JP2021115999A - 操舵系装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】粘性成分が大きい場合と小さい場合とで操舵系装置の制御性が異なることによる不都合を補償できるようにした制御装置を提供する。【解決手段】外乱トルク算出処理Ｍ６２は、電動機のトルク以外にピニオン角θｐに影響するトルクを推定外乱トルクＴｌｄｅとして推定する処理である。バンドパスフィルタＭ９０は、推定外乱トルクＴｌｄｅを入力とし粘性成分Ｔｃを抽出する処理である。関係変更処理Ｍ９２は、粘性成分Ｔｃを入力とし、フィードバック項算出処理Ｍ６６のゲインを変更する処理である。【選択図】図２

Description

本発明は、車両の転舵輪を転舵させる装置であって、電動機を備えた装置である操舵系装置を制御対象とする操舵系装置の制御装置に関する。

たとえば下記特許文献１には、転舵輪から伝達されるトルクに基づき、アシストトルクのゲインを可変とする制御装置が記載されている。

特開２００９−９６２６５号公報

ところで、一般に操舵系装置の変位に対する力の周波数応答特性は、特定の周波数領域においてゲインが大きくなる粘性を有する。そのため、特定の周波数領域の成分の強度が大きい場合には小さい場合とは、操舵系装置の電動機のトルクによって操舵系装置の変位に相当する回転角度を制御する際の制御性が異なったものとなる。ここで、操舵系装置の粘性成分は、操舵系装置の個体差や経年劣化、温度に応じて異なった大きさとなりうることから、操舵系装置の制御器を、操舵系装置の粘性成分にとって最適なものに予め適合することは困難である。

なお、操舵系装置の粘性成分に限らず、操舵系装置の摩擦成分についても、個体差や経年劣化、温度に応じて異なった大きさになりうることから、操舵系装置の制御器を、操舵系装置の粘性成分にとって最適なものに予め適合することは困難である。

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
１．車両の転舵輪を転舵させる装置であって、電動機を備えた装置である操舵系装置を制御対象とし、前記電動機の回転角度に換算可能な換算可能角度を角度指令値に制御する角度制御処理と、前記電動機の制御量に関する変数の値を入力とし、前記操舵系装置の粘性成分および摩擦成分の２つの成分のうちの少なくとも１つの成分からなる所定成分を算出する所定成分算出処理と、前記所定成分算出処理によって算出された前記所定成分に基づき、前記操舵系装置の制御器への入力に対する前記制御器の出力の関係を変更する関係変更処理と、を実行する操舵系装置の制御装置である。

上記構成では、所定成分が電動機の制御に影響することに鑑み、電動機の制御量に関する変数の値を入力とし所定成分を算出する。そして所定成分に応じて操舵系装置の制御器の入力と出力との関係を変更することによって、所定成分が大きい場合と小さい場合とで操舵系装置の制御性が異なることによる不都合を補償することが可能となる。

２．前記所定成分算出処理は、前記所定成分として前記粘性成分を算出する粘性成分算出処理を含み、前記関係変更処理は、前記粘性成分算出処理によって算出された前記粘性成分に基づき、前記操舵系装置の制御器への入力に対する前記制御器の出力の関係を変更する処理を含む上記１記載の操舵系装置の制御装置である。

上記構成では、粘性成分が電動機の制御に影響することに鑑み、電動機の制御量に関する変数の値を入力とし粘性成分を算出する。そして粘性成分に応じて操舵系装置の制御器の入力と出力との関係を変更することによって、粘性成分が大きい場合と小さい場合とで操舵系装置の制御性が異なることによる不都合を補償することが可能となる。

３．前記粘性成分算出処理は、前記電動機のトルクに関する変数の値、前記換算可能角度の検出値および前記角度指令値を前記制御量に関する変数の値とし、前記電動機のトルク以外に前記換算可能角度に影響するトルク成分を外乱トルクとして算出する外乱トルク算出処理を含む上記２記載の操舵系装置の制御装置である。

上記構成では、電動機のトルク以外に換算可能角度に影響するトルク成分に粘性成分が含まれることに鑑み、外乱トルク算出処理を用いて粘性成分を算出できる。
４．前記粘性成分算出処理は、前記外乱トルクを入力とし、前記外乱トルクのうちの特定の周波数成分を選択的に透過させるフィルタ処理を含み、該フィルタ処理の出力を前記粘性成分とする上記３記載の操舵系装置の制御装置である。

上記構成では、粘性成分が所定の周波数において顕著となることに鑑み、フィルタ処理の出力を粘性成分とすることにより、特定の周波数成分を粘性成分が特に大きくなる周波数とするなら、粘性成分を精度良く算出できる。

５．前記フィルタ処理は、該フィルタ処理への入力が同一であっても前記操舵系装置の温度に応じて出力の強度を変更する強度変更処理を含む上記４記載の操舵系装置の制御装置である。

操舵系装置の温度に応じて粘性成分の強度が変化する。そのため、上記構成のように強度変更処理を実行しない場合であっても、操舵系装置の温度に応じてフィルタ処理の出力の強度が異なったものとなる。ここで、上記構成では、フィルタ処理の出力の強度を操舵系装置の温度に応じてあえて変更する。これにより、フィルタ処理の出力に基づく関係変更処理による関係の変更の自由度を、強度変更処理を用いない場合と比較して高めることが容易となる。

６．前記換算可能角度は、前記転舵輪の転舵角に換算可能な角度である上記２〜５のいずれか１つに記載の操舵系装置の制御装置である。
上記構成では、粘性成分算出処理により算出対象とされる粘性が、転舵輪を転舵させるための電動機のトルクと転舵角との間の周波数応答特性に関する粘性であることを意味する。したがって、上記構成では、粘性が転舵角の制御性に影響を及ぼすことに起因した操舵系装置の制御性への影響を補償することが可能となる。

７．前記制御器は、前記換算可能角度を前記角度指令値に制御する制御器である上記６記載の操舵系装置の制御装置である。
上記構成では、関係変更処理によって転舵角の制御器における入力と出力との関係を変更することによって、粘性によって転舵角の制御性が低下することを好適に抑制できる。

８．前記操舵系装置は、前記転舵輪へと動力を伝えることなく変位可能なステアリングホイールを備える上記７記載の操舵系装置の制御装置である。
上記構成では、転舵輪へと動力を伝えることなくステアリングホイールが変位可能であることから、転舵角の制御性が粘性によって低下することがステアリングホイールに伝わらないおそれがある。そしてその場合、ステアリングホイールの操作と転舵角の転舵との整合性が低下しているなどの違和感を運転者が覚えるおそれがある。これに対し、上記構成では、転舵角の制御性の粘性による低下を関係変更処理によって補償することによって、整合性の低下を抑制できる。

９．前記操舵系装置は、前記転舵輪へと動力を伝えることなく変位可能なステアリングホイールを備え、前記電動機は、転舵側電動機であり、前記操舵系装置は、前記ステアリングホイールの変位に抗するトルクを付与するための操舵側電動機を備え、前記制御器は、前記操舵側電動機のトルクを制御する制御器である上記６記載の操舵系装置の制御装置である。

上記構成では、転舵輪へと動力を伝えることなくステアリングホイールが変位可能であることから、転舵角の制御性が粘性によって低下することがステアリングホイールに伝わらないおそれがある。そしてその場合、ステアリングホイールの操作と転舵角の転舵との整合性が低下しているなどの違和感を運転者が覚えるおそれがある。これに対し、上記構成では、関係変更処理によって操舵側電動機のトルクを制御する制御器の入力と出力との関係を変更することにより、整合性の低下を抑制するように、ステアリングホイールの変位に抗するトルクを付与することができる。

