JP6988513B2 - 操舵制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、操舵制御装置に関する。

従来、ステアリングシャフトにおけるステアリングホイール側の部分と、転舵輪側の部分との間で角度関係を異ならせる操舵装置が知られている（たとえば特許文献１）。
具体的には、特許文献１には、ステアリングシャフトに加わる操舵トルクを転舵輪側に伝達させつつ、ステアリングホイールの操舵角と転舵輪の転舵角との比である舵角比を変更する舵角比可変操舵装置が記載されている。ステアリングシャフトにおけるステアリングホイール側の部分には、ステアリングシャフトにおけるステアリングホイール側の部分に設けられるトーションバーの捩れ角に基づいて操舵トルクを検出するトルクセンサが設けられる。

特許文献１のような操舵装置では、ステアリングホイールを操舵したとき、トーションバーが捩れた分だけステアリングホイールの操舵に対して、転舵輪の転舵角の位相が遅れる。このため、操舵装置の操舵制御装置では、ステアリングホイールの操舵に対して転舵角の目標値である転舵角指令値（舵角比可変モータの制御目標値）を、トーションバーの捩れ角に基づく補償成分だけ進めている。

特開２０１３−１８３５４号公報

たとえばステアリングホイールの切り戻し時には、トーションバーの捩れ角に基づく補償成分だけ転舵角指令値を進めたとしても、ステアリングホイールの操舵に対して転舵角指令値の位相が遅れることがある。このように、トーションバーの捩りに起因して、操舵制御装置により制御される制御対象のモータには、ステアリングホイールの操舵に対して遅れが生じることがある。これにより、ステアリングホイールの操舵感の悪化を招くことになる。

このような課題は、ステアリングホイールを操舵したとき、トーションバーの捩れた状態に基づいて操舵トルクを検出するステアバイワイヤ式の操舵装置であれば、同様に生じうる。

本発明の目的は、トーションバーの捩りに起因して生じる操舵感の悪化を抑制するように調整できる操舵制御装置を提供することにある。

上記目的を達成しうる操舵制御装置は、運転者により操舵されるステアリングホイールを備えた操舵部と、運転者による前記ステアリングホイールの操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部と、前記操舵部および前記転舵部に設けられるステアリングシャフトの前記操舵部側の部分および前記転舵部側の部分を連結し、前記操舵部側の部分と前記転舵部側の部分との間で角度関係を異ならせる角度相異部と、前記ステアリングシャフトにおける前記操舵部側の部分に設けられるトーションバーの捩れ量に基づいて操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記転舵部に接続されて前記操舵トルクに基づいて前記転舵輪を転舵させるモータと、を備える操舵装置を制御する操舵制御装置において、前記ステアリングホイールの操舵に応じて前記モータを駆動させるための指令値を演算する指令値演算部と、前記ステアリングホイールの操舵によってトーションバーを捩るために発生させられた動力に基づいて、前記ステアリングホイールの操舵に対して前記指令値の位相を可変させるように前記指令値を補償する補償部と、を備えている。

この構成によれば、運転者がステアリングホイールを操舵したとき、ステアリングホイールの操舵によってトーションバーを捩るために発生させられた動力に基づいて、指令値の位相を変化させるように補償している。そのため、指令値の補償を通じて、トーションバーの見た目上の捩れ剛性を可変させることができる。これにより、運転者がステアリングホイールを切り込み操舵あるいは切り戻し操舵した際にトーションバーの捩りに起因して生じるモータの制御の遅れを小さくしたり、そのまま残したり、大きくする等、様々な調整ができる。この調整を通じて、トーションバーの捩りに起因して生じる操舵感の悪化を抑制するように調整することができる。

上記の操舵制御装置において、前記指令値演算部は、前記指令値として、前記転舵輪の転舵角に換算可能な値の目標値である角度指令値を演算し、前記補償部は、前記指令値演算部により演算される前記角度指令値の位相を変化させるように補償し、前記ステアリングシャフトにおける前記トーションバーよりも前記ステアリングホイールと反対側の部分の回転角に換算可能な角度を検出する回転角センサにより検出される前記角度に基づいて前記角度指令値に対して追従させる角度である追従角度を演算する追従角度演算部と、前記追従角度演算部により演算された前記追従角度を、前記補償部により補償された前記角度指令値に追従させる角度フィードバック制御を実行することにより、前記モータに付与するべき電流の目標値である電流指令値を演算する角度フィードバック制御部と、をさらに備えることが好ましい。

この構成によれば、ステアリングホイールの操舵に応じてモータを駆動させるための角度指令値に、ステアリングシャフトにおけるトーションバーよりもステアリングホイールと反対側の部分の回転角に換算可能な角度である追従角度を反映させている。そのため、トーションバーの捩れに起因して生じる操舵感の悪化を抑制するように調整できる。

上記の操舵制御装置において、前記回転角センサにより得られる前記角度に基づいて、前記ステアリングホイールの操舵角を演算する操舵角演算部をさらに備え、前記補償部は、前記動力として、前記操舵トルクと前記ステアリングホイールの操舵速度との積、および前記操舵トルクの微分値である操舵トルク微分値と前記ステアリングホイールの前記操舵角との積の少なくとも一方を用いることが好ましい。

この構成によれば、動力に操舵トルクと操舵速度との積、および操舵トルク微分値と操舵角との積の少なくとも一方が用いられることにより、ステアリングホイールの操舵状態を適切に判別することが可能となる。たとえば、操舵トルクが正であり操舵速度も正である場合や、操舵トルクが負であり操舵速度も負である場合は、ステアリングホイールが切り込み操舵されている場合であるといえる。一方、操舵トルクが正であるのに対し、操舵速度は負である場合には、ステアリングホイールが切り戻し操舵されている場合であるといえる。このように、動力として、操舵トルクと操舵速度との積、および操舵トルク微分値と操舵角との積の少なくとも一方を用いれば、ステアリングホイールの操舵状態を適切に判別することができる。

上記の操舵制御装置において、前記補償部は、前記トルクセンサにより検出される前記操舵トルクに基づいて、前記トーションバーの捩れ量であって、前記ステアリングシャフトにおける前記トーションバーよりも前記ステアリングホイール側の部分の回転角と、前記ステアリングシャフトにおける前記トーションバーよりも前記ステアリングホイールと反対側の部分の回転角との差である捩れ角を演算する捩れ角演算部と、前記動力に基づいて、前記ステアリングホイールの操舵に対して前記指令値の位相を変化させるべく、正負の値のいずれかのゲインを演算するゲイン演算部と、前記捩れ角と前記ゲインとを乗算することにより前記指令値の位相を補償する補償値を演算する乗算部と、前記指令値に前記補償値を加算することにより前記指令値を演算する加算部と、を備えていることが好ましい。

この構成によれば、捩れ角にゲインを乗算した値に基づいて補償値が演算されることにより、トーションバーの捩れに起因するモータの制御の遅れをより的確に調整することが可能となる。なお、トーションバーが捩れる分だけ、ステアリングホイールの操舵に対して、ステアリングシャフトにおけるトーションバーよりもステアリングホイールと反対側の部分は遅れる。このトーションバーの捩れに起因して生じる捩れ角を、運転者によるステアリングホイールの操舵の動力に基づいて演算される正負の値のいずれかのゲインを指令値に反映することにより、適切に指令値の位相を捩れ角の分だけ変化させることができる。これにより、ステアリングホイールの操舵感の悪化を抑制するように調整することができる。

上記の操舵制御装置において、前記ゲイン演算部は、前記ステアリングホイールの操舵に対して前記指令値の位相を変化させるべく、車両の走行状態に応じて増減する走行状態ゲインを演算する走行状態ゲイン演算部を備え、前記補償部は、前記ゲインに前記走行状態ゲインを乗算した値を前記ゲインとして用いることが好ましい。

