JP7745476B2 - 車両用操向システムの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用操向システムの制御装置に関する。

車両用操向システムの１つとして、運転者が操作するハンドルを有する操舵機構（ＦＦＡ：Force Feedback Actuator）と、転舵輪を転舵する転舵機構（ＲＷＡ：Road Wheel Actuator）とが機械的に分離されているステアバイワイヤ（ＳＢＷ：Steer By Wire）システムがある。ＳＢＷシステムでは、操舵機構と転舵機構とが制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）を介して電気的に接続され、ハンドルの操作を電気信号によって転舵機構に伝えて転舵輪を転舵すると共に、運転者に適切な操舵感を与えるための操舵反力を操舵機構で生成する。操舵機構は、反力用モータを備える反力アクチュエータにより操舵反力を生成し、転舵機構は、転舵用モータを備える転舵アクチュエータにより転舵輪を転舵する。反力アクチュエータとハンドルとは、コラム軸を介して機械的に接続されており、反力アクチュエータが生成した反力（トルク）が、コラム軸とハンドルを介して運転者に伝達される（例えば、特許文献１）。

特開２０２０－１８５８１９号公報

操舵機構と転舵機構とが機械的に分離されているＳＢＷシステムでは、例えば、凍結路面や、雨天時のハイドロプレーニング現象等によって路面の摩擦抵抗が著しく減少した低μ路を走行する際のオーバーステア状態やアンダーステア状態を、操舵反力として反力装置に伝達する必要がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、路面の状況を反映した操舵感が得られる車両用操向システムの制御装置を提供すること、を目的としている。

上記の目的を達成するため、本発明の一態様に係る車両用操向システムの制御装置は、ハンドルの操舵角に応じて前記ハンドルに操舵反力を付与する反力装置と、前記ハンドルの操舵角に応じて転舵輪を転舵する転舵用モータを駆動する転舵装置とを具備した車両用操向システムの制御装置であって、前記操舵反力を得るための操舵トルクの目標値である操舵トルク目標値を生成する操舵トルク目標値生成部と、前記操舵角に基づき、前記転舵輪の転舵角の目標値である転舵角目標値を生成する転舵角目標値生成部と、前記転舵角目標値に基づき、前記転舵用モータに供給する電流の目標値である電流指令値を生成する転舵角制御部と、を備え、前記操舵トルク目標値生成部は、前記電流指令値に応じて前記操舵トルク目標値の補償値を生成する操舵トルク補償値生成部を備え、前記操舵トルク補償値生成部は、前記電流指令値に対し、所定の伝達関数を用いたフィルタ処理により路面反力トルク推定値を算出し、当該路面反力トルク推定値に基づき、前記補償値を生成する。

上記構成によれば、ハンドルに路面反力トルク推定値に応じた操舵反力を付与することができる。これにより、路面の状況を反映した操舵感を得ることができる。

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記補償値は、前記路面反力トルク推定値の増加に伴って増加することが好ましい。

上記構成によれば、路面反力トルク推定値に応じた補償値が得られる。

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記補償値は、前記路面反力トルク推定値の増加に伴って増加率が減少することが好ましい。

上記構成によれば、運転者が切り増し操舵を行った際の適度な操舵感を与えることができる。

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記操舵トルク補償値生成部は、車速に応じて前記補償値を増減させることが好ましい。

上記構成によれば、車速に応じた補償値が得られる。

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記補償値は、前記車速の増加に伴って増加することが好ましい。

上記構成によれば、車速の増加に応じた補償値が得られる。

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記操舵トルク補償値生成部は、前記補償値の位相遅れ補償を行う位相補償フィルタを備えることが好ましい。

上記構成によれば、補償値の位相遅れを補償することができる。これにより、操舵感の向上を図ることができる。

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記操舵トルク補償値生成部は、前記補償値の追従性補償を行う追従性補償部を備えることが好ましい。

上記構成によれば、補償値と実操舵トルクとの間の追従性による位相ずれを補償することができる。これにより、時間的な遅れが抑制された操舵反力が付与され、追従性の高い制御が可能となる。

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記伝達関数は、車両の走行時において取得された実路面反力トルクに前記路面反力トルク推定値が近似するように設定されていることが好ましい。

上記構成によれば、実際の車両の走行時における実路面反力トルクの挙動に応じた路面反力トルク推定値が得られる。これにより、実路面反力トルクの挙動に対し適切な操舵反力を付与することができる。

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記転舵角制御部は、前記転舵角目標値に基づき、前記転舵輪を右転舵した場合と左転舵した場合とで異なる電流補償値を算出する摩擦補償部を備え、前記転舵角制御部は、前記電流指令値及び前記電流補償値に基づき、前記転舵用モータを駆動するためのモータ電流指令値を生成することが好ましい。

上記構成によれば、運転者のハンドル操作速度に依らず、効果的に摩擦補償制御を行うことができる。これにより、運転者のハンドル操作の切り増しから切り戻しへの操舵方向の切り替え、あるいは切り戻しから切り増しへの切り替えにおいて、運転者に与える違和感を軽減することができる。

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記電流指令値は、前記転舵角制御部におけるＰＩＤ制御後の値であり、前記転舵角制御部は、前記電流指令値に対し、前記電流補償値を加算して前記モータ電流指令値を生成することが好ましい。

上記構成により、操舵トルク補償値生成部は、電流補償値を加算する前の電流指令値に基づき操舵トルク目標値の補償値を生成することができる。

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記電流補償値は、前記転舵角目標値の変化に応じたヒステリシス特性を有することが好ましい。

上記構成によれば、転舵輪を右転舵した場合と左転舵した場合とで異なる電流補償値が算出される。

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記電流補償値は、操舵を開始した際の第１転舵角目標値から、当該第１転舵角目標値に所定の転舵角変化量閾値を加算した第２転舵角目標値以下となる領域において単調増加し、前記第２転舵角目標値よりも大きい領域において一定値となることが好ましい。

上記構成によれば、運転者のハンドル操作速度に依らず、転舵輪が静止した状態から効果的に摩擦補償制御を行うことができる。これにより、運転者によるハンドル操作が極めて遅いような状況下においても、運転者のハンドル操作の切り増しから切り戻しへの操舵方向の切り替え、あるいは切り戻しから切り増しへの切り替えにおいて、運転者に与える違和感を軽減することができる。

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記摩擦補償部は、前記モータ電流指令値に応じて前記電流補償値を増減させることが好ましい。

上記構成によれば、ギアトルクに起因する摩擦力に応じた摩擦補償制御を実現することができる。

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記電流補償値は、前記モータ電流指令値の増加に伴って単調増加することが好ましい。

上記構成によれば、モータ電流指令値の増加に伴って単調増加するギアトルクに起因する摩擦力に応じた摩擦補償制御を実現することができる。

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、第１電流補償値を算出する電流補償値演算部と、前記モータ電流指令値の増加に伴って単調増加するゲインを生成する電流感応ゲイン生成部と、を備え、前記摩擦補償部は、前記第１電流補償値に対して前記ゲインを乗じた第２電流補償値を算出することが好ましい。

上記構成によれば、モータ電流指令値の増加に伴って単調増加するギアトルクに起因する摩擦力に応じた摩擦補償制御を実現することができる。

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記摩擦補償部は、前記モータ電流指令値と、当該モータ電流指令値の増加に伴って単調増加するゲインとが関連付けられたデータが保持され、当該データに基づき、前記電流補償値を算出することが好ましい。

上記構成によれば、モータ電流指令値の増加に伴って単調増加するギアトルクに起因する摩擦力に応じた摩擦補償制御を実現することができる。

本発明によれば、ハンドルに路面反力トルク推定値に応じた操舵反力を付与することができるため、路面の状況を反映した操舵感を得ることができる車両用操向システムの制御装置を提供することができる。

