JP2008114708A - 操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者に無理なく容易な操舵操作を行わせること。
【解決手段】運転者が操舵操作を行う際に使用する操舵操作主体（ステアリングホイール本体２１）と、この操舵操作主体上を運転者の操舵操作に従って移動する副操作部材（グリップ２２Ｌ，２２Ｒ）と、この副操作部材の操舵操作主体上における変位を検出する副操作部材変位検出手段（磁気情報読取部２７及び磁気情報発生部２８）と、運転者から操舵操作主体に対して入力された操舵力を検出する操舵力検出手段２６と、副操作部材の変位と運転者による操舵操作主体に対しての操舵力を用いて操舵輪の目標転舵角θ_baseを算出する目標転舵角算出手段（電子制御装置４０）と、その目標転舵角θ_baseとなるように操舵輪ＷＬ，ＷＲを転舵させる車輪転舵角付与手段３０と、を備えること。
【選択図】 図２

Description

本発明は、運転者によるステアリングホイールへの操舵操作に基づき求めた最適な転舵角となるように操舵輪を転舵させる操舵装置に関する。

従来、運転者によるステアリングホイールへの操舵操作量と車速などの車輌の走行状態とを総合的に判断し、これにより求めた最適な転舵角となるように操舵輪を転舵させる操舵装置が知られている。例えば、この種の操舵装置としては、ステアリングホイールと操舵輪との機械的な連結を切り離したものであって、運転者がステアリングホイールを操舵操作した際に電子制御装置（ＥＣＵ）が目標転舵角を算出し、その目標転舵角となるように操舵輪を転舵させる所謂ステアバイワイヤ方式の操舵装置が存在する。このステアバイワイヤ方式の操舵装置は、操舵輪を転舵させる為の電動モータ及びその駆動力の伝達機構が具備された車輪転舵角付与手段を有しており、目標転舵角となるよう電子制御装置が車輪転舵角付与手段に指示を与えて操舵輪を転舵させる。例えば、このようなステアバイワイヤ方式の操舵装置の一例としては、下記の特許文献１に開示されているものがある。

特開２００４−１９６０４４号公報

ところで、一般に、運転者の操舵操作としては、ステアリングホイールの操舵角の如き運転者による操舵操作量の大きなものとステアリングホイールへの操舵トルクの如き運転者による操舵操作量の小さなものとがある。従って、従来の操舵装置においては、そのステアリングホイールの操舵角とステアリングホイールへの操舵トルクを検出し、これらと共にそのときの車輌の走行状態も加味して最適な目標転舵角を算出している。

しかしながら、その夫々の操舵操作は１つの回転系（左旋回時の操舵操作であればステアリングホイールの反時計回りの回転、右旋回時の操舵操作であればステアリングホイールの時計回りの回転）の中で行われるものであり、その内の何れか一方の操舵操作に合わせて転舵角などの転舵特性を設定すると、運転者は、その転舵特性に対応させて他方の操舵操作を行わなければならず、この他方の操舵操作を行い難くなる。

また、このような操舵操作時のステアリングホイールの回転の自由度が１自由度に拘束されている従来の操舵装置においては、両腕で操舵操作する際の各々の腕の操作軌跡が夫々に異なるものとなり、運転者の慣れに依存した不自然な動きを各々の腕に行わせる。例えば車庫入れや交差点での右左折時などのように低速で車輌を大きく旋回させる、即ち操舵輪を大きく転舵させる際に、運転者は、両腕を交差させながらステアリングホイールを持ち直して（所謂ステアリングホイールの切り返しを行って）操舵角を大きくしている。そして、このような人間の自然な動作とは言い難い動きは、長時間継続して運転したときの運転者の疲労の原因となり、また、所望の正確な操舵操作を行い難い原因ともなっている。

そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、運転者が無理なく容易に操舵操作を行うことのできる操舵装置を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成する為、請求項１記載の発明では、運転者が操舵操作を行う際に使用する操舵操作主体と、この操舵操作主体上を運転者の操舵操作に従って移動する副操作部材と、この副操作部材の前記操舵操作主体上における変位を検出する副操作部材変位検出手段と、運転者から操舵操作主体に対して入力された操舵力を検出する操舵力検出手段と、副操作部材の変位と運転者による操舵操作主体に対しての操舵力を用いて操舵輪の目標転舵角を算出する目標転舵角算出手段と、その目標転舵角となるように操舵輪を転舵させる車輪転舵角付与手段と、を備えている。

この請求項１記載の操舵装置においては、運転者による操舵トルク（捻れトルク）の入力と操舵角の入力を操舵操作主体と副操作部材とに分担させることができ、これにより、操舵操作する際の運転者の両腕の操作軌跡が人間の自然な動きの中で完結され、また、その各々の入力の自由度が高くなって、その入力に合わせた最適な操舵輪の転舵特性を簡便な操舵操作で発揮させることができる。また、この請求項１記載の操舵装置においては、その操舵トルクと操舵角とに夫々分担された転舵角を小さくすることができるので、少なくとも何れか一方を小さく操舵操作するだけで操舵輪に所望の転舵角を与えることができる。また、この請求項１記載の操舵装置においては、操舵操作主体を操舵操作し難いときにおいても、副操作部材を操舵操作することによって転舵角を大きくすることができる。例えば、その副操作部材の操舵操作によって切り増しが容易になる。

ここで、その請求項１記載の操舵装置における操舵力検出手段は、請求項２記載の発明の如く、操舵操作主体の環状部の円周方向に入力された力を検出するものである。例えば、その操舵力検出手段としては、ステアリングシャフトに掛かる捻れトルクの検出手段や、副操作部材と後述する副操作部材係止手段との間の圧電素子などが考えられる。

また、上記目的を達成する為、請求項３記載の発明では、運転者が操舵操作を行う際に使用する環状部を備えた操舵操作主体と、この操舵操作主体上を運転者の操舵操作に従って移動する副操作部材と、この副操作部材の操舵操作主体上における変位を検出する副操作部材変位検出手段と、その操舵操作主体の操舵角を検出する操舵角検出手段と、副操作部材の変位と操舵操作主体の操舵角を用いて操舵輪の目標転舵角を算出する目標転舵角算出手段と、その目標転舵角となるように操舵輪を転舵させる車輪転舵角付与手段と、を備えている。

この請求項３記載の操舵装置においては、運転者による操舵角の入力を操舵操作主体と副操作部材とに分担させることができる。従って、この請求項３記載の操舵装置は、上述した請求項１と同様の効果を得ることができる。

ところで、その請求項１，２又は３に記載の操舵装置における副操作部材は、請求項４記載の発明の如く、操舵操作主体の環状部上を円周方向へと移動できるよう構成することが好ましい。

また、その請求項１，２，３又は４に記載の操舵装置においては、請求項５記載の発明の如く、副操作部材を操舵操作主体上の初期位置に付勢させる反力発生手段を設けることが好ましい。

ここで、請求項６記載の発明の如く、その反力発生手段を副操作部材の操舵操作主体上における移動量が増すに従い反力が大きくなるものとし、副操作部材変位検出手段は、その反力発生手段から副操作部材への反力に応じて副操作部材の変位を求めるよう構成してもよい。

更に、その請求項１から６の内の何れか１つに記載の操舵装置における副操作部材は、請求項７記載の発明の如く、運転者の左手と右手用に夫々２つ設けることが好ましい。

この場合、目標転舵角算出手段は、請求項８記載の発明の如く、各副操作部材間の相対変位と操舵操作主体の操舵角を用いて目標転舵角の算出を行うよう構成する。これにより、左右の副操作部材が同時に動いたとしても、操舵操作主体上における正確な副操作部材の変位を知ることができる。

また、その請求項１から８の内の何れか１つに記載の操舵装置においては、請求項９記載の発明の如く、操舵操作主体上における副操作部材の可動範囲の一端にて当該副操作部材が係止される副操作部材係止手段を設けることが好ましい。これにより、運転者は、ステアリングセンタで操舵操作主体を副操作部材と共に保持しているときに、その副操作部材を無意識のうちに下へと引き下げずに済み、不用意な操舵輪の転舵を回避することができる。

この場合、操舵操作主体と副操作部材は、請求項１０記載の発明の如く、副操作部材が副操作部材係止手段によって係止されているときに運転者が当該操舵操作主体と副操作部材の双方を操作できるような位置関係に配置することが好ましい。これにより、運転者は、操舵操作主体と副操作部材の内の何れか一方のみを操舵操作することもでき、また、その双方を同時に操舵操作することもできる。ここで、その副操作部材係止手段をスポーク部との境界部分から所定の間隔を空けた位置に配置することによって、例えばその境界部分に小指等を引っ掛けることができるようになるので、運転者は、副操作部材の操舵操作から操舵操作主体に操舵力を入力する操舵操作へと滑らかに移行することができる。

