JP2022164015A - 操舵装置及び操舵方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車速信号が正常でなくなったときに、意図しない操舵反力トルクの出力を抑制できるようにする。【解決手段】ステアバイワイヤ方式の操舵装置の電子制御ユニットは、反力演算処理において、車速信号と転舵角とに基づく角度軸力と、転舵輪の駆動電流に基づく電流軸力と、最終配分比（車速信号に基づく正常時配分比又は異常時配分比）に基づいて角度軸力と電流軸力とを配分して得られる配分軸力とを演算する。反力演算処理は、車速信号が正常でなくなったときに実行される第１及び第２の異常時処理の少なくとも一方を含む。第１の異常時処理は、車速信号が正常でなくなる直前の車速信号値を角度軸力の演算のために保持する。第２の異常時処理は、車速信号が正常でなくなる直前の車速信号値を正常時配分比の演算のために保持したうえで又は車速信号が正常でなくなる直前の正常時配分比の値を保持したうえで、最終配分比を異常時配分比に徐変する。【選択図】図６

Description

本開示は、ステアバイワイヤ方式の操舵装置及び操舵方法に関する。

特許文献１には、ステアバイワイヤ方式の操舵装置が開示されている。この操舵装置では、過負荷防止のために操舵用アクチュエータの出力の上限値を制限する時に、操作部材の操作に対する車輪の舵角変化の応答性の低下を防止するために操舵用アクチュエータの発生反力が高められる。

特開２００３－００２２２３号公報

ステアバイワイヤ方式の操舵装置において、操舵反力トルクの演算のために車速センサの車速信号を利用している場合、車速信号が正常でなくなると、意図しない操舵反力トルクが出力されてしまう可能性がある。

本開示は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、車速信号が正常でなくなったときに、意図しない操舵反力トルクの出力を抑制できるようにした操舵装置操舵方法を提供することを目的とする。

本開示に係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と、反力アクチュエータと、電子制御ユニットと、を備える。ステアリングホイールは、転舵輪と機械的に切り離されている。反力アクチュエータは、ステアリングホイールに操舵反力トルクを付与する。電子制御ユニットは、反力アクチュエータを制御する。電子制御ユニットは、操舵反力トルクの目標値である目標反力トルクを演算する反力演算処理を実行するように構成されている。
電子制御ユニットは、反力演算処理において、
転舵輪に連結される転舵軸に作用する軸力として、車速センサの車速信号と転舵輪の転舵角とに基づく角度軸力と、転舵輪の駆動電流に基づく電流軸力とを演算し、
車速信号が正常である場合には車速信号に基づく正常時配分比であって車速信号が正常でない場合には電流軸力の配分割合が１００％となる異常時配分比である最終配分比に基づいて、角度軸力と電流軸力とを配分して得られる配分軸力を演算し、
配分軸力に基づいて、目標反力トルクを演算する。
反力演算処理は、車速信号が正常でなくなったときに実行される第１の異常時処理及び第２の異常時処理の少なくとも一方を含む。
第１の異常時処理は、車速信号が正常でなくなる直前の車速信号値を角度軸力の演算のために保持する処理である。
第２の異常時処理は、車速信号が正常でなくなる直前の車速信号値を正常時配分比の演算のために保持したうえで又は車速信号が正常でなくなる直前の正常時配分比の値を保持したうえで、最終配分比を異常時配分比に徐変する処理である。

本開示に係るステアバイワイヤ方式の車両の操舵方法は、転舵輪と機械的に切り離されたステアリングホイールに付与される操舵反力トルクの目標値である目標反力トルクを演算する反力演算処理を含む。
反力演算処理は、
転舵輪に連結される転舵軸に作用する軸力として、車速センサの車速信号と転舵輪の転舵角とに基づく角度軸力と、転舵輪の駆動電流に基づく電流軸力とを演算する処理と、
車速信号が正常である場合には車速信号に基づく正常時配分比であって車速信号が正常でない場合には電流軸力の配分割合が１００％となる異常時配分比である最終配分比に基づいて、角度軸力と電流軸力とを配分して得られる配分軸力を演算する処理と、
配分軸力に基づいて、目標反力トルクを演算する処理と、を含む。
反力演算処理は、車速信号が正常でなくなったときに実行される第１の異常時処理及び第２の異常時処理の少なくとも一方をさらに含む。
第１の異常時処理は、車速信号が正常でなくなる直前の車速信号値を角度軸力の演算のために保持する処理である。
第２の異常時処理は、車速信号が正常でなくなる直前の車速信号値を正常時配分比の演算のために保持したうえで又は車速信号が正常でなくなる直前の正常時配分比の値を保持したうえで、最終配分比を異常時配分比に徐変する処理である。

本開示に係る操舵装置及び操舵方法によれば、車速信号が正常でなくなったときには、反力演算処理は、上述の第１の異常時処理及び第２の異常時処理の少なくとも一方を伴って実行される。これにより、車速信号が正常でなくなったときに、角度軸力及び正常時配分比の少なくとも一方の意図しない変動を抑制でき、その結果として、意図しない操舵反力トルクの出力を抑制できる。

実施の形態１に係る操舵装置の構成の一例を概略的に示す図である。 電子制御ユニットによって実行される反力演算処理の基本構成を示すブロック図である。 車速信号の異常発生時における角度軸力演算への対策を説明するためのブロック図である。 車速信号が正常状態に復帰したときの角度軸力演算への対策を説明するためのブロック図である。 図４に示す信号保持解除部による車速信号の徐変の一例を説明するためのタイムチャートである。 車速信号の異常発生時における配分軸力演算への対策の一例を説明するためのブロック図である。 車速信号が正常状態に復帰したときの配分軸力演算への対策の一例を説明するためのブロック図である。 車速信号の異常発生時における配分軸力演算への対策の他の例を説明するためのブロック図である。 車速信号が正常状態に復帰したときの配分軸力演算への対策の他の例を説明するためのブロック図である。 車速信号の異常発生時における最終軸力演算への対策の一例を説明するためのブロック図である。 車速信号が正常状態に復帰したときの最終軸力演算への対策の一例を説明するためのブロック図である。 電子制御ユニットによって実行される戻しトルク演算処理の基本構成を示すブロック図である。 車速信号の異常発生時における戻しトルク演算への対策の一例を説明するためのブロック図である。 車速信号が正常状態に復帰したときの戻しトルク演算への対策の一例を説明するためのブロック図である。 車速信号の異常発生時における戻しトルク演算への対策の他の例を説明するためのブロック図である。 車速信号が正常状態に復帰したときの戻しトルク演算への対策の他の例を説明するためのブロック図である。 第２の徐変手法を利用する場合の信号保持解除部の構成を示すブロック図である。 第２の徐変手法を利用して信号保持解除部によって行われる車速信号の徐変の一例を説明するためのタイムチャートである。

以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、本開示に係る技術思想が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、本開示に係る技術思想に必ずしも必須のものではない。

１．実施の形態１
１－１．操舵装置の構成
図１は、実施の形態１に係る操舵装置１０の構成の一例を概略的に示す図である。操舵装置１０は、車両に搭載されている。操舵装置１０は、車両のドライバによって操作されるステアリングホイール１２を備えている。操舵装置１０は、ステアバイワイヤ方式であり、ステアリングホイール１２は、車輪（転舵輪）１と機械的に切り離されている。

ステアリングホイール１２は、ステアリングシャフト１４を介して反力アクチュエータ１６と連結されている。反力アクチュエータ１６は、例えば、反力モータである。反力アクチュエータ１６は、ステアリングホイール１２に操舵反力トルクＴｒを付与する。

ステアリングシャフト１４には、操舵角センサ１８が取り付けられている。操舵角センサ１８は、ステアリングホイール１２の回転角度、すなわち、操舵角（実操舵角）θを検出する。また、ステアリングシャフト１４には、操舵トルクセンサ２０が取り付けられている。操舵トルクセンサ２０は、ステアリングシャフト１４に作用するトルク、すなわち、操舵トルクＴｓを検出する。

操舵装置１０は、転舵輪１を転舵する転舵機構２２を備えている。転舵機構２２は、転舵アクチュエータ２４、転舵軸（ラック軸）２６、タイロッド２８、及び転舵角センサ３０を備えている。転舵アクチュエータ２４は、例えば、転舵モータであり、転舵軸２６に取り付けられている。転舵輪１は、タイロッド２８を介して転舵軸２６に連結されている。

