(57)【要約】      （修正有）【課題】運転者の運転技量を精度良く判定するとともに、その判定された運転技量に応じて適切な操舵反力を操舵装置に付与することが可能な操舵反力制御装置を提供する。【解決手段】操舵反力制御装置は、運転者が操舵装置を操作した際に操舵装置を中立位置へ戻すように操舵反力トルクを付与するように構成された操舵反力付与手段を備える。操舵反力制御装置は、操舵装置に付与される操舵反力トルクが目標操舵反力トルクに一致するように操舵反力付与手段を制御する。操舵反力制御装置は、連続切り返し操作が発生した場合、道路の難易度を算出するとともに、運転者の操舵操作の評価を示す操舵評価値を算出する。操舵反力制御装置は、道路の難易度及び操舵評価値に基いて運転者の運転技量を決定し、運転者の運転技量に応じて目標操舵反力トルクを変更する。【選択図】図２
2019156041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者によって操舵操作される操舵ハンドルを含む操舵装置と、
前記操舵ハンドルの回転角度を操舵角として検出する操舵角検出手段と、
車両が走行している道路の曲率半径の情報を取得する曲率半径取得手段と、
前記運転者が前記操舵ハンドルを回転操作した際に、前記操舵ハンドルを中立位置へ戻す向きの操舵反力トルクを前記操舵装置に付与するように構成された操舵反力付与手段と、
少なくとも前記操舵角に関連する値に基いて前記操舵反力トルクの目標値である目標操舵反力トルクを演算し、前記操舵装置に付与される前記操舵反力トルクが前記目標操舵反力トルクに一致するように前記操舵反力付与手段を制御するように構成された操舵反力制御手段と、
を備え、
前記操舵反力制御手段は、
前記操舵ハンドルが前記中立位置に対して第１方向側の第１所定操舵角範囲に操作される第１操舵操作が行われ、且つ、当該第１操舵操作が終了した時点から所定の時間内に前記操舵ハンドルが前記中立位置に対して前記第１方向側とは反対の第２方向側の第２所定角度範囲に操作され始めた後に前記操舵ハンドルが前記第２所定角度範囲に対して前記中立位置側に戻される第２操舵操作が行われる、一連の操舵操作である連続切り返し操作が発生した場合、
前記第１操舵操作が行われた期間の前記操舵角と、前記第２操舵操作が行われた期間の前記操舵角と、前記第２操舵操作が行われた期間に前記車両が走行していた道路の曲率半径と、に基いて、道路の難易度を算出し、
前記第２操舵操作が行われた期間の前記操舵角から前記第２操舵操作が行われた期間の操舵角速度を算出し、前記操舵角速度に基いて前記運転者の操舵操作の評価を示す操舵評価値を算出し、
前記道路の難易度及び前記操舵評価値に基いて前記運転者の運転技量を決定し、
前記運転者の前記運転技量に応じて前記目標操舵反力トルクを変更する
ように構成された
操舵反力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の操舵装置に操舵反力を付与する操舵反力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、運転者の運転技量に応じて運転者の操舵操作の支援を行う操舵支援装置が知られている。このような操舵支援装置のために、運転者の操作態様（操舵ハンドルの操作及びアクセルペダルの操作等）を解析することによって運転者の運転技量を評価する装置（以下、「従来装置」と称呼する。）も提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３５４０４７号公報
【発明の概要】
【０００４】
従来装置は、車両が走行しているカーブの曲率及び車速に基いて運転の難易度（運転タスク）を決定する。更に、従来装置は、カーブにおける実操舵角と、そのカーブにおいて操舵操作が滑らかに行われたと仮定したときの舵角推定値との偏差に基いて、上記のカーブにて運転者にかかる負荷を示す値（負荷量）を決定する。例えば、スペシャリスト（高い運転技量を有する運転者）の場合、運転の難易度が高くなった場合でも、負荷量が大きくならない。従来装置は、運転の難易度（運転タスク）に対する負荷量の変化率を求め、この負荷量の変化率に基いて運転技量を判定する。
【０００５】
しかしながら、本願発明者が、従来装置の技術を用いて実験を行ったところ、以下の事実が判明した。
・カーブの曲率及び車速から運転の難易度を精度良く推定することができない。
・実操舵角と舵角推定値との偏差から運転者の運転結果を精度良く評価することができない。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされた。即ち、本発明の目的の一つは、運転者の運転技量を精度良く判定するとともに、その判定された運転技量に応じて適切な操舵反力を操舵装置に付与することが可能な操舵反力制御装置を提供することである。
【０００７】
