JP2022022847A - 車両用操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアバイワイヤ方式の操舵装置において、制御の複雑化や処理負荷の増大を抑制しつつ舵角比の可変制御を実現する。【解決手段】ステアバイワイヤ方式の車両用操舵制御装置は、目標操舵トルクを演算する目標操舵トルク演算部２００と、実操舵トルク及び目標操舵トルクに基づいてステアリングホイールに操舵反力トルクを付与する反力アクチュエータを制御する操舵反力制御部３００と、操舵角に基づいて転舵輪８Ｌ、８Ｒの目標転舵角を演算する目標転舵角演算部４００と、車両の走行モードを切り替えるモード切替部１００と、走行モードに応じた転舵角ゲインを設定する転舵角変換部５０１と、目標転舵角を転舵角ゲインで補正した補正後目標転舵角、及び転舵輪の実転舵角に基づいて、転舵輪を転舵する転舵アクチュエータを制御する転舵角制御部５００を備える。【選択図】図１０

Description

本発明は、車両用操舵制御装置に関する。

近年、ステアリングホイールと転舵輪との間が機械的に分離されたステアバイワイヤ方式の操舵装置が実用化されている。ステアバイワイヤ方式の操舵装置は、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舵角比を可変制御することができるため、転舵輪の転舵角を最適に制御することができる。また、ステアリングホイールに加わる操舵反力をアクチュエータで人為的に発生させるため、操舵感覚を向上させることができる。

下記特許文献１には、操舵角と車速とに対応する可変ギア比マップと、操舵角速度と車速とに対応する微分ステアマップとに基づいて目標転舵角を算出し、可変ギア比マップと微分ステアマップとを車両の走行モードによって切り替える車両量操舵制御装置が記載されている。
また、下記特許文献２には、操舵角と車速とに対応する可変ギア比マップに基づいて算出した仮想目標転舵角から目標操舵反力を設定し、可変ギア比マップを車両の走行モードによって切り替える車両量操舵制御装置が記載されている。

特開２０１４－１５１８８１号 特開２０１４－１５１８８２号

しかしながら車速やヨーレートなどを用いて、操舵角に対する転舵角の比（舵角比）を可変制御するためには複雑な制御が必要となり、処理負荷の増加を招く。
例えば、ヨーレートを用いて、舵角比を可変制御するためには、少なくともヨーレートセンサと、ヨーレートセンサからの入力信号を受け取るインターフェイスと、ヨーレートセンサからの入力信号に基づき舵角比を演算する演算装置が必要である。また、それらに加え、ヨーレートセンサが故障した場合に備え、何らかの方法で舵角比を演算する演算手段を実装しておくことが望ましい。すなわち、センサの出力信号に基づいて舵角比を演算する場合、用いるセンサの種類を増加させると、舵角比を演算する演算システムが大規模かつ複雑なものとなる。
本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、ステアリングホイールと転舵輪との間が機械的に分離されたステアバイワイヤ方式の操舵装置において、制御の複雑化や処理負荷の増大を抑制しつつ舵角比の可変制御を実現することを目的とする。

本発明の一態様によれば、ステアリングホイールと転舵輪との間が機械的に分離されたステアバイワイヤ方式の車両用操舵制御装置が与えられる。車両用操舵制御装置は、ステアリングホイールの操舵角及び車速に基づいて目標操舵トルクを演算する目標操舵トルク演算部と、ステアリングホイールに加わる実操舵トルク及び目標操舵トルクに基づいてステアリングホイールに付与する反力アクチュエータを制御する操舵反力制御部と、ステアリングホイールの操舵角に基づいて転舵輪の目標転舵角を演算する目標転舵角演算部と、車両の走行モードを切り替えるモード切替部と、走行モードに応じた転舵角ゲインを設定する転舵角変換部と、目標転舵角を転舵角ゲインで補正した補正後目標転舵角、及び転舵輪の実転舵角に基づいて、転舵輪を転舵する転舵アクチュエータを制御する転舵角制御部と、を備える。

本発明によれば、ステアリングホイールと転舵輪との間が機械的に分離されたステアバイワイヤ方式の操舵装置において、制御の複雑化や処理負荷の増大を抑制しつつ舵角比の可変制御を実現できる。

実施形態の車両用操舵装置の一例の概要を示す構成図である。 コントロールユニットの機能構成の一例のブロック図である。 目標操舵トルク演算部の機能構成の一例のブロック図である。 タイヤ反力トルク演算部の機能構成の一例のブロック図である。 戻り補償トルク演算部の機能構成の一例のブロック図である。 端当て反力トルク設定部の機能構成の一例のブロック図である。 動作モードに応じた操舵反応ゲイン、エンドストップ角度及び転舵角ゲインの設定例を示す表である。 捩れ角制御部の機能構成の一例のブロック図である。 目標転舵角演算部の機能構成の一例のブロック図である。 転舵角制御部の機能構成の一例のブロック図である。 実施形態の操舵制御方法の一例のフローチャートである。

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

（構成）
図１は、実施形態の車両用操舵装置の構成の一例の概略構成図である。実施形態の車両用操舵装置は、ステアリングホイールと転舵輪との間が機械的に分離されたステアバイワイヤ方式の操舵装置であり、ステアリングホイールから運転者の操舵操作を受け付ける操舵機構１と、転舵輪を転舵する転舵機構２と、バックアップクラッチ３と、コントロールユニット４と、車速センサ５を備える。

操舵機構１は、ステアリングホイール１０と、操舵軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）１１と、舵角センサ１２と、第１トルクセンサ１３と、反力モータ１４と、第１減速機構１５と、モータ角度センサ１６を備える。
操舵軸１１は、ステアリングホイール１０に連結されており、ステアリングホイール１０と一体に回転する。

舵角センサ１２は、操舵軸１１に設けられており、操舵軸１１の操舵角（すなわちステアリングホイール１０の操舵角）θｈを検出する。
第１トルクセンサ１３は、ステアリングホイール１０に加わる実操舵トルクＴｈを検出する。操舵軸１１にはトーションバーが設けられており、トーションバーを挟んで操舵軸１１のステアリングホイール１０側には上側角度センサが、トーションバーを挟んで操舵軸１１の転舵輪側には下側角度センサが設けられる。

上側角度センサは、ハンドル角θ１を検出し、下側角度センサはコラム角θ２を検出する。
第１トルクセンサ１３は、これらハンドル角θ１とコラム角θ２の偏差である捩れ角Δθを検出し、トーションバーのばね定数Ｋｔを捩れ角Δθに乗じて実操舵トルクＴｈを求める。

反力モータ１４は、ステアリングホイールに付与する操舵反力トルクを発生させる反力アクチュエータであり、第１減速機構１５を介して操舵軸１１に連結されている。反力モータ１４は、車両用操舵装置を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）４によって制御されるモータ電流Ｉｍｒで駆動されて操舵反力トルクを発生させる。モータ電流Ｉｍｒは電流センサ１０３（図２参照）で検出されて、コントロールユニット４に入力される。
モータ角度センサ１６は、反力モータ１４のモータ回転角θｍを検出し、コントロールユニット４に入力する。

