JP7136398B1 - 転舵制御装置及び転舵装置 - Google Patents

Abstract

端当てによる大きな衝撃や打音（異音）の発生を抑制しつつ仮想ラックエンド位置を学習する。転舵制御装置は、転舵機構に操舵補助力を付与するアクチュエータに対する電流指令値を演算する指令値演算部（４０）と、位置検出部が検出した転舵機構の転舵位置に基づいて転舵機構の終端位置を学習する終端位置学習部（４６）と、位置検出部が検出した転舵位置が、学習した終端位置の近傍にある場合に、指令値演算部（４０）が演算した電流指令値を補正する指令値補正部（４１、４９）と、学習した終端位置と所定位置との比較結果、及び学習した終端位置から演算された転舵機構のストローク長と所定長との比較結果に基づいて、指令値補正部（４１、４９）による前記電流指令値の補正量を制限する補正量制限部（５１、５２）を備える。

Description

本発明は、転舵制御装置及び転舵装置に関する。

車両の転舵機構において転舵角が増加して機械的な最大舵角に至ると、転舵機構のラック軸がストローク端に達してそれ以上は転舵角を増加できなくなる。このようにラック軸がストローク端に達した状態となることを「端当て」と称する。また、ラック軸のストローク端を「ラックエンド」と表記することがある。
高い転舵速度で端当てが起こると、大きな衝撃や打音（異音）が発生して運転者が不快に感じるおそれがある。特許文献１には、操舵角の絶対値の最大値をラックエンド位置として学習し、センサで検出した操舵角が学習したラックエンド位置の近傍にある場合に操舵角の増大を抑制して、端当て時の衝撃を緩和する技術が記載されている。
以下、センサで検出した操舵角に基づいて学習した仮想的なラックエンド位置を「仮想ラックエンド位置」と表記し、物理的な実際のラックエンド位置を「実ラックエンド位置」と表記することがある。

特開２０１９－１０４４７６号公報

しかし、仮想ラックエンド位置として適切な位置（例えば、実ラックエンド位置に十分に近い位置）を学習する前に、端当て時の衝撃緩和のために操舵角の増大を抑制すると、その時点の仮想ラックエンド位置の学習値を超えて操舵することが難しくなり、仮想ラックエンド位置の学習が妨げられる。
一方で、適切な仮想ラックエンド位置を学習するまで端当て時の衝撃緩和を過度に制限すると、端当てにより大きな衝撃が発生して操舵機構に損傷が生じるおそれがある。

本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、端当てによる操舵機構の損傷を抑制しつつ仮想ラックエンド位置を学習することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様による転舵制御装置は、車両の操舵操作部に作用する操作に基づいて、転舵機構に操舵補助力を付与するアクチュエータに対する電流指令値を演算する指令値演算部と、転舵機構の転舵位置を検出する位置検出部と、位置検出部が検出した転舵位置に基づいて転舵機構の終端位置を学習する終端位置学習部と、位置検出部が検出した転舵位置が、終端位置学習部が学習した終端位置の近傍にある場合に、指令値演算部が演算した電流指令値を補正する指令値補正部と、学習した終端位置と所定位置との比較結果、及び学習した終端位置から演算された転舵機構のストローク長と所定長との比較結果に基づいて、指令値補正部による電流指令値の補正量を制限する補正量制限部と、を備える。

また、本発明の他の一態様による転舵装置は、上記の転舵制御装置と、転舵制御装置により駆動制御されて車両の操向輪を転舵するアクチュエータと、を備える。

本発明によれば、端当てによる大きな衝撃や打音（異音）の発生を抑制しつつ仮想ラックエンド位置を学習できる。

実施形態の電動パワーステアリング装置の一例の概要を示す構成図である。 図１に示すコントローラの機能構成の一例を示すブロック図である。 衝撃緩和制御を実施する操舵角の範囲の一例の説明図である。 衝撃緩和制御部の機能構成の一例を示すブロック図である。 （ａ）はばね定数テーブルの特性例を示す特性図であり、（ｂ）は粘性定数テーブルの特性例を示す特性図である。 終端位置学習部の機能構成の一例を示すブロック図である。 （ａ）は操舵角の変化に伴うコラム出力軸トルクの変化の例の説明図であり、（ｂ）は（ａ）のコラム出力軸トルクが生じた時の終端位置の学習値の例の説明図である。 （ａ）は実ラックエンド位置の概念図であり、（ｂ）は仮想ラックエンド位置の学習開始前の状態の概念図であり、（ｃ）は右側の仮想ラックエンド位置を学習した状態の概念図であり、（ｄ）は左側の仮想ラックエンド位置を学習した状態の概念図であり、（ｅ）は仮想ラックエンドの学習を完了したとみなした状態の概念図であり、（ｆ）は実ラックエンド近傍まで仮想ラックエンドの学習を続けた状態の概念図である。 （ａ）は実ラックエンド位置の概念図であり、（ｂ）は図８（ｆ）と同じ状態を示す概念図であり、（ｃ）はオフセット誤差が発生した直後の状態の概念図であり、（ｄ）は左側の仮想ラックエンド位置の学習位置を更新した状態の概念図であり、（ｅ）は操舵角センサが検出した操舵角の補正と右側の仮想ラックエンド位置の学習値のリセットの概念図であり、（ｆ）は更に左側の仮想ラックエンド位置の学習位置を更新した状態の概念図であり、（ｇ）は仮想ラックエンドの学習を完了したとみなした状態の概念図であり、（ｈ）は更に左側の仮想ラックエンド位置の学習位置を更新した状態の概念図である。 図８（ｂ）～（ｆ）及び図９（ｂ）～（ｈ）の状態における制限値の例を示す表である。

本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す本発明の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の構成、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

（構成）
図１は、実施形態の電動パワーステアリング装置の一例の概要を示す構成図である。ステアリングホイール（操向ハンドル）１のコラム軸（操舵軸）２ｉ及び２ｏは、減速機構を構成する減速ギア（ウォームギア）３、インターミディエイトシャフト４、ピニオンラック機構５、タイロッド６ａ、６ｂを経て、更にハブユニット７ａ、７ｂを介して操向輪８Ｌ、８Ｒに連結されている。

コラム入力軸２ｉとコラム出力軸２ｏとは、コラム入力軸２ｉとコラム出力軸２ｏとの間の回転角のずれによって捩れるトーションバー（図示せず）によって連結されている。
インターミディエイトシャフト４は、軸部材４ｃと、軸部材の両端に取り付けられたユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂを有する。ユニバーサルジョイント４ａはコラム出力軸２ｏに連結され、ユニバーサルジョイント４ｂはピニオンラック機構５に連結される。

ピニオンラック機構５は、ユニバーサルジョイント４ｂから操舵力が伝達されるピニオンシャフトに連結されたピニオン５ａと、このピニオン５ａに噛合するラック５ｂとを有し、ピニオン５ａに伝達された回転運動をラック５ｂで車幅方向の直進運動に変換する。
操舵軸２（コラム軸２ｉ及び２ｏ）には操舵トルクＴｈを検出するトルクセンサ１０が設けられている。また、操舵軸２（コラム軸２ｉ及び２ｏ）には、ステアリングホイール１の操舵角θｈを検出する操舵角センサ１４が設けられている。

また、ステアリングホイール１の操舵力を補助するモータ２０が減速ギア３を介してコラム出力軸２ｏに連結されている。電動パワーステアリング（ＥＰＳ：Electric Power Steering）装置を制御するコントローラ３０には、バッテリ１３から電力が供給されるとともに、イグニション（ＩＧＮ）キー１１を経てイグニションキー信号が入力される。
なお、操舵補助力を付与する手段は、モータに限られず、様々な種類のアクチュエータを利用可能である。

