JP2019206293A - 操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より適切な操舵反力を運転者に付与することができる操舵制御装置を提供する。【解決手段】操舵装置の制御装置は、反力モータを操舵状態に応じて演算される操舵反力指令値に基づき制御する。制御装置は、理想軸力演算部８１、推定軸力演算部８２、仮想ラックエンド軸力演算部８３、軸力配分演算部８４、および最大値選択部８５を有する。演算部（８１）は、目標ピニオン角θｐ＊に基づき理想軸力Ｆ１を演算する。演算部（８２）は、転舵モータの電流値Ｉｂに基づき推定軸力Ｆ２を演算する。演算部（８３）は、ステアリングホイールの操作範囲を仮想的に制限するための仮想ラックエンド軸力Ｆ３を演算する。演算部（８４）は、理想軸力Ｆ１および推定軸力Ｆ２を所定の分配比率で分配した混合軸力を演算する。最大値選択部８５は、混合軸力Ｆ４および仮想ラックエンド軸力Ｆ３のうち絶対値の大きい方を指令値に反映させるべき軸力として選択する。【選択図】図４

Description

本発明は、操舵制御装置に関する。

従来、ステアリングホイールと転舵輪との間の動力伝達を分離した、いわゆるステアバイワイヤ方式の操舵装置が知られている。この操舵装置は、ステアリングシャフトに付与される操舵反力の発生源である反力モータ、および転舵輪を転舵させる転舵力の発生源である転舵モータを有している。車両の走行時、操舵装置の制御装置は、反力モータを通じて操舵反力を発生させるとともに、転舵モータを通じて転舵輪を転舵させる。

ステアバイワイヤ方式の操舵装置においては、ステアリングホイールと転舵輪との間の動力伝達が分離されているため、転舵輪に作用する路面反力がステアリングホイールに伝わりにくい。したがって、運転者は路面状態を、ステアリングホイールを通じて手に感じる操舵反力（手応え）として感じにくい。

そこで、たとえば特許文献１に記載の制御装置は、目標転舵角に基づく理想的なラック軸力である理想軸力と、転舵モータの電流値に基づくラック軸力の推定値である路面軸力とを演算する。制御装置は、理想軸力と路面軸力とを所定の配分割合で合算し、この合算した軸力に基づくベース反力を使用して反力モータを制御する。路面軸力には路面状態（路面情報）が反映されるため、反力モータが発生する操舵反力にも路面状態が反映される。したがって、運転者は、路面状態を操舵反力として感じることができる。

また、制御装置は、ステアリングホイールの操作範囲を仮想的に制限するための制限用反力を演算する。制御装置は、目標操舵角および目標転舵角のうちの値の大きい方を選択し、その選択される目標操舵角または目標転舵角がしきい値に達したとき、制限用反力を発生させるとともにその制限用反力を急激に増大させる。しきい値は、転舵輪を転舵させるラック軸がその物理的な可動範囲の限界位置に達する直前、およびステアリングホイールがスパイラルケーブルから定まる操作範囲の限界位置に達する直前の双方において、操舵反力を急激に増大させる観点に基づき設定される。

制御装置は、ベース反力と制限用反力とを合算することにより最終的な反力を演算し、この最終的な反力を使用して反力モータを制御する。目標操舵角または目標転舵角がしきい値に達した以降、操舵反力が急激に増大することにより、運転者は操舵角の絶対値が大きくなる方向へ向けてステアリングホイールを操作することが難しくなる。したがって、ステアリングホイールの操作範囲、ひいてはラック軸の可動範囲を仮想的につくることができる。

特開２０１７−１６５２１９号公報

ところが、特許文献１の制御装置においては、つぎのことが懸念される。すなわち、制御装置は、制限用反力が演算される場合、この制限用反力をベース反力に加算することにより、反力モータの制御に使用する最終的な反力を演算する。このため、ベース反力に制限用反力が上乗せされることによって、運転者に必要以上の操舵反力が付与されるおそれがある。この事象は、たとえば車両が低速で大きく旋回する場合など、ベース反力における路面軸力の配分割合がより大きな状態、すなわち路面軸力が支配的な状態で制限用反力が加算されるときに発生しやすい。

本発明の目的は、より適切な操舵反力を運転者に付与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、転舵輪を転舵させる転舵シャフトを含む車両の操舵機構に付与される駆動力を発生するモータを操舵状態に応じて演算される指令値に基づき制御する。操舵制御装置は、操舵域軸力演算部と、制限軸力演算部と、選択部と、を有している。操舵域軸力演算部は、ステアリングホイールが定められた操作範囲内で操作されるときの前記転舵シャフトに作用する軸力である操舵域軸力を車両の状態量に基づき演算する。制限軸力演算部は、前記ステアリングホイールの操作を仮想的に制限すべく操舵状態または前記転舵輪の転舵状態が反映される車両の状態量に基づき前記転舵シャフトの軸力として制限軸力を演算する。選択部は、前記操舵域軸力および前記制限軸力のうち絶対値が最も大きい軸力を前記指令値に反映させるべき軸力として選択する。

この構成によれば、選択部によって、車両の状態量に基づき演算される操舵域軸力が指令値に反映させるべき軸力として選択された場合、この操舵域軸力が指令値に反映されることにより、モータは車両の状態が反映された駆動力を発生する。したがって、運転者はステアリングホイールを介して車両の状態に応じた手応えを得ることができる。また、選択部によって、ステアリングホイールの操作を仮想的に制限するための制限軸力が指令値に反映させるべき軸力として選択された場合、この制限軸力が指令値に反映されることにより、運転者は操舵反力として突き当り感を感じる。これにより、運転者によるステアリングホイールの操作を仮想的に制限することが可能である。さらに、操舵域軸力および制限軸力のうち絶対値が最も大きい軸力が指令値に反映させるべき軸力として選択される。このため、操舵域軸力および制限軸力の双方が指令値に反映される場合と異なり、指令値に過剰な軸力が反映されることを抑制することができる。したがって、運転者に対して、より適切な操舵反力を付与することができる。また、運転者に過度な操舵反力が付与されることも抑えられるため、過度な操舵反力が付与されることによる運転者の違和感を抑えることができる。

上記の操舵制御装置において、前記制限軸力演算部は、範囲制限軸力演算部と、操作制限軸力演算部と、を有していてもよい。範囲制限軸力演算部は、前記ステアリングホイールの操作範囲を仮想的な操作範囲に制限すべく前記制限軸力として範囲制限軸力を演算する。操作制限軸力演算部は、前記転舵輪の転舵動作が制限される状況である場合に前記ステアリングホイールの操作を仮想的に制限すべく前記制限軸力として操作制限軸力を演算する。

この構成によれば、選択部によって、ステアリングホイールの操作範囲を仮想的な操作範囲に制限するための範囲制限軸力が指令値に反映させるべき軸力として選択された場合、この範囲制限軸力が指令値に反映されることにより、運転者は操舵反力として突き当り感を感じる。このステアリングホイールを介した手応えを通じて、運転者はステアリングホイールがその仮想的な操作範囲の限界位置に達したことを認識することが可能となる。また、転舵輪の転舵動作が制限される状況である場合であって、選択部によってステアリングホイールの操作を仮想的に制限するための操作制限軸力が指令値に反映させるべき軸力として選択された場合、この操作制限軸力が指令値に反映されることにより、運転者は操舵反力として突き当り感を感じる。このステアリングホイールを介した手応えを通じて、運転者は転舵輪の転舵動作が制限されている状況であることを認識することが可能となる。さらに、操舵域軸力、ならびに制限軸力としての範囲制限軸力および操作制限軸力のうち、絶対値が最も大きい軸力が指令値に反映させるべき軸力として選択される。このため、指令値に過剰な軸力が反映されることを抑制することができる。したがって、運転者に過度な操舵反力が付与されることが抑えられる。

上記の操舵制御装置において、前記操作制限軸力演算部は、第１の制限軸力演算部を有していてもよい。第１の制限軸力演算部は、前記転舵輪が障害物に当たっている状況である場合に前記ステアリングホイールの操作を仮想的に制限すべく前記制限軸力として第１の制限軸力を演算する。

この構成によれば、転舵輪が障害物に当たっている状況である場合、選択部によって、ステアリングホイールの操作を仮想的に制限するための第１の制限軸力が指令値に反映させるべき軸力として選択されたとき、この第１の制限軸力が指令値に反映されることにより、運転者は操舵反力として突き当り感を感じる。このステアリングホイールを介した手応えを通じて、運転者は転舵輪が障害物に当たっている状況であることを認識することが可能となる。また、操舵域軸力、範囲制限軸力、ならびに操作制限軸力としての第１の制限軸力のうち、絶対値が最も大きい軸力が指令値に反映させるべき軸力として選択される。このため、指令値に過剰な軸力が反映されることを抑制することができる。したがって、運転者に過度な操舵反力が付与されることが抑えられる。

上記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と前記転舵輪との間の動力伝達が分離した構造あるいは断接可能とされた構造を有するものであること、ならびに前記駆動力としてステアリングホイールの操作方向と反対方向へ向けて作用する力である操舵反力を発生する前記モータとしての反力モータ、および前記転舵輪を転舵させる力である転舵力を前記転舵シャフトに付与する前記モータとしての転舵モータが設けられたものであることを前提として、前記操作制限軸力演算部は、第２の制限軸力演算部を有していてもよい。第２の制限軸力演算部は、前記転舵モータのトルクが本来よりも制限される状況である場合に前記ステアリングホイールの操作を仮想的に制限すべく前記制限軸力として第２の制限軸力を演算する。