１０．前記操舵系装置は、前記転舵輪へと動力を伝えることなく変位可能なステアリングホイールを備え、前記電動機は、前記ステアリングホイールの変位に抗するトルクを付与する操舵側電動機である上記２〜５のいずれか１つに記載の操舵系装置の制御装置。

上記構成では、粘性算出処理によって算出対象とされる粘性が、ステアリングホイールを回転変位させるための操舵側電動機のトルクとステアリングホイールの回転角度である操舵角との間の周波数応答特性に関する粘性であることを意味する。一方、上記構成では、転舵輪へと動力を伝えることなくステアリングホイールが変位可能であることから、操舵角の制御性が粘性によって低下することが転舵輪に伝わらないおそれがある。そしてその場合、ステアリングホイールの操作と転舵角の転舵との整合性が低下しているなどの違和感を運転者が覚えるおそれがある。これに対し、上記構成では、関係変更処理によって、ステアリングホイールの操作と転舵角の転舵との整合性の低下を抑制できる。

１１．前記制御器は、前記操舵側電動機のトルクを制御する制御器である上記１０記載の操舵系装置の制御装置である。
上記構成では、関係変更処理によって操舵側電動機のトルクを制御する制御器の入力と出力との関係を変更することにより、操舵側電動機によって生成される、ステアリングホイールの操作に抗するトルクが、粘性によって適切な値からずれることを抑制できる。

１２．前記操舵系装置は、前記転舵輪を転舵させるための電動機である転舵側電動機を備え、前記制御器は、前記転舵側電動機のトルクを制御する制御器である上記１０記載の操舵系装置の制御装置である。

上記構成では、関係変更処理によって転舵側電動機のトルクを制御する制御器の入力と出力との関係を変更することにより、ステアリングホイールの操作と転舵角の転舵との整合性の低下を抑制できる。

第１の実施形態にかかる制御装置および操舵系装置を示す図。 同実施形態にかかる制御装置が実行する処理を示すブロック図。 同実施形態にかかる操舵系装置の周波数応答特性を示す図。 同実施形態にかかる制御装置が実行する処理の手順を示す流れ図。 第２の実施形態にかかる制御装置が実行する処理を示すブロック図。 第３の実施形態にかかる制御装置が実行する処理を示すブロック図。 同実施形態にかかる制御装置が実行する処理の手順を示す流れ図。 第４の実施形態にかかる制御装置が実行する処理を示すブロック図。 第５の実施形態にかかる制御装置が実行する処理を示すブロック図。

＜第１の実施形態＞
以下、操舵系装置の制御装置にかかる第１の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

図１に示すように、操舵系装置１０は、操舵機構２０と、転舵輪４２を転舵させる転舵アクチュエータ５０と、転舵輪４２とを備えている。
操舵機構２０は、ステアリングホイール２２と、運転者のステアリングホイール２２の操作に抗する力である抗力を付与する抗力アクチュエータ３０と、ラックアンドピニオン機構２７と、ステアリングホイール２２と一体的に回転する入力軸３２とラックアンドピニオン機構２７との間に介在するクラッチ２４とを備えている。

抗力アクチュエータ３０は、入力軸３２、減速機３４、操舵側電動機３６およびインバータ３８を備え、入力軸３２に、減速機３４を介して操舵側電動機３６の動力を付与する。本実施形態では、操舵側電動機３６として、３相の表面磁石同期電動機（ＳＰＭＳＭ）を例示する。また、ラックアンドピニオン機構２７は、クラッチ２４を介して入力軸３２に機械的に連結されるピニオン軸２６とラック軸２８とを備えており、ピニオン軸２６の回転動力をラック軸２８の軸方向の変位に変換する。クラッチ２４は、締結状態において入力軸３２の動力をピニオン軸２６に伝達し、解放状態において入力軸３２とピニオン軸２６との動力の伝達を遮断する。クラッチ２４の締結状態においてステアリングホイール２２の回転動力は、ラック軸２８の軸方向の変位に変換され、この軸方向の変位がラック軸２８の両端にそれぞれ連結されたタイロッド４０を介して転舵輪４２にそれぞれ伝達されることにより、転舵輪４２の転舵角が変化する。

一方、転舵アクチュエータ５０は、ラック軸２８を操舵機構２０と共有するとともに、転舵側電動機５２、インバータ５４、ボールねじ機構５６およびベルト式減速機構５８を備えている。転舵側電動機５２は、転舵輪４２を転舵させるための動力の発生源であり、本実施形態では、転舵側電動機５２として、３相の表面磁石同期電動機（ＳＰＭＳＭ）を例示する。ボールねじ機構５６は、ラック軸２８の周囲に一体的に取り付けられており、ベルト式減速機構５８は、転舵側電動機５２の出力軸５２ａの回転力をボールねじ機構５６に伝達する。転舵側電動機５２の出力軸５２ａの回転力は、ベルト式減速機構５８およびボールねじ機構５６を介して、ラック軸２８を軸方向に往復直線運動させる力に変換される。このラック軸２８に付与される軸方向の力によって、転舵輪４２を転舵させることができる。

制御装置６０は、操舵系装置１０を制御対象とし、その制御量である転舵角を制御すべく、転舵アクチュエータ５０を操作する。また、制御装置６０は、クラッチ２４を解放状態としつつ、操舵系装置１０を制御対象とし、その制御量である抗力を制御すべく、抗力アクチュエータ３０を操作する。制御装置６０は、制御量の制御に際し、トルクセンサ７０によって検出される、運転者がステアリングホイール２２を介して入力するトルクである操舵トルクＴｈや、操舵側回転角度センサ７２によって検出される操舵側電動機３６の回転軸の回転角度θｓ、車速センサ７４によって検出される車速Ｖを参照する。また制御装置６０は、温度センサ７６によって検出される操舵系装置１０の温度ＴＳや、回転角度センサ７８によって検出される出力軸５２ａの回転角度θｔを参照する。ここで、温度ＴＳは、転舵側電動機５２の温度や操舵側電動機３６の温度、インバータ５４，３８の温度、ボールねじ機構５６の温度等であってよい。もっとも、制御装置６０に温度センサ７６を取り付け、制御装置６０が操舵系装置１０付近にあることから、制御装置６０の温度を操舵系装置１０の温度とみなしてもよい。また、制御装置６０は、操舵側電動機３６を流れる電流ｉｕｓ，ｉｖｓ，ｉｗｓや、転舵側電動機５２を流れる電流ｉｕｔ，ｉｖｔ，ｉｗｔを参照する。なお、電流ｉｕｓ，ｉｖｓ，ｉｗｓは、インバータ３８の各レッグに設けられたシャント抵抗における電圧降下として検出されるものとすればよく、電流ｉｕｔ，ｉｖｔ，ｉｗｔは、インバータ５４の各レッグに設けられたシャント抵抗における電圧降下として検出されるものとすればよい。

制御装置６０は、ＣＰＵ６２、ＲＯＭ６４および周辺回路６６を備え、それらがローカルネットワーク６８によって通信可能とされているものである。なお、周辺回路６６は、内部の動作を規定するクロック信号を生成する回路や、電源回路、リセット回路等を含む。

図２に、制御装置６０が実行する処理の一部を示す。図２に示す処理は、ＲＯＭ６４に記憶されたプログラムをＣＰＵ６２が実行することにより実現される。なお、図２に示す処理は、クラッチ２４が解放状態であるときの処理である。

