(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者により操作されるステアリングホイールと、操舵輪と、前記ステアリングホイールと前記操舵輪との間に操舵に関する力及び変位の伝達を行う伝達装置と、を含む操舵装置を備えた車両に適用され、操舵に関する力を調整する調整力を前記伝達装置に対し付与する調整力付与装置と、前記調整力付与装置が前記伝達装置に対し付与する調整力を制御する制御装置と、を有する車両用操舵支援装置において、
操舵角を検出する操舵角検出装置と、
操舵トルクを検出する操舵トルク検出装置と、を有し、
前記制御装置は、操舵角速度、操舵角速度の微分値及び操舵トルクの微分値を取得し、前記ステアリングホイール、前記伝達装置、前記調整力付与装置、前記操舵輪を操舵系として、操舵角速度と操舵角速度の微分値との積、操舵角速度と操舵トルクとの積、及び操舵角と操舵トルクの微分値との積に基づいて前記操舵系のエネルギーの変化率を演算し、前記操舵系のエネルギーの変化率に基づいて前記調整力を制御する、
車両用操舵支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用操舵支援装置において、前記制御装置は、前記操舵系を構成する可動部材であって少なくとも前記ステアリングホイールを含む可動部材の質量に基づく慣性ヨーモーメントと操舵角速度と操舵角速度の微分値との積、操舵角速度と操舵トルクとの積、及び操舵角と操舵トルクの微分値との積の和を前記操舵系のエネルギーの変化率として演算する、車両用操舵支援装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両用操舵支援装置において、
前記調整力は、操舵補助力であり、
前記制御装置は、前記操舵系のエネルギーの変化率が増加の変化率であるときには、前記操舵系のエネルギーの変化率が増加の変化率ではないときに比して、前記操舵補助力を増大する、
車両用操舵支援装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の車両用操舵支援装置において、
前記調整力は、操舵減衰力及び操舵摩擦力の少なくとも一方であり、
前記制御装置は、前記操舵系のエネルギーの変化率が減少の変化率であるときには、前記操舵系のエネルギーの変化率が減少の変化率ではないときに比して、前記操舵減衰力及び前記操舵摩擦力の少なくとも一方を増大する、
車両用操舵支援装置。
【請求項５】
請求項３に記載の車両用操舵支援装置において、前記制御装置は、前記操舵系へのエネルギーの入力状況が、運転者の操舵による正入力の状況であるか、前記操舵輪が路面から力を受けることによる逆入力の状況であるかを判定し、前記逆入力の状況における操舵補助力の修正の量の大きさが、前記正入力の状況における前記操舵補助力の修正の量の大きさに比して小さくなるよう、前記操舵補助力の修正の量を変更する、車両用操舵支援装置。
【請求項６】
請求項４に記載の車両用操舵支援装置において、前記制御装置は、前記操舵系へのエネルギーの入力状況が、運転者の操舵による正入力の状況であるか、前記操舵輪が路面から力を受けることによる逆入力の状況であるかを判定し、前記逆入力の状況における前記操舵減衰力及び前記操舵摩擦力の少なくとも一方の修正の量の大きさが、前記正入力の状況における前記操舵減衰力及び前記操舵摩擦力の少なくとも一方の修正の量の大きさに比して大きくなるよう、前記操舵減衰力及び前記操舵摩擦力の少なくとも一方の修正の量を変更する、車両用操舵支援装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の車両用操舵支援装置において、前記制御装置は、操舵トルクと操舵トルクの微分値と前記操舵系のエネルギーの変化率との積に基づいて、前記操舵系へのエネルギーの入力状況が、運転者の操舵による正入力の状況であるか、前記操舵輪が路面から力を受けることによる逆入力の状況であるかを判定する、車両用操舵支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用操舵支援装置に係り、更に詳細には操舵に関する力を調整することにより操舵を支援する操舵支援装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両には、一般に、操舵補助力などの操舵に関する力を調整することにより操舵を支援する操舵支援装置が搭載されている。この種の操舵支援装置は、単に運転者の操舵負担を軽減するに留まらず、運転者の意思を反映して操舵に関する力を調整するようになっていることが望ましい。
【０００３】
例えば、本願出願人の出願にかかる下記の特許文献１には、操舵仕事率が演算され、操舵仕事率の大きさが基準値よりも大きいか否かによって、操舵に関する力の調整を変更する操舵支援装置が記載されている。特に、操舵仕事率は、操舵角速度と操舵トルクとの積と、操舵角と操舵トルクの微分値との積の和として演算される。特許文献１に記載された操舵支援装置によれば、操舵仕事率の大きさが考慮されない場合に比して良好に運転者の意思を反映させて操舵に関する力を調整することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１４−０８７５４６号
【発明の概要】
【０００５】
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、上記特許文献１に記載され構成に従って操舵仕事率の大きさが基準値よりも大きいか否かを判別しても、操舵状況に応じて操舵に関する力の調整を適正に変更することができない場合がある。
【０００６】
例えば、ステアリングホイールが中立域（車両の直進位置又はその近傍）にある状況において操舵が開始されても、操舵トルクはすぐには発生せず、中立位置からの操舵範囲が小さい操舵域においては、操舵仕事率の大きさは非常に小さい。そのため、ステアリングホイールが中立域にある状況においては、操舵仕事率の大きさが基準値よりも大きいか否かを判別しても、操舵状況に応じて操舵に関する力の調整を適正に変更することができない。
【０００７】
また、運転者がセルフアライニングトルクに抗しながら中立域においてステアリングホイールを回転させる場合には、運転者が安定的に操舵操作し得るよう、ステアリングホイールの回転に対し適度の抗力や減衰力が与えられることが好ましい。これに対し、ステアリングホイールが中立位置の近傍においてセルフアライニングトルクにより中立位置へ向けて回転されている場合には、ステアリングホイールが速やかに中立位置へ戻るよう、ステアリングホイールの回転に対する抗力は低いことが好ましい。
【０００８】
しかるに、上記特許文献１に記載された構成によっては、ステアリングホイールが中立位置の近傍において中立位置へ向けて回転している場合に、そのステアリングホイールの回転が運転者の操作によるものか、セルフアライニングトルクによるものかを判定することができない。よって、操舵状況に応じて操舵の抗力などを適正に変更することができない。また、上記状況を区別して判定するためには、運転者がステアリングホイールから手を放している、いわゆる手放しの状況か否かを判定する必要がある。
【０００９】
更に、ステアリングホイールが運転者の操舵操作により回転されると共に、セルフアライニングトルクなど操舵輪が路面から受ける力によっても回転される場合において、それらの回転方向が同一であると、操舵トルクは低い値にしかならない。そのため、操舵仕事率の大きさも非常に小さいので、操舵仕事率の大きさが基準値よりも大きいか否かを判別しても、操舵状況に応じて操舵に関する力の調整を適正に変更することができない。