本発明の操舵反力制御装置（以下、「本発明装置」と称呼される場合がある。）は、
運転者によって操舵操作される操舵ハンドル（ＳＷ）を含む操舵装置と、
前記操舵ハンドルの回転角度を操舵角（θ）として検出する操舵角検出手段（１１）と、
車両が走行している道路の曲率半径の情報を取得する曲率半径取得手段（５０、５２）と、
前記運転者が前記操舵ハンドルを回転操作した際に、前記操舵ハンドルを中立位置へ戻す向きの操舵反力トルクを前記操舵装置に付与するように構成された操舵反力付与手段（１０、４０、４１）と、
少なくとも前記操舵角に関連する値に基いて前記操舵反力トルクの目標値である目標操舵反力トルクを演算し、前記操舵装置に付与される前記操舵反力トルクが前記目標操舵反力トルクに一致するように前記操舵反力付与手段を制御するように構成された操舵反力制御手段（１０、４０、４１）と、
を備える。
前記操舵反力制御手段は、
前記操舵ハンドルが前記中立位置に対して第１方向側の第１所定操舵角範囲に操作される第１操舵操作が行われ、且つ、当該第１操舵操作が終了した時点から所定の時間内に前記操舵ハンドルが前記中立位置に対して前記第１方向側とは反対の第２方向側の第２所定角度範囲に操作され始めた後に前記操舵ハンドルが前記第２所定角度範囲に対して前記中立位置側に戻される第２操舵操作が行われる、一連の操舵操作である連続切り返し操作が発生した場合（ステップ５０５：Ｙｅｓ）、
前記第１操舵操作が行われた期間の前記操舵角と、前記第２操舵操作が行われた期間の前記操舵角と、前記第２操舵操作が行われた期間に前記車両が走行していた道路の曲率半径と、に基いて、道路の難易度（ｆ）を算出し（ステップ５１０）、
前記第２操舵操作が行われた期間の前記操舵角から前記第２操舵操作が行われた期間の操舵角速度を算出し、前記操舵角速度に基いて前記運転者の操舵操作の評価を示す操舵評価値（ｇ）を算出し（ステップ５１５）、
前記道路の難易度及び前記操舵評価値に基いて前記運転者の運転技量を決定し（ステップ５３０）、
前記運転者の前記運転技量に応じて前記目標操舵反力トルクを変更する（ステップ５３５、ステップ５４０、ステップ５４５、及びステップ５５０）
ように構成されている。
【０００８】
係る構成を有する本発明装置は、連続切り返し操作が発生するカーブでの運転者の操舵操作に基いて、運転者の運転技量を判定する。連続切り返し操作が発生するカーブは、運転者が連続して２回の操舵操作（第１操舵操作及び第２操舵操作）を行い且つ２回の操舵操作の操作方向も互いに異なることから、運転者の運転技量に差が出やすい。従って、本発明装置は、まず、連続切り返し操作が発生したカーブにて、道路の難易度を算出する。更に、連続切り返し操作が発生したカーブにおいては、第２操舵操作が行われた期間において運転者の運転技量に差が出やすい。例えば、運転者の運転技量が低いほど、一定期間内における操舵角の変化量（操舵角速度）が大きくなる。従って、本発明装置は、第２操舵操作が行われた期間の操舵角から第２操舵操作が行われた期間の操舵角速度を算出し、操舵角速度に基いて運転者の操舵操作の評価を示す操舵評価値を算出する。そして、本発明装置は、道路の難易度及び操舵評価値に基いて運転者の運転技量を判定し、運転者の運転技量に応じて、目標操舵反力トルクを変更する。以上から、本発明装置は、運転者の運転技量を精度良く判定できる。更に、本発明装置は、運転者が操舵ハンドルを操作した際に運転技量に応じて適切な操舵反力トルクを発生させることができる。従って、本発明装置は、運転者の運転技量に関わらず、車両をカーブにて安定して走行させることができる。
【０００９】
上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び／又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記名称及び／又は符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る操舵反力制御装置の概略構成図である。
【図２】図１に示した操舵支援ＥＣＵの機能ブロック図である。
【図３】連続切り返し操作を説明する図であり、横軸を時間ｔとし且つ縦軸を操舵角θとしたグラフである。
【図４】運転技量を判定するための運転履歴の散布図を示した図であって、横軸を難易度ｆとし且つ縦軸を操舵評価値ｇとした二次元空間における散布図を示した図である。
【図５】本発明の実施形態に係る操舵支援ＥＣＵが実行する「運転技量判定ルーチン」を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
＜構成＞
本発明の実施形態に係る操舵反力制御装置（操舵支援装置でもあり、以下、「本実施装置」と称呼される場合がある。）は、車両に適用される。本実施装置は、図１に示したように、操舵支援ＥＣＵ１０、エンジンＥＣＵ２０、ブレーキＥＣＵ３０、電動パワーステアリングＥＣＵ（以下、「ＥＰＳ・ＥＣＵ」と称呼する。）４０、及び、ナビゲーションＥＣＵ５０を備えている。
