JPWO2014108986A1 - 操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

舵反力補正値演算部（１１Ｂｆ）は、操舵角（δ）と転舵角との間の伝達関数にそのときの操舵角（δ）を入力することにより仮想転舵角を演算し、操舵角および仮想転舵角の角度差をゲイン（Ｋ）倍して補正値を演算する。そして、操舵反力決定部（１１Ｂｇ）は、操舵反力補正値演算部（１１Ｂｆ）から供給される補正値と、軸力-操舵反力変換部（１１Ｂｄ）から供給される目標操舵反力とを比較し、大きい方を選択（セレクトハイ）することで、補正後の目標操舵反力を決定する。

Description

本発明は、ステアリングホイールと操向輪とが機械的に分離したステア・バイ・ワイヤ方式の操舵制御装置に関するものである。

従来、この種の技術としては、例えば、特許文献１に記載の従来技術がある。
この従来技術では、ステアリングラックに作用するラック軸力に基づいて操舵反力を生成することで、タイヤに作用するタイヤ横力を操舵反力に反映させている。

特開２０００−１０８９１４号公報

ここで、上記従来技術では、ラック軸力に基づいて操舵反力を生成するため、ラック軸力を検出する軸力センサが必要となる。しかしながら、軸力センサは比較的高価であるため、操舵制御装置の製造コストが増大する可能性があった。
本発明は、上記のような点に着目し、製造コストの増大を抑制可能とすることを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様では、転舵アクチュエータの転舵電流および車両の横方向加速度に基づいて、目標操舵反力を算出するとともに、操舵角に基づいて操舵反力の補正値を演算する。そして、本発明では、目標操舵反力と、補正値とに基づいて、操舵反力を決定し、その操舵反力で反力アクチュエータを駆動する。

本発明の一態様では、転舵電流および横方向加速度等、一般的な車両が備えているセンサの検出結果に基づいて反力アクチュエータを駆動を算出する。それゆえ、本発明の一態様では、専用のセンサを備える必要がなく、製造コストの増大を抑制できる。

車両Ａの構成を表す概念図である。 制御演算部１１の構成を表すブロック図である。 目標操舵反力演算部１１Ｂの詳細な構成を表すブロック図である。 フィードフォワード軸力Ｔ_FFの算出式の係数を説明するための図である。 フィードバック軸力算出部Ｂｂの詳細な構成を表すブロック図である。 横Ｇ軸力、電流軸力、ヨーレート軸力、および実際のステアリングラック軸力を表すグラフである。 フィードバック軸力Ｔ_FB、および実際のステアリングラック軸力を表すグラフである。 変数マップＭ１を表すグラフである。 配分比率マップＭ２を表すグラフである。 軸力-操舵反力変換マップを表すグラフである。 操舵反力補正値演算部１１Ｂｆの構成を表すブロック図である。 補正値の演算過程を説明する波形図である。 車両Ａの操舵制御装置の動作を説明するための図である。 操舵角と転舵電流との関係を状況毎に説明する波形図である。 実施形態の動作を説明する波形図である。 実施形態の変形例を示すブロック図である。

（第１実施形態）
次に、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。
（構成）
本実施形態の車両Ａは、ステアリングホイール１と前輪（以下、操向輪とも呼ぶ）２とが機械的に分離したステア・バイ・ワイヤ方式の操舵制御装置を備える車両である。
図１は、本実施形態の車両Ａの構成を表す概念図である。
図１に示すように、車両Ａは、操舵角センサ３、転舵角センサ４、車速センサ５、横Ｇセンサ６、およびヨーレートセンサ７を備える。
操舵角センサ３は、ステアリングホイール１の操舵角δを検出する。そして、操舵角センサ３は、検出結果を表す信号（以下、検出信号とも呼ぶ）を後述する制御演算部１１に出力する。

転舵角センサ４は、操向輪２の転舵角θを検出する。操向輪２の転舵角θの検出方法としては、例えば、ステアリングラックのラック移動量を基に算出する方法を採用できる。そして、転舵角センサ４は、検出信号を制御演算部１１に出力する。
車速センサ５は、車両Ａの車速Ｖを検出する。そして、車速センサ５は、検出信号を制御演算部１１に出力する。
横Ｇセンサ６は、車両Ａの横方向加速度Ｇyを検出する。そして、横Ｇセンサ６は、検出信号を制御演算部１１に出力する。
ヨーレートセンサ７は、車両Ａのヨーレートγを検出する。そして、ヨーレートセンサ７は、検出信号を制御演算部１１に出力する。
なお、横Ｇセンサ６およびヨーレートセンサ７は、バネ上（車体）に配置する。

また、車両Ａは、転舵制御部８、および反力制御部９を備える。
転舵制御部８は、転舵モータ（転舵アクチュエータ）８Ａ、転舵電流検出部８Ｂ、および転舵モータ駆動部８Ｃを備える。
転舵モータ８Ａは、減速機を介してピニオンシャフト１０と連結される。そして、転舵モータ８Ａは、転舵モータ駆動部８Ｃによって駆動され、ピニオンシャフト１０を介してステアリングラックを左右に移動させる。これにより、転舵モータ８Ａは、操向輪２を転舵する。転舵モータ８Ａの駆動方法としては、例えば、転舵モータ８Ａを駆動する電流（以下、転舵電流とも呼ぶ）を制御する方法を採用できる。
転舵電流検出部８Ｂは、転舵電流を検出する。そして、転舵電流検出部８Ｂは、検出信号を転舵モータ駆動部８Ｃおよび制御演算部１１に出力する。
転舵モータ駆動部８Ｃは、制御演算部１１が算出する目標転舵電流に基づいて、転舵電流検出部８Ｂが検出する転舵電流が当該目標転舵電流と一致するように転舵モータ８Ａの転舵電流を制御する。これにより、転舵モータ駆動部８Ｃは、転舵モータ８Ａを駆動する。目標転舵電流とは、転舵モータ８Ａを駆動する電流の目標値である。

反力制御部９は、反力モータ（反力アクチュエータ）９Ａ、反力電流検出部９Ｂ、および反力モータ駆動部９Ｃを備える。
反力モータ９Ａは、減速機を介してステアリングシャフトと連結される。そして、反力モータ９Ａは、反力モータ駆動部９Ｃによって駆動され、ステアリングシャフトを介してステアリングホイール１に回転トルクを付与する。これにより、反力モータ９Ａは、操舵反力を発生する。反力モータ９Ａの駆動方法としては、例えば、反力モータ９Ａを駆動する電流（以下、反力電流とも呼ぶ）を制御する方法を採用できる。
反力電流検出部９Ｂは、反力電流を検出する。そして、反力電流検出部９Ｂは、検出信号を反力モータ駆動部９Ｃおよび制御演算部１１に出力する。
反力モータ駆動部９Ｃは、制御演算部１１が算出する目標反力電流に基づいて、反力電流検出部９Ｂが検出する反力電流が当該目標反力電流と一致するように反力モータ９Ａの反力電流を制御する。これにより、反力モータ駆動部９Ｃは、反力モータ９Ａを駆動する。目標反力電流とは、反力モータ９Ａを駆動する電流の目標値である。
また、車両Ａは、制御演算部１１を備える。

図２は、制御演算部１１の構成を表すブロック図である。
図２に示すように、制御演算部１１は、目標転舵角演算部１１Ａ、目標操舵反力演算部１１Ｂ、および目標転舵電流演算部１１Ｃを備える。
目標転舵角演算部１１Ａは、操舵角センサ３が検出した操舵角δおよび車速センサ５が検出した車速Ｖに基づいて、転舵角θの目標値である目標転舵角θ*を算出する。そして、目標転舵角演算部１１Ａは、算出結果を目標操舵反力演算部１１Ｂに出力する。
目標操舵反力演算部１１Ｂは、目標転舵角演算部１１Ａが算出した目標転舵角θ*、車速センサ５が検出した車速Ｖ、および転舵電流検出部８Ｂが検出した転舵電流に基づいて目標反力電流を算出する。そして、目標操舵反力演算部１１Ｂは、算出結果を反力制御部９（反力モータ駆動部９Ｃ）に出力する。

図３は、目標操舵反力演算部１１Ｂの詳細な構成を表すブロック図である。
ここで、目標操舵反力演算部１１Ｂの詳細な構成を説明する。
図３に示すように、目標操舵反力演算部１１Ｂは、フィードフォワード軸力算出部１１Ｂａ、フィードバック軸力算出部１１Ｂｂ、最終軸力算出部１１Ｂｃ、軸力-操舵反力変換部１１Ｂｄ、目標反力電流演算部１１Ｂｅ、操舵反力補正値演算部１１Ｂｆ、および操舵反力決定部１１Ｂｇを備える。
フィードフォワード軸力算出部１１Ｂａは、操舵角センサ３が検出した操舵角δ、および車速センサ５が検出した車速Ｖに基づき、下記（１）式に従ってステアリングラック軸力（以下、フィードフォワード軸力とも呼ぶ）Ｔ_FFを算出する。ステアリングラック軸力とは、ステアリングラックに加わるラック軸力である。そして、フィードフォワード軸力算出部１１Ｂａは、算出結果を最終軸力算出部１１Ｂｃに出力する。
Ｔ_FF＝（Ｋs＋Ｃsｓ）/（ＪrＳ²＋（Ｃr＋Ｃs）ｓ＋Ｋs）・ｋ・Ｖ/（１＋Ａ・Ｖ²）・δ＋Ｋs（Ｊrｓ²＋Ｃrｓ）/（ＪrＳ²＋（Ｃr＋Ｃs）ｓ＋Ｋs）・δ ………（１）

