(57)【要約】【課題】ドライバにとって快適な車両運動を実現することができるようにする。【解決手段】操舵トルクセンサ１２によって、ドライバの操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する。操舵初期状態である場合、車両運動目標設定部２８によって、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、ドライバの視覚情報に基づく車両運動の知覚いき値とが対応した操舵トルクと車両運動との対応関係に基づいて、検出された操舵トルクに対応する車両運動を目標値として設定する。舵角目標算出部３０によって、車両運動の目標値を実現する前輪の転舵角の目標値を算出する。舵角制御部３２によって、前輪の転舵角の目標値が実現されるように、舵角アクチュエータ２２の作動を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライバの操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記ステアリングの中立状態から前記ステアリングが操舵されたときに、ドライバの前記操舵トルクの知覚いき値と、ドライバの視覚情報に基づく車両運動の知覚いき値を含む所定範囲内の値とが対応した前記操舵トルクと前記車両運動との対応関係に基づいて、前記検出された操舵トルクに対応する前記車両運動を目標値として設定する目標車両運動設定手段と、
前記目標車両運動設定手段によって設定された車両運動の目標値が実現されるように、車輪の転舵角を制御する転舵角制御手段と、
を含む車両制御装置。
【請求項２】
ドライバの操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記ステアリングの中立状態から前記ステアリングが操舵されたときに、ドライバの前記操舵トルクの知覚いき値と、車両の進行方向と目標到達点の方向との偏角の変化量の知覚いき値を含む所定範囲内の値とが対応するように定められた、前記操舵トルクと車両運動との対応関係に基づいて、前記検出された操舵トルクに対応する前記車両運動を目標値として設定する目標車両運動設定手段と、
前記目標車両運動設定手段によって設定された車両運動の目標値が実現されるように、車輪の転舵角を制御する転舵角制御手段と、
を含む車両制御装置。
【請求項３】
前記目標車両運動設定手段は、前記操舵トルクと前記車両運動との対応関係を表わす式に基づいて、前記検出された操舵トルクに対応する前記車両運動を算出して、前記目標値として設定する請求項１又は２記載の車両制御装置。
【請求項４】
操作者の操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記ステアリングの中立状態から前記ステアリングが操舵されたときに、操作者の前記操舵トルクの知覚いき値と、ドライバの視覚情報に基づく車両運動の知覚いき値を含む所定範囲内の値とが対応した前記操舵トルクと前記車両運動との対応関係に基づいて、前記検出された操舵トルクに対応する前記車両運動を設定する目標車両運動設定手段と、
前記目標車両運動設定手段によって設定された車両運動を模擬した、ドライバからの視界を表わす映像を、表示装置に表示させる表示制御手段と、
を含む車両模擬装置。
【請求項５】
操作者の操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記ステアリングの中立状態から前記ステアリングが操舵されたときに、操作者の前記操舵トルクの知覚いき値と、車両の進行方向と目標到達点の方向との偏角の変化量の知覚いき値を含む所定範囲内の値とが対応するように定められた、前記操舵トルクと車両運動との対応関係に基づいて、前記検出された操舵トルクに対応する前記車両運動を設定する目標車両運動設定手段と、
前記目標車両運動設定手段によって設定された車両運動を模擬した、ドライバからの視界を表わす映像を、表示装置に表示させる表示制御手段と、
を含む車両模擬装置。
【請求項６】
前記目標車両運動設定手段は、前記操舵トルクと前記車両運動との対応関係を表わす式に基づいて、前記検出された操舵トルクに対応する前記車両運動を算出して設定する請求項４又は５記載の車両模擬装置。
【請求項７】
ドライバの操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記ステアリングの中立状態から前記ステアリングが操舵されたときに、ドライバの前記操舵トルクの対数に比例する操舵トルク感覚量と、車両の進行方向と目標到達点の方向との偏角の変化量の対数に比例する偏角変化感覚量とが線形状に変化する前記操舵トルク感覚量と前記偏角変化感覚量との対応関係に基づいて、前記検出された操舵トルクに対応する車両運動を目標値として設定する目標車両運動設定手段と、
前記目標車両運動設定手段によって設定された車両運動の目標値が実現されるように、車輪の転舵角を制御する転舵角制御手段と、
を含む車両制御装置。
【請求項８】
前記対応関係は、前記操舵トルクの知覚いき値と、前記偏角の変化量の知覚いき値を含む所定範囲内の値とが対応するように定められ、操舵トルクが前記操舵トルクの知覚いき値以上であって、かつ、前記偏角の変化量が前記偏角の変化量の知覚いき値を含む所定範囲内の値以上である範囲において、前記操舵トルク感覚量と、前記偏角変化感覚量とが線形状に変化する請求項７記載の車両制御装置。
【請求項９】
前記対応関係は、前記操舵トルクの知覚いき値と、ドライバの視覚情報に基づく前記車両運動の知覚いき値を含む所定範囲内の値とが対応するように定められ、操舵トルクが前記操舵トルクの知覚いき値以上であって、かつ、前記車両運動が前記車両運動の知覚いき値を含む所定範囲内の値以上である範囲において、前記操舵トルク感覚量と、前記偏角変化感覚量とが線形状に変化する請求項７記載の車両制御装置。
【請求項１０】
前記目標車両運動設定手段は、前記対応関係に基づいて決定される前記操舵トルクと前記車両運動との対応関係に基づいて、前記検出された操舵トルクに対応する車両運動を目標値として設定する請求項７〜請求項９の何れか１項記載の車両制御装置。
【請求項１１】
前記目標車両運動設定手段は、前記操舵トルクと前記車両運動との対応関係を表わす式に基づいて、前記検出された操舵トルクに対応する前記車両運動を算出して、前記目標値として設定する請求項１０記載の車両制御装置。
【請求項１２】
操作者の操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記ステアリングの中立状態から前記ステアリングが操舵されたときに、操作者の前記操舵トルクの対数に比例する操舵トルク感覚量と、車両の進行方向と目標到達点の方向との偏角の変化量の対数に比例する偏角変化感覚量とが線形状に変化する前記操舵トルク感覚量と前記偏角変化感覚量との対応関係に基づいて、前記検出された操舵トルクに対応する車両運動を設定する目標車両運動設定手段と、
前記目標車両運動設定手段によって設定された車両運動を模擬した、ドライバからの視界を表わす映像を、表示装置に表示させる表示制御手段と、
を含む車両模擬装置。
【請求項１３】
前記対応関係は、前記操舵トルクの知覚いき値と、前記偏角の変化量の知覚いき値を含む所定範囲内の値とが対応するように定められ、前記操舵トルクが前記操舵トルクの知覚いき値以上であって、かつ、前記偏角の変化量が前記偏角の変化量の知覚いき値を含む所定範囲内の値以上である範囲において、前記操舵トルク感覚量と、前記偏角変化感覚量とが線形状に変化する請求項１２記載の車両模擬装置。
【請求項１４】
前記対応関係は、前記操舵トルクの知覚いき値と、ドライバの視覚情報に基づく前記車両運動の知覚いき値を含む所定範囲内の値とが対応するように定められ、前記操舵トルクが前記操舵トルクの知覚いき値以上であって、かつ、前記車両運動が前記車両運動の知覚いき値を含む所定範囲内の値以上である範囲において、前記操舵トルク感覚量と、前記偏角変化感覚量とが線形状に変化する請求項１２記載の車両模擬装置。
【請求項１５】
前記目標車両運動設定手段は、前記対応関係に基づいて決定される前記操舵トルクと前記車両運動との対応関係に基づいて、前記検出された操舵トルクに対応する車両運動を設定する請求項１２〜請求項１４の何れか１項記載の車両模擬装置。
【請求項１６】
前記目標車両運動設定手段は、前記操舵トルクと前記車両運動との対応関係を表わす式に基づいて、前記検出された操舵トルクに対応する前記車両運動を算出して設定する請求項１５記載の車両模擬装置。
【請求項１７】
前記車両運動を、ヨー角速度又は横加速度とした請求項１、２、３、７、８、９、１０、又は１１記載の車両制御装置。
【請求項１８】
前記車両運動を、ヨー角速度又は横加速度とした請求項４、５、６、１２、１３、１４、１５、又は１６記載の車両模擬装置。
【請求項１９】
コンピュータを、
ステアリングの中立状態から前記ステアリングが操舵されたときに、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、ドライバの視覚情報に基づく車両運動の知覚いき値を含む所定範囲内の値とが対応した前記操舵トルクと前記車両運動との対応関係に基づいて、ドライバの操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクに対応する前記車両運動を目標値として設定する目標車両運動設定手段、及び
目標車両運動設定手段によって設定された車両運動の目標値が実現されるように、車輪の転舵角を制御する転舵角制御手段
として機能させるためのプログラム。
【請求項２０】
コンピュータを、
ステアリングの中立状態から前記ステアリングが操舵されたときに、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、車両の進行方向と目標到達点の方向との偏角の変化量の知覚いき値を含む所定範囲内の値とが対応するように定められた、前記操舵トルクと車両運動との対応関係に基づいて、ドライバの操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクに対応する前記車両運動を目標値として設定する目標車両運動設定手段、及び
目標車両運動設定手段によって設定された車両運動の目標値が実現されるように、車輪の転舵角を制御する転舵角制御手段
として機能させるためのプログラム。
【請求項２１】
コンピュータを、
ステアリングの中立状態から前記ステアリングが操舵されたときに、操作者の操舵トルクの知覚いき値と、ドライバの視覚情報に基づく車両運動の知覚いき値を含む所定範囲内の値とが対応した前記操舵トルクと前記車両運動との対応関係に基づいて、操作者の操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクに対応する前記車両運動を設定する目標車両運動設定手段、及び
前記目標車両運動設定手段によって設定された車両運動を模擬した、ドライバからの視界を表わす映像を、表示装置に表示させる表示制御手段
として機能させるためのプログラム。
【請求項２２】