また、上記目的を達成する為、請求項１１記載の発明では、運転者が操舵操作を行う際に使用する環状部を備えた操舵操作主体と、この操舵操作主体上を運転者の操舵操作に従って移動する副操作部材と、この副操作部材の操舵操作主体上における変位を検出する副操作部材変位検出手段と、操作部材の変位を用いて操舵輪の目標転舵角を算出する目標転舵角算出手段と、その目標転舵角となるように操舵輪を転舵させる車輪転舵角付与手段と、を備えている。

本発明に係る操舵装置は、操舵操作主体の操舵角や操舵力を増加させ難い自由度の少ない方向への操舵操作を一方の腕に無理して行わせなくても、他方の腕が広い操作空間で副操作部材を大きく移動させることができる。これが為、運転者は、操舵操作主体の持ち位置を変えるなどせずとも、更に、腕が身体に引っ掛かる等の不自然且つ無理な姿勢で操舵操作を行わずとも、操舵輪に対して大小に拘わらず所望の転舵角を与えることができる。つまり、運転者は、本発明に係る操舵装置を用いることによって、無理なく容易に正確な操舵操作を実行することができる。

以下に、本発明に係る操舵装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

本発明に係る操舵装置の実施例１を図１から図７に基づいて説明する。

本発明に係る操舵装置は、運転者によるステアリングホイールへの操舵操作量と車速などの車輌の走行状態とを総合的に判断し、これにより求めた目標転舵角となるように操舵輪を転舵させるものであり、その一例の全体構成を図１に示している。その図１の符号１０は本実施例１の操舵装置の全体構成を示しており、本実施例１にあっては、ステアリングホイール２０と車輌の左右の操舵輪ＷＬ，ＷＲとの間に機械的な接続が無い所謂ステアバイワイヤ方式のものを例示している。

この本実施例１におけるステアバイワイヤ方式の操舵装置１０は、図１に示す如く、ステアリングホイール２０と、運転者のステアリングホイール２０への操舵操作量と車輌の走行状態とに応じた目標転舵角θ_reqになるよう各操舵輪ＷＬ，ＷＲに対して転舵力を発生させる車輪転舵角付与手段３０と、を備えている。

また、この操舵装置１０には、その目標転舵角θ_reqを求め、各操舵輪ＷＬ，ＷＲがその目標転舵角θ_reqとなるように車輪転舵角付与手段３０を駆動制御する操舵制御装置が設けられている。本実施例１の操舵制御装置は、例えば、図１に示す電子制御装置（ＥＣＵ）４０の一機能として用意されており、運転者のステアリングホイール２０への操舵操作量と車輌の走行状態とに応じた目標転舵角θ_reqを求める目標転舵角算出手段と、車輪転舵角付与手段３０を駆動制御して目標転舵角θ_reqとなるように各操舵輪ＷＬ，ＷＲを転舵させる車輪転舵制御手段と、が備えられている。

本実施例１においては、そのステアリングホイール２０への操舵操作量として、運転者の操舵操作によって後述するステアリングホイール本体２１に入力された円周方向（ステアリングホイール本体２１の回転方向）の操舵力と、運転者の操舵操作で移動した後述するグリップ２２Ｌ，２２Ｒの変位と、を検出する。また、車輌の走行状態の情報としては、操舵操作時の車速Ｖを検出する。そして、本実施例１の目標転舵角算出手段には、その操舵力とグリップ２２Ｌ，２２Ｒの変位（具体的には、ステアリングホイール本体２１上における正確なグリップ変位を知る為に、各グリップ２２Ｌ，２２Ｒ間の相対変位を用いる。）の内の少なくとも何れか一方と車輌の走行状態の情報とに基づいて目標転舵角θ_reqを設定させる。つまり、本実施例１の操舵装置１０は、その操舵力のみで操舵操作を行うものであってもよく、そのグリップ２２Ｌ，２２Ｒのみを用いた操舵操作を行うものであってもよく、また、これら双方よる操舵操作を行うものであってもよい。ここでは、その操舵力とグリップ２２Ｌ，２２Ｒの変位の双方を用いて目標転舵角θ_reqの設定を行わせるものとして例示する。尚、ここでは車速Ｖのみを車輌の走行状態の情報として使用するが、これに加えてヨーモーメントやヨーレート、横加速度なども車輌の走行状態の情報として利用してもよい。

先ず、本実施例１のステアリングホイール２０には、図２に示す如く、運転者が操舵操作する際に使用する環状部２１ａを有する操舵操作主体（以下、「ステアリングホイール本体」という。）２１と、このステアリングホイール本体２１の環状部２１ａ上を円周方向へと移動する副操作部材（以下、「グリップ」という。）２２Ｌ，２２Ｒと、が設けられている。

本実施例１においては、左手用のグリップ２２Ｌと右手用のグリップ２２Ｒを用意し、これらをステアリングホイール本体２１の環状部２１ａ上に初期位置にて左右対称となるよう配置する。これら各グリップ２２Ｌ，２２Ｒは、環状部２１ａ上を移動させることによって各操舵輪ＷＬ，ＷＲを転舵させるものであり、基本的に、その初期位置からの変位が大きくなればなるほど目標転舵角θ_reqが大きくなるように設定される。ここで例示する各グリップ２２Ｌ，２２Ｒは、その環状部２１ａを外側から包み込むよう筒状に形成している。従って、ここでは図示しないが、これら各グリップ２２Ｌ，２２Ｒが自身の周方向へと自転しないように回り止めやガイド等を配備しておくことが好ましい。

その左手用のグリップ２２Ｌの可動範囲は、ステアリングホイール２０が図２の如き中立位置（以下、「ステアリングセンタ」という。）にあるときの状態から見て、車輌を右旋回させるときの移動量が大きくなり、車輌を左旋回させるときにグリップ２２Ｌを保持している側の左腕の動きを阻害しない範囲内の移動量となるように設定する。ここではその可動範囲の一端である左旋回操舵時の移動量を規制すべく、ステアリングホイール本体２１の環状部２１ａ上には、その左手用のグリップ２２Ｌにおける反時計回りの移動方向の一端を係止するグリップ係止手段（副操作部材係止手段）２３が配設されている。また、右手用のグリップ２２Ｒの可動範囲については、ステアリングセンタの状態から見て、車輌を左旋回させるときの移動量が大きくなり、車輌を右旋回させるときにグリップ２２Ｒを保持している側の右腕の動きを阻害しない範囲内の移動量となるように設定する。従って、ステアリングホイール本体２１の環状部２１ａ上には、その右手用のグリップ２２Ｒにおける時計回りの移動方向の一端を係止するグリップ係止手段（副操作部材係止手段）２３が配設されており、これにより、その可動範囲の一端である右旋回操舵時の移動量を規制している。これら各グリップ係止手段２３，２３を設けることにより、運転者は、ステアリングセンタでステアリングホイール本体２１を夫々のグリップ２２Ｌ，２２Ｒと共に保持しているときに、そのグリップ２２Ｌ，２２Ｒを無意識のうちに下へと引き下げずに済み、不用意な操舵輪ＷＬ，ＷＲの転舵を回避することができる。

その各グリップ係止手段２３，２３は、少なくとも夫々のグリップ２２Ｌ，２２Ｒを係止しているときに、運転者がステアリングホイール本体２１とグリップ２２Ｌ，２２Ｒの双方を各々の手で同時に操作できる位置関係となるよう配置することが好ましい。これにより、運転者は、ステアリングホイール本体２１とグリップ２２Ｌ，２２Ｒの内の何れか一方のみを操舵操作することもでき、また、その双方を同時に操舵操作することもできるようになる。従って、運転者は、グリップ２２Ｌ，２２Ｒの操作のみを以て各操舵輪ＷＬ，ＷＲに転舵角を与えることもでき、また、各グリップ２２Ｌ，２２Ｒを環状部２１ａ上で移動させることなく、ステアリングホイール本体２１に加えた操舵力のみを以て各操舵輪ＷＬ，ＷＲに転舵角を与えることもできるので、様々な種類の操舵操作態様をステアリングホイール本体２１の持ち替えなどを行わずとも無理なく思い通りに行うことができる。

例えば、これら各グリップ係止手段２３，２３は、環状部２１ａにおける左右のスポーク部２１ｂ，２１ｂとの夫々の境界部分２１ｃ，２１ｃから所定の間隔（例えば、指２本分等）を空けた位置に配置する。なお、ここで例示するステアリングホイール２０は、その環状部２１ａにおける夫々のスポーク部２１ｂ，２１ｂよりも上方を左右夫々の手で持たせるものであり、各境界部分２１ｃ，２１ｃよりも上方に夫々のグリップ２２Ｌ，２２Ｒを配置しているので、その各境界部分２１ｃ，２１ｃよりも上方に所定の間隔を空けて各グリップ係止手段２３，２３を配設する。

