JP2014151881A - 車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】目標転舵応答と良好な操舵反力との両立を実現することができる車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法を提供する。
【解決手段】転舵制御部１９は、操舵角に応じた制御量である定常ステア制御量と操舵角速度に応じた制御量である微分ステア制御量とを加算した値を、転舵輪の目標転舵角として設定する。このとき、車両の走行モードに応じて微分ステアマップを切替えて微分ステア制御量を演算する。また、反力制御部２０は、操舵角に応じた制御量である定常ステア制御量と操舵角速度に応じた制御量である微分ステア制御量とを加算した値に基づいて、ステアリングホイール１に付与するも目標操舵反力を設定する。このとき、予め固定した微分ステアマップを参照して微分ステア制御量を演算する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、運転者が操作する操作部と転舵輪を転舵する転舵部とを機械的に分離したステアバイワイヤシステムによる車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法に関する。

従来、操舵輪（ステアリングホイール）と転舵輪との間のトルク伝達経路を機械的に分離した状態で、転舵モータを駆動制御し、転舵輪を、操舵輪の操作に応じた角度（目標転舵角）に転舵する操舵制御装置がある。
このような操舵制御装置は、一般的に、ステアバイワイヤ（ＳＢＷ）と呼称するシステム（ＳＢＷシステム）を形成する装置であり、例えば、特許文献１に記載のものがある。このＳＢＷシステムでは、ステアリングホイールの操舵角に基づいて前輪の目標転舵角を算出し、転舵モータを制御すると共に、算出した目標転舵角に基づいて反力モータを制御している。

特開２００４−３１４８９１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術にあっては、目標転舵角に基づいて反力モータを制御しているため、運転者のステアリング操作に対する操舵反力の応答は目標転舵角の応答によって決まる。そのため、転舵応答が目標応答に適合するように目標転舵角を調整した場合、その設定が操舵反力にも影響することになる。ところが、目標の転舵応答を得るための調整が、逆に操舵反力の応答性に悪影響を与え、運転者に違和感を与えてしまう場合がある。
そこで、本発明は、目標転舵応答と良好な操舵反力との両立を実現することができる車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、操舵角に応じた制御量である第一定常ステア制御量と操舵角速度に応じた制御量である第一微分ステア制御量とを加算した値を目標転舵角として設定する。このとき、車両の走行モードに対応した第一微分ステアマップを参照して第一微分ステア制御量を演算する。また、操舵角に応じた制御量である第二定常ステア制御量と操舵角速度に応じた制御量である第二微分ステア制御量とを加算した値に基づいて目標操舵反力を設定する。このとき、予め固定した第二微分ステアマップを参照して第二微分ステア制御量を演算する。

本発明によれば、転舵制御の目標転舵角と、反力制御の目標操舵反力を決める仮想目標転舵角とを、それぞれ別系統で生成することができる。したがって、目標の転舵応答を得るための目標転舵角の調整が、操舵反力の応答性に悪影響を与えるのを防止することができる。そのため、適切な車両感覚（目標応答）の実現と良好な操舵反力の付与との両立を図ることができる。

本実施形態の車両用操舵装置を備えた車両の全体構成図である。 転舵制御および反力制御の制御ブロック図である。 微分ステアマップの例である。 モード切替構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施の形態）
（構成）
図１は、本実施形態の車両用操舵装置を備えた車両の全体構成図である。この車両用操舵装置は、ステアリングホイール１と前輪（転舵輪）２を転舵する舵取り機構３とを機械的に切り離した、所謂ステア・バイ・ワイヤ（ＳＢＷ）システムである。
この車両は、反力モータ５を備える。反力モータ５は、ステアリングホイール１を支持するコラムシャフト４に設ける。また、この車両は、回転角センサ６と、操舵トルクセンサ７と、反力モータ角度センサ８とを備える。回転角センサ６は、コラムシャフト４の回転角を検出する。操舵トルクセンサ７は、コラムシャフト４の捩れ角から操舵トルクを検出する。反力モータ角度センサ８は、反力モータ５の回転角度を検出する。

