(57)【要約】【課題】流体の粘性による反力の大きさを比較的自由に変化させることができる反力発生装置を得る。【解決手段】抵抗トルク発生機構７２において、ロータ９２がステアリングホイール４０と連係して回転するようにされている。一方、ハウジング９４は、自身に取り付けられた被駆動ギヤ１０４を介してモータ１００によって回転駆動される。また、ハウジング９４とロータ９２との間に介在するシリコンオイル９６によって、ハウジング９４とロータ９２との相対回転速度に応じて、反力の源力となる抵抗力が発生する。モータ１００を制御することにより、ハウジング９４の回転速度を、ハウジング９４とロータ９２との相対回転速度を増減させるように変化させることにより、上記抵抗力の大きさを増減させることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングシステムに設けられて、操作部材になされる操舵操作に対する操作反力を発生させる反力発生装置であって、
前記操作部材と連係して回転する第１回転体と、
その第１回転体の回転軸線とほぼ平行な回転軸線回りに回転可能に、かつ、その第１回転体との相対回転に伴って前記第１回転体のある設定された面とそれに対向する自身のある設定された面とが相対移動するように配設された第２回転体と、
前記互いに対向する２つの面の間に介在し、前記対向する２つの面の相対移動の抵抗となる力である抵抗力を、前記操作反力の源力として発生させる抵抗力発生流体と、
前記第２回転体の回転速度を変化させる回転速度変更機構と
を備えることを特徴とする反力発生装置。
【請求項２】
当該反力発生装置が、(a)前記抵抗力発生流体を収容して回転可能に設けられたハウジングと、(b)そのハウジング内において、前記抵抗力発生流体と接触した状態で、そのハウジングの回転軸線とほぼ一致する回転軸線回りに回転可能に、かつ、そのハウジングとの相対回転に伴ってそのハウジングの内面の少なくとも一部をなすある設定された面とそれに対向する自身のある設定された面とが相対移動するように配設されたロータとを備え、それらハウジングとロータとの一方が前記第１回転体として機能し、他方が前記第２回転体として機能する構造とされた請求項１に記載の反力発生装置。
【請求項３】
当該反力発生装置が、
車体の一部に固定的に設けられて前記ハウジングと前記ロータとを回転可能に支持するケースを備えるとともに、前記ロータが前記第１回転体として機能し、前記ハウジングが前記第２回転体として機能するものであり、
前記回転速度変更機構が、
前記ケースの内部に付設された電機子と永久磁石との一方と、ハウジングの外部に付設された前記電機子と前記永久磁石との他方とを含んで構成された電磁式モータを、前記第２回転体としての前記ハウジングに回転駆動力を付与するための動力源である回転動力源として備える請求項２に記載の反力発生装置。
【請求項４】
当該反力発生装置が、(a)前記抵抗力発生流体を収容したハウジングと、(b)それぞれが、そのハウジング内において互いにほぼ一致する回転軸線回りにそのハウジングに回転可能に、かつ、それらの間に前記抵抗力発生流体を介在させた状態で支持されるとともに、相対回転に伴ってそれぞれのある設定された面どうしが相対移動するように配設された２つのロータとを備え、それらの一方のロータである第１ロータが前記第１回転体として機能し、他方のロータである第２ロータが前記第２回転体として機能する構造とされた請求項１に記載の反力発生装置。
【請求項５】
前記回転速度変更機構が、
前記ハウジングの内部に付設された電機子と永久磁石との一方と、前記第２ロータに付設された前記電機子と前記永久磁石との他方とを含んで構成された電磁式モータを、前記第２回転体としての前記第２ロータに回転駆動力を付与するための動力源である回転動力源として備える請求項４に記載の反力発生装置。
【請求項６】
当該反力発生装置が、前記回転速度変更機構を制御することにより前記操作反力の大きさを変更する回転制御部を備える請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の反力発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングシステムに配備された反力発生装置に関し、詳しくは、流体の粘性によって反力を発生させる反力発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングシステムにおいて、反力発生装置を、例えば、運転者による操舵操作に対する反力を発生させるために用いることが検討されている。例えば、ステアバイワイヤ式のステアリングシステムは、転舵部と操作部とが機械的に分離され、電気的な制御の下、転舵部が備える動力源によって車輪を転舵させるように構成されたシステムであるため、転舵部の動きが操作部材に伝達されない。そのような場合には、操舵操作が軽くなりすぎるため、反力発生装置によって操作部材に反力を付与することが望ましいのである。下記〔特許文献１〕には、反力モータを用いて操舵操作に対する反力を付与する技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−３４９２３
【特許文献２】特開２００３−３４２５５
【特許文献３】特開２００２−３３７７１０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記〔特許文献１〕の技術では、操作部材が中立位置から回転し始めてから実際に反力が付与されるまでのタイムラグを無くすことは困難である。一方、流体の粘性による反力を付与する場合には、上記タイムラグの問題は発生しない。そのことから、発明者は操舵操作に対する反力を流体の粘性によって発生させる反力発生装置に想到した。しかし、流体の粘度が同じであれば、流体の粘性による反力を変化させることは難しい。本発明は、そういった問題を鑑みてなされたものであり、操舵操作に対する反力の大きさを、比較的自由に変化させることができ得る反力発生装置を得ることを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の反力発生装置は、ステアリングシステムに設けられて、操作部材になされる操舵操作に対する操作反力を発生させる装置であって、(a)操作部材と連係して回転する第１回転体と、(b)その第１回転体の回転軸線とほぼ平行な回転軸線回りに回転可能に、かつ、その第１回転体との相対回転に伴って第１回転体のある設定された面とそれに対向する自身のある設定された面とが相対移動するように配設された第２回転体と、(c)前記互いに対向する２つの面の間に介在し、前記対向する２つの面の相対移動の抵抗となる力である抵抗力を、前記操作反力の源力として発生させる抵抗力発生流体と、(d)前記第２回転体の回転速度を変化させる回転速度変更機構とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の反力発生装置は、上記第２回転体の回転速度を上記回転速度変更機構によって変化（例えば、増加，減少等）させることにより、第１回転体と第２回転体との相対回転速度を変化させることができ、抵抗力発生流体が発生する抵抗力を変化させることができる。すなわち、本発明の反力発生装置は、操作反力の源力である上記抵抗力の大きさを変化させることにより、操作反力の大きさを、比較的自由に変化させることができる。なお、本発明の反力発生装置の各種態様およびそれらの作用および効果については、以下の、〔発明の態様〕の項において詳しく説明する。
【発明の態様】
【０００６】
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。
【０００７】
なお、以下の各項において、(1)項が請求項１に、(4)項が請求項２に、(5)項が請求項３に、(6)項が請求項４に、(7)項が請求項５に、(8)項が請求項６に、それぞれ相当する。
【０００８】
（１）ステアリングシステムに設けられて、操作部材になされる操舵操作に対する操作反力を発生させる反力発生装置であって、
前記操作部材と連係して回転する第１回転体と、
その第１回転体の回転軸線とほぼ平行な回転軸線回りに回転可能に、かつ、その第１回転体との相対回転に伴って前記第１回転体のある設定された面とそれに対向する自身のある設定された面とが相対移動するように配設された第２回転体と、
前記互いに対向する２つの面の間に介在し、前記対向する２つの面の相対移動の抵抗となる力である抵抗力を、前記操作反力の源力として発生させる抵抗力発生流体と、
前記第２回転体の回転速度を変化させる回転速度変更機構と
を備えることを特徴とする反力発生装置。
【０００９】
通常、操作部材と連係して回転する第１回転体が抵抗力発生流体に接触していれば、その抵抗力発生流体の粘性によって操作反力の源力となる抵抗力が発生する。その場合には、抵抗力の大きさは、第１回転体の回転速度に基づいて定まり、抵抗力発生流体の粘度が変わらなければ変化しない。しかしながら、本項に記載の反力発生装置は、第１回転体と第２回転体との間に介在する抵抗力発生流体の剪断速度が、それら第１回転体と第２回転体との相対回転速度（回転速度差）に応じて変化する構造とされている。そのため、仮に第１回転体の回転速度が変化しなくとも、第２回転体の回転速度を回転速度変更機構によって変化させることにより、抵抗力発生流体の剪断速度を変化させることができ、抵抗力発生流体が発生する抵抗力を変化させることができる。その抵抗力は操作反力の源力であり、その抵抗力の大きさを変化させることにより、操作反力の大きさを変化させることができるのである。すなわち、本発明の反力発生装置は、第２回転体の回転速度を変化させることによって、操作反力の大きさを、比較的自由に変化させることができるのである。
【００１０】
