JP5056351B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば車両の電動パワーステアリング（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）装置を制御するための車両用操舵制御装置（電動パワーステアリング装置用制御装置）の技術分野に関する。

自動車などの車両において、ドライバ（乗員）のステアリング操作により加えられる操舵トルクに応じて電動モータを駆動し、前輪を含むステアリング機構に補助アシストトルクを付与することによって操舵補助を行う電動パワーステアリング装置が使用されている。このような電動パワーステアリング装置においては、特許文献１に記載されているように操舵トルクの周波数に応じて、操舵トルクに対する車両挙動または操舵角の特性が変化するように電動パワーステアリング装置を制御する構成がある。この構成により、ドライバの操舵トルクを補助した上で、更に車両挙動の安定化を図ることが出来る。

特開２００６−３１５６３２号公報

しかしながら、ドライバの操舵入力によっては、上述したダンピング制御が却って操舵感を悪化させてしまうことになる。具体的には、操舵角入力でステアリング操作を行うドライバに対し、上述したＥＰＳ装置による位相補償を行うと（つまりダンピング制御を行うと）、ドライバにとってステアリングが却って重く感じ、操舵感が悪化することになる。

本発明は、例えば上述の問題点を鑑みて為されたものであり、例えばドライバの操舵特性を把握し、その特性に基づいてＥＰＳ装置の操舵補助力に補償動作を行うことで、広範囲のドライバにとって好印象な操舵感を与えることの出来る車両用操舵補助装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の車両用操舵制御装置は、ドライバの操舵入力に基づいて補助操舵力を付与する操舵力付与手段と、前記操舵入力における操舵トルク及び操舵角を検出する第一検出手段と、前記第一検出手段が検出した操舵トルク及び操舵角に基づく前記ドライバの操舵特性を算出する算出手段と、前記操舵特性と、前記操舵トルク及び前記操舵角に基づいて定められる基準操舵特性との相関関係を演算する演算手段と、前記演算手段が演算した相関関係に基づいて、前記補助操舵力を補償するための補償動作の態様を変更する変更手段と、前記補償動作が施された前記補助操舵力を付与するよう前記操舵力付与手段を制御する制御手段とを備える。

本発明の車両転舵制御装置によれば、操舵力付与手段の動作により、ドライバの操舵入力に応じて検出される操舵トルク又は操舵角に応じて、ドライバの操舵負担を軽減するため補助操舵力が付与される。

本発明においては特に、ドライバの操舵入力が行われた場合には、該操舵入力における操舵トルク及び操舵角に基づいて操舵特性が算出される。ドライバの操舵特性は、典型的には、操舵トルクに対する操舵角のゲインの周波数特性や、操舵トルクと操舵角の位相関係の周波数特性が一例としてあげられる。もちろん、これら以外の特性として、例えば、操舵トルクに対する車両のヨーレートの周波数特性などが操舵特性として算出されてもよい。

算出されたドライバの操舵特性（つまり、実際に入力された操舵特性）は、演算手段における演算動作に用いられる。演算手段は、ドライバの操舵特性と、操舵トルク及び操舵角に基づいて決定される基準操舵特性との相関関係（例えば、相関値等）を演算する。

ここに基準操舵特性とは、典型的には、ドライバの操舵入力が操舵トルク入力であるか、操舵角入力であるかを判定するための基準となる特性であり、該判定を適切に行う基準となり得るならどのような態様をも取ることが出来る。

その後、変更手段の動作により、演算手段により演算された相関関係に基づいて、補助操舵力を補償するための補償動作（例えば、ダンピング制御や、操舵戻し制御や、後輪横力の比例値及び微分値に応じたダンピング制御等）の態様が変更される。例えば、相関関係が所定の関係を示しているか又は示していないか否かに応じて、補償動作の態様が変更されてもよい。この場合、当然に、ドライバの操舵感を向上させることができるように、相関関係に基づく補償動作の態様の変更動作が規定されていることが好ましい。その結果、ドライバの操舵特性に適切に対応した態様での補償がなされた補助操舵力が付与される。

これにより、ドライバの操舵入力における操舵角及び操舵トルクの周波数特性の関係から、ドライバの操舵特性を判定した上で、該判定結果に基づいて操舵力付与手段が付与する補助操舵力に対する補償動作の態様が変更することができる。つまり、個々のドライバの操舵特性に対して好適な補償動作を行うことができる。結果、個々のドライバの操舵特性に対して好印象な操舵補助を達成することが出来る。具体的には、操舵角入力を主として行うドライバ及び操舵トルク入力を主として行うドライバの双方に対して、好印象な操舵補助を達成することができる。

