(57)【要約】【課題】舵角比の変化を、より直感的に運転者に知覚させる。【解決手段】先ず運転者の操舵状態に応じてベース反力Ｔｂを算出し（ステップＳ１〜Ｓ６）、転舵角θｗがＰｗ毎に刻まれたピッチ転舵角θｐｉに達する度に（ステップＳ８の判定が“Yes”）、変動する付加反力Ｔｐを算出し（ステップＳ１０〜Ｓ１４）、ベース反力Ｔｂと付加反力Ｔｐとの総和によって操舵反力Ｔｒを決定する（ステップＳ１５）。すなわち、車輪の中立位置から±最大転舵角θｗMAXまでの範囲を、所定数ｉで等間隔に分割し、転舵角θｗが中立位置から±方向に増加するときに、１ピッチ毎に操舵反力Ｔｒを変動させる。例えば、舵角比Ｒが小さくなると、操舵反力Ｔｒの変動周期が短くなるので、運転者は、この変動周期の変化により、舵角比Ｒの変化を、より直感的に知覚できる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者の操舵角と車輪の転舵角との舵角比を制御する舵角比制御手段と、運転者の操舵操作に対して操舵反力を付与する反力制御手段と、を備え、
前記反力制御手段は、車輪の転舵角に応じた周期で前記操舵反力を変動させることを特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
前記反力制御手段は、車速が高いほど、前記操舵反力を変動させるときの振幅を小さくすることを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
【請求項３】
前記反力制御手段は、運転者の操舵角を車輪の転舵角で除した舵角比が大きいほど、前記操舵反力を変動させるときの振幅を小さくすることを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
【請求項４】
前記反力制御手段は、運転者の操舵速度が早いほど、前記操舵反力を変動させるときの振幅を大きくすることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のステアリング装置。
【請求項５】
前記反力制御手段は、車輪の転舵角が大きくなるほど、前記操舵反力を変動させるときの波形幅を小さくすることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のステアリング装置。
【請求項６】
前記反力制御手段は、車速が低いほど、前記操舵反力を変動させるときの波形幅を小さくすることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のステアリング装置。
【請求項７】
前記反力制御手段は、運転者の操舵角を車輪の転舵角で除した舵角比が大きいほど、前記操舵反力を変動させるときの波形幅を小さくすることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のステアリング装置。
【請求項８】
前記反力制御手段は、車輪の中立位置から最大転舵角までの転舵範囲で、前記操舵反力の変動回数が多いほど、前記操舵反力を変動させるときの波形幅を小さくすることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のステアリング装置。
【請求項９】
前記反力制御手段は、車速が高いほど、前記操舵反力を変動させるときの波形を平滑化することを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載のステアリング装置。
【請求項１０】
前記反力制御手段は、運転者の操舵角を車輪の転舵角で除した舵角比が大きいほど、前記操舵反力を変動させるときの波形を平滑化することを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載のステアリング装置。
【請求項１１】
前記反力制御手段は、運転者の操舵操作に応じてベース反力を算出すると共に、車輪の転舵角に応じた周期で変動する付加反力を算出し、前記ベース反力と前記付加反力との総和によって前記操舵反力を算出し、前記ベース反力に対する前記付加反力の振幅の比率を一定に維持することを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載のステアリング装置。
【請求項１２】
前記反力制御手段は、運転者の操舵操作に応じてベース反力を算出すると共に、車輪の転舵角に応じた周期で変動する付加反力を算出し、前記ベース反力と前記付加反力との総和によって前記操舵反力を算出し、前記ベース反力と前記付加反力の振幅との総和を一定に維持することを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載のステアリング装置。
