(57)【要約】【課題】  人間の知覚特性に合わせて車両を操舵することにより車両の運転を易しくするとともに、運転者の見込んだ車両挙動が良好に得られる装置を提供すること。【解決手段】  ステアリングバイワイヤ方式の操舵装置において、変位−トルク変換部５１は操舵ハンドル１１の切込み操作または戻し操作に応じて操舵角θを操舵トルクTdf，Tdrに変換する。このとき、操舵トルクTdrには、切込み操作と戻し操作間でヒステリシス特性を構成するためのヒステリシス項が付与されて計算される。トルク−横加速度変換部５２は切込み操作または戻し操作に応じて操舵トルクTdをべき乗関係にあり人間が知覚し得る見込み横加速度Gdf，Gdrに変換する。転舵角変換部５３は見込み横加速度Gdで車両が運動するために必要な目標転舵角δdを計算する。転舵制御部６０は転舵輪を目標転舵角δdに転舵制御する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を操舵するために運転者によって操作される操舵ハンドルと、転舵輪を転舵するための転舵アクチュエータと、前記操舵ハンドルの操作に応じて前記転舵アクチュエータを駆動制御して転舵輪を転舵する転舵制御装置とを備えたステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、前記転舵制御装置を、
前記操舵ハンドルに対する運転者の操作入力値を検出する操作入力値検出手段と、
車両の旋回に関係して運転者が知覚し得る車両の運動状態を表していて前記操舵ハンドルに対する操作入力値と予め定めた指数関係またはべき乗関係にある車両の見込み運動状態量を、前記操作入力値に対してヒステリシスを付与して計算する運動状態量計算手段と、
前記計算された見込み運動状態量で車両が運動するために必要な前記転舵輪の転舵角を、前記計算された見込み運動状態量を用いて計算する転舵角計算手段と、
前記計算された転舵角に応じて前記転舵アクチュエータを制御して前記転舵輪を同計算された転舵角に転舵する転舵制御手段とで構成したことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記運動状態量計算手段によって付与されるヒステリシスの大きさは、前記操作入力値に応じて決定されることを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記操舵ハンドルに対する運転者の操作に関し、前記操作入力値の絶対値が増大する切込み操作と前記操作入力値の絶対値が減少する戻し操作とを判別する操作判別手段を備え、
前記運動状態量計算手段は、前記操作判別手段によって前記切込み操作から前記戻し操作への変化が判別されたときに、または、前記戻し操作から前記切込み操作への変化が判別されたときに、前記車両の見込み運動状態量を、前記操作入力値に対してヒステリシスを付与して計算することを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項４】
請求項３に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記操作判別手段は、前記切込み操作を判別するための判別所定値に対して前記戻し操作を判別するための判別所定値を大きく設定して、前記切込み操作または前記戻し操作を判別することを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項５】
請求項１に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記操作入力値検出手段により検出した操作入力値が所定値未満であるときは同操作入力値に対して予め定めた関係に基づいて計算して前記操作入力値を前記操舵ハンドルに付与される操作力に変換するとともに、前記操作入力値が所定値以上であるときは同操作入力値と予め定めた指数関係に基づいて計算して前記操作入力値を前記操舵ハンドルに付与される操作力に変換する操作入力値変換手段を備え、
前記運動状態量計算手段は、前記操作入力値変換手段によって前記操作入力値が変換された操作力に対してヒステリシスを付与して計算することを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項６】
請求項５に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記操作入力値に対して予め定めた関係は、前記検出した操作入力値が略０のときに前記操作力が略０となる関係を含むことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記操作入力値に対して予め定めた関係と前記操作入力値と予め定めた指数関係とは、操作入力値の前記所定値にて互いに連続的に接続されることを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項８】
請求項５ないし請求項７のうちのいずれか一つに記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記操作入力値に対して予め定めた関係は、前記操作入力値と前記操作力とが比例する比例関係であることを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のうちのいずれか一つに記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記操作入力値検出手段を、前記操舵ハンドルの変位量を検出する変位量センサで構成したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項８のうちのいずれか一つに記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記操作入力値検出手段を、前記操舵ハンドルに入力された操作力を検出して出力する操作力センサで構成したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のうちのいずれ一つに記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記見込み運動状態量は、車両の横加速度、ヨーレートおよび旋回曲率のうちのいずれか一つであるステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のうちのいずれ一つに記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、さらに、
前記計算した見込み運動状態量と同一種類であって車両の実際の運動状態を表す実運動状態量を検出する運動状態量検出手段と、
前記計算された見込み運動状態量と前記検出された実運動状態量との差に応じて前記計算された転舵角を補正する補正手段とを設けたことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のうちのいずれ一つに記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、さらに、
前記操舵ハンドルの操作に対して反力を付与する反力装置を設けたことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を操舵するために運転者によって操作される操舵ハンドルと、転舵輪を転舵するための転舵アクチュエータと、操舵ハンドルの操作に応じて転舵アクチュエータを駆動制御して転舵輪を転舵する転舵制御装置とを備えたステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、この種のステアリングバイワイヤ方式の操舵装置の開発は、積極的に行なわれるようになった。そして、例えば下記特許文献１は、操舵角および車速を検出し、操舵角の増加に従って減少するとともに車速の増加に従って増加する伝達比を計算し、この伝達比で操舵角を除算することにより前輪の転舵角（ラック軸の変位量）を計算して、同計算した転舵角に前輪を転舵するようにした操舵装置が示されている。また、この操舵装置においては、検出ハンドル操舵角を時間微分した操舵速度に応じて前記計算した転舵角を補正することにより、前輪の転舵応答性・追従性を高めるようにしている。さらに、検出車速および検出ハンドル操舵角を用いて目標ヨーレートを計算し、この計算した目標ヨーレートと検出した実ヨーレートとの差に応じて前記計算した転舵角を補正することにより、車両の挙動状態を考慮した転舵制御を実現するようにもなっている。
【０００３】
また、下記特許文献２には、操舵トルクおよびハンドル操舵角を検出し、操舵トルクおよびハンドル操舵角の増加に従って増加する２つの転舵角をそれぞれ計算し、これらの計算した両転舵角を加算した転舵角に前輪を転舵するようにした操舵装置が示されている。この操舵装置においては、車速も検出して、この検出車速により前記両転舵角を補正して、転舵特性を車速に応じて変更するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−８５６０４号公報
【特許文献２】特開平１１−１２４０４７号公報
【０００５】
しかし、上記従来の装置のいずれにおいても、車両を操舵するための運転者による操舵ハンドルに対する操作入力値である操舵角および操舵トルクを検出し、これらの検出した操舵角および操舵トルクを用いて前輪の転舵角を直接的に計算して、この計算した転舵角に前輪を転舵するようにしている。しかし、これらの前輪の転舵制御は、従前の操舵ハンドルと転舵輪との機械的な連結を外してはいるものの、操舵ハンドルの操作に対する前輪の操舵方法としては、操舵ハンドルの操作位置または操作力に対応させて前輪の転舵角を決定するという基本的な技術思想は全く同じであり、これらの転舵方法では、人間の感覚特性に対応して前輪の転舵角が決定されていないので、車両の運転操作が難しかった。
【０００６】
すなわち、前記従来の装置においては、運転者が知覚し得ない転舵角が操舵ハンドルの操作に対応させて直接的に決定され、同転舵角に応じた前輪の転舵によって車両が旋回する。そして、運転者はこの車両の旋回に起因した車両の横加速度、ヨーレートおよび旋回曲率を触覚または視覚により感じ取り、操舵ハンドルの操作にフィードバックして車両を所望の態様で旋回させていた。言い換えれば、運転者による操舵ハンドルの操作に対する前輪の転舵角は人間の知覚し得ない物理量であるので、運転者の操舵操作に対して直接的に決定される転舵角は運転者の知覚特性に合わせて決められたものではなく、これが車両の運転を難しくしていた。
【０００７】
また、上記従来の装置においても、検出車速および検出ハンドル操舵角を用いて計算した目標ヨーレートと、検出した実ヨーレートとの差に応じて決定転舵角を補正するようにしているが、これは車両の挙動状態を考慮した転舵角の単なる補正であって、操舵ハンドルの操作により運転者が知覚するであろうヨーレートに応じて転舵角を決定しているわけではない。したがって、この場合も、運転者の操舵操作に対して決定される転舵角は運転者の知覚特性に合わせて決められたものではなく、車両の運転を難しくしていた。
【０００８】
