(57)【要約】【課題】仮想的な当接抗力（操舵反力）を生成すること。【解決手段】本ステアリング制御装置２００には、本発明の最も大きな特徴部である終端反力生成手段（エンド反力制御部２０）が具備されており、エンド反力生成電流ｉ２　が転舵範囲の上下限付近においてハンドルを中立点側に戻す形で急峻に生成される。例えばこの様な指令電流ｉ２　を新たに生成して、反力モータ４に追加的に指令することにより、反力モータ４からの出力トルクは、式「ｉｎ　＝ｉ１　＋ｉ２　」の新たな指令値ｉｎ　に比例する結果となる。ただし、ここで、ｉ１　は反力制御部５からの電流指令である。例えばこの様に終端反力生成手段を構成することにより、ハンドルの回転範囲に物理的な制約（終端又は当接点）の設定がない操舵角θに対しても、モータの発熱等の原因を作ることなく、仮想的な当接抗力（操舵反力）を生成することができる。【選択図】　図３
2004130971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング・ホイールに操舵反力を付与する操舵アクチュエータを有する操舵機構と、転舵軸を駆動する転舵アクチュエータを有する転舵機構とを備えたステアリング制御装置において、
前記ステアリング・ホイールの操舵角θを検出する操舵角センサと、
前記転舵機構における転舵変位量Ｘａ　を検出する転舵変位量センサと
を有し、
前記操舵機構は、
前記操舵角θの上限位置θＥ　付近及び、前記操舵角θの下限位置−θＥ　付近において、
前記操舵角θの所定の許容範囲（−θＥ　≦θ≦θＥ　）からの閾値越えを抑止する仮想的な当接抗力を、
前記操舵角θ、前記転舵変位量Ｘａ　、又は前記転舵変位量Ｘａ　に対する指令値Ｘｎ　に基づいて生成する
終端反力生成手段を有する
ことを特徴とするステアリング制御装置。
【請求項２】
前記操舵機構と前記転舵機構とを機械的に分離し、これら双方を連結する連結機構を電気的な連動機構にて代替的に構成した
ことを特徴とする請求項１に記載のステアリング制御装置。
【請求項３】
前記許容範囲（−θＥ　≦θ≦θＥ　）の上下限を車速ｖに基づいて、動的に変更する操舵角閾値可変手段を有する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のステアリング制御装置。
【請求項４】
前記指令値Ｘｎ　の許容範囲（−ＸＥ　≦Ｘｎ　≦ＸＥ　）の上下限を車速ｖに基づいて、動的に変更する転舵変位量閾値可変手段を有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のステアリング制御装置。
【請求項５】
前記転舵アクチュエータに対する指令値の閾値越えを緩和又は抑止する転舵リミッタを備え、
前記転舵リミッタは、前記操舵角θの閾値越えに対する操舵角リミッタを用いて構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のステアリング制御装置。
【請求項６】
前記転舵アクチュエータに対する指令値の閾値越えを緩和又は抑止する転舵リミッタを備え、
前記転舵リミッタは、前記指令値Ｘｎ　の閾値越えに対する位置指令リミッタを用いて構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のステアリング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリング・ホイールに操舵反力を付与する操舵アクチュエータを有する操舵機構と、転舵軸を駆動する転舵アクチュエータを有する転舵機構とを備えたステアリング制御装置に関する。
本発明は、例えば、所謂ステアバイワイヤ・システムや、或いは、所謂可変ギヤ比システム等の車載用の各種のステアリング制御装置に有用である。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、従来のステアバイワイヤ・システムとしては、下記の特許文献１に記載されているものや、或いは、下記の特許文献２に記載されているもの等が一般に広く知られている。
【０００３】
図１２は、従来のステアバイワイヤ・システムであるステアリング制御装置９００の制御方式を表す制御ブロック図である。
