JP7338520B2 - 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、運転者による操舵を補助するためのアシスト力をモータによって付与する電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）がある。また、車両用の操舵装置として、運転者により操舵される操舵ユニットと運転者の操舵に応じて転舵輪を転舵装置がある。ＳＢＷ式の操舵装置では、操舵ユニットに設けられた操舵側モータによって運転者の操舵に抗する操舵反力が付与され、転舵ユニットに設けられた転舵側モータによって転舵輪を転舵させる転舵力が付与される。

こうした操舵装置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、種々の成分に基づいてモータが操舵装置に付与するモータトルクの指令値を演算する。例えば特許文献１に記載の操舵制御装置では、操舵トルクに基づくアシスト力の基礎成分から、切り込み又は切り戻しの操舵状態に応じたヒステリシス成分を減算することにより得られる値に基づいてトルク指令値を演算する。そして、同操舵制御装置では、操舵装置が搭載される車両のばね特性に基づいてヒステリシス成分を変更することで、操舵感を調整し、操舵フィーリングの最適化を図っている。

特開２０１６－１４４９７４号公報

ところで、近年、操舵装置における操舵フィーリングの向上の構成は、より一層強まっており、上記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、より良好な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。

本発明の目的は、操舵フィーリングの向上を図ることの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、モータを駆動源とするアクチュエータが付与するモータトルクによりステアリングホイールの操舵に必要な操舵トルクを可変とする操舵装置を制御対象とし、前記モータトルクの目標値となるトルク指令値を演算するトルク指令値演算部を備え、前記トルク指令値に応じた前記モータトルクが発生するように前記モータの作動を制御する操舵制御装置において、前記トルク指令値演算部は、前記トルク指令値を演算するために加味される指令値成分を演算する指令値成分演算部と、前記操舵装置の動作に応じて変化する状態量の変化に対して前記指令値成分がヒステリシス特性を有して変化するように加味されるヒステリシス成分を演算するヒステリシス成分演算部と、を有し、前記ヒステリシス成分演算部は、前記状態量に基づいて、前記ヒステリシス成分の基礎成分として、前記状態量が大きくなるほど、絶対値が大きくなる且つ前記状態量に対する変化量であるヒステリシス勾配の絶対値が小さくなるように変化するヒステリシス基礎成分を演算するヒステリシス基礎成分演算部と、前記ヒステリシス基礎成分を微分して得られる成分であるヒステリシス微分成分を演算するヒステリシス微分成分演算部と、を有し、前記ヒステリシス成分演算部は、前記ヒステリシス基礎成分に対して前記ヒステリシス微分成分を加味することで前記ヒステリシス成分を演算するようにしている。

ここで、ヒステリシス基礎成分については、これを加味することによって操舵に対する手応えを運手者に与えることができるようになる。この操舵に対する手応えとして、しっかりとした手応えを運転者に与えるには、ヒステリシス基礎成分の立ち上がり時の勾配であるヒステリシス勾配をより大きくして応答性を高めることが考えられる。この場合、ヒステリシス勾配を無理に大きくして応答性を高め過ぎると応答性能が足りていない等の理由から、ヒステリシス基礎成分で振動的な応答の特性が顕著になり安定性の面で不利になる。つまり、しっかりとした手応えを運転者に与えるべく、ヒステリシス基礎成分のヒステリシス勾配を大きくして応答性を高めようにも限界がある。

これに対して、上記構成において、ヒステリシス微分成分は、ヒステリシス基礎成分で生じる振動的な応答の特性を抑制するように作用することになる。これは、つまりヒステリシス基礎成分のヒステリシス勾配を大きくした際の振動的な応答の特性を抑制することができるようになる。これにより、ヒステリシス基礎成分のヒステリシス勾配として大きくして高められる応答性の限界を、ヒステリシス微分成分を加味しない場合と比較して大きくすることができるようになる。したがって、ヒステリシス微分成分を加味しない場合と比較して、ヒステリシス勾配を大きくして応答性を高めたヒステリシス基礎成分の設計が可能になり、しっかりとした手応えを運転者に与えて操舵フィーリングの向上を図ることができる。

上記操舵制御装置において、前記ヒステリシス基礎成分演算部は、前記ステアリングホイールの操舵に関連して回転する回転軸の角度の変化量に基づいて、前記ヒステリシス基礎成分を変更することが好ましい。

上記構成によれば、例えば、ステアリングホイールの操舵に関連して回転する回転軸の角度の変化量が大きいほど、ヒステリシス勾配を小さくして応答性を低下させるようにヒステリシス基礎成分を変更すると、早い操舵では手応えを抑えた状態ですっと操舵させることができるようになる。これにより、しっかりとした手応えを運転者に与えたり、すっと操舵できるようにしたり、ステアリングホイールの操舵の状態に応じた適切な操舵フィーリングを設定することができるようになる。したがって、操舵フィーリングの向上を図るのに効果的である。

また、上記操舵制御装置において、前記ヒステリシス基礎成分演算部は、車速に基づいて、前記ヒステリシス基礎成分を変更することが好ましい。
上記構成によれば、例えば、車速が小さいほど、ヒステリシス勾配を大きくして応答性を高めるようにヒステリシス基礎成分を変更すると、停車時などでは十分な手応えを運転者に与えることができるようになる。これにより、しっかりとした手応えを運転者に与えたり、十分な手応えを運転者に与えたり、車両の走行の状態に応じた適切な操舵フィーリングを設定することができるようになる。したがって、操舵フィーリングの向上を図るのに効果的である。

ここで、ヒステリシス基礎成分を車速に基づき変更すると、当該ヒステリシス基礎成分を微分して得られる成分であるヒステリシス微分成分についても成り行きで車速に基づき変更されることとなる。ただし、この成り行きで車速に基づき変更されるヒステリシス微分成分は、操舵フィーリングの向上を目的とした場合に必ずしも適切な成分であるとは言えない。

そこで、上記操舵制御装置において、前記ヒステリシス微分成分演算部は、前記車速に基づいて、前記ヒステリシス微分成分を変更することが好ましい。
上記構成によれば、ヒステリシス基礎成分を車速に基づき変更するなかで、当該ヒステリシス基礎成分に対して加味するヒステリシス微分成分を操舵フィーリングの向上を目的とした場合に適切な成分として演算することができるようになる。これにより、操舵フィーリングの向上に寄与することができる。

本発明の操舵制御装置によれば、操舵フィーリングの向上を図ることができる。

操舵装置の概略構成図。 操舵制御装置の機能を示すブロック図。 第１実施形態の目標反力トルク演算部の機能を示すブロック図。 第１実施形態のヒステリシス成分演算部の機能を示すブロック図。 （ａ）は切り込み操舵時における転舵角とヒステリシス基礎成分との関係を示すグラフ、（ｂ）は切り戻し操舵時における転舵角とヒステリシス基礎成分との関係を示すグラフ。 サイン操舵した場合の転舵角とヒステリシス基礎成分との関係を示すグラフ。 転舵角と目標操舵トルクとの関係を示すグラフ。 図５（ａ）について第１象限の関係を拡大して示す拡大図。 図７について第１象限の関係を拡大して示す拡大図。 第２実施形態の目標反力トルク演算部の機能を示すブロック図。 第３実施形態の角度軸力演算部の機能を示すブロック図。

（第１実施形態）
以下、操舵制御装置をステアバイワイヤ式の操舵装置に適用した第１実施形態を図面に従って説明する。

図１に示すように、本実施形態の操舵装置１は、ステアバイワイヤ式の操舵装置である。操舵装置１は、当該操舵装置１の作動を制御する操舵制御装置２を備えている。操舵装置１は、ステアリングホイール３を介して運転者により操舵される操舵機構４と、運転者による操舵機構４の操舵に応じて転舵輪５を転舵させる転舵機構６とを備えている。本実施形態の操舵装置１は、操舵機構４と、転舵機構６との間の動力伝達路が機械的に常時分離した構造を有している。

操舵機構４は、ステアリングホイール３が連結されるステアリングシャフト１１と、ステアリングシャフト１１を介してステアリングホイール３に対して操舵に抗する力である操舵反力を付与する操舵側アクチュエータ１２とを備えている。

操舵側アクチュエータ１２は、駆動源となる操舵側モータ１３と、ウォームアンドホイールからなる減速機１４とを備えている。操舵側モータ１３は、減速機１４を介してステアリングシャフト１１に連結されている。