本発明の車両用操舵制御装置の一の態様は、前記演算手段は、前記基準操舵特性として、前記操舵トルクに依存する操舵入力の特性を示す第１の入力特性、及び前記操舵角に依存する操舵入力の特性を示す第２の入力特性の夫々との相関関係を演算し、前記変更手段は、前記第１の入力特性及び前記第２の入力特性のうち前記操舵特性に相対的に近似又は類似若しくは一致している入力特性に応じた前記補償動作を行うように、前記補償動作の態様を変更する。

この態様によれば、演算手段は、基準操舵特性として、操舵トルクに依存する操舵入力の特性を示す第１の入力特性（言い換えれば、例えば、操舵トルク入力が行われた場合に典型的に現れる操舵特性）、及び操舵角に依存する操舵入力の特性を示す第２の入力特性（言い換えれば、例えば、操舵角入力が行われた場合に典型的に現れる操舵特性）を用い、その夫々と、ドライバの操舵特性との相関関係を演算する。

つまり、演算手段の動作により、第１の入力特性及び第２の入力特性という２つの基本的な特性に対する、ドライバの操舵特性の近似若しくは類似又は一致の度合いが、相関関係として演算される。

この時、ドライバの操舵特性が第１の入力特性に近似又は類似若しくは一致していれば、第１の入力特性に応じた補償動作が行われる。他方で、ドライバの操舵特性が第２の入力特性に近似又は類似若しくは一致していれば、第２の入力特性に応じた補償動作が行われる。これにより、個々のドライバの操舵特性に対して好印象な操舵補助を達成することが出来る。

尚、上述の説明では、ドライバの操舵特性と２つの入力特性（つまり、第１の入力特性及び第２の入力特性）との相関関係に基づいて、補償動作の態様を変更している。しかしながら、ドライバの操舵特性と３つ以上の入力特性との相関関係に基づいて、補償動作の態様を変更してもよい。

本発明の車両用操舵制御装置の他の態様は、前記車両用操舵制御装置は、前記ドライバの操舵入力における前記操舵特性を記録する記録手段を更に備え、前記演算手段は、前記記録手段に記録された前記操舵特性と前記基準操舵特性との相関関係を演算する。

この態様によれば、ドライバの操舵入力が行われた場合に算出された操舵特性が記録され、該記録された操舵特性と、基準操舵特性との相関関係を求める演算が行われる。この動作によって車両の運転時に記録されたドライバの操舵特性を蓄積することが出来、該蓄積されたドライバの操舵特性に基づく演算を行うことで、個々のドライバの操舵特性に対してより好印象な操舵補助を達成することが出来る。

本発明の車両用操舵制御装置の他の態様は、前記算出手段は、前記操舵トルクに対する前記操舵角のゲインの周波数特性を、前記操舵特性として算出する。

この態様によれば、ドライバの操舵入力から操舵特性を算出するにあたって、操舵入力における操舵トルクに対する操舵角のゲインの操舵周波数特性に基づくことによって、精度良く算出することが出来る。結果、ドライバの操舵特性に対して、高い精度で対応した好印象な操舵補助を達成することが出来る。

本発明の車両用操舵制御装置の他の態様は、前記算出手段は、前記操舵トルクと前記操舵角の位相関係の周波数特性を、前記操舵特性として算出する。

この態様によれば、ドライバの操舵入力から操舵特性を算出するにあたって、操舵入力における操舵トルクと操舵角の位相の操舵周波数特性に基づくことによって、精度良く算出することが出来る。結果、ドライバの操舵特性に対して、高い精度で対応した好印象な操舵補助を達成することが出来る。

本発明の車両用操舵制御装置の他の態様では、前記演算手段は、前記ドライバの操舵入力における前記操舵特性と、予め設定された前記基準操舵特性との相関関係を演算する。

この態様によれば、例えば、車両の製作段階で、該車両の車両特性（例えば、車両の重量、タイヤ特性、又は、車種など）により読み取れる各種の条件に基づいて、予め基準操舵特性を設定しておくことで、該車両に適した補償動作精度良く行うための基準操舵特性を設定することが出来る。

或いは、前記車両用操舵制御装置は、車両の状態に基づく車両特性を検出する第二検出手段と、前記車両特性に応じて、前記基準操舵特性を調整する調整手段とを更に備え、前記演算手段は、前記操舵特性と、前記調整手段により夫々調整された前記基準操舵特性との相関関係を演算する。

ここに、操舵トルク及び操舵角に基づいて決定される基準操舵特性は、例えば、車両の重量、又はタイヤの状態などの車両特性の変化によって随時変化するものであり、そうした車両の状態の変化に対し常に同じ入力特性を用いた演算を行えば、相関関係の精度が悪化してしまう。

この態様によれば、上述の要因に起因して基準操舵特性が変化した場合に、第二検出手段の動作によって変化後の該車両特性が検出され、調整手段の動作により、該車両特性に応じて基準操舵特性が調整される。これによって、車両の条件が変わった場合にも該変化に追従して基準操舵特性を調整することにより、操舵特性の算出の精度が低減することを防ぎ、ドライバにとって好印象な操舵補助を達成することが出来る。

