JP6634877B2 - 操舵制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、操舵制御装置に関する。

従来、車両の操舵機構にモータの動力を付与することにより運転者の操舵を補助する電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という。）が知られている。操舵機構の一例としては、いわゆるラックアンドピニオン式のものが存在する。ステアリングシャフトの回転運動がピニオン軸とラック軸との噛み合いを通じてラック軸の直線運動に変換されることにより転舵輪の転舵角が変更される。ＥＰＳの制御装置は、車両に設けられる各種のセンサの検出結果に基づきモータを制御する。

たとえば特許文献１に記載されるＥＰＳの制御装置は、操舵トルクおよび車速に基づき操舵機構に付与すべき操舵補助力の基礎成分である基本アシスト成分を演算する。また、制御装置は、操舵トルクおよび基本アシスト成分の総和である基本駆動トルクに基づき目標ピニオン角を算出し、当該目標ピニオン角に実際のピニオン角を一致させるフィードバック制御を通じて基本アシスト成分に対する補正成分を演算する。

制御装置は、車両に働く横加速度の増大に応じて操舵反力を増大させるべく、目標ピニオン角に基づき基本駆動トルクのばね成分を演算し、当該ばね成分に応じて基本駆動トルクの大きさを減少させたうえで基本アシスト成分に対する補正成分を演算する。制御装置は、目標ピニオン角に基づくばね成分の第１成分および横加速度に基づく第２成分を演算し、横加速度の大きさに応じて第１成分と第２成分との使用比率を設定する。制御装置は、横加速度が大きくなるほど第１成分の使用比率を減少させる一方、第２成分の使用比率を増大させる。

ばね成分に応じて基本駆動トルクが減少される分だけ、目標ピニオン角の大きさ、ひいては基本アシスト成分に対する補正成分が減少する。補正成分が減少する分、操舵機構に付与される操舵補助力も減少する。操舵補助力の減少に応じて操舵反力は増大するため、横加速度の大きさに応じて好適な操舵反力が得られる。したがって、運転者が身体に受ける横加速度とステアリングを通じて手に感じる操舵反力（手応え）とを調和させることが可能である。

また、目標ピニオン角に基づくばね成分の第１成分は、いわゆる剛性感（しっかり感）に寄与する。横加速度に基づくばね成分の第２成分は車両との一体感に寄与する。このため、横加速度に応じて第１成分と第２成分との使用比率を調節することにより、剛性感と一体感とが好適に得られる。たとえば横加速度が大きいほど車両との一体感が不足することが考えられるので、第２成分の使用比率を増大させる。これにより、横加速度の大きさに応じて車両との一体感が好適に得られる。

特開２０１５−４２５２８号公報

特許文献１の制御装置では、横加速度の大きさに応じて、ばね成分の第１成分と当該第１成分に対する第２成分との使用比率を設定するところ、つぎのようなことが懸念される。たとえば、車両が低摩擦路を走行しているときには横加速度が発生しにくい。横加速度が小さいほど第２成分の使用比率は減少するため、車両が低摩擦路を走行しているとき、基本駆動トルクのばね成分は第１成分を主としたものになりやすい。ばね成分の第１成分は、いわゆる剛性感に寄与するものであるため、運転者はより強い剛性感を手応えとして感じる。操舵感触として本来、しっかりとした手応えを感じにくい低摩擦路において、しっかりとした手応えが得られることに対して運転者が違和感を覚えるおそれがある。

本発明の目的は、運転者に路面状態を操舵反力としてより適切に伝えることができる操舵制御装置を提供することにある。

上記課題を解決する操舵制御装置は、車両の操舵機構に付与される駆動力の発生源であるモータをステアリング操作に応じて演算されるアシスト指令値に基づき制御する操舵制御装置であって、少なくとも操舵トルクに応じて前記アシスト指令値の基礎成分を演算する第１の演算部と、ステアリング操作を通じて回転する回転体の実際の回転角を、前記基礎成分に従って算出される目標回転角に一致させるフィードバック制御を通じて前記基礎成分に対する補償成分を演算する第２の演算部と、を備えている。前記第２の演算部は、少なくとも前記目標回転角に基づく第１の成分、および車両挙動または路面状態が反映される状態量に基づく第２の成分を演算するとともに、前記第１の成分と前記第２の成分との加算値に基づいて補正される前記基礎成分に従って前記目標回転角を算出することを前提としている。前記第２の演算部は、車両挙動または路面状態が反映される状態量に基づく推定横加速度と車載センサを通じて検出される実横加速度との差である横加速度差分値が増大する場合、前記横加速度差分値が増大する前よりも前記第２の成分の使用比率を増大させる演算機能部分を有している。

横加速度差分値が増大しやすい状況としては、たとえば車両が低摩擦路を走行している状況が想定される。ここで、目標回転角に基づく前記第１の成分はステアリングの剛性感に寄与する成分である。また、車両挙動が反映される状態量に基づく前記第２の成分は車両との一体感に寄与する成分である。このため、たとえば車両が低摩擦路を走行している場合、第１の成分の使用比率が第２の成分の使用比率よりも大きいとき、ステアリングの剛性感が車両との一体感より優位となる。この場合、低摩擦路では路面反力がより小さいことから、本来的に操舵感触としてしっかりとした手応えを感じにくいにもかかわらず、ステアリングの剛性感を手応えとして感じるおそれがある。この点、上記の構成によれば、横加速度差分値が増大する場合、前記横加速度差分値が増大する前よりも前記第２の成分の使用比率が増大されるとともに、その増大に応じて第１の成分の使用比率が減少する。このため、運転者は剛性感が減少したことを手応えとして感じることにより、車両が低摩擦路を走行していることを把握しやすくなる。

上記の操舵制御装置において、前記第２の演算部は、前記横加速度差分値が増大するほど前記第２の成分の使用比率を増大させることが好ましい。
この構成によれば、車両挙動または路面状態に応じて、より細やかに第２の成分の使用比率が増減される。運転者は剛性感のより細やかな変化を手応えとして感じることにより、車両挙動あるいは路面状態を、より把握しやすくなる。

上記の操舵制御装置において、前記操舵機構は、ステアリング操作に連動して回転するピニオンシャフト、および前記ピニオンシャフトに連動して転舵輪を転舵させる転舵軸を有する。この場合、前記第２の成分として、前記モータに供給される電流の値、および前記操舵トルクに基づき算出されるラック軸力を演算してもよい。

路面反力が大きくなるほどラック軸力はより大きくなる。逆に、路面反力が小さくなるほどラック軸力はより小さくなる。上記の構成によるように、ラック軸力は路面反力が反映される状態量として使用することができる。

上記の操舵制御装置において、前記第２の演算部は、前記目標回転角に基づく第１の反力成分、ならびに車両挙動が反映される状態量であるヨーレートおよび横加速度に基づく第２の反力成分を実横加速度に応じて決まる使用比率で合算することにより前記第１の成分を演算することを前提として、前記第２の演算部は、前記実横加速度が増大するほど前記第２の反力成分の使用比率を増大させることが好ましい。

この構成によれば、前記第１の成分は第１の反力成分と第２の反力成分とが合算されることにより算出される。当該第１の成分は、横加速度が増大するほど前記第２の反力成分の使用比率が増大されるとともに、その増大に応じて第１の反力成分の使用比率が減少する。ここで、目標回転角に基づく第１の反力成分はステアリングの剛性感に寄与する成分である。また、路面反力が反映される状態量に基づく第２の反力成分は車両との一体感に寄与する成分である。このため、横加速度の増大に伴い車両との一体感がステアリングの剛性感よりも優位となる。逆に、横加速度の減少に伴いステアリングの剛性感が車両との一体感よりも優位となる。したがって、横加速度差分値がより大きいときには車両との一体感に寄与する第２の成分が第１の成分に優先して使用されるものの、車両が平坦な乾燥路を走行している場合など、横加速度差分値がより小さくなる状況であるときには、ステアリングの剛性感に寄与する第１の成分が第２の成分に優先して使用される。このため、車両が乾燥路をグリップ走行しているとき、運転者は剛性感を操舵反力としてより強く感じる。運転者はめりはりの利いた手応えを感じることができるので運転しやすい。

上記の操舵制御装置において、前記第２の演算部は、前記目標回転角に基づく第１の反力成分ならびに車両挙動が反映される状態量であるヨーレートおよび横加速度に基づく第２の反力成分を前記実横加速度または前記横加速度差分値に応じて決まる使用比率で合算することにより前記第１の成分を演算することを前提として、前記第２の演算部は、前記実横加速度の増大傾向および前記横加速度差分値の増大傾向のうち増大傾向がより大きい前記実横加速度または前記横加速度差分値が増大するほど前記第２の反力成分の使用比率を増大させることが好ましい。

この構成によれば、前記第１の成分は第１の反力成分と第２の反力成分とが合算されることにより算出される。たとえば車両が低摩擦路を走行している場合、横加速度が生じにくくなる反面、横加速度差分値はより大きくなる傾向がある。このため、車両が低摩擦路を走行しているときには、前記横加速度差分値の増大傾向が前記実横加速度の増大傾向よりも大きくなりがちである。この場合、前記横加速度差分値が増大するほど前記第２の反力成分の使用比率が増大されるとともに、その増大に応じて第１の反力成分の使用比率が減少される。このため、第１の成分は、トータル的には車両との一体感に寄与する成分となる。ここで、横加速度差分値が増大するほど前記第２の成分の使用比率が増大されるものの、この第２の成分も車両との一体感に寄与する成分である。したがって、低摩擦路などを走行している場合に横加速度差分値が増大するようなとき、当該横加速度差分値の増大に応じた車両との一体感が得られる。

上記の操舵制御装置において、前記第２の演算部は、前記第１の成分として前記目標回転角に基づく第１の反力成分を演算するとともに、前記第２の成分として車両挙動が反映される状態量であるヨーレートおよび横加速度に基づく第２の反力成分を演算し、前記第１の反力成分と第２の反力成分とを前記実横加速度または前記横加速度差分値に応じて決まる使用比率で合算することにより前記基礎成分に対する補正値としてのばね成分を演算することを前提として、前記第２の演算部は、前記実横加速度の増大傾向および前記横加速度差分値の増大傾向のうち増大傾向がより大きい前記実横加速度または前記横加速度差分値が増大するほど前記第２の反力成分の使用比率を増大させることが好ましい。