また、上記従来の装置のようなステアリングバイワイヤ方式の操舵装置においては、操舵ハンドルへの反力付与および転舵輪の転舵がアクチュエータによって制御される。このため、ステアリングシャフトに作用するトルクや転舵角は、操舵ハンドルの回転速度や車速あるいは道路から入力する外乱などにより変化する可能性があり、この変化に伴って車両の挙動が乱れる場合がある。このことは、例えば、アクチュエータを駆動するための電動モータに対する電流指令値が単にステアリングシャフトに作用するトルクや車速などに基づいて一義的に決定されるためと考えられる。
【発明の開示】
【０００９】
本発明者等は、上記問題に対処するために、運転者による操舵ハンドルの操作に対して、人間の知覚特性に合わせて車両を操舵することができる車両の操舵装置の研究に取り組んだ。このような人間の知覚特性に関し、ウェーバー・ヘフナー（Weber-Fechner）の法則によれば、人間の感覚量は与えられた刺激の物理量の対数に比例すると言われている。言い換えれば、人間の操作量に対して人間に与えられる刺激の物理量を指数関数的に、または、べき乗関数的に変化させれば、操作量と物理量との関係を人間の知覚特性に合わせることができる。本発明者等は、このウェーバー・ヘフナーの法則を車両の操舵操作に適用し、次のようなことを発見した。
【００１０】
車両の運転にあたっては、操舵ハンドルの操作によって車両は旋回し、この車両の旋回によって横加速度、ヨーレート、旋回曲率などの車両の運動状態量が変化し、運転者はこの車両の運動状態量を触覚および視覚により感じ取るものである。したがって、前記操舵ハンドルに対する運転者の操作に対して、運転者が知覚し得る車両の運動状態量を指数関数的またはべき乗関数的に変化させるようにすれば、運転者は、知覚特性に合わせて操舵ハンドルを操作して車両を運転できることになる。
【００１１】
本発明は、上記発見に基づくもので、その目的は、人間の知覚特性に合わせて車両を操舵することにより車両の運転を易しくするとともに、運転者の見込んだ車両挙動が良好に得られるステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置を提供することにある。
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、車両を操舵するために運転者によって操作される操舵ハンドルと、転舵輪を転舵するための転舵アクチュエータと、前記操舵ハンドルの操作に応じて前記転舵アクチュエータを駆動制御して転舵輪を転舵する転舵制御装置とを備えたステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、前記転舵制御装置を、前記操舵ハンドルに対する運転者の操作入力値を検出する操作入力値検出手段と、車両の旋回に関係して運転者が知覚し得る車両の運動状態を表していて前記操舵ハンドルに対する操作入力値と予め定めた指数関係またはべき乗関係にある車両の見込み運動状態量を、前記操作入力値に対してヒステリシスを付与して計算する運動状態量計算手段と、前記計算された見込み運動状態量で車両が運動するために必要な前記転舵輪の転舵角を、前記計算された見込み運動状態量を用いて計算する転舵角計算手段と、前記計算された転舵角に応じて前記転舵アクチュエータを制御して前記転舵輪を同計算された転舵角に転舵する転舵制御手段とで構成したことにある。
【００１３】
また、本発明の他の特徴は、前記操作入力値検出手段により検出した操作入力値が所定値未満であるときは同操作入力値に対して予め定めた関係に基づいて計算して前記操作入力値を前記操舵ハンドルに付与される操作力に変換するとともに、前記操作入力値が所定値以上であるときは同操作入力値と予め定めた指数関係に基づいて計算して前記操作入力値を前記操舵ハンドルに付与される操作力に変換する操作入力値変換手段を備え、前記運動状態量計算手段は、前記操作入力値変換手段によって前記操作入力値が変換された操作力に対してヒステリシスを付与して計算することにもある。
【００１４】
この場合、前記操作入力値に対して予め定めた関係は、前記検出した操作入力値が略０のときに前記操作力が略０となる関係を含むとよい。また、前記操作入力値に対して予め定めた関係と前記操作入力値と予め定めた指数関係とは、操作入力値の前記所定値にて互いに連続的に接続されるとよい。さらに、前記操作入力値に対して予め定めた関係は、例えば、前記操作入力値と前記操作力とが比例する比例関係であるとよい。
【００１５】
また、これらの場合、前記運動状態量計算手段によって付与されるヒステリシスの大きさは、前記操作入力値に応じて決定されるとよい。また、前記操舵ハンドルに対する運転者の操作に関し、前記操作入力値の絶対値が増大する切込み操作と前記操作入力値の絶対値が減少する戻し操作とを判別する操作判別手段を備え、前記運動状態量計算手段は、前記操作判別手段によって前記切込み操作から前記戻し操作への変化が判別されたときに、または、前記戻し操作から前記切込み操作への変化が判別されたときに、前記車両の見込み運動状態量を、前記操作入力値に対してヒステリシスを付与して計算するとよい。また、前記操作判別手段は、前記切込み操作を判別するための判別所定値に対して前記戻し操作を判別するための判別所定値を大きく設定して、前記切込み操作または前記戻し操作を判別するとよい。
【００１６】
また、これらの場合、見込み運動状態量は、例えば、車両の横加速度、ヨーレートおよび旋回曲率のうちのいずれか一つである。また、この車両の操舵装置において、さらに、操舵ハンドルの操作に対して反力を付与する反力装置を設けておくとよい。
【００１７】
また、操作入力値検出手段を、例えば、操舵ハンドルの変位量を検出する変位量センサで構成するとよい。また、操作入力値検出手段を、例えば、操舵ハンドルに入力された操作力を検出して出力する操作力センサで構成するとよい。
【００１８】
上記のように構成した本発明においては、まず、操舵ハンドルに対する運転者の操作入力値が、車両の旋回に関係して運転者が知覚し得る車両の運動状態を表していて操舵ハンドルに対する操作入力値と予め定めた指数関係またはべき乗関係にある車両の見込み運動状態量（横加速度、ヨーレート、旋回曲率など）に変換される。このとき、車両の見込み運動状態量は、操作入力値に対してヒステリシス特性を付与して計算される。そして、この変換された見込み運動状態量に基づいて、同見込み運動状態量で車両が運動するために必要な転舵輪の転舵角が計算されて、この計算された転舵角に転舵輪が転舵される。したがって、転舵輪の転舵によって車両が旋回すると、この旋回により、運転者には、前記ウェーバー・ヘフナーの法則による「与えられた刺激の物理量」として前記見込み運動状態量が与えられる。そして、操作入力値に対して指数関数的またはべき乗関数的に変化するものであるので、運転者は、人間の知覚特性に合った運動状態量を知覚しながら、操舵ハンドルを操作できる。なお、横加速度およびヨーレートについては、運転者が車両内の各部位との接触により触覚的に感じ取ることができる。また、旋回曲率については、運転者が車両の視野内の状況の変化により視覚的に感じ取ることができる。その結果、本発明によれば、運転者は、人間の知覚特性に合わせて操舵ハンドルを操作できるので、車両の運転が簡単になる。
【００１９】
また、操作入力値または操作入力値が変換された操作力に対してヒステリシス特性が付与されて、車両の見込み運動状態量が計算されることにより、例えば、外乱（例えば、路面から転舵輪を介して操舵ハンドルに伝達される回動力）などによって、運転者が意図しない操舵ハンドルの回動が生じた場合であっても、運転者が見込んだ運動状態量が確保される。これにより、見込み運動状態量で車両が運動するために必要な転舵角に転舵輪が転舵された状態が維持されるため、車両挙動の乱れを良好に抑制することができる。
【００２０】
また、付与されるヒステリシスの大きさが操作入力値または操作入力値が変換された操作力に応じて決定されることにより、運転者の操舵ハンドル操作に対して、最適なヒステリシス特性を付与することができる。このため、運転者は操舵ハンドル操作に関する違和感や同操舵ハンドル操作に起因する車両の挙動に違和感を覚えることがない。さらに、切込み操作を判別するための判別所定値に対して戻し操作を判別するための判別所定値を大きく設定し、切込み操作と戻し操作とを判別してヒステリシス特性を付与することができる。これにより、例えば、運転者による操舵ハンドルの微小な回動操作、より具体的には、運転者による微小な戻し操作に伴う頻繁なヒステリシス特性の付与を抑制することができる。したがって、運転者は、切込み操作と戻し操作間の頻繁な変更に伴う違和感を覚えることがない。
【００２１】
また、操舵ハンドルに対する運転者の操作入力値が所定値未満であるときには、操舵ハンドルに付与される操作力（例えば、操舵トルク）が前記操作入力値に対して予め定めた関係に基づいて計算され、所定値以上であるときには、操舵ハンドルに付与される操作力が前記操作入力値と予め定めた指数関係に基づいて計算される。この計算においては、操作入力値に対して予め定めた関係は、前記検出した操作入力値が略０のときに前記操作力が略０となる関係を含むことができるため、操舵ハンドルの操作入力値が「０」すなわち操舵ハンドルが中立位置にあるときに操作力を「０」とすることができる。
【００２２】
これにより、例えば、操舵ハンドルが中立位置方向へ回動された場合には、一様に操作力を「０」に収束させることができ、中立位置付近での回動方向への振動の発生を防止することができる。また、操作入力値に対して予め定めた関係を、操作入力値と操作力とが比例する比例関係とすることにより、操作入力値に対して操作力を連続的に「０」に収束させることができる。さらに、操作入力値に対して予め定めた関係と操作入力値と予め定めた指数関係とが、操作入力値の所定値にて互いに連続的に接続されるため、この２つの関係が所定値にて切り替わる際には、滑らかに変化する。これにより、運転者は、この切り替わりに起因する違和感を覚えることがない。
【００２３】
また、本発明の他の特徴は、前記構成にさらに、見込み運動状態量と同一種類であって車両の実際の運動状態を表す実運動状態量を検出する運動状態量検出手段と、前記計算された見込み運動状態量と前記検出された実運動状態量との差に応じて前記計算された転舵角を補正する補正手段とを設けたことにある。これによれば、転舵輪は、前記計算された見込み運動状態量で車両が運動するために必要な転舵角にさらに正確に転舵されることになる。その結果、運転者は、人間の知覚特性に正確に合った運動状態量を知覚しながら、操舵ハンドルを操作できるようになるので、車両の運転がさらに簡単になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
ａ．第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態に係る車両の操舵装置について図面を用いて説明する。図１は、第１実施形態に係る車両の操舵装置を概略的に示している。
【００２５】
この操舵装置は、転舵輪としての左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵するために、運転者によって回動操作される操作部としての操舵ハンドル１１を備えている。操舵ハンドル１１は、操舵入力軸１２の上端に固定され、操舵入力軸１２の下端は電動モータおよび減速機構からなる反力アクチュエータ１３に接続されている。反力アクチュエータ１３は、運転者の操舵ハンドル１１の回動操作に対して反力を付与する。
