(57)【要約】      （修正有）【課題】運転者に違和感を与えることのない車両用操舵装置を提供する。【解決手段】前輪２ＦＬ、２ＦＲが転舵を行う操向輪となっている。また、操舵機構４と転舵機構５とが機械的に切り離された、いわゆる、ステアバイワイヤシステムである。運転者の操舵力に応じた第１操舵反力と、操向輪２ＦＬ、２ＦＲに加わる転舵反力に応じた第２操舵反力とに基づいて、ステアリングホイール６へ付与する操舵反力を制御し、操向輪２ＦＬ、２ＦＲの転舵角が大きくなるほど操舵反力のうち第１操舵反力の割合を小さくするようにした。【選択図】図１
2010195183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者が操舵可能なステアリングホイールと、
該ステアリングホイールと機械的に切り離されるとともに、前記ステアリングホイールの操舵角に基づいて操向輪を転舵する転舵手段と、
前記ステアリングホイールに操舵反力を付与する反力付与手段と、
運転者の操舵力を検出する操舵力検出手段と、
前記操向輪に入力する転舵反力を検出する転舵反力検出手段と、
前記操向輪の転舵角を算出する転舵角算出手段と、
を備え、
前記反力付与手段は、前記操舵力検出手段によって検出された前記運転者の前記操舵力に応じた第１操舵反力と、前記転舵反力検出手段によって検出された前記操向輪に加わる前記転舵反力に応じた第２操舵反力とに基づいて、前記ステアリングホイールへ付与する操舵反力を制御し、前記転舵角算出手段が算出した前記転舵角が大きくなるほど前記操舵反力のうち前記第１操舵反力の割合を小さくすることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
運転者が操舵可能なステアリングホイールと、
該ステアリングホイールと機械的に切り離されるとともに、前記ステアリングホイールの操舵角に基づいて操向輪を転舵する転舵手段と、
前記ステアリングホイールに操舵反力を付与する反力付与手段と、
運転者の操舵力を検出する操舵力検出手段と、
前記操向輪に入力する転舵反力を検出する転舵反力検出手段と、
を備え、
前記反力付与手段は、前記操舵力検出手段によって検出された前記運転者の前記操舵力に応じた第１操舵反力と、前記転舵反力検出手段によって検出された前記操向輪に加わる前記転舵反力に応じた第２操舵反力とに基づいて、前記ステアリングホイールへ付与する操舵反力を制御し、前記転舵反力検出手段によって検出された前記操向輪に加わる転舵反力が大きくなるほど前記操舵反力のうち前記第１操舵反力の割合を小さくすることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用操舵装置において、
前記転舵角算出手段は、前記操向輪の転舵角を検出する転舵角検出部を有し、前記転舵角検出部が検出した前記転舵角に基づいて、前記操向輪の転舵角を算出することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項４】
請求項１に記載の車両用操舵装置において、
前記転舵角算出手段は、前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出部を有し、前記操舵角検出部が検出した前記ステアリングホイールの前記操舵角に基づいて、前記操向輪の転舵角を算出することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項５】
請求項１または請求項４に記載の車両用操舵装置において、
前記反力付与手段は、前記転舵角算出手段が算出した前記転舵角が大きくなるほど前記操舵反力のうち前記第１操舵反力の割合を小さくするとともに、前記転舵反力検出手段によって検出された前記操向輪に加わる転舵反力が大きくなるほど前記操舵反力のうち前記第１操舵反力の割合を小さくすることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５に記載の車両用操舵装置において、
前記反力付与手段は、前記操舵反力のうち、前記第１操舵反力の割合が小さくなるほど、前記第２操舵反力の割合を大きくしたことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項７】
運転者が操舵可能なステアリングホイールと、
該ステアリングホイールと機械的に切り離されるとともに、前記ステアリングホイールの操舵角に基づいて操向輪を転舵する転舵手段と、
前記ステアリングホイールに操舵反力を付与する反力付与手段と、