転舵機構６は、ピニオン軸２１と、ピニオン軸２１に連結された転舵シャフトとしてのラック軸２２と、ラック軸２２を軸方向への往復動可能に収容するラックハウジング２３と、ピニオン軸２１及びラック軸２２からなるラックアンドピニオン機構２４とを備えている。ラック軸２２とピニオン軸２１とは、ラックハウジング２３内に所定の交差角をもって配置されている。ラックアンドピニオン機構２４は、ピニオン軸２１に形成されたピニオン歯２１ａとラック軸２２に形成されたラック歯２２ａとが噛合されることで構成されている。また、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５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。

ピニオン軸２１は、ラック軸２２をラックハウジング２３の内部に支持するために設けられている。すなわち、転舵機構６に設けられる図示しない支持機構によって、ラック軸２２はその軸線方向に沿って移動可能に支持されるとともに、ピニオン軸２１へ向けて押圧される。これにより、ラック軸２２はラックハウジング２３の内部に支持される。また、ラック軸２２の回転が規制される。ただし、ピニオン軸２１を使用せずにラック軸２２をラックハウジング２３に支持する他の支持機構を設けてもよい。この場合、転舵機構６としてピニオン軸２１を割愛した構成を採用してもよい。

また、転舵機構６は、ラック軸２２に対して転舵輪５を転舵させるべく軸方向へ移動するための動力を付与する転舵側アクチュエータ３１を備えている。転舵側アクチュエータ３１は、駆動源となる転舵側モータ３２と、ベルト機構３３と、ボール螺子機構３４とを備えている。そして、転舵側アクチュエータ３１は、転舵側モータ３２の回転をベルト機構３３を介してボール螺子機構３４に伝達し、ボール螺子機構３４にてラック軸２２の軸方向への往復動に変換することで当該ラック軸２２に対して動力を付与する。

このように構成された操舵装置１では、運転者によるステアリング操舵に応じて転舵側アクチュエータ３１からラック軸２２に対してモータトルクが動力として付与されることで、転舵輪５の舵角が変更される。このとき、操舵側アクチュエータ１２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３に対して付与される。つまり、操舵装置１では、操舵側アクチュエータ１２から付与されるモータトルクである操舵反力により、ステアリングホイール３の操舵に必要な操舵トルクＴｈが変更される。

図１に示すように、操舵側モータ１３及び転舵側モータ３２には、各モータ１３，３２の駆動を制御する操舵制御装置２が接続されている。操舵制御装置２は、各種のセンサの検出結果に基づき、各モータ１３，３２の制御量である電流の供給を制御することによって、各モータ１３，３２の駆動を制御する。各種のセンサとしては、例えば、車速センサ４１、トルクセンサ４２、操舵側回転角センサ４３、及び転舵側回転角センサ４４がある。

車速センサ４１は、車両の走行速度である車速を示す値である車速値Ｖを検出する。トルクセンサ４２は、運転者のステアリング操舵によりステアリングシャフト１１に付与されたトルクを示す値である操舵トルクＴｈを検出する。操舵側回転角センサ４３は、操舵側モータ１３の回転軸の角度である操舵側回転角θｓを３６０°の範囲内で検出する。転舵側回転角センサ４４は、転舵側モータ３２の回転軸の角度である転舵側回転角θｔを３６０°の範囲内で検出する。なお、操舵トルクＴｈ、操舵側回転角θｓ、及び転舵側回転角θｔは、例えば右方向に操舵した場合に正の値、左方向に操舵した場合に負の値として検出する。

次に、操舵制御装置２の機能について説明する。
操舵制御装置２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。これにより、各種の処理が実行される。

図２に、操舵制御装置２が実行する処理の一部を示す。図２に示す処理は、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することで実現される処理の一部を、実現される処理の種類毎に記載したものである。

操舵制御装置２は、操舵側モータ制御信号Ｍｓを出力する操舵側制御部５１と、操舵側モータ制御信号Ｍｓに基づいて操舵側モータ１３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１３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１３の各相電流値Ｉｕｓ，Ｉｖｓ，Ｉｗｓを検出する操舵側電流センサ４５が接続されている。操舵側電流センサ４５は、操舵側モータ１３に対応して設けられる図示しないインバータにおいて、スイッチング素子のそれぞれのソース側に接続されたシャント抵抗の電圧降下を電流として取得する。なお、図２では、説明の便宜上、各相の接続線５３及び各相の操舵側電流センサ４５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２は、転舵側モータ制御信号Ｍｔを出力する転舵側制御部５４と、転舵側モータ制御信号Ｍｔに基づいて転舵側モータ３２に駆動電力を供給する転舵側駆動回路５５とを備えている。転舵側制御部５４には、転舵側駆動回路５５と転舵側モータ３２の各相のモータコイルとの間の接続線５６を流れる転舵側モータ３２の各相電流値Ｉuｔ，Iｖｔ，Ｉｗｔを検出する転舵側電流センサ４６が接続されている。転舵側電流センサ４６は、転舵側モータ３２に対応して設けられる図示しないインバータにおいて、スイッチング素子のそれぞれのソース側に接続されたシャント抵抗の電圧降下を電流として取得する。なお、図２では、説明の便宜上、各相の接続線５６及び各相の転舵側電流センサ４６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５５には、例えばＦＥＴ等の複数のスイッチング素子を有する周知のＰＷＭインバータがそれぞれ採用されている。また、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。

操舵側制御部５１は、操舵側モータ制御信号Ｍｓを操舵側駆動回路５２に出力することにより、車載電源Ｂから操舵側モータ１３への駆動電力の供給を通じて当該操舵側モータ１３の駆動を制御する。また、転舵側制御部５４は、転舵側モータ制御信号Ｍｔを転舵側駆動回路５５に出力することにより、車載電源Ｂから転舵側モータ３２への駆動電力の供給を通じて転舵側モータ３２の駆動を制御する。

次に、操舵側制御部５１の機能について説明する。
操舵側制御部５１には、操舵トルクＴｈ、車速値Ｖ、操舵側回転角θs、各相電流値Ｉｕｓ，Ｉｖｓ，Ｉｗｓ、後述の実電流値Ｉｑｔ、及び後述の転舵角θｐが入力される。操舵側制御部５１は、これら入力された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。なお、実電流値Ｉｑｔは、各相電流値Ｉｕｔ，Ｉｖｔ，Ｉｗｔに基づき演算される。また、転舵角θｐは、転舵側回転角θｔに基づき演算される。

具体的には、操舵側制御部５１は、ステアリングホイール３、すなわちステアリングシャフト１１の回転角である操舵角θｈを演算する操舵角演算部６１と、操舵反力の目標値となる目標トルクとしての目標反力トルクＴｓ＊を演算する目標反力トルク演算部６２と、操舵側モータ制御信号Ｍｓを演算する操舵側モータ制御信号演算部６３とを備えている。

操舵角演算部６１には、操舵側回転角θsが入力される。操舵角演算部６１は、操舵側回転角θsを、例えば、車両が直進しているときのステアリングホイール３の位置であるステアリング中立位置からの操舵側モータ１３の回転数をカウントすることにより、３６０°を超える範囲を含む積算角に換算する。操舵角演算部６１は、換算して得られた積算角に減速機１４の回転速度比に基づく換算係数を乗算することで、操舵角θｈを演算する。こうして得られた操舵角θｈは、目標反力トルク演算部６２に出力される。

目標反力トルク演算部６２には、操舵トルクＴｈ、車速値Ｖ、操舵角θｈ、及び実電流値Ｉｑｔが入力される。目標反力トルク演算部６２は、これら入力された状態量に基づいて、目標反力トルクＴｓ＊を演算する。こうして得られた目標反力トルクＴｓ＊は、操舵側モータ制御信号演算部６３に出力される。また、目標反力トルク演算部６２は、目標反力トルクＴｓ＊を演算する過程で、ステアリングホイール３の操舵角θｈの目標値である目標操舵角θｈ＊を演算する。こうして得られた目標操舵角θｈ＊は、転舵側制御部５４に出力される。本実施形態において、目標反力トルク演算部６２はトルク指令値演算部の一例であり、目標反力トルクＴｓ＊はトルク指令値の一例である。

