JP7087688B2 - 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、車両用の操舵装置としてモータを駆動源とする電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）が広く採用されており、こうしたＥＰＳを制御対象とする操舵制御装置では、操舵フィーリングの向上を図るべく種々の補償制御を実行することがある。例えば特許文献１には、タイヤのグリップ状態（例えばタイヤのグリップが失われた度合いを示すグリップロス度）を検出し、グリップロス度に応じて、アシスト力を可変するものが開示されている。なお、グリップロス度は、操舵トルクに基づいて算出されたアシストトルク、アシストトルクを付与するモータの慣性、及び摩擦力に基づいて算出された第１のセルフアライニングトルク（ＳＡＴａ）と、タイヤに働く横力とトレールとの積から得られる第２のセルフアライニングトルク（ＳＡＴｂ）との差を算出することにより得られる。

さて、近年、開発が進んでいるステアバイワイヤ式の操舵装置では、転舵輪とステアリングホイールとの間の動力伝達が分離されている。そのため、転舵輪が受ける路面反力等が機械的にはステアリングホイールに伝達されないことから、同形式の操舵装置を制御対象とする操舵制御装置では、ステアリングホイールに対して路面情報を考慮した操舵反力を操舵側アクチュエータ（操舵側モータ）によって付与している。例えば特許文献２では、転舵輪に連結される転舵軸に作用する軸力に着目し、ステアリングホイールの目標操舵角に応じた目標転舵角から算出される理想軸力と、転舵側アクチュエータの駆動源である転舵側モータの駆動電流から算出される路面軸力とを所定配分比率で配分した配分軸力を考慮して操舵反力を決定する操舵制御装置が開示されている。

特開２００９－４０３４１号公報 特開２０１７－１６５２１９号公報

ところで、ステアバイワイヤ式の操舵装置を制御対象とする操舵制御装置においては、より優れた操舵フィーリングの実現が求められており、上記特許文献２のような構成を採用してもなお、要求される水準に達しているとは言い切れないのが実情である。そのため、より優れた操舵フィーリングを実現することのできる新たな技術の創出が求められていた。

なお、上記特許文献１に記載のグリップ状態の検出方法は、グリップロス度の検出に使用するパラメータに、例えばアシストトルク等を使用しているため、ステアバイワイヤ式の操舵装置には、採用できない。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、優れた操舵フィーリングを実現できる操舵制御装置を提供することにある。

上記課題を解決する操舵制御装置は、操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部とが機械的に分離した構造又は機械的に断接可能な構造を有する操舵装置を制御対象とし、前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力を与える操舵側モータの作動を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記操舵部に入力される操舵トルクに基づいて、該操舵部に連結されるステアリングホイールの操舵角の目標値となる目標操舵角を演算する目標操舵角演算部を備え、前記操舵角を前記目標操舵角に追従させるフィードバック制御の実行に基づいて前記操舵反力の目標値となる目標反力トルクを演算するものであって、前記転舵輪が連結される転舵軸に作用する複数種の軸力を互いに異なる状態量に基づいて演算する複数の軸力演算部と、前記複数種の軸力に基づいてグリップ状態量を演算するグリップ状態量演算部とを備え、前記目標操舵角演算部は、前記グリップ状態量を考慮して前記目標操舵角を演算する。

上記構成によれば、グリップ状態量を考慮して目標操舵角を演算し、この目標操舵角に操舵角が追従するようにフィードバック制御を実行することで目標反力トルクを演算する。このように目標反力トルクを演算する基になる目標操舵角にグリップ状態量が加味されることで、優れた操舵フィーリングを実現できる。

上記操舵制御装置において、前記目標操舵角演算部は、前記操舵部と前記転舵部とが機械的に連結されていると仮定した場合において前記ステアリングホイールの回転に伴って回転する回転軸への入力トルクと、該回転軸の回転角とを関連づけるモデル式に基づいて前記目標操舵角を演算することができる。

上記操舵制御装置において、前記目標操舵角演算部は、前記モデル式における前記回転軸の角加速度に基づく慣性項に対応する慣性制御演算部を備え、前記慣性制御演算部は、前記回転軸の角加速度の目標値である目標角加速度に応じた慣性逆数ゲインを、前記入力トルクに基づく値に乗算することにより前記目標角加速度を演算するものであって、前記慣性制御演算部は、前記グリップ状態量に基づいて前記慣性逆数ゲインを変更することが好ましい。

上記構成によれば、グリップ状態量に基づく慣性ゲインの調整を通じて、目標角加速度を変更するため、操舵フィーリングの慣性感をグリップ状態に応じて好適に調整できる。
上記操舵制御装置において、前記慣性制御演算部は、前記慣性逆数ゲインを車速に応じて変更することが好ましい。

上記構成によれば、慣性ゲインを車速に応じて好適に調整できる。
上記操舵制御装置において、前記目標操舵角演算部は、前記モデル式における前記回転軸の角速度に基づく粘性項に対応する粘性制御演算部を備え、前記粘性制御演算部は、前記回転軸の角速度の目標値である目標角速度に応じた粘性ゲイン及び前記目標角速度に基づいて、前記入力トルクに合算する目標粘性トルクを演算するものであって、前記粘性制御演算部は、前記グリップ状態量に基づいて前記粘性ゲインを変更することが好ましい。

上記構成によれば、グリップ状態量に基づく粘性ゲインの調整を通じて、目標粘性トルクを変更するため、操舵フィーリングの粘性感をグリップ状態に応じて好適に調整できる。

上記操舵制御装置において、前記粘性制御演算部は、前記粘性ゲインを車速に応じて変更することが好ましい。
上記構成によれば、粘性ゲインを車速に応じて好適に調整できる。

上記操舵制御装置において、前記目標操舵角演算部は、前記モデル式における前記回転軸の角速度に基づく粘性項に対応し、非操舵状態である場合に作用する戻り時粘性制御演算部を備え、前記戻り時粘性制御演算部は、前記回転軸の角速度の目標値である目標角速度に応じた戻り時粘性ゲイン及び前記目標角速度に基づいて、前記入力トルクに合算する目標戻り時粘性トルクを演算するものであって、前記戻り時粘性制御演算部は、前記グリップ状態量に基づいて前記戻り時粘性ゲインを変更することが好ましい。

上記構成によれば、グリップ状態量に基づく戻り時粘性ゲインの調整を通じて、目標戻り時粘性トルクを変更するため、非操舵状態での粘性感をグリップ状態に応じて好適に調整できる。

上記操舵制御装置において、前記戻り時粘性制御演算部は、前記戻り時粘性ゲインを車速に応じて変更することが好ましい。
上記構成によれば、戻り時粘性ゲインを車速に応じて好適に調整できる。

上記操舵制御装置において、前記目標操舵角演算部は、前記モデル式における前記回転軸の角速度の目標値である目標角速度に相当する値を目標補償角速度に追従させる角速度フィードバック制御演算部を備え、前記角速度フィードバック制御演算部は、前記目標操舵角に相当する値に基づく前記目標補償角速度と前記目標角速度に相当する値との角速度偏差に基づいて前記入力トルクに合算される補償角速度トルクを演算するものであって、前記角速度フィードバック制御演算部は、前記グリップ状態量に基づいて前記目標補償角速度を変更することが好ましい。

上記構成によれば、グリップ状態量に基づく目標補償角速度の調整を通じて、補償角速度トルクを変更する。これにより、回転軸の角速度をグリップ状態に応じて好適に調整できる。

上記操舵制御装置において、前記角速度フィードバック制御演算部は、前記目標補償角速度を車速に応じて変更することが好ましい。
上記構成によれば、目標補償角速度を車速に応じて好適に調整できる。

上記操舵制御装置において、前記角速度フィードバック制御演算部は、車速に基づく比例ゲインを、前記角速度偏差に基づく値に乗算することで前記補償角速度トルクを補償するものであって、前記角速度フィードバック制御演算部は、前記グリップ状態量に基づいて前記比例ゲインを変更することが好ましい。

上記構成によれば、車速に基づく比例ゲインを角速度偏差に基づく値に乗算することにより、車速に応じた好適な補償角速度トルクを演算できる。そして、比例ゲインは、グリップ状態量に基づいて変更されるため、補償角速度トルクの基になる比例ゲインにグリップ状態を反映させることができる。

上記操舵制御装置において、前記角速度フィードバック制御演算部は、前記比例ゲインを車速に応じて変更することが好ましい。
上記構成によれば、比例ゲインを車速に応じて好適に調整できる。

上記操舵制御装置において、前記角速度フィードバック制御演算部は、前記目標操舵角に相当する値に基づく位置ゲインを、前記角速度偏差に基づく値に乗算することで前記補償角速度トルクを補償するものであって、前記角速度フィードバック制御演算部は、前記グリップ状態量に基づいて前記位置ゲインを変更することが好ましい。

上記構成によれば、目標操舵角に相当する値に基づく位置ゲインを角速度偏差に乗算することにより、目標操舵角に応じた好適な補償角速度トルクを演算できる。そして、位置ゲインは、グリップ状態量に基づいて変更されるため、補償角速度トルクを演算する基になる位置ゲインにグリップ状態を反映させることができる。

上記操舵制御装置において、前記角速度フィードバック制御演算部は、前記位置ゲインを車速に応じて変更することが好ましい。
上記構成によれば、位置調整ゲインを車速に応じて好適に調整できる。

上記操舵制御装置において、前記角速度フィードバック制御演算部は、前記操舵部に入力される操舵トルクに基づく操舵トルク補償ゲインを、前記角速度偏差に基づく値に乗算することで前記補償角速度トルクを補償するものであって、前記角速度フィードバック制御演算部は、前記グリップ状態量に基づいて前記操舵トルク補償ゲインを変更することが好ましい。

上記構成によれば、操舵トルクに基づく操舵トルク補償ゲインを角速度偏差に基づく値に乗算することにより、操舵トルクに応じた好適な補償角速度トルクを演算できる。そして、操舵トルク補償ゲインは、グリップ状態量に基づいて変更されるため、補償角速度トルクを演算する基になる操舵トルク補償ゲインにグリップ状態を反映させることができる。

上記操舵制御装置において、前記角速度フィードバック制御演算部は、前記操舵トルクの絶対値が非操舵状態を示す非操舵閾値を超える場合に前記操舵トルク補償ゲインがゼロとなるように演算することが好ましい。

上記構成によれば、運転者が操舵部に操舵を入力しない非操舵状態で、目標操舵角に補償角速度トルクが反映される。これにより、戻り時のステアリングホイールの操舵速度をグリップ状態に応じて調整できる。

上記操舵制御装置において、前記角速度フィードバック制御演算部は、前記操舵トルク補償ゲインを車速に応じて変更することが好ましい。
上記構成によれば、操舵トルク補償ゲインを車速に応じて好適に調整できる。

本発明によれば、優れた操舵フィーリングを実現できる。

一実施形態のステアバイワイヤ式の操舵装置の概略構成図。 一実施形態の操舵制御装置のブロック図。 一実施形態の反力成分演算部のブロック図。 着力点に作用する横力、セルフアライニングトルク、及びニューマチックトレールの関係を示す模式図。 スリップ角の変化に対する理想軸力、横力（車両状態両軸力）、セルフアライニングトルク（路面軸力）、及びニューマチックトレールの変化を示すグラフ。 一実施形態の目標操舵角演算部のブロック図。 一実施形態の慣性制御演算部のブロック図。 一実施形態の粘性制御演算部のブロック図。 一実施形態の戻り時粘性制御演算部のブロック図。 一実施形態の角速度Ｆ／Ｂ制御演算部のブロック図。 一実施形態の比例補償制御部のブロック図。 一実施形態の位置補償制御部のブロック図。 変形例のステアバイワイヤ式の操舵装置の概略構成図。