を備え、
前記運転者の操舵力に応じた第１操舵反力と、前記操向輪に加わる前記転舵反力に応じた第２操舵反力とに基づいて、前記ステアリングホイールへ付与する操舵反力を制御し、前記操向輪の転舵角が大きくなるほど前記操舵反力のうち前記第１操舵反力の割合を小さくすることを特徴とする車両用操舵方法。
【請求項８】
運転者が操舵可能なステアリングホイールと、
該ステアリングホイールと機械的に切り離されるとともに、前記ステアリングホイールの操舵角に基づいて操向輪を転舵する転舵手段と、
前記ステアリングホイールに操舵反力を付与する反力付与手段と、
運転者の操舵力を検出する操舵力検出手段と、
前記操向輪に入力する転舵反力を検出する転舵反力検出手段と、
前記操向輪の転舵角を算出する転舵角算出手段と、
を備え、
前記反力付与手段は、前記操舵力検出手段によって検出された前記運転者の前記操舵力に応じた第１操舵反力と、前記転舵反力検出手段によって検出された前記操向輪に加わる前記転舵反力に応じた第２操舵反力とに基づいて、前記ステアリングホイールへ付与する操舵反力を制御し、前記転舵角算出手段が算出した前記転舵角が大きくなるほど前記操舵反力のうち前記第１操舵反力の割合を小さくすることを特徴とする車両用操舵装置付き車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用操舵装置、車両用操舵方法、車両用操舵装置付き車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術としては、下記の特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報では、ステアリングホイールと、操向輪を転舵する転舵手段とが機械的に切り離されているステアバイワイヤ装置において、反力モータにより発生させる操舵反力を、操舵トルクと転舵反力により求めているものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−０３４９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術においては常に、路面から操向輪に入力する転舵反力と運転者の操舵トルクに基づいて操舵反力が付与されているため、運転者に違和感を与える恐れがあった。
【０００５】
本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、運転者に違和感を与えることのない車両用操舵装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明においては、運転者の操舵力に応じた第１操舵反力と、操向輪に加わる転舵反力に応じた第２操舵反力とに基づいて、ステアリングホイールへ付与する操舵反力を制御し、操向輪の転舵角が大きくなるほど操舵反力のうち第１操舵反力の割合を小さくするようにした。
【発明の効果】
【０００７】
よって、運転者に与える違和感を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の車両用操舵装置を適用した車両の全体構成図である。
【図２】実施例１の操舵反力に対するゲインK1のマップである。
【図３】実施例２の車両用操舵装置を適用した車両の全体構成図である。
【図４】実施例３の車両用操舵装置を適用した車両の全体構成図である。
【図５】実施例３の操舵反力に対するゲインK2のマップである。
【図６】実施例５の操舵反力に対するゲインK3と操舵トルクに対するゲインL3のマップである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［実施例１］
まず、構成を説明する。
〔全体構成〕
図１は、実施例１の車両用操舵装置を適用した車両１の全体構成図である。この車両１は、前輪２FL，２FRと後輪３RL，３RRのうち、前輪２が転舵を行う操向輪となっている。また実施例１の車両用操舵装置は、操舵機構４と転舵機構５とが機械的に切り離された、いわゆる、ステアバイワイヤシステムである。
【００１０】
実施例１の車両用操舵装置は操舵機構４として、運転者が操舵を行うステアリングホイール６と、ステアリングホイール６に連結したステアリングシャフト７と、ステアリングホイール6を介してステアリングシャフト７に入力された運転者の操舵トルク（操舵力）を検出する操舵トルクセンサ（操舵力検出手段）８と、ステアリングシャフト７に回転トルク（操舵反力）を付与する反力モータ（反力付与手段）９と、反力モータ９の回転角を検出する反力モータ回転角センサ（操舵角検出部）１０とを有している。反力モータ９の回転角はステアリングシャフト７の回転角でもあるため、反力モータ回転角センサ１０をステアリングホイール６の操舵角を検出する操舵角センサとしても用いることができる。