転舵機構２は、中間軸２０ａ及び２０ｂと、ユニバーサルジョイント２１ａ及び２１ｂと、ピニオン軸２２と、ピニオンラック機構２３と、第２トルクセンサ２４と、角度センサ２５と、転舵モータ２６と、第２減速機構２７と、モータ角度センサ２８とを備える。
中間軸２０ａ及び２０ｂは、ユニバーサルジョイント２１ａ及び２１ｂを経て、ピニオン軸２２に連結され、ピニオン軸２２は、ピニオンラック機構２３、タイロッド６ａ及び６ｂ及びハブユニット７ａ及び７ｂを介して転舵輪８Ｌ及び８Ｒに連結されている。

ピニオン軸２２には、第２トルクセンサ２４が設けられており、第２トルクセンサ２４はピニオン軸２２に加わる転舵トルクＴｔを検出する。第２トルクセンサ２４の構成は、第１トルクセンサ１３と同様であってよい。
また、ピニオン軸２２には、角度センサ２５が設けられており、角度センサ２５は、ピニオン軸２２の回転角を実転舵角θｔとして検出する。

転舵モータ２６は、転舵輪８Ｌ及び８Ｒを転舵する転舵力を発生させる転舵アクチュエータであり、第２減速機構２７を介してピニオン軸２２に連結されている。転舵モータ２６は、コントロールユニット４によって制御されるモータ電流Ｉｍｔで駆動されて、転舵輪８Ｌ及び８Ｒを転舵する。モータ電流Ｉｍｔは電流センサ１０７（図２参照）で検出されて、コントロールユニット４に入力される。また、モータ角度センサ２８は、転舵モータ２６のモータ回転角を検出し、コントロールユニット４に入力する。

バックアップクラッチ３は、操舵軸１１と中間軸２０ａとの間に設けられる。バックアップクラッチ３は、コントロールユニット４の制御により、接続状態と解放状態の間で切り替わる。解放状態になると操舵機構１と転舵機構２とを機械的に切り離す。これにより、ステアリングホイール１０と転舵輪８Ｌ、８Ｒとの間が機械的に分離される。接続状態になると操舵機構１と転舵機構２とを機械的に接続する。

コントロールユニット４は、舵角センサ１２で検出した操舵角θｈと、第１トルクセンサ１３で検出された実操舵トルクＴｈと、車速センサ５で検出された車速Ｖｈとに基づいて、ステアリングホイール１０に操舵反力トルクを与えるための目標操舵トルクＴｈｒｅｆを演算し、目標操舵トルクＴｈｒｅｆに基づいて反力モータ１４のモータ電流Ｉｍｒを制御する。

また、コントロールユニット４は、舵角センサ１２で検出した操舵角θｈに基づいて目標転舵角を演算し、目標転舵角に応じて転舵モータ２６のモータ電流Ｉｍｔを制御する。
コントロールユニット４には、車両の各種情報を授受するＣＡＮ（Controller Area Network）３２が接続されており、車速ＶｈはＣＡＮ３２から受信することも可能である。また、コントロールユニット４には、ＣＡＮ３２以外の通信、アナログ／ディジタル信号、電波等を授受する非ＣＡＮ３３も接続可能である。

コントロールユニット４は、ＣＰＵ、ＭＣＵ又はＭＰＵ等のプロセッサを含んだ電子制御ユニットであり、車両用操舵装置を制御する車両用操舵制御装置として機能する。以下に説明するコントロールユニット４の各機能は、記憶媒体に格納されたコンピュータプログラムをプロセッサが実行することによって実現される。
図２を参照して、コントロールユニット４により実現される車両用操舵制御装置の機能構成の一例を説明する。

車両用操舵制御装置は、操舵反力を制御する機能構成として、目標操舵トルク演算部２００と、変換部１０１と、捩れ角制御部３００と、電流制御部１０２と、角速度演算部１０４とを備える。
車両用操舵制御装置は、転舵角を制御する機能構成として、目標転舵角演算部４００と、転舵角制御部５００と、電流指令値演算部１０５と、電流制御部１０６とを備える。

さらに、車両用操舵制御装置は、車両の走行モードを切り替えるモード切替部１００を備える。車両には、車両の操舵応答特性や操作フィーリング等が異なる複数の走行モードが用意されている。本実施形態では、駐車時の操作のための「モード１」と、通常の特性を有する「モード２」と、操舵操作に対する応答性が高い特性を有する「モード３」とを有する場合を想定する。ここで、「操舵操作に対する応答性が高い」特性とは、例えばステアリングホイール１０の操舵角θｈの変化に対する転舵輪８Ｌ及び８Ｒの実転舵角θｔの変化がより高い特性であってよく、より大きな操舵反力を発生させることでより多くのフィードバックを車両から運転者に伝えることができる特性であってもよい。
走行モードを切り替えることにより、車両の操舵応答特性や操作フィーリング等が変更される。

モード切替部１００は、これら複数の走行モードの中で、現在適用される走行モードを切り替える。例えば、モード切替部１００は、乗員（例えば運転者）による手動切り替えのためのモード選択スイッチであってよい。また、例えばモード切替部１００は、シフトレバーのポジションに応じて、自動的に走行モードを切り替えてもよい。
モード切替部１００は、現在適用される走行モードを示すモード信号Ｓｍを出力する。

目標操舵トルク演算部２００は、第１トルクセンサ１３が検出した実操舵トルクＴｈと、車速センサ５が検出した車速Ｖｈと、操舵角θｈと、走行モードとに応じて、目標操舵トルクＴｈｒｅｆを演算する。
変換部１０１は、目標操舵トルクＴｈｒｅｆを、トーションバーの目標捩れ角Δθｒｅｆに変換する。

角速度演算部１０４は、モータ角度センサ１６が検出した反力モータ１４のモータ回転角θｍを時間微分してモータ角速度ωｍを演算する。目標捩れ角Δθｒｅｆとモータ角速度ωｍとは、捩れ角制御部３００に入力される。
捩れ角制御部３００は、第１トルクセンサ１３で検出されるトーションバーの捩れ角Δθが目標捩れ角Δθｒｅｆとなるようなモータ電流指令値Ｉｍｒｃを演算する。

なお、トーションバーの捩れ角Δθと実操舵トルクＴｈは比例関係にあるため、実操舵トルクＴｈが目標操舵トルクＴｈｒｅｆとなるようにモータ電流指令値Ｉｍｒｃを演算してもよい。
電流制御部１０２は、電流センサ１０３で検出される反力モータ１４のモータ電流Ｉｍｒとモータ電流指令値Ｉｍｒｃとの偏差に基づくＰＩ（Proportional-Integral）制御等のフィードバック制御により反力モータ１４を駆動して、電流制御を行う。ＰＩ制御に替えて、Ｐ（Proportional）制御、Ｉ（Integral）制御、Ｄ(Differential）制御の少なくとも１つを含むフィードバック制御を行ってもよい。

一方で、目標転舵角演算部４００は、操舵角θｈに応じて基本目標転舵角θｔｒｅｆ０を演算する。
転舵角制御部５００は、モード信号Ｓｍを受信し、モード信号Ｓｍが示す走行モードに応じて基本目標転舵角θｔｒｅｆ０を補正して目標転舵角θｔｒｅｆを算出する。転舵角制御部５００は、実転舵角θｔが目標転舵角θｔｒｅｆとなるようなモータトルク指令値Ｔｍｒｅｆを演算する。

