(57)【要約】      （修正有）【課題】  車両の操舵特性を確実に評価することができる操舵特性の評価方法を提供する。【解決手段】  所定形状の波形に変化する操舵トルクを操舵機構に付与する操舵トルク付与工程と、付与された操舵トルクに対して変化する操舵機構の操舵角を検出する操舵角検出工程と、検出された操舵トルクに対する操舵角の特性を用いて、操舵特性の評価を行う評価工程と、を含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定形状の波形に変化する操舵トルクを操舵機構に付与する操舵トルク付与工程と、
付与された操舵トルクに対して変化する前記操舵機構の操舵角を検出する操舵角検出工程と、
検出された操舵トルクに対する操舵角の特性を用いて、操舵特性の評価を行う評価工程と、
を含むことを特徴とする操舵特性の評価方法。
【請求項２】
前記評価工程で操舵特性として操舵特性の全体円滑性を評価するにあたり、操舵角成分のうちの高次成分を抽出し、前記操舵角成分における高次成分を操舵特性の全体円滑性の評価指標とする請求項１に記載の操舵特性の評価方法。
【請求項３】
前記高次成分のうちの低周波成分および高周波成分のいずれもが低いときに、全体円滑性が優れると評価する請求項２に記載の操舵特性の評価方法。
【請求項４】
前記評価工程で操舵特性として中立付近の手応えを評価するにあたり、操舵トルクおよび操舵角が０の時点からの立ち上がり特性を中立付近の手応えの指標とする請求項１に記載の操舵特性の評価方法。
【請求項５】
ｙ軸に操舵角をとり、ｘ軸に操舵角をとったときに、操舵トルクおよび操舵角が０の時点から、操舵トルクと操舵角とが描くリサージュ曲線に重なるまでの曲線を下記（１）式に当て嵌め、下記（１）式における係数ａ，ｂの値が小さいほど、中立付近の手応えが重くなると判断する請求項４に記載の操舵特性の評価方法。
ｙ＝ａ０ｘ＋ａ・ｘｂ  ・・・（１）
【請求項６】
前記評価工程で操舵特性として立ち上がり操舵特性の円滑性を評価するにあたり、操舵トルクおよび操舵角が０の時点からの立ち上がり特性と、操舵トルクおよび操舵角が０の時点から操舵角最大値までの特性とを、立ち上がり操舵特性の円滑性の評価指標とする請求項１に記載の操舵特性の評価方法。
【請求項７】
ｙ軸に操舵角をとり、ｘ軸に操舵角をとったときに、操舵トルクおよび操舵角が０の時点から、操舵トルクと操舵角とが描くリサージュ曲線に重なるまでの曲線を下記（２）式に当て嵌めて得られる係数ａ１，ｂ１と、
ｙ軸に操舵角をとり、ｘ軸に操舵角をとったときに、操舵トルクおよび操舵角が０の時点から、操舵トルクと操舵角とが描くリサージュ曲線における操舵角が最大値となるまでの曲線を下記（２）式に当て嵌めて得られる係数ａ２，ｂ２との間で、
下記（３）式で得られる値αが小さいほど、立ち上がり操舵特性の円滑性に優れると判断する請求項６に記載の操舵特性の評価方法。
ｙ＝ａ０ｎｘ＋ａｎ・ｘｂｎ  ・・・（２）
但し、ｎ＝１，２
α＝{（ａ２−ａ１）２＋（ｂ２−ｂ１）２}１／２  ・・・（３）
【請求項８】
前記評価工程で操舵特性として保舵特性を評価するにあたり、操舵トルクと操舵角とが描くリサージュ曲線における操舵角最大値付近に対応する操舵トルク幅の特性を保舵特性の評価指標とする請求項１に記載の操舵特性の評価方法。
【請求項９】
操舵トルクが最大値となる点から、操舵トルクに対する操舵角が急減する点までのトルク幅であるトルクヒス幅を評価指標とし、
前記トルクヒス幅が大きいほど、保舵特性に優れると判断する請求項８に記載の操舵特性の評価方法。
【請求項１０】
前記評価工程で操舵特性として戻り特性を評価するにあたり、操舵トルクと操舵角とが描くリサージュ曲線における操舵角減少過程での原点への向きの度合いを戻り特性の評価指標とする請求項１に記載の操舵特性の評価方法。
【請求項１１】
操舵トルクと操舵角とが描くリサージュ曲線における操舵角減少過程での原点への向きの度合いが前記リサージュ曲線における操舵角の最大値から操舵角が０になるまでの間の部分に直線を重ね合わせ、その重なりが最も多くなる直線で評価指標が示される請求項１０に記載の操舵特性の評価方法。
【請求項１２】
所定形状の波形に変化する操舵トルクを操舵機構に付与する操舵トルク付与工程と、
付与された操舵トルクに対して変化する前記操舵機構に掛かるヨーレートを検出するヨーレート検出工程と、
検出されたヨーレートに対する操舵角の特性を用いて、操舵特性の評価を行う評価工程と、
を含むことを特徴とする操舵特性の評価方法。
【請求項１３】
所定形状の波形に変化する操舵トルクを操舵機構に付与する操舵トルク付与工程と、
付与された操舵トルクに対して変化する前記操舵機構の横加速度を検出する横加速度検出工程と、
検出された横加速度に対する操舵角の特性を用いて、操舵特性の評価を行う評価工程と、
を含むことを特徴とする操舵特性の評価方法。
【請求項１４】
付与された操舵トルクに対して変化する前記操舵機構に掛かるヨーレートを検出するヨーレート検出工程をさらに備え、
前記評価工程では、前記操舵角検出工程で検出された操舵トルクに対する操舵角および前記ヨーレート検出工程で検出されたヨーレートに対する操舵角の特性を用いて、操作特性の評価を行う請求項１に記載の操舵特性の評価方法。
【請求項１５】
付与された操舵トルクに対して変化する前記操舵機構の横加速度を検出する横加速度検出工程をさらに備え、
