(57)【要約】【課題】入力振幅依存性や入力周波数依存性を容易に把握でき、適切な車両評価を容易に行う。【解決手段】操舵角と操舵トルクとをリサージュ作成部７ａに入力し、操舵角−操舵トルクのリサージュ波形（ヒステリシスカーブ）を作成し、その波形信号により定数算出部７ｂでばね定数Ｋ及び減衰係数Ｃを算出する。それらを目標ばね定数Ｋｏ及び目標減衰係数Ｃｏとそれぞれ比較し、各偏差（ΔＫ、ΔＣ）をコントローラ７ｄに入力し、制御パラメータとしてのアシストゲインＧａ及びダンピングゲインＧｄの最適化を行い、それによりＥＳＰを制御する。ヒステリシスカーブの特性を動ばね定数と減衰係数との２つの指標値で表現できるため、非線形特性を有するものであっても定量的に把握することができ、自動車の重要な性能の１つである操舵性の車両評価を行うことができる。【選択図】　　　図２
2004101365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意の入力に対する車両の挙動に対する評価を定量的に行うべく、
前記入力の変化値と前記入力に対応して変化する入力対応変化値とによりヒステリシスカーブが作成されるものにおいて、
前記ヒステリシスカーブを作成するヒステリシスカーブ作成手段と、前記ヒステリシスカーブの傾きから振動特性における動ばね定数を算出する動ばね定数算出手段と、前記ヒステリシスカーブの面積から振動特性における減衰係数を算出する減衰係数算出手段とを有し、
前記動ばね定数と前記減衰係数とにより車両の評価を行うことを特徴とする車両評価装置。
【請求項２】
前記ヒステリシスカーブ作成手段が、操舵角と、操舵トルクと、ヨーレイトと、横加速度とのいずれか２つを前記入力と及び記入力対応変化値として前記ヒステリシスカーブを作成し、
前記車両の評価が操舵性であることを特徴とする請求項１に記載の車両評価装置。
【請求項３】
前記動ばね定数と前記減衰係数とが、操舵角及び操舵速度の関数として算出されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行性などの評価に関する車両評価装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、種々のセンサ（運転状態検出手段）などからの情報を制御手段に入力し、運転状態を客観的に評価して表示すると共に、予め設定された特定の運転状態を判定して警報するようにしたものがある。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
一方、ＥＰＳ（電動操舵装置）や、ブレーキ、サスペンション、加速性能などの車両特性（味付け）を評価するために、車両評価装置により例えば試作車を評価し、その結果を実車の製作に反映させることができる。そのような車両評価装置における従来の車両評価にあっては、例えば線形範囲における周波数応答特性をボード線図で表し、これを用いて評価する方法や、入出力データにより作図したヒステリシスカーブの部分的な勾配やヒステリシス幅により表現する方法がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２４７１６２号公報（［００２５］、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した車両評価方法における問題点として、車両の特性には強い非線形性を示すものが多く、ボード線図を用いた評価方法にあっては十分な評価を行うことができないことがある。また、ヒステリシスカーブの各部の勾配やヒステリシス幅により表現する手法では、評価指標値の数が多く、複雑化する。また、入力条件を変化させた場合には、入力振幅依存性や入力周波数依存性を把握するためには膨大なデータ数が必要となり、評価が複雑になるという問題がある。