これにより、運転者は、グリップ２２Ｌ，２２Ｒのみを握っての操舵操作のみならず、環状部２１ａも同時に握って操舵操作することもできるようになる。つまり、この本実施例１のステアリングホイール２０においては、例えば、人差し指や中指、親指でグリップ２２Ｌ，２２Ｒを握りながら、小指や薬指で境界部分２１ｃ，２１ｃ近傍の環状部２１ａを握って操舵操作することができる。従って、ステアリングホイール本体２１への操舵操作（操舵力）のみで各操舵輪ＷＬ，ＷＲを転舵させたい場合には、運転者の意思に反したグリップ２２Ｌ，２２Ｒの移動を防ぎ、ステアリングホイール本体２１のみの正確な操舵操作を行うことができるようになるので、所望の転舵角を正確に各操舵輪ＷＬ，ＷＲに対して与えることができる。即ち、このステアリングホイール２０は、運転者による自然な握り位置に環状部２１ａとグリップ２２Ｌ，２２Ｒが存在しており、これらを同時に握ることができるので、運転者にミスの無い操舵操作を行わせることができる。また、そのような位置関係で夫々のグリップ係止手段２３，２３を配置することによって、グリップ２２Ｌ，２２Ｒを係止した際に運転者がスポーク部２１ｂや境界部分２１ｃに小指等を引っ掛けることができるようになるので、運転者は、グリップ２２Ｌ，２２Ｒを移動させる操舵操作からステアリングホイール本体２１に操舵力を入力する操舵操作へと滑らかに移行することができる。

また、その各グリップ係止手段２３，２３は、各グリップ２２Ｌ，２２Ｒを上記の初期位置で係止させるように配置してもよく、夫々のグリップ２２Ｌ，２２Ｒを保持している側の腕の動きが阻害されない範囲内で各グリップ２２Ｌ，２２Ｒをその初期位置から主な旋回操舵方向（左手用のグリップ２２Ｌであれば右旋回操舵方向、右手用のグリップ２２Ｒであれば左旋回操舵方向）とは反対方向へと移動させた後に係止させるよう配置してもよい。尚、本実施例１においては、前者の配置の場合について例示している。

例えば、その前者の配置の場合には、左旋回操舵時であれば、ステアリングホイール本体２１を左手用のグリップ２２Ｌと一体になって操舵開始と共に反時計回りへと回転させることができ、右旋回操舵時であれば、ステアリングホイール本体２１を右手用のグリップ２２Ｒと一体になって操舵開始と共に時計回りへと回転させることができる。従って、両手で操舵操作することを前提とするが、ステアリングセンタから操舵し始める際に一方の手や腕から常にステアリングホイール本体２１へと操舵力を加えさせたいのであれば、この前者の配置を採用することが好ましい。

一方、後者の配置の場合には、左手で左手用のグリップ２２Ｌのみを握っているときの左旋回操舵時であれば、そのグリップ２２Ｌがグリップ係止手段２３で係止されるまではステアリングホイール本体２１を回転させずに当該グリップ２２Ｌのみの移動による各操舵輪ＷＬ，ＷＲの転舵動作を実行させることができ、右手が右手用のグリップ２２Ｒのみを握っているときの右旋回操舵時であれば、そのグリップ２２Ｒがグリップ係止手段２３で係止されるまではステアリングホイール本体２１を回転させずに当該グリップ２２Ｒのみを移動させることができる。従って、この後者の配置の場合には、旋回初期にステアリングホイール本体２１へと操舵力を加えずとも各操舵輪ＷＬ，ＷＲを転舵させることができ、旋回初期の操舵操作を軽微な力で軽快に行うことができるようになる。

ここで、上記における夫々のグリップ２２Ｌ，２２Ｒは、各々に右旋回操舵方向、左旋回操舵方向へと何らの抵抗もなく自由に移動させることができる。これが為、このままでは、運転者によるグリップ２２Ｌ，２２Ｒの変位が過度に大きくなって必要以上の転舵角を各操舵輪ＷＬ，ＷＲに与えてしまう可能性も否めず、また、運転者の意思に関係なくグリップ２２Ｌ，２２Ｒが勝手に移動してしまう可能性もある。

そこで、本実施例１にあっては、その夫々のグリップ２２Ｌ，２２Ｒが初期位置のときに各々に対して左旋回操舵方向、右旋回操舵方向への押圧力（以下、「反力」という。）を付勢させ、且つ、その夫々のグリップ２２Ｌ，２２Ｒを各々に右旋回操舵方向、左旋回操舵方向へと移動させるにつれてその反力（以下、「操舵反力」という。）を増加させる反力発生手段２４を設ける。このような操舵反力や初期位置における反力を各グリップ２２Ｌ，２２Ｒに掛けた場合には、運転者による各グリップ２２Ｌ，２２Ｒの変位調節が容易になり、これらに対する操舵操作の負担が小さくなるので、各グリップ２２Ｌ，２２Ｒの操舵操作ミスが軽減される。また、各グリップ２２Ｌ，２２Ｒは運転者が自らの意思で移動させない限り初期位置に保持されるので、運転者による各グリップ２２Ｌ，２２Ｒに対しての操舵操作の有無を精度良く知ることができる。つまり、この操舵装置１０においては、夫々のグリップ２２Ｌ，２２Ｒの変位を各々検出させるので、その変位が検出されなければ（即ち、初期位置のままであれば）、運転者による各グリップ２２Ｌ，２２Ｒに対しての操舵操作がされていない、と判断することができる。

例えば、本実施例１の反力発生手段２４としては、その移動量が増すにつれて弾発力が大きくなる弾性部材を利用することができる。ここでは、図２に示す如く、各グリップ２２Ｌ，２２Ｒの間に位置しているステアリングホイール本体２１の環状部２１ａに巻き付けた１本の弦巻バネを例示する。これが為、ここで例示する反力発生手段２４は、その各グリップ２２Ｌ，２２Ｒの間隔が狭まるにつれて当該各グリップ２２Ｌ，２２Ｒに大きな操舵反力を掛ける。

前述したが如く、本実施例１においては、運転者によるステアリングホイール本体２１に対しての操舵力とグリップ２２Ｌ，２２Ｒの変位と車速Ｖに基づいて目標転舵角θ_reqを設定し、この目標転舵角θ_reqとなるように各操舵輪ＷＬ，ＷＲを転舵させる。従って、本実施例１の操舵装置１０には、その操舵力を検出する図１に示す操舵力検出手段２６と、そのグリップ２２Ｌ，２２Ｒの変位を各々に検出するグリップ変位検出手段（副操作部材変位検出手段）と、を設けている。

先ず、本実施例１の操舵力検出手段２６について説明する。

ここで、本実施例１の操舵装置１０においては、ステアリングホイール本体２１に連結された回転軸（以下、「ステアリングシャフト」という。）２５が図示しないトーションバーや保持部材等を介し、軸心を中心に回転できるよう車体へと固定されているものとする。従って、運転者がステアリングホイール本体２１に操舵力を与えて回転させることによりトーションバーに捻れが生じるので、その際の捻れトルクＴを検出することによって運転者によるステアリングホイール本体２１への操舵力を知ることができる。これが為、ここでは、その捻れトルクＴの検出を行う捻れトルク検出手段（捻れトルクセンサ）を操舵力検出手段２６として使用する。この操舵力検出手段２６は、ステアリングホイール本体２１をステアリングセンタから左右何れか一方へと回転させた際の捻れトルクＴが正の値として検出され、それとは逆方向へと回転させた際の捻れトルクＴが負の値として検出されるものとする。ここでは、左旋回操舵方向へとステアリングホイール本体２１が回転した際の捻れトルクＴを正の値として検出させ、右旋回操舵方向へとステアリングホイール本体２１が回転した際の捻れトルクＴを負の値として検出させる。

例えば、この種の操舵力検出手段２６としては、ステアリングシャフト２５と保持部材とに各々固定された２つのレゾルバセンサを利用することができる。これが為、本実施例１の目標転舵角算出手段には、夫々のレゾルバセンサで検出された角度から相対的な差を算出させ、この差に基づいて捻れトルクＴを求めさせる。そして、この目標転舵角算出手段には、その捻れトルクＴに応じた基本転舵角θ_baseを図３に示す基本転舵角マップデータから読み込ませる。その際、この目標転舵角算出手段には、各グリップ２２Ｌ，２２Ｒの変位が１つも検出されなければ、その基本転舵角θ_baseを目標転舵角θ_reqとして設定させる。ここで、その図３の基本転舵角マップデータは、直進時を中心にして、左旋回操舵操作時の基本転舵角θ_baseを正の値とし、右旋回操舵操作時の基本転舵角θ_baseを負の値としたものであり、捻れトルクＴの絶対値が大きくなるにつれて基本転舵角θ_baseを大きくするものである。

