(57)【要約】【課題】  複数の転舵輪を独立して転舵するステアバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、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。【解決手段】  位置応答制御値計算部Ｂ１は、操舵角センサ３１によって検出された操舵角θｈにスケール調整係数αを乗じた値と、左右の転舵角センサ３３Ｌ、３３Ｒによって検出された転舵角θｗｌ、θｗｒとの平均値を用いて、位置応答制御値を計算する。力応答制御値計算部Ｂ２は、操舵力センサ３２によって検出された操舵力Ｔｈと、左右の転舵反力センサ３４Ｌ，３４Ｒによって検出された転舵反力Ｔｗｌ，Ｔｗｒにスケール調整係数βを乗じた値とを合算した合力を用いて力応答制御値を計算する。駆動制御部Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５は、前記計算された位置応答制御値および力応答制御値を用いて、操舵用モータ１４および左右の転舵用モータ２４Ｌ，２４Ｒを位置応答制御するとともに力応答制御する。【選択図】  図２
2008044578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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未接続の複数の転舵輪を独立して転舵する少なくとも２つ以上の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、
前記各転舵アクチュエータに独立して転舵される転舵輪ごとに、そ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、
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、
前記各転舵アクチュエータに独立して転舵される転舵輪ごとに、その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と前記転舵角情報によって表された各転舵輪ごとの転舵角とをスケール調整して平均した平均値を計算する平均値計算手段と、
前記平均値計算手段により計算された平均値に基づいて、前記操舵ハンドルの操舵角と各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と前記転舵反力情報によって表された各転舵輪ごとの転舵反力とをスケール調整して合算した合力を計算する合力計算手段と、
前記合力計算手段により計算された合力に基づいて、操舵ハンドルに付与される操舵力および各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に対する位置応答制御値と、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に対する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に対する位置応答制御値と、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に対する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。
【請求項２】
車両の走行する路面状態を検出する路面状態検出手段と、
前記路面状態検出手段により、路面状態レベルが所定の悪路レベルにあると判断されたとき、前記力応答制御値計算手段により計算される力応答制御値を低減する力応答制御値補正手段と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両の操舵装置。
【請求項３】
前記転舵アクチュエータは、左転舵輪を転舵する左転舵アクチュエータと、右転舵輪を転舵する右転舵アクチュエータとを備え、
前記転舵反力取得手段は、前記左転舵輪に入力される左転舵反力を表す左転舵反力情報と、前記右転舵輪に入力される右転舵反力を表す右転舵反力情報とを別々に取得するように構成されるとともに、
前記路面状態検出手段は、前記左転舵反力情報によって表された左転舵反力と前記右転舵反力情報によって表された右転舵反力との差に基づいて、路面状態レベルを判断することを特徴とする請求項２に記載の車両の操舵装置。
【請求項４】
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、
前記転舵角取得手段は、各転舵輪の転舵角を検出する転舵角センサであり、
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、各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ないし請求項３の何れか一項記載の車両の操舵装置。
【請求項５】
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ないし請求項３の何れか一項記載の車両の操舵装置。
【請求項６】
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操舵角速度計算手段と、
前記計算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と
を設けたことを特徴とする請求項１ないし５のうちの何れか一項記載の車両の操舵装置。
【請求項７】
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転舵角速度計算手段と、
前記計算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と
を設けたことを特徴とする請求項１ないし６のうちの何れか一項記載の車両の操舵装置。
【請求項８】
前記平均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と前記転舵角情報によって表された各転舵輪ごとの転舵角とのスケール調整比を、車両の走行状態に応じて変更する第１変更手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし７のうちの何れか一項記載の車両の操舵装置。
【請求項９】
前記合力計算手段において、前記操舵力情報によって表された操舵力と前記転舵反力情報によって表された各転舵輪ごとの転舵反力とのスケール調整比を、車両の走行状態に応じて変更する第２変更手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし８のうちの何れか一項記載の車両の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、左右の転舵輪を連結する転舵軸に接続されてその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、検出操舵角に応じて設定される目標転舵角と検出転舵角との差に応じて転舵用アクチュエータを駆動制御することにより、操舵ハンドルの操舵に応じた転舵角が転舵輪に付与されるようにしている。
この特許文献１のものでは、転舵用アクチュエータとして複数の電動モータを備え、その複数の電動モータを１つのアクチュエータとみなして制御して、転舵軸を左右方向に変位させて左右の転舵輪を転舵する。
また、下記特許文献２においても同様のステアバイワイヤ方式の操舵制御装置が提案されている。この装置においては、転舵軸に付与される転舵反力を検出して、検出した転舵反力に応じて操舵反力用アクチュエータを駆動制御することにより、転舵軸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。
【特許文献１】特開２００４−１９６０８５号公報
【特許文献２】特開２００３−１３７１２４号公報
【発明の開示】
【０００３】
しかしながら、こうした従来の装置は、操舵反力用アクチュエータと、転舵アクチュエータとを一対一に制御するものであるため、左右独立転舵方式のステアバイワイヤ操舵装置に適用しても、左右輪を直結したような操舵フィーリングが得られない。つまり、従来の装置は、左右輪を転舵軸の両端に機械的に接続し、その転舵軸を転舵アクチュエータで変位させることで左右輪を同時に転舵するものであるが、左右輪ごとに転舵アクチュエータを設けて左右輪を独立して転舵駆動する左右独立転舵式に適用した場合には、良好な操舵フィーリングが得られない。
【０００４】
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、操舵反力用アクチュエータと複数の転舵アクチュエータとを位置制御および力制御を同時に行うバイラテラル制御にて駆動することにより、機械的に分離されている転舵輪同士があたかも直結し、しかも操舵ハンドルと転舵輪とが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。
【０００５】
