WO2023079776A1 - モータ制御装置 - Google Patents

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WO2023079776A1
WO2023079776A1 PCT/JP2022/020124 JP2022020124W WO2023079776A1 WO 2023079776 A1 WO2023079776 A1 WO 2023079776A1 JP 2022020124 W JP2022020124 W JP 2022020124W WO 2023079776 A1 WO2023079776 A1 WO 2023079776A1
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WO
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command value
lateral position
steering
weight
torque
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/020124
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English (en)
French (fr)
Inventor
祥馬 枝元
勉 田村
ロバート フックス
ミツコ ヨシダ
Original Assignee
株式会社ジェイテクト
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Publication date
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    • 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
    • B62D15/025—Active steering aids, e.g. helping the driver by actively influencing the steering system after environment evaluation
    • 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
    • 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
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a motor control device that drives and controls an electric motor for steering angle control.
  • Patent Document 1 discloses the following vehicle steering system. That is, the steering assist current is calculated in the driving assistance mode. Also, the degree of risk is calculated, and the steering reaction force gain is calculated based on the degree of risk. Further, the steering reaction force control current is calculated by multiplying the deviation between the target steering angle for steering assistance and the steering angle by the steering reaction force gain, and the steering assist correction gain is calculated based on the steering reaction force gain. . Then, by adding the value obtained by multiplying the steering assist current by the steering assist correction gain and the steering reaction force control current, the actuator drive current is calculated, and the actuator (electric motor) is driven and controlled based on the actuator drive current. . Thereby, a reaction force corresponding to the risk is generated and the risk state is transmitted to the driver.
  • An object of an embodiment of the present invention is to provide a motor control device that can apply a steering reaction force to the driver in a novel manner during the driving assistance mode.
  • One embodiment of the present invention is a motor control device for driving and controlling an electric motor for steering angle control, comprising: an assist torque command value generation unit that generates an assist torque command value using a steering torque; A manual steering command value generation unit that generates a manual steering command value using the torque and the assist torque command value, and a combined angle command value is calculated by adding the manual steering command value to the automatic steering command value for driving support.
  • a first control mode for controlling the electric motor based on the assist torque command value or the manual steering command value in the driving support mode; and the integrated angle command value based on the integrated angle command value.
  • a second control mode for controlling an electric motor and a switching unit for switching according to a lateral position of a vehicle with respect to a lane are provided.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an electric power steering system to which a motor control device according to an embodiment of the invention is applied.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of the motor control ECU.
  • FIG. 3 is a graph showing a setting example of the assist torque command value T asst with respect to the torsion bar torque Ttb .
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a reference EPS model used in the manual steering command value generator.
  • FIG. 5 is a graph showing a setting example of the virtual load spring component k vl with respect to the vehicle lateral position P lat .
  • FIG. 6 is a graph showing a setting example of the virtual load viscous damping coefficient cvl with respect to the vehicle lateral position P lat .
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the angle control section.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration example of a physical model of the electric power steering system.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the disturbance torque estimator.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing the configuration of the torque control section.
  • FIG. 11 is a flow chart showing the procedure of weight setting processing performed by the weight setting unit in the driving assistance mode.
  • FIG. 12 is a graph showing an example of the relationship between the vehicle lateral position P lat and the absolute value
  • FIG. 12 is a graph showing an example of the relationship between the vehicle lateral position P lat and the absolute value
  • FIG. 13 is a schematic diagram for explaining the steering reaction force generated based on the road load torque Trl in the driving assistance mode.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the steering reaction force generated based on the virtual road load torque Trl in the driving assistance mode when the first vehicle lateral position and the second vehicle lateral position are set to the same position. It is a schematic diagram.
  • FIG. 15 is a block diagram showing an electrical configuration of a motor control ECU including a weight setting section according to a second modification.
  • FIG. 16 is a flowchart showing the procedure of weight setting processing performed by the weight setting unit according to the second modification in the driving support mode.
  • FIG. 17 is a schematic diagram for explaining the steering reaction force generated based on the virtual road load torque Trl when the weight setting process is performed according to the procedure of FIG. FIG.
  • FIG. 18 is a schematic diagram for explaining the heading angle ⁇ vh .
  • FIG. 19 is a graph showing a setting example of the virtual load spring stiffness coefficient k vl with respect to the vehicle lateral position P lat .
  • FIG. 20 is a graph showing an example of basic characteristics of the spring stiffness coefficient kvl .
  • FIG. 21 is a graph showing an example of weight characteristics with respect to the heading angle ⁇ vh .
  • FIG. 22 is a graph showing a setting example of the virtual load viscous damping coefficient c vl with respect to the vehicle lateral position P lat .
  • FIG. 19 is a graph showing a setting example of the virtual load spring stiffness coefficient k vl with respect to the vehicle lateral position P lat .
  • FIG. 20 is a graph showing an example of basic characteristics of the spring stiffness coefficient kvl .
  • FIG. 21 is a graph showing an example of weight characteristics with respect to the heading angle ⁇ vh .
  • FIG. 22
  • FIG. 23 is a graph showing an example of the relationship between the vehicle lateral position P lat and the absolute value
  • FIG. 24 is a flowchart showing the procedure of weight setting processing performed by the weight setting unit according to the third modification in the driving assistance mode.
  • FIG. 25 shows that the first vehicle lateral position is set to P L1 , P R1 and the second vehicle lateral position is set to P L2 , P R2 based on the virtual road load torque T rl in the driving assistance mode.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the steering reaction force generated by the steering wheel;
  • FIG. 26 is a flowchart showing the procedure of weight setting processing performed by the weight setting unit according to the fourth modification in the driving assistance mode.
  • FIG. 27 shows that the first vehicle lateral position is set to P L3 , P R3 and the second vehicle lateral position is set to P L4 , P R4 based on the virtual road load torque T rl in the driving assistance mode.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the steering reaction force generated by the steering wheel;
  • FIG. 28 is a block diagram showing an example of a motor control ECU when lane keeping assist (LKA) control and lane centering assist (LCA) control are used together.
  • FIG. 29 is a graph showing a setting example of the virtual load spring stiffness coefficient k vl with respect to the vehicle lateral position P lat .
  • FIG. 30 is a schematic diagram showing an example of a target vibration waveform.
  • FIG. 31 shows the vehicle lateral position P when the characteristic of the virtual load spring stiffness coefficient kvl is the characteristic shown in FIG. 29 and the characteristic of the virtual load viscous damping coefficient cvl is the same as the characteristic shown in FIG. 2 is a graph showing an example of the relationship between lat and absolute value
  • One embodiment of the present invention is a motor control device for driving and controlling an electric motor for steering angle control, comprising: an assist torque command value generation unit that generates an assist torque command value using a steering torque; A manual steering command value generation unit that generates a manual steering command value using the torque and the assist torque command value, and a combined angle command value is calculated by adding the manual steering command value to the automatic steering command value for driving support.
  • a second control mode for controlling an electric motor and a switching unit for switching according to a lateral position of a vehicle with respect to a lane are provided.
  • the first lateral position is the lateral position at which the first control mode is switched to the second control mode
  • the lateral position is the lateral position at which the second control mode is switched to the first control mode.
  • a second lateral position is set in advance, and the steering reaction force applied to the vehicle when the vehicle moves from the lane boundary to the second lateral position has a large decrease rate of the steering reaction force. It has a first characteristic and a second characteristic that is continuous with the first characteristic and has a lower rate of decrease in the steering reaction force than the first characteristic.
  • the first lateral position is the lateral position at which the first control mode is switched to the second control mode
  • the lateral position is the lateral position at which the second control mode is switched to the first control mode.
  • the second lateral position is set to a different position.
  • the second lateral position is set closer to the center of the lane than the first lateral position.
  • the first lateral position is set closer to the center of the lane than the second lateral position.
  • the manual steering command value is configured to be calculated in consideration of the virtual road load torque.
  • the virtual road load torque is set according to the lateral position of the vehicle with respect to the lane.
  • the motor control device according to claim 6, wherein the virtual road load torque is set according to the angle formed by the traveling direction of the vehicle with respect to the lane.
  • the virtual road load torque is set based on information on the outside of the lane in which the vehicle is traveling.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an electric power steering system to which a steering device according to one embodiment of the present invention is applied.
  • An electric power steering system 1 includes a steering wheel (handle) 2 as a steering member for steering a vehicle, a steering mechanism 4 for steering wheels 3 in conjunction with the rotation of the steering wheel 2, and a driver. and a steering assist mechanism 5 for assisting the steering of the vehicle.
  • the steering wheel 2 and steering mechanism 4 are mechanically connected via a steering shaft 6 and an intermediate shaft 7 .
  • the steering shaft 6 includes an input shaft 8 connected to the steering wheel 2 and an output shaft 9 connected to the intermediate shaft 7.
  • the input shaft 8 and the output shaft 9 are connected via a torsion bar 10 so as to be relatively rotatable.
  • a torque sensor 12 is arranged near the torsion bar 10 .
  • Torque sensor 12 detects torsion bar torque Ttb applied to steering wheel 2 based on relative rotational displacement amounts of input shaft 8 and output shaft 9 .
  • the torsion bar torque Ttb detected by the torque sensor 12 is such that the torque for leftward steering is detected as a positive value and the torque for rightward steering is detected as a negative value. It is assumed that the torsion bar torque Ttb increases as the absolute value increases.
  • the torsion bar torque Ttb is an example of the "steering torque" of the present invention.
  • the steering mechanism 4 consists of a rack and pinion mechanism including a pinion shaft 13 and a rack shaft 14 as a steering shaft.
  • the steered wheels 3 are connected to each end of the rack shaft 14 via tie rods 15 and knuckle arms (not shown).
  • the pinion shaft 13 is connected to the intermediate shaft 7 .
  • the pinion shaft 13 rotates in conjunction with steering of the steering wheel 2 .
  • a pinion 16 is connected to the tip of the pinion shaft 13 .
  • the rack shaft 14 extends linearly along the lateral direction of the vehicle.
  • a rack 17 that meshes with the pinion 16 is formed in the axially intermediate portion of the rack shaft 14 .
  • the pinion 16 and rack 17 convert the rotation of the pinion shaft 13 into axial movement of the rack shaft 14 .
  • the steerable wheels 3 can be steered.
  • the steering assist mechanism 5 includes an electric motor 18 for generating a steering assist force (assist torque) and a speed reducer 19 for amplifying the output torque of the electric motor 18 and transmitting it to the steering mechanism 4 .
  • the speed reducer 19 comprises a worm gear mechanism including a worm gear 20 and a worm wheel 21 meshing with the worm gear 20 .
  • the speed reducer 19 is accommodated in a gear housing 22 as a transmission mechanism housing.
  • the reduction ratio (gear ratio) of the speed reducer 19 may be represented by N.
  • the reduction ratio N is defined as the ratio ( ⁇ wg / ⁇ ww ) of the worm gear angle ⁇ wg that is the rotation angle of the worm gear 20 to the worm wheel angle ⁇ ww that is the rotation angle of the worm wheel 21 .
  • the worm gear 20 is rotationally driven by the electric motor 18 . Also, the worm wheel 21 is connected to the output shaft 9 so as to be rotatable together.
  • the worm gear 20 When the worm gear 20 is rotationally driven by the electric motor 18, the worm wheel 21 is rotationally driven, motor torque is applied to the steering shaft 6, and the steering shaft 6 (output shaft 9) rotates. Rotation of the steering shaft 6 is transmitted to the pinion shaft 13 via the intermediate shaft 7 . Rotation of the pinion shaft 13 is converted into axial movement of the rack shaft 14 . As a result, the steerable wheels 3 are steered. That is, by rotationally driving the worm gear 20 with the electric motor 18, the steering assistance with the electric motor 18 and the steering of the steerable wheels 3 become possible.
  • the electric motor 18 is provided with a rotation angle sensor 23 for detecting the rotation angle of the rotor of the electric motor 18 .
  • the torque applied to the output shaft 9 includes motor torque by the electric motor 18 and disturbance torque Tlc other than the motor torque.
  • the disturbance torque T lc other than the motor torque includes torsion bar torque T tb , road load torque (road surface reaction torque) T rl , friction torque T f and the like.
  • the torsion bar torque Ttb is torque applied to the output shaft 9 from the steering wheel 2 side due to force applied to the steering wheel 2 by the driver, force generated by steering inertia, or the like.
  • the road load torque Trl is generated by the self-aligning torque generated in the tire, the force generated by the suspension and tire wheel alignment, the frictional force of the rack and pinion mechanism, and the like. is the torque applied to
  • the vehicle has a CCD (Charge Coupled Device) camera 25 that captures the road in front of the vehicle, a GPS (Global Positioning System) 26 that detects the position of the vehicle, and a radar that detects road shapes and obstacles. 27, a map information memory 28 storing map information and a vehicle speed sensor 29 are mounted.
  • CCD Charge Coupled Device
  • GPS Global Positioning System
  • the CCD camera 25, GPS 26, radar 27, map information memory 28, and vehicle speed sensor 29 are connected to a host ECU (Electronic Control Unit) 201 for driving support control. Based on the information and map information obtained by the CCD camera 25, the GPS 26, the radar 27 and the vehicle speed sensor 29, the host ECU 201 recognizes the surrounding environment, estimates the position of the vehicle, plans routes, etc., and determines control target values for steering and drive actuators. make a decision.
  • ECU Electronic Control Unit
  • the host ECU 201 sets an automatic steering command value ⁇ AD,cmd for driving assistance in the driving assistance mode.
  • the driving assistance is Lane Keep Assist (LKA) to avoid the vehicle leaving the lane.
  • the automatic steering command value ⁇ AD ,cmd is a target steering angle value for causing the vehicle to travel along the target travel line.
  • the automatic steering command value ⁇ AD,cmd is set based on, for example, the vehicle speed, the lateral deviation from the target travel line, and the yaw deviation of the vehicle from the target travel line. Since the processing for setting the automatic steering command value ⁇ AD ,cmd is well known, detailed description thereof will be omitted here.
  • the host ECU 201 also outputs a mode signal S mode indicating whether the driving mode is the normal mode or the driving assistance mode, a left/right discrimination signal S LR indicating whether the vehicle reference position is on the left or right side of the center of the lane, and Output the vehicle lateral position P lat .
  • the vehicle reference position is a predetermined reference position at the width center of the vehicle.
  • the vehicle lateral position P lat is the distance from the boundary of the lane in which the vehicle is currently traveling (hereinafter referred to as "lane boundary") to the vehicle reference position. Specifically, when the vehicle reference position is on the left side of the center, the vehicle lateral position P lat is the distance from the left lane boundary to the vehicle reference position. When the vehicle reference position is on the right side of the lane center, the vehicle lateral position P lat is the distance from the right lane boundary to the vehicle reference position.
  • the mode signal S mode , the left/right discrimination signal S LR , the vehicle lateral position P lat and the automatic steering command value ⁇ AD,cmd are given to the motor control ECU 202 via the vehicle-mounted network.
  • the torsion bar torque T tb detected by the torque sensor 12 and the output signal of the rotation angle sensor 23 are input to the motor control ECU 202 .
  • the motor control ECU 202 controls the electric motor 18 based on these input signals and information given from the host ECU 201 .
  • FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of the motor control ECU 202. As shown in FIG.
  • the motor control ECU 202 includes a microcomputer 40, a drive circuit (inverter circuit) 31 that is controlled by the microcomputer 40 and supplies power to the electric motor 18, and a current flowing through the electric motor 18 (hereinafter referred to as "motor current Im ”) . ) and a current detection circuit 32 for detecting the current.
  • the microcomputer 40 has a CPU and memory (ROM, RAM, non-volatile memory, etc.), and functions as a plurality of functional processing units by executing predetermined programs.
  • the plurality of function processing units include an assist torque command value setting unit 41, a manual steering command value generation unit 42, an integrated angle command value calculation unit 43, an angle control unit 44, a first weight multiplication unit 45, It includes a second weight multiplier 46 , an adder 47 , a torque controller (current controller) 48 , and a weight setter 49 .
  • the first weight multiplication section 45, the second weight multiplication section 46, the addition section 47 and the weight setting section 49 are examples of the "switching section" in the present invention.
  • the assist torque command value setting unit 41 sets an assist torque command value T asst , which is a target value of assist torque required for manual operation.
  • the assist torque command value setting unit 41 sets the assist torque command value T asst based on the torsion bar torque Ttb detected by the torque sensor 12 .
  • a setting example of the assist torque command value T asst for the torsion bar torque Ttb is shown in FIG.
  • the assist torque command value T asst is a positive value when the electric motor 18 should generate a steering assist force for left steering, and when the electric motor 18 should generate a steering assist force for right steering. Negative value.
  • the assist torque command value T asst takes a positive value for a positive value of the torsion bar torque Ttb , and takes a negative value for a negative value of the torsion bar torque Ttb .
  • the assist torque command value T asst is set such that its absolute value increases as the absolute value of the torsion bar torque Ttb increases.
  • the assist torque command value setting unit 41 may acquire the vehicle speed from the host ECU 201 and set the assist torque command value T asst based on the vehicle speed and the torsion bar torque Ttb .
  • the assist torque command value T asst is set according to the torsion bar torque Ttb as described above, and is set such that the greater the vehicle speed V, the smaller the absolute value of the assist torque command value T asst . be done.
  • the assist torque command value setting unit 41 may calculate the assist torque command value T asst by multiplying the torsion bar torque Ttb by a preset constant.
  • the manual steering command value generator 42 When the driver operates the steering wheel 2, the manual steering command value generator 42 generates a steering angle (more precisely, the rotation angle ⁇ of the output shaft 9) corresponding to the steering wheel operation as a manual steering command value ⁇ MD , It is provided to set as cmd .
  • the manual steering command value generator 42 uses the torsion bar torque T tb detected by the torque sensor 12 and the assist torque command value T asst set by the assist torque command value setting unit 41 to generate the manual steering command values ⁇ MD, Generate cmd . Details of the manual steering command value generator 42 will be described later.
  • Integrated angle command value calculation unit 43 adds manual steering command value ⁇ MD, cmd to automatic steering command value ⁇ AD, cmd set by host ECU 201 to calculate integrated angle command value ⁇ int, cmd .
  • the angle control unit 44 calculates integrated motor torque command values T mint , cmd corresponding to the integrated angle command values ⁇ int, cmd. Details of the angle control unit 44 will be described later.
  • the first weight multiplier 45 multiplies the assist torque command value T asst set by the assist torque command value setting unit 41 by the first weight W1.
  • a second weight multiplier 46 multiplies the integrated motor torque command value Tmint ,cmd by a second weight W2.
  • the first weight W1 and the first weight W2 are set by the weight setting section 49 . Details of the weight setting unit 49 will be described later.
  • the addition unit 47 calculates the assist torque command value W1 ⁇ T asst after the first weight multiplication (after the first weighting process) and the integrated motor torque command value W2 ⁇ Tmint after the second weight multiplication (after the second weighting process). , cmd , the motor torque command value Tm , cmd for the electric motor 18 is calculated.
  • the torque control unit 48 drives the drive circuit 31 so that the motor torque of the electric motor 18 approaches the motor torque command value Tm , cmd .
  • the manual steering command value generator 42 sets the manual steering command value ⁇ MD,cmd using the reference EPS model.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the reference EPS model used in the manual steering command value generator 42.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the reference EPS model used in the manual steering command value generator 42.
  • This reference EPS model is a single inertia model that includes a lower column.
  • a lower column corresponds to the output shaft 9 and the worm wheel 21 .
  • J ref is the inertia of the lower column
  • T tb is the torsion bar torque.
  • a torsion bar torque T tb , an assist torque command value T asst and a road load torque T rl are applied to the lower column.
  • the rotation angle of the lower column is the manual steering command value ⁇ MD , cmd
  • the road load torque (virtual road load torque) Trl is the virtual load spring stiffness coefficient kvl
  • the virtual load viscous damping coefficient cvl is the manual steering command value ⁇ It is represented by the following formula (1) using MD and cmd .
  • T rl ⁇ k vl ⁇ MD, cmd ⁇ c vl (d ⁇ MD, cmd /dt) (1)
  • k vl k vl (P lat )
  • c vl c vl (P lat )
  • the virtual load spring stiffness coefficient kvl and the virtual load viscous damping coefficient cvl are set corresponding to the vehicle lateral position P lat .
  • FIG. 5 is a graph showing a setting example of the virtual load spring stiffness coefficient k vl with respect to the vehicle lateral position P lat .
  • the suffix L of the symbol in FIG. 5 indicates that the symbol is applied when the vehicle reference position is on the left side of the lane center, and R indicates that the symbol is applied when the vehicle reference position is on the right side of the lane center. applies. The same applies to FIG. 6, which will be described later.
  • the virtual load spring stiffness coefficient kvl is set to a predetermined value kvl,start is set to PL_start is set to about 60 cm, for example.
  • PR_start is set to about 70 cm, for example.
  • the virtual load spring stiffness coefficient kvl is set according to a characteristic that gradually increases from kvl,start to kvl,L_max as the vehicle reference position becomes smaller (as the vehicle reference position approaches the left lane boundary).
  • PL_small is set to about 40 cm, for example.
  • the virtual load spring stiffness coefficient kvl is calculated as follows: is set according to a characteristic that gradually increases from kvl,start to kvl,R_max as the vehicle reference position becomes smaller (as the vehicle reference position approaches the right lane boundary). PR_small is set to about 50 cm, for example.
  • the virtual load spring stiffness coefficient k vl is set to k vl,L_max . If the vehicle lateral position P lat is less than P R_small relative to the right lane boundary, the virtual load spring stiffness coefficient k vl is set to k vl,R_max . The reason why the virtual load spring stiffness coefficient kvl is limited in this way is to prevent the virtual road load torque Trl from becoming too large and the driver unable to intervene in steering.
  • FIG. 6 is a graph showing a setting example of the virtual load viscous damping coefficient c vl with respect to the vehicle lateral position P lat .
  • the virtual load viscous damping coefficient c vl is set to a predetermined value c vl,start is set to
  • the virtual load viscous damping coefficient cvl is set according to a characteristic that gradually increases from cvl,start to cvl,L_max as the vehicle reference position becomes smaller (as the vehicle reference position approaches the left lane boundary).
  • the virtual load viscous damping coefficient cvl is (the vehicle reference position approaches the right lane boundary), the setting is made according to a characteristic that gradually increases from cvl,start to cvl,R_max .
  • the hypothetical load viscous damping coefficient c vl is set to c vl,L_max . If the vehicle lateral position P lat is less than P R_small for the right lane boundary, the hypothetical load viscous damping coefficient c vl is set to c vl,R_max .
  • the virtual load spring stiffness coefficient kvl corresponding to the vehicle lateral position P lat is obtained by, for example, combining the vehicle lateral position P lat given from the host ECU 201 and the virtual load spring stiffness coefficient kvl corresponding to the vehicle lateral position P lat in FIG. stored map.
  • the virtual load viscous damping coefficient cvl corresponding to the vehicle lateral position P lat is, for example, the vehicle lateral position P lat given from the host ECU 201 and the virtual load viscous damping coefficient c for the vehicle lateral position P lat in FIG. vl is determined based on the stored map.
  • the virtual load spring stiffness coefficient kvl and the virtual load viscous damping coefficient cvl may be set so that the characteristics of the virtual road load torque Trl change according to the information on the outside of the current lane.
  • the characteristics of the virtual road load torque Trl may change depending on whether there is an adjacent lane to the lane, when there is no adjacent lane to the lane, or when there is a protective fence such as a guardrail for the lane.
  • a virtual load spring stiffness coefficient kvl and a virtual load viscous damping coefficient cvl may be set.
  • the information on the outside of the lane is given from the host ECU 201 to the motor control ECU 202 .
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the angle control section 44. As shown in FIG.
  • the angle control unit 44 calculates an integrated motor torque command value T mint , cmd based on the integrated angle command value ⁇ int, cmd.
  • the angle control unit 44 includes a low-pass filter (LPF) 51, a feedback control unit 52, a feedforward control unit 53, a disturbance torque estimation unit 54, a torque addition unit 55, a disturbance torque compensation unit 56, and a first deceleration It includes a ratio division section 57 , a reduction ratio multiplication section 58 , a rotation angle calculation section 59 and a second reduction ratio division section 60 .
  • LPF low-pass filter
  • the reduction ratio multiplication unit 58 multiplies the motor torque command value Tm,cmd calculated by the addition unit 47 (see FIG. 2) by the reduction ratio N of the speed reducer 19 to obtain the motor torque command value Tm ,cmd . Convert to an output shaft torque command value N ⁇ Tm , cmd acting on the output shaft 9 (worm wheel 21).
  • a rotation angle calculator 59 calculates a rotor rotation angle ⁇ m of the electric motor 18 based on the output signal of the rotation angle sensor 23 .
  • a second reduction ratio dividing unit 60 divides the rotor rotation angle ⁇ m calculated by the rotation angle calculation unit 59 by the reduction ratio N, thereby dividing the rotor rotation angle ⁇ m into the rotation angle (actual steering angle) of the output shaft 9. Convert to ⁇ .
  • a low-pass filter 51 performs low-pass filter processing on the integrated angle command value ⁇ int,cmd .