図１は、本開示に係る制御装置を備えるＳＢＷシステムの概要の例を示す構成図である。 図２は、ＥＣＵのハードウェア構成を示す模式図である。 図３は、本開示に係る制御装置の制御ブロック構成の第１例を示す図である。 図４は、実施形態１に係る操舵トルク目標値生成部の構成例を示すブロック図である。 図５Ａは、基本マップの特性例を示す線図である。 図５Ｂは、トルク値Ｔｒｅｆ＿ａの特性例を示す線図である。 図６Ａは、ダンパゲインマップの特性例を示す図である。 図６Ｂは、トルク値Ｔｒｅｆ＿ａ＋Ｔｒｅｆ＿ｂの特性例を示す線図である。 図７は、本開示における操舵方向を説明するための領域図である。 図８は、実施形態１に係る操舵トルク補償値演算部の構成例を示すブロック図である。 図９は、転舵機構に作用する実路面反力トルクの算出手法を説明するための概念図である。 図１０は、伝達関数Ｇｆｉｌを導出するためのシミュレーションを実行する構成を示す概念図である。 図１１は、操舵トルク補償値マップの特性例を示す線図である。 図１２は、符号変換後のトルク値Ｔｒｅｆ＿ｃの特性例を概念的に示す線図である。 図１３は、実施形態１に係る操舵トルク補償値演算部の変形例を示すブロック図である。 図１４は、実施形態２に係る操舵トルク目標値生成部の構成例を示すブロック図である。 図１５は、実施形態２に係る位相補償部の構成を示すブロック図である。 図１６は、実施形態２に係る操舵トルク目標値生成部の具体的な動作例を概念的に示す線図である。 図１７は、本開示に係る制御装置の制御ブロック構成の第２例を示す図である。 図１８は、実施形態３に係る操舵トルク目標値生成部の構成例を示すブロック図である。 図１９は、実施形態３に係る転舵角制御部の構成例を示すブロック図である。 図２０は、実施形態３に係る摩擦補償部の構成例を示すブロック図である。 図２１は、電流補償値演算部における電流補償値の特性例を示す線図である。 図２２Ａは、電流感応ゲインマップの第１例を示す線図である。 図２２Ｂは、電流感応ゲインマップの第２例を示す線図である。 図２３は、実施形態３に係る摩擦補償部の出力特性の一例を示す線図である。 図２４は、実施形態３の変形例に係る摩擦補償部の構成例を示すブロック図である。 図２５Ａは、実施形態３に係る摩擦補償部による摩擦補償制御の具体例を説明する第１概念図である。 図２５Ｂは、実施形態３に係る摩擦補償部による摩擦補償制御の具体例を説明する第１概念図である。 図２６Ａは、実施形態３に係る摩擦補償部による摩擦補償制御の具体例を説明する第２概念図である。 図２６Ｂは、実施形態３に係る摩擦補償部による摩擦補償制御の具体例を説明する第２概念図である。

以下、発明を実施するための形態（以下、実施形態という）につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

（実施形態１）
図１は、本開示に係る制御装置を備えるＳＢＷシステムの概要の例を示す構成図である。運転者が操作するハンドルを有する操舵機構を構成する反力装置３０、転舵輪を転舵する転舵機構を構成する転舵装置４０、及び両装置の制御を行う制御装置５０を備える。

ＳＢＷシステムには、一般的な電動パワーステアリング装置が備える、コラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）２と機械的に結合されるインターミディエイトシャフトがなく、運転者によるハンドル１の操作を電気信号によって、具体的には、反力装置３０から出力される操舵角θｈを電気信号として伝える。

反力装置３０は、反力用モータ３１及び反力用モータ３１の回転速度を減速する減速機構３２を備える。反力装置３０は、転舵輪５Ｌ，５Ｒから伝わる車両の運動状態を操舵反力として運転者に伝達する。反力用モータ３１は、減速機構３２を介して、操舵反力をハンドル１に付与する。

反力装置３０は、舵角センサ３３及びトルクセンサ３４を更に備えている。舵角センサ３３は、ハンドル１の操舵角θｈを検出する。トルクセンサ３４は、ハンドル１の操舵トルクＴｈを検出する。以下、舵角センサ３３によって検出される操舵角θｈを、「実操舵角θｈ＿ａｃｔ」とも称し、トルクセンサ３４によって検出される操舵トルクＴｈを、「実操舵トルクＴｈ＿ａｃｔ」とも称する。

本開示において、コラム軸２には、操舵可能な限界となる操舵終端を物理的に設定するストッパ（回転制限機構）３５が設けられている。すなわち、操舵角θｈの大きさ（絶対値）は、ストッパ３５によって制限される。

転舵装置４０は、転舵用モータ４１、転舵用モータ４１の回転速度を減速する減速機構４２、及び転舵用モータ４１の回転運動を直線運動に変換するピニオンラック機構４４を備える。転舵装置４０は、操舵角θｈに応じて転舵用モータ４１を駆動し、その駆動力を、減速機構４２を介してピニオンラック機構４４に付与し、タイロッド３ａ，３ｂを経て、転舵輪５Ｌ，５Ｒを転舵する。ピニオンラック機構４４の近傍には角度センサ４３が配置されており、転舵輪５Ｌ，５Ｒの転舵角θｔを検出する。転舵輪５Ｌ，５Ｒの転舵角θｔに代えて、例えば、転舵用モータ４１のモータ角、あるいは、ラックの位置等を検出し、当該検出値を用いる態様であっても良い。以下、角度センサ４３によって検出される転舵角θｔを、「実転舵角θｔ＿ａｃｔ」とも称する。

制御装置５０は、反力装置３０及び転舵装置４０を協調制御するために、両装置から出力される操舵角θｈや転舵角θｔ等の情報に加え、車速センサ１０で検出される車速Ｖｓ等を基に、反力用モータ３１を駆動制御するための電圧制御指令値Ｖｒｅｆ１及び転舵用モータ４１を駆動制御するための電圧制御指令値Ｖｒｅｆ２を生成する。

制御装置５０には、バッテリ１２から電力が供給されると共に、イグニションキー１１を経てイグニションキー信号が入力される。また、制御装置５０には、車両の各種情報を授受するＣＡＮ（Controller Area Network）２０が接続されており、車速ＶｓはＣＡＮ２０から受信することも可能である。更に、制御装置５０には、ＣＡＮ２０以外の通信、アナログ／ディジタル信号、電波等を授受する非ＣＡＮ２１も接続可能である。

具体的に、制御装置５０は、例えば、車両に搭載されるＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。ＥＣＵは、主としてＣＰＵ（ＭＣＵ、ＭＰＵ等も含む）で構成される。図２は、ＥＣＵのハードウェア構成を示す模式図である。反力装置３０及び転舵装置４０の協調制御は、主としてＥＣＵのＣＰＵ内部においてプログラムで実行される。

図３は、本開示に係る制御装置の制御ブロック構成の第１例を示す図である。図３において、反力装置３０は、反力用モータ３１及び上述した構成に加え、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御部３７、インバータ３８、及びモータ電流検出器３９を含む。また、転舵装置４０は、転舵用モータ４１及び上述した構成に加え、ＰＷＭ制御部４７、インバータ４８、及びモータ電流検出器４９を含む。制御装置５０は、反力装置３０の制御を行う反力制御系６０、及び、転舵装置４０の制御を行う転舵制御系７０の各制御ブロックを実現する。反力制御系６０と転舵制御系７０とが協調して、反力装置３０及び転舵装置４０を制御する。

なお、制御装置５０の構成要素の一部又は全部をハードウェアで実現しても良い。制御装置５０は、データやプログラム等を格納するために、例えば、図２に示すように、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）やＲＯＭ（リードオンリーメモリ）等を含む態様であっても良い。また、制御装置５０がＰＷＭ制御部３７、インバータ３８、モータ電流検出器３９、ＰＷＭ制御部４７、インバータ４８、及びモータ電流検出器４９を具備した態様であっても良い。

図３に示すように、制御装置５０は、各制御ブロックとして、操舵トルク目標値生成部２００、操舵トルク制御部４００、電流制御部５００、転舵角目標値生成部６００、転舵角制御部７００、及び電流制御部８００を備えている。操舵トルク目標値生成部２００、操舵トルク制御部４００、及び電流制御部５００は、反力制御系６０を構成する制御ブロックである。転舵角目標値生成部６００、転舵角制御部７００、及び電流制御部８００は、転舵制御系７０を構成する制御ブロックである。

反力制御系６０は、トルクセンサ３４によって検出される実操舵トルクＴｈ＿ａｃｔが反力装置３０の操舵トルクの目標値である操舵トルク目標値Ｔｈ＿ｒｅｆに追従するような制御を行う。

操舵トルク目標値生成部２００は、操舵トルク目標値Ｔｈ＿ｒｅｆを生成する。

操舵トルク制御部４００は、反力用モータ３１に供給する電流の制御目標値であるモータ電流指令値Ｉｈ＿ｒｅｆを生成する。操舵トルク制御部４００では、操舵トルク目標値Ｔｈ＿ｒｅｆと実操舵トルクＴｈ＿ａｃｔとの偏差Ｔｈ＿ｅｒｒがゼロに近づくようなモータ電流指令値Ｉｈ＿ｒｅｆを演算する。

電流制御部５００は、反力用モータ３１の電流制御を行う。電流制御部５００は、操舵トルク制御部４００から出力されるモータ電流指令値Ｉｈ＿ｒｅｆとモータ電流検出器３９で検出される反力用モータ３１の実電流値（モータ電流値）Ｉｈ＿ａｃｔとの偏差Ｉｈ＿ｅｒｒがゼロに近づくような電圧制御指令値Ｖｈ＿ｒｅｆを演算する。

反力装置３０では、電圧制御指令値Ｖｈ＿ｒｅｆに基づいて、ＰＷＭ制御部３７及びインバータ３８を介して反力用モータ３１が駆動制御される。

転舵制御系７０は、角度センサ４３によって検出される実転舵角θｔ＿ａｃｔが転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆに追従するような制御を行う。

転舵角目標値生成部６００は、操舵角θｈに基づき転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆを生成する。

転舵角制御部７００は、転舵用モータ４１に供給する電流の制御目標値であるモータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆを生成する。転舵角制御部７００では、転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆと実転舵角θｔ＿ａｃｔとの偏差θｔ＿ｅｒｒがゼロに近づくようなモータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆを演算する。