この構成によれば、前記基礎成分に対する補正値としてのばね成分は第１の反力成分（第１の成分）と第２の反力成分（第１の成分）とが合算されることにより算出される。たとえば車両が低摩擦路を走行している場合、横加速度が生じにくくなる反面、横加速度差分値はより大きくなる傾向がある。このため、車両が低摩擦路を走行しているときには、前記横加速度差分値の増大傾向が前記実横加速度の増大傾向よりも大きくなりがちである。この場合、前記横加速度差分値が増大するほど前記第２の反力成分の使用比率が増大されるとともに、その増大に応じて第１の反力成分の使用比率が減少される。このため、基礎成分に対する補正値としてのばね成分は、トータル的には車両との一体感に寄与する成分となる。また、第１の反力成分の使用比率が減少される分、ステアリングの剛性感が弱められる。運転者は剛性感が減少したことを手応えとして感じることにより、車両が低摩擦路を走行していることを把握しやすくなる。

本発明の操舵制御装置によれば、運転者に路面状態を操舵反力としてより適切に伝えることができる。

第１の実施の形態にかかる電子制御装置が搭載される電動パワーステアリング装置の構成を示すブロック図。 第１の実施の形態にかかる電子制御装置の制御ブロック図。 第１の実施の形態にかかる目標ピニオン角演算部の制御ブロック図。 第１の実施の形態にかかる理想車両モデルの制御ブロック図。 第１の実施の形態にかかる第１のゲインマップを示すグラフ。 第１の実施の形態にかかる第２のゲインマップを示すグラフ。 第２の実施の形態にかかる電子制御装置の制御ブロック図。 第２の実施の形態にかかる理想車両モデルの制御ブロック図。 第２の実施の形態にかかる第３のゲインマップを示すグラフ。 第３の実施の形態にかかる理想車両モデルの制御ブロック図。 第４の実施の形態にかかる理想車両モデルの制御ブロック図。 第４の実施の形態にかかる第４のゲインマップを示すグラフ。 第５の実施の形態にかかる電子制御装置の制御ブロック図。

＜第１の実施の形態＞
以下、転舵制御装置を車両の電動パワーステアリング装置に具体化した第１の実施の形態を説明する。

＜電動パワーステアリング装置の概要＞
図１に示すように、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１０は、運転者のステアリング操作に基づいて転舵輪を転舵させる操舵機構２０、および運転者のステアリング操作を補助する操舵補助機構３０、および操舵補助機構３０の作動を制御するＥＣＵ（電子制御装置）４０を備えている。

操舵機構２０は、運転者により操作されるステアリングホイール２１、およびステアリングホイール２１と一体回転するステアリングシャフト２２を備えている。ステアリングシャフト２２は、ステアリングホイール２１に連結されたコラムシャフト２２ａ、コラムシャフト２２ａの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト２２ｂ、およびインターミディエイトシャフト２２ｂの下端部に連結されたピニオンシャフト２２ｃを有している。ピニオンシャフト２２ｃの下端部は、ピニオンシャフト２２ｃに交わる方向へ延びるラック軸２３（正確には、ラック歯が形成された部分２３ａ）に噛合されている。したがって、ステアリングシャフト２２の回転運動は、ピニオンシャフト２２ｃおよびラック軸２３からなるラックアンドピニオン機構２４によりラック軸２３の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動が、ラック軸２３の両端にそれぞれ連結されたタイロッド２５を介して左右の転舵輪２６，２６にそれぞれ伝達されることにより、これら転舵輪２６，２６の転舵角θ_ｔａが変更される。転舵輪２６，２６の転舵角θ_ｔａが変更されることにより車両の進行方向が変更される。

操舵補助機構３０は、操舵補助力の発生源であるモータ３１を備えている。モータ３１としては、ブラシレスモータなどの三相交流モータが採用される。モータ３１は、減速機構３２を介してコラムシャフト２２ａに連結されている。減速機構３２はモータ３１の回転を減速し、当該減速した回転力をコラムシャフト２２ａに伝達する。すなわち、ステアリングシャフト２２にモータトルクが操舵補助力（アシスト力）として付与されることにより、運転者のステアリング操作が補助される。

ＥＣＵ４０は、車両に設けられる各種のセンサの検出結果を運転者の要求あるいは走行状態を示す情報として取得し、これら取得される各種の情報に応じて、モータ３１を制御する。各種のセンサとしては、たとえば車速センサ４１０、トルクセンサ４２０、回転角センサ４３０、横加速度センサ４４０およびヨーレートセンサ４５０がある。車速センサ４１０は、車速（車両の走行速度）Ｖを検出する。トルクセンサ４２０は、コラムシャフト２２ａに設けられて、ステアリングホイール２１を介してステアリングシャフト２２に印加される操舵トルクＴ_ｈを検出する。回転角センサ４３０は、モータ３１に設けられて、モータ３１の回転角θ_ｍを検出する。横加速度センサ４４０は、車両に働く横加速度ＬＡを検出する。横加速度ＬＡとは、車両を上からみたとき、車両の進行方向に対して直交する左右方向に働く加速度をいう。ヨーレートセンサ４５０は、ヨーレートＹＲを検出する。ヨーレートＹＲとは、車両の重心点を通る鉛直軸まわりの回転角速度（車両の旋回方向への回転角の変化速度）をいう。ＥＣＵ４０は、これらセンサを通じて取得される車速Ｖ、操舵トルクＴ_ｈ、回転角θ_ｍ、横加速度ＬＡおよびヨーレートＹＲに基づき、モータ３１を制御する。

＜ＥＣＵの概略構成＞
つぎに、ＥＣＵのハードウェア構成を説明する。
図２に示すように、ＥＣＵ４０は、インバータ回路４１およびマイクロコンピュータ４２を備えている。

インバータ回路４１は、マイクロコンピュータ４２により生成される後述のモータ駆動信号に基づいて、バッテリなどの直流電源から供給される直流電流を三相交流電流に変換する。当該変換された三相交流電流は、各相の給電経路４４を介してモータ３１に供給される。各相の給電経路４４には電流センサ４５が設けられている。これら電流センサ４５は、各相の給電経路４４に生ずる実際の電流値Ｉを検出する。なお、図２では、説明の便宜上、各相の給電経路４４および各相の電流センサ４５をそれぞれ１つにまとめて図示する。

マイクロコンピュータ４２は、車速センサ４１０、トルクセンサ４２０、回転角センサ４３０、横加速度センサ４４０およびヨーレートセンサ４５０および電流センサ４５の検出結果をそれぞれ定められたサンプリング周期で取り込む。マイクロコンピュータ４２は、これら取り込まれる検出結果、すなわち車速Ｖ、操舵トルクＴ_ｈ、回転角θ_ｍ、横加速度ＬＡ、ヨーレートＹＲおよび電流値Ｉに基づきモータ駆動信号（ＰＷＭ駆動信号）を生成する。

正確には、マイクロコンピュータ４２は、インバータ回路４１のＰＷＭ駆動を通じて、モータ電流のベクトル制御を行う。ベクトル制御とは、モータ電流を磁界と平行なｄ軸成分（界磁電流成分）と、これに直交するｑ軸成分（トルク電流成分）とに分離し、これら分離した電流をそれぞれ独立に目標制御するものである。ベクトル制御により、モータ３１を直流モータと類似の取り扱いとすることができる。

＜マイクロコンピュータ＞
つぎに、マイクロコンピュータの機能的な構成を説明する。
マイクロコンピュータ４２は、図示しない記憶装置に格納された制御プログラムを実行することによって実現される各種の演算処理部を有している。図２に示すように、マイクロコンピュータ４２は、これら演算処理部として、アシスト指令値演算部５１、電流指令値演算部５２、モータ駆動信号生成部５３およびピニオン角演算部５４を備えている。

アシスト指令値演算部５１は、車速Ｖ、操舵トルクＴ_ｈ、およびピニオン角演算部５４により算出される後述のピニオン角θ_ｐをそれぞれ取り込み、これら取り込まれる各種の情報に基づいてアシスト指令値Ｔ_ａ ^＊を演算する。アシスト指令値Ｔ_ａ ^＊は、モータ３１に発生させるべき回転力（アシストトルク）を示す指令値である。

電流指令値演算部５２は、アシスト指令値演算部５１により算出されるアシスト指令値Ｔ_ａ ^＊に基づき電流指令値Ｉ^＊を演算する。電流指令値Ｉ^＊は、モータ３１に供給するべき電流を示す指令値である。正確には、電流指令値Ｉ^＊は、ｄ／ｑ座標系におけるｑ軸電流指令値およびｄ軸電流指令値を含む。ｄ／ｑ座標系は、モータ３１の回転角θ_ｍに従う回転座標である。

モータ駆動信号生成部５３は、電流指令値Ｉ^＊、実際の電流値Ｉ、およびモータ３１の回転角θ_ｍをそれぞれ取り込み、これら取り込まれる情報に基づき実際の電流値Ｉが電流指令値Ｉ^＊に追従するように電流のフィードバック制御を行う。モータ駆動信号生成部５３は、電流指令値Ｉ^＊と実際の電流値Ｉとの偏差を求め、当該偏差を無くすようにモータ駆動信号を生成する。

正確には、モータ駆動信号生成部５３は、回転角θ_ｍを使用してモータ３１の三相の電流値を二相のベクトル成分、すなわちｄ／ｑ座標系におけるｄ軸電流値およびｑ軸電流値に変換する。そして、モータ駆動信号生成部５３は、ｄ軸電流値とｄ軸電流指令値との偏差、およびｑ軸電流値とｑ軸電流指令値との偏差をそれぞれ求め、これら偏差を解消するＰＷＭデューティを算出する。モータ駆動信号生成部５３により生成されるモータ駆動信号には、当該ＰＷＭデューティが含まれる。インバータ回路４１を通じて当該モータ駆動信号に応じた電流がモータ３１に供給されることにより、モータ３１はアシスト指令値Ｔ_ａ ^＊に応じた回転力を発生する。

ピニオン角演算部５４は、モータ３１の回転角θ_ｍを取り込み、この取り込んだ回転角θ_ｍに基づきピニオンシャフト２２ｃの回転角であるピニオン角θ_ｐを演算する。前述したように、モータ３１は減速機構３２を介してコラムシャフト２２ａに連結されている。このため、モータ３１の回転角θ_ｍとピニオン角θ_ｐとの間には相関関係がある。この相関関係を利用してモータ３１の回転角θ_ｍからピニオン角θ_ｐを求めることができる。さらに、これも前述したように、ピニオンシャフト２２ｃは、ラック軸２３に噛合されている。このため、ピニオン角θ_ｐとラック軸２３の移動量との間にも相関関係がある。すなわち、ピニオン角θ_ｐは、転舵輪２６の転舵角θ_ｔａを反映する値である。ピニオン角θ_ｐは、後述する目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に基づきフィードバック制御される。