転舵アクチュエータ２４を駆動して転舵軸２６をその軸方向に直線運動させることにより、タイロッド２８を介して転舵輪１の転舵角（実転舵角）δが変更される。転舵角センサ３０は、転舵アクチュエータ２４に取り付けられている。転舵アクチュエータ２４の回転角と転舵輪１の転舵角δとの間には、常に一意に定まる相関関係がある。このため、転舵角センサ３０は、転舵輪１の転舵角δを検出する。転舵電流センサ３２は、転舵アクチュエータ２４を駆動する転舵電流Ｉｍを検出する。

操舵装置１０は、さらに、操舵装置１０（反力アクチュエータ１６及び転舵アクチュエータ２４）を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）３４を備えている。より具体的には、ＥＣＵ３４は、少なくとも１つのプロセッサ３４ａと少なくとも１つの記憶装置３４ｂとを含む。プロセッサ３４ａは、反力アクチュエータ１６及び転舵アクチュエータ２４の制御に関する各種処理を実行する。記憶装置３４ｂは、プロセッサ３４ａによる処理に用いられる各種プログラム及び各種データ（マップを含む）が記憶されている。プロセッサ３４ａが記憶装置３４ｂからプログラムを読み出して実行することにより、ＥＣＵ３４による処理が実現される。なお、ＥＣＵ３４は複数であってもよい。具体的には、例えば、反力アクチュエータ１６を制御するＥＣＵと、転舵アクチュエータ２４を制御するＥＣＵとが個別に備えられていてもよい。

ＥＣＵ３４による操舵装置１０の制御に用いられる各種センサは、直接、或いは、車両内に構築された通信ネットワークを介してＥＣＵ３４に接続されている。当該各種センサは、少なくとも、上述の操舵角センサ１８、操舵トルクセンサ２０、転舵角センサ３０、及び転舵電流センサ３２とともに、車速センサ３６を含む。車速センサ３６は、車両の速度である車速に応じた信号（車速信号Ｖ）を出力する。

ＥＣＵ３４は、転舵輪１の実転舵角δが目標転舵角δｔに追従するように転舵アクチュエータ２４を制御する。ＥＣＵ３４は、例えば操舵角θと車速とに基づいて、目標転舵角δｔを演算する。より詳細には、ＥＣＵ３４は、目標転舵角δｔと実転舵角δとの偏差に基づいて転舵電流Ｉｍを制御する。その結果、転舵アクチュエータ２４によって転舵輪１が転舵される。

１－２．反力制御
ＥＣＵ３４は、反力制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ３４は、反力アクチュエータ１６を制御することによって、ステアリングホイール１２に付与される操舵反力トルクＴｆを制御する。ＥＣＵ３４は、操舵反力トルクＴｆの目標値である目標反力トルクＴｒｔを演算する「反力演算処理」を実行する。なお、反力演算処理における以下の各種演算は、所定の演算周期毎に繰り返し実行される。

１－２－１．反力演算処理の基本構成
図２は、ＥＣＵ３４によって実行される反力演算処理の基本構成を示すブロック図である。ＥＣＵ３４は、反力演算処理を行う目標反力トルク演算部４０を備えている。目標反力トルク演算部４０は、入力トルク基礎成分演算部４２と、反力成分演算部４４とを含む。なお、後述されるように、実施の形態１で用いられる最終的な反力演算処理は、図２に示す基本構成に、後述の図３、４、及び、６～１１に示される各種処理が追加されることによって得られる。

入力トルク基礎成分演算部４２は、ドライバの操舵方向にステアリングホイール１２を回転させる力である入力トルク基礎成分Ｔｂを演算する。より詳細には、入力トルク基礎成分演算部４２には、操舵トルクセンサ２０により検出される操舵トルクＴｓが入力される。入力トルク基礎成分演算部４２は、操舵トルクＴｓの絶対値が大きいほど、より大きな絶対値を有するように入力トルク基礎成分Ｔｂを演算する。

反力成分演算部４４は、ドライバの操舵によるステアリングホイール１２の回転に抗する力、すなわち転舵輪１から転舵軸２６に作用する軸力に応じた反力成分（最終軸力とも称する）Ｔ４を演算する。反力成分Ｔ４は、転舵軸２６に作用する軸力を推定した演算上の軸力に相当する。

目標反力トルク演算部４０は、減算器４６において、入力トルク基礎成分Ｔｂから反力成分Ｔ４を減算することで得られる値を目標反力トルクＴｒｔとして演算する。ＥＣＵ３４は、このように演算した目標反力トルクＴｒｔに応じた操舵反力トルクＴｒを発生させるように反力アクチュエータ１６を制御する。

より具体的には、反力成分演算部４４は、最終軸力（反力成分）Ｔ４の演算のために、角度軸力演算部４８と、電流軸力演算部５０と、配分軸力演算部５２と、最終軸力演算部５４とを備えている。角度軸力演算部４８及び電流軸力演算部５０は、角度軸力Ｔ１及び電流軸力Ｔ２をそれぞれ演算する。これらの軸力Ｔ１及びＴ２は、トルクの次元（Ｎ・ｍ）で演算される。

（角度軸力演算）
角度軸力演算部４８は、車速センサ３６の車速信号Ｖと、転舵角センサ３０により検出される転舵角δとに基づいて角度軸力Ｔ１を演算する。図２中のグラフは、角度軸力Ｔ１のマップの関係の一例を示している。このグラフに示すように、角度軸力Ｔ１は、転舵角δの絶対値が大きいほど大きな絶対値を有するように、かつ、車速が高いほど大きな絶対値を有するように演算される。このように演算される角度軸力Ｔ１は、軸力の理想値であって、車両の横方向への挙動に影響を与えない微小な凹凸及び当該横方向への挙動に影響を与える段差等の路面情報を含まない軸力に相当する。

（電流軸力演算）
電流軸力演算部５０は、転舵電流Ｉｍに基づいて電流軸力Ｔ２を演算する。電流軸力演算部５０は、転舵アクチュエータ２４によって転舵軸２６に加えられるトルクと、転舵輪１に対して路面から加えられる力に応じたトルクとが釣り合うものとして、転舵電流Ｉｍの絶対値が大きくなるほど大きな絶対値を有するように電流軸力Ｔ２を演算する。

（配分軸力演算）
配分軸力演算部５２は、最終配分比Ｒｆに基づいて角度軸力Ｔ１と電流軸力Ｔ２とを配分して得られる配分軸力Ｔ３を演算するために、正常時配分比演算部５２ａと、配分比切替部５２ｂと、配分処理部５２ｃとを備えている。最終配分比Ｒｆは、配分軸力Ｔ３における角度軸力Ｔ１と電流軸力Ｔ２との配分比のことである。最終配分比Ｒｆが０の場合には、配分軸力Ｔ３は角度軸力Ｔ１と等しくなり、最終配分比Ｒｆが１の場合には、配分軸力Ｔ３は電流軸力Ｔ２と等しくなる。

車速信号Ｖが正常である場合には、最終配分比Ｒｆとして、正常時配分比Ｒｎが選択される。図２中のグラフは、正常時配分比Ｒｎのマップの関係の一例を示している。正常時配分比Ｒｎの演算のために、一例として、まず、正常時配分比演算部５２ａにおいて、車速信号Ｖと転舵角δとに基づいて車両の横Ｇの推定値（推定横Ｇ）が演算される。そのうえで、正常時配分比Ｒｎは、演算された推定横Ｇに応じた値となるように演算される。より詳細には、グラフに示すように、正常時配分比Ｒｎは、推定横Ｇが大きな領域では、大きな絶対値を有するように演算される。

上述のように、正常時配分比Ｒｎは、車速信号Ｖに基づく値として演算される。また、記憶装置３４ｂは、車速信号Ｖが正常でない場合（異常である場合）に用いるための異常時配分比Ｒａを格納している。異常時配分比Ｒａは、１（固定値）である。つまり、異常時配分比Ｒａによれば、電流軸力Ｔ２の配分割合が１００％となる。このように、異常時配分比Ｒａは車速信号Ｖに依存しない。

配分比切替部５２ｂには、正常時配分比Ｒｎ及び異常時配分比Ｒａとともに、車速状態信号Ｓｖが入力される。車速状態信号Ｓｖは、車速信号Ｖが正常であるか否かの判定結果を示す信号である。車速状態信号Ｓｖは、例えば、車速信号Ｖが通常取り得ない値を示す場合、前回値からの車速信号値の変化量が予め設定される閾値を超える場合、又は、車速センサ３６とＥＣＵ３４との通信途絶が生じた場合に、異常を示すように出力される。配分比切替部５２ｂは、車速状態信号Ｓｖに基づき、車速信号Ｖが正常である場合には正常時配分比Ｒｎを最終配分比Ｒｆとして選択し、車速信号Ｖが正常でない場合には異常時配分比Ｒａを最終配分比Ｒｆとして選択する。