コントローラ３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｈと、車速センサ１２で検出された車速Ｖｈと、操舵角センサ１４で検出された操舵角θｈに基づいてアシスト制御指令の電流指令値の演算を行い、電流指令値に補償等を施した電圧制御指令値Ｖｒｅｆによってモータ２０に供給する電流を制御する。
なお、操舵角センサ１４は必須のものではなく、モータ２０の回転軸の回転角度を検出する回転角センサから得られる回転角度に、トルクセンサ１０のトーションバーの捩れ角を加えて操舵角θｈを算出してもよい。

コントローラ３０は、例えば、プロセッサと、記憶装置等の周辺部品とを含むコンピュータを備えてよい。プロセッサは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、やＭＰＵ（Micro-Processing Unit）であってよい。
記憶装置は、半導体記憶装置、磁気記憶装置及び光学記憶装置のいずれかを備えてよい。記憶装置は、レジスタ、キャッシュメモリ、主記憶装置として使用されるＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを含んでよい。
以下に説明するコントローラ３０の機能は、例えばコントローラ３０のプロセッサが、記憶装置に格納されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。

なお、コントローラ３０を、以下に説明する各情報処理を実行するための専用のハードウエアにより形成してもよい。
例えば、コントローラ３０は、汎用の半導体集積回路中に設定される機能的な論理回路を備えてもよい。例えばコントローラ３０はフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ：Field-Programmable Gate Array）等のプログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ：Programmable Logic Device）等を有していてもよい。

図２は、実施形態のコントローラ３０の機能構成の一例を示すブロック図である。コントローラ３０は、基本指令値演算部４０と、加算器４１と、減算器４２と、電流制御部４３と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部４４と、インバータ（ＩＮＶ）４５と、終端位置学習部４６と、制御回転変位設定部４７と、微分部４８と、衝撃緩和制御部４９と、電流検出器５０と、学習状態判定部５１と、衝撃緩和制御出力制限部５２を備える。
基本指令値演算部４０は、トルクセンサ１０からの操舵トルクＴｈと車速センサ１２からの車速Ｖｈと基づいて、モータ２０の駆動電流の制御目標値である基本電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する。
本実施形態では、右操舵方向にモータ２０の操舵補助力を発生させる基本電流指令値Ｉｒｅｆ１の値を正値と定義し、左操舵方向に操舵補助力を発生させる基本電流指令値Ｉｒｅｆ１の値を負値と定義する。

加算器４１は、衝撃緩和制御出力制限部５２から出力される衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２’を基本電流指令値Ｉｒｅｆ１に加算することにより基本電流指令値Ｉｒｅｆ１を補正し、補正後の基本電流指令値Ｉｒｅｆ１を電流指令値Ｉｒｅｆ３として出力する。
衝撃緩和制御出力制限部５２は、衝撃緩和制御部４９から出力される衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の上限値を、学習状態判定部５１から出力される制限値０、Ｌｉｍｉｔ１又はＬｉｍｉｔ２で制限し、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の下限値を、制限値０、（－Ｌｉｍｉｔ１）又は（－Ｌｉｍｉｔ２）で制限することによって衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２’を設定する。

衝撃緩和制御部４９は、操舵角θｈがラックエンド位置に近づいた場合に、操舵角θｈの増加を抑制することにより端当てによる衝撃や打音（異音）を緩和する。衝撃緩和制御部４９が端当てによる衝撃や異音を緩和する制御を「衝撃緩和制御」と表記することがある。
衝撃緩和制御部４９は、端当てによる衝撃や打音を緩和するために操舵角θｈの増加を抑制する電流指令値を衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２として出力する。右操舵時における衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２は負の値を持ち、正の基本電流指令値Ｉｒｅｆ１の大きさを減少させる。一方で、左操舵時における衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２は正の値を持ち、負の基本電流指令値Ｉｒｅｆ１の大きさを減少させる。例えば衝撃緩和制御部４９は、操舵反力を発生させる電流指令値を出力してよい。

衝撃緩和制御出力制限部５２は、左操舵時における衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の上限値を、学習状態判定部５１から出力される制限値０又は正の制限値Ｌｉｍｉｔ１、Ｌｉｍｉｔ２に制限し、右操舵時における衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の下限値を制限値０又は負の制限値（－Ｌｉｍｉｔ１）、（－Ｌｉｍｉｔ２）に制限する。
衝撃緩和制御部４９、学習状態判定部５１の詳細は後述する。

加算器４１が演算した電流指令値Ｉｒｅｆ３は減算器４２に入力され、フィードバックされているモータ電流値Ｉｍとの偏差（Ｉｒｅｆ３－Ｉｍ）が演算される。その偏差（Ｉｒｅｆ３－Ｉｍ）は、ＰＩ制御等の電流制御部４３で制御され、電流制御された電圧制御値ＶｒｅｆがＰＷＭ制御部４４に入力されてデューティを演算され、ＰＷＭ信号でインバータ４５を介してモータ２０をＰＷＭ駆動する。モータ２０のモータ電流値Ｉｍは電流検出器５０で検出され、減算器４２に入力されてフィードバックされる。
加算器４１及び衝撃緩和制御部４９は、特許請求の範囲に記載の「指令値補正部」の一例であり、学習状態判定部５１及び衝撃緩和制御出力制限部５２は、特許請求の範囲に記載の「補正量制限部」の一例である。

終端位置学習部４６は、操舵角センサ１４が検出した操舵角θｈに基づいて、転舵機構の終端位置である仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌを学習する。θｅｖｒは、右操舵時の仮想ラックエンド位置であり正の値を有する。θｅｖｌは、左操舵時の仮想ラックエンド位置であり負の値を有する。
さらに、左右の実ラックエンド位置の中央位置（以下「ラック中立位置」と表記することがある）と、操舵角センサ１４で検出したコラム軸の操舵角θｈの中立位置（以下「操舵角中立位置」と表記することがある）との間に誤差が発生することがある。このような誤差を、以下「オフセット誤差」と表記することがある。
オフセット誤差は、例えばインターミディエイトシャフト４の誤組付け等の理由により発生する。終端位置学習部４６は、オフセット誤差Ｏｆｓを推定し、操舵角センサ１４が検出した操舵角θｈからオフセット誤差Ｏｆｓを減算して補正した補正操舵角θｈ１を出力する。終端位置学習部４６の詳細は後述する。

制御回転変位設定部４７は、補正操舵角θｈ１がラックエンド位置に近づいて、衝撃緩和制御が実施される範囲（以下「衝撃緩和制御実施範囲」と表記することがある）内にあるときに、補正操舵角θｈ１が仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌにどれくらい近いかを示す制御回転変位θｒを設定する。
図３を参照する。右操舵の場合（すなわち補正操舵角θｈ１が正値の場合）には、閾値θｔｈＲ＜θｈ１となる範囲が衝撃緩和制御実施範囲であり、左操舵の場合（すなわち補正操舵角θｈ１が負の場合）には、閾値θｔｈＬ＞θｈ１となる範囲が衝撃緩和制御実施範囲である。

閾値θｔｈＲ及びθｔｈＬは、それぞれ仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌに基づいて設定される。例えば、右操舵の閾値θｔｈＲは、仮想ラックエンド位置θｅｖｒから正の所定値Δθを減算した値（θｅｖｒ－Δθ）であってよく、左操舵の閾値θｔｈＬは、仮想ラックエンド位置θｅｖｌに所定値Δθを加算した値（θｅｖｌ＋Δθ）であってよい。

制御回転変位θｒは、例えば衝撃緩和制御実施範囲外（すなわちθｔｈＬ≦θｈ１≦θｔｈＲ）ではゼロ（「０」）に設定され、右操舵の衝撃緩和制御実施範囲内では、補正操舵角θｈ１から閾値θｔｈＲを減じた差（θｈ１－θｔｈＲ）が大きくなるほど、より大きな制御回転変位θｒが設定される。一方で、左操舵の衝撃緩和制御実施範囲内では、補正操舵角θｈ１から閾値θｔｈＬを減じた差（θｈ１－θｔｈＬ）が小さくなるほど（すなわち絶対値｜θｈ１－θｔｈＬ｜がより大きくなるほど）、より小さな負の制御回転変位θｒ（絶対値｜θｒ｜はより大きくなる）が設定されてよい。

