JP2022175722A - 操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な操舵感触を確保しつつも、ステアリングホイールの操作に対する転舵応答性を向上させることができる操舵制御装置を提供する。【解決手段】制御装置は、転舵輪の転舵動作に連動して回転するピニオンシャフトの目標ピニオン角を、反力モータの回転角から得られるステアリングホイールの操舵角θｓに基づき演算する。制御装置は、トーションバーのねじれ角から得られる操舵トルクＴｈ、および目標ピニオン角に基づき演算される転舵シャフトの軸力である角度軸力を使用して操舵反力指令値を演算する。制御装置は、ねじれ角δを補償値として操舵角θｓに付加することによりねじれ角δを補償する補償値演算部８１を備えている。補償値演算部８１は、目標ピニオン角に対する角度軸力の変化の割合である傾きに基づき、トーションバーのねじれ角を操舵角に付加するかどうかを切り替える。【選択図】図６

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、反力モータ、転舵モータおよび制御装置を有している。反力モータは、ステアリングシャフトに付与される操舵反力を発生する。転舵モータは、転舵輪を転舵させる転舵力を発生する。車両の走行時、制御装置は、反力モータの制御を通じて操舵反力を発生させるとともに、転舵モータの制御を通じて転舵輪を転舵させる。

たとえば特許文献１の制御装置は、理想軸力および路面軸力を演算する。理想軸力は、目標転舵角に基づく理想的なラック軸力である。路面軸力は、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。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、ステアリングホイールを介した手応えとして感じることができる。

特開２０１７－１６５２１９号公報

特許文献１の操舵制御装置は、目標転舵角に基づく理想軸力を使用して反力モータを制御する。このため、ステアリング操作に対する操舵反力の応答は、目標転舵角の応答によって決まる。したがって、転舵応答性が目標とする応答性に適合するように目標転舵角を調整する場合、その目標転舵角の設定が操舵反力にも影響する。ところが、目標の転舵応答性を得るための調整が、逆に操舵反力の応答性に悪影響を及ぼすおそれがある。

たとえば転舵応答性をより高めるように目標転舵角を調整する場合、操舵反力の応答性が高くなりすぎることが懸念される。また、操舵反力の応答性が過剰に高められることによって、制御装置により演算される理想軸力、ひいてはステアリングホイールに付与される操舵反力が急激に変化するおそれがある。したがって、ステアリングホイールの操舵感触が低下し、運転者に違和感を与えるおそれがある。

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との間の動力伝達が分離されたステアリングホイールに付与される操舵反力を発生する反力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。また、操舵制御装置は、前記転舵輪を転舵させるための力である転舵力を発生する転舵モータを操舵状態に応じて制御する。操舵制御装置は、前記転舵輪の転舵動作に連動して回転するシャフトの目標回転角を前記反力モータの回転角から得られる前記ステアリングホイールの操舵角に基づき演算する第１の演算部と、前記ステアリングホイールの操作に伴いねじれるトーションバーのねじれ角から得られる操舵トルクおよび前記目標回転角に基づき前記指令値を演算する第２の演算部と、前記ねじれ角を補償値として前記操舵角に付加することにより前記ねじれ角を補償する第３の演算部と、を備えている。前記第３の演算部は、前記指令値の演算に使用される状態変数の変化の度合いに応じて、前記操舵角に付加するねじれ角の値を変更する。

この構成によれば、指令値の演算に使用される状態変数の変化の度合いに応じて、操舵角に付加するねじれ角の値が変更される。このため、操舵角にねじれ角が付加されることによって指令値が急激に変化することが抑制される。したがって、良好な操舵感触を確保しつつも、ステアリングホイールの操作に対する転舵応答性を向上させることができる。

上記の操舵制御装置において、前記第２の演算部は、前記状態変数に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力を使用して前記指令値を演算してもよい。この場合、前記第３の演算部は、前記状態変数に対する前記軸力の変化の割合である傾きに応じて、前記操舵角に付加するねじれ角の値を変更するようにしてもよい。

この構成によれば、指令値の演算に使用される状態変数に対する軸力の変化の割合である傾きに応じて、操舵角に付加するねじれ角の値が変更される。このため、操舵角にねじれ角が付加されることによって指令値が急激に変化することが抑制される。したがって、良好な操舵感触を確保しつつも、ステアリングホイールの操作に対する転舵応答性を向上させることができる。

上記の操舵制御装置において、前記第２の演算部は、前記状態変数に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力を使用して前記指令値を演算してもよい。この場合、前記第３の演算部は、前記状態変数に対する前記軸力の変化の割合である傾きに基づき、前記トーションバーのねじれ角を前記操舵角に付加するかどうかを切り替えるようにしてもよい。

この構成によれば、指令値の演算に使用される状態変数に対する軸力の変化の割合である傾きに基づき、トーションバーのねじれ角を操舵角に付加するかどうかが切り替えられる。このため、操舵角にねじれ角が付加されることによって指令値が急激に変化することが抑制される。したがって、良好な操舵感触を確保しつつも、ステアリングホイールの操作に対する転舵応答性を向上させることができる。

上記の操舵制御装置において、前記軸力は、前記目標回転角に基づき演算される角度軸力であってもよい。
この構成によれば、角度軸力の変化の割合である傾きに応じて操舵角に付加するねじれ角の値が変更される、または、角度軸力の変化の割合である傾きに基づきトーションバーのねじれ角を操舵角に付加するかどうかが切り替えられる。

上記の操舵制御装置において、前記軸力は、前記目標回転角に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力である角度軸力、および前記転舵モータの電流の値に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力である電流軸力に対して、前記目標回転角および車速に基づき個別に設定される配分比率を乗算した値を合算することにより得られる配分軸力であってもよい。

この構成によれば、配分軸力の変化の割合である傾きに応じて操舵角に付加するねじれ角の値が変更される、または、配分軸力の変化の割合である傾きに基づきトーションバーのねじれ角を操舵角に付加するかどうかが切り替えられる。

上記の操舵制御装置において、前記第２の演算部は、前記目標回転角に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力である角度軸力、および前記転舵モータの電流の値に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力である電流軸力に対して、前記目標回転角および車速に基づき個別に設定される配分比率を乗算した値を合算することにより得られる配分軸力を使用して前記指令値を演算してもよい。この場合、前記第３の演算部は、前記電流軸力に対して個別に設定される前記配分比率、および車両が旋回するときの加速度である横加速度に応じて、前記操舵角に付加するねじれ角の値を変更するようにしてもよい。

この構成によれば、電流軸力に対して個別に設定される前記配分比率、および車両が旋回するときの加速度である横加速度に応じて、操舵角に付加するねじれ角の値が変更される。このため、操舵角にねじれ角が付加されることによって指令値が急激に変化することが抑制される。したがって、良好な操舵感触を確保しつつも、ステアリングホイールの操作に対する転舵応答性を向上させることができる。

上記の操舵制御装置において、前記第２の演算部は、前記目標回転角に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力である角度軸力、および前記転舵モータの電流の値に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力である電流軸力に対して、前記目標回転角および車速に基づき個別に設定される配分比率を乗算した値を合算することにより得られる配分軸力を使用して前記指令値を演算してもよい。この場合、前記第３の演算部は、前記電流軸力に対して個別に設定される前記配分比率、および車両が旋回するときの加速度である横加速度に基づき、前記トーションバーのねじれ角を前記操舵角に付加するかどうかを切り替えるようにしてもよい。

この構成によれば、電流軸力に対して個別に設定される配分比率、および車両が旋回するときの加速度である横加速度に基づき、トーションバーのねじれ角を操舵角に付加するかどうかが切り替えられる。このため、操舵角にねじれ角が付加されることによって指令値が急激に変化することが抑制される。したがって、良好な操舵感触を確保しつつも、ステアリングホイールの操作に対する転舵応答性を向上させることができる。

上記の操舵制御装置において、前記第３の演算部は、前記操舵角に対する前記目標回転角の変化の割合である傾きに応じて、前記操舵角に付加するねじれ角の値を変更するようにしてもよい。

この構成によれば、操舵角に対する目標回転角の変化の割合である傾きに応じて、操舵角に付加するねじれ角の値が変更される。このため、操舵角にねじれ角が付加されることによって指令値が急激に変化することが抑制される。したがって、良好な操舵感触を確保しつつも、ステアリングホイールの操作に対する転舵応答性を向上させることができる。

上記の操舵制御装置において、前記第３の演算部は、前記操舵角に対する前記目標回転角の変化の割合である傾きに基づき、前記トーションバーのねじれ角を前記操舵角に付加するかどうかを切り替えるようにしてもよい。

この構成によれば、操舵角に対する目標回転角の変化の割合である傾きに基づき、トーションバーのねじれ角を操舵角に付加するかどうかが切り替えられる。このため、操舵角にねじれ角が付加されることによって指令値が急激に変化することが抑制される。したがって、良好な操舵感触を確保しつつも、ステアリングホイールの操作に対する転舵応答性を向上させることができる。

上記の操舵制御装置において、前記第２の演算部は、前記目標回転角に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力である角度軸力、および前記転舵モータの電流の値に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力である電流軸力に対して、前記目標回転角および車速に基づき個別に設定される配分比率を乗算した値を合算することにより得られる配分軸力を使用して前記指令値を演算してもよい。この場合、前記第３の演算部は、前記電流軸力に対して個別に設定される前記配分比率に応じて、前記操舵角に付加するねじれ角の値を変更するようにしてもよい。

