JP7750787B2 - 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。

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。下記特許文献１では、路面から作用する反力（セルフアライニングトルク）を推定し、ハンドル舵角に応じて生成する反力に加算することにより、路面の状況を操舵反力に反映させる車両用操向装置が開示されている。

国際公開第２０１９／１６７６６１号

セルフアライニングトルクは、路面の状況に加え、車速や舵角等の車両の状態によって変化する。上記従来技術では、車両の状態によっては路面の状況を反映した操舵感が得られない可能性がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、路面の状況や車両の状態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用モータを駆動する反力装置と、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第１転舵モータ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、少なくとも前記操舵角に応じて増減する第１トルク値を生成する操舵反力トルク値生成部と、少なくとも前記第１転舵モータ電流指令値に基づき推定される路面反力トルク推定値に応じて増減する第２トルク値を生成する路面反力感応トルク補償値生成部と、車両の車速及び舵角の少なくとも一方に応じて増減する第１ゲイン、及び当該第１ゲインとの和が１となる第２ゲインを生成するゲイン比率生成部と、を備え、前記第１トルク値に前記第１ゲインを乗じた値と、前記第２トルク値に前記第２ゲインを乗じた値とを加算して、前記操舵トルク目標値を生成する。

上記構成によれば、車両の車速及び舵角の少なくとも一方に応じた比率で、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、路面の状況や車両の状態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、前記操舵トルク目標値生成部は、前記車速の増加に伴い、前記第２トルク値を増加させることが好ましい。

上記構成によれば、ハンドルに車速の増加に伴って増加する路面反力に適応した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、前記ゲイン比率生成部は、前記車速の増加に伴い、前記第１ゲインを減少させることが好ましい。

上記構成によれば、車速に応じた比率で、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、路面の状況及び車速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、前記ゲイン比率生成部は、第１車速以上第２車速以下の範囲内において、前記第１ゲインを減少させることが好ましい。

上記構成によれば、第１車速以上第２車速以下の範囲内において、車速に応じた比率で、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。

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記第１車速以下の範囲における第１ゲインは、前記第２車速以上の範囲における第２ゲインよりも大きくても良い。

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記第１車速以下の範囲における第１ゲインは、前記第２車速以上の範囲における第２ゲインと等しくても良い。

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記第１車速以下の範囲における第１ゲインは、前記第２車速以上の範囲における第２ゲインよりも小さくても良い。

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記ゲイン比率生成部は、前記ハンドルの実際の操舵角である実操舵角の増加に伴い、前記第１ゲインを減少させることが好ましい。

上記構成によれば、実操舵角に応じた比率で、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、路面の状況及び実操舵角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、前記ゲイン比率生成部は、第１操舵角以上第２操舵角以下の範囲内において、前記第１ゲインを減少させることが好ましい。

上記構成によれば、第１操舵角以上第２操舵角以下の範囲内において、実操舵角に応じた比率で、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。

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記第１操舵角以下の範囲における第１ゲインは、前記第２操舵角以上の範囲における第２ゲインよりも大きくても良い。

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記第２操舵角以下の範囲における第１ゲインは、前記第２操舵角以上の範囲における第２ゲインと等しくても良い。

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記第２操舵角以下の範囲における第１ゲインは、前記第２操舵角以上の範囲における第２ゲインよりも小さくても良い。

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記ゲイン比率生成部は、前記転舵輪の実際の転舵角である実転舵角の増加に伴い、前記第１ゲインを減少させることが好ましい。

上記構成によれば、実転舵角に応じた比率で、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、路面の状況及び実転舵角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、前記ゲイン比率生成部は、第１転舵角以上第２転舵角以下の範囲内において、前記第１ゲインを減少させることが好ましい。

上記構成によれば、第１転舵角以上第２転舵角以下の範囲内において、実転舵角に応じた比率で、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。

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記第１転舵角以下の範囲における第１ゲインは、前記第２転舵角以上の範囲における第２ゲインよりも大きくても良い。

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記第２転舵角以下の範囲における第１ゲインは、前記第２転舵角以上の範囲における第２ゲインと等しくても良い。

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記第２転舵角以下の範囲における第１ゲインは、前記第２転舵角以上の範囲における第２ゲインよりも小さくても良い。

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転舵モータ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、前記第１転舵モータ電流指令値及び前記転舵モータ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第２転舵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、前記転舵モータ電流補償値は、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転舵モータ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、前記転舵モータ電流補償値は、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、前記第２転舵モータ電流指令値に応じて前記転舵モータ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、前記転舵モータ電流補償値は、前記第２転舵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、第２転舵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、前記第２転舵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て第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、第２転舵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、前記第２転舵モータ電流指令値と、当該第２転舵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、前記転舵モータ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、第２転舵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、車両の状態に応じた比率で、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、路面の状況や車両の状態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一例を示す図である。 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５は、操舵反力トルク値生成部の構成例を示すブロック図である。 図６Ａは、基本マップの特性例を示す線図である。 図６Ｂは、トルク値Ｔｒｅｆ＿ａの特性例を示す線図である。 図７は、ダンピングトルク値生成部の構成例を示すブロック図である。 図８Ａは、ダンピングゲインマップの特性例を示す図である。 図８Ｂは、トルク値Ｔｒｅｆ＿ａ＋Ｔｒｅｆ＿ｂの特性例を示す概念図である。 図９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１０は、ヒステリシス補償部の構成例を示すブロック図である。 図１１は、ヒステリシス補償部の出力特性の一例を示す線図である。 図１２は、実施形態１に係る路面反力感応トルク補償値生成部の構成例を示すブロック図である。 図１３は、路面から転舵用モータまでの間に発生するトルクの様子を示すイメージ図である。 図１４は、路面反力トルク推定部の構成例を示すブロック図である。 図１５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１６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１７は、路面反力感応トルクマップの特性例を示す線図である。 図１８は、符号変換後の第２トルク値の特性例を概念的に示す線図である。 図１９Ａは、実施形態１に係るゲイン比率生成部におけるゲイン比率設定例の第１例を概念的に示す線図である。 図１９Ｂは、実施形態１に係るゲイン比率生成部におけるゲイン比率設定例の第２例を概念的に示す線図である。 図１９Ｃは、実施形態１に係るゲイン比率生成部におけるゲイン比率設定例の第３例を概念的に示す線図である。 図２０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２１は、実施形態２に係るゲイン比率生成部におけるゲイン比率設定例の一例を概念的に示す線図である。 図２２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２３は、実施形態３に係るゲイン比率生成部におけるゲイン比率設定例の一例を概念的に示す線図である。 図２４は、実施形態４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２５は、実施形態４に係るゲイン比率生成部の構成例を示すブロック図である。 図２６Ａは、実施形態４に係るゲイン比率生成部におけるゲイン比率設定例の一例を概念的に示す線図である。 図２６Ｂは、実施形態４に係るゲイン比率生成部におけるゲイン比率設定例の一例を概念的に示す線図である。 図２７は、実施形態５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２８は、実施形態５に係るゲイン比率生成部の構成例を示すブロック図である。 図２９Ａは、実施形態５に係るゲイン比率生成部におけるゲイン比率設定例の一例を概念的に示す線図である。 図２９Ｂは、実施形態５に係るゲイン比率生成部におけるゲイン比率設定例の一例を概念的に示す線図である。 図３０は、実施形態６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３１は、実施形態６に係るゲイン比率生成手法の一例を示す３Ｄマップである。 図３２は、転舵角制御部の構成例を示すブロック図である。 図３３は、摩擦補償部の構成例を示すブロック図である。 図３４は、電流補償値演算部における第１電流補償値の特性例を示す線図である。 図３５Ａは、電流感応ゲインマップの第１例を示す線図である。 図３５Ｂは、電流感応ゲインマップの第２例を示す線図である。 図３６は、摩擦補償部の出力特性の一例を示す線図である。 図３７は、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３８Ａは、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３８Ｂは、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３９Ａは、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３９Ｂは、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。

本開示において、実操舵角θｈ＿ａｃｔ及び実転舵角θｔ＿ａｃｔを総称して、単に、車両の「舵角」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。図２に示すように、実施形態に係る車両用操向システムの制御装置５０は、制御用コンピュータ（Electronic Control Unit、以下、「ＥＣＵ」とも称する）１１０を含む。

ＥＣＵ１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）１０４等を備え、これらがバス１０５に接続されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納された制御プログラムを実行する。反力装置３０及び転舵装置４０は、主としてＥＣＵ１１０が実行する制御プログラムにより協調制御される。なお、制御装置５０は、１つのＥＣＵで構成される態様であっても良いし、反力装置３０を制御する反力制御用ＥＣＵと転舵装置４０を制御する転舵制御用ＥＣＵとを含む構成であっても良い。

ＲＯＭ１０２は、制御プログラム及び制御プログラムを実施する際に使用する制御データを記憶するためのメモリとして使用される。また、ＲＡＭ１０３は、制御プログラムを動作させるためのワークメモリとして使用される。

ＥＥＰＲＯＭ１０４は、電源遮断後においても記憶内容を保持可能な不揮発性メモリであり、ＣＰＵ１０１が制御プログラムを実行するために使用する制御データ等が格納される。ＥＥＰＲＯＭ１０４に格納された各種データは、ＥＣＵ１１０に電源が投入された後にＲＡＭ１０３に展開された制御プログラム上で使用され、所定のタイミングでＥＥＰＲＯＭ１０４に上書きされる。なお、ここでは、不揮発性メモリとしてＥＥＰＲＯＭを使用することとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、ＦＬＡＳＨ－ＲＯＭ（登録商標）、ＳＤＲＡＭ等の他の不揮発性メモリを使用することにしてもよい。

図３は、本開示に係る制御装置の制御ブロック構成の一例を示す図である。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が反力制御用ＥＣＵと転舵制御用ＥＣＵとを含む構成である場合、反力制御系６０を反力制御用ＥＣＵにより実現し、転舵制御系７０を転舵制御用ＥＣＵにより実現する態様であっても良い。この場合、以下の説明における反力制御系６０を反力制御用ＥＣＵと読み替え、転舵制御系７０を転舵制御用ＥＣＵと読み替えれば良い。

反力制御系６０における各制御ブロックは、ＥＣＵ１１０において実行される反力制御プログラムによって実現される。また、転舵制御系７０における各制御ブロックは、ＥＣＵ１１０において実行される転舵制御プログラムによって実現される。なお、制御装置５０の各制御ブロックの一部又は全部をハードウェアで実現しても良い。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、路面反力感応トルク補償値生成部２２０、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、路面反力感応トルク補償値生成部２２０、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を駆動するための反力モータ電流指令値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電流指令値を生成し、当該電流指令値の上下限値を出力制限部により出力制限して、反力モータ電流指令値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から出力される反力モータ電流指令値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を駆動するための第２転舵モータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆを生成する。具体的に、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、転舵用モータ４１に供給する電流の制御目標値である第１転舵モータ電流指令値Ｉｒｅｆ＿ａを生成し、当該第１転舵モータ電流指令値Ｉｒｅｆ＿ａに対し、摩擦補償部による摩擦補償制御を行って、第２転舵モータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆを演算する。以下、転舵角制御部７００に摩擦補償部を設けた例について説明するが、摩擦補償部を具備しない構成であっても良い。なお、摩擦補償部を具備しない構成では、ＰＩＤ制御後の第１転舵モータ電流指令値Ｉｒｅｆ＿ａが第２転舵モータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆとして生成される。