さらに、この車両は、第１，第２転舵モータ９ａ，９ｂを備える。第１，第２転舵モータ９ａ，９ｂは、舵取り機構３に設けており、ピニオンギヤ１３a，１３ｂに対しそれぞれ前輪２を転舵する転舵トルクを付与する。
また、この車両は、第１，第２転舵モータ角度センサ１０ａ，１０ｂと、第１，第２タイヤ横力センサ１２ａ，１２ｂと、を備える。第１，第２転舵モータ角度センサ１０ａ，１０ｂは、前輪２の直進状態からの回転角である転舵角として第１，第２転舵モータ９ａ，９ｂの回転角度を検出する。第１，第２タイヤ横力センサ１２ａ，１２ｂは、前輪２の横力として前輪２からラック１１の軸方向に入力する力を検出する。なお、第１転舵モータ９ａはピニオンギヤ１３aとラック１１を介して、第２転舵モータ９ｂはピニオンギヤ１３ｂとラック１１を介して前輪２と機械的に接続している。そのため、第１，第２転舵モータ９ａ，９ｂの回転角度を検出することで前輪２の転舵角を検出することができる。

第１，第２，第３コントローラ１４，１５，１６は、反力モータ５と第１，第２転舵モータ９ａ，９ｂとを制御する。
第２コントローラ１５は、回転角センサ６からのコラムシャフト回転角と、操舵トルクセンサ７からの操舵トルクと、反力モータ角度センサ８からの反力モータ角度と、第１，第２タイヤ横力センサ１２ａ，１２ｂからのタイヤ横力とを入力する。また、第２コントローラ１５は、図外のＣＡＮ通信線を介して車輪速等の車両情報も入力する。

そして、第２コントローラ１５は、反力モータ角度センサ８からの反力モータ角度、ＣＡＮ通信線からの車速に基づいて前輪２の目標転舵角を生成し、これを第１，第３コントローラ１４，１６へ送る。第１コントローラ１４は、第２コントローラ１５から入力した目標転舵角と第１転舵モータ角度センサ１０ａが検出した前輪２の実際の転舵角との偏差を無くす指令電流を第１転舵モータ９ａへ出力し、転舵角を制御する。第３コントローラ１６は、第２コントローラ１５から入力した目標転舵角と第２転舵モータ角度センサ１０ｂが検出した前輪２，２の実際の転舵角との偏差を無くす指令電流を第２転舵モータ９ｂへ出力し、転舵角を制御する。

また、第２コントローラ１５は、反力モータ角度センサ８からの反力モータ角度、第１，第２タイヤ横力センサ１２ａ，１２ｂからのタイヤ横力、第１，第２転舵モータ９ａ，９ｂの電流値およびＣＡＮ通信線からの車速に基づいて、ステアリングホイール１に付与する目標操舵反力を生成する。そして、第２コントローラ１５は、生成した目標操舵反力に基づいた目標電流と反力モータ５に供給している電流を検出する電流センサ（不図示）で検出された実電流との偏差を無くす指令電流を反力モータ５へ出力し、操舵反力を制御する。

第１，第２，第３コントローラ１４，１５，１６は、バッテリ１７から電源を供給する。また、第１，第２，第３コントローラ１４，１５，１６は、通信線１８を介して互いに入出力情報を共有している。仮に第２コントローラ１５に故障が発生した場合であっても、残りの第１，第３コントローラ１４，１６の一方で目標転舵角および目標操舵反力を生成し、２つの第１，第３コントローラ１４，１６で第１，第２転舵モータ９ａ，９ｂおよび反力モータ５の制御を継続可能となっている。

第２コントローラ１５は、第１，第２転舵モータ９ａ，９ｂの両方に故障が発生した場合、または反力モータ５に故障が発生した場合には、バックアップクラッチ等によりコラムシャフト４とピニオンシャフト１３とを機械的に連結する。これにより、運転者によるマニュアル操舵を可能とする。
なお、第２コントローラ１５は、イグニッションオン時、回転角センサ６が検出したコラムシャフト回転角に基づき、コラムシャフト４の回転角度をニュートラル位置（転舵角ゼロに対応する位置）に合わせる。