ただし、図４に示すように、Ｋsはピニオン剛性、Ｃsはピニオン粘性、Ｊrはラック慣性、Ｃrはラック粘性、ｋ、Ａは予め設定した定数である。これにより、フィードフォワード軸力算出部１１Ｂａは、フィードフォワード軸力Ｔ_FFとして、操向輪２に作用するタイヤ横力Ｆdの影響を反映しないステアリングラック軸力を算出する。
ここで、上記（１）式は、予め設定した路面状態や車両状態において、ステアリングホイール１と操向輪２とが機械的に接続している操舵機構を備える車両の運動方程式を基に導出した数式である。上記（１）式の右辺第１項は、フィードフォワード軸力Ｔ_FFを構成する成分のうち、操舵角δと車速Ｖとに基づく成分を表すものであり、右辺第２項は、フィードフォワード軸力Ｔ_FFを構成する成分のうち、操舵角速度dδ/dｔに基づく成分を表す項である。なお、上記（１）式では、操舵角加速度に基づく成分を表す項は、ノイズ成分を多く含み、フィードフォワード軸力Ｔ_FFの算出結果に振動を誘発するため、除いてある。

図５は、フィードバック軸力算出部１１Ｂｂの詳細な構成を表すブロック図である。
図５に示すように、フィードバック軸力算出部１１Ｂｂは、電流軸力算出部１１Ｂｂａ、ブレンド軸力算出部１１Ｂｂｂ、操舵角速度検出部１１Ｂｂｃ、操舵判定部１１Ｂｂｄ、およびフィードバック軸力算出実行部１１Ｂｂｅを備える。
電流軸力算出部１１Ｂｂａは、転舵電流検出部８Ｂが検出した転舵電流に基づき、下記（２）式に従ってステアリングラック軸力（以下、電流軸力とも呼ぶ）を算出する。下記（２）式では、まず、転舵電流と、転舵電流を基に転舵モータ８Ａの出力トルクを算出するためのトルク定数[Nm/A]と、転舵モータ８Ａのモータトルクを伝達するためのモータギア比とを乗算する。続いて、下記（２）式では、乗算結果を転舵モータ８Ａのピニオンギアのピニオン半径[m]で除算し、除算結果に、転舵モータ８Ａの出力トルクが伝達される際の効率を乗算し、乗算結果を電流軸力として算出する。そして、電流軸力算出部１１Ｂｂａは、算出結果をブレンド軸力算出部１１Ｂｂｂおよびフィードバック軸力算出実行部１１Ｂｂｅに出力する。
電流軸力＝転舵電流×モータギア比×トルク定数[Nm/A]/ピニオン半径[m]×効率 ………（２）

ここで、転舵電流は、ステアリングホイール１が操舵され、目標転舵角θ*が変動し、目標転舵角θ*と実際の転舵角θとに差が生じることによって変動する。また、転舵電流は、操向輪２が転舵され、操向輪２にタイヤ横力Ｆdが作用し、目標転舵角θ*と実際の転舵角θとに差が生じることによっても変動する。さらに、転舵電流は、路面凹凸等によって操向輪２に路面外乱が作用し、操向輪２にタイヤ横力Ｆdが作用し、目標転舵角θ*と実際の転舵角θとに差が生じることによっても変動する。それゆえ、フィードバック軸力算出部１１Ｂｂは、転舵電流に基づくことで、操向輪２に作用するタイヤ横力Ｆdの影響を反映したステアリングラック軸力（電流軸力）を算出できる。ここで、電流軸力は、目標転舵角θ*と実際の転舵角θとに差が生じた時点で発生する。そのため、電流軸力は、図６に示すように、実際のステアリングラック軸力や横Ｇ軸力に比べ、位相が進む。

ブレンド軸力算出部１１Ｂｂｂは、横Ｇセンサ６が検出した横方向加速度Ｇyに基づき、下記（３）式に従ってステアリングラック軸力（以下、横Ｇ軸力とも呼ぶ）を算出する。下記（３）式では、まず、前輪荷重と横方向加速度Ｇyとを乗算し、乗算結果を操向輪２にかかる軸力（軸方向の力）として算出する。続いて、下記（２）式では、算出した操向輪２にかかる軸力と、リンクの角度やサスペンションに応じた定数（以下、リンク比とも呼ぶ）とを乗算し、乗算結果を横Ｇ軸力として算出する。
横Ｇ軸力＝操向輪２にかかる軸力×リンク比 ………（３）
操向輪２にかかる軸力＝前輪荷重×横方向加速度Ｇy

ここで、横方向加速度Ｇyは、操向輪２が転舵され、操向輪２にタイヤ横力Ｆdが作用し、車両Ａが旋回することによって発生する。それゆえ、ブレンド軸力算出部１１Ｂｂｂは、横方向加速度Ｇyに基づくことで、操向輪２に作用するタイヤ横力Ｆdの影響を反映したステアリングラック軸力（横Ｇ軸力）を算出できる。ここで、横Ｇセンサ６は、バネ上（車体）に配置したため、横方向加速度Ｇyの検出が遅れる。そのため、横Ｇ軸力は、図６に示すように、実際のステアリングラック軸力に比べ、位相が遅れる。
なお、本実施形態では、横Ｇ軸力を算出する際に、横Ｇセンサ６で検出した横方向加速度Ｇyを用いる例を示したが、他の構成を採用してもよい。例えば、ヨーレートセンサ７が検出したヨーレートγに車速センサ５が検出した車速Ｖを乗算し、乗算結果γ×Ｖを横方向加速度Ｇyに代えて用いる構成としてもよい。

また、ブレンド軸力算出部１１Ｂｂｂは、車速センサ５が検出した車速Ｖ、およびヨーレートセンサ７が検出したヨーレートγに基づき、下記（４）式に従ってステアリングラック軸力（以下、ヨーレート軸力とも呼ぶ）を算出する。下記（４）式では、まず、前輪荷重と車速Ｖとヨーレートγとを乗算し、乗算結果を操向輪２にかかる軸力として算出する。続いて、下記（４）式では、算出した操向輪２にかかる軸力とリンク比とを乗算し、乗算結果をヨーレート軸力として算出する。
ヨーレート軸力＝操向輪２にかかる軸力×リンク比 ………（４）
操向輪２にかかる軸力＝前輪荷重×車速Ｖ×ヨーレートγ

ここで、ヨーレートγは、操向輪２が転舵され、操向輪２にタイヤ横力Ｆdが作用し、車両Ａが旋回することによって発生する。それゆえ、ブレンド軸力算出部１１Ｂｂｂは、ヨーレートγに基づくことで、操向輪２に作用するタイヤ横力Ｆdの影響を反映したステアリングラック軸力（ヨーレート軸力）を算出できる。ここで、ヨーレートセンサ７は、バネ上（車体）に配置したため、ヨーレートγの検出が遅れる。そのため、ヨーレート軸力は、図６に示すように、実際のステアリングラック軸力に比べ、位相が遅れる。

さらに、ブレンド軸力算出部１１Ｂｂｂは、電流軸力算出部１１Ｂｂａから電流軸力を読み込む。続いて、ブレンド軸力算出部１１Ｂｂｂは、読み込んだ電流軸力、および算出した横Ｇ軸力、ヨーレート軸力に基づき、下記（５）式に従ってステアリングラック軸力（以下、「ブレンド軸力」とも呼ぶ）Ｔ_BRを算出する。下記（５）式では、横Ｇ軸力に配分比率Ｋ1を乗算し、電流軸力に配分比率Ｋ2を乗算し、ヨーレート軸力に配分比率Ｋ3を乗算し、これらの乗算結果の和をブレンド軸力Ｔ_BRとして算出する。すなわち、横Ｇ軸力に配分比率Ｋ1を乗算した値、電流軸力に配分比率Ｋ2を乗算した値およびヨーレート軸力に配分比率Ｋ3を乗算した値に基づいて、ブレンド軸力Ｔ_BRを算出する。そして、ブレンド軸力算出部１１Ｂｂｂは、算出結果を操舵判定部１１Ｂｂｄおよびフィードバック軸力算出実行部１１Ｂｂｅに出力する。ここで、ブレンド軸力Ｔ_BRは、操向輪２を右方向に向ける軸力を正値とし、操向輪２を左方向に向ける軸力を負値とする。
Ｔ_BR＝横Ｇ軸力×Ｋ1＋電流軸力×Ｋ2＋ヨーレート軸力×Ｋ3 ……（５）

