(57)【要約】【課題】特性の異なる摩擦を組み合わせて実際の車両に近い反力を付与するドライビングシュミレータ用反力装置を提供する。【解決手段】ステアリングに反力を付与するドライビングシュミレータ用反力装置１０は、ステアリングの操舵角を検出し、検出した操舵角を示す角度情報を出力する操舵角検出部５と、操舵角に比例して摩擦力が変化する傾き領域を有する傾きを持つ摩擦とクーロン摩擦とを組み合わせた摩擦特性に基づいてステアリングに反力を付与する反力付与部６と、操舵角検出部５から角度情報を入力し、角度情報に基づいて反力付与部６が付与する反力を制御するコントローラ４と、を備える。【選択図】図１
2008180853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングに反力を付与するドライビングシュミレータ用反力装置であって、
ステアリングの操舵角を検出し、検出した操舵角を示す角度情報を出力する操舵角検出部と、
操舵角に比例して摩擦力が変化する傾き領域を有する傾きを持つ摩擦とクーロン摩擦とを組み合わせた摩擦特性に基づいて前記ステアリングに反力を付与する反力付与部と、
前記操舵角検出部から角度情報を入力し、前記角度情報に基づいて前記反力付与部が付与する反力を制御するコントローラと、を備えるドライビングシュミレータ用反力装置。
【請求項２】
前記コントローラは、前記角度情報に基づいて、前記傾きを持つ摩擦と前記クーロン摩擦それぞれが付与する反力トルクを演算し、演算結果に基づいて前記反力付与部を制御することを特徴とする請求項１記載のドライビングシュミレータ用反力装置。
【請求項３】
前記コントローラは、前記傾きを持つ摩擦について、前記角度情報が前記傾き領域に含まれる場合には、前記角度情報に基づいて反力トルクを演算し、前記角度情報が前記傾き領域に含まれない場合には、前回の算出した値に基づいて反力トルクを演算し、演算した前記傾きを持つ摩擦の反力トルクを前記反力付与部へ出力し、
前記反力付与部は、前記傾きを持つ摩擦の反力トルクに基づいて傾きを持つ摩擦特性に基づく反力を付与することを特徴とする請求項１または２記載のドライビングシュミレータ用反力装置。
【請求項４】
前記反力付与部は、
前記傾きを持つ摩擦特性を有する反力を付与するモータと、
前記クーロン摩擦特性を有する反力を付与する摩擦装置と、を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のドライビングシュミレータ用反力装置。
【請求項５】
前記コントローラは、前記角度情報に基づいて、前記モータが付与する反力を制御する反力トルクを演算してトルク指令として前記モータへ出力し、前記摩擦装置が付与する反力を制御する反力トルクを制御指令として前記摩擦装置へ出力し、
前記モータは、前記トルク指令に基づいて反力を前記ステアリングへ付与し、
前記摩擦装置は、前記制御指令に基づいて反力を前記ステアリングへ付与することを特徴とする請求項４記載のドライビングシュミレータ用反力装置。
【請求項６】
前記コントローラは、摩擦がゼロとなる操舵角及び摩擦力が変化する傾きに基づいて前記傾き領域を決定し、前記角度情報が前記傾き領域に含まれない場合に反力トルクがとりうる最大値を予め設定していることを特徴とする請求項５記載のドライビングシュミレータ用反力装置。
【請求項７】
前記コントローラは、前記最大値を、ドライビングシュミレータが想定する車種に応じて変更すること特徴とする請求項６記載のドライビングシュミレータ用反力装置。
【請求項８】
前記コントローラは、前記角度情報の大きさに伴って前記制御指令の値を大きくすることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のドライビングシュミレータ用反力装置。
【請求項９】
ステアリングに反力を付与するドライビングシュミレータ用反力付与方法であって、
