(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイール操舵時における車両の操縦安定性能を定量的に評価するための操縦安定性能評価方法であって、
ステアリングホイール操舵時のステアリングホイールの操舵角及び操舵トルク並びに前記車両のヨーレートを測定する測定ステップと、
測定された前記操舵角、前記操舵トルク及び前記ヨーレートに基づいて、前記ステアリングホイールの操舵に伴い前記車両が操舵方向に動き出す時であるヨーレート発生時の第１操舵トルク及び操舵トルク勾配を演算する演算ステップと、
演算された前記第１操舵トルク及び前記操舵トルク勾配に基づいて操縦安定性能を評価する評価ステップとを含み、
前記演算ステップは、
前記ヨーレートと前記操舵角とに基づいて、ヨーレート勾配を演算する第１演算ステップと、
前記ヨーレート勾配と前記操舵角とに基づいて、前記ヨーレート発生時の第１操舵角を取得する第２演算ステップと、
前記第１操舵角と前記操舵トルクとに基づいて、前記第１操舵トルクを取得する第３演算ステップと、
前記第１操舵トルクと前記操舵トルクと前記操舵角とに基づいて、前記操舵トルク勾配を演算する第４演算ステップとを含むことを特徴とする操縦安定性能評価方法。
【請求項２】
前記第１演算ステップは、前記ヨーレートを前記操舵角で微分して前記ヨーレート勾配を演算する請求項１に記載の操縦安定性能評価方法。
【請求項３】
前記第１演算ステップは、前記操舵角が０度から第２操舵角まで変化するときの前記ヨーレートの２次回帰曲線を演算し、前記２次回帰曲線を前記操舵角で微分して前記ヨーレート勾配を演算する請求項１又は２に記載の操縦安定性能評価方法。
【請求項４】
前記第２操舵角は、１０度である請求項３に記載の操縦安定性能評価方法。
【請求項５】
前記第２演算ステップは、前記ヨーレート勾配が第１ヨーレート勾配となる前記操舵角を前記第１操舵角として取得する請求項１乃至４のいずれかに記載の操縦安定性能評価方法。
【請求項６】
前記第１ヨーレート勾配は、０．１度／秒／度である請求項５に記載の操縦安定性能評価方法。
【請求項７】
前記第４演算ステップは、前記第１操舵トルクから第２操舵トルクまで前記操舵トルクが変化するときの前記操舵トルクの変化量を、前記操舵角の変化量で除して前記操舵トルク勾配を演算する請求項１乃至６のいずれかに記載の操縦安定性能評価方法。
【請求項８】
前記第２操舵トルクは、前記第１操舵トルクに０．５Ｎｍを加えたものである請求項７に記載の操縦安定性能評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングホイール操舵時における車両の操縦安定性能を精度良く定量的に評価するための操縦安定性能評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステアリングホイール操舵時における車両の操縦安定性能は、テストドライバーによる官能評価試験により行われていた。しかしながら、このような官能評価試験は、特殊な訓練を受けたテストドライバーでなければ、操縦安定性能を正確に評価することができなかった。そこで、例えば、下記特許文献１では、横加加速度勾配、及び／又はヨーレートのオーバシュート量に基づき、操縦安定性能を評価することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５０７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の操縦安定性能評価方法は、操縦安定性能を定量的に評価することができる。しかしながら、上記特許文献１の操縦安定性能評価方法は、車両挙動に関する評価が行われているのみであり、操縦安定性能として重要な要素である操舵時の手応えについては検討されていなかった。このため、特許文献１の操縦安定性能評価方法は、操縦安定性能のうちの一部の性能を定量的に評価しているに過ぎなかった。