以下、操舵制御装置の一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、操舵制御装置１の制御対象となるステアバイワイヤ式の操舵装置２は、運転者により操舵される操舵部３と、運転者による操舵部３の操舵に応じて転舵輪４を転舵させる転舵部５とを備えている。

操舵部３は、ステアリングホイール１１が固定されるステアリングシャフト１２と、ステアリングシャフト１２に操舵反力を付与可能な操舵側アクチュエータ１３とを備えている。操舵側アクチュエータ１３は、駆動源となる操舵側モータ１４と、操舵側モータ１４の回転を減速してステアリングシャフト１２に伝達する操舵側減速機１５とを備えている。

転舵部５は、転舵輪４の転舵角に換算可能な回転軸としての第１ピニオン軸２１と、第１ピニオン軸２１に連結されたラック軸２２と、ラック軸２２を往復動可能に収容するラックハウジング２３とを備えている。第１ピニオン軸２１とラック軸２２とは、所定の交差角をもって配置されており、第１ピニオン軸２１に形成された第１ピニオン歯２１ａとラック軸２２に形成された第１ラック歯２２ａとを噛合することによって第１ラックアンドピニオン機構２４が構成されている。なお、ラック軸２２は、第１ラックアンドピニオン機構２４によりその軸方向一端側が往復動可能に支持されている。ラック軸２２の両端には、ボールジョイントからなるラックエンド２５を介してタイロッド２６が連結されており、タイロッド２６の先端は、転舵輪４が組み付けられた図示しないナックルに連結されている。

また、転舵部５には、ラック軸２２に転舵輪４を転舵させる転舵力を付与する転舵側アクチュエータ３１が第２ピニオン軸３２を介して設けられている。転舵側アクチュエータ３１は、駆動源となる転舵側モータ３３と、転舵側モータ３３の回転を減速して第２ピニオン軸３２に伝達する転舵側減速機３４とを備えている。第２ピニオン軸３２とラック軸２２とは、所定の交差角をもって配置されており、第２ピニオン軸３２に形成された第２ピニオン歯３２ａとラック軸２２に形成された第２ラック歯２２ｂとを噛合することによって第２ラックアンドピニオン機構３５が構成されている。なお、ラック軸２２は、第２ラックアンドピニオン機構３５によりその軸方向他端側が往復動可能に支持されている。

このように構成された操舵装置２では、運転者によるステアリング操作に応じて転舵側アクチュエータ３１により第２ピニオン軸３２が回転駆動され、この回転が第２ラックアンドピニオン機構３５によりラック軸２２の軸方向移動に変換されることで、転舵輪４の転舵角が変更される。このとき、操舵側アクチュエータ１３からは、運転者の操舵に抗する操舵反力がステアリングホイール１１に付与される。

次に、本実施形態の電気的構成について説明する。
操舵制御装置１は、操舵側アクチュエータ１３（操舵側モータ１４）及び転舵側アクチュエータ３１（転舵側モータ３３）に接続されており、これらの作動を制御する。なお、操舵制御装置１は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ）やメモリを備えており、所定の演算周期ごとにメモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することによって、各種制御が実行される。

操舵制御装置１には、車両の車速Ｖを検出する車速センサ４１、及びステアリングシャフト１２に付与された操舵トルクＴhを検出するトルクセンサ４２が接続されている。なお、トルクセンサ４２は、ステアリングシャフト１２における操舵側アクチュエータ１３（操舵側減速機１５）との連結部分よりもステアリングホイール１１側に設けられている。また、操舵制御装置１には、操舵部３の操舵量を示す検出値として操舵側モータ１４の回転角θsを３６０°の範囲内の相対角で検出する操舵側回転センサ４３、及び転舵部５の転舵量を示す検出値として転舵側モータ３３の回転角θtを相対角で検出する転舵側回転センサ４４が接続されている。また、操舵制御装置１には、車両のヨーレートγを検出するヨーレートセンサ４５、及び車両の横加速度ＬＡを検出する横加速度センサ４６が接続されている。なお、操舵トルクＴh及び回転角θs，θtは、一方向（本実施形態では、右）に操舵した場合に正の値、他方向（本実施形態では、左）に操舵した場合に負の値として検出する。そして、操舵制御装置１は、これらの各種状態量に基づいて操舵側モータ１４及び転舵側モータ３３の作動を制御する。

以下、操舵制御装置１の構成について詳細に説明する。
図２に示すように、操舵制御装置１は、操舵側モータ制御信号Ｍsを出力する制御部としての操舵側制御部５１と、操舵側モータ制御信号Ｍsに基づいて操舵側モータ１４に駆動電力を供給する操舵側駆動回路５２とを備えている。操舵側制御部５１には、操舵側駆動回路５２と操舵側モータ１４の各相のモータコイルとの間の接続線５３を流れる操舵側モータ１４の各相電流値Ｉus，Ｉvs，Ｉwsを検出する電流センサ５４が接続されている。なお、図２では、説明の便宜上、各相の接続線５３及び各相の電流センサ５４をそれぞれ１つにまとめて図示している。

また、操舵制御装置１は、転舵側モータ制御信号Ｍtを出力する転舵側制御部５５と、転舵側モータ制御信号Ｍtに基づいて転舵側モータ３３に駆動電力を供給する転舵側駆動回路５６とを備えている。転舵側制御部５５には、転舵側駆動回路５６と転舵側モータ３３の各相のモータコイルとの間の接続線５７を流れる転舵側モータ３３の各相電流値Ｉut，Ｉvt，Ｉwtを検出する電流センサ５８が接続されている。なお、図２では、説明の便宜上、各相の接続線５７及び各相の電流センサ５８をそれぞれ１つにまとめて図示している。本実施形態の操舵側駆動回路５２及び転舵側駆動回路５６には、複数のスイッチング素子（例えば、ＦＥＴ等）を有する周知のＰＷＭインバータがそれぞれ採用されている。そして、操舵側モータ制御信号Ｍs及び転舵側モータ制御信号Ｍtは、それぞれ各スイッチング素子のオンオフ状態を規定するゲートオンオフ信号となっている。

操舵制御装置１は、所定の演算周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行して、操舵側モータ制御信号Ｍs及び転舵側モータ制御信号Ｍtを生成する。そして、操舵側モータ制御信号Ｍs及び転舵側モータ制御信号Ｍtが操舵側駆動回路５２及び転舵側駆動回路５６に出力されることにより、各スイッチング素子がオンオフし、操舵側モータ１４及び転舵側モータ３３に駆動電力がそれぞれ供給される。これにより、操舵側アクチュエータ１３及び転舵側アクチュエータ３１の作動が制御される。

先ず、操舵側制御部５１の構成について説明する。
操舵側制御部５１には、上記車速Ｖ、操舵トルクＴh、回転角θs、横加速度ＬＡ、ヨーレートγ、各相電流値Ｉus，Ｉvs，Ｉws及びｑ軸電流値Ｉqtが入力される。そして、操舵側制御部５１は、これら各状態量に基づいて操舵側モータ制御信号Ｍsを生成して出力する。

詳しくは、操舵側制御部５１は、操舵側モータ１４の回転角θsに基づいてステアリングホイール１１の操舵角θhを演算する操舵角演算部６１を備えている。また、操舵側制御部５１は、ステアリングホイール１１を回転させる力である入力トルク基礎成分Ｔb*を演算する入力トルク基礎成分演算部６２と、ステアリングホイール１１の回転に抗する力である反力成分Ｆirを演算する反力成分演算部６３とを備えている。また、操舵側制御部５１は、操舵トルクＴh、入力トルク基礎成分Ｔb*及び反力成分Ｆirに基づいて目標操舵角θh*を演算する目標操舵角演算部６４を備えている。また、操舵側制御部５１は、操舵角θh及び目標操舵角θh*に基づいて目標反力トルクＴs*を演算する目標反力トルク演算部６５と、目標反力トルクＴs*に基づいて操舵側モータ制御信号Ｍsを生成する操舵側モータ制御信号生成部６６とを備えている。

操舵角演算部６１は、入力される回転角θsを、例えばステアリング中立位置からの操舵側モータ１４の回転数をカウントすることにより、３６０°を超える範囲の絶対角に換算して取得する。そして、操舵角演算部６１は、絶対角に換算された回転角に操舵側減速機１５の回転速度比に基づく換算係数Ｋｓを乗算することで、操舵角θhを演算する。

入力トルク基礎成分演算部６２には、操舵トルクＴhが入力される。入力トルク基礎成分演算部６２は、操舵トルクＴhの絶対値が大きいほど、大きな絶対値を有する入力トルク基礎成分（反力基礎成分）Ｔb*を演算する。このように演算された入力トルク基礎成分Ｔb*は、目標操舵角演算部６４及び目標反力トルク演算部６５に入力される。

目標操舵角演算部６４には、操舵トルクＴh、車速Ｖ及び入力トルク基礎成分Ｔb*に加え、後述する反力成分演算部６３において演算される反力成分Ｆir及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。本実施形態の目標操舵角演算部６４は、入力トルクＴin*と目標操舵角θh*とを関係づけるモデル（ステアリングモデル）式を利用して、目標操舵角θh*を演算する。このモデル式は、ステアリングホイール１１（操舵部３）と転舵輪４（転舵部５）とが機械的に連結されたものにおいて、ステアリングホイール１１の回転に伴って回転する回転軸への入力トルクと該回転軸の回転角との関係を定めて表したものである。そして、このモデル式は、操舵装置２の摩擦等をモデル化した粘性係数Ｃ、操舵装置２の慣性をモデル化した慣性係数Ｊを用いて表される。なお、粘性係数Ｃ及び慣性係数Ｊは、車速Ｖに応じて可変設定される。そして、このようにモデル式を用いて演算された目標操舵角θh*は、減算器６９及び転舵側制御部５５に加え、反力成分演算部６３に出力される。

目標反力トルク演算部６５には、入力トルク基礎成分Ｔb*に加え、減算器６９において目標操舵角θh*から操舵角θhが差し引かれた角度偏差Δθsが入力される。そして、目標反力トルク演算部６５は、角度偏差Δθsに基づき、操舵角θhを目標操舵角θh*にフィードバック制御するための制御量として操舵側モータ１４が付与する操舵反力の基礎となる基礎反力トルクを演算し、該基礎反力トルクに入力トルク基礎成分Ｔb*を加算することで目標反力トルクＴs*を演算する。具体的には、目標反力トルク演算部６５は、角度偏差Δθsを入力とする比例要素、積分要素及び微分要素のそれぞれの出力値の和を、基礎反力トルクとして演算する。

操舵側モータ制御信号生成部６６には、目標反力トルクＴs*に加え、回転角θs及び相電流値Ｉus，Ｉvs，Ｉwsが入力される。本実施形態の操舵側モータ制御信号生成部６６は、目標反力トルクＴs*に基づいて、ｄ／ｑ座標系におけるｑ軸上のｑ軸目標電流値Ｉqs*を演算する。なお、本実施形態では、ｄ軸上のｄ軸目標電流値Ｉds*はゼロに設定される。

