(57)【要約】【課題】運転者の意思を反映させた運転支援を実現することができる運転支援装置を提供することを目的とする。【解決手段】運転支援装置１は、支援装置３と、検出装置１０と、制御装置２０とを備える。支援装置３は、車両２に搭載され、当該車両２で運転支援を実行可能である。検出装置１０は、車両２の操舵部材４に対する操作を検出する。制御装置２０は、検出装置１０が検出した操舵部材４に対する操作周波数の視覚成分、当該視覚成分より高周波成分である体性感覚成分、又は、当該体性感覚成分より高周波成分である触覚成分に基づいて、支援装置３を制御する。したがって、運転支援装置１は、運転者の意思を反映させた運転支援を実現することができる、という効果を奏する。【選択図】図１
2014218134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、当該車両で運転支援を実行可能である支援装置と、
前記車両の操舵部材に対する操作を検出する検出装置と、
前記検出装置が検出した前記操舵部材に対する操作周波数の視覚成分、当該視覚成分より高周波成分である体性感覚成分、又は、当該体性感覚成分より高周波成分である触覚成分に基づいて、前記支援装置を制御する制御装置とを備えることを特徴とする、
運転支援装置。
【請求項２】
前記検出装置は、前記操舵部材の操舵角を検出する操舵角検出装置と、前記操舵部材と共に回転する操舵軸部に作用するトルクを検出するトルク検出装置とを有し、
前記制御装置は、前記操舵角検出装置が検出した操舵角に関するパラメータと前記トルク検出装置が検出したトルクに関するパラメータとの積に応じた操舵仕事率の周波数の前記視覚成分、前記体性感覚成分、又は、前記触覚成分に基づいて、前記支援装置を制御する、
請求項１に記載の運転支援装置。
【請求項３】
前記支援装置は、前記操舵部材への操舵操作に応じて動作する操舵アクチュエータを含んで構成され、
前記制御装置は、前記操舵アクチュエータが発生させるアシスト力、又は、前記操舵アクチュエータが発生させるダンピング力を、前記視覚成分、前記体性感覚成分、又は、前記触覚成分に基づいて調節する、
請求項１又は請求項２に記載の運転支援装置。
【請求項４】
前記視覚成分は、０Ｈｚ以上４Ｈｚ未満の成分であり、
前記体性感覚成分は、４Ｈｚ以上８Ｈｚ未満の成分であり、
前記触覚成分は、８Ｈｚ以上２４Ｈｚ未満の成分である、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される従来の運転支援装置として、例えば、特許文献１には、ハンドル操舵状態検出装置が開示されている。このハンドル操舵状態検出装置は、操舵角の時間微分値と操舵トルクとの積を積算した仕事量に応じて運転者によるハンドル操舵状態（操舵時、手放し時、保舵時等）を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１７５１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の特許文献１に記載のハンドル操舵状態検出装置は、例えば、検出結果に応じた運転支援を行う場合、より運転者の意思を反映させた運転支援となるように更なる改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、運転者の意思を反映させた運転支援を実現することができる運転支援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】
上記目的を達成するために、本発明に係る運転支援装置は、車両に搭載され、当該車両で運転支援を実行可能である支援装置と、前記車両の操舵部材に対する操作を検出する検出装置と、前記検出装置が検出した前記操舵部材に対する操作周波数の視覚成分、当該視覚成分より高周波成分である体性感覚成分、又は、当該体性感覚成分より高周波成分である触覚成分に基づいて、前記支援装置を制御する制御装置とを備えることを特徴とする。
【０００７】
また、上記運転支援装置では、前記検出装置は、前記操舵部材の操舵角を検出する操舵角検出装置と、前記操舵部材と共に回転する操舵軸部に作用するトルクを検出するトルク検出装置とを有し、前記制御装置は、前記操舵角検出装置が検出した操舵角に関するパラメータと前記トルク検出装置が検出したトルクに関するパラメータとの積に応じた操舵仕事率の周波数の前記視覚成分、前記体性感覚成分、又は、前記触覚成分に基づいて、前記支援装置を制御するものとすることができる。
【０００８】
また、上記運転支援装置では、前記支援装置は、前記操舵部材への操舵操作に応じて動作する操舵アクチュエータを含んで構成され、前記制御装置は、前記操舵アクチュエータが発生させるアシスト力、又は、前記操舵アクチュエータが発生させるダンピング力を、前記視覚成分、前記体性感覚成分、又は、前記触覚成分に基づいて調節するものとすることができる。
【０００９】
また、上記運転支援装置では、前記視覚成分は、０Ｈｚ以上４Ｈｚ未満の成分であり、前記体性感覚成分は、４Ｈｚ以上８Ｈｚ未満の成分であり、前記触覚成分は、８Ｈｚ以上２４Ｈｚ未満の成分であるものとすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る運転支援装置は、運転者の意思を反映させた運転支援を実現することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態に係る運転支援装置の概略構成を表す概略構成図である。
【図２】図２は、実施形態に係る運転支援装置における操作周波数の視覚成分、体性感覚成分、及び、触覚成分を説明するための模式図である。
【図３】図３は、実施形態に係る運転支援装置における操作周波数の視覚成分、体性感覚成分、及び、触覚成分を説明するための線図である。
【図４】図４は、実施形態に係る運転支援装置において抽出可能な運転者意思の一例について説明する模式図である。
【図５】図５は、実施形態に係る運転支援装置において操舵仕事率が表す意味について説明する線図である。
【図６】図６は、実施形態に係る運転支援装置において操舵仕事率が表す意味について説明する線図である。
【図７】図７は、実施形態に係るＥＣＵの概略構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【００１３】
［実施形態］
図１は、実施形態に係る運転支援装置の概略構成を表す概略構成図である。図２は、実施形態に係る運転支援装置における操作周波数の視覚成分、体性感覚成分、及び、触覚成分を説明するための模式図である。図３は、実施形態に係る運転支援装置における操作周波数の視覚成分、体性感覚成分、及び、触覚成分を説明するための線図である。図４は、実施形態に係る運転支援装置において抽出可能な運転者意思の一例について説明する模式図である。図５、図６は、実施形態に係る運転支援装置において操舵仕事率が表す意味について説明する線図である。図７は、実施形態に係るＥＣＵの概略構成の一例を示すブロック図である。
【００１４】
図１に示す本実施形態の運転支援装置１は、車両２に搭載され、車両２で運転支援を実行可能であると共に、当該車両２の操舵系の情報に基づいて運転者の操作意思を検出する操作検出装置としての機能も有している。本実施形態の運転支援装置１は、典型的には、運転者の視覚、体性感覚、触覚の処理時間に基づき、運転者の操舵状態、操舵意図を抽出し、それに対応した運転支援制御（以下の例ではＥＰＳ制御）を行うことにより、操作感を向上する。
【００１５】
具体的には、運転支援装置１は、図１に示すように、車両２に搭載され、当該車両２で運転支援を実行可能である支援装置３と、検出装置１０と、支援装置３を制御する制御装置としてのＥＣＵ２０とを備える。検出装置１０は、車両２の操舵部材としてのステアリングホイール（以下、特に断りのない限り「ステアリング」と略記する。）４に対する操作を検出するものであり、操舵角検出装置としての操舵角センサ１１と、トルク検出装置としてのトルクセンサ１２とを有する。操舵角センサ１１は、車両２のステアリング４の操舵角を検出する。トルクセンサ１２は、ステアリング４と共に回転する操舵軸部としてのステアリングシャフト（以下、特に断りのない限り「シャフト」と略記する。）５に作用するトルクを検出する。支援装置３は、車両２に搭載され、当該車両２で運転支援を実行可能であり、ここでは、ステアリング４への操舵操作に対する運転支援を行うものである。本実施形態の支援装置３は、車両２の操舵系を構成する操舵装置３０を含んで構成される。