【００１１】
また実施例１の車両用操舵装置は転舵機構５として、前輪２FL，２FRを転舵駆動する転舵モータ（転舵手段）１１と、転舵モータ１１の角度を検出する転舵モータ回転角センサ（転舵角検出部）１２と、転舵モータ１１の回転を軸方向移動に変換するラック＆ピニオン１３と、前輪２FL，２FRのハブ部に設けられ、路面から前輪２FL，２FRの回転軸方向に作用する横力を転舵反力として検出する転舵反力センサ１４FL，１４FRとを有している。なお、転舵反力を検出する転舵反力センサは路面から前輪２FL，２FRに入力する反力（転舵反力）を検出できるものであれば良く、例えばラックの軸方向に入力する力を検出するラック軸力センサ等を転舵反力センサとして用いても良い。
【００１２】
また実施例１の車両用操舵装置は各装置の制御機構として、反力モータ制御部（転舵角算出手段）１５と、転舵角演算部１６と、転舵モータ制御部１７とを有している。前輪２の転舵角は、転舵モータ１１の回転角とラック＆ピニオン１３のギヤ比によって求めることができるため、転舵モータ回転角センサ１２を前輪２の転舵角を検出する転舵角センサとしても用いることができる。
【００１３】
反力モータ制御部１５は、操舵トルクセンサ８から操舵トルク情報と、転舵反力センサ１４から転舵反力情報と、転舵モータ回転角センサ１２から転舵モータ１１の回転角情報を入力し、ステアリングシャフト７に付与する目標操舵反力Trを演算する。また反力モータ制御部１５は、演算した目標操舵反力に応じて、反力モータ９をトルク制御する。
転舵角演算部１６は、反力モータ回転角センサ１０から反力モータ９の回転角情報を入力して、前輪２の目標転舵角θtを演算する。また転舵角演算部１６は、演算した前輪２の転舵角の情報を転舵モータ制御部１７に出力する。
転舵モータ制御部１７は、転舵角演算部１６から目標転舵角θtと、転舵モータ回転角センサ１２から転舵モータ１１の回転角情報を入力し、転舵モータ１１の指令回転角を演算する。また転舵モータ制御部１７は、演算した転舵モータ１１の指令回転角に応じて、転舵モータ１１を角度制御する。
【００１４】
〔転舵モータ制御処理〕
転舵モータ１１の制御は、以下のような処理によって行われる。
ステアリングホイール６の操舵角を反力モータ回転角センサ１０で検出し、転舵角演算部１６においてステアリングホイール６の操舵角に基づいて目標転舵角を演算する。この目標転舵角は、操舵角に対する目標転舵角が予め定められたマップを参照する事により演算される。尚、操舵角に対する目標転舵角のマップは、例えば車速が高いほど操舵角に対する目標転舵角を小さく、また車速が低いほど操舵角に対する目標転舵角を大きくする等、車両の状態等に基づいて変更されるものであっても良い。
【００１５】
転舵モータ制御部１７では、転舵モータ１１の回転角から前輪２の実転舵角を算出し、実転舵角が目標転舵角と一致するように、 転舵モータ１１の駆動指令値が演算され、 転舵モータ１１が駆動されることで転舵動作が行われる。
転舵モータ制御部１７で演算される駆動指令値は、目標転舵角に所定の応答特性で実転舵角が追従するように制御する角度サーボ系により演算される。この角度サーボ系は、ロバストモデルマッチング手法を用いた方法で構成される。この方法では、あらかじめ与えておいた所望の特性と一致させるためのモデルマッチング補償器により、目標転舵角θtに対し所定の規範応答特性を実現するための駆動指令値を演算し、ロバスト補償器により外乱成分に応じた補償電流が演算される。これにより、外乱発生時においても実転舵角が規範応答特性で追従可能な、耐外乱性に優れた制御系が実現できる。
【００１６】
〔反力モータ制御処理〕
反力モータ９の制御は、以下のような処理によって行われる。
反力モータ制御部１５において操舵トルクセンサ８が検出した操舵トルク情報と、転舵反力センサ１４から転舵反力情報と、転舵モータ回転角センサ１２から転舵モータ１１の回転角情報を入力し、ステアリングシャフト７に付与する操舵反力を演算する。ここで操舵反力をTr、操舵トルクをTh、転舵反力をFとすると、操舵反力Trは次の式に基づいて演算する。
Tr = K1・Th + L・F
【００１７】