前記評価工程では、前記操舵角検出工程で検出された操舵トルクに対する操舵角および前記横加速度検出工程で検出された横加速度に対する操舵角の特性を用いて、操作特性の評価を行う請求項１に記載の操舵特性の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の操舵特性を評価するための操舵特性の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の車両においては、ドライバが車両を運転する際に、ＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）などを用いて補助操舵トルクを付与し、ドライバの運転の快適性を向上させるようにしている。ドライバが快適に運転できるようにするためには、車両における操舵特性を評価することが必要となる。このような操舵特性の評価は、従来、たとえばベテランドライバのトライアンドエラーによる官能的な評価を行い、操舵に対する感覚（操舵感）を作り上げていた。
【０００３】
また、特開２００４−１０１３６５号公報（特許文献１）に開示された車両評価装置がある。この車両評価装置では、入力値として所定の操舵角を入力するとともに、入力対応変化値として操舵トルクを検出し、この入力値と入力対応変化値とからヒステリシスカーブを作成する。このヒステリシスカーブの傾きから振動特性における動ばね定数を算出するとともに、ヒステリシスカーブの面積から振動特性における減衰係数を算出する。そして、算出した動ばね定数と減衰係数とから車両の評価を行うというものである。
【特許文献１】特開２００４−１０１３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来のような官能的な評価によって操舵感を作り上げるには、膨大な時間を要するとともに、各車両に対する統一した操舵感を作り上げるのは困難であるという問題がある。これに対して、上記特許文献１に開示した評価方法を用いることにより、時間の短縮や各車両に対する統一を図ることができる。
【０００５】
ところが、上記特許文献１に開示された評価方法では、単に操舵角を入力して操舵トルクを検出しているのみであるので、操舵特性の評価を十分に行っているとはいえず、十分な操舵特性を得ることができないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、車両の操舵特性を確実に評価することができる操舵特性の評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決した本発明に係る操舵特性の評価方法は、所定形状の波形に変化する操舵トルクを操舵機構に付与する操舵トルク付与工程と、付与された操舵トルクに対して変化する操舵機構の操舵角を検出する操舵角検出工程と、検出された操舵トルクに対する操舵角の特性を用いて、操舵特性の評価を行う評価工程と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る操舵特性の評価方法においては、操舵機構に対して、所定形状の波形に変化する操舵トルクを付与し、この操舵トルクに対して変化する操舵角を検出している。操舵トルクを入力とし、操舵角を検出すると、操舵角を入力として操舵トルクを検出する場合よりも、各車両ごとの操舵特性の差異が明確なものとなる。このため、車両ごとの操舵特性を明確に区別することができるので、操舵特性の評価を良好なものとすることができる。
【０００９】
ここで、評価工程で操舵特性を評価するにあたり、操舵角成分のうちの高次成分を抽出し、操舵角成分における高次成分を操舵特性の円滑性の評価指標とする態様とすることができる。このとき、高次成分のうちの低周波成分および高周波成分のいずれもが低いときに、全体円滑性が優れると評価する態様とすることができる。
【００１０】
このように、操舵角成分における高次成分を操舵特性の円滑性の評価指標とし、高次成分のうちの高周波成分が低いときに、全体円滑性が優れると評価することにより、操舵特性の円滑性を高い精度で評価することができる。
【００１１】
また、評価工程で操舵特性として中立付近の手応えを評価するにあたり、操舵トルクおよび操舵角が０の時点からの立ち上がり特性を中立付近の手応えの指標とすることができる。このとき、ｙ軸に操舵角をとり、ｘ軸に操舵角をとったときに、操舵トルクおよび操舵角が０の時点から、操舵トルクと操舵角とが描くリサージュ曲線に重なるまでの曲線を下記（１）式に当て嵌め、下記（１）式における係数ａ，ｂの値が小さいほど、中立付近の手応えが重くなると判断する態様とすることができる。
【００１２】
ｙ＝ａ０ｘ＋ａ・ｘｂ  ・・・（１）
このように、操舵トルクおよび操舵角が０の時点からの立ち上がり特性を中立付近の手応えの指標とし、さらに、上記（１）における係数ａ，ｂの値がそれぞれ小さいほど、中立付近の手応えが重くなると判断することにより、中立付における手応えを高い精度で評価することができる。
【００１３】
さらに、評価工程で操舵特性として立ち上がり操舵特性の円滑性を評価するにあたり、操舵トルクおよび操舵角が０の時点からの立ち上がり特性と、操舵トルクおよび操舵角が０の時点から操舵角最大値までの特性とを、立ち上がり操舵特性の円滑性の評価指標とすることができる。このとき、ｙ軸に操舵角をとり、ｘ軸に操舵角をとったときに、操舵トルクおよび操舵角が０の時点から、操舵トルクと操舵角とが描くリサージュ曲線に重なるまでの曲線を下記（２）式に当て嵌めて得られる係数ａ１，ｂ１と、ｙ軸に操舵角をとり、ｘ軸に操舵角をとったときに、操舵トルクおよび操舵角が０の時点から、操舵トルクと操舵角とが描くリサージュ曲線における操舵角が最大値となるまでの曲線を下記（２）式に当て嵌めて得られる係数ａ２，ｂ２との間で、下記（３）式で得られる値αが小さいほど、立ち上がり操舵特性の円滑性に優れると判断する態様とすることができる。
【００１４】
ｙ＝ａ０ｎｘ＋ａｎ・ｘｂｎ  ・・・（２）
但し、ｎ＝１，２
α＝{（ａ２−ａ１）２＋（ｂ２−ｂ１）２}１／２  ・・・（３）
このように、操舵トルクおよび操舵角が０の時点からの立ち上がり特性と、操舵トルクおよび操舵角が０の時点から操舵角最大値までの特性とを円滑性の評価指標とし、さらに、上記（３）式で得られるαが小さいほど、立ち上がり操舵特性の円滑性に優れると判断することにより、立ち上がり操舵特性の円滑性を高い精度で評価することができる。