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未接続の複数の転舵輪を独立して転舵する少なくとも２つ以上の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、前記各転舵アクチュエータに独立して転舵される転舵輪ごとに、そ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、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、前記各転舵アクチュエータに独立して転舵される転舵輪ごとに、その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と前記転舵角情報によって表された各転舵輪ごとの転舵角とをスケール調整して平均した平均値を計算する平均値計算手段と、前記平均値計算手段により計算された平均値に基づいて、前記操舵ハンドルの操舵角と各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と前記転舵反力情報によって表された各転舵輪ごとの転舵反力とをスケール調整して合算した合力を計算する合力計算手段と、前記合力計算手段により計算された合力に基づいて、操舵ハンドルに付与される操舵力および各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に対する位置応答制御値と、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に対する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に対する位置応答制御値と、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に対する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にある。
【０００６】
このように構成した本発明によれば、位置応答制御値計算手段により計算した位置応答制御値と、力応答制御値計算手段とにより計算した力応答制御値とによって操舵アクチュエータと転舵アクチュエータとが駆動制御される。
位置応答制御値は、操舵ハンドルの操舵角と各転舵輪（転舵アクチュエータにより独立して転舵される転舵輪）ごとの転舵角とをスケール調整した後に平均した平均値に基づいて計算される。このスケール調整とは、操舵角と転舵角との比率調整を表す。従って、操舵アクチュエータおよび各転舵アクチュエータに対する位置応答制御値は、操舵角と各転舵輪ごとの転舵角とを互いに関連させた適正な値に決定される。
【０００７】
例えば、平均値計算手段により計算された平均値を目標操舵角として、この目標操舵角と操舵角取得手段で取得された操舵角とに基づいて操舵アクチュエータの位置応答制御値を計算する。また、平均値計算手段により計算された平均値を目標転舵角として、この目標転舵角と転舵角取得手段で取得された転舵角とに基づいて各転舵アクチュエータの位置応答制御値を計算する。
【０００８】
また、力応答制御値は、操舵ハンドルに付与される操舵力と各転舵輪（転舵アクチュエータにより独立して転舵される転舵輪）ごとに入力される転舵反力とをスケール調整した後に合算した合力に基づいて計算される。このスケール調整とは、操舵力と転舵反力との比率調整を表す。従って、操舵アクチュエータおよび各転舵アクチュエータに対する力応答制御値は、操舵力と各転舵輪ごとの転舵反力とを互いに関連させた適正な値に決定される。
【０００９】
そして、操舵アクチュエータは、このように計算された位置応答制御値と力応答制御値とを合算した制御値にて、操舵アクチュエータ駆動制御手段により駆動制御される。
また、各転舵アクチュエータも、このように計算された位置応答制御値と力応答制御値とを合算した制御値にて、転舵アクチュエータ駆動制御手段により駆動制御される。
【００１０】
このような、操舵アクチュエータおよび各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転舵輪同士があたかも直結し、しかも操舵ハンドルと転舵輪とが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が制御される。従って、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。
【００１１】
本発明の他の特徴は、車両の走行する路面状態を検出する路面状態検出手段と、前記路面状態検出手段により、路面状態レベルが所定の悪路レベルにあると判断されたとき、前記力応答制御値計算手段により計算される力応答制御値を低減する力応答制御値補正手段とを備えたことにある。
【００１２】
この発明によれば、路面状態レベルが所定の悪路レベルにあると判断されたとき、力応答制御値補正手段は、力応答制御値を低減するため、その分だけ操舵ハンドルのハンドル操作が重くなり、路面から操舵ハンドルに伝わる振動（ガタガタ感）を低減することができる。従って、運転者は安定した運転操作を行うことができる。
尚、力応答制御値を低減するとは、力応答制御値を零にする構成も含むものである。
【００１３】
本発明の他の特徴は、前記転舵アクチュエータは、左転舵輪を転舵する左転舵アクチュエータと、右転舵輪を転舵する右転舵アクチュエータとを備え、前記転舵反力取得手段は、前記左転舵輪に入力される左転舵反力を表す左転舵反力情報と、前記右転舵輪に入力される右転舵反力を表す右転舵反力情報とを別々に取得するように構成されるとともに、前記路面状態検出手段は、前記左転舵反力情報によって表された左転舵反力と前記右転舵反力情報によって表された右転舵反力との差に基づいて、路面状態レベルを判断することにある。
【００１４】
この発明によれば、左転舵輪を転舵する左転舵アクチュエータと右転舵輪を転舵する右転舵アクチュエータとを備えた左右独立操舵方式の操舵装置を構成し、路面状態検出手段が左転舵輪に入力される左転舵反力と右転舵輪に入力される右転舵反力との差から路面状態レベルを判断する。例えば、左転舵反力と右転舵反力との差が所定値より大きい場合には、路面状態レベルが悪路レベルにあると判断する。従って、悪路検出を簡単に行うことができる。
【００１５】
つまり、従来のように左右転舵輪を転舵軸の両端に連結した操舵方式においては、片輪だけ外乱を受けた場合には、その外乱が反対側の車輪に伝わり左右に分散するため、外乱を正確に検出できないことがある。これに対して、本発明では、左右の転舵輪ごとに入力される転舵反力情報を取得するため、片輪のみが悪路に入っている場合においても良好に悪路検出することができる。
【００１６】
また、本発明においては、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、前記転舵角取得手段は、各転舵輪の転舵角を検出する転舵角センサであり、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、各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構成してもよい。
【００１７】
また、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構成することもできる。
【００１８】
例えば、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。
【００１９】
また、本発明の他の特徴は、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操舵角速度計算手段と、前記計算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とを設けたことにある。
【００２０】
更に、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転舵角速度計算手段と、前記計算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とを設けてもよい。
【００２１】
この発明によれば、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。
【００２２】
また、本発明の他の特徴は、前記平均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と前記転舵角情報によって表された各転舵輪ごとの転舵角とのスケール調整比を、車両の走行状態に応じて変更する第１変更手段を設けたことにある。
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。
【００２３】
さらに、本発明の他の特徴は、前記合力計算手段において、前記操舵力情報によって表された操舵力と前記転舵反力情報によって表された各転舵輪ごとの転舵反力とのスケール調整比を、車両の走行状態に応じて変更する第２変更手段を設けたことにある。
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
＜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。
【００２５】
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ＦＷＬ，ＦＷＲ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（以下、単に操舵用モータ１４と呼ぶ）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。
【００２６】
ステアリングシャフト１２には、操舵角センサ３１および操舵力センサ３２が組みつけられる。操舵角センサ３１は、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。この場合、操舵角θｈ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。
尚、この操舵角センサ３１として、操舵用モータ１４内に設けた回転角センサを利用してもよい。
【００２７】
操舵力センサ３２は、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。
【００２８】
転舵装置２０は、転舵輪としての左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲを独立して転舵する左右独立転舵方式であって、左前輪ＦＷＬを転舵する左転舵部２０Ｌと、右前輪ＦＷＲを転舵する右転舵部２０Ｒとを備える。