このステアリング制御装置９００の操舵機構は、転舵軸８から分離されたステアリング・シャフトと、ハンドル１（ステアリング・ホイール）と、トルクセンサ３（操舵トルクセンサ）と、反力モータ４（操舵アクチュエータ）と、反力制御部５等から主に構成されている。
【０００４】
反力制御部５や位置制御部１０Ａは、各々１台の処理装置（制御装置）から構成しても良いし、１台の処理装置（制御装置）が実行する２つの制御プログラムとして構成しても良い。また、各モータ４、６を駆動する図略の各モータ駆動回路は、各モータに付随させても良いし、処理装置（制御装置）側に具備しても良い。これらの構成は一般に任意である。
【０００５】
反力制御部５は、位置制御部１０Ａが実行する所定のフィードバック制御（これを以下、位置制御Ａと表す）によって決定される転舵モータ６に対する指令電流Ｉｎ　と、トルクセンサ３が出力する操舵トルクτに基づいて、反力モータ４に対する指令電流ｉｎ　を決定する。これにより、適度な操舵反力が生成される。
【０００６】
また、このステアリング制御装置９００の転舵機構は、上記の位置制御Ａを実行する位置制御部１０Ａと、舵角センサ２（操舵角センサ）と、転舵モータ６（転舵アクチュエータ）と、位置センサ７（転舵変位量センサ）と、転舵軸８と、タイヤ９等から主に構成されている。
【０００７】
図１３は、上記の従来のステアリング制御装置９００の位置制御部１０Ａの制御方式を表す制御ブロック図である。転舵軸の転舵変位量の指令値Ｘｎ　は、位置制御Ａ実行用の転舵変位量指令値演算部１１Ａにより、操舵角θに略比例する形で決定される。ＰＩＤ制御部１２は、周知のＰＩＤ制御により、転舵変位量の指令値Ｘｎ　と転舵変位量の測定値Ｘａ　に基づいて、転舵モータ６に対する指令電流Ｉｎ　の値を決定する。この位置制御Ａにより、タイヤ９の向きが所望の向きに制御される。
【０００８】
以上の制御方式に従えば、大きな操舵により転舵変位量の指令値Ｘｎ　が転舵軸の実際の物理的な終端位置（±ＸＥ　）を超えると、その超過量に応じて指令電流Ｉｎ　の値が急激に増大する。この時、反力制御部５の作用により反力モータ４の出力トルク（操舵反力）も急激に増大することになるので、例えハンドル１の回転範囲に物理的な制約（終端又は当接点）が設けられていない場合でも、操舵範囲に仮想的な終端が自然に生成（シミュレート又はエミュレート）される結果となる。
【０００９】
即ち、上記の様な従来の制御方式は、ハンドル１の回転範囲に物理的な制約（終端又は当接点）が設けられていない場合等に、操舵角θの所定の許容範囲（−θＥ　≦θ≦θＥ　）からの閾値越えを抑止する、終端での仮想的な当接抗力（操舵反力）を生成するのに都合が良い。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−３３４９４７号公報　（第４−５頁、第１図）
【特許文献２】
特開平５−１０５１００号公報　（第２−４頁、第１−３図）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来方式では、所定の操舵範囲の終端付近での仮想的な当接抗力（操舵反力）は、転舵変位量Ｘａ　がエンドで機械的に固定されるのに対して指令値Ｘｎ　がθに伴って増大することにより生成されるため、転舵モータ６に対する指令電流Ｉｎ　が非常に大きくなることがあり、この様な状態が長く継続されると、転舵モータ６の発熱や故障の原因となる恐れがある。
したがって、上記の従来方式は、転舵アクチュエータ（転舵モータ６）の小型化や軽量化の阻害要因となるので、上記の従来方式を採用した場合、車両の製造コスト、車両設計の自由度、車両の運動性能等の面で不利となる。
【００１２】
図１は、この様な発熱の問題を排除するために考案された、発熱防止機能を有するステアリング制御装置１００の制御方式を表す制御ブロック図である。このステアリング制御装置１００は、転舵軸８の位置制御方式が上記のステアリング制御装置９００の位置制御部１０Ａとは若干異なるものである。
即ち、図１の位置制御部１０Ｂは、図１３の転舵変位量指令値演算部１１Ａの代わりに、図２の転舵変位量指令値演算部１１Ｂを用いて構成したものであり、この転舵変位量指令値演算部１１ＢとＰＩＤ制御部１２の動作により転舵軸８の位置制御（位置制御Ｂ）を実行する。ただし、ＰＩＤ制御部１２等のその他の部分はそのまま用いる。
