JPWO2019087865A1 - 操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

運転支援制御装置（１００）は、車載センサ（１０１）の検出結果に基づいて生成した目標進路を示す情報として、運転支援指令値（Ａｓ＊）を操舵制御装置（５０）に対して出力する。このような運転支援指令値（Ａｓ＊）は、運転支援制御装置（１００）の仕様によって、トルク成分や角度成分として出力される。これに対し、マイコン（５１）は、操舵制御装置（５０）の外部から入力される運転支援指令値（Ａｓ＊）を、支援指令値入力処理部（５４ａ）による支援指令値入力処理として、アシスト指令値演算部（Ｍ５４）内の角度制御処理への入力またはトルク制御処理への入力とする処理を実行する。

Description

本発明は、操舵制御装置に関する。

たとえば下記特許文献１には、運転者による操舵トルクに基づき、操舵をアシストするアシストトルクをモータによって生成する制御を実行する操舵制御装置が記載されている。

特開２００４−２０３０８９号公報

ところで、近年、操舵制御装置の機能を拡張して、ＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System：先進運転支援システム）などの運転者の運転を支援する運転支援装置を構築することが検討されている。しかし、上記操舵制御装置の場合、たとえば運転を支援するための運転支援指令値として外部から転舵角の補正量が与えられる場合には、これに対処することが困難であるなど、運転支援指令値がいかなる量であるかによっては、操舵制御装置の機能を運転支援装置へと拡張することが困難となる。

１．車両の転舵輪を転舵させるべく操舵機構を動作させるために外部からの入力に基づいて前記操舵機構に付与する力の発生源であるモータの駆動を制御するための処理を実行する処理回路を備え、前記入力には、運転者が入力する操舵トルクと、運転者の運転を支援するための運転支援指令値とが含まれ、前記処理回路は、トルク制御処理と、転舵角制御処理と、前記運転支援指令値を、前記転舵角制御処理の入力、または前記トルク制御処理への入力とする支援指令値入力処理と、を実行し、前記トルク制御処理は、運転者が入力すべき前記操舵トルクの目標値に対応するトルク指令値に前記操舵トルクをフィードバック制御するための操作量に応じたフィードバックトルク成分を演算するトルクフィードバック制御処理と、前記フィードバックトルク成分と前記操舵トルクとの和に基づき前記トルク指令値を演算するトルク指令値演算処理と、を含み、前記フィードバックトルク成分に応じた値を前記転舵角制御処理への入力として出力するものであり、前記転舵角制御処理は、前記転舵角制御処理への前記入力に基づき前記転舵輪の転舵角に換算可能な回転軸の回転角度の目標値に対応する角度指令値を演算する角度指令値演算処理と、前記回転角度を前記角度指令値にフィードバック制御するための操作量を算出する角度フィードバック制御処理と、前記角度フィードバック制御処理による前記操作量に基づき、前記モータの駆動に必要なモータ制御信号を生成する制御信号生成処理と、を含む操舵制御装置。

上記構成によれば、転舵角制御処理およびトルク制御処理の双方に基づいてモータ制御信号が生成されることから、運転支援指令値を転舵角制御処理への入力またはトルク制御処理への入力とすることにより、運転支援指令値が、角度の補正量とトルクの補正量とのいずれであっても、操舵制御装置の機能を運転支援装置へと拡張することができる。

２．前記支援指令値入力処理は、前記運転支援指令値を前記トルク制御処理によって扱われるトルクの補正量とする処理である上記１記載の操舵制御装置である。
３．前記運転支援指令値は、前記車両の走行方向を変更するためのトルクの指令値であり、前記支援指令値入力処理は、前記運転支援指令値を前記転舵角制御処理への前記入力に加算する処理である上記２記載の操舵制御装置である。

上記構成では、トルクの指令値である運転支援指令値によって転舵角制御処理への入力が補正されるため、転舵角制御処理では、トルク制御処理によるフィードバック成分に応じた値が運転支援指令値によって増加補正された量に基づき回転角度を制御する。これにより、運転支援指令値による増加補正がない場合に対して回転角度の制御が変更され、ひいては車両の走行方向が変更される。

４．前記運転支援指令値は、前記車両の走行方向を変更するためのトルクの指令値であり、前記支援指令値入力処理は、前記運転支援指令値を前記トルク指令値演算処理への入力に加算する処理を含む上記２記載の操舵制御装置である。

５．前記支援指令値入力処理は、前記運転支援指令値を前記トルクフィードバック制御処理への入力となる前記トルク指令値に加算する処理である上記２記載の操舵制御装置である。

上記構成では、操舵トルクがトルク指令値にフィードバック制御されるため、トルク指令値が異なる場合には、フィードバックトルク成分が異なるものとなる。そのため、トルク指令値に運転支援指令値を加算することにより、加算しない場合と比較すると、運転者の操舵フィーリングを変更したり、走行方向を変更したりすることができる。

６．前記支援指令値入力処理は、前記運転支援指令値を前記トルクフィードバック制御処理への入力パラメータとしての前記操舵トルクから減算する処理である上記２記載の操舵制御装置である。

上記構成では、操舵トルクがトルク指令値にフィードバック制御されるため、フィードバック制御への入力パラメータとしての操舵トルクが実際の操舵トルクと異なる場合には、異ならない場合に対してフィードバックトルク成分が異なるものとなる。そのため、上記入力パラメータとしての操舵トルクから運転支援指令値を減算することにより、減算しない場合と比較すると、運転者の操舵フィーリングを変更したり、走行方向を変更したりすることができる。

７．前記支援指令値入力処理は、前記運転支援指令値を前記転舵角制御処理によって扱われる角度の補正量とする処理である上記１記載の操舵制御装置である。
８．前記運転支援指令値は、前記車両の走行方向を変更するための角度の指令値であり、前記支援指令値入力処理は、前記角度フィードバック制御処理への入力となる前記角度指令値演算処理からの出力に前記運転支援指令値を加算する処理である上記７記載の操舵制御装置である。

９．前記運転支援指令値は、前記車両の走行方向を変更するための角度の指令値であり、前記支援指令値入力処理は、前記角度フィードバック制御処理への入力パラメータとしての前記回転角度から前記運転支援指令値を減算する処理である上記７記載の操舵制御装置である。

上記構成では、角度フィードバック制御処理への入力パラメータとしての回転角度から運転支援指令値が減算される場合、角度フィードバック制御処理により、回転角度が角度指令値に対して運転支援指令値に応じた量だけずれた角度に制御される。そのため、上記構成では、運転支援指令値によって、走行方向を変更することができる。

１０．前記角度指令値演算処理は、前記角度指令値に基づき前記モータが前記転舵輪を転舵させる力に抗する量であって前記角度指令値の絶対値が大きい場合に小さい場合よりも絶対値が大きくなるバネ成分を算出するバネ特性制御演算処理と、前記転舵角制御処理への前記入力から前記バネ成分を減算した値に基づき前記角度指令値を演算する処理を含み、前記運転支援指令値は、前記車両の走行方向を変更するための角度の指令値であり、前記支援指令値入力処理は、前記バネ特性制御演算処理への入力パラメータとしての前記角度指令値から前記運転支援指令値を減算する処理である上記７記載の操舵制御装置である。

上記構成では、バネ成分に応じて角度指令値が演算されるため、バネ特性制御演算処理の入力パラメータとしての角度指令値から運転支援指令値が減算される場合には、減算されない場合とはバネ成分に基づき算出される角度指令値が異なったものとなる。このため、上記構成では、バネ特性制御演算処理への入力パラメータとしての角度指令値から運転支援指令値を減算することによって、減算しない場合に対して車両の走行方向を変更することができる。

本発明によれば、操舵制御装置の機能を運転支援装置へと拡張することができる。

電動パワーステアリング装置についてその概略を示す図。 同電動パワーステアリング装置についてその電気的構成とともに、その操舵制御装置におけるマイコンの機能を示すブロック図。 同マイコンについてそのアシスト指令値演算部の角度指令値演算部の機能を示すブロック図。 同角度指令値演算部についてその粘性制御演算部の機能を示すブロック図。 同粘性制御演算部についてその切り戻り用補償成分演算部の操作状態判定部の判定方法を説明する図。 同操舵制御装置についてその機能を運転者の運転を支援する運転支援装置に拡張した際のマイコンの機能を示すブロック図。 （ａ）〜（ｄ）は、同運転支援装置に拡張した際の具体化の例を示すブロック図。 （ａ）〜（ｄ）は、同運転支援装置に拡張した際の具体化の例を示すブロック図。

