(57)【要約】運転者の好みにより車両特性を自由にかつ有効に設定することができ、その特性設定により運転する楽しみを広げ、自動車の趣向品としての位置付けを一層高めるため、車両特性を自由な任意の特性に設定する車両特性選択／設定部を具備することにより、前記車両特性選択／設定部で設定した特性で走行することを可能とする。
2003084799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両特性を自由な任意の特性に設定する車両特性選択／設定部を具備し、前記車両特性選択／設定部で設定した特性で走行することが可能であることを特徴とする車両特性を変更可能な車両。
【請求項２】
前記車両特性がエンジン特性、ステアリング特性、Ａ／Ｔシフトパターン、サスペンション特性、操向ハンドル軸角度、操向ハンドル前後位置、シートポジション、サイドミラー位置の少なくとも１以上である請求の範囲第１項に記載の車両特性を変更可能な車両。
【請求項３】
車両特性を自由な任意の特性に設定する複数の車両特性設定部と、前記設定された車両特性を記憶する車両特性記憶部と、前記車両特性記憶部の中から任意の車両特性を選択する車両特性設定選択部とを具備したことを特徴とする車両特性を変更可能な車両。
【請求項４】
前記車両特性設定選択部が、運転者の嗜好又は体格に応じて調整可能な車両調整機構を運転者毎のパーソナルデータとして切り換え可能になっている請求の範囲第３項に記載の車両特性を変更可能な車両。
【請求項５】
前記車両特性設定選択部は１つの独立したユニットであり、前記車両特性設定選択部の設定に基づく前記車両特性記憶部からの記憶データを、車両特性を制御する各制御ユニットに通信手段で送信するようになっている請求の範囲第３項に記載の車両特性を変更可能な車両。
【請求項６】
車両特性を制御する各制御ユニットが、製造時に設定されたデフォルト特性を記憶するデフォルト特性記憶部と、前記車両特性設定部の設定が有効か無効かを判定する設定特性判定部と、前記設定特性判定部で切換えられる切換スイッチとを具備している請求の範囲第３項に記載の車両特性を変更可能な車両。
【請求項７】
前記設定特性判定部が有効と判定したときに、前記車両特性設定部の設定データを前記各制御ユニットに送信するように前記切換スイッチを切換え、前記設定特性判定部が無効と判定したときに、前記デフォルト特性記憶部の記憶データを前記各制御ユニットに送信するように前記切換スイッチを切換えるようになっている請求の範囲第６項に記載の車両特性を変更可能な車両。
【請求項８】
ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基いて演算された操舵補助指令値と、モータ電流検出値と、から演算された電流指令値に基いてステアリング機構に操舵補助力を与えるようにモータを制御する電動パワーステアリング装置の制御装置において、
運転者がステアリング特性を任意に設定可能なステアリング特性設定手段をさらに有し、該ステアリング特性設定手段で設定されたステアリング特性に基づいて前記モータを制御することを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項９】
前記ステアリング特性設定手段で設定したステアリング特性毎に、それを記憶しておくためのステアリング特性記憶手段を複数有し、
前記記憶された複数種類のステアリング特性の中から所望のステアリング特性を選択するためのステアリング特性選択手段をさらに具備したことを特徴とする請求の範囲第８項に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項１０】
製造時に設定されたデフォルトのステアリング特性を記憶するデフォルト特性記憶手段と、
前記ステアリング特性が予め定めた安全基準に照らして有効か無効かを判定する設定特性判定手段とをさらに有するとともに、
前記設定特性判定手段で無効と判断された時に、前記デフォルトのステアリング特性に基づいて前記モータを制御することを特徴とする請求の範囲第８項又は第９項に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項１１】
少なくとも前記ステアリング特性設定手段とステアリング特性選択手段とを含むステアリング特性設定／選択ユニットが、
前記電流指令値を演算する電流指令演算部と、
シリアル通信によって接続されていることを特徴とする請求の範囲第９項又は第１０項に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項１２】
前記ステアリング特性は、少なくとも、入出力特性と車速感応特性を含むものであることを特徴とする請求の範囲第８項乃至第１１項のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項１３】
前記ステアリング特性設定手段にＧＵＩを用いたことを特徴とする請求の範囲第８項乃至第１２項のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項１４】
請求の範囲第８項乃至第１３項のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置の制御装置が搭載された請求の範囲第１項乃至第７項のいずれかに記載の車両特性を変更可能な車両。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、エンジン特性やステアリング特性等の車両特性を運転者が任意に変更して設定すると共に、その設定の有効／無効を判定することが可能な車両特性を変更可能な車両、及び、その車両に搭載可能な運転者の好みによりステアリング特性を自由に設定する事が出来る機能を備えた電動パワーステアリング装置の制御装置に関する。
