JP2019182098A - 操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動操舵から手動操舵へ切り替える際の違和感をより簡単に低減することができる操舵制御装置を提供する。【解決手段】操舵制御装置４０は、アシストモータ２１およびＶＧＲモータ３２を制御する。アシストモータ２１は操舵機構１０に付与されるトルクを発生する。ＶＧＲモータ３２はステアリングホイール１１の操舵角θｓに対する転舵輪１６の転舵角θｗの比であるステアリングギヤ比を変更するために操舵機構１０に付与されるトルクを発生する。操舵制御装置４０は、アシストモータ２１の制御を通じて操舵を補助する場合、ステアリングセンサ５４を通じて検出される操舵角θｓに基づきＶＧＲモータ３２を制御する。操舵制御装置４０は、外部指令に基づくアシストモータ２１の制御を通じて転舵角θｗを制御する場合、絶対角センサ５６を通じて検出されるピニオンシャフト１３の回転角θｐ１に基づきＶＧＲモータ３２を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、操舵制御装置に関する。

従来、たとえば特許文献１に記載されるように、舵角可変装置および操舵アシスト力発生装置を備えた操舵装置が知られている。
舵角可変装置は、アッパステアリングシャフトおよびロアステアリングシャフトを相対的に回転させることにより、ステアリングホイールに対して左右の前輪を相対的に転舵させる。すなわち、舵角可変装置は、ステアリングギヤ比（操舵伝達比の逆数）を変化させる。また、舵角可変装置は、運転者の操舵操作の有無に関係なく左右の前輪の舵角を変化させることにより、ステアリングホイールの回転位置と前輪の舵角との関係を変更する。操舵アシスト力発生装置は、ラックバーを相対的に駆動する補助的な操舵力を発生することにより、運転者の操舵負担を軽減するとともに、舵角可変装置の作動を補助する。舵角可変装置および操舵アシスト力発生装置は、互いに共働して、運転者の操舵操作によらず左右前輪の舵角を変化させたり、ステアリングホイールの回転角度を変化させたりする。

操舵制御装置は、操舵モードとして手動操舵モードおよび自動操舵モードを有している。手動操舵モードにおいては、運転者によって操作されるステアリングホイールの操作位置に応じて操舵輪の舵角が制御される。自動操舵モードにおいては、自動操舵のための操舵輪の目標舵角が演算され、操舵輪の舵角が目標舵角になるよう舵角可変装置が制御される。自動操舵開始条件が成立するとき、操舵モードが手動操舵モードから自動操舵モードへ切り替えられる。自動操舵終了条件が成立するとき、操舵モードが自動操舵モードから手動操舵モードへ切り替えられる。

自動操舵モードにおいては、ステアリングホイールの回転位置と、操舵輪の舵角から求まるステアリングホイールの回転位置とが異なる状態となることがある。そこで、操舵制御装置は、操舵モードを自動操舵モードから手動操舵モードへ切り替えるとき、ステアリングホイールの回転位置と、操舵輪の舵角から求まるステアリングホイールの回転位置とのずれ量を漸減させる、いわゆる低減制御を実行する。しかし、低減制御においては、舵角可変装置を通じて操舵輪がずれ量を減少させる方向へ操舵されるため、操舵輪の舵角が意図しないかたちで変化することに起因して、運転者が違和感を覚えるおそれがある。

そこで、操舵制御装置は、操舵モードを自動操舵モードから手動操舵モードへ切り替える際、低減制御の実行を通じたずれ量の減少に応じて、自動操舵モードの制御ゲイン（操舵輪の舵角を自動操舵制御の目標舵角にするための操舵輪の目標舵角修正量に対する実際の舵角修正量の比）を１から０へ漸減させる。自動操舵モードの制御ゲインの漸減に伴い、自動操舵に対する手動操舵のオーバーライド度合が徐々に増大する。このため、操舵モードを自動操舵モードから手動操舵モードへ切り替える際において、低減制御を通じたずれ量の低減に起因する違和感、および操舵特性（操舵操作に対する操舵輪の舵角の変化の特性）の急変に起因する違和感が抑制される。

特開２０１５−１３７０８５号公報

特許文献１の操舵制御装置によれば、たしかに自動操舵モードから手動操舵モードへ切り替える際における運転者の違和感が抑制される。しかし、特許文献１の操舵制御装置では、ずれ量の低減制御を実行する際、舵角可変装置の目標舵角に対する修正量を演算する必要がある。また、自動操舵モードから手動操舵モードへ切り替える際、低減制御の実行を通じたずれ量の減少に応じて自動操舵モードの制御ゲインを漸減させる必要がある。すなわち、特許文献１の操舵制御装置では、自動操舵モードから手動操舵モードへ切り替える際における運転者の違和感を緩和するために、複雑で高度な演算を行う必要がある。

