(57)【要約】【課題】ステアリングバイワイヤシステムが採用されている車両において乗員に適切な操舵感を伴わせ続けるステアリング装置を提供すること。【解決手段】ステアリングバイワイヤシステムを備えた車両に設けられるステアリング装置において、車室内に配置されるステアリングホイールの回転に合わせて回転可能なシャフト部と、前記シャフト部の回転に対して逆方向の力である第一反力を前記シャフト部に付与する第一反力部材と、前記シャフト部の回転に対して逆方向の力であり、前記第一反力とは別の第二反力の前記シャフト部への付与及び解除を切替え可能な第二反力部材と、を備え、前記第二反力部材は、前記第一反力が低下したときに前記第二反力を前記シャフト部に付与する、ステアリング装置。【選択図】図１
2019064399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングバイワイヤシステムを備えた車両に設けられるステアリング装置において、
車室内に配置されるステアリングホイールの回転に合わせて回転可能なシャフト部と、
前記シャフト部の回転に対して逆方向の力である第一反力を前記シャフト部に付与する第一反力部材と、
前記シャフト部の回転に対して逆方向の力であり、前記第一反力とは別の第二反力の前記シャフト部への付与及び解除を切替え可能な第二反力部材と、を備え、
前記第二反力部材は、前記第一反力が低下したときに前記第二反力を前記シャフト部に付与する、
ステアリング装置。
【請求項２】
前記第一反力部材は、前記シャフト部の周囲に配置される弾性部材を有し、
前記弾性部材は、回転する前記シャフト部に当接することで前記シャフト部に前記第一反力を付与する、
請求項１に記載のステアリング装置。
【請求項３】
前記第二反力部材による前記第二反力の付与は、前記第一反力が所定のしきい値より小さくなったときに行われ、
前記しきい値は、前記第一反力の大きさと前記シャフト部の回転角度との相関、前記シャフト部の回転角速度、及び、前記シャフト部の回転角速度の変化率の少なくともいずれかに基づいて設定される、
請求項１又は２に記載のステアリング装置。
【請求項４】
前記第二反力部材による前記第二反力の付与は、前記第一反力が所定の第二しきい値より大きくなったときに行われ、
前記第二しきい値は、前記第一反力の低下が生じ得る前記第一反力の大きさ、前記シャフト部の回転角度、前記シャフト部の回転角速度、及び、これらの変化率の少なくともいずれかに基づいて設定される、
請求項１〜３のいずれかに記載のステアリング装置。
【請求項５】
前記第二反力部材による前記第二反力の付与は、前記第一反力が所定の第二しきい値より小さくなったときに行われ、
前記第二しきい値は、前記第一反力の低下が生じ得る前記第一反力の大きさ、前記シャフト部の回転角度、前記シャフト部の回転角速度、及び、これらの変化率の少なくともいずれかに基づいて設定される、
請求項１〜３のいずれかに記載のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリング装置に関し、特にステアリングバイワイヤシステムが採用されている車両において乗員に適切な操舵感を伴わせ続けるステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来においては、ステアリングバイワイヤシステムが採用された車両における操舵に対して反力を付与するものとして、例えば特許文献１に記載された、ステアリングホイールと共に回転する操作側シャフトと、操作側シャフトに反力を伝達するモータ出力軸及びモータとを備えた反力アクチュエータなどがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１５９８９５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、上述のようなモータなどを用いる反力付与機構を用いると、操舵反力の立ち上がりが遅くなる又は急激過ぎるなどの事態が発生する可能性があった。これに鑑みて、操舵反力の立ち上がりを適切なものとするための別の反力付与機構を採用することが考えられる。
なお、立ち上がりが適切な操舵反力が実現したとしても、操舵と中で反力が低下することもあった。