この構成によれば、車両の走行状態に応じて増減する走行状態ゲインに基づいて補償値が変化するため、ステアリングホイールの操舵の動力に加えて、車両の走行状態によっても、指令値の位相の調整具合を変更することが可能となる。これにより、ステアリングホイールの操舵感の悪化を抑制するように調整することができる。

上記の操舵制御装置において、前記ゲイン演算部は、前記ステアリングホイールの操舵に対して前記指令値の位相を変化させるべく、車両の応答性を変更するための指示状態に応じて設定される変更ゲインを演算する変更ゲイン演算部を備え、前記補償部は、前記変更ゲインを前記ゲインとして用いることが好ましい。

この構成によれば、指示状態に応じて補償値が変化するため、指令値の調整具合を変更することが可能となる。これにより、ステアリングホイールの操舵感の悪化を抑制するように調整することができる。また、操舵感の調整の自由度を高めることができ、操舵感の多様化に寄与することができる。

上記の操舵制御装置において、前記ゲイン演算部は、前記ゲインを「＋１」と「−１」との間で設定することが好ましい。
この構成によれば、捩れ角にゲインを乗算した分だけ指令値の位相を変化させることができるため、ゲインを＋１と−１との間で調整すれば、指令値の位相の調整具合を変更することが可能となる。これにより、ステアリングホイールの操舵感の悪化を抑制するように調整できる。

本発明の操舵制御装置によれば、トーションバーの捩りに起因して生じる操舵感の悪化を抑制するように調整することができる。

第１実施形態のステアバイワイヤ方式の操舵装置の概略構成図。 第１実施形態の操舵制御装置の制御ブロック図。 第１実施形態の捩り剛性制御部の制御ブロック図。 操舵トルクと操舵速度との乗算値およびゲインの関係を示すグラフ。 切り込み操舵および切り戻し操舵の際の操舵角と操舵トルクとの関係を示すグラフ。 第２実施形態の捩り剛性制御部の制御ブロック図。 第３実施形態の捩り剛性制御部の制御ブロック図。

＜第１実施形態＞
以下、操舵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実施形態について説明する。

図１に示すように、車両の操舵装置１は、運転者により操舵される操舵部２、運転者による操舵部２の操舵に応じて転舵輪１７，１７を転舵させる転舵部３、および操舵部２と転舵部３とを断接可能なクラッチ２０を備えている。

操舵部２は、ステアリングホイール１１および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。
転舵部３は、ピニオンシャフト１３、第１ラックアンドピニオン機構１４、転舵シャフト１５、タイロッド１６，１６、および転舵輪１７，１７を有している。ピニオンシャフト１３は、ステアリングシャフト１２におけるクラッチ２０よりもステアリングホイール１１と反対側の部分である。ピニオンシャフト１３の下端部は、第１ラックアンドピニオン機構１４を介して、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１５に連結されている。ピニオンシャフト１３のピニオン歯１３ａが、転舵シャフト１５のラック歯１５ａに噛み合うことにより、第１ラックアンドピニオン機構１４が構成されている。また、転舵シャフト１５の両端は、それぞれタイロッド１６，１６を介して、左右の転舵輪１７，１７に連結されている。なお、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１５は、ステアリングホイール１１と転舵輪１７，１７との間の動力を伝達する経路として機能する。

＜クラッチ＞
角度相異部としてのクラッチ２０は、ステアリングシャフト１２に設けられている。クラッチ２０は、ステアリングシャフト１２におけるクラッチ２０よりもステアリングホイール１１側の部分と、ステアリングシャフト１２におけるクラッチ２０よりもステアリングホイール１１と反対側の部分とを断接することにより、この間の角度関係を異ならせるものである。クラッチ２０としては、たとえば励磁コイルに対する通電によって断接を行う（接続状態と切断状態とを切り替える）電磁クラッチが採用される。励磁コイルに対して通電されるときクラッチ２０は切断状態となり、励磁コイルに対して通電されないときクラッチ２０は接続状態となる。クラッチ２０が切断されるとき、ステアリングホイール１１と転舵輪１７，１７との間の動力の伝達が切断される。これに対して、クラッチ２０が接続されるとき、ステアリングホイール１１と転舵輪１７，１７との間の動力の伝達が接続される。したがって、クラッチ２０が接続状態にある場合、ステアリングシャフト１２の回転運動は、第１ラックアンドピニオン機構１４を介して転舵シャフト１５の軸方向（図１の左右方向）の往復直線運動に変換される。

＜操舵反力を発生させるための構成：反力ユニット＞
操舵装置１は、操舵反力を生成するための構成として、反力ユニット３０を備えている。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のことである。この操舵反力をステアリングホイール１１（ステアリングシャフト１２）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できる。

反力ユニット３０は、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。
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３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３１ａ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２０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のモータトルクがステアリングシャフト１２に付与されることにより、ステアリングホイール１１に操舵反力が付与される。

回転角センサ３３は、反力モータ３１の回転軸３１ａの回転角θｓ０を検出する。反力モータ３１の回転角θｓ０は、操舵角の演算に使用される。なお、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。反力モータ３１の回転角θｓ０と、ステアリングシャフト１２の回転角との間には相関がある。また、ステアリングシャフト１２の回転角とステアリングホイール１１の操舵角との間にも相関がある。このため、操舵角は、回転角センサ３３により検出される回転角θｓ０に基づいて求めることができる。

＜転舵力を発生させるための構成：転舵ユニット＞
操舵装置１は、転舵力を発生させるための構成として、転舵ユニット４０を備えている。転舵力とは、転舵輪１７，１７を転舵させるための力のことである。

転舵ユニット４０は、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３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４１ａ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の下端部は、第２ラックアンドピニオン機構４５を介して、ピニオンシャフト４４に対して交わる方向へ延びる転舵シャフト１５に連結されている。ピニオンシャフト４４のピニオン歯４４ａが、転舵シャフト１５のラック歯１５ｂに噛み合うことにより、第２ラックアンドピニオン機構４５が構成されている。転舵モータ４１のトルクがピニオンシャフト４４に付与されることにより、ピニオンシャフト４４が回転運動する。ピニオンシャフト４４の回転運動は、第２ラックアンドピニオン機構４５を介して転舵シャフト１５の軸方向の往復直線運動に変換される。これにより、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１５に付与される。なお、転舵ユニット４０、ピニオンシャフト４４、および第２ラックアンドピニオン機構４５は、転舵部３の構成要素である。

回転角センサ４３は、転舵モータ４１の回転軸４１ａの回転角θｔ０を検出する。転舵モータ４１の回転角θｔ０は、転舵角θｔの演算に使用される。なお、転舵モータ４１とピニオンシャフト４４とは減速機構４２を介して連動しているため、転舵モータ４１の回転角θｔ０とピニオンシャフト４４の回転角との間には相関がある。また、ピニオンシャフト４４の回転角とピニオンシャフト１３の回転角との間にも相関がある。また、ピニオンシャフト４４の回転角（ピニオン角θｐ）と転舵輪１７，１７の転舵角θｔとの間にも相関がある。このため、転舵角θｔは、回転角センサ４３により検出される回転角θｔ０に基づいて求めることができる。なお、回転角θｓ０、回転角θｔ０、ピニオン角θｐ、および転舵角θｔは、ステアリングホイール１１が一方向（本実施形態では右方向）に操舵された場合に正の値、他方向（本実施形態では左方向）に操舵された場合に負の値とする。