具体的には、第１回転体と第２回転体との相対回転速度が減少するように第２回転体の回転速度を変化させれば、抵抗力発生流体の剪断速度が減少して、抵抗力発生流体が発生する抵抗力の大きさが減少するため、反力の大きさが減少する。逆に、第１回転体と第２回転体との相対回転速度が増加するように第２回転体の回転速度を変化させれば、抵抗力発生流体の剪断速度が増加して、抵抗力発生流体が発生する抵抗力の大きさが増加するため、反力の大きさが増加する。上述のように、本項に記載の反力発生装置によって反力の大きさを変化させることにより、例えば、後述するように、運転者の好みや，車両の走行状態等に基づいて、反力の大きさを随時変更することができる。
【００１１】
回転速度変更機構は、例えば、第２回転体を第１回転体と同じ方向に回転させてそれらの相対回転速度を減少させることや、第２回転体を第１回転体と逆の方向に回転させてそれらの相対回転速度を増加させることができる。その相対回転速度を変化させるために、回転速度変更機構を、例えば、第２回転体に加わる制動力，あるいは駆動力を変化させる機構とすることができる。仮に、第２回転体が自由に回転できるようにされているとすれば、第２回転体は、抵抗力発生流体の粘性力によって第１回転体の回転に連れ回ることとなり、第１回転体と第２回転体との相対回転速度が小さい状態となる。その連れ回る第２回転体に制動力を付与すれば、第２回転体の連れ回り量が減少し、第１回転体と第２回転体との相対回転速度が増加するのである。その制動力を付与するために、回転速度変更機構を、例えば、第２回転体の回転に対して摩擦力を発生する機構とすることができる。その機構によって第２回転体が回転する際の抵抗となる力を増加あるいは減少させることにより、第２回転体が第１回転体によって連れ回される量がそれぞれ減少，あるいは増加するため、第２回転体の回転速度をそれぞれ減少，あるいは増加させることができる。その場合には、基本的に、第２回転体の回転速度を減少させると反力が増加し、回転速度を増加させると反力が減少する。
【００１２】
また、例えば、次項に記載された態様のように、回転速度変更機構が第２回転体を回転駆動する動力源を備えるものであれば、第２回転体を駆動する力を増加あるいは減少させることにより、第２回転体の回転速度を変化させることができる。その場合には、基本的に、第１回転体の回転方向と逆向きの駆動力を増加させると相対回転速度が増加するため反力が増加し、逆向きの駆動力を減少させると相対回転速度が減少するため反力が減少する。なお、本項において、第２回転体の回転速度の変化には、例えば、単に第２回転体の回転速度を増減させること，第２回転体の回転方向を変えること（すなわち、回転速度の符号が変わることと同意である），第２回転体が回転している状態と停止している状態とを変えること（すなわち、回転速度が０である状態とそれ以外の状態）等が含まれる。
【００１３】
第１回転体，第２回転体の形状は、特に限定されず、例えば、円板状，円筒状，円柱状，球状，円錐状等の形状、あるいはそれらを組み合わせた形状等とすることができる。例えば、第１回転体および第２回転体が、円板状をなすものであれば、例えば、それらの各々の円形をした面を互いに対向させ、それらの各々の回転軸線がほぼ一致するように配設された態様とすることができる。その態様において、第１回転体および第２回転体の各々の互いに対向する円形の面が、それら各々の「設定された面」であり、抵抗力発生流体が、それら対向する面の間に介在するようにされる。また、別の例として、第１回転体および第２回転体が、円筒状をなすものであれば、例えば、第１回転体が第２回転体の内側で互いの回転軸線がほぼ一致する状態で回転させられる態様とすることができる。その態様において、例えば、第１回転体のある設定された面となる外周面と、第２回転体のある設定された面となる内周面とがそれぞれ対向し、抵抗力発生流体が、それら対向する面の間に介在するようにされる。なお、第１回転体と第２回転体とは、接触しないように設定された距離だけ互いに離間して配設されており、抵抗力発生流体が介在していない状態では、一方の回転が他方に影響を与えないようにされていることが望ましい。第１回転体と第２回転体との、上記互いに対向する面の離間距離は、小さいほど剪断速度の変化を大きくすることができる
【００１４】
第１回転体および第２回転体の互いに対向する面の各々は、回転によって互いに平行な軌道（例えば、回転軸線を中心とする円周）に沿って相対移動するようにされていることが望ましい。それは、第１回転体の回転方向における流体の剪断速度を効率よく変化させることができるからである。また、上記互いに対向する面が、比較的小さな角度（例えば、１０度）で互いに交差する軌道に沿って相対移動するようにされていてもよい。例えば、第１回転体および第２回転体の各々の回転軸線が、平行でなく、比較的小さな角度で交差している場合や、平行ではあるが、一致せずに若干ずれている場合などが該当する。そのような場合であっても、第２回転体の面の移動方向が、第１回転体の面の移動方向と平行な方向の成分を含んでいれば、第１回転体の回転方向における流体の剪断速度を変化させることができるのである。
【００１５】
本項に記載の態様において、操作部材は、特に限定されず、例えば、ステアリングホイール，操縦桿，レバー等、種々の形状のものを採用できる。その操作部材と第１回転体とを連係させるために、第１回転体を操作部材と機械的に連結することができる。例えば、第１回転体と操作部材とを、単に、回転軸によって直接的に連結することができ、その場合にはそれらが等しい回転速度で回転することとなる。また、例えば、第１回転体と操作部材とを減速機構，増速機構等を介して間接的に連結することができ、その場合にはそれらが異なる回転速度で回転することとなる。詳しくは、第１回転体が、操作部材の回転速度を一定の比率で小さく，あるいは大きくされた回転速度で回転することとなる。
【００１６】
なお、第１回転体は運転者の操舵操作によって回転させられるのであるが、例えば、車輪側からの操作部材への逆入力や、ステアリングシステムに配備された他の反力発生装置（反力モータ，ばね部材等）等によっても回転させられるようにすることもできる。すなわち、本項に記載の反力発生装置は、運転者の操作力と，ステアリングシステムに起因する操作部材を回転させる力との合力（いずれか一方が０である場合を含む）によって回転させられた操作部材の回転に対して操作反力を発生させるものとすることができる。
【００１７】
抵抗力発生流体には、例えば、オイル，グリース等を採用することができる。オイルは、例えば、シリコンオイル，化学合成油，鉱物油，植物油，またはそれらのうちの２以上のものを混合したもの等を含んで構成することができる。さらに、各種の添加剤を含んでいてもよい。シリコンオイルは、他のオイルと比較して温度変化による粘度の変化が小さいため、抵抗力発生流体に採用すれば流体の温度を一定に保ち易くなる。なお、抵抗力発生流体の粘度を一概に決定することは困難であるが、例えば、JIS K 2283:2000に規定される動粘度試験方法によって測定される動粘度が6,000（mm2/s）以上であることが望ましい。
【００１８】
（２）前記回転速度変更機構が、前記第２回転体を回転駆動するための動力源である回転動力源を備える(1)項に記載の反力発生装置。
【００１９】
回転速度変更機構が、回転動力源を備えていれば、第２回転体に、第１回転体の回転方向と同方向・逆方向に回転駆動力を付与することができる。その回転駆動力の向き，大きさを変化させることによって、操作反力の大きさを変化させることができる。動力源には、例えば、電磁式モータ，油圧モータ，空気圧モータ，超音波式モータ等を採用することができる。それら各モータを反力発生装置に採用する場合には、後述の電磁式モータの例のように、各モータを、その構成部品の一部が第２回転体に付設されたモータとすることもでき、また、別体の独立したモータとすることもできる。
【００２０】
（３）前記回転動力源が、電磁式モータである(1)項または(2)項に記載の反力発生装置。
【００２１】
電磁式モータを採用することにより、電圧・電流の制御によって、モータの回転速度，回転トルク等を制御することが容易となる。それら電磁式モータを反力発生装置に採用する場合には、電磁式モータの構成部品の一部が第２回転体に付設されたモータ、すなわち反力発生装置と一体的に設けられたモータとすることができ、また、別体の独立したモータとすることもできる。その反力発生装置と一体的に設けられたモータ，および別体に設けられたモータは、いずれも、ブラシ付モータ，ブラシレスモータ等のモータを採用することができる。
【００２２】
（４）当該反力発生装置が、(a)前記抵抗力発生流体を収容して回転可能に設けられたハウジングと、(b)そのハウジング内において、前記抵抗力発生流体と接触した状態で、そのハウジングの回転軸線とほぼ一致する回転軸線回りに回転可能に、かつ、そのハウジングとの相対回転に伴ってそのハウジングの内面の少なくとも一部をなすある設定された面とそれに対向する自身のある設定された面とが相対移動するように配設されたロータとを備え、それらハウジングとロータとの一方が前記第１回転体として機能し、他方が前記第２回転体として機能する構造とされた(1)項ないし(3)項のいずれかに記載の反力発生装置。
【００２３】
本項に記載の態様は、抵抗力発生流体を収容するハウジングが、第１回転体と第２回転体とのいずれか一方として機能する態様である。そのため、反力発生装置の構成要素を少なくすることができ、反力発生装置をシンプル，あるいはコンパクトなものにすることができる。具体的には、例えば、反力発生装置が、円板状の第１回転体が、両端が円板によって閉塞された短円筒状の第２回転体の内部で抵抗力発生流体に接した状態で回転するようにされた態様等とすることができる。その態様において、例えば、第１回転体が、第２回転体を貫通して操作部材と連係して回転する回転軸に固定されて、第２回転体とは別個にその回転軸とともに回転可能に保持されるようにすることができる。その際には、例えば、第２回転体が第１回転体とは別個に回転可能に保持され、あるいは、上記回転軸に相対回転可能かつ相対移動不能に取り付けられるようにすることができる。
【００２４】
（５）当該反力発生装置が、
