃθｐ＊′＋Ｋθｐ＊  …（Ａ）
ただし、Ｊはステアリングホイール２１およびステアリングシャフト２２の慣性モーメント、Ｃはラック軸２３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２１およびステアリングシャフト２２をそれぞればねとみなしたときのばね係数である。
【００４１】
式（Ａ）から分かるように、基本駆動トルクＴｐ＊は、目標ピニオン角θｐ＊の二階時間微分値θｐ＊′′に慣性モーメントＪを乗じた値、目標ピニオン角θｐ＊の一階時間微分値θｐ＊′に粘性係数Ｃを乗じた値、および目標ピニオン角θｐ＊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。
【００４２】
目標ピニオン角演算部６２は、式（Ａ）に基づく理想モデルに従って目標ピニオン角θｐ＊を演算する。
図３に示すように、式（Ａ）に基づく理想モデルは、理想ＥＰＳモデル７１、および理想車両モデル７２に分けられる。
【００４３】
理想ＥＰＳモデル７１は、ステアリングシャフト２２およびモータ３１など、電動パワーステアリング装置１０の各構成要素の特性に応じてチューニングされる。理想ＥＰＳ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。
【００４４】
加算器７３は、基本アシスト成分Ｔａ１＊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Ｔｐ＊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Ｔｐ＊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。ここでは、粘性成分Ｔｖｉ＊およびばね成分Ｔｓｐ＊が減算された基本駆動トルクＴｐ＊の値を減算値Ｔｐ＊＊とする。
【００４５】
慣性モデル７５は、式（Ａ）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により算出される減算値Ｔｐ＊＊に慣性モーメントＪｐの逆数を乗ずることにより、ピニオン角加速度αｐ＊を演算する。
【００４６】
第１の積分器７６は、慣性モデル７５により算出されるピニオン角加速度αｐ＊を積分することにより、ピニオン角速度ωｐ＊を演算する。
第２の積分器７７は、第１の積分器７６により算出されるピニオン角速度ωｐ＊をさらに積分することにより、目標ピニオン角θｐ＊を演算する。目標ピニオン角θｐ＊は、理想ＥＰＳモデル７１に基づくピニオンシャフト２２ｃの理想的な回転角である。
【００４７】
粘性モデル７８は、式（Ａ）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により算出されるピニオン角速度ωｐ＊に粘性係数Ｃを乗ずることにより、基本駆動トルクＴｐ＊の粘性成分Ｔｖｉ＊を演算する。
【００４８】
理想車両モデル７２は、電動パワーステアリング装置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２６，２６のグリップ力（摩擦力）などにより決まる。理想車両モデル７２は、式（Ａ）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。理想車両モデル７２は、第２の積分器７７により算出される目標ピニオン角θｐ＊にばね係数Ｋを乗ずることにより、基本駆動トルクＴｐ＊のばね成分Ｔｓｐ＊を演算する。なお、理想車両モデル７２は、ばね成分Ｔｓｐ＊を演算するに際して、車速ＶおよびヨーレートＹＲをそれぞれ加味する。
【００４９】
このように構成した目標ピニオン角演算部６２によれば、理想ＥＰＳモデル７１の慣性モーメントＪおよび粘性係数Ｃ、ならびに理想車両モデル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Ｔｐ＊と目標ピニオン角θｐ＊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。
【００５０】
本例では、基本駆動トルクＴｐ＊から理想ＥＰＳモデル７１および理想車両モデル７２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２６，２６の転舵角θｔａとの間には相関関係がある。このため、基本駆動トルクＴｐ＊に応じた転舵輪２６，２６の転舵動作も理想ＥＰＳモデル７１および理想車両モデル７２により定まる。すなわち、車両の操舵感が理想ＥＰＳモデル７１および理想車両モデル７２により決まる。したがって、理想ＥＰＳモデル７１および理想車両モデル７２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。
【００５１】
また、実際の転舵角θｔａが、目標ピニオン角θｐ＊に応じた転舵角θｔａ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２６，２６を介して操舵機構２０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θｔａ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θｔａ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２１に伝わることが抑制される。
【００５２】
ここで、前述したように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が目標ピニオン角θｐ＊に追従するように、ピニオン角θｐのフィードバック制御を行う。当該フィードバック制御を通じて、ステアリングの剛性感（いわゆるしっかり感）は得られるものの、運転状況によっては車両との一体感が不足することが懸念される。
【００５３】
たとえば、ステアリングの操作に伴い車両に働く横加速度が増大する場合、運転者はステアリングの操作量に応じた横加速度ＬＡを身体に感じるものの、ステアリングを通じて感じる手応え（操舵反力）は変わらない。これは、ステアリングの操作反力は、車両に働く横加速度ＬＡに関わらず、目標ピニオン角演算部６２により求められる目標ピニオン角θｐ＊に応じたものにしかならないからである。
【００５４】
身体が受ける横加速度ＬＡと手に感じるステアリングの操作反力とのバランスが実際に運転しているときの車両との一体感につながる。すなわち、身体が受ける横加速度ＬＡと手に感じるステアリングの操作反力とが同期して同じように感じられるとき、運転者は車両との一体感を覚えやすい。具体的には、横加速度が増大するとき、これに合わせてステアリングの操作反力（手応え）が増大すると、運転者は車両との一体感を覚えやすい。
【００５５】