操舵側モータ制御信号生成部６６は、ｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御を実行することにより、上記操舵側駆動回路５２に出力する操舵側モータ制御信号Ｍsを生成（演算）する。具体的には、操舵側モータ制御信号生成部６６は、操舵側モータ制御信号生成部６６は、回転角θsに基づいて相電流値Ｉus，Ｉvs，Ｉwsをｄ／ｑ座標上に写像することにより、ｄ／ｑ座標系における操舵側モータ１４の実電流値であるｄ軸電流値Ｉds及びｑ軸電流値Ｉqsを演算する。そして、操舵側モータ制御信号生成部６６は、ｄ軸電流値Ｉdsをｄ軸目標電流値Ｉds*に追従させるべく、またｑ軸電流値Ｉqsをｑ軸目標電流値Ｉqs*に追従させるべく、ｄ軸及びｑ軸上の各電流偏差に基づいて電圧指令値を演算し、該電圧指令値に基づくデューティ比を有する操舵側モータ制御信号Ｍsを生成する。このように演算された操舵側モータ制御信号Ｍsが上記操舵側駆動回路５２に出力されることにより、操舵側モータ制御信号Ｍsに応じた駆動電力が操舵側モータ１４に出力され、その作動が制御される。

次に、転舵側制御部５５について説明する。
転舵側制御部５５には、上記回転角θt、目標操舵角θh*及び転舵側モータ３３の各相電流値Ｉut，Ｉvt，Ｉwtが入力される。そして、転舵側制御部５５は、これら各状態量に基づいて転舵側モータ制御信号Ｍtを生成して出力する。

詳しくは、転舵側制御部５５は、転舵輪４の転舵角に換算可能な回転軸である第１ピニオン軸２１の回転角（ピニオン角）に相当する転舵対応角θpを演算する転舵対応角演算部７１を備えている。また、転舵側制御部５５は、転舵対応角θp及び目標操舵角θh*に基づいて目標転舵トルクＴt*を演算する目標転舵トルク演算部７２と、目標転舵トルクＴt*に基づいて転舵側モータ制御信号Ｍtを生成する転舵側モータ制御信号生成部７３とを備えている。なお、本実施形態の操舵装置２では、操舵角θhと転舵対応角θpとの比である舵角比が一定に設定されており、目標転舵対応角は、目標操舵角θh*と等しい。

転舵対応角演算部７１は、入力される回転角θtを、例えば車両が直進する中立位置からの転舵側モータ３３の回転数をカウントすることにより、３６０°を超える範囲の絶対角に換算して取得する。そして、転舵対応角演算部７１は、絶対角に換算された回転角に転舵側減速機３４の回転速度比、第１及び第２ラックアンドピニオン機構２４，３５の回転速度比に基づく換算係数Ｋｔを乗算して転舵対応角θpを演算する。つまり、転舵対応角θpは、第１ピニオン軸２１がステアリングシャフト１２に連結されていると仮定した場合におけるステアリングホイール１１の操舵角θhに相当する。

目標転舵トルク演算部７２には、減算器７４において目標操舵角θh*（目標転舵対応角）から転舵対応角θpが差し引かれた角度偏差Δθpが入力される。そして、目標転舵トルク演算部７２は、角度偏差Δθpに基づき、転舵対応角θpを目標操舵角θh*にフィードバック制御するための制御量として、転舵側モータ３３が付与する転舵力の目標値となる目標転舵トルクＴt*を演算する。具体的には、目標転舵トルク演算部７２は、角度偏差Δθpを入力とする比例要素、積分要素及び微分要素のそれぞれの出力値の和を、目標転舵トルクＴt*として演算する。

転舵側モータ制御信号生成部７３には、目標転舵トルクＴt*に加え、回転角θt及び相電流値Ｉut，Ｉvt，Ｉwtが入力される。そして、転舵側モータ制御信号生成部７３は、目標転舵トルクＴt*に基づいて、ｄ／ｑ座標系におけるｑ軸上のｑ軸目標電流値Ｉqt*を演算する。なお、本実施形態では、ｄ軸上のｄ軸目標電流値Ｉdt*はゼロに設定される。

転舵側モータ制御信号生成部７３は、ｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御を実行することにより、上記転舵側駆動回路５６に出力する転舵側モータ制御信号Ｍtを生成（演算）する。具体的には、転舵側モータ制御信号生成部７３は、回転角θtに基づいて相電流値Ｉut，Ｉvt，Ｉwtをｄ／ｑ座標上に写像することにより、ｄ／ｑ座標系における転舵側モータ３３の実電流値であるｄ軸電流値Ｉdt及びｑ軸電流値Ｉqtを演算する。そして、転舵側モータ制御信号生成部７３は、ｄ軸電流値Ｉdtをｄ軸目標電流値Ｉdt*に追従させるべく、またｑ軸電流値Ｉqtをｑ軸目標電流値Ｉqt*に追従させるべく、ｄ軸及びｑ軸上の電流偏差に基づいて電圧指令値を演算し、該電圧指令値に基づくデューティ比を有する転舵側モータ制御信号Ｍtを生成する。このように演算された転舵側モータ制御信号Ｍtが上記転舵側駆動回路５６に出力されることにより、転舵側モータ制御信号Ｍtに応じた駆動電力が転舵側モータ３３に出力され、その作動が制御される。なお、転舵側モータ制御信号Ｍtを生成する過程で演算したｑ軸電流値Ｉqtは、反力成分演算部６３に出力される。

次に、反力成分演算部６３の構成について説明する。
反力成分演算部６３には、車速Ｖ、操舵トルクＴh、横加速度ＬＡ、ヨーレートγ、転舵側モータ３３のｑ軸電流値Ｉqt及び目標操舵角θh*が入力される。反力成分演算部６３は、これらの状態量に基づいてラック軸２２に作用する軸力に応じた反力成分Ｆir（ベース反力）を演算し、目標操舵角演算部６４に出力する。

図３に示すように、反力成分演算部６３は、路面軸力Ｆerを演算する軸力演算部としての路面軸力演算部８１と、理想軸力Ｆibを演算する軸力演算部としての理想軸力演算部８２とを備えている。なお、路面軸力Ｆer及び理想軸力Ｆibは、トルクの次元（Ｎ・ｍ）で演算される。また、反力成分演算部６３は、転舵輪４に対して路面から加えられる軸力（路面から伝達される路面情報）が反映されるように、理想軸力Ｆib及び路面軸力Ｆerを所定割合で配分した配分軸力を反力成分Ｆirとして演算する配分軸力演算部８３を備えている。

理想軸力演算部８２には、目標操舵角θh*（目標転舵対応角）及び車速Ｖが入力される。理想軸力演算部８２は、転舵輪４に作用する軸力（転舵輪４に伝達される伝達力）の理想値であって、路面情報が反映されない理想軸力Ｆibを目標操舵角θh*に基づいて演算する。具体的には、理想軸力演算部８２は、目標操舵角θh*の絶対値が大きくなるにつれて理想軸力Ｆibの絶対値が大きくなるように演算する。また、理想軸力演算部８２は、車速Ｖが大きくなるにつれて理想軸力Ｆibの絶対値が大きくなるように演算する。このように演算された理想軸力Ｆibは、乗算器８４に出力される。

路面軸力演算部８１には、転舵側モータ３３のｑ軸電流値Ｉqtが入力される。路面軸力演算部８１は、転舵輪４に作用する軸力（転舵輪４に伝達される伝達力）の推定値であって、路面情報が反映された路面軸力Ｆerをｑ軸電流値Ｉqtに基づいて演算する。具体的には、路面軸力演算部８１は、転舵側モータ３３によってラック軸２２に加えられるトルクと、転舵輪４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として、ｑ軸電流値Ｉqtの絶対値が大きくなるほど、路面軸力Ｆerの絶対値が大きくなるように演算する。このように演算された路面軸力Ｆerは、乗算器８５に出力される。

配分軸力演算部８３には、車速Ｖに加え、路面軸力Ｆer及び理想軸力Ｆibが入力される。配分軸力演算部８３は、車速Ｖに基づいて理想軸力Ｆibと路面軸力Ｆerとを配分するためのそれぞれの配分割合である配分ゲインＧib、配分ゲインＧerを演算する配分ゲイン演算部８６を備えている。本実施形態の配分ゲイン演算部８６は、車速Ｖと配分ゲインＧib，Ｇerとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することにより車速Ｖに応じた配分ゲインＧib，Ｇerを演算する。配分ゲインＧibは、車速Ｖが大きい場合に小さい場合よりも値が小さくなり、配分ゲインＧerは車速Ｖが大きい場合に小さい場合よりも値が大きくなる。なお、本実施形態では、配分ゲインＧib，Ｇerの和が「１」となるように値が設定されている。このように演算された配分ゲインＧibは乗算器８４に出力され、配分ゲインＧerは乗算器８５に出力される。

配分軸力演算部８３は、乗算器８４において理想軸力Ｆibに配分ゲインＧibを乗算するとともに、乗算器８５において路面軸力Ｆerに配分ゲインＧerを乗算し、加算器８７においてこれらの値を足し合わせて反力成分Ｆir（配分軸力）を演算する。このように演算された反力成分Ｆirは、上記目標操舵角演算部６４に出力される。

また、反力成分演算部６３は、車両状態量軸力Ｆyrを演算する軸力演算部としての車両状態量軸力演算部８８と、車両のグリップ状態を示すグリップ状態量Ｇｒを演算するグリップ状態量演算部８９とを備えている。なお、車両状態量軸力Ｆyrは、トルクの次元（Ｎ・ｍ）で演算される。

車両状態量軸力演算部８８には、車両状態量としてのヨーレートγ及び横加速度ＬＡが入力される。車両状態量軸力演算部８８は、下記（１）式にヨーレートγ及び横加速度ＬＡを入力することにより横力Ｆｙを演算する。

横力Ｆｙ＝Ｋla×横加速度ＬＡ＋Ｋγ×γ’…（１）
なお、「γ’」は、ヨーレートγの微分値を示し、「Ｋla」及び「Ｋγ」は、試験等により予め設定された係数を示す。そして、車両状態量軸力演算部８８は、このように演算される横力Ｆyが近似的にラック軸２２に作用する軸力とみなすことができることを踏まえ、該横力Ｆyを車両状態量軸力Ｆyrとして出力する。

グリップ状態量演算部８９には、車両状態量軸力Ｆyr及び路面軸力Ｆerが入力される。グリップ状態量演算部８９は、下記（２）式に車両状態量軸力Ｆyr及び路面軸力Ｆerを入力することにより、転舵輪４がどの程度グリップしているかを示すグリップ度からなるグリップ状態量Ｇｒを演算する。

グリップ状態量Ｇｒ＝（Ｋer×路面軸力）／（Ｋy×車両状態量軸力）…（２）
なお、「Ｋer」及び「Ｋy」は、試験等により予め設定された係数を示す。このように演算されたグリップ状態量Ｇｒは、上記目標操舵角演算部６４に出力される。