【００１３】
これらのＥＣＵは、マイクロコンピュータを主要部として備える電気制御装置（Electric Control Unit）であり、図示しないＣＡＮ（Controller Area Network）を介して相互に情報を送信可能及び受信可能に接続されている。本明細書において、マイクロコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発性メモリ及びインターフェース（Ｉ／Ｆ）等を含む。例えば、操舵支援ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ１０ａ、ＲＡＭ１０ｂ、ＲＯＭ１０ｃ、不揮発性メモリ１０ｄ及びインターフェース（Ｉ／Ｆ）１０ｅ等を含むマイクロコンピュータを備える。ＣＰＵ１０ａはＲＯＭ１０ｃに格納されたインストラクション（プログラム、ルーチン）を実行することにより各種機能を実現するようになっている。
【００１４】
操舵支援ＥＣＵ１０は、以下に列挙するセンサ（スイッチを含む。）と接続されていて、それらのセンサの検出信号又は出力信号を受信するようになっている。なお、各センサは、操舵支援ＥＣＵ１０以外のＥＣＵに接続されていてもよい。
【００１５】
操舵角センサ１１は、操舵ハンドルＳＷの操作により回転するステアリングシャフトＵＳの回転角度を操舵角として検出し、操舵角θを表す信号を出力するようになっている。なお、操舵支援ＥＣＵ１０は、操舵角センサ１１から受信した操舵角θから操舵角速度（θ´）を算出するようになっている。更に、操舵支援ＥＣＵ１０は、操舵角センサ１１から受信した操舵角θから操舵角加速度（θ´´）を算出するようになっている。
操舵トルクセンサ１２は、操舵ハンドルＳＷの操作により自車両のステアリングシャフトＵＳに加わる操舵トルクを検出し、操舵トルクＴｒａを表す信号を出力するようになっている。
なお、操舵角センサ１１及び操舵トルクセンサ１２は、それぞれ車両の左旋回方向への操舵を正として操舵角及び操舵トルクを検出するようになっている。
【００１６】
エンジンＥＣＵ２０は、エンジンアクチュエータ２１に接続されている。エンジンアクチュエータ２１は、内燃機関２２のスロットル弁の開度を変更するスロットル弁アクチュエータを含む。エンジンＥＣＵ２０は、エンジンアクチュエータ２１を駆動することによって、内燃機関２２が発生するトルクを変更することができる。従って、エンジンＥＣＵ２０は、エンジンアクチュエータ２１を制御することによって、自車両の駆動力を制御することができる。なお、車両が、ハイブリッド車両である場合、エンジンＥＣＵ２０は、車両駆動源としての「内燃機関及び電動機」の何れか一方又は両方によって発生する自車両の駆動力を制御することができる。更に、車両が電気自動車である場合、エンジンＥＣＵ２０は、車両駆動源としての電動機によって発生する自車両の駆動力を制御することができる。
【００１７】
ブレーキＥＣＵ３０は、ブレーキアクチュエータ３１に接続されている。ブレーキアクチュエータ３１は、ブレーキＥＣＵ３０からの指示に応じてブレーキキャリパ３２ｂに内蔵されたホイールシリンダに供給する油圧を調整し、その油圧によりブレーキパッドをブレーキディスク３２ａに押し付けて摩擦制動力を発生させる。従って、ブレーキＥＣＵ３０は、ブレーキアクチュエータ３１を制御することによって、自車両の制動力を制御することができる。
【００１８】
ＥＰＳ・ＥＣＵ４０は、電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」と称呼する。）４１に接続されている。ＥＰＳ４１は、車両の「操舵ハンドルＳＷ、ステアリングシャフトＵＳ及び操舵用ギア機構（図示略）等を含むステアリング機構６０」に組み込まれている。ＥＰＳ・ＥＣＵ４０は、ＥＰＳ４１が発生するトルクを制御することによって、ステアリング機構６０に対してトルクを付与することができる。
【００１９】
加えて、ＥＰＳ・ＥＣＵ４０は、以降で説明する操舵反力制御（運転支援制御）の実行中に操舵支援ＥＣＵ１０から操舵反力指令を受信した場合には、実際の操舵反力トルクが操舵反力指令で特定される目標操舵反力トルクに一致するようにＥＰＳ４１を制御する。操舵反力トルクとは、運転者が操舵ハンドルＳＷを操舵した際に操舵ハンドルＳＷを中立位置へ戻すように付与されるトルクである。なお、中立位置とは、操舵角θがゼロとなる基準位置であり、車両が直進走行する際の操舵ハンドルＳＷの位置である。上記の操舵反力トルクにより、車両がカーブを走行している際に運転者が操舵ハンドルＳＷを切りすぎるのを防止する。
【００２０】