配分処理部５２ｃには、角度軸力Ｔ１及び電流軸力Ｔ２とともに、最終配分比Ｒｆが入力される。配分処理部５２ｃは、最終配分比Ｒｆに基づいて角度軸力Ｔ１と電流軸力Ｔ２とを配分して得られる配分軸力Ｔ３を演算する。

（最終軸力演算）
最終軸力演算部５４は、目標反力トルクＴｒｔの演算のための最終軸力Ｔ４を演算する。最終軸力Ｔ４は、上述の配分軸力Ｔ３を減少側に修正するために演算される。より具体的には、最終軸力演算部５４は、正常時軸力演算部５４ａと、異常時軸力演算部５４ｂと、軸力切替部５４ｃとを備えている。

正常時軸力演算部５４ａには、配分軸力Ｔ３と車速信号Ｖとが入力される。正常時軸力演算部５４ａは、車速信号Ｖが正常である場合に選択される正常時最終軸力Ｔ４ｎを演算する。図２中のグラフは、正常時最終軸力Ｔ４ｎのマップの関係の一例を示している。このマップの横軸の入力は配分軸力Ｔ３であり、縦軸の出力は正常時最終軸力Ｔ４ｎである。これらの入力と出力との比である入出力比（＝出力／入力）は、配分軸力Ｔ３に対して最終軸力Ｔ４を小さくする上述の目的のために、０より大きく、かつ１より小さい範囲内の値である。すなわち、この入出力比は、正常時最終軸力Ｔ４ｎの算出のために配分軸力Ｔ３に乗算されるゲインに相当する。一例として、このマップでは、入出力比は、車速が高いほど低くなるように設定されている。

上述のように、正常時最終軸力Ｔ４ｎは、車速信号Ｖに基づく値として演算される。次に、異常時軸力演算部５４ｂには、配分軸力Ｔ３が入力される。異常時軸力演算部５４ｂは、車速信号Ｖが正常でない場合に選択される異常時最終軸力Ｔ４ａを配分軸力Ｔ３に応じた値として演算する。図２中のグラフは、異常時最終軸力Ｔ４ａのマップの関係の一例を示している。このグラフに示すように、異常時最終軸力Ｔ４ａ（出力）は、配分軸力Ｔ３に応じて一義的に決定される。このように、異常時最終軸力Ｔ４ａは車速信号Ｖに依存しない。

軸力切替部５４ｃには、正常時最終軸力Ｔ４ｎと異常時最終軸力Ｔ４ａとが入力される。軸力切替部５４ｃは、車速信号Ｖが正常である場合には正常時最終軸力Ｔ４ｎを最終軸力Ｔ４として選択し、車速信号Ｖが正常でない場合には異常時最終軸力Ｔ４ａを最終軸力Ｔ４として選択する。

１－２－２．反力演算処理の基本構成に追加される各種処理
図２を参照して上述したように、角度軸力Ｔ１、正常時配分比Ｒｎ、及び正常時最終軸力Ｔ４ｎは、車速信号Ｖに基づいて演算されている。このため、車速信号Ｖが正常でなくなると、意図しない操舵反力トルクＴｒが出力されてしまう可能性がある。より詳細には、角度軸力Ｔ１の演算については、車速信号Ｖが正常でなくなったために車速信号値が変動すると、角度軸力Ｔ１が変動し、意図しない操舵反力トルクＴｒが出力される可能性がある。また、配分軸力Ｔ３の演算については、車速信号Ｖが正常でなくなったとき、異常時配分比Ｒａへの切り替えが完了する前に車速信号値が変動すると、正常時配分比Ｒｎが変動し、意図しない操舵反力トルクＴｒが出力される可能性がある。同様に、車速信号Ｖが正常でなくなったとき、異常時最終軸力Ｔ４ａへの切り替えが完了する前に車速信号値が変動すると、正常時最終軸力Ｔ４ｎが変動し、意図しない操舵反力トルクＴｒが出力される可能性がある。

このような課題に鑑み、本実施形態では、図２に示す基本構成を有する反力演算処理は、以下に図３、図６（又は図８）、及び図１０を参照して説明される各種処理を伴って実行される。これらの各種処理は、車速信号Ｖが正常でなくなったとき（異常発生時）に実行される。

また、通信異常などの理由によって車速信号Ｖが正常でなくなった後に、車速信号Ｖが正常状態に復帰することがある。車速信号Ｖが正常状態に復帰したとき、角度軸力Ｔ１の演算に用いられる車速信号Ｖが瞬時に真値（正常復帰後の車速信号値）に切り替えられると、角度軸力Ｔ１が変動し、意図しない操舵反力トルクＴｒが出力される可能性がある。また、異常時配分比Ｒａへの切り替えが完了していない状態で車速信号Ｖが瞬時に真値（正常復帰後の車速信号値）に切り替わる又は真値に徐変されると、正常時配分比Ｒｎが変動し、意図しない操舵反力トルクＴｒが出力される可能性がある。同様に、車速信号Ｖが正常状態に復帰したとき、異常時最終軸力Ｔ４ａへの切り替えが完了していない状態で車速信号Ｖが瞬時に真値に切り替わり又は真値に徐変されると、正常時最終軸力Ｔ４ｎが変動し、意図しない操舵反力トルクＴｒが出力される可能性がある。

このような課題に鑑み、本実施形態では、図２に示す基本構成を有する反力演算処理は、以下に図４、図７（又は図９）、及び図１１を参照して説明される各種処理を伴って実行される。これらの各種処理は、車速信号Ｖが正常状態に復帰したときに実行される。

１－２－２－１．角度軸力演算への対策及びその効果
図３は、車速信号Ｖの異常発生時における角度軸力演算への対策を説明するためのブロック図である。図３（図４も同様）には、図２に示す反力演算処理のうちの角度軸力Ｔ１の演算に関する部分が表されており、太線のブロックがここで説明される対策に相当する。

異常発生時における角度軸力演算への対策は、信号保持部５６によって実現される。信号保持部５６には、車速信号Ｖとともに車速状態信号Ｓｖが入力される。信号保持部５６は、角度軸力演算部４８に入力される車速信号Ｖを、車速信号Ｖが正常でなくなる直前の車速信号値で保持する処理を実行する。ここでいう「正常でなくなる直前の車速信号値」は、例えば、車速状態信号Ｓｖが異常を示す信号を出力し始めた演算周期の１つ前の演算周期における車速信号値（すなわち、前回値）である。

以下、説明の便宜上、上述のように信号保持部５６によって保持された車速信号値を、「保持信号値Ｖｈ」と称する。本対策後の角度軸力演算部４８には、転舵角δとともに保持信号値Ｖｈが入力される。角度軸力演算部４８による角度軸力Ｔ１の演算のために保持信号値Ｖｈを保持する信号保持部５６の処理は、本開示に係る「第１の異常時処理」の一例に相当する。

上述した第１の異常時処理によれば、車速信号Ｖが正常でなくなったときに、角度軸力Ｔ１の意図しない変動を抑制でき、その結果として、意図しない操舵反力トルクＴｒの出力を抑制できる。これにより、車速信号Ｖの異常発生に起因する操舵の違和感をドライバに与えることを抑制できる。

図４は、車速信号Ｖが正常状態に復帰したときの角度軸力演算への対策を説明するためのブロック図である。正常状態への復帰時における角度軸力演算への対策は、信号保持解除部５８によって実現される。信号保持解除部５８には、車速信号Ｖとともに車速状態信号Ｓｖが入力される。

信号保持解除部５８は、車速信号Ｖが正常状態に復帰したとき、角度軸力Ｔ１の演算に用いられる車速信号Ｖを、信号保持部５６（第１の異常時処理）による保持信号値Ｖｈから正常状態への復帰後の車速センサ３６の車速信号Ｖ（以下、「真値」とも称する）に徐変する処理を実行する。この処理は、本開示に係る「第１の解除処理」の一例に相当する。以下、説明の便宜上、上述のように信号保持解除部５８によって解除された後に徐変している時の車速信号値を、「解除後信号値Ｖｒ」と称する。徐変が完了するまでの間には、この解除後信号値Ｖｒが角度軸力演算部４８に入力される。