図２は、本実施形態の転舵制御および反力制御の制御ブロック図である。
以下、説明を簡略化するために、個々を別々に説明する必要がある場合を除き、第１，第２転舵モータ９ａ，９ｂを転舵モータ９、第１，第２転舵モータ角度センサ１０ａ，１０ｂを転舵モータ角度センサ１０、第１，第２，第３コントローラ１４，１５，１６をコントローラ１５という。

コントローラ１５は、転舵制御部１９と操舵反力制御部２０とを備える。
転舵制御部１９は、目標転舵角生成部１９ａと、モータ駆動部１９ｂとを有する。
目標転舵角生成部１９ａは、定常ステア制御量演算部１９ａａと、操舵角速度演算部１９ａｂと、微分ステア制御量演算部１９ａｃと、加算部１９ａｄとを有する。
定常ステア制御量演算部１９ａａは、操舵角に応じた制御量である定常ステア制御量（第一の定常ステア制御量）を演算する。定常ステア制御量は、運転者のステアリングホイール１への入力角度である操舵角と車速とに基づいて、可変ギヤ比マップを参照して算出する。

操舵角は、反力モータ角度と、操舵トルクセンサ７に設けたトーションバーの捩れ角とから推定する。トーションバーの捩れ角は、トーションバーの捩り特性から、下記の関係式を用いて算出できる。
トーションバー捩れ角＝操舵トルク／トルクセンサバネ定数
ここで、操舵トルクは、操舵トルクセンサ７が検出したトルクである。また、トルクセンサバネ定数は、トーションバーの固有値であって、予め実験等により判明している。
よって、操舵角は、
操舵角＝トーションバー捩れ角＋反力モータ角度
として求めることができる。
なお、この操舵角は、回転角センサ６で検出したステアリングホイール１の回転角を用いて検出しても良い。

可変ギヤ比マップにおいて、定常ステア制御量は、ステアリングギヤ比（転舵角に対する操舵角の比）に基づく操舵角と転舵角との関係から設定する。ステアリングギヤ比は、車速に応じて変更する。例えば、低車速域ではステアリングギヤ比を小さくして（転舵角に対する操舵角を小さくして）旋回性能を高め、高車速域ではステアリングギヤ比を大きくして（転舵角に対する操舵角を大きくして）走行安定性を高める。すなわち、車速に応じたステアリングギヤ比を可変ギヤ比マップに基づいて設定し、設定したギヤ比と操舵角とに基づいて転舵角を設定する。

操舵角速度演算部１９ａｂは、操舵角を微分して操舵角速度を演算する。
微分ステア制御量演算部１９ａｃは、操舵角速度演算部１９ａｂで演算した操舵角速度に応じた制御量である微分ステア制御量（第一の微分ステア制御量）を演算する。微分ステア制御量は、操舵角速度に基づいて、微分ステアマップを参照して算出する。

図３は、微分ステアマップの例である。転舵制御の微分ステア制御量は、操舵角速度と所定の微分ゲインＫ１とを乗算した値となるように設定する。ここで、微分ゲインＫ１は、操舵角速度が小さい範囲では操舵角速度が大きい範囲と比較して大きくする。また、微分ゲインＫ１は、車速が高いほど大きな値となるように設定する。さらに、微分ステア制御量には、あるリミット値により上限を設定する。

本実施形態では、目標転舵角生成部１９ａで用いる可変ギヤ比マップおよび微分ステアマップを、車両の走行モードによって切替えるものとする。車両の走行モードは、運転者が運転席近傍に設置したモード切替スイッチを操作することで切り替えが可能となっている。走行モードには、ノーマルモード（通常走行性能を重視したモード）、スポーツモード（応答性能を重視したモード）、エコモード（燃費性能を重視したモード）等がある。

図４は、モード切替構成を示す図である。この図４に示すように、運転者がモード切替スイッチ３１を操作すると、モード切替制御装置３２がその操作信号（モード切替信号）を認識する。すると、モード切替制御装置３２は、ＣＡＮ通信線を介して認識したモード切替信号をコントローラ１５に送る。コントローラ１５は、ＣＡＮインターフェース１５ａを介してそのモード切替信号を受信する。

