(57)【要約】【課題】運転者の運転姿勢に応じて、付加摩擦トルクを適切に制御することが可能なパワーステアリング装置を提供する。【解決手段】パワーステアリング装置は、実操舵角や目標操舵角などに基づいてステアリングに付与すべき付加摩擦トルクを設定し、当該付加摩擦トルクを付与する制御を行うために好適に利用される。付加摩擦トルク変更手段は、運転姿勢判定手段によって判定された運転者の運転姿勢に基づいて、付加摩擦トルクを変更する。これにより、運転者の運転姿勢に応じた適切な付加摩擦トルクを、ステアリングに付与することができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実操舵角及び目標操舵角に基づいてステアリングに付与すべき付加摩擦トルクを設定し、前記付加摩擦トルクを付与する制御を行うパワーステアリング装置であって、
運転者の運転姿勢を判定する運転姿勢判定手段と、
前記運転姿勢判定手段によって判定された前記運転姿勢に基づいて、前記付加摩擦トルクを変更する付加摩擦トルク変更手段を備えることを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
前記運転姿勢判定手段は、前記運転者による前記ステアリングの保舵状態に基づいて、前記運転姿勢を判定する請求項１に記載のパワーステアリング装置。
【請求項３】
前記運転姿勢判定手段は、前記運転者が前記ステアリングを片手で握っているか若しくは両手で握っているかによって、前記ステアリングの保舵状態を判断する請求項２に記載のパワーステアリング装置。
【請求項４】
前記運転姿勢判定手段は、前記運転者が前記ステアリングを握る圧力によって、前記ステアリングの保舵状態を判断する請求項２又は３に記載のパワーステアリング装置。
【請求項５】
前記運転姿勢判定手段は、シートの位置に基づいて、前記運転姿勢を判定する請求項１乃至４のいずれか一項に記載のパワーステアリング装置。
【請求項６】
前記運転姿勢判定手段は、前記ステアリングの位置に基づいて、前記運転姿勢を判定する請求項１乃至５のいずれか一項に記載のパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングに付与する付加摩擦トルクを制御するパワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術が、例えば特許文献１に提案されている。特許文献１には、低速走行時にはステアリングの戻り特性を良好にし、高速走行時にはステアリングの収斂性を良好にするために、操舵角や車速に応じた摩擦トルクをステアリングに付与する技術が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１０４２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、運転者の運転姿勢（例えば、ステアリングの保舵状態など）によって、付与すべき適切な付加摩擦トルクが異なるものと考えられる。上記した特許文献１には、このような運転者の運転姿勢を考慮して、摩擦トルクを制御することについては記載されていない。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、運転者の運転姿勢に応じて、付加摩擦トルクを適切に制御することが可能なパワーステアリング装置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】
【０００６】
本発明の１つの観点では、実操舵角及び目標操舵角に基づいてステアリングに付与すべき付加摩擦トルクを設定し、前記付加摩擦トルクを付与する制御を行うパワーステアリング装置は、運転者の運転姿勢を判定する運転姿勢判定手段と、前記運転姿勢判定手段によって判定された前記運転姿勢に基づいて、前記付加摩擦トルクを変更する付加摩擦トルク変更手段を備える。
【０００７】
上記のパワーステアリング装置は、実操舵角や目標操舵角などに基づいてステアリングに付与すべき付加摩擦トルクを設定し、当該付加摩擦トルクを付与する制御を行うために好適に利用される。付加摩擦トルク変更手段は、運転姿勢判定手段によって判定された運転者の運転姿勢に基づいて、付加摩擦トルクを変更する。これにより、運転者の運転姿勢に応じた適切な付加摩擦トルクを、ステアリングに付与することができる。
【０００８】
上記のパワーステアリング装置の一態様では、前記運転姿勢判定手段は、前記運転者による前記ステアリングの保舵状態に基づいて、前記運転姿勢を判定する。
【０００９】
この態様によれば、運転者のステアリングの保舵状態に応じた適切な付加摩擦トルクを、ステアリングに付与することができる。したがって、保舵状態に応じて適切な保舵力を実現することが可能となる。
【００１０】