【００２６】
また、この操舵装置は、電動モータおよび減速機構からなる転舵アクチュエータ２１を備えている。この転舵アクチュエータ２１による転舵力は、転舵出力軸２２、ピニオンギア２３およびラックバー２４を介して左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２に伝達される。この構成により、転舵アクチュエータ２１からの回転力は転舵出力軸２２を介してピニオンギア２３に伝達され、ピニオンギア２３の回転によりラックバー２４が軸線方向に変位して、このラックバー２４の軸線方向の変位により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は左右に転舵される。
【００２７】
次に、これらの反力アクチュエータ１３および転舵アクチュエータ２１の回転を制御する電気制御装置について説明する。電気制御装置は、操舵角センサ３１、転舵角センサ３２、車速センサ３３および横加速度センサ３４を備えている。
【００２８】
操舵角センサ３１は、操舵入力軸１２に組み付けられて、操舵ハンドル１１の中立位置からの回転角を検出して操舵角θとして出力する。転舵角センサ３２は、転舵出力軸２２に組み付けられて、転舵出力軸２２の中立位置からの回転角を検出して実転舵角δ（左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角に対応）として出力する。なお、操舵角θおよび実転舵角δは、中立位置を「０」とし、左方向の回転角を正の値で表すとともに、右方向の回転角を負の値でそれぞれ表す。車速センサ３３は、車速Vを検出して出力する。横加速度センサ３４は、車両の実横加速度Gを検出して出力する。なお、実横加速度Gも、左方向の加速度を正で表し、右方向の加速度を負で表す。
【００２９】
これらのセンサ３１〜３４は、電子制御ユニット３５に接続されている。電子制御ユニット３５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とするもので、プログラムの実行により反力アクチュエータ１３および転舵アクチュエータ２１の作動をそれぞれ制御する。電子制御ユニット３５の出力側には、反力アクチュエータ１３および転舵アクチュエータ２１を駆動するための駆動回路３６，３７がそれぞれ接続されている。駆動回路３６，３７内には、反力アクチュエータ１３および転舵アクチュエータ２１内の電動モータに流れる駆動電流を検出するための電流検出器３６ａ，３７ａが設けられている。電流検出器３６ａ，３７ａによって検出された駆動電流は、両電動モータの駆動を制御するために、電子制御ユニット３５にフィードバックされている。
【００３０】
次に、上記のように構成した第１実施形態の動作について、電子制御ユニット３５内にてコンピュータプログラム処理により実現される機能を表す図２の機能ブロック図を用いて説明する。電子制御ユニット３５は、操舵ハンドル１１への反力付与を制御ずるための反力制御部４０と、操舵ハンドル１１の回動操作に基づいて運転者の知覚特性に対応した左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の目標転舵角δdを決定するための感覚適合制御部５０と、目標転舵角δdに基づいて左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵制御するための転舵制御部６０とからなる。
【００３１】
運転者によって操舵ハンドル１１が回動操作されると、操舵角センサ３１によって操舵ハンドル１１の回転角である操舵角θが検出されて、同検出された操舵角θを反力制御部４０および感覚適合制御部５０にそれぞれ出力する。反力制御部４０においては、運転者によって操舵ハンドル１１が回動操作されると、前記検出操舵角θの絶対値が大きくなる回動操作（以下、この回動操作を切込み操作という）がされている場合には反力トルクTzfを計算し、前記検出操舵角θの絶対値が小さくなる回動操作（以下、この回動操作を戻し操作という）がされている場合には反力トルクTzrを計算する。
【００３２】
ここで、切込み操作と戻し操作の検出について説明しておく。今、操舵ハンドル１１が右方向へ回動されている場合を考えると、操舵角センサ３１から出力された検出操舵角θは負の値となっている。この状態において、操舵ハンドル１１が回動されたときに、検出操舵角θの時間微分値θ’が負の値であれば運転者によって切込み操作がされていると検出し、前記微分値θ’が正の値であれば運転者によって戻し操作がされていると検出する。一方、操舵ハンドル１１が左方向へ回動されている場合を考えると、操舵角センサ３１から出力された検出操舵角θは正の値となっている。この状態において、操舵ハンドル１１が回動されたときに、検出操舵角θの時間微分値θ’が正の値であれば運転者によって切込み操作がされていると検出し、前記微分値θ’が負の値であれば運転者によって戻し操作がされていると検出する。
【００３３】
また、切込み操作と戻し操作の検出に際しては、後に詳述するように、検出した切込み操作または戻し操作に応じて反力付与制御処理や目標転舵角決定処理などの計算処理を切り替えて実行するために、切込み操作と戻し操作間に不感帯が設けられる。すなわち、運転者によって切込み操作または戻し操作がされると同時にこれらの操作を検出するようにすると、例えば、運転者が微調整のために操舵ハンドル１１を左右方向へ回動した場合であっても、その都度計算処理が切り替わることになる。このように、計算処理が頻繁に切り替わることにより、例えば、運転者が操舵ハンドル１１を介して知覚する反力が変動するなどの問題が生じる。これに対して、切込み操作と戻し操作の検出に関して不感帯を設けることによって、運転者の微調整などに起因して切込み操作または戻し操作が頻繁に検出されることを防止することができ、上記問題は解決される。ここで、不感帯としては、例えば、切込み操作および戻し操作を検出するまでの検出時間を採用することができ、この検出時間は切込み操作の検出時間に対して戻し時間の検出時間を長く設定するとよい。これにより、特に、戻し操作に伴って、後述する反力トルクTzrの計算頻度を低下させ、操舵ハンドル１１を介して、運転者が覚える違和感を低減することができる。
【００３４】
次に、変位−トルク変換部４１の計算について、切込み操作された場合から具体的に説明する。変位−トルク変換部４１は、操舵ハンドル１１の検出操舵角θの絶対値が正の所定値Tg未満であれば下記式１に従って操舵角θの一次関数である反力トルクTzfを計算し、検出操舵角θの絶対値が正の所定値Tg以上であれば下記式２に従って操舵角θの指数関数である反力トルクTzfを計算する。ここで、下記式１の一次関数と下記式２の指数関数とは操舵角θzにて連続的に接続されるものであり、例えば、下記式２の指数関数における操舵角θzでの原点「０」を通る接線を下記式１の一次関数として採用することができる。なお、下記式１に関しては、一次関数に限定されるものではなく、操舵角θが「０」のときに反力トルクTzfが「０」となり、かつ、下記式２の指数関数と連続的に接続される関数であれば、種々の関数を採用することができる。
Tzf＝a1・θ  (｜θ｜＜θz)  …式１
Tzf＝To・exp(K1・θ)  (θz≦｜θ｜)  …式２
【００３５】
一方、戻し操作された場合には、変位−トルク変換部４１は、操舵ハンドル１１の検出操舵角θの絶対値が正の所定値Tg未満であれば下記式３に従って操舵角θの一次関数である反力トルクＴzrを計算し、検出操舵角θの絶対値が正の所定値Tg以上であれば下記式４に従って操舵角θの指数関数である反力トルクTzrを計算する。この戻し操作における下記式３の一次関数と下記式４の指数関数も、上述した切込み操作の前記式１，２と同様に、操舵角θzにて連続的に接続されるものであり、例えば、下記式４の指数関数における操舵角θzでの原点「０」を通る接線を下記式３の一次関数として採用することができる。なお、この場合も、下記式３に関しては、一次関数に限定されるものではなく、操舵角θが「０」のときに反力トルクTzrが「０」となり、かつ、下記式４の指数関数と連続的に接続される関数であれば、種々の関数を採用することができる。
Tzr＝a2・θ−Mh1  (｜θ｜＜θz)  …式３
Tzr＝To・exp(K1・θ)−Mh1  (θz≦｜θ｜)  …式４
【００３６】
ここで、前記式１中のa1および前記式３中のa2は上述した一次関数の傾きを表す定数である。また、前記式２，４中のTo，K1はともに定数であり、特に定数Toは運転者が知覚し得る最小操舵トルクである。なお、定数K1に関しては後述する感覚適合制御部５０の説明時に詳しく説明する。また、前記式１〜４中の操舵角θは、前記検出操舵角θの絶対値を表しているものとし、検出操舵角θが正であれば定数a1，a2および定数Toを負の値とするとともに、検出操舵角θが負であれば定数a1，a2および定数Toを前記負の定数a1，a2および定数Toと同じ絶対値を有する正の値とする。
【００３７】
さらに、前記式３，４中のMh1は、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作が切込み操作から戻し操作に変わった際に、計算される反力トルクTzfと反力トルクTzrとを連続的に繋げるためすなわち切込み操作と戻し操作間でヒステリシス特性を構成するためのヒステリシス項である。このヒステリシス項Mh1は、ある操舵角θが検出された時点における切込み操作時の反力トルクTzfと戻し操作時の反力トルクTzrとの比率に基づいて決定され、下記式５のように表される。
Mh1＝np・(Kp・Tzf)  …式５
ただし、前記式５中のKpは後述する反力トルクTzfに対する最小変化感度（ウェーバー比）であり、npは最小変化感度に対する所定の係数である。
【００３８】
このように、ヒステリシス項Mh1が計算されることにより、前記式１または式２に従って計算された反力トルクTzfと前記式３または式４に従って計算された反力トルクTzrとが連続的に繋がるため、切込み操作から戻し操作にスムーズに変えることができて、運転者は違和感を覚えることがない。また、前記式５に従ってヒステリシス項Mh1が計算されることにより、切込み操作から戻し操作に変わった時点における操舵角θが維持されるため、切込み操作における操舵ハンドル１１の回動量と戻し操作における操舵ハンドル１１の回動量を略同一とすることができ、特に、戻し操作時の操舵ハンドル１１の収束性を良好に確保することができる。なお、本実施形態においては、ヒステリシス項Mh1を前記式５のように操舵角θを含まずに導出するように実施したが、これに代えてまたは加えて、例えば、操舵角θを含んで同操舵角θに依存するように導出することも可能である。
【００３９】