ステアリングの操舵角を検出し、
操舵角に比例して摩擦力が変化する傾き領域を有する傾きを持つ摩擦特性とクーロン摩擦特性とを、前記操舵角に基づいて制御する制御情報を生成し、
前記制御情報に基づいて、前記傾きを持つ摩擦特性と前記クーロン摩擦特性とを組み合わせた摩擦特性に基づいて前記ステアリングに反力を付与するドライビングシュミレータ用反力付与方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライビングシュミレータ用反力装置及び反力付与方法に関し、特に、操舵角に応じて実際の車両に近い反力特性をステアリングへ付与する反力装置及び反力付与方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、実際の車両（実車）走行に近い感覚で運転可能なドライビングシュミレータの開発が行われている（例えば、特許文献１）。ステアリングシステムが多くの部品から構成されるため、その反力特性は、摩擦項と剛性項とからなる粘弾性特性となる。しかし、実際に粘弾性特性を持たせるためには、実際の車両と同じような複数の摩擦体と弾性体から成る反力装置が必要となる。特に、ほとんどプレロードがない反力装置においては、必要な摩擦特性が与えられず、実際の車両に近い反力（摩擦）特性は困難であった。
【０００３】
具体的には次のような点が困難であった。
（１）実際に粘弾性特性を持たせるためには、ステアリングシステムと同様に、ステアリングホイール、コラム、インタミディエイトシャフト、ＰＳギア、タイロットなどを持たせないと実際の車両と同様な特性を持たせることが難しかった。
（２）クーロン特性をモータ制御で実現しようとすると、コンピュータには必ずＬＳＢ（Least Significant Bit）があるため、例えば、図１４に示すように、ｍを自然数とすると、必ずｍ、−ｍ（ｍの負の値）のどちらかの状態となる。このように、−ｍとｍの中間値を持たせることが難しいため、理想的な粘弾性特性を持たせることが困難であった。
【特許文献１】特許第３１９０３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、特性の異なる摩擦を組み合わせて実際の車両に近い反力を付与するドライビングシュミレータ用反力装置及び反力付与方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るステアリングに反力を付与するドライビングシュミレータ用反力装置の一態様は、ステアリングの操舵角を検出し、検出した操舵角を示す角度情報を出力する操舵角検出部と、操舵角に比例して摩擦力が変化する傾き領域（摩擦力が操舵角に比例する傾きを持って変化する操舵角の範囲）を有する「傾きを持つ摩擦」と「クーロン摩擦」とを組み合わせた摩擦特性に基づいて前記ステアリングに反力を付与する反力付与部と、前記操舵角検出部から角度情報を入力し、前記角度情報に基づいて前記反力付与部が付与する反力を制御するコントローラと、を備える。このように、傾きを持つ摩擦とクーロン摩擦とを組み合わせるというシンプルな構成によって、粘弾力性の摩擦特性を有する反力を発生させてステアリングに付与する。これにより、実際の車両と同様のステアリングの操作性を提供することができる。
【０００６】
また、本発明に係るドライビングシュミレータ用反力装置の一態様において、前記コントローラは、前記角度情報に基づいて、前記傾きを持つ摩擦と前記クーロン摩擦それぞれが付与する反力トルクを演算し、演算結果に基づいて前記反力付与部を制御する。コントローラが操舵角に基づいて傾きを持つ摩擦とクーロン摩擦とをそれぞれを制御した結果を組み合わせることにより、実際の車両の反力特性に近づけることができる。
【０００７】
