(57)【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、車両の操舵状態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目標回転角を少なくとも操舵トルクに基づき演算する第２の演算部と、
前記回転軸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基礎制御成分に対する補正制御成分を演算する第３の演算部と、
少なくとも前記目標回転角に基づき前記操舵補助力における第１の反力成分を演算する第１の反力成分演算部と、
前記操舵状態を示す複数種の状態量および前記目標回転角の少なくとも一に基づき前記操舵補助力における第２の反力成分を演算する第２の反力成分演算部と、
前記目標回転角に対する前記第１の反力成分の変化の勾配に応じて前記第２の反力成分を補正する補正部と、を有する電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
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、車両の操舵状態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目標回転角を少なくとも操舵トルクに基づき演算する第２の演算部と、
前記回転軸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基礎制御成分に対する補正制御成分を演算する第３の演算部と、
少なくとも前記目標回転角に基づき前記操舵補助力における第１の反力成分を演算する第１の反力成分演算部と、
前記操舵状態を示す複数種の状態量および前記目標回転角の少なくとも一に基づき前記操舵補助力における第２の反力成分を演算する第２の反力成分演算部と、
前記第１の反力成分演算部に取り込まれる前記目標回転角に、前記第２の反力成分を加算することにより前記第１の反力成分を変更する変更部と、を有する電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
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、車両の操舵状態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目標回転角を少なくとも操舵トルクに基づき演算する第２の演算部と、
前記回転軸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基礎制御成分に対する補正制御成分を演算する第３の演算部と、
少なくとも前記目標回転角に基づき前記操舵補助力における第１の反力成分を演算する第１の反力成分演算部と、
前記操舵状態を示す複数種の状態量および前記目標回転角の少なくとも一に基づき前記操舵補助力における第２の反力成分を演算する第２の反力成分演算部と、
前記目標回転角に対する前記第１の反力成分の変化の勾配に応じて前記第２の反力成分を補正する補正部と、
前記第１の反力成分演算部に取り込まれる前記目標回転角に、前記第２の反力成分を加算することにより前記第１の反力成分を変更する変更部と、を有する電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項１または請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記補正部は、前記第１の反力成分の変化の勾配に応じたゲインを演算する勾配ゲイン演算部と、
前記ゲインを前記第２の反力成分に乗算する乗算器と、を有し、
前記勾配ゲイン演算部は、前記勾配が大きくなるときほど、より大きな値の前記ゲインを演算する電動パワーステアリング装置。
【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電動パワーステアリング装置において、
前記第１の反力成分演算部は、前記第１の反力成分として前記目標回転角に比例するばね成分を演算するばね特性制御演算部を含み、
前記第２の反力成分演算部は、前記第２の反力成分として操舵角速度に比例する粘性成分を演算する粘性制御演算部、および前記第２の反力成分として操舵角の変化に対してヒステリシス特性を有する摩擦成分であるヒステリシス制御量を演算するヒステリシス制御量演算部の少なくとも一を含む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は、操舵トルクおよび車速に基づきアシスト指令値を演算し、当該アシスト指令値に基づきモータの駆動を制御する制御装置を備えている。詳述すると、制御装置は操舵トルクおよび車速に基づきアシスト指令値の基礎成分である第１アシスト成分を演算する。また、制御装置は操舵トルクおよび第１アシスト成分に基づき転舵角指令値を演算し、当該転舵角指令値に実際の転舵角を一致させるフィードバック制御を通じて第２アシスト成分を演算する。制御装置は第１アシスト成分に第２アシスト成分を加算することによりアシスト指令値を演算する。
【０００３】
制御装置は、第１アシスト成分と操舵トルクとを加算して駆動トルクを求め、当該駆動トルクから理想モデルに基づいて転舵角指令値を演算する。理想モデルは、ステアリングシャフトやモータなど、ＥＰＳを構成する各要素の特性に依存するＥＰＳ側理想モデルと、ＥＰＳが搭載される車両の特性に依存する車両側理想モデルとを含んでいる。ＥＰＳ側理想モデルは、転舵角の１階時間微分値に比例する粘性項、および転舵角の２階時間微分値に比例する慣性項により構成される。車両側理想モデルは、転舵角に比例するばね項により構成される。駆動トルクは、これらばね項、粘性項および慣性項の総和としてモデル化されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−０４０１７９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
より適切な操舵感を得るためには、ばね項、粘性項および慣性項の値のバランスが必要とされる。しかし、各項の値は互いに独立して決まるため、各項の値のバランスによっては、つぎのようなことが懸念される。たとえば、ばね項に基づくばね反力が強く現れすぎて、その分、粘性項に基づく粘性反力（ダンピング）が弱く現れることが考えられる。このとき、運転者は操舵トルクの変化として粘性を感じにくい。逆に、粘性項に基づく粘性反力が強く現れすぎて、その分、ばね項に基づくばね反力が弱く現れることも考えられる。このとき、運転者は操舵トルクの変化として粘性をより強く感じる。
【０００６】
本発明の目的は、より適切な操舵感が得られる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】
【０００７】
上記目的を達成し得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、車両の操舵状態に応じて前記モータを制御する制御装置と、を備えている。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目標回転角を少なくとも操舵トルクに基づき演算する第２の演算部と、前記回転軸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基礎制御成分に対する補正制御成分を演算する第３の演算部と、少なくとも前記目標回転角に基づき前記操舵補助力における第１の反力成分を演算する第１の反力成分演算部と、前記操舵状態を示す複数種の状態量および前記目標回転角の少なくとも一に基づき前記操舵補助力における第２の反力成分を演算する第２の反力成分演算部と、前記目標回転角に対する前記第１の反力成分の変化の勾配に応じて前記第２の反力成分を補正する補正部と、を有している。
