JP6862811B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用制御装置に関する。

従来、ステアリングホイールと転舵輪とを機械的に分離した、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。たとえば特許文献１の操舵装置は、ステアリングホイールと転舵輪との間の動力伝達経路を断続するクラッチ、ステアリングシャフトに付与される操舵反力の発生源である反力モータ、および転舵輪を転舵させる転舵力の発生源である転舵モータを有している。

車両の走行時、操舵装置の制御装置は、クラッチを開放させてステアリングホイールと転舵輪との間を機械的に分離した状態に維持する。そして制御装置は、反力モータを通じて操舵反力を発生させるとともに、転舵モータを通じて転舵輪を転舵させる。これに対し、反力モータなどに異常が発生したとき、制御装置はクラッチを接続させてステアリングホイールと転舵輪との間を機械的に連結した状態に維持する。これにより、運転者の操舵トルクを利用して転舵輪を転舵させることが可能となる。

特開２００７−２０３８８５号公報

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

そこで、たとえば車両に働く横加速度に応じた反力成分を演算し、この演算される反力成分を加味して操舵反力を発生させることが考えられる。これは、横加速度には路面摩擦抵抗などの路面状態が反映されるためである。しかし、停車状態であるとき、車両には横加速度が発生しないため、路面状態が反映された操舵反力が得られない。

本発明の目的は、停車状態であるとき、運転者に路面状態を操舵反力としてより適切に伝えることができる車両用制御装置を提供することにある。

上記目的を達成し得る車両用制御装置は、車両の転舵機構に付与される駆動力の発生源であるモータを操舵状態に応じて演算される指令値に基づき制御するものである。車両用制御装置は、少なくとも操舵トルクに応じて前記指令値の第１の成分を演算する第１の演算部と、転舵輪の転舵動作に連動して回転する回転体の目標回転角を前記操舵トルクおよび前記第１の成分の総和である基本駆動トルクに基づき演算する第２の演算部と、前記回転体の実際の回転角を前記目標回転角に一致させるフィードバック制御を通じて前記指令値の第２の成分を演算する第３の演算部と、を備えている。前記第２の演算部は、車両が停車状態であるとき、前記モータの電流値に基づき演算される、前記基本駆動トルクに対する反力成分を前記基本駆動トルクに反映させたうえで前記目標回転角を演算する。

転舵機構に付与される駆動力を発生するモータの電流値には、路面状態（路面反力）が反映される。このため、停車状態であるとき、モータの電流値に基づく反力成分が反映された基本駆動トルクに基づき演算される目標回転角、ひいては当該目標回転角に実際の回転角を一致させるフィードバック制御を通じて演算される前記指令値に対する第２の成分についても路面状態が反映されたものになる。この第２の成分が指令値に加味されることにより、モータにより発生される駆動力にも路面状態が反映される。運転者は、路面状態に応じた操舵反力を手応えとして得ることができる。

上記の車両用制御装置において、前記第２の演算部は、前記モータの電流値に基づく反力成分を第１の反力成分とするとき、前記目標回転角に基づき前記基本駆動トルクに対する第２の反力成分を演算するようにしてもよい。この場合、前記第２の演算部は、停車状態である場合、前記第２の反力成分の値が前記第１の反力成分の値よりも小さいとき、前記第２の反力成分を前記基本駆動トルクに反映させたうえで前記目標回転角を演算することが好ましい。

モータの電流値には転舵機構の摩擦なども反映される。この摩擦は車両の雰囲気温度の低下などに起因して増大する傾向にある。これは、雰囲気温度がより低温になるほど、転舵機構の各部に塗布されるグリスの粘度が増大することに起因する。そして、転舵機構の摩擦が増大するほど、モータの電流値に基づく操舵反力は、実際の路面状況に応じた操舵反力に対してより乖離したものとなる。

この点、上記の構成によるように、停車状態である場合、第２の反力成分の値が第１の反力成分の値よりも小さいとき、車両がいわゆる低摩擦路（凍結路、圧雪路など）に停車している蓋然性が高い。このような状況においては、第２の反力成分を基本駆動トルクに反映させたうえで目標回転角を演算することにより、モータにより発生される駆動力に路面状態を反映させることが好ましい。運転者は、実際の路面状況に応じた操舵反力を手応えとして得ることができる。

上記の車両用制御装置において、前記第２の演算部は、前記第１の反力成分と前記第２の反力成分との差分値が増大するほど、前記第２の反力成分の使用比率をより増大させることが好ましい。

たとえば路面摩擦抵抗がより小さいときほど、差分値はより増大する。路面摩擦抵抗の増減に応じてモータの電流値に基づく第１の反力成分が増減される。運転者は操舵反力のより細やかな変化を手応えとして感じることにより、路面状態をより把握しやすくなる。

上記の車両用制御装置において、前記転舵機構は、ステアリングホイールとの間が機械的に分離される前記回転体としてのピニオンシャフトおよび前記ピニオンシャフトの回転に連動して転舵輪を転舵させる転舵シャフトを含んでいてもよい。また、車両用制御装置の制御対象として、前記指令値に基づき前記ステアリングホイールに付与される前記駆動力として操舵方向と反対方向のトルクである操舵反力を発生する反力モータと、前記ピニオンシャフトまたは前記転舵シャフトに付与される前記転舵輪を転舵させるための転舵力を発生する転舵モータと、を含んでいてもよい。この場合、前記第２の演算部は、車両が停車状態であるとき、前記転舵モータの電流値に基づき演算される、前記基本駆動トルクに対する反力成分を前記基本駆動トルクに反映させたうえで前記目標回転角を演算することが好ましい。

この構成によれば、停車状態であるとき、反力モータの制御を通じて路面状態応じた操舵反力を発生させることができる。
上記の車両用制御装置において、前記転舵機構は、ステアリングホイールに連動する前記回転体としてのピニオンシャフトおよび前記ピニオンシャフトの回転に連動して転舵輪を転舵させる転舵シャフトを含んでいてもよい。この場合、前記モータは、前記ステアリングホイールに付与される前記駆動力として操舵方向と同方向のトルクである操舵補助力を発生させるアシストモータであることが好ましい。