＜アシスト指令値演算部＞
つぎに、アシスト指令値演算部５１について詳細に説明する。
図２に示すように、アシスト指令値演算部５１は、基本アシスト成分演算部６１、目標ピニオン角演算部６２、およびピニオン角フィードバック制御部（ピニオン角Ｆ／Ｂ制御部）６３を有している。

基本アシスト成分演算部６１は、車速Ｖおよび操舵トルクＴ_ｈに基づいて基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊を演算する。基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊はアシスト指令値Ｔ_ａ ^＊の基礎成分である。基本アシスト成分演算部６１は、操舵トルクＴ_ｈと基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊との関係を車速Ｖに応じて規定する三次元マップを使用して、基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊を演算する。基本アシスト成分演算部６１は、操舵トルクＴ_ｈの絶対値が大きくなるほど、また車速Ｖが遅くなるほど、基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊の絶対値をより大きな値に設定する。

目標ピニオン角演算部６２は、基本アシスト成分演算部６１により生成される基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊、および操舵トルクＴ_ｈをそれぞれ取り込む。目標ピニオン角演算部６２は、基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊および操舵トルクＴ_ｈの総和を基本駆動トルク（入力トルク）とするとき、基本駆動トルクに基づいて理想的なピニオン角を定める理想モデルを有している。理想モデルは、基本駆動トルクに応じた理想的な転舵角に対応するピニオン角を予め実験などによりモデル化したものである。目標ピニオン角演算部６２は、基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊と操舵トルクＴ_ｈとを加算して基本駆動トルクを求め、この求められる基本駆動トルクから理想モデルに基づいて目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する。なお、目標ピニオン角演算部６２は、車速Ｖ、横加速度ＬＡおよびヨーレートＹＲをそれぞれ取り込み、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算するに際してはこれら車速Ｖ、横加速度ＬＡおよびヨーレートＹＲをそれぞれ加味する。

ピニオン角フィードバック制御部６３は、目標ピニオン角演算部６２により算出される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊およびピニオン角演算部５４により算出される実際のピニオン角θ_ｐをそれぞれ取り込む。ピニオン角フィードバック制御部６３は、実際のピニオン角θ_ｐが目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に追従するように、ピニオン角のフィードバック制御としてＰＩＤ（比例、積分、微分）制御を行う。すなわち、ピニオン角フィードバック制御部６３は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊と実際のピニオン角θ_ｐとの偏差を求め、当該偏差を無くすように基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊の補正成分Ｔ_ａ２ ^＊（補償成分）を求める。

アシスト指令値演算部５１は、基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊に補正成分Ｔ_ａ２ ^＊を加算することによりアシスト指令値Ｔ_ａ ^＊を演算する。
＜目標ピニオン角演算部＞
つぎに、目標ピニオン角演算部６２について詳細に説明する。

前述したように、目標ピニオン角演算部６２は、基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊および操舵トルクＴ_ｈの総和である基本駆動トルクから理想モデルに基づいて目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する。当該理想モデルは、ステアリングシャフト２２に印加されるトルク、すなわち前述した基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊が、次式（Ａ）で表されることを利用したモデルである。

Ｔ_ｐ ^＊＝Ｊθ_ｐ ^＊′′＋Ｃθ_ｐ ^＊′＋Ｋθ_ｐ ^＊ …（Ａ）
ただし、「Ｊ」はステアリングホイール２１およびステアリングシャフト２２の慣性モーメント、「Ｃ」はラック軸２３のハウジングに対する摩擦などに対応する粘性係数（摩擦係数）、「Ｋ」はステアリングホイール２１およびステアリングシャフト２２をそれぞればねとみなしたときのばね係数である。

式（Ａ）から分かるように、基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の二階時間微分値θ_ｐ ^＊′′に慣性モーメントＪを乗じた値、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の一階時間微分値θ_ｐ ^＊′に粘性係数Ｃを乗じた値、および目標ピニオン角θ_ｐ ^＊にばね係数Ｋを乗じた値を加算することによって得られる。

目標ピニオン角演算部６２は、式（Ａ）に基づく理想モデルに従って目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する。
図３に示すように、式（Ａ）に基づく理想モデルは、理想ＥＰＳモデル７１、および理想車両モデル７２に分けられる。

理想ＥＰＳモデル７１は、ステアリングシャフト２２およびモータ３１など、電動パワーステアリング装置１０の各構成要素の特性に応じてチューニングされる。理想ＥＰＳモデル７１は、加算器７３、減算器７４、慣性モデル７５、第１の積分器７６、第２の積分器７７および粘性モデル７８を有している。

加算器７３は、基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊と操舵トルクＴ_ｈとを加算することにより基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊を演算する。
減算器７４は、加算器７３により算出される基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊から後述する粘性成分Ｔ_ｖｉ ^＊およびばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊をそれぞれ減算する。ここでは、粘性成分Ｔ_ｖｉ ^＊およびばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊が減算された基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊の値を減算値Ｔ_ｐ ^＊＊とする。

慣性モデル７５は、式（Ａ）の慣性項に対応する慣性制御演算部として機能する。慣性モデル７５は、減算器７４により算出される減算値Ｔ_ｐ ^＊＊に慣性モーメントＪの逆数を乗ずることにより、ピニオン角加速度α_ｐ ^＊を演算する。

第１の積分器７６は、慣性モデル７５により算出されるピニオン角加速度α_ｐ ^＊を積分することにより、ピニオン角速度ω_ｐ ^＊を演算する。
第２の積分器７７は、第１の積分器７６により算出されるピニオン角速度ω_ｐ ^＊をさらに積分することにより、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する。目標ピニオン角θ_ｐ ^＊は、理想ＥＰＳモデル７１に基づくピニオンシャフト２２ｃの理想的な回転角である。

粘性モデル７８は、式（Ａ）の粘性項に対応する粘性制御演算部として機能する。粘性モデル７８は、第１の積分器７６により算出されるピニオン角速度ω_ｐ ^＊に粘性係数Ｃを乗ずることにより、基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊の粘性成分Ｔ_ｖｉ ^＊を演算する。

理想車両モデル７２は、電動パワーステアリング装置１０が搭載される車両の特性に応じてチューニングされる。操舵特性に影響を与える車両側の特性は、たとえばサスペンションおよびホイールアライメントの仕様、および転舵輪２６，２６のグリップ力（摩擦力）などにより決まる。理想車両モデル７２は、式（Ａ）のばね項に対応するばね特性制御演算部として機能する。理想車両モデル７２は、第２の積分器７７により算出される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊にばね係数Ｋを乗ずることにより、基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊のばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊を演算する。なお、理想車両モデル７２は、ばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊を演算するに際して、車速Ｖ、横加速度ＬＡおよびヨーレートＹＲをそれぞれ加味する。

このように構成した目標ピニオン角演算部６２によれば、理想ＥＰＳモデル７１の慣性モーメントＪおよび粘性係数Ｃ、ならびに理想車両モデル７２のばね係数Ｋをそれぞれ調整することによって、基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊と目標ピニオン角θ_ｐ ^＊との関係を直接的にチューニングすること、ひいては所望の操舵特性を実現することができる。

本例では、基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊から理想ＥＰＳモデル７１および理想車両モデル７２に基づいて目標ピニオン角θ_ｐ ^＊が設定され、実際のピニオン角θ_ｐが目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に一致するようにフィードバック制御される。前述したように、ピニオン角θ_ｐと転舵輪２６，２６の転舵角θ_ｔａとの間には相関関係がある。このため、基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊に応じた転舵輪２６，２６の転舵動作も理想ＥＰＳモデル７１および理想車両モデル７２により定まる。すなわち、車両の操舵感が理想ＥＰＳモデル７１および理想車両モデル７２により決まる。したがって、理想ＥＰＳモデル７１および理想車両モデル７２の調整により所望の操舵感を実現することが可能となる。

また、実際の転舵角θ_ｔａが、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に応じた転舵角θ_ｔａに維持される。このため、路面状態あるいはブレーキングなどの外乱に起因して発生する逆入力振動の抑制効果も得られる。すなわち、転舵輪２６，２６を介して操舵機構２０に振動が伝達される場合であれ、ピニオン角θ_ｐが目標ピニオン角θ_ｐ ^＊となるように補正成分Ｔ_ａ２ ^＊が調節される。このため、実際の転舵角θ_ｔａは、理想モデルにより規定される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に応じた転舵角θ_ｔａに維持される。結果的にみれば、逆入力振動を打ち消す方向へ操舵補助が行われることにより、逆入力振動がステアリングホイール２１に伝わることが抑制される。

ここで前述したように、ピニオン角θ_ｐのフィードバック制御を通じて、確かにステアリングの剛性感（いわゆるしっかり感）は得られる。しかし、運転者の操舵方向と反対方向へ向けて作用する力（トルク）である操舵反力（ステアリングを通じて感じる手応え）は目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に応じたものにしかならないため、つぎのようなことが懸念される。たとえば操舵に伴い車両に働く横加速度が増大する場合、運転者は操舵量に応じた横加速度ＬＡを身体に感じるものの操舵反力は変わらないため、運転状況によっては車両との一体感が不足するおそれがある。また、路面状態によっても操舵反力が変わらないため、運転者は操舵反力を通じて路面状態を把握しにくく、また自身のイメージする手応えと実際の手応えとの乖離に違和感を覚えるおそれがある。そこで本例では、こうした懸念を解消する観点に基づき目標ピニオン角演算部６２、具体的には理想車両モデル７２を構成している。

＜理想車両モデル＞
つぎに、理想車両モデル７２について詳細に説明する。
図４に示すように、理想車両モデル７２は、第１の車両反力モデル８１、第２の車両反力モデル８２、第１の分配ゲイン演算部８３、第２の分配ゲイン演算部８４、最大値選択部８５および補間演算部８６を有している。

＜第１の車両反力モデル＞
第１の車両反力モデル８１は、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊を演算する。第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に応じた操舵反力成分（ステアリングに作用させるべき反力成分）であって、ステアリングの剛性感（しっかり感）に寄与する。第１の車両反力モデル８１は、第２の積分器７７により算出される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を取り込み、この取り込まれる目標ピニオン角θ_ｐ ^＊にばね係数Ｋを乗ずることにより、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に応じた第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊を演算する。第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊は、前述したばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊の第１の反力成分である。