【００１３】
図２は、ステアリング制御装置１００の転舵変位量指令値演算部１１Ｂの演算方式を表すグラフである。本グラフの±ＸＥ　は、転舵変位量の許容範囲を表しており、実際の転舵軸の変位量の限界点に合わせて設定されている。例えばこの様に、転舵変位量の指令値Ｘｎ　の上下限をリミッタ等を用いてガードすれば、転舵モータ６に対する指令電流Ｉｎ　が過大となることが防止されるため、上記の発熱の問題は排除される。
【００１４】
しかしながら、この様なガード処理を実施した場合、ＰＩＤ制御部１２と反力制御部５の作用により、反力モータ４の出力トルク（操舵反力）も抑制されることになるので、図１２のステアリング制御装置９００の様に操舵範囲に仮想的な終端が生成（シミュレート又はエミュレート）されることはなくなる。
また、ステアリング制御装置９００の様な当接抗力（操舵反力）も生成されなくなるため、図２の斜線部分は容易に突入できるハンドルの遊び領域となってしまい、操舵角θがこの遊び領域に突入した際には、リニアな操舵感や転舵の応答性が損なわれる結果となる。
【００１５】
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、ハンドルの回転範囲に物理的な制約（終端又は当接点）が設けられていない操舵角θに対して、モータの発熱等の原因を作ることなく、仮想的な当接抗力（操舵反力）を生成することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段、並びに、作用及び発明の効果】
上記の課題を解決するためには、以下の手段が有効である。
即ち、本発明の第１の手段は、ステアリング・ホイールに操舵反力を付与する操舵アクチュエータを有する操舵機構と、転舵軸を駆動する転舵アクチュエータを有する転舵機構とを備えたステアリング制御装置において、ステアリング・ホイールの操舵角θを検出する操舵角センサと、転舵機構における転舵変位量Ｘａ　を検出する転舵変位量センサとを備え、更に、操舵角θの上限位置θＥ　付近及び操舵角θの下限位置−θＥ　付近において、操舵角θの所定の許容範囲（−θＥ　≦θ≦θＥ　）からの閾値越えを抑止する仮想的な当接抗力を、操舵角θ、転舵変位量Ｘａ　、又は転舵変位量Ｘａ　に対する指令値Ｘｎ　に基づいて生成する終端反力生成手段を上記の操舵機構に備えることである。
ただし、上記の操舵アクチュエータは、必ずしもステアバイワイヤ・システムの反力モータである必要はない。
【００１７】
上記の仮想的な当接抗力は操舵角θ、転舵変位量Ｘａ　、又は指令値Ｘｎ　に基づいて生成されるため、上記の様な構成に従えば、転舵アクチュエータ（転舵モータ）に対する指令値を過大にすることなく、操舵アクチュエータ（反力モータ）から仮想的な当接抗力を出力することが可能となる。
したがって、本発明によれば、ハンドルの回転範囲に物理的な制約（終端又は当接点）が設けられていない操舵角θに対して、モータの発熱等の原因を作ることなく、仮想的な当接抗力（操舵反力）を生成することができる。
【００１８】
尚、上記の操舵アクチュエータは、必ずしもステアバイワイヤ・システムの反力モータである必要はなく、例えば、操舵機構と転舵機構とを機械的に連結した従来のパワーステアリング装置等の通常のステアリング制御装置においても、上記の構成によって、ハンドルの回転範囲に物理的な制約（終端又は当接点）が設けられていない操舵角θ（−θＥ　＜∀θ＜θＥ　）に対して、モータの発熱等の原因を作ることなく、仮想的な当接抗力（操舵反力）を生成することができる。
【００１９】
また、本発明の第２の手段は、上記の第１の手段において、操舵機構と転舵機構とを機械的に分離し、これら双方を連結する連結機構を電気的な連動機構にて代替的に構成することである。
【００２０】
最近のステアバイワイヤ・システムの基本的な構成としては、ステアリング・ホイールに操舵反力を付与する操舵アクチュエータを有する操舵機構と、転舵軸を駆動する転舵アクチュエータを有する転舵機構とを備え、更に、ステアリング・ホイールの操舵角θを検出する操舵角センサと、ステアリング・ホイールに運転者が付与する操舵トルクτを検出する操舵トルクセンサと、転舵機構における転舵変位量Ｘａ　を検出する転舵変位量センサとを備えた構成が主流であり、この主要構成は今後とも主流になるものと思われる。
