JP2020163989A - 操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操舵装置の状況を適切に伝えることのできる操舵制御装置を提供する。【解決手段】反力成分演算部８２は、配分軸力Ｆd’を演算する配分軸力演算部９１と、エンド反力Ｆieを演算するエンド反力演算部９２と、障害物当て反力Ｆoを演算する障害物当て反力演算部９３とを備え、配分軸力Ｆd’に対し、エンド反力Ｆie及び障害物当て反力Ｆoのうちの絶対値が大きい反力を加算した値を反力成分Ｆirとして出力する。配分軸力演算部９１は、ｑ軸電流値Ｉqtに基づく電流軸力Ｆerと目標操舵角θh*に基づく角度軸力Ｆibとを所定割合で配分して配分軸力Ｆdを演算する配分処理部１０３と、配分軸力Ｆdの絶対値を反力成分Ｆirが過大とならないような制限値以下に制限する配分軸力調整部１０４とを備える。【選択図】図４

Description

本発明は、操舵制御装置に関する。

従来、操舵装置の一種として、運転者により操舵される操舵部と運転者の操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部との間の動力伝達が分離されたステアバイワイヤ式のものがある。こうした操舵装置では、転舵輪が受ける路面反力等が機械的にはステアリングホイールに伝達されない。そこで、同形式の操舵装置を制御対象とする操舵制御装置には、ステアリングホイールに対して路面情報を考慮した操舵反力を操舵側アクチュエータ（操舵側モータ）によって付与することで、路面情報として運転者に伝えるものがある。

例えば特許文献１には、転舵輪に連結される転舵軸に作用する軸力に着目し、ステアリングホイールの目標操舵角に応じた目標転舵角から算出される角度軸力と、転舵側アクチュエータの駆動源である転舵側モータの駆動電流から算出される電流軸力とを所定配分比率で配分した配分軸力に基づいて操舵反力を決定する操舵制御装置が開示されている。

また、同文献の操舵制御装置では、操舵反力を決定する際に考慮する反力として、ラック軸の端部であるラックエンドがラックハウジングに当たる所謂エンド当ての衝撃を緩和するエンド反力を用いている。このエンド反力は、ラック軸の軸方向移動が機械的に規制される実際のラックエンド位置よりも中立位置側に設定された仮想的なラックエンド位置に対応する舵角閾値を超える場合に付与される。これにより、エンド当てが発生する前に運転者による切り込み操舵が制限され、衝撃の発生が抑制される。

特開２０１７−１６５２１９号公報

ところで、近年、こうした操舵制御装置においては、路面情報を運転者に伝えるだけでなく、操舵反力を付与することで操舵装置の状況をより適切に運転者に伝えることが要求されるようになってきている。そのため、上記特許文献１の構成を採用してもなお要求される水準に達しているとは言い切れず、ラックエンド近傍まで操舵されているといった状況以外にも、操舵装置の状況を適切に伝えることのできる新たな技術の創出が求められていた。

本発明の目的は、操舵装置の状況を適切に伝えることのできる操舵制御装置を提供することにある。

上記課題を解決する操舵制御装置は、操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部との間の動力伝達が分離した構造を有する操舵装置を制御対象とし、前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力の目標値となる目標反力トルクを演算する目標反力トルク演算部を備え、前記目標反力トルクに応じたモータトルクが発生するように前記操舵部に設けられた操舵側モータの作動を制御するものにおいて、前記目標反力トルク演算部は、前記転舵輪を転舵させる力である転舵力を付与するように前記転舵部に設けられた転舵側モータに供給される駆動電力に基づく電流軸力を含む複数の軸力を配分した配分軸力を演算する配分軸力演算部と、前記転舵輪が転舵により障害物に当たっている状況になる場合に、前記転舵輪を前記障害物に向けて転舵させる操舵を規制するための障害物当て反力を演算する障害物当て反力演算部とを備え、前記配分軸力と前記障害物当て反力とを足し合わせてなる反力成分に基づいて前記目標反力トルクを演算するものであって、前記配分軸力演算部による前記配分軸力の演算には、前記反力成分が過大とならないようなガード処理が含まれる。

上記構成によれば、障害物当て反力を導入することで、転舵輪が縁石等の障害物に当たっている状況になる場合に大きな操舵反力を付与でき、転舵輪が縁石等の障害物に当たっている状況を運転者に伝えることが可能になる。一方、障害物に当たっている状況では、転舵輪を転舵させるために大きな転舵力が必要となるため、転舵側モータに供給される駆動電力に基づく電流軸力も大きくなる。したがって、配分軸力における電流軸力の配分割合が大きい場合に、転舵輪が縁石等の障害物に当たっている状況になると、配分軸力と障害物当て反力とを足し合わせてなる反力成分が大きくなる。そして、こうした反力成分に基づいて目標反力トルクを演算すると、ステアリングホイールに付与する操舵反力が過大になるおそれがある。この点、上記構成によれば、配分軸力の演算には、反力成分が過大とならないようなガード処理が行われるため、転舵輪が転舵により障害物に当たっている状況になる場合に、反力成分が過大となることを抑制でき、操舵反力が過大になることを抑制できる。また、配分軸力の演算にガード処理が含まれるため、例えば反力成分を演算した後に該反力成分の絶対値を制限する場合と異なり、障害物当て反力は制限されない。そのため、障害物当て反力によって運転者に付与される操舵反力がガード処理によって影響を受けず、障害物に当たる操舵フィーリングを好適に付与できる。

ガード処理の具体的な構成として、前記配分軸力演算部は、前記反力成分が過大とならないような制限値以下に前記配分軸力の絶対値を制限する配分軸力調整部を備え、前記配分軸力調整部が前記ガード処理を行う構成を採用できる。

上記操舵制御装置において、前記配分軸力調整部は、前記配分軸力の調整を行う配分軸力調整マップを備え、前記配分軸力調整マップにおける調整後の前記配分軸力の絶対値は、前記制限値以下に設定されることが好ましい。

上記構成によれば、配分軸力調整マップにより配分軸力を調整するため、同マップの形状を変更することで、車両の仕様等に応じた最適な操舵反力を容易に実現できる。また、配分軸力調整マップによって配分軸力の絶対値を制限値以下に制限するため、例えば配分軸力の絶対値を制限値以下に制限するためのガード処理部を別途設ける場合に比べ、操舵制御装置の演算負荷が増大することを抑制できる。

ガード処理の具体的な構成として、前記配分軸力演算部は、前記反力成分が過大とならないような制限値以下に前記電流軸力の絶対値を制限する電流軸力調整部を備え、前記電流軸力調整部が前記ガード処理を行う構成を採用できる。

上記操舵制御装置において、前記電流軸力調整部は、前記電流軸力の調整を行う電流軸力調整マップを備え、前記電流軸力調整マップにおける調整後の前記電流軸力の絶対値は、前記制限値以下に設定されることが好ましい。

上記構成によれば、電流軸力調整マップにより電流軸力を調整するため、同マップの形状を変更することで、車両の仕様等に応じた最適な操舵反力を容易に実現できる。また、電流軸力調整マップによって電流軸力の絶対値を制限値以下に制限するため、例えば電流軸力の絶対値を制限値以下に制限するためのガード処理部を別途設ける場合に比べ、操舵制御装置の演算負荷が増大することを抑制できる。