以下、操舵制御装置の一実施形態を説明する。
図１に示すように、電動パワーステアリング装置１は、運転者のステアリングホイール１０の操作に基づいて転舵輪１５を転舵させる操舵機構２、及び運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構３を備えている。

操舵機構２は、ステアリングホイール１０と、ステアリングホイール１０と固定されたステアリングシャフト１１とを備えている。ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール１０と連結されたコラムシャフト１１ａと、コラムシャフト１１ａの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト１１ｂと、インターミディエイトシャフト１１ｂの下端部に連結されたピニオンシャフト１１ｃとを有している。ピニオンシャフト１１ｃの下端部は、ラックアンドピニオン機構１３を介して転舵軸としてのラックシャフト１２に連結されている。なお、ラックシャフト１２は、ラックハウジング１６に支持されている。ラックシャフト１２の両端には、タイロッド１４を介して、左右の転舵輪１５が連結されている。したがって、ステアリングホイール１０、すなわちステアリングシャフト１１の回転運動は、ピニオンシャフト１１ｃ及びラックシャフト１２からなるラックアンドピニオン機構１３を介してラックシャフト１２の軸方向（図１の左右方向）の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動が、ラックシャフト１２の両端にそれぞれ連結されたタイロッド１４を介して、転舵輪１５にそれぞれ伝達されることにより、転舵輪１５の転舵角θｔが変化する。

ラックシャフト１２の周囲には、アシスト機構３を構成する要素として、操舵機構２に対して付与する動力（アシスト力）の発生源であるモータ４０が設けられている。例えば、モータ４０は、３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力に基づいて回転する３相ブラシレスモータである。モータ４０は、ラックハウジング１６に対してその外部から取り付けられている。また、ラックハウジング１６の内部には、アシスト機構３を構成する要素として、ラックシャフト１２の周囲に一体的に取り付けられたボールねじ機構２０と、モータ４０の出力軸４０ａの回転力をボールねじ機構２０に伝達するベルト式減速機構３０とが設けられている。モータ４０の出力軸４０ａの回転力は、ベルト式減速機構３０及びボールねじ機構２０を介して、ラックシャフト１２を軸方向に往復直線運動させる力に変換される。このラックシャフト１２に付与される軸方向の力が動力（アシスト力）となり、転舵輪１５の転舵角θｔを変化させる。

図１に示すように、モータ４０には、当該モータ４０の駆動を制御する操舵制御装置５０が接続されている。操舵制御装置５０は、各種のセンサの検出結果に基づき、モータ４０の制御量である電流の供給を制御することによって、モータ４０の駆動を制御する。各種のセンサとしては、例えば、トルクセンサ６０、回転角センサ６１、及び車速センサ６２がある。トルクセンサ６０は、ピニオンシャフト１１ｃに設けられている。回転角センサ６１は、モータ４０に設けられている。トルクセンサ６０は、運転者のステアリングの操作によりステアリングシャフト１１に変化を伴って生じる操作状態量である操舵トルクＴｒｑを検出する。回転角センサ６１は、モータ４０の出力軸４０ａの回転角度θｍを検出する。車速センサ６２は、車両の走行速度である車速値Ｖを検出する。

次に、電動パワーステアリング装置１の電気的構成について説明する。
図２に示すように、操舵制御装置５０は、モータ４０の駆動に必要なモータ制御信号Ｓ＿ｍを生成するマイコン（マイクロコンピュータ）５１と、そのモータ制御信号Ｓ＿ｍに基づいてモータ４０に電流を供給する駆動回路５２とを有している。マイコン５１は、トルクセンサ６０、回転角センサ６１、車速センサ６２の検出結果や、駆動回路５２とモータ４０との間の給電経路に設けられた電流センサ５３により検出されるモータ４０の実電流Ｉを取り込む。そして、マイコン５１は、モータ制御信号Ｓ＿ｍを生成し、ＰＷＭ信号として駆動回路５２に対して出力する。

次に、マイコン５１の機能について詳しく説明する。マイコン５１は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ（Central Processing Unit））及びメモリをそれぞれ備えており、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、モータ４０の駆動が制御される。

マイコン５１は、アシスト指令値演算部５４、制御信号生成部５５、及びピニオン角演算部５６を有している。アシスト指令値演算部５４には、車速値Ｖ、操舵トルクＴｒｑ、及びピニオン角θｐがそれぞれ入力される。本実施形態において、ピニオン角θｐは、転舵輪１５の転舵角θｔに換算可能な回転角度であり、ピニオン角演算部５６によって回転角度θｍに基づいてピニオンシャフト１１ｃにおけるトルクセンサ６０よりも転舵輪１５側の部位の回転角度として演算（生成）されるものである。ピニオン角演算部５６は、ベルト式減速機構３０の減速比と、ボールねじ機構２０のリードとに応じて定められている換算係数を回転角度θｍに乗算することによってピニオン角θｐを得られる。

そして、アシスト指令値演算部５４は、車速値Ｖ、操舵トルクＴｒｑ、及びピニオン角θｐに基づいて、モータ４０に発生させるべきアシスト力に対応した電流量の目標値であるアシスト指令値Ｔａ＊を演算する。

制御信号生成部５５には、アシスト指令値演算部５４で演算されたアシスト指令値Ｔａ＊、回転角度θｍ、及び実電流Ｉがそれぞれ入力される。制御信号生成部５５は、回転角度θｍ及び実電流Ｉに基づいて、当該実電流Ｉをアシスト指令値Ｔａ＊に追従させるべく電流フィードバック制御の実行によりモータ制御信号Ｓ＿ｍを生成し、ＰＷＭ信号として駆動回路５２に対して出力する。

ここで、アシスト指令値演算部５４の機能についてさらに詳しく説明する。
図２に示すように、アシスト指令値演算部５４は、基本アシスト成分Ｔｂ＊を演算（生成）する基本アシスト成分演算部７０を有している。また、アシスト指令値演算部５４は、角度指令値θｐ＊を演算（生成）する角度指令値演算部７１と、アシスト指令値Ｔａ＊を演算（生成）する角度フィードバック制御部（以下「角度Ｆ／Ｂ制御部」という）７２と、摩擦成分Ｔｆ＊を演算（生成）する摩擦補償制御部７３とを有している。

基本アシスト成分演算部７０には、車速値Ｖ、操舵トルクＴｒｑ、及び摩擦成分Ｔｆ＊がそれぞれ入力される。基本アシスト成分演算部７０は、車速値Ｖ、操舵トルクＴｒｑ、及び摩擦成分Ｔｆ＊に基づいて、アシスト指令値Ｔａ＊の基礎成分である基本アシスト成分Ｔｂ＊を演算して生成するべく機能するトルク指令値演算部７４と、トルクフィードバック制御部（以下「トルクＦ／Ｂ制御部」という）７５とを有している。

具体的には、トルク指令値演算部７４には、操舵トルクＴｒｑに基づいて演算される駆動トルクＴｃと、車速値Ｖとがそれぞれ入力される。トルク指令値演算部７４は、駆動トルクＴｃ及び車速値Ｖに基づいて、運転者が入力すべき操舵トルクＴｒｑの目標値であるトルク指令値Ｔｈ＊を演算して生成する。本実施形態において、駆動トルクＴｃは、操舵機構２（ステアリングシャフト１１やラックシャフト１２）に入力されるトルクの合算であり、加算処理部７６によって操舵トルクＴｒｑ及び基本アシスト成分Ｔｂ＊の加算値として得られる（Ｔｃ＝Ｔｒｑ＋Ｔｂ＊）。なお、トルク指令値演算部７４は、駆動トルクＴｃ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トルク指令値Ｔｈ＊を演算する。このトルク指令値Ｔｈ＊は、摩擦補償制御部７３で生成された摩擦成分Ｔｆ＊が加算処理部７７によって加算されて補償されている。