続いて、本実施例１のグリップ変位検出手段について説明する。

本実施例１のグリップ変位検出手段としては、図２及び図４に示す如く、夫々のグリップ２２Ｌ，２２Ｒに個別に設けたピックアップ等の磁気情報読取部２７，２７と、ステアリングホイール本体２１の環状部２１ａに設けた複数の磁気情報発生部２８と、で構成した位置情報検出手段を用いる。その各磁気情報発生部２８は、均等な間隔又は角度で且つ夫々のグリップ２２Ｌ，２２Ｒが移動した際の各磁気情報読取部２７，２７の移動軌跡上に配設する。ここでは、グリップ２２Ｌ，２２Ｒの初期位置を起点として当該グリップ２２Ｌ，２２Ｒの移動と共に所定の角度ずつ増加していく角度情報が夫々の磁気情報発生部２８から読み取られ、これにより、各々のグリップ２２Ｌ，２２Ｒの変位が検出される。本実施例１においては、その夫々のグリップ２２Ｌ，２２Ｒの変位として、図５に示す如く初期位置（０ｄｅｇ）に対するグリップ２２Ｌ，２２Ｒの位置（以下、「グリップ位置」という。）Ｘ_L，Ｘ_Rを検出させるが、その初期位置又は或る位置からの変位量（グリップ移動量）や変位角度（グリップ操舵角度）を検出させてもよい。その図５においては、左旋回操舵時における右手用のグリップ２２Ｒの操舵操作後のグリップ位置Ｘ_Rを図示している。

例えば、本実施例１の目標転舵角算出手段には、グリップ２２Ｌ，２２Ｒの磁気情報読取部２７，２７がグリップ位置Ｘ_L，Ｘ_Rを検出した際に、そのグリップ位置Ｘ_L，Ｘ_Rと図１の車速センサ５１から検出された車速Ｖとに応じた付加転舵角θ_addL，θ_addRを図６に示す付加転舵角マップデータから読み込ませる。その際、この目標転舵角算出手段には、ステアリングホイール本体２１の回転に伴う捻れトルクＴが検出されなければ、その夫々の付加転舵角θ_addL，θ_addRの相対的な差を目標転舵角θ_reqとして設定させる。ここで、その図６の付加転舵角マップデータは、グリップ位置Ｘ_L，Ｘ_Rが大きくなるにつれて、また、車速Ｖが高くなるにつれて付加転舵角θ_addL，θ_addRを大きくするものであり、グリップ位置Ｘ_L，Ｘ_Rと付加転舵角θ_addL，θ_addRを共に正の値としたものである。

一方、本実施例１の目標転舵角算出手段には、操舵力検出手段２６が捻れトルクＴを検出し、且つ、グリップ２２Ｌ，２２Ｒの磁気情報読取部２７，２７がグリップ位置Ｘ_L，Ｘ_Rを検出した際に、下記の式１を用いて目標転舵角θ_reqを算出させる。この式１は、基本転舵角θ_baseと夫々のグリップ位置Ｘ_L，Ｘ_Rの相対変位（夫々の付加転舵角θ_addL，θ_addRの相対的な差）とに基づいて目標転舵角θ_reqを算出させるものである。

θ_req＝θ_base＋θ_addR−θ_addL … （１）

本実施例１の電子制御装置４０は、上記に示したようにして目標転舵角θ_reqを求めた後、車輪転舵制御手段が車輪転舵角付与手段３０を駆動制御して、各操舵輪ＷＬ，ＷＲを目標転舵角θ_reqとなるように転舵させる。

本実施例１の車輪転舵角付与手段３０としては、車輪転舵制御手段からの目標転舵角θ_reqの指令値に基づき電動モータ３１を駆動し、その駆動力によりシャフト３２を車輌の左右方向に直動させて操舵輪ＷＬ，ＷＲを転舵させるものを用いる。即ち、この車輪転舵角付与手段３０においては、その電動モータ３１が夫々の操舵輪ＷＬ，ＷＲに対しての転舵力を発生させる転舵力発生手段として利用される。例えば、本実施例１の電動モータ３１は、図示しないが、管状のロータや当該ロータの外周側に覆設されたステータ等を備えており、そのロータの内部にシャフト３２が挿通されている。

ここで、本実施例１の車輪転舵角付与手段３０には、その電動モータ３１の転舵力をシャフト３２に伝達する転舵力伝達機構３３が設けられている。この転舵力伝達機構３３としては、例えば、図示しない、電動モータ３１におけるロータの内周面に形成された又は当該ロータに取り付けられたボールネジナット，シャフト３２の外周面に形成された螺旋状のボールネジ部，及びこれらボールネジナットとボールネジ部との間に配設された複数のボールで構成されたボールネジ機構を用いることができる。この種の転舵力伝達機構３３は、電動モータ３１の駆動（即ち、ロータの回転）に伴ってボールネジナットが周方向に回転し、その回転方向に応じてシャフト３２を車輌の左方向又は右方向に直動させ、これにより、そのシャフト３２の両端に連結された操舵輪ＷＬ，ＷＲを転舵させる。

更に、この車輪転舵角付与手段３０には、操舵輪ＷＬ，ＷＲの転舵角を検出する転舵角センサ３４が設けられている。例えば、この転舵角センサ３４としては、シャフト３２の外周面近傍に配置され、このシャフト３２の回転角又は軸線方向（車輌の左右方向）への移動量を検出するものを用いる。この種の転舵角センサ３４の場合、車輪転舵制御手段は、その検出した回転角又は移動量に基づいて実際の転舵角が目標転舵角θ_reqになっているのか否かを判断することができる。

以下に、本実施例１の操舵装置１０の動作について図７のフローチャートに基づき説明する。

先ず、本実施例１の目標転舵角算出手段は、車速センサ５１，操舵力検出手段２６及びグリップ変位検出手段（左右の磁気情報読取部２７，２７と各磁気情報発生部２８）の夫々の検出信号に基づいて、現在の車輌の車速Ｖ，操舵操作によってステアリングホイール本体２１に入力されたステアリングシャフト２５の捻れトルクＴ及び夫々のグリップ２２Ｌ，２２Ｒのグリップ位置Ｘ_L，Ｘ_Rを読み込む（ステップＳＴ１）。

そして、この目標転舵角算出手段は、その捻れトルクＴに応じた基本転舵角θ_baseと、その車速Ｖ及びグリップ位置Ｘ_L，Ｘ_Rに応じた各グリップ２２Ｌ，２２Ｒ毎の付加転舵角θ_addL，θ_addRと、を夫々に図３の基本転舵角マップデータと図６の付加転舵角マップデータから求め（ステップＳＴ２，ＳＴ３）、これらを上述した式１に代入して目標転舵角θ_reqを算出する（ステップＳＴ４）。

ここで、その捻れトルクＴが「０」のときは基本転舵角θ_baseが「０」となり、そのグリップ位置Ｘ_L，Ｘ_Rが「０」のときは付加転舵角θ_addL，θ_addRが「０」になる。これが為、上記ステップＳＴ１で読み込んだ捻れトルクＴやグリップ位置Ｘ_L，Ｘ_Rが「０」の場合には、該当する基本転舵角θ_baseや付加転舵角θ_addL，θ_addRの演算処理を行わず、且つ、この該当する基本転舵角θ_base等を上記の式１から除外した式を用い、目標転舵角θ_reqの演算処理の簡易化を図ってもよい。

しかる後、本実施例１の車輪転舵制御手段は、その目標転舵角θ_reqとなるように車輪転舵角付与手段３０を駆動制御して各操舵輪ＷＬ，ＷＲを転舵させる（ステップＳＴ５）。

尚、運転者がステアリングホイール本体２１のみを操舵操作した場合には、捻れトルクＴに応じた基本転舵角θ_baseが目標転舵角θ_reqとして設定され、この目標転舵角θ_reqへと各操舵輪ＷＬ，ＷＲが転舵させられる。また、運転者がグリップ２２Ｌ，２２Ｒのみを操舵操作した場合には、その際の車速Ｖとグリップ位置Ｘ_L，Ｘ_Rに応じた付加転舵角θ_addL，θ_addRのみからなる目標転舵角θ_reqが設定され、この目標転舵角θ_reqへと各操舵輪ＷＬ，ＷＲが転舵させられる。

このように、従来であれば運転者による操舵トルク（捻れトルクＴ）の入力と操舵角の入力を１本のステアリングホイール本体のみに負担させていたが、本実施例１の操舵装置１０は、これらを各々ステアリングホイール本体２１と左右のグリップ２２Ｌ，２２Ｒとに分担させているので、操舵操作する際の運転者の両腕の操作軌跡が人間の自然な動きの中で完結され、また、その各々の入力の自由度が高くなって、その入力に合わせた最適な操舵輪ＷＬ，ＷＲの転舵特性を容易な操舵操作で発揮させることができる。従って、この操舵装置１０は、操舵操作する際の運転者の身体的な負担が軽減され、更に、これに伴って操舵操作時の操作ミスについても軽減させることができる。