上記操舵制御装置において、前記制限値は、車速の増大に基づいて大きくなるように変更されることが好ましい。
例えば車両が高速で走行している状態で急旋回すると、転舵輪が受ける路面反力が大きくなるため、電流軸力が大きくなる。この場合に、電流軸力の絶対値が制限されると、転舵輪が障害物に当たっていない状況で、適切な操舵反力を付与することができないおそれがある。一方、車両が高速で走行している状態では、例えば縁石に転舵輪が当たるとしても転舵輪が縁石を乗り越える等することで転舵輪の転舵が規制される状況になり難い。この点を踏まえ、上記構成では、車速の増大に基づいて制限値を大きくするため、転舵輪が障害物に当たっている状況でない場合に、適切な操舵反力を付与できる。

本発明によれば、操舵装置の状況を適切に伝えることができる。

第１実施形態の操舵装置の概略構成図。 第１実施形態の操舵制御装置のブロック図。 第１実施形態の目標反力トルク演算部のブロック図。 第１実施形態の反力成分演算部のブロック図。 第１実施形態の障害物当て反力演算部のブロック図。 配分軸力調整マップの一例を示すグラフ。 第２実施形態の配分軸力演算部のブロック図。

（第１実施形態）
以下、操舵制御装置の第１実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の操舵制御装置１の制御対象となる操舵装置２はステアバイワイヤ式の操舵装置として構成されている。操舵装置２は、ステアリングホイール３を介して運転者により操舵される操舵部４と、運転者による操舵部４の操舵に応じて転舵輪５を転舵させる転舵部６とを備えている。

操舵部４は、ステアリングホイール３が固定されるステアリングシャフト１１と、ステアリングシャフト１１に操舵反力を付与可能な操舵側アクチュエータ１２とを備えている。操舵側アクチュエータ１２は、駆動源となる操舵側モータ１３と、操舵側モータ１３の回転を減速してステアリングシャフト１１に伝達する操舵側減速機１４とを備えている。なお、本実施形態の操舵側モータ１３には、例えば三相のブラシレスモータが採用されている。

転舵部６は、ピニオン軸２１と、ピニオン軸２１に連結された転舵軸としてのラック軸２２と、ラック軸２２を往復動可能に収容するラックハウジング２３と、ピニオン軸２１及びラック軸２２からなるラックアンドピニオン機構２４とを備えている。ピニオン軸２１とラック軸２２とは、所定の交差角をもって配置されており、ラックアンドピニオン機構２４は、ピニオン軸２１に形成されたピニオン歯２１ａとラック軸２２に形成されたラック歯２２ａとを噛合することにより構成されている。ラック軸２２の両端には、ボールジョイントからなるラックエンド２５を介してタイロッド２６が連結されており、タイロッド２６の先端は、それぞれ左右の転舵輪５が組み付けられた図示しないナックルに連結されている。

また、転舵部６は、ラック軸２２に転舵輪５を転舵させる転舵力を付与する転舵側アクチュエータ３１を備えている。転舵側アクチュエータ３１は、駆動源となる転舵側モータ３２と、伝達機構３３と、変換機構３４とを備えている。そして、転舵側アクチュエータ３１は、転舵側モータ３２の回転を伝達機構３３を介して変換機構３４に伝達し、変換機構３４にてラック軸２２の往復動に変換することで転舵部６に転舵力を付与する。なお、本実施形態の転舵側モータ３２には、例えば三相のブラシレスモータが採用され、伝達機構３３には、例えばベルト機構が採用され、変換機構３４には、例えばボールネジ機構が採用されている。

このように構成された操舵装置２では、運転者によるステアリング操作に応じて転舵側アクチュエータ３１からラック軸２２に転舵力が付与されることで、転舵輪５の転舵角が変更される。このとき、操舵側アクチュエータ１２からは、運転者の操舵に抗する操舵反力がステアリングホイール３に付与される。

次に、本実施形態の電気的構成について説明する。
操舵制御装置１は、操舵側モータ１３及び転舵側モータ３２に接続されており、これらの作動を制御する。なお、操舵制御装置１は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ）やメモリを備えており、所定の演算周期ごとにメモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行する。これにより、各種の制御が実行される。

操舵制御装置１には、車両の車速Ｖを検出する車速センサ４１、及びステアリングシャフト１１に付与された操舵トルクＴhを検出するトルクセンサ４２が接続されている。なお、トルクセンサ４２は、ステアリングシャフト１１における操舵側減速機１４との連結部分よりもステアリングホイール３側に設けられており、トーションバー４３の捩れに基づいて操舵トルクＴhを検出する。また、操舵制御装置１には、操舵部４の操舵量を示す検出値として操舵側モータ１３の回転角θsを３６０°の範囲内の相対角で検出する操舵側回転センサ４４、及び転舵部６の転舵量を示す検出値として転舵側モータ３２の回転角θtを相対角で検出する転舵側回転センサ４５が接続されている。なお、上記操舵トルクＴh及び回転角θs，θtは、例えば右方向に操舵した場合に正の値、左方向に操舵した場合に負の値として検出する。そして、操舵制御装置１は、これらの各種状態量に基づいて操舵側モータ１３及び転舵側モータ３２の作動を制御する。

以下、操舵制御装置１の構成について詳細に説明する。
図２に示すように、操舵制御装置１は、操舵側モータ制御信号Ｍsを出力する操舵側制御部５１と、操舵側モータ制御信号Ｍsに基づいて操舵側モータ１３に駆動電力を供給する操舵側駆動回路５２とを備えている。操舵側制御部５１には、操舵側駆動回路５２と操舵側モータ１３の各相のモータコイルとの間の接続線５３を流れる操舵側モータ１３の各相電流値Ｉus，Ｉvs，Ｉwsを検出する電流センサ５４が接続されている。なお、図２では、説明の便宜上、各相の接続線５３及び各相の電流センサ５４をそれぞれ１つにまとめて図示している。

また、操舵制御装置１は、転舵側モータ制御信号Ｍtを出力する転舵側制御部５６と、転舵側モータ制御信号Ｍtに基づいて転舵側モータ３２に駆動電力を供給する転舵側駆動回路５７とを備えている。転舵側制御部５６には、転舵側駆動回路５７と転舵側モータ３２の各相のモータコイルとの間の接続線５８を流れる転舵側モータ３２の各相電流値Ｉut，Ｉvt，Ｉwtを検出する電流センサ５９が接続されている。なお、図２では、説明の便宜上、各相の接続線５８及び各相の電流センサ５９をそれぞれ１つにまとめて図示している。本実施形態の操舵側駆動回路５２及び転舵側駆動回路５７には、例えばＦＥＴ等の複数のスイッチング素子を有する周知のＰＷＭインバータがそれぞれ採用されている。また、操舵側モータ制御信号Ｍs及び転舵側モータ制御信号Ｍtは、それぞれ各スイッチング素子のオンオフ状態を規定するゲートオンオフ信号となっている。

そして、操舵側制御部５１及び転舵側制御部５６は、操舵側モータ制御信号Ｍs及び転舵側モータ制御信号Ｍtを操舵側駆動回路５２及び転舵側駆動回路５７に出力することにより、車載電源Ｂから操舵側モータ１３及び転舵側モータ３２に駆動電力をそれぞれ供給する。これにより、操舵側制御部５１及び転舵側制御部５６は、操舵側モータ１３及び転舵側モータ３２の作動を制御する。

先ず、操舵側制御部５１の構成について説明する。
操舵側制御部５１は、所定の演算周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行して、操舵側モータ制御信号Ｍsを生成する。操舵側制御部５１には、上記車速Ｖ、操舵トルクＴh、回転角θs、各相電流値Ｉus，Ｉvs，Ｉws、転舵側モータ３２の駆動電流であるｑ軸電流値Ｉqt及び後述する転舵対応角θpが入力される。そして、操舵側制御部５１は、これら各状態量に基づいて操舵側モータ制御信号Ｍsを生成して出力する。