操舵側モータ制御信号演算部６３には、目標反力トルクＴｓ＊に加え、操舵側回転角θs及び各相電流値Ｉｕｓ，Ｉｖｓ，Ｉｗｓが入力される。操舵側モータ制御信号演算部６３は、目標反力トルクＴｓ＊に基づいて、ｄｑ座標系におけるｄ軸上のｄ軸目標電流値Ｉｄｓ＊及びｑ軸上のｑ軸目標電流値Ｉｑｓ＊を演算する。目標電流値Ｉｄｓ＊，Ｉｑｓ＊は、ｄｑ座標系におけるｄ軸上の目標電流値及びｑ軸上の目標電流値をそれぞれ示す。具体的には、操舵側モータ制御信号演算部６３は、目標反力トルクＴｓ＊の絶対値が大きくなるほど、より大きな絶対値を有する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、基本的にゼロに設定される。そして、操舵側モータ制御信号演算部６３は、ｄｑ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、操舵側駆動回路５２に出力する操舵側モータ制御信号Ｍｓを生成する。なお、以下の説明では、フィードバックという文言を「Ｆ／Ｂ」と記すことがある。

すなわち、操舵側モータ制御信号演算部６３は、操舵側回転角θsに基づいて実電流値Ｉｑｓをｄｑ座標上に写像することにより、ｄｑ座標系における操舵側モータ１３の実電流値であるｄ軸の実電流値Ｉｄｓ及びｑ軸の実電流値Ｉｑｓを演算する。操舵側モータ制御信号演算部６３は、ｄ軸の実電流値Ｉｄｓをｄ軸目標電流値Ｉｄｓ＊に追従させるべく、またｑ軸の実電流値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目標電圧値を演算し、該目標電圧値に基づくデューティ比を設定するための操舵側モータ制御信号Ｍｓを生成する。こうして得られた操舵側モータ制御信号Ｍｓは、操舵側駆動回路５２に出力される。これにより、操舵側モータ１３には、操舵側駆動回路５２から操舵側モータ制御信号Ｍｓに応じた駆動電力が供給される。そして、操舵側モータ１３は、目標反力トルクＴｓ＊に示される操舵反力をステアリングホイール３に付与する。

次に、転舵側制御部５４の機能について説明する。
転舵側制御部５４には、転舵側回転角θt、目標操舵角θｈ＊、及び各相電流値Ｉｕｔ，Ｉｖｔ，Ｉｗｔが入力される。転舵側制御部５４は、これら入力された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。なお、本実施形態の操舵装置１では、操舵角θｈと転舵角θｐとの比である舵角比が１：１の比率で一定に設定されており、転舵角θｐの目標値となる目標転舵角は、目標操舵角θｈ＊と等しい。

具体的には、転舵側制御部５４は、ピニオン軸２１の回転角である転舵角θｐを演算する転舵角演算部７１と、転舵輪５を転舵させる転舵力の目標値となる目標転舵トルクＴｔ＊を演算する目標転舵トルク演算部７２と、転舵側モータ制御信号Ｍｔを演算する転舵側モータ制御信号演算部７３とを備えている。

転舵角演算部７１には、転舵側モータ３２の転舵側回転角θtが入力される。転舵角演算部７１は、入力される転舵側回転角θtを、例えば、車両が直進しているときのラック軸２２の位置であるラック中立位置からの転舵側モータ３２の回転数をカウントすることにより、３６０°を超える範囲を含む積算角に換算する。転舵角演算部７１は、換算して得られた積算角にベルト機構３３の減速比、ボール螺子機構３４のリード、及びラックアンドピニオン機構２４の回転速度比に基づく換算係数を乗算することで、転舵角θｐを演算する。こうして得られた転舵角θｐは、目標転舵トルク演算部７２に出力される。

目標転舵トルク演算部７２には、目標操舵角θｈ＊及び転舵角θｐが入力される。目標転舵トルク演算部７２は、転舵角θｐを目標操舵角θｈ＊に追従させる角度Ｆ／Ｂ演算を実行することにより、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Ｆ／Ｂ演算を行う転舵角Ｆ／Ｂ制御部７４を備えている。転舵角Ｆ／Ｂ制御部７４には、目標転舵角である目標操舵角θｈ＊から転舵角θｐを差し引いて減算器７５を通じて得られる角度偏差Δθｐが入力される。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。こうして得られた目標転舵トルクＴｔ＊は、転舵側モータ制御信号演算部７３に出力される。

転舵側モータ制御信号演算部７３には、目標転舵トルクＴｔ＊に加え、転舵側回転角θｔ及び各相電流値Ｉｕｔ，Ｉｖｔ，Ｉｗｔが入力される。転舵側モータ制御信号演算部７３は、目標転舵トルクＴｔ＊に基づいて、ｄｑ座標系におけるｄ軸上のｄ軸目標電流値Ｉｄｔ＊及びｑ軸上のｑ軸目標電流値Ｉｑｔ＊を演算する。具体的には、転舵側モータ制御信号演算部７３は、目標転舵トルクＴｔ＊の絶対値が大きくなるほど、より大きな絶対値を有する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、基本的にゼロに設定される。そして、転舵側モータ制御信号演算部７３は、操舵側モータ制御信号演算部６３と同様に、ｄｑ座標系における電流Ｆ／Ｂ演算を実行することにより、転舵側駆動回路５５に出力する転舵側モータ制御信号Ｍｔを生成する。また、転舵側モータ制御信号演算部７３の演算を通じて転舵側モータ制御信号Ｍｔを生成する過程で得られる実電流値Ｉｑｔは、操舵側制御部５１の目標反力トルク演算部６２に出力される。こうして得られた転舵側モータ制御信号Ｍｔは、転舵側駆動回路５５に出力される。これにより、転舵側モータ３２には、転舵側駆動回路５５から転舵側モータ制御信号Ｍｔに応じた駆動電力が供給される。そして、転舵側モータ３２は、目標転舵トルクＴｔ＊に示される転舵力を転舵輪５に付与する。

次に、目標反力トルク演算部６２の機能について説明する。
図３に示すように、目標反力トルク演算部６２は、運転者の操舵方向にステアリングホイール３を回転させる力である入力トルク成分としてトルクＦ／Ｂ成分Ｔｆｂｔを演算する入力トルク成分演算部８１を備えている。また、目標反力トルク演算部６２は、運転者の操舵によるステアリングホイール３の回転に抗する力、すなわち転舵輪５からラック軸２２に作用する軸力である配分軸力Ｆｉｒを演算する反力成分演算部８２を備えている。また、目標反力トルク演算部６２は、目標操舵角θｈ＊を演算する目標操舵角演算部８３と、操舵角Ｆ／Ｂ成分Ｔｆｂｈを演算する操舵角Ｆ／Ｂ成分演算部８４を備えている。

具体的には、入力トルク成分演算部８１は、ステアリングホイール３に入力すべき操舵トルクＴｈの目標値となる目標操舵トルクＴｈｂ＊を演算する目標操舵トルク演算部９１と、目標操舵トルクＴｈｂ＊がヒステリシス特性を有して変化するように加味されるヒステリシス成分Ｔｈｙ＊を演算するヒステリシス成分演算部９２とを備えている。また、入力トルク成分演算部８１は、トルクＦ／Ｂ演算の実行によりトルクＦ／Ｂ成分Ｔｆｂｔを演算するトルクＦ／Ｂ成分演算部９３を備えている。

目標操舵トルク演算部９１には、操舵トルクＴｈにトルクＦ／Ｂ成分Ｔｆｂｔを加算した加算器９４を通じて得られる駆動トルクＴｃが入力される。目標操舵トルク演算部９１は、駆動トルクＴｃの絶対値が大きいほど、より大きな絶対値となる目標操舵トルクＴｈｂ＊を演算する。なお、駆動トルクＴｃは、操舵機構４と転舵機構６とが機械的に連結されたものにおいて、転舵輪５を転舵させるトルクであり、近似的にラック軸２２に作用する軸力と釣り合う力を示すものである。つまり、駆動トルクＴｃは、ラック軸２２に作用する軸力を推定した演算上の軸力に相当する。

ヒステリシス成分演算部９２には、転舵角θｐ及び車速値Ｖが入力される。ヒステリシス成分演算部９２は、転舵角θｐ及び車速値Ｖに基づいて、ヒステリシス成分Ｔｈｙ＊を演算する。なお、ヒステリシス成分Ｔｈｙ＊の具体的な演算の方法は後で詳しく説明する。こうして得られたヒステリシス成分Ｔｈｙ＊は、目標操舵トルクＴｈｂ＊を加算して加算器９５を通じて得られる目標操舵トルクＴｈ＊として減算器９６に出力される。また、こうして得られた目標操舵トルクＴｈ＊は、さらに操舵トルクＴｈから差し引いて減算器９６を通じて得られるトルク偏差ΔＴｈとしてトルクＦ／Ｂ成分演算部９３に出力される。

