(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング操作手段と転舵機構とが機械的に分離されてなるステアバイワイヤ式の車両用操舵装置において、
前記転舵輪の転舵角に対する前記ステアリング操作手段に加えた操舵角の比であるステアリングギア比を任意に変更可能なステアリングギア比可変手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前記ステアリング操作手段の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
検出された車速および操舵角に基づき高速のときほど前記ステアリングギア比が大きくなるように前記ステアリングギア比可変手段を制御するステアリングギア比制御手段と、
前記ステアリング操作手段に任意の操舵反力を与える反力アクチュエータと、
検出された操舵角が大きいほど大きくなる操舵反力成分および低速時よりも高速時の方が小さくなる操舵反力係数に基づき目標操舵反力を設定し、前記ステアリング操作手段に前記目標操舵反力相当の操舵反力を与えるように前記反力アクチュエータを制御する操舵反力制御手段と、
を備え、
前記目標操舵反力は、高速時ほど小さくなることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
前記目標操舵反力は、前記ステアリングギア比と反比例の関係となることを特徴とする請求項１記載の車両用操舵装置。
【請求項３】
ステアリング操作手段と転舵機構とが機械的に分離されてなるステアバイワイヤ式の車両用操舵装置において、
前記転舵輪の転舵角に対する前記ステアリング操作手段に加えた操舵角の比であるステアリングギア比を任意に変更可能なステアリングギア比可変手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前記ステアリング操作手段の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
検出された車速および操舵角に基づき高速のときほど前記ステアリングギア比が大きくなるように前記ステアリングギア比可変手段を制御するステアリングギア比制御手段と、
前記ステアリング操作手段に任意の操舵反力を与える反力アクチュエータと、
検出された車速および操舵角に基づき目標操舵反力を設定し、前記ステアリング操作手段に前記目標操舵反力相当の操舵反力を与えるように前記反力アクチュエータを制御する操舵反力制御手段と、
を備え、
前記目標操舵反力は、前記ステアリングギア比と反比例の関係となることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項４】
前記操舵反力制御手段は、操舵角に応じた操舵反力成分と前記転舵輪に操舵トルクを伝達する伝達系におけるフリクションに応じたフリクション成分とを含んで前記目標操舵反力を設定し、
前記操舵反力成分および前記フリクション成分のいずれか一方を、高速時ほど小さくなるように設定することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転舵輪の転舵角に対するステアリング操作手段の操舵角の伝達比であるステアリングギア比を任意に変更可能なステアバイワイヤ式の車両用操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用操舵装置は、据え切り時や極低速域における操舵負担の軽減、低〜中速域における軽快なステアリングフィーリングおよび高速域における緩やかで安定感のあるステアリングフィーリングを図るために、停止時にステアリングギア比を最も小さくし、車速が高くなるにしたがって、ステアリングギア比を大きくしている。また、ステアリングギア比が所定値以下であるときには、ステアリングギア比が所定値を超えているときよりも操舵反力を大きくすることで、低速域でステアリングギア比が小さい状態におけるステアリングホイールの切り過ぎを防止するようにしたものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０６９８２９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、上述のような車速に対してステアリングギア比が変化する操舵系は、同一カーブを走行する場合であっても、車速によって操舵角が異なる。そのため、同一カーブを走行する場合であっても、ドライバは適切な操舵角をイメージしにくくなり、ドライバに違和感を与える。