図５は、図４に示す信号保持解除部５８による車速信号Ｖの徐変の一例を説明するためのタイムチャートである。信号保持解除部５８による保持信号値Ｖｈの解除は、車速状態信号Ｓｖが正常状態を示し始める時点（演算周期）ｔ１において開始される。図５に示す例では、徐変は、予め定められた一定の時間変化率（勾配）で実行される（第１の徐変手法）。このため、時点ｔ１の経過後に信号保持解除部５８から出力される車速信号Ｖ（解除後信号値Ｖｒ）は、保持信号値Ｖｈから真値（正常復帰後の車速信号）に向けて時間経過とともに徐々に変化していく。そして、解除後信号値Ｖｒが真値に到達する時点ｔ２において、徐変が完了する。徐変が完了すると、信号保持解除部５８による処理（第１の解除処理）が終了する。その結果、角度軸力演算部４８には、車速センサ３６の車速信号Ｖが通常通りに入力される。なお、図５は、保持信号値Ｖｈよりも高い車速に向けて解除後信号値Ｖｒが徐変する一例を示している。また、徐変完了までに要する時間は、正常状態への復帰後の車速の変化の仕方に応じて変化する。

上述した第１の解除処理によれば、車速信号Ｖが正常状態に復帰したときに、角度軸力Ｔ１の意図しない変動を抑制でき、その結果として、意図しない操舵反力トルクＴｒの出力を抑制できる。これにより、車速信号Ｖの正常状態への復帰に起因する操舵の違和感をドライバに与えることを抑制できる。

１－２－２－２．配分軸力演算への対策及びその効果
図６は、車速信号Ｖの異常発生時における配分軸力演算への対策の一例を説明するためのブロック図である。図６（図７も同様）には、図２に示す反力演算処理のうちの配分軸力Ｔ３の演算に関する部分が表されており、太線のブロックがここで説明される対策に相当する。この例における配分軸力演算への対策は、配分比保持部６０と配分比演算部６２とによって実現される。

配分比保持部６０には、正常時配分比Ｒｎとともに車速状態信号Ｓｖが入力される。配分比保持部６０は、配分比切替部５２ｂに入力される正常時配分比Ｒｎを、車速信号Ｖが正常でなくなる直前の値で保持する。ここでいう「正常でなくなる直前の正常時配分比の値」は、例えば、車速状態信号Ｓｖが異常を示す信号を出力し始めた演算周期の１つ前の演算周期における正常時配分比Ｒｎの値（すなわち、前回値）である。

配分比演算部６２は、配分比切替部５２ｂに含まれている。配分比演算部６２には、配分比保持部６０によって保持された正常時配分比Ｒｎの値（以下、「保持配分比Ｒｎｈ」とも称する）が、異常時配分比Ｒａ及び車速状態信号Ｓｖとともに入力される。配分比演算部６２は、正常時配分比Ｒｎが配分比保持部６０によって保持された後に、保持配分比Ｒｎｈから異常時配分比Ｒａに最終配分比Ｒｆを徐変する。配分比演算部６２による徐変処理は、例えば、図５に示す第１の徐変手法を同様に用いて行うことができる。

上記徐変の実行中は、徐変している最終配分比Ｒｆが配分処理部５２ｃに出力される。一方、当該徐変が完了すると、配分比演算部６２の処理が終了される。徐変完了後に車速状態信号Ｖｓが異常を示す期間中は、異常時配分比Ｒａが最終配分比Ｒｆとして配分処理部５２ｃに出力される。上述した配分比保持部６０及び配分比演算部６２による処理は、本開示に係る「第２の異常時処理」の一例に相当する。

上述した第２の異常時処理によれば、車速信号Ｖが正常でなくなったときに、正常時配分比Ｒｎの変動を抑制でき、その結果として、意図しない操舵反力トルクＴｒの出力を抑制できる。これにより、車速信号Ｖの異常発生に起因する操舵の違和感をドライバに与えることを抑制できる。

図７は、車速信号Ｖが正常状態に復帰したときの配分軸力演算への対策の一例を説明するためのブロック図である。この例における配分軸力演算への対策は、配分比保持解除部６４と配分比演算部６６とによって実現される。

配分比保持解除部６４には、正常時配分比Ｒｎとともに車速状態信号Ｓｖが入力される。配分比保持解除部６４は、車速信号Ｖが正常状態に復帰したとき、正常時配分比Ｒｎを、保持配分比Ｒｎｈから真値（正常状態への復帰後の車速センサ３６の車速信号Ｖに基づく正常時配分比Ｒｎ）に徐変する。この徐変処理も、例えば、図５に示す第１の徐変手法を同様に用いて行うことができる。

配分比切替部５２ｂに含まれる配分比演算部６６には、保持解除後の正常時配分比Ｒｎｒが、異常時配分比Ｒａ及び車速状態信号Ｓｖとともに入力される。配分比演算部６６は、配分比保持解除部６４による徐変処理が完了した後に、最終配分比Ｒｆを正常時配分比Ｒｎに徐変する。より詳細には、車速信号Ｖが正常状態に復帰した時に最終配分比Ｒｆが異常時配分比Ｒａと等しい状態である場合（すなわち、第２の異常時処理によって最終配分比Ｒｆが異常時配分比Ｒａに完全に（１００％）移行している状態である場合）には、最終配分比Ｒｆは、異常時配分比Ｒａから正常時配分比Ｒｎに徐変される。一方、正常状態に復帰した時に最終配分比Ｒｆが異常時配分比Ｒａに完全に（１００％）移行していない状態であれば、最終配分比Ｒｆが現在の配分比から正常時配分比Ｒｎに徐変される。

配分比演算部６６による徐変処理も、例えば、図５に示す第１の徐変手法を同様に用いて行うことができる。上述した配分比保持解除部６４及び配分比演算部６６による処理は、本開示に係る「第２の解除処理」の一例に相当する。

上述した第２の解除処理によれば、車速信号Ｖが正常状態に復帰したときに、正常時配分比Ｒｎの意図しない変動を抑制でき、その結果として、意図しない操舵反力トルクＴｒの出力を抑制できる。これにより、車速信号Ｖの正常状態への復帰に起因する操舵の違和感をドライバに与えることを抑制できる。

次に、図８及び図９を参照して、上述した図６及び図７を参照して行った配分軸力演算の対策の一例の代わりとなる他の対策例について説明する。

図８は、車速信号Ｖの異常発生時における配分軸力演算への対策の他の例を説明するためのブロック図である。この例における配分軸力演算への対策は、上述の信号保持部５６と配分比演算部６２とによって実現される。

具体的には、図８に示す例では、正常時配分比Ｒｎの保持に代え、車速信号Ｖが正常でなくなる直前の車速信号値（保持信号値Ｖｈ）が信号保持部５６によって正常時配分比Ｒｎの演算のために保持される。このような手法によっても、正常でない車速信号Ｖによって正常時配分比Ｒｎが変動することを防止できる（すなわち、広い意味において、正常時配分比Ｒｎを保持できる）。そして、配分比演算部６２は、このような手法で保持された正常時配分比Ｒｎから異常時配分比Ｒａに最終配分比Ｒｆを徐変する。

図８に示す例では、信号保持部５６及び配分比演算部６２による処理は、本開示に係る「第２の異常時処理」の他の例に相当する。そして、このように実行される第２の異常時処理によっても、車速信号Ｖが正常でなくなったときに、正常時配分比Ｒｎの変動を抑制でき、その結果として、意図しない操舵反力トルクＴｒの出力を抑制できる。

図９は、車速信号Ｖが正常状態に復帰したときの配分軸力演算への対策の他の例を説明するためのブロック図である。この例における配分軸力演算への対策は、上述の信号保持解除部５８と配分比演算部６６とによって実現される。

具体的には、図９に示す例では、信号保持解除部５８は、車速信号Ｖが正常状態に復帰したとき、正常時配分比Ｒｎの演算に用いられる車速信号Ｖを、保持信号値Ｖｈから正常状態への復帰後の車速センサ３６の車速信号Ｖ（真値）に徐変する。そして、配分比演算部６６は、信号保持解除部５８による徐変処理が完了した後に、最終配分比Ｒｆを正常時配分比Ｒｎに徐変する。

図９に示す例では、信号保持解除部５８及び配分比演算部６６による処理は、本開示に係る「第３の解除処理」の一例に相当する。そして、このように実行される第３の解除処理によっても、車速信号Ｖが正常状態に復帰したときに、正常時配分比Ｒｎの意図しない変動を抑制でき、その結果として、意図しない操舵反力トルクＴｒの出力を抑制できる。