コンピュータを、
ステアリングの中立状態から前記ステアリングが操舵されたときに、操作者の操舵トルクの知覚いき値と、車両の進行方向と目標到達点の方向との偏角の変化量の知覚いき値を含む所定範囲内の値とが対応するように定められた、前記操舵トルクと車両運動との対応関係に基づいて、操作者の操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクに対応する前記車両運動を設定する目標車両運動設定手段、及び
前記目標車両運動設定手段によって設定された車両運動を模擬した、ドライバからの視界を表わす映像を、表示装置に表示させる表示制御手段
として機能させるためのプログラム。
【請求項２３】
コンピュータを、
ステアリングの中立状態から前記ステアリングが操舵されたときに、ドライバの前記操舵トルクの対数に比例する操舵トルク感覚量と、車両の進行方向と目標到達点の方向との偏角の変化量の対数に比例する偏角変化感覚量とが線形状に変化する前記操舵トルク感覚量と前記偏角変化感覚量との対応関係に基づいて、ドライバの操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクに対応する車両運動を目標値として設定する目標車両運動設定手段、及び
前記目標車両運動設定手段によって設定された車両運動の目標値が実現されるように、車輪の転舵角を制御する転舵角制御手段
として機能させるためのプログラム。
【請求項２４】
コンピュータを、
ステアリングの中立状態から前記ステアリングが操舵されたときに、操作者の前記操舵トルクの対数に比例する操舵トルク感覚量と、車両の進行方向と目標到達点の方向との偏角の変化量の対数に比例する偏角変化感覚量とが線形状に変化する前記操舵トルク感覚量と前記偏角変化感覚量との対応関係に基づいて、操作者の操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクに対応する車両運動を設定する目標車両運動設定手段、及び
前記目標車両運動設定手段によって設定された車両運動を模擬した、ドライバからの視界を表わす映像を、表示装置に表示させる表示制御手段
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御装置、車両模擬装置、及びプログラムに係り、特に、ドライバの操舵に基づく車両運動の目標値を実現するように制御する車両制御装置及びプログラム、並びに操作者の操舵に基づいて、ドライバからの視界を表わす映像を表示させる車両模擬装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車の操舵フィーリングを設定するための操舵フィーリング設定装置が知られている（特許文献１）。この操舵フィーリング設定装置では、操舵力が手応えの知覚いき値を超えたときの操舵角を所定の値に設定しつつ、かつ車両の応答が手応えの知覚いき値の発生タイミングより後に所定の車両応答の知覚いき値を超えたときの操舵角を所定の値に設定するように操舵力、および車両応答を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−５９６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の特許文献１に記載の技術では、操舵角とヨー角速度との関係に基づいて、ドライバ操舵に対するヨー角速度を設定しているが、中立状態から操舵するときにドライバは操舵トルクを主な入力とするステアリング操舵を行なっていることから、ドライバの感覚とのずれが生じ、ドライバにとって快適な車両運動を実現することができない、という問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、ドライバにとって快適な車両運動を実現することができる車両制御装置、車両模擬装置、及びプログラム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】
上記の目的を達成するために第１の発明に係る車両制御装置は、ドライバの操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記ステアリングの中立状態から前記ステアリングが操舵されたときに、ドライバの前記操舵トルクの知覚いき値と、ドライバの視覚情報に基づく車両運動の知覚いき値を含む所定範囲内の値とが対応した前記操舵トルクと前記車両運動との対応関係に基づいて、前記検出された操舵トルクに対応する前記車両運動を目標値として設定する目標車両運動設定手段と、前記目標車両運動設定手段によって設定された車両運動の目標値が実現されるように、車輪の転舵角を制御する転舵角制御手段とを含んで構成されている。
【０００７】
第２の発明に係るプログラムは、コンピュータを、ステアリングの中立状態から前記ステアリングが操舵されたときに、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、ドライバの視覚情報に基づく車両運動の知覚いき値を含む所定範囲内の値とが対応した前記操舵トルクと前記車両運動との対応関係に基づいて、ドライバの操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクに対応する前記車両運動を目標値として設定する目標車両運動設定手段、及び目標車両運動設定手段によって設定された車両運動の目標値が実現されるように、車輪の転舵角を制御する転舵角制御手段として機能させるためのプログラムである。
【０００８】
第１の発明及び第２の発明によれば、操舵トルク検出手段によって、ドライバの操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する。目標車両運動設定手段によって、操舵トルクと車両運動との対応関係に基づいて、検出された操舵トルクに対応する車両運動を目標値として設定する。
【０００９】
そして、転舵角制御手段によって、目標車両運動設定手段によって設定された車両運動の目標値が実現されるように、車輪の転舵角を制御する。
【００１０】
このように、中立状態からステアリングが操舵されたときに、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、ドライバの視覚情報に基づく車両運動の知覚いき値を含む所定範囲内の値とを対応させた車両運動が実現されるように制御するため、ドライバにとって快適な車両運動を実現することができる。
【００１１】
第３の発明に係る車両制御装置は、ドライバの操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記ステアリングの中立状態から前記ステアリングが操舵されたときに、ドライバの前記操舵トルクの知覚いき値と、車両の進行方向と目標到達点の方向との偏角の変化量の知覚いき値を含む所定範囲内の値とが対応するように定められた、前記操舵トルクと車両運動との対応関係に基づいて、前記検出された操舵トルクに対応する前記車両運動を目標値として設定する目標車両運動設定手段と、前記目標車両運動設定手段によって設定された車両運動の目標値が実現されるように、車輪の転舵角を制御する転舵角制御手段と、を含んで構成されている。
【００１２】
第４の発明に係るプログラムは、コンピュータを、ステアリングの中立状態から前記ステアリングが操舵されたときに、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、車両の進行方向と目標到達点の方向との偏角の変化量の知覚いき値を含む所定範囲内の値とが対応するように定められた、前記操舵トルクと車両運動との対応関係に基づいて、ドライバの操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクに対応する前記車両運動を目標値として設定する目標車両運動設定手段、及び目標車両運動設定手段によって設定された車両運動の目標値が実現されるように、車輪の転舵角を制御する転舵角制御手段として機能させるためのプログラムである。
【００１３】
第３の発明及び第４の発明によれば、操舵トルク検出手段によって、ドライバの操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する。目標車両運動設定手段によって、操舵トルクと車両運動との対応関係に基づいて、検出された操舵トルクに対応する車両運動を目標値として設定する。
【００１４】
そして、転舵角制御手段によって、目標車両運動設定手段によって設定された車両運動の目標値が実現されるように、車輪の転舵角を制御する。
【００１５】
このように、中立状態からステアリングが操舵されたときに、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、車両の進行方向と目標到達点の方向との偏角の変化量の知覚いき値を含む所定範囲内の値とを対応させた車両運動が実現されるように制御するため、ドライバにとって快適な車両運動を実現することができる。
【００１６】
第１の発明及び第３の発明に係る目標車両運動設定手段は、操舵トルクと車両運動との対応関係を表わす式に基づいて、検出された操舵トルクに対応する車両運動を算出して、目標値として設定することができる。
【００１７】
第５の発明に係る車両模擬装置は、操作者の操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記ステアリングの中立状態から前記ステアリングが操舵されたときに、操作者の前記操舵トルクの知覚いき値と、ドライバの視覚情報に基づく車両運動の知覚いき値を含む所定範囲内の値とが対応した前記操舵トルクと前記車両運動との対応関係に基づいて、前記検出された操舵トルクに対応する前記車両運動を設定する目標車両運動設定手段と、前記目標車両運動設定手段によって設定された車両運動を模擬した、ドライバからの視界を表わす映像を、表示装置に表示させる表示制御手段とを含んで構成されている。
【００１８】
第６の発明に係るプログラムは、コンピュータを、ステアリングの中立状態から前記ステアリングが操舵されたときに、操作者の操舵トルクの知覚いき値と、ドライバの視覚情報に基づく車両運動の知覚いき値を含む所定範囲内の値とが対応した前記操舵トルクと前記車両運動との対応関係に基づいて、操作者の操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクに対応する前記車両運動を設定する目標車両運動設定手段、及び前記目標車両運動設定手段によって設定された車両運動を模擬した、ドライバからの視界を表わす映像を、表示装置に表示させる表示制御手段として機能させるためのプログラムである。
【００１９】
第５の発明及び第６の発明によれば、操舵トルク検出手段によって、操作者の操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する。目標車両運動設定手段によって、ステアリングの中立状態からステアリングが操舵されたときに、操舵トルクと車両運動との対応関係に基づいて、検出された操舵トルクに対応する車両運動を設定する。
