JP7352526B2 - ステアバイワイヤ式のステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステアバイワイヤ（steer-by-wire）式のステアリング装置に関する。

特許文献１のステアバイワイヤ式のステアリング装置は、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出センサと、車速を検出する車速センサと、前記操舵角検出センサからの操舵角信号及び車速センサからの車速信号に基づき、操向車輪の目標転舵角を算出して目標転舵角信号を発する制御回路と、前記目標転舵角信号に基づき操向車輪を転舵する駆動手段とを有する車両用操舵装置において、車両の前進又は後進状態を検出するシフト位置検出センサを設け、該シフト位置検出センサからのシフト位置信号に基づき、後進時には前進時よりも前記目標転舵角の値を小さく設定するステアリングギヤ比変更手段を備える。

特開昭６１－９２９６４号公報

ところで、ステアバイワイヤ式のステアリング装置において、シフト位置が前進状態であるか後進状態であるかに基づきステアリングギヤ比を変更すると、条件によってはステアリングギヤ比を適切に設定できなくなる可能性があった。
例えば、シフト位置がドライブレンジＤ（前進状態）であったとしても、クリープトルクに勝る登り傾斜の場合、車両のずり下がり、つまり、後進が発生する場合がある。

このときに、シフト位置に基づき前進用のステアリングギヤ比を設定すると、実際には車両は後進しているため、ステアリングホイールの操舵操作に対する操舵角の変化が過敏になって、運転者が意図するラインに操縦することが難しくなる。
また、坂道で不意な加速を防ぐために、シフト位置をニュートラルレンジＮとした状態で車両を前進または後進させる場合があるが、この場合、ニュートラルレンジＮは前進及び後進のいずれでもないため、車両の進行方向に応じた適切なステアリングギヤ比を設定できない。

本発明は、従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の実際の進行方向に応じた適切なステアリングギヤ比を設定できる、ステアバイワイヤ式のステアリング装置を提供することにある。

本発明によれば、その１つの態様において、車両に取り付けられるステアバイワイヤ式のステアリング装置であって、操舵操作入力部材を備える操舵入力装置と、制御装置であって、前記車両の車速が小さくなるほど前記車両のタイヤの操舵角に対する前記操舵操作入力部材の操作角の比であるステアリングギヤ比を小さくするステアリングギヤ比可変部と、前記ステアリングギヤ比可変部によって生成された前記ステアリングギヤ比を、前記車両の進行方向に関する車両挙動に基づいて変更するステアリングギヤ比変更部と、を有する前記制御装置と、を備え、前記ステアリングギヤ比変更部は、前記車両が前進するとき、前記ステアリングギヤ比を、前記車両挙動が変化する前の前記ステアリングギヤ比以下に変更し、前記車両が後進するとき、前記ステアリングギヤ比を、前記車両挙動が変化する前の前記ステアリングギヤ比よりも大きく変更する。
また、本発明によれば、その１つの態様において、ステアリングギヤ比変更部は、車両の停止状態で前記車両のシフトレバーの位置がニュートラルあるいはリバースであるときに、前記ステアリングギヤ比を、前記車両が後進するときの前記ステアリングギヤ比とする。

本発明によれば、車両の実際の進行方向に応じた適切なステアリングギヤ比を設定できる。

ステアバイワイヤ式のステアリング装置のシステム構成図である。 操舵角制御の手順の第１実施形態を示すフローチャートである。 上記第１実施形態でのステアリングギヤ比の切り替えの様子を示すタイムチャートである。 操舵角制御の手順の第２実施形態を示すフローチャートである。 上記第２実施形態でのステアリングギヤ比の切り替えの様子を示すタイムチャートである。 操舵角θの変化速度と車速との相関を示す線図である。 車速条件の違いによる操舵角θの応答変化の違いを示すタイムチャートである。

以下、本発明に係るステアバイワイヤ式のステアリング装置の実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、自動車などの車両１００に取り付けられるステアバイワイヤ式のステアリング装置２００の一態様を示すシステム構成図である。

ステアバイワイヤ式のステアリング装置２００は、転舵させる前輪１０１，１０２（換言すれば、前タイヤ）と、操舵操作入力部材としてのステアリングホイール３１０とが機械的に分離した操舵システムである。
そして、ステアリング装置２００は、ステアリングホイール３１０を備える操舵入力装置３００と、操舵アクチュエータ装置４００とで構成される。