摩擦補償制御部７３は、車速値Ｖ及びピニオン角θｐに基づいて、操舵機構２に入力されるトルクに対する摩擦（反力）である摩擦成分Ｔｆ＊を演算して生成する。なお、摩擦補償制御部７３は、ステアリングホイール１０の切り込み時には、ピニオン角θｐの絶対値が大きいほど、より大きな絶対値となる摩擦成分Ｔｆ＊を演算するとともに、ピニオン角θｐに対する摩擦成分Ｔｆ＊の変化率の絶対値が小さくなるように摩擦成分Ｔｆ＊を演算する。また、摩擦補償制御部７３は、ステアリングホイール１０の切り戻し時には、ピニオン角θｐの絶対値に比例して大きい絶対値となる摩擦成分Ｔｆ＊を演算する。そして、摩擦補償制御部７３は、操舵方向の変化や上記切り込みの状況であるか上記切り戻しの状況であるか判断して、運転者に滑らかな操舵感を与えるために、運転者の操舵に適したヒステリシス特性を有する操舵反力を与える観点に基づいて摩擦成分Ｔｆ＊を演算する。また、摩擦補償制御部７３は、車速値Ｖが大きいほど、より小さな絶対値となる摩擦成分Ｔｆ＊を演算する。

摩擦補償制御部７３の処理を通じて生成された摩擦成分Ｔｆ＊は、加算処理部７７において加算されることによって、運転者が入力すべき操舵トルクＴｒｑの成分としてトルク指令値Ｔｈ＊に反映される。

トルクＦ／Ｂ制御部７５には、摩擦成分Ｔｆ＊による補償後のトルク指令値Ｔｈ＊に基づいて演算されるトルク偏差ΔＴｒｑが入力される。トルクＦ／Ｂ制御部７５は、トルク偏差ΔＴｒｑに基づいて、基本アシスト成分Ｔｂ＊を演算して生成する。本実施形態において、トルク偏差ΔＴｒｑは、トルク指令値Ｔｈ＊に対する操舵トルクＴｒｑの偏差であり、減算処理部７８によってトルク指令値Ｔｈ＊から操舵トルクＴｒｑを減算した減算値として得られる（ΔＴｒｑ＝Ｔｈ＊−Ｔｒｑ）。そして、トルクＦ／Ｂ制御部７５は、トルク偏差ΔＴｒｑに基づいて、操舵トルクＴｒｑをトルク指令値Ｔｈ＊に追従させるべくトルクフィードバック制御の実行により基本アシスト成分Ｔｂ＊を演算して生成する。

角度指令値演算部７１には、基本アシスト成分演算部７０で生成された基本アシスト成分Ｔｂ＊とともに、車速値Ｖ、操舵トルクＴｒｑ、及びピニオン角θｐがそれぞれ入力される。角度指令値演算部７１は、基本アシスト成分Ｔｂ＊、車速値Ｖ、操舵トルクＴｒｑ、及びピニオン角θｐに基づいて、ピニオン角θｐの目標値である角度指令値θｐ＊を演算して生成するべく機能する目標モデル演算部８０を有している。

具体的には、図３に示すように、目標モデル演算部８０には、基本アシスト成分Ｔｂ＊及び操舵トルクＴｒｑを加算処理部８１で加算して得られる駆動トルクＴｃ（＝Ｔｒｑ＋Ｔｂ＊）が入力される。駆動トルクＴｃは、ピニオンシャフト１１ｃに伝達される入力トルクと見なせる。目標モデル演算部８０は、駆動トルクＴｃに基づいて、角度指令値θｐ＊を演算する。ここでは、駆動トルクＴｃと、角度指令値θｐ＊とを関係づける以下の式（ｃ１）にて表現されるモデル式を利用する。

Ｔｃ＝Ｋ・θｐ＊＋Ｃ・θｐ＊’＋Ｊ・θｐ＊’’ …（ｃ１）
上記の式（ｃ１）にて表現されるモデルは、ステアリングホイール１０の回転に伴って回転するピニオンシャフト１１ｃの入力トルク（駆動トルク）とその回転角度（ピニオン角）との関係を定める理想モデルである。上記の式（ｃ１）において、粘性係数Ｃは、電動パワーステアリング装置の摩擦等をモデル化したものであり、慣性係数Ｊは、電動パワーステアリング装置の慣性をモデル化したものであり、バネ係数Ｋは、電動パワーステアリング装置が搭載される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をモデル化したものである。

本実施形態において、目標モデル演算部８０は、上記の式（ｃ１）の慣性項「Ｊ・θｐ＊’’」に対応する慣性制御演算部８２と、上記の式（ｃ１）の粘性項「Ｃ・θｐ＊’」に対応する粘性制御演算部８３と、上記の式（ｃ１）のバネ項「Ｋ・θｐ＊」に対応するバネ特性制御演算部８４とを有している。そして、目標モデル演算部８０では、減算処理部８５によって駆動トルクＴｃから粘性制御演算部８３で生成された粘性成分Ｔｖｉ＊及びバネ特性制御演算部８４で生成されたバネ成分Ｔｓｐ＊を減算して得られる慣性項が演算されて生成され、慣性制御演算部８２に入力される。慣性制御演算部８２は、慣性項を車速値Ｖに応じて設定される慣性係数Ｊで除算することによって得られる角加速度指令値αｐ＊（角度指令値θｐ＊の二階時間微分値（θｐ’’））を演算して生成する。

また、目標モデル演算部８０は、慣性制御演算部８２で生成された角加速度指令値αｐ＊を積分処理部８６で積分することによって得られる角速度指令値ωｐ＊（角度指令値θｐ＊の一階時間微分値（θｐ’））を演算して生成する。また、目標モデル演算部８０は、積分処理部８６で生成された角速度指令値ωｐ＊を積分処理部８７で積分することによって得られる角度指令値θｐ＊を演算して生成する。

粘性制御演算部８３には、目標モデル演算部８０で生成された角速度指令値ωｐ＊及び角度指令値θｐ＊とともに、車速値Ｖ及び操舵トルクＴｒｑがそれぞれ入力される。粘性制御演算部８３は、角速度指令値ωｐ＊に対して車速値Ｖに応じて設定される粘性係数Ｃを乗算することによって得られる基本粘性成分Ｔｖｉｂ＊と、当該基本粘性成分Ｔｖｉｂ＊を車両や操舵機構２の状態に適正化するべく補償する補償成分として、ダンピング補償成分Ｔｄ＊とを含む粘性成分Ｔｖｉ＊を演算して生成する。ダンピング補償成分Ｔｄ＊は、ステアリングホイール１０の回転角度である操舵角θｓ（図１に示す）の急変（小刻みな振動）を抑えるように補償するための補償成分である。粘性成分Ｔｖｉ＊の演算の詳細については後で詳しく説明する。

バネ特性制御演算部８４には、目標モデル演算部８０で生成された角度指令値θｐ＊とともに、車速値Ｖ及びピニオン角θｐがそれぞれ入力される。バネ特性制御演算部８４は、角度指令値θｐ＊に対して車速値Ｖ及びピニオン角θｐに応じて設定されるバネ係数Ｋを乗算することによって得られるバネ成分Ｔｓｐ＊を演算して生成する。バネ成分Ｔｓｐ＊は、転舵角θｔに対する転舵輪１５を転舵させるのに必要なトルクを運転者に入力させるべくピニオン角θｐに応じてバネ係数Ｋと、車速値Ｖとの関係を変更するように構成されている。なお、バネ成分Ｔｓｐ＊は、角度指令値θｐ＊の絶対値が大きい場合に小さい場合よりもバネ成分Ｔｓｐ＊の絶対値が大きくなる傾向を有する。

図２の説明に戻り、角度Ｆ／Ｂ制御部７２には、角度指令値演算部７１で生成された角度指令値θｐ＊とともに、ピニオン角θｐがそれぞれ入力される。角度Ｆ／Ｂ制御部７２は、角度偏差Δθｐに基づいて、アシスト指令値Ｔａ＊を演算して生成する。本実施形態において、角度偏差Δθｐは、角度指令値θｐ＊に対するピニオン角θｐの偏差であり、角度指令値θｐ＊からピニオン角θｐを減算した減算値として得られる（Δθｐ＝θｐ＊−θｐ）。そして、角度Ｆ／Ｂ制御部７２は、角度偏差Δθｐに基づいて、ピニオン角θｐを角度指令値θｐ＊に追従させるべく角度フィードバック制御の実行によりアシスト指令値Ｔａ＊を演算して生成する。角度Ｆ／Ｂ制御部７２で生成されたアシスト指令値Ｔａ＊は、制御信号生成部５５に入力される。