この構成によれば、電流軸力に対して個別に設定される前記配分比率に応じて、操舵角に付加するねじれ角の値が変更される。このため、操舵角にねじれ角が付加されることによって指令値が急激に変化することが抑制される。したがって、良好な操舵感触を確保しつつも、ステアリングホイールの操作に対する転舵応答性を向上させることができる。

上記の操舵制御装置において、前記第２の演算部は、前記目標回転角に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力である角度軸力、および前記転舵モータの電流の値に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力である電流軸力に対して、前記目標回転角および車速に基づき個別に設定される配分比率を乗算した値を合算することにより得られる配分軸力を使用して前記指令値を演算してもよい。この場合、前記第３の演算部は、前記電流軸力に対して個別に設定される前記配分比率に基づき、前記トーションバーのねじれ角を前記操舵角に付加するかどうかを切り替えるようにしてもよい。

この構成によれば、電流軸力に対して個別に設定される配分比率に基づき、トーションバーのねじれ角を操舵角に付加するかどうかが切り替えられる。このため、操舵角にねじれ角が付加されることによって指令値が急激に変化することが抑制される。したがって、良好な操舵感触を確保しつつも、ステアリングホイールの操作に対する転舵応答性を向上させることができる。

上記の操舵制御装置において、前記第２の演算部は、前記目標回転角に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力である角度軸力、および前記転舵モータの電流の値に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力である電流軸力に対して、前記目標回転角および車速に基づき個別に設定される配分比率を乗算した値を合算することにより得られる配分軸力を使用して前記指令値を演算してもよい。この場合、前記第３の演算部は、前記目標回転角に対する前記電流軸力の変化の割合である第１の傾き、および前記目標回転角に対する前記配分軸力の変化の割合である第２の傾きに応じて、前記操舵角に付加するねじれ角の値を変更するようにしてもよい。

この構成によれば、目標回転角に対する電流軸力の変化の割合である第１の傾き、および目標回転角に対する配分軸力の変化の割合である第２の傾きに応じて、操舵角に付加するねじれ角の値が変更される。このため、操舵角にねじれ角が付加されることによって指令値が急激に変化することが抑制される。したがって、良好な操舵感触を確保しつつも、ステアリングホイールの操作に対する転舵応答性を向上させることができる。

本発明の操舵制御装置によれば、良好な操舵感触を確保しつつも、ステアリングホイールの操作に対する転舵応答性を向上させることができる。

操舵制御装置の第１の実施の形態が搭載される操舵装置の構成図。 第１の実施の形態の制御装置のブロック図。 第１の実施の形態の操舵角と目標ピニオン角との関係を示すグラフ。 第１の実施の形態の操舵反力指令値演算部のブロック図。 第１の実施の形態の目標ピニオン角と角度軸力との関係を示すグラフ。 第１の実施の形態の補償値演算部のブロック図。 第２の実施の形態の補償値演算部のブロック図。 第２の実施の形態の目標ピニオン角に対する角度軸力の変化の割合である傾きとゲインとの関係を示すグラフ。 第３の実施の形態の軸力演算部のブロック図。 第３の実施の形態の補償値演算部のブロック図。 第４の実施の形態の補償値演算部のブロック図。 第４の実施の形態の横加速度とゲインとの関係を示すグラフ。 第４の実施の形態の電流軸力の配分比率とゲインとの関係を示すグラフ。 第５の実施の形態の補償値演算部のブロック図。 第６の実施の形態の補償値演算部のブロック図。 第６の実施の形態の操舵角に対する目標ピニオン角の変化の割合である傾きとゲインとの関係を示すグラフ。 第７の実施の形態の補償値演算部のブロック図。 第８の実施の形態の補償値演算部のブロック図。 第８の実施の形態の軸力勾配とゲインとの関係を示すグラフ。

＜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式の操舵装置に具体化した第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は車両の操舵機構を構成する。

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の操舵方向と反対方向へ向けて作用する力をいう。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のブラシレスモータが採用される。反力モータ３１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、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の回転角である操舵角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に基づき操舵角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に加わるトルクである操舵トルク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の途中に設けられるトーションバー３４Ａの捻じれ量に基づきステアリングシャフト１２に印加される操舵トルク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。

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は図１中の左右方向である車幅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を図示しないハウジングの内部に支持するためである。すなわち、操舵装置１０に設けられる図示しない支持機構によって、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。

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、車載される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に基づき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。また、制御装置５０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に基づき操舵角θ_ｓを演算し、この演算される操舵角θ_ｓに基づきピニオン角θ_ｐの目標値である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＞
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５０ａは、操舵角演算部５１、操舵反力指令値演算部５２、および通電制御部５３を有している。
操舵角演算部５１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の操舵角θ_ｓを演算する。

操舵反力指令値演算部５２は、操舵トルクＴ_ｈおよび車速Ｖに基づき操舵反力指令値Ｔ^＊を演算する。操舵反力指令値Ｔ^＊は、反力モータ３１に発生させるトルクの目標値に対応する値である。反力モータ３１に発生させるトルクは、ステアリングホイール１１の操舵方向と反対方向のトルクである。操舵反力指令値演算部５２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、より大きな絶対値の操舵反力指令値Ｔ^＊を演算する。

通電制御部５３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。通電制御部５３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５３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５４を通じて、当該給電経路に生じる実際の電流Ｉ_ａの値を検出する。この電流Ｉ_ａの値は、反力モータ３１に供給される実際の電流の値である。通電制御部５３は、電流指令値と実際の電流Ｉ_ａの値との偏差を求め、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。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５０ｂは、ピニオン角演算部６１、目標ピニオン角演算部６２、ピニオン角フィードバック制御部６３、および通電制御部６４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。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。また、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。

目標ピニオン角演算部６２は、操舵角演算部５１により演算される操舵角θ_ｓに基づき目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する。目標ピニオン角θ_ｐ ^＊は、ピニオン角θ_ｐの目標値である。目標ピニオン角演算部６２は、操舵性の確保を目的として、舵角比を操舵角θ_ｓに応じて変更する観点に基づき目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する。舵角比とは、操舵角θ_ｓに対する転舵角θ_ｗの比をいう。目標ピニオン角演算部６２は操舵角θ_ｓの絶対値が大きいほど、舵角比の値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。

舵角比の値が大きいほど、ステアリングホイール１１を操作したときの転舵輪１６の転舵角θ_ｗがより小さく緩慢（スロー）になる。直進走行時に車線変更などを行う際には、ステアリングホイール１１の操舵量に対して車両旋回量がより小さく抑制されるため、車両の操縦安定性が確保される。また、舵角比の値が小さいほど、ステアリングホイール１１を操作したときの転舵輪１６の転舵角θ_ｗがより大きく機敏（クイック）になる。車庫入れなどを行う際には、ステアリングホイール１１の操舵量に対してより大きい車両旋回量が得られるため、車両の取り回し性が確保される。

目標ピニオン角演算部６２は、たとえば図３のグラフに示されるマップＭ１を使用して目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する。マップＭ１は制御装置５０の記憶装置に格納される。マップＭ１は、横軸を操舵角θ_ｓの絶対値、縦軸を目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の絶対値とする二次元マップであって、つぎの特性を有する。すなわち、操舵角θ_ｓの絶対値が増加するほど、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の絶対値はより大きい値に設定される。ただし、操舵角θ_ｓの絶対値が増加するほど、操舵角θ_ｓに対する目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の変化の割合である傾きは徐々に小さくなる。換言すると、操舵角θ_ｓの絶対値と目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の絶対値との関係を示す図３の特性線は、正の逓減的な傾きを有する曲線である。この図３のグラフの特性線の傾きは舵角比を示す。

ちなみに、目標ピニオン角演算部６２は、車速センサ５０１を通じて検出される車速Ｖに応じて舵角比を変更する観点に基づき目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算するようにしてもよい。目標ピニオン角演算部６２は、車速Ｖが遅くなるほど操舵角θ_ｓに対する転舵角θ_ｗがより大きくなるように、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する。低速域で車庫入れなどを行う際には、ステアリングホイールの操舵量に対してより大きい車両旋回量が得られるため、車両の取り回し性が確保される。また、目標ピニオン角演算部６２は、車速Ｖが速くなるほど操舵角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。高速走行時に車線変更などを行う際には、ステアリングホイールの操舵量に対して車両旋回量がより小さく抑制されるため、車両の操縦安定性が確保される。

図２に示すように、ピニオン角フィードバック制御部６３は、目標ピニオン角演算部６２により演算される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊、およびピニオン角演算部６１により演算される実際のピニオン角θ_ｐを取り込む。ピニオン角フィードバック制御部６３は、実際のピニオン角θ_ｐを目標ピニオン角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を通じてピニオン角指令値Ｔ_ｐ ^＊を演算する。

通電制御部６４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。通電制御部６４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６４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６５を通じて、当該給電経路に生じる実際の電流Ｉ_ｂの値を検出する。この電流Ｉ_ｂの値は、転舵モータ４１に供給される実際の電流の値である。通電制御部６４は、電流指令値と実際の電流Ｉ_ｂの値との偏差を求め、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。