【００１６】
ここで、操舵装置３０は、車両２に搭載され、車両２の操舵輪４０を操舵するための装置である。本実施形態の操舵装置３０は、車両２の操舵力を電動機等の動力により補助するいわゆる電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）である。操舵装置３０は、運転者からステアリング４に加えられた操舵力に応じた操舵補助力を得られるように電動機等を駆動することにより、運転者のステアリング操作（操舵操作）を補助する。
【００１７】
具体的には、操舵装置３０は、図１に示すように、操舵部材としてのステアリング４と、操舵軸部としてのシャフト５と、Ｒ＆Ｐギヤ機構（以下、特に断りのない限り「ギヤ機構」と略記する。）６と、左右一対のタイロッド７と、操舵アクチュエータとしてのＥＰＳ装置８とを備える。
【００１８】
ステアリング４は、回転軸線Ｘ１周り方向に回転操作可能な部材であり、車両２の運転席に設けられる。運転者は、回転軸線Ｘ１を回転中心としてこのステアリング４を回転操作することでステアリング操作（操舵操作）を行うことができる。つまり、操舵装置３０が搭載された車両２は、運転者によってこのステアリング４が操作されることで、操舵輪４０が操舵（転舵）される。
【００１９】
シャフト５は、ステアリング４の回転軸部をなすものである。シャフト５は、一端がステアリング４と連結され、他端がギヤ機構６と連結される。つまり、ステアリング４は、このシャフト５を介してギヤ機構６に接続される。シャフト５は、運転者によるステアリング４の回転操作に伴って、ステアリング４と共に中心軸線周り方向に回転可能である。シャフト５は、例えば、アッパシャフト、インタミシャフト、ロアシャフトなどの複数の部材に分割されていてもよい。
【００２０】
ギヤ機構６は、シャフト５と一対のタイロッド７とを機械的に連結するものである。ギヤ機構６は、例えば、いわゆるラックアンドピニオン方式の歯車機構を有し、シャフト５の中心軸線周り方向の回転運動を一対のタイロッド７の左右方向（典型的には車両２の車幅方向に相当）の直線的な運動に変換する。
【００２１】
一対のタイロッド７は、それぞれ基端部がギヤ機構６に連結され、先端部をなすタイロッドエンドがナックルアームを介して各操舵輪４０に連結される。つまり、ステアリング４は、シャフト５、ギヤ機構６及び各タイロッド７等を介して各操舵輪４０に連結される。
【００２２】
ＥＰＳ装置８は、上記支援装置３を構成するものであり、ステアリング４への操舵操作に応じて動作する操舵アクチュエータである。ＥＰＳ装置８は、運転者によるステアリング４に対するステアリング操作（操舵操作）を補助するものであり、当該ステアリング操作を補助するためのトルクを発生させるものである。ＥＰＳ装置８は、運転者によりステアリング４に入力される操舵力（トルク）を補助する操舵補助力（アシストトルク）を出力する。言い換えれば、ＥＰＳ装置８は、車両２の操舵輪４０を電動機等によって駆動することで運転者のステアリング操作を支援する。ＥＰＳ装置８は、アシストトルクをシャフト５に作用させることで運転者のステアリング操作をアシストする。ここでアシストトルクは、運転者によりステアリング４に入力される操舵力に相当するトルクを補助するトルクである。
【００２３】
ここでのＥＰＳ装置８は、電動機としてのモータ８ａと、減速機８ｂとを有する。本実施形態のＥＰＳ装置８は、例えば、インタミシャフトなどのシャフト５にモータ８ａが設けられたコラムＥＰＳ装置であり、すなわち、いわゆるコラムアシスト式のアシスト機構である。
【００２４】
モータ８ａは、電力が供給されることで回転動力（モータトルク）を発生させるコラムアシスト用電動モータであり、例えば、操舵補助力としてアシストトルクを発生するものである。モータ８ａは、減速機８ｂ等を介してシャフト５に動力伝達可能に接続され、減速機８ｂ等を介してシャフト５に操舵補助力を付与する。減速機８ｂは、モータ８ａの回転動力を減速してシャフト５に伝達する。
【００２５】
ＥＰＳ装置８は、モータ８ａが回転駆動することにより、モータ８ａが発生させた回転動力（トルク）が減速機８ｂを介してシャフト５に伝達され、これにより操舵アシストを行う。このとき、モータ８ａが発生させた回転動力は、減速機８ｂにて減速されトルクが増大されてシャフト５に伝達される。このＥＰＳ装置８は、後述のＥＣＵ２０に電気的に接続され、モータ８ａの駆動が制御される。
【００２６】
操舵角センサ１１は、上述したようにステアリング４の操舵角を検出するものであり、ステアリングシステムにおける回転角センサである。ここでは、操舵角センサ１１は、絶対角として操舵角を検出する。操舵角センサ１１は、ステアリング４の回転角度である操舵角（ハンドル操舵角）を検出する。操舵角センサ１１が検出する操舵角は、例えば、ステアリング４の中立位置を基準として左回り側が正の値、右回り側が負の値として検出されるが、この逆でもよい。なお、ステアリング４の中立位置とは、操舵角の基準となる位置であり、典型的には、車両２が直進走行する際のステアリング４の位置である。操舵角センサ１１が検出する操舵角は、ステアリング４の中立位置では０°となる。操舵角センサ１１は、ＥＣＵ２０と電気的に接続されており、検出した操舵角に応じた検出信号をＥＣＵ２０に出力する。
【００２７】
なお、運転支援装置１の操舵角検出装置は、操舵角センサ１１に限らず、例えば、モータ８ａのロータ軸の回転角を検出する回転角センサ１３、ギヤ機構６のラックストローク又はピニオン回転角を検出するセンサ（不図示）、操舵輪４０の切れ角を検出するセンサ（不図示）等を用いることもできる。この場合、操舵角検出装置は、例えば、回転角センサ１３など、相対角として操舵角を検出するセンサである場合には、ステアリング４の絶対角を取得可能な機能を別途で有していればよい。
【００２８】
トルクセンサ１２は、上述したようにシャフト５に作用するトルクを検出するものである。ここでは、トルクセンサ１２は、シャフト５に作用するトルク、言い換えれば、シャフト５に生じるトルクを検出する。トルクセンサ１２は、例えば、ＥＰＳ装置８の一部を構成する捩れ部材であるトーションバー（不図示）に作用するトルクを検出する。このトルクセンサ１２により検出されたトルク（以下、「操舵トルク」という場合がある。）は、典型的には、運転者からステアリング４に入力される操舵力に応じてシャフト５に作用するドライバ操舵トルクや操舵輪４０への路面外乱入力等に応じて操舵輪４０側からタイロッドエンドを介してシャフト５に入力される外乱トルクなどが反映されたトルクである。トルクセンサ１２が検出するトルクは、例えば、左回り側が正の値、右回り側が負の値として検出されるが、この逆でもよい。トルクセンサ１２は、ＥＣＵ２０と電気的に接続されており、検出した操舵トルクに応じた検出信号をＥＣＵ２０に出力する。
【００２９】
ＥＣＵ２０は、運転支援装置１を搭載する車両２の各部を制御するものである。ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路である。ＥＣＵ２０は、例えば、上述のトルクセンサ１２、操舵角センサ１１、回転角センサ１３等の種々のセンサやＥＰＳ装置８が電気的に接続される。回転角センサ１３が検出した回転角は、例えば、ＥＣＵ２０によるモータ８ａへの電流制御（出力制御）に用いられる。ここでは、ＥＣＵ２０は、さらに、車速センサ１４等が電気的に接続される。車速センサ１４は、車両２の走行速度である車速を検出するものである。ＥＣＵ２０は、この他、各種電流を検出する電流センサ、車両２に作用する横方向加速度を検出する横Ｇセンサ等の種々のセンサ、検出器等が電気的に接続されていてもよい。
【００３０】
ＥＣＵ２０は、種々のセンサから検出結果に対応した電気信号（検出信号）が入力され、入力された検出結果に応じてＥＰＳ装置８に駆動信号を出力しその駆動を制御する。ＥＣＵ２０は、検出された操舵操作物理量に基づいて、ＥＰＳ装置８が発生させるトルクを調節する制御を実行可能である。
【００３１】