【０００５】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、ステアリングバイワイヤシステムが採用されている車両において乗員に適切な操舵感を伴わせ続けるステアリング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】
前記課題を解決するための手段として、ステアリング装置は、ステアリングバイワイヤシステムを備えた車両に設けられるステアリング装置において、車室内に配置されるステアリングホイールの回転に合わせて回転可能なシャフト部と、前記シャフト部の回転に対して逆方向の力である第一反力を前記シャフト部に付与する第一反力部材と、前記シャフト部の回転に対して逆方向の力であり、前記第一反力とは別の第二反力の前記シャフト部への付与及び解除を切替え可能な第二反力部材と、を備え、前記第二反力部材は、前記第一反力が低下したときに前記第二反力を前記シャフト部に付与する。
【０００７】
ステアリング装置において、前記第一反力部材は、前記シャフト部の周囲に配置される弾性部材を有し、前記弾性部材は、回転する前記シャフト部に当接することで前記シャフト部に前記第一反力を付与することが好ましい。
【０００８】
ステアリング装置において、前記第二反力部材による前記第二反力の付与は、前記第一反力が所定のしきい値より小さくなったときに行われ、前記しきい値は、前記第一反力の大きさと前記シャフト部の回転角度との相関、前記シャフト部の回転角速度、及び、前記シャフト部の回転角速度の変化率の少なくともいずれかに基づいて設定されることが好ましい。
【０００９】
ステアリング装置において、前記第二反力部材による前記第二反力の付与は、前記第一反力が所定の第二しきい値より大きくなったときに行われ、前記第二しきい値は、前記第一反力の低下が生じ得る前記第一反力の大きさ、前記シャフト部の回転角度、前記シャフト部の回転角速度、及び、これらの変化率の少なくともいずれかに基づいて設定されることが好ましい。
【００１０】
ステアリング装置において、前記第二反力部材による前記第二反力の付与は、前記第一反力が所定の第二しきい値より小さくなったときに行われ、前記第二しきい値は、前記第一反力の低下が生じ得る前記第一反力の大きさ、前記シャフト部の回転角度、前記シャフト部の回転角速度、及び、これらの変化率の少なくともいずれかに基づいて設定されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、第一反力部材によりシャフト部に操舵反力を付与しているときに、第一反力が低下すると第二反力が付与されるので、乗員からすれば操舵反力の低下が僅か、又は低下していないと感じることで、第一反力の低下に起因した乗員の操舵感の違和感を低減又は解消し、結果としてステアリングバイワイヤシステムが採用されている車両において乗員に適切な操舵感を伴わせ続けるステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明に係るステアリング装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示したステアリング装置においてシャフト部の軸線に略直交する方向にシャフト部及び第一反力部材を切断したときの断面図である。
【図３】図３は、図１に示したステアリング装置を用いてシャフト部に操舵反力を付与する際の制御フローについて示すフローチャート図である。
【図４】図４は、図１に示したステアリング装置を用いてシャフト部にしきい値に基づいた操舵反力を付与する際の制御フローについて示すフローチャート図である。
【図５】図５は、図１に示したステアリング装置を用いてシャフト部に第二しきい値に基づいた操舵反力を付与する際の制御フローについて示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係るステアリング装置は、ピニオン及びラックを設けずに、操舵角及び操舵角速度などを電気的に検知可能なステアリングバイワイヤシステムを備えて成る適宜の車両に適用することができる。本発明に係るステアリング装置の一実施形態について、図面を参照しつつ以下に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係るステアリング装置の一実施形態であるステアリング装置１の一部を概略的に示す斜視図である。
【００１５】
図１に示すように、ステアリング装置１は、ステアリングホイールＷと、シャフト部２と、第一反力部材３と、第二反力部材４と、検知部５と、制御部６とを備える。