＜操舵反力指令値演算部＞
つぎに、操舵反力指令値演算部５２について詳細に説明する。
図４に示すように、操舵反力指令値演算部５２は、操舵力演算部７１、軸力演算部７２、および減算器７３を有している。

操舵力演算部７１は、操舵トルクＴ_ｈおよび車速Ｖに基づき操舵力Ｔ１を演算する。操舵力Ｔ１は、ステアリングホイール１１の操舵方向と同じ方向のトルクである。操舵力Ｔ１は、操舵装置１０が電動パワーステアリング装置であるとした場合のアシストトルクに相当する。アシストトルクは、ステアリングホイール１１の操舵を補助するための力である。操舵力演算部７１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、より大きな絶対値の操舵力Ｔ１を演算する。

軸力演算部７２は、目標ピニオン角演算部６２により演算される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を取り込む。軸力演算部７２は、その取り込まれる目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に基づき転舵シャフト１４に作用する軸力を演算する。軸力演算部７２は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に基づき演算される軸力をステアリングホイール１１あるいはステアリングシャフト１２に対するトルクに換算することにより軸力トルクＴ２を演算する。

軸力演算部７２は、たとえば図５に示されるマップＭ２を使用して角度軸力Ｆ１を演算する。マップＭ２は、制御装置５０の記憶装置に格納される。角度軸力Ｆ１は、転舵シャフト１４に作用する軸力の理想値である。また、角度軸力Ｆ１は、路面状態あるいは路面から転舵シャフト１４に作用する力が反映されない軸力である。

図５のグラフに示すように、マップＭ２は、横軸を目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の絶対値、縦軸を角度軸力Ｆ１の絶対値とする二次元マップであって、つぎの特性を有する。すなわち、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の絶対値が増加するほど、角度軸力Ｆ１の絶対値はより大きい値に設定される。ただし、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の絶対値が増加するほど、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に対する角度軸力Ｆ１の変化の割合である傾きは徐々に小さくなる。換言すると、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の絶対値と角度軸力Ｆ１の絶対値との関係を示す図５の特性線は、正の逓減的な傾きを有する曲線である。角度軸力Ｆ１は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の符号と同符号に設定される。

軸力演算部７２は、マップＭ２を使用して演算される角度軸力Ｆ１をトルクに換算することにより軸力トルクＴ２を演算する。
減算器７３は、操舵力演算部７１により演算される操舵力Ｔ１から軸力演算部７２により演算される軸力トルクＴ２を減算することにより、操舵反力指令値Ｔ^＊を演算する。

＜転舵応答性および操舵感触の確保＞
このように構成した制御装置５０によれば、操舵力Ｔ１および軸力トルクＴ２が操舵反力指令値Ｔ^＊に反映されることによって、ステアリングホイール１１の操舵状態あるいは転舵輪１６の転舵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。このため、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を把握することが可能となる。

ところが、制御装置５０においては、つぎのようなことが懸念される。すなわち、制御装置５０には、製品仕様などに応じて、ステアリングホイール１１の操舵に対する転舵輪１６の応答性をより向上させることが求められることがある。このため、たとえば制御装置５０にトーションバー３４Ａのねじれに対する補償機能を持たせることが考えられる。具体的には、操舵角演算部５１により演算される操舵角θ_ｓに対してトーションバー３４Ａのねじれ角を付加する。これは、つぎの観点に基づく。

すなわち、制御装置５０は、反力モータ３１の回転角θ_ａに基づき操舵角θ_ｓを演算し、この演算される操舵角θ_ｓに基づき目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する。このため、ステアリングホイール１１が操舵されるとき、トーションバー３４Ａがねじれる分だけ、ステアリングホイール１１の位相に対して目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に位相遅れが発生する。目標ピニオン角θ_ｐ ^＊は、ピニオン角θ_ｐの制御目標値であるため、転舵輪１６の転舵にも位相遅れが発生する。

そこで、操舵角演算部５１により演算される操舵角θ_ｓに対してトーションバー３４Ａのねじれ角を付加することにより、ピニオン角θ_ｐの制御目標値である目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の位相を早めることが可能である。このため、トーションバー３４Ａのねじれに起因する目標ピニオン角θ_ｐ ^＊、ひいては転舵輪１６の位相の遅れを抑制することが可能である。したがって、ステアリングホイール１１の操舵に対する転舵応答性を向上させることができる。

しかし、制御装置５０は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に基づく角度軸力Ｆ１を使用して反力モータ３１を制御する。このため、ステアリングホイール１１の操舵に対する操舵反力の応答は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の応答によって決まる。したがって、転舵応答性が目標とする応答性に適合するように目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を調整する場合、その目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の設定が操舵反力にも影響する。ところが、目標の転舵応答性を得るための調整が、逆に操舵反力の応答性に悪影響を及ぼすおそれがある。

たとえば、前述したように転舵応答性を向上させることを目的として操舵角θ_ｓにトーションバー３４Ａのねじれ角を付加することにより目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を調整する場合、操舵反力の応答性が高くなりすぎることが懸念される。特に、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の値が、先の図５のグラフに示されるマップＭ２の特性線の傾きがより大きい領域の値であるときほど、角度軸力Ｆ１の絶対値、ひいては操舵反力指令値Ｔ^＊が急激に変化するおそれがある。したがって、ステアリングホイール１１の操舵感触が低下し、運転者に違和感を与えるおそれがある。

そこで、本実施の形態では、制御装置５０として、つぎの構成を採用している。
＜ねじれ角に対する補償値演算部＞
図６に示すように、制御装置５０は、補償値演算部８１を有している。補償値演算部８１は、たとえば転舵制御部５０ｂに設けられる。補償値演算部８１は、トーションバー３４Ａのねじれ角を補償するための補償値を演算する。

補償値演算部８１は、ねじれ角演算部８１Ａ、判定部８１Ｂ、スイッチ８１Ｃおよび加算器８１Ｄを有している。
ねじれ角演算部８１Ａは、トルクセンサ３４を通じて検出される操舵トルクＴ_ｈに基づきトーションバー３４Ａのねじれ角δを演算する。ねじれ角演算部８１Ａは、たとえば操舵トルクＴ_ｈをトーションバー３４Ａのねじり剛性の逆数を乗算することによりねじれ角δを演算する。

判定部８１Ｂは、トーションバー３４Ａのねじれ角δを補償するべき状況であるかどうか、すなわち操舵角θ_ｓにねじれ角δを付加するべき状況であるかどうかを判定する。判定部８１Ｂは、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に対する角度軸力Ｆ１の変化の割合である傾きαを軸力演算部７２から取り込む。軸力演算部７２は、たとえば単位時間当たりの角度軸力Ｆ１の変化量を単位時間当たりの目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の変化量を除することにより傾きαを演算する。

判定部８１Ｂは、傾きαの値と傾きしきい値α_ｔｈとの比較を通じて、操舵角θ_ｓにトーションバー３４Ａのねじれ角δを付加するべき状況であるかどうかを判定する。操舵角θ_ｓにトーションバー３４Ａのねじれ角δを付加するべき状況とは、たとえば操舵反力の応答性が過剰に高まることなく許容レベルに維持される状況である。すなわち、操舵角θ_ｓにトーションバー３４Ａのねじれ角δを付加して目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を調整する場合であれ、この調整される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の変化に伴い角度軸力Ｆ１の絶対値、ひいては操舵反力指令値Ｔ^＊が急激に変化する蓋然性がより低い状況である。このような状況下においては、転舵応答性を高める観点から、操舵角θ_ｓにトーションバー３４Ａのねじれ角δを付加することにより目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を調整することが好ましい。傾きしきい値α_ｔｈは、たとえばシミュレーションを通じて設定される。傾きしきい値α_ｔｈは、たとえば目標ピニオン角θ_ｐ ^＊が転舵中立位置に対応する「０°」の近傍値に設定されるときの傾きαを基準として設定される。

判定部８１Ｂは、軸力演算部７２から取り込まれる傾きαの値が傾きしきい値α_ｔｈ以下の値であるとき、フラグＦＧの値を「１」にセットする。また、判定部８１Ｂは、軸力演算部７２から取り込まれる傾きαの値が傾きしきい値α_ｔｈよりも大きい値であるとき、フラグＦＧの値を「０」にセットする。

スイッチ８１Ｃは、データ入力として、ねじれ角演算部８１Ａにより演算されるねじれ角δ、および制御装置５０の記憶装置に格納された固定値である値「０」を取り込む。また、スイッチ８１Ｃは、制御入力として、判定部８１ＢによりセットされるフラグＦＧの値を取り込む。スイッチ８１Ｃは、フラグＦＧの値に基づき、ねじれ角演算部８１Ａにより演算されるねじれ角δ、および固定値である値「０」のうちいずれか一方を、操舵角θ_ｓに付加する最終的なねじれ角δ_１として選択する。スイッチ８１Ｃは、フラグＦＧの値が「１」であるとき、ねじれ角演算部８１Ａにより演算されるねじれ角δを最終的なねじれ角δ_１として選択する。また、スイッチ８１Ｃは、フラグＦＧの値が「０」であるとき、固定値である「０」を最終的なねじれ角δ_１として選択する。ちなみに、最終的なねじれ角δ_１は、トーションバー３４Ａのねじれ角δを補償するための補償値である。