＜操舵制御装置＞
操舵装置１は、操舵制御装置５０を備えている。操舵制御装置５０は、各種のセンサの検出結果に基づいて、反力モータ３１、転舵モータ４１、およびクラッチ２０を制御する。各種のセンサとしては、回転角センサ３３、トルクセンサ３４、回転角センサ４３、および車速センサ４６が用いられる。トルクセンサ３４は、ステアリングホイール１１が回転操作されることによりステアリングシャフト１２に加わる操舵トルクＴｈ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を有している。トルクセンサ３４は、ステアリングシャフト１２におけるトーションバー３４ａよりもステアリングホイール１１側（図１中の上側）の部分と、ステアリングシャフト１２におけるトーションバー３４ａよりもステアリングホイール１１と反対側（図１中の下側）の部分との捩れ角に基づいて、操舵トルクＴｈを検出する。車速センサ４６は、車両の走行状態を検出する走行検出部として車両に設けられている。車速センサ４６は、車両の走行速度である車速Ｖを検出する。なお、ステアリングホイール１１の中立位置（θｓ＝０）を基準とする右方向への切り込み操舵時には、操舵トルクＴｈおよび操舵角θｓはともに正に増加し、操舵角θｓの微分値である操舵速度ωも正である。一方、左方向への切り込み操舵時には、操舵トルクＴｈおよび操舵角θｓはともに負に増加するため、操舵速度ωは負である。

操舵制御装置５０は、クラッチ２０を接続する条件が満たされたか否かに基づいて、クラッチ２０の断接を切り替える。操舵制御装置５０は、クラッチ２０が切断状態にある場合、反力モータ３１の制御を通じてステアリングホイール１１に操舵反力を発生させる反力制御を実行するとともに、転舵モータ４１の制御を通じて転舵輪１７，１７を転舵させる転舵制御を実行することにより、操舵装置１をステアバイワイヤとして機能させる。これにより、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１５が直線運動することで、転舵輪１７，１７の転舵角θｔが変更される。

＜反力制御＞
操舵制御装置５０は、操舵トルクＴｈおよび車速Ｖに基づいて、操舵反力を発生させるための目標操舵反力を演算する。そして、操舵制御装置５０は、演算された目標操舵反力および操舵トルクＴｈに基づいて目標操舵角を演算する。操舵制御装置５０は、実際の操舵角を目標操舵角に追従させるべく、操舵角の角度フィードバック制御を実行することにより、操舵角補正量を演算し、当該操舵角補正量を目標操舵反力に加算することにより、操舵反力指令値を演算する。操舵制御装置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に基づいて、反力モータ３１に対する給電を制御する。

＜転舵制御＞
また、操舵制御装置５０は、回転角センサ４３により検出される回転角θｔ０に基づいて、ピニオンシャフト４４の実際の回転角であるピニオン角を演算する。このピニオン角は、転舵輪１７，１７の転舵角θｔを反映する値である。操舵制御装置５０は、目標操舵角を用いて目標ピニオン角を演算する。そして、操舵制御装置５０は、目標ピニオン角と実際のピニオン角との偏差に基づいて、角度フィードバック制御を実行することにより、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。

＜操舵制御装置の構成＞
操舵制御装置５０の構成について説明する。
図２に示すように、操舵制御装置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＞
反力制御部５０ａは、目標操舵反力演算部５１、目標操舵角演算部５２、操舵角フィードバック制御部５３、電流指令値演算部５４、モータ制御信号生成部５５、操舵角演算部５６、駆動回路５７、電流センサ５８、および加算部５９，６０を有している。

目標操舵反力演算部５１は、トルクセンサ３４により検出された操舵トルクＴｈ、および車速センサ４６により検出された車速Ｖに基づいて、ステアリングホイール１１の回転に抗する力である操舵反力の目標値である目標操舵反力Ｔ１＊を演算する。

目標操舵角演算部５２は、加算部５９を通じて得られる目標操舵反力Ｔ１＊と操舵トルクＴｈとの加算値である基本駆動トルクＴ１ｂ＊に基づいて、ステアリングホイール１１の目標操舵角θ１＊を演算する。目標操舵角演算部５２は、加算部５９により演算された基本駆動トルクＴ１ｂ＊に基づいて理想的な操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Ｔ１ｂ＊に応じた理想的な転舵角に対応する操舵角（舵角）を予め実験などによりモデル化したものである。目標操舵角演算部５２は、基本駆動トルクＴ１ｂ＊から理想モデルに基づいて、目標操舵角θ１＊（目標舵角）を演算する。

操舵角演算部５６は、回転角センサ３３により検出された反力モータ３１の回転角θｓ０に基づいて、ステアリングホイール１１の実際の操舵角θｓを演算する。
操舵角フィードバック制御部５３は、ステアリングホイール１１の実際の操舵角θｓを、目標操舵角θ１＊に追従させるべく、操舵角θｓのフィードバック制御を通じて、操舵角補正量Ｔ１ｃ＊を演算する。

加算部６０は、目標操舵反力Ｔ１＊に操舵角補正量Ｔ１ｃ＊を加算することにより、操舵反力指令値Ｔｓ＊を算出する。
電流指令値演算部５４は、操舵反力指令値Ｔｓ＊に基づいて、反力モータ３１の駆動電流の目標値である電流指令値Ｉ１＊を演算する。

モータ制御信号生成部５５は、反力モータ３１への給電経路に設けられた電流センサ５８を通じて、反力モータ３１に実際に供給される電流の値である実電流値Ｉ１を取得する。モータ制御信号生成部５５は、電流指令値Ｉ１＊に実電流値Ｉ１を追従させる電流フィードバック制御を実行することにより、モータ制御信号Ｓｍ１を生成する。モータ制御信号生成部５５は、電流指令値Ｉ１＊と実電流値Ｉ１との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とにより、反力モータ３１は操舵反力指令値Ｔｓ＊に応じたトルクを発生させることができる。

駆動回路５７は、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の駆動回路である。駆動回路５７は、モータ制御信号Ｓｍ１に基づいて、自身を構成するスイッチング素子をオンオフすることにより、図示しないバッテリから供給される直流電力を３相交流電力に変換する。駆動回路５７は、当該３相交流電力を反力モータ３１に供給する。

＜転舵制御部＞
図２に示すように、転舵制御部５０ｂは、補償部としての捩り剛性制御部７０、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、電流指令値演算部６３、モータ制御信号生成部６４、駆動回路６５、電流センサ６６、微分部６７を有している。

捩り剛性制御部７０は、反力制御部５０ａの目標操舵角演算部５２により演算された目標操舵角θ１＊の位相を補償することにより、ピニオンシャフト４４のピニオン角θｐの目標値である目標ピニオン角θ２＊（目標転舵角）を演算する。具体的には、捩り剛性制御部７０は、目標操舵角演算部５２により演算された目標操舵角θ１＊、操舵角演算部５６により演算された操舵角θｓを微分部６７により微分した値である操舵速度ω、およびトルクセンサ３４により検出された操舵トルクＴｈを取得する。捩り剛性制御部７０は、目標操舵角θ１＊、操舵速度ω、および操舵トルクＴｈに基づいて、ステアリングホイール１１の操舵に対して目標操舵角θ１＊の位相を進ませるあるいは遅らせることにより、目標ピニオン角θ２＊を演算する。

ピニオン角演算部６１は、回転角センサ４３により検出された転舵モータ４１の回転角θｔ０に基づいて、ピニオンシャフト４４の実際の回転角であるピニオン角θｐを演算する。ピニオン角演算部６１は、角度指令値としての目標操舵角θ１＊に対して追従させる追従角度としてのピニオン角θｐを演算する追従角度演算部として機能する。