さらに、検出操舵角θが操舵角θz未満のときに、前記式１および前記式３に従って反力トルクTzfおよび反力トルクTzrが計算されることにより、操舵ハンドル１１が中立位置を跨いで回動操作される場合であっても、前記式１および前記式３は、原点「０」を通る関数であるため、反力トルクTzfと反力トルクTzrが非連続となることが防止される。具体的に説明すると、今、例えば、運転者が操舵ハンドル１１を右方向へ操舵角θz以上に切込み操作し、その後、左方向（すなわち中立位置方向）へ戻し操作した場合を考える。このとき、操舵ハンドル１１の左方向への戻し操作に伴って検出操舵角θの絶対値が減少し、操舵角θz未満では、変位−トルク変換部４１は前記式３に従って反力トルクTzrを計算する。そして、検出操舵角θの絶対値が「０」となるすなわち操舵ハンドル１１が中立位置まで回動されると、変位−トルク変換部４１は反力トルクTzrを「０」と計算する。
【００４０】
この中立位置を越えてさらに操舵ハンドル１１が左方向へ回動されると左方向への切込み操作となるので、変位−トルク変換部４１は前記式１に従って「０」から一次関数的に変化する反力トルクTzfを計算する。このとき、戻し操作の反力トルクTzrを計算する前記式３と切込み操作の反力トルクTzfを計算する前記式１とはともに原点「０」を通る関数であるため、戻し操作（または切込み操作）から切込み操作（または戻し操作）に変わる場合において、計算される反力トルクTzrと反力トルクTzfが非連続となることがない。したがって、操舵ハンドル１１が中立位置を跨って操作される場合、言い換えると、検出操舵角θが正負逆転する場合においても、極めてスムーズに反力トルクTzf，Tzrを操舵ハンドル１１に付与することができて、運転者は違和感を覚えることがない。なお、反力トルクTzfまたは反力トルクTzrの計算においては、前記式１〜式５の演算に代えて、操舵角θに対する反力トルクTzf，Tzrを記憶した図３に示すような特性の変換テーブルを用いて計算するようにしてもよい。
【００４１】
この計算された反力トルクTzfまたは反力トルクTzrは、駆動制御部４２に供給される。駆動制御部４２は、駆動回路３６から反力アクチュエータ１３内の電動モータに流れる駆動電流を入力し、同電動モータに反力トルクTzfまたは反力トルクTzrに対応した駆動電流が流れるように駆動回路３６をフィードバック制御する。この反力アクチュエータ１３内の電動モータの駆動制御により、同電動モータは、操舵入力軸１２を介して操舵ハンドル１１に反力トルクTzfまたは反力トルクTzrを付与する。
【００４２】
したがって、運転者は、例えば、中立位置から操舵ハンドル１１を切込み操作することにより、検出操舵角θが操舵角θz未満のときには前記式１に従って計算された一次関数的に変化する反力トルクTzfを感じながら、また、検出操舵角θが操舵角θz以上のときには前記式２に従って計算された指数関数的に変化する反力トルクTzfを感じながら、操舵ハンドル１１を回動操作することになる。一方、運転者は、例えば、検出操舵角θが操舵角θz以上の操舵位置から操舵ハンドル１１を戻し操作することにより、前記式５に従ってヒステリシス項Mh1が計算されるとともに前記式４に従って計算された指数関数的に変化する反力トルクTzrを感じながら、また、検出操舵角θが操舵角θz未満のときには前記式５に従ってヒステリシス項Mh1が計算されるとともに前記式３に従って計算された一次関数的に変化する反力トルクTzrを感じながら、操舵ハンドル１１を回動操作することになる。
【００４３】
このように、運転者は、操舵ハンドル１１から前記計算された反力トルクTzfまたは反力トルクTzrを感じながら、言い換えれば、これらの反力トルクTzfまたは反力トルクTzrに等しい操舵トルクを操舵ハンドル１１に加えながら、操舵ハンドル１１を回動操作する。このとき、検出操舵角θが操舵角θz以上では、操舵角θと反力トルクTzfまたは反力トルクTzrとの関係が上述したウェーバー・ヘフナーの法則に従うものであるので、運転者は、操舵ハンドル１１から人間の知覚特性に合った感覚を受けながら、操舵ハンドル１１を回動操作できる。
【００４４】
一方、感覚適合制御部５０に入力された操舵角θは、運転者によって切込み操作されているときには、変位−トルク変換部５１が前記式１，２と同様な下記式６，７に従って操舵トルクTdfを計算する。また、運転者によって戻し操作されているときには、変位−トルク変換部５１が前記式３，４と同様な下記式８，９に従って操舵トルクTdrを計算する。これら操舵トルクTdf，Tdrの計算においても、式６，８に関しては、一次関数に限定されるものではなく、操舵角θが「０」のときに操舵トルクTdf，Tdrが「０」となり、かつ、式７，９の指数関数と連続的に接続される関数であれば、種々の関数を採用することができる。
Tdf＝a1・θ  (｜θ｜＜θz)  …式６
Tdf＝To・exp(K1・θ)  (θz≦｜θ｜)  …式７
Tdr＝a2・θ−Mh1  (｜θ｜＜θz)  …式８
Tdr＝To・exp(K1・θ)−Mh1  (θz≦｜θ｜)  …式９
【００４５】
この場合も、前記式６中のa1および前記式８中のa2は上述した一次関数の傾きを表す定数である。また、前記式７，９中のTo，K1は、前記式２，４と同様な定数である。また、前記式６〜９中の操舵角θは、前記検出操舵角θの絶対値を表しているものであるが、検出操舵角θが正であれば定数a1，a2および定数Toを正の値とするとともに、検出操舵角θが負であれば定数a1，a2および定数Toを前記正の定数a1，a2および定数Toと同じ絶対値を有する負の値とする。さらに、前記式８，９中のMh1は、前記式３，４と同様に、切込み操作と戻し操作間でヒステリシス特性を構成するためのヒステリシス項である。このヒステリシス項Mh1も、ある操舵角θが検出された時点における切込み操作時の操舵トルクTdfと戻し操作時の操舵トルクTdrとの比率に基づいて決定され、下記式１０のように表される。
Mh1＝np・(Kp・Tdf)   …式１０
ただし、前記式５と同様に、前記式１０中のKpは操舵トルクTdfに対する最小変化感度（ウェーバー比）であり、npは最小変化感度に対する所定の係数である。
【００４６】
この操舵トルクTdf，Tdrの計算においても、上述した反力トルクTzf，Tzrの計算と同様に、前記式１０に従ってヒステリシス項Mh1が計算されることにより、前記式６，７に従って計算された操舵トルクTdfと前記式８，９に従って計算された操舵トルクTdrとが連続的に繋がるため、切込み操作から戻し操作にスムーズに変えることができる。また、検出操舵角θが操舵角θz未満のときには、前記式６および前記式８に従って操舵トルクTdfおよび操舵トルクTdrが計算されるため、これら操舵トルクTdf，Tdrを「０」に収束させることができるとともに、中立位置を跨いで操舵ハンドル１１が回動されても操舵トルクTdfと操舵トルクTdrを連続的（スムーズ）に変更することができる。なお、この場合も、前記式６〜１０の演算に代えて、操舵角θに対する操舵トルクTdfおよび操舵トルクTdrを記憶した図３に示すような特性の変換テーブルを用いて、操舵トルクTdf，Tdrを計算するようにしてもよい。
【００４７】
このように計算された操舵トルクTdf，Tdrは、トルク−横加速度変換部５２に供給される。なお、トルク−横加速度変換部５２は、変位−トルク変換部５１から供給される操舵トルクTdf，Tdrがいずれの場合であっても後述する計算を同様に実行するため、以下の説明においては操舵トルクTdf，Tdrをまとめて操舵トルクTdとして説明する。トルク−横加速度変換部５２は、運転者が操舵ハンドル１１の切込み操作により見込んでいる見込み横加速度Gdfを下記式１１，１２に従って計算し、戻し操作により見込んでいる見込み横加速度Gdrを下記式１３，１４に従って計算する。このとき、トルク−横加速度変換部５２は、見込み横加速度Gdf，Gdrを、操舵トルクTdの絶対値が正の所定値Tg未満であれば下記式１１，１３に従って計算し、操舵トルクTdの絶対値が正の所定値Tg以上であれば下記式１２，１４に従って計算する。ここで、下記式１１または式１３は操舵トルクTdの一次関数式であって操舵トルクTdが「０」のときに見込み横加速度Gdf，Gdrが「０」となる関数である。また、下記式１２，１４は操舵トルクTdのべき乗関数であり、下記式１１，１３と所定値Tgにて連続的に接続するものである。
Gdf＝b1・Td  （｜Td｜＜Tg）  …式１１
Gdf＝C・TdK2  （Tg≦｜Td｜）  …式１２
Gdr＝b2・Td−Mh2  （｜Td｜＜Tg）  …式１３
Gdr＝C・(Td−Mh2)K2  （Tg≦｜Td｜）  …式１４
ただし、前記式１１中のb1および前記式１３中のb2は一次関数の傾きを表す定数であり、前記式１２，１４中のC，K2は定数である。また、前記式１１〜１４中の操舵トルクTdは前記式６〜１０を用いて計算した操舵トルクTd（すなわち操舵トルクTdf，Tdr）の絶対値を表しているものであり、前記計算した操舵トルクTdが正であれば定数b1，b2および定数Cを正の値とするとともに、前記計算した操舵トルクTdが負であれば定数b1，b2および定数Cを前記正の定数b1，b2および定数Cと同じ絶対値を有する負の値とする。
【００４８】
また、前記式１３，１４中のMh2は、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作が切込み操作から戻し操作に変わった際に、計算される見込み横加速度Gdfと見込み横加速度Gdrとを連続的に繋げるためすなわち切込み操作と戻し操作間でヒステリシス特性を構成するためのヒステリシス項である。このヒステリシス項Mh2は、ある操舵トルクTdが供給された時点における切込み操作時の見込み横加速度Gdfと戻し操作時の見込み横加速度Gdrとの比率に基づいて決定され、下記式１５のように表される。
Mh2＝nq・(Kq・Td)   …式１５
ただし、前記式１５中のKqは後述する操舵トルクTdに対する最小変化感度（ウェーバー比）であり、nqは最小変化感度に対する所定の係数である。なお、本実施形態においては、ヒステリシス項Mh2を前記式１５のように操舵角θを含まずに導出するように実施したが、これに代えてまたは加えて、例えば、操舵角θを含んで同操舵角θに依存するように導出することも可能である。
【００４９】
このように、ヒステリシス項Mh2が計算されることにより、前記式１１または式１２に従って計算された見込み横加速度Gdfと前記式１３または式１４に従って計算された見込み横加速度Gdrとが連続的に繋がるため、見込み横加速度Gdfから見込み横加速度Gdrへ、逆に、見込み横加速度Gdrから見込み横加速度Gdfへスムーズに切り替えることができる。また、前記式１５に従ってヒステリシス項Mh2が計算されることにより、切込み操作と戻し操作間の変更時点における見込み横加速度Gdf，Gdrが維持される。このため、後述するように、見込み横加速度Gdf，Gdrに基づいて計算される補正目標転舵角δdaに転舵された左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、例えば、道路から入力される外乱などによって、その実転舵角δが変化することを防止することができ、運転者が見込んだ車両の挙動を維持することができる。
【００５０】
さらに、操舵トルクTdが所定値Tg未満のときに、前記式１１および前記式１３に従って見込み横加速度Gdfおよび見込み横加速度Gdrが計算されることにより、操舵ハンドル１１が中立位置を跨いで回動操作される場合であっても、前記式１１および前記式１３は、原点「０」を通る関数であるため、見込み横加速度Gdfと見込み横加速度Gdrが非連続となることが防止される。
【００５１】
