WO2022201961A1 - 転舵制御装置及び転舵装置 - Google Patents

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WO2022201961A1
WO2022201961A1 PCT/JP2022/005616 JP2022005616W WO2022201961A1 WO 2022201961 A1 WO2022201961 A1 WO 2022201961A1 JP 2022005616 W JP2022005616 W JP 2022005616W WO 2022201961 A1 WO2022201961 A1 WO 2022201961A1
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WO
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steering
unit
end position
steering angle
storage unit
Prior art date
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PCT/JP2022/005616
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English (en)
French (fr)
Inventor
徹也 北爪
翔也 丸山
Original Assignee
日本精工株式会社
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Publication date
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Priority to US17/917,778 priority patent/US11731687B2/en
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/021—Determination of steering angle
    • B62D15/0245—Means or methods for determination of the central position of the steering system, e.g. straight ahead position
    • 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
    • B62D5/0469—End-of-stroke control

Definitions

  • the present invention relates to a steering control device and a steering device.
  • Patent Document 1 discloses a technique of learning the maximum absolute value of the steering angle as the rack end position, increasing the steering reaction force before reaching the rack end position of the steering angle, and mitigating the impact when hitting the end. Have been described.
  • the present invention has been made with a focus on the above problems, and aims to reduce the error between the virtual rack end position and the actual rack end position.
  • a steering control device includes a position detection unit that detects a steering position of a steering mechanism of a vehicle, and a steering mechanism that detects a steering position detected by the position detection unit. and an end position learning unit that learns the end position of the rudder mechanism.
  • the terminal position learning section stores the steering position farthest from the neutral position of the steering mechanism among the steering positions detected by the position detection section when the rotational force applied to the steering mechanism is equal to or less than a first predetermined value.
  • a second storage unit for storing a steering position farthest from the neutral position among positions obtained by shifting the steering position detected by the position detection unit by a second predetermined value in the neutral direction of the steering mechanism; and a third storage unit that stores, as the end position stored by the end position learning unit, one of the steering positions stored in the first storage unit and the second storage unit that is farther from the neutral position.
  • a steering device includes the steering control device described above, and an actuator that is driven and controlled by the steering control device to steer steered wheels of a vehicle.
  • the error between the virtual rack end position and the actual rack end position can be reduced.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of an example of an electric power steering device according to an embodiment
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of a functional configuration of a controller shown in FIG. 1
  • FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of a steering angle range in which shock mitigation control is performed
  • 4 is a block diagram showing an example of a functional configuration of an impact relaxation control section
  • FIG. (a) is a characteristic diagram showing an example of characteristics of a spring constant table
  • (b) is a characteristic diagram showing an example of characteristics of a viscosity constant table. It is a block diagram which shows an example of a functional structure of a termination position learning part.
  • (a) is an explanatory diagram of an example of a change in column output shaft torque accompanying a change in steering angle
  • (b) is an explanation of an example of a learning value of the end position when the column output shaft torque of (a) is generated. It is a diagram.
  • (a) is a conceptual diagram of the actual rack end position
  • (b) is a conceptual diagram of the virtual rack end position when there is no offset error
  • (c) is a conceptual diagram of the virtual rack end position when there is an offset error.
  • (d) is a conceptual diagram of the state in which the left virtual rack end position is learned after the offset error occurs
  • (e) is a correction of the steering angle detected by the steering angle sensor and the correction of the right virtual rack end position.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram of resetting a learning value
  • (f) is a conceptual diagram of a state in which the left virtual rack end position has been learned
  • (g) is a conceptual diagram of a state in which the right virtual rack end position has been learned.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of an example of an electric power steering system according to an embodiment.
  • Column shafts (steering shafts) 2i and 2o of a steering wheel (steering handle) 1 pass through a speed reduction gear (worm gear) 3, an intermediate shaft 4, a pinion rack mechanism 5, and tie rods 6a and 6b. It is connected to steered wheels 8L and 8R via hub units 7a and 7b.
  • the column input shaft 2i and the column output shaft 2o are connected by a torsion bar (not shown) that twists due to a rotational angle difference between the column input shaft 2i and the column output shaft 2o.
  • the intermediate shaft 4 has a shaft member 4c and universal joints 4a and 4b attached to both ends of the shaft member.
  • the universal joint 4 a is connected to the column output shaft 2 o and the universal joint 4 b is connected to the pinion rack mechanism 5 .
  • the pinion rack mechanism 5 has a pinion 5a connected to a pinion shaft to which steering force is transmitted from the universal joint 4b, and a rack 5b that meshes with the pinion 5a. to convert to straight motion in the vehicle width direction.
  • the steering shaft 2 (column shafts 2i and 2o) is provided with a torque sensor 10 for detecting steering torque Th.
  • a steering angle sensor 14 for detecting a steering angle ⁇ h of the steering wheel 1 is provided on the steering shaft 2 (column shafts 2i and 2o).
  • a motor 20 that assists the steering force of the steering wheel 1 is connected to the column output shaft 2o via the reduction gear 3.
  • a controller 30 that controls an electric power steering (EPS) device is supplied with power from a battery 13 and receives an ignition key signal via an ignition (IGN) key 11 .
  • EPS electric power steering
  • IGN ignition
  • the means for applying the steering assist force is not limited to the motor, and various types of actuators can be used.
  • the controller 30 calculates the current command value of the assist control command based on the steering torque Th detected by the torque sensor 10, the vehicle speed Vh detected by the vehicle speed sensor 12, and the steering angle ⁇ h detected by the steering angle sensor 14. , and the current supplied to the motor 20 is controlled by the voltage control command value Vref obtained by compensating the current command value.
  • the steering angle sensor 14 is not essential, and the steering angle ⁇ h is obtained by adding the torsion angle of the torsion bar of the torque sensor 10 to the rotation angle obtained from the rotation angle sensor that detects the rotation angle of the rotation shaft of the motor 20. can be calculated.
  • Controller 30 may comprise, for example, a computer including a processor and peripheral components such as storage devices.
  • the processor may be, for example, a CPU (Central Processing Unit) or an MPU (Micro-Processing Unit).
  • the storage device may comprise any one of a semiconductor storage device, a magnetic storage device and an optical storage device.
  • the storage device may include memories such as registers, cache memories, ROMs (Read Only Memories) used as main storages, and RAMs (Random Access Memories).
  • the functions of the controller 30 described below are realized, for example, by the processor of the controller 30 executing a computer program stored in a storage device.
  • controller 30 may be formed of dedicated hardware for executing each information processing described below.
  • controller 30 may comprise functional logic circuitry implemented in a general-purpose semiconductor integrated circuit.
  • controller 30 may include a programmable logic device (PLD), such as a field-programmable gate array (FPGA), or the like.
  • PLD programmable logic device
  • FPGA field-programmable gate array
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the controller 30 of the embodiment.
  • the controller 30 includes a basic command value calculation unit 40, subtractors 41 and 42, a current control unit 43, a PWM (Pulse Width Modulation) control unit 44, an inverter (INV) 45, a terminal position learning unit 46, A control rotation displacement setting section 47 , a differentiating section 48 , and an impact relaxation control section 49 are provided.
  • a basic command value calculation unit 40 calculates a basic current command value Iref1 that is a control target value for the drive current of the motor 20 based on the steering torque Th from the torque sensor 10 and the vehicle speed Vh from the vehicle speed sensor 12 .
  • the subtractor 41 corrects the basic current command value Iref1 by subtracting the impact mitigation control output Iref2 output from the impact mitigation control section 49 from the basic current command value Iref1. Output as the value Iref3.
  • the impact mitigation control unit 49 suppresses an increase in the steering angle ⁇ h, thereby mitigating the impact and hammering noise (abnormal noise) caused by the end contact.
  • the control by which the impact mitigation control unit 49 mitigates the impact and noise caused by the end contact is sometimes referred to as "impact mitigation control”.
  • the impact mitigation control unit 49 outputs a current command value for suppressing an increase in the steering angle ⁇ h in order to mitigate the impact and hitting sound caused by the end contact as the impact mitigation control output Iref2.
  • the shock mitigation control section 49 may output a current command value that generates a steering reaction force. The details of the shock mitigation control section 49 will be described later.
  • the current command value Iref3 calculated by the subtractor 41 is input to the subtractor 42, and the deviation (Iref3-Im) from the motor current value Im being fed back is calculated.
  • the deviation (Iref3-Im) is controlled by the current control unit 43 such as PI control, the current-controlled voltage control value Vref is input to the PWM control unit 44, the duty is calculated, and the PWM signal is passed through the inverter 45. to drive the motor 20 by PWM.
  • a motor current value Im of the motor 20 is detected by a current detector 50, input to a subtractor 42, and fed back.
  • the subtractor 41 is an example of the "command value correction unit” described in the claims, and the subtractor 42, the current control unit 43, the PWM control unit 44, and the inverter 45 are described in the claims. is an example of the "driving unit" of.
  • the terminal position learning unit 46 learns the virtual rack end positions ⁇ evr and ⁇ evl, which are the terminal positions of the steering mechanism.
  • ⁇ evr is a virtual rack end position during right steering and has a positive value.
  • ⁇ evl is a virtual rack end position during left steering and has a negative value.
  • rack neutral position the center position of the left and right actual rack end positions
  • steering angle neutral position the neutral position of the steering angle ⁇ h of the column shaft detected by the steering angle sensor 14
  • the terminal position learning unit 46 estimates the offset error Ofs, subtracts the offset error Ofs from the steering angle ⁇ h detected by the steering angle sensor 14, and outputs a corrected steering angle ⁇ h1. Details of the terminal position learning unit 46 will be described later.
  • the control rotational displacement setting unit 47 A control rotational displacement .theta.r is set to indicate how close the corrected steering angle .theta.h1 is to the virtual rack end positions .theta.evr and .theta.evl. Please refer to FIG.
  • the range where the threshold ⁇ thR ⁇ h1 is satisfied is the impact mitigation control implementation range
  • the range in which the threshold value ⁇ thL> ⁇ h1 is satisfied is the impact relaxation control execution range.
  • the thresholds ⁇ thR and ⁇ thL are set based on the virtual rack end positions ⁇ evr and ⁇ evl, respectively.
  • the threshold ⁇ thR for right steering may be a value obtained by subtracting a predetermined positive value ⁇ from the virtual rack end position ⁇ evr ( ⁇ evr ⁇ )
  • the threshold ⁇ thL for left steering may be a value obtained by subtracting a predetermined positive value ⁇ from the virtual rack end position ⁇ evr.
  • the controlled rotational displacement ⁇ r is set to zero (“0”) outside the impact mitigation control implementation range (that is, ⁇ thL ⁇ h1 ⁇ thR), and within the impact mitigation control implementation range for right steering, the control rotational displacement ⁇ r is set to the threshold value ⁇ thR from the corrected steering angle ⁇ h1.