【００２０】
そして、表示制御手段によって、目標車両運動設定手段によって設定された車両運動を模擬した、ドライバからの視界を表わす映像を、表示装置に表示させる。
【００２１】
このように、中立状態からステアリングが操舵されたときに、操作者の操舵トルクの知覚いき値と、ドライバの視覚情報に基づく車両運動の知覚いき値を含む所定範囲内の値とを対応させた車両運動を模擬した、ドライバからの視界を表わす映像を表示させるため、操作者にとって快適な車両運動を模擬することができる。
【００２２】
第７の発明に係る車両模擬装置は、操作者の操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記ステアリングの中立状態から前記ステアリングが操舵されたときに、操作者の前記操舵トルクの知覚いき値と、車両の進行方向と目標到達点の方向との偏角の変化量の知覚いき値を含む所定範囲内の値とが対応するように定められた、前記操舵トルクと車両運動との対応関係に基づいて、前記検出された操舵トルクに対応する前記車両運動を設定する目標車両運動設定手段と、前記目標車両運動設定手段によって設定された車両運動を模擬した、ドライバからの視界を表わす映像を、表示装置に表示させる表示制御手段と、を含んで構成されている。
【００２３】
第８の発明に係るプログラムは、コンピュータを、ステアリングの中立状態から前記ステアリングが操舵されたときに、操作者の操舵トルクの知覚いき値と、車両の進行方向と目標到達点の方向との偏角の変化量の知覚いき値を含む所定範囲内の値とが対応するように定められた、前記操舵トルクと車両運動との対応関係に基づいて、操作者の操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクに対応する前記車両運動を設定する目標車両運動設定手段、及び前記目標車両運動設定手段によって設定された車両運動を模擬した、ドライバからの視界を表わす映像を、表示装置に表示させる表示制御手段として機能させるためのプログラムである。
【００２４】
第７の発明及び第８の発明によれば、舵トルク検出手段によって、操作者の操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する。目標車両運動設定手段によって、ステアリングの中立状態からステアリングが操舵されたときに、操舵トルクと車両運動との対応関係に基づいて、検出された操舵トルクに対応する車両運動を設定する。
【００２５】
そして、表示制御手段によって、目標車両運動設定手段によって設定された車両運動を模擬した、ドライバからの視界を表わす映像を、表示装置に表示させる。
【００２６】
このように、中立状態からステアリングが操舵されたときに、操作者の操舵トルクの知覚いき値と、車両の進行方向と目標到達点の方向との偏角の変化量の知覚いき値を含む所定範囲内の値とを対応させた車両運動を模擬した、ドライバからの視界を表わす映像を表示させるため、操作者にとって快適な車両運動を模擬することができる。
【００２７】
第５の発明及び第７の発明に係る目標車両運動設定手段は、操舵トルクと車両運動との対応関係を表わす式に基づいて、検出された操舵トルクに対応する車両運動を算出して設定することができる。
【００２８】
第９の発明に係る車両制御装置は、ドライバの操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記ステアリングの中立状態から前記ステアリングが操舵されたときに、ドライバの前記操舵トルクの対数に比例する操舵トルク感覚量と、車両の進行方向と目標到達点の方向との偏角の変化量の対数に比例する偏角変化感覚量とが線形状に変化する前記操舵トルク感覚量と前記偏角変化感覚量との対応関係に基づいて、前記検出された操舵トルクに対応する車両運動を目標値として設定する目標車両運動設定手段と、前記目標車両運動設定手段によって設定された車両運動の目標値が実現されるように、車輪の転舵角を制御する転舵角制御手段と、を含んで構成されている。
【００２９】
第１０の発明に係るプログラムは、コンピュータを、ステアリングの中立状態から前記ステアリングが操舵されたときに、ドライバの前記操舵トルクの対数に比例する操舵トルク感覚量と、車両の進行方向と目標到達点の方向との偏角の変化量の対数に比例する偏角変化感覚量とが線形状に変化する前記操舵トルク感覚量と前記偏角変化感覚量との対応関係に基づいて、ドライバの操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクに対応する車両運動を目標値として設定する目標車両運動設定手段、及び前記目標車両運動設定手段によって設定された車両運動の目標値が実現されるように、車輪の転舵角を制御する転舵角制御手段として機能させるためのプログラムである。
【００３０】
第９の発明及び第１０の発明によれば、操舵トルク検出手段によって、ドライバの操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する。目標車両運動設定手段によって、ステアリングの中立状態からステアリングが操舵されたときに、ドライバの操舵トルクの対数に比例する操舵トルク感覚量と、車両の進行方向と目標到達点の方向との偏角の変化量の対数に比例する偏角変化感覚量とが線形状に変化する操舵トルク感覚量と偏角変化感覚量との対応関係に基づいて、検出された操舵トルクに対応する車両運動を目標値として設定する。
【００３１】
そして、転舵角制御手段によって、目標車両運動設定手段によって設定された車両運動の目標値が実現されるように、車輪の転舵角を制御する。
【００３２】
このように、中立状態からステアリングが操舵されたときに、操舵トルク感覚量と偏角変化感覚量とが線形状に変化する車両運動が実現されるように制御するため、ドライバにとって快適な車両運動を実現することができる。
【００３３】
第９の発明に係る対応関係は、操舵トルクの知覚いき値と、偏角の変化量の知覚いき値を含む所定範囲内の値とが対応するように定められ、操舵トルクが前記操舵トルクの知覚いき値以上であって、かつ、前記偏角の変化量が前記偏角の変化量の知覚いき値を含む所定範囲内の値以上である範囲において、前記操舵トルク感覚量と、前記偏角変化感覚量とが線形状に変化するものとすることができる。これによって、中立状態からステアリングが操舵されたときに、操舵トルクの知覚いき値と車両の進行方向と目標到達点の方向との偏角の変化量の知覚いき値とを対応させた車両運動が実現されるように制御するため、ドライバにとって快適な車両運動を実現することができる。
【００３４】
第９の発明に係る対応関係は、操舵トルクの知覚いき値と、ドライバの視覚情報に基づく車両運動の知覚いき値を含む所定範囲内の値とが対応するように定められ、操舵トルクが操舵トルクの知覚いき値以上であって、かつ、車両運動が車両運動の知覚いき値を含む所定範囲内の値以上である範囲において、操舵トルク感覚量と、偏角変化感覚量とが線形状に変化するものとすることができる。これによって、中立状態からステアリングが操舵されたときに、操舵トルクの知覚いき値と車両運動の知覚いき値とを対応させた車両運動が実現されるように制御するため、ドライバにとって快適な車両運動を実現することができる。
【００３５】
第９の発明に係る目標車両運動設定手段は、対応関係に基づいて決定される操舵トルクと車両運動との対応関係に基づいて、検出された操舵トルクに対応する車両運動を目標値として設定することができる。
【００３６】
また、第９の発明に係る目標車両運動設定手段は、操舵トルクと車両運動との対応関係を表わす式に基づいて、検出された操舵トルクに対応する車両運動を算出して、目標値として設定することができる。
【００３７】
第１１の発明に係る車両模擬装置は、操作者の操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記ステアリングの中立状態から前記ステアリングが操舵されたときに、操作者の前記操舵トルクの対数に比例する操舵トルク感覚量と、車両の進行方向と目標到達点の方向との偏角の変化量の対数に比例する偏角変化感覚量とが線形状に変化する前記操舵トルク感覚量と前記偏角変化感覚量との対応関係に基づいて、前記検出された操舵トルクに対応する車両運動を設定する目標車両運動設定手段と、前記目標車両運動設定手段によって設定された車両運動を模擬した、ドライバからの視界を表わす映像を、表示装置に表示させる表示制御手段とを含んで構成されている。
【００３８】
第１２の発明に係るプログラムは、コンピュータを、ステアリングの中立状態から前記ステアリングが操舵されたときに、操作者の前記操舵トルクの対数に比例する操舵トルク感覚量と、車両の進行方向と目標到達点の方向との偏角の変化量の対数に比例する偏角変化感覚量とが線形状に変化する前記操舵トルク感覚量と前記偏角変化感覚量との対応関係に基づいて、操作者の操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクに対応する車両運動を設定する目標車両運動設定手段、及び前記目標車両運動設定手段によって設定された車両運動を模擬した、ドライバからの視界を表わす映像を、表示装置に表示させる表示制御手段として機能させるためのプログラムである。
【００３９】
第１１の発明及び第１２の発明によれば、操舵トルク検出手段によって、操作者の操舵によるステアリングの操舵トルクを検出する。目標車両運動設定手段によって、ステアリングの中立状態からステアリングが操舵されたときに、操作者の操舵トルクの対数に比例する操舵トルク感覚量と、車両の進行方向と目標到達点の方向との偏角の変化量の対数に比例する偏角変化感覚量とが線形状に変化する操舵トルク感覚量と偏角変化感覚量との対応関係に基づいて、検出された操舵トルクに対応する車両運動を設定する。
【００４０】
そして、表示制御手段によって、目標車両運動設定手段によって設定された車両運動を模擬した、ドライバからの視界を表わす映像を、表示装置に表示させる。
【００４１】
このように、中立状態からステアリングが操舵されたときに、操舵トルク感覚量と偏角変化感覚量とが線形状に変化する車両運動を模擬した、ドライバからの視界を表わす映像を表示させるため、操作者にとって快適な車両運動を模擬することができる。
【００４２】
第１１の発明に係る対応関係は、操舵トルクの知覚いき値と、偏角の変化量の知覚いき値を含む所定範囲内の値とが対応するように定められ、操舵トルクが操舵トルクの知覚いき値以上であって、かつ、偏角の変化量が偏角の変化量の知覚いき値を含む所定範囲内の値以上である範囲において、操舵トルク感覚量と、偏角変化感覚量とが線形状に変化するものとすることができる。これによって、中立状態からステアリングが操舵されたときに、操舵トルクの知覚いき値と車両の進行方向と目標到達点の方向との偏角の変化量の知覚いき値とを対応させた車両運動を模擬した、ドライバからの視界を表わす映像を表示させるため、操作者にとって快適な車両運動を模擬することができる。
【００４３】