そのため、設計者の熟練による勘に頼る場合があり、車両評価を容易に行うことができないという問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決して、入力振幅依存性や入力周波数依存性を容易に把握でき、適切な車両評価を容易に行うことができる車両評価装置を実現するために、本発明に於いては、任意の入力に対する車両の挙動に対する評価を定量的に行うべく、前記入力の変化値と前記入力に対応して変化する入力対応変化値とによりヒステリシスカーブが作成されるものにおいて、前記ヒステリシスカーブを作成するヒステリシスカーブ作成手段（７ａ）と、前記ヒステリシスカーブの傾きから振動特性における動ばね定数を算出する動ばね定数算出手段（７ｂ）と、前記ヒステリシスカーブの面積から振動特性における減衰係数を算出する減衰係数算出手段（７ｂ）とを有し、前記動ばね定数と前記減衰係数とにより車両の評価を行うものとした。
【０００７】
これによれば、入力の変化値とその入力に対応して変化する入力対応変化値とにより作成されるヒステリシスカーブの特性を動ばね定数と減衰係数との２つの指標値で表現できるため、入力に対して強い非線形性となる挙動を示す車両に対する車両評価を行うことができる。
【０００８】
また、前記ヒステリシスカーブ作成手段（７ａ）が、操舵角と、操舵トルクと、ヨーレイトと、横加速度とのいずれか２つを前記入力及び記入力対応変化値として前記ヒステリシスカーブを作成し、前記車両の評価が操舵性であることによれば、車両評価が困難であった操舵性を２つの指標値から作成したヒステリシスカーブを用いて評価でき、例えば目標とするヒステリシスカーブと比較することにより、操舵性を定量的に把握できるため、それに基づいて制御量を設定することにより望ましい操舵性を容易に実現することができる。
【０００９】
また、前記動ばね定数と前記減衰係数とが、操舵角及び操舵速度の関数として算出されることによれば、入力量依存特性及び入力周波数依存特性を把握することが可能となる。例えば入力量依存特性としては操舵角の大きさ（振幅）に対してであり、入力周波数依存特性としては操舵速度（周波数）に対してであり、それら各入力値から動ばね定数と減衰係数とを算出することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された具体例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明が適用された車両１の模式的平面図である。本図示例では操舵性の車両評価を行うもので、図において、前輪ＦＷを操舵する操舵装置にはＥＰＳ（電動操舵装置）２が用いられている。ＥＰＳ２にはステアリングシャフト３が連結されており、ステアリングシャフト３の適所には、ステアリングホイール４の操舵による操舵角θを検出する操舵角センサ５と、操舵トルクＴを検出する操舵トルクセンサ６とが設けられている。それら各センサ５、６の検出信号は、ＥＰＳ２を制御するコントロールユニット７に入力している。また、車両にはそのヨーレイトを検出するためのヨーレイトセンサ８が設けられており、そのヨーレイトセンサ８の検出信号がコントロールユニット７に入力している。
【００１２】
図２にコントロールユニット７による制御の概略を示す。評価対象となる車両１の変化に対する入力信号として、ステアリングホイール４の操舵による操舵角θまたは操舵速度とすることができる。なお、操舵速度には、操舵角θの時間変化から算出することができる操舵角速度ωを用いる。また、上記操舵角θを入力量としての振幅として取り扱うことができると共に、操舵角速度ωを入力周波数として取り扱うことができる。
【００１３】
上記操舵に応じて入力としての操舵角θまたは操舵角速度ωが発生し、車両の挙動が変化する。例えば入力の変化値として操舵角θを変化させ、入力対応変化値として操舵トルクＴまたはヨーレイトＹの変化を検出し、操舵角θと操舵トルクＴまたはヨーレイトＹの検出値とがヒステリシスカーブ作成手段としてのリサージュ作成部７ａに入力される。リサージュ作成部７ａでは例えば操舵角θ−操舵トルクＴのリサージュ波形（ヒステリシスカーブ）を作成し、その波形信号が動ばね定数算出手段及び減衰係数算出手段としての定数算出部７ｂに出力される。