操舵アクチュエータ装置４００は、前輪１０１，１０２に操舵力を付与する、モータなどの操舵アクチュエータ４１０と、操舵アクチュエータ４１０を制御する操舵制御装置４２０とを備える。
操舵制御装置４２０は、ＭＰＵ（Microprocessor Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含むマイクロコンピュータを主体とする電子制御装置であって、ステアリングホイール３１０の操作角δの情報などを操舵入力装置３００から取得する。

また、車両１００は、シフトレバー５０１Ａの位置（換言すれば、シフト位置）を検出するシフト位置センサ５０１、車両１００の前後加速度を検出する前後Ｇセンサ５０２、車輪１０１－１０４それぞれの回転速度である車輪速を検出する車輪速センサ５０３－５０６、車両１００の前方を撮影するステレオカメラ５０７などを備え、操舵制御装置４２０は、これらの検出装置が出力する信号を取得する。

シフトレバー５０１Ａは、例えば、パーキングレンジＲ、リバースレンジＲ（後進段）、ニュートラルレンジＮ、ドライブレンジＤ（前進段）を含む複数のレンジを選択可能に構成される。
車輪速センサ５０３－５０６は、車輪１０１－１０４の回転方向（正転／逆転）の検知機能を備えたセンサであり、車輪１０１－１０４の回転方向の情報を含む車輪速の情報をそれぞれ出力する。

また、ステレオカメラ５０７が撮影する向きは、車両１００の前方に限定されず、後方あるいは側方、更に全周であっても良い。
そして、操舵制御装置４２０は、取得した各種情報に基づき目標操舵角θtgを求め、前輪１０１，１０２の操舵角θが目標操舵角θtgに近づくように、操舵アクチュエータ４１０が発生する操舵力を制御する。

一方、操舵入力装置３００は、ステアリングホイール３１０、ステアリングシャフト３２０、反力アクチュエータ３３０、操作角センサ３４０、反力制御装置３５０を備える。
ステアリングシャフト３２０は、ステアリングホイール３１０の回転に伴って回転するが、前輪１０１，１０２とは機械的に分離されている。

反力アクチュエータ３３０は、モータなどを用いてステアリングシャフト３２０に操作負荷（操作反力）を付与するデバイスであり、モータの他、トルクダンパ、操作角制限機構、減速機などを備える。
ステアバイワイヤ式のステアリング装置２００では、上記の反力アクチュエータ３３０を備えることで、車両１００の運転者がステアリングホイール３１０を操舵操作することで発生する操作トルクと、反力アクチュエータ３３０が発生する操作反力との差分によって、ステアリングホイール３１０が回される。

操作角センサ３４０は、ステアリングシャフト３２０の回転角度、換言すれば、ステアリングホイール３１０の操作角δを検出するセンサである。
反力制御装置３５０は、ＭＰＵ（Microprocessor Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含むマイクロコンピュータを主体とする電子制御装置であって、ＣＡＮ（Controller Area Network）などによって操舵制御装置４２０と通信可能に構成されている。

反力制御装置３５０は、操作角センサ３４０から操作角δの情報を取得し、取得した操作角δの情報を操舵制御装置４２０に向けて送信し、また、操舵制御装置４２０から操舵アクチュエータ４１０の位置情報、換言すれば、実操舵角の情報などを取得する。
そして、反力制御装置３５０は、操舵アクチュエータ４１０の位置情報などに基づき目標操作反力、換言すれば、目標操作負荷を演算し、演算した目標操作反力に基づき反力アクチュエータ３３０が発生する反力トルクを制御する。

以下では、操舵制御装置４２０による前輪１０１，１０２の操舵角θの制御を詳細に説明する。
操舵制御装置４２０は、ステアリングホイール３１０の操作角δの検出値及びステアリングギヤ比ＲＳの設定値に基づき目標操舵角θtgを算出し、前輪１０１，１０２の操舵角θが目標操舵角θtgに近づくように操舵アクチュエータ４１０を制御する。

ここで、ステアリングギヤ比ＲＳは、ステアリングギヤ比ＲＳ＝操作角δ／操舵角θとして定義される。
したがって、ステアリングギヤ比ＲＳが小さいほど操作角δに対する操舵角θが大きくなり、ステアリングホイール３１０を少し回すことで前輪１０１，１０２の切れ角が大きく変化する。
一方、ステアリングギヤ比ＲＳが大きいほど操作角δに対する操舵角θが小さくなり、ステアリングホイール３１０を大きく回さないと前輪１０１，１０２の切れ角が変化しないことになる。

