JP2005219587A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者がステアリング操作部材を操作する操舵速度と、車輪を転舵するために変位させられる可動部材の変位速度との比率をモータによって変更可能な車両用操舵装置において、そのモータによって車輪の転舵角を自動的に制御するアクティブ操舵を、運転者に与える違和感を一層軽減しつつ実行する。
【解決手段】モータを駆動源とするギヤ比変更機構２２を用いたアクティブ操舵の実行に関連して、そのアクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化を低減させるために操舵トルクを電気パワーステアリング２６を介して制御する操舵トルク制御を行う。その操舵トルク制御は、実操舵トルクと目標操舵トルクとの偏差に基づいて電気パワーステアリングをフィードバック制御する偏差フィードバック制御と、実操舵トルクの時間微分値に基づいて電気パワーステアリングをフィードバック制御する微分フィードバック制御とのうちの少なくとも一方を含むように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、運転者がステアリング操作部材を操作する操舵速度と、車輪を転舵するために変位させられる可動部材の変位速度との比率をモータによって変更可能な車両用操舵装置に関するものであり、特に、そのモータによって車輪の転舵角を自動的に制御する技術に関するものである。

車両用操舵装置は、一般に、運転者によって操作される操作機構と、車輪を転舵する転舵機構とを含むように構成される。

操作機構は、通常、運転者によって操作されるステアリング操作部材と、そのステアリング操作部材と共に変位させられる可動部材とを備えている。ステアリング操作部材の一例は、ステアリングホイールであり、可動部材の一例は、ステアリング軸である。

一方、転舵機構は、通常、運転者によるステアリング操作部材のステアリング操作に基づいて変位させられる第１可動部材と、車輪と共に変位させられる第２可動部材とを含むように構成される。

転舵機構の一例は、ラックアンドピニオン方式を採用したものであり、この例においては、第１可動部材がピニオン（回転部材の一例）、第２可動部材がラック（直線変位部材の一例）にそれぞれ該当する。それらピニオンおよびラックはいずれもギヤの一種である。

この車両用操舵装置においては、例えば、運転者の操舵フィーリング、車両の操舵特性、操縦安定性、車両安定性等の改善を目的として、車両の操舵を部分的にまたは完全に電気的に制御する技術の研究および開発が行われている。

車両の操舵を部分的にまたは完全に電気的に制御する装置の第１の従来例は、電気パワーステアリングと称されるものである。この電気パワーステアリングによれば、電動モータまたは圧力源を動力源として、運転者がステアリング操作部材に加える操舵トルクを軽減するために当該操舵装置に付与されるアシストトルクの大きさが電気的に制御される。この種の操舵装置は、動力源が電動モータである場合には特に、電動パワーステアリングと称される。

車両の操舵を部分的にまたは完全に電気的に制御する第２の従来例が特許文献１に記載されている。この従来例は、いわゆるステアリングギヤ比が可変である形式の操舵装置である。具体的には、運転者がステアリング操作部材を操作する操舵速度と、車輪を転舵するために変位させられる可動部材の変位速度との比率（以下、「伝達率」ともいう。）がモータによって変更される。

この第２の従来例においては、さらに、運転者のステアリング操作に依存することなく、上記モータによる上記伝達率の制御によって車輪の転舵角を変化させるアクティブ操舵が行われ、それにより、横風等の外乱による車両挙動の変化が防止される。したがって、この第２の従来例によれば、横風等の外乱による車両挙動の変化を防止するために、運転者が自らステアリング操作を行う修正操舵が省略可能となる。

この第２の従来例においては、アクティブ操舵が実行されて転舵機構の作動力が変化すると、その変化がステアリング操作部材を介して運転者に伝達されてしまう。すなわち、アクティブ操舵に起因した操舵トルク（操舵反力）の変化が発生してしまうのである。そのため、アクティブ操舵が実行されると、運転者が違和感を感じてしまう可能性がある。

このような違和感を防止するため、この第２の従来例においては、アクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化を打つ消すために、操舵補助力が補正される。その操舵補助力は、電動式パワーステアリング装置の電動モータによって発生させられるため、この第２の従来例においては、アクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化を打ち消すためにその電動モータの駆動量が補正されることになる。
特開平５−７７７５１号公報

以上説明した第２の従来例においては、アクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化を打ち消すために、操舵補助力の補正量が、ステアリング操作部材としてのステアリングホイールの操舵角と車輪の転舵角との偏差に相当する第１操舵トルクと、操舵角の変化速度と転舵角の変化速度との比に相当する第２操舵トルクとの和として決定される。

この第２の従来例においては、第１操舵トルクは、それと上記偏差との間に予め設定された固定的な関係に従って決定されるし、同様に、第２操舵トルクも、それと上記比との間に予め設定された固定的な関係に従って決定される。

しかし、それら第１および第２操舵トルクの和が、アクティブ操舵に起因する操舵トルクの実際の変化量に常に精度よく一致するとは限らない。なぜなら、操舵トルクと、操舵角と転舵角との偏差とが常に一義的に互いに対応すると考えるのは不合理であり、また、同様に、操舵トルクと、操舵角の変化速度と転舵角の変化速度との比が常に一義的に互いに対応すると考えるのも不合理であるからである。

そのため、この第２の従来例においては、アクティブ操舵に起因する操舵トルクが、それの実際値によって高い精度で監視されるというよりむしろ、それの予測値によってそれほど高くはない精度で監視され、そのようにして監視される操舵トルクに基づいて電動式パワーステアリング装置がフィードフォワード制御される。よって、この第２の従来例では、アクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化を精度よく打ち消すことが困難である。

一般に、電動式パワーステアリング装置の個体間の製造ばらつきや、同じ個体についての経時的変化、同じ個体が置かれている環境の変化等が原因となり、同じ指令が入力されても電動式パワーステアリング装置の実際の出力が常に同じになるとは限らない。この問題は特に、操舵トルクを微妙に制御することが必要である場合に重大である。

それにもかかわらず、この第２の従来例においては、操舵トルクの実際値、すなわち、電動式パワーステアリング装置の実際の出力が直接的に反映される物理量が監視されるようにはなっていない。この理由によっても、この第２の従来例では、アクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化を精度よく打ち消すことが困難である。

要するに、この第２の従来例においては、アクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化を打ち消すために、電動式パワーステアリング装置が、操舵トルクの実際値を監視することなく、フィードフォワード制御されるようになっているのであり、そのため、この第２の従来例では、アクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化を精度よく打ち消すことが困難なのである。

以上説明した知見に基づき、本発明は、運転者がステアリング操作部材を操作する操舵速度と、車輪を転舵するために変位させられる可動部材の変位速度との比率をモータによって変更可能な車両用操舵装置において、そのモータによって車輪の転舵角を自動的に制御するアクティブ操舵を、運転者に与える違和感を一層軽減しつつ実行することを課題としてなされたものである。

本発明によって下記の各態様が得られる。各態様は、項に区分し、各項には番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、本発明が採用し得る技術的特徴の一部およびそれの組合せの理解を容易にするためであり、本発明が採用し得る技術的特徴およびそれの組合せが以下の態様に限定されると解釈すべきではない。すなわち、下記の態様には記載されていないが本明細書には記載されている技術的特徴を本発明の技術的特徴として適宜抽出して採用することは妨げられないと解釈すべきなのである。

さらに、各項を他の項の番号を引用する形式で記載することが必ずしも、各項に記載の技術的特徴を他の項に記載の技術的特徴から分離させて独立させることを妨げることを意味するわけではなく、各項に記載の技術的特徴をその性質に応じて適宜独立させることが可能であると解釈すべきである。

運転者によるステアリング操作部材のステアリング操作に基づいて車輪の転舵角を変化させて車両を操舵する車両用操舵装置であって、
可動部材によって前記車輪を転舵する転舵機構と、
前記可動部材を駆動し得るモータにより、運転者が前記ステアリング操作部材を操作する操舵速度と前記可動部材の変位速度との比率を変更する比率変更機構と、
運転者が前記ステアリング操作部材に加える操舵トルクを軽減するためのアシストトルクを当該車両用操舵装置に付与するアシスト機構と、
それら比率変更機構とアシスト機構とを電気的に制御するコントローラであって、（ａ）前記比率変更機構を介して前記転舵角を変化させるアクティブ操舵と、（ｂ）そのアクティブ操舵の実行に関連して、そのアクティブ操舵に起因する前記操舵トルクの変化を低減させるために前記操舵トルクを前記アシスト機構を介して制御する操舵トルク制御とを行い、かつ、その操舵トルク制御が、前記操舵トルクの実際値である実操舵トルクと前記操舵トルクの目標値である目標操舵トルクとの偏差に基づいて前記アシスト機構をフィードバック制御する偏差フィードバック制御と、前記実操舵トルクの時間微分値と前記偏差の時間微分値との少なくとも一方に基づいて前記アシスト機構をフィードバック制御する微分フィードバック制御とのうちの少なくとも一方を有するものと
を含む車両用操舵装置。

この装置によれば、操舵トルクの実際値またはそれの時間微分値に基づいてアシスト機構がフィードバック制御されることにより、アクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化が低減させられる。したがって、この装置によれば、アシスト機構を、操舵トルクの実際値を監視することなく、フィードフォワード制御する場合より、アクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化を精度よく低減させることが容易となる。

特に、この装置が、操舵トルク制御を偏差フィードバック制御を有する態様で実施される場合には、操舵トルクの目標値である目標操舵トルクが想定されたうえで、操舵トルクの実際値である実操舵トルクが目標操舵トルクに接近するように、アシスト機構が制御される。したがって、この態様においては、目標操舵トルクの設定次第で、アクティブ操舵中の実操舵トルクの変化、すなわち、例えば操舵フィーリングを自由に決定することが容易となる。

その偏差フィードバック制御は、例えば、ステアリング操作部材が中立位置にある保舵状態、すなわち、実操舵トルクが０に維持されるべき状態に限って実行されるように設計することが可能である。この場合には、事実上、目標操舵トルクが０に設定されるため、特に目標操舵トルクを意識して偏差フィードバック制御を設計することは不可欠ではない。しかし、これは、偏差フィードバック制御が実行される条件を限定してはじめて可能になることなのであって、このような条件限定が行われる限り、事実上、０である目標操舵トルクが意識されたことに他ならない。

また、特に、本項に係る装置が、操舵トルク制御が微分フィードバック制御を有する態様で実施される場合には、操舵トルクの変化に敏感に応答するようにアシスト機構を制御することが容易になる。したがって、この場合には、アクティブ操舵が実行される全体期間のうち特に、そのアクティブ操舵に伴う実操舵トルクの、操舵トルク制御を実行しない場合における時間的変化勾配が大きい部分期間（例えば、アクティブ操舵の開始時、その終了時、車輪の転舵角が変化する向きが反転する車輪切り返し時等）において、アクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化を精度よく低減させることが容易となる。

本項における「転舵機構」は、例えば、ラックとピニオンとが噛み合ったラックアンドピニオン方式を採用することが可能であり、この場合、前記可動部材がラックに相当すると考えることも、ピニオンに相当すると考えることも可能である。

本項における「アシスト機構」は、アシストトルクの大きさを電気的に制御可能である機構であれば足りる。したがって、動力源として電動モータを用いてそれの出力トルクを制御する形式としたり、その動力源として高圧源を用いてそれの圧力の高さを電磁バルブ等、電気的圧力制御器を用いて制御する形式とすることが可能である。

本項における「可動部材」は、直線変位を行う直線変位部材（例えば、ラック）を意味する場合や、回転変位を行う回転部材（例えば、ピニオン）を意味する場合がある。
（２） 前記操舵トルク制御が、前記偏差フィードバック制御を有するものであり、
前記コントローラが、予め定められた第１条件が成立したときにおける前記実操舵トルクに基づいて前記目標操舵トルクを決定する目標操舵トルク決定手段を含む（２）項に記載の車両用操舵装置。

アクティブ操舵の実行中、操舵トルクに関して運転者が違和感を感じずに済むためには、運転者が期待する操舵トルクと実際の操舵トルクとが互いに整合することが必要である。そして、運転者が期待する操舵トルクは、例えば、ステアリング操作部材の保舵状態（運転者がステアリング操作部材を、それの操作位置が実質的に変化しないように、保持する状態であり、操作位置が変化するようにステアリング操作部材を操作する操舵状態と対立する概念である。）においてアクティブ制御が開始される場合には、その開始時における実操舵トルクである。その実操舵トルクは、その保舵状態においてステアリング操作部材が中立位置に位置する場合には、０であるのに対し、中立位置から外れた位置（操舵位置）に位置する場合には、０ではない大きさを有する。

いずれにしても、操舵トルク制御の目的が、アクティブ操舵の実行中に操舵トルクに関して運転者が感じる違和感を抑制することにある限り、目標操舵トルクを実操舵トルクとの関係において決定することは、その目的達成度を向上させるために重要である。

このような知見に基づき、本項に係る装置において、目標操舵トルクが実操舵トルクに基づいて決定される。さらに、この装置においては、第１条件の設定次第で、目標操舵トルクの大きさが変化する。したがって、この装置によれば、目標操舵トルクの大きさを高い自由度で決定することが可能となる。
（３） 前記第１条件が、前記アクティブ操舵の開始時に成立するものである（２）項に記載の車両用操舵装置。

一般に、運転者は、アクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化を、ステアリング操作部材の保舵状態すなわち定常状態の方が、そうでない状態すなわち過渡状態より感じ易い傾向がある。一方、そのような保舵状態においてアクティブ操舵が開始される場合には、そのアクティブ操舵中、実操舵トルクがそのアクティブ操舵の開始時の大きさに維持されれるように制御されれば、運転者が実操舵トルクに関する違和感を感じることが抑制される。

このような知見に基づき、本項に係る装置においては、第１条件が、アクティブ操舵の開始時に成立するものとされ、その結果、そのアクティブ操舵の開始時における実操舵トルクに基づき、偏差フィードバック制御のための目標操舵トルクが決定される。
（４） 前記目標操舵トルク決定手段が、前記アクティブ操舵の開始時における前記実操舵トルクと実質的に等しくなるように前記目標操舵トルクを決定するものである（３）項に記載の車両用操舵装置。

この装置が、ステアリング操作部材の保舵状態においてアクティブ操舵が実行される場合に実行されると、そのアクティブ操舵中、実操舵トルクが、そのアクティブ操舵の開始時と実質的に等しい大きさに維持される。その結果、運転者が操舵トルクに関する違和感を感ずることが抑制される。
（５） 前記コントローラが、さらに、前記アクティブ操舵の同じ実行期間において、前記目標操舵トルク決定手段によって目標操舵トルクが決定された後に、予め定められた第２条件が成立したときには、そのときにおける前記実操舵トルクに基づき、前記決定された目標操舵トルクを更新する目標操舵トルク更新手段を含む（２）ないし（４）項のいずれかに記載の車両用操舵装置。

アクティブ操舵の実行中、運転者が常に、同じ大きさの操舵トルクを期待するとは限らない。アクティブ操舵の実行中、運転者がステアリング操作部材の操作位置を変更しないという保証がないからである。そのため、アクティブ操舵の同じ実行期間において、運転者が期待する操舵トルクが増加する場合もあれば減少する場合もある。

例えば、アクティブ操舵の同じ実行期間において、運転者が期待する操舵トルクが、そのアクティブ操舵の開始時には小さいがその後に増加する場合には、それにもかかわらず、目標操舵トルクを、そのアクティブ操舵の開始時における実操舵トルクに基づいて決定し、以後、目標操舵トルクの変更を許さないとすれば、運転者が期待する操舵トルクの増加に目標操舵トルクが追従しない。そのため、アシスト機構が発生するアシストトルクが過剰となり、その結果、実操舵トルクが過剰に軽減されてしまう可能性がある。

逆に、アクティブ操舵の同じ実行期間において、運転者が期待する操舵トルクが、そのアクティブ操舵の開始時には大きいがその後に減少する場合には、それにもかかわらず、目標操舵トルクを、そのアクティブ操舵の開始時における実操舵トルクに基づいて決定し、以後、目標操舵トルクの変更を許さないとすれば、運転者が期待する操舵トルクの減少に目標操舵トルクが追従しない。そのため、アシスト機構が発生するアシストトルクが不足することとなり、その結果、実操舵トルクの軽減量が不足してしまう可能性がある。

これに対し、本項に係る装置においては、アクティブ操舵の同じ実行期間において、前記目標操舵トルク決定手段によって目標操舵トルクが決定された後に、予め定められた第２条件が成立したときには、そのときにおける実操舵トルクに基づき、前記決定された目標操舵トルクが更新される。

したがって、この装置によれば、アクティブ操舵中、目標操舵トルクを固定することが不適切である場合には、目標操舵トルクを、運転者が期待する操舵トルクに追従するように変化させることが可能となる。その結果、この装置によれば、アクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化を低減させるためにアシスト機構に発生するアシストトルクが過剰となって操舵フィーリングが軽過ぎたり、そのアシストトルクが不足して操舵フィーリングが重過ぎるという不都合を回避することが容易となる。
（６） 前記第２条件が、運転者が前記ステアリング操作部材を保持する保舵状態の開始時に成立するものである（５）項に記載の車両用操舵装置。

アクティブ操舵の実行中、運転者が維持されることを期待する操舵トルクの大きさが変化する場合がある。例えば、アクティブ操舵の実行中、その途中から新たな保舵状態が開始される場合である。

このような場合の一例においては、アクティブ操舵が保舵状態において開始されたが、同じアクティブ操舵中、運転者がステアリング操作を行った後にステアリング操作部材を保持すると、新たな保舵状態が開始される。この例においては、新たな保舵状態の開始時における操舵トルク、すなわち、その保舵状態中、運転者が維持されることを期待する操舵トルクの大きさが、その保舵状態に先行する時期（例えば、先行する保舵状態）において運転者が期待していた操舵トルクの大きさとは異なる可能性がある。

このような知見に基づき、本項に係る装置においては、アクティブ操舵の実行中、その途中で保舵状態が開始されたときには、そのときにおける実操舵トルクに基づき、目標操舵トルクが更新される。
（７） 前記コントローラが、前記アクティブ操舵の一回の実行期間の全体を通じて、前記操舵トルク制御を継続的に実行する第１操舵トルク制御手段を含む（１）ないし（６）項のいずれかに記載の車両用操舵装置。
（８） 前記コントローラが、前記アクティブ操舵の一回の実行期間において、前記操舵トルク制御を１回のみまたは離散的に複数回、かつ、各回の操舵トルク制御の継続時間が前記アクティブ操舵の実行期間の長さより短くなるように実行する第２操舵トルク制御手段を含む（１）ないし（６）項のいずれかに記載の車両用操舵装置。

この装置によれば、アクティブ操舵の一回の実行期間のうち、操舵トルク制御を行うことがより有効である少なくとも一回の離散的な期間に限って操舵トルク制御を実行することが可能となる。その結果、この装置によれば、アクティブ操舵の実行中継続して操舵トルク制御を実行しなければならない場合に比較し、無駄な操舵トルク制御や、かえって操舵フィーリングを損なう操舵トルク制御を回避することが容易となる。
（９） 前記操舵トルク制御が、前記偏差フィードバック制御を有するものであり、
前記第２操舵トルク制御手段が、前記アクティブ操舵の実行に伴って前記実操舵トルクが時間と共に変化する変化勾配が、前記操舵トルク制御を実行しないと、設定勾配以上となる可能性がある場合に、前記偏差フィードバック制御を実行する偏差フィードバック制御手段を含む（８）項に記載の車両用操舵装置。

この装置によれば、操舵トルク制御を実行しないと、アクティブ操舵に起因する実操舵トルクの変化勾配が増加してしまう可能性がある場合に限り、偏差フィードバック制御が実行され、それにより、実操舵トルクの急変が抑制される。したがって、この装置によれば、無駄な偏差フィードバック制御を容易に省略可能となるとともに、連続的な偏差フィードバック制御に起因して実操舵トルクが不足することを容易に抑制可能となる。
（１０） 前記偏差フィードバック制御手段が、前記アクティブ操舵の開始時と、その終了時と、そのアクティブ操舵中において前記転舵角が変化する向きが反転する車輪切り返し時とのうちの少なくとも一つにおいて、前記偏差フィードバック制御を実行するものである（９）項に記載の車両用操舵装置。