本発明の目的は、自動操舵制御から手動操舵制御へ切り替える際の違和感をより簡単に低減することができる操舵制御装置を提供することにある。

上記目的を達成し得る操舵制御装置は、車両の操舵機構に付与されるトルクを発生する第１のモータ、およびステアリングホイールの操舵角に対する転舵輪の転舵角の比であるステアリングギヤ比を変更するために前記操舵機構に付与されるトルクを発生する第２のモータを制御する制御装置を有する。前記制御装置は、前記第１のモータの制御を通じて前記ステアリングホイールの操舵を補助する手動操舵を行う場合には前記ステアリングホイールの操舵角に基づき前記第２のモータを制御する。一方、前記制御装置は、外部指令に基づく前記第１のモータの制御を通じて前記転舵輪の転舵角を変更する自動操舵を行う場合には前記転舵輪の転舵状態が反映される状態量に基づき前記第２のモータを制御する。

制御装置として、自動操舵を行う場合に操舵角に応じて第２のモータを制御する構成を採用することも考えられるところ、この場合にはつぎのようなことが懸念される。
すなわち、自動操舵が行われている場合、第１のモータが発生するトルクが操舵機構に付与されることにより転舵輪の転舵角が変更されるところ、転舵角の変化に連動してステアリングホイールの操舵角も変化する。仮に制御装置が操舵角に応じて第２のモータを制御するものである場合、制御装置は操舵角の変化に応じて第２のモータを動作させるため、転舵輪の転舵角が再び変化する。自動操舵が行われている場合、制御装置は外部指令に基づき第１のモータを動作させる。このため、転舵角が変化した場合、制御装置は、外部指令に応じた転舵角を実現させるために、転舵角の変化に応じて再び第１のモータを動作させる。すると、この第１のモータの動作を通じた転舵角の変化が再びステアリングホイールの操舵角に反映される。このため、第１のモータの動作と第２のモータの動作とが継続的に繰り返されるおそれがあり（制御ループ）、制御的に不安定な状態になる。

この点、上記の構成によれば、自動運転が行われる場合、制御装置は、ステアリングホイールの操舵角に代えて、転舵輪の転舵状態が反映される状態量に基づき第２のモータを制御する。このようにすれば、第１のモータの動作に伴う操舵角の変化に応じて第２のモータが動作することを回避することができる。第１のモータの動作と第２のモータの動作とが互いに影響（干渉）し合うことが抑制されることによって、第１のモータの動作と第２のモータの動作とが継続的に繰り返されることを抑えることができ、制御的な安定性を確保することもできる。そして、自動操舵が行われている間、転舵輪の転舵状態が反映される状態量に基づき第２のモータが制御されることにより、自動運転が行われている場合の操舵角と転舵角との関係は、手動運転が行われている場合の操舵角と転舵角との関係と同じ状態に維持される。このため、操舵特性（操舵量に対する転舵角の変化の特性）が、自動操舵から手動操舵へ切り替えられる前後で同じとなる。したがって、運転者が操舵特性の変化に起因して違和感を覚えることが抑制される。

また制御装置は、手動操舵を行う場合と自動操舵を行う場合とで第２のモータを制御するために使用する状態量を、ステアリングホイールの操舵角と転舵輪の転舵状態が反映される状態量との間で切り替えるだけでよい。すなわち制御装置は、自動運転から手動運転へ切り替える際には、第２のモータを制御するために使用する状態量を、転舵輪の転舵状態が反映される状態量からステアリングホイールの操舵角へ切り替えるだけでよい。したがって、自動操舵から手動操舵へ切り替える際における運転者の違和感をより簡単に低減することができる。

上記の操舵制御装置において、前記操舵機構が、前記ステアリングホイールに連動して回転するピニオンシャフト、および前記ピニオンシャフトの回転に応じて前記転舵輪を転舵させる転舵シャフトを備えている場合、前記制御装置は、前記自動操舵を行うとき、前記転舵輪の転舵状態が反映される状態量として、前記ピニオンシャフトの回転角を使用してもよい。

上記の操舵制御装置において、前記制御装置は、前記自動操舵を行う場合、前記転舵輪の転舵状態が反映される状態量として、前記第１のモータの回転角を使用してもよい。
上記の操舵制御装置において、前記第１のモータは、前記第２のモータよりも転舵輪側に位置していることが好ましい。