ＥＣＵ２０は、例えば、トルクセンサ１２により検出された操舵トルク等に基づいて、ＥＰＳ装置８を制御し、当該ＥＰＳ装置８が発生させシャフト５に作用させるアシストトルクを調節し制御する。ＥＣＵ２０は、モータ８ａへの供給電流であるモータ供給電流を調節することでモータ８ａの出力トルクを調節し、アシストトルクを調節する。ここでモータ供給電流は、ＥＰＳ装置８が要求される所定のトルクを発生させることができる大きさの電流である。このとき、ＥＣＵ２０は、例えば、回転角センサ１３により検出された回転角等に基づいて、モータ８ａへのモータ供給電流を制御するようにしてもよい。
【００３２】
上記のように構成される操舵装置３０は、運転者からステアリング４に入力された操舵トルクと共に、ＥＣＵ２０の制御によってＥＰＳ装置８が発生させるトルク等がシャフト５に作用する。そして、操舵装置３０は、シャフト５からギヤ機構６を介してタイロッド７に操舵力、操舵補助力が作用すると、このタイロッド７が運転者によるドライバ操舵トルクとＥＰＳ装置８が発生させるトルクとに応じた大きさの軸力によって左右方向に変位し操舵輪４０が転舵される。この結果、操舵装置３０は、運転者からステアリング４に入力される操舵力と、ＥＰＳ装置８が発生させる操舵補助力とによって操舵輪４０を転舵することができ、これにより、運転者によるステアリング操作を補助することができ、ステアリング操作に際して運転者の負担を軽減することができる。
【００３３】
本実施形態のＥＣＵ２０は、例えば、支援装置３を構成する操舵装置３０を用いた操舵系の運転支援に関する制御として、例えば、アシスト制御、ダンピング制御等を実行する。ＥＣＵ２０は、上述した種々のセンサによる検出結果に基づいて操舵装置３０のＥＰＳ装置８を制御し、アシスト制御、ダンピング制御を実行可能である。これらの制御は、ＥＰＳ装置８が発生させるトルクを調節することで行われる。
【００３４】
アシスト制御は、上述したように、ＥＰＳ装置８によって運転者によるステアリング４に対する操舵操作を補助するアシスト力を発生させる制御である。ダンピング制御は、ＥＰＳ装置８によって操舵装置３０の粘性特性に対応した減衰を模擬するダンピング力を発生させる制御である。操舵装置３０は、ダンピング制御によりステアリング４の操舵速度を抑制する方向へ作用するダンピング力が付与されることで、ステアリング４の操舵速度が抑制される傾向となり、収斂性確保や操舵時の手ごたえを付与することができる。
【００３５】
そして、本実施形態の運転支援装置１は、検出装置１０が検出したステアリング４に対する操作周波数の視覚成分、体性感覚成分、及び、触覚成分に基づいて、支援装置３を構成する操舵装置３０を制御する。
【００３６】
ここで、図２、図３を参照して操作周波数の視覚成分、体性感覚成分、及び、触覚成分について説明する。操作周波数の視覚成分とは、ステアリング４に対してなされた操作の周波数成分であって、視覚に対する刺激に対応してなされた操作の周波数成分、すなわち、運転者の視覚を介して入力された情報に応答して運転者によってなされた操作の周波数成分である。同様に、操作周波数の体性感覚成分とは、ステアリング４に対してなされた操作の周波数成分であって、体性感覚に対する刺激に対応してなされた操作の周波数成分、すなわち、運転者の体性感覚を介して入力された情報に応答して運転者によってなされた操作の周波数成分である。ここで、体性感覚とは、例えば、運転者に作用する加速度や車両２のヨーレートの変化等に応じて感じる感覚である。操作周波数の触覚成分とは、ステアリング４に対してなされた操作の周波数成分であって、触覚に対する刺激に対応してなされた操作の周波数成分、すなわち、運転者の触覚を介して入力された情報に応答して運転者によってなされた操作の周波数成分である。
【００３７】
図２は、視覚、体性感覚、触覚を通じた運転者に対する情報の入力から実際の操作までの流れを模式的に表した図である。運転者は、視覚（光）、聴覚（音）、触覚（力）等を感じる受容器等により感覚系が構成され、当該感覚系を介して車外環境情報が入力される。そして、運転者は、入力された情報を、脳で処理し、手、足等の効果器等により構成される運動系を介して実際の操作（運動）を出力する。脳での情報処理にあたっては、ドライバ要素（経験、年齢、心理状態）等の人間要素が影響する。運転者は、運動系においては、入力情報に対する高次判断、入力情報に対する典型的な運動である典型運動、入力情報に対する反射的な運動である反射運動等により各種運動がなされる。運転者による操作（操舵操作の場合は舵角、力等）は、ハンドル（ステアリング４）、ブレーキ、アクセル等の伝達系に入力され、車両２の車両運動として反映される。
【００３８】
そしてさらに、運転者は、車両運動等に応じて変化する光（速度、位置、景色等）等によって視覚に情報が入力され、車両運動等に応じて変化する慣性力（加速度、ヨーレート）等によって体性感覚に情報が入力され、車両運動等に応じて変化するハンドル（ステアリング４）、ブレーキ、アクセル等からの反力（ロードインフォメーション等）によって触覚に情報が入力される。
【００３９】
運転者による操舵操作は、処理速度の異なる複合操作の組み合わせからなる。例えば、視覚を介して入力された情報に対応して当該運転者が操作を行う場合、入力された情報が大脳皮質で処理され、高次判断を介して典型運動により操作がなされる傾向にある。このときの処理時間は、例えば、大脳皮質まで情報が伝達される時間１００ｍｓ（５０ｍｓ＋５０ｍｓ）、大脳皮質での処理時間１００ｍｓ、高次判断のための時間５０ｍｓ、典型運動のための時間５０ｍｓの合計３００ｍｓ程度となる傾向にある。体性感覚を介して入力された情報に対応して当該運転者が操作を行う場合、入力された情報が小脳・大脳基底核で処理され、高次判断を介さず典型運動により操作がなされる傾向にある。このときの処理時間は、例えば、小脳・大脳基底核まで情報が伝達される時間５０ｍｓ、小脳・大脳基底核での処理時間５０ｍｓ、典型運動のための時間５０ｍｓの合計１５０ｍｓ程度となる傾向にある。触覚を介して入力された情報に対応して当該運転者が操作を行う場合、入力された情報が中枢神経系で処理され、反射運動により操作がなされる傾向にある。このときの処理時間は、例えば、中枢神経系での処理時間５０ｍｓに応じて５０ｍｓ程度となる傾向にある。
【００４０】
この場合、ステアリング４の切り込み及び切り戻しを１組の操作とした場合、各成分の周が数は概ね下記のようになる。視覚を介して入力された情報に応答してなされた操作の周波数、すなわち、操作周波数の視覚成分は、１／（３００×１０-3）＝３．３Ｈｚ程度となる。体性感覚を介して入力された情報に応答してなされた操作の周波数、すなわち、操作周波数の体性感覚成分は、１／（１５０×１０-3）＝６．７Ｈｚ程度となる。触覚を介して入力された情報に応答してなされた操作の周波数、すなわち、操作周波数の触覚成分は、１／（５０×１０-3）＝２０Ｈｚ程度となる。このように、典型的には、体性感覚成分は、視覚成分より高周波成分であり、触覚成分は、体性感覚成分より高周波成分である。
【００４１】
図３は、レーンチェンジにおける操舵トルク変化の周波数分析結果の一例を表している。図３では、ステアリング４の切り込み及び切り戻しを１組の操作としており、０〜４Ｈｚの領域Ａが視覚成分、４〜８Ｈｚの領域Ｂが体性感覚成分、８〜２４Ｈｚの領域Ｃが触覚成分となっている。
【００４２】
ＥＣＵ２０は、上記を利用して、運転者による操作周波数に基づいて視覚を介して入力された情報に応答してなされた操作、体性感覚を介して入力された情報に応答してなされた操作、触覚を介して入力された情報に応答してなされた操作等を分離して把握し、それぞれの傾向に対応した運転支援制御（以下の例ではＥＰＳ制御）を行うことができる。これにより、運転支援装置１は、ステアリング４に対する操作周波数の視覚成分、体性感覚成分、及び、触覚成分に応じて運転者の意思を反映させた運転支援を実現することが可能となる。
【００４３】
ここでは、ＥＣＵ２０は、ステアリング４に対する操作の視覚成分、体性感覚成分、及び、触覚成分を抽出するための操舵系の情報に応じた所定の入力信号として、運転者による操舵を表す物理量である操舵角や操舵トルクを用いることができるが、本実施形態では、操舵仕事率を用いる。これにより、運転支援装置１は、さらに、運転者の操作意思を反映した操作として、ステアリング４に対する能動操作と、ステアリング４に対する受動操作とを区別して運転支援を実現することが可能となる。