アクティブ操舵に起因する実操舵トルクの変化勾配は、そのアクティブ操舵の開始時と終了時とに増加する傾向がある。さらに、実操舵トルクは車輪と路面との間の摩擦力を原因とする物理量であるため、その摩擦力が変化すれば、実操舵トルクも変化する。一方、その摩擦力は、車輪の転舵角に応じて変化するため、実操舵トルクも、車輪の転舵角に応じて変化する。そして、後に詳述するように、それら転舵角と実操舵トルクとの間にヒステリシスが存在する。同じ転舵角に対応する実操舵トルクがその転舵角の増加過程と減少過程との間において互いに一致しないのである。したがって、車輪の切り返し時には、実操舵トルクの変化勾配が増加する傾向がある。

このような知見に基づき、本項に係る装置においては、偏差フィードバック制御が、アクティブ操舵の開始時と、その終了時と、そのアクティブ操舵中において車輪の転舵角が変化する向きが反転する車輪切り返し時とのうちの少なくとも一つにおいて実行される。
（１１） 前記偏差フィードバック制御手段が、少なくとも前記車輪切り返し時に前記偏差フィードバック制御を実行するために、前記転舵角の速度に関連する物理量に基づき、前記偏差フィードバック制御を実行すべき時期であるか否かを判定するものである（１０）項に記載の車両用操舵装置。

車輪切り返し時においては、車輪の転舵角が増加過程から減少過程に、または逆に減少過程から増加過程に転換するため、車輪切り返し時であるか否かは、例えば、転舵角の速度の符号の時間的変化を監視したり、転舵角の速度が０でない値から０に変化したか否かを監視することによって判定することが可能である。いずれにしても、車輪切り返し時であるか否かは、転舵角の速度に関連する物理量を監視すれば、判定することが可能である。

このような知見に基づき、本項に係る装置においては、少なくとも車輪切り返し時に偏差フィードバック制御を実行するために、転舵角の速度に関連する物理量に基づき、偏差フィードバック制御を実行すべき時期であるか否かが判定される。

本項における「転舵角の速度に関連する物理量」は、転舵角の速度そのものを含み、また、例えば、転舵機構がラックアンドピニオン式である場合には、ラックの軸方向変位速度として定義したり、ピニオンの角速度として定義することが可能である。
（１２） 前記コントローラが、前記操舵トルク制御の実行中、前記アクティブ操舵に起因して前記操舵トルクに発生する変化を低減させるために前記アシスト機構に発生させるアシストトルクであるトルク変化低減アシストトルクを、運転者が前記ステアリング操作部材を操作する操作状態に応答するように変更する第１トルク変更手段を含む（１）ないし（１１）項のいずれかに記載の車両用操舵装置。

アクティブ操舵に起因した変化が操舵トルクに発生した場合、その変化の大きさが同じであっても、運転者がステアリング操作部材を操作する操作状態に応じ、その変化を運転者が感じる程度が異なる可能性がある。具体的には、運転者が実操舵トルクを感じる感度は、例えば、ステアリング操作部材が中立位置に近いほど、アシストトルクが小さいため、敏感であり、また、操作状態が保舵状態に近いほど敏感である。

前記アシスト機構は、操舵トルク制御のみに使用されるのではなく、通常のアシスト制御、すなわち、アクティブ操舵の有無とは無関係に操舵トルクを軽減するためのアシスト制御にも使用される場合がある。この場合には、アクティブ操舵中、ステアリング操作部材が中立位置から外れるほど、その通常のアシスト制御の効果が増加し、その結果、アクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化が、操舵トルク制御に依存しなくても、通常のアシスト制御によって抑制される傾向が増す。それにもかかわらず、操舵トルク制御を累積的に実行すると、例えば、実操舵トルクが必要以上に軽減されて操舵フィーリングが悪化する事態も起こりかねない。

前記操舵トルク制御が偏差フィードバック制御を有する場合には、例えば、その偏差フィードバック制御のための目標操舵トルクが決定される。この目標操舵トルクは、アクティブ操舵中、運転者が期待する実操舵トルクとできる限り一致するように決定することが理想的であり、例えば、ステアリング操作部材の保舵状態、すなわち、実操舵トルクがほぼ定常的である場合には、目標操舵トルクを適切に決定することが容易である。

これに対し、ステアリング操作部材の操舵状態、すなわち、実操舵トルクが過渡的である場合には、目標操舵トルクを適切に決定することが困難である。一方、目標操舵トルクが適切に決定されない場合には、そのような不適切な目標操舵トルクに基づいて偏差フィードバック制御を実行するよりむしろ、実行しない方が望ましい場合があり、また、偏差フィードバック制御を実行するにしても、通常より弱く実行することが望ましい。

要するに、アクティブ操舵に起因した操舵トルクの変化を低減させるための操舵トルク制御の主な目的が、アクティブ操舵に起因して運転者が操舵トルクに関して違和感を感ずることを抑制することにあることを重視すれば、操舵トルク制御は、運転者の操作状態に応じ、必要な場合に特に強調されるように実行することが、例えば、無駄な操舵トルク制御や、かえって操舵フィーリングを損なう操舵トルク制御を省略するために有効である。

このような知見に基づき、本項に係る装置においては、操舵トルク制御の実行中、アクティブ操舵に起因して操舵トルクに発生する変化を低減させるためにアシスト機構に発生させるアシストトルクであるトルク変化低減アシストトルクが、運転者がステアリング操作部材を操作する操作状態に応答するように変更される。

本項および下記の各項における「操作状態」は、例えば、ステアリング操作部材の操作位置を意味するように解釈したり、運転者がステアリング操作部材を操作する操舵速度を意味するように解釈することが可能である。
（１３） 前記第１トルク変更手段が、前記ステアリング操作部材が中立位置に近いほど前記トルク変化低減アシストトルクを増加させることと、前記操作状態が運転者が前記ステアリング操作部材を保持する保舵状態に近いほど前記トルク変化低減アシストトルクを増加させることとの少なくとも一方を行うものである（１２）項に記載の車両用操舵装置。
（１４） 前記コントローラが、前記操舵トルク制御の終了時期を、その操舵トルク制御を開始させる原因となったアクティブ操舵の終了時期より遅い時期まで遅延させる遅延制御を行う遅延制御手段を含む（１）ないし（１３）項のいずれかに記載の車両用操舵装置。

アクティブ操舵の終了時に、操舵トルク制御によってアシスト機構に発生させられるトルク変化低減アシストトルクがちょうど０であるとは限らない。そのため、それにもかかわらず、アクティブ操舵の終了に付随して直ちに操舵トルク制御を終了させたのでは、そのアクティブ操舵の終了後に、操舵トルクの変化が発生する可能性がある。

そこで、本項に係る装置においては、操舵トルク制御の終了時期を、その操舵トルク制御を開始させる原因となったアクティブ操舵の終了時期より遅い時期まで遅延させる遅延制御が実行される。

本項における「遅延制御」は、例えば、予め設定された時間（固定または可変）が満了するまで操舵トルク制御を続行させる時限制御として定義したり、操舵トルク制御がアシスト機構に指令する値、すなわち、トルク変化低減アシストトルクが実質的に０になるまで操舵トルク制御を続行することとして定義することが可能である。

さらに、本項における「遅延制御」は、その実行期間中、操舵トルク制御を同じ強さで実行するものとして定義したり、時間の経過につれて徐々に効果が弱められるように操舵トルク制御を実行するものとして定義することができる。
（１５） 前記操舵トルク制御が、前記微分フィードバック制御を有するものであり、
前記コントローラが、前記アクティブ操舵の実行に伴って前記実操舵トルクが時間と共に変化する変化勾配が、前記操舵トルク制御を実行しないと、設定勾配以上となる場合に、前記微分フィードバック制御を実行する微分フィードバック制御手段を含む（１）ないし（１４）項のいずれかに記載の車両用操舵装置。

この装置によれば、操舵トルク制御を実行しないと、アクティブ操舵に起因する実操舵トルクの変化勾配が増加してしまう可能性がある場合に限り、微分フィードバック制御が実行され、それにより、実操舵トルクの急変が抑制される。したがって、この装置によれば、無駄な微分フィードバック制御を容易に省略可能となるとともに、連続的な微分フィードバック制御に起因して操舵トルク制御が振動的になることを容易に抑制可能となる。
（１６） 前記微分フィードバック制御手段が、前記アクティブ操舵の開始時と、その終了時と、そのアクティブ操舵中において前記転舵角が変化する向きが反転する車輪切り返し時とのうちの少なくとも一つにおいて、前記微分フィードバック制御を実行するものである（１５）項に記載の車両用操舵装置。

この装置によれば、前記（１０）項において説明した知見と同様な知見に基づき、微分フィードバック制御が、アクティブ操舵の開始時と、その終了時と、そのアクティブ操舵中において転舵角が変化する向きが反転する車輪切り返し時とのうちの少なくとも一つにおいて実行される。
（１７） 前記コントローラが、前記アクティブ操舵に起因して前記操舵トルクに発生する変化を低減させるために前記アシスト機構に発生させるトルク変化低減アシストトルクを前記比率変更機構の作動状態に応答するように変更する第２トルク変更手段を含む（１）ないし（１６）項のいずれかに記載の車両用操舵装置。

アクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化を素早く低減させるためには、その操舵トルクの変化傾向を早期に予測するとともに、そのように予測される変化傾向が大きいほど、トルク変化低減アシストトルクをその操舵トルクの変化に対して敏感に応答させるべく、トルク変化低減アシストトルクを制御するフィードバック制御を強調することが望ましい。

また、物理現象としては、比率変更機構におけるモータの出力であるアクティブ操舵角の変化を原因として実操舵トルクが変化するため、実操舵トルクの変化傾向を早期に予測するために、モータ出力の変化傾向を監視することが望ましいとともに、モータ出力の変化傾向をより早期に予測するためには、例えば、モータの作動加速度の大きさを監視することが望ましい。

以上要するに、アクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化を素早く低減させるためには、比率変更機構の作動状態を考慮して操舵トルク制御の強さを変化させることが望ましいのである。

以上説明した知見に基づき、本項に係る装置においては、アクティブ操舵に起因して操舵トルクに発生する変化を低減させるためにフィードバック制御によってアシスト機構に発生させるトルク変化低減アシストトルクが、比率変更機構の作動状態に応答するように変更される。
（１８） 前記第２トルク変更手段が、前記モータの作動加速度が大きいほど前記トルク変化低減アシストトルクを増加させるものである（１７）項に記載の車両用操舵装置。
（１９） さらに、前記実操舵トルクを直接検出する操舵トルクセンサを含む（１）ないし（１８）項のいずれかに記載の車両用操舵装置。

この装置によれば、実操舵トルクを高い精度で検出することが容易となる。
（２０） 前記コントローラが、前記モータの駆動電流を、前記実操舵トルクを反映する情報として用いるものである（１）ないし（１８）項のいずれかに記載の車両用操舵装置。

アクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化すなわち負荷変動は、比率変更機構に発生させられるトルクに比例し、そのトルクは、比率変更機構におけるモータの駆動電流に比例する。したがって、そのモータの駆動電流を参照すれば、アクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化を、前記（１９）項における「操舵トルクセンサ」なしで取得することが可能である。

このような知見に基づき、本項に係る装置においては、モータの駆動電流が、実操舵トルクを反映する情報として用いられる。
（２１） 運転者によるステアリング操作部材のステアリング操作に基づいて車輪の転舵角を変化させて車両を操舵する車両用操舵装置であって、
可動部材によって前記車輪を転舵する転舵機構と、
前記可動部材を駆動し得るモータにより、運転者が前記ステアリング操作部材を操作する操舵速度と前記可動部材の変位速度との比率を変更する比率変更機構と、
運転者が前記ステアリング操作部材に加える操舵トルクを軽減するためのアシストトルクを当該車両用操舵装置に付与するアシスト機構と、
それら比率変更機構とアシスト機構とを電気的に制御するコントローラであって、（ａ）前記比率変更機構を介して前記転舵角を変化させるアクティブ操舵と、（ｂ）そのアクティブ操舵の実行に関連して、前記モータの駆動電流と、運転者が前記ステアリング操作部材を操作する操作状態とに基づき、前記アクティブ操舵に起因する前記操舵トルクの変化を低減させるために前記操舵トルクを前記アシスト機構を介して制御する操舵トルク制御とを行うものと
を含む車両用操舵装置。

前述のように、モータの駆動電流は、アクティブ操舵に起因する実操舵トルクの変化を表す情報として用いることが可能である。したがって、この場合には、モータの駆動電流に基づき、実操舵トルクを想定しつつ、アシスト機構をフィードバック制御することが可能である。

また、前述のように、例えば、アクティブ操舵中に運転者が操舵トルクに関して感じる違和感が抑制されるとともに、操舵トルクの制御目標値の不適切な設定によって不適切な制御が操舵トルクについて実行されないようにするために、操舵トルク制御を、運転者がステアリング操作部材をほぼ中立位置において定常的に保持する保舵状態（以下、「中立保舵状態」という。）に限って実行するか、ないしは、その中立保舵状態においてそれ以外の状態におけるより強調されるように実行することが望ましい。操舵トルク制御の実行タイミングをそのように適正化するためには、運転者がステアリング操作部材を操作する操作状態を考慮して操舵トルク制御を行うことが望ましい。

このような知見に基づき、本項に係る装置においては、アクティブ操舵の実行に関連して、比率変更機構におけるモータの駆動電流と、運転者がステアリング操作部材を操作する操作状態とに基づき、アクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化を低減させるために操舵トルクがアシスト機構を介して制御される。
（２２） 前記コントローラが、前記操舵トルク制御の実行中、前記アクティブ操舵に起因して前記操舵トルクに発生する変化を低減させるために前記アシスト機構に発生させるべきトルク変化低減アシストトルクを前記モータの駆動電流が大きいほど増加するように変更する第３トルク変更手段を含む（２１）項に記載の車両用操舵装置。

この装置によれば、操舵トルク制御によって結果的に、アクティブ操舵に起因する実操舵トルクの変化が大きいほど大きなトルク変化低減アシストトルクがアシスト機構に発生させられる。
（２３） 前記コントローラが、さらに、前記操舵トルク制御の実行中、前記トルク変化低減アシストトルクを、前記ステアリング操作部材が中立位置に近いほど増加するように変更することと、前記操作状態が運転者が前記ステアリング操作部材を保持する保舵状態に近いほど増加するように変更することとの少なくとも一方を行う第４トルク変更手段を含む（２２）項に記載の車両用操舵装置。

この装置によれば、操舵トルク制御が、ステアリング操作部材が中立位置に近いほど強調されるように実行されることと、ステアリング操作部材の操作状態が保舵状態に近いほど強調されるように実行されることとの少なくとも一方が行われる。

特に、操舵トルク制御が、ステアリング操作部材が中立位置に近く、かつ、ステアリング操作部材の操作状態が保舵状態に近いほど強調されるように実行される場合には、この操舵トルク制御が、前述の中立保舵状態において相対的に強調されることとなる。その中立保舵状態においては、実操舵トルクの変化は、すべてアクティブ操舵に起因し、運転者の操舵に起因しない。そして、そのような実操舵トルクの変化は、モータの駆動電流に反映される。

したがって、操舵トルク制御が、ステアリング操作部材が中立位置に近く、かつ、ステアリング操作部材の操作状態が保舵状態に近いほど強調されるように実行される場合には、アクティブ操舵に起因する実操舵トルクの変化のみを低減させるかまたは打ち消すアシストトルクを精度よくアシスト機構に発生させることが容易である。
（２４） 運転者によるステアリング操作部材のステアリング操作に基づいて車輪の転舵角を変化させて車両を操舵する車両用操舵装置であって、
可動部材によって前記車輪を転舵する転舵機構と、
前記可動部材を駆動し得るモータにより、運転者が前記ステアリング操作部材を操作する操舵速度と前記可動部材の変位速度との比率を変更する比率変更機構と、
運転者が前記ステアリング操作部材に加える操舵トルクを軽減するためのアシストトルクを当該車両用操舵装置に付与するアシスト機構であって、前記操舵トルクが０近傍で変化しても前記アシストトルクが変化しない不感帯を有するようにそれら操舵トルクとアシストトルクとの間に設定された対応関係に従い、入力されたアシスト指令であって前記操舵トルクを表すものに応じ、そのアシスト機構が出力すべき前記アシストトルクを決定するものと、
それら比率変更機構とアシスト機構とを電気的に制御するコントローラであって、（ａ）前記比率変更機構を介して前記転舵角を変化させるアクティブ操舵と、（ｂ）そのアクティブ操舵の実行に関連して、前記アシスト指令を前記アシスト機構に対して出力することにより、前記アクティブ操舵に起因する前記操舵トルクの変化を低減させるために前記操舵トルクを前記アシスト機構を介して制御する操舵トルク制御とを行うものと
を含み、そのコントローラが、前記操舵トルク制御の実行中、
前記アクティブ操舵に起因して前記操舵トルクに発生する変化を低減させるトルク変化低減アシストトルクを前記アシスト機構によって発生させるためにそのアシスト機構に対して出力すべきトルク変化低減アシスト指令を、前記不感帯から外れた大きさを有する前記操舵トルクを表す基本指令と、その基本指令に対して追加的な補助指令との組合せとして決定し、
前記トルク変化低減アシストトルクの予測値に対応する前記操舵トルクをみかけ操舵トルクとして、前記対応関係と実質的に同じ対応関係に従って決定し、その決定されたみかけ操舵トルクを表す前記アシスト指令として前記基本指令を決定し、
前記操舵トルクの実際値である実操舵トルクに基づいて前記補助指令を決定するものである車両用操舵装置。

アシスト機構は、そもそも、通常のアシスト制御、すなわち、アクティブ操舵の有無を問わず、操舵トルクを軽減する制御を実行するために車両に設けられてきた。また、アシスト機構においては、通常、それが発生させるべきアシストトルクが、そのときの操舵トルクに応じて決定される。

一方、アシスト機構は、通常のアシスト制御においては、特にステアリング操作部材が中立位置近傍に位置する状態において、そのステアリング操作部材の操作位置の変化に対して操舵トルクが敏感に応答するため、不感帯を設け、運転者がステアリング操作に安心感を感じるように設計される。

具体的には、アシスト機構においては通常、操舵トルクが０近傍で変化してもアシストトルクが変化しない不感帯を有するようにそれら操舵トルクとアシストトルクとの間に対応関係が設定される。さらに、そのように設定された対応関係に従い、入力されたアシスト指令に応じ、そのアシスト機構が出力すべきアシストトルクが決定される。

上記不感帯は、通常のアシスト制御においては、ステアリング操作の安心感を向上させるために有効であるが、例えば、前述の中立保舵状態においてアクティブ操舵が開始された場合であって、そのアクティブ操舵に起因して操舵トルクに発生する変化が上記不感帯を逸脱しない程度の小さなものであった場合には、その操舵トルクの変化を低減させるためのアシストルクをアシスト機構によって発生させることができない。なぜなら、この場合には、アクティブ操舵の開始時における実操舵トルクがほぼ０であり、しかも、そのアクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化量が単独で上記不感帯を逸脱するほどに大きくはないからである。

これに対し、アクティブ操舵の開始時における実操舵トルクが上記不感帯から逸脱するほどに大きいか、または、アクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化量が単独で、もしくはもともとの実操舵トルクと組み合わせられれば上記不感帯を逸脱するほどに大きい場合がある。この場合には、アクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化をアシスト機構に入力するだけで、その変化を低減させるためのアシストトルクがアシスト機構によって発生させられることになる。

本発明者らは、操舵トルクに応じてアシストトルクが決定される形式の上述のアシスト機構を使用しつつも、アクティブ操舵の開始時における実操舵トルクがほぼ０であり、しかも、そのアクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化量が単独で上記不感帯を逸脱するほどに大きくはない場合であっても、アシスト機構によってアシストトルクを発生させる技術を開発した。