  • the larger the difference ( ⁇ h1 ⁇ thR) obtained by subtracting the larger the control rotational displacement ⁇ r is set.
  • the smaller the difference ( ⁇ h1 ⁇ thL) obtained by subtracting the threshold value ⁇ thL from the corrected steering angle ⁇ h1 that is, the larger the absolute value
  • a negative control rotational displacement ⁇ r (ie a larger absolute value
  • the control rotational displacement setting unit 47 sets the difference ⁇ h1 ⁇ thR to the control rotational displacement ⁇ r when the corrected steering angle ⁇ h1 is larger than the threshold ⁇ thR, and sets the difference ⁇ h1 ⁇ r when the corrected steering angle ⁇ h1 is smaller than the threshold ⁇ thL.
  • ⁇ thL may be set to the control rotational displacement ⁇ r.
  • a differentiation unit 48 differentiates the steering angle ⁇ h detected by the steering angle sensor 14 to calculate a steering angular velocity ⁇ .
  • the impact mitigation control section 49 sets the impact mitigation control output Iref2 based on the control rotational displacement ⁇ r and the steering angular velocity ⁇ .
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the shock mitigation control section 49.
  • the impact relaxation control section 49 includes a spring constant table 60 , multipliers 61 and 63 , a viscosity constant table 62 , an adder 64 and a limiter 65 .
  • a spring constant table 60 is a data table for calculating the spring constant k0 of the steering system.
  • the spring constant k0 has the characteristic of increasing relatively sharply (non-linearly increasing) at the central portion of the change region as the control rotational displacement .theta.r increases.
  • the characteristic when the control rotational displacement ⁇ r is a negative value is line-symmetrical with the axis of spring constant k0 (vertical axis) as the axis of symmetry.
  • a viscosity constant table 62 is a data table for calculating the viscosity constant ⁇ of the steering system. As shown in FIG.
  • the viscosity constant ⁇ has the characteristic of gradually increasing (non-linearly increasing) relatively gradually as the control rotational displacement ⁇ r increases.
  • the characteristics when the control rotational displacement ⁇ r is a negative value are linearly symmetrical with the viscosity constant ⁇ axis (vertical axis) as the axis of symmetry.
  • the spring constant k0 from the spring constant table 60 is multiplied by the control rotational displacement .theta.r in the multiplier 61, and the multiplication result (k0.times..theta.r) is input to the adder 64.
  • the viscosity constant ⁇ from the viscosity constant table 62 is multiplied by the steering angular velocity ⁇ in the multiplier 63 and the multiplication result ( ⁇ ) is input to the adder 64 .
  • the configuration of the impact mitigation control unit 49 in FIG. 4 is merely an example, and the present invention is not limited to the configuration described above. It is sufficient for the impact relaxation control section 49 to have a configuration capable of outputting an impact relaxation control output Iref2 that suppresses an increase in the steering angle ⁇ h when the corrected steering angle ⁇ h1 approaches the rack end position.
  • the terminal position learning unit 46 determines the steering angle (positive steering angle In the case of ⁇ h, the maximum steering angle, and in the case of a negative steering angle ⁇ h, the minimum steering angle is obtained as the first candidate ⁇ m1 for the virtual rack end.
  • the first virtual rack end candidate may be obtained when the column output shaft torque Tc applied to the column output shaft 2o is equal to or less than a predetermined value T1.
  • the terminal position learning unit 46 calculates the steering angle ⁇ h detected by the steering angle sensor 14 when the rotational force applied to the steering mechanism is equal to or less than a first predetermined value and the operating force acting on the steering operation unit is equal to or less than a third predetermined value.
  • the steering angle that is the farthest from the steering angle neutral position is obtained as the first candidate ⁇ m1 for the virtual rack end.
  • the first candidate ⁇ m1 may be obtained when the column output shaft torque Tc is equal to or less than a predetermined value T1 and the steering torque Th is equal to or less than a predetermined value T2.
  • the terminal position learning section 46 calculates the steering angle ⁇ h detected by the steering angle sensor 14 that is the farthest from the steering angle neutral position among the angles obtained by shifting the steering angle ⁇ h toward the steering angle neutral position by the second predetermined value (that is, , the angle obtained by subtracting the second predetermined value from the maximum steering angle in the case of a positive steering angle ⁇ h, and the angle obtained by adding the second predetermined value to the minimum steering angle in the case of a negative steering angle ⁇ h) is calculated as the virtual rack It is obtained as the second candidate ⁇ m2 for the end.
  • the maximum possible error may be set as the second predetermined value.
  • the end position learning unit 46 obtains the steering angle that is the farthest from the steering angle neutral position among the first candidate ⁇ m1 and the second candidate ⁇ m2 as the virtual rack end positions ⁇ evr and ⁇ evl. As a result, it is possible to reduce the influence of torsion or the like caused by torque, and to reduce the error between the virtual rack end positions ⁇ evr and ⁇ evl and the actual rack end positions.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the termination position learning section 46.
  • the terminal position learning unit 46 includes an output shaft torque calculation unit 70, a selection unit 71, a first storage unit 72, delay units 73 and 77, a rate limiter 74, a correction position calculation unit 75, and a second storage unit. 76 , a third storage section 78 , a limiter 79 , a stroke calculation section 80 , an offset error calculation section 81 , a subtractor 82 and an end position correction section 83 .
  • the output shaft torque calculator 70 calculates the column output shaft torque Tc applied to the column output shaft 2o. For example, the output shaft torque calculation unit 70 multiplies the current command value Iref3 of the motor 20 or the motor current value Im detected by the current detector 50 by the motor torque constant and the reduction ratio of the reduction gear 3 to output the estimated motor torque as a column output. It may be calculated as the axial torque Tc. For example, the output shaft torque calculator 70 calculates the sum of the motor torque estimated by multiplying the current command value Iref3 of the motor 20 by the motor torque constant and the reduction ratio of the reduction gear 3 and the steering torque Th detected by the torque sensor 10. may be calculated as the column output shaft torque Tc.
  • the output shaft torque calculation unit 70 calculates the motor torque estimated by multiplying the motor current value Im detected by the current detector 50 by the motor torque constant and the reduction ratio of the reduction gear 3, and the steering torque detected by the torque sensor 10.
  • the sum with the torque Th may be calculated as the column output shaft torque Tc.
  • the output shaft torque calculation unit 70 obtains the motor angular acceleration by second-order differentiation of the detection value of the angle sensor of the motor 20, multiplies the moment of inertia to estimate the inertia torque, and calculates the column calculated as described above. Inertia torque may be added to the output shaft torque Tc.
  • the column output shaft torque Tc is an example of "rotational force applied to the steering mechanism".
  • the steering torque Th is an example of "an operating force that acts on the steering operation portion of the vehicle.”
  • the subtractor 82 subtracts the offset error Ofs calculated by the offset error calculator 81 from the steering angle ⁇ h detected by the steering angle sensor 14 to calculate a corrected steering angle ⁇ h1. Calculation of the offset error Ofs by the offset error calculator 81 will be described later.
  • the selection unit 71 selects one of the corrected steering angle ⁇ h1 and the output of the delay unit 73 and outputs it to the first storage unit 72 according to the values of the column output shaft torque Tc and the steering torque Th.
  • the delay unit 73 delays and outputs the first virtual rack end candidate ⁇ m1 stored in the first storage unit 72 and output.
  • the selection unit 71 selects the corrected steering angle ⁇ h1 calculated from the steering angle ⁇ h detected when the column output shaft torque Tc is equal to or less than a predetermined value T1 and the steering torque Th is equal to or less than a predetermined value T2. , and the output of the delay unit 73 may be output to the first storage unit 72 in other cases.
  • the first storage unit 72 stores the output of the delay unit 73 and the corrected steering angle ⁇ h1, whichever is farther from the steering angle neutral position, as the first virtual rack end candidate ⁇ m1.
  • the corrected steering angle ⁇ h1 calculated when the column output shaft torque Tc is equal to or less than the predetermined value T1 and the steering torque Th is equal to or less than the predetermined value T2 is changed from the first candidate ⁇ m1 stored in the first storage unit 72 until then. If the steering angle is further from the neutral position than , the first candidate ⁇ m1 stored in the first storage unit 72 is updated with the corrected steering angle ⁇ h1.
  • Selection unit 71 selects correction steering angle ⁇ h1 and outputs it to first storage unit 72 when column output shaft torque Tc is equal to or less than predetermined value T1, and outputs the output of delay unit 73 to first storage unit 72 otherwise. You may output to the part 72.
  • FIG. The rate limiter 74 receives the first candidate ⁇ m1 output from the first storage unit 72 and the steering angle ⁇ o output from the third storage unit. The rate limiter 74 limits the change rate of the first candidate ⁇ m1 with respect to the delayed steering angle ⁇ o, and outputs the first candidate ⁇ m1′ after the change rate is limited to the third storage section 78 .
  • the corrected position calculator 75 calculates an angle obtained by shifting the corrected steering angle ⁇ h1 toward the steering angle neutral position by a second predetermined value. That is, when the corrected steering angle ⁇ h1 is positive, an angle obtained by subtracting the second predetermined value from the corrected steering angle ⁇ h1 is output. When the corrected steering angle ⁇ h1 is negative, an angle obtained by adding a second predetermined value to the corrected steering angle ⁇ h1 is output.
  • the second storage unit 76 stores the output of the corrected position calculation unit 75 and the output of the delay unit 77, whichever is farther from the steering angle neutral position, as the second candidate ⁇ m2 for the virtual rack end.
  • the delay unit 77 delays and outputs the second candidate ⁇ m2 of the virtual rack end stored in the second storage unit 76 and output.
  • the output of the corrected position calculator 75 (that is, the angle obtained by shifting the corrected steering angle ⁇ h1 toward the steering angle neutral position by the second predetermined value) is stored in the second storage unit 76 until then. If the steering angle neutral position is farther than the candidate ⁇ m2, the second candidate ⁇ m2 stored in the second storage 76 is updated based on the output of the correction position calculator 75 .
  • the third storage unit 78 stores and outputs the steering angle ⁇ o farther from the steering angle neutral position, out of the first candidate ⁇ m1′ and the second candidate ⁇ m2 whose rate of change is limited by the rate limiter 74 .
  • the limiter 79 limits the magnitude of the steering angle ⁇ o output from the third storage unit 78 and outputs virtual rack end positions ⁇ evr and ⁇ evl.
  • FIGS. 7(a) and 7(b) A learning example of the virtual rack end according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 7(a) and 7(b).
  • the first candidate ⁇ m1 is updated if it is farther from the steering angle neutral position than the first candidate ⁇ m1 stored in the unit 72 .
  • FIG. 7(a) is an explanatory diagram of an example of changes in the column output shaft torque Tc accompanying changes in the steering angle ⁇ h.