この構成によれば、停車状態であるとき、アシストモータの制御を通じて路面状態に応じた操舵反力を発生させることができる。

本発明の車両用制御装置によれば、停車状態であるとき、運転者に路面状態を操舵反力としてより適切に伝えることができる。

車両用制御装置の第１の実施の形態が搭載される操舵装置の構成図。 第１の実施の形態にかかる電子制御装置の制御ブロック図。 第１の実施の形態にかかる目標舵角演算部の制御ブロック図。 第１の実施の形態にかかる理想車両モデルの制御ブロック図。 第１の実施の形態にかかる車速ゲインマップを示すグラフ。 第１の実施の形態にかかる停車時用の車両反力モデルの制御ブロック図。 第１の実施の形態にかかる第１の車両反力モデルの特性を示すグラフ。 第１の実施の形態にかかる第２の車両反力モデルの特性を示すグラフ。 第１の実施の形態にかかる分配ゲインマップを示すグラフ。 第１の実施の形態にかかる第１の車両反力と第２の車両反力との大小関係の一例を示すグラフ。 車両用制御装置の第２の実施の形態が搭載される操舵装置の構成図。 第１の実施の形態にかかる電子制御装置の制御ブロック図。

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

図１に示すように、車両の操舵装置１０は、ステアリングホイール１１に連結されたステアリングシャフト１２を有している。ステアリングシャフト１２におけるステアリングホイール１１とは反対側の端部には、ピニオンシャフト１３が設けられている。ピニオンシャフト１３のピニオン歯１３ａは、ピニオンシャフト１３に対して交わる方向へ延びる転舵シャフト１４のラック歯１４ａに噛み合わされている。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。これらステアリングシャフト１２、ピニオンシャフト１３および転舵シャフト１４は、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間の動力伝達経路として機能する。すなわち、ステアリングホイール１１の回転操作に伴い転舵シャフト１４が直線運動することにより、転舵輪１６，１６の転舵角θｔが変更される。

＜クラッチ＞
また、操舵装置１０は、クラッチ２１およびクラッチ制御部２２を有している。
クラッチ２１はステアリングシャフト１２の途中に設けられている。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。クラッチ２１が切断されるとき、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間の動力伝達経路が機械的に切断される。クラッチ２１が接続されるとき、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間の動力伝達が機械的に連結される。

クラッチ制御部２２は、クラッチ２１の断続を制御する。クラッチ制御部２２は、クラッチ２１の励磁コイルに通電することによってクラッチ２１を接続された状態から切断された状態へ切り替える。また、クラッチ制御部２２は、クラッチ２１の励磁コイルに対する通電を停止することによってクラッチ２１を切断された状態から接続された状態へ切り替える。

＜操舵反力を発生させるための構成：反力ユニット＞
また、操舵装置１０は、操舵反力を生成するための構成として、反力モータ３１、減速機構３２、回転角センサ３３、トルクセンサ３４、および反力制御部３５を有している。ちなみに、操舵反力とは、運転者によるステアリングホイール１１の操作方向と反対方向へ向けて作用する力（トルク）をいう。操舵反力をステアリングホイール１１に付与することにより、運転者に適度な手応え感を与えることが可能である。

反力モータ３１は、操舵反力の発生源である。反力モータ３１としてはたとえば三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のブラシレスモータが採用される。反力モータ３１（正確には、その回転軸）は、減速機構３２を介して、ステアリングシャフト１２に連結されている。減速機構３２は、ステアリングシャフト１２におけるクラッチ２１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。反力モータ３１のトルクは、操舵反力としてステアリングシャフト１２に付与される。

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

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

反力制御部３５は、反力モータ３１の駆動制御を通じて操舵トルクＴ_ｈに応じた操舵反力を発生させる反力制御を実行する。また、反力制御部３５は、クラッチ接続条件の成否に基づきクラッチ２１の断続を切り替える断続制御を実行する。クラッチ接続条件としては、たとえば車両の電源スイッチがオフされていることなどがある。反力制御部３５は、クラッチ接続条件が成立するときにはクラッチ２１を接続する旨の指令信号を生成する一方、クラッチ接続条件が成立しないときにはクラッチを切断する旨の指令信号を生成する。クラッチ制御部２２は、反力制御部３５により生成される指令信号に基づきクラッチ２１の断続を制御する。

＜転舵力を発生させるための構成：転舵ユニット＞
また、操舵装置１０は、転舵輪１６，１６を転舵させるための動力である転舵力を生成するための構成として、転舵モータ４１、減速機構４２、回転角センサ４３、および転舵制御部４４を有している。

転舵モータ４１は転舵力の発生源である。転舵モータ４１としては、たとえば三相のブラシレスモータが採用される。転舵モータ４１（正確には、その回転軸）は、減速機構４２を介してピニオンシャフト１３に連結されている。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１３を介して転舵シャフト１４に付与される。転舵モータ４１の回転に応じて、転舵シャフト１４は車幅方向（図中の左右方向）に沿って移動する。

回転角センサ４３は転舵モータ４１に設けられている。回転角センサ４３は転舵モータ４１の回転角θ_ｂを検出する。
転舵制御部４４は、転舵モータ４１の駆動制御を通じて転舵輪１６，１６を操舵状態に応じて転舵させる転舵制御を実行する。本例では、ステアリングホイール１１が操作される分だけ転舵輪１６，１６を転舵させる。すなわち、実際の転舵角θｔをステアリングホイール１１の舵角θ_ｓに一致させるべく転舵モータ４１への給電が制御される。

＜反力制御部＞
つぎに、反力制御部３５について詳細に説明する。
図２に示すように、反力制御部３５は、目標操舵反力演算部５１、目標舵角演算部５２、舵角演算部５３、舵角フィードバック制御部５４、加算器５５、および通電制御部５６を有している。