ここで、コントローラ１５は、複数の走行モードにそれぞれ対応した可変ギヤ比マップや微分ステアマップ等の参照マップ（ＲＯＭ ＭＡＰ）を、ＲＯＭ１５ｂに格納している。このコントローラ１５は、受信したモード切替信号に基づいて、運転者が指定した走行モードに対応する参照マップをＲＯＭ１５ｂから読出し、目標転舵角生成部１９ａで用いる可変ギヤ比マップ及び微分ステアマップを切り替える。

加算部１９ａｄは、定常ステア制御量演算部１９ａａで演算した定常ステア制御量と、微分ステア制御量演算部１９ａｃで演算した微分ステア制御量とを加算して、目標転舵角を生成する。
また、モータ駆動部１９ｂは、目標転舵角生成部１９ａが生成した目標転舵角と実際の転舵角（実転舵角）とが一致するような指令電流（すなわち目標転舵角と実転舵角との偏差に応じた指令電流）を転舵モータ９へ供給する。
操舵反力制御部２０は、仮想目標転舵角生成部２０ａと、目標反力生成部２０ｂと、モータ駆動部２０ｃとを有する。
仮想目標転舵角生成部２０ａは、定常ステア制御量演算部２０ａａと、操舵角速度演算部２０ａｂと、微分ステア制御量演算部２０ａｃと、加算部２０ａｄとを有する。

定常ステア制御量演算部２０ａａは、操舵角に応じた制御量である定常ステア制御量（第二の定常ステア制御量）を演算する。定常ステア制御量は、運転者のステアリングホイール１への入力角度である操舵角と車速とに基づいて、可変ギヤ比マップを参照して算出する。この可変ギヤ比マップは、転舵制御部１９の定常ステア制御量演算部１９ａａで用いる可変ギヤ比マップと同一のものとし、走行モードによって切り替わるようにする。また、操舵角は、転舵制御部１９の定常ステア制御量演算部１９ａａと同一の方法で算出又は検出する。

操舵角速度演算部２０ａｂは、操舵角を微分して操舵角速度を演算する。
微分ステア制御量演算部２０ａｃは、操舵角速度演算部２０ａｂで演算した操舵角速度に応じた制御量である微分ステア制御量（第二の微分ステア制御量）を演算する。微分ステア制御量は、操舵角速度に基づいて、微分ステアマップを参照して算出する。この微分ステアマップは、走行モードによって切り替わらないように固定しておく。

ここで、反力制御の微分ステア制御量は、操舵角速度と所定の微分ゲインＫ２（＞Ｋ１）とを乗算した値となるように設定する。ここで、微分ゲインＫ２は、車速が高いほど大きな値となるように設定する。また、微分ステア制御量は、転舵制御の微分ステア制御量と同様、あるリミット値により上限を設定しておく。
加算部２０ａｄは、定常ステア制御量演算部２０ａａで演算した定常ステア制御量と、微分ステア制御量演算部２０ａｃで演算した微分ステア制御量とを加算して、仮想目標転舵角を生成する。
目標反力生成部２０ｂは、仮想目標転舵角生成部２０ａが生成した仮想目標転舵角と、車速、車両状態および転舵モータ電流（第１，第２転舵モータ９ａ，９ｂの電流値）を参照して目標操舵反力を生成する。

ここでは、仮想目標転舵角をθ、仮想目標転舵角θの１階微分値である仮想目標転舵角速度をｄθ／ｄｔ、仮想目標転舵角θの２階微分値である仮想目標転舵角加速度をｄ²θ／ｄｔ²としたとき、目標操舵反力Ｔｈを、次式をもとに算出する。
Ｔｈ＝Ｉｈ・ｄ²θ／ｄｔ²＋Ｃｈ・ｄθ／ｄｔ＋Ｋｈ・θ＋Ｔｈ・（θ−θａｃ）＋Ｆｈ・ＣＦ＋Ｌｈ・ＡＰ ………（１）
ここで、Ｉｈは慣性係数、Ｃｈはダンピング係数、Ｋｈはバネ性係数、Ｔｈはフィードバック係数、Ｆｈはタイヤ横力係数、ＣＦはタイヤ横力、Ｌｈは転舵軸力係数、ＡＰは転舵モータ電流より換算した転舵軸力、θａｃは実際の転舵角である。