トルクＦ／Ｂ成分演算部９３には、トルク偏差ΔＴｈが入力される。トルクＦ／Ｂ成分演算部９３は、トルク偏差ΔＴｈに基づいて、操舵トルクＴｈを目標操舵トルクＴｈ＊に追従させるトルクＦ／Ｂ演算、すなわちトルクフィードバック制御を行うことで、トルクＦ／Ｂ成分Ｔｆｂｔを演算する。トルクＦ／Ｂ成分演算部９３は、トルク偏差ΔＴｈ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、トルクＦ／Ｂ成分Ｔｆｂｔとして演算する。こうして得られたトルクＦ／Ｂ成分Ｔｆｂｔは、加算器９４及び目標操舵角演算部８３に出力される。なお、トルクＦ／Ｂ成分Ｔｆｂｔは、後述の加算器８５にも出力される。

反力成分演算部８２は、転舵輪５に作用する軸力、すなわち転舵輪５に伝達される伝達力の理想値である角度軸力Ｆｉｂを演算する角度軸力演算部１０１と、転舵輪５に作用する軸力、すなわち転舵輪５に伝達される伝達力の推定値である電流軸力Ｆｅｒを演算する電流軸力演算部１０２とを備えている。また、反力成分演算部８２は、角度軸力Ｆｉｂ及び電流軸力Ｆｅｒを所定配分比率で合算して得られるラック軸２２に作用する軸力を推定した演算上の軸力に相当する配分軸力Ｆｉｒを演算する配分軸力演算部１０３を備えている。本実施形態において、角度軸力Ｆｉｂは、任意に設定する車両のモデルにより規定される軸力の理想値として演算され、車両の横方向への挙動に影響を与えない微小な凹凸や車両の横方向への挙動に影響を与える段差等の路面情報が反映されない軸力として演算される。また、電流軸力Ｆｅｒは、車両が走行や停止している際に実際に作用する軸力の推定値として演算され、上記路面情報が反映される軸力として演算される。なお、これら各軸力Ｆｉｂ，Ｆｅｒは、トルクの次元（Ｎ・ｍ）で演算される。

角度軸力演算部１０１には、転舵角θｐ及び車速値Ｖが入力される。角度軸力演算部１０１は、転舵角θｐに基づいて、当該転舵角θｐの絶対値が大きくなるほど、絶対値が大きい角度軸力Ｆｉｂを演算する。また、角度軸力演算部１０１は、車速値Ｖが大きくなるにつれて絶対値が大きくなるように角度軸力Ｆｉｂを演算する。こうして得られた角度軸力Ｆｉｂは、配分軸力演算部１０３に出力される。

電流軸力演算部１０２には、実電流値Ｉｑｔが入力される。電流軸力演算部１０２は、実電流値Ｉｑｔに基づいて、当該実電流値Ｉｑｔの絶対値が大きくなるほど、絶対値が大きい電流軸力Ｆｅｒを演算する。こうして得られた電流軸力Ｆｅｒは、配分軸力演算部１０３に出力される。

配分軸力演算部１０３には、角度軸力Ｆｉｂ、電流軸力Ｆｅｒ、及び車速値Ｖが入力される。配分軸力演算部１０３は、車速値Ｖに基づいて、車速値Ｖが大きくなるほど、角度軸力Ｆｉｂの配分比率を小さくし、電流軸力Ｆｅｒの配分比率を大きくするように調整するなかで、角度軸力Ｆｉｂ及び電流軸力Ｆｅｒを合算して配分軸力Ｆｉｒを演算する。

目標操舵角演算部８３には、車速値Ｖ、操舵トルクＴｈ、トルクＦ／Ｂ成分Ｔｆｂｔ、及び配分軸力Ｆｉｒが入力される。目標操舵角演算部８３は、トルクＦ／Ｂ成分Ｔｆｂｔに操舵トルクＴｈを加算するとともに、配分軸力Ｆｉｒを減算して得られる値である入力トルクＴｉｎ＊と目標操舵角θｈ＊とを関係づける下記式（１）の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。

Ｔｉｎ＊＝Ｃ・θｈ＊´＋Ｊ・θｈ＊´´…（１）
このモデル式は、ステアリングホイール３と転舵輪５とが機械的に連結されたもの、すなわち操舵機構４と転舵機構６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３の回転に伴って回転する回転軸のトルクと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１の摩擦等をモデル化した粘性係数Ｃ、操舵装置１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、車速値Ｖに応じて可変設定される。こうして得られた目標操舵角θｈ＊は、目標転舵トルク演算部７２及び操舵角Ｆ／Ｂ成分演算部８４に出力される。

操舵角Ｆ／Ｂ成分演算部８４には、目標操舵角θｈ＊から操舵角θｈを差し引いて減算器８６を通じて得られる角度偏差Δθｈが入力される。操舵角Ｆ／Ｂ成分演算部８４は、角度偏差Δθｈに基づいて、操舵角θｈを目標操舵角θｈ＊に追従させる角度Ｆ／Ｂ演算を行うことで、操舵角Ｆ／Ｂ成分Ｔｆｂｈを演算する。具体的には、操舵角Ｆ／Ｂ成分演算部８４は、角度偏差Δθｈ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、操舵角Ｆ／Ｂ成分Ｔｆｂｈとして演算する。こうして得られた操舵角Ｆ／Ｂ成分Ｔｆｂｈは、トルクＦ／Ｂ成分Ｔｆｂｔを加算して加算器８５を通じて得られる目標反力トルクＴｓ＊として操舵側モータ制御信号演算部６３に出力される。

本実施形態において、目標反力トルク演算部６２は、トルクＦ／Ｂ演算に用いる目標操舵トルクＴｈ＊を演算上の軸力である駆動トルクＴｃに基づき演算するとともに、角度Ｆ／Ｂ演算に用いる目標操舵角θｈ＊を演算上の軸力である配分軸力Ｆｉｒに基づき演算し、これらを足し合わせて目標反力トルクＴｓ＊として演算している。そのため、操舵側モータ１３が付与する操舵反力は、基本的には運転者の操舵に抗する力として作用することになるが、ラック軸２２に作用する演算上の軸力と、実際の軸力との偏差によっては、運転者の操舵を補助する力として作用することもある。

ここで、ヒステリシス成分演算部９２の機能についてさらに詳しく説明する。
図４に示すように、ヒステリシス成分演算部９２は、ヒステリシス成分Ｔｈｙ＊の基礎成分であるヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊を演算するヒステリシス基礎成分演算部１１１と、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊の微分値であるヒステリシス微分成分Ｔｈｙｄ＊を演算するヒステリシス微分成分演算部１１２とを備えている。

ヒステリシス基礎成分演算部１１１には、車速値Ｖ、転舵角θｐ、及び角速度ωｐが入力される。角速度ωｐは、転舵角θｐを微分して微分器１１３を通じて得られる微分値であり、ステアリングホイール３の操舵に関連して回転するピニオン軸２１の転舵角θｐの変化量である。

図５（ａ），（ｂ）に示すように、ヒステリシス基礎成分演算部１１１は、転舵角θｐと、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊との関係を定めたヒステリシスマップＭ１，Ｍ２を備えており、転舵角θｐを入力とし、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊をマップ演算する。ヒステリシス基礎成分演算部１１１は、転舵角θｐや角速度ωｐの符号及び増減に基づき判定される切り込み操舵であるか、切り戻し操舵であるかに応じたヒステリシスマップＭ１，Ｍ２のいずれかを用いてヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊をマップ演算する。本実施形態において、切り込み操舵は操舵の方向が同一の一方向への操舵を継続する操舵のことであり、切り戻し操舵は操舵の方向が変化した後の僅か所定範囲内の転舵角θｐの間の操舵のことである。なお、ヒステリシスマップＭ１，Ｍ２において、「θｐ」とは、後述のように、切り込み操舵や切り戻し操舵の開始位置での転舵角θｐを原点とした場合の転舵角θｐの変化量を示している。

具体的には、ヒステリシス基礎成分演算部１１１は、切り込み操舵時には、ヒステリシスマップＭ１を用いて、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊を演算する。この場合、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊は、転舵角θｐの絶対値が大きくなるほど、絶対値が大きくなるとともに、転舵角θｐに対するヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊の立ち上がり時の変化率であるヒステリシス勾配の絶対値が小さくなるように算出される。この場合のヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊の絶対値は、転舵角θｐが所定以上の範囲で飽和するようになっており、その時の値が最大値Ｔｍａｘ以下となるように算出される。

そして、ヒステリシス基礎成分演算部１１１は、右方向への切り込み操舵時、その切り込み操舵の開始位置での転舵角θｐをヒステリシスマップＭ１の原点として第１象限に示される値を用いる。また、ヒステリシス基礎成分演算部１１１は、左方向への切り込み操舵を行う場合、その切り込み操舵の開始位置での転舵角θｐをヒステリシスマップＭ１の原点として第３象限に示される値を用いる。