このように構成されるマイコン５１は、モータ４０の駆動を制御する間、基本アシスト成分演算部７０の処理を通じて駆動トルクＴｃに応じた適切な操舵トルクＴｒｑを運転者が入力することができるように、基本アシスト成分Ｔｂ＊を所定周期で繰り返し生成する。また、マイコン５１は、モータ４０の駆動を制御する間、角度指令値演算部７１の処理を通じて基本アシスト成分Ｔｂ＊に基づいて変化されるように、角度指令値θｐ＊を所定周期で繰り返し生成する。そして、マイコン５１は、角度Ｆ／Ｂ制御部７２の処理を通じて運転者が入力すべき操舵トルクＴｒｑを、駆動トルクＴｃに応じた適切な操舵トルクに維持させるアシスト力を付与するための処理を所定周期毎に繰り返し実行する。

すなわち、マイコン５１は、基本アシスト成分演算部７０の処理を通じて、運転者が入力すべき操舵トルクＴｒｑの特性である電動パワーステアリング装置１の静特性を決定するように構成されている。また、マイコン５１は、角度指令値演算部７１及び角度Ｆ／Ｂ制御部７２の処理を通じて、運転者が入力すべき操舵トルクＴｒｑを適切な操舵トルクに維持させるように動作する転舵輪１５の転舵角θｔの特性である電動パワーステアリング装置１（車両）の動特性（動作の振る舞い）を決定するように構成されている。つまり、マイコン５１は、電動パワーステアリング装置１について、静特性と、動特性とをそれぞれ独立して調整することができるように構成されている。

ここで、粘性制御演算部８３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、粘性制御演算部８３は、角速度指令値ωｐ＊、角度指令値θｐ＊、車速値Ｖ、及び操舵トルクＴｒｑに基づいて、粘性成分Ｔｖｉ＊を演算して生成するべく機能する、粘性係数乗算部９０と、ダンピング補償成分演算部９１と、戻り用補償成分演算部９２とを有している。

粘性係数乗算部９０には、車速値Ｖ及び角速度指令値ωｐ＊がそれぞれ入力される。粘性係数乗算部９０は、角速度指令値ωｐ＊に対して車速値Ｖに応じて設定される粘性係数Ｃを乗算することによって基本粘性成分Ｔｖｉｂ＊を演算して生成する。

ダンピング補償成分演算部９１には、車速値Ｖ及び角速度指令値ωｐ＊がそれぞれ入力される。角度指令値θｐ＊は、ステアリングホイール１０（ステアリングシャフト１１）の回転角度である操舵角θｓと相関があり、当該操舵角θｓに換算することができる。つまり、角速度指令値ωｐ＊は、ステアリングホイール１０の操舵角θｓの変化量である操舵速度ωｓと相関があり、当該操舵速度ωｓを算出することができる。ダンピング補償成分演算部９１は、車速値Ｖ及び角速度指令値ωｐ＊に基づいて、ダンピング補償成分Ｔｄ＊を演算して生成する。なお、ダンピング補償成分演算部９１は、角速度指令値ωｐ＊の絶対値に応じて、その時の車速値Ｖに対して定めているダンピング補償成分Ｔｄ＊を演算する。ダンピング補償成分演算部９１の処理を通じて生成されたダンピング補償成分Ｔｄ＊は、加算処理部９３において基本粘性成分Ｔｖｉｂ＊に加算されることによって、その時の角速度指令値ωｐ＊の発生方向とは反対方向の成分として粘性成分Ｔｖｉ＊に反映される。

戻り用補償成分演算部９２には、車速値Ｖ及び角速度指令値ωｐ＊に加えて、操舵トルクＴｒｑ及び角度指令値θｐ＊がそれぞれ入力される。戻り用補償成分演算部９２は、車速値Ｖ、角速度指令値ωｐ＊、操舵トルクＴｒｑ、及び角度指令値θｐ＊に基づいて、ダンピング補償成分演算部９１で生成されるダンピング補償成分Ｔｄ＊の影響を抑制するように基本粘性成分Ｔｖｉｂ＊を補償するための戻り用補償成分Ｔｒ＊をダンピング補償成分Ｔｄ＊とは個別に演算して生成する。

本実施形態において、ダンピング補償成分Ｔｄ＊の効果は、ステアリングホイール１０を切り込んでから、運転者の切り戻しの操作なしにセルフアライニングトルクの作用によって、ステアリングホイール１０が中立位置に戻る状況においても作用する。この場合、ダンピング補償成分Ｔｄ＊の効果は、ステアリングホイール１０が中立位置に戻る際の操舵角θｓの急変を抑えるように作用する結果、セルフアライニングトルクを阻害してしまう。つまり、ステアリングホイール１０が中立位置に戻る速度が遅くなる可能性がある。そのため、本実施形態では、ステアリングホイール１０が中立位置に戻る状況で、ダンピング補償成分演算部９１で生成されるダンピング補償成分Ｔｄ＊の影響を抑制すべく、ダンピング補償成分Ｔｄ＊とともに、戻り用補償成分Ｔｒ＊を角度指令値θｐ＊に反映させるようにしている。

具体的には、図４に示すように、戻り用補償成分演算部９２は、車速値Ｖ及び角速度指令値ωｐ＊に基づいて、戻り用補償成分Ｔｒ＊の基礎成分である基本戻り用補償成分Ｔｒｂ＊を演算（生成）する基本補償成分演算部９４を有している。基本補償成分演算部９４は、角速度指令値ωｐ＊の絶対値に応じて、その時の車速値Ｖに対して定めている基本戻り用補償成分Ｔｒｂ＊を演算する。基本戻り用補償成分Ｔｒｂ＊は、その時の車速値Ｖ及び角速度指令値ωｐ＊に基づいて生成されるダンピング補償成分Ｔｄ＊とは反対方向の成分として演算される。本実施形態において、基本戻り用補償成分Ｔｒｂ＊は、その時の車速値Ｖ及び角速度指令値ωｐ＊に基づいて生成されるダンピング補償成分Ｔｄ＊を相殺して打ち消すように構成され、絶対値が同値の成分である。

また、戻り用補償成分演算部９２は、車速値Ｖ、操舵トルクＴｒｑ、及び角度指令値θｐ＊に基づいて、ステアリングホイール１０を切り込んでから、運転者の切り戻しの操作なしにステアリングホイール１０が中立位置に戻る状況であることを判定する操作状態判定部９５を有している。操作状態判定部９５は、転舵輪１５を転舵させるようにステアリングホイール１０の切り戻しの操作をするのに必要な力と比較して、操舵トルクＴｒｑが小さいか否かを判定することによって、ステアリングホイール１０が中立位置に戻る状況であるか否かを判定する。車両では、ステアリングホイール１０を切り込み及び切り戻し操作するのに必要な力を車速値Ｖ及び角度指令値θｐ＊（ピニオン角θｐ）に基づいて経験的に求めることができる。

例えば、図５に示すように、ステアリングホイール１０が所定方向に回転している場合に正、当該所定方向に対して反対方向に回転している場合に負とし、ステアリングホイール１０を操作するのに必要な力について、角度指令値θｐ＊（ピニオン角θｐ）に応じた特性を得ることができる。具体的には、同図に示すように、ステアリングホイール１０を操作するのに必要な力の特性は、当該力の絶対値について、上記切り込み（図中、実線矢印）の状況と比較して、上記切り戻し（図中、白抜き矢印）の状況で小さい値となる。また、ステアリングホイール１０を操作するのに必要な力の特性は、当該力の絶対値について、ステアリングホイール１０の中立位置である「０（零値）」から最大角度θｅｎｄ（＋），（−）の間で、上記切り込み（図中、実線矢印）の状況で増加傾向となり、上記切り戻し（図中、白抜き矢印）の状況で減少傾向となる。

同図中、ハッチングにて示す領域に入ることによって、ステアリングホイール１０を切り戻し操作するのに必要な力を操舵トルクＴｒｑ（絶対値）が下回る場合、ステアリングホイール１０が中立位置に戻る状況であることを判断することができる。特にこの場合、操舵トルクＴｒｑ及び角度指令値θｐ＊の符号が一致する範囲において、セルフアライニングトルクによってステアリングホイール１０が中立位置に戻る状況であることを判断することができる。なお、操舵トルクＴｒｑ及び角度指令値θｐ＊の符号が異なる範囲では、セルフアライニングトルクが弱まったり作用しなくなったり、車両の走行中であれば運転者の操作が基本的に行われている状況であることを判断することができる。