【００１０】
本発明は、上記特許文献１に記載された操舵支援装置における上述の事情に鑑みてなされたものである。そして、本発明の主要な課題は、上記に関し改良された操舵支援装置を提供することである。
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
【００１１】
本発明の一つの実施形態によれば、運転者により操作されるステアリングホイールと、操舵輪と、ステアリングホイールと操舵輪との間に操舵に関する力及び変位の伝達を行う伝達装置と、を含む操舵装置を備えた車両に適用され、操舵に関する力を調整する調整力を伝達装置に対し付与する調整力付与装置と、調整力付与装置が伝達装置に対し付与する調整力を制御する制御装置と、を有する車両用操舵支援装置において、操舵角を検出する操舵角検出装置と、操舵トルクを検出する操舵トルク検出装置と、を有し、制御装置は、操舵角速度、操舵角速度の微分値及び操舵トルクの微分値を取得し、ステアリングホイール、伝達装置、調整力付与装置、操舵輪を操舵系として、操舵角速度と操舵角速度の微分値との積、操舵角速度と操舵トルクとの積、及び操舵角と操舵トルクの微分値との積に基づいて操舵系のエネルギーの変化率を演算し、操舵系のエネルギーの変化率に基づいて調整力を制御する、車両用操舵支援装置が提供される。
【００１２】
上記の構成によれば、操舵角速度と操舵角速度の微分値との積、操舵角速度と操舵トルクとの積、及び操舵角と操舵トルクの微分値との積に基づいて操舵系のエネルギーの変化率が演算され、操舵系のエネルギーの変化率に基づいて調整力が制御される。操舵系のエネルギーの変化率は、操舵系へのエネルギーの入力の方向及び程度を表すので、操舵系へのエネルギーの入力の方向及び程度に応じて調整力を制御することができる。なお、後に詳細に説明するように、操舵系のエネルギーの変化率が増加の変化率で大きい値であるか減少の変化率で大きさが大きい値であるかによって、操舵系のエネルギーの入力が運転者の操舵による正入力であるか操舵輪が路面から力を受けることによる逆入力であるかを判定することができる。
【００１３】
特に、操舵系のエネルギーの変化率は、操舵角速度と操舵角速度の微分値との積に基づいて演算される。操舵角速度及び操舵角速度の微分値は、ステアリングホイールが中立域にある状況において操舵が開始される場合にも、操舵トルク及びその微分値よりも大きく変化する。よって、操舵角速度と操舵角速度の微分値との積を含まない上記特許文献１に記載された操舵仕事率に基づく判定の場合に比して、ステアリングホイールが中立域にある状況において、操舵状況に応じて調整力を適正に制御することができる。
【００１４】
また、操舵角速度及び操舵角速度の微分値の積が考慮されない場合に比して、ステアリングホイールが回転する状況を早期に判定することができる。よって、例えば運転者が速い操舵操作を開始したときにも、その正入力の状況を早期に判定して調整力を制御し、運転者の操舵を効果的に補助することができる。また、旋回終期に運転者がステアリングホイールから手を放し、ステアリングホイールが中立位置の近傍においてセルフアライニングトルクにより速く中立位置へ戻されるときにも、その逆入力の状況を早期に判定し、ステアリングホイールの回転に対する抗力が小さくなるよう調整力を制御することができる。そして、この場合には、手放しの状況か否かを判定する必要がない。
【００１５】
更に、ステアリングホイールが運転者の操舵操作により回転される（正入力）と共に、操舵輪が路面から受ける力によっても回転され（逆入力）、それらの回転方向が同一である場合には、操舵トルクは低い値にしかならないが、ステアリングホイールは回転する。上記の構成によれば、操舵角速度及び操舵角速度の微分値の積が考慮されるので、上記の同一方向の回転の状況をも判定することができ、従って操舵系に対する正入力及び逆入力が同相である場合にも、調整力を制御することができる。
【００１６】
上記の構成において、制御装置は、操舵系を構成する可動部材であって少なくともステアリングホイールを含む可動部材の質量に基づく慣性ヨーモーメントと操舵角速度と操舵角速度の微分値との積、操舵角速度と操舵トルクとの積、及び操舵角と操舵トルクの微分値との積の和を操舵系のエネルギーの変化率として演算するようになっていてよい。
【００１７】
上記の構成によれば、後に詳細に説明するように、熱力学のエンタルピー理論における内部エネルギー及びＰＶ仕事にそれぞれ対応する回転エネルギーと弾性エネルギーとの和として、操舵系のエネルギーの変化率を演算することができる。よって、操舵系に対するエネルギーの流入出、即ち操舵系へのエネルギーの入力状況が正入力か逆入力かを正確に判定することができる。
【００１８】
また、上記の構成において、調整力は、操舵補助力であり、制御装置は、操舵系のエネルギーの変化率が増加の変化率であるときには、操舵系のエネルギーの変化率が増加の変化率ではないときに比して、操舵補助力を増大するようになっていてよい。
【００１９】
上記の構成によれば、操舵系のエネルギーの変化率が増加の変化率であるときには、即ち操舵系へエネルギーが流入するときには、操舵系のエネルギーの変化率が増加の変化率でないときに比して、操舵補助力を増大することができる。よって、運転者により操舵操作が行われているときには、操舵補助力の増大修正によって運転者の操舵操作の補助を増大し、運転者が操舵操作し易くすることができる。
【００２０】
上記の構成において、調整力は、操舵減衰力及び操舵摩擦力の少なくとも一方であり、制御装置は、操舵系のエネルギーの変化率が減少の変化率であるときには、操舵系のエネルギーの変化率が減少の変化率ではないときに比して、操舵減衰力及び操舵摩擦力の少なくとも一方を増大するようになっていてよい。
【００２１】
上記の構成によれば、操舵系のエネルギーの変化率が減少の変化率であるときには、操舵系のエネルギーの変化率が減少の変化率でないときに比して、操舵減衰力及び操舵摩擦力の少なくとも一方を増大することができる。よって、運転者により操舵操作が行われていないときには、操舵減衰力及び操舵摩擦力の少なくとも一方を増大し、操舵輪が路面から受ける外乱によってステアリングホイールが回転される度合を低減し、操舵の安定性を向上させることができる。
【００２２】
また、上記の構成において、制御装置は、操舵系へのエネルギーの入力状況が、運転者の操舵による正入力の状況であるか、操舵輪が路面から力を受けることによる逆入力の状況であるかを判定し、逆入力の状況における操舵補助力の修正の量の大きさが、正入力の状況における操舵補助力の修正の量の大きさに比して小さくなるよう、操舵補助力の修正の量を変更するようになっていてよい。
【００２３】
上記の構成によれば、操舵系のエネルギーの変化率及び操舵系へのエネルギーの入力状況の両者に基づいて操舵補助力が制御されるので、操舵系へのエネルギーの入力状況が判定されない場合比して、操舵補助力を一層好ましく制御することができる。即ち、操舵系へのエネルギーの入力状況が、運転者の操舵による正入力の状況であるときには、逆入力の状況であるときに比して、操舵補助力の修正の量の大きさ小さくすることができるので、操舵補助力が過剰になる虞れを低減することができる。
【００２４】
また、上記の構成において、制御装置は、操舵系へのエネルギーの入力状況が、運転者の操舵による正入力の状況であるか、操舵輪が路面から力を受けることによる逆入力の状況であるかを判定し、逆入力の状況における操舵減衰力及び操舵摩擦力の少なくとも一方の修正の量の大きさが、正入力の状況における操舵減衰力及び操舵摩擦力の少なくとも一方の修正の量の大きさに比して大きくなるよう、操舵減衰力及び操舵摩擦力の少なくとも一方の修正の量を変更するようになっていてよい。