尚、上述した基準操舵特性の調整の態様として、予め様々な車両特性に対応させた基準操舵特性を設定しておくことで、第二検出手段で検出した車両特性に近似又は類似若しくは一致している車両特性に対応した基準操舵特性を適用するなどしても良く、また、例えば、検出された車両特性を示す特性値をもとに随時調整を行っても構わない。

本発明の車両用操舵制御装置の他の態様では、前記記録手段は、車両の加速度が所定の条件にある場合において、前記ドライバの操舵入力における前記操舵特性を記録する。

この態様によれば、車両の加速度が予め設定された所定の範囲を超えているような状況下で、ドライバの操舵入力における操舵特性がドライバ本来の操舵特性より大きくずれることが見込まれるような場合には、該操舵特性の記録を行わない。結果、操舵特性の記録を行う際に、本来のドライバの操舵特性に対し精度良く記録をすることが可能となる。

本発明の車両用操舵制御装置の他の態様では、前記演算手段は、車両の加速度が所定の条件にある場合において、前記ドライバの操舵入力における前記操舵特性と、前記基準操舵特性との相関関係を演算する。

この態様によれば、車両の加速度が予め設定された所定の範囲を超えているような状況下で、ドライバの操舵入力における操舵特性がドライバ本来の操舵特性より大きくずれることが見込まれるような場合には、該操舵特性に基づく演算を行わない。結果、操舵特性に基づく演算を行う際に、本来のドライバの操舵特性に対し精度良く演算をすることが可能となる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。

（１） 基本構成
初めに、図１を参照しながら、本発明の車両用操舵制御装置に係る実施形態の基本的な構成について説明する。ここに、図１は、本発明の車両用操舵制御装置に係る実施形態を採用した車両の基本的な構成を概念的に示す概略構成図である。

図１に示すように、車両１は、前輪５及び６、並びに後輪７及び８を備えている。前輪及び後輪の少なくとも一方がエンジンの駆動力を得ることにより駆動すると共に、前輪が操舵されることで、車両１は所望の方向に進行することができる。

操舵輪である前輪５及び６は、ドライバによるステアリングホイール１１の操舵に応じて駆動される電動式パワーステアリング装置１０により操舵される。具体的には、電動式パワーステアリング装置１０は、例えばラックアンドピニオン式の電動式パワーステアリング装置であり、ステアリングホイール１１に一方の端部が接続されるステアリングシャフト１２と、該ステアリングシャフト１２の他方の端部に接続されるラックピニオン機構１６と、ステアリングホイール１２の回転角度である操舵角θを検出する舵角センサ１３と、ステアリングホイール１１の操舵によってステアリングシャフト１２に加えられる操舵トルクＭＴを検出するトルクセンサ１４と、ドライバの操舵負担を軽減する補助操舵力を発生させると共に不図示の減速ギアを介してステアリングシャフト１２に補助操舵力を与える電動モータ１５とを備えている。

このような電動式パワーステアリング装置１０においては、ＥＣＵ３０により、舵角センサ１３から出力される操舵角θ、トルクセンサ１４から出力される操舵トルクＭＴ及び車速センサ４１から出力される車速Ｖに基づいて、電動モータ１５が発生するトルクである目標アシストトルクＴが算出される。

目標アシストトルクＴはＥＣＵ３０から電動モータ１５に出力され、目標アシストトルクＴに応じた電流が電動モータ１５に供給されることで、電動モータ１５が駆動される。これにより、電動モータ１５からステアリングシャフト１２に操舵補助力が加えられ、その結果、ドライバの操舵負担が軽減される。また、ラックピニオン機構１６により、ステアリングシャフト１２の回転方向の力が、ラックバー１７の往復動方向の力に変換される。ラックバー１７の両端は、タイロッド１８を介して前輪５及び６に連結されており、ラックバー１７の往復運動に応じて、前輪５及び６の向きが変わる。

更に、本発明における車両用操舵制御装置に係る実施形態においては、ドライバの操舵入力の毎にＥＣＵ３０により、舵角センサ１３から出力される操舵角θ、トルクセンサ１４から出力される操舵トルクＭＴに基づいて、該操舵入力の操舵特性が算出される。また、ＥＣＵ３０は、該ドライバの操舵特性と、操舵トルク及び操舵角に基づく基準操舵特性との相関関係を演算する。そして、ＥＣＵ３０は、演算された相関関係に基づいて、上述した目標アシストトルクＡＴに基づいて付与される操舵補助力を補償する補償動作（例えば、ダンピング制御動作や、操舵戻し制御動作や、或いは前輪及び後輪の少なくとも一方の横力に基づく補正トルクを更に付与する制御動作等）の態様を適宜決定しながら、これらの補償動作を行うように電動モータの駆動を制御する。