目標操舵反力演算部５１は、操舵トルクＴ_ｈに基づき目標操舵反力Ｔ_１ ^＊を演算する。なお、目標操舵反力演算部５１は、車速Ｖを加味して目標操舵反力Ｔ_１ ^＊を演算してもよい。

目標舵角演算部５２は、目標操舵反力Ｔ_１ ^＊、操舵トルクＴ_ｈおよび車速Ｖに基づきステアリングホイール１１の目標舵角θ^＊を演算する。目標舵角演算部５２は、目標操舵反力Ｔ_１ ^＊および操舵トルクＴ_ｈの総和を基本駆動トルク（入力トルク）とするとき、この基本駆動トルクに基づいて理想的な舵角を定める理想モデルを有している。この理想モデルは、基本駆動トルクに応じた理想的な転舵角に対応する舵角を予め実験などによりモデル化したものである。目標舵角演算部５２は、目標操舵反力Ｔ_１ ^＊と操舵トルクＴ_ｈとを加算することにより基本駆動トルクを求め、この基本駆動トルクから理想モデルに基づいて目標舵角θ^＊を演算する。

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

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

＜転舵制御部＞
つぎに、転舵制御部４４について詳細に説明する。
図２に示すように、転舵制御部４４は、ピニオン角演算部６１、ピニオン角フィードバック制御部６２、および通電制御部６３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１３の実際の回転角であるピニオン角θ_ｐを演算する。前述したように、転舵モータ４１とピニオンシャフト１３とは減速機構４２を介して連動する。このため、転舵モータ４１の回転角θ_ｂとピニオン角θ_ｐとの間には相関関係がある。この相関関係を利用して転舵モータ４１の回転角θ_ｂからピニオン角θ_ｐを求めることができる。さらに、これも前述したように、ピニオンシャフト１３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θｔを反映する値である。

ピニオン角フィードバック制御部６２は、目標舵角演算部５２により演算される目標舵角θ^＊を目標ピニオン角として取り込む。ピニオン角フィードバック制御部６２は、実際のピニオン角θ_ｐを目標ピニオン角としての目標舵角θ^＊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_θ ^＊を演算する。

通電制御部６３は、ピニオン角指令値Ｔ_θ ^＊に応じた電力を転舵モータ４１へ供給する。具体的には、通電制御部６３は、ピニオン角指令値Ｔ_θ ^＊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６３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６４を通じて、当該給電経路に生じる実際の電流値Ｉ_ｂを検出する。この電流値Ｉ_ｂは、転舵モータ４１に供給される実際の電流の値である。そして通電制御部６３は、電流指令値と実際の電流値Ｉ_ｂとの偏差を求め、当該偏差を無くすように転舵モータ４１に対する給電を制御する（電流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_θ ^＊に応じた角度だけ回転する。すなわち、ステアリングホイール１１が操作された分だけ転舵輪１６，１６は転舵する。

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

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

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

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

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

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

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

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

理想車両モデル７２は、操舵装置１０が搭載される車両の特性に応じてチューニングされる。操舵特性に影響を与える車両側の特性は、たとえばサスペンションおよびホイールアライメントの仕様、および転舵輪１６，１６のグリップ力（摩擦力）などにより決まる。理想車両モデル７２は、式（Ａ）のばね項に対応するばね特性制御演算部として機能する。理想車両モデル７２は、第２の積分器７７により算出される目標舵角θ^＊にばね係数Ｋを乗ずることにより、基本駆動トルクＴ_ｉｎ ^＊のばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊を演算する。なお、理想車両モデル７２は、ばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊を演算するに際して、車速Ｖおよび電流センサ６４を通じて検出される転舵モータ４１の電流値Ｉ_ｂをそれぞれ加味する。

このように構成した目標舵角演算部５２によれば、理想ステアリングモデル７１の慣性モーメントＪおよび粘性係数Ｃ、ならびに理想車両モデル７２のばね係数Ｋをそれぞれ調整することによって、基本駆動トルクＴ_ｉｎ ^＊と目標舵角θ^＊との関係を直接的にチューニングすること、ひいては所望の操舵特性を実現することができる。また、本例では、基本駆動トルクＴ_ｉｎ ^＊から理想ステアリングモデル７１および理想車両モデル７２に基づき演算される目標舵角θ^＊が目標ピニオン角として使用される。そして、実際のピニオン角θ_ｐが目標ピニオン角としての目標舵角θ^＊に一致するようにフィードバック制御される。前述したように、ピニオン角θ_ｐと転舵輪１６，１６の転舵角θ_ｔとの間には相関関係がある。このため、基本駆動トルクＴ_ｉｎ ^＊に応じた転舵輪１６，１６の転舵動作も理想ステアリングモデル７１および理想車両モデル７２により定まる。すなわち、車両の操舵感が理想ステアリングモデル７１および理想車両モデル７２により決まる。したがって、理想ステアリングモデル７１および理想車両モデル７２を調整することにより所望の操舵感を実現することが可能となる。

しかし、運転者の操舵方向と反対方向へ向けて作用する力（トルク）である操舵反力（ステアリングを通じて感じる手応え）は目標舵角θ^＊に応じたものにしかならない。すなわち、路面状態（路面の滑りやすさなど）によって操舵反力が変わらない。このため、運転者は操舵反力を通じて路面状態を把握しにくい。そこで本例では、こうした懸念を解消する観点に基づき、理想車両モデル７２をつぎのように構成している。なお、本例では、車両が停止しているときの対策を主として講じている。

＜理想車両モデル＞
図４に示すように、理想車両モデル７２は、走行時用の車両反力モデル８１、停車時用の車両反力モデル８２、車速ゲイン演算部８３、および切替部８４を有している。

走行時用の車両反力モデル８１は、走行時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊を演算する。走行時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊は、目標舵角θ^＊に応じた操舵反力成分（ステアリングに作用させるべき反力成分）であって、ステアリングの剛性感（しっかり感）に寄与する。走行時用の車両反力モデル８１は、第２の積分器７７により算出される目標舵角θ^＊を取り込み、この取り込まれる目標舵角θ^＊にばね係数を乗ずることにより、目標舵角θ^＊に応じた走行時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊を演算する。