【００１５】
また、評価工程で操舵特性として保舵特性を評価するにあたり、操舵トルクと操舵角とが描くリサージュ曲線における操舵角最大値付近に対応する操舵トルク幅の特性を保舵特性の評価指標とする態様とすることができる。このとき、操舵トルクが最大値となる点から、操舵トルクに対する操舵角が急減する点までのトルク幅であるトルクヒス幅を評価指標とし、トルクヒス幅が大きいほど、保舵特性に優れると判断する態様とすることができる。
【００１６】
このように、操舵トルクと操舵角とが描くリサージュ曲線における操舵角最大値付近に対応する操舵トルク幅の特性を評価指標とし、トルクヒス幅が大きいほど、保舵特性に優れると判断することにより、保舵特性を高い精度で評価することができる。
【００１７】
さらに、評価工程で操舵特性として戻り特性を評価するにあたり、操舵トルクと操舵角とが描くリサージュ曲線における操舵角減少過程での原点への向きの度合いを戻り特性の評価指標とする態様とすることができる。このとき、操舵トルクと操舵角とが描くリサージュ曲線における操舵角減少過程での原点への向きの度合いがリサージュ曲線における操舵角の最大値から操舵角が０になるまでの間の部分に直線を重ね合わせ、その重なりが最も多くなる直線で評価指標が示される態様とすることができる。
【００１８】
このように、操舵トルクと操舵角とが描くリサージュ曲線における操舵角減少過程での原点への向きの度合いを評価指標とし、さらに、操舵トルクと操舵角とが描くリサージュ曲線における操舵角減少過程での原点への向きの度合いがリサージュ曲線における操舵角の最大値から操舵角が０になるまでの間の部分に直線を重ね合わせ、その重なりが最も多くなる直線で評価指標が示される態様とすることにより、戻り特性を高い精度で評価することができる。
【００１９】
また、上記課題を解決した本発明に係る操舵特性の評価方法は、所定形状の波形に変化する操舵トルクを操舵機構に付与する操舵トルク付与工程と、付与された操舵トルクに対して変化する操舵機構に掛かるヨーレートを検出するヨーレート検出工程と、検出されたヨーレートに対する操舵角の特性を用いて、操舵特性の評価を行う評価工程と、を含むことを特徴とする。
【００２０】
操舵トルクを入力とし、ヨーレートを検出するようにすると、操舵トルクを入力し、操舵角を検出する場合と同様に、各車両ごとの操舵特性の差異が明確なものとなる。このため、本発明に係る操舵特性の評価方法では、操舵トルクを入力してヨーレートを検出することにより、車両ごとの操舵特性を明確に区別することができるので、操舵特性の評価を良好なものとすることができる。
【００２１】
さらに、上記課題を解決した本発明に係る操舵特性の評価方法は、所定形状の波形に変化する操舵トルクを操舵機構に付与する操舵トルク付与工程と、付与された操舵トルクに対して変化する前記操舵機構の横加速度を検出する横加速度検出工程と、検出された横加速度に対する操舵角の特性を用いて、操舵特性の評価を行う評価工程と、を含むことを特徴とする。
【００２２】
操舵トルクを入力とし、横加速度を検出するようにすると、操舵トルクを入力し、ヨーレートを検出する場合と同様に、各車両ごとの操舵特性の差異が明確なものとなる。このため、本発明に係る操舵特性の評価方法では、操舵トルクを入力して横加速度を検出することにより、車両ごとの操舵特性を明確に区別することができるので、操舵特性の評価を良好なものとすることができる。しかも、横加速度では、ヨーレートのようにロールの影響を受けることがないので、車両ごとの操舵特性の評価をさらに良好なものとすることができる。
【００２３】
また、付与された操舵トルクに対して変化する操舵機構に掛かるヨーレートを検出するヨーレート検出工程をさらに備え、評価工程では、操舵角検出工程で検出された操舵トルクに対する操舵角およびヨーレート検出工程で検出されたヨーレートに対する操舵角の特性を用いて、操作特性の評価を行う態様とすることができる。
【００２４】
このように、操舵トルクを入力とした場合に、操舵角とヨーレートとの双方を用いて操作特性の評価を行うことにより、操舵角のみまたはヨーレートのみで評価を行う場合と比較して、車両ごとの操舵特性の評価をさらに良好なものとすることができる。
【００２５】
さらに、付与された操舵トルクに対して変化する操舵機構の横加速度を検出する横加速度検出工程をさらに備え、評価工程では、操舵角検出工程で検出された操舵トルクに対する操舵角および横加速度検出工程で検出された横加速度に対する操舵角の特性を用いて、操作特性の評価を行う態様とすることもできる。
【００２６】
このように、操舵トルクを入力とした場合に、操舵角と横加速度との双方を用いて操作特性の評価を行うことにより、操舵角のみまたは横加速度のみで評価を行う場合と比較して、車両ごとの操舵特性の評価をさらに良好なものとすることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る車両制御装置によれば、車両の操舵特性を確実に評価することができる操舵特性の評価方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。本実施形態に係る操舵特性の評価方法には、操舵トルクを付与する電動モータ、操舵角を検出する操舵角センサ、および電動モータおよび操舵角センサに接続された制御装置が用いられる。また、車両には、操舵機構が設けられており、操舵機構は、ステアリングに接続されたステアリングロッドおよびステアリングロッドに減速機構（ギアボックス）を介して接続されるシャフトを備えている。このシャフトには、タイロッドを介して車輪が取り付けられている。
【００２９】