ここで、右辺第一項は、仮想目標転舵角加速度に応じて発生する操舵反力の慣性成分を模擬する慣性項である。第二項は、仮想目標転舵角速度に応じて発生する操舵反力の粘性成分を模擬するダンピング項である。第三項は、ハンドル１の回転角度に応じて発生する操舵反力のバネ成分を模擬するバネ項（剛性項）である。第四項は、仮想目標転舵角と実転舵角との偏差に応じて発生する操舵反力のフィードバック成分を模擬するフィードバック項である。第五項は、タイヤ横力に応じて発生する操舵反力のタイヤ横力成分を模擬するタイヤ横力項である。第六項は、セルフアライニングトルクに応じて発生する操舵反力のセルフアライニングトルク成分を模擬するセルフアライニングトルク項である。

上記（１）式において、反力特性（ハンドル操作に対する操舵反力を制御する反力特性）を決める各パラメータＩｈ，Ｃｈ，Ｋｈ，Ｔｈ，Ｆｈ，Ｌｈは、全て車速に依存する係数であり、車速が高くなるほどより大きな値となるように設定する。これにより、高速走行時の走行安定性を確保する。
モータ駆動部２０ｃは、目標反力生成部２０ｂが生成した目標操舵反力に応じた目標電流と実反力（不図示の電流センサで検出された、反力モータ５に供給されている実電流）とが一致するような指令電流を反力モータ５へ供給する。

（動作）
次に、本実施形態の動作について説明する。
運転者が、停車していた車両を発進させるとともに、ステアリングホイール１を操舵したとする。すると、コントローラ１５は、操舵角および車速に基づいて目標転舵角を算出する（目標転舵角生成部１９ａ）。このとき、車両の走行モードに応じた可変ギヤ比マップを参照して定常ステア制御量（定常項）を算出すると共に、車両の走行モードに応じた微分ステアマップを参照して微分ステア制御量（過渡項）を算出する。そして、定常ステア制御量と微分ステア制御量との加算結果を目標転舵角とする。続いて、コントローラ１５は、算出した目標転舵角から実際の転舵角を減じた減算結果に基づいて転舵モータ９の指令電流を算出する。この指令電流に基づいて転舵モータ９を駆動することにより、運転者の操舵操作に応じて転舵輪２が転舵する。

同時に、コントローラ１５は、操舵角および車速に基づいて仮想目標転舵角を算出し（仮想目標転舵角生成部２０ａ）、算出した仮想目標転舵角と、車速、車両状態および転舵モータ電流とに基づいて目標操舵反力を生成する（目標反力生成部２０ｂ）。そして、生成した目標操舵反力に基づいて反力モータ５を駆動することにより、ステアリングホイール１に操舵反力を付与する。

このとき、車両の走行モードに応じた可変ギヤ比マップを参照して定常ステア制御量（定常項）を算出すると共に、車両の走行モードによらずに固定した微分ステアマップを参照して微分ステア制御量（過渡項）を算出する。そして、定常ステア制御量と微分ステア制御量との加算結果を仮想目標転舵角とする。
このように、コントローラ１５は、転舵制御の目標転舵角と反力制御の目標操舵反力を決める目標転舵角（仮想目標転舵角）とを、それぞれ別系統（目標転舵角生成部１９ａ，仮想目標転舵角生成部２０ａ）で生成する。そして、これら２つの系統の構成を互いに異ならせるものとする。

すなわち、ＳＢＷシステムでは、操舵角を中心に転舵制御と反力制御とを行っているが、本実施形態では、この２つの制御を独立に適合／調整することで、全体システム性能を調整している。
具体的には、個々の走行モードに対応した適切な車両感覚（目標応答）を得るために、先ず転舵制御において、操舵角に対する転舵角の比と、目標転舵角に対する実転舵角の位相（転舵指令角に対するラックの動きの進み量）を調整する。つまり、目標転舵角生成部１９ａにおいて、走行モードに応じて可変ギヤ比マップ及び微分ステアマップをそれぞれ切替えることで、目標応答に適した目標転舵角を生成する。