  • the integrated angle command value ⁇ intL,cmd after low-pass filtering is given to the feedback control section 52 and the feedforward control section 53 .
  • the feedback control unit 52 is provided to bring the estimated steering angle value ⁇ calculated by the disturbance torque estimating unit 54 closer to the integrated angle command value ⁇ intL,cmd after the low-pass filtering.
  • the feedback controller 52 includes an angular deviation calculator 52A and a PD controller 52B.
  • the angle deviation calculation unit 52A calculates the deviation ( ⁇ intL, cmd - ⁇ ) between the integrated angle command value ⁇ intL, cmd and the actual steering angle ⁇ calculated by the second reduction ratio division unit 60 as the angle deviation ⁇ You may make it calculate as.
  • the PD control section 52B calculates the feedback control torque Tfb by performing PD calculation (proportional differential calculation) on the angular deviation ⁇ calculated by the angular deviation calculating section 52A.
  • the feedback control torque T fb is applied to the torque addition section 55 .
  • the feedforward control unit 53 is provided to compensate for delay in response due to inertia of the electric power steering system 1 and improve control response.
  • Feedforward controller 53 includes an angular acceleration calculator 53A and an inertia multiplier 53B.
  • the angular acceleration calculator 53A calculates a target angular acceleration d 2 ⁇ intL, cmd /dt 2 by second-order differentiating the integrated angle command value ⁇ intL,cmd.
  • the inertia J is obtained, for example, from a physical model (see FIG. 8) of the electric power steering system 1, which will be described later.
  • the feedforward control torque Tff is given to the torque adder 55 as an inertia compensation value.
  • the torque adder 55 calculates a basic torque command value (T fb +T ff ) by adding the feedforward control torque T ff to the feedback control torque T fb .
  • the disturbance torque estimator 54 is provided for estimating nonlinear torque (disturbance torque: torque other than motor torque) generated as a disturbance in the plant (controlled object of the electric motor 18). Based on the output shaft torque command value N ⁇ T m,cmd and the actual steering angle ⁇ , the disturbance torque estimator 54 calculates the disturbance torque (disturbance load) T lc , the steering angle ⁇ , and the steering angle differential value (angular velocity) d ⁇ . /dt. Estimated values of disturbance torque T lc , steering angle ⁇ , and steering angle differential value (angular velocity) d ⁇ /dt are represented by ⁇ T lc , ⁇ , and d ⁇ /dt, respectively. Details of the disturbance torque estimator 54 will be described later.
  • the disturbance torque estimation value ⁇ Tlc calculated by the disturbance torque estimator 54 is given to the disturbance torque compensator 56 as a disturbance torque compensation value.
  • the steering angle estimated value ⁇ calculated by the disturbance torque estimator 54 is provided to the angle deviation calculator 52A.
  • the integrated steering torque command value T sint,cmd is given to the first reduction gear ratio dividing section 57 .
  • the first reduction ratio dividing unit 57 divides the integrated steering torque command value T sint,cmd by the reduction ratio N to calculate the integrated motor torque command value Tmint ,cmd .
  • This integrated motor torque command value Tmint ,cmd is given to the second weight multiplier 46 (see FIG. 2).
  • the disturbance torque estimator 54 will be described in detail.
  • the disturbance torque estimator 54 is composed of a disturbance observer that estimates the disturbance torque T lc , the steering angle ⁇ , and the angular velocity d ⁇ /dt using, for example, the physical model 101 of the electric power steering system 1 shown in FIG. .
  • This physical model 101 includes a plant (an example of a motor driven object) 102 including an output shaft 9 and a worm wheel 21 fixed to the output shaft 9 .
  • a torsion bar torque Ttb is applied from the steering wheel 2 through the torsion bar 10
  • a road load torque Trl is applied from the steered wheels 3 side.
  • the plant 102 is given an output shaft torque command value N ⁇ Tm ,cmd via the worm gear 20 and is given a friction torque Tf by friction between the worm wheel 21 and the worm gear 20 .
  • Tlc indicates disturbance torque other than the motor torque applied to the plant 102 .
  • the disturbance torque Tlc is shown as the sum of the torsion bar torque Ttb , the road load torque Trl , and the friction torque Tf . contains.
  • the state equation for the physical model 101 in FIG. 8 is expressed by the following formula (4).
  • x is a state variable vector
  • u1 is a known input vector
  • u2 is an unknown input vector
  • y is an output vector (measured value).
  • A is the system matrix
  • B1 is the first input matrix
  • B2 is the second input matrix
  • C is the output matrix
  • D is the direct reach matrix.
  • x e is a state variable vector of the extended system and is expressed by the following equation (6).
  • a e is a system matrix of the extended system
  • B e is a known input matrix of the extended system
  • Ce is an output matrix of the extended system.
  • a disturbance observer (extended state observer) represented by the following equation (7) is constructed from the extended state equation of equation (5) above.
  • ⁇ x e represents the estimated value of x e .
  • L is an observer gain.
  • ⁇ y represents the estimated value of y.
  • ⁇ x e is represented by the following equation (8).
  • ⁇ is the estimated value of ⁇
  • ⁇ Tlc is the estimated value of Tlc .
  • the disturbance torque estimator 54 calculates the state variable vector ⁇ xe based on the equation (7).
  • FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the disturbance torque estimator 54. As shown in FIG.
  • the disturbance torque estimation unit 54 includes an input vector input unit 71, an output matrix multiplication unit 72, a first addition unit 73, a gain multiplication unit 74, an input matrix multiplication unit 75, a system matrix multiplication unit 76, a second It includes an addition section 77 , an integration section 78 and a state variable vector output section 79 .
  • the output shaft torque command value N ⁇ Tm ,cmd calculated by the reduction ratio multiplication section 58 (see FIG. 7) is given to the input vector input section 71 .
  • the input vector input unit 71 outputs an input vector u1 .
  • the output of the integrator 78 is the state variable vector ⁇ x e (see equation (8) above).
  • an initial value is given as the state variable vector ⁇ xe .
  • the initial value of the state variable vector ⁇ x e is 0, for example.
  • a system matrix multiplier 76 multiplies the state variable vector ⁇ x e by the system matrix A e .
  • the output matrix multiplier 72 multiplies the state variable vector ⁇ x e by the output matrix C e .
  • the gain multiplier 74 multiplies the output (y ⁇ y) of the first adder 73 by the observer gain L (see the above equation (7)).
  • the input matrix multiplication unit 75 multiplies the input vector u1 output from the input vector input unit 71 by the input matrix Be .
  • the second adder 77 outputs the output (Be ⁇ u 1 ) of the input matrix multiplier 75, the output (A e ⁇ x e ) of the system matrix multiplier 76, and the output of the gain multiplier 74 (L(y ⁇ ⁇ y)) is added to calculate the differential value d ⁇ x e /dt of the state variable vector.
  • the integrator 78 calculates the state variable vector ⁇ x e by integrating the output (d ⁇ x e /dt) of the second adder 77 .
  • a state variable vector output unit 79 calculates an estimated disturbance torque value ⁇ T lc , an estimated steering angle value ⁇ , and an estimated angular velocity value d ⁇ /dt based on the state variable vector ⁇ xe.
  • a general disturbance observer consists of an inverse model of the plant and a low-pass filter.
  • the equation of motion of the plant is expressed by Equation (3) as described above. Therefore, the inverse model of the plant becomes the following equation (9).
  • Inputs to a general disturbance observer are J ⁇ d 2 ⁇ /dt 2 and N ⁇ T m, cmd . receive greatly.
  • the disturbance torque is estimated in an integral manner, the noise effect due to differentiation can be reduced.
  • the disturbance torque estimator 54 a general disturbance observer composed of an inverse model of the plant and a low-pass filter may be used.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing the configuration of the torque control section 48. As shown in FIG.
  • the torque control unit 48 (see FIG. 2) includes a motor current command value calculation unit 81, a current deviation calculation unit 82, a PI control unit 83, and a PWM (Pulse Width Modulation) control unit 84.
  • the motor current command value calculation unit 81 divides the motor torque command value Tm , cmd calculated by the addition unit 47 (see FIG. 2) by the torque constant Kt of the electric motor 18 to obtain the motor current command value Im , cmd .
  • the PI control unit 83 performs a PI calculation (proportional integral calculation) on the current deviation ⁇ I calculated by the current deviation calculation unit 82 to convert the motor current Im flowing through the electric motor 18 to the motor current command value Im, cmd. Generate a drive command value for guidance.
  • the PWM control section 84 generates a PWM control signal having a duty ratio corresponding to the drive command value, and supplies it to the drive circuit 31 . As a result, electric power corresponding to the drive command value is supplied to the electric motor 18 .
  • FIG. 11 is a flowchart showing the weight setting process performed by the weight setting unit 49 in the driving support mode.
  • the weight setting unit 49 sets the first weight W1 to 1 and sets the second weight W2 to 0 (step S1).
  • the control mode of the electric motor 18 becomes the first control mode in which the electric motor 18 is driven and controlled only by the assist torque command value Tasst .
  • the host ECU 201 sets the automatic steering command value ⁇ AD,cmd , the automatic steering command value ⁇ AD,cmd , the mode signal Smode , the left/right discrimination signal SLR , and the vehicle lateral position.
  • Plat is given to the motor control ECU 202 .
  • the weight setting unit 49 determines whether or not the vehicle reference position is on the left side of the center of the lane based on the left/right determination signal SLR (step S2).
  • step S3 If the vehicle reference position is on the left side of the center of the lane (step S2: YES), the weight setting unit 49 determines whether the vehicle lateral position P lat is smaller than P L_start (see FIGS. 5 and 6). (step S3).
  • step S3 NO
  • the weight setting unit 49 returns to step S2.
  • step S3 If it is determined in step S3 that P lat ⁇ PL_start (step S3: YES), the weight setting unit 49 sets the first weight W1 to 0 and sets the second weight W2 to 1. (Step S4). At this time, it is preferable that the weight setting unit 49 gradually decrease the first weight W1 from 1 to 0 and gradually increase the second weight W2 from 0 to 1.
  • the time for gradually decreasing the first weight W1 from 1 to 0 (the time for gradually increasing the second weight W2 from 0 to 1) may be, for example, about 0.1 seconds.
  • the control mode of the electric motor 18 becomes the second control mode in which the electric motor 18 is driven and controlled by the integrated motor torque command values Tmint, cmd .
  • the assist torque command value W1 ⁇ T asst after the first weight multiplication and the integrated motor after the second weight multiplication The electric motor 18 is controlled based on the sum of the torque command value w2 ⁇ Tmint ,cmd .
  • the electric motor 18 is controlled based on the integrated angle command value ⁇ int,cmd which is the sum of the manual steering command value ⁇ MD ,cmd and the automatic steering command value ⁇ AD ,cmd .
  • the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl used to calculate the manual steering command value ⁇ MD,cmd is reflected.
  • the weight setting unit 49 determines whether or not the vehicle lateral position P lat is smaller than a predetermined PL_return (see FIG. 12) which is larger than PL_start (step S5).
  • PL_return is set to 80 cm, for example.
  • PL_return is a threshold used to return the control mode to the first control mode when the vehicle reference position is to the left of the lane center and the control mode is the second control mode.
  • step S5 If P lat ⁇ PL_return (step S5: NO), the weight setting unit 49 returns to step S5.
  • step S6 the weight setting unit 49 sets the first weight W1 to 1 and the second weight W2 to 0. (Step S6). At this time, it is preferable that the weight setting unit 49 gradually increases the first weight W1 from 0 to 1 and gradually decreases the second weight W2 from 1 to 0.
  • the time for gradually increasing the first weight W1 from 0 to 1 may be, for example, about 0.1 seconds.
  • the control mode of the electric motor 18 becomes the first control mode. While the first weight W1 is gradually increased (while the second weight W2 is gradually decreased), the assist torque command value W1 ⁇ T asst after the first weight multiplication and the integrated motor after the second weight multiplication The electric motor 18 is controlled based on the sum of the torque command value w2 ⁇ Tmint , cmd .
  • the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl used to calculate the manual steering command value ⁇ MD,cmd is not reflected.
  • step S6 After the process of step S6 is performed, the weight setting unit 49 returns to step S2.
  • step S2 If it is determined in step S2 that the vehicle reference position is on the right side of the lane center (step S2: NO), the weight setting unit 49 sets the vehicle lateral position P lat to P R_start (see FIGS. 5 and 6). (step S7).
  • step S7 NO
  • the weight setting unit 49 returns to step S2.
  • step S7 If it is determined in step S7 that P lat ⁇ PR_start (step S7: YES), the weight setting unit 49 sets the first weight W1 to 0 and sets the second weight W2 to 1. (Step S8). At this time, it is preferable that the weight setting unit 49 gradually decrease the first weight W1 from 1 to 0 and gradually increase the second weight W2 from 0 to 1.
  • the control mode of the electric motor 18 becomes the second control mode.
  • the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl is reflected.
  • the weight setting unit 49 determines whether or not the vehicle lateral position P lat is smaller than a predetermined P R_return (see FIG. 12) which is larger than P R_start (step S9).
  • PR_return is set to 90 cm, for example.
  • PR_return is a threshold used to return the control mode to the first control mode when the vehicle reference position is to the right of the lane center and the control mode is the second control mode.
  • step S9 NO
  • the weight setting unit 49 returns to step S9.
  • step S9 If it is determined in step S9 that P lat >P R_return (step S9: YES), the weight setting unit 49 sets the first weight W1 to 1 and the second weight W2 to 0. (Step S10). At this time, it is preferable that the weight setting unit 49 gradually increases the first weight W1 from 0 to 1 and gradually decreases the second weight W2 from 1 to 0.
  • the control mode of the electric motor 18 becomes the first control mode.
  • the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl is not reflected.
  • step S10 After the process of step S10 is performed, the weight setting unit 49 returns to step S2.
  • the weight setting unit 49 sets the first weight W1 to 1 and sets the second weight W2 to 0. Therefore, in the normal mode, the electric motor 18 is driven and controlled based only on the assist torque command value T asst .
  • FIG. 12 is a graph showing an example of the relationship between the vehicle lateral position P lat and the absolute value
  • FIG. 12 shows the relationship between the vehicle lateral position P lat and the absolute value
  • the characteristics of the virtual road load torque Trl vary depending on whether there is an adjacent lane to the lane, when there is no adjacent lane to the lane, or when there is a protective fence such as a guardrail for the lane.
  • An example is shown in which the virtual load spring stiffness coefficient kvl and the virtual load viscous damping coefficient cvl are set differently.
  • the virtual load spring stiffness coefficient kvl and the virtual load viscous damping coefficient cvl are set so as to increase in order of certain cases.
  • FIG. 13 is a schematic diagram for explaining the steering reaction force generated based on the virtual road load torque Trl in the driving assistance mode.
  • the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl used to calculate the manual steering command values ⁇ MD, cmd is 0, but from time t1 to t2, the virtual road load torque T Since part of the steering reaction force based on rl is reflected, the steering reaction force gradually increases. Since the control mode changes to the second control mode from time t2, the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl further increases.
  • the steering reaction force reaches the maximum reaction force value.
  • the driver feels the steering reaction force and stops applying steering to the right, the vehicle moves toward the center of the lane.
  • the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl decreases.
  • the vehicle lateral position Plat reaches PR_start (time t5), the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl becomes a constant value.
  • the control mode becomes the first control mode.
  • the steering reaction force characteristic is a characteristic (first characteristic) in which the decrease rate of the steering reaction force is large, and in the period from time t5 to time t6 described later, The steering reaction force characteristic is a characteristic (second characteristic) in which the decrease rate of the steering reaction force is small.
  • the rate of decrease in the steering reaction force in the second characteristic is 0 (that is, the steering reaction force is constant).
  • the rate of decrease of the steering reaction force in the second characteristic may be other than zero.
  • the vehicle behavior can be reliably stabilized when the vehicle returns to the center of the lane.
  • the steering reaction force can be designed by the manual steering command value generator 42 independently of steering angle control for assist control and driving support.
  • the driver can feel the reaction force corresponding to the lateral position of the vehicle as steering torque, so the effect of lane departure prevention is improved.
  • the first vehicle lateral position for switching the first weight W1 from 1 to 0 (the second weight W1 from 0 to 1) and the first weight W1 from 0 to 1 (the second weight W1 is set to a position different from the second vehicle lateral position for switching from 1 to 0).
  • the second vehicle lateral position is set closer to the center of the lane than the first vehicle lateral position.
  • the control mode can be switched from the second control mode to the first control mode when a large steering reaction force is acting. , the vehicle behavior may become unstable.
  • the driver can intuitively recognize the degree of danger through the steering wheel according to the environment outside the current driving lane (existence of adjacent lanes, existence of guardrails, etc.).
  • the first vehicle lateral position for switching the first weight W1 from 1 to 0 (the second weight W1 from 0 to 1), the first weight W1 from 0 to 1 (the second weight W1 from 1 0) is set to the same position as the second vehicle lateral position.
  • P L_return is set as the first vehicle position and the second vehicle position when the vehicle is on the left side of the lane center
  • P L_return is set as the first vehicle position and the second vehicle position when the vehicle is on the right side of the lane center.
  • R_return is set.
  • the weighting setting process performed by the weighting setting unit 49 in the driving support mode is substantially the same as the procedure shown in FIG.
  • the condition P lat ⁇ PL_start in step S3 of FIG. 11 is replaced with the condition P lat ⁇ PL_return .
  • the condition P lat ⁇ PR_start in step S7 of FIG. 11 is replaced with the condition P lat ⁇ PR_return .
  • Other procedures are the same as those in FIG.
  • FIG. 14 illustrates the steering reaction force generated based on the virtual road load torque Trl in the driving assistance mode when the first vehicle lateral position and the second vehicle lateral position are set to the same position as described above. It is a schematic diagram for doing.
  • the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl used to calculate the manual steering command values ⁇ MD, cmd is 0, but from time t1 to t2, the virtual road load torque T Since part of the steering reaction force based on rl is reflected, the steering reaction force gradually increases. Since the control mode changes to the second control mode from time t2, the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl further increases.
  • the steering reaction force reaches the maximum reaction force value.
  • the driver feels the steering reaction force and stops applying steering to the right, the vehicle moves toward the center of the lane.
  • the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl decreases.
  • the vehicle lateral position Plat reaches PR_start (time t5), the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl becomes a constant value.
  • the control mode becomes the first control mode.
  • the steering reaction force characteristic is a characteristic (first characteristic) in which the decrease rate of the steering reaction force is large, and in the period from time t5 to time t6 described later, The steering reaction force characteristic is a characteristic (second characteristic) in which the decrease rate of the steering reaction force is small.
  • the rate of decrease in the steering reaction force in the second characteristic is 0 (that is, the steering reaction force is constant).
  • the rate of decrease of the steering reaction force in the second characteristic may be other than zero.
  • the vehicle behavior can be reliably stabilized when the vehicle returns to the center of the lane.
  • FIG. 15 is a block diagram showing an electrical configuration of a motor control ECU 0202 having a weight setting section 49 according to the second modification.
  • the same reference numerals as in FIG. 2 denote the parts corresponding to the parts in FIG. 2 described above.
  • a hands-on/off determination unit 50 is provided in the motor control ECU 202 of FIG.
  • the hands-on/off determination unit 50 determines whether the driver is gripping the steering wheel 2 (hands-on) or the driver is not gripping the steering wheel 2 (hands-off).
  • the determination result of the hands-on/off determination section 50 is given to the weight setting section 49 .
  • the hands-on/off determination unit 50 estimates the driver torque, which is the torque applied to the steering wheel 2 by the driver, based on, for example, the torsion bar torque Ttb and the actual steering angle ⁇ or the rotor rotation angle ⁇ m . is equal to or greater than a predetermined threshold value, it may be determined that the gripped state is present, and if the state in which the driver torque is less than the threshold value continues for a predetermined time or longer, it may be determined that the hand is released. In this case, after the driver torque changes from a state equal to or greater than the threshold value to less than the threshold value, it is determined to be in the gripping state until it is determined to be in the hands-free state.
  • a "steering wheel operation state determination unit" described in JP-A-2003-200053 or the like can be used.
  • the hands-on/off determination unit 50 determines that the gripping state is established, and if the state in which the torsion bar torque Ttb is less than the threshold value continues for a predetermined time or longer, the hand is released. It may be determined to be in a state. In this case, after the torsion bar torque Ttb changes from a state equal to or greater than the threshold value to less than the threshold value, it is determined to be in the gripping state until it is determined to be in the hands-off state.
  • FIG. 16 is a flowchart showing the procedure of weight setting processing performed by the weight setting unit 49 according to the second modification in the driving support mode.
  • the weight setting unit 49 sets the first weight W1 to 1 and sets the second weight W2 to 0 (step S11).
  • the control mode of the electric motor 18 becomes the first control mode in which the electric motor 18 is driven and controlled only by the assist torque command value Tasst .
  • the host ECU 201 sets the automatic steering command value ⁇ AD,cmd , the automatic steering command value ⁇ AD,cmd , the mode signal Smode , the left/right discrimination signal SLR , and the vehicle lateral position.
  • Plat is given to the motor control ECU 202 .
  • the weight setting unit 49 determines whether or not the vehicle reference position is on the left side of the center of the lane based on the left/right determination signal SLR (step S12).
  • step S12 determines whether the vehicle lateral position P lat is smaller than P L_start (see FIGS. 5 and 6). (step S13).
  • step S13 NO
  • the weight setting unit 49 returns to step S12.
  • step S13 When it is determined in step S13 that P lat ⁇ PL_start (step S13: YES), the weight setting unit 49 sets the first weight W1 to 0 and sets the second weight W2 to 1. (Step S14). At this time, it is preferable that the weight setting unit 49 gradually decrease the first weight W1 from 1 to 0 and gradually increase the second weight W2 from 0 to 1.
  • the time for gradually decreasing the first weight W1 from 1 to 0 (the time for gradually increasing the second weight W2 from 0 to 1) may be, for example, about 0.1 second.
  • the control mode of the electric motor 18 becomes the second control mode in which the electric motor 18 is driven and controlled by the integrated motor torque command values Tmint,cmd .
  • the assist torque command value W1 ⁇ T asst after the first weight multiplication and the integrated motor after the second weight multiplication The electric motor 18 is controlled based on the sum of the torque command value w2 ⁇ Tmint ,cmd .
  • the electric motor 18 is controlled based on the integrated angle command value ⁇ int,cmd which is the sum of the manual steering command value ⁇ MD,cmd and the automatic steering command value ⁇ AD ,cmd .
  • the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl used to calculate the manual steering command value ⁇ MD,cmd is reflected.
  • the weight setting unit 49 sets the first condition that the vehicle lateral position P lat is greater than a predetermined PL_return (see FIG. 12) greater than PL_start , or the vehicle lateral position P lat is greater than PL_start and the hands-on condition is set. It is determined whether or not the determination result of the off determination unit 50 satisfies the second condition that the gripping state is established (step S15).
  • PL_return is set to 80 cm, for example.
  • step S15 NO
  • the weight setting unit 49 returns to step S15.
  • step S15 when it is determined that either the first condition or the second condition is satisfied (step S15: YES), the weight setting unit 49 sets the first weight W1 to 1, and sets the second weight W1 to 1.
  • a weight W2 is set to 0 (step S16).
  • the weight setting unit 49 gradually increases the first weight W1 from 0 to 1 and gradually decreases the second weight W2 from 1 to 0.
  • the time for gradually increasing the first weight W1 from 0 to 1 may be, for example, about 0.1 seconds.
  • the control mode of the electric motor 18 becomes the first control mode. While the first weight W1 is gradually increased (while the second weight W2 is gradually decreased), the assist torque command value W1 ⁇ T asst after the first weight multiplication and the integrated motor after the second weight multiplication The electric motor 18 is controlled based on the sum of the torque command value w2 ⁇ Tmint ,cmd .
  • the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl used to calculate the manual steering command value ⁇ MD,cmd is not reflected.
  • step S16 After the process of step S16 is performed, the weight setting unit 49 returns to step S12.
  • step S12 If it is determined in step S12 that the vehicle reference position is on the right side of the lane center (step S12: NO), the weight setting unit 49 sets the vehicle lateral position P lat to P R_start (see FIGS. 5 and 6). (step S17).
  • step S17 NO
  • the weight setting unit 49 returns to step S12.
  • step S17 If it is determined in step S17 that P lat ⁇ PR_start (step S17: YES), the weight setting unit 49 sets the first weight W1 to 0 and sets the second weight W2 to 1. (Step S18). At this time, it is preferable that the weight setting unit 49 gradually decrease the first weight W1 from 1 to 0 and gradually increase the second weight W2 from 0 to 1.
  • the control mode of the electric motor 18 becomes the second control mode.
  • the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl is reflected.
  • the weight setting unit 49 sets the third condition that the vehicle lateral position P lat is greater than a predetermined PR_return (see FIG. 12) which is greater than PR_start , or the vehicle lateral position P lat is greater than PR_start and the hands-on condition. It is determined whether or not the determination result of the off determination unit 50 satisfies the fourth condition that the gripping state is established (step S19). PR_return is set to 90 cm, for example.
  • step S19: NO If both the third condition and the fourth condition are not satisfied (step S19: NO), the weight setting unit 49 returns to step S19.