さらに、本発明に係るドライビングシュミレータ用反力装置の一態様において、前記コントローラは、前記傾きを持つ摩擦について、前記角度情報が前記傾き領域に含まれる場合には、前記角度情報に基づいて反力トルクを演算し、前記角度情報が前記傾き領域に含まれない場合には、前回の算出した値に基づいて反力トルクを演算し、演算した前記傾きを持つ摩擦の反力トルクを前記反力付与部へ出力し、前記反力付与部は、前記傾きを持つ摩擦の反力トルクに基づいて傾きを持つ摩擦特性に基づく反力を付与する。このように、コントローラは、操舵角が傾きを持つ摩擦の傾き領域の範囲に含まれるか否かによって、反力トルクを演算する方法を区別して傾きを持つ摩擦を制御する。これにより、粘弾性的な摩擦特性を生成することができる。
【０００８】
本発明に係るドライビングシュミレータ用反力装置の一態様において、前記反力付与部は、前記傾きを持つ摩擦特性を有する反力を付与するモータと、前記クーロン摩擦特性を有する反力を付与する摩擦装置と、を有する。このように、異なる摩擦特性それぞれに適応した装置から反力を付与し、これらを組み合わせることによって、粘弾性的な摩擦特性を発生させることができる。
【０００９】
本発明に係るドライビングシュミレータ用反力装置の一態様において、前記コントローラは、前記角度情報に基づいて、前記モータが付与する反力を制御する反力トルクを演算してトルク指令として前記モータへ出力し、前記摩擦装置が付与する反力を制御する反力トルクを制御指令として前記摩擦装置へ出力し、前記モータは、前記トルク指令に基づいて反力を前記ステアリングへ付与し、前記摩擦装置は、前記制御指令に基づいて反力を前記ステアリングへ付与する。このように、コントローラが、傾きを持つ摩擦とクーロン摩擦それぞれを制御して、粘男性的な摩擦特性を発生させることができる。
【００１０】
本発明に係るドライビングシュミレータ用反力装置の一態様において、前記コントローラは、摩擦がゼロとなる操舵角及び摩擦力が変化する傾きに基づいて前記傾き領域を決定し、前記角度情報が前記傾き領域に含まれない場合に反力トルクがとりうる最大値を予め設定している。このように、コントローラが傾き領域に含まれる操舵角の範囲を決定することにより、操舵角に基づいて傾きを持つ摩擦を適切に発生させることができる。
【００１１】
本発明に係るドライビングシュミレータ用反力装置の一態様において、前記コントローラは、前記最大値を、ドライビングシュミレータが想定する車種に応じて変更すること特徴とする。実際の車両に応じて摩擦が一定状態の摩擦力Ｆ（反力トルク）を設定することにより、実際の車両に近いステアリングの操作性を実現することができる。
【００１２】
本発明に係るドライビングシュミレータ用反力装置の一態様において、前記コントローラは、前記角度情報の大きさに伴って前記制御指令の値を大きくする。傾きを持つ摩擦とクーロン摩擦の割合を操舵角に応じて変化させることにより、実際の車両に近いステアリングの操作性を実現することができる。
【００１３】
本発明に係るドライビングシュミレータ用反力付与方法の一態様は、ステアリングの操舵角を検出し、操舵角に比例して摩擦力が変化する傾き領域を有する傾きを持つ摩擦特性とクーロン摩擦特性とを、前記操舵角に基づいて制御する制御情報を生成し、前記制御情報に基づいて、前記傾きを持つ摩擦特性と前記クーロン摩擦特性とを組み合わせた摩擦特性に基づいて前記ステアリングに反力を付与する。このように、傾きを持つ摩擦とクーロン摩擦とを組み合わせるというシンプルな構成によって粘弾力性の摩擦特性を発生させ、実際の車両と同様のステアリングの操作性を提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、特性の異なる摩擦を組み合わせて実際の車両に近い反力を付与するドライビングシュミレータ用反力装置及び反力付与方法を提供することが可能となる。これにより、シンプルな構成によって実際の車両に近い反力特性を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において同一の構成または機能を有する構成要素および相当部分には、同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００１６】
