(57)【要約】【課題】  運転者の得手／不得手な操舵方向を高精度に判定することができる操舵補助装置及び操舵特性判定装置を提供することを課題とする。【解決手段】  操舵状態に応じて操舵補助力を出力する操舵補助装置において、車両の操舵角速度を検出する操舵角速度検出手段４と、車両の操舵方向を検出する操舵方向検出手段４と、操舵角速度検出手段４で検出した操舵角速度が大きい操舵方向より小さい操舵方向に大きな操舵補助力を出力する操舵補助力出力手段５，６とを備えることを特徴とする。特に、左右の操舵方向において各操舵方向の平均操舵角速度に対する最大操舵角速度が大きい操舵方向より小さい操舵方向に大きな操舵補助力を出力するように構成すると好適である。【選択図】  図１
2006062619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の操舵角速度を検出する操舵角速度検出手段と、
車両の操舵方向を検出する操舵方向検出手段と、
前記操舵角速度検出手段で検出した操舵角速度が大きい操舵方向より小さい操舵方向に大きな操舵補助力を出力する操舵補助力出力手段と
を備えることを特徴とする操舵補助装置。
【請求項２】
前記操舵補助力出力手段は、左右の操舵方向において各操舵方向の平均操舵角速度に対する最大操舵角速度が大きい操舵方向より小さい操舵方向に大きな操舵補助力を出力することを特徴とする請求項１に記載する操舵補助装置。
【請求項３】
前記操舵補助力出力手段は、操舵角速度が小さいときより大きいときに大きな操舵補助力を出力することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載する操舵補助装置。
【請求項４】
前記操舵補助力出力手段は、右方向の操舵角速度と左方向の操舵角速度との差が小さいときより大きいときに大きな操舵補助力を出力することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載する操舵補助装置。
【請求項５】
車両の操舵角速度を検出する操舵角速度検出手段と、
車両の操舵方向を検出する操舵方向検出手段と、
左右の操舵方向において各操舵方向の平均操舵角速度に対する最大操舵角速度が小さい操舵方向を操舵困難方向と判定する判定手段と
を備えることを特徴とする操舵特性判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、利き腕等による得手／不得手な操舵方向を判定する操舵補助装置及び操舵特性判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車を操舵する場合、利き腕によって得手な操舵方向と不得手な操舵方向がある。しかし、従来のパワーステアリング装置では、利き腕を判定するような機能を備えていないので、得手／不得手にかかわらずどちらの方向の操舵に対しても同様の操舵アシストを行っている。そのため、緊急回避等の急操舵が必要な場合、不得手方向の操舵では、得手方向の操舵に比べて操舵が遅くなり、目標操舵角に到達するのが遅れてしまう場合がある。また、操舵トルクセンサにより操舵トルクを検出し、操舵トルクに基づいて利き腕を判定する技術が開発されている（特許文献１参照）。この判定された利き腕は車線逸脱警報装置に利用されており、利き腕と逆方向に車線を逸脱する場合には警報開始タイミングを早くしている。
【特許文献１】特開２００２−６３６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
操舵トルクセンサは、トーションバーによってステアリング系における入力側と出力側との捩れを検出し、その捩れから操舵トルクを検出している。そのため、操舵トルクセンサによって検出される操舵トルクは、運転者によるステアリングホイールから入力される操舵トルク以外にも、パワーステアリング装置による操舵アシストトルクや路面反力による車輪を介して入力されるトルク等の影響も受ける。つまり、操舵トルクセンサでは、運転者によって入力される操舵トルクのみを検出できない。そのため、検出された操舵トルクは運転者の操舵特性を正確に表していないので、操舵トルクに基づく利き腕の判定精度は低い。したがって、この判定された利き腕（ひいては、運転者の得手／不得手な操舵方向）を利用して、操舵アシスト制御等の各種制御を適切に行うことはできない。
【０００４】
そこで、本発明は、運転者の得手／不得手な操舵方向を高精度に判定することができる操舵補助装置及び操舵特性判定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る操舵補助装置は、車両の操舵角速度を検出する操舵角速度検出手段と、車両の操舵方向を検出する操舵方向検出手段と、操舵角速度検出手段で検出した操舵角速度が大きい操舵方向より小さい操舵方向に大きな操舵補助力を出力する操舵補助力出力手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