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から出力される第２転舵モータ電流指令値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、操舵反力トルク値生成部２１０、路面反力感応トルク補償値生成部２２０、ゲイン比率生成部２３０、ダンピングトルク値生成部２４０、及びヒステリシス補償部２５０を備える。

まず、操舵反力トルク値生成部２１０について、図５、図６Ａ及び図６Ｂを参照して説明する。図５は、操舵反力トルク値生成部の構成例を示すブロック図である。

本開示において、図５に示す符号抽出部２１３は、実操舵角θｈ＿ａｃｔの符号を抽出する。具体的には、例えば、実操舵角θｈ＿ａの値を、実操舵角θｈ＿ａの絶対値で除算する。これにより、符号抽出部２１３は、実操舵角θｈ＿ａｃｔの符号が「＋」の場合には「１」を出力し、実操舵角θｈ＿ａｃｔの符号が「－」の場合には「－１」を出力する。具体的に、符号抽出部２１３は、例えば実操舵角θｈ＿ａｃｔの符号関数Ｓｇｎ（θｈ）を生成する。

図６Ａは、基本マップの特性例を示す線図である。操舵反力トルクマップ部２１１には、絶対値演算部２１２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。操舵反力トルク値生成部２１０は、図６Ａ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＿ａ０を生成する。トルク値Ｔｒｅｆ＿ａ０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＿ａ０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＿ａ０は、図６Ａ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＿ａ０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＿ａ０は、図６Ａ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６Ａに示す基本マップによって導出されるトルク値Ｔｒｅｆ＿ａ０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６Ａ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６Ｂは、トルク値Ｔｒｅｆ＿ａの特性例を示す線図である。操舵反力トルクマップ部２１１から出力されるトルク値Ｔｒｅｆ＿ａ０に対し、符号抽出部２１３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６Ｂに示すトルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）が得られる。なお、符号抽出部２１３を有さない構成とし、図６Ｂ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（第１トルク値）を得る態様としても良い。

次に、ダンピングトルク値生成部２４０について、図７、図８Ａ及び図８Ｂを参照して説明する。図７は、ダンピングトルク値生成部の構成例を示すブロック図である。

ダンピングトルク値生成部２４０は、ダンピングゲインマップ部２４１、微分部２４２、及び乗算部２４３を含む。図８Ａは、ダンピングゲインマップの特性例を示す図である。ダンピングゲインマップ部２４１には、車速Ｖｓが入力される。ダンピングゲインマップ部２４１は、図８Ａに示すダンピングゲインマップを用いて、ダンピングゲインＤＧを生成する。

ダンピングゲインＤＧは、図８Ａ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。ダンピングトルク値生成部２４０は、微分部２４２において操舵角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、乗算部２４３においてダンピングゲインマップ部２４１から出力されたダンパゲインＤＧを乗算し、トルク値Ｔｒｅｆ＿ｂとして出力する。

ダンピングトルク値生成部２４０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ｂが操舵反力トルク値生成部２１０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）に加算されることにより、舵角速度ωｈに比例した操舵反力の補償が可能となる。

図８Ｂは、トルク値Ｔｒｅｆ＿ａ＋Ｔｒｅｆ＿ｂの特性例を示す概念図である。図８Ｂ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８Ｂにおいて、一点鎖線は、トルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）を示している。

図９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９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９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９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９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９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９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。

ダンピングトルク値生成部２４０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８Ｂ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８Ｂ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８Ｂ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。

次に、ヒステリシス補償部２５０について、図１０、図１１及び図１２を参照して説明する。図１０は、ヒステリシス補償部の構成例を示すブロック図である。

ヒステリシス補償値演算部２５１には、実操舵角θｈ＿ａｃｔ及び当該実操舵角θｈ＿ａｃｔを微分部２５２によって微分して算出した実操舵速度ωｈ＿ａｃｔが入力される。ヒステリシス補償値演算部２５１は、実操舵角θｈ＿ａｃｔ及び実操舵速度ωｈ＿ａｃｔに基づき、トルク補償値Ｔｒｅｆ＿ｃを演算する。以下、ヒステリシス補償値演算部２５１におけるトルク補償値Ｔｒｅｆ＿ｃの演算手法について説明する。

図１１は、ヒステリシス補償部の出力特性の一例を示す線図である。図１１において、横軸は実操舵角θｈ＿ａｃｔを示し、縦軸はトルク補償値Ｔｒｅｆ＿ｃを示している。また、図１１において、実線は右操舵時におけるトルク補償値Ｔｒｅｆ＿ｃを示し、破線は左操舵時におけるトルク補償値Ｔｒｅｆ＿ｃを示している。図１１に示すように、ヒステリシス補償値演算部２５１において演算されるトルク補償値Ｔｒｅｆ＿ｃ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１１に示すＬ１は、ハンドル１のセンター位置（原点（０，０））から右操舵した際の軌跡を示し、Ｌ２は、座標Ａ（ｘ_１，ｙ_１）において右操舵から左操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）において右操舵から左操舵へ切り替えが発生した場合の軌跡を示している。

ヒステリシス補償値演算部２５１は、実操舵角θｈ＿ａｃｔ及び実操舵速度ωｈ＿ａｃｔに基づき、下記（１）式及び（２）式を用いてトルク補償値Ｔｒｅｆ＿ｃを算出する。具体的には、実操舵速度ωｈ＿ａｃｔの符号ωｈ＿ａｃｔ（ｓｇｎ）が正値（「＋」）である場合には、下記（１）式を用いてトルク補償値Ｔｒｅｆ＿ｃを算出し、実操舵速度ωｈ＿ａｃｔの符号ωｈ＿ａｃｔ（ｓｇｎ）が負値（「－」）である場合には、下記（２）式を用いてトルク補償値Ｔｒｅｆ＿ｃを算出する。なお、下記（１）式及び（２）式において、ｘは実操舵速度ωｈ＿ａｃｔ、ｙ_Ｒは右操舵時のトルク補償値Ｔｒｅｆ＿ｃ、ｙ_Ｌは左操舵時のトルク補償値Ｔｒｅｆ＿ｃとする。また、係数ａは１よりも大きい値であり、係数ｃは０よりも大きい値である。係数Ａｈｙｓは、ヒステリシス特性の出力幅（トルク補償値Ｔｒｅｆ＿ｃ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）}｝・・・（１）

ｙ_Ｌ＝－Ａｈｙｓ｛１－ａ^{ｃ（ｘ－ｂ’）}｝・・・（２）

すなわち、ヒステリシス補償値演算部２５１は、右操舵時（ωｈ＿ａｃｔ（ｓｇｎ）＝「＋」）には、上記（１）式を用いてトルク補償値Ｔｒｅｆ＿ｃ（ｙ_Ｒ）を算出し、左操舵時（ωｈ＿ａｃｔ（ｓｇｎ）＝「－」）には、上記（２）式を用いてトルク補償値Ｔｒｅｆ＿ｃ（ｙ_Ｌ）を算出する。

右操舵から左操舵への切り替えが発生した場合（ωｈ＿ａｃｔ（ｓｇｎ）＝「＋」→「－」）、あるいは、左操舵から右操舵へ切り替えが発生した場合（ωｈ＿ａｃｔ（ｓｇｎ）＝「－」→「＋」）、ヒステリシス補償値演算部２５１は、実操舵角θｈ＿ａｃｔ及びトルク補償値Ｔｒｅｆ＿ｃの前回値を引き継ぎ、操舵切り替え後に適用する上記（１）式又は（２）式に対し、下記（３）式又は（４）式に示す係数ｂ又はｂ’を代入する。これにより、操舵切り替え前後の連続性が保たれる。具体的には、右操舵から左操舵への切り替えが発生した場合（ωｈ＿ａｃｔ（ｓｇｎ）＝「＋」→「－」）、ヒステリシス補償値演算部２５１は、実操舵角θｈ＿ａｃｔ及びトルク補償値Ｔｒｅｆ＿ｃの前回値（図１１に示す座標Ａ（ｘ_１，ｙ_１））を上記（２）式に適用し、下記（４）式に示す係数ｂ’を代入してトルク補償値Ｔｒｅｆ＿ｃを算出する。また、左操舵から右操舵へ切り替えが発生した場合（ωｈ＿ａｃｔ（ｓｇｎ）＝「－」→「＋」）、ヒステリシス補償値演算部２５１は、実操舵角θｈ＿ａｃｔ及びトルク補償値Ｔｒｅｆ＿ｃの前回値（図１１に示す座標Ｂ（ｘ_２，ｙ_２））を上記（１）式に適用し、下記（３）式に示す係数ｂを代入してトルク補償値Ｔｒｅｆ＿ｃを算出する。

ｂ＝ｘ_１＋（１／ｃ）ｌｏｇ_ａ｛１－（ｙ_１／Ａｈｙｓ）｝・・・（３）

ｂ’＝ｘ_１－（１／ｃ）ｌｏｇ_ａ｛１－（ｙ_１／Ａｈｙｓ）｝・・・（４）

上記（３）式及び（４）式は、上記（１）式及び（２）式において、ｘに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（１）式、（２）式、（３）式、（４）式は、それぞれ下記（５）式、（６）式、（７）式、（８）式で表せる。

ｙ_Ｒ＝Ａｈｙｓ［１－ｅｘｐ｛－ｃ（ｘ－ｂ）｝］・・・（５）

ｙ_Ｌ＝－Ａｈｙｓ［｛１－ｅｘｐ｛ｃ（ｘ－ｂ’）｝］・・・（６）

ｂ＝ｘ_１＋（１／ｃ）ｌｏｇ_ｅ｛１－（ｙ_１／Ａｈｙｓ）｝・・・（７）

ｂ’＝ｘ_１－（１／ｃ）ｌｏｇ_ｅ｛１－（ｙ_１／Ａｈｙｓ）｝・・・（８）

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４に示すように、操舵トルク目標値生成部２００の構成部として、転舵角制御部７００によって生成される第１転舵モータ電流指令値Ｉｒｅｆ＿ａに応じた路面反力トルクを推定し、推定した路面反力トルクに応じたトルク値（第２トルク値）を操舵トルク目標値Ｔｈ＿ｒｅｆに適用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。

なお、転舵角制御部７００が摩擦補償部を具備しない態様では、以下の説明における第１転舵モータ電流指令値Ｉｒｅｆ＿ａに代えて、第２転舵モータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆに応じた路面反力トルクを推定する態様とすれば良い。

図１２は、実施形態１に係る路面反力感応トルク補償値生成部の構成例を示すブロック図である。図１２に示す構成例において、路面反力感応トルク補償値生成部２２０は、主要な構成要素として、路面反力トルク推定部２２１及び路面反力感応トルクマップ部２２２を備える。

ここでは、まず、路面反力トルク推定部２２１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、図１３及び図１４を参照して説明する。