ところで、一般的に、ＳＢＷシステムの反力制御は、転舵に応じた操舵力を発生するように構成しており、転舵制御側での調整を反力制御側にも忠実に反映しないと運転者に正確な操舵感を与えられないと考えられている。一般的に、ＳＢＷシステムの転舵制御では操舵角に基づいて転舵角を制御し、反力制御では転舵角に基づいて操舵反力を生成する構成を採用している。
これに対して、本実施形態では、転舵制御と反力制御とを同一の入力値（操舵角）に基づく演算とし、それぞれの演算を並列で流す。このように、転舵制御の演算と反力制御の演算とを並列で流すことにより、この２つの制御を独立に適合／調整することが可能となる。

転舵制御において、定常ステア制御量と微分ステア制御量とを演算するようにし、走行モードに応じて可変ギヤ比マップと微分ステアマップの両方を切り替える場合、転舵制御側での調整を反力制御側にも忠実に反映するという考えに則って構成すると、反力制御においても同様に、定常ステア制御量と微分ステア制御量とを演算するようにし、走行モードに応じて可変ギヤ比マップと微分ステアマップの両方を切り替えることになる。

しかしながら、反力制御において、走行モードに応じて操舵反力の応答性を変更してしまうと、逆に違和感となる。走行モードに応じて転舵応答を変更した場合、反力制御側で変更すべきなのは操舵角に対する操舵反力の比（ステアリングホイール１の重さ）のみであり、操舵角に対する操舵反力の位相（操舵反力の応答性）は変更すべきではない。
そこで、本実施形態では、反力制御においては、可変ギヤ比マップは走行モードに応じて切替えるが、微分ステアマップは走行モードによらずに固定とする。これにより、不必要に操舵反力の位相を変更することがなくなり、違和感のない操舵フィーリングを維持することができる。

以上のように、転舵制御において、走行モードに応じて可変ギヤ比マップを切替えて定常ステア制御量を演算すると共に、走行モードに応じて微分ステアマップを切替えて微分ステア制御量を演算する。そのため、操舵角に対する転舵角の比と操舵角に対する転舵角（＝車両ヨーレート）の位相とを、走行モードに適合することができる。
そして、反力制御においては、転舵制御と同様に、定常ステア制御量については走行モードに応じて可変ギヤ比マップを切替えて演算するが、微分ステア制御量については、走行モードによらずに微分ステアマップを固定して演算する。そのため、操舵角に対する操舵反力の比のみを走行モードに適合し、操舵角に対する操舵反力の位相については走行モードによらずに固定とすることができる。

このように、同一の入力値（操舵角）を利用して、転舵制御と反力制御とを並列で流すことにより、ギヤ比の変更に対しても柔軟に対応することができ、適切な車両感覚（目標応答）の実現と良好な操舵反力の付与とを両立することができる。
なお、図２において、定常ステア制御量演算部１９ａａが第一定常ステア制御量演算部に対応し、微分ステア制御量演算部１９ａｃが第一微分ステア制御量演算部に対応し、加算部１９ａｄが目標転舵角設定部に対応している。また、定常ステア制御量演算部２０ａａが第二定常ステア制御量演算部に対応し、微分ステア制御量演算部２０ａｃが第二微分ステア制御量演算部に対応し、加算部２０ａｄ及び目標反力生成部２０ｂが操舵反力設定部に対応している。

（効果）
第１の実施形態では、以下の効果が得られる。
（１）転舵制御部１９は、操舵角に応じた制御量である定常ステア制御量を演算する。また、転舵制御部１９は、操舵角速度に応じた制御量である微分ステア制御量を、車両の走行モードに対応した微分ステアマップを参照して演算する。さらに、転舵制御部１９は、定常ステア制御量と微分ステア制御量とを加算した値を転舵輪の目標転舵角として設定する。操舵反力制御部２０は、操舵角に応じた制御量である定常ステア制御量を演算する。また、操舵反力制御部２０は操舵角速度に応じた制御量である微分ステア制御量を、予め固定した微分ステアマップを参照して演算する。さらに、操舵反力制御部２０は、定常ステア制御量と微分ステア制御量とを加算した値に基づいてステアリングホイール１に付与する目標操舵反力を設定する。