ここで、配分比率Ｋ1、Ｋ2、Ｋ3は横Ｇ軸力、電流軸力、ヨーレート軸力の配分比率である。配分比率Ｋ1、Ｋ2、Ｋ3の大小関係は、Ｋ1＞Ｋ2＞Ｋ3とする。すなわち、横Ｇ軸力、電流軸力、ヨーレート軸力の順に配分比率を大きい値とする。例えば、配分比率Ｋ1、Ｋ2、Ｋ3のそれぞれは、Ｋ1＝０．６、Ｋ2＝０．３、Ｋ3＝０．１に設定する。これにより、ブレンド軸力算出部１１Ｂｂｂは、ブレンド軸力Ｔ_BRとして、操向輪２に作用するタイヤ横力Ｆdの影響を反映したステアリングラック軸力を算出する。
このように、本実施形態のブレンド軸力算出部１１Ｂｂｂは、電流軸力に配分比率Ｋ2を乗算した値と横Ｇ軸力に配分比率Ｋ1を乗算した値とに基づいてブレンド軸力Ｔ_BRを算出する。ここで、図６に示すように、横Ｇ軸力は、実際のステアリングラック軸力に比べ、位相が遅れる。また、電流軸力は、実際のステアリングラック軸力に比べ、位相が進む。それゆえ、本実施形態のブレンド軸力算出部１１Ｂｂｂは、横Ｇ軸力に電流軸力を加えることで、図７に示すように、横Ｇ軸力による位相の遅れを補償でき、より適切なブレンド軸力Ｔ_BRを算出できる。そのため、本実施形態の制御演算部１１は、ブレンド軸力Ｔ_BRに基づいて反力モータ９Ａを駆動することで、より適切な操舵反力を付与できる。

また、本実施形態のブレンド軸力算出部１１Ｂｂｂは、電流軸力に配分比率Ｋ2を乗算した値と横Ｇ軸力に配分比率Ｋ1を乗算した値とに基づいてブレンド軸力Ｔ_BRを算出する。ここで、車両Ａは、路面凹凸等によって操向輪２に路面外乱が作用し、操向輪２にタイヤ横力Ｆdが作用した場合、目標転舵角θ*と実際の転舵角θとに差が生じる。それゆえ、本実施形態のブレンド軸力算出部１１Ｂｂｂは、横Ｇ軸力に電流軸力を加えることで、操向輪２に作用する路面外乱の影響をブレンド軸力Ｔ_BRに反映でき、より適切なブレンド軸力Ｔ_BRを算出できる。そのため、本実施形態の制御演算部１１は、ブレンド軸力Ｔ_BRに基づいて反力モータ９Ａを駆動することで、より適切な操舵反力を付与できる。
さらに、本実施形態のブレンド軸力算出部１１Ｂｂｂは、電流軸力の配分比率Ｋ2よりも横Ｇ軸力の配分比率Ｋ1を大きくする。それゆえ、本実施形態のブレンド軸力算出部１１Ｂｂｂは、電流軸力の配分比率を低減でき、例えば、電流軸力の推定精度が転舵モータ８Ａの慣性やフリクションの影響によって低下したとしても、ブレンド軸力Ｔ_BRの推定精度の低下を抑制できる。そのため、本実施形態の制御演算部１１は、ブレンド軸力Ｔ_BRに基づいて反力モータ９Ａを駆動することで、より適切な操舵反力を付与できる。

また、本実施形態のブレンド軸力算出部１１Ｂｂｂは、電流軸力に配分比率Ｋ2を乗算した値と横Ｇ軸力に配分比率Ｋ1を乗算した値とヨーレート軸力に配分比率Ｋ3を乗算した値とに基づいてフィードバック軸力Ｔ_FBを算出する。ここで、例えば、車両Ａがスピン状態になった場合に、転舵電流および横方向加速度Ｇyが増大するため、横Ｇセンサ６の検出結果および転舵電流検出部８Ｂの検出結果はいずれも最大値（飽和値）となる。これに対し、ヨーレートγも増大するが、ヨーレートγの増大量は転舵電流および横方向加速度Ｇyの増加量に比べて比較的小さいので、ヨーレートセンサ７の検出結果は最大値（飽和値）に到達しない。そのため、車両Ａのスピン状態の度合いに応じてヨーレートセンサ７の検出結果は変動する。それゆえ、車両Ａのスピン状態の度合いに応じてブレンド軸力Ｔ_BRを変動できる。その結果、本実施形態の制御演算部１１は、ブレンド軸力Ｔ_BRに基づいて反力モータ９Ａを駆動することで、より適切な操舵反力を付与できる。
操舵角速度検出部１１Ｂｂｃは、転舵角センサ４が検出した操舵角δに基づいて、ステアリングホイール１の操舵角速度dδ/dｔを算出する。そして、操舵角速度検出部１１Ｂｂｃは、算出結果をブレンド軸力算出部１１Ｂｂｂおよび操舵判定部１１Ｂｂｄに出力する。ここで、操舵角速度dδ/dｔは、ステアリングホイール１が時計回りに回転する場合の角速度を正値とし、反時計回りに回転する場合の角速度を負値とする。

操舵判定部１１Ｂｂｄは、ブレンド軸力算出部１１Ｂｂｂが算出したブレンド軸力Ｔ_BRおよび操舵角速度検出部１１Ｂｂｃが検出した操舵角速度dδ/dｔに基づいて、運転者がステアリングホイール１の切り増し操作および切り戻し操作のいずれを行っているかを判定する。切り増し操作としては、例えば、ステアリングホイール１（操舵角δ）が中立位置から離れる方向への操舵操作である。また、切り戻し操作としては、例えば、ステアリングホイール１（操舵角δ）が中立位置に近づく方向への操舵操作がある。具体的には、操舵判定部１１Ｂｂｄは、ブレンド軸力Ｔ_BRが正値であり且つ操舵角速度dδ/dｔが正値である場合、またはブレンド軸力Ｔ_BRが負値であり且つ操舵角速度dδ/dｔが負値である場合には、ステアリングホイール１の切り増し操作を行っていると判定し、変数Ｋ4を「１．０」とする。変数Ｋ4は、ステアリングホイール１の切り増し操作および切り戻し操作のいずれを行なっているかを表すフラグである。変数Ｋ4は、ステアリングホイール１の切り増し操作を行なっている場合に「１．０」とし、切り戻し操作を行なっている場合に「０．０」とする。さらに、操舵判定部１１Ｂｂｄは、ブレンド軸力Ｔ_BRが正値であり且つ操舵角速度dδ/dｔが負値である場合、またはブレンド軸力Ｔ_BRが負値であり且つ操舵角速度dδ/dｔが正値である場合には、ステアリングホイール１の切り増し操作を行っていないと判定し、変数Ｋ4を０とする。そして、操舵判定部１１Ｂｂｄは、設定した変数Ｋ4をフィードバック軸力算出実行部１１Ｂｂｅに出力する。

フィードバック軸力算出実行部１１Ｂｂｅは、電流軸力算出部１１Ｂｂａ、ブレンド軸力算出部１１Ｂｂｂ、操舵角速度検出部１１Ｂｂｃおよび操舵判定部１１Ｂｂｄから電流軸力、ブレンド軸力Ｔ_BR、操舵角速度dδ/dｔおよび変数Ｋ4を読み込む。続いて、最終軸力算出部１１Ｂｃは、読み込んだ電流軸力、ブレンド軸力Ｔ_BR、操舵角速度dδ/dｔおよび変数Ｋ4に基づき、下記（６）式に従ってステアリングラック軸力（以下、フィードバック軸力Ｔ_FB）を算出する。そして、フィードバック軸力算出実行部１１Ｂｂｅは、算出結果を最終軸力算出部１１Ｂｃに出力する。
フィードバック軸力Ｔ_FB＝電流軸力×ＧB＋ブレンド軸力Ｔ_BR×（１−ＧB） ………（６）

ただし、ＧBは、電流軸力の配分比率ＧBとブレンド軸力Ｔ_BRの配分比率（１−ＧB）を表す数値（以下、配分比率と呼ぶ）である。これにより、フィードバック軸力算出実行部１１Ｂｂｅは、配分比率ＧBに基づいて、電流軸力とブレンド軸力Ｔ_BRとをＧB：（１−ＧB）の割合で合算させて、フィードバック軸力Ｔ_FBを算出する。
ここで、配分比率ＧBの設定方法としては、例えば、操舵判定部１１Ｂｂｄが出力した判定結果を基に配分比率設定部１１Ｂｂｆで配分比率ＧBを設定する方法を採用できる。配分比率設定部１１Ｂｂｆは、操舵判定部１１Ｂｂｄから操舵角速度dδ/ｄtおよび変数Ｋ4を読み込む。続いて、配分比率設定部１１Ｂｂｆは、読み込んだ操舵角速度dδ/ｄtおよび変数Ｋ4に基づき、下記（７）式に従って配分比率ＧBを算出する。
ＧB＝Ｋ4×Ｋ5 ………（７）