制御装置には、電動モータがステアリングシャフトに付与する操舵トルクの大きさの経時変化を示す波形、本実施形態では正弦波が記憶されている。制御装置は、電動モータが正弦波の波形で操舵トルクをステアリングシャフトに付与するように、電動モータに対して信号を出力している。
【００３０】
また、操舵角センサは、ステアリングロッドに取り付けられており、ステアリングロッドから操舵角を検出している。操舵角センサは、検出した操舵角を制御装置に出力している。制御装置では、操舵角センサから出力された操舵角の経時変化をグラフ化しており、この操舵角の経時変化が示す波形から操舵トルクと操舵角との関係をグラフ化している。この操舵トルクと操舵角との関係から、車両の諸所の操舵特性を評価している。
【００３１】
次に、本実施形態の例として、電動モータによって正弦波状に入力した操舵トルクを入力値とし、そのときの操舵角を出力として操舵角センサで検出した場合における操舵トルクおよび操舵角の経時変化を図１に示す。また、従来の例として、正弦波となる操舵角を入力値とし、そのときの操舵トルクを出力とした場合の経時変化を図２に示す。
【００３２】
図１（ａ）に示すように、操舵トルクを正弦波状に入力した場合、図１（ｂ）に示すように、出力となる操舵角の経時変化は、正弦波よりもやや円滑性に欠ける形状となる。これに対して、図２（ｂ）に示すように、操舵角を正弦波状に入力した場合、図２（ａ）に示すように、出力となる操舵トルクの経時変化は、正弦波に近い形状となる。このことから、操舵トルクを入力とした場合の方が、出力となる操舵角の変化が大きくなり、操舵特性の評価を確実に行うことができることがわかる。なお、各図に示されるグラフにおいて、縦軸をＹ軸ということがある。
【００３３】
また、操舵特性の評価を行うにあたり、Ａ車〜Ｇ車、Ｘ車〜Ｚ車の計１０台の車を用いて実験を行った。さらに、一部の実験では、Ｖ車、Ｗ車、Ｓ車、Ｐ車、Ｑ車を用いた実験も行った。ここで、Ｂ車とＦ車との間において、操舵角を入力値とした場合（従来の例）と操舵トルクを入力値とした場合（本実施形態の例）とで、両者の差が大きくなるか否かについての実験を行った。入力値を操舵角とした場合の結果を図３に示し、入力値を操舵トルクとした場合の結果を図４に示す。なお、図３および図４では、入力値を横軸に表している。
【００３４】
図３に示すように、操舵角を入力値とした場合、図３（ａ）に示すＢ車と、図３（ｂ）に示すＦ車との間で、操舵トルクと操舵角との関係を示すグラフの差は小さく、両者のグラフの形状は近いものとなっていた。これに対して、図４に示すように、操舵トルクを入力値とした場合、図４（ａ）に示すＢ車と、図４（ｂ）に示すＦ車との間で、操舵トルクと操舵角との関係を示すグラフの差が大きくなっており、両者のグラフの形状は、大きく異なっていた。この結果から、操舵トルクを入力値とすることにより、操舵トルクと操舵角との関係を車両ごとに明確に区別できることが分かる。したがって、その分車両の操舵特性を確実に評価することができる。
【００３５】
次に、具体的な操舵特性の評価について説明する。以下の具体的な操舵特性の評価については、複数の車両において、上記のように、操舵トルクを入力値とし、操舵角を出力値とした操舵特性の評価を行った。
【００３６】
まず、操舵特性として、操舵の円滑性の評価について説明する。
【００３７】
操舵の円滑性（スムーズさ）を評価するにあたっては、検出した操舵角の元波形をフーリエ展開して高次成分に分解して定量化を図る。この高次成分を１次で正規化し、２次以上の成分の大きさ（周波数）で評価する。そのため、操舵角を検出して得られた波形をフーリエ展開する。
【００３８】
たとえば、図４に示す波形の操舵角が検出された場合における操舵角の元波形を図５に示す。図５のグラフでは、操舵角を縦軸にとっている。このような元波形をフーリエ展開して１次成分とすると、図６（ａ）に示すグラフとなる。続いて、さらにフーリエ展開を行って２次成分を得る。２次成分における周波数は、１次成分の周波数の２倍程度となる。以下、フーリエ展開を行って、３次成分、４次成分、…、１５次成分を得る。これらのグラフを、それぞれ図６（ｂ）、（ｃ）、…、（ｎ）に示す。３次成分の周波数は１次成分の３倍程度、４次成分の周波数は、１次成分の周波数の４倍程度、１５次成分の周波数は１次成分の周波数の１５倍程度となる。これら図６（ａ）〜（ｎ）においても、操舵角を縦軸にとっている。
【００３９】
こうして、フーリエ展開を行って各高次成分を求めたら、２次以上の成分を用いた評価を行う。評価を行う際には、複数の車種について、それぞれ同様に評価を行い、車種ごとに高次成分の評価を行う。いま、複数の車種について求めた高次成分の大きさを、それぞれ図７に示す。
【００４０】
図７では、Ａ車からＧ車までについての評価を行った結果を示している。また、これらのＡ車からＧ車はいずれも電動パワーステアリングを搭載する車種であるが、油圧式のパワーステアリングを有する車両についても同様の評価を行った。図７には、油圧式パワーステアリングを搭載する車として、Ｘ車からＺ車の評価結果を合わせて示す。
【００４１】
図７の横軸には、高次成分のうちの低周波成分をとり、縦軸には高次成分のうちの高周波成分を取った。低周波成分は、フーリエ展開をｎ回行ったそのｎが２〜７までの周波数の平均値をとった。また、高周波成分は、フーリエ展開をｎ回行ったそのｎが８〜１５までの周波数の平均値をとった。
【００４２】
図７に示すように、油圧式パワーステアリングを備える車両では、低周波成分も高周波成分も低い数値を示した。この範囲にある場合に、操舵の円滑性に優れると考えられる。この条件をもとに、Ａ車からＧ車の評価結果を見てみると、Ａ車からＣ車については、低周波成分も高周波成分も低い値となった。一方、Ｄ車およびＥ車については、低周波成分および高周波成分のいずれも高いという結果となった。さらに、Ｆ車およびＧ車については、低周波成分は低いが高周波成分が高いという結果となった。この結果、Ａ車からＣ車については円滑性が高く、Ｄ車からＧ車については円滑性が低いということが分かる。