【００２５】
上記の構成によれば、操舵系のエネルギーの変化率及び操舵系へのエネルギーの入力状況の両者に基づいて操舵減衰力及び操舵摩擦力の少なくとも一方が制御されるので、操舵系へのエネルギーの入力状況が判定されない場合比して、操舵減衰力及び操舵摩擦力の少なくとも一方を一層好ましく制御することができる。即ち、逆入力の状況における操舵減衰力及び操舵摩擦力の少なくとも一方の修正の量の大きさは、正入力の状況における操舵減衰力及び操舵摩擦力の少なくとも一方の修正の量の大きさに比して大きい。よって、逆入力の状況においては正入力の状況に比して、操舵減衰力及び操舵摩擦力の少なくとも一方を更に大きくし、操舵輪が路面から受ける外乱によってステアリングホイールが回転される虞を一層効果的に低減することができる。
【００２６】
また、上記の構成において、制御装置は、操舵トルクと操舵トルクの微分値と操舵系のエネルギーの変化率との積に基づいて、操舵系へのエネルギーの入力の状況が、運転者の操舵による正入力の状況であるか、操舵輪が路面から力を受けることによる逆入力の状況であるかを判定するようになっていてよい。
【００２７】
上記の構成によれば、操舵系のエネルギーの変化率及びその演算に供される操舵トルク及び操舵トルクの微分値を使用して、操舵系へのエネルギーの入力の状況が正入力の状況であるか逆入力の状況であるかを判定することができる。また、二つのトルクセンサのような入力方向を判定するための特別な装置は不要である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による車両用操舵支援装置の第一の実施形態の概略を示す図である。
【図２】第一の実施形態においてアシストトルクＴaを演算するアシストトルク演算装置のブロック図である。
【図３】図２に示された補正ゲイン演算ブロックにより補正ゲインを演算するためのフローチャートである。
【図４】本発明による車両用操舵支援装置の第二の実施形態においてアシストトルクＴaを演算するアシストトルク演算装置のブロック図である。
【図５】第二の実施形態において補正ゲイン演算ブロックにより補正ゲインを演算するためのフローチャート（前半）である。
【図６】第二の実施形態において補正ゲイン演算ブロックにより補正ゲインを演算するためのフローチャート（後半）である。
【図７】ドライビングエネルギーの変化率dＤＥを演算するための操舵装置のモデルを示す図である。
【図８】操舵方向が反転する状況について、ドライビングエネルギーの変化率dＤＥ及び特許文献１に記載の仕事率ＰＳの変化の一例を示す図である。
【図９】往復操舵の後半において手放しが行われた状況について、ドライビングエネルギーの変化率dＤＥ及び特許文献１に記載の仕事率ＰＳの変化の一例を示す図である。
【図１０】ドライビングエネルギーの変化率dＤＥ（上段）及び指標値Iin（下段）の変化の一例を示す図である。
【図１１】ドライビングエネルギーの変化率dＤＥ（上段）及び指標値Iin（下段）の変化の他の例を示す図である。
【図１２】ある車速における操舵角θと電動式パワーステアリング装置への制御電流Ｉcとの関係及びその許容範囲を示す図である。
【００２９】
［第一の実施形態］
図１は、本発明による車両用操舵支援装置１０の第一の実施形態の概略を示す説明図である。この実施形態の操舵支援装置１０は、コラムアシスト型の電動式パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１２が搭載された車両１４に適用されている。なお、電動式パワーステアリング装置は、アシストトルクを制御し得る限り、例えばラック同軸式のラックアシスト型の電動式パワーステアリング装置のように、他の型式のパワーステアリング装置であってもよい。
【００３０】
図１に於いて、車両１４は車両の操舵系である操舵装置１６を備えている。操舵装置１６は、運転者により操作されるステアリングホイール１８と、操舵輪である左右の前輪２０Ｌ及び２０Ｒと、ステアリングホイール１８と前輪２０Ｌ及び２０Ｒとの間に操舵に関する力及び変位の伝達を行う伝達装置２２と、を含んでいる。伝達装置２２は、ステアリングホイール１８と共に回転するアッパステアリングシャフト２４と、インタミディエットシャフト２６と、操舵機構２８とを含んでいる。インタミディエットシャフト２６は、上端にてユニバーサルジョイント３０を介してアッパステアリングシャフト２４の下端に連結され、下端にてユニバーサルジョイント３２を介して操舵機構２８のピニオンシャフト３４に連結されている。
【００３１】
操舵機構２８は、ラック・アンド・ピニオン型のステアリングユニット３６と、タイロッド３８Ｌ及び３８Ｒとを含み、ステアリングユニット３６はピニオンシャフト３４の回転をラックバー４０の車両横方向の直線運動に変換し、またこの逆の変換を行う。タイロッド３８Ｌ及び３８Ｒは、内端にてラックバー４０の先端に枢着されており、タイロッド３８Ｌ及び３８Ｒの外端は左右の前輪２０Ｌ及び２０Ｒのキャリア（図示せず）に設けられたナックルアーム４２Ｌ及び４２Ｒに枢着されている。
【００３２】
よって、ステアリングホイール１８の回転変位及び回転トルクは、伝達装置２２により、前輪２０Ｌ及び２０Ｒのキングピン軸（図示せず）の周りの揺動及び回転トルクに変換されて前輪２０Ｌ及び２０Ｒへ伝達される。また、左右の前輪２０Ｌ及び２０Ｒが路面４４から受けるキングピン軸の周りの揺動及び回転トルクは、伝達装置２２により、ステアリングホイール１８へそれぞれ回転変位及び回転トルクとして伝達される。
【００３３】
操舵支援装置１０は、電動式パワーステアリング装置１２を有している。パワーステアリング装置１２は、電動機４６及び変換装置４８を有し、図1には示されていないが、変換装置４８は電動機４６の回転軸に固定されたウオームギヤ及びアッパステアリングシャフト２４に固定されたウオームホイールを含んでいる。電動機４６の回転トルクは変換装置４８によってアッパステアリングシャフト２４の周りの回転トルクに変換されてアッパステアリングシャフトへ伝達される。よって、パワーステアリング装置１２は、操舵に関する力を調整する調整力としてのアシストトルクを伝達装置２のアッパステアリングシャフト２４に対し付与する調整力付与装置として機能する。
【００３４】
また、操舵支援装置１０は、電子制御装置５０を有している。電子制御装置５０は、電動機４６の回転トルクを制御することにより、後に詳細に説明するように、パワーステアリング装置１２がアッパステアリングシャフト２４に対し付与するアシストトルクを制御する制御装置として機能する。電子制御装置５０には、アッパステアリングシャフト２４に設けられた操舵角センサ５２及びトルクセンサ５４からそれぞれ操舵角θ及び操舵トルクＴを示す信号が入力される。また、電子制御装置５０には、車速センサ５６から車速Ｖを示す信号も入力される。
【００３５】
なお、電子制御装置５０は、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュータを含み、ＲＯＭは後述の制御プログラム、マップなどを記憶していてよい。また、操舵角センサ５２及びトルクセンサ５４は、それぞれ車両の左旋回方向への操舵の場合を正として操舵角θ及び操舵トルクＴsを検出する。
【００３６】
電子制御装置５０のマイクロコンピュータは、操舵角θ、操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいて図２に示されたブロック図及び図３に示されたフローチャートに従って、目標アシストトルクＴatを演算するアシストトルク演算装置６２として機能する。