第１１の発明に係る対応関係は、操舵トルクの知覚いき値と、ドライバの視覚情報に基づく車両運動の知覚いき値を含む所定範囲内の値とが対応するように定められ、操舵トルクが前記操舵トルクの知覚いき値以上であって、かつ、車両運動が前記車両運動の知覚いき値を含む所定範囲内の値以上である範囲において、操舵トルク感覚量と、偏角変化感覚量とが線形状に変化するものとすることができる。これによって、中立状態からステアリングが操舵されたときに、操舵トルクの知覚いき値と車両運動の知覚いき値とを対応させた車両運動を模擬した、ドライバからの視界を表わす映像を表示させるため、操作者にとって快適な車両運動を模擬することができる。
【００４４】
第１１の発明に係る目標車両運動設定手段は、対応関係に基づいて決定される操舵トルクと車両運動との対応関係に基づいて、検出された操舵トルクに対応する車両運動を設定することができる。
【００４５】
第１１の発明に係る目標車両運動設定手段は、操舵トルクと車両運動との対応関係を表わす式に基づいて、検出された操舵トルクに対応する車両運動を算出して設定することができる。
【００４６】
上記の車両運動を、ヨー角速度又は横加速度とすることができる。
【発明の効果】
【００４７】
以上説明したように、本発明の車両制御装置及びプログラムによれば、中立状態からステアリングが操舵されたときに、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、ドライバの視覚情報に基づく車両運動の知覚いき値を含む所定範囲内の値とを対応させた車両運動が実現されるように制御するか、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、車両の進行方向と目標到達点の方向との偏角の変化量の知覚いき値を含む所定範囲内の値とを対応させた車両運動が実現されるように制御するか、又は操舵トルク感覚量と偏角変化感覚量とが線形状に変化する車両運動が実現されるように制御するため、ドライバにとって快適な車両運動を実現することができる、という効果が得られる。
【００４８】
本発明の車両模擬装置及びプログラムによれば、中立状態からステアリングが操舵されたときに、操作者の操舵トルクの知覚いき値と、ドライバの視覚情報に基づく車両運動の知覚いき値を含む所定範囲内の値とを対応させた車両運動、操作者の操舵トルクの知覚いき値と、車両の進行方向と目標到達点の方向との偏角の変化量の知覚いき値を含む所定範囲内の値とを対応させた車両運動、又は操舵トルク感覚量と偏角変化感覚量とが線形状に変化する車両運動を模擬した、ドライバからの視界を表わす映像を表示させるため、操作者にとって快適な車両運動を模擬することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車両制御装置の構成を示す概略図である。
【図２】車両運動を説明する各軸の方向を示す図である。
【図３】操舵トルクの知覚いき値を示すグラフである。
【図４】角速度に対する体感情報及び視覚情報の感度を示すグラフである。
【図５】操舵トルクとヨーレートとの対応関係を示すグラフである。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る車両制御装置における舵角制御処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図７】操舵トルクとヨーレートとの対応関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る車両模擬装置の構成を示す概略図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る車両模擬装置における模擬処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る車両制御装置の構成を示す概略図である。
【図１１】（Ａ）前方注視角の初期値を説明するための図、及び（Ｂ）操舵中の前方注視角を説明するための図である。
【図１２】感応評価を行った実験結果を示すグラフである。
【図１３】操舵トルクの感覚量と前方注視角変化の角速度の感覚量との関係を示すグラフである。
【図１４】本発明の第４の実施の形態に係る車両制御装置における舵角制御処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１５】操舵トルクの感覚量と前方注視角変化の角速度の感覚量との関係を示すグラフである。
【図１６】本発明の第６の実施の形態に係る車両模擬装置の構成を示す概略図である。
【図１７】本発明の第６の実施の形態に係る車両模擬装置における模擬処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００５１】
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る車両制御装置１０は、ドライバが自車両のステアリング（図示省略）を操舵したときのステアリングに生じる操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ１２と、ステアリングの操舵角を検出する操舵角センサ１４と、操舵トルクセンサ１２及び操舵角センサ１４からの出力に基づいて、自車両の前輪の転舵角を制御するための舵角アクチュエータ２２の作動を制御するコンピュータ２０とを備えている。
【００５２】
操舵トルクセンサ１２は、ステアリングホイールに取り付けられ、ステアリングに生じる操舵トルクを検出する。
【００５３】
自車両は、ステアリングと舵取り装置とが機械的に繋がっていないステアバイワイヤのシステムを搭載しており、舵角アクチュエータ２２を作動させることにより、前輪の転舵角を能動的に制御することができる。
【００５４】
コンピュータ２０は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、後述する舵角制御処理ルーチンを実行するためのプログラムを記憶したＲＯＭとを備え、機能的には次に示すように構成されている。コンピュータ２０は、操舵角センサ１４から入力された操舵角信号に基づいて、中立状態（直進状態）から操舵された状態（初期操舵状態）であるか否かを判定する状態判定部２４と、中立状態からの操舵時における操舵トルクとヨー角速度との対応関係を表わす第１マップ、及び通常の操舵時における操舵角とヨー角速度との対応関係を表わす第２マップを記憶した車両運動目標マップ記憶部２６と、状態判定部２４の判定結果に応じて第１マップ又は第２マップを用いて、ヨー角速度の目標値を設定する車両運動目標設定部２８と、ヨー角速度の目標値が実現される前輪転舵角の目標値を算出する舵角目標算出部３０と、算出された前輪転舵角の目標値に基づいて、前輪に対応する舵角アクチュエータ２２の作動を制御する舵角制御部３２とを備えている。
【００５５】
図２に示すように、車両運動の軸を重心から車両前方方向に向かってｘ軸、車両左方向に向かってｙ軸、鉛直上向きに向かってｚ軸としたときの各軸回りの回転角速度を各々ロール角速度、ピッチ角速度、ヨー角速度と定義する。
【００５６】
ここで、本実施の形態における原理について説明する。
【００５７】
中立位置（直進状態）からステアリングを操舵した段階（操舵初期の段階）では、ドライバは主として操舵トルクを入力とするステアリング操舵を行っていると考えられる。このような操舵初期の領域では、操舵トルクに対して車両応答をどのように決めるかが、運転のしやすさに影響する。
【００５８】
ドライバがステアリング操舵を行うとき、ドライバ自身が操舵のためのトルクを入力したと知覚できるのは、ドライバの操舵トルクの知覚いき値を超えたときである。ドライバの操舵トルクの知覚いき値とは、ドライバ自身が操舵のためのトルクを入力したと知覚し始めるときの操舵トルクである。図３に示すように、ドライバの操舵トルクの知覚いき値には個人的な差異はあるが、ほぼ１Ｎｍであることが分かっている。
【００５９】
また、ドライバの、ステアリング操舵に対する一般的な車両の応答は、ヨー運動、横運動、ロール運動の順に発生する。つまり、操舵トルクに対して最初に発生するヨー運動の応答をどのように設定するかが重要になる。図４に示すように、ヨー運動に対するドライバの知覚は、体感情報よりも視覚情報に対する感度の方が高く、その知覚に用いられる物理量はヨー角速度であることが分かっている。従って、ヨー運動が発生したとドライバが知覚できるのは、ドライバの視覚情報に基づくヨー運動の知覚いき値を超えたときである。ドライバの視覚情報に基づくヨー運動の知覚いき値とは、ヨー運動が発生したと知覚し始めるときのヨー運動である。ドライバの視覚情報に基づくヨー運動の知覚いき値については、個人的な差異はあるが、ほぼ０．０７ｄｅｇ／ｓである。
【００６０】
ここで、操舵トルクとヨー運動のそれぞれの知覚いき値の関係について図５を用いて説明する。
【００６１】
ドライバの操舵トルクの知覚いき値よりも小さな操舵トルクで、ヨー運動の応答（ヨー角速度）が、ドライバが知覚できる大きさになった（知覚いき値を超えた）場合、ドライバにとっては車両応答が過敏に感じられる。逆に、操舵トルクの知覚いき値を超えるトルク入力をしてもヨー運動の応答（ヨー角速度）が知覚できない状態が続くと、車両応答が鈍く感じられる。すなわち、操舵トルクの入力が操舵トルクの知覚いき値の大きさになったとき、ヨー運動を知覚できる（ヨー角速度が知覚いき値を超える）ようにすると、望ましい車両応答となる。
【００６２】
状態判定部２４は、操舵角センサ１４から入力された操舵角信号に基づいて、中立状態（直進状態）であるか操舵状態であるかを判定すると共に、メモリ（図示省略）に記録する。また、状態判定部２４は、現在の状態の判定結果と所定時間前までの状態の判定結果の履歴とに基づいて、中立状態（直進状態）からドライバによってステアリングが操舵された状態（操舵初期状態）であるか否かを判定する。例えば、所定時間前は中立状態であり、かつ、現在は操舵状態である場合には、操舵初期状態であると判定される。
【００６３】
車両運動目標マップ記憶部２６は、操舵初期状態に対して、上記図５に示すような、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、ドライバの視覚情報に基づくヨー角速度の知覚いき値とが対応し、かつ、操舵トルクが大きいほどヨー角速度が大きくなるように定められた操舵トルクとヨー角速度との対応関係を表わす第１マップを予め記憶している。また、車両運動目標マップ記憶部２６は、操舵初期状態以外の状態に対して、操舵角が大きいほどヨー角速度が大きくなるように定められた操舵角とヨー角速度との対応関係を表わす第２マップを予め記憶している。第２マップは、従来既知の操舵角に対する車両応答としてのヨー角速度の対応関係を表わしている。
【００６４】
車両運動目標設定部２８は、操舵初期状態であると判定された場合に、操舵トルクセンサ１２から入力された操舵トルク信号及び記憶された第１マップに基づいて、検出された操舵トルクに対応するヨー角速度を、車両運動の目標値として設定する。また、車両運動目標設定部２８は、操舵初期状態以外であると判定された場合に、操舵角センサ１４から入力された操舵角信号及び記憶された第２マップに基づいて、検出された操舵角に対応するヨー角速度を、車両運動の目標値として設定する。