この操舵補助装置では、操舵角速度検出手段により運転者の操舵操作による操舵角速度を検出するとともに、操舵方向検出手段によりその操舵操作による操舵方向を検出する。この検出される操舵角速度は、運転者による操舵操作のみに応じて変化し、路面反力等の他の影響を受けない。そして、操舵補助装置では、左右の操舵方向における操舵角速度の大きさを比較し、操舵角速度の大きい操舵方向より小さい操舵方向を運転者にとって操舵が不得手な方向と判定する。つまり、運転者の操舵操作において右方向と左方向のどちらの方向のときの操舵が遅いかを判定し、その遅い回転方向の操舵を運転者にとって操舵をやり難い方向（運転者にとって不得手な操舵方向）とする。このように左右の操舵方向で操舵角速度に差が生じるのは、運転者にとっては操舵操作の押し動作より引き動作のほうが難しい動作だからであり、例えば、運転者が右利きの場合、運転者から見てステアリングホイールを時計回りに回転させたときには反時計回りに回転させたときより操舵が遅くなる。特に、この傾向は、筋力の少ない女性に顕著である。そして、操舵補助装置では、運転者にとって操舵が不得手な方向への操舵とその逆方向への操舵が同様の操舵状態となるように（つまり、不得手な方向への操舵がその逆方向への操舵に比べて遅くならないように）、操舵補助力出力手段により操舵角速度が大きい操舵方向より小さい操舵方向に大きな操舵補助力を出力する。そのため、この操舵補助装置では、得手／不得手な操舵方向に関係なく、左右方向で同等の操舵が可能となる。また、不得手方向に操舵された場合にその方向とは逆方向に操舵されたときより大きな操舵補助力を付加するので、不得手方向の操舵にかかわらず、緊急回避等の急操舵が必要な場合でも、得手方向の操舵に比べて操舵が遅くなるようなことなく、回避性能が向上する。なお、上記したように運転者の利き腕によって得手／不得手な操舵方向が生じる場合以外にも、運転者の腕等の身体の障害による影響によって得手／不得手な操舵方向が生じる場合にも本発明によって得手／不得手な操舵方向を高精度に判定することができる。
【０００７】
本発明の上記操舵補助装置では、前記操舵補助力出力手段は、左右の操舵方向において各操舵方向の平均操舵角速度に対する最大操舵角速度が大きい操舵方向より小さい操舵方向に大きな操舵補助力を出力するように構成すると好適である。
【０００８】
この操舵補助装置では、左右の操舵方向における各操舵方向の平均操舵角速度に対する最大操舵角速度を比較し、平均操舵角速度に対する最大操舵角速度の小さい操舵方向を不得手方向と判定する。このように、操舵補助装置では、平均操舵角速度と最大操舵角速度との関係から判定することにより、運転者にとって得手／不得手な操舵方向を更に高精度に判定できる。例えば、車両が左側通行の場合、左旋回は右旋回に比べて旋回半径が小さいので、左方向の操舵のほうが操舵角速度が速くなる傾向があり、一方、車両が右側通行の場合、右旋回は左旋回に比べて旋回半径が小さいので、右方向の操舵のほうが操舵角速度が速くなる傾向がある。このように、左側通行、右側通行に応じて操舵角速度に所定の傾向がでるような場合でも、判定する際に平均操舵角速度を考慮することにより、左側通行、右側通行に関係なく、運転者の得手／不得手な操舵方向を正確に判定できる。
【０００９】
本発明の上記操舵補助装置では、操舵補助力出力手段は、操舵角速度が小さいときより大きいときに大きな操舵補助力を出力するようにしてもよい。
【００１０】
この操舵補助装置では、不得手な方向に操舵された場合、操舵角速度が小さいときより大きいときに大きな操舵補助力を出力する。つまり、操舵角速度が大きいほど、急操舵なので、素早い操舵が必要となる。そこで、急操舵の場合に運転者にとって不得手な操舵方向のときには、得手な操舵方向より大きな操舵補助力を出力し、回避性能を向上させる。
【００１１】
本発明の上記操舵補助装置では、操舵補助力出力手段は、右方向の操舵角速度と左方向の操舵角速度との差が小さいときより大きいときに大きな操舵補助力を出力するようにしてもよい。
【００１２】
この操舵補助装置では、不得手な方向に操舵された場合、右方向と左方向の操舵角速度の差が小さいときより大きいときに大きな操舵補助力を出力する。つまり、操舵角速度が大きいほど、運転者にとっての得手方向の操舵と不得手方向の操舵の速さの差が大きい。そこで、その差を極力無くすために、左右の操舵角速度の差に応じて操舵補助力を出力する。これにより、左右方向の操舵に特に差が発生する可能性がある片方の腕等に障害がある人が運転する場合でも、健常な人が運転する場合に近い操舵が可能となる。
【００１３】
本発明に係る操舵特性判定装置は、車両の操舵角速度を検出する操舵角速度検出手段と、車両の操舵方向を検出する操舵方向検出手段と、左右の操舵方向において各操舵方向の平均操舵角速度に対する最大操舵角速度が小さい操舵方向を操舵困難方向と判定する判定手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