なお、前輪１０１，１０２とステアリングホイール３１０とが機械的に連結されるステアリング装置の場合、ステアリングギヤ比ＲＳは、ステアリングギヤボックスでどの程度の減速が行われるかを表す比率である。
しかし、前輪１０１，１０２とステアリングホイール３１０とが機械的に分離したステアバイワイヤ式のステアリング装置２００の場合、ステアリングギヤボックスは存在しないため、ステアリングギヤ比ＲＳは、ギヤボックスの減速比を表すものではなく、操舵制御装置４２０における目標操舵角θtgの演算に用いる係数であって、任意に設定可能なデータである。

ここで、操舵制御装置４２０は、目標操舵角θtgの演算に用いるステアリングギヤ比ＲＳを、車両１００の運転状態に応じて可変に設定する機能を有する。
詳細には、操舵制御装置４２０は、車速が小さくなるほどステアリングギヤ比ＲＳを小さくするステアリングギヤ比可変部４２１と、ステアリングギヤ比可変部４２１により車速に応じて生成されたステアリングギヤ比ＲＳを、車両１００の進行方向に関する車両挙動に基づいて変更するステアリングギヤ比変更部４２２とを備える。

ステアリングギヤ比変更部４２２は、前後Ｇセンサ５０２、車輪速センサ５０３－５０６、ステレオカメラ５０７のうちの少なくとも１つを用いて車両１００の進行方向に関する車両挙動を検知する。
そして、ステアリングギヤ比変更部４２２は、車両１００の進行方向に関する車両挙動に基づき、車両１００が後進しているか否かを判別し、ステアリングギヤ比ＲＳを、前進用のステアリングギヤ比ＲＳＦと、前進用のステアリングギヤ比ＲＳＦよりも大きい後進用のステアリングギヤ比ＲＳＲとに切り替える。

図２は、操舵制御装置４２０による操舵角θの制御手順の第１実施形態を示すフローチャートである。
なお、操舵制御装置４２０は、図２のフローチャートに示すルーチンを時間割り込みで一定時間毎に実行する。

まず、操舵制御装置４２０は、ステップＳ８０１で、ステアリングホイール３１０の操作角δの情報、シフト位置、更に、車両１００の進行方向に関する車両挙動の情報（前後加速度、車輪速、ステレオカメラ５０７による撮影画像などの情報）を取得する。
次いで、操舵制御装置４２０は、ステップＳ８０２で、車速が小さくなるほどステアリングギヤ比ＲＳを小さく設定する。
ここで、操舵制御装置４２０は、車速を、車輪速センサ５０３－５０６が検出する各車輪速から求めることができ、また、車速センサから車速の情報を取得することもできる。

次に、操舵制御装置４２０は、ステップＳ８０３で、車両１００の進行方向に関する車両挙動の情報に基づいて車両１００が後進しているか否かを判断する。
操舵制御装置４２０は、例えば、車輪速センサ５０３－５０６が備える車輪１０１－１０４の回転方向の検知機能を用いて、車輪１０１－１０４が逆転方向に回転しているときに車両１００の後進を判断する。

また、操舵制御装置４２０は、ステレオカメラ５０７が撮影した画像の解析に基づき、車両１００が後進しているか否かを判別することができる。
更に、操舵制御装置４２０は、車輪速の情報、及び／または、ステレオカメラ５０７が撮影した画像の解析結果とともに、前後加速度及び／またはシフト位置の情報を総合的に判断して、換言すれば、車両１００の進行方向に関する車両挙動の情報を複数組み合わせて、車両１００が後進しているか否かを判別することができる。

操舵制御装置４２０は、ステップＳ８０３で車両１００が後退していないと判断すると、ステップＳ８０３からステップＳ８０４に進み、ステアリングギヤ比ＲＳとして前進用のステアリングギヤ比ＲＳＦを選択する。
ここで、車両１００が後退していない状態は、車両１００が前進するとき及び車両１００が停止しているときを含むので、前進用のステアリングギヤ比ＲＳＦは、車両１００の前進状態及び停止状態で適用されることになる。

したがって、操舵制御装置４２０は、車両１００が後進状態から一旦停止してその後に前進する場合、後進状態では後進用のステアリングギヤ比ＲＳＲを選択し、停止状態では前進用のステアリングギヤ比ＲＳＦを選択し、更に、前進状態では前進用のステアリングギヤ比ＲＳＦを選択する。
つまり、操舵制御装置４２０（ステアリングギヤ比変更部４２２）は、車両１００が前進するとき、ステアリングギヤ比ＲＳを、車両１００が停止しているとき（換言すれば、車両挙動が変化する前）のステアリングギヤ比ＲＳ以下に変更する。