そこで、この発明は、上記従来の未解決の問題に着目してなされたものであり、車速に関係なく安定した操舵を実現することの可能な車両用操舵装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、車速が大きいときほどステアリング操作手段に与える操舵反力が小さくなるようにする。その結果、車速に応じてステアリングギア比が変化しても操舵反力の差を抑制することができるため、ドライバは操舵量をイメージしやすくなる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、車速が大きいときほど、ステアリング操作手段に与える操舵反力が小さくなるようにしたため、同一カーブを走行する場合などに車速に応じてステアリングギア比が変化しても操舵反力の差を小さくすることができる。そのため、ドライバに対して操舵量をイメージしやすくさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の車両用操舵装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】車両用操舵装置の制御ブロック図の一例である。
【図３】車速に対するステアリングギア比の特性の一例を示す特性図である。
【図４】制御装置で実行される操舵反力算出制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】操舵角に対する操舵反力成分Ｔ（θ）の特性の一例を示す特性図である。
【図６】車速に対する操舵反力係数Ｋ１の特性の一例を示す特性図である。
【図７】操舵角速度に対する操舵反力成分Ｔ（θ′）の特性の一例を示す特性図である。
【図８】操舵角に対する操舵反力Ｔの特性の一例を示す特性図である。
【図９】第２の実施の形態における操舵反力算出制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１０】車速に対するフリクション成分Ｔｆ（Ｖ）の特性の一例を示す特性図である。
【図１１】第２の実施の形態における操舵角に対する操舵反力Ｔの特性の一例を示す特性図である。
【図１２】第３の実施の形態における操舵反力算出制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１３】車速に対する操舵反力係数Ｋ２の特性の一例を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態を説明する。
（第１実施形態）
まず、第１の実施の形態を説明する。
（構成）
図１は、本発明の車両用操舵装置１００の概略構成を示すブロック図の一例である。
図１に示すように、車両用操舵装置１００は、ステアリングホイール１と、反力アクチュエータ２と、反力制御量検知センサ３と、操舵角センサ４と、操舵トルクセンサ５と、転舵輪６と、ステアリングギア７と、転舵アクチュエータ８と、転舵制御量検知センサ９と、転舵角センサ１０と、制御装置１１と、車速センサ１２と、を備えている。
前記操舵トルクセンサ５は、ステアリングホイール１と反力アクチュエータ２との間に発生する操舵トルクを検出する。操舵角センサ４は、ステアリングホイール１の操舵角θを検出する。反力制御量検知センサ３は、反力アクチュエータ２の制御量を検出する。
【０００９】
前記転舵制御量検知センサ９は、転舵アクチュエータ８の制御量を検出する。転舵角センサ１０は、転舵輪６の転舵角δを検出する。車速センサ１２は、車両の速度Ｖを検出する。これら各センサの出力は、制御装置１１へ入力される。
前記制御装置１１は、各センサの出力に基づいて、ステアリングホイール１に操舵反力を発生させる反力アクチュエータ２の制御量と、ステアリングギア７を駆動する転舵アクチュエータ８の制御量とを算出する。反力アクチュエータ２は、制御装置１１から供給される制御量に応じてステアリングホイール１へ操舵反力を付与する。同様に、転舵アクチュエータ８は、制御装置１１から供給される制御量に応じて、転舵輪６の転舵角δを変化させる。
以上の構成により、車両用操舵装置１００では、ドライバの操舵入力に対して任意に転舵角の特性を変更することができ、操舵反力を車両運動、ギア比によらず任意に設定することのできる、いわゆるステアバイワイヤの機能を実現している。
【００１０】
図２は、車両用操舵装置１００の制御ブロック図である。
制御装置１１は、反力算出部１１ａと、転舵角算出部１１ｂと、反力ドライバ１１ｃと、転舵ドライバ１１ｄと、を備えている。反力算出部１１ａと反力ドライバ１１ｃとで操舵反力制御手段を構成している。また、転舵角算出部１１ｂと転舵ドライバ１１ｄでステアリングギア比制御手段を構成している。
【００１１】
操舵角センサ４および車速センサ１２の出力は、反力算出部１１ａおよび転舵角算出部１１ｂへ入力される。反力算出部１１ａの出力は反力ドライバ１１ｃへ出力され、反力ドライバ１１ｃは、反力アクチュエータ２を駆動するための、例えば電流値などの物理量を出力する。
前記反力制御量検知センサ３は、反力ドライバ１１ｃが反力アクチュエータ２へ出力している、例えば電流値などの制御量を検出し、反力ドライバ１１ｃへフィードバックする。操舵トルクセンサ５の出力は反力算出部１１ａへ入力される。