即ち、ステアリングホイール本体２１の操舵角や操舵力を増加させ難い自由度の少ない方向への操舵操作を一方の腕に無理して行わせなくても、他方の腕が広い操作空間でグリップ２２Ｌ（２２Ｒ）を大きく移動させることができる。例えば、左旋回操舵操作時においては、左腕が身体に引っ掛かるのでステアリングホイール本体２１を大きく下に引き下げることができないが、右手でグリップ２２Ｒを左旋回操舵方向へと大きく移動させることができる。これが為、運転者は、ステアリングホイール本体２１の持ち位置を変えるなどせずとも、更に、腕が身体に引っ掛かる等の不自然且つ無理な姿勢で操舵操作を行わずとも、操舵輪ＷＬ，ＷＲに対して大小に拘わらず所望の転舵角を与えることができる。つまり、運転者は、この操舵装置１０を用いることによって、無理なく容易に正確な操舵操作を実行することができる。一方、小さな転舵角でよい場合や転舵角の微調整を行う場合には、ステアリングホイール本体２１とグリップ２２Ｌ（２２Ｒ）の内の少なくとも一方の操舵操作で済む。また、一方の腕が自由度の少ない方向への操舵操作を行った場合には小さな転舵角しか与えることができないが、他方の腕でグリップ２２Ｌ（２２Ｒ）を大きく移動させることができるので、運転者は、楽に切り増しを行って操舵輪ＷＬ，ＷＲに大きな転舵角を与えることができる。更にまた、グリップ２２Ｌ（２２Ｒ）の操作と操舵力の入力とを各々考慮して目標転舵角θ_reqが設定され、そのグリップ２２Ｌ（２２Ｒ）の操作量や操舵力の入力に夫々分担された転舵角を小さくすることができるので、少なくとも何れか一方を小さく操舵操作するだけで操舵輪ＷＬ，ＷＲに所望の転舵角を与えることができる。

ここで、この操舵装置１０においては、夫々のグリップ位置Ｘ_L，Ｘ_R毎の付加転舵角θ_addL，θ_addRを大きな値に設定してもよく、これによりグリップ２２Ｌ，２２Ｒの少ない移動量で操舵輪ＷＬ，ＷＲを大きく転舵させることができる。従って、運転者の無理な姿勢での操舵操作を更に軽減でき、また、環状部２１ａの持ち替え（即ち、グリップ２２Ｌ，２２Ｒの大きな移動やステアリングホイール本体２１の大きな回転）を不要にできる又は少なくできるので、操作遅れなどの操作ミスを一段と減らすことができる。

また、この操舵装置１０においてはステアリングシャフト２５に掛かる捻れトルクＴの検出を行う捻れトルク検出手段を操舵力検出手段２６として使用しているが、その操舵力検出手段２６については、例えば、各グリップ２２Ｌ，２２Ｒと各グリップ係止手段２３，２３との間に夫々設けた圧電素子を利用してもよい。つまり、ステアリングホイール本体２１に入力した操舵力が大きくなるほどに夫々のグリップ２２Ｌ，２２Ｒとグリップ係止手段２３，２３との間の圧力が大きくなるので、その間の圧電素子からの検出信号に基づいてステアリングホイール本体２１への操舵力が推定できる。

次に、本発明に係る操舵装置の実施例２を図８から図１３に基づいて説明する。

本実施例２は、前述した実施例１の操舵装置１０のステアリングホイール２０を図８に示すステアリングホイール１２０へと置き換えたものである。

本実施例２のステアリングホイール１２０は、実施例１のステアリングホイール２０と同様に、環状部１２１ａを有するステアリングホイール本体（操舵操作主体）１２１と、その環状部１２１ａ上を円周方向へと移動する初期位置にて左右対称に配置された左手用と右手用の副操作部材（以下、「グリップ」という。）１２２Ｌ，１２２Ｒと、これら各グリップ１２２Ｌ，１２２Ｒの間に配置され、その夫々に対して実施例１と同様の操舵反力や初期位置における反力を発生させる反力発生手段１２４と、各グリップ１２２Ｌ，１２２Ｒの環状部１２１ａ上における変位を検出するグリップ変位検出手段と、を備えている。

ここでも、その反力発生手段１２４としては、弦巻バネ等の弾性部材を利用する。また、そのグリップ変位検出手段は、実施例１と同様に、各グリップ１２２Ｌ，１２２Ｒに設けた磁気情報読取部１２７，１２７と、環状部１２１ａに設けた複数の磁気情報発生部１２８と、で構成する。

先ず、本実施例２のステアリングホイール本体１２１は、図８及び図９に示す如く、その基幹を成すベース部１２１Ａと、このベース部１２１Ａに嵌合やネジ止め等の手段により固定されるカバー部１２１Ｂと、に環状部１２１ａにおける各グリップ１２２Ｌ，１２２Ｒの移動範囲を分割して構成されている。

そのベース部１２１Ａとカバー部１２１Ｂは、その間に図１０に示す如き円柱状の空間を形成し、その空間部分を各グリップ１２２Ｌ，１２２Ｒの一部（後述するスプリングシート部１２２ｂ）が各々自在に移動できるよう成形する。本実施例２においては、図１１に示す如く反力発生手段１２４についてもその空間部分に配設し、その反力発生手段１２４の両端から夫々のグリップ１２２Ｌ，１２２Ｒのスプリングシート部１２２ｂに反力（操舵反力）を掛ける。尚、ここでは、そのカバー部１２１Ｂに複数の磁気情報発生部１２８を設けている。

ここで、本実施例２のグリップ１２２Ｌ，１２２Ｒは、図１２及び図１３に示す如く、ステアリングホイール本体１２１の外部に露出させ、操舵操作時に運転者が使用する操作部１２２ａと、ステアリングホイール本体１２１の内部に収め、このステアリングホイール本体１２１におけるベース部１２１Ａとカバー部１２１Ｂとの間の空間部分を当該ステアリングホイール本体１２１の円周方向へと移動可能なスプリングシート部１２２ｂと、円周方向へと移動する際にベース部１２１Ａとカバー部１２１Ｂとの間の図８及び図１１に示すガイドレール部１２９に沿って動くガイド部１２２ｃと、で構成している。

その操作部１２２ａには上述したグリップ変位検出手段を成す磁気情報読取部１２７が配設されており、この磁気情報読取部１２７は、グリップ１２２Ｌ，１２２Ｒの移動に伴いカバー部１２１Ｂの磁気情報発生部１２８を読み取って、実施例１と同様に夫々のグリップ位置Ｘ_L，Ｘ_Rを検出する。

また、そのスプリングシート部１２２ｂは、ベース部１２１Ａとカバー部１２１Ｂとの間の空間部分でガタ無く移動させ、且つ、反力発生手段１２４の一端を端面で係止させるべく、その空間部分と略同形状の外径を有する円柱状又は円筒状に成形する。即ち、このスプリングシート部１２２ｂは、その反力発生手段１２４のスプリングシートとしての機能を有するのみならず、グリップ１２２Ｌ，１２２Ｒのステアリングホイール本体１２１に対するガタ防止機能やガイド機能も為している。

また、本実施例２のガイド部１２２ｃは、ステアリングホイール本体１２１の円周方向へと延設された板状のものであり、その操作部１２２ａとスプリングシート部１２２ｂとを繋いでいる。本実施例２においては、このガイド部１２２ｃの板厚をスプリングシート部１２２ｂの外径よりも薄くし、その板厚よりも広く且つスプリングシート部１２２ｂの外径よりも狭くガイドレール部１２９の夫々の壁面の間隔を設定しておく。これにより、本実施例２のガイド部１２２ｃは、そのスプリングシート部１２２ｂを各グリップ１２２Ｌ，１２２Ｒのステアリングホイール本体１２１からの脱落防止機能としても働かせている。更に、このガイド部１２２ｃは、グリップ１２２Ｌ，１２２Ｒがスプリングシート部１２２ｂの周方向へと回転しようとしたときにガイドレール部１２９の夫々の壁面において係止されるので、ステアリングホイール本体１２１に対する回転防止機能として働く。従って、そのガイド部１２２ｃとガイドレール部１２９との間は、グリップ１２２Ｌ，１２２Ｒの円滑な操作を妨げない程度にまで夫々の対向する壁面の間隔を狭くし、その回転方向へのガタを小さくしておくことが好ましい。

このように、本実施例２のステアリングホイール１２０は、例えば反力発生手段２４が外部に露出している実施例１のステアリングホイール２０をより実用上に沿わせた形態へと変えたものであり、その実施例１のステアリングホイール２０と同様にして操作される。従って、本実施例２の操舵装置１０は、運転者の操舵操作に応じて実施例１のときと同様に動作し、このときと同様の作用効果を得ることができる。