電流制御部８００は、転舵用モータ４１の電流制御を行う。電流制御部８００は、転舵角制御部７００から出力されるモータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆとモータ電流検出器４９で検出される転舵用モータ４１の実電流値（モータ電流値）Ｉｔ＿ａｃｔとの偏差Ｉｔ＿ｅｒｒがゼロに近づくような電圧制御指令値Ｖｔ＿ｒｅｆを演算する。

転舵装置４０では、電圧制御指令値Ｖｔ＿ｒｅｆに基づいて、ＰＷＭ制御部４７及びインバータ４８を介して転舵用モータ４１が駆動制御される。

本実施形態において、操舵トルク制御部４００、電流制御部５００、転舵角目標値生成部６００、転舵角制御部７００、及び電流制御部８００は、それぞれ反力制御系６０又は転舵制御系７０における各制御を実現可能な構成であれば良く、これら各制御ブロックの構成により限定されない。以下、本実施形態に係る操舵トルク目標値生成部２００の構成について、図４を参照して説明する。

図４は、実施形態１に係る操舵トルク目標値生成部の構成例を示すブロック図である。図４に示すように、本実施形態に係る操舵トルク目標値生成部２００は、主要な構成要素として、基本マップ部２１０、ダンパトルク生成部２２０、及び操舵トルク補償値生成部２３０を備える。

本開示において、図４に示す符号抽出部２８０は、操舵角θｈの符号を抽出する。具体的には、例えば、操舵角θｈの値を、操舵角θｈの絶対値で除算する。これにより、符号抽出部２８０は、操舵角θｈの符号が「＋」の場合には「１」を出力し、操舵角θｈの符号が「－」の場合には「－１」を出力する。具体的に、符号抽出部２８０は、例えば操舵角θｈの符号関数Ｓｇｎ（θｈ）を生成する。

図５Ａは、基本マップの特性例を示す線図である。基本マップ部２１０には、絶対値演算部２６０において絶対値処理された操舵角｜θｈ｜及び車速Ｖｓが入力される。基本マップ部２１０は、図５Ａに示す基本マップを用いて、車速Ｖｓをパラメータとするトルク値Ｔｒｅｆ＿ｂａｓｉｃを生成する。トルク値Ｔｒｅｆ＿ｂａｓｉｃは、操舵角｜θｈ｜及び車速Ｖｓに応じた基本的な操舵反力を生成するために使用される。

トルク値Ｔｒｅｆ＿ｂａｓｉｃは、操舵角｜θｈ｜に応じて増減する角度感応型の特性を有している。より具体的に、トルク値Ｔｒｅｆ＿ｂａｓｉｃは、図５Ａに示すように、操舵角｜θｈ｜が増加するに従い増加する。また、トルク値Ｔｒｅｆ＿ｂａｓｉｃは、車速Ｖｓに応じて増減する車速感応型の特性を有している。より具体的に、トルク値Ｔｒｅｆ＿ｂａｓｉｃは、図５Ａに示すように、車速Ｖｓが増加するに従い増加する。つまり、図５Ａに示す基本マップによって導出されるトルク値Ｔｒｅｆ＿ｂａｓｉｃによって得られる反力は、運転者によるハンドル１の操作量（操舵角θｈ）が大きいほど大きくなり、また車両の速度（車速Ｖｓ）が速いほど大きくなる。なお、図５Ａに示す基本マップでは車速感応型の特性を有する態様としているが、これに限定されない。

図５Ｂは、トルク値Ｔｒｅｆ＿ａの特性例を示す線図である。基本マップ部２１０から出力されるトルク値Ｔｒｅｆ＿ｂａｓｉｃに対し、符号抽出部２８０から出力される符号関数Ｓｇｎ（θｈ）を、乗算部２９３にて乗じることで、図５Ｂに示すトルク値Ｔｒｅｆ＿ａが得られる。なお、符号抽出部２８０を有さない構成とし、図５Ｂに示されるように、正負の操舵角θｈに応じた基本マップを用いてトルク値Ｔｒｅｆ＿ａを得る態様としても良い。

ダンパトルク生成部２２０は、ダンパゲインマップ部２２１及び乗算部２２２を含む。図６Ａは、ダンパゲインマップの特性例を示す図である。ダンパゲインマップ部２２１には、車速Ｖｓが入力される。ダンパゲインマップ部２２１は、図６Ａに示すダンパゲインマップを用いて、ダンパゲインＤＧを生成する。

ダンパゲインＤＧは、図６Ａに示すように、車速Ｖｓに応じて増減する車速感応型の特性を有している。ダンパトルク生成部２２０は、操舵角θｈを微分して算出したハンドル１の角速度（以下、「舵角速度ωｈ」とも称する）に対し（微分部２７０）、ダンパゲインマップ部２２１から出力されたダンパゲインＤＧを乗算し（乗算部２２２）、トルク値Ｔｒｅｆ＿ｂとして出力する。

ダンパトルク生成部２２０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ｂは、基本マップ部２１０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ａに加算される（加算部２９１）。これにより、舵角速度ωｈに比例した操舵反力の補償が可能となる。

図６Ｂは、トルク値Ｔｒｅｆ＿ａ＋Ｔｒｅｆ＿ｂの特性例を示す線図である。トルク値Ｔｒｅｆ＿ａに対してダンパトルク生成部２２０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ｂを加算し、トルク値Ｔｒｅｆ＿ａ＋Ｔｒｅｆ＿ｂが得られる。図６Ｂにおいて、実線は、舵角速度ωｈが正値（ωｈ＞０）である場合のトルク値Ｔｒｅｆ＿ａ＋Ｔｒｅｆ＿ｂを示し、破線は、舵角速度ωｈが負値（ωｈ＜０）である場合のトルク値Ｔｒｅｆ＿ａ＋Ｔｒｅｆ＿ｂを示している。また、図６Ｂにおいて、一点鎖線は、トルク値Ｔｒｅｆ＿ａを示している。

図７は、本開示における操舵方向を説明するための領域図である。図７において、横軸は操舵角θｈを示し、縦軸は舵角速度ωｈを示している。

図７に示す領域Ａ（（θｈ，ωｈ）＝（＋，＋））では、ハンドル１が右方向に切られた状態で（θｈ＞０）、さらに右方向に切り増されている（ωｈ＞０）ことを示している。図７に示す領域Ｂ（（θｈ，ωｈ）＝（＋，－））では、ハンドル１が右方向に切られた状態で（θｈ＞０）、左方向に切り戻されている（ωｈ＜０）ことを示している。図７に示す領域Ｃ（（θｈ，ωｈ）＝（－，－））では、ハンドル１が左方向に切られた状態で（θｈ＜０）、さらに左方向に切り増されている（ωｈ＜０）ことを示している。図７に示す領域Ｄ（（θｈ，ωｈ）＝（－，＋））では、ハンドル１が左方向に切られた状態で（θｈ＜０）、右方向に切り戻されている（ωｈ＞０）ことを示している。また、図７において、操舵角θｈ軸上（ωｈ＝０）では、ハンドル１が切り増しも切り戻しも行われていない（（θｈ，ωｈ）＝（θｈ，０））ことを示し、舵角速度ωｈ軸上（θｈ＝０）では、ハンドル１がセンター位置にある（（θｈ，ωｈ）＝（０，ωｈ））ことを示している。

ダンパトルク生成部２２０から出力されるトルク値Ｔｒｅｆ＿ｂは、舵角速度ωｈ＞０の領域Ａ，Ｄでは正値、舵角速度ωｈ＜０の領域Ｂ，Ｃでは負値となる。これにより、舵角速度ωｈ＞０である場合、すなわち、ハンドル１が右方向に切られた状態で（θｈ＞０）、さらに右方向に切り増されている領域Ａ、又は、ハンドル１が左方向に切られた状態で（θｈ＜０）、右方向に切り戻されている領域Ｄでは、図６Ｂに実線で示すように、Ｔｒｅｆ＿ａに対して｜Ｔｒｅｆ＿ｂ｜が加算された値となる。また、舵角速度ωｈ＜０である場合、すなわち、ハンドル１が右方向に切られた状態で（θｈ＞０）、左方向に切り戻されている領域Ｂ、又は、ハンドル１が左方向に切られた状態で（θｈ＜０）、さらに左方向に切り増されている領域Ｃでは、図６Ｂに破線で示すように、Ｔｒｅｆ＿ａから｜Ｔｒｅｆ＿ｂ｜が減算された値となる。

図６Ｂに示すように、トルク値Ｔｒｅｆ＿ａ＋Ｔｒｅｆ＿ｂは、操舵角θｈの大きさが大きくなり、操舵角θｈがストッパ（回転制限機構）３５によって制限される操舵終端に近づくほど、操舵角θの変化に対するトルク上昇の増加分が小さくなる。換言すれば、トルク値Ｔｒｅｆ＿ａ＋Ｔｒｅｆ＿ｂは、操舵角θｈの増加に伴い、徐々に変化率が小さくなる特性を有している。