すなわち、所定値Tg未満においては、前記式１１および前記式１３は、ともに原点「０」を通る関数である。このため、運転者が見込み横加速度を、例えば、右方向から左方向へ変化する横加速度を見込んだとすれば、トルク−横加速度変換部５２は、前記式１３に従って一次関数的に「０」に収束する見込み横加速度Gdrを計算するとともに前記式１１に従って「０」から一次関数的に増大する見込み横加速度Gdfを計算する。したがって、見込み横加速度Gdfと見込み横加速度Gdrは、「０」で連続となり、見込み横加速度の知覚方向が変化する場合、言い換えると、検出操舵角θが正負逆転する場合においても、極めてスムーズに見込み横加速度Gdf，Gdrを切り替えることができて、運転者は違和感を覚えることがない。なお、この場合も、前記式１１〜式１５の演算に代えて、操舵トルクTdに対する見込み横加速度Gdf，Gdrを記憶した図４に示すような特性の変換テーブルを用いて、見込み横加速度Gdf，Gdrを計算するようにしてもよい。
【００５２】
ここで、切込み操作時に適用される前記式１２について説明しておく。なお、戻し操作時に適用される前記式１４については、前記式１２における操舵トルクTdが操舵トルク(Td−Mh)で表されること以外同様に構成されているため前記式１２を詳細に説明することにより、その説明を省略する。前記式７を用いて操舵トルクTdを消去すると、下記式１６に示すようになる。
Gdf＝C・(To・exp(K1・θ))K2＝C・ToK2・exp(K1・K2・θ)＝Go・exp(K1・K2・θ)  …式１６
前記式１６において、Goは定数C・ToK2であり、式１６は、運転者による操舵ハンドル１１の操舵角θに対して見込み横加速度Gdfが指数関数的に変化していることを示す。なお、前記式１４も上記式１２から式１６への変形と同様に変形することにより、操舵角θに対して見込み横加速度Ｇdrが指数関数的に変化する。そして、この見込み横加速度Gdfは、車内の所定部位への運転者の体の一部の接触によって運転者が知覚し得る物理量であり、前述したウェーバー・ヘフナーの法則に従ったものである。したがって、操舵トルクTdが所定値Tg以上のときに、運転者が、この見込み横加速度Gdfに等しい横加速度を知覚しながら操舵ハンドル１１を回動操作することができれば、操舵ハンドル１１の回動操作と車両の操舵との関係を人間の知覚特性に対応させることができる。
【００５３】
このように、前記式１２（すなわち前記式１６）に示された見込み横加速度Gdfは操舵ハンドル１１の操作量である操舵角θに対して指数関数的に変化するものであるので、人間の知覚特性に合ったものである。さらに、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作にとって最も簡単な方法は操舵ハンドル１１を一定速度ω（θ＝ω・ｔ）で回動することであり、この回動操作によれば、見込み横加速度Gdfは下記式１７に示すように時間tに対して指数関数的に変化する。したがって、これからも、前記見込み横加速度Gdfに等しい横加速度を知覚しながら操舵ハンドル１１を回動操作することができれば、運転者の操舵ハンドル１１の回動操作が簡単になることがわかる。
Gdf＝Go・exp(K0・ω・ｔ)  …式１７
ただし、K0は、K0＝K1・K2の関係にある定数である。
【００５４】
また、前記式１４に示されるように、操舵トルクTdが所定値Tg未満である場合、見込み横加速度Gdfは一次関数的に変化する。これは、操舵トルクTdが所定値Tg未満のとき、すなわち操舵角θが「０」近傍（操舵ハンドル１１の中立位置近傍）に保たれる場合において、前記式１２，１４に従って見込み横加速度Gdf，Gdrを計算した場合には、見込み横加速度Gdf，Gdrが「０」に収束せず、これは現実的でない。しかしながら、前述のように、操舵ハンドル１１が中立位置近傍、すなわち操舵トルクTdが所定値Tg未満であれば、見込み横加速度Gdを前記式１１，１３に従って計算することにより、操舵ハンドル１１が中立位置方向へ回動された場合には、見込み横加速度Gdf，Gdrが「０」に収束するため、この問題は解決される。
【００５５】
次に、前記式１〜１７で用いたパラメータK1，K2，C（所定値K1，K2，C）の決め方について説明しておく。なお、このパラメータK1，K2，Cの決め方についての説明では、前記式１〜１７の操舵トルクTdf，Tdrおよび見込み横加速度Gdf，Gdrについては、操舵トルクTおよび横加速度Gとして扱う。前述したウェーバー・ヘフナーの法則によれば、「人間の知覚できる最小の物理量変化ΔＳとその時点での物理量Ｓとの比ΔＳ／Ｓは、物理量Ｓの値によらず一定となり、その比ΔＳ／Ｓをウェーバー比という」ことになっている。本発明者等は、操舵トルクおよび横加速度に関し、前記ウェーバー・ヘフナーの法則が成立することを確認するとともに、ウェーバー比を決定するために、次のような実験を、男女、年齢、車両の運転歴などの異なる種々の人間に対して行った。
【００５６】
操舵トルクに関しては、車両の操舵ハンドルにトルクセンサを組付け、操舵ハンドルに検査用のトルクを外部から付与するとともに同検査用トルクを種々の態様で変化させながら、この検査用トルクに抗して人間が操舵ハンドルに操作力を加えて同操舵ハンドルを回転させないように調整する人間の操舵トルク調整能力を計測した。すなわち、前記状況下で、ある時点での検出操舵トルクをTとし、同検出操舵トルクTからの変化を知覚し得る最小の操舵トルク変化量をΔTとしたときの比の値ΔT／Tすなわちウェーバー比を種々の人間に対して計測した。この実験の結果によれば、操舵ハンドルの操作方向、操舵ハンドルを把持する手の状態、検査用トルクの大きさおよび方向によらず、種々の人間に対してウェーバー比ΔT／Tはほぼ一定の値αとなった。
【００５７】
横加速度に関しては、運転席の側方に壁部材を設けて同壁部材に人間の肩の押圧力を検出する力センサを組付け、人間に操舵ハンドルを把持させるとともに壁部材の力センサに肩を接触させ、壁部材に検査用の力を人間に対して横方向に外部から付与するとともに同検査用の力を種々の態様で変化させながら、この検査用の力に抗して人間が壁部材を押して壁部材が移動しないように調整する、すなわち姿勢を維持する人間の横力調整能力を計測した。すなわち、前記状況下で、ある時点での外部からの横力に耐えて姿勢を維持する検出力をFとし、同検出力Fからの変化を知覚し得る最小の力変化量をΔFしたときの比の値ΔF／Fすなわちウェーバー比を種々の人間に対して計測した。この実験の結果によれば、壁部材に付与される基準力の大きさおよび方向によらず、種々の人間に対してウェーバー比ΔF／Fはほぼ一定の値βとなった。
【００５８】
一方、前記式７を微分するとともに、同微分した式において式７を考慮すると、下記式１８が成立する。
ΔT＝To・exp(K1・θ)・K1・Δθ＝T・K1・Δθ  …式１８
この式１８を変形するとともに、前記実験により求めた操舵トルクに関するウェーバー比ΔT／TをKtとすると、下記式１９が成立する。
K1＝ΔT／(T・Δθ)＝Kt／Δθ  …式１９
【００５９】
また、最大操舵トルクをTmaxとすれば、前記式７より下記式２０が成立する。
Tmax＝To・exp(K1・θmax)  …式２０
この式２０を変形すれば、下記式２１が成立する。
K1＝log(Tmax／To)／θmax  …式２１
そして、前記式１９および式２１から下記式２２が導かれる。
Δθ＝Kt／K1＝Kt・θmax／log(Tmax／To)  …式２２
この式２２において、Ktは操舵トルクTのウェーバー比であり、θmaxは操舵角の最大値であり、Tmaxは操舵トルクの最大値であり、Toは人間が知覚し得る最小操舵トルクに対応するものであり、これらの値Kt，θmax，Tmax，Toはいずれも実験およびシステムによって決定される定数であるので、前記微分値Δθと前記式２２を用いて計算できる。そして、この微分値Δθとウェーバー比Ktを用いて、前記式１９に基づいて所定値（係数）K1も計算できる。
【００６０】
また、前記式１２を微分するとともに、同微分した式において式１２を考慮すると、下記式２３が成立する。
ΔG＝C・K2・TK2-1・ΔT＝G・K2・ΔT／T  …式２３
この式２３を変形し、かつ前記実験により求めた操舵トルクに関するウェーバー比ΔT／TをKtとするとともに、横加速度に関するウェーバー比ΔF／FをKaとすると下記式２４，２５が成立する。
ΔG／G＝K2・ΔT／T  …式２４
K2＝Ka／Kt  …式２５
この式２５において、Ktは操舵トルクに関するウェーバー比であるとともに、Kaは横加速度に関するウェーバー比であって、共に定数として与えられるものであるので、これらのウェーバー比Kt，Kaを用いて、前記式２５に基づいて係数K2も計算できる。
【００６１】
また、横加速度の最大値をGmaxとし、操舵トルクの最大値をTmaxとすれば、前記式１２から下記式２６が導かれる。
C＝Gmax／TmaxK2  …式２６
そして、この式２６においては、GmaxおよびTmaxは実験及びシステムによって決定される定数であり、かつK2は前記式２５によって計算されるものであるので、定数（係数）Cも計算できる。
【００６２】
以上のように、操舵角θの最大値θmax、操舵トルクTの最大値Tmax、横加速度Gの最大値Gmax、最小操舵トルクTo，最小感知横加速度Go，操舵トルクTに関するウェーバー比Kt、および横加速度に関するウェーバー比Kaを、実験およびシステムによって決定すれば、前記式１〜１６における係数K1、K2，Cを予め計算により決定しておくことができる。したがって、変位−トルク変換部４１，５１およびトルク−横加速度変換部５２においては、前記式１〜１６を用いて、運転者の知覚特性に合った反力トルクTzf，Tzd、操舵トルクTdf，Tdrおよび見込み横加速度Gdf，Gdrを計算できる。
【００６３】
ふたたび、図２の説明の戻ると、トルク−横加速度変換部５２にて計算された見込み横加速度Gdf，Gdrは、転舵角変換部５３に供給される。なお、転舵角変換部５３は、トルク−横加速度変換部５２から供給される見込み横加速度Gdf，Gdrがいずれの場合であっても後述する計算を同様に実行するため、以下の説明においては見込み横加速度Gdf，Gdrをまとめて見込み横加速度Gdとして説明する。転舵角変換部５３は、見込み横加速度Gdを発生するのに必要な左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の目標転舵角δdを計算するものであり、図５に示すように車速Vに応じて変化して見込み横加速度Gdに対する目標転舵角δdの変化特性を表すテーブルを有する。このテーブルは、車速Vを変化させながら車両を走行させて、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角δと横加速度Gとを予め実測して収集したデータの集合である。そして、転舵角変換部５３は、このテーブルを参照して、前記入力した見込み横加速度Gdと車速センサ３３から入力した検出車速Vとに対応した目標転舵角δdを計算する。また、前記テーブルに記憶されている横加速度G（見込み横加速度Gd）と目標転舵角δdはいずれも正であるが、転舵角変換部５３から供給される見込み横加速度Gdが負であれば、出力される目標転舵角δdも負となる。
【００６４】