また、ＥＣＵ３０は、重量センサ４２から出力される車両の重量Ｍ、及び横Ｇセンサ４３から出力される横Ｇ、並びにヨーレートセンサ４４から出力されるヨーレートγに基づいて、車両の状態を確認し、該車両の状態に変化が生じた場合、該変化に基づいて、上述した基準操舵特性の調整を行う。

（２） 動作原理
続いて、図２を参照して、本実施形態に係る電動式パワーステアリング装置１０の動作についてより詳細に説明する。ここに、図２は、電動式パワーステアリング装置１０の動作全体を概念的に示すフローチャートである。

図２に示すように、ＥＣＵ３０の動作により、電動モータ１５から加えられるべき補助操舵力のベースとなる基本アシストトルクＡＴが算出される（ステップＳ１０）。基本アシストトルクＡＴを算出する場合には、まず、ＥＣＵ３０により、基本アシストトルクＡＴを算出するために必要な各種信号（例えば、車速Ｖや操舵トルクＭＴ等）が読み込まれる。続いて、読み込まれた各種信号に基づいて、基本アシストトルクＡＴが算出される。

ここで、図３を参照して、基本アシストトルクＡＴの算出動作の一具体例について説明する。ここに、図３は、基本アシストトルクＡＴを示すグラフである。

図３に示すように、基本アシストトルクＡＴは、例えば、操舵トルクＭＴと基本アシストトルクＡＴとの関係を示すグラフ（或いは、マッピング）に基づいて算出されてもよい。より具体的には、ステアリングホイール１１のあそびを確保するために、操舵トルクＭＴが相対的に小さい場合には基本アシストトルクを０として算出する。操舵トルクＭＴがある程度の大きさになった場合には、操舵トルクＭＴが大きくなるにつれてより大きい基本アシストトルクＡＴを算出する。操舵トルクＭＴが所定の値よりも大きくなった場合には、操舵トルクＭＴの大きさによっても変動しない一定値の基本アシストトルクＡＴを算出する。このとき、車速Ｖが速くなるほど、基本アシストトルクＡＴの値を小さくするように構成してもよい。

尚、ここで例示した基本アシストトルクＡＴの算出動作は、あくまで一例に過ぎず、他の方法を用いて算出してもよいことは言うまでもない。

図２に戻り、続いて、ＥＣＵ３０の動作により、車両加速度Ａが取得される（ステップＳ１１）。具体例として、車速センサ４１の動作によって検出された車速Ｖの入力を受け、ＥＣＵ３０において算出されるなどの動作によるものである。

続いて、ＥＣＵ３０の動作により、ステップＳ１１において取得された車両加速度Ａが所定の範囲であるか否かの判定が行われる（ステップＳ１２）。車両加速度Ａが所定の範囲を超えるものであった場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、本実施形態における補償制御は行われず、引き続き車両加速度Ａの取得と判定を行うこととなる。

車両加速度Ａが所定の範囲内であった場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、引き続いてＥＣＵ３０の動作により、操舵トルクＭＴと操舵角θが取得される（ステップＳ１３）。具体的には、トルクセンサ１４において検出された操舵トルクＭＴ、及び舵角センサ１３において検出された操舵角θが、ＥＣＵ３０へ出力される。

続いて、ＥＣＵ３０の動作により、ステップＳ１３において取得された操舵トルクＭＴ及び操舵角θの夫々に基づいて、ドライバの操舵入力における操舵特性が算出される（ステップＳ１４）。ここに、操舵特性とは、ドライバの操舵入力における操舵トルクＭＴに対する操舵角θのゲインの操舵周波数特性や、操舵トルクＭＴと操舵角θの位相関係の操舵周波数特性が一例として挙げられる。

更に、ＥＣＵ３０の動作により、ステップＳ１４で算出されたドライバの操舵入力における操舵特性（以降、適宜“ドライバ操舵特性”と称する）と、予め設定された基準入力特性との相関関係が演算される（ステップＳ１５）。ここに、該相関関係を表すために、適当な数値が演算されるとしても構わない。

ここで、図４から図６を参照して、ドライバ操舵特性と基準操舵特性との相関関係の演算について説明する。ここでは、該相関関係を表すために、ＭＴ−Ｒａｔｉｏという値が用いられている。

図４（ａ）及び（ｂ）は、ドライバ操舵特性（実線部）、及び基準操舵特性の一具体例（破線部）を示し、夫々を、横軸を操舵周波数、縦軸を操舵トルクＭＴに対する操舵角θのゲイン（図４（ａ））、或いは操舵トルクＭＴと操舵角θの位相関係（図４（ｂ））とするグラフ上に表したものである。