【０００８】
この構成によれば、目標回転角の変化に対する第１の反力成分の変化の勾配に応じて、第１の反力成分による反力がより強く現れるときと、より弱く現れるときとがある。たとえば第１の反力成分の変化の勾配が大きいほど、目標回転角の変化に対する第１の反力成分の増加量が大きくなる。このため、運転者は第１の反力成分に基づく反力を操舵トルクの変化として、より強く感じる。この場合、第２の反力成分の値によるものの、運転者は第２の反力成分に基づく反力を操舵トルクの変化として感じにくくなるおそれがある。この点、第１の反力成分の変化の勾配に応じて第２の反力成分を補正することにより、第１の反力成分による反力と第２の反力成分による反力とのバランスが、より好適なバランスに調整される。したがって、より好適な操舵感を得ることが可能となる。
【０００９】
上記目的を達成し得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、車両の操舵状態に応じて前記モータを制御する制御装置と、を備えている。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目標回転角を少なくとも操舵トルクに基づき演算する第２の演算部と、前記回転軸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基礎制御成分に対する補正制御成分を演算する第３の演算部と、少なくとも前記目標回転角に基づき前記操舵補助力における第１の反力成分を演算する第１の反力成分演算部と、前記操舵状態を示す複数種の状態量および前記目標回転角の少なくとも一に基づき前記操舵補助力における第２の反力成分を演算する第２の反力成分演算部と、前記第１の反力成分演算部に取り込まれる前記目標回転角に、前記第２の反力成分を加算することにより前記第１の反力成分を変更する変更部と、を有している。
【００１０】
この構成によれば、目標回転角の変化に対する第１の反力成分の変化割合の大きさによっては、第１の反力成分による反力がより強く現れるときと、より弱く現れるときとがある。たとえば目標回転角の変化に対する第１の反力成分の変化割合が大きいほど、運転者は第１の反力成分に基づく反力を操舵トルクの変化として、より強く感じる。この場合、第２の反力成分の値によるものの、運転者は第２の反力成分に基づく反力を操舵トルクの変化として感じにくくなるおそれがある。この点、第１の反力成分演算部に取り込まれる目標回転角に第２の反力成分を加算することによって、その分、目標回転角の変化に対する第１の反力成分のヒステリシス幅が拡がる。このため、運転者は第２の反力成分に基づく反力を操舵トルクの変化として、より感じやすくなる。したがって、より好適な操舵感を得ることが可能となる。
【００１１】
上記目的を達成し得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、車両の操舵状態に応じて前記モータを制御する制御装置と、を備えている。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目標回転角を少なくとも操舵トルクに基づき演算する第２の演算部と、前記回転軸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基礎制御成分に対する補正制御成分を演算する第３の演算部と、少なくとも前記目標回転角に基づき前記操舵補助力における第１の反力成分を演算する第１の反力成分演算部と、前記操舵状態を示す複数種の状態量および前記目標回転角の少なくとも一に基づき前記操舵補助力における第２の反力成分を演算する第２の反力成分演算部と、前記目標回転角に対する前記第１の反力成分の変化の勾配に応じて前記第２の反力成分を補正する補正部と、前記第１の反力成分演算部に取り込まれる前記目標回転角に、前記第２の反力成分を加算することにより前記第１の反力成分を変更する変更部と、を有する。
【００１２】
この構成によれば、補正部と変更部とを併せ持つことにより、より好適な操舵感を得ることが可能である。目標回転角の変化に対する第１の反力成分の変化割合（勾配）が大きいときほど、有効である。
【００１３】
上記の電動パワーステアリング装置において、前記補正部は、前記第１の反力成分の変化の勾配に応じたゲインを演算する勾配ゲイン演算部と、前記ゲインを前記第２の反力成分に乗算する乗算器と、を有する構成を採用してもよい。この場合、前記勾配ゲイン演算部は、前記勾配が大きくなるときほど、より大きな値の前記ゲインを演算することが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、第１の反力成分の変化の勾配が大きくなるときほど、より大きな値のゲインが第２の反力成分に乗算される。第２の反力成分の値が大きくなる分、第２の反力成分に基づく反力を、より感じやすくなる。結果的に、第１の反力成分に基づく反力と、第２の反力成分に基づく反力とのバランスをとることが可能となる。
【００１５】
上記の電動パワーステアリング装置において、前記第１の反力成分演算部は、前記第１の反力成分としてばね成分を演算するばね特性制御演算部を含んでいてもよい。また、前記第２の反力成分演算部は、前記第２の反力成分として操舵角速度に比例する粘性成分を演算する粘性制御演算部、および前記第２の反力成分として操舵角の変化に対してヒステリシス特性を有する摩擦成分であるヒステリシス制御量を演算するヒステリシス制御量演算部の少なくとも一を含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の電動パワーステアリング装置によれば、より適切な操舵感が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】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】ＥＣＵの制御ブロック図。
【図３】ＥＰＳの第１の形態における目標ピニオン角演算部の制御ブロック図。
【図４】操舵角とヒステリシス制御量との関係を示すグラフ。
【図５】ピニオン角速度の絶対値と粘性成分との関係を示すグラフ。
【図６】目標ピニオン角の絶対値とばね成分との関係を示すグラフ。
【図７】ばね成分にヒステリシス制御量を加えたときの概念を示すグラフ。
【図８】ばね成分の特性勾配とゲインとの関係を示すグラフ。
【図９】（ａ）は目標ピニオン角にばね成分を除く反力成分（粘性成分、慣性成分、ヒステリシス成分）が加算される前における当該反力成分の特性を示すグラフ、（ｂ）は目標ピニオン角にばね成分を除く反力成分（粘性成分、慣性成分、ヒステリシス成分）が加算された後における当該反力成分の特性を示すグラフ。
【図１０】ＥＰＳの第２の形態における目標ピニオン角演算部の制御ブロック図。
【図１１】目標ピニオン角にばね成分を除く反力成分（粘性成分、慣性成分、ヒステリシス成分）が加算されるときの目標ピニオン角とばね成分との関係を示すグラフ。
【図１２】（ａ）は目標ピニオン角とばね成分との関係を示すグラフ、（ｂ）は目標ピニオン角とばね成分の特性勾配との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第１の実施の形態＞
以下、電動パワーステアリング装置の第１の実施の形態を説明する。
＜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。
【００１９】
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。
【００２０】
操舵補助機構３０は、操舵補助力（アシスト力）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。
【００２１】
