WO2020241591A1 - 車両用操向装置 - Google Patents

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WO2020241591A1
WO2020241591A1 PCT/JP2020/020606 JP2020020606W WO2020241591A1 WO 2020241591 A1 WO2020241591 A1 WO 2020241591A1 JP 2020020606 W JP2020020606 W JP 2020020606W WO 2020241591 A1 WO2020241591 A1 WO 2020241591A1
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WO
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steering
steering angle
unit
angle
value
Prior art date
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PCT/JP2020/020606
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English (en)
French (fr)
Inventor
堅吏 森
早紀矢 渡辺
Original Assignee
日本精工株式会社
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Priority claimed from JP2019109168A external-priority patent/JP7268488B2/ja
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Priority to EP20813711.7A priority patent/EP3978338A4/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/002—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/008—Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/02—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to vehicle speed

Definitions

  • the present invention relates to a steering device for a vehicle.
  • a steering reaction force generator (FFA: Force Feedback Actuator, steering mechanism) in which the driver steers, and a tire steering device (RWA: Road Wheel Actuator, steering mechanism) that steers the vehicle.
  • RWA Road Wheel Actuator, steering mechanism
  • SBW Steer By Wheel
  • the steering mechanism and the steering mechanism are electrically connected via a control unit, and the steering mechanism and the steering mechanism are controlled by an electric signal. is there.
  • Patent Document 1 describes the rotational speed of the rotating shaft on the steering device side (actual steering angular velocity) and the rotational speed of the rotating shaft on the steering device side (actual steering) in the SBW type vehicle steering device. It is described that the steering angle ratio with (angular velocity) is changed according to the vehicle speed.
  • the electric power steering device which is one of the steering devices for vehicles, applies an assist force (steering assist force) to the steering system of the vehicle by the rotational force of the motor.
  • the EPS applies the driving force of the motor controlled by the electric power supplied from the inverter to the steering shaft or the rack shaft as an assisting force by a transmission mechanism including a reduction mechanism.
  • a power steering device that gradually increases the steering assist force during low-speed operation such as garage entry operation and gradually returns the increased steering assist force to the normal steering assist force when the garage entry is completed is disclosed. (For example, Patent Document 2).
  • a steering reaction force generator (FFA: Force Feedback Actuator, steering mechanism) in which the driver steers, and a tire steering device (RWA: Road Wheel Actuator, steering mechanism) that steers the vehicle.
  • RWA Road Wheel Actuator, steering mechanism
  • STB Steer By Wheel
  • the steering mechanism and the steering mechanism are electrically connected via a control unit, and the steering mechanism and the steering mechanism are controlled by an electric signal. is there.
  • the steering mechanism and the steering mechanism are mechanically separated as described above, so that the maximum mechanical tire angle structurally determined by electrical control is obtained.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a steering device for a vehicle capable of stabilizing the behavior of the vehicle when moving backward.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a steering device for a vehicle capable of improving a steering feeling.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and provides a steering device for a vehicle capable of limiting the operation of the steering wheel in response to a structurally determined maximum mechanical steering angle. That is the purpose.
  • the vehicle steering device includes a reaction force device that applies a steering reaction force to the handle and a drive device that steers the tire in response to the steering of the handle.
  • the control unit includes a control unit that controls the reaction force device and the drive device, and the control unit has a steering ratio map unit that sets a steering ratio gain according to the vehicle speed of the vehicle, and a steering angle of the steering wheel.
  • a target steering angle generation unit that generates a target steering angle by multiplying the steering ratio is provided, and the steering ratio gain when the vehicle is moving backward is equal to or greater than the steering ratio gain when the vehicle is moving forward. ..
  • a region in which the magnitude of the vehicle speed when the vehicle is moving forward is 0 or more and less than the first vehicle speed is set as the first region, and the steering ratio gain in the first region is set to the first region.
  • the gain, the region where the magnitude of the vehicle speed when the vehicle is moving forward is equal to or higher than the first vehicle speed and less than the second vehicle speed higher than the first vehicle speed is defined as the second region, and the steering ratio gain in the second region is defined as The second gain, the region where the magnitude of the vehicle speed when the vehicle is moving forward is equal to or higher than the second vehicle speed is defined as the third region, and the steering ratio gain in the third region is the third gain, which is the vehicle speed when the vehicle is moving backward.
  • the region having a size greater than 0 and less than the third vehicle speed is defined as the fourth region, the steering ratio gain in the fourth region is the fourth gain, and the magnitude of the vehicle speed when the vehicle is moving backward is the third vehicle speed.
  • the region above and below the fourth vehicle speed, which is higher than the third vehicle speed, is defined as the fifth region, the steering ratio gain in the fifth region is the fifth gain, and the magnitude of the vehicle speed when the vehicle is moving backward is the first.
  • the fourth gain is the first gain, the second gain, and the third gain. It is preferable that the value is a constant value larger than the fifth gain and the sixth gain. As a result, it is possible to reduce the frequency with which the driver changes the steering wheel when the vehicle is moving backward. In addition, the vehicle can be parked stably.
  • the third gain is a constant value
  • the first gain is a constant value larger than the third gain and less than the fourth gain
  • the second gain is preferably gradually reduced within the range from the first gain to the third gain as the magnitude of the vehicle speed when the vehicle is moving forward increases from the first vehicle speed.
  • the sixth gain is a constant value equal to or more than the third gain and less than the fourth gain
  • the fifth gain is the magnitude of the vehicle speed when the vehicle is moving backward. It is preferable that as the speed increases from the third vehicle speed, the speed gradually decreases within the range from the fourth gain to the sixth gain. This makes it possible to stabilize the behavior of the vehicle when the vehicle is moving backward. In addition, sudden fluctuations in the steering angle of the tires when the vehicle is moving backward can be suppressed, and a stable steering feeling can be obtained.
  • the vehicle steering device is a vehicle steering device that assists and controls the steering system of the vehicle by driving and controlling a motor that assists the steering force.
  • the second mode has a first mode and a second mode different from the first mode as the driving mode of the vehicle, and in a predetermined region where the absolute value of the steering angle of the steering wheel is zero or more.
  • the rate of change of the target steering torque of the motor in the first mode is equal to or higher than that of the first mode, and the rate of change of the target steering torque in the second mode is smaller than that of the first mode in a region other than the predetermined region.
  • the determination unit for determining the second mode and the rate of change gradually increase as the absolute value of the steering angle of the handle increases.
  • a first torque signal that increases along a smaller curve is generated, and a third torque signal is generated by multiplying the second torque signal generated based on the first torque signal by a correction gain to generate the third torque signal.
  • a target steering torque generating unit that adds a fourth torque signal to generate the target steering torque is provided, and the target steering torque generating unit produces a positive correction gain of less than 1 in the second mode. It is preferable to generate a fourth torque signal whose inclination is larger than that of the first torque signal when the absolute value of the steering angle is zero.
  • the fourth torque signal in the second mode has a constant value in a region where the steering angle is equal to or more than a predetermined value. As a result, the target steering torque in the second mode can be reduced, and the operation of the steering wheel can be lightened.
  • the target steering torque generating unit sets the correction gain to 1 and the fourth torque signal to zero in the first mode. As a result, a target steering torque suitable for the first mode can be obtained.
  • the target steering torque in the second mode is smaller than the target steering torque in the first mode. As a result, the operation of the handle can be lightened.
  • the vehicle steering device includes a reaction force device that applies a steering reaction force to the handle and a drive device that steers the tire in response to the steering of the handle.
  • the control unit includes a control unit that controls the reaction force device and the drive device, and the control unit includes a target steering torque generating unit that generates a target steering torque that is a target value of the steering torque, and a steering angle of the handle.
  • the absolute value of the steering angle of the handle becomes zero in the region where the absolute value of the steering angle is less than the end steering angle, and the absolute value of the steering angle becomes equal to or more than the end steering angle.
  • the end target steering torque generating unit that generates a first torque signal that increases from zero at a predetermined rate of change is provided, and the target steering torque generating unit is at least determined according to the vehicle speed and the steering angle of the vehicle.
  • a second torque signal is generated based on the basic map of the above, and the first torque signal is added to the second torque signal to generate the target steering torque.
  • the reaction force received by the driver from the steering wheel becomes large, and the operation of the steering wheel by the driver is restricted. ..
  • the operation of the steering wheel can be restricted according to the maximum steering angle.
  • the second torque signal increases at least along a curve in which the rate of change gradually decreases as the absolute value of the steering angle increases, and the absolute value of the steering angle becomes the said.
  • the rate of change of the first torque signal in the region of the end steering angle or more is preferably larger than the maximum rate of change of the second torque signal.
  • the end target steering torque generating unit sets the first torque signal as Tref_e, the steering angle as ⁇ h, the end steering angle as ⁇ h_e, and the absolute value of the steering angle as the end steering.
  • the coefficient for determining the slope of the first torque signal is Ke in a region having an angle or more, it is preferable to generate the first torque signal by using the following equation (1).
  • Tref_e Ke ⁇ max (0, (
  • the control unit sets an end steering angle setting unit that sets the end steering angle according to at least the vehicle speed, and a target steering angle of the tire based on the end steering angle. It is preferable to include a steering ratio gain calculation unit that calculates a steering ratio gain to be multiplied by the steering angle at the time of generation. According to the above configuration, by changing the end steering angle corresponding to the maximum steering angle according to the vehicle speed, it is possible to limit the operation of the steering wheel at the steering angle according to the vehicle speed.
  • the steering ratio gain calculation unit sets the steering ratio gain to G, the steering angle to ⁇ h, the end steering angle to ⁇ h_e, the maximum steering angle to ⁇ t_max, and the rotation.
  • the reference value of the rudder ratio gain is Kt, it is preferable to generate the rudder ratio gain by using the following equation (2).
  • the end steering angle setting unit has a region in which the vehicle speed of the vehicle is the first vehicle speed or higher as the first region, and the vehicle speed of the vehicle is the third vehicle speed or higher, which is smaller than the first vehicle speed.
  • the region below the first vehicle speed is the second region and the region where the vehicle speed of the vehicle is 0 or more and the vehicle speed is less than the third vehicle speed is the third region
  • the end steering angle in the third region is set. It is preferable to set the value smaller than the end steering angle in the first region.
  • the end steering angle setting unit sets the end steering angle in the first region to a constant value, and sets the end steering angle in the third region to the end steering angle in the first region.
  • the end steering angle in the second region is set to a constant value different from the above, and gradually becomes smaller in the range from the end steering angle in the first region to the end steering angle in the third region. It is preferable to set it.
  • the steering ratio gain can be changed in conjunction with the end steering angle according to the vehicle speed, which can contribute to the improvement of running stability.
  • the end steering angle setting unit is based on an end steering angle map in which a basic end steering angle is set according to the vehicle speed of the vehicle, the steering angle, and the basic end steering angle.
  • an end steering angle calculation unit for calculating the end steering angle.
  • the end steering angle calculation unit outputs the basic end steering angle when the absolute value of the steering angle is less than a predetermined first threshold value, and the absolute steering angle of the steering angle is absolute.
  • the first threshold value it is preferable to output the previous value of the end steering angle.
  • the absolute value of the steering angle is equal to or greater than a predetermined first threshold value, the change in the end steering angle is limited. As a result, it is possible to suppress the change in the steering angle of the tire due to the change in vehicle speed in the large steering angle region where the rate of change is relatively large, and it is possible to reduce the discomfort given to the driver's steering feeling.
  • the end steering angle calculation unit outputs the basic end steering angle when the absolute value of the steering angle is less than the basic end steering angle, and the absolute steering angle of the steering angle is absolute.
  • the absolute value of the steering angle is output and the absolute value of the steering angle is It is preferable to output the previous value of the end steering angle when the basic end steering angle or more and the absolute value of the steering angle is equal to or more than the previous value of the end steering angle.
  • the end steering angle setting unit further includes a change amount limiting unit that limits the change amount of the end steering angle
  • the end steering angle calculation unit is an absolute value of the steering angle. Is less than a predetermined first threshold value, the basic end steering angle is output, and when the absolute value of the steering angle is equal to or more than the first threshold value, the previous value of the end steering angle is output.
  • the change amount limiting unit outputs the end steering angle when the absolute value of the difference value between the end steering angle and the previous value of the end steering angle is less than a predetermined second threshold value, and the end steering angle and the end steering angle.
  • the absolute value of the difference value of the end steering angle from the previous value is equal to or greater than the second threshold value
  • the value obtained by subtracting the previous value of the end steering angle from the end steering angle is equal to or greater than the second threshold value.
  • the second threshold value is added to the previous value of the end steering angle and output, and the absolute value of the difference value between the end steering angle and the previous value of the end steering angle is equal to or greater than the second threshold value.
  • the value obtained by subtracting the previous value of the end steering angle from the end steering angle is less than the second threshold value, it is preferable to subtract the second threshold value from the previous value of the end steering angle and output.
  • the change in the end steering angle is limited.
  • the end steering angle is defined as a value obtained by adding or subtracting a predetermined value from the previous value of the end steering angle.
  • the amount of time change of the steering ratio gain is limited. Therefore, it is possible to suppress a sudden change in the behavior of the vehicle due to a sudden change in the steering angle, and it is possible to reduce a sense of discomfort given to the driver's steering feeling.
  • the end steering angle setting unit further includes a change amount limiting unit that limits the change amount of the end steering angle
  • the end steering angle calculation unit is an absolute value of the steering angle. Is less than the basic end steering angle, the basic end steering angle is output, the absolute value of the steering angle is equal to or greater than the basic end steering angle, and the absolute value of the steering angle is the end steering angle. If it is less than the previous value of, the absolute value of the steering angle is output, the absolute value of the steering angle is equal to or more than the basic end steering angle, and the absolute value of the steering angle is the previous value of the end steering angle.
  • the change amount limiting unit When it is equal to or more than the value, the previous value of the end steering angle is output, and the change amount limiting unit has a second threshold value in which the absolute value of the difference value between the end steering angle and the previous value of the end steering angle is a predetermined second threshold value. If it is less than, the end steering angle is output, and the absolute value of the difference value between the end steering angle and the previous value of the end steering angle is equal to or more than the second threshold value, and the end steering angle is used as described above. When the value obtained by subtracting the previous value of the end steering angle is equal to or greater than the second threshold value, the second threshold value is added to the previous value of the end steering angle and output, and the end steering angle and the end steering angle are output.
  • the end steering is performed. It is preferable to subtract the second threshold value from the previous value of the angle and output it.
  • the change in the end steering angle is limited. As a result, it is possible to suppress the change in the end steering angle due to the change in the vehicle speed, and it is possible to reduce the discomfort given to the driver's steering feeling.
  • the amount of change in the end steering angle is equal to or greater than a predetermined second threshold value
  • the value obtained by adding or subtracting the second threshold value from the previous value of the end steering angle is defined as the end steering angle.
  • the amount of time change of the steering ratio gain is limited. Therefore, it is possible to suppress a sudden change in the behavior of the vehicle due to a sudden change in the steering angle, and it is possible to reduce a sense of discomfort given to the driver's steering feeling.
  • ⁇ Effect of means to solve the problems of the first background technology> it is possible to provide a steering device for a vehicle capable of stabilizing the behavior of the vehicle when moving backward.
  • ⁇ Effect of means to solve the problems of the second background technology> it is possible to provide a steering device for a vehicle that can improve the steering feeling.
  • ⁇ Effect of means to solve the problem of the third background technology> it is possible to provide a steering device for a vehicle capable of restricting the operation of the steering wheel in response to a structurally determined maximum mechanical steering angle.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a steering device for a vehicle of a steer-by-wire type according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the hardware configuration of the control unit that controls the SBW system.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an internal block configuration of the control unit according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of the torsion angle control unit.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of the target steering angle generation unit.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of the steering angle control unit.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an operation example of the embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram showing a characteristic example of the steering ratio map held by the steering ratio map unit.
  • FIG. 8 is a diagram showing a characteristic example of the steering ratio map held by the steering ratio map unit.
  • FIG. 9 is a diagram showing the vehicle speed as an absolute value in the characteristic example of the steering ratio map shown in FIG.
  • FIG. 10 is a diagram showing a general configuration of an electric power steering device.
  • FIG. 11 is a schematic view showing a hardware configuration of a control unit that controls an electric power steering device.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of an internal block configuration of a control unit in an electric power steering device.
  • FIG. 13 is a structural diagram showing an installation example of the rudder angle sensor.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of the internal block configuration of the control unit according to the first embodiment.
  • FIG. 15 is an explanatory view of the steering direction.
  • FIG. 16 is a flowchart showing an operation example of the control unit according to the first embodiment.
  • FIG. 17 is a block diagram showing a configuration example of the target steering torque generation unit of the first embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram showing a characteristic example of the basic map held by the basic map unit.
  • FIG. 19 is a diagram showing a characteristic example of the damper gain map held by the damper gain map unit.
  • FIG. 20 is a diagram showing a characteristic example of the hysteresis correction unit.
  • FIG. 21 is a block diagram showing a configuration example of the steering reaction force correction unit.
  • FIG. 22 is a diagram showing an example of a correction torque map.
  • FIG. 23 is a diagram showing an example of the target steering torque output from the target steering torque generation unit.
  • FIG. 24 is a block diagram showing a configuration example of the twist angle control unit of the first embodiment.
  • FIG. 25 is a diagram showing an example of the internal block configuration of the control unit according to the second embodiment.
  • FIG. 26 is a block diagram showing a configuration example of the target steering torque generation unit of the second embodiment.
  • FIG. 27 is a block diagram showing a configuration example of the SAT information correction unit.
  • FIG. 28 is an image diagram showing a state of torque generated between the road surface and the steering wheel.
  • FIG. 29 is a diagram showing a characteristic example of the steering torque sensitive gain.
  • FIG. 30 is a diagram showing a characteristic example of the vehicle speed sensitive gain.
  • FIG. 31 is a diagram showing a characteristic example of the steering angle sensitive gain.
  • FIG. 32 is a diagram showing an example of setting the upper limit value and the lower limit value of the torque signal in the limiting portion.
  • FIG. 33 is a block diagram showing a configuration example of the twist angle control unit of the second embodiment.
  • FIG. 34 is a diagram showing a configuration example of the SBW system corresponding to a general configuration of the electric power steering device shown in FIG.
  • FIG. 35 is a block diagram showing an internal block configuration of the control unit according to the third embodiment.
  • FIG. 36 is a diagram showing a configuration example of a target steering angle generation unit.
  • FIG. 37 is a diagram showing a configuration example of the steering angle control unit.
  • FIG. 38 is a flowchart showing an operation example of the third embodiment.
  • FIG. 39 is a diagram showing an overall configuration of a steer-by-wire type steering device for vehicles according to the first embodiment.
  • FIG. 40 is a schematic diagram showing the hardware configuration of the control unit that controls the SBW system.
  • FIG. 40 is a schematic diagram showing the hardware configuration of the control unit that controls the SBW system.
  • FIG. 41 is a diagram showing an example of the internal block configuration of the control unit according to the first embodiment.
  • FIG. 42 is a block diagram showing a configuration example of the target steering torque generation unit.
  • FIG. 43 is a diagram showing a characteristic example of the basic map held by the basic map unit.
  • FIG. 44 is a diagram showing a characteristic example of the damper gain map held by the damper gain map unit.
  • FIG. 45 is a diagram showing a characteristic example of the hysteresis correction unit.
  • FIG. 46 is a block diagram showing a configuration example of the torsion angle control unit.
  • FIG. 47 is a block diagram showing a configuration example of the target steering angle generation unit.
  • FIG. 48 is a block diagram showing a configuration example of the steering angle control unit.
  • FIG. 49 is a flowchart showing an operation example of the first embodiment.
  • FIG. 50 is a block diagram showing a configuration example of the steering end control unit according to the first embodiment.
  • FIG. 51 is a diagram showing an example of the torque signal Tref_e output from the end target steering torque generation unit according to the first embodiment.
  • FIG. 52 is a diagram showing an example of the target steering torque Tref output from the target steering torque generation unit in the first embodiment.
  • FIG. 53 is a diagram showing an example of the internal block configuration of the control unit according to the second embodiment.
  • FIG. 54 is a block diagram showing a configuration example of the steering end control unit according to the second embodiment.
  • FIG. 55 is a diagram showing an example of an end steering angle map according to the second embodiment.
  • FIG. 56 is a diagram showing an example of the torque signal Tref_e output from the end target steering torque generation unit according to the second embodiment.
  • FIG. 57 is a diagram showing an example of the target steering torque Tref output from the target steering torque generation unit in the second embodiment.
  • FIG. 58 is a diagram showing an example of the steering ratio gain output from the steering ratio gain calculation unit in the example shown in FIG.
  • FIG. 59 is a block diagram showing a configuration example of the steering end control unit according to the third embodiment.
  • FIG. 60 is a flowchart showing a first example of processing of the end steering angle calculation unit according to the third embodiment.
  • FIG. 61 is a flowchart showing a second example of processing of the end steering angle calculation unit according to the third embodiment.
  • FIG. 62 is a block diagram showing a configuration example of the steering end control unit according to the fourth embodiment.
  • FIG. 63 is a flowchart showing a first example of processing of the end steering angle calculation unit and the change amount limiting unit according to the fourth embodiment.
  • FIG. 64 is a flowchart showing a second example of the processing of the end steering angle calculation unit and the change amount limiting unit according to the fourth embodiment.
  • embodiments for carrying out the invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described in detail with reference to the drawings.
  • the present invention is not limited to the following embodiments.
  • the components in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, that is, those in a so-called equal range. Further, the components disclosed in the following embodiments can be appropriately combined.
  • FIGS. 1 to 9 relate to the disclosure of the aspect for solving the problem related to the first background technology
  • FIGS. 10 to 38 show the aspect for solving the problem related to the second background technology. It relates to disclosure
  • FIGS. 39 to 64 relate to disclosure of an aspect for solving a problem relating to a third background technique.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a steering device for a vehicle of a steer-by-wire type according to an embodiment.
  • SBW Steer By Wire
  • the steering wheel 1 is operated by an electric signal to rotate the steering wheels 8L, 8R, and the like. It is a system that conveys to the steering mechanism. As shown in FIG.
  • the SBW system includes a reaction force device 60 and a drive device 70, and a control unit (ECU) 50 as a control unit controls both devices.
  • the reaction force device 60 includes a torque sensor 10 that detects the steering torque Ts of the handle 1, a steering angle sensor 14 that detects the steering angle ⁇ h, a reduction mechanism 3, an angle sensor 74, a reaction force motor 61, and the like. Each of these components is provided on the column shaft 2 of the handle 1.
  • the reaction force device 60 detects the steering angle ⁇ h by the steering angle sensor 14, and at the same time, transmits the motion state of the vehicle transmitted from the steering wheels 8L and 8R to the driver as reaction force torque.
  • the reaction force torque is generated by the reaction force motor 61.
  • the SBW system to which this disclosure applies is a type that has a torsion bar, and the torque sensor 10 detects the steering torque Ts. To do. Further, the angle sensor 74 detects the motor angle ⁇ m of the reaction force motor 61.
  • the drive device 70 includes a drive motor 71, a gear 72, an angle sensor 73, and the like.
  • the driving force generated by the driving motor 71 is connected to the steering wheels 8L and 8R via the gear 72, the pinion rack mechanism 5, the tie rods 6a and 6b, and further via the hub units 7a and 7b.
  • the drive device 70 drives the drive motor 71 in accordance with the steering of the steering wheel 1 by the driver, applies the driving force to the pinion rack mechanism 5 via the gear 72, and operates the pinion rack mechanism 5 via the tie rods 6a and 6b.
  • An angle sensor 73 is arranged in the vicinity of the pinion rack mechanism 5 to detect the steering angle ⁇ t of the steering wheels 8L and 8R.
  • the ECU 50 In order to coordinately control the reaction force device 60 and the drive device 70, the ECU 50 adds information such as steering angle ⁇ h and steering angle ⁇ t output from both devices, and based on vehicle speed Vs from the vehicle speed sensor 12 and the like.
  • the voltage control command value Vref1 that drives and controls the reaction force motor 61 and the voltage control command value Vref2 that drives and controls the drive motor 71 are generated.
  • the control unit 50 calculates a current command value based on the steering torque Ts detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed Vs detected by the vehicle speed sensor 12, and supplies the current command value to the reaction force motor 61 and the drive motor 71. Control the current.
  • the control unit 50 is connected to an in-vehicle network such as a CAN (Control AREA Network) 40 that exchanges various information about the vehicle. Further, a non-CAN 41 that transmits / receives communications other than CAN 40, analog / digital signals, radio waves, and the like can also be connected to the control unit 30.
  • the control unit 50 is mainly composed of a CPU (including an MCU, an MPU, etc.).
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the hardware configuration of the control unit that controls the SBW system.
  • the control computer 1100 constituting the control unit 50 includes a CPU (Central Processing Unit) 1001, a ROM (Read Only Memory) 1002, a RAM (Random Access Memory) 1003, and an EEPROM (Electrically Erasable Profile) Interface 1003. ) 1005, A / D (Analog / Digital) converter 1006, PWM (Pulse Wide Modulation) controller 1007, etc., which are connected to the bus.
  • the CPU 1001 is a processing device that controls the SBW system by executing a computer program for controlling the SBW system (hereinafter referred to as a control program).
  • the ROM 1002 stores a control program for controlling the SBW system.
  • the RAM 1003 is used as a work memory for operating the control program.
  • the EEPROM 1004 stores control data and the like input and output by the control program.
  • the control data is used on the control computer program expanded in the RAM 1003 after the power is turned on to the control unit 30, and is overwritten on the EEPROM 1004 at a predetermined timing.
  • the ROM 1002, RAM 1003, EEPROM 1004, and the like are storage devices for storing information, and are storage devices (primary storage devices) that can be directly accessed by the CPU 1001.
  • the A / D converter 1006 inputs signals such as steering torque Ts and steering angle ⁇ h and converts them into digital signals.
  • Interface 1005 is connected to CAN 40.
  • the interface 1005 is for receiving a vehicle speed V signal (vehicle speed pulse) from the vehicle speed sensor 12.
  • the PWM controller 1007 outputs PWM control signals for each phase of UVW based on the current command values for the reaction force motor 61 and the drive motor 71.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an internal block configuration of the control unit according to the embodiment.
  • control for the twist angle ⁇ hereinafter referred to as “twist angle control”
  • control for the steering angle ⁇ t hereinafter referred to as “turning angle control”
  • the reaction force device is twisted. It is controlled by control, and the drive unit is controlled by steering angle control.
  • the drive device may be controlled by another control method.
  • the control unit 50 includes a target steering torque generation unit 200, a torsion angle control unit 300, a conversion unit 500, a steering ratio map unit 900, a target steering angle generation unit 910, and a steering angle control unit 920 as an internal block configuration.
  • the target steering torque generation unit 200 generates a target steering torque Tref, which is a target value of steering torque when assisting and controlling the steering system of the vehicle.
  • the conversion unit 500 converts the target steering torque Tref into the target twist angle ⁇ ref.
  • the torsion angle control unit 300 generates a motor current command value Imc, which is a control target value of the current supplied to the reaction force motor 61.
  • the twist angle ⁇ is controlled so as to follow the target twist angle ⁇ ref calculated through the target steering torque generation unit 200 and the conversion unit 500 using the steering angle ⁇ h and the like.
  • the motor angle ⁇ m of the reaction force motor 61 is detected by the angle sensor 74, and the motor angular velocity ⁇ m is calculated by differentiating the motor angle ⁇ m by the angular velocity calculation unit 951.
  • the steering angle ⁇ t of the drive motor 71 is detected by the angle sensor 73.
  • the current control unit 130 is based on the motor current command value Imc output from the torsion angle control unit 300 and the current value Imr of the reaction force motor 61 detected by the motor current detector 140, and the reaction force motor 61 Is driven to control the current.
  • the twist angle control unit 300 calculates the motor current command value Imc based on the target twist angle ⁇ ref, the twist angle ⁇ , and the motor angular velocity ⁇ m.
  • the torsion angle control unit 300 includes a torsion angle feedback (FB) compensation unit 310, a torsion angular velocity calculation unit 320, a speed control unit 330, a stabilization compensation unit 340, an output limiting unit 350, a subtraction unit 361, and an addition unit 362. .
  • FB torsion angle feedback
  • the target twist angle ⁇ ref output from the conversion unit 500 is additionally input to the subtraction unit 361.
  • the torsion angle ⁇ is subtracted and input to the subtraction unit 361 and is input to the torsion angular velocity calculation unit 320.
  • the motor angular velocity ⁇ m is input to the stabilization compensation unit 340.
  • the twist angle FB compensation unit 310 multiplies the compensation value CFB (transfer function) by the deviation ⁇ 0 of the target twist angle ⁇ ref and the twist angle ⁇ calculated by the subtraction unit 361, and the twist angle ⁇ follows the target twist angle ⁇ ref.
  • the target torsional velocity ⁇ ref is output.
  • the compensation value CFB may be a simple gain Kpp or a commonly used compensation value such as a PI control compensation value.
  • the target torsional velocity ⁇ ref is input to the speed control unit 330.
  • the torsion angle FB compensation unit 310 and the speed control unit 330 make it possible to make the torsion angle ⁇ follow the target torsion angle ⁇ ref and realize a desired steering torque.
  • the torsion angular velocity calculation unit 320 performs a differential calculation process on the torsion angle ⁇ to calculate the torsion angular velocity ⁇ t.
  • the torsion angular velocity ⁇ t is output to the speed control unit 330.
  • the torsional angular velocity calculation unit 320 may perform pseudo-differentiation by HPF and gain as a differential calculation. Further, the torsion angular velocity calculation unit 320 may calculate the torsion angular velocity ⁇ t from another means or other than the torsion angle ⁇ and output it to the speed control unit 330.
  • the speed control unit 330 calculates the motor current command value Imca1 so that the torsion angular velocity ⁇ t follows the target torsional velocity ⁇ ref by IP control (proportional leading PI control).
  • the subtraction unit 333 calculates the difference ( ⁇ ref ⁇ t) between the target torsional velocity ⁇ ref and the torsional angular velocity ⁇ t.
  • the integration unit 331 integrates the difference ( ⁇ ref ⁇ t) between the target torsional velocity ⁇ ref and the torsional angular velocity ⁇ t, and adds and inputs the integration result to the subtraction unit 334.
  • the torsion angular velocity ⁇ t is also output to the proportional portion 332.
  • the proportional unit 332 performs proportional processing with a gain Kvp on the torsion angular velocity ⁇ t, and subtracts and inputs the proportional processing result to the subtraction unit 334.
  • the subtraction result in the subtraction unit 334 is output as the motor current command value Imca1.
  • the speed control unit 330 is not an IP control, but a PI control, a P (proportional) control, a PID (proportional integral differential) control, a PI-D control (differential leading PID control), a model matching control, and a model norm.
  • the motor current command value Imca1 may be calculated by a commonly used control method such as control.
  • the stabilization compensation unit 340 has a compensation value Cs (transfer function), and calculates the motor current command value Imca2 from the motor angular velocity ⁇ m. If the gains of the torsion angle FB compensating unit 310 and the speed control unit 330 are increased in order to improve the followability and the disturbance characteristics, a high-frequency controlled oscillation phenomenon occurs. As a countermeasure, the transfer function (Cs) required for stabilizing the motor angular velocity ⁇ m is set in the stabilization compensation unit 340. As a result, it is possible to realize stabilization of the entire EPS control system.
  • Cs transfer function
  • the addition unit 362 adds the motor current command value Imca1 from the speed control unit 330 and the motor current command value Imca2 from the stabilization compensation unit 340, and outputs the motor current command value Imccb.
  • the output limiting unit 350 is preset with an upper limit value and a lower limit value with respect to the motor current command value Imccb.
  • the output limiting unit 350 limits the upper and lower limits of the motor current command value Imccb and outputs the motor current command value Imcc.
  • the configuration of the torsion angle control unit 300 in this embodiment is an example, and may be different from the configuration shown in FIG. For example, the twist angle control unit 300 may not include the stabilization compensation unit 340.
  • the target steering angle ⁇ tr is generated by the target steering angle generation unit 910 based on the steering angle ⁇ h and the steering ratio gain G output from the steering ratio map unit 900 described later.
  • the target steering angle ⁇ tref is input to the steering angle control unit 920 together with the steering angle ⁇ t, and the motor current command value Imct so that the steering angle ⁇ t becomes the target steering angle ⁇ tref in the steering angle control unit 920. Is calculated.
  • the current control unit 930 based on the motor current command value Imct and the current value Imd of the drive motor 71 detected by the motor current detector 940, the current control unit 930 has the same configuration and operation as the current control unit 130, and the drive motor has the same configuration and operation.
  • the 71 is driven to control the current.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of the target steering angle generation unit.
  • the target steering angle generation unit 910 includes a limiting unit 931, a rate limiting unit 932, and a correction unit 933.
  • the limiting unit 931 outputs a steering angle ⁇ h1 that limits the upper and lower limits of the steering angle ⁇ h. Similar to the output limiting unit 350 in the twist angle control unit 300 shown in FIG. 4, the upper limit value and the lower limit value with respect to the steering angle ⁇ h are set in advance to limit.
  • the rate limiting unit 932 sets and limits the amount of change in the steering angle ⁇ h1 in order to avoid a sudden change in the steering angle, and outputs the steering angle ⁇ h2. For example, the difference from the steering angle ⁇ h1 one sample before is used as the change amount, and when the absolute value of the change amount is larger than a predetermined value (limit value), the steering angle is set so that the absolute value of the change amount becomes the limit value. ⁇ h1 is added or subtracted and output as the steering angle ⁇ h2, and if it is equal to or less than the limit value, the steering angle ⁇ h1 is output as it is as the steering angle ⁇ h2.
  • the correction unit 933 corrects the steering angle ⁇ h2 and outputs the target steering angle ⁇ tref.
  • the steering angle ⁇ h2 is multiplied by the steering ratio gain G output from the steering ratio map unit 900, which will be described later, to obtain the target steering angle ⁇ tref.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of the steering angle control unit.
  • the steering angle control unit 920 calculates the motor current command value Imct based on the target steering angle ⁇ tref and the steering angles ⁇ t of the steering wheels 8L and 8R.
  • the steering angle control unit 920 includes a steering angle feedback (FB) compensation unit 921, a steering angular velocity calculation unit 922, a speed control unit 923, an output limiting unit 926, and a subtraction unit 927.
  • FB steering angle feedback
  • the target steering angle ⁇ tref output from the target steering angle generation unit 910 is additionally input to the subtracting unit 927.
  • the steering angle ⁇ t is subtracted and input to the subtracting unit 927 and input to the steering angular velocity calculation unit 922.
  • the steering angle FB compensation unit 921 multiplies the compensation value CFB (transmission function) by the deviation ⁇ t0 between the target steering angular velocity ⁇ tref and the steering angle ⁇ t calculated by the subtraction unit 927 to obtain the target steering angle ⁇ tref.
  • the target steering angular velocity ⁇ tref is output so that the steering angle ⁇ t follows.
  • the compensation value CFB may be a simple gain Kpp or a commonly used compensation value such as a PI control compensation value.
  • the target steering angular velocity ⁇ tref is input to the speed control unit 923.
  • the steering angle FB compensation unit 921 and the speed control unit 923 make it possible to make the steering angle ⁇ t follow the target steering angle ⁇ tref and realize a desired torque.
  • the steering angular velocity calculation unit 922 performs differential calculation processing on the steering angle ⁇ t to calculate the steering angular velocity ⁇ tt.
  • the steering angular velocity ⁇ tt is output to the speed control unit 923.
  • the speed control unit 923 may perform pseudo-differentiation by HPF and gain as a differential operation. Further, the speed control unit 923 may calculate the steering angular velocity ⁇ tt from another means or other than the steering angle ⁇ t and output it to the speed control unit 923.
  • the speed control unit 923 calculates the motor current command value Imcta such that the steering angular velocity ⁇ tt follows the target steering angular velocity ⁇ tre by IP control (proportional leading PI control).
  • the speed control unit 923 is not an IP control, but a PI control, a P (proportional) control, a PID (proportional integral differential) control, a PI-D control (differential leading PID control), a model matching control, and a model norm.
  • the motor current command value Imcta may be calculated by a commonly used control method such as control.
  • the subtraction unit 928 calculates the difference ( ⁇ tref- ⁇ tt) between the target steering angular velocity ⁇ tref and the steering angular velocity ⁇ tt.
  • the integration unit 924 integrates the difference ( ⁇ tref- ⁇ tt) between the target steering angular velocity ⁇ tref and the steering angular velocity ⁇ tt, and adds and inputs the integration result to the subtraction unit 929.
  • the steering angular velocity ⁇ tt is also output to the proportional portion 925.
  • the proportional processing unit 925 performs proportional processing on the steering angular velocity ⁇ tt, and outputs the proportional processing result to the output limiting unit 926 as the motor current command value Imcta.
  • the output limiting unit 926 has preset upper and lower limit values with respect to the motor current command value Imcta.
  • the output limiting unit 926 limits the upper and lower limits of the motor current command value Imcta and outputs the motor current command value Imct.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an operation example of the embodiment.
  • the configuration of the steering angle control unit 920 in this embodiment is an example, and may be different from the configuration shown in FIG.
  • the angle sensor 73 detects the steering angle ⁇ t
  • the angle sensor 74 detects the motor angle ⁇ m (step S110)
  • the steering angle ⁇ t is the steering angle control unit 920
  • the motor angle ⁇ m is the angular velocity.
  • the angular velocity calculation unit 951 differentiates the motor angle ⁇ m to calculate the motor angular velocity ⁇ m, and outputs the motor angular velocity ⁇ m to the torsion angle control unit 300 (step S120).
  • the target steering torque generation unit 202 executes the same operation as in steps S10 to S40 shown in FIG. 7, drives the reaction force motor 61, and executes current control (steps S130 to S160).
  • the target steering angle generation unit 910 inputs the steering angle ⁇ h, and the steering angle ⁇ h is input to the limiting unit 931.
  • the limiting unit 931 limits the upper and lower limit values of the steering angle ⁇ h by preset upper and lower limit values (step S170), and outputs the steering angle ⁇ h1 to the rate limiting unit 932.
  • the rate limiting unit 932 limits the amount of change in the steering angle ⁇ h1 by a preset limit value (step S180), and outputs the steering angle ⁇ h2 to the correction unit 933.
  • the correction unit 933 corrects the steering angle ⁇ h2 to obtain the target steering angle ⁇ tref (step S190), and outputs the steering angle ⁇ h2 to the steering angle control unit 920.
  • the steering angle control unit 920 which has input the steering angle ⁇ t and the target steering angle ⁇ tref, calculates the deviation ⁇ t0 by subtracting the steering angle ⁇ t from the target steering angle ⁇ tref by the subtracting unit 927 (step S200). ).
  • the deviation ⁇ t0 is input to the steering angle FB compensation unit 921, and the steering angle FB compensation unit 921 compensates for the deviation ⁇ t0 by multiplying the deviation ⁇ t0 by the compensation value (step S210), and sets the target steering angular velocity ⁇ tref. Output to the control unit 923.
  • the steering angular velocity calculation unit 922 inputs the steering angle ⁇ t, calculates the steering angular velocity ⁇ tt by a differential calculation with respect to the steering angle ⁇ t (step S220), and outputs the steering angular velocity ⁇ tt to the speed control unit 923.
  • the speed control unit 923 calculates the motor current command value Imcta by IP control in the same manner as the speed control unit 330 (step S230), and outputs the motor current command value Imcta to the output limiting unit 926.
  • the output limiting unit 926 limits the upper and lower limit values of the motor current command value Imcta by the preset upper limit value and lower limit value (step S240), and outputs the motor current command value Imct as the motor current command value Imct (step S250).
  • the motor current command value Imct is input to the current control unit 930, and the current control unit 930 is based on the motor current command value Imct and the current value Imd of the drive motor 71 detected by the motor current detector 940. 71 is driven and current control is performed (step S260).
  • the order of data input and calculation in FIG. 7 can be changed as appropriate.
  • the follow-up control in the steering angle control unit 920 may be performed by a generally used control structure.
  • the steering angle control unit 920 is used in a vehicle device as long as it has a control configuration in which the actual angle (here, the steering angle ⁇ t) follows the target angle (here, the target steering angle ⁇ tref).
  • the control configuration is not limited, and for example, the control configuration used in an industrial positioning device, an industrial robot, or the like may be applied.
  • one ECU 50 controls the reaction force device 60 and the drive device 70, but the ECU for the reaction force device 60 and the ECU for the drive device 70 are used. Each may be provided. In this case, the ECUs transmit and receive data by communication.
  • the SBW system shown in FIG. 1 does not have a mechanical coupling between the reaction force device 60 and the drive device 70, but when an abnormality occurs in the system, the column shaft 2 and the steering mechanism are clutched or the like.
  • the present disclosure is also applicable to SBW systems provided with a mechanical torque transmission mechanism that mechanically couples with. In such an SBW system, when the system is normal, the clutch is turned off to open the mechanical torque transmission, and when the system is abnormal, the clutch is turned on to enable the mechanical torque transmission.
  • FIG. 8 is a diagram showing a characteristic example of the steering ratio map held by the steering ratio map unit.
  • the vehicle speed Vs is input to the steering ratio map unit 900 (see FIG. 2).
  • the vehicle speed Vs includes information indicating whether the vehicle is moving forward or backward. For example, when the vehicle is moving forward, the vehicle speed Vs shows a positive value, and when the vehicle is moving backward, the vehicle speed Vs shows a negative value.
  • the information indicating whether the vehicle is moving forward or backward is not limited to this, and for example, a signal detected from the reverse position of the manual shift lever or the automatic shift lever of the transmission is input, and based on this signal. , It may be an aspect of determining whether the vehicle is moving forward or backward.
  • the steering ratio map unit 900 outputs the steering ratio gain G according to the vehicle speed Vs by using the steering ratio map shown in FIG.
  • the horizontal axis represents the vehicle speed Vs
  • the vertical axis represents the steering ratio gain G.
  • the region on the right side of the vehicle speed Vs of 0 [km / h] indicates the forward speed of the vehicle
  • the region on the left side of the vehicle speed Vs of 0 [km / h] is the vehicle. It shows the reverse speed.
  • the region where the magnitude of the forward speed Vs of the vehicle is 0 [km / h] or more and less than the first vehicle speed V1 is set as the first region, and the steering ratio gain G in this first region is set.
  • the first gain is G1.
  • a region in which the magnitude of the forward speed Vs of the vehicle is equal to or higher than the first vehicle speed V1 and smaller than the second vehicle speed V2, which is larger than the first vehicle speed V1, is defined as the second region, and the steering ratio gain G in this second region is defined as The second gain is G2.
  • a region in which the magnitude of the forward speed Vs of the vehicle is equal to or higher than the second vehicle speed V2 is defined as the third region, and the steering ratio gain G in this third region is defined as the third gain G3.
  • the region where the magnitude of the reverse speed Vs of the vehicle is larger than 0 [km / h] and less than the third vehicle speed V3 is defined as the fourth region, and the steering ratio gain G in this fourth region is the fourth gain G4. It is said. Further, a region in which the magnitude of the reverse speed Vs of the vehicle is greater than or equal to the third vehicle speed V3 and less than the fourth vehicle speed V4, which is larger than the third vehicle speed V3, is defined as the fifth region, and the steering ratio gain G in this fifth region is defined as The fifth gain is G5. Further, a region in which the magnitude of the reverse speed Vs of the vehicle is 4 or more vehicle speed V4 is defined as the sixth region, and the steering ratio gain G in this sixth region is defined as the sixth gain G6. As shown in FIG. 8, the fourth gain G4 has a constant value larger than any of the first gain G1, the second gain G2, the third gain G3, the fifth gain G5, and the sixth gain G6.
  • the reverse speed Vs of the vehicle is larger than 0 [km / h] and is 10 [km / h].
  • the fourth gain G4 in the low speed region of less than, that is, the fourth region is increased.
  • the ratio of the steering angle of the tire to the steering angle of the steering wheel 1 in the low speed range when the vehicle is moving backward can be increased.
  • a larger steering angle can be obtained with a smaller steering angle. Therefore, for example, when the vehicle is being moved backward (backward) in order to park the vehicle in a parking area or the like, the frequency with which the driver changes the steering wheel 1 can be reduced.
  • the third gain G3 in the third region is set to a constant value, the first gain G1 in the first region is larger than the third gain G3, and is less than the fourth gain G4 in the fourth region. It is a constant value.
  • the steering angle of the tire When the vehicle is moving forward, especially in the low speed range, the steering angle of the tire may be large at a narrow crossroads, a crank, or the like. At this time, if the ratio of the steering angle of the tire to the steering angle of the steering wheel 1 is small, it is necessary to operate the steering wheel 1 significantly.
  • the first vehicle speed V1 when the vehicle is moving forward is, for example, 10 [km / h]
  • the forward speed Vs of the vehicle is 0 [km / h] or more and less than 10 [km / h].
  • the first gain G1 in the low speed region that is, the first region is increased.
  • the ratio of the steering angle of the tire to the steering angle of the steering wheel 1 in the low speed range when the vehicle is moving forward can be increased.
  • a larger steering angle can be obtained with a smaller steering angle. Therefore, for example, it is possible to reduce the load on the driver when traveling on a crossroads or cranks having a narrow width.
  • the steering angle of the tire can be made constant in the first region. As a result, it is possible to stably travel on a crossroads, a crank, or the like.
  • the second gain G2 in the second region is set to the first gain G1 in the first region as the magnitude of the forward speed Vs of the vehicle increases from the first vehicle speed V1.
  • the speed is gradually reduced within the range from the above to the third gain G3 in the third region.
  • the forward speed Vs of the vehicle is larger than 25 [km / h], that is, the third region. 3 Decrease the gain G3.
  • the ratio of the steering angle of the tire to the steering angle of the steering wheel 1 in the high speed range when the vehicle is moving forward can be reduced.
  • the steering angle of the tire is made constant in the high speed region where the forward speed Vs of the vehicle is larger than 25 [km / h], that is, in the third region. be able to. Therefore, the behavior of the vehicle when the vehicle is moving forward can be stabilized.
  • the first gain G1 may be a value suitable for each SBW system. Specifically, for example, the third gain G3 or more in the third region and the fourth gain G4 gain or less in the fourth region can be set.
  • the sixth gain G6 in the sixth region is set to a constant value of the third gain G3 or more in the third region and less than the fourth gain G4 in the fourth region, and the fifth in the fifth region.
  • the 5 gain G5 is gradually increased within the range from the 4th gain G4 in the 4th region to the 6th gain G6 in the 6th region as the magnitude of the reverse speed Vs of the vehicle increases from the 3rd vehicle speed V3. I try to make it smaller.
  • the sixth gain G6 in the sixth region may be a value suitable for each SBW system.
  • the fourth vehicle speed V4 when the vehicle is moving backward is set to, for example, 25 [km / h]
  • the reverse speed Vs of the vehicle is larger than 25 [km / h], that is, the sixth region. 6
  • the gain G6 As a result, the ratio of the steering angle of the tire to the steering angle of the steering wheel 1 in the high speed range when the vehicle is moving backward can be reduced.