加算器８１Ｄは、操舵角演算部５１により演算される操舵角θ_ｓと、スイッチ８１Ｃにより選択される最終的なねじれ角δ_１とを加算することにより、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の演算に使用される最終的な操舵角θ_ｓ１を演算する。傾きαの値が傾きしきい値α_ｔｈ以下の値であるとき、すなわちフラグＦＧの値が「１」であるとき、ねじれ角演算部８１Ａにより演算されるねじれ角δが最終的なねじれ角δ_１として操舵角θ_ｓに加算される。傾きαの値が傾きしきい値α_ｔｈよりも大きい値であるとき、すなわちフラグＦＧの値が「０」であるとき、固定値である値「０」が最終的なねじれ角δ_１として操舵角θ_ｓに加算される。

＜第１の実施の形態の作用＞
つぎに、第１の実施の形態の作用を説明する。
前述したように、傾きαの値が傾きしきい値α_ｔｈ以下の値であるとき、操舵角演算部５１により演算される操舵角θ_ｓにトーションバー３４Ａのねじれ角δが加算されることにより目標ピニオン角θ_ｐ ^＊が調整される。これにより、ピニオン角θ_ｐの制御目標値である目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の位相が早められる。このため、トーションバー３４Ａのねじれに起因する目標ピニオン角θ_ｐ ^＊、ひいては転舵輪１６の位相の遅れが抑制される。したがって、ステアリングホイール１１の操舵に対する転舵応答性が向上する。

傾きαの値が傾きしきい値α_ｔｈ以下の値であるときは、操舵角θ_ｓにトーションバー３４Ａのねじれ角δを付加して目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を調整しても操舵反力の応答性が過剰に高まる蓋然性が低い。このため、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の変化に伴い角度軸力Ｆ１の絶対値、ひいては操舵反力指令値Ｔ^＊が急激に変化することが抑制される。したがって、ステアリングホイール１１を介した良好な操舵感触が得られる。運転者に違和感を与えることもない。

これに対し、傾きαの値が傾きしきい値α_ｔｈよりも大きい値であるときは、操舵角θ_ｓにトーションバー３４Ａのねじれ角δを付加して目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を調整することによって操舵反力の応答性が過剰に高まる蓋然性が高い。このため、傾きαの値が傾きしきい値α_ｔｈよりも大きい値であるとき、操舵角演算部５１により演算される操舵角θ_ｓに対してトーションバー３４Ａのねじれ角δが加算されない。すなわち、操舵角演算部５１により演算される操舵角θ_ｓがそのまま最終的な操舵角θ_ｓ１として目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の演算に使用される。これにより、操舵反力の応答性が過剰に高まることが抑制される。また、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の変化に伴い角度軸力Ｆ１の絶対値、ひいては操舵反力指令値Ｔ^＊が急激に変化することが抑制される。したがって、ステアリングホイール１１を介した良好な操舵感触が得られる。運転者に違和感を与えることもない。

＜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）目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に対する角度軸力Ｆ１の変化の割合である傾きαに応じて操舵角θ_ｓにトーションバー３４Ａのねじれ角δを付加するかどうかを切り替える。これにより、良好な操舵感触を確保しつつもステアリングホイール１１の操舵に対する転舵応答性を向上させることができる。

＜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式の操舵装置に具体化した第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５に示される先の第１の実施の形態と同様の構成を有している。本実施の形態は、補償値演算部８１の構成の点で第１の実施の形態と異なる。したがって、第１の実施の形態と同一の部材および構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を割愛する。

図７に示すように、補償値演算部８１は、ねじれ角演算部８１Ａ、ゲイン演算部８１Ｅ、乗算器８１Ｆおよび加算器８１Ｄを有している。
ねじれ角演算部８１Ａは、トルクセンサ３４を通じて検出される操舵トルクＴ_ｈに基づきトーションバー３４Ａのねじれ角δを演算する。

ゲイン演算部８１Ｅは、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に対する角度軸力Ｆ１の変化の割合である傾きαを軸力演算部７２から取り込む。ゲイン演算部８１Ｅは、傾きαに応じてゲインＧを演算する。ゲイン演算部８１Ｅは、制御装置５０の記憶装置に格納されたマップＭ３を使用してゲインＧを演算する。マップＭ３は、傾きαとゲインＧとの関係を規定する二次元マップであって、つぎのような特性を有している。

すなわち、図８のグラフに示すように、傾きαが傾きしきい値α_ｔｈ以下の値である場合、ゲインＧの値は「１」に維持される。傾きαの値が傾きしきい値α_ｔｈよりも大きい値である場合、傾きαの値が増加するにつれてゲインＧの値は「０」へ向けて徐々に減少し、やがて「０」に達する。ゲインＧの値が「０」に達した以降、傾きαの値の増加にかかわらずゲインＧの値は「０」に維持される。ちなみに、ゲインＧは、「０」～「１」の範囲において、たとえば「０．１」刻みで設定することが可能である。

乗算器８１Ｆは、ねじれ角演算部８１Ａにより演算されるトーションバー３４Ａのねじれ角δと、ゲイン演算部８１Ｅにより演算されるゲインＧとを乗算することにより、最終的なねじれ角δ_２を演算する。傾きαが傾きしきい値α_ｔｈ以下の値である場合、ゲインＧの値は「１」に設定される。このため、ねじれ角演算部８１Ａにより演算されるねじれ角δがそのまま最終的なねじれ角δ_２となる。傾きαの値が傾きしきい値α_ｔｈよりも大きい値である場合、ゲインＧの値は、傾きαの値に応じて「１」未満の値または「０」に設定される。このため、最終的なねじれ角δ_２の値は、ねじれ角演算部８１Ａにより演算されるねじれ角δよりも小さい値、あるいは「０」となる。

加算器８１Ｄは、操舵角演算部５１により演算される操舵角θ_ｓと、乗算器８１Ｆにより演算される最終的なねじれ角δ_２とを加算することにより、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の演算に使用される最終的な操舵角θ_ｓ１を演算する。傾きαが傾きしきい値α_ｔｈ以下の値である場合、ねじれ角演算部８１Ａにより演算されるねじれ角δが最終的なねじれ角δ_２として操舵角θ_ｓに加算される。傾きαの値が傾きしきい値α_ｔｈよりも大きい値であるとき、ねじれ角演算部８１Ａにより演算されるねじれ角δよりも小さい値、あるいは「０」が最終的なねじれ角δ_２として操舵角θ_ｓに加算される。

＜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。
（２）目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に対する角度軸力Ｆ１の変化の割合である傾きαに応じて、操舵角θ_ｓに付加されるトーションバー３４Ａのねじれ角δの値が変更される。すなわち、操舵角θ_ｓに対するトーションバー３４Ａのねじれ角δの反映度合いが傾きαに応じて変更される。これにより、良好な操舵感触を確保しつつもステアリングホイール１１の操舵に対する転舵応答性を向上させることができる。

＜第３の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置をステアバイワイヤ式の操舵装置に具体化した第３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５に示される先の第１の実施の形態と同様の構成を有している。本実施の形態は、軸力演算部７２および補償値演算部８１の構成の点で第１の実施の形態と異なる。したがって、第１の実施の形態と同一の部材および構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を割愛する。

図９に示すように、軸力演算部７２は、角度軸力演算部７２Ａ、電流軸力演算部７２Ｂ、配分比率演算部７２Ｃ、配分軸力演算部７２Ｄ、および換算器７２Ｅを有している。
角度軸力演算部７２Ａは、目標ピニオン角演算部６２により演算される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に基づき角度軸力Ｆ１を演算する。角度軸力演算部７２Ａは、先の図５に示されるマップＭ２を使用して角度軸力Ｆ１を演算する。

電流軸力演算部７２Ｂは、転舵モータ４１の電流Ｉ_ｂの値に基づき電流軸力Ｆ２を演算する。電流軸力は、電流Ｉ_ｂの値に基づく軸力の推定値である。転舵モータ４１の電流Ｉ_ｂの値は、路面摩擦抵抗などの路面状態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との間に発生する差によって変化する。すなわち、転舵モータ４１の電流Ｉ_ｂの値には、実際の路面状態が反映される。このため、転舵モータ４１の電流Ｉ_ｂの値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。電流軸力Ｆ２は、たとえば所定の係数であるゲインを転舵モータ４１の電流Ｉ_ｂの値に乗算することにより求められる。電流軸力Ｆ２は、路面状態あるいは転舵輪１６を介して転舵シャフト１４に作用する力が反映される軸力である。

配分比率演算部７２Ｃは、目標ピニオン角演算部６２により演算される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊、および車速センサ５０１を通じて検出される車速Ｖに基づき、角度軸力Ｆ１の配分比率ＤＲ１および電流軸力Ｆ２の配分比率ＤＲ２を演算する。配分比率演算部７２Ｃは、製品仕様などに基づき、２つの配分比率ＤＲ１，ＤＲ２の値を「０」～「１」の範囲において、たとえば「０．１」刻みで設定することが可能である。ただし、配分比率演算部７２Ｃは、２つの配分比率ＤＲ１，ＤＲ２の合計が「１」となるように、２つの配分比率ＤＲ１，ＤＲ２の値をそれぞれ設定する。