この構成によれば、モータのトルクが制限される状況である場合、選択部によって、ステアリングホイールの操作を仮想的に制限するための第２の制限軸力が指令値に反映させるべき軸力として選択されたとき、この第２の制限軸力が指令値に反映されることにより、運転者は操舵反力として突き当り感を感じる。このステアリングホイールを介した手応えを通じて、運転者はモータのトルクが制限される状況であることを認識することが可能となる。また、操舵域軸力、範囲制限軸力、ならびに操作制限軸力としての第２の制限軸力のうち、絶対値が最も大きい軸力が指令値に反映させるべき軸力として選択される。このため、指令値に過剰な軸力が反映されることを抑制することができる。したがって、運転者に過度な操舵反力が付与されることが抑えられる。

ちなみに、前記操作制限軸力演算部として、第１の制限軸力演算部および第２の制限軸力演算部の両方を有する構成を採用する場合、選択部によって、操舵域軸力、範囲制限軸力、ならびに操作制限軸力としての第１の制限軸力および第２の制限軸力のうち、絶対値が最も大きい軸力が指令値に反映させるべき軸力として選択される。このため、指令値に過剰な軸力が反映されることを抑制することができる。

上記の操舵制御装置において、前記操舵域軸力演算部は、路面状態または車両挙動が反映される状態量に基づき前記転舵シャフトの軸力を推定軸力として演算する推定軸力演算部を有していてもよい。

この構成によれば、推定軸力には路面状態または車両挙動が反映される。このため、路面状態または車両挙動によっては、より大きな値の推定軸力が演算されやすい。したがって、操舵制御装置として、推定軸力（操舵域軸力）および制限軸力の双方を指令値に反映させる構成を採用した場合、指令値に過剰な軸力が反映されやすい。この点、上記の構成によれば、推定軸力（操舵域軸力）および制限軸力のうち絶対値が最も大きい軸力が指令値に反映させるべき軸力として選択される。このため、推定軸力（操舵域軸力）および制限軸力の双方が指令値に反映される場合と異なり、指令値に過剰な軸力が反映されることを抑制することができる。

上記の操舵制御装置は、理想軸力演算部と、配分演算部と、を有していてもよい。理想軸力演算部は、前記転舵輪の転舵動作に連動して回転する回転体の目標回転角に基づく理想的な軸力である理想軸力を演算する。ここで目標回転角は、操舵状態に応じて演算されるものである。配分演算部は、前記推定軸力および前記理想軸力に対して、それぞれ車両挙動あるいは路面状態が反映される状態量または操舵状態に応じて個別に設定される分配比率を乗算した値を合算することにより最終的な前記操舵域軸力として混合軸力を演算する。

この構成によれば、目標回転角に基づき演算される理想的な軸力、および車両挙動などが反映される状態量に基づき演算される推定軸力を、車両挙動などが反映される状態量に応じた分配比率で合算することにより、車両挙動などをより細やかに反映した軸力が得られる。

本発明の操舵制御装置によれば、より適切な操舵反力を運転者に付与することができる。

操舵制御装置の第１の実施の形態が搭載されるステアバイワイヤ方式の操舵装置の構成図。 第１の実施の形態における制御装置の制御ブロック図。 第１の実施の形態における目標舵角演算部の制御ブロック図。 第１の実施の形態における車両モデルの制御ブロック図。 第１の実施の形態における目標ピニオン角と理想軸力との関係を規定するマップを示すグラフ。 第１の実施の形態における仮想ラックエンド角（目標舵角または目標ピニオン角）と仮想ラックエンド軸力との関係を規定するマップを示すグラフ。 第１の実施の形態における目標舵角と最終的な軸力との関係を示すグラフ。 操舵制御装置の第２の実施の形態における車両モデルの制御ブロック図。 第２の実施の形態における第１の制限軸力演算部の制御ブロック図。 第２の実施の形態における第２の制限軸力演算部の制御ブロック図。

＜第１の実施の形態＞
以下、操舵制御装置をステアバイワイヤ方式の操舵装置に適用した第１の実施の形態を説明する。

図１に示すように、車両の操舵装置１０は、ステアリングホイール１１に連結されたステアリングシャフト１２を有している。また、操舵装置１０は、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。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。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。ステアリングシャフト１２および転舵シャフト１４は操舵機構を構成する。

＜操舵反力を発生させるための構成：反力ユニット＞
また、操舵装置１０は、操舵反力を生成するための構成として、反力モータ３１、減速機構３２、回転角センサ３３、およびトルクセンサ３４を有している。ちなみに、操舵反力とは、運転者によるステアリングホイール１１の操作方向と反対方向へ向けて作用する力（トルク）をいう。操舵反力をステアリングホイール１１に付与することにより、運転者に適度な手応え感を与えることが可能である。

反力モータ３１は、操舵反力の発生源である。反力モータ３１としてはたとえば三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のブラシレスモータが採用される。反力モータ３１（正確には、その回転軸）は、減速機構３２を介して、ステアリングシャフト１２に連結されている。反力モータ３１のトルクは、操舵反力としてステアリングシャフト１２に付与される。

回転角センサ３３は反力モータ３１に設けられている。回転角センサ３３は、反力モータ３１の回転角θ_ａを検出する。反力モータ３１の回転角θ_ａは、舵角（操舵角）θ_ｓの演算に使用される。反力モータ３１とステアリングシャフト１２とは減速機構３２を介して連動する。このため、反力モータ３１の回転角θ_ａとステアリングシャフト１２の回転角、ひいてはステアリングホイール１１の回転角である舵角θ_ｓとの間には相関がある。したがって、反力モータ３１の回転角θ_ａに基づき舵角θ_ｓを求めることができる。

トルクセンサ３４は、ステアリングホイール１１の回転操作を通じてステアリングシャフト１２に加わる操舵トルクＴ_ｈを検出する。トルクセンサ３４は、ステアリングシャフト１２における減速機構３２よりもステアリングホイール１１側の部分に設けられている。

＜転舵力を発生させるための構成：転舵ユニット＞
また、操舵装置１０は、転舵輪１６，１６を転舵させるための動力である転舵力を生成するための構成として、転舵モータ４１、減速機構４２、および回転角センサ４３を有している。

転舵モータ４１は転舵力の発生源である。転舵モータ４１としては、たとえば三相のブラシレスモータが採用される。転舵モータ４１（正確には、その回転軸）は、減速機構４２を介してピニオンシャフト４４に連結されている。ピニオンシャフト４４のピニオン歯４４ａは、転舵シャフト１４のラック歯１４ｂに噛み合わされている。転舵モータ４１のトルクは、転舵力としてピニオンシャフト４４を介して転舵シャフト１４に付与される。転舵モータ４１の回転に応じて、転舵シャフト１４は車幅方向（図中の左右方向）に沿って移動する。

回転角センサ４３は転舵モータ４１に設けられている。回転角センサ４３は転舵モータ４１の回転角θ_ｂを検出する。
ちなみに、操舵装置１０は、ピニオンシャフト１３を有している。ピニオンシャフト１３は、転舵シャフト１４に対して交わるように設けられている。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。ピニオンシャフト１３を設ける理由は、ピニオンシャフト４４と共に転舵シャフト１４をハウジング（図示略）の内部に支持するためである。すなわち、操舵装置１０に設けられる支持機構（図示略）によって、転舵シャフト１４は、その軸方向に沿って移動可能に支持されるとともに、ピニオンシャフト１３，４４へ向けて押圧される。これにより、転舵シャフト１４はハウジングの内部に支持される。ただし、ピニオンシャフト１３を使用せずに転舵シャフト１４をハウジングに支持する他の支持機構を設けてもよい。

＜制御装置＞
また、操舵装置１０は、制御装置５０を有している。制御装置５０は、各種のセンサの検出結果に基づき反力モータ３１、および転舵モータ４１を制御する。センサとしては、前述した回転角センサ３３、トルクセンサ３４および回転角センサ４３に加えて、車速センサ５０１がある。車速センサ５０１は、車両に設けられて車両の走行速度である車速Ｖを検出する。

制御装置５０は、反力モータ３１の駆動制御を通じて操舵トルクＴ_ｈに応じた操舵反力を発生させる反力制御を実行する。制御装置５０は操舵トルクＴ_ｈおよび車速Ｖに基づき目標操舵反力を演算し、この演算される目標操舵反力、操舵トルクＴ_ｈおよび車速Ｖに基づきステアリングホイール１１の目標舵角（目標操舵角）を演算する。制御装置５０は、実際の舵角θ_ｓを目標舵角に追従させるべく実行される舵角θ_ｓのフィードバック制御を通じて舵角補正量を演算し、この演算される舵角補正量を目標操舵反力に加算することにより操舵反力指令値を演算する。制御装置５０は、操舵反力指令値に応じた操舵反力を発生させるために必要とされる電流を反力モータ３１へ供給する。

制御装置５０は、転舵モータ４１の駆動制御を通じて転舵輪１６，１６を操舵状態に応じて転舵させる転舵制御を実行する。制御装置５０は、回転角センサ４３を通じて検出される転舵モータ４１の回転角θ_ｂに基づきピニオンシャフト４４の実際の回転角であるピニオン角θ_ｐを演算する。このピニオン角θ_ｐは、転舵輪１６，１６の転舵角θ_ｗを反映する値である。制御装置５０は、前述した目標操舵角を使用して目標ピニオン角を演算する。そして制御装置５０は、目標ピニオン角と実際のピニオン角θ_ｐとの偏差を求め、当該偏差を無くすように転舵モータ４１に対する給電を制御する。

＜制御装置の詳細構成＞
つぎに、制御装置５０について詳細に説明する。
図２に示すように、制御装置５０は、反力制御を実行する反力制御部５０ａ、および転舵制御を実行する転舵制御部５０ｂを有している。

＜反力制御部＞
反力制御部５０ａは、目標操舵反力演算部５１、目標舵角演算部５２、舵角演算部５３、舵角フィードバック制御部５４、加算器５５、および通電制御部５６を有している。