この点、身体に感じる横加速度が増大してきているにも関わらず、ステアリングの操作反力がそのまま変わらない場合、運転者はステアリングを通じて感じる手応えの物足りなさなどに起因して、車両との一体感を覚えにくい。車両との一体感は運転のしやすさにも影響する。そこで、車両との一体感を向上させるために、本例の目標ピニオン角演算部６２は、車両に働く横加速度ＬＡを考慮して目標ピニオン角θｐ＊を演算する。具体的には、理想車両モデル７２において基本駆動トルクＴｐ＊のばね成分Ｔｓｐ＊を算出する際、横加速度ＬＡを加味する。
【００５６】
＜理想車両モデル＞
つぎに、理想車両モデル７２について詳細に説明する。
図４に示すように、理想車両モデル７２は、第１の車両反力モデル８１、第２の車両反力モデル８２、分配ゲイン演算部８３、補正演算部８４、補間演算部８５、および加算器８６を有している。
【００５７】
＜第１の車両反力モデル＞
第１の車両反力モデル８１は、基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊を演算する。すなわち、第１の車両反力モデル８１は、第２の積分器７７により算出される目標ピニオン角θｐ＊を取り込み、この取り込まれる目標ピニオン角θｐ＊にばね係数Ｋを乗ずることにより、目標ピニオン角θｐ＊に応じた基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊を演算する。基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊は、前述したばね成分Ｔｓｐ＊の基礎成分である。
【００５８】
また、第１の車両反力モデル８１は、第１の補正ばね反力トルクＴｓｐ１＊を演算する。第１の補正ばね反力トルクＴｓｐ１＊は、理想車両モデル７２の最終的な出力である基本駆動トルクＴｐ＊のばね成分Ｔｓｐ＊を、目標の操舵特性（最終的なねらいの特性）に補正するための弾性成分である。第１の車両反力モデル８１は、操舵周波数ｆｒｅｖと第１の補正ばね反力トルクＴｓｐ１＊との関係を規定する制御マップ９１に基づき、操舵周波数ｆｒｅｖに応じた第１の補正ばね反力トルクＴｓｐ１＊を算出する。制御マップ９１は、要求される操舵特性などに応じて予め実験などにより設定される。ちなみに、操舵周波数ｆｒｅｖとは、目標ピニオン角θｐ＊の入力周波数をいう。
【００５９】
図５のグラフに示すように、横軸に操舵周波数ｆｒｅｖを、縦軸に第１の補正ばね反力トルクＴｓｐ１＊をそれぞれプロットしたとき、制御マップ９１の特性は、つぎの通りである。すなわち、操舵周波数ｆｒｅｖが増大するにつれて、第１の補正ばね反力トルクＴｓｐ１＊の絶対値をより大きな値に設定する。ただし、操舵周波数ｆｒｅｖが所定値に達した以降は、操舵周波数ｆｒｅｖに関わらず、第１の補正ばね反力トルクＴｓｐ１＊の絶対値は一定値に維持される。
【００６０】
また、第１の車両反力モデル８１は、第２の補正ばね反力トルクＴｓｐ２＊を演算する。第２の補正ばね反力トルクＴｓｐ２＊は、後述する第２の車両反力モデル８２により算出される第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の絶対値を操舵周波数ｆｒｅｖに関わらず一定にするための弾性成分である。第１の車両反力モデル８１は、操舵周波数ｆｒｅｖと第２の補正ばね反力トルクＴｓｐ２＊との関係を所定の車速域ごとに規定する制御マップ９２に基づき、操舵周波数ｆｒｅｖに応じた第２の補正ばね反力トルクＴｓｐ２＊を算出する。制御マップ９２は、要求される操舵特性などに応じて予め実験などにより求められる。
【００６１】
図６のグラフに示すように、横軸に操舵周波数ｆｒｅｖを、縦軸に第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊をそれぞれプロットしたとき、制御マップ９２は、つぎのような特性を有する。すなわち、操舵周波数ｆｒｅｖが増大するにつれて第２の補正ばね反力トルクＴｓｐ２＊の絶対値は徐々に大きな値となる。さらに操舵周波数ｆｒｅｖが増大すると今度は操舵周波数ｆｒｅｖが増大するにつれて第２の補正ばね反力トルクＴｓｐ２＊の絶対値は徐々に小さくなる。
【００６２】
＜第２の車両反力モデル＞
第２の車両反力モデル８２は、第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊を演算する。第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊は、車両に働く横加速度ＬＡに応じた操舵反力成分（ステアリングに作用させるべき反力成分）であって、実際の車両に生じる反力に近い特性を有するものである。
【００６３】
第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊は、理論的には次式（Ｂ）により求められる。
Ｔｓｐ３＊＝（ζ／ｌｎ）・（Ｉ／ｌ）・（ｌｒ・ｍ・ＬＡ＋Ｉ・γ′）  …（Ｂ）
ただし、「ζ」はトレール量、「ｌｎ」はナックルアーム長、「Ｉ」は車両に働くヨー慣性モーメント、「ｌ」はホイールベース、「ｌｒ」は車両を横からみたときの前輪軸と車両重心との間の距離、「ｍ」は車両の重量、「ＬＡ」は車両に作用する横加速度、「γ′」はヨー角加速度である。
【００６４】
ここで、式（Ｂ）に基づき第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊を求めることができるものの、本例では式（Ｂ）における「Ｉ・γ′」を割愛した次式（Ｃ）により第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊を求める。これは、式（Ｂ）における「Ｉ・γ′」の値はノイズの影響が懸念されるからである。
【００６５】
Ｔｓｐ３＊＝（ζ／ｌｎ）・（Ｉ／ｌ）・（ｌｒ・ｍ・ＬＡ）  …（Ｃ）
したがって、第２の車両反力モデル８２は、横加速度センサ４４０を通じて取得される横加速度ＬＡを式（Ｃ）に適用することにより、第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊を算出することが可能である。
【００６６】
式（Ｃ）により求められる第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊と操舵周波数ｆｒｅｖとの関係は、たとえばつぎのような特性を有する。
図７のグラフに示すように、横軸に操舵周波数ｆｒｅｖを、縦軸に第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊をそれぞれプロットしたとき、操舵周波数ｆｒｅｖが増大するにつれて第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の絶対値は徐々に小さな値となる。さらに操舵周波数ｆｒｅｖが増大すると今度は操舵周波数ｆｒｅｖが増大するにつれて第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の絶対値は徐々に大きくなる。すなわち、横加速度ＬＡに基づき第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊を求める場合、操舵周波数ｆｒｅｖの増大に伴い、第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の落ち込みが発生する。その理由は、つぎの通りである。