【００２１】
したがって、上記の第２の手段によれば、現在の一般的なステアバイワイヤ・システムの主要構成に対して、例えば図２等に例示されるリミッタ（転舵変位量指令値演算部１１Ｂ）や上記の終端反力生成手段を備えるだけで、本発明の作用・効果を得ることができる。即ち、本発明の制御機構を採用すれば、現在の一般的なステアバイワイヤ・システムの主要構成に対して、非常に安価に所望の問題解決機構（終端反力生成機構）を追加することが可能となる。
【００２２】
また、本発明の第３の手段は、上記の第１又は第２の手段において、許容範囲（−θＥ　≦θ≦θＥ　）の上下限を車速ｖに基づいて、動的に変更する操舵角閾値可変手段を備えることである。
【００２３】
この様な手段によれば、例えば高速走行時の操舵角度範囲を狭く制限し、ギヤ比（＝転舵量／操舵量）を小さく設定すれば、高速時には、過剰或いは急激な操舵が未然に回避され、これにより、安定した安心感のある操舵感を実現することができる。
また、極低速で行われることが多い駐車や車庫入れ等の操舵の際に、操舵角度範囲を狭く制限し、かつ、操舵量に対する転舵量の比を大きく設定することにより、小さな操舵操作によって、大きく転舵させることも可能となる。したがって、この様な手段は、例えば駐車時等の操舵操作量の軽減等にも大きな効果をもたらす。
【００２４】
また、本発明の第４の手段は、上記の第１乃至第３の何れか１つの手段において、指令値Ｘｎ　の許容範囲（−ＸＥ　≦Ｘｎ　≦ＸＥ　）の上下限を車速ｖに基づいて、動的に変更する転舵変位量閾値可変手段を備えることである。
【００２５】
例えば雪道や氷上等における曲芸的走行等の特殊或いは至って高度な操舵状況を除けば、通常、高速走行時に大きく転舵する操舵状況は考え難い。また、一般に、高速走行時には転舵量をある程度制限しておいた方がより安全だと考えられる。したがって、上記の手段によれば、例えば高速走行時等における転舵に伴う車両挙動の安全性や安定性を確保することができる。
【００２６】
また、本発明の第５の手段は、上記の第１乃至第４の何れか１つの手段において、転舵アクチュエータに対する指令値の閾値越えを緩和又は抑止する転舵リミッタを備え、この転舵リミッタを操舵角θ（検出値）の閾値越えに対する操舵角リミッタを用いて構成することである。
【００２７】
この様な検出値に対するリミッタを例えば、図１の舵角センサ２と位置制御部１０Ｂの間に設置すれば、図１３の転舵変位量指令値演算部１１Ａの代わりに、図２のリミッタ（転舵変位量指令値演算部１１Ｂ）を用いる必要がなくなる。この様な手段は、例えば本発明の終端反力生成手段において、仮想的な当接抗力を操舵角θに基づいて生成する際等に特に有用となる。
【００２８】
また、本発明の第６の手段は、上記の第１乃至第５の何れか１つの手段において、転舵アクチュエータに対する指令値の閾値越えを緩和又は抑止する転舵リミッタを備え、この転舵リミッタを指令値Ｘｎ　の閾値越えに対する位置指令リミッタを用いて構成することである。
【００２９】
この様な構成の例としては、例えば、上記の転舵リミッタを図２の位置指令リミッタ（転舵変位量指令値演算部１１Ｂ）を用いて構成した場合等が考えられ、勿論、この様な構成によっても、本発明を具体的に実施することができる。
以上の本発明の手段により、前記の課題を効果的、或いは合理的に解決することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。
〔第１実施例〕
図３は、本第１実施例のステアリング制御装置２００の制御方式を表す制御ブロック図である。このステアリング制御装置２００は、前述のステアリング制御装置１００と同様に、図１の位置制御部１０Ｂを、図１３の転舵変位量指令値演算部１１Ａの代わりに、図２の転舵変位量指令値演算部１１Ｂを用いて構成したものであり、この転舵変位量指令値演算部１１ＢとＰＩＤ制御部１２の動作により転舵軸８の位置制御（位置制御Ｂ）を実行する。
【００３１】
例えば、ステアリング制御装置２００（図３）の位置制御部１０Ｂは、ステアリング制御装置１００と同様に、図１３の転舵変位量指令値演算部１１Ａの代わりに、図２の転舵変位量指令値演算部１１Ｂを用いて構成されている。そして、この転舵変位量指令値演算部１１ＢとＰＩＤ制御部１２（図１３）の動作により転舵軸８の所定のフィードバック制御（これを以下、位置制御Ｂと表す）を実行する。ただし、ＰＩＤ制御部１２等のその他の部分はそのまま用いる。