この操舵特性判定装置では、操舵角速度検出手段により運転者の操舵操作による操舵角速度を検出するとともに、操舵方向検出手段によりその操舵操作による操舵方向を検出する。そして、操舵特性判定装置では、判定手段により左右の各操舵方向における平均操舵角速度に対する最大操舵角速度を比較し、平均操舵角速度に対する最大操舵角速度の小さい操舵方向を操舵困難方向と判定する。つまり、運転者の操舵操作において右方向と左方向のどちらの方向のときの操舵が遅いかを判定し、その遅い回転方向の操舵を運転者にとって操舵をやり難い方向とする。この操舵特性判定装置では、運転者による入力によってのみ変化する操舵角速度を用いて操舵困難方向を判定しているので、運転者の得手／不得手な操舵方向を高精度に判定することができる。さらに、この操舵特性判定装置では、平均操舵角速度と最大操舵角速度との関係から操舵困難方向を判定することにより、得手／不得手な操舵方向を高精度に判定できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、操舵角速度を用いて運転者の得手／不得手な操舵方向を判定することにより、運転者の得手／不得手な操舵方向を高精度に判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明に係る操舵補助装置及び操舵特性判定装置の実施の形態を説明する。
【００１７】
本実施の形態では、本発明に係る操舵補助装置を、電動式パワーステアリング装置に適用する。本実施の形態に係る電動式パワーステアリング装置は、本発明に係る操舵特性判定装置に相当する利き腕を判定する機能を備えている。本実施の形態に係る電動式パワーステアリング装置では、運転者の利き腕を判定し、操舵方向が利き腕側の方向の場合には通常の操舵アシストトルクに不得手操舵アシストトルクを付加する。なお、本実施の形態では、操舵角、操舵角速度や操舵トルクの方向を正負で表し、正値を右方向とし、負値を左方向とする。
【００１８】
図１〜図３を参照して、電動式パワーステアリング装置１の構成について説明する。図1は、本実施の形態に係る電動式パワーステアリング装置の構成図である。図２は、各操舵方向における平均操舵角速度と最大操舵角速度との関係を示す実験結果の一例である。図３は、各操舵方向における本実施の形態に係る平均操舵角速度（ｄＭＡ＿ａｖｅ）と最大操舵角速度（ｄＭＡ＿ｍａｘ）との関係を示す分布図の一例である。
【００１９】
電動式パワーステアリング装置１の構成について説明する前、図２を参照して、利き腕と操舵角速度の関係について説明する。図２は、横軸が平均操舵角速度であり、縦軸が最大操舵角速度であり、一般的な男性と女性が実際に運転したときの様々な操舵毎の平均操舵角速度と最大操舵角速度との関係をプロットした実験結果を示している。平均操舵角速度は、左方向又は右方向の一回の操舵における操舵開始時から終了時までの時間とステアリングホイールに入力された操舵角を検出し、その検出した操舵角を時間で除算した値である。最大操舵角速度は、左方向又は右方向の一回の操舵における操舵開始時から終了時までにおいて一定時間毎に瞬間の操舵角速度を検出し、その検出した操舵角速度のうちの最大の操舵角速度である。
【００２０】
図２に示す各分布点は、白の三角印が男性の右方向の操舵であり、黒の三角印が男性の左方向の操舵であり、白の丸印が女性の右方向の操舵であり、黒の丸印が女性の左方向の操舵である。図２から判るように、平均操舵角速度に対する最大操舵角速度の分布は、右方向の操舵と左方向の操舵にそれぞれ傾向があり、指数関数にそれぞれ当てはめることができる。図２には、各方向の操舵の分布から求めた指数関数（＝ａ×ｅｘｐ（ｂｘ））のグラフも示しており、破線が男性の右方向の操舵であり、実線が男性の左方向の操舵であり、二点鎖線が女性の右方向の操舵であり、一点鎖線が女性の左方向の操舵である。
【００２１】
この実験結果から判るように、男性、女性共に、右方向の操舵と左方向の操舵において平均操舵角速度に対する最大操舵角速度の分布に差がある。男性の場合には右方向の操舵が速く、女性の場合には左方向の操舵が速い。特に、この差は、操舵角速度が大きいほど（すなわち、急操舵ほど）顕著であり、筋力の少ない女性ほど顕著である。一般的に、ステアリングホイールの操舵において、引き動作と押し動作を比較すると、引き動作のほうが難しい。そのため、利き腕が右腕の場合には左方向の操舵が速くなり、利き腕が左腕の場合には右方向の操舵が速くなる。この実験結果もそのことを実証しており、右方向の操舵が速い男性は利き腕が左腕であり、左方向の操舵が速い女性は利き腕が右腕であった。このように、利き腕によって操舵の速さに差が生じ、特に、急操舵時にその傾向が強い。そこで、電動式パワーステアリング装置１では、急操舵時にその差を極力抑えるような制御を行う。
【００２２】
それでは、電動式パワーステアリング装置１の構成について説明する。電動式パワーステアリング装置１は、車両の各種状態に応じて操舵アシストトルクを設定し、その操舵アシストトルクをステアリング系に与える。特に、電動式パワーステアリング装置１では、運転者の利き腕を判定し、急操舵時に利き腕側の方向に操舵された場合には不得手操舵アシストトルクを設定し、その不得手操舵アシストトルクを操舵アシストトルクに加味する。そのために、電動式パワーステアリング装置１は、操舵トルクセンサ２、車速センサ３、操舵角速度センサ４、モータ５、ＥＣＵ[Electronic Control Unit]６等を備えている。