配分比率演算部７２Ｃは、たとえば目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の絶対値が増加するほど、角度軸力Ｆ１の配分比率ＤＲ１をより小さい値に設定する一方、電流軸力Ｆ２の配分比率ＤＲ２をより大きい値に設定する。すなわち、配分比率演算部７２Ｃは、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の絶対値が減少するほど、角度軸力Ｆ１の配分比率ＤＲ１をより大きい値に設定する一方、電流軸力Ｆ２の配分比率ＤＲ２をより小さい値に設定する。

また、配分比率演算部７２Ｃは、たとえば車速Ｖが速いときほど、角度軸力Ｆ１の配分比率ＤＲ１をより大きい値に設定する一方、電流軸力Ｆ２の配分比率ＤＲ２をより小さい値に設定する。すなわち、配分比率演算部７２Ｃは、車速Ｖが遅いときほど、角度軸力Ｆ１の配分比率ＦＲ１をより小さい値に設定する一方、電流軸力Ｆ２の配分比率ＤＲ２をより大きい値に設定する。

配分軸力演算部７２Ｄは、角度軸力Ｆ１に対して個別に設定される配分比率ＤＲ１を乗算するとともに電流軸力Ｆ２に対して個別に設定される配分比率ＤＲ２を乗算し、これら乗算した値を合算することにより配分軸力Ｆ３を演算する。配分軸力Ｆ３は、操舵反力指令値Ｔ^＊に反映させる最終的な軸力である。配分比率ＤＲ１は、角度軸力Ｆ１を配分軸力Ｆ３に反映させる度合いを示す値でもある。配分比率ＤＲ２は、電流軸力Ｆ２を配分軸力Ｆ３に反映させる度合いを示す値でもある。

換算器７２Ｅは、配分軸力演算部７２Ｄにより演算される配分軸力Ｆ３をステアリングホイール１１あるいはステアリングシャフト１２に対するトルクに換算することにより軸力トルクＴ２を演算する。

このように構成した制御装置５０によれば、軸力演算部７２により演算される配分軸力Ｆ３をトルクに換算した軸力トルクＴ２が操舵反力指令値Ｔ^＊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。このため、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。

図１０に示すように、補償値演算部８１は、先の第１の実施の形態と同様に、ねじれ角演算部８１Ａ、判定部８１Ｂ、スイッチ８１Ｃおよび加算器８１Ｄを有している。ただし、判定部８１Ｂにより実行される判定処理については第１の実施の形態と異なる。

判定部８１Ｂは、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に対する角度軸力Ｆ１の変化の割合である傾きαの値が、たとえば先の傾きしきい値α_ｔｈを超える程度の大きい値であるかどうかを間接的に判定する。ここでは、たとえばつぎの２つの条件（Ａ１），（Ａ２）が共に成立する場合、傾きαの値が傾きしきい値α_ｔｈを超える程度の大きい値となることに着目する。

（Ａ１）転舵シャフト１４に作用する軸力が「０」の近傍値であること。
（Ａ２）車両が停止した状態、すなわち車速Ｖが「０」の近傍値であること。
判定部８１Ｂは、２つの条件（Ａ１），（Ａ２）が成立するかどうかを横加速度ＬＡおよび電流軸力Ｆ２の配分比率ＤＲ２に基づき判定し、その判定結果に基づきトーションバー３４Ａのねじれ角δを補償するかどうか判定する。

横加速度ＬＡは、車両が旋回するときの加速度であって、車載の横加速度センサ５０２を通じて検出される。横加速度ＬＡと転舵シャフト１４に作用する軸力とは、互いに相関関係を有する。たとえば横加速度ＬＡの増加に伴い、転舵シャフト１４に作用する軸力は増加する。逆に、横加速度ＬＡの減少に伴い、転舵シャフト１４に作用する軸力は減少する。このため、横加速度ＬＡから転舵シャフト１４に作用する軸力の程度を認識することが可能である。

配分比率ＤＲ２は、車速Ｖに応じて設定される。たとえば、車速Ｖが遅いときほど、電流軸力Ｆ２の配分比率ＤＲ２はより大きい値に設定される。また、車速Ｖが速いときほど、電流軸力Ｆ２の配分比率ＤＲ２はより小さい値に設定される。このため、配分比率ＤＲ２から車速Ｖの程度を認識することが可能である。

判定部８１Ｂは、車載の横加速度センサ５０２を通じて検出される横加速度ＬＡ、および配分比率演算部７２Ｃにより演算される配分比率ＤＲ２を取り込む。
判定部８１Ｂは、横加速度ＬＡと横加速度しきい値ＬＡ_ｔｈとの比較を通じて、先の条件（Ａ１）が成立するかどうかを判定する。横加速度しきい値ＬＡ_ｔｈは、たとえばシミュレーションを通じて設定される。横加速度しきい値ＬＡ_ｔｈは、たとえば転舵シャフト１４に作用する軸力の値が「０」の近傍値になるときの横加速度ＬＡを基準として設定される。

判定部８１Ｂは、横加速度ＬＡの値が横加速度しきい値ＬＡ_ｔｈよりも大きい値であるとき、転舵シャフト１４に作用する軸力は「０」の近傍値ではない、すなわち先の条件（Ａ１）が成立しない旨判定する。これに対し、判定部８１Ｂは、横加速度ＬＡの値が横加速度しきい値ＬＡ_ｔｈ以下の値であるとき、転舵シャフト１４に作用する軸力は「０」の近傍値である、すなわち先の条件（Ａ１）が成立する旨判定する。

判定部８１Ｂは、電流軸力Ｆ２の配分比率ＤＲ２と配分比率しきい値ＤＲ_ｔｈとの比較を通じて、先の条件（Ａ２）が成立するかどうかを判定する。配分比率しきい値ＤＲ_ｔｈは、たとえば車速Ｖの値が「０」であるときの配分比率ＤＲ２を基準として設定される。配分比率しきい値ＤＲ_ｔｈは、たとえば「１」あるいは「１」よりも若干小さい値に設定される。

判定部８１Ｂは、電流軸力Ｆ２の配分比率ＤＲ２の値が配分比率しきい値ＤＲ_ｔｈ以下の値であるとき、車両は停止した状態ではない、すなわち先の条件（Ａ２）が成立しない旨判定する。これに対し、これに対し、判定部８１Ｂは、電流軸力Ｆ２の配分比率ＤＲ２の値が配分比率しきい値ＤＲ_ｔｈよりも大きい値であるとき、車両は停止した状態である、すなわち先の条件（Ａ２）が成立する旨判定する。

判定部８１Ｂは、２つの条件（Ａ１），（Ａ２）の少なくとも一方が成立しないとき、フラグＦＧの値を「１」にセットする。また、判定部８１Ｂは、２つの条件（Ａ１），（Ａ２）が共に成立するとき、フラグＦＧの値を「０」にセットする。

スイッチ８１Ｃは、フラグＦＧの値が「１」であるとき、ねじれ角演算部８１Ａにより演算されるねじれ角δを最終的なねじれ角δ_１として選択する。また、スイッチ８１Ｃは、フラグＦＧの値が「０」であるとき、固定値である「０」を最終的なねじれ角δ_１として選択する。

加算器８１Ｄは、操舵角演算部５１により演算される操舵角θ_ｓと、スイッチ８１Ｃにより選択される最終的なねじれ角δ_１とを加算することにより最終的な操舵角θ_ｓ１を演算する。フラグＦＧの値が「１」であるとき、ねじれ角演算部８１Ａにより演算されるねじれ角δが最終的なねじれ角δ_１として操舵角θ_ｓに加算される。フラグＦＧの値が「０」であるとき、固定値である値「０」が最終的なねじれ角δ_１として操舵角θ_ｓに加算される。

＜第３の実施の形態の効果＞
したがって、第３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）横加速度ＬＡおよび電流軸力Ｆ２の配分比率ＤＲ２に基づき、傾きαが先の傾きしきい値α_ｔｈを超える程度の大きい値となる状況であるかどうかを判定し、その判定結果に基づきトーションバー３４Ａのねじれ角δを操舵角θ_ｓに付加するかどうかを切り替える。これにより、良好な操舵感触を確保しつつもステアリングホイール１１の操舵に対する転舵応答性を向上させることができる。

ちなみに、製品仕様などによっては、判定部８１Ｂとして、横加速度ＬＡを考慮しない構成を採用してもよい。この場合、判定部８１Ｂは、軸力勾配と相関関係を有する電流軸力Ｆ２の配分比率ＤＲ２のみに基づき、トーションバー３４Ａのねじれ角δを操舵角θ_ｓに付加するかどうかを切り替える。このようにしても、操舵角θ_ｓにねじれ角が付加されることによって操舵反力指令値Ｔ^＊が急激に変化することが抑制される。

＜第４の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置をステアバイワイヤ式の操舵装置に具体化した第４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９に示される第３の実施の形態と同様の構成を有している。本実施の形態は、補償値演算部８１の構成の点で第３の実施の形態と異なる。したがって、第３の実施の形態と同一の部材および構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を割愛する。