  • step S19 when it is determined that either the third condition or the fourth condition is satisfied (step S19: YES), the weight setting unit 49 sets the first weight W1 to 1, and sets the second weight W1 to 1.
  • a weight W2 is set to 0 (step S20). At this time, it is preferable that the weight setting unit 49 gradually increases the first weight W1 from 0 to 1 and gradually decreases the second weight W2 from 1 to 0.
  • the control mode of the electric motor 18 becomes the first control mode.
  • the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl is not reflected.
  • step S20 After the process of step S20 is performed, the weight setting unit 49 returns to step S12.
  • FIG. 17 is a schematic diagram for explaining the steering reaction force generated based on the virtual road load torque Trl when the weight setting process is performed according to the procedure of FIG.
  • step S19 in FIG. 16 is satisfied.
  • the second control mode is switched to the first control mode even if the vehicle lateral position P lat does not exceed PR_return to the lane center side.
  • the virtual load spring stiffness coefficient kvl and the virtual load viscous damping coefficient cvl are set corresponding to the vehicle lateral position Plat .
  • the virtual load spring stiffness coefficient kvl and the virtual load viscous damping coefficient cvl are set corresponding to the vehicle lateral position Plat and the heading angle ⁇ vh .
  • the heading angle ⁇ vh is the angle (0° ⁇ vh ⁇ 180°) formed by the lane center line and the traveling direction of the vehicle (vehicle width center line). The angle is positive when the vehicle is oriented toward the lane boundary, and is negative when the vehicle is oriented toward the center of the lane.
  • the heading angle ⁇ vh is 0 degrees.
  • the heading angle ⁇ vh is given from the host ECU 201 to the manual steering command value generator 42 in the motor control ECU 202 as indicated by the two-dot chain lines in FIGS. 1 and 2 . 24 to be described later or the weight setting process illustrated in FIG. 26 to be described later is performed by the weight setting unit 49, the heading angle ⁇ vh is , is also given to the weight setting unit 49 .
  • T rl ⁇ k vl ⁇ MD, cmd ⁇ c vl (d ⁇ MD, cmd /dt) (10)
  • k vl k vl (P lat , ⁇ vh )
  • c vl c vl (P lat , ⁇ vh )
  • the virtual load spring stiffness coefficient kvl and the virtual load viscous damping coefficient cvl are set corresponding to the vehicle lateral position Plat and the heading angle ⁇ vh .
  • FIG. 19 is a graph showing a setting example of the virtual load spring stiffness coefficient k vl with respect to the vehicle lateral position P lat .
  • FIG. 19 shows examples in which the heading angle ⁇ vh is 0 [deg], the heading angle ⁇ vh is 2 [deg], and the heading angle ⁇ vh is ⁇ 0.5 [deg]. It is shown.
  • the subscript L of the symbol in FIG. 19 indicates that the symbol is applied when the vehicle reference position is on the left side of the lane center, and R indicates that the symbol is applied when the vehicle reference position is on the right side of the lane center. applies. The same applies to FIG. 22 described later.
  • P L_return , P L_start , P L_return and P R_start in FIG. 19 and FIGS. 20 to 23 to be described later may be set at the same positions as P L_return , P L_start , P L_return and P R_start in FIG. , may be set at different positions.
  • P L_return , P L_start , P L_return and P R_start in FIG. 19 and FIGS. 20 to 23 described later are set at the same positions as P L_return , P L_start , P L_return and P R_start in FIG. 12, respectively. shall be
  • the virtual load spring stiffness coefficient kvl is set to zero.
  • P L1 and P R1 are set to about 110 cm, for example.
  • the virtual load spring stiffness coefficient kvl is the vehicle lateral position P lat and the heading angle ⁇ vh
  • the vehicle lateral position P lat is set according to a characteristic that gradually increases as the vehicle lateral position P lat becomes smaller from P L1 (as the vehicle reference position approaches the left lane boundary).
  • the virtual load spring stiffness coefficient kvl gradually increases linearly, but the virtual load spring stiffness coefficient kvl may gradually increase non-linearly.
  • the virtual load spring stiffness coefficient kvl in this section increases as the heading angle ⁇ vh increases when the heading angle ⁇ vh is positive (when the traveling direction of the vehicle is toward the left lane boundary). On the other hand, when the heading angle ⁇ vh is negative (when the traveling direction of the vehicle is toward the center of the lane), the virtual load spring stiffness coefficient kvl decreases as the absolute value of the heading angle ⁇ vh increases.
  • the virtual load spring stiffness coefficient kvl is the vehicle lateral position P lat and the heading angle ⁇ vh
  • the vehicle lateral position P lat is set according to a characteristic that gradually increases as the vehicle lateral position P lat becomes smaller from P R1 (as the vehicle reference position approaches the right lane boundary).
  • the virtual load spring stiffness coefficient kvl gradually increases linearly, but the virtual load spring stiffness coefficient kvl may gradually increase non-linearly.
  • the virtual load spring stiffness coefficient kvl in this section increases as the heading angle ⁇ vh increases when the heading angle ⁇ vh is positive (when the traveling direction of the vehicle is toward the right lane boundary). On the other hand, when the heading angle ⁇ vh is negative (when the traveling direction of the vehicle is toward the left lane boundary), the virtual load spring stiffness coefficient kvl becomes smaller as the absolute value of the heading angle ⁇ vh increases. .
  • the characteristic of the virtual load spring stiffness coefficient kvl with respect to the vehicle lateral position P lat when the heading angle ⁇ vh is 0 [deg] (hereinafter referred to as the “basic characteristic of the spring stiffness coefficient kvl ”) is set.
  • An example of basic characteristics of the spring stiffness coefficient kvl is shown in FIG.
  • FIG. 21 shows an example of weighting characteristics with respect to the heading angle ⁇ vh .
  • the weight characteristic for the heading angle ⁇ vh in FIG. 21 is merely an example.
  • the weighting characteristic increases or decreases linearly as the heading angle ⁇ vh increases or decreases, but it may also increase or decrease nonlinearly.
  • the weight may be set to a constant value for a specific angular range. In FIG.
  • the angle range from 0 [deg] to 1 [deg]
  • the gain is set to 1 for the heading angle ⁇ vh of .
  • the characteristic for the heading angle ⁇ vh of 2 [deg] is set by multiplying the basic characteristic of the spring stiffness coefficient k vl by 1.25, which is the weight for 2 [deg].
  • FIG. 22 is a graph showing a setting example of the virtual load viscous damping coefficient c vl with respect to the vehicle lateral position P lat .
  • FIG. 22 shows examples when the heading angle ⁇ vh is 0 [deg], when the heading angle ⁇ vh is 2 [deg], and when the heading angle ⁇ vh is ⁇ 0.5 [deg]. It is shown.
  • the characteristic of the virtual load viscous damping coefficient cvl with respect to the vehicle lateral position P lat has the same characteristics as the characteristic of the virtual load spring stiffness coefficient kvl with respect to the vehicle lateral position P lat .
  • the characteristic of the virtual load viscous damping coefficient cvl with respect to the vehicle lateral position P lat is set by the same method as the method of setting the characteristic of the virtual load spring stiffness coefficient kvl with respect to the vehicle lateral position P lat .
  • the manual steering command value generator 42 calculates the manual steering command value ⁇ MD,cmd using the equation shown in Equation (2), as in the above-described embodiment. However , as the virtual load spring stiffness coefficient kvl and the virtual load viscous damping coefficient cvl , the virtual load spring stiffness coefficient k vl and the virtual load viscous damping coefficient cvl are used. .
  • the virtual load spring stiffness coefficient k vl corresponding to the vehicle lateral position P lat and the heading angle ⁇ vh is, for example, the vehicle lateral position P lat given from the host ECU 201 and the vehicle lateral position P lat for each of a plurality of heading angles ⁇ vh . It is obtained based on a map storing the virtual load spring stiffness coefficient kvl (see the graph in FIG. 19). Further, the virtual load viscous damping coefficient cvl corresponding to the vehicle lateral position P lat and the heading angle ⁇ vh is obtained by, for example, the vehicle lateral position P lat given from the host ECU 201 and the vehicle lateral It is obtained based on a map (see the graph in FIG. 22) storing the virtual load viscous damping coefficient cvl for the position P lat .
  • FIG. 23 is a graph showing an example of the relationship between the vehicle lateral position P lat and the absolute value
  • FIG. 23 shows examples in which the heading angle ⁇ vh is 0 [deg], the heading angle ⁇ vh is 2 [deg], and the heading angle ⁇ vh is ⁇ 0.5 [deg]. It is shown.
  • the weighting setting process can be performed according to the procedure of FIG. 9 or the procedure of FIG. Further, the weighting setting unit 49 can perform the weighting setting process described in the first modification of the weighting setting unit 49 (the modification in which the first vehicle lateral position and the second vehicle lateral position are the same). be.
  • the weighting setting unit 49 follows another procedure described below. A weighting setting process can be performed.
  • the positions corresponding to P L_return and P L_start in FIGS. 19, 22 and 23 are represented by P L2 and P L3 .
  • P R2 and P R3 denote the positions corresponding to P R_return and P R_start in FIGS. 19, 22 and 23 , respectively.
  • the first vehicle lateral position for switching the first weight W1 from 1 to 0 (the second weight W1 from 0 to 1) when the vehicle is on the left side of the center of the lane is shown in FIG.
  • P L2 the position corresponding to P L_return in FIG. 12
  • P L1 the position corresponding to P L_return in FIG. 12
  • the first vehicle lateral position is set to PL1 when the vehicle is on the left side of the center of the lane.
  • the second vehicle lateral position for switching the first weight W1 from 0 to 1 (the second weight W1 from 1 to 0) is set to PL2 .
  • the first vehicle lateral position for switching the first weight W1 from 1 to 0 (the second weight W1 from 0 to 1) is P R2 ( The position corresponding to PR_return in FIG. 12) is set within the range of PR1 or less.
  • the first vehicle lateral position is set to PR1 when the vehicle is on the right side of the center of the lane.
  • the second vehicle lateral position for switching the first weight W1 from 0 to 1 (the second weight W1 from 1 to 0) when the vehicle is on the right side of the lane center is set to PR2 .
  • FIG. 24 is a flowchart showing the procedure of weight setting processing performed by the weight setting unit 49 according to the third modification in the driving assistance mode.
  • the weight setting unit 49 sets the first weight W1 to 1 and sets the second weight W2 to 0 (step S21).
  • the control mode of the electric motor 18 becomes the first control mode in which the electric motor 18 is driven and controlled only by the assist torque command value Tasst .
  • the host ECU 201 sets the automatic steering command value ⁇ AD,cmd , the automatic steering command value ⁇ AD,cmd , the mode signal Smode , the left/right discrimination signal SLR , and the vehicle lateral position.
  • Plat is given to the motor control ECU 202 .
  • the weight setting unit 49 determines whether or not the vehicle reference position is on the left side of the center of the lane based on the left/right determination signal SLR (step S22).
  • step S22 If the vehicle reference position is on the left side of the lane center (step S22: YES), the weight setting unit 49 determines that the vehicle lateral position P lat is smaller than P L1 (see FIG. 25) and the heading angle ⁇ vh is smaller than 0. It is determined whether or not the fifth condition of being large is satisfied (step S23).
  • PL1 is set to 110 cm, for example.
  • step S23 NO
  • the weight setting unit 49 returns to step S22.
  • step S23 If it is determined in step S23 that the fifth condition is satisfied (step S23: YES), the weight setting unit 49 sets the first weight W1 to 0 and sets the second weight W2 to 1. (Step S24). At this time, it is preferable that the weight setting unit 49 gradually decrease the first weight W1 from 1 to 0 and gradually increase the second weight W2 from 0 to 1.
  • the time for gradually decreasing the first weight W1 from 1 to 0 (the time for gradually increasing the second weight W2 from 0 to 1) may be, for example, about 0.1 seconds.
  • the control mode of the electric motor 18 becomes the second control mode in which the electric motor 18 is driven and controlled by the integrated motor torque command values Tmint, cmd .
  • the assist torque command value W1 ⁇ T asst after the first weight multiplication and the integrated motor after the second weight multiplication The electric motor 18 is controlled based on the sum of the torque command value w2 ⁇ Tmint , cmd .
  • the electric motor 18 is controlled based on the integrated angle command value ⁇ int,cmd which is the sum of the manual steering command value ⁇ MD,cmd and the automatic steering command value ⁇ AD ,cmd .
  • the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl used to calculate the manual steering command value ⁇ MD,cmd is reflected.
  • the weight setting unit 49 determines whether or not the sixth condition that the vehicle lateral position P lat is greater than P L2 (see FIG. 25) and the heading angle ⁇ vh is less than 0 is satisfied (step S25). ).
  • step S25: NO If the sixth condition is not satisfied (step S25: NO), the weight setting unit 49 returns to step S25.
  • step S25 If it is determined in step S25 that the sixth condition is satisfied (step S25: YES), the weight setting unit 49 sets the first weight W1 to 1 and sets the second weight W2 to 0. (Step S26). At this time, it is preferable that the weight setting unit 49 gradually increases the first weight W1 from 0 to 1 and gradually decreases the second weight W2 from 1 to 0.
  • the time for gradually increasing the first weight W1 from 0 to 1 may be, for example, about 0.1 second.
  • the control mode of the electric motor 18 becomes the first control mode. While the first weight W1 is gradually increased (while the second weight W2 is gradually decreased), the assist torque command value W1 ⁇ T asst after the first weight multiplication and the integrated motor after the second weight multiplication The electric motor 18 is controlled based on the sum of the torque command value w2 ⁇ Tmint , cmd .
  • the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl used to calculate the manual steering command value ⁇ MD,cmd is not reflected.
  • step S26 After the process of step S26 is performed, the weight setting unit 49 returns to step S22.
  • step S22 If it is determined in step S22 that the vehicle reference position is on the right side of the lane center (step S22: NO), the weight setting unit 49 sets the vehicle lateral position P lat to be smaller than P R1 (see FIG. 25). In addition, it is determined whether or not the seventh condition that the heading angle ⁇ vh is greater than 0 is satisfied (step S27). PR1 is set to 110 cm, for example.
  • step S27: NO If the seventh condition is not satisfied (step S27: NO), the weight setting unit 49 returns to step S22.
  • step S27 If it is determined in step S27 that the seventh condition is satisfied (step S27: YES), the weight setting unit 49 sets the first weight W1 to 0 and sets the second weight W2 to 1. (Step S28). At this time, it is preferable that the weight setting unit 49 gradually decrease the first weight W1 from 1 to 0 and gradually increase the second weight W2 from 0 to 1.
  • the control mode of the electric motor 18 becomes the second control mode.
  • the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl is reflected.
  • the weight setting unit 49 determines whether or not the eighth condition that the vehicle lateral position P lat is greater than P R2 (see FIG. 25) and the heading angle ⁇ vh is less than 0 is satisfied (step S29). ).
  • step S29: NO If the eighth condition is not satisfied (step S29: NO), the weight setting unit 49 returns to step S29.
  • step S29 If it is determined in step S29 that the eighth condition is satisfied (step S29: YES), the weight setting unit 49 sets the first weight W1 to 1 and sets the second weight W2 to 0. (Step S30). At this time, it is preferable that the weight setting unit 49 gradually increases the first weight W1 from 0 to 1 and gradually decreases the second weight W2 from 1 to 0.
  • the control mode of the electric motor 18 becomes the first control mode.
  • the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl is not reflected.
  • step S30 After the process of step S30 is performed, the weight setting unit 49 returns to step S22.
  • FIG. 25 shows that the first vehicle lateral position is set to P L1 , P R1 and the second vehicle lateral position is set to P L2 , P R2 based on the virtual road load torque T rl in the driving assistance mode.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the steering reaction force generated by the steering wheel;
  • the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl used to calculate the manual steering command values ⁇ MD, cmd is 0, but from time t1 to t2, the virtual road load torque T Since part of the steering reaction force based on rl is reflected, the steering reaction force gradually increases. Since the control mode changes to the second control mode from time t2, the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl further increases.
  • the steering reaction force reaches the maximum reaction force value.
  • the driver feels the steering reaction force and stops applying steering to the right, the vehicle moves toward the center of the lane.
  • the vehicle reference position enters the lane center side of the right lane boundary (time t4), the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl decreases.
  • ⁇ vh ⁇ 0 when the vehicle lateral position P lat exceeds P R2 to the lane center side at time t5
  • the eighth condition of step S29 in FIG. 24 is satisfied.
  • the following effects can be obtained as compared with the above-described embodiment described using FIG.
  • the direction of travel of the vehicle is the direction of deviating from the lane, it is preferable to promptly inform the driver of this fact.
  • the first vehicle lateral position is set closer to the center of the lane than the second vehicle lateral position in the above-described embodiment. As soon as possible, the steering reaction force can be transmitted to the driver.
  • the first vehicle lateral position for switching the first weight W1 from 1 to 0 (the second weight W1 from 0 to 1) when the vehicle is on the left side of the center of the lane is shown in FIG.
  • P L3 the position corresponding to P L_start in FIG. 12
  • the second vehicle lateral position for switching the first weight W1 from 0 to 1 (the second weight W1 from 1 to 0) is greater than 0 and P L3 ( The position corresponding to PL_start in FIG. 12) is set within the following range.
  • the second vehicle lateral position is set to PL4 when the vehicle is on the left side of the center of the lane.
  • the first vehicle lateral position for switching the first weight W1 from 1 to 0 (the second weight W1 from 0 to 1) is P R3 ( (position corresponding to PR_start in FIG. 12).
  • the second vehicle lateral position for switching the first weight W1 from 0 to 1 (the second weight W1 from 1 to 0) is greater than 0 and P R3 ( The position corresponding to PR_start in FIG. 12) is set within the following range.
  • the second vehicle lateral position is set to PR4 when the vehicle is on the right side of the center of the lane.
  • FIG. 26 is a flowchart showing the procedure of weight setting processing performed by the weight setting unit 49 according to the fourth modification in the driving support mode.
  • the weight setting unit 49 sets the first weight W1 to 1 and sets the second weight W2 to 0 (step S31).
  • the control mode of the electric motor 18 becomes the first control mode in which the electric motor 18 is driven and controlled only by the assist torque command value Tasst .
  • the host ECU 201 sets the automatic steering command value ⁇ AD,cmd , the automatic steering command value ⁇ AD,cmd , the mode signal Smode , the left/right discrimination signal SLR , and the vehicle lateral position.
  • Plat is given to the motor control ECU 202 .
  • the weight setting unit 49 determines whether or not the vehicle reference position is on the left side of the center of the lane based on the left/right determination signal SLR (step S32).
  • step S32 When the vehicle reference position is on the left side of the lane center (step S32: YES), the weight setting unit 49 sets the vehicle lateral position P lat to be smaller than P L3 (see FIG. 27) and the heading angle ⁇ vh to be smaller than 0. It is determined whether or not the ninth condition of being large is satisfied (step S33).
  • step S33: NO If the ninth condition is not satisfied (step S33: NO), the weight setting unit 49 returns to step S32.
  • step S33 If it is determined in step S33 that the ninth condition is satisfied (step S33: YES), the weight setting unit 49 sets the first weight W1 to 0 and sets the second weight W2 to 1. (Step S34). At this time, it is preferable that the weight setting unit 49 gradually decrease the first weight W1 from 1 to 0 and gradually increase the second weight W2 from 0 to 1.
  • the time for gradually decreasing the first weight W1 from 1 to 0 (the time for gradually increasing the second weight W2 from 0 to 1) may be, for example, about 0.1 seconds.
  • the control mode of the electric motor 18 becomes the second control mode in which the electric motor 18 is driven and controlled by the integrated motor torque command values Tmint,cmd .
  • the assist torque command value W1 ⁇ T asst after the first weight multiplication and the integrated motor after the second weight multiplication The electric motor 18 is controlled based on the sum of the torque command value w2 ⁇ Tmint ,cmd .
  • the electric motor 18 is controlled based on the integrated angle command value ⁇ int,cmd which is the sum of the manual steering command value ⁇ MD,cmd and the automatic steering command value ⁇ AD ,cmd .
  • the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl used to calculate the manual steering command value ⁇ MD,cmd is reflected.
  • the weight setting unit 49 determines whether or not the tenth condition that the vehicle lateral position P lat is greater than P L4 (see FIG. 27) and the heading angle ⁇ vh is less than 0 is satisfied (step S35). ).
  • PL4 is set to 30 cm, for example.
  • step S35 If the tenth condition is not satisfied (step S35: NO), the weight setting unit 49 returns to step S35.
  • step S35 If it is determined in step S35 that the tenth condition is satisfied (step S35: YES), the weight setting unit 49 sets the first weight W1 to 1 and sets the second weight W2 to 0. (Step S36). At this time, it is preferable that the weight setting unit 49 gradually increases the first weight W1 from 0 to 1 and gradually decreases the second weight W2 from 1 to 0.
  • the time for gradually increasing the first weight W1 from 0 to 1 may be, for example, about 0.1 seconds.
  • the control mode of the electric motor 18 becomes the first control mode. While the first weight W1 is gradually increased (while the second weight W2 is gradually decreased), the assist torque command value W1 ⁇ T asst after the first weight multiplication and the integrated motor after the second weight multiplication The electric motor 18 is controlled based on the sum of the torque command value w2 ⁇ Tmint ,cmd .
  • the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl used to calculate the manual steering command value ⁇ MD,cmd is not reflected.
  • step S36 After the process of step S36 is performed, the weight setting unit 49 returns to step S32.
  • step S32 If it is determined in step S32 that the vehicle reference position is on the right side of the lane center (step S32: NO), the weight setting unit 49 sets the vehicle lateral position P lat to be smaller than P R3 (see FIG. 27). In addition, it is determined whether or not the eleventh condition that the heading angle ⁇ vh is greater than 0 is satisfied (step S37).
  • step S37 If the eleventh condition is not satisfied (step S37: NO), the weight setting unit 49 returns to step S32.
  • step S37 If it is determined in step S37 that the 11th condition is satisfied (step S37: YES), the weight setting unit 49 sets the first weight W1 to 0 and sets the second weight W2 to 1. (Step S28). At this time, it is preferable that the weight setting unit 49 gradually decrease the first weight W1 from 1 to 0 and gradually increase the second weight W2 from 0 to 1.
  • the control mode of the electric motor 18 becomes the second control mode.
  • the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl is reflected.
  • the weight setting unit 49 determines whether or not the twelfth condition that the vehicle lateral position P lat is greater than P R4 (see FIG. 27) and the heading angle ⁇ vh is less than 0 is satisfied (step S39). ).
  • PR4 is set to 30 cm, for example.
  • step S39: NO If the 12th condition is not satisfied (step S39: NO), the weight setting unit 49 returns to step S39.
  • step S39 If it is determined in step S39 that the 12th condition is satisfied (step S39: YES), the weight setting unit 49 sets the first weight W1 to 1 and sets the second weight W2 to 0. (Step S40). At this time, it is preferable that the weight setting unit 49 gradually increases the first weight W1 from 0 to 1 and gradually decreases the second weight W2 from 1 to 0.
  • the control mode of the electric motor 18 becomes the first control mode.
  • the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl is not reflected.
  • step S40 After the process of step S40 is performed, the weight setting unit 49 returns to step S32.
  • FIG. 27 shows that the first vehicle lateral position is set to P L3 , P R3 and the second vehicle lateral position is set to P L4 , P R4 based on the virtual road load torque T rl in the driving assistance mode.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the steering reaction force generated by the steering wheel;
  • step S37 the eleventh condition of step S37 in FIG. 26 is satisfied.
  • the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl used to calculate the manual steering command values ⁇ MD, cmd is 0, but from time t1 to t2, the virtual road load torque T Since part of the steering reaction force based on rl is reflected, the steering reaction force gradually increases. Since the control mode changes to the second control mode from time t2, the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl further increases.
  • the steering reaction force reaches the maximum reaction force value.
  • the driver feels the steering reaction force and stops applying steering to the right, the vehicle moves toward the center of the lane.
  • the vehicle reference position enters the lane center side of the right lane boundary (time t4), the steering reaction force based on the virtual road load torque Trl decreases.
  • ⁇ vh ⁇ 0 when the vehicle lateral position P lat exceeds P R4 to the lane center side at time t5 the twelfth condition of step S39 in FIG. 26 is satisfied.
  • the second vehicle lateral position is set closer to the lane boundary than the first vehicle lateral position in the above-described embodiment. Therefore, after the control mode is switched from the first control mode to the second control mode, when the driver steers the vehicle in the direction to return to the lane center side, the driver is notified earlier than in the above-described embodiment. Steering reaction force can be nullified. As a result, when the vehicle is returned to the lane center side by the driver's operation, it is possible to reduce steering discomfort caused by unnecessary steering reaction force.
  • the virtual load spring stiffness coefficient kvl and the virtual load viscous damping coefficient cvl are set to change according to the vehicle lateral position P lat or the vehicle lateral position P lat and the heading angle Vvh . However, it may be set to change according to the time differential value of the vehicle lateral position P lat , the differential value of the heading angle, or the like.
  • a preset fixed value may be used for the virtual load spring stiffness coefficient kvl and the virtual load viscous damping coefficient cvl .