【００２３】
なお、本実施の形態では操舵角速度センサ４が特許請求の範囲に記載する操舵角速度検出手段及び操舵方向検出手段に相当し、ＥＣＵ６が特許請求の範囲に記載する判定手段に相当し、モータ５及びＥＣＵ６が特許請求の範囲に記載する操舵補助力出力手段に相当する。
【００２４】
操舵トルクセンサ２は、操舵トルクの方向と大きさを検出するセンサである。操舵トルクセンサ２では、その方向と大きさを示す操舵トルク信号ＴＳをＥＣＵ６に送信する。車速センサ３は、４輪に各々設けられ、各車輪の回転速度を検出するセンサである。車速センサ３は、その検出値を示す車速信号ＳＳをＥＣＵ６に送信する。なお、ＥＣＵ６において各輪の回転速度に基づいて車速を演算するが、車速センサ３以外の他の車速センサを用いてもよい。操舵角速度センサ４は、ステアリングホイールから入力された操舵角速度の方向と大きさを検出するセンサである。操舵角速度センサ４では、その方向と大きさを示す操舵角速度信号ＡＳをＥＣＵ６に送信する。操舵角速度センサ４はステアリングホイールに連結するステアリングシャフトの回転を検出しているので、検出される操舵角速度は、操舵アシストトルクや路面反力等の影響を受けることなく、運転者によって入力された操舵特性のみを正確に表している。
【００２５】
モータ５は、ＥＣＵ６に接続され、ＥＣＵ６によって制御された制御電流ＣＩが供給される。そして、モータ５では、制御電流ＣＩに応じた方向に回転駆動し、制御電流ＣＩに応じた回転トルクを発生する。ちなみに、モータ５には電流センサ（図示せず）や電圧センサ（図示せず）が設けられ、モータ電流やモータ電圧が検出され、ＥＣＵ６に送信される。
【００２６】
ＥＣＵ６は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]、モータ駆動回路等からなる電子制御ユニットである。ＥＣＵ６では、各種センサ２，３，４からの検出信号ＴＳ，ＳＳ，ＡＳに基づいて操舵アシスト制御処理、利き腕判定処理や不得手操舵アシスト制御処理等を行い、モータ５の駆動を制御する。
【００２７】
操舵アシスト制御処理について説明する。ＥＣＵ６では、車速信号ＳＳによる車速及び操舵トルク信号ＴＳによる操舵トルク等に基づいて、基準操舵アシストトルク（方向と大きさ）ＢＡＴを設定する。この際、ＥＣＵ６では、車速信号ＳＳによる各輪の回転速度から車速を演算する。さらに、ＥＣＵ６では、不得手操舵アシストトルクＷＡＴが設定されている場合には基準操舵アシストトルクＢＡＴに不得手操舵アシストトルクＷＡＴを加算して操舵アシストトルクＡＴを設定し、不得手操舵アシストトルクＷＡＴが設定されていない場合（不得手操舵アシストトルクＷＡＴが０の場合）には基準操舵アシストトルクＢＡＴをそのまま操舵アシストトルクＡＴとして設定する。そして、ＥＣＵ６では、操舵アシストトルクＡＴの方向と大きさを発生するために必要な目標電流（方向と大きさ）を設定する。さらに、ＥＣＵ６のモータ駆動回路において、その目標電流となるように制御電流ＣＩを発生し、その発生した制御電流ＣＩをモータ５に供給する。この際、ＥＣＵ６では、目標電流となるように、モータ５に実際に流れるモータ電流に基づいてフィードバック制御を行う。
【００２８】
利き腕判定処理について説明する。ＥＣＵ６では、運転が開始する毎に、利き腕判定処理を行う。まず、ＥＣＵ６では、一定時間（サンプリング周期ｔ）毎に、操舵角速度信号ＡＳによる瞬間操舵角速度ｄＭＡを取り入れる。そして、ＥＣＵ６では、瞬間操舵角速度ｄＭＡの絶対値がサンプリング開始閾値Ａ１以上になった時点からサンプリング終了閾値Ａ２未満になるまでの操舵を１回としてサンプリングを行う。Ａ１，Ａ２は、所定の操舵角速度以上の運転者の操舵特性が表れる操舵のみをサンプリングの対象とするための閾値である。Ａ１，Ａ２は、同じ値でもよい。
【００２９】
各操舵におけるサンプリングが開始すると、ＥＣＵ６では、まず、操舵方向を判別するために、瞬間操舵角速度ｄＭＡが０より大きいかあるいは小さいかを判定する。そして、ＥＣＵ６では、瞬間操舵角速度ｄＭＡが０より大きい場合には操舵方向Ｓに０（右方向）を設定し、瞬間操舵角速度ｄＭＡが０より小さい場合には操舵方向Ｓに１（左方向）を設定する。さらに、ＥＣＵ６では、瞬間操舵角速度ｄＭＡを取り入れる毎に、サンプリング回数をカウントアップする。また、ＥＣＵ６では、サンプリングされた全ての瞬間操舵角速度ｄＭＡの中から最大値を抽出し、１回の操舵における最大操舵角速度ｄＭＡ＿ｍａｘを設定するとともに、サンプリングされた瞬間操舵角速度ｄＭＡを時間積分し、１回の操舵における操舵角ＭＡを算出する。
【００３０】
各操舵のおけるサンプリングが終了する毎に、ＥＣＵ６では、操舵角ＭＡを１回の操舵時間（サンプリング回数×サンプリング周期ｔ）で除算し、１回の操舵における平均操舵角速度ｄＭＡ＿ａｖｅを算出する。そして、ＥＣＵ６では、操舵方向（右方向又は左方向）と平均操舵角速度ｄＭＡ＿ａｖｅに対する最大操舵角速度ｄＭＡ＿ｍａｘを１セットとしてメモリ（ＲＡＭ）に記憶させる。この１セットが、各操舵方向の平均操舵角速度ｄＭＡ＿ａｖｅに対する最大操舵角速度ｄＭＡ＿ｍａｘの分布の１点である。