図１１に示すように、補償値演算部８１は、ねじれ角演算部８１Ａ、２つのゲイン演算部８１Ｇ，８１Ｈ、乗算器８１Ｉおよび加算器８１Ｄを有している。
ねじれ角演算部８１Ａは、トルクセンサ３４を通じて検出される操舵トルクＴ_ｈに基づきトーションバー３４Ａのねじれ角δを演算する。

ゲイン演算部８１Ｇは、横加速度センサ５０２を通じて検出される横加速度ＬＡを取り込む。ゲイン演算部８１Ｇは、横加速度ＬＡに応じてゲインＧ１を演算する。ゲイン演算部８１Ｇは、制御装置５０の記憶装置に格納されたマップＭ４を使用してゲインＧ１を演算する。マップＭ４は、横加速度ＬＡの絶対値とゲインＧ１との関係を規定する二次元マップであって、つぎのような特性を有している。

すなわち、図１２のグラフに示すように、横加速度ＬＡの絶対値が横加速度しきい値ＬＡ_ｔｈ以下の値である場合、ゲインＧ１の値は「０」に維持される。横加速度ＬＡの絶対値が横加速度しきい値ＬＡ_ｔｈよりも大きい値である場合、横加速度ＬＡの絶対値が増加するにつれてゲインＧ１の値は「１」へ向けて徐々に増加し、やがて「１」に達する。ゲインＧ１の値が「１」に達した以降、横加速度ＬＡの絶対値の増加にかかわらずゲインＧ１の値は「１」に維持される。ちなみに、ゲインＧ１は、「０」～「１」の範囲において、たとえば「０．１」刻みで設定することが可能である。

ゲイン演算部８１Ｈは、配分比率演算部７２Ｃにより演算される電流軸力Ｆ２の配分比率ＤＲ２を取り込む。ゲイン演算部８１Ｈは、配分比率ＤＲ２に応じてゲインＧ２を演算する。ゲイン演算部８１Ｈは、制御装置５０の記憶装置に格納されたマップＭ５を使用してゲインＧ２を演算する。マップＭ５は、配分比率ＤＲ２とゲインＧ２との関係を規定する二次元マップであって、つぎのような特性を有している。

すなわち、図１３のグラフに示すように、配分比率ＤＲ２の値が配分比率しきい値ＤＲ_ｔｈ以下の値である場合、ゲインＧ２の値は「１」に維持される。配分比率しきい値ＤＲ_ｔｈは、配分比率ＤＲ２の最大値である「１」よりも若干小さい値に設定されている。配分比率ＤＲ２の値が配分比率しきい値ＤＲ_ｔｈよりも大きい値である場合、配分比率ＤＲ２の値が増加するにつれてゲインＧ２の値は「０」へ向けて徐々に減少し、やがて「０」に達する。ゲインＧ２の値が「０」に達した以降、配分比率ＤＲ２の値の増加にかかわらずゲインＧ２の値は「０」に維持される。ちなみに、ゲインＧ２は、「０」～「１」の範囲において、たとえば「０．１」刻みで設定することが可能である。

図１１に示すように、乗算器８１Ｉは、ねじれ角演算部８１Ａにより演算されるねじれ角δと、ゲイン演算部８１Ｇにより演算されるゲインＧ１と、ゲイン演算部８１Ｈにより演算されるゲインＧ２とを乗算することにより、最終的なねじれ角δ_３を演算する。

２つのゲインＧ１，Ｇ２の値が共に「１」であるとき、ねじれ角演算部８１Ａにより演算されるねじれ角δがそのまま最終的なねじれ角δ_３となる。また、２つのゲインＧ１，Ｇ２の値が共に「０」を超え、かつ２つのゲインＧ１，Ｇ２のうち少なくとも一方が「１」未満の値であるとき、最終的なねじれ角δ_３の値は、ねじれ角演算部８１Ａにより演算されるねじれ角δよりも小さい値となる。また、２つのゲインＧ１，Ｇ２のうち少なくとも一方の値が「０」であるとき、最終的なねじれ角δ_３の値は「０」となる。

加算器８１Ｄは、操舵角演算部５１により演算される操舵角θ_ｓと、乗算器８１Ｉにより演算される最終的なねじれ角δ_３とを加算することにより、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の演算に使用される最終的な操舵角θ_ｓ１を演算する。

＜第４の実施の形態の効果＞
したがって、第４の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（４）軸力勾配と相関関係を有する横加速度ＬＡおよび電流軸力Ｆ２の配分比率ＤＲ２に応じて、操舵角θ_ｓに付加するトーションバー３４Ａのねじれ角δの値が変更される。すなわち、操舵角θ_ｓに対するトーションバー３４Ａのねじれ角δの反映度合いが横加速度ＬＡおよび電流軸力Ｆ２の配分比率ＤＲ２に応じて変更される。これにより、良好な操舵感触を確保しつつもステアリングホイール１１の操舵に対する転舵応答性を向上させることができる。

＜第５の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置をステアバイワイヤ式の操舵装置に具体化した第５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５に示される先の第１の実施の形態と同様の構成を有している。本実施の形態は、補償値演算部８１の構成の点で第１の実施の形態と異なる。したがって、第１の実施の形態と同一の部材および構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を割愛する。

本実施の形態は、操舵角θ_ｓの値が、先の図３に示されるマップＭ１の特性線の傾きがより大きい領域の値であるときほど、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の絶対値、ひいては操舵反力指令値Ｔ^＊が急激に変化するおそれがあることに着目してなされている。

図１４に示すように、補償値演算部８１は、先の第１の実施の形態と同様に、ねじれ角演算部８１Ａ、判定部８１Ｂ、スイッチ８１Ｃおよび加算器８１Ｄを有している。ただし、判定部８１Ｂにより実行される判定処理については第１の実施の形態と異なる。

ねじれ角演算部８１Ａは、トルクセンサ３４を通じて検出される操舵トルクＴ_ｈに基づきトーションバー３４Ａのねじれ角δを演算する。
判定部８１Ｂは、トーションバー３４Ａのねじれ角δを補償するべき状況であるかどうか、すなわち操舵角θ_ｓにねじれ角δを付加するべき状況であるかどうかを判定する。判定部８１Ｂは、操舵角θ_ｓに対する目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の変化の割合である傾きβを目標ピニオン角演算部６２から取り込む。目標ピニオン角演算部６２は、たとえば単位時間当たりの目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の変化量を単位時間当たりの操舵角θ_ｓの変化量を除することにより傾きβを演算する。

判定部８１Ｂは、傾きβの値と傾きしきい値β_ｔｈとの比較を通じて、操舵角θ_ｓにトーションバー３４Ａのねじれ角δを付加するべき状況であるかどうかを判定する。傾きしきい値β_ｔｈは、たとえばシミュレーションを通じて設定される。傾きしきい値β_ｔｈは、たとえば操舵角θ_ｓが操舵中立位置に対応する「０°」の近傍値であるときの傾きβを基準として設定される。

判定部８１Ｂは、目標ピニオン角演算部６２から取り込まれる傾きβの値が傾きしきい値β_ｔｈ以下の値であるとき、フラグＦＧの値を「１」にセットする。また、判定部８１Ｂは、目標ピニオン角演算部６２から取り込まれる傾きβの値が傾きしきい値β_ｔｈよりも大きい値であるとき、フラグＦＧの値を「０」にセットする。

スイッチ８１Ｃは、フラグＦＧの値が「１」であるとき、ねじれ角演算部８１Ａにより演算されるねじれ角δを最終的なねじれ角δ_１として選択する。また、スイッチ８１Ｃは、フラグＦＧの値が「０」であるとき、固定値である「０」を最終的なねじれ角δ_１として選択する。

加算器８１Ｄは、操舵角演算部５１により演算される操舵角θ_ｓと、スイッチ８１Ｃにより選択される最終的なねじれ角δ_１とを加算することにより、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の演算に使用される最終的な操舵角θ_ｓ１を演算する。

＜第５の実施の形態の効果＞
したがって、第５の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（５）操舵角θ_ｓに対する目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の変化の割合である傾きβに応じて操舵角θ_ｓにトーションバー３４Ａのねじれ角δを付加するかどうかを切り替える。これにより、良好な操舵感触を確保しつつもステアリングホイール１１の操舵に対する転舵応答性を向上させることができる。

＜第６の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置をステアバイワイヤ式の操舵装置に具体化した第６の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の第５の実施の形態と同様の構成を有している。本実施の形態は、補償値演算部８１の構成の点で第１の実施の形態と異なる。したがって、第５の実施の形態と同一の部材および構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を割愛する。

図１５に示すように、補償値演算部８１は、ねじれ角演算部８１Ａ、ゲイン演算部８１Ｊ、乗算器８１Ｋおよび加算器８１Ｄを有している。
ねじれ角演算部８１Ａは、トルクセンサ３４を通じて検出される操舵トルクＴ_ｈに基づきトーションバー３４Ａのねじれ角δを演算する。

ゲイン演算部８１Ｊは、操舵角θ_ｓに対する目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の変化の割合である傾きβを目標ピニオン角演算部６２から取り込む。ゲイン演算部８１Ｊは、傾きβに応じてゲインＧ３を演算する。ゲイン演算部８１Ｊは、制御装置５０の記憶装置に格納されたマップＭ６を使用してゲインＧ３を演算する。マップＭ６は、傾きβとゲインＧ３との関係を規定する二次元マップであって、つぎのような特性を有している。