本実施形態では、ステアリングホイール１０を操作するのに必要な力の特性として、当該力の絶対値について、車速値Ｖ１の場合（図５中、実線）に対して、車速値Ｖ２の場合（図５中、一点鎖線の矢印の如く）、上記切り込みの状況と、上記切り戻しの状況との差が小さくなる特性が想定されている。また、ステアリングホイール１０を操作するのに必要な力の特性は、当該力の絶対値について、車速値Ｖ１の場合（図５中、実線）に対して、車速値Ｖ３の場合（図５中、二点鎖線の矢印の如く）、上記切り込み及び上記切り戻しの状況での増加及び減少傾向の勾配が大きくなる特性が想定されている。

操作状態判定部９５は、操舵トルクＴｒｑ及び角度指令値θｐ＊の符号が一致する範囲において、ステアリングホイール１０を切り戻し操作するのに必要な力と比較して、操舵トルクＴｒｑ（絶対値）が小さい場合にステアリングホイール１０が中立位置に戻る状況であることを判定する。この場合、操作状態判定部９５は、戻り用補償ゲインＧｒとして「１」を演算して設定する。また、操作状態判定部９５は、操舵トルクＴｒｑ及び角度指令値θｐ＊の符号が一致する範囲において、ステアリングホイール１０を切り戻し操作するのに必要な力と比較して、操舵トルクＴｒｑ（絶対値）が小さくない場合に運転者の操作が行われている状況である（ステアリングホイール１０が中立位置に戻る状況でない）ことを判定する。この場合、操作状態判定部９５は、戻り用補償ゲインＧｒとして「０（零値）」を演算して設定する。なお、操作状態判定部９５は、操舵トルクＴｒｑ及び角度指令値θｐ＊の符号が異なる範囲において、操舵トルクＴｒｑに関係なく、戻り用補償ゲインＧｒとして「０（零値）」を演算して設定する。

また、戻り用補償成分演算部９２は、基本補償成分演算部９４の処理を通じて生成された基本戻り用補償成分Ｔｒｂ＊に対して、操作状態判定部９５の処理を通じて設定された戻り用補償ゲインＧｒを乗算して得られる戻り用補償成分Ｔｒ＊を演算（生成）する乗算処理部９６を有している。

そして、戻り用補償成分演算部９２は、ステアリングホイール１０が中立位置に戻る状況であることを条件とし、基本戻り用補償成分Ｔｒｂ＊を、ダンピング補償成分Ｔｄ＊の影響を抑制するように機能する戻り用補償成分Ｔｒ＊として生成する。また、戻り用補償成分演算部９２は、ステアリングホイール１０が中立位置に戻る状況でないことを条件とし、基本戻り用補償成分Ｔｒｂ＊に関係なく零値を、ダンピング補償成分Ｔｄ＊の影響を抑制しないように機能する戻り用補償成分Ｔｒ＊として生成する。戻り用補償成分演算部９２の処理を通じて生成された戻り用補償成分Ｔｒ＊は、加算処理部９３において基本粘性成分Ｔｖｉｂ＊に加算されることによって、ダンピング補償成分Ｔｄ＊とは反対方向の成分として粘性成分Ｔｖｉ＊に反映される。

このように構成されるマイコン５１は、モータ４０の駆動を制御する間、戻り用補償成分演算部９２において、車速値Ｖ、角速度指令値ωｐ＊、操舵トルクＴｒｑ、及び角度指令値θｐ＊に基づいて、戻り用補償成分Ｔｒ＊を所定周期で繰り返し生成する。つまり、マイコン５１は、モータ４０の駆動を制御する間、操舵角θｓの急変を抑えるように補償し、ステアリングホイール１０が中立位置に戻る状況で、ダンピング補償成分Ｔｄ＊の影響を抑制するための処理を所定周期で繰り返し実行する。

以下、本実施形態の作用及び効果を説明する。
（１）本実施形態によれば、基本アシスト成分Ｔｂ＊は、運転者が入力すべき操舵トルクＴｒｑを、操舵機構２に入力される駆動トルクＴｃに基づき演算されるトルク指令値Ｔｈ＊にトルクフィードバック制御を実行することによって演算される。このように演算される基本アシスト成分Ｔｂ＊は、角度指令値θｐ＊を演算するのに用いられるものであり、角度指令値θｐ＊を変化させ、当該変化に基づきアシスト力を変化させるように機能する。これにより、基本アシスト成分Ｔｂ＊は、運転者が入力すべき操舵トルクＴｒｑを、駆動トルクＴｃに応じた適切な操舵トルクＴｒｑに維持させるように作用するアシスト力として操舵機構２に付与される。つまり、運転者が入力すべき操舵トルクＴｒｑと、当該操舵トルクＴｒｑに対する電動パワーステアリング装置１（車両）の出力である転舵輪１５の転舵角θｔ（ピニオン角θｐ）との関係により示される操舵特性を最適化する場合、基本アシスト成分演算部７０のトルク指令値演算部７４の調整を通じて基本アシスト成分Ｔｂ＊を調整すれば済むようになる。したがって、最適な操舵特性への調整については、基本アシスト成分Ｔｂ＊を調整すればよく、他の成分との間で相互に調整を図る必要がある場合と比較して、調整を容易にすることができる。

（２）ここで、実際の車両において、ステアリングホイール１０の回転に伴って回転するピニオンシャフト１１ｃの入力トルク（駆動トルク）とその回転角度（ピニオン角）との関係は、車両や当該車両の操舵機構２の状態によって変化し得る。つまり、実際の状態に基づいて、角度指令値θｐ＊を演算する場合には、車両や当該車両の操舵機構２に作用する外乱の影響を受け易くなっている。

その点、本実施形態において、角度指令値演算部７１では、目標モデル演算部８０が理想モデルを表現する上記の式（ｃ１）に基づいて、角度指令値θｐ＊を演算するので、車両や当該車両の操舵機構２に外乱が作用していたとしてもその影響を抑えるかたちで角度指令値θｐ＊を演算することができるようになる。これにより、操舵制御装置５０では、車両や当該車両の操舵機構２に作用する外乱の影響を受け難くなり、当該外乱に対するロバスト性を高くすることができる。したがって、操舵特性の変動を抑えることができ、最適化した操舵特性の再現性を高めることができる。

（３）本実施形態において、角度指令値演算部７１は、アシスト指令値Ｔａ＊を車両や当該車両の操舵機構２の状態に適正化するべく補償する各補償成分Ｔｄ＊，Ｔｒ＊を演算する各補償成分演算部９１，９２を有している。これにより、車両や当該車両の操舵機構２の動作（振る舞い）に関わる動特性を補償する補償成分である各補償成分Ｔｄ＊，Ｔｒ＊については、上記の式（ｃ１）を考慮して角度指令値θｐ＊を演算する角度指令値演算部７１で纏めて演算されるように構成することができる。つまり、動特性を最適化する場合、角度指令値演算部７１の調整を通じて各補償成分Ｔｄ＊，Ｔｒ＊を調整すれば済むようになる。したがって、最適な動特性への調整については、角度指令値演算部７１の各補償成分Ｔｄ＊，Ｔｒ＊を調整すればよく、他の成分との間で相互に調整を図る必要がある場合と比較して、調整を容易にすることができる。

（４）また、本実施形態によれば、運転者の切り戻しの操作なしにステアリングホイール１０が中立位置に戻る状況で、ダンピング補償成分Ｔｄ＊とともに、戻り用補償成分Ｔｒ＊が角度指令値θｐ＊に反映されることによって、ダンピング補償成分Ｔｄ＊の影響が抑制されるようになる。これにより、ダンピング補償成分Ｔｄ＊の効果は、ステアリングホイール１０を切り込んでいるか切り戻しているかに関係なく、運転者が意図的にステアリングホイール１０を操作する状況において作用する一方、ステアリングホイール１０が中立位置に戻る状況において作用しなくなる。つまり、ステアリングホイール１０が中立位置に戻る状況であっても、ダンピング補償成分Ｔｄ＊が影響してセルフアライニングトルクの阻害が抑制され、ステアリングホイール１０が中立位置に戻る速度が遅くなることが抑制されるようになる。この場合、操舵感の向上と、ステアリングホイール１０が中立位置に戻る速度の調整とを個別に設定することができ、操舵感を向上しつつ、ステアリングホイール１０が中立位置に戻る速度を調整することができる。

（５）ここで、ステアリングホイール１０が中立位置に戻る状況は、運転者がステアリングホイール１０を保舵しているか否かに関係なく存在しうる。例えば、運転者がステアリングホイール１０を保舵していたとしてもその力が十分に小さければ、運転者の切り戻しの操作なしにステアリングホイール１０が中立位置に戻る状況であることを判断することができる。