ＳＢＷシステムでは、上述したように、コラム軸２と機械的に結合されるインターミディエイトシャフトを具備していない。すなわち、操舵機構と転舵機構とが機械的に分離されている。このため、例えば、凍結路面や、雨天時のハイドロプレーニング現象等によって路面の摩擦抵抗が著しく減少した低μ路を走行する際のオーバーステア状態やアンダーステア状態を、操舵反力として反力装置３０に伝達する必要がある。

本開示では、図３及び図４に示すように、転舵角制御部７００によって生成されるモータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆに応じた路面反力トルクを推定する操舵トルク補償値生成部２３０を具備し、操舵トルク補償値生成部２３０により生成されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ｃをトルク値Ｔｒｅｆ＿ａ＋Ｔｒｅｆ＿ｂに加算する態様としている。これにより、ハンドル１に路面反力トルクの推定値に応じた操舵反力を付与することができる。以下、ハンドル１に路面反力トルクの推定値に応じた操舵反力を付与可能な構成及び動作について、詳細に説明する。

図８は、実施形態１に係る操舵トルク補償値演算部の構成例を示すブロック図である。図８に示す構成例において、操舵トルク補償値演算部２４０は、主要な構成要素として、路面反力トルク推定部２４１及び操舵トルク補償値マップ部２４２を備える。

ここでは、まず、路面反力トルク推定部２４１における路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔの推定手法について説明する。

路面反力トルク推定部２４１には、転舵角制御部７００によって生成されたモータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆが入力される。また、路面反力トルク推定部２４１には、下記（１）式に示す伝達関数Ｇｆｉｌが設定されている。伝達関数Ｇｆｉｌは、例えば、制御装置５０を構成するＥＣＵのＲＯＭに記憶されている。

Ｇｆｉｌ＝Ｎ（ｓ）／Ｄ（ｓ）＝（Ｄｓ＋Ｅ）／（Ａｓ^２＋Ｂｓ＋Ｃ）・・・（１）

上記（１）式における一次関数Ｎ（ｓ）＝Ｄｓ＋Ｅ、及び、二次関数Ｄ（ｓ）＝Ａｓ^２＋Ｂｓ＋ＣにおけるＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、以下に示すシミュレーションにより設定される係数である。

なお、本開示では、伝達関数Ｇｆｉｌとして、分子一次、分母二次の伝達関数を仮定しているが、分子分母の次数について、実路面反力トルクＴｓａｔ＿ａｃｔと路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔとの間の誤差の許容量や、ＥＣＵの負荷などに応じて、適宜変更することができる。

例えば、分子分母の次数を増やした場合、後述する実験により求めるモータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆと実路面反力トルクＴｓａｔ＿ａｃｔとの関係と、伝達関数Ｇｆｉｌの伝達特性を良好に一致させることができるため、実測値に近い路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔを推定することができる。

一方で、分子分母の次数を減らした場合、ＥＣＵの負荷を低減することができる。

路面反力トルクＴｓａｔとモータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆとの間で、下記（２）式に示す関係式が成り立つと仮定する。下記（２）式で示される路面反力トルクＴｓａｔを、本開示における路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔとする。

換言すると、伝達関数Ｇｆｉｌは、実験により求めたモータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆと実路面反力トルクＴｓａｔ＿ａｃｔとの関係を模擬することで、モータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆから路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔを算出する。

Ｔｓａｔ＝Ｇｆｉｌ×Ｉｔ＿ｒｅｆ＝Ｔｓａｔ＿ｅｓｔ・・・（２）

一方、転舵機構に作用する実路面反力トルクＴｓａｔ＿ａｃｔは、タイロッドに加わる軸力から算出できる。図９は、転舵機構に作用する実路面反力トルクの算出手法を説明するための概念図である。

実路面反力トルクＴｓａｔ＿ａｃｔは、タイロッド３ａ，３ｂに加わる軸力ＦＬ，ＦＲと、車種ごとに決まるアーム６ａ，６ｂの長さＬとを用いて、下記（３）式により算出できる。

Ｔｓａｔ＿ａｃｔ＝ＦＬ×Ｌ－ＦＲ×Ｌ・・・（３）

本開示において、実路面反力トルクＴｓａｔ＿ａｃｔは、予め実車を用いた実験により測定した軸力ＦＬ，ＦＲを用いた上記（３）式を用いて算出する。軸力ＦＬ，ＦＲは、例えば、タイロッド３ａ，３ｂに力覚センサを取り付けることで測定することができる。

図１０は、伝達関数Ｇｆｉｌを導出するためのシミュレーションを実行する構成を示す概念図である。

図１０に示す処理装置には、モータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆ、軸力軸力ＦＬ，ＦＲが入力される。処理装置において、上記（２）式で示される路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔが、上記（３）式で算出される実路面反力トルクＴｓａｔ＿ａｃｔと近似するような伝達関数Ｇｆｉｌを導出する。図１０に示される処理装置としては、例えば、周波数特性分析装置（サーボアナライザ）を含み構成される態様が例示される。

具体的に、処理装置は、スイープ法を用いたカーブフィットを実行して、上記（１）式で示される伝達関数Ｇｆｉｌの各係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを導出する。カーブフィット手法の一例としては、例えば、最小二乗近似法を用いることができる。なお、カーブフィット手法は最小二乗近似法に限定されない。

路面反力トルク推定部２４１は、転舵角制御部７００によって生成されたモータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆに対し、上述のようにして導出した伝達関数Ｇｆｉｌを用いてフィルタ処理を行い、上記（２）式で示される路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔを算出する。これにより、実際の車両の走行時における実路面反力トルクＴｓａｔ＿ａｃｔの挙動に応じた路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔが得られる。

図８に戻り、符号抽出部２４４は、路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔの符号を抽出する。具体的には、例えば、路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔの値を、路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔの絶対値で除算する。これにより、符号抽出部２４４は、路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔの符号が「＋」の場合には「１」を出力し、路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔの符号が「－」の場合には「－１」を出力する。具体的に、符号抽出部２４４は、例えば路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔの符号関数Ｓｇｎ（Ｔｓａｔ＿ｅｓｔ）を生成する。

図１１は、操舵トルク補償値マップの特性例を示す線図である。操舵トルク補償値マップ部２４２には、絶対値演算部２４３において絶対値処理された路面反力トルク推定値｜Ｔｓａｔ＿ｅｓｔ｜及び車速Ｖｓが入力される。操舵トルク補償値マップ部２４２は、図１１に示す操舵トルク補償値マップを用いて、車速Ｖｓをパラメータとするトルク値Ｔｒｅｆ＿ｃ０を生成する。

トルク値Ｔｒｅｆ＿ｃ０は、図１１に示すように、路面反力トルク推定値｜Ｔｓａｔ＿ｅｓｔ｜に応じて増減するトルク感応型の特性を有している。

より具体的に、トルク値Ｔｒｅｆ＿ｃ０は、路面反力トルク推定値｜Ｔｓａｔ＿ｅｓｔ｜の増加に伴って増加し、路面反力トルク推定値｜Ｔｓａｔ＿ｅｓｔ｜の増加に伴って増加率が減少する。

また、トルク値Ｔｒｅｆ＿ｃ０は、車速Ｖｓに応じて増減する車速感応型の特性を有している。より具体的に、トルク値Ｔｒｅｆ＿ｃ０は、図１１に示すように、車速Ｖｓの増加に伴って増加する。

つまり、図１１に示す操舵トルク補償値マップによって導出されるトルク値Ｔｒｅｆ＿ｃ０によって得られる反力は、路面反力トルク推定値｜Ｔｓａｔ＿ｅｓｔ｜が大きいほど大きくなり、また車両の速度（車速Ｖｓ）が速いほど大きくなる。なお、図１１に示す操舵トルク補償値マップでは車速感応型の特性を有する態様としたが、これに限定されない。

操舵トルク補償値演算部２４０は、操舵トルク補償値マップ部２４２の出力値であるトルク値Ｔｒｅｆ＿ｃ０に対し、乗算部２４５にて路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔの符号関数Ｓｇｎ（Ｔｓａｔ＿ｅｓｔ）を乗算して符号変換したトルク値Ｔｒｅｆ＿ｃを出力する。図１２は、符号変換後のトルク値Ｔｒｅｆ＿ｃの特性例を概念的に示す線図である。

なお、操舵トルク補償値演算部２４０は、図１３に示す態様とすることも可能である。図１３は、実施形態１に係る操舵トルク補償値演算部の変形例を示すブロック図である。

図１３に示す操舵トルク補償値演算部の変形例における操舵トルク補償値マップ部２４２ａでは、図１１に示す特性の操舵トルク補償値マップに代えて、図１２に示す特性の操舵トルク補償値マップを有する態様とすれば良い。

操舵トルク補償値生成部２３０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ｃは、図４に示す加算部２９１，２９２にてトルク値Ｔｒｅｆ＿ａ及びトルク値Ｔｒｅｆ＿ｂと加算される。これにより、操舵トルク目標値生成部２００から、操舵トルク目標値Ｔｈ＿ｒｅｆが出力される。