言い換えれば、補正操舵角θｈ１が閾値θｔｈＲより大きい範囲では、補正操舵角θｈ１の増大に応じて正の制御回転変位θｒが増大し、補正操舵角θｈ１が閾値θｔｈＬより小さい範囲では補正操舵角θｈ１の減少に応じて負の制御回転変位θｒが減少する。
例えば、制御回転変位設定部４７は、補正操舵角θｈ１が閾値θｔｈＲよりも大きい場合に差分θｈ１－θｔｈＲを制御回転変位θｒに設定し、補正操舵角θｈ１が閾値θｔｈＬよりも小さい場合に差分θｈ１－θｔｈＬを制御回転変位θｒに設定してよい。

図２を参照する。微分部４８は、操舵角センサ１４が検出した操舵角θｈを微分して、操舵角速度ωを算出する。
衝撃緩和制御部４９は、制御回転変位θｒと操舵角速度ωとに基づいて衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２を設定する。
図４は、衝撃緩和制御部４９の機能構成の一例を示すブロック図である。衝撃緩和制御部４９は、ばね定数テーブル６０と、乗算器６１及び６３と、粘性定数テーブル６２と、加算器６４と、反転器６５と、リミッタ６６を備える。

ばね定数テーブル６０は操舵系のバネ定数ｋ０を算出するデータテーブルである。バネ定数ｋ０は、図５（ａ）に示すように制御回転変位θｒが増加するのに応じて変化領域の中央部で比較的急峻に増加（非線形増加）する特性を有している。なお、制御回転変位θｒが負値の場合の特性は、バネ定数ｋ０軸（縦軸）を対称軸とした線対称な特性である。
また、粘性定数テーブル６２は操舵系の粘性定数μを算出するデータテーブルである。粘性定数μは、図５（ｂ）に示すように制御回転変位θｒが増加するのに応じて全体的に比較的緩やかに漸増（非線形増加）する特性を有している。なお、制御回転変位θｒが負値の場合の特性は、粘性定数μ軸（縦軸）を対称軸とした線対称な特性である。

ばね定数テーブル６０からのバネ定数ｋ０は乗算器６１で制御回転変位θｒと乗算されて乗算結果（ｋ０×θｒ）が加算器６４に入力される。また、粘性定数テーブル６２からの粘性定数μは乗算器６３で操舵角速度ωと乗算されて乗算結果（μ×ω）が加算器６４に入力される。加算器６４の加算結果（＝ｋ０×θｒ＋μ×ω）は、反転器６５及びリミッタ６６に入力され、符号が反転されて最大値を制限された衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２が設定される。

なお、図４の衝撃緩和制御部４９の構成はあくまでも例示であり、本発明は上述の構成に限定されるものではない。衝撃緩和制御部４９は、補正操舵角θｈ１がラックエンド位置に近づいた場合に、操舵角θｈの増加を抑制する衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２を出力できる構成を有していれば足りる。

次に、終端位置学習部４６の詳細を説明する。終端位置学習部４６は、転舵機構に加わる回転力が第１所定値以下である時に操舵角センサ１４が検出した操舵角θｈのうち操舵角中立位置から最も離れた操舵角（正の操舵角θｈの場合には最大操舵角、負の操舵角θｈの場合には最小転舵角）を、仮想ラックエンドの第１候補θｍ１として求める。
例えば、コラム出力軸２ｏに印加されているコラム出力軸トルクＴｃが所定値Ｔ１以下の場合に仮想ラックエンドの第１候補θｍ１を求めてもよい。
終端位置学習部４６は、転舵機構に加わる回転力が第１所定値以下であり、且つ操舵操作部に作用する操作力が第３所定値以下の時に操舵角センサ１４が検出した操舵角θｈのうち操舵角中立位置から最も離れた操舵角を、仮想ラックエンドの第１候補θｍ１として求めてもよい。
例えば、コラム出力軸トルクＴｃが所定値Ｔ１以下且つ操舵トルクＴｈが所定値Ｔ２以下の場合に第１候補θｍ１を求めてもよい。

また、終端位置学習部４６は、操舵角センサ１４が検出した操舵角θｈを、操舵角中立位置の方向へ第２所定値だけずらした角度のうち操舵角中立位置から最も離れた操舵角（すなわち、正の操舵角θｈの場合には最大操舵角から第２所定値を減じた角度、負の操舵角θｈの場合には最小転舵角に第２所定値を加えた角度）を、仮想ラックエンドの第２候補θｍ２として求める。第２所定値として、例えば誤差として考えられる最大値を設定してよい。

終端位置学習部４６は、第１候補θｍ１及び第２候補θｍ２のうち操舵角中立位置から最も離れた操舵角を、仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌとして求める。
これにより、トルクにより発生する捩れなどの影響を低減することができ、仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌと実ラックエンド位置との誤差を小さくすることができる。

図６は、終端位置学習部４６の機能構成の一例を示すブロック図である。終端位置学習部４６は、出力軸トルク算出部７０と、選択部７１と、第１記憶部７２と、遅延部７３及び７７と、レートリミッタ７４と、補正位置算出部７５と、第２記憶部７６と、第３記憶部７８と、リミッタ７９と、ストローク算出部８０と、オフセット誤差算出部８１と、減算器８２と、終端位置補正部８３を備える。

出力軸トルク算出部７０は、コラム出力軸２ｏに印加されているコラム出力軸トルクＴｃを算出する。
例えば出力軸トルク算出部７０は、モータ２０の電流指令値Ｉｒｅｆ３や電流検出器５０で検出したモータ電流値Ｉｍにモータトルク定数及び減速ギア３の減速比を乗算して推定したモータトルクをコラム出力軸トルクＴｃとして算出してよい。
例えば、出力軸トルク算出部７０は、モータ２０の電流指令値Ｉｒｅｆ３にモータトルク定数及び減速ギア３の減速比を乗算して推定したモータトルクと、トルクセンサ１０で検出した操舵トルクＴｈとの和をコラム出力軸トルクＴｃとして算出してよい。

また例えば、出力軸トルク算出部７０は、電流検出器５０で検出したモータ電流値Ｉｍにモータトルク定数及び減速ギア３の減速比を乗算して推定したモータトルクと、トルクセンサ１０で検出した操舵トルクＴｈとの和をコラム出力軸トルクＴｃとして算出してよい。
また、出力軸トルク算出部７０は、モータ２０の角度センサの検出値を２階微分してモータ角加速度を求め、慣性モーメントを乗算することで慣性トルクを推定し、上述のように求めたコラム出力軸トルクＴｃに慣性トルクを追加してもよい。
コラム出力軸トルクＴｃは、「転舵機構に加わる回転力」の一例である。操舵トルクＴｈは、「車両の操舵操作部に作用する操作力」の一例である。

減算器８２は、操舵角センサ１４が検出した操舵角θｈから、オフセット誤差算出部８１が算出したオフセット誤差Ｏｆｓを減算して補正操舵角θｈ１を算出する。オフセット誤差算出部８１によるオフセット誤差Ｏｆｓの算出については後述する。
選択部７１は、コラム出力軸トルクＴｃと操舵トルクＴｈの値に応じて、補正操舵角θｈ１及び遅延部７３の出力のうち一方を選択して第１記憶部７２に出力する。遅延部７３は、第１記憶部７２に記憶されて出力される仮想ラックエンドの第１候補θｍ１を遅延させて出力している。
例えば選択部７１は、コラム出力軸トルクＴｃが所定値Ｔ１以下且つ操舵トルクＴｈが所定値Ｔ２以下の場合に検出した操舵角θｈから算出された補正操舵角θｈ１を選択して第１記憶部７２に出力し、それ以外の場合に遅延部７３の出力を第１記憶部７２に出力してもよい。

