JP4984625B2 - Vehicle steering device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To give suitable steering reaction force accompanied with turning of steered wheels to a steering wheel, in a steer-by-wire type steering device for a vehicle. <P>SOLUTION: A position response control value calculating portion B1 calculates position response control values of a steering electric motor 14 and a turning electric motor 34 by using a steering angle detected by a steering angle sensor 31 and a turning angle detected by a turning angle sensor. A force response control value calculating portion B2 calculates force response control values of the steering electric motor 14 and the turning electric motor 34 by using steering force detected by a steering force sensor 32 and turning reaction force detected by a turning reaction force sensor 34. Drive control portions B3, B4 controls the position response and the force response of the steering electric motor 14 and the turning electric motor 24 by using the calculated position response control values and the force response control values. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、ステアバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、バイラテラル制御により、転舵輪の転舵および操舵ハンドルに対する操舵反力付与を制御するようにした車両の操舵装置に関する。   The present invention relates to a steer-by-wire vehicle steering apparatus that controls steering of steered wheels and application of a steering reaction force to a steering handle by bilateral control.

従来から、操舵ハンドルと転舵輪とを機械的に切り離したステアバイワイヤ方式の車両の操舵装置はよく知られている。このステアバイワイヤ方式の車両の操舵装置は、例えば下記特許文献１に示すように、ステアリングシャフトに接続されて操舵ハンドルに対して操舵反力を付与する操舵反力用アクチュエータと、転舵軸に接続されて同転舵軸を変位させることより転舵輪を転舵する転舵用アクチュエータとを備えている。そして、操舵ハンドルの操舵角と転舵輪の転舵角とを検出して、検出操舵角と検出転舵角との差に応じて転舵用電動モータを回転制御することにより、操舵ハンドルの操舵に応じて転舵輪が転舵されるようにしている。また、ステアリングシャフトに付与される操舵力と転舵軸に付与される転舵反力とを検出して、検出操舵力と検出転舵反力との差に応じて操舵反力用電動モータを回転制御することにより、転舵輪の転舵に応じた操舵反力が操舵ハンドルに付与されるようにしている。
特開２００４−３４９２３号公報 Conventionally, a steer-by-wire vehicle steering apparatus in which a steering wheel and a steered wheel are mechanically separated is well known. This steer-by-wire vehicle steering apparatus is connected to a steering reaction force actuator, which is connected to a steering shaft and applies a steering reaction force to a steering handle, as shown in Patent Document 1, for example, and a steered shaft. And a steering actuator that steers the steered wheels by displacing the steered shaft. Then, the steering angle of the steering wheel and the turning angle of the steered wheel are detected, and the steering electric motor is rotationally controlled according to the difference between the detected steering angle and the detected turning angle. The steered wheels are steered accordingly. In addition, the steering reaction force applied to the steering shaft and the turning reaction force applied to the turning shaft are detected, and the steering reaction force electric motor is set according to the difference between the detected steering force and the detected turning reaction force. By controlling the rotation, a steering reaction force corresponding to the turning of the steered wheels is applied to the steering handle.
JP 2004-34923 A

しかし、上記従来の装置においては、操舵反力は、転舵用アクチュエータによる転舵輪の転舵角（すなわち転舵用アクチュエータの位置応答）とは無関係に転舵軸に付与される転舵反力に応じて制御されることになる。したがって、転舵用アクチュエータによる転舵輪の転舵を考慮した路面反力を操舵ハンドルに対する操舵反力に反映させることができず、転舵輪の転舵に伴う適切な操舵反力を操舵ハンドルに与えることができない。   However, in the above conventional apparatus, the steering reaction force is applied to the steered shaft regardless of the steered angle of the steered wheels by the steered actuator (that is, the position response of the steered actuator). It will be controlled according to. Therefore, the road surface reaction force considering the turning of the steered wheels by the steering actuator cannot be reflected in the steering reaction force on the steering wheel, and an appropriate steering reaction force accompanying the steering of the steered wheels is given to the steering handle. I can't.

本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、操舵アクチュエータおよび転舵アクチュエータによる位置制御および力制御を同時に行うバイラテラル制御方法を採用することにより、機械的に分離されている操舵ハンドルと転舵輪とをあたかも接続されているような状態で、操舵ハンドルに対する操舵反力と転舵輪の転舵とを制御して転舵輪の転舵に伴う適切な操舵反力を操舵ハンドルに与えることができるようにした車両の操舵装置を提供することにある。   The present invention has been made to address the above-described problems, and the object thereof is mechanically separated by adopting a bilateral control method that simultaneously performs position control and force control by a steering actuator and a steering actuator. The steering steering wheel and the steered wheel are connected as if they were connected, and the steering reaction force against the steering handle and the steered wheel steer are controlled to steer the appropriate steering reaction force accompanying the steered wheel steer. An object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus that can be applied to a steering wheel.

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、操舵ハンドルを駆動する操舵アクチュエータと、操舵ハンドルとは機械的に非接続の転舵輪を転舵する転舵アクチュエータとを備えたステアバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、操舵ハンドルの操舵角を表す操舵角情報を取得する操舵角取得手段と、操舵ハンドルの操舵角速度を表す操舵角速度情報を取得する操舵角速度取得手段と、転舵輪の転舵角を表す転舵角情報を取得する転舵角取得手段と、転舵輪の転舵角速度を表す転舵角速度情報を取得する転舵角速度取得手段と、操舵ハンドルに付与される操舵力を表す操舵力情報を取得する操舵力取得手段と、転舵輪に入力される転舵反力を表す転舵反力情報を取得する転舵反力取得手段と、操舵角情報によって表された操舵角および転舵角情報によって表された転舵角のうちのいずれか一方に所定値を乗算し、前記一方に乗算の施された操舵角と転舵角との偏差、ならびに操舵角速度情報によって表された操舵角速度および転舵角速度情報によって表された転舵角速度のうちのいずれか一方に所定値を乗算し、前記一方に乗算の施された操舵角速度と転舵角速度との偏差を用いて、操舵ハンドルの操舵角と転舵輪との転舵角を所定比に保つための操舵アクチュエータおよび転舵アクチュエータに対する位置応答制御値を計算する位置応答制御値計算手段と、操舵力情報によって表された操舵力および転舵反力情報によって表された転舵反力のうちのいずれか一方に所定値を乗算し、前記一方に乗算の施された操舵力および転舵反力を用いて、操舵ハンドルに付与される操舵力および転舵輪に入力される転舵反力に応じた操舵アクチュエータおよび転舵アクチュエータに対する力応答制御値を計算する力応答制御値計算手段と、位置応答制御値計算手段によって計算された操舵アクチュエータのための位置応答制御値と、力応答制御値計算手段によって計算された操舵アクチュエータのための力応答制御値とを合算して操舵アクチュエータを駆動制御する操舵アクチュエータ駆動制御手段と、位置応答制御値計算手段によって計算された転舵アクチュエータのための位置応答制御値と、力応答制御値計算手段によって計算された転舵アクチュエータのための力応答制御値とを合算して転舵アクチュエータを駆動制御する転舵アクチュエータ駆動制御手段とを設けたことにある。 In order to achieve the above object, a feature of the present invention is a steer-by-wire system comprising a steering actuator that drives a steering handle and a steering actuator that steers a steered wheel that is mechanically disconnected from the steering handle. In a vehicle steering apparatus, a steering angle acquisition unit that acquires steering angle information that represents a steering angle of a steering handle, a steering angular velocity acquisition unit that acquires steering angular velocity information that represents a steering angular velocity of a steering handle, and a turning angle of a steered wheel Steering angle acquisition means for acquiring turning angle information representing the steering angle, turning angle speed acquisition means for acquiring turning angular speed information representing the turning angular speed of the steered wheels, and steering force representing the steering force applied to the steering wheel Steering force acquisition means for acquiring information, steered reaction force acquisition means for acquiring steered reaction force information representing the steered reaction force input to the steered wheels, and the steering angle and steered represented by the steering angle information Multiplied by a predetermined value to either out noise deviation of the turning angle represented by the information, a deviation between the steering angle and the turning angle has been subjected to multiplication before Symbol hand, and represented by the steering angular velocity information A steering wheel is obtained by multiplying one of the steering angular speeds represented by the steering angular speed and the steering angular speed information by a predetermined value and using a deviation between the steering angular speed multiplied by the one and the steering angular speed. A steering actuator for maintaining the steering angle of the steering wheel and the steered wheel at a predetermined ratio, a position response control value calculating means for calculating a position response control value for the steered actuator, a steering force represented by the steering force information, and multiplied by a predetermined value to either out noise deviation of turning reaction force represented by the turning reaction force information, using the steering force and the steering reaction force has been subjected to multiplication before Symbol hand, the steering wheel Steering force applied to A steering actuator according to the turning reaction force input to the steered wheels, a force response control value calculating means for calculating a force response control value for the steered actuator, and a steering actuator calculated by the position response control value calculating means A steering actuator drive control means for controlling the steering actuator by adding the position response control value of the steering wheel and the force response control value for the steering actuator calculated by the force response control value calculation means, and a position response control value calculation means The position response control value for the steered actuator calculated by the above and the force response control value for the steered actuator calculated by the force response control value calculating means are summed to drive control the steered actuator. Actuator drive control means is provided.

この場合、例えば、操舵角取得手段は、操舵ハンドルの操舵角を検出する操舵角センサであり、操舵角速度取得手段は、操舵角情報によって表された操舵角に基づいて操舵角速度を計算する手段である。また、転舵角取得手段は、転舵輪の転舵角を検出する転舵角センサであり、転舵角速度取得手段は、転舵角情報によって表された転舵角に基づいて転舵角速度を計算する手段である。また、操舵力取得手段は、操舵ハンドルに付与される操舵力を検出する操舵力センサである。また、転舵反力取得手段は、転舵輪に入力される転舵反力を検出する転舵反力センサである。 In this case, for example, a steering angle acquisition means, Ri steering angle sensor der for detecting a steering angle of the steering wheel, the steering angular velocity acquisition means, means for calculating a steering angular velocity based on the steering angle represented by the steering angle information der Ru. Further, the steering angle acquisition means, Ri steering angle sensor der to detect a steered angle of the steered wheels, the steering angular velocity acquisition means turning angular velocity based on the steering angle represented by the steering angle information Ru means der to calculate. The steering force acquisition means is a steering force sensor that detects a steering force applied to the steering wheel. The turning reaction force acquisition means is a turning reaction force sensor that detects the turning reaction force input to the steered wheels.

さらに、操舵力取得手段を、操舵アクチュエータの作動制御状態と、操舵アクチュエータの実際の作動状態とに基づいて、操舵ハンドルに付与される操舵力を推定する操舵力推定手段で構成することもできる。また、転舵反力取得手段を、転舵アクチュエータの作動制御状態と、同転舵アクチュエータの実際の作動状態とに基づいて、転舵輪に入力される転舵反力を推定する転舵反力推定手段で構成することもできる。より具体的には、操舵力または転舵反力を外乱とするオブザーバを想定し、操舵アクチュエータまたは転舵アクチュエータに対する駆動電流に基づく駆動制御トルクと、操舵アクチュエータまたは転舵アクチュエータの実際の発生トルクとの差により、操舵トルクまたは転舵反力を外乱として計算できる。この操舵力および転舵反力の推定技術を用いれば、操舵力センサおよび転舵反力センサは不要となり、製品の製造コストを下げることができる。   Furthermore, the steering force acquisition means can be configured by a steering force estimation means that estimates the steering force applied to the steering handle based on the operation control state of the steering actuator and the actual operation state of the steering actuator. Further, the steering reaction force acquisition means is configured to estimate the steering reaction force input to the steered wheel based on the operation control state of the steering actuator and the actual operation state of the steering actuator. It can also be configured by estimation means. More specifically, assuming an observer whose disturbance is a steering force or a turning reaction force, a drive control torque based on a drive current for the steering actuator or the turning actuator, an actual generated torque of the steering actuator or the turning actuator, and The steering torque or the turning reaction force can be calculated as a disturbance by the difference between the two. If this technique for estimating the steering force and the turning reaction force is used, the steering force sensor and the turning reaction force sensor become unnecessary, and the manufacturing cost of the product can be reduced.

このように構成した本発明によれば、操舵アクチュエータは、操舵アクチュエータ駆動制御手段により、操舵角と転舵角との比が所定値に保たれるように位置応答制御されるとともに、操舵力と転舵反力に応じて力応答制御される。また、転舵アクチュエータも、転舵アクチュエータ駆動制御手段により、操舵角と転舵角との比が所定値に保たれるように位置応答制御されるとともに、操舵力と転舵反力に応じて力応答制御される。このような、操舵アクチュエータおよび転舵アクチュエータの位置応答制御および力応答制御を同時に行うバイラテラル制御により、機械的に分離されている操舵ハンドルと転舵輪とがあたかも接続されているような状態で、操舵ハンドルに対する操舵反力と転舵輪の転舵が制御される。したがって、転舵輪の転舵に伴う適切な操舵反力を操舵ハンドルに与えることができ、運転者は的確に路面反力を感じながら、操舵ハンドルを良好に操舵操作できるようになる。   According to the present invention configured as described above, the steering actuator is subjected to position response control by the steering actuator drive control means so that the ratio between the steering angle and the turning angle is maintained at a predetermined value, and the steering force and Force response control is performed according to the turning reaction force. The steering actuator is also position-responsively controlled by the steering actuator drive control means so that the ratio between the steering angle and the steering angle is maintained at a predetermined value, and in accordance with the steering force and the steering reaction force. Force response controlled. By such bilateral control that simultaneously performs position response control and force response control of the steering actuator and the turning actuator, in a state where the steering handle and the steered wheels that are mechanically separated are connected, The steering reaction force on the steering wheel and the turning of the steered wheels are controlled. Accordingly, an appropriate steering reaction force accompanying the turning of the steered wheels can be applied to the steering handle, and the driver can perform a steering operation satisfactorily while feeling the road reaction force accurately.