【００１２】
前記転舵角算出部１１ｂでは、ステアリングホイール１の操舵角θと車速Ｖとに応じて転舵角δの目標値を演算する。例えば、図３に示すように、車速Ｖに応じてステアリングギア比Ｇ（θ／δ）を変化させる特性を有する転舵角δを算出する。これにより、高速では直進安定性がよく、低速では車両の取り回し性に優れたステアリングギア比Ｇを実現している。
【００１３】
なお、図３において、横軸は車速Ｖ〔ｋｍ／ｈ〕、縦軸はステアリングギア比Ｇである。車速Ｖがしきい値ｖ１１より小さいときにはステアリングギア比Ｇは比較的小さな値であるｇ１（例えば１０程度）に設定され、車速Ｖがしきい値ｖ１１以上しきい値ｖ１２（ｖ１１＞ｖ１２）以下のときには車速Ｖの増加に比例してステアリングギア比Ｇは直線的に増加し、しきい値ｖ１２より大きいときにはステアリングギア比Ｇは、比較的大きな値であるｇ２（例えば２０程度）に設定される。
【００１４】
前記転舵角算出部１１ｂの出力は転舵ドライバ１１ｄへ出力され、転舵ドライバ１１ｄは、転舵アクチュエータ８を駆動するための、例えば電流値などの物理量を出力する。この転舵角算出部１１ｂの出力は、反力算出部１１ａにも入力される。
前記転舵制御量検知センサ９は、転舵ドライバ１１ｄが転舵アクチュエータ８へ出力している、例えば電流値などの制御量を検出し、転舵ドライバ１１ｄへフィードバックする。転舵角センサ１０の出力は、転舵角算出部１１ｂに入力される。
反力算出部１１ａは、ステアリングホイール１をニュートラル方向に戻すように作用する操舵反力を算出する。反力算出部１１ａは、操舵角θと車速Ｖとに応じて操舵反力を算出し、転舵ドライバ１１ｄを駆動するための、例えば電流値などの物理量を出力する。
【００１５】
（操舵反力算出方法）
次に、制御装置１１で実行される操舵反力および転舵角を算出するための操舵反力算出制御処理を、図４を伴って説明する。図４は、操舵反力算出制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
車両のイグニッションキースイッチのオンなどをトリガとして、制御装置１１が起動されると、図４の操舵反力算出制御処理が起動される。
そして、まずステップＳ１で車速センサ１２からの車速Ｖと操舵角センサ４からのステアリングホイール１の操舵角θとを読み込む。
次いで、ステップＳ２に移行し、車速Ｖに応じたステアリングギア比Ｇおよび転舵角δを演算する。ステアリングギア比Ｇは前記図３の特性図から車速Ｖに基づき算出する。転舵角δは、ステアリングギア比Ｇと操舵角θとから、ステアリングギア比Ｇを満足する転舵角δを演算する。
【００１６】
次いで、ステップＳ３に移行し、操舵角θに応じた操舵反力成分Ｔ（θ）を演算する。操舵反力成分Ｔ（θ）は、例えば図５に示す特性を有する値に演算される。すなわち、操舵角θが零のとき操舵反力成分Ｔ（θ）は零となり、操舵角θが大きいときほど操舵反力成分Ｔ（θ）は大きくなる。
なお、図５において横軸は操舵角θ〔ｄｅｇ〕、縦軸は操舵反力成分Ｔ（θ）である。また、図５において、操舵角θおよび操舵反力成分Ｔ（θ）の符号は、正値の場合は右に操舵が行われた場合を表し、負値の場合は左に操舵が行われた場合を表す。
【００１７】
次いで、ステップＳ４に移行し、車速Ｖに応じた操舵反力係数Ｋ１を演算する。この操舵反力係数Ｋ１は、例えば、図６に示す特性を有する値に設定される。
図６において、横軸は車速Ｖ〔ｋｍ／ｈ〕、縦軸は操舵反力係数Ｋ１である。操舵反力係数Ｋ１は、車速Ｖがしきい値ｖ２１より小さいときには“１”より大きな値であるｋ１１に設定される。また、車速Ｖがしきい値ｖ２１以上しきい値ｖ２２（ｖ２２＞ｖ２１）以下であるときには車速Ｖが大きくなるほど操舵反力係数Ｋ１は車速Ｖの増加に反比例して減少し、車速Ｖがしきい値ｖ２２より大きいとき、操舵反力係数Ｋ１は“１”より小さな値であるｋ１２に設定される。
【００１８】
前記操舵反力係数Ｋ１の特性は、必ずしも図６に示す特性に限るものではなく、車速Ｖが低速であるときの操舵反力係数Ｋ１よりも高速であるときの操舵反力係数Ｋ１の方が小さくなる特性であればよい。また、前記しきい値ｖ２１および前記ｖ２２は、前記図３のステアリングギア比Ｇの特性図におけるしきい値ｖ１１およびｖ１２と同一または同等程度に設定される。なお、前記しきい値ｖ２１および前記ｖ２２は、前記図３のステアリングギア比Ｇの特性図におけるしきい値ｖ１１およびｖ１２と必ずしも同一である必要はなく任意に設定することができる。
【００１９】
次いで、ステップＳ５に移行し、車速Ｖおよび操舵角θに応じた操舵反力成分Ｔ（Ｖ，θ）を演算する。
この車速Ｖおよび操舵角θに応じた操舵反力成分Ｔ（Ｖ，θ）は、ステップＳ３で演算した操舵角θに応じた操舵反力成分Ｔ（θ）に、ステップＳ４で算出した操舵反力係数Ｋ１を乗算することで算出する。
【００２０】
次いで、ステップＳ６に移行し、転舵輪に操舵トルクを伝達する伝達系におけるフリクションを模擬したフリクション成分Ｔｆを設定する。