背景技術
従来運転者の好みや運転状況に応じて、車両特性を選択できる車両が販売されている。例えばＡ／Ｔのシフト（自動変速）パターン、サスペンションのノーマル／スポーツモードの切換等が一般的であり、従来の車両は運転者の選択の幅が狭く自由度の低いものである。
第１５図はその構成例を示しており、エンジン特性選択スイッチ１で選択されたエンジン特性でエンジン制御装置２が駆動され、ステアリング特性選択スイッチ３で選択されたステアリング特性でステアリング制御装置４が駆動され、Ａ／Ｔシフトパターン特性選択スイッチ５で選択されたＡ／Ｔシフトパターン特性でＡ／Ｔシフトパターン制御装置６が駆動され、サスペンション特性選択スイッチ７で選択されたサスペンション特性でサスペンション制御装置８が駆動される。
このように従来の車両は個別にエンジン特性選択スイッチ１及びエンジン制御装置２の組合せ、ステアリング特性選択スイッチ３及びステアリング制御装置４の組合せ、Ａ／Ｔシフトパターン特性選択スイッチ５及びＡ／Ｔシフトパターン制御装置６の組合せ、サスペンション特性選択スイッチ７及びサスペンション制御装置８の組合せを具備し、自動車メーカーが予め用意した複数の車両特性の中からそれぞれ１つを運転者がキー等で選択できるようなシステムである。
なお、前記の従来のステアリング制御装置４として、電動パワーステアリング装置が知られているが、以下、従来の電動パワーステアリング装置について説明する。
電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を、減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に補助負荷付勢するようになっている。
かかる従来の電動パワーステアリング装置は、アシストトルク（操舵補助トルク）を正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。
フィードバック制御は、電流指令値とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にＰＷＭ（パルス幅変調）制御のＤｕｔｙ比の調整で行っている。
ここで、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を第２３図に示して説明すると、操向ハンドル３０１の軸３０２は減速ギア３０３、ユニバーサルジョイント３０４ａ及び３０４ｂ、ピニオンラック機構３０５を経て操向車輪のタイロッド３０６に結合されている。軸３０２には、操向ハンドル３０１の操舵トルクを検出するトルクセンサ３１０が設けられており、操向ハンドル３０１の操舵力を補助するモータ３２０がクラッチ３２１、減速ギア３０３を介して軸３０２に結合されている。パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット３３０には、バッテリ３１４からイグニションキー３１１及びリレー３１３を経て電力が供給され、コントロールユニット３３０は、トルクセンサ３１０で検出された操舵トルクＴと車速センサ３１２で検出された車速Ｖとに基いてアシスト指令の操舵補助指令値Ｉの演算を行い、演算された操舵補助指令値Ｉに基いてモータ３２０に供給する電流を制御する。クラッチ３２１はコントロールユニット３３０でＯＮ／ＯＦＦ制御され、通常の動作状態ではＯＮ（結合）されている。そして、コントロールユニット３３０によりパワーステアリング装置が故障と判断された時、及びイグニションキー３１１、リレー３１３によりバッテリ３１４の電源（電圧Ｖｂ）がＯＦＦとなっている時に、クラッチ３２１はＯＦＦ（切離）される。
コントロールユニット３３０は主としてＣＰＵで構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと第２４図のようになる。例えば位相補償器３３１は独立したハードウェアとしての位相補償器を示すものではなく、ＣＰＵで実行される位相補償機能を示している。コントロールユニット３３０の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ３１０で検出されて入力される操舵トルクＴは、操舵系の安定性を高めるために位相補償器３３１で位相補償され、位相補償された操舵トルクＴＡが操舵補助指令値演算器３３２に入力される。又、車速センサ３１２で検出された車速Ｖも操舵補助指令値演算器３３２に入力される。操舵補助指令値演算器３３２は、入力された操舵トルクＴＡ及び車速Ｖに基いてモータ３２０に供給する電流の制御目標値である操舵補助指令値Ｉを決定する。操舵補助指令値Ｉは減算器３３０Ａに入力されると共に、応答速度を高めるためのフィードフォワード系の微分補償器３３４に入力され、減算器３３０Ａの偏差（Ｉ−ｉ）は比例演算器３３５に入力され、その比例出力は加算器３３０Ｂに入力されると共にフィードバック系の特性を改善するための積分演算器３３６に入力される。微分補償器３３４及び積分演算器３３６の出力も加算器３３０Ｂに加算入力され、加算器３３０Ｂでの加算結果である電流指令値Ｅが、モータ駆動信号としてモータ駆動回路３３７に入力される。モータ３２０のモータ電流値ｉはモータ電流検出回路３３８で検出され、モータ電流検出値ｉは減算器３３０Ａに入力されてフィードバックされる。
しかしながら、最近自動車の位置付けが単なる移動のための手段から、運転者（所有者）の趣向品として扱う傾向が強くなって来ている。それに伴い運転者の選択の自由度を広げ、車両を運転者の好みに合わせたカスタマイズに行い得ることが強く望まれている。
上述の電動パワーステアリング装置について言えば、１種類の定められたステアリング特性によってモータを制御しているため、ステアリング感覚は定まったものとなっており、運転者の好みに応じた操舵感覚を得ることはできなかった。