本発明の操舵制御装置によれば、自動操舵から手動操舵へ切り替える際の違和感をより簡単に低減することができる。

操舵制御装置の一実施の形態が搭載される電動パワーステアリング装置の構成図。 一実施の形態において、手動操舵が行われる場合の制御（処理）の流れを示す電動パワーステアリング装置の構成図。 比較例において、自動操舵が行われる場合の制御（処理）の流れを示す電動パワーステアリング装置の構成図。 一実施の形態において、自動操舵が行われる場合の制御（処理）の流れを示す電動パワーステアリング装置の構成図。

以下、操舵制御装置を車両に搭載される電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」と略記する。）に適用した一実施の形態を説明する。
図１に示すように、ＥＰＳ１は、操舵機構１０、操舵補助機構２０、ＶＧＲ機構（Variable-Gear-Ratio／可変ギヤ比機構）３０、および操舵制御装置４０を有している。

操舵機構１０は、ステアリングホイール１１に連結されるステアリングシャフト１２、および車幅方向（図１中の左右方向）に沿って延びる転舵シャフト１４を有している。ステアリングシャフト１２は、ステアリングホイール１１に連結される入力シャフト１２ａと、入力シャフト１２ａに対してＶＧＲ機構３０を介して連結される出力シャフト１２ｂとに分割されている。出力シャフト１２ｂにおけるＶＧＲ機構３０と反対側の端部には、ピニオンシャフト１３が連結されている。ピニオンシャフト１３のピニオン歯１３ａは、転舵シャフト１４のラック歯１４ａに噛み合わされている。転舵シャフト１４の両端には、それぞれタイロッド１５，１５を介して左右の転舵輪１６，１６が連結されている。したがって、ステアリングホイール１１の回転操作に伴い転舵シャフト１４が直線運動することにより、転舵輪１６，１６の転舵角θ_ｗが変更される。

操舵補助機構２０は、操舵補助力（アシスト力）を生成する構成として、アシストモータ２１、および減速機構２２を有している。アシストモータ２１は、操舵補助力の発生源であって、たとえば三相のブラシレスモータが採用される。アシストモータ２１（正確には、その回転軸）は、減速機構２２を介してピニオンシャフト２３に連結されている。ピニオンシャフト２３のピニオン歯２３ａは、転舵シャフト１４のラック歯１４ｂに噛み合わされている。アシストモータ２１の回転は減速機構２２によって減速されて、当該減速された回転力（トルク）が操舵補助力としてピニオンシャフト２３を介して転舵シャフト１４に付与される。

ＶＧＲ機構３０は、操舵性の向上を目的として、ステアリングホイール１１の回転角である操舵角θ_ｓと転舵輪１６，１６の転舵角θ_ｗとの比率であるステアリングギヤ比を変化させる。ＶＧＲ機構３０は、ハウジング３１、ＶＧＲモータ３２および減速機構３３を有している。ハウジング３１は、入力シャフト１２ａに対して一体回転可能に連結されている。ＶＧＲモータ３２（より正確には、モータケース）は、ハウジング３１の内部に固定されている。ＶＧＲモータ３２の回転軸３２ａは、減速機構３３を介して出力シャフト１２ｂに連結されている。

減速機構３３としては、たとえば遊星歯車機構などの差動機構が採用される。減速機構３３は、太陽歯車（sun gear）、遊星キャリヤ（planetary carrier）、内歯車（outer gear）、および複数の遊星歯車（planetary gear）を有している。太陽歯車は、ＶＧＲモータ３２の回転軸３２ａに連結される。内歯車は、出力シャフト１２ｂに連結される。遊星歯車は、太陽歯車と内歯車との間に設けられて太陽歯車を中心として自転しながら公転する。遊星キャリヤは、遊星歯車を自転可能に支持し遊星歯車とともに公転する。

このため、ステアリングホイール１１の回転操作に伴う入力シャフト１２ａの回転にＶＧＲモータ３２の回転軸３２ａの回転が減速機構３３を介して上乗せされて出力シャフト１２ｂに伝達される。入力シャフト１２ａに対する出力シャフト１２ｂの相対的な回転角θ_ｓｇは、次式（Ａ）で表される。

θ_ｓｇ＝θ_ｓ＋θ_ｇ・α…（Ａ）
ただし、「θ_ｓ」は操舵角である。「θ_ｇ」はＶＧＲモータ３２（回転軸３２ａ）の回転角である。「α」は減速機構３３の減速比である。

したがって、ＶＧＲモータ３２の回転角θ_ｇを制御することにより、任意のステアリングギヤ比を実現することができる。
操舵制御装置４０は、第１のＥＣＵ４１、および第２のＥＣＵ４２を有している。