【００３２】
更に、位置制御部１０Ｂ（図３）の転舵変位量指令値演算部１１Ｂの演算方式についても、ステアリング制御装置１００と同様である。即ち、図３の位置制御部１０Ｂが使用する図２のグラフは、転舵変位量指令値演算部１１Ｂから参照可能なマップ（テーブルデータ）から構成されており、このグラフの±ＸＥ　は転舵変位量の許容範囲を表している。この上下限値は実際の転舵軸の変位量の限界点に合わせて設定されている。例えばこの様に、転舵変位量の指令値Ｘｎ　の上下限をリミッタ等を用いてガードすれば、転舵モータ６に対する指令電流Ｉｎ　が過大となることが防止されるため、上記の発熱の問題は排除される。
【００３３】
更に、本ステアリング制御装置２００には、本発明の最も大きな特徴部である終端反力生成手段（エンド反力制御部２０）が具備されており、この点が前述のステアリング制御装置１００とは大きく異なる。
【００３４】
反力制御部５や位置制御部１０Ａや終端反力生成手段（エンド反力制御部２０）は、各々１台の処理装置（制御装置）から構成しても良いし、１台の処理装置（制御装置）が実行する３つの制御プログラムとして構成しても良い。また、各モータ４、６を駆動する図略の各モータ駆動回路は、各モータに付随させても良いし、処理装置（制御装置）側に具備しても良い。これらの装置構成は任意で良い。
【００３５】
図４に、本ステアリング制御装置２００の終端反力生成手段（エンド反力制御部２０）のエンド反力（−ｉ２　）の演算方式を例示する。
例えばこの様な操舵角θとは逆向きの指令電流ｉ２　を新たに生成して、反力モータ４に追加的に指令することにより、反力モータ４からの出力トルクは、次式（１）の新たな指令値ｉｎ　に比例する結果となる。
【数１】
ｉｎ　＝ｉ１　＋ｉ２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（１）
ただし、ここで、ｉ１　は反力制御部５からの電流指令（従来分）であり、ｉ２　はエンド反力制御部２０からの電流指令（エンド反力生成電流）である。
【００３６】
例えばこの様に終端反力生成手段を構成することにより、エンド反力生成電流ｉ２　が転舵範囲の上下限付近においてハンドルを中立点側に戻す形で急峻に生成されるので、ハンドルの回転範囲に物理的な制約（終端又は当接点）が設けられていない操舵角θに対しても、モータの発熱等の原因を作ることなく、仮想的な当接抗力（操舵反力）を生成することができる。
【００３７】
〔第２実施例〕
図５は、本第２実施例のステアリング制御装置３００の制御方式を表す制御ブロック図である。このステアリング制御装置３００は、第１実施例のステアリング制御装置２００の構成を幾らか改造したものであり、以下で特に言及していない部分については、基本的に第１実施例のステアリング制御装置２００と同じ構成である。
【００３８】
以下、本第２実施例のステアリング制御装置３００の特徴部分を中心に、その構成、制御手順、作用、効果等を詳細に説明する。
本第２実施例のステアリング制御装置３００は、終端反力生成手段として、前述の第１実施例のステアリング制御装置２００のエンド反力制御部２０（図３、図４）の代わりに、操舵角θから直接的に終端反力を生成するエンド反力制御部２１（図５）を用いている点が、最も大きく異なっている。
以下、反力制御部５、位置制御部１０Ａ、及びエンド反力制御部２１（終端反力生成手段）を１台の処理装置（制御装置）が実行する３つの制御プログラムとして構成した場合に関する、ステアリング制御装置３００の具体的な制御手順を説明する。
【００３９】
図６は、本第２実施例のステアリング制御装置３００の制御手順を表すフローチャートである。
このステアリング制御の制御手順では、まず最初に、ステップ６１０によりシステムの初期化を行う。この初期化は、制御変数の初期化や定期的な繰り返し処理に必要なタイマー割り込み制御の初期化等の処理が中心である。
【００４０】
次に、ステップ６２０では、操舵角センサ２、操舵トルクセンサ３、転舵変位量センサ７、及び図略の車速センサ等の各種センサからの各検出結果（操舵角θ，操舵トルクτ，転舵変位量Ｘａ　，車速ｖ等）を入力する。