図１２は、路面から転舵用モータまでの間に発生するトルクの様子を示すイメージ図である。

運転者がハンドルを操舵することによって転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆが生成され、その転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆに従い、転舵用モータ４１が転舵輪５Ｌ，５Ｒを転舵させる転舵モータトルクＴｍを発生する。その結果、転舵輪５Ｌ，５Ｒが転舵され、路面反力トルクＴ_ＳＡＴが発生する。その際、転舵用モータ４１（のロータ）、減速機構等によりピニオン軸に作用する慣性（ピニオン軸換算慣性）Ｊによって抵抗となるトルクが生じる。更に、転舵用モータ４１の回転速度により、ダンパ項（ダンパ係数Ｄ_Ｍ）として表現される物理的なトルク（粘性トルク）が発生する。これらの力の釣り合いから、下記（９）式に示す運動方程式が得られる。

Ｊ×α_Ｍ＋Ｄ_Ｍ×ω_Ｍ＝Ｔｍ－Ｔ_ＳＡＴ・・・（９）

上記（９）式において、ω_Ｍはピニオン軸換算（ピニオン軸に対する値に変換）されたモータ角速度であり、α_Ｍはピニオン軸換算されたモータ角加速度である。そして、上記（９）式を路面反力トルクＴ_ＳＡＴについて解くと、下記（１０）式が得られる。

Ｔ_ＳＡＴ＝Ｔｍ－Ｊ×α_Ｍ－Ｄ_Ｍ×ω_Ｍ・・・（１０）

上記（１０）式からわかるように、ピニオン軸換算慣性Ｊ及びダンパ係数Ｄ_Ｍを定数として予め求めておくことで、モータ角速度ω_Ｍ、モータ角加速度α_Ｍ、及び転舵モータトルクＴｍより路面反力トルクＴ_ＳＡＴを算出することができる。なお、ピニオン軸換算慣性Ｊは、簡易的にモータ慣性と減速比の関係式を用いてピニオン軸に換算した値でも良い。

路面反力トルク推定部２２１には、転舵角制御部７００によって生成された第１転舵モータ電流指令値Ｉｒｅｆ＿ａ及び実転舵角θｔ＿ａｃｔが入力される。路面反力トルク推定部２２１は、上記（１０）式の路面反力トルクＴ_ＳＡＴを路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔに置き換えて、路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔを算出する。

図１４は、路面反力トルク推定部の構成例を示すブロック図である。路面反力トルク推定部２２１は、換算部３１１、角速度演算部３１２、角加速度演算部３１３、ブロック３１５、ブロック３１７、及び減算部３１８を備える。

換算部３１１には、第１転舵モータ電流指令値Ｉｒｅｆ＿ａが入力される。換算部３１１は、予め定められたギア比及びトルク定数を乗算することにより、ピニオン軸換算された転舵モータトルクＴｍを算出する。

角速度演算部３１２には、実転舵角θｔ＿ａｃｔが入力される。角速度演算部３１２は、実転舵角θｔ＿ａｃｔを転舵用モータ４１の角度に変換し、この転舵用モータ４１の角度に対して微分演算処理を行い、さらに、ギア比による除算により、ピニオン軸換算されたモータ角速度ω_Ｍを算出する。

角加速度演算部３１３には、モータ角速度ω_Ｍが入力される。角加速度演算部３１３は、モータ角速度ω_Ｍを微分し、ピニオン軸換算されたモータ角加速度α_Ｍを算出する。

そして、上記転舵モータトルクＴｍ、モータ角速度ω_Ｍ、及びモータ角加速度α_Ｍを用いて、図１４に示す構成により、上記（１０）式に基づき路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔが算出される。

ブロック３１５には、角速度演算部３１２から出力されたモータ角速度ω_Ｍが入力される。ブロック３１５は、入力データにダンパ係数Ｄ_Ｍを乗算して出力する。

ブロック３１７には、角加速度演算部３１３から出力されたモータ角加速度α_Ｍが入力される。ブロック３１７は、入力データにピニオン軸換算慣性Ｊを乗算して出力する。

減算部３１８は、換算部３１１から出力される転舵モータトルクＴｍからブロック３１７の出力とブロック３１５の出力とを減算する。

上記構成により、上記（１０）式を実現することができる。すなわち、図１４に示す路面反力トルク推定部２２１の構成により、路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔが算出される。

なお、転舵用モータ４１の角度を検出する態様では、角速度演算部３１２は、検出された転舵用モータ４１の角度に対して微分演算処理を行い、さらに、ギア比による除算により、ピニオン軸換算されたモータ角速度ω_Ｍを算出する。また、コラム角が直接検出可能な場合は、実転舵角θｔ＿ａｃｔ又は転舵用モータ４１の角度の代わりにコラム角を角度情報として使用しても良い。この場合、ピニオン軸換算は不要となる。また、実転舵角θｔ＿ａｃｔ又は転舵用モータ４１の角度ではなく、転舵角速度又は転舵モータ角速度をピニオン軸換算した信号をモータ角速度ω_Ｍとして入力し、転舵用モータ４１の角度に対する微分処理を省略しても良い。さらに、路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔは、上記以外の方法で算出しても良いし、路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔに相当する推定値を使用しても良い。以下、上記の方法とは異なる路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔの算出手法について説明する。

上記の方法とは異なる路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔの算出手法において、路面反力トルク推定部２２１には、転舵角制御部７００によって生成された第１転舵モータ電流指令値Ｉｒｅｆ＿ａが入力される。また、路面反力トルク推定部２２１には、下記（１１）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）・・・（１１）

上記（１１）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第１転舵モータ電流指令値）Ｉｒｅｆ＿ａ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Ｔ_ＳＡＴと第１転舵モータ電流指令値Ｉｒｅｆ＿ａとの間で、下記（１２）式に示す関係式が成り立つと仮定する。下記（１２）式で示される路面反力トルクＴ_ＳＡＴ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、実験により求めた第１転舵モータ電流指令値Ｉｒｅｆ＿ａと実路面反力トルクＴｓａｔ＿ａｃｔとの関係を模擬することで、第１転舵モータ電流指令値Ｉｒｅｆ＿ａから路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔを算出する。

Ｔ_ＳＡＴ＝Ｇｆｉｌ×Ｉｒｅｆ＿ａ＝Ｔｓａｔ＿ｅｓｔ・・・（１２）

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１５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（１３）式により算出できる。

Ｔｓａｔ＿ａｃｔ＝ＦＬ×Ｌ－ＦＲ×Ｌ・・・（１３）

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（１３）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１６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１６に示す処理装置には、第１転舵モータ電流指令値Ｉｒｅｆ＿ａ、軸力軸力ＦＬ，ＦＲが入力される。処理装置において、上記（１２）式で示される路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔが、上記（１３）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１６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（１１）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２２１は、転舵角制御部７００によって生成された第１転舵モータ電流指令値Ｉｒｅｆ＿ａ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（１２）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。

なお、路面反力トルク推定部２２１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（１１）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。

図１２に戻り、符号抽出部２２４は、上述した算出手法により得た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２２４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２２４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１７は、路面反力感応トルクマップの特性例を示す線図である。路面反力感応トルクマップ部２２２には、絶対値演算部２２３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。路面反力感応トルクマップ部２２２は、図１７に示す路面反力感応トルクマップを用いて、車速Ｖｓをパラメータとするトルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ０を生成する。

トルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ０は、図１７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＿ｄ０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＿ｄ０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＿ｄ０は、図１７に示すように、車速Ｖｓの増加に伴って増加する。

つまり、図１７に示す路面反力感応トルクマップによって導出されるトルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ０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１７に示す路面反力感応トルク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。

路面反力感応トルク補償値生成部２２０は、路面反力感応トルクマップ部２２２の出力値であるトルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ０に対し、乗算部２２５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＿ｄ（第２トルク値）を出力する。

図１８は、符号変換後の第２トルク値の特性例を概念的に示す線図である。図１８に示すように、路面反力感応トルク補償値生成部２２０から出力されるトルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ（第２トルク値）は、路面から作用する反力（セルフアライニングトルク）の推定値である路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔに応じて増減する。この路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔに応じて増減するトルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ（第２トルク値）を操舵トルク目標値Ｔｈ＿ｒｅｆに適用することにより、路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔに応じた操舵反力を得ることができる。

なお、路面反力感応トルクマップの特性は、上述した図１７又は図１８に示す態様に限定されない。また、例えば、図１７又は図１８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。

ここで、路面反力トルク推定値Ｔｓａｔ＿ｅｓｔは、路面の状況に加え、車速や舵角等の車両の状態によって変化する。このため、車両の状態によっては路面の状況を十分に反映できず、路面の状況や車両の状態に応じた操舵感が得られない可能性がある。

以下、路面の状況や車両の状態に応じた操舵感を付与可能な実施形態１に係る構成及び動作について、図４、図１９Ａ、図１９Ｂ、及び図１９Ｃを参照して説明する。図１９Ａは、実施形態１に係るゲイン比率生成部におけるゲイン比率設定例の第１例を概念的に示す線図である。図１９Ｂは、実施形態１に係るゲイン比率生成部におけるゲイン比率設定例の第２例を概念的に示す線図である。図１９Ｃは、実施形態１に係るゲイン比率生成部におけるゲイン比率設定例の第３例を概念的に示す線図である。

本実施形態では、車速Ｖｓをパラメータとして、第１ゲインＧａ及び第２ゲインＧｂを生成する。図４に示すように、実施形態１に係る操舵トルク目標値生成部２００のゲイン比率生成部２３０には、車速Ｖｓが入力される。ゲイン比率生成部２３０は、車速Ｖｓに応じて増減する第１ゲインＧａ、及び、当該第１ゲインＧａとの和が１となる第２ゲインＧｂを生成する。第１ゲインＧａは、乗算部２６１によりトルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）に乗じられる。第２ゲインＧｂは、乗算部２６２によりトルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ（第２トルク値）に乗じられる。

ゲイン比率生成部２３０は、第１車速Ｖｓ＿Ａ以上第２車速Ｖｓ＿Ｂ以下の範囲内において、トルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）に乗じる第１ゲインＧａを単調減少させる。これに伴い、トルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ（第２トルク値）に乗じる第２ゲインＧｂは、第１車速Ｖｓ＿Ａ以上第２車速Ｖｓ＿Ｂ以下の範囲内において単調増加する。第１車速Ｖｓ＿Ａは、例えば５［ｋｍ／ｈ］とされる。第２車速Ｖｓ＿Ｂは、例えば３０［ｋｍ／ｈ］とされる。第１車速Ｖｓ＿Ａ及び第２車速Ｖｓ＿Ｂの各値により本開示が限定されるものではない。

図１９Ａでは、第１車速Ｖｓ＿Ａ以下の範囲における第１ゲインＧａの最大値Ｇａ＿ｍａｘは、第２車速Ｖｓ＿Ｂ以上の範囲における第２ゲインＧｂの最大値Ｇｂ＿ｍａｘよりも大きい例を示している。この場合、第１車速Ｖｓ＿Ａ以下の範囲における第２ゲインＧｂの最小値Ｇｂ＿ｍｉｎは、第２車速Ｖｓ＿Ｂ以上の範囲における第１ゲインＧａの最小値Ｇａ＿ｍｉｎよりも大きい。