【００１６】
ステアリングホイールＷは、乗員が把持して操舵を行うものであり、基本的に円形部材として車室内に配置される。ステアリングホイールＷは、その略円形状の中心軸を中心として回転可能となっている。
【００１７】
シャフト部２は、ステアリングホイールＷから車両前方に延在し、ステアリングホイールＷの回転に合わせて回転可能である。シャフト部２は、車体構成部材などに対して、回転可能にかつ固定的に取付けられる。ステアリングホイールＷの回転軸と、シャフト部２の回転軸とは、略一致するように配置される。
ステアリングバイワイヤシステムが採用された車両では、ステアリングホイールＷと車輪とをピニオン及びラックなどの機械的構造体によって接続する必要が無いので、シャフト部２の長さは、ステアリングホイールＷの操舵角及び操舵角速度を検知するセンサが取付け可能な限り、特に制限されない。
また、シャフト部２に取付けられるセンサの位置は、後述の第一反力部材３及び第二反力部材４に対して車両前方及び後方のいずれであっても良い。
【００１８】
第一反力部材３は、シャフト部２の回転に対して逆方向の力である第一反力をシャフト部２に付与する。第一反力部材３は、回転などが生じないように車体構成部材などに固定されて、配置される。第一反力部材３については、図２を参照しつつ後述する。
【００１９】
第二反力部材４は、シャフト部２の回転に対して逆方向の力であり、第一反力とは別の第二反力をシャフト部２に付与する。なお、第二反力部材４は、第二反力のシャフト部２への付与及び解除を切替え可能であると共に、第二反力の大きさを調整可能である。第二反力部材４は、第一反力部材３による第一反力が低下したときに、第二反力をシャフト部２に付与する。
第二反力部材４は、第二反力を発生させるために電気的に駆動及び停止が可能になっており、例えばシャフト部２とは逆方向の回転を発生可能なモータを用いたモータ反力付与ユニットなどを採用することができる。本発明における第二反力部材としては、ステアリングバイワイヤシステムを備えた車両の操舵に対して操舵反力を付与することのできる種々の装置、部材などを用いることができる。
【００２０】
検知部５は、シャフト部２の回転角度、シャフト部２の回転角速度、シャフト部２に作用する操舵反力（第一反力及び第二反力）及びこれらの変化率などを検知する。検知部５としては適宜のセンサなどを用いることができる。検知部５が検知した様々な情報は、制御部６に出力可能となっている。
【００２１】
制御部６は、検知部５の検知結果に基づいて第二反力部材４の駆動を制御する。制御部６としては適宜の演算処理装置を用いることができる。制御部６は、検知部５の検知結果に応じたしきい値の設定が可能であり、このしきい値に基づいた第二反力部材４の駆動制御を行うこともできる。
第二反力部材４、検知部５及び制御部６については、図３〜５を参照しつつ後述する。
【００２２】
ここで、図２を参照しつつ第一反力部材３について説明する。
図２は、図１に示したステアリング装置１においてシャフト部２の軸線に略直交する方向にシャフト部２及び第一反力部材３を切断したときの断面図である。
【００２３】
図２に示すように、第一反力部材３は、外筒部３１と弾性部材３２とを有する。
【００２４】
外筒部３１は、シャフト部２の一部が挿通される筒体である。外筒部３１は、回転などが生じないように固定されて、配置される。シャフト部２は外筒部３１の内側に、それぞれの軸線が略一致するように配置されている。弾性部材３２は、シャフト部２の周囲に設けられる弾性体であり、シャフト部２の外面と外筒部３１の内面との間に配置され、外筒部３１に固定的に取付けられている。弾性部材３２は、シャフト部２に臨む部位がシャフト部２の外面に圧接されて配置されるが、シャフト部２に対する固定はされていない。
【００２５】
シャフト部２は、図２に示した断面が円形状を成している。
弾性部材３２は、シャフト部２の外面を３方向から支持するように３箇所に設けられる。弾性部材３２のシャフト部２の外面に臨む部位は、シャフト部２の外面に合わせて形成されている。
【００２６】
シャフト部２及び外筒部３１は、多数の操舵を行っても変形しにくい剛性を有している限り様々な材料を選択することができ、例えば金属、合成樹脂、又は炭素繊維などを用いて形成可能である。また、弾性部材３２は、後述するシャフト部２への操舵反力である第一反力を付与し得る程度のヤング率、又は復元性を有している限り様々な材料を選択することができ、例えばエラストマーなどを用いることができる。