  • the sixth gain G6 in the sixth region to a constant value, the steering angle of the tire is made constant in the high speed region where the reverse speed Vs of the vehicle is larger than 25 [km / h], that is, in the sixth region. be able to. Therefore, the behavior of the vehicle when the vehicle is moving backward can be stabilized.
  • FIG. 9 is a diagram showing the vehicle speed as an absolute value in the characteristic example of the steering ratio map shown in FIG.
  • the solid line indicates the steering ratio gain G when the vehicle is moving forward
  • the broken line indicates the steering ratio gain G when the vehicle is moving backward.
  • are equal, and the magnitude of the second vehicle speed when the vehicle is moving forward.
  • when the vehicle is moving backward are equal, but the present invention is not limited to this.
  • the steering ratio gain G (broken line in FIG. 9) when the vehicle is moving backward is equal to or higher than the steering ratio gain G (solid line in FIG. 9) when the vehicle is moving forward. is there.
  • the behavior of the vehicle when moving backward can be stabilized.
  • Specific numerical values of the first vehicle speed V1 when the vehicle is moving forward, the second vehicle speed V2 when the vehicle is moving forward, the third vehicle speed V3 when the vehicle is moving backward, and the fourth vehicle speed V4 when the vehicle is moving backward are examples. It is not limited to this.
  • the second gain G2 in the second region is linearly changed between the first vehicle speed V1 and the second vehicle speed V2 when the vehicle is moving forward, but the present invention is limited to this.
  • the mode may be such that the first vehicle speed V1 and the second vehicle speed V2 when the vehicle is moving forward are connected by a curve such as a quadratic curve or a cubic curve.
  • the fifth gain G5 in the fifth region is linearly changed between the third vehicle speed V3 and the fourth vehicle speed V4 when the vehicle is moving backward, but the present invention is limited to this.
  • a curve such as a quadratic curve or a cubic curve may be used to connect the third vehicle speed V3 and the fourth vehicle speed V4 when the vehicle is moving backward.
  • a reaction force device that applies a steering reaction force to the handle, a drive device that steers the tire in response to steering of the handle, and a control unit that controls the reaction force device and the drive device are provided.
  • the control unit includes a steering ratio map unit that sets a steering ratio gain according to the vehicle speed of the vehicle, and a target steering angle that generates a target steering angle by multiplying the steering angle of the steering wheel by the steering ratio gain.
  • a vehicle steering device including a generation unit, wherein the steering ratio gain when the vehicle is moving backward is equal to or greater than the steering ratio gain when the vehicle is moving forward.
  • the region where the magnitude of the vehicle speed when the vehicle is moving forward is 0 or more and less than the first vehicle speed is set as the first region, the steering ratio gain in the first region is the first gain, and the vehicle is moving forward.
  • the region where the magnitude of the vehicle speed is equal to or higher than the first vehicle speed and less than the second vehicle speed higher than the first vehicle speed is defined as the second region, and the steering ratio gain in the second region is defined as the second gain of the vehicle.
  • the region where the magnitude of the vehicle speed when moving forward is equal to or higher than the second vehicle speed is defined as the third region, the steering ratio gain in the third region is the third gain, and the magnitude of the vehicle speed when the vehicle is moving backward is greater than 0.
  • the region below the third vehicle speed is defined as the fourth region, the steering ratio gain in the fourth region is the fourth gain, the magnitude of the vehicle speed when the vehicle is moving backward is equal to or greater than the third vehicle speed, and the third vehicle speed is used.
  • the region where the vehicle speed is higher than the vehicle speed and less than the fourth vehicle speed is defined as the fifth region, the steering ratio gain in the fifth region is the fifth gain, and the region where the magnitude of the vehicle speed when the vehicle is moving backward is the fourth vehicle speed or higher is the fifth region.
  • the 4th gain is the 1st gain, the 2nd gain, the 3rd gain, the 5th gain, and the said.
  • the vehicle steering device according to (1) which has a constant value larger than the sixth gain.
  • the third gain is a constant value
  • the first gain is a constant value larger than the third gain and less than the fourth gain
  • the second gain is when the vehicle is moving forward.
  • the third gain is a constant value
  • the sixth gain is a constant value equal to or higher than the third gain and less than the fourth gain
  • the fifth gain is the vehicle speed when the vehicle is moving backward.
  • FIG. 10 is a diagram showing a general configuration of an electric power steering device.
  • the electric power steering device which is one of the steering devices for vehicles, has a column shaft (steering shaft, steering shaft) 2, a reduction mechanism 3, and a universal joint of the steering wheel 1 in the order in which the force given by the steering wheel is transmitted. It is connected to the steering wheels 8L and 8R via 4a and 4b, a pinion rack mechanism 5, tie rods 6a and 6b, and further via hub units 7a and 7b.
  • EPS electric power steering device
  • the column shaft 2 having the torsion bar is provided with a torque sensor 10 for detecting the steering torque Ts of the steering wheel 1 and a steering angle sensor 14 for detecting the steering angle ⁇ h, and is a motor that assists the steering force of the steering wheel 1.
  • 20 is connected to the column shaft 2 via the reduction mechanism 3. Electric power is supplied from the battery 13 to the control unit (ECU) 30 that controls the electric power steering device, and an ignition key signal is input via the ignition key 11.
  • the control unit 30 calculates the current command value of the assist (steering assistance) command based on the steering torque Ts detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed Vs detected by the vehicle speed sensor 12, and compensates the current command value.
  • the current supplied to the motor 20 is controlled by the voltage control command value Vref.
  • the control unit 30 is connected to an in-vehicle network such as a CAN (Control Area Network) 40 that exchanges various information about the vehicle. Further, a non-CAN 41 that transmits / receives communications other than CAN 40, analog / digital signals, radio waves, and the like can also be connected to the control unit 30.
  • the control unit 30 is mainly composed of a CPU (including an MCU, an MPU, etc.).
  • FIG. 2 is a schematic view showing a hardware configuration of a control unit that controls an electric power steering device.
  • the control computer 1100 constituting the control unit 30 includes a CPU (Central Processing Unit) 1001, a ROM (Read Only Memory) 1002, a RAM (Random Access Memory) 1003, and an EEPROM (Electrically Erasable Profile) ) 1005, A / D (Analog / Digital) converter 1006, PWM (Pulse Wide Modulation) controller 1007, etc., which are connected to the bus.
  • CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • EEPROM Electrically Erasable Profile
  • a / D Analog / Digital
  • PWM Pulse Wide Modulation
  • the CPU 1001 is a processing device that controls the electric power steering device by executing a computer program for controlling the electric power steering device (hereinafter referred to as a control program).
  • the ROM 1002 stores a control program for controlling the electric power steering device.
  • the RAM 1003 is used as a work memory for operating the control program.
  • the EEPROM 1004 stores control data and the like input and output by the control program. The control data is used on the control computer program expanded in the RAM 1003 after the power is turned on to the control unit 30, and is overwritten on the EEPROM 1004 at a predetermined timing.
  • the ROM 1002, RAM 1003, EEPROM 1004, and the like are storage devices for storing information, and are storage devices (primary storage devices) that can be directly accessed by the CPU 1001.
  • the A / D converter 1006 inputs signals such as the steering torque Ts, the current detection value Im of the motor 20, and the steering angle ⁇ h, and converts them into digital signals.
  • Interface 1005 is connected to CAN 40.
  • the interface 1005 is for receiving a vehicle speed V signal (vehicle speed pulse) from the vehicle speed sensor 12.
  • the PWM controller 1007 outputs PWM control signals for each phase of UVW based on the current command value for the motor 20.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of the internal block configuration of the control unit in the electric power steering device.
  • the steering torque Ts and the vehicle speed Vs are input to the current command value calculation unit 31.
  • the current command value calculation unit 31 refers to a look-up table (assist map, etc.) stored in advance based on the steering torque Ts and the vehicle speed Vs, and refers to the current command value Iref1 which is a control target value of the current supplied to the motor 20. Is calculated.
  • the compensation signal generation unit 34 generates a compensation signal CM.
  • the compensation signal generation unit 34 includes an astringent estimation unit 341, an inertial estimation unit 342, and a self-aligning torque (SAT: Self Aligning Torque) estimation unit 343.
  • the astringent estimation unit 341 estimates the yaw rate of the vehicle based on the angular velocity of the motor 20, and estimates the compensation value for improving the yaw astringent of the vehicle by braking the swinging motion of the handle 1.
  • the inertia estimation unit 342 estimates the inertial force of the motor 20 based on the angular acceleration of the motor 20, and estimates the compensation value for compensating for the inertial force of the motor 20 in order to improve the responsiveness.
  • the SAT estimation unit 343 estimates the self-aligning torque T SAT based on the steering torque Ts, the assist torque, the angular velocity and the angular acceleration of the motor 20, and uses the self-aligning torque as a reaction force to compensate the assist torque.
  • the compensation signal generation unit 34 may include an estimation unit that estimates other compensation values in addition to the astringent estimation unit 341, the inertia estimation unit 342, and the SAT estimation unit 343.
  • the compensation value of the inertia estimation unit 342 and the compensation value of the SAT estimation unit 343 are added in the addition unit 344, and the addition value and the compensation value of the astringent estimation unit 341 are added in the addition unit 345. Is the added value.
  • the self-aligning torque T SAT estimated by the SAT estimation unit 343 is also output to the target steering torque generation unit 200, which will be described later.
  • the compensation signal CM from the compensation signal generation unit 34 is added to the current command value Iref1, and by adding the compensation signal CM, the characteristics of the steering system system are compensated to the current command value Iref1, and the convergence property is improved. It is designed to improve inertial characteristics and the like. Then, the current command value Iref1 becomes the characteristic-compensated current command value Iref2 via the addition unit 32A, and the current command value Iref2 is input to the current limiting unit 33. In the current limiting unit 33, the maximum current of the current command value Iref2 is limited, and the current command value Ireffm is generated.
  • the current command value Ireffm is input to the subtraction unit 32B, and the deviation I (Irefm-Im) from the current detection value Im fed back from the motor 20 side is calculated by the subtraction unit 32B.
  • the deviation I is input to the PI control unit 35 for improving the characteristics of the steering operation.
  • the voltage control command value Vref whose characteristics have been improved by the PI control unit 35 is input to the PWM control unit 36, and the motor 20 is PWM-driven via the inverter circuit 37 as the motor drive unit.
  • the current detection value Im of the motor 20 is detected by the current detector 38 and fed back to the subtraction unit 32B.
  • the inverter circuit 37 uses a field effect transistor (Field Effect Transistor: (hereinafter referred to as FET)) as a driving element, and is composed of a bridge circuit of the FET.
  • FET Field Effect Transistor
  • the steering torque applied manually by the driver is detected by the torque sensor as the torsion torque of the torsion bar, and the motor current is mainly used as the assist current according to the torque. I'm in control.
  • the steering torque may differ depending on the steering angle due to the difference in the road surface condition (for example, inclination).
  • the steering torque may also be affected by variations in the motor output characteristics due to aging.
  • FIG. 13 is a structural diagram showing an installation example of the rudder angle sensor.
  • the column shaft 2 is provided with a torsion bar 2A.
  • Road surface reaction force Rr and road surface information (friction resistance ⁇ of the road surface) act on the steering wheels 8L and 8R.
  • An upper angle sensor is provided on the handle side of the column shaft 2 with the torsion bar 2A sandwiched between them.
  • a lower angle sensor is provided on the steering wheel side of the column shaft 2 with the torsion bar 2A sandwiched between them.
  • the upper angle sensor detects the handle angle ⁇ 1
  • the lower angle sensor detects the column angle ⁇ 2 .
  • the steering angle ⁇ h is detected by a steering angle sensor provided on the upper part of the column shaft 2.
  • the torsion bar torque Tt can also be detected using a torque sensor.
  • the torsion bar torque Tt is also treated as the steering torque Ts.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of the internal block configuration of the control unit according to the first embodiment.
  • the control unit 30 includes a target steering torque generation unit 200, a torsion angle control unit 300, a steering direction determination unit 400, and a conversion unit 500 as an internal block configuration.
  • the steering wheel steering of the driver is assist-controlled by the motor 20 of the EPS steering system / vehicle system 100.
  • the EPS steering system / vehicle system 100 includes an angle sensor, an angular velocity calculation unit, and the like in addition to the motor 20.
  • the target steering torque generation unit 200 generates a target steering torque Tref, which is a target value of steering torque when assisting and controlling the steering system of the vehicle.
  • the conversion unit 500 converts the target steering torque Tref into the target twist angle ⁇ ref.
  • the torsion angle control unit 300 generates a motor current command value Iref, which is a control target value of the current supplied to the motor 20.
  • the twist angle control unit 300 calculates the motor current command value Iref so that the twist angle ⁇ becomes the target twist angle ⁇ ref.
  • the motor 20 is driven by the motor current command value Iref.
  • the steering direction determination unit 400 determines whether the steering direction is right-turning or left-turning based on the motor angular velocity ⁇ m output from the EPS steering system / vehicle system 100, and outputs the determination results as steering state signals STs.
  • FIG. 15 is an explanatory view of the steering direction.
  • the steering state indicating whether the steering direction is right-turning or left-turning can be obtained from the relationship between the steering angle ⁇ h and the motor angular velocity ⁇ m as shown in FIG. 15, for example. That is, when the motor angular velocity ⁇ m is a positive value, it is determined as “right turn”, and when it is a negative value, it is determined as “left turn”.
  • the steering angle [theta] h may be used an angular velocity that is calculated by performing the speed calculation with respect to the handle angle theta 1 or column angle theta 2.
  • the conversion unit 500 converts the target steering torque Tref generated by the target steering torque generation unit 200 into the target torsion angle ⁇ ref using the relationship of the above equation (2).
  • FIG. 16 is a flowchart showing an operation example of the control unit according to the first embodiment.
  • the steering direction determination unit 400 determines whether the steering direction is right-turning or left-turning based on the sign of the motor angular velocity ⁇ m output from the EPS steering system / vehicle system 100, and uses the determination result as the steering state signal STs for target steering. Output to the torque generator 200 (step S10).
  • the target steering torque generation unit 200 generates a target steering torque Tref based on the vehicle speed Vs, the vehicle speed determination signal Vfile, the steering state signal STs, the steering angle ⁇ h, and the actual yaw rate ⁇ re (step S20).
  • the conversion unit 500 converts the target steering torque Tref generated by the target steering torque generation unit 200 into the target torsion angle ⁇ ref (step S20).
  • the target twist angle ⁇ ref is output to the twist angle control unit 300.
  • the twist angle control unit 300 calculates the motor current command value Iref based on the target twist angle ⁇ ref, steering angle ⁇ h, twist angle ⁇ , and motor angular velocity ⁇ m (step S30). Then, current control is performed based on the motor current command value Iref output from the torsion angle control unit 300, and the motor 20 is driven (step S40).
  • FIG. 17 is a block diagram showing a configuration example of the target steering torque generation unit of the first embodiment.
  • the target steering torque generation unit 200 includes a basic map unit 210, a multiplication unit 211, a code extraction unit 213, a differentiation unit 220, a damper gain map unit 230, a hysteresis correction unit 240, and a SAT information correction unit 250. It includes a multiplication unit 260, 264, an addition unit 261, 262, 265, and a steering reaction force correction unit 280.
  • FIG. 18 is a diagram showing a characteristic example of the basic map held by the basic map unit.
  • FIG. 19 is a diagram showing a characteristic example of the damper gain map held by the damper gain map unit.
  • the steering angle ⁇ h and the vehicle speed Vs are input to the basic map unit 210.
  • the basic map unit 210 outputs the torque signal Tref_a0 with the vehicle speed Vs as a parameter, using the basic map shown in FIG. That is, the basic map unit 210 outputs the torque signal Tref_a0 according to the vehicle speed Vs.
  • the torque signal Tref_a0 has a characteristic of increasing as the magnitude (absolute value)
  • a map is configured according to the magnitude
  • the code extraction unit 213 extracts the code of the steering angle ⁇ h. Specifically, for example, the value of the steering angle ⁇ h is divided by the absolute value of the steering angle ⁇ h. As a result, the code extraction unit 213 outputs "1" when the sign of the steering angle ⁇ h is "+” and outputs "-1" when the sign of the steering angle ⁇ h is "-”.
  • the steering angle ⁇ h is input to the differential unit 220.
  • the differentiation unit 220 differentiates the steering angle ⁇ h to calculate the steering angular velocity ⁇ h, which is the angular velocity information.
  • the differential unit 220 outputs the calculated steering angular velocity ⁇ h to the multiplication unit 260.
  • the vehicle speed Vs is input to the damper gain map unit 230.
  • Damper gain map 230 using the damper gain map of vehicle speed sensitive type shown in FIG. 19, and outputs the damper gain D G corresponding to the vehicle speed Vs. As shown in FIG. 19, damper gain D G has gradually increases as the vehicle speed Vs is high. Damper gain D G may be a mode for varying according to the steering angle [theta] h. Multiplying unit 260, with respect to the steering angular velocity ⁇ h outputted from the differentiating unit 220, multiplies the damper gain D G outputted from the damper gain map 230, and outputs the result to adding section 262 as a torque signal Tref_b.
  • the steering direction determination unit 400 makes a determination as shown in FIG. 6, for example.
  • the steering angle ⁇ h, the vehicle speed Vs, and the steering state signal STs, which are the determination results shown in FIG. 6, are input to the hysteresis correction unit 240.
  • the hysteresis correction unit 240 calculates the torque signal Tref_c using the following equations (3) and (4) based on the steering angle ⁇ h and the steering state signal STs.
  • x is the steering angle ⁇ h
  • y R Tref_c
  • the coefficient a is a value larger than 1
  • the coefficient c is a value larger than 0.
  • the coefficient Ahys indicates the output width of the hysteresis characteristic
  • the coefficient c is a coefficient representing the roundness of the hysteresis characteristic.
  • y R Ahys ⁇ 1-a- c (x-b) ⁇ ...
  • y L -Ahys ⁇ 1-a c (x-b') ⁇ ... (4)
  • the torque signal Tref_c (y R ) is calculated using the above equation (3).
  • the torque signal Tref_c (y L ) is calculated using the above equation (4).
  • the final coordinates (x 1 , y 1 ) of the steering angle ⁇ h and the previous values of the torque signal Tref_c is substituted for the above equations (3) and (4) after the steering switching. As a result, continuity before and after steering switching is maintained.
  • the above equations (5) and (6) can be derived by substituting x 1 for x and y 1 for y R and y L in the above equations (3) and (4). ..
  • the above equations (3), (4), (5), and (6) are the following equations (7), (8), and (9), respectively.
  • ) And (10) can be expressed.
  • FIG. 20 is a diagram showing a characteristic example of the hysteresis correction unit.
  • An example of the characteristics of the torque signal Tref_c with hysteresis correction when the steering of [deg] is performed is shown.
  • the torque signal Tref_c output from the hysteresis correction unit 240 has a hysteresis characteristic such as the origin of 0 ⁇ L1 (thin line) ⁇ L2 (broken line) ⁇ L3 (thick line).
  • Ahys which is a coefficient representing the output width of the hysteresis characteristic
  • c which is a coefficient representing roundness
  • the steering angular velocity ⁇ h is obtained by a differential calculation with respect to the steering angle ⁇ h, but a low-pass filter (LPF) processing is appropriately performed in order to reduce the influence of high-frequency noise.
  • the differential operation and the LPF processing may be performed by the high-pass filter (HPF) and the gain.
  • the steering angular velocity ⁇ h may be calculated by performing differential calculation and LPF processing on the steering wheel angle ⁇ 1 detected by the upper angle sensor or the column angle ⁇ 2 detected by the lower angle sensor instead of the steering angle ⁇ h. ..
  • the motor angular velocity ⁇ m may be used as the angular velocity information instead of the steering angular velocity ⁇ h, and in this case, the differential unit 220 becomes unnecessary.
  • the multiplication unit 211 multiplies the torque signal Tref_a0 output from the basic map unit 210 by the sign of the steering angle ⁇ h output from the code extraction unit 213, and outputs the torque signal Tref_a to the addition unit 261. Output.
  • the torque signal Tref_a corresponding to the positive and negative steering angles ⁇ h can be obtained.
  • the torque signal Tref_a, the torque signal Tref_b, and the torque signal Tref_c obtained as described above are added by the addition units 261,262 to obtain the torque signal Tref_e.
  • the torque signal Tref_a in the present embodiment corresponds to the "first torque signal" of the present disclosure.
  • the torque signal Tref_e in the present embodiment corresponds to the "second torque signal” of the present disclosure.
  • FIG. 21 is a block diagram showing a configuration example of the steering reaction force correction unit.
  • the steering reaction force correction unit 280 includes a correction gain generation unit 281, a correction torque map 282, a code extraction unit 283, and a multiplication unit 284.
  • the steering angle ⁇ h and the low-speed operation mode signal Pf output from the low-speed operation mode detection unit 15 (see FIG. 10) are input to the steering reaction force correction unit 280.
  • the "low speed operation mode (second mode)” will be described.
  • the “low-speed driving mode (second mode)” means, for example, when the vehicle is parked in a parking lot, when the vehicle is moved to a predetermined stop position, or when the vehicle retreats to return from the entered dead end.
  • This is an operation mode selected when the driver performs a predetermined low-speed operation mode transition operation such as moving the vehicle.
  • the low-speed driving mode (second mode) in the present embodiment is a driving mode for moving the vehicle at a low speed when the predetermined low-speed driving mode transition operation as described above is performed.
  • the low-speed operation mode detection unit 15 is a configuration unit that detects that a predetermined low-speed operation mode transition operation has been performed by the driver and outputs a low-speed operation mode signal Pf.
  • the low-speed driving mode detection unit 15 may be in a mode of detecting that the "parking button" provided on the center console of the vehicle or the like is pressed by the driver and outputting the low-speed driving mode signal Pf. .. Further, in the low-speed driving mode detection unit 15, for example, the driver operates the shift knob of the vehicle to select a position of "reverse (reverse)", “parking F (forward)", or “parking B (reverse)".
  • the mode may be such that the low-speed operation mode signal Pf is output by detecting that the signal has been generated.
  • parking F forward
  • parking B backward in the low-speed operation mode (second mode).
  • the means for selecting the low-speed operation mode (second mode) by the driver may be an embodiment other than the above, and the present invention is not limited by the means for selecting the low-speed operation mode (second mode) by the driver. Absent.
  • the normal operation mode when the low speed operation mode (second mode) is not selected is also referred to as a "drive mode (first mode)". That is, in the present disclosure, the low-speed operation mode detection unit 15 detects a predetermined low-speed operation mode transition operation and determines that the low-speed operation mode (second mode) is different from the drive mode (first mode). Corresponds to.
  • the value of the correction gain G in the low-speed operation mode (second mode) is an example, and is not limited to 0.3.
  • the value of the correction gain G in the low-speed operation mode (second mode) can be a positive predetermined value less than 1.
  • a correction torque is set according to the magnitude
  • the correction torque map 282 outputs a correction torque signal Tref_p0 according to the magnitude
  • the code extraction unit 283 extracts the code of the steering angle ⁇ h. Specifically, for example, the value of the steering angle ⁇ h is divided by the absolute value of the steering angle ⁇ h. As a result, the code extraction unit 283 outputs "1" when the sign of the steering angle ⁇ h is "+", and outputs "-1" when the sign of the steering angle ⁇ h is "-".
  • the multiplication unit 284 multiplies the correction torque signal Tref_p0 output from the correction torque map 282 by the sign of the steering angle ⁇ h output from the code extraction unit 283, and outputs the correction torque signal Tref_p. As a result, the correction torque signal Tref_p corresponding to the positive and negative steering angles ⁇ h can be obtained.
  • FIG. 22 is a diagram showing an example of a correction torque map.
  • the horizontal axis represents the absolute value
  • and the vertical axis represents the torque.
  • an example of the torque signal Tref_a0 is shown by a broken line
  • the correction torque signal Tref_p0 is shown by a solid line.
  • a map is configured according to the magnitude (absolute value)
  • the value of the correction torque signal Tref_p0 can take a positive or negative value.
  • the correction torque map 282 may be stored in the EEPROM 1004 of the control computer 1100 constituting the control unit 30, or may be held by the steering reaction force correction unit 280.
  • the correction torque signal Tref_p0 gradually decreases in the rate of change as the absolute value
  • the correction torque signal Tref_p0 has a constant value
  • 0 of the steering angle ⁇ h of the torque signal Tref_a0. ..
  • can be any predetermined value.
  • the steering reaction force correction unit 280 outputs a correction torque signal Tref_p corresponding to the low-speed operation mode signal Pf.
  • the multiplication unit 264 multiplies the torque signal Tref_e output from the addition unit 261 by the correction gain G output from the steering reaction force correction unit 280, and outputs the torque signal Tref_f to the addition unit 265. ..
  • the addition unit 265 adds the correction torque signal Tref_p output from the steering reaction force correction unit 280 to the torque signal Tref_f output from the multiplication unit 264, and outputs the target steering torque Tref. That is, the target steering torque Tref can be expressed by the following equation (11).
  • the torque signal Tref_f in the present embodiment corresponds to the "third torque signal” of the present disclosure. Further, the correction torque signal Tref_p in the present embodiment corresponds to the "fourth torque signal” of the present disclosure.
  • FIG. 23 is a diagram showing an example of the target steering torque output from the target steering torque generation unit.
  • the horizontal axis represents the steering angle ⁇ h
  • the vertical axis represents the torque.
  • an example of the target steering torque in the drive mode is shown by a broken line
  • the target steering torque in the low speed operation mode is shown by a solid line.
  • the target steering torque Tref torque signal Tref_e (second torque signal)
  • the target steering torque Tref suitable for the drive mode (first mode) can be obtained.
  • 0 is larger than that of the torque signal Tref_a (first torque signal) with respect to the torque signal Tref_f (third torque signal).
  • the correction torque signal Tref_p (fourth torque signal) is added to generate the target steering torque Tref.
  • the target steering torque Tref in the low-speed operation mode (second mode), can be made smaller than in the drive mode (first mode), and the operation of the steering wheel 1 can be made lighter. .. Further, as shown in FIG. 14, in a predetermined region where the steering angle ⁇ h is around 0 (the region indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 14), the change in steering force can be increased with respect to the change in steering angle ⁇ h. .. In other words, in a predetermined region where the absolute value
  • the rate of change of the target steering torque Tref in the low-speed operation mode is smaller than that in the drive mode (first mode). This makes it easier for the driver to recognize the steering angle of zero. Therefore, the burden on the driver can be reduced and the steering feeling can be improved.
  • the correction gain G is multiplied by the torque signal Tref_e (second torque signal) obtained by adding the torque signal Tref_a (first torque signal), the torque signal Tref_b, and the torque signal Tref_c.
  • An example of generating a torque signal Tref_f (third torque signal) has been shown, but each of the torque signal Tref_a (first torque signal), the torque signal Tref_b, and the torque signal Tref_c is individually corrected to be less than 1.
  • a mode may be used in which a torque signal Tref_f (third torque signal) is generated by multiplying the gain G and then adding the torque signal.
  • FIG. 24 is a block diagram showing a configuration example of the twist angle control unit of the first embodiment.
  • the twist angle control unit 300 calculates the motor current command value Iref based on the target twist angle ⁇ ref, twist angle ⁇ , steering angle ⁇ h, and motor angular velocity ⁇ m.
  • the torsion angle control unit 300 includes a torsion angle feedback (FB) compensation unit 310, a speed control unit 330, a stabilization compensation unit 340, an output limiting unit 350, a steering angle disturbance compensation unit 360, a subtraction unit 361, an addition unit 363, and a deceleration unit.
  • FB torsion angle feedback
  • the torsion angle control unit 300 includes a torsion angle feedback (FB) compensation unit 310, a speed control unit 330, a stabilization compensation unit 340, an output limiting unit 350, a steering angle disturbance compensation unit 360, a subtraction unit 361, an addition unit 363, and a deceleration unit.
  • the ratio part 370 is provided.
  • the target twist angle ⁇ ref output from the conversion unit 500 is additionally input to the subtraction unit 361.
  • the twist angle ⁇ is subtracted and input to the subtracting unit 361.
  • the steering angle ⁇ h is input to the steering angle disturbance compensation unit 360.
  • the motor angular velocity ⁇ m is input to the stabilization compensation unit 340.
  • the twist angle FB compensation unit 310 multiplies the compensation value CFB (transfer function) by the deviation ⁇ 0 of the target twist angle ⁇ ref and the twist angle ⁇ calculated by the subtraction unit 361, and the twist angle ⁇ follows the target twist angle ⁇ ref.
  • the target column angular velocity ⁇ ref1 is output.
  • the target column angular velocity ⁇ ref1 is additionally output to the addition unit 363.
  • the compensation value CFB may be a simple gain Kpp or a commonly used compensation value such as a PI control compensation value.
  • the steering angle disturbance compensation unit 360 multiplies the steering angle ⁇ h by the compensation value Ch (transfer function) and outputs the target column angular velocity ⁇ ref2.
  • the target column angular velocity ⁇ ref2 is additionally output to the addition unit 363.
  • the addition unit 363 adds the target column angular velocity ⁇ ref1 and the target column angular velocity ⁇ ref2, and outputs the target column angular velocity ⁇ ref to the speed control unit 330.
  • the basic purpose of the steering angle disturbance compensating unit 360 is to reduce the influence of the steering angle ⁇ h as the disturbance.
  • the speed control unit 330 calculates the motor current command value Is so that the column angular velocity ⁇ c follows the target column angular velocity ⁇ ref by IP control (proportional leading PI control).
  • the column angular velocity ⁇ c may be a value obtained by multiplying the motor angular velocity ⁇ m by the reduction ratio 1 / N of the reduction ratio unit 370, which is a reduction mechanism.
  • the subtraction unit 333 calculates the difference ( ⁇ ref ⁇ c) between the target column angular velocity ⁇ ref and the column angular velocity ⁇ c.
  • the integration unit 331 integrates the difference ( ⁇ ref ⁇ c) between the target column angular velocity ⁇ ref and the column angular velocity ⁇ c, and adds and inputs the integration result to the subtraction unit 334.
  • the torsion angular velocity ⁇ t is also output to the proportional portion 332.
  • the proportional unit 332 performs proportional processing by gain Kvp on the column angular velocity ⁇ c, and subtracts and inputs the proportional processing result to the subtraction unit 334.
  • the subtraction result in the subtraction unit 334 is output as the motor current command value Is.
  • the speed control unit 330 is not an IP control, but a PI control, a P (proportional) control, a PID (proportional integral differential) control, a PI-D control (differential leading PID control), a model matching control, and a model norm.
  • the motor current command value Is may be calculated by a commonly used control method such as control.
  • the output limiting unit 350 has preset upper and lower limit values for the motor current command value Is. The upper and lower limits of the motor current command value Is are limited, and the motor current command value Iref is output.
  • the configuration of the torsion angle control unit 300 in this embodiment is an example, and may be different from the configuration shown in FIG.
  • the torsion angle control unit 300 may not include the steering angle disturbance compensation unit 360, the addition unit 363, and the reduction ratio unit 370.
  • FIG. 25 is a diagram showing an example of the internal block configuration of the control unit according to the second embodiment.
  • the same components as those described in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
  • the control unit (ECU) 30a according to the second embodiment is different from the first embodiment in the configurations of the target steering torque generation unit 201 and the torsion angle control unit 300a.
  • the steering torque Ts and the motor angle ⁇ m are input to the target steering torque generation unit 201.
  • the twist angle control unit 300a calculates the motor current command value Imc so that the twist angle ⁇ becomes the target twist angle ⁇ ref.
  • the motor 20 is driven by the motor current command value Imcc.
  • FIG. 26 is a block diagram showing a configuration example of the target steering torque generation unit of the second embodiment.
  • the target steering torque generation unit 201 of the second embodiment includes a SAT information correction unit 250 and an addition unit 263 in addition to the configuration described in the first embodiment.
  • the steering angle ⁇ h, vehicle speed Vs, steering torque Ts, motor angle ⁇ m, and motor current command value Imc are input to the SAT information correction unit 250.
  • the SAT information correction unit 250 calculates the self-aligning torque (SAT) based on the steering torque Ts, the motor angle ⁇ m, and the motor current command value Imc, and further performs filter processing, gain multiplication, and limiting processing to perform torque signal Tref_d. Is calculated.
  • SAT self-aligning torque
  • FIG. 27 is a block diagram showing a configuration example of the SAT information correction unit.
  • the SAT information correction unit 250 includes a SAT calculation unit 251, a filter unit 252, a steering torque sensitive gain unit 253, a vehicle speed sensitive gain unit 254, a steering angle sensitive gain unit 255, and a limiting unit 256.
  • FIG. 28 is an image diagram showing a state of torque generated between the road surface and the steering wheel.
  • T SAT -Tm-Ts + J x ⁇ M + Fr x sign ( ⁇ M ) + D M x ⁇ M ... (13)
  • the motor angular velocity ⁇ M , the motor angular acceleration ⁇ M , the assist torque Tm, and the steering torque Ts are obtained by obtaining the column shaft conversion inertia J, the static friction Fr, and the damper coefficient DM as constants in advance.
  • the self-aligning torque T SAT can be calculated more.
  • the column shaft conversion inertia J may be a value converted to the column shaft simply by using the relational expression of the motor inertia and the reduction ratio.
  • the steering torque Ts, the motor angle ⁇ m, and the motor current command value Imc are input to the SAT calculation unit 251.
  • the SAT calculation unit 251 calculates the self-aligning torque T SAT using the above equation (13).
  • the SAT calculation unit 251 includes a conversion unit 251A, an angular velocity calculation unit 251B, an angular acceleration calculation unit 251C, a block 251D, a block 251E, a block 251F, a block 251G, and adders 251H, 251I, and 251J.
  • the motor current command value Imc is input to the conversion unit 251A.
  • the conversion unit 251A calculates the column shaft-converted assist torque Tm by multiplying the predetermined gear ratio and torque constant.
  • the motor angle ⁇ m is input to the angular velocity calculation unit 251B.
  • the angular velocity calculation unit 251B calculates the motor angular velocity ⁇ M converted to the column axis by the differential processing and the multiplication of the gear ratios.
  • the motor angular velocity ⁇ M is input to the angular acceleration calculation unit 251C.
  • Angular acceleration calculating unit 251C differentiates the motor angular speed omega M, calculates the motor angular acceleration alpha M which is converted column shaft.
  • the self-aligning torque T SAT is calculated based on Equation 8 with the configuration shown in FIG.
  • the motor angular velocity ⁇ M output from the angular velocity calculation unit 251B is input to the block 251D.
  • Block 251D functions as a sign function and outputs the code of the input data.
  • the motor angular velocity ⁇ M output from the angular velocity calculation unit 251B is input to the block 251E.
  • Block 251E is input data is multiplied by the damper coefficient D M outputs.
  • the block 251F outputs the input data from the block 251D by multiplying the static friction Fr.
  • the motor angular acceleration ⁇ M output from the angular acceleration calculation unit 251C is input to the block 251G.
  • the block 251G outputs the input data by multiplying it by the column axis conversion inertia J.
  • the adder 251H adds the steering torque Ts and the assist torque Tm output from the conversion unit 251A.
  • the adder 251I subtracts the output of block 251G from the output of adder 251H.
  • the adder 251J adds the output of block 251E and the output of block 251F and subtracts the output of adder 251I.
  • the above equation (13) can be realized. That is, the self-aligning torque T SAT is calculated according to the configuration of the SAT calculation unit 251 shown in FIG. 27. If the column angle can be directly detected, the column angle may be used as the angle information instead of the motor angle ⁇ m. In this case, column axis conversion is unnecessary.
  • a signal obtained by converting the motor angular velocity ⁇ m from the EPS steering system / vehicle system 100 into a column axis may be input as the motor angular velocity ⁇ M , and the differential processing with respect to the motor angle ⁇ m may be omitted.
  • the self-aligning torque T SAT may be calculated by a method other than the above, and a measured value may be used instead of the calculated value.
  • the filter unit 252 extracts the information to be transmitted from the self-aligning torque T SAT and steers it.
  • the amount transmitted by the torque-sensitive gain unit 253, the vehicle speed-sensitive gain unit 254, and the steering angle-sensitive gain unit 255 is adjusted, and the upper and lower limit values are further adjusted by the limiting unit 256.
  • the self-aligning torque T SAT calculated by the SAT calculation unit 251 is also output to the target steering torque generation unit 201.
  • the self-aligning torque T SAT is input to the filter unit 252 from the SAT calculation unit 251.
  • the filter unit 252 performs a filter process on the self-aligning torque T SAT by, for example, a band bus filter, and outputs SAT information T ST 1.
  • the SAT information T ST 1 and the steering torque Ts output from the filter unit 252 are input to the steering torque sensitive gain unit 253.
  • the steering torque sensitive gain unit 253 sets the steering torque sensitive gain.
  • FIG. 29 is a diagram showing a characteristic example of the steering torque sensitive gain.
  • the steering torque sensitive gain unit 253 sets the steering torque sensitive gain so that the sensitivity becomes high in the vicinity of the on-center in the straight running state.
  • the steering torque sensitive gain unit 253 multiplies the steering torque sensitive gain set according to the steering torque Ts by the SAT information T ST 1 and outputs the SAT information T ST 2.
  • the steering torque sensitive gain is fixed at 1.0 when the steering torque Ts is Ts1 (for example, 2 Nm) or less, and is less than 1.0 when the steering torque Ts is Ts2 (> Ts1) (for example, 4 Nm) or more.
  • Ts1 for example, 2 Nm
  • Ts1 for example, 2 Nm
  • Ts1 for example, 4 Nm
  • An example is shown in which the steering torque Ts is fixed and is set to decrease at a constant rate between Ts1 and Ts2.
  • the SAT information T ST 2 and the vehicle speed Vs output from the steering torque sensitive gain unit 253 are input to the vehicle speed sensitive gain unit 254.
  • the vehicle speed-sensitive gain unit 254 sets the vehicle speed-sensitive gain.
  • FIG. 30 is a diagram showing a characteristic example of the vehicle speed sensitive gain. As shown in FIG. 30, the vehicle speed-sensitive gain unit 254 sets the vehicle speed-sensitive gain so as to increase the sensitivity during high-speed driving.
  • the vehicle speed-sensitive gain unit 254 multiplies the vehicle speed-sensitive gain set according to the vehicle speed Vs by the SAT information T ST 2 and outputs the SAT information T ST 3. In FIG.
  • the vehicle speed sensitive gain is fixed at 1.0 when the vehicle speed Vs is Vs2 (for example, 70 km / h) or more, and is smaller than 1.0 when the vehicle speed Vs is Vs1 ( ⁇ Vs2) (for example, 50 km / h) or less.
  • Vs2 for example, 70 km / h
  • Vs1 for example, 50 km / h
  • An example is shown in which the vehicle speed Vs is set to increase at a constant rate between Vs1 and Vs2.
  • the SAT information T ST 3 and the steering angle ⁇ h output from the vehicle speed-sensitive gain unit 254 are input to the steering angle-sensitive gain unit 255.
  • the steering angle sensitive gain unit 255 sets the steering angle sensitive gain.
  • FIG. 31 is a diagram showing a characteristic example of the steering angle sensitive gain. As shown in FIG. 31, the steering angle sensitive gain unit 255 starts to act from a predetermined steering angle and sets the steering angle sensitive gain so that the sensitivity becomes high when the steering angle is large.
  • the steering angle sensitive gain unit 255 multiplies the steering angle sensitive gain set according to the steering angle ⁇ h by the SAT information T ST 3 and outputs the torque signal Tref_d0.
  • FIG. 31 is a diagram showing a characteristic example of the steering angle sensitive gain. As shown in FIG. 31, the steering angle sensitive gain unit 255 starts to act from a predetermined steering angle and sets the steering angle sensitive gain so that the sensitivity becomes high when the steering angle is large.
  • the steering angle sensitive gain unit 255 multiplies the steering angle sensitive gain set according
  • the torque signal Tref_d0 output from the steering angle sensitive gain unit 255 is input to the limiting unit 256.
  • the limiting unit 256 is set with an upper limit value and a lower limit value of the torque signal Tref_d0.
  • FIG. 32 is a diagram showing an example of setting the upper limit value and the lower limit value of the torque signal in the limiting portion. As shown in FIG. 33, the limiting unit 256 presets an upper limit value and a lower limit value for the torque signal Tref_d0. The lower limit value is output, and in other cases, the torque signal Tref_d0 is output as the torque signal Tref_d.
  • the steering torque sensitive gain, the vehicle speed sensitive gain, and the steering angle sensitive gain may be curved characteristics instead of linear characteristics as shown in FIGS. 29, 30, and 31. Further, the steering torque sensitive gain, the vehicle speed sensitive gain, and the steering angle sensitive gain may be appropriately adjusted according to the steering feeling. Further, the limiting portion 256 may be deleted when there is no possibility that the magnitude of the torque signal will increase or when it is suppressed by other means.
  • the steering torque-sensitive gain unit 253, the vehicle speed-sensitive gain unit 254, and the steering angle-sensitive gain unit 255 can also be omitted as appropriate. Further, the installation positions of the steering torque sensitive gain, the vehicle speed sensitive gain, and the steering angle sensitive gain may be interchanged.
  • the steering torque sensitive gain, the vehicle speed sensitive gain, and the steering angle sensitive gain may be obtained in parallel and multiplied by the SAT information T ST 1 by one component. That is, the configuration of the SAT information correction unit 250 in this embodiment is an example, and may be different from the configuration shown in FIG.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained by providing the target steering torque generation unit 201 with the steering reaction force correction unit 280 described in the above-described first embodiment.
  • the torque signal Tref_a first torque signal
  • the torque signal Tref_b the torque signal
  • the torque signal Tref_c the torque signal
  • the torque signal Tref_d are added by the addition units 261,262,263 to obtain the torque signal Tref_e (second torque signal). To be done.
  • the multiplication unit 264 multiplies the torque signal Tref_e (second torque signal) output from the addition unit 261 by the correction gain G output from the steering reaction force correction unit 280, and the torque signal Tref_f (third torque). It is output to the addition unit 265 as a signal).
  • the addition unit 265 adds the correction torque signal Tref_p (fourth torque signal) output from the steering reaction force correction unit 280 to the torque signal Tref_f (third torque signal) output from the multiplication unit 264 to target. It is output as steering torque Tref.
  • the target steering torque Tref torque signal Tref_e (second torque signal)
  • the target steering torque Tref suitable for the drive mode (first mode) can be obtained.
  • a signal Tref_f (third torque signal) is generated, and a tilt at an absolute value
  • 0 of the steering angle ⁇ h with respect to the torque signal Tref_f (third torque signal) than the torque signal Tref_a (first torque signal).
  • the correction torque signal Tref_p (fourth torque signal) having a large value is added to generate the target steering torque Tref.
  • the target steering torque Tref can be made smaller than that in the drive mode (first mode), and the operation of the steering wheel 1 can be made lighter.
  • the change in steering force can be increased with respect to the change in steering angle ⁇ h. It becomes easier to recognize zero rudder angle. As a result, the burden on the driver can be reduced and the steering feeling can be improved.
  • FIG. 33 is a block diagram showing a configuration example of the twist angle control unit of the second embodiment.
  • the twist angle control unit 300a calculates the motor current command value Imc based on the target twist angle ⁇ ref, the twist angle ⁇ , and the motor angular velocity ⁇ m.
  • the torsion angle control unit 300a includes a torsion angle feedback (FB) compensation unit 310, a torsion angular velocity calculation unit 320, a speed control unit 330, a stabilization compensation unit 340, an output limiting unit 350, a subtraction unit 361, and an addition unit 362. .
  • FB torsion angle feedback
  • the target twist angle ⁇ ref output from the conversion unit 500 is additionally input to the subtraction unit 361.
  • the torsion angle ⁇ is subtracted and input to the subtraction unit 361 and is input to the torsion angular velocity calculation unit 320.
  • the motor angular velocity ⁇ m is input to the stabilization compensation unit 340.
  • the twist angle FB compensation unit 310 multiplies the compensation value CFB (transfer function) by the deviation ⁇ 0 of the target twist angle ⁇ ref and the twist angle ⁇ calculated by the subtraction unit 361, and the twist angle ⁇ follows the target twist angle ⁇ ref.
  • the target torsional velocity ⁇ ref is output.
  • the compensation value CFB may be a simple gain Kpp or a commonly used compensation value such as a PI control compensation value.
  • the target torsional velocity ⁇ ref is input to the speed control unit 330.
  • the torsion angle FB compensation unit 310 and the speed control unit 330 make it possible to make the torsion angle ⁇ follow the target torsion angle ⁇ ref and realize a desired steering torque.
  • the torsion angular velocity calculation unit 320 performs a differential calculation process on the torsion angle ⁇ to calculate the torsion angular velocity ⁇ t.
  • the torsion angular velocity ⁇ t is output to the speed control unit 330.
  • the torsional angular velocity calculation unit 320 may perform pseudo-differentiation by HPF and gain as a differential calculation. Further, the torsion angular velocity calculation unit 320 may calculate the torsion angular velocity ⁇ t from another means or other than the torsion angle ⁇ and output it to the speed control unit 330.
  • the speed control unit 330 calculates the motor current command value Imca1 so that the torsion angular velocity ⁇ t follows the target torsional velocity ⁇ ref by IP control (proportional leading PI control).
  • the subtraction unit 333 calculates the difference ( ⁇ ref ⁇ t) between the target torsional velocity ⁇ ref and the torsional angular velocity ⁇ t.
  • the integration unit 331 integrates the difference ( ⁇ ref ⁇ t) between the target torsional velocity ⁇ ref and the torsional angular velocity ⁇ t, and adds and inputs the integration result to the subtraction unit 334.
  • the torsion angular velocity ⁇ t is also output to the proportional portion 332.
  • the proportional unit 332 performs proportional processing with a gain Kvp on the torsion angular velocity ⁇ t, and subtracts and inputs the proportional processing result to the subtraction unit 334.
  • the subtraction result in the subtraction unit 334 is output as the motor current command value Imca1.
  • the speed control unit 330 is not an IP control, but a PI control, a P (proportional) control, a PID (proportional integral differential) control, a PI-D control (differential leading PID control), a model matching control, and a model norm.
  • the motor current command value Imca1 may be calculated by a commonly used control method such as control.
  • the stabilization compensation unit 340 has a compensation value Cs (transfer function), and calculates the motor current command value Imca2 from the motor angular velocity ⁇ m. If the gains of the torsion angle FB compensation unit 310 and the speed control unit 330 are increased in order to improve the followability and the disturbance characteristics, a controlled oscillation phenomenon in a high frequency range will occur. As a countermeasure, the transfer function (Cs) required for stabilizing the motor angular velocity ⁇ m is set in the stabilization compensation unit 340. Thereby, the stabilization of the entire EPS control system can be realized.
  • Cs transfer function
  • the addition unit 362 adds the motor current command value Imca1 from the speed control unit 330 and the motor current command value Imca2 from the stabilization compensation unit 340, and outputs the motor current command value Imccb.
  • the output limiting unit 350 has preset upper and lower limit values with respect to the motor current command value Imccb.
  • the output limiting unit 350 limits the upper and lower limits of the motor current command value Imccb and outputs the motor current command value Imcc.