なお、操舵制御装置４２０が、ステップＳ８０２において、車速に応じたステアリングギヤ比ＲＳを車両１００が前進するときに適合する値として設定する場合、操舵制御装置４２０は、ステップＳ８０４で、ステップＳ８０２において設定したステアリングギヤ比ＲＳをそのまま最終値として設定することで、前進用のステアリングギヤ比ＲＳＦを選択したことになる。
但し、操舵制御装置４２０は、ステップＳ８０４で、例えば、ステップＳ８０２において設定したステアリングギヤ比ＲＳに係数を乗算して、あるいは、ステップＳ８０２において設定したステアリングギヤ比ＲＳから所定値を加算又は減算して、前進用のステアリングギヤ比ＲＳＦを求めることができる。

一方、操舵制御装置４２０は、ステップＳ８０３で車両１００が後進していると判断すると、ステップＳ８０３からステップＳ８０５に進み、ステアリングギヤ比ＲＳとして、前進用のステアリングギヤ比ＲＳＦよりも大きい後進用のステアリングギヤ比ＲＳＲを選択する。
つまり、操舵制御装置４２０（ステアリングギヤ比変更部４２２）は、車両１００が後進するときは、ステアリングギヤ比ＲＳを、車両１００が前進または停止しているとき（換言すれば、車両挙動が変化する前）のステアリングギヤ比ＲＳよりも大きく変更する。

なお、操舵制御装置４２０が、ステップＳ８０２において、車速に応じたステアリングギヤ比ＲＳを車両１００が前進するときに適合する値として設定する場合、操舵制御装置４２０は、ステップＳ８０５で、ステップＳ８０２において設定したステアリングギヤ比ＲＳを増大方向にシフトさせる演算を行って後進用のステアリングギヤ比ＲＳＲを求めることができる。
また、操舵制御装置４２０は、ステップＳ８０４で、ステップＳ８０２において設定したステアリングギヤ比ＲＳを前進用のステアリングギヤ比ＲＳＦに変換する演算を行う場合、ステップＳ８０５で、前進用のステアリングギヤ比ＲＳＦよりも所定値だけ大きくなるように、ステップＳ８０２において設定したステアリングギヤ比ＲＳを補正する演算を行なうことができる。

操舵制御装置４２０は、ステップＳ８０４またはステップＳ８０５でステアリングギヤ比ＲＳを決定すると、ステップＳ８０６に進み、ステアリングホイール３１０の操作角δとステアリングギヤ比ＲＳとに基づき目標操舵角θtgを算出する。
次いで、操舵制御装置４２０は、ステップＳ８０７で、前輪１０１，１０２の操舵角θが目標操舵角θtgに近づくように操舵アクチュエータ４１０を制御する。

図３は、操舵制御装置４２０が図２のフローチャートにしたがってステアリングギヤ比ＲＳを設定するときの車速、ステアリングギヤ比ＲＳ、操作角δ、操舵角θの相関を例示するタイムチャートである。
図３の時刻ｔ１から車両１００が後進し始めると、ステアリングギヤ比ＲＳは、前進用のステアリングギヤ比ＲＳＦから、前進用のステアリングギヤ比ＲＳＦよりも大きな（換言すれば、スローな）後進用のステアリングギヤ比ＲＳＲに切り換えられる。

車両１００が後進するときに、前進するときよりもステアリングギヤ比ＲＳを大きく変更すれば、操縦性が過敏になることを抑止して、運転者が意図するラインをトレースすることが容易になる。
また、操舵制御装置４２０は、進行方向に関する車両挙動に基づき車両１００の進行方向を判別するから、シフト位置に基づきステアリングギヤ比ＲＳを切り替える場合に比べて、車両１００の進行方向に応じた適切なステアリングギヤ比ＲＳを安定して設定することができる。

例えば、シフト位置がドライブレンジＤ（前進状態）であったとしても、クリープトルクに勝る登り傾斜の場合、車両のずり下がり、つまり、後進が発生する場合がある。
このときに、シフト位置に基づき前進用のステアリングギヤ比ＲＳＦが操舵角制御に用いられると、実際には車両１００は後進しているため、ステアリングホイール３１０の操作に対する操舵角θの変化が過敏になって、運転者が意図するラインに操縦することが難しくなる。