＜第２の車両反力モデル＞
第２の車両反力モデル８２は、第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊を演算する。第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊は、車両に働く横加速度ＬＡに応じた操舵反力成分であって、実際の車両に生じる反力に近い特性を有するものである。第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊は、車両との一体感に寄与する。

第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊は、理論的には次式（Ｂ）により求められる。
Ｔ_ｓｐ２ ^＊＝（ζ／ｌ_ｎ）・（Ｉ／ｌ）・（ｌ_ｒ・ｍ・ＬＡ＋Ｉ・γ′） …（Ｂ）
ただし、「ζ」はトレール量、「ｌ_ｎ」はナックルアーム長、「Ｉ」は車両に働くヨー慣性モーメント、「ｌ」はホイールベース、「ｌ_ｒ」は車両を横からみたときの前輪軸と車両重心との間の距離、「ｍ」は車両の重量、「ＬＡ」は車両に作用する横加速度、「γ′」はヨー角加速度であってヨーレートＹＲを時間微分することによって得られる。

ここで、式（Ｂ）に基づき第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊を求めることができるものの、本例では式（Ｂ）における「Ｉ・γ′」を割愛した次式（Ｃ）により第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊を求める。これは、式（Ｂ）における「Ｉ・γ′」の値はノイズの影響が懸念されるからである。

Ｔ_ｓｐ２ ^＊＝（ζ／ｌ_ｎ）・（Ｉ／ｌ）・（ｌ_ｒ・ｍ・ＬＡ） …（Ｃ）
したがって、第２の車両反力モデル８２は、横加速度センサ４４０を通じて取得される横加速度ＬＡを式（Ｃ）に適用することにより、第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊を算出することが可能である。第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊は、前述したばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊の第２の反力成分である。

＜第１の分配ゲイン演算部＞
図４に示すように、第１の分配ゲイン演算部８３は、自身が持つ第１のゲインマップ９１を使用して第１の分配ゲインＧ１を演算する。第１のゲインマップ９１は、横加速度ＬＡと第１の分配ゲインＧ１との関係を車速Ｖ（あるいは車速域）ごとに規定する三次元マップである。第１の分配ゲインＧ１は、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊と第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊との使用比率を決定するために使用される。

図５のグラフに示すように、横軸に横加速度ＬＡを、縦軸に第１の分配ゲインＧ１をそれぞれプロットしたとき、第１のゲインマップ９１はつぎのような特性を有する。すなわち、横加速度ＬＡが大きくなるほど、また車速Ｖが速くなるほど第１の分配ゲインＧ１はより大きな値に設定される。逆に、横加速度ＬＡが小さくなるほど、また車速Ｖが遅くなるほど第１の分配ゲインＧ１はより小さな値に設定される。第１の分配ゲインＧ１は、「０」〜「１」の範囲の値である。なお、第１のゲインマップ９１は車速Ｖを加味しなくてもよい。

＜第２の分配ゲイン演算部＞
図４に示すように、第２の分配ゲイン演算部８４は、横加速度差分値ΔＬＡを演算する。横加速度差分値ΔＬＡは次式（Ｄ），（Ｅ）により求められる。

ΔＬＡ＝│ＬＡ−ＬＡ′│ …（Ｄ）
ただし、「ＬＡ」は横加速度センサ４４０により検出される横加速度、「ＬＡ′」はヨーレートＹＲおよび車速Ｖに基づく推定横加速度である。

推定横加速度ＬＡ′は次式（Ｅ）により求められる。
ＬＡ′＝│ＹＲ・Ｖ│ …（Ｅ）
ただし、「ＹＲ」はヨーレートセンサ４５０により検出されるヨーレート、「Ｖ」は車速センサ４１０により検出される車速である。

第２の分配ゲイン演算部８４は、自身が持つ第２のゲインマップ９２を使用して第２の分配ゲインＧ２を演算する。第２のゲインマップ９２は、横加速度差分値ΔＬＡと第２の分配ゲインＧ２との関係を車速Ｖ（あるいは車速域）ごとに規定する三次元マップである。第２の分配ゲインＧ２も、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊と第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊との使用比率を決定するために使用される。

図６のグラフに示すように、横軸に横加速度差分値ΔＬＡを、縦軸に第２の分配ゲインＧ２をそれぞれプロットしたとき、第２のゲインマップ９２はつぎのような特性を有する。すなわち、横加速度差分値ΔＬＡが大きくなるほど、また車速Ｖが速くなるほど第２の分配ゲインＧ２はより大きな値に設定される。逆に、横加速度差分値ΔＬＡが小さくなるほど、また車速Ｖが遅くなるほど第２の分配ゲインＧ２はより小さな値に設定される。第２の分配ゲインＧ２は、「０」〜「１」の範囲の値である。なお、第２のゲインマップ９２は車速Ｖを加味しなくてもよい。

＜最大値選択部＞
図４に示すように、最大値選択部８５は、第１の分配ゲイン演算部８３から第１の分配ゲインＧ１を、第２の分配ゲイン演算部８４から第２の分配ゲインＧ２を取り込み、これら取り込まれる第１の分配ゲインＧ１および第２の分配ゲインＧ２のうち、値の大きい方を選択する。

＜補間演算部＞
補間演算部８６は、最大値選択部８５により選択される第１の分配ゲインＧ１または第２の分配ゲインＧ２を使用して、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊と第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊との使用比率を決定し、当該使用比率に基づき基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊のばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊を演算する。基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊のばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊は、たとえば次式（Ｆ）により求められる。

Ｔ_ｓｐ ^＊＝Ｔ_ｓｐ１ ^＊・（１−Ｇ）＋Ｔ_ｓｐ２ ^＊・Ｇ …（Ｆ）
ただし、「Ｇ」は分配ゲインであって、第１の分配ゲインＧ１または第２の分配ゲインＧ２が適用される。

先の式（Ｆ）において、分配ゲインＧ（第１の分配ゲインＧ１または第２の分配ゲインＧ２）は、「０」から「１」までの値に設定される。分配ゲインＧが「０」であるとき、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊の使用比率が１００％となる。分配ゲインＧが「１」であるとき、第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊の使用比率が１００％となる。分配ゲインＧが「１」と「０」との間の値であるとき、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊と第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊とは、それぞれ分配ゲインＧの値に応じた所定の使用比率で足し合わされる。このようにして、分配ゲインＧの値に応じて第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊と第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊との使用比率が調節される。

先の図５のグラフに示されるように、横加速度ＬＡが大きくなるほど、また車速Ｖが速くなるほど第１の分配ゲインＧ１はより大きな値に設定される。このため、車両に働く横加速度ＬＡが大きくなるほど、また車速Ｖが速いほど、第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊の使用比率は大きく、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊の使用比率は小さくなる。逆に、横加速度ＬＡが小さくなるほど、また車速Ｖが遅くなるほど第１の分配ゲインＧ１はより小さな値に設定される。このため、車両に働く横加速度ＬＡが小さくなるほど、また車速Ｖが遅くなるほど、第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊の使用比率は小さく、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊の使用比率は大きくなる。

先の図６のグラフに示されるように、横加速度差分値ΔＬＡが大きくなるほど、また車速Ｖが速くなるほど第２の分配ゲインＧ２はより大きな値に設定される。このため、横加速度差分値ΔＬＡが大きくなるほど、また車速Ｖが速いほど、第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊の使用比率は大きく、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊の使用比率は小さくなる。逆に、横加速度差分値ΔＬＡが小さくなるほど、また車速Ｖが遅くなるほど第１の分配ゲインＧ１はより小さな値に設定される。このため、横加速度差分値ΔＬＡが小さくなるほど、また車速Ｖが遅くなるほど、第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊の使用比率は小さく、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊の使用比率は大きくなる。

補間演算部８６は、先の式（Ｆ）に示されるように、使用比率がそれぞれ設定された第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊と第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊とを足し合わせることにより、基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊のばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊を演算する。

＜理想車両モデルの作用および効果＞
つぎに、理想車両モデル７２の作用および効果について説明する。ここでは、車両が乾燥路（ドライ路）を走行している状況と、当該乾燥路に比べて路面摩擦抵抗が小さい低摩擦路（凍結路または圧雪路など）を走行している状況との２つの走行状況に分けて説明する。

＜乾燥路＞
まず、車両が平坦な乾燥路を走行している場合について説明する。この場合、車両の各タイヤは路面に対してグリップするので、横加速度センサ４４０を通じて検出される実際の横加速度ＬＡと、先の式（Ｅ）により演算される推定横加速度ＬＡ′とが理論的には一致する。このため、先の式（Ｄ）により演算される横加速度差分値ΔＬＡは理論的には「０」あるいは図６のグラフに示される「０」近傍の所定値ΔＬＡ_０以下の値となる。したがって、最大値選択部８５では基本的には第１の分配ゲインＧ１が選択される。

先の図５のグラフに示されるように、横加速度ＬＡが大きくなるほど、第１の分配ゲインＧ１はより大きな値に設定される。このため、横加速度ＬＡが大きくなるほど、第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊の使用比率はより大きく、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊の使用比率はより小さくなる。逆に、横加速度ＬＡが小さくなるほど、第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊の使用比率はより小さく、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊の使用比率はより大きくなる。

ここで、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に基づく第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊は、いわゆるステアリングの剛性感（しっかり感）に寄与する。また、横加速度ＬＡに基づく第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊は、車両との一体感に寄与する。このため、横加速度ＬＡに応じて第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊と第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊との使用比率を調節することにより、その時々の車両の走行状態に応じてステアリングの剛性感と車両との一体感とをそれぞれ好適に得ることができる。

たとえば横加速度ＬＡが大きくなるほど車両との一体感の向上が要求されるところ、横加速度ＬＡの増大に応じて第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊の使用比率が増大される一方、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊の使用比率が減少される。横加速度ＬＡの増大に応じてステアリングの手応えが増していくことにより、横加速度ＬＡの大きさに応じた車両との一体感が得られる。また、身体に感じる横加速度ＬＡとステアリングの手応えとが一致することにより、運転者は車両を運転しやすくなる。

また、横加速度ＬＡが小さくなるほど車両との一体感は問題にならなくなるところ、横加速度ＬＡの減少に応じて第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊の使用比率が減少される一方、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊の使用比率が増大される。これにより、ステアリングの剛性感が手応えとして運転者の手に伝わりやすくなるため、運転者はステアリングを通じてめりはりの利いた手応えを感じることができる。