（実施形態１）
実施形態１では、異なる二つの摩擦特性を組み合わせた摩擦特性を有する反力をステアリングへ付与するドライビングシュミレータ用反力装置及び反力付与方法の一態様を説明する。
図１は、本発明に係る実施形態１のドライビングシュミレータ用反力装置の構成例を示すブロック図である。図１に示すドライビングシュミレータ用反力装置（以下、「反力装置」と記す）１０は、モータ２、摩擦装置３、コントローラ４、及び操舵角検出部５を備える。また、ステアリングへ（回転軸７を介してステアリングホイール１へ）反力を付与するモータ２と摩擦装置３とを、反力付与部６という。反力装置１０は、反力付与部６が発生させた反力を回転軸７を介してステアリングホイール１に付与する。反力装置１０は、ステアリングホイール１に実際の車両に近い反力を発生させるため、傾きを持つ摩擦を持つモータ２とクーロン摩擦を持つ摩擦装置３とを組み合わせることで実際の車両に近い反力特性を持たせる。
【００１７】
コントローラ４は、入力した角度情報に基づいて制御情報（指令）を生成して、傾きを持つ摩擦特性とクーロン摩擦特性とを制御する。具体的には、コントローラ４は、操舵角に基づいて、モータ２が付与する反力を制御する反力トルクを演算してトルク指令としてモータ２へ出力し、摩擦装置３が付与する反力を制御する反力トルクを制御指令として摩擦装置３へ出力する。
操舵角検出部５は、ステアリングの操舵角を検出し、検出した操舵角を示す角度情報をコントローラ４へ出力する。
【００１８】
ここで、本発明の反力を構成する摩擦特性について説明する。図２は、実際の車両の摩擦特性の一例を表す図である。図２に示すように、実際の車両で生じる摩擦特性は、傾きを持つ摩擦（符号Ａで示す範囲）とクーロン摩擦（符号Ｂで示す範囲）とから構成されている。そのため、本発明では実際の車両の反力特性を模擬するために、実際の車両と同じような複雑なシステムを持たせることなく、二つの異なる摩擦特性を組み合わせて粘弾性特性を作り出すことで実際の車両に近い反力トルクを実現する。
【００１９】
図３を用いて具体的に説明する。図３は、異なる摩擦特性の組み合わせの一例を示す図であり、（ａ）はクーロン摩擦に近い摩擦特性の一例を示し、（ｂ）は傾きを持つ摩擦特性の一例を示す図であり、（ｃ）は二つの摩擦特性を組み合わせた粘弾性特性の一例を示す図である。ここで、傾きを持つ摩擦は、操舵角に比例して摩擦力が変化する状態の領域（摩擦力が操舵角に比例する傾きを持って変化する操舵角の範囲、以下、この状態の領域を「傾き領域」という）を有する摩擦を指す。また、以下の説明では、クーロン摩擦に近い摩擦特性あるいはクーロン摩擦に近い摩擦を、単に「クーロン摩擦特性」あるいは「クーロン摩擦」という。図３（ａ）に示すクーロン摩擦と図３（ｂ）に示す傾きを持つ摩擦とを組み合わせることによって、図３（ｃ）に示す、所定の操舵角の範囲において、二つの異なる摩擦特性を含む粘弾力性特性を有する摩擦を生成する。
【００２０】
以下に、図３（ｃ）に示す摩擦特性を、反力装置１０（図１）によって実現する一例を示す。傾きを持つ摩擦特性は、例えば、モータ２のトルクを操舵角に応じて図４のようなヒステレシス特性を持たせることで実現できる。図４では、係数ｋの傾きを有している例を示している。傾きを特定する係数ｋは、予め定められる係数である。図５に、クーロン摩擦と傾きを持つ摩擦の違いを模式的に示す。クーロン摩擦は、操舵角にかかわらず、Ｆｈの一定値であり、傾きを持つ摩擦は、操舵角がｚＬＳＰになるまで、係数ｋに基づいて操舵角に比例して変化し、操舵角がｚＬＳＰ以上では、一定値Ｆｈになる。
【００２１】