ナビゲーションＥＣＵ５０は、車両が位置している場所の「緯度及び経度」を検出するためのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機５１、地図情報を記憶した地図データベース５２、及び、タッチパネル（タッチパネル式ディスプレイ）５３を備えている。地図データベース５２に記憶されている地図情報は、道路情報を含む。例えば、道路情報では、道路の区間のそれぞれに対して、道路の曲率半径、車線の幅員及び勾配等が対応付けられている。ナビゲーションＥＣＵ５０は、車両が位置している場所の緯度及び経度、並びに地図情報等に基づいて各種の演算処理を行い、タッチパネル５３に地図上での車両の位置を表示させる。
【００２１】
＜操舵反力制御（操舵支援制御）＞
操舵支援ＥＣＵ１０は、ＥＰＳ４１によって操舵ハンドルＳＷに操舵反力トルクを付与することにより、運転者の操舵操作を支援するようになっている。以降、このような制御を、操舵反力制御と称呼する場合もある。
【００２２】
操舵支援ＥＣＵ１０は、運転者が操舵角θにて操舵ハンドルＳＷを操作したとき、操舵角θに応じて下記（１）式に示す方法で目標操舵反力トルクＦｒを決定する。ここで、Ｍは慣性項の係数であり、Ｃは粘性項の係数であり、Ｋは弾性項の係数であり、Ｆは摩擦項である。これらの値（Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｆ）は何れも正の値である。θ´は操舵角速度であり、θ´´は操舵角加速度である。以降、「操舵角θ、操舵角速度θ´及び操舵角加速度θ´´」は、まとめて、「操舵角θに関連する値」と称呼される場合がある。
【数１】
2019156041.tif 000003
【００２３】
操舵支援ＥＣＵ１０は、目標操舵反力トルクＦｒを表す操舵反力指令をＥＰＳ・ＥＣＵ４０に送信する。ＥＰＳ・ＥＣＵ４０は、フィードバック制御にて実際の操舵反力トルクが目標操舵反力トルクＦｒに一致するようにＥＰＳ４１を制御する。これにより、中立位置へ戻すように作用する操舵反力トルクが操舵ハンドルＳＷに対して付与される。
【００２４】
なお、上記（１）式の「慣性項の係数Ｍ、粘性項の係数Ｃ、弾性項の係数Ｋ及び摩擦項Ｆ」は、以降で説明するように運転者の運転技量に応じて変更される。
【００２５】
＜運転技量判定処理＞
次に、運転技量判定処理について説明する。本願発明者は、実験により、連続切り返し操作が発生するカーブにて、運転者の運転技量に差が出やすいという知見を得た。「連続切り返し操作」とは、操舵ハンドルＳＷが第１方向に操作される第１操舵操作が行われ、且つ、その第１操舵操作が終了した時点から所定の時間内に第１方向とは反対の第２方向に操舵ハンドルＳＷが操作される第２操舵操作が行われる操作である。
【００２６】
更に、本願発明者は、連続切り返し操作が発生するカーブにて実施した実験により、以下の知見も得た。
・連続切り返し操作が発生するカーブでの操舵角の範囲（即ち、操舵角の最大値と最小値との差分）が大きいほど、道路の難易度（その道路を通過する際に運転者に必要とされる操舵操作の難易度）が高い。
・第２操舵操作が行われている期間に走行している道路の曲率半径が小さくなるほど、道路の難易度が高い。
・運転者の運転技量が低いほど、第２操舵操作が行われている期間において操舵角速度の大きさが大きくなる。
【００２７】
そこで、操舵支援ＥＣＵ１０は、以下で詳しく説明するように、連続切り返し操作が発生したカーブにおける運転者の運転履歴を蓄積し、当該運転履歴に基いて運転者の運転技量を判定するようになっている。
【００２８】
図２に示すように、操舵支援ＥＣＵ１０は、機能的にみた場合、難易度算出部２０１と、操舵評価値算出部２０２と、運転履歴記憶部２０３と、運転技量判定部２０４と、パラメータ記憶部２０５と、操舵支援部２０６とを備えている。
【００２９】
難易度算出部２０１は、第１所定時間が経過する毎に、操舵角センサ１１から操舵角θを取得するとともに、地図データベース５２の地図情報に含まれる道路情報（道路の曲率半径Ｒ）をナビゲーションＥＣＵ５０を介して取得する。
【００３０】
難易度算出部２０１は、操舵角θに基いて、連続切り返し操作が発生したか否かを判定する。難易度算出部２０１は、以下の条件１乃至条件３の総てが成立した場合に、連続切り返し操作が発生したと判定する。
（条件１）操舵角θの絶対値が、所定の第１操舵角閾値Ｔｈ１よりも小さい値から第１操舵角閾値Ｔｈ１よりも大きい値へと変化し、その後、第１操舵角閾値Ｔｈ１より大きい値から第１操舵角閾値Ｔｈ１以下の値へと変化する操作（即ち、第１操舵操作）が行われた。
（条件２）第１操舵操作が終了した時点から所定の時間Ｔｍ以内に操舵角θの絶対値が第２操舵角閾値Ｔｈ２よりも小さい値から第２操舵角閾値Ｔｈ２よりも大きい値へと変化し、その後、操舵角θの絶対値が第２操舵角閾値Ｔｈ２より大きい値から第２操舵角閾値Ｔｈ２以下の値へと変化する操作（即ち、第２操舵操作）が行われた。
（条件３）第１操舵操作における操舵ハンドルＳＷの操作方向と第２操舵操作における操舵ハンドルＳＷの操作方向とが異なる。即ち、第１操舵操作における操舵角θの符号と第２操舵操作における操舵角θの符号とが異なる。