１－２－２－３．最終軸力演算への対策及びその効果
図１０は、車速信号Ｖの異常発生時における最終軸力演算への対策の一例を説明するためのブロック図である。図１０（図１１も同様）には、図２に示す反力演算処理のうちの最終軸力Ｔ４の演算に関する部分が表されており、太線のブロックがここで説明される対策に相当する。異常発生時における最終軸力演算への対策は、上述の信号保持部５６と、軸力切替部５４ｃに含まれる配分処理部６８とによって実現される。

図１０に示す例では、信号保持部５６は、車速信号Ｖが正常でなくなる直前の車速信号値（保持信号値Ｖｈ）を正常時最終軸力Ｔ４ｎの演算のために保持する。これにより、正常でない車速信号Ｖによって正常時最終軸力Ｔ４ｎが変動することを防止できる（すなわち、広い意味において、正常時最終軸力Ｔ４ｎを保持できる）。そのうえで、配分処理部６８は、最終軸力Ｔ４を正常時最終軸力Ｔ４ｎから異常時最終軸力Ｔ４ａに徐変する。

図１０に示す例では、信号保持部５６及び配分処理部６８による処理は、本開示に係る「第３の異常時処理」の一例に相当する。そして、この第３の異常時処理によれば、車速信号Ｖが正常でなくなったときに、正常時最終軸力Ｔ４ｎの変動を抑制でき、その結果として、意図しない操舵反力トルクＴｒの出力を抑制できる。車速信号Ｖの異常発生時にこのような最終軸力演算への対策をも実行することにより、操舵の違和感をドライバに与えることをより一層抑制できる。

図１１は、車速信号Ｖが正常状態に復帰したときの最終軸力演算への対策の一例を説明するためのブロック図である。正常状態への復帰時における最終軸力演算への対策は、上述の信号保持解除部５８と、軸力切替部５４ｃに含まれる配分処理部７０とによって実現される。

図１１に示す例では、信号保持解除部５８は、車速信号Ｖが正常状態に復帰したときには、正常時最終軸力Ｔ４ｎの演算に用いられる車速信号Ｖを、信号保持部５６（第３の異常時処理）による保持信号値Ｖｈから正常状態への復帰後の車速センサ３６の車速信号Ｖ（真値）に徐変する。そして、配分処理部７０は、信号保持解除部５８による真値への車速信号Ｖの徐変処理が完了した後に、最終軸力Ｔ４を正常時最終軸力Ｔ４ｎに徐変する。

図１１に示す例では、信号保持解除部５８及び配分処理部７０による処理は、本開示に係る「第４の解除処理」の一例に相当する。そして、この第４の解除処理によれば、車速信号Ｖが正常状態に復帰したときに、正常時最終軸力Ｔ４ｎの意図しない変動を抑制でき、その結果として、意図しない操舵反力トルクＴｒの出力を抑制できる。車速信号Ｖの正常状態への復帰時にこのような最終軸力演算への対策をも実行することにより、操舵の違和感をドライバに与えることをより一層抑制できる。

また、信号保持解除部５８は、最終軸力Ｔ４が異常時最終軸力Ｔ４ａと等しい状態であることを条件として、上述の車速信号Ｖの徐変に代え、正常時最終軸力Ｔ４ｎの演算に用いられる車速信号Ｖを、保持信号値Ｖｈから正常状態への復帰後の車速センサ３６の車速信号Ｖ（真値）に瞬時に変更してもよい。最終軸力Ｔ４が異常時最終軸力Ｔ４ａと等しい状態であれば（つまり、第３の異常時処理によって最終軸力Ｔ４が異常時最終軸力Ｔ４ａに完全に（１００％）移行している状態であれば）、車速信号Ｖを瞬時に真値に切り替えても、この切り替えは、最終軸力Ｔ４に影響を与えない。そして、瞬時に真値に切り替えられた車速信号Ｖを利用する正常時最終軸力Ｔ４ｎへの最終軸力Ｔ４の切り替えは、配分処理部７０による上述の徐変処理を伴って行われる。したがって、このような瞬時の変更を行うことにより、ドライバに操舵の違和感を与えずに、正常時最終軸力Ｔ４ｎへの最終軸力Ｔ４の切り替えを早めることができる。

２．実施の形態２
実施の形態２における「反力演算処理」は、以下に説明される手法で演算される目標戻しトルクＴｒｅｔをも含めて目標反力トルクＴｒｔを演算する点において、実施の形態１と相違している。

２－１．戻しトルク演算処理
本実施形態の「反力演算処理」は、「戻しトルク演算処理」を含む。戻しトルク演算処理は、ステアリングホイール１２を中立位置に戻す方向に作用する戻しトルクＴｒｅの目標値である目標戻しトルクＴｒｅｔを演算する処理である。本実施形態では、ＥＣＵ３４は、戻しトルク演算処理によって演算した目標戻しトルクＴｒｅｔを最終軸力Ｔ４（図２参照）に加算し、その結果として得られた値を入力トルク基礎成分Ｔｂ（図２参照）から減算することによって目標反力トルクＴｒｔを演算する。

図１２は、ＥＣＵ３４によって実行される戻しトルク演算処理の基本構成を示すブロック図である。戻しトルク演算処理のために、ＥＣＵ３４は、正常時ゲイン演算部７２と、ゲイン切替部７４と、戻しトルク演算部７６とを備えている。目標戻しトルクＴｒｅｔは、基本的には、車速センサ３６の車速信号Ｖに応じた車速ゲインＧｆを基本戻しトルクＴｒｅｂに乗じて算出される。

具体的には、正常時ゲイン演算部７２は、車速信号Ｖが正常な場合に選択される車速ゲインである正常時ゲインＧｎを車速信号Ｖに基づいて演算する。図１２中のグラフは、正常時ゲインＧｎのマップの関係の一例を示している。このグラフに示すように、正常時ゲインＧｎは、一例として、車速ゼロのときに０とされ、車速の増加に伴って増加し、高車速領域では１とされている。

ゲイン切替部７４には、正常時ゲインＧｎとともに、異常時ゲインＧａ及び車速状態信号Ｓｖが入力される。異常時ゲインＧａは、車速信号Ｖが正常でない場合に選択される車速ゲインの所定値（例えば、１）である。すなわち、異常時配分比Ｒａは車速信号Ｖに依存しない。ゲイン切替部７４は、車速状態信号Ｓｖに基づき、車速信号Ｖが正常である場合には正常時ゲインＧｎを最終的な車速ゲインＧｆとして選択し、車速信号Ｖが正常でない場合には異常時ゲインＧａを車速ゲインＧｆとして選択する。

戻しトルク演算部７６には、車速ゲインＧｆとともに、基本戻しトルクＴｒｅｂが入力される。基本戻しトルクＴｒｅｂは、例えば、転舵角δに応じた値となるように演算される。戻しトルク演算部７６は、車速ゲインＧｆを基本戻しトルクＴｒｅｂに乗じることにより目標戻しトルクＴｒｅｔを演算する。

図１２を参照して上述したように、正常時ゲインＧｎは、車速信号Ｖに基づいて演算される。このため、車速信号Ｖが正常でなくなったとき、異常時ゲインＧａへの切り替えが完了する前に車速信号値が変動すると、正常時ゲインＧｎが変動し、意図しない操舵反力トルクＴｒが出力される可能性がある。また、車速信号Ｖが正常状態に復帰したとき、異常時ゲインＧａへの切り替えが完了していない状態で車速信号Ｖが瞬時に真値に切り替わる又は真値に徐変されると、正常時ゲインＧｎが変動し、意図しない操舵反力トルクＴｒが出力される可能性がある。

このような課題に鑑み、本実施形態では、図１２に示す基本構成を有する反力演算処理（より詳細には、それに含まれる戻しトルク演算処理）は、以下に図１３及び図１４（又は図１５及び図１６）を参照して説明される各種処理を伴って実行される。より詳細には、車速信号Ｖの異常発生時に図１３に示す処理が実行される例では、図１４に示す処理が図１３に示す処理と組み合わせて実行される。また、異常発生時に図１３に示す処理に代えて図１５に示す処理が実行される例では、図１６に示す処理が図１５に示す処理と組み合わせて実行される。

２－２．戻しトルク演算への対策及びその効果
図１３は、車速信号Ｖの異常発生時における戻しトルク演算への対策の一例を説明するためのブロック図である。この例における戻しトルク演算への対策は、ゲイン保持部７８と配分処理部８０とによって実現される。