その技術によれば、アクティブ操舵に起因して操舵トルクに発生する変化を低減させるトルク変化低減アシストトルクをアシスト機構によって発生させるためにそのアシスト機構に対して出力すべきトルク変化低減アシスト指令が、前記不感帯から外れた大きさを有する操舵トルクを表す基本指令と、その基本指令に対して追加的な補助指令との組合せとして決定される。

この技術によれば、さらに、トルク変化低減アシストトルクの予測値が取得され、その予測値に対応する操舵トルクがみかけ操舵トルクとして、前記対応関係と実質的に同じ対応関係に従って決定される。その予測値は通常、０でない値であるため、それに対応するみかけ操舵トルクは、自動的に、上記不感帯から逸脱した大きさを有することとなる。そのようにして決定されたみかけ操舵トルクを表すアシスト指令として、基本指令が決定される。この基本指令がアシスト機構に入力されれば、そのアシスト機構により、上記予測値と等しいアシストトルクが発生させられるはずである。

この技術によれば、さらに、実操舵トルクに基づいて補助指令が決定され、その決定された補助指令は、上記基本指令に対して追加的な関係を有するようにアシスト機構に入力される。

以上の説明から明らかなように、この技術を実施すれば、アクティブ操舵の開始時における実操舵トルクが上記不感帯内にあっても、その不感帯を逸脱した大きさを有する基本指令を有するようにアシスト指令が決定される。したがって、アクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化を低減させるためのアシストトルクがアシスト機構によって発生させられる。

さらに、その基本指令の精度が不十分であったため、その基本指令に基づいてアシスト機構によって発生させられたアシストトルクが不足または過剰であれば、それを補償するためのアシストトルクが、その基本指令に追加される補助指令に基づいてアシスト機構によって発生させられる。

補助指令により表わされる操舵トルクが単独では上記不感帯から逸脱し得ない大きさしか有しないとしても、その補助指令は、上記不感帯より大きい操舵トルクを表す基本指令に対して追加的な関係を有するようにアシスト機構に入力される。したがって、補助指令がアシスト機構に入力されれば、その補助指令は、前記対応関係のうち、補助指令が変化すればそれに応じてアシストトルクが変化する領域（アシスト指令に対するアシストトルクの感度が前記不感帯より高い領域）に適用されることとなる。

よって、その補助指令により表わされる操舵トルクが小さくても、それに応じてアシストトルクが変化させられる結果、その補助指令に見合ったアシストトルクがアシスト機構によって発生させられる。これにより、補助指令による微妙なアシストトルクの制御が可能となる。

本項において「前記対応関係と実質的に同じ対応関係」は、前記対応関係と全く同じ対応関係として定義したり、前記対応関係に近似した対応関係として定義することが可能である。例えば、前記対応関係が曲線のグラフで表わされるように定義される場合に、それと実質的に同じ対応関係を、少なくとも１本の直線のグラフで近似的に表わされるように定義することが可能である。

例えば、前記対応関係（以下、説明の便宜上、「第１の対応関係」という。）が、操舵トルクからアシストトルクに向かう方向性を有するように定義される場合には、それと実質的に同じ対応関係（以下、説明の便宜上、「第２の対応関係」という。）は、アシストトルクから操舵トルクに向かう方向性を有するように定義されることとなり、両者は互いに逆向きの方向性を有することになる。

したがって、この場合には、第２の対応関係に従い、アシストトルクからそれに対応する操舵トルクを決定することは、第１の対応関係に従い、アシストトルクからそれに対応する操舵トルクを逆方向に決定すること、すなわち、逆変換することに相当する。
（２５） 前記コントローラが、前記操舵トルク制御の実行時に、運転者が前記ステアリング操作部材を操作する操作状態と前記転舵機構の作動状態と当該車両用操舵装置の操舵特性との少なくとも一つに基づき、前記アシスト機構のフィードフォワード制御によって実現すべき前記トルク変化低減アシストトルクとして前記予測値を決定する予測値決定手段を含む（２４）項に記載の車両用操舵装置。

一般に、車両用操舵装置においては、例えば、転舵機構によって代表されるように、相互に力を伝達すべき複数の部材（例えば、ラックとピニオン、フェースギヤとピニオン、一対のギヤ）がそれぞれの接触面において相互に押し付けられる。そのため、それら複数の部材の接触面間に摩擦力（以下、「部材間摩擦力」という。）が存在する。その部材間摩擦力の大きさは、複数の部材の接触面間の法線力の大きさによって変化する。一方、その部材間摩擦力の向きは、それら複数の部材間の相対変位の向きによって変化する。

その相対変位の向きは、ステアリング操作部材と前記可動部材との間の相対変位の向きを反映する。例えば、転舵機構がラックアンドピニオン方式を採用する場合には、その相対変位の向きは、ステアリング操作部材とピニオンとの間の相対変位の向きであり、ピニオンとラックとの間の相対変位の向きでもある。

上述の部材間摩擦力の大きさまたは向きが変化すると、その変化が直接または間接にステアリング操作部材を介して運転者に伝達され、その結果、その変化が運転者に操舵トルクの変化として認識されてしまう。

一方、アクティブ操舵が実行され、その結果、上述の相対変位の向きが反転すると、上述の接触面間の法線力の大きさが大きくかつ急に変化することから、上述の部材間摩擦力の向きのみならず大きさも変化するとともに、その変化が操舵トルクの変化として運転者に認識されてしまう。そのため、操舵トルクと車輪の転舵角との間にヒステリシスを有する関係が成立することになる。

一方、アクティブ操舵によって車輪の転舵角を変化させようとすれば、上述の部材間摩擦力の変化の有無を問わず、車輪のタイヤと路面との間に作用するタイヤ−路面間摩擦力が変化し、それに応じて転舵機構の作動力も変化する。この変化も、部材間摩擦力の変化の場合と同様にして、操舵トルクの変化として運転者に認識されてしまう。一方、このときの転舵機構の作動力すなわちタイヤ−路面間摩擦力は、車輪の転舵角に対して有限の傾きを有するように変化させられる。その傾きは、車両用操舵装置の操舵特性に相当する。

したがって、アクティブ操舵が実行されると、操舵トルクと車輪の転舵角（例えば、ラックの直線変位量、ピニオンの回転角に相当する。）との間に、傾きとヒステリシスとの双方を有する関係が成立することになる。そのため、アクティブ操舵が実行されると、ヒステリシスの幅（すなわち、上述の部材間摩擦力の変化量）に基づく第１変化と、傾き（すなわち、上述のタイヤ−路面間摩擦力の変化量）に基づく第２変化とが重畳的に操舵トルクに現れることとなる。

以上説明した知見に基づき、本項に係る装置においては、操舵トルク制御の実行時に、運転者がステアリング操作部材を操作する操作状態と転舵機構の作動状態と当該車両用操舵装置の操舵特性との少なくとも一つに基づき、アシスト機構のフィードフォワード制御によって実現すべきトルク変化低減アシストトルクとして、前記（２４）項における「予測値」が決定される。

本項および下記の各項において「操舵特性」は、例えば、当該操舵装置への入力すなわち作動力と、当該操舵装置からの出力すなわち転舵されるべき車輪の転舵角との関係として定義することが可能である。ここに、当該操舵装置への入力は、転舵されるべき車輪に対して行われるものであり、その入力の大きさは、車輪のタイヤと路面との間の摩擦力を反映する。その摩擦力の大きさは、例えば、前記可動部材の作動力（例えば、前述のラックの軸力）として検出することが可能である。

したがって、「操舵特性」は、例えば、転舵機構に対する入力と出力との関係として定義することが可能である。具体的には、可動部材の作動力（例えば、前述のラックの軸力、タイヤと路面との間の摩擦力）と、その可動部材の作動量（例えば、前述のラックの直線変位量）との関係として定義することが可能である。

さらに、「操舵特性」は、転舵されるべき車輪に対する入力と出力との関係として定義することも可能である。具体的には、例えば、可動部材の作動力（例えば、前述のラックの軸力、タイヤと路面との間の摩擦力）と、車輪の転舵角（アクティブ操舵中に車輪が転舵される角度に等しい。）との関係として定義することが可能である。
（２６） 前記コントローラが、前記操舵トルク制御の実行中、前記実操舵トルクと前記操舵トルクの目標値である目標操舵トルクとの偏差に基づいて前記アシスト機構をフィードバック制御する偏差フィードバック制御と、前記実操舵トルクの時間微分値と前記偏差の時間微分値との少なくとも一方に基づいて前記アシスト機構をフィードバック制御する微分フィードバック制御とのうちの少なくとも一方を実行するために前記アシスト機構に対して追加的に出力すべき前記アシスト指令として前記補助指令を決定する補助指令決定手段を含む（２４）または（２５）項に記載の車両用操舵装置。

この装置によれば、実操舵トルクと目標操舵トルクとの偏差またはその偏差もしくは実操舵トルクの時間微分値がフィードバックされることにより、基本指令のみ、またはその基本指令と前回の補助指令との組合せでは不足または過剰であるアシストトルクを補充または削減するための今回の補助指令が決定される。

以下、本発明のさらに具体的な実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明する。

図１には、本発明の第１実施形態に従う車両用操舵装置（以下、単に「操舵装置」という。）のうちのハードウエア構成が斜視図で示されている。この操舵装置は、操作部１０と転舵部１２とを備えている。操作部１０は、運転者によって回転操作されるステアリングホイール１４と、それと共に回転するステアリング軸１６とを含んでいる。これに対し、転舵部１２は、車両において前側に位置する左右の操舵車輪２０（図１においては右側の車輪２０のみが代表的に示されている。）を転舵するための部分である。

転舵部１２は、具体的には、ギヤ比変更機構２２と、ラックアンドピニオン方式の操舵機構２４と、電気パワーステアリング２６とを備えている。

操舵機構２４は、車輪２０を変向するために車両において横方向に直線変位させられるラック軸３０と、それと交差するピニオン軸３２とを備えている。図２に示すように、ラック軸３０にはラック３４というギヤが形成される一方、ピニオン軸３２にはピニオン３６というギヤが形成されている。それらラック３４とピニオン３６とはかみ合わされてラックアンドピニオン機構３８を構成しており、これにより、ピニオン３６の回転運動がラック３４の直線運動に変換される。

ギヤ比変更機構２２は、ステアリングホイール１４の回転速度すなわち操舵速度と、ピニオン軸３２の回転速度との比率であるステアリングギヤ比を電気的に変更する機構である。このギヤ比変更機構２２は、図２に示すように、ハウジング４０と、ステアリング軸１６と同軸のモータ４２と、そのモータ４２とピニオン軸３２とを互いに連結する減速機４６とを含んでいる。モータ４２は、ハウジング４０に固定のステータ４８と、ロータ５０とを有しており、そのロータ５０が減速機４６を経てピニオン軸３２に連結されている。

減速機４６は、例えば、ストレイン・ウェーブ・ギヤリング式であり、ステアリング軸１６と一体的にかつ同軸に回転する制御ギヤ５４と、ピニオン軸３２と一体的にかつ同軸に回転するドリブンギヤ５６とを備えている。ドリブンギヤ５６の歯数は、制御ギヤ５４の歯数よりｎ個少ない。制御ギヤ５４は、ステアリング軸１６が停止状態にあれば、ステータギヤとして機能する。

それら制御ギヤ５４とドリブンギヤ５６とは、共に、それらの内歯においてフレキシブルギヤ５８の外歯にかみ合わされる。フレキシブルギヤ５８は、薄いベルト状を成す金属弾性体であるため、弾性変形可能である。フレキシブルギヤ５８は、ドリブンギヤ５６と同数の外歯を備えている。したがって、フレキシブルギヤ５８との間に回転数差をドリブンギヤ５６は発生させないのに対し、制御ギヤ５４は発生させる。

フレキシブルギヤ５８の内周面に、断面が楕円である外周面を有する剛体の波動発生器６０が相対回転可能に嵌合される。波動発生器６０は、ロータ５０と同軸にかつ一体的に回転させられる。波動発生器６０が回転させられると、フレキシブルギヤ５８は、自身の楕円の向きが波動発生器６０によって変化させられつつ、回転させられる。

モータ４２および波動発生器６０が１回転すると、ドリブンギヤ５６は、制御ギヤ５４より歯数がｎ個少ないため、モータ４２および波動発生器６０の回転方向とは逆方向にｎ歯分回転する。その結果、それら制御ギヤ５４とドリブンギヤ５６との間に回転数差が発生させられ、それがピニオン軸３２に伝達される。それにより、モータ４２の回転速度より低い速度にピニオン軸３２の回転速度が減速される。

電気パワーステアリング２６は、ラック軸３０に同軸に搭載されている。電気パワーステアリング２６は、図２に示すように、ラック軸３０と同軸のモータ６２と、そのモータ６２の回転運動をラック軸３０の直線運動に変換する運動変換機構としてのボールねじ６４とを備えている。モータ６２は、ロータ６６と図示しないステータとを備えており、ロータ６６にラック軸３０が同軸にかつ摺動可能に挿通されるとともに、それらロータ６６とラック軸３０との間にボールねじ６４が配置されている。

図２に示すように、ステアリングホイール１４からピニオン軸３２までの力伝達系の途中にトルクセンサ７０が配置されている。トルクセンサ７０は、弾性ねじれを利用することにより、運転者によってステアリングホイール１４に加えられる操舵トルク（これは、操舵反力に等しい。）を検出する。したがって、ステアリングホイール１４とピニオン軸３２とは、完全に剛体的に連結されているのではなく、一定範囲内での弾性ねじれを伴うように互いに連結されている。

以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、転舵部１２が前記（１）項における「転舵機構」の一例を構成し、ギヤ比変更機構２２が同項における「比率変更機構」の一例を構成し、電気パワーステアリング２６が同項における「アシスト機構」の一例を構成し、直接的にはピニオン軸３２、間接的にはラック軸３０が同項における「可動部材」の一例を構成しているのである。

図２に示すように、ギヤ比変更機構２２および電気パワーステアリング２６は、トルクセンサ７０と、図３に示す操舵角センサ７２およびアクティブ操舵角センサ７４の出力信号に基づき、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ（Electronic Control Unit）」という。）８０によって制御される。操舵角センサ７２は、運転者がステアリングホイール１４を回転操作する角度を操舵角θｓとして検出する。

アクティブ操舵角センサ７４は、ギヤ比変更機構２２に設けられ、モータ４２のロータ５０の回転角（ハウジング４０に対するロータ５０の相対回転角）をアクティブ操舵角θａｆｓとして検出する。アクティブ操舵角θａｆｓは、本実施形態においては、ステアリングホイール１４が中立位置に位置する限り、車両において前側に位置する操舵車輪２０がアクティブ操舵によって転舵される角度に相当する。

図３に示すように、ＥＣＵ８０は、コンピュータ８２を主体として構成されている。コンピュータ８２は、よく知られているように、ＣＰＵ８４とＲＯＭ８６とＲＡＭ８８とがバス８０によって互いに接続されて構成されている。ＲＯＭ８６には、ＣＰＵ８４によって実行されるべき各種プログラムが予め記憶されている。それらプログラムは、アクティブ操舵プログラム、パワーアシスト制御プログラムおよびトルク変化低減制御プログラムを含んでいる。

すなわち、本実施形態においては、ＥＣＵ８０が前記（１）項における「コントローラ」の一例を構成しているのである。

アクティブ操舵プログラムは、ＥＣＵ８０により、運転者のステアリング操作に依存しないでギヤ比変更機構２２を介して車輪２０の転舵角を変化させるアクティブ操舵を行うためにコンピュータ８２によって実行される。本実施形態においては、車輪２０が前輪であるため、そのアクティブ操舵により、前輪転舵角が自動的に変化させられることになる。

図４には、このアクティブ操舵プログラムの内容がフローチャートで概念的に表されている。このアクティブ操舵プログラムはコンピュータ８２によって繰返し実行される。

このアクティブ操舵プログラムの各回の実行時には、まず、ステップＳ１（以下、単に「Ｓ１」で表す。他のステップについても同じとする。）において、車速センサ、車輪速度センサ、車両のヨーレイトを検出するセンサ、車両の横加速度を検出するセンサ等、車両の状態量を検出する車両状態量センサ９２（図３参照）の出力信号に基づき、車両状態量が検出される。

次に、Ｓ２において、その検出された車両状態量に基づき、車両の走行安定性が通常走行時より低下しているか否かが判定される。今回は、低下していないと仮定すれば、判定がＮＯとなり、直ちにこのアクティブ操舵プログラムの一回の実行が終了する。これに対し、今回は、車両の走行安定性が低下していると仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ３に移行する。

このＳ３においては、運転者のステアリング操作に依存することなく、カウンタステアリングを自動的に行うことが必要であると判定される。今回は、車輪２０の転舵角（横スリップ角）の制御によって車輪２０の横力を制御し、それにより、車両のヨーイングモーメントを制御することが、車両安定性を向上させるために必要であるからである。

続いて、Ｓ４において、そのオートカウンタステアリングの実現に適当なモータ４２の制御量が決定される。その制御量は、例えば、前記検出された車両状態量を考慮して決定される。その後、Ｓ５において、その決定された制御量に基づき、モータ４２が駆動される。これにより、アクティブ操舵が行われ、車両の安定性が低下することが回避される。

以上で、このアクティブ操舵プログラムの一回の実行が終了する。

前記パワーアシスト制御プログラムは、ＥＣＵ８０により、運転者の操舵トルクを軽減するためのアシストトルクを電気パワーステアリング２６によって発生させるためにコンピュータ８２によって実行される。

本実施形態においては、ＥＣＵ８０により、ステアリングホイール１４から運転者に作用する操舵トルクがアクティブ操舵に起因して変化すべき変化分を電気パワーステアリング２６のアシストトルクによって補償することにより、アクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化を低減させるトルク変化低減制御（これが前記（１）項における「操舵トルク制御」の一例である。）が実行される。アクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化分を補償する補償トルクすなわちトルク変化低減アシストトルクを決定するために、前記トルク変化低減制御プログラムがコンピュータ８２によって実行される。

前記パワーアシスト制御プログラムは、上述の、操舵トルクの軽減すなわち通常のアシスト制御という目的の他に、上記決定されたトルク変化低減アシストトルクを電気パワーステアリング２６によって発生させることをも目的として実行される。

なお付言するに、アクティブ操舵に起因する操舵トルクの変化分を補償するトルク変化低減アシストトルクは、具体的には、アクティブ操舵に起因して操舵トルクが増加する可能性がある場合には、操舵トルクを減少させるアシストトルクがトルク変化低減アシストトルクであり、逆に、アクティブ操舵に起因して操舵トルクが減少する可能性がある場合には、操舵トルクを増加させるアシストトルクがトルク変化低減アシストトルクである。

図５には、上記パワーアシスト制御プログラムの内容がフローチャートで概念的に表されている。このパワーアシスト制御プログラムも繰返し実行される。

このパワーアシスト制御プログラムの各回の実行時には、まず、Ｓ３１において、トルクセンサ７０の出力信号に基づき、実操舵トルクＴｓが検出される。次に、Ｓ３２において、その検出された実操舵トルクＴｓに基づき、通常アシスト（通常のアシスト制御）を行うためのアシストトルクである通常アシストトルクＴａＮが決定される。

図６には、電気パワーステアリング２６について成立する操舵トルクＴｓとアシストトルクＴａとの対応関係がグラフで表わされている。電気パワーステアリング２６については、操舵トルクＴｓを表すアシスト指令が入力されると、電気パワーステアリング２６によって出力すべきアシストトルクＴａが、図６のグラフで表される対応関係に従って決定される。この対応関係は、操舵トルクＴｓが０近傍で変動しても、それに対応するアシストトルクＴａが０に維持されるように、アシストトルクＴａに不感帯が設定されている。

したがって、図５のＳ３２においては、Ｓ３１において検出された実操舵トルクＴｓに対応するアシストトルクＴａが、上記対応関係に従い、通常アシストトルクＴａＮとして決定されることになる。