【００３１】
図３に示す例においては、時点ｔ１にて操舵角θが第１操舵角閾値Ｔｈ１より大きくなるので、難易度算出部２０１は、第１操舵操作が開始されたと判定する。その後、時点ｔ２にて操舵角θが第１操舵角閾値Ｔｈ１以下となるので、難易度算出部２０１は、第１操舵操作が終了されたと判定する。その後、時刻ｔ３にて操舵角θが第２操舵角閾値Ｔｈ２（＝−Ｔｈ１）より小さくなる。従って、難易度算出部２０１は、時点ｔ３にて第２操舵操作が開始されたと判定する。その後、時点ｔ４にて操舵角θが第２操舵角閾値Ｔｈ２（＝−Ｔｈ１）以上となるので、難易度算出部２０１は、第２操舵操作が終了されたと判定する。この場合、第１操舵操作における操舵角θの符号と第２操舵操作における操舵角θの符号とが互いに異なる。このとき、第１操舵操作が終了した時点ｔ２から第２操舵操作が開始された時点ｔ３までの時間Ｔｍ１が所定の時間Ｔｍ以下であれば、上記の条件１乃至条件３の総てが成立するので、難易度算出部２０１は、連続切り返し操作が発生したと判定する。
【００３２】
難易度算出部２０１は、連続切り返し操作が発生したと判定した場合、以下の（２）式に基いて道路の難易度ｆを算出する。
ｆ＝Ｋ１＋Ｋ２・θrange−Ｋ３・Ｒb    …（２）
【００３３】
（２）式において、Ｋ１、Ｋ２及びＫ３は定数である。θrangeは、図３に示すように、連続切り返し操作が行われた期間（図３の時点ｔ１から時点ｔ４までの期間）における操舵角θの最大値θmaxと最小値θminとの差分の大きさ（絶対値）である。Ｒbは、第２操舵操作が行われた期間（図３の時点ｔ３から時点ｔ４までの期間）に車両が走行していたカーブの曲率半径（正の値）であり、ナビゲーションＥＣＵ５０を介して取得した曲率半径である。難易度算出部２０１は、算出した道路の難易度ｆを操舵評価値算出部２０２に出力する。（２）式から理解されるように、難易度ｆは、θrangeが大きいほど高くなり、曲率半径Ｒbが大きいほど（即ち、カーブが緩やかであるほど）低くなる。
【００３４】
操舵評価値算出部２０２は、第１所定時間が経過する毎に、操舵角センサ１１から操舵角θを取得している。操舵評価値算出部２０２は、操舵角θから操舵角速度θ´を算出する。操舵評価値算出部２０２は、難易度算出部２０１から道路の難易度ｆを受け取ると、その難易度ｆに対応する「運転者の操舵操作の評価を示す操舵評価値ｇ」を以下の（３）式に基いて算出する。操舵評価値ｇは、第２操舵操作が行われた期間（図３の時点ｔ３から時点ｔ４までの期間）における運転者の操舵操作が激しい（荒い）ほど大きくなるように計算される。
ｇ＝Ｋ４＋Ｋ５・θssa＋Ｋ５・Ｓ（θ´）    …（３）
【００３５】
（３）式において、Ｋ４及びＫ５は定数である。θssaは、例えば、第２操舵操作が行われた期間（図３の時点ｔ３から時点ｔ４までの期間）における操舵角速度θ´に基いて算出される値であり、例えば、以下の（４）式に基いて算出される。
θssa＝（｜θ´ave1｜＋｜θ´ave2｜）／２    …（４）
θ´ave1は、第２操舵操作が行われた期間において、第２操舵操作が開始された時点（図３の時点ｔ３）から操舵角速度θ´が最小値（或いは最大値）に到達する時点（操舵角加速度θ´´が「０」になる時点）までの平均角速度である。
θ´ave2は、第２操舵操作が行われた期間において、操舵角速度θ´が最小値（或いは最大値）に到達した時点（操舵角加速度θ´´が「０」である時点）から第２操舵操作が終了する時点（図３の時点ｔ４）までの平均角速度である。
つまり、θssaは第２操舵操作中において操舵角θが急速に変更されている場合の操舵角速度θ´の平均的な大きさ（どの程度の速さで操舵をしているかを示す指標値）であると言える。
【００３６】
Ｓ（θ´）は、運転者の操舵操作の荒さを評価する関数である。Ｓ（θ´）は、第２操舵操作が行われた期間（図３の時点ｔ３から時点ｔ４までの期間）において、操舵角速度θ´の大きさ｜θ´｜が所定の第２操舵角閾値Ｔｈ２の絶対値（＝Ｔｈ１）を超えた回数をカウントする関数である。
【００３７】
操舵評価値算出部２０２は、難易度ｆと操舵評価値ｇとの組み合わせを、運転履歴情報として運転履歴記憶部２０３に格納（記憶）する。
【００３８】
運転技量判定部２０４は、運転履歴記憶部２０３に格納されている運転履歴情報（難易度ｆと操舵評価値ｇとの組み合わせ）の数（以下、「運転履歴数」と称呼する。）が所定の閾値Ｎｔｈ以上であるかを判定する。運転履歴数が所定の閾値Ｎｔｈ以上である場合、運転技量判定部２０４は、運転履歴記憶部２０３に格納されている総ての運転履歴情報を取得する。
【００３９】