ベース目標トルク算出処理Ｍ１０は、後述する軸力Ｔａｆに基づき、ステアリングホイール２２を介して運転者が入力軸３２に入力すべき目標操舵トルクＴｈ＊のベース値であるベース目標トルクＴｈｂ＊を算出する処理である。ここで、軸力Ｔａｆは、ラック軸２８に加わる軸方向の力である。軸力Ｔａｆは、転舵輪４２に作用する横力に応じた量となることから、軸力Ｔａｆによって横力を把握することができる。一方、ステアリングホイール２２を介して運転者が入力軸３２に入力すべきトルクは、横力に応じて定めることが望ましい。したがって、ベース目標トルク算出処理Ｍ１０は、軸力Ｔａｆから把握される横力に応じてベース目標トルクＴｈｂ＊を算出する処理となっている。

詳しくは、ベース目標トルク算出処理Ｍ１０は、軸力Ｔａｆの絶対値が同一であっても車速Ｖが小さい場合に大きい場合よりも、ベース目標トルクＴｈｂ＊の絶対値をより小さい値に算出する処理である。これは、たとえば、軸力Ｔａｆまたは軸力Ｔａｆから把握される横加速度および車速Ｖを入力変数とし、ベース目標トルクＴｈｂ＊を出力変数とするマップデータが予めＲＯＭ６４に記憶されている状態でＣＰＵ６２によりベース目標トルクＴｈｂ＊をマップ演算することによって実現できる。ここで、マップデータとは、入力変数の離散的な値と、入力変数の値のそれぞれに対応する出力変数の値と、の組データである。またマップ演算は、たとえば、入力変数の値がマップデータの入力変数の値のいずれかに一致する場合、対応するマップデータの出力変数の値を演算結果とするのに対し、一致しない場合、マップデータに含まれる複数の出力変数の値の補間によって得られる値を演算結果とする処理とすればよい。

加算処理Ｍ１２は、ベース目標トルクＴｈｂ＊にヒステリシス補正量Ｔｈｙｓを加算することによって、目標操舵トルクＴｈ＊を算出する処理である。
ヒステリシス処理Ｍ１４は、転舵輪４２の転舵角に換算可能な換算可能角度であるピニオン角θｐに基づき、ベース目標トルクＴｈｂ＊を補正するヒステリシス補正量Ｔｈｙｓを算出して出力する処理である。詳しくは、ヒステリシス処理Ｍ１４は、ピニオン角θｐの変化等に基づき、ステアリングホイール２２の切り込み時および切り戻し時を識別し、切り込み時において切り戻し時と比較して目標操舵トルクＴｈ＊の絶対値がより大きくなるように、ヒステリシス補正量Ｔｈｙｓを算出する処理を含む。詳しくは、ヒステリシス処理Ｍ１４は、車速Ｖに応じてヒステリシス補正量Ｔｈｙｓを可変設定する処理を含む。なお、ピニオン角θｐは、ピニオン軸２６の回転角度である。

操舵操作量算出処理Ｍ１６は、操舵トルクＴｈを目標操舵トルクＴｈ＊にフィードバック制御するための操作量である操舵操作量Ｔｓ＊を算出する処理である。操舵操作量Ｔｓ＊は、操舵トルクＴｈを目標操舵トルクＴｈ＊にフィードバック制御するための操作量を含んだ量であるが、フィードフォワード項を含んでもよい。なお、操舵操作量Ｔｓ＊は、操舵トルクＴｈを目標操舵トルクＴｈ＊にフィードバック制御するうえで入力軸３２に加えることが要求されるトルクに換算された量となっている。

軸力算出処理Ｍ１８は、操舵操作量Ｔｓ＊に操舵トルクＴｈを加算することによって、軸力Ｔａｆを算出する処理である。なお、操舵トルクＴｈは、入力軸３２に加わるトルクのため、本実施形態において軸力Ｔａｆは、クラッチ２４が締結状態であると仮定した場合にラック軸２８の軸方向に加わる力を、入力軸３２に加わるトルクに換算した値となっている。

規範モデル演算処理Ｍ２０は、軸力Ｔａｆに基づき、操舵角θｈの指令値である操舵角指令値θｈ＊を算出する処理である。詳しくは、規範モデル演算処理Ｍ２０は、以下の式（ｃ１）にて表現されるモデル式を用いて、操舵角指令値θｈ＊を算出する処理である。

Ｔａｆ＝Ｋ・θｈ＊＋Ｃ・θｈ＊’＋Ｊ・θｈ＊’’ …（ｃ１）
上記の式（ｃ１）にて表現されるモデルは、クラッチ２４の締結状態において軸力Ｔａｆと等しい量のトルクが入力軸３２に入力された場合に操舵角θｈが示す値をモデル化したものである。上記の式（ｃ１）において、粘性係数Ｃは、操舵系装置１０の粘性等をモデル化したものであり、慣性係数Ｊは、操舵系装置１０の慣性をモデル化したものであり、弾性係数Ｋは、操舵系装置１０が搭載される車両のサスペンションやホイールアライメント等の仕様をモデル化したものである。このモデルは、実際の操舵系装置１０を正確に表現したモデルではなく、入力に対する操舵角の挙動を理想的な挙動とするために設計された規範モデルである。本実施形態では、規範モデルの設計を通じて操舵フィーリングの調整を可能としている。

具体的には、減算処理Ｍ２２において、軸力Ｔａｆから、粘性項「Ｃ・θｈ＊’」およびバネ項「Ｋ・θｈ＊」が減算される。慣性係数除算処理Ｍ２４によって、減算処理Ｍ２２の出力が慣性係数Ｊにより除算され、操舵角加速度指令値αｈ＊（＝θｈ＊’’）が算出される。そして、操舵角加速度指令値αｈ＊を入力とし、積分処理Ｍ２６によって、操舵角速度指令値ωｈ＊（＝θｈ＊’）が算出される。また、操舵角速度指令値ωｈ＊を入力とし、積分処理Ｍ２８によって、操舵角指令値θｈ＊が算出される。

また、粘性係数乗算処理Ｍ３０は、操舵角速度指令値ωｈ＊に粘性係数Ｃを乗算して粘性項「Ｃ・θｈ＊’」を算出する処理である。また、弾性係数乗算処理Ｍ３２は、操舵角指令値θｈ＊に弾性係数Ｋを乗算することによって、バネ項「Ｋ・θｈ＊」を算出する処理である。

操舵角算出処理Ｍ４０は、回転角度θｓの積算処理に基づき、ステアリングホイール２２の回転角度である操舵角θｈを算出する処理である。
抗力算出処理Ｍ４２は、操舵角θｈを操舵角指令値θｈ＊にフィードバック制御するための操作量としての操舵側電動機３６のトルクの指令値を抗力指令値Ｔｒ＊として算出する処理である。操作信号生成処理Ｍ４４は、操舵側電動機３６のトルクを抗力指令値Ｔｒ＊に制御すべく、インバータ３８を操作するための操作信号ＭＳｓを生成してインバータ３８に出力する。詳しくは、操作信号生成処理Ｍ４４は、操舵側電動機３６に流れる電流ｉｕｓ，ｉｖｓ，ｉｗｓを、抗力指令値Ｔｒ＊から定まる電流の指令値にフィードバック制御するための操作量によって、インバータ３８の出力線電圧を操作する処理とする。

舵角比可変処理Ｍ４６は、操舵角指令値θｈ＊に対するピニオン角指令値θｐ＊の比率である舵角比を可変とするための調整量Δθａを、車速Ｖに応じて可変設定する処理である。詳しくは、車速Ｖが低い場合に高い場合よりも、操舵角指令値θｈ＊の変化に対するピニオン角指令値θｐ＊の変化を大きくするように、調整量Δθａを設定する。加算処理Ｍ４８は、操舵角指令値θｈ＊に調整量Δθａを加算することによって、ピニオン角指令値θｐ＊を設定する。