なお、横加速度には路面摩擦抵抗などの路面状態が反映されることに着目し、走行時用の車両反力モデル８１をつぎのように構成してもよい。すなわち、走行時用の車両反力モデル８１は、車両に働く横加速度に応じた操舵反力成分を演算し、この演算される反力成分を加味して走行時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊を演算してもよい。より具体的には、たとえば走行時用の車両反力モデル８１は、目標舵角θ^＊に応じた操舵反力成分である走行時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊と、横加速度に応じた操舵反力成分との差分値（絶対値）を演算し、この差分値が増大するほど横加速度に応じた操舵反力成分の使用比率を増大させる。車両が低摩擦路を走行しているときなど、路面摩擦抵抗がより小さな値になるほど前述の差分値は増大しやすい。路面摩擦抵抗の増減に応じて横加速度に応じた操舵反力成分の使用比率がより増減されることにより、走行時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊はより路面状態が反映されたものとなる。

停車時用の車両反力モデル８２は、停車時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊を演算する。停車時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊は、目標舵角θ^＊および転舵モータ４１に供給される電流の電流値Ｉ_ｂに応じた操舵反力成分であって、実際の車両に生じる路面反力に近い特性を有する。停車時用の車両反力モデル８２は、目標舵角θ^＊および転舵モータ４１に供給される電流の電流値Ｉ_ｂを取り込み、これら取り込まれる目標舵角θ^＊および電流値Ｉ_ｂに基づき、停車時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊を演算する。

車速ゲイン演算部８３は、自身が持つ車速ゲインマップ８５を使用して車速ゲインＧ_ｖを演算する。車速ゲインマップ８５は、車速Ｖと車速ゲインＧ_ｖとの関係を規定するものであって、走行時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊および停車時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊のどちらの値をばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊として使用するのかを決定するために使用される。車速ゲインＧ_ｖは、車速Ｖに応じて「０」〜「１」の範囲の値に設定される。

図５のグラフに示すように、横軸に車速Ｖを、縦軸に車速ゲインＧ_ｖをそれぞれプロットするとき、車速ゲインマップ８５はつぎのような特性を有する。すなわち、車速Ｖが「０」を基準とする第１の車速しきい値Ｖ_ｔｈ１未満であるとき、車速ゲインＧ_ｖは「０」に設定される。車速Ｖが一定値に達した以降、第２の車速しきい値Ｖ_ｔｈ２未満であるとき、車速Ｖが速くなるほど車速ゲインＧ_ｖはより大きな値に設定される。車速Ｖが第２の車速しきい値Ｖ_ｔｈ２以上であるとき、車速ゲインＧ_ｖは「１」に設定される。

図４に示すように、切替部８４は、データ入力として、走行時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊および停車時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊を取り込む。また、切替部８４は、制御入力として、車速ゲインＧ_ｖを取り込む。切替部８４は、車速ゲインＧ_ｖの値に基づき、減算器７４へ供給する値を、走行時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊と、停車時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊との間で切り替える。切替部８４は、車速ゲインＧ_ｖの値が「０」であるとき、停車時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊をばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊として減算器７４へ供給する。切替部８４は、車速ゲインＧ_ｖの値が「０」でないとき、走行時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊をばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊として減算器７４へ供給する。

＜停車時用の車両反力モデル＞
つぎに、停車時用の車両反力モデル８２について詳細に説明する。
図６に示すように、停車時用の車両反力モデル８２は、第１の車両反力モデル９１、第２の車両反力モデル９２、分配ゲイン演算部９３、および反力トルク演算部９４を有している。

第１の車両反力モデル９１は、第２の積分器７７により算出される目標舵角θ^＊を取り込み、この取り込まれる目標舵角θ^＊に基づき第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ２１ ^＊を演算する。第１の車両反力モデル９１は、自身が持つ第１の反力マップ９５を使用して第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ２１ ^＊を演算する。

図７のグラフに示すように、横軸に目標舵角θ^＊を、縦軸に第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ２１ ^＊をそれぞれプロットするとき、第１の反力マップ９５はつぎのような特性を有する。すなわち、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ２１ ^＊の絶対値が増加するほど、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ２１ ^＊の絶対値はより大きな値に設定される。

図６に示すように、第２の車両反力モデル９２は、電流センサ６４を通じて検出される転舵モータ４１の電流値Ｉ_ｂを取り込み、この取り込まれる電流値Ｉ_ｂに基づき第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊を演算する。第２の車両反力モデル９２は、自身が持つ第２の反力マップ９６を使用して第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊を演算する。転舵モータ４１の電流値Ｉ_ｂには路面反力が反映される。このため、電流値Ｉ_ｂに基づき演算される第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊は路面反力に応じたものとなる。

図８のグラフに示すように、横軸に電流値Ｉ_ｂを、縦軸に第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊をそれぞれプロットするとき、第２の反力マップ９６はつぎのような特性を有する。すなわち、電流値Ｉ_ｂの絶対値が増加するほど、第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊の絶対値はより大きな値に設定される。

図６に示すように、分配ゲイン演算部９３は、第１の車両反力モデル９１により演算される第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ２１ ^＊および第２の車両反力モデル９２により演算される第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊に基づき、分配ゲインＧ_ｄを演算する。

分配ゲイン演算部９３は、次式（Ｂ）に示されるように、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ２１ ^＊の絶対値と第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊の絶対値との差分値Ｔ_δ ^＊を演算する。

Ｔ_δ ^＊＝│Ｔ_ｓｐ２１ ^＊│−│Ｔ_ｓｐ２２ ^＊│ …（Ｂ）
分配ゲイン演算部９３は、式（Ｂ）に基づき演算される差分値Ｔ_δ ^＊に基づき、自身が持つ分配ゲインマップ９７を使用して分配ゲインＧ_ｄを演算する。分配ゲインマップ９７は、差分値Ｔ_δ ^＊と分配ゲインＧ_ｄとの関係を規定する。分配ゲインＧ_ｄは、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ２１ ^＊と第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊との使用比率を決定するために使用される。