目標操舵反力演算部５１は、操舵トルクＴ_ｈおよび車速Ｖに基づき目標操舵反力Ｔ_１ ^＊を演算する。目標操舵反力演算部５１は、操舵トルクＴ_ｈの絶対値が大きいほど、また車速Ｖが遅いほど、より大きな値（絶対値）の目標操舵反力Ｔ_１ ^＊を演算する。

目標舵角演算部５２は、目標操舵反力Ｔ_１ ^＊、操舵トルクＴ_ｈおよび車速Ｖを使用してステアリングホイール１１の目標舵角θ^＊を演算する。目標舵角演算部５２は、目標操舵反力Ｔ_１ ^＊および操舵トルクＴ_ｈの総和を入力トルクとするとき、この入力トルクに基づいて理想的な舵角（操舵角）を定める理想モデルを有している。この理想モデルは、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間が機械的に連結されている操舵装置を前提として、入力トルクに応じた理想的な転舵角に対応する舵角を予め実験などによりモデル化したものである。目標舵角演算部５２は、目標操舵反力Ｔ_１ ^＊と操舵トルクＴ_ｈとを加算することにより入力トルクを求め、この入力トルクから理想モデルに基づいて目標舵角θ^＊（目標操舵角）を演算する。

舵角演算部５３は、回転角センサ３３を通じて検出される反力モータ３１の回転角θ_ａに基づきステアリングホイール１１の実際の舵角θ_ｓを演算する。舵角フィードバック制御部５４は、実際の舵角θ_ｓを目標舵角θ^＊に追従させるべく舵角θ_ｓのフィードバック制御を通じて舵角補正量Ｔ_２ ^＊を演算する。加算器５５は、目標操舵反力Ｔ_１ ^＊に舵角補正量Ｔ_２ ^＊を加算することにより操舵反力指令値Ｔ^＊を算出する。

通電制御部５６は、操舵反力指令値Ｔ^＊に応じた電力を反力モータ３１へ供給する。具体的には、通電制御部５６は、操舵反力指令値Ｔ^＊に基づき反力モータ３１に対する電流指令値を演算する。また、通電制御部５６は、反力モータ３１に対する給電経路に設けられた電流センサ５７を通じて、当該給電経路に生じる実際の電流値Ｉ_ａを検出する。この電流値Ｉ_ａは、反力モータ３１に供給される実際の電流の値である。そして通電制御部５６は、電流指令値と実際の電流値Ｉ_ａとの偏差を求め、当該偏差を無くすように反力モータ３１に対する給電を制御する（電流Ｉ_ａのフィードバック制御）。これにより、反力モータ３１は操舵反力指令値Ｔ^＊に応じたトルクを発生する。運転者に対して路面反力に応じた適度な手応え感を与えることが可能である。

＜転舵制御部＞
図２に示すように、転舵制御部５０ｂは、ピニオン角演算部６１、舵角比変更制御部６２、微分ステアリング制御部６３、ピニオン角フィードバック制御部６４、および通電制御部６５を有している。

ピニオン角演算部６１は、回転角センサ４３を通じて検出される転舵モータ４１の回転角θ_ｂに基づきピニオンシャフト４４の実際の回転角であるピニオン角θ_ｐを演算する。前述したように、転舵モータ４１とピニオンシャフト４４とは減速機構４２を介して連動する。このため、転舵モータ４１の回転角θ_ｂとピニオン角θ_ｐとの間には相関関係がある。この相関関係を利用して転舵モータ４１の回転角θ_ｂからピニオン角θ_ｐを求めることができる。さらに、これも前述したように、ピニオンシャフト４４は、転舵シャフト１４に噛合されている。このため、ピニオン角θ_ｐ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、ピニオン角θ_ｐは、転舵輪１６，１６の転舵角θ_ｗを反映する値である。

舵角比変更制御部６２は、車両の走行状態（たとえば車速Ｖ）に応じて舵角θ_ｓに対する転舵角θ_ｗの比である舵角比を設定し、この設定される舵角比に応じて目標ピニオン角を演算する。舵角比変更制御部６２は、車速Ｖが遅くなるほど舵角θ_ｓに対する転舵角θ_ｗがより大きくなるように、また車速Ｖが速くなるほど舵角θ_ｓに対する転舵角θ_ｗがより小さくなるように、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する。舵角比変更制御部６２は、車両の走行状態に応じて設定される舵角比を実現するために、目標舵角θ^＊に対する補正角度を演算し、この演算される補正角度を目標舵角θ^＊に加算することにより舵角比に応じた目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する。

微分ステアリング制御部６３は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を微分することにより目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の変化速度（転舵速度）を演算する。また、微分ステアリング制御部６３は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の変化速度にゲインを乗算することにより目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に対する補正角度を演算する。微分ステアリング制御部６３は、補正角度を目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に加算することにより最終的な目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する。舵角比変更制御部６２により演算される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の位相が進められることにより、転舵遅れが改善される。すなわち、転舵速度に応じて転舵応答性が確保される。

ピニオン角フィードバック制御部６４は、実際のピニオン角θ_ｐを、微分ステアリング制御部６３により演算される最終的な目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に追従させるべくピニオン角θ_ｐのフィードバック制御（ＰＩＤ制御）を通じてピニオン角指令値Ｔ_ｐ ^＊を演算する。

通電制御部６５は、ピニオン角指令値Ｔ_ｐ ^＊に応じた電力を転舵モータ４１へ供給する。具体的には、通電制御部６５は、ピニオン角指令値Ｔ_ｐ ^＊に基づき転舵モータ４１に対する電流指令値を演算する。また、通電制御部６５は、転舵モータ４１に対する給電経路に設けられた電流センサ６６を通じて、当該給電経路に生じる実際の電流値Ｉ_ｂを検出する。この電流値Ｉ_ｂは、転舵モータ４１に供給される実際の電流の値である。そして通電制御部６５は、電流指令値と実際の電流値Ｉ_ｂとの偏差を求め、当該偏差を無くすように転舵モータ４１に対する給電を制御する（電流値Ｉ_ｂのフィードバック制御）。これにより、転舵モータ４１はピニオン角指令値Ｔ_ｐ ^＊に応じた角度だけ回転する。

＜目標舵角演算部＞
つぎに、目標舵角演算部５２について詳細に説明する。
前述したように、目標舵角演算部５２は、目標操舵反力Ｔ_１ ^＊および操舵トルクＴ_ｈの総和である入力トルクから理想モデルに基づいて目標舵角θ^＊を演算する。この理想モデルは、ステアリングシャフト１２に印加されるトルクとしての入力トルクＴ_ｉｎ ^＊が、次式（１）で表されることを利用したモデルである。

Ｔ_ｉｎ ^＊＝Ｊθ^＊′′＋Ｃθ^＊′＋Ｋθ^＊ …（１）
ただし、「Ｊ」はステアリングホイール１１およびステアリングシャフト１２の慣性モーメント、「Ｃ」は転舵シャフト１４のハウジングに対する摩擦などに対応する粘性係数（摩擦係数）、「Ｋ」はステアリングホイール１１およびステアリングシャフト１２をそれぞればねとみなしたときのばね係数である。

式（１）から分かるように、入力トルクＴ_ｉｎ ^＊は、目標舵角θ^＊の二階時間微分値θ^＊′′に慣性モーメントＪを乗じた値、目標舵角θ^＊の一階時間微分値θ^＊′に粘性係数Ｃを乗じた値、および目標舵角θ^＊にばね係数Ｋを乗じた値を加算することによって得られる。目標舵角演算部５２は、式（１）に基づく理想モデルに従って目標舵角θ^＊を演算する。

図３に示すように、式（１）に基づく理想モデルは、ステアリングモデル７１、および車両モデル７２に分けられる。
ステアリングモデル７１は、ステアリングシャフト１２および反力モータ３１など、操舵装置１０の各構成要素の特性に応じてチューニングされる。ステアリングモデル７１は、加算器７３、減算器７４、慣性モデル７５、第１の積分器７６、第２の積分器７７および粘性モデル７８を有している。

加算器７３は、目標操舵反力Ｔ_１ ^＊と操舵トルクＴ_ｈとを加算することにより入力トルクＴ_ｉｎ ^＊を演算する。
減算器７４は、加算器７３により算出される入力トルクＴ_ｉｎ ^＊から後述する粘性成分Ｔ_ｖｉ ^＊およびばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊をそれぞれ減算することにより、最終的な入力トルクＴ_ｉｎ ^＊を演算する。

慣性モデル７５は、式（１）の慣性項に対応する慣性制御演算部として機能する。慣性モデル７５は、減算器７４により算出される最終的な入力トルクＴ_ｉｎ ^＊に慣性モーメントＪの逆数を乗ずることにより、舵角加速度α^＊を演算する。

第１の積分器７６は、慣性モデル７５により算出される舵角加速度α^＊を積分することにより、舵角速度ω^＊を演算する。
第２の積分器７７は、第１の積分器７６により算出される舵角速度ω^＊をさらに積分することにより、目標舵角θ^＊を演算する。目標舵角θ^＊は、ステアリングモデル７１に基づくステアリングホイール１１（ステアリングシャフト１２）の理想的な回転角である。

粘性モデル７８は、式（１）の粘性項に対応する粘性制御演算部として機能する。粘性モデル７８は、第１の積分器７６により算出される舵角速度ω^＊に粘性係数Ｃを乗ずることにより、入力トルクＴ_ｉｎ ^＊の粘性成分Ｔ_ｖｉ ^＊を演算する。

車両モデル７２は、操舵装置１０が搭載される車両の特性に応じてチューニングされる。操舵特性に影響を与える車両側の特性は、たとえばサスペンションおよびホイールアライメントの仕様、および転舵輪１６，１６のグリップ力（摩擦力）などにより決まる。車両モデル７２は、式（１）のばね項に対応するばね特性制御演算部として機能する。車両モデル７２は、第２の積分器７７により算出される目標舵角θ^＊にばね係数Ｋを乗ずることにより、入力トルクＴ_ｉｎ ^＊のばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊（トルク）を演算する。