  • the arrows in the figure indicate the steering direction.
  • the column output shaft torque Tc exceeds a predetermined value T1
  • the column output shaft torque Tc is smaller than the predetermined value T1.
  • FIG. 7(b) is an explanatory diagram of an example of learned values of the virtual rack end of right steering when the column output shaft torque Tc of FIG. 7(a) is generated.
  • the dashed line indicates the steering angle ⁇ h
  • the dashed line indicates the first candidate ⁇ m1
  • the two-dot chain line indicates the second candidate ⁇ m2
  • the solid line indicates the output ⁇ o from the third storage section 78 (virtual rack end before limit by the limiter 79). position ⁇ evr and ⁇ evl). Note that the one-dot chain line and the two-dot chain line are displayed by shifting so as not to overlap other lines.
  • the steering angle ⁇ h (broken line) is maintained while the column output shaft torque Tc is equal to or less than the predetermined value T1 (that is, while the steering angle ⁇ h is equal to or less than ⁇ 1). is learned as the first candidate ⁇ m1 (chain line).
  • the first candidate ⁇ m1 (chain line) increases to ⁇ 1.
  • an angle obtained by subtracting a second predetermined value from the steering angle ⁇ h is learned as a second candidate ⁇ m2 (chain line).
  • the first candidate ⁇ m1′ whose rate of change is limited by the rate limiter 74 is larger than the second candidate ⁇ m2 (two-dot chain line) (time t1 to time t2)
  • the first candidate ⁇ m1′ is stored in the third memory.
  • the second candidate ⁇ m2 exceeds the first candidate ⁇ m1′ at time t2, the second candidate ⁇ m2 is selected as the output ⁇ o (solid line).
  • the second candidate ⁇ m2 (chain line) also stops increasing. Therefore, after that, the first candidate ⁇ m1′ whose rate of change is limited by the rate limiter 74 is selected as the output ⁇ o (solid line) of the third storage section 78 . As described above, since the first candidate ⁇ m1 (chain line) increases to ⁇ 1, the output ⁇ o (solid line) of the third storage unit 78 increases to ⁇ 1 after the first candidate ⁇ m1. When reaching ⁇ 1 at time t4, the output ⁇ o (solid line) stops increasing.
  • the steering angle ⁇ h decreases to ⁇ 2 at time t5.
  • the column output shaft torque Tc becomes equal to or less than the predetermined value T1. Therefore, the angle ⁇ 2 is learned as the first candidate ⁇ m1 (chain line). Therefore, the first candidate ⁇ m1′ whose rate of change is limited by the rate limiter 74 starts increasing and is selected as the output ⁇ o (solid line) of the third storage section 78 .
  • the output ⁇ o (solid line) increases until it reaches ⁇ 2 at time t6, and then becomes constant.
  • FIG. 8(a) is a conceptual diagram of the actual rack end position
  • FIG. 8(b) is a conceptual diagram of the virtual rack end positions ⁇ evr and ⁇ evl when there is no offset error
  • FIG. 8(c) is an offset
  • FIG. 4 is a conceptual diagram of virtual rack end positions ⁇ evr and ⁇ evl when there is an error
  • FIGS. 8(b) and 8(c) The position of "0 [deg]" in FIGS. 8(b) and 8(c) indicates the steering angle neutral position.
  • the steering angle neutral position in FIG. 8(b) coincides with the rack neutral position (the center position of the actual rack end position), and the steering angle neutral position in FIG. 8(c) is shifted to the right by ⁇ from the rack neutral position. there is That is, when the steering angle is steered to the left by ⁇ from the steering angle neutral position, the rack 5b becomes the rack neutral position.
  • the terminal position learning unit 46 estimates the offset error Ofs between the rack neutral position and the steering angle neutral position as described above, and subtracts the offset error Ofs from the steering angle ⁇ h detected by the steering angle sensor 14. A corrected steering angle ⁇ h1 is output.
  • the stroke calculator 80 calculates the distance between the right virtual rack end position ⁇ evr and the left virtual rack end position ⁇ evl as the rack stroke St.
  • the offset error calculator 81 compares the rack stroke St with a predetermined rack stroke maximum value.
  • the maximum value that can be calculated as the rack stroke St may be set in consideration of possible errors (variations) of the left and right virtual rack end positions ⁇ evl and ⁇ evr.
  • FIG. 8(d) is a conceptual diagram of a state in which the left virtual rack end position ⁇ evl is learned after an offset error has occurred. Since the steering angle neutral position is shifted to the right side of the rack neutral position, when the left virtual rack end position ⁇ evl is newly learned, the rack stroke St between the virtual rack end positions ⁇ evr and ⁇ evl does not reach the maximum rack stroke value. Over.
  • the offset error calculator 81 calculates a difference obtained by subtracting the maximum rack stroke value from the rack stroke St (rack stroke St ⁇ maximum rack stroke value) as an offset error Ofs.
  • the virtual rack end position learned when the rack stroke St exceeding the maximum rack stroke value is calculated may be referred to as "one virtual rack end position".
  • the virtual rack end position that is not one of the left and right virtual rack end positions may be referred to as the "other virtual rack end position”.
  • the steering angle neutral position deviates to the right from the rack neutral position
  • the left virtual rack end position becomes one virtual rack end position
  • the right virtual rack end position becomes the other. virtual rack end position.
  • the steering angle neutral position is shifted to the left from the rack neutral position
  • the right virtual rack end position becomes one virtual rack end position
  • the left virtual rack end position becomes the other virtual rack end position.
  • the subtractor 82 subtracts the offset error Ofs calculated by the offset error calculator 81 from the steering angle ⁇ h detected by the steering angle sensor 14 to calculate a corrected steering angle ⁇ h1.
  • the end position correction unit 83 corrects the first candidate ⁇ m1 stored in the first storage unit 72, the second storage unit ⁇ m2, and the steering angle ⁇ o stored in the third storage unit 78 according to the offset error Ofs.
  • the steering angle neutral position (the position of "0 [deg]") is moved as shown in FIG. 8(e).
  • the left virtual rack end position ⁇ evl that is, one virtual rack end position learned in FIG. If the steering angle neutral position is moved as shown in (e), it is necessary to correct the left virtual rack end position ⁇ evl accordingly.
  • the end position correction unit 83 corrects the first candidate ⁇ m1 for the left virtual rack end position stored in the first storage unit 72 with the offset error Ofs. Since the left virtual rack end position is a negative value, it is corrected by adding the offset error Ofs.
  • the second candidate ⁇ m2 and the steering angle ⁇ o stored in the second storage section ⁇ m2 and the third storage section 78 are also corrected in the same manner. If one virtual rack end position is the right virtual rack end position (that is, if it has a positive value), the offset error Ofs is subtracted for correction.
  • the end position correction unit 83 adjusts the other virtual rack end position (the right virtual rack end position ⁇ evr in the example of FIG. 8(e)) so that the rack stroke St between the virtual rack end positions ⁇ evr and ⁇ evl is a predetermined value. is corrected (reset) to the minimum rack stroke value.
  • the rack stroke minimum value may be set, for example, to the minimum value of variations in values that can be calculated as the rack stroke St.
  • the other virtual rack end position can be corrected to the inner side of the actual rack end position.
  • the offset error calculator 81 After learning the new left virtual rack end position ⁇ evl, the offset error calculator 81 calculates the amount of change ⁇ evl in the virtual rack end position ⁇ evl before and after the update. The offset error calculator 81 updates the offset error Ofs by adding the amount of change ⁇ evl to the offset error Ofs before learning the new left virtual rack end position ⁇ evl. As a result, the steering angle neutral position is further moved by the change amount ⁇ evl.
  • the end position correction unit 83 corrects the first candidate ⁇ m1 of one virtual rack end position (left virtual rack end position) stored in the first storage unit 72 with the amount of change ⁇ evl. Since the left virtual rack end position is a negative value, it is corrected by adding the amount of change ⁇ evl.
  • the second candidate ⁇ m2 and the steering angle ⁇ o stored in the second storage section ⁇ m2 and the third storage section 78 are also corrected in the same manner. If one virtual rack end position is the right virtual rack end position (that is, if it is a positive value), the amount of change ⁇ evl is subtracted for correction. Further, the rack stroke St between the virtual rack end positions ⁇ evr and ⁇ evl of the other virtual rack end position (in the example of FIG. 8(f), the right virtual rack end position ⁇ evr) becomes a predetermined minimum rack stroke value. Correct (reset) as follows.
  • the right virtual rack end position ⁇ evr (that is, the other virtual rack end position) is corrected so that the rack stroke St becomes a predetermined minimum rack stroke value ( reset), the offset error calculator 81 does not update the offset error Ofs when a new right virtual rack end position ⁇ evr is learned as shown in FIG. 8(g). That is, the steering angle neutral position is not moved.
  • the end position correction unit 83 also does not correct the first candidate ⁇ m1 stored in the first storage unit 72, the second storage unit ⁇ m2, and the steering angle ⁇ o stored in the third storage unit 78.
  • the end position correction unit 83 adjusts the right virtual rack end position ⁇ evr so that the rack stroke St becomes a predetermined minimum rack stroke value. Stop correcting (resetting) the rack end position ⁇ evr.
  • the right virtual rack end position ⁇ evr is adjusted so that the rack stroke St becomes a predetermined minimum rack stroke value. Without correction (reset), the offset error Ofs is updated (that is, the steering angle neutral position is corrected) in the same manner as in FIG. 8(f), and the left virtual rack end position is corrected. At this time, the right virtual rack end position ⁇ evr is corrected by adding the offset error Ofs to the virtual rack end position ⁇ evr.
  • the selection unit 71 of the terminal position learning unit 46 selects one of the corrected steering angle ⁇ h1 and the output of the delay unit 73 according to the values of the column output shaft torque Tc and the steering torque Th, and outputs it to the first storage unit 72. do.
  • the deformation amount of the mechanism portion due to the column output shaft torque Tc may be corrected and input to the selector 71 with respect to the corrected steering angle ⁇ h1.
  • the selection unit 71 selects one of the corrected steering angle ⁇ h1 whose deformation amount is corrected and the output of the delay unit 73 according to the values of the column output shaft torque Tc and the steering torque Th, and outputs it to the first storage unit 72 .
  • the amount of deformation can be obtained from the column output shaft torque Tc and the rigidity (spring constant) of the mechanical portion.
  • the stiffness is the ratio of the amount of change in the column output shaft torque Tc to the amount of change in the steering angle .theta.h at a point indicated by symbol .theta.1 or .theta.2 in FIG.
  • the characteristics shown in Fig. 7 change depending on the viscous resistance due to the steering speed.
  • Steering speed can affect the rack end learning value.
  • the amount of change in the rack end learning value with respect to the amount of change in steering speed may be obtained by experiment or the like and stored as a steering speed correction amount characteristic, and the steering angle ⁇ h may be corrected from the steering speed and the steering speed correction amount characteristic.