ただし、Ｋ5は、Ｋ4が「１．０」のとき、つまり、ステアリングホイール１の切り増し操作時における、電流軸力の配分比率ＧBとブレンド軸力Ｔ_BRの配分比率（１−ＧB）を表す数値である。これにより、フィードバック軸力算出実行部１１Ｂｂｅは、ステアリングホイール１の切り増し操作時には、変数Ｋ5に基づいて電流軸力とブレンド軸力Ｔ_BRとをＫ5：（１−Ｋ5）の割合で合算させて、フィードバック軸力Ｔ_FBを算出する。なお、Ｋ4が「０．０」のとき、つまり、ステアリングホイール１の切り戻し操作時には、変数Ｋ5にかかわらず、ブレンド軸力Ｔ_BRをフィードバック軸力Ｔ_FBとする。
ここで、変数Ｋ5の設定方法としては、例えば、操舵角速度dδ/dｔに対応した変数Ｋ5を変数マップＭ１から読み出す方法を採用できる。変数マップＭ１としては、例えば、操舵角速度dδ/dｔに対応した変数Ｋ5を登録したマップがある。

図８は、変数マップＭ１を表すグラフである。
図８に示すように、変数マップＭ１は、操舵角速度dδ/dｔの絶対値が０以上で且つ第１設定値dδ₁/dｔ（＞０）未満の範囲では、操舵角速度dδ/dｔの大きさにかかわらず「１．０」に設定する。また、変数マップＭ１は、操舵角速度dδ/dｔの絶対値が第２設定値dδ₂/dｔ（＞dδ₁/dｔ）以上の範囲では、操舵角速度dδ/dｔの大きさにかかわらず変数Ｋ5を「０．０」に設定する。さらに、変数マップＭ１は、操舵角速度dδ/dｔの絶対値が第１設定値dδ₁/dｔ以上で且つ第２設定値dδ₂/dｔ未満の範囲では、操舵角速度dδ/dｔの絶対値に応じて変数Ｋ5を直線的に低下させる。具体的には、変数マップＭ１は、操舵角速度dδ/dｔの絶対値が第１設定値dδ₁/dｔ以上で且つ第２設定値dδ₂/dｔ未満の範囲では、操舵角速度dδ/dｔの絶対値と変数Ｋ5との関係を表す一次関数に従って変数Ｋ5を設定する。一次関数は、操舵角速度dδ/dｔの絶対値が第１設定値dδ₁/dｔである場合に変数Ｋ5を「１．０」とし、操舵角速度dδ/dｔの絶対値が第２設定値dδ₂/dｔである場合に変数Ｋ5を「０．０」とする。これにより、配分比率設定部１１Ｂｂｆは、変数Ｋ4が「１．０」（切り増し操作時）であり、且つ、操舵角速度dδ/dｔの絶対値が第１設定値dδ₁/dｔ未満（低速操舵時）である場合には、配分比率ＧBを「１．０」とする。そして、フィードバック軸力算出実行部１１Ｂｂｅは、電流軸力をフィードバック軸力Ｔ_FBとする。また、配分比率設定部１１Ｂｂｆは、変数Ｋ4が「１．０」（切り増し操作時）であり、且つ、操舵角速度dδ/dｔの絶対値が第２設定値dδ₂/dｔ以上（高速操舵時）である場合には、配分比率ＧBを「０．０」とする。これにより、フィードバック軸力算出実行部１１Ｂｂｅは、ブレンド軸力Ｔ_BRをフィードバック軸力Ｔ_FBとする。また、最終軸力算出部１１Ｂｃは、変数Ｋ4が「１．０」（切り増し操作時）であり、且つ、操舵角速度dδ/dｔの絶対値が第１設定値dδ₁/dｔ以上で且つ第２設定値dδ₂/dｔ未満（中速操舵時）である場合には、配分比率ＧBを変数Ｋ5とする。これにより、フィードバック軸力算出実行部１１Ｂｂｅは、電流軸力に変数Ｋ5を乗算した値とブレンド軸力Ｔ_BRに（１−Ｋ5）を乗算した値とを合算したものをフィードバック軸力Ｔ_FBとする。一方、最終軸力算出部１１Ｂｃは、変数Ｋ4が「０．０」（切り戻し操作時）である場合には、操舵角速度dδ/dｔにかかわらず、配分比率ＧBを「０．０」とする。そして、フィードバック軸力算出実行部１１Ｂｂｅは、ブレンド軸力Ｔ_BRをフィードバック軸力Ｔ_FBとする。

このように、本実施形態のフィードバック軸力算出実行部１１Ｂｂｅは、ステアリングホイール１の切り増し操作が行われると、操舵角速度dδ/dｔの絶対値が第１設定値dδ₁/dｔ未満である場合には、電流軸力をフィードバック軸力Ｔ_FBとする。ここで、ステアリングホイール１と操向輪２とが機械的に結合している機械式の操舵制御装置では、ステアリングホイール１の切り増し操作時には、操向輪２の転舵に伴うタイヤ横力Fdとフリクションとにより、ステアリングホイール１を中立位置に戻す操舵反力が発生する。また、本実施形態のフィードバック軸力算出実行部１１Ｂｂｅでは、ステアリングホイール１の切り増し操作時には、電流軸力は、タイヤ横力Fdとフリクションとの合算値と等しくなる。そのため、本実施形態の制御演算部１１は、電流軸力をフィードバック軸力Ｔ_FBとすることで、機械式の操舵制御装置と同様に、ステアリングホイール１を中立位置に戻す操舵反力を付与できる。これにより、本実施形態の制御演算部１１は、ステアリングホイール１の切り増し操作時に、より適切な操舵反力を付与できる。
ちなみに、ブレンド軸力Ｔ_BRは、操向輪２の転舵に伴うフリクションの要素が含まれていない。それゆえ、例えば、ステアリングホイール１の切り増し操作時に、ブレンド軸力Ｔ_BRをフィードバック軸力Ｔ_FBとする方法では、操舵感に違和感を与える可能性がある。

また、本実施形態のフィードバック軸力算出実行部１１Ｂｂｅは、ステアリングホイール１の切り戻し操作が行われると、操舵角速度dδ/dｔの絶対値の大きさにかかわらず、電流軸力と横Ｇ軸力とを予め設定された配分比率で配分したブレンド軸力Ｔ_BRをフィードバック軸力Ｔ_FBとする。ここで、ステアリングホイール１と操向輪２とが機械的に結合している機械式の操舵制御装置では、ステアリングホイール１の切り戻し操作時には、操向輪２の転舵に伴うタイヤ横力Fdにより、ステアリングホイール１を中立位置に戻す操舵反力が発生する。それゆえ、機械式の操舵制御装置では、ステアリングホイール１の切り戻し操作時には、運転者は、ステアリングホイール１の保持力を低減し、ステアリングホイール１を手の平で滑らせることで、ステアリングホイール１を中立位置に戻し、操向輪２を中立位置に戻していた。これに対し、本実施形態のフィードバック軸力算出実行部１１Ｂｂｅでは、ブレンド軸力Ｔ_BRをフィードバック軸力Ｔ_FBとすることで、転舵電流が低減し、電流軸力が低減したとしても、ステアリングホイール１を中立位置に戻す操舵反力が低減することを抑制できる。そのため、本実施形態のフィードバック軸力算出実行部１１Ｂｂｅは、機械式の操舵制御装置と同様に、運転者がステアリングホイール１の保持力を低減し、ステアリングホイール１を手の平で滑らせることで、ステアリングホイール１を中立位置に戻すことができる。これにより、本実施形態の制御演算部１１は、ステアリングホイール１の切り戻し操作時に、より適切な操舵反力を付与できる。

さらに、本実施形態のフィードバック軸力算出実行部１１Ｂｂｅは、ステアリングホイール１の切り増し操作を行っていると判定し、且つ、操舵角速度dδ/dｔの絶対値が第１設定値dδ₁/dｔ以上であると判定した場合には、電流軸力とブレンド軸力Ｔ_BRとを配分してフィードバック軸力Ｔ_FBを設定するとともに、操舵角速度dδ/dｔの絶対値が小さくなるほど電流軸力の配分比率を大きくする。それゆえ、本実施形態のフィードバック軸力算出実行部１１Ｂｂｅは、例えば、ステアリングホイール１の切り戻し操作中に、操舵角δが中立位置を跨ぎ、引き続き同方向へステアリングホイール１の切り増し操作が行われた場合、切り増し操作中に操舵角速度dδ/dｔの絶対値が徐々に低減するにつれ、ブレンド軸力Ｔ_BRから電流軸力へとフィードバック軸力Ｔ_FBを徐々に移行できる。これにより、本実施形態の制御演算部１１は、より適切な操舵反力を付与できる。