  • the vehicle lateral position P lat was the distance from the boundary of the lane in which the vehicle is currently traveling (lane boundary) to the vehicle reference position. may be the distance from the center of the current lane to the vehicle reference position.
  • the assist torque command value T asst is multiplied by the first weight W1, and the assist torque command value W1 ⁇ T asst after being multiplied by the first weight is provided to the adder 47 .
  • the manual torque command value corresponding to the manual steering command value ⁇ MD ,cmd is multiplied by the first weight W1, and the manual torque command value after multiplication with the first weight is given to the adding section 47. good too.
  • the angle control section 44 (see FIG. 5) includes the feedforward control section 53, but the feedforward control section 53 may be omitted.
  • the feedback control torque Tfb calculated by the feedback control section 52 becomes the basic target torque.
  • driving assistance control (LKA) according to this embodiment can be used together when lane centering assist (LCA) control is being performed to drive the vehicle along the center of the lane.
  • FIG. 28 is a block diagram showing an example of the motor control ECU 40A when lane keeping assist (LKA) control and lane centering assist (LCA) control are used together.
  • LKA lane keeping assist
  • LCDA lane centering assist
  • the functional configuration of the microcomputer 40A is different from the functional configuration of the microcomputer 40 of FIG. 2 compared to the motor control ECU 202 of FIG.
  • the microcomputer 40A in FIG. 28 does not include the weight setting section 49 in FIG. That is, the microcomputer 40A includes an assist torque command value setting unit 41, a manual steering command value generation unit 42, an integrated angle command value calculation unit 43, an angle control unit 44, a first weight multiplier 45, a second A weight multiplier 46 , an adder 47 and a torque controller 48 are included.
  • the first weight W1 used in the first weight multiplier 45 and the first weight W2 used in the second weight multiplier 46 are set to predetermined values in advance. For example, when lane keeping assist (LKA) control and lane centering assist (LCA) control are used together, the first weight W1 is set to 0 and the second weight W2 is set to 1. When performing full manual steering, the first weight W1 is set to 1 and the second weight W2 is set to 0. Here, it is assumed that the first weight W1 is set to 0 and the second weight W2 is set to 1.
  • LKA lane keeping assist
  • LCDA lane centering assist
  • the operations of the assist torque command value setting unit 41, the angle control unit 44 and the torque control unit 48 are the same as the operations of the assist torque command value setting unit 41, the angle control unit 44 and the torque control unit 48 in FIG. Description is omitted.
  • the road load torque (virtual road load torque) Trl is expressed by the above equation (1) using the virtual load spring stiffness coefficient kvl , the virtual load viscous damping coefficient cvl , and the manual steering command value ⁇ MD, cmd. .
  • FIG. 29 is a graph showing a setting example of the virtual load spring stiffness coefficient k vl with respect to the vehicle lateral position P lat .
  • the suffix L of the symbol in FIG. 29 indicates that the symbol is applied when the vehicle reference position is on the left side of the lane center, and R indicates that the symbol is applied when the vehicle reference position is on the right side of the lane center. applies.
  • the virtual load spring stiffness coefficient kvl is set to a predetermined value k1 . be done.
  • the virtual load spring stiffness coefficient k vl is It is set according to a characteristic that gradually increases from k1 to kmax as it becomes smaller from LA (as the vehicle reference position approaches the left lane boundary).
  • the virtual load spring stiffness coefficient k vl is It is set according to a characteristic that gradually increases from k1 to kmax as the vehicle reference position becomes smaller from RA (as the vehicle reference position approaches the right lane boundary).
  • the virtual load spring stiffness coefficient k vl is set to k max . If the vehicle lateral position P lat is less than P RB to the right lane boundary, the virtual load spring stiffness coefficient k vl is set to k max .
  • the virtual load viscous damping coefficient cvl with respect to the vehicle lateral position P lat is also set to have the same characteristics as the virtual load spring stiffness coefficient kvl with respect to the vehicle lateral position P lat .
  • a detailed description of the virtual load viscous damping coefficient c vl with respect to the vehicle lateral position P lat is omitted.
  • the manual steering command value generator 42 calculates the manual steering command value ⁇ MD,cmd based on the above equation (2). Specifically, the manual steering command value generation unit 42 substitutes the torsion bar torque Ttb detected by the torque sensor 12 for Ttb in equation (2), and substitutes the assist torque command value for T asst in equation (2). By substituting the assist torque command value T asst set by the setting unit 41 and solving the differential equation of the equation (2), the manual steering command value ⁇ MD,cmd is calculated.
  • a host ECU (not shown) generates a vehicle lateral position Plat and an automatic steering command value ⁇ AD,cmd , and supplies them to a motor control ECU 202A, as in the previous embodiment.
  • the automatic steering command value ⁇ AD ,cmd is the target value of the steering angle for driving the vehicle along the lane center line.
  • Vibration angle command values ⁇ cv, cmd corresponding to the waveform are generated and given to the motor control ECU 202A.
  • the vibration angle command value ⁇ cv , cmd is the instantaneous value of the target vibration waveform expressed by the rotation angle of the output shaft (steering shaft) 9 .
  • the target vibration waveform has a specified target amplitude and a specified target frequency.
  • FIG. 30 An example of the target vibration waveform is shown in FIG. In the example of FIG. 30, the target amplitude is set to 0.5 [deg] and the target frequency is set to 30 [Hz].
  • the integrated angle command value calculator 43 is supplied with the manual steering command value ⁇ MD,cmd calculated by the manual steering command value generator 42 .
  • the integrated angle command value calculator 43 is further supplied with an automatic steering command value ⁇ AD,cmd and a vibration angle command value ⁇ cv,cmd from the host ECU.
  • the integrated angle command value computing unit 43 adds the manual steering command value to the automatic steering command value ⁇ AD, cmd.
  • ⁇ MD, cmd is added to calculate the integrated angle command value ⁇ int, cmd .
  • the integrated angle command value calculation unit 43 adds the vibration angle command value ⁇ cv , cmd and the manual steering command value to the automatic steering command value ⁇ AD , cmd.
  • ⁇ MD, cmd is added to calculate the integrated angle command value ⁇ int, cmd .
  • the angle control unit 44 calculates integrated motor torque command values T mint, cmd corresponding to the integrated angle command values ⁇ int, cmd.
  • the integrated motor torque command value Tmint,cmd is used as the motor torque command value Tm ,cmd for torque control. 48.
  • FIG. 31 shows the vehicle lateral position P when the characteristic of the virtual load spring stiffness coefficient kvl is the characteristic shown in FIG. 29 and the characteristic of the virtual load viscous damping coefficient cvl is the same as the characteristic shown in FIG. 2 is a graph showing an example of the relationship between lat and absolute value

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Abstract

モータ制御装置は、操舵トルクを用いてアシストトルク指令値を生成するアシストトルク指令値生成部と、操舵トルクおよびアシストトルク指令値を用いて手動操舵指令値を生成する手動操舵指令値生成部と、運転支援用の自動操舵指令値に手動操舵指令値を加算して、統合角度指令値を演算する統合角度指令値演算部と、運転支援モード時において、アシストトルク指令値または前記手動操舵指令値に基づいて電動モータを制御する第１制御モードと、統合角度指令値に基づいて前記電動モータを制御する第２制御モードとを、車線に対する車両の横位置に応じて切り替える切替部とを含む。

Description

モータ制御装置
　この発明は、舵角制御用の電動モータを駆動制御するモータ制御装置に関する。
　下記特許文献１には、次のような車両操舵装置が開示されている。つまり、運転支援モード時において、操舵アシスト電流を演算する。また、リスク度合いを算出し、リスク度合いに基づいて操舵反力ゲインを算出する。また、操舵支援のための目標操舵角と操舵角との偏差に操舵反力ゲインを乗算することにより操舵反力制御電流を算出するとともに、操舵反力ゲインに基づいて操舵アシスト補正ゲインを算出する。そして、操舵アシスト電流に操舵アシスト補正ゲインを乗算した値と、操舵反力制御電流とを加算することにより、アクチュエータ駆動電流を算出し、アクチュエータ駆動電流に基づいてアクチュエータ（電動モータ）を駆動制御する。これにより、リスクに応じた反力を発生させて、ドライバにリスク状態を伝達する。
特開２０１０－３０５０５号公報
　この発明の一実施形態の目的は、運転支援モード時において、新規な方法で操舵反力をドライバに与えることができるモータ制御装置を提供することである。
　本発明の一実施形態は、舵角制御用の電動モータを駆動制御するためのモータ制御装置であって、操舵トルクを用いてアシストトルク指令値を生成するアシストトルク指令値生成部と、前記操舵トルクおよび前記アシストトルク指令値を用いて手動操舵指令値を生成する手動操舵指令値生成部と、運転支援用の自動操舵指令値に前記手動操舵指令値を加算して、統合角度指令値を演算する統合角度指令値演算部と、運転支援モード時において、前記アシストトルク指令値または前記手動操舵指令値に基づいて前記電動モータを制御する第１制御モードと、前記統合角度指令値に基づいて前記電動モータを制御する第２制御モードとを、車線に対する車両の横位置に応じて切り替える切替部とを含む、モータ制御装置を提供する。
　本発明における上述の、またはさらに他の目的、特徴および効果は、添付図面を参照して次に述べる実施形態の説明により明らかにされる。
図１は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置が適用された電動パワーステアリングシステムの概略構成を示す模式図である。 図２は、モータ制御用ＥＣＵの電気的構成を示すブロック図である。 図３は、トーションバートルクＴｔｂに対するアシストトルク指令値Ｔａｓｓｔの設定例を示すグラフである。 図４は、手動操舵指令値生成部で用いられるリファレンスＥＰＳモデルの一例を示す模式図である。 図５は、車両横位置Ｐｌａｔに対する仮想負荷ばね成分ｋｖｌの設定例を示すグラフである。 図６は車両横位置Ｐｌａｔに対する仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌの設定例を示すグラフである。 図７は、角度制御部の構成を示すブロック図である。 図８は、電動パワーステアリングシステムの物理モデルの構成例を示す模式図である。 図９は、外乱トルク推定部の構成を示すブロック図である。 図１０は、トルク制御部の構成を示す模式図である。 図１１は、運転支援モード時に重み設定部によって行われる重み設定処理の手順を示すフローチャートである。 図１２は、車両横位置Ｐｌａｔと、数式(1)に基づいて演算される路面負荷トルクＴｒｌの絶対値｜Ｔｒｌ｜との関係の一例を示すグラフである。 図１３は、運転支援モード時において路面負荷トルクＴｒｌに基づいて発生する操舵反力を説明するための模式図である。 図１４は、第１車両横位置と第２車両横位置とが同じ位置に設定された場合に、運転支援モード時において仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づいて発生する操舵反力を説明するための模式図である。 図１５は、第２変形例に係る重み設定部を備えたモータ制御用ＥＣＵの電気的構成を示すブロック図である。 図１６は、運転支援モード時に第２変形例に係る重み設定部によって行われる重み設定処理の手順を示すフローチャートである。 図１７は、図１６の手順によって重み設定処理が行われる場合に、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づいて発生する操舵反力を説明するための模式図である。 図１８は、ヘディング角θｖｈを説明するための模式図である。 図１９は、車両横位置Ｐｌａｔに対する仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌの設定例を示すグラフである。 図２０は、ばね剛性係数ｋｖｌの基本特性の一例を示すグラフである。 図２１は、ヘディング角θｖｈに対する重み特性の一例を示すグラフである。 図２２は、車両横位置Ｐｌａｔに対する仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌの設定例を示すグラフである。 図２３は、車両横位置Ｐｌａｔと、数式(10)に基づいて演算される路面負荷トルクＴｒｌの絶対値｜Ｔｒｌ｜との関係の一例を示すグラフである。 図２４は、運転支援モード時に第３変形例に係る重み設定部によって行われる重み設定処理の手順を示すフローチャートである。 図２５は、第１車両横位置がＰＬ１，ＰＲ１に設定され、第２車両横位置がＰＬ２，ＰＲ２に設定された場合に、運転支援モード時において仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づいて発生する操舵反力を説明するための模式図である。 図２６は、運転支援モード時に第４変形例に係る重み設定部によって行われる重み設定処理の手順を示すフローチャートである。 図２７は、第１車両横位置がＰＬ３，ＰＲ３に設定され、第２車両横位置がＰＬ４，ＰＲ４に設定された場合に、運転支援モード時において仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づいて発生する操舵反力を説明するための模式図である。 図２８は、レーンキープアシスト（ＬＫＡ）制御とレーンセンタリングアシスト（ＬＣＡ）制御とが併用される場合のモータ制御用ＥＣＵの一例を示すブロック図である。 図２９は、車両横位置Ｐｌａｔに対する仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌの設定例を示すグラフである。 図３０は、目標振動波形の一例を示す模式図である。 図３１は、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌの特性が図２９で示される特性であり、仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌの特性が図２９の特性と同様な特性である場合の、車両横位置Ｐｌａｔと操舵反力Ｔｒｅａｃの絶対値｜Ｔｒｅａｃ｜との関係の一例を示すグラフである。
　［本発明の実施形態の説明］
　本発明の一実施形態は、舵角制御用の電動モータを駆動制御するためのモータ制御装置であって、操舵トルクを用いてアシストトルク指令値を生成するアシストトルク指令値生成部と、前記操舵トルクおよび前記アシストトルク指令値を用いて手動操舵指令値を生成する手動操舵指令値生成部と、運転支援用の自動操舵指令値に前記手動操舵指令値を加算して、統合角度指令値を演算する統合角度指令値演算部と、運転支援モード時において、前記アシストトルク指令値または前記手動操舵指令値に基づいて前記電動モータを制御する第１制御モードと、前記統合角度指令値に基づいて前記電動モータを制御する第２制御モードとを、車線に対する車両の横位置に応じて切り替える切替部とを含む、モータ制御装置を提供する。
　本発明の一実施形態では、前記第１制御モードから前記第２制御モードに切り替わる前記横位置である第１横位置と、前記第２制御モードから前記第１制御モードに切り替わる前記横位置である第２横位置とが予め設定されており、前記車線の車線境界から前記第２横位置に前記車両が移動する際に前記車両に与えられる操舵反力は、前記操舵反力の低下率が大きい第１特性と、前記第１特性に連続しかつ前記操舵反力の低下率が前記第１特性よりも小さい第２特性とを有している。
　本発明の一実施形態では、前記第１制御モードから前記第２制御モードに切り替わる前記横位置である第１横位置と、前記第２制御モードから前記第１制御モードに切り替わる前記横位置である第２横位置とが、異なる位置に設定されている。
　本発明の一実施形態では、前記第２横位置は、前記第１横位置よりも車線中央側に設定されている。
　本発明の一実施形態では、前記第１横位置は、前記第２横位置よりも車線中央側に設定されている。
　本発明の一実施形態では、前記手動操舵指令値は、仮想路面負荷トルクを考慮して、前記手動操舵指令値を演算するように構成されている。
　本発明の一実施形態では、前記仮想路面負荷トルクは、前記車線に対する前記車両の横位置に応じて設定される。
　本発明の一実施形態では、前記仮想路面負荷トルクは、前記車線に対する前記車両の進行方向のなす角に応じて設定される、請求項６に記載のモータ制御装置。
　本発明の一実施形態では、前記仮想路面負荷トルクは、前記車両が走行している前記車線の外側の情報に基づいて設定される。
　［本発明の実施形態の詳細な説明］
　以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
　図１は、本発明の一実施形態に係る操舵装置が適用された電動パワーステアリングシステムの概略構成を示す模式図である。
　電動パワーステアリングシステム１は、車両を操向するための操舵部材としてのステアリングホイール（ハンドル）２と、このステアリングホイール２の回転に連動して転舵輪３を転舵する転舵機構４と、ドライバの操舵を補助するための操舵補助機構５とを備えている。ステアリングホイール２と転舵機構４とは、ステアリングシャフト６および中間軸７を介して機械的に連結されている。
　ステアリングシャフト６は、ステアリングホイール２に連結された入力軸８と、中間軸７に連結された出力軸９とを含む。入力軸８と出力軸９とは、トーションバー１０を介して相対回転可能に連結されている。
　トーションバー１０の近傍には、トルクセンサ１２が配置されている。トルクセンサ１２は、入力軸８および出力軸９の相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール２に与えられたトーションバートルクＴｔｂを検出する。この実施形態では、トルクセンサ１２によって検出されるトーションバートルクＴｔｂは、例えば、左方向への操舵のためのトルクが正の値として検出され、右方向への操舵のためのトルクが負の値として検出され、その絶対値が大きいほどトーションバートルクＴｔｂの大きさが大きくなるものとする。トーションバートルクＴｔｂは、本発明の「操舵トルク」の一例である。