【００４４】
ここで、ステアリング４に対する能動操作とは、典型的には、運転者の操作意思が相対的に強く反映された操作である。一方、ステアリング４に対する受動操作とは、典型的には、運転者の操舵意思が相対的に弱く反映された操作、例えば、外乱や安定性補償のために対応する消極的な操作である。さらに具体的に言えば、ステアリング４に対する能動操作は、例えば、運転者が車両２を目標位置に移動させようとする積極的な操舵操作を含んでもよい。能動操作は、典型的には、能動的に仕事をしている状態、いわゆる筋電が発生している状態、脳から能動的に指令が出ている状態等であり、例えば、ステアリング４をにぎって力を入れて操舵し車両２を直進状態から旋回状態に移行させるような操作である。一方、ステアリング４に対する受動操作は、例えば、運転者が外乱に対して車両２を目標位置に維持しようとする操舵操作、ステアリング４から手を放した手放し操作、又は、車両２の進行方向を一定に維持すべくステアリング４を保持する保舵操作等を含んでもよい。受動操作は、例えば、ステアリング４に手を添えて路面外乱等に対応するような操作である。
【００４５】
なお、ＥＣＵ２０は、運転者による操作周波数に基づいた成分抽出と、操舵仕事率に基づいた能動操作／受動操作判定を組み合わせることで、例えば、図４に示すようなドライバ意思を抽出することも可能である。ＥＣＵ２０は、例えば、能動操作の視覚成分によりコース追従意思を、能動操作の体性感覚成分により目標横Ｇ追従意思を、能動操作の触覚成分により目標操舵追従意思を抽出することができる。また、ＥＣＵ２０は、例えば、受動操作の視覚成分によりコース補正意思、路面外力（スラントなどのＳＡＴ（セルフアライニングトルク）等）補正意思を、受動操作の体性感覚成分により目標Ｇ補正意思（ロールの補正意思）、乗り心地（横方向）の補正意思を、受動操作の触覚成分により操舵目標補正意思、ロードインフォメーションを抽出することができる。
【００４６】
本実施形態のＥＣＵ２０は、操舵系の情報に応じた所定の指標として、操舵角センサ１１が検出した操舵角に関するパラメータとトルクセンサ１２が検出した操舵トルクに関するパラメータとに基づいて、ステアリング４に対する能動操作と、ステアリング４に対する受動操作とを区別して判定する。ここでは、ＥＣＵ２０は、操舵角センサ１１が検出した操舵角に関するパラメータとトルクセンサ１２が検出した操舵トルクに関するパラメータとの積に応じた操舵仕事率に基づいて、能動操作と受動操作とを判定する。ＥＣＵ２０は、能動操作と受動操作とを判定した上でその強さを検出して制御に応用することもできる。本実施形態のＥＣＵ２０は、操舵角センサ１１が検出した操舵角に関するパラメータとトルクセンサ１２が検出した操舵トルクに関するパラメータとの積に応じた操舵仕事率に基づいて、支援装置３による運転支援の制御量を変更する。
【００４７】
ここで、ＥＣＵ２０による制御に用いられる操舵仕事率について説明する。この操舵仕事率は、典型的には、運転者意思による過渡的な操舵操作を表す傾向にある。
【００４８】
操舵仕事率とは、ステアリング４に対する運転者の操舵操作における仕事率を表す指標であり、単位時間当たりに使われているエネルギを表す物理量である。操舵仕事率Ｐは、時間を「ｔ」とした場合、操舵仕事量Ｗを用いて下記の数式（１）で表すことができる。ここで、操舵仕事量Ｗとは、ステアリング４に対する運転者の操舵操作における仕事を表す指標であり、使われたエネルギを表す物理量である。
Ｐ＝ｄＷ／ｄｔ  ・・・  （１）
【００４９】
ここでは、操舵仕事率Ｐは、例えば、操舵角センサ１１が検出した操舵角θに応じた操舵速度（操舵角の微分値に相当）θ’とトルクセンサ１２が検出した操舵トルクＴとの積、又は、操舵角センサ１１が検出した操舵角θとトルクセンサ１２が検出した操舵トルクＴに応じたトルク微分値Ｔ’との積のいずれか一方又は両方に基づいて算出される。操舵速度θ’と操舵トルクＴとの積［θ’・Ｔ］に基づいた操舵仕事率Ｐは、典型的には、運転者意思による過渡的な操舵操作においてコース変更の意思等を反映する傾向にある。一方、操舵角θとトルク微分値Ｔ’との積［θ・Ｔ’］に基づいた操舵仕事率Ｐは、典型的には、運転者意思による過渡的な操舵操作において路面からの逆入力対応の意思等を反映する傾向にある。ＥＣＵ２０は、例えば、操舵仕事率Ｐが予め設定される仕事率基準値（基準値）ＴｈＰ以上である場合にステアリング４に対する能動操作を検出し、操舵仕事率Ｐが当該仕事率基準値ＴｈＰより小さい場合にステアリング４に対する受動操作を検出することができる。なお、この場合の仕事率基準値ＴｈＰの設定については、後述で詳細に説明する。
【００５０】
ＥＣＵ２０は、操舵速度θ’と操舵トルクＴとの積［θ’・Ｔ］、又は、操舵角θとトルク微分値Ｔ’との積［θ・Ｔ’］のいずれか一方又は両方に基づいて操舵仕事率Ｐを算出し、これに基づいて運転者意思を判定し、支援装置３（操舵装置３０）を用いた制御に反映させる。ＥＣＵ２０は、積［θ’・Ｔ］に基づいた操舵仕事率Ｐと、［θ・Ｔ’］に基づいた操舵仕事率Ｐとのどちらか一方を用いて運転者意思の判定を行ってもよいし、それぞれ個別に算出して両方を用いて運転者意思の判定を行ってもよい。また、ＥＣＵ２０は、積［θ’・Ｔ］に基づいた操舵仕事率と積［θ・Ｔ’］に基づいた操舵仕事率とを合成した操舵仕事率Ｐを算出して、運転者意思の判定を行ってもよい。ＥＣＵ２０は、例えば、下記の数式（２）を用いて操舵仕事率Ｐを算出することができる。
Ｐ＝Ａ・［θ’・Ｔ］＋Ｂ・［θ・Ｔ’］  ・・・  （２）
【００５１】
上記数式（２）において、「Ａ」、「Ｂ」は、係数であり、各種条件や実車評価等に基づいて適宜設定可能な適合値である。ＥＣＵ２０は、上記の数式（２）において、係数Ａ、Ｂを任意に設定することで、例えば、算出される操舵仕事率Ｐの用途、車両２の特性、運転者の特性等に応じて、適宜調節することができる。例えば、運転者意思によるコース変更の意思を反映させて能動操作と受動操作とを判定し運転支援を変更したい場合には、ＥＣＵ２０は、Ａ＝１、Ｂ＝０とすることで、操舵仕事率Ｐの計算式を簡素化することができる。同様に、運転者意思による逆入力対応の意思を反映させて能動操作と受動操作とを判定し運転支援を変更したい場合には、ＥＣＵ２０は、Ａ＝０、Ｂ＝１とすることで、操舵仕事率Ｐの計算式を簡素化することができる。また、ＥＣＵ２０は、係数Ａ、Ｂを任意に調節することで、積［θ’・Ｔ］と積［θ・Ｔ’］とを所望の比率で合成した操舵仕事率Ｐを算出することができる。これにより、ＥＣＵ２０は、操舵仕事率Ｐにおけるそれぞれの意思の反映度合の配分を変更できるため、状況に応じて適切に能動操作と受動操作とを判定し運転支援を変更することが可能となる。
【００５２】
なお、ＥＣＵ２０は、上記の数式（２）に対して、さらに、スティーブンスの法則を適用して操舵仕事率Ｐを算出するようにしてもよい。この場合、ＥＣＵ２０は、例えば、上記の数式（２）の［θ’・Ｔ］にかえて、［ｋ１・θ’a1・ｋ２・Ｔa2］を適用してもよい。同様に、ＥＣＵ２０は、例えば、上記の数式（２）の［θ・Ｔ’］にかえて、［ｋ３・θa3・ｋ４・Ｔ’a4］を適用してもよい。「ｋ１」、「ｋ２」、「ｋ３」、「ｋ４」、「ａ１」、「ａ２」、「ａ３」、「ａ４」は、係数であり、各種条件や実車評価等に基づいて適宜設定可能な適合値である。これにより、ＥＣＵ２０は、例えば、運転者の感覚に対して非線形な物理量を線形に変換することができるので、操舵仕事率Ｐをより運転者の感覚にあわせた値にすることができ、より運転者の感覚にあわせた判定、運転支援が可能となる。
【００５３】
次に図５、図６を参照して上記のようにして算出される操舵仕事率Ｐが表す意味について説明する。図５は、積［θ’・Ｔ］に基づいた操舵仕事率Ｐが表す意味について説明する操舵特性図の一例であり、横軸を操舵トルクＴ、縦軸を操舵速度θ’としている。図６は、積［θ・Ｔ’］に基づいた操舵仕事率Ｐが表す意味について説明する操舵特性図の一例であり、横軸を（操舵）トルク微分値Ｔ’、縦軸を操舵角θとしている。
【００５４】