これに対して、運転者の好みに応じて、ステアリング特性を選択出来るものが、特許第２９４９２９３号公報にて提案されている。これは、自動車メーカが予め用意した複数のステアリング特性（例えば、標準、重め、軽めと言ったような自動車メーカ側が想定し用意した特性）の中から１つを運転者が選択出来るようなシステムである。
第１６図はその概要を示すブロック図であり、それぞれ異なるステアリング（操舵）特性が格納されているステアリング特性記憶部３４０が複数個あり、運転者がステアリング特性選択部３６０で自分の好みのステアリング特性を選択すると、その情報が電流指令演算部３３２に入力され、そこで演算された電流指令値に基づいてモータが制御されるようになっている。
しかしながら、そのようなステアリング特性は既製のものであり、必ずしもすべてのユーザにマッチするものとは言えなかった。また、近年、自動車の位置づけが、単なる移動のための道具から、運転を楽しむための道具として扱う傾向に変化してきており、それに伴い、ステアリング特性も運転者各人の好みに合わせてカスタマイズが行える事が望まれている。
本発明は上述のような事情によりなされたものであり、本発明の目的は、運転者の好みによりステアリング特性その他の車両特性を自由に設定することができ、その特性設定により運転する楽しみを広げ、自動車の趣向品としての位置付けを一層高めると共に、特性設定が有効か無効かを判定できるようにした車両特性を任意に変更可能な車両を提供することにある。
発明の開示
本発明は車両特性を変更可能な車両に関し、本発明の上記目的は、エンジン特性、ステアリング特性、Ａ／Ｔシフトパターン、サスペンション特性、操向ハンドル軸角度、操向ハンドル前後位置、シートポジション、サイドミラー位置の少なくとも１以上の車両特性を自由な任意の特性に設定する車両特性選択／設定部を設けることによって達成される。
また、本発明は車両特性を変更可能な車両に関し、本発明の上記目的は、車両特性を自由な任意の特性に設定する複数の車両特性設定部と、前記設定された車両特性を記憶する車両特性記憶部と、前記車両特性記憶部の中から任意の車両特性を選択する車両特性設定選択部とを設けることによって達成される。
本発明の上記目的は、前記車両特性設定選択部を、運転者の嗜好又は体格に応じて調整可能な車両調整機構を運転者毎のパーソナルデータとして切り換え可能とすることにより、或いは前記車両特性設定選択部が１つの独立したユニットであり、前記車両特性設定選択部の設定に基づく前記車両特性記憶部からの記憶データを、車両特性を制御する各制御ユニットに通信手段で送信することにより、或いは車両特性を制御する各制御ユニットが、製造時に設定されたデフォルト特性を記憶するデフォルト特性記憶部と、前記車両特性設定部の設定が有効か無効かを判定する設定特性判定部と、前記設定特性判定部で切換えられる切換スイッチとを具備することにより、或いは前記設定特性判定部が有効と判定したときに、前記車両特性設定部の設定データを前記各制御ユニットに送信するように前記切換スイッチを切換え、前記設定特性判定部が無効と判定したときに、前記デフォルト特性記憶部の記憶データを前記各制御ユニットに送信するように前記切換スイッチを切換えることにより、より効果的に達成される。
本発明は、車両特性を変更可能な車両、及び、その車両に搭載可能な、運転者の好みによりステアリング特性を自由に設定する事が出来る機能を備えた電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、本発明の上記目的は、ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基いて演算された操舵補助指令値と、モータ電流検出値と、から演算された電流指令値に基いてステアリング機構に操舵補助力を与えるようにモータを制御する電動パワーステアリング装置の制御装置において、運転者がステアリング特性を任意に設定可能なステアリング特性設定手段をさらに有し、該ステアリング特性設定手段で設定されたステアリング特性に基づいて前記モータを制御することを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置によって達成される。
また、本発明の上記目的は、前記ステアリング特性設定手段で設定したステアリング特性毎に、それを記憶しておくためのステアリング特性記憶手段を複数有し、前記記憶された複数種類のステアリング特性の中から所望のステアリング特性を選択するためのステアリング特性選択手段をさらに具備したことを特徴とする前記電動パワーステアリング装置の制御装置によって効果的に達成される。
さらに、本発明の上記目的は、製造時に設定されたデフォルトのステアリング特性を記憶するデフォルト特性記憶手段と、前記ステアリング特性が予め定めた安全基準に照らして有効か無効かを判定する設定特性判定手段とをさらに有するとともに、前記設定特性判定手段で無効と判断された時に、前記デフォルトのステアリング特性に基づいて前記モータを制御することを特徴とする前記電動パワーステアリング装置の制御装置によって、より効果的に達成される。
またさらに、本発明の上記目的は、少なくとも前記ステアリング特性設定手段とステアリング特性選択手段とを含むステアリング特性設定／選択ユニットが、前記電流指令値を演算する電流指令演算部と、シリアル通信によって接続されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置によって、さらに効果的に達成される。
発明を実施するための最良の形態
本発明は、従来の車両で使用されている特性（例えば標準、重め、軽め）選択手段を発展させ、運転者の自由な設定データを記憶して選択設定することで、運転者の選択の自由度を飛躍的に広げる発明である。