運転技量判定部２０４は、図４に示すように、横軸を難易度ｆとし且つ縦軸を操舵評価値ｇとする２次元空間に総ての運転履歴情報をプロットして散布図を作成する。運転技量判定部２０４は、当該散布図において、最小二乗法を用いて回帰直線ｙ（難易度ｆの組と操舵評価値ｇの組からなる２組のデータの中心的な分布傾向を表す直線）を算出する。更に、運転技量判定部２０４は、回帰直線ｙの傾きＫｄを算出する。
【００４０】
上記の散布図では、難易度ｆの上昇に伴い、操舵評価値ｇは増加する。ここで、本願発明者が、運転技量ごとに難易度ｆと操舵評価値ｇとの関係について調べたところ、以下の傾向が判明した。運転技量が低い運転者の場合、難易度ｆの所定の増加量に対する操舵評価値ｇの増加量が大きかった。一方、運転技量が高い運転者の場合、難易度ｆの所定の増加量に対する操舵評価値ｇの増加量が小さかった。以上から、傾きＫｄが大きいほど運転者の運転技量は低くなり、傾きＫｄが小さいほど運転者の運転技量は高くなると言える。
【００４１】
そこで、運転技量判定部２０４は、回帰直線ｙの傾きＫｄに応じて、運転者の運転技量を判定する。そして、運転技量判定部２０４は、運転者の運転技量に応じて、上述した（１）式の運動方程式における「慣性項の係数Ｍ、粘性項の係数Ｃ、弾性項の係数Ｋ及び摩擦項Ｆ」を変更する。
【００４２】
パラメータ記憶部２０５は、（１）式の運動方程式における「慣性項の係数Ｍ、粘性項の係数Ｃ、弾性項の係数Ｋ及び摩擦項Ｆ」を格納（記憶）している。なお、運転者の運転技量が判定される前においては、パラメータ記憶部２０５に格納されている「慣性項の係数Ｍ、粘性項の係数Ｃ、弾性項の係数Ｋ及び摩擦項Ｆ」は、それぞれ、所定の初期値に設定されている。運転技量判定部２０４は、回帰直線ｙの傾きＫｄに応じて、パラメータ記憶部２０５に記憶されている「慣性項の係数Ｍ、粘性項の係数Ｃ、弾性項の係数Ｋ及び摩擦項Ｆ」を以下のように変更する。
【００４３】
運転技量判定部２０４は、回帰直線ｙの傾きＫｄが所定の第１傾き閾値αより大きい場合、運転者は低い運転技量を有する運転者（以下、「初心者」と称呼する場合がある。）である判定する。この場合、運転技量判定部２０４は、パラメータ記憶部２０５に記憶されている「慣性項の係数Ｍ、粘性項の係数Ｃ、弾性項の係数Ｋ及び摩擦項Ｆ」を以下のように設定する。Ｍunskilled、Ｃunskilled、Ｋunskilled及びＦunskilledは、それぞれ、初心者用の「慣性項の係数Ｍ、粘性項の係数Ｃ、弾性項の係数Ｋ及び摩擦項Ｆ」であり、以降、これらは、まとめて「初心者用パラメータ」と称呼される場合がある。
Ｍ  ←  Ｍunskilled（但し、Ｍunskilled＞０）
Ｃ  ←  Ｃunskilled（但し、Ｃunskilled＞０）
Ｋ  ←  Ｋunskilled（但し、Ｋunskilled＞０）
Ｆ  ←  Ｆunskilled（但し、Ｆunskilled＞０）
【００４４】
一方、回帰直線ｙの傾きＫｄが第１傾き閾値α以下であり、且つ、回帰直線ｙの傾きＫｄが第１傾き閾値αより小さい所定の第２傾き閾値β以上である場合、運転技量判定部２０４は、運転者は平均的な運転技量を有する運転者（以下、「中級者」と称呼する場合がある。）であると判定する。この場合、運転技量判定部２０４は、パラメータ記憶部２０５に記憶されている「慣性項の係数Ｍ、粘性項の係数Ｃ、弾性項の係数Ｋ及び摩擦項Ｆ」を以下のように設定する。Ｍnormal、Ｃnormal、Ｋnormal及びＦnormalは、それぞれ、中級者用の「慣性項の係数Ｍ、粘性項の係数Ｃ、弾性項の係数Ｋ及び摩擦項Ｆ」であり、以降、これらは、まとめて「中級者用パラメータ」と称呼される場合がある。
Ｍ  ←  Ｍnormal（例えば、Ｍunskilled≧Ｍnormal＞０）
Ｃ  ←  Ｃnormal（例えば、Ｃunskilled≧Ｃnormal＞０）
Ｋ  ←  Ｋnormal（例えば、Ｋunskilled＞Ｋnormal＞０）
Ｆ  ←  Ｆnormal（例えば、Ｆunskilled＞Ｆnormal＞０）
【００４５】
更に、回帰直線ｙの傾きＫｄが第２傾き閾値βより小さい場合、運転技量判定部２０４は、運転者は高い運転技量を有する運転者（以下、「上級者」と称呼する場合がある。）であると判定する。この場合、運転技量判定部２０４は、パラメータ記憶部２０５に記憶されている「慣性項の係数Ｍ、粘性項の係数Ｃ、弾性項の係数Ｋ及び摩擦項Ｆ」を以下のように設定する。Ｍskilled、Ｃskilled、Ｋskilled及びskilledは、それぞれ、上級者用の「慣性項の係数Ｍ、粘性項の係数Ｃ、弾性項の係数Ｋ及び摩擦項Ｆ」であり、以降、これらは、まとめて「上級者用パラメータ」と称呼される場合がある。
Ｍ  ←  Ｍskilled（例えば、Ｍnormal≧Ｍskilled＞０）
Ｃ  ←  Ｃskilled（例えば、Ｃnormal≧Ｃskilled＞０）
Ｋ  ←  Ｋskilled（例えば、Ｋnormal＞Ｋskilled＞０）
Ｆ  ←  Ｆskilled（例えば、Ｆnormal＞Ｆskilled＞０）
【００４６】