ここで、転舵輪のスリップ角βと該転舵輪に作用する力との関係について、図４及び図５を参照して説明する。
図４は、スリップ角βが付いている転舵輪の接地面を上から見た図である。転舵輪の向きに向かう中心線ｘが元々の転舵輪の向きを示しており、転舵輪の進行方向はこれに対して線αで示している。同図において、Ａ点が転舵輪の接地開始点で、Ｂ点が接地終了点とすると、スリップ角β分だけ、トレッド面が路面に引きずられて中心線ｘから線αのラインに沿ってずれて撓む。なお、図４において、トレッド面がずれて撓んだ領域をハッチングで示す。この撓んだ領域のうち、Ａ点側の領域が粘着域であり、Ｂ点側の領域が滑り域である。そして、このようなスリップ角βで旋回したときの転舵輪の接地面の着力点には、横力Ｆｙが働き、鉛直軸周りのモーメントがセルフアライニングトルクＳＡＴとなる。なお、転舵輪の接地中心と着力点間の距離がニューマチックトレールであり、ニューマチックトレールとキャスタトレールの和がトレールである。

図５は、スリップ角βの変化に対する、理想軸力Ｆib、横力Ｆy（車両状態量軸力Ｆyr）、セルフアライニングトルクＳＡＴ（路面軸力Ｆer）、及びニューマチックトレールの変化を示している。同図に示すように旋回中の転舵輪において、スリップ角βが小さい領域では、スリップ角βの増大に従って理想軸力Ｆib、横力Ｆy及びセルフアライニングトルクＳＡＴがそれぞれ略線形（リニア）に増大し、これらの各値の差は小さい。一方、スリップ角βがある程度大きな領域では、スリップ角βの増大に従って、理想軸力Ｆibは引き続き略線形に増大するものの、横力Ｆyは増大を続けた後に略一定又はやや減少傾向を示す。また、セルフアライニングトルクＳＡＴは、スリップ角βの増大に従って、しばらくは増大を続けるが、ニューマチックトレールの減少に伴って大きく減少する傾向を示す。このように各値が略線形に変化し、これらの差が小さい領域を通常領域とし、横力Ｆy及びセルフアライニングトルクＳＡＴが非線形に変化し、これらの差が大きくなる領域を限界領域とする。なお、図５に示す通常領域と限界領域との区切りは便宜上のものである。

ここで、旋回時の軸力をセルフアライニングトルクＳＡＴと捉えると、セルフアライニングトルクＳＡＴと横力Ｆｙの関係は、図４に示すように、転舵輪と路面との接地中心から横力の着力点までのニューマチックトレールに相当するパラメータを用いた下記（３）式で表現できる。

セルフアライニングトルクＳＡＴ＝横力Ｆｙ×ニューマチックトレール…（３）
そして、セルフアライニングトルクＳＡＴを「軸力≒路面からの反力」と考えると、転舵側モータ３３の駆動電流（すなわち、ｑ軸電流値Ｉqt）に基づく路面軸力ＦerがセルフアライニングトルクＳＡＴを近似的に表現しているといえる。

また、横力Ｆｙは、転舵輪４に発生している力であり、「横力Ｆy≒車両横向きに発生している力」と置き換えて、横力Ｆｙを横加速度ＬＡによって近似的に表現することができる。なお、横加速度ＬＡだけでは、実際の軸力に対し、動き出し時の応答性が不足するため、応答性を改善するためにヨーレートγの微分を加算して、上記式（１）が得られる。

また、上記（３）式により、グリップ状態量Ｇｒは、下記（４）式のように表わすことができる。
グリップ状態量Ｇｒ＝セルフアライニングトルクＳＡＴ／横力Ｆｙ…（４）
そして、路面軸力ＦerがセルフアライニングトルクＳＡＴを近似的に表現でき、車両状態量軸力Ｆyrが横力を近似的に表現できることを踏まえると、グリップ状態量Ｇｒは、上記（２）式で表される。

次に、目標操舵角演算部６４の構成について説明する。
図６に示すように、目標操舵角演算部６４は、入力トルク基礎成分Ｔb*とともに操舵トルクＴhが入力される加算器９１を備えており、加算器９１においてこれらを足し合わせることにより駆動トルクＴcを演算する。また、目標操舵角演算部６４は、駆動トルクＴcとともに反力成分Ｆirが入力される減算器９２を備えており、減算器９２において駆動トルクＴcから反力成分Ｆirを差し引くことにより、入力トルクＴin*を演算する。このように演算された入力トルクＴin*は、目標モデル演算部９３に入力される。

目標モデル演算部９３は、上記モデル式の慣性項に対応する慣性制御演算部９４と、粘性項に対応する粘性制御演算部９５とを備えている。また、目標モデル演算部９３は、モデル式における粘性項に対応し、非操舵状態である場合に作用する戻り時粘性制御演算部９６を備えている。また、目標モデル演算部９３は、モデル式における回転軸の角速度の目標値である目標操舵速度ωh*を目標補償角速度ωr*に追従させる角速度フィードバック制御演算部（以下、角速度Ｆ／Ｂ制御演算部という）９７を備えている。

慣性制御演算部９４には、減算器９８において、入力トルクＴin*から、粘性制御演算部９５から出力される目標粘性トルクＴvb*、戻り時粘性制御演算部９６から出力される目標戻り時粘性トルクＴvr*、及び角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７から出力される目標補償角速度トルクＴvv*を減算した入力トルクＴin*’が入力される。また、慣性制御演算部９４には、入力トルクＴin*’に加え、車速Ｖ及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。慣性制御演算部９４は、これら入力された状態量に基づいて、目標操舵加速度αh*（回転軸の目標角加速度）を演算する。そして、目標モデル演算部９３は、目標操舵加速度αh*を積分することにより目標操舵速度ωh*（回転軸の目標角速度）を演算し、該目標操舵速度ωh*を積分することによりステアリングホイール１１の目標操舵角θh*を演算する。このように演算された目標操舵速度ωh*は、粘性制御演算部９５、戻り時粘性制御演算部９６及び角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７に出力され、目標操舵角θh*は、角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７、上記減算器６９及び反力成分演算部６３（図２参照）に出力される。なお、目標操舵加速度αh*、目標粘性トルクＴvb*、目標戻り時粘性トルクＴvr*及び目標補償角速度トルクＴvv*の符号は、操舵トルクＴh及び回転角θs，θtの符号と同様に設定される。そして、目標操舵加速度αh*が正の値となる場合、目標粘性トルクＴvb*及び目標戻り時粘性トルクＴvr*は正の値となり、目標補償角速度トルクＴvv*は負の値となるように演算される。

粘性制御演算部９５には、目標操舵速度ωh*に加え、車速Ｖ及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。粘性制御演算部９５は、これらの状態量に基づいて、入力トルクＴin*に加算する目標粘性トルクＴvb*を演算する。戻り時粘性制御演算部９６には、目標操舵速度ωh*に加え、操舵トルクＴh、車速Ｖ及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。戻り時粘性制御演算部９６は、これらの状態量に基づいて、入力トルクＴin*に加算する目標戻り時粘性トルクＴvr*を演算する。角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７には、目標操舵速度ωh*及び目標操舵角θh*に加え、操舵トルクＴh、車速Ｖ及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７は、これらの状態量に基づいて、入力トルクＴin*に減算される目標補償角速度トルクＴvv*を演算する。

次に、慣性制御演算部９４の構成について説明する。
図７に示すように、慣性制御演算部９４は、目標操舵加速度αh*に基づいて慣性逆数ゲインＫiiを演算する慣性逆数ゲイン演算部１０１と、慣性逆数ゲインＫiiを調整する慣性調整ゲインＫiiaを演算する慣性調整ゲイン演算部１０２とを備えている。

慣性逆数ゲイン演算部１０１には、目標操舵加速度αh*が入力される。慣性逆数ゲイン演算部１０１は、目標操舵加速度αh*と慣性逆数ゲインＫiiとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することにより目標操舵加速度αh*に応じた慣性逆数ゲインＫiiを演算する。このマップは、目標操舵加速度αh*の増大に基づいて慣性逆数ゲインＫiiが非線形的に減少するように設定されている。このように演算された慣性逆数ゲインＫiiは、乗算器１０３に出力される。

慣性調整ゲイン演算部１０２には、グリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖが入力される。慣性調整ゲイン演算部１０２は、グリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖと慣性調整ゲインＫiiaとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することによりグリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖに応じた慣性調整ゲインＫiiaを演算する。このマップは、グリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒth以下の領域では慣性調整ゲインＫiiaが「１」となり、グリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒthよりも大きくなると、該グリップ状態量Ｇｒの増大に基づいて慣性調整ゲインＫiiaが大きくなるように設定されている。なお、グリップ閾値Ｇｒthは、通常領域と限界領域との境となるスリップ角βでのグリップ状態量Ｇｒを示す値であり、予め試験等により設定されている。また、マップは、グリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒthよりも大きな領域では、車速Ｖの増大に基づいて、慣性調整ゲインＫiiaが大きくなるように設定されている。なお、マップの形状は、適宜変更可能であり、グリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒthよりも大きな領域において、該グリップ状態量Ｇｒの増大に基づいて慣性調整ゲインＫiiaが小さくなるように設定してもよく、また、車速Ｖの増大に基づいて慣性調整ゲインＫiiaが小さくなるように設定してもよい。このように演算された慣性調整ゲインＫiiaは、乗算器１０３に出力される。

慣性制御演算部９４は、乗算器１０３において慣性逆数ゲインＫiiに慣性調整ゲインＫiiaを乗算した値を慣性逆数ゲインＫii’として演算し、乗算器１０４に出力する。そして、慣性制御演算部９４は、乗算器１０４において入力トルクＴin*’に慣性逆数ゲインＫii’を乗算することにより目標操舵加速度αh*を演算する。

次に、粘性制御演算部９５の構成について説明する。
図８に示すように、粘性制御演算部９５は、目標操舵速度ωh*に基づいて粘性ゲインＫvbを演算する粘性ゲイン演算部１１１と、粘性ゲインＫvbを調整する粘性調整ゲインＫvbaを演算する粘性調整ゲイン演算部１１２とを備えている。

粘性ゲイン演算部１１１には、目標操舵速度ωh*が入力される。粘性ゲイン演算部１１１は、目標操舵速度ωh*と粘性ゲインＫvbとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することにより目標操舵速度ωh*に応じた粘性ゲインＫvbを演算する。このマップは、目標操舵速度ωh*の増大に基づいて粘性ゲインＫvbが非線形的に増加した後、減少するように設定されている。このように演算された粘性ゲインＫvbは、乗算器１１３に出力される。

粘性調整ゲイン演算部１１２には、グリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖが入力される。粘性調整ゲイン演算部１１２は、グリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖと粘性調整ゲインＫvbaとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することによりグリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖに応じた粘性調整ゲインＫvbaを演算する。このマップは、グリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒth以下の領域では粘性調整ゲインＫvbaが「１」となり、グリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒthよりも大きくなると、該グリップ状態量Ｇｒの増大に基づいて粘性調整ゲインＫvbaが小さくなるように設定されている。また、マップは、グリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒthよりも大きな領域では、車速Ｖの増大に基づいて、粘性調整ゲインＫvbaが小さくなるように設定されている。なお、マップの形状は、適宜変更可能であり、グリップ状態量Ｇｒがグリップ閾値Ｇｒthよりも大きな領域において、該グリップ状態量Ｇｒの増大に基づいて粘性調整ゲインＫvbaが大きくなるように設定してもよく、また、車速Ｖの増大に基づいて粘性調整ゲインＫvbaが大きくなるように設定してもよい。このように演算された粘性調整ゲインＫvbaは、乗算器１１３に出力される。

粘性制御演算部９５は、乗算器１１３において粘性ゲインＫvbに粘性調整ゲインＫvbaを乗算した値を粘性ゲインＫvb’として演算し、乗算器１１４に出力する。そして、粘性制御演算部９５は、乗算器１１４において目標操舵速度ωh*に粘性ゲインＫvb’を乗算することにより目標粘性トルクＴvb*を演算する。