ところで、自由度の大きい設定を行うにはＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）環境による入力が望ましいので、これを実現するには、１）車両特性設定用コンピュータを搭載する、２）ビルトイン型のナビゲーション装置に車両特性設定用ソフトウェアをインストールする、ことが考えられる。また、本発明では、設定の自由度について電動パワーステアリング装置を例に挙げて説明するが、運転者が電動パワーステアリング装置に求める設定の自由度として、主に重い、軽いといった操舵感に対する要求が多い。
電動パワーステアリング装置の入出力トルク特性では先ず基本的な重さを決定し、第１図に示すように静的なステアリング特性を示す入出力トルク特性を変更することが考えられる。第１図はハンドル入力（入力トルク）に対して電動パワーステアリングが発生する力（出力トルク）を表わしており、特性が実線から破線に移行するとハンドルが軽くなることを示している。従って、本発明ではＧＵＩによって第１図のようなグラフを画面表示し、運転者がそれを自由に変更することで、好みの入出力トルク特性が得られるようにする。
また、車速感応特性では一般に車速に応じて操舵力自体が変化するので、油圧式パワーステアリング装置、電動パワーステアリング装置を問わず車速感応特性を補正する車速感応機能が備えられている。例えば車速０Ｋｍ／ｈ時の特性を基に、車速が上がるとアシスト比を小さくする第２図のような特性が一般的である。従って、車速感応機能についてもＧＵＩによって第２図のようなグラフを画面表示し、運転者がそれを自由に任意設定することで、車を趣向品として扱う価値観を高めることができる。
上述の入出力トルク特性、車速感応特性の他にもサスペンション特性、エンジン特性、Ａ／Ｔシフトパターン等についても、個々の特性に応じた設定を行うことで同様の効果を得ることができる。なお、本発明における「エンジン特性」とは、原動機特性（例えば、燃料噴射制御特性、点火時期制御特性、加給器圧制御特性等）を意味している。
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
第３図は本発明の基本構成例を示しており、車両特性選択／設定部１０はエンジン制御装置１１、サスペンション制御装置１２、Ａ／Ｔシフトパターン制御装置１３、ステアリング制御装置１４、操向ハンドル軸角度制御装置１５及び操向ハンドル前後位置制御装置１６に対して電動で制御可能となっており、詳細な車両特性を車両特性選択／設定部１０で運転者が自由に変更できると共に、複数の制御装置１１〜１６に対して、１つの車両特性選択／設定部１０で統合した車両特性の詳細な変更と変更結果の記憶（設定）を行うことができる。
第４図は車両特性選択／設定部１０に表示される設定対象選択画面の一例を示しており、本例では「エンジン特性設定」、「ステアリング特性設定」、「Ａ／Ｔシフトパターン特性設定」、「サスペンション特性設定」の他に「操向ハンドル軸角度設定」及び「操向ハンドル前後位置設定」を行い得るようになっている。そして、画面上で例えば「ステアリング特性設定」を選択した場合、第５図に示すようなステアリング設定選択画面となり、その画面上で「入出力トルク特性」、「車速感応特性」、「収斂性特性」を選択できるようになっている。第５図の画面上で例えば「入出力トルク特性」を選択すると第６図に示すステアリング入出力トルク特性設定画面となり、この設定画面上でＧＵＩ技法を用いて所望の入出力トルク特性を設定する。この様な自由な設定を行う時には、（何もない状態から）初期の値を作り出すのが難しいので、参考となるデフォルト値を用意しておき、それをリファレンスとして、用いるのが好ましい。従って、画面上では、設定記憶とデフォルト特性読込が可能である。
このような設定を「エンジン特性設定」、「ステアリング特性設定」、「Ａ／Ｔシフトパターン特性設定」、「サスペンション特性設定」、「操向ハンドル軸角度設定」及び「操向ハンドル前後位置設定」について行うことで運転者の選択の自由度を広げ、車を運転者の好みに合わせたカスタマイズ化を実現することができる。
第７図は本発明の他の実施例を示しており、異なる車両要素の特性設定部（２０１〜２０６）と車両特性設定部（２１）を設定対象選択部（２２）を介して接続することで、異なる要素の車両特性を１つの車両特性設定部で設定可能にし、また、複数の（必要な車両特性の組み合わせを一括で記憶できる）車両特性記憶部（２１１〜２１ｎ）を車両特性設定選択部（２３）を介して接続することで、運転者毎又は運転モード毎に自由な車両特性の選択を可能にする。
即ち、車両特性選択／設定部２０は各特性を設定するための車両特性設定部２１と、切換スイッチ２４を切換える設定対象選択部２２と、切換スイッチ２５を切換える車両特性設定選択部２３と、切換スイッチ２４にそれぞれ接続されたエンジン特性設定部２０１、ステアリング特性設定部２０２、Ａ／Ｔシフトパターン特性設定部２０３及びサスペンション特性設定部２０４、操向ハンドル軸角度設定部２０５及び操向ハンドル前後位置設定部２０６と、切換スイッチ２５に接続された車両特性記憶部２１１〜２１ｎとを具備している。車両特性記憶部２１１〜２１ｎからの記憶値は切換スイッチ２５（接点ｂ１、ｂ２、…、ｂｎ）を経て、各制御ユニット（エンジン制御装置１１、サスペンション制御装置１２、Ａ／Ｔシフトパターン制御装置１３、ステアリング制御装置１４、操向ハンドル軸角度制御装置１５、操向ハンドル前後位置制御装置１６）にシリアル通信等で送信されるようになっている。なお、車両特性記憶部２１１〜２１ｎはいずれもそれぞれエンジン特性設定記憶部、ステアリング特性設定記憶部、Ａ／Ｔシフトパターン設定記憶部、サスペンション特性記憶部、操向ハンドル軸角度記憶部及び操向ハンドル前後位置記憶部を具備している。