【００１４】
なお、リサージュ波形の作成において２変数を用いるが、本図示例のように操舵性を評価する場合の２変数にあっては、上記操舵角θに対する操舵トルクＴまたはヨーレイトＹに限られず、操舵角・操舵トルク・ヨーレイト・横加速度の中のいずれか２つであって良い。
【００１５】
定数算出部７ｂでは、操舵角θを振幅とする振動特性として車両評価を取り扱うことができるように、リサージュ波形からばね定数Ｋ及び減衰係数Ｃを算出する。それらばね定数Ｋ及び減衰係数Ｃは、比較器７ｃで、目標ばね定数Ｋｏ及び目標減衰係数Ｃｏとそれぞれ比較され、各偏差（ΔＫ、ΔＣ）がコントローラ７ｄに入力される。コントローラ５では、ＥＰＳの制御パラメータとしてのアシストゲインＧａ及びダンピングゲインＧｄの最適化を行う。そして、コントローラ７ｄで最適化されたアシストゲインＧａ及びダンピングゲインＧｄを用いてＥＰＳを制御することにより、目標値（Ｋｏ、Ｃｏ）に合わせることができるようになる。
【００１６】
上記リサージュ作成部７ａで作成されるリサージュ波形は例えば図３に示されるようになる。図３のものでは操舵角θに対する操舵トルクＴの関係を示している。例えば任意のアシストゲインＧａ及びダンピングゲインＧｄを設定したコントローラ７ｄでＥＰＳ２を制御するようにした調節対象の車両において、所定の車速で、操舵角θが±５度の範囲で操舵した場合を実線で、±１０度の場合を破線で、±１５度の場合を想像線で示すと、操舵角θの変化に対する操舵トルクＴの変化の関係が図３（ａ）に示されるようになった。
【００１７】
それに対して、操舵性（操舵フィーリング）から目標とする車両（理想的なモデル車）の同様のリサージュ波形が図３（ｂ）に示されるものであるとした場合に、その車両の操舵性の車両評価として振動特性で表した場合の目標ばね定数Ｋｏ及び目標減衰係数Ｃｏを求めておく。これらの値の求め方としては、後記する解析手法により、リサージュ波形の傾きと面積とから求めることができる。
【００１８】
そして、上記した車両評価装置を用いた方法により、コントローラ５のアシストゲインＧａ及びダンピングゲインＧｄを目標ばね定数Ｋｏ及び目標減衰係数Ｃｏに対する各偏差（ΔＫ、ΔＣ）から求めることにより、図３（ｃ）に示されるリサージュ波形となる操舵性を実現することができた。これにより、目標とする車両の操舵性と同様の操舵性が得られる車両を、そのＥＰＳ２の制御により得られることになり、容易に実車に反映し得る。
【００１９】
また、図４に、操舵角及び操舵トルクの関係におけるばね定数Ｋ及び減衰係数Ｃの評価指標マップを示す。図では横軸を減衰係数Ｃ、縦軸をばね定数Ｋとし、操舵性として良好な範囲１１をハッチングで示している。図において、上記図３（ａ）の状態がバツ印であり、図３（ｂ）のものが四角印である。そして、目標値に合わせて変更した後の図３（ｃ）の状態が丸印で示されるように範囲１１内に入った。ばね定数Ｋ及び減衰係数Ｃが上記範囲１１に入ることにより、良好な操舵性が得られる。なお、操舵性が良好な実車や試作車の実験結果に基づいてマップを作成することができる。
【００２０】
なお、操舵角−操舵トルクの関係からは操舵力特性を評価することができる。それは、減衰係数Ｃにあっては大きくなるとダンピングが高くなり、ばね定数Ｋにあっては大きくなると操舵力が重くなるという特性である。この場合、上記範囲１１に入ることにより、適度なダンピング感と適度な操舵力の重さとが得られることになる。
【００２１】
操舵性の良否にあっては、上記操舵角θの変化に対する操舵トルクＴの変化の関係に限られず、図５に示されるように操舵角θの変化に対するヨーレイトＹの変化の関係から判定するようにしても良い。なお、図５において、図５（ａ）は図３（ａ）に対応し、図５（ｂ）は図３（ｂ）に対応し、図５（ｃ）は図３（ｃ）に対応する。このようにしても、目標とする図５（ｂ）のリサージュ波形とほぼ同等のリサージュ波形（図５（ｃ））となる操舵性を達成することができた。