【００４３】
このようにして、操舵特性の円滑性を評価することができる。
【００４４】
次に、操舵特性の中立付近での手応えの指標について説明する。ここで、中立とは、ステアリングを左右のいずれにも切っておらず、さらに、左から右または右から左に移動させる際の移動途中ではない状態を意味する。
【００４５】
操舵特性の手応えについては、操舵トルクおよび操舵角が０の時点（中立点）からの立ち上がり特性を指標とする。具体的には、図８に示すように、ｙ軸に操舵角をとり、ｘ軸に操舵トルクをとったときに、操舵トルクと操舵角との関係で表されるリサージュ曲線Ｒに交わるまでの立ち上がり部分の曲線（以下「フィッティング曲線」という）ＲＦを下記（１）式に当て嵌め、係数ａ，ｂの値で評価する。なお、下記（１）式は、Weber Fechner法則の考え方に沿った関数を示す式である。また、ａ０は所定の定数となるが、（１）式を一般式として、ａ０＝０のとき、下記（１）′に示す特殊式となる。この（１）′式にａ０ｘの一次項を追加した式が（１）式となる。
【００４６】
ｙ＝ａ０ｘ＋ａ・ｘｂ  ・・・（１）
ｙ＝ａ・ｘｂ  ・・・（１）′
上記（１）式における係数ａ，ｂをＡ車からＦ車のそれぞれについて測定した。その結果を図９に示す。図９に示すように、Ａ車からＣ車については、ａの値およびｂの値とも比較的小さい値となった。この結果から、フィッティング曲線ＲＦが良好な形状となるので、中立付近での手応えが重くなると判断することができる。
【００４７】
また、Ｘ車およびＹ車についてはａの値が大きくなる。この場合には中立付近での手応えが非常に軽いものとなる。さらに、Ｚ車については、ｂの値が大きくａの値が小さくなっている。この場合には、ステアリングを切り始めたときにステアリングが重く、急に軽くなる感じとなる。また、Ｄ車およびＥ車についてはａの値およびｂの値ともに大きく、全体的に軽い感じとなって中立付近での手応えが軽くなってしまう。
【００４８】
このように、上記（１）式における係数ａ，ｂを求めることにより、立ち上がり特性を求め、この立ち上がり特性を中立付近での手応えの評価指標とすることができる。
【００４９】
続いて、立ち上がり操舵特性の円滑性の評価について説明する。立ち上がり操舵特性の円滑性に評価は、中立付近での手応えの評価指標と同様、フィッティング曲線を用いて行われる。
【００５０】
立ち上がり操舵特性の円滑性を評価する際には、操舵トルクおよび操舵角が０の時点からの立ち上がり特性と、操舵トルクおよび操舵角が０の時点から操舵角最大値までの特性とを、立ち上がり操舵特性の円滑性の指標とする。操舵トルクおよび操舵角が０の時点からの立ち上がり特性としては、図１０（ａ）に示すように、図８に示した場合と同様にしてフィッティング曲線を重ね合わせ、下記（２）式における係数ａ１，ｂ１を求める。また、操舵トルクおよび操舵角が０の時点から操舵角最大値までの特性としては、図１０（ｂ）に示すように、操舵トルクおよび操舵角が０の時点から操舵角が最大となる点までを示す曲線を、上記（２）式に当て嵌め係数ａ２，ｂ２を求める。この場合、ａ０ｎは所定の定数であり、（２）式を一般式として、ａ０ｎ＝０のとき、下記（２）′に示す特殊式となる。この（２）′式にａ０ｎｘの一次項を追加した式が（２）式となる。
【００５１】
ｙ＝ａ０ｎｘ＋ａｎ・ｘｂｎ  ・・・（２）
但し、ｎ＝１，２
図１０に示す例は、イ車についてそれぞれａ１，ｂ１，ａ２，ｂ２を求めたものである。イ車では、ａ１＝１．０７、ｂ１＝２．００、ａ２＝０．９９、ｂ２＝２．１３となった。また、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、ロ車についても、同様にしてそれぞれａ１，ｂ１，ａ２，ｂ２を求めたものである。ロ車では、ａ１＝０．４０、ｂ１＝４．０２、ａ２＝０．９３、ｂ２＝２．８０となった。
【００５２】
このようにして、Ａ車〜Ｇ車（Ｆ車を除く）、およびＸ車〜Ｚ車について、それぞれ係数ａ１，ｂ１，ａ２，ｂ２、の各値を求めた。これらの係数を、ｂの値を縦軸、ａの値を横軸によって座標（ａ１，ｂ１）から座標（ａ２，ｂ２）までの移行状態を表したグラフを図１２に示す。いま、座標（ａ１，ｂ１）から座標（ａ２，ｂ２）までの距離αは、下記（３）式で表すことができる。
【００５３】
α＝{（ａ２−ａ１）２＋（ｂ２−ｂ１）２}１／２  ・・・（３）
この座標（ａ１，ｂ１）から座標（ａ２，ｂ２）までの距離αが短い車種が、立ち上がり操舵特性の円滑性に優れると判断することができる。具体的には、Ａ車〜Ｃ車などにおける距離αが短く、立ち上がり操舵特性の円滑性に優れる。逆に、Ｅ車、Ｙ車などにおける距離αが長く、立ち上がり操舵特性の円滑性に劣るものとなった。
【００５４】
このようにして上記（３）式で求められる座標（ａ１，ｂ１）から座標（ａ２，ｂ２）までの距離αを求め、この距離αを立ち上がり操舵特性の円滑性の評価指標とすることができる。
【００５５】
次に、保舵特性の評価指標について説明する。
【００５６】
保舵特性を評価するにあたり、操舵角が最大値となる付近における操舵トルクと操舵角とが描くリサージュ曲線における操舵角最大値付近に対応する操舵トルク幅の特性を利用する。操舵を行っている間、タイヤと路面との間には摩擦力が掛かる。また、保舵を行っている間は、タイヤと路面との間に摩擦力はなく、逆方向への操舵が行われる際には、再びタイヤと路面との間に摩擦力が発生する。
【００５７】
操舵角の最大値付近における操舵トルク幅の特性を説明すると、図１３に示すように、リサージュ曲線Ｒにおける操舵角が最大となる点までは、操舵トルクが増加すると操舵角が上昇する。また、操舵角が最大点に到達した以後は、ある程度の操舵トルクが減少するまでの間、操舵角の大きさはほぼ一定の大きさに維持される。その後、操舵トルクの減少に伴い、操舵角が大きめの減少を始める。