【００６７】
すなわち、ステアリングをゆっくりかつ大きく操舵するとき（操舵周波数ｆｒｅｖが低いとき）、車両は少しずつ旋回する。このため、車両には横加速度ＬＡが発生しやすいと考えられる。これに対して、ステアリングを素早く操舵するとき（操舵周波数ｆｒｅｖが高いとき）、車両は大きく旋回しない。このため、車両には横加速度ＬＡが発生しにくいと考えられる。このように、操舵周波数ｆｒｅｖが低いときには横加速度ＬＡの値は大きく、逆に操舵周波数ｆｒｅｖが高いときには横加速度ＬＡの値は小さくなる。第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の値は、式（Ｂ）からも分かるように、横加速度ＬＡの値に比例する。このため、操舵周波数ｆｒｅｖが低い領域では横加速度ＬＡの値が大きくなるので第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の値は大きくなりやすい。また、操舵周波数ｆｒｅｖが高い領域では横加速度ＬＡの値が小さくなるので第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の値は小さくなりやすい。
【００６８】
第１の車両反力モデル８１は、先の図７のグラフに示される操舵周波数ｆｒｅｖに対する第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の落ち込みを解消する補正を行うための弾性成分として第２の補正ばね反力トルクＴｓｐ２＊を、先の図６に示される制御マップ９２に基づき演算する。本例では、第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３に第２の補正ばね反力トルクＴｓｐ２＊を加算して得られる値は、第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の絶対値の中で一番大きな値で常に一定となる。これは、そのような第２の補正ばね反力トルクＴｓｐ２＊が算出されるように制御マップ９２が設定されているからである。
【００６９】
＜分配ゲイン演算部＞
図４に示すように、分配ゲイン演算部８３は、自身が持つゲインマップ９３を使用して分配ゲインＧを演算する。ゲインマップ９３は、横加速度ＬＡと分配ゲインＧとの関係を車速Ｖ（あるいは車速域）ごとに規定する三次元マップである。分配ゲインＧは、基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊と第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊との使用比率を決定するために使用される。
【００７０】
図９のグラフに示すように、横軸に横加速度ＬＡを、縦軸に分配ゲインＧをそれぞれプロットしたとき、ゲインマップ９３はつぎのような特性を有する。すなわち、横加速度ＬＡが大きくなるほど、また車速Ｖが速くなるほど分配ゲインＧはより大きな値に設定される。逆に、横加速度ＬＡが小さくなるほど、また車速Ｖが遅くなるほど分配ゲインＧはより小さな値に設定される。
【００７１】
＜補正演算部＞
補正演算部８４は、第２の車両反力モデル８２により算出される第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊を、第１の車両反力モデル８１により算出される第２の補正ばね反力トルクＴｓｐ２＊を使用して補正する。この補正後の第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊は、車両に働く横加速度ＬＡに応じた最終的な操舵反力成分（ステアリングに作用させるべき反力成分）となる。
【００７２】
ここで、たとえば第２の車両反力モデル８２により算出される第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊が先の図７のグラフに示される特性を有するとき、第１の車両反力モデル８１（正確には、制御マップ９２）により算出される第２の補正ばね反力トルクＴｓｐ２＊は先の図６のグラフに示される特性を有する。これは、つぎの理由になる。
【００７３】
すなわち、第２の車両反力モデル８２により算出される第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊は横加速度ＬＡに応じて一義的に決まるものである。このため、横加速度ＬＡに応じた第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の操舵周波数ｆｒｅｖに対する変化を一定にするために必要とされる第２の補正ばね反力トルクＴｓｐ２＊をシミュレーションにより得ることが可能である。また、その時々の目標ピニオン角θｐ＊と、車両に働いている横加速度ＬＡとの相関関係についてもシミュレーションを通じて得ることが可能である。したがって、その時々の目標ピニオン角θｐ＊の値（あるいは値の範囲）に関連付けて、前述の必要とされる第２の補正ばね反力トルクＴｓｐ２＊を補正演算部８４に持たせておくことも可能となる。これにより、補正演算部８４は、目標ピニオン角θｐ＊に基づきその時々の第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の操舵周波数ｆｒｅｖに対する変化を一定にするために最適な第２の補正ばね反力トルクＴｓｐ２＊を、その時々の目標ピニオン角θｐ＊に基づき一義的に算出することが可能となる。
【００７４】
補正演算部８４は、たとえば先の図７に示される第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊に対して、先の図６のグラフに示される特性を有する第２の補正ばね反力トルクＴｓｐ２＊を加算する。その結果得られる補正後の第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の特性はつぎの通りである。
【００７５】
すなわち、図８のグラフに示すように、操舵周波数ｆｒｅｖに対する補正後の第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の絶対値の変化は一定（理論的には、操舵周波数ｆｒｅｖに対する傾きは零）となる。すなわち、補正演算部８４により実行される補正処理を通じて、前述した操舵周波数ｆｒｅｖの増大に起因する第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の落ち込みが解消される。