図９のグラフに示すように、横軸に差分値Ｔ_δ ^＊を、縦軸に分配ゲインＧ_ｄをそれぞれプロットするとき、分配ゲインマップ９７はつぎのような特性を有する。すなわち、差分値Ｔ_δ ^＊が負の値であるとき、分配ゲインＧ_ｄは「０」に設定される。差分値Ｔ_δ ^＊が「０」以上であって差分値しきい値Ｔ_δｔｈ ^＊未満であるとき、差分値Ｔ_δ ^＊が大きくなるほど分配ゲインＧ_ｄはより大きな値に設定される。差分値Ｔ_δ ^＊が差分値しきい値Ｔ_δｔｈ ^＊以上であるとき、分配ゲインＧ_ｄは「１」に設定される。分配ゲインＧ_ｄは、差分値Ｔ_δ ^＊に応じて「０」〜「１」の範囲の値に設定される。

図６に示すように、反力トルク演算部９４は、分配ゲイン演算部９３により演算される分配ゲインＧ_ｄを使用して、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ２１ ^＊と第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊との使用比率を決定し、当該使用比率に基づき停車時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊を演算する。停車時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊は、次式（Ｃ）により求められる。

Ｔ_ｓｐ２ ^＊＝Ｔ_ｓｐ２２ ^＊・Ｇ _ｄ ＋Ｔ_ｓｐ２１ ^＊・（１−Ｇ _ｄ ） …（Ｃ）
式（Ｃ）において、分配ゲインＧ_ｄは、差分値Ｔ_δ ^＊に応じて「０」から「１」までの値に設定される。分配ゲインＧ_ｄが「０」であるとき、第１のばね反力トルクＴ _ｓｐ２１ ^＊ の使用比率が１００％となる。分配ゲインＧ_ｄが「１」であるとき、第２のばね反力トルクＴ _ｓｐ２２ ^＊ の使用比率が１００％となる。分配ゲインＧ_ｄが「１」と「０」との間の値であるとき、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ２１ ^＊と第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊とは、それぞれ分配ゲインＧ_ｄの値に応じた使用比率で足し合わされる。このようにして、分配ゲインＧ_ｄの値に応じて第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ２１ ^＊と第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊との使用比率が調節される。

＜理想車両モデルの作用および効果＞
つぎに、理想車両モデル７２の作用および効果を、車両が走行しているときと車両が停止しているときとに分けて説明する。

＜走行時＞
まず、車両が走行している場合について説明する。図５のグラフに示されるように、車速Ｖが第１の車速しきい値Ｖ_ｔｈ１以上かつ第２の車速しきい値Ｖ_ｔｈ２未満であるとき、車速ゲインＧ_ｖは「０」を超え、かつ「１」未満の値に設定される。また、車速Ｖが第２の車速しきい値Ｖ_ｔｈ２以上であるとき、車速ゲインＧ_ｖは「１」に設定される。図４に示されるように、切替部８４は、車速ゲインＧ_ｖが「０」でないとき、走行時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊を基本駆動トルクＴ_ｉｎ ^＊のばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊として選択する。走行時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊は、目標舵角θ^＊に応じた操舵反力成分である。このため、目標舵角θ^＊に応じた操舵反力がステアリングホイール１１に付与される。

なお前述したように、走行時用の車両反力モデル８１として、車両に働く横加速度に応じた操舵反力成分を加味して走行時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊を演算する構成が採用される場合、この横加速度に応じて増減する操舵反力成分が加味されて走行時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊が基本駆動トルクＴ_ｉｎ ^＊のばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊として使用される。このため、目標舵角θ^＊、ひいては舵角フィードバック制御部５４により演算される舵角補正量Ｔ_２ ^＊は路面状態（路面摩擦抵抗）を反映したものとなる。したがって、路面状態に応じた操舵反力がステアリングホイール１１に付与される。

＜停車時＞
つぎに、車両が停止している場合について説明する。図５のグラフに示されるように、車速Ｖが第１の車速しきい値Ｖ_ｔｈ１未満であるとき、車速ゲインＧ_ｖは「０」に設定される。図４に示されるように、切替部８４は、車速ゲインＧ_ｖが「０」であるとき、停車時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊を基本駆動トルクＴ_ｉｎ ^＊のばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊として選択する。

ここで、第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊を停車時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊として常に使用すればよいようにも見える。これは第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊は、転舵輪１６，１６に作用する実際の路面反力が反映される転舵モータ４１の電流値Ｉ_ｂに応じた操舵反力成分であるからである。このため、第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊が基本駆動トルクＴ_ｉｎ ^＊のばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊として使用されることにより、実際の路面状況に応じた操舵反力がステアリングホイール１１に付与される。

しかし、転舵モータ４１の電流値Ｉ_ｂには、転舵シャフト１４が動き出すまでの摩擦（ギヤの噛み合い部分、軸受およびラックガイド部分などにおける摩擦）も反映される。このため、電流センサ６４を通じて検出される転舵モータ４１の電流値Ｉ_ｂは、転舵シャフト１４に作用する実際の軸力（路面反力）が純粋に反映されたものとは言えない。ここで、車両周辺の雰囲気温度がより低温になるほど、転舵シャフト１４が動き出すまでの摩擦がより増大する傾向にある。これは、雰囲気温度がより低温になるほど、ギヤの噛み合い部分などに塗布されるグリスの粘度が増大することに起因する。そして、転舵シャフト１４が動き出すまでの摩擦が増大するほど、第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊に基づく操舵反力は、実際の路面状況に応じた操舵反力に対してより乖離したものとなる。操舵感の低下にもつながりかねない。