電流指令値演算部１０５は、第２トルクセンサ２４が検出した転舵トルクＴｔとモータトルク指令値Ｔｍｒｅｆとの偏差に基づくＰＩ（若しくはＰ、Ｉ、Ｄの少なくとも１つ）制御等のフィードバック制御によりモータ電流指令値Ｉｍｔｃを演算する。
電流制御部１０６は、電流センサ１０７で検出される転舵モータ２６のモータ電流Ｉｍｔとモータ電流指令値Ｉｍｔｃとの偏差に基づくＰＩ（若しくはＰ、Ｉ、Ｄの少なくとも１つ）制御等のフィードバック制御により転舵モータ２６を駆動して電流制御を行う。

図３は、目標操舵トルク演算部２００の機能構成の一例のブロック図である。目標操舵トルク演算部２００は、基本操舵トルク演算部２０１と、ダンパゲインマップ２０２と、ヒステリシス補償部２０３と、タイヤ反力トルク演算部２０４と、戻り補償トルク演算部２０５と、端当て反力トルク設定部２０６と、操舵反力ゲイン設定部２０７と、乗算器２０８、２０９及び２１０と、加算器２１１と、微分器２１２と、乗算器２１３とを備える。

基本操舵トルク演算部２０１は、操舵角θｈと車速Ｖｈに応じて、操舵反力の静的特性を模擬した基本操舵トルクＴｒｂを演算する。例えば基本操舵トルク演算部２０１は、操舵角θｈと車速Ｖｈを入力とする基本操舵トルクマップに基づいて基本操舵トルクＴｒｂを求めてもよい。
例えば基本操舵トルクＴｒｂは、操舵角θｈの大きさ（絶対値）｜θｈ｜が増加するにつれて増加し、車速Ｖｈが０［ｋｍ／ｈ］から増加するにつれても増加する特性を有する。
なお、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜で基本操舵トルクマップを構成してもよく、正負の操舵角θｈに応じて基本操舵トルクＴｒｂを演算するように基本操舵トルクマップを構成してもよい。
基本操舵トルクＴｒｂは、乗算器２０８に入力される。

ダンパゲインマップ２０２と、微分器２１２と、乗算器２１３は、摩擦成分及び粘性成分を模擬したダンピングトルクＴｒｄを演算する。微分器２１２は、操舵角θｈを時間微分して角速度情報である舵角速度ωｈを算出する。また、ダンパゲインマップ２０２から車速Ｖｈに応じた車速感応ダンパゲインＧｄを読み出す。例えば車速感応ダンパゲインＧｄは、車速Ｖｈが高くなるに従って徐々に大きくなる特性を有する。乗算器２１３は、舵角速度ωｈに車速感応ダンパゲインＧを乗じてダンピングトルクＴｒｄを演算する。ダンピングトルクＴｒｄは、加算器２１１に入力される。

ヒステリシス補償部２０３は、操舵反力のヒステリシス特性を模擬したヒステリシス特性トルクＴｒｈを演算する。ヒステリシス補償部２０３は、操舵角θｈと下記式（１）及び（２）に基づいて、ヒステリシス特性トルクＴｒｈを演算する。式（１）及び（２）において、ｘ＝θｈ、ｙ＝Ｔｒｈとしており、「ａ」は０より大きな定数、「Ａ_ｈｙｓ」はヒステリシス幅である。

また、モータ角速度ωｍに基づいて判定し、モータ角速度ωｍが正値の場合には操舵状態が右切り操舵であり、負値の場合には左切り操舵であると判定する。
右切り操舵から左切り操舵へ切り替える際、及び右切り操舵から左切り操舵へ切り替える際に、最終座標（ｘ１、ｙ１）と次式（３）及び（４）とに基づいて変数「ｂ」を算出して、切り替え後の式（１）及び（２）に代入する。これにより、切り替え前後の連続性が保たれる

式（１）～（４）において、Ａ_ｈｙｓ＝１［Ｎｍ］、ａ＝０．３と設定し、操舵角θｈが０［ｄｅｇ］の状態から、＋５０［ｄｅｇ］、－５０［ｄｅｇ］の操舵をした場合の、ヒステリシス特性トルクＴｒｈは、０の原点→Ｌ１（実線）→Ｌ２（破線）→（一点鎖線）のようなヒステリシス特性を呈する。
ヒステリシス特性トルクＴｒｈは、加算器２１１に入力される。

タイヤ反力トルク演算部２０４は、転舵輪８Ｌ、８Ｒの転舵に伴うタイヤ反力トルクを模擬したヒステリシス特性トルクＴｒｔを演算する。
転舵輪８Ｌ、８Ｒ周りの機械的機構の幾何学的関係から、転舵輪８Ｌ、８Ｒが転舵すると車体が上方に持ち上げられる現象（リフトアップ）が発生するため、操舵軸には戻り方向のタイヤ反力トルクＴｒｔが働く。
タイヤ反力トルク演算部２０４は、車速Ｖｈが閾値Ｖｔ以下の極低速である場合に、操舵角θｈに基づいてタイヤ反力トルクＴｒｔを演算する。

図４は、タイヤ反力トルク演算部の機能構成の一例のブロック図である。タイヤ反力トルク演算部２０４は、比較器２２０と、タイヤ反力トルク読出部２２１と、選択器２２２を備える。
比較器２２０は、車速Ｖｈと閾値Ｖｔとを比較し、車速Ｖｈが閾値Ｖｔ以下の場合に選択信号「１」を、車速Ｖｈが閾値Ｖｔより高い場合に選択信号「０」を出力する。例えば閾値Ｖｔは５［ｋｍ／ｈ］であってよい。
タイヤ反力トルク読出部２２１は、操舵角θｈに基づいてタイヤ反力トルクＴｒｔを得る。例えば、タイヤ反力トルク読出部２２１は、操舵角θｈを入力とするタイヤ反力トルクマップに基づいてタイヤ反力トルクＴｒｔを求めてもよい。

例えば、操舵角θｈの大きさ（絶対値）が比較的小さい範囲ではタイヤ反力トルクＴｒｔは０であり、操舵角θｈの大きさ（絶対）が大きくなって端当て位置に近づくとタイヤ反力トルクＴｒｔが発生するように設定されている。
比較器２２０から出力される選択信号の値が「０」である場合には、選択器２２２は「０」を選択して出力する。選択信号の値が「１」である場合には、選択器２２２は、タイヤ反力トルク読出部２２１から出力されるタイヤ反力トルクＴｒｔを選択して出力する。
再び図３を参照して、目標操舵トルク演算部２００の説明を続行する。タイヤ反力トルクＴｒｔは、乗算器２０９へ入力される。

戻り補償トルク演算部２０５は、運転者がステアリングホイール１０から手を放したときに、ステアリングホイール１０を中立位置近傍まで戻すための戻り補償トルクＴｒｒを演算する。
運転者がステアリングホイール１０から手を放すと、上記の基本操舵トルクＴｒｂやタイヤ反力トルクＴｒｔなどにより、ステアリングホイール１０は中立位置へ向かって回転するが、ステアリングホイール１０の回転に作用する操舵機構１の慣性及び摩擦力が、これらの反力トルクと釣り合うと、中立位置に戻る前に途中で停止してしまうことがある。

そこで、戻り補償トルク演算部２０５は、運転者からステアリングホイール１０へ加える操舵トルクである入力操舵トルクを推定し、推定した入力操舵トルクに基づいて、ステアリングホイール１０を中立位置近傍まで戻すための戻り補償トルクＴｒｒを演算する。
図５は、戻り補償トルク演算部２０５の機能構成の一例のブロック図である。戻り補償トルク演算部２０５は、微分部２３０と、絶対値算出部２３１及び２３５と、速度感応ゲイン設定部２３２と、乗算器２３３及び２３７と、入力操舵トルク推定部２３４と、トルク感応ゲイン設定部２３６と、制限部２３８を備える。