続いて、Ｓ３３において、前記トルク変化低減制御プログラムの実行によって決定されたトルク変化低減アシスト指令がＲＡＭ８８から読み込まれる。その後、Ｓ３４において、前記決定された通常アシストトルクＴａＮと、その読み込まれたトルク変化低減アシスト指令によって表わされるトルク変化低減アシストトルクＴａＲとを合成する（例えば、単純にまたは重みを付けて加算する）ことにより、最終アシストトルクＴａＦが決定される。最終アシストトルクＴａＦは、例えば、通常アシストトルクＴａＮとトルク変化低減アシストトルクＴａＲとの和として決定される。

なお付言するに、本実施形態においては、例えば、パワーアシストの目的が通常アシストにあるかトルク変化低減制御にあるかを問わず、「アシストトルクＴａ」という用語と「アシスト指令」という用語とは、実現すべきトルクの大きさおよび向きに関して観念的に互いに共通する用語であると考えることが可能である。

続いて、Ｓ３５において、その決定された最終アシストトルクＴａＦに基づき、モータ６２の目標駆動電流が決定される。その後、Ｓ３６において、その決定された目標駆動電流に基づき、モータ６２が駆動される。これにより、適当なアシストルクが電気パワーステアリング２６によって発生させられる。

以上で、このパワーアシスト制御プログラムの一回の実行が終了する。

図７には、前記トルク変化低減制御プログラムの内容がフローチャートで概念的に表されている。このトルク変化低減制御プログラムも繰返し実行される。

このトルク変化低減制御プログラムの各回の実行時には、まず、Ｓ１０１において、アクティブ操舵角センサ７４により、アクティブ操舵角θａｆｓが検出される。次に、Ｓ１０２において、現在、アクティブ操舵の実行中であるか否かが判定される。例えば、上記検出されたアクティブ操舵角θａｆｓに基づき、ギヤ比変更機構２２が作動中であるか否かが判定される。

今回は、アクティブ操舵中ではないと仮定すれば、Ｓ１０２の判定がＮＯとなり、直ちにこのトルク変化低減制御プログラムの一回の実行が終了する。これに対し、今回は、アクティブ操舵中であると仮定すれば、Ｓ１０２の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１０３以下のステップに移行する。

Ｓ１０３においては、トルクセンサ７０により、実操舵トルクＴｓが検出される。実操舵トルクＴｓがサンプリングされるのである。続いて、Ｓ１０４において、現在、一連のアクティブ操舵の開始時であるか否かが判定される。今回は、開始時であると仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ１０５において、Ｓ１０４において検出された最新の実操舵トルクＴｓと等しい値として目標操舵トルクＴ０が決定される。

その後、Ｓ１０６において、その決定された目標操舵トルクＴ０がＲＡＭ８８にストアされる。続いて、Ｓ１０７において、ＲＡＭ８８から最新の目標操舵トルクＴ０が読み出される。その後、Ｓ１０８において、最新の実操舵トルクＴｓから、その読み出された目標操舵トルクＴ０を差し引いた値として、操舵トルクＴｓの偏差Ｔｐが決定される。

続いて、Ｓ１０９において、実操舵トルクＴｓの微分値Ｔｄが取得される。この微分値Ｔｄは、例えば、実操舵トルクＴｓの今回値から前回値を引き算した値として取得することが可能である。実操舵トルクＴｓの前回値が存在しない場合には、例えば、微分値Ｔｄが０として取得される。

その後、Ｓ１１０において、上記決定された偏差Ｔｐに基づく偏差フィードバック制御（比例フィードバック制御）と、上記取得された微分値Ｔｄに基づく微分フィードバック制御とを一緒に実行することによって電気パワーステアリング２６によって実現すべきトルク変化低減制御量が決定される。トルク変化低減制御量は、例えば、偏差Ｔｐと偏差フィードバック制御ゲインＫｐとの積で表わされる比例項と、微分値Ｔｄと微分フィードバック制御ゲインＫｄとの積で表わされる微分項との和を用いて決定することが可能である。電気パワーステアリング２６は、偏差Ｔｐも微分値Ｔｄも０に近づくことにより、実操舵トルクＴｓが目標操舵トルクＴ０に近づくようにフィードバック制御される。

続いて、Ｓ１１１において、その決定されたトルク変化低減制御量に基づき、電気パワーステアリング２６に対して出力すべきトルク変化低減アシスト指令が決定される。その後、Ｓ１１２において、その決定されたトルク変化低減アシスト指令が電気パワーステアリング２６に対して出力される。実際には、そのトルク変化低減アシスト指令がＲＡＭ８８にストアされ、前記パワーアシスト制御プログラムの実行によってそのトルク変化低減アシスト指令がＲＡＭ８８から読み出され、必要な処理を施された後、電気パワーステアリング２６に対して出力される。

以上で、このトルク変化低減制御プログラムの一回の実行が終了する。

以上、このトルク変化低減制御プログラムの今回の実行が、一連のアクティブ操舵の開始時に行われる場合を説明したが、開始時以後に行われる場合には、Ｓ１０４の判定がＮＯとなり、Ｓ１０５およびＳ１０６がスキップされる。したがって、今回は、目標操舵トルクＴ０が更新されず、その結果、一連のアクティブ操舵中、目標操舵トルクＴ０がそのアクティブ操舵の開始時における実操舵トルクＴｓと等しい値にホールドされる。

その後、Ｓ１０７以下のステップが、一連のアクティブ操舵の開始時におけると同様にして実行される。

図８には、このトルク変化低減制御プログラムの実行内容が、前記パワーアシスト制御プログラムの実行内容と組み合わされて、ブロック線図で概念的に表わされている。

アクティブ操舵角θａｆｓをトリガとして、実操舵トルクＴｓがサンプリングされて目標操舵トルクＴ０が決定されるとともに、その目標操舵トルクＴ０は、アクティブ操舵の開始時における値にホールドされる。実操舵トルクＴｓは、偏差フィードバック制御（図８および他の図においては「偏差ＦＢ」で表す。）のための偏差Ｔｐと、微分フィードバック制御（図８および他の図においては「微分ＦＢ」で表す。）のための微分値Ｔｄとの取得に用いられる。それら偏差Ｔｐと微分値Ｔｄとを用いてトルク変化低減アシスト指令が決定される。

実操舵トルクＴｓは、さらに、前述のように、通常アシストのための通常アシスト指令を決定するためにも用いられる。その決定された通常アシスト指令と、上記トルク変化低減アシスト指令との和として最終アシスト指令（図８においては「電気ＰＳアシスト指令」で表す。）が決定される。通常アシスト指令は、前述の通常アシストトルクＴａＮを実現するために電気パワーステアリング２６に対して出力されるものである。

図９には、本実施形態におけるトルク変化低減制御の一実行例が、トルク変化低減制御を実行しない比較例との比較においてグラフで表わされている。図９に示す制御例においては、運転者がステアリングホイール１４をほぼ中立位置において保持する中立保舵状態において一連のアクティブ操舵が開始されると仮定されている。図９には、さらに、そのトルク変化低減制御量（前述のアシスト指令に相当する。）の時間的推移がグラフで、偏差フィードバック制御に関連する部分と、微分フィードバック制御に関連する部分とに分離して表わされている。

図９から明らかなように、トルク変化低減制御が実行されない場合には、アクティブ操舵に起因した変化が操舵トルクＴｓに顕著に現れるのに対し、トルク変化低減制御が実行される場合には、その変化が良好に低減させられる。したがって、本実施形態によれば、アクティブ操舵が原因で、運転者が操舵トルクＴｓすなわち操舵フィーリングに関して違和感を感じる可能性が軽減される。

以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、コンピュータ８２が図４に示すアクティブ操舵プログラムを実行することにより、前記（１）項における「アクティブ操舵」の一例が実行され、また、コンピュータ８２が図５におけるＳ３３ないしＳ３６と図７に示すトルク変化低減制御プログラムとを実行することにより、同項における「操舵トルク制御」の一例が実行されるのである。

さらに、本実施形態においては、コンピュータ８２のうち図７におけるＳ１０５を実行する部分が前記（２）項における「目標操舵トルク決定手段」の一例を構成し、アクティブ操舵の開始時であることが同項における「第１条件」の一例を構成しているのである。

次に、本発明の第２実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態とハードウエア構成が共通し、ソフトウエア構成のみが異なるため、共通する要素については同一の符号または名称を使用して引用することにより、詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。

第１実施形態においては、アクティブ操舵の開始時に目標操舵トルクＴ０がそのときにおける実操舵トルクＴｓと等しい値に決定されると、アクティブ操舵の同じ実行期間中、目標操舵トルクＴ０が同じ値にホールドされる。しかし、アクティブ操舵の同じ実行期間中、運転者が同じ大きさの操舵トルクＴｓを期待するとは限らない。アクティブ操舵の同じ実行期間中、運転者がステアリングホイール１４を操作する操作状態が、操舵角θｓが実質的に変化しない保舵状態（定常状態）から、操舵角θｓが時間と共に変化する操舵状態（過渡状態）に、または、操舵状態から保舵状態に遷移する場合があるからである。

例えば、アクティブ操舵が、ステアリングホイール１４が中立位置にある保舵状態（中立保舵状態）において開始され、その後、ステアリングホイール１４の操作（回転）という過渡状態を経て、ステアリングホイール１４が中立位置から外れた非中立位置にある保舵状態（非中立保舵状態）に遷移する場合がある。この場合には、アクティブ操舵の同じ実行期間中、ステアリングホイール１４の操作状態が、中立保舵状態、操舵状態および非中立保舵状態の順に変化させられる。中立保舵状態においては、操舵トルクＴｓは本来であれば０であり、非中立保舵状態においては、操舵トルクＴｓは本来であれば０より大きい。

この場合には、目標操舵トルクＴ０が、アクティブ操舵の開始時に０に決定され、そのアクティブ操舵の終了時まで０にホールドされると、２回目の保舵状態すなわち非中立保舵状態において、実操舵トルクＴｓが０に近づくように制御される可能性がある。そうすると、運転者は、期待していた大きさより実操舵トルクＴｓが低減させられてしまい、操舵フィーリングの重厚感が損なわれる可能性がある。

これに対し、本実施形態においては、アクティブ操舵の開始時に目標操舵トルクＴ０が決定された後、アクティブ操舵の同じ実行期間中に、保舵状態にあることが検出されたならば、その都度、目標操舵トルクＴ０が、最新の保舵状態における実操舵トルクＴｓと等しい値に更新される。これにより、本実施形態によれば、アクティブ操舵の同じ実行期間中、運転者の操作状態、すなわち、運転者が期待する操舵トルクＴｓの変化に追従するように、目標操舵トルクＴ０が可変値として決定される。その結果、目標操舵トルクＴ０の決定精度の低下が原因となって操舵フィーリングが低下する事態の発生を回避することが容易となる。

本実施形態においては、第１実施形態と同様に、アクティブ操舵プログラム、パワーアシスト制御プログラムおよびトルク変化低減制御プログラムがコンピュータ８２によって実行される。それらプログラムのうち、アクティブ操舵プログラムおよびパワーアシスト制御プログラムは第１実施形態と共通する。

図１０には、本実施形態におけるトルク変化低減制御プログラムの内容がフローチャートで概念的に表されている。このトルク変化低減制御プログラムにおいては、第１実施形態と共通するステップが多いため、共通するステップについては、第１実施形態において対応するステップを特定することによって詳細な説明を省略し、異なるステップについてのみ詳細に説明する。

このトルク変化低減制御プログラムの各回の実行時には、まず、Ｓ２０１において、前記Ｓ１０１と同様にして、アクティブ操舵角θａｆｓが検出される。次に、Ｓ２０２において、前記Ｓ１０２と同様にして、現在、アクティブ操舵中であるか否かが判定される。アクティブ操舵中ではない場合には、直ちにこのトルク変化低減制御プログラムの一回の実行が終了し、これに対し、アクティブ操舵中である場合には、Ｓ２０３に移行する。

このＳ２０３においては、前記Ｓ１０３と同様にして、実操舵トルクＴｓが検出される。続いて、Ｓ２０４において、前記Ｓ１０４と同様にして、現在、アクティブ操舵の開始時であるか否かが判定される。開始時である場合には、Ｓ２０５において、前記Ｓ１０５と同様にして、目標操舵トルクＴ０が最新の実操舵トルクＴｓを用いて決定される。その後、Ｓ２０６において、前記Ｓ１０６と同様にして、その決定された目標操舵トルクＴ０がＲＡＭ８８にストアされる。以下、Ｓ２０７ないしＳ２１２のステップが、前記Ｓ１０７ないしＳ２１２と同様にして実行される。

これに対し、現在、アクティブ操舵の開始後であると仮定すれば、Ｓ２０４の判定がＮＯとなり、Ｓ２１３において、操舵角センサ７２によって操舵角θｓが検出される。続いて、Ｓ２１４において、運転者がステアリングホイール１４を操作する操作状態が保舵状態であるか否か、すなわち、保舵中であるか否かが判定される。

このＳ２１４は、例えば、前記検出された操舵角θｓの時間微分値である操舵角速度ωｓの絶対値が設定値以下であるとう第１の条件と、その操舵角速度ωｓの時間微分値である操舵角加速度αｓの絶対値が設定値以下であるという第２の条件との双方またはいずれかが成立するか否かを判定し、成立する場合には、現在の操舵状態が保舵状態であると判定するように実行することが可能である。

今回は、保舵中ではないと仮定すれば、Ｓ２１４の判定がＮＯとなり、Ｓ２０５およびＳ２０６がスキップされ、その結果、目標操舵トルクＴ０が、更新なしでホールドされる。これに対し、今回は、保舵中であると仮定すれば、Ｓ２１４の判定がＹＥＳとなり、Ｓ２０５に移行する。

このＳ２０５においては、最新の実操舵トルクＴｓを用いて目標操舵トルクＴ０が決定されるため、その最新の実操舵トルクＴｓが、当該アクティブ操舵の開始時における実操舵トルクＴｓすなわち初回の実操舵トルクＴｓから変化していれば、目標操舵トルクＴ０が更新されることになる。続いて、Ｓ２０６において、そのようにして決定された目標操舵トルクＴ０がＲＡＭ８８にストアされる。この際、ＲＡＭ８８においては、古い目標操舵トルクＴ０が、更新された目標操舵トルクＴ０に書き換えられる。

図１１には、このトルク変化低減制御プログラムの実行内容がブロック線図で概念的に表されている。本実施形態においては、まず、アクティブ操舵角θａｆｓをトリガとして、実操舵トルクＴｓがサンプリングされるとともに、目標操舵トルクＴ０がそのサンプリング値にホールドされる。さらに、操舵角θｓに基づく操舵角情報（操舵角速度ωｓまたは操舵角加速度αｓを含む。）をトリガとして、目標操舵トルクＴ０が更新される。

本実施形態においては、第１実施形態と同様に、実操舵トルクＴｓが、さらに、目標操舵トルクＴ０と共に、偏差フィードバック制御にも用いられる。実操舵トルクＴｓは、さらに、微分フィードバック制御にも用いられる。それら偏差フィードバック制御と微分フィードバック制御との双方を実行するためにトルク変化低減アシスト指令が決定され、それが電気パワーステアリング２６に対して出力される。

本発明者らは、本実施形態におけるトルク変化低減制御（目標操舵トルクＴ０の更新あり）の効果を、目標操舵トルクＴ０を更新しないトルク変化低減制御（以下、「比較例」という。）との比較において確認するために、次のような実験を行った。

図１２の１段目および２段目の各グラフに示すように、まず、ステアリングホイール１４の操作状態が中立保舵状態、操舵角θｓが０から正の値に増加する操舵状態、操舵角θｓがその正の位置にホールドされる第１の非中立保舵状態、操舵角θｓが負の値に減少する操舵状態、および、操舵角θｓがその負の値にホールドされる第２の非中立保舵状態に順に遷移する状況を再現した。１段目のグラフは、上記比較例について操舵角θｓの時間的推移を示し、２段目のグラフは、本実施形態について操舵角θｓの時間的推移を示している。

それら比較例および本実施形態のいずれについても、中立保舵状態においてトルク変化低減制御を開始した。図１２の３段目のグラフは、比較例につき、操舵トルクＴｓの時間的推移を示し、４段目のグラフは、本実施形態につき、操舵トルクＴｓの時間的推移を示している。

なお付言するに、トルク変化低減制御が開始されるためにはアクティブ操舵の開始が前提である。しかし、操舵角θｓが時間と共に変化する状況においてアクティブ操舵を実行すると、操舵トルクＴｓが、操舵角θｓに起因する成分と、アクティブ操舵に起因する成分との重ね合せとして構成されることになり、一方、トルク変化低減制御による操舵トルクＴｓの制御態様を解析するために、アクティブ操舵に起因する成分をも考慮することは不可欠ではない。

そこで、図１２においては、説明を簡単にするために、トルク変化低減制御の実行中、アクティブ操舵角θａｆｓは０に維持され、その結果、トルク変化低減制御の効果が、操舵角θｓに起因する実操舵トルクＴｓのみに現れるようになっている。

図１２の５段目および６段目の各グラフは、トルク変化低減制御量の時間的推移を、比較例と本実施形態とについてそれぞれ示している。比較例においては、第１および第２の非中立保舵状態の開始に伴って目標操舵トルクＴ０の更新が行われなかったため、トルク変化低減制御量が変化しなかった。そのため、トルク変化低減制御量が理想値より増加する傾向が発生した。これに対し、本実施形態においては、第１および第２の非中立保舵状態の開始に伴って目標操舵トルクＴ０の更新が行われたため、それに伴ってトルク変化低減制御量が変化した。そのため、トルク変化低減制御量が理想値より増加する傾向が比較例より軽減された。

図１２の３段目および４段目の両グラフを対比すれば明らかなように、第１の非中立保舵状態と第２の非中立保舵状態との間における操舵トルクＴｓの差ΔＴが、比較例においては小さく、本実施形態においては大きい。このことは、操舵角θｓの同じ変化量に応じた操舵トルクＴｓの変化量ΔＴが、比較例においては小さく、本実施形態においては大きいことを意味する。比較例における変化量ΔＴの方が本実施形態における変化量ΔＴより小さいのは、比較例におけるトルク変化低減制御量が本実施形態におけるトルク変化低減制御量が大きいため、比較例においては、電気パワーステアリング２６によって発生させられたアシストトルクが過剰気味であったことに起因すると推測される。

一方、操舵角θｓの変化に対して、操舵トルクＴｓの変化量ΔＴが大きいほど、剛性感があることを意味するため、本実施形態によれば、トルク変化低減制御が原因で、運転者が操舵中にステアリングホイール１４から感じる手応感（剛性感）が不足してしまう傾向を軽減することが容易となる。

以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、コンピュータ８２のうち図１０におけるＳ２０５、Ｓ２１３およびＳ２１４を実行する部分が前記（５）項における「目標操舵トルク更新手段」の一例を構成し、アクティブ操舵中においてその開始後に保舵状態が開始されることが同項における「第２条件」の一例を構成しているのである。

次に、本発明の第３実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態とハードウエア構成が共通し、ソフトウエア構成のみが異なるため、共通する要素については同一の符号または名称を使用して引用することにより、詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。

第１実施形態においては、アクティブ操舵の実行期間の全体を通じて、トルク変化低減アシストトルクを発生させるフィードバック制御が継続的に実行される。そのため、トルク変化低減アシストトルクが過剰となり、運転者が操舵中にステアリングホイール１４から感じる剛性感が低下する傾向があある。

これに対し、本実施形態においては、アクティブ操舵中、フィードバック制御が複数回、離散的に実行される。離散的に実行される各回のフィードバック制御を部分フィードバック制御と称することにすれば、本実施形態においては、その部分フィードバック制御が、一連のアクティブ制御の開始時と、その終了時と、車輪切り返し時とにそれぞれ実行される。

ここで、図９における３段目のグラフを参照すれば、トルク変化低減制御を実行しない場合には、アクティブ操舵中、操舵トルクＴｓが、そのアクティブ操舵の開始時と、終了時とにおいて急変する。操舵トルクＴｓが時間と共に変化する変化勾配が、開始時と終了時とにおいて大きくなるのである。さらに、アクティブ操舵の実行期間の中央においては、操舵トルクＴｓが増加からピーク値を経て減少に転換するが、その転換時期は、車輪２０の転舵角が増加から減少に転換する車輪切り返し時に該当する。この車輪切り返し時にも、操舵トルクＴｓの変化勾配が大きい。