ピニオン角算出処理Ｍ５０は、転舵側電動機５２の回転角度θｔの積算処理に基づき、ピニオン角θｐを算出する処理である。なお、ピニオン角θｐは、「０」である場合に直進方向であることを示し、正であるか負であるかに応じて、右旋回側の転舵角であるか左旋回側の転舵角であるかを示す。

転舵操作量算出処理Ｍ６０は、ピニオン角θｐをピニオン角指令値θｐ＊にフィードバック制御するための操作量である転舵操作量Ｔｔ＊を算出する処理である。転舵操作量Ｔｔ＊は、ピニオン角θｐをピニオン角指令値θｐ＊にフィードバック制御するうえでの転舵側電動機５２に対する要求トルクに応じた量であるが、本実施形態では、トルクの付与対象をピニオン軸２６と仮定した場合にピニオン軸２６に加わるトルクに換算された量となっている。

転舵操作量算出処理Ｍ６０は、転舵操作量Ｔｔ＊以外に、ピニオン角θｐに影響するトルクを外乱トルクとして推定し、これを推定外乱トルクＴｌｄｅとする外乱トルク算出処理Ｍ６２を含む。なお、本実施形態では、推定外乱トルクＴｌｄｅを、外乱トルクがピニオン軸２６に加わると仮定した場合のピニオン軸２６に加わるトルクに換算している。

外乱トルク算出処理Ｍ６２は、慣性係数Ｊｐ、ピニオン角θｐ、転舵操作量Ｔｔ＊およびオブザーバゲインｌ１，ｌ２，ｌ３を規定する３行１列の行列Ｌを用いて以下の式（ｃ２）にて、推定外乱トルクＴｌｄｅや推定値θｐｅを算出する。なお、慣性係数Ｊｐは、操舵系装置１０の慣性をモデル化したものであり、慣性係数Ｊと比較して、実際の操舵系装置１０の慣性を高精度に表現した値となっている。

微分演算処理Ｍ６４は、ピニオン角指令値θｐ＊の微分演算によってピニオン角速度指令値を算出する処理である。

フィードバック項算出処理Ｍ６６は、ピニオン角指令値θｐ＊と推定値θｐｅとの差に応じた比例項と、ピニオン角指令値θｐ＊の１階時間微分値と推定値θｐｅの１階時間微分値との差に応じた微分項との和であるフィードバック項Ｔｔｆｂを算出する処理である。

２階微分処理Ｍ６８は、ピニオン角指令値θｐ＊の２階時間微分値を算出する処理である。フィードフォワード項算出処理Ｍ７０は、２階微分処理Ｍ６８の出力値に慣性係数Ｊｐを乗算することによってフィードフォワード項Ｔｔｆｆを算出する処理である。２自由度操作量算出処理Ｍ７２は、フィードバック項Ｔｔｆｂと、フィードフォワード項Ｔｔｆｆとの和から、推定外乱トルクＴｌｄｅを減算して、転舵操作量Ｔｔ＊を算出する処理である。

換算処理Ｍ８０は、転舵操作量Ｔｔ＊を減速比Ｋｔで除算することによって、転舵操作量Ｔｔ＊を、転舵側電動機５２に対するトルクの指令値であるトルク指令値Ｔｍ＊に換算する処理である。

操作信号生成処理Ｍ８２は、転舵側電動機５２のトルクをトルク指令値Ｔｍ＊に制御するためのインバータ５４の操作信号ＭＳｔを生成して出力する処理である。詳しくは、操作信号生成処理Ｍ８２は、転舵側電動機５２に流れる電流ｉｕｔ，ｉｖｔ，ｉｗｔを、トルク指令値Ｔｍ＊から定まる電流の指令値にフィードバック制御するための操作量によって、インバータ５４の出力線電圧を操作する処理とする。なお、操作信号ＭＳｔは、実際には、インバータ５４の各レッグの各アームの操作信号となる。

バンドパスフィルタＭ９０は、推定外乱トルクＴｌｄｅを入力とし、その特定の周波数成分を抽出する処理である。ここで、特定の周波数成分について説明する。
図３に、操舵系装置１０の周波数応答特性を示す。詳しくは、横軸は周波数であり、縦軸は、操舵系装置１０への入力を転舵角の変化等の変位とし出力を同変位のために必要な力である転舵側電動機５２のトルクとする場合のゲインＧである。図３に示すように、周波数が下限周波数ｆＬと上限周波数ｆＨとの間にある場合、ゲインＧが大きくなっている。これは、操舵系装置１０の粘性に起因したものである。そして粘性に起因して上記ゲインＧが大きいことは、転舵側電動機５２のトルクに対する転舵角の変化の応答性が低いことを意味する。

操舵系装置１０の粘性成分を抽出するうえでは、バンドパスフィルタＭ９０が透過する中心周波数を、たとえば「７〜９Ｈｚ」に設定することが望ましい。また、バンド幅を、たとえば「４〜６Ｈｚ」とすることが望ましい。

図２に戻り、関係変更処理Ｍ９２は、バンドパスフィルタＭ９０の出力する粘性成分Ｔｃに基づき、フィードバック項算出処理Ｍ６６のゲインを変更する処理である。
図４に、関係変更処理Ｍ９２およびフィードバック項算出処理Ｍ６６の手順を示す。なお、以下では、先頭に「Ｓ」が付与された数字によって各処理のステップ番号を表現する。

図４に示す一連の処理において、ＣＰＵ６２は、まず粘性成分Ｔｃを取得する（Ｓ１０）。次に、ＣＰＵ６２は、粘性成分Ｔｃに応じて、フィードバック項算出処理Ｍ６６における比例ゲインＫｔｐおよび微分ゲインＫｔｄを可変設定する（Ｓ１２）。ここで、ＣＰＵ６２は、粘性成分Ｔｃが大きい場合に小さい場合よりも、ピニオン角指令値θｐ＊の変化に対するピニオン角θｐの応答性を高めるように、比例ゲインＫｔｐおよび微分ゲインＫｔｄを設定する。なお、Ｓ１０，Ｓ１２の処理が、関係変更処理Ｍ９２である。

次にＣＰＵ６２は、ピニオン角指令値θｐ＊と推定値θｐｅとの差に比例ゲインＫｔｐを乗算した値と、ピニオン角指令値θｐ＊の１階時間微分値と推定値θｐｅの１階時間微分値との差に微分ゲインＫｔｄを乗算した値との和を、フィードバック項Ｔｔｆｂに代入する（Ｓ１４）。この処理がフィードバック項算出処理Ｍ６６である。

なお、ＣＰＵ６２は、Ｓ１４の処理が完了する場合、図４に示す一連の処理を一旦終了する。
ここで、本実施形態の作用および効果について説明する。

ＣＰＵ６２は、規範モデルに基づき操舵角指令値θｈ＊およびピニオン角指令値θｐ＊を設定し、操舵角θｈを操舵角指令値θｈ＊にフィードバック制御するとともに、ピニオン角θｐをピニオン角指令値θｐ＊にフィードバック制御する。ここで、ピニオン角θｐをピニオン角指令値θｐ＊に制御するための操作量である転舵操作量Ｔｔ＊は、フィードフォワード項Ｔｔｆｆおよびフィードバック項Ｔｔｆｂから推定外乱トルクＴｌｄｅを減算した値である。ここで、フィードフォワード項Ｔｔｆｆは、操舵系装置１０の慣性の影響を補償する量であって、操舵系装置１０の粘性を補償する量ではない。したがって、推定外乱トルクＴｌｄｅは、操舵系装置１０の粘性成分を含む。