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θｐを、目標ピニオン角θ２＊に追従させるべく、ピニオン角θｐのフィードバック制御（たとえばＰＩＤ制御）を通じて、ピニオン角指令値Ｔ２＊を演算する。

電流指令値演算部６３は、ピニオン角指令値Ｔ２＊に基づいて、転舵モータ４１の駆動電流の目標値である電流指令値Ｉ２＊を演算する。なお、ピニオン角フィードバック制御部６２および電流指令値演算部６３は、角度フィードバック制御部として機能する。

電流センサ６６は、転舵モータ４１への給電経路に設けられている。電流センサ６６は、転舵モータ４１に実際に供給される電流の値である実電流値Ｉ２を検出する。
モータ制御信号生成部６４は、電流センサ６６により検出される実電流値Ｉ２を取得する。モータ制御信号生成部６４は、電流指令値Ｉ２＊に実電流値Ｉ２を追従させる電流フィードバック制御を実行することにより、モータ制御信号Ｓｍ２を生成する。モータ制御信号生成部６４は、電流指令値Ｉ２＊と実電流値Ｉ２との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ことにより、転舵モータ４１はピニオン角指令値Ｔ２＊に応じたトルクを発生させることができる。

駆動回路６５は、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の駆動回路である。駆動回路６５は、モータ制御信号Ｓｍ２に基づいて、自身を構成するスイッチング素子をオンオフすることにより、図示しないバッテリから供給される直流電力を３相交流電力に変換する。駆動回路６５は、当該３相交流電力を転舵モータ４１に供給する。

＜捩り剛性制御部＞
捩り剛性制御部７０の構成について説明する。
図３に示すように、捩り剛性制御部７０は、捩れ角演算部７１、ゲイン演算部７２、乗算部７３，７４、および加算部７５を備えている。

捩れ角演算部７１は、トルクセンサ３４により検出された操舵トルクＴｈに基づいて、ステアリングシャフト１２におけるトーションバー３４ａよりもステアリングホイール１１側の部分と、ステアリングシャフト１２におけるトーションバー３４ａよりもステアリングホイール１１と反対側の部分との捩れ角θｔｗを演算する。具体的には、捩れ角演算部７１は、操舵トルクＴｈにトーションバー３４ａのバネ定数の逆数などの係数を乗算することにより、捩れ角θｔｗを演算する。

ゲイン演算部７２は、乗算部７３において操舵トルクＴｈと操舵速度ωとを乗算した値に基づいてゲインＧを演算する基本ゲイン演算部７２ａを有している。操舵速度ωと操舵トルクＴｈとを乗算した値は、ステアリングホイール１１の操舵を操舵する際に、トーションバー３４ａを捩るために発生させられた動力に関係する値である。なお、操舵トルクＴｈと操舵速度ωとを乗算した値が正である場合はステアリングホイール１１が切り込み操舵されている場合であり、操舵トルクＴｈと操舵速度ωとを乗算した値が負である場合はステアリングホイール１１が切り戻し操舵されている場合である。乗算部７３は、ステアリングホイール１１の操舵の際の動力に関係する値を演算する演算部として機能する。

乗算部７４は、捩れ角演算部７１により演算された捩れ角θｔｗとゲイン演算部７２により演算されたゲインＧとを乗算することにより、補償量θｃを演算する。
加算部７５は、目標操舵角演算部５２により演算された目標操舵角θ１＊に乗算部７４により演算された補償量θｃを加算することにより、位相が補償された目標ピニオン角θ２＊を演算する。

ここで、具体的には、図４に示すように、基本ゲイン演算部７２ａは、操舵トルクＴｈと操舵速度ωとを乗算した値が閾値Ｗ０を超えた場合、ゲインＧを「１」とし、操舵トルクＴｈと操舵速度ωとを乗算した値が閾値−Ｗ０よりも小さい場合、ゲインＧを「−１」とする。閾値Ｗ０および閾値−Ｗ０は、ステアリングホイール１１の操舵状態が切り込み操舵と切り戻し操舵との間で切り替わりつつあるときの操舵トルクＴｈと操舵速度ωとを乗算した値に基づいて設定される。ゲインＧが「１」である場合も、ゲインＧが「−１」である場合も、ステアリングホイール１１の操舵に対して目標ピニオン角θ２＊の位相を捩れ角θｔｗの分だけ進ませることができる。

一方、基本ゲイン演算部７２ａは、操舵トルクＴｈと操舵速度ωとを乗算した値が閾値Ｗ０と閾値−Ｗ０との間である場合、操舵トルクＴｈと操舵速度ωとを乗算した値が閾値Ｗ０に近付くほど「１」に近い値のゲインＧを演算し、操舵トルクＴｈと操舵速度ωとを乗算した値が閾値−Ｗ０に近付くほど「−１」に近い値のゲインＧを演算する。操舵トルクＴｈと操舵速度ωとを乗算した値が閾値Ｗ０と閾値−Ｗ０との間にある場合は、ステアリングホイール１１の操舵状態が切り込み操舵と切り戻し操舵との間で切り替わる状況にある。切り込み操舵と切り戻し操舵との間で切り替わる場合、目標操舵角θ１＊の位相の補償の向き、すなわちステアリングホイール１１の操舵に対して目標操舵角θ１＊の位相を捩れ角θｔｗ分だけ進ませる。操舵トルクＴｈと操舵速度ωとを乗算した値に応じてゲインＧを変化させることにより、切り込み操舵と切り戻し操舵との間で切り替わるときであっても、位相の補償後の目標ピニオン角θ２＊を滑らかに変化させることができる。

＜本実施形態の作用および効果＞
本実施形態の作用および効果を説明する。
（１）運転者がステアリングホイール１１を操舵したとき、トーションバー３４ａの捩れた状態に基づいて操舵トルクＴｈが検出される。このため、操舵トルクＴｈに基づいて転舵モータ４１を通じて実行される転舵制御は、トーションバー３４ａが捩られる分だけステアリングホイール１１の操舵に対して遅れる。この結果、ステアリングホイール１１の操舵に対して転舵輪１７，１７の転舵角θｔの位相が遅れ、ステアリングホイール１１の操舵に対する転舵輪１７，１７の転舵の応答性が満足できないことがある。

比較例として、ステアリングホイール１１の操舵に対して常に転舵輪１７，１７の転舵角θｔ（たとえば転舵角の指令値）にトーションバー３４ａの捩れに基づく補償成分だけ加算することも考えられる。しかし、たとえばある方向にステアリングホイール１１が切り込み操舵されることによりトーションバー３４ａが捩られているときに、その捩れと反対方向にステアリングホイール１１が切り戻される状況では、ステアリングホイール１１の操舵に対する転舵角θｔに補償成分を加算したとしても、転舵角θｔの位相の遅れを適切に補償できない。

この点、本実施形態では、操舵トルクＴｈとステアリングホイール１１の操舵速度ωとの乗算値、すなわちステアリングホイール１１の操舵によってトーションバー３４ａを捩るために発生させられた動力に基づいて、目標ピニオン角θ２＊の位相を変化させるように補償している。そのため、目標ピニオン角θ２＊の補償を通じて、トーションバー３４ａの見た目上の捩れ剛性を可変させることができる。これにより、ステアリングホイール１１の操舵によってトーションバー３４ａを捩るために発生させられた動力に応じて判別されるステアリングホイール１１の操舵状態に基づいて、ステアリングホイール１１の操舵に対して補償量θｃの分だけ目標ピニオン角θ２＊の位相を進ませることができる。このため、運転者がステアリングホイール１１を切り込み操舵あるいは切り戻し操舵した際にトーションバー３４ａの捩りに起因して生じる転舵モータ４１の制御の遅れをより的確に調整できる。この調整を通じて、トーションバー３４ａの捩りに起因して生じる操舵感の悪化を抑制するように調整することができる。