また、本発明の他の特徴は、前述した車両の操舵装置において、さらに、操舵角速度情報によって表された操舵角速度と転舵角速度情報によって表された転舵角速度との偏差に比例したダンピング制御値を計算して、同ダンピング制御値を操舵アクチュエータ駆動制御手段および転舵アクチュエータ駆動制御手段のうちの少なくとも一方による操舵アクチュエータまたは転舵アクチュエータの駆動制御に加味するダンピング制御手段を設けたことにある。また、これに代え、操舵角速度情報によって表された操舵角速度に比例したダンピング制御値を計算して、同ダンピング制御値を操舵アクチュエータ駆動制御手段による操舵アクチュエータの駆動制御に加味するダンピング制御手段を設けてもよい。さらに、転舵角速度情報によって表された転舵角速度に比例したダンピング制御値を計算して、同ダンピング制御値を転舵アクチュエータ駆動制御手段による転舵アクチュエータの駆動制御に加味するダンピング制御手段を設けてもよい。 According to another aspect of the present invention, in the above-described vehicle steering apparatus, a damping control value proportional to a deviation between the steering angular velocity represented by the steering angular velocity information and the turning angular velocity represented by the steering angular velocity information. the calculated, in the provision of the damping control means to adding to the drive control of at least one by the steering actuator or steering actuator of the steering actuator drive control means and the turning actuator drive control means of the same damping control value . Also, instead of this, by calculating the damping control value proportional to the steering angular velocity represented by the steering angular velocity information, the damping control means to adding the same damping control value to the drive control of the steering actuator by the steering actuator drive control means It may be provided. Further, by calculating the damping control value proportional to the steering angular velocity represented by the turning angular velocity information, the damping control means to adding the same damping control value to the drive control of the turning actuator by turning actuator drive control means It may be provided.

これにより、操舵アクチュエータまたは転舵アクチュエータに、速度ダンピング制御が付加され、力制御の応答特性をより良好にできるようになる。言い換えれば、力に関する応答制御特性を安定化することができ、操舵アクチュエータおよび転舵アクチュエータに対する力応答制御のゲインを大きく設定することができるようになり、運転者による操舵ハンドルの操舵操作感覚がより良好になる。   Thereby, speed damping control is added to the steering actuator or the turning actuator, and the response characteristic of the force control can be improved. In other words, the response control characteristics related to the force can be stabilized, the gain of the force response control for the steering actuator and the steering actuator can be set large, and the steering operation feeling of the steering wheel by the driver can be further increased. Become good.

また、本発明の他の特徴は、前述した車両の操舵装置の位置応答制御値計算手段において、操舵角情報によって表された操舵角および転舵角情報によって表された転舵角のうちのいずれか一方に乗算される所定値を、車両の走行状態に応じて変更する第１変更手段をさらに設けたことにある。この場合、車両の走行状態とは、例えば、車両の走行速度、車両の旋回半径、またはその両者である。車両の走行状態が走行速度である場合には、車速を検出する車速センサを新たに設けて、車速センサによって検出された車速を用いるようにするとよい。車両の走行状態が旋回半径の場合には、操舵角センサによって検出された操舵角を用いるようにすればよい。これによれば、操舵ハンドルの操舵操作による操舵角と転舵輪が転舵される転舵角との関係を車両の走行状態に応じて変化させることができ、車両の操舵特性を車両の走行状態に応じて変更できるようになる。 Another feature of the present invention, in the position response control value calculation means of a steering apparatus for a vehicle described above, noise of the turning angle represented by the steering angle and the turning angle information represented by the steering angle information A first changing means for changing a predetermined value multiplied by one of the deviations according to the traveling state of the vehicle is further provided. In this case, the traveling state of the vehicle is, for example, the traveling speed of the vehicle, the turning radius of the vehicle, or both. When the traveling state of the vehicle is the traveling speed, a vehicle speed sensor that detects the vehicle speed may be newly provided to use the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor. When the running state of the vehicle is a turning radius, the steering angle detected by the steering angle sensor may be used. According to this, the relationship between the steering angle by the steering operation of the steering wheel and the turning angle at which the steered wheels are steered can be changed according to the running state of the vehicle, and the steering characteristics of the vehicle can be changed to the running state of the vehicle. Can be changed according to

さらに、本発明の他の特徴は、前述した車両の操舵装置の力応答制御値計算手段において、操舵力情報によって表された操舵力および転舵反力情報によって表された転舵反力のうちのいずれか一方に乗算される所定値を、車両の走行状態に応じて変更する第２変更手段をさらに設けたことにある。この場合も、車両の走行状態としては、車速センサによって検出された車両の走行速度、操舵角センサによって検出された旋回半径、またはその両者を利用できる。これによれば、操舵ハンドルへの操舵反力を車両の走行状態に応じて変化させることができ、車両の操舵反力特性を車両の走行状態に応じて変更できるようになる。 Furthermore, another feature of the present invention is that, in the above-described force response control value calculation means of the vehicle steering apparatus, the steering force represented by the steering force information and the turning reaction force represented by the turning reaction force information. Neu predetermined value to be multiplied by the deviation or the other, further in the provision of the second changing means for changing in accordance with the running state of the vehicle. In this case as well, as the running state of the vehicle, the running speed of the vehicle detected by the vehicle speed sensor, the turning radius detected by the steering angle sensor, or both can be used. According to this, the steering reaction force to the steering wheel can be changed according to the traveling state of the vehicle, and the steering reaction force characteristic of the vehicle can be changed according to the traveling state of the vehicle.

ａ．第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態に係る車両の操舵装置について図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係る車両の操舵装置を概略的に示している。 a. First Embodiment Hereinafter, a vehicle steering apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a steering apparatus for a vehicle according to the embodiment.

この車両の操舵装置は、運転者によって操舵操作される操舵操作装置１０と、転舵輪としての左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を運転者の操舵操作に応じて転舵する転舵装置２０とを機械的に分離したステアバイワイヤ方式を採用している。操舵操作装置１０は、運転者によって回動操作される操作部としての操舵ハンドル１１を備えている。操舵ハンドル１１はステアリングシャフト１２の上端に固定され、ステアリングシャフト１２の下端には減速機構１３を介して操舵アクチュエータとしての操舵用電動モータ１４の出力軸が接続されている。操舵用電動モータ１４は、運転者による操舵ハンドル１１の操舵操作に対して反力トルクを付与するもので、その回転力が減速機構１３を介してステアリングシャフト１２に伝達されるようになっている。ただし、操舵用電動モータ１４は、操舵ハンドル１１を右方向に回転させる方向を正回転とし、操舵ハンドル１１を左方向の回転させる方向を負回転とする。そして、操舵用電動モータ１４は、正の制御値によって正回転し、負の制御値によって負回転する。   This vehicle steering device mechanically includes a steering operation device 10 that is steered by a driver, and a steering device 20 that steers left and right front wheels FW1 and FW2 as steered wheels according to the steering operation of the driver. A separate steer-by-wire system is used. The steering operation device 10 includes a steering handle 11 as an operation unit that is rotated by a driver. The steering handle 11 is fixed to the upper end of the steering shaft 12, and the output shaft of a steering electric motor 14 as a steering actuator is connected to the lower end of the steering shaft 12 via a speed reduction mechanism 13. The steering electric motor 14 gives reaction torque to the steering operation of the steering handle 11 by the driver, and the rotational force is transmitted to the steering shaft 12 via the speed reduction mechanism 13. . However, in the steering electric motor 14, the direction in which the steering handle 11 is rotated in the right direction is positive rotation, and the direction in which the steering handle 11 is rotated in the left direction is negative rotation. The steering electric motor 14 rotates positively with a positive control value and rotates negatively with a negative control value.

転舵装置２０は、車両の左右方向に延びて配置された転舵軸２１を備えている。この転舵軸２１の両端部には、タイロッド２２ａ，２２ｂおよびナックルアーム２３ａ，２３ｂを介して、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵可能に接続されている。左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、転舵軸２１の軸線方向の変位により左右に転舵される。転舵軸２１には、転舵アクチュエータとしての転舵用電動モータ２４と、減速機構を構成するボールねじ機構２５とが組み付けられている。転舵用電動モータ２４は、回転により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵するもので、その回転がボールねじ機構２５によって減速されるとともに直線運動に変換されて転舵軸２１に伝達される。ただし、転舵用電動モータ２４は、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を右方向に転舵する方向を正回転とし、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を左方向の転舵する方向を負回転とする。そして、転舵用電動モータ２４も、正の制御値によって正回転し、負の制御値によって負回転する。   The steered device 20 includes a steered shaft 21 that extends in the left-right direction of the vehicle. The left and right front wheels FW1, FW2 are connected to both ends of the steered shaft 21 via tie rods 22a, 22b and knuckle arms 23a, 23b so as to be steerable. The left and right front wheels FW1 and FW2 are steered left and right by the displacement of the steered shaft 21 in the axial direction. The steered shaft 21 is assembled with a steered electric motor 24 as a steered actuator and a ball screw mechanism 25 constituting a speed reduction mechanism. The steered electric motor 24 steers the left and right front wheels FW1 and FW2 by rotation, and the rotation is decelerated by the ball screw mechanism 25 and is converted into a linear motion and transmitted to the steered shaft 21. However, in the steering electric motor 24, the direction in which the left and right front wheels FW1, FW2 are steered in the right direction is positive rotation, and the direction in which the left and right front wheels FW1, FW2 are steered in the left direction is negative rotation. The steered electric motor 24 also rotates forward with a positive control value and rotates negative with a negative control value.

次に、操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４の回転を制御する電気制御装置３０について説明する。電気制御装置３０は、操舵角センサ３１、操舵力センサ３２、転舵角センサ３３および転舵反力センサ３４を備えている。操舵角センサ３１は、ステアリングシャフト１２に組み付けられて、操舵ハンドル１１の基準位置からの回転角を検出して操舵角θｈとして出力する。なお、この操舵角センサ３１として、操舵用電動モータ１４内に設けた回転角センサを利用してもよい。この場合、操舵角θは、基準位置を「０」とし、操舵ハンドル１１の右方向の回転角を正の値で表し、左方向の回転角を負の値で表す。操舵力センサ３２は、ステアリングシャフト１２に組み付けられて、ステアリングシャフト１２に作用するトルクを検出して操舵力Ｔｈとして出力する。なお、操舵力Ｔｈは、操舵ハンドル１１の右方向の操舵時における操舵力を正で表し、操舵ハンドル１１の左方向の操舵時における操舵力を負で表す。したがって、操舵角θｈおよび操舵力Ｔｈの正負によって表される方向は、操舵用電動モータ１４の正負によって表される回転方向と同じである。   Next, the electric control device 30 that controls the rotation of the steering electric motor 14 and the steering electric motor 24 will be described. The electric control device 30 includes a steering angle sensor 31, a steering force sensor 32, a turning angle sensor 33, and a turning reaction force sensor 34. The steering angle sensor 31 is assembled to the steering shaft 12, detects the rotation angle from the reference position of the steering handle 11, and outputs it as the steering angle θh. As the steering angle sensor 31, a rotation angle sensor provided in the steering electric motor 14 may be used. In this case, for the steering angle θ, the reference position is “0”, the right rotation angle of the steering handle 11 is represented by a positive value, and the left rotation angle is represented by a negative value. The steering force sensor 32 is assembled to the steering shaft 12, detects the torque acting on the steering shaft 12, and outputs it as the steering force Th. The steering force Th represents the steering force when the steering handle 11 is steered in the right direction as positive, and represents the steering force when the steering handle 11 is steered in the left direction as negative. Therefore, the direction represented by the sign of the steering angle θh and the steering force Th is the same as the rotation direction represented by the sign of the steering electric motor 14.

転舵角センサ３３は、転舵軸２１に組み付けられて、転舵軸２１の基準位置からの軸線方向の変位量を検出して左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角θｗとして出力する。なお、転舵角センサ３３として、転舵用電動モータ２４内に設けた回転角センサを利用するようにしてもよい。この場合、転舵角θｗは、基準位置を「０」とし、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の右方向の転舵角を正の値で表し、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の左方向の転舵角を負の値で表す。転舵反力センサ３４は、転舵軸２１に組み付けられ、路面から左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を介して転舵軸２１に入力する力を転舵軸２１の歪に基づいて検出して、転舵反力Ｔｗとして出力する。なお、この転舵反力Ｔｗを、転舵用電動モータ２４またはボールねじ機構２５内に作用するトルクに基づいて計算するようにしてもよい。この場合、転舵反力Ｔｗは、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の右方向への転舵反力を正で表し、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の左方向への転舵反力を負で表す。したがって、転舵角θｗおよび転舵反力Ｔｗの正負によって表される方向は、転舵用電動モータ２４の正負によって表される回転方向と同じである。   The turning angle sensor 33 is assembled to the turning shaft 21, detects the amount of axial displacement from the reference position of the turning shaft 21, and outputs it as the turning angle θw of the left and right front wheels FW1, FW2. As the turning angle sensor 33, a rotation angle sensor provided in the turning electric motor 24 may be used. In this case, the turning angle θw has a reference position of “0”, the right turning angle of the left and right front wheels FW1, FW2 is represented by a positive value, and the left turning angle of the left and right front wheels FW1, FW2 is negative. Represented by the value of. The steered reaction force sensor 34 is assembled to the steered shaft 21, detects the force input to the steered shaft 21 from the road surface via the left and right front wheels FW1, FW2 based on the distortion of the steered shaft 21, and steers the steering. Output as reaction force Tw. The turning reaction force Tw may be calculated based on the torque acting in the turning electric motor 24 or the ball screw mechanism 25. In this case, the turning reaction force Tw represents the right turning reaction force of the left and right front wheels FW1 and FW2 as positive, and the left turning reaction force of the left and right front wheels FW1 and FW2 as negative. Therefore, the direction represented by the positive / negative of the turning angle θw and the turning reaction force Tw is the same as the rotational direction represented by the positive / negative of the electric motor 24 for turning.