第１のＥＣＵ４１は、アシストモータ２１に対する通電制御を通じて操舵補助力を発生させるアシスト制御（手動操舵制御）を実行する。第１のＥＣＵ４１は、車両に設けられる車速センサ５１、トルクセンサ５２および回転角センサ５３の検出結果に応じて、アシストモータ２１を制御する。車速センサ５１は車速Ｖを検出する。トルクセンサ５２は、出力シャフト１２ｂに設けられていて、操舵トルクＴ_ｈを検出する。回転角センサ５３はアシストモータ２１に設けられていて、アシストモータ２１の回転角θ_ｍを検出する。第１のＥＣＵ４１は、車速Ｖ、操舵トルクＴ_ｈ、および回転角θ_ｍに基づき目標アシスト力を演算し、当該目標アシスト力を操舵補助機構２０に発生させるための駆動電力をアシストモータ２１に供給する。

第２のＥＣＵ４２は、車両に設けられる車速センサ５１、ステアリングセンサ５４および回転角センサ５５の検出結果に応じて、ＶＧＲモータ３２を制御する。ステアリングセンサ５４は、入力シャフト１２ａにおけるＶＧＲ機構３０とステアリングホイール１１との間に設けられていて、入力シャフト１２ａの回転角をステアリングホイール１１の回転角である操舵角θ_ｓとして検出する。回転角センサ５５は、ＶＧＲモータ３２に設けられていて、ＶＧＲモータ３２の回転角θ_ｇを検出する。第２のＥＣＵ４２は、操舵角θ_ｓおよび車速Ｖに基づきＶＧＲモータ３２の目標回転角を演算する。第２のＥＣＵ４２は、回転角センサ５５を通じて検出されるＶＧＲモータ３２の実際の回転角θ_ｇを目標回転角に一致させるフィードバック制御を通じて、ＶＧＲモータ３２に対する給電を制御する。

ちなみに、第２のＥＣＵ４２は、車速Ｖが速くなるほど、ステアリングギア比がより大きな値となるようにＶＧＲモータ３２の目標回転角を設定する。ステアリングギア比が大きいほど、ステアリングホイール１１を操作したときの転舵輪１６，１６の転舵角θ_ｗがより小さく緩慢（スロー）になる。また、第２のＥＣＵ４２は、車速Ｖが遅くなるほど、ステアリングギア比がより小さな値となるようにＶＧＲモータ３２の目標回転角を設定する。ステアリングギア比が小さいほど、ステアリングホイール１１を操作したときの転舵輪１６，１６の転舵角θ_ｗがより大きく機敏（クイック）になる。

ここで、近年では、システムが運転を代替する自動運転機能を実現するための自動運転システムの開発が盛んに行われている。ただし、自動運転システムには、車両の安全性あるいは利便性をより向上させるための様々な運転支援機能を実現するための運転支援システムが含まれることがある。車両に自動運転システムが搭載される場合、車両においては、操舵制御装置４０と他の車載システムの制御装置との協調制御が行われる。協調制御とは、複数種の車載システムの制御装置が互いに連携して車両の動き（挙動）を制御する技術をいう。

車両には、たとえば各種の車載システムの制御装置を統括制御する上位ＥＣＵ６０が搭載される。上位ＥＣＵ６０は、その時々の車両の状態に基づき最適な制御方法を求め、その求められる制御方法に応じて各種の車載制御装置に対して個別の制御を指令する。上位ＥＣＵ６０は、操舵制御装置４０により実行される制御に介入する。上位ＥＣＵ６０は、運転席などに設けられる図示しないスイッチの操作を通じて、自己の自動運転制御機能をオン（有効）とオフ（無効）との間で切り替える。

上位ＥＣＵ６０は、たとえば車両に目標車線上を走行させるための指令値Ｓ^＊として付加角度指令値を演算する。付加角度指令値は、その時々の車両の走行状態に応じて、車両を車線に沿って走行させるために必要とされる転舵角θ_ｗの目標値（現在の転舵角θ_ｗに付加すべき角度）、あるいは転舵角θ_ｗが反映される状態量の目標値である。操舵制御装置４０は、上位ＥＣＵ６０により演算される指令値Ｓ^＊を使用してアシストモータ２１を制御する。

上位ＥＣＵ６０は、第１のＥＣＵ４１および第２のＥＣＵ４２に対する状態フラグＦ_ｇを生成する。状態フラグＦ_ｇは、自動運転制御機能がオンであるかオフであるかを示す情報である。上位ＥＣＵ６０は、自動運転制御機能がオンであるときには状態フラグの値を「１」に、自動運転制御機能がオフであるときには状態フラグの値を「０」にセットする。なお、上位ＥＣＵ６０、第１のＥＣＵ４１および第２のＥＣＵ４２は、ＣＡＮ（Controller Area Netwok）などの車載ネットワーク（通信バス）６１を介して、互いに各種の情報を授受する。