そこで、本実施形態において、マイコン５１は、操舵トルクＴｒｑ及び角度指令値θｐ＊に基づいて、ステアリングホイール１０が中立位置に戻る状況であるか否かを判定するようにしている。つまり、ステアリングホイール１０が中立位置に戻る状況で、運転者がステアリングホイール１０を保舵していたとしても、ダンピング補償成分Ｔｄ＊が影響してセルフアライニングトルクの阻害を抑制し、ステアリングホイール１０が中立位置に戻る速度が遅くなることを抑制することができるようになる。これにより、戻り用補償成分Ｔｒ＊を適切に適用することができるため、ステアリングホイール１０が中立位置に戻る速度が遅くなることに対して的確に対処することができる。

（６）具体的には、マイコン５１は、車速値Ｖ及び角度指令値θｐ＊に基づいて想定されたステアリングホイール１０を切り戻し操作するのに必要な力と比較して、操舵トルクＴｒｑが小さい場合にステアリングホイール１０が中立位置に戻る状況であることを判定するようにしている。つまり、運転者がステアリングホイール１０を保舵していたとしても、セルフアライニングトルクによってステアリングホイール１０が中立位置に戻る状況であることを的確に判断することができるようになる。これにより、ステアリングホイール１０が中立位置に戻る速度が遅くなることに対してより的確に対処することができる。

（７）本実施形態において、トルク指令値Ｔｈ＊に対して摩擦成分Ｔｆ＊を反映させるので、基本アシスト成分Ｔｂ＊は、運転者が入力すべき操舵トルクＴｒｑを、運転者に滑らかな操舵感を与えるように作用するアシスト力として操舵機構２に付与される。つまり、操舵機構２に入力されるトルクに対する摩擦（反力）まで管理することができ、操舵特性をより好適に最適化することができる。

（８）本実施形態において、マイコン５１は、電動パワーステアリング装置１について、静特性と、動特性とをそれぞれ独立して調整することができるように構成されている。
例えば、図６に示すように、電動パワーステアリング装置１は、ＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System：先進運転支援システム）などの運転者の運転を支援する運転支援装置を構築するように機能を拡張してもよい。この場合、操舵制御装置５０は、車載ネットワークを構成するＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信回線Ｃｏｍを介して車載される運転支援制御装置１００と通信可能に接続される。運転支援制御装置１００は、例えば、車両が走行中の走行レーンを維持して走行したりするように設定される目標進路に沿った車両の走行を実現する運転支援制御を操舵制御装置５０に対して指示するものである。運転支援制御装置１００は、車載カメラや車載レーダ等の車載センサ１０１の検出結果である車両情報Ｃｉｍに基づいて、運転支援制御に使用する目標進路（道路に対する車両の相対的な方向）を演算して生成するものである。

この構成の場合、運転支援制御装置１００は、車載センサ１０１の検出結果に基づいて生成した目標進路を示す情報として、運転支援指令値Ａｓ＊を操舵制御装置５０に対して出力する。また、運転支援制御装置１００は、車両の走行状態にあった操舵感を実現する運転支援制御を操舵制御装置５０に対して行うものでもある。この場合、運転支援制御装置１００は、車両情報Ｃｉｍに基づいて、運転支援制御に使用する操舵補正量（操舵感を調整するための操舵トルク成分）を演算して生成する。このような運転支援指令値Ａｓ＊は、運転支援制御装置１００の仕様によって、操舵トルクＴｒｑに対応する操舵トルク成分や、角度指令値θｐ＊に対応する角度成分、アシスト指令値Ｔａ＊に対応するアシストトルク成分など、トルク成分や角度成分として出力される。これに対し、マイコン５１は、操舵制御装置５０の外部から入力される運転支援指令値Ａｓ＊に基づき、支援指令値入力処理部５４ａによる支援指令値入力処理として以下の処理を実行する。

すなわち、図７（ａ）に示すように、本実施形態のマイコン５１では、運転支援制御装置１００から車両の走行方向を変更するためのトルクの指令値である運転支援指令値Ａｓ＊が出力される場合、運転支援指令値Ａｓ＊が角度指令値演算部７１の加算処理部８１にて加算されるようにしてもよい。これは、角度指令値演算部７１への入力としての、アシスト指令値演算部５４のトルクＦ／Ｂ制御部７５で生成された基本アシスト成分Ｔｂ＊に対して運転支援指令値Ａｓ＊が加算されたり、角度指令値演算部７１への入力としての操舵トルクＴｒｑに対して運転支援指令値Ａｓ＊が加算されたりすることと等価である。ここで運転支援指令値Ａｓ＊は、運転支援制御装置１００が、軸力を操作することによって車両の走行方向を変更制御するための操作量である。ただし、ここでの軸力は、ラックシャフト１２に実際に加わる力ではなく、ステアリングシャフト１１に加わるトルクに換算された軸力となっている。

また、図７（ｂ）に示すように、本実施形態のマイコン５１では、運転支援制御装置１００から車両の走行方向を変更するためのトルクの指令値である運転支援指令値Ａｓ＊が出力される場合、運転支援指令値Ａｓ＊が基本アシスト成分演算部７０の加算処理部７６にて加算されるようにしてもよい。これは、トルク指令値演算部７４への入力としての、駆動トルクＴｃに対して運転支援指令値Ａｓ＊が加算されることを意味する。ここで運転支援指令値Ａｓ＊は、運転支援制御装置１００が、運転者によるステアリングホイール１０へのトルクの入力を仮想的に操作することによって車両の走行方向を変更制御するための操作量である。

また、図７（ｃ）に示すように、本実施形態のマイコン５１では、運転支援制御装置１００から操舵トルク成分である運転支援指令値Ａｓ＊が出力される場合、アシスト指令値演算部５４のトルク指令値演算部７４で生成されたトルク指令値Ｔｈ＊に対して運転支援指令値Ａｓ＊が加算されるように、加算処理部７７を変更すればよい。ここで運転支援指令値Ａｓ＊は、たとえば操舵感調整のために運転者の入力する操舵トルクＴｒｑの大きさを調整する調整量であり、その場合、運転者に操舵トルクＴｒｑを増加させることを狙う場合に正となる値である。もっとも、これに限らず、車両の走行方向を変更するための操作量であってもよい。

また、図７（ｄ）に示すように、本実施形態のマイコン５１では、運転支援制御装置１００から操舵トルク成分である運転支援指令値Ａｓ＊が出力される場合、減算処理部７８の入力となる操舵トルクＴｒｑから運転支援指令値Ａｓ＊が減算されるように減算処理部１０２を追加すればよい。ここで運転支援指令値Ａｓ＊は、たとえば操舵感調整のために運転者の入力する操舵トルクＴｒｑの大きさを調整する調整量であり、その場合、運転者に操舵トルクＴｒｑを増加させることを狙う場合に正となる値である。もっとも、これに限らず、車両の走行方向を変更するための操作量であってもよい。

また、図８（ａ）に示すように、本実施形態のマイコン５１では、運転支援制御装置１００から車両の走行方向を変更するための角度成分である運転支援指令値Ａｓ＊が出力される場合、アシスト指令値演算部５４の角度指令値演算部７１で生成された角度指令値θｐ＊に対して運転支援指令値Ａｓ＊が加算されるように、加算処理部１０３を追加すればよい。ここで運転支援指令値Ａｓ＊は、転舵角（ピニオン角θｐ）の補正指令値である。運転支援指令値Ａｓ＊は、ピニオン角θｐを正の方向に補正することを意図する場合、正の値となる。

また、図８（ｂ）に示すように、本実施形態のマイコン５１では、運転支援制御装置１００から車両の走行方向を変更するための角度成分である運転支援指令値Ａｓ＊が出力される場合、角度Ｆ／Ｂ制御部７２の入力となるピニオン角θｐから運転支援指令値Ａｓ＊が減算されるように、減算処理部１０４を追加してもよい。ここで運転支援指令値Ａｓ＊は、転舵角（ピニオン角θｐ）の補正指令値である。運転支援指令値Ａｓ＊は、ピニオン角θｐを正の方向に補正することを意図する場合、正の値となる。