このように構成した目標舵角演算部５２によれば、ステアリングモデル７１の慣性モーメントＪおよび粘性係数Ｃ、ならびに車両モデル７２のばね係数Ｋをそれぞれ調整することによって、入力トルクＴ_ｉｎ ^＊と目標舵角θ^＊との関係を直接的にチューニングすること、ひいては所望の操舵特性を実現することができる。

また、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊は、入力トルクＴ_ｉｎ ^＊からステアリングモデル７１および車両モデル７２に基づき演算される目標舵角θ^＊が使用されて演算される。そして、実際のピニオン角θ_ｐが目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に一致するようにフィードバック制御される。前述したように、ピニオン角θ_ｐと転舵輪１６，１６の転舵角θ_ｗとの間には相関関係がある。このため、入力トルクＴ_ｉｎ ^＊に応じた転舵輪１６，１６の転舵動作もステアリングモデル７１および車両モデル７２により定まる。すなわち、車両の操舵感がステアリングモデル７１および車両モデル７２により決まる。したがって、ステアリングモデル７１および車両モデル７２を調整することにより所望の操舵感を実現することが可能となる。

しかし、このように構成した制御装置５０において、操舵反力（ステアリングを通じて感じる手応え）は目標舵角θ^＊に応じたものにしかならない。すなわち、車両挙動あるいは路面状態（路面の滑りやすさなど）によって操舵反力が変わらない。このため、運転者は操舵反力を通じて車両挙動あるいは路面状態を把握しにくい。そこで本実施の形態では、こうした懸念を解消する観点に基づき、車両モデル７２をつぎのように構成している。

＜車両モデル＞
図４に示すように、車両モデル７２は、理想軸力演算部８１、推定軸力演算部８２、仮想ラックエンド軸力演算部８３、軸力配分演算部８４、最大値選択部８５、および換算部８６を有している。

理想軸力演算部８１は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に基づき、転舵輪１６，１６を通じて転舵シャフト１４に作用する軸力の理想値である理想軸力Ｆ１を演算する。理想軸力演算部８１は、制御装置５０の記憶装置に格納された理想軸力マップを使用して理想軸力Ｆ１を演算する。

図５のグラフに示すように、理想軸力マップＭ１は、横軸を目標ピニオン角θ_ｐ ^＊、縦軸を理想軸力Ｆ１とするマップであって、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊と理想軸力Ｆ１との関係を車速Ｖに応じて規定する。理想軸力マップＭ１は、つぎの特性を有する。すなわち、理想軸力Ｆ１は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の絶対値が増大するほど、また車速Ｖが遅いほど、より大きな絶対値に設定される。目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の絶対値の増加に対して、理想軸力Ｆ１の絶対値は線形的に増加する。理想軸力Ｆ１は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の符号（正負）と同符号に設定される。

図４に示すように、推定軸力演算部８２は、転舵モータ４１の電流値Ｉ_ｂに基づき、転舵シャフト１４に作用する推定軸力Ｆ２（路面反力）を演算する。ここで、転舵モータ４１の電流値Ｉ_ｂは、路面状態（路面摩擦抵抗）に応じた外乱が転舵輪１６に作用することに起因して目標ピニオン角θ_ｐ ^＊と実際のピニオン角θ_ｐとの間の差が発生することによって変化する。すなわち、転舵モータ４１の電流値Ｉ_ｂには、転舵輪１６，１６に作用する実際の路面反力が反映される。このため、転舵モータ４１の電流値Ｉ_ｂに基づき路面状態の影響を反映した軸力を演算することが可能である。推定軸力Ｆ２は、車速Ｖに応じた係数であるゲインを転舵モータ４１の電流値Ｉ_ｂに乗算することにより求められる。

仮想ラックエンド軸力演算部８３は、ステアリングホイール１１の操作範囲を仮想的に制限するための仮想ラックエンド軸力Ｆ３を演算する。仮想ラックエンド軸力Ｆ３は、ステアリングホイール１１の操作位置がその操作範囲の限界位置に近づいたとき、および転舵シャフト１４がその物理的な可動範囲の限界位置に近づいたとき、反力モータ３１が発生する操舵方向と反対方向のトルク（操舵反力トルク）を急激に増大させる観点に基づき演算される。

ちなみに、ステアリングホイール１１の操作範囲の限界位置は、たとえばステアリングホイール１１に設けられるスパイラルケーブルの長さによって決まる。また、転舵シャフト１４の物理的な操作範囲の限界位置とは、転舵シャフト１４の端部（ラックエンド）が図示しないハウジングに突き当たる、いわゆる「エンド当て」が生じることによって、転舵シャフト１４の移動範囲が物理的に規制される位置をいう。

仮想ラックエンド軸力演算部８３は、目標舵角θ^＊および舵角比変更制御部６２（図２を参照）により演算される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を取り込む。仮想ラックエンド軸力演算部８３は、目標舵角θ^＊と目標ピニオン角θ_ｐ ^＊とを比較して、絶対値の大きい方を仮想ラックエンド角として、仮想ラックエンド軸力Ｆ３の演算に使用する。仮想ラックエンド軸力演算部８３は、制御装置５０の記憶装置に格納された仮想ラックエンドマップを使用して、仮想ラックエンド軸力Ｆ３を演算する。

図６のグラフに示すように、仮想ラックエンドマップＭ２は、横軸を仮想ラックエンド角θ_ｅｎｄ、縦軸を仮想ラックエンド軸力Ｆ３とするマップであって、仮想ラックエンド角θ_ｅｎｄと仮想ラックエンド軸力Ｆ３との関係を規定する。仮想ラックエンドマップＭ２は、つぎの特性を有する。すなわち、仮想ラックエンド角θ_ｅｎｄの絶対値が「０」を基準としてエンド判定しきい値θ_ｔｈに達するまでは、仮想ラックエンド軸力Ｆ３は操舵中立位置あるいは転舵中立位置に対応する中立角である「０」に維持される。仮想ラックエンド角θ_ｅｎｄの絶対値がエンド判定しきい値θ_ｔｈに達した以降、仮想ラックエンド軸力Ｆ３が発生するとともに、その仮想ラックエンド軸力Ｆ３は絶対値が増加する方向へ向けて急激に増大する。

ちなみに、仮想ラックエンド軸力Ｆ３は、仮想ラックエンド角θ_ｅｎｄの符号（正負）と同符号に設定される。また、エンド判定しきい値θ_ｔｈは、ステアリングホイール１１が操作範囲の限界位置に達するときの舵角θ_ｓの近傍値、あるいは転舵シャフト１４が可動範囲の限界位置に達するときのピニオン角θ_ｐの近傍値に基づき設定される。

図４に示すように、軸力配分演算部８４は、理想軸力Ｆ１、および推定軸力Ｆ２に対してそれぞれ個別に設定される分配比率（ゲイン）を乗算した値を合算することにより、混合軸力Ｆ４を演算する。分配比率は、車両挙動、路面状態あるいは操舵状態が反映される各種の状態量に応じて設定される。また、分配比率は、車両の状態量の一つである車速Ｖのみに基づき設定してもよい。この場合、たとえば車速Ｖが速いときほど、理想軸力Ｆ１の分配比率をより大きな値に設定する一方、推定軸力Ｆ２の分配比率をより小さな値に設定する。また、車速Ｖが遅いときほど、理想軸力Ｆ１の分配比率をより小さな値に設定する一方、推定軸力Ｆ２の分配比率をより大きな値に設定する。

最大値選択部８５は、仮想ラックエンド軸力演算部８３により演算される仮想ラックエンド軸力Ｆ３、および軸力配分演算部８４により演算される混合軸力Ｆ４を取り込む。最大値選択部８５は、これら取り込まれる仮想ラックエンド軸力Ｆ３および混合軸力Ｆ４のうち絶対値の大きい方を選択し、この選択される仮想ラックエンド軸力Ｆ３または混合軸力Ｆ４を、入力トルクＴ_ｉｎ ^＊に対するばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊の演算に使用する最終的な軸力Ｆ_ｓｐとして設定する。

換算部８６は、最大値選択部８５により設定される最終的な軸力Ｆ_ｓｐに基づき入力トルクＴ_ｉｎ ^＊に対するばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊を演算（換算）する。
最大値選択部８５によって混合軸力Ｆ４が最終的な軸力Ｆ_ｓｐとして設定される場合、この最終的な軸力Ｆ_ｓｐに基づくばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊が入力トルクＴ_ｉｎ ^＊に反映されることによって、車両挙動あるいは路面状態に応じた操舵反力をステアリングホイール１１に付与することが可能となる。運転者は、ステアリングホイール１１を介した操舵反力を手応えとして感じることにより車両挙動あるいは路面状態を把握することが可能となる。

また、最大値選択部８５によって仮想ラックエンド軸力Ｆ３が最終的な軸力Ｆ_ｓｐとして設定される場合、この最終的な軸力Ｆ_ｓｐに基づくばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊が入力トルクＴ_ｉｎ ^＊に反映されることによって操舵反力が急激に増大する。このため、運転者は舵角の絶対値が大きくなる方向へ向けてステアリングホイール１１を操作することが難しくなる。したがって、運転者は操舵反力（手応え）として突き当り感を感じることによって、ステアリングホイール１１が仮想的な操作範囲の限界位置に至ったことを認識することが可能となる。

＜第１の実施の形態の作用＞
つぎに、車両モデル７２に最大値選択部８５を設けたことによる作用を説明する。
まず比較例として、車両モデル７２として、最大値選択部８５を有しておらず、混合軸力Ｆ４と仮想ラックエンド軸力Ｆ３とを合算することによりばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊の演算に使用する最終的な軸力Ｆ_ｓｐを演算する構成を採用した場合について説明する。この構成を採用した場合、つぎのようなことが懸念される。