詳しくは、操舵側制御部５１は、ステアリングホイール３の操舵角θhを演算する操舵角演算部６１と、操舵反力の目標値となる目標反力トルクＴs*を演算する目標反力トルク演算部６２と、操舵側モータ制御信号Ｍsを出力する操舵側モータ制御信号演算部６３とを備えている。

操舵角演算部６１には、操舵側モータ１３の回転角θsが入力される。操舵角演算部６１は、回転角θsを、例えばステアリング中立位置からの操舵側モータ１３の回転数をカウントすることにより、３６０°を超える範囲を含む絶対角に換算して取得する。そして、操舵角演算部６１は、絶対角に換算された回転角に操舵側減速機１４の回転速度比に基づく換算係数を乗算することで、操舵角θhを演算する。このように演算された操舵角θhは、目標反力トルク演算部６２に出力される。

目標反力トルク演算部６２には、車速Ｖ、操舵トルクＴh、操舵角θh、ｑ軸電流値Ｉqt及び転舵対応角θpが入力される。目標反力トルク演算部６２は、後述するようにこれらの状態量に基づいて目標反力トルクＴs*を演算し、操舵側モータ制御信号演算部６３に出力する。また、目標反力トルク演算部６２は、目標反力トルクＴs*を演算する過程で得られたステアリングホイール３の操舵角θhの目標値である目標操舵角θh*を転舵側制御部５６に出力する。

操舵側モータ制御信号演算部６３には、目標反力トルクＴs*に加え、回転角θs及び相電流値Ｉus，Ｉvs，Ｉwsが入力される。本実施形態の操舵側モータ制御信号演算部６３は、目標反力トルクＴs*に基づいて、ｄ／ｑ座標系におけるｄ軸上のｄ軸目標電流値Ｉds*及びｑ軸上のｑ軸目標電流値Ｉqs*を演算する。目標電流値Ｉds*，Ｉqs*は、ｄ／ｑ座標系におけるｄ軸上の目標電流値及びｑ軸上の目標電流値をそれぞれ示す。操舵側モータ制御信号演算部６３は、目標反力トルクＴs*の絶対値が大きくなるほど、より大きな絶対値を有するｑ軸目標電流値Ｉqs*を演算する。なお、本実施形態では、ｄ軸目標電流値Ｉds*は、基本的にゼロに設定される。そして、操舵側モータ制御信号演算部６３は、ｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御を実行することにより、上記操舵側駆動回路５２に出力する操舵側モータ制御信号Ｍsを生成する。

具体的には、操舵側モータ制御信号演算部６３は、回転角θsに基づいて相電流値Ｉus，Ｉvs，Ｉwsをｄ／ｑ座標上に写像することにより、ｄ／ｑ座標系における操舵側モータ１３の実電流値であるｄ軸電流値Ｉds及びｑ軸電流値Ｉqsを演算する。そして、操舵側モータ制御信号演算部６３は、ｄ軸電流値Ｉdsをｄ軸目標電流値Ｉds*に追従させるべく、またｑ軸電流値Ｉqsをｑ軸目標電流値Ｉqs*に追従させるべく、ｄ軸及びｑ軸上の各電流偏差に基づいて目標電圧値を演算し、該目標電圧値に基づくデューティ比を有する操舵側モータ制御信号Ｍsを生成する。

このように演算された操舵側モータ制御信号Ｍsは、操舵側駆動回路５２に出力される。これにより、操舵側モータ１３には、操舵側駆動回路５２から操舵側モータ制御信号Ｍsに応じた駆動電力が供給される。そして、操舵側モータ１３は、目標反力トルクＴs*に示される操舵反力をステアリングホイール３に付与する。

次に、転舵側制御部５６について説明する。
転舵側制御部５６は、所定の演算周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行して、転舵側モータ制御信号Ｍtを生成する。転舵側制御部５６には、上記回転角θt、目標操舵角θh*及び転舵側モータ３２の各相電流値Ｉut，Ｉvt，Ｉwtが入力される。そして、転舵側制御部５６は、これら各状態量に基づいて転舵側モータ制御信号Ｍtを生成して出力する。

詳しくは、転舵側制御部５６は、ピニオン軸２１の回転角である転舵対応角θpを演算する転舵対応角演算部７１を備えている。また、転舵側制御部５６は、上記転舵力の目標値となる目標転舵トルクＴt*を演算する目標転舵トルク演算部７２と、転舵側モータ制御信号Ｍtを出力する転舵側モータ制御信号演算部７３とを備えている。なお、本実施形態の操舵装置２では、操舵角θhと転舵対応角θpとの比である舵角比が一定に設定されており、転舵対応角θpの目標値となる目標転舵対応角は、目標操舵角θh*と等しい。

転舵対応角演算部７１には、転舵側モータ３２の回転角θtが入力される。転舵対応角演算部７１は、入力される回転角θtを、例えば車両が直進する中立位置からの転舵側モータ３２の回転数をカウントすることにより、絶対角に換算して取得する。そして、転舵対応角演算部７１は、絶対角に換算された回転角に伝達機構３３の減速比、変換機構３４のリード、及びラックアンドピニオン機構２４の回転速度比に基づく換算係数を乗算して転舵対応角θpを演算する。つまり、転舵対応角θpは、ピニオン軸２１がステアリングシャフト１１に連結されていると仮定した場合におけるステアリングホイール３の操舵角θhに相当する。このように演算された転舵対応角θpは、減算器７４及び上記目標反力トルク演算部６２に出力される。減算器７４には、転舵対応角θpに加え、目標操舵角θh*が入力される。

目標転舵トルク演算部７２には、減算器７４において目標操舵角θh*、すなわちから転舵対応角θpを差し引いた角度偏差Δθpが入力される。そして、目標転舵トルク演算部７２は、角度偏差Δθpに基づき、転舵対応角θpを目標操舵角θh*に追従させるための制御量として、転舵側モータ３２が付与する転舵力の目標値となる目標転舵トルクＴt*を演算する。具体的には、目標転舵トルク演算部７２は、角度偏差Δθpを入力とする比例要素、積分要素及び微分要素のそれぞれの出力値の和を、目標転舵トルクＴt*として演算する。つまり、目標転舵トルク演算部７２は、目標転舵対応角である目標操舵角θh*に実際の転舵対応角θpを追従させる転舵角フィードバック制御の実行に基づいて目標転舵トルクＴt*を演算する。

転舵側モータ制御信号演算部７３には、目標転舵トルクＴt*に加え、回転角θt及び相電流値Ｉut，Ｉvt，Ｉwtが入力される。転舵側モータ制御信号演算部７３は、目標転舵トルクＴt*に基づいて、ｄ／ｑ座標系におけるｑ軸上のｑ軸目標電流値Ｉqt*を演算する。転舵側モータ制御信号演算部７３は、目標転舵トルクＴt*の絶対値が大きくなるほど、より大きな絶対値を有するｑ軸目標電流値Ｉqt*を演算する。なお、本実施形態では、ｄ軸上のｄ軸目標電流値Ｉdt*は、基本的にゼロに設定される。そして、転舵側モータ制御信号演算部７３は、操舵側モータ制御信号演算部６３と同様に、ｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御を実行することにより、上記転舵側駆動回路５７に出力する転舵側モータ制御信号Ｍtを生成する。なお、転舵側モータ制御信号Ｍtを生成する過程で演算したｑ軸電流値Ｉqtは、上記目標反力トルク演算部６２に出力される。

このように演算された転舵側モータ制御信号Ｍtは、転舵側駆動回路５７に出力される。これにより、転舵側モータ３２には、転舵側駆動回路５７から転舵側モータ制御信号Ｍtに応じた駆動電力が供給される。そして、転舵側モータ３２は、目標転舵トルクＴt*に示される転舵力を転舵輪５に付与する。