ここで、自動運転システムが車両に搭載される場合、つぎのようなことが懸念される。
たとえば、上位ＥＣＵ６０の自動運転制御機能がオンされた場合、ステアリングホイール１１の操作の実行主体が運転者ではなく自動運転システムの上位ＥＣＵ６０となる。このため、運転者による積極的なステアリングホイール１１の操作が行われない。すなわち、運転者はステアリングホイール１１に対して手を添えるだけである状況、あるいはステアリングホイール１１から手を放した状況であることが想定される。このような状況においては、操舵性を確保する必要がないため、ＶＧＲ機構３０を通じたステアリングギヤ比の制御は不要である。したがって、自動運転が行われる場合、ＶＧＲ機構３０の動作を停止させることも考えられる。

しかし、ＶＧＲ機構３０が動作しているときと停止しているときとでは、操舵角θ_ｓと転舵角θ_ｗとの関係が異なる。すなわち、ＶＧＲ機構３０が停止しているときには、操舵角θ_ｓと転舵角θ_ｗとの関係は一定である。たとえば操舵角θ_ｓと転舵角θ_ｗとは、一対一で対応する。これに対し、ＶＧＲ機構３０が動作しているときには、操舵角θ_ｓと転舵角θ_ｗとの関係は一対一で対応することなく常に変化する。

このため、ＶＧＲ機構３０を停止した状態で自動運転が行われる場合、ステアリングホイール１１の回転位置と、転舵輪１６，１６の転舵角θ_ｗから求まるステアリングホイール１１の回転位置とが異なる状態が発生するおそれがある。すなわち、ステアリングホイール１１の回転位置（操舵角θ_ｓ）と、転舵輪１６，１６の転舵角θ_ｗとの関係が、ＶＧＲ機構３０が動作する手動操舵時の関係と異なる状態になる。したがって、ＶＧＲ機構３０が停止された状態で自動運転が行われていた場合、自動運転から手動運転へ切り替えられたとき、ステアリングホイール１１の操作量に対する転舵輪１６，１６の転舵量が通常の手動運転時と異なることに起因して、運転者が違和感を覚えるおそれがある。

そこで、第２のＥＣＵ４２は、自動運転が行われる場合であれ、ＶＧＲ機構３０を手動運転時と同様に継続して動作させる。このようにすれば、自動運転されている場合においても、ステアリングホイール１１の回転位置と、転舵輪１６，１６の転舵角θ_ｗとの関係は、手動運転時にＶＧＲ機構３０が動作しているときと同じ関係に維持される。このため、手動運転時と自動運転時とで、ステアリングホイール１１の回転位置と、転舵輪１６，１６の転舵角θ_ｗとの関係が変わることがない。すなわち、操舵特性（ステアリングホイール１１の操作量に対する操舵輪１６，１６の転舵角θ_ｗの変化の特性）は、自動操舵から手動操舵へ切り替えられる前後で同じになる。したがって、自動運転から手動運転へ切り替えられた際の運転者の違和感を抑えることができる。

ところが、自動運転中にＶＧＲ機構３０を継続して動作させる場合、つぎのようなことが懸念される。
上位ＥＣＵ６０の自動運転制御機能がオフされている場合、ステアリングホイール１１の操作の実行主体は運転者であって、第１のＥＣＵ４１は通常のアシスト制御（手動操舵制御）を実行する。図２に矢印Ｘ１で示すように、手動運転時には、ステアリングホイール１１側から転舵シャフト１４側へ向けて制御（処理）が流れる。すなわち、ステアリングホイール１１の操作に応じて操舵角θ_ｓが変化する。第２のＥＣＵ４２は、ステアリングセンサ５４を通じて操舵角θ_ｓを取得し、この取得される操舵角θ_ｓに基づきＶＧＲモータ３２を制御する。ＶＧＲモータ３２の回転量は、ピニオンシャフト１３の回転量、ひいては転舵輪１６，１６の転舵角θ_ｗに反映される。

これに対し、上位ＥＣＵ６０の自動運転制御機能がオンされている場合、ステアリングホイール１１の操作の実行主体は上位ＥＣＵ６０であって、第１のＥＣＵ４１は上位ＥＣＵ６０からの指令に基づくアシストモータ２１の制御を通じて転舵輪１６，１６を転舵させる転舵制御（自動操舵制御）を実行する。