図１９Ｂでは、第１車速Ｖｓ＿Ａ以下の範囲における第１ゲインＧａの最大値Ｇａ＿ｍａｘは、第２車速Ｖｓ＿Ｂ以上の範囲における第２ゲインＧｂの最大値Ｇｂ＿ｍａｘよりも小さい例を示している。この場合、第１車速Ｖｓ＿Ａ以下の範囲における第２ゲインＧｂの最小値Ｇｂ＿ｍｉｎは、第２車速Ｖｓ＿Ｂ以上の範囲における第１ゲインＧａの最小値Ｇａ＿ｍｉｎよりも小さい。

図１９Ｃでは、第１車速Ｖｓ＿Ａ以下の範囲における第１ゲインＧａの最大値Ｇａ＿ｍａｘは、第２車速Ｖｓ＿Ｂ以上の範囲における第２ゲインＧｂの最大値Ｇｂ＿ｍａｘと等しい例を示している。この場合、第１車速Ｖｓ＿Ａ以下の範囲における第２ゲインＧｂの最小値Ｇｂ＿ｍｉｎは、第２車速Ｖｓ＿Ｂ以上の範囲における第１ゲインＧａの最小値Ｇａ＿ｍｉｎと等しい。

第１ゲインＧａの最大値Ｇａ＿ｍａｘ、第１ゲインＧａの最小値Ｇａ＿ｍｉｎ、第２ゲインＧｂの最大値Ｇｂ＿ｍａｘ、及び第２ゲインＧｂの最小値Ｇｂ＿ｍｉｎの各値及び大小関係は、本開示に係る制御装置５０が搭載される車両の運動性能や車両諸元等に応じて適宜設定すれば良い。

操舵トルク目標値生成部２００は、操舵反力トルク値生成部２１０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）に対し第１ゲインＧａを乗じた（乗算部２６１）トルク値Ｇａ×Ｔｒｅｆ＿ａ、路面反力感応トルク補償値生成部２２０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ（第２トルク値）に対し第２ゲインＧｂを乗じた（乗算部２６２）Ｇｂ×Ｔｒｅｆ＿ｄ、ダンピングトルク値生成部２４０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ｂ、及び、ヒステリシス補償部２５０から出力されたトルク補償値Ｔｒｅｆ＿ｃを加算し（加算部２７１，２７２，２７３）、操舵トルク目標値Ｔｈ＿ｒｅｆとして出力する。

実施形態１では、車速Ｖｓに応じた比率で、ハンドル１に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。具体的に、操舵トルク目標値生成部２００は、車速Ｖｓが相対的に小さい領域では、操舵反力トルク値生成部２１０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）に対して相対的に大きい第１ゲインＧａを乗じて操舵トルク目標値Ｔｈ＿ｒｅｆを生成し、車速Ｖｓが相対的に大きい領域では、路面反力感応トルク補償値生成部２２０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ（第２トルク値）に対して相対的に大きい第２ゲインＧｂを乗じて操舵トルク目標値Ｔｈ＿ｒｅｆを生成する。車速Ｖｓが比較的小さい低速領域では、タイヤの弾性変形に起因する反力トルクの成分が路面反力トルクの主要な成分であり、路面状態に起因する反力トルク成分が路面反力トルクに占める割合は少ない。すなわち、低速領域で路面反力感応トルク生成部２２０の出力を相対的に大きくした場合、路面状態を得づらいにも関わらず、重い操舵トルクが付与されることになるため、運転者の操舵感が悪化する。よって、車速Ｖｓが比較的小さい低速領域では、相対的に大きい第１ゲインＧａと相対的に小さい第ゲインＧｂを用いることで、路面の状況及び車速Ｖｓを反映した操舵感を得ることができる。

なお、実施形態１に係るゲイン比率生成部２３０におけるゲイン比率設定例は一例であって、上述した図１９Ａ、図１９Ｂ、図１９Ｃに示す態様に限定されない。例えば、第１車速Ｖｓ＿Ａ以上第２車速Ｖｓ＿Ｂ以下の範囲内において、トルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）に乗じる第１ゲインＧａが車速Ｖｓの増加に伴って徐々に減少し、これに伴い、トルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ（第２トルク値）に乗じる第２ゲインＧｂが車速Ｖｓの増加に伴って徐々に増加する態様であっても良い。また、例えば、第１車速Ｖｓ＿Ａ以上第２車速Ｖｓ＿Ｂ以下の範囲内において、トルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）に乗じる第１ゲインＧａが車速Ｖｓの減少に伴って徐々に増加し、これに伴い、トルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ（第２トルク値）に乗じる第２ゲインＧｂが車速Ｖｓの減少に伴って徐々に減少する態様であっても良い。

（実施形態２）
以下、路面の状況や車両の状態に応じた操舵感を付与可能な実施形態２に係る構成及び動作について、図２０及び図２１を参照して説明する。図２０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２１は、実施形態２に係るゲイン比率生成部におけるゲイン比率設定例の一例を概念的に示す線図である。

本実施形態では、実操舵角θｈ＿ａｃｔをパラメータとして、第１ゲインＧａ及び第２ゲインＧｂを生成する。図２０に示すように、実施形態２に係る操舵トルク目標値生成部２００ａのゲイン比率生成部２３０ａには、実操舵角θｈ＿ａｃｔが入力される。ゲイン比率生成部２３０ａは、実操舵角θｈ＿ａｃｔに応じて増減する第１ゲインＧａ、及び、当該第１ゲインＧａとの和が１となる第２ゲインＧｂを生成する。第１ゲインＧａは、乗算部２６１によりトルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）に乗じられる。第２ゲインＧｂは、乗算部２６２によりトルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ（第２トルク値）に乗じられる。

ゲイン比率生成部２３０ａは、第１操舵角θｈ＿Ａ以上第２操舵角θｈ＿Ｂ以下の範囲内において、トルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）に乗じる第１ゲインＧａを単調減少させる。これに伴い、トルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ（第２トルク値）に乗じる第２ゲインＧｂは、第１操舵角θｈ＿Ａ以上第２操舵角θｈ＿Ｂ以下の範囲内において単調増加する。第１操舵角θｈ＿Ａは、例えば３［ｄｅｇ］とされる。第２操舵角θｈ＿Ｂは、例えば２０［ｄｅｇ］とされる。第１操舵角θｈ＿Ａ及び第２操舵角θｈ＿Ｂの各値により本開示が限定されるものではない。

図２１では、第１操舵角θｈ＿Ａ以下の範囲における第１ゲインＧａの最大値Ｇａ＿ｍａｘは、第２操舵角θｈ＿Ｂ以上の範囲における第２ゲインＧｂの最大値Ｇｂ＿ｍａｘよりも大きい例を示している。この場合、第１操舵角θｈ＿Ａ以下の範囲における第２ゲインＧｂの最小値Ｇｂ＿ｍｉｎは、第２操舵角θｈ＿Ｂ以上の範囲における第１ゲインＧａの最小値Ｇａ＿ｍｉｎよりも大きい。

なお、第１操舵角θｈ＿Ａ以下の範囲における第１ゲインＧａの最大値Ｇａ＿ｍａｘは、第２操舵角θｈ＿Ｂ以上の範囲における第２ゲインＧｂの最大値Ｇｂ＿ｍａｘよりも小さく、第１操舵角θｈ＿Ａ以下の範囲における第２ゲインＧｂの最小値Ｇｂ＿ｍｉｎは、第２操舵角θｈ＿Ｂ以上の範囲における第１ゲインＧａの最小値Ｇａ＿ｍｉｎよりも小さい態様であっても良い。

また、第１操舵角θｈ＿Ａ以下の範囲における第１ゲインＧａの最大値Ｇａ＿ｍａｘは、第２操舵角θｈ＿Ｂ以上の範囲における第２ゲインＧｂの最大値Ｇｂ＿ｍａｘと等しく、第１操舵角θｈ＿Ａ以下の範囲における第２ゲインＧｂの最小値Ｇｂ＿ｍｉｎは、第２操舵角θｈ＿Ｂ以上の範囲における第１ゲインＧａの最小値Ｇａ＿ｍｉｎと等しい態様であっても良い。

第１ゲインＧａの最大値Ｇａ＿ｍａｘ、第１ゲインＧａの最小値Ｇａ＿ｍｉｎ、第２ゲインＧｂの最大値Ｇｂ＿ｍａｘ、及び第２ゲインＧｂの最小値Ｇｂ＿ｍｉｎの各値及び大小関係は、本開示に係る制御装置５０が搭載される車両の運動性能や車両諸元等に応じて適宜設定すれば良い。

操舵トルク目標値生成部２００ａは、操舵反力トルク値生成部２１０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）に対し第１ゲインＧａを乗じた（乗算部２６１）トルク値Ｇａ×Ｔｒｅｆ＿ａ、路面反力感応トルク補償値生成部２２０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ（第２トルク値）に対し第２ゲインＧｂを乗じた（乗算部２６２）Ｇｂ×Ｔｒｅｆ＿ｄ、ダンピングトルク値生成部２４０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ｂ、及び、ヒステリシス補償部２５０から出力されたトルク補償値Ｔｒｅｆ＿ｃを加算し（加算部２７１，２７２，２７３）、操舵トルク目標値Ｔｈ＿ｒｅｆとして出力する。

実施形態２では、実操舵角θｈ＿ａｃｔに応じた比率で、ハンドル１に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。具体的に、操舵トルク目標値生成部２００ａは、実操舵角θｈ＿ａｃｔが相対的に小さい領域では、操舵反力トルク値生成部２１０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）に対して相対的に大きい第１ゲインＧａを乗じて操舵トルク目標値Ｔｈ＿ｒｅｆを生成し、実操舵角θｈ＿ａｃｔが相対的に大きい領域では、路面反力感応トルク補償値生成部２２０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ（第２トルク値）に対して相対的に大きい第２ゲインＧｂを乗じて操舵トルク目標値Ｔｈ＿ｒｅｆを生成する。これにより、路面の状況及び実操舵角θｈ＿ａｃｔを反映した操舵感を得ることができる。

なお、実施形態２に係るゲイン比率生成部２３０ａにおけるゲイン比率設定例は一例であって、上述した図２１に示す態様に限定されない。例えば、第１操舵角θｈ＿Ａ以上第２操舵角θｈ＿Ｂ以下の範囲内において、トルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）に乗じる第１ゲインＧａが実操舵角θｈ＿ａｃｔの増加に伴って徐々に減少し、これに伴い、トルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ（第２トルク値）に乗じる第２ゲインＧｂが実操舵角θｈ＿ａｃｔの増加に伴って徐々に増加する態様であっても良い。また、例えば、第１操舵角θｈ＿Ａ以上第２操舵角θｈ＿Ｂ以下の範囲内において、トルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）に乗じる第１ゲインＧａが実操舵角θｈ＿ａｃｔの減少に伴って徐々に増加し、これに伴い、トルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ（第２トルク値）に乗じる第２ゲインＧｂが実操舵角θｈ＿ａｃｔの減少に伴って徐々に減少する態様であっても良い。