図５中、複数の点線で示す等ドライバ意図線Ｌ１１は、等ドライバ意図を表す動作点（操舵速度θ’と操舵トルクＴとの組み合わせ）の集合である。ここでは、運転者意図を表す指標として操舵仕事率Ｐを用いることができることから、等ドライバ意図を表す動作点とは、言い換えれば、操舵仕事率Ｐ（すなわち、積［θ’・Ｔ］）が同等である操舵速度θ’と操舵トルクＴとの組み合わせに相当する。つまり、各等ドライバ意図線Ｌ１１は、操舵仕事率Ｐが同等となる操舵速度θ’と操舵トルクＴとの組み合わせの集合である。［θ’・Ｔ］＝Ｐ（一定）とした場合、θ’＝Ｐ／Ｔと変形できるため、各等ドライバ意図線Ｌ１１は、直角双曲線となる。例えば、図５中の動作点Ａと動作点Ｂとは、ともに同一の等ドライバ意図線Ｌ１１上に位置している。このため、動作点Ａにおける操舵速度θ’と操舵トルクＴとの組み合わせと、動作点Ｂにおける操舵速度θ’と操舵トルクＴとの組み合わせとは、運転者が同等の操舵意図で操舵操作しているものと見ることができる。
【００５５】
そして、例えば、運転者によりステアリング４に対して能動操作がなされた場合、操舵速度θ’と操舵トルクＴとの組み合わせで定まる動作点は、図５で表す操舵特性図において領域Ｔ１１の近傍に位置する傾向にある。一方、例えば、運転者によりステアリング４に対して受動操作がなされた場合、操舵速度θ’と操舵トルクＴとの組み合わせで定まる動作点は、図５において領域Ｔ１２、Ｔ１３、Ｔ１４の近傍に位置する傾向にある。より詳細には、受動操作として、運転者により操舵操作自体がなされてないような場合、操舵速度θ’と操舵トルクＴとの組み合わせで定まる動作点は、図５において領域Ｔ１２の近傍に位置する傾向にある。受動操作として、運転者により保舵操作がなされた場合、操舵速度θ’と操舵トルクＴとの組み合わせで定まる動作点は、図５において領域Ｔ１３の近傍に位置する傾向にある。受動操作として、運転者により手放し操作がなされた場合（あるいはジャッキアップ時など軸力なしの場合）、操舵速度θ’と操舵トルクＴとの組み合わせで定まる動作点は、図５において領域Ｔ１４の近傍に位置する傾向にある。
【００５６】
図５のような各動作点と各領域Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３、Ｔ１４との関係は、実車評価等に応じて予めその傾向を特定することができる。したがって、ＥＣＵ２０は、検出された操舵速度θ’と操舵トルクＴとの組み合わせで定まる動作点が、図５で表す操舵特性図において位置する領域に応じて、運転者の意思を判定することができる。つまり、ＥＣＵ２０は、例えば、操舵速度θ’と操舵トルクＴとの組み合わせで定まる動作点が領域Ｔ１１にある場合には運転者が能動操作を行ったものと推定、判別することができる。
【００５７】
そして、上記で説明した能動操作と受動操作との判別に用いる仕事率基準値ＴｈＰは、能動操作を行った際の操舵仕事率Ｐと、受動操作を行った際の操舵仕事率Ｐとに基づいて予め設定される。ここでは、例えば、図５で表す操舵特性図に基づいて、第１仕事率基準値ＴｈＰ１が設定される。この第１仕事率基準値ＴｈＰ１は、積［θ’・Ｔ］に基づいた操舵仕事率Ｐに対して設定される仕事率基準値ＴｈＰである。第１仕事率基準値ＴｈＰ１は、図５で表す操舵特性図において、能動操作の領域と受動操作の領域との境界に位置する等ドライバ意図線Ｌ１１に基づいて設定することができる。すなわち、例えば、実車評価等に基づいて能動操作の領域と受動操作の領域との境界に位置する等ドライバ意図線Ｌ１１（あるいは、操舵速度θ’と操舵トルクＴとの組み合わせで定まる動作点）を特定する。そして、当該特定した等ドライバ意図線Ｌ１１（あるいは動作点）が表す操舵仕事率Ｐ（積［θ’・Ｔ］）を第１仕事率基準値ＴｈＰ１とすることができる。
【００５８】
同様に、図６中、複数の点線で示す等ドライバ意図線Ｌ２１は、等ドライバ意図を表す動作点（操舵角θとトルク微分値Ｔ’との組み合わせ）の集合である。等ドライバ意図を表す動作点とは、言い換えれば、操舵仕事率Ｐ（すなわち、積［θ・Ｔ’］）が同等である操舵角θとトルク微分値Ｔ’との組み合わせに相当する。つまり、各等ドライバ意図線Ｌ２１は、操舵仕事率Ｐが同等となる操舵角θとトルク微分値Ｔ’との組み合わせの集合である。［θ・Ｔ’］＝Ｐ（一定）とした場合、θ＝Ｐ／Ｔ’と変形できるため、各等ドライバ意図線Ｌ２１は、直角双曲線となる。
【００５９】
そして、例えば、運転者によりステアリング４に対して能動操作がなされた場合、操舵角θとトルク微分値Ｔ’との組み合わせで定まる動作点は、図６で表す操舵特性図において領域Ｔ２１の近傍に位置する傾向にある。一方、例えば、運転者によりステアリング４に対して受動操作がなされた場合、操舵角θとトルク微分値Ｔ’との組み合わせで定まる動作点は、図６において領域Ｔ２２、Ｔ２３、Ｔ２４の近傍に位置する傾向にある。より詳細には、受動操作として、運転者により操舵操作自体がなされてないような場合、操舵角θとトルク微分値Ｔ’との組み合わせで定まる動作点は、図６において領域Ｔ２２の近傍に位置する傾向にある。受動操作として、運転者により外乱に対して保舵操作がなされた場合、操舵角θとトルク微分値Ｔ’との組み合わせで定まる動作点は、図６において領域Ｔ２３の近傍に位置する傾向にある。受動操作として、運転者により旋回時に保舵操作がなされた場合、操舵角θとトルク微分値Ｔ’との組み合わせで定まる動作点は、図６において領域Ｔ２４の近傍に位置する傾向にある。
【００６０】
図６のような各動作点と各領域Ｔ２１、Ｔ２２、Ｔ２３、Ｔ２４との関係は、実車評価等に応じて予めその傾向を特定することができる。したがって、ＥＣＵ２０は、検出された操舵角θとトルク微分値Ｔ’との組み合わせで定まる動作点が、図６で表す操舵特性図において位置する領域に応じて、運転者の意思を判定することができる。
【００６１】
そして、ここでは、例えば、図６で表す操舵特性図に基づいて、第２仕事率基準値ＴｈＰ２が設定される。この第２仕事率基準値ＴｈＰ２は、積［θ・Ｔ’］に基づいた操舵仕事率Ｐに対して設定される仕事率基準値ＴｈＰである。第２仕事率基準値ＴｈＰ２は、図６で表す操舵特性図において、能動操作の領域と受動操作の領域との境界に位置する等ドライバ意図線Ｌ２１に基づいて設定することができる。すなわち、例えば、実車評価等に基づいて能動操作の領域と受動操作の領域との境界に位置する等ドライバ意図線Ｌ２１（あるいは、操舵角θとトルク微分値Ｔ’との組み合わせで定まる動作点）を特定する。そして、当該特定した等ドライバ意図線Ｌ２１（あるいは動作点）が表す操舵仕事率Ｐ（積［θ・Ｔ’］）を第２仕事率基準値ＴｈＰ２とすることができる。
【００６２】
なお、仕事率基準値ＴｈＰは、上記の数式（２）等を用いて積［θ’・Ｔ］と積［θ・Ｔ’］とを所望の比率で合成した操舵仕事率Ｐを算出し、能動操作と受動操作とを判定する場合も、上記と同様にして設定すればよい。
【００６３】
そして、ＥＣＵ２０は、例えば、上記のように数式（２）等を用いて算出した操舵仕事率Ｐに基づいて、支援装置３による運転支援の制御量、ここでは、操舵装置３０を用いたＥＰＳ制御の制御量を変更する。さらに言えば、ＥＣＵ２０は、操舵角センサ１１が検出した操舵角に関するパラメータとトルクセンサ１２が検出したトルクに関するパラメータとの積に応じた操舵仕事率Ｐの周波数の視覚成分、体性感覚成分、及び、触覚成分に基づいて、支援装置３を制御する。操舵仕事率Ｐの大きさは、運転者意思（能動操作の意思、受動操作の意思）の強さを表すものでもある。したがって、ＥＣＵ２０は、算出した操舵仕事率Ｐに基づいて支援装置３を制御することで、当該支援装置３の制御量に運転者意思（能動操作の意思、受動操作の意思）を反映させることができる。
【００６４】
ここでは、ＥＣＵ２０は、アシスト制御においてＥＰＳ装置８が発生させるアシスト力、又は、ダンピング制御においてＥＰＳ装置８が発生させるダンピング力を、視覚成分、体性感覚成分、及び、触覚成分に基づいて調節する。ここで、視覚成分は、例えば、０Ｈｚ以上４Ｈｚ未満の成分であり、体性感覚成分は、４Ｈｚ以上８Ｈｚ未満の成分であり、触覚成分は、８Ｈｚ以上２４Ｈｚ未満の成分である。好ましくは、視覚成分は、２Ｈｚ以上４Ｈｚ未満の成分であり、体性感覚成分は、５Ｈｚ以上７Ｈｚ未満の成分であり、触覚成分は、１０Ｈｚ以上２２Ｈｚ未満の成分である。
【００６５】