これらの操舵角センサ３１、操舵力センサ３２、転舵角センサ３３および転舵反力センサ３４は、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）３５に接続されている。ＥＣＵ３５は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とし、プログラムの実行により、前記操舵角θｈ、操舵力Ｔｈ、転舵角θｗおよび転舵反力Ｔｗに応じて駆動回路３６，３７を介して操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４を駆動制御する。駆動回路３６は、ＥＣＵ３５により制御されて、操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４を駆動制御する。   These steering angle sensor 31, steering force sensor 32, turning angle sensor 33, and turning reaction force sensor 34 are connected to an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 35. The ECU 35 includes a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like as main components, and according to the execution of the program, a drive circuit 36, a steering circuit θ according to the steering angle θh, steering force Th, turning angle θw, and turning reaction force Tw. The steering electric motor 14 and the steering electric motor 24 are driven and controlled via 37. The drive circuit 36 is controlled by the ECU 35 to drive and control the steering electric motor 14 and the steering electric motor 24.

次に、上記のように構成した実施形態の動作を図２の機能ブロック図を用いて説明する。この機能ブロック図および以降の機能ブロック図は、プログラムの実行により実現されるＥＣＵ３５の機能をブロック図で表したものである。ＥＣＵ３５は、位置応答制御値計算部Ｂ１および力応答制御値計算部Ｂ２を備えている。   Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described with reference to the functional block diagram of FIG. This functional block diagram and the subsequent functional block diagrams represent the functions of the ECU 35 realized by executing the program in block diagrams. The ECU 35 includes a position response control value calculation unit B1 and a force response control value calculation unit B2.

位置応答制御値計算部Ｂ１は、係数乗算部１０１を備えている。係数乗算部１０１は、操舵角センサ３１によって検出された操舵角θhに制御係数αを乗算して出力する。この制御係数αは、制御対象である操舵角θhと転舵角θwとの比（スケーリング）を決定するもので、従前の車両における左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角に対する操舵ハンドル１１の操舵角の比（ステアリングギヤ比）を考慮に入れて、車両の操舵特性（具体的には、操舵ハンドル１１の回動操作による操舵角θhに対する左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角θwの特性）を、所望の特性に設定するように予め決められた定数である。係数乗算部１０１による乗算値α・θhは、減算部１１１，１２１に供給される。   The position response control value calculation unit B1 includes a coefficient multiplication unit 101. The coefficient multiplier 101 multiplies the steering angle θh detected by the steering angle sensor 31 by the control coefficient α and outputs the result. This control coefficient α determines the ratio (scaling) between the steering angle θh and the turning angle θw that is the object of control, and the steering angle of the steering handle 11 with respect to the turning angle of the left and right front wheels FW1 and FW2 in the conventional vehicle. The steering characteristic of the vehicle (specifically, the characteristic of the turning angle θw of the left and right front wheels FW1, FW2 with respect to the steering angle θh by the turning operation of the steering handle 11) It is a constant determined in advance so as to set a desired characteristic. The multiplication values α · θh by the coefficient multiplication unit 101 are supplied to the subtraction units 111 and 121.

位置応答制御値計算部Ｂ１は、微分演算部１０２，１０４および係数乗算部１０３を備えている。微分演算部１０２は、操舵角センサ３１によって検出された操舵角θhを微分演算することにより操舵角速度dθh/dtを計算して係数乗算部１０３に出力する。なお、本願図面においては、「Ｓ」はラプラス演算子を示す。係数乗算部１０３は、前記係数乗算部１０１と同様に、操舵角速度dθh/dtに定数αを乗算して減算部１１２，１２２に出力する。微分演算部１０４は、転舵角センサ３３によって検出された転舵角θwを微分演算することにより転舵角速度dθw/dtを計算して減算部１１２，１２２に出力する。   The position response control value calculation unit B1 includes differential calculation units 102 and 104 and a coefficient multiplication unit 103. The differential calculation unit 102 calculates the steering angular velocity dθh / dt by performing a differential calculation on the steering angle θh detected by the steering angle sensor 31 and outputs the calculated steering angular velocity dθh / dt to the coefficient multiplication unit 103. In the drawings, “S” indicates a Laplace operator. Similar to the coefficient multiplication unit 101, the coefficient multiplication unit 103 multiplies the steering angular velocity dθh / dt by a constant α and outputs the result to the subtraction units 112 and 122. The differential calculation unit 104 calculates a turning angular velocity dθw / dt by performing a differential calculation on the turning angle θw detected by the turning angle sensor 33, and outputs it to the subtraction units 112 and 122.

減算部１１１，１１２は、操舵角θhを転舵角θwに対応させるために、操舵用電動モータ１４に操舵ハンドル１１を位置制御させるためのＰＤ（比例微分）制御による制御値を計算するための一部を構成する。減算部１１１は、転舵角センサ３３からの転舵角θwを指令値として入力するともに、係数乗算部１０１からの乗算値α・θhをフィードバック値として入力し、転舵角θwから乗算値α・θhを減算してゲイン乗算部１１３に出力する。ゲイン乗算部１１３は、減算結果θw−α・θhに予め決められた比例項ゲインＫp1を乗算して、乗算結果Ｋp1・(θw−α・θh)を比例項として出力する。減算部１１２は、微分演算部１０４からの転舵角速度dθw/dtを指令値として入力するともに、係数乗算部１０３からの乗算値α・dθh/dtをフィードバック値として入力し、転舵角速度dθｗ/dtから乗算値α・dθh/dtを減算してゲイン乗算部１１４に出力する。ゲイン乗算部１１４は、減算結果dθw/dt−α・dθh/dtに予め決められた微分項ゲインＫv1を乗算して、乗算結果Ｋv1・(dθw/dt−α・dθh/dt)を微分項として出力する。加算部１１５は、ゲイン乗算部１１３，１１４からの比例項Ｋp1・(θw−α・θh)と微分項Ｋv1・(dθw/dt−α・dθh/dt)を加算して、係数乗算部１１６に出力する。   The subtractors 111 and 112 calculate a control value by PD (proportional differentiation) control for causing the steering electric motor 14 to control the position of the steering handle 11 in order to make the steering angle θh correspond to the turning angle θw. Part of it. The subtraction unit 111 inputs the turning angle θw from the turning angle sensor 33 as a command value, and also inputs the multiplication value α · θh from the coefficient multiplication unit 101 as a feedback value, and the multiplication value α from the turning angle θw. Subtract θh and output to the gain multiplier 113. The gain multiplication unit 113 multiplies the subtraction result θw−α · θh by a predetermined proportional term gain Kp1, and outputs the multiplication result Kp1 · (θw−α · θh) as a proportional term. The subtraction unit 112 inputs the turning angular velocity dθw / dt from the differential calculation unit 104 as a command value, and also inputs the multiplication value α · dθh / dt from the coefficient multiplication unit 103 as a feedback value, and turns the turning angular velocity dθw / dt. The multiplication value α · dθh / dt is subtracted from dt and output to the gain multiplication unit 114. The gain multiplication unit 114 multiplies the subtraction result dθw / dt−α · dθh / dt by a predetermined differential term gain Kv1, and uses the multiplication result Kv1 · (dθw / dt−α · dθh / dt) as a differential term. Output. The adder 115 adds the proportional term Kp1 · (θw−α · θh) and the derivative term Kv1 · (dθw / dt−α · dθh / dt) from the gain multipliers 113 and 114, and supplies the result to the coefficient multiplier 116. Output.

係数乗算部１１６は、加算部１１５からの出力値に、予め決められた制御係数βを乗算してイナーシャ乗算部１１７に出力する。なお、制御係数βは、制御対象である操舵力Ｔhと転舵反力Ｔwとの比（スケーリング）を決定するもので、車両の操舵特性（具体的には、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２に入力される転舵反力Ｔwに対する操舵ハンドル１１の回動操作の特性）を、所望の特性に設定するように予め決められた定数である。そして、この係数乗算部１１６による制御係数βの乗算は、本実施形態が位置応答制御と力応答制御を同時に行うためにシステム上必要な演算である。イナーシャ乗算部１１７は、係数乗算部１１６からの出力値に、操舵用電動モータ１４のイナーシャに比例した定数Ｊ1を乗算して演算部１４１に出力する。   The coefficient multiplier 116 multiplies the output value from the adder 115 by a predetermined control coefficient β and outputs the result to the inertia multiplier 117. Note that the control coefficient β determines the ratio (scaling) between the steering force Th and the turning reaction force Tw to be controlled, and is input to the vehicle steering characteristics (specifically, the left and right front wheels FW1 and FW2). The characteristic of the turning operation of the steering handle 11 with respect to the turning reaction force Tw) is a constant determined in advance so as to set the desired characteristic. The multiplication of the control coefficient β by the coefficient multiplication unit 116 is an operation necessary for the system in order that the present embodiment performs the position response control and the force response control simultaneously. The inertia multiplication unit 117 multiplies the output value from the coefficient multiplication unit 116 by a constant J 1 proportional to the inertia of the steering electric motor 14 and outputs the result to the calculation unit 141.

減算部１２１，１２２は、転舵角θwを操舵角θhに対応させるために、転舵用電動モータ２４に左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を位置制御させるためのＰＤ（比例微分）制御による制御値を計算するための一部を構成する。減算部１２１は、係数乗算部１０１からの乗算値α・θhを指令値として入力するともに、転舵角センサ３３からの転舵角θwをフィードバック値として入力し、乗算値α・θhから転舵角θwを減算してゲイン乗算部１２３に出力する。ゲイン乗算部１２３は、減算結果α・θh−θwに予め決められた比例項ゲインＫp2を乗算して、乗算結果Ｋp2・(α・θh−θw)を比例項として出力する。減算部１２２は、係数乗算部１０３からの乗算値α・dθh/dtを指令値として入力するともに、微分演算部１０４からの転舵角速度dθw/dtをフィードバック値として入力し、乗算値α・dθh/dtから転舵角速度dθｗ/dtを減算してゲイン乗算部１２４に出力する。ゲイン乗算部１２４は、減算結果α・dθh/dt−dθw/dtに予め決められた微分項ゲインＫv2を乗算して、乗算結果Ｋv2・(α・dθh/dt−dθw/dt)を微分項として出力する。加算部１２５は、ゲイン乗算部１２３，１２４からの比例項Ｋp2・(α・θh−θw)と微分項Ｋv2・(α・dθh/dt−dθw/dt)を加算して、イナーシャ乗算部１２６に出力する。イナーシャ乗算部１２６は、加算部１２５からの出力値に、転舵用電動モータ２４のイナーシャに比例した定数Ｊ2を乗算して演算部１４２に出力する。   The subtraction units 121 and 122 calculate control values by PD (proportional differentiation) control for causing the steering electric motor 24 to control the positions of the left and right front wheels FW1 and FW2 in order to make the steering angle θw correspond to the steering angle θh. Part of what to do. The subtraction unit 121 inputs the multiplication value α · θh from the coefficient multiplication unit 101 as a command value, and also inputs the turning angle θw from the turning angle sensor 33 as a feedback value, and turns from the multiplication value α · θh. The angle θw is subtracted and output to the gain multiplier 123. The gain multiplication unit 123 multiplies the subtraction result α · θh−θw by a predetermined proportional term gain Kp2, and outputs the multiplication result Kp2 · (α · θh−θw) as a proportional term. The subtraction unit 122 receives the multiplication value α · dθh / dt from the coefficient multiplication unit 103 as a command value, and also inputs the turning angular velocity dθw / dt from the differentiation calculation unit 104 as a feedback value, and the multiplication value α · dθh. The steering angular velocity dθw / dt is subtracted from / dt and output to the gain multiplication unit 124. The gain multiplication unit 124 multiplies the subtraction result α · dθh / dt−dθw / dt by a predetermined differential term gain Kv2, and uses the multiplication result Kv2 · (α · dθh / dt−dθw / dt) as a differential term. Output. The adding unit 125 adds the proportional term Kp2 · (α · θh−θw) and the differential term Kv2 · (α · dθh / dt−dθw / dt) from the gain multiplying units 123 and 124 to the inertia multiplying unit 126. Output. The inertia multiplication unit 126 multiplies the output value from the addition unit 125 by a constant J 2 proportional to the inertia of the electric motor 24 for steering, and outputs the result to the calculation unit 142.

力応答制御値計算部Ｂ２は、操舵ハンドル１１に付与される操舵力Ｔhおよび左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２に入力される転舵反力Ｔwに対して力応答制御のための操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４に対する制御値をそれぞれ計算する。力応答制御値計算部Ｂ２は、演算部１３１を備えている。演算部１３１は、操舵力センサ３２によって検出された操舵力Ｔhと、係数乗算部１３２からの乗算値β・Ｔwとを加算してゲイン乗算部１３３に出力する。係数乗算部１３２は、転舵反力センサ３４によって検出された転舵反力Ｔwに前述した制御係数βを乗算して出力する。演算部１３１の出力値Ｔh＋β・Ｔwは、操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４を、操舵力Ｔhと転舵反力Ｔwに追従させて駆動するための制御値を表している。   The force response control value calculation unit B2 controls the steering electric motor 14 and the rolling force for force response control with respect to the steering force Th applied to the steering handle 11 and the steering reaction force Tw input to the left and right front wheels FW1 and FW2. Control values for the rudder electric motor 24 are calculated. The force response control value calculation unit B2 includes a calculation unit 131. The calculation unit 131 adds the steering force Th detected by the steering force sensor 32 and the multiplication value β · Tw from the coefficient multiplication unit 132 and outputs the result to the gain multiplication unit 133. The coefficient multiplier 132 multiplies the steering reaction force Tw detected by the steering reaction force sensor 34 with the control coefficient β described above and outputs the result. The output value Th + β · Tw of the calculation unit 131 represents a control value for driving the steering electric motor 14 and the turning electric motor 24 to follow the steering force Th and the turning reaction force Tw.