式中のK1,Lはゲインである。図２は操舵反力に対するゲインK1のマップである。図２に示すように、ゲインK1は転舵角θ1までは転舵角に関わらず「1」に設定し、転舵角θ1以降は転舵角が大きくなるほど小さくして、最終的に転舵角θ2で「0」とする。ゲインLは転舵角に関わらず「1」とする。なお転舵角は、転舵モータ１１の回転角とラック＆ピニオン１３のギヤ比から算出する。転舵角θ1,θ2は、操舵反力の立ち上がりを考慮して実験等によって求める。
【００１８】
すなわち、操舵トルクに基づいて算出した操舵反力を第１操舵反力、転舵反力に基づいて算出した操舵反力を第２操舵反力とすると、転舵角が大きくなるほど第２操舵反力に対して第１操舵反力の割合を小さくするようにしている。
【００１９】
〔実施例１の作用〕
ステアリングホイール６へ付与する操舵反力は、前輪２FL，２FRに作用する転舵反力に相当する力とすることで運転者に良好な操舵フィーリングを与えることができる。しかしながらステアバイワイヤシステムでは、運転者がステアリングホイール６を操作し、このときの操舵角に応じて転舵モータ１１の制御量を演算し、転舵モータ１１が前輪２を転舵させるため、ステアリングホイール６の操舵に対して前輪２の転舵は若干遅れることとなる。またステアバイワイヤシステムでは、ステアリングホイール６にラック＆ピニオン１３等で発生する摩擦力が伝達しないため、ステアリングホイール６の操舵し始めには、ステアリングホイール６に操舵反力が付与されないこととなり、運転者の操舵フィーリングを損なうこととなる。
【００２０】
操舵反力の立ち上がりを早くするためには、転舵反力に応じた操舵反力に加えて、ステアリングホイール６の操舵トルクに応じた操舵反力をステアリングホイール６に付与することで解決できる。しかし、操舵トルクに応じた操舵反力をステアリングホイール６に常に付与するようにすると、操舵反力に対抗して操舵トルクも大きくなるため、操舵反力が増幅され続けることとなる。また操舵反力に、転舵反力に応じた操舵反力以外の反力が付与されることとなるため、運転者は路面状況を的確に把握することができない。
【００２１】
そこで実施例１の車両用操舵装置では、前輪２の転舵角が大きくなるほど、ステアリングホイール６へ付与する操舵反力のうち操舵トルクに応じて求めた操舵反力の割合が小さくなるようにした。
よって、ステアリングホイール６を操舵し始めたときから、ステアリングホイール６に操舵反力を付与できるとともに、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。
【００２２】
また実施例１の車両用操舵装置では、反力モータ制御部１５は転舵モータ回転角センサ１２が検出した転舵モータ１１の回転角に基づいて前輪２の転舵角を算出するようにした。
よって、転舵角を正確に検出することができ、操舵トルクに応じた操舵反力を転舵角に応じて小さくして、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。
【００２３】
〔実施例１の効果〕
実施例１の効果を以下に列挙する。
【００２４】
（１）運転者が操舵可能なステアリングホイール６と、このステアリングホイール６と機械的に切り離されるとともに、ステアリングホイール６の操舵角に基づいて前輪２を転舵する転舵モータ１１と、ステアリングホイール６に操舵反力を付与する反力モータ９と、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ８と、前輪２に入力する転舵反力を検出する転舵反力センサ１４と、前輪２の転舵角を算出する反力モータ制御部１５とを備え、反力モータ９は、操舵トルクセンサ８によって検出された運転者の操舵トルクに応じた第１操舵反力と、転舵反力センサ１４によって検出された前輪２に加わる転舵反力に応じた第２操舵反力とに基づいて、ステアリングホイール６へ付与する操舵反力を制御し、反力モータ制御部１５が算出した転舵角が大きくなるほど操舵反力のうち第１操舵反力の割合を小さくするようにした。
よって、ステアリングホイール６を操舵し始めたときから、ステアリングホイール６に操舵反力を付与できるとともに、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。
【００２５】
（２）反力モータ制御部１５は、転舵モータ回転角センサ１２が検出した転舵モータ１１の回転角に基づいて前輪２の転舵角を算出するようにした。
よって、転舵角を正確に検出することができ、操舵トルクに応じた操舵反力を転舵角に応じて小さくして、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。