（２）操舵トルクＴｈとステアリングホイール１１の操舵速度ωとの乗算値、すなわちステアリングホイール１１の操舵によってトーションバー３４ａを捩るために発生させられた動力は、ステアリングホイール１１の操舵状態に影響を受ける値である。このため、ステアリングホイール１１の操舵によってトーションバー３４ａを捩るために発生させられた動力に基づいて、ステアリングホイール１１の操舵状態を適切に判別することができる。

図５を用いてステアリングホイール１１の操舵によってトーションバー３４ａを捩るために発生させられた動力とステアリングホイール１１の操舵状態との関係について説明する。

ステアリングホイール１１の中立位置（θｓ＝０）を基準とする右方向への切り込み操舵時には、操舵トルクＴｈおよび操舵角θｓはともに正に増加する。すなわち、右方向への切り込み操舵時には、操舵トルクＴｈは正であり、操舵角θｓが増加する傾向にあるため、操舵角θｓの微分値である操舵速度ωも正である。このため、ステアリングホイール１１が切り込み操舵されている場合、操舵トルクＴｈと操舵速度ωとの乗算値は正になる。この場合、ステアリングホイール１１が切り込み操舵されているものとして、ゲインＧを正（たとえば「＋１」）とし、目標ピニオン角θ２＊に補償量θｃを加算することにより、目標ピニオン角θ２＊の位相を進ませる。ステアリングホイール１１が切り込み操舵されている場合には、トーションバー３４ａが捩られる分だけステアリングホイール１１の操舵に対して目標ピニオン角θ２＊の位相の遅れが発生するが、補償量θｃだけ目標ピニオン角θ２＊の位相を進ませることにより、目標ピニオン角θ２＊の位相を適切に補償できる。

また、右方向への切り込み操舵から左方向への切り戻し操舵された場合、操舵角θｓは減少するにも関わらず操舵トルクＴｈは正のままになるときがある。このとき、操舵トルクＴｈは正であるのに対し、操舵速度ωは負であるため、操舵トルクＴｈと操舵速度ωとの乗算値は負になる。この場合、ステアリングホイール１１が切り戻し操舵されているものとして、ゲインＧを負（たとえば「−１」）とし、目標ピニオン角θ２＊から補償量θｃを減算することにより、目標ピニオン角θ２＊の位相を進ませる。ステアリングホイール１１が切り戻し操舵されている場合には、トーションバー３４ａが捩られる分だけステアリングホイール１１の切り戻し操舵に対して目標ピニオン角θ２＊の位相の遅れが発生するが、補償量θｃだけ目標ピニオン角θ２＊の位相を進ませることにより、目標ピニオン角θ２＊の位相を適切に補償できる。

また、左方向への切り込み操舵時（たとえば左方向への切り戻し操舵からさらに左方向へ操舵された場合）には、操舵トルクＴｈおよび操舵角θｓはともに負に増加するため、操舵トルクＴｈおよび操舵速度ωはともに負となり、操舵トルクＴｈと操舵速度ωとの乗算値は正になる。この場合、ステアリングホイール１１が切り込み操舵されているものとして、ゲインＧを正（たとえば「＋１」）とし、目標ピニオン角θ２＊に補償量θｃを加算することにより、目標ピニオン角θ２＊の位相を進ませる。

また、左方向への切り込み操舵から右方向への切り戻し操舵された場合、操舵角θｓはステアリングホイール１１の中立位置へ向かって増加するにも関わらず操舵トルクＴｈは負になるときがある。このとき、操舵トルクＴｈは負であるのに対し、操舵速度ωは正であるため、操舵トルクＴｈと操舵速度ωとの乗算値は負になる。この場合、ステアリングホイール１１が切り戻し操舵されているものとして、ゲインＧを負（たとえば「−１」）とし、目標ピニオン角θ２＊から補償量θｃを減算することにより、目標ピニオン角θ２＊の位相を進ませる。

このように、操舵トルクＴｈと操舵速度ωとの乗算値が正であるか負であるかに基づいて、ステアリングホイール１１が切り込み操舵されているか切り戻し操舵されているかというステアリングホイール１１の操舵状態を適切に判別できる。ステアリングホイール１１の操舵に対して、回転角θｓ０よりも早く変化する操舵トルクＴｈを用いていることもステアリングホイール１１の操舵状態を適切に判別することに寄与している。そして、ステアリングホイール１１が切り込み操舵されているか切り戻し操舵されているかに基づいて、目標ピニオン角θ２＊の位相を適切に補償できる。

なお、比較例として、操舵トルクＴｈあるいは操舵速度ωのみに基づいて、切り込み操舵あるいは切り戻し操舵であることを判別しようとすると、切り込み操舵と切り戻し操舵のいずれであるかを適切に判別できない場合がある。

（３）捩り剛性制御部７０による位相の補償を行わない場合、ステアリングホイール１１の操舵に対して目標ピニオン角θ２＊の位相は捩れ角θｔｗだけずれる。本実施形態では、ゲインＧの絶対値を「１」よりも小さい値の間で調整することができるため、位相のずれ量である捩れ角θｔｗのうちのどの程度を目標ピニオン角θ２＊の位相の補償に反映させるかを調整できる。このため、ステアリングホイール１１の操舵によってトーションバー３４ａを捩るために発生させられた動力に基づいて、ゲインＧを「＋１」と「−１」との間で調整すれば、ステアリングホイール１１の操舵に対する目標ピニオン角θ２＊の位相の調整具合を変更することが可能になる。これにより、ステアリングホイール１１の操舵感の悪化を抑制するように調整できる。

＜第２実施形態＞
操舵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２実施形態について説明する。ここでは、第１実施形態との違いを中心に説明する。第２実施形態では、捩り剛性制御部７０のゲイン演算部７２において、ステアリングホイール１１の操舵によってトーションバー３４ａを捩るために発生させられた動力に応じたゲインＧに加えて、車両の走行状態に応じた各種の車両状態ゲインを演算することにより、車両の走行状態によってもステアリングホイール１１の操舵に対して目標ピニオン角θ２＊の位相を調整している。

図６に示すように、ゲイン演算部７２は、基本ゲイン演算部７２ａ、車速ゲイン演算部７２ｂ、操舵角ゲイン演算部７２ｃ、および操舵速度ゲイン演算部７２ｄを備えている。なお、車速ゲイン演算部７２ｂ、操舵角ゲイン演算部７２ｃ、および操舵速度ゲイン演算部７２ｄはそれぞれ走行状態ゲイン演算部として機能する。

車速ゲイン演算部７２ｂは、車速Ｖが大きいほど大きい値の車速ゲインＧｖを演算する。なお、車速ゲイン演算部７２ｂは、車速Ｖが「０」である場合、車速ゲインＧｖの値を「０」よりも大きい値に設定する。

操舵角ゲイン演算部７２ｃは、操舵角θｓが大きいほど小さい値の操舵角ゲインＧθｓを演算する。なお、操舵角ゲイン演算部７２ｃは、操舵角θｓが「０」である場合、操舵角ゲインＧθｓの値を「０」よりも大きい値に設定する。

操舵速度ゲイン演算部７２ｄは、操舵速度ωが大きいほど小さい値の操舵速度ゲインＧωを演算する。なお、操舵速度ゲイン演算部７２ｄは、操舵速度ωが「０」である場合、操舵速度ゲインＧωの値を「０」よりも大きい値に設定する。