微分部２３０は、操舵角θｈを時間微分して角速度情報である舵角速度ωｈを算出する。絶対値算出部２３１は舵角速度ωｈの絶対値を算出する。
速度感応ゲイン設定部２３２は、舵角速度ωｈの大きさに応じた速度感応ゲインＧｖを設定する。例えば、速度感応ゲイン設定部２３２は、速度感応ゲインマップを用いて、速度感応ゲインＧｖを求めてもよい。

例えば速度感応ゲインＧｖは、舵角速度ωｈの絶対値が０から所定の値ω０までの範囲では、舵角速度ωｈの大きさが大きくなるに従って急速に大きくなり、所定の値ω０を超えた範囲では、舵角速度ωｈの大きさが大きくなるに従って徐々に小さくなる。
乗算器２３３は、微分部２３０から出力される舵角速度ωｈに速度感応ゲインＧｖを乗算して、乗算結果を乗算器２３７へ出力する。

入力操舵トルク推定部２３４は、操舵角θｈ及び操舵トルクＴｈを用いて入力操舵トルク推定値Ｔｓｅを算出する。
以下、入力操舵トルクの推定方法について説明する。運転者からステアリングホイール１０へ入力操舵トルクＴｉが印加されると、ステアリングホイール１０が操舵角θｈで回転し、その回転と逆方向にトーションバーの捩れ角Δθの大きさに比例したトーションバートルクＴｔｓが発生する。
本実施形態ではトーションバートルクＴｔｓを操舵トルクＴｈとして扱っていることより、入力操舵トルクＴｉ、操舵角θｈ及び操舵トルクＴｈの間には次式（５）の関係式が成り立つ。

ここで、Ｊｈは慣性モーメント、Ｄｈは減衰係数である。上式（５）を入力操舵トルクＴｉについて解くと次式（６）が得られる。

よって、慣性モーメントＪｈ及び減衰係数Ｄｈを予め求めておくことにより、操舵角θｈ及び操舵トルクＴｈを用いて、入力操舵トルクＴｉを求めることができる。実際には、上式（６）は連続系で表されているので、離散系に変換して求めることになる。連続系から離散系への変換は、既存の方法、例えば、単純には微分演算を差分演算として行う等により行う。

また、上式（６）には微分演算が含まれており、高周波の微分ノイズが現れやすくなるので、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）等によるフィルタ処理を行う。
すなわち、入力操舵トルク推定部２３４は、入力した操舵角θｈ及び操舵トルクＴｈを用いて、慣性モーメントＪｈ及び減衰係数Ｄｈを含んだ上式（６）を離散系に変換した演算処理を行い、その演算結果に対してＬＰＦ等によるフィルタ処理を施すことにより、入力操舵トルク推定値Ｔｓｅを算出する。
なお、演算処理とフィルタ処理とを分けずに、両方を含んだ離散系の演算処理で入力操舵トルク推定値Ｔｓｅを算出してもよい。また、微分ノイズが軽微な場合にはフィルタ処理を省略してもよい。

絶対値算出部２３５は、入力操舵トルク推定値Ｔｓｅの絶対値を算出する。トルク感応ゲイン設定部２３６は、入力操舵トルク推定値Ｔｓｅの大きさ（絶対値）に応じたトルク感応ゲインＧｔｑを設定する。例えば、トルク感応ゲイン設定部２３６は、トルク感応ゲインマップを用いて、トルク感応ゲインＧｔｑを求めてもよい。
例えばトルク感応ゲインＧｔｑは、入力操舵トルク推定値Ｔｓｅの大きさが大きくなるに従って徐々に小さくなる特性を有する。

乗算器２３７は、乗算器２３３の乗算結果（Ｇｖ×ωｈ）にトルク感応ゲインＧｔｑを乗算して、乗算結果（Ｇｖ×Ｇｔｑ×ωｈ）を戻り補償トルクＴｒｒ０として制限部２３８へ出力する。
制限部２３８は、戻り補償トルクＴｒｒ０の上下限値を制限して、戻り補償トルクＴｒｒを出力する。戻り補償トルクＴｒｒ０の上下限値を制限することにより、異常値の出力を抑える。
再び図３を参照して、目標操舵トルク演算部２００の説明を続行する。戻り補償トルクＴｒｒは乗算器２１０に入力される。

端当て反力トルク設定部２０６は、ステアリングホイール１０が端当て状態になった場合に、ステアリングホイール１０の端当て感を模擬するために、操舵方向とは反対向きの反力トルクである端当て反力トルクＴｒｓを設定する。
ここで「端当て状態」とは、ステアリングホイール１０をそれ以上操舵できなくなるほど操舵角の絶対値｜θｈ｜が大きくなった状態、すなわち、ステアリングホイール１０の操舵角の絶対値｜θｈ｜が最大許容上限値θｔｈ以上である状態である。例えば、端当て状態は、操舵角θｈに応じて制御された実転舵角θｔがそれ以上増加できなくなる状態であってよく、操舵角θｈに応じて実転舵角の絶対値｜θｔ｜が増大した結果、転舵機構２のピニオンラック機構２３のラック軸がストローク端に達した状態であってよい。
また「端当て感」とは、ステアリングホイール１０が端当て状態になり、それ以上操舵できないときの操舵フィーリングである。
以下、最大許容上限値θｔｈを「エンドストップ舵角閾値」と表記する。エンドストップ舵角閾値θｔｈは、特許請求の範囲に記載の「上限値」の一例である。
端当て反力トルクＴｒｓによって、操舵角の大きさ｜θｈ｜がエンドストップ舵角閾値θｔｈを超えて増加することが抑制される。

図６は、端当て反力トルク設定部２０６の機能構成の一例のブロック図である。端当て反力トルク設定部２０６は、選択器２４０と、トルク算出部２４１と、リミッタ２４２を備える。選択器２４０は、特許請求の範囲に記載の「上限値設定部」の一例である。
選択器２４０は、モード信号Ｓｍを受信し、モード信号Ｓｍが示す走行モードに応じて閾値角度θｔｈ１、θｔｈ２及びθｔｈ３の何れかを、エンドストップ舵角閾値θｔｈとして設定する。図７に、走行モードに応じたエンドストップ舵角閾値θｔｈの設定例を示す。

右切り操舵時のエンドストップ舵角閾値を正の値、左切り操舵時のエンドストップ舵角閾値を負の値で表す。例えば、「モード１」ではエンドストップ舵角閾値θｔｈを±θｔｈ１［ｄｅｇ］に設定し、「モード２」ではエンドストップ舵角閾値θｔｈを±θｔｈ２［ｄｅｇ］に設定し、「モード３」ではエンドストップ舵角閾値θｔｈを±θｔｈ３［ｄｅｇ］に設定する。

ここで、θｔｈ１は、θｔｈ２より小さい値であってよく、θｔｈ３はθｔｈ１より大きく、かつ、θｔｈ２より小さい値であってよい。例えば、θｔｈ１＝１６０、θｔｈ２＝３４０、θｔｈ３＝２５０としてよい。
なお、図７に示す設定例は一例であり、本発明は図７に示す角度に限定されない。エンドストップ舵角閾値θｔｈは、適用される車両の諸元や走行モードの用途に応じて適宜設定できる。