各転舵部２０Ｌ，２０Ｒは、車両の左右方向に延びて配置された転舵軸２１Ｌ，２１Ｒをそれぞれ備えている。この転舵軸２１Ｌ，２１Ｒの一端は、それぞれタイロッド２２Ｌ，２２Ｒおよびナックルアーム２３Ｌ，２３Ｒを介して、左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲが転舵可能に接続されている。
【００２９】
各左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲは、それぞれ転舵軸２１Ｌ，２１Ｒの軸線方向の変位により左右に転舵される。各転舵軸２１Ｌ，２１Ｒには、それぞれ転舵アクチュエータとしての転舵用電動モータ２４Ｌ，２４Ｒと、減速機構を構成するボールねじ機構２５Ｌ，２５Ｒとが組み付けられている。各転舵用電動モータ２４Ｌ，２４Ｒは、それぞれ回転により左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲを転舵するもので、その回転がボールねじ機構２５Ｌ，２５Ｒ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２１Ｌ，２１Ｒに伝達される。
尚、転舵用電動モータ２４Ｌ，２４Ｒは、左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲを右方向に転舵する方向を正回転とし、左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲ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２４Ｌ，２４Ｒ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。
以下、転舵用電動モータ２４Ｌを左転舵用モータ２４Ｌと呼び、転舵用電動モータ２４Ｒを右転舵用モータ２４Ｒと呼ぶ。
【００３０】
各転舵軸２１Ｌ，２１Ｒには、それぞれ転舵角センサ３３Ｌ，３３Ｒと転舵反力センサ３４Ｌ，３４Ｒとが組みつけられる。各転舵角センサ３３Ｌ，３３Ｒは、それぞれ転舵軸２１Ｌ，２１Ｒ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ＦＷＬ，ＦＷＲの転舵角θｗｌ，θｗｒとして出力する。この場合、転舵角θｗｌ，θｗｒは、基準位置を「０」とし、左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲの右方向の転舵角を正の値で表し、左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲの左方向の転舵角を負の値で表す。
尚、転舵角センサ３３Ｌ，３３Ｒとして、転舵用モータ２４Ｌ，２４Ｒ内に設けた回転角センサを利用するようにしてもよい。
以下、転舵角センサ３３Ｌを左転舵角センサ３３Ｌと呼び、転舵角センサ３３Ｒを右転舵角センサ３３Ｒと呼ぶ。また、転舵角センサ３３Ｌに検出される転舵角を左転舵角θｗｌと呼び、右転舵角センサ３３Ｒにより検出される転舵角を右転舵角θｗｒと呼ぶ。
【００３１】
各転舵反力センサ３４Ｌ，３４Ｒは、それぞれ路面から左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲを介して転舵軸２１Ｌ，２１Ｒに入力する力を転舵軸２１Ｌ、２１Ｒの歪に基づいて検出して、転舵反力Ｔｗｌ，Ｔｗｒとして出力する。この場合、転舵反力Ｔｗｌ，Ｔｗｒは、左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲの右方向への転舵反力を正で表し、左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲの左方向への転舵反力を負で表す。したがって、転舵角θｗｌ，θｗｒおよび転舵反力Ｔｗｌ，Ｔｗｒの正負によって表される方向は、転舵用モータ２４Ｌ、２４Ｒの正負によって表される回転方向と同じである。
尚、この転舵反力Ｔｗｌ，Ｔｗｒを、転舵用モータ２４Ｌ、２４Ｒまたはボールねじ機構２５Ｌ，２５Ｒ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。
以下、転舵反力センサ３４Ｌを左転舵反力センサ３４Ｌと呼び、転舵反力センサ３４Ｒを右転舵反力センサ３４Ｒと呼ぶ。また、左転舵反力センサ３４Ｌに検出される転舵反力を左転舵反力Ｔｗｌと呼び、右転舵反力センサ３４Ｒにより検出される転舵反力を右転舵反力Ｔｗｒと呼ぶ。
【００３２】
次に、操舵用モータ１４および左転舵用モータ２４Ｌ，右転舵用モータ２４Ｒの回転を制御する電気制御装置４０について説明する。
電気制御装置４０は、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと呼ぶ）４１と、操舵用モータ１４を駆動する駆動回路４２と、左転舵用モータ２４Ｌを駆動する駆動回路４３Ｌと、右転舵用モータ２４Ｒを駆動する駆動回路４３Ｒとを備える。
【００３３】
ＥＣＵ４１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要部として構成され、操舵力センサ３２、操舵角センサ３１、左転舵角センサ３３Ｌ、右転舵角センサ３３Ｒ、左転舵反力センサ３４Ｌ、右転舵反力センサ３４Ｒを接続して、操舵角θｈ、操舵力Ｔｈ、左転舵角θｗｌ、右転舵角θｗｒ、左転舵反力Ｔｗｌ、右転舵反力Ｔｗｒを検出する。そして、ＥＣＵ４１は、各センサ検出値に基づいて制御プログラムを実行してモータ制御量を算出し、駆動回路４２，４３Ｌ，４３Ｒを介して操舵用モータ１４，左転舵用モータ２４Ｌ，右転舵用モータ２４Ｒを駆動制御する。
【００３４】
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ＥＣＵ４１の機能をブロック図で表したものである。
ＥＣＵ４１は、位置応答制御値計算手段としての位置応答制御値計算部Ｂ１と、力応答制御値計算手段としての力応答制御値計算部Ｂ２と、操舵アクチュエータ駆動制御手段としての駆動制御部Ｂ３と、転舵アクチュエータ駆動制御手段としての駆動制御部Ｂ４，Ｂ５とを備えている。
【００３５】
位置応答制御値計算部Ｂ１は、スケール調整部１０１，１１１、加算部１０２、平均値演算部１０３、微分演算部１０４を備えている。
スケール調整部１０１は、左転舵角センサ３３Ｌによって検出された左転舵角θｗｌにスケール調整係数αを乗算して出力する。同様に、スケール調整部１１１は、右転舵角センサ３３Ｒによって検出された右転舵角θｗｒにスケール調整係数αを乗算して出力する。このスケール調整係数αは、制御対象である操舵角と転舵角との比（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ＦＷＬ，ＦＷＲ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に対する左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲの転舵角の特性）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。
【００３６】
加算部１０２は、操舵角センサ３１によって検出された操舵角θｈと、スケール調整部１０１により調整された調整左転舵角α・θｗｌと、スケール調整部１１１により調整された調整右転舵角α・θｗｒとを加算演算する。加算演算された値（θｈ＋α・θｗｌ＋α・θｗｒ）は、平均値計算手段としての平均値演算部１０３に出力される。
平均値演算部１０３では、操舵角θｈと、スケール調整された調整左転舵角α・θｗｌ，調整右転舵角α・θｗｒとの平均値（（θｈ＋α・θｗｌ＋α・θｗｒ）／３）を演算する。この演算された平均値が、操舵用モータ１４、左転舵用モータ２４Ｌ、右転舵用モータ２４Ｒの位置応答制御における比例項制御指令値θ＊となる。
また、微分演算部１０４では、平均値演算部１０３で算出された平均値を微分演算する。この微分演算された値が、操舵用モータ１４、左転舵用モータ２４Ｌ、右転舵用モータ２４Ｒの位置応答制御における微分項制御指令値ｄθ＊／ｄｔとなる。
尚、本願図面においては、「ｓ」はラプラス演算子を示す。
【００３７】
位置応答制御値計算部Ｂ１は、操舵用モータ１４にて操舵ハンドル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に、微分演算部１１２、減算部１１３，１１４、ゲイン乗算部１１５，１１６、加算部１１７、スケール調整部１１８、イナーシャ乗算部１１９を備える。
減算部１１３では、平均値演算部１０３で算出された比例項制御指令値θ＊を入力するとともに、操舵角センサ３１により検出された操舵角θｈをフィードバック値として入力し、この比例項制御指令値θ＊から操舵角θｈを減算してゲイン乗算部１１５に出力する。ゲイン乗算部１１５は、減算結果（θ＊−θｈ）に予め決められた比例項ゲインＫｐｈを乗算して、乗算結果Ｋｐｈ・（θ＊−θｈ）を比例項制御値として出力する。
【００３８】
また、微分演算部１１２は、操舵角センサ３１により検出された操舵角θｈを微分演算することにより操舵角速度ｄθｈ／ｄｔを計算して減算部１１４に出力する。減算部１１４では、微分演算部１０４で算出された微分項制御指令値ｄθ＊／ｄｔを入力するとともに、微分演算部１１２からの操舵角速度ｄθｈ／ｄｔをフィードバック値として入力し、この微分項制御指令値ｄθ＊／ｄｔから操舵角速度ｄθｈ／ｄｔを減算してゲイン乗算部１１６に出力する。ゲイン乗算部１１６は、減算結果（ｄθ＊／ｄｔ−ｄθｈ／ｄｔ）に予め決められた微分項ゲインＫｖｈを乗算して、乗算結果Ｋｖｈ・（ｄθ＊／ｄｔ−ｄθｈ／ｄｔ）を微分項制御値として出力する。
【００３９】
ゲイン乗算部１１５で算出された比例項制御値Ｋｐｈ・（θ＊−θｈ）と、ゲイン乗算部１１６で算出された微分項制御値Ｋｖｈ・（ｄθ＊／ｄｔ−ｄθｈ／ｄｔ）とは、加算部１１７に入力されて加算され、その加算値は、スケール調整部１１８に出力される。スケール調整部１１８は、加算部１１７の出力値に、予め決められたスケール調整係数βを乗算する。