図７のグラフに二点鎖線で示すように、たとえば仮想ラックエンド角θ_ｅｎｄとしての目標舵角θ^＊の絶対値がエンド判定しきい値θ_ｔｈに達することにより仮想ラックエンド軸力Ｆ３が演算される場合、この仮想ラックエンド軸力Ｆ３が混合軸力Ｆ４に加算（上乗せ）されることによって、ばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊の演算に使用する最終的な軸力Ｆ_ｓｐが演算される。このため、過剰な値の最終的な軸力Ｆ_ｓｐ、ひいては過剰な値のばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊が演算されることによって、運転者に必要以上の操舵反力が付与されるおそれがある。この事象は、たとえば車両が低速で大きく旋回する場合など、混合軸力Ｆ４に占める推定軸力Ｆ２の分配比率がより大きな状態、すなわち推定軸力Ｆ２が支配的な状態で仮想ラックエンド軸力Ｆ３が加算される場合に発生しやすい。これは、路面摩擦抵抗などの路面状態に応じて、目標舵角θ^＊（舵角θ_ｓ）の絶対値の増加に対する推定軸力Ｆ２の増加割合（傾き）が変動するところ、たとえば路面摩擦抵抗が大きくなるほど、かつ舵角θ_ｓが大きくなるほど推定軸力Ｆ２はより大きな値になるからである。

この点、本実施の形態の車両モデル７２においては、仮想ラックエンド軸力Ｆ３が演算される場合、この仮想ラックエンド軸力Ｆ３と混合軸力Ｆ４とは合算されない。すなわち、最大値選択部８５によって、仮想ラックエンド軸力Ｆ３および混合軸力Ｆ４のうち絶対値の大きい方が、最終的な軸力Ｆ_ｓｐとして設定される。図７のグラフに示すように、ここではエンド判定しきい値θ_ｔｈの絶対値よりも大きな絶対値を有する角度θ１（θ１＞θ_ｔｈ）を境として、混合軸力Ｆ４と仮想ラックエンド軸力Ｆ３との大小関係が反転する場合について検討する。この場合、目標舵角θ^＊の絶対値がエンド判定しきい値θ_ｔｈに達してから角度θ１（θ１＞θ_ｔｈ）に達するまでの間においては、仮想ラックエンド軸力Ｆ３の絶対値よりも混合軸力Ｆ４の絶対値の方が大きいため、混合軸力Ｆ４が最終的な軸力Ｆ_ｓｐとして設定される。そして、目標舵角θ^＊の絶対値が角度θ１を超えた以降については、混合軸力Ｆ４の絶対値よりも仮想ラックエンド軸力Ｆ３の絶対値の方が大きいため、仮想ラックエンド軸力Ｆ３が最終的な軸力Ｆ_ｓｐとして設定される。このように、混合軸力Ｆ４に仮想ラックエンド軸力Ｆ３が上乗せされることがないため、過剰な値の最終的な軸力Ｆ_ｓｐが演算されることが抑制される。このため、運転者に必要以上の操舵反力が付与されることが抑制される。

＜第１の実施の形態の効果＞
したがって、第１の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）仮想ラックエンド軸力Ｆ３が演算される場合、その仮想ラックエンド軸力Ｆ３および混合軸力Ｆ４のうち絶対値の大きい方がばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊の演算に使用する最終的な軸力Ｆ_ｓｐとして設定される。仮想ラックエンド軸力Ｆ３が混合軸力Ｆ４に上乗せされることがないため、最終的な軸力Ｆ_ｓｐが過剰な値になることを抑制することができる。したがって、運転者に過度な操舵反力が付与されることに起因する運転者の違和感を抑えることができる。

特に、本実施の形態は、混合軸力Ｆ４に占める推定軸力Ｆ２の割合が大きいときほど、また推定軸力Ｆ２の値がより大きいときほど効果的である。すなわち、車両が低速で大きく旋回する場合など、仮想ラックエンド軸力Ｆ３が演算される状況と、混合軸力Ｆ４に占める推定軸力Ｆ２の割合が大きくなる状況（推定軸力Ｆ２が支配的となる状況）とは一致する。したがって、車両モデル７２として、混合軸力Ｆ４に仮想ラックエンド軸力Ｆ３を加算する構成が採用されている場合、より大きな値の混合軸力Ｆ４に仮想ラックエンド軸力Ｆ３が加算されることになるため、最終的な軸力Ｆ_ｓｐの値が過剰に大きくなりやすい。これに対して、本実施の形態では、仮想ラックエンド軸力Ｆ３が混合軸力Ｆ４に加算されることがないため、最終的な軸力Ｆ_ｓｐが過剰な値になることを抑制することができる。

（２）理想軸力マップＭ１および仮想ラックエンドマップＭ２は、相互の調整を図ることなく、それぞれ個別に設定すればよい。たとえば、混合軸力Ｆ４に仮想ラックエンド軸力Ｆ３が加算される場合、最終的な軸力Ｆ_ｓｐが過剰な値にならないように理想軸力マップＭ１および仮想ラックエンドマップＭ２の特性を調整することが考えられる。この点、本実施の形態では、仮想ラックエンド軸力Ｆ３および混合軸力Ｆ４のうち絶対値の大きい方を最終的な軸力Ｆ_ｓｐとして使用することにより、最終的な軸力Ｆ_ｓｐを考慮しつつマップ特性の調整作業（マップの作り込み作業）を行う必要がない。このため、理想軸力マップＭ１および仮想ラックエンドマップＭ２の設定作業が簡単になる。

＜但し書き＞
ただし、本実施の形態において、理想軸力演算部８１および推定軸力演算部８２は、操舵域軸力演算部を構成する。操舵域軸力演算部は、車両の状態量に基づき操舵域軸力を演算する機能部分である。ここで、操舵域軸力とは、ステアリングホイール１１が通常操作される操舵域として定められる操作範囲内で操作されるときの転舵シャフト１４に作用する軸力をいう。本実施の形態では、理想軸力Ｆ１および推定軸力Ｆ２が操舵域軸力に相当する。

また、仮想ラックエンド軸力演算部８３は、制限軸力演算部を構成する。制限軸力演算部は、操舵状態または転舵輪１６，１６の転舵状態が反映される車両の状態量に基づき転舵シャフト１４の軸力として制限軸力を演算する機能部分である。ここで、制限軸力とは、ステアリングホイールの操作を仮想的に制限するために演算される軸力をいう。本実施の形態では、仮想ラックエンド軸力Ｆ３が制限軸力に相当する。

また、仮想ラックエンド軸力演算部８３は、範囲制限軸力演算部を構成する。範囲制限軸力演算部は、操舵状態または転舵輪１６，１６の転舵状態が反映される状態量に基づき、ステアリングホイール１１の操作範囲を仮想的な操作範囲に制限するための範囲制限軸力を演算する機能部分である。本実施の形態において、仮想ラックエンド軸力Ｆ３が範囲制限軸力に相当する。

＜第２の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置をステアバイワイヤ方式の操舵装置に適用した第２の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図１〜図４に示される第１の実施の形態と同様の構成を有している。

操舵装置１０あるいは制御装置５０の仕様などによっては、ステアリングホイール１１が仮想的な操作範囲の限界位置に至ったこと以外の状況についても、操舵反力を通じて運転者に伝えることが要求されることがある。運転者への伝達が要求される状況としては、たとえばつぎの２つの状況（Ａ１），（Ａ２）が考えられる。

（Ａ１）車両が停車状態から発進する場合などにおいて、転舵輪１６，１６が縁石などの障害物に当たっている状況。
（Ａ２）車載されるバッテリの電力不足などに起因して転舵モータ４１へ供給される電流、ひいては転舵モータ４１が発生するトルクが本来よりも小さな値に制限される（不足する）ことにより、転舵輪１６，１６の転舵角θ_ｗ（ピニオン角θ_ｐ）が目標値に追従できない状況。

そこで、本実施の形態では、操舵反力を通じて２つの状況（Ａ１），（Ａ２）を運転者に伝えるために、車両モデル７２としてつぎの構成を採用している。
図８に示すように、車両モデル７２には、先の理想軸力演算部８１、推定軸力演算部８２、仮想ラックエンド軸力演算部８３、軸力配分演算部８４、最大値選択部８５、および換算部８６に加えて、第１の制限軸力演算部８７、および第２の制限軸力演算部８８が設けられている。

第１の制限軸力演算部８７は、転舵輪１６，１６が障害物に当たっている状況下において、さらなる切り込み操舵を制限するための第１の制限軸力Ｆ５を演算する。第１の制限軸力演算部８７は、転舵モータ４１の電流値Ｉ_ｂ、目標舵角θ^＊、および目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に基づき第１の制限軸力Ｆ５を演算する。

第２の制限軸力演算部８８は、転舵モータ４１に供給される電流、すなわち転舵モータ４１が発生するトルクが本来よりも小さな値に制限されている状況下において、さらなる切り込み操舵を制限するための第２の制限軸力Ｆ６を演算する。第２の制限軸力演算部８８は、目標舵角θ^＊、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊および転舵モータ４１に供給される電流の制限値Ｉ_ｌｉｍに基づき第２の制限軸力Ｆ６を演算する。

ここで、制限値Ｉ_ｌｉｍは、制御装置５０に設けられる制限値演算部８９により演算される。制限値演算部８９は、車載されるバッテリの電圧（車両の電源電圧）Ｖ_ｂが電圧しきい値以下の値に至ったとき、転舵モータ４１の定格電流値（本来）よりも小さな値の制限値Ｉ_ｌｉｍを演算する。また、制限値演算部８９は、電圧Ｖ_ｂの絶対値の低下に応じて、より小さな絶対値を有する制限値Ｉ_ｌｉｍを演算する。