【００３７】
まず、図２に示されたブロック図について説明する。なお、図２に示された各ブロック内の図は、対応するブロックにおける演算に使用されるマップを概略的に示している。
【００３８】
アシストトルク演算装置６２は、基本アシストトルク、減衰制御量、摩擦制御量、ステアリングホイール１８を中立位置へ戻すための戻し制御量の和として目標アシストトルクＴatを演算する。アシストトルク演算装置６２は、基本アシストトルク演算ブロック６４、減衰制御量演算ブロック６６、摩擦制御量演算ブロック６８及び戻し制御量演算ブロック７０を有している。また、アシストトルク演算装置６２は、減衰制御量用ゲイン演算ブロック７２、摩擦制御量用ゲイン演算ブロック７４及び戻し制御量用ゲイン演算ブロック７６を有している。
【００３９】
基本アシストトルク演算ブロック６４は、操舵トルクＴの大きさが大きいほど大きさが大きくなると共に、車速Ｖが高いほど小さくなるよう、操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいて基本アシストトルクＴabを演算する。基本アシストトルクＴabを示す信号は乗算器７８へ出力される。
【００４０】
減衰制御量演算ブロック６６は、操舵角θの微分値（操舵角速度）dθの大きさが大きいほど大きさが大きくなるよう、操舵角の微分値dθに基づいて減衰制御量Ｔdを演算する。減衰制御量用ゲイン演算ブロック７２は、低速域においては微低速域よりも減衰制御量用ゲインＫｄが小さくなり、中高速域においては車速Ｖが高いほど大きくなるよう、車速Ｖに基づいて減衰制御量用ゲインＫｄを演算する。減衰制御量Ｔdを示す信号及び減衰制御量用ゲインＫｄを示す信号は、乗算器８０へ出力され、乗算器８０により演算された減衰制御量Ｔdと減衰制御量用ゲインＫｄとの積Ｔd・Ｋｄを示す信号は、修正後の減衰制御量Ｔdaとして乗算器８２へ出力される。
【００４１】
摩擦制御量演算ブロック６８には、操舵トルクＴに基づいて摩擦トルク演算ブロック８４により演算された摩擦トルクＴfを示す信号及び操舵角θを示す信号が入力される。摩擦制御量演算ブロック６８は、摩擦トルクＴf及び操舵角θに基づいて、基本摩擦制御量Ｔfbを演算する。摩擦制御量用ゲイン演算ブロック７４は、低中速域においては車速Ｖが高いほど大きくなり、高速域に於いては一定の値になるよう、車速Ｖに基づいて摩擦制御量用ゲインＫfを演算する。基本摩擦制御量Ｔfbを示す信号及び摩擦制御量用ゲインＫfを示す信号は、乗算器８６へ出力され、乗算器８６により演算された基本摩擦制御量Ｔfbと摩擦制御量用ゲインＫfとの積Ｔfb・Ｋfを示す信号は、修正後の摩擦制御量Ｔfaとして乗算器８８へ出力される。
【００４２】
なお、摩擦トルクＴfは運転者の操舵操作に対し摩擦抗力として作用するトルクであり、例えば本願出願人の出願にかかる特開２００９−１２６２４４号公報に記載された要領にて演算されてよい。
【００４３】
戻し制御量演算ブロック７０には、操舵角速度の偏差Δdθを示す信号が入力れさる。操舵角速度の偏差Δdθは、操舵角θに基づいて目標操舵角速度演算ブロック９０により演算された目標操舵角速度dθtから、加算器９２によって操舵角速度dθが減算されることにより演算される。戻し制御量演算ブロック７０は、操舵角速度の偏差Δdθの大きさが大きいほど大きさが大きくなるよう、操舵角速度の偏差Δdθに基づいて戻し制御量Ｔrを演算する。戻し制御量用ゲイン演算ブロック７６は、低中速域においては車速Ｖが高いほど小さくなり、高速域に於いては一定の値になるよう、車速Ｖに基づいて戻し制御量用ゲインＫrを演算する。戻し制御量Ｔrを示す信号及び戻し制御量用ゲインＫrを示す信号は、乗算器９４へ出力され、乗算器９４により演算された戻し制御量Ｔrと戻し制御量用ゲインＫrとの積Ｔr・Ｋrを示す信号は、修正後の戻し制御量Ｔraとして乗算器９６へ出力される。
【００４４】
なお、図２においては、ブロック６４、６６、７０、８４及び９０のマップには、演算されるべき基本アシストトルクＴabなどの値は、変数である操舵トルクＴなどが正の値についてしか図示されていない。しかし、変数が負の値であるときに演算されるべき値は、原点に対し図示の値の点対称をなす値である。
【００４５】
更に、アシストトルク演算装置６２は、操舵装置１６についてドライビングエネルギーの変化率dＤＥを演算し、変化率dＤＥに基づいて基本アシストトルクＴabなどに対する補正ゲインを演算する補正ゲイン演算ブロック９８を有している。ドライビングエネルギーの変化率dＤＥは、図７に示された操舵装置１６（操舵系）のモデル１００に基づいて演算される値である。
【００４６】
図７に示されているように、モデル１００においては、運転者の手１０２及び剛体であるステアリングホイール１８をステアリングホイール１８’とする。また、操舵装置１６の主要な可動部材の質量がステアリングホイール１８’に集約され、ステアリングホイール１８’の慣性ヨーモーメントがＩであるとする。更に、ステアリングホイール１８を除く操舵装置１６は、ねじり変形のばね定数がｋで質量を有しない弾性体であるとする。
【００４７】
モデル１００が保有するエネルギーであるモデル１００のドライビングエネルギーＤＥは、熱力学のエンタルピー理論における内部エネルギー及びＰＶ仕事にそれぞれ対応する回転エネルギーと弾性エネルギーとの和であるとする。よって、モデル１００のドライビングエネルギーＤＥは、ステアリングホイール１８’の回転角度である操舵角θの微分値をdθとすると、下記の式（１）により表される。
【数１】
0006369440.tif 000002
【００４８】
操舵輪側からの力により、伝達装置２２の上端、即ちステアリングホイール１８’の側の端部が角度θ回転されることにより発生するトルクをＴsatとすると、トルクＴsatは下記の式（２）により表される。
Ｔsat＝−ｋ・θ  …（２）
【００４９】
よって、上記式（１）及び（２）から、モデル１００のドライビングエネルギーＤＥは、下記の式（３）により表される。
【数２】
0006369440.tif 000003
【００５０】
モデル１００へのエネルギーの流入及びモデル１００からのエネルギーの流出、即ちモデル１００のドライビングエネルギーＤＥの変化は、その微分値の符号によって判断可能である。上記式（３）を微分することにより、ドライビングエネルギーＤＥの微分値、即ち変化率dＤＥは、下記の式（４）により表される。
【数３】
0006369440.tif 000004
【００５１】
操舵トルクＴの符号はトルクＴsatの符号とは逆であり、−Ｔsat＝Ｔであるので、操舵トルクＴの微分値をdＴとすると、上記式（４）を下記の式（５）に書き換えることができる。下記の式（５）の第１項、第２項及び第３項を必要に応じてそれぞれＰ０項、Ｐ１項及びＰ２項と指称する。
【数４】
0006369440.tif 000005
【００５２】
補正ゲイン演算ブロック９８は、図３に示されたフローチャートに従って各制御量のための補正ゲインを演算する。なお、図３に示された各ステップの枠内の図は、対応するステップにおける演算に使用されるマップを概略的に示している。また、図３に示されたフローチャートによる制御は、図1には示されていないイグニッションスイッチがオンであるときに、所定の時間毎に繰返し電子制御装置５０によって実行される。このことは、後述の第二の実施形態における図５及び図６に示されたフローチャートによる制御についても同様である。
【００５３】