上記のパワーステアリング装置において好適には、前記運転姿勢判定手段は、前記運転者が前記ステアリングを片手で握っているか若しくは両手で握っているかによって、前記ステアリングの保舵状態を判断する。
【００１１】
また好適には、前記運転姿勢判定手段は、前記運転者が前記ステアリングを握る圧力によって、前記ステアリングの保舵状態を判断する。
【００１２】
上記のパワーステアリング装置の他の一態様では、前記運転姿勢判定手段は、シートの位置に基づいて、前記運転姿勢を判定する。これにより、運転者の体格などに応じた適切な付加摩擦トルクをステアリングに付与することができる。
【００１３】
上記のパワーステアリング装置の他の一態様では、前記運転姿勢判定手段は、前記ステアリングの位置に基づいて、前記運転姿勢を判定する。これによっても、運転者の体格などに応じた適切な付加摩擦トルクをステアリングに付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１５】
［装置構成］
まず、本実施形態に係るパワーステアリング装置が適用されたシステム（以下、「操舵制御システム」と呼ぶ。）５０の全体構成について説明する。図１は、操舵制御システム５０の構成を示す概略図である。
【００１６】
操舵制御システム５０は、主に、ステアリングホイール１と、ステアリングシャフト２と、操舵角センサ３と、操舵トルクセンサ４と、ピニオン５と、ステアリングラック６と、モータ７と、モータ回転角センサ８と、タイロッド１０Ｒ、１０Ｌと、ナックルアーム１１Ｒ、１１Ｌと、車輪（前輪）１２ＦＲ、１２ＦＬと、車速センサ１５と、コントローラ３０と、を備える。なお、以下では、タイロッド１０Ｒ、１０Ｌ、ナックルアーム１１Ｒ、１１Ｌ、及び車輪１２ＦＲ、１２ＦＬの符号の末尾に付した「Ｒ」、「Ｌ」は、これらを区別しないで用いる場合には、省略するものとする。
【００１７】
操舵制御システム５０は、電動パワーステアリング（ＥＰＳ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）システムによって構成される。具体的には、操舵制御システム５０は、車両に搭載され、ステアリングホイール１の操作などに応じて車輪１２Ｆ（転舵輪）を転舵させる制御を行うシステムである。
【００１８】
ステアリングホイール１は、運転者により車両を旋回等させるために操作される。ステアリングホイール１は、ステアリングシャフト２を介して、ピニオン５に接続される。ステアリングシャフト２には、主に、操舵角センサ３及び操舵トルクセンサ４が設けられている。なお、以下では、ステアリングホイール１のことを単に「ステアリング」とも表記する。
【００１９】
ピニオン５は、ステアリングシャフト２の回転に応じて回転可能に構成され、ステアリングラック６は、ピニオン５の回転に応じて移動可能に構成されている。ステアリングラック６にはタイロッド１０を介してナックルアーム１１が連結されており、ナックルアーム１１には車輪１２Ｆが連結されている。この場合、ステアリングラック６によってタイロッド１０及びナックルアーム１１が動作されることにより、ナックルアーム１１に連結された車輪１２Ｆが転舵されることとなる。
【００２０】
モータ７は、例えば３相交流モータなどで構成され、ステアリングギヤボックス（不図示）内にステアリングラック６と同軸に設けられている。モータ７は、ステアリングラック６の移動をアシストするような力、若しくはステアリングラック６の移動を阻害するような力を付与することが可能に構成されている。具体的には、モータ７は、操舵感や操舵安定性などを向上させるために、運転者による操舵方向にアシストトルクを付与する。これに対して、モータ７は、保舵性能などを向上させるために、運転者による操舵方向と反対方向に付加摩擦トルクを付与する（つまり操舵反力を付与する）。モータ７は、コントローラ３０から供給される制御信号Ｓ７によって制御される。
【００２１】
操舵制御システム５０内に設けられた各種センサは、以下のように機能する。操舵角センサ３は、運転者によるステアリングホイール１の操作に対応する操舵角（実操舵角に対応する）を検出し、検出した操舵角に対応する検出信号Ｓ３をコントローラ３０に供給する。操舵トルクセンサ４は、運転者によって入力された操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクに対応する検出信号Ｓ４をコントローラ３０に供給する。モータ回転角センサ８は、モータ７の回転角を検出し、検出した回転角に対応する検出信号Ｓ８をコントローラ３０に供給する。車速センサ１５は、車速を検出し（例えば車輪速度を検出する）、検出した車速に対応する検出信号Ｓ１５をコントローラ３０に供給する。
【００２２】