  • the configuration of the twist angle control unit 300a in this embodiment is an example, and may be different from the configuration shown in FIG. 33. For example, the twist angle control unit 300a may not include the stabilization compensation unit 340.
  • the present disclosure is applied to the column type EPS as one of the steering devices for vehicles, but the present disclosure is not limited to the upstream type such as the column type, and the downstream type such as the rack and pinion. It is also applicable to EPS. Further, by performing feedback control based on the target torsion angle, it can be applied to a steering bar (SBW) reaction force device having at least a torsion bar (arbitrary spring constant) and a sensor for detecting the torsion angle.
  • SBW steering bar
  • An embodiment (Embodiment 3) when the present disclosure is applied to an SBW reaction force device provided with a torsion bar will be described.
  • FIG. 34 is a diagram showing a configuration example of the SBW system corresponding to the general configuration of the electric power steering device shown in FIG.
  • the same components as those described in the above-described first and second embodiments are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the SBW system does not have an intermediate shaft that is mechanically coupled to the column shaft 2 at the universal joint 4a in FIG. 10, and transmits the operation of the steering wheel 1 to a steering mechanism composed of steering wheels 8L, 8R, etc. by an electric signal. It is a system. As shown in FIG. 25, the SBW system includes a reaction force device 60 and a drive device 70, and a control unit (ECU) 50 controls both devices.
  • the reaction force device 60 detects the steering angle ⁇ h by the steering angle sensor 14, and at the same time, transmits the motion state of the vehicle transmitted from the steering wheels 8L and 8R to the driver as reaction force torque.
  • the reaction force torque is generated by the reaction force motor 61.
  • the torque sensor 10 detects the steering torque Ts, but the present invention is not limited to this.
  • the angle sensor 74 detects the motor angle ⁇ m of the reaction force motor 61.
  • the drive device 70 drives the drive motor 71 in accordance with the steering of the steering wheel 1 by the driver, applies the driving force to the pinion rack mechanism 5 via the gear 72, and operates the pinion rack mechanism 5 via the tie rods 6a and 6b. Steer the facing wheels 8L and 8R.
  • An angle sensor 73 is arranged in the vicinity of the pinion rack mechanism 5 to detect the steering angle ⁇ t of the steering wheels 8L and 8R.
  • the ECU 50 In order to coordinately control the reaction force device 60 and the drive device 70, the ECU 50 adds information such as steering angle ⁇ h and steering angle ⁇ t output from both devices, and based on vehicle speed Vs from the vehicle speed sensor 12 and the like.
  • the voltage control command value Vref1 that drives and controls the reaction force motor 61 and the voltage control command value Vref2 that drives and controls the drive motor 71 are generated.
  • FIG. 35 is a block diagram showing the configuration of the third embodiment.
  • the twist angle ⁇ is controlled (hereinafter referred to as “twist angle control”) and the steering angle ⁇ t is controlled (hereinafter referred to as “turning angle control”), and the reaction force device is twisted. It is controlled by control, and the drive unit is controlled by steering angle control.
  • the drive device may be controlled by another control method.
  • the torsion angle ⁇ follows the target torsion angle ⁇ ref calculated through the target steering torque generation unit 202 and the conversion unit 500 using the steering angle ⁇ h and the like by the same configuration and operation as in the second embodiment. Such control is performed.
  • the motor angle ⁇ m is detected by the angle sensor 74, and the motor angular velocity ⁇ m is calculated by differentiating the motor angle ⁇ m by the angular velocity calculation unit 951.
  • the steering angle ⁇ t is detected by the angle sensor 73.
  • the current control unit 130 includes the subtraction unit 32B, the PI control unit 35, and the PWM control unit shown in FIG.
  • the reaction force motor 61 is driven to control the current.
  • the target steering angle generation unit 910 In the steering angle control, the target steering angle generation unit 910 generates a target steering angle ⁇ tref based on the steering angle ⁇ h, and the target steering angle ⁇ tref is input to the steering angle control unit 920 together with the steering angle ⁇ t.
  • the steering angle control unit 920 calculates the motor current command value Imct so that the steering angle ⁇ t becomes the target steering angle ⁇ tref. Then, based on the motor current command value Imct and the current value Imd of the drive motor 71 detected by the motor current detector 940, the current control unit 930 has the same configuration and operation as the current control unit 130, and the drive motor has the same configuration and operation. The 71 is driven to control the current.
  • the motor current command value Imct calculated by the steering angle control unit 920 is also output to the target steering torque generation unit 202.
  • FIG. 36 is a diagram showing a configuration example of the target steering angle generation unit.
  • the target steering angle generation unit 910 includes a limiting unit 931, a rate limiting unit 932, and a correction unit 933.
  • the limiting unit 931 limits the upper and lower limits of the steering angle ⁇ h and outputs the steering angle ⁇ h1. Similar to the output limiting unit 350 in the twist angle control unit 300a shown in FIG. 33, the upper limit value and the lower limit value with respect to the steering angle ⁇ h are set in advance to limit.
  • the rate limiting unit 932 sets and limits the amount of change in the steering angle ⁇ h1 in order to avoid a sudden change in the steering angle, and outputs the steering angle ⁇ h2.
  • the difference from the steering angle ⁇ h1 one sample before is used as the change amount, and when the absolute value of the change amount is larger than a predetermined value (limit value), the steering angle is set so that the absolute value of the change amount becomes the limit value.
  • ⁇ h1 is added or subtracted and output as the steering angle ⁇ h2, and if it is equal to or less than the limit value, the steering angle ⁇ h1 is output as it is as the steering angle ⁇ h2.
  • an upper limit value and a lower limit value may be set for the amount of change to limit the amount of change. You may want to limit the rate.
  • the correction unit 933 corrects the steering angle ⁇ h2 and outputs the target steering angle ⁇ tref.
  • the target steering angle ⁇ tref is obtained from the steering angle ⁇ h2 by using a map that defines the characteristics of the target steering angle ⁇ tref with respect to the magnitude
  • the target steering angle ⁇ tref may be obtained by simply multiplying the steering angle ⁇ h2 by a predetermined gain.
  • FIG. 37 is a diagram showing a configuration example of the steering angle control unit.
  • the steering angle control unit 920 has the same configuration as the configuration example of the torsion angle control unit 300a shown in FIG. 33 excluding the stabilization compensation unit 340 and the addition unit 362, and has a target torsion angle ⁇ ref and a torsion.
  • the target steering angle ⁇ tref and steering angle ⁇ t are input instead of the angle ⁇ , and the steering angle feedback (FB) compensation unit 921, the steering angular velocity calculation unit 922, the speed control unit 923, the output limiting unit 926 and the subtraction unit 927 are input.
  • FB steering angle feedback
  • FIG. 38 is a flowchart showing an operation example of the third embodiment.
  • the angle sensor 73 detects the steering angle ⁇ t
  • the angle sensor 74 detects the motor angle ⁇ m (step S110)
  • the steering angle ⁇ t is the steering angle control unit 920
  • the motor angle ⁇ m is the angular velocity. It is input to the calculation unit 951 respectively.
  • the angular velocity calculation unit 951 differentiates the motor angle ⁇ m to calculate the motor angular velocity ⁇ m, and outputs the motor angular velocity ⁇ m to the torsion angle control unit 300a (step S120).
  • the target steering torque generation unit 202 executes the same operation as in steps S10 to S40 shown in FIG. 7, drives the reaction force motor 61, and executes current control (steps S130 to S160).
  • the target steering angle generation unit 910 inputs the steering angle ⁇ h, and the steering angle ⁇ h is input to the limiting unit 931.
  • the limiting unit 931 limits the upper and lower limit values of the steering angle ⁇ h by preset upper and lower limit values (step S170), and outputs the steering angle ⁇ h1 to the rate limiting unit 932.
  • the rate limiting unit 932 limits the amount of change in the steering angle ⁇ h1 by a preset limit value (step S180), and outputs the steering angle ⁇ h2 to the correction unit 933.
  • the correction unit 933 corrects the steering angle ⁇ h2 to obtain the target steering angle ⁇ tref (step S190), and outputs the steering angle ⁇ h2 to the steering angle control unit 920.
  • the steering angle control unit 920 which has input the steering angle ⁇ t and the target steering angle ⁇ tref, calculates the deviation ⁇ t0 by subtracting the steering angle ⁇ t from the target steering angle ⁇ tref by the subtracting unit 927 (step S200). ).
  • the deviation ⁇ t0 is input to the steering angle FB compensation unit 921, and the steering angle FB compensation unit 921 compensates for the deviation ⁇ t0 by multiplying the deviation ⁇ t0 by the compensation value (step S210), and sets the target steering angular velocity ⁇ tref. Output to the control unit 923.
  • the steering angular velocity calculation unit 922 inputs the steering angle ⁇ t, calculates the steering angular velocity ⁇ tt by a differential calculation with respect to the steering angle ⁇ t (step S220), and outputs the steering angular velocity ⁇ tt to the speed control unit 923.
  • the speed control unit 923 calculates the motor current command value Imcta by IP control in the same manner as the speed control unit 330 (step S230), and outputs the motor current command value Imcta to the output limiting unit 926.
  • the output limiting unit 926 limits the upper and lower limit values of the motor current command value Imcta by the preset upper limit value and lower limit value (step S240), and outputs the motor current command value Imct as the motor current command value Imct (step S250).
  • the motor current command value Imct is input to the current control unit 930, and the current control unit 930 uses the drive motor based on the motor current command value Imct and the current value Imd of the drive motor 71 detected by the motor current detector 940. 71 is driven and current control is performed (step S260).
  • the order of data input and calculation in FIG. 38 can be changed as appropriate.
  • the speed control unit 923 in the steering angle control unit 920 is not the IP control but the PI control, the P control, the PID control, and the PI-D, like the speed control unit 330 in the twist angle control unit 300a. Control and the like are feasible, and any of P, I, and D controls may be used, and follow-up control by the steering angle control unit 920 and the twist angle control unit 300a is generally used.
  • the control structure may be used.
  • the steering angle control unit 920 is used in a vehicle device as long as it has a control configuration in which the actual angle (here, the steering angle ⁇ t) follows the target angle (here, the target steering angle ⁇ tref).
  • the control configuration is not limited, and for example, the control configuration used in an industrial positioning device, an industrial robot, or the like may be applied.
  • one ECU 50 controls the reaction force device 60 and the drive device 70, but an ECU for the reaction force device 60 and an ECU for the drive device 70 are provided, respectively. You may. In this case, the ECUs transmit and receive data by communication.
  • the SBW system shown in FIG. 34 does not have a mechanical coupling between the reaction force device 60 and the drive device 70, but when an abnormality occurs in the system, the column shaft 2 and the steering mechanism are clutched or the like.
  • the present disclosure is also applicable to SBW systems provided with a mechanical torque transmission mechanism that mechanically couples with. In such an SBW system, when the system is normal, the clutch is turned off to open the mechanical torque transmission, and when the system is abnormal, the clutch is turned on to enable the mechanical torque transmission.
  • the twist angle control units 300 and 300a in the above-described first to third embodiments directly calculate the motor current command value Imc and the assist current command value Iac, but before calculating them, the motor to be output first.
  • the motor current command value and the assist current command value may be calculated after the torque (target torque) is calculated.
  • the generally used relationship between the motor current and the motor torque is used.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained by providing the target steering torque generation unit 202 with the steering reaction force correction unit 280 described in the above-described first embodiment.
  • the figures used above are conceptual diagrams for qualitatively explaining the present disclosure, and are not limited thereto. Further, the above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present disclosure, but the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist of the present disclosure. Further, as long as the mechanism has an arbitrary spring constant between the handle and the motor or the reaction force motor, the mechanism may not be limited to the torsion bar.
  • a vehicle steering device that assists and controls the steering system of a vehicle by driving and controlling a motor that assists the steering force.
  • the driving modes of the vehicle include a first mode and the first mode. Has different second modes, and in a predetermined region where the absolute value of the steering angle of the steering wheel is zero or more, the rate of change of the target steering torque of the motor in the second mode is equal to or more than the first mode.
  • the determination unit determines that the second mode is determined, and the rate of change gradually decreases as the absolute value of the steering angle of the steering wheel increases.
  • the first torque signal is generated, the second torque signal generated based on the first torque signal is multiplied by the correction gain to generate the third torque signal, and the fourth torque signal is generated with respect to the third torque signal.
  • the target steering torque generating unit is provided with a target steering torque generating unit that is added to generate the target steering torque, and the target steering torque generating unit generates the positive correction gain of less than 1 in the second mode and the steering.
  • the vehicle steering device according to (1), which generates the fourth torque signal whose inclination is larger than that of the first torque signal when the absolute value of the angle is zero.
  • FIG. 39 is a diagram showing an overall configuration of a steer-by-wire type vehicle steering device according to the first embodiment.
  • SBW Steer By Wire
  • the operation of the steering wheel 1 is changed by an electric signal to rotate the steering wheels 8L, 8R and the like. It is a system that conveys to the steering mechanism.
  • the SBW system includes a reaction force device 60 and a drive device 70, and a control unit (ECU) 50 controls both devices.
  • ECU control unit
  • the reaction force device 60 includes a torque sensor 10 that detects the steering torque Ts of the handle 1, a steering angle sensor 14 that detects the steering angle ⁇ h, a reduction mechanism 3, an angle sensor 74, a reaction force motor 61, and the like. Each of these components is provided on the column shaft 2 of the handle 1.
  • the reaction force device 60 detects the steering angle ⁇ h by the steering angle sensor 14, and at the same time, transmits the motion state of the vehicle transmitted from the steering wheels 8L and 8R to the driver as reaction force torque.
  • the reaction force torque is generated by the reaction force motor 61.
  • the torque sensor 10 detects the steering torque Ts. Further, the angle sensor 74 detects the motor angle ⁇ m of the reaction force motor 61.
  • the drive device 70 includes a drive motor 71, a gear 72, an angle sensor 73, and the like.
  • the driving force generated by the driving motor 71 is connected to the steering wheels 8L and 8R via the gear 72, the pinion rack mechanism 5, the tie rods 6a and 6b, and further via the hub units 7a and 7b.
  • the drive device 70 drives the drive motor 71 in accordance with the steering of the steering wheel 1 by the driver, applies the driving force to the pinion rack mechanism 5 via the gear 72, and operates the pinion rack mechanism 5 via the tie rods 6a and 6b.
  • An angle sensor 73 is arranged in the vicinity of the pinion rack mechanism 5 to detect the steering angle ⁇ t of the steering wheels 8L and 8R.
  • the ECU 50 In order to coordinately control the reaction force device 60 and the drive device 70, the ECU 50 adds information such as steering angle ⁇ h and steering angle ⁇ t output from both devices, and based on vehicle speed Vs from the vehicle speed sensor 12 and the like.
  • the voltage control command value Vref1 that drives and controls the reaction force motor 61 and the voltage control command value Vref2 that drives and controls the drive motor 71 are generated.
  • the control unit 50 calculates a current command value based on the steering torque Ts detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed Vs detected by the vehicle speed sensor 12, and supplies the current command value to the reaction force motor 61 and the drive motor 71. Control the current.
  • the control unit 50 is connected to an in-vehicle network such as a CAN (Control Area Network) 40 that exchanges various information about the vehicle. Further, a non-CAN 41 that transmits / receives communications other than CAN 40, analog / digital signals, radio waves, and the like can also be connected to the control unit 30.
  • the control unit 50 is mainly composed of a CPU (including an MCU, an MPU, etc.).
  • FIG. 40 is a schematic diagram showing the hardware configuration of the control unit that controls the SBW system.
  • the control computer 1100 constituting the control unit 50 includes a CPU (Central Processing Unit) 1001, a ROM (Read Only Memory) 1002, a RAM (Random Access Memory) 1003, and an EEPROM (Electrically Erasable Interface) 1003. ) 1005, A / D (Analog / Digital) converter 1006, PWM (Pulse Wide Modulation) controller 1007, etc., which are connected to the bus.
  • the CPU 1001 is a processing device that controls the SBW system by executing a computer program for controlling the SBW system (hereinafter referred to as a control program).
  • the ROM 1002 stores a control program for controlling the SBW system.
  • the RAM 1003 is used as a work memory for operating the control program.
  • the EEPROM 1004 stores control data and the like input and output by the control program.
  • the control data is used on the control computer program expanded in the RAM 1003 after the power is turned on to the control unit 30, and is overwritten on the EEPROM 1004 at a predetermined timing.
  • the ROM 1002, RAM 1003, EEPROM 1004, and the like are storage devices for storing information, and are storage devices (primary storage devices) that can be directly accessed by the CPU 1001.
  • the A / D converter 1006 inputs signals such as steering torque Ts and steering angle ⁇ h and converts them into digital signals.
  • Interface 1005 is connected to CAN 40.
  • the interface 1005 is for receiving a vehicle speed V signal (vehicle speed pulse) from the vehicle speed sensor 12.
  • the PWM controller 1007 outputs PWM control signals for each phase of UVW based on the current command values for the reaction force motor 61 and the drive motor 71.
  • FIG. 41 is a diagram showing an example of the internal block configuration of the control unit according to the first embodiment.
  • control for the twist angle ⁇ hereinafter referred to as “twist angle control”
  • control for the steering angle ⁇ t hereinafter referred to as “turning angle control”
  • the reaction force device is twisted. It is controlled by control, and the drive unit is controlled by steering angle control.
  • the drive device may be controlled by another control method.
  • the control unit 50 includes a target steering torque generation unit 200, a torsion angle control unit 300, a conversion unit 500, a steering end control unit 900, a target steering angle generation unit 910, and a steering angle control unit 920 as an internal block configuration.
  • the target steering torque generation unit 200 generates a target steering torque Tref, which is a target value of steering torque when assisting and controlling the steering system of the vehicle.
  • the conversion unit 500 converts the target steering torque Tref into the target twist angle ⁇ ref.
  • the torsion angle control unit 300 generates a motor current command value Imc, which is a control target value of the current supplied to the reaction force motor 61.
  • FIG. 42 is a block diagram showing a configuration example of the target steering torque generation unit.
  • the target steering torque generation unit 200 includes a basic map unit 210, a multiplication unit 211, a differentiation unit 220, a damper gain map unit 230, a hysteresis correction unit 240, a SAT information correction unit 250, a multiplication unit 260, and It includes addition units 261,262,263.
  • FIG. 43 is a diagram showing a characteristic example of the basic map held by the basic map unit.
  • FIG. 44 is a diagram showing a characteristic example of the damper gain map held by the damper gain map unit.
  • the steering angle ⁇ h and the vehicle speed Vs are input to the basic map unit 210.
  • the basic map unit 210 outputs a torque signal Tref_a0 with the vehicle speed Vs as a parameter, using the basic map shown in FIG. 43. That is, the basic map unit 210 outputs the torque signal Tref_a0 according to the vehicle speed Vs.
  • the torque signal Tref_a0 has a characteristic of increasing along a curve in which the rate of change gradually decreases as the magnitude (absolute value)
  • a map is configured according to the magnitude
  • the value of the torque signal Tref_a0 can be a positive or negative value, and the code calculation described later becomes unnecessary.
  • a mode for outputting the torque signal Tref_a0 which is a positive value corresponding to the magnitude
  • the code extraction unit 213 extracts the code of the steering angle ⁇ h. Specifically, for example, the value of the steering angle ⁇ h is divided by the absolute value of the steering angle ⁇ h. As a result, the code extraction unit 213 outputs "1" when the sign of the steering angle ⁇ h is "+” and outputs "-1" when the sign of the steering angle ⁇ h is "-”.
  • the steering angle ⁇ h is input to the differential unit 220.
  • the differentiation unit 220 differentiates the steering angle ⁇ h to calculate the steering angular velocity ⁇ h, which is the angular velocity information.
  • the differential unit 220 outputs the calculated steering angular velocity ⁇ h to the multiplication unit 260.
  • the vehicle speed Vs is input to the damper gain map unit 230. Damper gain map 230, using the damper gain map of vehicle speed sensitive type shown in FIG. 44, and outputs the damper gain D G corresponding to the vehicle speed Vs.
  • damper gain D G has gradually increases as the vehicle speed Vs is high.
  • Damper gain D G may be a mode for varying according to the steering angle [theta] h.
  • Multiplying unit 260 with respect to the steering angular velocity ⁇ h outputted from the differentiating unit 220, multiplies the damper gain D G outputted from the damper gain map 230, and outputs the result to adding section 262 as a torque signal Tref_b.
  • the hysteresis correction unit 240 calculates the torque signal Tref_c using the following equations (1) and (2) based on the steering angle ⁇ h and the steering state signal STs.
  • the steering state signals STs are state signals indicating the result of determining whether the steering direction is right-turning or left-turning based on the sign of the motor angular velocity ⁇ m.
  • x is the steering angle ⁇ h
  • y R Tref_c
  • the coefficient a is a value larger than 1
  • the coefficient c is a value larger than 0.
  • the coefficient Ahys indicates the output width of the hysteresis characteristic
  • the coefficient c is a coefficient representing the roundness of the hysteresis characteristic.
  • y R Ahys ⁇ 1-a- c (x-b) ⁇ ...
  • y L -Ahys ⁇ 1-a c (x-b') ⁇ ...
  • the torque signal (fourth torque signal) Tref_c (y R ) is calculated using the above equation (1).
  • the torque signal (fourth torque signal) Tref_c (y L ) is calculated by using the above equation (2).
  • the final coordinates (x 1 , y 1 ) of the steering angle ⁇ h and the previous values of the torque signal Tref_c is substituted for the above equations (1) and (2) after the steering switching. As a result, continuity before and after steering switching is maintained.
  • y R Ahys [1-exp ⁇ -c (x-b) ⁇ ] ...
  • y L -Ahys [ ⁇ 1-exp ⁇ c (x-b') ⁇ ] ...
  • b x 1 + (1 / c) log e ⁇ 1- (y 1 / Ahys) ⁇ ...
  • b' x 1- (1 / c) log e ⁇ 1- (y 1 / Ahys) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ (8)
  • FIG. 45 is a diagram showing a characteristic example of the hysteresis correction unit.
  • Hysteresis-corrected torque signal T when steering [deg] An example of the characteristics of ref_c is shown.
  • the torque signal Tref_c output from the hysteresis correction unit 240 has a hysteresis characteristic such as the origin of 0 ⁇ L1 (thin line) ⁇ L2 (broken line) ⁇ L3 (thick line).
  • Ahys which is a coefficient representing the output width of the hysteresis characteristic
  • c which is a coefficient representing roundness
  • the steering angular velocity ⁇ h is obtained by a differential calculation with respect to the steering angle ⁇ h, but a low-pass filter (LPF) processing is appropriately performed in order to reduce the influence of high-frequency noise.
  • the differential operation and the LPF processing may be performed by the high-pass filter (HPF) and the gain.
  • the steering angular velocity ⁇ h may be calculated by performing differential calculation and LPF processing on the steering wheel angle ⁇ 1 detected by the upper angle sensor or the column angle ⁇ 2 detected by the lower angle sensor instead of the steering angle ⁇ h. ..
  • the motor angular velocity ⁇ m may be used as the angular velocity information instead of the steering angular velocity ⁇ h, and in this case, the differential unit 220 becomes unnecessary.
  • the multiplication unit 211 multiplies the torque signal Tref_a0 output from the basic map unit 210 by "1" or "-1" output from the code extraction unit 213, and outputs the torque signal Tref_a to the addition unit 261. ..
  • the torque signal Tref_a in the present embodiment corresponds to the "second torque signal” of the present disclosure.
  • the torque signals Tref_a, Tref_b, and Tref_c obtained as described above, and the torque signal Tref_e output from the steering end control unit 900, which will be described later, are added by the addition units 261,262,263 to serve as the target steering torque Tref. It is output.
  • the twist angle ⁇ is controlled so as to follow the target twist angle ⁇ ref calculated through the target steering torque generation unit 200 and the conversion unit 500 using the steering angle ⁇ h and the like.
  • the motor angle ⁇ m of the reaction force motor 61 is detected by the angle sensor 74, and the motor angular velocity ⁇ m is calculated by differentiating the motor angle ⁇ m by the angular velocity calculation unit 951.
  • the current control unit 130 is based on the motor current command value Imc output from the torsion angle control unit 300 and the current value Imr of the reaction force motor 61 detected by the motor current detector 140, and the reaction force motor 61 Is driven to control the current.
  • FIG. 46 is a block diagram showing a configuration example of the torsion angle control unit.
  • the twist angle control unit 300 calculates the motor current command value Imc based on the target twist angle ⁇ ref, the twist angle ⁇ , and the motor angular velocity ⁇ m.
  • the torsion angle control unit 300 includes a torsion angle feedback (FB) compensation unit 310, a torsion angular velocity calculation unit 320, a speed control unit 330, a stabilization compensation unit 340, an output limiting unit 350, a subtraction unit 361, and an addition unit 362. .
  • FB torsion angle feedback
  • the target twist angle ⁇ ref output from the conversion unit 500 is additionally input to the subtraction unit 361.
  • the torsion angle ⁇ is subtracted and input to the subtraction unit 361 and is input to the torsion angular velocity calculation unit 320.
  • the motor angular velocity ⁇ m is input to the stabilization compensation unit 340.
  • the twist angle FB compensation unit 310 multiplies the compensation value CFB (transfer function) by the deviation ⁇ 0 of the target twist angle ⁇ ref and the twist angle ⁇ calculated by the subtraction unit 361, and the twist angle ⁇ follows the target twist angle ⁇ ref.
  • the target torsional velocity ⁇ ref is output.
  • the compensation value CFB may be a simple gain Kpp or a commonly used compensation value such as a PI control compensation value.
  • the target torsional velocity ⁇ ref is input to the speed control unit 330.
  • the torsion angle FB compensation unit 310 and the speed control unit 330 make it possible to make the torsion angle ⁇ follow the target torsion angle ⁇ ref and realize a desired steering torque.
  • the torsion angular velocity calculation unit 320 performs a differential calculation process on the torsion angle ⁇ to calculate the torsion angular velocity ⁇ t.
  • the torsion angular velocity ⁇ t is output to the speed control unit 330.
  • the torsional angular velocity calculation unit 320 may perform pseudo-differentiation by HPF and gain as a differential calculation. Further, the torsion angular velocity calculation unit 320 may calculate the torsion angular velocity ⁇ t from another means or other than the torsion angle ⁇ and output it to the speed control unit 330.
  • the speed control unit 330 calculates the motor current command value Imca1 so that the torsion angular velocity ⁇ t follows the target torsional velocity ⁇ ref by IP control (proportional leading PI control).
  • the subtraction unit 333 calculates the difference ( ⁇ ref ⁇ t) between the target torsional velocity ⁇ ref and the torsional angular velocity ⁇ t.
  • the integration unit 331 integrates the difference ( ⁇ ref ⁇ t) between the target torsional velocity ⁇ ref and the torsional angular velocity ⁇ t, and adds and inputs the integration result to the subtraction unit 334.
  • the torsion angular velocity ⁇ t is also output to the proportional portion 332.
  • the proportional unit 332 performs proportional processing with a gain Kvp on the torsion angular velocity ⁇ t, and subtracts and inputs the proportional processing result to the subtraction unit 334.
  • the subtraction result in the subtraction unit 334 is output as the motor current command value Imca1.
  • the speed control unit 330 is not an IP control, but a PI control, a P (proportional) control, a PID (proportional integral differential) control, a PI-D control (differential leading PID control), a model matching control, and a model reference.
  • the motor current command value Imca1 may be calculated by a commonly used control method such as control.
  • the stabilization compensation unit 340 has a compensation value Cs (transfer function), and calculates the motor current command value Imca2 from the motor angular velocity ⁇ m. If the gains of the torsion angle FB compensation unit 310 and the speed control unit 330 are increased in order to improve the followability and the disturbance characteristics, a controlled oscillation phenomenon in a high frequency range will occur. As a countermeasure, the transfer function (Cs) required for stabilizing the motor angular velocity ⁇ m is set in the stabilization compensation unit 340. Thereby, the stabilization of the entire EPS control system can be realized.
  • Cs transfer function
  • the addition unit 362 adds the motor current command value Imca1 from the speed control unit 330 and the motor current command value Imca2 from the stabilization compensation unit 340, and outputs the motor current command value Imccb.
  • the output limiting unit 350 has preset upper and lower limit values with respect to the motor current command value Imccb. The output limiting unit 350 limits the upper and lower limits of the motor current command value Imccb and outputs the motor current command value Imcc.
  • the configuration of the torsion angle control unit 300 in this embodiment is an example, and may be different from the configuration shown in FIG. 46.
  • the twist angle control unit 300 may not include the stabilization compensation unit 340.
  • the target steering angle ⁇ tre is generated by the target steering angle generation unit 910 based on the steering angle ⁇ h and the steering ratio gain G output from the steering end control unit 900 described later.
  • the target steering angle ⁇ tref is input to the steering angle control unit 920 together with the steering angle ⁇ t, and the motor current command value Imct so that the steering angle ⁇ t becomes the target steering angle ⁇ tref in the steering angle control unit 920. Is calculated.
  • the current control unit 930 based on the motor current command value Imct and the current value Imd of the drive motor 71 detected by the motor current detector 940, the current control unit 930 has the same configuration and operation as the current control unit 130, and the drive motor has the same configuration and operation.
  • the 71 is driven to control the current.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of the target steering angle generation unit.
  • the target steering angle generation unit 910 includes a limiting unit 931, a rate limiting unit 932, and a correction unit 933.
  • the limiting unit 931 outputs a steering angle ⁇ h1 that limits the upper and lower limits of the steering angle ⁇ h. Similar to the output limiting unit 350 in the twist angle control unit 300 shown in FIG. 8, the upper limit value and the lower limit value with respect to the steering angle ⁇ h are set in advance to limit.
  • the rate limiting unit 932 sets and limits the amount of change in the steering angle ⁇ h1 in order to avoid a sudden change in the steering angle, and outputs the steering angle ⁇ h2. For example, the difference from the steering angle ⁇ h1 one sample before is used as the change amount, and when the absolute value of the change amount is larger than a predetermined value (limit value), the steering angle is set so that the absolute value of the change amount becomes the limit value. ⁇ h1 is added or subtracted and output as the steering angle ⁇ h2, and if it is equal to or less than the limit value, the steering angle ⁇ h1 is output as it is as the steering angle ⁇ h2.
  • the correction unit 933 corrects the steering angle ⁇ h2 and outputs the target steering angle ⁇ tref.
  • the target steering angle ⁇ tref is obtained by multiplying the steering angle ⁇ h2 by the coefficient Kt described later and the steering ratio gain G output from the steering end control unit 900.
  • FIG. 48 is a block diagram showing a configuration example of the steering angle control unit.
  • the steering angle control unit 920 calculates the motor current command value Imct based on the target steering angle ⁇ tref and the steering angles ⁇ t of the steering wheels 8L and 8R.
  • the steering angle control unit 920 includes a steering angle feedback (FB) compensation unit 921, a steering angular velocity calculation unit 922, a speed control unit 923, an output limiting unit 926, and a subtraction unit 927.
  • FB steering angle feedback
  • the target steering angle ⁇ tref output from the target steering angle generation unit 910 is additionally input to the subtracting unit 927.
  • the steering angle ⁇ t is subtracted and input to the subtracting unit 927 and input to the steering angular velocity calculation unit 922.
  • the steering angle FB compensation unit 921 multiplies the compensation value CFB (transmission function) by the deviation ⁇ t0 between the target steering angular velocity ⁇ tref and the steering angle ⁇ t calculated by the subtraction unit 927 to obtain the target steering angle ⁇ tref.
  • the target steering angular velocity ⁇ tref is output so that the steering angle ⁇ t follows.
  • the compensation value CFB may be a simple gain Kpp or a commonly used compensation value such as a PI control compensation value.
  • the target steering angular velocity ⁇ tref is input to the speed control unit 923.
  • the steering angle FB compensation unit 921 and the speed control unit 923 make it possible to make the steering angle ⁇ t follow the target steering angle ⁇ tref and realize a desired torque.
  • the steering angular velocity calculation unit 922 performs differential calculation processing on the steering angle ⁇ t to calculate the steering angular velocity ⁇ tt.
  • the steering angular velocity ⁇ tt is output to the speed control unit 923.
  • the speed control unit 923 may perform pseudo-differentiation by HPF and gain as a differential operation. Further, the speed control unit 923 may calculate the steering angular velocity ⁇ tt from another means or other than the steering angle ⁇ t and output it to the speed control unit 923.
  • the speed control unit 923 calculates the motor current command value Imcta such that the steering angular velocity ⁇ tt follows the target steering angular velocity ⁇ tre by IP control (proportional leading PI control).
  • the speed control unit 923 is not an IP control, but a PI control, a P (proportional) control, a PID (proportional integral differential) control, a PI-D control (differential leading PID control), a model matching control, and a model norm.
  • the motor current command value Imcta may be calculated by a commonly used control method such as control.
  • the subtraction unit 928 calculates the difference ( ⁇ tref- ⁇ tt) between the target steering angular velocity ⁇ tref and the steering angular velocity ⁇ tt.
  • the integration unit 924 integrates the difference ( ⁇ tref- ⁇ tt) between the target steering angular velocity ⁇ tref and the steering angular velocity ⁇ tt, and adds and inputs the integration result to the subtraction unit 929.
  • the steering angular velocity ⁇ tt is also output to the proportional portion 925.
  • the proportional processing unit 925 performs proportional processing on the steering angular velocity ⁇ tt, and outputs the proportional processing result to the output limiting unit 926 as the motor current command value Imcta.
  • the output limiting unit 926 has preset upper and lower limit values with respect to the motor current command value Imcta.
  • the output limiting unit 926 limits the upper and lower limits of the motor current command value Imcta and outputs the motor current command value Imct.
  • the configuration of the steering angle control unit 920 in this embodiment is an example, and may be different from the configuration shown in FIG. In such a configuration, an operation example of the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
  • FIG. 49 is a flowchart showing an operation example of the first embodiment.
  • the angle sensor 73 detects the steering angle ⁇ t
  • the angle sensor 74 detects the motor angle ⁇ m (step S110)
  • the steering angle ⁇ t is the steering angle control unit 920
  • the motor angle ⁇ m is the angular velocity.
  • the angular velocity calculation unit 951 differentiates the motor angle ⁇ m to calculate the motor angular velocity ⁇ m, and outputs the motor angular velocity ⁇ m to the torsion angle control unit 300 (step S120).
  • the target steering torque Tref is generated (step S130), the conversion unit 500 converts the target steering torque Tref generated by the target steering torque generation unit 200 into the target torsional angle ⁇ ref (step S140), and the torsion angle control unit 300 , The motor current command value Imc is calculated based on the target twist angle ⁇ ref, the twist angle ⁇ , and the motor angular velocity ⁇ m (step S150). Then, the current control unit 130 performs current control based on the motor current command value Imcc output from the torsion angle control unit 300, and drives the motor 20 (step S160).
  • the target steering angle generation unit 910 inputs the steering angle ⁇ h, and the steering angle ⁇ h is input to the limiting unit 931.
  • the limiting unit 931 limits the upper and lower limit values of the steering angle ⁇ h by preset upper and lower limit values (step S170), and outputs the steering angle ⁇ h1 to the rate limiting unit 932.
  • the rate limiting unit 932 limits the amount of change in the steering angle ⁇ h1 by a preset limit value (step S180), and outputs the steering angle ⁇ h2 to the correction unit 933.
  • the correction unit 933 corrects the steering angle ⁇ h2 to obtain the target steering angle ⁇ tref (step S190), and outputs the steering angle ⁇ h2 to the steering angle control unit 920.
  • the steering angle control unit 920 which has input the steering angle ⁇ t and the target steering angle ⁇ tref, calculates the deviation ⁇ t0 by subtracting the steering angle ⁇ t from the target steering angle ⁇ tref by the subtracting unit 927 (step S200). ).
  • the deviation ⁇ t0 is input to the steering angle FB compensation unit 921, and the steering angle FB compensation unit 921 compensates for the deviation ⁇ t0 by multiplying the deviation ⁇ t0 by the compensation value (step S210), and sets the target steering angular velocity ⁇ tref.
  • the steering angular velocity calculation unit 922 inputs the steering angle ⁇ t, calculates the steering angular velocity ⁇ tt by a differential calculation with respect to the steering angle ⁇ t (step S220), and outputs the steering angular velocity ⁇ tt to the speed control unit 923.
  • the speed control unit 923 calculates the motor current command value Imcta by IP control in the same manner as the speed control unit 330 (step S230), and outputs the motor current command value Imcta to the output limiting unit 926.
  • the output limiting unit 926 limits the upper and lower limit values of the motor current command value Imcta by the preset upper limit value and lower limit value (step S240), and outputs the motor current command value Imct as the motor current command value Imct (step S250).
  • the motor current command value Imct is input to the current control unit 930, and the current control unit 930 is based on the motor current command value Imct and the current value Imd of the drive motor 71 detected by the motor current detector 940. 71 is driven and current control is performed (step S260).
  • the order of data input and calculation in FIG. 49 can be changed as appropriate. Further, the follow-up control in the steering angle control unit 920 may be performed by a generally used control structure.
  • the steering angle control unit 920 is used in a vehicle device as long as it has a control configuration in which the actual angle (here, the steering angle ⁇ t) follows the target angle (here, the target steering angle ⁇ tref).
  • the control configuration is not limited, and for example, the control configuration used in an industrial positioning device, an industrial robot, or the like may be applied.
  • one ECU 50 controls the reaction force device 60 and the drive device 70, but the ECU for the reaction force device 60 and the ECU for the drive device 70 are used. Each may be provided. In this case, the ECUs transmit and receive data by communication.
  • FIG. 50 is a block diagram showing a configuration example of the steering end control unit according to the first embodiment.
  • the steering end control unit 900 includes an end target steering torque generation unit 901 and a steering ratio gain calculation unit 905.
  • the steering angle ⁇ h and the end steering angle ⁇ h_e are input to the steering end control unit 900 according to the first embodiment.
  • the steering angle corresponding to the maximum steering angle ⁇ t_max is set as the end steering angle ⁇ h_e.
  • the maximum steering angle ⁇ t_max is a value slightly smaller than the maximum turning angle of the mechanical tire angle structurally determined in the steering mechanism including the drive device 70, or a control error. Is shown.
  • the end steering angle ⁇ h_e may be stored in, for example, the EEPROM 1004 of the control computer 1100 constituting the control unit 50, or may be held by the steering end control unit 900.
  • the end target steering torque generation unit 901 generates and outputs a torque signal Tref_e for limiting the operation of the steering wheel 1 by the driver based on the steering angle ⁇ h and the end steering angle ⁇ h_e.
  • the torque signal Tref_e in the present embodiment corresponds to the "first torque signal" of the present disclosure.
  • the steering ratio gain calculation unit 905 calculates and outputs the steering ratio gain G applied to the target steering angle generation unit 910 described above based on the end steering angle ⁇ h_e.
  • FIG. 51 is a diagram showing an example of the torque signal Tref_e output from the end target steering torque generation unit according to the first embodiment.
  • FIG. 52 is a diagram showing an example of the target steering torque Tref output from the target steering torque generation unit in the first embodiment.
  • the horizontal axis represents the absolute value
  • the vertical axis represents the absolute value
  • the horizontal axis represents the absolute value
  • the torque signal Tref_e (first torque signal) has a characteristic of increasing from zero at a predetermined rate of change in a region where the absolute value
  • the end target steering torque generation unit 901 calculates the torque signal Tref_e using the following equation (9).
  • Tref_e Ke x max (0, (
  • the coefficient Ke is a coefficient value that determines the slope of the torque signal Tref_e in the region (see FIG. 51) where the absolute value
  • of the torque signal Tref_e becomes 0. Further, as shown in FIG. 51, in the region where the absolute value
  • of the torque signal Tref_e is a straight line having a slope of the coefficient Ke.
  • the target steering torque generation unit 200 generates the target steering torque Tref by adding the torque signal Tref_b, the torque signal Tref_c, and the above-mentioned torque signal Tref_e to the above-mentioned torque signal Tref_a (second torque signal) (FIG. 42).
  • Tref_b the torque signal
  • Tref_c the torque signal
  • Tref_e the above-mentioned torque signal
  • Tref_a second torque signal
  • the vehicle steering device (SBW system) applies this target steering torque Tref to control the reaction force motor 61, so that the absolute value
  • the steering ratio gain calculation unit 905 calculates the steering ratio gain G using the following equation (10).
  • the coefficient Kt is a reference value of the steering ratio gain G (tire angle / steering angle basic conversion gain, hereinafter also simply referred to as “basic conversion gain”).
  • the amount of change in the steering angle ⁇ t with respect to the operating amount of the steering angle ⁇ h is the basic conversion gain. It changes with Kt. Further, for example, when the vehicle speed Vs of the vehicle is less than 30 [km / h] and the steering ratio gain G> 1, the amount of change in the steering angle ⁇ t with respect to the operating amount of the steering angle ⁇ h is calculated from the basic conversion gain Kt. Will change at a high rate.
  • the vehicle steering device (SBW system) according to the first embodiment has a target steering torque generation unit 200 that generates a target steering torque Tref, which is a target value of torque, a steering angle ⁇ h of the handle 1, and a steering angle ⁇ h.
  • a target steering torque Tref which is a target value of torque
  • a steering angle ⁇ h Based on the end steering angle ⁇ h_e corresponding to the maximum steering angle ⁇ t_max, the absolute value
  • An end target steering torque generation unit 901 that generates a torque signal Tref_e (first torque signal) that linearly increases from zero at a predetermined inclination in a region having an angle ⁇ h_e or more is provided.
  • the target steering torque generation unit 200 has a torque signal Tref_e with respect to a torque signal Tref_a (second torque signal) that increases along a curve in which the rate of change gradually decreases as the absolute value
  • the reaction force received by the driver from the steering wheel 1 becomes large, and the operation of the steering wheel 1 by the driver is restricted.
  • the operation of the steering wheel 1 can be restricted corresponding to the maximum steering angle ⁇ t_max.
  • FIG. 53 is a diagram showing an example of an internal block configuration of the control unit according to the second embodiment.
  • FIG. 54 is a block diagram showing a configuration example of the steering end control unit according to the second embodiment.
  • the same components as those described in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
  • the vehicle speed Vs of the vehicle is input to the steering end control unit 900a according to the second embodiment in addition to the steering angle ⁇ h.
  • the steering end control unit 900a includes an end steering angle setting unit 904 in addition to the configuration of the first embodiment.
  • the end steering angle setting unit 904 includes an end steering angle map 906.
  • the end steering angle ⁇ h_e is set according to the vehicle speed Vs of the vehicle.
  • the end steering angle map 906 may be stored in, for example, the EEPROM 1004 of the control computer 1100 constituting the control unit 50, or may be held by the steering end control unit 900a.
  • the vehicle speed Vs of the vehicle is input to the end steering angle setting unit 904 of the steering end control unit 900a according to the second embodiment.
  • the end steering angle setting unit 904 outputs the end steering angle ⁇ h_e according to the vehicle speed Vs based on the end steering angle map 906.
  • FIG. 55 is a diagram showing an example of an end steering angle map according to the second embodiment.
  • the horizontal axis represents the vehicle speed Vs
  • the vertical axis represents the end steering angle ⁇ h_e.
  • FIG. 56 is a diagram showing an example of the torque signal Tref_e output from the end target steering torque generation unit according to the second embodiment.
  • FIG. 57 is a diagram showing an example of the target steering torque Tref output from the target steering torque generation unit in the second embodiment.
  • the horizontal axis represents the absolute value
  • the vertical axis represents the absolute value
  • the horizontal axis represents the absolute value
  • the vertical axis represents the absolute value
  • a region in which the magnitude of the vehicle speed Vs is equal to or higher than the first vehicle speed V1 is set as the first region, and the end steering angle ⁇ h_e in this first region is set to a constant value of 360 [deg]. Further, a region in which the magnitude of the vehicle speed Vs is smaller than the first vehicle speed V1 and is equal to or higher than the third vehicle speed V3 and less than the first vehicle speed V1 is defined as the second region, and the end steering angle ⁇ h_e in this second region is 180 [deg.
  • the end steering angle ⁇ h_e gradually decreases within the range from 360 [deg] to 180 [deg] as the magnitude of the vehicle speed Vs decreases.
  • a region in which the magnitude of the vehicle speed Vs is 0 [km / h] or more and less than the third vehicle speed V3 is set as the third region, and the end steering angle ⁇ h_e in this third region is set as a constant value of 180 [deg].
  • the end steering angle ⁇ h_e at the second vehicle speed V2 in which the magnitude of the vehicle speed Vs is larger than the third vehicle speed V3 and smaller than the first vehicle speed V1 is 240 [deg].
  • the third vehicle speed V3 may be set to, for example, 10 [km / h]
  • the second vehicle speed V2 may be set to, for example, 20 [km / h]
  • the first vehicle speed V1 may be set to, for example, 30 [km / h].
  • FIG. 58 is a diagram showing an example of the steering ratio gain output from the steering ratio gain calculation unit in the example shown in FIG. 55.
  • the horizontal axis represents the vehicle speed Vs
  • the vertical axis represents the steering ratio gain G.
  • the specific operations of the end target steering torque generation unit 901 and the steering ratio gain calculation unit 905 are the same as those in the first embodiment, but as shown in FIGS. 55 to 57, the end steering angle ⁇ h_e The difference is that the value is changed according to the vehicle speed Vs. Further, by adopting the mode of changing the end steering angle ⁇ h_e as shown in FIG. 17, as shown in FIG. 58, the steering ratio gain G in the first region becomes a constant value of “1.0”, and the third The steering ratio gain G in the region becomes a constant value of "2.0”, and the steering ratio gain G in the second region becomes "2.0" as the magnitude of the vehicle speed Vs increases from the third vehicle speed V3. It gradually decreases in the range from to "1.0".
  • the examples shown in FIGS. 55 to 58 are examples, and are specific values of the third vehicle speed V3, the second vehicle speed V2, and the first vehicle speed V1, specific numerical values of the end steering angle ⁇ h_e, and steering ratio gain.
  • the specific numerical value of G is not limited to this.
  • the steering ratio gain G is set to a constant value of 360 [deg] at the end steering angle ⁇ h_e. It can be a constant value of "1.0". As a result, the behavior of the vehicle in the high speed range can be stabilized. Further, in the low speed region where the magnitude of the vehicle speed Vs is 0 or more and less than the third vehicle speed V3, that is, in the third region, the steering ratio gain G is set by setting the end steering angle ⁇ h_e to a constant value of 180 [deg]. Can be a constant value of "2.0".
  • the behavior of the vehicle in the low speed range can be stabilized, and the vehicle can travel stably at a crossroads, a crank, or the like.
  • the end steering angle ⁇ h_e becomes 360 [deg] as the magnitude of the vehicle speed Vs decreases.
  • the steering ratio gain G is changed from "2.0" as the magnitude of the vehicle speed Vs increases from the third vehicle speed V3. It can be gradually reduced within the range up to "1.0".
  • the target steering angle of the tire is generated based on the end steering angle setting unit 904 that sets the end steering angle ⁇ h_e at least according to the vehicle speed Vs of the vehicle and the end steering angle ⁇ h_e.
  • the steering ratio gain calculation unit 905 for calculating the steering ratio gain G to be multiplied by the steering angle ⁇ h is provided.