そこで、本例では停車状態であるとき、目標舵角θ^＊に基づく第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ２１ ^＊の絶対値と、転舵モータ４１の電流値Ｉ_ｂに基づく第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊の絶対値との差分に基づき、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ２１ ^＊および第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊のどちらを停車時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊として使用すべきかを決める。

図１０のグラフに示されるように、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ２１ ^＊の絶対値よりも第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊の絶対値が小さいとき、次式（Ｂ１）が成立する。このとき、転舵モータ４１の電流値Ｉ_ｂに基づく第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊が停車時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊として使用される。

Ｔ_δ ^＊＝│Ｔ_ｓｐ２１ ^＊│−│Ｔ_ｓｐ２２ ^＊│＞０（正確には、Ｔ_δｔｈ ^＊） …（Ｂ１）
式（Ｂ１）が成立する状況として、たとえば車両がいわゆる低摩擦路（凍結路、圧雪路など）に停車している状況が考えられる。この場合、転舵輪１６，１６に作用する路面反力は、たとえばアスファルトなどの乾燥路に停車しているときに比べて、より弱いものとなる。このため、転舵モータ４１の電流値Ｉｂもより小さな値となる。このような車両が低摩擦路などの路面状況に停車している蓋然性が高いとき、より実際の路面状況に応じた操舵反力をステアリングホイール１１に付与することが好ましい。転舵モータ４１の電流値Ｉ_ｂに基づく第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊が停車時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊として使用されることにより、路面状態（ここでは、低摩擦路）に応じた操舵反力が得られるため、運転者は路面状態を手応えとして把握しやすくなる。

なお、路面摩擦抵抗がより小さいときほど、差分値Ｔ_δ ^＊はより大きな値となる。路面摩擦抵抗の増減に応じて転舵モータ４１の電流値Ｉ_ｂに基づく第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊の使用比率が増減される。運転者は操舵反力のより細やかな変化を手応えとして感じることにより、路面状態をより把握しやすくなる。

図１０のグラフに示されるように、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ２１ ^＊の絶対値よりも第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊の絶対値が大きいとき、次式（Ｂ２）が成立する。このとき、目標舵角θ^＊に基づく第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ２１ ^＊が停車時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊として使用される。

Ｔ_δ ^＊＝│Ｔ_ｓｐ２１ ^＊│−│Ｔ_ｓｐ２２ ^＊│＜０ …（Ｂ２）
式（Ｂ２）が成立する状況として、たとえば車両が低摩擦路に比べて路面摩擦抵抗が大きい乾燥路に停車している第１の状況、あるいは車両が低摩擦路に停車している場合であっても前述した雰囲気温度の低下に伴い転舵シャフト１４が動き出すまでの摩擦がより増大している第２の状況が考えられる。第１の状況および第２の状況のいずれの状況か分からないところ、仮に第２の状況である場合、この状況下で演算される転舵モータ４１の電流値Ｉ_ｂに基づく第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊が停車時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊として使用されると、かえって実際の路面状況と乖離した操舵反力がステアリングホイール１１に付与されかねない。このため、式（Ｂ２）が成立するとき、目標舵角θ^＊に基づく第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ２１ ^＊を停車時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊として使用することが好ましい。ステアリングホイール１１には、引き続き目標舵角θ^＊に基づく第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ２１ ^＊が反映された操舵反力が付与されることにより、運転者はこれまでと変わらない操舵感を得られる。ギヤの噛み合い部分などにおける摩擦に対するロバスト性が向上する。

＜第２の実施の形態＞
以下、車両用制御装置を電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に適用した第２の実施の形態を説明する。なお、第１の実施の形態と同様の部材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、ＥＰＳ１００は、ステアリングホイール１１と転舵輪１６，１６との間の動力伝達経路として機能するステアリングシャフト１２、ピニオンシャフト１３および転舵シャフト１４を有している。転舵シャフト１４の往復直線運動は、転舵シャフト１４の両端にそれぞれ連結されたタイロッド１５を介して左右の転舵輪１６，１６に伝達される。

また、ＥＰＳ１００は、操舵補助力（アシスト力）を生成する構成として、アシストモータ１０１、減速機構１０２、トルクセンサ３４、回転角センサ１０３およびアシスト制御部１０４を有している。回転角センサ１０３はアシストモータ１０１に設けられて、その回転角θ_ｍを検出する。

アシストモータ１０１は、操舵補助力の発生源であって、たとえば三相のブラシレスモータが採用される。アシストモータ１０１は、減速機構１０２を介してピニオンシャフト１３に連結されている。アシストモータ１０１の回転は減速機構１０２によって減速されて、当該減速された回転力が操舵補助力としてピニオンシャフト１３に伝達される。

アシスト制御部１０４は、アシストモータ１０１に対する通電制御を通じて操舵トルクＴ_ｈに応じた操舵補助力を発生させるアシスト制御を実行する。アシスト制御部１０４は、トルクセンサ３４を通じて検出される操舵トルクＴ_ｈ、車速センサ３６を通じて検出される車速Ｖ、回転角センサ１０３を通じて検出される回転角θ_ｍに基づき、アシストモータ１０１に対する給電を制御する。

図１２に示すように、アシスト制御部１０４は、ピニオン角演算部１１０、基本アシスト成分演算部１１１、目標ピニオン角演算部１１２、ピニオン角フィードバック制御部（ピニオン角Ｆ／Ｂ制御部）１１３、加算器１１４、および通電制御部１１５を備えている。

ピニオン角演算部１１０は、アシストモータ１０１の回転角θ_ｍを取り込み、この取り込まれる回転角θ_ｍに基づきピニオンシャフト１３の回転角であるピニオン角θ_ｐを演算する。

基本アシスト成分演算部１１１は、操舵トルクＴ_ｈおよび車速Ｖに基づいて基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊を演算する。基本アシスト成分演算部１１１は、操舵トルクＴ_ｈと基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊との関係を車速Ｖに応じて規定する三次元マップを使用して、基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊を演算する。基本アシスト成分演算部１１１は、操舵トルクＴ_ｈの絶対値が大きくなるほど、また車速Ｖが遅くなるほど、基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊の絶対値をより大きな値に設定する。