このような構成において、各特性設定部２０１〜２０６からの車両特性設定値は、設定対象選択部２２で選択されている切換スイッチ２４の接点（ａ１〜ａ６）を経て車両特性設定部２１に入力され、車両特性設定部２１からの特性設定値はエンジン制御装置１１、サスペンション制御装置１２、Ａ／Ｔシフトパターン制御装置１３、ステアリング制御装置１４、操向ハンドル軸角度制御装置１５及び操向ハンドル前後位置制御装置１６に入力されると共に、車両特性設定選択部２３で選択されている切換スイッチ２５の接点（ｂ１〜ｂｎ）を経て車両特性記憶部２１１〜２１ｎに入力されて記憶される。例えば図示のように切換スイッチ２５が接点ｂ１に接続されている状態で、設定対象選択部２２は切換スイッチ２４の接点をａ１，ａ２，ａ３，ａ４、ａ５、ａ６のように順次切換え、エンジン特性設定値、ステアリング特性設定値、Ａ／Ｔシフトパターン特性設定値、サスペンション特性設定値、操向ハンドル軸角度設定値及び操向ハンドル前後位置設定値を車両特性記憶部２１１に記憶する。切換スイッチ２５の接点ｂ２〜ｂｎについても同様の設定記憶を行う。
このようにして全ての車両特性記憶部２１１〜２１ｎにエンジン特性設定値、ステアリング特性設定値、Ａ／Ｔシフトパターン特性設定値、サスペンション特性設定値、操向ハンドル軸角度設定値及び操向ハンドル前後位置設定値が記憶された後、つまり車両の購入後に運転者が車両特性設定選択部２３で切換スイッチ２５の接点ｂ１〜ｂｎを切換えることによって、車両特性記憶部２１１〜２１ｎに記憶されている各特性設定値をエンジン制御装置１１、サスペンション制御装置１２、Ａ／Ｔシフトパターン制御装置１３、ステアリング制御装置１４、操向ハンドル軸角度制御装置１５及び操向ハンドル前後位置制御装置１６に送信して制御することができる。
ここで、特性変更の様子を第８図〜第１０図に示して説明する。
車両特性選択／設定部２０には第８図に示すように、車両特性記憶部２１１〜２１ｎから例えばステアリング特性設定記憶部を選択することにより車両特性表示部が表示される。そして、第９図に示すように記憶されている特性上のポイントを表示し、これらポイントを移動して再描画することによって新しい特性を設定し、第１０図に示すように読み出した車両特性記憶部２１１〜２１ｎに上書きすることで特性の変更を行っている。
上述のように本実施例によれば、１つの車を複数の人間で共有する場合、各個人毎の微妙な好みを車両特性記憶部２１１〜２１ｎに記憶して瞬時に切換えることが可能となる。また、複数の車両特性記憶部２１１〜２１ｎと車両特性設定選択部２３を組み合わせることで１台の車を、普段は通勤で市街地を走るのに適した設定、週末の旅行で高速道路を利用するのに特化した設定、行楽地での渋滞を考慮した設定、草レースに参加できるようなスポーティな設定等が可能である。多様な用途に対して人間が合わせるのではなく、車の性格を変えて対応することが可能になる。また、この使用目的に合わせた車の性格変更には、自動車メーカが用意した設定ではなく、使用する運転者の嗜好や運転技量を加味した設定を行うことが可能になる。更に、車両側に運転モード判定機能を持たせて自動的に切換えて運転を楽しむことも可能である。
また、近年増えつつある盗難防止装置であるイモビライザーと組み合わせることも考えられる。本発明を盗難防止装置の一部とし、イモビライザーにより、全ての車両特性選択をキャンセルし非動作にすることで、より高度な盗難防止装置になり得る。あるいは、イモビライザー側に車両特性設定選択部を持たせ、複数のキーを用意することで、キー毎に個人の好みの車両特性を持たせることで、キーを差し込むだけで個人毎の好みの車両特性を実現することが可能になる。
本発明は運転者の選択の自由度を飛躍的に広げることを目的とし、上述のように運転者に自由な任意の車両特性を設定可能な車両を提供するようにしている。しかしながら、運転者の自由な設定というのは、あくまでシステム或いは車両として安全な範囲内での自由でなければならないことはいうまでもない。また、運転者の設定ミスで、システムが危険な状態になることも絶対に避けなければならない。従って、本発明の実現には、第１１図に示すような車両特性選択／設定部１０における設定に対し、各制御装置１１〜１６は、予め検証し設定した安全な範囲にあるかの判定を設定特性判定部１４０で行い、システムの安全範囲外にあった場合に運転者の設定を排除し、予めデフォルト特性記憶部１４１に用意している安全な範囲の設定データを使用するような構成が必要である。
即ち、第１１図はステアリング制御装置１４に対しての設定特性判定手段の構成を示しており、車両特性選択／設定部１０からの設定データは設定特性判定部１４０に入力されると共に、切換スイッチ１４３を経てステアリング制御部１４２に入力される。デフォルト特性記憶部１４１には予め検証し設定した安全な範囲にある設定値が記憶されており、切換スイッチ１４３がｂ接点に切換えられたときにステアリング制御部１４２に入力される。切換スイッチ１４３は常時ａ接点になっており、車両特性選択／設定部１０からの設定データは、切換スイッチ１４３のａ接点を経て設定特性判定部１４０に入力される。これと同時に、設定特性判定部１４０は、車両特性選択／設定部１０からの設定データが予め検証し設定した安全な範囲にあるかの判定を行い、安全域外となったときに切換信号ＳＷＳを出力して切換スイッチ１４３をａ接点からｂ接点に切換える。この結果、ステアリング制御部１４２にはデフォルト特性記憶部１４１からの記憶値が入力され、車両特性選択／設定部１０からの設定データは遮断される。