次に、本発明に係る操舵装置の実施例３を図１４に基づいて説明する。

本実施例３は、前述した実施例１の操舵装置１０におけるステアリングホイール２０を図１４に示すステアリングホイール２２０へと置き換えたものである。

具体的に、本実施例３のステアリングホイール２２０は、実施例１のステアリングホイール２０において、磁気情報読取部２７，２７と複数の磁気情報発生部２８とからなる夫々のグリップ２２Ｌ，２２Ｒのグリップ変位検出手段を以下のものへと置き換えたものである。

本実施例３のステアリングホイール２２０においては、一方のグリップ２２Ｌ（２２Ｒ）が環状部２１ａ上を移動しているときに、他方が初期位置に保持されていることを前提とする。即ち、本実施例３の反力発生手段２４についても各グリップ２２Ｌ，２２Ｒの間隔が狭まるにつれて操舵反力を大きくするものであり、その間隔毎の操舵反力の大きさを一意の関係のものとして表すことができるので、一方のグリップ２２Ｌ（２２Ｒ）のみが環状部２１ａ上を移動している場合には、その際の反力発生手段２４からの操舵反力の大きさが明らかになれば他方との間隔が判り、その他方との間隔から自身の変位｛グリップ位置Ｘ_L（Ｘ_R）｝を推定することができる。

そこで、本実施例３においては、グリップ変位検出手段（副操作部材変位検出手段）として、各グリップ２２Ｌ，２２Ｒへの反力発生手段２４からの夫々の反力を検出する図１４に示す反力検出手段２２７Ｌ，２２７Ｒを利用する。例えば、その反力検出手段２２７Ｌ，２２７Ｒとしては圧力をその大きさに応じた電圧（電気信号）へと変換する圧電素子などが考えられる。かかる圧電素子を用いる場合には、図１４に示す如く反力発生手段２４と夫々のグリップ２２Ｌ，２２Ｒの間に反力検出手段２２７Ｌ，２２７Ｒを配設する。

この場合、本実施例３の電子制御装置４０における目標転舵角算出手段は、その反力検出手段２２７Ｌ，２２７Ｒから受信した電気信号に対応する圧力を求め、この圧力に対応するグリップ位置Ｘ_L，Ｘ_Rを例えば圧力−グリップ位置変換マップデータ（図示略）から導き出す。その圧力−グリップ位置変換マップデータは、予め行った実験やシミュレーションの結果、反力発生手段２４の設計的特性（バネ定数や初期位置におけるイニシャル荷重など）に基づいて用意しておく。

このように、本実施例３のステアリングホイール２２０は、実施例１のステアリングホイール２０に対して、グリップ変位検出手段の構成とグリップ位置Ｘ_L，Ｘ_Rを求める際の演算形態のみを変えたものであり、その実施例１のステアリングホイール２０と同様にして操作される。従って、本実施例３の操舵装置１０は、運転者の操舵操作に応じて実施例１のときと同様に動作し、このときと同様の作用効果を得ることができる。

ここで、本実施例３においては実施例１の操舵装置１０の変形例を示したが、本実施例３のグリップ変位検出手段と同様のものは、前述した実施例２のステアリングホイール１２０に対しても適用することができ、これによっても同様の作用効果を奏することが可能である。例えば、この実施例２のステアリングホイール１２０を基にした場合、そのグリップ変位検出手段としての反力検出手段２２７Ｌ，２２７Ｒについては、ステアリングホイール本体１２１におけるベース部１２１Ａとカバー部１２１Ｂとの間の空間部分で、且つ、グリップ１２２Ｌ，１２２Ｒの夫々のスプリングシート部１２２ｂと反力発生手段１２４との間に各々配設する。

次に、本発明に係る操舵装置の実施例４を図１５及び図１６に基づいて説明する。

図１５の符号３１０は、本実施例４の操舵装置を示す。本実施例４は、前述した各実施例１〜３の操舵装置１０において、運転者が操舵操作時にステアリングホイール本体２１（１２１）へと入力した操舵力（操舵トルク）ではなく、その操舵操作時のステアリングホイール本体２１（１２１）の操舵角θ_STを用いて基本転舵角θ_baseの算出を行わせるよう変更したものである。

そこで、本実施例４の操舵装置３１０には、その各実施例１〜３の操舵力検出手段２６の替わりに、ステアリングホイール本体２１（１２１）の操舵角θ_STの検出を行う操舵角検出手段６１を設ける。その操舵角検出手段６１の一例としては、所謂ステアリング舵角センサが知られており、例えば、ステアリングシャフト２５上又はステアリングシャフト２５の外周面近傍等に配置され、そのステアリングシャフト２５の回転移動量又は回転角度の検出を行うものを用いる。ここでは、左旋回操舵方向へとステアリングホイール本体２１（１２１）が回転した際の操舵角θ_STを正の値として検出させ、右旋回操舵方向へとステアリングホイール本体２１（１２１）が回転した際の操舵角θ_STを負の値として検出させる。

この操舵角検出手段６１の検出信号は電子制御装置４０に送信され、この電子制御装置４０においてステアリングホイール本体２１（１２１）の操舵角θ_STが算出される。そして、この電子制御装置４０の目標転舵角算出手段は、その操舵角θ_STに該当する基本転舵角θ_baseを求める。その際、この目標転舵角算出手段は、予め用意されている基本転舵角マップデータを用いて基本転舵角θ_baseの算出を行う。例えば、その基本転舵角マップデータは、図３の基本転舵角マップデータにおける横軸の捻れトルクＴをステアリングホイール本体２１（１２１）の操舵角θ_STに置き換えたものと同等の転舵角変化特性を有している。即ち、この基本転舵角マップデータは、直進時を中心にして、左旋回操舵操作時の基本転舵角θ_baseを正の値とし、右旋回操舵操作時の基本転舵角θ_baseを負の値としたものであり、操舵角θ_STの絶対値が大きくなるにつれて基本転舵角θ_baseを大きくするものである。

以下に、本実施例４の操舵装置３１０の動作について図１６のフローチャートを用いて簡単に説明する。

先ず、本実施例４の目標転舵角算出手段は、車速センサ５１，操舵角検出手段６１及びグリップ変位検出手段の夫々の検出信号に基づいて、現在の車輌の車速Ｖ，操舵操作に応じたステアリングホイール本体２１（１２１）の操舵角θ_ST及び夫々のグリップ２２Ｌ，２２Ｒ（１２２Ｌ，１２２Ｒ）のグリップ位置Ｘ_L，Ｘ_Rを読み込む（ステップＳＴ１１）。

そして、この目標転舵角算出手段は、その操舵角θ_STに応じた基本転舵角θ_baseと、その車速Ｖ及びグリップ位置Ｘ_L，Ｘ_Rに応じた各グリップ２２Ｌ，２２Ｒ（１２２Ｌ，１２２Ｒ）毎の付加転舵角θ_addL，θ_addRと、を夫々に上記の如き基本転舵角マップデータと図６の付加転舵角マップデータから求め（ステップＳＴ１２，ＳＴ１３）、これらを実施例１と同様の式１に代入して目標転舵角θ_reqを算出する（ステップＳＴ１４）。

ここで、その操舵角θ_STが「０」の場合には、基本転舵角θ_baseが「０」になるので、この基本転舵角θ_baseの演算処理を行わず、且つ、この基本転舵角θ_baseを上記の式１から除外した式を用い、目標転舵角θ_reqの演算処理の簡易化を図ってもよい。

しかる後、本実施例４の車輪転舵制御手段は、各実施例１〜３のときと同様に、その目標転舵角θ_reqとなるように車輪転舵角付与手段３０を駆動制御して各操舵輪ＷＬ，ＷＲを転舵させる（ステップＳＴ１５）。

この本実施例４においては、運転者がステアリングホイール本体２１（１２１）のみを操舵したときに、その操舵角θ_STに応じた基本転舵角θ_baseが目標転舵角θ_reqとして設定される。一方、グリップ２２Ｌ，２２Ｒ（１２２Ｌ，１２２Ｒ）のみが操舵操作された場合には、実施例１〜３と同様に、その際の車速Ｖとグリップ位置Ｘ_L，Ｘ_Rに応じた付加転舵角θ_addL，θ_addRが目標転舵角θ_reqとして設定される。

このように、本実施例４の操舵装置３１０は、操舵角の入力をステアリングホイール本体２１と左右のグリップ２２Ｌ，２２Ｒとに分担させている。つまり、この操舵装置３１０は、前述した各実施例１〜３に対して基本転舵角θ_baseの演算形態のみを変更したものであり、それ以外の演算処理や機械的な構成についての変更はないので、その各実施例１〜３のときと同等の動作が行われ、このときと同様の作用効果を得ることができる。