【００２２】
また、図６に操舵角及びヨーレイトの関係におけるばね定数Ｋ及び減衰係数Ｃの評価指標マップを示す。この場合の良好な操舵性となる範囲１２は図のハッチングで示されるようになる。図４と同様に、ばね定数Ｋ及び減衰係数Ｃが上記範囲１２に入ることにより、良好な操舵性が得られる。このマップも、操舵性が良好な実車や試作車の実験結果により作成することができる。
【００２３】
なお、操舵角−ヨーレイトの関係からは車両応答特性を評価することができる。それは、減衰係数Ｃにあっては大きくなると応答性が低くなり（入力操舵角に対するヨーレイトの遅れが大）、ばね定数Ｋにあっては大きくなるとヨーゲインが高くなる（クイックになる）という特性である。この場合、上記範囲に入ることにより、ヨーレイト遅れが抑えられてクイック感が増すことになる。
【００２４】
また、操舵トルクＴの変化に対するヨーレイトＹの変化の関係からも上記と同様なリサージュ波形が得られ、それにより操舵時の車両との一体感を評価することができる。それは、減衰係数Ｃにあっては大きくなると応答性が低くなり（操舵トルクに対するヨーレイトの遅れが大）、ばね定数Ｋにあっては大きくなるとヨーゲインが高くなる（小さな操舵トルクでヨーレイトが発生する）という特性である。
【００２５】
次に、上記したように構成された車両評価装置における操舵性の解析手法について述べる。まず、一般に強制外力が作用するばね質点系の運動方程式は次式となる。
【００２６】
【数１】
2004101365.tif 000003
【外１】
2004101365.tif 000004
【数２】
2004101365.tif 000005
ここで、ｍ０は操舵トルク振幅、ωは操舵トルクの角速度、ｔは時間を表す。
【００２７】
次に、次式の無次元化パラメータを導入する。
【外２】
2004101365.tif 000006
また、図７にステアリング振動モデルを示す。図は、ステアリングホイール４の操舵（操舵角θ、振動数ω）を、ばね定数Ｋ（θ，ω）及び減衰係数Ｃ（θ，ω）をもって表現することができることを示すものである。
【００２８】
上記無次元化パラメータの導入によって、以下のように（２）式を無次元化することができる。
【００２９】
【数３】
2004101365.tif 000007
【数４】
2004101365.tif 000008
【数５】
2004101365.tif 000009
（３）〜（５）式を（２）式に代入すると以下の式を得る。
【００３０】
【数６】
2004101365.tif 000010
【外３】
2004101365.tif 000011
【数７】
2004101365.tif 000012
【数８】
2004101365.tif 000013
（７）式を（９）式で表すことができる。
【００３１】
【数９】
2004101365.tif 000014
減衰項とばね剛性（周期）の関係を知るために共振曲線を求める場合があるが、ここでも同様に、特解のみの性質に注目して、（９）式の定常解はφ０を角度、Ψ０を位相差として次式で表すことができる。
【００３２】
【数１０】
2004101365.tif 000015
本論の場合、復元力は非線形であるが、その定常解を（１０）式の形で表すと、（１０）式の導関数は次式となる。
【００３３】
【数１１】
2004101365.tif 000016
ここで、φ０、Ψ０は時刻τとともにゆっくり変化すると考え、上式の第２、第３項の和を０とおく。（ただし、ξ＝ητ＋Ψ０、’の記号はτに関する１階微分を示す。）
【数１２】
2004101365.tif 000017
（１１）、（１２）式の関係を用いると（９）式は次式で表せる。
【００３４】
【数１３】
2004101365.tif 000018
（１２）式×（−ηｃｏｓξ）＋（５−１３）式×ｓｉｎξおよび（５−１２）式×（ηｓｉｎξ）＋（５−１３）式×ｃｏｓξをつくれば、それぞれ次式を得る。
【００３５】
【数１４】
2004101365.tif 000019