次に、目標反力トルク演算部６２について説明する。
図３に示すように、目標反力トルク演算部６２は、運転者の操舵方向にステアリングホイール３を回転させる力である入力トルク基礎成分Ｔb*を演算する入力トルク基礎成分演算部８１と、運転者の操舵によるステアリングホイール３の回転に抗する力である反力成分Ｆirを演算する反力成分演算部８２とを備えている。また、目標反力トルク演算部６２は、操舵角θhの目標値となる目標操舵角θh*を演算する目標操舵角演算部８３と、操舵角フィードバック演算の実行により操舵角フィードバック成分（以下、操舵角Ｆ／Ｂ成分）Ｔfbhを演算する操舵角フィードバック制御部（以下、操舵角Ｆ／Ｂ制御部）８４を備えている。

入力トルク基礎成分演算部８１には、操舵トルクＴhが入力される。入力トルク基礎成分演算部８１は、操舵トルクＴhの絶対値が大きいほど、大きな絶対値を有する入力トルク基礎成分Ｔb*を演算する。入力トルク基礎成分Ｔb*は、目標操舵角演算部８３及び加算器８５に入力される。

反力成分演算部８２には、車速Ｖ、操舵角θｈ、転舵側モータ３２のｑ軸電流値Ｉqt、転舵対応角θp及び目標操舵角θh*が入力される。反力成分演算部８２は、これらの状態量に基づいて、後述するようにラック軸２２に作用する軸力に応じた反力成分Ｆirを演算し、目標操舵角演算部８３に出力する。

目標操舵角演算部８３には、車速Ｖ、操舵トルクＴh、入力トルク基礎成分Ｔb*及び反力成分Ｆirが入力される。目標操舵角演算部８３は、入力トルク基礎成分Ｔb*に操舵トルクＴhを加算するとともに反力成分Ｆirを減算した値である入力トルクＴin*と目標操舵角θh*とを関係づけるモデル（ステアリングモデル）式を利用して、目標操舵角θh*を演算する。

Ｔin*＝Ｃ・θh*’＋Ｊ・θh*’’…（１）
このモデル式は、ステアリングホイール３と転舵輪５とが機械的に連結されたもの、すなわち操舵部４と転舵部６とが機械的に連結されたものにおいて、ステアリングホイール３の回転に伴って回転する回転軸のトルクと回転角との関係を定めて表したものである。そして、このモデル式は、操舵装置２の摩擦等をモデル化した粘性係数Ｃ、操舵装置２の慣性をモデル化した慣性係数Ｊを用いて表される。なお、粘性係数Ｃ及び慣性係数Ｊは、車速Ｖに応じて可変設定される。そして、このようにモデル式を用いて演算された目標操舵角θh*は、減算器８６及び転舵側制御部５６に加え、反力成分演算部８２に出力される。

操舵角Ｆ／Ｂ制御部８４には、減算器８６において目標操舵角θh*から操舵角θhが差し引かれた角度偏差Δθsが入力される。そして、操舵角Ｆ／Ｂ制御部８４は、角度偏差Δθsに基づき、操舵角θhを目標操舵角θh*にフィードバック制御するための制御量として操舵側モータ１３が付与する操舵反力の基礎となる操舵角Ｆ／Ｂ成分Ｔfbhを演算する。具体的には、目標反力トルク演算部６２は、角度偏差Δθsを入力とする比例要素、積分要素及び微分要素のそれぞれの出力値の和を、基礎反力トルクとして演算する。このように演算された操舵角Ｆ／Ｂ成分Ｔfbhは、加算器８５に出力される。

そして、目標反力トルク演算部６２は、加算器８５において入力トルク基礎成分Ｔb*に操舵角Ｆ／Ｂ成分Ｔfbhを加算した値を目標反力トルクＴs*として演算する。
次に、反力成分演算部８２の構成について説明する。

図４に示すように、反力成分演算部８２は、配分軸力演算部９１と、エンド反力演算部９２と、障害物当て反力演算部９３とを備えている。配分軸力演算部９１は、ラック軸２２の軸力に応じた配分軸力Ｆdを演算し、該配分軸力Ｆdを調整した配分軸力Ｆd’を出力する。エンド反力演算部９２は、ステアリングホイール３の操舵角θhの絶対値が限界舵角に近づく場合に、更なる切り込み操舵が行われるのに抗する反力であるエンド反力Ｆieを演算する。障害物当て反力演算部９３は、転舵輪５が転舵により縁石等の障害物に当たっている状況になる場合に、転舵輪５を障害物に向けて転舵させる操舵を規制するための障害物当て反力Ｆoを演算する。そして、反力成分演算部８２は、調整後の配分軸力Ｆd’に対してエンド反力Ｆie及び障害物当て反力Ｆoのうちの絶対値が大きい反力を加算した値を反力成分Ｆirとして出力する。

詳しくは、配分軸力演算部９１は、推定軸力である電流軸力Ｆerを演算する電流軸力演算部１０１と、理想軸力である角度軸力Ｆibを演算する角度軸力演算部１０２とを備えている。なお、電流軸力Ｆer及び角度軸力Ｆibは、トルクの次元（Ｎ・ｍ）で演算される。また、配分軸力演算部９１は、転舵輪５に対して路面から加えられる軸力、すなわち路面から伝達される路面情報が反映されるように、角度軸力Ｆib及び電流軸力Ｆerを所定割合で配分して配分軸力Ｆdを演算する配分処理部１０３と、配分軸力Ｆdを調整する配分軸力調整部１０４とを備えている。

電流軸力演算部１０１には、転舵側モータ３２のｑ軸電流値Ｉqtが入力される。電流軸力演算部１０１は、転舵輪５に作用する軸力、すなわち転舵輪５に伝達される伝達力の推定値であって、路面情報が反映された電流軸力Ｆerをｑ軸電流値Ｉqtに基づいて演算する。具体的には、電流軸力演算部１０１は、転舵側モータ３２によってラック軸２２に加えられるトルクと、転舵輪５に対して路面から加えられる力に応じたトルクとが釣り合うとして、ｑ軸電流値Ｉqtの絶対値が大きくなるほど、電流軸力Ｆerの絶対値が大きくなるように演算する。このように演算された電流軸力Ｆerは、乗算器１０５に出力される。

角度軸力演算部１０２には、目標転舵対応角である目標操舵角θh*及び車速Ｖが入力される。角度軸力演算部１０２は、転舵輪５に作用する軸力（転舵輪５に伝達される伝達力）の理想値であって、路面情報が反映されない角度軸力Ｆibを目標操舵角θh*に基づいて演算する。具体的には、角度軸力演算部１０２は、目標操舵角θh*の絶対値が大きくなるほど、角度軸力Ｆibの絶対値が大きくなるように演算する。また、角度軸力演算部１０２は、車速Ｖが大きくなるにつれて角度軸力Ｆibの絶対値が大きくなるように演算する。このように演算された角度軸力Ｆibは、乗算器１０６に出力される。

配分処理部１０３には、車速Ｖに加え、電流軸力Ｆer及び角度軸力Ｆibが入力される。配分処理部１０３は、車速Ｖに基づいて電流軸力Ｆerと角度軸力Ｆibとを配分するためのそれぞれの配分比率である配分ゲインＧer，Ｇibを演算する配分ゲイン演算部１０７備えている。本実施形態の配分ゲイン演算部１０７は、車速Ｖと配分ゲインＧer，Ｇibとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することにより車速Ｖに応じた配分ゲインＧer，Ｇibを演算する。配分ゲインＧibは、車速Ｖが大きい場合に小さい場合よりも値が小さくなり、配分ゲインＧerは車速Ｖが大きい場合に小さい場合よりも値が大きくなる。つまり、角度軸力Ｆibは、車速Ｖの増大に基づいて配分軸力Ｆdにおける配分割合が小さくなり、電流軸力Ｆerは、車速Ｖの増大に基づいて配分軸力Ｆdにおける配分割合が大きくなる。なお、本実施形態では、配分ゲインＧer，Ｇibの和が「１」となるように値が設定されている。このように演算された配分ゲインＧerは乗算器１０５に出力され、配分ゲインＧibは乗算器１０６に出力される。