ステップ６３０では、転舵モータ制御を行うサブルーチン（図７）を呼び出して実行する。このサブルーチンは、図５の位置制御Ｂを実行する位置制御部１０Ｂを具現するサブルーチンである。
【００４１】
図７に、この転舵モータ制御（６３０）の制御手順を例示する。
本サブルーチンのステップ７３０では、図２のマップ（テーブルデータ）に基づいて、転舵変位量の指令値Ｘｎ　を求める。ただし、図２のマップは１次式で表現されているが、操舵角θに対する指令値Ｘｎ　はθの２次式で表現される形のものでも良い。例えば、次式（２）を近似的に満たす原点対称の指令値Ｘｎ　の設定により、中立点付近において比較的穏やかな転舵応答を示すステアリング制御装置を構成することができる。ただし、以下の各係数ａ１　，ａ２　はそれぞれ適当にチューニングされた定数である。
【数２】
ｄＸｎ　／ｄθ＝ａ１　＋ａ２　｜θ｜　　　　　　　　　　　　　　　…（２）
【００４２】
ステップ７５０では、ステップ６２０とステップ７３０の実行結果に基づいて、転舵変位量の指令値と測定値との偏差ΔＸ（＝Ｘｎ　−Ｘａ　）を求める。
ステップ７７０では、この偏差ΔＸに関する所定の比例積分微分制御（これを以下、ＰＩＤ制御１と表す）を実行する。
以下、この比例積分微分制御（ＰＩＤ制御１）について説明する。
【００４３】
（ＰＩＤ制御１）
この比例積分微分制御は、公知の次式（３）に従って、転舵モータ６に対する電流指令値Ｉｎ　を算出するものである。ただし、以下の各係数ｂ１　，ｂ２　，ｂ３　はそれぞれ適当にチューニングされた定数である。
【数３】
Ｉｎ　＝ｂ１　ΔＸ＋ｂ２　∫ΔＸｄｔ＋ｂ３　ｄ（ΔＸ）／ｄｔ　　　　…（３）
【００４４】
そして、次のステップ７９０では、以上のＰＩＤ制御１によって算出された電流指令値Ｉｎ　を、図略の転舵モータ駆動回路と図５の反力制御部５に対して出力する。
以上の転舵モータ制御を実行した後は、本サブルーチンの呼出元（図６）に制御を戻す。
【００４５】
次に、図６のステップ６４０では、反力モータ制御を行うサブルーチン（図８）を呼び出して実行する。このサブルーチンは、図５の反力制御部５とエンド反力制御部２１（終端反力生成手段）とを同時に具現するサブルーチンである。
【００４６】
図８に、この反力モータ制御（６４０）の制御手順を例示する。本サブルーチンでは、まず最初にステップ８２０にて、所定の比例積分微分制御（これを以下、ＰＩＤ制御２と表す）を実行する。
以下、この比例積分微分制御（ＰＩＤ制御２）について説明する。
【００４７】
（ＰＩＤ制御２）
この比例積分微分制御は、次式（４）に従って、図５の反力モータ４に対する電流指令の従来分である電流指令値ｉ１　を算出するものである。ただし、以下の各係数ｃ１　，ｃ２　，ｃ３　，ｃ４　，ｃ５　，ｃ６　はそれぞれ適当にチューニングされた定数とする。
【数４】
ｉ１　＝−ｃ１　τ−ｃ２　∫τｄｔ−ｃ３　ｄτ／ｄｔ−ｃ４　Ｉｎ　−ｃ５　∫Ｉｎ　ｄｔ−ｃ６　ｄＩｎ　／ｄｔ　　　　　…（４）
以上のＰＩＤ制御２によって、反力モータ４に対する従来分の電流指令値ｉ１　が算定される。
【００４８】
次に、ステップ８３０では、マップ（テーブルデータ）によって実現される適当な関数ｆを用いて、操舵角の許容範囲の上限値θＥ　を決定する。ただし、ここで、ｆはステップ６２０で入力された車速ｖに基づいて操舵角θの上限値θＥ　を決定する関数であり、例えば図９に例示される様なマップ（操舵角閾値可変手段）により実現することができる。
【数５】
θＥ　＝ｆ（ｖ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（５）
即ち、操舵角θの上下限に相当する閾値（±θＥ　）は、例えば図９や式（５）に示す様に、適当な関数を用いて車速ｖ等に応じて動的に変化させることができる。
この角度θＥ　（＞０）は、前述の転舵モータの発熱の問題が顕在化或いは表面化する恐れの無い範囲内で任意に設定（最適化）することができる。
【００４９】