図３に戻り、最終軸力算出部１１Ｂｃは、フィードフォワード軸力算出部１１Ｂａおよびフィードバック軸力算出部１１Ｂｂからフィードフォワード軸力Ｔ_FFおよびフィードバック軸力Ｔ_FBを読み込む。続いて、最終軸力算出部１１Ｂｃは、読み込んだフィードフォワード軸力Ｔ_FFおよびフィードバック軸力Ｔ_FBに基づき、下記（７）式に従ってステアリングラック軸力（以下、最終軸力）を算出する。そして、最終軸力算出部１１Ｂｃは、算出結果を軸力-操舵反力変換部１１Ｂｄに出力する。
最終軸力＝フィードフォワード軸力Ｔ_FF×ＧF＋フィードバック軸力Ｔ_FB×（１−ＧF） ………（７）
ここで、ＧFは、フィードフォワード軸力Ｔ_FFの配分比率ＧFとフィードバック軸力Ｔ_FBの配分比率（１−ＧF）を表す数値（以下、配分比率と呼ぶ）である。これにより、最終軸力算出部１１Ｂｃは、配分比率ＧFに基づいて、フィードフォワード軸力Ｔ_FFとフィードバック軸力Ｔ_FBとをＧF：（１−ＧF）の割合で合算させて、最終軸力を算出する。

このように、本実施形態の最終軸力算出部１１Ｂｃは、フィードバック軸力Ｔ_FBおよびフィードフォワード軸力Ｔ_FFに基づいて最終軸力を算出する。ここで、フィードバック軸力Ｔ_FBは、操向輪２に作用するタイヤ横力Ｆdの影響を反映するため、路面状態の変化や車両状態の変化に応じて変化する。これに対し、フィードフォワード軸力Ｔ_FFは、タイヤ横力Ｆdの影響を反映しないため、路面状態の変化等にかかわらず滑らかに変化する。それゆえ、最終軸力算出部１１Ｂｃは、フィードバック軸力Ｔ_FBに加え、フィードフォワード軸力Ｔ_FFに基づいて最終軸力を算出することで、より適切な最終軸力を算出できる。そのため、本実施形態の制御演算部１１は、フィードバック軸力Ｔ_FBに基づいて、反力モータ９Ａを駆動することで、より適切な操舵反力を付与できる。
ここで、配分比率ＧFの設定方法としては、軸力差分に対応した配分比率ＧFを配分比率マップＭ２から読み出す方法を採用できる。軸力差分とは、フィードフォワード軸力Ｔ_FFとフィードバック軸力Ｔ_FBとの差である。具体的には、フィードフォワード軸力Ｔ_FFからフィードバック軸力Ｔ_FBを減算した減算結果である。配分比率マップＭ２としては、例えば、軸力差分に対応した配分比率ＧFを登録したマップである。

ここで、フィードフォワード軸力Ｔ_FFは、予め設定した路面状態や車両状態を基に導出した上記（１）式に従って算出する。それゆえ、フィードフォワード軸力Ｔ_FFの推定精度は、路面状態や車両状態が変化すると低下する。これに対し、フィードバック軸力Ｔ_FBの推定精度は、路面状態や車両状態にかかわらずほぼ一定となる。そのため、本実施形態の最終軸力算出部１１Ｂｃは、フィードフォワード軸力Ｔ_FFとフィードバック軸力Ｔ_FBとの差である軸力差分を、配分比率ＧF、つまり、フィードフォワード軸力Ｔ_FFの配分比率、およびフィードバック軸力Ｔ_FBの配分比率を設定するための指標としている。これにより、本実施形態の最終軸力算出部１１Ｂｃは、より適切な配分比率ＧFを設定できる。

図９は、配分比率マップＭ２を表すグラフである。
図９に示すように、配分比率マップＭ２は、軸力差分の絶対値が０以上で且つ第１設定値Ｚ₁（＞０）未満の範囲では、軸力差分の大きさにかかわらず配分比率ＧFを配分比率（１―ＧF）より大きい値（例えば、「１．０」）に設定する。第１設定値Ｚ₁としては、例えば、フィードフォワード軸力Ｔ_FFの推定精度が低下を開始する軸力差分（閾値）を採用できる。また、配分比率マップＭ２は、軸力差分の絶対値が第２設定値Ｚ₂（＞Ｚ₁）以上の範囲では、軸力差分の大きさにかかわらず配分比率ＧFを配分比率（１―ＧF）より小さい値（例えば、「０．０」）に設定する。第２設定値Ｚ₂としては、例えば、フィードフォワード軸力Ｔ_FFの推定精度がフィードバック軸力Ｔ_FBの推定精度よりも低下する軸力差分（閾値）を採用できる。さらに、配分比率マップＭ２は、軸力差分の絶対値が第１設定値Ｚ₁以上で且つ第２設定値Ｚ₂未満の範囲では、軸力差分の絶対値に応じて配分比率ＧFを直線的に低下させる。具体的には、配分比率マップＭ２は、軸力差分の絶対値が第１設定値Ｚ₁以上で且つ第２設定値Ｚ₂未満の範囲では、軸力差分の絶対値と配分比率ＧFとの関係を表す一次関数に従って配分比率ＧFを設定する。一次関数は、軸力差分の絶対値が第１設定値Ｚ₁である場合に配分比率ＧFを「１．０」とし、軸力差分の絶対値が第２設定値Ｚ₂である場合に配分比率ＧFを「０．０」とする。これにより、最終軸力算出部１１Ｂｃは、軸力差分の絶対値が第１設定値Ｚ₁未満である場合には、フィードフォワード軸力Ｔ_FFを最終軸力とし、軸力差分の絶対値が第２設定値Ｚ₂以上である場合には、フィードバック軸力Ｔ_FBを最終軸力とする。また、最終軸力算出部１１Ｂｃは、軸力差分の絶対値が第１設定値Ｚ₁以上で且つ第２設定値Ｚ₂未満である場合には、フィードフォワード軸力Ｔ_FFに配分比率ＧFを乗算した値とフィードバック軸力Ｔ_FBに配分比率（１−ＧF）を乗算した値とを合算したものを最終軸力とする。

図３に戻り、軸力-操舵反力変換部１１Ｂｄは、最終軸力算出部１１Ｂｃが算出した最終軸力に基づいて目標操舵反力を算出する。目標操舵反力とは、操舵反力の目標値である。目標操舵反力の算出方法としては、例えば、車速Ｖおよび最終軸力に対応した目標操舵反力を軸力-操舵反力変換マップから読み出す方法を採用できる。軸力-操舵反力変換マップとは、車速Ｖ毎に、最終軸力に対応した目標操舵反力を登録したマップである。
図１０は、軸力-操舵反力変換マップを表すグラフである。
図１０に示すように、軸力-操舵反力変換マップは、車速Ｖ毎に設定される。また、軸力-操舵反力変換マップは、最終軸力が大きいほど目標操舵反力を大きい値とする。
図３に戻り、操舵反力補正値演算部１１Ｂｆは、操舵角δに基づき、操舵反力の補正値を演算する。

ここで、本実施形態における操舵反力補正値演算部１１Ｂｆの具体的な構成は、図１１に示すようになっている。即ち、この操舵反力補正値演算部１１Ｂｆは、操舵角δと転舵角との間の伝達関数Ｇにそのときの操舵角δを入力することにより仮想転舵角θ’を演算する仮想転舵角演算部１１Ｂｆａと、操舵角δおよび仮想転舵角θ’の角度差（δ−θ’）を演算する減算器１１Ｂｆｂと、その角度差（δ−θ’）をゲインＫ倍して補正値を演算する乗算器１１Ｂｆｃとを備えている。
仮想転舵角演算部１１Ｂｆａに記憶されている伝達関数Ｇは、車両の定常状態（タイヤにねじれなどが生じていない状態）から操舵を開始した場合における、操舵角δを入力とし、転舵角を出力とした伝達関数であり、実際の車両の諸元に基づいて設定される。従って、操舵角および転舵角が変化する過程における操舵系のフリクションや操向輪２のタイヤねじれ等を含んだものである。

そして、実際の車両では、図１２（ａ）に示すように、操舵角δが実線のように変化したとしても、タイヤねじれの影響があるため、仮想転舵角θ’は、操舵角δに対して遅れることになる。このため、角度差（δ−θ’）は、図１２（ｂ）に示すように、操舵を開始した直後から増大し、暫くすると減少に転じ、ある程度の時間が経過するとゼロとなるような変化をする。
なお、操舵角δはステアリングホイール１の回転角であり、仮想転舵角θ’は操向輪２の回転角であるため、物理的な角度同士では比較できないので、ここでは、操舵角δおよび仮想転舵角θ’は、ステアリングホイール１の最大操舵範囲と、操向輪２の最大転舵範囲とをそれぞれ１周期（２π）とした場合の角度で表現するものとしている。
図３に戻って、操舵反力補正値演算部１１Ｂｆが演算した補正値は、操舵反力決定部１１Ｂｇに供給される。また、操舵反力決定部１１Ｂｇには、軸力-操舵反力変換部１１Ｂｄが算出した目標操舵反力も供給されるようになっている。