コントローラ３０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＡ／Ｄ変換器などを含んで構成される。コントローラ３０は、上記した各種センサから供給される検出信号Ｓ３、Ｓ４、Ｓ８、Ｓ１５などに基づいて、モータ７に制御信号Ｓ７を供給することで、モータ７に対する制御を行う。本実施形態では、コントローラ３０は、モータ７からステアリングに対して付加摩擦トルクを付与させるための制御（以下、「摩擦付与制御」と呼ぶ。）を行う。また、コントローラ３０は、モータ７からステアリングに対してアシストトルクを付与させるための制御（以下、「アシスト制御」と呼ぶ。）を行う。このように、コントローラ３０は、本発明におけるパワーステアリング装置として機能する。詳しくは、コントローラ３０は、運転姿勢判定手段及び付加摩擦トルク変更手段として動作する。なお、コントローラ３０は、車両内の制御を行うＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）により実現されても良い。
【００２３】
［摩擦付与制御の例］
次に、コントローラ３０が行う摩擦付与制御の一例について説明する。まず、コントローラ３０は、操舵角（以下、「θ」と表記する。）及び車速（以下、「Ｖ」と表記する。）に基づいて、ステアリングに付与すべき摩擦トルク（以下、「Ｔｔ」と表記する。）を求める。次に、コントローラ３０は、操舵角θ及び摩擦トルクＴｔに基づいて目標操舵角（以下、「θｔ」と表記する。）を求める。次に、コントローラ３０は、目標操舵角θｔと操舵角θとの偏差（以下、「Δθ」と表記する。）に基づいて、付加摩擦トルク（以下、「Ｔｃ」と表記する。）を求める。即ち、コントローラ３０は、目標操舵角θｔなどに基づいて摩擦トルクＴｔを補正し、補正後の摩擦トルクを付加摩擦トルクＴｃとする。そして、コントローラ３０は、このように求められた付加摩擦トルクＴｃがステアリングに付与されるように、モータ７に対する制御を行う。
【００２４】
ここで、図２乃至図４を参照して、摩擦付与制御を具体的に説明する。
【００２５】
図２は、摩擦トルクＴｔを求める方法の一例を示した図である。図２は、横軸に操舵角θを示し、縦軸に摩擦トルクＴｔを示している。より具体的には、図２は、車速Ｖに応じて、操舵角θに対して設定すべき摩擦トルクＴｔが規定されたマップに相当する。ここでは、一例として、高速域Ｖ２、中速域Ｖ１、及び低速域Ｖ０のそれぞれに対応するマップを示している。コントローラ３０は、このようなマップを参照することで、現在の操舵角θ及び車速Ｖに対応する摩擦トルクＴｔを求める。
【００２６】
図２に示すマップによれば、同一の操舵角θの場合、車速が大きいほど、大きな値を有する摩擦トルクＴｔが設定されることとなる。これは、高速域Ｖ２や中速域Ｖ１では、直進安定性向上や、操舵保持時の保舵力低減・安定性向上を図る観点から、ある程度の摩擦トルクを発生することが好ましい一方、低速域Ｖ０では、摩擦トルクが大きいと運転者に違和感を与え、操舵感が悪化する場合があるからである。また、図２に示すマップによれば、車速が同一である又は同一の車速域にある場合、操舵角θが大きいほど、大きな値を有する摩擦トルクＴｔが設定されることとなる。これは、操舵角θが大きい場合は車輪の転舵角が大きくなるため、大きな横力が発生し易く、操舵保舵時の保舵力低減・安定性向上を図る観点から、より大きな摩擦トルクが必要となるからである。
【００２７】
次に、上記のように求められた摩擦トルクＴｔから、目標操舵角θｔを求める方法について説明する。コントローラ３０は、目標操舵角θｔと操舵角θとの偏差Δθ（＝θｔ−θ）、及び、摩擦トルクＴｔ及びゲインＫによって規定された偏差上限値Δ（＝Ｔｔ／Ｋ）に基づいて、目標操舵角θｔを求める。詳しくは、コントローラ３０は、まず目標操舵角θｔをθに初期化した後に（初期化済みであれば初期化しない）、偏差Δθ（＝θｔ−θ）を求め、「Δθ＞Δ」である場合には目標操舵角θｔを「θｔ＝θ＋Δ」に変更し、「Δθ＜−Δ」である場合には目標操舵角θｔを「θｔ＝θ−Δ」に変更し、「−Δ≦Δθ≦Δ」である場合には目標操舵角θｔを変更しない。なお、ゲインＫは、例えばステアリング系の剛性などを考慮して決定される値である。
【００２８】
次に、上記のように求められた目標操舵角θｔから付加摩擦トルクＴｃを求める方法について説明する。コントローラ３０は、目標操舵角θｔより得られる偏差Δθ（＝θｔ−θ）、及びゲインＫ（＝Ｔｔ／Δ）から、付加摩擦トルクＴｃを求める。具体的には、コントローラ３０は、「Ｔｃ＝Ｋ・Δθ」、即ち「Ｔｃ＝Ｋ（θｔ−θ）」より、付加摩擦トルクＴｃを求める。
【００２９】