次に、図７のブロック図を参照してＥＣＵ２０の概略構成について説明する。ＥＣＵ２０は、例えば、図７で例示するような構成によって、アシスト制御を行うアシスト制御部、ダンピング制御を行うダンピング制御部に相当する機能を実現することができる。
【００６６】
図７に例示するＥＣＵ２０は、機能概念的に、微分演算部２０ａ、能動・受動演算部２０ｂ、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）２０ｃ、２０ｄ及び２０ｅ、加算器２０ｆ、乗算器２０ｇ、２０ｈ、２０ｉ、２０ｊ、２０ｋ、２０ｌ、２０ｍ、２０ｎ及び２０ｏ、制御マップＭＰ１、ＭＰ２、ＭＰ３、ＭＰ４、ＭＰ５、ＭＰ６、ＭＰ７、ＭＰ８、ＭＰ９、ＭＰ１０、ＭＰ１１、ＭＰ１２、ＭＰ１３、ＭＰ１４及びＭＰ１５等を含んで構成される。
【００６７】
微分演算部２０ａは、操舵トルクＴのトルク微分値Ｔ’を演算するものである。微分演算部２０ａは、トルクセンサ１２から操舵トルクＴに応じた検出信号が入力される。微分演算部２０ａは、入力された検出信号に基づいて、操舵トルクＴのトルク微分値Ｔ’を演算し、当該トルク微分値Ｔ’に応じた演算信号を能動・受動演算部２０ｂに出力する。
【００６８】
能動・受動演算部２０ｂは、能動操作と受動操作の判定のための指標を演算するものである。能動・受動演算部２０ｂは、操舵角センサ１１から操舵角θに基づいた操舵速度θ’に応じた検出信号が入力され、トルクセンサ１２から操舵トルクＴに応じた検出信号が入力され、操舵角センサ１１から操舵角θに応じた検出信号が入力され、微分演算部２０ａからトルク微分値Ｔ’に応じた演算信号が入力される。本実施形態の能動・受動演算部２０ｂは、当該指標として、積［θ’・Ｔ］に基づいた操舵仕事率Ｐ１、積［θ・Ｔ’］に基づいた操舵仕事率Ｐ２、又は、積［θ’・Ｔ］と積［θ・Ｔ’］とを合成した操舵仕事率Ｐのうちの少なくとも１つを演算する。能動・受動演算部２０ｂは、入力された検出信号に基づいて、現在の制御周期での操舵仕事率Ｐ１、Ｐ２又はＰを演算する。能動・受動演算部２０ｂは、演算した当該操舵仕事率Ｐ１、Ｐ２又はＰに応じた演算信号をＢＰＦ２０ｃ、２０ｄ及び２０ｅに出力する。
【００６９】
ＢＰＦ２０ｃ、ＢＰＦ２０ｄ及びＢＰＦ２０ｅは、それぞれ能動・受動演算部２０ｂから操舵仕事率Ｐ１、Ｐ２又はＰに応じた演算信号が入力される。ＢＰＦ２０ｃ、ＢＰＦ２０ｄ及びＢＰＦ２０ｅは、入力された操舵仕事率Ｐ１、Ｐ２又はＰに応じた演算信号に対して、所定の周波数成分以外の周波数成分を除去するフィルタ処理を行う。ここでは、ＢＰＦ２０ｃは、入力された操舵仕事率Ｐ１、Ｐ２又はＰに応じた演算信号から、視覚成分に対応した周波数、例えば、０Ｈｚ以上４Ｈｚ未満の周波数以外の周波数成分を除去する。同様に、ＢＰＦ２０ｄは、入力された操舵仕事率Ｐ１、Ｐ２又はＰに応じた演算信号から、体性感覚成分に対応した周波数、例えば、４Ｈｚ以上８Ｈｚ未満の周波数以外の周波数成分を除去する。ＢＰＦ２０ｅは、入力された操舵仕事率Ｐ１、Ｐ２又はＰに応じた演算信号から、触覚成分に対応した周波数、例えば、８Ｈｚ以上２４Ｈｚ未満の周波数以外の周波数成分を除去する。
【００７０】
本実施形態のＥＣＵ２０は、さらに、車速センサ１４から車速Ｖに応じた検出信号が入力される。そして、ＥＣＵ２０は、加算器２０ｆ、乗算器２０ｇ、２０ｈ、２０ｉ、２０ｊ、２０ｋ、２０ｌ、２０ｍ、２０ｎ及び２０ｏ、制御マップＭＰ１、ＭＰ２、ＭＰ３、ＭＰ４、ＭＰ５、ＭＰ６、ＭＰ７、ＭＰ８、ＭＰ９、ＭＰ１０、ＭＰ１１、ＭＰ１２、ＭＰ１３、ＭＰ１４及びＭＰ１５を利用して、入力された検出信号から、目標の操舵制御量（最終的な目標トルク）を演算する。これにより、ＥＣＵ２０は、操舵仕事率Ｐ１、Ｐ２又はＰと車両２の車速Ｖとに基づいて、支援装置３の運転支援制御量、ここでは、ＥＰＳ装置８の制御量を変更することができる。そして、ＥＣＵ２０は、演算した当該目標の操舵制御量に応じた電流指令値信号をＥＰＳアシスト指令としてＥＰＳ装置８に出力し、ＥＰＳ装置８のモータ８ａを制御する。
【００７１】
図７の例では、目標の操舵制御量は、加算器２０ｆ、乗算器２０ｇ、２０ｈ、２０ｉ、２０ｊ、２０ｋ、２０ｌ、２０ｍ、２０ｎ及び２０ｏの作用により、下記の数式（３）として表される。
目標の操舵制御量＝［基本アシスト制御量×（視覚成分アシスト補正量×第１ゲイン）×（体性感覚成分アシスト補正量×第２ゲイン）×（触覚成分アシスト補正量×第３ゲイン）］＋［（ダンピング制御量×ダンピング制御ゲイン）×（視覚成分ダンピング補正量×第４ゲイン）×（体性感覚成分ダンピング補正量×第５ゲイン）×（触覚成分ダンピング補正量×第６ゲイン）］  ・・・  （３）
【００７２】
上記数式（３）の基本アシスト制御量は、制御マップＭＰ１により設定される。ＥＣＵ２０は、操舵トルクＴに基づいて制御マップＭＰ１から基本アシスト制御量を演算する。当該制御マップＭＰ１は、操舵トルクＴと基本アシスト制御量とを対応付けてなるマップであり、記憶部に予め記憶されている。当該制御マップＭＰ１では、基本アシスト制御量は、操舵トルクＴの増加にしたがって大きくなる。
【００７３】
上記数式（３）のダンピング制御量は、制御マップＭＰ２により設定される。ＥＣＵ２０は、操舵速度θ’に基づいて制御マップＭＰ２からダンピング制御量を演算する。当該制御マップＭＰ２は、操舵速度θ’とダンピング制御量とを対応付けてなるマップであり、記憶部に予め記憶されている。当該制御マップＭＰ２では、ダンピング制御量は、操舵速度θ’の増加にしたがって絶対値が大きくなる。当該制御マップＭＰ２では、原点よりも下側の領域はアシスト制御によるアシスト力（アシストトルク）とは反対方向に作用するダンピング力を表している。
【００７４】
上記数式（３）のダンピング制御ゲインは、制御マップＭＰ３により設定される。ＥＣＵ２０は、車速Ｖに基づいて制御マップＭＰ３からダンピング制御ゲインを演算する。制御マップＭＰ３は、車速Ｖとダンピング制御ゲインとを対応付けてなるマップであり、記憶部に予め記憶されている。当該制御マップＭＰ３では、ダンピング制御ゲインは、車速Ｖの増加にしたがって一旦小さくなり、一定となった後、予め設定される所定車速から徐々に大きくなる。
【００７５】
上記数式（３）の視覚成分アシスト補正量は、制御マップＭＰ４により設定される。ＥＣＵ２０は、ＢＰＦ２０ｃを介してフィルタ処理された操舵仕事率Ｐ１、Ｐ２又はＰに基づいて制御マップＭＰ４から視覚成分アシスト補正量を演算する。ここでは、ＥＣＵ２０は、積［θ’・Ｔ］に基づいた操舵仕事率Ｐ１に基づいて制御マップＭＰ４から視覚成分アシスト補正量を演算する場合を例示している。またここでは、［−θ’・Ｔ］側、すなわち、受動操作側を例示しているが、［θ’・Ｔ］側、すなわち、能動操作側も同様に規定することができる（以下、同様。）。制御マップＭＰ４は、積［−θ’・Ｔ］と視覚成分アシスト補正量とを対応付けてなるマップであり、記憶部に予め記憶されている。当該制御マップＭＰ４では、視覚成分アシスト補正量は、負側（受動操作側）において積［−θ’・Ｔ］の絶対値の増加（すなわち意思の強さの増加）にしたがって大きくなる。つまり、制御マップＭＰ４では、視覚成分アシスト補正量は、受動操作において、積［−θ’・Ｔ］の絶対値の増加、すなわち、受動操作意思の強さの増加にしたがってアシスト制御における最終的な制御量（アシスト力）が大きくなるように設定される。ただし、制御マップＭＰ４では、視覚成分アシスト補正量は、積［−θ’・Ｔ］の絶対値が予め設定される所定値よりも小さい場合には０となる。
【００７６】
上記数式（３）の体性感覚成分アシスト補正量は、制御マップＭＰ８により設定される。ＥＣＵ２０は、ＢＰＦ２０ｄを介してフィルタ処理された操舵仕事率Ｐ１、Ｐ２又はＰに基づいて制御マップＭＰ８から体性感覚成分アシスト補正量を演算する。制御マップＭＰ８は、積［−θ’・Ｔ］と体性感覚成分アシスト補正量とを対応付けてなるマップであり、記憶部に予め記憶されている。当該制御マップＭＰ８では、体性感覚成分アシスト補正量は、負側（受動操作側）において積［−θ’・Ｔ］の絶対値の増加（すなわち意思の強さの増加）にしたがって大きくなる。つまり、制御マップＭＰ８では、体性感覚成分アシスト補正量は、受動操作において、積［−θ’・Ｔ］の絶対値の増加、すなわち、受動操作意思の強さの増加にしたがってアシスト制御における最終的な制御量（アシスト力）が大きくなるように設定される。ただし、制御マップＭＰ８では、体性感覚成分アシスト補正量は、積［−θ’・Ｔ］の絶対値が予め設定される所定値よりも小さい場合には０となる。