本開示では、上述したように、路面反力トルク推定部２４１において、実車のシミュレーションによって導出された伝達関数Ｇｆｉｌを用いて路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔを算出することにより、実際の車両の走行時における実路面反力トルクＴｓａｔ＿ａｃｔの挙動に応じた路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔが得られ、当該路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔに応じた操舵反力を付与することができる。これにより、路面の状況を反映した操舵感が得られる。

また、本開示では、タイロッドに加わる軸力等の入力を必要とせず、制御装置５０の内部処理で用いられるモータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆと、予め設定された伝達関数Ｇｆｉｌとを用いて路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔを算出する態様としている。これにより、コスト低減及び処理の簡素化を図ることができる。

なお、路面反力トルク推定部２４１において路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔを算出する際に用いる伝達関数は、上記（１）に示す態様に限定されない。具体的には、例えば、関数Ｎ（ｓ）や関数Ｄ（ｓ）の次数によって本開示が限定されるものではない。

また、操舵トルク補償値マップの特性は、上述した図１１又は図１２に示す態様に限定されない。また、例えば、図１１又は図１２に示したマップの態様ではなく、所定の伝達関数によって特性が定義される態様であっても良い。

（実施形態２）
図１４は、実施形態２に係る操舵トルク目標値生成部の構成例を示すブロック図である。

図１４に示す構成例において、実施形態２に係る操舵トルク目標値生成部２００ａの操舵トルク補償値生成部２３０ａは、実施形態１において説明した操舵トルク補償値演算部２４０に加え、位相補償部２５０を備える。

位相補償部２５０は、操舵トルク補償値演算部２４０から出力されるトルク値Ｔｒｅｆ＿ｃに対して、以下に示す位相補償を行い、トルク値Ｔｒｅｆ＿ｄを算出する。

図１５は、実施形態２に係る位相補償部の構成を示すブロック図である。本開示において、位相補償部２５０は、位相補償フィルタ２５１及び追従性補償部２５２を含む。なお、以下の説明では、位相補償フィルタ２５１として、位相遅れ補償器を用いた場合について説明しているが、位相補償フィルタ２５１として、位相進み補償器を用いることもできる。

位相補償フィルタ２５１は、操舵トルク補償値演算部２４０から出力されるトルク値Ｔｒｅｆ＿ｃに対する位相遅れ補償を行う。下記（４）式は、位相遅れ補償において用いる位相補償フィルタＣ_ｆの特性を示している。

Ｃ_ｆ＝（Ｔ_ｎｓ＋１）／（Ｔ_ｄｓ＋１）・・・（４）

上記（４）の分子の遮断周波数ｆ_ｎは、ｆ_ｎ＝１／（２π×Ｔ_ｎ）で表され、分母の遮断周波数ｆ_ｄは、f_ｄ＝１／（２π×Ｔ_ｄ）で表される。

位相補償フィルタ２５１は、操舵トルク補償値演算部２４０から出力されるトルク値Ｔｒｅｆ＿ｃに対して、上記（４）式で表される位相補償フィルタＣ_ｆを用いて位相遅れ補償を行う。これにより、トルク値Ｔｒｅｆ＿ｃの位相遅れが補償される。

なお、上記（４）式におけるＴ_ｎ、Ｔ_ｄ、すなわち、遮断周波数ｆ_ｎ、ｆ_ｄを調整することで、操舵感の向上を図ることができる。また、位相補償フィルタ２５１の構成は上述した態様に限らず、例えば、２次以上のフィルタにより実現される態様であっても良い。また、前述の通り、位相補償フィルタ２５１の係数を調整することにより、位相補償フィルタ２５１を位相進み補償器として、トルク値Ｔｒｅｆ＿ｃの位相進みを補償する態様であっても良い。

追従性補償部２５２は、操舵トルク補償値演算部２４０から出力されるトルク値Ｔｒｅｆ＿ｃに対する追従性補償を行う。

操舵トルク目標値Ｔｈ＿ｒｅｆと実操舵トルクＴｈ＿Ａｃｔとの間で、下記（５）式に示す関係式が成り立つ。

Ｔｈ＿ａｃｔ＝Ｇｒｅｆ×Ｔｈ＿ｒｅｆ・・・（５）

追従性補償部２５２は、操舵トルク補償値演算部２４０から出力されるトルク値Ｔｒｅｆ＿ｃに対して、上記（５）式に示す伝達関数Ｇｒｅｆの逆数演算（１／Ｇｒｅｆ）を行う。これにより、トルク値Ｔｒｅｆ＿ｃと実操舵トルクＴｈ＿Ａｃｔとの間の追従性による位相ずれを補償することができる。

操舵トルク補償値生成部２３０ａから出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ｄは、図１４に示す加算部２９１，２９２にてトルク値Ｔｒｅｆ＿ａ及びトルク値Ｔｒｅｆ＿ｂと加算される。これにより、操舵トルク目標値生成部２００ａから操舵トルク目標値Ｔｈ＿ｒｅｆが出力される。

図１６は、実施形態２に係る操舵トルク目標値生成部の具体的な動作例を概念的に示す線図である。図１６において、横軸は時間を示し、縦軸は実操舵トルクＴｈ＿ａｃｔを示している。図１６に示す破線は、操舵トルク補償値演算部２４０の出力値であるトルク値Ｔｒｅｆ＿ｃを適用した操舵トルク目標値Ｔｈ＿ｒｅｆによる動作例を示し、実線は、位相補償部２５０において位相補償したトルク値Ｔｒｅｆ＿ｄを適用した操舵トルク目標値Ｔｈ＿ｒｅｆによる動作例を示している。図１６に示す一点鎖線は、操舵トルク補償値生成部２３０における補償値を適用しない場合の実操舵トルクＴｈ＿ａｃｔを示している。

図１６では、運転者がハンドル１を右方向に切り増し操舵し、時刻ｔ＿ｌｏｗ＿μ以降において、路面反力トルクが反映されない場合のカーブから逸脱した時点で低μ路に入り、タイヤがスリップしている例を示している。

図１６に一点鎖線で示すように、操舵トルク補償値生成部２３０における補償値を適用しない場合には、時刻ｔ＿ｌｏｗ＿μ以降路面反力が反映されない。これに対し、図１６の破線に示すように、操舵トルク補償値演算部２４０の出力値であるトルク値Ｔｒｅｆ＿ｃを適用した場合には、実際の車両の走行時における実路面反力トルクＴｓａｔ＿ａｃｔの挙動に応じた路面反力が付与される。さらに、図１６に実線で示すように、位相補償後の補償値であるトルク値Ｔｒｅｆ＿ｄを適用した場合には、時間的な遅れが抑制された操舵反力が付与されることにより、実路面反力トルクＴｓａｔ＿ａｃｔの挙動に対する追従性の高い制御が可能となる。

（実施形態３）
図１７は、本開示に係る制御装置の制御ブロック構成の第２例を示す図である。図１８は、実施形態３に係る操舵トルク目標値生成部の構成例を示すブロック図である。図１７及び図１８に示す構成において、操舵トルク目標値生成部２００ｂの操舵トルク補償値生成部２３０ｂには、モータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆに代えて、転舵角制御部７００ａにおける電流指令値Ｉｒｅｆ＿ａが入力される。操舵トルク目標値生成部２００ｂ及び操舵トルク補償値生成部２３０ｂの主要な構成は、実施形態１又は実施形態２と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

転舵角制御部７００ａは、転舵用モータ４１に供給する電流の制御目標値であるモータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆを生成する。転舵角制御部７００ａでは、転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆと実転舵角θｔ＿ａｃｔとの偏差θｔ＿ｅｒｒがゼロに近づくようなモータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆを演算する。なお、実施形態３に係る転舵角制御部７００ａのより具体的な構成例については、図１９を参照して後述する。図１７では、図１９に示す具体的な構成に対し、一部構成を省略している。

本実施形態において、操舵トルク制御部４００、電流制御部５００、転舵角目標値生成部６００、及び電流制御部８００は、それぞれ反力制御系６０又は転舵制御系７０における各制御を実現可能な構成であれば良く、これら各制御ブロックの構成により限定されない。以下、本実施形態に係る転舵角制御部７００ａの具体的な構成について、図１９を参照して説明する。

図１９は、実施形態３に係る転舵角制御部の構成例を示すブロック図である。図１９に示すように、本実施形態に係る転舵角制御部７００ａは、フィードフォワード補償部７１０、ＰＩＤ制御部７３０、安定化補償部７４０、出力制限部７６０、摩擦補償部７７０、及び加算部７２０，７５０を備える。

フィードフォワード補償部７１０は、転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆに対する実転舵角θｔ＿ａｃｔの追従性向上のためのフィルタ（ＦＦフィルタ）で構成される。フィードフォワード補償部７１０は、転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆに対してフィルタ処理を行う。具体的には、例えば１次遅れ又は２次遅れの伝達関数を有するＬＰＦを使用し、そのＬＰＦによるフィルタ処理により生じる時間遅れが転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆに対する実転舵角θｔ＿ａｃｔの追従遅れと同等となるようにＬＰＦを設計する。

ＰＩＤ制御部７３０は、加算部７２０の演算結果である転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆと実転舵角θｔ＿ａｃｔとの偏差θｔ＿ｅｒｒがゼロに近づくようにＰＩＤ制御を行う。