ゲイン演算部７２の乗算部７４は、捩れ角演算部７１により演算された捩れ角θｔｗに、ゲインＧ、車速ゲインＧｖ、操舵角ゲインＧθｓ、および操舵速度ゲインＧωを乗算することにより、補償量θｃを演算する。

加算部７５は、目標操舵角演算部５２により演算された目標操舵角θ１＊に、乗算部７４により演算された補償量θｃを加算することにより、位相が補償された目標ピニオン角θ２＊を演算する。

＜本実施形態の作用および効果＞
本実施形態の作用および効果を説明する。
（４）車両の走行状態に応じて各種の走行状態ゲイン（Ｇｖ，Ｇθｓ，Ｇω）が増減することにより補償量θｃが増減する。このため、ステアリングホイール１１の操舵によってトーションバー３４ａを捩るために発生させられた動力に加えて、車両の走行状態によっても、ステアリングホイール１１の操舵に対する目標ピニオン角θ２＊の位相を変化させることができる。このため、車両の走行状態に応じて、ステアリングホイール１１の操舵に対する転舵輪１７，１７の転舵の応答性を調整することが可能となる。

（５）車速Ｖ、操舵角θｓ、および操舵速度ωなどは、車両の走行状態に影響を受ける値である。すなわち、車両が高速で走行しているときほど車速Ｖが大きい値になり、車両が大きく旋回する際は操舵角θｓが大きい値になり、ステアリングホイール１１が勢いよく操舵されている際は操舵速度ωが大きくなる。このため、車速Ｖ、操舵角θｓ、および操舵速度ωなどに応じて、ステアリングホイール１１の切り込み操舵あるいは切り戻し操舵に対して、目標ピニオン角θ２＊の位相の調整具合を変更できる。これにより、ステアリングホイール１１の操舵感の悪化を抑制するように調整することができる。

＜第３実施形態＞
操舵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３実施形態について説明する。ここでは、第１実施形態との違いを中心に説明する。第３実施形態では、捩り剛性制御部７０のゲイン演算部７２において、運転者により選択されるドライブモードに応じて、ステアリングホイール１１の操舵に対する目標ピニオン角θ２＊の位相を調整している。すなわち、第３実施形態では、運転者により選択されるドライブモードに応じて、ステアリングホイール１１の操舵感を切り替えている。

図７に示すように、ゲイン演算部７２は、基本ゲイン演算部７２ａ、第１変更ゲイン演算部７２ｅ、および第２変更ゲイン演算部７２ｆを備えている。この場合、基本ゲイン演算部７２ａ、第１変更ゲイン演算部７２ｅ、および第２変更ゲイン演算部７２ｆは、変更ゲイン演算部として機能する。ゲイン演算部７２は、運転者により選択されるドライブモードＤＭおよび操舵トルクＴｈとステアリングホイール１１の操舵速度ωとの乗算値を取得する。車両には、車両の応答性を変更するスイッチが搭載されている。運転者によるスイッチの操作状態（指示状態）に応じて、ゲイン演算部７２にドライブモードＤＭが入力される。ゲイン演算部７２は、入力されたドライブモードＤＭに応じて、基本ゲイン演算部７２ａ、第１変更ゲイン演算部７２ｅ、および第２変更ゲイン演算部７２ｆのいずれかの演算部を選択し、選択された演算部においてステアリングホイール１１の操舵速度ωとの乗算値に対するゲインＧが演算される。なお、基本ゲイン演算部７２ａは通常モードに対応し、第１変更ゲイン演算部７２ｅは通常モードよりも車両の応答性が早いスポーツモードに対応し、第２変更ゲイン演算部７２ｆは通常モードよりも車両の応答性が遅いスローモードに対応する。

第１変更ゲイン演算部７２ｅは、基本ゲイン演算部７２ａに対して、ゲインＧが「＋１」と「−１」との間の場合において、操舵トルクＴｈと操舵速度ωとを乗算した値に対するゲインＧの変化量は大きく設定されている。第１変更ゲイン演算部７２ｅは、操舵トルクＴｈと操舵速度ωとを乗算した値が閾値Ｗ０よりも絶対値の小さい閾値を超えた場合、ゲインＧを「＋１」とし、操舵トルクＴｈと操舵速度ωとを乗算した値が閾値−Ｗ０よりも絶対値の小さい閾値よりも小さい場合、ゲインＧを「−１」とする。これにより、第１変更ゲイン演算部７２ｅは、基本ゲイン演算部７２ａと同様に、ステアリングホイール１１の操舵に対して補償量θｃの分だけ目標ピニオン角θ２＊の位相を進ませることができる。

第２変更ゲイン演算部７２ｆは、基本ゲイン演算部７２ａに対して、操舵トルクＴｈと操舵速度ωとを乗算した値に対するゲインＧの関係が反転している。すなわち、第２変更ゲイン演算部７２ｆは、操舵トルクＴｈと操舵速度ωとを乗算した値が閾値Ｗ０を超えた場合、ゲインＧを「−１」とし、操舵トルクＴｈと操舵速度ωとを乗算した値が閾値−Ｗ０よりも小さい場合、ゲインＧを「＋１」とする。これにより、第２変更ゲイン演算部７２ｆは、ステアリングホイール１１の操舵に対して補償量θｃの分だけ目標ピニオン角θ２＊の位相を遅らせることができる。

捩り剛性制御部７０の乗算部７４は、捩れ角演算部７１により演算された捩れ角θｔｗに、変更ゲインとしてのゲインＧを乗算することにより、補償量θｃを演算する。
加算部７５は、目標操舵角演算部５２により演算された目標操舵角θ１＊に、乗算部７４により演算された補償量θｃを加算することにより、位相が補償された目標ピニオン角θ２＊を演算する。

＜本実施形態の作用および効果＞
本実施形態の作用および効果を説明する。
（６）運転者が車両の応答性を変更するためのスイッチを操作することにより車両のドライブモードを変更し、補償量θｃを増減する。このため、運転者がスポーツモードを選択した場合、目標ピニオン角θ２＊の位相を進めることによって、ステアリングホイール１１の操舵に対する転舵輪１７，１７の転舵の応答性を通常モードよりも早めることができる。また、運転者がスローモードを選択した場合、ステアリングホイール１１の操舵に対して目標ピニオン角θ２＊の位相が遅れた状態からさらに遅らせることによって、ステアリングホイール１１の操舵に対する転舵輪１７，１７の転舵の応答性を通常モードよりも遅くすることができる。これにより、ステアリングホイールの操舵感の悪化を抑制するように調整することができる。また、操舵感の調整の自由度を高めることができ、操舵感の多様化に寄与することができる。

なお、各実施形態は次のように変更してもよい。また、上記の各実施形態および以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
・第２実施形態では、車両の走行状態に応じて増減する走行状態ゲインとして、車速ゲインＧｖ、操舵角ゲインＧθｓ、および操舵速度ゲインＧωが用いられたが、これに限らない。たとえば、走行状態ゲインとして、車速ゲインＧｖ、操舵角ゲインＧθｓ、および操舵速度ゲインＧωの少なくとも１つを用いればよい。また、走行状態ゲインは、車速ゲインＧｖ、操舵角ゲインＧθｓ、および操舵速度ゲインＧωに限らず、たとえば車両の横加速度や車速Ｖの微分値である加速度などの他の走行状態に応じて増減するゲインであってもよい。これは、第１実施形態についても同様に適用できる。

・第３実施形態では、ドライブモードとして、スポーツモード、通常モード、およびスローモードの３つが選択可能であったが、ステアリングホイール１１の操舵に対する転舵輪１７，１７の転舵の応答性が各々異なる４つ以上のモードを選択可能にしてもよいし、２つのモードを選択可能にしてもよい。