【００２７】
乗員が上記ステアリングホイールＷを回転させることで操舵を行った場合、シャフト部２もステアリングホイールＷと同方向及び同程度の回転が生じる。
シャフト部２は上記ステアリングホイールＷと共に回転するのに対して、外筒部３１、及び、外筒部３１に取付けられている弾性部材３２は回転しない。シャフト部２が回転すると、シャフト部２に圧接されて成る弾性部材３２とシャフト部２との間で摩擦が発生する。この摩擦により、弾性部材３２におけるシャフト部２への圧接部位が弾性変形する。第一反力部材３によるシャフト部２への第一反力の付与は、弾性部材３２が回転するシャフト部２に当接することで行われる。つまり、乗員は、上記ステアリングホイールＷを回転させる際に、シャフト部２を介して弾性部材３２の変形に必要な力を、操舵反力（第一反力）として感じることとなる。
【００２８】
なお、本実施形態のように弾性部材を用いた第一反力部材３を採用することで、第一反力の立ち上がり形態を、ラック及びピニオンを採用している既存の車両における操舵反力の立ち上がり形態に似せることができる。つまり、操舵反力の立ち上がりが遅い又は急激に立ち上がるなどの乗員の操舵感に係る違和感が生じにくいので好ましい。
【００２９】
しかしながら、ステアリングバイワイヤシステムを採用した車両において第一反力部材３のように操舵反力の発生を電気的なオンオフではなく機械的な機構で行う場合、操舵角、つまりシャフト部２の回転角度が一定以上になると操舵反力（第一反力）が低下することがあった。
この場合、乗員が上記ステアリングホイールＷを回転させ続けていくと、ある程度回転させたところで回転に必要な力が低下することで、乗員は操舵が軽くなり、ステアリングホイールＷの回転に対して操舵方向に抜けが発生したような感覚を伴うことがあった。操舵方向に軽くなって抜けたような感覚は、乗員の操舵感に係る違和感につながる可能性があった。
【００３０】
なお、ステアリングバイワイヤシステムを採用していない既存の車両では、ステアリングホイール、ラック、ピニオン、複数のシャフト部材、及び車輪などの一連の操舵機構が機械的に連結している。このような従来の機械的な操舵機構では、操舵を行うと操舵反力として操舵に抵抗力が生じ、更にステアリングホイールの回転と共に操舵反力が増大していく、又は、操舵角が一定以上となると操舵反力も一定状態又は微増状態となるものである。このような操舵反力と乗員の操舵のための力とがつりあうことで、操舵反力に関するリニア感を乗員が実感することができる。
【００３１】
したがって、ステアリングバイワイヤシステムを採用した車両であっても、ラック及びピニオンが設けられていた車両と同様の適切な操舵反力、つまり操舵角などに応じてリニアに増大し、かつ持続し得る操舵反力を付与可能なステアリング装置が求められていた。特に、操舵反力のリニア感の低下を招き得る操舵反力の操舵途中での低下に関して、改善の余地があった。
このような問題点に対応するために、本実施形態に係るステアリング装置１では、第二反力部材４、検知部５及び制御部６を設けている。これらの部材を用いたステアリング装置１の基本的な制御フローについて、図３を参照しつつ説明する。
図３は、図１に示したステアリング装置１を用いてシャフト部２に操舵反力を付与する際の制御フローについて示すフローチャート図である。
【００３２】
先ず、乗員がステアリングホイールＷを回転させる。ステアリングホイールＷの回転に伴って、シャフト部２が回転する（ステップＳ１）。これにより、上述したように、回転するシャフト部２が弾性部材３２を外筒部３１内で回転方向に弾性変形させるので、操舵反力として第一反力が第一反力部材３からシャフト部２に付与される。
【００３３】
続いて、シャフト部２に作用している第一反力を検知部５が検知する（ステップＳ２）。検知された第一反力の大きさに係る情報が、検知部５から制御部６に出力される。
【００３４】
次いで、検知部５により検知された第一反力が低下しているか否かを制御部６が判別する（ステップＳ３）。本工程では、検知部５により検知された第一反力を経時的に制御部６などで記憶しておき、第一反力が低下し始めた、又は第一反力の経時的な変化率が増大から減少に転じたか否かを判別する。
【００３５】