【０００５】
本発明は、以上のような実情に鑑み案出されたもので、ヨーレート発生時の第１操舵トルク及び操舵トルク勾配に基づいて操縦安定性能を評価することを基本として、ステアリングホイール操舵時における車両の操縦安定性能を精度良く定量的に評価するための操縦安定性能評価方法を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ステアリングホイール操舵時における車両の操縦安定性能を定量的に評価するための操縦安定性能評価方法であって、ステアリングホイール操舵時のステアリングホイールの操舵角及び操舵トルク並びに前記車両のヨーレートを測定する測定ステップと、測定された前記操舵角、前記操舵トルク及び前記ヨーレートに基づいて、ヨーレート発生時の第１操舵トルク及び操舵トルク勾配を演算する演算ステップと、演算された前記第１操舵トルク及び前記操舵トルク勾配に基づいて操縦安定性能を評価する評価ステップとを含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る操縦安定性能評価方法において、前記演算ステップは、前記ヨーレートと前記操舵角とに基づいて、ヨーレート勾配を演算する第１演算ステップと、前記ヨーレート勾配と前記操舵角とに基づいて、ヨーレート発生時の第１操舵角を取得する第２演算ステップと、前記第１操舵角と前記操舵トルクとに基づいて、前記第１操舵トルクを取得する第３演算ステップと、前記第１操舵トルクと前記操舵トルクと前記操舵角とに基づいて、操舵トルク勾配を演算する第４演算ステップとを含むのが望ましい。
【０００８】
本発明に係る操縦安定性能評価方法において、前記第１演算ステップは、前記ヨーレートを前記操舵角で微分してヨーレート勾配を演算するのが望ましい。
【０００９】
本発明に係る操縦安定性能評価方法において、前記第１演算ステップは、前記操舵角が０度から第２操舵角まで変化するときの前記ヨーレートの２次回帰曲線を演算し、前記２次回帰曲線を前記操舵角で微分してヨーレート勾配を演算するのが望ましい。
【００１０】
本発明に係る操縦安定性能評価方法において、前記第２操舵角は、１０度であるのが望ましい。
【００１１】
本発明に係る操縦安定性能評価方法において、前記第２演算ステップは、前記ヨーレート勾配が第１ヨーレート勾配となる前記操舵角を前記第１操舵角として取得するのが望ましい。
【００１２】
本発明に係る操縦安定性能評価方法において、前記第１ヨーレート勾配は、０．１度／秒／度であるのが望ましい。
【００１３】
本発明に係る操縦安定性能評価方法において、前記第４演算ステップは、前記第１操舵トルクから第２操舵トルクまで前記操舵トルクが変化するときの前記操舵トルクの変化量を、前記操舵角の変化量で除して前記操舵トルク勾配を演算するのが望ましい。
【００１４】
本発明に係る操縦安定性能評価方法において、前記第２操舵トルクは、前記第１操舵トルクに０．５Ｎｍを加えたものであるのが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の操縦安定性能評価方法は、測定された操舵角、操舵トルク及びヨーレートに基づいて、ヨーレート発生時の第１操舵トルク及び操舵トルク勾配を演算する演算ステップを含んでいる。このような演算ステップは、ステアリングホイールの操舵に伴い車両が操舵方向に動き出すヨーレート発生時における第１操舵トルクと、操舵角に対する操舵トルクの変化である操舵トルク勾配とを演算することができる。
【００１６】