配分処理部１０３は、乗算器１０５において電流軸力Ｆerに配分ゲインＧerを乗算するとともに、乗算器１０６において角度軸力Ｆibに配分ゲインＧibを乗算し、加算器１０８においてこれらの値を足し合わせて配分軸力Ｆdを演算する。このように演算された配分軸力Ｆdは、配分軸力調整部１０４に出力される。

配分軸力調整部１０４には、配分軸力Ｆd及び車速Ｖが入力される。配分軸力調整部１０４は、配分軸力Ｆdの調整を行う配分軸力調整マップを備えている。図６に示すように、配分軸力調整マップは、入力される調整前の配分軸力Ｆdの絶対値が小さい領域では、該調整前の配分軸力Ｆdと調整後の配分軸力Ｆd’とが線形的な関係となるように設定されている。また、調整前の配分軸力Ｆdの絶対値が大きい領域では、調整後の配分軸力Ｆd’の絶対値が予め決められた制限値Ｆlim1以下となるように設定されている。さらに、本実施形態の配分軸力調整マップでは、制限値Ｆlim1は、車速Ｖの増大に基づいて制限値Ｆlim1が大きくなるように設定されている。なお、制限値Ｆlim1は、エンド反力Ｆie及び障害物当て反力Ｆoのうちの絶対値が大きい反力を加算しても反力成分Ｆirの値が過大とならないような値であり、試験やシミュレーション等の結果に基づいて予め設定されている。そして、図４に示すように、配分軸力調整部１０４は、配分軸力調整マップを参照することにより車速Ｖに応じて配分軸力Ｆdの調整を行う。このように演算された調整後の配分軸力Ｆd’は、加算器９４に出力され、エンド反力Ｆie及び障害物当て反力Ｆoのうちの絶対値が大きい反力と足し合わされる。つまり、配分軸力演算部９１による配分軸力Ｆd’の演算には、反力成分Ｆirが過大とならないようなガード処理として、配分軸力調整部１０４による配分軸力Ｆdの調整が含まれている。

エンド反力演算部９２には、目標転舵対応角である目標操舵角θh*が入力される。エンド反力演算部９２は、目標操舵角θh*とエンド反力Ｆieとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することにより目標操舵角θh*に応じたエンド反力Ｆieを演算する。マップには、閾値角度θieが設定されており、目標操舵角θh*の絶対値が閾値角度θie以下の場合には、エンド反力Ｆieとしてゼロが演算され、目標操舵角θh*が閾値角度θieを超えると、絶対値がゼロよりも大きなエンド反力Ｆieが演算される。このように演算されたエンド反力Ｆieは、反力選択部９５に出力される。なお、エンド反力Ｆieは、目標操舵角θh*が閾値角度θieを超えてある程度大きくなると、人の力ではそれ以上の切り込み操舵ができないほどに大きな絶対値となるように設定されている。また、閾値角度θieは、ラックエンド２５がラックハウジング２３に当接することでラック軸２２の軸方向移動が規制される機械的なラックエンド位置よりも中立位置側に設けられた仮想ラックエンド位置での転舵対応角θpの値に設定されている。

障害物当て反力演算部９３には、ｑ軸電流値Ｉqtに加え、減算器９６において操舵角θhから転舵対応角θpを差し引いた角度偏差Δθx、及び転舵対応角θpを微分することにより得られる転舵速度ωtが入力される。本実施形態の障害物当て反力演算部９３は、これらの状態量に基づいて障害物当て反力Ｆoを付与すべき状況に対する近似度合いを示す障害物当てゲインＧoを演算し、該障害物当てゲインＧoに基づいて障害物当て反力Ｆoを演算する。

詳しくは、図５に示すように、障害物当て反力演算部９３は、ｑ軸電流値Ｉqtに基づく電流ゲインＧoiを演算する電流ゲイン演算部１１１と、角度偏差Δθxに基づく角度ゲインＧoaを演算する角度ゲイン演算部１１２と、転舵速度ωtに基づく速度ゲインＧosを演算する速度ゲイン演算部１１３とを備えている。

電流ゲイン演算部１１１には、ｑ軸電流値Ｉqtが入力される。電流ゲイン演算部１１１は、ｑ軸電流値Ｉqtの絶対値と電流ゲインＧoiとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することによりｑ軸電流値Ｉqtに応じた電流ゲインＧoiを演算する。このマップは、ｑ軸電流値Ｉqtの絶対値がゼロの場合に電流ゲインＧoiが「０」となり、ｑ軸電流値Ｉqtの絶対値の増大に比例して電流ゲインＧoiが増大する。そして、ｑ軸電流値Ｉqtの絶対値が電流閾値Ｉthよりも大きくなると、電流ゲインＧoiが「１」となるように設定されている。つまり、本実施形態では、転舵輪５が転舵により障害物に当たっている状況に近似すると判断するための条件の１つとして、転舵輪５を転舵させようとしていることを採用し、ｑ軸電流値Ｉqtの絶対値が大きいほど、転舵輪５が転舵により障害物に当たっている状況に近似すると判断する。なお、電流閾値Ｉthは、転舵側モータ３２に供給された場合に、通常の路面であれば転舵輪５を転舵することが可能な電流値であり、試験やシミュレーション等の結果に基づいて予め設定されている。このように演算された電流ゲインＧoiは、乗算器１１４に入力される。

角度ゲイン演算部１１２には、角度偏差Δθxが入力される。角度ゲイン演算部１１２は、角度偏差Δθxの絶対値と角度ゲインＧoaとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することにより角度偏差Δθxに応じた角度ゲインＧoaを演算する。このマップは、角度偏差Δθxの絶対値がゼロの場合に角度ゲインＧoaが「０」となり、角度偏差Δθxの絶対値の増大に比例して角度ゲインＧoaが増大する。そして、角度偏差Δθxの絶対値が角度偏差閾値Δθthよりも大きくなると、角度ゲインＧoaが「１」となるように設定されている。つまり、本実施形態では、転舵輪５が転舵により障害物に当たっている状況に近似すると判断するための条件の１つとして、操舵角θhと転舵対応角θpとの間の偏差が大きいことを採用し、角度偏差Δθxの絶対値が大きいほど、転舵輪５が転舵により障害物に当たっている状況に近似すると判断する。なお、角度偏差閾値Δθthは、センサのノイズ等を考慮しても操舵角θhと転舵対応角θpとがずれているとみなすことが可能な角度であり、試験やシミュレーション等の結果に基づいて予め設定されている。このように演算された角度ゲインＧoaは、乗算器１１４に入力される。

速度ゲイン演算部１１３には、転舵速度ωtが入力される。速度ゲイン演算部１１３は、転舵速度ωtの絶対値と速度ゲインＧosとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することにより転舵速度ωtに応じた速度ゲインＧosを演算する。このマップは、転舵速度ωtの絶対値がゼロの場合に速度ゲインＧosが「１」となり、転舵速度ωtの絶対値の増大に比例して速度ゲインＧosが減少する。そして、転舵速度ωtの絶対値が速度閾値ωthよりも大きくなると、速度ゲインＧosが「０」となるように設定されている。つまり、本実施形態では、転舵輪５が転舵により障害物に当たっている状況に近似すると判断するための条件の１つとして、転舵速度ωtが低いことを採用し、転舵速度ωtの絶対値が低いほど、転舵輪５が転舵により障害物に当たっている状況に近似すると判断する。なお、速度閾値ωthは、センサのノイズ等を考慮しても転舵輪５が転舵しているとみなすことが可能な速度であり、試験やシミュレーション等の結果に基づいて予め設定されている。このように演算された速度ゲインＧosは、乗算器１１４に入力される。