　転舵機構４は、ピニオン軸１３と、転舵軸としてのラック軸１４とを含むラックアンドピニオン機構からなる。ラック軸１４の各端部には、タイロッド１５およびナックルアーム（図示略）を介して転舵輪３が連結されている。ピニオン軸１３は、中間軸７に連結されている。ピニオン軸１３は、ステアリングホイール２の操舵に連動して回転するようになっている。ピニオン軸１３の先端には、ピニオン１６が連結されている。
　ラック軸１４は、車両の左右方向に沿って直線状に延びている。ラック軸１４の軸方向の中間部には、ピニオン１６に噛み合うラック１７が形成されている。このピニオン１６およびラック１７によって、ピニオン軸１３の回転がラック軸１４の軸方向移動に変換される。ラック軸１４を軸方向に移動させることによって、転舵輪３を転舵することができる。
　ステアリングホイール２が操舵（回転）されると、この回転が、ステアリングシャフト６および中間軸７を介して、ピニオン軸１３に伝達される。そして、ピニオン軸１３の回転は、ピニオン１６およびラック１７によって、ラック軸１４の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪３が転舵される。
　操舵補助機構５は、操舵補助力（アシストトルク）を発生するための電動モータ１８と、電動モータ１８の出力トルクを増幅して転舵機構４に伝達するための減速機１９とを含む。減速機１９は、ウォームギヤ２０と、このウォームギヤ２０と噛み合うウォームホイール２１とを含むウォームギヤ機構からなる。減速機１９は、伝達機構ハウジングとしてのギヤハウジング２２内に収容されている。
　以下において、減速機１９の減速比（ギヤ比）をＮで表す場合がある。減速比Ｎは、ウォームホイール２１の回転角であるウォームホイール角θｗｗに対するウォームギヤ２０の回転角であるウォームギヤ角θｗｇの比（θｗｇ／θｗｗ）として定義される。
　ウォームギヤ２０は、電動モータ１８によって回転駆動される。また、ウォームホイール２１は、出力軸９に一体回転可能に連結されている。
　電動モータ１８によってウォームギヤ２０が回転駆動されると、ウォームホイール２１が回転駆動され、ステアリングシャフト６にモータトルクが付与されるとともにステアリングシャフト６（出力軸９）が回転する。そして、ステアリングシャフト６の回転は、中間軸７を介してピニオン軸１３に伝達される。ピニオン軸１３の回転は、ラック軸１４の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪３が転舵される。すなわち、電動モータ１８によってウォームギヤ２０を回転駆動することによって、電動モータ１８による操舵補助や転舵輪３の転舵が可能となる。電動モータ１８には、電動モータ１８のロータの回転角を検出するための回転角センサ２３が設けられている。
　出力軸９（電動モータ１８の駆動対象の一例）に加えられるトルクとしては、電動モータ１８によるモータトルクと、モータトルク以外の外乱トルクＴｌｃとがある。モータトルク以外の外乱トルクＴｌｃには、トーションバートルクＴｔｂ、路面負荷トルク（路面反力トルク）Ｔｒｌ、摩擦トルクＴｆ等が含まれる。
　トーションバートルクＴｔｂは、ドライバによってステアリングホイール２に加えられる力や、ステアリング慣性によって発生する力等によって、ステアリングホイール２側から出力軸９に加えられるトルクである。
　路面負荷トルクＴｒｌは、タイヤに発生するセルフアライニングトルク、サスペンションやタイヤホイールアライメントによって発生する力、ラックアンドピニオン機構の摩擦力等によって、転舵輪３側からラック軸１４を介して出力軸９に加えられるトルクである。
　車両には、車両の進行方向前方の道路を撮影するＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ２５、自車位置を検出するためのＧＰＳ（Global Positioning System）２６、道路形状や障害物を検出するためのレーダー２７、地図情報を記憶した地図情報メモリ２８および車速センサ２９が搭載されている。
　ＣＣＤカメラ２５、ＧＰＳ２６、レーダー２７、地図情報メモリ２８および車速センサ２９は、運転支援制御を行うための上位ＥＣＵ（ECU：Electronic Control Unit）２０１に接続されている。上位ＥＣＵ２０１は、ＣＣＤカメラ２５、ＧＰＳ２６、レーダー２７および車速センサ２９によって得られる情報および地図情報を元に、周辺環境認識、自車位置推定、経路計画等を行い、操舵や駆動アクチュエータの制御目標値の決定を行う。
　この実施形態では、運転モードとして、通常モードと運転支援モードとがある。上位ＥＣＵ２０１は、運転支援モード時には、運転支援のための自動操舵指令値θＡＤ，ｃｍｄを設定する。この実施形態では、運転支援は、車両が車線から逸脱するのを避けるためのレーンキープアシスト(ＬＫＡ)である。自動操舵指令値θＡＤ，ｃｍｄは、車両を目標走行ラインに沿って走行させるための操舵角の目標値である。
　自動操舵指令値θＡＤ，ｃｍｄは、例えば、車速、目標走行ラインに対する横偏差および目標走行ラインに対する車両のヨー偏差に基づいて、設定される。このような自動操舵指令値θＡＤ，ｃｍｄを設定する処理は、周知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
　また、上位ＥＣＵ２０１は、運転モードが通常モードであるか運転支援モードであるかを示すモード信号Ｓｍｏｄｅ、車両基準位置が車線中央より左側にあるか右側にあるかを示す左右判別信号ＳＬＲおよび車両横位置Ｐｌａｔを出力する。車両基準位置は、車両の幅中央の所定の基準位置である。
　車両横位置Ｐｌａｔは、車両が現在走行している車線の境界（以下、「車線境界」という。）から、車両基準位置までの距離である。具体的には、車両基準位置が中央より左側にある場合には、車両横位置Ｐｌａｔは、左側車線境界から車両基準位置までの距離である。車両基準位置が車線中央より右側にある場合には、車両横位置Ｐｌａｔは、右側車線境界から車両基準位置までの距離である。
　モード信号Ｓｍｏｄｅ、左右判別信号ＳＬＲ、車両横位置Ｐｌａｔおよび自動操舵指令値θＡＤ，ｃｍｄは、車載ネットワークを介して、モータ制御用ＥＣＵ２０２に与えられる。トルクセンサ１２によって検出されるトーションバートルクＴｔｂ、回転角センサ２３の出力信号は、モータ制御用ＥＣＵ２０２に入力される。モータ制御用ＥＣＵ２０２は、これらの入力信号および上位ＥＣＵ２０１から与えられる情報に基づいて、電動モータ１８を制御する。
　図２は、モータ制御用ＥＣＵ２０２の電気的構成を示すブロック図である。
　以下、主として、運転モードが運転支援モードである場合の動作について説明する。
　モータ制御用ＥＣＵ２０２は、マイクロコンピュータ４０と、マイクロコンピュータ４０によって制御され、電動モータ１８に電力を供給する駆動回路（インバータ回路）３１と、電動モータ１８に流れる電流（以下、「モータ電流Ｉｍという）を検出するための電流検出回路３２とを備えている。
　マイクロコンピュータ４０は、ＣＰＵおよびメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリなど）を備えており、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能するようになっている。この複数の機能処理部には、アシストトルク指令値設定部４１と、手動操舵指令値生成部４２と、統合角度指令値演算部４３と、角度制御部４４と、第１重み乗算部４５と、第２重み乗算部４６と、加算部４７と、トルク制御部（電流制御部）４８と、重み設定部４９とを含む。
　第１重み乗算部４５、第２重み乗算部４６、加算部４７および重み設定部４９は、本発明における「切替部」の一例である。
　アシストトルク指令値設定部４１は、手動操作に必要なアシストトルクの目標値であるアシストトルク指令値Ｔａｓｓｔを設定する。アシストトルク指令値設定部４１は、トルクセンサ１２によって検出されるトーションバートルクＴｔｂに基づいて、アシストトルク指令値Ｔａｓｓｔを設定する。トーションバートルクＴｔｂに対するアシストトルク指令値Ｔａｓｓｔの設定例は、図３に示されている。
　アシストトルク指令値Ｔａｓｓｔは、電動モータ１８から左方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには正の値とされ、電動モータ１８から右方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには負の値とされる。アシストトルク指令値Ｔａｓｓｔは、トーションバートルクＴｔｂの正の値に対しては正をとり、トーションバートルクＴｔｂの負の値に対しては負をとる。そして、アシストトルク指令値Ｔａｓｓｔは、トーションバートルクＴｔｂの絶対値が大きくなるほど、その絶対値が大きくなるように設定される。
　なお、アシストトルク指令値設定部４１は、上位ＥＣＵ２０１から車速を取得し、車速とトーションバートルクＴｔｂとに基づいてアシストトルク指令値Ｔａｓｓｔを設定してもよい。この場合には、アシストトルク指令値Ｔａｓｓｔは、前述のようにトーションバートルクＴｔｂに応じて設定されるとともに、車速Ｖが大きいほどアシストトルク指令値Ｔａｓｓｔの絶対値が小さくなるように設定される。
　なお、アシストトルク指令値設定部４１は、トーションバートルクＴｔｂに予め設定された定数を乗算することによって、アシストトルク指令値Ｔａｓｓｔを演算してもよい。
　手動操舵指令値生成部４２は、ドライバがステアリングホイール２を操作した場合に、当該ステアリングホイール操作に応じた操舵角（より正確には出力軸９の回転角θ）を手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄとして設定するために設けられている。手動操舵指令値生成部４２は、トルクセンサ１２によって検出されるトーションバートルクＴｔｂ、アシストトルク指令値設定部４１によって設定されるアシストトルク指令値Ｔａｓｓｔとを用いて手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄを生成する。手動操舵指令値生成部４２の詳細については、後述する。
　統合角度指令値演算部４３は、上位ＥＣＵ２０１によって設定される自動操舵指令値θＡＤ，ｃｍｄに、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄを加算して、統合角度指令値θｉｎｔ，ｃｍｄを演算する。
　角度制御部４４は、統合角度指令値θｉｎｔ，ｃｍｄに基づいて、統合角度指令値θｉｎｔ，ｃｍｄに応じた統合モータトルク指令値Ｔｍｉｎｔ，ｃｍｄを演算する。角度制御部４４の詳細については、後述する。
　第１重み乗算部４５は、アシストトルク指令値設定部４１によって設定されるアシストトルク指令値Ｔａｓｓｔに第１重みＷ１を乗算する。第２重み乗算部４６は、統合モータトルク指令値Ｔｍｉｎｔ，ｃｍｄに第２重みＷ２を乗算する。第１重みＷ１および第１重みＷ２は、重み設定部４９によって設定される。重み設定部４９の詳細については後述する。
　加算部４７は、第１重み乗算後（第１重み付け処理後）のアシストトルク指令値Ｗ１・Ｔａｓｓｔと、第２重み乗算後（第２重み付け処理後）の統合モータトルク指令値Ｗ２・Ｔｍｉｎｔ，ｃｍｄとを加算することにより、電動モータ１８に対するモータトルク指令値Ｔｍ，ｃｍｄを演算する。
　トルク制御部４８は、電動モータ１８のモータトルクがモータトルク指令値Ｔｍ，ｃｍｄに近づくように駆動回路３１を駆動する。
　手動操舵指令値生成部４２は、この実施形態では、リファレンスＥＰＳモデルを用いて、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄを設定する。
　図４は、手動操舵指令値生成部４２で用いられるリファレンスＥＰＳモデルの一例を示す模式図である。
　このリファレンスＥＰＳモデルは、ロアコラムを含む単一慣性モデルである。ロアコラムは、出力軸９およびウォームホイール２１に対応する。図４において、Ｊｒｅｆは、ロアコラムの慣性であり、Ｔｔｂは、トーションバートルクである。ロアコラムには、トーションバートルクＴｔｂ、アシストトルク指令値Ｔａｓｓｔおよび路面負荷トルクＴｒｌが与えられる。ロアコラムの回転角を手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄとすると、路面負荷トルク（仮想路面負荷トルク）Ｔｒｌは、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌ、仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌおよび手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄを用いて、次式(1)で表される。
　Ｔｒｌ＝－ｋｖｌ・θＭＤ，ｃｍｄ－ｃｖｌ（ｄθＭＤ，ｃｍｄ／ｄｔ）　　…(1)
ただし、ｋｖｌ＝ｋｖｌ（Ｐｌａｔ），ｃｖｌ＝ｃｖｌ（Ｐｌａｔ）
　前記式(1)で示されるように、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌおよび仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌは、車両横位置Ｐｌａｔに対応して設定されている。
　図５は、車両横位置Ｐｌａｔに対する仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌの設定例を示すグラフである。図５における記号の添え字Ｌは、車両基準位置が車線中央よりも左側にある場合に当該記号が適用されることを示し、Ｒは車両基準位置が車線中央よりも右側にある場合に当該記号が適用されることを示す。後述する図６においても同じである。
　車両横位置Ｐｌａｔが左側車線境界に対して所定のＰＬ＿ｓｔａｒｔ以上または右側車線境界に対して所定のＰＲ＿ｓｔａｒｔ以上である場合には、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌは、所定値ｋｖｌ，ｓｔａｒｔに設定される。ＰＬ＿ｓｔａｒｔは、例えば６０ｃｍ程度に設定される。ＰＲ＿ｓｔａｒｔは、例えば７０ｃｍ程度に設定される。
　車両横位置Ｐｌａｔが、左側車線境界に対してＰＬ＿ｓｔａｒｔよりも小さい所定のＰＬ＿ｓｍａｌｌ以上かつＰＬ＿ｓｔａｒｔ未満である場合には、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌは、車両横位置ＰｌａｔがＰＬ＿ｓｔａｒｔから小さくなるほど（車両基準位置が左側車線境界に近づくほど）、ｋｖｌ，ｓｔａｒｔからｋｖｌ，Ｌ＿ｍａｘまで漸増する特性にしたがって設定される。ＰＬ＿ｓｍａｌｌは、例えば４０ｃｍ程度に設定される。
　車両横位置Ｐｌａｔが、右側車線境界に対してＰＲ＿ｓｔａｒｔよりも小さい所定のＰＲ＿ｓｍａｌｌ以上でＰＲ＿ｓｔａｒｔ未満である場合には、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌは、車両横位置ＰｌａｔがＰＲ＿ｓｔａｒｔから小さくなるほど（車両基準位置が右側車線境界に近づくほど）、ｋｖｌ，ｓｔａｒｔからｋｖｌ，Ｒ＿ｍａｘまで漸増する特性にしたがって設定される。ＰＲ＿ｓｍａｌｌは、例えば５０ｃｍ程度に設定される。
　車両横位置Ｐｌａｔが左側車線境界に対してＰＬ＿ｓｍａｌｌ未満である場合には、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌは、ｋｖｌ，Ｌ＿ｍａｘに設定される。車両横位置Ｐｌａｔが右側車線境界に対してＰＲ＿ｓｍａｌｌ未満である場合には、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌは、ｋｖｌ，Ｒ＿ｍａｘに設定される。このように、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌに制限を設けているのは、仮想路面負荷トルクＴｒｌが大きくなりすぎて、ドライバが操舵介入できなくなるのを防止するためである。
　図６は、車両横位置Ｐｌａｔに対する仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌの設定例を示すグラフである。
　車両横位置Ｐｌａｔが左側車線境界に対して所定のＰＬ＿ｓｔａｒｔ以上または右側車線境界に対して所定のＰＲ＿ｓｔａｒｔ以上である場合には、仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌは、所定値ｃｖｌ，ｓｔａｒｔに設定される。
　車両横位置Ｐｌａｔが、左側車線境界に対してＰＬ＿ｓｔａｒｔよりも小さい所定のＰＬ＿ｓｍａｌｌ以上かつＰＬ＿ｓｔａｒｔ未満である場合には、仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌは、車両横位置ＰｌａｔがＰＬ＿ｓｔａｒｔから小さくなるほど（車両基準位置が左側車線境界に近づくほど）、ｃｖｌ，ｓｔａｒｔからｃｖｌ，Ｌ＿ｍａｘまで漸増する特性にしたがって設定される。
　車両横位置Ｐｌａｔが、右側車線境界に対してＰＲ＿ｓｔａｒｔよりも小さい所定のＰＲ＿ｓｍａｌｌ以上でＰＲ＿ｓｔａｒｔ未満である場合には、仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌは、車両横位置ＰｌａｔがＰＲ＿ｓｔａｒｔから小さくなるほど（車両基準位置が右側車線境界に近づくほど）、ｃｖｌ，ｓｔａｒｔからｃｖｌ，Ｒ＿ｍａｘまで漸増する特性にしたがって設定される。
　車両横位置Ｐｌａｔが左側車線境界に対してＰＬ＿ｓｍａｌｌ未満である場合には、仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌは、ｃｖｌ，Ｌ＿ｍａｘに設定される。車両横位置Ｐｌａｔが右側車線境界に対してＰＲ＿ｓｍａｌｌ未満である場合には、仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌは、ｃｖｌ，Ｒ＿ｍａｘに設定される。
　リファレンスＥＰＳモデルの運動方程式は、次式(2)で表される。
　Ｊｒｅｆ・ｄ２θＭＤ，ｃｍｄ／ｄｔ２＝Ｔｔｂ＋Ｔａｓｓｔ－ｋｖｌ・θＭＤ，ｃｍｄ
　　　　　　　　　　　　　　　－ｃｖｌ（ｄθＭＤ，ｃｍｄ／ｄｔ）　　…(2)
　手動操舵指令値生成部４２は、Ｔｔｂにトルクセンサ１２によって検出されるトーションバートルクＴｔｂを代入し、Ｔａｓｓｔにアシストトルク指令値設定部４１によって設定されるアシストトルク指令値Ｔａｓｓｔを代入して、式(2)の微分方程式を解くことにより、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄを演算する。
　なお、車両横位置Ｐｌａｔに対応した仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌは、例えば、上位ＥＣＵ２０１から与えられる車両横位置Ｐｌａｔと、図５の車両横位置Ｐｌａｔに対する仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌを記憶したマップとに基づいて求められる。また、車両横位置Ｐｌａｔに対応した応じた仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌは、例えば、上位ＥＣＵ２０１から与えられる車両横位置Ｐｌａｔと、図６の車両横位置Ｐｌａｔに対する仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌを記憶したマップとに基づいて求められる。
　なお、現在走行している車線の外側の情報に応じて仮想路面負荷トルクＴｒｌの特性が変わるように、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌおよび仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌを設定してもよい。例えば、車線に対して隣接レーンがある場合と、車線に対して隣接レーンがない場合と、車線に対してガードレール等の防護柵がある場合とによって、仮想路面負荷トルクＴｒｌの特性が変わるように、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌおよび仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌを設定してもよい。この場合、車線の外側の情報は、上位ＥＣＵ２０１からモータ制御用ＥＣＵ２０２に与えられる。
　図７は、角度制御部４４の構成を示すブロック図である。
　角度制御部４４は、統合角度指令値θｉｎｔ，ｃｍｄに基づいて、統合モータトルク指令値Ｔｍｉｎｔ，ｃｍｄを演算する。角度制御部４４は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５１と、フィードバック制御部５２と、フィードフォワード制御部５３と、外乱トルク推定部５４と、トルク加算部５５と、外乱トルク補償部５６と、第１減速比除算部５７と、減速比乗算部５８と、回転角演算部５９と、第２減速比除算部６０とを含む。
　減速比乗算部５８は、加算部４７（図２参照）によって演算されるモータトルク指令値Ｔｍ，ｃｍｄに減速機１９の減速比Ｎを乗算することにより、モータトルク指令値Ｔｍ，ｃｍｄを出力軸９（ウォームホイール２１）に作用する出力軸トルク指令値Ｎ・Ｔｍ，ｃｍｄに換算する。
　回転角演算部５９は、回転角センサ２３の出力信号に基づいて、電動モータ１８のロータ回転角θｍを演算する。第２減速比除算部６０は、回転角演算部５９によって演算されるロータ回転角θｍを減速比Ｎで除算することにより、ロータ回転角θｍを出力軸９の回転角（実操舵角）θに換算する。
　ローパスフィルタ５１は、統合角度指令値θｉｎｔ，ｃｍｄに対してローパスフィルタ処理を行う。ローパスフィルタ処理後の統合角度指令値θｉｎｔＬ，ｃｍｄは、フィードバック制御部５２およびフィードフォワード制御部５３に与えられる。
　フィードバック制御部５２は、外乱トルク推定部５４によって演算される操舵角推定値^θを、ローパスフィルタ処理後の統合角度指令値θｉｎｔＬ，ｃｍｄに近づけるために設けられている。フィードバック制御部５２は、角度偏差演算部５２ＡとＰＤ制御部５２Ｂとを含む。角度偏差演算部５２Ａは、統合角度指令値θｉｎｔＬ，ｃｍｄと操舵角推定値^θとの偏差Δθ（＝θｉｎｔＬ，ｃｍｄ－^θ）を演算する。なお、角度偏差演算部５２Ａは、統合角度指令値θｉｎｔＬ，ｃｍｄと、第２減速比除算部６０によって演算される実操舵角θとの偏差（θｉｎｔＬ，ｃｍｄ－θ）を、角度偏差Δθとして演算するようにしてもよい。
　ＰＤ制御部５２Ｂは、角度偏差演算部５２Ａによって演算される角度偏差Δθに対してＰＤ演算（比例微分演算）を行うことにより、フィードバック制御トルクＴｆｂを演算する。フィードバック制御トルクＴｆｂは、トルク加算部５５に与えられる。
　フィードフォワード制御部５３は、電動パワーステアリングシステム１の慣性による応答性の遅れを補償して、制御の応答性を向上させるために設けられている。フィードフォワード制御部５３は、角加速度演算部５３Ａと慣性乗算部５３Ｂとを含む。角加速度演算部５３Ａは、統合角度指令値θｉｎｔＬ，ｃｍｄを２階微分することにより、目標角加速度ｄ２θｉｎｔＬ，ｃｍｄ／ｄｔ２を演算する。
　慣性乗算部５３Ｂは、角加速度演算部５３Ａによって演算された目標角加速度ｄ２θｉｎｔＬ，ｃｍｄ／ｄｔ２に、電動パワーステアリングシステム１の慣性Ｊを乗算することにより、フィードフォワード制御トルクＴｆｆ（＝Ｊ・ｄ２θｉｎｔＬ，ｃｍｄ／ｄｔ２）を演算する。慣性Ｊは、例えば、後述する電動パワーステアリングシステム１の物理モデル（図８参照）から求められる。フィードフォワード制御トルクＴｆｆは、慣性補償値として、トルク加算部５５に与えられる。
　トルク加算部５５は、フィードバック制御トルクＴｆｂにフィードフォワード制御トルクＴｆｆを加算することにより、基本トルク指令値（Ｔｆｂ＋Ｔｆｆ）を演算する。
　外乱トルク推定部５４は、プラント（電動モータ１８の制御対象）に外乱として発生する非線形なトルク（外乱トルク：モータトルク以外のトルク）を推定するために設けられている。外乱トルク推定部５４は、出力軸トルク指令値Ｎ・Ｔｍ，ｃｍｄと、実操舵角θとに基づいて、外乱トルク（外乱負荷）Ｔｌｃ、操舵角θおよび操舵角微分値（角速度）ｄθ／ｄｔを推定する。外乱トルクＴｌｃ、操舵角θおよび操舵角微分値（角速度）ｄθ／ｄｔの推定値を、それぞれ^Ｔｌｃ、^θおよびｄ^θ／ｄｔで表す。外乱トルク推定部５４の詳細については、後述する。
　外乱トルク推定部５４によって演算された外乱トルク推定値^Ｔｌｃは、外乱トルク補償値として外乱トルク補償部５６に与えられる。外乱トルク推定部５４によって演算された操舵角推定値^θは、角度偏差演算部５２Ａに与えられる。
　外乱トルク補償部５６は、基本トルク指令値（Ｔｆｂ＋Ｔｆｆ）から外乱トルク推定値^Ｔｌｃを減算することにより、統合操舵トルク指令値Ｔｓｉｎｔ，ｃｍｄ（＝Ｔｆｂ＋Ｔｆｆ－^Ｔｌｃ）を演算する。これにより、外乱トルクが補償された統合操舵トルク指令値Ｔｓｉｎｔ，ｃｍｄ（出力軸９に対するトルク指令値）が得られる。
　統合操舵トルク指令値Ｔｓｉｎｔ，ｃｍｄは、第１減速比除算部５７に与えられる。第１減速比除算部５７は、統合操舵トルク指令値Ｔｓｉｎｔ，ｃｍｄを減速比Ｎで除算することにより、統合モータトルク指令値Ｔｍｉｎｔ，ｃｍｄを演算する。この統合モータトルク指令値Ｔｍｉｎｔ，ｃｍｄが、第２重み乗算部４６（図２参照）に与えられる。
　外乱トルク推定部５４について詳しく説明する。外乱トルク推定部５４は、例えば、図８に示す電動パワーステアリングシステム１の物理モデル１０１を使用して、外乱トルクＴｌｃ、操舵角θおよび角速度ｄθ／ｄｔを推定する外乱オブザーバから構成されている。
　この物理モデル１０１は、出力軸９および出力軸９に固定されたウォームホイール２１を含むプラント（モータ駆動対象の一例）１０２を含む。プラント１０２には、ステアリングホイール２からトーションバー１０を介してトーションバートルクＴｔｂが与えられるとともに、転舵輪３側から路面負荷トルクＴｒｌが与えられる。
　さらに、プラント１０２には、ウォームギヤ２０を介して出力軸トルク指令値Ｎ・Ｔｍ，ｃｍｄが与えられるとともに、ウォームホイール２１とウォームギヤ２０との間の摩擦によって摩擦トルクＴｆが与えられる。
　プラント１０２の慣性をＪとすると、物理モデル１０１の慣性についての運動方程式は、次式(3)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ｄ２θ／ｄｔ２は、プラント１０２の角加速度である。Ｎは、減速機１９の減速比である。Ｔｌｃは、プラント１０２に与えられるモータトルク以外の外乱トルクを示している。この実施形態では、外乱トルクＴｌｃは、トーションバートルクＴｔｂと路面負荷トルクＴｒｌと摩擦トルクＴｆとの和として示されているが、実際には、外乱トルクＴｌｃはこれら以外のトルクを含んでいる。
　図８の物理モデル１０１に対する状態方程式は、次式(4)で表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　前記式(4)において、ｘは、状態変数ベクトル、ｕ１は、既知入力ベクトル、ｕ２は、未知入力ベクトル、ｙは、出力ベクトル（測定値）である。また、前記式(4)において、Ａは、システム行列、Ｂ１は、第１入力行列、Ｂ２は、第２入力行列、Ｃは、出力行列、Ｄは、直達行列である。
　前記状態方程式を、未知入力ベクトルｕ２を状態の１つとして含めた系に拡張する。拡張系の状態方程式（拡張状態方程式）は、次式(5)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　前記式(5)において、ｘｅは、拡張系の状態変数ベクトルであり、次式(6)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　前記式(5)において、Ａｅは、拡張系のシステム行列、Ｂｅは、拡張系の既知入力行列、Ｃｅは、拡張系の出力行列である。
　前記式（5）の拡張状態方程式から、次式（7）の方程式で表される外乱オブザーバ（拡張状態オブザーバ）が構築される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　式(7)において、^ｘｅはｘｅの推定値を表している。また、Ｌはオブザーバゲインである。また、^ｙはｙの推定値を表している。^ｘｅは、次式（8）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　式(8)において、^θはθの推定値であり、^ＴｌｃはＴｌｃの推定値である。
　外乱トルク推定部５４は、前記式(7)の方程式に基づいて状態変数ベクトル^ｘｅを演算する。
　図９は、外乱トルク推定部５４の構成を示すブロック図である。
　外乱トルク推定部５４は、入力ベクトル入力部７１と、出力行列乗算部７２と、第１加算部７３と、ゲイン乗算部７４と、入力行列乗算部７５と、システム行列乗算部７６と、第２加算部７７と、積分部７８と、状態変数ベクトル出力部７９とを含む。
　減速比乗算部５８（図７参照）によって演算される出力軸トルク指令値Ｎ・Ｔｍ，ｃｍｄは、入力ベクトル入力部７１に与えられる。入力ベクトル入力部７１は、入力ベクトルｕ１を出力する。
　積分部７８の出力が状態変数ベクトル^ｘｅ（前記式(8)参照）となる。演算開始時には、状態変数ベクトル^ｘｅとして初期値が与えられる。状態変数ベクトル^ｘｅの初期値は、たとえば０である。