第１記憶部７２は、遅延部７３の出力と補正操舵角θｈ１のうち、操舵角中立位置から離れている方を、仮想ラックエンドの第１候補θｍ１として記憶する。
これにより、コラム出力軸トルクＴｃが所定値Ｔ１以下且つ操舵トルクＴｈが所定値Ｔ２以下の場合に算出された補正操舵角θｈ１が、それまで第１記憶部７２に記憶されている第１候補θｍ１よりも操舵角中立位置から離れていれば、補正操舵角θｈ１で第１記憶部７２に記憶される第１候補θｍ１を更新する。
なお選択部７１は、コラム出力軸トルクＴｃが所定値Ｔ１以下の場合に補正操舵角θｈ１を選択して第１記憶部７２に出力し、それ以外の場合に遅延部７３の出力を第１記憶部７２に出力してもよい。
レートリミッタ７４は、第１記憶部７２から出力される第１候補θｍ１と第３記憶部から出力される操舵角θｏを入力する。レートリミッタ７４は、遅延部（図示せず）により遅延された操舵角θｏに対して第１候補θｍ１の変化率を制限し、変化率を制限された後の第１候補θｍ１’を第３記憶部７８に出力する。

補正位置算出部７５は、補正操舵角θｈ１を、操舵角中立位置の方向へ第２所定値だけずらした角度を算出する。すなわち、補正操舵角θｈ１が正の場合には補正操舵角θｈ１から第２所定値を減じた角度を出力する。補正操舵角θｈ１が負の場合には補正操舵角θｈ１から第２所定値を加えた角度を出力する。
第２記憶部７６は、補正位置算出部７５の出力と遅延部７７の出力のうち、操舵角中立位置から離れている方を、仮想ラックエンドの第２候補θｍ２として記憶する。遅延部７７は、第２記憶部７６に記憶されて出力される仮想ラックエンドの第２候補θｍ２を遅延させて出力している。

これにより、補正位置算出部７５の出力（すなわち、補正操舵角θｈ１を操舵角中立位置の方向へ第２所定値だけずらした角度）が、それまで第２記憶部７６に記憶されている第２候補θｍ２よりも操舵角中立位置から離れていれば、補正位置算出部７５の出力で、第２記憶部７６に記憶される第２候補θｍ２を更新する。
第３記憶部７８は、レートリミッタ７４により変化率を制限された第１候補θｍ１’と第２候補θｍ２のうち、操舵角中立位置から離れた操舵角θｏを記憶して出力する。
リミッタ７９は、第３記憶部７８から出力された操舵角θｏの大きさを制限して、仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌとして出力する。

図７（ａ）及び図７（ｂ）を参照して、本実施形態による仮想ラックエンドの学習例を説明する。説明の簡単のため、オフセット誤差Ｏｆｓを０（すなわち、操舵角θｈ＝補正操舵角θｈ１）とし、コラム出力軸トルクＴｃが所定値Ｔ１以下の場合に検出した操舵角θｈが、それまで第１記憶部７２に記憶されている第１候補θｍ１よりも操舵角中立位置から離れていれば、第１候補θｍ１を更新する場合について述べる。

図７（ａ）は、操舵角θｈの変化に伴うコラム出力軸トルクＴｃの変化の例の説明図である。図中の矢印は操舵方向を示している。
切り増し操舵の際には、操舵角θｈがθ１を超えたときにコラム出力軸トルクＴｃが所定値Ｔ１を超え、その後の切り戻し操舵の際には、操舵角θｈがθ２より小さくなったとき（θ２＞θ１）にコラム出力軸トルクＴｃが所定値Ｔ１より小さくなっている。
図７（ｂ）は図７（ａ）のコラム出力軸トルクＴｃが生じた時の右操舵の仮想ラックエンドの学習値の例の説明図である。破線が操舵角θｈを示し、一点鎖線が第１候補θｍ１を示し、二点鎖線が第２候補θｍ２を示し、実線が第３記憶部７８からの出力θｏ（リミッタ７９による制限前の仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌ）を示す。なお、一点鎖線および二点鎖線を他の線と重ならないようにずらして表示している。

時刻ｔ１において操舵角θｈが増大して切り増し操舵が開始すると、コラム出力軸トルクＴｃが所定値Ｔ１以下である間（すなわち操舵角θｈがθ１以下である間）は、操舵角θｈ（破線）を第１候補θｍ１（一点鎖線）として学習する。切り増し操舵中、第１候補θｍ１（一点鎖線）はθ１まで増加する。
また、操舵角θｈよりも第２所定値だけ減じた角度を第２候補θｍ２（二点鎖線）として学習する。

このため、レートリミッタ７４により変化率を制限された第１候補θｍ１’が第２候補θｍ２（二点鎖線）よりも大きい間（時刻ｔ１～時刻ｔ２）は、第１候補θｍ１’が第３記憶部７８の出力θｏ（実線）として選択され、時刻ｔ２において第２候補θｍ２が第１候補θｍ１’を超えると、第２候補θｍ２が出力θｏ（実線）として選択される。

その後、時刻ｔ３において操舵角θｈの増加が止まって一定値となると、第２候補θｍ２（二点鎖線）の増加も止まる。このため、その後はレートリミッタ７４により変化率を制限された第１候補θｍ１’が第３記憶部７８の出力θｏ（実線）として選択される。
上記の通り、第１候補θｍ１（一点鎖線）はθ１まで増加するので、第３記憶部７８の出力θｏ（実線）は、第１候補θｍ１に遅れてθ１まで増加する。時刻ｔ４にてθ１まで至ると、出力θｏ（実線）は増加を停止する。

その後に、操舵角θｈの減少が始まって切り戻し操舵が開始すると、時刻ｔ５において操舵角θｈがθ２まで減少する。するとコラム出力軸トルクＴｃが所定値Ｔ１以下となる。このため、角度θ２を第１候補θｍ１（一点鎖線）として学習する。
このため、レートリミッタ７４により変化率を制限された第１候補θｍ１’が増加を開始し、第３記憶部７８の出力θｏ（実線）として選択される。出力θｏ（実線）は時刻ｔ６にてθ２となるまで増加して、その後は一定となる。

以上のように学習した第３記憶部７８の出力θｏ（実線）、すなわちリミッタ７９による制限前の仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌと、単に操舵角θｈから第２所定値（例えば最大誤差推定値）を減じた角度を学習した場合（二点鎖線）と、を比較すると第３記憶部７８の出力θｏの方が、操舵角中立点からより遠い操舵角として学習することができる。このため、実ラックエンド位置により近い操舵角を仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌとして学習できる。

次に、学習状態判定部５１について説明する。図２を参照する。学習状態判定部５１は、終端位置学習部４６から出力される仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌに基づいて終端位置学習部４６による仮想ラックエンド位置の学習状態を判定する。
学習状態判定部５１は、仮想ラックエンド位置の学習状態の判定結果に応じて、左操舵時における衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の上限値を制限する制限値として、０又は正の制限値Ｌｉｍｉｔ１、Ｌｉｍｉｔ２のいずれかを衝撃緩和制御出力制限部５２に出力する。

制限値Ｌｉｍｉｔ２は制限値Ｌｉｍｉｔ１よりも大きな値であり、例えば、端当てによる衝撃や打音（異音）を効果的に防げるように十分に大きな値に設定してよい。一方で、制限値Ｌｉｍｉｔ１は、ある程度の衝撃や打音（異音）を許容するが、端当てによる操舵機構の損傷を防げる値に設定してよい。
また学習状態判定部５１は、仮想ラックエンド位置の学習状態の判定結果に応じて、右操舵時における衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の下限値を制限する制限値として、０又は負の制限値（－Ｌｉｍｉｔ１）、（－Ｌｉｍｉｔ２）のいずれかを衝撃緩和制御出力制限部５２に出力する。