次に、ステップ８４０では、例えば図１０に例示される様なマップ（テーブルデータ）によって、エンド反力生成電流ｉ２　（終端反力生成手段からの指令電流）を決定する。即ち、図１０は、ステアリング制御装置３００の終端反力生成手段（エンド反力制御部２１）のエンド反力生成電流ｉ２　の演算方式を例示するグラフである。電流ｉ２　の値は所定の閾値（±θＥ　）付近で急峻に増減している。例えば、この様な電流指令（エンド反力生成電流ｉ２　）の設定によれば、転舵位置がエンド付近に在るか否かに係わらず、任意の操舵角θに対して、当接点（終端）をシミュレート又はエミュレートすることが可能となる。
【００５０】
尚、図１０では直線的な設定例を例示しているが、この急峻な増減部の形状は曲線的に構成しても良い。例えば、２次関数、３次関数、或いは４次関数等を利用して曲線的に定義しても良いし、適当なマップ（テーブルデータ）と補間処理によって好適な当接感を実現する様にしても良い。
【００５１】
図８のステップ８５０では、第１実施例と同様に前述の式（１）に従って、反力モータ４に対する電流指令値ｉｎ　を決定する。
そして、次のステップ８６０では、以上の様にして算出された電流指令値ｉｎ　を、図略の反力モータ駆動回路に対して出力する。
以上の反力モータ制御を実行した後は、本サブルーチンの呼出元（図６）に制御を戻す。
【００５２】
そして、図６のステップ６５０では、最後に、ステップ６２０以降の処理を定期的（１例：０．５ｍｓ周期）に実行するために、タイマ割り込みの予約設定処理等を行い、タイマ割り込みの待ち状態に遷移する。
【００５３】
以上のステアリング制御に関する制御手順に従えば、ハンドルの回転範囲に物理的な制約（終端又は当接点）が設けられていない操舵角θに対して、モータの発熱等の原因を作ることなく、仮想的な当接抗力（操舵反力）を生成することができる。
【００５４】
また、図９に例示される様な設定に従えば、例えば高速走行時の操舵角度範囲を狭く制限し、ギヤ比（＝転舵量／操舵量）を小さく設定することにより、高速時には、過剰或いは急激な操舵が未然に回避されるので、これにより、安定した安心感のある操舵感を実現することができる。また、極低速で行われることが多い駐車や車庫入れ等の操舵の際に、操舵角度範囲を狭く制限し、かつ、操舵量に対する転舵量の比を大きく設定することにより、小さな操舵操作によって、大きく転舵させることも可能となる。したがって、この様な手段は、例えば駐車時等の操舵操作量の軽減等にも大きな効果をもたらす。
【００５５】
また、転舵リミッタは、操舵角θ（検出値）の閾値越えに対する操舵角リミッタを用いて構成しても良い。この様な検出値に対するリミッタを例えば、図５の位置制御部１０Ｂの前段（直前）に設置すれば、図１３の転舵変位量指令値演算部１１Ａの代わりに、図２のリミッタ（転舵変位量指令値演算部１１Ｂ）を用いる必要がなくなる。
【００５６】
或いは、上記の構成において、転舵リミッタを省略した構成を取っても良い。終端反力生成手段からの指令電流（エンド反力生成電流ｉ２　）の作用により、操舵角θは自ずと制約されるので、この指令電流ｉ２　を効果的に生成する終端反力生成手段が具備されている限りにおいては、必ずしも転舵リミッタを具備する必要はない。言い換えれば、上記の転舵リミッタは、指令電流ｉ２　によって生成される終端反力を相殺して余りある強力な操舵が行われた場合に対するフェールセーフの働きを奏するものと考えることができる。
【００５７】
〔第３実施例〕
本第３実施例は、上記の第２実施例の構成例に対する部分的な変形例を示すものであり、以下、ステアリング制御装置３００の転舵変位量指令値演算部１１Ｂに関するその他の構成例（即ち、転舵変位量指令値演算部１１Ｃ）を具体的に説明する。
【００５８】
図１１に、本第３実施例における転舵変位量指令値演算部１１Ｃの演算方式を例示する。本図１１の縦軸切片のＸＥ１，ＸＥ３は、図９の車速ｖ１　，ｖ３　に対する各転舵変位量の許容範囲の上限値（ＸＥ　）の値を示している。即ち、操舵角θが大きく変動した場合においても、各車速において、転舵量の指令値Ｘｎ　がこれらの上限値（ＸＥ１，ＸＥ３）を超えることはない。尚、本第３実施例においては、図９の車速ｖ２　に対する転舵変位量の許容範囲の上限値（ＸＥ２）は、車速ｖ１　に対する転舵変位量の許容範囲の上限値ＸＥ１と略同値に設定されている。
【００５９】