まず、ステップ１０においては、操舵角センサ５２により検出された操舵角θを示す信号等が読み込まれ、ステップ２０においては、操舵角θの微分値dθ、操舵角θの二階微分値ddθ及び操舵トルクＴの微分値dＴが演算される。なお、操舵角の微分値dθは、操舵角速度として検出された値であってもよく、操舵角の二階微分値ddθは、検出された操舵角速度dθの微分値として演算されてもよい。
【００５４】
ステップ３０においては、ドライビングエネルギーＤＥの変化率dＤＥが、上記式（５）に従って演算される。なお、この変化率dＤＥの演算における慣性ヨーモーメントＩは運転者の手及び操舵装置１６の全ての可動部材の質量が考慮された値でなくてもよい。例えば、慣性ヨーモーメントＩは、運転者の手及びステアリングホイール１８の質量に基づく値、運転者の手、ステアリングホイール１８及び回転部材（アッパステアリングシャフト２４、インタミディエットシャフト２６など）の質量に基づく値などであってよい。
【００５５】
ステップ４０においては、ドライビングエネルギーＤＥの変化率dＤＥがローパスフィルタ処理されることにより、高周波のノイズ成分が除去されたローパスフィルタ処理後のドライビングエネルギーの変化率dＤＥfが演算される。
【００５６】
ステップ５０においては、ローパスフィルタ処理後のドライビングエネルギーの変化率dＤＥfに基づいて、基本アシストトルクＴabのための基本ゲインＫabbが演算される。この場合、基本ゲインＫabbは、変化率dＤＥfが正の値であるときには、変化率dＤＥfの増大につれて増大する正の値（１以下）に演算される。逆に、変化率dＤＥfが予め設定された負の基準値以下であるときには、基本ゲインＫabbは、変化率dＤＥfの減少につれて絶対値が増大する負の値（−１以上）に演算される。更に、変化率dＤＥfが負の基準値よりも大きく０以下であるときには、基本ゲインＫabbは、変化率dＤＥfの増大につれて増大するよう演算される。
【００５７】
なお、基本ゲインＫabbは、変化率dＤＥfが正の値であるときには、１以下の正の一定の値に演算されてもよい。また、基本ゲインＫabbは、変化率dＤＥfが予め設定された負の基準値以下であるときには、−１以上の負の一定の値に演算されてもよい。
【００５８】
ステップ６０においては、基本アシストトルクＴabのための車速ゲインＫvabが、車速Ｖに基づいて、車速Ｖが高いほど小さくなる正の値（１以下）に演算される。
【００５９】
ステップ７０においては、基本アシストトルクＴabのための補正ゲインＫabが、基本ゲインＫabbと車速ゲインＫvabとの積と１との和（Ｋabb・Ｋvab＋１）として演算される。
【００６０】
ステップ８０においては、ローパスフィルタ処理後のドライビングエネルギーの変化率dＤＥfに基づいて、修正後の減衰制御量Ｔdaのための基本ゲインＫdabが演算される。この場合、基本ゲインＫdabは、変化率dＤＥfが正の値であるときには、変化率dＤＥfの増大につれて絶対値が増大する負の値（−１以上）に演算される。逆に、変化率dＤＥfが予め設定された負の基準値以下であるときには、基本ゲインＫdabは、変化率dＤＥfの減少につれて増大する正の値（１以下）に演算される。更に、変化率dＤＥfが負の基準値よりも大きく０以下であるときには、基本ゲインＫdabは、変化率dＤＥfの増大につれて減少するよう演算される。
【００６１】
ステップ９０においては、修正後の減衰制御量Ｔdaのための車速ゲインＫvdaが、車速Ｖに基づいて、車速Ｖが高いほど大きくなる正の値（１以下）に演算される。
【００６２】
ステップ１００においては、修正後の減衰制御量Ｔdaのための補正ゲインＫdaが、基本ゲインＫdabと車速ゲインＫvdaとの積と１との和（Ｋdab・Ｋvda＋１）として演算される。
【００６３】
ステップ１１０においては、ローパスフィルタ処理後のドライビングエネルギーの変化率dＤＥfに基づいて、修正後の摩擦制御量Ｔfaのための基本ゲインＫfabが演算される。この場合、基本ゲインＫfabは、変化率dＤＥfが正の値であるときには、変化率dＤＥfの増大につれて絶対値が増大する負の値（−１以上）に演算される。逆に、変化率dＤＥfが予め設定された負の基準値以下であるときには、基本ゲインＫfabは、変化率dＤＥfの減少につれて増大する正の値（１以下）に演算される。更に、変化率dＤＥfが負の基準値よりも大きく０以下であるときには、基本ゲインＫfabは、変化率dＤＥfの増大につれて減少するよう演算される。
【００６４】
ステップ１２０においては、修正後の摩擦制御量Ｔfaのための車速ゲインＫvfaが、車速Ｖに基づいて、車速Ｖが高いほど大きくなる正の値（１以下）に演算される。
【００６５】
ステップ１３０においては、修正後の摩擦制御量Ｔfaのための補正ゲインＫfaが、基本ゲインＫfabと車速ゲインＫvfaとの積と１との和（Ｋfab・Ｋvfa＋１）として演算される。
【００６６】
なお、以上のステップ５０〜１３０における演算に関連する事項が、上述の特許文献１の国際公開に記載されている。
【００６７】
ステップ１４０においては、ローパスフィルタ処理後のドライビングエネルギーの変化率dＤＥfに基づいて、修正後の戻し制御量Ｔraのための基本ゲインＫrabが演算される。この場合、基本ゲインＫrabは、変化率dＤＥfが正の値であるときには、変化率dＤＥfの増大につれて絶対値が増大する負の値（−１以上）に演算される。逆に、変化率dＤＥfが予め設定された負の基準値以下であるときには、基本ゲインＫrabは、変化率dＤＥfの減少につれて増大する正の値（１以下）に演算される。更に、変化率dＤＥfが負の基準値よりも大きく０以下であるときには、基本ゲインＫrabは、変化率dＤＥfの増大につれて減少するよう演算される。
【００６８】
なお、基本ゲインＫdab、Ｋfab及びＫrabは、変化率dＤＥfが正の値であるときには、−１以上の負の一定の値に演算されてもよい。また、基本ゲインＫdab、Ｋfab及びＫrabは、変化率dＤＥfが予め設定された負の基準値以下であるときには、１以下の正の一定の値に演算されてもよい。
【００６９】
ステップ１５０においては、修正後の戻し制御量Ｔraのための車速ゲインＫvraが、車速Ｖに関係なく、正の一定の値（１以下）に演算される。なお、車速ゲインＫvraは、車速Ｖが高いほど僅かに大きくなる正の値（１以下）に演算されてもよい。
【００７０】
ステップ１６０においては、修正後の戻し制御量Ｔraのための補正ゲインＫraが、基本ゲインＫrabと車速ゲインＫvraとの積Ｋrab・Ｋvraとして演算される。
【００７１】
なお、以上のステップ１４０〜１６０における演算に関連する事項が、本願出願人の出願にかかる特開２０１４−１４８１７８号公報に記載されている。
【００７２】
図２に戻って、補正ゲイン演算ブロック９８において上述のように演算された補正ゲインＫab、Ｋda、Ｋfa及びＫraは、それぞれ乗算器７８、８２、８８及び９６へ出力される。乗算器７８の出力、即ち基本アシストトルクＴabと補正ゲインＫabとの積Ｔab・Ｋabを示す信号は、加算器１０６へ入力される。
【００７３】
乗算器８２の出力、即ち修正後の減衰制御量Ｔdaと補正ゲインＫdaとの積Ｔda・Ｋdaを示す信号も、加算器１０６へ入力される。加算器１０６の出力、即ち積Ｔab・Ｋabと積Ｔda・Ｋdaとの和（Ｔab・Ｋab＋Ｔda・Ｋda）を示す信号は、加算器１０８へ入力される。
【００７４】
乗算器８８の出力、即ち修正後の摩擦制御量Ｔfaと補正ゲインＫfaとの積Ｔfa・Ｋfaを示す信号も、加算器１０８へ入力される。加算器１０８の出力、即ち積Ｔab・Ｋab、Ｔda・Ｋda及びＴfa・Ｋfaの和（Ｔab・Ｋab＋Ｔda・Ｋda＋Ｔfa・Ｋfa）を示す信号は、加算器１１０へ入力される。