なお、目標転舵角δdは下記式２７に示すように車速Vと横加速度Gの関数であるので、前記テーブルを参照することに代えて、下記式２７の演算の実行によっても計算することができる。
δd＝Ｌ・(１＋Ａ・Ｖ2)・Ｇd／Ｖ2  …式２７
ただし、前記式２７中のLはホイールベースを示す予め決められた所定値であり、Aは予め決められた所定値である。
【００６５】
この計算された目標転舵角δdは、転舵制御部６０の転舵角補正部６１に供給される。転舵角補正部６１は、トルク−横加速度変換部５２から見込み横加速度Gdを入力するとともに、横加速度センサ３４によって検出された実横加速度Gをも入力しており、下記式２８の演算を実行して入力した目標転舵角δdを補正し、補正目標転舵角δdaを計算する。
δda＝δd＋K3・(Gd−G)  …式２８
ただし、係数K3は予め決められた正の定数であり、実横加速度Gが見込み横加速度Gdに満たない場合には、補正目標転舵角δdaの絶対値が大きくなる側に補正される。また、実横加速度Gが見込み横加速度Gdを超える場合には、補正目標転舵角δdaの絶対値が小さくなる側に補正される。この補正により、見込み横加速度Gdに必要な左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角がより精度よく確保される。
【００６６】
この計算された補正目標転舵角δdaは、駆動制御部６２に供給される。駆動制御部６２は、転舵角センサ３２によって検出された実転舵角δを入力し、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が補正目標転舵角δdaに転舵されるように転舵アクチュエータ２１内の電動モータの回転をフィードバック制御する。また、駆動制御部６２は、駆動回路３７から同電動モータに流れる駆動電流も入力し、転舵トルクに対応した大きさの駆動電流が同電動モータに適切に流れるように駆動回路３７をフィードバック制御する。この転舵アクチュエータ２１内の電動モータの駆動制御により、同電動モータの回転は、転舵出力軸２２を介してピニオンギア２３に伝達され、ピニオンギア２３によりラックバー２４を軸線方向に変位させる。そして、このラックバー２４の軸線方向の変位により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は補正目標転舵角δdaに転舵される。
【００６７】
上記作動説明からも理解できるように、上記第１実施形態によれば、操舵ハンドル１１に対する運転者の操作入力値としての操舵角θは変位−トルク変換部５１によって操舵トルクTdfまたはヒステリシス項Mh1が付与された操舵トルクTdrに変換される。また、変換された操舵トルクTdf，Tdrはトルク−横加速度変換部５２によって見込み横加速度Gdfまたはヒステリシス項Mh2が付与された見込み横加速度Gdrに変換される。そして、転舵角変換部５３、転舵角補正部６１および駆動制御部６２により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は見込み横加速度Gdf，Gdrの発生に必要な補正目標転舵角δdaに転舵される。このように、ヒステリシス項Mh1， Mh2を付与することにより、切込み操作と戻し操作間にヒステリシス特性を付与することができ、例えば、外乱（例えば、路面から転舵輪を介して操舵ハンドル１１に伝達される回動力）などによって、運転者が意図しない操舵ハンドル１１の回動が生じた場合であっても、運転者が見込んでいる見込み横加速度Gdf，Gdrが確保される。これにより、見込み横加速度Gdf，Gdrで車両が運動するために必要な補正目標転舵角δdaに左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵された状態が維持されるため、車両挙動の乱れを良好に抑制することができる。
【００６８】
また、ヒステリシス項Mh1，Mh2が操舵トルクTdf，Tdrに応じて決定されることにより、運転者の操舵ハンドル１１操作に対して、最適なヒステリシス特性を付与することができる。このため、運転者は操舵ハンドル１１の操作に関する違和感や同操舵ハンドル１１の操作に起因する車両の挙動に違和感を覚えることがない。さらに、切込み操作を判別するための検出時間に対して戻し操作を判別するための検出時間を大きく（長く）設定し、切込み操作と戻し操作とを判別してヒステリシス特性を付与することができる。これにより、例えば、運転者による操舵ハンドル１１の微小な回動操作、より具体的には、運転者による微小な戻し操作に伴う頻繁なヒステリシス特性の付与を抑制することができる。したがって、運転者は、切込み操作と戻し操作間の頻繁な変更に伴う違和感を覚えることがない。
【００６９】
また、操舵角θが所定の操舵角θz未満であるときには、前記式１，３および前記式６，８に従って操舵トルクTd（反力トルクTz）を「０」に収束させることができるため、操舵ハンドル１１の中立位置付近すなわち操舵角θが「０」付近での回動方向への振動の発生を防止することができる。
【００７０】
そして、操舵トルクTdは、反力トルクTzと等しいため、反力アクチュエータ１３の作用によって運転者が操舵ハンドル１１から知覚し得る物理量であるとともに、操舵角θに対して指数関数的に変化するものであるので、運転者はウェーバー・ヘフナーの法則に従った反力を感じながら人間の知覚特性に従って操舵ハンドル１１を回動操作できる。また、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵によって車両に発生する実横加速度Gも知覚し得る物理量であるとともに、この実横加速度Gは見込み横加速度Gdと等しくなるように制御される。さらに、この見込み横加速度Gdも運転者が入力した操舵角θから計算される操舵トルクTdに対してべき乗関数的（式１２を式１６に変形することにより操舵角θに対して指数関数的）に変化する。したがって、運転者はウェーバー・ヘフナーの法則に従った横加速度を感じながら人間の知覚特性に従って操舵ハンドル１１を回動操作して、車両を旋回させることができる。その結果、運転者は、人間の知覚特性に合わせて操舵ハンドル１１を操作できるので、車両の運転が簡単になる。
【００７１】
次に、操舵ハンドル１１の操作入力値として操舵トルクTを利用するようにした上記第１実施形態の変形例について説明する。この変形例においては、図１に破線で示すように、操舵入力軸１２に組み付けられて操舵ハンドル１１に入力された操舵トルクを検出するとともに、同検出された操舵トルクを操舵トルクTとして出力する操舵トルクセンサ３８を備えている。他の構成については上記第１実施形態と同じであるが、電子制御ユニット３５にて実行されるコンピュータプログラムは上記第１実施形態の場合と若干異なる。
【００７２】
この変形例の場合には、前記コンピュータプログラムを表す図２の機能ブロック図において、変位−トルク変換部５１は設けられておらず、トルク−横加速度変換部５２が、上記第１実施形態における変位−トルク変換部５１にて計算される操舵トルクTdf，Tdrに代えて、操舵トルクセンサ３８によって検出された操舵トルクTを用いて見込み横加速度Gdf，Gdrを計算する。すなわち、操舵トルクセンサ３８から出力される操舵トルクTは、入力された操舵トルクに対し、切込み操作または戻し操作に応じて前記式６〜１０と同様の計算が実行されて出力され、前記式１１〜１６と同様の計算を実行して見込み横加速度Gdf，Gdrを決定する。なお、この場合も、前記式１１〜１６の演算の実行に代え、図４に示す特性を表すテーブルを用いて見込み横加速度Gdf，Gdrを計算するようにしてもよい。また、電子制御ユニット３５にて実行される他のプログラム処理については上記第１実施形態の場合と同じである。
【００７３】
この変形例によれば、操舵ハンドル１１に対する運転者の操作入力値としての操舵トルクTがトルク−横加速度変換部５２によって見込み横加速度Gdfまたはヒステリシス項Mh2が付与された見込み横加速度Gdrに変換され、転舵角変換部５３、転舵角補正部６１および駆動制御部６２により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は見込み横加速度Gdf，Gdrの発生に必要な補正目標転舵角δdaに転舵される。そして、この場合も、操舵トルクTは運転者が操舵ハンドル１１から知覚し得る物理量であるとともに、操舵トルクTに対して見込み横加速度Gdf，Gdrはべき乗関数的（式１２を式１６に変形することにより、また、同様に式１４を変形することにより指数関数的）に変化するものであるので、運転者はウェーバー・ヘフナーの法則に従った反力を感じながら人間の知覚特性に従って操舵ハンドル１１を回動操作できる。したがって、この変形例においても、上記第１実施形態の場合と同様に、運転者はウェーバー・ヘフナーの法則に従った横加速度を感じながら人間の知覚特性に従って操舵ハンドル１１を回動操作して、車両を旋回させることができるので、上記第１実施形態の場合と同様な効果が期待される。
【００７４】
さらに、上記第１実施形態による車両の操舵制御と、前記変形例による車両の操舵制御とを切り替え可能にしてもよい。すなわち、操舵角センサ３１と操舵トルクセンサ３８の両方を備え、上記第１実施形態のように変位−トルク変換部５１にて計算される操舵トルクTdを用いて見込み横加速度Ｇdを計算する場合と、操舵トルクセンサ３８によって出力された操舵トルクTを用いて見込み横加速度Ｇdを計算する場合とを切り替えて利用可能とすることもできる。この場合、前記切り替えを、運転者の意思により、または車両の運動状態に応じて自動的に切り替えるようにするとよい。
【００７５】
また、上記第１実施形態においては、転舵角補正部６１が、見込み横加速度Ｇdと実横加速度Gとの差Gd−Gに応じて目標転舵角δdを補正するようにした。しかし、これに代え、または加えて、転舵角補正部６１が、見込み横加速度Gdに対応した見込みヨーレートγdと実ヨーレートγとの差γd−γに応じて目標転舵角δdを補正するようにしてもよい。この場合、見込みヨーレートγdを、見込み横加速度Gdおよび車速Vを用いて下記式２９の演算により計算する。
γd＝Gd／Ｖ  …式２９
【００７６】
そして、この計算した見込みヨーレートγdと、図１に破線で示すようにヨーレートセンサ３９によって検出された実ヨーレートγとを用いた下記式３０に基づいて補正目標転舵角δdaを計算するようにすればよい。
δda＝δd＋K4・(γd−γ)  …式３０
ただし、係数K4は予め決められた正の定数であり、実ヨーレートγが見込みヨーレートγdに満たない場合には、補正目標転舵角δdaの絶対値が大きくなる側に補正される。また、実ヨーレートγが見込みヨーレートγdを超える場合には、補正目標転舵角δdaの絶対値が小さくなる側に補正される。この補正により、見込みヨーレートγdに必要な左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角がより精度よく確保される。
【００７７】
ｂ．第２実施形態
次に、上記第１実施形態における運動状態量としての横加速度に代えて、ヨーレートを用いた本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態においては、図１に破線で示すように、上記第１実施形態における横加速度センサ３４に代えて、運転者が知覚し得る運動状態量である実ヨーレートγを検出して出力するヨーレートセンサ３９を備えている。