  • Thresholds ⁇ thR and ⁇ thL which are set toward the center of the rack by a predetermined value ⁇ from the virtual rack end position, are compared with the corrected steering angle ⁇ h1 to determine whether or not the corrected steering angle ⁇ h1 is in the vicinity of the virtual rack end positions ⁇ evr and ⁇ evl. It is determined by doing After learning the virtual rack end positions ⁇ evr and ⁇ evl, a change (error) may occur in the reference point of the steering angle ⁇ h from the steering angle sensor 14 . This occurs, for example, when the straight running state is detected and the reference point of the steering angle ⁇ h is calibrated. If such a change (error) occurs, there is a possibility that the shock mitigation control output will not have desired characteristics.
  • the value ⁇ m is an example of the "fourth predetermined value" described in the claims.
  • the threshold values .theta.thR and .theta.thL are set to the rack center direction from the virtual rack end position by a predetermined value .DELTA..theta.1. By doing so, even if there is a change (error) in the reference point of the steering angle ⁇ h, the shock mitigation control output will have desired characteristics.
  • the steering control device of the present invention is applied to an electric power steering device. If it is a control device, it can be widely applied to a steering control device other than an electric power steering device. For example, it may be applied to a steer-by-wire (SBW) type steering system in which a steering wheel and steered wheels are mechanically separated. In this case, it is not necessary to add the steering torque Th to the motor torque when calculating the column output shaft torque Tc.
  • SBW steer-by-wire
  • the steering control device includes a position detection section that detects a steering position of a vehicle steering mechanism, and terminal position learning that learns the terminal position of the steering mechanism based on the steering position detected by the position detection section. a portion 46;
  • the terminal position learning unit 46 stores the steering position farthest from the neutral position of the steering mechanism among the steering positions detected by the position detection unit when the rotational force applied to the steering mechanism is equal to or less than the first predetermined value.
  • the steering position detected by the position detector when the rotational force applied to the steering mechanism is equal to or less than the first predetermined value may be corrected by a correction amount (first correction amount) corresponding to the rotational force.
  • the turning position may be corrected by a correction amount (second correction amount) according to the steering speed. At least one of the first correction amount and the second correction amount may be used. As a result, it is possible to learn the virtual rack end position in which the influence of the twist of the steering mechanism due to the rotational force applied to the steering mechanism and the steering speed are further reduced.
  • the terminal position learning unit 46 detects a steering position farther from the neutral position than one of the left and right terminal positions of the steering mechanism stored in the third storage unit 78 by the position detection unit.
  • the rack stroke St of the steering mechanism is calculated based on the steering position detected by the position detection unit and the other end position of the left and right end positions stored in the third storage unit 78. and the steering position detected by the position detection unit based on the amount of the rack stroke St that exceeds the threshold when the rack stroke St calculated by the stroke calculation unit 80 exceeds the threshold.
  • the turning position correction unit 82 that corrects the rack stroke St calculated by the stroke calculation unit 80 exceeds the threshold value one end position and the other end position are separated by a predetermined distance.
  • the terminal position learning section 46 detects when the rotational force applied to the steering mechanism is equal to or less than a first predetermined value and the operating force acting on the steering operation section of the vehicle is equal to or less than a third predetermined value.
  • the steering position that is the farthest from the neutral position of the steering mechanism may be stored in the first storage unit 72 . As a result, it is possible to learn the virtual rack end position that is less affected by the torsion of the steering mechanism due to the rotational force applied to the steering mechanism and the operation force acting on the steering operation unit.
  • the terminal position learning unit 46 may calculate the torque applied to the steering mechanism based on the current command value for the motor 20 that drives the steering mechanism or the current flowing through the motor 20 . Alternatively, the terminal position learning unit 46 is based on the sum of the rotational torque calculated based on the current command value for the motor 20 that drives the steering mechanism or the current flowing through the motor 20 and the operation force acting on the steering operation unit. A rotational force applied to the steering mechanism may be calculated. The terminal position learning unit 46 may add the inertia torque obtained from the angular acceleration and the rotational moment of the steering mechanism to the rotational force. As a result, the virtual rack end position can be learned according to the rotational force applied to the steering mechanism.