このフリクション成分Ｔｆは、ステアリングホイール１の操舵方向に対して反対方向に作用する力であって、車速Ｖに関係なく一定とする。
次いで、ステップＳ７に移行し、操舵角速度θ′に応じた操舵反力成分Ｔ（θ′）を演算する。この操舵角速度θ′に応じた操舵反力成分Ｔ（θ′）は、ステアリングホイール１の操舵方向に対して反対方向に作用する力であって、図７に示す特性を有する値に演算される。
【００２１】
図７において横軸は操舵角速度θ′（ｄｅｇ／ｓ）、縦軸は操舵反力成分Ｔ（θ′）〔Ｎｍ〕である。図７に示すように、操舵角速度θ′が零のときには操舵反力成分Ｔ（θ′）は零となり、操舵角速度θ′が大きくなるとこれに比例して操舵反力成分Ｔ（θ′）も増加する一次関数で表される。なお、図７において、操舵角速度θ′および操舵反力成分Ｔ（θ′）の符号は、正値の場合は右に操舵が行われた場合を表し、負値の場合は左に操舵が行われた場合を表す。なお、操舵角速度θ′に対する操舵反力成分Ｔ（θ′）の特性は図７に限るものではなく任意に設定することができる。
【００２２】
次いでステップＳ８に移行し操舵反力Ｔを演算する。具体的には、ステップＳ５で演算した車速Ｖおよび操舵角θに応じた操舵反力成分Ｔ（Ｖ，θ）と、ステップＳ６で演算したフリクション成分Ｔｆと、ステップＳ７で演算した操舵角速度θ′に応じた操舵反力成分Ｔ（θ′）との和を操舵反力Ｔとする。
次いで、ステップＳ９に移行し、演算した操舵反力Ｔを反力ドライバ１１ｃに出力する。また、ステップＳ２で演算した転舵角δを転舵ドライバ１１ｄに出力する。
そして本制御を終了する。
【００２３】
（動作）
次に、第１の実施の形態の動作を説明する。
操舵が行われると、車速Ｖに基づきステアリングギア比Ｇが検出され、ステアリングギア比Ｇと操舵角θとに基づき転舵角δが算出され（ステップＳ１、Ｓ２）、これに応じて転舵輪が制御される。車速Ｖが比較的小さいときには、ステアリングギア比は比較的小さな値に設定されるため、車両の取り回し性に優れたステアリング特性となり、逆に車速Ｖが比較的大きいときには、ステアリングギア比は比較的大きな値に設定されるため、直進安定性のよいステアリング特性となる。
【００２４】
また、転舵角δの算出とともに、車速Ｖ、操舵角θに応じた操舵反力Ｔが演算され（ステップＳ３〜Ｓ８）、これに応じた操舵反力がステアリングホイール１に付与される。
このとき、操舵反力Ｔは、車速Ｖおよび操舵角θに応じた操舵反力成分Ｔ（Ｖ，θ）と、フリクション成分Ｔｆと、操舵角速度θ′に応じた操舵反力成分Ｔ（θ′）との和から求められ、操舵反力成分Ｔ（Ｖ，θ）は、車速Ｖおよび操舵角θに応じて演算される。そのため、操舵反力成分Ｔ（Ｖ，θ）は車速Ｖに応じて変化し、車速Ｖが大きいときほど操舵反力成分Ｔ（Ｖ，θ）は小さな値となる。つまり、操舵角θが一定であっても車速Ｖが大きいときほど操舵反力Ｔは抑制され、結果的にステアリングホイール１に付与される操舵反力が抑制されることになる。
【００２５】
図８は、ステップＳ８で算出した操舵反力Ｔの特性を表したものであって、横軸は操舵角θ〔ｄｅｇ〕、縦軸は操舵反力Ｔ〔Ｎｍ〕である。図８の（ａ）および（ｂ）において、上側の特性は右操舵が行われるときの特性を表し下側の特性は左操舵が行われるときの特性を表す。また、図８（ａ）は低速時（例えば、３０〔ｋｍ／ｈ〕程度）、図８（ｂ）は高速時（例えば、７０〔ｋｍ／ｈ〕程度）の操舵反力Ｔを表したものである。
【００２６】
また、前述のように、ステアリングギア比Ｇは車速Ｖが大きいときほど大きな値に設定されるため、ある転舵角δだけ転舵するためには、高速であるときほどより大きく操舵する必要がある。
ここで、操舵角に比例した操舵反力を発生させる構成とした場合、あるカーブを走行する際の操舵角が車速によって異なると、車速によって操舵反力が異なることになるため、ドライバは操舵量をイメージしにくくなり、同一カーブを走行する場合であっても適切な操舵を行うことができない可能性がある。
【００２７】
しかしながら、本実施形態では、上述のように単に操舵角θに応じて操舵反力を設定するのではなく、車速Ｖが比較的高速であってより大きく操舵する必要があるときには操舵反力を抑制し、逆に車速Ｖが比較的低速であって比較的少ない操舵でよいときには十分な操舵反力を発生させているため、結果的に、高速時と低速時とにおける操舵反力の差を抑制することができる。そのため、同一カーブを走行する場合、ドライバは、高速時および低速時に関係なく常に同等程度の操舵反力を感じることになり、操舵反力から感覚的に適切な操舵量をイメージすることができる。
【００２８】
したがって、ドライバは車速に関係なく操舵量を比較的イメージしやすくなるため、転舵不足或いは転舵過多が生じることを抑制することができ、すなわち操舵に伴い車両挙動が不安定となることを抑制することができる。