ここで、設定特性判定部１４０の動作を第１２図のフローチャートを参照して説明すると、先ず第１３図（Ａ）に示すように新しく設定された新特性値を読込み（ステップＳ１）、この新特性値が有効か否かを判定する（ステップＳ２）。この場合、第１３図（Ｂ）の斜線部が無効範囲であり、白色部分が有効範囲を示しており、新特性値が無効範囲を少しでも使用している場合、つまり新特性値のいずれかが無効範囲に入っている場合を無効と判定する。そして、新特性値が有効と判定された場合には新特性値を制御特性値とし（ステップＳ３）、新特性値が無効と判定された場合には切換スイッチ１４３をａ接点からｂ接点に切換え、デフォルト特性記憶部１４１に記憶されている第１３図（Ｃ）に示すようなデフォルト特性をステアリング制御部１４２に転送する（ステップＳ４）。
なお、第１１図はステアリング制御装置１４について設定特性判定手段の構成を示しているが、エンジン制御装置１１、サスペンション制御装置１２、Ａ／Ｔシフトパターン制御装置１３、操向ハンドル軸角度制御装置１５、操向ハンドル前後位置制御装置１６についても同様な構成で実現できる。また、切換スイッチ１４３は電磁的なリレーであっても、機械式スイッチ、電子スイッチでも良い。
第１４図は本発明の他の実施例を示しており、車両特性設定／選択部と従来から存在するシートポジション、サイドミラー（ドアミラー及びフェンダミラーを含む）位置等の運転者への快適装備である位置調整機構の設定、選択をも取り込み、車両情報を統合的に調整／選択を可能にしている。即ち、第１４図は第７図に対応しており、新しく（電動）シートポジション制御装置１７及び（電動）サイドミラー位置制御装置１８が制御対象として付加されている。その結果、シートポジション設定部２０７及びサイドミラー位置設定部２０８が設置され、これに対応して切換スイッチ２４の接点ａ７，ａ８が付加されると共に、車両特性記憶部２１１〜２１ｎにはシートポジション記憶部及びサイドミラー位置記憶部が付加されている。
このように自由度が高く、幅広い対象の車両特性設定部を実現するには、ＧＵＩ環境が必要である。その場合、パソコンを使用するなどかなりソフトウェアの依存度の高い装置が必要となる。設定対象選択部２２で変更したい設定対象を選択し、車両特性設定部２１に必要なソフトウェアをロードし、選択した設定対象を設定し、車両特性記憶部２１１〜２１ｎに順次記憶していく。車両特性記憶部２１１〜２１ｎはｎ個の記憶部を有し、車両特性設定選択部２３により選択された記憶部に対して、設定した車両特性の設定データを記憶する構成となっている。また、ｎ個の車両特性記憶部２１１〜２１ｎは、それぞれの記憶部内に変更可能な車両特性の設定を個別に記憶できるようになっている。
このように車両特性選択／設定部２０に記憶された車両特性設定は、各制御ユニット（エンジン制御装置１１、サスペンション制御装置１２、Ａ／Ｔシフトパターン制御装置１３、ステアリング制御装置１４、操向ハンドル軸角度制御装置１５、操向ハンドル前後位置制御装置１６、シートポジション制御装置１７、サイドミラー位置制御装置１８）へＣＡＮ等のシリアル通信等で転送され、それぞれの制御ユニット毎に制御を行うことで運転者の自由な車両特性の設定及び切換が可能である。
以下、前記ステアリング制御装置として最適な電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という。）の制御装置を、図面を参照して説明する。
第１７図は、ＥＰＳの制御装置の基本構成を示す図であり、トルクセンサ３１０で検出された操舵トルク、及び車速センサ３１２で検出された車速と、ステアリング特性設定部３５０で設定されたステアリング特性が、コントロールユニット３３０内の電流指令演算部３３２に入力され、ここで演算された電流指令値を基にしてモータ３２０に供給される電流が制御されるようになっている。
すなわち、コントロールユニット３３０の外部にステアリング特性設定部３５０を設ける事で、従来、電流指令演算部３３２内で固定されていたステアリング特性を決定するためのパラメータをコントロールユニット３３０の外から変更出来る様にしたものである。
ここで、ステアリング特性設定部３５０におけるステアリング特性のパラメータの設定について、第２１図及び第２２図を参照して説明する。
第２１図は入出力特性を表すグラフであり、ハンドル入力（入力トルク）に対して、ＥＰＳが発生する力（出力トルク）を表している。
第２１図において実線で表したグラフは、従来の（固定化された）入出力特性若しくはデフォルトの入出力特性を示している。すなわち、この入出力特性を図の点線のように変更すれば、同じ入力トルクに対して出力トルクが大きくなるように制御されるため、ハンドル操作が軽くなる。
また、一般に、車速に応じて操舵力自体が変化するので、油圧、ＥＰＳを問わずにそれを補正する車速感応機能が備えられている。停止時の入出力特性を基に、車速が上がると補正係数を小さくする第２２図のような特性が一般的である。第２２図において実線で表したグラフは、従来の（固定化された）車速感応特性若しくはデフォルトの車速感応特性を示している。
すなわち、この車速感応特性を図の点線のように変更すれば、同じ入力トルクに対して高速側で出力トルクが小さくなるように補正制御されるため、ハンドルが重くなり、よりスポーティーな感じになる。
次に、第２１図及び第２２図のようなステアリング特性の設定を、運転者が簡単に行えるようにするための手段について説明する。
ステアリング特性の設定において、自由度の大きい設定を行うには、ＧＵＩ（グラフィカル・ユーザー・インタフェース）環境による設定が望ましいが、これを実現するには、以下の２つの方法が考えられる。
▲１▼コントロールユニット３３０内の制御用マイクロコンピュータ（図示せず）か、若しくは、ステアリング特性設定用に設けたマイクロコンピュータを利用し、専用ソフトウェアを用いて行う。この場合は、専用のディスプレイが必要となる。