本発明の操縦安定性能評価方法は、さらに、演算された前記第１操舵トルク及び前記操舵トルク勾配に基づいて操縦安定性能を評価する評価ステップを含んでいる。このような評価ステップは、車両が操舵方向に動き出したとテストドライバーが認識したときのフィーリングに対応する指標に基づいて操縦安定性能を評価することができる。このため、本発明の操縦安定性能評価方法は、テストドライバーによる評価結果と高い相関性を有する評価をすることができる。
【００１７】
以上のように、本発明の操縦安定性能評価方法は、ステアリングホイール操舵時における車両の操縦安定性能を精度良く定量的に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態の操縦安定性能評価方法で評価される走行パターンの概念図である。
【図２】本実施形態の操縦安定性能評価方法のフローチャートである。
【図３】測定されたステアリングホイールの操舵角を示すグラフである。
【図４】演算ステップのフローチャートである。
【図５】操舵角とヨーレートとの関係を示すグラフである。
【図６】操舵角とヨーレート勾配との関係を示すグラフである。
【図７】操舵角と操舵トルクとの関係を示すグラフである。
【図８】異なるタイヤに対する評価結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１には、本発明の一実施形態の操縦安定性能評価方法で評価される走行パターンの概念図が示されている。図１に示されるように、本実施形態の操縦安定性能評価方法では、例えば、車両１が高速で走行しているときの車線変更のような、ステアリングホイールの操舵角の小さい走行パターンを設定している。
【００２０】
本実施形態の操縦安定性能評価方法は、車両１が図１の走行パターンを走行する場合のステアリングホイール操舵時における車両１の操縦安定性能を定量的に評価するためのものである。操縦安定性能としては、例えば、ステアリングホイール操舵時のフィーリングが含まれる。このステアリングホイール操舵時のフィーリングは、例えば、ステアリングホイール操舵時の剛性感及び手応えにより評価される。
【００２１】
図２には、本実施形態の操縦安定性能評価方法のフローチャートが示されている。図２に示されるように、本実施形態の操縦安定性能評価方法は、測定ステップＳ１と、演算ステップＳ２と、評価ステップＳ３とを含んでいる。
【００２２】
測定ステップＳ１は、ステアリングホイール操舵時のステアリングホイールの操舵角Ａ及び操舵トルクＴ並びに車両１のヨーレートＹを測定している。ステアリングホイールの操舵角Ａ及び操舵トルクＴは、例えば、ステアリングホイールに取り付けられた操舵角センサ及び操舵トルクセンサにより測定される。車両１のヨーレートＹは、例えば、車両１に取り付けられたヨーレートセンサにより測定される。
【００２３】
図３は、測定されたステアリングホイールの操舵角Ａの一例を示すグラフである。図３の横軸が時間であり、縦軸がステアリングホイールの操舵角Ａである。図３に示されるように、本実施形態では、ステアリングホイールは、直進状態（操舵角Ａ＝０度）から、所定の第４操舵角Ａ４まで一方向に操舵された後、逆方向に操舵されている。第４操舵角Ａ４は、例えば、約２６度である。この第４操舵角Ａ４は、一般的な車線変更では使用されない程度に大きい角度であるのが望ましい。
【００２４】
ステアリングホイールの第４操舵角Ａ４に至るまでの操舵速度は、好ましくは、１８〜２２度／秒である。この操舵速度は、一般的な車線変更で操舵し得る程度の速度であるのが望ましい。
【００２５】
本実施形態では、ステアリングホイールが、動き始めたときから、第４操舵角Ａ４よりも小さい第３操舵角Ａ３に至るまでの時間ｔｍの操舵角Ａが取得される。第３操舵角Ａ３は、例えば、２０度である。この第３操舵角Ａ３は、一般的な車線変更で操舵し得る程度の角度であるのが望ましい。
【００２６】
ステアリングホイールの操舵トルクＴ及び車両１のヨーレートＹに関しては、ステアリングホイールの操舵角Ａと同じ時間ｔｍにおける測定値が測定される。このため、ステアリングホイールの操舵トルクＴ及び車両１のヨーレートＹは、ステアリングホイールの操舵角Ａに関連して取得されている。