・第１および第２実施形態において、ゲイン演算部７２は、車両に設けられているスイッチの操作により生成されるドライブモードＤＭなどの外部入力を取得し、当該外部入力に基づいて演算されるゲインを乗算する変更ゲイン演算部を有していてもよい。この場合、基本ゲイン演算部７２ａにより演算されるゲインＧに、変更ゲイン演算部により演算されるゲインを乗算した値が乗算部７４に入力される。変更ゲイン演算部により演算されるゲインは、「＋１」から「−１」の間で演算される。また、外部入力自体が変更ゲインであってもよい。

・第３実施形態において、スイッチの操作状態に応じてドライブモードＤＭが切り替えられたが、たとえば音声の指示状態に応じてドライブモードＤＭを切り替えるものであってもよい。

・第２実施形態では、車速ゲイン演算部７２ｂは、車速Ｖが大きいほど大きい値の車速ゲインＧｖを演算したが、これに限らない。車速Ｖが大きいほど小さい値の車速ゲインＧｖを演算してもよい。

また、車速ゲイン演算部７２ｂは、車速Ｖが小さい場合に負の車速ゲインＧｖを演算し、車速Ｖが大きい場合に正の車速ゲインＧｖを演算するようにしてもよい。また、車速ゲイン演算部７２ｂは、車速Ｖが小さい場合に正の車速ゲインＧｖを演算し、車速Ｖが大きい場合に負の車速ゲインＧｖを演算するようにしてもよい。これにより、車速ゲインＧｖの調整を通じて、ステアリングホイール１１の切り込み操舵あるいは切り戻し操舵に対して、目標ピニオン角θ２＊の位相を進ませることも遅らせることもできる。これにより、ステアリングホイール１１の操舵感の悪化を抑制するように調整することができる。

・各実施形態では、ゲイン演算部７２は、複数の入力値に対するゲインの関係を示す演算マップに基づいて、ゲインを演算するようにしてもよい。たとえば、第２実施形態において、ゲイン演算部７２は、車速Ｖ、操舵角θｓ、および操舵速度ωとゲインとの関係を示す３次元以上の演算マップに基づいて、１つの走行状態ゲインを演算するようにしてもよい。また、ゲイン演算部７２は、操舵トルクＴｈ、操舵速度ω、車速Ｖ、操舵角θｓ、ドライブモードＤＭに基づいて、１つのゲインを演算するようにしてもよい。

・各実施形態では、捩り剛性制御部７０は、目標操舵角θ１＊に乗算部７４により演算された補償量θｃを加算することにより、目標操舵角θ１＊の位相を補償したが、これに限らない。たとえば、捩り剛性制御部７０において、操舵トルクＴｈ、操舵速度ω、および捩れ角θｔｗに基づいてゲインが演算され、目標操舵角θ１＊に当該ゲインを乗算することにより、目標操舵角θ１＊の位相を補償してもよい。

・各実施形態において、基本ゲイン演算部７２ａは、操舵トルクＴｈと操舵速度ωとを乗算した値が閾値Ｗ０と閾値−Ｗ０との間である場合、操舵トルクＴｈと操舵速度ωとを乗算した値の絶対値が大きいときには小さいときよりも大きい値のゲインＧを演算するものであればよい。また、基本ゲイン演算部７２ａは、操舵トルクＴｈと操舵速度ωとを乗算した値が閾値Ｗ０と閾値−Ｗ０との間である場合、操舵トルクＴｈと操舵速度ωとを乗算した値が大きくなるほど、ステップ状に大きくなるゲインＧを演算してもよい。また、基本ゲイン演算部７２ａは、操舵トルクＴｈと操舵速度ωとを乗算した値が正であるか負であるかに基づいて、ゲインＧの符号を正負で切り替えるようにしてもよい。

・各実施形態において、基本ゲイン演算部７２ａでは、ステアリングホイール１１の操舵によってトーションバー３４ａを捩るために発生させられた動力である操舵トルクＴｈと操舵速度ωとの乗算値に基づいて、ゲインＧを演算したが、これに限らない。たとえば、基本ゲイン演算部７２ａは、ステアリングホイール１１の操舵によってトーションバー３４ａを捩るために発生させられた動力として、操舵トルクＴｈの微分値である操舵トルク微分値と操舵角θｓとの乗算値を用いて、ゲインＧを演算してもよい。また、基本ゲイン演算部７２ａは、ステアリングホイール１１の操舵によってトーションバー３４ａを捩るために発生させられた動力として、操舵トルクＴｈと操舵速度ωとの乗算値および操舵トルク微分値と操舵角θｓとの乗算値の和を用いて、ゲインＧを演算してもよい。すなわち、基本ゲイン演算部７２ａは、ステアリングホイール１１の操舵によってトーションバー３４ａを捩るために発生させられた動力に関係する値であれば、どのようなものを用いてゲインＧを演算してもよい。

・各実施形態において、ゲイン演算部７２が設けられたが、これに限らない。たとえば、操舵トルクＴｈと操舵速度ωとを乗算した値が正であるか負であるかに基づいて、目標ピニオン角θ２＊の位相の調整具合を変更する切り替え部であってもよい。

・各実施形態では、目標操舵反力演算部５１は、トルクセンサ３４により検出された操舵トルクＴｈのみに基づいて目標操舵反力Ｔ１＊を演算してもよい。
・各実施形態では、目標ピニオン角θ２＊はピニオンシャフト４４のピニオン角θｐの目標値であったが、これに限らない。たとえば、ピニオンシャフト１３のピニオン角の目標値であってもよいし、転舵輪１７，１７の転舵角θｔの目標値であってもよい。すなわち、目標ピニオン角θ２＊は、転舵輪１７，１７の転舵角θｔに換算可能な値の目標値であれば、どのようなものであってもよい。なお、目標ピニオン角θ２＊がピニオンシャフト１３のピニオン角の目標値である場合、ピニオン角フィードバック制御部６２は、ピニオンシャフト１３のピニオン角を目標ピニオン角θ２＊に追従させる角度フィードバック制御を実行する。また、目標ピニオン角θ２＊が転舵輪１７，１７の転舵角θｔの目標値である場合、ピニオン角フィードバック制御部６２は、転舵輪１７，１７の転舵角を転舵角指令値としての目標ピニオン角θ２＊に追従させる角度フィードバック制御を実行する。

・各実施形態では、回転角センサ３３は、反力モータ３１の回転角θｓ０を検出したが、これに限らない。たとえば、回転角センサ３３は、ステアリングシャフト１２におけるトーションバー３４ａよりもステアリングホイール１１と反対側の部分の回転角を検出するものであってもよい。すなわち、回転角センサ３３は、反力モータ３１の回転角θｓ０に換算可能な値を検出するものであれば、どのようなものであってもよい。

・各実施形態では、回転角センサ４３は、転舵モータ４１の回転角θｔ０を検出したが、これに限らない。たとえば、回転角センサ４３は、ピニオンシャフト４４の回転角を検出するものであってもよいし、ピニオンシャフト１３の回転角を検出するものであってもよい。すなわち、ピニオンシャフト１３の回転角に換算可能な値、言い換えると転舵モータ４１の回転角θｔ０に換算可能な値を検出するものであれば、どのようなものであってもよい。

・転舵モータ４１の回転力を、第２ラックアンドピニオン機構４５を介して転舵シャフト１５に伝達したが、これに限らない。すなわち、転舵モータ４１の回転力を転舵シャフト１５に伝達できるのであれば、どのようなものであってもよい。たとえば、転舵シャフト１５と同軸上に転舵モータ４１を配置してもよいし、転舵シャフト１５に対して平行に転舵モータ４１を配置するものであってもよい。