【００５８】
操舵角が最大となったあと、操舵トルクが減少している間、操舵角がほぼ一定の大きさに維持されているのは、タイヤと路面との間に摩擦力が働いていないにもかかわらず、操舵角がほとんど変わらない状態にあると考えられる。このような、操舵角が最大値となる点から、操舵トルクに対する操舵角が急減する点までの操舵角がほぼ一定となるトルク幅（以下、「トルクヒス幅」という）ＴＨが大きいほど保舵特性に優れると考えられる。このトルクヒス幅ＴＨの間における操舵トルクが保舵トルクとなるので、トルクヒス幅ＴＨを指標とすることにより、保舵特性を良好に評価することができる。
【００５９】
そこで、上記のＤ車、Ｘ車および他の種類のＶ車、Ｗ車についてそれぞれトルクヒス幅を測定した。各車における操舵トルクと操舵角との関係を示すリサージュ曲線およびトルクヒス幅を図１４および図１５に示す。図１４中、（ａ）にＶ車、（ｂ）にＷ車、図１５中（ａ）にＸ車、（ｂ）にＤ車の操舵トルクと操舵角との関係を示すリサージュ曲線およびトルクヒス幅を示す。また、図１４（ａ），（ｂ）、図１５（ａ），（ｂ）中のトルクヒス幅の中心における操舵トルクの大きさを保舵トルクとして評価する。
【００６０】
図１４（ｂ）に示すＶ車は、トルクヒス幅が大きく、操舵トルク最大値ＴＭと保舵トルクＨＴとの差が大きくなっている。この場合には、保舵特性に優れることになる。逆に、図１４（ａ）に示すＷ車では、トルクヒス幅が小さく、操舵トルク最大値ＴＭと保舵トルクＨＴとの差が小さくなっている。この場合には、保舵特性に劣ることになる。また、図１５（ａ）、（ｂ）に示すＸ車およびＤ車は、トルクヒス幅は、Ｖ車およびＷ車におけるトルクヒス幅の中間くらいの大きさとなった。
【００６１】
このような操舵トルクと操舵角とのリサージュ曲線におけるトルクヒス幅を多数の車種について測定した。その結果として得られた操舵トルクの最大値とトルクヒス幅との関係を図１６に示す。図１６に示すように、Ｂ車、Ｓ車、Ｐ車、Ｑ車、Ｖ車などがおおむね保舵特性が優れるものであった。それに対して、Ａ車、Ｃ車、Ｄ車、Ｆ車、Ｇ車、Ｗ車などがおおむね保舵特性が劣るものであった。このようにして、トルクヒス幅を評価指標とすることにより、保舵特性を良好に評価することができる。
【００６２】
次に、戻り特性の評価について説明する。
【００６３】
戻り特性の評価については、操舵トルクと操舵角とが描くリサージュ曲線における操舵角減少過程での原点への向きの度合いを評価指標とする。具体的には、操舵トルクと操舵角との関係を示すリサージュ曲線における操舵角の最大値から操舵角が０になるまでの間の部分の傾きを利用する。ここでは、リサージュ曲線における操舵角の最大値から操舵角が０になるまでの間の部分に直線を重ね合わせ、その重なりが最も多くなる直線の延長線（以下、「基準線」という）ＬがＹ軸と重なる点のＹ座標を求め、原点との距離を求める。
【００６４】
基準線ＬおよびＹ軸の交点と、原点との距離が近いとき、操舵トルクの減少に合わせて操舵角が減少する際に、操舵トルクが０となったときの操舵角が０となる方向に近づいていることになる。したがって、戻り特性に優れることになる。
【００６５】
ここで、Ｂ車、Ｖ車、およびＤ車のそれぞれにおける戻り特性を評価するためのリサージュ曲線Ｒおよび基準線Ｌを求めた。それらの結果をそれぞれ図１７（ａ）〜（ｃ）に示す。
【００６６】
図１７（ａ）に示すように、Ｂ車のリサージュ曲線Ｒにおいては、基準線ＬとＹ軸との交点は、原点にきわめて近い位置となった。この結果、Ｂ車は、戻り特性に優れることが分かる。また、図１７（ｂ）に示すように、Ｖ車のリサージュ曲線Ｒでは、基準線ＬとＹ軸との交点は、Ｙ座標が０より大きくなった。さらに、図１７（ｃ）に示すように、Ｄ車のリサージュ曲線Ｒでは、基準線ＬとＹ軸との交点は、Ｙ座標が０より小さくなった。この結果から、Ｖ車およびＤ車の戻り特性は低いものであることが分かる。
【００６７】
このように、操舵トルクと操舵角とが描くリサージュ曲線における操舵角減少過程での原点への向きの度合いを評価指標とすることにより、戻り特性を評価することができる。
【００６８】
以上の実施形態においては、所定の操舵トルクを操舵機構に付与し、操舵トルクに対して変化する操舵角の特性を用いて操舵特性の評価を行っている。これに対して、操舵角に代えて、操舵機構（車両）に掛かるヨーレートを用いて操舵特性の評価を行うこともできる。以下、ヨーレートを用いた操舵特性の評価について説明する。
【００６９】
ヨーレートを用いた操舵特性の評価を行うにあたり、車両にはヨーレートセンサが取り付けられる。このヨーレートセンサを用いて操舵機構（車両）に掛かるヨーレートを検出し、制御装置に検出したヨーレートを送信する。
【００７０】
制御装置には、電動モータがステアリングシャフトに付与する操舵トルクの大きさの経時変化を示す波形、本実施形態では正弦波が記憶されている。制御装置は、電動モータが正弦波の波形で操舵トルクをステアリングシャフトに付与するように、電動モータに対して信号を出力している。
【００７１】
制御装置では、ヨーレートセンサから出力されたヨーレートの経時変化をグラフ化しており、このヨーレートの経時変化が示す波形から操舵トルクとヨーレートとの関係をグラフ化している。この操舵トルクと操舵角との関係から、車両の諸所の操舵特性を評価している。
【００７２】
次に、操舵トルクを正弦波状に入力した場合におけるヨーレートの変化を図１８に示す。図１８に示すように、入力した操舵トルクと、操舵トルクに対するヨーレートとの関係を見てみると、図４（ａ）（ｂ）に示す操舵トルクと操舵角との関係と近い関係となっている。このことから、操舵トルクとヨーレートとの関係によっても、操舵特性を評価することができる。