具体的には、仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌの学習開始前の初期値として、それぞれ正の初期値θｉｎｔ及び負の初期値（－θｉｎｔ）を、第１記憶部７２、第２記憶部７６、第３記憶部７８に記憶しておく。
初期値θｉｎｔ及び（－θｉｎｔ）は、実ラックエンド位置よりも外側となることがないように（すなわち初期値θｉｎｔ及び（－θｉｎｔ）が実ラックエンド位置よりも操舵角中立点から遠くなることがないように）適宜設定してよい。例えばθｉｎｔ＝（ラックストローク最小値－ラックエンド最大値）となるように設定してよい。

ここで「ラックストローク最小値」は、仮想ラックエンド位置θｅｖｒ、θｅｖｌ間のラックストロークとして算出されうる値のばらつきの最小値（例えば製造公差の下限値）に設定してよい。
また「ラックエンド最大値」は、仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌとして学習されうる値の絶対値の最大値であり、ラックエンド最大値＝（ラックストローク最大値／２）＋（ラック中立位置と操舵角中立位置とのオフセット誤差の推定値）となるように設定してよい。
また「ラックストローク最大値」は、仮想ラックエンド位置θｅｖｒ、θｅｖｌ間のラックストロークとして算出されうる値のばらつきの最大値であり、例えば製造公差の上限値に仮想ラックエンド位置θｅｖｌ、θｅｖｒの学習誤差を加算した値に設定してよい。

学習状態判定部５１は、終端位置学習部４６から出力される右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒが、所定の学習閾値θｌｔｈ未満である場合に、右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒの学習が行われていないと判定して、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の下限値を制限する制限値として「０」を出力する。
「学習閾値θｌｔｈ」には、仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌとして学習されうる値の絶対値の最小値を設定してよく、例えば学習閾値θｌｔｈ＝（ラックストローク最小値／２）－（ラック中立位置と操舵角中立位置とのオフセット誤差の推定値）となるように設定してよい。

同様に、左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌが、負の学習閾値（－θｌｔｈ）より大きい場合（すなわち絶対値｜θｅｖｌ｜が絶対値｜θｌｔｈ｜未満である場合）に、左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌの学習が行われていないと判定して、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の上限値を制限する制限値として「０」を出力する。

学習状態判定部５１は、右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒが、所定の学習閾値θｌｔｈ以上になると、右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒの学習が行われたと判定して、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の下限値を制限する制限値として「－Ｌｉｍｉｔ１」を出力する。
同様に、左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌが、負の学習閾値（－θｌｔｈ）以下である場合（すなわち絶対値｜θｅｖｌ｜が絶対値｜θｌｔｈ｜以上である場合）に、左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌの学習が行われたと判定して、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の上限値を制限する制限値として「Ｌｉｍｉｔ１」を出力する。

さらに、学習状態判定部５１は、右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒと左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌとの間の距離をラックストロークＳｔとして算出する。
仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌの学習値の絶対値が大きくなり、ラックストロークＳｔが上記の「ラックストローク最小値」より長くなると、学習状態判定部５１は、仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌの学習が完了したと判定して、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の下限値を制限する制限値として「－Ｌｉｍｉｔ２」を出力し、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の上限値を制限する制限値として「Ｌｉｍｉｔ２」を出力する。

次に、仮想ラックエンド位置の学習状態の変化に応じて、学習状態判定部５１が出力する制限値が変化する様子の一例を説明する。
図８（ａ）は実ラックエンド位置の概念図であり、図８（ｂ）は仮想ラックエンド位置の学習開始前の状態の概念図であり、図８（ｃ）は右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒを学習した状態の概念図であり、図８（ｄ）は左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌを学習した状態の概念図であり、図８（ｅ）は仮想ラックエンドθｅｖｒ及びθｅｖｌの学習を完了したとみなした状態の概念図であり、図８（ｆ）は実ラックエンド近傍まで仮想ラックエンドの学習を続けた状態の概念図である。
また、図１０の表中の制限値Ａは、図８（ｂ）～図８（ｆ）の状態において学習状態判定部５１が出力する制限値を示す。

図８（ｂ）～図８（ｆ）において”０［ｄｅｇ］”は、操舵角中立位置を示している。後述の図９（ｂ）～図９（ｈ）においても同様である。
図８（ｂ）～図８（ｆ）において、操舵角中立位置はラック中立位置（実ラックエンド位置の中央位置）に略一致している。
仮想ラックエンド位置の学習開始前の状態（図８（ｂ））では、終端位置学習部４６から出力される右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒは、操舵角中立位置を基準としてθｉｎｔであり、学習閾値θｌｔｈよりも小さい。

このため、学習状態判定部５１は、右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒの学習が行われていないと判定して、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の下限値を制限する制限値として「０」を出力する（図１０参照）。
また、終端位置学習部４６から出力される左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌは、操舵角中立位置を基準として（－θｉｎｔ）であり、学習閾値（－θｌｔｈ）よりも大きい。このため、学習状態判定部５１は、左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌの学習が行われていないと判定して、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の上限値を制限する制限値として「０」を出力する（図１０参照）。

その後に、図８（ｃ）に示すように右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒを学習する。右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒが学習閾値θｌｔｈ以上となるので、学習状態判定部５１は、右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒの学習が行われたと判定して、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の下限値を制限する制限値として「－Ｌｉｍｉｔ１」を出力する。一方で、左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌは変わらないので、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の上限値を制限する制限値として「０」を出力する（図１０参照）。

その後に、図８（ｄ）に示すように左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌを学習する。左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌが負の学習閾値（－θｌｔｈ）以下となるので、学習状態判定部５１は、左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌの学習が行われたと判定する。しかし、ラックストロークＳｔがラックストローク最小値以下であるので、仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌの学習が完了したと判定しない。
このため、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の上限値を制限する制限値として「Ｌｉｍｉｔ１」を出力する。また、下限値を制限する制限値として「－Ｌｉｍｉｔ１」を出力する。

その後に、図８（ｅ）に示すように右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒを学習することにより、ラックストロークＳｔが、ラックストローク最小値よりも長くなる。このため学習状態判定部５１は、仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌの学習が完了したと判定し、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の上限値及び下限値を制限する制限値としてそれぞれ「Ｌｉｍｉｔ２」、「－Ｌｉｍｉｔ２」を出力する。

その後に、仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌの学習が繰り返されることにより、仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌは実ラックエンド位置に接近する（図８（ｆ）参照）。
学習状態判定部５１は、ラックストロークＳｔがラックストローク最大値を超えるまで、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の上限値及び下限値を制限する制限値としてそれぞれ「Ｌｉｍｉｔ２」、「－Ｌｉｍｉｔ２」を出力する。

次に、ラック中立位置と操舵角中立位置との間にオフセット誤差が発生した場合の動作について説明する。図９（ａ）は、実ラックエンド位置の概念図であり、図９（ｂ）は、図８（ｆ）と同じ図でありオフセット誤差がない状態を示しており、図９（ｃ）はオフセット誤差が発生した直後の状態の概念図である。
図９（ｂ）の操舵角中立位置はラック中立位置（実ラックエンド位置の中央位置）に略一致しており、図９（ｃ）の操舵角中立位置はラック中立位置からΔθだけ右側にずれている。すなわち、操舵角中立位置よりもΔθだけ左側へ操舵すると、ラック５ｂがラック中立位置となる。

オフセット誤差が発生すると、正常に衝撃緩和制御に実施することができない。図９（ｃ）の例では、右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒが実ラックエンド位置よりも外側に位置してしまうために、必要な衝撃や異音の低減を行うことができない。
このため、終端位置学習部４６は、上記のとおりラック中立位置と操舵角中立位置との間のオフセット誤差Ｏｆｓを推定し、操舵角センサ１４が検出した操舵角θｈからオフセット誤差Ｏｆｓを減算して補正した補正操舵角θｈ１を出力する。