一方、ヒステリシス基礎成分演算部１１１は、切り戻し操舵時には、ヒステリシスマップＭ２を用いて、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊を演算する。この場合、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊は、転舵角θｐに比例するように算出される。この場合のヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊は、原点から所定範囲内の転舵角θｐの場合にのみ算出される。

そして、ヒステリシス基礎成分演算部１１１は、右方向への切り戻し操舵を行う場合、その切り戻し操舵の開始位置での転舵角θｐをヒステリシスマップＭ２の原点として、当該原点から転舵角θｐが所定範囲内にある間だけ第１象限に示される値を用いる。また、ヒステリシス基礎成分演算部１１１は、左方向への切り戻し操舵を行う場合、その切り戻し操舵の開始位置での転舵角θｐをヒステリシスマップＭ２の原点として、当該原点から転舵角θｐが所定範囲内にある間だけ第３象限に示される値を用いる。

本実施形態において、ヒステリシスマップＭ１，Ｍ２は、角速度ωｐに応じてヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊を変更するように構成されているとともに、車速値Ｖに応じてヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊を変更するように構成されている。ヒステリシスマップＭ１，Ｍ２は、所望の操舵フィーリングを実現することを目的として、角速度ωｐや車速値Ｖに応じてヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊を変更する。本実施形態では、例えば、角速度ωｐが大きいほど、ヒステリシス勾配を小さくして応答性を低下させるようにヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊を変更するようにしているとともに、車速値Ｖが小さいほど、ヒステリシス勾配を大きくして応答性を高めるようにヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊を変更するようにしている。

これにより、図６に示すように、例えば、ステアリングホイール３を一定周波数で周期的に切り込み操舵及び切り戻し操舵を繰り返し行うサイン操舵した際において、ヒステリシス基礎成分演算部１１１は、転舵角θｐの変化に対してヒステリシス特性を有するヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊を演算する。こうして得られたヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊は、ヒステリシス微分成分演算部１１２及び加算器１１４に出力される。本実施形態において、入力トルク成分演算部８１の特に目標操舵トルク演算部９１は指令値成分演算部の一例であり、目標操舵トルクＴｈｂ＊は指令値成分の一例であり、転舵角θｐが操舵装置１の動作に応じて変化する状態量の一例である。

ヒステリシス微分成分演算部１１２は、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊及び車速値Ｖが入力される。ヒステリシス微分成分演算部１１２は、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊を微分して微分器１１５を通じて得られる値に対して、車速値Ｖに応じたゲインＫｙを乗算して乗算器１１６を通じて得られるヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊の微分成分であるヒステリシス微分成分Ｔｈｙｄ＊を演算する。本実施形態において、ヒステリシス微分成分Ｔｈｙｄ＊は、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊で生じる振動的な応答の特性を抑制するように作用する成分として演算される。

本実施形態において、ヒステリシス微分成分Ｔｈｙｄ＊は、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊が車速値Ｖに基づき変更されることに起因して、成り行きで車速値Ｖに基づき変更される。これに対して、ヒステリシス微分成分Ｔｈｙｄ＊は、操舵フィーリングの向上を目的として、車速値Ｖに応じたゲインＫｙに基づき調整して適切な成分として変更されるように構成されている。

こうして得られたヒステリシス微分成分Ｔｈｙｄ＊は、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊を加算して加算器１１４を通じて得られるヒステリシス成分Ｔｈｙ＊として加算器９５に出力される。本実施形態において、ヒステリシス微分成分Ｔｈｙｄ＊は、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊に対する加算を通じて、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊で生じる振動的な応答の特性を抑制するように作用する成分として加味される。そして、ヒステリシス成分Ｔｈｙ＊は、目標操舵トルクＴｈ＊に対する加算を通じて、当該目標操舵トルクＴｈ＊がヒステリシス特性を有して変化するように作用する成分として加味される。なお、本実施形態では、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊で生じる振動的な応答の特性を抑制するように作用させることを考えれば、ヒステリシス微分成分Ｔｈｙｄ＊をヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊に対する減算を通じて加味するようにしても同様の効果を得ることができる。

以下、本実施形態の作用を説明する。
本実施形態において、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊については、これを加味することによって操舵に対する手応えを運手者に与えることができるようになる。

図７に示すように、例えば、上記サイン操舵した際において、転舵角θｐと目標操舵トルクＴｈ＊との関係により示される操舵特性は、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊に基づいたヒステリシス特性を有して変化する特性を示すようになる。そして、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊の立ち上がり時の勾配であるヒステリシス勾配は、例えば、転舵角θｐが原点の零からの右方向への切り込み操舵の開始時や、その後の左方向への切り戻し操舵後の左方向への切り込み操舵の開始時に特に影響を与えることになる。

つまり、操舵に対する手応えとして、しっかりとした手応えを運転者に与えるには、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊のヒステリシス勾配をより大きくして応答性を高めることが考えられる。この場合、ヒステリシス勾配を無理に大きくして応答性を高め過ぎると応答性能が足りていない等の理由から、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊で振動的な応答の特性が顕著になり安定性の面で不利になる。つまり、しっかりとした手応えを運転者に与えるべく、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊のヒステリシス勾配を大きくして応答性を高めようにも限界がある。

これに対して、本実施形態において、ヒステリシス微分成分Ｔｈｙｄ＊は、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊で生じる振動的な応答の特性を抑制するように作用することになる。これは、つまりヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊のヒステリシス勾配を大きくした際の振動的な応答の特性を抑制することができるようになる。これにより、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊のヒステリシス勾配として大きくして高められる応答性の限界を、ヒステリシス微分成分Ｔｈｙｄ＊を加味しない場合と比較して大きくすることができるようになる。

具体的には、図８に、図５（ａ）で示したヒステリシスマップＭ１の転舵角θｐが原点の零からの右方向への切り込み操舵の開始時に対応する第１象限の一部を拡大して示すように、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊のヒステリシス勾配の絶対値を、図中の仮想線に対して矢印の如く大きくした実線で示すように設計することができるようになる。これは、ヒステリシスマップＭ１の転舵角θｐが原点の零からの左方向への切り込み操舵の開始時に対応する第３象限でのヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊のヒステリシス勾配の絶対値についても同様である。

これにより、図９に、図７で示した操舵特性の転舵角θｐが原点の零からの右方向への切り込み操舵に対応する第１象限を拡大して示すように、右方向への切り込み開始時の転舵角θｐの変化に対する目標操舵トルクＴｈ＊の勾配の絶対値を、図中の仮想線に対して矢印の如く大きくして実線で示すように変更することができるようになる。また、同図に示すように、左方向への切り戻し操舵後の左方向への切り込み操舵開始時の転舵角θｐの変化に対する目標操舵トルクＴｈ＊の勾配の絶対値を図中の矢印の如く大きくすることができるようになる。

以下、本実施形態の効果を説明する。
（１）本実施形態では、ヒステリシス成分Ｔｈｙ＊を演算するにあたり、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊に対してヒステリシス微分成分Ｔｈｙｄ＊を加味するようにしている。したがって、本実施形態では、ヒステリシス微分成分Ｔｈｙｄ＊を加味しない場合と比較して、ヒステリシス勾配を大きくして応答性を高めたヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊の設計が可能になり、しっかりとした手応えを運転者に与えて操舵フィーリングの向上を図ることができる。

（２）本実施形態では、角速度ωｐに基づきヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊を変更する際、当該角速度ωｐが大きいほど、ヒステリシス勾配を小さくして応答性を低下させるようにヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊を変更することで、早い操舵では手応えを抑えた状態ですっと操舵させることができるようにしている。これにより、しっかりとした手応えを運転者に与えたり、すっと操舵できるようにしたり、ステアリングホイール３の操舵の状態に応じた適切な操舵フィーリングを設定するようにしている。したがって、操舵フィーリングの向上を図るのに効果的である。

（３）本実施形態では、車速値Ｖに基づきヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊を変更する際、当該車速値Ｖが小さいほど、ヒステリシス勾配を大きくして応答性を高めるようにヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊を変更することで、停車時などでは十分な手応えを運転者に与えることができるようにしている。これにより、しっかりとした手応えを運転者に与えたり、十分な手応えを運転者に与えたり、車両の走行の状態に応じた適切な操舵フィーリングを設定するようにしている。したがって、操舵フィーリングの向上を図るのに効果的である。