ここで、ステアリングギア７および転舵アクチュエータ８が転舵機構およびステアリングギア比可変手段に対応し、車速センサ１２が車速検出手段に対応し、操舵角センサ４が操舵角検出手段に対応し、転舵角算出部１１ｂおよび転舵ドライバ１１ｄがステアリングギア比制御手段に対応し、反力算出部１１ａおよび反力ドライバ１１ｃが操舵反力制御手段に対応している。
【００２９】
（効果）
（１）制御装置１１では、高速となるほどステアリングギア比Ｇが大きくなるようにステアリングギア比を変化させるため、同一カーブなど同一曲率の道路を走行する場合であっても高速時と低速時とでは操舵角が異なる。
しかしながら、ステアリングホイール１に付与される操舵反力が、高速となるほどより小さくなるように操舵反力Ｔを設定するため、同一カーブを走行する際にステアリングホイール１に付与される操舵反力の、車速による差を小さくすることができる。そのため、同一カーブを走行する場合に車速が異なる場合であっても、ドライバが感じる操舵反力の差を抑制することができるため、ドライバは操舵量をイメージしやすくなり、的確な操舵を行うことができる。これにより安定走行を行うことができる。
【００３０】
（２）また、操舵反力Ｔに含まれる成分の一つである操舵反力成分Ｔ（θ）を、車速が大きいときほど小さくなるように設定することによって、結果的に操舵反力Ｔの特性を変化させている。そのため、操舵反力Ｔの特性を容易に変更することができる。
（３）また、高速となるほどより大きくなるように設定されるステアリングギア比に対して、高速となるほどより小さくなるように操舵反力Ｔを設定しているため、ステアリングギア比の変化に対応して操舵反力Ｔの差が小さくなるように操舵反力Ｔを設定することができる。そのため、ドライバが操舵量をよりイメージしやすくすることができる。
（４）特に、図６の操舵反力係数Ｋ１の特性図において、しきい値ｖ２１およびしきい値ｖ２２を、図３のステアリングギア比Ｇの特性図におけるしきい値ｖ１１およびｖ１２と同一または同等程度に設定している。このため、車速の変化に伴い、ステアリングギア比が変化した場合には、ステアリングギア比の変化と同時に操舵反力Ｔも変化することになる。そのため、より的確に車速に伴う操舵反力の差を抑制することができ、ドライバが操舵量をより的確にイメージしやすくすることができる。
【００３１】
（第２実施形態）
次に、第２の実施の形態を説明する。
この第２の実施の形態における車両用操舵装置１００は、操舵反力の算出方法が異なること以外は、上記第１の実施の形態と同様であるので同一部には同一符号を付与しその詳細な説明は省略する。
（操舵反力算出方法）
第２の実施の形態において、制御装置１１で実行される操舵反力および転舵角を算出するための操舵反力算出制御処理を、図９を伴って説明する。
車両のイグニッションキースイッチのオンなどをトリガとして、制御装置１１が起動されると、図９の操舵反力算出制御処理が起動される。
【００３２】
図９において、ステップＳ１１〜ステップＳ１３の処理は、上記第１の実施の形態におけるステップＳ１〜ステップＳ３の処理と同様である。すなわち、車速センサ１２からの車速Ｖと操舵角センサ４からのステアリングホイール１の操舵角θに基づき、車速Ｖに応じたステアリングギア比Ｇおよび転舵角δを演算し、操舵角θに応じた操舵反力成分Ｔ（θ）を演算する。
次いで、ステップＳ１４に移行し、車速Ｖに応じたフリクション成分Ｔｆ（Ｖ）を演算する。この車速Ｖに応じたフリクション成分Ｔｆ（Ｖ）は、図１０の特性を有する。図１０において、横軸は車速Ｖ〔ｋｍ／ｈ〕、縦軸は車速Ｖに応じたフリクション成分Ｔｆ（Ｖ）〔Ｎｍ〕である。
【００３３】
フリクション成分Ｔｆ（Ｖ）は、車速Ｖがしきい値ｖ３１より小さいときには比較的大きな値に維持され、車速Ｖがしきい値ｖ３１以上しきい値ｖ３２（ｖ３２＞ｖ３１）以下であるときには車速Ｖの増加に対して単調減少し、車速Ｖがしきい値ｖ３２より大きいときには比較的小さな値に維持される。
【００３４】
なお、フリクション成分Ｔｆ（Ｖ）は必ずしも図１０に示す特性に限るものではなく、高速であるときのフリクション成分Ｔｆ（Ｖ）が、低速であるときのフリクション成分Ｔｆ（Ｖ）よりも小さくなる特性であればよい。また、前記しきい値ｖ３１および前記ｖ３２は、前記図３のステアリングギア比Ｇの特性図におけるしきい値ｖ１１およびｖ１２と同一または同等程度に設定される。なお、前記しきい値ｖ３１および前記ｖ３２は、前記図３のステアリングギア比Ｇの特性図におけるしきい値ｖ３１およびｖ３２と必ずしも同一である必要はなく任意に設定することができる。
【００３５】
次いで、ステップＳ１５に移行し、上記と同様の手順で操舵角速度θ′に応じた操舵反力成分Ｔ（θ′）を演算する。
次いで、ステップＳ１６に移行し、操舵反力Ｔを演算する。具体的には、ステップＳ１３で演算した操舵角θに応じた操舵反力成分Ｔ（θ）と、ステップＳ１４で演算した車速Ｖに応じたフリクション成分Ｔｆ（Ｖ）と、ステップＳ１５で演算した操舵角速度θ′に応じた操舵反力成分Ｔ（θ′）との和を操舵反力Ｔとする。
【００３６】