【００７６】
＜補間演算部＞
補間演算部８５は、分配ゲイン演算部８３により算出される分配ゲインＧを使用して、補正後の第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊と基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊との使用比率を決定する。
【００７７】
前述したように、分配ゲインＧは、たとえば「０」から「１」までの値に設定される。補間演算部８５は、分配ゲインＧが「０」であるとき、基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊の使用比率を１００％に設定する。分配ゲインＧが「１」であるとき、第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の使用比率を１００％に設定する。分配ゲインＧの値に応じて基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊と第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊との使用比率が調節される。
【００７８】
先の図９のグラフに示されるように、横加速度ＬＡが大きくなるほど、また車速Ｖが速くなるほど分配ゲインＧはより大きな値に設定される。このため、車両に働く横加速度ＬＡが大きくなるほど、また車速Ｖが速いほど、第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の使用比率は大きく、基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊の使用比率は小さくなる。逆に、横加速度ＬＡが小さくなるほど、また車速Ｖが遅くなるほど分配ゲインＧはより小さな値に設定される。このため、車両に働く横加速度ＬＡが小さくなるほど、また車速Ｖが遅くなるほど、第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の使用比率は小さく、基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊の使用比率は大きくなる。
【００７９】
また、補間演算部８５は、使用比率がそれぞれ調節された基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊と、補正後の第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊とを足し合わせることにより、第４の補正ばね反力トルクＴｓｐ４＊を算出する。ここで、基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊は、先の図８に示される補正後の第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊と同様の特性を有する。すなわち、操舵周波数ｆｒｅｖに対する基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊の絶対値の変化は一定（理論的には、操舵周波数ｆｒｅｖに対する傾きは零）となる。このため、基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊と第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊とを足し合わせることにより得られる第４の補正ばね反力トルクＴｓｐ４＊の絶対値についても、操舵周波数ｆｒｅｖの変化に対して一定の値となる。
【００８０】
たとえば、分配ゲインＧが「１」であるとき、補正後の第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の使用比率は１００％、基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊の使用比率は０％となる。このため、補間演算部８５では、先の図８のグラフに示される特性を有する補正後の第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊に対して、実質的には何も足し合わせられない。したがって、補間演算部８５では、実質的に先の図８のグラフに示される補正後の第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊と同様の特性を有する第４の補正ばね反力トルクＴｓｐ４＊が算出される。
【００８１】
＜加算器＞
図１に示すように、加算器８６は、補間演算部８５により算出される第４の補正ばね反力トルクＴｓｐ４＊と、第１の車両反力モデル８１（正確には、制御マップ９１）により算出される第１の補正ばね反力トルクＴｓｐ１＊とを足し合わせる。これにより、最終的な基本駆動トルクＴｐ＊のばね成分Ｔｓｐ＊が算出される。
【００８２】
ここでは、分配ゲインＧが「１」であるときについて説明する。前述したように、分配ゲインＧが「１」であるとき、第４の補正ばね反力トルクＴｓｐ４＊は、先の図８のグラフに示される補正後の第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊と同様の特性を有する。このため、加算器８６により算出される最終的なばね成分Ｔｓｐ＊の特性は、先の図８のグラフに示される補正後の第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の特性と、先の図５のグラフに示される第１の補正ばね反力トルクＴｓｐ１＊の特性とを足し合わせることにより得られる特性と同様の特性になる。
【００８３】
図１０のグラフに示すように、横軸に操舵周波数ｆｒｅｖを、縦軸に基本駆動トルクＴｐ＊のばね成分Ｔｓｐ＊をそれぞれプロットしたとき、ばね成分Ｔｓｐ＊の特性はつぎの通りである。すなわち、操舵周波数ｆｒｅｖが増大するにつれて、ばね成分Ｔｓｐ＊は徐々に増大する。操舵周波数ｆｒｅｖが所定値に達した以降、ばね成分Ｔｓｐ＊は一定値に維持される。
【００８４】
分配ゲインＧが「１」以外の他の値であるときについても、前述と同様にして、最終的な目標のばね成分Ｔｓｐ＊が得られる。