一方、運転者は、操舵トルクＴｓの変化勾配が大きいほど、アクティブ操舵中、操舵トルクＴｓに関して違和感を感じ易い。したがって、操舵トルクＴｓの変化勾配が大きい時期に限ってフィードバック制御を実行してトルク変化低減アシストトルクを発生させるようにトルク変化低減制御プログラムを設計すれば、運転者がアクティブ操舵中、ステアリングホイール１４から感ずる剛性感の低下を回避しつつ、運転者が操舵トルクＴｓに関して感ずる違和感を抑制することが容易となる。

本実施形態においては、第１実施形態と同様に、アクティブ操舵プログラム、パワーアシスト制御プログラムおよびトルク変化低減制御プログラムがコンピュータ８２によって実行される。それらプログラムのうち、アクティブ操舵プログラムおよびパワーアシスト制御プログラムは第１実施形態と共通する。

図１３には、本実施形態におけるトルク変化低減制御プログラムの内容がフローチャートで概念的に表されている。このトルク変化低減制御プログラムにおいては、第１実施形態と共通するステップが多いため、共通するステップについては、第１実施形態において対応するステップを特定することによって詳細な説明を省略し、異なるステップについてのみ詳細に説明する。

このトルク変化低減制御プログラムの各回の実行時には、まず、Ｓ３０１において、前記Ｓ１０１と同様にして、アクティブ操舵角θａｆｓが検出される。

次に、Ｓ３０２において、ラックアンドピニオン機構３８におけるピニオン３２の角度がピニオン角θｐｉｎとして検出される。このピニオン角θｐｉｎは、車輪２０の転舵角を反映する物理量であり、その転舵角は、操舵角θｓとアクティブ操舵角θａｆｓとの合成値を意味する。このピニオン角θｐｉｎの角速度の符号の変化を監視すれば、車輪切り返し時であるか否かを判定することが可能である。本実施形態においては、そのピニオン角θｐｉｎが図３に示すピニオン角センサ１０２によって検出される。そのピニオン角センサ１０２は、例えば、レゾルバ式を採用することが可能である。

続いて、図１３のＳ３０３において、上記検出されたピニオン角θｐｉｎに基づき、ピニオン角速度ωｐｉｎが取得される。例えば、ピニオン角θｐｉｎの今回検出値から前回検出値を引き算した値を用いてピニオン角速度ωｐｉｎが取得される。

その後、Ｓ３０４において、前記Ｓ１０２と同様にして、現在、アクティブ操舵中であるか否かが判定される。アクティブ操舵中ではない場合には、直ちにこのトルク変化低減制御プログラムの一回の実行が終了し、これに対し、アクティブ操舵中である場合には、Ｓ３０５に移行する。

このＳ３０５においては、前記Ｓ１０３と同様にして、実操舵トルクＴｓが検出される。続いて、Ｓ３０６において、前記Ｓ１０４と同様にして、現在、アクティブ操舵の開始時であるか否かが判定される。開始時である場合には、Ｓ３０７において、部分フィードバック制御（図１３および他の図においては「部分ＦＢ」で表す。）において、部分フィードバック制御を開始することが指令される。

その後、Ｓ３０８において、前記Ｓ１０５と同様にして、目標操舵トルクＴ０が最新の実操舵トルクＴｓを用いて決定される。その後、Ｓ３０９において、前記Ｓ１０８と同様にして、偏差Ｔｐが取得され、続いて、Ｓ３１０において、前記Ｓ１０９と同様にして、微分値Ｔｄが取得される。

その後、Ｓ３１１において、ゲインが設定される。本実施形態においては、前記取得された偏差Ｔｐおよび微分値Ｔｄに基づき、前記Ｓ１１０と同様にして、トルク変化低減制御量が決定されるが、そのトルク変化低減制御量は、暫定値であって、それと上記ゲインとの積として、最終的なトルク変化低減制御量が決定される。

したがって、本実施形態においては、ゲインが１に設定されれば、トルク変化低減制御量の暫定値がそのまま最終値として採用されるとともに、トルク変化低減アシストトルクのためのフィードバック制御が実行される。一方、ゲインが０に設定されれば、事実上、フィードバック制御が禁止される。本実施形態においては、ゲインを可変値として設定することにより、部分フィードバック制御が達成されるようになっている。

図１４には、ゲインを設定するために用いる規則がグラフで表されている。ゲインは、各回の部分フィードバック制御の経過時間ｔに応答して変化させられる。経過時間ｔが０から増加すると、ゲインが０から１に向かって大きな勾配で増加させられる。ゲインはやがて０に向かって、増加時より緩やかな勾配で減少させられる。経過時間ｔが、予め定めされた最大時間ｔＭＡＸに達するときに、ゲインがちょうど０に減少する。したがって、本実施形態においては、各回の部分フィードバック制御の終了時期が、時間によって管理される。すなわち、部分フィードバック制御は、時限制御なのである。

よって、図１３のＳ３１１においては、図１４にグラフで表される規則に従い、今回の部分フィードバック制御の開始時期からの経過時間ｔに応じて、今回のゲインが設定される。

その後、Ｓ３１２において、前述のようにしてトルク変化低減制御量の暫定値が決定され、その決定された暫定値と、上記設定されたゲインとの積として、トルク変化低減制御量の最終値が決定される。続いて、Ｓ３１３において、前記Ｓ１１１と同様にして、トルク変化低減アシスト指令が決定され、その後、Ｓ３１４において、前記Ｓ１１２と同様にして、その決定されたトルク変化低減アシスト指令が電気パワーステアリング２６に対して出力される。

続いて、Ｓ３１５において、上記設定されたゲインが０であるか否かが判定される。今回は、ゲインが０ではないと仮定すれば、判定がＮＯとなり、Ｓ３１６において、実操舵トルクＴｓが再度、検出される。その後、Ｓ３０９に戻り、今回の部分フィードバック制御が継続される。これに対し、今回は、ゲインが０であると仮定すれば、Ｓ３１５の判定がＹＥＳとなり、Ｓ３１７において、今回の部分フィードバック制御が終了させられる。

以上で、このトルク変化低減制御プログラムの一回の実行が終了する。

以上、現在、アクティブ操舵の開始時である場合を説明したが、開始時ではない場合には、Ｓ３０６の判定がＮＯとなり、Ｓ３１８において、アクティブ操舵の終了時であるか否かが判定される。この判定は、例えば、前記検出されたアクティブ操舵角θａｆｓを監視することによって行うことが可能である。

今回は、アクティブ操舵の終了時であると仮定すれば、Ｓ３１８の判定がＹＥＳとなり、Ｓ３０７ないしＳ３１７のステップが、アクティブ操舵の開始時と同様にして実行され、それにより、一回の部分フィードバック制御が実行される。これに対し、今回は、アクティブ操舵の開始時でも終了時でもないと仮定すれば、Ｓ３１８の判定がＮＯとなり、Ｓ３１９において、車輪切り返し時であるか否かが判定される。

このＳ３１９においては、例えば、前記取得されたピニオン角速度ωｐｉｎの符号が反転した直後であるか否かを判定し、そうであれば車輪切り返し時であると判定することが可能である。また、そのピニオン角速度ωｐｉｎが、正または負の値から０に変化して負または正の値に変化した直後であるか否か（ゼロクロス状態にあるか否か）を判定し、そうであれば車輪切り返し時であると判定することが可能である。

今回は、車輪切り返し時ではないと仮定すれば、Ｓ３１９の判定がＮＯとなり、部分フィードバック制御が実行されることなく、直ちにこのトルク変化低減制御プログラムの一回の実行が終了する。これに対し、今回は、車輪切り返し時であると仮定すれば、Ｓ３１９の判定がＹＥＳとなり、Ｓ３０７ないしＳ３１７の実行により、部分フィードバック制御が実行される。

図１５には、本実施形態におけるトルク変化低減制御の一実行例が３つのグラフで表されている。この制御例においては、中立保舵状態においてアクティブ操舵が実行され、そのアクティブ操舵中、そのアクティブ操舵のみを原因として、ピニオン角θｐｉｎが増加と減少とを周期的に繰り返される。図１５における１段目のグラフにおいては、上向きの矢印と、下向きの矢印と、上向きの矢印とが、時間の経過につれて順に並んでいるが、１番目の矢印は、ピニオン角θｐｉｎが減少から増加に転換する時を示しており、２番目の矢印は、ピニオン角θｐｉｎが増加から減少に転換する時を示しており、３番目の矢印は、ピニオン角θｐｉｎが減少から増加に転換する時を示している。したがって、いずれの矢印も、車輪切り返し時を示している。

図１５における２段目のグラフは、ゲインの時間的推移を示している。ゲインは、車輪切り返し時が到来するごとに、０からそれより大きい値に変化して設定時間（前記最大時間ｔＭＡＸに等しい。）、０でない値を取るように設定される。その結果、図１５における３段目のグラフに示すように、車輪切り返し時が到来するごとに、部分フィードバック制御が時限制御として実行される。図１５には、３回の部分フィードバック制御が離散的に実行される様子が示されている。

図１６には、本実施形態におけるトルク変化低減制御の効果が、アクティブ操舵中、フィードバック制御を実行しない比較例との比較においてグラフで表わされている。

図１６に示される制御例においては、ピニオン角θｐｉｎと操舵トルクＴｓとの関係（以下、「操舵トルク特性」という。）がヒステリシスを有している。図１６における１段目のグラフは、比較例における操舵トルク特性を示し、２段目のグラフは、本実施形態における操舵トルク特性を示している。いずれのグラフにおいても、車輪切り返し時に該当する各部分が丸で囲まれて示されている。

図１６における１段目のグラフで示すように、比較例においては、車輪切り返し時に、ピニオン角θｐｉｎに対する操舵トルクＴｓの変化勾配が大きい。これに対し、２段目のグラフで示すように、本実施形態においては、車輪切り返し時に、ピニオン角θｐｉｎに対する操舵トルクＴｓの変化勾配が小さい。

したがって、本実施形態によれば、アクティブ操舵によって車輪切り返しが行われる際に、操舵トルクＴｓの変化が低減させられ、その結果、運転者がアクティブ操舵による車輪切り返し時にステアリングホイール１４から感ずるショックが緩和される。よって、アクティブ操舵中に運転者が操舵トルクＴｓに関して違和感を感ずることが抑制される。

以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、コンピュータ８２のうち図１３におけるＳ３０６ないしＳ３１９を実行する部分が前記（８）項における「第２操舵トルク制御手段」の一例を構成しているのである。さらに、コンピュータ８２のうち図１３におけるＳ３０６、Ｓ３０８、Ｓ３０９、Ｓ３１２、Ｓ３１３、Ｓ３１８およびＳ３１９を実行する部分が前記（９）ないし（１１）項のいずれかにおける「偏差フィードバック制御手段」の一例を構成しているのである。さらに、ピニオン角速度ωｐｉｎが前記（１１）項における「転舵角の速度に関連する物理量」の一例を構成しているのである。

次に、本発明の第４実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態とハードウエア構成が共通し、ソフトウエア構成のみが異なるため、共通する要素については同一の符号または名称を使用して引用することにより、詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。

アクティブ操舵中、前記不感帯を超える操舵トルクＴｓが発生させられる場合には、トルク変化低減制御なしでも、電気パワーステアリング２６の通常アシスト制御により、そのアクティブ操舵に起因する操舵トルクＴｓの変化が低減させられる。したがって、トルク変化低減制御が特に有効であり、かつ、必要であるのは、アクティブ操舵に起因する操舵トルクＴｓが上記不感帯を超えないほどに小さい場合である。一方、操舵角θｓの絶対値が大きいほど、操舵トルクＴｓが増加する傾向がある。

したがって、操舵角θｓが大きいほど、通常アシスト制御とトルク変化低減制御との累積的実行により、結果的に発生させられるアシストトルクが過剰気味になってしまう可能性がある。

このような知見に基づき、本実施形態においては、操舵角θｓが大きいほどトルク変化低減制御が弱められる。

さらに、一般に、運転者は、ステアリングホイール１４を操作する操舵角速度ωｓが大きいときほど、アクティブ操舵に起因して操舵トルクＴｓが変化しても、その変化に対して鈍感である。したがって、このような運転者の感度特性を考慮すれば、操舵角速度ωｓが大きいほど、トルク変化低減制御が無駄に行われる可能性があることになる。

さらにまた、トルク変化低減制御が偏差フィードバック制御を含む場合には、目標操舵トルクＴ０を精度よく決定することが望ましいが、運転者がステアリングホイール１４を操作する操作状態が保舵状態ではなく、操舵状態すなわち過渡状態である場合には、アクティブ操舵中に運転者が期待する操舵トルクを想定することが困難であるため、目標操舵トルクＴ０を精度よく決定することも困難である。

一方、目標操舵トルクＴ０を精度よく決定することができない状況においては、精度不良の目標操舵トルクＴ０を用いて無理に偏差フィードバック制御を実行するよりむしろ、偏差フィードバック制御を完全にないしは部分的に省略することが望ましい場合もある。

以上説明した知見に基づき、本実施形態においては、さらに、操舵角速度ωｓが大きいほどトルク変化低減制御が弱められる。

本実施形態においては、アクティブ操舵中、前記偏差Ｔｐと前記微分値Ｔｄとの少なくとも一方に基づき、予め定められた規則に従い、トルク変化低減制御量の暫定値が決定される。その暫定値は、第１ないし第３実施形態のいずれかにおいて決定されたトルク変化低減制御量と等しくなるように決定することが可能である。

さらに、本実施形態においては、そのようにして決定された暫定値をそのままトルク変化低減制御量の最終値として用いるべきか、その暫定値より小さい値（本実施形態においては、例えば、０である。）をトルク変化低減制御量の最終値として用いるべきかが判定される。本実施形態においては、その判定のために、操舵角θｓに応じて減少する部分評価値Ｅθと、操舵角速度ωｓに応じて減少する部分評価値Ｅωとが取得され、さらに、それら部分評価値ＥθとＥωとの積として総合評価値ＥＴが取得される。

その総合評価値ＥＴがしきい値Ｅｔｈより小さくはない場合には、トルク変化低減制御を強調させることが望ましいとして、上記暫定値がそのまま、トルク変化低減制御量の最終値として用いられる。これに対し、総合評価値ＥＴがしきい値Ｅｔｈより小さい場合には、トルク変化低減制御を強調させることが望ましくないか、ないしはトルク変化低減制御を禁止することが望ましいとして、トルク変化低減制御量が０に補正される。

このようなトルク変化低減制御量の補正を行うためにコンピュータ８２によって制御量補正プログラムが実行される。この制御量補正プログラムは、第１ないし第３実施形態におけるアクティブ操舵プログラム、パワーアシスト制御プログラムおよびトルク変化低減制御プログラムと共に、コンピュータ８２によって実行される。本実施形態においては、その制御量補正プログラムがトルク変化低減制御プログラムから独立して設けられているが、単一のプログラムをコンピュータ８２によって実行させることによってそもそものトルク変化低減制御と今回の制御量補正とを行うことが可能である。

図１７には、その制御量補正プログラムの内容が概念的にフローチャートで表されている。この制御量補正プログラムも、他のプログラムと同様に、コンピュータ８２によって繰返し実行される。

この制御量補正プログラムの各回の実行時には、まず、Ｓ４０１において、操舵角センサ７２により、操舵角θｓが検出される。次に、Ｓ４０２において、その検出された操舵角θｓに対応する部分評価値Ｅｓが、例えば図１８の（ａ）にグラフで概念的に表わされている規則に従って決定される。

続いて、Ｓ４０３において、前記検出された操舵角θｓを用いることにより、操舵角速度ωｓが取得される。その後、Ｓ４０４において、その取得された操舵角速度ωｓに対応する部分評価値Ｅωが、例えば図１８の（ｂ）にグラフで概念的に表わされている規則に従って決定される。

続いて、Ｓ４０５において、それら取得された部分評価値ＥｓとＥωとの積として総合評価値ＥＴが取得される。その後、Ｓ４０６において、その取得された総合評価値ＥＴがしきい値Ｅｔｈより小さいか否かが判定される。小さい場合には、Ｓ４０７において、前記トルク変化低減制御プログラムの実行によって決定されたトルク変化低減制御量が０に補正され、それにより、フィードバック制御が禁止される。これに対し、総合評価値ＥＴがしきい値Ｅｔｈより小さくはない場合には、Ｓ４０７がスキップされる。

いずれの場合にも、以上で、この制御量補正プログラムの一回の実行が終了する。

なお付言するに、本実施形態においては、総合評価値ＥＴがしきい値Ｅｔｈより小さいために、トルク変化低減制御を強調させるべきではないと判定された場合には、トルク変化低減制御量が０に減少させられるようになっている。ただし、この場合に、トルク変化低減制御量の全体を０に減少させるのではなく、部分的に０に減少させるようにして本発明を実施することが可能である。例えば、トルク変化低減制御量が、偏差フィードバック制御に係る成分と、微分フィードバック制御に係る成分とを含む場合に、それら２つの成分のいずれか一方のみを０に減少させることが可能である。

さらに付言するに、本実施形態においては、運転者がステアリングホイール１４を操作する操作状態に関連する操作情報が、操舵角θｓに着目して取得されるようになっているが、他の物理量に着目して取得するようにして本発明を実施することが可能である。そのような他の物理量としては、例えば、ピニオン角θｐｉｎが考えられる。

以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、コンピュータ８２のうち図１７の制御量補正プログラムを実行する部分が前記（１２）項における「第１トルク変更手段」の一例を構成しているのである。

次に、本発明の第５実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態とハードウエア構成が共通し、ソフトウエア構成のみが異なるため、共通する要素については同一の符号または名称を使用して引用することにより、詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。

第１実施形態においては、一連のアクティブ操舵の終了に伴ってトルク変化低減制御が終了させられ、それにより、トルク変化低減制御量が急に０に減少させられる。しかし、アクティブ操舵の終了直前にトルク変化低減制御量がちょうど０となるという保証はなく、それにもかかわらず、トルク変化低減制御を終了させてしまうと、その終了後に操舵トルクＴｓに変化が発生し、運転者がステアリングホイール１４からショックを感じてしまう可能性がある。

これに対し、本実施形態においては、トルク変化低減制御の終了時期が、そのトルク変化低減制御の動機となったアクティブ操舵の終了時期より遅い時期まで遅延させる。これにより、トルク変化低減制御がアクティブ操舵の終了後にも継続させられる。トルク変化低減制御のうち、アクティブ操舵の終了後に実行される部分を遅延制御と称することとすれば、本実施形態においては、その遅延制御が時限制御として実行される。遅延制御の終了時期がその遅延制御の実行時間によって決定されるのである。

さらに、本実施形態においては、遅延制御の実行時間を管理するために可変のゲインが使用される。このゲインは、第１ないし第４実施形態と同様にして決定されたトルク変化低減制御量に掛け算されることにより、トルク変化低減制御量の最終値を決定するために使用される。このゲインは、アクティブ操舵中は１にホールドされる一方、アクティブ操舵の終了後は、その終了時期からの経過時間すなわち遅延制御の連続実行時間ｔに応じて減少させられる。このゲインは、最大時間ｔＭＡＸの経過時に０に一致させられる。

以上概略的に説明したトルク変化低減制御を実行するためにコンピュータ８２によってトルク変化低減制御プログラムが実行される。このトルク変化低減制御プログラムは、第１ないし第４実施形態におけるアクティブ操舵プログラムおよびパワーアシスト制御プログラムと共に、コンピュータ８２によって実行される。

図１９には、本実施形態におけるトルク変化低減制御プログラムの内容がフローチャートで概念的に表されている。以下、このトルク変化低減制御プログラムの内容を説明するが、第１実施形態におけるトルク変化低減制御プログラムと共通するステップについては、対応関係を明記することにより、重複した説明を省略し、異なるステップについてのみ詳細に説明する。

このトルク変化低減制御プログラムの各回の実行時には、まず、Ｓ５０１において、前記Ｓ１０１と同様にして、アクティブ操舵角θａｆｓが検出される。次に、Ｓ５０２において、前記Ｓ１０２と同様にして、アクティブ操舵中であるか否かが判定される。