次に、戻り時粘性制御演算部９６の構成について説明する。
図９に示すように、戻り時粘性制御演算部９６は、目標操舵速度ωh*に基づいて該目標操舵速度ωh*の符号を抽出する符号抽出部１２１と、戻り時粘性ゲインＫvrを演算する戻り時粘性ゲイン演算部１２２と、戻り時粘性ゲインＫvrを調整する戻り時粘性調整ゲインＫvraを演算する戻り時粘性調整ゲイン演算部１２３とを備えている。

符号抽出部１２１には、目標操舵速度ωh*が入力される。符号抽出部１２１は、目標操舵速度ωh*が正の値である場合には、「１」を示す符号信号Ｓｃを乗算器１２４に出力し、目標操舵速度ωh*が負の値である場合には、「－１」を示す符号信号Ｓｃを乗算器１２４に出力する。

戻り時粘性ゲイン演算部１２２には、目標操舵速度ωh*が入力される。戻り時粘性ゲイン演算部１２２は、目標操舵速度ωh*と戻り時粘性ゲインＫvrとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することにより目標操舵速度ωh*に応じた戻り時粘性ゲインＫvrを演算する。このマップは、目標操舵速度ωh*の増大に基づいて戻り時粘性ゲインＫvrが非線形的に増加した後、減少するように設定されている。このように演算された戻り時粘性ゲインＫvrは、乗算器１２５に出力される。

戻り時粘性調整ゲイン演算部１２３には、グリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖが入力される。戻り時粘性調整ゲイン演算部１２３は、グリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖと戻り時粘性調整ゲインＫvraとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することによりグリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖに応じた戻り時粘性調整ゲインＫvraを演算する。本実施形態のマップは、上記粘性調整ゲイン演算部１１２のマップと同様に設定されているが、異なる形状となるように設定されてもよい。このように演算された戻り時粘性調整ゲインＫvraは、乗算器１２５に出力される。

戻り時粘性制御演算部９６は、乗算器１２５において戻り時粘性ゲインＫvrに戻り時粘性調整ゲインＫvraを乗算した値を戻り時粘性ゲインＫvr’として演算し、乗算器１２４に出力する。そして、粘性制御演算部９５は、乗算器１２４において符号信号Ｓｃに戻り時粘性ゲインＫvr’を乗算することにより基礎戻り時粘性トルクＴvrb*を演算し、乗算器１２６に出力する。

また、戻り時粘性制御演算部９６は、非操舵ゲイン演算部１２７を備えている。非操舵ゲイン演算部１２７には、操舵トルクＴhが入力される。非操舵ゲイン演算部１２７は、操舵トルクＴhと非操舵ゲインＫnsとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することにより操舵トルクＴhに応じた非操舵ゲインＫnsを演算する。このマップは、操舵トルクＴhの絶対値が「０」の場合に非操舵ゲインＫnsが「１」となり、操舵トルクＴhの絶対値の増大に基づいて非操舵ゲインＫnsが減少し、操舵トルクＴhの絶対値が非操舵閾値Ｔthよりも大きくなると、非操舵ゲインＫnsが例えば「０」となるように設定されている。なお、非操舵閾値Ｔthは、運転者によりステアリング操作が行われていると認められる値であり、ゼロ近傍の値に予め設定されている。このように演算された非操舵ゲインＫnsは、乗算器１２６に出力される。そして、戻り時粘性制御演算部９６は、乗算器１２６において基礎戻り時粘性トルクＴvrb*に非操舵ゲインＫnsを乗算した値を目標戻り時粘性トルクＴvr*として出力する。上記のように非操舵ゲインＫnsは、運転者によりステアリング操作が行われている場合に「０」となることから、目標戻り時粘性トルクＴvr*は非操舵状態である場合に出力されることとなる。

次に、角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７の構成について説明する。
図１０に示すように、角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７は、目標操舵角θh*に基づいて目標補償角速度ωr*を演算する目標補償角速度演算部１３１と、目標補償角速度ωr*を調整する補償角速度調整ゲインＫraを演算する補償角速度調整ゲイン演算部１３２とを備えている。

目標補償角速度演算部１３１には、目標操舵角θh*及び車速Ｖが入力される。目標補償角速度演算部１３１は、目標操舵角θh*及び車速Ｖと目標補償角速度ωr*との関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することにより目標操舵角θh*及び車速Ｖに応じた目標補償角速度ωr*を演算する。このマップは、目標操舵角θh*の増大に基づいて目標補償角速度ωr*が非線形的に増大するように設定されている。また、本実施形態のマップは、車速Ｖの増大に基づいて目標補償角速度ωr*が大きくなるように設定されているが、車速Ｖの増大に基づいて目標補償角速度ωr*が小さくなるように設定してもよい。

補償角速度調整ゲイン演算部１３２には、グリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖが入力される。補償角速度調整ゲイン演算部１３２は、グリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖと補償角速度調整ゲインＫraとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することによりグリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖに応じた補償角速度調整ゲインＫraを演算する。本実施形態のマップは、慣性調整ゲイン演算部１０２のマップと同様に設定されているが、異なる形状となるように設定されてもよい。このように演算された補償角速度調整ゲインＫraは、乗算器１３３に出力される。

角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７は、乗算器１３３において目標補償角速度ωr*に補償角速度調整ゲインＫraを乗算した値を目標補償角速度ωr*’として演算し、減算器１３４に出力する。減算器１３４には、目標補償角速度ωr*’に加え、目標操舵速度ωh*が入力される。そして、角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７は、減算器１３４において目標補償角速度ωr*’から目標操舵速度ωh*を差し引くことにより角速度偏差Δωを演算する。

また、角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７は、目標操舵速度ωh*を目標補償角速度ωr*に追従させるべく、角速度偏差Δωに補償制御を行う比例補償制御部１３５及び位置補償制御部１３６を備えている。比例補償制御部１３５には、角速度偏差Δωに加え、車速Ｖ及びグリップ状態量Ｇｒが入力される。そして、比例補償制御部１３５は、これらの状態量に基づいて、比例成分Ｔpr*を演算する。

詳しくは、図１１に示すように、比例補償制御部１３５は、車速Ｖに基づいて比例ゲインＫprを演算する比例ゲイン演算部１４１と、比例ゲインＫprを調整する比例調整ゲインＫpraを演算する比例調整ゲイン演算部１４２とを備えている。

比例ゲイン演算部１４１には、車速Ｖが入力される。比例ゲイン演算部１４１は、車速Ｖと比例ゲインＫprとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することにより車速Ｖに応じた比例ゲインＫprを演算する。このマップは、車速Ｖの増大に基づいて比例ゲインＫprが非線形的に増大するように設定されている。このように演算された比例ゲインＫprは、乗算器１４３に出力される。

比例調整ゲイン演算部１４２には、グリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖが入力される。比例調整ゲイン演算部１４２は、グリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖと比例調整ゲインＫpraとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することによりグリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖに応じた比例調整ゲインＫpraを演算する。本実施形態のマップは、慣性調整ゲイン演算部１０２のマップと同様に設定されているが、異なる形状となるように設定されてもよい。このように演算された比例調整ゲインＫpraは、乗算器１４３に出力される。

比例補償制御部１３５は、乗算器１４３において比例ゲインＫprに比例調整ゲインＫpraを乗算した値を比例ゲインＫpr’として演算し、乗算器１４４に出力する。そして、比例補償制御部１３５は、乗算器１４４において角速度偏差Δωに比例ゲインＫpr’を乗算することにより比例成分Ｔpr*を演算する。

図１０に示すように、比例補償制御部１３５において演算された比例成分Ｔpr*は、位置補償制御部１３６に出力される。位置補償制御部１３６には、比例成分Ｔpr*に加え、目標操舵角θh*、グリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖが入力される。そして、位置補償制御部１３６は、これらの状態量に基づいて、基礎補償角速度トルクＴvvb*を演算する。

詳しくは、図１２に示すように、位置補償制御部１３６は、目標操舵角θh*及び車速Ｖに基づいて位置ゲインＫpoを演算する位置ゲイン演算部１５１と、位置ゲインＫpoを調整する位置調整ゲインＫpoaを演算する位置調整ゲイン演算部１５２とを備えている。

位置ゲイン演算部１５１には、目標操舵角θh*及び車速Ｖが入力される。位置ゲイン演算部１５１は、目標操舵角θh*及び車速Ｖと位置ゲインＫpoとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することにより目標操舵角θh*に応じた位置ゲインＫpoを演算する。このマップは、目標操舵角θh*の絶対値がゼロの場合に最大となり、目標操舵角θh*の絶対値の増大に基づいて減少した後、略一定となるように設定されている。つまり、このマップは、目標操舵角θh*がステアリング中立位置付近にある場合に大きくなるように設定されている。また、このマップは、車速Ｖの増大に基づいて位置ゲインＫpoが大きくなるように設定されているが、車速Ｖの増大に基づいて小さくなるように設定してもよい。このように演算された位置ゲインＫpoは、乗算器１５３に出力される。

位置調整ゲイン演算部１５２には、グリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖが入力される。位置調整ゲイン演算部１５２は、グリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖと位置調整ゲインＫpoaとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することによりグリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖに応じた位置調整ゲインＫpoaを演算する。本実施形態のマップは、慣性調整ゲイン演算部１０２のマップと同様に設定されているが、異なる形状となるように設定されてもよい。このように演算された位置調整ゲインＫpoaは、乗算器１５３に出力される。

位置補償制御部１３６は、乗算器１５３において位置ゲインＫpoに位置調整ゲインＫpoaを乗算した値を位置ゲインＫpo’として演算し、乗算器１５４に出力する。そして、位置補償制御部１３６は、乗算器１５４において比例成分Ｔpr*に位置ゲインＫpo’を乗算することにより基礎補償角速度トルクＴvvb*を演算する。

図１０に示すように、位置補償制御部１３６において演算された基礎補償角速度トルクＴvvb*は、乗算器１６１に出力される。また、角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７は、操舵トルクＴhに基づいて操舵トルク補償ゲインＫtsを演算する操舵トルク補償ゲイン演算部１６２と、操舵トルク補償ゲインＫtsを調整する操舵トルク補償調整ゲインＫtsaを演算する操舵トルク補償調整ゲイン演算部１６３とを備えている。

操舵トルク補償ゲイン演算部１６２には、操舵トルクＴhが入力される。操舵トルク補償ゲイン演算部１６２は、操舵トルクＴhと操舵トルク補償ゲインＫtsとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することにより操舵トルクＴhに応じた操舵トルク補償ゲインＫtsを演算する。本実施形態のマップは、上記戻り時粘性制御演算部９６の非操舵ゲイン演算部１２７のマップと同様に設定されているが、異なる形状となるように設定されてもよい。このように演算された操舵トルク補償ゲインＫtsは、乗算器１６４に出力される。

操舵トルク補償調整ゲイン演算部１６３には、グリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖが入力される。操舵トルク補償調整ゲイン演算部１６３は、グリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖと操舵トルク補償調整ゲインＫtsaとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することによりグリップ状態量Ｇｒ及び車速Ｖに応じた操舵トルク補償調整ゲインＫtsaを演算する。本実施形態のマップは、慣性調整ゲイン演算部１０２のマップと同様に設定されているが、異なる形状となるように設定されてもよい。このように演算された操舵トルク補償調整ゲインＫtsaは、乗算器１６４に出力される。