図３の比較例に矢印Ｘ２で示すように、自動運転時には、手動運転時の制御を継続すると、転舵シャフト１４側からステアリングホイール１１側へ向けて制御（処理）が流れる。

すなわち、アシストモータ２１の回転は、減速機構２２、ピニオンシャフト２３、転舵シャフト１４、ピニオンシャフト１３、出力シャフト１２ｂ、ＶＧＲモータ３２、入力シャフト１２ａの順でステアリングホイール１１に伝達される。この力の伝達過程において、入力シャフト１２ａが回転するところ、この入力シャフト１２ａの回転はステアリングセンサ５４により検出される。すると、第２のＥＣＵ４２は、ステアリングセンサ５４を通じて検出される操舵角θ_ｓに応じてＶＧＲモータ３２を動作させる。このＶＧＲモータ３２の回転は、ステアリングホイール１１が操作される手動運転時と同様に、出力シャフト１２ｂ、ピニオンシャフト１３の順に転舵シャフト１４に伝達される。これにより、転舵輪１６，１６の転舵角θ_ｗが再び変化する。

すると第１のＥＣＵ４１は、上位ＥＣＵ６０からの指令値Ｓ^＊（ここでは、付加角度指令値）に基づきアシストモータ２１を動作させるため、このアシストモータ２１の動作が再びステアリングセンサ５４を通じて検出される操舵角θ_ｓに反映される。このようにＶＧＲモータ３２の動作とアシストモータ２１の動作とが継続して繰り返し行われるおそれがあり（制御ループ）、制御的に不安定な状態になる。

そこで、本実施の形態では、自動運転中における、いわゆる制御ループを抑えるために、つぎの構成を採用している。
図１に示すように、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間の動力伝達経路において、ＶＧＲ機構３０よりも転舵シャフト１４側に位置するピニオンシャフト１３には、絶対角センサ５６が設けられている。絶対角センサ５６は、ピニオンシャフト１３の３６０°を超える多回転にわたる回転角θ_ｐ１を絶対値で検出する。

第２のＥＣＵ４２は、上位ＥＣＵ６０により生成される状態フラグＦ_ｇに基づき、自動運転が行われるのかどうかを判定する。第２のＥＣＵ４２は、状態フラグＦ_ｇの値が「１」であるとき、自動運転が行われることを認識する。第２のＥＣＵ４２は、状態フラグＦ_ｇの値が「０」であるとき、自動運転が行われないこと、すなわち手動運転が行われることを認識する。

自動運転が行われる場合、第２のＥＣＵ４２は、ステアリングセンサ５４を通じて検出される操舵角θ_ｓに代えて、絶対角センサ５６を通じて検出されるピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐ１を使用してＶＧＲモータ３２の回転角θ_ｇを制御する。

ここでは、ステアリングホイール１１には運転者による操舵トルクＴ_ｈが付与されていない状況を想定している。このため、入力シャフト１２ａ、ひいてはステアリングホイール１１は、ＶＧＲモータ３２の回転角θ_ｇに応じて回転する。このとき、自動運転時にステアリングセンサ５４を通じて検出される操舵角θ_ｓに基づきＶＧＲモータ３２を動作させる場合と異なり、アシストモータ２１の動作に伴う操舵角θ_ｓの変化に応じてＶＧＲモータ３２が動作することはない。このため、ＶＧＲモータ３２の動作とアシストモータ２１の動作とが互いに影響（干渉）し合うことが抑制される。すなわち、図４に矢印Ｘ３で示すように、いわゆる制御ループが解消されることにより、制御的な安定性を確保することができる。したがって、自動運転時における操舵角θ_ｓと転舵角θ_ｗとの関係は、手動運転時における操舵角θ_ｓと転舵角θ_ｗとの関係と同じ状態に維持される。

たとえば手動操舵時、操舵角θ_ｓが５０°だけ変化したとき、ＶＧＲモータ３２の動作を通じて転舵角θ_ｗが５°だけ変化する場合を例に挙げる。この場合、自動運転時、指令値Ｓ^＊に基づくアシストモータ２１の動作を通じて転舵角θ_ｗが５°だけ変化したとき、ＶＧＲモータ３２の動作を通じて操舵角θ_ｓは５０°だけ変化する。すなわち、手動運転時において、ステアリングホイール１１を５０°だけ回転操作することにより転舵角θ_ｗが５°だけ転舵するのであれば、自動運転時に転舵角θ_ｗを５°だけ転舵させるときには、この転舵角θ_ｗに合わせて操舵角θ_ｓも変化させる。このように、自動運転時における操舵角θ_ｓと転舵角θ_ｗとの関係が、手動運転時における操舵角θ_ｓと転舵角θ_ｗとの関係と同じになる。これにより、操舵特性（ステアリングホイール１１の操作量に対する操舵輪１６，１６の転舵角θ_ｗの変化の特性）は、自動操舵から手動操舵へ切り替えられる前後で同じである。このため、運転者が操舵特性の変化に起因して違和感を覚えることが抑制される。