ＣＰＵ６２は、推定外乱トルクＴｌｄｅを入力とするバンドパスフィルタＭ９０の出力値を粘性成分Ｔｃとし、粘性成分Ｔｃに応じてフィードバック項算出処理Ｍ６６の比例ゲインＫｔｐおよび微分ゲインＫｔｄを可変設定する。これにより、粘性成分Ｔｃが大きい場合に、ピニオン角θｐの変化に対するピニオン角指令値θｐ＊の応答性が低下することを抑制することが可能となる。

以上説明した本実施形態によれば、さらに以下に記載する作用効果が得られる。
（１）操舵系装置１０として、ステアリングホイール２２と転舵輪４２との間の動力の伝達を遮断可能な、いわゆるステアバイワイヤシステムを用いた。その場合、操舵系装置１０の粘性に起因してピニオン角θｐの変化に対するピニオン角指令値θｐ＊の応答性が低下すると、ステアリングホイール２２の操作に対する転舵輪４２の転舵の応答性が低下する。これにより、運転者は、ステアリングホイール２２の操作と転舵輪４２の転舵との整合性が低下している旨の違和感を覚えるおそれがある。そのため、粘性成分Ｔｃに基づき比例ゲインＫｔｐおよび微分ゲインＫｔｄを可変設定する処理の利用価値が特に大きい。

＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図５に、本実施形態にかかる制御装置６０が実行する処理を示す。なお、図５において、図２に示した処理に対応する処理については、便宜上同一の符号を付している。
図５に示すように、本実施形態では、ＣＰＵ６２は、温度ＴＳに応じてバンドパスフィルタＭ９０のフィルタ特性を可変とする。詳しくは、温度ＴＳが低い場合に高い場合よりも粘性成分Ｔｃの強度を大きくする。

これは、温度が低い場合、操舵系装置１０のグリース等の潤滑剤が固くなり、粘性が大きくなることに鑑みたものである。バンドパスフィルタＭ９０は、推定外乱トルクＴｌｄｅに含まれる粘性成分の強度が大きい場合に小さい場合よりも出力値を大きくすることから、フィルタ特性を可変としなくても、温度ＴＳが低い場合に高い場合よりもバンドパスフィルタＭ９０の出力する粘性成分Ｔｃの強度が大きくなる。これに対し、本実施形態では、温度ＴＳに応じてフィルタの特性を可変とすることにより、可変としない場合と比較して、温度ＴＳが低い場合の粘性成分Ｔｃの強度をより大きくする。これにより、温度ＴＳが低い場合、フィードバック項算出処理Ｍ６６のフィードバック項Ｔｔｆｂを、ピニオン角指令値θｐ＊の変化に対するピニオン角θｐの応答性をより高める値とすることが可能となる。

＜第３の実施形態＞
以下、第３の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図６に、本実施形態にかかる制御装置６０が実行する処理を示す。なお、図６において、図２に示した処理に対応する処理については、便宜上同一の符号を付している。
図６に示すように、本実施形態では、関係変更処理Ｍ９２を、フィードバック項算出処理Ｍ６６に代えて、抗力算出処理Ｍ４２のゲインを変更する処理とする。

図７に、関係変更処理Ｍ９２および抗力算出処理Ｍ４２の手順を示す。なお、図７において、図４に示した処理については、便宜上同一のステップ番号を付与する。
図７に示す一連の処理において、ＣＰＵ６２は、Ｓ１０の処理を完了する場合、抗力算出処理Ｍ４２の比例ゲインＫｈｐ、微分ゲインＫｈｄおよび積分ゲインＫｈｉを粘性成分Ｔｃに応じて可変設定する（Ｓ１２ａ）。ＣＰＵ６２は、粘性成分Ｔｃが大きい場合に小さい場合よりも、操舵角指令値θｈ＊の変化に対する操舵角θｈの応答性が低下するように、比例ゲインＫｈｐ、微分ゲインＫｈｄおよび積分ゲインＫｈｉを設定する。なお、Ｓ１０，Ｓ１２ａの処理が、関係変更処理Ｍ９２である。

次にＣＰＵ６２は、操舵角指令値θｈ＊と操舵角θｈとの差に比例ゲインＫｈｐを乗算した値と、操舵角指令値θｈ＊の１階時間微分値と操舵角θｈの１階時間微分値との差に微分ゲインＫｈｄを乗算した値と、操舵角指令値θｈ＊と操舵角θｈとの差に積分ゲインＫｈｉを乗算した値の積算値との和を、抗力指令値Ｔｒ＊に代入する（Ｓ２０）。この処理が抗力算出処理Ｍ４２である。

なお、ＣＰＵ６２は、Ｓ２０の処理が完了する場合、図７に示す一連の処理を一旦終了する。
ここで、本実施形態の作用および効果について説明する。

ＣＰＵ６２は、粘性成分Ｔｃが大きい場合、操舵角指令値θｈ＊の変化に対する操舵角θｈの応答性が低下するように、抗力算出処理Ｍ４２のゲインを設定する。これにより、操舵系装置１０の粘性に起因してピニオン角指令値θｐ＊の変化に対するピニオン角θｐの応答性が低下する状況下、ステアリングホイール２２の操作に抗する抗力をより大きくすることができる。そしてこれにより、運転者に、転舵輪４２の転舵により力がいる状況であることを伝えることができる。また、これにより、ステアリングホイール２２の旋回操作を、同操作と転舵輪４２の転舵との整合性の低下が運転者によって感知されないレベルの操作とすることが可能となる。

＜第４の実施形態＞
以下、第４の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図８に、本実施形態にかかる制御装置６０が実行する処理を示す。なお、図８において、図２に示した処理に対応する処理については、便宜上同一の符号を付している。
図８に示すように、本実施形態にかかるバンドパスフィルタＭ９０は、抗力指令値Ｔｒ＊を入力とし、抗力指令値Ｔｒ＊に含まれる粘性成分を粘性成分Ｔｃとして出力する処理である。また、関係変更処理Ｍ９２は、抗力指令値Ｔｒ＊に含まれる粘性成分Ｔｃに基づき、抗力算出処理Ｍ４２のゲインを可変設定する処理である。

本実施形態にかかる関係変更処理Ｍ９２および抗力算出処理Ｍ４２は、図７に示した処理と同様である。ただし、ＣＰＵ６２は、Ｓ１２ａの処理において、粘性成分Ｔｃに起因した操舵角指令値θｈ＊の変化に対する操舵角θｈの応答性の低下を抑制するように、比例ゲインＫｈｐ、微分ゲインＫｈｄおよび積分ゲインＫｈｉを設定する。

すなわち、粘性に起因してステアリングホイール２２への入力トルクの割にステアリングホイール２２の変位が鈍いときに、ピニオン角θｐの変化に対するピニオン角指令値θｐ＊の応答性が高い場合には、ステアリングホイール２２の操作と転舵輪４２の転舵との整合性が低下しているなどの違和感を運転者が覚えるおそれがある。これに対し、本実施形態では、粘性成分Ｔｃに起因した操舵角指令値θｈ＊の変化に対する操舵角θｈの応答性の低下を抑制することにより、運転者が違和感を覚えることを抑制できる。

＜第５の実施形態＞
以下、第５の実施形態について、第４の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図９に、本実施形態にかかる制御装置６０が実行する処理を示す。なお、図９において、図８に示した処理に対応する処理については、便宜上同一の符号を付している。
本実施形態では、関係変更処理Ｍ９２は、抗力指令値Ｔｒ＊の粘性成分Ｔｃに応じてフィードバック項算出処理Ｍ６６のゲインを可変設定する処理である。本実施形態にかかる関係変更処理Ｍ９２およびフィードバック項算出処理Ｍ６６は、図４に示す処理と同様である。ただし、ＣＰＵ６２は、粘性成分Ｔｃが大きい場合に小さい場合よりも、ピニオン角θｐの変化に対するピニオン角指令値θｐ＊の応答性を低下させるように、ゲインを変更する。