安定化補償部７４０は、制御の安定化のために必要な伝達特性を有するフィルタ（安定化フィルタ）で構成される。安定化補償部７４０は、ＰＩＤ制御部７３０の出力値に対してフィルタ処理を行う。

出力制限部７６０は、加算部７５０の演算結果である電流指令値Ｉｒｅｆ＿ｃに対して出力制限処理を行い、モータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆを出力する。出力制限部７６０は、電流指令値Ｉｒｅｆ＿ｃに対する上限値及び下限値が予め設定されている。出力制限部７６０は、電流指令値Ｉｒｅｆ＿ｃの上下限値を制限して、モータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆを出力する。

なお、上述したフィードフォワード補償部７１０及び安定化補償部７４０は、必ずしも必要な構成部ではなく、例えば、フィードフォワード補償部７１０及び安定化補償部７４０の何れか一方あるいは双方を具備しない態様であっても良い。

摩擦補償部７７０は、転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆに基づき、転舵機構における摩擦によって生じる転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆに対する実転舵角θｔ＿ａｃｔの追従遅れを補償するための電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ（第２電流補償値）を算出する。以下、本実施形態に係る摩擦補償部７７０の具体的な構成及び動作について、詳細に説明する。

図２０は、実施形態３に係る摩擦補償部の構成例を示すブロック図である。図２０に示すように、本実施形態に係る摩擦補償部７７０は、主要な構成要素として、電流補償値演算部７７１、及び電流感応ゲイン生成部７７３を備えている。

電流補償値演算部７７１には、転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆ及び当該転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆを微分部７７２によって微分して算出した転舵速度目標値ωｔ＿ｒｅｆが入力される。電流補償値演算部７７１は、転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆ及び転舵速度目標値ωｔ＿ｒｅｆに基づき、電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（第１電流補償値）を演算する。

以下、電流補償値演算部７７１における電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（第１電流補償値）の演算手法について説明する。

図２１は、電流補償値演算部における電流補償値の特性例を示す線図である。図２１において、横軸は転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆを示し、縦軸は電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（第１電流補償値）を示している。また、図２１において、実線は右転舵時における電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（第１電流補償値）を示し、破線は左転舵時における電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（第１電流補償値）を示している。図２１に示すように、電流補償値演算部７７１において演算される電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（第１電流補償値）は、左転舵時と左転舵時とで異なる値となるヒステリシス特性を有している。図２１に示すＬ１は、転舵輪５Ｌ，５Ｒのセンター位置（原点（０，０））から右転舵した際の軌跡を示し、Ｌ２は、座標Ａ（ｘ_１，ｙ_１）において右転舵から左転舵へ切り替えが発生した場合の軌跡を示し、Ｌ３は、座標Ｂ（ｘ_２，ｙ_２）において右転舵から左転舵へ切り替えが発生した場合の軌跡を示している。

電流補償値演算部７７１は、転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆ及び転舵速度目標値ωｔ＿ｒｅｆに基づき、下記（６）式及び（７）式を用いて電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（第１電流補償値）を算出する。具体的には、転舵速度目標値ωｔ＿ｒｅｆの符号ωｔ＿ｒｅｆ（ｓｇｎ）が正値（「＋」）である場合には、下記（６）式を用いて電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（第１電流補償値）を算出し、転舵速度目標値ωｔ＿ｒｅｆの符号ωｔ＿ｒｅｆ（ｓｇｎ）が負値（「－」）である場合には、下記（７）式を用いて電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（第１電流補償値）を算出する。なお、下記（６）式及び（７）式において、ｘは転舵速度目標値ωｔ＿ｒｅｆ、ｙ_Ｒは右転舵時の電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（第１電流補償値）、ｙ_Ｌは左転舵時の電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（第１電流補償値）とする。また、係数ａは１よりも大きい値であり、係数ｃは０よりも大きい値である。係数Ａｈｙｓは、ヒステリシス特性の出力幅（電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（第１電流補償値）の幅）を示し、係数ｃは、ヒステリシス特性の丸みを表す係数である。

ｙ_Ｒ＝Ａｈｙｓ｛１－ａ^{－ｃ（ｘ－ｂ）}｝・・・（６）

ｙ_Ｌ＝－Ａｈｙｓ｛１－ａ^{ｃ（ｘ－ｂ’）}｝・・・（７）

すなわち、電流補償値演算部７７１は、右転舵時（ωｔ＿ｒｅｆ（ｓｇｎ）＝「＋」）には、上記（６）式を用いて電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（ｙ_Ｒ）を算出し、左転舵時（ωｔ＿ｒｅｆ（ｓｇｎ）＝「－」）には、上記（７）式を用いて電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（ｙ_Ｌ）を算出する。

右転舵から左転舵への切り替えが発生した場合（ωｔ＿ｒｅｆ（ｓｇｎ）＝「＋」→「－」）、あるいは、左転舵から右転舵へ切り替えが発生した場合（ωｔ＿ｒｅｆ（ｓｇｎ）＝「－」→「＋」）、電流補償値演算部７７１は、転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆ及び電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（第１電流補償値）の前回値を引き継ぎ、転舵切り替え後に適用する上記（６）式又は（７）式に対し、下記（８）式又は（９）式に示す係数ｂ又はｂ’を代入する。これにより、転舵切り替え前後の連続性が保たれる。具体的には、右転舵から左転舵への切り替えが発生した場合（ωｔ＿ｒｅｆ（ｓｇｎ）＝「＋」→「－」）、電流補償値演算部７７１は、転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆ及び電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（第１電流補償値）の前回値（図２１に示す座標Ａ（ｘ_１，ｙ_１））を上記（７）式に適用し、下記（９）式に示す係数ｂ’を代入して電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（第１電流補償値）を算出する。また、左転舵から右転舵へ切り替えが発生した場合（ωｔ＿ｒｅｆ（ｓｇｎ）＝「－」→「＋」）、電流補償値演算部７７１は、転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆ及び電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（第１電流補償値）の前回値（図２１に示す座標Ｂ（ｘ_２，ｙ_２））を上記（６）式に適用し、下記（８）式に示す係数ｂを代入して電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（第１電流補償値）を算出する。

ｂ＝ｘ_１＋（１／ｃ）ｌｏｇ_ａ｛１－（ｙ_１／Ａｈｙｓ）｝・・・（８）

ｂ’＝ｘ_１－（１／ｃ）ｌｏｇ_ａ｛１－（ｙ_１／Ａｈｙｓ）｝・・・（９）

上記（８）式及び（９）式は、上記（６）式及び（７）式において、ｘにｘ_１を代入し、ｙ_Ｒ及びｙ_Ｌにｙ_１を代入することにより導出することができる。

係数ａとして、例えば、ネイピア数ｅを用いた場合、上記（６）式、（７）式、（８）式、（９）式は、それぞれ下記（１０）式、（１１）式、（１２）式、（１３）式で表せる。

ｙ_Ｒ＝Ａｈｙｓ［１－ｅｘｐ｛－ｃ（ｘ－ｂ）｝］・・・（１０）

ｙ_Ｌ＝－Ａｈｙｓ［｛１－ｅｘｐ｛ｃ（ｘ－ｂ’）｝］・・・（１１）

ｂ＝ｘ_１＋（１／ｃ）ｌｏｇ_ｅ｛１－（ｙ_１／Ａｈｙｓ）｝・・・（１２）

ｂ’＝ｘ_１－（１／ｃ）ｌｏｇ_ｅ｛１－（ｙ_１／Ａｈｙｓ）｝・・・（１３）

図２０に戻り、前回値保持部７７４には、転舵角制御部７００ａの前回出力値Ｉｔ＿ｒｅｆ’が保持される。具体的に、前回出力値Ｉｔ＿ｒｅｆ’は、前回処理におけるモータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆである。前回値保持部７７４は、例えば、制御装置５０を構成するＥＣＵのＲＡＭで構成される。

本開示において、絶対値演算部７７５は、前回値保持部７７４から出力される転舵角制御部７００ａの前回出力値Ｉｔ＿ｒｅｆ’の絶対値処理を行う。

電流感応ゲイン生成部７７３には、絶対値演算部７７５において絶対値処理された転舵角制御部７００ａの前回出力値｜Ｉｔ＿ｒｅｆ’｜が入力される。電流感応ゲイン生成部７７３は、転舵角制御部７００ａの前回出力値｜Ｉｔ＿ｒｅｆ’｜に応じたゲインＧｉを生成する。

電流感応ゲイン生成部７７３は、転舵角制御部７００ａの前回出力値｜Ｉｔ＿ｒｅｆ’｜に応じたゲインＧｉが設定された電流感応ゲインマップを有している。電流感応ゲインマップは、例えば、制御装置５０を構成するＥＣＵのＲＯＭに記憶されている。図２２Ａは、電流感応ゲインマップの第１例を示す線図である。図２２Ｂは、電流感応ゲインマップの第２例を示す線図である。