続いて、Ｓ５０３において、前記ゲインが１に設定される。その後、Ｓ５０４において、前記Ｓ１０３と同様にして、実操舵トルクＴｓが検出される。続いて、Ｓ５０５ないしＳ５０９が、前記Ｓ１０４ないしＳ１０８と同様にして実行される。

その後、Ｓ５１０において、前記Ｓ１１０に準じて、トルク変化低減制御量の暫定値が決定される。ただし、本実施形態においては、トルク変化低減制御が偏差フィードバック制御は含むが微分フィードバック制御は含まないように構成されているため、このＳ５１０においては、Ｓ５０９において取得された偏差Ｔｐに基づいてトルク変化低減制御量の暫定値が決定される。

このＳ５１０においては、さらに、そのようにして決定された暫定値と、前記設定されたゲインとの積として、トルク変化低減制御量の最終値が決定される。今回は、ゲインが１に設定されているため、トルク変化低減制御量については、暫定値がそのまま最終値として用いられることになる。

その後、Ｓ５１１において、前記Ｓ１１１と同様にして、トルク変化低減アシスト指令が決定され、続いて、Ｓ５１２において、前記Ｓ１１２と同様にして、その決定されたトルク変化低減アシスト指令が電気パワーステアリング２６に対して出力される。

以上で、このトルク変化低減制御プログラムの一回の実行が終了する。

Ｓ５０１ないしＳ５１２の実行が繰り返されるうちに、今回のアクティブ操舵が終了すれば、Ｓ５０２の判定がＹＥＳからＮＯに切り換わる。その後、Ｓ５１３において、遅延制御中であるか否かが判定される。具体的には、アクティブ制御の終了時期からの経過時間ｔが最大時間ｔＭＡＸに達していないか否かが判定される。今回は、遅延制御中であると仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ５１４に移行する。

このＳ５１４においては、前記ゲインが設定される。このゲインは、経過時間ｔにつれて１から減少しやがて０となる規則に従って設定される。図２０には、そのような規則の一例がグラフで表されている。

その後、Ｓ５０４を経てＳ５０５が実行されれば、今回は、アクティブ操舵の開始時ではないため、Ｓ５０５の判定がＮＯとなり、Ｓ５０６およびＳ５０７がスキップされる。続いて、Ｓ５０８およびＳ５０９を経てＳ５１０が実行される。このＳ５１０においては、そこにおいて決定されたトルク変化低減制御量の暫定値と、上記設定されたゲインとの積としてトルク変化低減制御量の最終値が決定される。この最終値は、ゲインが０に近づくにつれて減少し、それに伴い、遅延制御が次第に弱められる。

続いて、Ｓ５１１およびＳ５１２が実行され、以上で、このトルク変化低減制御プログラムの一回の実行が終了する。

Ｓ５０１、Ｓ５０２、Ｓ５１３、Ｓ５１４およびＳ５０４ないしＳ５１２の実行が繰り返されるうちに、アクティブ操舵の終了時期からの経過時間ｔが最大時間ｔＭＡＸに到達したと仮定すれば、Ｓ５１３の判定がＮＯとなり、直ちにこのトルク変化低減制御プログラムの一回の実行が終了する。この場合には、Ｓ５１２がスキップされるため、事実上、トルク変化低減制御量が０に決定されたことと等価である。

図２１には、本実施形態におけるトルク変化低減制御の一実行例がグラフで表わされている。図２１における１段目および２段目の両グラフから明らかなように、アクティブ操舵中、ゲインが１にホールドされる。

この制御例においては、３段目のグラフから明らかなように、アクティブ操舵中、アクティブ操舵角θａｆｓが０から増加してピーク値に到達した後に減少に転じ、やがて０に復元される。このようなアクティブ操舵角θａｆｓの変化に起因して操舵トルクＴｓが変化しようとするが、５段目のグラフで表わされているように、アクティブ操舵中、トルク変化低減制御量が適切に決定されてフィードバック制御が行われる結果、４段目のグラフで表わされているように、アクティブ操舵中、操舵トルクＴｓの変化が低減される。

１段目および２段目の両グラフで表わされているように、アクティブ操舵が終了すると、ゲインは直ちに０に減少させられるのではなく、緩やかな勾配で０に向かって減少させられる。遅延制御が実行されるのであり、その間、５段目のグラフで表わされているように、トルク変化低減制御量が０でない値を有するとともに、その値の絶対値はしだいに減少しやがて０となっている。４段目のグラフで表わされているように、その漸減に伴い、アクティブ操舵の終了時に０でなかった操舵トルクＴｓが徐々に０に接近させられる。

したがって、本実施形態によれば、アクティブ操舵の終了後における遅延制御のおかげで、アクティブ操舵の終了に伴って運転者がステアリングホイール１４から感じるショックが良好に緩和される。

以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、コンピュータ８２のうち図１９におけるＳ５１３およびＳ５１４を実行する部分が前記（１４）項における「遅延制御手段」の一例を構成しているのである。

次に、本発明の第６実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態とハードウエア構成が共通し、ソフトウエア構成のみが異なるため、共通する要素については同一の符号または名称を使用して引用することにより、詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。

第１実施形態においては、アクティブ操舵中、トルク変化低減アシストトルクを発生させるために、前記偏差Ｔｐと前記微分値Ｔｄとの少なくとも一方に基づいてフィードバック制御が実行されるが、それと並行して、フィードフォワード制御を実行することが可能である。このフィードフォワード制御については、後の実施形態において詳しく説明するが、前述の部材間摩擦力を正確に把握しない限り、フィードフォワード制御の目標値、すなわち、トルク変化低減アシストトルクの予測値を正確に決定することが困難である。

一方、アクティブ操舵の実行期間のうち特に開始時において、フィードフォワード制御の目標値を正確に決定することが困難である。操作部１０および転舵部１２において互いに力を伝達するために互いに係合する２部材は、互いに接触した状態においてそれら２部材間の力伝達を行い得る。そのような接触状態においてはじめて部材間摩擦力が発生するが、それら２部材間にまったく隙間がないわけではない。したがって、各部材のいずれの側に隙間が存在するかを正確に把握し得ない限り、部材間摩擦力の推定ひいてはフィードフォワードの目標値の決定を正確に行うことが困難である。特に、ステアリングホイール１４が中立位置に位置する場合には、各部材のいずれの側に隙間が存在するかを正確に把握することは困難であるため、中立保舵状態においてアクティブ操舵が開始された場合には、その初期においてフィードフォワード制御を精度よく実行することが困難である。

このようなフィードフォワード制御をフィードバック制御と並行して実行するか否かにかかわらず、中立保舵状態においてアクティブ操舵が開始された場合には、その初期において、実操舵トルクＴｓが大きな勾配で変化する可能性があり、そのため、その初期においてフィードバック制御を敏感に実行することが、その初期において操舵トルクＴｓの変化を効果的に低減させるために重要である。

以上説明した知見に基づき、本実施形態においては、トルク変化低減制御が微分フィードバック制御のみを含むように構成されるとともに、その微分フィードバック制御が、アクティブ操舵の開始時に設定時間実行される。微分フィードバック制御が時限制御として実行されるのであり、その連続実行時間は、予め定められた最大時間ｔＭＡＸと一致する。

さらに、本実施形態においては、微分フィードバック制御の実行時間を管理するために可変のゲインが使用される。このゲインは、前述のようにして決定されたトルク変化低減制御量に掛け算されることにより、トルク変化低減制御量の最終値を決定するために使用される。このゲインは、アクティブ操舵の開始時からの経過時間ｔが最大時間ｔＭＡＸに達しないうちは１にホールドされる一方、その到達後には、急に０に減少させられる。

以上概略的に説明したトルク変化低減制御を実行するためにコンピュータ８２によってトルク変化低減制御プログラムが実行される。このトルク変化低減制御プログラムは、第１ないし第３実施形態におけるアクティブ操舵プログラムおよびパワーアシスト制御プログラムと共に、コンピュータ８２によって実行される。

図２２には、本実施形態におけるトルク変化低減制御プログラムの内容がフローチャートで概念的に表されている。以下、このトルク変化低減制御プログラムの内容を説明するが、第１実施形態におけるトルク変化低減制御プログラムと共通するステップについては、対応関係を明記することにより、重複した説明を省略し、異なるステップについてのみ詳細に説明する。

このトルク変化低減制御プログラムの各回の実行時には、まず、Ｓ６０１において、前記Ｓ１０１と同様にして、アクティブ操舵角θａｆｓが検出される。次に、Ｓ６０２において、前記Ｓ１０２と同様にして、アクティブ操舵中であるか否かが判定される。

続いて、Ｓ６０３において、時限制御期間内であるか否かが判定される。具体的には、アクティブ操舵の開始時からの経過時間ｔが最大時間ｔＭＡＸを超えないか否かが判定される。今回は、時限制御期間内であると仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ６０４に移行する。

このＳ６０４においては、前記Ｓ１０３と同様にして、実操舵トルクＴｓが検出される。続いて、Ｓ６０５において、前記Ｓ１０９と同様にして、微分値Ｔｄが取得される。

その後、Ｓ６０６において、前記ゲインが設定される。このゲインは、例えば図２３にグラフで表される規則に従い、経過時間ｔの現在値に対応する大きさを有するように設定される。

続いて、Ｓ６０７において、前記取得された微分値Ｔｄに基づき、微分フィードバック制御のためのトルク変化低減制御量の暫定値が決定される。さらに、その決定されたトルク変化低減制御量の暫定値と、上記設定されたゲインとの積としてトルク変化低減制御量の最終値が決定される。

続いて、Ｓ６０８において、前記Ｓ１１１と同様にして、トルク変化低減アシスト指令が決定され、続いて、Ｓ６０９において、前記Ｓ１１２と同様にして、その決定されたトルク変化低減アシスト指令が電気パワーステアリング２６に対して出力される。

以上で、このトルク変化低減制御プログラムの一回の実行が終了する。

Ｓ６０１ないしＳ６０９の実行が繰り返されるうちに、経過時間ｔが最大時間ｔＭＡＸに到達すれば、Ｓ６０３の判定がＹＥＳからＮＯに切り換わる。その後、Ｓ６０４ないしＳ６０９がスッキプされ、直ちにこのトルク変化低減制御プログラムの一回の実行が終了する。Ｓ６０４ないしＳ６０９がスキップされることは、事実上、トルク変化低減制御量が０に決定されたこと、すなわち、微分フィードバック制御が禁止されることと等価である。

図２４には、本実施形態におけるトルク変化低減制御の一実行例がグラフで表わされている。図２４における２段目のグラフから明らかなように、アクティブ操舵の開始時から設定時間、ゲインが１にホールドされ、その後、０に減少させられる。

図２４における３段目のグラフは、アクティブ操舵中、微分フィードバック制御を実行しない場合の操舵トルクＴｓの時間的推移を比較例として示している。これに対し、４段目のグラフは、本実施形態における微分フィードバック制御を実行した場合の操舵トルクＴｓの時間的推移を示している。それらグラフをアクティブ操舵の初期について互いに比較すれば、操舵トルクＴｓが、微分フィードバック制御の実行のおかげで、微分フィードバック制御を実行しない場合より低減させられていることが分かる。

図２４における５段目のグラフは、本実施形態における微分フィードバック制御の実行中、トルク変化低減制御量が急峻に変化させられることを示している。このような変化は、ゲインが１である期間に限り現れる。

なお付言するに、本実施形態においては、アクティブ操舵中、その初期に限って微分フィードバック制御が強調されるようになっているが、例えば、それに代えて、またはそれと共に、車輪切り返し時とアクティブ操舵の末期との少なくとも一方に微分フィードバック制御が強調されるようにして本発明を実施することが可能である。

以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、コンピュータ８２のうち図２２におけるＳ６０３ないしＳ６０９を実行する前記（１５）項における「微分フィードバック制御手段」の一例を構成しているのである。

次に、本発明の第７実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態とハードウエア構成が共通し、ソフトウエア構成のみが異なるため、共通する要素については同一の符号または名称を使用して引用することにより、詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。

アクティブ操舵中、前記アクティブ操舵プログラムの実行によってギヤ比変更機構２２のモータ４２にアクティブ操舵指令値が供給され、それにより、モータ４２が作動させられてアクティブ操舵角θａｆｓが変化させられる。

一方、アクティブ操舵に起因する操舵トルクＴｓの変化を素早く低減させるためには、操舵トルクＴｓの変化傾向を早期に予測するとともに、そのように予測される変化傾向が大きいほど、トルク変化低減アシストトルクをその操舵トルクＴｓに対して敏感に応答させるべく、トルク変化低減アシストトルクを制御するフィードバック制御を強調することが望ましい。

また、物理現象としては、アクティブ操舵角θａｆｓの変化を原因として、実操舵トルクＴｓが変化するため、実操舵トルクＴｓの変化傾向を早期に予測するために、アクティブ操舵角θａｆｓの変化傾向を監視することが望ましいとともに、アクティブ操舵角θａｆｓの変化傾向をより早期に予測するためには、例えば、アクティブ操舵角加速度αａｆｓの大きさを監視することが望ましい。

以上説明した知見に基づき、本実施形態においては、フィードバック制御が、アクティブ操舵角加速度αａｆｓが大きいほど強調されるように実行される。このようにフィードバック制御の強さを変化させるために可変のゲインが用いられる。第１ないし第６実施形態と同様にして決定されたトルク変化低減制御量が暫定値として用いられ、その暫定値とゲインとの積としてトルク変化低減制御量の最終値が決定される。ゲインは、アクティブ操舵角加速度αａｆｓが大きいほど増加するように設定される。

さらに、本実施形態においては、フィードバック制御が、微分フィードバック制御のみを含むように構成されている。

以上概略的に説明したトルク変化低減制御を実行するためにコンピュータ８２によってトルク変化低減制御プログラムが実行される。このトルク変化低減制御プログラムは、第１ないし第３実施形態におけるアクティブ操舵プログラムおよびパワーアシスト制御プログラムと共に、コンピュータ８２によって実行される。

図２５には、本実施形態におけるトルク変化低減制御プログラムの内容がフローチャートで概念的に表されている。以下、このトルク変化低減制御プログラムの内容を説明するが、第１実施形態におけるトルク変化低減制御プログラムと共通するステップについては、対応関係を明記することにより、重複した説明を省略し、異なるステップについてのみ詳細に説明する。

このトルク変化低減制御プログラムの各回の実行時には、まず、Ｓ７０１において、前記Ｓ１０１と同様にして、アクティブ操舵角θａｆｓが検出される。次に、Ｓ７０２において、前記Ｓ１０２と同様にして、アクティブ操舵中であるか否かが判定される。

今回は、アクティブ操舵中であると仮定すれば、Ｓ７０３において、前記Ｓ１０３と同様にして、実操舵トルクＴｓが検出される。続いて、Ｓ７０４において、アクティブ操舵角加速度αａｆｓが取得される。このアクティブ操舵角加速度αａｆｓは、例えば、アクティブ操舵角速度ωａｆｓの今回検出値から前回検出値を差し引いた値を用いて取得することが可能である。アクティブ操舵角速度ωａｆｓは、例えば、アクティブ操舵角θａｆｓの今回検出値から前回検出値を差し引いた値を用いて取得することが可能である。

その後、Ｓ７０５において、前記ゲインが設定される。このゲインは、上記取得されたアクティブ操舵角加速度αａｆｓの絶対値に基づき、例えば図２６にグラフで表わされている規則に従って設定される。その規則は、アクティブ操舵角加速度αａｆｓの絶対値が大きいほど、ゲインが増加することを表す規則である。

続いて、Ｓ７０６において、前記Ｓ１０９と同様にして、前記微分値Ｔｄが取得される。その後、Ｓ７０７において、その取得された微分値Ｔｄに基づき、微分フィードバック制御を実行するためのトルク変化低減制御量が暫定値として決定され、その決定された暫定値と、前記設定されたゲインとの積として、トルク変化低減制御量の最終値が決定される。

続いて、Ｓ７０８において、前記Ｓ１１１と同様にして、その決定された最終値に基づいてトルク変化低減アシスト指令が決定され、その後、Ｓ７０９において、前記Ｓ１１２と同様にして、その決定されたトルク変化低減アシスト指令が電気パワーステアリング２６に対して出力される。

以上で、このトルク変化低減制御プログラムの一回の実行が終了する。

以上、アクティブ操舵中である場合を説明したが、アクティブ操舵中ではない場合には、Ｓ７０２の判定がＮＯとなり、微分フィードバック制御が省略されることにより、直ちにこのトルク変化低減制御プログラムの一回の実行が終了する。

なお付言するに、本実施形態においては、モータ４２の作動加速度がアクティブ操舵角加速度αａｆｓとして把握されるとともに、そのアクティブ操舵角加速度αａｆｓが、アクティブ操舵角θａｆｓの検出値（実測値）を用いて取得される。ただし、例えば、アクティブ操舵角加速度αａｆｓは、前記アクティブ操舵指令値（例えば、アクティブ操舵角θａｆｓを表す指令値）を用いて取得するようにして本発明を実施することが可能である。

さらに、本実施形態においては、図２６にグラフで表すように、アクティブ操舵角加速度αａｆｓとゲインとの関係が比例関数で表わされている。ただし、その関係を、高次曲関数線で表わしたり、指数関数で表すようにして本発明を実施することが可能である。

以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、コンピュータ８２のうち図２５におけるＳ７０４、Ｓ７０５およびＳ７０７を実行する部分が前記（１７）項における「第２トルク変更手段」の一例を構成しているのである。さらに、アクティブ操舵角加速度αａｆｓが前記（１８）項における「モータの作動加速度」を反映する物理量の一例なのである。

次に、本発明の第８実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態とハードウエア構成が共通し、ソフトウエア構成のみが異なるため、共通する要素については同一の符号または名称を使用して引用することにより、詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。

一般に、運転者は、中立保舵状態においてアクティブ操舵が開始された場合の方が、その他の状態においてアクティブ操舵が開始された場合より、そのアクティブ操舵に起因する操舵トルクＴｓの変化を敏感に感じる。したがって、アクティブ操舵に起因する操舵トルクＴｓの変化を低減させるためのトルク変化低減制御は、特に、中立保舵状態において開始されたアクティブ操舵に関連して実行することが有効である。

一方、アクティブ操舵に起因する操舵トルクＴｓの変化（負荷変動）は、ギヤ比変更機構２２が出力する出力トルクを反映し、その出力トルクは、モータ４２の駆動電流に比例する。例えば、モータ４２がＡＣモータであって、それに対してｄ−ｑ軸制御が行われる場合には、ｑ軸電流は、そのモータ４２の出力トルクに比例する。したがって、アクティブ操舵に起因する操舵トルクＴｓの変化は、トルクセンサ７０を用いなくても、モータ４２の駆動電流を監視することによって検出することが可能である。

また、アクティブ操舵が中立保舵状態において実行される場合には、操舵トルクＴｓがすべて、そのアクティブ操舵に起因するのに対し、アクティブ操舵が、非中立保舵状態において実行される場合には、操舵トルクＴｓにおいて、アクティブ操舵に起因する成分と、運転者の操舵に起因する成分とが重畳する。そのため、アクティブ操舵が非中立保舵状態において実行される場合には、全操舵トルクＴｓのうち、アクティブ操舵のみに起因する成分を、それ以外の要因に起因する成分から分離して抽出することが困難である。

一方、アクティブ操舵のみに起因する操舵トルクＴｓの変化を正確に取得し得ない状況においては、その取得値を不可欠とするフィードバック制御を実行するよりはむしろ、実行を制限するかないしは禁止することが望ましい場合もある。

アクティブ操舵のみに起因する操舵トルクＴｓの変化を正確に取得し得ない状況においては、そのフィードバック制御を制限するかないしは禁止する場合、中立保舵状態においては許可し、非中立保舵状態においては禁止するというように、それら２つの状態間においてフィードバック制御の強さが不連続であると、その不連続であることに運転者が違和感を感じる傾向がある。