▲２▼ビルトイン型のカーナビ装置にステアリング特性設定用の専用ソフトウェアをインストールして行う。カーナビ装置のディスプレイをステアリング特性設定用として兼用することができる。運転者は、ディスプレイを見ながら、ジョイスティック等の入力装置を用いて、第２１図又は第２２図のグラフを、点線のように変形させることで、任意にステアリング特性を設定することができる。
ＥＰＳは制御性が高いので、この他にも例えば、ハンドルの収斂性、ハンドル戻り特性等、（主に運転の熟練度の高い）ユーザーの設定自由度として与えらるパラメータは、数多くあるので、これらをステアリング特性の設定パラメータとして利用してもよい。
第１８図は、前記ステアリング制御装置として最適な電動パワーステアリング装置の制御装置の第一実施例を示す図であり、コントロールユニット３３０の中に複数のステアリング特性記憶部３４０を設け、該ステアリング特性記憶部３４０とステアリング特性選択部３６０とを組み合わせることで、１つのステアリング特性設定部３５０により複数のステアリング特性を設定記憶し、その中から１つを選択出来る様にしてある。この複数のステアリング特性記憶部３４０により、運転者毎、あるいは、運転モード毎に自由なステアリング特性を作り込む事が出来る。
すなわち、ステアリング特性設定部３５０で設定したステアリング特性を記憶させておくステアリング特性記憶部ｎ（ｎ＝１，２…、ｎ）をステアリング特性選択部３６０によってＳＷ１を切り替えて選択し、記憶させた後、ステアリング特性選択部３６０によってＳＷ２を切り替えて、電流指令演算部３３２に入力するステアリング特性を選択するのである。
例えば、１つの車を複数の人間で共有する場合、人間毎の微妙な好みを記憶して、瞬時に切り替える事が可能となる。あるいは、日常的に使う町乗りモード、高速道路モード、山道モード等を運転者の好みで作り込み、状況に応じて運転者が切り替えるか又は、車両側に運転モード判定機能を持たせて自動的に切り替えて、運転を楽しむ事が可能となる。
第１９図は前記ステアリング制御装置として最適な電動パワーステアリング装置の制御装置の第二実施例を示す図であり、基本的構成は第一実施例と同一であるが、ステアリング特性設定／選択部がコントロールユニット３３０から分離独立して構成されている点が異なる。例えば、ビルトイン型のカーナビ装置にステアリング特性設定用の専用ソフトウェアをインストールして構成したようなケースである。
この場合、ステアリング特性設定／選択部と電動パワーステアリング装置の制御装置間は、ＣＡＮで代表されるシリアル通信等の通信手段によって接続される。
本発明は、運転者の選択の自由度を飛躍的に広げる事を目的とし、運転者に自由な任意のステアリング特性を設定可能な電動パワーステアリング装置を提供しているが、運転者の自由な設定というのは、あくまで、システム（あるいは車両）として安全な範囲内での自由でなければならないのは言うまでもない。
また、運転者の設定のミスで、システムが危険な状態になることを避けなければならない。
第２０図は、前記ステアリング制御装置として最適な電動パワーステアリング装置の制御装置の第三実施例を示す図であり、かかる危険を防止できる機能を持つものである。
すなわち、ＳＷ１を切り替えてステアリング特性を設定記憶させた後、ＳＷ２を切り替えて電流指令演算部に入力すべきステアリング特性を選択すると、そのステアリング特性が設定特性判定部３４１に入力され、設定特性判定部３４１内部に格納されている安全基準値と比較され、安全範囲にあると判定されれば、そのステアリング特性はそのまま電流指令演算部３３２に入力される。逆に、安全の範囲を超えると判定されると、設定特性判定部３４１によってＳＷ３が切り替えられ、デフォルト特性記憶部３４２に記憶されている安全なデフォルトのステアリング特性が電流指令演算部３３２に入力されるようになっている。
なお、デフォルトのステアリング特性は、製造時に自動車メーカが設定したものでもよいし、運転者が設定し安全が確認されているステアリング特性でもよい。
また、スイッチＳＷ１〜３の切替はハード的に行ってもよいし、ソフト的に行ってもよい。
産業上の利用可能性
上述したように本発明によれば、車両特性選択／設定部はエンジン制御装置等のユニットに対して制御可能であり、詳細な車両特性を車両特性選択／設定部で運転者が自由に変更できると共に、複数の制御装置に対して、１つの車両特性選択／設定部で統合した車両特性の詳細な変更と変更結果の記憶（設定）を行うことができる。その結果、運転者の選択の自由度を著しく広げ、車を運転者の好みに合わせた完成度の高いカスタマイズ化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、電動パワーステアリング装置の入力トルクに対する出力トルクの特性例を示す図である。
第２図は、車速に対するアシスト比の特性例を示す図である。
第３図は、本発明の実施例を示すブロック構成図である。
第４図は、設定対象選択画面の一例を示す図である。
第５図は、ステアリング設定選択画面の一例を示す図である。
第６図は、ステアリング入出力トルク特性設定画面の一例を示す図である。
第７図は、本発明の他の実施例を示すブロック構成図である。
第８図は、特性変更を説明するための図である。
第９図は、特性変更を説明するための図である。
第１０図は、特性変更を説明するための図である。
第１１図は、本発明の応用例を示すブロック構成図である。
第１２図は、無効判定の動作例を示すフローチャートである。
第１３図は、無効判定を説明するための図である。
第１４図は、本発明の更に他の実施例を示すブロック構成図である。
第１５図は、従来の車両特性の切換を説明するためのブロック図である。
第１６図は、本発明に関連する電動パワーステアリング装置の制御装置の従来技術の一例を示す図である。