図２２Ａに示す電流感応ゲインマップの第１例では、転舵角制御部７００ａの前回出力値｜Ｉｔ＿ｒｅｆ’｜に応じてゲインＧｉが増減する電流値感応型の特性を有している。より具体的に、ゲインＧｉは、図２２Ａに示すように、転舵角制御部７００ａの前回出力値｜Ｉｔ＿ｒｅｆ’｜が増加するに従い単調増加する。

図２３は、実施形態３に係る摩擦補償部の出力特性の一例を示す線図である。図２３において、横軸は転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆを示し、縦軸は電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ（第２電流補償値）を示している。

転舵機構において生じる摩擦力は、転舵用モータ４１と減速機構４２との間に介在するギアトルクによる摩擦が含まれている。なお、ギアトルクとは、減速機の機械要素に生じる摩擦力に起因するトルクを指す。たとえば、ウォーム減速機の場合、ウォームギアとウォームホイールとの間の噛み合い部に生じる摩擦力により引き起こされる摩擦トルクが、ギアトルクと定義されうる。このギアトルクによる摩擦力は、モータ電流に対して単調増加する。

本開示において、摩擦補償部７７０は、電流補償値演算部７７１から出力される電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（第１電流補償値）に対し、電流感応ゲイン生成部７７３によって生成されたゲインＧｉを乗じ（乗算部７７６）、電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ（第２電流補償値）を算出する。これにより、図２３に示すように、ヒステリシス特性の出力幅（電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ（第２電流補償値）の幅）がモータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆに応じて増減する特性が得られ、ギアトルクに起因する摩擦力に応じた摩擦補償制御を実現することができる。

具体的に、相対的にモータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆが大きい場合には、ギアトルクが相対的に大きくなり、ギアトルクに起因する摩擦力が強く働く。このような状況下では、電流補償値演算部７７１から出力される電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（第１電流補償値）に対して、ゲインＧｉ＿Ｍよりも相対的に大きいゲインＧｉ＿Ｈを乗じることで、破線で示すように、ヒステリシス特性の出力幅（電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ（第２電流補償値）の幅）を大きくすることができる。

また、相対的にモータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆが小さい場合には、ギアトルクが相対的に小さくなり、ギアトルクに起因する摩擦力が小さくなる。このような状況下では、電流補償値演算部７７１から出力される電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（第１電流補償値）に対して、ゲインＧｉ＿Ｍよりも相対的に小さいゲインＧｉ＿Ｌを乗じることで、一点鎖線で示すように、ヒステリシス特性の出力幅（電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ（第２電流補償値）の幅）を小さくすることができる。

なお、電流感応ゲインマップの態様は、図２２Ａに示す第１例の態様に限定されない。例えば、図２２Ｂに示す第２例のように、モータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆ（転舵角制御部７００ａの前回出力値｜Ｉｔ＿ｒｅｆ’｜）に依らず、電流補償値演算部７７１から出力される電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（第１電流補償値）に対して一定のゲインＧｉ＝ｋ（例えば、ｋ＝１）を乗じて、電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ（第２電流補償値）を算出する態様であっても良い。

摩擦補償部７７０から出力された電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ（第２電流補償値）は、図１９に示す加算部７５０にて安定化補償部７４０から出力される電流指令値Ｉｒｅｆ＿ａと加算され、加算後の電流指令値Ｉｒｅｆ＿ｃに対し出力制限部７６０により出力制限されたモータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆが出力される。

実施形態３に係る構成において、電流指令値Ｉｒｅｆ＿ａは、実施形態１及び実施形態２におけるモータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆと実質的に等価である。換言すれば、電流指令値Ｉｒｅｆ＿ａは、実施形態１及び実施形態２におけるモータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆに相当する。すなわち、転舵角制御部７００ａが摩擦補償部７７０を備えた構成においても、図４に示す実施形態１に係る操舵トルク目標値生成部２００を備えた構成、及び、図１４に示す実施形態２に係る操舵トルク目標値生成部２００ａを具備した構成と同様に、路面の状況を反映した操舵感を得ることができる。

図２４は、実施形態３の変形例に係る摩擦補償部の構成例を示すブロック図である。図２０に示す構成例では、電流補償値演算部７７１から出力される電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（第２電流補償値）に対し、電流感応ゲイン生成部７７３によって生成されたゲインＧｉを乗じる態様としたが、図２４に示す変形例において、電流補償値演算部７７１ａは、モータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆ（転舵角制御部７００ａの前回出力値｜Ｉｔ＿ｒｅｆ’｜）と、上記（６）式から（１３）式における係数Ａｈｙｓとが関連付けられたテーブル（データ）が保持され、図２３に示すように、ヒステリシス特性の出力幅（電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ（第２電流補償値）の幅）がモータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆに応じて増減する特性を得る構成であっても良い。当該データは、電流感応ゲインマップと同様に、例えば、制御装置５０を構成するＥＣＵのＲＯＭに記憶しておくことができる。これにより、図２０に示す構成と同様に、ギアトルクに起因する摩擦力に応じた摩擦補償制御を実現することができる。

なお、転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆを微分して転舵速度目標値ωｔ＿ｒｅｆを得る態様に限定されず、例えば、転舵用モータ４１のモータ角速度を用いて、転舵方向が切り替わったことを判定する態様であっても良い。また、電流補償値演算部７７１及び電流感応ゲイン生成部７７３の前段にフィルタを備えた構成であっても良いし、電流感応ゲイン生成部７７３の後段にフィルタを備えた構成であっても良い。さらに、摩擦補償部７７０の後段に、上述した出力制限部７６０と同様に、電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ（第２電流補償値）に対して出力制限処理を行うリミッタを具備した構成であっても良い。

図２５Ａ及び図２５Ｂは、実施形態３に係る摩擦補償部による摩擦補償制御の具体例を説明する第１概念図である。図２５Ａ及び図２５Ｂにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は転舵角を示している。図２５Ａ及び図２５Ｂに示す破線は転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆを示し、実線は実転舵角θｔ＿ａｃｔを示している。図２５Ａは、実施形態３に係る摩擦補償部７７０による摩擦補償制御を行っていない場合の時間応答を例示している。図２５Ｂは、実施形態３に係る摩擦補償部７７０による摩擦補償制御を行った場合の時間応答を例示している。

図２５Ａ及び図２５Ｂに示す例では、転舵輪５Ｌ，５Ｒのセンター位置から比較的速い所定周波数で左右に転舵した場合の時間応答を示している。実施形態３に係る摩擦補償部７７０による摩擦補償制御を行っていない場合、図２５Ａに示すように、破線で囲う転舵方向の切り替え時において実転舵角θｔ＿ａｃｔに歪みが生じている。この場合、運転者のハンドル操作の切り増しから切り戻しへの操舵方向の切り替え、あるいは切り戻しから切り増しへの切り替えにおいて、ハンドル１の操作（操舵）と転舵輪５Ｌ，５Ｒの転舵との間に乖離が生じ、運転者に違和感を与える可能性がある。これに対し、実施形態３に係る摩擦補償部７７０による摩擦補償制御を行った場合、図２５Ｂに示すように、破線で囲う転舵方向の切り替え時において実転舵角θｔ＿ａｃｔに歪みが生じることが抑制される。

より詳細に説明すると、転舵方向の切り替え時において、転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆが切り替わると、転舵速度目標値ωｔ＿ｒｅｆは略ゼロとなるが、電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（第１電流補償値）は、転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆに応じて定められるため、摩擦補償部７７０は、転舵速度目標値ωｔ＿ｒｅｆは略ゼロの場合であっても、所定の摩擦補償制御を行うことができる。

これにより、運転者のハンドル操作の切り増しから切り戻しへの操舵方向の切り替え、あるいは切り戻しから切り増しへの切り替えにおいて、運転者に与える違和感を軽減することができる。

図２６Ａ及び図２６Ｂは、実施形態３に係る摩擦補償部による摩擦補償制御の具体例を説明する第２概念図である。図２６Ａ及び図２６Ｂにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は転舵角を示している。図２６Ａ及び図２６Ｂに示す破線は転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆを示し、実線は実転舵角θｔ＿ａｃｔを示している。図２６Ａは、実施形態３に係る摩擦補償制御の比較例として、転舵速度目標値ωｔ＿ｒｅｆに応じた摩擦補償制御を行った場合の時間応答を例示している。図２６Ｂは、実施形態３に係る摩擦補償部７７０による摩擦補償制御を行った場合の時間応答を例示している。

図２６Ａ及び図２６Ｂに示す例では、図２５Ａ及び図２５Ｂよりも微小に左右に転舵した場合の時間応答を示している。比較例に係る転舵速度目標値ωｔ＿ｒｅｆに応じた摩擦補償制御を行った場合、図２６Ａに示すように、微小に左右に転舵した場合に、破線で囲う転舵方向の切り替え時において実転舵角θｔ＿ａｃｔに歪みが生じている。これに対し、実施形態３に係る摩擦補償部７７０による摩擦補償制御を行った場合、図２６Ｂに示すように、微小に左右に転舵した場合においても、破線で囲う転舵方向の切り替え時において実転舵角θｔ＿ａｃｔに歪みが生じることが抑制される。