【数１５】
2004101365.tif 000020
ところで、φ０、Ψ０は時刻τとともにゆっくり変化するＳｌｏｗｌｙ　ｖａｒｙｉｎｇ　ｐａｒａｍｅｔｅｒであり、φ０’、Ψ０’が０であれば、φ０、Ψ０は一定値となるが、厳密に０にすることは出来ない。φ０’、Ψ０’の項は、（１４）、（１５）式を０〜２πまでの一周期について積分して平均したものを０と考えると次式を得る。
【００３６】
【数１６】
2004101365.tif 000021
【数１７】
2004101365.tif 000022
（１６）及び（１７）式はそれぞれ次式となる。
【００３７】
【数１８】
2004101365.tif 000023
【数１９】
2004101365.tif 000024
ただし、
【００３８】
【数２０】
2004101365.tif 000025
【数２１】
2004101365.tif 000026
（１８）及び（１９）式からφ０、Ψ０を整理すれば、それぞれ次式を得る。
【００３９】
【数２２】
2004101365.tif 000027
【数２３】
2004101365.tif 000028
このように、非線形振動方程式（９）式から、（２２）及び（２３）式の関係がＳ（φ０，η）、Ｃ（φ０，η）を用いて求められる。
【００４０】
一方、（５）〜（９）式の履歴振動系を次式の等価な線形振動系に置換することを考える。
【００４１】
【数２４】
2004101365.tif 000029
ここで、Ｈｅｑは等価減衰係数、Ｋｅｑは等価ばね定数を表す。
【００４２】
上式は線形であるから、解を簡単に求めることができる。（２２）式と同じ形式で表すと次のようになる。
【００４３】
【数２５】
2004101365.tif 000030
また、（２４）式が（９）式の履歴系と振動特性が一致するための条件は、（２２）式と（２５）式とが恒等式的に等しいことであり、そのためには次式が成立しなければならない。
【００４４】
【数２６】
2004101365.tif 000031
【数２７】
2004101365.tif 000032
このことは、Ｓ（φ０，η）が減衰特性に、Ｃ（φ０，η）がばね特性に直接関係していることを表している。また、Ｓ（φ０，η）、Ｃ（φ０，η）が求まれば、等価減衰係数Ｈｅｑ、等価ばね定数Ｋｅｑが決定されることになる。
【００４５】
ところで、Ｓ（φ０，η）、Ｃ（φ０，η）と履歴曲線の形状との関係について調べる必要がある。（２０）式においてφ＝φ０ｃｏｓξとおけば、
【００４６】
【数２８】
2004101365.tif 000033
ξ＝０，２πで、φ＝φ０であるから、
【００４７】
【数２９】
2004101365.tif 000034
ここで、Ａ（φ０，η）は周波数ηの時の角度φ０に対応する履歴曲線の囲む面積である。
【００４８】
（２９）式は、Ｓ（φ０，η）が履歴曲線の囲む面積に比例し、角度の２乗に反比例することを表している。また（２９）式は、履歴曲線の囲む面積さえ等しければ形状によらずＳ（φ０，η）が等しくなることを示している。
【００４９】
一方、（２１）式を次のように変形できる。
【００５０】
【数３０】
2004101365.tif 000035
ここで、φ０ｃｏｓξ＝φとおけば、ｃｏｔξを次式で表すことができる。
【００５１】
【数３１】
2004101365.tif 000036
（３１）式にあっては、ξ＝０〜２πの間のおいて、ξ＝０，π／２，πでは順次φ＝φ０，０，−φ０となることから、正弦または余弦入力に対する定常振動状態での範囲はＭ（φ，η）の減力線に対応し、（３１）式の符号は＋を取る。また、ξ＝π，３π／２，２πでは順次φ＝−φ０，０，φ０となることから、Ｍ（φ，η）の加力線に対応し、（３１）式の符号は−になる（表１参照）。
【００５２】
【表１】
2004101365.tif 000037
このことを用いて、（３０）式は次のように変形できる。
【００５３】
【数３２】
2004101365.tif 000038