【００２６】
（３）運転者が操舵可能なステアリングホイール６と、このステアリングホイール６と機械的に切り離されるとともに、ステアリングホイール６の操舵角に基づいて前輪２を転舵する転舵モータ１１と、ステアリングホイール６に操舵反力を付与する反力モータ９と、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ８と、前輪２に入力する転舵反力を検出する転舵反力センサ１４と、前輪２の転舵角を算出する反力モータ制御部１５とを備えた車両用操舵装置の制御方法として、運転者の操舵力に応じた第１操舵反力と、前輪２に加わる転舵反力に応じた第２操舵反力とに基づいて、ステアリングホイール６へ付与する操舵反力を制御し、前輪２の転舵角が大きくなるほど操舵反力のうち第１操舵反力の割合を小さくするようにした。
よって、ステアリングホイール６を操舵し始めたときから、ステアリングホイール６に操舵反力を付与できるとともに、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。
【００２７】
（４）車両１において、運転者が操舵可能なステアリングホイール６と、このステアリングホイール６と機械的に切り離されるとともに、ステアリングホイール６の操舵角に基づいて前輪２を転舵する転舵モータ１１と、ステアリングホイール６に操舵反力を付与する反力モータ９と、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ８と、前輪２に入力する転舵反力を検出する転舵反力センサ１４と、前輪２の転舵角を算出する反力モータ制御部１５とを備え、反力モータ９は、操舵トルクセンサ８によって検出された運転者の操舵トルクに応じた第１操舵反力と、転舵反力センサ１４によって検出された前輪２に加わる転舵反力に応じた第２操舵反力とに基づいて、ステアリングホイール６へ付与する操舵反力を制御し、反力モータ制御部１５が算出した転舵角が大きくなるほど操舵反力のうち第１操舵反力の割合を小さくするようにした。
よって、ステアリングホイール６を操舵し始めたときから、ステアリングホイール６に操舵反力を付与できるとともに、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。
【００２８】
［実施例２］
実施例１と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。実施例１に対して実施例２では、反力モータ制御処理が異なる。
【００２９】
図３は、実施例２の車両用操舵装置を適用した車両１の全体構成図である。
反力モータ制御部１５は、操舵トルクセンサ８から操舵トルク情報と、転舵反力センサ１４から転舵反力情報と、反力モータ回転角センサ１０から反力モータ９の回転角情報を入力し、ステアリングシャフト７に付与する目標操舵反力Trを演算する。また反力モータ制御部１５は、演算した目標操舵反力に応じて、反力モータ９をトルク制御する。
【００３０】
反力モータ９の制御は、以下のような処理によって行われる。
反力モータ制御部１５において操舵トルクセンサ８が検出した操舵トルク情報と、転舵反力センサ１４から転舵反力情報と、反力モータ回転角センサ１０から反力モータ９の回転角情報を入力し、ステアリングシャフト７に付与する操舵反力を演算する。
【００３１】
ここで操舵反力をTr、操舵トルクをTh、転舵反力をFとすると、操舵反力Trは次の式に基づいて演算する。
Tr = K1・Th + L・F
【００３２】
式中のK1,Lはゲインである。図２に示すように、ゲインK1は転舵角θ1までは転舵角に関わらず「1」に設定し、転舵角θ1以降は転舵角が大きくなるほど小さくして、最終的に転舵角θ2で「0」とする。ゲインLは転舵角に関わらず「1」とする。なお転舵角は、反力モータ９の回転角に応じて制御されているため、反力モータ９の回転角から算出することができる。なお、転舵角は、反力モータ９の回転角に応じて制御されているため、反力モータ９の回転角から算出することができる。また転舵角θ1,θ2は、操舵反力の立ち上がりを考慮して実験等によって求める。
【００３３】
すなわち、操舵トルクに基づいて算出した操舵反力を第１操舵反力、転舵反力に基づいて算出した操舵反力を第２操舵反力とすると、転舵角が大きくなるほど第２操舵反力に対して第１操舵反力の割合を小さくするようにしている。
【００３４】
〔実施例２の作用〕
転舵角は、反力モータ９の回転角に応じて制御されているため、反力モータ９の回転角から算出することができる。