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および回転角センサ４３０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。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および回転角θｍに基づき、モータ３１を制御する。
【００２２】
＜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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
＜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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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圧がモータ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。
【００３１】
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。
【００３２】
＜アシスト指令値演算部＞
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、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、および加算器６４を有している。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
なお、目標ピニオン角演算部６２は、車速Ｖを取り込み、当該取り込まれる車速Ｖを加味して目標ピニオン角θｐ＊を演算してもよい。
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＊に対する補正成分Ｔａ２＊（補正制御成分）を求める。
【００３６】
加算器６４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。
ここで、目標操舵特性あるいは操舵感のチューニング幅を拡げるため、または操舵時のヒステリシス特性を最適化するための構成が設けられることがある。当該構成として、アシスト指令値演算部５１には、操舵角演算部６５、ヒステリシス制御量演算部６６および減算器６７がそれぞれ設けられる。
【００３７】
操舵角演算部６５は、モータ３１の回転角θｍに基づいてステアリングホイール２１の実際の操舵角θｓを演算する。操舵角演算部６５は、モータ３１の回転角θｍとステアリングシャフト２２の回転角との相関関係を利用して操舵角θｓを演算する。なお、ステアリングホイール２１が中立位置に位置しているとき、操舵角θｓの値は「０」となる。また操舵角θｓは、ステアリングホイール２１が中立位置を基準とする右方向へ操作されたときには正の値、同じく左方向へ操作されたときには負の値となる。
【００３８】
ヒステリシス制御量演算部６６は、操舵角演算部６５により演算される操舵角θｓおよび車速センサ４１０を通じて検出される車速Ｖをそれぞれ取り込む。ヒステリシス制御量演算部６６は、操舵角θｓに基づき基本的なヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊を演算し、当該基本的なヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に対して車速Ｖに応じたゲインを乗算することにより、最終的なヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊を演算する。ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊は、操舵角θｓの変化に対してヒステリシス特性を有する補正成分である。
【００３９】
図４のグラフに示すように、ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊は、ステアリングホイール２１の中立位置（θｓ＝０）を基準とする切り込み操舵時には操舵角θｓと同方向へ向けて増加する一方、切り戻し操舵時には操舵角θｓと反対方向へ向けて増加する。ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊は、運転者に滑らかな操舵感を与えるために、運転者の操舵に適したヒステリシスを有する操舵反力を与える観点に基づき算出される。
【００４０】
図２に戻って、減算器６７は、基本アシスト成分Ｔａ１＊からヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊を減算することにより最終的な基本アシスト成分Ｔａ１＊を生成する。この場合、目標ピニオン角演算部６２は、当該最終的な基本アシスト成分Ｔａ１＊を使用して目標ピニオン角θｐ＊を演算する。また、加算器６４は、当該最終的な基本アシスト成分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。
【００４１】
基本アシスト成分Ｔａ１＊から減算されるヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊の分だけ、アシスト指令値Ｔａ＊、ひいては電流指令値Ｉ＊が減少する。すなわち、ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊の減算分だけ、ステアリングシャフト２２に付与される操舵補助力（アシスト力）が減少する。ステアリングホイール２１の操作に必要とされる操舵トルクＴｈがヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊の減算分だけ増加するため、ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に応じた操舵感を運転者に与えることが可能となる。
【００４２】
＜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。
前述したように、目標ピニオン角演算部６２は、最終的な基本アシスト成分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（１）で表されることを利用したモデルである。
【００４３】
Ｔｐ＊＝Ｊｐθｐ＊’’{Ｃθｐ＊’＋Ｋθｐ＊  …（１）
ただし、「Ｊｐ」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。
【００４４】
式（１）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Ｊｐ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。
【００４５】
目標ピニオン角演算部６２は、式（１）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（１）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を含んでいる。
【００４６】
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。
【００４７】
加算器７３は、最終的な基本アシスト成分Ｔａ１＊と操舵トルクＴｈとを足し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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。粘性成分Ｔｖｉ＊は、ピニオン角速度ωｐ＊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）の一である。