【００７５】
乗算器９６の出力、即ち修正後の戻し制御量Ｔraと補正ゲインＫraとの積Ｔra・Ｋraを示す信号も、加算器１１０へ入力される。加算器１１０の出力、即ち積Ｔab・Ｋab、Ｔda・Ｋda、Ｔfa・Ｋfa及びＴra・Ｋraの和（Ｔab・Ｋab＋Ｔda・Ｋda＋Ｔfa・Ｋfa＋Ｔra・Ｋra）を示す信号は、パワーステアリング装置１２を制御するための目標アシストトルクＴatを示す信号として使用される。
【００７６】
以上の説明から解るように、目標アシストトルクＴatは、基本アシストトルク（Ｔab・Ｋab）、減衰制御量（Ｔda・Ｋda）、摩擦制御量（Ｔfa・Ｋfa）、及びステアリングホイール１８を中立位置へ戻すための戻し制御量（Ｔra・Ｋra）の和として演算される。そして、各制御量のゲインＫab、Ｋda、Ｋfa及びＫraが、図３に示されたフローチャートに従ってドライビングエネルギーの変化率dＤＥに基づいて可変制御される。
【００７７】
特に、ステップ２０及び３０において、ドライビングエネルギーの変化率dＤＥが演算され、ステップ４０において、ローパスフィルタ処理により高周波のノイズ成分が除去されたドライビングエネルギーの変化率dＤＥfが演算される。そして、ローパスフィルタ処理後のドライビングエネルギーの変化率dＤＥfに基づいて、ステップ５０、８０、１１０、１４０において各基本ゲインＫabb、Ｋdab、Ｋfab及びＫrabが演算され、これにより各基本ゲインが変化率dＤＥfの符号及び大きさに応じて可変設定される。よって、調整力としての目標アシストトルクＴatの各成分（基本アシストトルク、減衰制御量、摩擦制御量及び戻し制御量）の修正の量を適正に変更することができる。
【００７８】
路面から操舵輪を経て操舵装置１６へ逆入力されるトルクは一般に小さいので、変化率dＤＥfが正で大きいときには、即ち変化率dＤＥfが増大の変化率で大きいときには、運転者の操舵によりエネルギ−が操舵装置１６に与えられる正入力の状況と考えられる。
【００７９】
図３に示されたフローチャートに従って行われる各ゲインの制御によれば、変化率dＤＥfが正で大きいほど、基本アシストトルクＴabを大きくし、減衰制御量Ｔda、摩擦制御量Ｔfa及び戻し制御量Ｔraを小さくすることができる。よって、運転者の操舵を補助すると共に、減衰制御のトルク、摩擦制御のトルク、中立位置への戻しトルクに起因する操舵抵抗を低減することができるので、運転者による操舵操作を行い易くすることができる。
【００８０】
なお、戻し制御量Ｔraによりステアリングホイール１８を中立位置へ戻す制御が行われている状況において、運転者により中立位置方向への操舵が行われると、変化率dＤＥfが正と判定され、その場合にも戻し制御量Ｔraが低減され、アシストトルクが低下する。よって、この状況においては、戻し制御量Ｔraが低減されるのではなく、変化率dＤＥfが負又は０である場合と同様の値に制御されることにより、運転者が中立位置方向への操舵を行い易くされてもよい。
【００８１】
逆に、変化率dＤＥfが負の値で絶対値が大きいときには、即ち変化率dＤＥfが減少の変化率で絶対値が大きいときには、運転者の操舵により操舵装置１６に与えられるエネルギ−が０又は小さい値であり、路面から操舵輪を経て操舵装置１６へ入力される大きい逆入力の状況と考えられる。
【００８２】
図３に示されたフローチャートに従って行われる各ゲインの制御によれば、変化率dＤＥfが負の値で絶対値が大きいほど、基本アシストトルクＴabを小さくし、減衰制御量Ｔda、摩擦制御量Ｔfa及び戻し制御量Ｔraを大きくすることができる。よって、運転者の操舵を不必要に補助することなく、操舵抵抗を増大させることができるので、ステアリングホイール１８が外乱に起因して回転駆動される度合を低減し、操舵の安定性を向上させることができる。
【００８３】
ドライビングエネルギーの変化率dＤＥfは、操舵角速度と操舵角速度の微分値との積に関連するＰ０項を含んでいるので、ステアリングホイール１８が中立域にある状況において操舵が行われる場合にも比較的大きく変化する。よって、Ｐ０項を含んでいない指標値に基づく判定の場合に比して、ステアリングホイールが中立域にある状況において、操舵状況の変化を早期に判定し、これにより早期に基本アシストトルクＴab等の増減制御を行うことができる。
【００８４】
例えば、図８は、操舵方向が反転する状況について、ドライビングエネルギーの変化率dＤＥ及びＰ１項とＰ２項との和である上記特許文献１に記載の仕事率ＰＳの変化の一例を示している。変化率dＤＥは、仕事率ＰＳが負の値から正の値へ変化する時点ｔ２よりも早い時点ｔ１において負の値から正の値へ変化することが解る。
【００８５】
また、図９は、往復操舵の後半において手放しが行われた状況について、ドライビングエネルギーの変化率dＤＥ及び上記特許文献１に記載の仕事率ＰＳの変化の一例を示している。仕事率ＰＳは、手放しが行われた時点ｔ３以降、負の値のまま推移するのに対し、ドライビングエネルギーの変化率dＤＥは、時点ｔ３の直後は負の値であるが、一旦正の値になった後、再度負の値になる。この現象は、手放しが行われた直後にステアリングホイール１８が回転して操舵装置１６にエネルギーが与えられ、これにより変化率dＤＥ一旦正の値になるが、そのエネルギ−の正入力の反動で変化率dＤＥが再度負の値になることが原因であると考えられる。
【００８６】
第一の実施形態によれば、往復操舵の後半において手放しが行われるような状況において、変化率dＤＥの正負に亘る変動によりステアリングホイール１８の回転挙動を判定することができる。よって、手放しの判定を要することなく、手放しが行われた状況におけるステアリングホイール１８の回転挙動に応じて基本アシストトルクＴab等の増減制御を適正に行うことができる。
【００８７】
更に、ステアリングホイール１８が正入力及び逆入力により同一の方向へ回転される場合には、操舵トルク及びその変化率は小さい値にしかならない。そのため、仕事率ＰＳによってはこの状況を判定することができない。しかし、この状況においてもステアリングホイールは回転し、よって操舵角θは変化し、操舵角速度dθ及びその微分値ddθは比較的大きく変化する。従って、ドライビングエネルギーの変化率dＤＥによれば、この状況をも判定することができるので、操舵系に対する正入力及び逆入力が同相である場合にも、変化率dＤＥに応じて基本アシストトルクＴab等の増減制御を適正に行うことができる。なお、以上の作用効果は、後述の第二の実施形態においても同様に得られる。
【００８８】
［第二の実施形態］
図４は、本発明による車両用操舵支援装置１０の第二の実施形態においてアシストトルクＴaを演算するアシストトルク演算装置６２のブロック図である。なお、図４において、図２に示された部分と同一の部分には図２において付された符号と同一の符号が付されている。
【００８９】
第一の実施形態においては、逆入力のトルクが大きい場合には逆入力を判定して、それに応じたアシストトルクの制御を行うことができる。しかし、逆入力が生じていても、そのトルクが小さい場合には、逆入力を判定することができず、そのため逆入力に応じたアシストトルクの制御を行うことができない。
【００９０】
第二の実施形態においては、操舵装置１６への入力が正入力か逆入力かを判定するための指標値Iinとして、操舵トルクＴとその微分値dＴとの積dＴ・Ｔと、ドライビングエネルギーの変化率dＤＥとの積dＴ・Ｔ・dＤＥが演算される。入力が正入力であるときには、積dＴ・Ｔはドライビングエネルギーの変化率dＤＥと同相にて変化するが、入力が逆入力であるときには、積dＴ・Ｔはドライビングエネルギーの変化率dＤＥとは逆相にて変化する。よって、指標値Iinは、操舵装置１６への総入力に対する正入力及び逆入力の割合を示す指標値であり、総入力に対する正入力の割合が高いほど、指標値Iinは正で大きい値になり、逆に総入力に対する逆入力の割合が高いほど、指標値Iinは負で絶対値が大きい値になる。