そして、操舵反力決定部１１Ｂｇは、操舵反力補正値演算部１１Ｂｆから供給される補正値と、軸力-操舵反力変換部１１Ｂｄから供給される目標操舵反力とを比較し、大きい方を選択（セレクトハイ）することで、補正後の目標操舵反力を決定するようになっている。
そして、目標反力電流演算部１１Ｂｅは、操舵反力決定部１１Ｂｇにおいて決定された目標操舵反力（補正後）に基づき、下記（８）式に従って目標反力電流を算出する。そして、目標反力電流演算部１１Ｂｅは、算出結果を反力モータ駆動部９Ｃに出力する。
目標反力電流＝目標操舵反力×ゲイン ………（８）
図２に戻り、目標転舵電流演算部１１Ｃは、目標転舵角演算部１１Ａが算出した目標転舵角θ*から転舵角センサ４が検出した転舵角θを減じた減算結果に基づいて目標転舵電流を算出する。そして、目標転舵電流演算部１１Ｃは、算出結果を転舵モータ駆動部８Ｃに出力する。

（動作その他）
次に、車両Ａの操舵制御装置の動作について説明する。
図１３は、車両Ａの操舵制御装置の動作を説明するための図である。
図１３の時刻ｔ1に示すように、車両Ａの走行中、運転者がステアリングホイール１を操作し、ステアリングホイール１の切り増し操作を行ったとする。すると、制御演算部１１が、操舵角δおよび車速Ｖに基づき目標転舵角θ*を算出する（図２の目標転舵角演算部１１Ａ）。続いて、制御演算部１１が、算出した目標転舵角θ*から実際の転舵角θを減じた減算結果に基づき目標転舵電流を算出する（図２の目標転舵電流演算部１１Ｃ）。これにより、転舵制御部８が、運転者の操舵操作に応じて操向輪２を転舵する。

同時に、制御演算部１１が、操舵角δおよび車速Ｖに基づきフィードフォワード軸力Ｔ_FFを算出する（図３のフィードフォワード軸力算出部１１Ｂａ）。続いて、制御演算部１１が、転舵電流に基づき電流軸力を算出する（図５の電流軸力算出部１１Ｂｂａ）。続いて、制御演算部１１が、横方向加速度Ｇyに基づき横Ｇ軸力を算出する（図５のブレンド軸力算出部１１Ｂｂｂ）。続いて、制御演算部１１が、ヨーレートγおよび車速Ｖに基づきヨーレート軸力を算出する（図５のブレンド軸力算出部１１Ｂｂｂ）。続いて、制御演算部１１が、算出した電流軸力に配分比率Ｋ2を乗算した値と横Ｇ軸力に配分比率Ｋ1を乗算した値とヨーレート軸力に配分比率Ｋ3を乗算した値とに基づき、ブレンド軸力Ｔ_BRを算出する（図５のブレンド軸力算出部１１Ｂｂｂ）。横Ｇ軸力、電流軸力、ヨーレート軸力の配分比率Ｋ1、Ｋ2、Ｋ3は、０．６：０．３：０．１とする。ここで、操舵角速度dδ/dｔの絶対値が、第１設定値dδ₁/dｔ未満であったとする。すると、変数Ｋ4が１．０となり、変数Ｋ5が１．０となり、配分比率ＧB（＝Ｋ4×Ｋ5）が１．０となる（図５のフィードバック軸力算出実行部１１Ｂｂｅ）。そして、制御演算部１１が、算出した電流軸力とブレンド軸力Ｔ_BRとをＧB：（１−ＧB）で配分して、電流軸力をフィードフォワード軸力Ｔ_FFとする（図３のフィードバック軸力算出部１１Ｂｂ）。続いて、制御演算部１１が、算出したフィードフォワード軸力Ｔ_FFとフィードバック軸力Ｔ_FBとをＧF：（１−ＧF）で配分して、最終軸力を算出する（図３の最終軸力算出部１１Ｂｃ）。続いて、制御演算部１１が、算出した最終軸力に基づき目標操舵反力を算出する（図３の軸力-操舵反力変換部１１Ｂｄ）。そして、軸力-操舵反力変換部１１Ｂｄから供給された目標操舵反力が操舵反力決定部１１Ｂｇにおいて選択されたものとすると、目標反力電流演算部１１Ｂｅは、その目標操舵反力に基づき目標反力電流を算出し、そして、制御演算部１１が、算出した目標反力電流に基づき反力モータ９Ａを駆動する（図２の反力モータ駆動部９Ｃ）。これにより、反力制御部９が、ステアリングホイール１に操舵反力を付与する。

このように、本実施形態の操舵制御装置では、電流軸力、ブレンド軸力Ｔ_BR、並びに切り増し操作および切り戻し操作の判定結果に基づいてフィードバック軸力Ｔ_FBを算出する。それゆえ、本実施形態の操舵制御装置は、転舵モータ８Ａの転舵電流および車両Ａの横方向加速度Ｇy等、一般的な車両が備えているセンサの検出結果に基づいて、フィードバック軸力Ｔ_FBを算出できる。そのため、本実施形態の操舵制御装置は、フィードバック軸力Ｔ_FBに基づいて反力モータ９Ａを駆動することで、ステアリングラック軸力を検出するための専用のセンサを備える必要がなく、製造コストの増大を抑制できる。

また、本実施形態の操舵制御装置は、ステアリングホイール１の切り増し操作が行われると、操舵角速度dδ/dｔの絶対値が第１設定値dδ₁/dｔ未満である場合には、電流軸力をフィードバック軸力Ｔ_FBとする。そのため、本実施形態の操舵制御装置は、電流軸力をフィードバック軸力Ｔ_FBとすることで、ステアリングホイール１と操向輪２とが機械的に結合している機械式の操舵制御装置と同様に、ステアリングホイール１を中立位置に戻す操舵反力を付与できる。これにより、本実施形態の操舵制御装置は、ステアリングホイール１の切り増し操作時に、より適切な操舵反力を付与できる。

ここで、図１３の時刻ｔ2に示すように、運転者が、ステアリングホイール１の切り増し操作を終え、切り戻し操作を行ったとする。すると、変数Ｋ4が０．０となり、変数Ｋ5にかかわらず、配分比率ＧB（＝Ｋ4×Ｋ5）が０．０となる（図５のフィードバック軸力算出実行部１１Ｂｂｅ）。そして、制御演算部１１が、算出した電流軸力とブレンド軸力Ｔ_BRとをＧB：（１−ＧB）で配分して、ブレンド軸力Ｔ_BRをフィードフォワード軸力Ｔ_FFを算出する（図３のフィードバック軸力算出部１１Ｂｂ）。これにより、フィードバック軸力Ｔ_FBが、電流軸力からブレンド軸力Ｔ_BRへと切り換わる。

このように、本実施形態の操舵制御装置は、ステアリングホイール１の切り戻し操作が行われると、操舵角速度dδ/dｔの絶対値の大きさにかかわらず、電流軸力と横Ｇ軸力とを予め設定された配分比率で配分したブレンド軸力Ｔ_BRをフィードバック軸力Ｔ_FBとする。ここで、ステアリングホイール１と操向輪２とが機械的に結合している機械式の操舵制御装置では、ステアリングホイール１の切り戻し操作時には、操向輪２の転舵に伴うタイヤ横力Fdにより、ステアリングホイール１を中立位置に戻す操舵反力が発生する。それゆえ、機械式の操舵制御装置では、ステアリングホイール１の切り戻し操作時には、運転者は、ステアリングホイール１の保持力を低減し、ステアリングホイール１を手の平で滑らせることで、ステアリングホイール１を中立位置に戻し、操向輪２を中立位置に戻していた。これに対し、本実施形態の操舵制御装置は、ブレンド軸力Ｔ_BRをフィードバック軸力Ｔ_FBとすることで、転舵電流が低減し、電流軸力が低減したとしても、ステアリングホイール１を中立位置に戻す操舵反力が低減することを抑制できる。そのため、本実施形態の操舵制御装置は、機械式の操舵制御装置と同様に、運転者がステアリングホイール１の保持力を低減し、ステアリングホイール１を手の平で滑らせることで、ステアリングホイール１を中立位置に戻すことができる。これにより、本実施形態の操舵制御装置は、ステアリングホイール１の切り戻し操作時に、より適切な操舵反力を付与できる。

ここで、図１３の時刻ｔ3に示すように、運転者が、ステアリングホイール１の切り戻し操作中（例えば、時計回り方向への操舵中）に、操舵角δが中立位置を跨いだ後、引き続き時計回り方向へステアリングホイール１の切り増し操作を行ったとする。また、操舵角速度dδ/dｔの絶対値が、第１設定値dδ₁/dｔ以上で且つ第２設定値dδ₂/dｔ未満の範囲にあったとする。すると、操舵角速度dδ/dｔの絶対値が小さくなるにつれ、変数Ｋ4が１．０となり、変数Ｋ5が増大し、電流軸力の配分比率ＧB（＝Ｋ4×Ｋ5）が増大する（図５のフィードバック軸力算出実行部１１Ｂｂｅ）。そして、制御演算部１１が、算出した電流軸力とブレンド軸力Ｔ_BRとをＧB：（１−ＧB）で配分して、フィードバック軸力Ｔ_FBを算出する（図３のフィードバック軸力算出部１１Ｂｂ）。これにより、フィードバック軸力Ｔ_FBが、ブレンド軸力Ｔ_BRから電流軸力へと徐々に移行する。