（実施形態３）
以下、路面の状況や車両の状態に応じた操舵感を付与可能な実施形態３に係る構成及び動作について、図２２及び図２３を参照して説明する。図２２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２３は、実施形態３に係るゲイン比率生成部におけるゲイン比率設定例の一例を概念的に示す線図である。

本実施形態では、実転舵角θｔ＿ａｃｔをパラメータとして、第１ゲインＧａ及び第２ゲインＧｂを生成する。図２２に示すように、実施形態３に係る操舵トルク目標値生成部２００ｂのゲイン比率生成部２３０ｂには、実転舵角θｔ＿ａｃｔが入力される。ゲイン比率生成部２３０ｂは、実転舵角θｔ＿ａｃｔに応じて増減する第１ゲインＧａ、及び、当該第１ゲインＧａとの和が１となる第２ゲインＧｂを生成する。第１ゲインＧａは、乗算部２６１によりトルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）に乗じられる。第２ゲインＧｂは、乗算部２６２によりトルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ（第２トルク値）に乗じられる。

ゲイン比率生成部２３０ｂは、第１転舵角θｔ＿Ａ以上第２転舵角θｔ＿Ｂ以下の範囲内において、トルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）に乗じる第１ゲインＧａを単調減少させる。これに伴い、トルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ（第２トルク値）に乗じる第２ゲインＧｂは、第１転舵角θｔ＿Ａ以上第２転舵角θｔ＿Ｂ以下の範囲内において単調増加する。第１転舵角θｔ＿Ａは、例えば３［ｄｅｇ］とされる。第２転舵角θｔ＿Ｂは、例えば２０［ｄｅｇ］とされる。第１転舵角θｔ＿Ａ及び第２転舵角θｔ＿Ｂの各値により本開示が限定されるものではない。

図２３では、第１転舵角θｔ＿Ａ以下の範囲における第１ゲインＧａの最大値Ｇａ＿ｍａｘは、第２転舵角θｔ＿Ｂ以上の範囲における第２ゲインＧｂの最大値Ｇｂ＿ｍａｘよりも大きい例を示している。この場合、第１転舵角θｔ＿Ａ以下の範囲における第２ゲインＧｂの最小値Ｇｂ＿ｍｉｎは、第２転舵角θｔ＿Ｂ以上の範囲における第１ゲインＧａの最小値Ｇａ＿ｍｉｎよりも大きい。

なお、第１転舵角θｔ＿Ａ以下の範囲における第１ゲインＧａの最大値Ｇａ＿ｍａｘは、第２転舵角θｔ＿Ｂ以上の範囲における第２ゲインＧｂの最大値Ｇｂ＿ｍａｘよりも小さく、第１転舵角θｔ＿Ａ以下の範囲における第２ゲインＧｂの最小値Ｇｂ＿ｍｉｎは、第２転舵角θｔ＿Ｂ以上の範囲における第１ゲインＧａの最小値Ｇａ＿ｍｉｎよりも小さい態様であっても良い。

また、第１転舵角θｔ＿Ａ以下の範囲における第１ゲインＧａの最大値Ｇａ＿ｍａｘは、第２転舵角θｔ＿Ｂ以上の範囲における第２ゲインＧｂの最大値Ｇｂ＿ｍａｘと等しく、第１転舵角θｔ＿Ａ以下の範囲における第２ゲインＧｂの最小値Ｇｂ＿ｍｉｎは、第２転舵角θｔ＿Ｂ以上の範囲における第１ゲインＧａの最小値Ｇａ＿ｍｉｎと等しい態様であっても良い。

第１ゲインＧａの最大値Ｇａ＿ｍａｘ、第１ゲインＧａの最小値Ｇａ＿ｍｉｎ、第２ゲインＧｂの最大値Ｇｂ＿ｍａｘ、及び第２ゲインＧｂの最小値Ｇｂ＿ｍｉｎの各値及び大小関係は、本開示に係る制御装置５０が搭載される車両の運動性能や車両諸元等に応じて適宜設定すれば良い。

操舵トルク目標値生成部２００ｂは、操舵反力トルク値生成部２１０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）に対し第１ゲインＧａを乗じた（乗算部２６１）トルク値Ｇａ×Ｔｒｅｆ＿ａ、路面反力感応トルク補償値生成部２２０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ（第２トルク値）に対し第２ゲインＧｂを乗じた（乗算部２６２）Ｇｂ×Ｔｒｅｆ＿ｄ、ダンピングトルク値生成部２４０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ｂ、及び、ヒステリシス補償部２５０から出力されたトルク補償値Ｔｒｅｆ＿ｃを加算し（加算部２７１，２７２，２７３）、操舵トルク目標値Ｔｈ＿ｒｅｆとして出力する。

実施形態３では、実転舵角θｔ＿ａｃｔに応じた比率で、ハンドル１に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。具体的に、操舵トルク目標値生成部２００ｂは、実転舵角θｔ＿ａｃｔが相対的に小さい領域では、操舵反力トルク値生成部２１０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）に対して相対的に大きい第１ゲインＧａを乗じて操舵トルク目標値Ｔｈ＿ｒｅｆを生成し、実転舵角θｔ＿ａｃｔが相対的に大きい領域では、路面反力感応トルク補償値生成部２２０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ（第２トルク値）に対して相対的に大きい第２ゲインＧｂを乗じて操舵トルク目標値Ｔｈ＿ｒｅｆを生成する。これにより、路面の状況及び実転舵角θｔ＿ａｃｔを反映した操舵感を得ることができる。

なお、実施形態３に係るゲイン比率生成部２３０ｂにおけるゲイン比率設定例は一例であって、上述した図２３に示す態様に限定されない。例えば、第１転舵角θｔ＿Ａ以上第２転舵角θｔ＿Ｂ以下の範囲内において、トルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）に乗じる第１ゲインＧａが実転舵角θｔ＿ａｃｔの増加に伴って徐々に減少し、これに伴い、トルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ（第２トルク値）に乗じる第２ゲインＧｂが実転舵角θｔ＿ａｃｔの増加に伴って徐々に増加する態様であっても良い。また、例えば、第１転舵角θｔ＿Ａ以上第２転舵角θｔ＿Ｂ以下の範囲内において、トルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）に乗じる第１ゲインＧａが実転舵角θｔ＿ａｃｔの減少に伴って徐々に増加し、これに伴い、トルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ（第２トルク値）に乗じる第２ゲインＧｂが実転舵角θｔ＿ａｃｔの減少に伴って徐々に減少する態様であっても良い。

（実施形態４）
以下、路面の状況や車両の状態に応じた操舵感を付与可能な実施形態４に係る構成及び動作について、図２４、図２５、図２６Ａ、及び図２６Ｂを参照して説明する。図２４は、実施形態４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２５は、実施形態４に係るゲイン比率生成部の構成例を示すブロック図である。図２６Ａ及び図２６Ｂは、実施形態４に係るゲイン比率生成部におけるゲイン比率設定例の一例を概念的に示す線図である。

本実施形態では、車速Ｖｓ及び実操舵角θｈ＿ａｃｔをパラメータとして、第１ゲインＧａ及び第２ゲインＧｂを生成する。図２４に示すように、実施形態４に係る操舵トルク目標値生成部２００ｃのゲイン比率生成部２３０ｃには、車速Ｖｓ及び実操舵角θｈ＿ａｃｔが入力される。また、ゲイン比率生成部２３０ｃは、図２５に示すように、第１ゲイン比率生成部２３０、第２ゲイン比率生成部２３０ａ、及びゲイン比率算出部２３１を備えている。

ゲイン比率生成部２３０ｃの第１ゲイン比率生成部２３０は、実施形態１に係るゲイン比率生成部２３０と実質的に同一の構成部である。第１ゲイン比率生成部２３０は、車速Ｖｓに応じて増減する第１ゲインＧａ１、及び、当該第１ゲインＧａ１との和が１となる第２ゲインＧｂ１を生成する。

第１ゲイン比率生成部２３０は、第１車速Ｖｓ＿Ａ以上第２車速Ｖｓ＿Ｂ以下の範囲内において第１ゲインＧａ１を単調減少させる。これに伴い、第２ゲインＧｂ１は、第１車速Ｖｓ＿Ａ以上第２車速Ｖｓ＿Ｂ以下の範囲内において単調増加する。第１車速Ｖｓ＿Ａは、例えば５［ｋｍ／ｈ］とされる。第２車速Ｖｓ＿Ｂは、例えば３０［ｋｍ／ｈ］とされる。第１車速Ｖｓ＿Ａ及び第２車速Ｖｓ＿Ｂの各値により本開示が限定されるものではない。

図２６Ａでは、第１車速Ｖｓ＿Ａ以下の範囲における第１ゲインＧａ１の最大値Ｇａ１＿ｍａｘは、第２車速Ｖｓ＿Ｂ以上の範囲における第２ゲインＧｂ１の最大値Ｇｂ１＿ｍａｘよりも大きい例を示している。この場合、第１車速Ｖｓ＿Ａ以下の範囲における第２ゲインＧｂ１の最小値Ｇｂ１＿ｍｉｎは、第２車速Ｖｓ＿Ｂ以上の範囲における第１ゲインＧａ１の最小値Ｇａ１＿ｍｉｎよりも大きい。

なお、第１車速Ｖｓ＿Ａ以下の範囲における第１ゲインＧａ１の最大値Ｇａ１＿ｍａｘは、第２車速Ｖｓ＿Ｂ以上の範囲における第２ゲインＧｂ１の最大値Ｇｂ１＿ｍａｘよりも小さく、第１車速Ｖｓ＿Ａ以下の範囲における第２ゲインＧｂ１の最小値Ｇｂ１＿ｍｉｎは、第２車速Ｖｓ＿Ｂ以上の範囲における第１ゲインＧａ１の最小値Ｇａ１＿ｍｉｎよりも小さい態様であっても良い。

また、第１車速Ｖｓ＿Ａ以下の範囲における第１ゲインＧａ１の最大値Ｇａ１＿ｍａｘは、第２車速Ｖｓ＿Ｂ以上の範囲における第２ゲインＧｂ１の最大値Ｇｂ１＿ｍａｘと等しく、第１車速Ｖｓ＿Ａ以下の範囲における第２ゲインＧｂ１の最小値Ｇｂ１＿ｍｉｎは、第２車速Ｖｓ＿Ｂ以上の範囲における第１ゲインＧａ１の最小値Ｇａ１＿ｍｉｎと等しい態様であっても良い。

第１ゲインＧａの最大値Ｇａ＿ｍａｘ、第１ゲインＧａの最小値Ｇａ＿ｍｉｎ、第２ゲインＧｂの最大値Ｇｂ＿ｍａｘ、及び第２ゲインＧｂの最小値Ｇｂ＿ｍｉｎの各値及び大小関係は、本開示に係る制御装置５０が搭載される車両の運動性能や車両諸元等に応じて適宜設定すれば良い。

ゲイン比率生成部２３０ｃの第２ゲイン比率生成部２３０ａは、実施形態２に係るゲイン比率生成部２３０ａと実質的に同一の構成部である。第２ゲイン比率生成部２３０ａは、実転舵角θｔ＿ａｃｔに応じて増減する第１ゲインＧａ２、及び、当該第１ゲインＧａ２との和が１となる第２ゲインＧｂ２を生成する。