【００３１】
ＥＣＵ６では、上記のサンプリングをＮ回行う。Ｎは、平均操舵角速度に対する最大操舵角速度の分布から左右両方向の指数関数を求めるのに十分な回数である。ここでは、左右方向の操舵のサンプリングを合わせてＮ回としたが、各方向の操舵のサンプリングを別々にＭ回（＜Ｎ回）以上としてもよい。メモリに記憶されているＮセット分のデータをプロットした場合、図３に示すような平均操舵角速度ｄＭＡ＿ａｖｅに対する最大操舵角速度ｄＭＡ＿ｍａｘの分布となる。図３において、Ｓ＝０は右方向の操舵を示し、Ｓ＝１は左方向の操舵を示す。図３の例の場合、右方向の操舵のほうが左方向の操舵に比べて操舵が速いことが判る。
【００３２】
Ｎ回分の操舵におけるサンプリングが終了すると、ＥＣＵ６では、メモリに記憶されているＮセット分のデータから右方向のデータと左方向のデータをそれぞれ抽出する。そして、ＥＣＵ６では、右方向と左方向の操舵角速度特性を求めるために、各方向のデータの平均操舵角速度ｄＭＡ＿ａｖｅに対する最大操舵角速度ｄＭＡ＿ｍａｘの点群に対して、最小二乗法を用いて指数関数（ａ×ｅｘｐ（ｂｘ））へのフィッティングをそれぞれ行う。ここで、ＥＣＵ６では、右方向（Ｓ＝０）の操舵に対しては指数関数の係数ａ（０），ｂ（０）を求め、左方向（Ｓ＝１）の操舵に対しては指数関数の係数ａ（１），ｂ（１）を求める。ここで、右方向の操舵をプラス値としているので、指数の係数ｂ（０）はプラス値となり、指数の係数ｂ（１）はマイナス値となる。
【００３３】
そして、ＥＣＵ６では、操舵の速い操舵方向を判定するために、指数係数ｂ（０）の絶対値と指数係数ｂ（１）の絶対値とを比較する。さらに、ＥＣＵ６では、利き腕を見極めるために右方向と左方向の操舵角速度に十分な差があるかを判定するために、指数係数ｂ（０）と指数係数ｂ（１）の差の絶対値を求め、その絶対値が利き腕判別閾値Ｂ以上か否かを判定する。Ｂは、右方向と左方向の操舵角速度に利き腕と判定するために十分な差があるかを見極めるための閾値である。ここで、指数係数ｂ（０）の絶対値が大きくかつ指数係数ｂ（０）と指数係数ｂ（１）の差の絶対値が利き腕判別閾値Ｂ以上の場合、ＥＣＵ６では、左腕が利き腕と判断し、利き腕ＡＲＭに１を設定する。指数係数ｂ（１）の絶対値が大きくかつ指数係数ｂ（０）と指数係数ｂ（１）の差の絶対値が利き腕判別閾値Ｂ以上の場合、ＥＣＵ６では、右腕が利き腕と判断し、利き腕ＡＲＭに０を設定する。それ以外の場合、ＥＣＵ６では、利き腕を判別できないと判断し、利き腕ＡＲＭに２を設定する。
【００３４】
なお、利き腕側の方向への操舵は、利き腕の引き動作と利き腕とは異なる腕での押し動作になるので、運転者にとっては不得手な方向への操舵となる。一方、利き腕とは逆側の方向への操舵は、利き腕の押し動作と利き腕とは異なる腕での引き動作になるので、運転者にとっては得手な方向への操舵となる。したがって、利き腕側の方向への操舵の場合、操舵が遅くなるので、電動式パワーステアリング装置１では不得手操舵アシストトルクを付加する。
【００３５】
不得手操舵アシスト制御処理について説明する。ＥＣＵ６では、利き腕判定処理終了後、設定した利き腕ＡＲＭが０又は１かを判定する。利き腕ＡＲＭが２の場合、ＥＣＵ６では、不得手操舵アシストトルクＷＡＴを設定せず（不得手操舵アシストトルクＷＡＴを０の初期化されたままとし）、この処理を終了する。一方、利き腕ＡＲＭが０又は１の場合、ＥＣＵ６では、操舵方向が利き腕の方向のときだけ不得手操舵アシストトルクを付加するために、瞬間操舵角速度ｄＭＡに基づく操舵方向Ｓと利き腕ＡＲＭとの値が同じ値か否かを判定する。操舵方向Ｓと利き腕ＡＲＭとが共に０の場合、右腕が利き腕であり、右腕の引き動作と左腕の押し動作による右方向操舵なので、ＥＣＵ６では、不得手操舵アシストトルクを付加すると判断する。操舵方向Ｓと利き腕ＡＲＭとが共に１の場合、左腕が利き腕であり、左腕の引き動作と右腕の押し動作による左方向操舵なので、ＥＣＵ６では、不得手操舵アシストトルクを付加すると判断する。操舵方向Ｓが０で利き腕ＡＲＭが１の場合、左腕が利き腕であり、右腕の引き動作と左腕の押し動作による右方向操舵なので、ＥＣＵ６では、不得手操舵アシストトルクを付加しないと判断する。操舵方向Ｓが１で利き腕ＡＲＭが０の場合、右腕が利き腕であり、右腕の押し動作と左腕の引き動作による左方向操舵なので、ＥＣＵ６では、不得手操舵アシストトルクを付加しないと判断する。
【００３６】
不得手操舵アシストトルクを付加すると判断した場合、ＥＣＵ６では、瞬間操舵角速度ｄＭＡの絶対値がアシスト制御開始閾値Ｃ１以上になった時点からアシスト制御終了閾値Ｃ２未満になるまでの操舵中に不得手操舵アシストトルクを付加する。Ｃ１，Ｃ２は、急操舵時にのみに不得手操舵アシストトルクを付加するために、操舵角速度により急操舵時を判定するための閾値である。Ｃ１，Ｃ２は、同じ値でもよい。このように、急操舵時だけ不得手操舵アシストトルクを付加するのは、利き腕による操舵角速度の差が発生するのは操舵角速度が大きいほど顕著であり、特に、急操舵時には素早い操舵が必要となるからである。