このスケール調整係数βは、制御対象である操舵力Ｔｈと転舵反力Ｔｗｌ，Ｔｗｒ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ＦＷＬ，ＦＷＲに入力される転舵反力Ｔｗｌ，Ｔｗｒ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。
スケール調整部１１８によりスケール調整された演算値は、イナーシャ乗算部１１９に出力される。イナーシャ乗算部１１９では、スケール調整部１１８からの出力値に、操舵用モータ１４のイナーシャに比例した定数Ｊｈを乗算して演算部１５０に出力する。
【００４０】
また、位置応答制御値計算部Ｂ１は、左転舵用モータ２４Ｌにて左前輪ＦＷＬ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に、微分演算部１２２、減算部１２３，１２４、ゲイン乗算部１２５，１２６、加算部１２７、イナーシャ乗算部１２９を備える。
減算部１２３は、平均値演算部１０３で算出された比例項制御指令値θ＊を入力するとともに、スケール調整部１０１からの乗算値α・θｗｌをフィードバック値として入力し、この比例項制御指令値θ＊から調整左転舵角α・θｗｌを減算してゲイン乗算部１２５に出力する。ゲイン乗算部１２５は、減算結果（θ＊−α・θｗｌ）に予め決められた比例項ゲインＫｐｗを乗算して、乗算結果Ｋｐｗ・（θ＊−α・θｗｌ）を比例項制御値として加算部１２７に出力する。
【００４１】
また、微分演算部１２２は、スケール調整部１０１からの乗算値α・θｗｌを微分演算することにより調整左転舵角速度ｄ（α・θｗｌ）／ｄｔを計算して減算部１２４に出力する。減算部１２４では、微分演算部１０４で算出された微分項制御指令値ｄθ＊／ｄｔを入力するとともに、微分演算部１２２から出力された調整左転舵角速度ｄ（α・θｗｌ）／ｄｔをフィードバック値として入力し、この微分項制御指令値ｄθ＊／ｄｔから調整左転舵角速度ｄ（α・θｗｌ）／ｄｔを減算してゲイン乗算部１２６に出力する。ゲイン乗算部１２６は、減算結果（ｄθ＊／ｄｔ−ｄ（α・θｗｌ）／ｄｔ）に予め決められた微分項ゲインＫｖｗを乗算して、乗算結果Ｋｖｗ・（ｄθ＊／ｄｔ−ｄ（α・θｗｌ）／ｄｔ）を微分項制御値として加算部１２７に出力する。
【００４２】
加算部１２７は、ゲイン乗算部１２５により算出された比例項Ｋｐｗ・（θ＊−α・θｗｌ）と、ゲイン乗算部１２６により算出された微分項Ｋｖｗ・（ｄθ＊／ｄｔ−ｄ（α・θｗｌ）／ｄｔ）とを加算して、イナーシャ乗算部１２９に出力する。イナーシャ乗算部１２９は、加算部１２７からの出力値に、左転舵用モータ２４Ｌのイナーシャに比例した定数Ｊｗを乗算して演算部１６０に出力する。
【００４３】
更に、位置応答制御値計算部Ｂ１は、右転舵用モータ２４Ｒにて右前輪ＦＷＲ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に、微分演算部１３２、減算部１３３，１３４、ゲイン乗算部１３５，１３６、加算部１３７、イナーシャ乗算部１３９を備える。
減算部１３３は、平均値演算部１０３で算出された比例項制御指令値θ＊を入力するとともに、スケール調整部１１１からの乗算値α・θｗｒをフィードバック値として入力し、この比例項制御指令値θ＊から調整右転舵角α・θｗｒを減算してゲイン乗算部１３５に出力する。ゲイン乗算部１３５は、減算結果（θ＊−α・θｗｒ）に予め決められた比例項ゲインＫｐｗを乗算して、乗算結果Ｋｐｗ・（θ＊−α・θｗｒ）を比例項制御値として加算部１３７に出力する。
【００４４】
また、微分演算部１３２は、スケール調整部１１１からの乗算値α・θｗｒを微分演算することにより調整右転舵角速度ｄ（α・θｗｒ）／ｄｔを計算して減算部１３４に出力する。減算部１３４では、微分演算部１０４で算出された微分項制御指令値ｄθ＊／ｄｔを入力するとともに、微分演算部１３２から出力された調整右転舵角速度ｄ（α・θｗｒ）／ｄｔをフィードバック値として入力し、この微分項制御指令値ｄθ＊／ｄｔから調整右転舵角速度ｄ（α・θｗｒ）／ｄｔを減算してゲイン乗算部１３６に出力する。ゲイン乗算部１３６は、減算結果（ｄθ＊／ｄｔ−ｄ（α・θｗｒ）／ｄｔ）に予め決められた微分項ゲインＫｖｗを乗算して、乗算結果Ｋｖｗ・（ｄθ＊／ｄｔ−ｄ（α・θｗｒ）／ｄｔ）を微分項制御値として加算部１３７に出力する。
【００４５】
加算部１３７は、ゲイン乗算部１３５により算出された比例項Ｋｐｗ・（θ＊−α・θｗｒ）と、ゲイン乗算部１３６により算出された微分項Ｋｖｗ・（ｄθ＊／ｄｔ−ｄ（α・θｗｒ）／ｄｔ）とを加算して、イナーシャ乗算部１３９に出力する。イナーシャ乗算部１３９は、加算部１３７からの出力値に、右転舵用モータ２４Ｒのイナーシャに比例した定数Ｊｗを乗算して演算部１７０に出力する。
【００４６】
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、左前輪ＦＷＬに入力される左転舵反力Ｔwｌ、右前輪ＦＷＲに入力される右転舵反力Ｔｗｒに対して、力応答制御のための操舵用モータ１４、左転舵用モータ２４Ｌ、右転舵用モータ２４Ｒ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、スケール調整部１４１，１４２，１４５、演算部１４３、ゲイン乗算部１４４を備えている。
【００４７】
スケール調整部１４１は、左転舵反力センサ３４Ｌによって検出された左転舵反力Ｔｗｌに前述したスケール調整係数βを乗算して演算部１４３に出力する。
スケール調整部１４２は、右転舵反力センサ３４Ｒによって検出された右転舵反力Ｔｗｒに前述したスケール調整係数βを乗算して演算部１４３に出力する。
演算部１４３は、操舵力センサ３２によって検出された操舵力Ｔｈと、スケール調整部１４１から出力された調整値β・Ｔｗｌと、スケール調整部１４２から出力された調整値β・Ｔｗｒとを加算演算し、その演算結果となる合力をゲイン乗算部１４４に出力するもので本発明の合力計算手段に相当する。演算部１４３の出力値（Ｔｈ＋β・Ｔｗｌ＋β・Ｔｗｒ）は、操舵用モータ１４、左転舵用モータ２４Ｌ、右転舵用モータ２４Ｒを、操舵力Ｔｈ、左右の転舵反力Ｔｗｌ，Ｔｗｒに追従させて駆動するための制御値を表している。
【００４８】
ゲイン乗算部１４４は、力応答制御のための比例項ゲインＫｔｐを演算部１４３の出力値（Ｔｈ＋β・Ｔｗｌ＋β・Ｔｗｒ）に乗算して、その出力値Ｋｔｐ・（Ｔｈ＋β・Ｔｗｌ＋β・Ｔｗｒ）を演算部１６０，１７０に出力するとともに、スケール調整部１４５を介して演算部１５０にも出力する。
スケール調整部１４５は、前述したスケール調整係数αを、ゲイン乗算部１４４からの出力値Ｋｔｐ・（Ｔｈ＋β・Ｔｗｌ＋β・Ｔｗｒ）)に乗算する。
【００４９】
演算部１５０は、操舵用モータ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１１９およびスケール調整部１４５の両出力値を加算して、電流指令値演算部１５１に出力する。電流指令値演算部１５１は、演算部１５０からの出力値を操舵用モータ１４に関するトルク定数Ｋｔｈで除算することにより電流指令値Ｉｃｈを計算して駆動回路４２に出力する。駆動回路４２は、電流指令値Ｉｃｈに応じて操舵用モータ１４の回転を制御する。
【００５０】
演算部１６０は、左転舵用モータ２４Ｌ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１２９およびゲイン乗算部１４４の両出力値を加算して電流指令値演算部１６１に出力する。電流指令値演算部１６１は、演算部１６０からの出力値を左転舵用モータ２４Ｌに関するトルク定数Ｋｔｗで除算することにより電流指令値Ｉｃｌを計算して駆動回路４３Ｌに出力する。駆動回路４３Ｌは、電流指令値Ｉｃｌに応じて転舵用モータ２４Ｌの回転を制御する。
【００５１】
同様に、演算部１７０は、右転舵用モータ２４Ｒのための駆動制御部Ｂ５の一部を構成するもので、イナーシャ乗算部１３９およびゲイン乗算部１４４の両出力値を加算して電流指令値演算部１７１に出力する。電流指令値演算部１７１は、演算部１７０からの出力値を右転舵用モータ２４Ｒに関するトルク定数Ｋｔｗで除算することにより電流指令値Ｉｃｒを計算して駆動回路４３Ｒに出力する。駆動回路４３Ｒは、電流指令値Ｉｃｒに応じて転舵用モータ２４Ｒの回転を制御する。
【００５２】
このようなＥＣＵ４１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，Ｂ５の制御により、操舵用モータ１４、左転舵用モータ２４Ｌ、右転舵用モータ２４Ｒの位置応答制御および力応答制御が同時に行われる。
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ＦＷＬ，ＦＷＲに入力される転舵反力が変化して、スケール調整された操舵角と右転舵角と左転舵角とがそれらの平均値から外れると、位置応答制御値計算部Ｂ１および駆動制御部Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５の制御により、操舵用モータ１４、左転舵用モータ２４Ｌ、右転舵用モータ２４Ｒが、所定の関係（θｈ＝α・θｗｌ＝α・θｗｒ＝（θｈ＋α・θｗｌ＋α・θｗｒ）／３）が成立するように駆動制御される。
【００５３】
また、スケール調整された操舵角速度と左転舵角速度と右転舵角速度がそれらの平均値から外れた場合においても、それらが平均値となるように（ｄθｈ／ｄｔ＝ｄ（α・θｗｌ）／ｄｔ＝ｄ（α・θｗｒ）／ｄｔ＝ｄ（（θｈ＋α・θｗｌ＋α・θｗｒ）／３）／ｄｔ）、位置応答制御値計算部Ｂ１および駆動制御部Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５の制御により、操舵用モータ１４、左転舵用モータ２４Ｌ、右転舵用モータ２４Ｒが駆動制御される。
こうした結果、操舵ハンドル１１と左前輪ＦＷＬと右前輪ＦＷＲとは、常に前記所定の関係が成立するように位置応答制御される。
【００５４】