車体の一部に固定的に設けられて前記ハウジングと前記ロータとを回転可能に支持するケースを備えるとともに、前記ロータが前記第１回転体として機能し、前記ハウジングが前記第２回転体として機能するものであり、
前記回転速度変更機構が、
前記ケースの内部に付設された電機子と永久磁石との一方と、ハウジングの外部に付設された前記電機子と前記永久磁石との他方とを含んで構成された電磁式モータを、前記第２回転体としての前記ハウジングに回転駆動力を付与するための動力源である回転動力源として備える(4)項に記載の反力発生装置。
【００２５】
例えば、ケースの内部に電機子を設け、ハウジングの外部に永久磁石を電機子と対向するように設ければ、電機子によって磁気を発生させることによって、永久磁石をハウジングの回転方向に動かすことができ、つまり、ハウジングに回転駆動力を作用させることができる。本項に記載の態様は、別体の電磁式モータを備える必要が無く、また、ハウジングをモータの回転子として利用するため、反力発生装置をシンプルにすることができる。なお、電機子は、例えば、鉄心等のコアとそのコアに巻回されたコイル線とを含んで構成されるものであってもよく、また、コイルを主体としてコアを有しないようなものであってもよい。
【００２６】
（６）当該反力発生装置が、(a)前記抵抗力発生流体を収容したハウジングと、(b)それぞれが、そのハウジング内において互いにほぼ一致する回転軸線回りにそのハウジングに回転可能に、かつ、それらの間に前記抵抗力発生流体を介在させた状態で支持されるとともに、相対回転に伴ってそれぞれのある設定された面どうしが相対移動するように配設された２つのロータとを備え、それらの一方のロータである第１ロータが前記第１回転体として機能し、他方のロータである第２ロータが前記第２回転体として機能する構造とされた(1)項ないし(3)項のいずれかに記載の反力発生装置。
【００２７】
本項に記載の態様は、ハウジング内に２つのロータが設けられ、第１ロータが操作部材と連係して回転し、第２ロータの回転速度が回転速度変更機構によって変更される態様である。また、本項の態様は、ハウジングを回転させることなく、比較的簡便に、反力発生装置を構成することができる。
【００２８】
（７）前記回転速度変更機構が、
前記ハウジングの内部に付設された電機子と永久磁石との一方と、前記第２ロータに付設された前記電機子と前記永久磁石との他方とを含んで構成された電磁式モータを、前記第２回転体としての前記第２ロータに回転駆動力を付与するための動力源である回転動力源として備える(6)項に記載の反力発生装置。
【００２９】
本項に記載の態様は、回転速度変更機構が電磁式モータを備えており、その電磁式モータの構成部品である電機子と永久磁石との一方がハウジングの内部に、他方が第２ロータに付設された態様である。また、本項に記載の態様は、別体の電磁式モータを備える必要が無く、また、第２ロータをモータの回転子の一部として利用するため、反力発生装置をコンパクトにすることができる。なお、電機子は、例えば、鉄心等のコアとそのコアに巻回されたコイル線とを含んで構成されるものであってもよく、また、コイルを主体としてコアを有しないようなものであってもよい。
【００３０】
（８）当該反力発生装置が、前記回転速度変更機構を制御することにより前記操作反力の大きさを変更する回転制御部を備える(1)項ないし(7)項のいずれかに記載の反力発生装置。
【００３１】
回転制御部を設けることにより、例えば、車両等の走行状態等に応じて第２回転体の回転速度，回転トルク等を適切に制御することができる。
【００３２】
（９）前記回転速度変更機構が、前記第２回転体に回転駆動力を付与するための動力源である回転動力源としての電磁式モータを備え、前記回転制御部が、前記電磁式モータの電流値をフィードバックして前記電磁式モータの制御を行うものである(8)項に記載の反力発生装置。
【００３３】
電磁式モータの電流値から、モータの駆動トルクを取得することができ、また、モータの駆動トルクから第２回転体に加わる抵抗力による生ずる抵抗トルクが取得できる。第２回転体に作用する抵抗トルクから第１回転体に作用する抵抗トルクを推測すれば、電磁式モータの電流値から第１回転体に実際に作用する抵抗トルクが推測できることになる。したがって、本項に記載の反力発生装置は、第１回転体に実際に加わる抵抗トルクと相関関係のあるモータの電流値をフィードバックして制御を行うため、より適度な反力を発生させることができる。
【００３４】
（１０）前記回転制御部が、前記第２回転体の回転速度を、前記第１回転体の回転速度に応じて変化させるように制御するものである(8)項または(9)項に記載の反力発生装置。
【００３５】
前記第２回転体の回転速度を、前記第１回転体の回転速度に応じて変化させるように制御することにより、例えば、比較的容易に、反力を一定の割合で増加，あるいは減少させることができる。そのため、あたかも、抵抗力発生流体の粘度を変化させたかのように，あるいは反力発生装置の特性を変化させたかのように、抵抗トルクを発生させることができる。
【００３６】
（１１）前記回転制御部が、前記第２回転体の回転速度を、車両の走行状態に応じて変化させるように制御するものである(8)項ないし(10)項のいずれかに記載の反力発生装置。
【００３７】
例えば、車両の場合には、走行速度，路面の摩擦係数（高μ路，低μ路等），路面の凹凸の多さ（車輪からの逆入力が多いか否か）等の状態に応じて第２回転体の回転速度等を制御することができるのである。具体的には、例えば、雪道（低μ路）を走行している状態では、急激な操舵操作を防止するため、反力が大きくなるように第２回転体の回転速度を制御することができる。
【００３８】
（１２）前記回転制御部が、前記第２回転体の回転速度を、車速に応じて変化させるように制御するものである(11)項に記載の反力発生装置。
【００３９】
例えば、車両の場合には、高速度走行時には、急激な操舵操作を防止するために反力を増加させ、低速度走行時には、操舵操作を軽快にするために反力を減少させるといった制御を行うことができ、高速走行時における操作部材の安定性と、低速走行時における操作の軽快性とを両立させることができる。また、前記第２回転体の回転速度の制御は、高速と低速との２段階で切り換えるだけでなく、３段階以上，あるいは無段階で（連続的に）切り換えることもできる。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明の一実施例およびその変形例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、決して下記の実施例に限定されるものではなく、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。
【００４１】
１.  車両用ステアリングシステムの概要．
図１に、本発明の一実施例である反力発生装置１０、およびそれを備えたステアリングシステム２０の反力の発生に関連性の深い部分を模式的に示す。ステアリングシステム２０は、操舵操作（以後、単に「操作」と称する場合がある）がなされる操作部３０と車輪を転舵する動力源たる転舵モータを備えた転舵部３２とを含んで構成されている。本実施例において、ステアリングシステム２０は、いわゆるステアバイワイヤ式のステアリングシステムとして構成されており、操作部３０と転舵部３２とが機械的に分離されている。そして、操作部３０において検出された操作に基づいて、転舵部３２が電気的に制御されることにより、車輪の転舵が行われる。
【００４２】
操作部３０は、操作部材たるステアリングホイール４０と，車体によって回転可能に保持されて一端部にステアリングホイール４０が取り付けられた回転軸たる操作軸４２と，操作軸４２の回転位置を検出するためのエンコーダ４４と，ステアリングホイール４０になされた操作に基づいて転舵部３２に制御信号を送信する電子制御装置４６とを備えている。操作軸４２は、車体に固定された保持部材４８に、軸受を介して回転可能に保持されている。ステアリングホイール４０が操舵操作によって回転させられると、すなわち回転操作されると、操作軸４２が同じ角速度で回転させられ、その操作軸４２の回転に応じてパルス信号がエンコーダ４４から電子制御装置４６に出力される。電子制御装置４６は、パルス信号に基づいて操作軸４２の回転速度，回転位置等の情報を取得し、回転位置等の情報を転舵部３２の制御を行う際に利用する。一方、電子制御装置４６からの制御信号を受信した転舵部３２は、自身が備える駆動回路によって、その制御信号に従い転舵モータに電力を供給して車輪を転舵させる。
【００４３】
本ステアリングシステム２０は、上述のように操作部３０と転舵部３２とが機械的に連結されていないため、転舵部３２の力によってステアリングホイール４０が中立位置に戻ることはない。そのため、操作部３０には、ステアリングホイール４０を中立位置に戻すための中立位置復帰機構が設けられている。その中立位置復帰機構は、捩ればね５０を備えており、その捩ればね５０の一端部が操作軸４２に固定され、他端部が車体５２に固定されている。そのため、操舵操作がなされたステアリングホイール４０とともに操作軸４２が回転させられると、捩られられた捩ればね５０は、その弾性力によって操作軸４２を中立位置に向かう向きに回転させるように付勢するのである。その結果、操作力が加わらない状態では、ステアリングホイール４０は、中立位置に向かう向きに回転させられ、中立位置で停止させられるのである。また、捩ればね５０の付勢力は操作軸４２の回転角度が大きいほど大きいものとなる。
【００４４】
２.  反力発生装置．
操作部３０には、ステアリングホイール４０を回転操作する運転者が適度な手応えを感じるように、操作軸４２の回転動作に対しての反力トルク（ステアリングホイール４０の回転方向と逆の方向に作用するトルク）を発生させる反力発生装置１０が設けられている。反力発生装置１０は、操作連係機構７０，抵抗トルク発生機構７２，および回転速度変更機構７４を含んで構成されている。操作連係機構７０は、ロータ９２をステアリングホイール４０と連係して回転させるように機械的に連結する機構であり、操作軸４２に相対回転不能に固定された大径ギヤ８０と、その大径ギヤ８０と噛み合う小径ギヤ８２とを備えている。抵抗トルク発生機構７２は、小径ギヤ８２と一体的に回転する回転軸９０，その回転軸９０と一体的に回転する第１回転体たるロータ９２，回転軸９０と相対回転可能に設けられた第２回転体たるハウジング９４，およびそのハウジング９４内部に収容された抵抗力発生流体たるシリコンオイル９６を含んで構成されている。なお、回転軸９０は、車体に固定された保持部材８８に、軸受を介して回転可能かつ移動不能に保持されている。