そして、ステップＳ１７に移行し、演算した操舵反力Ｔを反力ドライバ１１ｃに出力する。また、ステップＳ１２で演算した転舵角δを転舵ドライバ１１ｄに出力する。
そして本制御を終了する。
【００３７】
（動作）
次に、第２の実施の形態の動作を説明する。
操舵が行われると、車速Ｖに基づきステアリングギア比Ｇが検出され、ステアリングギア比Ｇと操舵角θとに基づき転舵角δが算出され（ステップＳ１１、Ｓ１２）、これに応じて転舵輪が制御される。車速Ｖが比較的小さいときには、ステアリングギア比Ｇは比較的小さな値に設定されるため、車両の取り回し性に優れたステアリング特性となり、逆に車速Ｖが比較的大きいときには、ステアリングギア比Ｇは比較的大きな値に設定されるため、直進安定性のよいステアリング特性となる。
【００３８】
また、転舵角δの算出とともに、車速Ｖ、操舵角θに応じた操舵反力Ｔが演算され、これに応じた操舵反力がステアリングホイール１に付与される。
このとき、操舵反力Ｔは、操舵角θに応じた操舵反力成分Ｔ（θ）と、車速Ｖに応じたフリクション成分Ｔｆ（Ｖ）と、操舵角速度θ′に応じた操舵反力成分Ｔ（θ′）との和から求められ、フリクション成分Ｔｆ（Ｖ）は車速Ｖに応じて演算される。そのため、フリクション成分Ｔｆ（Ｖ）は車速Ｖに応じて変化し、車速Ｖが大きいときほどフリクション成分Ｔｆ（Ｖ）は小さな値となる。
【００３９】
その結果、操舵角θが一定であっても車速Ｖが大きいときほど操舵反力Ｔは抑制され、結果的にステアリングホイール１に付与される操舵反力が抑制されることになる。
図１１は、ステップＳ１６で算出した操舵反力Ｔの特性を表したものであり、横軸は操舵角θ〔ｄｅｇ〕、縦軸は操舵反力〔Ｎｍ〕である。図１１の（ａ）および（ｂ）において、上側の特性は右操舵が行われたときの特性を表し下側の特性は左操舵が行われたときの特性を表す。図１１（ａ）は低速時（例えば、３０〔ｋｍ／ｈ〕程度）、図１１（ｂ）は高速時（例えば、７０〔ｋｍ／ｈ〕程度）の操舵反力Ｔを表したものである。
【００４０】
したがって、この第２の実施の形態においても、単に操舵角θに応じて操舵反力を設定するのではなく、比較的高速であってより大きく操舵する必要があるときには操舵反力を抑制し、逆に比較的低速であって比較的少ない操舵でよいときには十分な操舵反力を発生させている。そのため、結果的に、高速時と低速時とにおける操舵反力の差を抑制することができる。このため、同一カーブを走行する場合、ドライバは、高速時および低速時に関係なく常に同等程度の操舵反力を感じることになり、操舵反力から感覚的に適切な操舵量をイメージすることができる。
【００４１】
したがって、旋回走行時に、転舵不足或いは転舵過多が生じることを抑制することができ、すなわち操舵に伴い車両挙動が不安定となることを抑制することができる。
また、図１１（ｂ）に示すように、高速時には、フリクション成分Ｔｆ（Ｖ）がより小さくなるため、切り増し時や切り戻し時の操舵反力差が、低速時に比較してより小さくなる。したがって、きびきびした操舵感を演出することができる。
【００４２】
また、フリクション成分Ｔｆ（Ｖ）を車速に応じて変化する特性とし、カーブに進入してステアリングホイール１を切り込む際の静止状態から動状態へ移行する際のフリクションを調整することによって、低速時にはフリクションを大きくして切り過ぎを抑制し、高速時にはフリクションを小さくして操舵しやすくすることができる。
ここで、ステアリングギア７および転舵アクチュエータ８が転舵機構およびステアリングギア比可変手段に対応し、車速センサ１２が車速検出手段に対応し、操舵角センサ４が操舵角検出手段に対応し、転舵角算出部１１ｂおよび転舵ドライバ１１ｄがステアリングギア比制御手段に対応し、反力算出部１１ａおよび反力ドライバ１１ｃが操舵反力制御手段に対応している。
【００４３】
（効果）
（１）フリクション成分Ｔｆ（Ｖ）を車速（Ｖ）が大きいときほど小さくなる特性とし、このフリクション成分Ｔｆ（Ｖ）に基づき操舵反力Ｔを演算しているため、結果的に操舵反力Ｔを車速Ｖが大きいときほど小さくなる特性とすることができる。したがって、この第２の実施の形態においても上記第１の実施の形態と同等の作用効果を得ることができる。
（２）特に、フリクション成分Ｔｆ（Ｖ）の特性を車速Ｖに応じて変化させる構成としているため、ステアリングホイール１を切り込む際に、静止状態から動状態へ移行する際のフリクションを調整することで、低速時にフクションを大きくして切り過ぎを抑制し、高速時にフリクションを小さくすることで操舵操作を行いやすくすることができる。
【００４４】
（３）また、高速となるほどより大きくなるように設定されるステアリングギア比に対して、高速となるほどより小さくなるように操舵反力Ｔを設定しているため、ステアリングギア比の変化に対応して操舵反力Ｔの差が小さくなるように操舵反力Ｔを設定することができる。そのため、ドライバが操舵量をよりイメージしやすくすることができる。