【００７７】
上記数式（３）の触覚成分アシスト補正量は、制御マップＭＰ１２により設定される。ＥＣＵ２０は、ＢＰＦ２０ｅを介してフィルタ処理された操舵仕事率Ｐ１、Ｐ２又はＰに基づいて制御マップＭＰ１２から触覚成分アシスト補正量を演算する。制御マップＭＰ１２は、積［−θ’・Ｔ］と触覚成分アシスト補正量とを対応付けてなるマップであり、記憶部に予め記憶されている。当該制御マップＭＰ１２では、触覚成分アシスト補正量は、負側（受動操作側）において積［−θ’・Ｔ］の絶対値の増加（すなわち意思の強さの増加）にしたがって大きくなる。つまり、制御マップＭＰ１２では、触覚成分アシスト補正量は、受動操作において、積［−θ’・Ｔ］の絶対値の増加、すなわち、受動操作意思の強さの増加にしたがってアシスト制御における最終的な制御量（アシスト力）が大きくなるように設定される。ただし、制御マップＭＰ１２では、触覚成分アシスト補正量は、積［−θ’・Ｔ］の絶対値が予め設定される所定値よりも小さい場合には０となる。
【００７８】
そして、上述のアシスト補正量は、視覚成分アシスト補正量、体性感覚成分アシスト補正量、触覚成分アシスト補正量の順で大きくなるように設定されている。つまり、制御マップＭＰ４、ＭＰ８、及び、ＭＰ１２では、各アシスト補正量は、視覚成分アシスト補正量＜体性感覚成分アシスト補正量＜触覚成分アシスト補正量となるように設定される。これにより、運転支援装置１は、基本的には、処理サイクルが相対的に短い成分のアシスト補正量を相対的に大きくすることができ、運転者が扱い易い操舵特性を実現することができる。なお、運転支援装置１は、各アシスト補正量を任意に変更することで操舵特性を任意に調節することができる。
【００７９】
上記数式（３）の第１ゲインは、制御マップＭＰ５により設定される。ＥＣＵ２０は、車速Ｖに基づいて制御マップＭＰ５から第１ゲインを演算する。制御マップＭＰ５は、車速Ｖと第１ゲインとを対応付けてなるマップであり、記憶部に予め記憶されている。当該制御マップＭＰ５では、第１ゲインは、車速が相対的に低いほど視覚から受ける影響（視覚変化大きい領域）が相対的に大きくなる傾向にあることから、車速Ｖの増加にしたがって小さくなる。なお、制御マップＭＰ５では、第１ゲインは、車速Ｖが予め設定される第１所定車速（制御マップＭＰ５における第１所定車速）よりも低い場合には１で一定となり、予め設定される第２所定車速（制御マップＭＰ５における第２所定車速）よりも高い場合には１より小さい所定の値で一定となる。
【００８０】
上記数式（３）の第２ゲインは、制御マップＭＰ９により設定される。ＥＣＵ２０は、車速Ｖに基づいて制御マップＭＰ９から第２ゲインを演算する。制御マップＭＰ９は、車速Ｖと第２ゲインとを対応付けてなるマップであり、記憶部に予め記憶されている。当該制御マップＭＰ９では、第２ゲインは、車速が相対的に高いほど体性感覚から受ける影響（横Ｇ等大きい領域）が相対的に大きくなる傾向にあることから、車速Ｖの増加にしたがって大きくなる。なお、制御マップＭＰ９では、第２ゲインは、車速Ｖが予め設定される第１所定車速（制御マップＭＰ９における第１所定車速）よりも高い場合には１で一定となり、予め設定される第２所定車速（制御マップＭＰ９における第２所定車速）よりも低い場合には１より小さい所定の値で一定となる。
【００８１】
上記数式（３）の第３ゲインは、制御マップＭＰ１３により設定される。ＥＣＵ２０は、車速Ｖに基づいて制御マップＭＰ１３から第３ゲインを演算する。制御マップＭＰ１３は、車速Ｖと第３ゲインとを対応付けてなるマップであり、記憶部に予め記憶されている。当該制御マップＭＰ１３では、第３ゲインは、触覚から受ける影響が車速にかかわらずほぼ一定となる傾向にあることから、１で一定となっている。
【００８２】
なお、第１ゲイン、第２ゲイン、第３ゲインは、車速Ｖのかわりに、横Ｇやヨーレート、操舵角、操舵トルクから算出されてもよいし、これらを複合させて算出されてもよく、これらの場合であっても本実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００８３】
上記数式（３）の視覚成分ダンピング補正量は、制御マップＭＰ６により設定される。ＥＣＵ２０は、ＢＰＦ２０ｃを介してフィルタ処理された操舵仕事率Ｐ１、Ｐ２又はＰに基づいて制御マップＭＰ６から視覚成分ダンピング補正量を演算する。制御マップＭＰ６は、積［−θ’・Ｔ］と視覚成分ダンピング補正量とを対応付けてなるマップであり、記憶部に予め記憶されている。当該制御マップＭＰ６では、視覚成分ダンピング補正量は、負側（受動操作側）において積［−θ’・Ｔ］の絶対値の増加（すなわち意思の強さの増加）にしたがって大きくなる。つまり、制御マップＭＰ６では、視覚成分ダンピング補正量は、受動操作において、積［−θ’・Ｔ］の絶対値の増加、すなわち、受動操作意思の強さの増加にしたがってダンピング制御における最終的な制御量（ダンピング力）が大きくなるように設定される。ただし、制御マップＭＰ６では、視覚成分ダンピング補正量は、積［−θ’・Ｔ］の絶対値が予め設定される所定値よりも小さい場合には０となる。
【００８４】
上記数式（３）の体性感覚成分ダンピング補正量は、制御マップＭＰ１０により設定される。ＥＣＵ２０は、ＢＰＦ２０ｄを介してフィルタ処理された操舵仕事率Ｐ１、Ｐ２又はＰに基づいて制御マップＭＰ１０から体性感覚成分ダンピング補正量を演算する。制御マップＭＰ１０は、積［−θ’・Ｔ］と体性感覚成分ダンピング補正量とを対応付けてなるマップであり、記憶部に予め記憶されている。当該制御マップＭＰ１０では、体性感覚成分ダンピング補正量は、負側（受動操作側）において積［−θ’・Ｔ］の絶対値の増加（すなわち意思の強さの増加）にしたがって大きくなる。つまり、制御マップＭＰ１０では、体性感覚成分ダンピング補正量は、受動操作において、積［−θ’・Ｔ］の絶対値の増加、すなわち、受動操作意思の強さの増加にしたがってダンピング制御における最終的な制御量（ダンピング力）が大きくなるように設定される。ただし、制御マップＭＰ１０では、体性感覚成分ダンピング補正量は、積［−θ’・Ｔ］の絶対値が予め設定される所定値よりも小さい場合には０となる。
【００８５】
上記数式（３）の触覚成分ダンピング補正量は、制御マップＭＰ１４により設定される。ＥＣＵ２０は、ＢＰＦ２０ｅを介してフィルタ処理された操舵仕事率Ｐ１、Ｐ２又はＰに基づいて制御マップＭＰ１４から触覚成分ダンピング補正量を演算する。制御マップＭＰ１４は、積［−θ’・Ｔ］と触覚成分ダンピング補正量とを対応付けてなるマップであり、記憶部に予め記憶されている。当該制御マップＭＰ１４では、触覚成分ダンピング補正量は、負側（受動操作側）において積［−θ’・Ｔ］の絶対値の増加（すなわち意思の強さの増加）にしたがって大きくなる。つまり、制御マップＭＰ１４では、触覚成分ダンピング補正量は、受動操作において、積［−θ’・Ｔ］の絶対値の増加、すなわち、受動操作意思の強さの増加にしたがってダンピング制御における最終的な制御量（ダンピング力）が大きくなるように設定される。ただし、制御マップＭＰ１４では、触覚成分ダンピング補正量は、積［−θ’・Ｔ］の絶対値が予め設定される所定値よりも小さい場合には０となる。
【００８６】
そして、上述のダンピング補正量は、視覚成分ダンピング補正量、体性感覚成分ダンピング補正量、触覚成分ダンピング補正量の順で大きくなるように設定されている。つまり、制御マップＭＰ６、ＭＰ１０、及び、ＭＰ１４では、各ダンピング補正量は、視覚成分ダンピング補正量＜体性感覚成分ダンピング補正量＜触覚成分ダンピング補正量となるように設定される。これにより、運転支援装置１は、基本的には、処理サイクルが相対的に短い成分のダンピング補正量を相対的に大きくすることができ、運転者が扱い易い操舵特性を実現することができる。なお、運転支援装置１は、各ダンピング補正量を任意に変更することで操舵特性を任意に調節することができる。
【００８７】