【００４５】
また、本実施例において、操作軸４２の回転が、大径ギヤ８０および小径ギヤ８２によって増速されて、回転軸９０が回転させられるようにされている。その回転軸９０が回転させられてロータ９２とハウジング９４とが相対回転させられると、抵抗トルク発生機構７２によって、その相対回転に対する抵抗となるトルクである抵抗トルクが発生する。その抵抗トルクは、大径ギヤ８０および小径ギヤ８２によって減速されて、反力トルクとして操作軸４２に伝達される。なお、本実施例において、大径ギヤ８０および小径ギヤ８２を含んで、操作軸４２の回転を増速して回転軸９０に伝達する増速機構が構成されている。
【００４６】
回転速度変更機構７４は、回転動力源たるモータ１００（電磁式モータである），そのモータ１００の駆動軸に固定されたスプロケット１０２，およびハウジング９４に固定されてスプロケット１０２により回転駆動されてハウジング９４に回転駆動力を伝える被駆動ギヤ１０４を含んで構成されている。モータ１００は、エンコーダを内蔵しており、そのエンコーダによって駆動軸の回転に応じてパルス信号が電子制御装置４６に出力される。また、モータ１００は、制動機構として、無励磁作動型の電磁ブレーキ１０１を備えており、モータ１００の停止時には駆動軸が回転しないように、ばね部材に付勢されたブレーキライニングのよって制動され、作動時には電磁コイルの電磁力によってブレーキが解除されて駆動軸が回転可能とされる。
【００４７】
図２に、抵抗トルク発生機構７２を拡大して示し、詳細に説明する。ハウジング９４は、外形形状が概ね短円柱状をなし、また、一方の端部が開口する第１容器体１２０と、その開口端部を塞ぐ第２容器体１２２とが液密に組み付けられて構成されている。それら第１容器体１２０および第２容器体１２２の各々の中央には、それぞれ軸穴１２６，１２８が設けられている。ハウジング９４は、それら軸穴１２６，１２８を挿通させられた回転軸９０によって、軸受１３０を介して、相対回転可能かつ相対移動不能に支持されている。また、軸穴１２６，１２８の各々と回転軸９０との間には、シール部材１３２が設けられており、ハウジング９４内部が液密な状態に保たれている。なお、第２容器体１２２には、被駆動ギヤ１０４が固定されている。
【００４８】
ロータ９２は、円板状をなしており、回転軸９０に相対回転不能かつ相対移動不能に固定され、ハウジング９４と接触しない状態でハウジング９４の回転軸線とロータ９２の回転軸線とが一致するように配設されている。そのロータ９２は、それぞれがロータ９２の設定された面である外周面１４０および円形の２つの側面１４２を有しており、それらロータ９２の３つの設定された面の各々が、それぞれがハウジング９４の設定された面である内周面１４４および円形の２つの内側面１４６の各々と対向するように配設されている。それら互いに対向する面は、ロータ９２とハウジング９４との相対回転に伴って、周方向に相対移動するようにされているのである。
【００４９】
ハウジング９４の内部にはシリコンオイル９６が充填されており、ロータ９２およびハウジング９４の、上記互いに対向する面の間にシリコンオイル９６が介在する状態とされている。そのシリコンオイル９６は、上記互いに対向する面の相対移動によって剪断され、その剪断速度に応じた抵抗力を発生させる。抵抗トルク発生機構７２は、シリコンオイル９６の抵抗力によって、ロータ９２とハウジング９４との相対回転に対する抵抗トルクを発生させるのである。
【００５０】
３.  電子制御装置．
電子制御装置４６は、コンピュータを主体とした装置であり、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ，Ｉ／Ｏ（入出力インタフェース），およびそれらをつなぐバス等を含んで構成されている。Ｉ／Ｏには、エンコーダ４４，車速度センサ２００，モード切替スイッチ２０２，および反力レベルスイッチ２０４が接続されている。また、Ｉ／Ｏには、駆動回路２１０を介してモータ１００が接続されている。さらにまた、Ｉ／Ｏには、転舵部３２が接続されている。
【００５１】
４.  反力発生装置の作動．
反力発生装置７２の作動の理解を容易にするために、まず、ハウジング９４の回転が禁止された状態で、ステアリングホイール４０の回転操作に対して発生する反力トルク（ステアリングホイール４０の回転方向と逆の方向に作用するトルク）について説明する。ステアリングホイール４０が回転操作されると、そのステアリングホイール４０の回転速度（詳しくは、回転角速度）が、ギヤ８０，８２によって一定の比率で増速されて、ロータ９２が回転する。そして、ロータ９２とハウジング９４との間に介在するシリコンオイル９６の粘性により、回転速度に応じた抵抗トルクがロータ９２に作用する。図３に、ロータ９２の回転速度と抵抗トルクとの関係を示す曲線を示す。なお、横軸に回転速度、縦軸にロータ９２に作用する抵抗トルクを表す。ステアリングホイール４０の回転速度が大きいほど、ロータ９２の回転速度が大きくなるため、抵抗トルク発生機構７２が発生する抵抗トルクが大きくなり、反力トルクも大きくなる。その回転速度と抵抗トルクとの関係、すなわち反力発生装置１０の特性は、通常、シリコンオイル９６の粘度を変えたり、反力発生装置７２の設計を変えたりしなければ変化しない。しかしながら、本実施例において、ハウジング９４の回転速度を変化させることによって、シリコンオイル９６の粘度等を変えることなく、抵抗トルクの大きさを変えることができ、反力トルクの大きさを変えることができるのである。
【００５２】
本実施例において、電子制御装置４６は、モード切替スイッチ２０２を備えており、運転者によって反力制御モードが選択される。その反力制御モードの選択によって、反力の大きさをどのように変化させるかが選択される。反力制御モードは、(i)マニュアルモード，(ii)自動切り換えモードのうちいずれかが選択される。(i)マニュアルモードは、運転者が、反力の大きさのレベルの大小を決定するモードである。そして、運転者が反力レベルスイッチ２０４によって反力レベルを切り換えない限り、選択された反力レベルは変わらない。すなわち、マニュアルモードでは、走行状態等が変化しても、反力の増減の度合いは変わらないようにされるのである。そのマニュアルモードが選択された場合には、さらに、運転者が、反力レベルスイッチ２０４によって反力レベル「大」または「小」のいずれかを選択するようにされている。運転者により、反力レベル「大」が選択された場合には、ステアリングホイール４０に、大きめの反力が付与され、反力レベル「小」が選択された場合には、ステアリングホイール４０に、小さめの反力が付与される。(ii)自動切り換えモードは、本実施例において、車速度に応じて反力レベルを自動的に切り換えるモードである。具体的には、電子制御装置４６の制御によって、高速度走行時には、急激な操作を抑制するために反力が比較的大きくされ、通常走行時には、操作を軽快にするために反力が比較的小さくされる。
【００５３】
まず、(i)マニュアルモードについて詳細に説明する。反力レベル「大」が選択された場合には、ハウジング９４が回転しないようにモータ１００が停止状態とされ、モータ１００の駆動軸が電磁ブレーキによって制動されて回転不能とされる。本実施例において、ハウジング９４を回転させない状態で発生する抵抗トルクが比較的大きくなるようにシリコンオイル９６が選択されている。そのため、ハウジング９４が回転しない状態で、ステアリングホイール４０が回転操作された際に、反力レベル「大」に相当する抵抗トルクが発生するようにされているのである。その抵抗トルクは、回転速度に応じて、図４のａに示すような曲線となる。その図４のａに示すように回転速度に応じて発生する抵抗トルクを標準抵抗トルクＴｓと称する。
【００５４】
一方、反力レベル「小」が選択された場合には、ハウジング９４がロータ９２と同じ回転方向に回転させられて、ハウジング９４とロータ９２との相対回転速度が小さくされる。ハウジング９４とロータ９２との相対回転速度が小さくなれば、シリコンオイル９６によって発生する抵抗トルクが小さくなり、ステアリングホイール４０に付与される反力トルクを小さくすることができるからである。
【００５５】
反力レベル「小」が選択された場合の電子制御装置４６によるモータ１００の制御について詳細に説明する。電子制御装置４６は、エンコーダ４４のパルス信号に基づいて、ステアリングホイール４０の回転速度を演算し、そのステアリングホイール４０の回転速度に基づいてロータ９２の回転速度を算出する。上述の標準抵抗トルクＴｓとロータ９２の回転速度との関係は電子制御装置４６の記憶部に記憶されており、算出された回転速度に対応する標準抵抗トルクＴｓが求められる。反力レベル「小」が選択された場合において、回転速度に応じて発生させるべき目標となる抵抗トルクである目標抵抗トルクＴｏの大きさは、次式に示すように、上記標準抵抗トルクＴｓに定数ＣL（ＣL＜１、例えば、０．７）が乗じられて求められる（図４のｂ）。
［式１−１］Ｔｏ＝ＣL・Ｔｓ
【００５６】