すなわち、粘性に起因してステアリングホイール２２への入力トルクの割にステアリングホイール２２の変位が鈍いときに、ピニオン角θｐの変化に対するピニオン角指令値θｐ＊の応答性が高い場合には、ステアリングホイール２２の操作と転舵輪４２の転舵との整合性が低下しているなどの違和感を運転者が覚えるおそれがある。これに対し、本実施形態では、粘性に起因してステアリングホイール２２への入力トルクの割にステアリングホイール２２の変位が鈍いときに、ピニオン角θｐの変化に対するピニオン角指令値θｐ＊の応答性を低下させることができることから、運転者が違和感を覚えることを抑制できる。

＜対応関係＞
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。

［１］角度制御処理は、図２、図５および図６における、転舵操作量算出処理Ｍ６０や、図８および図９の抗力算出処理Ｍ４２に対応する。所定成分算出処理は、外乱トルク算出処理Ｍ６２およびバンドパスフィルタＭ９０に対応する。［２，３］粘性成分算出処理は、外乱トルク算出処理Ｍ６２およびバンドパスフィルタＭ９０に対応する。［４］フィルタ処理は、外乱トルク算出処理Ｍ６２およびバンドパスフィルタＭ９０に対応する。［５］図５の処理に対応する。［６］換算可能角度は、ピニオン角θｐに対応する。［７］制御器は、転舵操作量算出処理Ｍ６０、換算処理Ｍ８０および操作信号生成処理Ｍ８２に対応する。［８］ステアリングホイール２２と転舵輪４２との間の動力の伝達がクラッチ２４によって遮断可能であることに対応する。［９］制御器は、抗力算出処理Ｍ４２および操作信号生成処理Ｍ４４に対応する。［１０］図８および図９に対応する。［１１］制御器は、抗力算出処理Ｍ４２および操作信号生成処理Ｍ４４に対応する。［１２］制御器は、転舵操作量算出処理Ｍ６０、換算処理Ｍ８０および操作信号生成処理Ｍ８２に対応する。

＜その他の実施形態＞
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

「関係変更処理について」
・転舵側電動機５２の制御器の入力と出力との関係を変更する処理としては、上記実施形態において例示したものに限らない。たとえば、加算処理Ｍ４８の下流にフィルタを設け、その時定数を粘性成分Ｔｃに応じて可変設定してもよい。これにより、たとえばピニオン角指令値θｐ＊の位相を進めることにより、加算処理Ｍ４８の出力値の変化に対するピニオン角θｐの変化の応答性の遅れを補償できる。また、たとえば、操作信号生成処理Ｍ８２における電流フィードバック制御のゲインを可変としてもよい。具体的には、たとえば、転舵側電動機５２に流れるｑ軸電流をその指令値にフィードバック制御する制御器を比例要素および積分要素によって構成する場合、それら比例ゲインおよび積分ゲインを粘性成分Ｔｃに応じて可変とすればよい。なお、転舵側電動機５２の制御器の入力と出力との関係を変更する処理は、下記「操舵系装置について」の欄に記載した、ギア比を可変とするギア比可変機構を介して入力軸３２をピニオン軸２６に機械的に連結したものや、入力軸３２とピニオン軸２６とが一体的に回転するものにおいても好適に適用できる。

・操舵側電動機３６の制御器の入力と出力との関係を変更する処理としては、上記実施形態において例示したものに限らない。たとえば、規範モデル演算処理Ｍ２０における粘性係数Ｃや慣性係数Ｊ、弾性係数Ｋを粘性成分Ｔｃに応じて変更してもよい。これにより、たとえば変更しない場合と比較して軸力Ｔａｆに対する操舵角指令値θｈ＊の応答性を低下させたり、上昇させたりすることができる。また、たとえば、操作信号生成処理Ｍ４４における電流フィードバック制御のゲインを可変としてもよい。具体的には、たとえば、転舵側電動機５２に流れるｑ軸電流をその指令値にフィードバック制御する制御器を比例要素および積分要素によって構成する場合、それら比例ゲインおよび積分ゲインを粘性成分Ｔｃに応じて可変とすればよい。またたとえば、下記「操舵側電動機３６の制御器について」の欄に記載したように、操舵角指令値θｈ＊を算出しない場合、アシストトルクの補正量を粘性成分Ｔｃに応じて可変設定してもよい。これにより操舵系装置１０の制御性に対する操舵系装置１０の粘性の影響が運転者に違和感を覚えさせることを好適に補償することができる。

・転舵側電動機５２の制御器の入力と出力との関係を変更する処理と、操舵側電動機３６の制御器の入力と出力との関係を変更する処理との２つの処理のうちのいずれか一方のみを行う代わりに双方を実行してもよい。ここでは、たとえば図２等において例示した転舵側電動機５２の制御に際しての粘性成分Ｔｃに基づき双方の処理を実行してもよく、またたとえば、図８等において例示した操舵側電動機３６の制御に関する粘性成分Ｔｃに基づき双方の処理を実行してもよい。もっとも、これに限らない。たとえば、転舵側電動機５２の制御に際しての粘性成分Ｔｃに基づき、上記２つの処理のうちの一方を実行し、操舵側電動機３６の制御に関する粘性成分Ｔｃに基づき他方の処理を実行してもよい。

・下記「所定成分算出処理について」の欄に記載したように、操作系装置の摩擦成分を算出する場合、操舵側電動機３６のトルクを制御する制御器への入力に対する出力の関係を変更することによって、操舵系装置１０の摩擦成分が操舵感に与える影響を補償することができる。ここで、操舵側電動機３６のトルクを制御する制御器への入力に対する出力の関係を変更する処理は、たとえば、ヒステリシス補正量Ｔｈｙｓを摩擦成分に応じて変更する処理とすればよい。また、たとえば「操舵系装置について」の欄に記載したように、入力軸３２とピニオン軸２６とが一体的に回転するものの場合、転舵側電動機５２のトルクを制御する制御器への入力に対する出力の関係を変更することによって、操舵系装置１０の摩擦成分が操舵感に与える影響を補償することができる。ここで、転舵側電動機５２のトルクを制御する制御器への入力に対する出力の関係を変更する処理は、たとえば、ヒステリシス補正量Ｔｈｙｓを摩擦成分に応じて変更する処理とすればよい。

「強度変更処理について」
・図５の処理では、温度ＴＳが低い場合に高い場合よりも粘性成分Ｔｃが大きくなるようにフィルタ特性を変更したが、これに限らない。たとえば、温度ＴＳが低い場合に高い場合よりも粘性成分Ｔｃが小さくなるようにフィルタ特性を変更してもよい。いずれにせよ、粘性成分Ｔｃと温度ＴＳとの双方に応じて比例ゲインＫｔｐおよび微分ゲインＫｔｄを変更することと等価となることから、比例ゲインＫｔｐおよび微分ゲインＫｔｄの変更処理の自由度を高めることができる。

・温度ＴＳに応じてフィルタ特性を変更する処理としては、転舵側電動機５２側の粘性成分Ｔｃを抽出する処理に限らない。
・フィルタ特性を変更する際の入力となる温度としては、温度センサ７６の検出値に限らない。たとえば、転舵側電動機５２や操舵側電動機３６を流れる電流の履歴から推定される温度であってもよい。また、たとえば、制御装置６０内の部品に流れる電流の履歴から推定される温度であってもよい。また、温度を推定する際に外気温を検出するセンサの検出値を利用してもよい。