【請求項１３】
前記反力制御手段は、運転者の操舵角が増加しているときに、車輪の転舵角に応じた周期で前記操舵反力を変動させることを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載のステアリング装置。
【請求項１４】
前記反力制御手段は、運転者の操舵角が減少しているときに、車輪の転舵角に応じた周期で前記操舵反力を変動させるか否かを運転者によって選択可能に構成されることを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載のステアリング装置。
【請求項１５】
前記反力制御手段は、運転者の操舵角が、中立位置近傍の予め定められた領域を超えているときに、車輪の転舵角に応じた周期で前記操舵反力を変動させることを特徴とする請求項１〜１４の何れか一項に記載のステアリング装置。
【請求項１６】
運転者の操舵角と車輪の転舵角との舵角比を制御する際に、運転者の操舵操作に対して操舵反力を付与すると共に、運転者の操舵角に係らず、車輪の転舵角に応じた周期で当該操舵反力を変動させることを特徴とするステアリング制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリング装置、及びステアリング制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングバイワイヤでは、舵角比を任意に調節できる反面、その舵角比の変化を運転者が知覚しづらいことで、運転が難しくなるとの懸念もあった。そこで、車速が例えば低速域にあるときには舵角比を固定し、操舵角に対する転舵角をリニアに変化させることで、ステアリング操作性の向上を図るものがあった（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２２５３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、低速域で舵角比を固定する、つまり舵角比制御を停止したとしても、結局は低速域を超えたときに舵角比制御が開始されるので、その舵角比の変化を運転者が知覚するのは難しい。
本発明の課題は、舵角比の変化を、より直感的に運転者に知覚させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明に係るステアリング装置は、操舵角と転舵角との舵角比を制御する際に、車輪の転舵角に応じた周期で操舵反力を変動させる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係るステアリング装置によれば、運転者の操舵角に係らず、車輪の転舵角に応じた周期で操舵反力が変動するので、舵角比の変化を、より直感的に運転者に知覚させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ステアリング装置の概略構成である。
【図２】コントローラのブロック図である。
【図３】車速Ｖに応じた舵角比Ｒの算出に用いるマップである。
【図４】操舵角θｓに応じた舵角比Ｒの算出に用いるマップである。
【図５】操舵反力制御処理を示すフローチャートである。
【図６】基礎波形の代表例である。
【図７】所定数ｉに応じて波形幅を決定するためのマップである。
【図８】転舵角θｗに応じて波形幅を決定するためのマップである。
【図９】車速Ｖに応じて波形幅を決定するためのマップである。
【図１０】車速Ｖに応じて振幅を決定するためのマップである。
【図１１】操舵速度ｄθｓに応じて振幅を決定するためのマップである。
【図１２】車速Ｖに応じて波形の滑らかさを決定するためのマップである。
【図１３】ベース反力に対して付加反力の振幅の比率を一定にした操舵反力である。
【図１４】ベース反力と付加反力の振幅との総和を一定にした操舵反力である。
【図１５】操舵反力Ｔｒの変動周期を示す概念図である。
【図１６】舵角比Ｒに応じて波形幅を決定するためのマップである。
【図１７】舵角比Ｒに応じて振幅を決定するためのマップである。
【図１８】舵角比に応じて付加反力の滑らかさを決定するためのマップである。
【図１９】操舵反力Ｔｒのリサージュ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
《第１実施形態》
《構成》
図１は、ステアリングバイワイヤの概略構成図である。
ステアリングホイール１は、ステアリングシャフト２に連結され、転舵輪（操向輪）３Ｌ及び３Ｒは、ナックルアーム４、タイロッド５、及びラックアンドピニオン６を順に介してピニオンシャフト７に連結される。ステアリングシャフト２及びピニオンシャフト７は、機械的に分離された非連結状態にあり、夫々、図示しないハウジング等によって回動自在に保持される。