また、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ＦＷＬ，ＦＷＲに入力される転舵反力Ｔｗｌ，Ｔｗｒが発生した場合には、力応答制御値計算部Ｂ２および駆動制御部Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５の制御により、それらの力をスケール調整した合力（Ｔｈ＋β・Ｔｗｌ＋β・Ｔｗｒ）に基づいて、それぞれ操舵用モータ１４、左転舵用モータ２４Ｌ、右転舵用モータ２４Ｒが駆動制御される。これにより、操舵用モータ１４、左転舵用モータ２４Ｌ、右転舵用モータ２４Ｒは、操舵力Ｔｈおよび転舵反力Ｔｗｌ，Ｔｗｒに追従して駆動制御され、的確に力応答制御される。
この力応答制御が位置応答制御に加わることにより、運転者のハンドル操舵が軽くなり柔らかな操舵フィーリングが得られる。
【００５５】
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、操舵用モータ１４の位置応答制御および力応答制御と、左転舵用モータ２４Ｌの位置応答制御および力応答制御と、右転舵用モータ２４Ｒの位置応答制御および力応答制御とを互いに関係付けて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左右の前輪ＦＷＬ，ＦＷＲがあたかも直結し、しかも操舵ハンドル１１と各前輪ＦＷＬ，ＦＷＲとが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ＦＷＬ，ＦＷＲの転舵が制御される。従って、転舵輪である前輪ＦＷＬ，ＦＷＲ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。
【００５６】
＜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に示すように、悪路走行時に力応答制御値を低減する力応答低減係数乗算部１４６を追加したものである。
この力応答低減係数乗算部１４６は、ゲイン乗算部１４４の出力側に設けられ、ゲイン乗算部１４４の出力値（Ｋｔｐ・（Ｔｈ＋β・Ｔｗｌ＋β・Ｔｗｒ）)に低減係数Ｋｘを乗算して、その乗算結果（Ｋｘ・Ｋｔｐ・（Ｔｈ＋β・Ｔｗｌ＋β・Ｔｗｒ）)をスケール調整部１４５と演算部１６０，１７０に出力する。
【００５７】
力応答低減係数乗算部１４６により乗算される低減係数Ｋｘは、車両の走行している道路が悪路である場合に、低減係数が１未満に設定される。つまり、悪路走行時には、力応答制御値が低減される。
以下、この力応答低減係数乗算部１４６が行う低減係数Ｋｘの設定処理について、図４を用いて説明する。
図４は、ＥＣＵ４１内の機能部としての力応答低減係数乗算部１４６が行う低減係数設定ルーチンを表すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ４１のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶され、イグニッションスイッチがオンされている期間、各制御機能部と同期した所定の周期で繰り返し実行される。
【００５８】
本低減係数設定ルーチンが起動すると、力応答低減係数乗算部１４６は、ステップＳ１１において、左転舵反力センサ３４Ｌにて検出される左転舵反力Ｔｗｌと、右転舵反力センサ３４Ｒにて検出される右転舵反力Ｔｗｒとを入力する。続いて、ステップＳ１２において、左転舵反力Ｔｗｌと右転舵反力Ｔｗｒとの差の絶対値｜Ｔｗｌ−Ｔｗｒ｜（以下、反力差ΔＴと呼ぶ）を算出する。この反力差ΔＴは、車両が走行中の道路の路面状態レベルを表し、その値が大きいほど路面状態レベルが悪いといえる。
【００５９】
次に、力応答低減係数乗算部１４６は、ステップＳ１３において、直近所定期間における反力差ΔＴの平均値ΔＴａｖを算出する。続いて、ステップＳ１４において、平均値ΔＴａｖが予め設定した基準値ΔＴ０よりも大きいか否かを判断する。この基準値ΔＴ０は、路面状態が悪路か否かを判定する判定基準値である。
従って、このステップＳ１１〜Ｓ１４の処理が、本発明における路面状態検出手段に相当する。
【００６０】
ステップＳ１４において、ΔＴａｖ≦ΔＴ０と判定された場合（Ｓ１４：ＮＯ）には、路面状態が良好である。この場合には、ステップＳ１５の処理に移行してフラグＦが「１」に設定されているか否かを判断する。このフラグＦは、本ルーチンの起動時においては「０」に設定され、低減係数Ｋｘが低減調整されているとき（Ｋｘ＜１）にＦ＝１に設定される。
本設定ルーチンの起動時においては、Ｆ＝０であるため、この場合には、ステップＳ１６にて低減係数Ｋｘを「１」（Ｋｘ＝１）に設定して本ルーチンを一旦終了する。
本ルーチンは、所定の短い周期で繰り返される。そして、車両が悪路に進入して反力差平均値ΔＴａｖが基準値ΔＴ０を上回ると（Ｓ１４：ＹＥＳ）、力応答低減係数乗算部１４６は、その処理をステップＳ１７に進める。
【００６１】
このステップＳ１７では、図５に示す低減係数テーブルに基づいて、低減係数Ｋｘを算出する。この低減係数テーブルは、ステップＳ１４において「ＹＥＳ」と判断されている連続時間、つまり悪路走行と判断されている連続時間と低減係数Ｋｘとを関係付けたものでＥＣＵ４１のＲＯＭ内に記憶される。低減係数Ｋｘは、この低減係数テーブルに示すように、ステップＳ１４において悪路走行と判断されてからの経過時間に応じて徐々に低減される。本設定ルーチンは、所定の周期で繰り返し実行されることから、悪路走行であると判定された時点においてはＫｘ＝１に設定され、その時間の経過とともに低減される。
本実施形態においては、低減係数Ｋｘは、最小値Ｋｍｉｎにまで低減したら、その値を保持するが、そのまま値「０」にまで低減してもよい。
【００６２】
ステップＳ１７において低減係数Ｋｘが設定されると、続いて、ステップＳ１８においてフラグＦが「０」に設定されているか否かを確認し、Ｆ＝０であれば（Ｓ１８：ＹＥＳ）ステップＳ１９においてＦ＝１に設定し、本ルーチンを一旦抜ける。
こうして本ルーチンが繰り返されると、悪路走行中においては徐々に力応答制御値が低減されていく。この場合、操舵ハンドル１１のハンドル操作が徐々に重くなり、路面から操舵ハンドル１１に伝わる振動（ガタガタ感）を低減することができる。従って、運転者は安定した運転操作を行うことができる。また、この力応答制御値の低減は、時間をかけて徐々に行うため運転者に違和感を与えない。
【００６３】
こうした状態から、車両が平坦路に進入するとステップＳ１４の判断は「ＮＯ」となり、ステップＳ１５の処理に移行する。ステップＳ１５では、フラグＦが「１」に設定されているか否かを判断する。この場合は、Ｆ＝１であるため、ステップＳ２０に処理を進める。
このステップＳ２０においては、低減係数Ｋｘを図６に示す復帰低減係数テーブルに基づいて、低減係数Ｋｘを算出する。この復帰低減係数テーブルは、ステップＳ１４において「ＹＥＳ」と判断されている連続時間、つまり悪路から平坦路に移ってからの経過時間と低減係数Ｋｘとを関係付けたものでＥＣＵ４１のＲＯＭ内に記憶される。
【００６４】
このステップＳ２０の処理は、低減係数Ｋｘを徐々に値「１」にまで復帰させるものであって、最初にステップＳ２０にて設定される低減係数Ｋｘの初期値は、直前回の制御サイクルに設定されていた低減係数Ｋｘとなる。従って、それまでの悪路判定期間が短く、低減係数Ｋｘが最小値Ｋｍｉｎにまで達していない状況であれば、低減係数Ｋｘの初期値としては、復帰低減係数テーブルに示される初期値Ｋｍｉｎではなく、そのときの最小値（＞Ｋｍｉｎ）が設定される。
【００６５】
続いて、ステップＳ２１において低減係数Ｋｘが値「１」まで増大したか否かを判断する。Ｋｘ＜１であれば、そのまま本ルーチンを一旦抜ける。こうして、低減係数Ｋｘは、本ルーチンが繰り返されることにより、時間の経過と共に増大する。そして、ステップＳ２１において低減係数Ｋｘの増大復帰が完了したと判断すると（Ｋｘ＝１）、ステップＳ２２においてフラグＦを値「０」にリセットして本ルーチンを抜ける。
尚、このステップＳ１７，Ｓ２０の処理が本発明の力応答制御値補正手段に相当する。
【００６６】
こうして、車両が平坦路に進入してから力応答制御値は徐々に増大復帰され、操舵ハンドル１１のハンドル操作が徐々に軽くなる。また、この力応答制御値の増大復帰は、時間をかけて徐々に行うため運転者に違和感を与えない。
この結果、運転者にとって路面状況に応じた適切な操舵反力が得られる。
【００６７】
＜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７の機能ブロック図に示すように、ダンピング制御部Ｂ６Ｈ，Ｂ６Ｌ，Ｂ６Ｒを上記第１実施形態の第１変形例に係る図３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Ｂ６Ｈ，Ｂ６Ｌ，Ｂ６Ｒは、操舵用モータ１４、左転舵用モータ２４Ｌ、右転舵用モータ２４Ｒをダンピング制御するためのダンピング係数乗算部１５２，１６２，１７２をそれぞれ備えている。
【００６８】
ダンピング制御部Ｂ６Ｈは、ダンピング係数乗算部１５２を備える。ダンピング係数乗算部１５２は、微分演算部１１２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Ｋｔｖｈを乗算して演算部１５０に出力する。演算部１５０においては、イナーシャ乗算部１１９からの制御値とスケール調整部１４５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Ｋｔｖｈを乗算した値Ｋｔｖｈ・ｄθｈ／ｄｔが減算される。これにより、操舵用モータ１４がダンピング制御される。
【００６９】
ダンピング制御部Ｂ６Ｌは、ダンピング係数乗算部１６２を備える。ダンピング係数乗算部１６２は、微分演算部１２２から調整左転舵角速度ｄ（α・θｗｌ）／ｄｔを入力して、調整左転舵角速度ｄ（α・θｗｌ）／ｄｔにダンピング係数Ｋｔｖｗを乗算して演算部１６０に出力する。演算部１６０においては、イナーシャ乗算部１２９からの制御値と力応答低減係数乗算部１４６からの制御値との加算値から、前記調整左転舵角速度ｄ（α・θｗｌ）／ｄｔにダンピング係数Ｋｔｖｗを乗算した値Ｋｔｖｗ・ｄ（α・θｗｌ）／ｄｔが減算される。これにより、左転舵用モータ２４Ｌがダンピング制御される。