なお、分配ゲインＧが「１」と「０」との間の値であるときには、基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊と、補正後の第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊とは、それぞれ所定の使用比率で足し合わされる。この点、操舵周波数ｆｒｅｖに対する基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊の絶対値の変化も一定（理論的には、操舵周波数ｆｒｅｖに対する傾きは零）となる。このため、操舵周波数ｆｒｅｖに対する変化がそれぞれ一定である基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊と補正後の第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊とを足し合わせて得られる第４の補正ばね反力トルクＴｓｐ４＊の操舵周波数ｆｒｅｖに対する変化も一定となる。そして前述と同様に、第４の補正ばね反力トルクＴｓｐ４＊に対して、第１の補正ばね反力トルクＴｓｐ１＊が加算されることにより、先の図１０のグラフに示される特性と同様の傾向を有する特性が得られる。
【００８５】
＜理想車両モデルの作用＞
つぎに、前述のように構成した理想車両モデル７２の作用について説明する。前述したように、本例では、ばね成分Ｔｓｐ＊を求めるに際して、目標ピニオン角θｐ＊のみならず、横加速度ＬＡについても加味する。なお、最終的なばね成分Ｔｓｐ＊を算出する過程において、各種の補正処理が実行されるところ、まずは本例の基本的な考え方（動作）について説明する。すなわち、各種の補正処理としては、以下に示す（ａ），（ｂ），（ｃ）の３つの処理が存在するところ、当面、これら補正処理についての説明を割愛する。
【００８６】
（ａ）補正演算部８４における第２の補正ばね反力トルクＴｓｐ２＊を使用した補正処理。
（ｂ）補間演算部８５における分配ゲインＧを使用した補正処理。
【００８７】
（ｃ）加算器８６における第１の補正ばね反力トルクＴｓｐ１＊を使用した補正処理。
さて、理想車両モデル７２は、基本的には目標ピニオン角θｐ＊に基づく基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊に対して、横加速度ＬＡに基づく第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊を加算した結果に基づき、ばね成分Ｔｓｐ＊を算出する。その結果、ばね成分Ｔｓｐ＊は、横加速度ＬＡを加味した値となる。すなわち、目標ピニオン角θｐ＊のみに基づきばね成分Ｔｓｐ＊を算出する場合に比べて、ばね成分Ｔｓｐ＊の値は補正後の第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊が足し合わせられる分だけ大きな値となる。
【００８８】
このため、理想ＥＰＳモデル７１における減算器７４においては、第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の分だけ大きな値のばね成分Ｔｓｐ＊が基本駆動トルクＴｐ＊から減算される。すなわち、減算器７４により算出される減算値Ｔｐ＊＊は、第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の分だけ小さな値となる。
【００８９】
なお、前述の式（Ｃ）に示されるように、第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊は、横加速度ＬＡの値に応じた値となる。式（Ｃ）からも分かるように、第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊は、横加速度ＬＡの定数倍とみることができるので、第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の値は、横加速度ＬＡが増大するほど大きな値となる。第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の値が増大するほど、減算値Ｔｐ＊＊、ひいては当該減算値Ｔｐ＊＊に基づき、慣性モデル７５、第１の積分器７６および第２の積分器７７を通じて算出される目標ピニオン角θｐ＊の値が減少する。
【００９０】
ピニオン角フィードバック制御部６３により算出される補正成分Ｔａ２＊についても、目標ピニオン角θｐ＊の減少分に応じて小さくなる。基本アシスト成分Ｔａ１＊に加算される補正成分Ｔａ２＊の値が小さくなる分、アシスト指令値Ｔａ＊の大きさ、ひいては電流指令値Ｉ＊の値が小さくなる。そして、電流指令値Ｉ＊の値が小さくなる分だけモータ３１のモータトルク、ひいてはステアリングに印加される操舵補助力が減少する。すなわち、運転者がステアリングを通じて感じる操舵反力が増大する。横加速度ＬＡの大きさに応じて操舵反力が増すことにより、運転者が身体に感じる横加速度ＬＡと、ステアリングを通じて手に感じる手応えとが調和しやすくなる。したがって、車両に大きな横加速度ＬＡが働いている場合であれ、運転者は車両との一体感を覚えやすくなる。
【００９１】
＜舵抜け感の抑制処理＞
ここで、先の図７のグラフにも示されるように、横加速度ＬＡに基づき算出される第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊は、操舵周波数ｆｒｅｖの増大に伴い、いわゆる落ち込みが発生することが考えられる。これは、前述したように、操舵周波数ｆｒｅｖが低いときには横加速度ＬＡの値は大きく、逆に操舵周波数ｆｒｅｖが高いときには横加速度ＬＡの値は小さくなることに起因する。すなわち、第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の値は、式（Ｂ）からも分かるように、横加速度ＬＡの値に比例する。このため、操舵周波数ｆｒｅｖが低い領域では横加速度ＬＡの値が大きくなりやすいので、第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の値も大きくなりやすい。また、操舵周波数ｆｒｅｖが高い領域では横加速度ＬＡの値が小さくなりやすいので、第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の値も小さくなりやすい。そして、第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊が不足する場合、横加速度ＬＡに応じたステアリングの操舵反力が十分に得られないので、運転者はいわゆる舵抜け感を覚えるおそれがある。
【００９２】
そこで、本例では、第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の不足分を、追加の弾性成分である第２の補正ばね反力トルクＴｓｐ２＊によって補う。たとえば先の図７のグラフに示される第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊には、先の図６に示される第２の補正ばね反力トルクＴｓｐ２＊が足し合わせられる。当該足し合わせにより、操舵周波数ｆｒｅｖにかかわらず一定の第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊を得ることが可能である。このため、いわゆる舵抜け感の発生が抑制される。また、横加速度ＬＡの大きさに応じた操舵反力が安定して得られる。