ステアリングシャフト２には、運転者によるステアリング操作に対して擬似的な操舵反力を発生させる反力モータ８が設けられ、ピニオンシャフト７には、ステアリングシャフト２の操舵角に応じてピニオンシャフト７を転舵させる転舵モータ９が設けられている。
【０００９】
ステアリングシャフト２には、操舵角θｓを検出する操舵角センサ１１が設けられ、ピニオンシャフト７には、転舵角θｗを検出する転舵角センサ１２が設けられている。左右輪の夫々のハブユニットには、タイヤ横力Ｙｆを検出するハブセンサ１３が設けられ、車両の変速機（図示省略）の出力側には、車速Ｖを検出する車速センサ１４が設けられている。なお、車輪の回転速度を検出して車速を検出してもよい。バネ上となる車体には、ヨーレートの実測値γｓを検出するヨーレートセンサ１５が設けられている。なお、操舵角センサ１１及び転舵角センサ１２は、右旋回を正の値として検出し、左旋回を負の値として検出する。
【００１０】
ハブセンサ１３は、例えばホール素子と着磁式のエンコーダを用いて、ハブユニット内における内輪と外輪の変位差の変化を検出することでタイヤ横力（前輪１ＦＬ・１ＦＲに作用する路面反力）を検出する。なお、これに限定されるものではなく、軸受の外側に歪ゲージを設け、軸受の変形を検出することでタイヤ横力を検出するものでもよい。
これら操舵角センサ１１、転舵角センサ１２、ハブセンサ１３、車速センサ１４、及びヨーレートセンサ１５で検出される各種信号が、例えばマイクロコンピュータで構成されたコントローラ２０へ入力される。なお、ハブセンサ１３で検出される左右輪のタイヤ横力は、その合計値Ｙｆが入力される。
【００１１】
図２は、コントローラ２０の概略構成である。
コントローラ２０は、図２に示すように、転舵モータ９を駆動制御する転舵角制御部２１と、反力モータ８を駆動制御する操舵反力制御部２２と、を備える。
転舵角制御部２１は、操舵角θｓに対する転舵角θｗの舵角比Ｒ（＝θｓ／θｗ）を決定してから、転舵モータ９を駆動することで転舵角θｗを制御する。
図３は、車速Ｖに応じた舵角比Ｒの算出に用いるマップである。
【００１２】
図４は、操舵角θｓに応じた舵角比Ｒの算出に用いるマップである。
先ず、図３のマップを参照し、車速Ｖに応じて舵角比Ｒを算出する。このマップによれば、車速Ｖが低いほど舵角比Ｒが小さくなるので、小さな操舵角θｓで大きな転舵角θｗが得られる。
また、図４のマップを参照し、操舵角θｓに応じて舵角比Ｒを算出してもよい。このマップによれば、操舵角θｓが小さいほど舵角比Ｒが大きくなるので、略直進走行しているときには転舵角θｗの大きな変化が抑制される。
【００１３】
なお、車速Ｖ及び操舵角θｓの双方に応じて舵角比Ｒを決定してもよい。すなわち、車速Ｖに応じた舵角比Ｒ、及び操舵角θｓに応じた舵角比Ｒを個別に算出し、夫々の平均を算出したり、夫々に重み付けをしてから加算したりする等して、最終的な舵角比Ｒを決定すればよい。
そして、操舵角θｓ及び舵角比Ｒに応じて、目標転舵角θｗ*を算出し、この目標転舵角θｗ*に転舵角θｗが一致するように、例えばロバストモデルマッチング手法などを用いて転舵モータ９を駆動制御する。
【００１４】
図５は、操舵反力制御処理を示すフローチャートである。
操舵反力制御部２２は、図５の操舵反力制御処理を実行し、タイヤ横力Ｙｆ及び車速Ｖを入力し、反力モータ８を駆動することでステアリング操作に対する操舵反力Ｔｒを制御する。
先ずステップＳ１では、操舵角の絶対値｜θｓ｜が最大値θｓMAX未満であるか否かを判定する。判定結果が｜θｓ｜＜θｓMAXであれば、ステップＳ２に移行する。一方、判定結果が｜θｓ｜＝θｓMAXであれば、後述するステップＳ１８に移行する。
ステップＳ２では、操舵角θｓを時間微分して操舵速度ｄθｓを算出する。
【００１５】
続くステップＳ３では、下記（１）に示すように、操舵角θｓにゲインＫａを乗じて角度項トルクＴａを算出する。
Ｔａ＝Ｋａ×θｓ               …………（１）
続くステップＳ４では、下記（２）式に示すように、操舵速度ｄθｓにゲインＫｓを乗じて速度項トルクＴｓを算出する。
Ｔｓ＝Ｋｓ×ｄθｓ             …………（２）
続くステップＳ５では、下記（３）式に示すように、角度トルクＴａと速度項トルクＴｓとを加算してベース反力Ｔｂを算出する。
Ｔｂ＝Ｔａ＋Ｔｓ               …………（３）
【００１６】
続くステップＳ６では、車速Ｖ、及び操舵角θｓと、車速Ｖ、ヨーレートγ、横加速度Ｇから推定した路面摩擦係数μとから求まるリミットＬｓを算出し、このリミットＬｓを上限としてベース反力Ｔｂを制限処理する。
続くステップＳ７では、転舵角θｗに応じてベース反力Ｔｂに付加反力Ｔｐを付加するために、所定ピッチ毎の転舵角（以下、ピッチ転舵角と称す）θｐを算出する。