走行モードに応じてエンドストップ舵角閾値θｔｈを変更することにより、後述のように舵角比を走行モードに応じて可変制御しても、ステアリングホイール１０が端当て状態になった場合の転舵角を一定に確保できる。
なお、エンドストップ舵角閾値θｔｈが急激に変化すると車両挙動の急変を招くので、選択器２４０は、モード信号Ｓｍの切り替わり時にエンドストップ舵角閾値θｔｈを徐変させてもよい。

再び図６を参照して端当て反力トルク設定部２０６の説明を続行する。トルク算出部２４１は、操舵角θｈとエンドストップ舵角閾値θｔｈとに基づき端当て反力トルクＴｒｓを算出する。
具体的には、操舵角θｈが－θｔｈ～＋θｔｈの範囲にある間、トルク算出部２４１は端当て反力トルクＴｒｓの値を０とする。操舵角θｈがθｔｈを超えると、トルク算出部２４１は、操舵角θｈの増加に伴って端当て反力トルクＴｒｓを増加させる。また、操舵角θｈが（－θｔｈ）よりも小さくなると、操舵角θｈの減少に伴って端当て反力トルクＴｒｓを減少させる。
リミッタ２４２は、トルク算出部２４１が算出した端当て反力トルクＴｒｓの大きさが過大とならないように、端当て反力トルクＴｒｓの上下限値を制限する。

これにより、ステアリングホイール１０が端当て状態にある場合、ステアリングホイール１０の操舵方向と反対方向の端当て反力トルクＴｒｓがステアリングホイール１０に付与されて、ステアリングホイール１０の端当て感を模擬するソフトエンドストップ制御が実施される。
ソフトエンドストップ制御を実施することにより、操舵方向の反対方向の端当て反力トルクＴｒｓが付与されて、操舵角θｈの大きさ｜θｈ｜が増大することを抑制する。
なお、上記の実施形態に代えて、ソフトエンドストップ制御の実施時に、一定の大きさの端当て反力トルクＴｒｓを出力してもよい。
また、端当て反力トルク設定部２０６は、ソフトエンドストップ制御の実施時に端当て反力トルクＴｒｓを出力するのに代えて、又は加えて、バックアップクラッチ３を接続してもよい。すなわち、端当て反力トルク設定部２０６は、操舵角の大きさ｜θｈ｜がエンドストップ舵角閾値θｔｈを超える場合にバックアップクラッチ３を接続するクラッチ制御部として動作してもよい。

再び図３を参照して、目標操舵トルク演算部２００の説明を続行する。端当て反力トルクＴｒｓは加算器２１１に入力される。
操舵反力ゲイン設定部２０７は、モード信号Ｓｍを受信する。操舵反力ゲイン設定部２０７は、モード信号Ｓｍが示す走行モードに応じて、目標操舵トルク演算部２００が演算する目標操舵トルクＴｈｒｅｆを増減するためのゲインを設定する。
具体的には、操舵反力ゲイン設定部２０７は、基本操舵トルクＴｒｂを補正する第１操舵反力ゲインＧｂと、タイヤ反力トルクＴｒｔを補正する第２操舵反力ゲインＧｔと、戻り補償トルクＴｒｒを補正する第３操舵反力ゲインＧｒを設定する。

乗算器２０８は、基本操舵トルクＴｒｂに第１操舵反力ゲインＧｂを乗じて、乗算結果を加算器２１１に入力する。乗算器２０９は、タイヤ反力トルクＴｒｔに第２操舵反力ゲインＧｔを乗じて乗算結果を加算器２１１に入力する。乗算器２１０は、戻り補償トルクＴｒｒに第３操舵反力ゲインＧｒを乗じて乗算結果を加算器２１１に入力する。加算器２１１は、入力されたトルクの合計（Ｇｂ×Ｔｒｂ＋Ｔｒｄ＋Ｔｒｈ＋Ｇｔ×Ｔｒｔ＋Ｇｒ×Ｔｒｒ＋Ｔｒｓ）を、目標操舵トルクＴｈｒｅｆとして出力する。

第１操舵反力ゲインＧｂ、第２操舵反力ゲインＧｔ及び第３操舵反力ゲインＧｒの設定例を図７に示す。
「モード１」では、第１操舵反力ゲインＧｂ、第２操舵反力ゲインＧｔ及び第３操舵反力ゲインＧｒをＧｓｒ１に設定し、「モード２」ではＧｓｒ２に設定してよい。また、「モード３」では、第１操舵反力ゲインＧｂ及び第２操舵反力ゲインＧｔをＧｓｒ３に設定し、第３操舵反力ゲインＧｒをＧｓｒ４に設定する。
例えば、駐車時の操作のための「モード１」の第１操舵反力ゲインＧｂ、第２操舵反力ゲインＧｔ及び第３操舵反力ゲインＧｒの値Ｇｓｒ１を、通常の特性を有する「モード２」の値Ｇｓｒ２よりも小さくしてよい。これにより、駐車時には操舵反力を低減して軽快な操舵を実現できる。

また、操舵操作に対する応答性が高い特性を有する「モード３」の第１操舵反力ゲインＧｂ及び第２操舵反力ゲインＧｔの値Ｇｓｒ３を、「モード２」の値Ｇｓｒ２よりも大きくしてよい。これにより操舵反力として車両から運転者に伝わるフィードバックをより大きくして、車両との一体感をより運転者に感じさせることができる。
また、「モード３」の第３操舵反力ゲインＧｒの値Ｇｓｒ４を「モード２」の値Ｇｓｒ２よりも大きくしてよい。これにより、運転者がステアリングホイール１０から手を離したときに、より迅速にステアリングホイール１０を中立位置近傍まで戻すことができ、機敏な操舵フィーリングを実現できる。
例えば、Ｇｓｒ１＝０．７５、Ｇｓｒ２＝１．００、Ｇｓｒ３＝１．２３、Ｇｓｒ４＝１．３３としてよい。
なお、図７に示す設定例は一例であり、本発明は図７に示すゲインに限定されない。これらのゲインは適用される車両の諸元や走行モードの用途に応じて適宜設定できる。

図８は、捩れ角制御部３００の機能構成の一例のブロック図である。捩れ角制御部３００は、減算器３０１と、捩れ角補償部３０２と、微分部３０３と、速度制御部３０４と、安定化補償部３０５と、加算器３０６と、制限部３０７を備える。
減算器３０１は、目標捩れ角Δθｒｅｆと捩れ角Δθの偏差Δθ_０を算出する。捩れ角補償部３０２は、偏差Δθ_０に補償値Ｃ_ＦＢ（伝達関数）を乗算して、目標捩れ角Δθｒｅｆに捩れ角Δθが追従するような目標捩れ角速度ωｒｅｆを出力する。なお、補償値Ｃ_ＦＢは単純なゲインＫ_ｐｐでも、ＰＩ制御の補償値などでもよい。

一方で、微分部３０３は捩れ角Δθを時間微分して捩れ角速度ωを算出する。Ｉ－Ｐ制御の速度制御部３０４は、目標捩れ角速度ωｒｅｆに捩れ角速度ωが追従するようなモータ電流指令値Ｉｍｒｃａを算出する。モータ電流指令値Ｉｍｒｃａは、加算器３０６に入力される。
速度制御部３０４は、減算器３１０及び３１３、積算部３１１並びに比例部３１２を備える。