より詳細に説明すると、ハンドルをゆっくりかつ微小かつゆっくりと操作した場合、転舵方向の切り替え時において、図２５Ａ及び図２５Ｂの例と同様に、転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆが切り替わると、転舵速度目標値ωｔ＿ｒｅｆは略ゼロとなる。ここで、図２５Ａ及び図２５Ｂの例とは異なり、転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆもゼロに近い値を取るため、電流補償値演算部７７１から出力される電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（第１電流補償値）もまた小さい値が出力されるが、電流感応ゲイン生成部７７３により算出されたゲインＧｉを、電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（第１電流補償値）に乗ずることで、電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂが小さくなりすぎることを防止することができる。

これにより、運転者によるハンドル操作が微小であるような状況下においても、運転者のハンドル操作の切り増しから切り戻しへの操舵方向の切り替え、あるいは切り戻しから切り増しへの切り替えにおいて、運転者に与える違和感を軽減することができる。

上述したように、実施形態３に係る転舵角制御部７００ａは、摩擦補償部７７０を具備し、転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆに基づき、転舵機構における摩擦によって生じる転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆに対する実転舵角θｔ＿ａｃｔの追従遅れを補償するための電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ（第２電流補償値）を算出する構成とすることで、運転者のハンドル操作速度に依らず、効果的かつ適切に摩擦補償制御を行うことができる。

また、上述したように、電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ（第２電流補償値）をモータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆに応じて増減する特性とすることで、ギアトルクに起因する摩擦力に応じた摩擦補償制御を実現することができる。

実施形態３に係る操舵トルク目標値生成部２００ｂは、以上のようにして構成した転舵角制御部７００ａにおいて摩擦補償部７７０から出力される電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ（第２電流補償値）を加算する前のモータ電流指令値に相当する電流指令値Ｉｒｅｆ＿ａに応じた路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔを算出することにより、実際の車両の走行時における実路面反力トルクＴｓａｔ＿ａｃｔの挙動に応じた路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔが得られ、当該路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔに応じた操舵反力を付与することができる。従って、転舵角制御部７００ａが摩擦補償部７７０を備えた実施形態３に係る構成においても、図４に示す実施形態１に係る操舵トルク目標値生成部２００を備えた構成、及び、図１４に示す実施形態２に係る操舵トルク目標値生成部２００ａを具備した構成と同様に、路面の状況を反映した操舵感を得ることができる。

なお、上述した実施形態で使用した図は、本開示に関して定性的な説明を行うための概念図であり、これらに限定されるものではない。また、上述の実施形態は本開示の好適な実施の一例ではあるが、これに限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、操舵トルク補償値演算部２４０に入力する信号として、モータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆを用いることに代えて、実電流値（モータ電流値）Ｉｔ＿ａｃｔを用いることができる。

１ ハンドル
２ コラム軸
３ａ，３ｂ タイロッド
５Ｌ，５Ｒ 転舵輪
６ａ，６ｂ アーム
１０ 車速センサ
１１ イグニションキー
１２ バッテリ
３０ 反力装置
３１ 反力用モータ
３２ 減速機構
３３ 舵角センサ
３４ トルクセンサ
３５ ストッパ（回転制限機構）
４０ 転舵装置
４１ 転舵用モータ
４２ 減速機構
４３ 角度センサ
４４ ピニオンラック機構
５０ 制御装置
６０ 反力制御系
７０ 転舵制御系
２００，２００ａ，２００ｂ 操舵トルク目標値生成部
２１０ 基本マップ部
２２０ ダンパトルク生成部
２２１ ダンパゲインマップ部
２２２ 乗算部
２３０，２３０ａ，２３０ｂ 操舵トルク補償値生成部
２４０ 操舵トルク補償値演算部
２４１ 路面反力トルク推定部
２４２，２４２ａ 操舵トルク補償値マップ部
２４３ 絶対値演算部
２４４ 符号抽出部
２４５ 乗算部
２５０ 位相補償部
２５１ 位相補償フィルタ
２５２ 追従性補償部
２６０ 絶対値演算部
２７０ 微分部
２８０ 符号抽出部
２９１，２９２ 加算部
２９３ 乗算部
４００ 操舵トルク制御部
５００ 電流制御部
６００ 転舵角目標値生成部
７００，７００ａ 転舵角制御部
７１０ フィードフォワード補償部
７２０ 加算部
７３０ ＰＩＤ制御部
７４０ 安定化補償部
７５０ 加算部
７６０ 出力制限部
７７０，７７０ａ 摩擦補償部
７７１，７７１ａ 電流補償値演算部
７７２ 微分部
７７３ 電流感応ゲイン生成部
７７４ 前回値保持部
７７５ 絶対値演算部
７７６ 乗算部
８００ 電流制御部

Claims (16)

1. ハンドルの操舵角に応じて前記ハンドルに操舵反力を付与する反力装置と、前記ハンドルの操舵角に応じて転舵輪を転舵する転舵用モータを駆動する転舵装置とを具備した車両用操向システムの制御装置であって、
   前記操舵反力を得るための操舵トルクの目標値である操舵トルク目標値を生成する操舵トルク目標値生成部と、
   前記操舵角に基づき、前記転舵輪の転舵角の目標値である転舵角目標値を生成する転舵角目標値生成部と、
   前記転舵角目標値に基づき、前記転舵用モータに供給する電流の目標値である電流指令値を生成する転舵角制御部と、
   を備え、
   前記操舵トルク目標値生成部は、
   前記電流指令値に応じて前記操舵トルク目標値の補償値を生成する操舵トルク補償値生成部を備え、
   前記操舵トルク補償値生成部は、前記電流指令値に対し、所定の伝達関数を用いたフィルタ処理により路面反力トルク推定値を算出し、当該路面反力トルク推定値に基づき、前記補償値を生成する、
   車両用操向システムの制御装置。
2. 前記補償値は、前記路面反力トルク推定値の増加に伴って増加する、
   請求項１に記載の車両用操向システムの制御装置。
3. 前記補償値は、前記路面反力トルク推定値の増加に伴って増加率が減少する、
   請求項２に記載の車両用操向システムの制御装置。
4. 前記操舵トルク補償値生成部は、車速に応じて前記補償値を増減させる、
   請求項１から３の何れか一項に記載の車両用操向システムの制御装置。
5. 前記補償値は、前記車速の増加に伴って増加する、
   請求項４に記載の車両用操向システムの制御装置。
6. 前記操舵トルク補償値生成部は、前記補償値の位相遅れ補償を行う位相補償フィルタを備える、
   請求項１から５の何れか一項に記載の車両用操向システムの制御装置。
7. 前記操舵トルク補償値生成部は、前記補償値の追従性補償を行う追従性補償部を備える、
   請求項１から６の何れか一項に記載の車両用操向システムの制御装置。
8. 前記伝達関数は、車両の走行時において取得された実路面反力トルクに前記路面反力トルク推定値が近似するように設定されている、
   請求項１から７の何れか一項に記載の車両用操向システムの制御装置。
9. 前記転舵角制御部は、
   前記転舵角目標値に基づき、前記転舵輪を右転舵した場合と左転舵した場合とで異なる電流補償値を算出する摩擦補償部を備え、
   前記転舵角制御部は、
   前記電流指令値及び前記電流補償値に基づき、前記転舵用モータを駆動するためのモータ電流指令値を生成する、
   請求項１から８の何れか一項に記載の車両用操向システムの制御装置。
10. 前記電流指令値は、前記転舵角制御部におけるＰＩＤ制御後の値であり、
    前記転舵角制御部は、前記電流指令値に対し、前記電流補償値を加算して前記モータ電流指令値を生成する、
    請求項９に記載の車両用操向システムの制御装置。
11. 前記電流補償値は、前記転舵角目標値の変化に応じたヒステリシス特性を有する、
    請求項９又は１０に記載の車両用操向システムの制御装置。
12. 前記電流補償値は、操舵を開始した際の第１転舵角目標値から、当該第１転舵角目標値に所定の転舵角変化量閾値を加算した第２転舵角目標値以下となる領域において単調増加し、前記第２転舵角目標値よりも大きい領域において一定値となる、
    請求項９から１１の何れか一項に記載の車両用操向システムの制御装置。
13. 前記摩擦補償部は、前記モータ電流指令値に応じて前記電流補償値を増減させる、
    請求項９から１２の何れか一項に記載の車両用操向システムの制御装置。
14. 前記電流補償値は、前記モータ電流指令値の増加に伴って単調増加する、
    請求項１３に記載の車両用操向システムの制御装置。
15. 第１電流補償値を算出する電流補償値演算部と、
    前記モータ電流指令値の増加に伴って単調増加するゲインを生成する電流感応ゲイン生成部と、
    を備え、
    前記摩擦補償部は、前記第１電流補償値に対して前記ゲインを乗じた第２電流補償値を算出する、
    請求項１４に記載の車両用操向システムの制御装置。
16. 前記摩擦補償部は、前記モータ電流指令値と、当該モータ電流指令値の増加に伴って単調増加するゲインとが関連付けられたデータが保持され、当該データに基づき、前記電流補償値を算出する、
    請求項１４に記載の車両用操向システムの制御装置。