目標ピニオン角演算部１１２は、基本アシスト成分演算部１１１により演算される基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊、および操舵トルクＴ_ｈを取り込む。目標ピニオン角演算部１１２は、基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊および操舵トルクＴ_ｈの総和を基本駆動トルク（入力トルク）とするとき、基本駆動トルクに基づいて理想的なピニオン角を定める理想モデルを有している。理想モデルは、基本駆動トルクに応じた理想的な転舵角に対応するピニオン角を予め実験などによりモデル化したものである。目標ピニオン角演算部１１２は、基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊と操舵トルクＴ_ｈとを加算して基本駆動トルクを求め、この求められる基本駆動トルクから理想モデルに基づいて目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する。なお、目標ピニオン角演算部１１２は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算するに際しては車速Ｖ、およびアシストモータ１０１に対する給電経路に設けられた電流センサ１１６を通じて検出される電流値Ｉ_ｍを加味する。この電流値Ｉ_ｍは、アシストモータ１０１に供給される実際の電流の値である。

ピニオン角フィードバック制御部１１３は、目標ピニオン角演算部１１２により算出される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊およびピニオン角演算部１１０により算出される実際のピニオン角θ_ｐをそれぞれ取り込む。ピニオン角フィードバック制御部１１３は、実際のピニオン角θ_ｐが目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に追従するように、ピニオン角のフィードバック制御としてＰＩＤ（比例、積分、微分）制御を行う。すなわち、ピニオン角フィードバック制御部１１３は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊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基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊の補正成分Ｔ_ａ２ ^＊を求める。

加算器１１４は、基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊に補正成分Ｔ_ａ２ ^＊を加算することによりアシスト指令値Ｔ_ａ ^＊を演算する。アシスト指令値Ｔ_ａ ^＊は、アシストモータ１０１に発生させるべき回転力（アシストトルク）を示す指令値である。

通電制御部１１５は、アシスト指令値Ｔ_ａ ^＊に応じた電力を反力モータ３１へ供給する。具体的には、通電制御部１１５は、アシスト指令値Ｔ_ａ ^＊に基づきアシストモータ１０１に対する電流指令値を演算する。また、通電制御部１１５は電流センサ５７を通じて検出される電流値Ｉ_ｍを取り込む。そして通電制御部１１５は、電流指令値と実際の電流値Ｉ_ｍとの偏差を求め、当該偏差を無くすようにアシストモータ１０１に対する給電を制御する。これにより、アシストモータ１０１はアシスト指令値Ｔ_ａ ^＊に応じたトルクを発生する。操舵状態に応じた操舵アシストが行われる。

このＥＰＳ１００によれば、基本駆動トルクＴ_ｉｎ ^＊から理想モデルに基づいて目標ピニオン角θ_ｐ ^＊が設定され、実際のピニオン角θ_ｐが目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に一致するようにフィードバック制御される。前述したように、ピニオン角θ_ｐと転舵輪１６，１６の転舵角θｔとの間には相関関係がある。このため、基本駆動トルクＴ_ｉｎ ^＊に応じた転舵輪１６，１６の転舵動作も理想モデルにより定まる。すなわち、車両の操舵感が理想モデルにより決まる。したがって、理想モデルの調整により所望の操舵感を実現することが可能となる。

また、実際の転舵角θｔが、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に応じた転舵角θｔに維持される。このため、路面状態あるいはブレーキングなどの外乱に起因して発生する逆入力振動の抑制効果も得られる。すなわち、転舵輪１６，１６を介してステアリングシャフト１２などの操舵機構に振動が伝達される場合であれ、ピニオン角θ_ｐが目標ピニオン角θ_ｐ ^＊となるように補正成分Ｔ_ａ２ ^＊が調節される。このため、実際の転舵角θｔは、理想モデルにより規定される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に応じた転舵角θｔに維持される。結果的にみれば、逆入力振動を打ち消す方向へ操舵補助が行われることにより、逆入力振動がステアリングホイール１１に伝わることが抑制される。

しかし、運転者の操舵方向と反対方向へ向けて作用する力（トルク）である操舵反力（ステアリングを通じて感じる手応え）は目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に応じたものにしかならない。すなわち、たとえば乾燥路および低摩擦路などの路面状態によっては操舵反力が変わらないため、運転者は手応えとして路面状態を把握しにくい。

そこで本例では、先の第１の実施の形態における目標舵角演算部５２の演算機能を目標ピニオン角演算部１１２に持たせている。
目標ピニオン角演算部１１２は、先の図３に示される目標舵角演算部５２と同様の機能的な構成を有している。先の目標舵角演算部５２が目標操舵反力Ｔ_１ ^＊を取り込むのに対し、本例の目標ピニオン角演算部１１２は、基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊を取り込む。また、先の目標舵角演算部５２が転舵モータ４１に供給される電流の電流値Ｉ_ｂを取り込むのに対し、本例の目標ピニオン角演算部１１２は、アシストモータ１０１に供給される電流の電流値Ｉ_ｍを取り込む。目標ピニオン角演算部１１２が操舵トルクＴ_ｈおよび車速Ｖを取り込むことについては、先の目標舵角演算部５２と同じである。また、先の目標舵角演算部５２が目標舵角θ^＊を演算するのに対し、本例の目標ピニオン角演算部１１２は目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する。取り込む信号の一部、および生成する信号が異なるだけであって、目標ピニオン角演算部１１２の内部的な演算処理の内容は、先の目標舵角演算部５２と同じである。

したがって、本実施の形態によれば、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、停車状態であるとき、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に基づく第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ２１ ^＊の絶対値と、アシストモータ１０１の電流値Ｉ_ｍに基づく第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊の絶対値との差分に基づき、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ２１ ^＊および第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊のどちらを停車時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊として使用すべきかが決定される。たとえば先の式（Ｂ１）が成立するとき、アシストモータ１０１の電流値Ｉ_ｍに基づく第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊が停車時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊として使用される。これにより、路面状態（ここでは、低摩擦路）に応じた操舵反力が得られるため、運転者は路面状態を手応えとして把握しやすくなる。