ちなみに、制限値Ｉ_ｌｉｍは、転舵制御部５０ｂにおける通電制御部６５にも供給される。制限値演算部８９により制限値Ｉ_ｌｉｍが演算される場合、通電制御部６５は転舵モータ４１に供給しようとする電流の絶対値と制限値Ｉ_ｌｉｍとを比較する。通電制御部６５は、転舵モータ４１へ供給しようとする電流の絶対値が制限値Ｉ_ｌｉｍよりも大きいとき、転舵モータ４１へ供給しようとする電流の絶対値を制限値Ｉ_ｌｉｍに制限する。これにより、転舵モータ４１が発生するトルクは、制限値Ｉ_ｌｉｍに応じたトルクに制限される。通電制御部６５は、転舵モータ４１へ供給しようとする電流の絶対値が制限値Ｉ_ｌｉｍ以下であるとき、電流値Ｉ_ｂのフィードバック制御を通じて演算される本来の電流をそのまま転舵モータ４１へ供給する。転舵モータ４１が発生するトルクは本来のままであって制限されない。

＜第１の制限軸力演算部＞
つぎに、第１の制限軸力演算部８７について詳細に説明する。
図９に示すように、第１の制限軸力演算部８７は、減算器９１，微分器９２、電流ゲイン演算部９３、角度ゲイン演算部９４、速度ゲイン演算部９５、乗算器９６、および軸力演算部９７を有している。

減算器９１は、目標舵角θ^＊から目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を減算することにより角度偏差Δθを演算する。微分器９２は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を微分することによりピニオン角速度ω_ｐを演算する。

電流ゲイン演算部９３は、転舵モータ４１の電流値Ｉ_ｂに基づき電流ゲインＧ１を演算する。電流ゲイン演算部９３は、転舵モータ４１の電流値Ｉ_ｂの絶対値が「０（零）」を起点として増大するほど、より大きな値の電流ゲインＧ１を演算する。電流ゲイン演算部９３は、転舵モータ４１の電流値Ｉ_ｂの絶対値が電流しきい値Ｉ_ｔｈに達した以降、転舵モータ４１の電流値Ｉ_ｂの絶対値にかかわらず電流ゲインＧ１の値を「１」に設定する。ちなみに、電流しきい値Ｉ_ｔｈは、転舵輪１６，１６が障害物に当たっていなければ、転舵モータ４１が転舵輪１６，１６を転舵させることができる程度のトルクを発生するときの電流値に基づき、実験あるいはシミュレーションによって設定される。

電流ゲインＧ１は、転舵輪１６，１６が障害物に当たっている状況の確からしさの度合いを示す値である。すなわち、転舵輪１６，１６が障害物に当たっている状況で、さらに転舵輪１６，１６を転舵しようとするほど、転舵モータ４１の電流値Ｉ_ｂの絶対値が増大する。このため、転舵モータ４１の電流値Ｉ_ｂの絶対値が大きいときほど、転舵輪１６，１６が障害物に当たっている蓋然性が高いといえる。ここでは、転舵モータ４１の電流値Ｉ_ｂが電流しきい値Ｉ_ｔｈ以上であるとき、転舵輪１６，１６が障害物に当たっている旨推定される。

角度ゲイン演算部９４は、角度偏差Δθの絶対値に基づき角度ゲインＧ２を演算する。角度ゲイン演算部９４は、角度偏差Δθの絶対値が「０」を起点として増大するほど、より大きな値の角度ゲインＧ２を演算する。角度ゲイン演算部９４は、角度偏差Δθの絶対値が角度偏差しきい値Δθ_ｔｈに達した以降、角度偏差Δθの絶対値にかかわらず角度ゲインＧ２の値を「１」に設定する。

角度ゲインＧ２も、転舵輪１６，１６が障害物に当たっている状況の確からしさの度合いを示す値である。すなわち、転舵輪１６，１６が障害物に当たっている状況で、さらに転舵輪１６，１６を転舵しようとするほど、目標舵角θ^＊と目標ピニオン角θ_ｐ ^＊との偏差が増大する。このため、角度偏差Δθの絶対値が大きいときほど、転舵輪１６，１６が障害物に当たっている蓋然性が高いといえる。ここでは、角度偏差Δθが角度偏差しきい値Δθ_ｔｈ以上であるとき、転舵輪１６，１６が障害物に当たっている旨推定される。ちなみに、角度偏差しきい値Δθ_ｔｈは、回転角センサ３３，４３のノイズなどによる公差を考慮しつつ、あらかじめ実験あるいはシミュレーションにより設定される。

速度ゲイン演算部９５は、ピニオン角速度ω_ｐの絶対値に基づき速度ゲインＧ３を演算する。速度ゲイン演算部９５は、ピニオン角速度ω_ｐの絶対値が「０」から所定値までの範囲であるとき、速度ゲインＧ３の値を「１」に設定する。速度ゲイン演算部９５は、ピニオン角速度ω_ｐの絶対値が所定値に達した以降、ピニオン角速度ω_ｐの絶対値の増加に対して速度ゲインＧ３の値を急激に減少させる。速度ゲイン演算部９５は、ピニオン角速度ω_ｐの絶対値が速度しきい値ω_ｔｈに達した以降、ピニオン角速度ω_ｐの絶対値にかかわらず速度ゲインＧ３の値を「０」に設定する。

速度ゲインＧ３も、転舵輪１６，１６が障害物に当たっている状況の確からしさの度合いを示す値である。すなわち、転舵輪１６，１６が障害物に当たっている状況下においては、転舵輪１６，１６を転舵させることが困難である。このため、転舵輪１６，１６の転舵速度、ひいてはピニオン角速度ω_ｐの絶対値が小さいときほど、転舵輪１６，１６が障害物に当たっている蓋然性が高いといえる。ここでは、角度偏差Δθが角度偏差しきい値Δθ_ｔｈ以上であるとき、転舵輪１６，１６が障害物に当たっている旨推定される。ちなみに、速度しきい値ω_ｔｈは、回転角センサ４３のノイズなどによる公差を考慮しつつ、あらかじめ実験あるいはシミュレーションにより設定される。

乗算器９６は、電流ゲイン演算部９３により演算される電流ゲインＧ１、角度ゲイン演算部９４により演算される角度ゲインＧ２、および速度ゲイン演算部９５により演算される速度ゲインＧ３を乗算することにより、障害物当てゲインＧ４を演算する。障害物当てゲインＧ４は、転舵輪１６，１６が障害物に当たっている状況の確からしさの度合いを、転舵モータ４１の電流値Ｉ_ｂ、角度偏差Δθおよびピニオン角速度ω_ｐを総合的に勘案した結果としての値である。

軸力演算部９７は、障害物当てゲインＧ４に基づき第１の制限軸力Ｆ５を演算する。軸力演算部９７は、障害物当てゲインＧ４が「０（零）」からゲインしきい値Ｇ４_ｔｈまでの範囲内の値である場合、障害物当てゲインＧ４の増大に対して第１の制限軸力Ｆ５を緩やかに増加させる。軸力演算部９７は、障害物当てゲインＧ４がゲインしきい値Ｇ４_ｔｈに達した以降、障害物当てゲインＧ４の増大に対して第１の制限軸力Ｆ５を急激に増大させる。ちなみに、ゲインしきい値Ｇ４_ｔｈは、転舵輪１６，１６が障害物に当たっている旨判定しても差し支えない値であって、あらかじめ実験あるいはシミュレーションにより設定される。また、第１の制限軸力Ｆ５は、運転者による切り込み操舵が困難となる程度の操舵反力を発生させる観点に基づき設定される。

＜第２の制限軸力演算部＞
つぎに、第２の制限軸力演算部８８について詳細に説明する。
図１０に示すように、第２の制限軸力演算部８８は、減算器１０１、角度ゲイン演算部１０２、制限値ゲイン演算部１０３、乗算器１０４、および軸力演算部１０５を有している。

減算器１０１は、減算器９１は、目標舵角θ^＊から目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を減算することにより角度偏差Δθを演算する。
角度ゲイン演算部１０２は、基本的には先の第１の制限軸力演算部８７における角度ゲイン演算部９４と同様の演算機能を有している。角度ゲイン演算部１０２は、角度偏差Δθの絶対値に基づき角度ゲインＧ５を演算する。角度ゲイン演算部１０２における角度偏差Δθの絶対値と角度ゲインＧ５との関係は、先の角度ゲイン演算部９４における角度偏差Δθの絶対値と角度ゲインＧ２との関係と同じである。

角度ゲインＧ５は、転舵モータ４１に供給される電流が制限されている状況の確からしさの度合いを示す値である。すなわち、転舵モータ４１に供給される電流が制限されている状況下においては、転舵輪１６，１６を十分に転舵させることが困難であるため、転舵輪１６，１６を転舵させようとするほど、目標舵角θ^＊と目標ピニオン角θ_ｐ ^＊との偏差が増大する。したがって、角度偏差Δθの絶対値が大きいときほど、転舵モータ４１に供給される電流が制限されている状況である蓋然性が高いといえる。ここでは、角度偏差Δθが角度偏差しきい値Δθ_ｔｈ以上であるとき、転舵モータ４１に供給される電流が制限されている状況である旨推定される。

制限値ゲイン演算部１０３は、制限値演算部８９により演算される制限値Ｉ_ｌｉｍに基づき制限値ゲインＧ６を演算する。制限値Ｉ_ｌｉｍは、転舵モータ４１に供給される電流の限界値である。制限値ゲイン演算部１０３は、制限値Ｉ_ｌｉｍの絶対値が増加するにつれて、より小さな値の制限値ゲインＧ６を演算する。制限値Ｉ_ｌｉｍは「１」から「０」までの範囲の値である。

制限値ゲインＧ６も、転舵モータ４１に供給される電流が制限されている状況の確からしさの度合いを示す値である。すなわち、転舵モータ４１に供給される電流の絶対値がより小さな値に制限されているときほど、制限値Ｉ_ｌｉｍの絶対値はより小さな値に設定される。このため、制限値Ｉ_ｌｉｍの絶対値が小さいときほど、転舵モータ４１に供給される電流の絶対値がより小さな値に制限されている状況である蓋然性が高いといえる。