【００２７】
図２に示される演算ステップＳ２は、測定ステップＳ１で測定され、取得された操舵角Ａ、操舵トルクＴ及びヨーレートＹに基づいて、ヨーレート発生時の第１操舵トルクＴ１及び操舵トルク勾配ＧＴを演算している。
【００２８】
図４には、演算ステップＳ２のフローチャートが示されている。図４に示されるように、演算ステップＳ２は、ヨーレート勾配ＧＹを演算する第１演算ステップＳ２１と、第１操舵角Ａ１を取得する第２演算ステップＳ２２と、第１操舵トルクＴ１を取得する第３演算ステップＳ２３と、操舵トルク勾配ＧＴを演算する第４演算ステップＳ２４とを含んでいるのが望ましい。
【００２９】
図５は、第１演算ステップＳ２１で演算に用いられる操舵角ＡとヨーレートＹとの関係を示すグラフである。図５の横軸が操舵角Ａであり、縦軸がヨーレートＹである。図４に示される第１演算ステップＳ２１は、図５に示されるようなヨーレートＹと操舵角Ａとに基づいて、ヨーレート勾配ＧＹを演算するのが望ましい。
【００３０】
本実施形態の第１演算ステップＳ２１では、ヨーレートＹを操舵角Ａで微分してヨーレート勾配ＧＹを演算している。すなわち、第１演算ステップＳ２１は、まず、操舵角Ａが０度から第２操舵角Ａ２まで変化するときのヨーレートＹの２次回帰曲線を演算している。第２操舵角Ａ２は、例えば、１０度である。この第２操舵角Ａ２は、テストドライバーが官能評価試験時に手応えについての判断が終了している操舵角であるのが望ましい。
【００３１】
第１演算ステップＳ２１は、次に、この２次回帰曲線を操舵角Ａで微分してヨーレート勾配ＧＹを演算している。なお、２次回帰曲線は、周知の回帰分析法（例えば、最小２乗法等）を用いて演算するのが望ましい。このような第１演算ステップＳ２１は、ヨーレート勾配ＧＹが操舵角Ａの１次関数として、容易に演算することができる。
【００３２】
図６は、第２演算ステップＳ２２で取得に用いられる操舵角Ａとヨーレート勾配ＧＹとの関係を示すグラフである。図６の横軸が操舵角Ａであり、縦軸が第１演算ステップＳ２１で演算されたヨーレート勾配ＧＹである。図４に示される第２演算ステップＳ２２は、図６に示されるようなヨーレート勾配ＧＹと操舵角Ａとに基づいて、ヨーレート発生時の第１操舵角Ａ１を取得するのが望ましい。
【００３３】
本実施形態の第２演算ステップＳ２２では、ヨーレート勾配ＧＹが第１ヨーレート勾配ＧＹ１となる操舵角Ａを第１操舵角Ａ１として取得している。第１ヨーレート勾配ＧＹ１は、例えば、０．１度／秒／度である。この第１ヨーレート勾配ＧＹ１は、ステアリングホイールの操舵に伴い車両が操舵方向に動き出すとテストドライバーが感じ始めるヨーレート勾配ＧＹ、すなわち、ヨーレート発生時のヨーレート勾配ＧＹである。このため、第１操舵角Ａ１は、ヨーレート発生時の操舵角Ａである。このような第２演算ステップＳ２２は、ヨーレート発生時の第１操舵角Ａ１を容易に取得することができる。
【００３４】
図７は、第３演算ステップＳ２３及び第４演算ステップＳ２４で取得及び演算に用いられる操舵角Ａと操舵トルクＴとの関係を示すグラフである。図７の横軸が操舵角Ａであり、縦軸が操舵トルクＴである。図４に示される第３演算ステップＳ２３は、図７に示されるようなヨーレート発生時の第１操舵角Ａ１と操舵トルクＴとに基づいて、ヨーレート発生時の第１操舵トルクＴ１を取得するのが望ましい。
【００３５】
本実施形態の第３演算ステップＳ２３では、操舵角Ａが第１操舵角Ａ１となる操舵トルクＴを第１操舵トルクＴ１として取得している。第１操舵角Ａ１がヨーレート発生時の操舵角Ａであるので、第１操舵トルクＴ１は、ヨーレート発生時の操舵トルクＴである。このような第３演算ステップＳ２３は、ヨーレート発生時の第１操舵トルクＴ１を容易に取得することができる。