角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７は、乗算器１６４において操舵トルク補償ゲインＫtsに操舵トルク補償調整ゲインＫtsaを乗算した値を操舵トルク補償ゲインＫts’として演算し、乗算器１６１に出力する。そして、角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７は、乗算器１６１において基礎補償角速度トルクＴvvb*に操舵トルク補償ゲインＫts’を乗算した値を目標補償角速度トルクＴvv*として出力する。上記のように操舵トルク補償ゲインＫtsは、運転者によりステアリング操作が行われている場合に「０」となることから、目標補償角速度トルクＴvv*は非操舵状態である場合に出力されることとなる。

次に、目標操舵角θh*の調整に伴う操舵フィーリングの変化について説明する。
例えば車両が低μ路面を走行し、スリップ角βが大きくなりやすい状況下において、目標操舵角θh*がグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整前よりも大きくなるように調整された場合を想定する。この場合、例えばスリップ角βが大きくなって限界領域に入る前の段階から、通常よりも操舵側モータ１４からステアリングホイール１１に付与される操舵反力を小さくでき、所謂抜け感が生じることで、低μ路であるといった路面情報を運転者が認識しやすくなる。

また、目標操舵角θh*を演算する基となる各成分、例えば慣性制御演算部９４により演算される目標操舵加速度αh*がグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整前よりも大きくなるように調整されると、操舵開始時の素早い動き出しが可能となることで、例えば限界領域に入ってから通常領域に戻るためのステアリング操作である所謂カウンターステアの動き出しを早めることができる。また、例えば粘性制御演算部９５により演算される目標粘性トルクＴvb*がグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整前よりも小さくなるように調整されると、素早い操舵が可能となることで、例えばカウンターステアの速度を早めることができる。また、例えば戻り時粘性制御演算部９６により演算される目標戻り時粘性トルクＴvr*がグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整前よりも小さくなるように調整されると、非操舵時に素早くステアリングホイール１１が中立位置に近づき、例えば限界領域に入ってから通常領域に戻ろうとするステアリングホイール１１の動作である所謂セルフカウンターの速度を早めることができる。また、例えば角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７により演算される目標補償角速度トルクＴvv*がグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整前よりも（負の方向）に大きくなるように調整されると、非操舵時に素早くステアリングホイール１１が中立位置に近づくことで、例えばセルフカウンターの速度を早めることができる。

一方、同状況下において、目標操舵角θh*がグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整前よりも小さくなるように調整された場合を想定する。この場合、例えばスリップ角βが大きくなった状態でも、操舵側モータ１４からステアリングホイール１１に付与される操舵反力を大きくできるため、さらに限界側へ操舵することを抑制できる。

また、目標操舵角θh*を演算する基となる各成分、例えば慣性制御演算部９４により演算される目標操舵加速度αh*がグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整前よりも小さくなるように調整されると、例えば限界領域に入ってから更に限界側へ加速操舵されることを抑制できる。また、例えば粘性制御演算部９５により演算される目標粘性トルクＴvb*がグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整前よりも大きくなるように調整されると、ダンピング機能が強くなることで、例えば限界領域に入ってからさらに限界側へ操舵されることを抑制できる。また、例えば戻り時粘性制御演算部９６により演算される目標戻り時粘性トルクＴvr*がグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整前よりも大きくなるように調整されると、非操舵時にゆっくりとステアリングホイール１１が中立位置に近づき、例えばセルフカウンターの速度を穏やかにできる。また、例えば角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７により演算される目標補償角速度トルクＴvv*がグリップ状態量Ｇｒに基づいて調整前よりも（ゼロの方向に）小さくなるように調整されると、非操舵時にゆっくりとステアリングホイール１１が中立位置に近づくことで、例えばセルフカウンターの速度を穏やかにできる。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）操舵側制御部５１は、グリップ状態量Ｇｒを考慮して目標操舵角θh*を演算し、この目標操舵角θh*に操舵角θhが追従するようにフィードバック制御を実行することで目標反力トルクＴs*を演算する。このように目標反力トルクＴs*を演算する基になる目標操舵角θh*にグリップ状態量Ｇｒが加味されるため、優れた操舵フィーリングを実現できる。

（２）慣性制御演算部９４は、目標操舵加速度αh*に基づいて慣性逆数ゲインＫiiを演算する慣性逆数ゲイン演算部１０１と、慣性逆数ゲインＫiiに乗算する慣性調整ゲインＫiiaを演算する慣性調整ゲイン演算部１０２とを備え、入力トルクＴin*に慣性逆数ゲインＫiiを乗算することにより目標操舵加速度αh*を演算する。そして、慣性制御演算部９４は、グリップ状態量Ｇｒに基づいて慣性調整ゲインＫiiaを変更し、該慣性調整ゲインＫiiaを乗算することによる慣性逆数ゲインＫiiの調整を通じて、目標操舵加速度αh*を変更するため、操舵フィーリングの慣性感をグリップ状態に応じて好適に調整できる。

（３）慣性調整ゲイン演算部１０２は、慣性調整ゲインＫiiaを車速Ｖに応じて変更するため、慣性逆数ゲインＫiiを車速Ｖに応じて好適に調整できる。
（４）粘性制御演算部９５は、目標操舵速度ωh*に応じた粘性ゲインＫvbを演算する粘性ゲイン演算部１１１と、粘性ゲインＫvbに乗算する粘性調整ゲインＫvbaを演算する粘性調整ゲイン演算部１１２とを備え、目標操舵速度ωh*及び粘性ゲインＫvbに基づいて目標粘性トルクＴvb*を演算する。そして、粘性調整ゲイン演算部１１２は、グリップ状態量Ｇｒに基づいて粘性調整ゲインＫvbaを変更し、該粘性調整ゲインＫvbaを乗算することにより粘性ゲインＫvbの調整を通じて、目標粘性トルクＴvb*を変更するため、操舵フィーリングの粘性感をグリップ状態に応じて好適に調整できる。

（５）粘性調整ゲイン演算部１１２は、粘性調整ゲインＫvbaを車速Ｖに応じて変更するため、粘性ゲインＫvbを車速に応じて好適に調整できる。
（６）戻り時粘性制御演算部９６は、目標操舵速度ωh*に基づいて戻り時粘性ゲインＫvrを演算する戻り時粘性ゲイン演算部１２２と、戻り時粘性ゲインＫvrに乗算する戻り時粘性調整ゲインＫvraを演算する戻り時粘性調整ゲイン演算部１２３とを備える。そして、戻り時粘性制御演算部９６は、目標操舵速度ωh*及び戻り時粘性ゲインＫvrに基づいて目標戻り時粘性トルクＴvr*を演算する。戻り時粘性調整ゲイン演算部１２３は、グリップ状態量Ｇｒに基づいて戻り時粘性調整ゲインＫvraを変更し、該戻り時粘性調整ゲインＫvraを乗算することによる戻り時粘性ゲインＫvrの調整を通じて、目標戻り時粘性トルクＴvr*を変更するため、非操舵状態での粘性感をグリップ状態に応じて好適に調整できる。

（７）戻り時粘性調整ゲイン演算部１２３は、戻り時粘性調整ゲインＫvraを車速Ｖに応じて変更するため、戻り時粘性調整ゲインＫvraを車速Ｖに応じて好適に調整できる。
（８）角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７は、目標操舵角θh*に基づいて目標補償角速度ωr*を演算する目標補償角速度演算部１３１と、目標補償角速度ωr*に乗算する補償角速度調整ゲインＫraを演算する補償角速度調整ゲイン演算部１３２とを備える。そして、角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７は、目標補償角速度ωr*と目標操舵速度ωh*との角速度偏差Δωに基づいて目標補償角速度トルクＴvv*を演算する。補償角速度調整ゲイン演算部１３２は、グリップ状態量Ｇｒに基づいて補償角速度調整ゲインＫraを変更し、該補償角速度調整ゲインＫraを乗算することによる目標補償角速度ωr*の調整を通じて、目標補償角速度トルクＴvv*を変更するため、目標補償角速度ωr*をグリップ状態に応じて好適に調整できる。

（９）補償角速度調整ゲイン演算部１３２は、補償角速度調整ゲインＫraを車速Ｖに応じて変更するため、目標補償角速度ωr*を車速Ｖに応じて好適に調整できる。
（１０）角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７は、比例ゲインＫprを演算する比例ゲイン演算部１４１と、比例ゲインＫprに乗算する比例調整ゲインＫpraを演算する比例調整ゲイン演算部１４２とを備える。そして、角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７は、角速度偏差Δωに比例ゲインＫprを乗算することで目標補償角速度トルクＴvv*を変更するため、車速Ｖに応じた好適な目標補償角速度トルクＴvv*を演算できる。比例調整ゲイン演算部１４２は、比例ゲインＫprをグリップ状態量Ｇｒに基づいて変更するため、目標補償角速度トルクＴvv*の基になる比例ゲインＫprにグリップ状態を反映させることができる。

（１１）比例調整ゲイン演算部１４２は、比例調整ゲインＫpraを車速Ｖに応じて変更するため、比例ゲインＫprを車速Ｖに応じて好適に調整できる。
（１２）角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７は、目標操舵角θh*に基づいて位置ゲインＫpoを演算する位置ゲイン演算部１５１と、位置ゲインＫpoに乗算する位置調整ゲインＫpoaを演算する位置調整ゲイン演算部１５２とを備える。そして、角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７は、角速度偏差Δωに基づく比例成分Ｔpr*に位置ゲインＫpo’を乗算することで目標補償角速度トルクＴvv*を変更する。そのため、目標操舵角θh*に応じた好適な目標補償角速度トルクＴvv*を演算できる。位置調整ゲイン演算部１５２は、位置調整ゲインＫpoaをグリップ状態量Ｇｒに基づいて変更するため、目標補償角速度トルクＴvv*を演算する基になる位置ゲインＫpoにグリップ状態を反映させることができる。

（１３）位置調整ゲイン演算部１５２は、位置調整ゲインＫpoaを車速Ｖに応じて変更するため、位置調整ゲインＫpoaを車速Ｖに応じて好適に調整できる。
（１４）角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７は、操舵トルクＴhに基づいて操舵トルク補償ゲインＫtsを演算する操舵トルク補償ゲイン演算部１６２と、操舵トルク補償ゲインＫtsに乗算する操舵トルク補償調整ゲインＫtsaを演算する操舵トルク補償調整ゲイン演算部１６３とを備える。そして、角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７は、角速度偏差Δωに基づく値である基礎補償角速度トルクＴvvb*に該操舵トルク補償ゲインＫtsを乗算することで目標補償角速度トルクＴvv*を変更する。操舵トルク補償ゲイン演算部１６２は、操舵トルクＴhの絶対値が非操舵閾値Ｔthを超える場合に操舵トルク補償調整ゲインＫtsaがゼロとなるように演算するため、運転者が操舵部３に操舵を入力しない非操舵状態で、目標操舵角θh*に目標補償角速度トルクＴvv*が反映される。これにより、戻り時のステアリングホイール１１の操舵速度をグリップ状態に応じて調整できる。