障害物当て反力演算部９３は、乗算器１１４において、電流ゲインＧoiと、角度ゲインＧoaと、速度ゲインＧosとを掛け合わせることにより、障害物当て反力Ｆoを付与すべき状況に対する近似度合いを示す障害物当てゲインＧoを演算する。このように演算された障害物当てゲインＧoは、反力演算処理部１１５に出力される。

反力演算処理部１１５は、障害物当てゲインＧoと障害物当て反力Ｆoとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することにより障害物当てゲインＧoに応じた障害物当て反力Ｆoを演算する。このマップは、障害物当てゲインＧoがゼロの場合に障害物当て反力Ｆoが「０」となり、障害物当てゲインＧoの増大に比例して障害物当て反力Ｆoが緩やかに増大する。そして、障害物当てゲインＧoがゲイン閾値Ｇthよりも大きくなると、障害物当てゲインＧoの増大に比例して障害物当て反力Ｆoが急激に増大する。なお、ゲイン閾値Ｇthは、転舵輪５が転舵により障害物に当たっている状況と判断しても差し支えないゲインの大きさであり、試験やシミュレーション等の結果に基づいて予め設定されている。また、障害物当て反力Ｆoは、障害物当てゲインＧoがゲイン閾値Ｇthを超えてある程度大きくなると、人の力ではそれ以上の切り込み操舵ができないほどに大きな絶対値となるように設定されている。これにより、障害物当てゲインＧoがゲイン閾値Ｇth以下の領域では、障害物当て反力Ｆoにより転舵輪５のタイヤ部分のみが障害物に当たった際の反力を再現し、障害物当てゲインＧoがゲイン閾値Ｇthよりも大きな領域では、障害物当て反力Ｆoにより転舵輪５のホイール部分が障害物に当たった際の反力を再現している。このように演算された障害物当て反力Ｆoは、反力選択部９５に出力される。

図４に示すように、反力選択部９５には、エンド反力Fie及び障害物当て反力Ｆoに加え、操舵角θhを微分することにより得られる操舵速度ωhが入力される。反力選択部９５は、エンド反力Fie及び障害物当て反力Ｆoのうちの絶対値が大きい反力を選択し、当該反力の符号、すなわち方向を操舵速度ωhに示される符号とした値を選択反力Ｆslとして加算器９４に出力する。

そして、反力成分演算部８２は、加算器９４において、上記調整後の配分軸力Ｆd’に選択反力Ｆslを加算した値を反力成分Ｆirとして演算し、目標操舵角演算部８３に出力する。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）反力成分演算部８２は、転舵輪５が転舵により障害物に当たっている状況になる場合に、転舵輪５を障害物に向けて転舵させる操舵を規制するための障害物当て反力を演算する障害物当て反力演算部９３を備える。そのため、転舵輪５が縁石等の障害物に当たっている状況になる場合に大きな操舵反力を付与でき、転舵輪５が縁石等の障害物に当たっている状況を運転者に伝えることが可能になる。

一方、転舵輪５が障害物に当たっている状況では、実際の転舵対応角θpが目標転舵対応角である目標操舵角θh*に追従しないため、目標転舵トルクＴt*が大きくなり、転舵側モータ３２に供給されるｑ軸電流値Ｉqtに基づく電流軸力Ｆerも大きくなる。したがって、配分ゲインＧerが支配的になるような車速Ｖで走行している場合に、転舵輪５が縁石等の障害物に当たっている状況になると、配分軸力Ｆdと障害物当て反力Ｆo（選択反力Ｆsl）とを足し合わせてなる反力成分Ｆirが大きくなる。そして、こうした反力成分Ｆirに基づいて目標反力トルクＴs*を演算すると、ステアリングホイール３に付与する操舵反力が過大になるおそれがある。

この点、本実施形態によれば、配分軸力演算部９１による配分軸力Ｆd’の演算には、反力成分Ｆirが過大とならないようなガード処理として、配分軸力調整部１０４による配分軸力Ｆdの調整が含まれる。そして、配分軸力演算部９１は、配分軸力調整部１０４による調整後の配分軸力Ｆd’と障害物当て反力Ｆoとを足し合わせて反力成分Ｆirを演算し、該反力成分Ｆirに基づいて目標反力トルクＴs*を演算する。そのため、転舵輪５が転舵により障害物に当たっている状況になる場合に、反力成分Ｆirが過大となることを抑制でき、操舵反力が過大になることを抑制できる。

また、配分軸力演算部９１による配分軸力Ｆdの演算に反力成分Ｆirが過大とならないようなガード処理が含まれるため、例えば反力成分Ｆirを演算した後に該反力成分Ｆirの絶対値を制限する場合と異なり、障害物当て反力Ｆoの値が変更されない。そのため、転舵輪５が障害物に当たる際の反力を模擬した障害物当て反力Ｆoによって運転者に付与される操舵反力が、反力成分Ｆirが過大になることを抑制するガード処理によって影響を受けず、障害物に当たる操舵フィーリングを好適に付与できる。

（２）配分軸力調整部１０４は、配分軸力Ｆdの調整を行う配分軸力調整マップを備え、配分軸力調整マップにより配分軸力Ｆdを調整するため、同マップの形状を変更することで、車両の仕様等に応じた最適な操舵反力を容易に実現できる。また、配分軸力調整マップにおける調整後の配分軸力Ｆd’の絶対値は、制限値Ｆlim1以下に設定されるため、配分軸力Ｆdの絶対値を制限値Ｆlim1以下に制限するためのガード処理部を別途設ける場合に比べ、操舵制御装置１の演算負荷が増大することを抑制できる。

（３）配分軸力調整部１０４は、車速Ｖの増大に基づいて制限値Ｆlim1を大きくする。例えば車両が高速で走行している状態で急旋回すると、転舵輪５が受ける路面反力が大きくなるため、電流軸力Ｆerが大きくなる。この場合に、電流軸力Ｆerの絶対値が制限されると、転舵輪５が障害物に当たっていない状況で、適切な操舵反力を付与することができないおそれがある。一方、車両が高速で走行している状態では、例えば縁石に転舵輪５が当たるとしても転舵輪５が縁石を乗り越える等することで転舵輪５の転舵が規制される状況になり難い。この点を踏まえ、本実施形態では、車速Ｖの増大に基づいて制限値Ｆlim1を大きくするため、転舵輪５が障害物に当たっている状況でない場合に、適切な操舵反力を付与できる。