【００９３】
＜補正ばね反力トルクの分配処理＞
また前述したように、車両の走行状況によって、車両との一体感の向上が要求されるときと、それほど要求されないときとがある。たとえば、横加速度ＬＡが大きくなるほど、車両との一体感の向上が要求される。逆に横加速度ＬＡが小さくなるほど、車両との一体感はそれほど問題にならない。このような状況に対応するべく本例では、車両の状況に応じて第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊と基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊との使用比率を調節する。当該使用比率の調節は、分配ゲイン演算部８３により算出される分配ゲインＧに基づき行われる。
【００９４】
たとえば横加速度ＬＡが大きくなるほど、第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の使用比率を増大させるとともに、基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊の使用比率を減少させる。逆に、横加速度ＬＡが小さくなるほど、第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の使用比率を減少させるとともに、基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊の使用比率を増大させる。
【００９５】
ここで、目標ピニオン角θｐ＊に基づく基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊は、いわゆるステアリングの剛性感（しっかり感）に寄与する。また、横加速度ＬＡに基づく第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊は、車両との一体感に寄与する。このため、横加速度ＬＡに応じて第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊と基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊との使用比率を調節することにより、その時々の車両の走行状態に応じてステアリングの剛性感と車両との一体感とがそれぞれ好適に得られる。ステアリングの剛性感と車両との一体感との調和が図られるので、運転しやすくなる。
【００９６】
＜目標ばね成分＞
また、前述したように、使用比率がそれぞれ調節された基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊と第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊とを足し合わせることにより得られる第４の補正ばね反力トルクＴｓｐ４＊は、操舵周波数ｆｒｅｖの変化に対して一定の値となる。第４の補正ばね反力トルクＴｓｐ４＊を最終的な基本駆動トルクＴｐ＊のばね成分Ｔｓｐ＊としてもよいところ、最終的に要求される操舵反力の特性は車種などに応じて様々である。このため、本例では、第４の補正ばね反力トルクＴｓｐ４＊に第１の補正ばね反力トルクＴｓｐ１＊を足し合わせることにより、最終的なばね成分Ｔｓｐ＊を得ている。操舵周波数ｆｒｅｖの変化に対して一定の値となる第４の補正ばね反力トルクＴｓｐ４＊に対して追加される第１の補正ばね反力トルクＴｓｐ１＊の設定如何によって、所望のばね成分Ｔｓｐ＊、ひいては最終的に要求される操舵反力の特性を自由に得ることができる。
【００９７】
＜走行状態の一例＞
たとえば曲がり路にさしかかる際など、横加速度ＬＡが小さい状況では、ステアリングの剛性感が車両との一体感よりも優先される。このため、車両との一体感に寄与する第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の使用比率が低減されるとともに、ステアリングの剛性感に寄与する基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊の使用比率が増大される。その結果、ステアリングの剛性感が手応えとして運転者の手に伝わりやすくなる。したがって、曲がり路に近づいていくときなど、運転者はステアリングを通じてめりはりの利いた手応えを感じることができる。また、ステアリングの操作に対して車両が直接的に反応しやすくなるので、しっかりとした運転（ステアリング操作）が可能である。
【００９８】
曲がり路への進入に伴いステアリングを操作すると、その操作量に応じて横加速度ＬＡが増大する。横加速度ＬＡの増大に伴い車両との一体感が要求される状況になったとき、車両との一体感に寄与する第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の使用比率が増大されるとともに、ステアリングの剛性感に寄与する基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊の使用比率が減少される。その結果、横加速度ＬＡの増大に伴いステアリングの手応えが増えていく。そして、曲がり路を通過する際には、ステアリングの逆方向への操作に伴い横加速度ＬＡは減少していく。その結果、車両との一体感に寄与する第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の使用比率の減少に伴いステアリングの手応えも減っていく。このように、曲がり路などを走行する際、車両の動き（身体に感じる横加速度ＬＡ）とステアリングの手応えとが一致するので、運転者は運転しやすい。
【００９９】
＜実施の形態の効果＞
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）車両に働く横加速度ＬＡの増大に応じて、補正成分Ｔａ２＊による基本アシスト成分Ｔａ１＊の補正が行われる。当該補正を通じて、ステアリングの操舵反力が増大される。このときの補正成分Ｔａ２＊は、目標ピニオン角θｐ＊の演算に用いる基本駆動トルクＴｐ＊（基本アシスト成分Ｔａ１＊および操舵トルクＴｈの総和）の大きさが増加するのを抑制し、当該抑制された基本駆動トルクＴｐ＊に応じて算出される目標ピニオン角θｐ＊と実際のピニオン角θｐとのフィードバック制御により得られる。基本駆動トルクＴｐ＊の大きさが抑制される分だけ、目標ピニオン角演算部６２により演算される目標ピニオン角θｐ＊の大きさ、ひいては基本アシスト成分Ｔａ１＊に対する補正成分Ｔａ２＊が減少する。補正成分Ｔａ２＊が減少する分、操舵機構２０に付与される操舵補助力も減少する。その結果、操舵補助力の減少に応じてステアリングの操舵反力は増大する。このため、横加速度ＬＡの大きさに応じて好適な操舵反力が得られる。したがって、運転者が身体に受ける横加速度ＬＡと、ステアリングを通じて手に感じる操舵反力、すなわち手応えとを調和させることができる。