上述したように、運転技量が低いほど、車両がカーブを走行している際に運転者の操舵操作が荒くなる（即ち、操舵角速度が大きくなる）と考えられる。従って、本実施装置においては、初心者用パラメータは、任意の操舵操作に対し、初心者用パラメータを用いて演算される目標操舵反力トルクＦｒの大きさが中級者用パラメータを用いて演算される目標操舵反力トルクＦｒの大きさよりも大きくなるように設定されている。更に、中級者用パラメータは、任意の操舵操作に対し、中級者用パラメータを用いて演算される目標操舵反力トルクＦｒの大きさが上級者用パラメータを用いて演算される目標操舵反力トルクＦｒの大きさよりも大きくなるように設定されている。
【００４７】
操舵支援部２０６は、操舵反力制御を実行するようになっている。具体的に述べると、操舵支援部２０６は、操舵反力トルク算出部２０６ａを含む。操舵反力トルク算出部２０６ａは、パラメータ記憶部２０５に記憶されている「慣性項の係数Ｍ、粘性項の係数Ｃ、弾性項の係数Ｋ及び摩擦項Ｆ」を取得する。操舵反力トルク算出部２０６ａは、運転者が操舵角θにて操舵ハンドルＳＷを操作したとき、上記の（１）式に従って、操舵角θに対する目標操舵反力トルクＦｒを演算する。そして、操舵支援ＥＣＵ１０は、操舵角θの正負に応じて目標操舵反力トルクＦｒの符号を設定して、最終的な目標操舵反力トルクを決定する。
【００４８】
操舵支援部２０６は、上記の決定された目標操舵反力トルクＦｒを表す操舵反力指令をＥＰＳ・ＥＣＵ４０に送信する。ＥＰＳ・ＥＣＵ４０は、フィードバック制御にて実際の操舵反力トルクが目標操舵反力トルクＦｒに一致するようにＥＰＳ４１を制御する。これにより、中立位置へ戻すように作用する操舵反力トルクが操舵ハンドルＳＷに対して付与される。
【００４９】
＜具体的作動＞
次に、図５を用いて操舵支援ＥＣＵ１０が運転技量を判定する際の具体的な作動について説明する。操舵支援ＥＣＵ１０のＣＰＵ１０ａ（以下、単に「ＣＰＵ」と称呼する。）は、第１所定時間より大きい第２所定時間が経過する毎に図５のフローチャートにより示した「運転技量判定ルーチン」を実行するようになっている。更に、ＣＰＵは、上述したように、第１所定時間が経過する毎に図示しないルーチンを実行することにより、操舵角センサ１１から操舵角θを取得し、ナビゲーションＥＣＵ５０から道路の曲率Ｒを取得している。
【００５０】
従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵは図５のステップ５００から処理を開始してステップ５０５に進み、連続切り返し操作が発生したか否かを判定する。ＣＰＵは、上述した条件１乃至条件３の総てが成立した場合に、連続切り返し操作が発生したと判定する。
【００５１】
連続切り返し操作が発生していない場合、ＣＰＵは、そのステップ５０５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ５９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００５２】
これに対し、連続切り返し操作が発生した場合、そのステップ５０５にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ５１０、ステップ５１５及びステップ５２０の処理を順に行い、ステップ５２５に進む。
【００５３】
ステップ５１０：ＣＰＵは、上述した（２）式に従って道路の難易度ｆを算出する。
ステップ５１５：ＣＰＵは、ステップ５１０にて算出した難易度ｆに対応する操舵評価値ｇを上述した（３）式に従って算出する。
ステップ５２０：ＣＰＵは、ステップ５１０にて算出した難易度ｆとステップ５１５にて算出した操舵評価値ｇとの組み合わせを、運転履歴情報として所定の記憶部（運転履歴記憶部２０３）に格納（記憶）する。
【００５４】
ＣＰＵは、ステップ５２５に進むと、運転履歴数が所定の閾値Ｎｔｈ以上であるか否かを判定する。
【００５５】
運転履歴数が所定の閾値Ｎｔｈより小さい場合、ＣＰＵは、そのステップ５２５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ５９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００５６】
運転履歴数が所定の閾値Ｎｔｈ以上である場合、ＣＰＵは、そのステップ５２５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５３０に進み、上述したように運転者の運転技量を決定する。次に、ＣＰＵは、ステップ５３５にて、運転者の運転技量が、初心者、中級者及び上級者の何れであるかを判定する。
【００５７】
運転者が初心者であると判定した場合、ＣＰＵはステップ５３５からステップ５４０に進み、「慣性項の係数Ｍ、粘性項の係数Ｃ、弾性項の係数Ｋ及び摩擦項Ｆ」を初心者用パラメータに設定する。その後、ＣＰＵは、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００５８】