図３は、付加摩擦トルクＴｃの特性の一例を示す図である。図３は、横軸に操舵角θを示し、縦軸に付加摩擦トルクＴｃを示している（左回りのトルクの方向を正とし、右回りのトルクの方向を負としている）。ここでは、摩擦トルクＴｔが「Ｔｔ１」の場合と「Ｔｔ２」の場合（Ｔｔ２＜Ｔｔ１）とを一例として示している。例えば、車速が高速域Ｖ２若しくは中速域Ｖ１である場合における摩擦トルクＴｔ１と、車速が低速域Ｖ０である場合における摩擦トルクＴｔ２とを示している（図２参照）。また、図３では、「Ｔｔ１」及び「Ｔｔ２」のいずれの場合も、理解の容易化のため、便宜上、目標操舵角θｔが同一で、操舵角θの変化に応じて変化しないものとする。なお、目標操舵角θｔが変化した場合には、それに応じてグラフが新たな目標操舵角θｔを中心として横軸方向に平行移動するだけである。
【００３０】
図３に示すように、偏差上限値Δは、「Δ＝Ｔｔ／Ｋ」であることから、摩擦トルクＴｔが大きいほど大きくなる（例えば、「Ｔｔ１」の場合の偏差上限値Δ１は「Ｔｔ２」の場合の偏差上限値Δ２よりも大きい）。また、「−Δ≦Δθ≦Δ」の範囲では、目標操舵角θｔが変更されずに維持され、「Ｔｃ＝Ｋ・Δθ」、即ち「Ｔｃ＝Ｋ（θｔ−θ）」より、付加摩擦トルクＴｃの大きさはΔθに比例して増加する。そして、「Δθ＞Δ」及び「Δθ＜−Δ」の範囲では、目標操舵角θｔが上述したように変更されてΔθの大きさが一定となるので、「Ｔｃ＝Ｋ・Δθ」、即ち「Ｔｃ＝Ｋ（θｔ−θ）」より、付加摩擦トルクＴｃの大きさは摩擦トルクＴｔに応じた一定値となる。この場合、「−Δ≦Δθ≦Δ」の範囲では、ステアリングホイール１に付与されるべき摩擦トルクＴｔは、実際にはステアリングホイール１には付与されず、Δθの絶対値が偏差上限値Δ以上となって初めて、付加摩擦トルクＴｃの大きさが、ステアリングホイール１に付与されるべき摩擦トルクＴｔの大きさに設定されることとなる。「−Δ≦Δθ≦Δ」の範囲で摩擦トルクＴｔを付与しないのは、摩擦トルクが過敏に振動し易くなり、操舵感が悪化してしまうことを抑制するためである。
【００３１】
図４は、付加摩擦トルクＴｃの特性を可視的なモデルで表すイメージ図である。図４（Ａ）は、「−Δ≦Δθ≦Δ」の範囲に相当するイメージ図である。この場合には、目標操舵角θｔは変化せず、力Ｔ（例えば車輪への入力に起因して発生する外力）に対して釣り合うような力、即ちバネ定数Ｋ（＝ゲインＫ）のバネが変位量（θｔ−θ）で変位したときの弾性力（＝Ｋ・Δθ）が生成される。図４（Ｂ）は、「Δθ＞Δ」及び「Δθ＜−Δ」の範囲に相当するイメージ図である。この場合には、目標操舵角θｔは力Ｔを受ける方向に変化し、力Ｔに対向する方向に一定の摩擦力Ｔｔ’（＜力Ｔ）が生成される。なお、摩擦力Ｔｔ’は、摩擦力Ｔｔを力に変換した値に相当する。
【００３２】
［本実施形態における制御方法］
次に、本実施形態において、コントローラ３０が行う制御方法について説明する。本実施形態では、コントローラ３０は、運転者の運転姿勢を考慮して、前述した方法によって決定された付加摩擦トルクＴｃを変更する。
【００３３】
以下で、本実施形態における制御方法について具体的に説明する。
【００３４】
（第１実施形態）
まず、第１実施形態における制御方法について説明する。第１実施形態では、コントローラ３０は、運転者によるステアリング１の保舵状態に基づいて運転者の運転姿勢を判定して、前述した方法によって決定された付加摩擦トルクＴｃの変更を行う。こうするのは、ステアリング１の保舵状態に応じて付与すべき付加摩擦トルクＴｃが異なるものと考えられるからである。例えば、運転者がステアリング１を片手で握っている場合には両手で握っている場合よりも保舵力を軽くする必要があると考えられる。
【００３５】
具体的には、コントローラ３０は、運転者がステアリング１を片手で握っているか若しくは両手で握っているかに基づいて、及び、運転者がステアリング１を握る圧力に基づいて、ステアリング１の保舵状態を判断して、付加摩擦トルクＴｃの変更を行う。例えば、コントローラ３０は、運転者がステアリング１を片手で握っている場合には両手で握っている場合よりも付加摩擦トルクＴｃを大きな値に変更し、ステアリング１を握る圧力が小さい場合には大きい場合よりも付加摩擦トルクＴｃを大きな値に変更する。
【００３６】
次に、図５乃至図７を参照して、第１実施形態における制御方法をより具体的に説明する。
【００３７】
図５は、ステアリング１を握る圧力を検出する方法の一例を説明するための図である。この例では、ステアリング１における破線領域Ｒ１、Ｌ１内の部分に圧力センサを設けることによって、ステアリング１を握る圧力を検出する。具体的には、破線領域Ｒ１、Ｌ１内の部分に設けられた圧力センサによって、それぞれ、右手でステアリング１を握る圧力及び左手でステアリング１を握る圧力を検出する。以下では、破線領域Ｒ１内の部分の圧力センサが検出した圧力を「Ｐｓｔｒ」と表記し、破線領域Ｌ１内の部分の圧力センサが検出した圧力を「Ｐｓｔｌ」と表記する。なお、図５に示すように圧力センサを設けることに限定はされず、ステアリング１の全周に圧力センサを設けても良い。この場合には、例えば圧力分布に基づいて、右手でステアリング１を握る圧力及び左手でステアリング１を握る圧力を得ることができる。