また、図８（ｃ）に示すように、本実施形態のマイコン５１では、運転支援制御装置１００から車両の走行方向を変更するための角度成分である運転支援指令値Ａｓ＊が出力される場合、バネ特性制御演算部８４に入力される角度指令値θｐ＊から運転支援指令値Ａｓ＊が減算されるように、減算処理部１０５を追加してもよい。ここで運転支援指令値Ａｓ＊は、転舵角（ピニオン角θｐ）の補正指令値である。運転支援指令値Ａｓ＊は、ピニオン角θｐを正の方向に補正することを意図する場合、正の値となる。

また、図８（ｄ）に示すように、本実施形態のマイコン５１では、運転支援制御装置１００からアシスト指令値成分である運転支援指令値Ａｓ＊が出力される場合、アシスト指令値演算部５４の角度Ｆ／Ｂ制御部７２で生成されたアシスト指令値Ｔａ＊に対して運転支援指令値Ａｓ＊が加算されるように、加算処理部１０６を追加すればよい。ここで運転支援指令値Ａｓ＊は、車両の走行方向を変更するためのトルクの指令値である。

したがって、本実施形態の操舵制御装置５０では、その機能を運転支援装置にまで拡張した際に上記何れの成分の運転支援指令値Ａｓ＊が出力される場合であっても、マイコン５１の機能についての構成の変更を抑えることができ、容易に対応することができる。

ちなみに、上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。［１］の処理回路は、マイコン５１に対応する。［３］は図７（ａ）に対応する。［４］は図７（ｂ）に対応する。［５］は図７（ｃ）に対応する。［６］は図７（ｄ）に対応する。［８］は図８（ａ）に対応する。［９］は図８（ｂ）に対応する。［１０］は図８（ｃ）に対応する。

なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・角度指令値演算部７１（目標モデル演算部８０）は、各補償成分演算部９１，９２を割愛したり、戻り用補償成分演算部９２を割愛したり、他の動特性を補償する補償成分を追加したりしてもよい。各補償成分演算部９１，９２を割愛する場合には、対応する補償成分を基本アシスト成分Ｔｂ＊の生成と合わせて生成するように構成してもよい。また、他の補償成分としては、例えば、ステアリングシャフト１１に転舵輪１５を介して路面から伝達される逆入力振動を抑えるように補償するためのトルク微分補償成分や、ステアリングホイール１０の切り始め時の引っ掛かり感や切り終わり時の流れ感を抑制するための慣性補償成分等が考えられる。トルク微分補償成分の生成には、操舵トルクＴｒｑを微分して得られるトルク微分値を用いればよい。慣性補償成分の生成には、角加速度指令値αｐ＊を用いればよい。

・角度指令値演算部７１（目標モデル演算部８０）は、理想モデルを表現する上記の式（ｃ１）に替えて、例えば、駆動トルクＴｃを入力とし、角度指令値θｐ＊をマップ演算することもできる。

・バネ特性制御演算部８４では、ピニオン角θｐに替えて、例えば、ラックシャフト１２の実際の軸力を検出したり、車両に作用するヨーレートや横加速度を検出したりして、実際の軸力やヨーレートや横加速度に応じてバネ係数Ｋと、車速値Ｖとの関係を変更することもできる。つまり、車両の仕様や使用環境等に応じて、転舵角θｔに対する転舵輪１５を転舵させるのに必要なトルクの特性を適宜変更可能である。

・目標モデル演算部８０において、慣性制御演算部８２や粘性制御演算部８３では、バネ特性制御演算部８４と同様、ピニオン角θｐに応じて慣性係数Ｊや粘性係数Ｃと、車速値Ｖとの関係を変更することもできる。この場合、上述と同様、ピニオン角θｐに替えて、例えば、ラックシャフト１２の実際の軸力であったり、車両に作用するヨーレートや横加速度であったりを採用してもよい。

・アシスト指令値演算部５４は、運転者が入力すべき操舵トルクＴｒｑに対して、例えば、車両や当該車両の操舵機構２が有する機械的な摩擦（反力）を運転者が入力すべき操舵トルクＴｒｑに反映させたい場合、摩擦補償制御部７３を割愛してもよい。つまり、車両の仕様や使用環境等に応じて、摩擦補償制御部７３を付加したり割愛したり適宜変更可能である。

・操作状態判定部９５は、操舵トルクＴｒｑ及び角度指令値θｐ＊の符号が異なる範囲において、ステアリングホイール１０を切り戻し操作するのに必要な力と比較して、操舵トルクＴｒｑ（絶対値）が小さい場合にステアリングホイール１０が中立位置に戻る状況であることを判定してもよい。

・操作状態判定部９５は、車速値Ｖ及び角度指令値θｐ＊に関係なく操舵トルクＴｒｑが零値の場合にステアリングホイール１０が中立位置に戻る状況であることを判定してもよい。つまり、操作状態判定部９５は、車速値Ｖ及び角度指令値θｐ＊を用いることなく、操舵トルクＴｒｑに基づいて、ステアリングホイール１０が中立位置に戻る状況であることを判定してもよい。

・操作状態判定部９５では、角速度指令値ωｐ＊を用いてステアリングホイール１０の操舵方向が中立位置に向かう方向であるか否かを判定した上で、操舵トルクＴｒｑ及び角度指令値θｐ＊に基づいて、ステアリングホイール１０が中立位置に戻る状況であるか否かを判定してもよい。操作状態判定部９５は、角速度指令値ωｐ＊及び角度指令値θｐ＊の符号が異なる場合にステアリングホイール１０の操舵方向が中立位置に向かう方向であることを判定すればよい。

・操作状態判定部９５では、転舵輪１５を転舵させるようにステアリングホイール１０を切り戻し操作するのに必要な力の特性として、想定する特性としてより多くの種類を用意してもよい。

・操作状態判定部９５は、車速値Ｖや角度指令値θｐ＊の値に応じて、戻り用補償ゲインＧｒの値を「０（零値）」から「１」の間で段階的に設定するようにしてもよい。戻り用補償ゲインＧｒの値としては、例えば、セルフアライニングトルクが大きい状況、つまり車速値Ｖや角度指令値θｐ＊が大きいほど「１」に近付けるように設定すればよい。

・戻り用補償成分演算部９２は、ダンピング補償成分Ｔｄ＊をいくらかでも打ち消すように戻り用補償成分Ｔｒ＊を生成することができればよい。例えば、基本戻り用補償成分Ｔｒｂ＊は、その時の車速値Ｖ及び角速度指令値ωｐ＊に基づいて生成されるダンピング補償成分Ｔｄ＊に対して絶対値が小さくなるように設定したり、当該ダンピング補償成分Ｔｄ＊に対してその時の車速値Ｖ及び角速度指令値ωｐ＊に応じて絶対値が小さくなったり同値になったり可変したりしてもよい。この場合、基本戻り用補償成分Ｔｒｂ＊は、その時の車速値Ｖ及び角速度指令値ωｐ＊に基づいて生成されるダンピング補償成分Ｔｄ＊を相殺して打ち消すように構成する一方で、戻り用補償ゲインＧｒは、「１」以下に設定したり、その時の車速値Ｖ及び角速度指令値ωｐ＊に応じて「０（零値）」から「１」の間で可変したりしてもよい。

・戻り用補償成分演算部９２は、ダンピング補償成分Ｔｄ＊に乗算するゲインを演算する構成としてもよい。この場合、粘性制御演算部８３は、ダンピング補償成分演算部９１と、加算処理部９３との間に、ダンピング補償成分Ｔｄ＊に対して、戻り用補償成分演算部９２で生成されたゲインを乗算して補償後のダンピング補償成分Ｔｄ´＊を演算（生成）する乗算処理部を有していればよい。これは、ダンピング補償成分演算部９１においても同様であり、当該ダンピング補償成分演算部９１は、基本粘性成分Ｔｖｉｂ＊に乗算するゲインを演算する構成としてもよい。これら構成を共に適用する場合、粘性制御演算部８３は、加算処理部９３の替わりに、基本粘性成分Ｔｖｉｂ＊に対して、ダンピング補償成分演算部９１で生成されたゲイン及び戻り用補償成分演算部９２で生成されたゲインを乗算して粘性成分Ｔｖｉ＊を演算（生成）する乗算処理部を有していればよい。