（４）特に、図１０のフリクション成分Ｔｆ（Ｖ）の特性図において、しきい値ｖ３１およびしきい値ｖ３２を、図３のステアリングギア比Ｇの特性図におけるしきい値ｖ１１およびｖ１２と同一または同等程度に設定している。このため、車速の変化に伴い、ステアリングギア比が変化した場合には、ステアリングギア比の変化と同時に操舵反力Ｔも変化することになる。そのため、より的確に車速に伴う操舵反力の差を抑制することができ、ドライバが操舵量をよりイメージしやすくすることができる。
【００４５】
（第１および第２の実施の変形例）
上記第１の実施の形態および第２の実施の形態では、操舵角θに対する操舵反力成分Ｔ（θ）またはフリクション成分を車速Ｖに応じて変化する特性とすることにより、結果的に操舵反力Ｔの特性を車速Ｖに応じて変化させるようにした場合について説明したがこれに限るものではない。
例えば、これら第１の実施の形態および第２の実施の形態を組み合わせ、操舵反力Ｔに含まれる、操舵角θに対する操舵反力成分Ｔ（θ）と、操舵角速度θ′に応じた操舵反力成分Ｔ（θ′）と、フリクション成分Ｔｆとのうちの１または複数の成分を、車速Ｖに応じて変化する特性とすることによって、結果的に操舵反力Ｔを、車速Ｖに応じて変化する特性とするようにしてもよい。
【００４６】
（第３実施形態）
次に、第３の実施の形態を説明する。
この第３の実施の形態における車両用操舵装置１００は、操舵反力の算出方法が異なること以外は、上記第１の実施の形態と同様であるので同一部には同一符号を付与しその詳細な説明は省略する。
【００４７】
（操舵反力算出方法）
第３の実施の形態において、制御装置１１で実行される操舵反力および転舵角を算出するための操舵反力算出制御処理を、図１２を伴って説明する。
車両のイグニッションキースイッチのオンなどをトリガとして、制御装置１１が起動されると、図１２の操舵反力算出制御処理が起動される。
図１２において、ステップＳ２１およびＳ２２の処理は上記第１の実施の形態における図４のステップＳ１およびステップＳ２の処理と同様であって、車速センサ１２からの車速Ｖと操舵角センサ４からのステアリングホイール１の操舵角θとに基づき、車速Ｖに応じたステアリングギア比Ｇおよび転舵角δを演算する。
【００４８】
次いで、ステップＳ２３に移行し操舵反力Ｔを演算する。この操舵反力Ｔは操舵角θと車速Ｖとに応じた操舵反力であって、操舵角θに、操舵反力係数Ｋ２を乗算することにより算出される。操舵反力係数Ｋ２は図１３の特性を有する。
図１３において、横軸は車速Ｖ〔ｋｍ／ｈ〕、縦軸は操舵反力係数Ｋ２である。操舵反力係数Ｋ２は、“１”より小さい値であって、車速Ｖがしきい値ｖ４１より小さいときには比較的大きな値であるｋ２１（例えば、０．１５程度）に設定される。また、車速Ｖがしきい値ｖ４１以上しきい値ｖ４２（ｖ４２＞ｖ４１）以下であるときには車速Ｖの増加に伴い車速Ｖに反比例して減少し、車速Ｖがしきい値ｖ４２より大きいときには、比較的小さい値であるｋ２２（例えば、０．０７５程度）に設定される。
【００４９】
なお、操舵反力係数Ｋ２の特性は、図１３に示す特性に限るものではなく、高速時における操舵反力係数Ｋ２が低速時における操舵反力係数Ｋ２よりも小さくなる特性であればよい。また、前記しきい値ｖ４１および前記ｖ４２は、前記図３のステアリングギア比Ｇの特性図におけるしきい値ｖ１１およびｖ１２と同一または同等程度に設定される。なお、前記しきい値ｖ４１および前記ｖ４２は、前記図３のステアリングギア比Ｇの特性図におけるしきい値ｖ１１およびｖ１２と必ずしも同一である必要はなく任意に設定することができる。
次いで、ステップＳ２４に移行し、演算した操舵反力Ｔを反力ドライバ１１ｃに出力する。また、ステップＳ２２で演算した転舵角δを転舵ドライバ１１ｄに出力する。
そして本制御を終了する。
【００５０】
（動作）
次に、第３の実施の形態の動作を説明する。
操舵が行われると、車速Ｖに基づきステアリングギア比Ｇが検出され、ステアリングギア比Ｇと操舵角θとに基づき転舵角δが算出され（ステップＳ２１、Ｓ２２）、これに応じて転舵輪が制御される。
車速Ｖが比較的小さいときには、ステアリングギア比Ｇは比較的小さな値に設定されるため、車両の取り回し性に優れたステアリング特性となり、逆に車速Ｖが比較的大きいときには、ステアリングギア比Ｇは比較的大きな値に設定されるため、直進安定性のよいステアリング特性となる。
【００５１】
また、転舵角δの算出とともに、車速Ｖ、操舵角θに応じた操舵反力Ｔが演算され（ステップＳ２３）、これに応じた操舵反力がステアリングホイール１に付与される。
このとき、操舵反力Ｔは、操舵角θと操舵反力係数Ｋ２との乗算値から演算され、操舵反力係数Ｋ２は、車速Ｖに応じて演算される。そのため、操舵反力Ｔは車速Ｖに応じて変化し、車速Ｖが大きいときほど操舵反力Ｔは小さな値となる。そのため、操舵角θが一定であっても車速Ｖが大きいときほど操舵反力Ｔは抑制され、結果的にステアリングホイール１に付与される操舵反力が抑制されることになる。