すなわち、図１６のグラフに示すように、傾きβが傾きしきい値β_ｔｈ以下の値である場合、ゲインＧの値は「１」に維持される。傾きβの値が傾きしきい値β_ｔｈよりも大きい値である場合、傾きβの値が増加するにつれてゲインＧ３の値は「０」へ向けて徐々に減少し、やがて「０」に達する。ゲインＧ３の値が「０」に達した以降、傾きβの値の増加にかかわらずゲインＧ３の値は「０」に維持される。ちなみに、ゲインＧ３は、「０」～「１」の範囲において、たとえば「０．１」刻みで設定することが可能である。

乗算器８１Ｋは、ねじれ角演算部８１Ａにより演算されるトーションバー３４Ａのねじれ角δと、ゲイン演算部８１Ｊにより演算されるゲインＧ３とを乗算することにより、最終的なねじれ角δ_４を演算する。傾きβが傾きしきい値β_ｔｈ以下の値である場合、ゲインＧ３の値は「１」に設定される。このため、ねじれ角演算部８１Ａにより演算されるねじれ角δがそのまま最終的なねじれ角δ_４となる。傾きβの値が傾きしきい値β_ｔｈよりも大きい値である場合、ゲインＧ３の値は、傾きβの値に応じて「１」未満の値または「０」に設定される。このため、最終的なねじれ角δ_４の値は、ねじれ角演算部８１Ａにより演算されるねじれ角δよりも小さい値、あるいは「０」となる。

加算器８１Ｄは、操舵角演算部５１により演算される操舵角θ_ｓと、乗算器８１Ｋにより演算される最終的なねじれ角δ_４とを加算することにより、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の演算に使用される最終的な操舵角θ_ｓ１を演算する。傾きβが傾きしきい値α_ｔｈ以下の値である場合、ねじれ角演算部８１Ａにより演算されるねじれ角δが最終的なねじれ角δ_４として操舵角θ_ｓに加算される。傾きβの値が傾きしきい値β_ｔｈよりも大きい値であるとき、ねじれ角演算部８１Ａにより演算されるねじれ角δよりも小さい値、あるいは「０」が最終的なねじれ角δ_４として操舵角θ_ｓに加算される。

＜第６の実施の形態の効果＞
したがって、第６の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（６）操舵角θ_ｓに対する目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の変化の割合である傾きβに応じて、操舵角θ_ｓに付加されるトーションバー３４Ａのねじれ角δの値が変更される。すなわち、操舵角θ_ｓに対するトーションバー３４Ａのねじれ角δの反映度合いが傾きβに応じて変更される。これにより、良好な操舵感触を確保しつつもステアリングホイール１１の操舵に対する転舵応答性を向上させることができる。

＜第７の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置をステアバイワイヤ式の操舵装置に具体化した第７の実施の形態を説明する。本実施の形態は、補償値演算部８１の構成の点で先の第４の実施の形態と異なる。したがって、第４の実施の形態と同一の部材および構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を割愛する。

図１７に示すように、補償値演算部８１は、ねじれ角演算部８１Ａ、ゲイン演算部８１Ｈ、乗算器８１Ｉおよび加算器８１Ｄを有している。すなわち、本実施の形態の補償値演算部８１は、先の図１１に示される第４の実施の形態の補償値演算部８１におけるゲイン演算部８１Ｇが割愛された構成を有している。

ねじれ角演算部８１Ａは、トルクセンサ３４を通じて検出される操舵トルクＴ_ｈに基づきトーションバー３４Ａのねじれ角δを演算する。
ゲイン演算部８１Ｈは、配分比率演算部７２Ｃにより演算される電流軸力Ｆ２の配分比率ＤＲ２に応じてゲインＧ２を演算する。ゲイン演算部８１Ｈは、先の図１３に示されるマップＭ５を使用してゲインＧ２を演算する。

乗算器８１Ｉは、ねじれ角演算部８１Ａにより演算されるねじれ角δと、ゲイン演算部８１Ｈにより演算されるゲインＧ２とを乗算することにより、最終的なねじれ角δ_５を演算する。ゲインＧ２の値が「１」であるとき、ねじれ角演算部８１Ａにより演算されるねじれ角δがそのまま最終的なねじれ角δ_５となる。また、ゲインＧ２の値が「０」を超え、かつ「１」未満の値であるとき、最終的なねじれ角δ_５の値は、ねじれ角演算部８１Ａにより演算されるねじれ角δよりも小さい値となる。また、ゲインＧ２の値が「０」であるとき、最終的なねじれ角δ_５の値は「０」となる。

加算器８１Ｄは、操舵角演算部５１により演算される操舵角θ_ｓと、乗算器８１Ｉにより演算される最終的なねじれ角δ_５とを加算することにより、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の演算に使用される最終的な操舵角θ_ｓ１を演算する。

＜第７の実施の形態の効果＞
したがって、第７の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（７）軸力勾配と相関関係を有する電流軸力Ｆ２の配分比率ＤＲ２に応じて、操舵角θ_ｓに付加するトーションバー３４Ａのねじれ角δの値が変更される。すなわち、操舵角θ_ｓに対するトーションバー３４Ａのねじれ角δの反映度合いが電流軸力Ｆ２の配分比率ＤＲ２に応じて変更される。これにより、良好な操舵感触を確保しつつもステアリングホイール１１の操舵に対する転舵応答性を向上させることができる。

＜第８の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置をステアバイワイヤ式の操舵装置に具体化した第８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９に示される第３の実施の形態と同様の構成を有している。本実施の形態は、補償値演算部８１の構成の点で第３の実施の形態と異なる。したがって、第３の実施の形態と同一の部材および構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を割愛する。

図１８に示すように、補償値演算部８１は、ねじれ角演算部８１Ａ、軸力勾配演算部８１Ｌ、ゲイン演算部８１Ｍ、乗算器８１Ｎおよび加算器８１Ｄを有している。
ねじれ角演算部８１Ａは、トルクセンサ３４を通じて検出される操舵トルクＴ_ｈに基づきトーションバー３４Ａのねじれ角δを演算する。

軸力勾配演算部８１Ｌは、電流軸力演算部７２Ｂにより演算される電流軸力Ｆ２、および配分軸力演算部７２Ｄにより演算される配分軸力Ｆ３を取り込む。軸力勾配演算部８１Ｌは、電流軸力Ｆ２および配分軸力Ｆ３に基づき現在の軸力勾配γを演算する。軸力勾配γとは、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に対する軸力の変化の割合である傾きをいう。

軸力勾配演算部８１Ｌは、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に対する電流軸力Ｆ２の変化の割合である第１の傾きを演算する。また、軸力勾配演算部８１Ｌは、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に対する配分軸力Ｆ３の変化の割合である第２の傾きを演算する。軸力勾配演算部８１Ｌは、たとえば第１の傾きの値と第２の傾きの値とを比較し、その比較結果に基づき軸力勾配γを設定する。軸力勾配演算部８１Ｌは、第１の傾きの値が第２の傾きの値よりも大きい値であるとき、電流軸力Ｆ２の勾配である第１の傾きを軸力勾配γとして設定する。また、軸力勾配演算部８１Ｌは、第２の傾きの値が第１の傾きの値よりも大きい値であるとき、配分軸力Ｆ３の勾配である第２の傾きを軸力勾配γとして設定する。

なお、軸力勾配演算部８１Ｌは、第１の傾きと第２の傾きの平均値を軸力勾配γとして設定するようにしてもよい。
ゲイン演算部８１Ｍは、軸力勾配演算部８１Ｌにより演算される軸力勾配γを取り込む。ゲイン演算部８１Ｍは、軸力勾配γに応じてゲインＧ４を演算する。ゲイン演算部８１Ｍは、制御装置５０の記憶装置に格納されたマップＭ７を使用してゲインＧ４を演算する。マップＭ７は、軸力勾配γとゲインＧ４との関係を規定する二次元マップであって、つぎのような特性を有している。

すなわち、図１９のグラフに示すように、軸力勾配γの値が軸力勾配しきい値γ_ｔｈ以下の値である場合、ゲインＧ４の値は「１」に維持される。軸力勾配γの値が軸力勾配しきい値γ_ｔｈを超える場合、軸力勾配γの値が増加するにつれてゲインＧ４の値は「０」へ向けて徐々に減少し、やがて「０」に達する。ゲインＧ４の値が「０」に達した以降、軸力勾配γの値の増加にかかわらずゲインＧ４の値は「０」に維持される。ちなみに、ゲインＧ４は、「０」～「１」の範囲において、たとえば「０．１」刻みで設定することが可能である。

図１８に示すように、乗算器８１Ｎは、ねじれ角演算部８１Ａにより演算されるねじれ角δと、ゲイン演算部８１Ｍにより演算されるゲインＧ４とを乗算することにより、最終的なねじれ角δ_６を演算する。

ゲインＧ４の値が「１」であるとき、ねじれ角演算部８１Ａにより演算されるねじれ角δがそのまま最終的なねじれ角δ_６となる。また、ゲインＧ４の値が「０」を超え、かつ「１」未満の値であるとき、最終的なねじれ角δ_６の値は、ねじれ角演算部８１Ａにより演算されるねじれ角δよりも小さい値となる。また、ゲインＧ４の値が「０」であるとき、最終的なねじれ角δ_６の値は「０」となる。