図６を参照する。ストローク算出部８０は、ラックストロークＳｔを算出する。オフセット誤差算出部８１は、ラックストロークＳｔを、所定のラックストローク最大値と比較する。
ラックストロークＳｔがラックストローク最大値を超えた場合、オフセット誤差算出部８１は、オフセット誤差が発生したと判定する。そして、ラックストロークＳｔからラックストローク最大値を減算した差分を、オフセット誤差Ｏｆｓ＝（ラックストロークＳｔ－ラックストローク最大値）として算出する。

図９（ｄ）は、オフセット誤差が発生した後に左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌを学習した状態の概念図である。
操舵角中立位置がラック中立位置よりも右側にずれているため、新たに左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌを学習したときに、仮想ラックエンド位置θｅｖｒ、θｅｖｌ間のラックストロークＳｔがラックストローク最大値を超えている。オフセット誤差算出部８１は、ラックストロークＳｔからラックストローク最大値を減算した差分（ラックストロークＳｔ－ラックストローク最大値）を、オフセット誤差Ｏｆｓとして算出する。

以下の説明において、左右の仮想ラックエンド位置のうち、ラックストローク最大値を超えるラックストロークＳｔが算出された時に学習した仮想ラックエンド位置を「一方の仮想ラックエンド位置」と表記することがある。また、左右の仮想ラックエンド位置のうち、一方の仮想ラックエンド位置でない方の仮想ラックエンド位置を「他方の仮想ラックエンド位置」と表記することがある。
図９（ｃ）の例のように、操舵角中立位置がラック中立位置から右側にずれていれば、左側の仮想ラックエンド位置が一方の仮想ラックエンド位置となり、右側の仮想ラックエンド位置が他方の仮想ラックエンド位置となる。反対に、操舵角中立位置がラック中立位置から左側にずれていれば、右側の仮想ラックエンド位置が一方の仮想ラックエンド位置となり、左側の仮想ラックエンド位置が他方の仮想ラックエンド位置となる。

図６を参照する。減算器８２は、操舵角センサ１４が検出した操舵角θｈから、オフセット誤差算出部８１が算出したオフセット誤差Ｏｆｓを減算して補正操舵角θｈ１を算出する。
終端位置補正部８３は、第１記憶部７２が記憶する第１候補θｍ１、第２記憶部７６が記憶する第２候補θｍ２、第３記憶部７８が記憶する操舵角θｏを、オフセット誤差Ｏｆｓに応じて補正する。図９（ｅ）を参照して、これらの補正処理を説明する。

減算器８２が、操舵角θｈからオフセット誤差Ｏｆｓを減算することにより、図９（ｅ）に示すように、操舵角中立位置（”０［ｄｅｇ］”の位置）が移動する。
一方で、図９（ｄ）で学習した左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌ（すなわち、一方の仮想ラックエンド位置）は、基点となる操舵角中立位置が移動する前の学習値であるため、図９（ｅ）のように操舵角中立位置を移動させるとこれに伴って左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌを補正する必要がある。

終端位置補正部８３は、第１記憶部７２に記憶されている左側の仮想ラックエンド位置の第１候補θｍ１をオフセット誤差Ｏｆｓで補正する。左側の仮想ラックエンド位置は負値であるため、オフセット誤差Ｏｆｓを加算して補正する。第２記憶部７６及び第３記憶部７８に記憶されている第２候補θｍ２及び操舵角θｏも同様に補正する。
一方の仮想ラックエンド位置が右側の仮想ラックエンド位置である場合（すなわち正値である場合）には、オフセット誤差Ｏｆｓを減算して補正する。

また、終端位置補正部８３は、他方の仮想ラックエンド位置（図９（ｅ）の例では、右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒ）を、仮想ラックエンド位置θｅｖｒ、θｅｖｌ間のラックストロークＳｔが、所定のラックストローク最小値となるように補正（リセット）する。これにより、他方の仮想ラックエンド位置を実ラックエンド位置よりも内側に補正できる。

図９（ｆ）を参照する。更に新しい左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌを学習すると、オフセット誤差算出部８１は、更新前後の仮想ラックエンド位置θｅｖｌの変化量Δθｅｖｌを算出する。
オフセット誤差算出部８１は、新しい左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌを学習する前のオフセット誤差Ｏｆｓに変化量Δθｅｖｌを加えることによってオフセット誤差Ｏｆｓを更新する。これによって、操舵角中立位置を変化量Δθｅｖｌだけ更に移動する。

終端位置補正部８３は、第１記憶部７２に記憶されている一方の仮想ラックエンド位置（左側の仮想ラックエンド位置）の第１候補θｍ１を変化量Δθｅｖｌで補正する。左側の仮想ラックエンド位置は負値であるため、変化量Δθｅｖｌを加算して補正する。第２記憶部７６及び第３記憶部７８に記憶されている第２候補θｍ２及び操舵角θｏも同様に補正する。
一方の仮想ラックエンド位置が右側の仮想ラックエンド位置である場合（すなわち正値である場合）には、変化量Δθｅｖｌを減算して補正する。
また、他方の仮想ラックエンド位置（図９（ｆ）の例では、右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒ）を、仮想ラックエンド位置θｅｖｒ、θｅｖｌ間のラックストロークＳｔが、ラックストローク最小値となるように補正（リセット）する。

図９（ｇ）を参照する。新しい右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒ（すなわち他方の仮想ラックエンド位置）を学習した場合には、オフセット誤差算出部８１は、オフセット誤差Ｏｆｓを更新しない。すなわち、操舵角中立位置を移動させない。
また、終端位置補正部８３も、第１記憶部７２が記憶する第１候補θｍ１、第２記憶部７６が記憶する第２候補θｍ２、第３記憶部７８が記憶する操舵角θｏを補正しない。これにより、右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒのみ、操舵角中立位置から遠ざかるように更新される。

図９（ｈ）を参照する。図９（ｇ）において新しい右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒを学習した後は、更に新しい左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌ（すなわち一方の仮想ラックエンド位置）を学習しても、ラックストロークＳｔが所定のラックストローク最小値となるように右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒを補正（リセット）しない。
図９（ｆ）と同様に、オフセット誤差算出部８１がオフセット誤差Ｏｆｓを更新し（すなわち操舵角中立位置を修正し）移動し、終端位置補正部８３は、左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌを補正する。このとき、右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒは、仮想ラックエンド位置θｅｖｒにオフセット誤差Ｏｆｓを加算することで補正される。
また、更に新しい右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒ（すなわち他方の仮想ラックエンド位置）すると、操舵角中立位置、左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌ（すなわち一方の仮想ラックエンド位置）を変えずに、右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒのみ変化する。

続いて、オフセット誤差が発生した場合の学習状態判定部５１の動作について説明する。学習状態判定部５１は、右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒと左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌから算出したラックストロークＳｔがラックストローク最大値より長くなると、オフセット誤差が発生したと判定する。
オフセット誤差が発生したと判定した場合、学習状態判定部５１は、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の上限値及び下限値を制限する制限値の各々を「０」にリセットする。

その後、上記説明と同様に、右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒが、所定の学習閾値θｌｔｈ以上になると、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の下限値を制限する制限値として「－Ｌｉｍｉｔ１」を出力する。左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌが、負の学習閾値（－θｌｔｈ）以下になると、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の上限値を制限する制限値として「Ｌｉｍｉｔ１」を出力する。ラックストロークＳｔがラックストローク最小値より長くなると、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の上限値及び下限値を制限する制限値としてそれぞれ「Ｌｉｍｉｔ２」、「－Ｌｉｍｉｔ２」を出力する。

図９（ａ）～図９（ｆ）及び図１０を参照して、オフセット誤差が発生した場合において学習状態判定部５１が出力する制限値の一例を説明する。図１０の表中の制限値Ａは、図９（ｂ）～図９（ｈ）の状態において学習状態判定部５１が出力する制限値を示す。
図９（ｂ）は図８（ｆ）と同じであり、オフセット誤差が発生する前の状態を示している。学習状態判定部５１は、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の上限値及び下限値を制限する制限値としてそれぞれ「Ｌｉｍｉｔ２」、「－Ｌｉｍｉｔ２」を出力する。