このように、ステアリングの剛性感と車両との一体感との調和が図られることにより、運転者は車両を運転しやすくなる。
また、前述の式（Ｃ）に示されるように、第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊は、横加速度ＬＡの値に応じた値となる。式（Ｃ）からも分かるように、第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊は、横加速度ＬＡの定数倍とみることができるので、第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊の値は、横加速度ＬＡが増大するほど大きな値となる。第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊の値が増大するほど、減算値Ｔ_ｐ ^＊＊、ひいては当該減算値Ｔ_ｐ ^＊＊に基づき慣性モデル７５、第１の積分器７６および第２の積分器７７を通じて算出される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の値が減少する。

ピニオン角フィードバック制御部６３により算出される補正成分Ｔ_ａ２ ^＊についても、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の減少分に応じて小さくなる。基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊に加算される補正成分Ｔ_ａ２ ^＊の値が小さくなる分、アシスト指令値Ｔ_ａ ^＊の大きさ、ひいては電流指令値Ｉ^＊の値が小さくなる。そして、電流指令値Ｉ^＊の値が小さくなる分だけモータ３１のモータトルク、ひいてはステアリングに印加される操舵補助力が減少する。すなわち、運転者がステアリングを通じて感じる操舵反力が増大する。横加速度ＬＡの大きさに応じて操舵反力が増すことにより、運転者が身体に感じる横加速度ＬＡと、ステアリングを通じて手に感じる手応えとが調和しやすくなる。したがって、車両に大きな横加速度ＬＡが働いている場合であれ、運転者は車両との一体感を覚えやすくなる。

＜低摩擦路＞
つぎに、車両が平坦な低摩擦路を走行している場合について説明する。この場合、路面に対する各タイヤのグリップが低下することなどに起因して、横加速度センサ４４０を通じて検出される実際の横加速度ＬＡと、先の式（Ｅ）により演算される推定横加速度ＬＡ′とが基本的には不一致となる。たとえば車両の走行状態がオーバーステア（スピンなどを含む。）であるときであれ、車両には横加速度ＬＡが働きにくいため、横加速度センサ４４０を通じて検出される実際の横加速度ＬＡは、乾燥路を走行するときに比べてより小さな値となる。したがって、先の図５に示される第１のゲインマップ９１を通じて演算される第１の分配ゲインＧ１は、より小さな値となる。

これに対して、ヨーレートＹＲは、車両挙動に応じた値となる。このため、先の式（Ｅ）により演算される推定横加速度ＬＡ′は、横加速度センサ４４０を通じて検出される実際の横加速度ＬＡに対して、より乖離した値となる。したがって、先の式（Ｄ）により演算される横加速度差分値ΔＬＡは、より大きな値となる。ひいては、横加速度差分値ΔＬＡがより大きな値となることから、先の図６に示される第２のゲインマップを通じて演算される第２の分配ゲインＧ２も、より大きな値となる。

このように、第１の分配ゲインＧ１はより小さな値となる傾向であることに対し、第２の分配ゲインＧ２はより大きな値となる傾向にある。このため、最大値選択部８５では基本的には第２の分配ゲインＧ２が選択される。

先の図６のグラフに示されるように、横加速度差分値ΔＬＡが大きくなるほど（すなわち、車両が滑る状況であるほど）、第２の分配ゲインＧ２はより大きな値に設定される。このため、横加速度差分値ΔＬＡが大きくなるほど、第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊の使用比率はより大きく、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊の使用比率はより小さくなる。ここで、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に基づく第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊は、いわゆるステアリングの剛性感（しっかり感）に寄与する。また、横加速度ＬＡに基づく第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊は、車両との一体感に寄与する。このため、第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊の使用比率がより大きく、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊の使用比率がより小さく設定されることにより、車両との一体感はより高まる一方で、ステアリングの剛性感はより減少する。運転者は、剛性感が減少したことを手応えとして感じることにより、本来的に操舵感触としてしっかりとした手応えを感じにくい低摩擦路を走行していることを把握しやすくなる。実際の低摩擦路に即した手応えが得られるため、運転者は違和感なくステアリングを操作することができる。

また前述したように、車両が低摩擦路を走行している場合には車両に横加速度が生じにくいため、実際に検出される横加速度ＬＡはより小さな値となる。ここで先の式（Ｃ）に示されるように、第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊は、横加速度ＬＡの値に応じた値となる。式（Ｃ）からも分かるように、第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊は、横加速度ＬＡの定数倍とみることができるので、第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊の値は、横加速度ＬＡが減少するほど小さな値となる。このため、先の式（Ｆ）により演算される基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊のばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊の値は、第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊の値に応じて、より小さな値となる。そして、理想ＥＰＳモデル７１の減算器７４においては、より小さな値のばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊が基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊から減算される。すなわち、減算器７４により算出される減算値Ｔ_ｐ ^＊＊は、第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊がより小さな値となる分、より大きな値となる。ひいては、当該減算値Ｔ_ｐ ^＊＊に基づき演算される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の値も減算値Ｔ_ｐ ^＊＊に応じて増大する。

ピニオン角フィードバック制御部６３により算出される補正成分Ｔ_ａ２ ^＊についても、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の増加分に応じて大きくなる。基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊に加算される補正成分Ｔ_ａ２ ^＊の値が大きくなる分、アシスト指令値Ｔ_ａ ^＊の大きさ、ひいては電流指令値Ｉ^＊の値が大きくなる。そして、電流指令値Ｉ^＊の値が大きくなる分だけモータ３１のモータトルク、ひいてはステアリングに印加される操舵補助力が増大する。すなわち、運転者がステアリングを通じて感じる操舵反力が減少する。運転者は、操舵反力が減少したことを手応えとして感じることにより、車両が低摩擦路を走行していることをより把握しやすくなる。

なお、先の図６のグラフに示すように、本例では第２のゲインマップ９２の特性として、横加速度差分値ΔＬＡ（絶対値）が「０」を起点として大きくなるほど、また車速Ｖが速くなるほど第２の分配ゲインＧ２がより大きな値に設定されるようにしたが、つぎのような特性を第２のゲインマップ９２に持たせてもよい。すなわち、横加速度差分値ΔＬＡ（絶対値）が「０」以上、かつ、しきい値としての所定値ΔＬＡ_０以下の範囲の値であるとき、第２の分配ゲインＧ２の値は「０」に設定される。横加速度差分値ΔＬＡ（絶対値）が所定値ΔＬＡ_０を超える値であるとき、所定値ΔＬＡ_０を起点として、横加速度差分値ΔＬＡ（絶対値）が大きくなるほど、また車速Ｖが速くなるほど第２の分配ゲインＧ２はより大きな値に設定される。ここで、しきい値としての所定値ΔＬＡ_０は、車両が低摩擦路を走行していること、あるいは車両が滑っている状態であることを判定する際の基準となる値であって、実験などを通じて予め設定される値である。

このように、横加速度差分値ΔＬＡの「０」近傍に第２の分配ゲインＧ２の値を「０」とする不感帯を設けることにより、つぎの効果を得ることができる。すなわち、先の式（Ｄ）に示されるように、横加速度差分値ΔＬＡは推定横加速度ＬＡ′の値の精度に依存する。特に、横加速度差分値ΔＬＡの「０」近傍では、推定横加速度ＬＡ′の値の精度の影響を受けやすい。このため、横加速度差分値ΔＬＡが「０」近傍の値であるときには、第２の分配ゲインＧ２の値を「０」として第１の分配ゲインＧ１を選択させることにより、適切な操舵反力を付与することに対するより高い信頼性を確保することができる。

ちなみに、前述のように所定値ΔＬＡ_０（不感帯）を設定するかどうかに関わらず、横加速度差分値ΔＬＡの増大に対する第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊の使用比率（第２の分配ゲインＧ２）の変化特性についても、要求される仕様などによって適宜変更してもよい。たとえば横加速度差分値ΔＬＡの増大に対して、第２の分配ゲインＧ２が直線状に増大してもよいし階段状に増大してもよい。横加速度差分値ΔＬＡが増大する場合、横加速度差分値ΔＬＡが増大する前よりも第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊の使用比率が増大すればよい。

＜第２の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置を車両の電動パワーステアリング装置に具体化した第２の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には図１〜図５に示される第１の実施の形態と同様の構成を有している。本例は、理想車両モデル７２によるばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊の演算方法の点で第１の実施の形態と異なる。

図７に示すように、アシスト指令値演算部５１はラック軸力演算部６４を有している。ラック軸力演算部６４は、電流センサ４５を通じて検出される三相各相の電流値Ｉ、およびトルクセンサ４２０を通じて検出される操舵トルクＴ_ｈに基づきラック軸力Ｔ_ａｆを演算する。具体的には、ラック軸力演算部６４は、電流値Ｉに基づきモータ３１により発生されるアシストトルクを演算し、当該演算されるアシストトルクと操舵トルクＴ_ｈとを合算することによりラック軸力Ｔ_ａｆを算出する。ラック軸力Ｔ_ａｆとは基本的にはラック軸２３の軸方向に加わる力をいうところ、ここではピニオンシャフト２２ｃを回転させようとするトルクとして算出される。また、ラック軸力は、理想的には基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊と（＝基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊＋操舵トルクＴ_ｈ）と同じ値となる。

図８に示すように、理想車両モデル７２は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊、車速Ｖ、横加速度ＬＡおよびヨーレートＹＲに加え、さらにラック軸力Ｔ_ａｆを加味して基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊のばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊を演算する。理想車両モデル７２は、第３の分配ゲイン演算部８７および補間演算部８８を有している。

第３の分配ゲイン演算部８７は、自身が持つ第３のゲインマップ９３を使用して第３の分配ゲインＧ３を演算する。第３のゲインマップ９３は、横加速度差分値ΔＬＡと第３の分配ゲインＧ３との関係を車速Ｖ（あるいは車速域）ごとに規定する三次元マップである。第３の分配ゲインＧ３は、先の補間演算部８６により演算される基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊のばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊とラック軸力演算部６４により演算されるラック軸力Ｔ_ａｆとの使用比率を決定するために使用される。なお、説明の便宜上、以下の記載では先の補間演算部８６により演算されるばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊の符号「Ｔ_ｓｐ ^＊」を符号「Ｔ_ｓｐ３ ^＊」と表記することにより、最終的に演算されるばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊と区別する。

図９のグラフに示すように、横軸に横加速度差分値ΔＬＡを、縦軸に第３の分配ゲインＧ３をそれぞれプロットしたとき、第３のゲインマップ９３はつぎのような特性を有する。すなわち、横加速度差分値ΔＬＡが大きくなるほど、また車速Ｖが速くなるほど第３の分配ゲインＧ３はより大きな値に設定される。逆に、横加速度差分値ΔＬＡが小さくなるほど、また車速Ｖが遅くなるほど第３の分配ゲインＧ３はより小さな値に設定される。第３の分配ゲインＧ３は、「０」〜「１」の範囲の値である。なお、第３のゲインマップ９３は車速Ｖを加味しなくてもよい。