【００５１】
ちなみに、粘性モデル７８は、ピニオン角速度ωｐ＊の絶対値と粘性成分Ｔｖｉ＊との関係を規定する制御マップに基づき、ピニオン角速度ωｐ＊の絶対値に応じた粘性成分Ｔｖｉ＊を算出してもよい。当該制御マップは、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。
【００５２】
図５のグラフに示すように、横軸にピニオン角速度ωｐ＊の絶対値を、縦軸に粘性成分Ｔｖｉ＊をそれぞれプロットしたとき、制御マップＭｖｉは、つぎのような特性を有する。すなわち、ピニオン角速度ωｐ＊の絶対値が「０」から一定値ωｐ１＊に達する前までの間、ピニオン角速度ωｐ＊の絶対値が増加するにつれて粘性成分Ｔｖｉ＊の値は急激に増加する。ピニオン角速度ωｐ＊の絶対値が一定値ωｐ１＊に達した以降、ピニオン角速度ωｐ＊の絶対値が増加するにつれて粘性成分Ｔｖｉ＊の値は緩やかに増加する。なお、ピニオン角速度ωｐ＊の絶対値が大きくなるほど、ピニオン角速度ωｐ＊の絶対値に対する粘性成分Ｔｖｉ＊の値の変化率（図５に示す特性線の接線の傾き）が小さくなる。
【００５３】
図３に戻って、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（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。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。ばね成分Ｔｓｐ＊は、目標ピニオン角θｐ＊に応じた操舵反力成分の一である。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を加味してもよい。
【００５４】
ちなみに、理想車両モデル７２は、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値とばね成分Ｔｓｐ＊との関係を規定する制御マップに基づき、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値に応じたばね成分Ｔｓｐ＊を算出してもよい。当該制御マップは、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。
【００５５】
図６のグラフに示すように、横軸に目標ピニオン角θｐ＊の絶対値を、縦軸にばね成分Ｔｓｐ＊をそれぞれプロットしたとき、制御マップＭｓｐは、つぎのような特性を有する。すなわち、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が「０」から一定値θｐ１＊に達する前までの間、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が増加するにつれてばね成分Ｔｓｐ＊の値は急激に増加する。目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が一定値θｐ１＊に達した以降、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が増加するにつれてばね成分Ｔｓｐ＊の値は緩やかに増加する。なお、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が大きくなるほど目標ピニオン角θｐ＊の絶対値に対するばね成分Ｔｓｐ＊の値の変化率（図６に示す特性線Ｌｓｐの接線の傾き）が小さくなる。ちなみに、理想車両モデル７２は、ばね成分Ｔｓｐ＊を演算する際に接線勾配αも演算する。
【００５６】
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Ｊｐ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。
【００５７】
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。
【００５８】
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＊（図２参照）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。
【００５９】
ここで、式（１）におけるばね項および粘性項、すなわち前述したばね成分Ｔｓｐ＊および粘性成分Ｔｖｉ＊は互いに独立して決まる。このため、つぎの問題が懸念される。
すなわち、目標ピニオン角θｐ＊が小さい領域の値（たとえば図６のグラフにおける一定値θｐ１＊未満）であるとき、ばね成分Ｔｓｐ＊に基づくばね反力が強く現れる一方、その分、粘性成分Ｔｖｉ＊に基づく粘性反力（ダンピング）が弱く現れるおそれがある。逆に、目標ピニオン角θｐ＊が大きい領域の値（たとえば図６のグラフにおける一定値θｐ１＊以上）であるとき、ばね成分Ｔｓｐ＊に基づくばね反力は弱く現れる一方、その分、粘性成分Ｔｖｉ＊に基づく粘性反力は強く現れる。
【００６０】
運転者の操舵感の維持向上という観点から、ばね成分Ｔｓｐ＊（ばね反力）と粘性成分Ｔｖｉ＊（粘性反力）とのバランスが必要とされる。たとえば、ばね反力がほとんど発生していない状態で強い粘性反力が発生するとき、運転者は操舵トルクの変化として粘性をより強く感じる。逆に、ばね反力が非常に強いとき、運転者は操舵トルクの変化として粘性を感じにくい。このように、ばね反力が強く現れるときと弱く現れるときとで、たとえばばね反力に応じて粘性反力を調整することができれば、より適した操舵感（手応え感）が得られる。先の図６のグラフに示される、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値の変化に対するばね成分Ｔｓｐ＊の変化を示す特性線Ｌｓｐの接線勾配（傾き）に応じて適切な粘性成分Ｔｖｉ＊が存在する。
【００６１】
また、ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊についても同様である。すなわち、ばね成分Ｔｓｐ＊に基づくばね反力が強いほど、運転者はヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に基づく操舵反力を摩擦として感じにくい。逆に、ばね成分Ｔｓｐ＊に基づくばね反力が弱いほど、運転者はヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に基づく操舵反力を摩擦として感じやすい。このように、ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に基づく操舵反力に応じた摩擦感も、ばね項に基づく操舵反力（ばね反力）の大きさとの間のバランスで決まる。
【００６２】
図７のグラフに示すように、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値に関わらず絶対値が等しい正負のヒステリシス制御量＋Ｔｈｙ＊，−Ｔｈｙ＊を特性線Ｌｓｐで示されるばね成分Ｔｓｐ＊に対して一律に付加する場合を検討する。この場合、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が小さいときほど、より小さな値のヒステリシス制御量＋Ｔｈｙ＊，−Ｔｈｙ＊が付加されているように見える。逆に、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が大きいときほど、より大きな値のヒステリシス制御量＋Ｔｈｙ＊，−Ｔｈｙ＊が付加されているように見える。
【００６３】