ところで、ステアリングホイール４０に付与される反力トルク（ステアリングホイール４０の回転方向と逆方向に作用するトルク）は、ロータ９２に作用するシリコンオイル９６からの抵抗トルク（ロータ９２の回転方向と逆方向に作用するトルク）が大径ギヤ８０および小径ギヤ８２によって増大させられて伝達されたトルクである。そのロータ９２がシリコンオイル９６から受ける抵抗トルクは、ロータ９２とハウジング９４との互いに対向する面が相対移動する際のシリコンオイル９６の剪断速度に応じて発生する抵抗力の作用によるものであり、ロータ９２とハウジング９４とにはそれぞれ等しい大きさで逆向きの抵抗トルクが作用することとなる。そのため、ハウジング９４がシリコンオイル９６から受ける抵抗トルクから、ロータ９２がシリコンオイル９６から受ける抵抗トルクが取得でき、さらには、ステアリングホイール４０に付与される反力トルクをも取得できるのである。また、ハウジング９４がシリコンオイル９６から受ける抵抗トルクは、モータ１００の駆動トルクに基づいて取得することができ、その駆動トルクは、駆動回路２１０によって取得されるモータ１００の電流値から推測される。すなわち、ステアリングホイール４０に付与される反力トルクの大きさは、ロータ９２が受ける抵抗トルクの大きさによって定められ、その抵抗トルクの大きさと、モータ１００の電流値との間には相関関係があるのである。
【００５７】
以上のことを踏まえてモータ１００の制御について引き続き説明する。本実施例において、ステアリングホイール４０に付与されるべき目標抵抗トルクＴｏと、モータ１００の目標となる電流値である目標電流値との関係が試験によって予め求められており、電子制御装置４６のＲＯＭ，ＲＡＭ等の記憶部に記憶されている。そのため、電子制御装置４６は、回転速度に応じた標準抵抗トルクＴｓを取得し、その標準抵抗トルクＴｓに定数ＣLを乗じて目標抵抗トルクＴｏを取得し（式１−１参照）、その目標抵抗トルクＴｏに応じた目標電流値を演算することができる。すなわち、ロータ９２の回転速度に応じた、反力レベル「小」の目標抵抗トルクＴｏを付与するための目標電流値が取得されるのである。
【００５８】
従って、ステアリングホイール４０が回転操作された際には、その回転速度に応じた上記反力レベル「小」の目標電流値が演算され、その目標電流値に基づいて駆動回路２１０を介してモータ１００に電力が供給される。また、モータ１００の実際の電流値（実電流値）が駆動回路２１０によって取得されており、その実電流値と目標電流値との偏差を減少させるように、モータ１００に供給する電力が決定され、供給される。すなわち、本実施例において、実電流値をフィードバックしてモータ１００を制御することにより、ステアリングホイール４０に付与される反力トルクが適切になるようにされているのである。以上に述べたような処理が、電子制御装置４６によって比較的短時間間隔で繰り返し行われて、ステアリングホイール４０に付与される反力トルクが制御されているのである。なお、本実施例において、電子制御装置４６は、反力トルクと相関関係のあるハウジング９４を回転駆動するモータ１００の駆動トルクを制御している。また、ハウジング９４の回転速度を制御することもでき、それについては後述する。
【００５９】
なお、モータ１００に供給される電力は、ハウジング９４をロータ９２と反対向きに回転させる駆動力が発生するようにされる。すなわち、本実施例において、モータ１００によってハウジング９４に制動力を付与することにより、ロータ９２の回転によるハウジング９４の連れ回りを抑制しているのである。その制動力を変化させることにより、ハウジング９４がロータ９２に連れ回る速度を変化させることができる。また、ハウジング９４が回転しない状態と比較して、制動力を減少させることにより、ハウジング９４の回転速度を増加させて、ハウジング９４がロータ９２に連れ回る速度を増加させ、ハウジング９４とロータ９２との相対回転速度を小さくし、シリコンオイル９６が発生する抵抗力を減少させているのである。
【００６０】
続いて、(ii)自動切り換えモードについて詳細に説明する。本モードにおいて、車速度に応じて反力レベルが４段階に自動的に変化させられる。詳しくは、設定時間内における平均車速度Ｖａが演算され、その平均車速度Ｖａが３つのしきい速度Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３）と比較されて、反力レベルが決定されるのである。
【００６１】
具体的に説明する。電子制御装置４６は、車速度センサ２００の出力信号に基づいて車速度Ｖを比較的短時間間隔毎に取得しており、設定時間前から現時点までの間の車速度Ｖの平均値である平均車速度Ｖａを演算する。その平均車速度Ｖａがしきい速度Ｖ１未満である場合には、標準抵抗トルクＴｓに定数Ｃ１が乗じられて目標抵抗トルクＴｏが取得される。その他の場合もほぼ同様であり、以下に目標抵抗トルクＴｏを求める式を示す（図５参照）。
［式２−１］Ｖａ＜Ｖ１        ：  Ｔｏ１＝Ｃ１・Ｔｓ
［式２−２］Ｖ１≦Ｖａ＜Ｖ２  ：  Ｔｏ２＝Ｃ２・Ｔｓ
［式２−３］Ｖ２≦Ｖａ＜Ｖ３  ：  Ｔｏ３＝Ｃ３・Ｔｓ
［式２−４］Ｖａ≧Ｖ３        ：  Ｔｏ４＝Ｃ４・Ｔｓ
なお、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３、かつ、０≦Ｃ１＜Ｃ２＜Ｃ３＜Ｃ４＝１とする。
【００６２】
Ｖａ≧Ｖ３の場合には、マニュアルモードにおいて、反力レベル「大」が選択された際の制御と同様な処理が行われる。すなわち、簡単に説明すると、モータ１００が電磁ブレーキ１０１によって制動されて、ハウジング９４が回転不能にされるのである。そのため、ロータ９２に対するハウジング９４の連れ回りが禁止されて、ハウジング９４とロータ９２との相対回転速度が減少しなくなり、抵抗トルクが低下しなくなる。
【００６３】
Ｖａ＜Ｖ３の場合には、それぞれ、マニュアルモードにおいて、反力レベル「小」が選択された際の制御とほぼ同様な処理が行われる。すなわち、簡単に説明すると、目標抵抗トルクＴｏ１，２，３のいずれかが取得されると、その目標抵抗トルクＴｏ１，２，３のいずれかに応じた目標電流値が演算される。そして、その目標電流値に基づいてモータ１００に供給する電力が決定され、供給される。さらに、モータ１００の実電流値がフィードバックされ、その実電流値と目標電流値との偏差を減少させるようにモータ１００に供給する電力が決定され、供給される。このような、フィードバック制御によって、ステアリングホイール４０の回転操作に対して、その平均車速度Ｖａに応じたレベルの反力が精度よく付与されるのである。
【００６４】
なお、操作部３０には、前述のように中立位置復帰機構が設けられており、ステアリングホイール４０には、中立位置復帰機構の捩ればね５０によって中立位置に戻す向きの付勢力が付与されている。そのため、いずれかの方向に回転操作された後、運転者がステアリングホイール４０を握る力を緩めた時，あるいはステアリングホイール４０から手を離した時などには、ステアリングホイール４０が捩ればね５０の付勢力によって中立位置に戻る向きに回転させられる。その際のステアリングホイール４０の回転は、直接的な操舵操作によるものではないが、そのステアリングホイール４０の回転に対しても反力発生装置１０による反力が回転速度に応じて発生させられる。すなわち、本実施例において、反力発生装置１０は、操舵操作だけでなく、それ以外のステアリングホイール４０を回転させる力に対して、反力を発生させるものとされているのである。
【００６５】
本実施例において、ロータ９２の回転速度に応じて決定される目標電流値と、フィードバックされた実電流値との偏差を減少させる制御を行っていた。その制御では、モータ１００に供給する電流を制御しており、モータ１００に供給される電流値はモータ１００の駆動トルクと相関関係があるため、上記制御を「駆動トルク制御」と称することとする。なお、その駆動トルク制御では、ハウジング９４に加わる抵抗トルクが目標抵抗トルクＴｏとなるようにモータ１００の駆動トルクが制御されていた。その駆動トルク制御に代えて、モータ１００の回転速度をフィードバックして制御することができる。その制御を「回転速度制御」と称する。その回転速度制御では、ハウジング９４の回転速度が目標となる回転速度になるようにモータ１００の回転速度が制御される。その回転速度制御について以下に説明する。なお、回転速度制御について、上記駆動トルク制御と同様な部分が多いため、異なる部分を中心に説明する。また、(i)マニュアルモードにおいて、反力レベル「大」が選択された場合、あるいは(ii)自動切り換えモードにおいて、Ｖａ≧Ｖ３であった場合には、駆動トルク制御と同様に、電磁ブレーキ１０１によってハウジング９４の回転が禁止される。
【００６６】
上記駆動トルク制御において、ハウジング９４が回転しない場合に発生すべき反力を標準抵抗トルクＴｓとして、その反力レベルに応じた目標抵抗トルクＴｏを求め、その目標抵抗トルクＴｏを実現するための目標電流値が取得された。一方、「回転速度制御」では、第１回転体たるロータ９２の回転速度ωｒ（詳しくは、回転角速度である）に基づいて、ハウジング９４の目標回転速度ωｏが演算される。具体的には、式３−１に示すように、ωｒに定数Ｄが乗じられてωｏが求められる。
［式３−１］ωｏ＝Ｄ・ωｒ
【００６７】
上記駆動トルク制御と対比する。(i)マニュアルモードにおいて、反力レベル「小」が選択された場合には、Ｄ＝ＤL（０＜ＤL＜１、例えば、０．３）とされてωｏが演算される。なお、ωｏはωｒと同符号であり、ハウジング９４はロータ９２と同じ方向に回転させられる。本実施例において、ハウジング９４が回転しない状態で、反力が比較的大きくなるようにされているため、ロータ９２とハウジング９４との相対回転速度を小さくして反力を小さくするためである。
【００６８】
また、(ii)自動切り換えモードにおいて、Ｖａ＜Ｖ３であった場合には、ωｏ１，２，３は次の式によって求められる。
［式４−１］Ｖａ＜Ｖ１        ：  ωｏ１＝Ｄ１・ωｒ
［式４−２］Ｖ１≦Ｖａ＜Ｖ２  ：  ωｏ２＝Ｄ２・ωｒ
［式４−３］Ｖ２≦Ｖａ＜Ｖ３  ：  ωｏ３＝Ｄ３・ωｒ
なお、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３、かつ、１≧Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３＞０とする。
【００６９】