ゲイン乗算部１３３は、力応答制御のための比例項ゲインＫtpを演算部１３１の出力値Ｔh＋β・Ｔwに乗算して、その出力値Ｋtp・(Ｔh＋β・Ｔw)を係数乗算部１３４を介して演算部１４１に出力するとともに、演算部１４２に出力する。係数乗算部１３４は、前述した制御係数αを、ゲイン乗算部１３３からの出力値Ｋtp・(Ｔh＋β・Ｔw)に乗算する。そして、この係数乗算部１３４による制御係数αの乗算は、前記係数乗算部１１６の場合と同様に、本実施形態が位置応答制御と力応答制御を同時に行うためにシステム上必要な演算である。   The gain multiplication unit 133 multiplies the output value Th + β · Tw of the calculation unit 131 by the proportional term gain Ktp for force response control, and calculates the output value Ktp · (Th + β · Tw) via the coefficient multiplication unit 134. The data is output to the unit 141 and output to the calculation unit 142. The coefficient multiplier 134 multiplies the above-described control coefficient α by the output value Ktp · (Th + β · Tw) from the gain multiplier 133. The multiplication of the control coefficient α by the coefficient multiplier 134 is an operation necessary for the system in order that the present embodiment simultaneously performs the position response control and the force response control, as in the case of the coefficient multiplier 116.

演算部１４１は、操舵用電動モータ１４のための駆動制御部Ｂ３の一部を構成するもので、イナーシャ乗算部１１７および係数乗算部１３４の両出力値を加算して、電流指令値演算部１４３に出力する。電流指令値演算部１４３は、演算部１４１からの出力値を操舵用電動モータ１４に関するトルク定数Ｋt1で除算することにより電流指令値Ｉc1を計算して駆動回路３６に出力する。駆動回路３６は、電流指令値Ｉc1に応じて操舵用電動モータ１４の回転を制御する。   The calculation unit 141 constitutes a part of the drive control unit B3 for the steering electric motor 14, and adds both output values of the inertia multiplication unit 117 and the coefficient multiplication unit 134 to obtain a current command value calculation unit 143. Output to. The current command value calculation unit 143 calculates the current command value Ic1 by dividing the output value from the calculation unit 141 by the torque constant Kt1 related to the steering electric motor 14, and outputs the current command value Ic1 to the drive circuit 36. The drive circuit 36 controls the rotation of the steering electric motor 14 according to the current command value Ic1.

演算部１４２は、転舵用電動モータ２４のための駆動制御部Ｂ４の一部を構成するもので、イナーシャ乗算部１２６およびゲイン乗算部１３３の両出力値を加算して電流指令値演算部１４４に出力する。電流指令値演算部１４４は、演算部１４２からの出力値を転舵用電動モータ２４に関するトルク定数Ｋt2で除算することにより電流指令値Ｉc2を計算して駆動回路３７に出力する。駆動回路３７は、電流指令値Ｉc2に応じて転舵用電動モータ２４の回転を制御する。   The calculation unit 142 constitutes a part of the drive control unit B4 for the steered electric motor 24, and adds both output values of the inertia multiplication unit 126 and the gain multiplication unit 133 to calculate a current command value calculation unit 144. Output to. The current command value calculation unit 144 calculates the current command value Ic2 by dividing the output value from the calculation unit 142 by the torque constant Kt2 related to the steering electric motor 24 and outputs the current command value Ic2 to the drive circuit 37. The drive circuit 37 controls the rotation of the steering electric motor 24 in accordance with the current command value Ic2.

このようなＥＣＵ３５の位置応答制御値計算部Ｂ１、力応答制御値計算部Ｂ２および駆動制御部Ｂ３，Ｂ４の制御により、操舵用電動モータ１４の位置応答制御および力応答制御と、転舵用電動モータ２４の位置応答制御および力応答制御とが同時に行われる。具体的には、操舵ハンドル１１が操作され、または路面からの左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２に入力される転舵反力Ｔwが変化して、操舵角θhと転舵角θwとがα・θh＝θwの関係でなくなると、位置応答制御値計算部Ｂ１および駆動制御部Ｂ３，Ｂ４の制御により、操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４が、前記関係α・θh＝θwが成立するように駆動制御される。これにより、操舵ハンドル１１および左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、常に前記関係α・θh＝θwが成立するように位置応答制御される。   By such control of the position response control value calculation unit B1, force response control value calculation unit B2 and drive control units B3 and B4 of the ECU 35, position response control and force response control of the steering electric motor 14, and electric power for turning The position response control and force response control of the motor 24 are performed simultaneously. Specifically, the steering reaction force Tw input to the left and right front wheels FW1 and FW2 from the road surface is changed by operating the steering handle 11, and the steering angle θh and the steering angle θw are α · θh = θw. If the relationship is not satisfied, the relationship α · θh = θw is established between the steering electric motor 14 and the steering electric motor 24 by the control of the position response control value calculation unit B1 and the drive control units B3 and B4. Drive controlled. Thereby, the position of the steering wheel 11 and the left and right front wheels FW1, FW2 is controlled so that the relationship α · θh = θw is always established.

また、前記操舵ハンドル１１に対する操舵力Ｔh、または路面から左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２に入力される転舵反力Ｔwが変化して、操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４による発生駆動力に過不足が生じると、力応答制御値計算部Ｂ２および駆動制御部Ｂ３，Ｂ４の制御により、操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４が、ゲイン乗算部１３３からの出力値Ｋtp・(Ｔh＋β・Ｔw)によって駆動制御される。これにより、操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４は、操舵力Ｔhおよび転舵反力Ｔwに追従して駆動制御され、的確に力応答制御される。   Further, the steering force Th applied to the steering handle 11 or the turning reaction force Tw input to the left and right front wheels FW1 and FW2 from the road surface changes, and the generated driving force generated by the steering electric motor 14 and the steering electric motor 24 is changed. When excess or deficiency occurs, the steering electric motor 14 and the steered electric motor 24 are controlled by the force response control value calculation unit B2 and the drive control units B3 and B4 to output the output value Ktp · (Th + β from the gain multiplication unit 133. • Drive controlled by Tw). As a result, the steering electric motor 14 and the steering electric motor 24 are driven and controlled following the steering force Th and the steering reaction force Tw, and the force response control is accurately performed.

上記作動説明からも理解できるように、上記第１実施形態によれば、操舵用電動モータ１４の位置応答制御および力応答制御と、転舵用電動モータ２４の位置応答制御および力応答制御とを同時に行うバイラテラル制御により、機械的に分離されている操舵ハンドル１１と左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２とがあたかも接続されているような状態で、操舵ハンドル１１に対する操舵反力と左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵が制御される。したがって、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵に伴う適切な操舵反力を操舵ハンドル１１に与えることができ、運転者は的確に路面反力を感じながら、操舵ハンドルを良好に操舵操作できるようになる。   As can be understood from the above description of operation, according to the first embodiment, the position response control and force response control of the steering electric motor 14 and the position response control and force response control of the steering electric motor 24 are performed. By the bilateral control performed at the same time, the steering reaction force on the steering handle 11 and the rotation of the left and right front wheels FW1 and FW2 are as if the mechanically separated steering handle 11 and the left and right front wheels FW1 and FW2 are connected. The rudder is controlled. Therefore, an appropriate steering reaction force accompanying the steering of the left and right front wheels FW1 and FW2 can be applied to the steering handle 11, and the driver can steer the steering handle satisfactorily while feeling the road reaction force accurately. .

ａ１．第１実施形態の第１変形例
次に、上記第１実施形態の第１変形例について説明する。この第１変形例に係る車両の操舵装置は、図３の機能ブロック図に示すように、ダンピング制御部Ｂ５を上記第１実施形態に係る図２の機能ブロック図に追加したものである。このダンピング制御部Ｂ５は、操舵用電動モータ１４をダンピング制御するための減算部１５１、ダンピング係数乗算部１５２および演算部１５３を備えているとともに、転舵用電動モータ２４をダンピング制御するための減算部１５４、ダンピング係数乗算部１５５および演算部１５６を備えている。 a1. First Modification of First Embodiment Next, a first modification of the first embodiment will be described. As shown in the functional block diagram of FIG. 3, the vehicle steering apparatus according to the first modified example is obtained by adding a damping control unit B5 to the functional block diagram of FIG. 2 according to the first embodiment. The damping control unit B5 includes a subtraction unit 151 for damping control of the steering electric motor 14, a damping coefficient multiplication unit 152, and a calculation unit 153, and a subtraction for damping control of the steering electric motor 24. A unit 154, a damping coefficient multiplication unit 155, and a calculation unit 156.

減算部１５１は、微分演算部１０２から操舵ハンドル１１の操舵角速度dθh/dtを入力するとともに、微分演算部１０４から左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角速度dθw/dtを入力して、操舵角速度dθh/dtから転舵角速度dθw/dtを減算する。この場合、微分演算部１０２は、操舵角θhに基づいて操舵角速度dθh/dtを計算する操舵角速度計算手段に対応する。微分演算部１０４は、転舵角θwに基づいて転舵角速度dθw/dtを計算する転舵角速度計算手段に対応する。ダンピング係数乗算部１５２は、減算部１５１からの出力値dθh/dt−dθw/dtにダンピング係数Ｋtv1を乗算して出力する。演算部１５３は、ゲイン乗算部１３３の出力値からダンピング係数乗算部１５２の出力値Ｋtv1・(dθh/dt−dθw/dt)を減算して係数乗算部１３４へ出力することにより、ダンピング制御値を操舵用電動モータ１４への駆動制御値に加味する。   The subtraction unit 151 inputs the steering angular velocity dθh / dt of the steering handle 11 from the differential calculation unit 102 and also inputs the steering angular velocity dθw / dt of the left and right front wheels FW1 and FW2 from the differential calculation unit 104 to obtain the steering angular velocity dθh / dt. The steering angular velocity dθw / dt is subtracted from dt. In this case, the differential calculation unit 102 corresponds to a steering angular velocity calculation unit that calculates the steering angular velocity dθh / dt based on the steering angle θh. The differential calculation unit 104 corresponds to a turning angular velocity calculation unit that calculates a turning angular velocity dθw / dt based on the turning angle θw. The damping coefficient multiplication unit 152 multiplies the output value dθh / dt−dθw / dt from the subtraction unit 151 by the damping coefficient Ktv1 and outputs the result. The calculation unit 153 subtracts the output value Ktv1 · (dθh / dt−dθw / dt) of the damping coefficient multiplication unit 152 from the output value of the gain multiplication unit 133 and outputs the result to the coefficient multiplication unit 134, thereby obtaining the damping control value. This is added to the drive control value for the steering electric motor 14.

減算部１５４は、微分演算部１０４から左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角速度dθw/dtを入力するとともに、微分演算部１０２から操舵ハンドル１１の操舵角速度dθh/dtを入力して、転舵角速度dθw/dtから操舵角速度dθh/dtを減算する。ダンピング係数乗算部１５５は、減算部１５４からの出力値dθw/dt−dθh/dtにダンピング係数Ｋtv2を乗算して出力する。演算部１５６は、ゲイン乗算部１３３の出力値からダンピング係数乗算部１５５の出力値Ｋtv2・(dθw/dt−dθh/dt)を減算して演算部１４２へ出力することにより、ダンピング制御値を転舵用電動モータ２４への駆動制御値に加味する。   The subtraction unit 154 inputs the steering angular velocity dθw / dt of the left and right front wheels FW1 and FW2 from the differential calculation unit 104, and inputs the steering angular velocity dθh / dt of the steering handle 11 from the differential calculation unit 102, and turns the steering angular velocity dθw. Subtract the steering angular velocity dθh / dt from / dt. The damping coefficient multiplier 155 multiplies the output value dθw / dt−dθh / dt from the subtractor 154 by the damping coefficient Ktv2 and outputs the result. The calculation unit 156 subtracts the output value Ktv2 · (dθw / dt−dθh / dt) of the damping coefficient multiplication unit 155 from the output value of the gain multiplication unit 133 and outputs the result to the calculation unit 142, thereby changing the damping control value. This is added to the drive control value for the rudder electric motor 24.

これにより、操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４に、上記第１実施形態の制御に対して、さらに速度ダンピング制御が付加され、力応答制御値計算部Ｂ２による力制御の応答特性をより良好にできるようになる。言い換えれば、力応答制御特性を安定化することができ、操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４による駆動力の制御に関係したゲイン乗算部１３３による比例項ゲインＫtpを大きく設定することができるようになり、運転者による操舵ハンドル１１の操舵操作感覚がより良好になる。   Thereby, speed damping control is further added to the steering electric motor 14 and the steering electric motor 24 in addition to the control of the first embodiment, and the response characteristic of the force control by the force response control value calculation unit B2 is obtained. You can do better. In other words, the force response control characteristic can be stabilized, and the proportional term gain Ktp by the gain multiplication unit 133 related to the control of the driving force by the steering electric motor 14 and the steering electric motor 24 can be set large. As a result, the driver feels better about the steering operation of the steering wheel 11.