【００９１】
例えば、ドライビングエネルギーの変化率dＤＥが図１０及び図１１の上段に示されているように変化する状況において、指標値Iinが図１０及び図１１の下段に示されているように変化する場合について考える。
【００９２】
領域Ａは、変化率dＤＥ及び指標値Iinの両者が正の領域であり、領域Ｂは、変化率dＤＥが負であり且つ指標値Iinが正の領域である。領域Ｃは、変化率dＤＥが正であり且つ指標値Iinが負の領域であり、領域Ｄは、変化率dＤＥ及び指標値Iinの両者が負の領域である。
【００９３】
領域Ａ〜Ｄについて、操舵装置１６に要求される特性は下記の表１の通りである。領域Ａは、操舵の応答性が重視されるべき領域であり、領域Ｂは、操舵の安定性が重視されるべき領域である。領域Ｃは、領域Ａの場合よりも操舵の応答性重視の度合が低減されるべき領域である。領域Ｃは、本来の応答性になるよう領域Ａの場合よりも応答性重視の度合が低減修正されるべき領域である。領域Ｄは、領域Ｂの場合よりも更に操舵の応答性が重視されるべき領域である。また、領域Ａ及びＢに共通の要求特性は、運転者の操舵操作に合致する操舵特性であり、領域Ｃ及びＤに共通の要求特性は、外乱に起因する運転者の負担を軽減する特性である。
【表１】
0006369440.tif 000006
【００９４】
この実施形態においては、アシストトルク演算装置６２の補正ゲイン演算ブロック９８以外のブロックは、第一の実施形態のそれぞれ対応するブロックと同様に機能する。補正ゲイン演算ブロック９８は、図３、図５及び図６に示されたフローチャートに従って、それぞれ基本アシストトルクＴab、修正後の減衰制御量Ｔda、修正後の摩擦制御量Ｔfa及び修正後の戻し制御量Ｔraのための補正ゲインＫaba、Ｋdaa、Ｋfaa及びＫraaを演算する。補正ゲインＫaba、Ｋdaa、Ｋfaa及びＫraaは、それぞれ乗算器７８、８２、８６及び９６へ出力される。
【００９５】
図３に示されたフローチャートのステップ１０〜１６０は、第一の実施形態の場合と同様に実行され、図５及び図６に示されたフローチャートのステップ２１０〜４２０は、ステップ１６０に続けて実行される。
【００９６】
ステップ２１０においては、操舵トルクセンサ５４により検出された操舵トルクＴを示す信号等が読み込まれ、ステップ２２０においては、操舵トルクＴの微分値dＴが演算される。
【００９７】
ステップ２３０においては、操舵トルクＴとその微分値dＴとの積dＴ・Ｔが演算されると共に、積dＴ・Ｔがローパスフィルタ処理されることにより、ローパスフィルタ処理後の積dＴ・Ｔfが演算される。
【００９８】
ステップ２４０においては、ローパスフィルタ処理後の積dＴ・Ｔfと、ローパスフィルタ処理後のドライビングエネルギーの変化率dＤＥfとの積dＴ・Ｔf・dＤＥfとして入力方向判定の指標値Iinが演算される。
【００９９】
ステップ２７０においては、入力方向判定の指標値Iinに基づいて、基本アシストトルクＴabのための基本ゲインＫiabbが演算される。この場合、基本ゲインＫiabbは、指標値Iinが正の値であるときには、指標値Iinの増大につれて増大する正の値（１以下）に演算される。逆に、指標値Iinが予め設定された負の基準値以下であるときには、基本ゲインＫiabbは、指標値Iinの減少につれて絶対値が減少する正の値（０に近い値）に演算される。更に、指標値Iinが負の基準値よりも大きく０以下であるときには、基本ゲインＫiabbは、指標値Iinの増大につれて増大するよう演算される。
【０１００】
なお、基本ゲインＫiabbは、指標値Iinが正の値であるときには、１以下の正の一定の値に演算されてもよい。また、基本ゲインＫiabbは、指標値Iinが予め設定された負の基準値以下であるときには、０に近い正の一定の値に演算されてもよい。
【０１０１】
ステップ２８０においては、基本アシストトルクＴabのための車速ゲインＫviabが、車速Ｖに基づいて、車速Ｖが高いほど小さくなる正の値（１以下）に演算される。
【０１０２】
ステップ２９０においては、基本アシストトルクＴabのための補正ゲインＫiabが、基本ゲインＫiabbと車速ゲインＫviabとの積（Ｋiabb・Ｋviab）として演算される。
【０１０３】
ステップ３００においては、基本アシストトルクＴabのための補正後の補正ゲインＫabaが、ステップ７０において演算された補正ゲインＫabとステップ２９０において演算された補正ゲインＫiabとの和（Ｋab＋Ｋiab）として演算される。
【０１０４】
ステップ３１０においては、入力方向判定の指標値Iinに基づいて、修正後の減衰制御量Ｔdaのための基本ゲインＫidabが演算される。この場合、基本ゲインＫidabは、指標値Iinが正の値であるときには、指標値Iinの増大につれて減少する正の値（０に近い値）に演算される。逆に、指標値Iinが予め設定された負の基準値以下であるときには、基本ゲインＫidabは、指標値Iinの減少につれて増大する正の値（１以下）に演算される。更に、指標値Iinが負の基準値よりも大きく０以下であるときには、基本ゲインＫidabは、指標値Iinの増大につれて減少するよう演算される。
【０１０５】
ステップ３２０においては、修正後の減衰制御量Ｔdaのための車速ゲインＫvidaが、車速Ｖに基づいて、車速Ｖが高いほど大きくなる正の値（１以下）に演算される。
【０１０６】
ステップ３３０においては、修正後の減衰制御量Ｔdaのための補正ゲインＫidaが、基本ゲインＫidabと車速ゲインＫvidaとの積（Ｋidab・Ｋvida）として演算される。
【０１０７】
ステップ３４０においては、修正後の減衰制御量Ｔdaのための補正後の補正ゲインＫdaaが、ステップ１００において演算された補正ゲインＫdaとステップ３３０において演算された補正ゲインＫidaとの和（Ｋda＋Ｋida）として演算される。
【０１０８】
ステップ３５０においては、入力方向判定の指標値Iinに基づいて、修正後の摩擦制御量Ｔfaのための基本ゲインＫifabが演算される。この場合、基本ゲインＫifabは、指標値Iinが正の値であるときには、指標値Iinの増大につれて減少する正の値（０に近い値）に演算される。逆に、指標値Iinが予め設定された負の基準値以下であるときには、基本ゲインＫifabは、指標値Iinの減少につれて増大する正の値（１以下）に演算される。更に、指標値Iinが負の基準値よりも大きく０以下であるときには、基本ゲインＫifabは、指標値Iinの増大につれて減少するよう演算される。
【０１０９】
ステップ３６０においては、修正後の摩擦制御量Ｔfaのための車速ゲインＫvifaが、車速Ｖに基づいて、車速Ｖが高いほど大きくなる正の値（１以下）に演算される。
【０１１０】
ステップ３７０においては、修正後の摩擦制御量Ｔfaのための補正ゲインＫifaが、基本ゲインＫifabと車速ゲインＫvifaとの積（Ｋifab・Ｋvifa）として演算される。
【０１１１】
ステップ３８０においては、修正後の摩擦制御量Ｔfaのための補正後の補正ゲインＫfaaが、ステップ１３０において演算された補正ゲインＫfaとステップ３７０において演算された補正ゲインＫifaとの和（Ｋfa＋Ｋifa）として演算される。
【０１１２】