【００７０】
同様に、ダンピング制御部Ｂ６Ｒは、ダンピング係数乗算部１７２を備える。ダンピング係数乗算部１７２は、微分演算部１３２から調整右転舵角速度ｄ（α・θｗｒ）／ｄｔを入力して、調整右転舵角速度ｄ（α・θｗｒ）／ｄｔにダンピング係数Ｋｔｖｗを乗算して演算部１７０に出力する。演算部１７０においては、イナーシャ乗算部１３９からの制御値と力応答低減係数乗算部１４６からの制御値との加算値から、前記調整右転舵角速度ｄ（α・θｗｒ）／ｄｔにダンピング係数Ｋｔｖｗを乗算した値Ｋｔｖｗ・ｄ（α・θｗｒ）／ｄｔが減算される。これにより、右転舵用モータ２４Ｒがダンピング制御される。
【００７１】
これにより、操舵用モータ１４、左転舵用モータ２４Ｌ、右転舵用モータ２４Ｒ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、力応答制御特性を安定化することができ、操舵用モータ１４、左転舵用モータ２４Ｌ、右転舵用モータ２４Ｒによる駆動力の制御に関係したゲイン乗算部１４４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。
尚、こうしたダンピング制御部Ｂ６Ｈ，Ｂ６Ｌ，Ｂ６Ｒは、図２に示す第１実施形態に組み合わせてもよい。
【００７２】
＜第２実施形態＞
次に、上記第1実施形態の操舵力センサ３２および左右の転舵反力センサ３４Ｌ，３４Ｒを省略して、操舵力Ｔｈおよび左右の転舵反力Ｔｗｌ，Ｔｗｒを操舵角θｈおよび左右の転舵角θｗｌ，θｗｒ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８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Ｂ７Ｈを設け、左転舵反力センサ３４Ｌに代えて左転舵反力推定部Ｂ７Ｌを設け、右転舵反力センサ３４Ｒに代えて右転舵反力推定部Ｂ７Ｒを設けたものである。他の部分については、演算部１４３’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。
尚、この図８に示す例は、第１実施形態の第１変形例に操舵力推定部Ｂ７Ｈ、左転舵反力推定部Ｂ７Ｌ、右転舵反力推定部Ｂ７Ｒを設けたものであるが、第１実施形態あるいはその第２変形例に適用しても良い。
【００７３】
操舵力Ｔｈおよび左右の転舵反力Ｔｗｌ，Ｔｗｒの推定は、外乱オブザーバの理論に従うものであり、これらの推定部Ｂ７Ｈ，Ｂ７Ｌ，Ｂ７Ｒ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。操舵用モータ１４に関する外乱オブザーブのブロック図は、図９のように示される。操舵用モータ１４は、駆動電流Ｉｃｈ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Ｉｃｈによる回転駆動を阻止する方向に作用する。すなわち、操舵用モータ１４は、駆動電流Ｉｃｈ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。
【００７４】
図示一点鎖線内は、操舵用モータ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Ｉｃｈはトルク変換器３０１にて電流指令値Ｉｃｈにトルク定数Ｋｔｈを乗算することにより、電流指令値Ｉｃｈによる駆動トルクがシミュレートされる。一方、操舵用モータ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３０２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３０３にて操舵用モータ１４のイナーシャＪｈで除算されて、操舵用モータ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３０４にて積分されて操舵用モータ１４の実際の角速度ωに変換される。
【００７５】
このことは、逆に、操舵用モータ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、操舵用モータ１４を駆動するための電流指令値Iｃｈおよび操舵用モータ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。
【００７６】
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９の一点鎖線の枠外に示されている。トルク定数乗算部３１１は、操舵用モータ１４を駆動制御するための駆動電流を表す電流指令値Ｉｃｈに、操舵用モータ１４のトルク定数Ｋｔｈを乗算することにより、前記駆動トルクＫｔｈ・Ｉｃｈを計算する。演算部３１２は、操舵用モータ１４の角速度ωに、操舵用モータ１４のイナーシャＪｈ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・Ｊｈ・ωを計算する。そして、減算部３１３は、前記駆動トルクＫｔｈ・Ｉｃｈから前記回転トルクｓ・Ｊｈ・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、左右の転舵用モータ２４Ｌ，２４Ｒに関係した転舵反力Ｔｗｌ，Ｔｗｒも同様にして推定できる。
【００７７】
ただし、この場合の推定操舵力Ｔｈおよび推定転舵反力Ｔｗｌ，Ｔｗｒは、操舵用モータ１４および左右の転舵用モータ２４Ｌ，２４Ｒ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、操舵用モータ１４および左右の転舵用モータ２４Ｌ，２４Ｒ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１４３は、推定操舵力Ｔｈおよび推定転舵反力Ｔｗｌ，Ｔｗｒを正負反転して演算するための演算部１４３’に変更されている。
【００７８】
ふたたび、図８の説明に戻ると、操舵力推定部Ｂ７Ｈは、モータ回転角変換部２０１、微分演算部２０２、演算部２０３、トルク定数乗算部２０４、減算部２０５および演算部２０６を備えている。モータ回転角変換部２０１は、操舵用モータ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モータ１４の回転角θｈｍを計算する。
微分演算部２０２は、前記回転角θｈｍに微分演算を施すことにより、操舵用モータ１４の回転速度ωを算出する。なお、操舵用モータ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２０１および微分演算部２０２は適宜省略される。
【００７９】
演算部２０３は、前述した図９の演算部３１２に対応するもので、操舵角速度ωを用いて操舵用モータ１４の回転トルクｓ・Ｊｈ・ωを計算する。トルク定数乗算部２０４は、前述した図９のトルク定数乗算部３１１に対応するもので、電流指令値演算部１５１からの電流指令値Ｉｃｈに操舵用モータ１４のトルク定数Ｋｔｈを乗算することにより、駆動トルクＫｔｈ・Ｉｃｈを計算する。減算部２０５は、前述した図９の減算部３１３に対応するもので、駆動トルクＫｔｈ・Ｉｃｈから回転トルクｓ・Ｊｈ・ωを減算して、操舵力Ｔｈを計算する。減算部２０５の出力には、演算部２０６にて、ローパスフィルタ処理演算が施されて演算部１４３’に出力される。
【００８０】
左転舵反力推定部Ｂ７Ｌは、モータ回転角変換部２１１、微分演算部２１２、演算部２１３、トルク定数乗算部２１４、減算部２１５および演算部２１６を備えている。これらのモータ回転角変換部２１１、微分演算部２１２、演算部２１３、トルク定数乗算部２１４、減算部２１５および演算部２１６は、前述した操舵用モータ１４のための操舵力推定部Ｂ７Ｈの場合と同じである。異なる点は、操舵用モータ１４に代えて左転舵用モータ２４Ｌに関するトルク定数ＫｔｗおよびイナーシャＪｗが利用される点と、減算部２１５から左転舵反力Ｔｗｌを表す値が出力される点である。なお、この場合も、左転舵用モータ２４Ｌ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、左転舵用モータ２４Ｌの回転角θｗｌｍ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２１１および微分演算部２１２は適宜省略される。
【００８１】
右転舵反力推定部Ｂ７Ｒは、モータ回転角変換部２２１、微分演算部２２２、演算部２２３、トルク定数乗算部２２４、減算部２２５および演算部２２６を備えている。これらのモータ回転角変換部２２１、微分演算部２２２、演算部２２３、トルク定数乗算部２２４、減算部２２５および演算部２２６は、前述した左転舵用モータ２４Ｌのための左転舵反力推定部Ｂ７Ｌの場合と同じである。異なる点は、減算部２２５から右転舵反力Ｔｗｒを表す値が出力される点である。なお、この場合も、右転舵用モータ２４Ｒ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、右転舵用モータ２４Ｒの回転角θｗｒｍ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２２１および微分演算部２２２は適宜省略される。
【００８２】
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Ｂ７Ｈによって操舵力Ｔｈが推定される。また、上記第１実施形態の左転舵反力センサ３４Ｌによって検出された左転舵反力Ｔｗｌに代えて、左転舵反力推定部Ｂ７Ｌによって転舵反力Ｔｗｌが推定される。また、上記第１実施形態の右転舵反力センサ３４Ｒによって検出された右転舵反力Ｔｗｒに代えて、右転舵反力推定部Ｂ７Ｒによって転舵反力Ｔｗｒが推定される。