第２ゲイン比率生成部２３０ａは、第１操舵角θｈ＿Ａ以上第２操舵角θｈ＿Ｂ以下の範囲内において第１ゲインＧａ２を単調減少させる。これに伴い、第２ゲインＧｂ２は、第１操舵角θｈ＿Ａ以上第２操舵角θｈ＿Ｂ以下の範囲内において単調増加する。第１操舵角θｈ＿Ａは、例えば３［ｄｅｇ］とされる。第２操舵角θｈ＿Ｂは、例えば２０［ｄｅｇ］とされる。第１操舵角θｈ＿Ａ及び第２操舵角θｈ＿Ｂの各値により本開示が限定されるものではない。

図２６Ｂでは、第１操舵角θｈ＿Ａ以下の範囲における第１ゲインＧａ２の最大値Ｇａ２＿ｍａｘは、第２操舵角θｈ＿Ｂ以上の範囲における第２ゲインＧｂ２の最大値Ｇｂ２＿ｍａｘよりも大きい例を示している。この場合、第１操舵角θｈ＿Ａ以下の範囲における第２ゲインＧｂ２の最小値Ｇｂ２＿ｍｉｎは、第２操舵角θｈ＿Ｂ以上の範囲における第１ゲインＧａ２の最小値Ｇａ２＿ｍｉｎよりも大きい。

なお、第１操舵角θｈ＿Ａ以下の範囲における第１ゲインＧａ２の最大値Ｇａ２＿ｍａｘは、第２操舵角θｈ＿Ｂ以上の範囲における第２ゲインＧｂ２の最大値Ｇｂ２＿ｍａｘよりも小さく、第１操舵角θｈ＿Ａ以下の範囲における第２ゲインＧｂ２の最小値Ｇｂ２＿ｍｉｎは、第２操舵角θｈ＿Ｂ以上の範囲における第１ゲインＧａ２の最小値Ｇａ２＿ｍｉｎよりも小さい態様であっても良い。

また、第１操舵角θｈ＿Ａ以下の範囲における第１ゲインＧａ２の最大値Ｇａ２＿ｍａｘは、第２操舵角θｈ＿Ｂ以上の範囲における第２ゲインＧｂ２の最大値Ｇｂ２＿ｍａｘと等しく、第１操舵角θｈ＿Ａ以下の範囲における第２ゲインＧｂ２の最小値Ｇｂ２＿ｍｉｎは、第２操舵角θｈ＿Ｂ以上の範囲における第１ゲインＧａ２の最小値Ｇａ２＿ｍｉｎと等しい態様であっても良い。

ゲイン比率算出部２３１は、第１ゲイン比率生成部２３０から出力される第１ゲインＧａ１及び第２ゲインＧｂ１、並びに、第２ゲイン比率生成部２３０ａから出力される第１ゲインＧａ２及び第２ゲインＧｂ２が入力される。ゲイン比率算出部２３１は、下記（１４）式を用いて第１ゲインＧａを算出し、下記（１５）式を用いて第２ゲインＧｂを算出する。

Ｇａ＝（Ｇａ１×Ｇａ２）／｛（Ｇａ１×Ｇａ２）＋（Ｇｂ１×Ｇｂ２）｝
・・・（１４）

Ｇｂ＝（Ｇｂ１×Ｇｂ２）／｛（Ｇａ１×Ｇａ２）＋（Ｇｂ１×Ｇｂ２）｝
・・・（１５）

第１ゲインＧａは、乗算部２６１によりトルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）に乗じられる。第２ゲインＧｂは、乗算部２６２によりトルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ（第２トルク値）に乗じられる。

操舵トルク目標値生成部２００ｃは、操舵反力トルク値生成部２１０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）に対し第１ゲインＧａを乗じた（乗算部２６１）トルク値Ｇａ×Ｔｒｅｆ＿ａ、路面反力感応トルク補償値生成部２２０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ（第２トルク値）に対し第２ゲインＧｂを乗じた（乗算部２６２）Ｇｂ×Ｔｒｅｆ＿ｄ、ダンピングトルク値生成部２４０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ｂ、及び、ヒステリシス補償部２５０から出力されたトルク補償値Ｔｒｅｆ＿ｃを加算し（加算部２７１，２７２，２７３）、操舵トルク目標値Ｔｈ＿ｒｅｆとして出力する。

実施形態４では、車速Ｖｓ及び実操舵角θｈ＿ａｃｔの双方に応じた比率で、ハンドル１に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。具体的に、操舵トルク目標値生成部２００ｃは、車速Ｖｓ又は実操舵角θｈ＿ａｃｔが相対的に小さい領域では、操舵反力トルク値生成部２１０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）に対して相対的に大きい第１ゲインＧａを乗じて操舵トルク目標値Ｔｈ＿ｒｅｆを生成し、車速Ｖｓ又は実操舵角θｈ＿ａｃｔが相対的に大きい領域では、路面反力感応トルク補償値生成部２２０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ（第２トルク値）に対して相対的に大きい第２ゲインＧｂを乗じて操舵トルク目標値Ｔｈ＿ｒｅｆを生成する。これにより、路面の状況、及び、車速Ｖｓ並びに実操舵角θｈ＿ａｃｔを反映した操舵感を得ることができる。

なお、実施形態４に係る第１ゲイン比率生成部２３０におけるゲイン比率設定例は一例であって、上述した図２６Ａに示す態様に限定されない。例えば、第１車速Ｖｓ＿Ａ以上第２車速Ｖｓ＿Ｂ以下の範囲内において第１ゲインＧａ１が車速Ｖｓの増加に伴って徐々に減少し、これに伴い、第２ゲインＧｂ１が車速Ｖｓの増加に伴って徐々に増加する態様であっても良い。また、例えば、第１車速Ｖｓ＿Ａ以上第２車速Ｖｓ＿Ｂ以下の範囲内において、第１ゲインＧａ１が車速Ｖｓの減少に伴って徐々に増加し、これに伴い、第２ゲインＧｂ１が車速Ｖｓの減少に伴って徐々に減少する態様であっても良い。

また、実施形態４に係る第２ゲイン比率生成部２３０ａにおけるゲイン比率設定例は一例であって、上述した図２６Ｂに示す態様に限定されない。例えば、第１操舵角θｈ＿Ａ以上第２操舵角θｈ＿Ｂ以下の範囲内において、第１ゲインＧａ２が実操舵角θｈ＿ａｃｔの増加に伴って徐々に減少し、これに伴い、第２ゲインＧｂ２が実操舵角θｈ＿ａｃｔの増加に伴って徐々に増加する態様であっても良い。また、例えば、第１操舵角θｈ＿Ａ以上第２操舵角θｈ＿Ｂ以下の範囲内において、第１ゲインＧａ２が実操舵角θｈ＿ａｃｔの減少に伴って徐々に増加し、これに伴い、第２ゲインＧｂ２が実操舵角θｈ＿ａｃｔの減少に伴って徐々に減少する態様であっても良い。

（実施形態５）
以下、路面の状況や車両の状態に応じた操舵感を付与可能な実施形態５に係る構成及び動作について、図２７、図２８、図２９Ａ、及び図２９Ｂを参照して説明する。図２７は、実施形態５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２８は、実施形態５に係るゲイン比率生成部の構成例を示すブロック図である。図２９Ａ及び図２９Ｂは、実施形態５に係るゲイン比率生成部におけるゲイン比率設定例の一例を概念的に示す線図である。

本実施形態では、車速Ｖｓ及び実転舵角θｔ＿ａｃｔをパラメータとして、第１ゲインＧａ及び第２ゲインＧｂを生成する。図２７に示すように、実施形態５に係る操舵トルク目標値生成部２００ｄのゲイン比率生成部２３０ｄには、車速Ｖｓ及び実転舵角θｔ＿ａｃｔが入力される。また、ゲイン比率生成部２３０ｄは、図２５に示すように、第１ゲイン比率生成部２３０、第２ゲイン比率生成部２３０ｂ、及びゲイン比率算出部２３１を備えている。

ゲイン比率生成部２３０ｄの第１ゲイン比率生成部２３０は、実施形態１に係るゲイン比率生成部２３０と実質的に同一の構成部である。第１ゲイン比率生成部２３０は、車速Ｖｓに応じて増減する第１ゲインＧａ１、及び、当該第１ゲインＧａ１との和が１となる第２ゲインＧｂ１を生成する。

第１ゲイン比率生成部２３０は、第１車速Ｖｓ＿Ａ以上第２車速Ｖｓ＿Ｂ以下の範囲内において第１ゲインＧａ１を単調減少させる。これに伴い、第２ゲインＧｂ１は、第１車速Ｖｓ＿Ａ以上第２車速Ｖｓ＿Ｂ以下の範囲内において単調増加する。第１車速Ｖｓ＿Ａは、例えば５［ｋｍ／ｈ］とされる。第２車速Ｖｓ＿Ｂは、例えば３０［ｋｍ／ｈ］とされる。第１車速Ｖｓ＿Ａ及び第２車速Ｖｓ＿Ｂの各値により本開示が限定されるものではない。

図２９Ａでは、第１車速Ｖｓ＿Ａ以下の範囲における第１ゲインＧａ１の最大値Ｇａ１＿ｍａｘは、第２車速Ｖｓ＿Ｂ以上の範囲における第２ゲインＧｂ１の最大値Ｇｂ１＿ｍａｘよりも大きい例を示している。この場合、第１車速Ｖｓ＿Ａ以下の範囲における第２ゲインＧｂ１の最小値Ｇｂ１＿ｍｉｎは、第２車速Ｖｓ＿Ｂ以上の範囲における第１ゲインＧａ１の最小値Ｇａ１＿ｍｉｎよりも大きい。

なお、第１車速Ｖｓ＿Ａ以下の範囲における第１ゲインＧａ１の最大値Ｇａ１＿ｍａｘは、第２車速Ｖｓ＿Ｂ以上の範囲における第２ゲインＧｂ１の最大値Ｇｂ１＿ｍａｘよりも小さく、第１車速Ｖｓ＿Ａ以下の範囲における第２ゲインＧｂ１の最小値Ｇｂ１＿ｍｉｎは、第２車速Ｖｓ＿Ｂ以上の範囲における第１ゲインＧａ１の最小値Ｇａ１＿ｍｉｎよりも小さい態様であっても良い。

また、第１車速Ｖｓ＿Ａ以下の範囲における第１ゲインＧａ１の最大値Ｇａ１＿ｍａｘは、第２車速Ｖｓ＿Ｂ以上の範囲における第２ゲインＧｂ１の最大値Ｇｂ１＿ｍａｘと等しく、第１車速Ｖｓ＿Ａ以下の範囲における第２ゲインＧｂ１の最小値Ｇｂ１＿ｍｉｎは、第２車速Ｖｓ＿Ｂ以上の範囲における第１ゲインＧａ１の最小値Ｇａ１＿ｍｉｎと等しい態様であっても良い。