  • the end steering angle setting unit 904 sets the region where the vehicle speed Vs is the first vehicle speed V1 or higher as the first region, and the vehicle speed Vs is the third vehicle speed V3 or higher, which is smaller than the first vehicle speed V1.
  • the end steering angle ⁇ h_e in the third region is set to the first region. It is set to a value smaller than the end steering angle ⁇ h_e in.
  • the end steering angle ⁇ h_e in the first region is set to a constant value (for example, 360 [deg]), and the end steering angle in the third region is set to a constant value (for example, different from the end steering angle ⁇ h_e in the first region). It is set to 180 [deg]), and the end steering angle ⁇ h_e in the second region is changed from the end steering angle ⁇ h_e (for example, 360 [deg]) in the first region to the end steering angle ⁇ h_e (for example, 180 [deg]) in the third region. ) Is set so that the value gradually decreases within the range up to).
  • the steering ratio gain G can be changed in conjunction with the end steering angle ⁇ h_e according to the vehicle speed Vs.
  • the steering ratio gain G is set to a constant value of 360 [deg] at the end steering angle ⁇ h_e. It can be a constant value of "1.0". Further, in the low speed region where the magnitude of the vehicle speed Vs is 0 or more and less than the third vehicle speed V3, that is, in the third region, the steering ratio gain G is set by setting the end steering angle ⁇ h_e to a constant value of 180 [deg]. Can be a constant value of "2.0".
  • the end steering angle ⁇ h_e becomes 360 [deg] as the magnitude of the vehicle speed Vs decreases.
  • the steering ratio gain G is changed from "2.0" as the magnitude of the vehicle speed Vs increases from the third vehicle speed V3. It can be gradually reduced within the range up to "1.0".
  • the operation of the steering wheel 1 is restricted at the steering angle corresponding to the vehicle speed Vs by changing the end steering angle ⁇ h_e corresponding to the maximum steering angle ⁇ t_max according to the vehicle speed Vs. Therefore, the steering ratio gain G can be changed in conjunction with the end steering angle ⁇ h_e according to the vehicle speed Vs, which can contribute to the improvement of running stability.
  • FIG. 59 is a block diagram showing a configuration example of a steering end control unit according to the third embodiment.
  • the same components as those described in the above-described first and second embodiments are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
  • the configuration of the steering end control unit 900b according to the third embodiment is different from the second embodiment in that the end steering angle setting unit 904a includes the end steering angle calculation unit 907.
  • the end steering angle map 906a is substantially the same as the end steering angle map 906 of the second embodiment.
  • the basic end steering angle ⁇ h_e0 is set according to the vehicle speed Vs of the vehicle.
  • the end steering angle map 906a may be stored in, for example, the EEPROM 1004 of the control computer 1100 constituting the control unit 50, or may be held by the steering end control unit 900b.
  • the end steering angle calculation unit 907 calculates the end steering angle ⁇ h_e based on the steering angle ⁇ h and the basic end steering angle ⁇ h_e0, and outputs the calculation to the end target steering torque generation unit 901 and the steering ratio gain calculation unit 905.
  • FIG. 60 is a flowchart showing a first example of processing of the end steering angle calculation unit according to the third embodiment.
  • ⁇ h_e' indicates the previous value of the end steering angle ⁇ h_e output from the end steering angle calculation unit 907.
  • the end steering angle calculation unit 907 determines whether or not the previous value ⁇ h_e'of the end steering angle ⁇ h_e is held (step S102). ..
  • the previous value ⁇ h_e'of the end steering angle ⁇ h_e may be held by the end steering angle calculation unit 907, or may be held in, for example, the RAM 1003 or the EEPROM 1004 of the control computer 1100 constituting the control unit 50.
  • the mode may be read out in step S102.
  • step S102 When the previous value ⁇ h_e'of the end steering angle ⁇ h_e is not held (step S102; No), the end steering angle calculation unit 907 outputs the basic end steering angle ⁇ h_e0 as the end steering angle ⁇ h_e (step S103), and the end The steering angle ⁇ h_e is stored as the previous value ⁇ h_e'of the end steering angle ⁇ h_e (step S104).
  • step S101 the same process is repeated.
  • the end steering angle calculation unit 907 has the absolute value
  • ⁇ hth1) is determined (step S105).
  • the first threshold value ⁇ hth1 used for the determination in step S105 can be, for example, 180 [deg].
  • the first threshold value ⁇ hth1 used for determination in step S105 is an example, and is not limited thereto.
  • step S105 When the absolute value
  • the process returns to step S101, and the same process is repeated.
  • step S105 When the absolute value
  • the process returns to step S101, and the same process is repeated.
  • of the steering angle ⁇ h is equal to or higher than the predetermined first threshold value ⁇ hth1 (
  • the change in the end steering angle ⁇ h_e is limited. As a result, it is possible to suppress the change in the steering angle of the tire due to the change in vehicle speed in the large steering angle region where the rate of change is relatively large, and it is possible to reduce the discomfort given to the driver's steering feeling.
  • FIG. 61 is a flowchart showing a second example of processing of the end steering angle calculation unit according to the third embodiment.
  • ⁇ h_e' is the end steering angle calculation unit as in the first example of the processing of the end steering angle calculation unit 907 according to the third embodiment.
  • the previous value of the end steering angle ⁇ h_e output from 907 is shown.
  • the processing from step S201 to step S204 is the processing of the end steering angle calculation unit 907 according to the third embodiment described above. It is the same as the process from step S101 to step S104 of one example.
  • the end steering angle calculation unit 907 When the previous value ⁇ h_e'of the end steering angle ⁇ h_e is held (step S202; Yes), the end steering angle calculation unit 907 has the absolute value
  • step S203 It is output as ⁇ h_e (step S203), and the end steering angle ⁇ h_e is stored as the previous value ⁇ h_e'of the end steering angle ⁇ h_e (step S204).
  • step S204 the process returns to step S201, and the same process is repeated.
  • step S205 the absolute value
  • the end steering angle calculation unit 907 determines the absolute value of the steering angle ⁇ h
  • step S206 When the absolute value
  • is output as the end steering angle ⁇ h_e (step S207), and the end steering angle ⁇ h_e is stored as the previous value ⁇ h_e'of the end steering angle ⁇ h_e (step S204).
  • the process returns to step S201, and the same process is repeated.
  • the end steering angle calculation unit 907 sets the end steering angle ⁇ h_e.
  • the previous value ⁇ h_e' is output as the end steering angle ⁇ h_e (step S208), and the end steering angle ⁇ h_e is stored as the previous value ⁇ h_e'of the end steering angle ⁇ h_e (step S204).
  • the process returns to step S201, and the same process is repeated.
  • the driver when operating with the end steering angle map as shown in FIG. 17 described in the second embodiment, the driver holds the steering wheel 1 with the steering angle ⁇ h set to 360 [deg].
  • the vehicle speed Vs is decelerated from 30 [km / h] to 10 [km / h] while steering, the steering wheel 1 is pushed back to a steering angle ⁇ h of 180 [deg], which makes the driver feel uncomfortable. May give.
  • the end steering angle calculation unit 907 when the absolute value
  • the vehicle steering device (SBW system) according to the third embodiment has an end steering angle map 906 in which a basic end steering angle ⁇ h_e0 is set according to the vehicle speed Vs of the vehicle, a steering angle ⁇ h, and a basic end.
  • An end steering angle calculation unit 907 that calculates an end steering angle ⁇ h_e based on the steering angle ⁇ h_e0 is provided.
  • FIG. 62 is a block diagram showing a configuration example of a steering end control unit according to the fourth embodiment.
  • the same components as those described in the above-described first to third embodiments are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
  • the configuration of the steering end control unit 900c according to the fourth embodiment is different from the third embodiment in that the end steering angle setting unit 904b includes the change amount limiting unit 908.
  • the end steering angle map 906a is substantially the same as the end steering angle map 906 of the second embodiment.
  • the basic end steering angle ⁇ h_e0 is set according to the vehicle speed Vs of the vehicle.
  • the end steering angle map 906a may be stored in, for example, the EEPROM 1004 of the control computer 1100 constituting the control unit 50, or may be held by the steering end control unit 900b.
  • the end steering angle calculation unit 907a is substantially the same as the end steering angle calculation unit 907 of the third embodiment.
  • the end steering angle calculation unit 907a calculates the end steering angle ⁇ h_e1 based on the steering angle ⁇ h and the basic end steering angle ⁇ h_e0, and outputs the calculation to the change amount limiting unit 908.
  • the change amount limiting unit 908 limits the amount of change in the end steering angle ⁇ h_e1 and outputs the end steering angle ⁇ h_e to the end target steering torque generation unit 901 and the steering ratio gain calculation unit 905.
  • FIG. 63 is a flowchart showing a first example of processing of the end steering angle calculation unit and the change amount limiting unit according to the fourth embodiment.
  • ⁇ h_e1' indicates the previous value of the end steering angle ⁇ h_e1 output from the end steering angle calculation unit 907a.
  • ⁇ h_e' indicates the previous value of the end steering angle ⁇ h_e output from the change amount limiting unit 908.
  • the end steering angle calculation unit 907a determines whether or not the previous value ⁇ h_e1'of the end steering angle ⁇ h_e1 is held (step S302). ..
  • the previous value ⁇ h_e1'of the end steering angle ⁇ h_e1 may be held by the end steering angle calculation unit 907a, or may be held in, for example, the RAM 1003 or the EEPROM 1004 of the control computer 1100 constituting the control unit 50.
  • the mode may be read out in step S302.
  • the end steering angle calculation unit 907a When the previous value ⁇ h_e1'of the end steering angle ⁇ h_e1 is not held (step S302; No), the end steering angle calculation unit 907a outputs the basic end steering angle ⁇ h_e0 as the end steering angle ⁇ h_e1 (step S304), and the end The steering angle ⁇ h_e1 is stored as the previous value ⁇ h_e1'of the end steering angle ⁇ h_e1 (step S305).
  • the end steering angle calculation unit 907a has the absolute value
  • ⁇ hth1) is determined (step S303).
  • the first threshold value ⁇ hth1 used for the determination in step S303 can be, for example, 180 [deg].
  • the first threshold value ⁇ hth1 used for determination in step S303 is an example, and is not limited thereto.
  • the end steering angle calculation unit 907a sets the basic end steering angle ⁇ h_e0 to the end steering angle ⁇ h_e1. (Step S304) and stores the end steering angle ⁇ h_e1 as the previous value ⁇ h_e1'of the end steering angle ⁇ h_e1 (step S305).
  • of the steering angle ⁇ h is equal to or greater than the first threshold value ⁇ hth1 (
  • the end steering angle calculation unit 907a outputs the previous value ⁇ h_e1'of the end steering angle ⁇ h_e1 as the end steering angle ⁇ h_e1 (step S306), and ends the end steering angle ⁇ h_e1. It is stored as the previous value ⁇ h_e1'of the angle ⁇ h_e1 (step S305).
  • the change amount limiting unit 908 determines the absolute value of the difference value between the input end steering angle ⁇ h_e1 and the previous value ⁇ h_e'of the end steering angle ⁇ h_e. It is determined whether or not the second threshold value is less than ⁇ hth2 (
  • the second threshold value ⁇ hth2 used for the determination in step S307 can be, for example, a value corresponding to 10 [deg / s].
  • the second threshold value ⁇ hth2 used for determination in step S307 is an example, and is not limited to this.
  • step S308 When the absolute value of the difference between the end steering angle ⁇ h_e1 and the previous value ⁇ h_e'of the end steering angle ⁇ h_e is less than the second threshold value ⁇ hth2 (
  • the unit 908 outputs the basic end steering angle ⁇ h_e1 as the end steering angle ⁇ h_e (step S308), and stores the end steering angle ⁇ h_e as the previous value ⁇ h_e'of the end steering angle ⁇ h_e (step S309).
  • the process returns to step S301, and the same process is repeated.
  • the change amount limiting unit 908 determines whether or not the value obtained by subtracting the previous value ⁇ h_e'of the end steering angle ⁇ h_e from the end steering angle ⁇ h_e1 is the second threshold value ⁇ hth2 or more ( ⁇ h_e1- ⁇ h_e' ⁇ hth2) (step S310). ).
  • the absolute value of the difference between the end steering angle ⁇ h_e1 and the previous value ⁇ h_e'of the end steering angle ⁇ h_e is the second threshold value ⁇ hth2 or more (
  • the value obtained by subtracting the previous value ⁇ h_e'of the end steering angle ⁇ h_e from the angle ⁇ h_e1 is the second threshold value ⁇ hth2 or more ( ⁇ h_e1- ⁇ h_e' ⁇ ⁇ hth2) (step S310; Yes)
  • the change amount limiting unit 908 sets the end steering angle.
  • the second threshold value ⁇ hth2 is added to the previous value ⁇ h_e'of ⁇ h_e and output as the end steering angle ⁇ h_e (step S311), and the end steering angle ⁇ h_e is stored as the previous value ⁇ h_e'of the end steering angle ⁇ h_e (step S309).
  • the process returns to step S301, and the same process is repeated.
  • the absolute value of the difference between the end steering angle ⁇ h_e1 and the previous value ⁇ h_e'of the end steering angle ⁇ h_e is the second threshold value ⁇ hth2 or more (
  • the value obtained by subtracting the previous value ⁇ h_e'of the end steering angle ⁇ h_e from the angle ⁇ h_e1 is less than the second threshold value ⁇ hth2 ( ⁇ h_e1- ⁇ h_e' ⁇ hth2) (step S310; No), that is, ⁇ h_e1- ⁇ h_e' ⁇ ( ⁇ hth2).
  • the change amount limiting unit 908 subtracts the second threshold value ⁇ hth2 from the previous value ⁇ h_e'of the end steering angle ⁇ h_e and outputs it as the end steering angle ⁇ h_e (step S312), and ends the end steering angle ⁇ h_e. It is stored as the previous value ⁇ h_e'of the angle ⁇ h_e (step S309).
  • the process returns to step S301, and the same process is repeated.
  • of the steering angle ⁇ h is a predetermined first threshold value ⁇ hth1 or more (
  • the change in the end steering angle ⁇ h_e1 is limited. As a result, it is possible to suppress the change in the steering angle of the tire due to the change in vehicle speed in the large steering angle region where the rate of change is relatively large, and it is possible to reduce the discomfort given to the driver's steering feeling.
  • the amount of change in the end steering angle ⁇ h_e1 is equal to or greater than a predetermined value
  • the value obtained by adding or subtracting a predetermined value from the previous value ⁇ h_e'of the end steering angle ⁇ h_e is defined as the end steering angle ⁇ h_e.
  • the amount of time change of the steering ratio gain G is limited. Therefore, it is possible to suppress a sudden change in the behavior of the vehicle due to a sudden change in the steering angle, and it is possible to reduce a sense of discomfort given to the driver's steering feeling.
  • FIG. 64 is a flowchart showing a second example of the processing of the end steering angle calculation unit and the change amount limiting unit according to the fourth embodiment.
  • the end steering angle calculation unit 907a determines whether or not the previous value ⁇ h_e1'of the end steering angle ⁇ h_e1 is held (step S402). ..
  • the end steering angle calculation unit 907a has the absolute value
  • the end steering angle calculation unit 907a sets the basic end steering angle ⁇ h_e0 to the end steering angle. It is output as ⁇ h_e1 (step S404), and the end steering angle ⁇ h_e1 is stored as the previous value ⁇ h_e1'of the end steering angle ⁇ h_e1 (step S405).
  • the end steering angle calculation unit 907a determines the absolute value of the steering angle ⁇ h
  • the end steering angle calculation unit 907a determines the steering angle ⁇ h.
  • is output as the end steering angle ⁇ h_e1 (step S404), and the end steering angle ⁇ h_e1 is stored as the previous value ⁇ h_e1'of the end steering angle ⁇ h_e1 (step S405).
  • the end steering angle calculation unit 907a determines the end steering angle ⁇ h_e1.
  • the previous value ⁇ h_e1' is output as the end steering angle ⁇ h_e1 (step S408), and the end steering angle ⁇ h_e1 is stored as the previous value ⁇ h_e1'of the end steering angle ⁇ h_e1 (step S405).
  • step S409 to step S414 is the end steering angle calculation according to the above-described fourth embodiment. This is the same as the processing from step S307 to step S312 of the first example of the processing of the unit 907a and the change amount limiting unit 908.
  • of the steering angle ⁇ h is in the region of the basic end steering angle ⁇ h_e0 or more.
  • the change in the end steering angle ⁇ h_e1 is limited. As a result, it is possible to suppress a change in the end steering angle due to a change in the vehicle speed Vs, and it is possible to reduce a sense of discomfort given to the driver's steering feeling.
  • the amount of change in the end steering angle ⁇ h_e1 is equal to or greater than a predetermined value
  • the value obtained by adding or subtracting a predetermined value from the previous value ⁇ h_e'of the end steering angle ⁇ h_e is defined as the end steering angle ⁇ h_e.
  • the amount of time change of the steering ratio gain G is limited. Therefore, it is possible to suppress a sudden change in the behavior of the vehicle due to a sudden change in the steering angle, and it is possible to reduce a sense of discomfort given to the driver's steering feeling.
  • the vehicle steering device (SBW system) according to the fourth embodiment has an end steering angle map 906 in which a basic end steering angle ⁇ h_e0 is set according to the vehicle speed Vs of the vehicle, a steering angle ⁇ h, and a basic end.
  • the end steering angle calculation unit 907a that calculates the end steering angle ⁇ h_e1 based on the steering angle ⁇ h_e0 and the end steering angle ⁇ h_e1 are limited, and the end steering angle ⁇ h_e is set to the end target steering torque generation unit 901 and the steering ratio gain calculation unit 905.
  • a change amount limiting unit 908 for outputting to is provided.
  • the mode may limit the rate of change in the end steering angle ⁇ h_e1 or the difference rate of the end steering angle ⁇ h_e1. May be a mode that limits.
  • the figures used above are conceptual diagrams for qualitatively explaining the present disclosure, and are not limited thereto. Further, the above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present disclosure, but the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist of the present disclosure.
  • a reaction force device that applies a steering reaction force to the handle, a drive device that steers the tire in response to the steering of the handle, and a control unit that controls the reaction force device and the drive device are provided.
  • the control unit steers the steering wheel based on a target steering torque generating unit that generates a target steering torque, which is a target value of the steering torque, a steering angle of the steering wheel, and an end steering angle corresponding to the maximum steering angle.
  • the target steering torque generating unit includes an end target steering torque generating unit, and the target steering torque generating unit generates a second torque signal based on at least a predetermined basic map according to the vehicle speed and the steering angle of the vehicle, and uses the second torque signal as the second torque signal.
  • a steering device for a vehicle that adds the first torque signal to generate the target steering torque.
  • the second torque signal increases at least along a curve in which the rate of change gradually decreases as the absolute value of the steering angle increases, and the absolute value of the steering angle becomes equal to or greater than the end steering angle.
  • the end target steering torque generating unit is in a region where the first torque signal is Tref_e, the steering angle is ⁇ h, the end steering angle is ⁇ h_e, and the absolute value of the steering angle is equal to or greater than the end steering angle.
  • the control unit has an end steering angle setting unit that sets the end steering angle at least according to the vehicle speed, and the steering angle when generating a target steering angle of the tire based on the end steering angle.
  • the vehicle steering device according to any one of (1) to (3), comprising a steering ratio gain calculation unit for calculating a steering ratio gain to be multiplied by.
  • the steering ratio gain calculation unit sets the steering ratio gain to G, the steering angle to ⁇ h, the end steering angle to ⁇ h_e, the maximum steering angle to ⁇ t_max, and the reference value of the steering ratio gain.
  • the vehicle steering device according to (4) which generates the steering ratio gain using the following equation (2) when Kt is used.
  • G ( ⁇ t_max / Kt) / ⁇ h_e ... (2)
  • the end steering angle setting unit has a region in which the vehicle speed of the vehicle is the first vehicle speed or higher as the first region, the vehicle speed of the vehicle is the third vehicle speed or more smaller than the first vehicle speed, and is less than the first vehicle speed.
  • the region of is the second region and the region where the vehicle speed of the vehicle is 0 or more and less than the third vehicle speed is the third region
  • the end steering angle in the third region is set to the end steering in the first region.
  • the vehicle steering device according to (4) or (5) which is set to a value smaller than the angle.
  • the end steering angle setting unit sets the end steering angle in the first region to a constant value, and sets the end steering angle in the third region to a constant value different from the end steering angle in the first region. Then, the end steering angle in the second region is set so as to be gradually reduced within the range from the end steering angle in the first region to the end steering angle in the third region (6).
  • Steering device for vehicles sets the end steering angle in the first region to a constant value, and sets the end steering angle in the third region to a constant value different from the end steering angle in the first region. Then, the end steering angle in the second region is set so as to be gradually reduced within the range from the end steering angle in the first region to the end steering angle in the third region (6).
  • the end steering angle setting unit calculates the end steering angle based on the end steering angle map in which the basic end steering angle is set according to the vehicle speed of the vehicle, the steering angle, and the basic end steering angle.
  • the vehicle steering device according to any one of (4) to (7), comprising an end steering angle calculation unit.
  • the end steering angle calculation unit outputs the basic end steering angle when the absolute value of the steering angle is less than a predetermined first threshold value, and the absolute value of the steering angle is equal to or greater than the first threshold value.
  • the vehicle steering device according to (8) which outputs the previous value of the end steering angle in the case of.
  • the end steering angle calculation unit outputs the basic end steering angle when the absolute value of the steering angle is less than the basic end steering angle, and the absolute value of the steering angle is the basic end steering angle.
  • the absolute value of the steering angle is output, and the absolute value of the steering angle is equal to or more than the basic end steering angle.