そして、これらの推定された操舵力Ｔｈおよび左右の転舵反力Ｔｗｌ，Ｔｗｒを用いて、上記第１実施形態の場合と同様に、操舵用モータ１４および左右の転舵用モータ２４Ｌ，２４Ｒがバイラテラル制御される。
【００８３】
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左右の前輪ＦＷＬ，ＦＷＲがあたかも直結し、しかも操舵ハンドル１１と各前輪ＦＷＬ，ＦＷＲとが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ＦＷＬ，ＦＷＲの転舵が制御される。従って、転舵輪である前輪ＦＷＬ，ＦＷＲ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Ｂ７Ｈおよび左右の転舵反力推定部Ｂ７Ｌ，Ｂ７Ｒの採用により、上記第１実施形態の操舵力センサ３２および左右の転舵反力センサ３４Ｌ、３４Ｒ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。
【００８４】
＜第２実施形態の第１変形例＞
次に、上記第２実施形態の操舵力推定部Ｂ７Ｈ、左転舵反力推定部Ｂ７Ｌ、右転舵反力推定部Ｂ７Ｒおよび駆動制御部Ｂ３，Ｂ４、Ｂ５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。図１０は、この第２実施形態の第１変形例の機能ブロック構成を表すもので、力応答制御値計算部Ｂ２、駆動制御部Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５、操舵力推定部Ｂ７Ｈ、転舵反力推定部Ｂ７Ｌ，Ｂ７Ｒについてのみ表し、他の部分については第２実施形態と同一であるため省略する。
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Ｂ７Ｈの演算部２０３および減算部２０５が、演算部２０３’，２０３”、加算部２０５’および減算部２０７に置換されている。
また、上記第２実施形態の左転舵反力推定部Ｂ７Ｌの演算部２１３および減算部２１５が、演算部２１３’，２１３”、加算部２１５’および減算部２１７に置換されている。
また、上記第２実施形態の右転舵反力推定部Ｂ７Ｒの演算部２２３および減算部２２５が、演算部２２３’，２２３”、加算部２２５’および減算部２２７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。
【００８５】
さらに、この第１変形例の駆動制御部Ｂ３においては、減算部２０７の出力値をフィードバック演算部１５４にてトルク定数Ｋｔｈで除算して減算部１５３に出力する。減算部１５３は、電流指令値演算部１５１からの電流指令値Ｉｃｈから前記フィードバック演算部１５４からの出力値を減算して、減算結果を新たな電流指令値Ｉｃｈとして駆動回路４２にそれぞれ供給する。
同様に、駆動制御部Ｂ４においては、減算部２１７の出力値をフィードバック演算部１６４にてトルク定数Ｋｔｈで除算して減算部１６３に出力する。減算部１６３は、電流指令値演算部１６１からの電流指令値Ｉｃｌから前記フィードバック演算部１６４からの出力値を減算して、減算結果を新たな電流指令値Ｉｃｌとして駆動回路４３Ｌにそれぞれ供給する。
同様に、駆動制御部Ｂ５においては、減算部２２７の出力値をフィードバック演算部１７４にてトルク定数Ｋｔｈで除算して減算部１７３に出力する。減算部１７３は、電流指令値演算部１７１からの電流指令値Ｉｃｒから前記フィードバック演算部１７４からの出力値を減算して、減算結果を新たな電流指令値Ｉｃｒとして駆動回路４３Ｌにそれぞれ供給する。
これにより、操舵用モータ１４および左右の転舵用モータ２４Ｌ，２４Ｒ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。
尚、この図１０に示す例は、第１実施形態の第１変形例に操舵力推定部Ｂ７Ｈ、左転舵反力推定部Ｂ７Ｌ、右転舵反力推定部Ｂ７Ｒを設けたものであるが、第１実施形態あるいはその第２変形例に適用しても良い。
【００８６】
＜第３実施形態＞
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、左右の前輪ＦＷＬ，ＦＷＲを転舵輪とした左右独立転舵方式の操舵装置について説明したが、本発明は、前後左右の４輪を独立に転舵する４輪独立転舵方式の操舵装置など、少なくとも２以上の転舵輪をそれぞれ転舵アクチュエータにより独立して転舵する操舵装置に適用することができる。
【００８７】
図１１は、第３実施形態としての４輪独立転舵方式の操舵装置の概略構成を表す。この操舵装置は、図１に示す左右独立転舵方式の操舵装置に、さらに、左右の後輪ＲＷＬ，ＲＷＲを転舵する左後輪転舵部２０ＬＲ，右後輪転舵部２０ＲＲと、後輪転舵部２０ＬＲ，２０ＲＲを駆動する駆動回路４３ＬＲ，４３ＲＲを追加したものである。
この左後輪転舵部２０ＬＲおよび右後輪転舵部２０ＲＲは、左右前輪ＦＷＬ、ＦＷＲを独立転舵する転舵部２０Ｌ，２０Ｒと同一構成であるため、図中においては、その各構成要素の符号として転舵部２０Ｌ，２０Ｒの符合を利用し、その符号末尾にＲを付加して表すことで、各構成要素の説明を省略する。
【００８８】
この場合、ＥＣＵ４１は、操舵角センサ３１により検出した操舵角θｈと、４輪分の転舵角センサ３３Ｌ、３３Ｒ、３３ＬＲ、３３ＲＲにより検出した転舵角θｗｌ，θｗｒ，θｗｌｒ，θｗｒｒをスケール調整して平均した平均値を位置応答制御における比例項制御指令値θ＊とし、また、その平均値を微分演算した値を位置応答制御における微分項制御指令値ｄθ＊／ｄｔとしてＰＤ制御を行うようにすればよい。
また、力応答制御に関しても、ＥＣＵ４１は、操舵力センサ３２により検出した操舵力Ｔｈと、４輪分の転舵反力センサ３４Ｌ、３４Ｒ、３４ＬＲ、３４ＲＲにより検出した転舵反力Ｔｗｌ，Ｔｗｒ，Ｔｗｌｒ，Ｔｗｒｒをスケール調整して合算した合力に基づいて力応答制御値を算出するようにすればよい。
【００８９】
ここで、４輪に限らずｎ組の独立した転舵部と１組の操舵操作装置とを駆動制御するＥＣＵ４１の構成例について、図１２の機能ブロック図を用いて説明する。
この図１２に示す例は、第１実施形態において２組の転舵部２０Ｌ，２０Ｒに代えてｎ組の転舵部を制御するＥＣＵ４１の機能構成である。尚、ｎ組の各転舵部を制御する機能要素については、図２に示した第１実施形態のものとは、加算部１０２，平均値演算部１０３，演算部１４３を除いて同一なので、同一部分については、図中において同一符号を付けて説明を省略する。この場合、第１番目の転舵部を制御する各機能要素については、第１実施形態の転舵部２０Ｌを制御する機能要素と同一の符号を付し、第ｎ番目の転舵部を制御する各機能要素については、第１実施形態の転舵部２０Ｒを制御する機能要素と同一の符号を付す。
また、各転舵部（第１転舵部〜第ｎ転舵部）は、転舵角センサ（第１転舵角センサ３３１〜第ｎ転舵角センサ３３ｎ）と、転舵用モータ（第１転舵用モータ２４１〜第ｎ転舵用モータ２４ｎ）と、駆動回路（第１駆動回路４３１〜第ｎ駆動回路４３ｎ）と、転舵反力センサ（第１転舵反力センサ３４１〜第ｎ転舵反力センサ３４ｎ）を備え、それぞれＥＣＵ４１に接続される。
尚、図１１に示した４輪独立転舵方式であれば、ｎ＝４となる。
【００９０】
この例においては、ＥＣＵ４１は、操舵角センサ３１にて検出した操舵角θｈと、第１転舵角センサ３３１から第ｎ転舵角センサ３３ｎにて検出した転舵角θｗ１〜θｗｎをスケール調整した調整転舵角α・θｗ１〜α・θｗｎとを加算部１１０２に入力してそれらを加算演算する。そして、この加算演算された値（θｈ＋α・θｗ１＋α・θｗ２＋・・＋α・θｗｎ）は、平均値演算部１１０３に出力される。
平均値演算部１１０３では、加算部１１０２にて演算された加算値を（ｎ＋１）で除算してそれらの平均値を演算する。この演算された平均値が、操舵用モータ１４および第１転舵用モータ２４１から第ｎ転舵用モータ２４ｎの位置応答制御における比例項制御指令値θ＊となる。
また、微分演算部１０４では、平均値演算部１１０３で算出された平均値を微分演算する。この微分演算された値が、操舵用モータ１４および第１転舵用モータ２４１から第ｎ転舵用モータ２４ｎの位置応答制御における微分項制御指令値ｄθ＊／ｄｔとなる。
【００９１】
一方、力応答制御値の演算に関しては、ＥＣＵ４１は、第１転舵反力センサ３４１から第ｎ転舵反力センサ３４ｎにて検出した転舵反力Ｔｗ１〜Ｔｗｎにスケール調整係数βを乗じた値と、操舵力センサ３２にて検出した操舵力Ｔｈとを演算部１１４３に入力する。演算部１１４３では、これら入力した値を加算演算して合力を求め、この合力をゲイン乗算部１４４に出力する。ゲイン乗算部１４４においては、力応答制御のための比例項ゲインＫｔｐを演算部１１４３の出力値に乗算して、その乗算した値を演算部１６０，１７０に出力するとともに、スケール調整部１４５を介して演算部１５０にも出力する。
【００９２】
これにより、操舵用モータ１４とｎ組の転舵用モータ２４１〜２４ｎがバイラテラル制御により、機械的に分離されているｎ組の転舵輪があたかも操舵ハンドル１１と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転舵輪の転舵が制御される。従って、ｎ組の独立した転舵輪を備えた操舵装置であっても、各転舵輪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。
尚、スケール調整係数α，βは、各転舵輪ごとに任意に設定することもできる。
また、他の実施形態およびその変形例においても、ｎ組の独立した転舵輪を備えた操舵装置に適用することも可能である。
【００９３】
以上本発明の実施形態およびその変形例について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態や変形例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。
【００９４】