ａ２．第１実施形態の第２変形例
次に、第１実施形態の第２変形例について説明する。この第２変形例に係る車両の操舵装置は、図４の機能ブロック図に示すように、ダンピング制御部Ｂ５’，Ｂ５”を上記第１実施形態に係る図２の機能ブロック図に追加したものである。これらのダンピング制御部Ｂ５’，Ｂ５”は、操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４をダンピング制御するためのダンピング係数乗算部１５７，１５８をそれぞれ備えている。 a2. Second Modified Example of First Embodiment Next, a second modified example of the first embodiment will be described. As shown in the functional block diagram of FIG. 4, the vehicle steering apparatus according to the second modification is obtained by adding damping control units B5 ′ and B5 ″ to the functional block diagram of FIG. 2 according to the first embodiment. These damping control units B5 ′ and B5 ″ are respectively provided with damping coefficient multiplication units 157 and 158 for damping control of the steering electric motor 14 and the steering electric motor 24.

ダンピング係数乗算部１５７は、微分演算部１０２から操舵角速度dθh/dtを入力して、操舵角速度dθh/dtにダンピング係数Ｋtv1を乗算して演算部１４１に出力する。この場合も、微分演算部１０２は、操舵角θｈに基づいて操舵角速度dθh/dtを計算する操舵角速度計算手段に対応する。演算部１４１においては、イナーシャ乗算部１１７からの制御値と係数乗算部１３４からの制御値との加算値から、前記操舵角速度dθh/dtにダンピング係数Ｋtv1を乗算した値Ｋtv1・dθh/dtが減算される。これにより、操舵用電動モータ１４がダンピング制御される。   The damping coefficient multiplication unit 157 receives the steering angular velocity dθh / dt from the differential calculation unit 102, multiplies the steering angular velocity dθh / dt by the damping coefficient Ktv1, and outputs the result to the calculation unit 141. Also in this case, the differential calculation unit 102 corresponds to a steering angular velocity calculation unit that calculates the steering angular velocity dθh / dt based on the steering angle θh. In the calculation unit 141, the value Ktv1 · dθh / dt obtained by multiplying the steering angular velocity dθh / dt by the damping coefficient Ktv1 is subtracted from the addition value of the control value from the inertia multiplication unit 117 and the control value from the coefficient multiplication unit 134. Is done. Thereby, the steering electric motor 14 is subjected to damping control.

ダンピング係数乗算部１５８は、微分演算部１０４から左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角速度dθw/dtを入力して、転舵角速度dθw/dtにダンピング係数Ｋtv2を乗算して演算部１４２に出力する。この場合も、微分演算部１０４は、転舵角θｗに基づいて転舵角速度dθh/dtを計算する転舵角速度計算手段に対応する。演算部１４２においては、イナーシャ乗算部１２６からの制御値とゲイン乗算部１３３からの制御値との加算値から、前記転舵角速度dθw/dtにダンピング係数Ｋtv2を乗算した値Ｋtv2・dθw/dtが減算される。これにより、転舵用電動モータ２４がダンピング制御される。   The damping coefficient multiplication unit 158 receives the turning angular velocities dθw / dt of the left and right front wheels FW1 and FW2 from the differential calculation unit 104, multiplies the turning angular speed dθw / dt by the damping coefficient Ktv2, and outputs the result to the calculation unit 142. Also in this case, the differential operation unit 104 corresponds to a turning angular velocity calculation unit that calculates the turning angular velocity dθh / dt based on the turning angle θw. In the calculation unit 142, a value Ktv2 · dθw / dt obtained by multiplying the turning angular velocity dθw / dt by the damping coefficient Ktv2 from the addition value of the control value from the inertia multiplication unit 126 and the control value from the gain multiplication unit 133 is obtained. Subtracted. Thereby, the steering electric motor 24 is subjected to damping control.

この第２変形例においても、前述のように、操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４に、上記第１実施形態の制御に対して、さらに速度ダンピング制御が付加され、力応答制御値計算部Ｂ２による力制御の応答特性をより良好にできるようになる。したがって、この第２変形例においても、上記第１変形例の場合と同様に、力応答制御特性を安定化することができ、操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４による駆動力の制御に関係したゲイン乗算部１３３による比例項ゲインＫtpを大きく設定することができるようになり、運転者による操舵ハンドル１１の操舵操作感覚がより良好になる。   Also in the second modified example, as described above, speed damping control is further added to the steering electric motor 14 and the steering electric motor 24 in addition to the control of the first embodiment, and the force response control value is obtained. The response characteristic of the force control by the calculation unit B2 can be improved. Accordingly, also in the second modification, as in the case of the first modification, the force response control characteristic can be stabilized, and the driving force is controlled by the steering electric motor 14 and the steering electric motor 24. The proportional multiplier gain Ktp by the gain multiplier 133 related to can be set to be large, and the steering operation feeling of the steering wheel 11 by the driver becomes better.

ｂ．第２実施形態
次に、上記第1実施形態の操舵力センサ３２および転舵反力センサ３４を省略して、操舵力Ｔｈおよび転舵反力Ｔｗを操舵角θｈおよび転舵角θｗを用いて推定するようにした本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、図５に示すように、上記第1実施形態の操舵力センサ３２に代えて操舵力推定部Ｂ６を設けるとともに、上記第１実施形態の転舵反力センサ３４に代えて転舵反力推定部Ｂ７を設けたものである。他の部分については、演算部１３１’を除いて、上記第1実施形態と同じである。以下、上記第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。 b. Second Embodiment Next, the steering force sensor 32 and the turning reaction force sensor 34 of the first embodiment are omitted, and the steering force Th and the turning reaction force Tw are calculated using the steering angle θh and the turning angle θw. A second embodiment of the present invention that has been estimated will be described. As shown in FIG. 5, in the second embodiment, a steering force estimation unit B6 is provided instead of the steering force sensor 32 of the first embodiment, and the steering reaction force sensor 34 of the first embodiment is replaced. A steering reaction force estimation unit B7 is provided. The other parts are the same as those in the first embodiment except for the calculation unit 131 ′. Only the parts different from the first embodiment will be described below.

これらの操舵力Ｔｈおよび転舵反力Ｔｗの推定は、外乱オブザーバの理論に従うものであり、これらの操舵力推定部Ｂ６および転舵反力推定部Ｂ７について説明する前に、この外乱オブザーバについて簡単に説明しておく。操舵用電動モータ１４に関する外乱オブザーブのブロック図は、図６のように示される。操舵用電動モータ１４は、駆動電流Ｉc1によって駆動されて回転するとともに、外乱トルク（この場合の外乱トルクは操舵力である）が駆動電流Ｉc1による回転駆動を阻止する方向に作用する。すなわち、操舵用電動モータ１４は、駆動電流Ic1による駆動トルクから外乱トルク（操舵力）を減じたトルクによって実際には回転する。   The estimation of the steering force Th and the steering reaction force Tw follows the theory of disturbance observers. Before describing these steering force estimation unit B6 and steering reaction force estimation unit B7, the disturbance observer will be briefly described. I will explain in detail. A block diagram of a disturbance observer relating to the steering electric motor 14 is shown in FIG. The steering electric motor 14 is rotated by being driven by the drive current Ic1, and the disturbance torque (in this case, the disturbance torque is the steering force) acts in a direction to prevent the rotation drive by the drive current Ic1. That is, the steering electric motor 14 actually rotates by a torque obtained by subtracting the disturbance torque (steering force) from the drive torque by the drive current Ic1.

図示一点鎖線内は、操舵用電動モータ１４の作動状態を機能ブロック図により表している。すなわち、電流指令値Ｉc1はトルク変換器２０１にて電流指令値Ｉc1にトルク定数Ｋt1を乗算することにより、電流指令値Ｉc1による駆動トルクがシミュレートされる。一方、操舵用電動モータ１４には、前述のように、回転を阻止する外乱トルク（操舵力）が作用しており、前記駆動トルクから外乱トルクを減算する減算器２０２の出力が実際の回転に寄与する回転トルクを表している。この回転トルクは、除算器２０３にて操舵用電動モータ１４のイナーシャＪ1で除算されて、操舵用電動モータ１４の実際の角加速度に変換される。この角加速度は、積分器２０４にて積分されて操舵用電動モータ１４の実際の角速度ωに変換される。   In the drawing, the operation state of the steering electric motor 14 is represented by a functional block diagram. That is, the torque command 201 multiplies the current command value Ic1 by the torque constant Kt1 in the torque converter 201, thereby simulating the driving torque by the current command value Ic1. On the other hand, as described above, disturbance torque (steering force) that prevents rotation is applied to the steering electric motor 14, and the output of the subtractor 202 that subtracts the disturbance torque from the drive torque becomes the actual rotation. It represents the rotational torque that contributes. This rotational torque is divided by the divider 203 by the inertia J1 of the steering electric motor 14 and converted into the actual angular acceleration of the steering electric motor 14. This angular acceleration is integrated by the integrator 204 and converted into the actual angular velocity ω of the steering electric motor 14.

このことは、逆に、操舵用電動モータ１４を駆動する駆動電流に対応した駆動トルクから、操舵用電動モータ１４の実際の回転に関係した回転トルクを減算すれば、外乱トルクである操舵力を推定できることを表している。したがって、操舵用電動モータ１４を駆動するための電流指令値Ic1および操舵用電動モータ１４の角速度ωが分かれば、前記駆動トルクおよび回転トルクを計算することができ、それらの差である外乱トルク（すなわち操舵力）を計算できることは明らかである。   Conversely, if the rotational torque related to the actual rotation of the steering electric motor 14 is subtracted from the driving torque corresponding to the driving current that drives the steering electric motor 14, the steering force that is the disturbance torque is obtained. It represents what can be estimated. Therefore, if the current command value Ic1 for driving the steering electric motor 14 and the angular velocity ω of the steering electric motor 14 are known, the driving torque and the rotational torque can be calculated, and the disturbance torque (the difference between them) That is, it is obvious that the steering force) can be calculated.

そして、この理論を用いた操舵力を推定するオブザーバの構成が、図６の一点鎖線の枠外に示されている。トルク定数乗算部２１１は、操舵用電動モータ１４を駆動制御するための駆動電流を表す電流指令値Ｉc1に、操舵用電動モータ１４のトルク定数Ｋt1を乗算することにより、前記駆動トルクＫt1・Ｉc1を計算する。演算部２１２は、操舵用電動モータ１４の角速度ωに、操舵用電動モータ１４のイナーシャJ1を乗算するとともに微分演算を施すことにより、前記回転トルクＳ・Ｊ1・ωを計算する。そして、減算部２１３は、前記駆動トルクＫt1・Ｉc1から前記回転トルクＳ・Ｊ1・ωを減算して、外乱である操舵力Ｔhを推定出力する。このようにして、操舵力Ｔhを推定できるが、転舵用電動モータ２４に関係した転舵反力Ｔwも同様にして推定できる。   And the structure of the observer which estimates the steering force using this theory is shown outside the frame of the dashed-dotted line of FIG. The torque constant multiplying unit 211 multiplies the current command value Ic1 representing the drive current for controlling the drive of the steering electric motor 14 by the torque constant Kt1 of the steering electric motor 14, thereby obtaining the drive torque Kt1 · Ic1. calculate. The calculation unit 212 calculates the rotational torque S · J1 · ω by multiplying the angular velocity ω of the steering electric motor 14 by the inertia J1 of the steering electric motor 14 and performing a differential operation. The subtracting unit 213 subtracts the rotational torque S · J1 · ω from the driving torque Kt1 · Ic1 to estimate and output a steering force Th that is a disturbance. In this way, the steering force Th can be estimated, but the turning reaction force Tw related to the turning electric motor 24 can be similarly estimated.

ただし、この場合の推定操舵力Ｔhおよび推定転舵反力Ｔwは、操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４の回転トルクの過不足分に相当するものである。したがって、操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４の回転方向とは正負の方向が反転されている。そのために、上記第１実施形態の演算部１３１は、推定操舵力Ｔhおよび推定転舵反力Ｔwを正負反転して演算するための演算部１３１’に変更されている。   However, the estimated steering force Th and the estimated turning reaction force Tw in this case correspond to the excess and deficiency of the rotational torque of the steering electric motor 14 and the turning electric motor 24. Therefore, the positive and negative directions are reversed with respect to the rotation directions of the steering electric motor 14 and the steering electric motor 24. Therefore, the calculation unit 131 of the first embodiment is changed to a calculation unit 131 ′ for calculating the estimated steering force Th and the estimated turning reaction force Tw by reversing the sign.

ふたたび、図５の説明に戻ると、操舵力推定部Ｂ６は、モータ回転角変換部１６１、微分演算部１６２、演算部１６３、トルク定数乗算部１６４、減算部１６５および演算部１６６を備えている。モータ回転角変換部１６１は、操舵用電動モータ１４の回転角θhmが操舵ハンドル１１の操舵角θhに比例していることに鑑みて、操舵角センサ３１によって検出された操舵角θhに所定の比例定数を乗算して操舵用電動モータ１４の回転角θhmを計算する。微分演算部１６２は、前記回転角θhmに微分演算を施すことにより、操舵用電動モータ１４の回転速度ωを算出する。なお、操舵用電動モータ１４内に回転角センサまたは回転角速度センサが内蔵されていて、操舵用電動モータ１４の回転角θhmまたは回転角速度ωが検出される場合には、これらのモータ回転角変換部１６１および微分演算部１６２は適宜省略される。   Returning to the description of FIG. 5 again, the steering force estimation unit B6 includes a motor rotation angle conversion unit 161, a differential calculation unit 162, a calculation unit 163, a torque constant multiplication unit 164, a subtraction unit 165, and a calculation unit 166. . In consideration of the fact that the rotation angle θhm of the steering electric motor 14 is proportional to the steering angle θh of the steering handle 11, the motor rotation angle converter 161 is proportional to the steering angle θh detected by the steering angle sensor 31. The rotation angle θhm of the steering electric motor 14 is calculated by multiplying by a constant. The differential operation unit 162 calculates the rotational speed ω of the steering electric motor 14 by performing differential operation on the rotation angle θhm. When a rotation angle sensor or a rotation angular velocity sensor is built in the steering electric motor 14 and the rotation angle θhm or the rotation angular velocity ω of the steering electric motor 14 is detected, these motor rotation angle conversion units 161 and the differential calculation unit 162 are omitted as appropriate.