第一反力が低下していない、つまり増大し続けている又は一定となっていると制御部６が判別した場合（ステップＳ３のＮＯ）は、前工程である第一反力の検知工程（ステップＳ２）を再度行うこととする。
【００３６】
第一反力が低下していると制御部６が判別した場合（ステップＳ３のＹＥＳ）は、第二反力部材４を駆動する（ステップＳ４）。本工程では、第二反力部材４のモータに対して駆動信号を制御部６が出力することで、シャフト部２とは逆方向の回転が生じたモータからシャフト部２に第二反力を付与することができるようになる。これで図３に示した本実施形態に係る制御フローは完了とする。
なお、シャフト部２に付与すべき操舵反力、つまり第二反力部材４による第二反力の必要となる大きさは、第一反力部材３の第一反力の変化特性に応じて変化する。第一反力の変化特性としては、例えば弾性部材３２の変形特性などが挙げられ、弾性部材３２がシャフト部２からどの程度の力を付加されると、どの程度の弾性変形を生じ、その後どの程度の第一反力の低下が生じるか、などを予めデータとして測定、蓄積及び分析することで導出される。弾性部材３２の変形特性などに応じて第二反力は徐々に増大するように付与することもでき、一定の大きさで付与し続けることもできる。
【００３７】
以上の工程を経ると、第一反力が低下したとしても、第二反力をシャフト部２に付与することで、乗員が感じる操舵反力、つまり低下した第一反力と新たに付与した第二反力とを総合した反力は、大きく低下することがない。これにより、上述した操舵方向に軽くなって抜けたような感覚が発生しない又は発生しにくくなるので、操舵反力の立ち上がり時だけでなく、その後においても乗員に適切な操舵感を伴わせ続けることができるようになる。
【００３８】
図４は、図１に示したステアリング装置１を用いて、しきい値に基づいた操舵反力をシャフト部２に付与する際の制御フローについて示すフローチャート図である。
【００３９】
図４に示すように、乗員による操舵に伴うシャフト部２の回転工程（ステップＳ１）は、図３に示した制御フローと同様である。シャフト部２が回転している状態、つまり第一反力部材３によりシャフト部２に第一反力が作用している状態で、しきい値（第一しきい値）が設定される（ステップＳ５）。
ここで設定されるしきい値は、第一反力の大きさとシャフト部２の回転角度との相関、シャフト部２の回転角速度、及び、シャフト部２の回転角速度の変化率の少なくともいずれかに基づいて設定される。しきい値を設定するために用いるこれらの情報は、検知部５による検知結果から導出したものである。
【００４０】
第一反力の大きさとシャフト部２の回転角度との相関については、様々な条件下での第一反力と回転角度との相関を予め蓄積したものと実測値とを比較して、類似する相関を導出することができる。これにより、所定の第一反力又は所定の回転角度に達したときに第一反力が低下し始めると、予測を立てることができるようになる。
また、シャフト部２の回転角速度、及び、シャフト部２の回転角速度の変化率については、様々な回転角速度及び回転角速度の変化率に対して第一反力がどのように変化するかを予め測定しておき、実測値と比較することで、類似する回転角速度又はその変化率のパターンを導出することができる。これにより、所定の回転角速度又はその変化率のときには、所定の第一反力又は所定の回転角度に達したときに第一反力が低下し始めると、予測を立てることができるようになる。
こうして立てた予測において、第一反力が低下し始めるとき又は低下しているときの、任意の第一反力の大きさ、シャフト部２の任意の回転角度、任意の回転角速度、任意の回転角速度の変化率を、しきい値として設定することができる。なお、図４に示す本実施形態では、しきい値は第一反力に係る値として設定している。
【００４１】
続いて、検知部５による第一反力の検知工程（ステップＳ２）は、図３に示した制御フローと同様である。
【００４２】
次に、検知されて制御部６に出力された第一反力が、しきい値より小さいか否かを制御部６が判別する（ステップＳ６）。本工程では、前工程（ステップＳ５）において設定された第一反力に係るしきい値と、実測値としての第一反力とを比較することで、大小関係を判別する。
【００４３】
第一反力がしきい値より小さくない、つまり第一反力が低下していないと制御部６が判別した場合（ステップＳ６のＮＯ）は、前工程である第一反力の検知工程（ステップＳ２）を再度行うこととする。
【００４４】