　システム行列乗算部７６は、状態変数ベクトル^ｘｅにシステム行列Ａｅを乗算する。出力行列乗算部７２は、状態変数ベクトル^ｘｅに出力行列Ｃｅを乗算する。
　第１加算部７３は、第２減速比除算部６０（図７参照）によって演算された実操舵角θである出力ベクトル（測定値）ｙから、出力行列乗算部７２の出力(Ｃｅ・^ｘｅ)を減算する。つまり、第１加算部７３は、出力ベクトルｙと出力ベクトル推定値^ｙ(＝Ｃｅ・^ｘｅ）との差（ｙ－＾ｙ）を演算する。ゲイン乗算部７４は、第１加算部７３の出力（ｙ－＾ｙ）にオブザーバゲインＬ（前記式(7)参照）を乗算する。
　入力行列乗算部７５は、入力ベクトル入力部７１から出力される入力ベクトルｕ１に入力行列Ｂｅを乗算する。第２加算部７７は、入力行列乗算部７５の出力（Ｂｅ・ｕ１）と、システム行列乗算部７６の出力（Ａｅ・^ｘｅ）と、ゲイン乗算部７４の出力（Ｌ（ｙ－＾ｙ））とを加算することにより、状態変数ベクトルの微分値ｄ^ｘｅ／ｄｔを演算する。積分部７８は、第２加算部７７の出力（ｄ^ｘｅ／ｄｔ）を積分することにより、状態変数ベクトル^ｘｅを演算する。状態変数ベクトル出力部７９は、状態変数ベクトル^ｘｅに基づいて、外乱トルク推定値^Ｔｌｃ、操舵角推定値^θおよび角速度推定値ｄ^θ／ｄｔを演算する。
　一般的な外乱オブザーバは、前述の拡張状態オブザーバとは異なり、プラントの逆モデルとローパスフィルタとから構成される。プラントの運動方程式は、前述のように式(3)で表される。したがって、プラントの逆モデルは、次式(9)となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　一般的な外乱オブザーバへの入力は、Ｊ・ｄ２θ／ｄｔ２およびＮ・Ｔｍ，ｃｍｄであり、実操舵角θの２階微分値を用いるため、回転角センサ２３のノイズの影響を大きく受ける。これに対して、前述の実施形態の拡張状態オブザーバでは、積分型で外乱トルクを推定するため、微分によるノイズ影響を低減できる。
　なお、外乱トルク推定部５４として、プラントの逆モデルとローパスフィルタとから構成される一般的な外乱オブザーバを用いてもよい。
　図１０は、トルク制御部４８の構成を示す模式図である。
　トルク制御部４８（図２参照）は、モータ電流指令値演算部８１と、電流偏差演算部８２と、ＰＩ制御部８３と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部８４とを含む。
　モータ電流指令値演算部８１は、加算部４７（図２参照）によって演算されたモータトルク指令値Ｔｍ，ｃｍｄを電動モータ１８のトルク定数Ｋｔで除算することにより、モータ電流指令値Ｉｍ，ｃｍｄを演算する。
　電流偏差演算部８２は、モータ電流指令値演算部８１によって得られたモータ電流指令値Ｉｍ，ｃｍｄと、電流検出回路３２によって検出されたモータ電流Ｉｍとの偏差ΔＩ（＝Ｉｍ，ｃｍｄ－Ｉｍ）を演算する。
　ＰＩ制御部８３は、電流偏差演算部８２によって演算された電流偏差ΔＩに対するＰＩ演算（比例積分演算）を行うことにより、電動モータ１８に流れるモータ電流Ｉｍをモータ電流指令値Ｉｍ，ｃｍｄに導くための駆動指令値を生成する。ＰＷＭ制御部８４は、前記駆動指令値に対応するデューティ比のＰＷＭ制御信号を生成して、駆動回路３１に供給する。これにより、駆動指令値に対応した電力が電動モータ１８に供給されることになる。
　図１１は、運転支援モード時に重み設定部４９によって行われる重み設定処理の手順を示すフローチャートである。
　運転モードが運転支援モードになると、重み設定部４９は、第１重みＷ１を１に設定し、第２重みＷ２を０に設定する（ステップＳ１）。これにより、電動モータ１８の制御モードは、アシストトルク指令値Ｔａｓｓｔのみによって電動モータ１８が駆動制御される第１制御モードとなる。
　なお、運転モードが運転支援モードになると、上位ＥＣＵ２０１によって自動操舵指令値θＡＤ，ｃｍｄが設定され、その自動操舵指令値θＡＤ，ｃｍｄ、モード信号Ｓｍｏｄｅ、左右判別信号ＳＬＲおよび車両横位置Ｐｌａｔがモータ制御用ＥＣＵ２０２に与えられる。
　次に、重み設定部４９は、左右判別信号ＳＬＲに基づき、車両基準位置が車線中央の左側にあるか否かを判別する（ステップＳ２）。
　車両基準位置が車線中央の左側にある場合には（ステップＳ２：ＹＥＳ）、重み設定部４９は、車両横位置ＰｌａｔがＰＬ＿ｓｔａｒｔ（図５、図６参照）よりも小さいか否かを判別する（ステップＳ３）。
　Ｐｌａｔ≧ＰＬ＿ｓｔａｒｔであれば（ステップＳ３：ＮＯ）、重み設定部４９は、ステップＳ２に戻る。
　ステップＳ３において、Ｐｌａｔ＜ＰＬ＿ｓｔａｒｔであると判別された場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、重み設定部４９は、第１重みＷ１を０に設定し、第２重みＷ２を１に設定する（ステップＳ４）。この際、重み設定部４９は、第１重みＷ１を１から０まで漸減させるとともに、第２重みＷ２を０から１まで漸増させることが好ましい。第１重みＷ１を１から０まで漸減させる時間（第２重みＷ２を０から１まで漸増させる時間）は、例えば０．１秒程度であってもよい。
　これにより、電動モータ１８の制御モードは、統合モータトルク指令値Ｔｍｉｎｔ，ｃｍｄによって電動モータ１８が駆動制御される第２制御モードとなる。なお、第１重みＷ１が漸減されている間（第２重みＷ２が漸増されている間）は、第１重み乗算後のアシストトルク指令値Ｗ１・Ｔａｓｓｔと、第２重み乗算後の統合モータトルク指令値ｗ２・Ｔｍｉｎｔ，ｃｍｄとの和に基づいて、電動モータ１８が制御される。
　第２制御モード時においては、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄと、自動操舵指令値θＡＤ，ｃｍｄとの和である統合角度指令値θｉｎｔ，ｃｍｄに基づいて電動モータ１８が制御されるので、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄの演算に用いられる仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力が反映されるようになる。
　次に、重み設定部４９は、車両横位置ＰｌａｔがＰＬ＿ｓｔａｒｔよりも大きな所定のＰＬ＿ｒｅｔｕｒｎ（図１２参照）よりも小さいか否かを判別する（ステップＳ５）。ＰＬ＿ｒｅｔｕｒｎは、例えば８０ｃｍに設定される。ＰＬ＿ｒｅｔｕｒｎは、車両基準位置が車線中央よりも左側にあり、かつ制御モードが第２制御モードである場合に、制御モードを第１制御モードに戻すために使用される閾値である。
　Ｐｌａｔ≦ＰＬ＿ｒｅｔｕｒｎであれば（ステップＳ５：ＮＯ）、重み設定部４９は、ステップＳ５に戻る。
　ステップＳ５において、Ｐｌａｔ＞ＰＬ＿ｒｅｔｕｒｎであると判別された場合には（ステップＳ５：ＹＥＳ）、重み設定部４９は、第１重みＷ１を１に設定し、第２重みＷ２を０に設定する（ステップＳ６）。この際、重み設定部４９は、第１重みＷ１を０から１まで漸増させるとともに、第２重みＷ２を１から０まで漸減させることが好ましい。第１重みＷ１を０から１まで漸増させる時間（第２重みＷ２を１から０まで漸減させる時間）は、例えば０．１秒程度であってもよい。
　これにより、電動モータ１８の制御モードは、第１制御モードとなる。なお、第１重みＷ１が漸増されている間（第２重みＷ２が漸減されている間）は、第１重み乗算後のアシストトルク指令値Ｗ１・Ｔａｓｓｔと、第２重み乗算後の統合モータトルク指令値ｗ２・Ｔｍｉｎｔ，ｃｍｄとの和に基づいて、電動モータ１８が制御される。
　第１制御モード時においては、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄの演算に用いられる仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力は反映されない。
　ステップＳ６の処理が行われると、重み設定部４９は、ステップＳ２に戻る。
　ステップＳ２において、車両基準位置が車線中央の右側にあると判別された場合には（ステップＳ２：ＮＯ）、重み設定部４９は、車両横位置ＰｌａｔがＰＲ＿ｓｔａｒｔ（図５、図６参照）よりも小さいか否かを判別する（ステップＳ７）。
　Ｐｌａｔ≧ＰＲ＿ｓｔａｒｔであれば（ステップＳ７：ＮＯ）、重み設定部４９は、ステップＳ２に戻る。
　ステップＳ７において、Ｐｌａｔ＜ＰＲ＿ｓｔａｒｔであると判別された場合には（ステップＳ７：ＹＥＳ）、重み設定部４９は、第１重みＷ１を０に設定し、第２重みＷ２を１に設定する（ステップＳ８）。この際、重み設定部４９は、第１重みＷ１を１から０まで漸減させるとともに、第２重みＷ２を０から１まで漸増させることが好ましい。
　これにより、電動モータ１８の制御モードは、第２制御モードとなる。第２制御モード時においては、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力が反映されるようになる。
　次に、重み設定部４９は、車両横位置ＰｌａｔがＰＲ＿ｓｔａｒｔよりも大きな所定のＰＲ＿ｒｅｔｕｒｎ（図１２参照）よりも小さいか否かを判別する（ステップＳ９）。ＰＲ＿ｒｅｔｕｒｎは、例えば９０ｃｍに設定される。ＰＲ＿ｒｅｔｕｒｎは、車両基準位置が車線中央よりも右側にあり、かつ制御モードが第２制御モードである場合に、制御モードを第１制御モードに戻すために使用される閾値である。
　Ｐｌａｔ≦ＰＲ＿ｒｅｔｕｒｎであれば（ステップＳ９：ＮＯ）、重み設定部４９は、ステップＳ９に戻る。
　ステップＳ９において、Ｐｌａｔ＞ＰＲ＿ｒｅｔｕｒｎであると判別された場合には（ステップＳ９：ＹＥＳ）、重み設定部４９は、第１重みＷ１を１に設定し、第２重みＷ２を０に設定する（ステップＳ１０）。この際、重み設定部４９は、第１重みＷ１を０から１まで漸増させるとともに、第２重みＷ２を１から０まで漸減させることが好ましい。
　これにより、電動モータ１８の制御モードは、第１制御モードとなる。第１制御モード時においては、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力は反映されない。
　ステップＳ１０の処理が行われると、重み設定部４９は、ステップＳ２に戻る。
　なお、運転モードが通常モードである場合には、重み設定部４９は、第１重みＷ１を１に設定し、第２重みＷ２を０に設定する。したがって、通常モード時には、アシストトルク指令値Ｔａｓｓｔのみに基づいて、電動モータ１８が駆動制御される。
　図１２は、車両横位置Ｐｌａｔと、式(1)に基づいて演算される仮想路面負荷トルクＴｒｌの絶対値｜Ｔｒｌ｜との関係の一例を示すグラフである。図１２は、式(1)におけるθＭＤ，ｃｍｄおよびｄθＭＤ，ｃｍｄ／ｄｔが一定であると仮定した場合の車両横位置Ｐｌａｔと仮想路面負荷トルクの絶対値｜Ｔｒｌ｜との関係を示している。
　図１２では、車線に対して隣接レーンがある場合と、車線に対して隣接レーンがない場合と、車線に対してガードレール等の防護柵がある場合とによって、仮想路面負荷トルクＴｒｌの特性が変わるように、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌおよび仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌが設定されている場合の例を示している。
　車両横位置Ｐｌａｔが左側車線境界に対してＰＬ＿ｓｔａｒｔ以上の場合または右側車線境界に対してＰＲ＿ｓｔａｒｔ以上の場合には、仮想負荷ばね合成係数ｋｖｌはｋｖｌ，ｓｔａｒｔとなり、仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌはｃｖｌ，ｓｔａｒｔとなるため、仮想路面負荷トルクの絶対値｜Ｔｒｌ｜は一定値となる。
　車両横位置Ｐｌａｔが、左側車線境界に対してＰＬ＿ｓｍａｌｌ以上かつＰＬ＿ｓｔａｒｔ未満である場合には、仮想路面負荷トルクの絶対値｜Ｔｒｌ｜は、車両横位置ＰｌａｔがＰＬ＿ｓｔａｒｔから小さくなるほど（車両基準位置が左側車線境界に近づくほど）、大きくなる。図１２の例では、｜Ｔｒｌ｜が線形に漸増しているが、｜Ｔｒｌ｜が非線形に漸増するようにしてもよい。
　車両横位置ＰｌａｔがＰＬ＿ｓｍａｌｌ未満になると、仮想路面負荷トルクの絶対値｜Ｔｒｌ｜は、車両横位置ＰｌａｔがＰＬ＿ｓｍａｌｌである場合の仮想路面負荷トルクの絶対値｜Ｔｒｌ｜に固定される。
　車両横位置Ｐｌａｔが、右側車線境界に対してＰＲ＿ｓｍａｌｌ以上かつＰＲ＿ｓｔａｒｔ未満である場合には、仮想路面負荷トルクの絶対値｜Ｔｒｌ｜は、車両横位置ＰｌａｔがＰＲ＿ｓｔａｒｔから小さくなるほど（車両基準位置が左側車線境界に近づくほど）、大きくなる。図１２の例では、｜Ｔｒｌ｜が線形に漸増しているが、｜Ｔｒｌ｜が非線形に漸増するようにしてもよい。
　車両横位置ＰｌａｔがＰＲ＿ｓｍａｌｌ未満になると、仮想路面負荷トルクＴｒｌの絶対値｜Ｔｒｌ｜は、車両横位置ＰｌａｔがＰＲ＿ｓｍａｌｌである場合の仮想路面負荷トルクの絶対値｜Ｔｒｌ｜に固定される。
　図１２の例では、車両横位置ＰｌａｔがＰＬ＿ｓｔａｒｔまたはＰＲ＿ｓｔａｒｔ未満である場合における仮想路面負荷トルクの絶対値｜Ｔｒｌ｜が、隣接レーンがある場合、隣接レーンがない場合、防護柵がある場合の順に、大きくなるように、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌおよび仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌが設定されている。
　図１３は、運転支援モード時において仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づいて発生する操舵反力を説明するための模式図である。
　時点ｔ０では、制御モードは第１モードであり、車両基準位置は車線中央にある。制御モードが第１制御モードであるため、Ｗ１＝１、Ｗ２＝０であり、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄの演算に用いられる仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力は０である。
　時点ｔ０直後にドライバが右方向への操舵を行ったため、車両が右方向へ移動し始める。そして、時点ｔ１で車両横位置ＰｌａｔがＰＲ＿ｓｔａｒｔに達すると、Ｗ１が漸減されるとともにＷ２が漸増され、時点ｔ２でＷ１＝０、Ｗ２＝１となる。つまり、制御モードが第２制御モードとなる。
　時点ｔ０から時点ｔ１までは、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄの演算に用いられる仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力は０であるが、時点ｔ１からｔ２までは、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力の一部が反映されるため、操舵反力は徐々に大きくなる。そして、時点ｔ２からは制御モードが第２制御モードとなるため、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力がさらに大きくなる。
　そして、車両基準位置が右側車線境界に達すると（時点ｔ３）、操舵反力が最大反力値となる。ドライバが操舵反力を感じて右方向への操舵を加えなくなると、車両が車線中央に向かって移動する。そして、車両基準位置が右側車線境界よりも車線中央側に入ると（時点ｔ４）、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力が減少していく。そして、車両横位置ＰｌａｔがＰＲ＿ｓｔａｒｔに達すると（時点ｔ５）、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力が一定値となる。
　この後、車両横位置ＰｌａｔがＰＲ＿ｒｅｔｕｒｎに達すると（時点ｔ６）、Ｗ１が漸増されるとともにＷ２が漸減され、時点ｔ７でＷ１＝１、Ｗ２＝０となる。つまり、制御モードが第１制御モードとなる。図１３からわかるように、時点ｔ４から時点ｔ５までの期間では、操舵反力特性は操舵反力の低下率が大きい特性（第１特性）となり、時点ｔ５から後述する時点ｔ６までの期間では、操舵反力特性は操舵反力の低下率が小さい特性（第２特性）となる。これにより、車両が車線中央に戻るときの車両挙動の安定化が図れるようになる。
　なお、図１３では第２特性における操舵反力の低下率は０（すなわち、操舵反力は一定）となっているが、第１特性における操舵反力の低下率よりも低い低下率であれば、第２特性における操舵反力の低下率は０以外であってもよい。この実施形態では、第２特性における操舵反力の低下率を０にすることによって、車両が車線中央に戻るときの車両挙動の安定化を確実に行えるようにしている。
　時点ｔ６からｔ７までは、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力の一部が反映されるため、操舵反力は徐々に小さくなる。そして、時点ｔ７からは制御モードが第１制御モードとなるため、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力は０となる。
　前述の実施形態では、手動操舵指令値生成部４２によってアシスト制御および運転支援のための舵角制御とは独立して操舵反力を設計することができる。
　また、前述の実施形態では、ドライバは、車両の横位置に応じた反力を操舵トルクとして感じることができるため、車線逸脱防止の効果が向上する。
　また、前述の実施形態では、第１重みＷ１を１から０（第２重みＷ１を０から１）に切り替えるための第１車両横位置と、第１重みＷ１を０から１（第２重みＷ１を１から０）に切り替えるための第２車両横位置とが異なる位置に設定されている。具体的には、第２車両横位置は、第１車両横位置よりも車線中央側に設定されている。これにより、車線逸脱方向に向かうときのドライバへの反力生成と、車線中央に戻るときの車両挙動の安定化を両立させることが可能となる。
　言い換えれば、第２車両横位置を、第１車両横位置と同じ位置に設定すると、大きな操舵反力が作用しているときに、制御モードが第２制御モードから第１制御モードに切り替えられるため、車両挙動が安定しなくなる恐れがある。
　また、前述の実施形態では、現在走行車線の外側の環境（隣接車線の有無、ガードレールの有無等）に応じた危険度をドライバがハンドルを介して直感的に認識できるようになる。
　以下、運転支援モード時の重み設定部４９によって行われる重み設定処理の手順の変形例（重み設定部４９の変形例）について説明する。
　[重み設定部４９の第１変形例]
　第１変形例では、第１重みＷ１を１から０（第２重みＷ１を０から１）に切り替えるための第１車両横位置と、第１重みＷ１を０から１（第２重みＷ１を１から０）に切り替えるための第２車両横位置とが同じ位置に設定される。
　ここでは、車両が車線中央の左側にある場合の第１車両位置および第２車両位置としてＰＬ＿ｒｅｔｕｒｎが設定され、車両が車線中央の右側にある場合の第１車両位置および第２車両位置としてＰＲ＿ｒｅｔｕｒｎが設定されているものとする。
　この場合、運転支援モード時の重み設定部４９によって行われる重み付け設定処理の手人は、図１１に示される手順とほぼ同様である。ただし、図１１のステップＳ３のＰｌａｔ＜ＰＬ＿ｓｔａｒｔという条件が、Ｐｌａｔ＜ＰＬ＿ｒｅｔｕｒｎという条件に置き換えられる。また、図１１のステップＳ７のＰｌａｔ＜ＰＲ＿ｓｔａｒｔという条件が、Ｐｌａｔ＜ＰＲ＿ｒｅｔｕｒｎという条件に置き換えられる。それ以外の手順は、図１１の手順と同じである。
　図１４は、前述のように第１車両横位置と第２車両横位置とか同じ位置に設定された場合に、運転支援モード時において仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づいて発生する操舵反力を説明するための模式図である。
　時点ｔ０では、制御モードは第１モードであり、車両基準位置は車線中央にある。制御モードが第１制御モードであるため、Ｗ１＝１、Ｗ２＝０であり、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄの演算に用いられる仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力は０である。
　時点ｔ０直後にドライバが右方向への操舵を行ったため、車両が右方向へ移動し始める。そして、時点ｔ１で車両横位置ＰｌａｔがＰＲ＿ｒｅｔｕｒｎを右側車線境界側に超えると、Ｗ１が漸減されるとともにＷ２が漸増され、時点ｔ２でＷ１＝０、Ｗ２＝１となる。つまり、制御モードが第２制御モードとなる。
　時点ｔ０から時点ｔ１までは、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄの演算に用いられる仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力は０であるが、時点ｔ１からｔ２までは、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力の一部が反映されるため、操舵反力は徐々に大きくなる。そして、時点ｔ２からは制御モードが第２制御モードとなるため、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力がさらに大きくなる。
　そして、車両基準位置が右側車線境界に達すると（時点ｔ３）、操舵反力が最大反力値となる。ドライバが操舵反力を感じて右方向への操舵を加えなくなると、車両が車線中央に向かって移動する。そして、車両基準位置が右側車線境界よりも車線中央側に入ると（時点ｔ４）、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力が減少していく。そして、車両横位置ＰｌａｔがＰＲ＿ｓｔａｒｔに達すると（時点ｔ５）、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力が一定値となる。
　この後、時点ｔ６で車両横位置ＰｌａｔがＰＲ＿ｒｅｔｕｒｎを車線中央側に超えると、Ｗ１が漸増されるとともにＷ２が漸減され、時点ｔ７でＷ１＝１、Ｗ２＝０となる。つまり、制御モードが第１制御モードとなる。図１４からわかるように、時点ｔ４から時点ｔ５までの期間では、操舵反力特性は操舵反力の低下率が大きい特性（第１特性）となり、時点ｔ５から後述する時点ｔ６までの期間では、操舵反力特性は操舵反力の低下率が小さい特性（第２特性）となる。これにより、車両が車線中央に戻るときの車両挙動の安定化が図れるようになる。
　なお、図１４では第２特性における操舵反力の低下率は０（すなわち、操舵反力は一定）となっているが、第１特性における操舵反力の低下率よりも低い低下率であれば、第２特性における操舵反力の低下率は０以外であってもよい。この実施形態では、第２特性における操舵反力の低下率を０にすることによって、車両が車線中央に戻るときの車両挙動の安定化を確実に行えるようにしている。
　時点ｔ６からｔ７までは、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力の一部が反映されるため、操舵反力は徐々に小さくなる。そして、時点ｔ７からは制御モードが第１制御モードとなるため、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力は０となる。
　［重み設定部４９の第２変形例］
　図１５は、第２変形例に係る重み設定部４９を備えたモータ制御用ＥＣＵ０２０２の電気的構成を示すブロック図である。図１５において、前述の図２の各部に対応する部分には、図２と同じ符号を付して示す。
　図１５のモータ制御用ＥＣＵ２０２では、ハンズオンオフ判定部５０が設けられている。ハンズオンオフ判定部５０は、ドライバがステアリングホイール２を把持している把持状態（ハンズオン）であるか、ドライバがステアリングホイール２を把持していない手放し状態（ハンズオフ）であるかを判定する。ハンズオンオフ判定部５０の判定結果は、重み設定部４９に与えられる。
　ハンズオンオフ判定部５０は、例えば、トーションバートルクＴｔｂと、実操舵角θまたはロータ回転角θｍとに基づいて、ドライバがステアリングホイール２に加えたトルクであるドライバトルクを推定し、ドライバトルクが所定の閾値以上であれば把持状態と判定し、ドライバトルクが閾値未満である状態が所定時間以上継続しているときに手放し状態であると判定するものであってもよい。この場合、ドライバトルクが閾値以上の状態から閾値未満に変化した後、手放し状態であると判定されるまでの間は、把持状態と判定される。このようなハンズオンオフ判定部５０としては、例えば、特開２０１７－１１４３２４号公報、特開２０１８－１６５１５６号公報、特開２０２０－１４２７０３号公報、特開２０２０－５９３６１号公報、特開２０２０－５９３６２号公報等に記載されている「ハンドル操作状態判定部」を用いることができる。
　ハンズオンオフ判定部５０は、例えば、トーションバートルクＴｔｂが所定の閾値以上であれば把持状態と判定し、トーションバートルクＴｔｂが閾値未満である状態が所定時間以上継続しているときに手放し状態であると判定するものであってもよい。この場合、トーションバートルクＴｔｂが閾値以上の状態から閾値未満に変化した後、手放し状態であると判定されるまでの間は、把持状態と判定される。
　図１６は、運転支援モード時に第２変形例に係る重み設定部４９によって行われる重み設定処理の手順を示すフローチャートである。
　運転モードが運転支援モードになると、重み設定部４９は、第１重みＷ１を１に設定し、第２重みＷ２を０に設定する（ステップＳ１１）。これにより、電動モータ１８の制御モードは、アシストトルク指令値Ｔａｓｓｔのみによって電動モータ１８が駆動制御される第１制御モードとなる。
　なお、運転モードが運転支援モードになると、上位ＥＣＵ２０１によって自動操舵指令値θＡＤ，ｃｍｄが設定され、その自動操舵指令値θＡＤ，ｃｍｄ、モード信号Ｓｍｏｄｅ、左右判別信号ＳＬＲおよび車両横位置Ｐｌａｔがモータ制御用ＥＣＵ２０２に与えられる。
　次に、重み設定部４９は、左右判別信号ＳＬＲに基づき、車両基準位置が車線中央の左側にあるか否かを判別する（ステップＳ１２）。
　車両基準位置が車線中央の左側にある場合には（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、重み設定部４９は、車両横位置ＰｌａｔがＰＬ＿ｓｔａｒｔ（図５、図６参照）よりも小さいか否かを判別する（ステップＳ１３）。
　Ｐｌａｔ≧ＰＬ＿ｓｔａｒｔであれば（ステップＳ１３：ＮＯ）、重み設定部４９は、ステップＳ１２に戻る。
　ステップＳ１３において、Ｐｌａｔ＜ＰＬ＿ｓｔａｒｔであると判別された場合には（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、重み設定部４９は、第１重みＷ１を０に設定し、第２重みＷ２を１に設定する（ステップＳ１４）。この際、重み設定部４９は、第１重みＷ１を１から０まで漸減させるとともに、第２重みＷ２を０から１まで漸増させることが好ましい。第１重みＷ１を１から０まで漸減させる時間（第２重みＷ２を０から１まで漸増させる時間）は、例えば０．１秒程度であってもよい。
　これにより、電動モータ１８の制御モードは、統合モータトルク指令値Ｔｍｉｎｔ，ｃｍｄによって電動モータ１８が駆動制御される第２制御モードとなる。なお、第１重みＷ１が漸減されている間（第２重みＷ２が漸増されている間）は、第１重み乗算後のアシストトルク指令値Ｗ１・Ｔａｓｓｔと、第２重み乗算後の統合モータトルク指令値ｗ２・Ｔｍｉｎｔ，ｃｍｄとの和に基づいて、電動モータ１８が制御される。
　第２制御モード時においては、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄと、自動操舵指令値θＡＤ，ｃｍｄとの和である統合角度指令値θｉｎｔ，ｃｍｄに基づいて電動モータ１８が制御されるので、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄの演算に用いられる仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力が反映されるようになる。
　次に、重み設定部４９は、車両横位置ＰｌａｔがＰＬ＿ｓｔａｒｔよりも大きな所定のＰＬ＿ｒｅｔｕｒｎ（図１２参照）よりも大きいという第１条件または車両横位置ＰｌａｔがＰＬ＿ｓｔａｒｔよりも大きくかつハンズオンオフ判定部５０の判定結果が把持状態であるという第２条件を満たしているか否かを判別する（ステップＳ１５）。ＰＬ＿ｒｅｔｕｒｎは、例えば８０ｃｍに設定される。
　第１条件および第２条件の両方を満たしていない場合には（ステップＳ１５：ＮＯ）、重み設定部４９は、ステップＳ１５に戻る。
　ステップＳ１５において、第１条件および第２条件のいずれかを満たしていると判別された場合には（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、重み設定部４９は、第１重みＷ１を１に設定し、第２重みＷ２を０に設定する（ステップＳ１６）。この際、重み設定部４９は、第１重みＷ１を０から１まで漸増させるとともに、第２重みＷ２を１から０まで漸減させることが好ましい。第１重みＷ１を０から１まで漸増させる時間（第２重みＷ２を１から０まで漸減させる時間）は、例えば０．１秒程度であってもよい。