補間演算部８８は、第３の分配ゲイン演算部８７により演算される第３の分配ゲインＧ３を使用して、先の補間演算部８６により演算されるばね成分Ｔ_ｓｐ３ ^＊とラック軸力演算部６４により演算されるラック軸力Ｔ_ａｆとの使用比率を決定し、当該使用比率に基づき基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊の最終的なばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊を演算する。当該最終的なばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊は、先の式（Ｆ）と同様の考え方に基づく次式（Ｇ）により求められる。

Ｔ_ｓｐ ^＊＝Ｔ_ｓｐ３ ^＊・（１−Ｇ３）＋Ｔ_ａｆ ^＊・Ｇ３ …（Ｇ）
式（Ｇ）において、第３の分配ゲインＧ３は、「０」から「１」までの値に設定される。第３の分配ゲインＧ３が「０」であるとき、先の補間演算部８６により演算されるばね成分Ｔ_ｓｐ３ ^＊の使用比率が１００％となる。第３の分配ゲインＧ３が「１」であるとき、ラック軸力Ｔ_ａｆの使用比率が１００％となる。第３の分配ゲインＧ３が「１」と「０」との間の値であるとき、先の補間演算部８６により演算されるばね成分Ｔ_ｓｐ３ ^＊とラック軸力Ｔ_ａｆとは、それぞれ第３の分配ゲインＧ３の値に応じた所定の使用比率で足し合わされる。このようにして、第３の分配ゲインＧ３の値に応じて先の補間演算部８６により演算されるばね成分Ｔ_ｓｐ３ ^＊とラック軸力Ｔ_ａｆとの使用比率が調節される。

本実施の形態によれば、以下の作用および効果を得ることができる。
前述の通り、たとえば車両が低摩擦路を走行しているとき、そのことを路面情報として運転者に操舵反力として伝えることが要求されることがある。この点、本例によれば、低摩擦路を走行しているとき、仮想的なラック軸力Ｔ_ａｆを加味して基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊の最終的なばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊を演算することにより、運転者に路面情報を操舵反力としてより適切に伝えることが可能である。

先の図９のグラフに示されるように、横加速度差分値ΔＬＡが大きくなるほど、第３の分配ゲインＧ３はより大きな値に設定される。このため、横加速度差分値ΔＬＡが大きくなるほど、ラック軸力Ｔ_ａｆの使用比率はより大きく、先の補間演算部８６により演算されるばね成分Ｔ_ｓｐ３ ^＊の使用比率はより小さくなる。

ここで、ばね成分Ｔ_ｓｐ３ ^＊は路面状態あるいは車両挙動に応じてステアリングの剛性感と車両との一体感との調和を図る観点に基づき演算される。ラック軸力Ｔ_ａｆは操舵機構２０に付与される駆動力（＝操舵トルクＴ_ｈ＋電流値Ｉに基づくアシストトルク）として演算される。また、走行路の摩擦抵抗が小さくなるほど路面反力はより小さく、路面反力が小さくなるほど操舵トルクＴ_ｈはより小さく、操舵トルクＴ_ｈが小さくなるほどラック軸力Ｔ_ａｆはより小さくなる。すなわち、ラック軸力Ｔ_ａｆは路面反力が小さくなるほどより小さくなる。逆に、走行路の摩擦抵抗が大きくなるほど路面反力はより大きく、路面反力が大きくなるほど操舵トルクＴ_ｈはより大きく、操舵トルクＴ_ｈが大きくなるほどラック軸力Ｔ_ａｆはより大きくなる。すなわち、ラック軸力Ｔ_ａｆは路面反力が大きくなるほどより大きくなる。このように、ラック軸力Ｔ_ａｆは仮想的にではあるものの路面反力（転舵輪２６から操舵機構２０への逆入力荷重）を反映する。

このため、ラック軸力Ｔ_ａｆの使用比率がより大きく、ばね成分Ｔ_ｓｐ３ ^＊の使用比率がより小さく設定されることにより、補間演算部８８により演算される最終的なばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊は、仮想的にではあるものの路面状態がより強く反映されたものとなる。路面状態がより強く反映された最終的なばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊を使用することにより、路面状態をこれに応じたより適切な操舵反力として運転者に認識させることができる。

たとえば車両が低摩擦路を走行している場合、路面反力が小さくなるほど横加速度差分値ΔＬＡはより大きな値に、またラック軸力Ｔ_ａｆはより小さな値になりやすいところ、当該ラック軸力Ｔ_ａｆに応じて最終的なばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊の値もより小さくなる。そして、ばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊の値が減少するほど、減算値Ｔ_ｐ ^＊＊、ひいては目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の値は増大する。また、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊が増加する分、補正成分Ｔ_ａ２ ^＊、アシスト指令値Ｔ_ａ ^＊および電流指令値Ｉ^＊が大きくなる。そして電流指令値Ｉ^＊が大きくなる分、モータ３１のモータトルク、ひいてはステアリングに印加される操舵補助力が増大する。すなわち、運転者がステアリングを通じて感じる操舵反力が減少する。運転者は、操舵反力が減少したことを手応えとして感じることにより、車両が低摩擦路を走行していることをより把握しやすくなる。

また、本例のようにラック軸力Ｔ_ａｆを使用して目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する場合、つぎのようなことが懸念される。すなわち、ラック軸力Ｔ_ａｆは、電流値Ｉに基づくアシストトルクと操舵トルクＴ_ｈとを合算することにより得られるものであるため、操舵機構２０の粘性および慣性を含んでいる。このため、ラック軸力Ｔ_ａｆは、転舵輪２６からタイロッド２５を通じてラック軸２３に伝達される純粋な路面情報を反映したものではない。したがって、ラック軸力Ｔ_ａｆを使用して目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する場合、操舵機構２０の粘性および慣性の影響によって操舵感が低下することが懸念される。

この点、本例では目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する場合、横加速度差分値ΔＬＡに応じて最終的なばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊におけるラック軸力Ｔ_ａｆの使用比率を調節する。たとえば車両が平坦路をグリップ走行している場合、横加速度差分値ΔＬＡはより小さな値となる。本例では、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する場合、横加速度差分値ΔＬＡの減少に応じて最終的なばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊におけるラック軸力Ｔ_ａｆの使用比率を減少させる。このため、操舵感に対する操舵機構２０の粘性および慣性などの影響が抑制される。したがって、車両が平坦路をグリップ走行しているとき、より適切な操舵感触を付与することができる。ひいては、車両挙動（横加速度差分値ΔＬＡ）に現れる路面情報を運転者へ操舵反力としてより適切に伝えることができる。

なお本例において、ラック軸力演算部６４は、三相各相の電流値Ｉおよび操舵トルクＴ_ｈに基づきラック軸力Ｔ_ａｆを演算したが、ヨーレートＹＲおよび横加速度ＬＡに基づきラック軸力Ｔ_ａｆを演算してもよい。また、目標ピニオン角演算部６２は、ラック軸力演算部６４により演算されるラック軸力Ｔ_ａｆに代えて基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊を使用して目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算してもよい。基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊もラック軸力を反映する値である。この場合、補間演算部８８は、第３の分配ゲインＧ３を使用して、先の補間演算部８６により演算されるばね成分Ｔ_ｓｐ３ ^＊と基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊との使用比率を決定し、当該使用比率に基づき最終的なばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊を演算する。

＜第３の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置を車両の電動パワーステアリング装置に具体化した第３の実施の形態を説明する。本例は、理想車両モデル７２によるばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊の演算方法の点で第２の実施の形態と異なる。第２の実施の形態では、第１の分配ゲインＧ１および第２の分配ゲインＧ２のうち値の大きい方の分配ゲインＧを使用して第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊と第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊との使用比率を調節したが、本例では第１の分配ゲインＧ１に基づき第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊と第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊との使用比率を調節する。本例では、理想車両モデル７２がつぎのように構成されている。

図１０に示すように、理想車両モデル７２は第１の車両反力モデル８１、第２の車両反力モデル８２、第１の分配ゲイン演算部８３、および２つの補間演算部８６，８８を有している。すなわち、理想車両モデル７２は、先の図８に示される第２の分配ゲイン演算部８４および最大値選択部８５が割愛された構成を有している。第３の分配ゲイン演算部８７は、先の式（Ｄ），（Ｅ）に基づき、横加速度差分値ΔＬＡを演算する。

補間演算部８６は、第１の分配ゲインＧ１を使用して、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊と第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊との使用比率を決定し、当該使用比率に基づき基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊のばね成分Ｔ_ｓｐ３ ^＊を演算する。補間演算部８８は、第３の分配ゲインＧ３を使用して、補間演算部８６により演算されるばね成分Ｔ_ｓｐ３ ^＊とラック軸力演算部６４により演算されるラック軸力Ｔ_ａｆとの使用比率を決定し、当該使用比率に基づき基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊の最終的なばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊を演算する。

したがって、本実施の形態によれば第２の実施の形態と同様に運転者に路面状態を操舵反力としてより適切に伝えることができる。たとえば、車両が平坦な乾燥路をグリップ走行しているとき、その路面状態を剛性感に基づく、よりしっかりとした手応えを通じて運転者に伝えることができる。また、車両が低摩擦路を走行しているとき、ラック軸力Ｔ_ａｆ（路面反力）がより強く反映された操舵反力を通じて路面状態を運転者に伝えることができる。

また、車両が低摩擦路を走行しているときには横加速度ＬＡが発生しにくい。横加速度ＬＡが小さいほどばね成分Ｔ_ｓｐ３ ^＊における第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊の使用比率が増大する。このため、車両が低摩擦路を走行しているとき、ばね成分Ｔ_ｓｐ３ ^＊は第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊を主としたものになりやすい。このばね成分Ｔ_ｓｐ３ ^＊が最終的なばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊として使用される場合、運転者はより高い剛性感を手応えとして感じる。このため、操舵感触として本来、しっかりとした手応えを感じにくい低摩擦路において、しっかりとした手応えが得られることに対して運転者が違和感を覚えるおそれがある。

この点、本例によれば、横加速度差分値ΔＬＡの増大に伴いラック軸力Ｔ_ａｆの使用比率が増大する。このため、基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊の最終的なばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊はラック軸力Ｔ_ａｆがより反映されたものとなる。この最終的なばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊を使用することにより、路面状態をこれに応じたより適切な操舵反力として運転者に伝えることができる。たとえば車両が低摩擦路を走行しているとき、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊を主としたばね成分Ｔ_ｓｐ３ ^＊の使用比率はより減少される一方、ラック軸力Ｔ_ａｆの使用比率はより増大される。このため、運転者は路面反力に応じた操舵反力を手応えとして感じる。