第一反力がしきい値より小さくなっていることから第一反力が低下していると制御部６が判別した場合（ステップＳ６のＹＥＳ）は、図３に示した制御フローと同様に第二反力部材４を駆動する（ステップＳ４）。これにより、シャフト部２とは逆方向の回転が生じたモータからシャフト部２に第二反力を付与することができるようになる。
【００４５】
更に、操舵反力が上記工程（ステップＳ５）で設定されたしきい値以上となっているか否かを制御部６が判別する（ステップＳ７）。本工程においてしきい値と比較する操舵反力は、第一反力部材３による第一反力と、第二反力部材４による第二反力との合計したものを用いる。
【００４６】
第一反力及び第二反力の合計がしきい値より小さい、つまり第二反力部材４を駆動して第二反力を付与しても依然として操舵反力の低下が生じていると制御部６が判別した場合（ステップＳ７のＮＯ）は、第二反力部材４のモータの回転数を上げるなどして第二反力を増大させる駆動信号を、制御部６が第二反力部材４に出力する（ステップＳ４２）。この第二反力を増大させる制御の後には、前工程である操舵反力がしきい値以上であるか否かの判別工程（ステップＳ７）を再度行うこととする。
【００４７】
第一反力及び第二反力の合計がしきい値以上になっていることから第一反力の低下が解消していると制御部６が判別した場合（ステップＳ７のＹＥＳ）は、第二反力部材４による第二反力を維持させる駆動信号を、制御部６が第二反力部材４に出力する（ステップＳ４１）。これで、図４に示した実施形態に係る制御フローは完了とする。
【００４８】
以上の工程を経ると、第一反力が低下したとしても、第二反力をシャフト部２に付与することで、乗員が感じる操舵反力、つまり低下した第一反力と新たに付与した第二反力とを総合した反力は、大きく低下することがない。
【００４９】
なお、本発明においては、図３に示した実施形態のような第一反力のみに頼ることなく、第一反力、シャフト部の回転角度、回転角速度などの様々な情報に基づいて第一反力の低下の有無を導出することができる。つまり、しきい値の設定によって、第一反力の低下の有無を判別するための有効な選択肢が増えるので好ましい。
また、第二反力を付与し始めた後に第一反力及び第二反力の合計である操舵反力としきい値とを再度比較することで、操舵反力が低下していないかを確認することができるので、第一反力の低下の影響を確実に抑制することができる。
所定のしきい値は第一反力がほぼ確実に低下している状況における値として設定されているので、第一反力そのものの測定を継続しなくとも良くなる。
【００５０】
したがって、操舵方向に軽くなって抜けたような感覚が発生しない又は発生しにくくなるので、操舵反力の立ち上がり時だけでなく、その後においても乗員に適切な操舵感を確実に伴わせ続けることができるようになる。
【００５１】
図４に示した実施形態ではしきい値は第一反力に係る値に設定していたが、本発明に係るステアリング装置においては、しきい値はシャフト部の回転角度、回転角速度、及びその変化率の少なくともいずれかに係る値を採用することができる。この場合、図４に示す第一反力の検知工程（ステップＳ２）の検知対象を、しきい値の種類に合わせて変えるのが良い。また、２つの判別工程（ステップＳ６及びステップＳ７）についても、しきい値の種類に合わせてしきい値との比較対象も変わることになる。
【００５２】
本発明においては、第一反力に係る値以外のしきい値を設定して、例えばシャフト部の回転角度が所定のしきい値を下回った場合であっても、第一反力は低下し始めていることになるので、第一反力が所定のしきい値より小さくなった場合に含めることとする。換言すると、第一反力が低下しているか否かを判別するという点は共通しているので、他のパラメータを用いてしきい値との比較を行う形態を、第一反力に係るしきい値と第一反力の実測値との比較を行う形態に含めることとする。
【００５３】
なお、しきい値を第一反力に係る値以外に設定する場合、第一反力が確実に低下し始めたとき、又は確実に低下しているときのシャフト部２の回転角度などがしきい値となる。これにより、第一反力に係る値ではないしきい値を用いたとしても、図３に示した第一反力の実測値に基づいた第二反力部材４の制御と同様に、第一反力の低下が確実に生じたときに第二反力の付与及び解除を行うことができる。
【００５４】
図５は、図１に示したステアリング装置１を用いて、第二しきい値に基づいた操舵反力をシャフト部２に付与する際の制御フローについて示すフローチャート図である。