このように、転舵制御では、走行モードに応じて微分ステアマップを切替えて微分ステア制御量を演算するので、操舵角速度に対する転舵角の位相を走行モードに適合することができる。また、反力制御では、走行モードによらずに微分ステアマップを固定して微分ステア制御量を演算する。このように、転舵制御の目標転舵角と、反力制御の目標操舵反力を決める仮想目標転舵角とを、それぞれ別系統で生成するので、目標の転舵応答を得るための転舵制御側の調整が操舵反力の応答性に悪影響を与えるのを防止することができる。すなわち、操舵角速度に対する操舵反力の位相を不必要に変更して運転者に違和感を与えるのを防止することができる。したがって、適切な車両感覚（目標応答）の実現と良好な操舵反力の付与とを両立することができる。

（２）転舵制御部１９は、定常ステア制御量を、走行モードに対応した定常ステアマップを参照して演算する。また、操舵反力制御部２０は、定常ステア制御量を、走行モードに対応した定常ステアマップを参照して演算する。
このように、転舵制御で、走行モードに応じて定常ステアマップ（可変ギヤ比マップ）を切替えて定常ステア制御量を演算するので、操舵角に対する転舵角の比を走行モードに適合することができる。また、反力制御でも、走行モードに応じて定常ステアマップ（可変ギヤ比マップ）を切替えて定常ステア制御量を演算するので、操舵角に対する操舵反力の比を走行モードに適合することができる。したがって、適切な車両感覚（目標応答）の実現と良好な操舵反力の付与とを両立することができる。
また、このとき、転舵制御と反力制御とで、同一の可変ギヤ比マップを用いるようにすれば、保舵時や運転者がゆっくり操舵している場合（定常状態）の転舵角と操舵反力とのバランスを最適に保つことができる。

（３）転舵制御では、操舵角に応じた制御量である定常ステア制御量と操舵角速度に応じた制御量である微分ステア制御量とを加算した値に基づいて転舵輪の目標転舵角を設定する。このとき、車両の走行モードに対応した微分ステアマップを参照して微分ステア制御量を演算する。また、反力制御では、操舵角に応じた制御量である定常ステア制御量と操舵角速度に応じた制御量である微分ステア制御量とを加算した値に基づいて、ステアリングホイール１に付与する目標操舵反力を設定する。このとき、予め固定した微分ステアマップを参照して微分ステア制御量を演算する。

このように、転舵制御の目標転舵角と、反力制御の目標操舵反力を決める仮想目標転舵角とを、それぞれ別系統で生成するので、目標の転舵応答を得るための転舵制御側の調整が操舵反力の応答性に悪影響を与えるのを防止することができる。すなわち、操舵角速度に対する操舵反力の位相を不必要に変更して運転者に違和感を与えるのを防止することができる。したがって、適切な車両感覚（目標応答）の実現と良好な操舵反力の付与とを両立することができる。

（変形例）
（１）上記実施形態においては、運転者が走行モードの切り替えを指示したときに、当該走行モードに応じて可変ギヤ比マップや微分ステアマップを切替えるようにしているが、ステアリングホイール１がニュートラル位置にあるときにマップを切替えるようにしてもよい。すなわち、運転者がモード切替スイッチ３１を操作して走行モードの切り替えを指示した場合、ステアリングホイール１がニュートラル位置にくるまでの間は、それまでの走行モードを継続し、ニュートラル位置となったタイミングでマップを切替えるようにする。これにより、マップの変更に伴いギヤ比が急に変更となることに起因してステアリング操作が不安定になるのを防止することができる。

（２）上記実施形態においては、操舵角速度に応じて微分ステア制御量を演算する場合について説明したが、定常ステア制御量演算部（１９ａａ，２０ａａ）で演算した目標転舵角（仮想目標転舵角）を微分した目標転舵角速度に応じて微分ステア制御量を演算することもできる。目標転舵角（仮想目標転舵角）は操舵角に基づいて演算するため、操舵角速度に代えて目標転舵角速度を用いても同等の結果が得られる。