第１ゲインＧａの最大値Ｇａ＿ｍａｘ、第１ゲインＧａの最小値Ｇａ＿ｍｉｎ、第２ゲインＧｂの最大値Ｇｂ＿ｍａｘ、及び第２ゲインＧｂの最小値Ｇｂ＿ｍｉｎの各値及び大小関係は、本開示に係る制御装置５０が搭載される車両の運動性能や車両諸元等に応じて適宜設定すれば良い。

ゲイン比率生成部２３０ｃの第２ゲイン比率生成部２３０ｂは、実施形態３に係るゲイン比率生成部２３０ｂと実質的に同一の構成部である。第２ゲイン比率生成部２３０ｂは、実転舵角θｔ＿ａｃｔに応じて増減する第１ゲインＧａ２、及び、当該第１ゲインＧａ２との和が１となる第２ゲインＧｂ２を生成する。

第２ゲイン比率生成部２３０ｂは、第１転舵角θｔ＿Ａ以上第２転舵角θｔ＿Ｂ以下の範囲内において第１ゲインＧａ２を単調減少させる。これに伴い、第２ゲインＧｂ２は、第１転舵角θｔ＿Ａ以上第２転舵角θｔ＿Ｂ以下の範囲内において単調増加する。第１転舵角θｔ＿Ａは、例えば３［ｄｅｇ］とされる。第２転舵角θｔ＿Ｂは、例えば２０［ｄｅｇ］とされる。第１転舵角θｔ＿Ａ及び第２転舵角θｔ＿Ｂの各値により本開示が限定されるものではない。

図２９Ｂでは、第１転舵角θｔ＿Ａ以下の範囲における第１ゲインＧａ２の最大値Ｇａ２＿ｍａｘは、第２転舵角θｔ＿Ｂ以上の範囲における第２ゲインＧｂ２の最大値Ｇｂ２＿ｍａｘよりも大きい例を示している。この場合、第１転舵角θｔ＿Ａ以下の範囲における第２ゲインＧｂ２の最小値Ｇｂ２＿ｍｉｎは、第２転舵角θｔ＿Ｂ以上の範囲における第１ゲインＧａ２の最小値Ｇａ２＿ｍｉｎよりも大きい。

なお、第１転舵角θｔ＿Ａ以下の範囲における第１ゲインＧａ２の最大値Ｇａ２＿ｍａｘは、第２転舵角θｔ＿Ｂ以上の範囲における第２ゲインＧｂ２の最大値Ｇｂ２＿ｍａｘよりも小さく、第１転舵角θｔ＿Ａ以下の範囲における第２ゲインＧｂ２の最小値Ｇｂ２＿ｍｉｎは、第２転舵角θｔ＿Ｂ以上の範囲における第１ゲインＧａ２の最小値Ｇａ２＿ｍｉｎよりも小さい態様であっても良い。

また、第１転舵角θｔ＿Ａ以下の範囲における第１ゲインＧａ２の最大値Ｇａ２＿ｍａｘは、第２転舵角θｔ＿Ｂ以上の範囲における第２ゲインＧｂ２の最大値Ｇｂ２＿ｍａｘと等しく、第１転舵角θｔ＿Ａ以下の範囲における第２ゲインＧｂ２の最小値Ｇｂ２＿ｍｉｎは、第２転舵角θｔ＿Ｂ以上の範囲における第１ゲインＧａ２の最小値Ｇａ２＿ｍｉｎと等しい態様であっても良い。

ゲイン比率算出部２３１は、実施形態４において説明した（１４）式及び（１５）式を用いて、第１ゲインＧａ及び第２ゲインＧｂを算出する。

第１ゲインＧａは、乗算部２６１によりトルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）に乗じられる。第２ゲインＧｂは、乗算部２６２によりトルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ（第２トルク値）に乗じられる。

操舵トルク目標値生成部２００ｄは、操舵反力トルク値生成部２１０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）に対し第１ゲインＧａを乗じた（乗算部２６１）トルク値Ｇａ×Ｔｒｅｆ＿ａ、路面反力感応トルク補償値生成部２２０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ（第２トルク値）に対し第２ゲインＧｂを乗じた（乗算部２６２）Ｇｂ×Ｔｒｅｆ＿ｄ、ダンピングトルク値生成部２４０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ｂ、及び、ヒステリシス補償部２５０から出力されたトルク補償値Ｔｒｅｆ＿ｃを加算し（加算部２７１，２７２，２７３）、操舵トルク目標値Ｔｈ＿ｒｅｆとして出力する。

実施形態５では、車速Ｖｓ及び実転舵角θｔ＿ａｃｔの双方に応じた比率で、ハンドル１に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。具体的に、操舵トルク目標値生成部２００ｄは、車速Ｖｓ又は実転舵角θｔ＿ａｃｔが相対的に小さい領域では、操舵反力トルク値生成部２１０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ａ（第１トルク値）に対して相対的に大きい第１ゲインＧａを乗じて操舵トルク目標値Ｔｈ＿ｒｅｆを生成し、車速Ｖｓ又は実転舵角θｔ＿ａｃｔが相対的に大きい領域では、路面反力感応トルク補償値生成部２２０から出力されたトルク値Ｔｒｅｆ＿ｄ（第２トルク値）に対して相対的に大きい第２ゲインＧｂを乗じて操舵トルク目標値Ｔｈ＿ｒｅｆを生成する。これにより、路面の状況、及び、車速Ｖｓ並びに実転舵角θｔ＿ａｃｔを反映した操舵感を得ることができる。

なお、実施形態５に係る第１ゲイン比率生成部２３０におけるゲイン比率設定例は一例であって、上述した図２９Ａに示す態様に限定されない。例えば、第１車速Ｖｓ＿Ａ以上第２車速Ｖｓ＿Ｂ以下の範囲内において第１ゲインＧａ１が車速Ｖｓの増加に伴って徐々に減少し、これに伴い、第２ゲインＧｂ１が車速Ｖｓの増加に伴って徐々に増加する態様であっても良い。また、例えば、第１車速Ｖｓ＿Ａ以上第２車速Ｖｓ＿Ｂ以下の範囲内において、第１ゲインＧａ１が車速Ｖｓの減少に伴って徐々に増加し、これに伴い、第２ゲインＧｂ１が車速Ｖｓの減少に伴って徐々に減少する態様であっても良い。

また、実施形態５に係る第２ゲイン比率生成部２３０ｂにおけるゲイン比率設定例は一例であって、上述した図２９Ｂに示す態様に限定されない。例えば、第１転舵角θｔ＿Ａ以上第２転舵角θｔ＿Ｂ以下の範囲内において、第１ゲインＧａ２が実転舵角θｔ＿ａｃｔの増加に伴って徐々に減少し、これに伴い、第２ゲインＧｂ２が実転舵角θｔ＿ａｃｔの増加に伴って徐々に増加する態様であっても良い。また、例えば、第１転舵角θｔ＿Ａ以上第２転舵角θｔ＿Ｂ以下の範囲内において、第１ゲインＧａ２が実転舵角θｔ＿ａｃｔの減少に伴って徐々に増加し、これに伴い、第２ゲインＧｂ２が実転舵角θｔ＿ａｃｔの減少に伴って徐々に減少する態様であっても良い。

（実施形態６）
本実施形態では、第１ゲインＧａ及び第２ゲインＧｂの実施形態４とは異なる設定手法について説明する。図３０は、実施形態６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３１は、実施形態６に係るゲイン比率生成手法の一例を示す３Ｄマップである。

実施形態６に係る操舵トルク目標値生成部２００ｅのゲイン比率生成部２３０ｅは、図３１に示すゲイン比率設定マップを有している。ゲイン比率生成部２３０ｅは、図３１に示すゲイン比率マップを用いて、車速Ｖｓ及び実操舵角θｈ＿ａｃｔをパラメータとする第２ゲインＧｂを生成する。また、ゲイン比率生成部２３０ｅは、下記（１６）式を用いて第１ゲインＧａを算出する。

Ｇａ＝１－Ｇｂ・・・（１６）

なお、図３１に示す例では、ゲイン比率生成部２３０ｅは、図３１に示すゲイン比率マップを用いて第２ゲインＧｂを生成し、上記（１６）式を用いて第１ゲインＧａを算出する例を示したが、ゲイン比率生成部２３０ｅは、車速Ｖｓ及び実操舵角θｈ＿ａｃｔをパラメータとする第１ゲインＧａを生成するためのゲイン比率マップを有し、上記（１６）式を変形した下記（１７）式を用いて第２ゲインＧｂを算出する態様であっても良い。

Ｇｂ＝１－Ｇａ・・・（１７）

また、本実施形態では、実施形態４と同様に、車速Ｖｓ及び実操舵角θｈ＿ａｃｔをパラメータとして第１ゲインＧａ及び第２ゲインＧｂを生成する例について説明したが、車速Ｖｓ及び実転舵角θｔ＿ａｃｔをパラメータとする第２ゲインＧｂ又は第１ゲインＧａを生成するためのゲイン比率マップを有し、実施形態５と同様に、車速Ｖｓ及び実転舵角θｔ＿ａｃｔをパラメータとして第１ゲインＧａ及び第２ゲインＧｂを生成する態様とすることも可能である。

（実施形態７）
本実施形態では、転舵角制御部７００について説明する。図３２は、転舵角制御部の構成例を示すブロック図である。図３２に示すように、転舵角制御部７００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、第２転舵モータ電流指令値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、転舵モータ電流指令値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第２電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂを算出する。以下、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３３は、摩擦補償部の構成例を示すブロック図である。図３３に示すように、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、第１電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０を演算する。

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

図３４は、電流補償値演算部における第１電流補償値の特性例を示す線図である。図３４において、横軸は転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆを示し、縦軸は第１電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０を示している。また、図３４において、実線は右転舵時における第１電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０を示し、破線は左転舵時における第１電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０を示している。図３４に示すように、電流補償値演算部７７１において演算される第１電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０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３４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（１８）式及び（１９）式を用いて第１電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０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（１８）式を用いて第１電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０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（１９）式を用いて第１電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０を算出する。なお、下記（１８）式及び（１９）式において、ｘは転舵速度目標値ωｔ＿ｒｅｆ、ｙ_Ｒは右転舵時の第１電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０、ｙ_Ｌは左転舵時の第１電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０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（第１電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０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）}｝・・・（１８）

ｙ_Ｌ＝－Ａｈｙｓ｛１－ａ^{ｃ（ｘ－ｂ’）}｝・・・（１９）

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（１８）式を用いて第１電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０（ｙ_Ｒ）を算出し、左転舵時（ωｔ＿ｒｅｆ（ｓｇｎ）＝「－」）には、上記（１９）式を用いて第１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及び第１電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０の前回値を引き継ぎ、転舵切り替え後に適用する上記（１８）式又は（１９）式に対し、下記（２０）式又は（２１）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及び第１電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０の前回値（図３４に示す座標Ａ（ｘ_１，ｙ_１））を上記（１９）式に適用し、下記（２１）式に示す係数ｂ’を代入して第１電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０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及び第１電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０の前回値（図３４に示す座標Ｂ（ｘ_２，ｙ_２））を上記（１８）式に適用し、下記（２０）式に示す係数ｂを代入して第１電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０を算出する。