【０１００】
（２）第２の車両反力モデル８２は、横加速度ＬＡの増大に応じて操舵反力に含まれる弾性成分を増大させるべく第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊を演算する。目標ピニオン角演算部６２は、第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の分だけ大きさが抑制された基本駆動トルクＴｐ＊（減算値Ｔｐ＊＊）に応じて目標ピニオン角θｐ＊を算出する。ピニオン角フィードバック制御部６３は、目標ピニオン角演算部６２により算出される目標ピニオン角θｐ＊と実際のピニオン角θｐとのフィードバック制御を通じて補正成分Ｔａ２＊を算出する。当該補正成分Ｔａ２＊による基本アシスト成分Ｔａ１＊の補正を通じて、操舵反力に含まれる弾性成分が増大される。このように、横加速度ＬＡの増大に応じて操舵反力に含まれる弾性成分が増大することにより、運転者が身体に受ける横加速度ＬＡと、ステアリングを通じて手に感じる操舵反力、すなわち手応えとを調和させることが可能である。
【０１０１】
（３）第１の車両反力モデル８１は、操舵周波数ｆｒｅｖの変化に対する第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の大きさを一定にすべく第２の補正ばね反力トルクＴｓｐ２＊を演算する。その理由はつぎの通りである。すなわち、横加速度ＬＡに応じて算出される第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊は、操舵周波数ｆｒｅｖに応じて変化する。たとえば操舵周波数ｆｒｅｖが高くなるほど、車両には横加速度ＬＡが働きにくくなるので、必要とされる第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊が算出されないおそれがある。この場合、ステアリングの操舵反力が十分に得られないので、運転者はいわゆる舵抜け感を覚えるおそれがある。そこで、第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の不足分を第２の補正ばね反力トルクＴｓｐ２＊で補うことによって、操舵周波数ｆｒｅｖにかかわらず一定の第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊を得ることが可能である。その結果、横加速度ＬＡの大きさに応じた操舵反力が安定して得られる。いわゆる舵抜け感の発生も抑制される。
【０１０２】
（４）目標ピニオン角θｐ＊に基づく基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊は、いわゆる剛性感（しっかり感）に寄与する。また、横加速度ＬＡに基づく第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊は車両との一体感に寄与する。このため、横加速度ＬＡに応じて基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊と第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊との使用比率を調節することにより、ステアリングの剛性感と車両との一体感とがそれぞれ好適に得られる。たとえば横加速度ＬＡが大きいほど車両との一体感が不足することが考えられるので、第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の使用比率を増大させる。これにより、横加速度ＬＡの大きさに応じて車両との一体感が好適に得られる。
【０１０３】
（５）第１の車両反力モデル８１は、目標とするばね成分Ｔｓｐ＊を得るべく、操舵周波数ｆｒｅｖの変化に対する大きさが一定である第４の補正ばね反力トルクＴｓｐ４＊に対する第１の補正ばね反力トルクＴｓｐ１＊をさらに演算する。このため、第１の補正ばね反力トルクＴｓｐ１＊の設定如何によって、所望の特性を有するばね成分Ｔｓｐ＊を得ることができる。
【０１０４】
＜他の実施の形態＞
なお、前記実施の形態は、次のように変更して実施してもよい。
・図１１に示すように、理想車両モデル７２には第３の車両反力モデル１０１を設けてもよい。この場合、図１および図２にそれぞれ二点鎖線で示すように、電動パワーステアリング装置１０には、ヨーレートセンサ４５０を設ける。また、図１１に示すように、理想車両モデル７２には、新たな補間演算部１０２を設ける。さらに、分配ゲイン演算部８３には、新たなゲインマップ１０３を設ける。
【０１０５】
第３の車両反力モデル１０１は、第５の補正ばね反力トルクＴｓｐ５＊を演算する。第５の補正ばね反力トルクＴｓｐ５＊は、車両に働くヨーレートＹＲに応じた操舵反力成分（ステアリングに作用させるべき反力成分）である。
【０１０６】
第５の補正ばね反力トルクＴｓｐ５＊は、理論的には次式（Ｂ）により求められる。
Ｔｓｐ５＊＝（ζ／ｌｎ）・（Ｉ／ｌ）・（ｌｒ・ｍ・Ｖ・γ＋Ｉ・γ′）  …（Ｄ）
ただし、「ζ」はトレール量、「ｌｎ」はナックルアーム長、「Ｉ」は車両に働くヨー慣性モーメント、「ｌ」はホイールベース、「ｌｒ」は車両を横からみたときの前輪軸と車両重心との間の距離、「ｍ」は車両の重量、「Ｖ」は車速、「γ」はヨーレート、「γ′」はヨー角加速度である。
【０１０７】
したがって、第３の車両反力モデル１０１は、ヨーレートセンサ４５０を通じて取得されるヨーレートを式（Ｄ）に適用することにより、第５の補正ばね反力トルクＴｓｐ５＊を算出することが可能である。なお、式（Ｄ）における「Ｉ・γ′」を割愛した演算式により第５の補正ばね反力トルクＴｓｐ５＊を求めてもよい。
【０１０８】
分配ゲイン演算部８３は、新たなゲインマップ１０３を使用して、第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊と第５の補正ばね反力トルクＴｓｐ５＊との使用比率を設定する。分配ゲイン演算部８３は、横加速度ＬＡが大きいときには、横加速度ＬＡに基づく第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の使用比率を増大させるとともに、ヨーレートＹＲに基づく第５の補正ばね反力トルクＴｓｐ５＊の使用比率を減少させる。横加速度ＬＡが小さいときには、横加速度ＬＡに基づく第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊の使用比率を減少させるとともに、ヨーレートＹＲに基づく第５の補正ばね反力トルクＴｓｐ５＊の使用比率を増大させる。
【０１０９】