乗算器１０４は、角度ゲイン演算部１０２により演算される角度ゲインＧ５と、制限値ゲイン演算部１０３により演算される制限値ゲインＧ６とを乗算することにより、転舵電流ゲインＧ７を演算する。転舵電流ゲインＧ７は、転舵モータ４１に供給される電流が制限されている状況の確からしさの度合いを、角度偏差Δθおよび制限値Ｉ_ｌｉｍを総合的に勘案した結果としての値である。

軸力演算部１０５は、基本的には先の第１の制限軸力演算部８７における軸力演算部９７と同様の演算機能を有している。軸力演算部１０５は、転舵電流ゲインＧ７に基づき第２の制限軸力Ｆ６を演算する。軸力演算部１０５における転舵電流ゲインＧ７と第２の制限軸力Ｆ６との関係は、先の軸力演算部９７における障害物当てゲインＧ４と第１の制限軸力Ｆ５との関係と同じである。軸力演算部１０５は、転舵電流ゲインＧ７がゲインしきい値Ｇ７_ｔｈに達した以降、転舵電流ゲインＧ７の増大に対して第２の制限軸力Ｆ６を急激に増大させる。

＜第２の実施の形態の作用＞
つぎに、第２の実施の形態の作用を説明する。
図８に示すように、最大値選択部８５は、仮想ラックエンド軸力演算部８３により演算される仮想ラックエンド軸力Ｆ３、および軸力配分演算部８４に加えて、第１の制限軸力演算部８７により演算される第１の制限軸力Ｆ５および第２の制限軸力演算部８８により演算される第２の制限軸力Ｆ６を取り込む。最大値選択部８５は、これら取り込まれる仮想ラックエンド軸力Ｆ３、混合軸力Ｆ４、第１の制限軸力Ｆ５および第２の制限軸力Ｆ６のうち絶対値が最も大きい軸力を選択し、この選択される軸力を、入力トルクＴ_ｉｎ ^＊に対するばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊の演算に使用する最終的な軸力Ｆ_ｓｐとして設定する。

換算部８６は、最大値選択部８５により設定される最終的な軸力Ｆ_ｓｐに基づき入力トルクＴ_ｉｎ ^＊に対するばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊を演算（換算）する。
最大値選択部８５によって混合軸力Ｆ４が最終的な軸力Ｆ_ｓｐとして設定される場合、この最終的な軸力Ｆ_ｓｐに基づくばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊が入力トルクＴ_ｉｎ ^＊に反映されることによって、車両挙動あるいは路面状態に応じた操舵反力をステアリングホイール１１に付与することが可能となる。運転者は、ステアリングホイール１１を介した操舵反力を手応えとして感じることにより車両挙動あるいは路面状態を把握することが可能となる。

最大値選択部８５によって仮想ラックエンド軸力Ｆ３が最終的な軸力Ｆ_ｓｐとして設定される場合、この最終的な軸力Ｆ_ｓｐに基づくばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊が入力トルクＴ_ｉｎ ^＊に反映されることによって操舵反力が急激に増大する。このため、運転者は舵角θ_ｓの絶対値が大きくなる方向へ向けてステアリングホイール１１を操作することが難しくなる。したがって、運転者は操舵反力として突き当り感を感じることによって、ステアリングホイール１１が仮想的な操作範囲の限界位置に至ったことを認識することが可能となる。

最大値選択部８５によって第１の制限軸力Ｆ５が最終的な軸力Ｆ_ｓｐとして設定される場合、この最終的な軸力Ｆ_ｓｐに基づくばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊が入力トルクＴ_ｉｎ ^＊に反映されることによって操舵反力が急激に増大する。このため、運転者は舵角θ_ｓの絶対値が大きくなる方向へ向けてステアリングホイール１１を操作することが難しくなる。したがって、運転者は操舵反力として突き当り感を感じることによって、転舵輪１６，１６が縁石などの障害物に当たっている状況であることを認識することが可能となる。

最大値選択部８５によって第２の制限軸力Ｆ６が最終的な軸力Ｆ_ｓｐとして設定される場合、この最終的な軸力Ｆ_ｓｐに基づくばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊が入力トルクＴ_ｉｎ ^＊に反映されることによって操舵反力が急激に増大する。このため、運転者は舵角θ_ｓの絶対値が大きくなる方向へ向けてステアリングホイール１１を操作することが難しくなる。したがって、運転者は操舵反力として突き当り感を感じることによって、転舵モータ４１に供給される電流、ひいては転舵モータ４１が発生するトルクが制限されている状況であることを認識することが可能となる。

＜第２の実施の形態の効果＞
したがって、第２の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（３）最大値選択部８５によって、仮想ラックエンド軸力Ｆ３、混合軸力Ｆ４、第１の制限軸力Ｆ５および第２の制限軸力Ｆ６のうち絶対値が最も大きい軸力が、ばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊の演算に使用する最終的な軸力Ｆ_ｓｐとして設定される。このため、仮想ラックエンド軸力Ｆ３、混合軸力Ｆ４、第１の制限軸力Ｆ５、および第２の制限軸力Ｆ６を合算することにより、ばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊の演算に使用する最終的な軸力Ｆｓｐを得る構成を採用する場合と異なり、過剰な値の最終的な軸力Ｆ_ｓｐが演算されることが抑制される。すなわち、運転者に必要以上の操舵反力が付与されることが抑制される。したがって、運転者にステアリングホイール１１を介して過度な操舵反力が付与されることに起因する違和感を抑えることができる。

ちなみに、仮想ラックエンド軸力Ｆ３、第１の制限軸力Ｆ５、および第２の制限軸力Ｆ６を混合軸力Ｆ４に加算することにより、ばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊の演算に使用する最終的な軸力Ｆｓｐを演算する構成を採用した場合、過剰な値の最終的な軸力Ｆ_ｓｐがより演算されやすくなる。たとえば、仮想ラックエンド角θ_ｅｎｄとしての目標舵角θ^＊の絶対値がエンド判定しきい値θ_ｔｈの近傍値に達している状態で転舵輪１６，１６が縁石などの障害物に当たったとき、仮想ラックエンド軸力Ｆ３および第１の制限軸力Ｆ５の双方が混合軸力Ｆ４に加算されることが懸念される。この場合、最終的な軸力Ｆ_ｓｐは、より大きな値になりやすい。

＜但し書き＞
ただし、本実施の形態において、理想軸力演算部８１および推定軸力演算部８２は、操舵域軸力を演算する操舵域軸力演算部を構成する。本実施の形態では、理想軸力Ｆ１および推定軸力Ｆ２が操舵域軸力に相当する。

また、仮想ラックエンド軸力演算部８３、第１の制限軸力演算部８７、および第２の制限軸力演算部８８は、制限軸力を演算する制限軸力演算部を構成する。本実施の形態では、仮想ラックエンド軸力Ｆ３、第１の制限軸力Ｆ５および第２の制限軸力Ｆ６が制限軸力に相当する。

また、仮想ラックエンド軸力演算部８３は、範囲制限軸力を演算する範囲制限軸力演算部を構成する。本実施の形態において、仮想ラックエンド軸力Ｆ３が範囲制限軸力に相当する。

また、第１の制限軸力演算部８７および第２の制限軸力演算部８８は、操作制限軸力演算部を構成する。操作制限軸力演算部は、転舵輪１６，１６の転舵動作が制限される状況である場合にステアリングホイール１１の操作を仮想的に制限するための操作制限軸力を演算する機能部分である。本実施の形態において、第１の制限軸力Ｆ５および第２の制限軸力Ｆ６が操作制限軸力に相当する。

＜他の実施の形態＞
なお、第１および第２の実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・第１および第２の実施の形態において、目標操舵反力演算部５１は、操舵トルクＴ_ｈおよび車速Ｖに基づいて目標操舵反力Ｔ_１ ^＊を求めるようにしたが、操舵トルクＴ_ｈのみに基づいて目標操舵反力Ｔ_１ ^＊を求めるようにしてもよい。

・第１および第２の実施の形態において、目標舵角演算部５２は、目標操舵反力Ｔ_１ ^＊および操舵トルクＴ_ｈの総和である入力トルクＴ_ｉｎ ^＊を使用してステアリングホイール１１の目標舵角θ^＊を演算したが、操舵トルクＴ_ｈのみ、あるいは目標操舵反力Ｔ_１ ^＊のみを入力トルクＴ_ｉｎ ^＊としてステアリングホイール１１の目標舵角θ^＊を演算してもよい。

・第１および第２の実施の形態において、制御装置５０として、微分ステアリング制御部６３を割愛した構成を採用してもよい。この場合、ピニオン角フィードバック制御部６４は、舵角比変更制御部６２により演算される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を取り込み、当該取り込まれる目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に実際のピニオン角θ_ｐを追従させるべくピニオン角θ_ｐのフィードバック制御を実行する。

・第１および第２の実施の形態において、制御装置５０として、微分ステアリング制御部６３および舵角比変更制御部６２の双方を割愛した構成を採用してもよい。この場合、目標舵角演算部５２により演算される目標舵角θ_＊がそのまま目標ピニオン角（θ_ｐ ^＊）として使用される。すなわち、ステアリングホイール１１が操作された分だけ転舵輪１６，１６は転舵する。

・第１および第２の実施の形態において、理想軸力演算部８１は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊および車速Ｖに基づき理想軸力Ｆ１を演算したが、理想軸力Ｆ１の演算に際して、車速Ｖは必ずしも考慮しなくてもよい。また、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に代えて、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に所定の換算係数を乗算することにより得られる目標転舵角を使用して理想軸力Ｆ１を求めてもよい。