先ず、車輪の転舵領域に相当する中立位置（０°）から±最大転舵角θｗMAX（例えば３０°〜４０°）までの範囲を、所定数ｉ（ｉ＝１、２、３、……ｎ）で等間隔に分割し（ｎ等分）、そのピッチをＰｗとする。そして、中立位置から±方向に１ピッチずつ加えて得られる転舵角を、ピッチ転舵角θｐｉ（θｐｉ＝±θｐ１、±θｐ２、±θｐ３、……±θｐｎ）とする。
【００１７】
続くステップＳ８では、現在の転舵角θｗがピッチ転舵角θｗｉと一致しているか否かを判定する。判定結果がθｗ＝θｗｉであればステップＳ９に移行する。一方、判定結果がθｗ≠θｐｉであれば、後述するステップＳ１９に移行する。
ステップＳ９では、１サンプリング前の転舵角｜θｗ(n-1)｜と現在の転舵角｜θｗ(n)｜とを比較し、転舵角θｗが増加しているか否かを判定する。ここで、転舵角θｗが増加していればステップＳ１０に移行する。一方、転舵角θｗが維持又は減少していれば、後述するステップＳ１９に移行する。
【００１８】
ステップＳ１０では、予めストレージに記録されている付加反力Ｔｐのパルス状の基礎波形をメモリに読込む。ここで、パルス状とは、通常はある一定値を保っているものが、ある決まった間だけ変化することを指し、極めて短い時間だけ変化する波形を指す訳ではない。したがって、ここで読込む波形とは、初期値から増加して再び初期値まで減少する基礎波形のことである。
【００１９】
図６は、基礎波形の代表例である。
ここでは、図６（ａ）に示すように、緩やかな増加特性と急激な減少特性とを繰り返す鋸歯状波形や、図６（ｂ）に示すように、急激な増加特性と急激な減少特性とを繰り返す矩形波を例示しているが、緩やかな増加特性と緩やかな減少特性とを繰り返す三角波や台形波などもある。なお、鋸歯状波形の場合には、方向性を有するので、ステアリング操作の方向に合わせる。また、ここでは連続的に変動する基礎波形を示しているが、実際にはピッチ転舵角θｐｉに対して一回の変動を与えるものである。また、説明を簡単にするために、転舵角θｗがピッチ転舵角θｐｉに達してから基礎波形を決定しているが、転舵角θｗがピッチ転舵角θｐｉに到達した時点で、基礎波形における山や谷の頂点を一致させることが望ましいので、実際には転舵角θｗがピッチ転舵角θｐｉに到達する前から付加反力Ｔｐが立ち上がることになる。
【００２０】
続くステップＳ１１では、所定数ｉや転舵角θｗに応じて付加反力Ｔｐの波形幅を決定する。波形幅とは、転舵角θｗに応じて付加反力Ｔｐが変動する長さ、つまり付加反力Ｔｐが初期値から増加し、再び初期値に復帰するまでの舵角範囲を指す。
図７は、所定数ｉに応じて波形幅を決定するためのマップである。
図８は、転舵角θｗに応じて波形幅を決定するためのマップである。
図９は、車速Ｖに応じて波形幅を決定するためのマップである。
【００２１】
ここで、図７のマップによれば、所定数ｉが多いほど波形幅が小さくなる。なお、所定数ｉの増加に対して、波形幅を比例関数的に減少させたり、指数関数的に減少させたり、対数関数的に減少させたりする。また、図８のマップによれば、転舵角θｗが大きいほど波形幅が小さくなる。なお、転舵角θｗの増加に対して、波形幅を比例関数的に減少させたり、指数関数的に減少させたり、対数関数的に減少させたりする。また、図９のマップによれば、車速Ｖが低いほど波形幅が小さくなる。なお、車速Ｖの低下に対して、波形幅を比例関数的に減少させたり、指数関数的に減少させたり、対数関数的に減少させたりする。
【００２２】
続くステップＳ１２では、車速Ｖや操舵速度ｄθｓに応じて付加反力Ｔｐの振幅を決定する。
図１０は、車速Ｖに応じて振幅を決定するためのマップである。
図１１は、操舵速度ｄθｓに応じて振幅を決定するためのマップである。
ここで、図１０のマップによれば、車速Ｖが高いほど振幅が小さくなる。なお、車速Ｖの増加に対して振幅を比例関数的に減少させたり、指数関数的に減少させたり、対数関数的に減少させたりする。また、図１１のマップによれば、操舵速度ｄθｓが速いほど振幅が大きくなる。なお、操舵速度ｄθｓの増加に対して振幅を比例関数的に増加させたり、指数関数的に増加させたり、対数関数的に増加させたりする。
【００２３】
続くステップＳ１３では、車速Ｖに応じて付加反力Ｔｐの滑らかさ（変化率）を決定する。
図１２は、車速に応じて波形の滑らかさを決定するためのマップである。
ここでは、図１２（ａ）に示すように、車速Ｖが増加するほど鋸歯状波形を滑らかにしたり、図１２（ｂ）に示すように、車速Ｖが増加するほど矩形波を滑らかにしているが、三角波や台形波でも同様である。なお、波形を滑らかにする手法として、波形にソフトウェアやハードウェアによるバンドパスフィルタをかける方法や、事前にストレージに急峻な波形から滑らかになった波形までの一連の変化過程を蓄えておき、順次、必要な波形を読込む方法などがある。