なお、本実施の形態において、第１の分配ゲイン演算部８３に代えて第２の分配ゲイン演算部８４を設けてもよい。この場合、第２の分配ゲインＧ２に基づき第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊と第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊との使用比率が調節される。

＜第４の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置を車両の電動パワーステアリング装置に具体化した第４の実施の形態を説明する。本例は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊（最終的なばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊）の演算に際して第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊を加味しない点で第３の実施の形態と異なる。本例では、理想車両モデル７２がつぎのように構成されている。

図１１に示すように、理想車両モデル７２は、第１の車両反力モデル８１、第４の分配ゲイン演算部８９、および補間演算部９０を有している。
第４の分配ゲイン演算部８９は、先の式（Ｄ），（Ｅ）に基づき、横加速度差分値ΔＬＡを演算する。第４の分配ゲイン演算部８９は、自身が持つ第４のゲインマップ９４を使用して第４の分配ゲインＧ４を演算する。第４のゲインマップ９４は、横加速度差分値ΔＬＡと第４の分配ゲインＧ４との関係を車速Ｖ（あるいは車速域）ごとに規定する三次元マップである。第４の分配ゲインＧ４は、第１の車両反力モデル８１により演算される第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊とラック軸力演算部６４により演算されるラック軸力Ｔ_ａｆとの使用比率を決定するために使用される。

図１２のグラフに示すように、横軸に横加速度差分値ΔＬＡを、縦軸に第４の分配ゲインＧ４をそれぞれプロットしたとき、第４のゲインマップ９４はつぎのような特性を有する。すなわち、横加速度差分値ΔＬＡが大きくなるほど、また車速Ｖが速くなるほど第４の分配ゲインＧ４はより大きな値に設定される。逆に、横加速度差分値ΔＬＡが小さくなるほど、また車速Ｖが遅くなるほど第４の分配ゲインＧ４はより小さな値に設定される。第４の分配ゲインＧ４は、「０」〜「１」の範囲の値である。なお、第４のゲインマップ９４は車速Ｖを加味しなくてもよい。

補間演算部９０は、第４の分配ゲイン演算部８９により演算される第４の分配ゲインＧ４を使用して、第１の車両反力モデル８１により演算される第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊とラック軸力演算部６４により演算されるラック軸力Ｔ_ａｆとの使用比率を決定し、当該使用比率に基づき基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊の最終的なばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊を演算する。当該最終的なばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊は、先の式（Ｆ）と同様の考え方に基づく次式（Ｈ）により求められる。

Ｔ_ｓｐ ^＊＝Ｔ_ｓｐ１ ^＊・（１−Ｇ４）＋Ｔ_ａｆ ^＊・Ｇ４ …（Ｈ）
式（Ｈ）において、第４の分配ゲインＧ４は、「０」から「１」までの値に設定される。第４の分配ゲインＧ４が「０」であるとき、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊の使用比率が１００％となる。第４の分配ゲインＧ４が「１」であるとき、ラック軸力Ｔ_ａｆの使用比率が１００％となる。第４の分配ゲインＧ４が「１」と「０」との間の値であるとき、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊とラック軸力Ｔ_ａｆとは、それぞれ第４の分配ゲインＧ４の値に応じた所定の使用比率で足し合わされる。このようにして、第４の分配ゲインＧ４の値に応じて第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊とラック軸力Ｔ_ａｆとの使用比率が調節される。

したがって、本実施の形態によれば第３の実施の形態と同様に運転者に路面状態を操舵反力としてより適切に伝えることができる。たとえば車両が乾燥路をグリップ走行しているとき、横加速度差分値ΔＬＡがより小さな値になるため、基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊の最終的なばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊は第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊を主としたものとなる。このため、運転者は剛性感を手応えとして感じる。また、車両が低摩擦路を走行しているとき、横加速度差分値ΔＬＡがより大きな値になるため、基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊の最終的なばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊はラック軸力Ｔ_ａｆを主としたものとなる。このため、運転者は実際の路面状態に即したより小さな操舵反力を手応えとして感じる。

＜第５の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置を車両のステアバイワイヤ方式の操舵装置に具体化した第５の実施の形態を説明する。ステアバイワイヤとはステアリングホイールと転舵輪とを機械的に分離した操舵装置をいう。

図１３に示すように、操舵装置１００は、操舵反力を生成するための構成として、反力モータ１０１、回転角センサ１０２、および反力制御部１０３を有している。反力モータ１０１は、操舵反力の発生源である。反力モータ１０１のトルクは操舵反力としてステアリングシャフトに付与される。回転角センサ１０２は、反力モータ１０１の回転角θａを検出する。反力制御部１０３は、反力モータ１０１の通電制御を通じて操舵トルクＴ_ｈに応じた操舵反力を発生させる反力制御を実行する。

また、操舵装置１００は、転舵輪を転舵させるための動力である転舵力を生成するための構成として、転舵モータ１０４、回転角センサ１０５、および転舵制御部１０６を有している。転舵モータ１０４は転舵力の発生源である。転舵モータ１０４のトルクは転舵力としてピニオンシャフトを介して転舵軸に付与される。回転角センサ１０５は転舵モータ１０４の回転角θｂを検出する。転舵制御部１０６は、転舵モータ１０４の通電制御を通じて転舵輪を操舵状態に応じて転舵させる転舵制御を実行する。

反力制御部１０３は、目標操舵反力演算部１１１、目標舵角演算部１１２、舵角演算部１１３、舵角フィードバック制御部１１４、加算器１１５、および通電制御部１１６を有している。

目標操舵反力演算部１１１は、操舵トルクＴ_ｈに基づき目標操舵反力Ｔ^＊を演算する。なお、目標操舵反力演算部１１１は、車速Ｖを加味して目標操舵反力Ｔ^＊を演算してもよい。目標舵角演算部１１２は、目標操舵反力Ｔ^＊および操舵トルクＴ_ｈに基づきステアリングホイールの目標舵角θ^＊を演算する。舵角演算部１１３は、回転角センサ１０２を通じて検出される反力モータ１０１の回転角θａに基づきステアリングホイールの実際の舵角θｓを演算する。舵角フィードバック制御部１１４は、実際の舵角θｓを目標舵角θ^＊に追従させるべく舵角θｓのフィードバック制御を通じて舵角補正量Ｔ_δを演算する。加算器１１５は、目標操舵反力Ｔ^＊に舵角補正量Ｔ_δを加算することにより最終的な目標操舵反力Ｔ^＊を算出する。通電制御部１１６は、最終的な目標操舵反力Ｔ^＊に応じた電力を反力モータ１０１へ供給する。これにより、反力モータ１０１は最終的な目標操舵反力Ｔ^＊に応じたトルクを発生する。運転者に対して路面反力に応じた適度な手応え感を与えることが可能である。

転舵制御部１０６は、ピニオン角演算部１１７、ピニオン角フィードバック制御部１１８、および通電制御部１１９を有している。ピニオン角演算部１１７は、回転角センサ１０５を通じて検出される転舵モータ１０４の回転角θｂに基づきピニオンシャフトの実際の回転角であるピニオン角θ_ｐを演算する。ピニオン角フィードバック制御部１１８は、目標舵角演算部１１２により演算される目標舵角θ^＊を目標ピニオン角として取り込む。ピニオン角フィードバック制御部１１８は、実際のピニオン角θ_ｐを目標舵角θ^＊に追従させるべくピニオン角θ_ｐのフィードバック制御を通じてピニオン角指令値Ｔ_θ ^＊を演算する。通電制御部１１９は、ピニオン角指令値Ｔ_θ ^＊に応じた電力を転舵モータ１０４へ供給する。これにより、転舵モータ１０４はピニオン角指令値Ｔ_θ ^＊に応じた角度だけ回転する。すなわち、ステアリングホイールが操作された分だけ転舵輪は転舵する。

こうした操舵装置１００の構成を前提として、先の第１〜第４の実施の形態における目標ピニオン角演算部６２の演算機能が目標舵角演算部１１２に、またピニオン角フィードバック制御部６３の演算機能が舵角フィードバック制御部１１４に適用することができる。ここではまず、操舵装置１００に第１の実施の形態を適用した場合について説明する。

この場合、反力制御部１０３における目標舵角演算部１１２は、先の目標ピニオン角演算部６２（図２参照）と同様の機能的な構成を有している。先の目標ピニオン角演算部６２が基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊を取り込むのに対し、本例の目標舵角演算部１１２は目標操舵反力Ｔ^＊を取り込む。目標舵角演算部１１２が操舵トルクＴ_ｈ、車速Ｖ、ヨーレートＹＲ、および横加速度ＬＡを取り込むことについては、先の目標ピニオン角演算部６２と同じである。また、先の目標ピニオン角演算部６２が目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算するのに対し、本例の目標舵角演算部１１２は目標舵角θ^＊を演算する。取り込む信号の一部、および生成する信号が異なるだけであって、目標舵角演算部１１２の内部的な演算処理の内容は、先の目標ピニオン角演算部６２と同じである。

また、反力制御部１０３における舵角フィードバック制御部１１４は、先のピニオン角フィードバック制御部６３と同様の機能を有している。先のピニオン角フィードバック制御部６３がピニオン角θ_ｐのフィードバック制御の実行を通じて基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊に対する補正成分Ｔ_ａ２ ^＊を演算するのに対し、本例の舵角フィードバック制御部１１４は舵角θｓのフィードバック制御の実行を通じて舵角補正量Ｔ_δを演算する。フィードバック制御の対象が異なるだけであって、舵角フィードバック制御部１１４の内部的な演算処理の内容は、先のピニオン角フィードバック制御部６３と同じである。

さて、ステアバイワイヤ方式の操舵装置１００では、ステアリングホイールと転舵輪とが機械的に分離されているため、タイヤからの路面反力（ラック軸力）が操舵反力としてステアリングホイールに直接伝わることがない。このため、路面の滑りやすさなどの路面情報がステアリングホイールに手応えとして伝わりにくい。