減算器３１０は、目標捩れ角速度ωｒｅｆから捩れ角速度ωを減じた差分を算出し、積算部３１１は差分をその積分して積分結果を減算器３１３に入力する。
比例部１３３は、捩れ角速度ωに比例処理を施して、減算器３１３に入力する。減算器３１３は、積算部３１１の出力から比例部１３３の出力を減じた減算結果を、モータ電流指令値Ｉｍｒｃａとして出力する。なお、速度制御部３０４は、Ｉ－Ｐ制御ではなく、ＰＩ制御、Ｐ（比例）制御、ＰＩＤ（比例積分微分）制御、ＰＩ－Ｄ制御（微分先行型ＰＩＤ制御）、モデルマッチング制御、モデル規範制御等の一般的に用いられている制御方法でモータ電流指令値Ｉｍｒｃａを算出してもよい。

安定化補償部３０５は、モータ角速度ωｍに所定の伝達関数を乗じて安定化補償値Ｉｍｒｃｂを算出して加算器３０６に入力する。伝達関数として、例えば１次のＨＰＦの構造を用いた擬似微分とゲインにより設定した１次フィルタを使用してよい。
加算器３０６は、速度制御部３０４から出力されるモータ電流指令値Ｉｍｒｃａに、安定化補償値Ｉｍｒｃｂを加算した和をモータ電流指令値Ｉｍｒ０として出力する。
制限部３０７は、モータ電流指令値Ｉｍｒ０の上下限値を制限して、モータ電流指令値Ｉｍｒｃとして出力する。

図９は、目標転舵角演算部４００の機能構成の一例のブロック図である。目標転舵角演算部４００は、制限部４０１と、レート制限部４０２と、補正部４０３を備える。
制限部４０１は、操舵角θｈの上下限値を制限して操舵角θｈ１を出力することで、操舵角θｈに対する上限値及び下限値を予め設定して制限をかける。

レート制限部４０２は、操舵角の急変を回避するために、操舵角θｈ１の変化量に対して制限値を設定して制限をかけ、操舵角θｈ２を出力する。例えば、１サンプル前の操舵角θｈ１からの差分を変化量とし、その変化量の絶対値が所定の値（制限値）より大きい場合、変化量の絶対値が制限値となるように、操舵角θｈ１を加減算して操舵角θｈ２として出力する。
変化量の絶対値が制限値以下の場合は、操舵角θｈ１をそのまま操舵角θｈ２として出力する。なお、変化量の絶対値に対して制限値を設定するのではなく、変化量に対して上限値及び下限値を設定して制限をかけるようにしてもよく、変化量ではなく変化率や差分率に対して制限をかけるようにしてもよい。

補正部４０３は、操舵角θｈ２を補正して、基本目標転舵角θｔｒｅｆ０を出力する。例えば、操舵角θｈ２の大きさ｜θｈ２｜に対する基本目標転舵角θｔｒｅｆ０の特性を定義したマップを用いて、操舵角θｈ２より基本目標転舵角θｔｒｅｆ０を求めてよい。或いは、単純に、操舵角θｈ２に所定のゲインを乗算して、基本目標転舵角θｔｒｅｆ０を求めてもよい。

図１０は、転舵角制御部５００の機能構成の一例のブロック図である。転舵角制御部５００は、転舵角変換部５０１と、制限部５０２と、位置制御部５０３と、ノイズ除去部５０４と、摩擦補償部５０５と、安定化補償部５０６と、加算器５０７と、減算器５０８と、制限部５０９を備える。

転舵角変換部５０１は、モード信号Ｓｍと基本目標転舵角θｔｒｅｆ０とを受信する。転舵角変換部５０１は、モード信号Ｓｍが示す走行モードに応じて基本目標転舵角θｔｒｅｆ０を目標転舵角θｔｒｅｆへ変換する。これにより、走行モードに応じて、操舵角に対する転舵角の比（舵角比）を変更する。
例えば、転舵角変換部５０１は、走行モードに応じた転舵角ゲインを設定する。転舵角変換部５０１は、転舵角ゲインを基本目標転舵角θｔｒｅｆ０に乗算することによって、目標転舵角θｔｒｅｆを算出する。転舵角変換部５０１は、特許請求の範囲に記載の「転舵角変換部」の一例である。

図７に、走行モードに応じた転舵角ゲインの設定例を示す。「モード１」、「モード２」及び「モード３」において、転舵角ゲインをそれぞれ値Ｇｔａ１、Ｇｔａ２及びＧｔａ３に設定する。
例えば、駐車時の操作のための「モード１」の転舵角ゲインＧｔａ１は、通常の特性を有する「モード２」の転舵角ゲインＧｔａ２よりも大きくてよい。これにより、駐車時にはより小さな操舵操作で転舵輪８Ｌ及び８Ｒを大きく転舵することができる。
また、操舵操作に対する応答性が高い特性を有する「モード３」の転舵角ゲインＧｔａ３は、「モード２」の転舵角ゲインＧｔａ２よりも大きくてよい。これにより、操舵操作に対する車両の転舵応答性を高めて、機敏な操舵フィーリングを実現できる。
例えば、Ｇｔａ１＝２．２、Ｇｔａ２＝１．２、Ｇｔａ２＝１．４としてよい。
なお、図７に示す設定例は一例であり、本発明は図７に示す転舵角ゲインに限定されない。転舵角ゲインは、適用される車両の諸元や走行モードの用途に応じて適宜設定できる。

再び図１０を参照して、転舵角制御部５００の説明を続行する。制限部５０２は、目標転舵角θｔｒｅｆの上下限を制限して、位置制御部５０３に入力する。
ノイズ除去部５０４は、角度センサ２５が検出した実転舵角θｔに含まれるノイズを、ＬＰＦ等の平滑フィルタを用いて除去し、位置制御部５０３と安定化補償部５０６に入力する。

位置制御部５０３は、目標転舵角θｔｒｅｆに対する実転舵角θｔの偏差を算出し、実転舵角θｔが目標転舵角θｔｒｅｆとなるような基本モータトルク指令値Ｔｍｒｅｆ０と目標転舵角速度ωｔｒｅｆを演算する。基本モータトルク指令値Ｔｍｒｅｆ０は加算器５０７に入力され、目標転舵角速度ωｔｒｅｆは摩擦補償部５０５に入力される。
摩擦補償部５０５は、目標転舵角速度ωｔｒｅｆに基づいて、転舵角速度成分に応じた摩擦減衰量を補償する摩擦補償値Ｃｆを算出して、加算器５０７へ入力する。

摩擦補償部５０５は、ＬＰＦ５１０と、摩擦補償値読出部５１１を備える。
摩擦補償値読出部５１１は、ＬＰＦ５１０を通過した後の目標転舵角速度ωｔｒｅｆに基づいて摩擦補償値Ｃｆを取得する。摩擦補償値読出部５１１は、例えば、目標転舵角速度ωｔｒｅｆを入力とする摩擦補償値マップに基づいて摩擦補償値Ｃｆを求めてもよい。

例えば摩擦補償値Ｃｆは、目標転舵角速度ωｔｒｅｆが正の範囲では正の値を、目標転舵角速度ωｔｒｅｆが負の範囲では負の値を有して単調増加し、目標転舵角速度ωｔｒｅｆの大きさが大きくなるのに従って、傾きの大きさが小さくなる特性を有する。