（４）ここで、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊を車速値Ｖに基づき変更すると、当該ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊を微分して得られる成分であるヒステリシス微分成分についても成り行きで車速値Ｖに基づき変更されることとなる。ただし、この成り行きで車速値Ｖに基づき変更されるヒステリシス微分成分は、操舵フィーリングの向上を目的とした場合に必ずしも適切な成分であるとは言えない。

そこで、本実施形態では、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊を車速値Ｖに基づき変更するなかで、当該車速値Ｖに基づきヒステリシス微分成分Ｔｈｙｄ＊を変更することで、操舵フィーリングの向上を目的とした場合に適切な成分となるようにしている。これにより、操舵フィーリングの向上に寄与することができる。

（第２実施形態）
次に、操舵制御装置の第２実施形態について説明する。なお、既に説明した実施形態と同一構成等は、同一の符号を付す等して、その重複する説明を省略する。

図１０に示すように、本実施形態の入力トルク成分演算部８１は、ステアリングホイール３に入力された操舵トルクＴｈに対して出力するべきモータトルクの基礎成分となるアシスト基礎成分Ｔｂ＊を演算するアシスト基礎成分演算部１２２を備えている。また、入力トルク成分演算部８１は、アシスト基礎成分Ｔｂ＊がヒステリシス特性を有して変化するように加味される第１ヒステリシス成分Ｔｂｙ＊を演算する第１ヒステリシス成分演算部１２３を備えている。また、入力トルク成分演算部８１は、上記第１ヒステリシス成分Tｂｙ＊と同じくアシスト基礎成分Ｔｂ＊がヒステリシス特性を有して変化するように加味される第２ヒステリシス成分Ｔｙを演算する第２ヒステリシス成分演算部１２１を備えている。本実施形態において、入力トルク成分演算部８１の特にアシスト基礎成分演算部１２２は指令値成分演算の一例であり、アシスト基礎成分Ｔｂ＊は指令値成分の一例であり、転舵角θｐや操舵トルクＴｈが操舵装置１の動作に応じて変化する状態量の一例である。

第２ヒステリシス成分演算部１２１には、操舵トルクＴｈ及び転舵角θｐが入力される。第２ヒステリシス成分演算部１２１は、操舵トルクＴｈに対して出力するべきモータトルクとして予め定めた以上のモータトルクを引き出すべく、操舵トルクＴｈの絶対値を実際の値よりも小さい値となるように見せかけの操舵トルクＴｈ´を演算する。なお、第２ヒステリシス成分演算部１２１は、ラック中立位置である転舵角θｐの零付近では基本的に操舵トルクＴｈの絶対値の実際の値を操舵トルクＴｈ´として演算する一方、転舵角θｐの絶対値が大きいほど、操舵トルクＴｈの絶対値が実際の値よりもより小さな値となるように操舵トルクＴｈ´を演算する。こうして得られた操舵トルクＴｈ´は、アシスト基礎成分演算部１２２及び目標操舵角演算部１２５に出力される。

第２ヒステリシス成分演算部１２１は、第１実施形態のヒステリシス成分演算部９２と同様に構成されており、転舵角θｐを操舵トルクＴｈ、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊を操舵トルク基礎成分Ｔｈｂ、ヒステリシス微分成分Ｔｈｙｄ＊を操舵トルク基礎成分Ｔｈｂを微分して得られる値である操舵トルク微分成分Ｔｈｄと読み替えるものである。また、第２ヒステリシス成分演算部１２１は、ヒステリシス成分Ｔｈｙ＊を操舵トルク基礎成分Ｔｈｂと操舵トルク微分成分Ｔｈｄとを加算して得られる操舵トルクＴｈ´と読み替えるものである。また、第２ヒステリシス成分演算部１２１は、図５（ａ），（ｂ）に示したヒステリシスマップＭ１，Ｍ２の縦軸を操舵トルクＴｈの絶対値の実際の値に対して小さい値にする差分「ΔＴｈ」に変更したマップを備えている。なお、本実施形態では、操舵トルク微分成分Ｔｈｄを操舵トルク基礎成分Ｔｈｂに対する減算を通じて加味するようにしてもよいことは第１実施形態と同様である。

アシスト基礎成分演算部１２２には、操舵トルクＴｈ´及び車速値Ｖが入力される。アシスト基礎成分演算部１２２は、操舵トルクＴｈ´及び車速値Ｖに基づいて、アシスト基礎成分Ｔｂ＊を演算して生成する。なお、アシスト基礎成分演算部１２２は、操舵トルクＴｈ´の絶対値が大きいほど、車速値Ｖが小さいほど、より大きな絶対値となるアシスト基礎成分Ｔｂ＊を演算する。つまり、本実施形態において、アシスト基礎成分Ｔｂ＊は、操舵トルクＴｈのトルクフィードフォワード制御を通じて演算される。こうして得られたアシスト基礎成分Ｔｂ＊は、加算器１２４に出力される。

第１ヒステリシス成分演算部１２３には、転舵角θｐ及び車速値Ｖが入力される。第１ヒステリシス成分演算部１２３は、転舵角θｐ及び車速値Ｖに基づいて、第１ヒステリシス成分Ｔｂｙ＊を演算する。こうして得られた第１ヒステリシス成分Ｔｂｙ＊は、アシスト基礎成分Ｔｂ＊を加算して加算器１２４を通じて得られるアシスト成分Ｔｂ＊´として目標操舵角演算部１２５に出力される。

第１ヒステリシス成分演算部１２３は、第１実施形態のヒステリシス成分演算部９２と同様に構成されており、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊を第１ヒステリシス基礎成分Ｔｂｙｂ＊、ヒステリシス微分成分Ｔｈｙｄ＊を第１ヒステリシス基礎成分Ｔｂｙｂ＊を微分して得られる値である第１ヒステリシス微分成分Ｔｂｙｄ＊と読み替えるものである。また、第１ヒステリシス成分演算部１２３は、ヒステリシス成分Ｔｈｙ＊を第１ヒステリシス基礎成分Ｔｂｙｂ＊と第１ヒステリシス微分成分Ｔｂｙｄ＊とを加算して得られる第１ヒステリシス成分Ｔｂｙ＊と読み替えるものである。また、第１ヒステリシス成分演算部１２３は、図５（ａ），（ｂ）に示したヒステリシスマップＭ１，Ｍ２の縦軸を第１ヒステリシス基礎成分Ｔｂｙｂ＊に変更したマップを備えている。なお、本実施形態では、第１ヒステリシス微分成分Ｔｂｙｄ＊を第１ヒステリシス基礎成分Ｔｂｙｂ＊に対する減算を通じて加味するようにしてもよいことは第１実施形態と同様である。

そして、本実施形態の目標操舵角演算部１２５には、車速値Ｖ、操舵トルクＴｈ´、アシスト成分Ｔｂ＊´、及び配分軸力Ｆｉｒが入力される。目標操舵角演算部１２５は、アシスト成分Ｔｂ＊´に操舵トルクＴｈ´を加算するとともに、配分軸力Ｆｉｒを減算して得られる値である入力トルクＴｉｎ＊と目標操舵角θｈ＊とを関係づける上記第１実施形態と同様の上記式（１）の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。こうして得られた目標操舵角θｈ＊は、目標転舵トルク演算部７２及び操舵角Ｆ／Ｂ成分演算部８４に出力される。

本実施形態によれば、上記第１実施形態の作用及び効果に対応する作用及び効果を奏する他、以下の効果を奏する。
（５）本実施形態のように、アシスト基礎成分Ｔｂ＊を演算する際に操舵トルクＴｈのトルクフィードフォワード制御を採用する場合、操舵トルクＴｈが狙った値となるように制御するトルクフィードバック制御を採用する上記第１実施形態とは異なり、操舵トルクＴｈが成り行きで変化していく。この場合、ヒステリシス特性を有するようにアシスト基礎成分Ｔｂ＊に対して第１ヒステリシス成分Ｔｂｙ＊を加味したとしても、その反映が転舵角θｐの範囲全体に及ばず、例えば、ラック中立位置である転舵角θｐの零付近を外れてくると反映度が小さくなり、転舵角θｐの上限付近ではほとんど反映されなくなる場合がある。この場合、転舵角θｐの上限付近ではアシスト基礎成分Ｔｂ＊がヒステリシス特性をほとんど有さなくなる。