一方、ハウジング９４の実回転速度（詳しくは、実際の回転角速度である）は、モータ１００の回転速度に基づいて取得される。電子制御装置４６は、モータ１００に備えられたエンコーダによって出力されるパルス信号に基づいて、モータ１００の回転速度を取得する。モータ１００とハウジング９４とはスプロケット１０２および被駆動ギヤ１０４を介して連結されており、モータ１００の実際の回転速度からハウジング９４の実回転速度を取得することができるのである。
【００７０】
従って、本回転速度制御において、フィードバックされたモータ１００の実際の回転速度から求められたハウジング９４の実回転速度と、ハウジング９４の目標回転速度ωｏとの偏差を減少させるように、モータ１００に供給する電力が決定され、供給されるのである。このような制御を行うことにより、ロータ９２の回転速度を一定の割合で減少させた場合と同様な反力を得ることができる。
【００７１】
なお、本実施例において、電子制御装置４６の、上記駆動トルク制御，回転速度制御等の制御を行う部分を含んで前記回転制御部が構成されている。なお、また、本実施例において、電磁ブレーキ１０１によってハウジング９４の回転が禁止されていたが、モータ１００が回転しないように制御することによってハウジング９４の回転を禁止することもできる。
【００７２】
本実施例において、抵抗トルク発生機構７２に、比較的高い粘度のシリコンオイル９６を用いて、ハウジング９４が回転しない状態で反力が大きくなるようにされていた。このように、比較的粘度の高い抵抗力発生流体を用いることにより、ステアリングホイール４０が停止状態から回転し始めると同時に、素早く反力を付与することができる。通常、反力モータによって反力を付与する場合には、その反力モータの回転角度を検出するセンサの分解能力，電子制御装置の演算能力等に起因して、ステアリングホイール４０が回転し始めてから反力が付与されるまでにタイムラグが生じると考えられる。しかし、抵抗力発生流体を用いた反力発生装置では、電磁気的にステアリングホイール４０の回転を検出しなくとも、ステアリングホイール４０と連係してロータ９２が回転すれば、自然とロータ９２に抵抗トルクが作用するため、素早く反力を付与することができるのである。また、高速度走行状態では、低速度走行状態と比較して、わずかな角度であったとしても回転操作が車両の走行状態へ与える影響が大きくなる。そのため、高速度走行状態において、例えば、ステアリングホイール４０が中立位置から回転し始めると同時に比較的大きな反力を付与できるため、高速直進時の操舵感を向上させることができるのである。
【００７３】
５.  変形例１．
上記実施例において、回転速度変更機構７４に、回転動力源として抵抗トルク発生機構７２とは別体のモータ１００が備えられていたが、別体のモータ１００とはせずに、モータを構成する永久磁石をハウジングに付設して、ハウジングをモータの回転子として機能させることもできる。すなわち、抵抗トルク発生機構を回転速度変更機構と一体的に構成することができるのである。その回転速度変更機構と一体的に構成された抵抗トルク発生機構は、実質的には、回転速度変更機構の回転動力源であるモータとが一体的に構成されたモータ一体型の抵抗トルク発生機構と捉えることができる。以後、回転速度変更機構と一体的に構成された抵抗トルク発生機構を、「モータ一体型の抵抗トルク発生機構」あるいは単に「抵抗トルク発生機構」と称する場合がある。図６に、モータ一体型の抵抗トルク発生機構３００を示す。なお、ロータ９２，ハウジング９４等は上記実施例とほぼ同様であり、上記実施例における符号を付して説明は省略する。
【００７４】
抵抗トルク発生機構３００は、車体に固定されたケース３０２を備えており、そのケース３０２によって、回転軸３０６が回転可能かつ移動不能に保持されている。そのケース３０２は、外形形状が概ね短円柱状をなし、また、一方の端部が開口する第１支持部材３１０と、その開口端部を塞ぐ第２支持部材３１２とが組み付けられて構成されている。それら第１支持部材３１０および第２支持部材３１２の各々の中央には、それぞれ軸穴３１６，３１８が設けられている。ケース３０２は、軸穴３１６，３１８を貫通する回転軸３０６を、軸受３２０を介して、回転可能かつ移動不能に支持しているのである。なお、上記実施例と同様に、ロータ９２は回転軸３０６に相対回転不能かつ相対移動不能に固定され、ハウジング９４は回転軸３０６に軸受１３０を介して相対回転可能かつ相対移動不能に支持されている。以上のように、ケース３０２は、回転軸３０６を介して、ロータ９２とハウジング９４とを回転可能に支持しているのである。
【００７５】
抵抗トルク発生機構３００は、電磁式モータを構成する複数の電機子３３０と複数の永久磁石３３２とを備えている。それら複数の電機子３３０および複数の永久磁石３３２の各々は、それぞれケース３０２の内周面３４０，ハウジング９４の外周面３４２に、周方向に並べられて配設されており、それら電機子３３０と永久磁石３３２とが径方向において互いに対向して相対回転するようにされている。複数の電機子３３０の各々は、コア３５０にコイル３５２が巻回されたものであり、図示を省略する配線によって駆動回路２１０に接続されている。また、複数の永久磁石３３２の各々は、図において径方向に着磁された磁石であり、周方向において隣り合う永久磁石３３２の着磁の向きが互いに逆になるように配設されている。
【００７６】
電子制御装置４６の制御により、駆動回路２１０を介して複数の電機子３３０の各々に電力が供給された際には、それら複数の電機子３３０の各々が発生する磁気によって、複数の永久磁石３３２に周方向への移動力が作用する。すなわち、本モータ一体型の抵抗トルク発生機構３００において、ケース３０２，複数の電機子３３０，ハウジング９４，および複数の永久磁石３３２を含んで電磁式モータであるモータ３６０が構成されているのである。また、モータ３６０は、永久磁石３３２が回転するブラシレスモータであり、電機子３３０に電力を供給する電源は直流とされるが、交流電源を用いることもできる。なお、本実施例において、回転速度変更機構は、モータ３６０を含んで構成されている。
【００７７】
ハウジング９４の第１支持部材３１０側の側面の外周部に、環状のコード板３６２が付設されている。そのコード板３６２の表面には、径方向に細長いラインが周に沿って多数形成されたものであり、ラインが存在する部分と存在しない部分との反射率が異なるようにされている。一方、ケース３０２には、コード板３６２の上記表面に対向するように光学センサ３６４が設けられている。その光学センサ３６４は、光源と受光素子とを有しており、光源によって光を放射し、受光素子によってコード板３６２からの反射光を検出するものである。ハウジング９４が回転するとともにコード板３６２も一体的に回転するため、光学センサ３６４は反射率の変化に伴いパルス信号を出力するのである。なお、光学センサ３６４は、図示を省略する配線によって電子制御装置４６に接続されている。電子制御装置４６は、光学センサ３６４のパルス信号に基づいてハウジング９４の回転速度を取得することができる。すなわち、コード板３６２および光学センサ３６４はエンコーダであり、上記実施例におけるモータ１００のエンコーダと同様の機能を有しているのである。
【００７８】
図７に、モータ一体型の抵抗トルク発生機構３００（すなわち、回転速度変更機構と一体的に構成された抵抗トルク発生機構）を備えた反力発生装置３７０、およびそれを備えたステアリングシステム３７２の反力の発生に関連性の深い部分を模式的に示す。反力発生装置３７０は、モータと抵抗トルク発生機構とが一体化されているため、図１に示す反力発生装置１０に比べて、コンパクトであることが分かる。本反力発生装置３７０の作動（制御を含む）については、上記反力発生装置１０の作動とほぼ同様である。なお、本反力発生装置３７０には電磁ブレーキが設けられていないため、次の場合には上記実施例とは異なる制御が行われる。(i)マニュアルモードにおいて反力レベル「大」が選択された場合、あるいは(ii)自動切り換えモードにおいて平均車速度ＶａがＶ３以上であった場合には、電子制御装置４６により、ハウジング９４が回転しないようにモータ３６０が制御される。なお、前記無励磁作動型の電磁ブレーキ１０１と同様な機能を有する制動機構をケース３０２とハウジング９４との間に設けて、その制動機構によってケース３０２とハウジング９４との相対回転を禁止することもできる。
【００７９】
上記モータ一体型の抵抗トルク発生機構３００において、電機子３３０と永久磁石３３２とが互いに径方向において対向するように配設されていたが、図８に示すモータ一体型の抵抗トルク発生機構４００（すなわち、回転速度変更機構と一体的に構成された抵抗トルク発生機構）のように、電機子３３０と永久磁石３３２とを互いに軸方向において対向するように配設することもできる。この抵抗トルク発生機構４００は、車体に固定されたケース４０２を備えており、そのケース４０２によって、回転軸３０６が回転可能かつ移動不能に保持されている。そのケース４０２は、外形形状が概ね短円柱状をなし、また、一方の端部が開口する第１支持部材４１０と、その開口端部を塞ぐ第２支持部材４１２とが組み付けられて構成されている。第１支持部材４１０の中央には、軸穴４１６が設けられており、その軸穴４１６に軸受４２０が回転不能かつ移動不能に嵌合させられている。また、第２支持部材４１２の中央には、軸受保持部４３０が設けられている。その軸受保持部４３０は、そのハウジング９４側の部分が円筒状の円筒部４３２とされており、その円筒部４２２の内周面に軸受４３６が回転不能かつ移動不能に嵌合させられている。そのケース４０２は、軸穴４１６および円筒部４３２において、それぞれ軸受４２０および軸受４３６を介して、回転軸３０６を回転可能かつ移動不能に支持しているのである。なお、上記実施例と同様に、ロータ９２は回転軸３０６に相対回転不能かつ相対移動不能に固定され、ハウジング９４は回転軸３０６に軸受１３０を介して相対回転可能かつ相対移動不能に支持されている。以上のように、ケース４０２は、回転軸３０６を介して、ロータ９２とハウジング９４とを回転可能に支持している。
【００８０】