【００３７】
不得手操舵アシストトルクを付加する場合、ＥＣＵ６では、基準トルクＢＴに不得手操舵アシスト係数γを乗算し、その乗算値を不得手操舵アシストトルクＷＡＴに設定する。不得手操舵アシスト係数γは、指数係数ｂ（０）と指数係数（１）の差の絶対値に応じて変化するゲインであり、その絶対値が大きくなるほど大きな値となる。基準トルクＢＴは、不得手操舵アシストトルクＷＡＴの基準のトルクであり、実験やシミュレーション等によって予め設定される。なお、不得手操舵アシストトルクを付加しない場合、不得手操舵アシストトルクＷＡＴは、０に初期化されている。
【００３８】
図１を参照して、電動式パワーステアリング装置１の動作について説明する。特に、ＥＣＵ６における利き腕判定処理については図４のフローチャートに沿って説明し、不得手操舵アシスト制御処理については図５のフローチャートに沿って説明する。図４は、図１のＥＣＵにおける利き腕判定処理の流れを示すフローチャートである。図５は、図１のＥＣＵにおける不得手操舵アシスト制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００３９】
運転者がステアリングホイールに操舵力を加えると、ステアリングシャフトに操舵トルクが与えられる。操舵トルクセンサ２では、この操舵トルクを検出し、ＥＣＵ６に操舵トルク信号ＴＳを送信している。また、操舵角速度センサ４では、ステアリングシャフトの回転から操舵角速度を検出し、ＥＣＵ６に操舵角速度信号ＡＳを送信している。ＥＣＵ６では、一定時間（サンプリング周期ｔ）毎に操舵角速度信号ＡＳを受信し、受信する毎に瞬間操舵角速度ｄＭＡを更新している。また、車速センサ３では、各輪の回転速度を各々検出し、ＥＣＵ６に車速信号ＳＳを各々送信している。ＥＣＵ６では、この検出した回転速度から車速を演算している。
【００４０】
ＥＣＵ６では、操舵トルク信号ＴＳによる操舵トルク及び演算した車速等に基づいて基準操舵アシストトルクＢＡＴを設定する。そして、ＥＣＵ６では、基準操舵アシストトルクＢＡＴに不得手操舵アシストトルクＷＡＴを加算して操舵アシストトルクＡＴを設定する。ちなみに、不得手操舵アシストトルクを付加しない場合、不得手操舵アシストトルクＷＡＴは０なので、操舵アシストトルクＡＴは基準操舵アシストトルクＢＡＴである。さらに、ＥＣＵ６では、操舵アシストトルクＡＴの方向と大きさを発生するために必要な目標電流を設定する。そして、ＥＣＵ６では、フィードバック制御により目標電流となるように、制御電流ＣＩをモータ５に供給する。モータ５に制御電流ＣＩが供給されると、モータ５では回転駆動し、その制御電流ＣＩに応じた回転トルクをステアリング系に付加する。そのため、ステアリング系には、ステアリングホイールに加えられた運転者による操舵トルクの他に、モータ５によるアシストトルクが与えられる。そのため、ドライバは、小さな操舵力を加えるだけでステアリングホイールを操舵することができる。
【００４１】
特に、運転が開始すると利き腕判定処理が実行され、ＥＣＵ６では、サンプリングを行う操舵の回数をカウントするためのカウンタαを１に初期化する（Ｓ１０）。そして、ＥＣＵ６では、各操舵におけるサンプリングが開始する毎に、各操舵におけるサンプリング中のサンプリング回数をカウントするためのカウンタβを１に初期化する（Ｓ１１）。続いて、ＥＣＵ６では、操舵角速度信号ＡＳによる瞬間操舵角速度ｄＭＡ（１）の絶対値がサンプリング開始閾値Ａ１以上か否かを判定し、瞬間操舵角速度ｄＭＡ（１）の絶対値がサンプリング開始閾値Ａ１以上になるまでこの判定を繰り返し実行する（Ｓ１２）。
【００４２】
瞬間操舵角速度ｄＭＡ（１）の絶対値がサンプリング開始閾値Ａ１以上になると、ＥＣＵ６では、瞬間操舵角速度ｄＭＡ（１）が０より大きい場合には操舵方向Ｓ（α）に０を設定し、瞬間操舵角速度ｄＭＡ（１）が０より小さい場合には操舵方向Ｓ（α）に１を設定する（Ｓ１３）。そして、ＥＣＵ６では、サンプリング周期ｔ毎に、瞬間操舵角速度ｄＭＡ（β）を時間積分し、操舵角Ｍ（α）を算出する（Ｓ１４）。さらに、ＥＣＵ６では、サンプリング周期ｔ毎に、最大操舵角速度ｄＭＡ＿ｍａｘ（α）を設定する（Ｓ１５）。この際、ＥＣＵ６では、最大操舵角速度ｄＭＡ＿ｍａｘ（α）の初期値として瞬間操舵角速度ｄＭＡ（１）を設定する。さらに、サンプリング周期ｔ毎に、ＥＣＵ６では、最大操舵角速度ｄＭＡ＿ｍａｘ（α）の絶対値から瞬間操舵角速度ｄＭＡ（β）の絶対値を減算し、その減算値が０以上か否かを判定する。そして、ＥＣＵ６では、減算値が０以上の場合には最大操舵角速度ｄＭＡ＿ｍａｘ（α）として前回値を維持し、減算値が０未満の場合には最大操舵角速度ｄＭＡ＿ｍａｘ（α）として瞬間操舵角速度ｄＭＡ（β）を設定する。最大操舵角速度ｄＭＡ＿ｍａｘ（α）を設定すると、ＥＣＵ６では、瞬間操舵角速度ｄＭＡ（β）の絶対値がサンプリング終了閾値Ａ２未満か否かを判定する（Ｓ１６）。瞬間操舵角速度ｄＭＡ（β）の絶対値がサンプリング終了閾値Ａ２以上の場合、ＥＣＵ６では、カウンタβを１づつカウントアップし（Ｓ１７）、Ｓ１４の処理に戻る。
【００４３】