ステップ３９０においては、入力方向判定の指標値Iinに基づいて、修正後の戻し制御量Ｔraのための基本ゲインＫirabが演算される。この場合、基本ゲインＫirabは、指標値Iinが正の値であるときには、指標値Iinの増大につれて減少する正の値（０に近い値）に演算される。逆に、指標値Iinが予め設定された負の基準値以下であるときには、基本ゲインＫirabは、指標値Iinの減少につれて増大する正の値（１以下）に演算される。更に、指標値Iinが負の基準値よりも大きく０以下であるときには、基本ゲインＫirabは、指標値Iinの増大につれて減少するよう演算される。
【０１１３】
ステップ４００においては、修正後の戻し制御量Ｔraのための車速ゲインＫviraが、車速Ｖに基づいて、車速Ｖが高いほど大きくなる正の値（１以下）に演算される。
【０１１４】
ステップ４１０においては、修正後の戻し制御量Ｔraのための補正ゲインＫiraが、基本ゲインＫirabと車速ゲインＫviraとの積（Ｋirab・Ｋvira）として演算される。
【０１１５】
ステップ４２０においては、修正後の戻し制御量Ｔraのための補正後の補正ゲインＫraaが、ステップ１６０において演算された補正ゲインＫraとステップ４１０において演算された補正ゲインＫiraとの和（Ｋra＋Ｋira）として演算される。
【０１１６】
なお、基本ゲインＫidab、Ｋifab及びＫirabは、指標値Iinが正の値であるときには、０に近い正の一定の値に演算されてもよい。また、基本ゲインＫidab、Ｋifab及びＫirabは、指標値Iinが予め設定された負の基準値以下であるときには、１以下の正の一定の値に演算されてもよい。
【０１１７】
以上の説明から解るように、第二の実施形態によれば、操舵装置１６への入力が正入力か逆入力かを判定するための指標値Iinが演算される。そして、補正ゲインＫab、Ｋda、Ｋfa及びＫraは、第一の実施形態と同様にドライビングエネルギーの変化率dＤＥfに応じて可変制御されるだけでなく、指標値Iinに応じても可変制御される。よって、上記表１に示されているように、変化率dＤＥf及び指標値Iinの符号に応じて領域Ａ〜Ｄを判別し、領域に適した特性になるようアシストトルクＴaを制御することができる。
【０１１８】
即ち、第二の実施形態によれば、ドライビングエネルギーの変化率dＤＥfに基づく入力状況の判定の結果及び指標値Iinに基づく入力状況の判定の結果の両者に基づいて、基本アシストトルクなどの大きさを制御することができる。よって、ドライビングエネルギーの変化率dＤＥfに基づく入力状況の判定の結果のみに基づいて基本アシストトルクなどの大きさが制御される第一の実施形態の場合比して、実際の入力状況に応じて基本アシストトルクなどを一層好ましく制御することができる。
【０１１９】
特に、領域Ａにおいては、運転者による操舵の応答性が重視された特性が得られるよう、基本アシストトルク（Ｔab・Ｋab）の大きさが大きくされる。領域Ｂにおいては、路面からの外乱に起因してステアリングホイール１８が回転される度合が低減され、操舵の安定性が重視された特性が得られるよう、減衰制御量（Ｔda・Ｋda）、摩擦制御量（Ｔfa・Ｋfa）、及び戻し制御量（Ｔra・Ｋra）の大きさが大きくされる。領域Ｃにおいては、運転者による操舵の応答性が過剰にならないよう、基本アシストトルクＴabの大きさの増大量が領域Ａの場合よりも低減される。更に、領域Ｄにおいては、操舵の安定性が更に一層重視された特性が得られるよう、減衰制御量、摩擦制御量及び戻し制御量の大きさの増大量が領域Ｂの場合よりも増大される。
【０１２０】
更に、第二の実施形態によれば、指標値Iinは、操舵トルクＴとその微分値dＴとの積dＴ・Ｔと、ドライビングエネルギーの変化率dＤＥとの積dＴ・Ｔ・dＤＥとして演算される。よって、操舵系のエネルギーの変化率dＤＥ及びその演算に供される操舵トルクＴ及び操舵トルクの微分値dＴを使用して、操舵系へのエネルギーの入力の状況が正入力の状況であるか逆入力の状況であるかを判定することができる。また、二つのトルクセンサのような入力方向を判定するための特別な装置は不要である。
【０１２１】
以上においては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【０１２２】
例えば、上述の各実施形態においては、操舵系のエネルギーの変化率は、操舵系のエネルギーであるドライビングエネルギーＤＥの微分値dＤＥであるが、所定の時間毎に演算されるドライビングエネルギーＤＥの差（時間微分値）などであってもよい。
【０１２３】
また、上述の各実施形態においては、目標アシストトルクＴatは、基本アシストトルク（Ｔab・Ｋab）、減衰制御量（Ｔda・Ｋda）、摩擦制御量（Ｔfa・Ｋfa）、及びステアリングホイール１８を中立位置へ戻すための戻し制御量（Ｔra・Ｋra）の和として演算されるようになっている。しかし、減衰制御量、摩擦制御量、及び戻し制御量の少なくとも一つが、ドライビングエネルギーＤＥの変化率dＤＥfに応じて補正されないよう修正されてもよい。
【０１２４】
また、上述の第二の実施形態においては、操舵装置１６への入力が正入力か逆入力かを判定するために、操舵トルクＴとその微分値dＴとの積と、ドライビングエネルギーの変化率dＤＥとの積dＴ・Ｔ・dＤＥが入力方向判定の指標値Iinが演算される。しかし、入力方向の判定は他の手段により行われてもよい。
【０１２５】
例えば、ある車速における操舵角θと電動式パワーステアリング装置１２への制御電流Ｉcとの関係が、図１２において実線にて示された関係であり、その許容範囲がハッチングにて示された範囲であるとする。操舵角θと制御電流Ｉcとの関係が、ハッチングにて示された範囲内にあるときには、正入力（逆入力が小さい）状況であると判定され、操舵角θと制御電流Ｉcとの関係が、ハッチングにて示された範囲外にあるときには、逆入力の状況であると判定されてよい。
【０１２６】
また、例えばアッパステアリングシャフト２４にその延在方向に隔置された位置に二つのトルクセンサが設けられ、二つのトルクセンサの検出値の位相差により操舵装置１６への入力が正入力か逆入力かが判定されてもよい。
【０１２７】
更に、上記特許文献１に記載の仕事率ＰＳの変化率をdＰＳとして、操舵トルクＴとその微分値dＴとの積と、仕事率ＰＳの変化率をdＰＳとの積dＴ・Ｔ・dＰＳの符号に基づいて入力方向が判定されてもよい。なお、指標値Iinは、積dＴ・Ｔ・dＰＳよりも変動の範囲が大きいので、指標値Iinよれば、特に悪路走行時のように入力方向が頻繁に変化する場合にも入力方向を適正に判定することができる。
【符号の説明】
【０１２８】
１０…操舵支援装置、１２…電動式パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、１４…車両、１６…操舵装置、１８…ステアリングホイール、２０Ｌ，２０Ｒ…前輪、２２…伝達装置、５０…電子制御装置、５２…操舵角センサ、５４…トルクセンサ、５６…車速センサ、６２…アシストトルク演算装置
【図１】
0006369440.tif 000007
【図２】
0006369440.tif 000008
【図３】
0006369440.tif 000009
【図４】
0006369440.tif 000010
【図５】
0006369440.tif 000011
【図６】
0006369440.tif 000012
【図７】
0006369440.tif 000013
【図８】
0006369440.tif 000014
【図９】
0006369440.tif 000015
【図１０】
0006369440.tif 000016
【図１１】
0006369440.tif 000017
【図１２】
0006369440.tif 000018