演算部１６３は、前述した図６の演算部２１２に対応するもので、操舵角速度ωを用いて操舵用電動モータ１４の回転トルクＳ・Ｊ1・ωを計算する。トルク定数乗算部１６４は、前述した図６のトルク定数乗算部２１１に対応するもので、電流指令値演算部１４３からの電流指令値Ｉc1に操舵用電動モータ１４のトルク定数Ｋt1を乗算することにより、駆動トルクＫt1・Ｉc1を計算する。減算部１６５は、前述した図６の減算部２１３に対応するもので、駆動トルクＫt1・Ｉc1から回転トルクＳ・Ｊ1・ωを減算して、操舵力Ｔhを計算する。減算部１６５の出力には、演算部１６６にて、ローパスフィルタ処理演算が施されて演算部１３１’に出力される。   The calculation unit 163 corresponds to the calculation unit 212 of FIG. 6 described above, and calculates the rotational torque S · J1 · ω of the steering electric motor 14 using the steering angular velocity ω. The torque constant multiplication unit 164 corresponds to the torque constant multiplication unit 211 of FIG. 6 described above, and multiplies the current command value Ic1 from the current command value calculation unit 143 by the torque constant Kt1 of the steering electric motor 14. Then, the drive torque Kt1 · Ic1 is calculated. The subtracting unit 165 corresponds to the subtracting unit 213 in FIG. 6 described above, and calculates the steering force Th by subtracting the rotational torque S · J1 · ω from the drive torque Kt1 · Ic1. The output of the subtracting unit 165 is subjected to low-pass filter processing calculation by the calculation unit 166 and output to the calculation unit 131 ′.

転舵反力推定部Ｂ７は、モータ回転角変換部１７１、微分演算部１７２、演算部１７３、トルク定数乗算部１７４、減算部１７５および演算部１７６を備えている。これらのモータ回転角変換部１７１、微分演算部１７２、演算部１７３、トルク定数乗算部１７４、減算部１７５および演算部１７６は、前述した操舵用電動モータ１４のための操舵力推定部Ｂ６の場合と同じである。異なる点は、操舵用電動モータ１４に代えて転舵用電動モータ２４に関するトルク定数Ｋt2およびイナーシャＪ2が利用される点と、減算部１７５から転舵反力Ｔwを表す値が出力される点である。なお、この場合も、転舵用電動モータ２４内に回転角センサまたは回転角速度センサが内蔵されていて、転舵用電動モータ２４の回転角θwmまたは回転角速度ωが検出される場合には、これらのモータ回転角変換部１７１および微分演算部１７２は適宜省略される。   The steering reaction force estimation unit B7 includes a motor rotation angle conversion unit 171, a differential calculation unit 172, a calculation unit 173, a torque constant multiplication unit 174, a subtraction unit 175, and a calculation unit 176. These motor rotation angle conversion unit 171, differential calculation unit 172, calculation unit 173, torque constant multiplication unit 174, subtraction unit 175, and calculation unit 176 are the case of steering force estimation unit B6 for steering electric motor 14 described above. Is the same. The difference is that a torque constant Kt2 and inertia J2 relating to the steering electric motor 24 are used instead of the steering electric motor 14, and a value representing the steering reaction force Tw is output from the subtraction unit 175. is there. Also in this case, when the rotation angle sensor or the rotation angular velocity sensor is built in the steering electric motor 24 and the rotation angle θwm or the rotation angular velocity ω of the steering electric motor 24 is detected, these are detected. The motor rotation angle conversion unit 171 and the differential calculation unit 172 are appropriately omitted.

このように構成した第２実施形態においては、上記第１実施形態の操舵力センサ３２によって検出された操舵力Ｔhに代えて、操舵力推定部Ｂ６によって操舵力Ｔhが推定される。また、上記第１実施形態の転舵反力センサ３４によって検出された転舵反力Ｔwに代えて、転舵反力推定部Ｂ７によって転舵反力Ｔhが推定される。そして、これらの推定された操舵力Ｔhおよび転舵反力Ｔwを用いて、上記第１実施形態の場合と同様に、操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４がバイラテラル制御される。   In the second embodiment configured as described above, the steering force Th is estimated by the steering force estimation unit B6 instead of the steering force Th detected by the steering force sensor 32 of the first embodiment. Further, instead of the turning reaction force Tw detected by the turning reaction force sensor 34 of the first embodiment, the turning reaction force estimation unit B7 estimates the turning reaction force Th. Then, using these estimated steering force Th and turning reaction force Tw, the steering electric motor 14 and the turning electric motor 24 are bilaterally controlled as in the case of the first embodiment.

したがって、上記第２実施形態においても、上記第１実施形態の場合と同様に、機械的に分離されている操舵ハンドル１１と左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２とがあたかも接続されているような状態で、操舵ハンドル１１に対する操舵反力と左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵が制御される。その結果、この場合も、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵に伴う適切な操舵反力を操舵ハンドル１１に与えることができ、運転者は的確に路面反力を感じながら、操舵ハンドル１１を良好に操舵操作できるようになる。また、この第２実施形態においては、操舵力推定部Ｂ６および転舵反力推定部Ｂ７の採用により、上記第１実施形態の操舵力センサ３２および転舵反力センサ３４を省略でき、装置の構成が簡単になり、製造コストを下げることができる。   Therefore, also in the second embodiment, as in the case of the first embodiment, the steering handle 11 that is mechanically separated and the left and right front wheels FW1, FW2 are connected as if they are connected. The steering reaction force with respect to the handle 11 and the steering of the left and right front wheels FW1, FW2 are controlled. As a result, in this case as well, an appropriate steering reaction force accompanying the steering of the left and right front wheels FW1 and FW2 can be applied to the steering handle 11, and the driver can improve the steering handle 11 while feeling the road reaction force accurately. The steering operation can be performed. In the second embodiment, the steering force sensor 32 and the steering reaction force sensor 34 of the first embodiment can be omitted by adopting the steering force estimation unit B6 and the steering reaction force estimation unit B7. The configuration is simplified and the manufacturing cost can be reduced.

ｂ１．第２実施形態の第１変形例
次に、図７に示すように、上記第２実施形態の操舵力推定部Ｂ６、転舵反力推定部Ｂ７および駆動制御部Ｂ３，Ｂ４を変形した第２実施形態の第１変形例について説明する。この第1変形例においては、上記第２実施形態の操舵力推定部Ｂ６の演算部１６３および減算部１６５が、演算部１６３’，１６３”、加算部１６５’および減算部１６７に置換されている。また、上記第２実施形態の転舵反力推定部Ｂ７の演算部１７３および減算部１７５が、演算部１７３’，１７３”、加算部１７５’および減算部１７７に置換されている。なお、これらの置換は、上記第２実施形態と全く等価の演算機能であるので、上記第２実施形態の場合と同一に機能する。 b1. First Modified Example of Second Embodiment Next, as shown in FIG. 7, a second modified version of the steering force estimating unit B6, the turning reaction force estimating unit B7, and the drive control units B3 and B4 of the second embodiment. A first modification of the embodiment will be described. In the first modification, the calculation unit 163 and the subtraction unit 165 of the steering force estimation unit B6 of the second embodiment are replaced with calculation units 163 ′, 163 ″, an addition unit 165 ′, and a subtraction unit 167. In addition, the calculation unit 173 and the subtraction unit 175 of the steering reaction force estimation unit B7 of the second embodiment are replaced with calculation units 173 ′, 173 ″, an addition unit 175 ′, and a subtraction unit 177. Note that these replacements have the same calculation function as that in the second embodiment, and thus function in the same manner as in the second embodiment.

さらに、この第１変形例の駆動制御部Ｂ３，Ｂ４においては、減算部１６７，１７７の出力値をフィードバック演算部１４５，１４６にてトルク定数Ｋt1，Ｋt2で除算して減算部１４７，１４８にそれぞれ出力する。減算部１４７，１４８は、電流指令値演算部１４３，１４４からの電流指令値Ｉc1，Ｉc2から前記フィードバック演算部１４５，１４６からの出力値を減算して、減算結果を新たな電流指令値Ｉc1，Ｉc2として駆動回路３６，３７にそれぞれ供給する。これにより、操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４に対する力応答制御のゲインが上がり、ロバスト性が向上する。   Further, in the drive control units B3 and B4 of the first modified example, the output values of the subtraction units 167 and 177 are divided by the torque constants Kt1 and Kt2 by the feedback calculation units 145 and 146, respectively, and are respectively supplied to the subtraction units 147 and 148. Output. The subtraction units 147 and 148 subtract the output values from the feedback calculation units 145 and 146 from the current command values Ic1 and Ic2 from the current command value calculation units 143 and 144, and the subtraction result is a new current command value Ic1, Ic2 is supplied to the drive circuits 36 and 37, respectively. As a result, the gain of force response control for the steering electric motor 14 and the steering electric motor 24 is increased, and the robustness is improved.

ｂ２．第２実施形態の第２変形例
次に、第２実施形態の第２変形例について説明する。この第２変形例に係る車両の操舵装置は、図８の機能ブロック図に示すように、ダンピング制御部Ｂ５を上記第２実施形態に係る図５の機能ブロック図に追加したものである。このダンピング制御部Ｂ５は、上記第１実施形態の第1変形例と全く同じであり、操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４に、上記第２実施形態の制御に対して、さらに速度ダンピング制御が付加され、力応答制御値計算部Ｂ２による力応答制御特性をより良好にできるようになる。その結果、この第２変形例においても、上記第1実施形態の第１変形例の場合と同様に、操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４による力応答制御に関係したゲイン乗算部１３３による比例項ゲインＫtpを大きく設定することができるようになり、運転者による操舵ハンドル１１を操舵操作感覚がより良好になる。 b2. Second Modification of Second Embodiment Next, a second modification of the second embodiment will be described. As shown in the functional block diagram of FIG. 8, the vehicle steering apparatus according to the second modified example is obtained by adding a damping control unit B5 to the functional block diagram of FIG. 5 according to the second embodiment. The damping control unit B5 is exactly the same as the first modification of the first embodiment, and the steering electric motor 14 and the steering electric motor 24 are further speeded up with respect to the control of the second embodiment. Damping control is added, and the force response control characteristic by the force response control value calculation unit B2 can be improved. As a result, also in the second modified example, as in the first modified example of the first embodiment, the gain multiplying unit 133 related to the force response control by the steering electric motor 14 and the steering electric motor 24 is performed. Thus, the proportional term gain Ktp can be set to a large value, and the driver feels more comfortable in steering the steering wheel 11.

ｂ３．第２実施形態の第３変形例
次に、第２実施形態の第３変形例について説明する。この第３変形例に係る車両の操舵装置は、図９の機能ブロック図に示すように、ダンピング制御部Ｂ５’，Ｂ５”を上記第２実施形態に係る図５の機能ブロック図に追加したものである。これらのダンピング制御部Ｂ５’，Ｂ５”は、操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４をダンピング制御するためのダンピング係数乗算部１５７’，１５８’をそれぞれ備えている。 b3. Third Modification Example of Second Embodiment Next, a third modification example of the second embodiment will be described. As shown in the functional block diagram of FIG. 9, the vehicle steering apparatus according to the third modification is obtained by adding damping control units B5 ′ and B5 ″ to the functional block diagram of FIG. 5 according to the second embodiment. These damping control units B5 ′ and B5 ″ are provided with damping coefficient multiplication units 157 ′ and 158 ′ for damping control of the steering electric motor 14 and the steering electric motor 24, respectively.

ダンピング係数乗算部１５７’は、微分演算部１６２から操舵用電動モータ１４のモータ回転角速度dθhm/dtを入力して、モータ回転角速度dθhm/dtにダンピング係数Ｋtv1を乗算して演算部１４１に出力する。演算部１４１においては、イナーシャ乗算部１１７からの制御値と係数乗算部１３４からの制御値との加算値から、前記モータ回転角速度dθhm/dtにダンピング係数Ｋtv1を乗算した値Ｋtv1・dθhm/dtが減算される。これにより、操舵用電動モータ１４がダンピング制御される。   The damping coefficient multiplication unit 157 ′ receives the motor rotation angular velocity dθhm / dt of the steering electric motor 14 from the differential calculation unit 162, multiplies the motor rotation angular velocity dθhm / dt by the damping coefficient Ktv1, and outputs the result to the calculation unit 141. . In the calculation unit 141, a value Ktv1 · dθhm / dt obtained by multiplying the motor rotation angular velocity dθhm / dt by the damping coefficient Ktv1 from the addition value of the control value from the inertia multiplication unit 117 and the control value from the coefficient multiplication unit 134 is obtained. Subtracted. Thereby, the steering electric motor 14 is subjected to damping control.

ダンピング係数乗算部１５８’は、微分演算部１７２から転舵用電動モータ２４のモード回転角速度dθwm/dtを入力して、モータ回転角速度dθwm/dtにダンピング係数Ｋtv2を乗算して演算部１４２に出力する。演算部１４２においては、イナーシャ乗算部１２６からの制御値とゲイン乗算部１３３からの制御値との加算値から、前記モータ回転角速度dθwm/dtにダンピング係数Ｋtv2を乗算した値Ｋtv2・dθwm/dtが減算される。これにより、転舵用電動モータ２４がダンピング制御される。   The damping coefficient multiplication unit 158 ′ receives the mode rotation angular velocity dθwm / dt of the electric motor 24 for steering from the differentiation calculation unit 172, multiplies the motor rotation angular velocity dθwm / dt by the damping coefficient Ktv2, and outputs the multiplication result to the calculation unit 142. To do. In the calculation unit 142, a value Ktv2 · dθwm / dt obtained by multiplying the motor rotation angular velocity dθwm / dt by the damping coefficient Ktv2 from the addition value of the control value from the inertia multiplication unit 126 and the control value from the gain multiplication unit 133 is obtained. Subtracted. Thereby, the steering electric motor 24 is subjected to damping control.