次に、本発明に係る操舵装置の実施例５を図１７及び図１８に基づいて説明する。

図１７の符号４１０は、本実施例５の操舵装置を示す。本実施例５は、前述した各実施例１〜３の操舵装置１０において、運転者が操舵操作時にステアリングホイール本体２１（１２１）へと入力した操舵力（操舵トルク）に加えて、実施例４において示した操舵操作時のステアリングホイール本体２１（１２１）の操舵角θ_STをも用いて基本転舵角θ_baseの算出を行わせるよう変更したものである。即ち、本実施例５の操舵装置４１０は、各実施例１〜３の操舵装置１０において実施例４の操舵角検出手段６１を更に設けたものである。

従って、本実施例５の目標転舵角算出手段には、その捻れトルクＴ及び操舵角θ_STに該当する基本転舵角θ_baseを求めさせる。ここでは、下記の式２を用いて基本転舵角θ_baseの算出を行う。

θ_base＝Ｋ１＊θ_base(θ_ST)＋Ｋ２＊θ_base(Ｔ) … （２）

この式２における「θ_base(θ_ST)」は、操舵角θ_STに基づいた基本転舵角（以下「第１基本転舵角」という。）のことであり、例えば上述した図３の基本転舵角マップデータに準じた実施例４のマップデータから求められる。また、この式２における「θ_base(Ｔ)は、捻れトルクＴに基づいた基本転舵角（以下「第２基本転舵角」という。）のことであり、例えば上述した図３の基本転舵角マップデータから求められる。また、「Ｋ１」は第１基本転舵角θ_base(θ_ST)に対しての係数であり、「Ｋ２」は第２基本転舵角θ_base(Ｔ)に対しての係数である。これら「Ｋ１」及び「Ｋ２」は、操舵角θ_STと捻れトルクＴの何れに重点を置き基本転舵角θ_baseの算出を行わせるのかによって決める係数であり、重点の置かれた方の値を大きくする。つまり、操舵角θ_STによる転舵角を大きくしたいのであればＫ１を大きな値に設定し、捻れトルクＴによる転舵角を大きくしたいのであればＫ２を大きな値に設定する。例えば、これら「Ｋ１」と「Ｋ２」との関係は、操舵角θ_STと捻れトルクＴとの間の重み付けの比γ＝Ｋ１／Ｋ２として予め設定しておく。

以下に、本実施例５の操舵装置４１０の動作について図１８のフローチャートを用いて簡単に説明する。

先ず、本実施例５の目標転舵角算出手段は、車速センサ５１，操舵力検出手段２６，操舵角検出手段６１及びグリップ変位検出手段の夫々の検出信号に基づいて、現在の車輌の車速Ｖ，操舵操作によってステアリングホイール本体２１（１２１）に入力されたステアリングシャフト２５の捻れトルクＴ，操舵操作に応じたステアリングホイール本体２１（１２１）の操舵角θ_ST及び夫々のグリップ２２Ｌ，２２Ｒ（１２２Ｌ，１２２Ｒ）のグリップ位置Ｘ_L，Ｘ_Rを読み込む（ステップＳＴ２１）。

そして、この目標転舵角算出手段は、その操舵角θ_STと捻れトルクＴに応じた基本転舵角θ_baseを上記の式２から求めると共に（ステップＳＴ２２）、その車速Ｖ及びグリップ位置Ｘ_L，Ｘ_Rに応じた各グリップ２２Ｌ，２２Ｒ（１２２Ｌ，１２２Ｒ）毎の付加転舵角θ_addL，θ_addRを実施例１と同様の図６の付加転舵角マップデータから求め（ステップＳＴ２３）、これらを実施例１と同様の式１に代入して目標転舵角θ_reqを算出する（ステップＳＴ２４）。

ここで、その操舵角θ_STと捻れトルクＴが夫々に「０」の場合には、基本転舵角θ_baseが「０」になるので、この基本転舵角θ_baseの演算処理を行わず、且つ、この基本転舵角θ_baseを上記の式１から除外した式を用い、目標転舵角θ_reqの演算処理の簡易化を図ってもよい。

しかる後、本実施例５の車輪転舵制御手段は、各実施例１〜４のときと同様に、その目標転舵角θ_reqとなるように車輪転舵角付与手段３０を駆動制御して各操舵輪ＷＬ，ＷＲを転舵させる（ステップＳＴ２５）。

この本実施例５においては、運転者がステアリングホイール本体２１（１２１）のみを操舵したときに、その操舵角θ_STと捻れトルクＴに応じて上記式２で求めた基本転舵角θ_baseが目標転舵角θ_reqとして設定される。一方、グリップ２２Ｌ，２２Ｒ（１２２Ｌ，１２２Ｒ）のみが操舵操作された場合には、実施例１〜４と同様に、その際の車速Ｖとグリップ位置Ｘ_L，Ｘ_Rに応じた付加転舵角θ_addL，θ_addRが目標転舵角θ_reqとして設定される。

このように、本実施例５の操舵装置４１０は、前述した各実施例１〜４に対して基本転舵角θ_baseの演算形態のみを変更したものであり、それ以外の演算処理や機械的な構成についての変更はないので、その各実施例１〜４のときと同等の動作が行われ、このときと同様の作用効果を得ることができる。

次に、本発明に係る操舵装置の実施例６を図１９に基づいて説明する。

例えば、前述した各実施例１〜５の操舵装置１０（３１０，４１０）は、ステアリングホイール本体２１（１２１）の操舵角θ_STを大きくするにつれて捻れトルクＴ（換言すれば、操舵反力）が大きくなっていくものであると仮定する。この場合、この操舵装置１０（３１０，４１０）においては、大きすぎる操舵反力が弊害となって、切り替えし動作などのような大きな操舵角θ_STをステアリングホイール本体２１（１２１）に与え難くなり、運転者による操舵操作態様の幅が狭まってしまう。これが為、例えば、ステアリングシャフト２５の捻れ剛性を低下させることによって大きな操舵角θ_STまでの操舵操作を可能にすることもできるが、その捻れ剛性の低下に伴って車体からの振動がステアリングシャフト２５を介してステアリングホイール本体２１（１２１）へと伝達されるので、運転者は、その振動に不快感を覚える。

そこで、本実施例６の操舵装置５１０は、その各実施例１〜５の操舵装置１０（３１０，４１０）において、ステアリングシャフト２５を軸受け等の回転方向における抵抗の少ない保持手段（図示略）で保持させる。これにより、運転者がステアリングホイール本体２１（１２１）をどれだけ回転させても操舵反力を殆ど感じないので、ステアリングシャフト２５の捻れ剛性を低下させずに、また、その捻れ剛性を上げたとしても、大きな操舵角θ_STの操舵操作を行えるようになる。つまり、この操舵装置５１０においては、ステアリングシャフト２５の捻れ剛性を低下させる必要が無く、ステアリングホイール本体２１（１２１）を介して車体からの振動が運転者に伝わらないので、大きな操舵角θ_STまで不快な振動の無い滑らかなステアリングホイール本体２１（１２１）の操舵操作を行うことができる。従って、本実施例６の操舵装置５１０においては、ステアリングホイール本体２１（１２１）を操舵操作した際の各操舵輪ＷＬ，ＷＲの基本転舵角θ_baseが操舵角θ_STの大小に拘わらず設定できるようになる。即ち、この本実施例６の操舵装置５１０によれば、その基本転舵角θ_baseの設定制御幅が拡がるので、運転者による操舵操作態様の幅を拡大させることができる。

ここで、本実施例６の操舵装置５１０においては、車体からの振動を吸収可能な弾性係数の小さな弾性部材やダンパー等の減衰装置を介してステアリングシャフト２５の保持手段を車体に固定してもよい。これにより、より効果的に運転者への振動の伝達を抑えることができる。

一方、この操舵装置５１０は、このままでは殆ど操舵反力を感じないので、一般的な運転者が慣れ親しんでいるステアリングホイールと操舵輪とが機械的に連結された操舵装置と比較して違和感を覚えさせる。これが為、本実施例６の操舵装置５１０においては、運転者の操舵操作の弊害とならない程度の最適な大きさの操舵反力を発生させ、この操舵反力を運転者に伝える図１９の操舵反力発生手段６２を設ける。これにより、本実施例６の操舵装置５１０は、ステアリングホイール本体２１（１２１）の操舵操作時に感じさせる操舵反力を大きな操舵角θ_STに至るまで運転者の最適な大きさにすることができる。