これに対して、本実施形態では、転舵角θｐの範囲全体に亘りアシスト基礎成分Ｔｂ＊がヒステリシス特性を有するように、転舵角θｐの上限付近での操舵トルクＴｈの絶対値を実際の値よりも小さい値である見せかけの操舵トルクＴｈ´に置き換えるようにしている。これにより、転舵角θｐの上限付近では、その時に必要なモータトルクに対して小さいモータトルクが出力されるようになり、運転者としては転舵輪５を転舵させるために実際の操舵トルクＴｈよりも絶対値の大きい値の操舵トルクＴｈを入力しなければいけなくなる。この場合、運転者による操舵トルクＴｈの絶対値が大きくなる結果、モータトルクの出力も上がるようにアシスト基礎成分Ｔｂ＊の絶対値が大きくなる。したがって、転舵角θｐの上限付近でもアシスト基礎成分Ｔｂ＊がヒステリシス特性を有するようになり、所望の操舵フィーリングの実現に寄与することができる。

（第３実施形態）
次に、操舵制御装置の第３実施形態について説明する。なお、既に説明した実施形態と同一構成等は、同一の符号を付す等して、その重複する説明を省略する。

図１１に示すように、本実施形態の角度軸力演算部１０１は、ヒステリシス特性を有するように角度軸力Ｆｉｂを演算する。
具体的には、角度軸力演算部１０１は、角度軸力Ｆｉｂの基礎成分である角度軸力基礎成分Ｆｉｂｂを演算する角度軸力基礎成分演算部１３１と、角度軸力Ｆｉｂがヒステリシス特性を有して変化するように加味されるヒステリシス成分Ｆｉｂｂｙを演算するヒステリシス成分演算部１３２とを備えている。本実施形態において、角度軸力演算部１０１は指令値成分演算の一例であり、角度軸力Ｆｉｂは指令値成分の一例であり、転舵角θｐが操舵装置１の動作に応じて変化する状態量の一例である。

角度軸力基礎成分演算部１３１には、転舵角θｐ及び車速値Ｖが入力される。角度軸力基礎成分演算部１３１は、上記第１実施形態の角度軸力演算部１０１が演算する角度軸力Ｆｉｂを角度軸力基礎成分Ｆｉｂｂとして演算する。こうして得られた角度軸力基礎成分Ｆｉｂｂは、加算器１３３に出力される。

ヒステリシス成分演算部１３２には、転舵角θｐ及び車速値Ｖが入力される。ヒステリシス成分演算部１３２は、転舵角θｐ及び車速値Ｖに基づいて、ヒステリシス成分Ｆｉｂｂｙを演算する。こうして得られたヒステリシス成分Ｆｉｂｂｙは、角度軸力基礎成分Ｆｉｂｂを加算して加算器１３３を通じて得られる角度軸力Ｆｉｂとして配分軸力演算部１０３に出力される。

ヒステリシス成分演算部１３２は、第１実施形態のヒステリシス成分演算部９２と同様に構成されており、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊をヒステリシス基礎成分Ｆｉｂｂｙｂ、ヒステリシス微分成分Ｔｈｙｄ＊をヒステリシス基礎成分Ｆｉｂｂｙｂを微分して得られる値であるヒステリシス微分成分Ｆｉｂｂｙｄと読み替えるものである。また、ヒステリシス成分演算部１３２は、ヒステリシス成分Ｔｈｙ＊をヒステリシス基礎成分Ｆｉｂｂｙｂとヒステリシス微分成分Ｆｉｂｂｙｄとを加算して得られるヒステリシス成分Ｆｉｂｂｙと読み替えるものである。また、ヒステリシス成分演算部１３２は、図５（ａ），（ｂ）に示したヒステリシスマップＭ１，Ｍ２の縦軸をヒステリシス基礎成分Ｆｉｂｂｙｂに変更したマップを備えている。なお、本実施形態では、ヒステリシス微分成分Ｆｉｂｂｙｄをヒステリシス基礎成分Ｆｉｂｂｙｂに対する減算を通じて加味するようにしてもよいことは第１実施形態と同様である。また、本実施形態は、上記第１実施形態の角度軸力演算部１０１の構成を変更して適用するに限らず、上記第２実施形態の角度軸力演算部１０１の構成を変更して適用することもできる。

本実施形態によれば、上記第１実施形態の作用及び効果に対応する作用及び効果を奏する。
上記各実施形態は次のように変更してもよい。また、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。

・上記第１実施形態では、車速値Ｖに基づきヒステリシス微分成分Ｔｈｙｄ＊を変更しなくてもよい。これは、上記第２及び第３実施形態においてヒステリシス微分成分Ｔｈｙｄ＊に対応する微分成分についても同様である。

・上記第１実施形態では、車速値Ｖに基づきヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊を、例えば、車速値Ｖが小さいほど、ヒステリシス勾配を小さくして応答性を低下させるようにする等、変更する態様を適宜変更可能である。これは、上記第２及び第３実施形態においてヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊に対応する基礎成分についても同様である。

・上記第１実施形態では、角速度ωｐに基づきヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊を、例えば、角速度ωｐが大きいほど、ヒステリシス勾配を大きくして応答性を高めるようにする等、変更する態様を適宜変更可能である。これは、上記第２及び第３実施形態においてヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊に対応する基礎成分についても同様である。

・上記第１実施形態では、角速度ωｐの代わりに角加速度αｐに基づきヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊を変更するようにしてもよい。これは、上記第２及び第３実施形態においてヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊に対応する基礎成分についても同様である。

・上記第１実施形態では、ヒステリシス微分成分Ｔｈｙｄ＊を演算する際、微分の手法の代わりに、例えば、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊の変化量を算出してこれを微分成分として用いるようにしてもよいし、位相進みフィルタを通じてフィルタ処理された結果を微分成分として用いるようにしてもよい。

・上記第１実施形態では、転舵角θｐを用いている部分について、転舵角θｐの代わりに、当該転舵角θｐ、すなわち転舵輪５の舵角と相関のある状態量に基づき各種成分を演算するようにしてもよい。このような転舵輪５の舵角と相関のある状態量としては、例えば、目標操舵角θｈ＊、すなわち目標転舵角や、操舵角θｈや、操舵側回転角θｓや、転舵側回転角θｔであり、これらは操舵装置１の動作に応じて変化する状態量の一例でもある。つまり、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊や角度軸力Ｆｉｂは、例えば、目標操舵角θｈ＊に基づき演算されるようにしてもよい。本変形例の場合であっても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。これは、上記第２及び第３実施形態においても同様である。

・上記第１実施形態では、トルクＦ／Ｂ成分Ｔｆｂｔが目標反力トルクＴｓ＊となるように制御構成を構築することもできるし、トルクＦ／Ｂ成分Ｔｆｂｔを加算しない操舵角Ｆ／Ｂ成分が目標反力トルクＴｓ＊となるように制御構成を構築することもできる。

・上記第１実施形態において、目標操舵トルク演算部９１では、目標操舵トルクＴｈｂ＊を演算する際、操舵トルクＴｈを少なくとも用いていればよく、車速値Ｖを用いなくてもよいし、他の要素を組み合わせて用いるようにしてもよい。これは、上記第２実施形態においてアシスト基礎成分Ｔｂ＊を演算する際についても同様であり、操舵トルクＴｈ´を少なくとも用いていればよく、車速値Ｖを用いなくてもよいし、他の要素を組み合わせて用いるようにしてもよい。

・上記第１実施形態において、ヒステリシス成分演算部９２では、ヒステリシス基礎成分演算部１１１がヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊を演算する際、転舵角θｐを少なくとも用いていればよく、車速値Ｖや角速度ωｐを用いなくてもよいし、他の要素を組み合わせて用いるようにしてもよい。また、ヒステリシス微分成分演算部１１２がヒステリシス微分成分Ｔｈｙｄ＊を演算する際、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊を少なくとも用いていればよく、車速値Ｖを用いなくてもよいし、他の要素を組み合わせて用いるようにしてもよい。これは、上記第２及び第３実施形態において上記各種成分に対応する成分を演算する際についても同様である。

・上記第１実施形態において、ヒステリシス成分演算部９２では、ヒステリシス成分Ｔｈｙ＊を演算する際、切り込み操舵のなかでもラック中立位置である転舵角θｐの零側から離間する側へのエンド側操舵時に限り、ヒステリシス基礎成分Ｔｈｙｂ＊に対してヒステリシス微分成分Ｔｈｙｄ＊を加味するようにしてもよい。この場合、ヒステリシス基礎成分演算部１１１やヒステリシス微分成分演算部１１２が上記エンド側操舵時であるか否かを操舵トルクＴｈ等に基づき判定したり、当該判定を行う演算部を新たに設けるようにしたりすればよい。本別例では、図９に示すうち、左方向への切り戻し操舵後の左方向への切り込み操舵開始時の転舵角θｐの変化に対する目標操舵トルクＴｈ＊の勾配の絶対値を図中の矢印の如く大きくすることができないが、操舵フィーリングの向上を図る点では十分に効果的である。これは、上記第２及び第３実施形態においてヒステリシス成分演算部９２に対応する演算部についても同様である。