【００６５】
舵角目標算出部３０は、設定された車両運動の目標値であるヨー角速度が実現される前輪転舵角の目標値を、前輪転舵角に対する車両応答を表わす以下の（１）式、（２）式に従って算出する。
【００６６】
【数１】
2011051495.tif 000003
【００６７】
ただし、δｆは前輪転舵角であり、ｒはヨー角速度であり、βは車体スリップ角であり、ｍは車両質量である。Ｋｆ、Ｋｒは前後輪のコーナリングパワーであり、ｌｆ、ｌｒは重心から前後車軸までの距離であり、Ｉはヨー慣性モーメントであり、Ｖは車速である。
【００６８】
舵角制御部３２は、算出した前輪の転舵角の目標値に基づいて、前輪の舵角アクチュエータ２２を作動させて、前輪の転舵角を制御する。
【００６９】
次に、第１の実施の形態に係る車両制御装置１０の作用について説明する。車両制御装置１０を搭載した車両の走行中に、コンピュータ２０において、図６に示す舵角制御処理ルーチンが実行される。
【００７０】
まず、ステップ１００において、操舵トルクセンサ１２からの操舵トルク信号及び操舵角センサ１４からの操舵角信号を取得する。ステップ１０２において、上記ステップ１００で取得した操舵角信号に基づいて、中立状態であるか操舵状態であるかを判定し、メモリ（図示省略）に記録する。
【００７１】
ステップ１０４において、上記ステップ１０２の所定時間分の判定結果に基づいて、中立状態からステアリングを操舵した状態（操舵初期状態）であるか否かを判定する。操舵初期状態であると判定された場合には、ステップ１０６において、車両運動目標マップ記憶部２６から第１マップを読み出し、上記ステップ１００で取得した操舵トルク信号が示す操舵トルクに対応するヨー角速度を、車両運動の目標値として設定し、ステップ１１０へ移行する。
【００７２】
一方、上記ステップ１０４で、操舵初期状態ではないと判定された場合には、ステップ１０８において、車両運動目標マップ記憶部２６から第２マップを読み出し、上記ステップ１００で取得した操舵角信号が示す操舵角に対応するヨー角速度を、車両運動の目標値として設定し、ステップ１１０へ移行する。
【００７３】
ステップ１１０では、上記ステップ１０６又は１０８で設定されたヨー角速度の目標値を実現するための前輪の転舵角の目標値を算出する。そして、ステップ１１２において、上記ステップ１１０で算出された前輪の転舵角の目標値に基づいて、前輪に対応する舵角アクチュエータ２２を作動させて、ステップ１００へ戻る。
【００７４】
以上説明したように、第１の実施の形態に係る車両制御装置によれば、中立状態からステアリングが操舵されたときに、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、ドライバの視覚情報に基づく車両運動の知覚いき値とを対応させた車両運動が実現されるように、前輪の転舵角を制御するため、ドライバにとって快適な車両運動を実現することができる。
【００７５】
ドライバの感受特性を考慮した操舵トルクに対するヨーレートの応答特性を実現するため、ドライバ操作に対して違和感のない、快適な車両運動の実現することができ、運転のしやすさ、車両の快適性を向上させることができる。
【００７６】
次に、第２の実施の形態に係る車両制御装置について説明する。なお、第２の実施の形態に係る車両制御装置は、第１の実施の形態と同様の構成となるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００７７】
第２の実施の形態では、図７に示すように、車両運動目標マップ記憶部２６に記憶される第１マップが表わす操舵トルクとヨー角速度との対応関係が、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、ドライバの視覚情報に基づくヨー角速度の知覚いき値とが対応し、かつ、ドライバの操舵トルクの知覚いき値まで不感帯が設けられ、不感帯以外の領域では、操舵トルクが大きいほどヨー角速度が大きくなるように定められている。
【００７８】
車両運動目標設定部２８は、操舵初期状態であると判定された場合に、操舵トルクセンサ１２から入力された操舵トルク信号及び上記のような第１マップに基づいて、検出された操舵トルクに対応するヨー角速度を、車両運動の目標値として設定する。
【００７９】
なお、車両制御装置の他の構成及び作用については、第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【００８０】
次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態では、ドライバからの視界を表わす映像を操作者に対して表示させて車両運動を模擬する車両模擬装置に本発明を適用した場合を例に説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００８１】
図８に示すように、本発明の第３の実施の形態に係る車両模擬装置３１０は、操舵トルクセンサ１２と、操舵角センサ１４と、操舵トルクセンサ１２及び操舵角センサ１４からの出力に基づいて、操作者に対してドライバからの視界を表わす映像を表示する表示装置３２２の表示を制御すると共に、操作者に対して車両運動に応じた運動を与えるように作動するモーション装置３２４の作動を制御するコンピュータ３２０とを備えている。
【００８２】
操作者は、車両模擬装置３１０に設けられた車両用シート（図示省略）に着座した状態で、操作部としてのステアリングを操舵するように操作すると共に、表示装置３２２の表示画面を見ることにより、ドライブシミュレーションを行う。
【００８３】
表示装置３２２は、ドライバからの視界を表わす映像を表示画面に表示する。モーション装置３２４は、車両用シートに取り付けたアクチュエータを作動させて、車両用シートにヨー運動を与えることにより、車両用シートに着座している操作者に対して、模擬する車両運動に応じた運動を与える。
【００８４】
コンピュータ３２０は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、後述する模擬処理ルーチンを実行するためのプログラムを記憶したＲＯＭとを備え、機能的には次に示すように構成されている。コンピュータ３２０は、操舵角センサ１４から入力された操舵角信号に基づいて、ドライブシミュレーションを行い、ドライバからの視界を表わす映像を生成するドライブシミュレーション部３２５と、状態判定部２４と、中立状態からの操舵時における操舵トルクとヨー角速度との対応関係を表わす第１マップ、及び通常の操舵時における操舵角とヨー角速度との対応関係を表わす第２マップを記憶した車両運動マップ記憶部３２６と、状態判定部２４の判定結果に応じて第１マップ又は第２マップを用いて、ヨー角速度を設定する車両運動設定部３２８と、設定されたヨー角速度を模擬するように、ドライバからの視界を表わす映像を加工して、表示装置３２２へ出力すると共に、設定されたヨー角速度を模擬するように、モーション装置３２４の作動（車両用シートのアクチュエータの作動）を制御する車両運動模擬部３３０とを備えている。なお、車両運動模擬部３３０は、表示制御手段の一例である。
【００８５】
ドライブシミュレーション部３２５は、操舵角センサ１４から入力された操舵角信号、ペダル（図示省略）の操作、及び道路地図データベースに基づいて、ドライブシミュレーションを行い、ドライバからの視界を表わす映像を生成する。なお、ドライブシミュレーションについては、従来既知の手法を用いればよく、詳細な説明は省略する。
【００８６】
車両運動マップ記憶部３２６は、操舵初期状態に対して、操作者の操舵トルクの知覚いき値と、ドライバの視覚情報に基づくヨー角速度の知覚いき値とが対応し、かつ、操舵トルクが大きいほどヨー角速度が大きくなるように定められた操舵トルクとヨー角速度との対応関係を表わす第１マップを予め記憶している。また、車両運動マップ記憶部３２６は、操舵初期状態以外の状態に対して、操舵角が大きいほどヨー角速度が大きくなるように定められた操舵角とヨー角速度との対応関係を表わす第２マップを予め記憶している。
【００８７】
車両運動設定部３２８は、操舵初期状態であると判定された場合に、操舵トルクセンサ１２から入力された操舵トルク信号及び記憶された第１マップに基づいて、検出された操舵トルクに対応するヨー角速度を、模擬する車両運動として設定する。また、車両運動設定部３２８は、操舵初期状態以外であると判定された場合に、操舵角センサ１４から入力された操舵角信号及び記憶された第２マップに基づいて、検出された操舵角に対応するヨー角速度を、模擬する車両運動として設定する。
【００８８】
車両運動模擬部３３０は、ドライブシミュレーション部３２５によって生成されたドライバからの視界を表わす映像を、設定されたヨー角速度に応じて回転するように加工して、表示装置３２２へ出力する。なお、映像の加工については、従来既知の映像による模擬手法に従って映像を加工すればよく、詳細な説明は省略する。
【００８９】
また、車両運動模擬部３３０は、操作者が着座している車両用シートを、設定されたヨー角速度に応じて回転させるように、モーション装置３２４を作動させる。なお、モーション装置３２４の作動制御については、従来既知のモーション装置による模擬方法により制御すればよく、詳細な説明は省略する。
【００９０】
次に、第３の実施の形態に係る車両模擬装置３１０の作用について説明する。操作者が車両用シートに着座して、ステアリング及びペダルを操作し、ドライブシミュレーション部３２５によるドライブシミュレーションが行われているときに、コンピュータ３２０において、図９に示す模擬処理ルーチンが実行される。なお、第１の実施の形態と同様の処理については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００９１】
まず、ステップ１００において、操舵トルクセンサ１２からの操舵トルク信号及び操舵角センサ１４からの操舵角信号を取得する。ステップ１０２において、上記ステップ１００で取得した操舵角信号に基づいて、中立状態であるか操舵状態であるかを判定し、メモリ（図示省略）に記録する。
【００９２】
ステップ１０４において、上記ステップ１０２の所定時間分の判定結果に基づいて、中立状態からステアリングを操舵した状態（操舵初期状態）であるか否かを判定する。操舵初期状態であると判定された場合には、ステップ３５２において、車両運動マップ記憶部３２６から第１マップを読み出し、上記ステップ１００で取得した操舵トルク信号が示す操舵トルクに対応するヨー角速度を、模擬する車両運動として設定し、ステップ３５６へ移行する。
【００９３】
一方、上記ステップ１０４で、操舵初期状態ではないと判定された場合には、ステップ３５４において、車両運動マップ記憶部３２６から第２マップを読み出し、上記ステップ１００で取得した操舵角信号が示す操舵角に対応するヨー角速度を、模擬する車両運動として設定し、ステップ３５６へ移行する。