「外乱トルク算出処理について」
・上記実施形態では、外乱トルク算出処理Ｍ６２を、転舵操作量Ｔｔ＊の算出に利用したが、これに限らず、粘性成分Ｔｃを算出するために利用しつつも、転舵操作量Ｔｔ＊の算出には用いないようにしてもよい。

「粘性成分算出処理について」
・図２、図５および図６においては、オブザーバによって構成された外乱トルク算出処理Ｍ６２の出力を用いて粘性成分Ｔｃを算出したが、外乱トルク算出処理としては、これに限らない。たとえば、カルマンフィルタを用いて構成してもよい。

・転舵側電動機５２の制御に際しての粘性成分Ｔｃを推定する処理としては、転舵側電動機５２のトルクに関する変数の値（転舵操作量Ｔｔ＊）、ピニオン角θｐおよびピニオン角指令値θｐ＊を入力として外乱トルク成分を推定する処理を含むものに限らない。たとえば、指令値としてのピニオン角指令値θｐ＊へのフィードバック制御量のフィードバック制御を実行する場合、その操作量としての転舵操作量Ｔｔ＊等のトルクの指令値や電流の指令値の特定の周波数成分を選択的に透過させることによって、粘性成分Ｔｃを抽出してもよい。また、電流が指令値に制御されることに鑑みれば、指令値としてのピニオン角指令値θｐ＊へのフィードバック制御量のフィードバック制御を実行する場合、転舵側電動機５２に実際に流れる電流の特定の周波数成分を選択的に透過させることによって、粘性成分Ｔｃを抽出してもよい。ちなみに、上記転舵角に関する角度フィードバック制御のための操作量であるトルクや電流は、転舵側電動機５２の制御量であることから、それらトルクや電流に加えてそれらの指令値は、転舵側電動機５２の制御量に関する変数である。

・操舵側電動機３６の制御に際しての粘性成分Ｔｃを推定する処理としては、抗力指令値Ｔｒ＊を用いるものに限らない。たとえば、指令値としての操舵角指令値θｈ＊へのフィードバック制御量のフィードバック制御を実行する場合、操作信号生成処理Ｍ４４における電流の指令値の特定の周波数成分を選択的に透過させることによって、粘性成分Ｔｃを抽出してもよい。ちなみに、上記操舵角に関する角度フィードバック制御のための操作量であるトルクや電流は、操舵側電動機３６の制御量であることから、それらトルクや電流に加えてそれらの指令値は、操舵側電動機３６の制御量に関する変数である。またたとえば、抗力算出処理Ｍ４２を、フィードフォワード項とフィードバック項とを算出する処理と、外乱トルクを算出する処理とによって構成し、同外乱トルクから粘性成分Ｔｃを抽出してもよい。また、抗力指令値Ｔｒ＊の算出に外乱トルクを用いないこととし、粘性成分Ｔｃの算出のために外乱トルクを算出してもよい。

・フィルタ処理としては、バンドパスフィルタＭ９０を用いるものに限らない。たとえば、上記実施形態で例示した粘性成分の周波数領域よりもカットオフ周波数が高いローパスフィルタを用いてもよい。その場合、フィルタ処理の出力には、粘性成分および摩擦成分が含まれることとなる。

「所定成分算出処理について」
・操舵系装置の制御器への入力に対する出力の関係を変更する際に用いる所定成分としては、粘性成分を含むものに限らない。たとえば、摩擦成分を抽出するローパスフィルタと、粘性成分を抽出するバンドパスフィルタとの双方によって、所定成分算出処理を構成し、それら摩擦成分および粘性成分によって各別に上記関係を変更してもよい。もっとも、所定成分として粘性成分を算出することなく、摩擦成分のみを算出するものであってもよい。

「転舵角フィードバック処理について」
・上記実施形態では、フィードフォワード項Ｔｔｆｆを、ピニオン角指令値θｐ＊の２階時間微分値に基づき算出したが、これに限らず、たとえばピニオン角θｐの２階時間微分値に基づき算出したり、推定値θｐｅの２階時間微分値に基づき算出したりしてもよい。

・上記実施形態では、操舵系装置１０を、転舵輪４２に作用するトルクが転舵角の角加速度に比例するトルクと釣り合うという簡易なモデルにてモデル化することによって、フィードフォワード項を算出したが、これに限らない。たとえば、転舵輪４２に作用するトルクが、転舵角の角加速度に比例するトルクと転舵角の角速度に比例するトルクである粘性との和と釣り合うというモデルを用いてフィードフォワード項を算出してもよい。これは、たとえば、ピニオン角指令値θｐ＊の２階時間微分値に上記慣性係数Ｊｐを乗算した値と、ピニオン角指令値θｐ＊の１階時間微分値に粘性係数Ｃｐを乗算した値との和をフィードフォワード項Ｔｔｆｆとすることによって実現できる。ここで、角速度の比例係数である粘性係数Ｃｐは、規範モデル演算処理Ｍ２０において用いる粘性係数Ｃとはその狙いとするところが相違し、実際の操舵系装置１０の挙動を極力高精度にモデル化したものとすることが望ましい。この場合、外乱トルク算出処理Ｍ６２を、転舵輪４２に作用するトルクが、転舵角の角加速度に比例するトルクと粘性成分との和と釣り合うというモデルを用いて構成すればよい。この場合であっても、フィードフォワード項Ｔｔｆｆの粘性成分と実際の粘性成分との間にずれがある場合、推定外乱トルクＴｌｄｅには粘性成分が含まれることから、推定外乱トルクＴｌｄｅから粘性成分Ｔｃを抽出できる。

・フィードバック項算出処理Ｍ６６の入力のうちのフィードバック制御量としては推定値θｐｅやその１階時間微分値に限らない。たとえば、推定値θｐｅやその１階時間微分値に代えて、ピニオン角θｐやその時間微分値自体としてもよい。

・フィードバック項算出処理Ｍ６６としては、比例要素および微分要素の各出力値の和を出力する処理に限らない。たとえば比例要素の出力値を出力するものとしてもよく、またたとえば微分要素の出力値を出力するものとしてもよい。さらにたとえば、比例要素の出力値および微分要素の出力値の少なくとも一方と、積分要素の出力値との和を出力する処理としてもよい。なお、積分要素の出力値を用いる場合には、外乱トルク算出処理Ｍ６２を削除することが望ましい。もっとも、積分要素の出力値を用いない場合において、外乱トルク算出処理Ｍ６２を用いること自体必須ではない。

・舵角比可変処理Ｍ４６および加算処理Ｍ４８を削除し、規範モデル演算処理Ｍ２０の出力を、操舵角指令値θｈ＊兼ピニオン角指令値θｐ＊としてもよい。
「規範モデル演算処理について」
・上記実施形態では、軸力Ｔａｆを入力とし、上記の式（ｃ１）等に基づき操舵角指令値θｈ＊を算出したが、操舵角指令値θｈ＊を算出するためのロジック（モデル）としては、これに限らない。

「操舵側電動機３６の制御器について」
・操舵側電動機３６の制御器としては、抗力算出処理Ｍ４２を備えるものに限らない。たとえば、操舵操作量Ｔｓ＊を操作信号生成処理Ｍ４４に入力するものとしてもよい。

・操舵トルクＴｈのフィードバック制御をすること自体必須ではない。操舵トルクＴｈに基づき、アシストトルクを算出し、アシストトルクを様々に補正した値を操舵操作量Ｔｓ＊とし、これを操作信号生成処理Ｍ４４に入力するものとしてもよい。