その後に、インターミディエイトシャフト４の誤組付け等の理由によりオフセット誤差が発生すると図９（ｃ）に示す状態となる。この段階では、新たな仮想ラックエンドθｅｖｒ及びθｅｖｌの学習がまだ行われていないので、学習状態判定部５１が算出するラックストロークＳｔの値は図９（ｂ）の状態と同じ値のままである。したがって、学習状態判定部５１は、まだオフセット誤差が発生したと判定しておらず、まだ制限値を「０」にリセットしていない。このため「Ｌｉｍｉｔ２」、「－Ｌｉｍｉｔ２」を出力する。

図９（ｄ）において新しい左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌを学習すると、ラックストロークＳｔがラックストローク最大値よりも長くなる。このため学習状態判定部５１は、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の上限値及び下限値を制限する制限値を「０」にリセットする。
また、図９（ｅ）のように左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌが負の学習閾値（－θｌｔｈ）以下となるので、学習状態判定部５１は、左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌの学習が行われたと判定し、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の上限値を制限する制限値として「Ｌｉｍｉｔ１」を出力する。

一方で、右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒは、仮想ラックエンド位置θｅｖｒ、θｅｖｌ間のラックストロークＳｔがラックストローク最小値となるように補正（リセット）されるので、ラックストロークＳｔがラックストローク最小値よりも長くならない。このため、仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌの学習が完了したと判定されず、また、右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒが学習閾値θｌｔｈ未満であるため、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の下限値を制限する制限値として「０」の出力が維持される。図９（ｆ）の状態も同様である。

図９（ｇ）を参照する。新しい右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒ（すなわち他方の仮想ラックエンド位置）を学習し、ラックストロークＳｔがラックストローク最小値よりも長くなると、学習状態判定部５１は、仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌの学習が完了したと判定し、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の上限値及び下限値を制限する制限値としてそれぞれ「Ｌｉｍｉｔ２」、「－Ｌｉｍｉｔ２」を出力する。
図９（ｈ）でも同様に衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２の上限値及び下限値を制限する制限値としてそれぞれ「Ｌｉｍｉｔ２」、「－Ｌｉｍｉｔ２」を出力する。

以上の説明のように、本実施形態の転舵制御装置は、学習した仮想ラックエンド位置と学習閾値θｌｔｈとの比較結果、学習した仮想ラックエンド位置から演算されたラックストロークＳｔとラックストローク最小値との比較結果に基づいて、仮想ラックエンド位置の学習程度に応じて衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２を段階的に制限できる。これにより端当てによる操舵機構の損傷を抑制しつつ仮想ラックエンド位置を学習できる。

例えば、本実施形態の学習状態判定部５１が出力する制限値（図１０の表中の制限値Ａ）を、図１０の表中の制限値Ｂとを比較する。
制限値Ｂは、図９（ｃ）においてオフセット誤差が発生する前は、制限値Ａと同様に学習閾値θｌｔｈとラックストロークとに基づいて仮想ラックエンド位置の学習状態を判定し、オフセット誤差の発生後はラックストロークのみで学習状態を判定した場合の例である。

制限値Ｂによれば、オフセット誤差が発生する前（図８（ｂ）～図８（ｆ））の状態）では、制限値Ａと同様に衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２を段階的に制限できる。オフセット誤差が発生した後（図９（ｄ）～図９（ｈ）の状態）は、ラックストロークＳｔがラックストローク最小値を超えたか否かで、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２を出力するか否かを制御する。
このためオフセット誤差の発生後は、仮想ラックエンド位置の学習結果から算出したラックストロークＳｔがラックストローク最小値を超えるまで、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２が「０」に制限される。この間は衝撃緩和制御が実施されないため、端当てにより大きな衝撃や打音（異音）が発生したり操舵機構に損傷が生じるおそれがある。

さらに、図１０の表中の制限値Ｃは、ラックストロークのみで学習状態を判定した場合の例である。
制限値Ｃで衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２を制限する場合には、オフセット誤差が発生する前（図８（ｂ）～図８（ｆ）の状態）もオフセット誤差が発生した後（図９（ｄ）～図９（ｈ）の状態）も、ラックストロークＳｔがラックストローク最小値を超えたか否かで、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２を出力するか否かを制御する。
このため、仮想ラックエンド位置の学習結果から算出したラックストロークＳｔがラックストローク最小値を超えるまで、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２が「０」に制限される。この間は衝撃緩和制御が実施されないため、端当てにより大きな衝撃や打音（異音）が発生したり操舵機構に損傷が生じるおそれがある。

以上、本発明の転舵制御装置を電動パワーステアリング装置に適用する実施形態を説明したが、本発明の転舵制御装置は、車両の操向輪を転舵する力をアクチュエータで発生させる転舵制御装置であれば、電動パワーステアリング装置以外の転舵制御装置にも広く適用できる。例えば、ステアリングホイールと操向輪との間が機械的に分離されたステアバイワイヤ（ＳＢＷ：Steer-By-Wire）式の操舵装置に適用してもよい。この場合には、コラム出力軸トルクＴｃを算出する際にモータトルクに操舵トルクＴｈを加算しなくてもよい。

また、学習閾値を複数設定してもよい。例えば、二つの学習閾値θｌｔｈ１及びθｌｔｈ２（θｌｔｈ１＜θｌｔｈ２）を設定し、仮想ラックエンド位置との比較結果に応じた制限値「Ｌｉｍｉｔ１１」及び「Ｌｉｍｉｔ１２」（Ｌｉｍｉｔ１１＜Ｌｉｍｉｔ１２＜Ｌｉｍｉｔ２）を設定してよい。このようにすることで、衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２’の変化を少なくすることができる。

（実施形態の効果）
（１）車両の操舵操作部に作用する操作に基づいて、転舵機構に操舵補助力を付与するモータ２０に対する電流指令値を演算する基本指令値演算部４０と、転舵機構の転舵位置を検出する操舵角センサ１４と、操舵角センサ１４が検出した転舵位置に基づいて転舵機構の終端位置を学習する終端位置学習部４６と、操舵角センサ１４が検出した転舵位置が、終端位置学習部が学習した終端位置の近傍にある場合に、指令値演算部が演算した電流指令値を補正する衝撃緩和制御部４９及び加算器４１と、学習した終端位置と所定位置との比較結果、及び学習した終端位置から演算された転舵機構のストローク長と所定長との比較結果に基づいて、衝撃緩和制御部４９による電流指令値の補正量を制限する学習状態判定部５１、衝撃緩和制御出力制限部５２とを備える。

これにより、学習した終端位置と所定位置との比較結果、学習した終端位置から演算されたストローク長と所定長との比較結果に基づいて、終端位置の学習程度に応じて衝撃緩和制御部４９による電流指令値の補正量を段階的に制限できる。これにより端当てによる操舵機構の損傷を抑制しつつ仮想ラックエンド位置を学習できる。

（２）学習状態判定部５１、衝撃緩和制御出力制限部５２は、学習した終端位置が所定位置よりも転舵機構の中立位置に近く且つ演算されたストローク長が所定長以下である場合の補正量の制限値の大きさを、学習した終端位置が所定位置よりも転舵機構の中立位置から遠く且つ演算されたストローク長が所定長以下である場合の制限値の大きさよりも小さくしてよい。これにより、終端位置の学習程度に応じて衝撃緩和制御部４９による電流指令値の補正量を段階的に制限できる。

（３）学習状態判定部５１、衝撃緩和制御出力制限部５２は、学習した終端位置が所定位置よりも転舵機構の中立位置から遠く且つ演算されたストローク長が所定長以下である場合の補正量の制限値の大きさを、演算されたストローク長が所定長より長い場合の制限値の大きさよりも小さくしてよい。これにより、終端位置の学習程度に応じて衝撃緩和制御部４９による電流指令値の補正量を段階的に制限できる。