（第２実施形態）
次に、操舵制御装置の第２実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

図７に示すように、本実施形態の配分軸力演算部９１は、電流軸力Ｆerを調整する電流軸力調整部１２１を備えており、上記第１実施形態の配分軸力調整部１０４を備えていない。電流軸力調整部１２１には、電流軸力Ｆer及び車速Ｖが入力される。電流軸力調整部１２１は、電流軸力Ｆerの調整を行う電流軸力調整マップを備えている。本実施形態の電流軸力調整マップは、上記第１実施形態の配分軸力調整マップ（図６参照）と同様に設定されている。具体的には、入力される調整前の電流軸力Ｆerの絶対値が小さい領域では、該調整前の電流軸力Ｆerと調整後の電流軸力Ｆer’とが線形的な関係となるように設定されている。また、調整前の電流軸力Ｆerの絶対値が大きい領域では、調整後の電流軸力Ｆer’の絶対値が予め決められた制限値Ｆlim2以下となるように設定されている。さらに、本実施形態の制限値Ｆlim2は、車速Ｖの増大に基づいて制限値Ｆlim2が大きくなるように設定されている。なお、制限値Ｆlim2は、反力成分Ｆirの値が過大とならないような値であり、試験やシミュレーション等の結果に基づいて予めに設定されている。そして、電流軸力調整部１２１は、電流軸力調整マップを参照することにより車速Ｖに応じて電流軸力Ｆerの調整を行う。このように演算された調整後の電流軸力Ｆer’は、乗算器１０５に出力され、配分処理部１０３において配分軸力Ｆdが演算される。つまり、配分軸力演算部９１による配分軸力Ｆdの演算には、反力成分Ｆirが過大とならないようなガード処理として、電流軸力調整部１２１による電流軸力Ｆerの調整が含まれている。

以上、本実施形態では、上記第１実施形態の（１）の作用及び効果と同様の作用及び効果に加え、以下の作用及び効果を有する。
（４）電流軸力調整部１２１は、電流軸力Ｆerの調整を行う電流軸力調整マップを備え、電流軸力調整マップにより電流軸力Ｆerを調整するため、同マップの形状を変更することで、車両の仕様等に応じた最適な操舵反力を容易に実現できる。また、電流軸力調整マップにおける調整後の電流軸力Ｆer’の絶対値は、制限値Ｆlim2以下に設定されるため、電流軸力Ｆerの絶対値を制限値Ｆlim2以下に制限するためのガード処理部を別途設ける場合に比べ、操舵制御装置１の演算負荷が増大することを抑制できる。

（５）電流軸力調整部１２１は、車速Ｖの増大に基づいて制限値Ｆlim2を大きくするため、転舵輪５が障害物に当たっている状況でない場合に、適切な操舵反力を付与できる。
上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・上記第１実施形態では、配分軸力調整部１０４が配分軸力調整マップを備え、同マップを参照して配分軸力Ｆdを調整することにより、調整後の配分軸力Ｆd’の絶対値を制限値Ｆlim1以下に制限したが、これに限らない。例えば配分軸力調整部１０４が配分軸力調整マップを備えず、調整前の配分軸力Ｆdの絶対値が制限値Ｆlim1以下の場合には、そのまま配分軸力Ｆd’として出力し、調整前の配分軸力Ｆdの絶対値が制限値Ｆlim1よりも大きい場合には、絶対値を制限値Ｆlim1以下に制限した値を調整後の配分軸力Ｆd’として出力する構成としてもよい。同様に、上記第２実施形態において、電流軸力調整部１２１が電流軸力調整マップを備えない構成としてもよい。

・上記第１実施形態の配分軸力調整マップの形状は適宜変更可能であり、例えば調整後の配分軸力Ｆd’の絶対値が制限値Ｆlim1よりも大きくなるように設定してもよい。なお、この場合には、調整後の配分軸力Ｆd’の絶対値を制限値Ｆlim1以下に制限するガード処理部を設けることになる。同様に、上記第２実施形態の電流軸力調整マップの形状は適宜変更可能である。

・上記各実施形態では、制限値Ｆlim1，Ｆlim2を車速Ｖに応じて変更したが、これに限らず、制限値Ｆlim1，Ｆlim2を車速Ｖに応じて変更しなくてもよい。
・上記各実施形態では、目標反力トルクＴs*を入力トルク基礎成分Ｔb*と操舵角Ｆ／Ｂ成分Ｔfbhとを足し合わせることにより演算したが、これに限らず、目標反力トルクＴs*の演算態様は適宜変更可能である。例えば入力トルク基礎成分Ｔb*の演算態様として、目標操舵トルクに操舵トルクＴhを追従させるトルクフィードバック制御の実行により演算される値を入力トルク基礎成分Ｔb*として演算してもよい。また、操舵角Ｆ／Ｂ制御を実行せず、例えば入力トルクＴin*に基づいて目標反力トルクＴs*を直接演算する態様や、反力成分Ｆirに基づいて目標反力トルクＴs*を直接演算する態様を採用可能である。さらに、例えば反力成分Ｆirに基づいて目標操舵トルクを演算し、該目標操舵トルクに操舵トルクＴhを追従させるトルクフィードバック制御の実行により得られる値を目標反力トルクＴs*として演算してもよい。

・上記各実施形態において、配分軸力Ｆdにおける電流軸力Ｆer及び角度軸力Ｆibの配分割合を、車速Ｖ以外のパラメータに応じて配分割合を変更してもよい。こうしたパラメータとしては、例えば車載のエンジン等の制御パターンの設定状態を示すドライブモード等を用いることができる。

・上記各実施形態では、障害物当て反力演算部９３は、障害物当て反力Ｆoを付与すべき状況に対する近似度合いを示す障害物当てゲインＧoに基づいて障害物当て反力Ｆoを演算した。しかし、これに限らず、例えばｑ軸電流値Ｉqt、角度偏差Δθx及び転舵速度ωtとこれらに対応する各閾値との大小比較に基づいて障害物当て反力Ｆoを付与すべき状況であるか否かを択一的に判定し、その判定結果に応じて障害物当て反力Ｆoを演算してもよい。

・上記各実施形態では、角度軸力Ｆibを目標転舵対応角である目標操舵角θh*に基づいて演算したが、これに限らず、例えば操舵角θhや転舵対応角θpに基づいて演算してもよく、また操舵トルクＴhや車速Ｖ等、他のパラメータを加味する等、他の方法で演算してもよい。

・上記各実施形態では、電流軸力Ｆer及び角度軸力Ｆibに基づいて配分軸力Ｆdを演算したが、これに限らず、角度軸力Ｆibに加えて又は替えて、他の状態量に基づく軸力を用いてもよい。他の状態量に基づく軸力としては、例えばヨーレート及び横加速度に基づいて演算される車両状態量軸力や、ラック軸２２の軸力を検出する軸力センサの検出値に基づく軸力、あるいは転舵輪５に作用するタイヤ力に基づく軸力等を採用できる。

・上記各実施形態では、操舵角θｈと転舵対応角θpとの角度偏差Δθxに基づいて角度ゲインＧoaを演算したが、これに限らず、例えば目標転舵対応角と転舵対応角θpとの角度偏差に基づいて角度ゲインを演算してもよい。

・上記各実施形態において、反力成分演算部８２が、エンド反力演算部９２を備えない構成としてもよい。また、反力成分演算部８２が、エンド反力演算部９２以外に、転舵輪５の転舵を規制する他の反力を演算する演算部を備えていてもよい。こうした他の反力としては、車載電源Ｂの電圧が低下し、転舵側モータ３２により十分な転舵力を付与できない場合に付与する反力を採用できる。

・上記各実施形態では、制御対象となる操舵装置２を、操舵部４と転舵部６との間の動力伝達が分離したリンクレスの構造としたが、これに限らず、クラッチにより操舵部４と転舵部６との間の動力伝達を分離可能な構造の操舵装置を制御対象としてもよい。

次に、上記各実施形態及び変形例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記転舵力の目標値となる目標転舵トルクを演算する目標転舵トルク演算部を備え、前記目標転舵トルクに応じたモータトルクが発生するように前記転舵部に設けられた前記転舵側モータの作動を制御する操舵制御装置であって、前記目標転舵トルク演算部は、前記回転角の目標値である目標転舵対応角に実際の前記回転角である転舵対応角を追従させる転舵角フィードバック制御の実行に基づいて前記目標転舵トルクを演算する操舵制御装置。