  • Output shaft torque calculation unit 71 Selection unit 72... First storage unit 73, 77... Delay unit 74... Rate limiter 75... Correction position calculation unit 76... Second storage unit 78... Third storage unit, 80... Stroke calculation unit, 81... Offset error calculation unit, 83... End position correction unit

Abstract

仮想ラックエンド位置と実ラックエンド位置の誤差を低減する。終端位置学習部（４６）は、転舵機構に加わる回転力が第１所定値以下である時に位置検出部（１４）が検出した転舵位置のうち転舵機構の中立位置から最も離れた転舵位置を記憶する第１記憶部（７２）と、位置検出部（１４）が検出した転舵位置を転舵機構の中立方向へ第２所定値だけずらした位置のうち中立位置から最も離れた転舵位置を記憶する第２記憶部（７６）と、第１記憶部（７２）及び第２記憶部（７６）に記憶された転舵位置のうちより中立位置から遠い方を、終端位置学習部（４６）が記憶する終端位置として記憶する第３記憶部（７８）と、を備える。

Description

転舵制御装置及び転舵装置
　本発明は、転舵制御装置及び転舵装置に関する。
　車両の転舵機構において転舵角が増加して機械的な最大舵角に至ると、転舵機構のラック軸がストローク端に達してそれ以上は転舵角を増加できなくなる。このようにラック軸がストローク端に達した状態となることを「端当て」と称する。また、ラック軸のストローク端を「ラックエンド」と表記することがある。
　高い転舵速度で端当てが起こると、大きな衝撃や打音（異音）が発生して運転者が不快に感じるおそれがある。特許文献１には、操舵角の絶対値の最大値をラックエンド位置として学習し、操舵角のラックエンド位置に至る前に操舵反力を増加させて、端当て時の衝撃を緩和する技術が記載されている。
特開２０１９－１０４４７６号公報
　しかしながら、操舵角を検出するセンサと転舵機構のラックとの間には、ギアなどの弾性体やバックラッシュなどのガタが存在する。このため、センサで検出した操舵角に基づいて学習した仮想的なラックエンド位置（以下「仮想ラックエンド位置」と表記することがある）と、実際のラックエンド位置（以下「実ラックエンド位置」と表記することがある）との間には誤差が発生する。
　仮想ラックエンド位置に誤差が生じると、仮想ラックエンド位置に至る前に操舵反力を増加させても、端当て時の衝撃もしくは異音の緩和に必要な所望の出力が得られずに、想定以上の衝撃や異音を生じてしまうおそれがある。
　本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、仮想ラックエンド位置と実ラックエンド位置の誤差を低減することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の一態様による転舵制御装置は、車両の転舵機構の転舵位置を検出する位置検出部と、位置検出部が検出した転舵位置に基づいて転舵機構の終端位置を学習する終端位置学習部と、を備える。
　終端位置学習部は、転舵機構に加わる回転力が第１所定値以下である時に位置検出部が検出した転舵位置のうち転舵機構の中立位置から最も離れた転舵位置を記憶する第１記憶部と、位置検出部が検出した転舵位置を転舵機構の中立方向へ第２所定値だけずらした位置のうち中立位置から最も離れた転舵位置を記憶する第２記憶部と、第１記憶部及び第２記憶部に記憶された転舵位置のうちより中立位置から遠い方を、終端位置学習部が記憶する終端位置として記憶する第３記憶部と、を備える。
　また、本発明の他の一態様による転舵装置は、上記の転舵制御装置と、転舵制御装置により駆動制御されて車両の操向輪を転舵するアクチュエータと、を備える。
　本発明によれば、仮想ラックエンド位置と実ラックエンド位置の誤差を低減できる。
実施形態の電動パワーステアリング装置の一例の概要を示す構成図である。 図１に示すコントローラの機能構成の一例を示すブロック図である。 衝撃緩和制御を実施する操舵角の範囲の一例の説明図である。 衝撃緩和制御部の機能構成の一例を示すブロック図である。 （ａ）はばね定数テーブルの特性例を示す特性図であり、（ｂ）は粘性定数テーブルの特性例を示す特性図である。 終端位置学習部の機能構成の一例を示すブロック図である。 （ａ）は操舵角の変化に伴うコラム出力軸トルクの変化の例の説明図であり、（ｂ）は（ａ）のコラム出力軸トルクが生じた時の終端位置の学習値の例の説明図である。 （ａ）は実ラックエンド位置の概念図であり、（ｂ）はオフセット誤差がない場合の仮想ラックエンド位置の概念図であり、（ｃ）はオフセット誤差がある場合の仮想ラックエンド位置の概念図であり、（ｄ）はオフセット誤差発生後に左側の仮想ラックエンド位置を学習した状態の概念図であり、（ｅ）は操舵角センサが検出した操舵角の補正と右側の仮想ラックエンド位置の学習値のリセットの概念図であり。（ｆ）は更に左側の仮想ラックエンド位置を学習した状態の概念であり、（ｇ）は右側の仮想ラックエンド位置を学習した状態の概念図である。
　本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す本発明の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の構成、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
　（構成）
　図１は、実施形態の電動パワーステアリング装置の一例の概要を示す構成図である。ステアリングホイール（操向ハンドル）１のコラム軸（操舵軸）２ｉ及び２ｏは、減速機構を構成する減速ギア（ウォームギア）３、インターミディエイトシャフト４、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を介して操向輪８Ｌ、８Ｒに連結されている。
　コラム入力軸２ｉとコラム出力軸２ｏとは、コラム入力軸２ｉとコラム出力軸２ｏとの間の回転角のずれによって捩れるトーションバー（図示せず）によって連結されている。
　インターミディエイトシャフト４は、軸部材４ｃと、軸部材の両端に取り付けられたユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂを有する。ユニバーサルジョイント４ａはコラム出力軸２ｏに連結され、ユニバーサルジョイント４ｂはピニオンラック機構５に連結される。
　ピニオンラック機構５は、ユニバーサルジョイント４ｂから操舵力が伝達されるピニオンシャフトに連結されたピニオン５ａと、このピニオン５ａに噛合するラック５ｂとを有し、ピニオン５ａに伝達された回転運動をラック５ｂで車幅方向の直進運動に変換する。
　操舵軸２（コラム軸２ｉ及び２ｏ）には操舵トルクＴｈを検出するトルクセンサ１０が設けられている。また、操舵軸２（コラム軸２ｉ及び２ｏ）には、ステアリングホイール１の操舵角θｈを検出する操舵角センサ１４が設けられている。
　また、ステアリングホイール１の操舵力を補助するモータ２０が減速ギア３を介してコラム出力軸２ｏに連結されている。電動パワーステアリング（ＥＰＳ：Electric Power Steering）装置を制御するコントローラ３０には、バッテリ１３から電力が供給されるとともに、イグニション（ＩＧＮ）キー１１を経てイグニションキー信号が入力される。
　なお、操舵補助力を付与する手段は、モータに限られず、様々な種類のアクチュエータを利用可能である。
　コントローラ３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｈと、車速センサ１２で検出された車速Ｖｈと、操舵角センサ１４で検出された操舵角θｈに基づいてアシスト制御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。
　なお、操舵角センサ１４は必須のものではなく、モータ２０の回転軸の回転角度を検出する回転角センサから得られる回転角度に、トルクセンサ１０のトーションバーの捩れ角を加えて操舵角θｈを算出してもよい。
　コントローラ３０は、例えば、プロセッサと、記憶装置等の周辺部品とを含むコンピュータを備えてよい。プロセッサは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、やＭＰＵ（Micro-Processing Unit）であってよい。
　記憶装置は、半導体記憶装置、磁気記憶装置及び光学記憶装置のいずれかを備えてよい。記憶装置は、レジスタ、キャッシュメモリ、主記憶装置として使用されるＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを含んでよい。
　以下に説明するコントローラ３０の機能は、例えばコントローラ３０のプロセッサが、記憶装置に格納されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。
　なお、コントローラ３０を、以下に説明する各情報処理を実行するための専用のハードウエアにより形成してもよい。
　例えば、コントローラ３０は、汎用の半導体集積回路中に設定される機能的な論理回路を備えてもよい。例えばコントローラ３０はフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ：Field-Programmable Gate Array）等のプログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ：Programmable Logic Device）等を有していてもよい。
　図２は、実施形態のコントローラ３０の機能構成の一例を示すブロック図である。コントローラ３０は、基本指令値演算部４０と、減算器４１及び４２と、電流制御部４３と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部４４と、インバータ（ＩＮＶ）４５と、終端位置学習部４６と、制御回転変位設定部４７と、微分部４８と、衝撃緩和制御部４９を備える。
　基本指令値演算部４０は、トルクセンサ１０からの操舵トルクＴｈと車速センサ１２からの車速Ｖｈと基づいて、モータ２０の駆動電流の制御目標値である基本電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する。
　減算器４１は、衝撃緩和制御部４９から出力される衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２を基本電流指令値Ｉｒｅｆ１から減算することにより基本電流指令値Ｉｒｅｆ１を補正し、補正後の基本電流指令値Ｉｒｅｆ１を電流指令値Ｉｒｅｆ３として出力する。
　衝撃緩和制御部４９は、操舵角θｈがラックエンド位置に近づいた場合に、操舵角θｈの増加を抑制することにより端当てによる衝撃や打音（異音）を緩和する。衝撃緩和制御部４９が端当てによる衝撃や異音を緩和する制御を、「衝撃緩和制御」と表記することがある。
　衝撃緩和制御部４９は、端当てによる衝撃や打音を緩和するために操舵角θｈの増加を抑制する電流指令値を衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２として出力する。例えば衝撃緩和制御部４９は、操舵反力を発生させる電流指令値を出力してよい。衝撃緩和制御部４９の詳細は後述する。
　減算器４１が演算した電流指令値Ｉｒｅｆ３は減算器４２に入力され、フィードバックされているモータ電流値Ｉｍとの偏差（Ｉｒｅｆ３－Ｉｍ）が演算される。その偏差（Ｉｒｅｆ３－Ｉｍ）は、ＰＩ制御等の電流制御部４３で制御され、電流制御された電圧制御値ＶｒｅｆがＰＷＭ制御部４４に入力されてデューティを演算され、ＰＷＭ信号でインバータ４５を介してモータ２０をＰＷＭ駆動する。モータ２０のモータ電流値Ｉｍは電流検出器５０で検出され、減算器４２に入力されてフィードバックされる。
　減算器４１は、特許請求の範囲に記載の「指令値補正部」の一例であり、減算器４２と、電流制御部４３と、ＰＷＭ制御部４４と、インバータ４５は、特許請求の範囲に記載の「駆動部」の一例である。
　終端位置学習部４６は、操舵角センサ１４が検出した操舵角θｈに基づいて、転舵機構の終端位置である仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌを学習する。θｅｖｒは、右操舵時の仮想ラックエンド位置であり正の値を有する。θｅｖｌは、左操舵時の仮想ラックエンド位置であり負の値を有する。
　さらに、左右の実ラックエンド位置の中央位置（以下「ラック中立位置」と表記することがある）と、操舵角センサ１４で検出したコラム軸の操舵角θｈの中立位置（以下「操舵角中立位置」と表記することがある）との間に誤差（以下「オフセット誤差」と表記することがある）が発生することがある。