１…ステアリングホイール、２…前輪（転舵輪）、３…舵取り機構、４…コラムシャフト、５…反力モータ、６…回転角センサ、７…操舵トルクセンサ、８…反力モータ角度センサ、９ａ，９ｂ…転舵モータ、１０ａ，１０ｂ…転舵モータ角度センサ、１１…ラック、１２ａ，１２ｂ…タイヤ横力センサ、１３…ピニオンシャフト、１４…第１コントローラ、１５…第２コントローラ、１６…第３コントローラ、１７…バッテリ、１８…通信線、１９…転舵制御部、１９ａ…目標転舵角生成部、１９ａａ…定常ステア制御量演算部、１９ａｂ…操舵角速度演算部、１９ａｃ…微分ステア制御量演算部、１９ａｄ…加算部、１９ｂ…モータ駆動部、２０…操舵反力制御部、２０ａ…仮想目標転舵角生成部、２０ａａ…定常ステア制御量演算部、２０ａｂ…操舵角速度演算部、２０ａｃ…微分ステア制御量演算部、２０ａｄ…加算部、２０ｂ…目標反力生成部、２０ｃ…モータ駆動部

Claims (3)

1. ステアリングホイールと転舵輪とが機械的に分離され、前記ステアリングホイールの操舵状態に応じた目標転舵角に前記転舵輪を転舵制御する転舵制御部と、前記操舵状態に応じた目標操舵反力を前記ステアリングホイールに付与する操舵反力制御部と、を備える車両用操舵制御装置において、
   前記転舵制御部は、
   前記ステアリングホイールの操舵角に応じた制御量である第一定常ステア制御量を演算する第一定常ステア制御量演算部と、
   前記ステアリングホイールの操舵角速度に応じた制御量である第一微分ステア制御量を、車両の走行モードに対応した第一微分ステアマップを参照して演算する第一微分ステア制御量演算部と、
   前記第一定常ステア制御量演算部で演算した第一定常ステア制御量と、前記第一微分ステア制御量演算部で演算した第一微分ステア制御量とを加算した値を前記目標転舵角として設定する目標転舵角設定部と、を備え、
   前記操舵反力制御部は、
   前記ステアリングホイールの操舵角に応じた制御量である第二定常ステア制御量を演算する第二定常ステア制御量演算部と、
   前記ステアリングホイールの操舵角速度に応じた制御量である第二微分ステア制御量を、予め固定した第二微分ステアマップを参照して演算する第二微分ステア制御量演算部と、
   前記第二定常ステア制御量演算部で演算した第二定常ステア制御量と、前記第二微分ステア制御量演算部で演算した第二微分ステア制御量とを加算した値を仮想目標転舵角として設定し、当該仮想目標転舵角に基づいて前記目標操舵反力を設定する操舵反力設定部と、を備えることを特徴とする車両用操舵制御装置。
2. 前記第一定常ステア制御量演算部は、前記走行モードに対応した第一定常ステアマップを参照して前記第一定常ステア制御量を演算し、
   前記第二定常ステア制御量演算部は、前記走行モードに対応した第二定常ステアマップを参照して前記第二定常ステア制御量を演算することを特徴とする請求項１に記載の車両用操舵制御装置。
3. ステアリングホイールと転舵輪とが機械的に分離され、前記ステアリングホイールの操舵状態に応じた目標転舵角に前記転舵輪を転舵制御すると共に、前記操舵状態に応じて目標操舵反力を前記ステアリングホイールに付与する車両用操舵制御方法において、
   前記ステアリングホイールの操舵角に応じた制御量である第一定常ステア制御量と前記ステアリングホイールの操舵角速度に応じた制御量である第一微分ステア制御量とを加算した値を前記目標転舵角として設定するに際し、車両の走行モードに対応した第一微分ステアマップを参照して前記第一微分ステア制御量を演算すると共に、
   前記操舵角に応じた制御量である第二定常ステア制御量と前記操舵角速度に応じた制御量である第二微分ステア制御量とを加算した値に基づいて前記目標操舵反力を設定するに際し、予め固定した第二微分ステアマップを参照して前記第二微分ステア制御量を演算することを特徴とする車両用操舵制御方法。

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