これに対し、操舵制御装置４２０は、進行方向に関する車両挙動（例えば、車輪１０１－１０４の回転方向の情報を含む車輪速の検出情報）に基づき車両１００の進行方向を判断し、進行方向に応じてステアリングギヤ比ＲＳを変更する。
このため、操舵制御装置４２０は、シフト位置がドライブレンジＤであっても車両１００が後進するときには、後進用のステアリングギヤ比ＲＳＲを用いて操舵角制御を行なうことができ、車両１００が後進するときに運転者が意図するラインに操縦することが容易になる。

また、シフト位置をニュートラルレンジＮとした状態で車両１００を前進または後進させる場合、シフト位置からは、前進、後進に応じたステアリングギヤ比ＲＳの切り替えは行えない。
しかし、操舵制御装置４２０は、シフト位置をニュートラルレンジＮであっても、車両１００が後進するときには後進用のステアリングギヤ比ＲＳＲに基づき操舵角θを制御でき、運転者が意図するラインに操縦することが容易になる。

図４は、操舵制御装置４２０による操舵角θの制御手順の第２実施形態を示すフローチャートである。
なお、操舵制御装置４２０は、図４のフローチャートに示すルーチンを時間割り込みで一定時間毎に実行する。

操舵制御装置４２０は、ステップＳ９０１－９０３で、前述のステップＳ８０１－ステップＳ８０３と同様な処理を実施する。
つまり、操舵制御装置４２０は、ステップＳ９０１で、操作角δの情報、シフト位置、車輪速情報などの車両１００の進行方向に関する車両挙動の情報を取得し、次のステップＳ９０２で、車速が小さくなるほどステアリングギヤ比ＲＳを小さく設定する。

次いで、操舵制御装置４２０は、ステップＳ９０３で、ステップＳ８０３と同様に、車両１００の進行方向に関する車両挙動の情報（前後加速度、車輪速、ステレオカメラ５０７による撮影画像などの情報）に基づいて車両１００が後進しているか否かを判断する。
操舵制御装置４２０は、ステップＳ９０３で車両１００が後進していると判断すると、ステップＳ９０４に進み、ステアリングギヤ比ＲＳとして、前進用のステアリングギヤ比ＲＳＦよりも大きい後進用のステアリングギヤ比ＲＳＲを選択する。

一方、操舵制御装置４２０は、ステップＳ９０３で車両１００が後進していないと判断すると、ステップＳ９０５に進み、車両１００の進行方向に関する車両挙動の情報に基づいて、車両１００が前進しているか否かを判断する。
操舵制御装置４２０は、ステップＳ９０５で車両１００が前進していると判断すると、ステップＳ９０６に進み、ステアリングギヤ比ＲＳとして、後進用のステアリングギヤ比ＲＳＲよりも小さい前進用のステアリングギヤ比ＲＳＦを選択する。

また、操舵制御装置４２０は、ステップＳ９０５で車両１００が前進していないと判断すると、ステップＳ９０７に進む。
ここで、操舵制御装置４２０は、ステップＳ９０３で車両１００が後進していないと判断し、更に、ステップＳ９０５で車両１００が前進していないと判断しているので、車両１００が停止しているとき、換言すれば、車速（車輪速）が零であるときに、ステップＳ９０７に進むことになる。

操舵制御装置４２０は、ステップＳ９０７で、シフト位置がリバースレンジＲまたはニュートラルレンジＮであるか否かを判断する。
そして、シフト位置がリバースレンジＲまたはニュートラルレンジＮであるとき、操舵制御装置４２０は、ステップＳ９０８に進み、ステアリングギヤ比ＲＳとして、前進用のステアリングギヤ比ＲＳＦよりも大きい後進用のステアリングギヤ比ＲＳＲを選択する。

また、シフト位置がリバースレンジＲまたはニュートラルレンジＮではない場合、操舵制御装置４２０は、ステップＳ９０９に進み、ステアリングギヤ比ＲＳとして、後進用のステアリングギヤ比ＲＳＲよりも小さい前進用のステアリングギヤ比ＲＳＦを選択する。
つまり、シフト位置がリバースレンジＲまたはニュートラルレンジＮの状態で停止している場合、操舵制御装置４２０は、次に車両１００が後進することに備えて、予め後進用のステアリングギヤ比ＲＳＲを選択しておく。