安定化補償部５０６は、ノイズ除去部５０４によりノイズが除去された実転舵角θｔに所定の伝達関数を乗じて安定化補償値Ｃｓを算出し、減算器５０８に入力する。伝達関数として１次のＨＰＦの構造を用いた擬似微分とゲインにより設定した１次フィルタを使用してよい。
加算器５０７は、基本モータトルク指令値Ｔｍｒｅｆ０に摩擦補償値Ｃｆを加算し、減算器５０８は、その加算結果から安定化補償値Ｃｓを減じて減算結果を制限部５０９に入力する。
制限部５０９は、減算器５０８の減算結果の上下限値を制限して、モータトルク指令値Ｔｍｒｅｆとして出力する。

（動作）
次に、図１１を参照して実施形態の操舵制御方法の一例を説明する。
ステップＳ１において舵角センサ１２、車速センサ５、第１トルクセンサ１３、角度センサ２５及びモータ角度センサ１６は、操舵角θｈ、車速Ｖｈ、実操舵トルクＴｈ、実転舵角θｔ及びモータ回転角θｍをそれぞれ検出する。

ステップＳ２において基本操舵トルク演算部２０１は、基本操舵トルクＴｒｂを演算する。ダンパゲインマップ２０２、微分器２１２及び乗算器２１３は、ダンピングトルクＴｒｄを演算する。ヒステリシス補償部２０３は、ヒステリシス特性トルクＴｒｈを演算する。タイヤ反力トルク演算部２０４は、タイヤ反力トルクＴｒｔを演算する。戻り補償トルク演算部２０５は、戻り補償トルクＴｒｒを演算する。
ステップＳ３において目標転舵角演算部４００は、基本目標転舵角θｔｒｅｆ０を演算する。
ステップＳ４において操舵反力ゲイン設定部２０７、端当て反力トルク設定部２０６及び転舵角変換部５０１は、モード信号Ｓｍを参照して現在の走行モードを特定する。

ステップＳ５において操舵反力ゲイン設定部２０７は、現在の走行モードに応じて第１操舵反力ゲインＧｂ、第２操舵反力ゲインＧｔ、第３操舵反力ゲインＧｒを設定する。
ステップＳ６において乗算器２０８、２０９及び２１０は、基本操舵トルクＴｒｂ、タイヤ反力トルクＴｒｔ及び戻り補償トルクＴｒｒに、第１操舵反力ゲインＧｂ、第２操舵反力ゲインＧｔ、第３操舵反力ゲインＧｒを乗算することにより、基本操舵トルクＴｒｂ、タイヤ反力トルクＴｒｔ及び戻り補償トルクＴｒｒを補正する。

ステップＳ７において端当て反力トルク設定部２０６は、走行モードに応じてエンドストップ舵角閾値θｔｈを設定する。
ステップＳ８において端当て反力トルク設定部２０６は、操舵角θｈとエンドストップ舵角閾値θｔｈに応じて端当て反力トルクＴｒｓを設定する。
ステップＳ９において加算器２１１は、目標操舵トルクＴｈｒｅｆ＝（Ｇｂ×Ｔｒｂ＋Ｔｒｄ＋Ｔｒｈ＋Ｇｔ×Ｔｒｔ＋Ｇｒ×Ｔｒｒ＋Ｔｒｓ）を算出する。

ステップＳ１０において転舵角変換部５０１は、現在の走行モードに応じて転舵角ゲインを設定する。
ステップＳ１１において転舵角変換部５０１は、基本目標転舵角θｔｒｅｆ０を転舵角ゲインで補正して目標転舵角θｔｒｅｆを得る。
ステップＳ１２において変換部１０１、捩れ角制御部３００及び電流制御部１０２は、目標操舵トルクＴｈｒｅｆに基づいて反力モータ１４を制御する。また、転舵角制御部５００、電流指令値演算部１０５及び電流制御部１０６は、目標転舵角θｔｒｅｆに基づいて転舵モータ２６を制御する。

（実施形態の効果）
（１）車両用操舵制御装置は、ステアリングホイール１０の操舵角及び車速に基づいて目標操舵トルクを演算する目標操舵トルク演算部２００と、ステアリングホイール１０に加わる実操舵トルク及び目標操舵トルクに基づいてステアリングホイール１０に操舵反力トルクを付与する反力モータ１４を制御する捩れ角制御部３００及び電流制御部１０２と、ステアリングホイール１０の操舵角に基づいて転舵輪の目標転舵角を演算する目標転舵角演算部４００と、車両の走行モードを切り替えるモード切替部１００と、走行モードに応じた転舵角ゲインを設定する転舵角変換部５０１と、目標転舵角を転舵角ゲインで補正した補正後目標転舵角、及び転舵輪８Ｌ、８Ｒの実転舵角に基づいて、転舵輪８Ｌ、８Ｒを転舵する転舵モータ２６を制御する転舵角制御部５００と、を備える。
かかる構成によれば、ステアリングホイールと転舵輪との間が機械的に分離されたステアバイワイヤ方式の操舵装置において、モード切替部１００により切り替えられた走行モードに応じた転舵角ゲインを設定することができ、舵角比の演算にヨーレートセンサ等の余分なセンサを用いる必要がなくなるため、制御の複雑化や処理負荷の増大を抑制しつつ舵角比の可変制御を実現できる。

（２）目標操舵トルク演算部２００は、走行モードに応じた第１操舵反力ゲインを設定する操舵反力ゲイン設定部２０７と、操舵角及び車速に基づく基本操舵トルクを演算する基本操舵トルク演算部２０１と、第１操舵反力ゲインで補正された基本操舵トルクに基づいて、目標操舵トルクを演算する乗算器２０８及び加算器２１１を備えてもよい。
かかる構成によれば、操舵反力として車両から運転者に伝わるフィードバックを走行モードに応じて変化させることができるので、より快適な操舵フィーリングを実現できる。

（３）目標操舵トルク演算部２００は、転舵輪８Ｌ、８Ｒの転舵に伴う車体の上昇により生じる操舵反力トルクであるタイヤ反力トルクを、操舵角及び車速に基づいて演算するタイヤ反力トルク演算部２０４を備えてもよい。
操舵反力ゲイン設定部２０７は、走行モードに応じた第２操舵反力ゲインを設定してよく、乗算器２０９及び加算器２１１は、第２操舵反力ゲインで補正されたタイヤ反力トルクに更に基づいて目標操舵トルクを演算してよい。
かかる構成によれば、転舵輪８Ｌ、８Ｒの転舵に伴う車体の上昇により生じる操舵反力を走行モードに応じて変化させることができるので、より快適な操舵フィーリングを実現できる。

（４）目標操舵トルク演算部２００は、運転者からステアリングホイール１０へ加える操舵トルクである入力操舵トルクを推定し、入力操舵トルクと操舵角の微分値とに基づいてステアリングホイール１０を中立位置近傍まで戻すための戻り補償トルクを演算する戻り補償トルク演算部２０５を備えてもよい。操舵反力ゲイン設定部２０７は、走行モードに応じた第３操舵反力ゲインを設定し、乗算器２１０及び加算器２１１は、第３操舵反力ゲインで補正された戻り補償トルクに更に基づいて目標操舵トルクを演算してよい。
かかる構成によれば、運転者がステアリングホイール１０から手を離した時にステアリングホイール１０を中立位置近傍まで戻すトルクを、走行シーンに応じた大きさで発生させることができる。