例えば、この様な設定により、可変ギヤ比システムを容易に構成（シミュレート又はエミュレート）することができる。例えば図１１の高速時（ｖ３　）の設定の様に、操舵角度範囲を狭く制限しギヤ比を小さく設定すれば、高速時には操舵に対する転舵が比較的小さく応答するので、これにより、安定した操舵感を実現することができる。また、例えば図１１の高速時（ｖ３　）の設定の様に、転舵量範囲を動的に狭く制限することにより、高速走行時における転舵に伴う車両挙動の安全性や安定性を確保することができる。
【００６０】
また、極低速で行われることが多い駐車や車庫入れ等の操舵の際に、操舵角度範囲を狭く制限し、かつ、操舵量に対する転舵量の比を大きく設定することにより、小さな操舵操作によって、大きく転舵させることも可能となる。したがって、この様な手段は、例えば駐車時等の操舵操作量の軽減等にも大きな効果をもたらす。
【００６１】
尚、上記の各実施例における終端反力生成手段（エンド反力制御部２０や、エンド反力制御部２１）は、反力制御部５の内部モジュールや、或いは反力制御部５が利用可能な外部関数やローカル関数等として具備しても良い。
【００６２】
また、上記の各実施例では、ＳＢＷシステム（ステアバイワイヤ・システム）の構成例を例示したが、本発明は、例えば、機械的に構成されたＶＧＲＳ等の様に、操舵機構と転舵機構とが機械的に連動したステアリング制御装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発熱防止機能を有するステアリング制御装置１００の制御方式を表す制御ブロック図。
【図２】ステアリング制御装置１００の転舵変位量指令値演算部１１Ｂの演算方式を表すグラフ。
【図３】本発明の第１実施例に係わるステアリング制御装置２００の制御方式を表す制御ブロック図。
【図４】ステアリング制御装置２００の終端反力生成手段（エンド反力制御部２０）のエンド反力（−ｉ２　）の演算方式を表すグラフ。
【図５】本発明の第２実施例に係わるステアリング制御装置３００の制御方式を表す制御ブロック図。
【図６】本発明の第２実施例に係わるステアリング制御装置３００の制御手順を表すフローチャート。
【図７】ステアリング制御装置３００の転舵モータ制御の制御手順を表すフローチャート。
【図８】ステアリング制御装置３００の反力モータ制御の制御手順を表すフローチャート。
【図９】ステアリング制御装置３００の操舵角閾値可変手段の閾値設定方式を表すグラフ。
【図１０】ステアリング制御装置３００の終端反力生成手段（エンド反力制御部２１）のエンド反力生成電流ｉ２　の演算方式を表すグラフ。
【図１１】本発明の第３実施例に係わる転舵変位量指令値演算部１１Ｃの演算方式を表すグラフ。
【図１２】従来のステアリング制御装置９００の制御方式を表す制御ブロック図。
【図１３】従来のステアリング制御装置９００の位置制御Ａ（１０Ａ）の制御方式を表す制御ブロック図。
【符号の説明】
１００，２００，
３００　…　ステアリング制御装置
１　…　ハンドル（ステアリング・ホイール）
２　…　舵角センサ（操舵角センサ）
３　…　トルクセンサ（操舵トルクセンサ）
４　…　反力モータ（操舵アクチュエータ）
５　…　反力制御部
６　…　転舵モータ（転舵アクチュエータ）
７　…　位置センサ（転舵変位量センサ）
８　…　転舵軸
９　…　タイヤ
１０Ａ…　位置制御Ａを実行す位置制御部
１０Ｂ…　位置制御Ｂを実行す位置制御部
１１Ａ…　転舵変位量指令値演算部（位置制御Ａ用）
１１Ｂ…　転舵変位量指令値演算部（位置制御Ｂ用）
１１Ｃ…　転舵変位量指令値演算部（第３実施例）
２０　…　終端反力生成手段（エンド反力制御部）
２１　…　終端反力生成手段（エンド反力制御部）
θ　…　操舵角
θＥ　…　操舵角の許容範囲の上限値
Ｘａ　…　転舵変位量（測定値）
Ｘｎ　…　転舵変位量の指令値
ＸＥ　…　転舵変位量の許容範囲の上限値
ｖ　…　車速
ｆ　…　車速ｖに基づいて操舵角の上限値θＥ　を決定する関数
τ　…　操舵トルク
Ｉｎ　…　転舵アクチュエータ（転舵モータ６）に対する指令電流
ｉｎ　…　操舵アクチュエータ（反力モータ４）に対する指令電流
ｉ１　…　反力制御部５からの指令電流
ｉ２　…　エンド反力生成電流（終端反力生成手段からの指令電流）
【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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