【００３８】
図６は、第１実施形態における制御処理を示すフローチャートである。当該処理は、所定の周期で、コントローラ３０によって繰り返し実行される。具体的には、当該処理においては、コントローラ３０は、運転者がステアリング１を片手で握っているか若しくは両手で握っているかに基づいて、及び、運転者がステアリング１を握る圧力に基づいて、摩擦トルクＴｔ’を求める。そして、コントローラ３０は、当該摩擦トルクＴｔ’に基づいてステアリング１に付与すべき付加摩擦トルクＴｃを求めて、当該付加摩擦トルクＴｃによって摩擦付与制御を実行する。なお、摩擦トルクＴｔ’は、前述した摩擦トルクＴｔに対応するトルクである。
【００３９】
まず、ステップＳ１０１では、コントローラ３０は、左右の圧力センサ（図５参照）より、圧力Ｐｓｔｒ、Ｐｓｔｌを取得する。そして、処理はステップＳ１０２に進む。
【００４０】
ステップＳ１０２では、コントローラ３０は、右の圧力Ｐｓｔｒが所定圧力Ｐｍｉｎよりも大きいか否かを判定する。ここでは、ステアリング１が右手で握られているか否かを判定している。なお、所定圧力Ｐｍｉｎは、例えば、運転者が操舵時にステアリング１に対して通常付与する圧力よりも小さな値に設定される。圧力Ｐｓｔｒが所定圧力Ｐｍｉｎよりも大きい場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０４に進む。この場合には、ステアリング１が右手で握られていると言える。これに対して、圧力Ｐｓｔｒが所定圧力Ｐｍｉｎ以下である場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０３に進む。この場合には、ステアリング１が右手で握られていないと言える。
【００４１】
ステップＳ１０３では、コントローラ３０は、左の圧力Ｐｓｔｌが所定圧力Ｐｍｉｎよりも大きいか否かを判定する。ここでは、ステアリング１が左手で握られているか否かを判定している。圧力Ｐｓｔｌが所定圧力Ｐｍｉｎよりも大きい場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０５に進む。この場合には、ステアリング１が左手で握られていると言える。詳しくは、ステアリング１が右手では握られていないが、左手で握られていると言える。即ち、ステアリング１が片手で握られていると言える。ステップＳ１０５では、コントローラ３０は、左の圧力Ｐｓｔｌを圧力Ｐｓｔに設定する（Ｐｓｔ＝Ｐｓｔｌ）。この圧力Ｐｓｔは、以降の処理で摩擦トルクＴｔ’を求めるために用いられる。そして、処理はステップＳ１０９に進む。
【００４２】
これに対して、圧力Ｐｓｔｌが所定圧力Ｐｍｉｎ以下である場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０８に進む。この場合には、ステアリング１が左手で握られていないと言える。詳しくは、ステアリング１が右手でも左手でも握られていない、つまり運転者がステアリング１から手を離している状態であると言える。ステップＳ１０８では、コントローラ３０は、摩擦トルクＴｔ’を最大トルクＴｍａｘに設定する（Ｔｔ’＝Ｔｍａｘ）。こうしているのは、運転者がステアリング１から手を離しているため、ステアリング１に付与する付加摩擦トルクＴｃをかなり大きくして、保舵の安定性を図るためである。そして、処理はステップＳ１１１に進む。
【００４３】
一方、ステップＳ１０４では、コントローラ３０は、左の圧力Ｐｓｔｌが所定圧力Ｐｍｉｎよりも大きいか否かを判定する。ここでは、ステアリング１が左手で握られているか否かを判定している。圧力Ｐｓｔｌが所定圧力Ｐｍｉｎよりも大きい場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０７に進む。この場合には、ステアリング１が左手で握られていると言える。詳しくは、ステアリング１が右手でも左手でも握られている、つまりステアリング１が両手で握られていると言える。ステップＳ１０７では、コントローラ３０は、右の圧力Ｐｓｔｒと左の圧力Ｐｓｔｌとの平均を圧力Ｐｓｔに設定する（Ｐｓｔ＝（Ｐｓｔｒ＋Ｐｓｔｌ）／２）。この圧力Ｐｓｔは、以降の処理で摩擦トルクＴｔ’を求めるために用いられる。そして、処理はステップＳ１１０に進む。
【００４４】
これに対して、圧力Ｐｓｔｌが所定圧力Ｐｍｉｎ以下である場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０６に進む。この場合には、ステアリング１が左手で握られていないと言える。詳しくは、ステアリング１が右手で握られているが、左手で握られていないと言える。即ち、ステアリング１が片手で握られていると言える。ステップＳ１０６では、コントローラ３０は、右の圧力Ｐｓｔｒを圧力Ｐｓｔに設定する（Ｐｓｔ＝Ｐｓｔｒ）。この圧力Ｐｓｔは、以降の処理で摩擦トルクＴｔ’を求めるために用いられる。そして、処理はステップＳ１０９に進む。