ちなみに、手動運転時においては、動力伝達方向からみて、ステアリングホイール１１側が上流、転舵シャフト１４側が下流となる。これに対し、自動運転時においては、動力伝達方向からみて、転舵シャフト１４側が上流、ステアリングホイール１１側が下流となる。すなわち、自動運転時に使用される絶対角センサ５６は、動力伝達方向からみて上流側に位置する。このため、図２の矢印Ｘ１および図４の矢印Ｘ３で示されるように、手動運転時と自動運転時とでは制御の流れが逆になるだけであって、操舵角θ_ｓと転舵角θ_ｗとの関係を維持するための下記（Ｂ１），（Ｂ２）の制御は、同様の考え方に基づくものであるといえる。

（Ｂ１）手動運転時にステアリングセンサ５４を通じて検出される操舵角θ_ｓに基づきＶＧＲモータ３２を動作させることによって、動力伝達方向における下流側に位置するピニオンシャフト１３、ひいては転舵輪１６，１６の転舵角θ_ｗを制御すること。

（Ｂ２）自動運転時に絶対角センサ５６を通じて検出されるピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐ１に基づきＶＧＲモータ３２を動作させることによって、動力伝達方向における下流側に位置するステアリングホイール１１の操舵角θ_ｓを制御すること。

＜実施の形態の効果＞
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）自動運転が行われているときにおいてもＶＧＲモータ３２の動作を通じて、自動運転時における操舵角θ_ｓと転舵角θ_ｗとの関係が、手動運転時における操舵角θ_ｓと転舵角θ_ｗとの関係と同じ状態に維持される。このため、操舵特性（ステアリングホイール１１の操作量に対する操舵輪１６，１６の転舵角θ_ｗの変化の特性）が、自動操舵から手動操舵へ切り替えられる前後で同じとなる。したがって、運転者が操舵特性の変化に起因して違和感を覚えることが抑制される。

（２）自動運転が行われる場合、第２のＥＣＵ４２は、ステアリングホイール１１の操舵角θ_ｓに代えて、絶対角センサ５６を通じて検出されるピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐ１に基づき、ＶＧＲモータ３２を制御する。ちなみに、ピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐ１は、転舵輪１６，１６の転舵状態が反映される状態量の一つである。このようにすれば、自動運転時において、アシストモータ２１の動作に伴う操舵角θ_ｓの変化に応じてＶＧＲモータ３２が動作することを回避することができる。すなわち、アシストモータ２１の動作とＶＧＲモータ３２の動作とが互いに影響（干渉）し合うことが抑制されることによって、制御ループを抑えることができ、制御的な安定性を確保することもできる。

（３）第２のＥＣＵ４２は、手動操舵を行う場合と自動操舵を行う場合とでＶＧＲモータ３２を制御するために使用する状態量を、ステアリングホイール１１の操舵角θ_ｓとピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐ１との間で切り替える。たとえば、第２のＥＣＵ４２は、自動運転から手動運転へ切り替える際には、ＶＧＲモータ３２を制御するために使用する状態量を、ピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐ１からステアリングホイール１１の操舵角θ_ｓへ切り替えるだけでよい。したがって、自動運転から手動運転へ切り替える際における運転者の違和感を緩和するために、第２のＥＣＵ４２において複雑で高度な演算を行う必要はない。

（４）自動運転が行われる場合、第２のＥＣＵ４２は、絶対角センサ５６を通じて検出されるピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐ１を使用して、ＶＧＲモータ３２を制御する。このため、第２のＥＣＵ４２は、より正確なピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐ１を使用したＶＧＲモータ３２の制御の実行を通じて、操舵角θ_ｓと転舵角θ_ｗとの関係をより正確な関係に維持することができる。

＜他の実施の形態＞
なお、前記実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・操舵制御装置４０は、互いに独立した第１のＥＣＵ４１および第２のＥＣＵ４２を有していたが、第１のＥＣＵ４１および第２のＥＣＵ４２を単一のＥＣＵとして構成してもよい。

・上位ＥＣＵ６０は、製品仕様などに応じて、指令値Ｓ^＊として、アシストモータ２１が発生するトルクに対する指令値、あるいはアシストモータ２１に供給される電流に対する指令値を生成するものであってもよい。