これは、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が小さいときほど、当該絶対値における特性線Ｌｓｐの接線勾配が大きくなることに起因する。すなわち、特性線Ｌｓｐの接線勾配が大きいときほど、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値の変化に対するばね成分Ｔｓｐ＊の増加量が多くなる。このため、運転者は操舵トルクの変化として、ばね成分Ｔｓｐ＊に基づくばね反力をより強く感じる。したがって、運転者は、特性線Ｌｓｐの接線勾配が大きいときほどヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に基づく操舵反力を摩擦として感じにくく、特性線Ｌｓｐの接線勾配が小さいときほどヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に基づく操舵反力を摩擦として感じやすい。
【００６４】
したがって、ばね反力の強弱に応じて、すなわち特性線Ｌｓｐの接線勾配に応じてヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊を調整することができれば、運転者に対して、より適した操舵感（摩擦感）を付与することが可能となる。図７のグラフに示される特性線Ｌｓｐの接線勾配に応じた、より適切なヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊が存在する。なお、特性線Ｌｓｐで示されるばね成分Ｔｓｐ＊に対して、正負の粘性成分＋Ｔｖｉ＊，−Ｔｖｉ＊を一律に付加する場合についても同様である。
【００６５】
そこで本例では、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値の変化に対するばね成分Ｔｓｐ＊の変化を示す特性線Ｌｓｐの接線勾配（傾き）に応じて、ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊および粘性成分Ｔｖｉ＊の値をそれぞれ変更する。当該変更を通じて、ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に基づく操舵反力とばね反力との間のバランス、および粘性反力とばね反力との間のバランスを、それぞれより適したバランスに調整することにより、運転者に対してより適切な操舵感を付与することが可能となる。具体的には、目標ピニオン角演算部６２に、つぎの構成を設けている。
【００６６】
図３に示すように、目標ピニオン角演算部６２は、２つの勾配ゲイン演算部８１，８２および乗算器８３を有している。また、アシスト指令値演算部５１は、乗算器８４を有している。
【００６７】
勾配ゲイン演算部８１は、理想車両モデル７２から所定のサンプリング周期で特性線Ｌｓｐの接線勾配（傾き）αを取り込み、当該取り込まれる接線勾配αに応じたゲインＧｖｉを演算する。このゲインＧｖｉは粘性成分Ｔｖｉ＊を調整するためのものである。
【００６８】
勾配ゲイン演算部８２は、理想車両モデル７２から所定のサンプリング周期で特性線Ｌｓｐの接線勾配（傾き）αを取り込み、当該取り込まれる接線勾配αに応じたゲインＧｈｙを演算する。このゲインＧｈｙはヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊を調整するためのものである。
【００６９】
乗算器８３は、勾配ゲイン演算部８１により演算されるゲインＧｖｉを、粘性モデル７８により演算される粘性成分Ｔｖｉ＊に乗算する。
乗算器８４は、勾配ゲイン演算部８２により演算されるゲインＧｈｙを、ヒステリシス制御量演算部６６により演算されるヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に乗算する。
【００７０】
勾配ゲイン演算部８１は、接線勾配αとゲインＧｖｉとの関係を規定するゲインマップＭＧｖｉに基づき、ゲインＧｖｉを演算する。ゲインマップＭＧｖｉは、要求される操舵特性などに応じて予め実験あるいはシミュレーションなどにより求められる。
【００７１】
図８のグラフに示すように、横軸に接線勾配αを、縦軸にゲインＧｖｉをそれぞれプロットしたとき、ゲインマップＭＧｖｉは、つぎのような特性を有する。すなわち、接線勾配αの値が「０」を起点として増加するにつれて、ゲインＧｖｉの値は初期値Ｇ０を起点として曲線的に増加する。なお、接線勾配αの値が大きくなるほどゲインＧｖｉの値の変化率（図８に実線で示される特性線ＬＧの接線の傾き）が小さくなる。また、初期値Ｇ０（絶対値）は、適宜の値に設定されるところ、たとえば「０」より大きく「１」より小さな値であってもよい。この場合、接線勾配αが勾配しきい値α１を超えるとき、ゲインＧｖｉが「１」を超えるようにゲインマップＭＧｖｉを設定してもよい。
【００７２】
ちなみに、初期値Ｇ０（絶対値）を「１」以上の値に設定することも可能である。また、接線勾配αの値の増加に伴い、ゲインＧｖｉの値が初期値Ｇ０を起点として直線的に増加するように、ゲインマップＭＧｖｉを設定してもよい。
【００７３】
勾配ゲイン演算部８２は、接線勾配αとゲインＧｈｙとの関係を規定するゲインマップＭＧｈｙに基づき、ゲインＧｈｙを演算する。このゲインマップＭＧｈｙは、ゲインマップＭＧｖｉと同様の特性を有する。このため、ゲインマップＭＧｈｙについては、先の図８のグラフの横軸および縦軸にそれぞれ括弧付きの符号を付し、その詳細な説明を割愛する。
【００７４】
＜勾配ゲイン演算部の作用＞
つぎに、２つの勾配ゲイン演算部８１，８２の作用を説明する。なお、ここではゲインＧｖｉ，Ｇｈｙの初期値Ｇ０（絶対値）は「０」より大きく「１」より小さな値である。また、接線勾配αの値が勾配しきい値α１を超えるとき、ゲインＧｖｉ，Ｇｈｙの値は「１」よりも大きな値となる。
【００７５】
先の図８のグラフに示されるように、接線勾配αの値が大きくなるほど２つのゲインＧｖｉ，Ｇｈｙは、より大きな値となる。これらゲインＧｖｉ，Ｇｈｙは、それぞれ粘性成分Ｔｖｉ＊およびヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に乗算される。このため、粘性成分Ｔｖｉ＊およびヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊は、それぞれ接線勾配αの値が小さくなるほどより小さな値に、接線勾配αの値が大きくなるほどより大きな値となる。
【００７６】
たとえば、先の図７のグラフに一点鎖線で示されるように、運転者がヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に基づく操舵反力、および粘性反力を感じにくい接線勾配αの値が大きな領域Ａ１では、ばね成分Ｔｓｐ＊に対して、より大きな粘性成分Ｔｖｉ＊およびヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊が付加される。逆に、運転者がヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に基づく操舵反力、および粘性反力を感じやすい接線勾配αの値が小さな領域Ａ２では、ばね成分Ｔｓｐ＊に対して、より小さな値の粘性成分Ｔｖｉ＊およびヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊が付加される。
【００７７】
これにより、ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に基づく操舵反力とばね反力とのバランス、およびばね反力と粘性反力とのバランスが、それぞれより適したバランスに調整される。このため、運転者に対してより適切な操舵感を付与することが可能となる。また、接線勾配αの値が大きいときであれ、粘性成分Ｔｖｉ＊およびヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊が増加する分、運転者はヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に基づく操舵反力に応じた摩擦感、および粘性反力に応じた粘性を、それぞれ操舵トルクの変化として感じやすくなる。