上記数式（３）の第４ゲインは、制御マップＭＰ７により設定される。ＥＣＵ２０は、車速Ｖに基づいて制御マップＭＰ７から第４ゲインを演算する。制御マップＭＰ７は、車速Ｖと第４ゲインとを対応付けてなるマップであり、記憶部に予め記憶されている。当該制御マップＭＰ７では、第４ゲインは、車速が相対的に低いほど視覚から受ける影響（視覚変化大きい領域）が相対的に大きくなる傾向にあることから、車速Ｖの増加にしたがって小さくなる。なお、制御マップＭＰ７では、第４ゲインは、車速Ｖが予め設定される第１所定車速（制御マップＭＰ７における第１所定車速）よりも低い場合には１で一定となり、予め設定される第２所定車速（制御マップＭＰ７における第２所定車速）よりも高い場合には１より小さい所定の値で一定となる。
【００８８】
上記数式（３）の第５ゲインは、制御マップＭＰ１１により設定される。ＥＣＵ２０は、車速Ｖに基づいて制御マップＭＰ１１から第５ゲインを演算する。制御マップＭＰ１１は、車速Ｖと第５ゲインとを対応付けてなるマップであり、記憶部に予め記憶されている。当該制御マップＭＰ１１では、第５ゲインは、車速が相対的に高いほど体性感覚から受ける影響（横Ｇ等大きい領域）が相対的に大きくなる傾向にあることから、車速Ｖの増加にしたがって大きくなる。なお、制御マップＭＰ１１では、第５ゲインは、車速Ｖが予め設定される第１所定車速（制御マップＭＰ１１における第１所定車速）よりも高い場合には１で一定となり、予め設定される第２所定車速（制御マップＭＰ１１における第２所定車速）よりも低い場合には１より小さい所定の値で一定となる。
【００８９】
上記数式（３）の第６ゲインは、制御マップＭＰ１５により設定される。ＥＣＵ２０は、車速Ｖに基づいて制御マップＭＰ１５から第６ゲインを演算する。制御マップＭＰ１５は、車速Ｖと第６ゲインとを対応付けてなるマップであり、記憶部に予め記憶されている。当該制御マップＭＰ１５では、第６ゲインは、触覚から受ける影響が車速にかかわらずほぼ一定となる傾向にあることから、１で一定となっている。
【００９０】
なお、第４ゲイン、第５ゲイン、第６ゲインは、車速Ｖのかわりに、横Ｇやヨーレート、操舵角、操舵トルクから算出されてもよいし、これらを複合させて算出されてもよく、これらの場合であっても本実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００９１】
上記のように構成される運転支援装置１は、運転者の操作周波数に基づいて視覚成分、体性感覚成分、触覚成分を分離し、それぞれの感覚（視覚、体性感覚、触覚）に応じた最適な運転支援ができ、各感覚における操作感（操舵感）を向上することができるので、運転者の意思を反映させた運転支援を実現することができる。ここでは、運転支援装置１は、さらに、操舵仕事率の周波数の視覚成分、体性感覚成分、及び、触覚成分に基づいて、支援装置３を制御することから、運転者の操作意思を反映した操作として、ステアリング４に対する能動操作と、ステアリング４に対する受動操作とを区別して運転支援を実現することができる。
【００９２】
図７で例示したＥＣＵ２０は、例えば、視覚成分、体性感覚成分、及び、触覚成分共通で、受動操作の意思が相対的に強い場合、すなわち、操舵仕事率が相対的に小さい場合、当該受動成分が小さくなるように、アシスト力、ダンピング力を相対的に増やすことができる。これにより、運転支援装置１は、運転者による受動操作の度合を小さくし、運転者の負担を低減することができる。またこの場合、運転支援装置１は、運転者による受動操作の度合を小さくすることで、次に続く能動操作の度合も小さくなる傾向にあるので、この点でも、運転者の負担を低減することができる。この結果、運転支援装置１は、能動操作、受動動操作共に負担を低減できるので、修正操舵量を低減することができ、滑らかで無駄の少ない運転操作を実現させることができる。
【００９３】
より詳細には、運転支援装置１は、視覚成分では、例えば、直進や緩やかな旋回時のコース変化や路面外力（傾きなど）の緩やかな変化による車両の動きに対して、運転者による受動操作が必要となっている状況において、運転者の操作の負担を軽減することができる。また、運転支援装置１は、体性感覚成分では、例えば、旋回時や横風等の車両挙動が大きくなる傾向にある状況に対して、運転者による受動操作が必要となっている状況において、運転者の操作の負担を軽減することができる。さらに、運転支援装置１は、触覚成分では、例えば、目標としている操舵に対して修正操舵を行う状況や外乱入力への対応として、運転者による受動操作が必要となっている状況において、運転者の操作の負担を軽減することができる。
【００９４】
以上で説明した実施形態に係る運転支援装置１によれば、車両２に搭載され、当該車両２で運転支援を実行可能である支援装置３と、車両２のステアリング４に対する操作を検出する検出装置１０と、検出装置１０が検出したステアリング４に対する操作周波数の視覚成分、当該視覚成分より高周波成分である体性感覚成分、又は、当該体性感覚成分より高周波成分である触覚成分に基づいて、支援装置３を制御するＥＣＵ２０とを備える。
【００９５】
したがって、運転支援装置１は、運転者の操作周波数に基づいて視覚成分、体性感覚成分、触覚成分を抽出し、運転者の各感覚に応じて当該運転者の意思を反映させた運転支援を実現することができ、例えば、運転者にとって違和感の少ない運転支援を行うことができる。
【００９６】
なお、上述した本発明の実施形態に係る運転支援装置は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。本実施形態に係る運転支援装置は、以上で説明した各実施形態の構成要素を適宜組み合わせることで構成してもよい。
【００９７】
以上の説明では、ステアリング４の切り込み及び切り戻しを１組の操作とし、０〜４Ｈｚの領域が視覚成分、４〜８Ｈｚの領域が体性感覚成分、８〜２４Ｈｚの領域が触覚成分であるものとして説明したがこれに限らない。例えば、運転支援装置は、各感覚における操作の処理周期（処理時間、視覚成分＝３００ｍｓ程度、体性感覚成分＝１５０ｍｓ程度、触覚５０ｍｓ程度）の所定倍数の逆数から周波数を算出して、その周波数を含むようにＢＰＦを設定することで、受動成分を抽出することができる。基本的には、この倍数は、１操舵の定義の違いに応じたものであり、例えば、１から４倍の範囲が好ましい。各感覚成分の周波数は、例えば、ステアリング４の切り込み、切り戻し、反対側への切り込み、切り戻しの４回を１組の操作（操舵）とした場合、各感覚における操作の処理周期を４倍した逆数に相当し、例えば、０〜１Ｈｚの領域が視覚成分、１〜３Ｈｚの領域が体性感覚成分、３〜７Ｈｚの領域が触覚成分に相当することとなる。
【００９８】
以上の説明では、運転支援装置の制御装置は、車両の各部を制御するＥＣＵであるものとして説明したが、これに限らず、例えば、それぞれＥＣＵとは別個に構成され、このＥＣＵと相互に検出信号や駆動信号、制御指令等の情報の授受を行う構成であってもよい。
【００９９】
以上の説明では、支援装置は、操舵部材への操舵操作に応じて動作する操舵アクチュエータを含んで構成されるものとして説明したがこれに限らない。支援装置は、例えば、車両２の制動力を調節可能な制動アクチュエータ、車両２の姿勢・挙動等を調節可能な姿勢・挙動アクチュエータ、車両２のサスペンションアクチュエータ、あるいは、車両２を走行させる動力を発生させる動力源を自動で始動及び停止することで運転支援を行う動作部等を含んで構成されてもよい。
【０１００】
以上の説明では、操舵装置は、コラムアシスト式のコラムＥＰＳ装置を示したがこれに限らず、例えば、ピニオンアシスト式、ラックアシスト式のいずれの方式にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１    運転支援装置
２    車両
３    支援装置
４    ステアリング（操舵部材）
５    シャフト（操舵軸部）
６    ギヤ機構
７    タイロッド
８    ＥＰＳ装置（操舵アクチュエータ）
１０    検出装置
１１    操舵角センサ
１２    トルクセンサ
１３    回転角センサ
１４    車速センサ
２０    ＥＣＵ（制御装置）
３０    操舵装置
４０    操舵輪
【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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