【００９４】
ステップ３５６では、上記ステップ３５２又は３５４で設定されたヨー角速度に応じて、ドライブシミュレーション部３２５により生成された映像を加工して表示装置３２２に出力する。そして、ステップ３５８では、上記ステップ３５２又は３５４で設定されたヨー角速度に応じて、モーション装置３２４を作動するように制御して、ステップ１００へ戻る。
【００９５】
上記の模擬処理ルーチンが実行されると、操作者によるステアリングの操舵に応じたヨー角速度を模擬するように映像が表示装置３２２の表示画面に表示されると共に、車両用シートにヨー運動が与えられ、操作者は、視覚情報及び体感情報から、ヨー運動を知覚する。
【００９６】
以上説明したように、第３の実施の形態に係る車両模擬装置によれば、中立状態からステアリングが操舵されたときに、操作者の操舵トルクの知覚いき値と、ドライバの視覚情報に基づく車両運動の知覚いき値とを対応させた車両運動を模擬するように、ドライバからの視界を表わす映像を表示させると共に車両用シートに運動を与えるため、操作者にとって快適な車両運動を模擬することができる。
【００９７】
なお、上記の第１の実施の形態〜第３の実施の形態において、車両運動の目標値、又は模擬する車両運動として、ヨー角速度を求める場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、車両運動として、横加速度を求めるようにしてもよい。この場合には、操舵トルク又は操舵角に対応する横加速度を求め、横加速度の目標値を実現するように、または横加速度を模擬するように制御すればよい。
【００９８】
また、第１マップにおいて、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、ドライバの視覚情報に基づくヨー角速度の知覚いき値とを対応させるように定めた場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、ドライバの視覚情報に基づくヨー角速度の知覚いき値を含む所定範囲内の値とを対応させて、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、ドライバの視覚情報に基づくヨー角速度の知覚いき値とをほぼ対応させるように、第１マップにおける操舵トルクとヨー角速度との対応関係を定めてもよい。
【００９９】
また、第１マップにおいて、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、ドライバの視覚情報に基づくヨー角速度の知覚いき値とを対応させるように定めた場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、前方注視角変化の角速度の知覚いき値とを対応させるように、第１マップにおける操舵トルクとヨー角速度との対応関係を定めてもよい。この場合には、後述する（６）式、（１３）式、（１７）式から、前方注視角変化の角速度の知覚いき値に対応したヨー角速度を算出し、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、算出されたヨー角速度とを対応させるように、第１マップにおける操舵トルクとヨー角速度との対応関係を定めればよい。また、この場合にも、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、前方注視角変化の角速度の知覚いき値を含む所定範囲内の値とを対応させて、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、前方注視角変化の角速度の知覚いき値とをほぼ対応させるように、第１マップにおける操舵トルクとヨー角速度との対応関係を定めてもよい。
【０１００】
次に、第４の実施の形態に係る車両制御装置について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【０１０１】
図１０に示すように、本発明の第４の実施の形態に係る車両制御装置４１０は、操舵トルクセンサ１２と、操舵角センサ１４と、操舵トルクセンサ１２及び操舵角センサ１４からの出力に基づいて、舵角アクチュエータ２２の作動を制御するコンピュータ４２０とを備えている。
【０１０２】
コンピュータ４２０は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、後述する舵角制御処理ルーチンを実行するためのプログラムを記憶したＲＯＭとを備え、機能的には次に示すように構成されている。コンピュータ４２０は、状態判定部２４と、中立状態からの操舵時における操舵トルクとヨー角速度との対応関係を表わす第１マップ、及び通常の操舵時における操舵角とヨー角速度との対応関係を表わす第２マップを記憶した車両運動目標マップ記憶部４２６と、状態判定部２４の判定結果に応じて第１マップ又は第２マップを用いて、ヨー角速度の目標値を設定する車両運動目標設定部４２８と、舵角目標算出部３０と、舵角制御部３２とを備えている。
【０１０３】
ここで、本実施の形態における原理について説明する。
【０１０４】
ドライバは、視覚情報に基づく車両運動の知覚を、ヨー運動と横運動を複合した前方注視角変化に基づいて知覚していると考えられる。また、車両運動は、ヨー運動、横運動の順番で生じる。そこで、上記の第１の実施の形態では、車両の動き出しに着目し、入力となる操舵トルクの知覚いき値とヨー運動の知覚いき値を対応させた車両応答特性に基づいて、目標値を設定する車両制御について説明した。本実施の形態は、操舵トルクの知覚いき値及びヨー運動の知覚いき値を超えた範囲の車両応答特性に関して、ドライバの前方注視角変化に着目した車両応答特性に基づいて、目標値を設定する車両制御を行う。なお、前方注視角変化は、車両の進行方向と目標到達点の方向との偏角の変化である。
【０１０５】
図１１（Ａ）に示すようなレーンチェンジの状況（車速ｖ（ｍ／ｓ）で走行中にＹ（ｍ）だけ横方向に移動する場合）を想定したとき、ドライバの前方注視角変化は以下に説明するように定式化することができる。
【０１０６】
ドライバは操舵を始めるにあたり、移動したい方向（目標到達点の方向）に視線を向けると考えられ、このときの前方注視時間をτ（ｓ）、前方注視角の初期値をθ０（ｒａｄ）とする。一般的にドライバは横移動量に対して十分に遠い前方（前方注視点、すなわち目標到達点）を注視している（前方注視点までの距離Ｌが大きい）ことから、θ０＜＜１となり、前方注視角の初期値θ０は、以下の（３）式で近似できる。
【０１０７】
【数２】
2011051495.tif 000004
【０１０８】
ただし、Ｙは、前方注視点の横位置であり、ｖは、車速である。
【０１０９】
また、同様にして考えれば、図１１（Ｂ）に示すように、操舵中の前方注視角θ（ｒａｄ）は、車両の挙動を考慮して以下の（４）式のように表わされる。
【０１１０】
【数３】
2011051495.tif 000005
【０１１１】
ここで、ｙは、車体の横移動量［ｍ］であり、φは、走行路の基準方向に対する車体のヨー角［ｒａｄ］であり、βは、車体スリップ角［ｒａｄ］である。
【０１１２】
よって、車両挙動にともなうドライバの前方注視角の変化量Θ（ｒａｄ）は、以下の（５）式で表わされる。
【０１１３】
【数４】
2011051495.tif 000006
【０１１４】
視覚情報に基づく車両の各運動の知覚について、例えばヨー運動がヨーレートによって知覚されるように、速度の次元の物理量が知覚されることがわかっている。すなわち、車両運動も、次の（６）式に示す前方注視角変化の角速度によって知覚されていると考えることができる。
【０１１５】
【数５】
2011051495.tif 000007
【０１１６】
ここで、ｒは、ヨーレート［ｒａｄ／ｓ］である。
【０１１７】
上記（６）式から分かるように、ドライバの前方注視角変化の角速度は、ヨーレート、車体の横速度、および車体スリップ角の変化速度の関数として与えられる。
【０１１８】
また、操舵トルクに対する車両の応答特性を変化させ、どのような応答特性が良いかを感応評価する実験を行った。その結果、図１２に示すように、操舵トルクの対数、及び前方注視角変化の角速度の対数がほぼ線形の関係にあるとき、評価が良いことが分かった。評価が悪い応答特性は、上に凸、あるいは下に凸の非線形性を有している。なお、図１２の各軸は、それぞれの知覚いき値で正規化した後に対数をとっている。操舵トルクの知覚いき値は、例えば１．０Ｎｍであり、 前方注視角変化の角速度の知覚いき値は、例えば０．０７ｄｅｇ／ｓ（ヨーレートの知覚いき値と同じ）である。
【０１１９】
ここで、人間の刺激に対する感覚量は、ウェーバの法則が成り立つ範囲において刺激量の対数に比例する（ウェーバ・フェヒナの法則）。ドライバの入力となる操舵トルク、および車両運動を知覚する前方注視角変化の角速度に関して、本実施の形態において対象とする範囲（操舵トルクの知覚いき値及びヨー運動の知覚いき値を超えた範囲）において、いずれもウェーバの法則が成り立つ。よって、いずれの感覚量も、物理量の対数で表現され、すわなち、操舵トルクの感覚量は、操舵トルクの対数に比例し、前方注視角変化の角速度の感覚量は、前方注視角変化の角速度の対数に比例する。
【０１２０】
上述したように、操舵トルクの対数、及び前方注視角変化の角速度の対数がほぼ線形の関係にあるとき、評価が良いことから、評価の良い車両応答特性は、ドライバの入力である操舵トルクと、その結果としての車両運動（前方注視角変化の角速度）とが、ドライバにとって線形に変化すると感じられる車両応答特性である。
【０１２１】
また、上記第１の実施の形態と同様に、操舵トルクの入力が操舵トルクの知覚いき値の大きさになったとき、前方注視角変化の角速度を知覚できる（前方注視角変化の角速度が知覚いき値を超える）ようにすると、望ましい車両応答となるため、上記の車両応答特性において、図１３のように、操舵トルクの知覚いき値と、前方注視角変化の角速度の知覚いき値とを対応させる。
【０１２２】
この車両応答特性を、ウェーバ・フェヒナの法則に従って記述すると、以下の（７）式となる。
【０１２３】
【数６】
2011051495.tif 000008
【０１２４】
ここで、ＫΘは、前方注視角の変化の角速度のウェーバ比であり、ＫＴは、操舵トルクのウェーバ比である。Ｔ０は、操舵トルクの知覚いき値［Ｎｍ］であり、ｗＴは、重み係数である。Θ０のドットは、前方注視角変化の知覚いき値（車両運動の知覚いき値）［ｒａｄ／ｓ］であり、これを変形すると、以下の（８）式が得られる。
【０１２５】
【数７】
2011051495.tif 000009
【０１２６】
すなわち、車両運動を上記の関係で記述できる車両応答特性に設定すれば、ドライバにとって運転しやすい車両応答特性になる。
【０１２７】
次に、上記の車両応答特性を実現する、操舵トルクとヨー角速度との対応関係を表わす第１マップを生成する原理について説明する。
【０１２８】
まず、車両運動を線形２輪車モデルで記述すると、以下の（９）式、（１０）式で表される。なお、それぞれの式はラプラス変換した後のものである。