【００５５】
図５に示すように、乗員による操舵に伴うシャフト部２の回転工程（ステップＳ１）は、図３に示した制御フローと同様である。シャフト部２が回転している状態、つまり第一反力部材３によりシャフト部２に第一反力が作用している状態で、第二しきい値が設定される（ステップＳ８）。
この第二しきい値は、将来的に第一反力の低下が生じ得るパラメータに基づいて、具体的には、第一反力の大きさ、シャフト部２の回転角度、シャフト部２の回転角速度、及び、これらの変化率の少なくともいずれかに基づいて設定される。第二しきい値を設定するために用いるこれらの情報は、検知部５による検知結果から導出したものである。
【００５６】
様々な条件下で第一反力の大きさ、シャフト部２の回転角度、シャフト部２の回転角速度、又は、これらの変化率などを変化させたときに、第一反力がどのように変化するかを予め測定して蓄積しておいたものを第二しきい値の設定の際に用いることで、将来的な第一反力の変化の予測が可能となる。
なお、第一反力が低下し始めたとき又は低下しているときの第一反力などのパラメータを第一しきい値としていたのに対して、検知された第一反力などのパラメータを維持すると将来的に第一反力の低下が生じ得るのでこの低下が生じる前のパラメータを第二しきい値とするという点で、第一しきい値と第二しきい値とは相違している。
図５に示す本実施形態では、第二しきい値は第一反力に係る値として設定している。
【００５７】
続いて、検知部５による第一反力の検知工程（ステップＳ２）は、図３に示した制御フローと同様である。
【００５８】
次に、検知されて制御部６に出力された第一反力が、第二しきい値より小さいか否かを制御部６が判別する（ステップＳ９）。本工程では、前工程（ステップＳ８）において設定された第一反力に係る第二しきい値と、実測値としての第一反力とを比較することで、大小関係を判別する。
【００５９】
第一反力が第二しきい値より小さくない、つまり第一反力が将来的に低下しないと制御部６が判別した場合（ステップＳ９のＮＯ）は、前工程である第一反力の検知工程（ステップＳ２）を再度行うこととする。
【００６０】
第一反力が第二しきい値より小さくなっていることから第一反力が将来的に低下し得ると制御部６が判別した場合（ステップＳ９のＹＥＳ）は、図３に示した制御フローと同様に第二反力部材４を駆動する（ステップＳ４）。これにより、シャフト部２とは逆方向の回転が生じたモータからシャフト部２に第二反力を付与することができるようになる。これで図５に示した本実施形態に係る制御フローは完了とする。
【００６１】
なお、第一反力が低下し始める前にシャフト部２に付与すべき操舵反力、つまり第二反力部材４による第二反力の必要となる大きさは、予測される第一反力の変化特性に応じて変化する。第二反力の必要となる大きさを第一反力の変化予測に基づいて導出して、導出結果に応じて制御部６は第二反力部材４による第二反力の調整を行うことができる。
【００６２】
以上の工程を経ると、第一反力が低下し得ると予測可能なパラメータが検知されたときに、第二反力をシャフト部２に付与することで、乗員が感じる操舵反力、つまり低下した第一反力と新たに付与した第二反力とを総合した反力は、大きく低下することがない。第二しきい値を用いることで、第一反力が実際に低下し始める前段階で第二反力の付与の要否を判別することができるので、第一反力が低下し始めて乗員が違和感を覚えることを確実に防止することができる。
所定の第二しきい値は、将来的に第一反力がほぼ確実に低下し得る値として設定されているので、第一反力の低下を実際に検知しなくとも良い。
【００６３】
なお、本発明においては、図５に示した実施形態のような第一反力のみに頼ることなく、第一反力、シャフト部の回転角度、回転角速度などの様々な情報に基づいて、将来的な第一反力の低下の有無を導出することができる。
本発明においては、第一反力に係る値以外の第二しきい値を設定して、例えばシャフト部の回転角度が所定の第二しきい値より小さい場合であっても、その回転角度及びその変化率などを維持していくと将来的に第一反力は確実に低下し始めることになるので、第一反力が所定の第二しきい値より小さくなった場合に含めることとする。換言すると、将来的に第一反力が低下し得るか否かを判別するという点は共通しているので、本発明では、他のパラメータを用いて第二しきい値との比較を行う形態を、第一反力に係る第二しきい値と第一反力の実測値との比較を行う形態に含めることとする。