＜他の実施の形態＞
なお、第１および第２の前記実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・第２の実施の形態では、基本アシスト成分演算部１１１は、操舵トルクＴ_ｈおよび車速Ｖに基づいて基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊を求めるようにしたが、操舵トルクＴ_ｈのみに基づいて基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊を求めるようにしてもよい。

・第２の実施の形態では、ピニオンシャフト１３に操舵補助力を付与するＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）１００を例に挙げたが、たとえばステアリングシャフト１２あるいは転舵シャフト１４に操舵補助力を付与するタイプの電動パワーステアリング装置に具体化してもよい。

・第１および第２の実施の形態では、トルクセンサ３４をステアリングシャフト１２に設けたが、ピニオンシャフト１３に設けてもよい。操舵トルクＴ_ｈが検出できるのであれば、トルクセンサ３４の設置箇所は問わない。

・第１および第２の実施の形態において、停車状態であるとき、第２の車両反力モデル９２により演算される第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２２ ^＊を、常に停車時用のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊として使用してもよい。この場合、停車時用の車両反力モデル８２における第１の車両反力モデル９１、分配ゲイン演算部９３および反力トルク演算部９４を割愛することができる。

１１…ステアリングホイール、１３…転舵機構を構成するピニオンシャフト（回転体）、１４…転舵機構を構成する転舵シャフト、１６…転舵輪、３１…反力モータ（制御対象）、３５…車両用制御装置を構成する反力制御部、４１…転舵モータ（制御対象）、４４…車両用制御装置を構成する転舵制御部、５１…目標操舵反力演算部（第１の演算部）、５２…目標舵角演算部（第２の演算部）、５４…舵角フィードバック制御部（第３の演算部）、１０１…アシストモータ（制御対象）、１０４…アシスト制御部（車両用制御装置）、１１１…基本アシスト成分演算部（第１の演算部）、１１２…目標ピニオン角演算部（第２の演算部）、１１３…ピニオン角フィードバック制御部（第３の演算部）、Ｉ_ｂ…転舵モータの電流値、Ｉ_ｍ…アシストモータの電流値、Ｔ^＊…操舵反力指令値、Ｔ_１ ^＊…目標操舵反力（操舵反力指令値の第１の成分）、Ｔ_２ ^＊…舵角補正量（操舵反力指令値の第２の成分）、Ｔ_ｓｐ２２ ^＊…第２のばね反力トルク（第１の反力成分）、Ｔ_ｓｐ２１ ^＊…第１のばね反力トルク（第２の反力成分）、Ｔ_ａ ^＊…アシスト指令値、Ｔ_ａ１ ^＊…基本アシスト成分（アシスト指令値の第１の成分）、Ｔ_ａ２ ^＊…補正成分（アシスト指令値の第２の成分）、Ｔ_δ ^＊…差分値、Ｔ_ｈ…操舵トルク、Ｔ_ｉｎ ^＊…基本駆動トルク、θ^＊…目標舵角（目標回転角）、θ_ｐ…ピニオン角（実際の回転角）。

Claims (5)

1. 車両の転舵機構に付与される駆動力の発生源であるモータを操舵状態に応じて演算される指令値に基づき制御する車両用制御装置であって、
   少なくとも操舵トルクに応じて前記指令値の第１の成分を演算する第１の演算部と、
   転舵輪の転舵動作に連動して回転する回転体の目標回転角を前記操舵トルクおよび前記第１の成分の総和である基本駆動トルクに基づき演算する第２の演算部と、
   前記回転体の実際の回転角を前記目標回転角に一致させるフィードバック制御を通じて前記指令値の第２の成分を演算する第３の演算部と、を備え、
   前記第２の演算部は、車両が停車状態であるとき、前記モータの電流値に基づき演算される、前記基本駆動トルクに対する反力成分を前記基本駆動トルクに反映させたうえで前記目標回転角を演算する車両用制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用制御装置であって、
   前記第２の演算部は、前記モータの電流値に基づく反力成分を第１の反力成分とするとき、前記目標回転角に基づき前記基本駆動トルクに対する第２の反力成分を演算し、
   停車状態である場合、前記第２の反力成分の絶対値が前記第１の反力成分の絶対値よりも小さいとき、前記第２の反力成分を前記基本駆動トルクに反映させたうえで前記目標回転角を演算する車両用制御装置。
3. 請求項２に記載の車両用制御装置であって、
   前記第１の反力成分と前記第２の反力成分との差分値が増大するほど、前記第２の反力成分の使用比率をより増大させる車両用制御装置。
4. 請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の車両用制御装置であって、
   前記転舵機構は、ステアリングホイールとの間が機械的に分離される前記回転体としてのピニオンシャフトおよび前記ピニオンシャフトの回転に連動して転舵輪を転舵させる転舵シャフトを含み、
   制御対象として、前記指令値に基づき前記ステアリングホイールに付与される前記駆動力として操舵方向と反対方向のトルクである操舵反力を発生する反力モータと、
   前記ピニオンシャフトまたは前記転舵シャフトに付与される前記転舵輪を転舵させるための転舵力を発生する転舵モータと、を含み、
   前記第２の演算部は、車両が停車状態であるとき、前記転舵モータの電流値に基づき演算される、前記基本駆動トルクに対する反力成分を前記基本駆動トルクに反映させたうえで前記目標回転角を演算する車両用制御装置。
5. 請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の車両用制御装置であって、
   前記転舵機構は、ステアリングホイールに連動する前記回転体としてのピニオンシャフトおよび前記ピニオンシャフトの回転に連動して転舵輪を転舵させる転舵シャフトを含み、
   前記モータは、前記ステアリングホイールに付与される前記駆動力として操舵方向と同方向のトルクである操舵補助力を発生させるアシストモータである車両用制御装置。

Images