【００７３】
この結果から、操舵の円滑性の評価を行うにあたっては、操舵トルクを正弦波状に入力した場合に対応するヨーレートの経時変化を表す波形について、図５から図６に示すグラフに表される波形のフーリエ展開と同様の処理を行うことによって高次成分を求める。こうしてフーリエ展開を行って得られた高次成分について評価を行うことにより、操舵の円滑性の評価を行うことができる。
【００７４】
次に、中立付近での手応えの評価を行うにあたっては、図１８に示すグラフについて、操舵トルクおよびヨーレートが０の時点（中立点）からの立ち上がり特性を評価する。この評価にあたっては、中立付近での手応えの指標として、操舵トルクとヨーレートとの関係で表されるリサージュ曲線に交わるまでの立ち上がり部分の曲線であるフィッティング曲線を利用する。このフィッティング曲線についての上記（１）式における係数ａ，ｂを、中立付近での手応えの指標とする。この指標となる係数ａ，ｂを用いることにより、操舵トルクと操舵角との関係と同様にして、中立付近での手応えの指標とすることができる。
【００７５】
続いて、立ち上がり操舵特性の円滑性の評価を行うにあたっては、中立付近での手応えの評価指標と同様、フィッティング曲線を用いる。ここでは、操舵トルクおよびヨーレートが０の時点からの立ち上がり特性と、操舵トルクおよびヨーレートが０の時点から、ヨーレートの最大値までの特性とを、立ち上がり操舵特性の円滑性の指標とする。
【００７６】
操舵トルクおよびヨーレートが０の時点からの立ち上がり特性としては、中立付近での手応えを評価する場合と同様にしてフィッティング曲線を重ね合わせ、上記（２）式における係数ａ１，ｂ１を求める。また、操舵トルクおよびヨーレートが０の時点から、ヨーレートの最大値までの特性としては、操舵トルクおよびヨーレートが０の時点から、ヨーレートが最大となる点までを示す曲線を、上記（２）式に当て嵌めて係数ａ２，ｂ２を求める。これらの係数を指標として用いることにより、操舵トルクと操舵角との関係と同様にして、立ち上がり操舵特性の円滑性の評価を行うことができる。
【００７７】
次に、保舵特性の評価について説明する。保舵特性を評価するにあたっては、ヨーレートが最大値となる付近における操舵トルクとヨーレートとが描くリサージュ曲線におけるヨーレートの最大値付近に対応する操舵トルク幅の特性を指標として利用する。ここでは、ヨーレートが最大値となる点から、操舵トルクに対するヨーレートが急減する点までのヨーレートがほぼ一定となるトルク幅（以下、「トルクヒス幅」という）ＴＨが大きいほど保舵特性に優れると考えられる。このトルクヒス幅ＴＨの間における操舵トルクが保舵トルクとなるので、トルクヒス幅ＴＨを指標とすることにより、操舵トルクと操舵角との関係と同様に、保舵特性を良好に評価することができる。
【００７８】
さらに、戻り特性の評価については、操舵トルクとヨーレートとが描くリサージュ曲線におけるヨーレートの減少過程での原点への向きの度合いを評価指標とする。操舵トルクとヨーレートとの関係を示すリサージュ曲線におけるヨーレートの最大値からヨーレートが０になるまでの間の部分の傾きを利用する。リサージュ曲線におけるヨーレートの最大値からヨーレートが０になるまでの間の部分に直線を重ね合わせ、その重なりが最も多くなる直線の延長線（基準線）がＹ軸と重なる点のＹ座標を求め、原点との距離を求める。そして、その距離が近いほど戻り特性に優れると評価する。このように評価することにより、操舵トルクと操舵角との関係と同様に、戻り特性を良好に評価することができる。
【００７９】
また、上記の実施形態では、正弦波状の波形に変化する操舵トルクと操舵機構に掛かるヨーレートとの関係により操舵特性の評価を行っているが、正弦波状の波形に変化する操舵トルクと操舵機構（車両）に掛かる横加速度との関係も同様なものとなる。したがって、操舵トルクと操舵機構に掛かる横加速度との関係を用いて操舵特性の評価を行った場合でも、同様に良好な評価を行うことができる。
【００８０】
ここまで、正弦波状の波形に変化する操舵トルクと操舵角との関係、また、その操舵トルクとヨーレートとの関係に基づいて車両の操舵特性を評価する方法について説明した。これに対して、正弦波状の波形に変化する操舵トルクと操舵角との関係、およびその操舵トルクとヨーレートとの関係の両方から車両の操舵特性を評価することもできる。
【００８１】
いま、図１９（ａ）に示すように、操舵トルクを正弦波状に入力した場合、図１９（ｂ）に示すように、出力となるヨーレートの経時変化は、正弦波よりもやや円滑性に欠ける形状となる。この点は、図１（ｂ）に示す操舵角の経時変化と同様となるが、両者の形状は一致するものではなく、互いに異なる形状となっている。
【００８２】
そして、同一の車両について、同一の正弦波状の操舵トルクを入力した場合における操舵トルクと操舵角との関係は図２０（ａ）に示すようになり、操舵トルクとヨーレートとの関係は図２０（ｂ）に示すようになる。これらの操舵トルクと操舵角との関係および操舵トルクとヨーレートとの関係から、車両の操舵特性を評価する。操舵トルクを入力とした場合に、操舵角とヨーレートとの双方を用いて操作特性の評価を行うことにより、操舵角のみまたはヨーレートのみで評価を行う場合と比較して、車両ごとの操舵特性の評価をさらに良好なものとすることができる。
【００８３】
具体的に、操舵特性の手応えや中立付近での手応えを評価するにあたり、フィッティング曲線を利用し、図２０（ａ）（ｂ）にそれぞれ示す操舵トルクと操舵角との関係および操舵トルクとヨーレートとの関係から、上記（１）′式を用いてフィッティングを行う。このフィッティングを行うと、操舵トルクと操舵角との関係から下記（４）式が得られ、操舵トルクとヨーレートとの関係から下記（５）式が得られる。
【００８４】