【００４５】
ステップＳ１０９の処理は、ステアリング１が片手で握られている場合に行われる。ステップＳ１０９では、コントローラ３０は、ステップＳ１０５又はステップＳ１０６で設定された圧力Ｐｓｔに基づいて、摩擦トルクＴｔ’を求める。例えば、コントローラ３０は、ステアリング１が片手で握られている場合に使用されるマップ（以下、「第１のマップ」と呼ぶ。）に基づいて、摩擦トルクＴｔ’を求める。この第１のマップは、圧力Ｐｓｔに対して摩擦トルクＴｔ’が対応付けられている。そして、処理はステップＳ１１１に進む。なお、マップに基づいて摩擦トルクＴｔ’を求めることに限定されず、所定の演算を行って、摩擦トルクＴｔ’を求めても良い。
【００４６】
一方、ステップＳ１１０の処理は、ステアリング１が両手で握られている場合に行われる。ステップＳ１１０では、コントローラ３０は、ステップＳ１０７で設定された圧力Ｐｓｔに基づいて、摩擦トルクＴｔ’を求める。例えば、コントローラ３０は、ステアリング１が両手で握られている場合に使用されるマップ（以下、「第２のマップ」と呼ぶ。）に基づいて、摩擦トルクＴｔ’を求める。この第２のマップは、圧力Ｐｓｔに対して摩擦トルクＴｔ’が対応付けられている。そして、処理はステップＳ１１１に進む。なお、マップに基づいて摩擦トルクＴｔ’を求めることに限定されず、所定の演算を行って、摩擦トルクＴｔ’を求めても良い。
【００４７】
図７は、上記した第１のマップ及び第２のマップの一例を示す図である。図７は、横軸に圧力Ｐｓｔを示し、縦軸に摩擦トルクＴｔ’を示している。また、実線Ｍ１は、ステアリング１が片手で握られている場合に使用される第１のマップに対応し、破線Ｍ２は、ステアリング１が両手で握られている場合に使用される第２のマップに対応する。第１のマップＭ１及び第２のマップＭ２に示すように、圧力Ｐｓｔが小さいほど摩擦トルクＴｔ’が大きくなり、圧力Ｐｓｔが大きいほど摩擦トルクＴｔ’が小さくなることがわかる。これは、圧力Ｐｓｔが小さい場合には、ステアリング１に付与する付加摩擦トルクＴｃを大きくして保舵の安定性を図る必要があるのに対して、圧力Ｐｓｔが大きい場合には、比較的保舵が安定していると言え、ステアリング１に付与する付加摩擦トルクＴｃを大きくする必要がないからである。
【００４８】
更に、第１のマップＭ１のほうが、第２のマップＭ２と比較して、同じ圧力Ｐｓｔに対する摩擦トルクＴｔ’が大きいことがわかる。これは、ステアリング１が片手で握られている場合には、ステアリング１が両手で握られている場合よりも、ステアリング１に付与する付加摩擦トルクＴｃを大きくして、保舵の安定性を図る必要があるからである。コントローラ３０は、このようなマップＭ１、Ｍ２を参照することで、上記のステップＳ１０５、Ｓ１０６、Ｓ１０７のいずれかで得られた圧力Ｐｓｔに対応する摩擦トルクＴｔ’を得る。
【００４９】
なお、図７に示したように、異なるマップ（第１のマップと第２のマップ）を用いて摩擦トルクＴｔ’を求めることに限定はされない。他の例では、ステアリング１が片手で握られている場合及び両手で握られている場合の両方の場合において、同じマップを用いて、摩擦トルクＴｔ’を求めても良い。
【００５０】
図６に戻って説明を再開する。ステップＳ１１１では、コントローラ３０は、ステップＳ１０８、Ｓ１０９、Ｓ１１０のいずれかで求められた摩擦トルクＴｔ’に基づいて、前述した方法により、付加摩擦トルクＴｃを求める。そして、処理はステップＳ１１２に進む。ステップＳ１１２では、コントローラ３０は、ステップＳ１１１で求められた付加摩擦トルクＴｃがステアリング１に付与されるように摩擦付与制御を実行する。具体的には、付加摩擦トルクＴｃがステアリング１に付与されるようにモータ７に対する制御を行う。そして、処理は終了する。
【００５１】
以上説明した処理によれば、運転者のステアリング１の保舵状態に応じた適切な付加摩擦トルクＴｃを、ステアリング１に付与することができる。よって、保舵状態に応じて適切な保舵力を実現することが可能となる。
【００５２】
なお、上記では、運転者の保舵状態に応じて摩擦トルクＴｔ’を求めて付加摩擦トルクＴｃを求める例を示したが、これに限定はされない。他の例では、運転者の保舵状態に応じて付加摩擦トルクＴｃを補正する量を求めて、当該補正量に基づいて、前述したような方法で得られた付加摩擦トルクＴｃを補正することができる。
【００５３】