　このようなオフセット誤差は、例えばインターミディエイトシャフト４の誤組付け等の理由により発生する。終端位置学習部４６は、オフセット誤差Ｏｆｓを推定し、操舵角センサ１４が検出した操舵角θｈからオフセット誤差Ｏｆｓを減算して補正した補正操舵角θｈ１を出力する。終端位置学習部４６の詳細は後述する。
　制御回転変位設定部４７は、補正操舵角θｈ１がラックエンド位置に近づいて、衝撃緩和制御が実施される範囲（以下「衝撃緩和制御実施範囲」と表記することがある）内にあるときに、補正操舵角θｈ１が仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌにどれくらい近いかを示す制御回転変位θｒを設定する。
　図３を参照する。右操舵の場合（すなわち補正操舵角θｈ１が正値の場合）には、閾値θｔｈＲ＜θｈ１となる範囲が衝撃緩和制御実施範囲であり、左操舵の場合（すなわち補正操舵角θｈ１が負の場合）には、閾値θｔｈＬ＞θｈ１となる範囲が衝撃緩和制御実施範囲である。
　閾値θｔｈＲ及びθｔｈＬは、それぞれ仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌに基づいて設定される。例えば、右操舵の閾値θｔｈＲは、仮想ラックエンド位置θｅｖｒから正の所定値Δθを減算した値（θｅｖｒ－Δθ）であってよく、左操舵の閾値θｔｈＬは、仮想ラックエンド位置θｅｖｌに所定値Δθを加算した値（θｅｖｌ＋Δθ）であってよい。
　制御回転変位θｒは、例えば衝撃緩和制御実施範囲外（すなわちθｔｈＬ≦θｈ１≦θｔｈＲ）ではゼロ（「０」）に設定され、右操舵の衝撃緩和制御実施範囲内では、補正操舵角θｈ１から閾値θｔｈＲを減じた差（θｈ１－θｔｈＲ）が大きくなるほど、より大きな制御回転変位θｒが設定される。一方で、左操舵の衝撃緩和制御実施範囲内では、補正操舵角θｈ１から閾値θｔｈＬを減じた差（θｈ１－θｔｈＬ）が小さくなるほど（すなわち絶対値｜θｈ１－θｔｈＬ｜がより大きくなるほど）、より小さな負の制御回転変位θｒ（すなわちより大きな絶対値｜θｒ｜）が設定されてよい。
　言い換えれば、補正操舵角θｈ１が閾値θｔｈＲより大きい範囲では、補正操舵角θｈ１の増大に応じて正の制御回転変位θｒが増大し、補正操舵角θｈ１が閾値θｔｈＬより小さい範囲では補正操舵角θｈ１の減少に応じて負の制御回転変位θｒが減少する。
　例えば、制御回転変位設定部４７は、補正操舵角θｈ１が閾値θｔｈＲよりも大きい場合に差分θｈ１－θｔｈＲを制御回転変位θｒに設定し、補正操舵角θｈ１が閾値θｔｈＬよりも小さい場合に差分θｈ１－θｔｈＬを制御回転変位θｒに設定してよい。
　図２を参照する。微分部４８は、操舵角センサ１４が検出した操舵角θｈを微分して、操舵角速度ωを算出する。
　衝撃緩和制御部４９は、制御回転変位θｒと操舵角速度ωとに基づいて衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２を設定する。
　図４は、衝撃緩和制御部４９の機能構成の一例を示すブロック図である。衝撃緩和制御部４９は、ばね定数テーブル６０と、乗算器６１及び６３と、粘性定数テーブル６２と、加算器６４と、リミッタ６５を備える。
　ばね定数テーブル６０は操舵系のバネ定数ｋ０を算出するデータテーブルである。バネ定数ｋ０は、図５（ａ）に示すように制御回転変位θｒが増加するのに応じて変化領域の中央部で比較的急峻に増加（非線形増加）する特性を有している。なお、制御回転変位θｒが負値の場合の特性は、バネ定数ｋ０軸（縦軸）を対称軸とした線対称な特性である。
　また、粘性定数テーブル６２は操舵系の粘性定数μを算出するデータテーブルである。粘性定数μは、図５（ｂ）に示すように制御回転変位θｒが増加するのに応じて全体的に比較的緩やかに漸増（非線形増加）する特性を有している。なお、制御回転変位θｒが負値の場合の特性は、粘性定数μ軸（縦軸）を対称軸とした線対称な特性である。
　ばね定数テーブル６０からのバネ定数ｋ０は乗算器６１で制御回転変位θｒと乗算されて乗算結果（ｋ０×θｒ）が加算器６４に入力される。また、粘性定数テーブル６２からの粘性定数μは乗算器６３で操舵角速度ωと乗算されて乗算結果（μ×ω）が加算器６４に入力される。加算器６４の加算結果（＝ｋ０×θｒ＋μ×ω）は、リミッタ６５に入力され、最大値を制限された衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２が設定される。
　なお、図４の衝撃緩和制御部４９の構成はあくまでも例示であり、本発明は上述の構成に限定されるものではない。衝撃緩和制御部４９は、補正操舵角θｈ１がラックエンド位置に近づいた場合に、操舵角θｈの増加を抑制する衝撃緩和制御出力Ｉｒｅｆ２を出力できる構成を有していれば足りる。
　次に、終端位置学習部４６の詳細を説明する。終端位置学習部４６は、転舵機構に加わる回転力が第１所定値以下である時に操舵角センサ１４が検出した操舵角θｈのうち操舵角中立位置から最も離れた操舵角（正の操舵角θｈの場合には最大操舵角、負の操舵角θｈの場合には最小転舵角）を、仮想ラックエンドの第１候補θｍ１として求める。
　例えば、コラム出力軸２ｏに印加されているコラム出力軸トルクＴｃが所定値Ｔ１以下の場合に仮想ラックエンド第１候補を求めてもよい。
　終端位置学習部４６は、転舵機構に加わる回転力が第１所定値以下であり、且つ操舵操作部に作用する操作力が第３所定値以下の時に操舵角センサ１４が検出した操舵角θｈのうち操舵角中立位置から最も離れた操舵角を、仮想ラックエンドの第１候補θｍ１として求める。
　例えば、コラム出力軸トルクＴｃが所定値Ｔ１以下且つ操舵トルクＴｈが所定値Ｔ２以下の場合に第１候補θｍ１を求めてもよい。
　また、終端位置学習部４６は、操舵角センサ１４が検出した操舵角θｈを、操舵角中立位置の方向へ第２所定値だけずらした角度のうち操舵角中立位置から最も離れた操舵角（すなわち、正の操舵角θｈの場合には最大操舵角から第２所定値を減じた角度、負の操舵角θｈの場合には最小転舵角に第２所定値を加えた角度）を、仮想ラックエンドの第２候補θｍ２として求める。
　第２所定値として、例えば誤差として考えられる最大値を設定してよい。
　終端位置学習部４６は、第１候補θｍ１及び第２候補θｍ２のうち操舵角中立位置から最も離れた操舵角を、仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌとして求める。
　これにより、トルクにより発生する捩れなどの影響を低減することができ、仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌと実ラックエンド位置との誤差を小さくすることができる。
　図６は、終端位置学習部４６の機能構成の一例を示すブロック図である。終端位置学習部４６は、出力軸トルク算出部７０と、選択部７１と、第１記憶部７２と、遅延部７３及び７７と、レートリミッタ７４と、補正位置算出部７５と、第２記憶部７６と、第３記憶部７８と、リミッタ７９と、ストローク算出部８０と、オフセット誤差算出部８１と、減算器８２と、終端位置補正部８３を備える。
　出力軸トルク算出部７０は、コラム出力軸２ｏに印加されているコラム出力軸トルクＴｃを算出する。
　例えば出力軸トルク算出部７０は、モータ２０の電流指令値Ｉｒｅｆ３や電流検出器５０で検出したモータ電流値Ｉｍにモータトルク定数及び減速ギア３の減速比を乗算して推定したモータトルクをコラム出力軸トルクＴｃとして算出してよい。
　例えば、出力軸トルク算出部７０は、モータ２０の電流指令値Ｉｒｅｆ３にモータトルク定数及び減速ギア３の減速比を乗算して推定したモータトルクと、トルクセンサ１０で検出した操舵トルクＴｈとの和をコラム出力軸トルクＴｃとして算出してよい。
　また例えば、出力軸トルク算出部７０は、電流検出器５０で検出したモータ電流値Ｉｍにモータトルク定数及び減速ギア３の減速比を乗算して推定したモータトルクと、トルクセンサ１０で検出した操舵トルクＴｈとの和をコラム出力軸トルクＴｃとして算出してよい。
　また、出力軸トルク算出部７０は、モータ２０の角度センサの検出値を２階微分してモータ角加速度を求め、慣性モーメントを乗算することで慣性トルクを推定し、上述のように求めたコラム出力軸トルクＴｃに慣性トルクを追加してもよい。
　コラム出力軸トルクＴｃは、「転舵機構に加わる回転力」の一例である。操舵トルクＴｈは、「車両の操舵操作部に作用する操作力」の一例である。
　減算器８２は、操舵角センサ１４が検出した操舵角θｈから、オフセット誤差算出部８１が算出したオフセット誤差Ｏｆｓを減算して補正操舵角θｈ１を算出する。オフセット誤差算出部８１によるオフセット誤差Ｏｆｓの算出については後述する。
　選択部７１は、コラム出力軸トルクＴｃと操舵トルクＴｈの値に応じて、補正操舵角θｈ１及び遅延部７３の出力のうち一方を選択して第１記憶部７２に出力する。遅延部７３は、第１記憶部７２に記憶されて出力される仮想ラックエンドの第１候補θｍ１を遅延させて出力している。
　例えば選択部７１は、コラム出力軸トルクＴｃが所定値Ｔ１以下且つ操舵トルクＴｈが所定値Ｔ２以下の場合に検出した操舵角θｈから算出された補正操舵角θｈ１を選択して第１記憶部７２に出力し、それ以外の場合に遅延部７３の出力を第１記憶部７２に出力してもよい。
　第１記憶部７２は、遅延部７３の出力と補正操舵角θｈ１のうち、操舵角中立位置から離れている方を、仮想ラックエンドの第１候補θｍ１として記憶する。
　これにより、コラム出力軸トルクＴｃが所定値Ｔ１以下且つ操舵トルクＴｈが所定値Ｔ２以下の場合に算出された補正操舵角θｈ１が、それまで第１記憶部７２に記憶されている第１候補θｍ１よりも操舵角中立位置から離れていれば、補正操舵角θｈ１で第１記憶部７２に記憶される第１候補θｍ１を更新する。
　なお選択部７１は、コラム出力軸トルクＴｃが所定値Ｔ１以下の場合に補正操舵角θｈ１を選択して第１記憶部７２に出力し、それ以外の場合に遅延部７３の出力を第１記憶部７２に出力してもよい。
　レートリミッタ７４は、第１記憶部７２から出力される第１候補θｍ１と第３記憶部から出力される操舵角θｏを入力する。レートリミッタ７４は、遅延された操舵角θｏに対して第１候補θｍ１の変化率を制限し、変化率を制限された後の第１候補θｍ１’を第３記憶部７８に出力する。
　補正位置算出部７５は、補正操舵角θｈ１を、操舵角中立位置の方向へ第２所定値だけずらした角度を算出する。すなわち、補正操舵角θｈ１が正の場合には補正操舵角θｈ１から第２所定値を減じた角度を出力する。補正操舵角θｈ１が負の場合には補正操舵角θｈ１から第２所定値を加えた角度を出力する。
　第２記憶部７６は、補正位置算出部７５の出力と遅延部７７の出力のうち、操舵角中立位置から離れている方を、仮想ラックエンドの第２候補θｍ２として記憶する。遅延部７７は、第２記憶部７６に記憶されて出力される仮想ラックエンドの第２候補θｍ２を遅延させて出力している。
　これにより、補正位置算出部７５の出力（すなわち、補正操舵角θｈ１を操舵角中立位置の方向へ第２所定値だけずらした角度）が、それまで第２記憶部７６に記憶されている第２候補θｍ２よりも操舵角中立位置から離れていれば、補正位置算出部７５の出力で、第２記憶部７６に記憶される第２候補θｍ２を更新する。
　第３記憶部７８は、レートリミッタ７４により変化率を制限された第１候補θｍ１’と第２候補θｍ２のうち、操舵角中立位置から離れた操舵角θｏを記憶して出力する。
　リミッタ７９は、第３記憶部７８から出力された操舵角θｏの大きさを制限して、仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌとして出力する。
　図７（ａ）及び図７（ｂ）を参照して、本実施形態による仮想ラックエンドの学習例を説明する。説明の簡単のため、オフセット誤差Ｏｆｓを０（すなわち、操舵角θｈ＝補正操舵角θｈ１）とし、コラム出力軸トルクＴｃが所定値Ｔ１以下の場合に検出した操舵角θｈが、それまで第１記憶部７２に記憶されている第１候補θｍ１よりも操舵角中立位置から離れていれば、第１候補θｍ１を更新する場合について述べる。
　図７（ａ）は、操舵角θｈの変化に伴うコラム出力軸トルクＴｃの変化の例の説明図である。図中の矢印は操舵方向を示している。
　切り増し操舵の際には、操舵角θｈがθ１を超えたときにコラム出力軸トルクＴｃが所定値Ｔ１を超え、その後の切り戻し操舵の際には、操舵角θｈがθ２より小さくなったとき（θ２＞θ１）にコラム出力軸トルクＴｃが所定値Ｔ１より小さくなっている。
　図７（ｂ）は図７（ａ）のコラム出力軸トルクＴｃが生じた時の右操舵の仮想ラックエンドの学習値の例の説明図である。破線が操舵角θｈを示し、一点鎖線が第１候補θｍ１を示し、二点鎖線が第２候補θｍ２を示し、実線が第３記憶部７８からの出力θｏ（リミッタ７９による制限前の仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌ）を示す。なお、一点鎖線および二点鎖線を他の線と重ならないようにずらして表示している。