モータ一体型の抵抗トルク発生機構４００は、電磁式モータを構成する複数の電機子３３０と複数の永久磁石３３２とを備えている。それら電機子３３０および永久磁石３３２は上記抵抗トルク発生機構３００のものと同様である。それら複数の電機子３３０と複数の永久磁石３３２との各々は、それぞれ第２支持部材４１２の内側の面の外周部４４０，ハウジング９４の第２支持部材４１２側の側面の外周部４４２に、周方向に並べられて配設されており、それら電機子３３０および永久磁石３３２が軸方向において互いに対向して相対回転するようにされている。複数の電機子３３０の各々は、コア３５０にコイル３５２が巻回されたものであり、図示を省略する配線によって駆動回路２１０に接続されている。また、複数の永久磁石３３２の各々は、図において軸方向に着磁された磁石であり、周方向において隣り合う永久磁石３３２の着磁の向きが互いに逆になるように配設されている。すなわち、本抵抗トルク発生機構４００において、上記抵抗トルク発生機構３００と同様に、ケース４０２，複数の電機子３３０，ハウジング９４，および複数の永久磁石３３２を含んで電磁式モータであるモータ４６０が構成されているのである。
【００８１】
本モータ一体型の抵抗トルク発生機構４００は、上記モータ一体型の抵抗トルク発生機構３００と同様にコンパクトであり、また、電機子３３０および永久磁石３３２の各々を、それぞれケース４０２（詳しくは、第２支持部材４１２の内側の面）の側面，ハウジング９４の側面に配設しているため、径方向の寸法をコンパクトにできるというメリットがある。その他の構成や作動（制御）については、上記抵抗トルク発生機構３００と同様であるため、抵抗トルク発生機構３００と同様の符号を付して説明を省略する。
【００８２】
６.  変形例２．
前記実施例において、抵抗トルク発生機構は、第２回転体たるハウジング９４を回転させることにより、抵抗トルクの大きさを変化させるものであった。それに対し、抵抗トルク発生機構を、図９に示すように、ハウジングが車体に固定され、そのハウジング内に、第１回転体たる第１ロータと、その第１ロータの回転軸線と一致する軸線回りに回転する第２回転体たる第２ロータとの２つのロータを備えた抵抗トルク発生機構５００とすることができる。また、図１０に、抵抗トルク発生機構５００を備えた反力発生装置５０１、およびそれを備えたステアリングシステム５０２の反力の発生に関連性の深い部分を模式的に示す。なお、本ステアリングシステム５０２は、前述のステアリングシステム２０（図１），３７２（図８）と同様な部分が多く、同様な部分についてはそれらと同じ符号を付して説明を省略する。
【００８３】
抵抗トルク発生機構５００は、内部にシリコンオイル５０３を収容したハウジング５０４と、そのハウジング５０４に回転可能かつ移動不能に支持された回転軸５０６と、その回転軸５０６に相対回転不能かつ相対移動不能に固定された第１ロータ５１０と、回転軸５０４に相対回転可能かつ相対移動不能に支持された第２ロータ５１２とを備えている。ハウジング５０４は、外形形状が概ね短円柱状をなし、また、一方の端部が開口する第１容器体５２０と、その開口端部を塞ぐ第２容器体５２２とが液密に組み付けられて構成されている。それら第１容器体５２０および第２容器体５２２の各々の中央には、それぞれ軸穴５２６，５２８が設けられている。ハウジング５０４は、それら軸穴５２６，５２８を挿通させられた回転軸５０６によって、軸受５３０を介して、相対回転可能かつ相対移動不能に支持されている。また、軸穴５２６，５２８の各々と回転軸５０６との間には、シール部材５３２が設けられており、ハウジング５０４内部が液密な状態に保たれている。
【００８４】
第１ロータ５１０は、円板状をなしており、回転軸９０に相対回転不能かつ相対移動不能に固定され、その第１容器体５２０側の面が第１容器体５２０の内壁面に対向するように配設されている。第２ロータ５１２は、扁平な円柱形状をなしており、回転軸９０に相対回転可能かつ相対移動不能に固定され、その第１容器体５２０側の面５４０が第１ロータ５１０の第２容器体５２２側の面５４２と対向するように配設されている。具体的には、第２ロータ５１２の中央には、貫通穴である被支持穴５４６が回転軸線方向に設けられており、第２ロータ５１２は、被支持穴５４６において回転軸５０６に軸受５５０を介して回転可能に支持されている。また、回転軸５０６には２つの軸受５５０に挟まれるように大径部５５２が設けられており、その大径部５５２によって軸受５５０の軸方向の移動が禁止され、第２ロータ５１２の軸方向の移動が禁止されている。本抵抗トルク発生機構５００において、第１ロータ５１０と第２ロータ５１２との相対回転に伴い、第１ロータ５１０の設定された面である面５４２と、第２ロータ５１２の設定された面である面５４０とが周方向において相対移動するようにされている。
【００８５】
また、抵抗トルク発生機構５００は、モータ一体型の抵抗トルク発生機構（すなわち、回転速度変更機構と一体的に構成された抵抗トルク発生機構）とされており、電磁式モータを構成する複数の電機子３３０および複数の永久磁石３３２を備えている。複数の電機子３３０および複数の永久磁石３３２の各々は、それぞれ第１容器体５２０の内周面５５４，第２ロータ５１２の外周部に周方向に並べられて配設されている。なお、第２ロータ５１２の外周部において、その軸方向の２つの側面から外径方向に延び出した２つの鍔部５５６を有している。それら２つの鍔部５５６および第２ロータ５１２の外周面５５８に囲まれ、外周側に開いた空間に複数の永久磁石３３２が固定されているのである。それら複数の永久磁石３３２の各々は、図において径方向に着磁された磁石であり、周方向において隣り合う永久磁石３３２の着磁の向きが互いに逆になるように配設されている。また、複数の電機子３３０の各々は、コア３５０にコイル３５２が巻回されたものであり、図示を省略する配線によって駆動回路２１０に接続されている。
【００８６】
なお、第２ロータ５１２の第２容器体５２２側の側面の内周部（被支持穴５４６の外周部）には、環状のマグネット５７０が、第２ロータ５１２と同軸的に付設されている。そのマグネット５７０は、周方向において多極着磁されており、軸方向の面において、周に沿って着磁の向きが多数回反転するようにされている。一方、第２容器体５２２の内側面の中央にマグネット５７０と同様な径の環状の基板支持部５７２が設けられており、その基板支持部５７２にＦＧ（周波数発電機）基板５７４がマグネット５７０と対向するように付設されている。そのＦＧ基板５７４は、周に沿って配置された矩形状の検出パターンが導電部材によって形成されており、マグネット５７０が回転した際には、その導電部材に電圧が発生するようにされている。また、ＦＧ基板５７４は、図示を省略する配線を介して電子制御装置４６に接続されている。そのため、電子制御装置４６は、ＦＧ基板５７４に発生する電圧に基づいて、マグネット５７０の回転速度、すなわち第２ロータ５１２の回転速度を取得することができる。
【００８７】
以上のような構成により、電子制御装置４６の制御により、駆動回路２１０から複数の電機子３３０に電力が供給され、第２ロータ５１２に回転駆動力が作用するのである。なお、本抵抗トルク発生機構５００において、ケース５０４，電機子３３０，第２ロータ５１２，および永久磁石３３２を含んで、抵抗トルク発生機構と一体的に設けられた電磁式モータたるモータ５６０が構成されている。
【００８８】
本抵抗トルク発生機構５００の作動（制御を含む）については、上記抵抗トルク発生機構７２の作動と同様な部分が多いため、異なる部分を中心に説明する。ハウジング５０４の内部には上述のようにシリコンオイル５０３が充填されており、第１ロータ５１０および第２ロータ５１２の、上記互いに対向する面５４２，５４０の間にシリコンオイル５０４が介在する状態とされている。また、第１ロータ５１０と第１容器体５２０との間にもシリコンオイル５０３が介在しており、第１ロータ５１０が回転する際には、第１ロータ５１０と第１容器体５２０との相対回転に対する抵抗トルクＴ１と、第１ロータ５１０と第２ロータ５１２との相対回転に対する抵抗トルクＴ２とが発生することとなる。本抵抗トルク発生機構５００は、モータ５６０によって第２ロータ５１２の回転速度を変化させることによって、第１ロータ５１０と第２ロータ５１２との相対回転速度を変化させることができ、それらの間に発生する抵抗トルクＴ２の大きさを変化させることができるのである。
【００８９】
本反力発生装置５０１においても、前述の反力発生装置１０における「駆動トルク制御」とほぼ同様の制御が行われる。しかしながら、本抵抗トルク発生機構５００において、上述の抵抗トルクＴ１，あるいは第２ロータ５１２と第２容器体５２２との相対回転に対する抵抗トルクＴ３の影響を考慮しなければならないため、やや複雑になる。以下に、前述の反力発生装置１０における制御と対比しながら異なる部分を中心に説明する。なお、本反力発生装置５０１には電磁ブレーキが設けられていないため、次の場合には前記実施例とは異なる制御が行われる。(i)マニュアルモードにおいて反力レベル「大」が選択された場合、および(ii)自動切り換えモードにおいて平均車速度ＶａがＶ３以上であった場合には、電子制御装置４６により、第２ロータ５１２が回転しないように制御される。なお、前記無励磁作動型の電磁ブレーキ１０１と同様の機能を有する制動機構を設けて、その制動機構によって第２ロータ５１２の回転を禁止することもできる。
【００９０】
まず、前述の制御と同様に、第１回転体たる第１ロータ５１０の回転速度（詳しくは、回転角速度）に応じた標準抵抗トルクＴｓが取得され、その標準抵抗トルクＴｓに定数が乗じられて目標抵抗トルクＴｏが求められる。標準抵抗トルクＴｓは、第２ロータ５１２の回転が禁止された状態において、第１ロータ５１０の回転速度に応じて発生する反力トルクであり、その標準抵抗トルクＴｓと回転速度との関係が電子制御装置４６の記憶部に記憶されている。なお、本抵抗トルク発生機構５００においても、抵抗トルク発生機構７２と同様に、第２ロータ５１２が回転しない状態で、反力が高くなるようにシリコンオイル５０３の粘度が設定されている。目標抵抗トルクＴｏは、次式に示すように、Ｔｓに定数Ｅが乗じられて求められる。