瞬間操舵角速度ｄＭＡ（β）の絶対値がサンプリング終了閾値Ａ２未満になると（つまり、１回の操舵におけるサンプリングが終了する毎に）、ＥＣＵ６では、操舵角ＭＡ（α）を１回の操舵に要した時間Ｔ（＝サンプリング回数（カウンタβの値）×サンプリング周期ｔ）で除算し、平均操舵角速度ｄＭＡ＿ａｖｅ（α）を算出する（Ｓ１８）。さらに、ＥＣＵ６では、操舵方向Ｓ（α）と平均操舵角速度ｄＭＡ＿ａｖｅに対する最大操舵角速度ｄＭＡ＿ｍａｘを１セットとしてメモリに記憶させる（Ｓ１９）。そして、ＥＣＵ６では、カウンタαがＮになったか否かを判定する（Ｓ２０）。カウンタαがＮ未満の場合、ＥＣＵ６では、カウンタαを１づつカウントアットし（Ｓ２１）、Ｓ１１の処理に戻る。
【００４４】
カウンタαがＮになると、ＥＣＵ６では、メモリに記憶されているＮセット分のデータに基づいて、各操舵方向の平均操舵角速度ｄＭＡ＿ａｖｅに対する最大操舵角速度ｄＭＡ＿ｍａｘの分布を最小二乗法を用いて指数関数（ｙ＝ａ×ｅｘｐ（ｂｘ））にフィッティングする（Ｓ２２）。このフィッティングにより、Ｓ＝０（右方向操舵）の係数ａ（０），ｂ（０）を求め、Ｓ＝１（左方向操舵）の係数ａ（１），ｂ（１）を求める。さらに、ＥＣＵ６では、各操舵方向の指数係数ｂ（０），ｂ（１）に基づいて、利き腕ＡＲＭを設定する（Ｓ２３）。この際、ＥＣＵ６では、ｂ（０）の絶対値からｂ（１）の絶対値を減算し、その減算値が０以上か否かを判定するとともに、ｂ（０）からｂ（１）を減算し、その減算値の絶対値が利き腕判別閾値Ｂ以上か否かを判定する。ＥＣＵ６では、減算値が０以上かつ絶対値が利き腕判別閾値Ｂ以上の場合には利き腕ＡＲＭに１（左腕）を設定し、減算値が０未満かつ絶対値が利き腕判別閾値Ｂ以上の場合には利き腕ＡＲＭに０（右腕）を設定し、それ以外の場合には利き腕ＡＲＭに２を設定する。
【００４５】
利き腕ＡＲＭを設定すると不得手操舵アシスト制御処理が実行され、ＥＣＵ６では、利き腕ＡＲＭが０又は１か否かを判定する（Ｓ３０）。ＥＣＵ６では、利き腕ＡＲＭが２の場合、不得手操舵アシストトルクＷＡＴの設定を行わずに処理を終了する。この場合、ステアリング系には、操舵トルク及び車速等に基づく基準操舵アシストトルクＢＡＴのみが与えられる。
【００４６】
利き腕ＡＲＭが０又は１の場合、ＥＣＵ６では、操舵方向Ｓが利き腕ＡＲＭ側の方向かを判断するために、操舵方向Ｓと利き腕ＡＲＭとが同じ値か否かを判定する（Ｓ３１）。操舵方向Ｓと利き腕ＡＲＭが異なる値の場合、ＥＣＵ６では、操舵方向Ｓが利き腕ＡＲＭの方向となるまでＳ３１の判定を繰り返し行う。操舵方向Ｓと利き腕ＡＲＭとが同じ値の場合、ＥＣＵ６では、瞬間操舵角速度ｄＭＡの絶対値がアシスト制御開始閾値Ｃ１以上か否かを判定する（Ｓ３２）。瞬間操舵角速度ｄＭＡの絶対値がアシスト制御開始閾値Ｃ１未満の場合、ＥＣＵ６では、瞬間操舵角速度ｄＭＡの絶対値がアシスト制御開始閾値Ｃ１以上となるまでＳ３２の判定を繰り返し行う。このように、不得手操舵アシストトルクの付加は、利き腕の方向に操舵されかつ急操舵されたときにしか行われない。
【００４７】
瞬間操舵角速度ｄＭＡの絶対値がアシスト制御開始閾値Ｃ１以上になると、ＥＣＵ６では、指数係数ｂ（０），ｂ（１）により不得手操舵アシスト係数γを設定する。さらに、ＥＣＵ６では、基準トルクＢＴに不得手操舵アシスト係数γを乗算し、その乗算値を不得手操舵アシストトルクＷＡＴに設定する（Ｓ３３）。続いて、ＥＣＵ６では、瞬間操舵角速度ｄＭＡの絶対値がアシスト制御終了閾値Ｃ２未満か否かを判定する（Ｓ３４）。瞬間操舵角速度ｄＭＡの絶対値がアシスト制御終了閾値Ｃ２以上の場合、ＥＣＵ６では、瞬間操舵角速度ｄＭＡの絶対値がアシスト制御終了閾値Ｃ２未満となるまでＳ３４の判定を繰り返し行う。この間、ステアリング系には、基準操舵アシストトルクＢＡＴに不得手操舵アシストトルクＷＡＴを付加したトルクが与えられる。そのため、運転者にとっては利き腕の引き動作となる操舵方向（不得手方向）であるが、利き腕の押し動作となる操舵方向（得手方向）と同程度の速さで操舵が行われ、目標操舵角に迅速に到達する。
【００４８】
瞬間操舵角速度ｄＭＡの絶対値がアシスト制御終了閾値Ｃ２未満になると、ＥＣＵ６では、運転が終了したか否かを判定する（Ｓ３５）。運転が継続中の場合、ＥＣＵ６では、不得手操舵アシストトルクＷＡＴを０に初期化し、Ｓ３１に処理に戻る。運転が終了すると、ＥＣＵ６では、処理を終了する。
【００４９】
この電動式パワーステアリング装置１によれば、運転者の操舵特性を正確に表す操舵角速度を用いて運転者の利き腕を判定するので、利き腕（ひいては、運転者の得手／不得手な操舵方向）を高精度に判定することができる。利き腕を判定するとしているが、運転者の片方の腕に何かの障害がある場合（腕以外でもステアリングホイールを操作するのに支障をきたすような障害がある場合）、運転者の健常なほうを利き腕として判定する場合がある。したがって、利き腕を判定するだけでなく、ステアリングホイールを操作するのに支障をきたすような体の障害を判定することもできる。
【００５０】