ここで、この操舵反力発生手段６２は、当該技術分野における周知の構成のものを適用することができる。例えば、本実施例６の操舵反力発生手段６２は、ステアリングシャフト２５上に配備され、運転者がステアリングホイール本体２１（１２１）に与えた操舵力（捻れトルクＴ）又は操舵角θ_STに応じた逆方向のトルクを強制的に発生させて、これを操舵反力として運転者にステアリングシャフト２５とステアリングホイール本体２１（１２１）を介して伝えるものである。この種の操舵反力発生手段６２としては、例えば、ステアリングホイール本体２１（１２１）の動き｛操舵力（捻れトルクＴ）や操舵角θ_ST｝に基づいて図示しない電動モータを駆動し、ギアなどの動力伝達機構を介してステアリングホイール本体２１（１２１）の操舵方向とは反対方向のトルクを発生させてステアリングシャフト２５に伝えるものが知られている。

このように、本実施例６の操舵装置５１０は、前述した各実施例１〜５に対して操舵操作態様の幅を拡げたものであり、それ以外の演算処理や機械的な構成についての変更はないので、その各実施例１〜５のときと同等の動作が行われ、このときと同様の作用効果を得ることができる。

ところで、上述した各実施例１〜６においては左右のスポーク部２１ｂ，２１ｂよりも上方にグリップ２２Ｌ，２２Ｒ（１２２Ｌ，１２２Ｒ）を夫々配設したが、そのグリップ２２Ｌ，２２Ｒ（１２２Ｌ，１２２Ｒ）は、必ずしも上述した態様に限定して配置するものではない。例えば、各グリップ２２Ｌ，２２Ｒ（１２２Ｌ，１２２Ｒ）は、ステアリングホイール本体２１（１２１）の環状部２１ａにおける各スポーク部２１ｂ，２１ｂよりも下方に各々配設してもよく、これによっても各実施例１〜６と同様の作用効果を得ることができる。

また、上述した各実施例１〜６においてはステアリングホイール本体２１（１２１）に２つのグリップ２２Ｌ，２２Ｒ（１２２Ｌ，１２２Ｒ）を設けたが、かかるグリップは、必ずしも２つに限定するものではない。例えば、グリップは、ステアリングホイール本体２１（１２１）の環状部２１ａの上部又は下部に上記のグリップ２２Ｌ，２２Ｒ（１２２Ｌ，１２２Ｒ）と同様の形態のものを１つだけ設けたものであってもよく、これによっても各実施例１〜６と同様の作用効果を得ることができる。この場合には、そのグリップの両端に同等の大きさの押圧力を掛ける反力発生手段２４（１２４）を夫々配置する。

以上のように、本発明に係る操舵装置は、運転者に無理なく容易な操舵操作を行わせる為の技術に適している。

本発明に係る操舵装置の実施例１の構成を示す図である。 実施例１のステアリングホイールの正面図である。 実施例１の基本転舵角マップデータの一例を示す図である。 実施例１のステアリングホイールの正面図であって、グリップ変位検出手段について説明する部分透視図である。 実施例１のステアリングホイールの正面図であって、グリップ位置について説明する図である。 実施例１の付加転舵角マップデータの一例を示す図である。 実施例１の操舵装置の動作を説明するフローチャートである。 実施例２のステアリングホイールの正面図である。 実施例２のステアリングホイールの分解図である。 図８のＸ−Ｘ線から見たステアリングホイールの断面図である。 図８のＹ−Ｙ線から見たステアリングホイールの断面図である。 実施例２のグリップの正面図である。 図１２のＺ−Ｚ線から見たグリップの断面図である。 実施例３のステアリングホイールの正面図である。 本発明に係る操舵装置の実施例４の構成を示す図である。 実施例４の操舵装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明に係る操舵装置の実施例５の構成を示す図である。 実施例５の操舵装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明に係る操舵装置の実施例６の構成を示す図である。

符号の説明

１０，３１０，４１０，５１０ 操舵装置
２０ ステアリングホイール
２１ ステアリングホイール本体（操舵操作主体）
２１ａ 環状部
２１ｂ スポーク部
２１ｃ 境界部分
２２Ｌ 左手用のグリップ（副操作部材）
２２Ｒ 右手用のグリップ（副操作部材）
２３ グリップ係止手段
２４ 反力発生手段
２５ ステアリングシャフト
２６ 操舵力検出手段
２７ 磁気情報読取部（副操作部材変位検出手段）
２８ 磁気情報発生部（副操作部材変位検出手段）
３０ 車輪転舵角付与手段
４０ 電子制御装置
５１ 車速センサ
６１ 操舵角検出手段
６２ 操舵反力発生手段
１２０ ステアリングホイール
１２１ ステアリングホイール本体（操舵操作主体）
１２１Ａ ベース部
１２１Ｂ カバー部
１２１ａ 環状部
１２２Ｌ 左手用のグリップ（副操作部材）
１２２Ｒ 右手用のグリップ（副操作部材）
１２２ａ 操作部
１２２ｂ スプリングシート部
１２２ｃ ガイド部
１２４ 反力発生手段
１２７ 磁気情報読取部（副操作部材変位検出手段）
１２８ 磁気情報発生部（副操作部材変位検出手段）
１２９ ガイドレール部
２２０ ステアリングホイール
２２７Ｌ，２２７Ｒ 反力検出手段
Ｔ 捻れトルク
Ｖ 車速
ＷＬ，ＷＲ 操舵輪
Ｘ_L，Ｘ_R グリップ位置
θ_addL，θ_addR 付加転舵角
θ_base 基本転舵角
θ_req 目標転舵角
θ_ST 操舵角

Claims (11)

1. 運転者が操舵操作を行う際に使用する操舵操作主体と、
   この操舵操作主体上を運転者の操舵操作に従って移動する副操作部材と、
   この副操作部材の前記操舵操作主体上における変位を検出する副操作部材変位検出手段と、
   運転者から前記操舵操作主体に対して入力された操舵力を検出する操舵力検出手段と、
   前記副操作部材の変位と運転者による前記操舵操作主体に対しての操舵力を用いて操舵輪の目標転舵角を算出する目標転舵角算出手段と、
   前記目標転舵角となるように操舵輪を転舵させる車輪転舵角付与手段と、
   を備えたことを特徴とする操舵装置。
2. 前記操舵力検出手段は、前記操舵操作主体の環状部の円周方向に入力された力を検出するものであることを特徴とした請求項１記載の操舵装置。
3. 運転者が操舵操作を行う際に使用する環状部を備えた操舵操作主体と、
   この操舵操作主体上を運転者の操舵操作に従って移動する副操作部材と、
   この副操作部材の前記操舵操作主体上における変位を検出する副操作部材変位検出手段と、
   前記操舵操作主体の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
   前記副操作部材の変位と前記操舵操作主体の操舵角を用いて操舵輪の目標転舵角を算出する目標転舵角算出手段と、
   前記目標転舵角となるように操舵輪を転舵させる車輪転舵角付与手段と、
   を備えたことを特徴とする操舵装置。
4. 前記副操作部材は、前記操舵操作主体の環状部上を円周方向へと移動できるよう構成したことを特徴とする請求項１，２又は３に記載の操舵装置。
5. 前記副操作部材を前記操舵操作主体上の初期位置に付勢させる反力発生手段を設けたことを特徴とする請求項１，２，３又は４に記載の操舵装置。
6. 前記反力発生手段を前記副操作部材の前記操舵操作主体上における移動量が増すに従い反力が大きくなるものとし、前記副操作部材変位検出手段は、該反力発生手段から当該副操作部材への反力に応じて前記副操作部材の変位を求めるよう構成したことを特徴とする請求項５記載の操舵装置。
7. 前記副操作部材は、運転者の左手と右手用に夫々２つ設けたことを特徴とする請求項１から６の内の何れか１つに記載の操舵装置。
8. 前記目標転舵角算出手段は、前記各副操作部材間の相対変位と前記操舵操作主体の操舵角を用いて前記目標転舵角の算出を行うよう構成したことを特徴とする請求項７記載の操舵装置。
9. 前記操舵操作主体上における前記副操作部材の可動範囲の一端にて当該副操作部材が係止される副操作部材係止手段を設けたことを特徴とする請求項１から８の内の何れか１つに記載の操舵装置。
10. 前記操舵操作主体と前記副操作部材は、該副操作部材が前記副操作部材係止手段によって係止されているときに運転者が当該操舵操作主体と副操作部材の双方を操作できるような位置関係に配置したことを特徴とする請求項９記載の操舵装置。
11. 運転者が操舵操作を行う際に使用する環状部を備えた操舵操作主体と、
    この操舵操作主体上を運転者の操舵操作に従って移動する副操作部材と、
    この副操作部材の前記操舵操作主体上における変位を検出する副操作部材変位検出手段と、
    前記副操作部材の変位を用いて操舵輪の目標転舵角を算出する目標転舵角算出手段と、
    前記目標転舵角となるように操舵輪を転舵させる車輪転舵角付与手段と、
    を備えたことを特徴とする操舵装置。

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