［式５−１］Ｔｏ＝Ｅ・Ｔｓ
【００９１】
上記目標抵抗トルクＴｏは、(i)マニュアルモードにおいて反力レベル「小」が選択された場合には、Ｅ＝ＥＬ（ＥＬ＜１、例えば、０．７）とされて求められる。また、(ii)自動切り換えモードにおいて平均車速度ＶａがＶ３未満であった場合には、次に示すようにして求められる。
［式５−２］Ｖａ＜Ｖ１        ：  Ｔｏ１＝Ｅ１・Ｔｓ
［式５−３］Ｖ１≦Ｖａ＜Ｖ２  ：  Ｔｏ２＝Ｅ２・Ｔｓ
［式５−４］Ｖ２≦Ｖａ＜Ｖ３  ：  Ｔｏ３＝Ｅ３・Ｔｓ
なお、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３、かつ、０≦Ｅ１＜Ｅ２＜Ｅ３＜１とする。
【００９２】
上記目標抵抗トルクＴｏL、Ｔｏ１，２，３はいずれも標準抵抗トルクＴｓよりも小さいため、反力が小さくなるように第２ロータ５１２が第１ロータ５１０と同じ方向に回転させられる。なお、駆動トルク制御では、その目標抵抗トルクＴｏを実現するためのモータ５６０の目標電流値を算出するのであるが、本抵抗トルク発生機構５００の場合は、上述のＴ１，Ｔ３の影響を考慮して、上記目標電流値が算出される。その目標電流値の算出について以下に説明する。
【００９３】
第１ロータ５１０に作用する抵抗トルクは、上述の抵抗トルクＴ１と抵抗トルクＴ２との和であり、抵抗トルクＴ１は第１ロータ５１０の回転速度によって定まる。その抵抗トルクＴ１の大きさは、発明の理解を容易にするために、単純に、標準抵抗トルクＴｓの半分とする。すなわち、第１ロータ５１０の回転速度に応じた標準抵抗トルクＴｓの半分の値が抵抗トルクＴ１とされるのである。なお、第２ロータ５１２を第１ロータ５１０と同じ回転速度で同じ方向に回転させた状態において第１ロータ５１０に作用する抵抗トルクの大きさを、予め試験により測定することもできる。
【００９４】
抵抗トルクＴ２の目標となる目標抵抗トルクＴ２ｏは、目標抵抗トルクＴｏからＴ１を引くことによって求められる。
［式５−５］Ｔ２ｏ＝Ｔｏ−Ｔ１
一方、実際の抵抗トルクＴ２の大きさは、第１ロータ５１０と第２ロータ５１２との相対回転速度と相関関係があり、それらの関係は電子制御装置４６の記憶部に記憶されている。そのため、式５−５で求められた目標抵抗トルクＴ２ｏを発生させるための相対回転速度が求められ、その相対回転速度と第１ロータ５１０の回転速度（詳しくは、回転角速度である）とに基づいて、第２ロータ５１２の回転速度（詳しくは、回転角速度である）が算出される。なお、次に示すように、第１ロータ５１０の回転速度ω１から第２ロータ５１２の回転速度ω２を引くことによって相対回転速度Δωを求めることができる。また、ω１からΔωを引くことによってω２を求めることができる。
［式５−６］Δω＝ω１−ω２
［式５−７］ω２＝ω１−Δω
【００９５】
式５−７で算出されたω２に基づいて、第２ロータ５１２の回転速度を制御することもできるが、その制御については後述する。ここで、第２ロータ５１２に作用する抵抗トルクＴMは、抵抗トルクＴ２と抵抗トルクＴ３との和である。回転速度ω２における抵抗トルクＴ２の大きさは式５−５によって既に求められている。一方、抵抗トルクＴ３の大きさは、発明の理解を容易にするために、単純に、標準抵抗トルクＴｓの半分とする。なお、第２ロータ５１２を第１ロータ５１０と同じ回転速度で同じ方向に回転させた状態において、第２ロータ５１２に作用する抵抗トルクの大きさを予め試験により測定し、電子制御装置４６の記憶部に記憶させておくこともできる。よって、抵抗トルクＴ３の大きさは、回転速度ω２における標準抵抗トルクＴｓの半分とされる。その結果、第２ロータ５１２に作用する抵抗トルクＴMが算出される。また、前述と同様に、抵抗トルクＴMとモータ５６０の電流値との関係は、電子制御装置４６の記憶部に記憶されており、その抵抗トルクＴMを実現するための目標電流値が取得される。
【００９６】
一方、モータ５６０の実際の電流値である実電流値は、駆動回路２１０によって測定されている。そして、前述と同様に、電子制御装置４６によって、フィードバックされた実電流値と、目標電流値との偏差が減少するように、モータ５６０に供給する電力が決定され、供給されるのである。以上に述べたような処理が、電子制御装置４６によって短時間間隔毎に繰り返し実行されて、ステアリングホイール４０に適切な反力を付与することができるのである。
【００９７】
以上に述べた「駆動トルク制御」に代えて、「回転速度制御」を行うこともできる。
その回転速度制御において、前述の反力発生装置１０の制御と同様に、第１回転体たる第１ロータ５１０の回転速度ωｒに定数Ｆ（０≦Ｆ≦１）を乗じて、第２回転体たる第２ロータ５１２の目標回転速度ωｏを求めることができる。一方、第２ロータ５１２の回転に伴い、上述のＦＧ基板５７４が発生する電圧に基づいて、第２ロータ５１２の実回転速度が、電子制御装置４６によって取得される。そのため、電子制御装置４６により、フィードバックされた実回転速度と目標回転速度ωｏとの偏差が減少するようにモータ５６０に供給する電力が決定され、供給される。このような処理が、電子制御装置４６によって短時間間隔毎に繰り返し実行され、ステアリングホイール４０に適切な反力が付与される。
【００９８】
また、上述の回転速度制御とは、第２ロータ５１２の目標回転速度ωｏを、上記とは異なる方法で決定することもできる。前述の式５−７によって求められた回転速度ω２を目標回転速度として制御することもできるのである。そうすることにより、上述の駆動トルク制御よりも処理が少なくなり、制御が容易になる。
【００９９】
本反力発生装置５０１は、モータと抵抗トルク発生機構とが一体化されており、また、ハウジング５０４を回転させなくてもよいため、非常にコンパクトである。
【０１００】
７.  その他の変形例．
上記抵抗トルク発生機構７２，３００，４００，５００は、比較的高い粘度のシリコンオイルを用いて、第２回転体たるハウジング等が回転しない状態で反力が大きくなるようにされていた。そのシリコンオイルよりも低い粘度のシリコンオイルを用いることができる。その場合には、反力を大きくするには、第２回転体たるハウジング等を第１回転体たるロータ等と逆向きに回転させればよく、反力を小さくするには、ハウジング等をロータ等と同じ向きに回転させればよいのである。
【０１０１】
上記抵抗トルク発生機構７２，３００，４００では、ロータ９２が第１回転体として、ハウジング９４が第２回転体として機能していたが、逆にハウジング９４が第１回転体として、ロータ９２が第２回転体として機能するようにすることもできる。上記ステアリングシステム２０，３７２，５０２では、反力発生装置が、ステアバイワイヤ式のステアリングシステムに配備された例を示したが、一般的な、パワーステアリング式のステアリングシステム等に配備することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の実施例である反力発生装置を備えたステアリングシステムの概略構成を示す回路図である。
【図２】上記反力発生装置の抵抗トルク発生機構を拡大して示す図である。
【図３】上記抵抗トルク発生機構において、ロータの回転速度と発生する抵抗トルクとの関係を示す図である。
【図４】上記反力発生装置の反力レベル「大」および「小」が選択された場合の抵抗トルクを示す図である。
【図５】上記反力発生装置において、車速度に応じて反力レベルを変化させる場合の抵抗トルクを示す図である。
【図６】上記とは別の抵抗トルク発生機構を示す図である。
【図７】上記とは別の抵抗トルク発生機構を配備したステアリングシステムの概略構成を示す回路図である。
【図８】上記とはさらに別の抵抗トルク発生機構を示す図である。
【図９】上記とはさらに別の抵抗トルク発生機構を配備したステアリングシステムの概略構成を示す回路図である。
【図１０】上記とはさらに別の抵抗トルク発生機構を示す図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１０：反力発生装置    ２０：ステアリングシステム    ３０：操作部    ３２：転舵部    ４０：ステアリングホイール（操作部材）    ４２：操作軸    ４４：エンコーダ    ４６：電子制御装置    ７０：操作連係機構    ７２：抵抗トルク発生機構    ７４：回転速度変更機構    ９０：回転軸    ９２：ロータ（第１回転体）    ９４：ハウジング（第２回転体）    ９６：シリコンオイル（抵抗力発生流体）    １００：モータ（電磁式モータ）    １２０：第１容器体    １２２：第２容器体    １４０：外周面（設定された面）    １４２：側面（設定された面）    １４４：内周面（設定された面）    １４６：内側面（設定された面）    ２０２：モード切替スイッチ    ２０４：反力レベルスイッチ    ２１０：駆動回路    ３００：抵抗トルク発生機構    ３０２：ケース    ３０６：回転軸    ３１０：第１支持部材    ３１２：第２支持部材    ３３０：電機子    ３３２：永久磁石    ３６０：モータ（電磁式モータ）    ３７０：反力発生装置    ３７２：ステアリングシステム    ４００：抵抗トルク発生機構    ４０２：ケース    ４１０：第１支持部材    ４１２：第２支持部材    ４３０：軸受保持部    ４６０：モータ（電磁式モータ）    ５００：抵抗トルク発生機構    ５０１：反力発生装置    ５０２：ステアリングシステム    ５０３：シリコンオイル（抵抗力発生流体）    ５０４：ハウジング    ５１０：第１ロータ    ５１２：第２ロータ    ５４０：面（設定された面）    ５４２：面（設定された面）    ５６０：モータ（電磁式モータ）
【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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