また、上記では、運転者がステアリング１を握る圧力、及び、運転者がステアリング１を片手で握っているか若しくは両手で握っているかの両方に基づいて、付加摩擦トルクＴｃを求める例を示したが、これに限定はされない。他の例では、運転者がステアリング１を握る圧力、及び、運転者がステアリング１を片手で握っているか若しくは両手で握っているかのいずれか一方のみに基づいて、付加摩擦トルクＴｃを求めることができる。例えば、運転者がステアリング１を片手で握っている場合には両手で握っている場合よりも付加摩擦トルクＴｃを大きな値に変更することができ、ステアリング１を握る圧力が小さい場合には大きい場合よりも付加摩擦トルクＴｃを大きな値に変更することができる。
【００５４】
更に、上記では、運転者の保舵状態に応じて摩擦付与制御のみを行う例を示したが、保舵状態に応じて摩擦付与制御及びアシスト制御の両方を行っても良い。この場合、摩擦付与制御は上記と同様の方法にて行い、アシスト制御は、運転者がステアリング１を片手で握っているか若しくは両手で握っているかに基づいて、及び／又は、運転者がステアリング１を握る圧力に基づいて、ステアリング１に付与すべきアシストトルクを求めることで行われる。
【００５５】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態における制御方法について説明する。第２実施形態では、コントローラ３０は、ステアリング１の保舵状態の代わりに、シートの位置及びステアリング１の位置に基づいて、運転者の運転姿勢を判定して、前述した方法によって決定された付加摩擦トルクＴｃの変更を行う点で、第１実施形態と異なる。具体的には、コントローラ３０は、シートの位置及びステアリング１の位置に基づいて運転者の体格などを判断して、付加摩擦トルクＴｃの変更を行う。
【００５６】
こうするのは、運転者の体格や筋力などの個人差により、同じ付加摩擦トルクＴｃでも、重く感じたり、軽く感じたりするからである。つまり、運転者の体格などに応じて付与すべき付加摩擦トルクＴｃが異なるものと考えられるからである。したがって、第２実施形態では、運転者の体格などを考慮して、付加摩擦トルクＴｃの変更を行う。例えば、コントローラ３０は、体格が小さな運転者に対しては、体格が大きな運転者に対してよりも、付加摩擦トルクＴｃを大きな値に変更する。
【００５７】
図８は、シートの位置及びステアリング１の位置を検出する方法の一例を説明するための図である。図８（ａ）は、シート（運転席）４０の概略図を示している。第２実施形態では、シート４０のスライド量Ｌｓｓと、シート４０の上下量Ｈｓと、シート４０のシートバックの角度θｓとから、シートの位置を検出する。これらのスライド量Ｌｓｓ、上下量Ｈｓ、及び角度θｓから、運転者の体格などの個人差を判別することができると言える。更に、第２実施形態では、シート４０上の荷重Ｗｓも取得する。このような荷重Ｗｓからも、運転者の体格などを判別することができると言える。なお、スライド量Ｌｓｓ、上下量Ｈｓ、及び角度θｓ、並びに荷重Ｗｓは、各種のセンサより取得される。
【００５８】
図８（ｂ）は、ステアリング１を横方向から観察した図である。第２実施形態では、ステアリング１の前後スライド量Ｌｔｐ（ステアリング１におけるテレスコ方向の移動量に相当する）と、ステアリング１の角度θｔｐ（ステアリング１におけるチルト方向の角度に相当する）とから、ステアリング１の位置を検出する。これらの前後スライド量Ｌｔｐ及び角度θｔｐから、運転者の体格などの個人差を判別することができると言える。なお、前後スライド量Ｌｔｐ及び角度θｔｐは、各種のセンサより取得される。
【００５９】
図９は、第２実施形態における制御処理を示すフローチャートである。当該処理は、所定の周期で、コントローラ３０によって繰り返し実行される。具体的には、当該処理においては、コントローラ３０は、上記したスライド量Ｌｓｓ、上下量Ｈｓ、角度θｓ、荷重Ｗｓ、前後スライド量Ｌｔｐ、及び角度θｔｐに基づいて、付加摩擦トルクＴｃを補正する量（以下、「摩擦付与制御補正値」と呼ぶ。）を求める。そして、コントローラ３０は、この摩擦付与制御補正値にて補正した付加摩擦トルクＴｃによって摩擦付与制御を実行する。
【００６０】
まず、ステップＳ２０１では、コントローラ３０は、各センサ値を取得する。具体的には、コントローラ３０は、シート４０のスライド量Ｌｓｓと、シート４０の上下量Ｈｓと、シート４０のシートバックの角度θｓと、シート４０上の荷重Ｗｓと、ステアリング１の前後スライド量Ｌｔｐと、ステアリング１の角度θｔｐとを取得する（図８参照）。そして、処理はステップＳ２０２に進む。
【００６１】
ステップＳ２０２では、コントローラ３０は、ステップＳ２０１で取得されたセンサ値に基づいて、摩擦付与制御補正値を求める。１つの例では、コントローラ３０は、スライド量Ｌｓｓ、上下量Ｈｓ、角度θｓ、荷重Ｗｓ、前後スライド量Ｌｔｐ、及び角度θｔｐによって摩擦付与制御補正値を規定した関数に基づいて、摩擦付与制御補正値を算出する。当該関数は、以下の式（１）で表される。
【００６２】