ドライバ操舵特性と基準操舵特性との相関関係を演算するにあたり、最も簡単な態様においては、基準操舵特性に対してドライバ操舵特性が上方と下方のどちら側にあるかによって、ドライバの操舵入力が操舵トルク入力であるか、又は、操舵角入力であるかの判定が行われる。例えば、図４（ａ）において、基準操舵特性より上方にドライバ操舵特性がある場合（つまり、基準操舵特性よりも高いゲインを有する場合）、ドライバの操舵入力が操舵角入力であり、下方にある場合には（つまり、基準操舵特性よりもゲインが低い場合）、該ドライバの操舵入力は操舵トルク入力であると判定される。

もちろん、他の数的処理に基づいてドライバ操舵特性と、基準操舵特性との相関関係を演算しても構わないことは言うまでもない。

図５（ａ）及び（ｂ）は、同じくドライバ操舵特性（実線部）、及び基準操舵特性（破線部）を示す特性図の別の一具体例である。このような態様では、基準操舵特性よりも上方にドライバ操舵特性が位置する周波数帯におけるドライバ操舵特性から基準操舵特性を引いた差の積分値（すなわち、図５Ａ部の面積）と、基準操舵特性よりも下方にドライバ操舵特性が位置する周波数帯におけるドライバ操舵特性から基準操舵特性を引いた差の積分値（すなわち、図５Ｂ部の面積）との割合により、該ドライバの操舵入力が操舵トルク入力であるか、操舵角入力であるかの判定が行われる。例えば、基準操舵特性よりも上方にドライバ操舵特性が位置する周波数帯での割合が大きい場合には、該ドライバの操舵入力は操舵角入力であると判定される。

もちろん、上述した積分値に他の数的処理を施した結果に基づいてドライバ操舵特性と、基準操舵特性との相関関係を演算しても構わないことは言うまでもない。

図６（ａ）及び（ｂ）は、同じくドライバ操舵特性と基準操舵特性との相関関係を示す特性図である。この態様においては、基準操舵特性は、操舵角入力の際に典型的に表れる操舵角入力特性と、操舵トルク入力の際に典型的に表れる操舵トルク入力特性との二つの曲線から構成されている。

この態様において、ドライバ操舵特性と基準操舵特性との相関関係を演算するにあたり、例えば、所定の周波数（或いは、周波数帯）における各特性の差の積分値、つまり、図６（ａ）及び図６（ｂ）におけるグラフの夫々の特性を表す曲線と、所定の周波数を表す直線（或いは、所定の周波数帯の閾値を示す少なくとも２つの直線）とで囲まれた図形の面積、が用いられる。より具体的には、操舵角入力特性の曲線と操舵トルク入力特性の曲線、及び所定の周波数を示す直線で囲まれた図形の面積における、ドライバの操舵特性と操舵トルク入力特性の曲線、及び所定の周波数を示す直線（或いは、所定の周波数帯の閾値を示す少なくとも２つの直線）で囲まれた図形の面積の占める割合が、相関関係を示す一つの指標の例であるＭＴ−Ｒａｔｉｏとして演算される。この場合、ドライバ操舵特性が操舵トルク入力特性に近づけば近づくほど、ＭＴ＿Ｒａｔｉｏは「１」に近づく。一方で、ドライバ操舵特性が操舵角入力特性に近づけば近づくほど、ＭＴ＿Ｒａｔｉｏは「０」に近づく。

また、相関関係を表すＭＴ−Ｒａｔｉｏとして、図６（ａ）に示す操舵トルクＭＴにおける操舵角θのゲインの周波数特性から演算されるＭＴ＿Ｒａｔｉｏ（以降、“ＭＴ＿Ｒａｔｉｏ＿ゲイン”と称する）を用いてもよい。又は、相関関係を表すＭＴ−Ｒａｔｉｏとして、図６（ｂ）に示す操舵トルクＭＴと操舵角θの位相関係の周波数特性から演算されるＭＴ＿Ｒａｔｉｏ（以降、“ＭＴ＿Ｒａｔｉｏ＿位相”と称する）を用いてもよい。或いは、その両方の演算結果（つまり、ＭＴ＿Ｒａｔｉｏ＿ゲイン及びＭＴ＿Ｒａｔｉｏ＿位相の夫々）から導き出される総合的なＭＴ＿Ｒａｔｉｏ（以降、“ＭＴ＿Ｒａｔｉｏ＿Ｔｏｔａｌ”と称する）を用いてもよい。この場合、Ａ及びＢ（但し、Ａ＋Ｂ＝１）を所定の係数とすると、ＭＴ＿Ｒａｔｉｏ＿Ｔｏｔａｌ＝Ａ×ＭＴ＿Ｒａｔｉｏ＿ゲイン＋Ｂ×ＭＴ＿Ｒａｔｉｏ＿位相という数式により、ＭＴ＿Ｒａｔｉｏ＿Ｔｏｔａｌを演算してもよい。