【００３５】
そこで実施例２の車両用操舵装置では、反力モータ制御部１５は反力モータ回転角センサ１０が検出した転舵モータ１１の回転角に基づいて前輪２の転舵角を算出するようにした。
よって、転舵角を正確に検出することができ、操舵トルクに応じた操舵反力を転舵角に応じて小さくして、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。
【００３６】
〔実施例２の効果〕
（５）反力モータ制御部１５は、転舵モータ回転角センサ１２が検出した転舵モータ１１の回転角に基づいて前輪２の転舵角を算出するようにした。
よって、転舵角を正確に検出することができ、操舵トルクに応じた操舵反力を転舵角に応じて小さくして、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。
【００３７】
［実施例３］
実施例１と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。実施例１に対して実施例３では、反力モータ制御処理が異なる。
【００３８】
図４は、実施例３の車両用操舵装置を適用した車両１の全体構成図である。
反力モータ制御部１５は、操舵トルクセンサ８から操舵トルク情報と、転舵反力センサ１４から転舵反力情報を入力し、ステアリングシャフト７に付与する目標操舵反力Trを演算する。また反力モータ制御部１５は、演算した目標操舵反力に応じて、反力モータ９をトルク制御する。
【００３９】
反力モータ９の制御は、以下のような処理によって行われる。
反力モータ制御部１５において操舵トルクセンサ８が検出した操舵トルク情報と、転舵反力センサ１４から転舵反力情報を入力し、ステアリングシャフト７に付与する操舵反力を演算する。ここで操舵反力をTr、操舵トルクをTh、転舵反力をFとすると、操舵反力Trは次の式に基づいて演算する。
Tr = K2・Th + L・F
【００４０】
式中のK2,Lはゲインである。図５は操舵反力に対するゲインK2のマップである。図５に示すように、ゲインK1は転舵反力F1までは転舵反力に関わらず「1」に設定し、転舵反力F1以降は転舵反力が大きくなるほど小さくして、最終的に転舵反力F1で「0」とする。ゲインLは転舵反力に関わらず「1」とする。転舵反力F1,F2は実験等によって求める。
【００４１】
すなわち、操舵トルクに基づいて算出した操舵反力を第１操舵反力、転舵反力に基づいて算出した操舵反力を第２操舵反力とすると、転舵反力が大きくなるほど第２操舵反力に対して第１操舵反力の割合を小さくするようにしている。
【００４２】
〔実施例３の作用〕
ステアリングホイール６へ付与する操舵反力は、前輪２FL，２FRに作用する転舵反力に相当する力とすることで運転者に良好な操舵フィーリングを与えることができる。しかしながら、運転者がステアリングホイール６を操作し、このときの操舵角に応じて転舵モータ１１の制御量を演算し、転舵モータ１１が前輪２を転舵させるため、ステアリングホイール６の操舵に対して前輪２の転舵は若干遅れることとなる。そのため、ステアリングホイール６の操舵し始めには、ステアリングホイール６に操舵反力が付与されないこととなり、運転者の操舵フィーリングを損なうこととなる。
【００４３】
操舵反力の立ち上がりを早くするためには、転舵反力に応じた操舵反力に加えて、ステアリングホイール６の操舵トルクに応じた操舵反力をステアリングホイール６に付与することで解決できる。しかし、操舵トルクに応じた操舵反力をステアリングホイール６に常に付与するようにすると、操舵反力に対抗して操舵トルクも大きくなるため、操舵反力が増幅され続けることとなる。また操舵反力に、転舵反力に応じた操舵反力以外の反力が付与されることとなるため、運転者は路面状況を的確に把握することができない。
【００４４】
そこで実施例３の車両用操舵装置では、ステアリングホイール６の操舵トルクに応じた操舵反力を、前輪２へ作用する転舵反力が大きくなるほど割合が小さくなるようにした。
よって、ステアリングホイール６を操舵し始めたときから、ステアリングホイール６に操舵反力を付与できるとともに、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。
【００４５】
〔実施例３の効果〕