次に、傾きを持つ摩擦を制御する動作について説明する。図６は、実施形態１における反力装置のコントローラが傾きを持つ摩擦を制御する動作の一例を示すフローチャートである。コントローラ４は、図６に示す手順に従って、操舵角に基づいて摩擦の状態が傾き領域に属しているか否かを判断する。傾き領域に属する場合はモータ２がステアリングに付与する摩擦力Ｆ（反力トルク）を、傾きを特定する係数ｋに基づいて算出し、傾き領域に属さない場合は、前回の摩擦力に基づいて摩擦力Ｆを演算（設定）する。以下、フローチャートに従って具体的に説明する。ｆｌａｇは、操舵角が傾き領域に入っているか否かを示すフラグであり、θＺＥＲＯは、操舵角が傾き領域にある場合に、摩擦が０（ゼロ）となる操舵角の角度を代入する変数である。また、係数ｋは、傾き領域の摩擦の傾きを特定する定数であり、Ｆｈ，−Ｆｈは、摩擦が一定値となった場合の摩擦力Ｆの値を示す定数である。
【００２２】
コントローラ４は、初期値として、ｆｌａｇ＝０、θＺＥＲＯ＝０をセットする（Ｓ１０）。コントローラ４は、操舵角検出部５から角度情報を入力し、角度情報が示す操舵角θに基づいてｆｌａｇの値を判定する（Ｓ１１）。ｆｌａｇの値を判定する動作については、図７を用いて後述する。コントローラ４は、ｆｌａｇの値を判断し、ｆｌａｇ＝０の場合、摩擦の状態が傾き領域にあり、ｆｌａｇ＝１の場合、摩擦が一定値状態（Ｆｈ）にあることを判定する（Ｓ１２）。
【００２３】
コントローラ４は、傾き領域であれば（Ｓ１２でｆｌａｇ＝０の場合）、摩擦力Ｆを、傾き係数ｋを用いて、Ｆ＝ｋ×（θ−θＺＥＲＯ）に基づいて計算する（Ｓ１３）。算出した摩擦力Ｆの値が、Ｆｈ，−Ｆｈを超える場合は、Ｆｈまたは−Ｆｈの値に置き換える（Ｓ１４）。一方、コントローラ４は、傾き領域でなければ（Ｓ１２でｆｌａｇ＝１の場合）、摩擦力Ｆを、前回の計算値Ｆｏｌｄより計算し（Ｓ１５）、θＺＥＲＯの値を更新する（Ｓ１６）。
【００２４】
コントローラ４は、摩擦力Ｆを計算した後、計算した、摩擦力Ｆ、操舵角θをそれぞれＦｏｌｄ、θｏｌｄ（前回のF、θの値を保持する変数）に保存する（Ｓ１７）。コントローラ４は、算出した摩擦力Ｆの値をトルク指令としてモータ２へ出力する。モータ２は、コントローラ４から入力したトルク指令（摩擦力Ｆの値）に基づいて、ステアリングへの反力の付与を制御する。
【００２５】
続いて、図６のステップＳ１２のｆｌａｇの判定、具体的には、操舵角θが傾き領域に属するか否かの判定について説明する。図７は、実施の形態1の反力装置のコントローラがｆｌａｇの値を決定する手順の一例を示すフローチャートである。図７で用いる変数、定数等は、図６と同様である。コントローラ４は、摩擦トルク０（ゼロ）となる角度θＺＥＲＯを中心に、傾き領域を計算する（Ｓ２１）。θＺＥＲＯより大きい領域θＨは、次に示す式１で計算される。
θＺＥＲＯ＋Ｆｈ／ｋ  ・・・  （式１）
また、θＺＥＲＯより小さい領域θＬは、次に示す式２で計算される。
θＺＥＲＯ−Ｆｈ／ｋ  ・・・  （式２）
式１、式２において、Ｆｈは、一定値となる摩擦、ｋは摩擦の傾きである。図８に、操舵角と摩擦の傾き領域との関係を示している。図中、グラフの原点がθＺＥＲＯの値として示している。
【００２６】
コントローラ４は、操舵角θの値がθＬ＜θ＜θＨであるかを判断する（Ｓ２２）。このとき操舵角θが、θＬ＜θ＜θＨの範囲内であれば（Ｓ２２でＹｅｓ）、操舵角θは傾き領域内（操舵角θが摩擦の状態が傾きを持つ領域の操舵角範囲内）になるため、ｆｌａｇ＝０となる（Ｓ２３）。また、操舵角θが、θＬ＜θ＜θＨの範囲に入らない場合は（Ｓ２２でＮｏ）、操舵角θは、傾き領域外にあるとして、ｆｌａｇ＝１となる（Ｓ２４）。
以上説明したように、コントローラ４が、操舵角θに基づいてモータ２を制御することにより、傾きを持つ摩擦特性を有する反力をステアリングに付与する。また、上記で説明したモータ２は、例えば、ブラシレスモータや直流モータなどを用いることができる。
【００２７】