更に、該ＭＴ−Ｒａｔｉｏは、上述したようにドライバ操舵特性が操舵角入力特性と操舵トルク入力特性との夫々に対してどのような関係にあるかを示す連続した数値である。但し、実際のドライバ操舵特性が、予め設定された２つ以上のモデル特性（例えば、上述の操舵トルク入力特性及び操舵角入力特性）のうち、最も近いと判定されたモデル特性を直接的に示すデジタル的な数値であっても良い。例えば、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すグラフより演算されるＭＴ＿Ｒａｔｉｏが０．５以上であるときは、ドライバ操舵特性が、操舵角入力特性よりも操舵トルク入力特性に近いと考えられる。従って、この場合は、ＭＴ＿Ｒａｔｉｏ＝１として演算してもよい。例えば、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すグラフより演算されるＭＴ＿Ｒａｔｉｏが０．５未満であるときは、ドライバ操舵特性が、操舵トルク入力特性よりも操舵角入力特性に近いと考えられる。従って、この場合は、ＭＴ＿Ｒａｔｉｏ＝０として演算してもよい。

尚、ここで例示した操舵特性の相関関係の演算動作は、あくまで一例に過ぎず、他の方法を用いて演算しても良いことは言うまでもない。

再び図２に戻り、ステップＳ１５で演算された操舵特性の相関関係（つまり、本実施形態においてはＭＴ＿Ｒａｔｉｏ）に基づいて、ＥＣＵ３０は基本アシストトルクＡＴを補償するための補償動作の態様を変更し、該変更に基づく補償動作を達成するよう電動モータ１５の動作を制御する（ステップＳ１６）。例えば、ドライバ操舵特性が操舵トルク入力特性と一致する若しくは近似する場合（例えば、ＭＴ＿Ｒａｔｉｏ≒１である場合）又はドライバ操舵特性が操舵角入力特性よりも操舵トルク入力特性に近い場合（例えば、ＭＴ＿Ｒａｔｉｏ≧０．５である場合）には、操舵トルク入力特性に適合した態様で補償動作が行われるように、補償動作の態様を変更することが好ましい。他方で、ドライバ操舵特性が操舵角入力特性と一致する若しくは近似する場合（例えば、ＭＴ＿Ｒａｔｉｏ≒０である場合）又はドライバ操舵特性が操舵トルク入力特性よりも操舵角入力特性に近い場合（例えば、ＭＴ＿Ｒａｔｉｏ＜０．５である場合）には、操舵角入力特性に適合した態様で補償動作が行われるように、補償動作の態様を変更することが好ましい。

或いは、補償動作の態様を二者択一的に変更することに代えて、ＭＴ＿Ｒａｔｉｏの値に基づいて、補償動作の態様をアナログ的に変更するように構成してもよい。例えば、補償動作を特定する各種パラメータ等の数値を、ＭＴ＿Ｒａｔｉｏの値に基づいて適宜調整するように構成してもよい。これは、ＭＴ＿Ｒａｔｉｏが０又は１以外の値をとる際に特に有効である。例えば、ドライバ操舵特性が操舵トルク入力特性に近い一方で操舵角入力特性ともかけ離れていない場合（例えば、ＭＴ＿Ｒａｔｉｏ＝０．５から０．７５程度の数値を取る場合）には、操舵トルク入力特性に好適に適合しつつも操舵角入力特性にも相応に適合する態様で補償動作が行われるように、補償動作の態様を変更することが好ましい。同様に、例えば、ドライバ操舵特性が操舵角入力特性に近い一方で操舵トルク入力特性ともかけ離れていない場合（例えば、ＭＴ＿Ｒａｔｉｏ＝０．２５から０．５程度の数値を取る場合）には、操舵角入力特性に好適に適合しつつも操舵トルク入力特性にも相応に適合する態様で補償動作が行われるように、補償動作の態様を変更することが好ましい。

上述した動作により、車速Ｖや操舵トルクＭＴにより算出される基本アシストトルクＡＴを付与する操舵補助動作の他に、ドライバの操舵入力における操舵トルクＭＴ及び操舵角θからドライバ操舵特性を算出し、該ドライバ操舵特性と予め設定された基準操舵特性との相関関係に基づいて操舵補助の補償を変更する動作を行うことで、ドライバ操舵特性に適切に対応した態様での補償がなされた補助操舵力が付与される。従って、個々のドライバ操舵特性に対して好適な補償動作を行うことができる。これにより、個々のドライバの操舵入力に対して好印象な操舵補助を達成することが出来る。具体的には、操舵角入力を主として行うドライバ及び操舵トルク入力を主として行うドライバの双方に対して、好印象な操舵補助（言い換えれば、違和感をかんじさせない操舵補助）を達成することができる。