このように、本実施形態の操舵制御装置は、ステアリングホイール１の切り増し操作を行っていると判定し、且つ、操舵角速度dδ/dｔの絶対値が第１設定値dδ₁/dｔ以上であると判定した場合には、電流軸力とブレンド軸力Ｔ_BRとを配分してフィードバック軸力Ｔ_FBを設定するとともに、操舵角速度dδ/dｔの絶対値が小さくなるほど電流軸力の配分比率を大きくする。それゆえ、本実施形態の操舵制御装置は、ステアリングホイール１の切り戻し操作中に、操舵角δが中立位置を跨ぎ、引き続き同方向へステアリングホイール１の切り増し操作が行われた場合、切り増し操作中に操舵角速度dδ/dｔの絶対値が徐々に低減するにつれ、ブレンド軸力Ｔ_BRから電流軸力へとフィードバック軸力Ｔ_FBを徐々に移行できる。これにより、本実施形態の操舵制御装置は、ステアリングホイール１の切り戻し操作から切り増し操作への切り換え時に、より適切な操舵反力を付与できる。

一方、目標操舵反力演算部１１Ｂの操舵反力補正値演算部１１Ｂｆは、操舵角δに基づき操舵反力の補正値を演算しているが、車両の走行中であると、タイヤのねじれも小さいため、補正値の演算の基礎となる角度差（δ−θ’）はさほど大きくはならない。また、車速Ｖ、横方向加速度Ｇｙ、ヨーレートγも走行状況に応じてそれなりの大きさで発生しているため、フィードフォワード軸力Ｔ_FFおよびフィードバック軸力Ｔ_FBも決して小さくはない。
よって、操舵反力決定部１１Ｂｇでは、軸力-操舵反力変換部１１Ｂｄから供給された目標操舵反力をセレクトハイという選択基準によって選択し、その目標操舵反力を目標反力電流演算部１８Ｂｅに供給することになる。
これに対し、車両が停車している状況で運転者がステアリングホイール１を操舵するいわゆる据え切りが行われている状況を考える。
即ち、車両が停車しているため、上記（１）式に示したフィードフォワード軸力Ｔ_FFの演算においては、右辺第１項がゼロとなり、また、ヨーレートγや横方向加速度Ｇｙがゼロになりフィードバック軸力Ｔ_FBも算出されない。よって、この状況では、演算される目標操舵反力を構成する成分は、転舵電流が支配的となる。

さらに、車速Ｖがゼロのときに図１４（ａ）に示すように操舵角δが変化したとし、その操舵角δが変化し始めたときにはタイヤにねじれが生じていなかったものとすると、転舵電流は、図１４（ｂ）に実線で示すように、操舵角δの変化を略々追従するように変化することになる。この状況では、転舵電流に略々比例した操舵反力が発生すれば、運転者は特に違和感を感じることはない。
しかしながら、図１４（ａ）に示すように操舵角δが変化したとしても、操舵角δが変化し始めたときには既にタイヤにねじれが生じていたものとすると、そのねじれた分の影響で転舵電流が直ぐには発生せず、図１４（ｂ）に破線で示すように暫く立ち上がらない場合がある。
このため、転舵電流が立ち上がらない分、軸力-操舵反力変換部１１Ｂｄから供給された目標操舵反力も立ち上がらないことになる。
しかしながら、本実施形態にあっては、そのように目標操舵反力が立ち上がらなかったとしても、操舵反力補正値演算部１１Ｂｆが操舵角δと仮想転舵角θ’との差に基づき図１２（ｂ）に示すような補正値を演算するため、操舵反力決定部１１Ｂｇにおいては、セレクトハイという選択基準によってその補正値を、目標操舵反力（補正後）として選択することになる。

そのときの様子を、図１５に示す。
即ち、車速Ｖがゼロの状態で操舵を開始した直後には、タイヤねじれの影響によって軸力-操舵反力変換部１１Ｂｄから供給された目標操舵反力（補正前）が直ぐには立ち上がらなかったとしても、操舵角δと仮想転舵角θ’との角度差に基づいた補正値が目標操舵反力（補正後）として選択される。その後、時間が経過して転舵電流が増加して目標操舵反力（補正前）も徐々に立ち上がり、そのときには操舵角δと仮想転舵角θ’との差も小さくなっていくため補正値は逆に減少に転じ、両者の大小関係は逆転する。すると、その逆転した後は、転舵電流に基づいて演算された目標操舵反力が最終的な目標操舵反力として決定されることになる。

よって、図１５に示すように、据え切り開始時に転舵電流が小さかったとしても、操舵を開始した直後から操舵反力を発生させることができ、運転者に違和感を与える可能性を低減することができる。
本実施形態では、図１のステアリングホイール１がステアリングホイールを構成する。以下同様に、図１の操舵角センサ３が操舵角検出部を構成する。また、図１の転舵モータ８Ａおよび転舵モータ駆動部８Ｃが転舵アクチュエータを構成する。また、図１の転舵電流検出部８Ｂが転舵電流検出部を構成する。また、図１の反力モータ９Ａ、図２の反力モータ駆動部９Ｃおよび目標操舵反力演算部１１Ｂが反力アクチュエータを構成する。また、図３の軸力-操舵反力変換部１１Ｂｄが操舵反力目標値演算部を構成する。

（本実施形態の効果）
本実施形態は、次のような効果を奏する。
（１）制御演算部１１が、電流軸力、ブレンド軸力Ｔ_BR、並びに切り増し操作および切り戻し操作の判定結果に基づいてフィードバック軸力Ｔ_FBを算出する。続いて、制御演算部１１が、算出したフィードバック軸力Ｔ_FBに基づいて操舵反力を算出する。そして、制御演算部１１が、算出した操舵反力に基づいて反力モータ９Ａを駆動する。
このような構成によれば、転舵電流および横方向加速度Ｇy等、一般的な車両が備えているセンサの検出結果に基づいて反力モータ９Ａを駆動できる。それゆえ、専用のセンサを備える必要がなく、製造コストの増大を抑制できる。
しかも、操舵反力補正値演算部１１Ｂｆが操舵角δに基づいて操舵反力の補正値を演算し、その補正値と、軸力-操舵反力変換部１１Ｂｄから供給された目標操舵反力とに基づいて操舵反力決定部１１Ｂｇが最終的な操舵反力を決定するようにしたため、軸力-操舵反力変換部１１Ｂｄから供給された目標操舵反力が立ち上がらない状況であっても操舵反力を発生させることができる。よって、運転者に違和感を与える可能性を低減できる。

（２）また、操舵反力補正値演算部１１Ｂｆは、操舵角と転舵角との間の伝達関数Ｇに操舵角δを代入した場合の演算出力である仮想転舵角θ’と、操舵角とに基づいて、補正値を演算する構成であるため、路面の摩擦状況等の影響を受ける実際の転舵角に関係なく補正値を演算することができる。
（３）特に、操舵反力補正値演算部１１Ｂｆは、仮想転舵角θ’と操舵角δとの差に基づいて補正値を演算するため、操舵開始直後にそれなりの大きさの補正値を演算でき、時間が経過した後は補正値を抑えることができるため、補正値の影響が長時間残るようなことを避けられる。
（４）そして、操舵反力決定部１１Ｂｇは、セレクトハイという選択基準で目標操舵反力を決定する構成であるため、的確な目標操舵反力を容易に求めることができる。
（５）さらに、車速Ｖ、ヨーレートγを検出し、それら車速Ｖ、ヨーレートγにも基づいて操舵反力の目標値を算出するようにしたため、的確な操舵反力の目標値を算出することができる一方で、停車中にそれらに基づく操舵反力の成分がゼロになったとして、操舵反力補正値演算部１１Ｂｆおよび操舵反力決定部１１Ｂｇを備えているため、操舵反力が過小になって運転者に違和感を与えてしまう可能性も低くなっている。

（第１実施形態の変形例）
上記第１実施形態では、操舵反力補正値演算部１１Ｂｆにおいて操舵角δと仮想転舵角θ’との差に基づいて補正値を演算するように構成しているが、これに限定されるものではなく、例えば、操舵角δと仮想転舵角θ’との比に基づいて補正値を演算するようにしてもよい。比に基づく場合には、操舵角δと仮想転舵角θ’との比（θ’／δ）が小さいほど補正値を大きく、比が１に近いほど補正値を小さくするように設定すればよい。

（第２実施形態）
操舵反力補正値演算部１１Ｂｆは、図１６に示すように構成することも可能である。
即ち、図１６に示す操舵反力補正値演算部１１Ｂｆは、操舵角δを微分して操舵角速度ｄδ／ｄｔを演算する微分器１１Ｂｆｄと、その微分器１１Ｂｆｄが演算した操舵角速度ｄδ／ｄｔに基づき、操舵角速度ｄδ／ｄｔに比例して大きくなる補正値を演算する乗算器１１Ｂｆｅとを備えている。
このような構成であっても、ステアリングホイール１の操舵状況に応じた操舵反力の補正値を演算することができるため、軸力-操舵反力変換部１１Ｂｄから供給された目標操舵反力が立ち上がらない状況であっても操舵反力を発生させることができる。よって、運転者に違和感を与える可能性を低減できる。
ここで、この変形例にあっては、微分器１１Ｂｆｄが操舵角速度検出部を構成する。