  • the vehicle steering device according to (8) which outputs the previous value of the end steering angle when the absolute value of the steering angle is equal to or greater than the previous value of the end steering angle.
  • the end steering angle setting unit further includes a change amount limiting unit that limits the change amount of the end steering angle, and the end steering angle calculation unit has an absolute value of the steering angle less than a predetermined first threshold value.
  • the basic end steering angle is output, and when the absolute value of the steering angle is equal to or greater than the first threshold value, the previous value of the end steering angle is output, and the change amount limiting unit is described.
  • the absolute value of the difference value between the end steering angle and the previous value of the end steering angle is less than a predetermined second threshold value, the end steering angle is output, and the previous value of the end steering angle and the end steering angle is output.
  • the end steering angle When the absolute value of the difference value with and is equal to or greater than the second threshold value and the value obtained by subtracting the previous value of the end steering angle from the end steering angle is equal to or greater than the second threshold value, the end steering angle The second threshold value is added to the previous value and output, and the absolute value of the difference value between the end steering angle and the previous value of the end steering angle is equal to or greater than the second threshold value, and the end steering angle is used as described above.
  • the vehicle steering device according to (8) wherein when the value obtained by subtracting the previous value of the end steering angle is less than the second threshold value, the second threshold value is subtracted from the previous value of the end steering angle and output. ..
  • the end steering angle setting unit further includes a change amount limiting unit that limits the change amount of the end steering angle, and the end steering angle calculation unit has an absolute value of the steering angle less than the basic end steering angle.
  • the absolute value of the steering angle is equal to or greater than the basic end steering angle, and the absolute value of the steering angle is less than the previous value of the end steering angle.
  • the absolute value of the steering angle is output, the absolute value of the steering angle is equal to or greater than the basic end steering angle, and the absolute value of the steering angle is equal to or greater than the previous value of the end steering angle.
  • the previous value of the end steering angle is output, and the change amount limiting unit is said to be said when the absolute value of the difference value between the end steering angle and the previous value of the end steering angle is less than a predetermined second threshold value.
  • the end steering angle is output, and the absolute value of the difference between the end steering angle and the previous value of the end steering angle is equal to or greater than the second threshold value, and the previous value of the end steering angle is calculated from the end steering angle.
  • the second threshold value is added to the previous value of the end steering angle and output, and the difference value between the end steering angle and the previous value of the end steering angle is output.

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Abstract

【課題】車両の後進時における挙動を安定させることができる車両用操向装置を提供する こと。 【解決手段】ハンドルに操舵反力を付与する反力装置と、ハンドルの操舵に応じてタイヤを転舵する駆動装置と、反力装置及び前記駆動装置を制御する制御部と、を備える。制御部は、車両の車速に応じた転舵比率ゲインを設定する転舵比率マップ部と、ハンドルの操舵角に前記転舵比率ゲインを乗じて目標転舵角を生成する目標転舵角生成部と、を備える。車両の後進時における転舵比率ゲインが、車両の前進時における転舵比率ゲイン以上である。

Description

車両用操向装置
本発明は、車両用操向装置に関する。
＜第一の背景技術＞
車両用操向装置として、運転者が操舵を行う操舵反力生成装置（ＦＦＡ：Ｆｏｒｃｅ　Ｆｅｅｄｂａｃｋ　Ａｃｔｕａｔｏｒ、操舵機構）と、車両の舵を切るタイヤ転舵装置（ＲＷＡ：Ｒｏａｄ　Ｗｈｅｅｌ　Ａｃｔｕａｔｏｒ、転舵機構）とが機械的に分離されたステアバイワイヤ（ＳＢＷ：Ｓｔｅｅｒ　Ｂｙ　Ｗｉｒｅ）式の車両用操向装置がある。このようなＳＢＷ式の車両用操向装置は、操舵機構と転舵機構とがコントロールユニットを介して電気的に接続され、電気信号によって操舵機構と転舵機構と間の制御が行われる構成である。例えば、下記特許文献１には、ＳＢＷ式の車両用操向装置において、操舵装置側の回転軸の回転速度（実操舵角速度）と、転舵装置の側の回転軸の回転速度（実転舵角速度）との舵角比を、車速に応じて変化させることが記載されている。
＜第二の背景技術＞
車両用操向装置の１つである電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）は、車両の操舵系にモータの回転力でアシスト力（操舵補助力）を付与するものである。ＥＰＳは、インバータから供給される電力で制御されるモータの駆動力を、減速機構を含む伝達機構により、ステアリングシャフト又はラック軸にアシスト力として付与する。例えば、車庫入れ操作などの低速運転時に操舵補助力を通常時によりも徐々に増加させ、車庫入れが終了すると増加させた操舵補助力を徐々に通常時の操舵補助力に戻すパワーステアリング装置が開示されている（例えば、特許文献２）。
＜第三の背景技術＞
車両用操向装置として、運転者が操舵を行う操舵反力生成装置（ＦＦＡ：Ｆｏｒｃｅ　Ｆｅｅｄｂａｃｋ　Ａｃｔｕａｔｏｒ、操舵機構）と、車両の舵を切るタイヤ転舵装置（ＲＷＡ：Ｒｏａｄ　Ｗｈｅｅｌ　Ａｃｔｕａｔｏｒ、転舵機構）とが機械的に分離されたステアバイワイヤ（ＳＴＢ：Ｓｔｅｅｒ　Ｂｙ　Ｗｉｒｅ）式の車両用操向装置がある。このようなＳＢＷ式の車両用操向装置は、操舵機構と転舵機構とがコントロールユニットを介して電気的に接続され、電気信号によって操舵機構と転舵機構と間の制御が行われる構成である。ＳＢＷ式の車両用操向装置は、上述のように操舵機構と転舵機構とが機械的に分離されているので、電気的な制御によって、構造的に定まっている機械的なタイヤ角度の最大切れ角（以下、「最大転舵角」とも称する）に対応する操舵角を決める必要がある。例えば、下記特許文献３には、ＳＢＷ式の車両用操向装置において、所定の操舵角に達した場合に、操舵トルクと同等の操舵反力を与えることで、ハンドルをロック状態とすることが記載されている。
特開２０１４－２０１２６９号公報 特許第３８９１２７５号公報 特開２０１０－２８０３１２号公報
＜第一の背景技術に係る課題＞
近年、車両の後進時に車両の背後の状況をモニタするバックモニタを装備する事例が増加している。しかしながら、バックモニタの視界には制限があり、車両の背後の状況をバックモニタの映像のみで判断することはできない。このため、車両の後進時には、バックモニタによる映像に加えて、運転者が車両の背後の安全確認を目視で行う必要がある。ハンドルの操舵角に対してタイヤの転舵角の比率が小さい場合、ハンドルの持ち替えが必要となる場合があるが、車両の後進時には、運転者がハンドルを操作しながら車両の背後の安全確認を目視で行うために体勢を崩し易く、運転者がハンドルの持ち替えを行うことにより車両の挙動が不安定になる場合がある。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、車両の後進時における挙動を安定させることができる車両用操向装置を提供すること、を目的としている。
＜第二の背景技術に係る課題＞
一般に、低速運転時には操舵補助力を下げる制御が行われる。しかしながら、低速運転時に操舵補助力を一律に下げた場合、舵角がゼロ付近となる操舵角を運転者が認識し辛くなる。特に、パーキングエリア等に車両を駐車するために車両を後進（バック）させている場合等、運転者が車両の背後の安全確認を目視で行う際の操舵感覚が掴み難くなる。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、操舵感を向上することができる車両用操向装置を提供すること、を目的としている。
＜第三の背景技術に係る課題＞
上記従来技術に記載されたものは、車速に応じて目標転舵角を補正することは記載されているが、ハンドルをロック状態とする操舵角は一定である。このため、条件によっては、ロック状態とされる操舵角と最大転舵角とが一致しないことが考えられる。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、構造的に定まる機械的な最大転舵角に対応して、ハンドルの操作を制限することができる車両用操向装置を提供すること、を目的としている。
＜第一の背景技術に係る課題を解決するための手段＞
　上記の目的を達成するため、本発明の一態様に係る車両用操向装置は、ハンドルに操舵反力を付与する反力装置と、前記ハンドルの操舵に応じてタイヤを転舵する駆動装置と、前記反力装置及び前記駆動装置を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、車両の車速に応じた転舵比率ゲインを設定する転舵比率マップ部と、前記ハンドルの操舵角に前記転舵比率を乗じて目標転舵角を生成する目標転舵角生成部と、を備え、前記車両の後進時における転舵比率ゲインが、前記車両の前進時における転舵比率ゲイン以上である。
上記構成によれば、車両の後進時における挙動を安定させることができる。
車両用操向装置の望ましい態様として、前記車両の前進時の車速の大きさが０以上、かつ、第１車速未満の領域を第１領域とし、当該第１領域における転舵比率ゲインを第１ゲイン、前記車両の前進時の車速の大きさが前記第１車速以上、かつ、前記第１車速よりも大きい第２車速未満の領域を第２領域とし、当該第２領域における転舵比率ゲインを第２ゲイン、前記車両の前進時の車速の大きさが前記第２車速以上の領域を第３領域とし、当該第３領域における転舵比率ゲインを第３ゲイン、前記車両の後進時の車速の大きさが０より大きく、かつ、第３車速未満の領域を第４領域とし、当該第４領域における転舵比率ゲインを第４ゲイン、前記車両の後進時の車速の大きさが前記第３車速以上、かつ、前記第３車速よりも大きい第４車速未満の領域を第５領域とし、当該第５領域における転舵比率ゲインを第５ゲイン、前記車両の後進時の車速の大きさが前記第４車速以上の領域を第６領域とし、当該第６領域における転舵比率ゲインを第６ゲイン、としたとき、前記第４ゲインは、前記第１ゲイン、前記第２ゲイン、前記第３ゲイン、前記第５ゲイン、及び前記第６ゲインよりも大きい一定値であることが好ましい。これにより、車両の後進時において、運転者がハンドルを持ち替える頻度を減らすことができる。また、安定して車両を駐車することができる。
車両用操向装置の望ましい態様として、前記第３ゲインは一定値であり、前記第１ゲインは、前記第３ゲインよりも大きく、かつ、第４ゲイン未満の一定値であり、前記第２ゲインは、前記車両の前進時の車速の大きさが前記第１車速から大きくなるに従い、前記第１ゲインから前記第３ゲインに至るまでの範囲内で徐々に小さくなることが好ましい。これにより、車両の前進時の低速域において、例えば、幅員が狭い十字路やクランク等を安定して走行することができ、運転者の負荷を減らすことができる。また、車両の前進時の高速域において、車両の挙動を安定させることができる。また、車両の前進時におけるタイヤの転舵角の急変動を抑制することができ、安定した操舵感を得ることができる。
車両用操向装置の望ましい態様として、前記第６ゲインは、前記第３ゲイン以上、かつ、第４ゲイン未満の一定値であり、前記第５ゲインは、前記車両の後進時の車速の大きさが前記第３車速から大きくなるに従い、前記第４ゲインから前記第６ゲインに至るまでの範囲内で徐々に小さくなることが好ましい。これにより、車両の後進時における車両の挙動を安定させることができる。また、車両の後進時におけるタイヤの転舵角の急変動を抑制することができ、安定した操舵感を得ることができる。
＜第二の背景技術に係る課題を解決するための手段＞
上記の目的を達成するため、本発明の一態様に係る車両用操向装置は、操舵力を補助するモータを駆動制御することにより、車両の操舵系をアシスト制御する車両用操向装置であって、前記車両の運転モードとして、第１モードと、前記第１モードとは異なる第２モードと、を有し、ハンドルの操舵角の絶対値がゼロ以上となる所定領域において、前記第２モードにおける前記モータの目標操舵トルクの変化率が前記第１モード以上となり、前記所定領域以外の領域において、前記第２モードにおける前記目標操舵トルクの変化率が前記第１モードよりも小さい。
車両用操向装置の望ましい態様として、予め定められた所定の操作を検知した場合に、前記第２モードと判定する判定部と、ハンドルの操舵角の絶対値の増加に伴い徐々に変化率が小さくなる曲線に沿って増加する第１トルク信号を生成し、当該第１トルク信号に基づき生成された第２トルク信号に補正ゲインを乗じて第３トルク信号を生成し、当該第３トルク信号に対し、第４トルク信号を加算して、前記目標操舵トルクを生成する目標操舵トルク生成部と、を備え、前記目標操舵トルク生成部は、前記第２モードにおいて、１未満の正の補正ゲインを生成すると共に、前記操舵角の絶対値がゼロのときの傾きが前記第１トルク信号よりも大きい第４トルク信号を生成することが好ましい。上記構成によれば、第２モードにおける運転者の負担を軽減することができ、操舵感を向上することができる。
車両用操向装置の望ましい態様として、前記第２モードにおける第４トルク信号は、前記操舵角が所定値以上の領域において一定値となることが好ましい。これにより、第２モードにおける目標操舵トルクを小さくすることができ、ハンドルの操作を軽くすることができる。
車両用操向装置の望ましい態様として、前記目標操舵トルク生成部は、前記第１モードにおいて、前記補正ゲインを１とし、前記第４トルク信号をゼロとすることが好ましい。これにより、第１モードに適した目標操舵トルクが得られる。
車両用操向装置の望ましい態様として、前記第２モードにおける目標操舵トルクが前記第１モードにおける目標操舵トルクよりも小さい。これにより、ハンドルの操作を軽くすることができる。
＜第三の背景技術に係る課題を解決するための手段＞
上記の目的を達成するため、本発明の一態様に係る車両用操向装置は、ハンドルに操舵反力を付与する反力装置と、前記ハンドルの操舵に応じてタイヤを転舵する駆動装置と、前記反力装置及び前記駆動装置を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、操舵トルクの目標値である目標操舵トルクを生成する目標操舵トルク生成部と、前記ハンドルの操舵角、及び、最大転舵角に対応するエンド操舵角に基づき、前記ハンドルの操舵角の絶対値が前記エンド操舵角未満となる領域においてゼロとなり、前記操舵角の絶対値が前記エンド操舵角以上となる領域において、所定の変化率でゼロから増加する第１トルク信号を生成するエンド目標操舵トルク生成部と、を備え、前記目標操舵トルク生成部は、少なくとも車両の車速及び前記操舵角に応じた所定の基本マップに基づき第２トルク信号を生成し、当該第２トルク信号に対し、前記第１トルク信号を加算して、前記目標操舵トルクを生成する。上記構成によれば、最大転舵角に対応する操舵角の絶対値がエンド操舵角以上となる領域では、運転者がハンドルから受ける反力が大きくなり、運転者によるハンドルの操作が制限される。これにより、最大転舵角に対応して、ハンドルの操作を制限することができる。
車両用操向装置の望ましい態様として、前記第２トルク信号は、少なくとも前記操舵角の絶対値の増加に伴い徐々に変化率が小さくなる曲線に沿って増加し、前記操舵角の絶対値が前記エンド操舵角以上となる領域における前記第１トルク信号の変化率は、前記第２トルク信号の最大変化率よりも大きいと良い。
車両用操向装置の望ましい態様として、前記エンド目標操舵トルク生成部は、前記第１トルク信号をＴｒｅｆ＿ｅ、前記操舵角をθｈ、前記エンド操舵角をθｈ＿ｅ、前記操舵角の絶対値が前記エンド操舵角以上となる領域において、前記第１トルク信号の傾きを決定する係数をＫｅとしたとき、下記（１）式を用いて、前記第１トルク信号を生成すると良い。
　Ｔｒｅｆ＿ｅ＝Ｋｅ×ｍａｘ（０，（｜θｈ｜－θｈ＿ｅ））×ｓｉｇｎ（θｈ）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１）
車両用操向装置の望ましい態様として、前記制御部は、少なくとも前記車速に応じて前記エンド操舵角を設定するエンド操舵角設定部と、前記エンド操舵角に基づき、前記タイヤの目標転舵角を生成する際に前記操舵角に乗じる転舵比率ゲインを演算する転舵比率ゲイン演算部と、を備えることが好ましい。上記構成によれば、最大転舵角に対応するエンド操舵角を車速に応じて変化させることで、車速に応じた操舵角でハンドルの操作を制限することができる。
車両用操向装置の望ましい態様として、前記転舵比率ゲイン演算部は、前記転舵比率ゲインをＧ、前記操舵角をθｈ、前記エンド操舵角をθｈ＿ｅ、前記最大転舵角をθｔ＿ｍａｘ、前記転舵比率ゲインの基準値をＫｔとしたとき、下記（２）式を用いて、前記転舵比率ゲインを生成すると良い。
Ｇ＝（θｔ＿ｍａｘ／Ｋｔ）／θｈ＿ｅ・・・（２）
車両用操向装置の望ましい態様として、前記エンド操舵角設定部は、前記車両の車速が第１車速以上の領域を第１領域、前記車両の車速が第１車速よりも小さい第３車速以上、かつ、前記第１車速未満の領域を第２領域、前記車両の車速が０以上、かつ、前記第３車速未満の領域を第３領域、としたとき、前記第３領域におけるエンド操舵角を、前記第１領域におけるエンド操舵角よりも小さい値に設定することが好ましい。これにより、車速の変化に伴うタイヤの転舵角の急変動を抑制することができ、安定した操舵感を得ることができる。
車両用操向装置の望ましい態様として、前記エンド操舵角設定部は、前記第１領域におけるエンド操舵角を一定値に設定し、前記第３領域におけるエンド操舵角を前記第１領域におけるエンド操舵角とは異なる一定値に設定し、前記第２領域におけるエンド操舵角を前記第１領域におけるエンド操舵角から前記第３領域におけるエンド操舵角に至るまでの範囲内において徐々に小さい値となるように設定することが好ましい。これにより、車速に応じたエンド操舵角に連動して、転舵比率ゲインを変化させることができるので、走行安定性の向上に寄与することができる。
車両用操向装置の望ましい態様として、前記エンド操舵角設定部は、前記車両の車速に応じた基本エンド操舵角が設定されたエンド操舵角マップと、前記操舵角及び前記基本エンド操舵角に基づき、前記エンド操舵角を演算するエンド操舵角演算部と、を備えることが好ましい。これにより、車両の車速や操舵角の変動によって運転者の操舵感に与える違和感を軽減できる。
車両用操向装置の望ましい態様として、前記エンド操舵角演算部は、前記操舵角の絶対値が所定の第１閾値未満である場合に、前記基本エンド操舵角を出力し、前記操舵角の絶対値が前記第１閾値以上である場合に、前記エンド操舵角の前回値を出力することが好ましい。これにより、操舵角の絶対値が所定の第１閾値以上である場合には、エンド操舵角の変化が制限される。これにより、比較的変化割合の大きくなる大舵角領域での、車速変化によるタイヤの転舵角の変化を抑制することができ、運転者の操舵感に与える違和感を軽減できる。
車両用操向装置の望ましい態様として、前記エンド操舵角演算部は、前記操舵角の絶対値が前記基本エンド操舵角未満である場合に、前記基本エンド操舵角を出力し、前記操舵角の絶対値が前記基本エンド操舵角以上であり、かつ、前記操舵角の絶対値が前記エンド操舵角の前回値未満である場合に、前記操舵角の絶対値を出力し、前記操舵角の絶対値が前記基本エンド操舵角以上であり、かつ、前記操舵角の絶対値が前記エンド操舵角の前回値以上である場合に、前記エンド操舵角の前回値を出力することが好ましい。これにより、操舵角の絶対値が基本エンド操舵角以上の領域にある場合には、エンド操舵角の変化が制限される。これにより、車速の変化に伴うエンド操舵角の変化を抑制することができ、運転者の操舵感に与える違和感を軽減できる。
車両用操向装置の望ましい態様として、前記エンド操舵角設定部は、前記エンド操舵角の変化量を制限する変化量制限部をさらに備え、前記エンド操舵角演算部は、前記操舵角の絶対値が所定の第１閾値未満である場合に、前記基本エンド操舵角を出力し、前記操舵角の絶対値が前記第１閾値以上である場合に、前記エンド操舵角の前回値を出力し、前記変化量制限部は、前記エンド操舵角と前記エンド操舵角の前回値との差分値の絶対値が所定の第２閾値未満である場合に、前記エンド操舵角を出力し、前記エンド操舵角と前記エンド操舵角の前回値との差分値の絶対値が前記第２閾値以上であり、かつ、前記エンド操舵角から前記エンド操舵角の前回値を減算した値が前記第２閾値以上である場合に、前記エンド操舵角の前回値に前記第２閾値を加算して出力し、前記エンド操舵角と前記エンド操舵角の前回値との差分値の絶対値が前記第２閾値以上であり、かつ、前記エンド操舵角から前記エンド操舵角の前回値を減算した値が前記第２閾値未満である場合に、前記エンド操舵角の前回値から前記第２閾値を減算して出力することが好ましい。これにより、操舵角の絶対値が所定の第１閾値以上である場合には、エンド操舵角の変化が制限される。これにより、比較的変化割合の大きくなる大舵角領域での、車速変化によるタイヤの転舵角の変化を抑制することができ、運転者の操舵感に与える違和感を軽減できる。また、エンド操舵角の変化量が所定の第２閾値以上である場合には、エンド操舵角の前回値に所定値を加算もしくは減算した値をエンド操舵角とする。これにより、転舵比率ゲインの時間変化量が制限される。このため、転舵角の急変に伴う車両の挙動の急変を抑制することができ、運転者の操舵感に与える違和感を軽減できる。
車両用操向装置の望ましい態様として、前記エンド操舵角設定部は、前記エンド操舵角の変化量を制限する変化量制限部をさらに備え、前記エンド操舵角演算部は、前記操舵角の絶対値が前記基本エンド操舵角未満である場合に、前記基本エンド操舵角を出力し、前記操舵角の絶対値が前記基本エンド操舵角以上であり、かつ、前記操舵角の絶対値が前記エンド操舵角の前回値未満である場合に、前記操舵角の絶対値を出力し、前記操舵角の絶対値が前記基本エンド操舵角以上であり、かつ、前記操舵角の絶対値が前記エンド操舵角の前回値以上である場合に、前記エンド操舵角の前回値を出力し、前記変化量制限部は、前記エンド操舵角と前記エンド操舵角の前回値との差分値の絶対値が所定の第２閾値未満である場合に、前記エンド操舵角を出力し、前記エンド操舵角と前記エンド操舵角の前回値との差分値の絶対値が前記第２閾値以上であり、かつ、前記エンド操舵角から前記エンド操舵角の前回値を減算した値が前記第２閾値以上である場合に、前記エンド操舵角の前回値に前記第２閾値を加算して出力し、前記エンド操舵角と前記エンド操舵角の前回値との差分値の絶対値が前記第２閾値以上であり、かつ、前記エンド操舵角から前記エンド操舵角の前回値を減算した値が前記第２閾値未満である場合に、前記エンド操舵角の前回値から前記第２閾値を減算して出力することが好ましい。
これにより、操舵角の絶対値が基本エンド操舵角以上の領域にある場合には、エンド操舵角の変化が制限される。これにより、車速の変化に伴うエンド操舵角の変化を抑制することができ、運転者の操舵感に与える違和感を軽減できる。また、エンド操舵角の変化量が所定の第２閾値以上である場合には、エンド操舵角の前回値に第２閾値を加算もしくは減算した値をエンド操舵角とする。これにより、転舵比率ゲインの時間変化量が制限される。このため、転舵角の急変に伴う車両の挙動の急変を抑制することができ、運転者の操舵感に与える違和感を軽減できる。
＜第一の背景技術の課題を解決する手段の効果＞
本発明によれば、車両の後進時における挙動を安定させることができる車両用操向装置を提供することができる。
＜第二の背景技術の課題を解決する手段の効果＞
本発明によれば、操舵感を向上することができる車両用操向装置を提供することができる。
＜第三の背景技術の課題を解決する手段の効果＞
本発明によれば、構造的に定まる機械的な最大転舵角に対応して、ハンドルの操作を制限することができる車両用操向装置を提供することができる。
図１は、実施形態に係るステアバイワイヤ式の車両用操向装置の全体構成を示す図である。 図２は、ＳＢＷシステムを制御するコントロールユニットのハードウェア構成を示す模式図である。 図３は、実施形態に係るコントロールユニットの内部ブロック構成の一例を示す図である。 図４は、捩れ角制御部の一構成例を示すブロック図である。 図５は、目標転舵角生成部の一構成例を示すブロック図である。 図６は、転舵角制御部の一構成例を示すブロック図である。 図７は、実施形態の動作例を示すフローチャートである。 図８は、転舵比率マップ部が保持する転舵比率マップの特性例を示す図である。 図９は、図８に示す転舵比率マップの特性例において、車速を絶対値化して示した図である。 図１０は、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を示した図である。 図１１は、電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニットのハードウェア構成を示す模式図である。 図１２は、電動パワーステアリング装置におけるコントロールユニットの内部ブロック構成の一例を示す図である。 図１３は、舵角センサの設置例を示す構造図である。 図１４は、実施形態１に係るコントロールユニットの内部ブロック構成の一例を示す図である。 図１５は、操舵方向の説明図である。 図１６は、実施形態１に係るコントロールユニットの動作例を示すフローチャートである。 図１７は、実施形態１の目標操舵トルク生成部の一構成例を示すブロック図である。 図１８は、基本マップ部が保持する基本マップの特性例を示す図である。 図１９は、ダンパゲインマップ部が保持するダンパゲインマップの特性例を示す図である。 図２０は、ヒステリシス補正部の特性例を示す図である。 図２１は、操舵反力補正部の一構成例を示すブロック図である。 図２２は、補正トルクマップの一例を示す図である。 図２３は、目標操舵トルク生成部から出力される目標操舵トルクの一例を示す図である。 図２４は、実施形態１の捩れ角制御部の一構成例を示すブロック図である。 図２５は、実施形態２に係るコントロールユニットの内部ブロック構成の一例を示す図である。 図２６は、実施形態２の目標操舵トルク生成部の一構成例を示すブロック図である。 図２７は、ＳＡＴ情報補正部の一構成例を示すブロック図である。 図２８は、路面からステアリングまでの間に発生するトルクの様子を示すイメージ図である。 図２９は、操舵トルク感応ゲインの特性例を示す図である。 図３０は、車速感応ゲインの特性例を示す図である。 図３１は、舵角感応ゲインの特性例を示す図である。 図３２は、制限部におけるトルク信号の上限値及び下限値の設定例を示す図である。 図３３は、実施形態２の捩れ角制御部の一構成例を示すブロック図である。 図３４は、ＳＢＷシステムの構成例を、図１に示される電動パワーステアリング装置の一般的な構成に対応させて示した図である。 図３５は、実施形態３に係るコントロールユニットの内部ブロック構成を示すブロック図である。 図３６は、目標転舵角生成部の構成例を示す図である。 図３７は、転舵角制御部の構成例を示す図である。 図３８は、実施形態３の動作例を示すフローチャートである。 図３９は、実施形態１に係るステアバイワイヤ式の車両用操向装置の全体構成を示す図である。 図４０は、ＳＢＷシステムを制御するコントロールユニットのハードウェア構成を示す模式図である。 図４１は、実施形態１に係るコントロールユニットの内部ブロック構成の一例を示す図である。 図４２は、目標操舵トルク生成部の一構成例を示すブロック図である。 図４３は、基本マップ部が保持する基本マップの特性例を示す図である。 図４４は、ダンパゲインマップ部が保持するダンパゲインマップの特性例を示す図である。 図４５は、ヒステリシス補正部の特性例を示す図である。 図４６は、捩れ角制御部の一構成例を示すブロック図である。 図４７は、目標転舵角生成部の一構成例を示すブロック図である。 図４８は、転舵角制御部の一構成例を示すブロック図である。 図４９は、実施形態１の動作例を示すフローチャートである。 図５０は、実施形態１に係る操舵エンド制御部の一構成例を示すブロック図である。 図５１は、実施形態１に係るエンド目標操舵トルク生成部から出力されるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅの一例を示す図である。 図５２は、実施形態１において目標操舵トルク生成部から出力される目標操舵トルクＴｒｅｆの一例を示す図である。 図５３は、実施形態２に係るコントロールユニットの内部ブロック構成の一例を示す図である。 図５４は、実施形態２に係る操舵エンド制御部の一構成例を示すブロック図である。 図５５は、実施形態２に係るエンド操舵角マップの一例を示す図である。 図５６は、実施形態２に係るエンド目標操舵トルク生成部から出力されるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅの一例を示す図である。 図５７は、実施形態２において目標操舵トルク生成部から出力される目標操舵トルクＴｒｅｆの一例を示す図である。 図５８は、図１７に示す例において、転舵比率ゲイン演算部から出力される転舵比率ゲインの一例を示す図である。 図５９は、実施形態３に係る操舵エンド制御部の一構成例を示すブロック図である。 図６０は、実施形態３に係るエンド操舵角演算部の処理の第１例を示すフローチャートである。 図６１は、実施形態３に係るエンド操舵角演算部の処理の第２例を示すフローチャートである。 図６２は、実施形態４に係る操舵エンド制御部の一構成例を示すブロック図である。 図６３は、実施形態４に係るエンド操舵角演算部及び変化量制限部の処理の第１例を示すフローチャートである。 図６４は、実施形態４に係るエンド操舵角演算部の処理及び変化量制限部の第２例を示すフローチャートである。
以下、発明を実施するための形態（以下、実施形態という）につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
なお、図１～図９は第一の背景技術に係る課題を解決するための態様の開示に関するものであり、図１０～図３８は第二の背景技術に係る課題を解決するための態様の開示に関するものであり、図３９～図６４は第三の背景技術に係る課題を解決するための態様の開示に関するものである。
＜第一の背景技術に係る課題を解決するための態様の開示＞
図１～図９に基づき第二の背景技術に係る課題を解決するための態様を説明する。
図１は、実施形態に係るステアバイワイヤ式の車両用操向装置の全体構成を示す図である。図１に示すステアバイワイヤ（ＳＢＷ：Ｓｔｅｅｒ　Ｂｙ　Ｗｉｒｅ）式の車両用操向装置（以下、「ＳＢＷシステム」とも称する）は、ハンドル１の操作を電気信号によって操向車輪８Ｌ，８Ｒ等からなる転舵機構に伝えるシステムである。図１に示されるように、ＳＢＷシステムは、反力装置６０及び駆動装置７０を備え、制御部としてのコントロールユニット（ＥＣＵ）５０が両装置の制御を行う。反力装置６０は、ハンドル１の操舵トルクＴｓを検出するトルクセンサ１０及び操舵角θｈを検出する舵角センサ１４、減速機構３、角度センサ７４、反力用モータ６１等を備えている。これらの各構成部は、ハンドル１のコラム軸２に設けられている。反力装置６０は、舵角センサ１４にて操舵角θｈの検出を行うと同時に、操向車輪８Ｌ，８Ｒから伝わる車両の運動状態を反力トルクとして運転者に伝達する。反力トルクは、反力用モータ６１により生成される。なお、ＳＢＷシステムの中には反力装置内にトーションバーを有さないタイプもあるが、本開示を適用するＳＢＷシステムはトーションバーを有するタイプであり、トルクセンサ１０にて操舵トルクＴｓを検出する。また、角度センサ７４が、反力用モータ６１のモータ角θｍを検出する。
駆動装置７０は、駆動用モータ７１、ギア７２、角度センサ７３等を備えている。駆動用モータ７１により発生する駆動力は、ギア７２、ピニオンラック機構５、タイロッド６ａ，６ｂを経て、更にハブユニット７ａ，７ｂを介して操向車輪８Ｌ，８Ｒに連結されている。　駆動装置７０は、運転者によるハンドル１の操舵に合わせて、駆動用モータ７１を駆動し、その駆動力を、ギア７２を介してピニオンラック機構５に付与し、タイロッド６ａ，６ｂを経て、操向車輪８Ｌ，８Ｒを転舵する。ピニオンラック機構５の近傍には角度センサ７３が配置されており、操向車輪８Ｌ，８Ｒの転舵角θｔを検出する。ＥＣＵ５０は、反力装置６０及び駆動装置７０を協調制御するために、両装置から出力される操舵角θｈや転舵角θｔ等の情報に加え、車速センサ１２からの車速Ｖｓ等を基に、反力用モータ６１を駆動制御する電圧制御指令値Ｖｒｅｆ１及び駆動用モータ７１を駆動制御する電圧制御指令値Ｖｒｅｆ２を生成する。
コントロールユニット（ＥＣＵ）５０には、バッテリ１３から電力が供給されると共に、イグニションキー１１を経てイグニションキー信号が入力される。コントロールユニット５０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｓと車速センサ１２で検出された車速Ｖｓとに基づいて電流指令値の演算を行い、反力用モータ６１及び駆動用モータ７１に供給する電流を制御する。コントロールユニット５０には、車両の各種情報を授受するＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ＡＲＥＡ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）４０等の車載ネットワークが接続されている。また、コントロールユニット３０には、ＣＡＮ４０以外の通信、アナログ／ディジタル信号、電波等を授受する非ＣＡＮ４１も接続可能である。コントロールユニット５０は、主としてＣＰＵ（ＭＣＵ、ＭＰＵ等も含む）で構成される。図２は、ＳＢＷシステムを制御するコントロールユニットのハードウェア構成を示す模式図である。
コントロールユニット５０を構成する制御用コンピュータ１１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）１００１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）１００２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）１００３、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ＲＯＭ）１００４、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１００５、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器１００６、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）コントローラ１００７等を備え、これらがバスに接続されている。ＣＰＵ１００１は、ＳＢＷシステムの制御用コンピュータプログラム（以下、制御プログラムという）を実行して、ＳＢＷシステムを制御する処理装置である。ＲＯＭ１００２は、ＳＢＷシステムを制御するための制御プログラムを格納する。また、ＲＡＭ１００３は、制御プログラムを動作させるためのワークメモリとして使用される。ＥＥＰＲＯＭ１００４には、制御プログラムが入出力する制御データ等が格納されている。制御データは、コントロールユニット３０に電源が投入された後にＲＡＭ１００３に展開された制御用コンピュータプログラム上で使用され、所定のタイミングでＥＥＰＲＯＭ１００４に上書きされる。ＲＯＭ１００２、ＲＡＭ１００３、及びＥＥＰＲＯＭ１００４等は情報を格納する記憶装置であって、ＣＰＵ１００１が直接アクセスできる記憶装置（一次記憶装置）である。
Ａ／Ｄ変換器１００６は、操舵トルクＴｓ、及び操舵角θｈの信号等を入力し、ディジタル信号に変換する。インターフェース１００５は、ＣＡＮ４０に接続されている。インターフェース１００５は、車速センサ１２からの車速Ｖの信号（車速パルス）を受け付けるためのものである。ＰＷＭコントローラ１００７は、反力用モータ６１及び駆動用モータ７１に対する電流指令値に基づいてＵＶＷ各相のＰＷＭ制御信号を出力する。
このようなＳＢＷシステムに本開示を適用した実施形態の構成について説明する。図３は、実施形態に係るコントロールユニットの内部ブロック構成の一例を示す図である。本実施形態では、捩れ角Δθに対する制御（以下、「捩れ角制御」とする）と、転舵角θｔに対する制御（以下、「転舵角制御」とする）を行い、反力装置を捩れ角制御で制御し、駆動装置を転舵角制御で制御する。なお、駆動装置は他の制御方法で制御しても良い。
コントロールユニット５０は、内部ブロック構成として、目標操舵トルク生成部２００、捩れ角制御部３００、変換部５００、転舵比率マップ部９００、目標転舵角生成部９１０、及び転舵角制御部９２０を備えている。目標操舵トルク生成部２００は、本開示において車両の操舵系をアシスト制御する際の操舵トルクの目標値である目標操舵トルクＴｒｅｆを生成する。変換部５００は、目標操舵トルクＴｒｅｆを目標捩れ角Δθｒｅｆに変換する。捩れ角制御部３００は、反力用モータ６１に供給する電流の制御目標値であるモータ電流指令値Ｉｍｃを生成する。
捩れ角制御では、捩れ角Δθが、操舵角θｈ等を用いて目標操舵トルク生成部２００及び変換部５００を経て算出される目標捩れ角Δθｒｅｆに追従するような制御を行う。反力用モータ６１のモータ角θｍは角度センサ７４で検出され、モータ角速度ωｍは、角速度演算部９５１にてモータ角θｍを微分することにより算出される。駆動用モータ７１の転舵角θｔは角度センサ７３で検出される。また、電流制御部１３０は、捩れ角制御部３００から出力されるモータ電流指令値Ｉｍｃ及びモータ電流検出器１４０で検出される反力用モータ６１の電流値Ｉｍｒに基づいて、反力用モータ６１を駆動して、電流制御を行う。
以下、捩れ角制御部３００について、図４を参照して説明する。
図４は、捩れ角制御部の一構成例を示すブロック図である。捩れ角制御部３００は、目標捩れ角Δθｒｅｆ、捩れ角Δθ及びモータ角速度ωｍに基づいてモータ電流指令値Ｉｍｃを演算する。捩れ角制御部３００は、捩れ角フィードバック（ＦＢ）補償部３１０、捩れ角速度演算部３２０、速度制御部３３０、安定化補償部３４０、出力制限部３５０、減算部３６１及び加算部３６２を備えている。
変換部５００から出力される目標捩れ角Δθｒｅｆは、減算部３６１に加算入力される。捩れ角Δθは、減算部３６１に減算入力されると共に、捩れ角速度演算部３２０に入力される。モータ角速度ωｍは、安定化補償部３４０に入力される。捩れ角ＦＢ補償部３１０は、減算部３６１で算出される目標捩れ角Δθｒｅｆと捩れ角Δθの偏差Δθ０に対して補償値ＣＦＢ（伝達関数）を乗算し、目標捩れ角Δθｒｅｆに捩れ角Δθが追従するような目標捩れ角速度ωｒｅｆを出力する。補償値ＣＦＢは、単純なゲインＫｐｐでも、ＰＩ制御の補償値など一般的に用いられている補償値でも良い。目標捩れ角速度ωｒｅｆは、速度制御部３３０に入力される。捩れ角ＦＢ補償部３１０及び速度制御部３３０により、目標捩れ角Δθｒｅｆに捩れ角Δθを追従させ、所望の操舵トルクを実現することが可能となる。
捩れ角速度演算部３２０は、捩れ角Δθに対して微分演算処理を行い、捩れ角速度ωｔを算出する。捩れ角速度ωｔは、速度制御部３３０に出力される。捩れ角速度演算部３２０は、微分演算として、ＨＰＦとゲインによる擬似微分を行なっても良い。また、捩れ角速度演算部３２０は、捩れ角速度ωｔを別の手段や捩れ角Δθ以外から算出し、速度制御部３３０に出力するようにしても良い。速度制御部３３０は、Ｉ－Ｐ制御（比例先行型ＰＩ制御）により、目標捩れ角速度ωｒｅｆに捩れ角速度ωｔが追従するようなモータ電流指令値Ｉｍｃａ１を算出する。減算部３３３は、目標捩れ角速度ωｒｅｆと捩れ角速度ωｔとの差分（ωｒｅｆ－ωｔ）を算出する。積分部３３１は、目標捩れ角速度ωｒｅｆと捩れ角速度ωｔとの差分（ωｒｅｆ－ωｔ）を積分し、積分結果を減算部３３４に加算入力する。捩れ角速度ωｔは、比例部３３２にも出力される。比例部３３２は、捩れ角速度ωｔに対してゲインＫｖｐによる比例処理を行い、比例処理結果を減算部３３４に減算入力する。減算部３３４での減算結果は、モータ電流指令値Ｉｍｃａ１として出力される。なお、速度制御部３３０は、Ｉ－Ｐ制御ではなく、ＰＩ制御、Ｐ（比例）制御、ＰＩＤ（比例積分微分）制御、ＰＩ－Ｄ制御（微分先行型ＰＩＤ制御）、モデルマッチング制御、モデル規範制御等の一般的に用いられている制御方法でモータ電流指令値Ｉｍｃａ１を算出しても良い。
安定化補償部３４０は、補償値Ｃｓ（伝達関数）を有しており、モータ角速度ωｍからモータ電流指令値Ｉｍｃａ２を算出する。追従性及び外乱特性を向上させるために、捩れ角ＦＢ補償部３１０及び速度制御部３３０のゲインを上げると、高域の制御的な発振現象が発生してしまう。この対策として、モータ角速度ωｍに対し、安定化するために必要な伝達関数（Ｃｓ）を安定化補償部３４０に設定する。これにより、ＥＰＳ制御システム全体の安定化を実現することができる。加算部３６２は、速度制御部３３０からのモータ電流指令値Ｉｍｃａ１と安定化補償部３４０からのモータ電流指令値Ｉｍｃａ２とを加算し、モータ電流指令値Ｉｍｃｂとして出力する。出力制限部３５０は、モータ電流指令値Ｉｍｃｂに対する上限値及び下限値が予め設定されている。出力制限部３５０は、モータ電流指令値Ｉｍｃｂの上下限値を制限して、モータ電流指令値Ｉｍｃを出力する。なお、本実施形態における捩れ角制御部３００の構成は一例であり、図４に示す構成とは異なる態様であっても良い。例えば、捩れ角制御部３００は、安定化補償部３４０を具備しない構成であっても良い。
転舵角制御では、目標転舵角生成部９１０にて操舵角θｈ及び後述する転舵比率マップ部９００から出力される転舵比率ゲインＧに基づいて目標転舵角θｔｒｅｆが生成される。目標転舵角θｔｒｅｆは、転舵角θｔと共に転舵角制御部９２０に入力され、転舵角制御部９２０にて、転舵角θｔが目標転舵角θｔｒｅｆとなるようなモータ電流指令値Ｉｍｃｔが演算される。そして、モータ電流指令値Ｉｍｃｔ及びモータ電流検出器９４０で検出される駆動用モータ７１の電流値Ｉｍｄに基づいて、電流制御部９３０が、電流制御部１３０と同様の構成及び動作により、駆動用モータ７１を駆動して、電流制御を行う。
以下、目標転舵角生成部９１０について、図５を参照して説明する。
図５は、目標転舵角生成部の一構成例を示すブロック図である。目標転舵角生成部９１０は、制限部９３１、レート制限部９３２及び補正部９３３を備える。制限部９３１は、操舵角θｈの上下限値を制限した操舵角θｈ１を出力する。図４に示す捩れ角制御部３００内の出力制限部３５０と同様に、操舵角θｈに対する上限値及び下限値を予め設定して制限をかける。レート制限部９３２は、操舵角の急変を回避するために、操舵角θｈ１の変化量に対して制限値を設定して制限をかけ、操舵角θｈ２を出力する。例えば、１サンプル前の操舵角θｈ１からの差分を変化量とし、その変化量の絶対値が所定の値（制限値）より大きい場合、変化量の絶対値が制限値となるように、操舵角θｈ１を加減算し、操舵角θｈ２として出力し、制限値以下の場合は、操舵角θｈ１をそのまま操舵角θｈ２として出力する。なお、変化量の絶対値に対して制限値を設定するのではなく、変化量に対して上限値及び下限値を設定して制限をかけるようにしても良く、変化量ではなく変化率や差分率に対して制限をかけるようにしても良い。補正部９３３は、操舵角θｈ２を補正して、目標転舵角θｔｒｅｆを出力する。本実施形態では、操舵角θｈ２に対し、後述する転舵比率マップ部９００から出力される転舵比率ゲインＧを乗じて、目標転舵角θｔｒｅｆを求める。
以下、転舵角制御部９２０について、図６を参照して説明する。
図６は、転舵角制御部の一構成例を示すブロック図である。転舵角制御部９２０は、目標転舵角θｔｒｅｆ、及び操向車輪８Ｌ，８Ｒの転舵角θｔに基づいてモータ電流指令値Ｉｍｃｔを演算する。転舵角制御部９２０は、転舵角フィードバック（ＦＢ）補償部９２１、転舵角速度演算部９２２、速度制御部９２３、出力制限部９２６、及び減算部９２７を備えている。目標転舵角生成部９１０から出力される目標転舵角θｔｒｅｆは、減算部９２７に加算入力される。転舵角θｔは、減算部９２７に減算入力されると共に、転舵角速度演算部９２２に入力される。転舵角ＦＢ補償部９２１は、減算部９２７で算出される目標転舵角速度ωｔｒｅｆと転舵角θｔとの偏差Δθｔ０に対して補償値ＣＦＢ（伝達関数）を乗算し、目標転舵角θｔｒｅｆに転舵角θｔが追従するような目標転舵角速度ωｔｒｅｆを出力する。補償値ＣＦＢは、単純なゲインＫｐｐでも、ＰＩ制御の補償値など一般的に用いられている補償値でも良い。目標転舵角速度ωｔｒｅｆは、速度制御部９２３に入力される。転舵角ＦＢ補償部９２１及び速度制御部９２３により、目標転舵角θｔｒｅｆに転舵角θｔを追従させ、所望のトルクを実現することが可能となる。
転舵角速度演算部９２２は、転舵角θｔに対して微分演算処理を行い、転舵角速度ωｔｔを算出する。転舵角速度ωｔｔは、速度制御部９２３に出力される。速度制御部９２３は、微分演算として、ＨＰＦとゲインによる擬似微分を行なっても良い。また、速度制御部９２３は、転舵角速度ωｔｔを別の手段や転舵角θｔ以外から算出し、速度制御部９２３に出力するようにしても良い。速度制御部９２３は、Ｉ－Ｐ制御（比例先行型ＰＩ制御）により、目標転舵角速度ωｔｒｅｆに転舵角速度ωｔｔが追従するようなモータ電流指令値Ｉｍｃｔａを算出する。なお、速度制御部９２３は、Ｉ－Ｐ制御ではなく、ＰＩ制御、Ｐ（比例）制御、ＰＩＤ（比例積分微分）制御、ＰＩ－Ｄ制御（微分先行型ＰＩＤ制御）、モデルマッチング制御、モデル規範制御等の一般的に用いられている制御方法でモータ電流指令値Ｉｍｃｔａを算出しても良い。
減算部９２８は、目標転舵角速度ωｔｒｅｆと転舵角速度ωｔｔとの差分（ωｔｒｅｆ－ωｔｔ）を算出する。積分部９２４は、目標転舵角速度ωｔｒｅｆと転舵角速度ωｔｔとの差分（ωｔｒｅｆ－ωｔｔ）を積分し、積分結果を減算部９２９に加算入力する。転舵角速度ωｔｔは、比例部９２５にも出力される。比例部９２５は、転舵角速度ωｔｔに対して比例処理を行い、比例処理結果を出力制限部９２６にモータ電流指令値Ｉｍｃｔａとして出力する。出力制限部９２６は、モータ電流指令値Ｉｍｃｔａに対する上限値及び下限値が予め設定されている。出力制限部９２６は、モータ電流指令値Ｉｍｃｔａの上下限値を制限して、モータ電流指令値Ｉｍｃｔを出力する。
このような構成において、実施形態の動作例を、図７のフローチャートを参照して説明する。図７は、実施形態の動作例を示すフローチャートである。なお、本実施形態における転舵角制御部９２０の構成は一例であり、図６に示す構成とは異なる態様であっても良い。
動作を開始すると、角度センサ７３は転舵角θｔを検出し、角度センサ７４はモータ角θｍを検出し（ステップＳ１１０）、転舵角θｔは転舵角制御部９２０に、モータ角θｍは角速度演算部９５１にそれぞれ入力される。角速度演算部９５１は、モータ角θｍを微分してモータ角速度ωｍを算出し、捩れ角制御部３００に出力する（ステップＳ１２０）。その後、目標操舵トルク生成部２０２において、図７に示されるステップＳ１０～Ｓ４０と同様の動作を実行し、反力用モータ６１を駆動し、電流制御を実施する（ステップＳ１３０～Ｓ１６０）。
一方、転舵角制御においては、目標転舵角生成部９１０が操舵角θｈを入力し、操舵角θｈは制限部９３１に入力される。制限部９３１は、予め設定された上限値及び下限値により操舵角θｈの上下限値を制限し（ステップＳ１７０）、操舵角θｈ１としてレート制限部９３２に出力する。レート制限部９３２は、予め設定された制限値により操舵角θｈ１の変化量に対して制限をかけ（ステップＳ１８０）、操舵角θｈ２として補正部９３３に出力する。補正部９３３は、操舵角θｈ２を補正して目標転舵角θｔｒｅｆを求め（ステップＳ１９０）、転舵角制御部９２０に出力する。
転舵角θｔ及び目標転舵角θｔｒｅｆを入力した転舵角制御部９２０は、減算部９２７にて目標転舵角θｔｒｅｆから転舵角θｔを減算することにより、偏差Δθｔ０を算出する（ステップＳ２００）。偏差Δθｔ０は転舵角ＦＢ補償部９２１に入力され、転舵角ＦＢ補償部９２１は、偏差Δθｔ０に補償値を乗算することにより偏差Δθｔ０を補償し（ステップＳ２１０）、目標転舵角速度ωｔｒｅｆを速度制御部９２３に出力する。転舵角速度演算部９２２は転舵角θｔを入力し、転舵角θｔに対する微分演算により転舵角速度ωｔｔを算出し（ステップＳ２２０）、速度制御部９２３に出力する。速度制御部９２３は、速度制御部３３０と同様にＩ－Ｐ制御によりモータ電流指令値Ｉｍｃｔａを算出し（ステップＳ２３０）、出力制限部９２６に出力する。出力制限部９２６は、予め設定された上限値及び下限値によりモータ電流指令値Ｉｍｃｔａの上下限値を制限し（ステップＳ２４０）、モータ電流指令値Ｉｍｃｔとして出力する（ステップＳ２５０）。
モータ電流指令値Ｉｍｃｔは電流制御部９３０に入力され、電流制御部９３０は、モータ電流指令値Ｉｍｃｔ及びモータ電流検出器９４０で検出された駆動用モータ７１の電流値Ｉｍｄに基づいて、駆動用モータ７１を駆動し、電流制御を実施する（ステップＳ２６０）。なお、図７におけるデータ入力及び演算等の順番は適宜変更可能である。また、転舵角制御部９２０での追従制御は、一般的に用いられている制御構造で行っても良い。転舵角制御部９２０については、目標角度（ここでは目標転舵角θｔｒｅｆ）に対して実角度（ここでは転舵角θｔ）が追従する制御構成であれば、車両用装置に用いられている制御構成に限定されず、例えば、産業用位置決め装置や産業用ロボット等に用いられている制御構成を適用しても良い。
また、本実施形態では、図１に示されるように、１つのＥＣＵ５０で反力装置６０及び駆動装置７０の制御を行っているが、反力装置６０用のＥＣＵと駆動装置７０用のＥＣＵをそれぞれ設けても良い。この場合、ＥＣＵ同士は通信によりデータの送受信を行うことになる。また、図１に示されるＳＢＷシステムは反力装置６０と駆動装置７０の間には機械的な結合を持たないが、システムに異常が発生した場合に、コラム軸２と転舵機構をクラッチ等で機械的に結合する機械的トルク伝達機構を備えるＳＢＷシステムにも、本開示は適用可能である。このようなＳＢＷシステムでは、システム正常時はクラッチをオフにして機械的トルク伝達を開放状態とし、システム異常時はクラッチをオンにして機械的トルク伝達を可能状態とする。
図８は、転舵比率マップ部が保持する転舵比率マップの特性例を示す図である。転舵比率マップ部９００（図２参照）には、車速Ｖｓが入力される。本実施形態において、車速Ｖｓは、車両が前進しているか、又は後進しているかを示す情報を含む。例えば、車両が前進している場合には、車速Ｖｓが正の値を示し、車両が後進している場合には、車速Ｖｓが負の値を示す。なお、車両が前進しているか、又は後進しているかを示す情報はこれに限らず、例えば、トランスミッションのマニュアルシフトレバーやオートマチックシフトレバーのリバースポジションから検出される信号を入力し、この信号に基づき、車両が前進しているか、又は後進しているかを確定する態様であっても良い。