また、上述した動作中、ＥＣＵ３０は、任意に設定されたタイミングで、ドライバの操舵入力における操舵特性（つまり、ドライバ操舵特性）をメモリ３１に記録するように設定しても良い。この動作に伴い、ＥＣＵ３０は操舵特性の演算にあたり、検出されたドライバの操舵入力における操舵特性と共に、メモリ３１に記録された操舵特性を読み出して演算に用いるように設定しても良い。

この動作によれば、ドライバ操舵特性を蓄積して、補償動作を変更する際に基づくべき相関関係の演算に用いることが出来る。このため、例えば、蓄積された従来の（つまり本来の）操舵特性から外れるような操舵入力をドライバが行った際にも、該操舵入力における操舵特性だけでなく、蓄積された従来の操舵特性も含めた相関関係に基づく補償動作が行われる。結果、上述したような場合にも、ドライバにとって突然に操舵感が大きく変化するがごとき事態を免れ、従来通り且つ好印象な操舵補助を達成することが出来る。

（第１変形動作例）
次に、図７及び図８を参照して、本発明に係る車両用操舵制御装置の第１変形動作例について説明する。ここに、図７は本変形動作例に係る車両用操舵制御装置における電動式パワーステアリング装置１０が、図２のフローチャートにおける補償制御（ステップＳ１６）を行う際の動作をより詳細に表わすフローチャートである。図８は、該補償制御において、操舵特性の相関関係に基づく補償制御のゲインに係るゲイン係数を表すグラフである。

ドライバ操舵特性と基準入力特性との相関関係が演算され、該相関関係に基づいて補償制御が行われるにあたり、第１変形動作例においては、該相関関係に基づく補償制御のゲインに係るゲイン係数が演算される。該ゲイン係数は、上述したＭＴ−Ｒａｔｉｏのように相関関係を示す値とは必ずしも一致するわけではなく、相関関係に基づく補償制御の量を示す係数であっても良い。

第１変形動作例の動作では、本発明に係る動作例におけるドライバ操舵特性と基準操舵特性との相関関係が演算された後（図２のステップＳ１５）、該相関関係に基づいて補償制御を行うための補償のゲインを示す、目標ゲイン係数が演算される（ステップＳ２０）。

また、同時に現在の補償制御に用いられている、現在のゲイン係数が演算される（ステップＳ２１）。次に、ＥＣＵ３０により、目標ゲイン係数と現在のゲイン係数との比較が行われる（ステップＳ２２）。この比較において、目標ゲイン係数と現在のゲイン係数との差が注目され、差が一定の範囲内の量である場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、現在のゲイン係数を目標ゲイン係数の値と同一の値に設定し（ステップＳ２４）、次いで、更新された現在のゲイン係数の値に基づいた補償動作が行われる（ステップＳ２５）。

他方、目標ゲイン係数と現在のゲイン係数との差が一定量以上である場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、図８に示すように時刻に対する現在のゲイン係数の変化が一定の傾きを保つように、現在のゲイン係数を目標ゲイン係数の値に近づけて行き（ステップＳ２３）、次いで、同様に更新された現在のゲイン係数の値に基づいた補償動作が行われる（ステップＳ２５）。

上述の動作によって、例えば本変形動作例に係る車両用操舵制御装置を搭載した同一の車両においてドライバが交代した場合、古いドライバ操舵特性が新しいドライバ操舵特性に対して一定以上の差が存在するような場合にも、急激に補償動作のゲインを変更するのではなく、徐々に調整していくことによって、違和感のない操舵感を与えられる操舵制御を行うことが出来る。

（第２変形動作例）
続いて、図９を参照して、本発明に係る車両用操舵制御装置における車両特性の変更に起因する基準入力特性の再設定動作を行う第２変形動作例について説明する。ここに、図９は本変形動作例に係る車両用操舵制御装置における電動式パワーステアリング装置１０が、上述した動作を行う際の概念的なフローチャートである。

ドライバ操舵特性に基づいた補償制御を行うために、第２変形動作例では、該ドライバ操舵特性と予め設定された基準入力特性（つまり、操舵トルク入力特性及び操舵角入力特性、或いは第１の入力特性及び第２の入力特性）との相関関係を演算し（図２のステップＳ１５）、該相関関係に基づいて補償動作の態様が変更される（図２のステップＳ１６）。

しかしながら、上述した基準入力特性は、車両の重量の変化並びにタイヤの変更などの車両特性の変化に起因して変化する。

第２変形動作例においては、ＥＣＵ３０の動作によって、車両特性の取得が行われる（ステップＳ３０）。より具体的には、重量センサ４２やその他の図示されない各種センサの動作によって検出された基準入力特性に係わる各車両特性の入力を受けて、ＥＣＵ３０に取得される。

続いて、取得された車両特性に基づいて、基準入力特性が再設定される（ステップＳ３１）。ここで、該基準入力特性の再設定は、検出された車両特性から、予め設定された基準となる車両モデルを同定し、該車両モデルに設定された基準入力特性を設定しても良く、また、検出された車両特性を示す値に基づいて算出しても構わない。