【００２４】
続くステップＳ１４では、ベース反力Ｔｂに応じて、付加反力Ｔｐの振幅を決定する。
ここでは、２つの決定方法について説明する。
方法１：ベース反力Ｔｂに対する付加反力の振幅の比率を一定にする。
図１３は、ベース反力に対して付加反力の振幅の比率を一定にした操舵反力である。
ここで、ベース反力をｂ、付加反力をａとし、例えばベース反力がｂからｂ′まで減少したときには、付加反力をａからａ′まで減少させる。このとき、ベース反力に対する付加反力の振幅の比率を一定に維持するために、下記（４）式に示すように、付加反力ａ′を算出する。
ａ／ｂ＝ａ′／ｂ′
ａ′＝（ａ／ｂ）×ｂ′         …………（４）
【００２５】
方法２：ベース反力と付加反力との総和を一定にする。
図１４は、ベース反力と付加反力の振幅との総和を一定にした操舵反力である。
ここで、ベース反力をｂ、付加反力をａとし、例えばベース反力がｂからｂ′まで減少したときには、付加反力をａからａ′まで減少させる。このとき、ベース反力と付加反力の振幅との総和を一定に維持するために、下記（５）式に示すように、付加反力ａ′を算出する。
ａ＋ｂ＝ａ′＋ｂ′
ａ′＝ａ＋ｂ−ｂ′             …………（５）
続くステップＳ１５では、下記（６）式に示すように、ベース反力Ｔｂに付加反力Ｔｐを加算して、最終的な操舵反力Ｔｒを算出する。
Ｔｒ＝Ｔｂ＋Ｔｐ               …………（６）
【００２６】
続くステップＳ１６では、モータ保護のために予め定められたリミットＬｍを上限として操舵反力Ｔｒを制限処理する。
続くステップＳ１７では、操舵反力Ｔｒが実現されるように、反力モータ８を駆動制御してから所定のメインプログラムに復帰する。
一方、ステップＳ１８では、下記（７）式に示すように、操舵反力Ｔｒを上記リミットＬｍ（最大値）に設定してから前記ステップＳ１７に移行する。
Ｔｒ  ←  Ｌｍ                 …………（７）
一方、ステップＳ１９では、下記（８）式に示すように、付加反力Ｔｐを０に設定してから前記ステップＳ１５に移行する。
Ｔｐ＝０                       …………（８）
【００２７】
《作用》
ステアリングバイワイヤでは、舵角比を任意に調節できる反面、その舵角比の変化を運転者が知覚しづらいことで、運転が難しくなるとの懸念もある。
そこで、操舵角θｓに係らず、転舵角θｗに応じた周期で操舵反力Ｔｒを変動させる。本実施形態では、先ず運転者の操舵状態に応じてベース反力Ｔｂを算出し（ステップＳ１〜Ｓ６）、転舵角θｗがＰｗ毎に刻まれたピッチ転舵角θｐｉに達する度に（ステップＳ８の判定が“Yes”）、パルス状に変動する付加反力Ｔｐを算出し（ステップＳ１０〜Ｓ１４）、ベース反力Ｔｂと付加反力Ｔｐとの総和によって操舵反力Ｔｒを決定する（ステップＳ１５）。
【００２８】
図１５は、操舵反力Ｔｒの変動周期を示す概念図である。
車輪の中立位置から±最大転舵角θｗMAXまでの範囲を、所定数ｉで等間隔に分割し、転舵角θｗが中立位置から±方向に増加するときに、１ピッチ毎に操舵反力Ｔｒを変動させる。例えば、最大転舵角θｗMAX＝３５°、所定数ｉ＝７に設定すると、ピッチＰｗ＝５°となり、操舵角θｓに係らず、転舵角θｗが５°増加する度に、操舵反力Ｔｒが変動する。この変動は、アクセントのように、操舵反力Ｔｒの一時的な高まり（強まり）となるので、律動とも言える。このように、ステアリングホイール１に伝達される周期的な振動により、運転者にクリック感（節度感）を与えることができる。
【００２９】
舵角比Ｒが一定であれば、操舵反力Ｔｒの変動周期は一定となるが、舵角比Ｒが変化するときに、操舵反力Ｔｒの変動周期が変化する。例えば、車速Ｖが低下する又は操舵角θｓが増加すると、舵角比Ｒが小さくなるので、操舵入力に対して転舵出力が大きくなる。つまり、操舵角θｓの増加量に対して、転舵角θｗの増加量が大きくなるので、操舵反力Ｔｒの変動周期が短くなる。したがって、運転者は、この変動周期の変化により、舵角比Ｒの変化を、より直感的に知覚することができる。
【００３０】
また、操舵角θｓが増加していないときには（ステップＳ９の判定が“No”）、付加反力Ｔｐを０に設定し（ステップＳ１９）、操舵角θｓが増加しているときだけ（ステップＳ９の判定が“Yes”）、変動する付加反力Ｔｐを算出する。これにより、運転者が操舵角θｓを中立位置に戻そうとするときに、無駄な操作負担を与えずに済む。
ここで、付加反力Ｔｐの波形について説明する。
【００３１】