・ＥＰＳ１として、トルクセンサ５２および絶対角センサ５６の位置を入れ替えた構成を採用してもよい。
・製品仕様などに応じて、ＥＰＳ１として絶対角センサ５６が割愛された構成が採用されることも考えられる。この場合、第２のＥＣＵ４２は、アシストモータ２１に設けられた回転角センサ５３を通じて検出されるアシストモータ２１の回転角θ_ｍに基づき、ＶＧＲモータ３２の回転角θ_ｇを制御するようにしてもよい。アシストモータ２１は、減速機構２２、ピニオンシャフト２３、および転舵シャフト１４を介してピニオンシャフト１３に連結されている。このため、アシストモータ２１の回転角θ_ｍとピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐ１（ピニオンシャフト２３の回転角θ_ｐ２）との間には相関関係がある。この相関関係を利用してアシストモータ２１の回転角θ_ｍからピニオンシャフト１３の回転角θ_ｐ１（ピニオンシャフト２３の回転角θ_ｐ２）を求めることができる。また、アシストモータ２１の回転角θ_ｍと転舵シャフト１４の移動量との間にも相関関係がある。すなわち、アシストモータ２１の回転角θ_ｍは、転舵輪１６，１６の転舵角θ_ｗを反映する値でもある。なお、アシストモータ２１の回転角θ_ｍ以外にも、転舵輪１６，１６の転舵角θ_ｗを反映する状態量であれば、ＶＧＲモータ３２の制御に使用することが可能である。

・本実施の形態では、ＥＰＳ１として、アシストモータ２１のトルクを、ピニオンシャフト２３を介して転舵シャフト１４に伝達するタイプを例に挙げたが、転舵シャフト１４と同軸にアシストモータを設けたタイプであってもよい。また、ＥＰＳ１は、アシストモータが転舵シャフトと平行に設けられるタイプであってもよい。このタイプでは、アシストモータのトルクは、ベルトを介して転舵シャフトのボールねじに伝達される。また、ＥＰＳ１は、ステアリングシャフト１２（出力シャフト１２ｂ）にアシストモータのトルクを伝達するタイプであってもよい。動力伝達経路におけるＶＧＲ機構３０と転舵輪１６，１６との間にトルクを付与するタイプのＥＰＳであればよい。

＜他の技術的思想＞
つぎに、前記実施の形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）ステアリングホイールの操舵角を検出するステアリングセンサは、第２のモータよりもステアリングホイール側に設けられていること。この構成を採用する場合、前述した、いわゆる制御ループが発生しやすい。

（ロ）ピニオンシャフトの回転角を検出する絶対角センサは、第２のモータよりも転舵輪側に設けられていること。

１０…操舵機構、１３…ピニオンシャフト、１４…転舵シャフト、１６…転舵輪、２１…アシストモータ（第１のモータ）、３２…ＶＧＲモータ（第２のモータ）、４０…操舵制御装置、４１…第１のＥＣＵ、４２…第２のＥＣＵ、Ｓ^＊…指令値（外部指令）、θ_ｍ…回転角、θ_ｐ１…回転角、θ_ｓ…操舵角、θ_ｗ…転舵角。

Claims (4)

1. 車両の操舵機構に付与されるトルクを発生する第１のモータ、およびステアリングホイールの操舵角に対する転舵輪の転舵角の比であるステアリングギヤ比を変更するために前記操舵機構に付与されるトルクを発生する第２のモータを制御する制御装置を有する操舵制御装置であって、
   前記制御装置は、前記第１のモータの制御を通じて前記ステアリングホイールの操舵を補助する手動操舵を行う場合には前記ステアリングホイールの操舵角に基づき前記第２のモータを制御する一方、
   外部指令に基づく前記第１のモータの制御を通じて前記転舵輪の転舵角を変更する自動操舵を行う場合には前記転舵輪の転舵状態が反映される状態量に基づき前記第２のモータを制御する操舵制御装置。
2. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
   前記操舵機構は、前記ステアリングホイールに連動して回転するピニオンシャフト、および前記ピニオンシャフトの回転に応じて前記転舵輪を転舵させる転舵シャフトを備え、
   前記制御装置は、前記自動操舵を行う場合、前記転舵輪の転舵状態が反映される状態量として、前記ピニオンシャフトの回転角を使用する操舵制御装置。
3. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
   前記制御装置は、前記自動操舵を行う場合、前記転舵輪の転舵状態が反映される状態量として、前記第１のモータの回転角を使用する操舵制御装置。
4. 請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
   前記第１のモータは、前記第２のモータよりも転舵輪側に位置している操舵制御装置。