（６）運転者が操舵可能なステアリングホイール６と、このステアリングホイール６と機械的に切り離されるとともに、ステアリングホイール６の操舵角に基づいて前輪２を転舵する転舵モータ１１と、ステアリングホイール６に操舵反力を付与する反力モータ９と、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ８と、前輪２に入力する転舵反力を検出する転舵反力センサ１４と、前輪２の転舵角を算出する反力モータ制御部１５とを備え、反力モータ９は、操舵トルクセンサ８によって検出された運転者の操舵トルクに応じた第１操舵反力と、転舵反力センサ１４によって検出された前輪２に加わる転舵反力に応じた第２操舵反力とに基づいて、ステアリングホイール６へ付与する操舵反力を制御し、反力モータ制御部１５によって検出された前輪２に加わる転舵反力が大きくなるほど操舵反力のうち第１操舵反力の割合を小さくすることを特徴とする車両用操舵装置。
よって、ステアリングホイール６を操舵し始めたときから、ステアリングホイール６に操舵反力を付与できるとともに、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。
［実施例４］
実施例１と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。実施例１に対して実施例４では、反力モータ制御処理が異なる。
【００４６】
反力モータ９の制御は、以下のような処理によって行われる。
反力モータ制御部１５において操舵トルクセンサ８が検出した操舵トルク情報と、転舵反力センサ１４から転舵反力情報と、転舵モータ回転角センサ１２から転舵モータ１１の回転角情報を入力し、ステアリングシャフト７に付与する操舵反力を演算する。ここで操舵反力をTr、操舵トルクをTh、転舵反力をFとすると、操舵反力Trは次の式に基づいて演算する。
Tr = K1・K2・Th + L・F
【００４７】
式中のK1,K2,Lはゲインである。図２に示すように、ゲインK1は転舵角θ1までは転舵角に関わらず「1」に設定し、転舵角θ1以降は転舵角が大きくなるほど小さくして、最終的に転舵角θ2で「0」とする。また図５に示すように、ゲインK2は転舵反力F1までは転舵反力に関わらず「1」に設定し、転舵反力F1以降は転舵反力が大きくなるほど小さくして、最終的に転舵反力F1で「0」とする。なお転舵角は、転舵モータ１１の回転角とラック＆ピニオン１３のギヤ比から算出する。転舵角θ1,θ2、転舵反力F1,F2は、操舵反力の立ち上がりを考慮して実験等によって求める。
【００４８】
すなわち、操舵トルクに基づいて算出した操舵反力を第１操舵反力、転舵反力に基づいて算出した操舵反力を第２操舵反力とすると、転舵角が大きくなるほど、また操舵反力が大きくなるほど第２操舵反力に対して第１操舵反力の割合を小さくするようにしている。
【００４９】
〔実施例４の作用〕
ステアバイワイヤシステムでは、ステアリングホイール６の操舵に対して前輪２の転舵は若干遅れる。そのためステアリングホイール６をゆっくり操舵したときには、前輪２の転舵はステアリングホイール６の操舵に追従することができる。また、ステアリングホイール６にラック＆ピニオン１３等で発生する摩擦力が伝達しない。例えば氷雪路のように低μ路においては、前輪２の転舵角が大きくなっても転舵反力は前輪２にほとんど作用しない。
【００５０】
そこで実施例４では、前輪２の転舵角が大きくなるほど、また前輪２に加わる転舵反力が大きくなるほど、ステアリングホイール６へ付与する操舵反力のうち操舵トルクに応じて求めた操舵反力が小さくなるようにした。
よって、ステアリングホイール６を操舵し始めたときから、ステアリングホイール６に操舵反力を付与できるとともに、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。
【００５１】
〔実施例４の効果〕
（７）反力モータ９は、転舵角が大きくなるほど操舵反力のうち第１操舵反力の割合を小さくするとともに、転舵反力が大きくなるほど操舵反力のうち第１操舵反力の割合を小さくするようにした。
よって、ステアリングホイール６を操舵し始めたときから、ステアリングホイール６に操舵反力を付与できるとともに、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。
【００５２】
［実施例５］
実施例１と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。実施例１に対して実施例５では、反力モータ制御処理が異なる。
反力モータ９の制御は、以下のような処理によって行われる。