ｂ＝ｘ_１＋（１／ｃ）ｌｏｇ_ａ｛１－（ｙ_１／Ａｈｙｓ）｝・・・（２０）

ｂ’＝ｘ_１－（１／ｃ）ｌｏｇ_ａ｛１－（ｙ_１／Ａｈｙｓ）｝・・・（２１）

上記（２０）式及び（２１）式は、上記（１８）式及び（１９）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（１８）式、（１９）式、（２０）式、（２１）式は、それぞれ下記（２２）式、（２３）式、（２４）式、（２５）式で表せる。

ｙ_Ｒ＝Ａｈｙｓ［１－ｅｘｐ｛－ｃ（ｘ－ｂ）｝］・・・（２２）

ｙ_Ｌ＝－Ａｈｙｓ［｛１－ｅｘｐ｛ｃ（ｘ－ｂ’）｝］・・・（２３）

ｂ＝ｘ_１＋（１／ｃ）ｌｏｇ_ｅ｛１－（ｙ_１／Ａｈｙｓ）｝・・・（２４）

ｂ’＝ｘ_１－（１／ｃ）ｌｏｇ_ｅ｛１－（ｙ_１／Ａｈｙｓ）｝・・・（２５）

図３３に戻り、前回値保持部７７４には、転舵角制御部７００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、前回処理における第２転舵モータ電流指令値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７００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７００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７００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７００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３５Ａは、電流感応ゲインマップの第１例を示す線図である。図３５Ｂは、電流感応ゲインマップの第２例を示す線図である。

図３５Ａ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７００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３５Ａに示すように、転舵角制御部７００の前回出力値｜Ｉｔ＿ｒｅｆ’｜が増加するに従い単調増加する。

図３６は、摩擦補償部の出力特性の一例を示す線図である。図３６において、横軸は転舵角目標値θｔ＿ｒｅｆを示し、縦軸は第２電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ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から出力される第１電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０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）、第２電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂを算出する。これにより、図３６に示すように、ヒステリシス特性の出力幅（第２電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂの幅）が第２転舵モータ電流指令値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、相対的に第２転舵モータ電流指令値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から出力される第１電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０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（第２電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂの幅）を大きくすることができる。

また、相対的に第２転舵モータ電流指令値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から出力される第１電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０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（第２電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ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３５Ａに示す第１例の態様に限定されない。例えば、図３５Ｂに示す第２例のように、第２転舵モータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆ（転舵角制御部７００の前回出力値｜Ｉｔ＿ｒｅｆ’｜）に依らず、電流補償値演算部７７１から出力される第１電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０に対して一定のゲインＧｉ＝ｋ（例えば、ｋ＝１）を乗じて、第２電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂを算出する態様であっても良い。

摩擦補償部７７０から出力された第２電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂは、図３２に示す加算部７５０にて安定化補償部７４０から出力される第１転舵モータ電流指令値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第２転舵モータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆが出力される。

図３７は、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３３に示す摩擦補償部７７０ａの構成例では、電流補償値演算部７７１から出力される第１電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０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３７に示す変形例において、電流補償値演算部７７１ａは、第２転舵モータ電流指令値Ｉｔ＿ｒｅｆ（転舵角制御部７００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３６に示すように、ヒステリシス特性の出力幅（第２電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂの幅）が第２転舵モータ電流指令値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３３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、第２電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ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３８Ａ及び図３８Ｂは、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３８Ａ及び図３８Ｂ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３８Ａ及び図３８Ｂ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３８Ａは、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３８Ｂは、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３８Ａ及び図３８Ｂ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。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３８Ａ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、摩擦補償部７７０による摩擦補償制御を行った場合、図３８Ｂ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、第１電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０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３９Ａ及び図３９Ｂは、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３９Ａ及び図３９Ｂ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３９Ａ及び図３９Ｂ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３９Ａは、実施形態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３９Ｂは、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３９Ａ及び図３９Ｂに示す例では、図３８Ａ及び図３８Ｂ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３９Ａ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、摩擦補償部７７０による摩擦補償制御を行った場合、図３９Ｂ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３８Ａ及び図３８Ｂ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３８Ａ及び図３８Ｂ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から出力される第１電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０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、第１電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ０に乗ずることで、第２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、転舵角制御部７００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第２電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂ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、第２電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂを第２転舵モータ電流指令値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。

本開示において、路面反力感応トルク補償値生成部２２０は、摩擦補償部７７０から出力される第２電流補償値Ｉｒｅｆ＿ｂを加算する前の第１転舵モータ電流指令値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。

また、本開示において、第１車速Ｖｓ＿Ａから第２車速Ｖｓ＿Ｂまでの区間における第１ゲインＧａと第２ゲインのＧｂの増減は、図１９等に示すように、車速に対して線形に変化させてもよいし、一部の区間を非線形に変化させてもよい。

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。

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，２００ｃ，２００ｄ，２００ｅ 操舵トルク目標値生成部
２１０ 操舵反力トルク値生成部
２１１ 操舵反力トルクマップ部
２２０ 路面反力感応トルク補償値生成部
２２１ 路面反力トルク推定部
２２２ 路面反力感応トルクマップ部
２３０，２３０ａ，２３０ｂ，２３０ｃ，２３０ｄ，２３０ｅ ゲイン比率生成部（第１ゲイン比率生成部、第２ゲイン比率生成部）
２３１ ゲイン比率算出部
２４０ ダンピングトルク値生成部
２４１ ダンピングゲインマップ部
２５０ ヒステリシス補償部
２５１ ヒステリシス補償値演算部
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 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 (24)

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用モータを駆動する反力装置と、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第１転舵モータ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、
   少なくとも前記操舵角に応じて増減する第１トルク値を生成する操舵反力トルク値生成部と、
   少なくとも前記第１転舵モータ電流指令値に基づき推定される路面反力トルク推定値に応じて増減する第２トルク値を生成する路面反力感応トルク補償値生成部と、
   車両の車速及び舵角の少なくとも一方に応じて増減する第１ゲイン、及び当該第１ゲインとの和が１となる第２ゲインを生成するゲイン比率生成部と、
   を備え、
   前記第１トルク値に前記第１ゲインを乗じた値と、前記第２トルク値に前記第２ゲインを乗じた値とを加算して、前記操舵トルク目標値を生成し、
   前記操舵トルク目標値生成部は、前記車速の増加に伴い、前記第２トルク値を増加させる、
   車両用操向システムの制御装置。
2. 前記ゲイン比率生成部は、前記車速の増加に伴い、前記第１ゲインを減少させる、
   請求項１に記載の車両用操向システムの制御装置。
3. 前記ゲイン比率生成部は、第１車速以上第２車速以下の範囲内において前記第１ゲインを減少させる、
   請求項２に記載の車両用操向システムの制御装置。
4. 前記第１車速以下の範囲における第１ゲインは、前記第２車速以上の範囲における第２ゲインよりも大きい、
   請求項３に記載の車両用操向システムの制御装置。
5. 前記第１車速以下の範囲における第１ゲインは、前記第２車速以上の範囲における第２ゲインと等しい、
   請求項３に記載の車両用操向システムの制御装置。
6. 前記第１車速以下の範囲における第１ゲインは、前記第２車速以上の範囲における第２ゲインよりも小さい、
   請求項３に記載の車両用操向システムの制御装置。
7. 前記ゲイン比率生成部は、前記ハンドルの実際の操舵角である実操舵角の増加に伴い、前記第１ゲインを減少させる、
   請求項１に記載の車両用操向システムの制御装置。
8. 前記ゲイン比率生成部は、第１操舵角以上第２操舵角以下の範囲内において、前記第１ゲインを減少させる、
   請求項７に記載の車両用操向システムの制御装置。
9. 前記第１操舵角以下の範囲における第１ゲインは、前記第２操舵角以上の範囲における第２ゲインよりも大きい、
   請求項８に記載の車両用操向システムの制御装置。
10. 前記第１操舵角以下の範囲における第１ゲインは、前記第２操舵角以上の範囲における第２ゲインと等しい、
    請求項８に記載の車両用操向システムの制御装置。
11. 前記第１操舵角以下の範囲における第１ゲインは、前記第２操舵角以上の範囲における第２ゲインよりも小さい、
    請求項８に記載の車両用操向システムの制御装置。
12. 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用モータを駆動する反力装置と、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第１転舵モータ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、
    少なくとも前記操舵角に応じて増減する第１トルク値を生成する操舵反力トルク値生成部と、
    少なくとも前記第１転舵モータ電流指令値に基づき推定される路面反力トルク推定値に応じて増減する第２トルク値を生成する路面反力感応トルク補償値生成部と、
    車両の車速及び舵角の少なくとも一方に応じて増減する第１ゲイン、及び当該第１ゲインとの和が１となる第２ゲインを生成するゲイン比率生成部と、
    を備え、
    前記第１トルク値に前記第１ゲインを乗じた値と、前記第２トルク値に前記第２ゲインを乗じた値とを加算して、前記操舵トルク目標値を生成し、
    前記ゲイン比率生成部は、前記転舵輪の実際の転舵角である実転舵角の増加に伴い、前記第１ゲインを減少させる、
    車両用操向システムの制御装置。
13. 前記操舵トルク目標値生成部は、前記車速の増加に伴い、前記第２トルク値を増加させる、
    請求項１２に記載の車両用操向システムの制御装置。
14. 前記ゲイン比率生成部は、第１転舵角以上第２転舵角以下の範囲内において、前記第１ゲインを減少させる、
    請求項１２に記載の車両用操向システムの制御装置。
15. 前記第１転舵角以下の範囲における第１ゲインは、前記第２転舵角以上の範囲における第２ゲインよりも大きい、
    請求項１４に記載の車両用操向システムの制御装置。
16. 前記第１転舵角以下の範囲における第１ゲインは、前記第２転舵角以上の範囲における第２ゲインと等しい、
    請求項１４に記載の車両用操向システムの制御装置。
17. 前記第１転舵角以下の範囲における第１ゲインは、前記第２転舵角以上の範囲における第２ゲインよりも小さい、
    請求項１４に記載の車両用操向システムの制御装置。
18. 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転舵モータ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、
    前記第１転舵モータ電流指令値及び前記転舵モータ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第２転舵モータ電流指令値を生成する、
    請求項１から１７の何れか一項に記載の車両用操向システムの制御装置。
19. 前記転舵モータ電流補償値は、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１８に記載の車両用操向システムの制御装置。
20. 前記転舵モータ電流補償値は、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１８に記載の車両用操向システムの制御装置。
21. 前記摩擦補償部は、前記第２転舵モータ電流指令値に応じて前記転舵モータ電流補償値を増減させる、
    請求項１８に記載の車両用操向システムの制御装置。
22. 前記転舵モータ電流補償値は、前記第２転舵モータ電流指令値の増加に伴って単調増加する、
    請求項２１に記載の車両用操向システムの制御装置。
23. 第１電流補償値を算出する電流補償値演算部と、
    前記第２転舵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て第２電流補償値を算出する、
    請求項２２に記載の車両用操向システムの制御装置。
24. 前記摩擦補償部は、前記第２転舵モータ電流指令値と、当該第２転舵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、前記転舵モータ電流補償値を算出する、
    請求項２２に記載の車両用操向システムの制御装置。