（１５）操舵トルク補償調整ゲイン演算部１６３は、操舵トルク補償調整ゲインＫtsaを車速Ｖに応じて変更するため、操舵トルク補償ゲインＫtsを車速Ｖに応じて好適に調整できる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、グリップ状態量Ｇｒに基づく慣性調整ゲインＫiiaの調整を通じて慣性逆数ゲインＫii’を該グリップ状態量Ｇｒに応じて変更した。しかし、これに限らず、例えば慣性制御演算部９４が慣性逆数ゲインＫiiと慣性調整ゲインＫiiaとをまとめた１つのゲインとして慣性逆数ゲインＫii’を演算し、該慣性逆数ゲインＫii’をグリップ状態量Ｇｒに応じて直接変更してもよく、その態様は適宜変更可能である。

・上記実施形態では、グリップ状態量Ｇｒに基づく粘性調整ゲインＫvbaの調整を通じて粘性ゲインＫvb’を該グリップ状態量Ｇｒに応じて変更した。しかし、これに限らず、例えば粘性制御演算部９５が粘性ゲインＫvbと粘性調整ゲインＫvbaとをまとめた１つのゲインとして粘性ゲインＫvb’を演算し、該粘性ゲインＫvb’をグリップ状態量Ｇｒに応じて直接変更してもよく、その態様は適宜変更可能である。

・上記実施形態では、グリップ状態量Ｇｒに基づく戻り時粘性調整ゲインＫvraの調整を通じて戻り時粘性ゲインＫvr’を該グリップ状態量Ｇｒに応じて変更した。しかし、これに限らず、例えば戻り時粘性制御演算部９６が戻り時粘性ゲインＫvrと戻り時粘性調整ゲインＫvraとをまとめた１つのゲインとして戻り時粘性ゲインＫvr’を演算し、該戻り時粘性ゲインＫvr’をグリップ状態量Ｇｒに応じて直接変更してもよく、その態様は適宜変更可能である。

・上記実施形態では、グリップ状態量Ｇｒに基づく補償角速度調整ゲインＫraの調整を通じて目標補償角速度ωr*’を該グリップ状態量Ｇｒに応じて変更した。しかし、これに限らず、例えば角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７が目標補償角速度ωr*と補償角速度調整ゲインＫraとをまとめた１つの値として目標補償角速度ωr*’を演算し、該目標補償角速度ωr*’をグリップ状態量Ｇｒに応じて直接変更してもよく、その態様は適宜変更可能である。

・上記実施形態では、グリップ状態量Ｇｒに基づく比例調整ゲインＫpraの調整を通じて比例ゲインＫpr’を該グリップ状態量Ｇｒに応じて変更した。しかし、これに限らず、例えば比例補償制御部１３５が比例ゲインＫprと比例調整ゲインＫpraとをまとめた１つのゲインとして比例ゲインＫpra’を演算し、該比例ゲインＫpra’をグリップ状態量Ｇｒに応じて直接変更してもよく、その態様は適宜変更可能である。

・上記実施形態では、グリップ状態量Ｇｒに基づく位置調整ゲインＫpoaの調整を通じて位置ゲインＫpo’を該グリップ状態量Ｇｒに応じて変更した。しかし、これに限らず、例えば位置補償制御部１３６が位置ゲインＫpoと位置調整ゲインＫpoaとをまとめた１つのゲインとして位置ゲインＫpo’を演算し、該位置ゲインＫpo’をグリップ状態量Ｇｒに応じて直接変更してもよく、その態様は適宜変更可能である。

・上記実施形態では、グリップ状態量Ｇｒに基づく操舵トルク補償調整ゲインＫtsaの調整を通じて操舵トルク補償ゲインＫts’を該グリップ状態量Ｇｒに応じて変更した。しかし、これに限らず、例えば角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７が操舵トルク補償ゲインＫtsと操舵トルク補償調整ゲインＫtsaとをまとめた１つのゲインとして操舵トルク補償ゲインＫts’を演算し、該操舵トルク補償ゲインＫts’をグリップ状態量Ｇｒに応じて直接変更してもよく、その態様は適宜変更可能である。

・上記実施形態では、非操舵ゲイン演算部１２７は、トルクセンサ４２により検出される操舵トルクＴh（トーションバートルク）に基づいて非操舵ゲインＫnsを演算した。しかし、これに限らず、運転者がステアリングホイール１１に加えているトルク（推定操舵トルク）に基づいて非操舵ゲインＫnsを演算してもよい。なお、推定操舵トルクは、例えばステアリングホイール１１に設けられるセンサにより検出したり、操舵トルクＴhから演算により求めたりすることが可能である。また、同様に、操舵トルク補償ゲイン演算部１６２が推定操舵トルクに基づいて操舵トルク補償ゲインＫtsを演算してもよい。

・上記実施形態において、戻り時粘性制御演算部９６に、非操舵ゲインＫnsを調整する非操舵調整ゲインを演算する非操舵調整ゲイン演算部を設けてもよい。なお、非操舵調整ゲイン演算部は、例えば操舵トルク補償調整ゲイン演算部１６３と同様に構成することができる。また、非操舵調整ゲイン演算部は、非操舵調整ゲインを車速Ｖに応じて変更してもよい。

・上記実施形態において、操舵トルク補償調整ゲインＫtsaを操舵トルクＴhの絶対値が非操舵閾値Ｔthを超える場合にゼロとならないように演算してもよい。この場合、操舵トルクに基づく操舵トルク補償ゲインＫtsを基礎補償角速度トルクＴvvb*に乗算することにより、操舵トルクＴhに応じた好適な目標補償角速度トルクＴvv*を演算できる。

・上記実施形態において、慣性調整ゲインＫiiaを車速Ｖに応じて変更せず、一定としてもよい。同様に、粘性調整ゲインＫvba、戻り時粘性調整ゲインＫvra、補償角速度調整ゲインＫra、比例調整ゲインＫpra及び位置調整ゲインＫpoaを車速Ｖに応じて変更せず、一定としてもよい。

・上記実施形態において、慣性逆数ゲイン演算部１０１、粘性ゲイン演算部１１１、戻り時粘性ゲイン演算部１２２、目標補償角速度演算部１３１、比例ゲイン演算部１４１及び位置ゲイン演算部１５１のマップ形状は、適宜変更可能である。

・上記実施形態では、位置補償制御部１３６は目標操舵角θh*に基づいて位置ゲインＫpoを演算したが、これに限らず、例えば操舵角θhに*に基づいて位置ゲインＫpoを演算してもよい。

・上記実施形態では、目標補償角速度演算部１３１は目標操舵角θh*に基づいて目標補償角速度ωr*を演算したが、これに限らず、例えば操舵角θhに*に基づいて目標補償角速度ωr*を演算してもよい。

・上記実施形態では、角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７は目標補償角速度ωr*から目標操舵速度ωh*を差し引くことにより角速度偏差Δωを演算したが、これに限らず、例えば目標補償角速度ωr*から操舵角θhの微分に基づく操舵速度ωsを差し引くことにより角速度偏差Δωを演算してもよい。

・上記実施形態において、角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７が比例補償制御部１３５、位置補償制御部１３６及び操舵トルク補償ゲイン演算部１６２のいずれか、又はこれら全てを備えない構成としてもよい。

・上記実施形態では、粘性制御演算部９５は目標操舵速度ωh*に粘性ゲインＫvb’を乗算することにより目標粘性トルクＴvb*を演算したが、これに限らず、例えば目標操舵速度ωh*から抽出した符号信号に粘性ゲインＫvb’を乗算することにより目標粘性トルクＴvb*を演算してもよい。また、戻り時粘性制御演算部９６において、目標操舵速度ωh*に戻り時粘性ゲインＫvr’を乗算することにより目標戻り時粘性トルクＴvr*を演算してもよい。

・上記実施形態において、目標操舵角演算部６４が戻り時粘性制御演算部９６及び角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７のいずれか、又は双方を備えない構成としてもよい。
・上記実施形態において、慣性制御演算部９４、粘性制御演算部９５、戻り時粘性制御演算部９６及び角速度Ｆ／Ｂ制御演算部９７の少なくとも１つがグリップ状態量Ｇｒを考慮して演算を行えば、他の演算部がグリップ状態量Ｇｒを考慮して演算を行わなくともよい。

・上記実施形態では、路面軸力Ｆerを車両状態量軸力Ｆyrにより除算したグリップ度をグリップ状態量Ｇｒとしたが、これに限らず、例えば路面軸力Ｆerから車両状態量軸力Ｆyrを減算したグリップロス度（転舵輪４のグリップがどの程度失われたかを示す値）をグリップ状態量Ｇｒとしてもよい。

・上記実施形態では、路面軸力Ｆer及び車両状態量軸力Ｆyrに基づいてグリップ状態量Ｇｒを演算した。しかし、これに限らず、グリップ状態量Ｇｒは複数種の軸力に基づいて演算することができるため、例えば路面軸力Ｆer及び理想軸力Ｆibに基づいて、あるいは路面軸力Ｆer、理想軸力Ｆib及び車両状態量軸力Ｆyrに基づいてグリップ状態量Ｇｒを演算してもよい。また、理想軸力Ｆib、路面軸力Ｆer及び車両状態量軸力Ｆyr以外の軸力を演算し、当該軸力をグリップ状態量Ｇｒの演算に用いてもよい。

・上記実施形態では、路面軸力Ｆerをｑ軸電流値Ｉqtに基づいて演算したが、これに限らず、例えばラック軸２２に軸力を検出できる圧力センサ等を設け、その検出結果を路面軸力Ｆerとして用いてもよい。

・上記実施形態では、理想軸力Ｆibを目標操舵角θh*（目標転舵対応角）及び車速Ｖに基づいて演算したが、これに限らず、目標操舵角θh*（目標転舵対応角）のみに基づいて演算してもよく、また、転舵対応角θpに基づいて演算してもよい。さらに、例えば操舵トルクＴhや車速Ｖ等、他のパラメータを加味する等、他の方法で演算してもよい。

・上記実施形態では、理想軸力Ｆibと路面軸力Ｆerとを所定割合で配分して反力成分Ｆir（配分軸力）を演算したが、これに限らず、例えば理想軸力Ｆibと車両状態両軸力Ｆyrとを所定割合で配分して配分軸力を演算してもよく、配分軸力の演算態様は適宜変更可能である。

・上記実施形態では、ヨーレートγ及び横加速度ＬＡに基づいて車両状態両軸力Ｆyrを演算したが、これに限らず、例えばヨーレートγ及び横加速度ＬＡのいずれか一方のみに基づいて車両状態両軸力Ｆyrを演算してもよい。

・上記実施形態において、配分軸力演算部８３が車速Ｖ以外のパラメータを加味して配分ゲインＧib，Ｇerを演算してもよい。例えば車載のエンジン等の制御パターンの設定状態を示すドライブモードを複数の中から選択可能な車両において、該ドライブモードを配分ゲインＧib，Ｇerを設定するためのパラメータとしてもよい。この場合、配分軸力演算部８３がドライブモード毎に車速Ｖに対する傾向が異なる複数のマップを備え、同マップを参照することにより、配分ゲインＧib，Ｇerを演算する構成を採用できる。

・上記実施形態では、反力成分演算部６３は、ラック軸２２に作用する軸力に応じたベース反力を反力成分Ｆirとして演算したが、これに限らず、例えばベース反力に他の反力を加味した値を反力成分として演算してもよい。こうした反力として、例えばステアリングホイール１１の操舵角θhの絶対値が舵角閾値に近づく場合に、更なる切り込み操舵が行われるのに抗する反力であるエンド反力を採用することができる。なお、舵角閾値としては、例えばラックエンド２５がラックハウジング２３に当接することでラック軸２２の軸方向移動が規制される機械的なラックエンド位置よりも中立位置側に設定された仮想ラックエンド位置に対し、さらに所定角度だけ中立位置側に位置する仮想ラックエンド近傍位置での転舵対応角θpを用いることができる。また、舵角閾値としてステアリングホイール１１の回転エンド位置での操舵角θhを用いることもできる。