反力モータ制御部１５において操舵トルクセンサ８が検出した操舵トルク情報と、転舵反力センサ１４から転舵反力情報と、転舵モータ回転角センサ１２から転舵モータ１１の回転角情報を入力し、ステアリングシャフト７に付与する操舵反力を演算する。ここで操舵反力をTr、操舵トルクをTh、転舵反力をFとすると、操舵反力Trは次の式に基づいて演算する。
Tr = K3・Th + L3・F
【００５３】
式中のK3,L3はゲインである。図６は操舵反力に対するゲインK3と操舵トルクに対するゲインL3のマップである。図６に示すように、ゲインK1は転舵角θ1までは転舵角に関わらず「1」に設定し、転舵角θ1以降は転舵角が大きくなるほど小さくして、最終的に転舵角θ2で「0」とする。ゲインL3は1-K1に設定し、転舵角が比較的小さい範囲においては転舵角に関わらず「0」に設定し、転舵角が比較的大きい範囲においては転舵角が大きくなるほど大きくして最終的に「1」とする。なお転舵角は、反力モータ９の回転角に応じて制御されているため、反力モータ９の回転角から算出することができる。
【００５４】
式中のK1,Lはゲインである。図２は操舵反力に対するゲインK1のマップである。図２に示すように、ゲインK1は転舵角θ1までは転舵角に関わらず「1」に設定し、転舵角θ1以降は転舵角が大きくなるほど小さくして、最終的に転舵角θ2で「0」とする。ゲインLは転舵角に関わらず「1」とする。なお転舵角は、転舵モータ１１の回転角とラック＆ピニオン１３のギヤ比から算出する。転舵角θ1,θ2は、操舵反力の立ち上がりを考慮して実験等によって求める。
【００５５】
すなわち、操舵トルクに基づいて算出した操舵反力を第１操舵反力、転舵反力に基づいて算出した操舵反力を第２操舵反力とすると、操舵反力のうち第１操舵反力の割合が小さくなるほど、第２操舵反力の割合を大きくするようにしている。
【００５６】
〔実施例５の作用〕
実施例５の車両用操舵装置では、ステアリングホイール６へ付与する操舵反力のうち操舵トルクに応じて求めた操舵反力の割合が小さくほど、転舵反力に応じて求めた操舵反力の割合が大きくなるようにした。
よって、ステアリングホイール６へ付与する操舵反力が、操舵トルクに応じて求めた操舵反力から転舵反力に応じて求めた操舵反力に移行する際に、操舵反力が急変することを防止することができ、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。
【００５７】
〔実施例５の効果〕
（８）操舵反力のうち、第１操舵反力の割合が小さくなるほど、第２操舵反力の割合を大きくするようにした。
よって、ステアリングホイール６へ付与する操舵反力が、操舵トルクに応じて求めた操舵反力から転舵反力に応じて求めた操舵反力に移行する際に、操舵反力が急変することを防止することができ、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。
【００５８】
［他の実施例］
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１ないし実施例５に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１ないし実施例５に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００５９】
例えば実施例では、転舵モータ回転角センサ１２を前輪２の転舵角を検出する転舵角センサとしても用いるが、直接前輪２の転舵角を検出するセンサを用いても良い。
また実施例では、前輪２に作用する転舵反力を検出する転舵反力センサ１４を用いているが、転舵モータ制御部１７において転舵モータ１１のトルクを算出し、その算出した転舵モータ１１のトルクを用いても良い。
【符号の説明】
【００６０】
１    車両
２    前輪（操向輪）
６    ステアリングホイール
８    操舵トルクセンサ（操舵力検出手段）
９    反力モータ（反力付与手段）
１０    反力モータ回転角センサ（操舵角検出部）
１１    転舵モータ（転舵手段）
１２    転舵モータ回転角センサ（転舵角検出部）
１４    転舵反力センサ（転舵反力検出手段）
１５    反力モータ制御部（転舵角算出手段）
【図１】
2010195183.tif 000003
【図２】
2010195183.tif 000004
【図３】
2010195183.tif 000005
【図４】
2010195183.tif 000006
【図５】
2010195183.tif 000007
【図６】
2010195183.tif 000008