【０１２９】
【数８】
2011051495.tif 000010
【０１３０】
ここで，Ｆｆ、Ｆｒは、前後輪のコーナリングフォース［Ｎ］であり、Ｉｚは、ヨー慣性モーメント［ｋｇ−ｍ２］である。ｌｆ、ｌｒは、重心−車軸間距離［ｍ］であり、ｍは、車両質量［ｋｇ］であり、ｓは、ラプラス演算子である。
【０１３１】
また、前後輪のコーナリングフォースＦｆ、Ｆｒは、タイヤの動特性を考慮すると、以下の（１１）式、（１２）式に示す一次遅れ系として記述される。
【０１３２】
【数９】
2011051495.tif 000011
【０１３３】
ここで、Ｋｆ、Ｋｒは、前後輪のコーナリングパワー［Ｎ／ｒａｄ］であり、δｆは、前輪転舵角［ｒａｄ］であり、τｆ、τｒは、一次遅れ系の時定数［ｓ］である。
【０１３４】
上記（１１）式、（１２）式を上記（９）式、（１０）式に代入し、ヨーレートから車体スリップ角までの伝達関数として整理すると、次の（１３）式となる。
【０１３５】
【数１０】
2011051495.tif 000012
【０１３６】
ここで、Ｄｗｆは、前輪荷重配分［−］であり、ｇは、重力加速度［ｍ／ｓ２］であり、ｌは、ホイールベース長［ｍ]である。なお、Ｃｒは、後輪のコーナリングパワーを無次元化したものであり、Ｉｎは、ヨー慣性モーメントを無次元化したものであり、それぞれ以下の（１４）式、（１５）式により表わされる。
【０１３７】
【数１１】
2011051495.tif 000013
【０１３８】
また、車体の横加速度ｇｙに関しては以下の（１６）式により表わされ、これを積分すれば車体の横速度νｙが、以下の（１７）式のように求められる。
【０１３９】
【数１２】
2011051495.tif 000014
【０１４０】
上記の関係から、後輪のコーナリングパワー、および時定数が既知であるならば、ヨーレートに対する車体のスリップ角、横速度をあらかじめ把握できる。すなわち、操舵トルクに対するヨーレートの特性を、上記（８）式を満足するように、あらかじめ求めておくことができ、それを目標の車両運動として設定すれば良い。
【０１４１】
例えば、操舵トルクから、上記（８）式に従って、前方注視角変化の角速度を算出し、上記（６）式、（１３）式、（１７）式に基づいて、算出した前方注視角変化の角速度に対応するヨーレートを算出することにより、上記（８）式の特性を満足するヨーレートを求める。操舵トルクの知覚いき値以上の範囲における各操舵トルクについて、同様にヨーレートを求めて、操舵トルクとヨーレートとの対応関係を示す第１マップを生成する。これによって、操舵トルクの対数に比例する感覚量と、前方注視角変化の角速度の対数に比例する感覚量とが線形の関係にある車両応答特性であって、操舵トルクの知覚いき値と、前方注視角変化の角速度の知覚いき値とを対応させた車両応答特性に基づく、操舵トルクとヨー角速度との対応関係を表わす第１マップが生成される。また、第１マップで対象とする範囲はオンセンタの領域であり、第１マップは、操舵トルクで２．５Ｎｍ、ヨーレートで２．０ｄｅｇ／ｓ程度の範囲までの操舵トルクとヨーレートとの対応関係を示す。
【０１４２】
車両運動目標マップ記憶部２６は、操舵初期状態に対して、上記のように生成された操舵トルクとヨー角速度との対応関係を表わす第１マップを予め記憶している。また、車両運動目標マップ記憶部２６は、操舵初期状態以外の状態に対して、操舵角が大きいほどヨー角速度が大きくなるように定められた操舵角とヨー角速度との対応関係を表わす第２マップを予め記憶している。第２マップは、従来既知の操舵角に対する車両応答としてのヨー角速度の対応関係を表わしている。
【０１４３】
次に、第４の実施の形態に係る車両制御装置４１０の作用について説明する。車両制御装置４１０を搭載した車両の走行中に、コンピュータ４２０において、図１４に示す舵角制御処理ルーチンが実行される。なお、第１の実施の形態と同様の処理については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１４４】
まず、ステップ１００において、操舵トルクセンサ１２からの操舵トルク信号及び操舵角センサ１４からの操舵角信号を取得する。ステップ１０２において、上記ステップ１００で取得した操舵角信号に基づいて、中立状態であるか操舵状態であるかを判定し、メモリ（図示省略）に記録する。
【０１４５】
ステップ１０４において、上記ステップ１０２の所定時間分の判定結果に基づいて、中立状態からステアリングを操舵した状態（操舵初期状態）であるか否かを判定する。操舵初期状態であると判定された場合には、ステップ４５０において、車両運動目標マップ記憶部４２６から第１マップを読み出し、上記ステップ１００で取得した操舵トルク信号が示す操舵トルクに対応するヨー角速度を、車両運動の目標値として設定し、ステップ１１０へ移行する。
【０１４６】
一方、上記ステップ１０４で、操舵初期状態ではないと判定された場合には、ステップ１０８において、車両運動目標マップ記憶部４２６から第２マップを読み出し、上記ステップ１００で取得した操舵角信号が示す操舵角に対応するヨー角速度を、車両運動の目標値として設定し、ステップ１１０へ移行する。
【０１４７】
ステップ１１０では、上記ステップ４５０又は１０８で設定されたヨー角速度の目標値を実現するための前輪の転舵角の目標値を算出する。そして、ステップ１１２において、上記ステップ１１０で算出された前輪の転舵角の目標値に基づいて、前輪に対応する舵角アクチュエータ２２を作動させて、ステップ１００へ戻る。
【０１４８】
以上説明したように、第４の実施の形態に係る車両制御装置によれば、中立状態からステアリングが操舵されたときに、操舵トルクの感覚量と前方注視角変化の角速度の感覚量とが線形に変化する車両運動が実現されるように制御するため、ドライバにとって快適な車両運動を実現することができる。
【０１４９】
また、ドライバの感受特性を考慮した操舵トルクに対する車両応答特性を実現するため、ドライバ操作に対して違和感のない、快適な車両運動の実現することができ、運転のしやすさ、車両の快適性を向上させることができる。
【０１５０】
また、中立状態からステアリングが操舵されたときに、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、前方注視角変化の角速度の知覚いき値とを対応させた車両運動が実現されるように、前輪の転舵角を制御するため、ドライバにとって快適な車両運動を実現することができる。
【０１５１】
なお、上記の実施の形態において、上記第２の実施の形態と同様に、第１マップが表わす操舵トルクとヨー角速度との対応関係を、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、前方注視角変化の角速度の知覚いき値とが対応するように定めると共に、ドライバの操舵トルクの知覚いき値まで不感帯が設けられるように定めてもよい。
【０１５２】
次に、第５の実施の形態に係る車両制御装置について説明する。なお、第５の実施の形態に係る車両制御装置は、第４の実施の形態と同様の構成となるため、同一符号を付して説明を省略する。
【０１５３】
第５の実施の形態では、操舵トルクの知覚いき値と、ヨーレートの知覚いき値とを対応させるように車両特性が設定されている点が、第４の実施の形態と異なっている。
【０１５４】
第５の実施の形態では、操舵トルクの対数に比例する感覚量と、前方注視角変化の角速度の対数に比例する感覚量とがほぼ線形の関係にある車両応答特性において、操舵トルクの知覚いき値と、ヨーレートの知覚いき値とを対応させる。
【０１５５】
ヨー運動の知覚いき値における前方注視角変化の角速度は、横運動がほとんど出ていない状態であるため、ヨー運動の知覚いき値におけるヨーレートとほとんど同じであり、上記第４の実施の形態では、同じものと仮定している。しかし、上記（６）式に示すように、ヨー運動の知覚いき値における前方注視角変化の角速度と、ヨー運動の知覚いき値におけるヨーレートとはわずかながらでも違いがあり、ヨー運動の知覚いき値におけるヨーレートの大きさは、前方注視角変化の角速度の知覚いき値より大きくなる。よって、図１５に示すように、前方注視角変化の角速度の感覚量が、０より若干大きい値から線形となる関係が、車両応答特性になる。なお、どの程度大きくなるかは、車両モデルに基づいて算出可能である。
【０１５６】
上記図１５の車両応答特性を式で記述した場合、上記（７）式に相当するものが、以下の（１８）式で表される。
【０１５７】
【数１３】
2011051495.tif 000015
【０１５８】
ここで、ｗＴ’は、重み係数であり、Θ’のドットは、操舵トルクの知覚いき値における前方注視角変化の角速度［ｒａｄ／ｓ］である。これを変形すると、上記（８）式に相当するものが、以下の（１９）式で表される。
【０１５９】
【数１４】
2011051495.tif 000016
【０１６０】
次に、上記の車両応答特性を実現する、操舵トルクとヨー角速度との対応関係を表わす第１マップを、上記第４の実施の形態と同様に生成し、車両運動目標マップ記憶部４２６に記憶する。これによって、操舵トルクの対数に比例する感覚量と、前方注視角変化の角速度の対数に比例する感覚量とが線形の関係にある車両応答特性であって、操舵トルクの知覚いき値と、ヨーレートの知覚いき値とを対応させた車両応答特性に基づく、操舵トルクとヨー角速度との対応関係を表わす第１マップが生成される。
【０１６１】
なお、第５の実施の形態に係る車両制御装置の他の構成及び作用については、第４の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【０１６２】
このように、中立状態からステアリングが操舵されたときに、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、ヨーレートの知覚いき値とを対応させた車両運動が実現されるように、前輪の転舵角を制御するため、ドライバにとって快適な車両運動を実現することができる。
【０１６３】
なお、上記の実施の形態において、上記第２の実施の形態と同様に、第１マップが表わす操舵トルクとヨー角速度との対応関係を、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、ヨーレートの知覚いき値とが対応するように定めると共に、ドライバの操舵トルクの知覚いき値まで不感帯が設けられるように定めてもよい。
【０１６４】
また、上記の第１の実施の形態、第２の実施の形態、第４の実施の形態、及び第５の実施の形態では、操舵トルクとヨー角速度との対応関係を表わすマップを用いて、検出された操舵トルクに対応するヨー角速度を求める場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、操舵トルクとヨー角速度との対応関係を表わす式に従って、検出された操舵トルクからヨー角速度の目標値を算出するようにしてもよい。また、操舵初期状態でない場合、操舵角とヨー角速度との対応関係を表わす式に従って、検出された操舵角からヨー角速度の目標値を算出するようにしてもよい。