「換算可能角について」
・上記実施形態では、転舵側電動機５２の回転角度の換算可能角度として、ピニオン角θｐを用いたが、これに限らない。たとえば、転舵輪４２の転舵角としてもよい。

・上記実施形態では、操舵側電動機３６の回転角度の換算可能角度として、操舵角θｈを用いたが、これに限らない。たとえば、操舵側電動機３６の回転角度自体であってもよい。

「操舵操作量について」
・上記実施形態では、操舵操作量Ｔｓ＊を、入力軸３２のトルクに換算したが、これに限らない。たとえば、操舵側電動機３６のトルクとしてもよい。ただし、その場合、たとえば操舵トルクＴｈを減速比で除算した値と操舵操作量Ｔｓ＊との和を軸力Ｔａｆとしたり、操舵操作量Ｔｓ＊に減速比を乗算した値と操舵トルクＴｈとの和を軸力Ｔａｆとしたりする。

「転舵操作量について」
・上記実施形態では、転舵操作量Ｔｔ＊をピニオン軸２６のトルクに換算したが、これに限らない。たとえば、転舵側電動機５２のトルクとしてもよい。

「目標トルク算出処理について」
・ベース目標トルク算出処理としては、軸力Ｔａｆと車速Ｖとに応じてベース目標トルクＴｈｂ＊を算出する処理に限らない。たとえば軸力Ｔａｆのみに基づきベース目標トルクＴｈｂ＊を算出する処理であってもよい。

・ベース目標トルクＴｈｂ＊をヒステリシス補正量Ｔｈｙｓで補正すること自体必須ではない。
「制御装置について」
・制御装置としては、ＣＰＵ６２とＲＯＭ６４とを備えてソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理する専用のハードウェア回路（たとえばＡＳＩＣ等）を備えてもよい。すなわち、制御装置は、以下の（ａ）〜（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するＲＯＭ等のプログラム格納装置とを備える。（ｂ）上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。（ｃ）上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア処理回路や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。すなわち、上記処理は、１または複数のソフトウェア処理回路および１または複数の専用のハードウェア回路の少なくとも一方を備えた処理回路によって実行されればよい。

「電動機、駆動回路について」
・電動機としては、ＳＰＭＳＭに限らず、ＩＰＭＳＭ等であってもよい。また、同期機に限らず誘導機であってもよい。さらに、たとえばブラシ付きの直流電動機であってもよい。その場合、駆動回路としては、Ｈブリッジ回路を採用すればよい。

「転舵アクチュエータについて」
・転舵アクチュエータとしては、上記実施形態において例示したものに限らない。たとえば、ピニオン軸２６とは別に、転舵側電動機５２の動力をラック軸２８に伝達させるための第２のピニオンシャフトを備えるいわゆるデュアルピニオン型のものであってもよい。またたとえば、ピニオン軸２６に転舵側電動機５２の出力軸５２ａが機械的に連結された構成であってもよい。その場合、転舵アクチュエータは、入力軸３２やピニオン軸２６を操舵機構と共有する。

「操舵系装置について」
・図１において、クラッチ２４を削除し、代わりに、ギア比を可変とするギア比可変機構を介して入力軸３２をピニオン軸２６に機械的に連結してもよい。その場合であっても、ステアバイワイヤの場合において例示した処理と同様の処理を実現できる。

もっとも、こうしたものにも限らず、たとえば入力軸３２とピニオン軸２６とが一体的に回転するものであってもよい。この場合であっても、たとえば、操舵系装置１０の粘性によって転舵輪４２を転舵させにくい状況が生じる場合には、粘性に応じて転舵側電動機５２のトルクの制御器の入力と出力との関係を変更することによって、そうした状況が生じることを抑制することが可能となる。

１０…操舵系装置
２０…操舵機構
２２…ステアリングホイール
２４…クラッチ
２６…ピニオン軸
２７…ラックアンドピニオン機構
２８…ラック軸
３０…抗力アクチュエータ
３２…入力軸
３４…減速機
３６…操舵側電動機
３８…インバータ
４０…タイロッド
４２…転舵輪
５０…転舵アクチュエータ
５２…転舵側電動機
５２ａ…出力軸
５４…インバータ
５６…ボールねじ機構
５８…ベルト式減速機構
６０…制御装置

Claims (12)

1. 車両の転舵輪を転舵させる装置であって、電動機を備えた装置である操舵系装置を制御対象とし、
   前記電動機の回転角度に換算可能な換算可能角度を角度指令値に制御する角度制御処理と、
   前記電動機の制御量に関する変数の値を入力とし、前記操舵系装置の粘性成分および摩擦成分の２つの成分のうちの少なくとも１つの成分からなる所定成分を算出する所定成分算出処理と、
   前記所定成分算出処理によって算出された前記所定成分に基づき、前記操舵系装置の制御器への入力に対する前記制御器の出力の関係を変更する関係変更処理と、を実行する操舵系装置の制御装置。
2. 前記所定成分算出処理は、前記所定成分として前記粘性成分を算出する粘性成分算出処理を含み、
   前記関係変更処理は、前記粘性成分算出処理によって算出された前記粘性成分に基づき、前記操舵系装置の制御器への入力に対する前記制御器の出力の関係を変更する処理を含む請求項１記載の操舵系装置の制御装置。
3. 前記粘性成分算出処理は、前記電動機のトルクに関する変数の値、前記換算可能角度の検出値および前記角度指令値を前記制御量に関する変数の値とし、前記電動機のトルク以外に前記換算可能角度に影響するトルク成分を外乱トルクとして算出する外乱トルク算出処理を含む請求項２記載の操舵系装置の制御装置。
4. 前記粘性成分算出処理は、前記外乱トルクを入力とし、前記外乱トルクのうちの特定の周波数成分を選択的に透過させるフィルタ処理を含み、該フィルタ処理の出力を前記粘性成分とする請求項３記載の操舵系装置の制御装置。
5. 前記フィルタ処理は、該フィルタ処理への入力が同一であっても前記操舵系装置の温度に応じて出力の強度を変更する強度変更処理を含む請求項４記載の操舵系装置の制御装置。
6. 前記換算可能角度は、前記転舵輪の転舵角に換算可能な角度である請求項２〜５のいずれか１項に記載の操舵系装置の制御装置。
7. 前記制御器は、前記換算可能角度を前記角度指令値に制御する制御器である請求項６記載の操舵系装置の制御装置。
8. 前記操舵系装置は、前記転舵輪へと動力を伝えることなく変位可能なステアリングホイールを備える請求項７記載の操舵系装置の制御装置。
9. 前記操舵系装置は、前記転舵輪へと動力を伝えることなく変位可能なステアリングホイールを備え、
   前記電動機は、転舵側電動機であり、
   前記操舵系装置は、前記ステアリングホイールの変位に抗するトルクを付与するための操舵側電動機を備え、
   前記制御器は、前記操舵側電動機のトルクを制御する制御器である請求項６記載の操舵系装置の制御装置。
10. 前記操舵系装置は、前記転舵輪へと動力を伝えることなく変位可能なステアリングホイールを備え、
    前記電動機は、前記ステアリングホイールの変位に抗するトルクを付与する操舵側電動機である請求項２〜５のいずれか１項に記載の操舵系装置の制御装置。
11. 前記制御器は、前記操舵側電動機のトルクを制御する制御器である請求項１０記載の操舵系装置の制御装置。
12. 前記操舵系装置は、前記転舵輪を転舵させるための電動機である転舵側電動機を備え、
    前記制御器は、前記転舵側電動機のトルクを制御する制御器である請求項１０記載の操舵系装置の制御装置。

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