ゲイン保持部７８には、正常時ゲインＧｎとともに車速状態信号Ｓｖが入力される。ゲイン保持部７８は、ゲイン切替部７４に入力される正常時ゲインＧｎを、車速信号Ｖが正常でなくなる直前の値（以下、「保持ゲインＧｎｈ」と称する）で保持する。保持ゲインＧｎｈは、例えば、車速状態信号Ｓｖが異常を示す信号を出力し始めた演算周期の１つ前の演算周期における正常時ゲインＧｎの値（すなわち、前回値）である。

配分処理部８０は、ゲイン切替部７４に含まれている。配分処理部８０には、ゲイン保持部７８によって保持された保持ゲインＧｎｈが、異常時ゲインＧａ及び車速状態信号Ｓｖとともに入力される。配分処理部８０は、正常時ゲインＧｎがゲイン保持部７８によって保持された後に、保持ゲインＧｎｈから異常時ゲインＧａに車速ゲインＧｆを徐変する。配分処理部８０による徐変処理は、例えば、図５に示す第１の徐変手法を同様に用いて行うことができる。当該徐変の完了後に車速状態信号Ｖｓが異常を示す期間中は、異常時ゲインＧａが車速ゲインＧｆとして戻しトルク演算部７６に出力される。上述したゲイン保持部７８及び配分処理部８０による処理は、本開示に係る「第４の異常時処理」の一例に相当する。

上述した第４の異常時処理によれば、車速信号Ｖが正常でなくなったときに、正常時ゲインＧｎの変動を抑制でき、その結果として、意図しない操舵反力トルクＴｒの出力を抑制できる。これにより、車速信号Ｖの異常発生時に、操舵の違和感をドライバに与えることをより一層抑制できる。

図１４は、車速信号Ｖが正常状態に復帰したときの戻しトルク演算への対策の一例を説明するためのブロック図である。この例における戻しトルク演算への対策は、ゲイン保持解除部８２と配分処理部８４とによって実現される。

ゲイン保持解除部８２には、正常時ゲインＧｎとともに車速状態信号Ｓｖが入力される。ゲイン保持解除部８２は、車速信号Ｖが正常状態に復帰したとき、正常時ゲインＧｎを、保持ゲインＧｎｈから真値（正常状態への復帰後の車速センサ３６の車速信号Ｖに基づく正常時ゲインＧｎ）に徐変する。この徐変処理も、例えば、図５に示す第１の徐変手法を同様に用いて行うことができる。

ゲイン切替部７４に含まれる配分処理部８４には、保持解除後の正常時ゲインＧｎｒが、異常時ゲインＧａ及び車速状態信号Ｓｖとともに入力される。配分処理部８４は、ゲイン保持解除部８２による真値への徐変処理が完了した後に、車速ゲインＧｆを正常時ゲインＧｎに徐変する。この徐変処理も、例えば、図５に示す第１の徐変手法を同様に用いて行うことができる。上述したゲイン保持解除部８２及び配分処理部８４による処理は、本開示に係る「第５の解除処理」の一例に相当する。

上述した第５の解除処理によれば、車速信号Ｖが正常状態に復帰したときに、正常時ゲインＧｎの意図しない変動を抑制でき、その結果として、意図しない操舵反力トルクＴｒの出力を抑制できる。これにより、車速信号Ｖの正常状態への復帰時に、操舵の違和感をドライバに与えることをより一層抑制できる。

また、ゲイン保持解除部８２は、車速ゲインＧｆが異常時ゲインＧａと等しい状態であることを条件として、上述の正常時ゲインＧｎの徐変に代え、正常時ゲインＧｎを保持ゲインＧｎｈから真値に瞬時に変更してもよい。車速ゲインＧｆが異常時ゲインＧａと等しい状態であれば（つまり、第４の異常時処理によって車速ゲインＧｆが異常時ゲインＧａに完全に（１００％）移行している状態であれば）、正常時ゲインＧｎを瞬時に真値に切り替えても、この切り替えは、車速ゲインＧｆに影響を与えない。そして、瞬時に真値に切り替えられた正常時ゲインＧｎへの車速ゲインＧｆの切り替えは、配分処理部８４による上述の徐変処理を伴って行われる。したがって、このような瞬時の変更を行うことにより、ドライバに操舵の違和感を与えずに、正常時ゲインＧｎへの車速ゲインＧｆの切り替えを早めることができる。

次に、図１５は、車速信号Ｖの異常発生時における戻しトルク演算への対策の他の例を説明するためのブロック図である。この例における戻しトルク演算への対策は、上述の信号保持部５６と配分処理部８０とによって実現される。

具体的には、図１５に示す例では、正常時ゲインＧｎの保持に代え、車速信号Ｖが正常でなくなる直前の車速信号値（保持信号値Ｖｈ）が信号保持部５６によって正常時ゲインＧｎの演算のために保持される。このような手法によっても、正常でない車速信号Ｖによって正常時ゲインＧｎが変動することを防止できる（すなわち、広い意味において、正常時ゲインＧｎを保持できる）。そして、配分処理部８０は、このような手法で保持された正常時ゲインＧｎから異常時ゲインＧａに車速ゲインＧｆを徐変する。

図１５に示す例では、信号保持部５６及び配分処理部８０による処理は、本開示に係る「第４の異常時処理」の他の例に相当する。そして、このように実行される第４の異常時処理によっても、車速信号Ｖが正常でなくなったときに、正常時ゲインＧｎの変動を抑制でき、その結果として、意図しない操舵反力トルクＴｒの出力を抑制できる。

図１６は、車速信号Ｖが正常状態に復帰したときの戻しトルク演算への対策の他の例を説明するためのブロック図である。この例における戻しトルク演算への対策は、上述の信号保持解除部５８と配分処理部８４とによって実現される。

具体的には、図１６に示す例では、信号保持解除部５８は、車速信号Ｖが正常状態に復帰したときには、正常時ゲインＧｎの演算に用いられる車速信号Ｖを、保持信号値Ｖｈから正常状態への復帰後の車速センサ３６の車速信号Ｖ（真値）に徐変する。そして、配分処理部８４は、信号保持解除部５８による真値への車速信号Ｖの徐変処理が完了した後に、車速ゲインＧｆを正常時ゲインＧｎに徐変する。

図１６に示す例では、信号保持解除部５８及び配分処理部８４による処理は、本開示に係る「第６の解除処理」の一例に相当する。そして、このように実行される第６の解除処理によっても、車速信号Ｖが正常状態に復帰したときに、正常時ゲインＧｎの意図しない変動を抑制でき、その結果として、意図しない操舵反力トルクＴｒの出力を抑制できる。

また、信号保持解除部５８は、車速ゲインＧｆが異常時ゲインＧａと等しい状態であることを条件として、上述の車速信号Ｖの徐変に代え、正常時ゲインＧｎの演算に用いられる車速信号Ｖを、保持信号値Ｖｈから正常状態への復帰後の車速センサ３６の車速信号Ｖ（真値）に瞬時に変更してもよい。車速ゲインＧｆが異常時ゲインＧａと等しい状態であれば（つまり、第４の異常時処理によって車速ゲインＧｆが異常時ゲインＧａに完全に（１００％）移行している状態であれば）、車速信号Ｖを瞬時に真値に切り替えても、この切り替えは、車速ゲインＧｆに影響を与えない。そして、瞬時に真値に切り替えられた車速信号Ｖを利用する正常時ゲインＧｎへの車速ゲインＧｆの切り替えは、配分処理部８４による上述の徐変処理を伴って行われる。したがって、このような瞬時の変更を行うことにより、ドライバに操舵の違和感を与えずに、正常時ゲインＧｎへの車速ゲインＧｆの切り替えを早めることができる。

３．他の徐変手法
上述した実施の形態１及び２においては、信号保持解除部５８、配分比演算部６２、配分比保持解除部６４、配分比演算部６６、配分処理部６８、配分処理部７０、配分処理部８０、ゲイン保持解除部８２、及び配分処理部８４のそれぞれが、図５を参照して例示した第１の徐変手法を用いて、反力演算処理に含まれる各種処理における徐変を行っている。しかしながら、信号保持解除部５８等によって行われる徐変の手法は上述の第１の徐変手法に限られず、例えば、次の第２の徐変手法が用いられてもよい。

以下、角度軸力Ｔ１の演算に用いられる車速信号Ｖを徐変する信号保持解除部５８（第１の解除処理）を例に挙げて、第２の徐変手法について説明する。図１７は、第２の徐変手法を利用する場合の信号保持解除部５８の構成を示すブロック図である。第２の徐変手法を利用する場合、信号保持解除部５８には、車速信号Ｖ及び車速状態信号Ｓｖとともに、ステアリングホイール１２の舵角速度ｄθ／ｄｔが入力される。この舵角速度ｄθ／ｄｔは、操舵角センサ１８により検出される操舵角θの時間微分値である。