　これにより、電動モータ１８の制御モードは、第１制御モードとなる。なお、第１重みＷ１が漸増されている間（第２重みＷ２が漸減されている間）は、第１重み乗算後のアシストトルク指令値Ｗ１・Ｔａｓｓｔと、第２重み乗算後の統合モータトルク指令値ｗ２・Ｔｍｉｎｔ，ｃｍｄとの和に基づいて、電動モータ１８が制御される。
　第１制御モード時においては、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄの演算に用いられる仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力は反映されない。
　ステップＳ１６の処理が行われると、重み設定部４９は、ステップＳ１２に戻る。
　ステップＳ１２において、車両基準位置が車線中央の右側にあると判別された場合には（ステップＳ１２：ＮＯ）、重み設定部４９は、車両横位置ＰｌａｔがＰＲ＿ｓｔａｒｔ（図５、図６参照）よりも小さいか否かを判別する（ステップＳ１７）。
　Ｐｌａｔ≧ＰＲ＿ｓｔａｒｔであれば（ステップＳ１７：ＮＯ）、重み設定部４９は、ステップＳ１２に戻る。
　ステップＳ１７において、Ｐｌａｔ＜ＰＲ＿ｓｔａｒｔであると判別された場合には（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、重み設定部４９は、第１重みＷ１を０に設定し、第２重みＷ２を１に設定する（ステップＳ１８）。この際、重み設定部４９は、第１重みＷ１を１から０まで漸減させるとともに、第２重みＷ２を０から１まで漸増させることが好ましい。
　これにより、電動モータ１８の制御モードは、第２制御モードとなる。第２制御モード時においては、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力が反映されるようになる。
　次に、重み設定部４９は、車両横位置ＰｌａｔがＰＲ＿ｓｔａｒｔよりも大きな所定のＰＲ＿ｒｅｔｕｒｎ（図１２参照）よりも大きいという第３条件または車両横位置ＰｌａｔがＰＲ＿ｓｔａｒｔよりも大きくかつハンズオンオフ判定部５０の判定結果が把持状態であるという第４条件を満たしているか否かを判別する（ステップＳ１９）。ＰＲ＿ｒｅｔｕｒｎは、例えば９０ｃｍに設定される。
　第３条件および第４条件の両方を満たしていない場合には（ステップＳ１９：ＮＯ）、重み設定部４９は、ステップＳ１９に戻る。
　ステップＳ１９において、第３条件および第４条件のいずれかを満たしていると判別された場合には（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、重み設定部４９は、第１重みＷ１を１に設定し、第２重みＷ２を０に設定する（ステップＳ２０）。この際、重み設定部４９は、第１重みＷ１を０から１まで漸増させるとともに、第２重みＷ２を１から０まで漸減させることが好ましい。
　これにより、電動モータ１８の制御モードは、第１制御モードとなる。第１制御モード時においては、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力は反映されない。
　ステップＳ２０の処理が行われると、重み設定部４９は、ステップＳ１２に戻る。
　図１７は、図１６の手順によって重み設定処理が行われる場合に、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づいて発生する操舵反力を説明するための模式図である。
　図１７の時点ｔ０～時点ｔ５までの動作は、図１３と同じである。時点ｔ４において車両が右側車線境界から車線中央に移動し始め、車両横位置ＰｌａｔがＰＲ＿ｓｔａｒｔに達すると（時点ｔ５）、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力が一定値となる。
　この後、車両横位置ＰｌａｔがＰＲ＿ｒｅｔｕｒｎを車線中央側に超える前に、ハンズオンオフ結果が把持状態になると（時点ｔ８）、図１６のステップＳ１９の第４条件が満たされる。これにより、Ｗ１が漸増されるとともにＷ２が漸減され、時点ｔ９でＷ１＝１、Ｗ２＝０となる。つまり、制御モードが第１制御モードとなる。
　つまり、車両横位置ＰｌａｔがＰＲ＿ｓｔａｒｔよりも車線中央側に移動した場合において、把持状態になった場合には、ドライバが車両を車線中央側に戻すための操舵を行っていると判断され、車両横位置ＰｌａｔがＰＲ＿ｒｅｔｕｒｎを車線中央側に超えていなくても第２制御モードが第１制御モードに切り替えられる。
　時点ｔ８からｔ９までは、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力の一部が反映されるため、操舵反力は徐々に小さくなる。そして、時点ｔ９からは制御モードが第１制御モードとなるため、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力は０となる。
　［手動操舵指令値生成部４２の変形例］
　以下、手動操舵指令値生成部４２の変形例について説明する。
　前述の実施形態では、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌおよび仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌは、車両横位置Ｐｌａｔに対応して設定されている。
　この手動操舵指令値生成部４２の変形例では、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌおよび仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌは、車両横位置Ｐｌａｔおよびヘディング角θｖｈに対応して設定される。ヘディング角θｖｈは、図１８に示すように、車線中央線と車両の進行方向（車両の幅中央線）とがなす角度（０°≦θｖｈ＜１８０°）であって、車両が車線中央から車線境界に向かう姿勢である場合には正となり、車両が車線中央に向かう姿勢である場合には負となる角度である。車両の進行方向が車線中央線と平行である場合には、ヘディング角θｖｈは０度となる。
　ヘディング角θｖｈは、図１および図２に二点鎖線で示すように、上位ＥＣＵ２０１からモータ制御用ＥＣＵ２０２内の手動操舵指令値生成部４２に与えられる。また、後述する図２４に示す重み設定処理または後述する図２６に示す重み設定処理が、重み設定部４９によって行われる場合には、図２に二点鎖線で示すように、ヘディング角θｖｈは、重み設定部４９にも与えられる。
　この手動操舵指令値生成部４２の変形例では、図４のロアコラムの回転角を手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄとすると、路面負荷トルク（仮想路面負荷トルク）Ｔｒｌは、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌ、仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌおよび手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄを用いて、次式(10)で表される。
　Ｔｒｌ＝－ｋｖｌ・θＭＤ，ｃｍｄ－ｃｖｌ（ｄθＭＤ，ｃｍｄ／ｄｔ）　　…(10)
ただし、ｋｖｌ＝ｋｖｌ（Ｐｌａｔ，θｖｈ），ｃｖｌ＝ｃｖｌ（Ｐｌａｔ，θｖｈ）
　前記式(10)で示されるように、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌおよび仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌは、車両横位置Ｐｌａｔおよびヘディング角θｖｈに対応して設定されている。
　図１９は、車両横位置Ｐｌａｔに対する仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌの設定例を示すグラフである。
　図１９では、ヘディング角θｖｈが０［ｄｅｇ］である場合と、ヘディング角θｖｈが２［ｄｅｇ］である場合と、ヘディング角θｖｈが－０．５［ｄｅｇ］である場合の例が示されている。
　図１９における記号の添え字Ｌは、車両基準位置が車線中央よりも左側にある場合に当該記号が適用されることを示し、Ｒは車両基準位置が車線中央よりも右側にある場合に当該記号が適用されることを示す。後述する図２２においても同じである。
　図１９および後述する図２０～図２３のＰＬ＿ｒｅｔｕｒｎ、ＰＬ＿ｓｔａｒｔ、ＰＬ＿ｒｅｔｕｒｎおよびＰＲ＿ｓｔａｒｔは、それぞれ図１２のＰＬ＿ｒｅｔｕｒｎ、ＰＬ＿ｓｔａｒｔ、ＰＬ＿ｒｅｔｕｒｎおよびＰＲ＿ｓｔａｒｔと同じ位置に設定されていてもよいし、異なる位置に設定されていてもよい。ここでは、図１９および後述する図２０～図２３のＰＬ＿ｒｅｔｕｒｎ、ＰＬ＿ｓｔａｒｔ、ＰＬ＿ｒｅｔｕｒｎおよびＰＲ＿ｓｔａｒｔは、それぞれ図１２のＰＬ＿ｒｅｔｕｒｎ、ＰＬ＿ｓｔａｒｔ、ＰＬ＿ｒｅｔｕｒｎおよびＰＲ＿ｓｔａｒｔと同じ位置に設定されているものとする。
　車両横位置Ｐｌａｔが左側車線境界に対して前記ＰＬ＿ｒｅｔｕｒｎよりも車線中央側の所定のＰＬ１以上または右側車線境界に対して前記ＰＲ＿ｒｅｔｕｒｎよりも車線中央側の所定のＰＲ１以上である場合には、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌは、０に設定される。ＰＬ１およびＰＲ１は、例えば１１０ｃｍ程度に設定される。
　車両横位置Ｐｌａｔが車線中央の左側にあり、車両横位置Ｐｌａｔが０以上でかつＰＬ１未満である場合には、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌは、車両横位置Ｐｌａｔとヘディング角θｖｈとに応じて、車両横位置ＰｌａｔがＰＬ１から小さくなるほど（車両基準位置が左側車線境界に近づくほど）漸増する特性にしたがって設定される。図１９では、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌが線形に漸増しているが、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌが非線形に漸増してもよい。
　この区間での仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌは、ヘディング角θｖｈが正の場合（車両の進行方向が左側車線境界に向かう方向である場合）には、ヘディング角θｖｈが大きいほど大きくなる。一方、ヘディング角θｖｈが負の場合（車両の進行方向が車線中央に向かう方向である場合）には、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌは、ヘディング角θｖｈの絶対値が大きいほど小さくなる。
　車両横位置Ｐｌａｔが車線中央の右側にあり、車両横位置Ｐｌａｔが０以上でかつＰＲ２未満である場合には、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌは、車両横位置Ｐｌａｔとヘディング角θｖｈとに応じて、車両横位置ＰｌａｔがＰＲ１から小さくなるほど（車両基準位置が右側車線境界に近づくほど）漸増する特性にしたがって設定される。図１９では、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌが線形に漸増しているが、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌが非線形に漸増してもよい。
　この区間での仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌは、ヘディング角θｖｈが正の場合（車両の進行方向が右車線境界に向かう方向である場合）には、ヘディング角θｖｈが大きいほど大きくなる。一方、ヘディング角θｖｈが負の場合（車両の進行方向が左側車線境界に向かう方向である場合）には、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌは、ヘディング角θｖｈの絶対値が大きいほど小さくなる。
　図１９に示すような仮想負荷ばね剛性係数特性の設定方法の一例について説明する。
　まず、ヘディング角θｖｈが０［ｄｅｇ］である場合における車両横位置Ｐｌａｔに対する仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌの特性（以下、「ばね剛性係数ｋｖｌの基本特性」という。）を設定する。ばね剛性係数ｋｖｌの基本特性の一例を図２０に示す。
　次に、ヘディング角θｖｈに対する重み（ヘディング重み）を設定する。ヘディング角θｖｈに対する重み特性の一例を図２１に示す。なお、図２１のヘディング角θｖｈに対する重み特性は一例にすぎない。例えば、図２１では、ヘディング角θｖｈの増減に対して重み特性は線形に増減しているが、非線形に増減してもよい。また、特定の角度範囲に対して、重みを一定値に設定してもよい。図２１では、車両の進行方向が逸脱方向でかつ車線中央線とほぼ平行である場合において操舵反力が変化するのを抑制するために、０［ｄｅｇ］から１［ｄｅｇ］までの角度範囲内のヘディング角θｖｈに対してゲインが１に設定されている。
　図２０のばね剛性係数ｋｖｌの基本特性と図２１のヘディング角θｖｈに対する重み特性とに基づいて、複数種類のヘディング角θｖｈそれぞれに対して、車両横位置Ｐｌａｔに対する仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌの特性を設定する。例えば、ヘディング角θｖｈが２［ｄｅｇ］に対する特性は、ばね剛性係数ｋｖｌの基本特性に、２［ｄｅｇ］に対する重みである１．２５を乗算することにより設定される。
　図２２は、車両横位置Ｐｌａｔに対する仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌの設定例を示すグラフである。
　図２２は、ヘディング角θｖｈが０［ｄｅｇ］である場合と、ヘディング角θｖｈが２［ｄｅｇ］である場合と、ヘディング角θｖｈが－０．５［ｄｅｇ］である場合の例が示されている。
　車両横位置Ｐｌａｔに対する仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌの特性は、車両横位置Ｐｌａｔに対する仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌの特性と同様な特性を有している。車両横位置Ｐｌａｔに対する仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌの特性は、前述した車両横位置Ｐｌａｔに対する仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌの特性の設定方法と同様な方法で設定される。
　手動操舵指令値生成部４２は、前述の実施形態と同様に、前記式(2)で示される方程式を用いて手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄを演算する。ただし、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌおよび仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌとしては、式(10)で示されるように、車両横位置Ｐｌａｔおよびヘディング角θｖｈに対応した、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌおよび仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌが用いられる。。
　車両横位置Ｐｌａｔおよびヘディング角θｖｈに対応した仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌは、例えば、上位ＥＣＵ２０１から与えられる車両横位置Ｐｌａｔと、複数のヘディング角θｖｈ毎に車両横位置Ｐｌａｔに対する仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌを記憶したマップ（図１９のグラフ参照）とに基づいて求められる。また、車両横位置Ｐｌａｔおよびヘディング角θｖｈに対応した応じた仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌは、例えば、上位ＥＣＵ２０１から与えられる車両横位置Ｐｌａｔと、複数のヘディング角θｖｈ毎に車両横位置Ｐｌａｔに対する仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌを記憶したマップ（図２２のグラフ参照）とに基づいて求められる。
　図２３は、車両横位置Ｐｌａｔと、数式(10)に基づいて演算される路面負荷トルクＴｒｌの絶対値｜Ｔｒｌ｜との関係の一例を示すグラフである。
　図２３では、ヘディング角θｖｈが０［ｄｅｇ］である場合と、ヘディング角θｖｈが２［ｄｅｇ］である場合と、ヘディング角θｖｈが－０．５［ｄｅｇ］である場合の例が示されている。
　車両横位置Ｐｌａｔが左側車線境界に対してＰＬ１以上の場合または右側車線境界に対してＰＲ１以上の場合には、仮想負荷ばね合成係数ｋｖｌおよび仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌは０となるため、仮想路面負荷トルクの絶対値｜Ｔｒｌ｜は０となる。
　車両横位置Ｐｌａｔが車線中央の左側にあり、車両横位置Ｐｌａｔが０以上でかつＰＬ１未満である場合には、仮想路面負荷トルクの絶対値｜Ｔｒｌ｜は、車両横位置ＰｌａｔがＰＬ１から小さくなるほど（車両基準位置が左側車線境界に近づくほど）、大きくなる。図２３の例では、｜Ｔｒｌ｜は非線形に漸増する。
　車両横位置Ｐｌａｔが車線中央の右側にあり、車両横位置Ｐｌａｔが０以上でかつＰＲ１未満である場合には、仮想路面負荷トルクの絶対値｜Ｔｒｌ｜は、車両横位置ＰｌａｔがＰＲ１から小さくなるほど（車両基準位置が左側車線境界に近づくほど）、大きくなる。図２３の例では、｜Ｔｒｌ｜は非線形に漸増する。
　次に、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌおよび仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌが車両横位置Ｐｌａｔおよびヘディング角θｖｈに対応して設定される場合の重み付け設定部４９の動作について説明する。
　図２３に示すように、ＰＬ１とＰＬ＿ｓｔｒｔとの間にＰＬ＿ｒｅｔｕｒｎが設定されているとともに、ＰＲ１とＰＲ＿ｓｔｒｔとの間にＰＲ＿ｒｅｔｕｒｎが設定されている場合には、重み付け設定部４９は、前述の図９の手順または前述の図１６の手順にしたがって重み付け設定処理を行うことが可能である。また、重み付け設定部４９は、前述の重み付け設定部４９の第１変形例（第１車両横位置と第２車両横位置とか同じ場合の変形例）で説明した重み付け設定処理を行うことが可能である。
　仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌおよび仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌが車両横位置Ｐｌａｔおよびヘディング角θｖｈに対応して設定される場合には、重み付け設定部４９は、以下に述べる他の手順で重み付け設定処理を行うことが可能である。以下においては、説明の便宜上、図１９、図２２および図２３のＰＬ＿ｒｅｔｕｒｎおよびＰＬ＿ｓｔａｒｔそれぞれに対応する位置を、ＰＬ２およびＰＬ３で表すことする。また、図１９、図２２および図２３のＰＲ＿ｒｅｔｕｒｎおよびＰＲ＿ｓｔａｒｔそれぞれに対応する位置を、ＰＲ２およびＰＲ３で表すことする。
　［重み付け設定部４９の第３変形例］
　第３変形例では、車両が車線中央の左側にある場合において、第１重みＷ１を１から０（第２重みＷ１を０から１）に切り替えるための第１車両横位置が、図２５に示すように、ＰＬ２（図１２のＰＬ＿ｒｅｔｕｒｎに相当する位置）よりも大きくかつＰＬ１以下の範囲内に設定される。ここでは、車両が車線中央の左側にある場合における第１車両横位置が、ＰＬ１に設定されているものとする。また、車両が車線中央の左側にある場合において、第１重みＷ１を０から１（第２重みＷ１を１から０）に切り替えるための第２車両横位置がＰＬ２に設定される。
　車両が車線中央の右側にある場合において、第１重みＷ１を１から０（第２重みＷ１を０から１）に切り替えるための第１車両横位置が、図２５に示すように、ＰＲ２（図１２のＰＲ＿ｒｅｔｕｒｎに相当する位置）よりも大きくかつＰＲ１以下の範囲内に設定される。ここでは、車両が車線中央の右側にある場合における第１車両横位置がＰＲ１に設定されているものとする。車両が車線中央の右にある場合において、第１重みＷ１を０から１（第２重みＷ１を１から０）に切り替えるための第２車両横位置が、ＰＲ２に設定される。
　図２４は、運転支援モード時に第３変形例に係る重み設定部４９によって行われる重み設定処理の手順を示すフローチャートである。
　運転モードが運転支援モードになると、重み設定部４９は、第１重みＷ１を１に設定し、第２重みＷ２を０に設定する（ステップＳ２１）。これにより、電動モータ１８の制御モードは、アシストトルク指令値Ｔａｓｓｔのみによって電動モータ１８が駆動制御される第１制御モードとなる。
　なお、運転モードが運転支援モードになると、上位ＥＣＵ２０１によって自動操舵指令値θＡＤ，ｃｍｄが設定され、その自動操舵指令値θＡＤ，ｃｍｄ、モード信号Ｓｍｏｄｅ、左右判別信号ＳＬＲおよび車両横位置Ｐｌａｔがモータ制御用ＥＣＵ２０２に与えられる。
　次に、重み設定部４９は、左右判別信号ＳＬＲに基づき、車両基準位置が車線中央の左側にあるか否かを判別する（ステップＳ２２）。
　車両基準位置が車線中央の左側にある場合には（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、重み設定部４９は、車両横位置ＰｌａｔがＰＬ１（図２５参照）よりも小さくかつヘディング角θｖｈが０より大きいという第５条件を満たしているか否かを判別する（ステップＳ２３）。ＰＬ１は、例えば１１０ｃｍに設定される。
　第５条件を満たしていなければ（ステップＳ２３：ＮＯ）、重み設定部４９は、ステップＳ２２に戻る。
　ステップＳ２３において、第５条件を満たしていると判別された場合には（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、重み設定部４９は、第１重みＷ１を０に設定し、第２重みＷ２を１に設定する（ステップＳ２４）。この際、重み設定部４９は、第１重みＷ１を１から０まで漸減させるとともに、第２重みＷ２を０から１まで漸増させることが好ましい。第１重みＷ１を１から０まで漸減させる時間（第２重みＷ２を０から１まで漸増させる時間）は、例えば０．１秒程度であってもよい。
　これにより、電動モータ１８の制御モードは、統合モータトルク指令値Ｔｍｉｎｔ，ｃｍｄによって電動モータ１８が駆動制御される第２制御モードとなる。なお、第１重みＷ１が漸減されている間（第２重みＷ２が漸増されている間）は、第１重み乗算後のアシストトルク指令値Ｗ１・Ｔａｓｓｔと、第２重み乗算後の統合モータトルク指令値ｗ２・Ｔｍｉｎｔ，ｃｍｄとの和に基づいて、電動モータ１８が制御される。
　第２制御モード時においては、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄと、自動操舵指令値θＡＤ，ｃｍｄとの和である統合角度指令値θｉｎｔ，ｃｍｄに基づいて電動モータ１８が制御されるので、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄの演算に用いられる仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力が反映されるようになる。
　次に、重み設定部４９は、車両横位置ＰｌａｔがＰＬ２（図２５参照）よりも大きくかつヘディング角θｖｈが０より小さいという第６条件を満たしているか否かを判別する（ステップＳ２５）。
　第６条件を満たしていなければ（ステップＳ２５：ＮＯ）、重み設定部４９は、ステップＳ２５に戻る。
　ステップＳ２５において、第６条件を満たしていると判別された場合には（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、重み設定部４９は、第１重みＷ１を１に設定し、第２重みＷ２を０に設定する（ステップＳ２６）。この際、重み設定部４９は、第１重みＷ１を０から１まで漸増させるとともに、第２重みＷ２を１から０まで漸減させることが好ましい。第１重みＷ１を０から１まで漸増させる時間（第２重みＷ２を１から０まで漸減させる時間）は、例えば０．１秒程度であってもよい。
　これにより、電動モータ１８の制御モードは、第１制御モードとなる。なお、第１重みＷ１が漸増されている間（第２重みＷ２が漸減されている間）は、第１重み乗算後のアシストトルク指令値Ｗ１・Ｔａｓｓｔと、第２重み乗算後の統合モータトルク指令値ｗ２・Ｔｍｉｎｔ，ｃｍｄとの和に基づいて、電動モータ１８が制御される。
　第１制御モード時においては、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄの演算に用いられる仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力は反映されない。
　ステップＳ２６の処理が行われると、重み設定部４９は、ステップＳ２２に戻る。
　ステップＳ２２において、車両基準位置が車線中央の右側にあると判別された場合には（ステップＳ２２：ＮＯ）、重み設定部４９は、車両横位置ＰｌａｔがＰＲ１（図２５参照）よりも小さくかつヘディング角θｖｈが０より大きいという第７条件を満たしているか否かを判別する（ステップＳ２７）。ＰＲ１は、例えば１１０ｃｍに設定される。
　第７条件を満たしていなければ（ステップＳ２７：ＮＯ）、重み設定部４９は、ステップＳ２２に戻る。
　ステップＳ２７において、第７条件を満たしていると判別された場合には（ステップＳ２７：ＹＥＳ）、重み設定部４９は、第１重みＷ１を０に設定し、第２重みＷ２を１に設定する（ステップＳ２８）。この際、重み設定部４９は、第１重みＷ１を１から０まで漸減させるとともに、第２重みＷ２を０から１まで漸増させることが好ましい。
　これにより、電動モータ１８の制御モードは、第２制御モードとなる。第２制御モード時においては、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力が反映されるようになる。
　次に、重み設定部４９は、車両横位置ＰｌａｔがＰＲ２（図２５参照）よりも大きくかつヘディング角θｖｈが０より小さいという第８条件を満たしているか否かを判別する（ステップＳ２９）。
　第８条件を満たしていいなければ（ステップＳ２９：ＮＯ）、重み設定部４９は、ステップＳ２９に戻る。
　ステップＳ２９において、第８条件を満たしていると判別された場合には（ステップＳ２９：ＹＥＳ）、重み設定部４９は、第１重みＷ１を１に設定し、第２重みＷ２を０に設定する（ステップＳ３０）。この際、重み設定部４９は、第１重みＷ１を０から１まで漸増させるとともに、第２重みＷ２を１から０まで漸減させることが好ましい。
　これにより、電動モータ１８の制御モードは、第１制御モードとなる。第１制御モード時においては、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力は反映されない。
　ステップＳ３０の処理が行われると、重み設定部４９は、ステップＳ２２に戻る。
　図２５は、第１車両横位置がＰＬ１，ＰＲ１に設定され、第２車両横位置がＰＬ２，ＰＲ２に設定された場合に、運転支援モード時において仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づいて発生する操舵反力を説明するための模式図である。
　時点ｔ０では、制御モードは第１モードであり、車両基準位置は車線中央にある。制御モードが第１制御モードであるため、Ｗ１＝１、Ｗ２＝０であり、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄの演算に用いられる仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力は０である。
　時点ｔ０直後にドライバが右方向への操舵を行ったため、車両が右方向へ移動し始める。そして、時点ｔ１で車両横位置ＰｌａｔがＰＲ１を右側車線境界側に超えたときに、θｖｈ＞０であるとすると、図２４のステップＳ２７の第７条件が満たされる。これにより、Ｗ１が漸減されるとともにＷ２が漸増され、時点ｔ２でＷ１＝０、Ｗ２＝１となる。つまり、制御モードが第２制御モードとなる。
　時点ｔ０から時点ｔ１までは、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄの演算に用いられる仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力は０であるが、時点ｔ１からｔ２までは、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力の一部が反映されるため、操舵反力は徐々に大きくなる。そして、時点ｔ２からは制御モードが第２制御モードとなるため、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力がさらに大きくなる。