先ず、車速Ｖが高いほど、振幅を小さくする（ステップＳ１２）。一般に、低速であるほど、運転者は転舵角θｗを知覚しづらいので、操舵角θｓを決定しにくい。つまり、転舵角θｗを予測しながら、実際の車両挙動に応じて操舵角θｓを調整することになる。そこで、車速Ｖが低い領域では、振幅を大きくして、はっきりと転舵角θｗや舵角比Ｒの変化（変動周期の変化）を知覚させることで、操舵角θｓを決定しやすくし、操作フィーリングを向上させることができる。
また、操舵速度ｄθｓが早いほど、振幅を大きくする（ステップＳ１２）。一般に、操舵速度ｄθｓが早くなるほど、操舵反力Ｔｒの変動に気付きにくくなる。そこで、操舵速度ｄθｓが早いほど、振幅を大きくして、はっきりと転舵角θｗや舵角比Ｒの変化（変動周期の変化）を知覚させることができる。
【００３２】
また、転舵角θｗが大きいほど、波形幅を小さくする（ステップＳ１１）。転舵角θｗが最大転舵角θｗMAXに近づく、つまり操舵角θｓが最大操舵角θｓMAXに近づくと、舵角比Ｒが小さくなるので、操舵入力に対して転舵出力が小さくなる。すなわち、転舵角θｗが大きくなるほど、変動周期が短くなり、操舵反力Ｔｒを変動させるタイミングが密集するので、波形幅（一回の変動長さ）が大きいと、前回又は次回の変動とオーバーラップ（干渉）してしまう。そこで、転舵角θｗが大きいほど、波形幅を小さくすることで、操舵反力Ｔｒはパルス状に変動することになり、一つ一つの変動を、運転者にはっきりと知覚させることができる。
【００３３】
また、車速Ｖが低いほど、波形幅を小さくする（ステップＳ１１）。車速Ｖが低いと、舵角比Ｒが小さくなるので、操舵入力に対して転舵出力が小さくなる。すなわち、車速Ｖが低くなるほど、変動周期が短くなり、操舵反力Ｔｒを変動させるタイミングが密集するので、波形幅が大きいと、前回又は次回の変動とオーバーラップ（干渉）してしまう。そこで、車速Ｖが低いほど、波形幅を小さくすることで、操舵反力Ｔｒはパルス状に変動することになり、一つ一つの変動を、運転者にはっきりと知覚させることができる。
【００３４】
また、車輪の中立位置から±最大転舵角θｗMAXまでの範囲で、操舵反力Ｔｒの変動回数ｉが多いほど、波形幅を小さくする（ステップＳ１１）。すなわち、変動回数ｉが多いほど、変動周期が短くなり、操舵反力Ｔｒを変動させるタイミングが密集するので、波形幅が大きいと、前回又は次回の変動とオーバーラップ（干渉）してしまう。そこで、転舵角θｗが大きいほど、波形幅を小さくすることで、操舵反力Ｔｒはパルス状に変動することになり、一つ一つの変動を、運転者にはっきりと知覚させることができる。
【００３５】
上記のように、操舵反力Ｔｒを変動させるときの主に波形幅と振幅を調整することで、より効果的に運転者にクリック感を与えることができる。
また、車速Ｖが高いほど、波形を滑らかにする（ステップＳ１３）。このように、操舵反力Ｔｒの不連続点を抑制し、ステアリングホイールの取り回しをスムーズにできるので、操作フィーリングを向上させることができる。例えば、低速域で矩形波とし、高速域で正弦波へと変化させると、低速域ではしっかりとした変動を知覚させ、高速域ではステアリングホイールの取り回しをスムーズにできる。
【００３６】
また、ベース反力Ｔｂに応じて、付加反力Ｔｐの振幅を決定する（ステップＳ１４）。
先ず、ベース反力Ｔｂに対する付加反力Ｔｐの振幅の比率を一定にする。一般に、人間の力の知覚構造は、大きな力を知覚しているときほど、僅かな変化量を知覚することが難しくなる。つまり、ベース反力Ｔｂが大きいときに、付加反力Ｔｐが僅かに変動しても、その変動を運転者は知覚しづらい。そこで、ベース反力Ｔｂが大きいときには、付加反力Ｔｐの振幅を大きくし、ベース反力Ｔｂが小さいときには、付加反力Ｔｐの振幅を小さくする。このように、ベース反力Ｔｂに対する付加反力Ｔｐの振幅の比率を一定にすることで、前述した知覚構造の欠点を補い、はっきりと転舵角θｗや舵角比Ｒの変化（変動周期の変化）を知覚させることができる。
【００３７】
また、ベース反力Ｔｂと付加反力Ｔｐの振幅との総和を一定にする。舵角比Ｒが小さいと、操舵入力に対して転舵出力が大きくなるが、このときのベース反力Ｔｂが小さいと、最初の操舵入力に対して転舵出力が必要量を超える可能性がある。そこで、ベース反力Ｔｂが小さいときには、付加反力Ｔｐを大きくし、ベース反力Ｔｂが大きいときには、付加反力Ｔｐを小さくする。このように、ベース反力Ｔｂと付加反力Ｔｐとの総和を一定にすることで、運転者の操舵操作に対してブレーキ作用を与え、操舵操作のオーバーシュートを防ぐことができる。
【００３８】
《応用例》
なお、本実施形態では、操舵角θｓが増加しているときだけ、変動する付加反力Ｔｐを算出しているが、操舵角θｓが中立位置近傍の所定領域を超えているときだけ、変動する付加反力Ｔｐを算出するようにしてもよい。元々、操舵角θｓが中立位置近傍にあれば、運転者は転舵角θｗを容易にイメージすることができるので、このときには、操舵反力Ｔｒの変動が、かえって邪魔になる可能性がある。それで、操舵角θｓが中立位置近傍の所定領域にある間は、付加反力Ｔｐは０にすることにより、無用な変動発生を防ぐことができる。