第２の徐変手法によれば、車速信号Ｖの徐変は、徐変処理を行っている期間中に信号保持解除部５８に入力される舵角速度ｄθ／ｄｔが所定の閾値ＴＨ未満の場合には停止される。また、当該徐変は、舵角速度ｄθ／ｄｔが閾値ＴＨ以上の場合には、舵角速度ｄθ／ｄｔが大きいほど高い変化率（勾配）で行われる。

図１８は、第２の徐変手法を利用して信号保持解除部５８によって行われる車速信号Ｖの徐変の一例を説明するためのタイムチャートである。図１８における時点ｔ１及びｔ２は、図５を参照して既に説明した通りである。図１８に示す例では、時点ｔ１における徐変処理の開始から時点ｔ３が到来するまでの期間における舵角速度ｄθ／ｄｔは、閾値ＴＨ未満である。このため、この期間中には、徐変は停止される。したがって、信号保持解除部５８から出力される車速信号Ｖは、保持信号値Ｖｈのままである。

その後の時点ｔ３から時点ｔ４までの期間における舵角速度ｄθ／ｄｔは、閾値ＴＨ以上となっている。このため、この期間中には、舵角速度ｄθ／ｄｔが大きいほど高い変化率（勾配）で車速信号Ｖの徐変が行われる。より詳細には、舵角速度ｄθ／ｄｔの上昇に伴い、徐変中の車速信号Ｖの変化率も高くなる。その後、舵角速度ｄθ／ｄｔが一定値となると、徐変中の車速信号Ｖの変化率も一定値となる。その後、舵角速度ｄθ／ｄｔの低下に伴い、徐変中の車速信号Ｖの変化率も低下する。

その後の時点ｔ４から時点ｔ５の期間における舵角速度ｄθ／ｄｔは、再び閾値ＴＨ未満となっている。このため、徐変が停止される。その結果、信号保持解除部５８から出力される車速信号Ｖは、時点ｔ４の到来時の値を維持する。

時点ｔ５が到来して舵角速度ｄθ／ｄｔが再び閾値ＴＨ以上となると、徐変が再開される。そして、車速信号Ｖが真値に到達する時点ｔ２において、徐変が完了する（徐変処理が終了する）。

以上説明した第２の徐変手法によれば、徐変は、ドライバが操舵を行っている最中に行われる。そして、当該徐変は、ドライバによる操舵の舵角速度ｄθ／ｄｔが高いほど高い変化率で行われる。これにより、上述の第１の徐変手法と比べて、信号保持解除部５８から出力される車速信号Ｖの変化に起因する操舵の違和感をドライバに対してより与えにくくすることができる。

図１７及び図１８を参照して上述した第２の徐変手法は、以下に示すように、上述した反力演算処理が伴う他の各種処理における徐変のために同様に用いられてもよい。
・第２の異常時処理：最終配分比Ｒｆの徐変
・第２の解除処理：正常時配分比Ｒｎ及び最終配分比Ｒｆの少なくとも一方の徐変、
・第３の解除処理：正常時配分比Ｒｎの演算に用いられる車速信号Ｖ、及び最終配分比Ｒｆの少なくとも一方の徐変
・第３の異常時処理：最終軸力Ｔ４の徐変
・第４の解除処理：正常時最終軸力Ｔ４ｎの演算に用いられる車速信号Ｖ、及び最終軸力Ｔ４の少なくとも一方の徐変
・第４の異常時処理：車速ゲインＧｆの徐変
・第５の解除処理：正常時ゲインＧｎ及び車速ゲインＧｆの少なくとも一方の徐変
・第６の解除処理：正常時ゲインＧｎの演算に用いられる車速信号Ｖ、及び車速ゲインＧｆの少なくとも一方の徐変

４．他の各種実施形態
上述した実施の形態１及び２においては、目標反力トルクＴｒｔの演算のために最終軸力演算が利用される例が説明された。しかしながら、本開示に係る「目標反力トルク」は、必ずしも最終軸力演算を伴って算出されなくてもよい。具体的には、目標反力トルクＴｒｔは、例えば、配分軸力演算による配分軸力Ｔ３を入力トルク基礎成分Ｔｂ（図２参照）から減算することによって算出されてもよい。

また、本開示に係る「反力演算処理」は、第１及び第２の異常時処理の双方を利用する実施の形態１及び２に代え、第１及び第２の異常時処理のうちの何れか一方を伴って実行されてもよい。そして、本開示に係る「反力演算処理」は、実施の形態１及び２で説明された組み合わせの例に限らず、第１及び第２の異常時処理の少なくとも一方に他の処理（第１～第６の解除処理、並びに第３及び第４の異常時処理）のうちの１つ又は複数を任意に組み合わせて実行されてもよい。

１ 転舵輪
１０ 操舵装置
１２ ステアリングホイール
１６ 反力アクチュエータ
１８ 操舵角センサ
２６ 転舵軸
３０ 転舵角センサ
３２ 転舵電流センサ
３４ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
３６ 車速センサ
４０目標反力トルク演算部
４４ 反力成分演算部
４８ 角度軸力演算部
５０ 電流軸力演算部
５２ 配分軸力演算部
５２ａ 正常時配分比演算部
５２ｂ 配分比切替部
５４ 最終軸力演算部
５４ａ 正常時軸力演算部
５４ｂ 異常時軸力演算部
５４ｃ 軸力切替部
５６ 信号保持部
５８ 信号保持解除部
６０ 配分比保持部
６２、６６ 配分比演算部
６４ 配分比保持解除部
５２ｃ、６８、７０、８０、８４ 配分処理部
７２ 正常時ゲイン演算部
７４ ゲイン切替部
７６ 戻しトルク演算部
７８ ゲイン保持部
８２ ゲイン保持解除部

Claims (19)