・第１および第２の実施の形態において、推定軸力演算部８２は、転舵モータ４１の電流値Ｉ_ｂに基づき推定軸力Ｆ２を演算したが、たとえば車載されるセンサを通じて検出される横加速度あるいはヨーレートに基づき、転舵シャフト１４に作用する軸力を推定演算してもよい。たとえば、車速Ｖに応じた係数であるゲインを横加速度に乗算することにより推定軸力を求めることができる。横加速度には路面摩擦抵抗などの路面状態あるいは車両挙動が反映されるため、横加速度に基づき演算される推定軸力には実際の路面状態が反映される。また、ヨーレートを微分した値であるヨーレート微分値に、車速Ｖに応じた係数である車速ゲインを乗算することにより推定軸力を求めることができる。ヨーレートにも路面摩擦抵抗などの路面状態あるいは車両挙動が反映されるため、ヨーレートに基づき演算される推定軸力にも実際の路面状態が反映される。

・第１および第２の実施の形態において、仮想ラックエンド軸力演算部８３は、目標舵角θ^＊および目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に代えて、舵角θ_ｓおよびピニオン角θ_ｐを使用して仮想ラックエンド軸力Ｆ３を演算するようにしてもよい。この場合、仮想ラックエンド軸力演算部８３は、舵角θ_ｓおよびピニオン角θ_ｐのうち絶対値の大きい方を仮想ラックエンド角θ_ｅｎｄとして、仮想ラックエンド軸力Ｆ３の演算に使用する。

・第２の実施の形態において、第１の制限軸力演算部８７の減算器９１、および第２の制限軸力演算部の減算器１０１は、目標舵角θ^＊から目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を減算することにより角度偏差Δθを演算したが、舵角θ_ｓからピニオン角θ_ｐを減算することにより角度偏差Δθを演算してもよい。また、減算器９１，１０１は、目標舵角θ^＊から、ピニオン角θ_ｐに所定の換算係数を乗算することにより得られる転舵角を減算することにより角度偏差Δθを演算してもよい。

・第２の実施の形態において、第１の制限軸力演算部８７の微分器９２は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を微分することによりピニオン角速度ω_ｐを演算したが、ピニオン角θ_ｐを微分することによりピニオン角速度ω_ｐを演算してもよい。

・第１および第２の実施の形態において、車両モデル７２として、理想軸力演算部８１および軸力配分演算部８４を割愛した構成を採用してもよい。この場合、推定軸力演算部８２により演算される推定軸力Ｆ２がそのまま最終的な軸力Ｆ_ｓｐとして使用される。また、第１の実施の形態において、車両モデル７２として、仮想ラックエンド軸力演算部８３に代えて、第１の制限軸力演算部８７および第２の制限軸力演算部８８の少なくとも一方を有する構成を採用してもよい。また、第２の実施の形態において、車両モデル７２として、第１の制限軸力演算部８７または第２の制限軸力演算部８８を割愛した構成を採用してもよい。

・第１および第２の実施の形態において、制御装置５０は、目標操舵反力Ｔ_１ ^＊に舵角補正量Ｔ_２ ^＊を加算することにより操舵反力指令値Ｔ^＊を算出するようにしたが、舵角補正量Ｔ_２ ^＊を操舵反力指令値Ｔ^＊として使用してもよい。この場合、制御装置５０として加算器５５を割愛した構成を採用することができる。目標操舵反力演算部５１により演算される目標操舵反力Ｔ_１ ^＊は、目標舵角演算部５２にのみ供給される。舵角フィードバック制御部５４により演算される操舵反力指令値Ｔ^＊としての舵角補正量Ｔ_２ ^＊は、通電制御部５６へ供給される。

・第１および第２の実施の形態において、操舵装置１０にクラッチを設けてもよい。この場合、図２に二点鎖線で示すように、ステアリングシャフト１２とピニオンシャフト１３とをクラッチ２１を介して連結する。クラッチ２１としては、励磁コイルに対する通電の断続を通じて動力の断続を行う電磁クラッチが採用される。制御装置５０は、クラッチ２１の断続を切り替える断続制御を実行する。クラッチ２１が切断されるとき、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間の動力伝達が機械的に切断される。クラッチ２１が接続されるとき、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間の動力伝達が機械的に連結される。

・第１および第２の実施の形態における制御装置５０は、車両の操舵機構にモータのトルクをアシスト力として付与するＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）の制御装置に適用してもよい。ＥＰＳとしては、転舵シャフトに噛み合うピニオンシャフトを有するステアリングシャフトにアシスト力を付与するタイプでもよいし、ステアリングシャフトとは別個に設けられたピニオンシャフトを介して転舵シャフトにアシスト力を付与するタイプでもよい。ＥＰＳの制御装置は、操舵状態に応じて演算される指令値に基づきモータを制御する。指令値は、モータに発生させるべきトルクを示す。ＥＰＳの制御装置において、ピニオン角（転舵角）を目標ピニオン角（目標転舵角）に追従させるフィードバック制御の実行を通じて、指令値に反映させるべき転舵シャフトの軸力を演算するものが存在する。そして、このようなＥＰＳの制御装置においても、ステアリングホイール１１の操作範囲を仮想的に制限する第１の制御、転舵輪１６，１６が縁石などの障害物に当たっている状況下における切り込み操舵を制限する第２の制御、あるいは転舵モータ４１に供給される電流が制限されている状況下における切り込み操舵を制限する第３の制御を実行する機能が持たせられることが考えられる。この場合であれ、第１〜第３の制御の少なくとも一つの制御が実行されるとき、ステアリングホイール１１に過剰な操舵反力が付与される状況が想定される。

１１…ステアリングホイール、１２…操舵機構を構成するステアリングシャフト（回転体）、１４…操舵機構を構成する転舵シャフト、１６…転舵輪、３１…反力モータ、４１…転舵モータ、４４…ピニオンシャフト（回転体）、５０…制御装置（操舵制御装置）、８１…理想軸力演算部（操舵域軸力演算部）、８２…推定軸力演算部（操舵域軸力演算部）、８３…仮想ラックエンド軸力演算部（制限軸力演算部、範囲制限軸力演算部）、８４…軸力配分演算部（配分演算部）、８５…最大値選択部（選択部）、８７…第１の制限軸力演算部（操作制限軸力演算部）、８８…第２の制限軸力演算部（操作制限軸力演算部）、Ｆ１…理想軸力（操舵域軸力）、Ｆ２…推定軸力（操舵域軸力）、Ｆ３…仮想ラックエンド軸力（制限軸力、範囲制限軸力）、Ｆ４…混合軸力、Ｆ５…第１の制限軸力（制限軸力、操作制限軸力）、Ｆ６…第２の制限軸力（制限軸力、操作制限軸力）、Ｔ^＊…操舵反力指令値（指令値）、θ^＊…目標舵角（目標回転角）、θ_ｐ ^＊…目標ピニオン角（目標回転角）。

Claims (6)

1. 転舵輪を転舵させる転舵シャフトを含む車両の操舵機構に付与される駆動力を発生するモータを操舵状態に応じて演算される指令値に基づき制御する操舵制御装置であって、
   ステアリングホイールが定められた操作範囲内で操作されるときの前記転舵シャフトに作用する軸力である操舵域軸力を車両の状態量に基づき演算する操舵域軸力演算部と、
   前記ステアリングホイールの操作を仮想的に制限すべく操舵状態または前記転舵輪の転舵状態が反映される車両の状態量に基づき前記転舵シャフトの軸力として制限軸力を演算する制限軸力演算部と、
   前記操舵域軸力および前記制限軸力のうち絶対値が最も大きい軸力を前記指令値に反映させるべき軸力として選択する選択部と、を有している操舵制御装置。
2. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
   前記制限軸力演算部は、
   前記ステアリングホイールの操作範囲を仮想的な操作範囲に制限すべく前記制限軸力として範囲制限軸力を演算する範囲制限軸力演算部と、
   前記転舵輪の転舵動作が制限される状況である場合に前記ステアリングホイールの操作を仮想的に制限すべく前記制限軸力として操作制限軸力を演算する操作制限軸力演算部と、を有している操舵制御装置。
3. 請求項２に記載の操舵制御装置において、
   前記操作制限軸力演算部は、前記転舵輪が障害物に当たっている状況である場合に前記ステアリングホイールの操作を仮想的に制限すべく前記制限軸力として第１の制限軸力を演算する第１の制限軸力演算部を有している操舵制御装置。
4. 請求項２または請求項３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と前記転舵輪との間の動力伝達が分離した構造あるいは断接可能とされた構造を有するものであること、ならびに前記駆動力としてステアリングホイールの操作方向と反対方向へ向けて作用する力である操舵反力を発生する前記モータとしての反力モータ、および前記転舵輪を転舵させる力である転舵力を前記転舵シャフトに付与する前記モータとしての転舵モータが設けられたものであることを前提として、
   前記操作制限軸力演算部は、前記転舵モータのトルクが本来よりも制限される状況である場合に前記ステアリングホイールの操作を仮想的に制限すべく前記制限軸力として第２の制限軸力を演算する第２の制限軸力演算部を有している操舵制御装置。
5. 請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
   前記操舵域軸力演算部は、路面状態または車両挙動が反映される状態量に基づき前記転舵シャフトの軸力を推定軸力として演算する推定軸力演算部を有している操舵制御装置。
6. 請求項５に記載の操舵制御装置において、
   操舵状態に応じて演算される、前記転舵輪の転舵動作に連動して回転する回転体の目標回転角に基づく理想的な軸力である理想軸力を演算する理想軸力演算部と、
   前記推定軸力および前記理想軸力に対して、それぞれ車両挙動あるいは路面状態が反映される状態量または操舵状態に応じて個別に設定される分配比率を乗算した値を合算することにより最終的な前記操舵域軸力として混合軸力を演算する配分演算部と、を有している操舵制御装置。