（３２）式において、
【００５４】
【数３３】
2004101365.tif 000039
であり、Ｒ（φ，η）を和曲線と呼ぶ。また、定常解を対象とする履歴曲線は原点対称であることから（３２）式は次のように簡略化できる。
【００５５】
【数３４】
2004101365.tif 000040
上記各式中のＰ（φ）は定関数であることから、Ｒ（φ，η）、すなわち周波数ηの時の加力線と減力線とを同じ角度レベルで加えた和曲線さえ同じであれば、履歴曲線の形状によらずＣ（φ０，η）は等しくなる。ここで、Ａ（φ０，η）、Ｒ（φ０，η）を算定するための履歴曲線の基本モデルとして、図８に示されたべき関数型復元力モデルを適用する。その基本式は次式で表せる。
【００５６】
【数３５】
2004101365.tif 000041
ただし、α、ｋはφ０とηとの関数である。
【００５７】
図８に示される復元力モデルにおいて、その履歴曲線の囲む面積Ａ（φ０，η）を次式のように計算できる。
【００５８】
【数３６】
2004101365.tif 000042
（３５）式の骨曲線と（３６）式の面積を求める式とにより、α、ｋは次の各式となる。
【００５９】
【数３７】
2004101365.tif 000043
【数３８】
2004101365.tif 000044
また、（３６）式を（２９）式に代入すると、
【００６０】
【数３９】
2004101365.tif 000045
となる。また、和曲線Ｒ（φ，η）は、
【００６１】
【数４０】
2004101365.tif 000046
であるから、（３４）式からＣ（φ０，η）を次式のように求めることができる。
【外４】
2004101365.tif 000047
【数４１】
2004101365.tif 000048
なお、（４１）式中でΓはΓ関数を示す。
【００６２】
（２６）式と（２７）式とにそれぞれ（３９）式と（４１）式とを代入すれば、等価ばね定数Ｋｅｑ、等価減衰係数Ｈｅｑが次のように求められる。
【００６３】
【数４２】
2004101365.tif 000049
【数４３】
2004101365.tif 000050
すなわち、べき関数型復元力モデルのα、ｋが求められれば、等価ばね定数Ｋｅｑ、等価減衰係数Ｈｅｑが定まることになる。
【００６４】
次に、上記べき関数型復元力モデルの形状パラメータα、ｋの求め方について示す。ここでは、履歴曲線の基本ループをべき関数型復元力モデルへ置換する方法を述べる。
【００６５】
振動特性を反映させる条件は以下の２つである。
（Ｉ）　動的加力試験から得られる履歴曲線の囲む面積と、べき関数型復元力モデルの履歴曲線の囲む面積を等しくする（減衰量の一致）。
（ＩＩ）　動的加力試験から得られる履歴曲線の各頂点を結んで得られる骨曲線とべき関数型復元力モデルの骨曲線とを一致させる。すなわち、各々の各変位レベルにおいて動的加力試験と復元力モデルの頂点を一致させる（剛性量の一致）。
【００６６】
今、動的加力試験から得られた履歴ループにおいて、その履歴曲線の囲む面積および骨曲線を操舵角φ０と外力の周波数ηとによりそれぞれＧ０（φ０，η）とＦ０（φ０，η）とに関数化できたものとする。ただし、Ｇ０（φ０，η）及びＦ０（φ０，η）はθｓ、ｍｓで無次元化されているものとする。
【００６７】
（Ｉ）の条件は（３４）式を用いて次式のように表せる。
【００６８】
【数４４】
2004101365.tif 000051
（ＩＩ）の条件は、（３３）式の骨曲線の基本式から次式のように表せる。
【００６９】
【数４５】
2004101365.tif 000052
この（４５）式を（４４）式に代入してｋを消去すると、次式になる。
【００７０】
【数４６】
2004101365.tif 000053
（４６）式からαは次式のように求められる。
【００７１】
【数４７】
2004101365.tif 000054
また、ｋは（４５）式から次式のように求められる。
【００７２】
【数４８】
2004101365.tif 000055