（第２実施形態の効果）
ステアリングホイール１の操舵角速度ｄδ／ｄｔを検出する微分器１１Ｂｆｄを備え、操舵反力補正値演算部１１Ｂｆは、ステアリングホイール１の操舵角速度ｄδ／ｄｔに基づいて操舵反力の補正値を演算するため、操舵状況のみに応じた操舵反力の補正値を容易に演算することができる。
以上、本願が優先権を主張する日本国特許出願２０１３−３９６８（２０１３年１月１１日出願）の全内容は、参照により本開示の一部をなす。
ここでは、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく各実施形態の改変は当業者にとって自明なことである。

１ ステアリングホイール
３ 操舵角センサ
５ 車速センサ
６ 横Ｇセンサ
７ ヨーレートセンサ
８Ａ 転舵モータ（転舵アクチュエータ）
８Ｂ 転舵電流検出部（転舵電流検出部）
８Ｃ 転舵モータ駆動部（転舵アクチュエータ）
９Ａ 反力モータ（反力アクチュエータ）
９Ｃ 反力モータ駆動部（反力アクチュエータ）
１１Ｂ 目標操舵反力演算部（反力アクチュエータ）
１１Ｂｄ 軸力-操舵反力変換部（操舵反力目標値演算部）
１１Ｂｆ 操舵反力補正値演算部
１１Ｂｆａ 仮想転舵角演算部
１１Ｂｆｂ 減算器
１１Ｂｆｃ 乗算器
１１Ｂｆｄ 微分器
１１Ｂｆｅ 乗算器
１１Ｂｇ 操舵反力決定部

【０００１】
技術分野
［０００１］
本発明は、ステアリングホイールと操向輪とが機械的に分離したステア・バイ・ワイヤ方式の操舵制御装置に関するものである。
背景技術
［０００２］
従来、この種の技術としては、例えば、特許文献１に記載の従来技術がある。
この従来技術では、ステアリングラックに作用するラック軸力に基づいて操舵反力を生成することで、タイヤに作用するタイヤ横力を操舵反力に反映させている。
先行技術文献
特許文献
［０００３］
特許文献１：特開２０００−１０８９１４号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
［０００４］
ここで、上記従来技術では、ラック軸力に基づいて操舵反力を生成するため、ラック軸力を検出する軸力センサが必要となる。しかしながら、軸力センサは比較的高価であるため、操舵制御装置の製造コストが増大する可能性があった。
本発明は、上記のような点に着目し、製造コストの増大を抑制可能とすることを課題とする。
課題を解決するための手段
［０００５］
上記課題を解決するため、本発明の一態様では、転舵アクチュエータの転舵電流および車両の横方向加速度に基づいて、目標操舵反力を算出する。また、ステアリングホイールの操舵操作に応じて発生していることが予測される操向輪の転舵角と操舵角との差が大きいほど、操舵方向と反対方向に発生する操舵反力の補正値を大きくする。そして、本発明では、目標操舵反力と、補正値とに基づいて、操舵反力を決定し、その操舵反力で反力アクチュエ

【０００２】
ータを駆動する。
発明の効果
［０００６］
本発明の一態様では、転舵電流および横方向加速度等、一般的な車両が備えているセンサの検出結果に基づいて操舵反力を算出する。それゆえ、本発明の一態様では、専用のセンサを備える必要がなく、製造コストの増大を抑制できる。
図面の簡単な説明
［０００７］
［図１］車両Ａの構成を表す概念図である。
［図２］制御演算部１１の構成を表すブロック図である。
［図３］目標操舵反力演算部１１Ｂの詳細な構成を表すブロック図である。
［図４］フィードフォワード軸力Ｔ_ＦＦの算出式の係数を説明するための図である。
［図５］フィードバック軸力算出部Ｂｂの詳細な構成を表すブロック図である。
［図６］横Ｇ軸力、電流軸力、ヨーレート軸力、および実際のステアリングラック軸力を表すグラフである。
［図７］フィードバック軸力Ｔ_ＦＢ、および実際のステアリングラック軸力を表すグラフである。
［図８］変数マップＭ１を表すグラフである。
［図９］配分比率マップＭ２を表すグラフである。
［図１０］軸力−操舵反力変換マップを表すグラフである。
［図１１］操舵反力補正値演算部１１Ｂｆの構成を表すブロック図である。
［図１２］補正値の演算過程を説明する波形図である。
［図１３］車両Ａの操舵制御装置の動作を説明するための図である。
［図１４］操舵角と転舵電流との関係を状況毎に説明する波形図である。
［図１５］実施形態の動作を説明する波形図である。
［図１６］実施形態の変形例を示すブロック図である。
発明を実施するための形態
［０００８］
（第１実施形態）

上記課題を解決するため、本発明の一態様では、転舵アクチュエータの転舵電流に基づいて、目標操舵反力を算出する。また、ステアリングホイールの操舵操作に応じて発生していることが予測される操向輪の転舵角と操舵角との差が大きいほど、操舵方向と反対方向に発生する操舵反力の補正値を大きくする。そして、本発明では、目標操舵反力と、補正値とに基づいて、操舵反力を決定し、その操舵反力で反力アクチュエータを駆動する。なお、操舵反力の補正値は、操舵角とステアリングホイールの操舵操作に応じて発生していることが予測される操向輪の転舵角との間の伝達関数に操舵角を代入した場合の演算出力である仮想転舵角と操舵角との差が大きいほど、操舵方向と反対方向に発生する操舵反力の補正値を大きくし、伝達関数は、操舵角および転舵角が変化する過程における操向輪のタイヤねじれを含んでいる。

本発明の一態様では、転舵電流等、一般的な車両が備えているセンサの検出結果に基づいて操舵反力を算出する。それゆえ、本発明の一態様では、専用のセンサを備える必要がなく、製造コストの増大を抑制できる。

上記課題を解決するため、本発明の一態様では、転舵アクチュエータの転舵電流に基づ
いて、目標操舵反力を算出する。また、ステアリングホイールの操舵操作に応じて発生し
ていることが予測される操向輪の転舵角と操舵角との差が大きいほど、操舵方向と反対方
向に発生する操舵反力の補正値を大きくする。そして、本発明では、目標操舵反力と、補
正値とに基づいて、操舵反力を決定し、その操舵反力で反力アクチュエータを駆動する。
なお、操舵反力の補正値は、操舵角とステアリングホイールの操舵操作に応じて発生して
いることが予測される操向輪の転舵角との間の伝達関数に操舵角を代入した場合の演算出
力である仮想転舵角と操舵角との差が大きいほど、操舵方向と反対方向に発生する操舵反
力の補正値を大きくし、伝達関数は、操舵角および転舵角が変化する過程における操向輪
のタイヤねじれを含んでいる。操舵反力決定部は、目標値および補正値のうち大きい方を操舵反力として選択することにより、停車中にステアリングホイールを操作する据え切りで、タイヤにねじれが生じているときに、補正値を操舵反力として選択する。

Claims (7)

1. 操向輪と機械的に分離したステアリングホイールと、
   前記ステアリングホイールの操舵量に応じて操向輪を転舵する転舵アクチュエータと、
   前記転舵アクチュエータの転舵電流を検出する転舵電流検出部と、
   前記転舵電流検出部が検出した前記転舵電流、および車両に作用する横方向加速度に基づいて、操舵反力の目標値を算出する操舵反力目標値演算部と、
   前記ステアリングホイールの操舵角に基づいて操舵反力の補正値を演算する操舵反力補正値演算部と、
   前記操舵反力目標値演算部が演算した操舵反力の目標値および前記操舵反力補正値演算部が演算した前記補正値に基づいて操舵反力を決定する操舵反力決定部と、
   前記操舵反力決定部が決定した操舵反力に基づいて前記ステアリングホイールに操舵反力を付与する反力アクチュエータと、を備えることを特徴とする操舵制御装置。
2. 前記操舵反力補正値演算部は、前記ステアリングホイールの操舵角と前記操向輪の転舵角との間の伝達関数に前記操舵角を代入した場合の演算出力である仮想転舵角と、前記操舵角とに基づいて、前記補正値を演算する請求項１記載の操舵制御装置。
3. 前記操舵反力補正値演算部は、前記仮想転舵角と前記操舵角との差に基づいて前記補正値を演算する請求項２記載の操舵制御装置。
4. 前記操舵反力補正値演算部は、前記ステアリングホイールの操舵角速度に基づいて前記補正値を演算する請求項１記載の操舵制御装置。
5. 前記操舵反力決定部は、前記目標値および前記補正値のうち大きい方を前記操舵反力として選択する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の操舵制御装置。
6. 前記操舵反力目標値演算部は、車両の車速にも基づいて、前記操舵反力の目標値を算出する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の操舵制御装置。
7. 前記操舵反力目標値演算部は、車両のヨーレートにも基づいて、前記操舵反力の目標値を算出する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の操舵制御装置。

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