摩擦付与制御補正値＝Ｆ（Ｌｓｓ、Ｈｓ、θｓ、Ｗｓ、Ｌｔｐ、θｔｐ）  式（１）
また、式（２）は、当該関数の一例を示している。
【００６３】
Ｆ（Ｌｓｓ、Ｈｓ、θｓ、Ｗｓ、Ｌｔｐ、θｔｐ）
＝Ｗ１×Ｌｓｓ＋Ｗ２×Ｈｓ＋Ｗ３×θｓ
＋Ｗ４×Ｗｓ＋Ｗ５×Ｌｔｐ＋Ｗ６×θｔｐ      式（２）
式（２）中の「Ｗ１」、「Ｗ２」、「Ｗ３」、「Ｗ４」、「Ｗ５」、「Ｗ６」は、重み付けを行うための係数に相当する。例えば、式（２）は、運転者の体格が小さい場合に、運転者の体格が大きい場合よりも、大きな摩擦付与制御補正値が算出されるように規定されている。
【００６４】
他の例では、コントローラ３０は、上記した関数を用いる代わりに、スライド量Ｌｓｓ、上下量Ｈｓ、角度θｓ、荷重Ｗｓ、前後スライド量Ｌｔｐ、及び角度θｔｐに対して摩擦付与制御補正値が対応付けられたマップを参照することで、摩擦付与制御補正値を求めることができる。以上のステップＳ２０２の処理が終了すると、処理はステップＳ２０３に進む。
【００６５】
ステップＳ２０３では、コントローラ３０は、ステップＳ２０２で求められた摩擦付与制御補正値に基づいて摩擦付与制御を行う。具体的には、コントローラ３０は、求められた摩擦付与制御補正値で付加摩擦トルクＴｃを補正し（例えば、前述した方法で求められた付加摩擦トルクＴｃに対して摩擦付与制御補正値を乗算する）、補正された付加摩擦トルクＴｃがステアリング１に付与されるようにモータ７に対する制御を行う。以上の処理が終了すると、処理は終了する。
【００６６】
以上説明した処理によれば、シートの位置及びステアリング１の位置に基づいて運転者の体格などを判断して、運転者の体格などに応じた適切な付加摩擦トルクＴｃをステアリング１に付与することができる。
【００６７】
なお、上記では、シートの位置及びステアリング１の位置に基づいて摩擦付与制御のみを行う例を示したが、これらに基づいて、摩擦付与制御及びアシスト制御の両方を行っても良い。例えば、体格が小さな運転者に対しては、体格が大きな運転者に対してよりも、アシストトルクを大きな値に変更して、アシスト制御を行うことができる。
【００６８】
また、上記では、シートの位置及びステアリング１の位置の両方に基づいて摩擦付与制御を行う例を示したが、これに限定はされない。他の例では、シートの位置及びステアリング１の位置のいずれか一方のみに基づいて付加摩擦トルクＴｃを変更して、摩擦付与制御を行うことができる。
【００６９】
更に、上記では、シートの位置及びステアリング１の位置の少なくともいずれかに基づいて摩擦付与制御を行う例を示したが、これに限定はされない。他の例では、シートの位置及びステアリング１の位置だけでなく、ステアリング１の保舵状態も考慮に入れて摩擦付与制御を行うことができる。つまり、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせて摩擦付与制御を行うことができる。具体的には、ステアリング１の保舵状態、シートの位置、及びステアリング１の位置のうちの少なくともいずれか１つ以上に基づいて、摩擦付与制御を行うことができる。この場合にも、摩擦付与制御及びアシスト制御の両方を行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施形態に係るパワーステアリング装置が適用された操舵制御システムの概略構成図を示す。
【図２】摩擦トルクを求める方法の一例を示す。
【図３】付加摩擦トルクの特性の一例を示す。
【図４】付加摩擦トルクの特性を可視的なモデルで表すイメージ図である。
【図５】ステアリングを握る圧力を検出する方法を説明するための図である。
【図６】第１実施形態における制御処理を示すフローチャートである。
【図７】第１のマップ及び第２のマップの一例を示す図である。
【図８】シートの位置及びステアリングの位置を検出する方法を説明するための図である。
【図９】第２実施形態における制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
１  ステアリングホイール
２  ステアリングシャフト
３  操舵角センサ
４  操舵トルクセンサ
５  ピニオン
６  ステアリングラック
７  モータ
８  モータ回転角センサ
１２  車輪
１５  車速センサ
３０  コントローラ
５０  操舵制御システム
【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】
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【図８】
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【図９】
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