これにより、車両１００が停止状態から後進し始めた場合、操舵制御装置４２０は、動き出しの当初から後進用のステアリングギヤ比ＲＳＲに基づき操舵制御を実施でき、後進開始に伴ってステアリングギヤ比ＲＳを切り替える場合に比べて、運転者の操舵操作の違和感を抑制できる。
一方、シフト位置がリバースレンジＲまたはニュートラルレンジＮではない場合は、係るシフト位置のまま車両１００が後進するようになることは稀であるため、操舵制御装置４２０は、前進用のステアリングギヤ比ＲＳＦを選択することで、次に車両１００が前進し始めたときに、当初から前進状態に適合するステアリングギヤ比ＲＳＦに基づき操舵制御を実施できる。

操舵制御装置４２０は、上記のようにしてステアリングギヤ比ＲＳを決定すると、ステップＳ９１０に進み、ステアリングホイール３１０の操作角δとステアリングギヤ比ＲＳとに基づき目標操舵角θtgを算出する。
次いで、操舵制御装置４２０は、ステップＳ９１１で、前輪１０１，１０２の操舵角θが目標操舵角θtgに近づくように操舵アクチュエータ４１０を制御する。

図５は、図４のフローチャートに示した制御手順にしたがったステアリングギヤ比ＲＳの切り替えの様子を示すタイムチャートであって、ドライブレンジＤとリバースレンジＲとの間で切り替えて前進と後進とが実施される運転パターンを示す。
なお、シフト位置は、ドライブレンジＤ、ニュートラルレンジＮ、リバースレンジＲの順であり、ドライブレンジＤとリバースレンジＲとの間での切り替えが、ニュートラルレンジＮを経て行われる。

図５の例は、車両１００をドライブレンジＤで前進させている状態から停止させ、停止状態の時刻ｔ１でドライブレンジＤからニュートラルレンジＮに切り替えられ、続けて時刻ｔ２でニュートラルレンジＮからリバースレンジＲへの切り換えが実施される。
そして、リバースレンジＲで車両１００を後進させてから停止させ、停止状態の時刻ｔ３でリバースレンジＲからニュートラルレンジＮに切り替えられ、続けて時刻ｔ４でニュートラルレンジＮからドライブレンジＤへの切り換えが実施され、その後、車両１００をドライブレンジＤで前進させる。

ここで、時刻ｔ１でドライブレンジＤからニュートラルレンジＮに切り替えられると、操舵制御装置４２０（ステアリングギヤ比変更部４２２）は、ステアリングギヤ比ＲＳを、前進用のステアリングギヤ比ＲＳＦからより大きな後進用のステアリングギヤ比ＲＳＲに切り替える。
そして、車両１００をリバースレンジＲで後進させるときの操舵制御において、操舵制御装置４２０は、後進用のステアリングギヤ比ＲＳＲに基づき目標操舵角θtgの演算を行なうことで、ステアリングホイール３１０の操舵操作に対して実操舵角がスローに動く状態として、運転者が意図するラインに操縦できるようにする。

また、時刻ｔ４でニュートラルレンジＮからドライブレンジＤに切り替えられると、操舵制御装置４２０（ステアリングギヤ比変更部４２２）は、ステアリングギヤ比ＲＳを、後進用のステアリングギヤ比ＲＳＲからより小さな前進用のステアリングギヤ比ＲＳＦに切り替える。
そして、車両１００をドライブレンジＤで前進させるときの操舵制御において、操舵制御装置４２０は、前進用のステアリングギヤ比ＲＳＦに基づき目標操舵角θtgの演算を行なうことで、車両１００が前進するときの操縦性を確保する。

ところで、操舵制御装置４２０が、ステアリングギヤ比ＲＳを前進用のステアリングギヤ比ＲＳＦと後進用のステアリングギヤ比ＲＳＲとに切り替えると、ステアリングホイール３１０の操作角δが一定であっても目標操舵角θtgが変更され、前輪１０１，１０２の操舵角θが変更後の目標操舵角θtgに制御される。
このとき、車両１００が停止状態でなく動いていると（換言すれば、車両１００が前進または後進していると）、車両１００の進行方向が運転者の操舵操作とは無関係に急に変わることになってしまう。