以上説明した知見に基づき、本実施形態においては、アクティブ操舵が実行され、かつ、中立保舵状態にある場合に、モータ４２の駆動電流に基づいてフィードバック制御が完全に実行されるとともに、ステアリングホイール１４の操作状態が、その中立保舵状態から外れるにつれて連続的に、そのフィードバック制御の強さが弱められる。本実施形態においては、フィードバック制御の強さを可変にするために、可変のゲインが用いられ、このゲインは、ステアリングホイール１４の操作状態に応じて連続的に変化させられる。

ステアリングホイール１４の操作状態が中立保舵状態であることを厳密に検出するためには、操舵角θｓが実質的に０であり、かつ、操舵角速度ωｓも実質的に０である状態を検出することが望ましい。しかし、本実施形態においては、操舵角θｓが実質的に０である事実をもって操作状態が中立保舵状態であると判定される。

とはいえ、操舵角θｓが実質的に０であり、かつ、操舵角速度ωｓも実質的に０である場合に、操作状態が中立保舵状態であると判定するようにして本発明を実施したり、少なくとも操舵角速度ωｓが実質的に０である場合に、操作状態が中立保舵状態であると判定するようにして本発明を実施することも可能である。

ところで、偏差フィードバック制御を実行するためには、実操舵トルクＴｓのみならず目標操舵トルクＴ０が必要である。一方、中立保舵状態におけるアクティブ操舵においては、目標操舵トルクＴ０は０に決定すべきである。

そして、本実施形態においては、モータ４２の駆動電流に基づくフィードバック制御が偏差フィードバック制御のみを含むように設計され、その偏差フィードバック制御については、その完全な実行が中立保舵状態に限定されることから、目標操舵トルクＴ０が０に決定される。したがって、本実施形態においては、その偏差フィードバック制御を実行するためにコンピュータ８２によって実行されるトルク変化低減制御プログラムに、目標操舵トルクＴ０を決定するステップが概念上は存在するが、現実的には存在しない。

以上概略的に説明したトルク変化低減制御を実行するためにコンピュータ８２によってトルク変化低減制御プログラムが実行される。このトルク変化低減制御プログラムは、第１ないし第３実施形態におけるアクティブ操舵プログラムおよびパワーアシスト制御プログラムと共に、コンピュータ８２によって実行される。

図２７には、本実施形態におけるトルク変化低減制御プログラムの内容がフローチャートで概念的に表されている。以下、このトルク変化低減制御プログラムの内容を説明するが、第１実施形態におけるトルク変化低減制御プログラムと共通するステップについては、対応関係を明記することにより、重複した説明を省略し、異なるステップについてのみ詳細に説明する。

このトルク変化低減制御プログラムの各回の実行時には、まず、Ｓ８０１において、前記Ｓ１０１と同様にして、アクティブ操舵角θａｆｓが検出される。次に、Ｓ８０２において、前記Ｓ１０２と同様にして、アクティブ操舵中であるか否かが判定される。

今回は、アクティブ操舵中であると仮定すれば、Ｓ７０３において、モータ４２の駆動電流Ｉｄが検出される。この駆動電流Ｉｄは、図３に示す電流センサ１０４によって実測したり、モータ４２に供給される駆動電流指令値を用いて検出することが可能である。

続いて、図２７のＳ８０４において、操舵角センサ７２により、操舵角θｓが検出される。その後、Ｓ８０５において、その検出された操舵角θｓに対応するゲインの値が、例えば図２８にグラフで表わされるような規則に従って設定される。図２８に示すゲインの最大値ＭＡＸは、通常１であるが、１より大きい値とすることは可能である。

続いて、図２７のＳ８０６において、前記検出された駆動電流Ｉｄに基づき、偏差フィードバック制御を実行するためのトルク変化低減制御量が暫定値として決定される。その暫定値は、例えば、駆動電流Ｉｄ［Ａ］と、定数ｋ（ギヤ比変更機構２２に応じて調整される定数）との積として決定することが可能である。このＳ８０６においては、さらに、その決定された暫定値と、前記設定されたゲインとの積として、トルク変化低減制御量の最終値が決定される。

続いて、Ｓ８０７において、前記Ｓ１１１と同様にして、その決定された最終値に基づいてトルク変化低減アシスト指令が決定され、その後、Ｓ８０８において、前記Ｓ１１２と同様にして、その決定されたトルク変化低減アシスト指令が電気パワーステアリング２６に対して出力される。

以上で、このトルク変化低減制御プログラムの一回の実行が終了する。

以上、アクティブ操舵中である場合を説明したが、アクティブ操舵中ではない場合には、Ｓ８０２の判定がＮＯとなり、偏差フィードバック制御が省略されることにより、直ちにこのトルク変化低減制御プログラムの一回の実行が終了する。

図２９には、本実施形態におけるトルク変化低減制御の一実行例がグラフで表わされている。この制御例においては、アクティブ操舵が中立保舵状態において実行されるとともに、１段目のグラフで表わされているように、そのアクティブ操舵中、アクティブ操舵角θａｆｓが、正弦波を描くように時間と共に変化させられる。

図２９には、２段目のグラフが、アクティブ操舵中、トルク変化低減制御が実行されない場合の操舵トルクＴｓの時間的推移を比較例として示している。これに対し、３段目のグラフは、アクティブ操舵中、本実施形態におけるトルク変化低減制御が実行された場合の操舵トルクＴｓの時間的推移を示している。さらに、４段目のグラフは、そのトルク変化低減制御の実行によって決定されるトルク変化低減制御量の時間的推移を示している。

それら２段目および３段目の両グラフを対比すれば明らかなように、トルク変化低減制御が実行されれば、アクティブ操舵に起因する操舵トルクＴｓの変化が良好に低減させられる。

なお付言するに、本実施形態においては、ステアリングホイール１４の操作状態が中立保舵状態から外れるにつれてゲインが連続的に減少させられてフィードバック制御の強さが連続的に低下させられる。したがって、フィードバック制御の強さにつき、操作状態が中立保舵状態から非中立保舵状態に遷移するフェードアウトと、非中立保舵状態から中立保舵状態に遷移するフェードインとがいずれも連続的に行われることとなり、そのような遷移に伴って操舵トルクＴｓが急変することが抑制される。

以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、ＥＣＵ８０が前記（２０）項における「コントローラ」の一例を構成しているのである。

さらに、本実施形態においては、コンピュータ８２が図４に示すアクティブ操舵プログラムを実行することにより、前記（２１）項における「アクティブ操舵」の一例が実行され、また、コンピュータ８２が図５におけるＳ３３ないしＳ３６と図２７に示すトルク変化低減制御プログラムとを実行することにより、同項における「操舵トルク制御」の一例が実行されるのである。

さらに、本実施形態においては、コンピュータ８２のうち図２７におけるＳ８０６を実行する部分が前記（２２）項における「第３トルク変更手段」の一例を構成し、コンピュータ８２のうち図２７におけるＳ８０４ないしＳ８０６を実行する部分が前記（２３）項における「第４トルク変更手段」の一例を構成しているのである。

次に、本発明の第９実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態とハードウエア構成が共通し、ソフトウエア構成のみが異なるため、共通する要素については同一の符号または名称を使用して引用することにより、詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。

本実施形態においては、第１実施形態と同様に、電気パワーステアリング２６が、図６にグラフで表されているように、操舵トルクＴｓが０近傍で変化してもアシストトルクＴａが変化しない不感帯を有するようにそれら操舵トルクＴｓとアシストトルクＴａとの間に設定された対応関係に従い、入力されたアシスト指令であって操舵トルクＴｓを表すものに応じ、その電気パワーステアリング２６が出力すべきアシストトルクＴａを決定するように設計されている。

この電気パワーステアリング２６は、従来からの電気パワーステアリングであって十分な使用実績を有するものと共通のハードウエア構成およびソフトウエア構成を使用することにより、通常アシストを実行するためにそもそも設計されている。したがって、この電気パワーステアリング２６は、その通常アシストに際し、入力されるアシスト指令の変動にもかかわらず、出力されるアシストトルクＴａが時間的に安定であるように、種々の工夫が施されている。そのような工夫の一つが上述の対応関係の設定である。

よって、その対応関係をできる限りそのまま利用しつつ、この電気パワーステアリング２６によってトルク変化低減制御を実行することが、この電気パワーステアリング２６の利点すなわちロバスト性を享受しつつトルク変化低減制御を実行するために望ましい。

しかしながら、上記対応関係を利用する限り、前述の不感帯によって引き起こされ得る問題を解決することが必要である。

不感帯は、前述のように、通常アシストにおいて、運転者が中立位置近傍においてステアリングホイール１４を操作する際に、それに伴う操舵角θｓの変化に対して操舵トルクＴｓが敏感に応答し、それにより、運転者がステアリング操作に安心感を感じることができるように設けられている。したがって、通常アシストにおいては、その不感帯においては、操舵トルクＴｓの変化に対してアシストトルクＴａが敏感に応答しないようになっているのである。

これに対し、トルク変化低減制御においては、操舵トルクＴｓの変化に対してアシストトルクＴａが敏感に応答することが、アクティブ操舵に起因する操舵トルクＴｓの変化を低減させるために望ましい。そのため、操舵トルクＴｓが０近傍である領域については、操舵トルクＴｓとアシストトルクＴａとの関係が、通常アシストとトルク変化低減制御との間において逆転する。

したがって、それにもかかわらず、電気パワーステアリング２６の利点を享受しつつ、その電気パワーステアリング２６を利用してトルク変化低減制御によってアシストトルクＴａを発生させるためには、電気パワーステアリング２６に対して出力すべきトルク変化低減アシスト指令の決定手法に何らかの対策を講ずることが望ましい。

以上説明した知見に基づき、本実施形態においては、まず概略的に説明すれば、トルク変化低減制御が実行されれば、トルク変化低減アシスト指令が、前記不感帯から外れた大きさを有するみかけ中心操舵トルクＴｓｖｃ（これが前記（２４）項における「基本指令」の一例である。）と、そのみかけ中心操舵トルクＴｓｖｃに対して追加的な追加操舵トルクＴｓＡ（これが前記（２４）項における「補助指令」の一例である。）との組合せとして決定される。

さらに、トルク変化低減アシストトルクの予測値である予測トルクが決定される。この予測トルクは、電気パワーステアリング２６のフィードフォワード制御によって実現すべきトルク変化低減アシストトルクとして決定される。

その決定された予測トルクＴａＥに基づいて上記みかけ中心操舵トルクＴｓｖｃが決定される。図６にグラフで表わされる対応関係は、そもそも、操舵トルクＴｓからアシストトルクＴａを求めるものであるが、本実施形態においては、アシストトルクＴａから操舵トルクＴｓを求める第２の対応関係が用いられる。

この第２の対応関係は、上記対応関係（以下、第２の対応関係と区別するために、「第１の対応関係」という。）を入出力に関して逆変換したものに相当する。したがって、本実施形態においては、予測トルクＴａＥに対応するみかけ中心操舵トルクＴｓｖｃが、第２の対応関係に従って決定される。

本実施形態においては、さらにまた、実操舵トルクＴｃに基づいて追加操舵トルクＴｓＡが決定される。この追加操舵トルクＴｓＡは、例えば、実操舵トルクＴｃ、すなわち、上記フィードフォワード制御のみでは打ち消すことができなかった操舵トルクＴｃと実質的に等しくなるように決定することが可能である。

この追加操舵トルクＴｓＡと、上記みかけ中心操舵トルクＴｓｖｃとの和がみかけ全操舵トルクＴｓｖＴであり、これを表すトルク変化低減アシスト指令が決定されて電気パワーステアリング２６に対して出力される。

以上概略的に説明したトルク変化低減制御を実行するためにコンピュータ８２によってトルク変化低減制御プログラムが実行される。このトルク変化低減制御プログラムは、第１ないし第３実施形態におけるアクティブ操舵プログラムおよびパワーアシスト制御プログラムと共に、コンピュータ８２によって実行される。

図３０には、本実施形態におけるトルク変化低減制御プログラムの内容がフローチャートで概念的に表されている。以下、このトルク変化低減制御プログラムの内容を説明するが、第１実施形態におけるトルク変化低減制御プログラムと共通するステップについては、対応関係を明記することにより、重複した説明を省略し、異なるステップについてのみ詳細に説明する。

このトルク変化低減制御プログラムの各回の実行時には、まず、Ｓ９０１において、前記Ｓ１０１と同様にして、アクティブ操舵角θａｆｓが検出される。次に、Ｓ９０２において、前記Ｓ１０２と同様にして、アクティブ操舵中であるか否かが判定される。

続いて、Ｓ９０３において、トルク変化低減アシストトルクＴａの予測値である予測トルクＴａＥが決定される。このＳ９０３の詳細が図３１に予測トルク決定ルーチンとしてフローチャートで概念的に表わされているが、これについては後述する。

続いて、Ｓ９０４において、みかけ中心操舵トルクＴｓｖｃが決定される。このみかけ中心操舵トルクＴｓｖｃは、上記決定された予測トルクＴａＥに応じ、前述の第２の対応関係に従って決定される。この第２の対応関係の一例は、図３２の（ａ）にグラフで表わされているように、図６にグラフで表わされている第１の対応関係を忠実に逆変換したものである。別の例は、図３２の（ｂ）にグラフで表わされているように、第１の対応関係を折れ線で近似したものを逆変換したものである。

いずれにしても、このＳ９０４においては、第２の対応関係に従い、予測トルクＴａＥからみかけ中心操舵トルクＴｓｖｃが決定される。ここに、予測トルクＴａＥは、通常、第１の対応関係におけるアシストトルクＴａの不感帯を超える大きさを有するように決定される。したがって、このＳ９０４において決定されることとなるみかけ中心操舵トルクＴｓｖｃに対応するアシストトルクＴａが第１の対応関係に従って決定されれば、その対応するアシストトルクＴａは上記不感帯を超えるほどに大きい。

その後、Ｓ９０５において、前記Ｓ１０３と同様にして、実操舵トルクＴｓが検出される。続いて、Ｓ９０６において、追加操舵トルクＴｓＡが決定される。この追加操舵トルクＴｓＡは、例えば、前記検出された実操舵トルクＴｓと等しい値として決定されるが、その実操舵トルクＴｓに基づき、それとは異なる値として決定するようにして本発明を実施することが可能である。

その後、Ｓ９０７において、それら決定されたみかけ中心操舵トルクＴｓｖｃと追加操舵トルクＴｓＡとの和としてみかけ全操舵トルクＴｓｖＴが決定される。続いて、Ｓ９０８において、前記Ｓ１１１と同様にして、その決定されたみかけ全操舵トルクＴｓｖＴに基づいてトルク変化低減アシスト指令が決定される。その後、Ｓ９０９において、前記Ｓ１１２と同様にして、その決定されたトルク変化低減アシスト指令が電気パワーステアリング２６に対して出力される。

以上で、このトルク変化低減制御プログラムの一回の実行が終了する。

以上、アクティブ操舵中である場合を説明したが、アクティブ操舵中ではない場合には、Ｓ９０２の判定がＮＯとなり、偏差フィードバック制御が省略されることにより、直ちにこのトルク変化低減制御プログラムの一回の実行が終了する。

図３３には、０を中心とする操舵トルクＴｓの変動域ΔＴＡに対応するアシストトルクＴａの変化量ΔＴ１と、不感帯から外れた値を中心とする操舵トルクＴｓの変動域ΔＴＢに対応するアシストトルクＴａの変化量ΔＴ２とが、第１の対応関係を表すグラフ上に示されている。ここに、変動域ΔＴＡの幅が変動域ΔＴｂの幅より大きいが、不感帯の存在が原因で、変化量ΔＴ１が変化量ΔＴ２より小さい。

本実施形態においては、概念的に説明すれば、みかけ中心操舵トルクＴｓｖｃが用いられることにより、操舵トルクＴｓの変動域ΔＴが、不感帯から外れた位置に移動させられる。したがって、図３３におけるグラフのうち、勾配が０ではない領域を利用することにより、アクティブ操舵中、アシストトルクＴａを発生させることが可能となる。よって、本実施形態によれば、実操舵トルクＴｓの変動量が僅かであっても、それに対して敏感に応答するようにアシストトルクＴａが電気パワーステアリング２６によって発生させられることとなる。

したがって、本実施形態によれば、電気パワーステアリング２６のそもそもの利点を享受しつつ、電気パワーステアリング２６によってトルク変化低減制御を適度な応答性のもとに実行することが容易となる。

ここで、図３１の予測トルク決定ルーチンを説明する。

本実施形態においては、当該操舵装置が、トルク変化低減制御が実行されない状態においてアクティブ操舵が実行されると、当該操舵装置の内部における摩擦力の変化に起因する第１変化と、車輪２０のタイヤと路面との間の摩擦力の変化に起因する第２変化とが重畳的に操舵トルクＴｓに発生する操舵特性を有している。

この操舵特性は、図３４に示すように、横軸には操舵角θｓ（またはピニオン角θｐｉｎ（すなわち、車輪２０の転舵角））、縦軸には操舵トルクＴｓが取られた座標系において、操舵トルクＴｓが操舵角θｓの変化に対して有限の傾きとヒステリシスとを有して変化することとして表わされる。

そのため、本実施形態においては、トルク変化低減制御なしでアクティブ操舵が実行されると、図３４に示すように、ヒステリシスの幅に基づく第１変化（前述の部材間摩擦力の変化に基づく変化）ΔＴ１と、傾きに基づく第２変化（前述のタイヤ−路面間摩擦力の変化に基づく変化）ΔＴ２とが重畳的に操舵トルクＴｓに発生してしまう。

以上、操舵角θｓと操舵トルクＴｓとの関係を図３４に示すグラフを用いて説明したが、保舵状態においてアクティブ操舵が実行されると、操舵角θｓは変化せずにピニオン角θｐｉｎが変化する。このときのピニオン角θｐｉｎと操舵トルクＴｓとの関係は、図３４に示すグラフにおいて操舵角θｓをピニオン角θｐｉｎに置換したものに相当する。

図３５には、操舵角θｓと操舵トルクＴｓとの関係が、第１変化ΔＴ１の量に着目してグラフで表わされている。このグラフから明らかなように、操舵トルクＴｓの第１変化ΔＴ１の量は、操舵角θｓの変化が開始されるタイミングによって異なる。このことは後に詳述する。

そして、本実施形態においては、第１変化ΔＴ１および第２変化ΔＴ２のうち第１変化ΔＴ１が抑制されるように、前記予測トルクＴａＥが決定される。

図３１の予測トルク決定ルーチン実行時には、まず、Ｓ１１０１において、操舵角センサ７２によって操舵角θｓが検出される。次に、Ｓ１１０２において、ピニオン角センサ１０２によってピニオン角θｐｉｎが検出される。

続いて、Ｓ１１０３において、操舵角θｓの今回検出値から前回検出値を引き算することによって操舵角速度ωｓが取得される。その後、Ｓ１１０４において、ピニオン角θｐｉｎの今回値から前回値を引き算することによってピニオン角速度ωｐｉｎが取得される。

続いて、Ｓ１１０５において、前述の部材間摩擦力に基づいてステアリングホイール１４に発生する部材間摩擦トルクＴｆｒｉｃがＲＯＭ８６またはＲＡＭ８８から読み込まれる。本実施形態においては、部材間摩擦トルクＴｆｒｉｃが固定値としてＲＯＭ８６に予め記憶されている。部材間摩擦トルクＴｆｒｉｃは、図３５に示すように、操舵トルクＴｓに関するヒステリシスの幅の半値を意味する。

図３５には、さらに、次の操舵特性も示されている。すなわち、理想的な中立保舵状態（操舵トルクＴｓがヒステリシスの幅の中心に位置する状態）において、操舵トルクＴｓが増加する向きにアクティブ操舵が開始されたと仮定すれば、操舵トルクＴｓがΔＴ１ａだけ増加するのである。この場合には、部材間摩擦トルクＴｆｒｉｃと同じ量、操舵トルクＴｓが増加する。