【００７８】
一例として、ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊にゲインＧｈｙを乗算することによって、ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に基づく操舵反力の特性は、図９（ａ）のグラフに示される状態から図９（ｂ）のグラフに示される状態へ変化する。図９（ａ），（ｂ）のグラフは、目標ピニオン角θｐ＊と操舵反力（ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に基づく操舵反力）との関係を示す。横軸は目標ピニオン角θｐ＊、縦軸は操舵反力である。
【００７９】
なお、粘性成分Ｔｖｉ＊にゲインＧｖｉを乗算したときの操舵反力の特性も、ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊にゲインＧｈｙを乗算したときの操舵反力の特性と同様に、図９（ａ）のグラフに示される状態から図９（ｂ）のグラフに示される状態へ変化する。このため、ここではヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に基づく操舵反力の特性を例に挙げて説明する。
【００８０】
図９（ａ）のグラフに示されるように、ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊にゲインＧｈｙが乗算されない場合、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が小さい領域Ｂ１（当該グラフの中央部分）におけるヒステリシス幅は、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が大きい領域Ｂ２（当該グラフの両端部分）におけるヒステリシス幅よりも狭くなる。ヒステリシス幅は操舵反力の大きさを示す。このため、領域Ｂ１ではヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に基づく操舵反力に応じた摩擦感を感じにくく、領域Ｂ２では当該摩擦感を感じやすいといえる。なお、粘性成分Ｔｖｉ＊にゲインＧｖｉが乗算されない場合についても同様に、領域Ｂ１では粘性成分Ｔｖｉ＊に基づく操舵反力に応じた粘性感を感じにくく、領域Ｂ２では当該粘性感を感じやすい。
【００８１】
図９（ｂ）のグラフに示されるように、ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊にゲインＧｈｙが乗算される場合、当該乗算されるゲインＧｈｙの値に応じて、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が小さい領域Ｂ１におけるヒステリシス幅が拡がる。逆に、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が大きい領域Ｂ２（当該グラフの両端部分）におけるヒステリシス幅は、当該乗算されるゲインＧｈｙの値に応じて狭くなる。ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊にゲインＧｈｙが乗算されない場合に比べて、領域Ｂ１ではヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に基づく操舵反力を感じやすくなる一方、領域Ｂ２ではヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に基づく操舵反力を感じにくくなったといえる。なお、粘性成分Ｔｖｉ＊にゲインＧｖｉが乗算される場合についても同様に、領域Ｂ１では粘性成分Ｔｖｉ＊に基づく操舵反力に応じた粘性感を感じやすく、領域Ｂ２では当該粘性感を感じにくい。
【００８２】
このように、図９（ｂ）のグラフにおける中央部分（特性線Ｌｓｐの接線勾配が大きい領域）と端部（特性線Ｌｓｐの接線勾配が小さい領域）とにおいて、ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に基づく操舵反力とばね反力とのバランス、および粘性成分Ｔｖｉ＊に基づく粘性反力とばね反力とのバランスが、それぞれより適したバランスに調整される。
【００８３】
＜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）目標ピニオン角θｐ＊の絶対値の変化に対するばね成分Ｔｓｐ＊の変化を示す特性線Ｌｓｐの接線勾配α（傾き）に応じて、ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊および粘性成分Ｔｖｉ＊の値をそれぞれ変更する。当該変更を通じて、ばね成分Ｔｓｐ＊に基づくばね反力とヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に基づく操舵反力とのバランス、および当該ばね反力と粘性成分Ｔｖｉ＊とのバランスが、それぞれより適したバランスに調整される。このため、運転者に対してより適切な操舵感を付与することが可能となる。
【００８４】
（２）ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊および粘性成分Ｔｖｉ＊のいずれか一方のみを、ばね成分Ｔｓｐ＊の変化を示す特性線Ｌｓｐの接線勾配αに応じて補正する構成を採用することも可能である。この場合であれ、ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に基づく摩擦感、または粘性成分Ｔｖｉ＊に基づく粘性感が得られやすくなる。これは、ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊または粘性成分Ｔｖｉ＊に応じて、目標ピニオン角θｐ＊が小さな領域Ｂ１（図９（ａ），（ｂ）参照）におけるヒステリシス幅が拡がるからである。
【００８５】
（３）逆に、ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊および粘性成分Ｔｖｉ＊に加え、慣性モデル７５により演算されるピニオン角加速度αｐ＊を接線勾配αに応じて補正する構成を採用することも可能である。この場合、慣性モデル用の勾配ゲイン演算部（図示略）を設け、当該勾配ゲイン演算部により演算されるゲインを慣性モデル７５により演算されるピニオン角加速度αｐ＊に乗算する。
【００８６】
＜第２の実施の形態＞
つぎに、電動パワーステアリング装置の第２の実施の形態を説明する。本例は、目標ピニオン角演算部６２の構成の点で第１の実施の形態と異なる。本例は、単独で実施してもよいし、第１の実施の形態と組み合わせて実施してもよい。
【００８７】
図１０に示すように、目標ピニオン角演算部６２（正確には、理想ＥＰＳモデル７１）は、先の粘性モデル７８に加え、もう一つの粘性モデル９１を有している。粘性モデル９１は、先の粘性モデル７８と同様に、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。
【００８８】
また、目標ピニオン角演算部６２は、ヒステリシス制御量演算部９２および加算器９３を有している。
ヒステリシス制御量演算部９２は、先のヒステリシス制御量演算部６６と同様に、操舵角θｓに基づき基本的なヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊を演算し、当該基本的なヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に対して車速Ｖに応じたゲインを乗算することにより、最終的なヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊を演算する。