次いで、再設定された基準入力特性が、ドライバ操舵特性との相関関係の演算に用いられ（ステップＳ１５）、相関関係に基づく補償動作の変更が行われる（ステップＳ１６）。

第２変形動作例の動作によれば、例えば、車両の搭乗人員や積載重量、タイヤの変更などによって車両特性の変化が起こった場合にも、基準入力特性が変更され、該基準入力特性との相関関係により導出される補償制御の精度が低下するがごとき事態を免れ、変化後の車両特性に対応した補償制御を達成することが出来る。

本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両転舵制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本発明の車両用操舵制御装置に係る実施形態の基本的な構成を概念的に示す概略構成図である。 本発明の車両用操舵制御装置に係る実施形態の動作全体を概念的に示すフローチャートである。 基本アシストトルクを示すグラフである。 ドライバ操舵特性及び基準操舵特性における、トルク及び位相の周波数特性を示す特性図である。 ドライバ操舵特性及び基準操舵特性における、トルク及び位相の周波数特性を示す変形特性図である。 ドライバ操舵特性、並びに操舵トルク入力特性及び操舵角入力特性における、トルク及び位相の周波数特性を示す特性図である。 第１変形動作例に係る車両用操舵制御装置の補償制御動作を概念的に示すフローチャートである。 補償制御のゲインに係るゲイン係数を示すグラフである。 第２変形動作例に係る車両用操舵制御装置の車両特性の変更に起因する入力特性の再設定動作を概念的に示すフローチャートである。

符号の説明

１ 車両
５、６ 前輪
７、８ 後輪
１０ 電動式パワーステアリング装置
１１ ステアリングホイール
１３ 舵角センサ
１４ トルクセンサ
１５ 電動モータ
３０ ＥＣＵ
３１ メモリ
４１ 車速センサ
４２ 重量センサ
４３ 横Ｇセンサ
４４ ヨーレートセンサ

Claims (8)

1. ドライバの操舵入力に基づいて補助操舵力を付与する操舵力付与手段と、
   前記操舵入力における操舵トルク及び操舵角を検出する第一検出手段と、
   前記第一検出手段が検出した操舵トルク及び操舵角に基づく前記ドライバの操舵特性を算出する算出手段と、
   前記操舵特性と、前記操舵トルク及び前記操舵角に基づいて定められる基準操舵特性との相関関係を演算する演算手段と、
   前記演算手段が演算した相関関係に基づいて、前記補助操舵力を補償するための補償動作の態様を変更する変更手段と、
   前記補償動作が施された前記補助操舵力を付与するよう前記操舵力付与手段を制御する制御手段と
   を備え、
   前記演算手段は、前記基準操舵特性として、前記操舵トルクに依存する操舵入力の特性を示す第１の入力特性、及び前記操舵角に依存する操舵入力の特性を示す第２の入力特性の夫々との相関関係を演算し、
   前記変更手段は、前記第１の入力特性及び前記第２の入力特性のうち前記操舵特性に相対的に近似又は類似若しくは一致している入力特性に応じた前記補償動作を行うように、前記補償動作の態様を変更することを特徴とする車両用操舵制御装置。
2. 前記車両用操舵制御装置は、前記ドライバの操舵入力における前記操舵特性を記録する記録手段を更に備え、
   前記演算手段は、前記記録手段に記録された前記操舵特性と前記基準操舵特性との相関関係を演算することを特徴とする請求項１に記載の車両用操舵制御装置。
3. 前記算出手段は、前記操舵トルクに対する前記操舵角のゲインの周波数特性を、前記操舵特性として算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用操舵制御装置。
4. 前記算出手段は、前記操舵トルクと前記操舵角の位相関係の周波数特性を、前記操舵特性として算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用操舵制御装置。
5. 前記演算手段は、前記ドライバの操舵入力における前記操舵特性と、予め設定された前記基準操舵特性との相関関係を演算することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の車両用操舵制御装置。
6. 前記車両用操舵制御装置は、
   車両の状態に基づく車両特性を検出する第二検出手段と、
   前記車両特性に応じて、前記基準操舵特性を調整する調整手段と
   を更に備え、前記演算手段は、前記操舵特性と、前記調整手段により夫々調整された前記基準操舵特性との相関関係を演算することを特徴とする請求項５に記載の車両用操舵制御装置。
7. 前記記録手段は、車両の加速度が所定の条件にある場合において、前記ドライバの操舵入力における前記操舵特性を記録することを特徴とする請求項２に記載の車両用操舵制御装置。
8. 前記演算手段は、車両の加速度が所定の条件にある場合において、前記ドライバの操舵入力における前記操舵特性と、前記基準操舵特性との相関関係を演算することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用操舵制御装置。

Images