ＭＡ＝ａ１・ＭＴｂ１  ・・・（４）
ＹＲ＝ａ２・ＭＴｂ２  ・・・（５）
ここで、ＭＡ：操舵角
ＭＴ：操舵トルク
ＹＲ：ヨーレート
ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２：係数
これらの（４）式および（５）式から、下記（６）式が得られる。
【００８５】
ＹＲ＝ａ３・ＭＡｂ３＝ａ２／ａ１ｂ２／ｂ１・ＭＡｂ２／ｂ１  ・・・（６）
上記（６）式における係数ａ３，ｂ３を用いて操舵感を評価することにより、舵角に対するヨーレートを規定することになる。したがって、より厳密な操舵感の評価を行うことができる。
【００８６】
また、操舵トルクと操舵角および操舵トルクとヨーレートとの関係により操舵特性の評価を行う他、操舵トルクと操舵角および操舵トルクと横加速度との関係により操舵特性の評価を行っても、同様に良好な評価を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】（ａ）は、操舵トルクを正弦波状に入力した場合の操舵トルクの波形を示すグラフ、（ｂ）は、操舵トルクを正弦波状に入力した場合の操舵角の波形を示すグラフである。
【図２】（ａ）は、操舵角を正弦波状に入力した場合の操舵トルクの波形を示すグラフ、（ｂ）は、操舵角を正弦波状に入力した場合の操舵角の波形を示すグラフである。
【図３】（ａ）は、Ｂ車について操舵角を正弦波状に入力した場合の操舵角と操舵トルクとの関係を示すグラフ、（ｂ）は、Ｆ車について操舵角を正弦波状に入力した場合の操舵角と操舵トルクとの関係を示すグラフである。
【図４】（ａ）は、Ｂ車について操舵トルクを正弦波状に入力した場合の操舵角と操舵トルクとの関係を示すグラフ、（ｂ）は、Ｆ車について操舵トルクを正弦波状に入力した場合の操舵角と操舵トルクとの関係を示すグラフである。
【図５】操舵角の時間変化の波形を示すグラフである。
【図６】（ａ）は、図５に示す波形の一次成分を示すグラフ、（ｂ）は、その二次成分を示すグラフ、・・・（ｎ）は、そのｎ次成分を示すグラフである。
【図７】実験を行った各車における操舵角の低周波成分と高周波成分とをまとめて示す図である。
【図８】操舵トルクと操舵角との関係で表されるリサージュ曲線とフィッティング曲線との交わり部分を示すグラフである。
【図９】実験を行った各車におけるフィッティング曲線のａの値とｂ値とをまとめて示す図である。
【図１０】（ａ）は、イ車におけるリサージュ曲線とフィッティング曲線との交わり部分を示すグラフ、（ｂ）は、イ車における操舵トルクおよび操舵角が０の時点から、リサージュ曲線における操舵角が最大となる点までに沿った曲線を示すグラフである。
【図１１】（ａ）は、ロ車におけるリサージュ曲線とフィッティング曲線との交わり部分を示すグラフ、（ｂ）は、ロ車における操舵トルクおよび操舵角が０の時点から、リサージュ曲線における操舵角が最大となる点までに沿った曲線を示すグラフである。
【図１２】実験を行った各車におけるフィッティング曲線（ａ１，ｂ１）から（ａ２，ｂ２）への移動距離を示す図である。
【図１３】リサージュ曲線中におけるトルクヒス幅を説明するグラフである。
【図１４】（ａ）は、Ｗ車のトルクヒス幅を示すグラフ、（ｂ）は、Ｖ車のトルクヒス幅を示すグラフである。
【図１５】（ａ）は、Ｘ車のトルクヒス幅を示すグラフ、（ｂ）は、Ｄ車のトルクヒス幅を示すグラフである。
【図１６】実験を行った各車における操舵トルクとトルクヒス幅との関係を示す表である。
【図１７】（ａ）は、Ｂ車のリサージュ曲線と基準線Ｌとを示すグラフ、（ｂ）は、Ｖ車のリサージュ曲線と基準線Ｌとを示すグラフ、（ｃ）は、ＤＢ車のリサージュ曲線と基準線Ｌとを示すグラフである。
【図１８】操舵トルクを正弦波状に入力した場合のヨーレートと操舵トルクとの関係の例を示すグラフである。
【図１９】（ａ）は、操舵トルクを正弦波状に入力した場合の操舵トルクの波形を示すグラフ、（ｂ）は、操舵トルクを正弦波状に入力した場合のヨーレートの波形を示すグラフである。
【図２０】（ａ）は、正弦波状の操舵トルクを入力した場合における操舵トルクと操舵角との関係を示すグラフ、（ｂ）は、（ａ）と同一の車両について同一の操舵トルクを入力した場合における操舵トルクとヨーレートとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８８】
ＨＴ…保舵トルク、Ｌ…基準線、Ｒ…リサージュ曲線、ＲＦ…フィッティング曲線、ＴＨ…トルクヒス幅、ＴＭ…操舵トルク最大値。
【図１】
2006145517.tif 000002
【図２】
2006145517.tif 000003
【図３】
2006145517.tif 000004
【図４】
2006145517.tif 000005
【図５】
2006145517.tif 000006
【図６】
2006145517.tif 000007
【図７】
2006145517.tif 000008
【図８】
2006145517.tif 000009
【図９】
2006145517.tif 000010
【図１０】
2006145517.tif 000011
【図１１】
2006145517.tif 000012
【図１２】
2006145517.tif 000013
【図１３】
2006145517.tif 000014
【図１４】
2006145517.tif 000015
【図１５】
2006145517.tif 000016
【図１６】
2006145517.tif 000017
【図１７】
2006145517.tif 000018
【図１８】
2006145517.tif 000019
【図１９】
2006145517.tif 000020
【図２０】
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