この点、操舵装置１００に第１の実施の形態を適用する場合、たとえば車両が平坦な乾燥路をグリップ走行しているとき、横加速度ＬＡの増大に伴い、ばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊における第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊の使用比率が増大される一方、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊の使用比率が減少される。ここで、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊はステアリングの剛性感に寄与し、第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊は車両との一体感に寄与する。このため、目標舵角θ^＊は、第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊をより強く反映したものとなる。そして反力モータ１０１は、当該目標舵角θ^＊が反映されたトルクを操舵反力として発生させる。したがって、横加速度ＬＡの増大に応じてステアリングの剛性感がより減少する一方、車両との一体感がより増大する。横加速度ＬＡの大きさに応じた車両との一体感が得られる。

また、車両が圧雪路などの低摩擦路を走行しているとき、横加速度ＬＡが生じにくい。また、横加速度差分値ΔＬＡの増大に伴い、ばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊における第２のばね反力トルクＴ_ｓｐ２ ^＊の使用比率が増大される一方、第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊の使用比率が減少される。このため、ステアリングの剛性感に寄与する第１のばね反力トルクＴ_ｓｐ１ ^＊が目標舵角θ^＊に反映されにくい。反力モータ１０１は当該目標舵角θ^＊が反映されたトルクを操舵反力として発生させる。運転者は剛性感が減少したことを手応えとして感じることにより、本来的に操舵感触としてしっかりとした手応えを感じにくい低摩擦路を走行していることを認識しやすくなる。

つぎに、第２〜第４の実施の形態のいずれか一を本例の操舵装置１００に適用する場合について説明する。
この場合、図１３に示されるように、反力制御部１０３にラック軸力演算部６４を設ける。目標舵角演算部１１２は、ラック軸力演算部６４により演算されるラック軸力Ｔ_ａｆを加味して目標舵角θ^＊を演算する。そして、車両が低摩擦路を走行しているとき、横加速度差分値ΔＬＡの増大に伴いばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊におけるラック軸力Ｔ_ａｆの使用比率が増大される。このため、目標舵角θ^＊は、ラック軸力Ｔ_ａｆをより強く反映したものとなる。したがって、反力モータ１０１はラック軸力Ｔ_ａｆをより強く反映したトルクを操舵反力として発生させる。このため、運転者は車両が滑りやすい低摩擦路を走行していることを操舵反力として認識しやすくなる。

以上のように、操舵装置１００に第１〜第５の実施の形態のいずれの形態を適用する場合であれ、反力モータ１０１を通じてラック軸力Ｔ_ａｆ（路面反力）に応じた操舵反力をステアリングに付与することができる。このため、運転者に路面状態を操舵反力としてより適切に伝えることができる。

＜他の実施の形態＞
なお、各実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・第１〜第４の実施の形態では、トルクセンサ４２０はコラムシャフト２２ａに設けたが、インターミディエイトシャフト２２ｂあるいはピニオンシャフト２２ｃに設けてもよい。操舵トルクＴ_ｈが検出できるのであれば、操舵機構２０の適宜の箇所に設けることが可能である。

・第１〜第４の実施の形態では、ピニオン角フィードバック制御部６３において、ピニオン角θ_ｐに対してＰＩＤ制御を行うようにしたが、ＰＩ制御を行ってもよい。第５の実施の形態における舵角フィードバック制御部１１４についても同様である。

・第１〜第４の実施の形態では、転舵輪２６，２６の転舵角θ_ｔａに対応するピニオン角θ_ｐについてフィードバック制御を行うようにしたが、インターミディエイトシャフト２２ｂの回転角についてフィードバック制御を行うようにしてもよい。また、モータ３１の出力軸の回転角についてフィードバック制御を行ってもよい。インターミディエイトシャフト２２ｂおよびモータ３１の出力軸の回転角は、いずれも転舵角θ_ｔａを反映する値であるため、これら回転角のフィードバック制御を通じて、間接的に転舵角θ_ｔａのフィードバック制御を行うことができる。また、転舵輪２６，２６の転舵角θ_ｔａを検出し、この転舵角θ_ｔａに対して直接フィードバック制御を行うようにしてもよい。この場合、目標ピニオン角演算部６２は目標転舵角演算部として機能し、ピニオン角フィードバック制御部６３は転舵角フィードバック制御部として機能する。同様に、第５の実施の形態では、舵角θｓのフィードバック制御を行うようにしたが、反力モータ１０１の回転角θａのフィードバック制御を行ってもよい。

・第１〜第４の実施の形態では、理想ＥＰＳモデル７１は、基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊および操舵トルクＴ_ｈの総和に基づいて目標ピニオン角θ_ｐ ^＊（理想的なピニオン角）を求めるようにしたが、操舵トルクＴ_ｈのみに基づいて目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を求めるようにしてもよい。

・第１〜第４の実施の形態では、基本アシスト成分演算部６１は、操舵トルクＴ_ｈおよび車速Ｖに基づいて基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊を求めるようにしたが、操舵トルクＴ_ｈのみに基づいて基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊を求めるようにしてもよい。また、基本アシスト成分演算部６１は、位相補償制御およびトルク微分制御の少なくとも一方の制御を実行するようにしてもよい。位相補償制御は、アシスト勾配に基づいてトルクセンサ４２０により検出される操舵トルクＴ_ｈの位相を変化させてもよい。トルク微分制御は、基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊の微分値が大きいほど基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊の値を大きくすることが望ましい。

・第１〜第４の実施の形態では、コラムシャフト２２ａに操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置１０を例に挙げたが、たとえばピニオンシャフト２２ｃあるいはラック軸２３に操舵補助力を付与するタイプの電動パワーステアリング装置に具体化してもよい。

１０…電動パワーステアリング装置、２０…操舵機構、２１…ステアリングホイール（回転体）、２２ｃ…ピニオンシャフト（回転体）、２３…ラック軸（転舵軸）、２６…転舵輪、３１…モータ、４２…マイクロコンピュータ（操舵制御装置）、６１…基本アシスト成分演算部（第１の演算部）、６２…第２の演算部を構成する目標ピニオン角演算部、６３…第２の演算部を構成するピニオン角フィードバック制御部、４４０…横加速度センサ、ＬＡ…横加速度（実横加速度、路面反力が反映される状態量）、ＬＡ′…推定横加速度、ΔＬＡ…横加速度差分値、Ｉ…電流値、ＹＲ…ヨーレート（路面反力および車両挙動が反映される状態量）、Ｔ_ａ ^＊…アシスト指令値、Ｔ_ａ１ ^＊…基本アシスト成分（基礎成分）、Ｔ_ａ２ ^＊…補正成分（基礎成分に対する補償成分）、Ｔ_ｈ…操舵トルク、Ｔ_ｐ ^＊…基本駆動トルク、Ｔ_ｓｐ ^＊…ばね成分（第１の成分と第２の成分との加算値、基礎成分に対する補正値）、Ｔ_ｓｐ１ ^＊…第１の補正ばね反力トルク（第１の反力成分）、Ｔ_ｓｐ２ ^＊…第２の補正ばね反力トルク（第２の反力成分、第２の成分）、Ｔ_ａｆ ^＊…ラック軸力（第２の成分）、Ｔ_ｓｐ３ ^＊…ばね成分（第１の成分）、Ｖ…車速（車両挙動が反映される状態量）、θ_ｐ…ピニオン角（実際の回転角）、θ_ｐ ^＊…目標ピニオン角（目標回転角）、θｓ…舵角（実際の回転角）、θ_ｐ ^＊…目標舵角（目標回転角）。

Claims (6)

1. 車両の操舵機構に付与される駆動力の発生源であるモータをステアリング操作に応じて演算されるアシスト指令値に基づき制御する操舵制御装置であって、
   少なくとも操舵トルクに応じて前記アシスト指令値の基礎成分を演算する第１の演算部と、
   ステアリング操作を通じて回転する回転体の実際の回転角を、前記基礎成分に従って算出される目標回転角に一致させるフィードバック制御を通じて前記基礎成分に対する補償成分を演算する第２の演算部と、を備え、
   前記第２の演算部は、少なくとも前記目標回転角に基づく第１の成分、および車両挙動または路面状態が反映される状態量に基づく第２の成分を演算するとともに、前記第１の成分と前記第２の成分との加算値に基づいて補正される前記基礎成分に従って前記目標回転角を算出することを前提として、
   前記第２の演算部は、車両挙動または路面状態が反映される状態量に基づく推定横加速度と車載センサを通じて検出される実横加速度との差である横加速度差分値が増大する場合、前記横加速度差分値が増大する前よりも前記第２の成分の使用比率を増大させる演算機能部分を有している操舵制御装置。
2. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
   前記第２の演算部は、前記横加速度差分値が増大するほど前記第２の成分の使用比率を増大させる操舵制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の操舵制御装置において、
   前記操舵機構は、ステアリング操作に連動して回転するピニオンシャフト、および前記ピニオンシャフトに連動して転舵輪を転舵させる転舵軸を有し、
   前記第２の成分は、前記モータに供給される電流の値、および前記操舵トルクに基づき算出されるラック軸力である操舵制御装置。
4. 請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
   前記第２の演算部は、前記目標回転角に基づく第１の反力成分、ならびに車両挙動が反映される状態量であるヨーレートおよび横加速度に基づく第２の反力成分を実横加速度に応じて決まる使用比率で合算することにより前記第１の成分を演算することを前提として、
   前記第２の演算部は、前記実横加速度が増大するほど前記第２の反力成分の使用比率を増大させる操舵制御装置。
5. 請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
   前記第２の演算部は、前記目標回転角に基づく第１の反力成分ならびに車両挙動が反映される状態量であるヨーレートおよび横加速度に基づく第２の反力成分を前記実横加速度または前記横加速度差分値に応じて決まる使用比率で合算することにより前記第１の成分を演算することを前提として、
   前記第２の演算部は、前記実横加速度の増大傾向および前記横加速度差分値の増大傾向のうち増大傾向がより大きい前記実横加速度または前記横加速度差分値が増大するほど前記第２の反力成分の使用比率を増大させる操舵制御装置。
6. 請求項１または請求項２に記載の操舵制御装置において、
   前記第２の演算部は、前記第１の成分として前記目標回転角に基づく第１の反力成分を演算するとともに、前記第２の成分として車両挙動が反映される状態量であるヨーレートおよび横加速度に基づく第２の反力成分を演算し、前記第１の反力成分と第２の反力成分とを前記実横加速度または前記横加速度差分値に応じて決まる使用比率で合算することにより前記基礎成分に対する補正値としてのばね成分を演算することを前提として、
   前記第２の演算部は、前記実横加速度の増大傾向および前記横加速度差分値の増大傾向のうち増大傾向がより大きい前記実横加速度または前記横加速度差分値が増大するほど前記第２の反力成分の使用比率を増大させる操舵制御装置。

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