例えば、上記各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モータ１４および転舵用モータ２４Ｌ、２４Ｒ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たＰＩＤ（比例・微分・積分）制御を採用してもよい。また、微分項を省略して、Ｐ（比例）制御のみによって操舵用モータ１４および転舵用モータ２４Ｌ，２４Ｒの位置制御を行うようにしてもよい。
【００９５】
また、上記各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）制御により操舵用モータ１４および転舵用モータ２４Ｌ，２４Ｒの力制御を行うようにした。しかし、これに代えて、微分制御項を加えたＰＩ（比例・微分）制御を採用してもよい。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モータ１４および転舵用モータ２４Ｌ，２４Ｒの力制御を行うようにしてもよい。
【００９６】
また、上記各実施形態およびそれらの変形例においては、スケール調整係数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、これらのスケール調整係数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、スケール調整係数αは、操舵角θｈを転舵角θｗｌ，θｗｒに対応させるための係数であるとともに、スケール調整係数βは、転舵反力Ｔｗｌ，Ｔｗｒを操舵力Ｔｈに対応させるための係数である。したがって、スケール調整係数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θｗｌ，θｗｒ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、スケール調整係数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Ｔｗｌ，Ｔｗｒ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。
【００９７】
このように、スケール調整係数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、ＥＣＵ４１内に車速Ｖに応じて変化するスケール調整係数α，βを記憶したテーブル、または車速Ｖに応じて変化するスケール調整係数α，βを規定する関数を用意しておき、ＥＣＵ４１によって車速Ｖに応じてスケール調整係数α，βが決定されるようにするとよい。
【００９８】
例えば、上記各実施形態で用いたスケール調整係数αを定数αoとし、図１３(Ａ)に示すように、スケール調整係数αが、車速Ｖ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ＦＷＬ，ＦＷＲの転舵角θｗｌ，θｗｒ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。
【００９９】
また、上記各実施形態で用いたスケール調整係数αを定数αoとし、図１３(Ｂ)に示すように、スケール調整係数αが操舵角θｈ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ＦＷＬ，ＦＷＲの転舵角θｗｌ，θｗｒ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。
【０１００】
また、上記各実施形態で用いたスケール調整係数βを定数βoとし、図１３(Ｃ)に示すように、スケール調整係数βが車速Ｖ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、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。
【０１０１】
また、上記各実施形態で用いたスケール調整係数βを定数βoとし、図１３(Ｄ)に示すように、スケール調整係数βが操舵角θｈ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、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。
【０１０２】
さらに、スケール調整係数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スケール調整係数α，βを変化させるようにしてもよい。
【０１０３】
また、上記各実施形態およびそれらの変形例においては、スケール調整部１０１，１１１にて左右の転舵角センサ３３Ｌ，３３Ｒの出力値である転舵角θｗｌ，θｗｒにスケール調整係数αを乗算するようにした。しかし、これに代えて、操舵角センサ３１の出力である操舵角θｈにスケール調整係数αに相当するスケール調整係数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、スケール調整係数α’を、上記各実施形態のスケール調整係数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、上記各実施形態のスケール調整部１４５を省略して、ゲイン乗算部１４４（または力応答低減係数乗算部１４６）から演算部１６０，１７０に与えられる制御値にスケール調整係数α’を乗算するスケール調整を、ゲイン乗算部１４４（または力応答低減係数乗算部１４６）からの出力値が供給される演算部１６０，１７０の入力側に介装しておく。
【０１０４】
また、上記各実施形態およびそれらの変形例においては、スケール調整部１４１，１４２にて左右の転舵反力センサ３４Ｌ、３４Ｒまたは演算部２１６（または演算部２２６）の出力値にスケール調整係数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２０６（または減算部２０７）と演算部１４３または演算部１４３’との間にスケール調整部を設けて、そのスケール調整部にて操舵力センサ３２または演算部２０６（または減算部２０７）の出力値にスケール調整係数βに相当するスケール調整係数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、スケール調整係数β’を、上記各実施形態のスケール調整係数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、上記各実施形態のスケール調整部１１８を省略して、加算部１２７からイナーシャ乗算部１２９に与えられる制御値、および、加算部１３７からイナーシャ乗算部１３９に与えられる制御値にスケール調整係数β’を乗算するスケール調整部を、加算部１２７とイナーシャ乗算部１２９との間、および、加算部１３７とイナーシャ乗算部１３９との間に介装しておく。さらに、上記各実施形態のスケール調整係数α，βと、変形例のスケール調整係数α’，β’の両者を考慮するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両の操舵装置の全体概略図である。
【図２】第１実施形態に係る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。
【図３】第１実施形態の第１変形例に係る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。
【図４】第１実施形態の第１変形例に係る力応答低減係数乗算部の機能を表すフローチャートである。
【図５】第１実施形態の第１変形例に係る低減係数テーブルを表すグラフである。
【図６】第１実施形態の第１変形例に係る復帰低減係数テーブルを表すグラフである。
【図７】第１実施形態の第２変形例に係る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。
【図８】第２実施形態に係る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。
【図９】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。
【図１０】第２実施形態の第１変形例に係る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。
【図１１】第３実施形態に係る車両の操舵装置の全体概略図である。
【図１２】第３実施形態に係る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。
【図１３】(Ａ)はスケール調整係数αの車速に応じた変化を示すグラフであり、(Ｂ)はスケール調整係数αの操舵角に応じた変化を示すグラフであり、(Ｃ)はスケール調整係数βの車速に応じた変化を示すグラフであり、(Ｄ)はスケール調整係数βの操舵角に応じた変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０６】
ＦＷＬ，ＦＷＲ…前輪、ＲＷＬ，ＲＷＲ…後輪、１０…操舵操作装置、１１…操舵ハンドル、１４…操舵用電動モータ、２０…転舵装置、２０Ｌ，２０Ｒ，２０ＬＲ，２０ＲＲ…転舵部、２４Ｌ，２４Ｒ，２４ＬＲ，２４ＲＲ…転舵用電動モータ、３１…操舵角センサ、３２…操舵力センサ、３３Ｌ，３３Ｒ，３３ＬＲ，３３ＲＲ…転舵角センサ、３４Ｌ，３３Ｒ，３３ＬＲ，３３ＲＲ…転舵反力センサ、４１…電子制御ユニット（ＥＣＵ）、４２，４３Ｌ，４３Ｒ，４３ＬＲ，４３ＲＲ…駆動回路、Ｂ１…位置応答制御値計算部、Ｂ２…力応答制御値計算部、Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５…駆動制御部、Ｂ６Ｈ，Ｂ６Ｌ，Ｂ６Ｒ…ダンピング制御部、Ｂ７Ｈ…操舵力推定部、Ｂ７Ｌ，Ｂ７Ｒ…操舵反力推定部。 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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