新たな補間演算部１０２は、使用比率がそれぞれ調節された第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊と第５の補正ばね反力トルクＴｓｐ５＊とを足し合わせることにより、第６の補正ばね反力トルクＴｓｐ６＊を算出する。この第６の補正ばね反力トルクＴｓｐ６＊には補正演算部８４において第２の補正ばね反力トルクＴｓｐ２＊が足し合わせられることにより補正される。なお、このときの第２の補正ばね反力トルクＴｓｐ２＊は、操舵周波数ｆｒｅｖに対する第６の補正ばね反力トルクＴｓｐ６＊の値を一定にする観点に基づき、シミュレーションなどにより予め設定される。以降の処理は、本実施の形態と同様である。
【０１１０】
ヨーレートＹＲに基づく第５の補正ばね反力トルクＴｓｐ５＊は、ステアリング操作に対するいわゆるすっきり感に寄与する。このため、ヨーレートＹＲに基づく第５の補正ばね反力トルクＴｓｐ５＊と横加速度ＬＡに基づく第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊との使用比率を調節することにより、ステアリング操作に対するいわゆるすっきり感と車両との一体感とがそれぞれ好適に得られる。なお、第５の補正ばね反力トルクＴｓｐ５＊に基づく操舵反力は、車両に働くヨーレートＹＲに基づき算出される。このため、第５の補正ばね反力トルクＴｓｐ５＊を加味することにより、車両に遠心力が働いているときの状況に近似した操舵フィーリングが得られやすくなる。
【０１１１】
・本例では、トルクセンサ４２０はコラムシャフト２２ａに設けたが、インターミディエイトシャフト２２ｂあるいはピニオンシャフト２２ｃに設けてもよい。操舵トルクＴｈが検出できるのであれば、操舵機構２０の適宜の箇所に設けることが可能である。
【０１１２】
・本例では、ピニオン角フィードバック制御部６３において、ピニオン角θｐに対してＰＩＤ制御を行うようにしたが、ＰＩ制御を行ってもよい。
・本例では、転舵輪２６，２６の転舵角θｔａに対応するピニオン角θｐについてフィードバック制御を行うようにしたが、インターミディエイトシャフト２２ｂの回転角についてフィードバック制御を行うようにしてもよい。また、モータ３１の出力軸の回転角についてフィードバック制御を行ってもよい。インターミディエイトシャフト２２ｂおよびモータ３１の出力軸の回転角は、いずれも転舵角θｔａを反映する値であるため、これら回転角のフィードバック制御を通じて、間接的に転舵角θｔａのフィードバック制御を行うことができる。また、転舵輪２６，２６の転舵角θｔａを検出し、この転舵角θｔａに対して直接フィードバック制御を行うようにしてもよい。この場合、目標ピニオン角演算部６２は目標転舵角演算部として機能し、ピニオン角フィードバック制御部６３は転舵角フィードバック制御部として機能する。
【０１１３】
・本例では、理想ＥＰＳモデル７１は、基本アシスト成分Ｔａ１＊および操舵トルクＴｈの総和に基づいて目標ピニオン角θｐ＊（理想的なピニオン角）を求めるようにしたが、操舵トルクＴｈのみに基づいて目標ピニオン角θｐ＊を求めるようにしてもよい。
【０１１４】
・本例では、基本アシスト成分演算部６１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。また、基本アシスト成分演算部６１は、位相補償制御およびトルク微分制御の少なくとも一方の制御を実行するようにしてもよい。位相補償制御は、アシスト勾配に基づいてトルクセンサ４２０により検出される操舵トルクＴｈの位相を変化させてもよい。トルク微分制御は、基本アシスト成分Ｔａ１＊の微分値が大きいほど基本アシスト成分Ｔａ１＊の値を大きくすることが望ましい。
【０１１５】
・本例では、横加速度ＬＡに応じて基礎ばね反力トルクＴｓｐ０＊と第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊との使用比率を調節するようにしたが、当該調節は行わなくてもよい。このようにしても、本実施の形態の（１）〜（３），（５）と同様の効果が得られる。またこの場合、分配ゲイン演算部８３を省略可能である。
【０１１６】
・本例では、第１の車両反力モデル８１は、制御マップ９１に基づき算出される第１の補正ばね反力トルクＴｓｐ１＊を使用して、補間演算部８５により算出される第４の補正ばね反力トルクＴｓｐ４＊を補正するようにしたが、当該補正処理は行わなくてもよい。このようにしても、本実施の形態の（１）〜（４）と同様の効果が得られる。またこの場合、制御マップ９１を省略することも可能である。
【０１１７】
・本例では、第１の車両反力モデル８１は、制御マップ９２に基づき算出される第２の補正ばね反力トルクＴｓｐ２＊を使用して、第２の車両反力モデル８２により算出される第３の補正ばね反力トルクＴｓｐ３＊を補正するようにしたが、当該補正処理は行わなくてもよい。このようにしても、本実施の形態の（１），（２），（４）と同様の効果が得られる。またこの場合、制御マップ９２を省略することも可能である。
【０１１８】
・本例では、コラムシャフト２２ａに操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置１０に具体化したが、たとえばピニオンシャフト２２ｃあるいはラック軸２３に操舵補助力を付与するタイプの電動パワーステアリング装置に具体化してもよい。
【符号の説明】
【０１１９】
１０…電動パワーステアリング装置、２０…操舵機構、２２ｃ…ピニオンシャフト（回転軸）、２６…転舵輪、３１…モータ、４２…マイクロコンピュータ（制御装置）、６１…基本アシスト成分演算部（第１の演算部）、６２…第２の演算部を構成する目標ピニオン角演算部、６３…第２の演算部を構成するピニオン角フィードバック制御部、Ｔａ１＊…基本アシスト成分（基礎制御成分）、Ｔａ２＊…補正成分（補正制御成分）、Ｔｓｐ＊…ばね成分（補助弾性成分）、Ｔｓｐ１＊…第１の補正ばね反力トルク（追加弾性成分）、Ｔｓｐ２＊…第２の補正ばね反力トルク（追加弾性成分）、Ｔｓｐ３＊…第３の補正ばね反力トルク（補助成分）、Ｔｓｐ４＊…第４の補正ばね反力トルク、Ｔｓｐ０＊…基礎ばね反力トルク（基礎成分）、θｐ＊…目標ピニオン角（目標回転角）。
【図１】
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【図２】
2015042528.tif 000004
【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】
2015042528.tif 000009
【図８】
2015042528.tif 000010
【図９】
2015042528.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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