次に、クーロン摩擦特性を持つ摩擦装置３の実施例を説明する。図９、図１０に、摩擦装置の一例を示す。例えば、図９に示すように、ステアリングホイール１の回転軸７に摩擦板３１をバネ３２で押しつけることでクーロン摩擦に近い反力（図３（ａ））を発生させることができる。また、図１０に示すように、アンギュラベアリング３５に予圧を与えることでも、同様な摩擦特性を付与することができる。アンギュラベアリング３５へ与える予圧は予圧付与手段３９により調整することができる。さらに、市販品には、パウダーブレーキやＭＲ流体を用いた摩擦付与方法もある。摩擦装置３は、コントローラ４の制御に基づいてクーロン摩擦特性の反力をステアリングへ付与する。例えば、コントローラ４は、摩擦装置３が付与する反力トルクを演算し、演算結果を制御指令として摩擦装置３へ通知する。摩擦装置３は、コントローラ４から通知された制御指令に基づいて、ステアリングへ反力を付与する。
【００２８】
コントローラ４は、半導体装置などのハードウェアによって実現してもよいし、プログラムを計算機上で動作させることによって実現してもよい。プログラムは、計算機内でメモリにロードされ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）の制御のもとで処理を実行する。また、ハードウェアとプログラムなどのソフトウェアとを組み合わせてもよい。
【００２９】
図１１は、本実施形態の反力装置が生成する粘弾性摩擦特性と基本バネ特性を組み合わせることで、実際の車両に近い反力特性を生成することを模式的に示した図である。上記で説明したような傾きを持つ摩擦と、クーロン摩擦を組み合わせた粘弾性的な摩擦特性（図１１の左下、摩擦に基づく反力トルク）と、図１１の左上のような反力特性（例えば、基本バネ特性、モータ２の反力に基づく反力トルク）をモータ２に発生させることで、図１１の右のような実際の車両に近い反力特性を実現する。これにより、傾きを持つ摩擦と完全なクーロン特性に近い摩擦を組み合わせるというシンプルな構成で実際の車両のステアリングの操作性に近い反力特性を実現することができる。
【００３０】
（実施形態２）
実施形態２では、実施形態１で説明した反力装置及び反力付与方法より実際の車両に近づけるように改善する反力装置及び反力付与方法の一態様について説明する。本実施形態でも、図１に示す反力装置１０の構成に基づいて説明する。図１２は、ステアリングホイールを切り始めたときの実際の車両の摩擦特性の一例を示す図である。図中、Ｎ付近と示した部分が、ステアリングホイール１を切り始めた部分である。実施形態１で説明したように、粘弾性摩擦特性を有する反力を生成しても、実際の車両のようにＮ付近から切り始めの特性が十分表現できない。
【００３１】
これは、Ｎ付近及び操舵角が大きくなったときのタイミングで、クーロン摩擦と傾きを持つ摩擦の比率が異なるためである。すなわち、ステアリングホイール１を切り始めとき（Ｎ付近）は、クーロン摩擦の割合が小さく、大きく操舵するとクーロン摩擦の割合が大きくなるためである。従って、図１３に示すように、Ｎ付近のクーロン摩擦を小さくコントロールすることによって、切りはじめのすっきり感を出し、実際の車両に近い特性を持たせることができる。
【００３２】
クーロン摩擦を可変にするには、図９、図１０に摩擦を可変にする機構を追加するか、若しくは、パウダーブレーキやＭＲ流体に流す電流を制御することで実現できる。例えば、コントローラ４は、操舵角検出部５から通知される操舵角に基づいて、図１３に示すような、クーロン摩擦特性と傾きを持つ摩擦特性との割合を変化させて、モータ２と摩擦装置３とを制御する。摩擦装置３では、コントローラ４から通知された制御指令（反力トルク）に基づいて、反力を変更させる機構を有するようにすればよい。例えば、図９では、バネ３２を支えている支持部３３（支点）の位置を変更させる機構、図１０では、アンギュラベアリング３５の予圧付与手段３９により予圧の強度を変更させる機構などである。これにより、ステアリングホイールを切り始めたタイミングでは、クーロン摩擦特性の割合を増やすことができる。