その結果、この第３変形例においても、前述のように、操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４に、上記第２実施形態の制御に対して、さらに速度ダンピング制御が付加され、力応答制御値計算部Ｂ２による力制御の応答特性をより良好にできるようになる。したがって、この第３変形例においても、上記第２実施形態の第２変形例の場合と同様に、力に関する応答制御特性を安定化することができ、操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４による駆動力の制御に関係したゲイン乗算部１３３による比例項ゲインＫtpを大きく設定することができるようになり、運転者による操舵ハンドル１１の操舵操作感覚がより良好になる。   As a result, also in the third modified example, as described above, the speed damping control is further added to the steering electric motor 14 and the steering electric motor 24 in addition to the control of the second embodiment. The response characteristic of the force control by the response control value calculation unit B2 can be improved. Accordingly, also in the third modified example, the response control characteristics relating to the force can be stabilized as in the second modified example of the second embodiment, and the steering electric motor 14 and the steered electric motor can be stabilized. Thus, the proportional term gain Ktp by the gain multiplication unit 133 related to the control of the driving force by 24 can be set large, and the steering operation feeling of the steering wheel 11 by the driver becomes better.

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。   Furthermore, in carrying out the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.

例えば、上記第１実施形態、第２実施形態およびそれらの変形例においては、位置応答制御値計算部Ｂ１において、ＰＤ（比例・微分）制御によって操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４の位置制御を行うようにした。しかし、これに代えて、積分項をさらに加えて、ＰＩＤ（比例・微分・積分）制御によって操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４の位置制御を行うようにしてもよい。また、微分項を省略して、Ｐ（比例）制御のみによって操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４の位置制御を行うようにしてもよい。   For example, in the first embodiment, the second embodiment, and the modifications thereof, the position response control value calculation unit B1 uses the PD (proportional / differential) control to control the steering electric motor 14 and the steering electric motor 24. Position control was performed. However, instead of this, an integral term may be further added to control the position of the steering electric motor 14 and the steering electric motor 24 by PID (proportional / differential / integral) control. Alternatively, the differential term may be omitted, and the position control of the steering electric motor 14 and the steering electric motor 24 may be performed only by P (proportional) control.

また、上記第１実施形態、第２実施形態およびそれらの変形例においては、力応答制御値計算部Ｂ２においては、Ｐ（比例）制御により操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４の力制御を行うようにした。しかし、これに代えて、微分制御項を加えて、ＰＩ（比例・微分）制御によって操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４の力制御を行うようにしてもよい。さらに、積分項を加えて、ＰＩＤ（比例・微分・積分）制御によって操舵用電動モータ１４および転舵用電動モータ２４の力制御を行うようにしてもよい。   In the first embodiment, the second embodiment, and the modifications thereof, the force response control value calculation unit B2 uses the forces of the steering electric motor 14 and the steering electric motor 24 by P (proportional) control. Control was done. However, instead of this, a differential control term may be added to control the force of the steering electric motor 14 and the steering electric motor 24 by PI (proportional / differential) control. Further, an integral term may be added, and force control of the steering electric motor 14 and the steering electric motor 24 may be performed by PID (proportional / differential / integral) control.

また、上記第１実施形態、第２実施形態およびそれらの変形例においては、制御係数α，βとして、予め定めた定数を利用するようにした。しかし、これに代えて、これらの制御係数α，βを車両の走行状態に応じて変化させるようにしてもよい。この場合、上述のように、制御係数αは、操舵角θhを転舵角θwに対応させるための係数であるとともに、制御係数βは、転舵反力Ｔｗを操舵力Ｔｈに対応させるための係数である。したがって、制御係数αを車両の走行状態に応じて制御することは、位置応答制御値計算部Ｂ１によって位置制御される操舵角θhと転舵角θｗの比を、車両の走行状態に応じて変更することを意味する。また、制御係数βを車両の走行状態に応じて制御することは、力応答制御値計算部Ｂ２によって力応答制御される操舵力Ｔｈと転舵反力Ｔｗの比を車両の走行状態に応じて変更することを意味する。   In the first embodiment, the second embodiment, and their modifications, predetermined constants are used as the control coefficients α and β. However, instead of this, these control coefficients α and β may be changed according to the running state of the vehicle. In this case, as described above, the control coefficient α is a coefficient for making the steering angle θh correspond to the turning angle θw, and the control coefficient β is for making the turning reaction force Tw correspond to the steering force Th. It is a coefficient. Therefore, controlling the control coefficient α according to the running state of the vehicle changes the ratio between the steering angle θh and the turning angle θw that are position-controlled by the position response control value calculation unit B1 according to the running state of the vehicle. It means to do. Further, controlling the control coefficient β in accordance with the running state of the vehicle means that the ratio of the steering force Th and the turning reaction force Tw controlled by the force response control value calculation unit B2 is made in accordance with the running state of the vehicle. Means to change.

このように、制御係数α，βを車両の走行状態に応じて変化させるために、例えば、図１に破線で示すように、車速Ｖを検出する車速センサ４１を設けるとともに、ＥＣＵ３５内に車速Ｖに応じて変化する制御係数α，βを記憶したテーブル、または車速Ｖに応じて変化する制御係数α，βを規定する関数を用意しておき、ＥＣＵ３５によって車速Ｖに応じて制御係数α，βが決定されるようにするとよい。   Thus, in order to change the control coefficients α and β according to the running state of the vehicle, for example, as shown by a broken line in FIG. 1, a vehicle speed sensor 41 for detecting the vehicle speed V is provided, and the vehicle speed V is provided in the ECU 35. A table that stores control coefficients α and β that change according to vehicle speed or a function that defines control coefficients α and β that change according to vehicle speed V is prepared, and ECU 35 controls control coefficients α and β according to vehicle speed V. Should be determined.

例えば、上記第１および第２実施形態で用いた定数αをαoとし、図１０(Ａ)に示すように、制御係数αが、車速Ｖの増加に従って定数αoの近傍にて減少するように規定しておけば、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角θwは、操舵ハンドル１１の同一の操舵角θhに対して、車速Ｖの増加に従って小さくなるように制御される。これによれば、低速域にて車両の小回り性能が良好になるとともに、高速域における車両の走行安定性が良好になる。   For example, the constant α used in the first and second embodiments is αo, and the control coefficient α is defined to decrease near the constant αo as the vehicle speed V increases as shown in FIG. In this case, the turning angle θw of the left and right front wheels FW1 and FW2 is controlled so as to decrease as the vehicle speed V increases with respect to the same steering angle θh of the steering handle 11. According to this, the turning performance of the vehicle becomes good in the low speed range, and the running stability of the vehicle in the high speed range becomes good.

また、上記第１および第２実施形態で用いた定数αを同じくαoとし、図１０(Ｂ)に示すように、制御係数αが操舵角θhの増加に従って定数αoの近傍にて増加するように規定しておけば、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角θwは、操舵ハンドル１１の操舵角θhの増加に従って大きくなるように制御される。これによれば、大舵角操舵時における車両の小回り性能が良好になる。   The constant α used in the first and second embodiments is also αo, and as shown in FIG. 10B, the control coefficient α increases in the vicinity of the constant αo as the steering angle θh increases. If defined, the turning angle θw of the left and right front wheels FW1 and FW2 is controlled to increase as the steering angle θh of the steering wheel 11 increases. According to this, the small turning performance of the vehicle at the time of large steering angle steering is improved.

また、上記第１および第２実施形態で用いた定数βをβoとし、図１０(Ｃ)に示すように、制御係数βが車速Ｖの増加に従って定数βoの近傍にて増加するように規定しておけば、操舵ハンドル１１の操舵力（操舵反力）は、車速Ｖの増加に従って増加するように制御される。これによれば、低速域にて操舵ハンドル１１が軽快に操舵され、高速域における操舵ハンドル１１の操舵操作が重くなり、車両の走行安定性が良好になる。   Further, the constant β used in the first and second embodiments is defined as βo, and the control coefficient β is defined to increase in the vicinity of the constant βo as the vehicle speed V increases as shown in FIG. In this case, the steering force (steering reaction force) of the steering handle 11 is controlled to increase as the vehicle speed V increases. According to this, the steering handle 11 is steered lightly in the low speed range, the steering operation of the steering handle 11 in the high speed range becomes heavy, and the running stability of the vehicle becomes good.

また、上記第１および第２実施形態で用いた定数βを同じくβoとし、図１０(Ｄ)に示すように、制御係数βが操舵角θhの増加に従って定数βoの近傍にて減少するように規定しておけば、操舵ハンドル１１の操舵力（操舵反力）は、操舵角θhの増加に従って減少するように制御される。これによれば、大舵角操舵時における操舵ハンドル１１の操舵操作が軽快になされるようになる。   The constant β used in the first and second embodiments is also βo, and as shown in FIG. 10D, the control coefficient β decreases in the vicinity of the constant βo as the steering angle θh increases. If defined, the steering force (steering reaction force) of the steering handle 11 is controlled to decrease as the steering angle θh increases. According to this, the steering operation of the steering handle 11 at the time of large steering angle steering can be performed lightly.

さらに、制御係数α、βを車速Ｖおよび操舵角θhの両方の変化に応じて変化させるようにしてもよい。さらに、車速Ｖおよび操舵角θhに限らず、横加速度、ヨーレートなどの車両の走行状態を表す物理量に応じて制御係数α，βを変化させるようにしてもよい。   Furthermore, the control coefficients α and β may be changed according to changes in both the vehicle speed V and the steering angle θh. Furthermore, not only the vehicle speed V and the steering angle θh, but also the control coefficients α and β may be changed in accordance with physical quantities representing the running state of the vehicle such as lateral acceleration and yaw rate.

また、上記第１実施形態、第２実施形態およびそれらの変形例においては、係数乗算部１０１，１０３にて操舵角θhおよび操舵角速度dθh/dtに制御係数αを乗算するようにした。しかし、これに代えて、転舵角センサ３３の出力である転舵角θwおよび微分演算部１０４の出力である転舵角速度dθｗ/dtにそれぞれ制御係数αに相当する制御係数α’（例えば、α’＝１／α）を乗算するようにしてもよい。この場合、車速Ｖ、操舵角θhなどの車両の走行状態を表す物理量の変化に対して、制御係数α’を、上記第１および第２実施形態の制御係数αとは増減方向を逆方向に変化させるようにする。また、この変形例の場合には、上記第１および第２実施形態の係数乗算部１３４を省略して、ゲイン乗算部１３３から演算部１４２に与えられる制御値に制御係数α’を乗算する係数乗算部を、ゲイン乗算部１３３からの出力値が供給される演算部１４２の入力側に介装しておく。   In the first embodiment, the second embodiment, and their modifications, the coefficient multipliers 101 and 103 multiply the steering angle θh and the steering angular velocity dθh / dt by the control coefficient α. However, instead of this, a control coefficient α ′ corresponding to the control coefficient α (for example, the turning angle θw that is the output of the turning angle sensor 33 and the turning angular velocity dθw / dt that is the output of the differential operation unit 104) (for example, (α ′ = 1 / α) may be multiplied. In this case, the control coefficient α ′ is changed with respect to changes in the physical quantity representing the running state of the vehicle such as the vehicle speed V and the steering angle θh, and the increase / decrease direction is opposite to the control coefficient α of the first and second embodiments. Try to change. In the case of this modification, the coefficient multiplication unit 134 of the first and second embodiments is omitted, and a coefficient for multiplying the control value given from the gain multiplication unit 133 to the calculation unit 142 by the control coefficient α ′ The multiplication unit is provided on the input side of the calculation unit 142 to which the output value from the gain multiplication unit 133 is supplied.

また、上記第１実施形態、第２実施形態およびそれらの変形例においては、係数乗算部１３２にて転舵反力センサ３４または演算部１７６（または減算部１７７）の出力値に制御係数βを乗算するようにした。しかし、これに代えて、操舵力センサ３２または演算部１６６（または減算部１６７）と演算部１３１または演算部１３１’との間に係数乗算部を設けて、同係数乗算部にて操舵力センサ３２または演算部１６６（または減算部１６７）の出力値に制御係数βに相当する制御係数β’（例えば、β’＝１／β）を乗算するようにしてもよい。この場合、車速Ｖ、操舵角θhなどの車両の走行状態を表す物理量の変化に対して、制御係数β’を、上記第１および第２実施形態の制御係数βとは増減方向を逆方向に変化させるようにする。また、この変形例の場合には、上記第１および第２実施形態の係数乗算部１１６を省略して、加算部１２５からイナーシャ乗算部１２６に与えられる制御値に制御係数β’を乗算する係数乗算部を、加算部１２５とイナーシャ乗算部１２６との間に介装しておく。さらに、上記第１および第２実施形態の制御係数α，βと、前記変形例の制御係数α’，β’の両者を考慮するようにしてもよい。   In the first embodiment, the second embodiment, and the modifications thereof, the coefficient multiplication unit 132 sets the control coefficient β to the output value of the turning reaction force sensor 34 or the calculation unit 176 (or the subtraction unit 177). Multiply it. However, instead of this, a coefficient multiplication unit is provided between the steering force sensor 32 or the calculation unit 166 (or subtraction unit 167) and the calculation unit 131 or the calculation unit 131 ′, and the steering force sensor in the coefficient multiplication unit. 32 or the output value of the calculation unit 166 (or subtraction unit 167) may be multiplied by a control coefficient β ′ (for example, β ′ = 1 / β) corresponding to the control coefficient β. In this case, the control coefficient β ′ is changed with respect to changes in the physical quantity representing the running state of the vehicle such as the vehicle speed V and the steering angle θh, and the increase / decrease direction is opposite to the control coefficient β in the first and second embodiments. Try to change. In the case of this modification, the coefficient multiplication unit 116 of the first and second embodiments is omitted, and a coefficient for multiplying the control value given from the addition unit 125 to the inertia multiplication unit 126 by the control coefficient β ′. A multiplication unit is interposed between the addition unit 125 and the inertia multiplication unit 126. Furthermore, both the control coefficients α and β of the first and second embodiments and the control coefficients α ′ and β ′ of the modified example may be considered.