【００３９】
また、本実施形態では、ステアリングバイワイヤ式のステアリング装置について説明したが、操舵角θｓに対する転舵角θｗの舵角比Ｒを制御でき、且つ運転者の操舵操作に対して操舵反力Ｔｒを付与できる構成であれば、本実施形態の作用効果を得られる。したがって、舵角比可変機構とパワーステアリング装置とを備えた構成であれば、本実施形態を採用することができる。
【００４０】
《効果》
以上より、転舵モータ９、転舵角制御部２１が「舵角比制御手段」に対応し、反力モータ８、操舵反力制御部２２、及びステップＳ１〜Ｓ１９の処理が「反力制御手段」に対応する。また、ピッチ転舵角θｐｉが「予め定められた転舵角」に対応する。
（１）運転者の操舵角と車輪の転舵角との舵角比を制御する舵角比制御手段と、運転者の操舵操作に対して操舵反力を付与する反力制御手段と、を備え、前記反力制御手段は、車輪の転舵角に応じた周期で前記操舵反力を変動させる。
これによれば、運転者の操舵角に係らず、予め定められた転舵角おきに操舵反力が変動するので、舵角比の変化を、より直感的に運転者に知覚させることができる。
【００４１】
（２）前記反力制御手段は、車速が高いほど、前記操舵反力を変動させるときの振幅を小さくする。
これにより、操舵角を決定しにくい低速域では、振幅を大きくして、はっきりと転舵角や舵角比の変化を知覚させることで、操舵角を決定しやすくし、操作フィーリングを向上させることができる。
（３）前記反力制御手段は、運転者の操舵速度が早いほど、前記操舵反力を変動させるときの振幅を大きくする。
一般に、操舵速度が早いほど、操舵反力の変動に気付きにくくなるが、振幅を大きくすることで、はっきりと転舵角や舵角比の変化を知覚させることができる。
【００４２】
（４）前記反力制御手段は、車輪の転舵角が大きくなるほど、前記操舵反力を変動させるときの波形幅を小さくする。
転舵角が大きくなるほど、変動周期が短くなり、操舵反力を変化させるタイミングが密集するが、波形幅を小さくすることで、一つ一つの変動を、はっきりと知覚させることができる。
（５）前記反力制御手段は、車速が低いほど、前記操舵反力を変動させるときの波形幅を小さくする。
車速が低くなるほど、変動周期が短くなり、操舵反力を変動させるタイミングが密集するが、波形幅を小さくすることで、一つ一つの変動を、はっきりと知覚させることができる。
【００４３】
（６）前記反力制御手段は、車輪の中立位置から最大転舵角までの転舵範囲で、前記操舵反力の変動回数が多いほど、前記操舵反力を変動させるときの波形幅を小さくする。
変動回数が多いほど、変動周期が短くなり、操舵反力を変動させるタイミングが密集するが、波形幅を小さくすることで、一つ一つの変動を、はっきりと知覚させることができる。
（７）前記反力制御手段は、車速が高いほど、前記操舵反力を変動させるときの波形を平滑化する。
これにより、操舵反力の不連続点を抑制し、操舵操作をスムーズにでき、操作フィーリングを向上させることができる。
【００４４】
（８）前記反力制御手段は、運転者の操舵操作に応じてベース反力を算出すると共に、車輪の転舵角に応じた周期で変動する付加反力を算出し、前記ベース反力と前記付加反力との総和によって前記操舵反力を算出し、前記ベース反力に対する前記付加反力の振幅の比率を一定に維持する。
人間の力の知覚構造は、大きな力を知覚しているときほど、僅かな変化量を知覚することが難しくなる。ベース反力に対する付加反力の振幅の比率を一定にすることで、知覚構造の欠点を補い、はっきりと転舵角や舵角比の変化（変動周期の変化）を知覚させることができる。
【００４５】
（９）前記反力制御手段は、運転者の操舵操作に応じてベース反力を算出すると共に、車輪の転舵角に応じた周期で変動する付加反力を算出し、前記ベース反力と前記付加反力との総和によって前記操舵反力を算出し、前記ベース反力と前記付加反力の振幅との総和を一定に維持する。
このように、ベース反力と付加反力との総和を一定にすることで、運転者の操舵操作に対してブレーキ作用を与え、操舵操作のオーバーシュートを防ぐことができる。
【００４６】
（１０）前記反力制御手段は、運転者の操舵角が増加しているときに、車輪の転舵角に応じた周期で前記操舵反力を変動させる。
これにより、運転者が操舵角を中立位置に戻そうとするときに、無駄な操作負担を与えずに済む。
（１１）前記反力制御手段は、運転者の操舵角が、中立位置近傍の予め定められた領域を超えているときに、車輪の転舵角に応じた周期で前記操舵反力を変動させる。