そこで、操舵制御装置４２０は、ステアリングギヤ比ＲＳを前進用のステアリングギヤ比ＲＳＦと後進用のステアリングギヤ比ＲＳＲとの間で切り替えるときに、車両１００の車速が大きくなるほど前輪１０１，１０２（前タイヤ）の操舵角θの変化速度を遅くする操舵速度変更部４２３を有する。
つまり、操舵速度変更部４２３は、ステアリングギヤ比ＲＳの切り替えに伴って目標操舵角θtgが急変したときに、操舵角θが目標操舵角θtgに追従して変化するときの変化速度を、そのときの車速が大きいほど遅くする。

車両１００が停止している場合は、操舵角θが急変しても車両１００の向きは変わらないが、車両１００の車速が大きくなるほど車両１００の向きが急変することになる。
そこで、操舵速度変更部４２３は、操舵角θが目標操舵角θtgに追従して変化するときの変化速度を、そのときの車速が大きいほど遅くすることで、車両１００の向きが急変することを抑止しつつ操舵角θを目標操舵角θtgに追従させる。

ここで、操舵制御装置４２０（操舵速度変更部４２３）は、操舵アクチュエータ４１０の操作量を制限することで、操舵角θの変化速度を遅くすることができ、更に、操作量の制限値を可変とすることで車速に応じた変化速度に制御できる。
また、操舵制御装置４２０（操舵速度変更部４２３）は、ステアリングギヤ比ＲＳの切り替えに伴って急変する目標操舵角θtgに対して遅れて変化する目標操舵角θtgRを設定し、この目標操舵角θtgRに基づき操舵角θを制御することで、操舵角θの変化速度を遅くすることができ、目標操舵角θtgRの過渡応答速度を可変とすることで車速に応じた変化速度に制御できる。
係る操舵速度変更部４２３によれば、ステアリングギヤ比変更部４２２によるステアリングギヤ比ＲＳの切り替えに伴って目標操舵角θtgが急変しても、車両１００の進行方向が運転者の操舵操作とは無関係に急変することを抑止でき、運転者による操縦性を改善できる。

図６は、前輪１０１，１０２の操舵角θの変化速度ＲＣと、車速との相関の一態様を示す線図である。
図６の例では、第１車速（例えば、第１車速＝５km／h）を下回る低車速域で、車速の低下に伴って変化速度ＲＣを漸増させ、第１車速よりも低い第２車速（例えば、第２車速＝２km／h）で変化速度ＲＣを最大値ＲＣmaxとし、第２車速以下で変化速度ＲＣを最大値ＲＣmaxに保持させる。

図７は、操舵角θの変化速度を車速に応じて可変に設定したときの目標操舵角θtgに対する操舵角θの応答変化の様子を示すタイムチャートである。
図７に示す運転パターンでは、車両１００の進行方向を前進から後進に切り替えるため、シフト位置が、ドライブレンジＤからニュートラルレンジＮを経てリバースレンジＲに切り替えられ、係るシフト操作に伴ってステアリングギヤ比ＲＳが、前進用のステアリングギヤ比ＲＳＦから後進用のステアリングギヤ比ＲＳＲに切り替えられる。

図７は、車両１００が停止直前であった場合、クリープ走行状態であった場合、停止直前とクリープ走行状態との中間の車速である極低速走行であった場合、それぞれでの操舵角θの応答を示す。
ここで、操舵速度変更部４２３は、操舵角θが目標操舵角θtgに追従して変化するときの変化速度を、そのときの車速が大きいほど遅くする。

したがって、操舵速度変更部４２３は、上記３つの速度条件のうち、車速が最も遅い停止直前での変化速度を最も速く設定し、車速が最も速いクリープ走行状態での変化速度を最も遅く設定する。
車速が極端に遅い場合は所謂据え切り状態であり、操舵角θの応答速度が速くても、車両１００の進行方向が急変することは抑止される。
一方、車速が増した状態で、ステアリングギヤ比ＲＳの切り替えに伴う目標操舵角θtgが急変に操舵角θを応答よく追従させると、車両１００の進行方向が急変する場合があるので、操舵速度変更部４２３は、応答速度を小さくすることで車両１００の進行方向が急変することを抑止する。

上記実施形態で説明した各技術的思想は、矛盾が生じない限りにおいて、適宜組み合わせて使用することができる。
また、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。

例えば、ステアバイワイヤ式のステアリング装置２００は、反力制御装置３５０としての機能と操舵制御装置４２０としての機能とを兼ね備える１つの制御装置を有することができ、また、ステアリングギヤ比可変部及びステアリングギヤ比変更部の機能を備えた制御装置を反力制御装置３５０及び操舵制御装置４２０とは別に備えることができる。
また、ステアリングギヤ比変更部は、車両の進行方向に関する車両挙動として車両１００の位置情報を用い、車両１００の前進、後進を判断することができる。