【００８９】
加算器９３は、第２の積分器７７により演算される目標ピニオン角θｐ＊に、粘性モデル９１により演算される粘性成分Ｔｖｉ＊、およびヒステリシス制御量演算部９２により演算されるヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊をそれぞれ加算する。
【００９０】
理想車両モデル７２は、粘性成分Ｔｖｉ＊およびヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊がそれぞれ加算された目標ピニオン角θｐ＊を使用して、基本駆動トルクＴｐ＊のばね成分Ｔｓｐ＊を演算する。
【００９１】
さてこのように、粘性成分Ｔｖｉ＊およびヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊が加算された目標ピニオン角θｐ＊を使用してばね成分Ｔｓｐ＊を演算することにより、つぎの作用を奏する。
【００９２】
ばね成分Ｔｓｐ＊は、目標ピニオン角θｐ＊に加算される粘性成分Ｔｖｉ＊およびヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊の合計値に応じて、たとえばつぎのような特性を呈する。
図１１のグラフに二点鎖線で示されるように、目標ピニオン角θｐ＊とばね成分Ｔｓｐ＊との関係を示す特性線Ｌｓｐは、粘性成分Ｔｖｉ＊およびヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊の合計値に応じて、横軸に沿って移動するかたちで更新される。粘性成分Ｔｖｉ＊およびヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊の合計値が正の値であるとき、特性線Ｌｓｐは横軸に沿って正方向へ移動するかたちで更新される。粘性成分Ｔｖｉ＊およびヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊の合計値が負の値であるとき、特性線Ｌｓｐは横軸に沿って負方向へ移動するかたちで更新される。ただし、目標ピニオン角θｐ＊の変化に対するばね成分Ｔｓｐ＊の正負の最大値＋Ｔｓｐｍａｘ＊，−Ｔｓｐｍａｘ＊は、目標ピニオン角θｐ＊に関わらず一定値に維持される。
【００９３】
したがって、ばね成分Ｔｓｐ＊は、目標ピニオン角θｐ＊の変化に対して、横軸に沿った方向におけるヒステリシスを有することになる。ばね成分Ｔｓｐ＊の正負の最大値＋Ｔｓｐｍａｘ＊，−Ｔｓｐｍａｘ＊は、目標ピニオン角θｐ＊によって変化しないため、制御マップＭｓｐの原点を含む中央部分、すなわち目標ピニオン角θｐ＊の値が小さく特性線Ｌｓｐの接線勾配αが大きい部分ほど、横軸に沿った方向におけるヒステリシス幅は大きな値となる。
【００９４】
目標ピニオン角θｐ＊の変化に対するばね成分Ｔｓｐ＊に、横軸に沿った方向のヒステリシスを持たせることにより、目標ピニオン角θｐ＊が小さな値である領域における特性線Ｌｓｐの接線勾配αが緩やかになる。接線勾配αが緩やかになる分、運転者は粘性成分Ｔｖｉ＊に基づく粘性感、およびヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に基づく操舵反力に応じた摩擦感を感じやすくなる。
【００９５】
またこのように、理想車両モデル７２により使用される目標ピニオン角θｐ＊にヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊を加算することによっても、ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に基づく操舵反力の特性を図９（ａ）のグラフに示される状態から図９（ｂ）のグラフに示される状態へ変化させることが可能である。また、理想車両モデル７２により使用される目標ピニオン角θｐ＊に粘性成分Ｔｖｉ＊を加算する場合についても同様に、粘性成分Ｔｖｉ＊に基づく操舵反力（粘性反力）の特性を図９（ａ）のグラフに示される状態から図９（ｂ）のグラフに示される状態へ変化させることが可能である。
【００９６】
なお、本例はつぎのように変更して実施してもよい。
図１０に二点鎖線で示されるように、目標ピニオン角演算部６２（理想ＥＰＳモデル７１）には、先の慣性モデル７５に加え、もう一つの慣性モデル９４が設けられている。慣性モデル９４は、先の慣性モデル７５と同様に、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。加算器９３は、先の粘性成分Ｔｖｉ＊およびヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に加え、慣性モデル９４により演算されるピニオン角加速度αｐ＊を、第２の積分器７７により演算される目標ピニオン角θｐ＊に加算する。ピニオン角加速度αｐ＊が加算される分、ばね成分Ｔｓｐ＊のヒステリシス幅は、図１１のグラフにおける横軸に沿った方向においてさらに拡がる。
【００９７】
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）理想車両モデル７２により使用される目標ピニオン角θｐ＊に粘性成分Ｔｖｉ＊およびヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊をそれぞれ加算することによって、その分、目標ピニオン角θｐ＊が小さな領域におけるヒステリシス幅が拡がる。このため、目標ピニオン角θｐ＊が小さな領域において、粘性成分Ｔｖｉ＊に基づく粘性反力に応じた粘性感、およびヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に基づく操舵反力に応じた摩擦感を、より感じやすくなる。ひいては、より滑らか、あるいはしっとりとした操舵感を運転者に与えることが可能となる。
【００９８】
（２）本例を単独で実施する場合、先の図３に示される２つの勾配ゲイン演算部８１，８２および２つの乗算器８３，８４を割愛することが可能である。粘性成分Ｔｖｉ＊にゲインＧｖｉを乗算すること、およびヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊にゲインＧｈｙを乗算する必要がないからである。
【００９９】
（３）本例を第１の実施の形態と組み合わせて実施する場合、より適切な操舵感を運転者に付与することが可能となる。また、目標ピニオン角θｐ＊と、ばね成分Ｔｓｐ＊との関係を規定する制御マップＭｓｐにおいて、ばね特性の接線勾配αが非常に大きく設定（チューニング）される場合などにおいて、本例は特に有効である。
【０１００】
（４）ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊および粘性成分Ｔｖｉ＊のいずれか一方のみを、理想車両モデル７２により使用される目標ピニオン角θｐ＊に加算する構成を採用した場合であれ、ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊に基づく摩擦感、または粘性成分Ｔｖｉ＊に基づく粘性感が得られやすくなる。これは、ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊または粘性成分Ｔｖｉ＊に応じて、目標ピニオン角θｐ＊が小さな領域におけるばね成分Ｔｓｐ＊のヒステリシス幅が拡がるからである。
【０１０１】
＜第３の実施の形態＞
つぎに、電動パワーステアリング装置の第３の実施の形態を説明する。本例は、第１の実施形態における接線勾配αの算出方法に関する。
【０１０２】