元々、操舵角が中立位置近傍にあれば、運転者は転舵角を容易にイメージすることができる。したがって、操舵角が中立位置近傍の所定領域にある間は、操舵反力の変動を抑制することで、無用な変動発生を防ぐことができる。
【００４７】
（１２）運転者の操舵角と車輪の転舵角との舵角比を制御する際に、運転者の操舵操作に対して操舵反力を付与すると共に、運転者の操舵角に係らず、車輪の転舵角に応じた周期で当該操舵反力を変動させる。
これによれば、運転者の操舵角に係らず、車輪の転舵角に応じた周期で操舵反力が変動するので、舵角比の変化を、より直感的に運転者に知覚させることができる。
【００４８】
《第２実施形態》
《構成》
本実施形態は、車速Ｖの代わりに舵角比Ｒを用いて、付加反力Ｔｐの波形幅、振幅、波形の滑らかさを決定するものである。
図１６は、舵角比Ｒに応じて波形幅を決定するためのマップである。
ここで、図１６のマップによれば、舵角比Ｒ（＝θｓ／θｗ）が大きいほど、波形幅が小さくなる。なお、舵角比Ｒの増加に対して、波形幅を比例関数的に減少させたり、指数関数的に減少させたり、対数関数的に減少させたりする。
【００４９】
図１７は、舵角比Ｒに応じて振幅を決定するためのマップである。
ここで、図１７のマップによれば、舵角比Ｒが大きいほど、振幅が小さくなる。例えば、舵角比Ｒが所定値Ａよりも小さいときと、所定値Ａよりも大きいときとで、舵角比Ｒに応じた振幅の特性を変化させてもよい。なお、なお、舵角比Ｒの増加に対して、波形幅を比例関数的に減少させたり、指数関数的に減少させたり、対数関数的に減少させたりする。
【００５０】
図１８は、舵角比に応じて付加反力の滑らかさを決定するためのマップである。
ここでは、舵角比Ｒが増加するほど矩形波を滑らかにしている。例えば、舵角比Ｒが所定値Ａよりも小さいときには矩形波とし、所定値Ａよりも大きいときには正弦波へと変化させてもよい。
《作用》
舵角比Ｒは、車速Ｖに応じて決定される。したがって、車速Ｖと相関のある波形幅、振幅、波形の滑らかさを、舵角比Ｒに応じて算出する、つまり車速Ｖの代わりに舵角比Ｒを用いることができ、前述した第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５１】
《効果》
（１）前記反力制御手段は、運転者の操舵角を車輪の転舵角で除した舵角比が大きいほど、前記操舵反力を変動させるときの振幅を小さくする。
これにより、操舵角を決定しにくい低速域では、振幅を大きくして、はっきりと転舵角や舵角比の変化を知覚させることで、操舵角を決定しやすくし、操作フィーリングを向上させることができる。
【００５２】
（２）前記反力制御手段は、運転者の操舵角を車輪の転舵角で除した舵角比が大きいほど、前記操舵反力を変動させるときの波形幅を小さくする。
車速が低くなるほど、変動周期が短くなり、操舵反力を変動させるタイミングが密集するが、波形幅を小さくすることで、一つ一つの変動を、はっきりと知覚させることができる。
（３）前記反力制御手段は、運転者の操舵角を車輪の転舵角で除した舵角比が大きいほど、前記操舵反力を変動させるときの波形を平滑化する。
これにより、操舵反力の不連続点を抑制し、操舵操作をスムーズにでき、操作フィーリングを向上させることができる。
【００５３】
《第３実施形態》
《構成》
本実施形態は、操舵角θｓが減少しているときでも、選択的に操舵反力Ｔｒを変動させることができるものである。
図１９は、操舵反力Ｔｒのリサージュ図である。
転舵角θｗが中立位置から±最大転舵角θｗMAXまで増加するときには、変動する付加反力Ｔｐを付加し、転舵角θｗが±最大転舵角θｗMAXから中立位置へと戻るときには、変動する付加反力Ｔｐの付加を、任意に選択可能にする。例えば、運転席近傍に選択スイッチを設け、運転者の好みに合わせて選択可能にする。
【００５４】
《作用》
切り増し時だけに限定して操舵反力Ｔｒを変動させれば、ハンドル戻し操作がスムーズになり、ハンド戻し操作のときにも操舵反力Ｔｒを変動させれば、常に転舵角θｗや舵角比Ｒの変化を知覚させることができる。
《効果》
（１）前記反力制御手段は、運転者の操舵角が減少しているときに、車輪の転舵角に応じた周期で前記操舵反力を変動させるか否かを運転者によって選択可能に構成される。
これにより、運転者の好みに合わせて、操作フィーリングを変化させることができる。
【符号の説明】
【００５５】
３Ｌ、３Ｒ  転舵輪
８  反力モータ
９  転舵モータ
１１  操舵角センサ
１２  転舵角センサ
１３  ハブセンサ
１４  車速センサ
１５  ヨーレートセンサ
２０  コントローラ
２１  転舵角制御部
２２  操舵反力制御部
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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