【００７３】
（４７）及び（４８）式で表せるα（φ０，η）及びｋ（φ０，η）を用いれば、動的加力試験とべき関数型復元力モデルとのそれぞれの履歴曲線の囲む面積及び骨曲線を一致させることができる。すなわち、Ｇ０、Ｆ０を操舵角φ０、外力の周波数ηで関数化できれば、α（φ０，η）及びｋ（φ０，η）を用いて、べき関数型復元力モデルへ置換できることになる。このα（φ０，η）及びｋ（φ０，η）を（４２）式と（４３）式とに代入して等価ばね定数Ｋｅｑと等価減衰係数Ｈｅｑとを求めることてができ、以下の（４９）及び（５０）式からステアリング系の操舵角θおよび操舵速度（周波数）ωに依存するばね定数Ｋ（θ０，ω０）と減衰係数Ｃ（θ０，ω０）とを求めることができる。
【数４９】
2004101365.tif 000056
【数５０】
2004101365.tif 000057
次に、実車を用いて確認された測定結果について示す。まず、操舵性の良いＡ車と悪いとされるＢ車とを用いて、平坦なドライアスファルト路面を例えば車速１４０ｋｍ／ｈ一定で最大操舵角及び操舵速度（周波数）を段階的に変化させて正弦波スラローム走行を行い、操舵周波数毎の操舵角−操舵トルクヒステリシスカーブを測定した。例えばＡ車が図３（ｂ）に示されるようになり、Ｂ車が図３（ａ）に示されるようになる。具体的には、操舵周波数が０．２５、０．５、０．７５、１．０Ｈｚ毎で、操舵角が５、１０、１５、２０度の時の操舵角操舵トルクヒステリシスカーブを測定し、ヒステリシスカーブから骨曲線Ｍ０（φ，η）と、ヒステリシスカーブの囲む面積Ｓ０（φ，η）を求めた。この骨曲線が動ばね定数に対応し、面積が減衰係数に対応し得る。
【００７４】
求めた骨曲線Ｍ０（φ，η）と面積Ｓ０（φ，η）とを用いて、（４７）及び（４８）式からα及びｋの各値を求めた。一例として操舵周波数が０．５Ｈｚの時の操舵角に対するα及びｋの各値について、Ａ車を丸印で、Ｂ車をバツ印で示したものを図９に示す。図９（ａ）は操舵角に対するαであり、図９（ｂ）は操舵角に対するｋである。
【００７５】
また、上記したように求めたα、ｋを用いて（２６）及び（５０）式から操舵ばね定数を求めた。図１０に、操舵周波数０．２５Ｈｚの操舵角に対する操舵ばね定数のＡ車（丸印）とＢ車（バツ印）との比較を示す。図に示されるように、操舵性の良いＡ車に対して悪いＢ車は、操舵角が小さい領域で操舵速度が緩やかな状況（操舵周波数が低い状況）において操舵ばね定数Ｋが低くなっていることが分かる。これは、この領域における操舵時での手応えの無さを定量的に表現しており、Ｂ車の操舵性を悪くしている大きな要因であると言える。
【００７６】
同様にα、ｋを用いて（２７）及び（５１）式から操舵減衰係数を求めた。図１１に操舵周波数０．２５Ｈｚの操舵角に対する操舵減衰係数のＡ車（丸印）とＢ車（バツ印）との比較を示す。図に示されるように、操舵性が良いＡ車に対しＢ車は、すべての領域において操舵減衰係数が小さいことがわかる。これは、操舵時の位置決め性の無さを含めた広義な意味での安定性の無さを表現しており、これについてもＢ車の操舵性を悪くしている大きな要因であると言える。なお、操舵周波数０．５、０．７５、１．０Ｈｚについても同様であった。
【００７７】
このように、実車走行時における転舵周波数毎の操舵角‐操舵トルクのヒステリシスカーブの測定値からステアリング系の非線形振動特性（ばね定数、減衰係数）を求める手法として、べき関数型復元力モデルを用いた等価線形系解析手法を用いて操舵性の良い車と悪い車を解析した。その結果、転舵周波数および操舵角に大きく依存するステアリング系の非線形振動特性が求められることが分かった。また、本解析手法を用いて解析した結果から、従来手法では困難であった操舵力特性の非線形性を定量的に把握することが可能になり、操舵性の違う車両特性を定量的且つ明確に表現することができた。以上より、操舵性を定量的に解析する手法として新たな解析手法が提案できた。
【００７８】