【００７８】
この第２実施形態においては、電子制御ユニット３５にて実行されるコンピュータプログラムが図６の機能ブロック図により示されている。この場合、感覚適合制御部５０において、変位−トルク変換部５１は上記第１実施形態と同様に機能するが、上記第１実施形態のトルク−横加速度変換部５２に代えてトルク−ヨーレート変換部５４が設けられている。
【００７９】
このトルク−ヨーレート変換部５４は、変位−トルク変換部５１から計算された操舵トルクTdf，Tdrが供給される。なお、この第２実施形態においても、トルク−ヨーレート変換部５４は、変位−トルク変換部５１から供給される操舵トルクTdf，Tdrがいずれの場合であっても後述する計算を同様に実行するため、以下の説明においては操舵トルクTdf，Tdrをまとめて操舵トルクTdとして説明する。そして、トルク−ヨーレート変換部５４は、運転者が操舵ハンドル１１の切込み操作により見込んでいる見込みヨーレートγdfを下記式３１，３２に従って計算し、戻し操作により見込んでいる見込みヨーレートγdrを下記式３３，３４に従って計算する。このとき、トルク−ヨーレート変換部５４は、見込みヨーレートγdf，γdrを、操舵トルクTdの絶対値が正の所定値Tg未満であれば下記式３１，３３に従って計算し、操舵トルクTdの絶対値が正の所定値Tg以上であれば下記式３２，３４に従って計算する。ここで、下記式３１または式３３は上記第１実施形態と同じく操舵トルクTdの一次関数式であって操舵トルクTdが「０」のときに見込みヨーレートγdf，γdrが「０」となる関数である。また、下記式３２，３４は上記実施形態と同じく操舵トルクTdのべき乗関数であり、下記式３１，３３と所定値Tgにて連続的に接続するものである。
γdf＝b1・Td  （｜Td｜＜Tg）  …式３１
γdf＝C・TdK2  （Tg≦｜Td｜）  …式３２
γdr＝b2・Td−Mh2  （｜Td｜＜Tg）  …式３３
γdr＝C・(Td−Mh2)K2  （Tg≦｜Td｜）  …式３４
ただし、前記式３１中のb1および前記式３３中のb2は一次関数の傾きを表す定数であり、前記式３２，３４中のC，K2は定数である。また、前記式３１〜３４中の操舵トルクTdは前記式６〜１０を用いて計算した操舵トルクTd（すなわち操舵トルクTdf，Tdr）の絶対値を表しているものであり、前記計算した操舵トルクTdが正であれば定数b1，b2および定数Cを正の値とするとともに、前記計算した操舵トルクTdが負であれば定数b1，b2および定数Cを前記正の定数b1，b2および定数Cと同じ絶対値を有する負の値とする。
【００８０】
また、前記式３３，３４中のMh2は、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作が切込み操作から戻し操作に変わった際に、計算される見込みヨーレートγdfと見込みヨーレートγdrとを連続的に繋げるためすなわち切込み操作と戻し操作間でヒステリシス特性を構成するためのヒステリシス項である。このヒステリシス項Mh2は、ある操舵トルクTdが供給された時点における切込み操作時の見込みヨーレートγdfと戻し操作時の見込みヨーレートγdrとの比率に基づいて決定され、下記式３５のように表される。
Mh2＝nq・(Kq・Td)   …式３５
ただし、前記式３５中のKqは操舵トルクTdに対するウェーバー比であり、nqは最小変化感度に対する所定の係数である。なお、本実施形態においても、ヒステリシス項Mh2を前記式３５のように操舵角θを含まずに導出するように実施したが、これに代えてまたは加えて、例えば、操舵角θを含んで同操舵角θに依存するように導出することも可能である。
【００８１】
このように、ヒステリシス項Mh2が計算されることにより、前記式３１または式３２に従って計算された見込みヨーレートγdfと前記式３３または式３４に従って計算された見込みヨーレートγdrとが連続的に繋がるため、見込みヨーレートγdfから見込みヨーレートγdrへ、逆に、見込みヨーレートγdrから見込みヨーレートγdfへスムーズに切り替えることができる。また、前記式３５に従ってヒステリシス項Mh2が計算されることにより、切込み操作と戻し操作間の変更時点における見込みヨーレートγdf，γdrが維持される。このため、後述するように、見込みヨーレートγdf，γdrに基づいて計算される補正目標転舵角δdaに転舵された左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、例えば、道路から入力される外乱などによって、その実転舵角δが変化することを防止することができ、運転者が見込んだ車両の挙動を維持することができる。
【００８２】
さらに、操舵トルクTdが所定値Tg未満のときに、前記式３１および前記式３３に従って見込みヨーレートγdfおよび見込みヨーレートγdrが計算されることにより、操舵ハンドル１１が中立位置を跨いで回動操作される場合であっても、前記式３１および前記式３３は、原点「０」を通る関数であるため、見込みヨーレートγdfと見込みヨーレートγdrが非連続となることが防止される。
【００８３】
すなわち、所定値Tg未満においては、前記式３１および前記式３３は、ともに原点「０」を通る関数である。このため、運転者が見込みヨーレートを、例えば、右方向から左方向へ変化するヨーレートを見込んだとすれば、トルク−横加速度変換部５２は、前記式３３に従って一次関数的に「０」に収束する見込みヨーレートγdrを計算するとともに前記式３１に従って「０」から一次関数的に増大する見込みヨーレートγdfを計算する。したがって、見込みヨーレートγdfと見込みヨーレートγdrは、「０」で連続となり、見込みヨーレートの知覚方向が変化する場合、言い換えると、検出操舵角θが正負逆転する場合においても、極めてスムーズに見込みヨーレートγdf，γdrを切り替えることができて、運転者は違和感を覚えることがない。なお、この場合も、前記式３１〜３５の演算に代えて、操舵トルクTdに対する見込みヨーレートγdf，γdrを記憶した図４に示すような特性の変換テーブルを用いて、見込みヨーレートγdf，γdrを計算するようにしてもよい。
【００８４】
また、トルク−ヨーレート変換部５４にて計算された見込みヨーレートγdf，γdrは、転舵角変換部５５に供給される。なお、転舵角変換部５５は、トルク−ヨーレート変換部５４から供給される見込みヨーレートγdf，γdrがいずれの場合であっても後述する計算を同様に実行するため、以下の説明においては見込みヨーレートγdf，γdrをまとめて見込みヨーレートγdとして説明する。転舵角変換部５５は、見込みヨーレートγdを発生するのに必要な左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の目標転舵角δdを計算するものであり、図８に示すように車速Vに応じて変化して見込みヨーレートγdに対する目標転舵角δdの変化特性を表すテーブルを有する。このテーブルは、車速Vを変化させながら車両を走行させて、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角δとヨーレートγとを予め実測して収集したデータの集合である。そして、転舵角変換部５５は、このテーブルを参照して、前記入力した見込みヨーレートγdと車速センサ３３から入力した検出車速Vに対応した目標転舵角δdを計算する。また、前記テーブルに記憶されているヨーレートγ（見込みヨーレートγd）と目標転舵角δdはいずれも正であるが、トルク−ヨーレート変換部５４から供給される見込みヨーレートγdが負であれば、出力される目標転舵角δdも負となる。
【００８５】
なお、目標転舵角δdは下記式３６に示すように車速Vとヨーレートγの関数であるので、前記テーブルを参照することに代えて、下記式３６の演算の実行によっても計算することができる。
δd＝Ｌ・(１＋Ａ・Ｖ2)・γd／Ｖ  …式３６
ただし、前記式３６においても、Lはホイールベースを示す予め決められた所定値であり、Aは予め決められた所定値である。
【００８６】
この計算された目標転舵角δdは、転舵制御部６０の転舵角補正部６３に供給される。転舵角補正部６３は、トルク−ヨーレート変換部５４から見込みヨーレートγdを入力するとともに、ヨーレートセンサ３９によって検出された実ヨーレートγをも入力しており、下記式３７の演算を実行して、入力した目標転舵角δdを補正して補正目標転舵角δdaを計算する。
δda＝δd＋K5・(γd−γ)  …式３７
ただし、係数K5は予め決められた正の定数であり、実ヨーレートγが見込みヨーレートγdに満たない場合には、補正目標転舵角δdaの絶対値が大きくなる側に補正される。また、実ヨーレートγが見込みヨーレートγdを超える場合には、補正目標転舵角δdaの絶対値が小さくなる側に補正される。この補正により、見込みヨーレートγdに必要な左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角δがより精度よく確保される。
【００８７】
また、電子制御ユニット３５にて実行される他のプログラム処理については上記第１実施形態の場合と同じである。そして、図６の機能ブロック図において、上記第１実施形態の図２と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００８８】
そして、上記説明した第２実施形態においても、操舵ハンドル１１に対する運転者の操作入力値としての操舵角θは変位−トルク変換部５１によって操舵トルクTdfまたはヒステリシス項Mh1が付与された操舵トルクTdrに変換される。また、ヨーレートγdfまたはヒステリシス項Mh2が付与されたヨーレートγdrに変換される。そして、転舵角変換部５５、転舵角補正部６３および駆動制御部６２により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は見込みヨーレートγdf，γdrの発生に必要な補正目標転舵角δdaに転舵される。このように、ヒステリシス項Mh1， Mh2を付与することにより、切込み操作と戻し操作間にヒステリシス特性を付与することができ、例えば、外乱（例えば、路面から転舵輪を介して操舵ハンドル１１に伝達される回動力）などによって、運転者が意図しない操舵ハンドル１１の回動が生じた場合であっても、運転者が見込んでいる見込みヨーレートγdf，γdrが確保される。これにより、見込みヨーレートγdf，γdrで車両が運動するために必要な補正目標転舵角δdaに左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵された状態が維持されるため、車両挙動の乱れを良好に抑制することができる。
【００８９】
また、ヒステリシス項Mh1，Mh2が操舵トルクTdf，Tdrに応じて決定されることにより、運転者の操舵ハンドル１１操作に対して、最適なヒステリシス特性を付与することができる。このため、運転者は操舵ハンドル１１の操作に関する違和感や同操舵ハンドル１１の操作に起因する車両の挙動に違和感を覚えることがない。さらに、切込み操作を判別するための検出時間に対して戻し操作を判別するための検出時間を大きく（長く）設定し、切込み操作と戻し操作とを判別してヒステリシス特性を付与することができる。これにより、例えば、運転者による操舵ハンドル１１の微小な回動操作、より具体的には、運転者による微小な戻し操作に伴う頻繁なヒステリシス特性の付与を抑制することができる。したがって、運転者は、切込み操作と戻し操作間の頻繁な変更に伴う違和感を覚えることがない。