転舵比率マップ部９００は、図８に示す転舵比率マップを用いて、車速Ｖｓに応じた転舵比率ゲインＧを出力する。図８に示す例において、横軸は車速Ｖｓを示し、縦軸は転舵比率ゲインＧを示している。また、図８に示す例において、車速Ｖｓが０［ｋｍ／ｈ］よりも右側の領域は、車両の前進速度を示し、車速Ｖｓが０［ｋｍ／ｈ］よりも左側の領域は、車両の後進速度を示している。図８に示す例では、車両の前進速度Ｖｓの大きさが０［ｋｍ／ｈ］以上、かつ、第１車速Ｖ１未満の領域を第１領域とし、この第１領域における転舵比率ゲインＧを第１ゲインＧ１としている。また、車両の前進速度Ｖｓの大きさが第１車速Ｖ１以上、かつ、第１車速Ｖ１よりも大きい第２車速Ｖ２未満の領域を第２領域とし、この第２領域における転舵比率ゲインＧを第２ゲインＧ２としている。また、車両の前進速度Ｖｓの大きさが第２車速Ｖ２以上の領域を第３領域とし、この第３領域における転舵比率ゲインＧを第３ゲインＧ３としている。また、車両の後進速度Ｖｓの大きさが０［ｋｍ／ｈ］より大きく、かつ、第３車速Ｖ３未満の領域を第４領域とし、この第４領域における転舵比率ゲインＧを第４ゲインＧ４としている。また、車両の後進速度Ｖｓの大きさが第３車速Ｖ３以上、かつ、第３車速Ｖ３よりも大きい第４車速Ｖ４未満の領域を第５領域とし、この第５領域における転舵比率ゲインＧを第５ゲインＧ５としている。また、車両の後進速度Ｖｓの大きさが第４車速Ｖ４以上の領域を第６領域とし、この第６領域における転舵比率ゲインＧを第６ゲインＧ６としている。図８に示すように、第４ゲインＧ４は、第１ゲインＧ１、第２ゲインＧ２、第３ゲインＧ３、第５ゲインＧ５、及び、第６ゲインＧ６の何れよりも大きい一定値としている。
車両の後進時には、運転者が車両の背後の安全確認を目視で行う必要がある。このとき、ハンドル１の操舵角に対してタイヤ（操向車輪８Ｌ，８Ｒ）の転舵角の比率が小さい場合、ハンドル１の持ち替えが必要となる場合がある。車両の後進時には、運転者がハンドル１を操作しながら車両の背後の安全確認を目視で行うために体勢を崩し易く、運転者のハンドル１の持ち替えにより車両の挙動が不安定になる場合がある。
本実施形態において、車両の後進時における第３車速Ｖ３を例えば１０［ｋｍ／ｈ］としたとき、車両の後進速度Ｖｓが０［ｋｍ／ｈ］よりも大きく、かつ、１０［ｋｍ／ｈ］未満の低速域、すなわち第４領域における第４ゲインＧ４を大きくする。これにより、車両の後進時における低速域でのハンドル１の操舵角に対するタイヤの転舵角の比率を大きくすることができる。換言すれば、小さい操舵角でより大きな転舵角が得られる。このため、例えば、パーキングエリア等に車両を駐車するために車両を後進（バック）させているとき、運転者がハンドル１を持ち替える頻度を減らすことができる。また、第４領域における第４ゲインＧ４を一定値とすることで、車両の後進速度Ｖｓが０［ｋｍ／ｈ］よりも大きく、かつ、１０［ｋｍ／ｈ］（＝Ｖ３）未満の低速域、すなわち第４領域においてタイヤの転舵角を一定にすることができる。これにより、安定して車両をパーキングエリアに駐車することができる。また、本実施形態では、第３領域における第３ゲインＧ３を一定値とし、第１領域における第１ゲインＧ１を、第３ゲインＧ３よりも大きく、かつ、第４領域における第４ゲインＧ４未満の一定値としている。
車両の前進時、特に低速域では、幅員が狭い十字路やクランク等においてタイヤの転舵角が大きくなる場合がある。このとき、ハンドル１の操舵角に対してタイヤの転舵角の比率が小さい場合、ハンドル１を大きく操作する必要がある。本実施形態において、車両の前進時における第１車速Ｖ１を例えば１０［ｋｍ／ｈ］としたとき、車両の前進速度Ｖｓが０［ｋｍ／ｈ］以上、かつ、１０［ｋｍ／ｈ］未満の低速域、すなわち第１領域における第１ゲインＧ１を大きくする。これにより、車両の前進時における低速域でのハンドル１の操舵角に対するタイヤの転舵角の比率を大きくすることができる。換言すれば、小さい操舵角でより大きな転舵角が得られる。このため、例えば、幅員が狭い十字路やクランク等を走行する際の運転者の負荷を減らすことができる。
また、第１領域における第１ゲインＧ１を一定値とすることで、車両の前進速度Ｖｓが０［ｋｍ／ｈ］以上、かつ、１０［ｋｍ／ｈ］（＝Ｖ１）未満の低速域、すなわち第１領域においてタイヤの転舵角を一定にすることができる。これにより、安定して十字路やクランク等を走行することができる。
また、本実施形態では、図８に示すように、第２領域における第２ゲインＧ２を、車両の前進速度Ｖｓの大きさが第１車速Ｖ１から大きくなるに従い、第１領域における第１ゲインＧ１から、第３領域における第３ゲインＧ３に至るまでの範囲内で徐々に小さくなるようにしている。
本実施形態において、車両の前進時における第２車速Ｖ２を例えば２５［ｋｍ／ｈ］としたとき、車両の前進速度Ｖｓが２５［ｋｍ／ｈ］よりも大きい高速域、すなわち第３領域における第３ゲインＧ３を小さくする。これにより、車両の前進時における高速域でのハンドル１の操舵角に対するタイヤの転舵角の比率を小さくすることができる。また、第３領域における第３ゲインＧ３を一定値とすることで、車両の前進速度Ｖｓが２５［ｋｍ／ｈ］よりも大きい高速域、すなわち第３領域においてタイヤの転舵角を一定にすることができる。このため、車両の前進時における車両の挙動を安定させることができる。
また、車両の前進速度Ｖｓが１０［ｋｍ／ｈ］（＝Ｖ１）以上、かつ、２５［ｋｍ／ｈ］（＝Ｖ２）未満の中速域、すなわち第２領域における第２ゲインＧ２を、車両の前進速度Ｖｓの増加に伴い徐々に小さくすることで、車両の前進時におけるタイヤの転舵角の急変動を抑制することができ、安定した操舵感を得ることができる。なお、第１ゲインＧ１は、個々のＳＢＷシステムに適した値とすれば良い。具体的には、例えば、第３領域における第３ゲインＧ３以上、かつ、第４領域における第４ゲインＧ４ゲイン以下とすることができる。
また、図８に示すように、第６領域における第６ゲインＧ６を、第３領域における第３ゲインＧ３以上、かつ、第４領域における第４ゲインＧ４未満の一定値とし、第５領域における第５ゲインＧ５を、車両の後進速度Ｖｓの大きさが第３車速Ｖ３から大きくなるに従い、第４領域における第４ゲインＧ４から、第６領域における第６ゲインＧ６に至るまでの範囲内で徐々に小さくなるようにしている。なお、第６領域における第６ゲインＧ６は、個々のＳＢＷシステムに適した値とすれば良い。
本実施形態において、車両の後進時における第４車速Ｖ４を例えば２５［ｋｍ／ｈ］としたとき、車両の後進速度Ｖｓが２５［ｋｍ／ｈ］よりも大きい高速域、すなわち第６領域における第６ゲインＧ６を小さくする。これにより、車両の後進時における高速域でのハンドル１の操舵角に対するタイヤの転舵角の比率を小さくすることができる。また、第６領域における第６ゲインＧ６を一定値とすることで、車両の後進速度Ｖｓが２５［ｋｍ／ｈ］よりも大きい高速域、すなわち第６領域においてタイヤの転舵角を一定にすることができる。このため、車両の後進時における車両の挙動を安定させることができる。また、車両の後進速度Ｖｓが１０［ｋｍ／ｈ］（＝Ｖ３）以上、かつ、２５［ｋｍ／ｈ］（＝Ｖ４）未満の中速域、すなわち第５領域における第５ゲインＧ５を、車両の後進速度Ｖｓの増加に伴い徐々に小さくすることで、車両の後進時におけるタイヤの転舵角の急変動を抑制することができ、安定した操舵感を得ることができる。
　図９は、図８に示す転舵比率マップの特性例において、車速を絶対値化して示した図である。図９に示す例において、実線は車両の前進時における転舵比率ゲインＧを示し、破線は車両の後進時における転舵比率ゲインＧを示している。なお、図９では、車両の前進時における第１車速の大きさ｜Ｖ１｜と車両の後進時における第３車速の大きさ｜Ｖ３｜とが等しく、車両の前進時における第２車速の大きさ｜Ｖ２｜と車両の後進時における第４車速の大きさ｜Ｖ４｜とが等しい例を示したが、これに限らない。
本実施形態では、図９に示すように、車両の後進時における転舵比率ゲインＧ（図９中の破線）が、車両の前進時における転舵比率ゲインＧ（図９中の実線）以上である。これにより、車両の後進時における挙動を安定させることができる。なお、車両の前進時における第１車速Ｖ１、車両の前進時における第２車速Ｖ２、車両の後進時における第３車速Ｖ３、車両の後進時における第４車速Ｖ４の具体的な数値は一例であって、これに限らない。
また、上述した実施形態では、第２領域における第２ゲインＧ２を、車両の前進時における第１車速Ｖ１と第２車速Ｖ２との間で直線的に変化させる例を示したが、これに限らない。例えば、車両の前進時における第１車速Ｖ１と第２車速Ｖ２との間を２次曲線あるいは３次曲線等の曲線で結ぶ態様であっても良い。また、上述した実施形態では、第５領域における第５ゲインＧ５を、車両の後進時における第３車速Ｖ３と第４車速Ｖ４との間で直線的に変化させる例を示したが、これに限らない。例えば、車両の後進時における第３車速Ｖ３と第４車速Ｖ４との間を２次曲線あるいは３次曲線等の曲線で結ぶ態様であっても良い。
なお、上述で使用した図は、本開示に関して定性的な説明を行うための概念図であり、これらに限定されるものではない。また、上述の実施形態は本開示の好適な実施の一例ではあるが、これに限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
以下に第一の背景技術に係る課題を解決する技術思想を記載する。
（１）ハンドルに操舵反力を付与する反力装置と、前記ハンドルの操舵に応じてタイヤを転舵する駆動装置と、前記反力装置及び前記駆動装置を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、車両の車速に応じた転舵比率ゲインを設定する転舵比率マップ部と、前記ハンドルの操舵角に前記転舵比率ゲインを乗じて目標転舵角を生成する目標転舵角生成部と、を備え、前記車両の後進時における転舵比率ゲインが、前記車両の前進時における転舵比率ゲイン以上である車両用操向装置。
（２）前記車両の前進時の車速の大きさが０以上、かつ、第１車速未満の領域を第１領域とし、当該第１領域における転舵比率ゲインを第１ゲイン、前記車両の前進時の車速の大きさが前記第１車速以上、かつ、前記第１車速よりも大きい第２車速未満の領域を第２領域とし、当該第２領域における転舵比率ゲインを第２ゲイン、前記車両の前進時の車速の大きさが前記第２車速以上の領域を第３領域とし、当該第３領域における転舵比率ゲインを第３ゲイン、前記車両の後進時の車速の大きさが０より大きく、かつ、第３車速未満の領域を第４領域とし、当該第４領域における転舵比率ゲインを第４ゲイン、前記車両の後進時の車速の大きさが前記第３車速以上、かつ、前記第３車速よりも大きい第４車速未満の領域を第５領域とし、当該第５領域における転舵比率ゲインを第５ゲイン、前記車両の後進時の車速の大きさが前記第４車速以上の領域を第６領域とし、当該第６領域における転舵比率ゲインを第６ゲイン、としたとき、前記第４ゲインは、前記第１ゲイン、前記第２ゲイン、前記第３ゲイン、前記第５ゲイン、及び前記第６ゲインよりも大きい一定値である（１）に記載の車両用操向装置。
（３）前記第３ゲインは一定値であり、前記第１ゲインは、前記第３ゲインよりも大きく、かつ、第４ゲイン未満の一定値であり、前記第２ゲインは、前記車両の前進時の車速の大きさが前記第１車速から大きくなるに従い、前記第１ゲインから前記第３ゲインに至るまでの範囲内で徐々に小さくなる（２）に記載の車両用操向装置。
（４）前記第３ゲインは一定値であり、前記第６ゲインは、前記第３ゲイン以上、かつ、第４ゲイン未満の一定値であり、前記第５ゲインは、前記車両の後進時の車速の大きさが前記第３車速から大きくなるに従い、前記第４ゲインから前記第６ゲインに至るまでの範囲内で徐々に小さくなる（２）又は（３）に記載の車両用操向装置。
＜第二の背景技術に係る課題を解決するための態様の開示＞
図１０～図３８に基づき第二の背景技術に係る課題を解決するための態様を説明する。
（実施形態１）
図１０は、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を示した図である。車両用操向装置の１つである電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）は、操舵者から与えられる力が伝達する順に、ハンドル１のコラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）２、減速機構３、ユニバーサルジョイント４ａ，４ｂ、ピニオンラック機構５、タイロッド６ａ，６ｂを経て、更にハブユニット７ａ，７ｂを介して操向車輪８Ｌ，８Ｒに連結されている。また、トーションバーを有するコラム軸２には、ハンドル１の操舵トルクＴｓを検出するトルクセンサ１０及び操舵角θｈを検出する舵角センサ１４が設けられており、ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０が減速機構３を介してコラム軸２に連結されている。電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）３０には、バッテリ１３から電力が供給されると共に、イグニションキー１１を経てイグニションキー信号が入力される。コントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｓと車速センサ１２で検出された車速Ｖｓとに基づいてアシスト（操舵補助）指令の電流指令値の演算を行い、電流指令値に補償等を施した電圧制御指令値Ｖｒｅｆによって、モータ２０に供給する電流を制御する。
コントロールユニット３０には、車両の各種情報を授受するＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）４０等の車載ネットワークが接続されている。また、コントロールユニット３０には、ＣＡＮ４０以外の通信、アナログ／ディジタル信号、電波等を授受する非ＣＡＮ４１も接続可能である。コントロールユニット３０は、主としてＣＰＵ（ＭＣＵ、ＭＰＵ等も含む）で構成される。図２は、電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニットのハードウェア構成を示す模式図である。コントロールユニット３０を構成する制御用コンピュータ１１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）１００１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）１００２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）１００３、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ＲＯＭ）１００４、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１００５、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器１００６、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）コントローラ１００７等を備え、これらがバスに接続されている。
ＣＰＵ１００１は、電動パワーステアリング装置の制御用コンピュータプログラム（以下、制御プログラムという）を実行して、電動パワーステアリング装置を制御する処理装置である。ＲＯＭ１００２は、電動パワーステアリング装置を制御するための制御プログラムを格納する。また、ＲＡＭ１００３は、制御プログラムを動作させるためのワークメモリとして使用される。ＥＥＰＲＯＭ１００４には、制御プログラムが入出力する制御データ等が格納されている。制御データは、コントロールユニット３０に電源が投入された後にＲＡＭ１００３に展開された制御用コンピュータプログラム上で使用され、所定のタイミングでＥＥＰＲＯＭ１００４に上書きされる。ＲＯＭ１００２、ＲＡＭ１００３、及びＥＥＰＲＯＭ１００４等は情報を格納する記憶装置であって、ＣＰＵ１００１が直接アクセスできる記憶装置（一次記憶装置）である。
Ａ／Ｄ変換器１００６は、操舵トルクＴｓ、モータ２０の電流検出値Ｉｍ、及び操舵角θｈの信号等を入力し、ディジタル信号に変換する。インターフェース１００５は、ＣＡＮ４０に接続されている。インターフェース１００５は、車速センサ１２からの車速Ｖの信号（車速パルス）を受け付けるためのものである。ＰＷＭコントローラ１００７は、モータ２０に対する電流指令値に基づいてＵＶＷ各相のＰＷＭ制御信号を出力する。
図１１は、電動パワーステアリング装置におけるコントロールユニットの内部ブロック構成の一例を示す図である。操舵トルクＴｓ及び車速Ｖｓは、電流指令値演算部３１に入力される。電流指令値演算部３１は、操舵トルクＴｓ及び車速Ｖｓに基づき、予め記憶しているルックアップテーブル（アシストマップ等）を参照し、モータ２０に供給する電流の制御目標値である電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する。
補償信号生成部３４は、補償信号ＣＭを生成する。補償信号生成部３４は、収れん性推定部３４１、慣性推定部３４２、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ：Ｓｅｌｆ　Ａｌｉｇｎｉｎｇ　Ｔｏｒｑｕｅ）推定部３４３を備える。収れん性推定部３４１は、モータ２０の角速度に基づいて車両のヨーレートを推定し、ハンドル１が振れ回る動作を制動することで、車両のヨーの収れん性を改善する補償値を推定する。慣性推定部３４２は、モータ２０の角加速度に基づいて、モータ２０の慣性力を推定し、応答性を高めるためにモータ２０の慣性力を補償する補償値を推定する。ＳＡＴ推定部３４３は、操舵トルクＴｓ、アシストトルク、モータ２０の角速度及び角加速度に基づいてセルフアライニングトルクＴＳＡＴを推定し、そのセルフアライニングトルクを反力としてアシストトルクを補償する補償値を推定する。補償信号生成部３４は、収れん性推定部３４１、慣性推定部３４２、ＳＡＴ推定部３４３に加え、他の補償値を推定する推定部を備えてもよい。補償信号ＣＭは、加算部３４４において慣性推定部３４２の補償値と、ＳＡＴ推定部３４３の補償値とが加算され、この加算値と収れん性推定部３４１の補償値とが加算部３４５において加算された加算値である。なお、本開示において、ＳＡＴ推定部３４３によって推定されるセルフアライニングトルクＴＳＡＴは、後述する目標操舵トルク生成部２００にも出力される。
加算部３２Ａにおいて、補償信号生成部３４からの補償信号ＣＭが電流指令値Ｉｒｅｆ１に加算されており、補償信号ＣＭの加算によって、電流指令値Ｉｒｅｆ１に操舵システム系の特性補償がされ、収れん性や慣性特性等を改善するようになっている。そして、電流指令値Ｉｒｅｆ１は加算部３２Ａを経て、特性補償された電流指令値Ｉｒｅｆ２となり、電流指令値Ｉｒｅｆ２が電流制限部３３に入力されている。電流制限部３３において、電流指令値Ｉｒｅｆ２の最大電流が制限され、電流指令値Ｉｒｅｆｍが生成される。電流指令値Ｉｒｅｆｍが減算部３２Ｂに入力され、モータ２０側からフィードバックされている電流検出値Ｉｍとの偏差Ｉ（Ｉｒｅｆｍ－Ｉｍ）が減算部３２Ｂで演算される。偏差Ｉが操舵動作の特性改善のためのＰＩ制御部３５に入力される。そうすると、ＰＩ制御部３５で特性改善された電圧制御指令値ＶｒｅｆがＰＷＭ制御部３６に入力され、さらにモータ駆動部としてのインバータ回路３７を介してモータ２０がＰＷＭ駆動される。モータ２０の電流検出値Ｉｍは、電流検出器３８で検出され、減算部３２Ｂにフィードバックされる。また、インバータ回路３７は、駆動素子として電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：（以下、ＦＥＴという。））が用いられ、ＦＥＴのブリッジ回路で構成されている。
従来の電動パワーステアリング装置でのアシスト制御では、運転者の手入力にて加えられた操舵トルクをトーションバーの捩れトルクとしてトルクセンサで検出し、主にそのトルクに応じたアシスト電流としてモータ電流を制御している。しかしながら、この方法で制御を行なう場合、路面の状態（例えば傾斜）の違いにより、操舵角によって異なる操舵トルクとなってしまうことがある。モータ出力特性の経年使用によるバラツキによっても、操舵トルクに影響を与えることがある。
図１３は、舵角センサの設置例を示す構造図である。コラム軸２には、トーションバー２Ａが備えられている。操向車輪８Ｌ，８Ｒには、路面反力Ｒｒ及び路面情報（路面の摩擦抵抗μ）が作用する。トーションバー２Ａを挟み、コラム軸２のハンドル側には、上側角度センサが設けられている。トーションバー２Ａを挟み、コラム軸２の操向車輪側には、下側角度センサが設けられている。上側角度センサは、ハンドル角θ１を検出し、下側角度センサは、コラム角θ２を検出する。操舵角θｈは、コラム軸２の上部に設けられた舵角センサで検出される。トーションバーの捩れ角Δθは、ハンドル角θ１及びコラム角θ２の偏差から、下記（１）式で表される。また、トーションバートルクＴｔは、（１）式で表されるトーションバーの捩れ角Δθ用いて、下記（２）式で表される。なお、Ｋｔは、トーションバー２Ａのバネ定数である。
　Δθ＝θ２－θ１・・・（１）
　Ｔｔ＝－Ｋｔ×Δθ・・・（２）
トーションバートルクＴｔは、トルクセンサを用いて検出することも可能である。本実施形態では、トーションバートルクＴｔを操舵トルクＴｓとしても扱うこととする。
図１４は、実施形態１に係るコントロールユニットの内部ブロック構成の一例を示す図である。コントロールユニット３０は、内部ブロック構成として、目標操舵トルク生成部２００、捩れ角制御部３００、操舵方向判定部４００、及び変換部５００を備えている。本実施形態において、運転者のハンドル操舵は、ＥＰＳ操舵系／車両系１００のモータ２０でアシスト制御される。ＥＰＳ操舵系／車両系１００は、モータ２０の他に、角度センサ、角速度演算部等を含む。
目標操舵トルク生成部２００は、本開示において車両の操舵系をアシスト制御する際の操舵トルクの目標値である目標操舵トルクＴｒｅｆを生成する。変換部５００は、目標操舵トルクＴｒｅｆを目標捩れ角Δθｒｅｆに変換する。捩れ角制御部３００は、モータ２０に供給する電流の制御目標値であるモータ電流指令値Ｉｒｅｆを生成する。捩れ角制御部３００は、捩れ角Δθが目標捩れ角Δθｒｅｆとなるようなモータ電流指令値Ｉｒｅｆを演算する。モータ２０は、モータ電流指令値Ｉｒｅｆにより駆動される。操舵方向判定部４００は、ＥＰＳ操舵系／車両系１００から出力されるモータ角速度ωｍに基づき、操舵方向が右切りか左切りかを判定し、判定結果を操舵状態信号ＳＴｓとして出力する。図１５は、操舵方向の説明図である。
操舵方向が右切りか左切りかを示す操舵状態は、例えば図１５に示すような操舵角θｈ及びモータ角速度ωｍの関係で求めることができる。すなわち、モータ角速度ωｍが正の値の場合は「右切り」と判定し、負の値の場合は「左切り」と判定する。なお、モータ角速度ωｍの代わりに、操舵角θｈ、ハンドル角θ１又はコラム角θ２に対して速度演算を行って算出される角速度を用いても良い。変換部５００は、上記（２）式の関係を用いて、目標操舵トルク生成部２００で生成された目標操舵トルクＴｒｅｆを目標捩れ角Δθｒｅｆに変換する。
　次に、実施形態１のコントロールユニットにおける基本的な動作例について説明する。図１６は、実施形態１に係るコントロールユニットの動作例を示すフローチャートである。操舵方向判定部４００は、ＥＰＳ操舵系／車両系１００から出力されるモータ角速度ωｍの符号に基づき、操舵方向が右切りか左切りかを判定し、判定結果を操舵状態信号ＳＴｓとして、目標操舵トルク生成部２００に出力する（ステップＳ１０）。目標操舵トルク生成部２００は、車速Ｖｓ、車速判定信号Ｖｆａｉｌ、操舵状態信号ＳＴｓ、操舵角θｈ、及び実ヨーレートγｒｅに基づき、目標操舵トルクＴｒｅｆを生成する（ステップＳ２０）。変換部５００は、目標操舵トルク生成部２００で生成された目標操舵トルクＴｒｅｆを目標捩れ角Δθｒｅｆに変換する（ステップＳ２０）。目標捩れ角Δθｒｅｆは、捩れ角制御部３００に出力される。捩れ角制御部３００は、目標捩れ角Δθｒｅｆ、操舵角θｈ、捩れ角Δθ、及びモータ角速度ωｍに基づき、モータ電流指令値Ｉｒｅｆを演算する（ステップＳ３０）。そして、捩れ角制御部３００から出力されたモータ電流指令値Ｉｒｅｆに基づいて電流制御が実施され、モータ２０が駆動される（ステップＳ４０）。
図１７は、実施形態１の目標操舵トルク生成部の一構成例を示すブロック図である。図１７に示すように、目標操舵トルク生成部２００は、基本マップ部２１０、乗算部２１１、符号抽出部２１３、微分部２２０、ダンパゲインマップ部２３０、ヒステリシス補正部２４０、ＳＡＴ情報補正部２５０、乗算部２６０，２６４、加算部２６１，２６２，２６５、及び操舵反力補正部２８０を備える。図１８は、基本マップ部が保持する基本マップの特性例を示す図である。図１９は、ダンパゲインマップ部が保持するダンパゲインマップの特性例を示す図である。基本マップ部２１０には、操舵角θｈ及び車速Ｖｓが入力される。基本マップ部２１０は、図１８に示す基本マップを用いて、車速Ｖｓをパラメータとするトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ０を出力する。すなわち、基本マップ部２１０は、車速Ｖｓに応じたトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ０を出力する。
図１８に示すように、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ０は、操舵角θｈの大きさ（絶対値）｜θｈ｜の増加に伴い増加する特性を有する。また、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａは、車速Ｖｓの増加に伴い増加する特性を有する。なお、図９では操舵角θｈの大きさ｜θｈ｜に応じたマップを構成しているが、正負の操舵角θｈに応じたマップを構成しても良い。この場合は、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ０の値は、正負の値を取り、後述する符号計算は不要である。
符号抽出部２１３は、操舵角θｈの符号を抽出する。具体的には、例えば、操舵角θｈの値を、操舵角θｈの絶対値で除算する。これにより、符号抽出部２１３は、操舵角θｈの符号が「＋」の場合には「１」を出力し、操舵角θｈの符号が「－」の場合には「－１」を出力する。微分部２２０には、操舵角θｈが入力される。微分部２２０は、操舵角θｈを微分して、角速度情報である舵角速度ωｈを算出する。微分部２２０は、算出した舵角速度ωｈを乗算部２６０に出力する。ダンパゲインマップ部２３０には、車速Ｖｓが入力される。ダンパゲインマップ部２３０は、図１９に示す車速感応型のダンパゲインマップを用いて、車速Ｖｓに応じたダンパゲインＤＧを出力する。図１９に示すように、ダンパゲインＤＧは、車速Ｖｓが高くなるに従い徐々に大きくなる特性を有する。ダンパゲインＤＧは、操舵角θｈに応じて可変する態様としても良い。乗算部２６０は、微分部２２０から出力される舵角速度ωｈに対して、ダンパゲインマップ部２３０から出力されるダンパゲインＤＧを乗算し、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｂとして加算部２６２に出力する。
操舵方向判定部４００は、例えば図６に示すような判定を行う。ヒステリシス補正部２４０には、操舵角θｈ、車速Ｖｓ、及び、図６に示す判定結果である操舵状態信号ＳＴｓが入力される。ヒステリシス補正部２４０は、操舵角θｈ及び操舵状態信号ＳＴｓに基づき、下記（３）式及び（４）式を用いてトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃを演算する。なお、下記（３）式及び（４）式において、ｘは操舵角θｈ、ｙＲ＝Ｔｒｅｆ＿ｃ及びｙＬ＝Ｔｒｅｆ＿ｃはトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃとする。また、係数ａは１よりも大きい値であり、係数ｃは０よりも大きい値である。係数Ａｈｙｓは、ヒステリシス特性の出力幅を示し、係数ｃは、ヒステリシス特性の丸みを表す係数である。
　ｙＲ＝Ａｈｙｓ｛１－ａ－ｃ（ｘ－ｂ）｝・・・（３）
　ｙＬ＝－Ａｈｙｓ｛１－ａｃ（ｘ－ｂ’）｝・・・（４）
右切り操舵の際には、上記（３）式を用いて、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃ（ｙＲ）を算出する。左切り操舵の際には、上記（４）式を用いて、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃ（ｙＬ）を算出する。なお、右切り操舵から左切り操舵へ切り替える際、又は、左切り操舵から右切り操舵へ切り替える際には、操舵角θｈ及びトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃの前回値であるの最終座標（ｘ１，ｙ１）の値に基づき、操舵切り替え後の上記（３）式及び（４）式に対し、下記（５）式又は（６）式に示す係数ｂ又はｂ’を代入する。これにより、操舵切り替え前後の連続性が保たれる。
　ｂ＝ｘ１＋（１／ｃ）ｌｏｇａ｛１－（ｙ１／Ａｈｙｓ）｝・・・（５）
　ｂ’＝ｘ１－（１／ｃ）ｌｏｇａ｛１－（ｙ１／Ａｈｙｓ）｝・・・（６）
上記（５）式及び（６）式は、上記（３）式及び（４）式において、ｘにｘ１を代入し、ｙＲ及びｙＬにｙ１を代入することにより導出することができる。係数ａとして、例えば、ネイピア数ｅを用いた場合、上記（３）式、（４）式、（５）式、（６）式は、それぞれ下記（７）式、（８）式、（９）式、（１０）式で表せる。
　ｙＲ＝Ａｈｙｓ［１－ｅｘｐ｛－ｃ（ｘ－ｂ）｝］・・・（７）
　ｙＬ＝－Ａｈｙｓ［｛１－ｅｘｐ｛ｃ（ｘ－ｂ’）｝］・・・（８）
　ｂ＝ｘ１＋（１／ｃ）ｌｏｇｅ｛１－（ｙ１／Ａｈｙｓ）｝・・・（９）
　ｂ’＝ｘ１－（１／ｃ）ｌｏｇｅ｛１－（ｙ１／Ａｈｙｓ）｝・・・（１０）
図２０は、ヒステリシス補正部の特性例を示す図である。図２０に示す例では、上記（９）式及び（１０）式において、Ａｈｙｓ＝１［Ｎｍ］、ｃ＝０．３と設定し、０［ｄｅｇ］から開始し、＋５０［ｄｅｇ］、－５０［ｄｅｇ］の操舵をした場合の、ヒステリシス補正されたトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃの特性例を示している。図１１に示すように、ヒステリシス補正部２４０から出力されるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃは、０の原点→Ｌ１（細線）→Ｌ２（破線）→Ｌ３（太線）のようなヒステリシス特性を有している。なお、ヒステリシス特性の出力幅を表す係数であるＡｈｙｓ及び丸みを表す係数であるｃを、車速Ｖｓ及び操舵角θｈの一方又は双方に応じて可変としても良い。また、舵角速度ωｈは、操舵角θｈに対する微分演算により求めているが、高域のノイズの影響を低減するために適度にローパスフィルタ（ＬＰＦ）処理を実施している。また、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）とゲインにより、微分演算とＬＰＦの処理を実施しても良い。更に、舵角速度ωｈは、操舵角θｈではなく、上側角度センサが検出するハンドル角θ１又は下側角度センサが検出するコラム角θ２に対して微分演算とＬＰＦの処理を行って算出しても良い。舵角速度ωｈの代わりにモータ角速度ωｍを角速度情報として使用しても良く、この場合、微分部２２０は不要となる。
図１７に戻り、乗算部２１１は、基本マップ部２１０から出力されるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ０に対して、符号抽出部２１３から出力される操舵角θｈの符号を乗算し、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａとして加算部２６１に出力する。これにより、正負の操舵角θｈに応じたトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａが得られる。上述のように求められたトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｂ、及びトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃは、加算部２６１，２６２で加算され、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅが得られる。本実施形態におけるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａが、本開示の「第１トルク信号」に対応する。また、本実施形態におけるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅが、本開示の「第２トルク信号」に対応する。
　図２１は、操舵反力補正部の一構成例を示すブロック図である。図２１に示すように、操舵反力補正部２８０は、補正ゲイン生成部２８１、補正トルクマップ２８２、符号抽出部２８３、及び乗算部２８４を備えている。操舵反力補正部２８０には、操舵角θｈ及び低速運転モード検知部１５（図１０参照）から出力される低速運転モード信号Ｐｆが入力される。
ここで、「低速運転モード（第２モード）」について説明する。本実施形態において、「低速運転モード（第２モード）」とは、例えば、車両を駐車場に駐車する場合等、車両を所定の停車位置に移動させる際や、進入した袋小路から戻るために後退移動させる等、運転者が予め定められた所定の低速運転モード移行操作を行ったときに選択される運転モードである。つまり、本実施形態における低速運転モード（第２モード）は、上述したような所定の低速運転モード移行操作が行われた際に、車両を低速で移動させるための運転モードである。
低速運転モード検知部１５は、運転者によって所定の低速運転モード移行操作が行われたことを検知して、低速運転モード信号Ｐｆを出力する構成部である。低速運転モード検知部１５は、例えば、車両のセンターコンソール等に具備される「パーキングボタン」が運転者によって押されたことを検知して、低速運転モード信号Ｐｆを出力する態様であっても良い。また、低速運転モード検知部１５は、例えば、車両のシフトノブを運転者が操作して、「リバース（後退）」、「パーキングＦ（前進）」、又は「パーキングＢ（後退）」のポジションが選択されたことを検知して、低速運転モード信号Ｐｆを出力する態様であっても良い。ここで、「パーキングＦ（前進）」は、低速運転モード（第２モード）において前進する際に選択するポジションを示し、「パーキングＢ（後退）」は、低速運転モード（第２モード）において後退する際に選択するポジションを示している。運転者による低速運転モード（第２モード）の選択手段としては、上記以外の態様であっても良く、運転者による低速運転モード（第２モード）の選択手段により本発明が限定されるものではない。なお、以下の説明では、低速運転モード（第２モード）非選択時における通常の運転モードを「ドライブモード（第１モード）」とも称する。すなわち、本開示において、低速運転モード検知部１５は、所定の低速運転モード移行操作を検知して、ドライブモード（第１モード）とは異なる低速運転モード（第２モード）と判定する「判定部」に対応する。
補正ゲイン生成部２８１は、低速運転モード（第２モード）において、低速運転モード信号Ｐｆに応じた補正ゲインＧ（Ｇは、１未満の正の値）を出力する。具体的に、補正ゲイン生成部２８１は、低速運転モード（第２モード）において、例えば、補正ゲインＧ＝０．３を出力する。また、補正ゲイン生成部２８１は、ドライブモード（第１モード）において、補正ゲインＧ＝１を出力する。低速運転モード（第２モード）における補正ゲインＧの値は一例であって、０．３に限るものではない。低速運転モード（第２モード）における補正ゲインＧの値は、１未満の正の所定値とすることができる。
補正トルクマップ２８２には、操舵角θｈの大きさ｜θｈ｜に応じた補正トルクが設定されている。補正トルクマップ２８２は、操舵角θｈの大きさ｜θｈ｜に応じた補正トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｐ０を出力する。符号抽出部２８３は、操舵角θｈの符号を抽出する。具体的には、例えば、操舵角θｈの値を、操舵角θｈの絶対値で除算する。これにより、符号抽出部２８３は、操舵角θｈの符号が「＋」の場合には「１」を出力し、操舵角θｈの符号が「－」の場合には「－１」を出力する。乗算部２８４は、補正トルクマップ２８２から出力される補正トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｐ０に対して、符号抽出部２８３から出力される操舵角θｈの符号を乗算し、補正トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｐとして出力する。これにより、正負の操舵角θｈに応じた補正トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｐが得られる。
図２２は、補正トルクマップの一例を示す図である。図２２において、横軸は操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜を示し、縦軸はトルクを示している。図２２では、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ０の一例を破線で示し、補正トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｐ０を実線で示している。なお、図２２では操舵角θｈの大きさ（絶対値）｜θｈ｜に応じたマップを構成しているが、正負の操舵角θｈに応じたマップを構成しても良い。この場合、補正トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｐ０の値は、正負の値を取り得る。補正トルクマップ２８２は、例えば、コントロールユニット３０を構成する制御用コンピュータ１１００のＥＥＰＲＯＭ１００４等に記憶されていても良いし、操舵反力補正部２８０が保持する態様であっても良い。
図２２に示すように、補正トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｐ０は、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜が閾値θｈ＿ｔｈ未満となる領域において、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜の増加に伴い徐々に変化率が小さくなる曲線に沿って増加する特性を有する。また、図１３に示すように、補正トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｐ０は、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜が閾値｜θｈ＿ｔｈ｜以上となる領域において一定値｜Ｔｃ｜となる。本実施形態において、補正トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｐ０の操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜＝０における傾きＫ２は、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ０の操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜＝０における傾きＫ１よりも大きい値としている。閾値｜θｈ＿ｔｈ｜及び一定値｜Ｔｃ｜は任意の所定値とすることができる。
操舵反力補正部２８０は、低速運転モード信号Ｐｆに応じた補正トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｐを出力する。操舵反力補正部２８０は、低速運転モード（第２モード）において、操舵角θｈに応じた補正トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｐを出力する。また、操舵反力補正部２８０は、ドライブモード（第１モード）において、操舵角θｈに依らず、補正トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｐ＝０を出力する。
図１７に戻り、乗算部２６４は、加算部２６１から出力されるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅに対し、操舵反力補正部２８０から出力される補正ゲインＧを乗算し、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｆとして加算部２６５に出力する。加算部２６５は、乗算部２６４から出力されるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｆに対し、操舵反力補正部２８０から出力される補正トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｐを加算して、目標操舵トルクＴｒｅｆとして出力する。すなわち、目標操舵トルクＴｒｅｆは、下記（１１）式で表せる。
　Ｔｒｅｆ＝（Ｔｒｅｆ＿ｅ）×Ｇ＋Ｔｒｅｆ＿ｐ
　　　　　＝Ｔｒｅｆ＿ｆ＋Ｔｒｅｆ＿ｐ　　　・・・（１１）
本実施形態におけるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｆが、本開示の「第３トルク信号」に対応する。また、本実施形態における補正トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｐが、本開示の「第４トルク信号」に対応する。
図２３は、目標操舵トルク生成部から出力される目標操舵トルクの一例を示す図である。図２３において、横軸は操舵角θｈを示し、縦軸はトルクを示している。図１４では、ドライブモードにおける目標操舵トルクの一例を破線で示し、低速運転モードにおける目標操舵トルクを実線で示している。
　ドライブモード（第１モード）では、上述したように、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅ（第２トルク信号）に対して、補正ゲインＧ＝１を乗じ、補正トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｐ（第４トルク信号）＝０を加算する。これにより、目標操舵トルクＴｒｅｆ＝トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅ（第２トルク信号）となり、ドライブモード（第１モード）に適した目標操舵トルクＴｒｅｆを得ることができる。
低速運転モード（第２モード）では、上述したように、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅ（第２トルク信号）に対し、１未満の正の補正ゲインＧ（例えば、Ｇ＝０．３）を乗じてトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｆ（第３トルク信号）を生成し、さらに、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｆ（第３トルク信号）に対し、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク信号）よりも操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜＝０における傾きが大きい補正トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｐ（第４トルク信号）を加算して、目標操舵トルクＴｒｅｆを生成する。これにより、図１４に示すように、低速運転モード（第２モード）では、ドライブモード（第１モード）よりも目標操舵トルクＴｒｅｆを小さくすることができ、ハンドル１の操作を軽くすることができる。また、図１４に示すように、操舵角θｈが０前後の所定領域（図１４中において一点鎖線で示した領域）では、操舵角θｈの変化に対して操舵力の変化を大きくすることができる。換言すれば、ハンドル１の操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜がゼロ以上となる所定領域において、低速運転モード（第２モード）における目標操舵トルクＴｒｅｆの変化率がドライブモード（第１モード）以上となり、所定領域以外の領域において、低速運転モード（第２モード）における目標操舵トルクＴｒｅｆの変化率がドライブモード（第１モード）よりも小さくなる。これにより、運転者は、舵角ゼロを認識し易くなる。このため、運転者の負担を軽減することができ、操舵感を向上することができる。
なお、図１７に示す例では、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク信号）、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｂ、及びトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃを加算して得たトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅ（第２トルク信号）に対し、補正ゲインＧを乗じて、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｆ（第３トルク信号）を生成する例を示したが、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク信号）、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｂ、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃのそれぞれに対して、それぞれ１未満の個別の補正ゲインＧを乗じた後に加算して、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｆ（第３トルク信号）を生成する態様であっても良い。
以下、実施形態１の捩れ角制御部３００（図１４参照）について、図２４を参照して説明する。図２４は、実施形態１の捩れ角制御部の一構成例を示すブロック図である。捩れ角制御部３００は、目標捩れ角Δθｒｅｆ、捩れ角Δθ、操舵角θｈ及びモータ角速度ωｍに基づいてモータ電流指令値Ｉｒｅｆを演算する。捩れ角制御部３００は、捩れ角フィードバック（ＦＢ）補償部３１０、速度制御部３３０、安定化補償部３４０、出力制限部３５０、舵角外乱補償部３６０、減算部３６１、加算部３６３、及び減速比部３７０を備えている。
変換部５００から出力される目標捩れ角Δθｒｅｆは、減算部３６１に加算入力される。捩れ角Δθは、減算部３６１に減算入力される。操舵角θｈは、舵角外乱補償部３６０に入力される。モータ角速度ωｍは、安定化補償部３４０に入力される。捩れ角ＦＢ補償部３１０は、減算部３６１で算出される目標捩れ角Δθｒｅｆと捩れ角Δθの偏差Δθ０に対して補償値ＣＦＢ（伝達関数）を乗算し、目標捩れ角Δθｒｅｆに捩れ角Δθが追従するような目標コラム角速度ωｒｅｆ１を出力する。目標コラム角速度ωｒｅｆ１は、加算部３６３に加算出力される。補償値ＣＦＢは、単純なゲインＫｐｐでも、ＰＩ制御の補償値など一般的に用いられている補償値でも良い。
舵角外乱補償部３６０は、操舵角θｈに対して補償値Ｃｈ（伝達関数）を乗算し、目標コラム角速度ωｒｅｆ２を出力する。目標コラム角速度ωｒｅｆ２は、加算部３６３に加算出力される。加算部３６３は、目標コラム角速度ωｒｅｆ１と目標コラム角速度ωｒｅｆ２とを加算し、目標コラム角速度ωｒｅｆとして速度制御部３３０に出力する。これにより、運転者から入力される操舵角θｈの変化による、トーションバー捩れ角Δθへの影響を抑制し、急操舵に対する目標捩れ角Δθｒｅｆへの捩れ角Δθの追従性を向上することができる。運転者の操舵により操舵角θｈが変化すると、操舵角θｈの変化が外乱として捩れ角Δθに影響してしまい、目標捩れ角Δθｒｅｆに対してずれが発生する。特に、急な操舵に対しては、操舵角θｈの変化による目標捩れ角Δθｒｅｆに対するずれが顕著に出てしまう。舵角外乱補償部３６０の基本的な目的は、この外乱としての操舵角θｈの影響を低減させることである。
速度制御部３３０は、Ｉ－Ｐ制御（比例先行型ＰＩ制御）により、目標コラム角速度ωｒｅｆにコラム角速度ωｃが追従するようなモータ電流指令値Ｉｓを算出する。コラム角速度ωｃは、図１５のように、モータ角速度ωｍに減速機構である減速比部３７０の減速比１／Ｎを乗算した値としても良い。減算部３３３は、目標コラム角速度ωｒｅｆとコラム角速度ωｃとの差分（ωｒｅｆ－ωｃ）を算出する。積分部３３１は、目標コラム角速度ωｒｅｆとコラム角速度ωｃとの差分（ωｒｅｆ－ωｃ）を積分し、積分結果を減算部３３４に加算入力する。捩れ角速度ωｔは、比例部３３２にも出力される。比例部３３２は、コラム角速度ωｃに対してゲインＫｖｐによる比例処理を行い、比例処理結果を減算部３３４に減算入力する。減算部３３４での減算結果は、モータ電流指令値Ｉｓとして出力される。なお、速度制御部３３０は、Ｉ－Ｐ制御ではなく、ＰＩ制御、Ｐ（比例）制御、ＰＩＤ（比例積分微分）制御、ＰＩ－Ｄ制御（微分先行型ＰＩＤ制御）、モデルマッチング制御、モデル規範制御等の一般的に用いられている制御方法でモータ電流指令値Ｉｓを算出しても良い。出力制限部３５０は、モータ電流指令値Ｉｓに対する上限値及び下限値が予め設定されている。モータ電流指令値Ｉｓの上下限値を制限して、モータ電流指令値Ｉｒｅｆを出力する。
なお、本実施形態における捩れ角制御部３００の構成は一例であり、図１５に示す構成とは異なる態様であっても良い。例えば、捩れ角制御部３００は、舵角外乱補償部３６０及び加算部３６３や、減速比部３７０を具備しない構成であっても良い。
（実施形態２）
図２５は、実施形態２に係るコントロールユニットの内部ブロック構成の一例を示す図である。なお、上述した実施形態１で説明した構成と同じ構成部には同一の符号を付して重複する説明は省略する。実施形態２に係るコントロールユニット（ＥＣＵ）３０ａは、目標操舵トルク生成部２０１及び捩れ角制御部３００ａの構成が実施形態１とは異なる。
目標操舵トルク生成部２０１には、操舵角θｈ、車速Ｖｓ、車速判定信号Ｖｆａｉｌに加え、操舵トルクＴｓ及びモータ角θｍが入力される。捩れ角制御部３００ａは、捩れ角Δθが目標捩れ角Δθｒｅｆとなるようなモータ電流指令値Ｉｍｃを演算する。モータ２０は、モータ電流指令値Ｉｍｃにより駆動される。
図２６は、実施形態２の目標操舵トルク生成部の一構成例を示すブロック図である。図２６に示すように、実施形態２の目標操舵トルク生成部２０１は、実施形態１において説明した構成に加え、ＳＡＴ情報補正部２５０及び加算部２６３を備える。ＳＡＴ情報補正部２５０には、操舵角θｈ、車速Ｖｓ、操舵トルクＴｓ、モータ角θｍ及びモータ電流指令値Ｉｍｃが入力される。ＳＡＴ情報補正部２５０は、操舵トルクＴｓ、モータ角θｍ及びモータ電流指令値Ｉｍｃに基づいてセルフアライニングトルク（ＳＡＴ）を算出し、更にフィルタ処理、ゲイン乗算及び制限処理を施して、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｄを演算する。
図２７は、ＳＡＴ情報補正部の一構成例を示すブロック図である。ＳＡＴ情報補正部２５０は、ＳＡＴ算出部２５１、フィルタ部２５２、操舵トルク感応ゲイン部２５３、車速感応ゲイン部２５４、舵角感応ゲイン部２５５、及び制限部２５６を備える。
ここで、路面からステアリングまでの間に発生するトルクの様子について、図２８を参照して説明する。図２８は、路面からステアリングまでの間に発生するトルクの様子を示すイメージ図である。
運転者がハンドルを操舵することによって操舵トルクＴｓが発生し、その操舵トルクＴｓに従ってモータ２０がアシストトルク（モータトルク）Ｔｍを発生する。その結果、車輪が転舵され、反力としてセルフアライニングトルクＴＳＡＴが発生する。その際、コラム軸換算慣性（モータ２０（のロータ）、減速機構等によりコラム軸に作用する慣性）Ｊ及び摩擦（静摩擦）Ｆｒによってハンドル操舵の抵抗となるトルクが生じる。更に、モータ２０の回転速度により、ダンパ項（ダンパ係数ＤＭ）として表現される物理的なトルク（粘性トルク）が発生する。これらの力の釣り合いから、下記（１２）式に示す運動方程式が得られる。
　Ｊ×αＭ＋Ｆｒ×ｓｉｇｎ（ωＭ）＋ＤＭ×ωＭ＝Ｔｍ＋Ｔｓ+ＴＳＡＴ・・・（１２）
上記（１２）式において、ωＭはコラム軸換算（コラム軸に対する値に変換）されたモータ角速度であり、αＭはコラム軸換算されたモータ角加速度である。そして、上記（１２）式をＴＳＡＴについて解くと、下記（１３）式が得られる。
　ＴＳＡＴ＝－Ｔｍ－Ｔｓ＋Ｊ×αＭ＋Ｆｒ×ｓｉｇｎ（ωＭ）＋ＤＭ×ωＭ・・・（１３）
上記（１３）式からわかるように、コラム軸換算慣性Ｊ、静摩擦Ｆｒ及びダンパ係数ＤＭを定数として予め求めておくことで、モータ角速度ωＭ、モータ角加速度αＭ、アシストトルクＴｍ及び操舵トルクＴｓよりセルフアライニングトルクＴＳＡＴを算出することができる。なお、コラム軸換算慣性Ｊは、簡易的にモータ慣性と減速比の関係式を用いてコラム軸に換算した値でも良い。
ＳＡＴ算出部２５１には、操舵トルクＴｓ、モータ角θｍ、及びモータ電流指令値Ｉｍｃが入力される。ＳＡＴ算出部２５１は、上記（１３）式を用いて、セルフアライニングトルクＴＳＡＴを算出する。ＳＡＴ算出部２５１は、換算部２５１Ａ、角速度演算部２５１Ｂ、角加速度演算部２５１Ｃ、ブロック２５１Ｄ、ブロック２５１Ｅ、ブロック２５１Ｆ、ブロック２５１Ｇ、及び加算器２５１Ｈ，２５１Ｉ，２５１Ｊを備える。換算部２５１Ａには、モータ電流指令値Ｉｍｃが入力される。換算部２５１Ａは、予め定められたギア比及びトルク定数を乗算することにより、コラム軸換算されたアシストトルクＴｍを算出する。角速度演算部２５１Ｂには、モータ角θｍが入力される。角速度演算部２５１Ｂは、微分処理及びギア比の乗算により、コラム軸換算されたモータ角速度ωＭが算出される。角加速度演算部２５１Ｃには、モータ角速度ωＭが入力される。角加速度演算部２５１Ｃは、モータ角速度ωＭを微分し、コラム軸換算されたモータ角加速度αＭを算出する。そして、入力された操舵トルクＴｓ並びに算出された上記アシストトルクＴｍ、モータ角速度ωＭ及びモータ角加速度αＭを用いて、ブロック２５１Ｄ、ブロック２５１Ｅ、ブロック２５１Ｆ、ブロック２５１Ｇ、及び加算器２５１Ｈ，２５１Ｉ，２５１Ｊにより、数８に基づいて、図１８に示されるような構成によりセルフアライニングトルクＴＳＡＴが算出される。
ブロック２５１Ｄには、角速度演算部２５１Ｂから出力されたモータ角速度ωＭが入力される。ブロック２５１Ｄは、符号関数として機能し、入力データの符号を出力する。ブロック２５１Ｅには、角速度演算部２５１Ｂから出力されたモータ角速度ωＭが入力される。ブロック２５１Ｅは、入力データにダンパ係数ＤＭを乗算して出力する。ブロック２５１Ｆは、ブロック２５１Ｄからの入力データに静摩擦Ｆｒを乗算して出力する。ブロック２５１Ｇには、角加速度演算部２５１Ｃから出力されたモータ角加速度αＭが入力される。ブロック２５１Ｇは、入力データにコラム軸換算慣性Ｊを乗算して出力する。
加算器２５１Ｈは、操舵トルクＴｓと換算部２５１Ａから出力されるアシストトルクＴｍとを加算する。加算器２５１Ｉは、加算器２５１Ｈの出力からブロック２５１Ｇの出力を減算する。加算器２５１Ｊは、ブロック２５１Ｅの出力とブロック２５１Ｆの出力とを加算し、加算器２５１Ｉの出力を減算する。上記構成により、上記（１３）式を実現することができる。すなわち、図２７に示すＳＡＴ算出部２５１の構成により、セルフアライニングトルクＴＳＡＴが算出される。なお、コラム角が直接検出可能な場合は、モータ角θｍの代わりにコラム角を角度情報として使用しても良い。この場合、コラム軸換算は不要となる。また、モータ角θｍではなく、ＥＰＳ操舵系／車両系１００からのモータ角速度ωｍをコラム軸換算した信号をモータ角速度ωＭとして入力し、モータ角θｍに対する微分処理を省略しても良い。更に、セルフアライニングトルクＴＳＡＴは、上記以外の方法で算出しても良く、算出値ではなく、測定値を使用しても良い。