先の図６に示される制御マップＭｓｐにおける特性線Ｌｓｐ（ばね成分Ｔｓｐ＊）の接線勾配αに応じて、ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊および粘性成分Ｔｖｉ＊などの他の制御パラメータの必要量が変わってくる。このため、第１の実施の形態では、より適切な操舵感を得るために、接線勾配αに応じて、ヒステリシス制御量Ｔｈｙ＊および粘性成分Ｔｖｉ＊などの他の制御パラメータを補正している。
【０１０３】
接線勾配αは、ばね成分Ｔｓｐ＊の微小な変化量ΔＴｓｐ＊を、目標ピニオン角θｐ＊の微小な変化量Δθｐ＊で除算することにより得られる。しかし、接線勾配αを演算する際、適宜の２点間を直線で補間する直線補間を使用して曲線を得る場合、当該得られる曲線が滑らかにつながらないおそれがある。たとえば、当該曲線に折れ曲がった部分、あるいは不連続となる部分が生じ得る。これは、「適宜の２点を通る」という「点」を決めているだけであって、勾配は考慮されないからである。
【０１０４】
第１の実施の形態において、より適切なゲインＧｖｉ，Ｇｈｙを得るため、ひいてはより適切な操舵感を付与するためには、接線勾配αがより滑らかに変化する曲線（正確には、図６のグラフに示される特性線Ｌｓｐに準じた曲線）を得ることが好ましい。
【０１０５】
そこで、本例では三次式補間を使用する。三次式補間とは、補間する適宜の２点間を、三次式を利用して補間する方法をいう。三次式補間によれば、接線勾配と曲線が通る点とが指定されることによって、補間する適宜の２点間をより滑らかにつなぐ曲線を得ることが可能である。
【０１０６】
三次式補間の一種として、たとえばエルミート補間がある。エルミート補間では、次式（２）で表される三次多項式を利用する。ただし、式（２）中の「・」は乗算を示す。
ｙ＝Ａ３・ｘ３＋Ａ２・ｘ２＋Ａ１・ｘ＋Ａ０  …（２）
２点（ｘ０，ｙ０），（ｘ１、ｙ１）、およびこれら２点における勾配（ｘ０，ｄｙ０），（ｘ１、ｄｙ１）を指定するとき、三次多項式は一意に決定される。勾配を指定することによって、得られる曲線が不連続となることを抑制することが可能である。
【０１０７】
すなわち、三次多項式の場合、未知数は「三次の係数Ａ３」、「二次の係数Ａ２」、「一次の係数Ａ１」、「定数（零次の係数）Ａ０」の４つである。式（２）に対して、曲線が通る２つの点（ｘ０，ｙ０），（ｘ１、ｙ１）および２つの勾配（ｘ０，ｄｙ０），（ｘ１、ｄｙ１）を当てはめることにより、４つの方程式が得られる。４つの未知数に対して４つの方程式が存在することにより、これらの連立方程式を解くことが可能である。当該連立方程式を解くことにより、２つの点（ｘ０，ｙ０），（ｘ１、ｙ１）を通り、且つ２つの勾配（ｘ０，ｄｙ０），（ｘ１，ｄｙ１）を通る滑らかな曲線を表す三次多項式が得られる。そして、この三次多項式を微分すれば、勾配を簡単に求めることができる。勾配は次式（３）で表される。
【０１０８】
勾配＝３Ａ３・ｘ２＋２Ａ２・ｘ＋Ａ１  …（３）
ちなみに、所望の特性（たとえば、ばね特性）が得られる三次多項式における三次の係数Ａ３、二次の係数Ａ２、一次の係数Ａ１、定数（零次の係数）Ａ０を１組の係数セットとして、サンプリングされる２つの目標ピニオン角θｐ＊の区間毎に記憶するようにしてもよい。
【０１０９】
たとえば、図１２（ａ）に示すように、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が第１の区間（０〜ｘ０）であれば第１の係数セットＣ１、目標ピニオン角θｐ＊が第２の区間（ｘ０〜ｘ１）であれば第２の係数セットＣ２、第３の区間（ｘ１〜ｘ２）であれば第３の係数セットＣ３、第４の区間（ｘ２〜ｘ３）であれば第４の係数セットＣ４というかたちで記憶する。そのうえで、目標ピニオン角θｐ＊の変化に応じて係数セットを切り替える。これにより、サンプリングされる２つの目標ピニオン角θｐ＊の区間に対応する適宜の２点間が、所望の特性に応じたより滑らかな曲線でつなげられる。
【０１１０】
なお、図１２（ａ）に示される特性線Ｌｓｐにおいて、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値と接線勾配αとの関係の一例はつぎの通りである。
図１２（ｂ）に示すように、横軸に目標ピニオン角θｐ＊の絶対値を、縦軸に接線勾配αをそれぞれプロットしたとき、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が「０」から増加するにつれて、接線勾配αの値は曲線状に減少する。ただし、目標ピニオン角θｐ＊の絶対値が大きくなるほど目標ピニオン角θｐ＊の絶対値に対する接線勾配αの値の変化率（図６に示す特性線Ｌαの接線の傾き）が小さくなる。一例として、目標ピニオン角θｐ＊が「ｘ０」，「ｘ１」，「ｘ２」，「ｘ３」（ｘ０＜ｘ１＜ｘ２＜ｘ３）であるとき、それぞれ接線勾配αの値は「α０」，「α１」，「α２」，「α３」（α０＞α１＞α２＞α３）となる。
【０１１１】
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）三次式補間を利用することにより、補間する適宜の２点間をより滑らかにつなぐ曲線が得られる。すなわち、勾配がより滑らかに変化する曲線が得られる。このため、より適切な接線勾配α、ひいては、より適切なゲインＧｖｉ，Ｇｈｙが演算される。したがって、より適切な操舵感（粘性感、摩擦感）を得ることが可能である。
【０１１２】
＜他の実施の形態＞
なお、前記各実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・各実施の形態では、モータ３１の回転角θｍに基づき操舵角θｓを演算したが、ステアリングシャフト２２にステアリングセンサ（回転センサ）を設け、当該ステアリングセンサにより操舵角θｓを検出してもよい。
【０１１３】
・各実施の形態では、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。
【０１１４】
・各実施の形態では、ピニオン角フィードバック制御部６３において、実際のピニオン角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。
・各実施の形態では、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。
【０１１５】
・各実施の形態では、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。
【０１１６】
・各実施の形態では、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。
【０１１７】
・各実施の形態では、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】
【０１１８】
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…目標ピニオン角演算部（第２の演算部）、６３…ピニオン角フィードバック制御部（第３の演算部）、６６，９２…ヒステリシス制御量演算部（第２の反力成分演算部）、７２…理想車両モデル（第１の反力成分演算部）、７５，９４…慣性モデル（第２の反力成分演算部）、７８，９１…粘性モデル（第２の反力成分演算部、粘性制御演算部）、８１，８２…補正部を構成する勾配ゲイン演算部、８３，８４…補正部を構成する乗算器、９３…加算器（変更部）、Ｇｖｉ、Ｇｈｙ…ゲイン、Ｌｓｐ…特性線、Ｔａ１＊…基本アシスト成分（基礎制御成分）、Ｔａ２＊…補正制御成分、Ｔｈ…操舵トルク、Ｔｓｐ＊…ばね成分（第１の反力成分）、Ｔｖｉ＊…粘性成分（第２の反力成分）、Ｔｈｙ＊…ヒステリシス制御量（第２の反力成分）、α…接線勾配、θｓ…操舵角、θｔａ…転舵角、θｐ＊…目標ピニオン角（目標回転角）。
【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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