また、ステアリングギヤ比変更部は、車両の進行方向に関する車両挙動の情報である車両１００の前後加速度の情報とともに、シフト位置、道路勾配、アクセル開度（駆動トルク）などの情報を加味して、車両１００の前進、後進を判断することができる。
また、ステアバイワイヤ式のステアリング装置２００は、レーダを備えることができ、ステアリングギヤ比変更部は、レーダの検出情報を車両の進行方向に関する車両挙動の情報として用いて、車両１００の前進、後進を判断することができる。

また、ステアリングギヤ比変更部は、車両の進行方向に関する車両挙動の情報から車両１００の前進、後進を明確に判別できないときに、シフト位置に基づきステアリングギヤ比ＲＳを決定することができる。
また、ステアリングギヤ比変更部は、スポーツモードなどのモード選択に応じてステアリングギヤ比ＲＳ（前進用のステアリングギヤ比ＲＳＦ及び／または後進用のステアリングギヤ比ＲＳＲ）を変更することができる。

１００…車両、１０１－１０４…車輪（タイヤ）、２００…ステアバイワイヤ式のステアリング装置、３００…操舵入力装置、３１０…ステアリングホイール（操舵操作入力部材）、４００…操舵アクチュエータ装置、４２０…操舵制御装置（制御装置）、４２１…ステアリングギヤ比可変部、４２２…ステアリングギヤ比変更部、４２３…操舵速度変更部、５０１…シフト位置センサ、５０１Ａ…シフトレバー、５０２…前後Ｇセンサ、５０３－５０６…車輪速センサ、５０７…ステレオカメラ

Claims (4)

1. 車両に取り付けられるステアバイワイヤ式のステアリング装置であって、
   操舵操作入力部材を備える操舵入力装置と、
   制御装置であって、
   前記車両の車速が小さくなるほど前記車両のタイヤの操舵角に対する前記操舵操作入力部材の操作角の比であるステアリングギヤ比を小さくするステアリングギヤ比可変部と、
   前記ステアリングギヤ比可変部によって生成された前記ステアリングギヤ比を、前記車両の進行方向に関する車両挙動に基づいて変更するステアリングギヤ比変更部と、
   を有する前記制御装置と、
   を備え、
   前記ステアリングギヤ比変更部は、
   前記車両が前進するとき、前記ステアリングギヤ比を、前記車両挙動が変化する前の前記ステアリングギヤ比以下に変更し、
   前記車両が後進するとき、前記ステアリングギヤ比を、前記車両挙動が変化する前の前記ステアリングギヤ比よりも大きく変更する、
   ステアバイワイヤ式のステアリング装置。
2. 請求項１に記載のステアバイワイヤ式のステアリング装置であって、
   前記ステアリングギヤ比変更部は、
   前記車両の車輪の回転方向の情報を含む車輪速の検出情報を取得し、取得した車輪速の検出情報に基づいて前記車両が前進するか後進するかを判別する、
   ステアバイワイヤ式のステアリング装置。
3. 請求項１記載のステアバイワイヤ式のステアリング装置であって、
   前記制御装置は、
   前記ステアリングギヤ比変更部が前記ステアリングギヤ比を変更するときに、前記車両の車速が大きくなるほど前記車両のタイヤの操舵角の変化速度を遅くする操舵速度変更部を更に有する、
   ステアバイワイヤ式のステアリング装置。
4. 車両に取り付けられるステアバイワイヤ式のステアリング装置であって、
   操舵操作入力部材を備える操舵入力装置と、
   制御装置であって、
   前記車両の車速が小さくなるほど前記車両のタイヤの操舵角に対する前記操舵操作入力部材の操作角の比であるステアリングギヤ比を小さくするステアリングギヤ比可変部と、
   前記ステアリングギヤ比可変部によって生成された前記ステアリングギヤ比を、前記車両の進行方向に関する車両挙動に基づいて変更するステアリングギヤ比変更部と、
   を有する前記制御装置と、
   を備え、
   前記ステアリングギヤ比変更部は、
   前記車両の停止状態で前記車両のシフトレバーの位置がニュートラルあるいはリバースであるときに、前記ステアリングギヤ比を、前記車両が後進するときの前記ステアリングギヤ比とする、
   ステアバイワイヤ式のステアリング装置。