・各実施形態では、操舵制御装置５０を、クラッチ２０を有するステアバイワイヤ式の操舵装置１に適用したが、クラッチ２０のないステアバイワイヤ式の操舵装置１に適用してもよい。

・ピニオン角演算部６１は、回転角センサ４３により検出された回転角θｔ０に基づいて、ピニオンシャフト１３の実際の回転角であるピニオン角を演算してもよい。この場合、目標操舵角θ１＊は、ピニオンシャフト１３のピニオン角の目標値となる。

・各実施形態では、操舵制御装置５０をステアバイワイヤ式の操舵装置１に適用したが、ステアリングホイール１１の操舵角θｓと転舵輪１７，１７の転舵角θｔとの比である舵角比を変更する舵角比可変機構を備えた電動パワーステアリング装置に適用してもよい。この場合、ステアリングシャフト１２に設けられる舵角比可変機構が、ステアリングシャフト１２における舵角比可変機構よりもステアリングホイール１１側の部分と、ステアリングシャフト１２における舵角比可変機構よりもステアリングホイール１１と反対側の部分との角度関係を異ならせる角度相異部として機能する。なお、目標ピニオン角θ２＊は、たとえばステアリングシャフト１２における舵角比可変機構よりもステアリングホイール１１と反対側の部分の回転角の目標値である。

１…操舵装置、２…操舵部、３…転舵部、１１…ステアリングホイール、１２…ステアリングシャフト、１３…ピニオンシャフト、１５…転舵シャフト、１７…転舵輪、２０…クラッチ、３０…反力ユニット、３１…反力モータ、３３…回転角センサ、３４…トルクセンサ、４０…転舵ユニット、４１…転舵モータ、４３…回転角センサ、４４…ピニオンシャフト、４６…車速センサ、５０…操舵制御装置、５０ａ…反力制御部、５０ｂ…転舵制御部、５１…目標操舵反力演算部、５２…目標操舵角演算部、５３…操舵角フィードバック制御部、５４…電流指令値演算部、５５…モータ制御信号生成部、５６…操舵角演算部、５７…駆動回路、５８…電流センサ、５９，６０…加算部、６１…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…電流指令値演算部、６４…モータ制御信号生成部、６５…駆動回路、６６…電流センサ、６７…微分部、７０…捩り剛性制御部、７１…捩れ角演算部、７２…ゲイン演算部、７２ａ…基本ゲイン演算部、７２ｂ…車速ゲイン演算部、７２ｃ…操舵角ゲイン演算部、７２ｄ…操舵速度ゲイン演算部、７２ｅ…第１変更ゲイン演算部、７２ｆ…第２変更ゲイン演算部、７３，７４…乗算部、７５…加算部、Ｔｈ…操舵トルク、Ｇ…ゲイン、Ｇｖ…車速ゲイン、Ｇθｓ…操舵角ゲイン、Ｇω…操舵速度ゲイン、Ｇｃ…変更ゲイン、Ｖ…車速、ω…操舵速度、θｃ…補償量、θｐ…ピニオン角、θｓ…操舵角、θｔ…転舵角、θ１＊…目標操舵角、θ２＊…目標ピニオン角、θｓ０，θｔ０…回転角、θｔｗ…捩れ角、Ｉ１＊，Ｉ２＊…電流指令値、Ｓｍ１，Ｓｍ２…モータ制御信号、Ｔ１＊…目標操舵反力、Ｔ２＊…ピニオン角指令値、Ｔｓ＊…操舵反力指令値、Ｔ１ｂ＊…基本駆動トルク、Ｔ１ｃ＊…操舵角補正量。

Claims (7)

1. 運転者により操舵されるステアリングホイールを備えた操舵部と、
   運転者による前記ステアリングホイールの操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部と、
   前記操舵部および前記転舵部に設けられるステアリングシャフトの前記操舵部側の部分および前記転舵部側の部分を連結し、前記操舵部側の部分と前記転舵部側の部分との間で角度関係を異ならせる角度相異部と、
   前記ステアリングシャフトにおける前記操舵部側の部分に設けられるトーションバーの捩れ量に基づいて操舵トルクを検出するトルクセンサと、
   前記転舵部に接続されて前記操舵トルクに基づいて前記転舵輪を転舵させるモータと、を備える操舵装置を制御する操舵制御装置において、
   前記ステアリングホイールの操舵に応じて前記モータを駆動させるための指令値を演算する指令値演算部と、
   前記ステアリングホイールの操舵によってトーションバーを捩るために発生させられた動力に基づいて、前記ステアリングホイールの操舵に対して前記指令値の位相を可変させるように前記指令値を補償する補償部と、を備える操舵制御装置。
2. 前記指令値演算部は、前記指令値として、前記転舵輪の転舵角に換算可能な値の目標値である角度指令値を演算し、
   前記補償部は、前記指令値演算部により演算される前記角度指令値の位相を変化させるように補償し、
   前記ステアリングシャフトにおける前記トーションバーよりも前記ステアリングホイールと反対側の部分の回転角に換算可能な角度を検出する回転角センサにより検出される前記角度に基づいて前記角度指令値に対して追従させる角度である追従角度を演算する追従角度演算部と、
   前記追従角度演算部により演算された前記追従角度を、前記補償部により補償された前記角度指令値に追従させる角度フィードバック制御を実行することにより、前記モータに付与するべき電流の目標値である電流指令値を演算する角度フィードバック制御部と、をさらに備える請求項１に記載の操舵制御装置。
3. 前記回転角センサにより得られる前記角度に基づいて、前記ステアリングホイールの操舵角を演算する操舵角演算部をさらに備え、
   前記補償部は、前記動力として、前記操舵トルクと前記ステアリングホイールの操舵速度との積、および前記操舵トルクの微分値である操舵トルク微分値と前記ステアリングホイールの前記操舵角との積の少なくとも一方を用いる請求項２に記載の操舵制御装置。
4. 前記補償部は、
   前記トルクセンサにより検出される前記操舵トルクに基づいて、前記トーションバーの捩れ量であって、前記ステアリングシャフトにおける前記トーションバーよりも前記ステアリングホイール側の部分の回転角と、前記ステアリングシャフトにおける前記トーションバーよりも前記ステアリングホイールと反対側の部分の回転角との差である捩れ角を演算する捩れ角演算部と、
   前記動力に基づいて、前記ステアリングホイールの操舵に対して前記指令値の位相を変化させるべく、正負の値のいずれかのゲインを演算するゲイン演算部と、
   前記捩れ角と前記ゲインとを乗算することにより前記指令値の位相を補償する補償値を演算する乗算部と、
   前記指令値に前記補償値を加算することにより前記指令値を演算する加算部と、を備える請求項３に記載の操舵制御装置。
5. 前記ゲイン演算部は、前記ステアリングホイールの操舵に対して前記指令値の位相を変化させるべく、車両の走行状態に応じて増減する走行状態ゲインを演算する走行状態ゲイン演算部を備え、
   前記補償部は、前記ゲインに前記走行状態ゲインを乗算した値を前記ゲインとして用いる請求項４に記載の操舵制御装置。
6. 前記ゲイン演算部は、前記ステアリングホイールの操舵に対して前記指令値の位相を変化させるべく、車両の応答性を変更するための指示状態に応じて設定される変更ゲインを演算する変更ゲイン演算部を備え、
   前記補償部は、前記変更ゲインを前記ゲインとして用いる請求項４または５に記載の操舵制御装置。
7. 前記ゲイン演算部は、前記ゲインを「＋１」と「−１」との間で設定する請求項４〜６のいずれか一項に記載の操舵制御装置。
   

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