ＳＡＴ算出部２５１にて算出されたセルフアライニングトルクＴＳＡＴを活用し運転者に操舵感として適切に伝えるために、フィルタ部２５２により、伝えたい情報をセルフアライニングトルクＴＳＡＴから抽出し、操舵トルク感応ゲイン部２５３、車速感応ゲイン部２５４及び舵角感応ゲイン部２５５により伝える量を調整し、更に、制限部２５６により上下限値を調整する。なお、本開示において、ＳＡＴ算出部２５１にて算出されるセルフアライニングトルクＴＳＡＴは、目標操舵トルク生成部２０１にも出力される。
　フィルタ部２５２には、ＳＡＴ算出部２５１からセルフアライニングトルクＴＳＡＴが入力される。フィルタ部２５２は、例えばバンドバスフィルタにより、セルフアライニングトルクＴＳＡＴに対してフィルタ処理を行い、ＳＡＴ情報ＴＳＴ１を出力する。操舵トルク感応ゲイン部２５３には、フィルタ部２５２から出力されるＳＡＴ情報ＴＳＴ１及び操舵トルクＴｓが入力される。操舵トルク感応ゲイン部２５３は、操舵トルク感応ゲインを設定する。
図２９は、操舵トルク感応ゲインの特性例を示す図である。図２９に示されるように、操舵トルク感応ゲイン部２５３は、直進走行状態であるオンセンタ近辺で感度が高くなるように、操舵トルク感応ゲインを設定する。操舵トルク感応ゲイン部２５３は、操舵トルクＴｓに応じて設定される操舵トルク感応ゲインをＳＡＴ情報ＴＳＴ１に乗算し、ＳＡＴ情報ＴＳＴ２を出力する。図２９において、操舵トルク感応ゲインは、操舵トルクＴｓがＴｓ１（例えば２Ｎｍ）以下では１．０で固定とし、操舵トルクＴｓがＴｓ２（＞Ｔｓ１）（例えば４Ｎｍ）以上では１．０より小さい値で固定とし、操舵トルクＴｓがＴｓ１とＴｓ２の間では一定の割合で減少するように設定した例を示している。
車速感応ゲイン部２５４には、操舵トルク感応ゲイン部２５３から出力されるＳＡＴ情報ＴＳＴ２及び車速Ｖｓが入力される。車速感応ゲイン部２５４は、車速感応ゲインを設定する。図３０は、車速感応ゲインの特性例を示す図である。図３０に示されるように、車速感応ゲイン部２５４は、高速走行時の感度が高くなるように、車速感応ゲインを設定する。車速感応ゲイン部２５４は、車速Ｖｓに応じて設定される車速感応ゲインをＳＡＴ情報ＴＳＴ２に乗算し、ＳＡＴ情報ＴＳＴ３を出力する。図３０において、車速感応ゲインは、車速ＶｓがＶｓ２（例えば７０ｋｍ／ｈ）以上では１．０で固定とし、車速ＶｓがＶｓ１（＜Ｖｓ２）（例えば５０ｋｍ／ｈ）以下では１．０より小さい値で固定とし、車速ＶｓがＶｓ１とＶｓ２の間では一定の割合で増加するように設定した例を示している。
舵角感応ゲイン部２５５には、車速感応ゲイン部２５４から出力されるＳＡＴ情報ＴＳＴ３及び操舵角θｈが入力される。舵角感応ゲイン部２５５は、舵角感応ゲインを設定する。図３１は、舵角感応ゲインの特性例を示す図である。図３１に示されるように、舵角感応ゲイン部２５５は、所定の操舵角から作用し始め、操舵角が大きい時の感度が高くなるように、舵角感応ゲインを設定する。舵角感応ゲイン部２５５は、操舵角θｈに応じて設定される舵角感応ゲインをＳＡＴ情報ＴＳＴ３に乗算し、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｄ０を出力する。図３１において、舵角感応ゲインは、操舵角θｈがθｈ１（例えば１０ｄｅｇ）以下では所定のゲイン値Ｇαで、操舵角θｈがθｈ２（例えば３０ｄｅｇ）以上では１．０で固定とし、操舵角θｈがθｈ１とθｈ２の間では一定の割合で増加するように設定した例を示している。操舵角θｈが大きいときの感度を高くしたい場合は、Ｇαを０≦Ｇα＜１の範囲に設定すれば良い。操舵角θｈが小さいときの感度を高くしたい場合は、図示していないが、Ｇαを１＜Ｇαの範囲に設定すれば良い。操舵角θｈによる感度を変えたくない場合は、Ｇα＝１として設定すれば良い。
制限部２５６には、舵角感応ゲイン部２５５から出力されるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｄ０が入力される。制限部２５６は、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｄ０の上限値及び下限値が設定されている。図３２は、制限部におけるトルク信号の上限値及び下限値の設定例を示す図である。図３３に示されるように、制限部２５６は、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｄ０に対する上限値及び下限値が予め設定され、入力するトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｄ０が、上限値以上の場合は上限値を、下限値以下の場合は下限値を、それ以外の場合はトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｄ０を、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｄとして出力する。
なお、操舵トルク感応ゲイン、車速感応ゲイン、及び舵角感応ゲインは、図２９、図３０、及び図３１に示されるような直線的な特性ではなく、曲線的な特性でも良い。また、操舵トルク感応ゲイン、車速感応ゲイン、及び舵角感応ゲインは、操舵フィーリングに応じて設定を適宜調整しても良い。また、トルク信号の大きさが増大するおそれがない場合や他の手段で抑制する場合等では、制限部２５６を削除しても良い。操舵トルク感応ゲイン部２５３、車速感応ゲイン部２５４、及び舵角感応ゲイン部２５５についても、適宜、省略可能である。また、操舵トルク感応ゲイン、車速感応ゲイン、及び舵角感応ゲインの設置位置を入れ替えても良い。また、例えば、操舵トルク感応ゲイン、車速感応ゲイン、及び舵角感応ゲインを並列に求め、１つの構成部でＳＡＴ情報ＴＳＴ１に乗算する態様であっても良い。すなわち、本実施形態におけるＳＡＴ情報補正部２５０の構成は一例であり、図１８に示す構成とは異なる態様であっても良い。
本実施形態においても、上述した実施形態１において説明した操舵反力補正部２８０を目標操舵トルク生成部２０１に備えた構成とすることで、実施形態１と同様の効果を得ることができる。
具体的に、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク信号）、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｂ、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃ、及びトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｄは、加算部２６１，２６２，２６３で加算され、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅ（第２トルク信号）が得られる。
　また、乗算部２６４は、加算部２６１から出力されるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅ（第２トルク信号）に対し、操舵反力補正部２８０から出力される補正ゲインＧを乗算し、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｆ（第３トルク信号）として加算部２６５に出力する。加算部２６５は、乗算部２６４から出力されるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｆ（第３トルク信号）に対し、操舵反力補正部２８０から出力される補正トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｐ（第４トルク信号）を加算して、目標操舵トルクＴｒｅｆとして出力する。
ドライブモード（第１モード）では、実施形態１と同様に、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅ（第２トルク信号）に対して、補正ゲインＧ＝１を乗じ、補正トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｐ（第４トルク信号）＝０を加算する。これにより、目標操舵トルクＴｒｅｆ＝トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅ（第２トルク信号）となり、ドライブモード（第１モード）に適した目標操舵トルクＴｒｅｆを得ることができる。
低速運転モード（第２モード）では、実施形態１と同様に、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅ（第２トルク信号）に対し、１未満の正の補正ゲインＧ（例えば、Ｇ＝０．３）を乗じてトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｆ（第３トルク信号）を生成し、さらに、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｆ（第３トルク信号）に対し、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク信号）よりも操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜＝０における傾きが大きい補正トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｐ（第４トルク信号）を加算して、目標操舵トルクＴｒｅｆを生成する。これにより、実施形態１と同様に、ドライブモード（第１モード）よりも目標操舵トルクＴｒｅｆを小さくすることができ、ハンドル１の操作を軽くすることができる。また、実施形態１と同様に、操舵角θｈが０前後の領域（図２３中において一点鎖線で示した領域）では、操舵角θｈの変化に対して操舵力の変化を大きくすることができ、舵角ゼロを認識し易くなる。これにより、運転者の負担を軽減することができ、操舵感を向上することができる。
以下、実施形態２の捩れ角制御部３００ａについて、図３３を参照して説明する。図３３は、実施形態２の捩れ角制御部の一構成例を示すブロック図である。捩れ角制御部３００ａは、目標捩れ角Δθｒｅｆ、捩れ角Δθ及びモータ角速度ωｍに基づいてモータ電流指令値Ｉｍｃを演算する。捩れ角制御部３００ａは、捩れ角フィードバック（ＦＢ）補償部３１０、捩れ角速度演算部３２０、速度制御部３３０、安定化補償部３４０、出力制限部３５０、減算部３６１及び加算部３６２を備えている。
変換部５００から出力される目標捩れ角Δθｒｅｆは、減算部３６１に加算入力される。捩れ角Δθは、減算部３６１に減算入力されると共に、捩れ角速度演算部３２０に入力される。モータ角速度ωｍは、安定化補償部３４０に入力される。捩れ角ＦＢ補償部３１０は、減算部３６１で算出される目標捩れ角Δθｒｅｆと捩れ角Δθの偏差Δθ０に対して補償値ＣＦＢ（伝達関数）を乗算し、目標捩れ角Δθｒｅｆに捩れ角Δθが追従するような目標捩れ角速度ωｒｅｆを出力する。補償値ＣＦＢは、単純なゲインＫｐｐでも、ＰＩ制御の補償値など一般的に用いられている補償値でも良い。目標捩れ角速度ωｒｅｆは、速度制御部３３０に入力される。捩れ角ＦＢ補償部３１０及び速度制御部３３０により、目標捩れ角Δθｒｅｆに捩れ角Δθを追従させ、所望の操舵トルクを実現することが可能となる。
捩れ角速度演算部３２０は、捩れ角Δθに対して微分演算処理を行い、捩れ角速度ωｔを算出する。捩れ角速度ωｔは、速度制御部３３０に出力される。捩れ角速度演算部３２０は、微分演算として、ＨＰＦとゲインによる擬似微分を行なっても良い。また、捩れ角速度演算部３２０は、捩れ角速度ωｔを別の手段や捩れ角Δθ以外から算出し、速度制御部３３０に出力するようにしても良い。速度制御部３３０は、Ｉ－Ｐ制御（比例先行型ＰＩ制御）により、目標捩れ角速度ωｒｅｆに捩れ角速度ωｔが追従するようなモータ電流指令値Ｉｍｃａ１を算出する。減算部３３３は、目標捩れ角速度ωｒｅｆと捩れ角速度ωｔとの差分（ωｒｅｆ－ωｔ）を算出する。積分部３３１は、目標捩れ角速度ωｒｅｆと捩れ角速度ωｔとの差分（ωｒｅｆ－ωｔ）を積分し、積分結果を減算部３３４に加算入力する。
捩れ角速度ωｔは、比例部３３２にも出力される。比例部３３２は、捩れ角速度ωｔに対してゲインＫｖｐによる比例処理を行い、比例処理結果を減算部３３４に減算入力する。減算部３３４での減算結果は、モータ電流指令値Ｉｍｃａ１として出力される。なお、速度制御部３３０は、Ｉ－Ｐ制御ではなく、ＰＩ制御、Ｐ（比例）制御、ＰＩＤ（比例積分微分）制御、ＰＩ－Ｄ制御（微分先行型ＰＩＤ制御）、モデルマッチング制御、モデル規範制御等の一般的に用いられている制御方法でモータ電流指令値Ｉｍｃａ１を算出しても良い。安定化補償部３４０は、補償値Ｃｓ（伝達関数）を有しており、モータ角速度ωｍからモータ電流指令値Ｉｍｃａ２を算出する。追従性及び外乱特性を向上させるために、捩れ角ＦＢ補償部３１０及び速度制御部３３０のゲインを上げると、高域の制御的な発振現象が発生してしまう。この対策として、モータ角速度ωｍに対し、安定化するために必要な伝達関数（Ｃｓ）を安定化補償部３４０に設定する。これにより、ＥＰＳ制御システム全体の安定化を実現することができる。
加算部３６２は、速度制御部３３０からのモータ電流指令値Ｉｍｃａ１と安定化補償部３４０からのモータ電流指令値Ｉｍｃａ２とを加算し、モータ電流指令値Ｉｍｃｂとして出力する。出力制限部３５０は、モータ電流指令値Ｉｍｃｂに対する上限値及び下限値が予め設定されている。出力制限部３５０は、モータ電流指令値Ｉｍｃｂの上下限値を制限して、モータ電流指令値Ｉｍｃを出力する。なお、本実施形態における捩れ角制御部３００ａの構成は一例であり、図３３に示す構成とは異なる態様であっても良い。例えば、捩れ角制御部３００ａは、安定化補償部３４０を具備しない構成であっても良い。
（実施形態３）
実施形態１，２では、車両用操向装置の１つとして、本開示をコラム型ＥＰＳに適用しているが、本開示はコラム型等の上流型に限られず、ラック＆ピニオン等の下流型ＥＰＳにも適用可能である。更に、目標捩れ角に基づくフィードバック制御を行うということでは、トーションバー（バネ定数任意）及び捩れ角検出用のセンサを少なくとも備えるステアバイワイヤ（ＳＢＷ）反力装置等にも適用可能である。本開示を、トーションバーを備えたＳＢＷ反力装置に適用した場合の実施形態（実施形態３）について説明する。
まずは、ＳＢＷ反力装置を含むＳＢＷシステム全体について説明する。図３４は、ＳＢＷシステムの構成例を、図１０に示される電動パワーステアリング装置の一般的な構成に対応させて示した図である。なお、上述した実施形態１，２で説明した構成と同一構成には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
ＳＢＷシステムは、図１０におけるユニバーサルジョイント４ａにてコラム軸２と機械的に結合されるインターミディエイトシャフトがなく、ハンドル１の操作を電気信号によって操向車輪８Ｌ，８Ｒ等からなる転舵機構に伝えるシステムである。図２５に示されるように、ＳＢＷシステムは反力装置６０及び駆動装置７０を備え、コントロールユニット（ＥＣＵ）５０が両装置の制御を行う。反力装置６０は、舵角センサ１４にて操舵角θｈの検出を行うと同時に、操向車輪８Ｌ，８Ｒから伝わる車両の運動状態を反力トルクとして運転者に伝達する。反力トルクは、反力用モータ６１により生成される。なお、本開示では、トルクセンサ１０にて操舵トルクＴｓを検出するが、これに限定されない。また、角度センサ７４が、反力用モータ６１のモータ角θｍを検出する。駆動装置７０は、運転者によるハンドル１の操舵に合わせて、駆動用モータ７１を駆動し、その駆動力を、ギア７２を介してピニオンラック機構５に付与し、タイロッド６ａ，６ｂを経て、操向車輪８Ｌ，８Ｒを転舵する。ピニオンラック機構５の近傍には角度センサ７３が配置されており、操向車輪８Ｌ，８Ｒの転舵角θｔを検出する。ＥＣＵ５０は、反力装置６０及び駆動装置７０を協調制御するために、両装置から出力される操舵角θｈや転舵角θｔ等の情報に加え、車速センサ１２からの車速Ｖｓ等を基に、反力用モータ６１を駆動制御する電圧制御指令値Ｖｒｅｆ１及び駆動用モータ７１を駆動制御する電圧制御指令値Ｖｒｅｆ２を生成する。
このようなＳＢＷシステムに本開示を適用した実施形態３の構成について説明する。図３５は、実施形態３の構成を示すブロック図である。実施形態３は、捩れ角Δθに対する制御（以下、「捩れ角制御」とする）と、転舵角θｔに対する制御（以下、「転舵角制御」とする）を行い、反力装置を捩れ角制御で制御し、駆動装置を転舵角制御で制御する。なお、駆動装置は他の制御方法で制御しても良い。
捩れ角制御では、実施形態２と同様の構成及び動作により、捩れ角Δθが、操舵角θｈ等を用いて目標操舵トルク生成部２０２及び変換部５００を経て算出される目標捩れ角Δθｒｅｆに追従するような制御を行う。モータ角θｍは角度センサ７４で検出され、モータ角速度ωｍは、角速度演算部９５１にてモータ角θｍを微分することにより算出される。転舵角θｔは角度センサ７３で検出される。また、実施形態１ではＥＰＳ操舵系／車両系１００内の処理として詳細な説明は行われていないが、電流制御部１３０は、図２１に示される減算部３２Ｂ、ＰＩ制御部３５、ＰＷＭ制御部３６及びインバータ回路３７と同様の構成及び動作により、捩れ角制御部３００ａから出力されるモータ電流指令値Ｉｍｃ及びモータ電流検出器１４０で検出される反力用モータ６１の電流値Ｉｍｒに基づいて、反力用モータ６１を駆動して、電流制御を行う。
転舵角制御では、目標転舵角生成部９１０にて操舵角θｈに基づいて目標転舵角θｔｒｅｆが生成され、目標転舵角θｔｒｅｆは転舵角θｔと共に転舵角制御部９２０に入力され、転舵角制御部９２０にて、転舵角θｔが目標転舵角θｔｒｅｆとなるようなモータ電流指令値Ｉｍｃｔが演算される。そして、モータ電流指令値Ｉｍｃｔ及びモータ電流検出器９４０で検出される駆動用モータ７１の電流値Ｉｍｄに基づいて、電流制御部９３０が、電流制御部１３０と同様の構成及び動作により、駆動用モータ７１を駆動して、電流制御を行う。なお、本開示において、転舵角制御部９２０にて算出されるモータ電流指令値Ｉｍｃｔは、目標操舵トルク生成部２０２にも出力される。
図３６は、目標転舵角生成部の構成例示す図である。目標転舵角生成部９１０は、制限部９３１、レート制限部９３２及び補正部９３３を備える。制限部９３１は、操舵角θｈの上下限値を制限して、操舵角θｈ１を出力する。図３３に示す捩れ角制御部３００ａ内の出力制限部３５０と同様に、操舵角θｈに対する上限値及び下限値を予め設定して制限をかける。レート制限部９３２は、操舵角の急変を回避するために、操舵角θｈ１の変化量に対して制限値を設定して制限をかけ、操舵角θｈ２を出力する。例えば、１サンプル前の操舵角θｈ１からの差分を変化量とし、その変化量の絶対値が所定の値（制限値）より大きい場合、変化量の絶対値が制限値となるように、操舵角θｈ１を加減算し、操舵角θｈ２として出力し、制限値以下の場合は、操舵角θｈ１をそのまま操舵角θｈ２として出力する。なお、変化量の絶対値に対して制限値を設定するのではなく、変化量に対して上限値及び下限値を設定して制限をかけるようにしても良く、変化量ではなく変化率や差分率に対して制限をかけるようにしても良い。補正部９３３は、操舵角θｈ２を補正して、目標転舵角θｔｒｅｆを出力する。例えば、操舵角θｈ２の大きさ｜θｈ２｜に対する目標転舵角θｔｒｅｆの特性を定義したマップを用いて、操舵角θｈ２より目標転舵角θｔｒｅｆを求める。或いは、単純に、操舵角θｈ２に所定のゲインを乗算することにより、目標転舵角θｔｒｅｆを求めるようにしても良い。
図３７は、転舵角制御部の構成例を示す図である。転舵角制御部９２０は、図３３に示される捩れ角制御部３００ａの構成例において安定化補償部３４０及び加算部３６２を除いた構成と同様の構成をしており、目標捩れ角Δθｒｅｆ及び捩れ角Δθの代わりに目標転舵角θｔｒｅｆ及び転舵角θｔを入力し、転舵角フィードバック（ＦＢ）補償部９２１、転舵角速度演算部９２２、速度制御部９２３、出力制限部９２６及び減算部９２７が、それぞれ捩れ角ＦＢ補償部３１０、捩れ角速度演算部３２０、速度制御部３３０、出力制限部３５０及び減算部３６１と同様の構成で同様の動作を行う。このような構成において、実施形態３の動作例を、図３８のフローチャートを参照して説明する。図３８は、実施形態３の動作例を示すフローチャートである。
動作を開始すると、角度センサ７３は転舵角θｔを検出し、角度センサ７４はモータ角θｍを検出し（ステップＳ１１０）、転舵角θｔは転舵角制御部９２０に、モータ角θｍは角速度演算部９５１にそれぞれ入力される。角速度演算部９５１は、モータ角θｍを微分してモータ角速度ωｍを算出し、捩れ角制御部３００ａに出力する（ステップＳ１２０）。その後、目標操舵トルク生成部２０２において、図７に示されるステップＳ１０～Ｓ４０と同様の動作を実行し、反力用モータ６１を駆動し、電流制御を実施する（ステップＳ１３０～Ｓ１６０）。
一方、転舵角制御においては、目標転舵角生成部９１０が操舵角θｈを入力し、操舵角θｈは制限部９３１に入力される。制限部９３１は、予め設定された上限値及び下限値により操舵角θｈの上下限値を制限し（ステップＳ１７０）、操舵角θｈ１としてレート制限部９３２に出力する。レート制限部９３２は、予め設定された制限値により操舵角θｈ１の変化量に対して制限をかけ（ステップＳ１８０）、操舵角θｈ２として補正部９３３に出力する。補正部９３３は、操舵角θｈ２を補正して目標転舵角θｔｒｅｆを求め（ステップＳ１９０）、転舵角制御部９２０に出力する。
転舵角θｔ及び目標転舵角θｔｒｅｆを入力した転舵角制御部９２０は、減算部９２７にて目標転舵角θｔｒｅｆから転舵角θｔを減算することにより、偏差Δθｔ０を算出する（ステップＳ２００）。偏差Δθｔ０は転舵角ＦＢ補償部９２１に入力され、転舵角ＦＢ補償部９２１は、偏差Δθｔ０に補償値を乗算することにより偏差Δθｔ０を補償し（ステップＳ２１０）、目標転舵角速度ωｔｒｅｆを速度制御部９２３に出力する。転舵角速度演算部９２２は転舵角θｔを入力し、転舵角θｔに対する微分演算により転舵角速度ωｔｔを算出し（ステップＳ２２０）、速度制御部９２３に出力する。速度制御部９２３は、速度制御部３３０と同様にＩ－Ｐ制御によりモータ電流指令値Ｉｍｃｔａを算出し（ステップＳ２３０）、出力制限部９２６に出力する。出力制限部９２６は、予め設定された上限値及び下限値によりモータ電流指令値Ｉｍｃｔａの上下限値を制限し（ステップＳ２４０）、モータ電流指令値Ｉｍｃｔとして出力する（ステップＳ２５０）。モータ電流指令値Ｉｍｃｔは電流制御部９３０に入力され、電流制御部９３０は、モータ電流指令値Ｉｍｃｔ及びモータ電流検出器９４０で検出された駆動用モータ７１の電流値Ｉｍｄに基づいて、駆動用モータ７１を駆動し、電流制御を実施する（ステップＳ２６０）。
なお、図３８におけるデータ入力及び演算等の順番は適宜変更可能である。また、転舵角制御部９２０内の速度制御部９２３は、捩れ角制御部３００ａ内の速度制御部３３０と同様に、Ｉ－Ｐ制御ではなく、ＰＩ制御、Ｐ制御、ＰＩＤ制御、ＰＩ－Ｄ制御等、実現可能で、Ｐ、Ｉ及びＤのいずれかの制御を用いていれば良く、更に、転舵角制御部９２０及び捩れ角制御部３００ａでの追従制御は、一般的に用いられている制御構造で行っても良い。転舵角制御部９２０については、目標角度（ここでは目標転舵角θｔｒｅｆ）に対して実角度（ここでは転舵角θｔ）が追従する制御構成であれば、車両用装置に用いられている制御構成に限定されず、例えば、産業用位置決め装置や産業用ロボット等に用いられている制御構成を適用しても良い。
実施形態３では、図３４に示されるように、１つのＥＣＵ５０で反力装置６０及び駆動装置７０の制御を行っているが、反力装置６０用のＥＣＵと駆動装置７０用のＥＣＵをそれぞれ設けても良い。この場合、ＥＣＵ同士は通信によりデータの送受信を行うことになる。また、図３４に示されるＳＢＷシステムは反力装置６０と駆動装置７０の間には機械的な結合を持たないが、システムに異常が発生した場合に、コラム軸２と転舵機構をクラッチ等で機械的に結合する機械的トルク伝達機構を備えるＳＢＷシステムにも、本開示は適用可能である。このようなＳＢＷシステムでは、システム正常時はクラッチをオフにして機械的トルク伝達を開放状態とし、システム異常時はクラッチをオンにして機械的トルク伝達を可能状態とする。
上述の実施形態１から３での捩れ角制御部３００，３００ａは、直接的にモータ電流指令値Ｉｍｃ及びアシスト電流指令値Ｉａｃを演算しているが、それらを演算する前に、先ず出力したいモータトルク（目標トルク）を演算してから、モータ電流指令値及びアシスト電流指令値を演算するようにしても良い。この場合、モータトルクからモータ電流指令値及びアシスト電流指令値を求めるには、一般的に用いられている、モータ電流とモータトルクの関係を使用する。本実施形態においても、上述した実施形態１において説明した操舵反力補正部２８０を目標操舵トルク生成部２０２に備えた構成とすることで、実施形態１と同様の効果を得ることができる。
なお、上述で使用した図は、本開示に関して定性的な説明を行うための概念図であり、これらに限定されるものではない。また、上述の実施形態は本開示の好適な実施の一例ではあるが、これに限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。また、ハンドルと、モータ又は反力モータの間に任意のバネ定数を有する機構であれば、トーションバーに限定しなくても良い。
以下に第二の背景技術に係る課題を解決する技術思想を記載する。
（１）操舵力を補助するモータを駆動制御することにより、車両の操舵系をアシスト制御する車両用操向装置であって、前記車両の運転モードとして、第１モードと、前記第１モードとは異なる第２モードと、を有し、ハンドルの操舵角の絶対値がゼロ以上となる所定領域において、前記第２モードにおける前記モータの目標操舵トルクの変化率が前記第１モード以上となり、前記所定領域以外の領域において、前記第２モードにおける前記目標操舵トルクの変化率が前記第１モードよりも小さい車両用操向装置。
（２）予め定められた所定の操作を検知した場合に、前記第２モードと判定する判定部と、ハンドルの操舵角の絶対値の増加に伴い徐々に変化率が小さくなる曲線に沿って増加する第１トルク信号を生成し、当該第１トルク信号に基づき生成された第２トルク信号に補正ゲインを乗じて第３トルク信号を生成し、当該第３トルク信号に対し、第４トルク信号を加算して、前記目標操舵トルクを生成する目標操舵トルク生成部と、を備え、前記目標操舵トルク生成部は、前記第２モードにおいて、１未満の正の前記補正ゲインを生成すると共に、前記操舵角の絶対値がゼロのときの傾きが前記第１トルク信号よりも大きい前記第４トルク信号を生成する（１）に記載の車両用操向装置。
（３）前記第２モードにおける第４トルク信号は、前記操舵角が所定値以上の領域において一定値となる（２）に記載の車両用操向装置。
（４）前記目標操舵トルク生成部は、前記第１モードにおいて、前記補正ゲインを１とし、前記第４トルク信号をゼロとする（２）又は（３）に記載の車両用操向装置。
（５）前記第２モードにおける目標操舵トルクが前記第１モードにおける目標操舵トルクよりも小さい（１）から（４）の何れかに記載の車両用操向装置。
＜第三の背景技術に係る課題を解決するための態様の開示＞
図３９～図６４に基づき第二の背景技術に係る課題を解決するための態様を説明する。
（実施形態１）図３９は、実施形態１に係るステアバイワイヤ式の車両用操向装置の全体構成を示す図である。図３９に示すステアバイワイヤ（ＳＢＷ：Ｓｔｅｅｒ　Ｂｙ　Ｗｉｒｅ）式の車両用操向装置（以下、「ＳＢＷシステム」とも称する）は、ハンドル１の操作を電気信号によって操向車輪８Ｌ，８Ｒ等からなる転舵機構に伝えるシステムである。図３９に示されるように、ＳＢＷシステムは、反力装置６０及び駆動装置７０を備え、コントロールユニット（ＥＣＵ）５０が両装置の制御を行う。
反力装置６０は、ハンドル１の操舵トルクＴｓを検出するトルクセンサ１０及び操舵角θｈを検出する舵角センサ１４、減速機構３、角度センサ７４、反力用モータ６１等を備えている。これらの各構成部は、ハンドル１のコラム軸２に設けられている。反力装置６０は、舵角センサ１４にて操舵角θｈの検出を行うと同時に、操向車輪８Ｌ，８Ｒから伝わる車両の運動状態を反力トルクとして運転者に伝達する。反力トルクは、反力用モータ６１により生成される。トルクセンサ１０は、操舵トルクＴｓを検出する。また、角度センサ７４が、反力用モータ６１のモータ角θｍを検出する。
駆動装置７０は、駆動用モータ７１、ギア７２、角度センサ７３等を備えている。駆動用モータ７１により発生する駆動力は、ギア７２、ピニオンラック機構５、タイロッド６ａ，６ｂを経て、更にハブユニット７ａ，７ｂを介して操向車輪８Ｌ，８Ｒに連結されている。駆動装置７０は、運転者によるハンドル１の操舵に合わせて、駆動用モータ７１を駆動し、その駆動力を、ギア７２を介してピニオンラック機構５に付与し、タイロッド６ａ，６ｂを経て、操向車輪８Ｌ，８Ｒを転舵する。ピニオンラック機構５の近傍には角度センサ７３が配置されており、操向車輪８Ｌ，８Ｒの転舵角θｔを検出する。ＥＣＵ５０は、反力装置６０及び駆動装置７０を協調制御するために、両装置から出力される操舵角θｈや転舵角θｔ等の情報に加え、車速センサ１２からの車速Ｖｓ等を基に、反力用モータ６１を駆動制御する電圧制御指令値Ｖｒｅｆ１及び駆動用モータ７１を駆動制御する電圧制御指令値Ｖｒｅｆ２を生成する。
コントロールユニット（ＥＣＵ）５０には、バッテリ１３から電力が供給されると共に、イグニションキー１１を経てイグニションキー信号が入力される。コントロールユニット５０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｓと車速センサ１２で検出された車速Ｖｓとに基づいて電流指令値の演算を行い、反力用モータ６１及び駆動用モータ７１に供給する電流を制御する。コントロールユニット５０には、車両の各種情報を授受するＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）４０等の車載ネットワークが接続されている。また、コントロールユニット３０には、ＣＡＮ４０以外の通信、アナログ／ディジタル信号、電波等を授受する非ＣＡＮ４１も接続可能である。コントロールユニット５０は、主としてＣＰＵ（ＭＣＵ、ＭＰＵ等も含む）で構成される。図４０は、ＳＢＷシステムを制御するコントロールユニットのハードウェア構成を示す模式図である。
コントロールユニット５０を構成する制御用コンピュータ１１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）１００１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）１００２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）１００３、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ＲＯＭ）１００４、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１００５、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器１００６、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）コントローラ１００７等を備え、これらがバスに接続されている。ＣＰＵ１００１は、ＳＢＷシステムの制御用コンピュータプログラム（以下、制御プログラムという）を実行して、ＳＢＷシステムを制御する処理装置である。ＲＯＭ１００２は、ＳＢＷシステムを制御するための制御プログラムを格納する。また、ＲＡＭ１００３は、制御プログラムを動作させるためのワークメモリとして使用される。ＥＥＰＲＯＭ１００４には、制御プログラムが入出力する制御データ等が格納されている。制御データは、コントロールユニット３０に電源が投入された後にＲＡＭ１００３に展開された制御用コンピュータプログラム上で使用され、所定のタイミングでＥＥＰＲＯＭ１００４に上書きされる。ＲＯＭ１００２、ＲＡＭ１００３、及びＥＥＰＲＯＭ１００４等は情報を格納する記憶装置であって、ＣＰＵ１００１が直接アクセスできる記憶装置（一次記憶装置）である。
Ａ／Ｄ変換器１００６は、操舵トルクＴｓ、及び操舵角θｈの信号等を入力し、ディジタル信号に変換する。インターフェース１００５は、ＣＡＮ４０に接続されている。インターフェース１００５は、車速センサ１２からの車速Ｖの信号（車速パルス）を受け付けるためのものである。ＰＷＭコントローラ１００７は、反力用モータ６１及び駆動用モータ７１に対する電流指令値に基づいてＵＶＷ各相のＰＷＭ制御信号を出力する。
このようなＳＢＷシステムに本開示を適用した実施形態１の構成について説明する。図４１は、実施形態１に係るコントロールユニットの内部ブロック構成の一例を示す図である。本実施形態では、捩れ角Δθに対する制御（以下、「捩れ角制御」とする）と、転舵角θｔに対する制御（以下、「転舵角制御」とする）を行い、反力装置を捩れ角制御で制御し、駆動装置を転舵角制御で制御する。なお、駆動装置は他の制御方法で制御しても良い。コントロールユニット５０は、内部ブロック構成として、目標操舵トルク生成部２００、捩れ角制御部３００、変換部５００、操舵エンド制御部９００、目標転舵角生成部９１０、及び転舵角制御部９２０を備えている。目標操舵トルク生成部２００は、本開示において車両の操舵系をアシスト制御する際の操舵トルクの目標値である目標操舵トルクＴｒｅｆを生成する。変換部５００は、目標操舵トルクＴｒｅｆを目標捩れ角Δθｒｅｆに変換する。捩れ角制御部３００は、反力用モータ６１に供給する電流の制御目標値であるモータ電流指令値Ｉｍｃを生成する。
ここでは、まず、目標操舵トルク生成部２００について、図４２を参照して説明する。図４２は、目標操舵トルク生成部の一構成例を示すブロック図である。図４２に示すように、目標操舵トルク生成部２００は、基本マップ部２１０、乗算部２１１、微分部２２０、ダンパゲインマップ部２３０、ヒステリシス補正部２４０、ＳＡＴ情報補正部２５０、乗算部２６０、及び加算部２６１，２６２，２６３を備える。図４３は、基本マップ部が保持する基本マップの特性例を示す図である。図４４は、ダンパゲインマップ部が保持するダンパゲインマップの特性例を示す図である。基本マップ部２１０には、操舵角θｈ及び車速Ｖｓが入力される。基本マップ部２１０は、図４３に示す基本マップを用いて、車速Ｖｓをパラメータとするトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ０を出力する。すなわち、基本マップ部２１０は、車速Ｖｓに応じたトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ０を出力する。
図３８に示すように、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ０は、操舵角θｈの大きさ（絶対値）｜θｈ｜の増加に伴い徐々に変化率が小さくなる曲線に沿って増加する特性を有する。また、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ０は、車速Ｖｓの増加に伴い増加する特性を有する。なお、図５では操舵角θｈの大きさ｜θｈ｜に応じたマップを構成しているが、正負の操舵角θｈに応じたマップを構成しても良い。この場合、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ０の値は、正負の値を取り得、後述する符号計算は不要となる。以下の説明では、図５に示す操舵角θｈの大きさ｜θｈ｜に応じた正の値であるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ０を出力する態様について説明する。
符号抽出部２１３は、操舵角θｈの符号を抽出する。具体的には、例えば、操舵角θｈの値を、操舵角θｈの絶対値で除算する。これにより、符号抽出部２１３は、操舵角θｈの符号が「＋」の場合には「１」を出力し、操舵角θｈの符号が「－」の場合には「－１」を出力する。微分部２２０には、操舵角θｈが入力される。微分部２２０は、操舵角θｈを微分して、角速度情報である舵角速度ωｈを算出する。微分部２２０は、算出した舵角速度ωｈを乗算部２６０に出力する。ダンパゲインマップ部２３０には、車速Ｖｓが入力される。ダンパゲインマップ部２３０は、図４４に示す車速感応型のダンパゲインマップを用いて、車速Ｖｓに応じたダンパゲインＤＧを出力する。
図４４に示すように、ダンパゲインＤＧは、車速Ｖｓが高くなるに従い徐々に大きくなる特性を有する。ダンパゲインＤＧは、操舵角θｈに応じて可変する態様としても良い。乗算部２６０は、微分部２２０から出力される舵角速度ωｈに対して、ダンパゲインマップ部２３０から出力されるダンパゲインＤＧを乗算し、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｂとして加算部２６２に出力する。ヒステリシス補正部２４０は、操舵角θｈ及び操舵状態信号ＳＴｓに基づき、下記（１）式及び（２）式を用いてトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃを演算する。操舵状態信号ＳＴｓについては、ここでは説明を省略するが、モータ角速度ωｍの符号に基づき、操舵方向が右切りか左切りかを判定した結果を示す状態信号である。なお、下記（１）式及び（２）式において、ｘは操舵角θｈ、ｙＲ＝Ｔｒｅｆ＿ｃ及びｙＬ＝Ｔｒｅｆ＿ｃはトルク信号（第４トルク信号）Ｔｒｅｆ＿ｃとする。また、係数ａは１よりも大きい値であり、係数ｃは０よりも大きい値である。係数Ａｈｙｓは、ヒステリシス特性の出力幅を示し、係数ｃは、ヒステリシス特性の丸みを表す係数である。
ｙＲ＝Ａｈｙｓ｛１－ａ－ｃ（ｘ－ｂ）｝・・・（１）　ｙＬ＝－Ａｈｙｓ｛１－ａｃ（ｘ－ｂ’）｝・・・（２）
右切り操舵の際には、上記（１）式を用いて、トルク信号（第４トルク信号）Ｔｒｅｆ＿ｃ（ｙＲ）を算出する。左切り操舵の際には、上記（２）式を用いて、トルク信号（第４トルク信号）Ｔｒｅｆ＿ｃ（ｙＬ）を算出する。なお、右切り操舵から左切り操舵へ切り替える際、又は、左切り操舵から右切り操舵へ切り替える際には、操舵角θｈ及びトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃの前回値であるの最終座標（ｘ１，ｙ１）の値に基づき、操舵切り替え後の上記（１）式及び（２）式に対し、下記（３）式又は（４）式に示す係数ｂ又はｂ’を代入する。これにより、操舵切り替え前後の連続性が保たれる。
ｂ＝ｘ１＋（１／ｃ）ｌｏｇａ｛１－（ｙ１／Ａｈｙｓ）｝・・・（３）　ｂ’＝ｘ１－（１／ｃ）ｌｏｇａ｛１－（ｙ１／Ａｈｙｓ）｝・・・（４）上記（３）式及び（４）式は、上記（１）式及び（２）式において、ｘにｘ１を代入し、ｙＲ及びｙＬにｙ１を代入することにより導出することができる。
係数ａとして、例えば、ネイピア数ｅを用いた場合、上記（１）式、（２）式、（３）式、（４）式は、それぞれ下記（５）式、（６）式、（７）式、（８）式で表せる。
ｙＲ＝Ａｈｙｓ［１－ｅｘｐ｛－ｃ（ｘ－ｂ）｝］・・・（５）　ｙＬ＝－Ａｈｙｓ［｛１－ｅｘｐ｛ｃ（ｘ－ｂ’）｝］・・・（６）　ｂ＝ｘ１＋（１／ｃ）ｌｏｇｅ｛１－（ｙ１／Ａｈｙｓ）｝・・・（７）　ｂ’＝ｘ１－（１／ｃ）ｌｏｇｅ｛１－（ｙ１／Ａｈｙｓ）｝・・・（８）
図４５は、ヒステリシス補正部の特性例を示す図である。図４５に示す例では、上記（７）式及び（８）式において、Ａｈｙｓ＝１［Ｎｍ］、ｃ＝０．３と設定し、０［ｄｅｇ］から開始し、＋５０［ｄｅｇ］、－５０［ｄｅｇ］の操舵をした場合の、ヒステリシス補正されたトルク信号Ｔ
ｒｅｆ＿ｃの特性例を示している。図７に示すように、ヒステリシス補正部２４０から出力されるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃは、０の原点→Ｌ１（細線）→Ｌ２（破線）→Ｌ３（太線）のようなヒステリシス特性を有している。なお、ヒステリシス特性の出力幅を表す係数であるＡｈｙｓ及び丸みを表す係数であるｃを、車速Ｖｓ及び操舵角θｈの一方又は双方に応じて可変としても良い。また、舵角速度ωｈは、操舵角θｈに対する微分演算により求めているが、高域のノイズの影響を低減するために適度にローパスフィルタ（ＬＰＦ）処理を実施している。また、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）とゲインにより、微分演算とＬＰＦの処理を実施しても良い。更に、舵角速度ωｈは、操舵角θｈではなく、上側角度センサが検出するハンドル角θ１又は下側角度センサが検出するコラム角θ２に対して微分演算とＬＰＦの処理を行って算出しても良い。舵角速度ωｈの代わりにモータ角速度ωｍを角速度情報として使用しても良く、この場合、微分部２２０は不要となる。
乗算部２１１は、基本マップ部２１０から出力されるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ０に対して、符号抽出部２１３から出力される「１」又は「－１」を乗算し、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａとして加算部２６１に出力する。本実施形態におけるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａが、本開示の「第２トルク信号」に対応する。上述のように求められたトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ、Ｔｒｅｆ＿ｂ、及びＴｒｅｆ＿ｃ、並びに、後述する操舵エンド制御部９００から出力されるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅは、加算部２６１，２６２，２６３で加算され、目標操舵トルクＴｒｅｆとして出力される。
捩れ角制御では、捩れ角Δθが、操舵角θｈ等を用いて目標操舵トルク生成部２００及び変換部５００を経て算出される目標捩れ角Δθｒｅｆに追従するような制御を行う。反力用モータ６１のモータ角θｍは角度センサ７４で検出され、モータ角速度ωｍは、角速度演算部９５１にてモータ角θｍを微分することにより算出される。また、電流制御部１３０は、捩れ角制御部３００から出力されるモータ電流指令値Ｉｍｃ及びモータ電流検出器１４０で検出される反力用モータ６１の電流値Ｉｍｒに基づいて、反力用モータ６１を駆動して、電流制御を行う。
以下、捩れ角制御部３００について、図４６を参照して説明する。図４６は、捩れ角制御部の一構成例を示すブロック図である。捩れ角制御部３００は、目標捩れ角Δθｒｅｆ、捩れ角Δθ及びモータ角速度ωｍに基づいてモータ電流指令値Ｉｍｃを演算する。捩れ角制御部３００は、捩れ角フィードバック（ＦＢ）補償部３１０、捩れ角速度演算部３２０、速度制御部３３０、安定化補償部３４０、出力制限部３５０、減算部３６１及び加算部３６２を備えている。
変換部５００から出力される目標捩れ角Δθｒｅｆは、減算部３６１に加算入力される。捩れ角Δθは、減算部３６１に減算入力されると共に、捩れ角速度演算部３２０に入力される。モータ角速度ωｍは、安定化補償部３４０に入力される。捩れ角ＦＢ補償部３１０は、減算部３６１で算出される目標捩れ角Δθｒｅｆと捩れ角Δθの偏差Δθ０に対して補償値ＣＦＢ（伝達関数）を乗算し、目標捩れ角Δθｒｅｆに捩れ角Δθが追従するような目標捩れ角速度ωｒｅｆを出力する。補償値ＣＦＢは、単純なゲインＫｐｐでも、ＰＩ制御の補償値など一般的に用いられている補償値でも良い。目標捩れ角速度ωｒｅｆは、速度制御部３３０に入力される。捩れ角ＦＢ補償部３１０及び速度制御部３３０により、目標捩れ角Δθｒｅｆに捩れ角Δθを追従させ、所望の操舵トルクを実現することが可能となる。捩れ角速度演算部３２０は、捩れ角Δθに対して微分演算処理を行い、捩れ角速度ωｔを算出する。捩れ角速度ωｔは、速度制御部３３０に出力される。捩れ角速度演算部３２０は、微分演算として、ＨＰＦとゲインによる擬似微分を行なっても良い。また、捩れ角速度演算部３２０は、捩れ角速度ωｔを別の手段や捩れ角Δθ以外から算出し、速度制御部３３０に出力するようにしても良い。
速度制御部３３０は、Ｉ－Ｐ制御（比例先行型ＰＩ制御）により、目標捩れ角速度ωｒｅｆに捩れ角速度ωｔが追従するようなモータ電流指令値Ｉｍｃａ１を算出する。減算部３３３は、目標捩れ角速度ωｒｅｆと捩れ角速度ωｔとの差分（ωｒｅｆ－ωｔ）を算出する。積分部３３１は、目標捩れ角速度ωｒｅｆと捩れ角速度ωｔとの差分（ωｒｅｆ－ωｔ）を積分し、積分結果を減算部３３４に加算入力する。捩れ角速度ωｔは、比例部３３２にも出力される。比例部３３２は、捩れ角速度ωｔに対してゲインＫｖｐによる比例処理を行い、比例処理結果を減算部３３４に減算入力する。減算部３３４での減算結果は、モータ電流指令値Ｉｍｃａ１として出力される。なお、速度制御部３３０は、Ｉ－Ｐ制御ではなく、ＰＩ制御、Ｐ（比例）制御、ＰＩＤ（比例積分微分）制御、ＰＩ－Ｄ制御（微分先行型ＰＩＤ制御）、モデルマッチング制御、モデル規範制御等の一般的に用いられている制御方法でモータ電流指令値Ｉｍｃａ１を算出しても良い。
安定化補償部３４０は、補償値Ｃｓ（伝達関数）を有しており、モータ角速度ωｍからモータ電流指令値Ｉｍｃａ２を算出する。追従性及び外乱特性を向上させるために、捩れ角ＦＢ補償部３１０及び速度制御部３３０のゲインを上げると、高域の制御的な発振現象が発生してしまう。この対策として、モータ角速度ωｍに対し、安定化するために必要な伝達関数（Ｃｓ）を安定化補償部３４０に設定する。これにより、ＥＰＳ制御システム全体の安定化を実現することができる。
加算部３６２は、速度制御部３３０からのモータ電流指令値Ｉｍｃａ１と安定化補償部３４０からのモータ電流指令値Ｉｍｃａ２とを加算し、モータ電流指令値Ｉｍｃｂとして出力する。出力制限部３５０は、モータ電流指令値Ｉｍｃｂに対する上限値及び下限値が予め設定されている。出力制限部３５０は、モータ電流指令値Ｉｍｃｂの上下限値を制限して、モータ電流指令値Ｉｍｃを出力する。
なお、本実施形態における捩れ角制御部３００の構成は一例であり、図４６に示す構成とは異なる態様であっても良い。例えば、捩れ角制御部３００は、安定化補償部３４０を具備しない構成であっても良い。
転舵角制御では、目標転舵角生成部９１０にて操舵角θｈ及び後述する操舵エンド制御部９００から出力される転舵比率ゲインＧに基づいて目標転舵角θｔｒｅｆが生成される。目標転舵角θｔｒｅｆは、転舵角θｔと共に転舵角制御部９２０に入力され、転舵角制御部９２０にて、転舵角θｔが目標転舵角θｔｒｅｆとなるようなモータ電流指令値Ｉｍｃｔが演算される。そして、モータ電流指令値Ｉｍｃｔ及びモータ電流検出器９４０で検出される駆動用モータ７１の電流値Ｉｍｄに基づいて、電流制御部９３０が、電流制御部１３０と同様の構成及び動作により、駆動用モータ７１を駆動して、電流制御を行う。
以下、目標転舵角生成部９１０について、図４７を参照して説明する。図９は、目標転舵角生成部の一構成例を示すブロック図である。目標転舵角生成部９１０は、制限部９３１、レート制限部９３２及び補正部９３３を備える。制限部９３１は、操舵角θｈの上下限値を制限した操舵角θｈ１を出力する。図８に示す捩れ角制御部３００内の出力制限部３５０と同様に、操舵角θｈに対する上限値及び下限値を予め設定して制限をかける。レート制限部９３２は、操舵角の急変を回避するために、操舵角θｈ１の変化量に対して制限値を設定して制限をかけ、操舵角θｈ２を出力する。例えば、１サンプル前の操舵角θｈ１からの差分を変化量とし、その変化量の絶対値が所定の値（制限値）より大きい場合、変化量の絶対値が制限値となるように、操舵角θｈ１を加減算し、操舵角θｈ２として出力し、制限値以下の場合は、操舵角θｈ１をそのまま操舵角θｈ２として出力する。なお、変化量の絶対値に対して制限値を設定するのではなく、変化量に対して上限値及び下限値を設定して制限をかけるようにしても良く、変化量ではなく変化率や差分率に対して制限をかけるようにしても良い。補正部９３３は、操舵角θｈ２を補正して、目標転舵角θｔｒｅｆを出力する。本実施形態では、操舵角θｈ２に対し、後述する係数Ｋｔ、及び操舵エンド制御部９００から出力される転舵比率ゲインＧを乗じて、目標転舵角θｔｒｅｆを求める。
以下、転舵角制御部９２０について、図４８を参照して説明する。図４８は、転舵角制御部の一構成例を示すブロック図である。転舵角制御部９２０は、目標転舵角θｔｒｅｆ、及び操向車輪８Ｌ，８Ｒの転舵角θｔに基づいてモータ電流指令値Ｉｍｃｔを演算する。転舵角制御部９２０は、転舵角フィードバック（ＦＢ）補償部９２１、転舵角速度演算部９２２、速度制御部９２３、出力制限部９２６、及び減算部９２７を備えている。
目標転舵角生成部９１０から出力される目標転舵角θｔｒｅｆは、減算部９２７に加算入力される。転舵角θｔは、減算部９２７に減算入力されると共に、転舵角速度演算部９２２に入力される。転舵角ＦＢ補償部９２１は、減算部９２７で算出される目標転舵角速度ωｔｒｅｆと転舵角θｔとの偏差Δθｔ０に対して補償値ＣＦＢ（伝達関数）を乗算し、目標転舵角θｔｒｅｆに転舵角θｔが追従するような目標転舵角速度ωｔｒｅｆを出力する。補償値ＣＦＢは、単純なゲインＫｐｐでも、ＰＩ制御の補償値など一般的に用いられている補償値でも良い。目標転舵角速度ωｔｒｅｆは、速度制御部９２３に入力される。転舵角ＦＢ補償部９２１及び速度制御部９２３により、目標転舵角θｔｒｅｆに転舵角θｔを追従させ、所望のトルクを実現することが可能となる。
転舵角速度演算部９２２は、転舵角θｔに対して微分演算処理を行い、転舵角速度ωｔｔを算出する。転舵角速度ωｔｔは、速度制御部９２３に出力される。速度制御部９２３は、微分演算として、ＨＰＦとゲインによる擬似微分を行なっても良い。また、速度制御部９２３は、転舵角速度ωｔｔを別の手段や転舵角θｔ以外から算出し、速度制御部９２３に出力するようにしても良い。速度制御部９２３は、Ｉ－Ｐ制御（比例先行型ＰＩ制御）により、目標転舵角速度ωｔｒｅｆに転舵角速度ωｔｔが追従するようなモータ電流指令値Ｉｍｃｔａを算出する。なお、速度制御部９２３は、Ｉ－Ｐ制御ではなく、ＰＩ制御、Ｐ（比例）制御、ＰＩＤ（比例積分微分）制御、ＰＩ－Ｄ制御（微分先行型ＰＩＤ制御）、モデルマッチング制御、モデル規範制御等の一般的に用いられている制御方法でモータ電流指令値Ｉｍｃｔａを算出しても良い。減算部９２８は、目標転舵角速度ωｔｒｅｆと転舵角速度ωｔｔとの差分（ωｔｒｅｆ－ωｔｔ）を算出する。積分部９２４は、目標転舵角速度ωｔｒｅｆと転舵角速度ωｔｔとの差分（ωｔｒｅｆ－ωｔｔ）を積分し、積分結果を減算部９２９に加算入力する。転舵角速度ωｔｔは、比例部９２５にも出力される。比例部９２５は、転舵角速度ωｔｔに対して比例処理を行い、比例処理結果を出力制限部９２６にモータ電流指令値Ｉｍｃｔａとして出力する。出力制限部９２６は、モータ電流指令値Ｉｍｃｔａに対する上限値及び下限値が予め設定されている。出力制限部９２６は、モータ電流指令値Ｉｍｃｔａの上下限値を制限して、モータ電流指令値Ｉｍｃｔを出力する。
なお、本実施形態における転舵角制御部９２０の構成は一例であり、図１０に示す構成とは異なる態様であっても良い。このような構成において、実施形態１の動作例を、図４９のフローチャートを参照して説明する。図４９は、実施形態１の動作例を示すフローチャートである。
動作を開始すると、角度センサ７３は転舵角θｔを検出し、角度センサ７４はモータ角θｍを検出し（ステップＳ１１０）、転舵角θｔは転舵角制御部９２０に、モータ角θｍは角速度演算部９５１にそれぞれ入力される。角速度演算部９５１は、モータ角θｍを微分してモータ角速度ωｍを算出し、捩れ角制御部３００に出力する（ステップＳ１２０）。その後、目標操舵トルク生成部２００において、
目標操舵トルクＴｒｅｆを生成し（ステップＳ１３０）、変換部５００は、目標操舵トルク生成部２００で生成された目標操舵トルクＴｒｅｆを目標捩れ角Δθｒｅｆに変換し（ステップＳ１４０）、捩れ角制御部３００は、目標捩れ角Δθｒｅｆ、捩れ角Δθ、及びモータ角速度ωｍに基づき、モータ電流指令値Ｉｍｃを演算する（ステップＳ１５０）。そして、電流制御部１３０は、捩れ角制御部３００から出力されたモータ電流指令値Ｉｍｃに基づいて電流制御を実施し、モータ２０が駆動される（ステップＳ１６０）。
一方、転舵角制御においては、目標転舵角生成部９１０が操舵角θｈを入力し、操舵角θｈは制限部９３１に入力される。制限部９３１は、予め設定された上限値及び下限値により操舵角θｈの上下限値を制限し（ステップＳ１７０）、操舵角θｈ１としてレート制限部９３２に出力する。レート制限部９３２は、予め設定された制限値により操舵角θｈ１の変化量に対して制限をかけ（ステップＳ１８０）、操舵角θｈ２として補正部９３３に出力する。補正部９３３は、操舵角θｈ２を補正して目標転舵角θｔｒｅｆを求め（ステップＳ１９０）、転舵角制御部９２０に出力する。転舵角θｔ及び目標転舵角θｔｒｅｆを入力した転舵角制御部９２０は、減算部９２７にて目標転舵角θｔｒｅｆから転舵角θｔを減算することにより、偏差Δθｔ０を算出する（ステップＳ２００）。偏差Δθｔ０は転舵角ＦＢ補償部９２１に入力され、転舵角ＦＢ補償部９２１は、偏差Δθｔ０に補償値を乗算することにより偏差Δθｔ０を補償し（ステップＳ２１０）、目標転舵角速度ωｔｒｅｆを速度制御部９２３に出力する。転舵角速度演算部９２２は転舵角θｔを入力し、転舵角θｔに対する微分演算により転舵角速度ωｔｔを算出し（ステップＳ２２０）、速度制御部９２３に出力する。速度制御部９２３は、速度制御部３３０と同様にＩ－Ｐ制御によりモータ電流指令値Ｉｍｃｔａを算出し（ステップＳ２３０）、出力制限部９２６に出力する。出力制限部９２６は、予め設定された上限値及び下限値によりモータ電流指令値Ｉｍｃｔａの上下限値を制限し（ステップＳ２４０）、モータ電流指令値Ｉｍｃｔとして出力する（ステップＳ２５０）。　モータ電流指令値Ｉｍｃｔは電流制御部９３０に入力され、電流制御部９３０は、モータ電流指令値Ｉｍｃｔ及びモータ電流検出器９４０で検出された駆動用モータ７１の電流値Ｉｍｄに基づいて、駆動用モータ７１を駆動し、電流制御を実施する（ステップＳ２６０）。
なお、図４９におけるデータ入力及び演算等の順番は適宜変更可能である。また、転舵角制御部９２０での追従制御は、一般的に用いられている制御構造で行っても良い。転舵角制御部９２０については、目標角度（ここでは目標転舵角θｔｒｅｆ）に対して実角度（ここでは転舵角θｔ）が追従する制御構成であれば、車両用装置に用いられている制御構成に限定されず、例えば、産業用位置決め装置や産業用ロボット等に用いられている制御構成を適用しても良い。また、本実施形態では、図１に示されるように、１つのＥＣＵ５０で反力装置６０及び駆動装置７０の制御を行っているが、反力装置６０用のＥＣＵと駆動装置７０用のＥＣＵをそれぞれ設けても良い。この場合、ＥＣＵ同士は通信によりデータの送受信を行うことになる。
図５０は、実施形態１に係る操舵エンド制御部の一構成例を示すブロック図である。図５０に示すように、操舵エンド制御部９００は、エンド目標操舵トルク生成部９０１及び転舵比率ゲイン演算部９０５を備えている。
実施形態１に係る操舵エンド制御部９００には、操舵角θｈ及びエンド操舵角θｈ＿ｅが入力される。本実施形態では、最大転舵角θｔ＿ｍａｘに対応する操舵角がエンド操舵角θｈ＿ｅとして設定される。ここで、最大転舵角θｔ＿ｍａｘとは、駆動装置７０を含む転舵機構において、構造的に定まる機械的なタイヤ角度の最大切れ角、または、制御誤差を考慮した、それよりも僅かに小さい値を示す。エンド操舵角θｈ＿ｅは、例えば、コントロールユニット５０を構成する制御用コンピュータ１１００のＥＥＰＲＯＭ１００４等に記憶されていても良いし、操舵エンド制御部９００が保持する態様であっても良い。
エンド目標操舵トルク生成部９０１は、操舵角θｈ及びエンド操舵角θｈ＿ｅに基づき、運転者によるハンドル１の操作を制限するためのトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅを生成して出力する。本実施形態におけるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅが、本開示の「第１トルク信号」に対応する。転舵比率ゲイン演算部９０５は、エンド操舵角θｈ＿ｅに基づき、上述した目標転舵角生成部９１０に適用する転舵比率ゲインＧを演算して出力する。