（４）終端位置学習部４６は、転舵機構に加わる回転力が第１所定値以下である時に位置検出部が検出した転舵位置のうち転舵機構の中立位置から最も離れた転舵位置を記憶する第１記憶部７２と、位置検出部が検出した転舵位置を転舵機構の中立方向へ第２所定値だけずらした位置のうち中立位置から最も離れた転舵位置を記憶する第２記憶部７６と、第１記憶部７２及び第２記憶部７６に記憶された転舵位置のうちより中立位置から遠い方を、終端位置学習部４６が記憶する終端位置として記憶する第３記憶部７８と、を備えてもよい。
これにより、転舵機構に加わる回転力による操舵機構の捩れの影響の少ない仮想ラックエンド位置を学習できる。このため、仮想ラックエンド位置と実ラックエンド位置の誤差を低減できる。

（５）終端位置学習部４６は、第３記憶部７８に記憶されている転舵機構の左右の終端位置のうち一方の終端位置よりも中立位置から離れた転舵位置を位置検出部が検出した場合に、位置検出部によって検出された転舵位置と、第３記憶部７８に記憶されている左右の終端位置のうち他方の終端位置と、に基づいて転舵機構のラックストロークＳｔを算出するストローク算出部８０と、ストローク算出部８０が算出したラックストロークＳｔが閾値を超えている場合に、ラックストロークＳｔが閾値を超えた超過分に基づいて、位置検出部により検出された転舵位置を補正する減算器８２と、ストローク算出部８０が算出したラックストロークＳｔが閾値を超えている場合に、一方の終端位置と他方の終端位置とが所定間隔離れるように第１記憶部７２、第２記憶部７６及び第３記憶部７８に記憶される他方の終端位置を補正する終端位置補正部と８３と、を備えてもよい。
これにより、ラック中立位置と操舵角中立位置との間のオフセット誤差があっても、オフセット誤差を吸収し、仮想ラックエンド位置を学習した後は、車両の状態に適した衝撃緩和制御を実施できる。

（６）終端位置学習部４６は、転舵機構に加わる回転力が第１所定値以下であり且つ車両の操舵操作部に作用する操作力が第３所定値以下の時に、位置検出部が検出した転舵位置のうち転舵機構の中立位置から最も離れた転舵位置を第１記憶部７２に記憶してよい。
これにより、転舵機構に加わる回転力と操舵操作部に作用する操作力による転舵機構の捩れの影響の少ない仮想ラックエンド位置を学習できる。

１…ステアリングホイール、２ｉ…コラム入力軸、２ｏ…コラム出力軸、３…減速ギア、４…インターミディエイトシャフト、４ａ、４ｂ…ユニバーサルジョイント、４ｃ…軸部材、５…ピニオンラック機構、５ａ…ピニオン、５ｂ…ラック、６ａ、６ｂ…タイロッド、７ａ、７ｂ…ハブユニット、８Ｌ、８Ｒ…操向輪、１０…トルクセンサ、１１…イグニションキー、１２…車速センサ、１３…バッテリ、１４…操舵角センサ、２０…モータ、３０…コントローラ、４０…基本指令値演算部、４１、６４…加算器、４２、８２…減算器、４３…電流制御部、４４…ＰＷＭ制御部、４５…インバータ、４６…終端位置学習部、４７…制御回転変位設定部、４８…微分部、４９…衝撃緩和制御部、５０…電流検出器、５１…学習状態判定部、５２…衝撃緩和制御出力制限部、６０…ばね定数テーブル、６１、６３…乗算器、６２…粘性定数テーブル、６５…反転器、６６、７９…リミッタ、７０…出力軸トルク算出部、７１…選択部、７２…第１記憶部、７３、７７…遅延部、７４…レートリミッタ、７５…補正位置算出部、７６…第２記憶部、７８…第３記憶部、８０…ストローク算出部、８１…オフセット誤差算出部、８３…終端位置補正部

Claims (7)

1. 車両の操舵操作部に作用する操作に基づいて、転舵機構に操舵補助力を付与するアクチュエータに対する電流指令値を演算する指令値演算部と、
   前記転舵機構の転舵位置を検出する位置検出部と、
   前記位置検出部が検出した前記転舵位置に基づいて前記転舵機構の終端位置を学習する終端位置学習部と、
   前記位置検出部が検出した転舵位置が、前記終端位置学習部が学習した前記終端位置の近傍にある場合に、前記指令値演算部が演算した前記電流指令値を補正する指令値補正部と、
   前記学習した終端位置と所定位置との比較結果、及び前記学習した終端位置から演算された前記転舵機構のストローク長と所定長との比較結果に基づいて、前記指令値補正部による前記電流指令値の補正量を制限する補正量制限部と、
   を備えることを特徴とする転舵制御装置。
2. 前記補正量制限部は、前記学習した終端位置が前記所定位置よりも前記転舵機構の中立位置に近く且つ演算された前記ストローク長が前記所定長以下である場合の前記補正量の制限値の大きさを、前記学習した終端位置が前記所定位置よりも前記転舵機構の中立位置から遠く且つ演算された前記ストローク長が前記所定長以下である場合の前記制限値の大きさよりも小さくすることを特徴とする請求項１に記載の転舵制御装置。
3. 前記補正量制限部は、前記学習した終端位置が前記所定位置よりも前記転舵機構の中立位置から遠く且つ演算された前記ストローク長が前記所定長以下である場合の前記補正量の制限値の大きさを、演算された前記ストローク長が前記所定長より長い場合の前記制限値の大きさよりも小さくすることを特徴とする請求項１又は２に記載の転舵制御装置。
4. 前記終端位置学習部は、
   前記転舵機構に加わる回転力が第１所定値以下である時に前記位置検出部が検出した前記転舵位置のうち前記転舵機構の中立位置から最も離れた転舵位置を記憶する第１記憶部と、
   前記位置検出部が検出した前記転舵位置を前記転舵機構の中立方向へ第２所定値だけずらした位置のうち前記中立位置から最も離れた転舵位置を記憶する第２記憶部と、
   前記第１記憶部及び前記第２記憶部に記憶された転舵位置のうちより前記中立位置から遠い方を、前記終端位置学習部が記憶する前記終端位置として記憶する第３記憶部と、
   を備えることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の転舵制御装置。
5. 前記終端位置学習部は、
   前記第３記憶部に記憶されている前記転舵機構の左右の終端位置のうち一方の終端位置よりも前記中立位置から離れた前記転舵位置を前記位置検出部が検出した場合に、前記位置検出部によって検出された前記転舵位置と、前記第３記憶部に記憶されている左右の終端位置のうち他方の終端位置と、に基づいて前記転舵機構のストロークを算出するストローク算出部と、
   前記ストローク算出部が算出した前記ストロークが閾値を超えている場合に、前記ストロークが前記閾値を超えた超過分に基づいて、前記位置検出部により検出された転舵位置を補正する転舵位置補正部と、
   前記ストローク算出部が算出した前記ストロークが前記閾値を超えている場合に、前記一方の終端位置と前記他方の終端位置とが所定間隔離れるように第１記憶部、前記第２記憶部及び前記第３記憶部に記憶される前記他方の終端位置を補正する終端位置補正部と、
   を備えることを特徴とする請求項４に記載の転舵制御装置。
6. 前記終端位置学習部は、前記回転力が前記第１所定値以下であり且つ前記車両の操舵操作部に作用する操作力が第３所定値以下の時に前記位置検出部が検出した前記転舵位置のうち前記転舵機構の中立位置から最も離れた転舵位置を前記第１記憶部に記憶する、ことを特徴とする請求項４又は５に記載の転舵制御装置。
7. 請求項１～６のいずれか一項に記載の転舵制御装置と、前記転舵制御装置により駆動制御されて前記車両の操向輪を転舵するアクチュエータと、を備えることを特徴とする転舵装置。

Images