1. ステアバイワイヤ方式の操舵装置であって、
   転舵輪と機械的に切り離されたステアリングホイールと、
   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と、
   前記反力アクチュエータを制御する電子制御ユニットと、
   を備え、
   前記電子制御ユニットは、前記操舵反力トルクの目標値である目標反力トルクを演算する反力演算処理を実行し、
   前記電子制御ユニットは、前記反力演算処理において、
   前記転舵輪に連結される転舵軸に作用する軸力として、車速センサの車速信号と前記転舵輪の転舵角とに基づく角度軸力と、前記転舵輪の駆動電流に基づく電流軸力とを演算し、
   前記車速信号が正常である場合には前記車速信号に基づく正常時配分比であって前記車速信号が正常でない場合には前記電流軸力の配分割合が１００％となる異常時配分比である最終配分比に基づいて、前記角度軸力と前記電流軸力とを配分して得られる配分軸力を演算し、
   前記配分軸力に基づいて、前記目標反力トルクを演算し、
   前記反力演算処理は、前記車速信号が正常でなくなったときに実行される第１の異常時処理及び第２の異常時処理の少なくとも一方を含み、
   前記第１の異常時処理は、前記車速信号が正常でなくなる直前の車速信号値を前記角度軸力の演算のために保持する処理であり、
   前記第２の異常時処理は、前記車速信号が正常でなくなる直前の車速信号値を前記正常時配分比の演算のために保持したうえで又は前記車速信号が正常でなくなる直前の前記正常時配分比の値を保持したうえで、前記最終配分比を前記異常時配分比に徐変する処理である
   ことを特徴とする操舵装置。
2. 前記反力演算処理は、前記車速信号が正常状態に復帰したときに実行される第１の解除処理を含み、
   前記第１の解除処理は、前記角度軸力の演算に用いられる車速信号を、前記第１の異常時処理によって保持された前記車速信号値から前記正常状態への復帰後の前記車速センサの車速信号に徐変する
   ことを特徴とする請求項１に記載の操舵装置。
3. 前記反力演算処理は、前記車速信号が正常状態に復帰したときに実行される第２の解除処理を含み、
   前記第２の解除処理は、前記正常時配分比を、前記第２の異常時処理によって保持された前記値から前記正常状態への復帰後の前記車速センサの車速信号に基づく前記正常時配分比に徐変し、その後、前記最終配分比を前記正常時配分比に徐変する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の操舵装置。
4. 前記反力演算処理は、前記車速信号が正常状態に復帰したときに実行される第３の解除処理を含み、
   前記第３の解除処理は、前記正常時配分比の演算に用いられる車速信号を、前記第２の異常時処理によって保持された前記車速信号値から前記正常状態への復帰後の前記車速センサの車速信号に徐変し、その後、前記最終配分比を前記正常時配分比に徐変する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の操舵装置。
5. 前記反力演算処理において、前記電子制御ユニットは、前記目標反力トルクの演算のための最終軸力として、前記車速信号が正常である場合には前記車速センサの車速信号と前記配分軸力とに基づく正常時最終軸力を選択し、前記車速信号が正常でない場合には前記配分軸力に基づく異常時最終軸力を選択し、
   前記反力演算処理は、前記車速信号が正常でなくなったときに実行される第３の異常時処理を含み、
   前記第３の異常時処理は、前記車速信号が正常でなくなる直前の車速信号値を前記正常時最終軸力の演算のために保持したうえで前記最終軸力を前記異常時最終軸力に徐変する
   ことを特徴とする請求項１～４の何れか１つに記載の操舵装置。
6. 前記反力演算処理は、前記車速信号が正常状態に復帰したときに実行される第４の解除処理を含み、
   前記第４の解除処理は、
   前記正常時最終軸力の演算に用いられる車速信号を、前記第３の異常時処理によって保持された前記車速信号値から前記正常状態への復帰後の前記車速センサの車速信号に徐変し、又は、前記最終軸力が前記異常時最終軸力と等しい状態であることを条件として、前記正常時最終軸力の演算に用いられる車速信号を、前記正常状態への復帰後の前記車速センサの車速信号に瞬時に変更し、
   その後、前記最終軸力を前記正常時最終軸力に徐変する
   ことを特徴とする請求項５に記載の操舵装置。
7. 前記目標反力トルクは、前記ステアリングホイールを中立位置に戻す方向に作用する戻しトルクの目標値である目標戻しトルクを含み、
   前記目標戻しトルクは、車速ゲインを基本戻しトルクに乗じて算出され、
   前記反力演算処理において、前記電子制御ユニットは、前記車速ゲインとして、前記車速信号が正常である場合には前記車速センサの車速信号に基づく正常時ゲインを選択し、前記車速信号が正常でない場合には所定値である異常時ゲインを選択し、
   前記反力演算処理は、前記車速信号が正常でなくなったときに実行される第４の異常時処理を含み、
   前記第４の異常時処理は、前記車速信号が正常でなくなる直前の車速信号値を前記正常時ゲインの演算のために保持したうえで又は前記車速信号が正常でなくなる直前の前記正常時ゲインの値を保持したうえで、前記車速ゲインを前記異常時ゲインに徐変する
   ことを特徴とする請求項１～６の何れか１つに記載の操舵装置。
8. 前記反力演算処理は、前記車速信号が正常状態に復帰したときに実行される第５の解除処理を含み、
   前記第５の解除処理は、
   前記正常時ゲインを、前記第４の異常時処理によって保持された前記値から前記正常状態への復帰後の前記車速センサの車速信号に基づく値に徐変し、又は、前記車速ゲインが前記異常時ゲインと等しい状態であることを条件として、前記正常時ゲインを、前記正常状態への復帰後の前記車速センサの車速信号に基づく値に瞬時に変更し、
   その後、前記車速ゲインを前記正常時ゲインに徐変する
   ことを特徴とする請求項７に記載の操舵装置。
9. 前記反力演算処理は、前記車速信号が正常状態に復帰したときに実行される第６の解除処理を含み、
   前記第６の解除処理は、
   前記正常時ゲインの演算に用いられる車速信号を、前記第４の異常時処理によって保持された前記車速信号値から前記正常状態への復帰後の前記車速センサの車速信号に徐変し、又は、前記車速ゲインが前記異常時ゲインと等しい状態であることを条件として、前記正常時ゲインの演算に用いられる車速信号を、前記正常状態への復帰後の前記車速センサの車速信号に瞬時に変更し、
   その後、前記車速ゲインを前記正常時ゲインに徐変する
   ことを特徴とする請求項７に記載の操舵装置。
10. 前記第１の解除処理において、前記角度軸力の演算に用いられる車速信号の徐変は、前記ステアリングホイールの舵角速度が閾値未満の場合には停止され、前記舵角速度が前記閾値以上の場合には前記舵角速度が大きいほど高い変化率で行われる
    ことを特徴とする請求項２に記載の操舵装置。
11. 前記第２の異常時処理において、前記最終配分比の徐変は、前記ステアリングホイールの舵角速度が閾値未満の場合には停止され、前記舵角速度が前記閾値以上の場合には前記舵角速度が大きいほど高い変化率で行われる
    ことを特徴とする請求項１に記載の操舵装置。
12. 前記第２の解除処理において、前記正常時配分比及び前記最終配分比の少なくとも一方の徐変は、前記ステアリングホイールの舵角速度が閾値未満の場合には停止され、前記舵角速度が前記閾値以上の場合には前記舵角速度が大きいほど高い変化率で行われる
    ことを特徴とする請求項３に記載の操舵装置。
13. 前記第３の解除処理において、前記正常時配分比の演算に用いられる車速信号、及び前記最終配分比の少なくとも一方の徐変は、前記ステアリングホイールの舵角速度が閾値未満の場合には停止され、前記舵角速度が前記閾値以上の場合には前記舵角速度が大きいほど高い変化率で行われる
    ことを特徴とする請求項４に記載の操舵装置。
14. 前記第３の異常時処理において、前記最終軸力の徐変は、前記ステアリングホイールの舵角速度が閾値未満の場合には停止され、前記舵角速度が前記閾値以上の場合には前記舵角速度が大きいほど高い変化率で行われる
    ことを特徴とする請求項５に記載の操舵装置。
15. 前記第４の解除処理において、前記正常時最終軸力の演算に用いられる車速信号、及び前記最終軸力の少なくとも一方の徐変は、前記ステアリングホイールの舵角速度が閾値未満の場合には停止され、前記舵角速度が前記閾値以上の場合には前記舵角速度が大きいほど高い変化率で行われる
    ことを特徴とする請求項６に記載の操舵装置。
16. 前記第４の異常時処理において、前記車速ゲインの徐変は、前記ステアリングホイールの舵角速度が閾値未満の場合には停止され、前記舵角速度が前記閾値以上の場合には前記舵角速度が大きいほど高い変化率で行われる
    ことを特徴とする請求項７に記載の操舵装置。
17. 前記第５の解除処理において、前記正常時ゲイン及び前記車速ゲインの少なくとも一方の徐変は、前記ステアリングホイールの舵角速度が閾値未満の場合には停止され、前記舵角速度が前記閾値以上の場合には前記舵角速度が大きいほど高い変化率で行われる
    ことを特徴とする請求項８に記載の操舵装置。
18. 前記第６の解除処理において、前記正常時ゲインの演算に用いられる車速信号、及び前記車速ゲインの少なくとも一方の徐変は、前記ステアリングホイールの舵角速度が閾値未満の場合には停止され、前記舵角速度が前記閾値以上の場合には前記舵角速度が大きいほど高い変化率で行われる
    ことを特徴とする請求項９に記載の操舵装置。
19. ステアバイワイヤ方式の車両の操舵方法であって、
    転舵輪と機械的に切り離されたステアリングホイールに付与される操舵反力トルクの目標値である目標反力トルクを演算する反力演算処理を含み、
    前記反力演算処理は、
    前記転舵輪に連結される転舵軸に作用する軸力として、車速センサの車速信号と前記転舵輪の転舵角とに基づく角度軸力と、前記転舵輪の駆動電流に基づく電流軸力とを演算する処理と、
    前記車速信号が正常である場合には前記車速信号に基づく正常時配分比であって前記車速信号が正常でない場合には前記電流軸力の配分割合が１００％となる異常時配分比である最終配分比に基づいて、前記角度軸力と前記電流軸力とを配分して得られる配分軸力を演算する処理と、
    前記配分軸力に基づいて、前記目標反力トルクを演算する処理と、
    を含み、
    前記反力演算処理は、前記車速信号が正常でなくなったときに実行される第１の異常時処理及び第２の異常時処理の少なくとも一方をさらに含み、
    前記第１の異常時処理は、前記車速信号が正常でなくなる直前の車速信号値を前記角度軸力の演算のために保持する処理であり、
    前記第２の異常時処理は、前記車速信号が正常でなくなる直前の車速信号値を前記正常時配分比の演算のために保持したうえで又は前記車速信号が正常でなくなる直前の前記正常時配分比の値を保持したうえで、前記最終配分比を前記異常時配分比に徐変する処理である
    ことを特徴とする操舵方法。

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