【０１６５】
また、ヨー角速度の目標値を実現するように、前輪の転舵角を制御する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、前後輪の各々の転舵角を制御するようにしてもよいし、後輪の転舵角を制御するようにしてもよい。この場合には、前後輪の各々の転舵角に対する車両応答を表わす式に従って、ヨー角速度の目標値が実現される前後輪の各々の転舵角の目標値を算出するようにすればよい。または、後輪の転舵角に対する車両応答を表わす式に従って、ヨー角速度の目標値が実現される後輪の転舵角の目標値を算出するようにすればよい。
【０１６６】
次に、第６の実施の形態について説明する。第６の実施の形態では、車両模擬装置に本発明を適用した場合を例に説明する。なお、第３の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【０１６７】
図１６に示すように、本発明の第６の実施の形態に係る車両模擬装置６１０は、操舵トルクセンサ１２と、操舵角センサ１４と、操舵トルクセンサ１２及び操舵角センサ１４からの出力に基づいて、表示装置３２２の表示を制御すると共に、モーション装置３２４の作動を制御するコンピュータ６２０とを備えている。
【０１６８】
コンピュータ６２０は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、後述する模擬処理ルーチンを実行するためのプログラムを記憶したＲＯＭとを備え、機能的には次に示すように構成されている。コンピュータ６２０は、ドライブシミュレーション部３２５と、状態判定部２４と、中立状態からの操舵時における操舵トルクとヨー角速度との対応関係を表わす第１マップ、及び通常の操舵時における操舵角とヨー角速度との対応関係を表わす第２マップを記憶した車両運動マップ記憶部６２６と、状態判定部２４の判定結果に応じて第１マップ又は第２マップを用いて、ヨー角速度を設定する車両運動設定部６２８と、車両運動模擬部３３０とを備えている。なお、車両運動模擬部３３０は、表示制御手段の一例である。
【０１６９】
車両運動マップ記憶部６２６は、操舵初期状態に対して、操舵トルクの感覚量と前方注視角変化の角速度の感覚量とが線形に変化する関係を示す上記（８）式を満足するように生成された操舵トルクとヨーレートとの対応関係を示す第１マップを予め記憶している。なお、第１マップの生成方法は、上記第４の実施の形態と同様である。また、車両運動マップ記憶部６２６は、操舵初期状態以外の状態に対して、操舵角が大きいほどヨー角速度が大きくなるように定められた操舵角とヨー角速度との対応関係を表わす第２マップを予め記憶している。
【０１７０】
車両運動設定部６２８は、操舵初期状態であると判定された場合に、操舵トルクセンサ１２から入力された操舵トルク信号及び記憶された第１マップに基づいて、検出された操舵トルクに対応するヨー角速度を、模擬する車両運動として設定する。また、車両運動設定部６２８は、操舵初期状態以外であると判定された場合に、操舵角センサ１４から入力された操舵角信号及び記憶された第２マップに基づいて、検出された操舵角に対応するヨー角速度を、模擬する車両運動として設定する。
【０１７１】
次に、第６の実施の形態に係る車両模擬装置６１０の作用について説明する。操作者が車両用シートに着座して、ステアリング及びペダルを操作し、ドライブシミュレーション部３２５によるドライブシミュレーションが行われているときに、コンピュータ６２０において、図１７に示す模擬処理ルーチンが実行される。なお、第３の実施の形態と同様の処理については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１７２】
まず、ステップ１００において、操舵トルクセンサ１２からの操舵トルク信号及び操舵角センサ１４からの操舵角信号を取得する。ステップ１０２において、上記ステップ１００で取得した操舵角信号に基づいて、中立状態であるか操舵状態であるかを判定し、メモリ（図示省略）に記録する。
【０１７３】
ステップ１０４において、上記ステップ１０２の所定時間分の判定結果に基づいて、中立状態からステアリングを操舵した状態（操舵初期状態）であるか否かを判定する。操舵初期状態であると判定された場合には、ステップ６５０において、車両運動マップ記憶部３２６から第１マップを読み出し、上記ステップ１００で取得した操舵トルク信号が示す操舵トルクに対応するヨー角速度を、模擬する車両運動として設定し、ステップ３５６へ移行する。
【０１７４】
一方、上記ステップ１０４で、操舵初期状態ではないと判定された場合には、ステップ３５４において、車両運動マップ記憶部３２６から第２マップを読み出し、上記ステップ１００で取得した操舵角信号が示す操舵角に対応するヨー角速度を、模擬する車両運動として設定し、ステップ３５６へ移行する。
【０１７５】
ステップ３５６では、上記ステップ６５０又は３５４で設定されたヨー角速度に応じて、ドライブシミュレーション部３２５により生成された映像を加工して表示装置３２２に出力する。そして、ステップ３５８では、上記ステップ６５０又は３５４で設定されたヨー角速度に応じて、モーション装置３２４を作動するように制御して、ステップ１００へ戻る。
【０１７６】
上記の模擬処理ルーチンが実行されると、操作者によるステアリングの操舵に応じたヨー角速度を模擬するように映像が表示装置３２２の表示画面に表示されると共に、車両用シートにヨー運動が与えられ、操作者は、視覚情報及び体感情報から、ヨー運動を知覚する。
【０１７７】
以上説明したように、第６の実施の形態に係る車両模擬装置によれば、中立状態からステアリングが操舵されたときに、操舵トルクの感覚量と前方注視角変化の角速度の感覚量とが線形に変化する車両運動を模擬した、ドライバからの視界を表わす映像を表示させると共に車両用シートに運動を与えるため、操作者にとって快適な車両運動を模擬することができる。
【０１７８】
また、中立状態からステアリングが操舵されたときに、操作者の操舵トルクの知覚いき値と、前方注視角変化の角速度の知覚いき値とを対応させた車両運動を模擬するように、ドライバからの視界を表わす映像を表示させると共に車両用シートに運動を与えるため、操作者にとって快適な車両運動を模擬することができる。
【０１７９】
なお、上記の実施の形態では、操作者の操舵トルクの知覚いき値と、前方注視角変化の角速度の知覚いき値とを対応させた車両応答特性を模擬した場合を例に説明したが、上記第５の実施の形態と同様に、操作者の操舵トルクの知覚いき値と、ヨーレートの知覚いき値と対応させた車両応答特性を模擬するようにしてもよい。この場合には、第５の実施の形態と同様の方法により第１マップを生成すればよい。
【０１８０】
また、上記の第３の実施の形態及び第６の実施の形態では、操舵トルクとヨー角速度との対応関係を表わすマップを用いて、検出された操舵トルクに対応するヨー角速度を求める場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、操舵トルクとヨー角速度との対応関係を表わす式に従って、検出された操舵トルクから、模擬するヨー角速度を算出するようにしてもよい。また、操舵初期状態でない場合に、操舵角とヨー角速度との対応関係を表わす式に従って、検出された操舵角から、模擬するヨー角速度を算出するようにしてもよい。
【０１８１】
また、検出された操舵トルクに対応するヨー角速度を模擬するように、映像を加工すると共に、モーション装置を作動させる場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、検出された操舵トルクに対応するヨー角速度を模擬するように、表示される映像の加工のみを行うようにしてもよい。
【０１８２】
また、上記第４の実施の形態〜第６の実施の形態では、操舵トルクの感覚量と前方注視角変化の角速度の感覚量とが線形に変化する車両応答特性を実現又は模擬する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、操舵トルクの感覚量と前方注視角変化の角速度の感覚量とがほぼ線形に変化する車両応答特性を、実現又は模擬するようにすればよい。
【０１８３】
また、上記の第４の実施の形態〜第６の実施の形態において、車両運動の目標値、又は模擬する車両運動として、ヨー角速度を求める場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、車両運動として、横加速度を求めるようにしてもよい。この場合には、操舵トルク又は操舵角に対応する横加速度を求め、横加速度の目標値を実現するように、または横加速度を模擬するように制御すればよい。
【０１８４】
また、車両応答特性について、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、前方注視角変化の角速度の知覚いき値又はドライバの視覚情報に基づくヨー角速度の知覚いき値と、を対応させるように定めた場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、前方注視角変化の角速度の知覚いき値又はドライバの視覚情報に基づくヨー角速度の知覚いき値を含む所定範囲内の値とを対応させて、ドライバの操舵トルクの知覚いき値と、前方注視角変化の角速度の知覚いき値又はドライバの視覚情報に基づくヨー角速度の知覚いき値とをほぼ対応させるように、車両応答特性を定めてもよい。この場合には、この車両応答特性に基づいて、操舵トルクとヨー角速度との対応関係を表わす第１マップを生成すればよい。
【０１８５】
本発明のプログラムを、記憶媒体に格納して提供することができる。
【符号の説明】
【０１８６】
１０、４１０  車両制御装置
１２   操舵トルクセンサ
１４   操舵角センサ
２０、３２０、４２０、６２０  コンピュータ
２２   舵角アクチュエータ
２４   状態判定部
２６、４２６  車両運動目標マップ記憶部
２８、４２８  車両運動目標設定部
３０   舵角目標算出部
３２   舵角制御部
３１０、６１０  車両模擬装置
３２２  表示装置
３２４  モーション装置
３２５  ドライブシミュレーション部
３２６、６２６  車両運動マップ記憶部
３２８、６２８  車両運動設定部
３３０  車両運動模擬部
【図１】
2011051495.tif 000017
【図２】
2011051495.tif 000018
【図３】
2011051495.tif 000019
【図４】
2011051495.tif 000020
【図５】
2011051495.tif 000021
【図６】
2011051495.tif 000022
【図７】
2011051495.tif 000023
【図８】
2011051495.tif 000024
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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