・上記第１実施形態において、角度軸力演算部１０１では、角度軸力Ｆｉｂを演算する際、転舵角θｐを少なくとも用いていればよく、車速値Ｖを用いなくてもよいし、他の要素を組み合わせて用いるようにしてもよい。これは、電流軸力演算部１０２が電流軸力Ｆｅｒを演算する際や、配分軸力演算部１０３が配分軸力Ｆｉｒを演算する際についても同様である。なお、上記第３実施形態について言えば、角度軸力演算部１０１について、角度軸力基礎成分演算部１３１が角度軸力基礎成分Ｆｉｂｂを演算する際についても同様である。

・上記第２実施形態では、第１ヒステリシス成分演算部１２３の構成を少なくとも有していれば、第２ヒステリシス成分演算部１２１の構成を削除してもよい。この場合であっても、上記第１実施形態の作用及び効果に対応する作用及び効果を奏することができる。

・上記各実施形態では、操舵角θhと転舵角θｐとの舵角比を一定としたが、車速値Ｖや転舵角θｐ等に応じて可変可能にしてもよい。この場合、目標操舵角θｈ＊と目標転舵角とが異なる値になる。

・上記各実施形態では、上記式（１）に対して車両の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＊を演算することもできる。

・上記各実施形態において、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３２を配置するものや、ウォーム減速機とラックアンドピニオン機構とを介してラック軸２２に連結するものを採用してもよい。

・上記各実施形態において、操舵制御装置２を構成するＣＰＵは、コンピュータプログラムを実行する１つ以上のプロセッサ、あるいは各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する特定用途向け集積回路等の１つ以上の専用ハードウェア回路、あるいは上記プロセッサ及び上記専用ハードウェア回路の組み合わせを含む回路として実現してもよい。また、メモリには、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体によって構成してもよい。

・上記各実施形態は、操舵装置１を、操舵機構４と転舵機構６との間が機械的に常時分離したリンクレスの構造としたが、これに限らず、クラッチにより操舵機構４と転舵機構６との間が機械的に分離可能な構造としてもよい。また、操舵装置１は、ステアリングホイール３の操舵を補助するための力であるアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置としてもよい。この場合、ステアリングホイール３は、ステアリングシャフト１１を介してピニオン軸２１が機械的に接続される。

次に、上記各実施形態及び変形例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）上記指令値成分演算部は、上記ステアリングホイールに入力すべき操舵トルクの目標値となる目標操舵トルクを上記指令値成分として演算し、上記トルク指令値演算部は、上記ステアリングホイールに入力される上記操舵トルクを上記目標操舵トルクに追従させるフィードバック制御を実行することにより、上記トルク指令値を演算するものであり、上記ヒステリシス基礎成分は、上記ステアリングホイールの操舵に関連して回転する回転軸の角度を上記状態量として、当該角度の変化に対して上記目標操舵トルクがヒステリシス特性を有して変化するように加味されるものである。

上記構成によれば、操舵トルクが狙った値となるように制御するトルクフィードバック制御を採用する場合において、しっかりとした手応えを運転者に与えて操舵フィーリングの向上を図ることができる。

（ロ）上記指令値成分演算部は、上記ステアリングホイールに入力される操舵トルクに対して上記モータが発生させるべき上記モータトルクの目標値となる目標モータトルクを上記指令値成分として演算し、上記トルク指令値演算部は、上記操舵トルクをフィードフォワード制御することにより、上記トルク指令値を演算するものであり、上記ヒステリシス基礎成分は、上記ステアリングホイールの操舵に関連して回転する回転軸の角度を上記状態量として、当該角度の変化に対して上記目標モータトルクがヒステリシス特性を有して変化するように加味されるものである。

上記構成によれば、指令値成分を演算する際に操舵トルクのトルクフィードフォワード制御を採用する場合において、しっかりとした手応えを運転者に与えて操舵フィーリングの向上を図ることができる。

（ハ）上記指令値成分演算部は、上記ステアリングホイールに入力される操舵トルクに対して上記モータが発生させるべき上記モータトルクの目標値となる目標モータトルクを上記指令値成分として演算し、上記トルク指令値演算部は、上記操舵トルクをフィードフォワード制御することにより、上記トルク指令値を演算するものであり、上記ヒステリシス基礎成分は、上記ステアリングホイールの操舵に関連して回転する回転軸の角度を上記状態量として、当該角度の変化に対して上記目標モータトルクがヒステリシス特性を有して変化するように加味される第１ヒステリシス基礎成分と、上記操舵トルクを上記状態量として、当該操舵トルクの変化に対して上記目標モータトルクがヒステリシス特性を有して変化するように加味される第２ヒステリシス基礎成分とを含むものである。

上記構成によれば、指令値成分を演算する際に操舵トルクのトルクフィードフォワード制御を採用する場合において、状態量に変化に対して指令値成分がヒステリシス特性を有さなくなるような状況の発生を抑え、所望の操舵フィーリングの実現に寄与することができる。

（ニ）上記指令値成分演算部は、転舵輪を転舵させるべく上記操舵装置が備える転舵軸に作用する軸力を上記指令値成分として演算し、上記ヒステリシス基礎成分は、上記ステアリングホイールの操舵に関連して回転する回転軸の角度を上記状態量として、当該角度の変化に対して上記軸力がヒステリシス特性を有して変化するように加味されるものである。

上記構成によれば、転舵軸に作用する軸力を演算して指令値成分として採用する場合において、しっかりとした手応えを運転者に与えて操舵フィーリングの向上を図ることができる。

１…操舵装置
２…操舵制御装置
３…ステアリングホイール
１２…操舵側アクチュエータ（アクチュエータ）
１３…操舵側モータ（モータ）
４１…車速センサ
６２…目標反力トルク演算部（トルク指令値演算部）
９１…目標操舵トルク演算部（指令値成分演算部）
９２…ヒステリシス成分演算部
１１１…ヒステリシス基礎成分演算部
１１２…ヒステリシス微分成分演算部
１２１…第２ヒステリシス成分演算部
１２２…アシスト基礎成分演算部（指令値成分演算部）
１２３…第１ヒステリシス成分演算部
１０１…角度軸力演算部（指令値成分演算部）
１３２…ヒステリシス成分演算部

Claims (4)

1. モータを駆動源とするアクチュエータが付与するモータトルクによりステアリングホイールの操舵に必要な操舵トルクを可変とする操舵装置を制御対象とし、前記モータトルクの目標値となるトルク指令値を演算するトルク指令値演算部を備え、前記トルク指令値に応じた前記モータトルクが発生するように前記モータの作動を制御する操舵制御装置において、
   前記トルク指令値演算部は、
   前記トルク指令値を演算するために加味される指令値成分を演算する指令値成分演算部と、
   前記操舵装置の動作に応じて変化する状態量の変化に対して前記指令値成分がヒステリシス特性を有して変化するように加味されるヒステリシス成分を演算するヒステリシス成分演算部と、を有し、
   前記ヒステリシス成分演算部は、
   前記状態量に基づいて、前記ヒステリシス成分の基礎成分として、前記状態量が大きくなるほど、絶対値が大きくなる且つ前記状態量に対する変化量であるヒステリシス勾配の絶対値が小さくなるように変化するヒステリシス基礎成分を演算するヒステリシス基礎成分演算部と、
   前記ヒステリシス基礎成分を微分して得られる成分であるヒステリシス微分成分を演算するヒステリシス微分成分演算部と、を有し、
   前記ヒステリシス成分演算部は、前記ヒステリシス基礎成分に対して前記ヒステリシス微分成分を加味することで前記ヒステリシス成分を演算するように構成されている
   ことを特徴とする操舵制御装置。
2. 前記ヒステリシス基礎成分演算部は、前記ステアリングホイールの操舵に関連して回転する回転軸の角度の変化量に基づいて、前記ヒステリシス基礎成分を変更する請求項１に記載の操舵制御装置。
3. 前記ヒステリシス基礎成分演算部は、車速に基づいて、前記ヒステリシス基礎成分を変更する請求項１又は請求項２に記載の操舵制御装置。
4. 前記ヒステリシス微分成分演算部は、前記車速に基づいて、前記ヒステリシス微分成分を変更する請求項３に記載の操舵制御装置。