・トルク指令値Ｔｈ＊は、求められる操舵特性に応じて適宜調整することができる。たとえば、車速値Ｖが小さいほどより小さい絶対値となるトルク指令値Ｔｈ＊を演算するようにしてもよい。トルク指令値演算部７４では、トルク指令値Ｔｈ＊を演算する際、駆動トルクＴｃ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。その他、トルク指令値Ｔｈ＊を演算する際は、駆動トルクＴｃ及び車速値Ｖと、これら以外の要素とを用いるようにしてもよい。これは、粘性制御演算部８３のダンピング補償成分演算部９１においても同様であり、ダンピング補償成分Ｔｄ＊を演算する際、角速度指令値ωｐ＊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。また、戻り用補償成分演算部９２について、基本補償成分演算部９４においても同様であり、基本戻り用補償成分Ｔｒｂ＊を演算する際、角度指令値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。

・上記実施形態では、転舵輪１５の転舵角θｔに換算可能な回転軸の回転角度として、ピニオン角θｐに替えて、ステアリングホイール１０の回転に基づき変化する操舵角θｓを用いるようにしてもよい。この場合、操舵角θｓを検出する舵角センサが車載されている場合、回転角度θｍに替えて、当該舵角センサの検出値を用いるようにすればよい。

上記実施形態では、トルク指令値演算部７４において、操舵トルクＴｒｑと基本アシスト成分Ｔｂ＊との和である駆動トルクＴｃに対して運転者が入力すべき操舵トルクの目標値に対するトルク指令値Ｔｈ＊を演算したが、駆動トルクＴｃに基づきトルク指令値Ｔｈ＊を演算するものとしては、これに限らない。たとえば操舵トルクＴｒｑと基本アシスト成分Ｔｂ＊との和（駆動トルクＴｃ）と、ヨーレートとの加重移動平均処理値に対してトルク指令値Ｔｈ＊を演算してもよい。

上記実施形態では、減算処理部７８によってトルク指令値Ｔｈ＊から操舵トルクＴｒｑを減算した減算値を、トルクＦ／Ｂ制御部７５の入力としたが、これに限らない。たとえば、操舵トルクＴｒｑからトルク指令値Ｔｈ＊を減算した減算値をトルクＦ／Ｂ制御部７５の入力としてもよい。この場合、たとえばトルクＦ／Ｂ制御部７５が比例要素を有する場合に比例ゲインを正とするなど、フィードバックゲインを正とすることができる。

上記実施形態では、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、アシスト指令値演算部５４およびピニオン角演算部５６を実現したが、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理する専用のハードウェア回路（たとえばＡＳＩＣ等）を備えてもよい。すなわち、操舵制御装置は、以下の（ａ）〜（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するＲＯＭ等のプログラム格納装置とを備える。（ｂ）上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。（ｃ）上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア処理回路や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。すなわち、上記処理は、１または複数のソフトウェア処理回路および１または複数の専用のハードウェア回路の少なくとも一方を備えた処理回路によって実行されればよい。

・上記実施形態は、出力軸４０ａがラックシャフト１２の軸線に対して平行に配置されたモータ４０により操舵機構２にアシスト力を付与するラックアシスト型の電動パワーステアリング装置１に限らず、例えば、コラム型やピニオン型等の電動パワーステアリング装置であっても適用可能である。

・上記各変形例は、互いに組み合わせて適用してもよく、例えば、コラム型の電動パワーステアリング装置に適用することと、その他の変形例の構成とは、互いに組み合わせて適用してもよい。

１…電動パワーステアリング装置、２…操舵機構、１０…ステアリングホイール、１１…ステアリングシャフト、１１ａ…コラムシャフト、１１ｂ…インターミディエイトシャフト、１１ｃ…ピニオンシャフト、１５…転舵輪、４０…モータ、４０ａ…出力軸、５０…操舵制御装置、５１…マイコン、５４…アシスト指令値演算部、５５…制御信号生成部、７０…基本アシスト成分演算部、７１…角度指令値演算部、７２…角度Ｆ／Ｂ制御部（角度フィードバック制御部）、７４…トルク指令値演算部、７５…トルクＦ／Ｂ制御部（トルクフィードバック制御部）、８０…目標モデル演算部、９１…ダンピング補償成分演算部、９２…戻り用補償成分演算部、θｍ…回転角度、θｐ…ピニオン角、θｔ…転舵角、Ｔｃ…駆動トルク、θｐ＊…角度指令値、Ｓ＿ｍ…モータ制御信号、Ｔａ＊…アシスト指令値、Ｔｂ＊…基本アシスト成分、Ｔｄ＊…ダンピング補償成分、Ｔｈ＊…トルク指令値、Ｔｒ＊…戻り用補償成分、Ｔｒｑ…操舵トルク。

Claims (10)

1. 車両の転舵輪を転舵させるべく操舵機構を動作させるために外部からの入力に基づいて前記操舵機構に付与する力の発生源であるモータの駆動を制御するための処理を実行する処理回路を備え、
   前記入力には、運転者が入力する操舵トルクと、運転者の運転を支援するための運転支援指令値とが含まれ、
   前記処理回路は、
   トルク制御処理と、転舵角制御処理と、前記運転支援指令値を、前記転舵角制御処理への入力、または前記トルク制御処理への入力とする支援指令値入力処理と、を実行し、
   前記トルク制御処理は、
   運転者が入力すべき前記操舵トルクの目標値に対応するトルク指令値に前記操舵トルクをフィードバック制御するための操作量に応じたフィードバックトルク成分を演算するトルクフィードバック制御処理と、
   前記フィードバックトルク成分と前記操舵トルクとの和に基づき前記トルク指令値を演算するトルク指令値演算処理と、を含み、前記フィードバックトルク成分に応じた値を前記転舵角制御処理への入力として出力するものであり、
   前記転舵角制御処理は、
   前記転舵角制御処理への前記入力に基づき前記転舵輪の転舵角に換算可能な回転軸の回転角度の目標値に対応する角度指令値を演算する角度指令値演算処理と、
   前記回転角度を前記角度指令値にフィードバック制御するための操作量を算出する角度フィードバック制御処理と、
   前記角度フィードバック制御処理による前記操作量に基づき、前記モータの駆動に必要なモータ制御信号を生成する制御信号生成処理と、を含む操舵制御装置。
2. 前記支援指令値入力処理は、前記運転支援指令値を前記トルク制御処理によって扱われるトルクの補正量とする処理である請求項１記載の操舵制御装置。
3. 前記運転支援指令値は、前記車両の走行方向を変更するためのトルクの指令値であり、
   前記支援指令値入力処理は、前記運転支援指令値を前記転舵角制御処理への前記入力に加算する処理である請求項２記載の操舵制御装置。
4. 前記運転支援指令値は、前記車両の走行方向を変更するためのトルクの指令値であり、
   前記支援指令値入力処理は、前記運転支援指令値を前記トルク指令値演算処理への入力に加算する処理を含む請求項２記載の操舵制御装置。
5. 前記支援指令値入力処理は、前記運転支援指令値を前記トルクフィードバック制御処理への入力となる前記トルク指令値に加算する処理である請求項２記載の操舵制御装置。
6. 前記支援指令値入力処理は、前記運転支援指令値を前記トルクフィードバック制御処理への入力パラメータとしての前記操舵トルクから減算する処理である請求項２記載の操舵制御装置。
7. 前記支援指令値入力処理は、前記運転支援指令値を前記転舵角制御処理によって扱われる角度の補正量とする処理である請求項１記載の操舵制御装置。
8. 前記運転支援指令値は、前記車両の走行方向を変更するための角度の指令値であり、
   前記支援指令値入力処理は、前記角度フィードバック制御処理への入力となる前記角度指令値演算処理からの出力に前記運転支援指令値を加算する処理である請求項７記載の操舵制御装置。
9. 前記運転支援指令値は、前記車両の走行方向を変更するための角度の指令値であり、
   前記支援指令値入力処理は、前記角度フィードバック制御処理への入力パラメータとしての前記回転角度から前記運転支援指令値を減算する処理である請求項７記載の操舵制御装置。
10. 前記角度指令値演算処理は、前記角度指令値に基づき前記モータが前記転舵輪を転舵させる力に抗する量であって前記角度指令値の絶対値が大きい場合に小さい場合よりも絶対値が大きくなるバネ成分を算出するバネ特性制御演算処理と、前記転舵角制御処理への前記入力から前記バネ成分を減算した値に基づき前記角度指令値を演算する処理を含み、
    前記運転支援指令値は、前記車両の走行方向を変更するための角度の指令値であり、
    前記支援指令値入力処理は、前記バネ特性制御演算処理への入力パラメータとしての前記角度指令値から前記運転支援指令値を減算する処理である請求項７記載の操舵制御装置。

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