第１７図は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の制御装置の基本構成を示す図である。
第１８図は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の制御装置の第一実施例を示す図である。
第１９図は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の制御装置の第二実施例を示す図である。
第２０図は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の制御装置の第三実施例を示す図である。
第２１図は、トルクの入出力特性を表す図である。
第２２図は、車速感応特性を表す図である。
第２３図は、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を示す図である。
第２４図は、電動パワーステアリング装置の制御装置のコントロールユニットで実行される一般的な機能を表すブロック図である。
【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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【図８】
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【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年3月19日(2004.3.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（削除）
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
車両特性を自由な任意の特性に設定する複数の車両特性設定部と、前記設定された車両特性を記憶する車両特性記憶部と、前記車両特性記憶部の中から任意の車両特性を選択する車両特性設定選択部とを具備した車両特性を変更可能な車両において、
車両特性を制御する各制御ユニットが、製造時に設定されたデフォルト特性を記憶するデフォルト特性記憶部と、前記車両特性設定部の設定が有効か無効かを判定する設定特性判定部と、前記設定特性判定部で切換えられる切換スイッチとを具備するとともに、
前記設定特性判定部が有効と判定したときに、前記車両特性設定部の設定データを前記各制御ユニットに送信するように前記切換スイッチを切換え、前記設定特性判定部が無効と判定したときに、前記デフォルト特性記憶部の記憶データを前記各制御ユニットに送信するように前記切換スイッチを切換えるようになっている車両特性を変更可能な車両。
【請求項８】
（削除）
【請求項９】
（削除）
【請求項１０】
ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基いて演算された操舵補助指令値と、モータ電流検出値と、から演算された電流指令値に基いてステアリング機構に操舵補助力を与えるようにモータを制御する電動パワーステアリング装置の制御装置において、
運転者がステアリング特性を任意に設定可能なステアリング特性設定手段と、
前記ステアリング特性設定手段で設定したステアリング特性ごとに、それを記憶しておくための複数のステアリング特性記憶手段と、
前記記憶された複数種類のステアリング特性の中から所望のステアリング特性を選択するためのステアリング特性選択手段と、
製造時に設定されたデフォルトのステアリング特性を記憶するデフォルト特性記憶手段と、
前記ステアリング特性が予め定めた安全基準に照らして有効か無効かを判定する設定特性判定手段と、
をさらに有するとともに、
前記設定特性判定手段で無効と判断された時に、前記デフォルトのステアリング特性に基づいて前記モータを制御することを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項１１】
少なくとも前記ステアリング特性設定手段とステアリング特性選択手段とを含むステアリング特性設定／選択ユニットが、
前記電流指令値を演算する電流指令演算部とシリアル通信によって接続されていることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項１２】
前記ステアリング特性は、少なくとも、入出力特性と車速感応特性を含むものであることを特徴とする請求の範囲第１０項又は第１１項に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項１３】
前記ステアリング特性設定手段にＧＵＩを用いたことを特徴とする請求の範囲第１０項乃至第１２項のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項１４】
請求の範囲第１０項乃至第１３項のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置の制御装置が搭載された請求の範囲第７項に記載の車両特性を変更可能な車両。
【請求項１５】
車両特性を自由な任意の特性に設定する複数の車両特性設定部と、前記設定された車両特性を記憶する車両特性記憶部と、前記車両特性記憶部の中から任意の車両特性を選択する車両特性設定選択部とを具備した車両特性を変更可能な車両において、
前記車両にイモビライザーをさらに具備し、前記車両特性設定選択部を前記イモビライザー内に設け、前記設定された複数の車両特性ごとに前記イモビライザーのキーを設定したことを特徴とする車両特性を変更可能な車両。
【国際調査報告】
2003084799.tif 000027
2003084799.tif 000028