加算器８１Ｄは、操舵角演算部５１により演算される操舵角θ_ｓと、乗算器８１Ｎにより演算される最終的なねじれ角δ_６とを加算することにより、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の演算に使用される最終的な操舵角θ_ｓ１を演算する。

＜第８の実施の形態の効果＞
したがって、第８の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（８）電流軸力Ｆ２および配分軸力Ｆ３に基づく軸力勾配γに応じて、操舵角θ_ｓに付加するトーションバー３４Ａのねじれ角δの値が変更される。すなわち、操舵角θ_ｓに対するトーションバー３４Ａのねじれ角δの反映度合いが軸力勾配γに応じて変更される。これにより、良好な操舵感触を確保しつつもステアリングホイール１１の操舵に対する転舵応答性を向上させることができる。

（９）電流軸力Ｆ２には、路面状態、ひいては転舵シャフト１４に作用する軸力が反映される。このため、電流軸力Ｆ２の傾きに基づき、操舵角θ_ｓにトーションバー３４Ａのねじれ角δを付加するべき状況であるかどうか、あるいは操舵角θ_ｓにねじれ角δを付加した場合に操舵反力の応答性が過剰に高まる状況かどうかを、より適切に判定することができる。

＜他の実施の形態＞
なお、第１～第８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の実施の形態において、軸力演算部７２は、先の図９に示される第３の実施の形態と同様に、角度軸力演算部７２Ａ、電流軸力演算部７２Ｂ、配分比率演算部７２Ｃ、配分軸力演算部７２Ｄおよび換算器７２Ｅを有していてもよい。ただし、「角度軸力Ｆ１の変化の割合である傾きα」は、「配分軸力Ｆ３の変化の割合である傾きα」と読み替える。このようにしても、先の第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、配分軸力Ｆ３の変化の割合である傾きαに基づきトーションバー３４Ａのねじれ角δを操舵角θ_ｓに付加するかどうかが切り替えられる。これにより、良好な操舵感触を確保しつつもステアリングホイール１１の操舵に対する転舵応答性を向上させることができる。

・第２の実施の形態において、軸力演算部７２は、先の図９に示される第３の実施の形態と同様に、角度軸力演算部７２Ａ、電流軸力演算部７２Ｂ、配分比率演算部７２Ｃ、配分軸力演算部７２Ｄおよび換算器７２Ｅを有していてもよい。ただし、「角度軸力Ｆ１の変化の割合である傾きα」は、「配分軸力Ｆ３の変化の割合である傾きα」と読み替える。このようにしても、先の第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、配分軸力Ｆ３の変化の割合である傾きαに応じて操舵角θ_ｓに付加されるトーションバー３４Ａのねじれ角δの値が変更される。これにより、良好な操舵感触を確保しつつもステアリングホイール１１の操舵に対する転舵応答性を向上させることができる。

・第１～第８の実施の形態において、制御装置５０における反力制御部５０ａおよび転舵制御部５０ｂを互いに独立した個別の電子制御装置（ＥＣＵ）として構成してもよい。
・第１～第８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１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との間の動力伝達が機械的に連結される。

１１…ステアリングホイール
１４…転舵シャフト
１６…転舵輪
３１…反力モータ
３４Ａ…トーションバー
４１…転舵モータ
４４…ピニオンシャフト（シャフト）
５０…制御装置（操舵制御装置）
５０ａ…反力制御部
５０ｂ…転舵制御部
５２…操舵反力指令値演算部（第２の演算部）
６２…目標ピニオン角演算部（第１の演算部）
８１…補償値演算部（第３の演算部）
Ｆ１…角度軸力
Ｆ２…電流軸力
Ｆ３…配分軸力
ＤＲ２…電流軸力の配分比率
Ｉ_ｂ…電流（状態変数）
ＬＡ…横加速度
Ｔ_ｈ…操舵トルク
Ｔ^＊…操舵反力指令値（指令値）
α…角度軸力の傾き
β…目標回転角の傾き
θ_ａ…反力モータの回転角
θ_ｓ…操舵角
θ_ｐ ^＊…目標ピニオン角（目標回転角、状態変数）
δ…ねじれ角

Claims (12)

1. 転舵輪を転舵させる転舵シャフトとの間の動力伝達が分離されたステアリングホイールに付与される操舵反力を発生する反力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とともに、前記転舵輪を転舵させるための力である転舵力を発生する転舵モータを操舵状態に応じて制御する操舵制御装置であって、
   前記転舵輪の転舵動作に連動して回転するシャフトの目標回転角を前記反力モータの回転角から得られる前記ステアリングホイールの操舵角に基づき演算する第１の演算部と、
   前記ステアリングホイールの操作に伴いねじれるトーションバーのねじれ角から得られる操舵トルクおよび前記目標回転角に基づき前記指令値を演算する第２の演算部と、
   前記ねじれ角を補償値として前記操舵角に付加することにより前記ねじれ角を補償する第３の演算部と、を備え、
   前記第３の演算部は、前記指令値の演算に使用される状態変数の変化の度合いに応じて、前記操舵角に付加するねじれ角の値を変更する操舵制御装置。
2. 前記第２の演算部は、前記状態変数に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力を使用して前記指令値を演算し、
   前記第３の演算部は、前記状態変数に対する前記軸力の変化の割合である傾きに応じて、前記操舵角に付加するねじれ角の値を変更する請求項１に記載の操舵制御装置。
3. 前記第２の演算部は、前記状態変数に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力を使用して前記指令値を演算し、
   前記第３の演算部は、前記状態変数に対する前記軸力の変化の割合である傾きに基づき、前記トーションバーのねじれ角を前記操舵角に付加するかどうかを切り替える請求項１に記載の操舵制御装置。
4. 前記軸力は、前記目標回転角に基づき演算される角度軸力である請求項２または請求項３に記載の操舵制御装置。
5. 前記軸力は、前記目標回転角に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力である角度軸力、および前記転舵モータの電流の値に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力である電流軸力に対して、前記目標回転角および車速に基づき個別に設定される配分比率を乗算した値を合算することにより得られる配分軸力である請求項２または請求項３に記載の操舵制御装置。
6. 前記第２の演算部は、前記目標回転角に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力である角度軸力、および前記転舵モータの電流の値に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力である電流軸力に対して、前記目標回転角および車速に基づき個別に設定される配分比率を乗算した値を合算することにより得られる配分軸力を使用して前記指令値を演算し、
   前記第３の演算部は、前記電流軸力に対して個別に設定される前記配分比率、および車両が旋回するときの加速度である横加速度に応じて、前記操舵角に付加するねじれ角の値を変更する請求項１に記載の操舵制御装置。
7. 前記第２の演算部は、前記目標回転角に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力である角度軸力、および前記転舵モータの電流の値に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力である電流軸力に対して、前記目標回転角および車速に基づき個別に設定される配分比率を乗算した値を合算することにより得られる配分軸力を使用して前記指令値を演算し、
   前記第３の演算部は、前記電流軸力に対して個別に設定される前記配分比率、および車両が旋回するときの加速度である横加速度に基づき、前記トーションバーのねじれ角を前記操舵角に付加するかどうかを切り替える請求項１に記載の操舵制御装置。
8. 前記第３の演算部は、前記操舵角に対する前記目標回転角の変化の割合である傾きに応じて、前記操舵角に付加するねじれ角の値を変更する請求項１に記載の操舵制御装置。
9. 前記第３の演算部は、前記操舵角に対する前記目標回転角の変化の割合である傾きに基づき、前記トーションバーのねじれ角を前記操舵角に付加するかどうかを切り替える請求項１に記載の操舵制御装置。
10. 前記第２の演算部は、前記目標回転角に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力である角度軸力、および前記転舵モータの電流の値に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力である電流軸力に対して、前記目標回転角および車速に基づき個別に設定される配分比率を乗算した値を合算することにより得られる配分軸力を使用して前記指令値を演算し、
    前記第３の演算部は、前記電流軸力に対して個別に設定される前記配分比率に応じて、前記操舵角に付加するねじれ角の値を変更する請求項１に記載の操舵制御装置。
11. 前記第２の演算部は、前記目標回転角に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力である角度軸力、および前記転舵モータの電流の値に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力である電流軸力に対して、前記目標回転角および車速に基づき個別に設定される配分比率を乗算した値を合算することにより得られる配分軸力を使用して前記指令値を演算し、
    前記第３の演算部は、前記電流軸力に対して個別に設定される前記配分比率に基づき、前記トーションバーのねじれ角を前記操舵角に付加するかどうかを切り替える請求項１に記載の操舵制御装置。
12. 前記第２の演算部は、前記目標回転角に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力である角度軸力、および前記転舵モータの電流の値に基づき演算される前記転舵シャフトの軸力である電流軸力に対して、前記目標回転角および車速に基づき個別に設定される配分比率を乗算した値を合算することにより得られる配分軸力を使用して前記指令値を演算し、
    前記第３の演算部は、前記目標回転角に対する前記電流軸力の変化の割合である第１の傾き、および前記目標回転角に対する前記配分軸力の変化の割合である第２の傾きに応じて、前記操舵角に付加するねじれ角の値を変更する請求項１に記載の操舵制御装置。

Images