本発明の第１および第２実施形態に係る車両の操舵装置の全体概略図である。1 is an overall schematic diagram of a vehicle steering apparatus according to first and second embodiments of the present invention. 第１実施形態に係り、図１の電子制御ユニットにて実現される機能を表す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing the function implement | achieved in 1st Embodiment by the electronic control unit of FIG. 前記第１実施形態の第１変形例に係る機能ブロック図である。It is a functional block diagram concerning the 1st modification of the 1st embodiment. 前記第１実施形態の第２変形例に係る機能ブロック図である。It is a functional block diagram concerning the 2nd modification of the 1st embodiment. 第２実施形態に係り、図１の電子制御ユニットにて実現される機能を表す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing the function implement | achieved in 2nd Embodiment by the electronic control unit of FIG. 操舵用電動モータに関する外乱オブザーバのブロック図である。It is a block diagram of the disturbance observer regarding the electric motor for steering. 前記第２実施形態の第１変形例に係る機能ブロック図である。It is a functional block diagram concerning the 1st modification of the 2nd embodiment. 前記第２実施形態の第２変形例に係る機能ブロック図である。It is a functional block diagram concerning the 2nd modification of the 2nd embodiment. 前記第２実施形態の第３変形例に係る機能ブロック図である。It is a functional block diagram concerning the 3rd modification of the 2nd embodiment. (Ａ)は制御係数αの車速に応じた変化を示すグラフであり、(Ｂ)は制御係数αの操舵角に応じた変化を示すグラフであり、(Ｃ)は制御係数βの車速に応じた変化を示すグラフであり、(Ｄ)は制御係数βの操舵角に応じた変化を示すグラフである。(A) is a graph showing the change of the control coefficient α according to the vehicle speed, (B) is a graph showing the change of the control coefficient α according to the steering angle, and (C) is a graph showing the change of the control coefficient α according to the vehicle speed. (D) is a graph showing the change according to the steering angle of the control coefficient β.

符号の説明Explanation of symbols

ＦＷ１，ＦＷ２…前輪、１１…操舵ハンドル、１３…操舵用電動モータ、２４…転舵用電動モータ、３１…操舵角センサ、３２…操舵力センサ、３３…転舵角センサ、３４…転舵反力センサ、３５…電子制御ユニット（ＥＣＵ）、Ｂ１…位置応答制御値計算部、Ｂ２…力応答制御値計算部、Ｂ３，Ｂ４…駆動制御部、Ｂ５，Ｂ５’，Ｂ５”…ダンピング制御部。
FW1, FW2 ... front wheel, 11 ... steering handle, 13 ... electric motor for steering, 24 ... electric motor for steering, 31 ... steering angle sensor, 32 ... steering force sensor, 33 ... steering angle sensor, 34 ... anti-steering Force sensor 35 ... Electronic control unit (ECU), B1 ... Position response control value calculator, B2 ... Force response control value calculator, B3, B4 ... Drive controller, B5, B5 ', B5 "... Damping controller.

Claims (8)

操舵ハンドルを駆動する操舵アクチュエータと、操舵ハンドルとは機械的に非接続の転舵輪を転舵する転舵アクチュエータとを備えたステアバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
操舵ハンドルの操舵角を表す操舵角情報を取得する操舵角取得手段と、
操舵ハンドルの操舵角速度を表す操舵角速度情報を取得する操舵角速度取得手段と、
転舵輪の転舵角を表す転舵角情報を取得する転舵角取得手段と、
転舵輪の転舵角速度を表す転舵角速度情報を取得する転舵角速度取得手段と、
操舵ハンドルに付与される操舵力を表す操舵力情報を取得する操舵力取得手段と、
転舵輪に入力される転舵反力を表す転舵反力情報を取得する転舵反力取得手段と、
前記操舵角情報によって表された操舵角および前記転舵角情報によって表された転舵角のうちのいずれか一方に所定値を乗算し、前記一方に乗算の施された操舵角と転舵角との偏差、ならびに前記操舵角速度情報によって表された操舵角速度および前記転舵角速度情報によって表された転舵角速度のうちのいずれか一方に所定値を乗算し、前記一方に乗算の施された操舵角速度と転舵角速度との偏差を用いて、操舵ハンドルの操舵角と転舵輪の転舵角とを所定比に保つための前記操舵アクチュエータおよび転舵アクチュエータに対する位置応答制御値を計算する位置応答制御値計算手段と、
前記操舵力情報によって表された操舵力および前記転舵反力情報によって表された転舵反力のうちのいずれか一方に所定値を乗算し、前記一方に乗算の施された操舵力および転舵反力を用いて、操舵ハンドルに付与される操舵力および転舵輪に入力される転舵反力に応じた前記操舵アクチュエータおよび転舵アクチュエータに対する力応答制御値を計算する力応答制御値計算手段と、
前記位置応答制御値計算手段によって計算された前記操舵アクチュエータのための位置応答制御値と、前記力応答制御値計算手段によって計算された前記操舵アクチュエータのための力応答制御値とを合算して前記操舵アクチュエータを駆動制御する操舵アクチュエータ駆動制御手段と、
前記位置応答制御値計算手段によって計算された前記転舵アクチュエータのための位置応答制御値と、前記力応答制御値計算手段によって計算された前記転舵アクチュエータのための力応答制御値とを合算して前記転舵アクチュエータを駆動制御する転舵アクチュエータ駆動制御手段と
を設けたことを特徴とする車両の操舵装置。 In a steer-by-wire vehicle steering apparatus comprising: a steering actuator that drives a steering handle; and a steering actuator that steers a steered wheel that is mechanically disconnected from the steering handle.
Steering angle acquisition means for acquiring steering angle information representing the steering angle of the steering wheel;
Steering angular velocity acquisition means for acquiring steering angular velocity information representing the steering angular velocity of the steering handle ;
Turning angle acquisition means for acquiring turning angle information representing the turning angle of the turning wheels;
Steered angular velocity acquisition means for acquiring steered angular velocity information representing the steered angular velocity of the steered wheels;
Steering force acquisition means for acquiring steering force information representing the steering force applied to the steering handle;
Steered reaction force acquisition means for acquiring steered reaction force information representing the steered reaction force input to the steered wheels;
The multiplied by a predetermined value to either out noise deviation of the turning angle represented by the steering angle and the steering angle information represented by the steering angle information, steering angle and subjected to the multiplication before Symbol hand One of the deviation from the turning angle, the steering angular velocity represented by the steering angular velocity information and the turning angular velocity represented by the turning angular velocity information is multiplied by a predetermined value, and the one is subjected to multiplication. A position response control value for the steering actuator and the turning actuator for maintaining the steering angle of the steering wheel and the turning angle of the steered wheels at a predetermined ratio is calculated using a deviation between the steering angular velocity and the steered angular velocity. Position response control value calculation means;
The steering force multiplied by a predetermined value to either out noise deviation of turning reaction force represented by the steering force and the steering reaction force information represented by the information, has been subjected to multiplication before Symbol hand steering Force response control that calculates force response control values for the steering actuator and the steering actuator according to the steering force applied to the steering wheel and the steering reaction force input to the steered wheels using the force and the steering reaction force A value calculation means;
The position response control value for the steering actuator calculated by the position response control value calculation means and the force response control value for the steering actuator calculated by the force response control value calculation means are added together to add the Steering actuator drive control means for driving and controlling the steering actuator;
The position response control value for the steering actuator calculated by the position response control value calculation means and the force response control value for the steering actuator calculated by the force response control value calculation means are added together. And a steering actuator drive control means for driving and controlling the steering actuator. 前記操舵角取得手段は、操舵ハンドルの操舵角を検出する操舵角センサであり、
前記操舵角速度取得手段は、前記操舵角情報によって表された操舵角に基づいて操舵角速度を計算する手段であり、
前記転舵角取得手段は、転舵輪の転舵角を検出する転舵角センサであり、
前記転舵角速度取得手段は、前記転舵角情報によって表された転舵角に基づいて転舵角速度を計算する手段であり、
前記操舵力取得手段は、操舵ハンドルに付与される操舵力を検出する操舵力センサであり、かつ
前記転舵反力取得手段は、転舵輪に入力される転舵反力を検出する転舵反力センサである請求項１に記載した車両の操舵装置。 The steering angle acquisition means is a steering angle sensor that detects a steering angle of a steering wheel,
The steering angular velocity acquisition means is a means for calculating a steering angular velocity based on a steering angle represented by the steering angle information,
The steered angle acquisition means is a steered angle sensor that detects the steered angle of steered wheels,
The turning angular velocity acquisition means is a means for calculating a turning angular speed based on a turning angle represented by the turning angle information.
The steering force acquisition means is a steering force sensor that detects a steering force applied to a steering wheel, and the turning reaction force acquisition means detects a turning reaction force that is input to a steered wheel. The vehicle steering apparatus according to claim 1, which is a force sensor. 前記操舵力取得手段は、前記操舵アクチュエータの作動制御状態と、同操舵アクチュエータの実際の作動状態とに基づいて、操舵ハンドルに付与される操舵力を推定する操舵力推定手段であり、かつ
前記転舵反力取得手段は、前記転舵アクチュエータの作動制御状態と、同転舵アクチュエータの実際の作動状態とに基づいて、転舵輪に入力される転舵反力を推定する転舵反力推定手段である請求項１に記載した車両の操舵装置。 The steering force acquisition means is steering force estimation means for estimating a steering force applied to a steering handle based on an operation control state of the steering actuator and an actual operation state of the steering actuator, and The steering reaction force acquisition means is a steering reaction force estimation means for estimating a steering reaction force input to the steered wheel based on an operation control state of the steering actuator and an actual operation state of the steering actuator. The vehicle steering device according to claim 1. 前記操舵角速度情報によって表された操舵角速度と前記転舵角速度情報によって表された転舵角速度との偏差に比例したダンピング制御値を計算して、同ダンピング制御値を前記操舵アクチュエータ駆動制御手段および前記転舵アクチュエータ駆動制御手段のうちの少なくとも一方による操舵アクチュエータまたは転舵アクチュエータの駆動制御に加味するダンピング制御手段をさらに設けたことを特徴とする請求項１ないし３のうちのいずれか一つに記載した車両の操舵装置。 Before Symbol calculates the damping control value proportional to the deviation of the turning angular velocity represented by the steering angular velocity and the steering angular velocity information represented by the steering angular speed information, the steering actuator drive control means and the damping control value any one of claims 1 to 3, characterized in that further provided damping control means to adding to the drive control of the steering actuator or steering actuator according to at least one of the turning actuator drive control means The vehicle steering device described in 1. 前記操舵角速度情報によって表された操舵角速度に比例したダンピング制御値を計算して、同ダンピング制御値を前記操舵アクチュエータ駆動制御手段による操舵アクチュエータの駆動制御に加味するダンピング制御手段をさらに設けたことを特徴とする請求項１ないし３のうちのいずれか一つに記載した車両の操舵装置。 Calculate the previous SL damping control value proportional to the steering angular velocity represented by the steering angular velocity information, further provided with a damping control means to adding the same damping control value to the drive control of the steering actuator by the steering actuator drive control means The vehicle steering apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the vehicle steering apparatus is a vehicle steering apparatus. 前記転舵角速度情報によって表された転舵角速度に比例したダンピング制御値を計算して、同ダンピング制御値を前記転舵アクチュエータ駆動制御手段による転舵アクチュエータの駆動制御に加味するダンピング制御手段をさらに設けたことを特徴とする請求項１ないし３のうちのいずれか一つに記載した車両の操舵装置。 Calculates the damping control value proportional to the steering angular velocity represented by the previous SL turning angular velocity information, damping control means to adding the same damping control value to the drive control of the turning actuator according to the turning actuator drive control means The vehicle steering device according to any one of claims 1 to 3, further comprising: 前記位置応答制御値計算手段において、前記操舵角情報によって表された操舵角および前記転舵角情報によって表された転舵角のうちのいずれか一方に乗算される所定値を、車両の走行状態に応じて変更する第１変更手段をさらに設けたことを特徴とする請求項１ないし６のうちのいずれか一つに記載した車両の操舵装置。 In the position response control value calculating means, the predetermined value to be multiplied to either shift noise out of the steering angle turning angle represented by the steering angle and the steering angle information represented by the information, the running of the vehicle The vehicle steering apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising first changing means for changing according to a state. 前記力応答制御値計算手段において、前記操舵力情報によって表された操舵力および前記転舵反力情報によって表された転舵反力のうちのいずれか一方に乗算される所定値を、車両の走行状態に応じて変更する第２変更手段をさらに設けたことを特徴とする請求項１ないし７のうちのいずれか一つに記載した車両の操舵装置。 In said force responsive control value calculating means, the predetermined value to be multiplied to either the steering force among the turning reaction force represented by the steering force and the steering reaction force information represented by the information noise deviation, vehicle The vehicle steering apparatus according to any one of claims 1 to 7, further comprising second changing means for changing the vehicle according to the traveling state of the vehicle.
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