（ロ）前記角度軸力は、車速の増大に基づいて前記配分軸力における配分割合が小さくなり、前記電流軸力は、車速の増大に基づいて前記配分軸力における配分割合が大きくなる操舵制御装置。

１…操舵制御装置、２…操舵装置、３…ステアリングホイール、４…操舵部、５…転舵輪、６…転舵部、１１…ステアリングシャフト、１２…操舵側アクチュエータ、１３…操舵側モータ、３１…転舵側アクチュエータ、３２…転舵側モータ、５１…操舵側制御部、５６…転舵側制御部、６１…操舵角演算部、６２…目標反力トルク演算部、８２…反力成分演算部、９１…配分軸力演算部、９３…障害物当て反力演算部、１０１…電流軸力演算部、１０２…角度軸力演算部、１０３…配分処理部、１０４…配分軸力調整部、１２１…電流軸力調整部、Ｆd…配分軸力、Ｆlim1，Ｆlim2…制限値、Ｆer…電流軸力、Ｆib…角度軸力、Ｆo…障害物当て反力、Ｆir…反力成分、Ｇo…障害物当てゲイン、Ｔs*…目標反力トルク、Ｔt*…目標転舵トルク、Ｖ…車速、θh…操舵角、θp…転舵対応角。

上記課題を解決する操舵制御装置は、操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部との間の動力伝達が分離した構造を有する操舵装置を制御対象とし、前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力の目標値となる目標反力トルクを演算する目標反力トルク演算部を備え、前記目標反力トルクに応じたモータトルクが発生するように前記操舵部に設けられた操舵側モータの作動を制御する操舵制御装置において、前記目標反力トルク演算部は、前記転舵輪を転舵させるべく動作する転舵軸に作用する軸力に応じた軸力成分を演算する軸力演算部と、前記転舵輪の一方向への転舵が制限される状況となるように、前記転舵輪を前記一方向へ転舵させる操舵を規制するための規制反力を演算する規制反力演算部とを備え、前記軸力成分と前記規制反力とを足し合わせてなる反力成分に基づいて前記目標反力トルクを演算するものであって、前記軸力演算部による前記軸力成分の演算には、前記反力成分が過大とならないようなガード処理が含まれる。

上記構成によれば、規制反力を導入することで、転舵輪の一方向への転舵が制限される状況になる場合に大きな操舵反力を付与でき、転舵輪の一方向への転舵が制限される状況を運転者に伝えることが可能になる。したがって、転舵輪の一方向への転舵が制限される状況になると、軸力成分と規制反力とを足し合わせてなる反力成分が大きくなる。そして、こうした反力成分に基づいて目標反力トルクを演算すると、ステアリングホイールに付与する操舵反力が過大になるおそれがある。この点、上記構成によれば、軸力成分の演算には、反力成分が過大とならないようなガード処理が行われるため、転舵輪の一方向への転舵が制限される状況になる場合に、反力成分が過大となることを抑制でき、操舵反力が過大になることを抑制できる。また、軸力成分の演算にガード処理が含まれるため、例えば反力成分を演算した後に該反力成分の絶対値を制限する場合と異なり、規制反力は制限されない。そのため、規制反力によって運転者に付与される操舵反力がガード処理によって影響を受けず、転舵輪の一方向への転舵が制限される状況の操舵フィーリングを好適に付与できる。

ガード処理の具体的な構成として、前記軸力演算部は、前記反力成分が過大とならないような制限値以下に前記軸力成分の絶対値を制限する軸力調整部を備え、前記軸力調整部が前記ガード処理を行う構成を採用できる。

上記操舵制御装置において、前記軸力調整部は、前記軸力成分の調整を行う軸力調整マップを備え、前記軸力調整マップにおける調整後の前記軸力成分の絶対値は、前記制限値以下に設定されることが好ましい。

上記構成によれば、軸力調整マップにより軸力成分を調整するため、同マップの形状を変更することで、車両の仕様等に応じた最適な操舵反力を容易に実現できる。また、軸力調整マップによって軸力成分の絶対値を制限値以下に制限するため、例えば軸力成分の絶対値を制限値以下に制限するためのガード処理部を別途設ける場合に比べ、操舵制御装置の演算負荷が増大することを抑制できる。

ガード処理の具体的な構成として、前記軸力演算部は、前記転舵輪を転舵させる力である転舵力を付与するように前記転舵部に設けられた転舵側モータに供給される駆動電力に基づく電流軸力を演算する電流軸力演算部を含み、前記軸力演算部は、前記反力成分が過大とならないような制限値以下に前記電流軸力の絶対値を制限する電流軸力調整部を備え、前記電流軸力調整部が前記ガード処理を行う構成を採用できる。

上記操舵制御装置において、前記制限値は、車速に基づいて調整されることが好ましい。
例えば車両が高速で走行している状態で急旋回すると、転舵輪が受ける路面反力が大きくなるため、当該路面反力を考慮すると軸力成分が大きくなる。この場合に、軸力成分の絶対値が制限されると、転舵輪の一方向への転舵を制限しなくてもよい状況で、適切な操舵反力を付与することができないおそれがある。一方、例えば車両が高速で走行している状態では、転舵輪の一方向への転舵を制限しなければいけない状況になり難い。この点を踏まえ、上記構成では、車速に基づいて制限値を調整するため、転舵輪の一方向への転舵を制限しなければいけない状況でない場合に、適切な操舵反力を付与できる。

Claims (6)

1. 操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部との間の動力伝達が分離した構造を有する操舵装置を制御対象とし、
   前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力の目標値となる目標反力トルクを演算する目標反力トルク演算部を備え、前記目標反力トルクに応じたモータトルクが発生するように前記操舵部に設けられた操舵側モータの作動を制御する操舵制御装置において、
   前記目標反力トルク演算部は、
   前記転舵輪を転舵させる力である転舵力を付与するように前記転舵部に設けられた転舵側モータに供給される駆動電力に基づく電流軸力を含む複数の軸力を配分した配分軸力を演算する配分軸力演算部と、
   前記転舵輪が転舵により障害物に当たっている状況になる場合に、前記転舵輪を前記障害物に向けて転舵させる操舵を規制するための障害物当て反力を演算する障害物当て反力演算部とを備え、
   前記配分軸力と前記障害物当て反力とを足し合わせてなる反力成分に基づいて前記目標反力トルクを演算するものであって、
   前記配分軸力演算部による前記配分軸力の演算には、前記反力成分が過大とならないようなガード処理が含まれる操舵制御装置。
2. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
   前記配分軸力演算部は、前記反力成分が過大とならないような制限値以下に前記配分軸力の絶対値を制限する配分軸力調整部を備え、前記配分軸力調整部が前記ガード処理を行う操舵制御装置。
3. 請求項２に記載の操舵制御装置において、
   前記配分軸力調整部は、前記配分軸力の調整を行う配分軸力調整マップを備え、前記配分軸力調整マップにおける調整後の前記配分軸力の絶対値は、前記制限値以下に設定される操舵制御装置。
4. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
   前記配分軸力演算部は、前記反力成分が過大とならないような制限値以下に前記電流軸力の絶対値を制限する電流軸力調整部を備え、前記電流軸力調整部が前記ガード処理を行う操舵制御装置。
5. 請求項４に記載の操舵制御装置において、
   前記電流軸力調整部は、前記電流軸力の調整を行う電流軸力調整マップを備え、前記電流軸力調整マップにおける調整後の前記電流軸力の絶対値は、前記制限値以下に設定される操舵制御装置。
6. 請求項２〜５のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
   前記制限値は、車速の増大に基づいて大きくなるように変更される操舵制御装置。