【００３６】
図４に示される第４演算ステップＳ２４は、図７に示されるような第１操舵トルクＴ１と操舵トルクＴと操舵角Ａとに基づいて、操舵トルク勾配ＧＴを演算するのが望ましい。操舵トルク勾配ＧＴは、操舵角Ａに対する操舵トルクＴの変化である。このため、本実施形態の第４演算ステップＳ２４では、第１操舵トルクＴ１から第２操舵トルクＴ２まで操舵トルクＴが変化するときの操舵トルクＴの変化量ｄＴを、操舵角Ａの変化量ｄＡで除して操舵トルク勾配ＧＴを演算している。
【００３７】
第２操舵トルクＴ２は、例えば、第１操舵トルクＴ１に０．５Ｎｍを加えたものである。すなわち、本実施形態の操舵トルクＴの変化量ｄＴは、第２操舵トルクＴ２と第１操舵トルクＴ１との差（Ｔ２−Ｔ１）であり、すなわち０．５Ｎｍである。
【００３８】
第４演算ステップＳ２４は、例えば、操舵トルクＴが第２操舵トルクＴ２となる操舵角Ａを第５操舵角Ａ５として取得している。操舵角Ａの変化量ｄＡは、この第５操舵角Ａ５と第１操舵角Ａ１との差（Ａ５−Ａ１）である。このため、操舵トルク勾配ＧＴは、例えば、０．５／（Ａ５−Ａ１）として容易に演算され得る。
【００３９】
図２に示される評価ステップＳ３は、演算された第１操舵トルクＴ１及び操舵トルク勾配ＧＴに基づいて操縦安定性能を評価している。操縦安定性能のステアリングホイール操舵時のフィーリングは、例えば、ステアリングホイール操舵時の剛性感及び手応えにより評価される。この剛性感に対応する指標が第１操舵トルクＴ１であり、手応えに対応する指標が操舵トルク勾配ＧＴである。このような評価ステップＳ３は、車両１が操舵方向に動き出したとテストドライバーが認識したときの剛性感及び手応えに対応する第１操舵トルクＴ１及び操舵トルク勾配ＧＴに基づいて操縦安定性能を評価することができる。
【００４０】
さらに、本実施形態の評価ステップＳ３では、例えば、それぞれ重み付けをした第１操舵トルクＴ１及び操舵トルク勾配ＧＴを加算して評価することができる。このような評価ステップＳ３は、テストドライバーの官能評価の結果と、高い相関性を有する評価をすることができる。
【００４１】
以上、本発明の実施形態について、詳述したが、本発明は例示の実施形態に限定されるものではなく、種々の態様に変形して実施し得るのは言うまでもない。
【実施例】
【００４２】
平坦なアスファルトの直線コースにおいて、図１のような走行パターンを時速１００km/hで走行したときの操縦安定性能が、図２の操縦安定性能評価方法とテストドライバーの官能評価とで行われた。異なるトレッドパターンを有する４種類のタイヤが、同一の車両に装着されてテストされた。タイヤサイズは、１９５／６５Ｒ１５であった。
【００４３】
図８は、異なるタイヤに対する評価結果を示すグラフである。図８から明らかなように、テストドライバーは、第１操舵トルクＴ１と操舵トルク勾配ＧＴのうち、操舵トルク勾配ＧＴの方をより重視して評価していることが確認できた。従って、第１操舵トルクＴ１と操舵トルク勾配ＧＴとに適切な重み付けをすることで、実施例の操縦安定性能評価方法の評価が、テストドライバーの官能評価に対し、高い相関性を有するものとなることが確認できた。
【符号の説明】
【００４４】
Ｓ１  測定ステップ
Ｓ２  演算ステップ
Ｓ３  評価ステップ
Ａ  操舵角
Ｔ  操舵トルク
Ｙ  ヨーレート
ＧＴ  操舵トルク勾配
【図１】
0006558203.tif 000002
【図２】
0006558203.tif 000003
【図３】
0006558203.tif 000004
【図４】
0006558203.tif 000005
【図５】
0006558203.tif 000006
【図６】
0006558203.tif 000007
【図７】
0006558203.tif 000008
【図８】
0006558203.tif 000009