（５）目標操舵トルク演算部２００は、走行モードに応じて操舵角の絶対値の上限値を設定する選択器２４０と、操舵角の絶対値が上限値を超えるのを抑制する反力トルクである端当て反力トルクを算出するトルク算出部２４１とを有する端当て反力トルク設定部２０６とを備えてもよい。
かかる構成によれば、上記のように走行モードに応じて転舵角ゲインを設定し、それに応じて舵角比が変化しても、ステアリングホイール１０が端当て状態になった場合の転舵角を一定に確保できる。

（６）車両用操舵制御装置は、ステアリングホイール１０と転舵輪８Ｌ、８Ｒとの間を接続するか又は遮断するかを切り替えるバックアップクラッチ３と、走行モードに応じて操舵角の絶対値の上限値を設定する選択器２４０と、操舵角の絶対値が上限値を超えるか否かを判定し、操舵角の絶対値が上限値を超える場合にバックアップクラッチ３によりステアリングホイール１０と転舵輪８Ｌ、８Ｒとの間を接続するクラッチ制御部として動作する端当て反力トルク設定部２０６を備えてもよい。

かかる構成によれば、上記のように走行モードに応じて転舵角ゲインを設定し、それに応じて舵角比が変化しても、ステアリングホイール１０が端当て状態になった場合の転舵角を一定に確保できる。
また、ステアリングホイール１０を転舵輪８Ｌ、８Ｒに接続することにより、端当て時に十分な操舵反力を付与することができる。

１…操舵機構、２…転舵機構、３…バックアップクラッチ、４…コントロールユニット、５…車速センサ、６ａ、６ｂ…タイロッド、７ａ、７ｂ…ハブユニット、８Ｌ、８Ｒ…転舵輪、１０…ステアリングホイール、１１…操舵軸、１２…舵角センサ、１３…第１トルクセンサ、１４…反力モータ、１５…第１減速機構、１６…モータ角度センサ、２０ａ、２０ｂ…中間軸、２１ａ、２１ｂ…ユニバーサルジョイント、２２…ピニオン軸、２３…ピニオンラック機構、２４…第２トルクセンサ、２５…角度センサ、２６…転舵モータ、２７…第２減速機構、２８…モータ角度センサ、３０…バッテリ、３１…イグニションキー、３２…ＣＡＮ、３３…非ＣＡＮ、１００…モード切替部、１０１…変換部、１０２…電流制御部、１０３…電流センサ、１０４…角速度演算部、１０５…電流指令値演算部、１０６…電流制御部、１０７…電流センサ、１３３…比例部、２００…目標操舵トルク演算部、２０１…基本操舵トルク演算部、２０２…ダンパゲインマップ、２０３…ヒステリシス補償部、２０４…タイヤ反力トルク演算部、２０５…補償トルク演算部、２０６…反力トルク設定部、２０７…操舵反力ゲイン設定部、２０８、２０９、２１０、２１３、２３３、２３７…乗算器、２１１、３０６、５０７…加算器、微分器…２１２、２２０…比較器、２２１…タイヤ反力トルク読出部、２２２、２４０…選択器、２３０、３０３…微分部、２３１、２３５…絶対値算出部、２３２…速度感応ゲイン設定部、２３４…入力操舵トルク推定部、２３６…トルク感応ゲイン設定部、２３８、３０７、４０１、５０２、５０９…制限部、２４１…トルク算出部、２４２…リミッタ、３００…捩れ角制御部、３０１、３１０、３１３、５０８…減算器、３０２…捩れ角補償部、３０４…速度制御部、３０５、５０６…安定化補償部、３１１…積算部、３１２…比例部、４００…目標転舵角演算部、４０２…レート制限部、４０３…補正部、５００…転舵角制御部、５０１…転舵角変換部、５０３…位置制御部、５０４…ノイズ除去部、５０５…摩擦補償部、５１１…摩擦補償値読出部

Claims (6)

1. ステアリングホイールと転舵輪との間が機械的に分離されたステアバイワイヤ方式の車両用操舵制御装置であって、
   前記ステアリングホイールの操舵角及び車速に基づいて目標操舵トルクを演算する目標操舵トルク演算部と、
   前記ステアリングホイールに加わる実操舵トルク及び前記目標操舵トルクに基づいて前記ステアリングホイールに操舵反力トルクを付与する反力アクチュエータを制御する操舵反力制御部と、
   前記ステアリングホイールの前記操舵角に基づいて前記転舵輪の目標転舵角を演算する目標転舵角演算部と、
   車両の走行モードを切り替えるモード切替部と、
   前記走行モードに応じた転舵角ゲインを設定する転舵角変換部と、
   前記目標転舵角を前記転舵角ゲインで補正した補正後目標転舵角、及び前記転舵輪の実転舵角に基づいて、前記転舵輪を転舵する転舵アクチュエータを制御する転舵角制御部と、
   を備えることを特徴とする車両用操舵制御装置。
2. 前記目標操舵トルク演算部は、
   前記走行モードに応じた第１操舵反力ゲインを設定する操舵反力ゲイン設定部と、
   前記操舵角及び前記車速に基づく基本操舵トルクを演算する基本操舵トルク演算部と、
   前記第１操舵反力ゲインで補正された前記基本操舵トルクに基づいて、前記目標操舵トルクを演算する演算部と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用操舵制御装置。
3. 前記目標操舵トルク演算部は、前記転舵輪の転舵に伴う車体の上昇により生じる操舵反力トルクであるタイヤ反力トルクを、前記操舵角及び前記車速に基づいて演算するタイヤ反力演算部を備え、
   前記操舵反力ゲイン設定部は、前記走行モードに応じた第２操舵反力ゲインを設定し、
   前記演算部は、前記第２操舵反力ゲインで補正された前記タイヤ反力トルクに更に基づいて前記目標操舵トルクを演算する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両用操舵制御装置。
4. 前記目標操舵トルク演算部は、運転者から前記ステアリングホイールへ加える操舵トルクである入力操舵トルクを推定し、前記入力操舵トルクと前記操舵角の微分値とに基づいて前記ステアリングホイールを中立位置近傍まで戻すための戻り補償トルクを演算する戻り補償トルク演算部を備え、
   前記操舵反力ゲイン設定部は、前記走行モードに応じた第３操舵反力ゲインを設定し、
   前記演算部は、前記第３操舵反力ゲインで補正された前記戻り補償トルクに更に基づいて前記目標操舵トルクを演算する、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用操舵制御装置。
5. 前記目標操舵トルク演算部は、
   前記走行モードに応じて前記操舵角の絶対値の上限値を設定する上限値設定部と、前記操舵角の絶対値が前記上限値を超えるのを抑制する反力トルクである端当て反力トルクを設定する端当て反力トルク設定部と、を備え、
   前記端当て反力トルクを含んだ前記目標操舵トルクを演算する、
   ことを特徴とする請求項２～４のいずれか一項に記載の車両用操舵制御装置。
6. 前記ステアリングホイールと前記転舵輪との間を接続するか又は遮断するかを切り替えるクラッチと、
   前記走行モードに応じて前記操舵角の絶対値の上限値を設定する上限値設定部と、
   前記操舵角の絶対値が前記上限値を超えるか否かを判定し、前記操舵角の絶対値が前記上限値を超える場合に前記クラッチにより前記ステアリングホイールと前記転舵輪との間を接続するクラッチ制御部と、
   を備えることを特徴とする請求項２～４のいずれか一項に記載の車両用操舵制御装置。

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