実施形態１に係る操舵エンド制御部９００の具体的な動作について、図５０から図５２を参照して説明する。図５１は、実施形態１に係るエンド目標操舵トルク生成部から出力されるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅの一例を示す図である。図５２は、実施形態１において目標操舵トルク生成部から出力される目標操舵トルクＴｒｅｆの一例を示す図である。図５１において、横軸は操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜を示し、縦軸はトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅの絶対値｜Ｔｒｅｆ＿ｅ｜を示している。図１４において、横軸は操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜を示し、縦軸は目標操舵トルクＴｒｅｆの絶対値｜Ｔｒｅｆ｜を示している。
図５１に示すように、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅ（第１トルク信号）は、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜がエンド操舵角θｈ＿ｅ以上となる領域において、所定の変化率でゼロから増加する特性を有している。また、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜がエンド操舵角θｈ＿ｅ以上となる領域におけるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅ（第１トルク信号）の変化率は、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ（第２トルク信号）の最大変化率よりも大きい。本実施形態において、エンド目標操舵トルク生成部９０１は、下記（９）式を用いてトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅを演算する。
Ｔｒｅｆ＿ｅ＝Ｋｅ×ｍａｘ（０，（｜θｈ｜－θｈ＿ｅ））×ｓｉｇｎ（θｈ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（９）
上記（９）式において、係数Ｋｅは、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜がエンド操舵角θｈ＿ｅ以上となる領域（図５１参照）におけるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅの傾きを決定する係数値である。図５１に示すように、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜がエンド操舵角θｈ＿ｅ未満となる領域において、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅの絶対値｜Ｔｒｅｆ＿ｅ｜は０となる。また、図５１に示すように、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜がエンド操舵角θｈ＿ｅ以上となる領域において、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅの絶対値｜Ｔｒｅｆ＿ｅ｜は傾きが係数Ｋｅの直線となる。係数Ｋｅの値が大きいほど、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜がエンド操舵角θｈ＿ｅ以上となる領域において、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅが急峻に立ち上がる。
目標操舵トルク生成部２００は、上述したトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ（第２トルク信号）に対し、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｂ、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃ、及び上述したトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅを加算して、目標操舵トルクＴｒｅｆを生成する（図４２参照）。これにより、図５２に示すように、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜がエンド操舵角θｈ＿ｅ以上となる領域において急峻に立ち上がる目標操舵トルクＴｒｅｆを生成することができる。本実施形態に係る車両用操向装置（ＳＢＷシステム）は、この目標操舵トルクＴｒｅｆを適用して反力用モータ６１を制御することにより、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜がエンド操舵角θｈ＿ｅ以上となる領域において運転者がハンドル１から受ける反力が大きくなり、運転者によるハンドル１の操作が制限される。また、本実施形態において、転舵比率ゲイン演算部９０５は、下記（１０）式を用いて転舵比率ゲインＧを演算する。
Ｇ＝（θｔ＿ｍａｘ／Ｋｔ）／θｈ＿ｅ・・・（１０）
上記（１０）式において、係数Ｋｔは、転舵比率ゲインＧの基準値（タイヤ角／操舵角基本換算ゲイン、以下、単に「基本換算ゲイン」とも称する）である。基本換算ゲインＫｔは、ハンドルの操作量である操舵角θｈに対するタイヤの転舵角θｔの変化量の基本比率を表している。例えば、操舵角が３６０［ｄｅｇ］であるとき、タイヤの転舵角θｔが３０［ｄｅｇ］とする場合、Ｋｔ＝３０／３６０＝１／１２となる。すなわち、例えば車両の車速Ｖｓが３０［ｋｍ／ｈ］以上の領域において転舵比率ゲインＧ＝１で一定となるとき、操舵角θｈの操作量に対する転舵角θｔの変化量は、基本換算ゲインＫｔで変化する。また、例えば車両の車速Ｖｓが３０［ｋｍ／ｈ］未満の領域において転舵比率ゲインＧ＞１となるとき、操舵角θｈの操作量に対する転舵角θｔの変化量は、基本換算ゲインＫｔよりも高い比率で変化することとなる。
上述したように、実施形態１に係る車両用操向装置（ＳＢＷシステム）は、トルクの目標値である目標操舵トルクＴｒｅｆを生成する目標操舵トルク生成部２００と、ハンドル１の操舵角θｈ、及び、最大転舵角θｔ＿ｍａｘに対応するエンド操舵角θｈ＿ｅに基づき、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜がエンド操舵角θｈ＿ｅ未満となる領域においてゼロとなり、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜がエンド操舵角θｈ＿ｅ以上となる領域において、所定の傾きでゼロから直線的に増加するトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅ（第１トルク信号）を生成するエンド目標操舵トルク生成部９０１と、を備える。目標操舵トルク生成部２００は、少なくとも操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜の増加に伴い徐々に変化率が小さくなる曲線に沿って増加するトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ（第２トルク信号）に対し、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅ（第１トルク信号）を加算して、目標操舵トルクＴｒｅｆを生成する。これにより、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜がエンド操舵角θｈ＿ｅ以上となる領域では、運転者がハンドル１から受ける反力が大きくなり、運転者によるハンドル１の操作が制限される。このように、本実施形態によれば、最大転舵角θｔ＿ｍａｘに対応して、ハンドル１の操作を制限することができる。
（実施形態２）図５３は、実施形態２に係るコントロールユニットの内部ブロック構成の一例を示す図である。図５４は、実施形態２に係る操舵エンド制御部の一構成例を示すブロック図である。なお、上述した実施形態１で説明した構成と同じ構成部には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図５３に示すように、実施形態２に係る操舵エンド制御部９００ａには、操舵角θｈに加えて、車両の車速Ｖｓが入力される。また、図５４に示すように、操舵エンド制御部９００ａは、実施形態１の構成に加え、エンド操舵角設定部９０４を備えている。エンド操舵角設定部９０４は、エンド操舵角マップ９０６を備えている。エンド操舵角マップ９０６は、車両の車速Ｖｓに応じたエンド操舵角θｈ＿ｅが設定されている。エンド操舵角マップ９０６は、例えば、コントロールユニット５０を構成する制御用コンピュータ１１００のＥＥＰＲＯＭ１００４等に記憶されていても良いし、操舵エンド制御部９００ａが保持する態様であっても良い。実施形態２に係る操舵エンド制御部９００ａのエンド操舵角設定部９０４には、車両の車速Ｖｓが入力される。エンド操舵角設定部９０４は、エンド操舵角マップ９０６に基づき、車速Ｖｓに応じたエンド操舵角θｈ＿ｅを出力する。
以下、θｔ＿ｍａｘ／Ｋｔが３６０［ｄｅｇ］となるように基本換算ゲインＫｔを設定した例について説明する。図５５は、実施形態２に係るエンド操舵角マップの一例を示す図である。図５５において、横軸は車速Ｖｓを示し、縦軸はエンド操舵角θｈ＿ｅを示している。図５６は、実施形態２に係るエンド目標操舵トルク生成部から出力されるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅの一例を示す図である。図５７は、実施形態２において目標操舵トルク生成部から出力される目標操舵トルクＴｒｅｆの一例を示す図である。図５６において、横軸は操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜を示し、縦軸はトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｅの絶対値｜Ｔｒｅｆ＿ｅ｜を示している
。図５７において、横軸は操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜を示し、縦軸は目標操舵トルクＴｒｅｆの絶対値｜Ｔｒｅｆ｜を示している。
図５５に示す例では、車速Ｖｓの大きさが第１車速Ｖ１以上の領域を第１領域とし、この第１領域におけるエンド操舵角θｈ＿ｅを、３６０［ｄｅｇ］の一定値としている。また、車速Ｖｓの大きさが第１車速Ｖ１よりも小さい第３車速Ｖ３以上、かつ、第１車速Ｖ１未満の領域を第２領域とし、この第２領域におけるエンド操舵角θｈ＿ｅを、１８０［ｄｅｇ］以上、かつ、３６０［ｄｅｇ］未満とし、車速Ｖｓの大きさが小さくなるに従い、エンド操舵角θｈ＿ｅが３６０［ｄｅｇ］から１８０［ｄｅｇ］に至るまでの範囲内において徐々に小さくなるようにしている。また、車速Ｖｓの大きさが０［ｋｍ／ｈ］以上、かつ、第３車速Ｖ３未満の領域を第３領域とし、この第３領域におけるエンド操舵角θｈ＿ｅを、１８０［ｄｅｇ］の一定値としている。
なお、図５５に示す例では、車速Ｖｓの大きさが第３車速Ｖ３よりも大きく第１車速Ｖ１よりも小さい第２車速Ｖ２におけるエンド操舵角θｈ＿ｅを２４０［ｄｅｇ］としている。図５５に示す例において、第３車速Ｖ３を例えば１０［ｋｍ／ｈ］、第２車速Ｖ２を例えば２０［ｋｍ／ｈ］、第１車速Ｖ１を例えば３０［ｋｍ／ｈ］としても良い。
実施形態２に係る操舵エンド制御部９００ａの具体的な動作について、図５４から図５８を参照して説明する。図５８は、図５５に示す例において、転舵比率ゲイン演算部から出力される転舵比率ゲインの一例を示す図である。図５８において、横軸は車速Ｖｓを示し、縦軸は転舵比率ゲインＧを示している。
本実施形態において、エンド目標操舵トルク生成部９０１及び転舵比率ゲイン演算部９０５の具体的な動作は実施形態１と同様であるが、図５５から図５７に示すように、エンド操舵角θｈ＿ｅの値を、車速Ｖｓに応じて変化させている点が異なっている。また、エンド操舵角θｈ＿ｅの変化カーブを図１７に示す態様とすることにより、図５８に示すように、第１領域における転舵比率ゲインＧは、「１．０」の一定値となり、第３領域における転舵比率ゲインＧは、「２．０」の一定値となり、第２領域における転舵比率ゲインＧは、車速Ｖｓの大きさが第３車速Ｖ３から大きくなるに従い、「２．０」から「１．０」に至るまでの範囲内で徐々に小さくなる。なお、図５５から図５８に示す例は一例であって、第３車速Ｖ３、第２車速Ｖ２、第１車速Ｖ１の具体的な数値、エンド操舵角θｈ＿ｅの具体的な数値、転舵比率ゲインＧの具体的な数値はこれに限るものではない。
上述したように、車速Ｖｓの大きさが第１車速Ｖ１以上の高速域、すなわち第１領域では、エンド操舵角θｈ＿ｅを３６０［ｄｅｇ］の一定値とすることにより、転舵比率ゲインＧを「１．０」の一定値とすることができる。これにより、高速域における車両の挙動を安定させることができる。また、車速Ｖｓの大きさが０以上、かつ、第３車速Ｖ３未満の低速域、すなわち第３領域では、エンド操舵角θｈ＿ｅを１８０［ｄｅｇ］の一定値とすることにより、転舵比率ゲインＧを「２．０」の一定値とすることができる。これにより、低速域における車両の挙動を安定させることができ、安定して十字路やクランク等を走行することができる。また、車速Ｖｓの大きさが第３車速Ｖ３以上、かつ、第１車速Ｖ１未満の中速域、すなわち第２領域では、車速Ｖｓの大きさが小さくなるに従い、エンド操舵角θｈ＿ｅが３６０［ｄｅｇ］から１８０［ｄｅｇ］に至るまでの範囲内において徐々に小さくなるようにすることにより、車速Ｖｓの大きさが第３車速Ｖ３から大きくなるに従い、転舵比率ゲインＧを「２．０」から「１．０」に至るまでの範囲内で徐々に小さくすることができる。これにより、車速Ｖｓの変化に伴うタイヤの転舵角の急変動を抑制することができ、安定した操舵感を得ることができる。
上述したように、本実施形態では、少なくとも車両の車速Ｖｓに応じてエンド操舵角θｈ＿ｅを設定するエンド操舵角設定部９０４と、エンド操舵角θｈ＿ｅに基づき、タイヤの目標転舵角を生成する際に操舵角θｈに乗じる転舵比率ゲインＧを演算する転舵比率ゲイン演算部９０５と、を備える。
具体的に、エンド操舵角設定部９０４は、車両の車速Ｖｓが第１車速Ｖ１以上の領域を第１領域、車両の車速Ｖｓが第１車速Ｖ１よりも小さい第３車速Ｖ３以上、かつ、第１車速Ｖ１未満の領域を第２領域、車両の車速Ｖｓが０以上、かつ、第３車速Ｖ３未満の領域を第３領域、としたとき、第３領域におけるエンド操舵角θｈ＿ｅを、第１領域におけるエンド操舵角θｈ＿ｅよりも小さい値に設定する。そしてさらに、第１領域におけるエンド操舵角θｈ＿ｅを一定値（例えば、３６０［ｄｅｇ］）に設定し、第３領域におけるエンド操舵角を第１領域におけるエンド操舵角θｈ＿ｅとは異なる一定値（例えば、１８０［ｄｅｇ］）に設定し、第２領域におけるエンド操舵角θｈ＿ｅを第１領域におけるエンド操舵角θｈ＿ｅ（例えば、３６０［ｄｅｇ］）から第３領域におけるエンド操舵角θｈ＿ｅ（例えば、１８０［ｄｅｇ］）に至るまでの範囲内において徐々に小さい値となるように設定する。これにより、車速Ｖｓに応じたエンド操舵角θｈ＿ｅに連動して、転舵比率ゲインＧを変化させることができる。
具体的には、車速Ｖｓの大きさが第１車速Ｖ１以上の高速域、すなわち第１領域では、エンド操舵角θｈ＿ｅを３６０［ｄｅｇ］の一定値とすることにより、転舵比率ゲインＧを「１．０」の一定値とすることができる。また、車速Ｖｓの大きさが０以上、かつ、第３車速Ｖ３未満の低速域、すなわち第３領域では、エンド操舵角θｈ＿ｅを１８０［ｄｅｇ］の一定値とすることにより、転舵比率ゲインＧを「２．０」の一定値とすることができる。また、車速Ｖｓの大きさが第３車速Ｖ３以上、かつ、第１車速Ｖ１未満の中速域、すなわち第２領域では、車速Ｖｓの大きさが小さくなるに従い、エンド操舵角θｈ＿ｅが３６０［ｄｅｇ］から１８０［ｄｅｇ］に至るまでの範囲内において徐々に小さくなるようにすることにより、車速Ｖｓの大きさが第３車速Ｖ３から大きくなるに従い、転舵比率ゲインＧを「２．０」から「１．０」に至るまでの範囲内で徐々に小さくすることができる。
このように、本実施形態によれば、最大転舵角θｔ＿ｍａｘに対応するエンド操舵角θｈ＿ｅを車速Ｖｓに応じて変化させることで、車速Ｖｓに応じた操舵角でハンドル１の操作を制限することができ、車速Ｖｓに応じたエンド操舵角θｈ＿ｅに連動して、転舵比率ゲインＧを変化させることができるので、走行安定性の向上に寄与することができる。
（実施形態３）図５９は、実施形態３に係る操舵エンド制御部の一構成例を示すブロック図である。なお、上述した実施形態１，２で説明した構成と同じ構成部には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
実施形態３に係る操舵エンド制御部９００ｂの構成では、エンド操舵角設定部９０４ａがエンド操舵角演算部９０７を備える点で実施形態２とは異なる。エンド操舵角マップ９０６ａは、実質的に実施形態２のエンド操舵角マップ９０６と同様である。エンド操舵角マップ９０６ａは、車両の車速Ｖｓに応じた基本エンド操舵角θｈ＿ｅ０が設定されている。エンド操舵角マップ９０６ａは、例えば、コントロールユニット５０を構成する制御用コンピュータ１１００のＥＥＰＲＯＭ１００４等に記憶されていても良いし、操舵エンド制御部９００ｂが保持する態様であっても良い。エンド操舵角演算部９０７は、操舵角θｈ及び基本エンド操舵角θｈ＿ｅ０に基づき、エンド操舵角θｈ＿ｅを演算して、エンド目標操舵トルク生成部９０１及び転舵比率ゲイン演算部９０５に出力する。
以下、エンド操舵角演算部９０７の処理について説明する。図６０は、実施形態３に係るエンド操舵角演算部の処理の第１例を示すフローチャートである。実施形態３に係るエンド操舵角演算部９０７の処理の第１例において、θｈ＿ｅ’は、エンド操舵角演算部９０７から出力されたエンド操舵角θｈ＿ｅの前回値を示している。
操舵角θｈ及び基本エンド操舵角θｈ＿ｅ０が入力されると（ステップＳ１０１）、エンド操舵角演算部９０７は、エンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’を保持しているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。なお、エンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’は、エンド操舵角演算部９０７が保持する態様であっても良いし、例えば、コントロールユニット５０を構成する制御用コンピュータ１１００のＲＡＭ１００３又はＥＥＰＲＯＭ１００４に保持しておき、ステップＳ１０２において読み出す態様であっても良い。エンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’を保持していない場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、エンド操舵角演算部９０７は、基本エンド操舵角θｈ＿ｅ０をエンド操舵角θｈ＿ｅとして出力し（ステップＳ１０３）、当該エンド操舵角θｈ＿ｅをエンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’として記憶する（ステップＳ１０４）。以下、ステップＳ１０１の処理に戻り、同様の処理を繰り返し行う。エンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’を保持している場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、エンド操舵角演算部９０７は、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜が所定の第１閾値θｈｔｈ１未満（｜θｈ｜＜θｈｔｈ１）であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。ここで、ステップＳ１０５において判定に用いる第１閾値θｈｔｈ１としては、例えば、１８０［ｄｅｇ］とすることができる。なお、このステップＳ１０５において判定に用いる第１閾値θｈｔｈ１は一例であって、これに限るものではない。
操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜が第１閾値θｈｔｈ１未満（｜θｈ｜＜θｈｔｈ１）である場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、エンド操舵角演算部９０７は、基本エンド操舵角θｈ＿ｅ０をエンド操舵角θｈ＿ｅとして出力し（ステップＳ１０３）、当該エンド操舵角θｈ＿ｅをエンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’として記憶する（ステップＳ１０４）。以下、ステップＳ１０１の処理に戻り、同様の処理を繰り返し行う。操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜が第１閾値θｈｔｈ１以上（｜θｈ｜≧θｈｔｈ１）である場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、エンド操舵角演算部９０７は、エンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’をエンド操舵角θｈ＿ｅとして出力し（ステップＳ１０６）、当該エンド操舵角θｈ＿ｅをエンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’として記憶する（ステップＳ１０４）。以下、ステップＳ１０１の処理に戻り、同様の処理を繰り返し行う。
上述した実施形態３に係るエンド操舵角演算部９０７の処理の第１例の処理によれば、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜が所定の第１閾値θｈｔｈ１以上（｜θｈ｜≧θｈｔｈ１）である場合には、エンド操舵角θｈ＿ｅの変化が制限される。これにより、比較的変化割合の大きくなる大舵角領域での、車速変化によるタイヤの転舵角の変化を抑制することができ、運転者の操舵感に与える違和感を軽減できる。
図６１は、実施形態３に係るエンド操舵角演算部の処理の第２例を示すフローチャートである。実施形態３に係るエンド操舵角演算部９０７の処理の第２例においても、θｈ＿ｅ’は、実施形態３に係るエンド操舵角演算部９０７の処理の第１例と同様に、エンド操舵角演算部９０７から出力されたエンド操舵角θｈ＿ｅの前回値を示している。図６１に示す実施形態３に係るエンド操舵角演算部９０７の処理の第２例において、ステップＳ２０１からステップＳ２０４までの処理は、上述した実施形態３に係るエンド操舵角演算部９０７の処理の第１例のステップＳ１０１からステップＳ１０４までの処理と同様である。
エンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’を保持している場合（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、エンド操舵角演算部９０７は、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜が基本エンド操舵角θｈ＿ｅ０未満（｜θｈ｜＜θｈ＿ｅ０）であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜が基
本エンド操舵角θｈ＿ｅ０未満（｜θｈ｜＜θｈ＿ｅ０）である場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、エンド操舵角演算部９０７は、基本エンド操舵角θｈ＿ｅ０をエンド操舵角θｈ＿ｅとして出力し（ステップＳ２０３）、当該エンド操舵角θｈ＿ｅをエンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’として記憶する（ステップＳ２０４）。以下、ステップＳ２０１の処理に戻り、同様の処理を繰り返し行う。操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜が基本エンド操舵角θｈ＿ｅ０以上（｜θｈ｜≧θｈ＿ｅ０）である場合（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、エンド操舵角演算部９０７は、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜がエンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’未満（｜θｈ｜＜θｈ＿ｅ’）であるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。
操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜がエンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’未満（｜θｈ｜＜θｈ＿ｅ’）である場合（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ）、エンド操舵角演算部９０７は、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜をエンド操舵角θｈ＿ｅとして出力し（ステップＳ２０７）、当該エンド操舵角θｈ＿ｅをエンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’として記憶する（ステップＳ２０４）。以下、ステップＳ２０１の処理に戻り、同様の処理を繰り返し行う。操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜がエンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’以上（｜θｈ｜≧θｈ＿ｅ’）である場合（ステップＳ２０６；Ｎｏ）、エンド操舵角演算部９０７は、エンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’をエンド操舵角θｈ＿ｅとして出力し（ステップＳ２０８）、当該エンド操舵角θｈ＿ｅをエンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’として記憶する（ステップＳ２０４）。以下、ステップＳ２０１の処理に戻り、同様の処理を繰り返し行う。
上述した実施形態２では、例えば実施形態２において説明した図１７に示すようなエンド舵角マップで運用している場合に、操舵角θｈを３６０［ｄｅｇ］の状態で運転者がハンドル１を保舵しながら、車速Ｖｓを３０［ｋｍ／ｈ］から１０［ｋｍ／ｈ］まで減速したとき、操舵角θｈが１８０［ｄｅｇ］までハンドル１が押し戻されることとなり、運転者の操舵感に違和感を与える可能性がある。上述した実施形態３に係るエンド操舵角演算部９０７の処理の第２例の処理によれば、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜が基本エンド操舵角θｈ＿ｅ０以上の領域にある場合には、エンド操舵角θｈ＿ｅの変化が制限される。これにより、車速Ｖｓの変化に伴うエンド操舵角の変化を抑制することができ、運転者の操舵感に与える違和感を軽減できる。
上述したように、実施形態３に係る車両用操向装置（ＳＢＷシステム）は、車両の車速Ｖｓに応じた基本エンド操舵角θｈ＿ｅ０が設定されたエンド操舵角マップ９０６と、操舵角θｈ及び基本エンド操舵角θｈ＿ｅ０に基づき、エンド操舵角θｈ＿ｅを演算するエンド操舵角演算部９０７と、を備える。これにより、車両の車速Ｖｓや操舵角θｈの変動によって運転者の操舵感に与える違和感を軽減できる。
（実施形態４）図６２は、実施形態４に係る操舵エンド制御部の一構成例を示すブロック図である。なお、上述した実施形態１～３で説明した構成と同じ構成部には同一の符号を付して重複する説明は省略する。実施形態４に係る操舵エンド制御部９００ｃの構成では、エンド操舵角設定部９０４ｂが変化量制限部９０８を備える点で実施形態３とは異なる。
エンド操舵角マップ９０６ａは、実質的に実施形態２のエンド操舵角マップ９０６と同様である。エンド操舵角マップ９０６ａは、車両の車速Ｖｓに応じた基本エンド操舵角θｈ＿ｅ０が設定されている。エンド操舵角マップ９０６ａは、例えば、コントロールユニット５０を構成する制御用コンピュータ１１００のＥＥＰＲＯＭ１００４等に記憶されていても良いし、操舵エンド制御部９００ｂが保持する態様であっても良い。エンド操舵角演算部９０７ａは、実質的に実施形態３のエンド操舵角演算部９０７と同様である。エンド操舵角演算部９０７ａは、操舵角θｈ及び基本エンド操舵角θｈ＿ｅ０に基づき、エンド操舵角θｈ＿ｅ１を演算して、変化量制限部９０８に出力する。変化量制限部９０８は、エンド操舵角θｈ＿ｅ１の変化量を制限して、エンド操舵角θｈ＿ｅをエンド目標操舵トルク生成部９０１及び転舵比率ゲイン演算部９０５に出力する。
以下、エンド操舵角演算部９０７ａ及び変化量制限部９０８の処理について説明する。図６３は、実施形態４に係るエンド操舵角演算部及び変化量制限部の処理の第１例を示すフローチャートである。実施形態４に係るエンド操舵角演算部９０７ａの処理の第１例において、θｈ＿ｅ１’は、エンド操舵角演算部９０７ａから出力されたエンド操舵角θｈ＿ｅ１の前回値を示している。また、θｈ＿ｅ’は、変化量制限部９０８から出力されたエンド操舵角θｈ＿ｅの前回値を示している。
操舵角θｈ及び基本エンド操舵角θｈ＿ｅ０が入力されると（ステップＳ３０１）、エンド操舵角演算部９０７ａは、エンド操舵角θｈ＿ｅ１の前回値θｈ＿ｅ１’を保持しているか否かを判定する（ステップＳ３０２）。なお、エンド操舵角θｈ＿ｅ１の前回値θｈ＿ｅ１’は、エンド操舵角演算部９０７ａが保持する態様であっても良いし、例えば、コントロールユニット５０を構成する制御用コンピュータ１１００のＲＡＭ１００３又はＥＥＰＲＯＭ１００４に保持しておき、ステップＳ３０２において読み出す態様であっても良い。
エンド操舵角θｈ＿ｅ１の前回値θｈ＿ｅ１’を保持していない場合（ステップＳ３０２；Ｎｏ）、エンド操舵角演算部９０７ａは、基本エンド操舵角θｈ＿ｅ０をエンド操舵角θｈ＿ｅ１として出力し（ステップＳ３０４）、当該エンド操舵角θｈ＿ｅ１をエンド操舵角θｈ＿ｅ１の前回値θｈ＿ｅ１’として記憶する（ステップＳ３０５）。
エンド操舵角θｈ＿ｅ１の前回値θｈ＿ｅ１’を保持している場合（ステップＳ３０２；Ｙｅｓ）、エンド操舵角演算部９０７ａは、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜が所定の第１閾値θｈｔｈ１未満（｜θｈ｜＜θｈｔｈ１）であるか否かを判定する（ステップＳ３０３）。ここで、ステップＳ３０３において判定に用いる第１閾値θｈｔｈ１としては、例えば、１８０［ｄｅｇ］とすることができる。なお、このステップＳ３０３において判定に用いる第１閾値θｈｔｈ１は一例であって、これに限るものではない。
操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜が第１閾値θｈｔｈ１未満（｜θｈ｜＜θｈｔｈ１）である場合（ステップＳ３０３；Ｙｅｓ）、エンド操舵角演算部９０７ａは、基本エンド操舵角θｈ＿ｅ０をエンド操舵角θｈ＿ｅ１として出力し（ステップＳ３０４）、当該エンド操舵角θｈ＿ｅ１をエンド操舵角θｈ＿ｅ１の前回値θｈ＿ｅ１’として記憶する（ステップＳ３０５）操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜が第１閾値θｈｔｈ１以上（｜θｈ｜≧θｈｔｈ１）である場合（ステップＳ３０３；Ｎｏ）、エンド操舵角演算部９０７ａは、エンド操舵角θｈ＿ｅ１の前回値θｈ＿ｅ１’をエンド操舵角θｈ＿ｅ１として出力し（ステップＳ３０６）、当該エンド操舵角θｈ＿ｅ１をエンド操舵角θｈ＿ｅ１の前回値θｈ＿ｅ１’として記憶する（ステップＳ３０５）。
エンド操舵角θｈ＿ｅ１が変化量制限部９０８に入力されると、変化量制限部９０８は、入力されたエンド操舵角θｈ＿ｅ１とエンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’との差分値の絶対値が所定の第２閾値θｈｔｈ２未満（｜θｈ＿ｅ１－θｈ＿ｅ’｜＜θｈｔｈ２）であるか否かを判定する（ステップＳ３０７）。ここで、ステップＳ３０７において判定に用いる第２閾値θｈｔｈ２としては、例えば、１０［ｄｅｇ／ｓ］に相当する値とすることができる。なお、このステップＳ３０７において判定に用いる第２閾値θｈｔｈ２は一例であって、これに限るものではない。
エンド操舵角θｈ＿ｅ１とエンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’との差分値の絶対値が第２閾値θｈｔｈ２未満（｜θｈ＿ｅ１－θｈ＿ｅ’｜＜θｈｔｈ２）である場合（ステップＳ３０８；Ｙｅｓ）、変化量制限部９０８は、基本エンド操舵角θｈ＿ｅ１をエンド操舵角θｈ＿ｅとして出力し（ステップＳ３０８）、当該エンド操舵角θｈ＿ｅをエンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’として記憶する（ステップＳ３０９）。以下、ステップＳ３０１の処理に戻り、同様の処理を繰り返し行う。エンド操舵角θｈ＿ｅ１とエンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’との差分値の絶対値が第２閾値θｈｔｈ２以上（｜θｈ＿ｅ１－θｈ＿ｅ’｜≧θｈｔｈ２）である場合（ステップＳ３０７；Ｎｏ）、続いて、変化量制限部９０８は、エンド操舵角θｈ＿ｅ１からエンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’を減算した値が第２閾値θｈｔｈ２以上（θｈ＿ｅ１－θｈ＿ｅ’≧θｈｔｈ２）であるか否かを判定する（ステップＳ３１０）。
エンド操舵角θｈ＿ｅ１とエンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’との差分値の絶対値が第２閾値θｈｔｈ２以上（｜θｈ＿ｅ１－θｈ＿ｅ’｜≧θｈｔｈ２）であり（ステップＳ３０７；Ｎｏ）、かつ、エンド操舵角θｈ＿ｅ１からエンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’を減算した値が第２閾値θｈｔｈ２以上（θｈ＿ｅ１－θｈ＿ｅ’≧θｈｔｈ２）である場合（ステップＳ３１０；Ｙｅｓ）、変化量制限部９０８は、エンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’に第２閾値θｈｔｈ２を加算してエンド操舵角θｈ＿ｅとして出力し（ステップＳ３１１）、当該エンド操舵角θｈ＿ｅをエンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’として記憶する（ステップＳ３０９）。以下、ステップＳ３０１の処理に戻り、同様の処理を繰り返し行う。
エンド操舵角θｈ＿ｅ１とエンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’との差分値の絶対値が第２閾値θｈｔｈ２以上（｜θｈ＿ｅ１－θｈ＿ｅ’｜≧θｈｔｈ２）であり（ステップＳ３０７；Ｎｏ）、かつ、エンド操舵角θｈ＿ｅ１からエンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’を減算した値が第２閾値θｈｔｈ２未満（θｈ＿ｅ１－θｈ＿ｅ’＜θｈｔｈ２）である場合（ステップＳ３１０；Ｎｏ）、すなわち、θｈ＿ｅ１－θｈ＿ｅ’≦（－θｈｔｈ２）を満たす場合、変化量制限部９０８は、エンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’から第２閾値θｈｔｈ２を減算してエンド操舵角θｈ＿ｅとして出力し（ステップＳ３１２）、当該エンド操舵角θｈ＿ｅをエンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’として記憶する（ステップＳ３０９）。以下、ステップＳ３０１の処理に戻り、同様の処理を繰り返し行う。
上述した実施形態４に係るエンド操舵角演算部の処理の第１例の処理によれば、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜が所定の第１閾値θｈｔｈ１以上（｜θｈ｜≧θｈｔｈ１）である場合には、エンド操舵角θｈ＿ｅ１の変化が制限される。これにより、比較的変化割合の大きくなる大舵角領域での、車速変化によるタイヤの転舵角の変化を抑制することができ、運転者の操舵感に与える違和感を軽減できる。また、エンド操舵角θｈ＿ｅ１の変化量が所定値以上である場合には、エンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’に所定値を加算もしくは減算した値をエンド操舵角θｈ＿ｅとする。これにより、転舵比率ゲインＧの時間変化量が制限される。このため、転舵角の急変に伴う車両の挙動の急変を抑制することができ、運転者の操舵感に与える違和感を軽減できる。
図６４は、実施形態４に係るエンド操舵角演算部の処理及び変化量制限部の第２例を示すフローチャートである。操舵角θｈ及び基本エンド操舵角θｈ＿ｅ０が入力されると（ステップＳ４０１）、エンド操舵角演算部９０７ａは、エンド操舵角θｈ＿ｅ１の前回値θｈ＿ｅ１’を保持しているか否かを判定する（ステップＳ４０２）。エンド操舵角θｈ＿ｅ１の前回値θｈ＿ｅ１’を保持している場合（ステップＳ４０２；Ｙｅｓ）、エンド操舵角演算部９０７ａは、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜が基本エンド操舵角θｈ＿ｅ０未満（｜θｈ｜＜θｈ＿ｅ０）であるか否かを判定する（ステップＳ４０３）。
操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜が基本エンド操
舵角θｈ＿ｅ０未満（｜θｈ｜＜θｈ＿ｅ０）である場合（ステップＳ４０３；Ｙｅｓ）、エンド操舵角演算部９０７ａは、基本エンド操舵角θｈ＿ｅ０をエンド操舵角θｈ＿ｅ１として出力し（ステップＳ４０４）、当該エンド操舵角θｈ＿ｅ１をエンド操舵角θｈ＿ｅ１の前回値θｈ＿ｅ１’として記憶する（ステップＳ４０５）。操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜が基本エンド操舵角θｈ＿ｅ０以上（｜θｈ｜≧θｈ＿ｅ０）である場合（ステップＳ４０３；Ｎｏ）、エンド操舵角演算部９０７ａは、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜がエンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’未満（｜θｈ｜＜θｈ＿ｅ’）であるか否かを判定する（ステップＳ４０６）。　操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜がエンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’未満（｜θｈ｜＜θｈ＿ｅ’）である場合（ステップＳ４０６；Ｙｅｓ）、エンド操舵角演算部９０７ａは、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜をエンド操舵角θｈ＿ｅ１として出力し（ステップＳ４０４）、当該エンド操舵角θｈ＿ｅ１をエンド操舵角θｈ＿ｅ１の前回値θｈ＿ｅ１’として記憶する（ステップＳ４０５）。操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜がエンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’以上（｜θｈ｜≧θｈ＿ｅ’）である場合（ステップＳ４０６；Ｎｏ）、エンド操舵角演算部９０７ａは、エンド操舵角θｈ＿ｅ１の前回値θｈ＿ｅ１’をエンド操舵角θｈ＿ｅ１として出力し（ステップＳ４０８）、当該エンド操舵角θｈ＿ｅ１をエンド操舵角θｈ＿ｅ１の前回値θｈ＿ｅ１’として記憶する（ステップＳ４０５）。
図６４に示す実施形態４に係るエンド操舵角演算部９０７ａ及び変化量制限部９０８の処理の第２例において、ステップＳ４０９からステップＳ４１４までの処理は、上述した実施形態４に係るエンド操舵角演算部９０７ａ及び変化量制限部９０８の処理の第１例のステップＳ３０７からステップＳ３１２までの処理と同様である。
上述した実施形態４に係るエンド操舵角演算部９０７ａ及び変化量制限部９０８の処理の第２例の処理によれば、操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜が基本エンド操舵角θｈ＿ｅ０以上の領域にある場合には、エンド操舵角θｈ＿ｅ１の変化が制限される。これにより、車速Ｖｓの変化に伴うエンド操舵角の変化を抑制することができ、運転者の操舵感に与える違和感を軽減できる。また、エンド操舵角θｈ＿ｅ１の変化量が所定値以上である場合には、エンド操舵角θｈ＿ｅの前回値θｈ＿ｅ’に所定値を加算もしくは減算した値をエンド操舵角θｈ＿ｅとする。これにより、転舵比率ゲインＧの時間変化量が制限される。このため、転舵角の急変に伴う車両の挙動の急変を抑制することができ、運転者の操舵感に与える違和感を軽減できる。
上述したように、実施形態４に係る車両用操向装置（ＳＢＷシステム）は、車両の車速Ｖｓに応じた基本エンド操舵角θｈ＿ｅ０が設定されたエンド操舵角マップ９０６と、操舵角θｈ及び基本エンド操舵角θｈ＿ｅ０に基づき、エンド操舵角θｈ＿ｅ１を演算するエンド操舵角演算部９０７ａと、エンド操舵角θｈ＿ｅ１を制限して、エンド操舵角θｈ＿ｅをエンド目標操舵トルク生成部９０１及び転舵比率ゲイン演算部９０５に出力する変化量制限部９０８と、を備える。これにより、車両の車速Ｖｓや操舵角θｈの変動によって運転者の操舵感に与える違和感を軽減できる。また、転舵角の急変に伴う車両の挙動の急変を抑制することができ、運転者の操舵感に与える違和感を軽減できる。
なお、上述した実施形態４では、エンド操舵角θｈ＿ｅ１の変化量を制限する例について説明したが、エンド操舵角θｈ＿ｅ１の変化率を制限する態様であっても良いし、エンド操舵角θｈ＿ｅ１の差分率を制限する態様であっても良い。また、上述で使用した図は、本開示に関して定性的な説明を行うための概念図であり、これらに限定されるものではない。また、上述の実施形態は本開示の好適な実施の一例ではあるが、これに限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
以下に第二の背景技術に係る課題を解決する技術思想を記載する。
（１）ハンドルに操舵反力を付与する反力装置と、前記ハンドルの操舵に応じてタイヤを転舵する駆動装置と、前記反力装置及び前記駆動装置を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、操舵トルクの目標値である目標操舵トルクを生成する目標操舵トルク生成部と、前記ハンドルの操舵角、及び、最大転舵角に対応するエンド操舵角に基づき、前記ハンドルの操舵角の絶対値が前記エンド操舵角未満となる領域においてゼロとなり、前記操舵角の絶対値が前記エンド操舵角以上となる領域において、所定の変化率でゼロから増加する第１トルク信号を生成するエンド目標操舵トルク生成部と、を備え、前記目標操舵トルク生成部は、少なくとも車両の車速及び前記操舵角に応じた所定の基本マップに基づき第２トルク信号を生成し、当該第２トルク信号に対し、前記第１トルク信号を加算して、前記目標操舵トルクを生成する車両用操向装置。
（２）前記第２トルク信号は、少なくとも前記操舵角の絶対値の増加に伴い徐々に変化率が小さくなる曲線に沿って増加し、前記操舵角の絶対値が前記エンド操舵角以上となる領域における前記第１トルク信号の変化率は、前記第２トルク信号の最大変化率よりも大きい（１）に記載の車両用操向装置。
（３）前記エンド目標操舵トルク生成部は、前記第１トルク信号をＴｒｅｆ＿ｅ、前記操舵角をθｈ、前記エンド操舵角をθｈ＿ｅ、前記操舵角の絶対値が前記エンド操舵角以上となる領域において、前記第１トルク信号の傾きを決定する係数をＫｅとしたとき、下記（１）式を用いて、前記第１トルク信号を生成する（１）又は（２）に記載の車両用操向装置。　Ｔｒｅｆ＿ｅ＝Ｋｅ×ｍａｘ（０，（｜θｈ｜－θｈ＿ｅ））×ｓｉｇｎ（θｈ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１）
（４）前記制御部は、少なくとも前記車速に応じて前記エンド操舵角を設定するエンド操舵角設定部と、前記エンド操舵角に基づき、前記タイヤの目標転舵角を生成する際に前記操舵角に乗じる転舵比率ゲインを演算する転舵比率ゲイン演算部と、を備える（１）から（３）の何れかに記載の車両用操向装置。
（５）前記転舵比率ゲイン演算部は、前記転舵比率ゲインをＧ、前記操舵角をθｈ、前記エンド操舵角をθｈ＿ｅ、前記最大転舵角をθｔ＿ｍａｘ、前記転舵比率ゲインの基準値をＫｔとしたとき、下記（２）式を用いて、前記転舵比率ゲインを生成する（４）に記載の車両用操向装置。　Ｇ＝（θｔ＿ｍａｘ／Ｋｔ）／θｈ＿ｅ・・・（２）
（６）前記エンド操舵角設定部は、前記車両の車速が第１車速以上の領域を第１領域、前記車両の車速が第１車速よりも小さい第３車速以上、かつ、前記第１車速未満の領域を第２領域、前記車両の車速が０以上、かつ、前記第３車速未満の領域を第３領域、としたとき、前記第３領域におけるエンド操舵角を、前記第１領域におけるエンド操舵角よりも小さい値に設定する（４）又は（５）に記載の車両用操向装置。
（７）前記エンド操舵角設定部は、前記第１領域におけるエンド操舵角を一定値に設定し、前記第３領域におけるエンド操舵角を前記第１領域におけるエンド操舵角とは異なる一定値に設定し、前記第２領域におけるエンド操舵角を前記第１領域におけるエンド操舵角から前記第３領域におけるエンド操舵角に至るまでの範囲内において徐々に小さい値となるように設定する（６）に記載の車両用操向装置。
（８）前記エンド操舵角設定部は、前記車両の車速に応じた基本エンド操舵角が設定されたエンド操舵角マップと、前記操舵角及び前記基本エンド操舵角に基づき、前記エンド操舵角を演算するエンド操舵角演算部と、を備える（４）から（７）の何れかに記載の車両用操向装置。
（９）前記エンド操舵角演算部は、前記操舵角の絶対値が所定の第１閾値未満である場合に、前記基本エンド操舵角を出力し、前記操舵角の絶対値が前記第１閾値以上である場合に、前記エンド操舵角の前回値を出力する（８）に記載の車両用操向装置。
（１０）前記エンド操舵角演算部は、前記操舵角の絶対値が前記基本エンド操舵角未満である場合に、前記基本エンド操舵角を出力し、前記操舵角の絶対値が前記基本エンド操舵角以上であり、かつ、前記操舵角の絶対値が前記エンド操舵角の前回値未満である場合に、前記操舵角の絶対値を出力し、前記操舵角の絶対値が前記基本エンド操舵角以上であり、かつ、前記操舵角の絶対値が前記エンド操舵角の前回値以上である場合に、前記エンド操舵角の前回値を出力する（８）に記載の車両用操向装置。
（１１）前記エンド操舵角設定部は、前記エンド操舵角の変化量を制限する変化量制限部をさらに備え、前記エンド操舵角演算部は、前記操舵角の絶対値が所定の第１閾値未満である場合に、前記基本エンド操舵角を出力し、前記操舵角の絶対値が前記第１閾値以上である場合に、前記エンド操舵角の前回値を出力し、前記変化量制限部は、前記エンド操舵角と前記エンド操舵角の前回値との差分値の絶対値が所定の第２閾値未満である場合に、前記エンド操舵角を出力し、前記エンド操舵角と前記エンド操舵角の前回値との差分値の絶対値が前記第２閾値以上であり、かつ、前記エンド操舵角から前記エンド操舵角の前回値を減算した値が前記第２閾値以上である場合に、前記エンド操舵角の前回値に前記第２閾値を加算して出力し、前記エンド操舵角と前記エンド操舵角の前回値との差分値の絶対値が前記第２閾値以上であり、かつ、前記エンド操舵角から前記エンド操舵角の前回値を減算した値が前記第２閾値未満である場合に、前記エンド操舵角の前回値から前記第２閾値を減算して出力する（８）に記載の車両用操向装置。
（１２）前記エンド操舵角設定部は、前記エンド操舵角の変化量を制限する変化量制限部をさらに備え、前記エンド操舵角演算部は、前記操舵角の絶対値が前記基本エンド操舵角未満である場合に、前記基本エンド操舵角を出力し、前記操舵角の絶対値が前記基本エンド操舵角以上であり、かつ、前記操舵角の絶対値が前記エンド操舵角の前回値未満である場合に、前記操舵角の絶対値を出力し、前記操舵角の絶対値が前記基本エンド操舵角以上であり、かつ、前記操舵角の絶対値が前記エンド操舵角の前回値以上である場合に、前記エンド操舵角の前回値を出力し、前記変化量制限部は、前記エンド操舵角と前記エンド操舵角の前回値との差分値の絶対値が所定の第２閾値未満である場合に、前記エンド操舵角を出力し、前記エンド操舵角と前記エンド操舵角の前回値との差分値の絶対値が前記第２閾値以上であり、かつ、前記エンド操舵角から前記エンド操舵角の前回値を減算した値が前記第２閾値以上である場合に、前記エンド操舵角の前回値に前記第２閾値を加算して出力し、前記エンド操舵角と前記エンド操舵角の前回値との差分値の絶対値が前記第２閾値以上であり、かつ、前記エンド操舵角から前記エンド操舵角の前回値を減算した値が前記第２閾値未満である場合に、前記エンド操舵角の前回値から前記第２閾値を減算して出力する（８）に記載の車両用操向装置。
図１から図１０に関する符号の説明。
　１　ハンドル
　２　コラム軸
　３　減速機構
　５　ピニオンラック機構
　６ａ，６ｂ　タイロッド
　７ａ，７ｂ　ハブユニット
　８Ｌ，８Ｒ　操向車輪
　１０　トルクセンサ
　１１　イグニションキー
　１２　車速センサ
　１３　バッテリ
　１４　舵角センサ
　５０　コントロールユニット（ＥＣＵ）
　６０　反力装置
　６１　反力用モータ
　７０　駆動装置
　７１　駆動用モータ
　７２　ギア
　７３　角度センサ
　１３０　電流制御部
　１４０　モータ電流検出器
　２００　目標操舵トルク生成部
　３００　捩れ角制御部
　３１０　捩れ角フィードバック（ＦＢ）補償部
　３２０　捩れ角速度演算部
　３３０　速度制御部
　３３１　積分部
　３３２　比例部
　３３３，３３４　減算部
　３４０　安定化補償部
　３５０　出力制限部
　３６１　減算部
　３６２　加算部
　５００　変換部
　９００　転舵比率マップ部
　９１０　目標転舵角生成部
　９２０　転舵角制御部
　９２１　転舵角フィードバック（ＦＢ）補償部
　９２２　転舵角速度演算部
　９２３　速度制御部
　９２６　出力制限部
　９２７　減算部
　９３０　電流制御部
　９３１　制限部
　９３３　補正部
　９３２　レート制限部
　９４０　モータ電流検出器
　１００１　ＣＰＵ
　１００５　インターフェース
　１００６　Ａ／Ｄ変換器
　１００７　ＰＷＭコントローラ
　１１００　制御用コンピュータ（ＭＣＵ）
図１０から図３８に関する符号の説明。
　１　ハンドル　２　コラム軸　２Ａ　トーションバー　３　減速機構　４ａ、４ｂ　ユニバーサルジョイント　５　ピニオンラック機構　６ａ，６ｂ　タイロッド　７ａ，７ｂ　ハブユニット　８Ｌ，８Ｒ　操向車輪　１０　トルクセンサ　１１　イグニションキー　１２　車速センサ　１３　バッテリ　１４　舵角センサ　１５　低速運転モード検知部（判定部）　２０　モータ　３０，３０ａ，５０　コントロールユニット（ＥＣＵ）　６０　反力装置　６１　反力用モータ　７０　駆動装置　７１　駆動用モータ　７２　ギア　７３　角度センサ　１００　ＥＰＳ操舵系／車両系　１３０　電流制御部　１４０　モータ電流検出器　２００，２０１，２０２　目標操舵トルク生成部　２１０　基本マップ部　２１１　乗算部　２１３　符号抽出部　２２０　微分部　２３０　ダンパゲインマップ部　２４０　ヒステリシス補正部　２５０　ＳＡＴ情報補正部　２５１　ＳＡＴ算出部　２５１Ａ　換算部　２５１Ｂ　角速度演算部　２５１Ｃ　角加速度演算部　２５１Ｄ，２５１Ｅ，２５１Ｆ　ブロック　２５１Ｈ　，２５１Ｉ，２５１Ｊ　加算器　２５２　フィルタ部　２５３　操舵トルク感応ゲイン部　２５４　車速感応ゲイン部　２５５　舵角感応ゲイン部　２５６　制限部　２６０，２６４　乗算部　２６１，２６２，２６５　加算部　２８０　操舵反力補正部　２８１　補正ゲイン生成部　２８２　補正トルクマップ　２８３　符号抽出部　２８４　乗算部　３００，３００ａ　捩れ角制御部　３１０　捩れ角フィードバック（ＦＢ）補償部　３２０　捩れ角速度演算部　３３０　速度制御部　３３１　積分部　３３２　比例部　３３３，３３４　減算部　３４０　安定化補償部　３５０　出力制限部　３６０　舵角外乱補償部　３６１　減算部　３６２，３６３　加算部　３７０　減速比部　４００　操舵方向判定部　５００　変換部　９１０　目標転舵角生成部　９２０　転舵角制御部　９２１　転舵角フィードバック（ＦＢ）補償部　９２２　転舵角速度演算部　９２３　速度制御部　９２６　出力制限部　９２７　減算部　９３０　電流制御部　９３１　制限部　９３３　補正部　９３２　レート制限部　９４０　モータ電流検出器　１００１　ＣＰＵ　１００５　インターフェース　１００６　Ａ／Ｄ変換器　１００７　ＰＷＭコントローラ　１１００　制御用コンピュータ（ＭＣＵ）
図３９から図６８に関する符号の説明。
　１　ハンドル
　２　コラム軸
　３　減速機構
　５　ピニオンラック機構
　６ａ，６ｂ　タイロッド
　７ａ，７ｂ　ハブユニット
　８Ｌ，８Ｒ　操向車輪
　１０　トルクセンサ
　１１　イグニションキー
　１２　車速センサ
　１３　バッテリ
　１４　舵角センサ
　５０　コントロールユニット（ＥＣＵ）
　６０　反力装置
　６１　反力用モータ
　７０　駆動装置
　７１　駆動用モータ
　７２　ギア
　７３　角度センサ
　１３０　電流制御部
　１４０　モータ電流検出器
　２００　目標操舵トルク生成部
　２１０　基本マップ部
　２１１　乗算部
　２１３　符号抽出部
　２２０　微分部
　２３０　ダンパゲインマップ部
　２４０　ヒステリシス補正部
　２６０　乗算部
　２６１，２６２，２６３　加算部
　３００　捩れ角制御部
　３１０　捩れ角フィードバック（ＦＢ）補償部
　３２０　捩れ角速度演算部
　３３０　速度制御部
　３３１　積分部
　３３２　比例部
　３３３，３３４　減算部
　３４０　安定化補償部
　３５０　出力制限部
　３６１　減算部
　３６２　加算部
　５００　変換部
　９００，９００ａ，９００ｂ，９００ｃ　操舵エンド制御部
　９０１　エンド目標操舵トルク生成部
　９０４，９０４ａ，９０４ｂ　エンド操舵角設定部
　９０５　転舵比率ゲイン演算部
　９０６，９０６ａ　エンド操舵角マップ
　９０７，９０７ａ　エンド操舵角演算部
　９０８　変化量制限部
　９１０　目標転舵角生成部
　９２０　転舵角制御部
　９２１　転舵角フィードバック（ＦＢ）補償部
　９２２　転舵角速度演算部
　９２３　速度制御部
　９２６　出力制限部
　９２７　減算部
　９３０　電流制御部
　９３１　制限部
　９３２　レート制限部
　９３３　補正部
　９４０　モータ電流検出器
　１００１　ＣＰＵ
　１００５　インターフェース
　１００６　Ａ／Ｄ変換器
　１００７　ＰＷＭコントローラ
　１１００　制御用コンピュータ（ＭＣＵ）

Claims (1)

  1. 　ハンドルに操舵反力を付与する反力装置と、
    　前記ハンドルの操舵に応じてタイヤを転舵する駆動装置と、
    　前記反力装置及び前記駆動装置を制御する制御部と、
    　を備え、
    　前記制御部は、
    　車両の車速に応じた転舵比率ゲインを設定する転舵比率マップ部と、
    　前記ハンドルの操舵角に前記転舵比率ゲインを乗じて目標転舵角を生成する目標転舵角生成部と、を備え、
    　前記車両の後進時における転舵比率ゲインが、前記車両の前進時における転舵比率ゲイン以上である
    　車両用操向装置。
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