【００６４】
なお、第二しきい値を第一反力に係る値以外に設定する場合、第一反力が確実に低下し始めたとき、又は確実に低下しているときのシャフト部２の回転角度などがしきい値となる。これにより、第一反力に係る値ではないしきい値を用いたとしても、図３に示した第一反力の実測値に基づいた第二反力部材４の制御と同様に、第一反力の低下が確実に生じたときに第二反力の付与及び解除を行うことができる。
【００６５】
したがって、操舵方向に軽くなって抜けたような感覚が発生しない又は発生しにくくなるので、操舵反力の立ち上がり時だけでなく、その後においても乗員に適切な操舵感を確実に伴わせ続けることができるようになる。
【００６６】
図５に示した実施形態では第二しきい値は第一反力に係る値に設定していたが、本発明に係るステアリング装置においては、第二しきい値はシャフト部の回転角度、回転角速度、及びその変化率の少なくともいずれかに係る値を採用することができる。この場合、図５に示す第一反力の検知工程（ステップＳ２）の検知対象を、第二しきい値の種類に合わせて変えるのが良い。また、判別工程（ステップＳ９）についても、第二しきい値の種類に合わせて第二しきい値との比較対象も変わることになる。
【００６７】
なお、図５に示す制御フローにおいても、図４の確認工程（ステップＳ７）と第二反力の調整工程（ステップＳ４１及びステップＳ４２）とを追加することもできる。これにより、第二反力を付与し始めた後に第一反力及び第二反力の合計である操舵反力と第二しきい値とを再度比較することで、操舵反力が低下していないかを確認することができるので、第一反力の低下の影響を確実に抑制することができる。
【００６８】
図５に示す制御フローでは、第一反力が所定の第二しきい値より小さいか否かを判別していた（ステップＳ９）。図５に示した実施形態では、この値を超えると第一反力の低下が生じ得るという値を第二しきい値として設定することで、第二しきい値を超える前に、つまり上記ステップＳ９のように第一反力が第二しきい値より小さいときに、第二反力を付与し始める。これにより、第一反力が実際に低下し始める前に確実に第二反力を付与することができるので、第一反力の低下に起因する乗員の違和感をより一層生じにくくすることができる。
【００６９】
なお、図５では第一反力が第二しきい値より小さいか否かという判別条件を設定しているが、判別する値に範囲を設定しても良い。具体的には第二しきい値より小さく、かつ第二しきい値の値から任意の範囲内に検知された第一反力が入ると、第二反力が付与されるようにしても良い。
【００７０】
また、図５に示した判別条件に代えて、第一反力が第二しきい値より大きいか否かという判別条件を設定しても良い。この判別条件であれば、第一反力が第二しきい値を超えたときに第二反力の付与を開始すれば、第一反力が低下し得る状況であるが、まだ低下し始めてはいない段階での第二反力の付与が可能となる。この場合でも図５に示した実施形態と同様に、乗員に操舵反力の低下に起因した違和感を与えることがないので好ましい。
【００７１】
図５に示す制御フローでは、図４に示した第一しきい値を併せて設定しても良い。第一しきい値及び第二しきい値を共に設定する場合は、しきい値の使い分けをするのが好ましい。具体的には、先ず図５に示した通り第一反力が第二しきい値より小さいか否かの判別工程（ステップＳ９）を行って、第二反力部材４の駆動工程（ステップＳ４）を行う。更に、第一反力及び第二反力を総合した操舵反力と第一しきい値との比較による操舵反力の低下の有無の判別工程（ステップＳ７）を行うことで、第二反力の実際の効果の有無を確認することができる。
【００７２】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により、本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
【符号の説明】
【００７３】
１：ステアリング装置、２：シャフト部、３：第一反力部材、３１：外筒部、３２：弾性部材、４：第二反力部材、５：検知部、６：制御部、Ｗ：ステアリングホイール
【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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