なお、本図示例では操舵性の車両評価装置について示したが、本発明が適用される車両評価装置にあっては、操舵性に限られるものではなく、動ばねとみなして数値化できる部位に適用可能であり、ブレーキの評価や、サスペンションの評価や、加速性能の評価など車両全体に適用可能である。特に、非線形特性を示すものに有効である。
【００７９】
【発明の効果】
このように本発明によれば、入力の変化値とその入力に対応して変化する入力対応変化値とによりヒステリシスカーブが作成され、そのヒステリシスカーブの特性を動ばね定数と減衰係数との２つの指標値で表現できるため、強い非線形性を示すような車両に対しても十分な車両評価を行うことができる。そのため、ドライバーがステアリングを操作する時の操舵角度や操舵速度に対する操舵トルク（ステアリングを介して手に伝わってくる反力）やヨーレイトが非線形特性を有するものであっても、何ら問題なくその非線形特性を把握することができる。これにより、従来の評価方法では解析できなかった上記した非線形特性を有するものであっても定量的に把握することができ、自動車の重要な性能の１つである操舵性の車両評価を行うことができるようになった。
【００８０】
また、操舵角・操舵トルク・ヨーレイト・横加速度のいずれか２つを入力とその対応変化値として、ヒステリシスカーブを作成することにより、車両の評価として操舵性を評価することができるため、車両評価が困難であった操舵性を２つの指標値で評価でき、望ましい操舵フィーリングを容易に実現することができる。
【００８１】
また、例えば入力量依存特性の入力量を操舵角の大きさ（振幅）とし、入力周波数依存特性の入力周波数を操舵速度（周波数）とし、それら各入力値から動ばね定数と減衰係数とを算出することができる。これにより、実車走行時における操舵速度を段階的に変えた操舵力実験を行って得られた復元力特性から操舵角及び操舵速度に依存するステアリング系の非線形振動特性（ばね定数・減衰係数）を求めることが可能になり、その結果から車両特性の違いを明確に表現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された車両の模式的平面図。
【図２】コントロールユニットによる制御の概略図。
【図３】操舵角−操舵トルクのヒステリシスカーブであって、（ａ）は調節対象車両の調節前であり、（ｂ）は目標車両であり、（ｃ）は調節後である。
【図４】操舵角−操舵トルクにおけるばね定数Ｋ及び減衰係数Ｃの評価指標マップ。
【図５】操舵角−ヨーレイトのヒステリシスカーブであって、（ａ）は調節対象車両の調節前であり、（ｂ）は目標車両であり、（ｃ）は調節後である。
【図６】操舵角−ヨーレイトにおけるばね定数Ｋ及び減衰係数Ｃの評価指標マップ。
【図７】ステアリング振動モデルを示す図。
【図８】べき関数型復元力モデルを示す図。
【図９】（ａ）は操舵性の良いＡ車と悪いＢ車とにおける操舵ばね定数を求めるための操舵角に対するαを示す図であり、（ｂ）は操舵角に対するｋを示す図。
【図１０】操舵性の良いＡ車と悪いＢ車とにおける操舵周波数０．２５Ｈｚでの操舵角に対するばね定数を示す図。
【図１１】操舵性の良いＡ車と悪いＢ車とにおける操舵周波数０．２５Ｈｚでの操舵角に対する減衰係数を示す図。
【符号の説明】
７ａ　リサージュ作成部（ヒステリシスカーブ作成手段）
７ｂ　定数算出部（動ばね定数算出手段・減衰係数算出手段）
【図１】
2004101365.tif 000058
【図２】
2004101365.tif 000059
【図３】
2004101365.tif 000060
【図４】
2004101365.tif 000061
【図５】
2004101365.tif 000062
【図６】
2004101365.tif 000063
【図７】
2004101365.tif 000064
【図８】
2004101365.tif 000065
【図９】
2004101365.tif 000066
【図１０】
2004101365.tif 000067
【図１１】
2004101365.tif 000068