　時刻ｔ１において操舵角θｈが増大して切り増し操舵が開始すると、コラム出力軸トルクＴｃが所定値Ｔ１以下である間（すなわち操舵角θｈがθ１以下である間）は、操舵角θｈ（破線）を第１候補θｍ１（一点鎖線）として学習する。切り増し操舵中、第１候補θｍ１（一点鎖線）はθ１まで増加する。
　また、操舵角θｈよりも第２所定値だけ減じた角度を第２候補θｍ２（二点鎖線）として学習する。
　このため、レートリミッタ７４により変化率を制限された第１候補θｍ１’が第２候補θｍ２（二点鎖線）よりも大きい間（時刻ｔ１～時刻ｔ２）は、第１候補θｍ１’が第３記憶部７８の出力θｏ（実線）として選択され、時刻ｔ２において第２候補θｍ２が第１候補θｍ１’を超えると、第２候補θｍ２が出力θｏ（実線）として選択される。
　その後、時刻ｔ３において操舵角θｈの増加が止まって一定値となると、第２候補θｍ２（二点鎖線）の増加も止まる。このため、その後はレートリミッタ７４により変化率を制限された第１候補θｍ１’が第３記憶部７８の出力θｏ（実線）として選択される。
　上記の通り、第１候補θｍ１（一点鎖線）はθ１まで増加するので、第３記憶部７８の出力θｏ（実線）は、第１候補θｍ１に遅れてθ１まで増加する。時刻ｔ４にてθ１まで至ると、出力θｏ（実線）は増加を停止する。
　その後に、操舵角θｈの減少が始まって切り戻し操舵が開始すると、時刻ｔ５において操舵角θｈがθ２まで減少する。するとコラム出力軸トルクＴｃが所定値Ｔ１以下となる。このため、角度θ２を第１候補θｍ１（一点鎖線）として学習する。
　このため、レートリミッタ７４により変化率を制限された第１候補θｍ１’が増加を開始し、第３記憶部７８の出力θｏ（実線）として選択される。出力θｏ（実線）は時刻ｔ６にてθ２となるまで増加して、その後は一定となる。
　以上のように学習した第３記憶部７８の出力θｏ（実線）、すなわちリミッタ７９による制限前の仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌと、単に操舵角θｈから第２所定値（例えば最大誤差推定値）を減じた角度を学習した場合（二点鎖線）と、を比較すると第３記憶部７８の出力θｏの方が、操舵角中立点からより遠い操舵角として学習することができる。このため、実ラックエンド位置により近い操舵角を仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌとして学習できる。
　次に、ラック中立位置と操舵角中立位置との間にオフセット誤差が発生した場合の動作について説明する。図８（ａ）は、実ラックエンド位置の概念図であり、図８（ｂ）は、オフセット誤差がない場合の仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌの概念図であり、図８（ｃ）はオフセット誤差がある場合の仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌの概念図である。
　図８（ｂ）及び図８（ｃ）において”０［ｄｅｇ］”の位置は操舵角中立位置を示している。図８（ｄ）～図８（ｇ）においても同様である。図８（ｂ）の操舵角中立位置はラック中立位置（実ラックエンド位置の中央位置）に一致しており、図８（ｃ）の操舵角中立位置はラック中立位置からΔθだけ右側にずれている。すなわち、操舵角中立位置よりもΔθだけ左側へ操舵すると、ラック５ｂがラック中立位置となる。
　オフセット誤差が発生すると、正常に衝撃緩和制御に実施することができない。図８（ｃ）の例では、右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒが実ラックエンド位置よりも外側に位置してしまうために、必要な衝撃や異音の低減を行うことができない。
　このため、終端位置学習部４６は、上記のとおりラック中立位置と操舵角中立位置との間のオフセット誤差Ｏｆｓを推定し、操舵角センサ１４が検出した操舵角θｈからオフセット誤差Ｏｆｓを減算して補正した補正操舵角θｈ１を出力する。
　図６を参照する。ストローク算出部８０は、右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒと左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌとの間の距離を、ラックストロークＳｔとして算出する。
　オフセット誤差算出部８１は、ラックストロークＳｔを、所定のラックストローク最大値と比較する。
　ラックストローク最大値としては、ラックストロークＳｔとして算出されうる最大値を、左右の仮想ラックエンド位置θｅｖｌ、θｅｖｒが持ち得る誤差（ばらつき）等を考慮して設定すればよい。
　ラックストロークＳｔがラックストローク最大値を超えた場合、オフセット誤差算出部８１は、オフセット誤差が発生したと判定する。そして、ラックストロークＳｔからラックストローク最大値を減算した差分を、オフセット誤差Ｏｆｓ＝（ラックストロークＳｔ－ラックストローク最大値）として算出する。
　図８（ｄ）は、オフセット誤差が発生した後に左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌを学習した状態の概念図である。
　操舵角中立位置がラック中立位置よりも右側にずれているため、新たに左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌを学習したときに、仮想ラックエンド位置θｅｖｒ、θｅｖｌ間のラックストロークＳｔがラックストローク最大値を超えている。オフセット誤差算出部８１は、ラックストロークＳｔからラックストローク最大値を減算した差分（ラックストロークＳｔ－ラックストローク最大値）を、オフセット誤差Ｏｆｓとして算出する。
　以下の説明において、左右の仮想ラックエンド位置のうち、ラックストローク最大値を超えるラックストロークＳｔが算出された時に学習した仮想ラックエンド位置を「一方の仮想ラックエンド位置」と表記することがある。また、左右の仮想ラックエンド位置のうち、一方の仮想ラックエンド位置でない方の仮想ラックエンド位置を「他方の仮想ラックエンド位置」と表記することがある。
　図８（ｃ）の例のように、操舵角中立位置がラック中立位置から右側にずれていれば、左側の仮想ラックエンド位置が一方の仮想ラックエンド位置となり、右側の仮想ラックエンド位置が他方の仮想ラックエンド位置となる。反対に、操舵角中立位置がラック中立位置から左側にずれていれば、右側の仮想ラックエンド位置が一方の仮想ラックエンド位置となり、左側の仮想ラックエンド位置が他方の仮想ラックエンド位置となる。
　図６を参照する。減算器８２は、操舵角センサ１４が検出した操舵角θｈから、オフセット誤差算出部８１が算出したオフセット誤差Ｏｆｓを減算して補正操舵角θｈ１を算出する。
　終端位置補正部８３は、第１記憶部７２が記憶する第１候補θｍ１、第２記憶部θｍ２、第３記憶部７８が記憶する操舵角θｏを、オフセット誤差Ｏｆｓに応じて補正する。図８（ｅ）を参照して、これらの補正処理を説明する。
　減算器８２が、操舵角θｈからオフセット誤差Ｏｆｓを減算することにより、図８（ｅ）に示すように、操舵角中立位置（”０［ｄｅｇ］”の位置）が移動する。
　一方で、図８（ｄ）で学習した左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌ（すなわち、一方の仮想ラックエンド位置）は、基点となる操舵角中立位置が移動する前の学習値であるため、図８（ｅ）のように操舵角中立位置を移動させるとこれに伴って左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌを補正する必要がある。
　終端位置補正部８３は、第１記憶部７２に記憶されている左側の仮想ラックエンド位置の第１候補θｍ１をオフセット誤差Ｏｆｓで補正する。左側の仮想ラックエンド位置は負値であるため、オフセット誤差Ｏｆｓを加算して補正する。第２記憶部θｍ２及び第３記憶部７８に記憶されている第２候補θｍ２及び操舵角θｏも同様に補正する。
　一方の仮想ラックエンド位置が右側の仮想ラックエンド位置である場合（すなわち正値である場合）には、オフセット誤差Ｏｆｓを減算して補正する。
　また、終端位置補正部８３は、他方の仮想ラックエンド位置（図８（ｅ）の例では、右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒ）を、仮想ラックエンド位置θｅｖｒ、θｅｖｌ間のラックストロークＳｔが、所定のラックストローク最小値となるように補正（リセット）する。ラックストローク最小値は、例えばラックストロークＳｔとして算出されうる値のばらつきの最小値に設定してよい。これにより、他方の仮想ラックエンド位置を実ラックエンド位置よりも内側に補正できる。
　図８（ｆ）を参照する。更に新しい左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌを学習すると、オフセット誤差算出部８１は、更新前後の仮想ラックエンド位置θｅｖｌの変化量Δθｅｖｌを算出する。
　オフセット誤差算出部８１は、新しい左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌを学習する前のオフセット誤差Ｏｆｓに変化量Δθｅｖｌを加えることによってオフセット誤差Ｏｆｓを更新する。これによって、操舵角中立位置を変化量Δθｅｖｌだけ更に移動する。
　終端位置補正部８３は、第１記憶部７２に記憶されている一方の仮想ラックエンド位置（左側の仮想ラックエンド位置）の第１候補θｍ１を変化量Δθｅｖｌで補正する。左側の仮想ラックエンド位置は負値であるため、変化量Δθｅｖｌを加算して補正する。第２記憶部θｍ２及び第３記憶部７８に記憶されている第２候補θｍ２及び操舵角θｏも同様に補正する。
　一方の仮想ラックエンド位置が右側の仮想ラックエンド位置である場合（すなわち正値である場合）には、変化量Δθｅｖｌを減算して補正する。
　また、他方の仮想ラックエンド位置（図８（ｆ）の例では、右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒ）を、仮想ラックエンド位置θｅｖｒ、θｅｖｌ間のラックストロークＳｔが、所定のラックストローク最小値となるように補正（リセット）する。
　図８（ｇ）を参照する。図８（ｅ）や図８（ｆ）で説明したように右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒ（すなわち他方の仮想ラックエンド位置）を、ラックストロークＳｔが所定のラックストローク最小値となるように補正（リセット）した後に、図８（ｇ）のように新しい右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒを学習した場合には、オフセット誤差算出部８１は、オフセット誤差Ｏｆｓを更新しない。すなわち、操舵角中立位置を移動させない。
　また、終端位置補正部８３も、第１記憶部７２が記憶する第１候補θｍ１、第２記憶部θｍ２、第３記憶部７８が記憶する操舵角θｏを補正しない。
　これにより、右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒのみ、操舵角中立位置から遠ざかるように調整される。
　また、右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒ（すなわち他方の仮想ラックエンド位置）を新たに学習した後は、終端位置補正部８３は、ラックストロークＳｔが所定のラックストローク最小値となるように右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒを補正（リセット）するのを停止する。
　これ以降は、更に新しい左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌ（すなわち一方の仮想ラックエンド位置）を学習しても、ラックストロークＳｔが所定のラックストローク最小値となるように右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒを補正（リセット）せずに、図８（ｆ）と同様にオフセット誤差Ｏｆｓを更新し（すなわち操舵角中立位置を修正し）、左側の仮想ラックエンド位置を補正する。このとき、右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒは、仮想ラックエンド位置θｅｖｒにオフセット誤差Ｏｆｓを加算することで補正される。
　また、更に新しい右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒ（すなわち他方の仮想ラックエンド位置）を学習すると、操舵角中立位置、左側の仮想ラックエンド位置θｅｖｌ（すなわち一方の仮想ラックエンド位置）は変わらずに、右側の仮想ラックエンド位置θｅｖｒのみ変化する。
　（変形例）