特に、電動式パワーステアリング装置１によれば、左右の操舵方向の瞬間的な最大操舵角速度を比較するのではなく、多数の操舵における平均操舵角速度に対する最大操舵角速度の分布を利用し、左右の操舵方向の各分布から求めた指数関数を比較しているので、利き腕の判定精度が非常に高精度である。例えば、左側通行の場合には左旋回が小回りになり、右側通行の場合には右旋回が小回りになり、小回りの旋回のほうが操舵が速くなる。そのため、単純に左右の操舵方向の瞬間的な最大操舵角速度を比較した場合、左側通行の場合には左方向の操舵角速度が大きくなり、右側通行の場合には右方向の操舵角速度が大きくなる場合がある。しかし、平均操舵角速度に対する最大操舵角速度の分布を利用することにより、運転者の操舵特性を正確に検出でき、利き腕判定から左側通行や右側通行による影響を排除できる。
【００５１】
また、電動式パワーステアリング装置１によれば、急操舵時に不得手な方向の操舵の場合にのみ不得手操舵アシストトルクを付加するので、急操舵が必要となる緊急回避時の回避性能が向上する。さらに、電動式パワーステアリング装置１によれば、左方向と右方向の操舵角速度の差が大きいほど大きな不得手操舵アシストトルクを付加するので、急操舵時には不得手な方向への操舵が得手な方向への操舵と同程度の速さとなる。特に、左右の操舵に特に差が発生する可能性がある片方の腕に障害がある人あるいは筋力の少ない女性が運転する場合でも、右方向と左方向の操舵の速さの差が殆どなくなる。
【００５２】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
【００５３】
例えば、本実施の形態では電動式パワーステアリング装置に適用したが、油圧式のパワーステアリング装置等の他の操舵補助装置にも適用可能であり、車線逸脱警報装置等の利き腕の情報を必要とする他の装置にも適用可能である。また、本実施の形態では、電動式パワーステアリング装置に利き腕を判定する機能（操舵特性判定装置）を具備する構成としたが、利き腕判定装置や操舵困難方向検出装置等の操舵特性判定装置単体で構成してもよい。
【００５４】
また、本実施の形態では、左右の操舵方向における平均操舵角速度に対する最大操舵角速度の分布から操舵困難方向（実際には、利き腕）を判定する構成としたが、左右の操舵方向における操舵角速度の大きさを比較することにより操舵困難方向を判定する構成としてもよい。
【００５５】
また、本実施の形態では、平均操舵角速度に対する最大操舵角速度の分布から操舵困難方向を判定する際にその分布の傾向を表す指数関数を求める構成としたが、その分布の傾向を表すことができるのなら、一次関数や二次関数等の他の関数を求める構成としてもよい。
【００５６】
また、本実施の形態では利き腕側に操舵された場合に通常の操舵アシストトルクに不得手操舵アシストトルクを加える構成としたが、利き腕とは逆側に操舵された場合に通常の操舵アシストトルクから得手操舵アシストトルクを減らす構成としてもよい。
【００５７】
また、本実施の形態では運転が開始する毎に運転者の利き腕を判定し、その判定した利き腕に基づいて不得手操舵アシストトルクを付加する構成としたが、運転者が変わる毎にその運転者の利き腕を判定し、運転者別の利き腕マップを作成し、既にマップに登録されている運転者が運転する場合にはそのマップに基づいて不得手操舵アシストトルクを付加する構成としてもよい。
【００５８】
また、本実施の形態では急操舵時に不得手操舵アシストトルクを付加する構成としたが、右方向の操舵と左方向の操舵とに差がでる操舵角速度以上で不得手操舵アシストトルクを付加する構成としてもよい。さらに、右方向の操舵と左方向の操舵との操舵角速度差に応じて不得手操舵アシストトルクを設定するようにしてもよい。
【００５９】
また、本実施の形態では、不得手操舵アシストトルクを求める際の基準トルクを一定値とする構成としたが、操舵角速度が大きいほど基準トルク（ひいては、不得手操舵アシストトルク）を大きくする構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本実施の形態に係る電動式パワーステアリング装置の構成図である。
【図２】各操舵方向における平均操舵角速度と最大操舵角速度との関係を示す実験結果の一例である。
【図３】本実施の形態に係る各操舵方向における平均操舵角速度（ｄＭＡ＿ａｖｅ）と最大操舵角速度（ｄＭＡ＿ｍａｘ）との関係を示す分布図の一例である。
【図４】図１のＥＣＵにおける利き腕判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】図１のＥＣＵにおける不得手操舵アシスト制御処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６１】
１…電動式パワーステアリング装置、２…操舵トルクセンサ、３…車速センサ、４…操舵角速度センサ、５…モータ、６…ＥＣＵ
【図１】
2006062619.tif 000003
【図２】
2006062619.tif 000004
【図３】
2006062619.tif 000005
【図４】
2006062619.tif 000006
【図５】
2006062619.tif 000007