　そして、車両基準位置が右側車線境界に達すると（時点ｔ３）、操舵反力が最大反力値となる。ドライバが操舵反力を感じて右方向への操舵を加えなくなると、車両が車線中央に向かって移動する。そして、車両基準位置が右側車線境界よりも車線中央側に入ると（時点ｔ４）、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力が減少していく。そして、時点ｔ５で車両横位置ＰｌａｔがＰＲ２を車線中央側に超えたときに、θｖｈ＜０であるとすると、図２４のステップＳ２９の第８条件が満たされる。これにより、Ｗ１が漸増されるとともにＷ２が漸減され、時点ｔ６でＷ１＝１、Ｗ２＝０となる。つまり、制御モードが第１制御モードとなる。
　時点ｔ５からｔ６までは、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力の一部が反映されるため、操舵反力は徐々に小さくなる。そして、時点ｔ６からは制御モードが第１制御モードとなるため、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力は０となる。
　第３変形例では、図１２を用いて説明した前述の実施形態に比べて、次のような効果が得られる。車両の進行方向が車線を逸脱する方向である場合には、そのことをドライバに迅速に伝えることが好ましい。第３変形例では、第１車両横位置が前述の実施形態の第２車両横位置よりも車線中央側に設定されているので、車両が車線逸脱方向に進行したときに、前述の実施形態よりも早めに、ドライバに操舵反力を伝えることが可能となる。
　［重み付け設定部４９の第４変形例］
　第４変形例では、車両が車線中央の左側にある場合において、第１重みＷ１を１から０（第２重みＷ１を０から１）に切り替えるための第１車両横位置が、図２７に示すように、ＰＬ３（図１２のＰＬ＿ｓｔａｒｔに相当する位置）に設定される。また、車両が車線中央の左側にある場合において、第１重みＷ１を０から１（第２重みＷ１を１から０）に切り替えるための第２車両横位置が、０よりも大きくかつＰＬ３（図１２のＰＬ＿ｓｔａｒｔに相当する位置）以下の範囲内に設定される。ここでは、車両が車線中央の左側にある場合における第２車両横位置が、ＰＬ４に設定されているものとする。
　車両が車線中央の右側にある場合において、第１重みＷ１を１から０（第２重みＷ１を０から１）に切り替えるための第１車両横位置が、図２７に示すように、ＰＲ３（図１２のＰＲ＿ｓｔａｒｔに相当する位置）に設定される。また、車両が車線中央の右側にある場合において、第１重みＷ１を０から１（第２重みＷ１を１から０）に切り替えるための第２車両横位置が、０よりも大きくかつＰＲ３（図１２のＰＲ＿ｓｔａｒｔに相当する位置）以下の範囲内に設定される。ここでは、車両が車線中央の右側にある場合における第２車両横位置が、ＰＲ４に設定されているものとする。
　図２６は、運転支援モード時に第４変形例に係る重み設定部４９によって行われる重み設定処理の手順を示すフローチャートである。
　運転モードが運転支援モードになると、重み設定部４９は、第１重みＷ１を１に設定し、第２重みＷ２を０に設定する（ステップＳ３１）。これにより、電動モータ１８の制御モードは、アシストトルク指令値Ｔａｓｓｔのみによって電動モータ１８が駆動制御される第１制御モードとなる。
　なお、運転モードが運転支援モードになると、上位ＥＣＵ２０１によって自動操舵指令値θＡＤ，ｃｍｄが設定され、その自動操舵指令値θＡＤ，ｃｍｄ、モード信号Ｓｍｏｄｅ、左右判別信号ＳＬＲおよび車両横位置Ｐｌａｔがモータ制御用ＥＣＵ２０２に与えられる。
　次に、重み設定部４９は、左右判別信号ＳＬＲに基づき、車両基準位置が車線中央の左側にあるか否かを判別する（ステップＳ３２）。
　車両基準位置が車線中央の左側にある場合には（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、重み設定部４９は、車両横位置ＰｌａｔがＰＬ３（図２７参照）よりも小さくかつヘディング角θｖｈが０より大きいという第９条件を満たしているか否かを判別する（ステップＳ３３）。
　第９条件を満たしていなければ（ステップＳ３３：ＮＯ）、重み設定部４９は、ステップＳ３２に戻る。
　ステップＳ３３において、第９条件を満たしていると判別された場合には（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、重み設定部４９は、第１重みＷ１を０に設定し、第２重みＷ２を１に設定する（ステップＳ３４）。この際、重み設定部４９は、第１重みＷ１を１から０まで漸減させるとともに、第２重みＷ２を０から１まで漸増させることが好ましい。第１重みＷ１を１から０まで漸減させる時間（第２重みＷ２を０から１まで漸増させる時間）は、例えば０．１秒程度であってもよい。
　これにより、電動モータ１８の制御モードは、統合モータトルク指令値Ｔｍｉｎｔ，ｃｍｄによって電動モータ１８が駆動制御される第２制御モードとなる。なお、第１重みＷ１が漸減されている間（第２重みＷ２が漸増されている間）は、第１重み乗算後のアシストトルク指令値Ｗ１・Ｔａｓｓｔと、第２重み乗算後の統合モータトルク指令値ｗ２・Ｔｍｉｎｔ，ｃｍｄとの和に基づいて、電動モータ１８が制御される。
　第２制御モード時においては、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄと、自動操舵指令値θＡＤ，ｃｍｄとの和である統合角度指令値θｉｎｔ，ｃｍｄに基づいて電動モータ１８が制御されるので、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄの演算に用いられる仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力が反映されるようになる。
　次に、重み設定部４９は、車両横位置ＰｌａｔがＰＬ４（図２７参照）よりも大きくかつヘディング角θｖｈが０より小さいという第１０条件を満たしているか否かを判別する（ステップＳ３５）。ＰＬ４は、例えば３０ｃｍに設定される。
　第１０条件を満たしていなければ（ステップＳ３５：ＮＯ）、重み設定部４９は、ステップＳ３５に戻る。
　ステップＳ３５において、第１０条件を満たしていると判別された場合には（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、重み設定部４９は、第１重みＷ１を１に設定し、第２重みＷ２を０に設定する（ステップＳ３６）。この際、重み設定部４９は、第１重みＷ１を０から１まで漸増させるとともに、第２重みＷ２を１から０まで漸減させることが好ましい。第１重みＷ１を０から１まで漸増させる時間（第２重みＷ２を１から０まで漸減させる時間）は、例えば０．１秒程度であってもよい。
　これにより、電動モータ１８の制御モードは、第１制御モードとなる。なお、第１重みＷ１が漸増されている間（第２重みＷ２が漸減されている間）は、第１重み乗算後のアシストトルク指令値Ｗ１・Ｔａｓｓｔと、第２重み乗算後の統合モータトルク指令値ｗ２・Ｔｍｉｎｔ，ｃｍｄとの和に基づいて、電動モータ１８が制御される。
　第１制御モード時においては、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄの演算に用いられる仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力は反映されない。
　ステップＳ３６の処理が行われると、重み設定部４９は、ステップＳ３２に戻る。
　ステップＳ３２において、車両基準位置が車線中央の右側にあると判別された場合には（ステップＳ３２：ＮＯ）、重み設定部４９は、車両横位置ＰｌａｔがＰＲ３（図２７参照）よりも小さくかつヘディング角θｖｈが０より大きいという第１１条件を満たしているか否かを判別する（ステップＳ３７）。
　第１１条件を満たしていなければ（ステップＳ３７：ＮＯ）、重み設定部４９は、ステップＳ３２に戻る。
　ステップＳ３７において、第１１条件を満たしていると判別された場合には（ステップＳ３７：ＹＥＳ）、重み設定部４９は、第１重みＷ１を０に設定し、第２重みＷ２を１に設定する（ステップＳ２８）。この際、重み設定部４９は、第１重みＷ１を１から０まで漸減させるとともに、第２重みＷ２を０から１まで漸増させることが好ましい。
　これにより、電動モータ１８の制御モードは、第２制御モードとなる。第２制御モード時においては、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力が反映されるようになる。
　次に、重み設定部４９は、車両横位置ＰｌａｔがＰＲ４（図２７参照）よりも大きくかつヘディング角θｖｈが０より小さいという第１２条件を満たしているか否かを判別する（ステップＳ３９）。ＰＲ４は、例えば３０ｃｍに設定される。
　第１２条件を満たしていいなければ（ステップＳ３９：ＮＯ）、重み設定部４９は、ステップＳ３９に戻る。
　ステップＳ３９において、第１２条件を満たしていると判別された場合には（ステップＳ３９：ＹＥＳ）、重み設定部４９は、第１重みＷ１を１に設定し、第２重みＷ２を０に設定する（ステップＳ４０）。この際、重み設定部４９は、第１重みＷ１を０から１まで漸増させるとともに、第２重みＷ２を１から０まで漸減させることが好ましい。
　これにより、電動モータ１８の制御モードは、第１制御モードとなる。第１制御モード時においては、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力は反映されない。
　ステップＳ４０の処理が行われると、重み設定部４９は、ステップＳ３２に戻る。
　図２７は、第１車両横位置がＰＬ３，ＰＲ３に設定され、第２車両横位置がＰＬ４，ＰＲ４に設定された場合に、運転支援モード時において仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づいて発生する操舵反力を説明するための模式図である。
　時点ｔ０では、制御モードは第１モードであり、車両基準位置は車線中央にある。制御モードが第１制御モードであるため、Ｗ１＝１、Ｗ２＝０であり、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄの演算に用いられる仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力は０である。
　時点ｔ０直後にドライバが右方向への操舵を行ったため、車両が右方向へ移動し始める。そして、時点ｔ１で車両横位置ＰｌａｔがＰＲ３を右側車線境界側に超えたときに、θｖｈ＞０であるとすると、図２６のステップＳ３７の第１１条件が満たされる。これにより、Ｗ１が漸減されるとともにＷ２が漸増され、時点ｔ２でＷ１＝０、Ｗ２＝１となる。つまり、制御モードが第２制御モードとなる。
　時点ｔ０から時点ｔ１までは、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄの演算に用いられる仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力は０であるが、時点ｔ１からｔ２までは、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力の一部が反映されるため、操舵反力は徐々に大きくなる。そして、時点ｔ２からは制御モードが第２制御モードとなるため、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力がさらに大きくなる。
　そして、車両基準位置が右側車線境界に達すると（時点ｔ３）、操舵反力が最大反力値となる。ドライバが操舵反力を感じて右方向への操舵を加えなくなると、車両が車線中央に向かって移動する。そして、車両基準位置が右側車線境界よりも車線中央側に入ると（時点ｔ４）、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力が減少していく。そして、時点ｔ５で車両横位置ＰｌａｔがＰＲ４を車線中央側に超えたときに、θｖｈ＜０であるとすると、図２６のステップＳ３９の第１２条件が満たされる。これにより、Ｗ１が漸増されるとともにＷ２が漸減され、時点ｔ６でＷ１＝１、Ｗ２＝０となる。つまり、制御モードが第１制御モードとなる。
　時点ｔ５からｔ６までは、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力の一部が反映されるため、操舵反力は徐々に小さくなる。そして、時点ｔ６からは制御モードが第１制御モードとなるため、仮想路面負荷トルクＴｒｌに基づく操舵反力は０となる。
　第４変形例では、図１２を用いて説明した前述の実施形態に比べて、次のような効果が得られる。第４変形例では、第２車両横位置が前述の実施形態の第１車両横位置よりも車線境界側に設定されている。このため、制御モードが第１制御モードから第２制御モードに切り替えられた後、ドライバが車両を車線中央側に戻す方向に操舵した場合には、前述の実施形態よりも早めに、ドライバへの操舵反力を無効化できる。これにより、ドライバ操作によって車両を車線中央側に戻す際に、余計な操舵反力による操舵違和感を低減できる。
　以上、この発明の実施形態および変形例について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。
　前述の実施形態または変形例では、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌおよび仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌは、車両横位置Ｐｌａｔまたは車両横位置Ｐｌａｔおよびヘディング角Ｖｖｈに応じて変化するように設定されているが、車両横位置Ｐｌａｔの時間微分値、ヘディング角の微分値等に応じて変化するように設定されてよい。
　また、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌおよび仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌは、予め設定された固定値が用いられてもよい。
　また、前述の実施形態では、車両横位置Ｐｌａｔは、車両が現在走行している車線の境界（車線境界）から、車両基準位置までの距離であったが、車両横位置Ｐｌａｔは、車両が現在走行している車線の中央から、車両基準位置までの距離であってもよい。
　前述の実施形態では、アシストトルク指令値Ｔａｓｓｔに第１重みＷ１が乗算され、第１重み乗算後のアシストトルク指令値Ｗ１・Ｔａｓｓｔが加算部４７に与えられている。しかし、これに代えて、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄに応じた手動トルク指令値に第１重みＷ１を乗算し、第１重み乗算後の手動トルク指令値を加算部４７に与えるようにしてもよい。
　また、前述の実施形態では、角度制御部４４（図５参照）は、フィードフォワード制御部５３を備えているが、フィードフォワード制御部５３を省略してもよい。この場合には、フィードバック制御部５２によって演算されるフィードバック制御トルクＴｆｂが基本目標トルクとなる。
　また、この実施形態による運転支援制御（ＬＫＡ）は、車両を車線中央に沿って走行させるレーンセンタリングアシスト（ＬＣＡ）制御が行われている場合にも、併用することができる。
　図２８は、レーンキープアシスト（ＬＫＡ）制御とレーンセンタリングアシスト（ＬＣＡ）制御とが併用される場合のモータ制御用ＥＣＵ４０Ａの一例を示すブロック図である。図２８において、前述の図２の各部に対応する部分には、図２と同じ符号を付して示す。
　図２８のモータ制御用ＥＣＵ２０２Ａでは、図２のモータ制御用ＥＣＵ２０２と比較して、マイクロコンピュータ４０Ａの機能的構成が図２のマイクロコンピュータ４０の機能的構成と異なっている。
　具体的には、図２８のマイクロコンピュータ４０Ａは、図２の重み設定部４９を備えていない。つまり、マイクロコンピュータ４０Ａは、アシストトルク指令値設定部４１と、手動操舵指令値生成部４２と、統合角度指令値演算部４３と、角度制御部４４と、第１重み乗算部４５と、第２重み乗算部４６と、加算部４７と、トルク制御部４８とを含む。
　第１重み乗算部４５に用いられる第１重みＷ１および第２重み乗算部４６に用いられる第１重みＷ２は、予め所定値に設定されている。例えば、レーンキープアシスト（ＬＫＡ）制御とレーンセンタリングアシスト（ＬＣＡ）制御とが併用される場合には、第１重みＷ１が０、第２重みＷ２が１に設定される。完全手動操舵を行う場合には、第１重みＷ１が１、第２重みＷ２が０に設定される。ここでは、第１重みＷ１が０、第２重みＷ２が１に設定されているものとする。
　アシストトルク指令値設定部４１、角度制御部４４およびトルク制御部４８の動作は、図２のアシストトルク指令値設定部４１、角度制御部４４およびトルク制御部４８の動作と同様であるので、その説明を省略する。
　手動操舵指令値生成部４２の動作について説明する。
　路面負荷トルク（仮想路面負荷トルク）Ｔｒｌは、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌ、仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌおよび手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄを用いて、前記式(1)で表される。
　図２９は、車両横位置Ｐｌａｔに対する仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌの設定例を示すグラフである。図２９における記号の添え字Ｌは、車両基準位置が車線中央よりも左側にある場合に当該記号が適用されることを示し、Ｒは車両基準位置が車線中央よりも右側にある場合に当該記号が適用されることを示す。
　車両横位置Ｐｌａｔが左側車線境界に対して所定のＰＬＡ以上または右側車線境界に対して所定のＰＲＡ以上である場合には、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌは、所定値ｋ１に設定される。
　車両横位置Ｐｌａｔが、左側車線境界に対してＰＬＡよりも小さい所定のＰＬＢ以上でかつＰＬＡ未満である場合には、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌは、車両横位置ＰｌａｔがＰＬＡから小さくなるほど（車両基準位置が左側車線境界に近づくほど）、ｋ１からｋｍａｘまで漸増する特性にしたがって設定される。
　車両横位置Ｐｌａｔが、右側車線境界に対してＰＬＡよりも小さい所定のＰＲＢ以上でかつＰＲＡ未満である場合には、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌは、車両横位置ＰｌａｔがＰＲＡから小さくなるほど（車両基準位置が右側車線境界に近づくほど）、ｋ１からｋｍａｘまで漸増する特性にしたがって設定される。
　車両横位置Ｐｌａｔが左側車線境界に対してＰＬＢ未満である場合には、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌは、ｋｍａｘに設定される。車両横位置Ｐｌａｔが右側車線境界に対してＰＲＢ未満である場合には、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌは、ｋｍａｘに設定される。
　車両横位置Ｐｌａｔに対する仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌも、その特性が、車両横位置Ｐｌａｔに対する仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌと同様な特性となるように設定される。車両横位置Ｐｌａｔに対する仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌについての詳細な説明を省略する。
　手動操舵指令値生成部４２は、前記式(2)に基づいて、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄを演算する。具体的には、手動操舵指令値生成部４２は、式(2)のＴｔｂにトルクセンサ１２によって検出されるトーションバートルクＴｔｂを代入し、式(2)のＴａｓｓｔにアシストトルク指令値設定部４１によって設定されるアシストトルク指令値Ｔａｓｓｔを代入して、式(2)の微分方程式を解くことにより、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄを演算する。
　図２８を参照して、上位ＥＣＵ（図示略）は、前述の実施形態と同様に、車両横位置Ｐｌａｔおよび自動操舵指令値θＡＤ，ｃｍｄを生成して、モータ制御用ＥＣＵ２０２Ａに与える。この例では、自動操舵指令値θＡＤ，ｃｍｄは、車両を車線中央線に沿って走行させるための操舵角の目標値である。
　さらに、上位ＥＣＵは、車両横位置Ｐｌａｔが左側車線境界に対してＰＬＢ以下である場合および右側車線境界に対してＰＲＢ以下である場合には、ステアリングホイール２に付与すべき警告振動の波形（以下「目標振動波形」という。）に応じた振動角度指令値θｃｖ，ｃｍｄを生成して、モータ制御用ＥＣＵ２０２Ａに与える。振動角度指令値θｃｖ，ｃｍｄは、目標振動波形の瞬時値を出力軸（ステアリングシャフト）９の回転角で表したものである。目標振動波形は、指定の目標振幅と所定の目標周波数とを有する。
　図３０に目標振動波形の一例を示す。図３０の例では、目標振幅が０．５［ｄｅｇ］に設定されており、目標周波数が３０［Ｈｚ］に設定されている。
　統合角度指令値演算部４３には、手動操舵指令値生成部４２によって演算された手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄが与えられる。統合角度指令値演算部４３には、さらに、上位ＥＣＵから、自動操舵指令値θＡＤ，ｃｍｄおよび振動角度指令値θｃｖ，ｃｍｄが与えられる。
　統合角度指令値演算部４３は、上位ＥＣＵから振動角度指令値θｃｖ，ｃｍｄが与えられていないときには、統合角度指令値演算部４３は、自動操舵指令値θＡＤ，ｃｍｄに、手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄを加算して、統合角度指令値θｉｎｔ，ｃｍｄを演算する。上位ＥＣＵから振動角度指令値θｃｖ，ｃｍｄが与えられているときには、統合角度指令値演算部４３は、自動操舵指令値θＡＤ，ｃｍｄに、振動角度指令値θｃｖ，ｃｍｄおよび手動操舵指令値θＭＤ，ｃｍｄを加算して、統合角度指令値θｉｎｔ，ｃｍｄを演算する。
　角度制御部４４は、統合角度指令値θｉｎｔ，ｃｍｄに基づいて、統合角度指令値θｉｎｔ，ｃｍｄに応じた統合モータトルク指令値Ｔｍｉｎｔ，ｃｍｄを演算する。この例では、第１重みＷ１が０に設定され、第２重みＷ２が１に設定されているので、統合モータトルク指令値Ｔｍｉｎｔ，ｃｍｄが、モータトルク指令値Ｔｍ，ｃｍｄとして、トルク制御部４８に与えられる。
　図３１は、仮想負荷ばね剛性係数ｋｖｌの特性が図２９で示される特性であり、仮想負荷粘性減衰係数ｃｖｌの特性が図２９の特性と同様な特性である場合の、車両横位置Ｐｌａｔと操舵反力Ｔｒｅａｃの絶対値｜Ｔｒｅａｃ｜との関係の一例を示すグラフである。
　車両横位置Ｐｌａｔが左側車線境界に対してＰＬＡ以上の場合には、操舵反力Ｔｒｅａｃの絶対値｜Ｔｒｅａｃ｜（仮想路面負荷トルクＴｒｌの絶対値｜Ｔｒｌ｜）は、車線中央からＰＬＡに近づくほど、０からＴｒｅａｃ１まで徐々に大きくなる。図３１の例では、｜Ｔｒｅａｃ｜は線形に漸増する。この範囲では、レーンセンタリングアシスト（ＬＣＡ）制御が行われる。
　車両横位置Ｐｌａｔが、左側車線境界に対してＰＬＢ以上かつＰＬＡ未満である場合には、操舵反力Ｔｒｅａｃの絶対値｜Ｔｒｅａｃ｜（仮想路面負荷トルクＴｒｌの絶対値｜Ｔｒｌ｜）は、車両横位置ＰｌａｔがＰＬＡから小さくなるほど（車両基準位置が左側車線境界に近づくほど）、Ｔｒｅａｃ１からＴｒｅａｃ２まで徐々に大きくなる。図３１の例では、｜Ｔｒｅａｃ｜は非線形に漸増する。この範囲では、レーンキープアシスト（ＬＫＡ）制御が行われる。
　車両横位置ＰｌａｔがＰＬＢ未満になると、操舵反力Ｔｒｅａｃの絶対値｜Ｔｒｅａｃ｜は、Ｔｒｅａｃ２に振動角度指令値θｃｖ，ｃｍｄに応じた振動トルクＴｃｖが加算された値となる。これにより、両横位置ＰｌａｔがＰＬＢ未満になったときに、ドライバに警告振動を伝達することができる。
　車両横位置Ｐｌａｔが右側車線境界に対してＰＲＡ以上の場合には、操舵反力Ｔｒｅａｃの絶対値｜Ｔｒｅａｃ｜（仮想路面負荷トルクＴｒｌの絶対値｜Ｔｒｌ｜）は、車線中央からＰＲＡに近づくほど、０からＴｒｅａｃ１まで徐々に大きくなる。図３１の例では、｜Ｔｒｅａｃ｜は線形に漸増する。この範囲では、レーンセンタリングアシスト（ＬＣＡ）制御が行われる。
　車両横位置Ｐｌａｔが、右側車線境界に対してＰＲＢ以上かつＰＲＡ未満である場合には、操舵反力Ｔｒｅａｃの絶対値｜Ｔｒｅａｃ｜（仮想路面負荷トルクＴｒｌの絶対値｜Ｔｒｌ｜）は、車両横位置ＰｌａｔがＰＲＡから小さくなるほど（車両基準位置が左側車線境界に近づくほど）、Ｔｒｅａｃ１からＴｒｅａｃ２まで徐々に大きくなる。図３１の例では、｜Ｔｒｅａｃ｜は非線形に漸増する。この範囲では、レーンキープアシスト（ＬＫＡ）制御が行われる。
　車両横位置ＰｌａｔがＰＲＢ未満になると、操舵反力Ｔｒｅａｃの絶対値｜Ｔｒｅａｃ｜は、Ｔｒｅａｃ２に振動角度指令値θｃｖ，ｃｍｄに応じた振動トルクＴｃｖが加算された値となる。これにより、両横位置ＰｌａｔがＰＲＢ未満になったときに、ドライバに警告振動を伝達することができる。
　前述の実施形態または変形例では、この発明をコラムタイプＥＰＳに適用した場合の例を示したが、この発明は、コラムタイプ以外のＥＰＳにも適用することができる。また、この発明は、ステアバイワイヤシステムにも適用することができる。
　本発明の実施形態について詳細に説明してきたが、これらは本発明の技術的内容を明らかにするために用いられた具体例に過ぎず、本発明はこれらの具体例に限定して解釈されるべきではなく、本発明の範囲は添付の請求の範囲によってのみ限定される。
　この出願は、２０２１年１１月８日に受理官庁としての日本国特許庁に提出された国際特許出願（ＰＣＴ／ＪＰ２０２１／０４１０５９）に対応しており、その出願の全開示はここに引用により組み込まれるものとする。
　１…電動パワーステアリング装置、３…転舵輪、４…転舵機構、１８…電動モータ、４１…アシストトルク指令値設定部、４２…手動操舵指令値生成部、４３…統合角度指令値演算部、４４…角度制御部、４５…第１重み乗算部、４６…第２重み乗算部、４７…加算部、４８…トルク制御部、４９…重み設定部、５０…ハンズオンオフ判定部

Claims (9)

  1. 　舵角制御用の電動モータを駆動制御するためのモータ制御装置であって、
    　操舵トルクを用いてアシストトルク指令値を生成するアシストトルク指令値生成部と、
    　前記操舵トルクおよび前記アシストトルク指令値を用いて手動操舵指令値を生成する手動操舵指令値生成部と、
    　運転支援用の自動操舵指令値に前記手動操舵指令値を加算して、統合角度指令値を演算する統合角度指令値演算部と、
    　運転支援モード時において、前記アシストトルク指令値または前記手動操舵指令値に基づいて前記電動モータを制御する第１制御モードと、前記統合角度指令値に基づいて前記電動モータを制御する第２制御モードとを、車線に対する車両の横位置に応じて切り替える切替部とを含む、モータ制御装置。
  2. 　前記第１制御モードから前記第２制御モードに切り替わる前記横位置である第１横位置と、前記第２制御モードから前記第１制御モードに切り替わる前記横位置である第２横位置とが予め設定されており、
    　前記車線の車線境界から前記第２横位置に前記車両が移動する際に前記車両に与えられる操舵反力は、前記操舵反力の低下率が大きい第１特性と、前記第１特性に連続しかつ前記操舵反力の低下率が前記第１特性よりも小さい第２特性とを有している、請求項１に記載のモータ制御装置。
  3. 　前記第１制御モードから前記第２制御モードに切り替わる前記横位置である第１横位置と、前記第２制御モードから前記第１制御モードに切り替わる前記横位置である第２横位置とが、異なる位置に設定されている、請求項１に記載のモータ制御装置。
  4. 　前記第２横位置は、前記第１横位置よりも車線中央側に設定されている、請求項３に記載のモータ制御装置。
  5. 　前記第１横位置は、前記第２横位置よりも車線中央側に設定されている、請求項３に記載のモータ制御装置。
  6. 　前記手動操舵指令値は、仮想路面負荷トルクを考慮して、前記手動操舵指令値を演算するように構成されている、請求項１～５のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
  7. 　前記仮想路面負荷トルクは、前記車線に対する前記車両の横位置に応じて設定される、請求項６に記載のモータ制御装置。
  8. 　前記仮想路面負荷トルクは、前記車線に対する前記車両の進行方向のなす角に応じて設定される、請求項６に記載のモータ制御装置。
  9. 　前記仮想路面負荷トルクは、前記車両が走行している前記車線の外側の情報に基づいて設定される、請求項６に記載のモータ制御装置。
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