運転者が中級者であると判定した場合、ＣＰＵはステップ５３５からステップ５４５に進み、「慣性項の係数Ｍ、粘性項の係数Ｃ、弾性項の係数Ｋ及び摩擦項Ｆ」を中級者用パラメータに設定する。その後、ＣＰＵは、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００５９】
運転者が上級者であると判定した場合、ＣＰＵはステップ５３５からステップ５５０に進み、「慣性項の係数Ｍ、粘性項の係数Ｃ、弾性項の係数Ｋ及び摩擦項Ｆ」を上級者用パラメータに設定する。その後、ＣＰＵは、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００６０】
以上説明した本実施装置は、難易度ｆと操舵評価値ｇとの関係から運転者の運転技量を精度良く判定できる。更に、本実施装置は、運転者が操舵ハンドルＳＷを操作した際に運転技量に応じて適切な操舵反力トルクを発生させることができる。これにより、本実施装置は、運転者の運転技量に関わらず、車両をカーブにて安定して走行させることができる。
【００６１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。
【００６２】
難易度ｆを算出する式は、上記の（２）式に限定されない。例えば、車速と道路の難易度との間には相関があることから、上記の（２）式に対して車速の補正項が追加されてもよい。
【００６３】
操舵評価値ｇを算出する式は、上記の（３）式に限定されない。例えば、上記の（３）式に使用される「運転者の操舵操作の荒さを評価する関数」は、第２操舵操作が行われた期間において操舵角速度θ´の大きさが所定の第１操舵角速度閾値Ｔｈθ１を超えた後に、操舵角速度θ´の大きさが所定の第２操舵角速度閾値Ｔｈθ２（Ｔｈθ１＞＞Ｔｈθ２）を下回った回数をカウントする関数であってもよい。これは、操舵角速度θ´の変化量が大きい場合、運転者の運転技量が低いと考えられるためである。
【００６４】
更に、操舵支援ＥＣＵ１０は、第２操舵操作が行われている期間の操舵角θを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）することによって周波数領域の関数に変換してもよい。操舵支援ＥＣＵ１０は、当該関数において振幅が所定の大きさよりも大きい部分の片側振幅スペクトルの積分値を求める。この積分値が上記の（３）式の補正項として追加されてもよい。
【００６５】
本発明の操舵反力制御は、操舵ハンドルＳＷと、車両の転舵輪を転舵する転舵機構とが機械的には連結されていない転舵システム（所謂、ステアバイワイヤ・システム）に適用されてもよい。この場合、操舵ハンドルＳＷには、運転者が操舵ハンドルＳＷを操作した際に中立位置へ戻すように操舵反力トルクを付与する操舵反力モータが設けられる。操舵支援ＥＣＵ１０は、フィードバック制御にて、操舵ハンドルＳＷに付与される実際の操舵反力トルクが目標操舵反力トルクＦｒに一致するように操舵反力モータを制御する。
【００６６】
更に、車両が車両前方の風景を撮影するカメラ装置を備えている場合、操舵支援ＥＣＵ１０はそのカメラ装置が撮影した撮影画像データに基いて車両が走行している車線の区画線を認識し、その区画線に基いて車両が走行している道路の曲率半径を取得してもよい。
【００６７】
更に、操舵支援ＥＣＵ１０は、決定した運転技量に基いてルックアップテーブルを以下のように選択して、目標操舵反力トルクＦｒを求めてもよい。ＭａＰunskilledは初心者用のルックアップテーブルであり、ＭａＰnormalは中級者用のルックアップテーブルであり、ＭａＰskilledは上級者のルックアップテーブルである。操舵支援ＥＣＵ１０は、ルックアップテーブルに「操舵角θに関連する値（θ、θ´及びθ´´）」を適用することにより、目標操舵反力トルクＦｒを得ることができる。
初心者  ⇒  Ｆｒ＝ＭａＰunskilled（θ、θ´、θ´´）
中級者  ⇒  Ｆｒ＝ＭａＰnormal（θ、θ´、θ´´）
上級者  ⇒  Ｆｒ＝ＭａＰskilled（θ、θ´、θ´´）
【符号の説明】
【００６８】
１０…操舵支援ＥＣＵ、２０…エンジンＥＣＵ、３０…ブレーキＥＣＵ、４０…ＥＰＳ・ＥＣＵ、４１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、５０…ナビゲーションＥＣＵ、１１…操舵角センサ、操舵ハンドルＳＷ。
【図１】
2019156041.tif 000004
【図２】
2019156041.tif 000005
【図３】
2019156041.tif 000006
【図４】
2019156041.tif 000007
【図５】
2019156041.tif 000008