【００５２】
したがって、この第３の実施の形態においても、単に操舵角θに応じて操舵反力を設定するのではなく、比較的高速であってより大きく操舵する必要があるときには操舵反力を抑制し、逆に比較的低速であって比較的少ない操舵でよいときには十分な操舵反力を発生させている。そのため、結果的に、高速時と低速時とにおける操舵反力の差を抑制することができる。これにより、同一カーブを走行する場合、ドライバは、高速時および低速時に関係なく常に同等程度の操舵反力を感じることになり、操舵反力から感覚的に適切な操舵量をイメージすることができる。
【００５３】
したがって、旋回走行時に、転舵不足或いは転舵過多が生じることを抑制することができ、すなわち操舵に伴い車両挙動が不安定となることを抑制することができる。
また、操舵反力係数Ｋ２は、図１３に示すように車速Ｖに対して反比例するように設定される。また、ステアリングギア比は図３に示すように車速Ｖに対して比例するように設定される。つまり、操舵角に対する操舵反力とステアリングギア比とは反比例となる関係にある。このように、操舵角に対する操舵反力とステアリングギア比とが反比例となる関係であると、操舵角と転舵角とが線形関係となり、すべりが小さく且つカーブ曲率が同じであれば、車速に依存せずに同じ操舵反力で操舵を行うことができる。そのため、ドライバは操舵量をよりイメージしやすくなる。
【００５４】
ここで、ステアリングギア７および転舵アクチュエータ８が転舵機構およびステアリングギア比可変手段に対応し、車速センサ１２が車速検出手段に対応し、操舵角センサ４が操舵角検出手段に対応し、転舵角算出部１１ｂおよび転舵ドライバ１１ｄがステアリングギア比制御手段に対応し、反力算出部１１ａおよび反力ドライバ１１ｃが操舵反力制御手段に対応している。
【００５５】
（効果）
（１）操舵反力係数Ｋ２を車速（Ｖ）が大きいときほど小さくなる特性とし、この操舵反力係数Ｋ２に操舵角θを乗算して操舵反力Ｔを演算しているため、結果的に操舵反力Ｔを車速Ｖが大きいときほど小さくなる特性とすることができる。したがって、この第３の実施の形態においても上記第１の実施の形態と同等の作用効果を得ることができる。
（２）また、高速となるほどより小さくなり且つ車速に対して反比例するように、操舵反力Ｔを設定しており、すなわち、高速となるほどより大きくなるように設定されるステアリングギア比と、操舵反力Ｔとが反比例の関係となるように操舵反力Ｔを設定しているため、ステアリングギア比の変化に対応して操舵反力Ｔを変化させることができ、車速に依存せずに同じ操舵反力で操舵を行うことができる。そのためドライバが操舵量をよりイメージしやすくすることができる。
【００５６】
（変形例）
上記第３の実施の形態においては、操舵反力Ｔを、操舵角θと操舵反力係数Ｋ２とに基づき演算しており、すなわち、操舵角に応じた操舵反力成分のみに基づいて演算しているが、これに限るものではない。上記第１の実施の形態や第２の実施の形態と同様に、操舵角速度θ′に応じた操舵反力成分Ｔ（θ′）や、フリクション成分Ｔｆも考慮し、操舵角θおよび操舵反力係数Ｋ２に応じた操舵反力成分と操舵反力成分Ｔ（θ′）とフリクション成分Ｔｆとの和を操舵反力Ｔとして演算するようにしてもよい。
また、操舵角θに応じた操舵反力成分Ｔ（θ）、フリクション成分Ｔｆ、操舵角速度θ′に応じた操舵反力成分Ｔ（θ′）として車速Ｖに応じて変化しない特性を有するこれら成分を算出し、これらの成分の総和を演算し、演算した総和に、車速Ｖに応じて設定される操舵反力係数Ｋ２を乗算して、これを操舵反力Ｔとするようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１  ステアリングホイール
２  反力アクチュエータ
３  反力制御量検知センサ
４  操舵角センサ
６  転舵輪
７  ステアリングギア
８  転舵アクチュエータ
９  転舵制御量検知センサ
１０  転舵角センサ
１１  制御装置
１１ａ  反力算出部
１１ｂ  転舵角算出部
１１ｃ  反力ドライバ
１１ｄ  転舵ドライバ
１２  車速センサ
【図１】
0005772344.tif 000002
【図２】
0005772344.tif 000003
【図３】
0005772344.tif 000004
【図４】
0005772344.tif 000005
【図５】
0005772344.tif 000006
【図６】
0005772344.tif 000007
【図７】
0005772344.tif 000008
【図８】
0005772344.tif 000009
【図９】
0005772344.tif 000010
【図１０】
0005772344.tif 000011
【図１１】
0005772344.tif 000012
【図１２】
0005772344.tif 000013
【図１３】
0005772344.tif 000014