【００３３】
同様に、車両に合わせて傾きを持つ摩擦特性における一定値状態の摩擦力（Ｆｈ）の大きさを可変にし、実際の車両の特性に合わせることができる。例えば、コントローラ４に、Ｆｈの大きさを指定できるような入力装置を備えるようにしてもよいし、予め複数のＦｈの大きさ（例えば、車種に応じたＦｈの大きさ）をテーブルに記憶しておいてもよい。反力装置１０は、利用者が、ドライビングシュミレータを起動させるときに、必要に応じてＦｈを指定、あるいは車種を指定することによってＦｈを指定するようなインタフェースを備えていればよい。
【００３４】
このように、本実施形態によれば、クーロン摩擦特性と傾きを持つ摩擦特性の割合を操舵角に応じて可変とすることにより、実際の車両の反力特性に近づけることができる。また、車両に合わせて傾きを持つ摩擦特性における一定値状態の摩擦力（Ｆｈ）の大きさを変更可能とすることにより、実際の車両の反力特性に近づけることができる。
【００３５】
なお、本発明は上記に示す実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲において、上記実施形態の各要素を、当業者であれば容易に考えうる内容に変更、追加、変換することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る実施形態のドライビングシュミレータ用反力装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】実際の車両の摩擦特性の一例を表す図である。
【図３】異なる摩擦特性の組み合わせの一例を示す図であり、（ａ）はクーロン摩擦に近い摩擦特性の一例を示し、（ｂ）は傾きを持つ摩擦特性の一例を示す図であり、（ｃ）は二つの摩擦特性を組み合わせた粘弾性特性の一例を示す図である。
【図４】係数ｋの傾きを持つ摩擦特性の一例を示す図である。
【図５】クーロン摩擦と傾きを持つ摩擦の違いを模式的に示す図である。
【図６】本実施形態における反力装置のコントローラが傾きを持つ摩擦を制御する動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態1の反力装置のコントローラがｆｌａｇの値を決定する手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】操舵角と傾き領域の関係を示す図である。
【図９】摩擦装置の一例を示す図である。
【図１０】摩擦装置の別の一例を示す図である。
【図１１】実施形態１の反力装置が生成する粘弾性摩擦特性と基本バネ特性を組み合わせることで、実際の車両に近い反力特性を生成することを模式的に示した図である。
【図１２】ステアリングホイールを切り始めたときの実際の車両の摩擦特性の一例を示す図である。
【図１３】操舵角に応じたクーロン摩擦の割合の一例を示す図である。
【図１４】ＬＳＢのために反力の制御が困難な状況を説明する図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  ステアリング
２  モータ
３  摩擦装置
４  コントローラ
６  反力付与部
７  回転軸
１０  反力装置
３１  摩擦板
３２  バネ
３３  支持部
３５  アンギュラベアリング
３６  転動体
３７  外輪
３８  内輪
３９  予圧付与手段
Ａ  傾きを持つ摩擦
Ｂ  クーロン摩擦
【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】
2008180853.tif 000009
【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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