・上記実施形態では、目標操舵角演算部６４が操舵トルクＴh及び車速Ｖに基づいて目標操舵角θh*を設定したが、これに限らず、少なくとも操舵トルクＴhに基づいて設定されれば、例えば車速Ｖを用いずともよい。

・上記実施形態では、操舵角θhと転舵対応角θpとの舵角比を一定としたが、これに限らず、これらが車速等に応じて可変としてもよい。なお、この場合には、目標操舵角θh*と目標転舵対応角とが異なる値になる。

・上記実施形態において、目標操舵角演算部６４がサスペンションやホイールアライメント等の仕様によって決定されるバネ係数Ｋを用いた、所謂バネ項を追加してモデル化したモデル式を利用して目標操舵角θh*を演算してもよい。

・上記実施形態では、目標反力トルク演算部６５が基礎反力トルクに入力トルク基礎成分Ｔb*を加算して目標反力トルクＴs*を演算したが、これに限らず、例えば入力トルク基礎成分Ｔb*を加算せず、基礎反力トルクをそのまま目標反力トルクＴs*として演算してもよい。

・上記実施形態において、第１ラックアンドピニオン機構２４に代えて、例えばブッシュ等によりラック軸２２を支持してもよい。
・上記実施形態において、転舵側アクチュエータ３１として、例えばラック軸２２の同軸上に転舵側モータ３３を配置するものや、ラック軸２２と平行に転舵側モータ３３を配置するもの等を用いてもよい。

・上記実施形態では、操舵制御装置１の制御対象となる操舵装置２を、操舵部３と転舵部５とを機械的に分離したリンクレスのステアバイワイヤ式操舵装置としたが、これに限らず、クラッチにより操舵部３と転舵部５とを機械的に断接可能なステアバイワイヤ式操舵装置としてもよい。

例えば図１３に示す例では、操舵部３と転舵部５との間には、クラッチ３０１が設けられている。クラッチ３０１は、その入力側要素に固定された入力側中間軸３０２を介してステアリングシャフト１２に連結されるとともに、その出力側要素に固定された出力側中間軸３０３を介して第１ピニオン軸２１に連結されている。そして、操舵制御装置１からの制御信号によりクラッチ３０１が解放状態となることで、操舵装置２はステアバイワイヤモードとなり、クラッチ３０１が締結状態となることで、操舵装置２は電動パワーステアリングモードとなる。

１…操舵制御装置、２…操舵装置、３…操舵部、４…転舵輪、５…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…操舵側アクチュエータ、１４…操舵側モータ、５１…操舵側制御部（制御部）、６２…入力トルク基礎成分演算部、６３…反力成分演算部、６４…目標操舵角演算部、６５…目標反力トルク演算部、８１…路面軸力演算部（軸力演算部）、８２…理想軸力演算部（軸力演算部）、８３…配分軸力演算部、８８…車両状態量軸力演算部（軸力演算部）、８９…グリップ状態量演算部、９３…目標モデル演算部、９４…慣性制御演算部、９５…粘性制御演算部、９７…角速度Ｆ／Ｂ制御演算部、１０１…慣性逆数ゲイン演算部、１０２…慣性調整ゲイン演算部、１１１…粘性ゲイン演算部、１１２…粘性調整ゲイン演算部、１２１…符号抽出部、１２７…非操舵ゲイン演算部、１３１…目標補償角速度演算部、１３２…補償角速度調整ゲイン演算部、１３５…比例補償制御部、１３６…位置補償制御部、１４１…比例ゲイン演算部、１４２…比例調整ゲイン演算部、１５１…位置ゲイン演算部、１５２…位置調整ゲイン演算部、１６２…操舵トルク補償ゲイン演算部、１６３…操舵トルク補償調整ゲイン演算部、Ｆer…路面軸力、Ｆib…理想軸力、Ｆir…反力成分、Ｆyr…車両状態量軸力、Ｇｒ…グリップ状態量、Ｋii…慣性逆数ゲイン、Ｋns…非操舵ゲイン、Ｋpo…位置ゲイン、Ｋpr…比例ゲイン、Ｋra…補償角速度調整ゲイン、Ｋts…操舵トルク補償ゲイン、Ｋvb…粘性ゲイン、Ｋiia…慣性調整ゲイン、Ｋpoa…位置調整ゲイン、Ｋpra…比例調整ゲイン、Ｋtsa…操舵トルク補償調整ゲイン、Ｋvba…粘性調整ゲイン、ＬＡ…横加速度、Ｏｆ…オフセット値、Ｔb*…入力トルク基礎成分、Ｔc…駆動トルク、Ｔh…操舵トルク、Ｔh*…トルク指令値、Ｔin*…入力トルク、Ｔs*…目標反力トルク、Ｔt*…目標転舵トルク、Ｔvb＊…目標粘性トルク、Ｔvv＊…補償角速度トルク、Ｔvv＊…目標補償角速度トルク、Ｖ…車速、αh*…目標操舵加速度、γ…ヨーレート、θh…操舵角、θp…転舵対応角、θh*…目標操舵角、ωh*…目標操舵速度、ωr*…目標補償角速度。

Claims (17)

1. 操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部とが機械的に分離した構造又は機械的に断接可能な構造を有する操舵装置を制御対象とし、
   前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力を与える操舵側モータの作動を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記操舵部に入力される操舵トルクに基づいて、該操舵部に連結されるステアリングホイールの操舵角の目標値となる目標操舵角を演算する目標操舵角演算部を備え、前記操舵角を前記目標操舵角に追従させるフィードバック制御の実行に基づいて前記操舵反力の目標値となる目標反力トルクを演算するものであって、
   前記転舵輪が連結される転舵軸に作用する複数種の軸力を互いに異なる状態量に基づいて演算する複数の軸力演算部と、
   前記複数種の軸力に基づいてグリップ状態量を演算するグリップ状態量演算部とを備え、
   前記目標操舵角演算部は、前記グリップ状態量を考慮して前記目標操舵角を演算する操舵制御装置。
2. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
   前記目標操舵角演算部は、前記操舵部と前記転舵部とが機械的に連結されていると仮定した場合において前記ステアリングホイールの回転に伴って回転する回転軸への入力トルクと、該回転軸の回転角とを関連づけるモデル式に基づいて前記目標操舵角を演算する操舵制御装置。
3. 請求項２に記載の操舵制御装置において、
   前記目標操舵角演算部は、前記モデル式における前記回転軸の角加速度に基づく慣性項に対応する慣性制御演算部を備え、
   前記慣性制御演算部は、前記回転軸の角加速度の目標値である目標角加速度に応じた慣性逆数ゲインを、前記入力トルクに基づく値に乗算することにより前記目標角加速度を演算するものであって、
   前記慣性制御演算部は、前記グリップ状態量に基づいて前記慣性逆数ゲインを変更する操舵制御装置。
4. 請求項３に記載の操舵制御装置において、
   前記慣性制御演算部は、前記慣性逆数ゲインを車速に応じて変更する操舵制御装置。
5. 請求項２～４のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
   前記目標操舵角演算部は、前記モデル式における前記回転軸の角速度に基づく粘性項に対応する粘性制御演算部を備え、
   前記粘性制御演算部は、前記回転軸の角速度の目標値である目標角速度に応じた粘性ゲイン及び前記目標角速度に基づいて、前記入力トルクに合算する目標粘性トルクを演算するものであって、
   前記粘性制御演算部は、前記グリップ状態量に基づいて前記粘性ゲインを変更する操舵制御装置。
6. 請求項５に記載の操舵制御装置において、
   前記粘性制御演算部は、前記粘性ゲインを車速に応じて変更する操舵制御装置。
7. 請求項２～６のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
   前記目標操舵角演算部は、前記モデル式における前記回転軸の角速度に基づく粘性項に対応し、非操舵状態である場合に作用する戻り時粘性制御演算部を備え、
   前記戻り時粘性制御演算部は、前記回転軸の角速度の目標値である目標角速度に応じた戻り時粘性ゲイン及び前記目標角速度に基づいて、前記入力トルクに合算する目標戻り時粘性トルクを演算するものであって、
   前記戻り時粘性制御演算部は、前記グリップ状態量に基づいて前記戻り時粘性ゲインを変更する操舵制御装置。
8. 請求項７に記載の操舵制御装置において、
   前記戻り時粘性制御演算部は、前記戻り時粘性ゲインを車速に応じて変更する操舵制御装置。
9. 請求項２～８のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
   前記目標操舵角演算部は、前記モデル式における前記回転軸の角速度の目標値である目標角速度に相当する値を目標補償角速度に追従させる角速度フィードバック制御演算部を備え、
   前記角速度フィードバック制御演算部は、前記目標操舵角に相当する値に基づく前記目標補償角速度と前記目標角速度に相当する値との角速度偏差に基づいて前記入力トルクに合算される補償角速度トルクを演算するものであって、
   前記角速度フィードバック制御演算部は、前記グリップ状態量に基づいて前記目標補償角速度を変更する操舵制御装置。
10. 請求項９に記載の操舵制御装置において、
    前記角速度フィードバック制御演算部は、前記目標補償角速度を車速に応じて変更する操舵制御装置。
11. 請求項９又は１０に記載の操舵制御装置において、
    前記角速度フィードバック制御演算部は、車速に基づく比例ゲインを、前記角速度偏差に基づく値に乗算することで前記補償角速度トルクを補償するものであって、
    前記角速度フィードバック制御演算部は、前記グリップ状態量に基づいて前記比例ゲインを変更する操舵制御装置。
12. 請求項１１に記載の操舵制御装置において、
    前記角速度フィードバック制御演算部は、前記比例ゲインを車速に応じて変更する操舵制御装置。
13. 請求項９～１２のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
    前記角速度フィードバック制御演算部は、前記目標操舵角に相当する値に基づく位置ゲインを、前記角速度偏差に基づく値に乗算することで前記補償角速度トルクを補償するものであって、
    前記角速度フィードバック制御演算部は、前記グリップ状態量に基づいて前記位置ゲインを変更する操舵制御装置。
14. 請求項１３に記載の操舵制御装置において、
    前記角速度フィードバック制御演算部は、前記位置ゲインを車速に応じて変更する操舵制御装置。
15. 請求項９～１４のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
    前記角速度フィードバック制御演算部は、前記操舵部に入力される操舵トルクに基づく操舵トルク補償ゲインを、前記角速度偏差に基づく値に乗算することで前記補償角速度トルクを補償するものであって、
    前記角速度フィードバック制御演算部は、前記グリップ状態量に基づいて前記操舵トルク補償ゲインを変更する操舵制御装置。
16. 請求項１５に記載の操舵制御装置において、
    前記角速度フィードバック制御演算部は、前記操舵トルクの絶対値が非操舵状態を示す非操舵閾値を超える場合に前記操舵トルク補償ゲインがゼロとなるように演算する操舵制御装置。
17. 請求項１５又は１６に記載の操舵制御装置において、
    前記角速度フィードバック制御演算部は、前記操舵トルク補償ゲインを車速に応じて変更する操舵制御装置。

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