これに対し、操舵状態に近い保舵状態（操舵トルクＴｓがヒステリシスの幅の端位置に位置する状態）において、操舵トルクＴｓが増加する向きにアクティブ操舵が開始されたと仮定すれば、操舵トルクＴｓがΔＴ１ｂだけ増加する。すなわち、部材間摩擦トルクＴｆｒｉｃの２倍と同じ量、操舵トルクＴｓが増加するのである。

いずれの場合にも、アクティブ操舵に起因して操舵トルクＴｓが変化する向きは、アクティブ操舵開始前におけるステアリングホイール１４の操作状態と、そのアクティブ操舵開始後における車輪２０の転舵状態との関係に応じて変化する。

以上説明した知見に基づき、図３１のＳ１１０６においては、Ｓ１１０５において読み込まれた部材間摩擦トルクＴｆｒｉｃに乗じられる係数Ｋが決定される。

具体的には、図３６に表で表わされている規則に従って係数Ｋが、＋２、＋１、０、−１および−２のいずれかとして決定される。その規則は、ステアリングホイール１４の操作状態（変位状態）と車輪２０の転舵状態（車輪２０、ラック軸３０またはピニオン軸３２の変位状態）との関係が場合分けされ、各場合ごとに係数Ｋが特定される。以下、具体的に説明する。
（１） 第１の場合、すなわち、ステアリングホイール１４が保持状態にあるために操舵角速度ωｓが０であり、かつ、ピニオン軸３２が右きり状態にあるためにピニオン角速度ωｐｉｎの符号が正である場合には、係数Ｋが「＋１」に決定される。
（２） 第２の場合、すなわち、ステアリングホイール１４が保持状態にあるために操舵角速度ωｓが０であり、かつ、ピニオン軸３２が左きり状態にあるためにピニオン角速度ωｐｉｎの符号が負である場合には、係数Ｋが「−１」に決定される。
（３） 第３の場合、すなわち、ステアリングホイール１４が左きり状態にあるために操舵角速度ωｓの符号が負であり、かつ、ピニオン軸３２が保舵状態にあるためにピニオン角速度ωｐｉｎが０である場合には、係数Ｋが「＋１」に決定される。
（４） 第４の場合、すなわち、ステアリングホイール１４が左きり状態にあるために操舵角速度ωｓの符号が負であり、かつ、ピニオン軸３２が右きり状態にあるためにピニオン角速度ωｐｉｎの符号が正である場合には、係数Ｋが「＋２」に決定される。
（５） 第５の場合、すなわち、ステアリングホイール１４が右きり状態にあるために操舵角速度ωｓの符号が正であり、かつ、ピニオン軸３２が保舵状態にあるためにピニオン角速度ωｐｉｎが０である場合には、係数Ｋが「−１」に決定される。
（６） 第６の場合、すなわち、ステアリングホイール１４が右きり状態にあるために操舵角速度ωｓの符号が正であり、かつ、ピニオン軸３２が左きり状態にあるためにピニオン角速度ωｐｉｎの符号が負である場合には、係数Ｋが「−２」に決定される。

以上説明した規則に従って係数Ｋが決定されれば、その後、図３１のＳ１１０７において、その決定された係数Ｋに、前記読み込まれた部材間摩擦トルクＴｆｒｉｃが乗じられることにより、予測トルクＴａＥが決定される。その決定された予測トルクＴａＥが電気パワーステアリング２６によって実現されれば、アクティブ操舵に起因する部材間摩擦力の発生に伴う操舵トルクＴｓの変化が抑制される。

以上で、この予測トルク決定ルーチンの一回の実行が終了する。

以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、コンピュータ８２が図４に示すアクティブ操舵プログラムを実行することにより、前記（２４）項における「アクティブ操舵」の一例が実行され、また、コンピュータ８２が図５におけるＳ３３ないしＳ３６と図３０に示すトルク変化低減制御プログラムとを実行することにより、同項における「操舵トルク制御」の一例が実行されるのである。

さらに、本実施形態においては、コンピュータ８２のうち図３１の予測トルク決定ルーチンを実行する部分が前記（２５）項における「予測値決定手段」の一例を構成し、コンピュータ８２のうち図３０におけるＳ９０５およびＳ９０６を実行する部分が前記（２６）項における「補助指令決定手段」の一例を構成しているのである。

以上、本発明の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、前記［発明の開示］の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。

本発明の第１実施形態に従う車両用操舵装置のハードウエア構成を示す斜視図である。 図１に示す車両用操舵装置を示す部分正面断面図である。 図１および図２に示す車両用操舵装置の電気系統を示すとともにＥＣＵ８０の構成を示すブロック図である。 図３におけるコンピュータ８２によって実行されるアクティブ操舵プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。 図３におけるコンピュータ８２によって実行されるパワーアシスト制御プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。 図５のパワーアシスト制御プログラムの実行に利用される操舵トルクＴｓとアシストトルクＴａとの間における第１の対応関係を表すグラフである。 図３におけるコンピュータ８２によって実行されるトルク変化低減制御プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。 図７のトルク変化低減制御プログラムの実行によって実行されるトルク変化低減制御の内容を表すブロック線図である。 図７のトルク変化低減制御プログラムの一実行例を説明するためのグラフである。 本発明の第２実施形態に従う車両用操舵装置のＥＣＵ８０のコンピュータ８２によって実行されるトルク変化低減制御プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。 図１０のトルク変化低減制御プログラムの実行によって実行されるトルク変化低減制御の内容を表すブロック線図である。 図１０のトルク変化低減制御プログラムの一実行例を説明するためのグラフである。 本発明の第３実施形態に従う車両用操舵装置のＥＣＵ８０のコンピュータ８２によって実行されるトルク変化低減制御プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。 図１３におけるＳ３１１においてゲインを設定するために参照される規則の一例を表すグラフである。 図１３のトルク変化低減制御プログラムの一実行例を説明するためのグラフである。 第３実施形態の効果を比較例と対比して説明するためのグラフである。 本発明の第４実施形態に従う車両用操舵装置のＥＣＵ８０のコンピュータ８２によって実行される制御量補正プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。 図１７のＳ４０２およびＳ４０４において部分評価値ＥθおよびＥωを決定するためにそれぞれ参照される２つの規則を例示的に表すグラフである。 本発明の第５実施形態に従う車両用操舵装置のＥＣＵ８０のコンピュータ８２によって実行されるトルク変化低減制御プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。 図１９のＳ５１４においてゲインを設定するために参照される規則の一例を表すグラフである。 図１９のトルク変化低減制御プログラムの一実行例を説明するためのグラフである。 本発明の第６実施形態に従う車両用操舵装置のＥＣＵ８０のコンピュータ８２によって実行されるトルク変化低減制御プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。 図２２のＳ６０６においてゲインを設定するために参照される規則の一例を表すグラフである。 図２２のトルク変化低減制御プログラムの一実行例を説明するためのグラフである。 本発明の第７実施形態に従う車両用操舵装置のＥＣＵ８０のコンピュータ８２によって実行されるトルク変化低減制御プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。 図２５のＳ７０５においてゲインを設定するために参照される規則の一例を表すグラフである。 本発明の第８実施形態に従う車両用操舵装置のＥＣＵ８０のコンピュータ８２によって実行されるトルク変化低減制御プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。 図２７のＳ８０５においてゲインを設定するために参照される規則の一例を表すグラフである。 図２７のトルク変化低減制御プログラムの一実行例を説明するためのグラフである。 本発明の第９実施形態に従う車両用操舵装置のＥＣＵ８０のコンピュータ８２によって実行されるトルク変化低減制御プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。 図３０のＳ９０３の詳細を予測トルク決定ルーチンとして概念的に表すフローチャートである。 図３０のＳ９０４において利用されるアシストトルクＴａと操舵トルクＴｓとの間における第２の対応関係の２つの例をそれぞれ表すグラフである。 第９実施形態の効果を説明するためのグラフである。 図３１の予測トルク決定ルーチンの実行によって予測トルクＴａＥが決定される原理を説明するためのグラフである。 図３１の予測トルク決定ルーチンの実行によって予測トルクＴａＥが決定される原理を説明するための別のグラフである。 図３１のＳ１１０６において係数Ｋを決定するために参照される規則の一例を表形式で表す図である。

符号の説明

１４ ステアリングホイール
１６ ステアリング軸
２０ 車輪
２２ ギヤ比変更機構
２４ 操舵機構
２６ 電気パワーステアリング
３０ ラック軸
３２ ピニオン軸
４２ モータ
４６ 減速機
８０ ＥＣＵ
８２ コンピュータ

Claims (26)

1. 運転者によるステアリング操作部材のステアリング操作に基づいて車輪の転舵角を変化させて車両を操舵する車両用操舵装置であって、
   可動部材によって前記車輪を転舵する転舵機構と、
   前記可動部材を駆動し得るモータにより、運転者が前記ステアリング操作部材を操作する操舵速度と前記可動部材の変位速度との比率を変更する比率変更機構と、
   運転者が前記ステアリング操作部材に加える操舵トルクを軽減するためのアシストトルクを当該車両用操舵装置に付与するアシスト機構と、
   それら比率変更機構とアシスト機構とを電気的に制御するコントローラであって、（ａ）前記比率変更機構を介して前記転舵角を変化させるアクティブ操舵と、（ｂ）そのアクティブ操舵の実行に関連して、そのアクティブ操舵に起因する前記操舵トルクの変化を低減させるために前記操舵トルクを前記アシスト機構を介して制御する操舵トルク制御とを行い、かつ、その操舵トルク制御が、前記操舵トルクの実際値である実操舵トルクと前記操舵トルクの目標値である目標操舵トルクとの偏差に基づいて前記アシスト機構をフィードバック制御する偏差フィードバック制御と、前記実操舵トルクの時間微分値と前記偏差の時間微分値との少なくとも一方に基づいて前記アシスト機構をフィードバック制御する微分フィードバック制御とのうちの少なくとも一方を有するものと
   を含む車両用操舵装置。
2. 前記操舵トルク制御が、前記偏差フィードバック制御を有するものであり、
   前記コントローラが、予め定められた第１条件が成立したときにおける前記実操舵トルクに基づいて前記目標操舵トルクを決定する目標操舵トルク決定手段を含む請求項１に記載の車両用操舵装置。
3. 前記第１条件が、前記アクティブ操舵の開始時に成立するものである請求項２に記載の車両用操舵装置。
4. 前記目標操舵トルク決定手段が、前記アクティブ操舵の開始時における前記実操舵トルクと実質的に等しくなるように前記目標操舵トルクを決定するものである請求項３に記載の車両用操舵装置。
5. 前記コントローラが、さらに、前記アクティブ操舵の同じ実行期間において、前記目標操舵トルク決定手段によって目標操舵トルクが決定された後に、予め定められた第２条件が成立したときには、そのときにおける前記実操舵トルクに基づき、前記決定された目標操舵トルクを更新する目標操舵トルク更新手段を含む請求項２ないし４のいずれかに記載の車両用操舵装置。
6. 前記第２条件が、運転者が前記ステアリング操作部材を保持する保舵状態の開始時に成立するものである請求項５に記載の車両用操舵装置。
7. 前記コントローラが、前記アクティブ操舵の一回の実行期間の全体を通じて、前記操舵トルク制御を継続的に実行する第１操舵トルク制御手段を含む請求項１ないし６のいずれかに記載の車両用操舵装置。
8. 前記コントローラが、前記アクティブ操舵の一回の実行期間において、前記操舵トルク制御を１回のみまたは離散的に複数回、かつ、各回の操舵トルク制御の継続時間が前記アクティブ操舵の実行期間の長さより短くなるように実行する第２操舵トルク制御手段を含む請求項１ないし６のいずれかに記載の車両用操舵装置。
9. 前記操舵トルク制御が、前記偏差フィードバック制御を有するものであり、
   前記第２操舵トルク制御手段が、前記アクティブ操舵の実行に伴って前記実操舵トルクが時間と共に変化する変化勾配が、前記操舵トルク制御を実行しないと、設定勾配以上となる可能性がある場合に、前記偏差フィードバック制御を実行する偏差フィードバック制御手段を含む請求項８に記載の車両用操舵装置。
10. 前記偏差フィードバック制御手段が、前記アクティブ操舵の開始時と、その終了時と、そのアクティブ操舵中において前記転舵角が変化する向きが反転する車輪切り返し時とのうちの少なくとも一つにおいて、前記偏差フィードバック制御を実行するものである請求項９に記載の車両用操舵装置。
11. 前記偏差フィードバック制御手段が、少なくとも前記車輪切り返し時に前記偏差フィードバック制御を実行するために、前記転舵角の速度に関連する物理量に基づき、前記偏差フィードバック制御を実行すべき時期であるか否かを判定するものである請求項１０に記載の車両用操舵装置。
12. 前記コントローラが、前記操舵トルク制御の実行中、前記アクティブ操舵に起因して前記操舵トルクに発生する変化を低減させるために前記アシスト機構に発生させるアシストトルクであるトルク変化低減アシストトルクを、運転者が前記ステアリング操作部材を操作する操作状態に応答するように変更する第１トルク変更手段を含む請求項１ないし１１のいずれかに記載の車両用操舵装置。
13. 前記第１トルク変更手段が、前記ステアリング操作部材が中立位置に近いほど前記トルク変化低減アシストトルクを増加させることと、前記操作状態が運転者が前記ステアリング操作部材を保持する保舵状態に近いほど前記トルク変化低減アシストトルクを増加させることとの少なくとも一方を行うものである請求項１２に記載の車両用操舵装置。
14. 前記コントローラが、前記操舵トルク制御の終了時期を、その操舵トルク制御を開始させる原因となったアクティブ操舵の終了時期より遅い時期まで遅延させる遅延制御を行う遅延制御手段を含む請求項１ないし１３のいずれかに記載の車両用操舵装置。
15. 前記操舵トルク制御が、前記微分フィードバック制御を有するものであり、
    前記コントローラが、前記アクティブ操舵の実行に伴って前記転舵角が時間と共に変化する変化勾配が、前記操舵トルク制御を実行しないと、設定勾配以上となる場合に、前記微分フィードバック制御を実行する微分フィードバック制御手段を含む請求項１ないし１４のいずれかに記載の車両用操舵装置。
16. 前記微分フィードバック制御手段が、前記アクティブ操舵の開始時と、その終了時と、そのアクティブ操舵中において前記転舵角が変化する向きが反転する車輪切り返し時とのうちの少なくとも一つにおいて、前記微分フィードバック制御を実行するものである請求項１５に記載の車両用操舵装置。
17. 前記コントローラが、前記アクティブ操舵に起因して前記操舵トルクに発生する変化を低減させるために前記アシスト機構に発生させるトルク変化低減アシストトルクを前記比率変更機構の作動状態に応答するように変更する第２トルク変更手段を含む請求項１ないし１６のいずれかに記載の車両用操舵装置。
18. 前記第２トルク変更手段が、前記モータの作動加速度が大きいほど前記トルク変化低減アシストトルクを増加させるものである請求項１７に記載の車両用操舵装置。
19. さらに、前記実操舵トルクを直接検出する操舵トルクセンサを含む請求項１ないし１８のいずれかに記載の車両用操舵装置。
20. 前記コントローラが、前記モータの駆動電流を、前記実操舵トルクを反映する情報として用いるものである請求項１ないし１８のいずれかに記載の車両用操舵装置。
21. 運転者によるステアリング操作部材のステアリング操作に基づいて車輪の転舵角を変化させて車両を操舵する車両用操舵装置であって、
    可動部材によって前記車輪を転舵する転舵機構と、
    前記可動部材を駆動し得るモータにより、運転者が前記ステアリング操作部材を操作する操舵速度と前記可動部材の変位速度との比率を変更する比率変更機構と、
    運転者が前記ステアリング操作部材に加える操舵トルクを軽減するためのアシストトルクを当該車両用操舵装置に付与するアシスト機構と、
    それら比率変更機構とアシスト機構とを電気的に制御するコントローラであって、（ａ）前記比率変更機構を介して前記転舵角を変化させるアクティブ操舵と、（ｂ）そのアクティブ操舵の実行に関連して、前記モータの駆動電流と、運転者が前記ステアリング操作部材を操作する操作状態とに基づき、前記アクティブ操舵に起因する前記操舵トルクの変化を低減させるために前記操舵トルクを前記アシスト機構を介して制御する操舵トルク制御とを行うものと
    を含む車両用操舵装置。
22. 前記コントローラが、前記操舵トルク制御の実行中、前記アクティブ操舵に起因して前記操舵トルクに発生する変化を低減させるために前記アシスト機構に発生させるべきトルク変化低減アシストトルクを前記モータの駆動電流が大きいほど増加するように変更する第３トルク変更手段を含む請求項２１に記載の車両用操舵装置。
23. 前記コントローラが、さらに、前記操舵トルク制御の実行中、前記トルク変化低減アシストトルクを、前記ステアリング操作部材が中立位置に近いほど増加するように変更することと、前記操作状態が運転者が前記ステアリング操作部材を保持する保舵状態に近いほど増加するように変更することとの少なくとも一方を行う第４トルク変更手段を含む請求項２２に記載の車両用操舵装置。
24. 運転者によるステアリング操作部材のステアリング操作に基づいて車輪の転舵角を変化させて車両を操舵する車両用操舵装置であって、
    可動部材によって前記車輪を転舵する転舵機構と、
    前記可動部材を駆動し得るモータにより、運転者が前記ステアリング操作部材を操作する操舵速度と前記可動部材の変位速度との比率を変更する比率変更機構と、
    運転者が前記ステアリング操作部材に加える操舵トルクを軽減するためのアシストトルクを当該車両用操舵装置に付与するアシスト機構であって、前記操舵トルクが０近傍で変化しても前記アシストトルクが変化しない不感帯を有するようにそれら操舵トルクとアシストトルクとの間に設定された対応関係に従い、入力されたアシスト指令であって前記操舵トルクを表わすものに応じ、そのアシスト機構が出力すべき前記アシストトルクを決定するものと、
    それら比率変更機構とアシスト機構とを電気的に制御するコントローラであって、（ａ）前記比率変更機構を介して前記転舵角を変化させるアクティブ操舵と、（ｂ）そのアクティブ操舵の実行に関連して、前記アシスト指令を前記アシスト機構に対して出力することにより、前記アクティブ操舵に起因する前記操舵トルクの変化を低減させるために前記操舵トルクを前記アシスト機構を介して制御する操舵トルク制御とを行うものと
    を含み、そのコントローラが、前記操舵トルク制御の実行中、
    前記アクティブ操舵に起因して前記操舵トルクに発生する変化を低減させるトルク変化低減アシストトルクを前記アシスト機構によって発生させるためにそのアシスト機構に対して出力すべきトルク変化低減アシスト指令を、前記不感帯から外れた大きさを有する前記操舵トルクを表わす基本指令と、その基本指令に対して追加的な補助指令との組合せとして決定し、
    前記トルク変化低減アシストトルクの予測値に対応する前記操舵トルクをみかけ操舵トルクとして、前記対応関係と実質的に同じ対応関係に従って決定し、その決定されたみかけ操舵トルクを表わす前記アシスト指令として前記基本指令を決定し、
    前記操舵トルクの実際値である実操舵トルクに基づいて前記補助指令を決定するものである車両用操舵装置。
25. 前記コントローラが、前記操舵トルク制御の実行時に、運転者が前記ステアリング操作部材を操作する操作状態と前記転舵機構の作動状態と当該車両用操舵装置の操舵特性との少なくとも一つに基づき、前記アシスト機構のフィードフォワード制御によって実現すべき前記トルク変化低減アシストトルクとして前記予測値を決定する予測値決定手段を含む請求項２４に記載の車両用操舵装置。
26. 前記コントローラが、前記操舵トルク制御の実行中、前記実操舵トルクと前記操舵トルクの目標値である目標操舵トルクとの偏差に基づいて前記アシスト機構をフィードバック制御する偏差フィードバック制御と、前記実操舵トルクの時間微分値と前記偏差の時間微分値との少なくとも一方に基づいて前記アシスト機構をフィードバック制御する微分フィードバック制御とのうちの少なくとも一方を実行するために前記アシスト機構に対して追加的に出力すべき前記アシスト指令として前記補助指令を決定する補助指令決定手段を含む請求項２４または２５に記載の車両用操舵装置。
    

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