　終端位置学習部４６の選択部７１は、コラム出力軸トルクＴｃと操舵トルクＴｈの値に応じて、補正操舵角θｈ１及び遅延部７３の出力のうち一方を選択して第１記憶部７２に出力する。ここで、補正操舵角θｈ１に対し、コラム出力軸トルクＴｃによる機構部の変形量を補正して選択部７１に入力してよい。選択部７１は、コラム出力軸トルクＴｃと操舵トルクＴｈの値に応じて、変形量が補正された補正舵角θｈ１及び遅延部７３の出力のうち一方を選択して第１記憶部７２に出力してよい。このようにすることで、転舵機構の捩れの影響をさらに小さくできる。変形量は、コラム出力軸トルクＴｃと機構部の剛性（ばね定数）から求めることができる。剛性は図７において、符号θｌまたはθ２で示す点での操舵角θｈの変化量に対するコラム出力軸トルクＴｃの変化量の比率であり、実験等で求めてよい。
　図７に示す特性は、操舵速度による粘性抵抗により変化する。操舵速度がラックエンド学習値に影響を与える可能性がある。操舵速度の変化量に対するラックエンド学習値の変化量を実験等で求めて操舵速度補正量特性として記憶し、操舵速度と操舵速度補正量特性から操舵角θｈを補正してよい。
　補正操舵角θｈ１が仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌの近傍にあるか否かを、仮想ラックエンド位置よりも所定値Δθだけラック中央方向に設定された閾値θｔｈＲ及びθｔｈＬと補正操舵角θｈ１とを比較することで判定している。仮想ラックエンド位置θｅｖｒ及びθｅｖｌの学習後に、操舵角センサ１４からの操舵角θｈの基準点に変化（誤差）が生じることがある。これは、例えば、直進状態を検知して操舵角θｈの基準点を校正する場合に生じる。このような変化（誤差）が生じると、衝撃緩和制御出力が所望の特性とならない可能性がある。
　このため、操舵角θｈの基準点の変化（誤差）を考慮した値Δｍを所定値Δθに加算した所定値Δθ1を用いて、閾値θｔｈＲ＝θｅｖｒ－Δθ１と、閾値θｔｈＬ＝θｅｖｌ＋Δθ１と、を設定してもよい。値Δｍは、特許請求の範囲に記載の「第４所定値」の一例である。閾値θｔｈＲ及びθｔｈＬは、仮想ラックエンド位置よりも所定値Δθ１だけラック中央方向に設定された位置となる。このようにすれば、操舵角θｈの基準点に変化（誤差）があっても、衝撃緩和制御出力は所望の特性となる。
　以上、本発明の転舵制御装置を電動パワーステアリング装置に適用する実施形態を説明したが、本発明の転舵制御装置は、車両の操向輪を転舵する力をアクチュエータで発生させる転舵制御装置であれば、電動パワーステアリング装置以外の転舵制御装置にも広く適用できる。例えば、ステアリングホイールと操向輪との間が機械的に分離されたステアバイワイヤ（ＳＢＷ：Steer-By-Wire）式の操舵装置に適用してもよい。この場合には、コラム出力軸トルクＴｃを算出する際にモータトルクに操舵トルクＴｈを加算しなくてもよい。
　（実施形態の効果）
　（１）転舵制御装置は、車両の転舵機構の転舵位置を検出する位置検出部と、位置検出部が検出した転舵位置に基づいて転舵機構の終端位置を学習する終端位置学習部４６を、を備える。終端位置学習部４６は、転舵機構に加わる回転力が第１所定値以下である時に位置検出部が検出した転舵位置のうち転舵機構の中立位置から最も離れた転舵位置を記憶する第１記憶部７２と、位置検出部が検出した転舵位置を転舵機構の中立方向へ第２所定値だけずらした位置のうち中立位置から最も離れた転舵位置を記憶する第２記憶部７６と、第１記憶部７２及び第２記憶部７６に記憶された転舵位置のうちより中立位置から遠い方を、終端位置学習部４６が記憶する終端位置として記憶する第３記憶部７８と、を備える。
　これにより、転舵機構に加わる回転力による操舵機構の捩れの影響の少ない仮想ラックエンド位置を学習できる。このため、仮想ラックエンド位置と実ラックエンド位置の誤差を低減できる。
　転舵機構に加わる回転力が第１所定値以下である時に位置検出部が検出した転舵位置を回転力に応じた補正量（第１の補正量）で補正してよい。また、転舵位置を操舵速度に応じた補正量（第２の補正量）で補正してよい。第１の補正量及び第２の補正量のうち少なくとも一つの補正量を用いてよい。これにより、転舵機構に加わる回転力による操舵機構の捩れ及び操舵速度による影響をさらに低減した仮想ラックエンド位置を学習できる。
　（２）終端位置学習部４６は、第３記憶部７８に記憶されている転舵機構の左右の終端位置のうち一方の終端位置よりも中立位置から離れた転舵位置を位置検出部が検出した場合に、位置検出部によって検出された転舵位置と、第３記憶部７８に記憶されている左右の終端位置のうち他方の終端位置と、に基づいて転舵機構のラックストロークＳｔを算出するストローク算出部８０と、ストローク算出部８０が算出したラックストロークＳｔが閾値を超えている場合に、ラックストロークＳｔが閾値を超えた超過分に基づいて、位置検出部により検出された転舵位置を補正する転舵位置補正部８２と、ストローク算出部８０が算出したラックストロークＳｔが閾値を超えている場合に、一方の終端位置と他方の終端位置とが所定間隔離れるように第１記憶部７２、第２記憶部７６及び第３記憶部７８に記憶される他方の終端位置を補正する終端位置補正部８３と、を備えてもよい。
　これにより、ラック中立位置と操舵角中立位置との間のオフセット誤差があっても、オフセット誤差を吸収し、仮想ラックエンド位置を学習した後は、車両の状態に適した衝撃緩和制御を実施できる。
　（３）終端位置学習部４６は、転舵機構に加わる回転力が第１所定値以下であり且つ車両の操舵操作部に作用する操作力が第３所定値以下の時に、位置検出部が検出した転舵位置のうち転舵機構の中立位置から最も離れた転舵位置を第１記憶部７２に記憶してよい。
　これにより、転舵機構に加わる回転力と操舵操作部に作用する操作力による転舵機構の捩れの影響の少ない仮想ラックエンド位置を学習できる。
　（４）終端位置学習部４６は、転舵機構を駆動するモータ２０に対する電流指令値、またはモータ２０に流れる電流に基づいて転舵機構に加わる回転力を算出してよい。
　または終端位置学習部４６は、転舵機構を駆動するモータ２０に対する電流指令値、またはモータ２０に流れる電流に基づいて算出した回転トルクと、操舵操作部に作用する操作力との和に基づいて転舵機構に加わる回転力を算出してもよい。
　終端位置学習部４６は、転舵機構の角加速度と回転モーメントから求めた慣性トルクを上記の回転力に追加してもよい。
　これらにより、転舵機構に加わる回転力に応じて仮想ラックエンド位置を学習できる。
　１…ステアリングホイール、２ｉ…コラム入力軸、２ｏ…コラム出力軸、３…減速ギア、４…インターミディエイトシャフト、４ａ、４ｂ…ユニバーサルジョイント、４ｃ…軸部材、５…ピニオンラック機構、５ａ…ピニオン、５ｂ…ラック、６ａ、６ｂ…タイロッド、７ａ、７ｂ…ハブユニット、８Ｌ、８Ｒ…操向輪、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…操舵角センサ、２０…モータ、３０…コントローラ、４０…基本指令値演算部、４１、４２、８２…減算器、４３…電流制御部、４４…ＰＷＭ制御部、４５…インバータ、４６…終端位置学習部、４７…制御回転変位設定部、４８…微分部、４９…衝撃緩和制御部、５０…電流検出器、６０…ばね定数テーブル、６１、６３…乗算器、６２…粘性定数テーブル、６４…加算器、６５、７９…リミッタ、７０…出力軸トルク算出部、７１…選択部、７２…第１記憶部、７３、７７…遅延部、７４…レートリミッタ、７５…補正位置算出部、７６…第２記憶部、７８…第３記憶部、８０…ストローク算出部、８１…オフセット誤差算出部、８３…終端位置補正部

Claims (11)

  1. 　車両の転舵機構の転舵位置を検出する位置検出部と、
    　前記位置検出部が検出した前記転舵位置に基づいて前記転舵機構の終端位置を学習する終端位置学習部と、を備え、
    　前記終端位置学習部は、
    　前記転舵機構に加わる回転力が第１所定値以下である時に前記位置検出部が検出した前記転舵位置のうち前記転舵機構の中立位置から最も離れた転舵位置を記憶する第１記憶部と、
    　前記位置検出部が検出した前記転舵位置を前記転舵機構の中立方向へ第２所定値だけずらした位置のうち前記中立位置から最も離れた転舵位置を記憶する第２記憶部と、
    　前記第１記憶部及び前記第２記憶部に記憶された転舵位置のうちより前記中立位置から遠い方を、前記終端位置学習部が記憶する前記終端位置として記憶する第３記憶部と、
    　を備えることを特徴とする転舵制御装置。
  2. 　前記終端位置学習部は、
    　前記第３記憶部に記憶されている前記転舵機構の左右の終端位置のうち一方の終端位置よりも前記中立位置から離れた前記転舵位置を前記位置検出部が検出した場合に、前記位置検出部によって検出された前記転舵位置と、前記第３記憶部に記憶されている左右の終端位置のうち他方の終端位置と、に基づいて前記転舵機構のストロークを算出するストローク算出部と、
    　前記ストローク算出部が算出した前記ストロークが閾値を超えている場合に、前記ストロークが前記閾値を超えた超過分に基づいて、前記位置検出部により検出された転舵位置を補正する転舵位置補正部と、
    　前記ストローク算出部が算出した前記ストロークが前記閾値を超えている場合に、前記一方の終端位置と前記他方の終端位置とが所定間隔離れるように第１記憶部、前記第２記憶部及び前記第３記憶部に記憶される前記他方の終端位置を補正する終端位置補正部と、
    　を備えることを特徴とする請求項１に記載の転舵制御装置。
  3. 　前記終端位置学習部は、前記回転力が前記第１所定値以下であり且つ前記車両の操舵操作部に作用する操作力が第３所定値以下の時に前記位置検出部が検出した前記転舵位置のうち前記転舵機構の中立位置から最も離れた転舵位置を前記第１記憶部に記憶する、ことを特徴とする請求項１に記載の転舵制御装置。
  4. 　前記終端位置学習部は、前記転舵機構を駆動するアクチュエータに対する電流指令値、または前記アクチュエータに流れる電流に基づいて前記回転力を算出することを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の転舵制御装置。
  5. 　前記終端位置学習部は、前記転舵機構を駆動するアクチュエータに対する電流指令値、または前記アクチュエータに流れる電流に基づいて算出した回転トルクと、前記車両の操舵操作部に作用する操作力との和に基づいて前記回転力を算出することを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の転舵制御装置。
  6. 　前記終端位置学習部は、前記転舵機構の角加速度と回転モーメントから求めた慣性トルクを前記回転力に追加することを特徴とする請求項４に記載の転舵制御装置。
  7. 　前記終端位置学習部は、前記回転力が前記第１所定値以下である時に前記位置検出部が検出した前記転舵位置を、前記回転力に応じた第１の補正量及び操舵速度に応じた第２の補正量のうち少なくとも一つの補正量で補正して補正後転舵位置を求め、前記補正後転舵位置のうち前記転舵機構の中立位置から最も離れた転舵位置を前記第１記憶部に記憶する、ことを特徴とする請求項１に記載の転舵制御装置。
  8. 　前記終端位置学習部は、前記回転力が前記第１所定値以下であり且つ前記車両の操舵操作部に作用する操作力が前記第３所定値以下の時に前記位置検出部が検出した前記転舵位置を、前記回転力に応じた第１の補正量及び操舵速度に応じた第２の補正量のうち少なくとも一つの補正量で補正して補正後転舵位置を求め、前記補正後転舵位置のうち前記転舵機構の中立位置から最も離れた転舵位置を前記第１記憶部に記憶する、ことを特徴とする請求項３に記載の転舵制御装置。
  9. 　車両の操舵操作部に作用する操作に基づいて、前記転舵機構に操舵補助力を付与するアクチュエータに対する電流指令値を演算する指令値演算部と、
    　前記位置検出部が検出した転舵位置が、前記終端位置学習部が学習した前記終端位置の近傍にある場合に、前記指令値演算部が演算した前記電流指令値を補正する指令値補正部と、
    　前記指令値補正部により補正された前記電流指令値に基づいて前記アクチュエータを駆動制御する駆動部と、
    　を備えることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の転舵制御装置。
  10. 　前記終端位置を前記転舵機構の中立方向へ第４所定値移動した位置を仮終端位置とし、前記転舵位置が前記仮終端位置の近傍にある場合に、前記指令値演算部が演算した前記電流指令値を補正する指令値補正部を備えることを特徴とする請求項９に記載の転舵制御装置。
  11. 　請求項９に記載の転舵制御装置と、
    　前記転舵制御装置により駆動制御されて前記車両の操向輪を転舵するアクチュエータと、
    　を備えることを特徴とする転舵装置。
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