【００９０】
この場合も、操舵角θが所定の操舵角θz未満であるときには、前記式１，３に従って操舵トルクTd（反力トルクTz）を「０」に収束させることができるため、操舵ハンドル１１の中立位置付近すなわち操舵角θが「０」付近での回動方向への振動の発生を防止することができる。
【００９１】
そして、この場合も、操舵トルクTdは、反力トルクTzと等しいため、反力アクチュエータ１３の作用によって運転者が操舵ハンドル１１から知覚し得る物理量であるとともに、操舵角θに対して指数関数的に変化するものであるので、運転者はウェーバー・ヘフナーの法則に従った反力を感じながら人間の知覚特性に従って操舵ハンドル１１を回動操作できる。
【００９２】
また、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵によって車両に発生するヨーレートγも知覚し得る物理量であるとともに、このヨーレートγは見込みヨーレートγdに等しくなるように制御され、さらに、この見込みヨーレートγdも操舵角θから計算される操舵トルクTdに対してべき乗関数的（上記第１実施形態の式１２から式１６への変形と同様に式３２，３４を変形することにより操舵角θに対して指数関数的）に変化する。したがって、運転者はウェーバー・ヘフナーの法則に従ったヨーレートを感じながら人間の知覚特性に従って操舵ハンドル１１を回動操作して、車両を旋回させることができる。その結果、運転者は、上記第１実施形態の場合と同様に、人間の知覚特性に合わせて操舵ハンドル１１を操作できるので、車両の運転が簡単になる。
【００９３】
また、転舵角補正部６３は、車両に実際に発生している実ヨーレートγが操舵ハンドル１１の操舵角θに正確に対応した実ヨーレートγが発生する。その結果、運転者は、人間の知覚特性により正確に合ったヨーレートを知覚しながら、操舵ハンドル１１を操作できるようになるので、車両の運転がより簡単になる。さらに、具体的な作用効果についても、上記第１実施形態の横加速度をヨーレートに換えた点を除けば、同じである。
【００９４】
また、この第２実施形態においても、上記第１実施形態の場合と同様に、操舵ハンドル１１の操作入力値として操舵トルクTを利用するように変形することもできる。この変形例においても、図１に破線で示すように、操舵入力軸１２に組み付けられて操舵ハンドル１１に入力された操舵トルクを操舵トルクTとして出力する操舵トルクセンサ３８を備えている。そして、変位−トルク変換部５１が省略され、トルク−ヨーレート変換部５４が、変位−トルク変換部５１にて計算される操舵トルクTdf，Tdrに代えて、操舵トルクセンサ３８によって検出された操舵トルクTを用いて見込みヨーレートγdfまたはヒステリシス項Mh2が付与されたヨーレートγdrを計算する。すなわち、操舵トルクセンサ３８から出力される操舵トルクTは、入力された操舵トルクに対し、切込み操作または戻し操作に応じて前記式６〜１０と同様の計算が実行されて出力され、前記式３１〜３５と同様の計算を実行して見込みヨーレートγdf，γdrを決定する。なお、この場合も、前記式３１〜３５の演算の実行に代え、図７に示す特性を表すテーブルを用いて見込みヨーレートγdf，γdrを計算するようにしてもよい。また、電子制御ユニット３５にて実行される他のプログラム処理については上記第２実施形態の場合と同じである。
【００９５】
この変形例によれば、操舵ハンドル１１に対する運転者の操作入力値としての操舵トルクTがトルク−ヨーレート変換部５４によって見込みヨーレートγdf，γdrに変換され、転舵角変換部５５、転舵角補正部６３および駆動制御部６２により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は見込みヨーレートγdの発生に必要な補正目標転舵角δdaに転舵される。このとき、出力される操舵トルクTは、入力された操舵トルクに対して、前記式６〜１０と同様の計算を実行して出力される。そして、この場合も、操舵トルクTは運転者が操舵ハンドル１１から知覚し得る物理量であるとともに、操舵トルクTに対して見込みヨーレートγdf，γdrはべき乗関数的（上記第１実施形態の式１２から式１６への変形と同様に式３２，３４を変形することにより指数関数的）に変化するものであるので、運転者はウェーバー・ヘフナーの法則に従った反力を感じながら人間の知覚特性に従って操舵ハンドル１１を回動操作できる。したがって、この変形例においても、上記第２実施形態の場合と同様に、運転者はウェーバー・ヘフナーの法則に従ったヨーレートを感じながら人間の知覚特性に従って操舵ハンドル１１を回動操作して、車両を旋回させることができるので、上記第２実施形態の場合と同様な効果が期待される。
【００９６】
さらに、上記第２実施形態による車両の操舵制御と、前記変形例による車両の操舵制御とを切り換え可能にしてもよい。すなわち、操舵角センサ３１と操舵トルクセンサ３８の両方を備え、上記第２実施形態のように変位−トルク変換部５１にて計算される目標操舵トルクTdを用いて見込みヨーレートγdを計算する場合と、操舵トルクセンサ３８によって出力された操舵トルクTを用いて見込みヨーレートγdを計算する場合とを切り換えて利用可能とすることもできる。この場合、前記切り換えを、運転者の意思により、または車両の運動状態に応じて自動的に切り換えるようにするとよい。
【００９７】
また、上記第２実施形態においては、転舵角補正部６３が、見込みヨーレートγdと実ヨーレートγとの差γd−γに応じて目標転舵角δdを補正するようにした。しかし、これに代え、または加えて、転舵角補正部６１が、見込みヨーレートγdに対応した見込み横加速度Gdと実横加速度Gとの差Gd−Gに応じて目標転舵角δdを補正するようにしてもよい。この場合、見込み横加速度Gdを、見込みヨーレートγdおよび車速Vを用いて下記式３８の演算により計算する。
Gd＝γd・Ｖ  …式３８
【００９８】
そして、この計算した見込み横加速度Gdと、新たに設けた横加速度センサ３４（図１参照）によって検出された実横加速度Gとを用いた下記式３９に基づいて補正目標転舵角δdaを計算するようにすればよい。
δda＝δd＋K6・(Gd−G)  …式３９
ただし、係数K6は予め決められた正の定数であり、実横加速度Gが見込み横加速度Gdに満たない場合には、補正目標転舵角δdaの絶対値が大きくなる側に補正される。また、実横加速度Gが見込み横加速度Gdを超える場合には、補正目標転舵角δdaの絶対値が小さくなる側に補正される。この補正により、見込み横加速度Gdに必要な左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角がより精度よく確保される。
【００９９】
ｃ．第３実施形態
次に、上記第１実施形態における運動状態量としての横加速度に代えて、旋回曲率を用いた本発明の第３実施形態について説明する。この第３実施形態においても、上記第１実施形態と同様に図１に示すように構成されている。ただし、電子制御ユニット３５にて実行されるコンピュータプログラムが上記第１実施形態の場合とは若干異なる。
【０１００】
この第３実施形態においては、電子制御ユニット３５にて実行されるコンピュータプログラムが図９の機能ブロック図により示されている。この場合、感覚適合制御部５０において、変位−トルク変換部５１は上記第1実施形態と同様に機能するが、上記第1実施形態のトルク−横加速度変換部５２に代えてトルク−曲率変換部５６が設けられている。
【０１０１】
このトルク−曲率変換部５６は、変位−トルク変換部５１から計算された操舵トルクTdf，Tdrが供給される。なお、この第３実施形態においても、トルク−曲率変換部５６は、変位−トルク変換部５１から供給される操舵トルクTdf，Tdrがいずれの場合であっても後述する計算を同様に実行するため、以下の説明においては操舵トルクTdf，Tdrをまとめて操舵トルクTdとして説明する。そして、トルク−曲率変換部５６は、運転者が操舵ハンドル１１の切込み操作により見込み旋回曲率ρdfを下記式４０，４１に従って計算し、戻し操作により見込んでいる見込み旋回曲率ρdrを下記式４２，４３に従って計算する。このとき、トルク−曲率変換部５６は、見込み旋回曲率ρdf，ρdrを、操舵トルクTdの絶対値が正の所定値Tg未満であれば下記式４０，４２に従って計算し、操舵トルクTdの絶対値が正の所定値Tg以上であれば下記式４１，４３に従って計算する。ここで、下記式４０または式４２は上記第１実施形態と同じく操舵トルクTdの一次関数式であって操舵トルクTdが「０」のときに見込み旋回曲率ρdf，ρdrが「０」となる関数である。また、下記式４１，４３は上記実施形態と同じく操舵トルクTdのべき乗関数であり、下記式４０，４２と所定値Tgにて連続的に接続するものである。
ρdf＝b1・Td  （｜Td｜＜Tg）  …式４０
ρdf＝C・TdK2  （Tg≦｜Td｜）  …式４１
ρdr＝b2・Td−Mh2  （｜Td｜＜Tg）  …式４２
ρdr＝C・(Td−Mh2)K2  （Tg≦｜Td｜）  …式４３
ただし、前記式４０中のb1および前記式４２中のb2は一次関数の傾きを表す定数であり、前記式４１，４３中のC，K2は定数である。また、前記式４０〜４３中の操舵トルクTdは前記式６〜１０を用いて計算した操舵トルクTd（すなわち操舵トルクTdf，Tdr）の絶対値を表しているものであり、前記計算した操舵トルクTdが正であれば定数b1，b2および定数Cを正の値とするとともに、前記計算した操舵トルクTdが負であれば定数b1，b2および定数Cを前記正の定数b1，b2および定数Cと同じ絶対値を有する負の値とする。
【０１０２】
また、前記式４２，４３中のMh2は、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作が切込み操作から戻し操作に変わった際に、計算される見込み旋回曲率ρdfと見込み旋回曲率ρdrとを連続的に繋げるためすなわち切込み操作と戻し操作間でヒステリシス特性を構成するためのヒステリシス項である。このヒステリシス項Mh2は、ある操舵トルクTdが供給された時点における切込み操作時の見込み旋回曲率ρdfと戻し操作時の見込み旋回曲率ρdrとの比率に基づいて決定され、下記式４４のように表される。
Mh2＝nq・(Kq・Td)   …式４４
ただし、前記式４４中のKqは操舵トルクTdに対するウェーバー比であり、nqは最小変化感度に対する所定の係数である。なお、本実施形態においても、ヒステリシス項Mh2を前記式４４のように操舵角θを含まずに導出するように実施したが、これに代えてまたは加えて、例えば、操舵角θを含んで同操舵角θに依存するように導出することも可能である。
【０１０３】
このように、ヒステリシス項Mh2が計算されることにより、前記式４０または式４１に従って計算された見込み旋回曲率ρdfと前記式４２または式４３に従って計算された見込み旋回曲率ρdrとが連続的に繋がるため、見込み旋回曲率ρdfから見込み旋回曲率ρdrへ、逆に、見込み旋回曲率ρdrから見込み旋回曲率ρdfへスムーズに切り替えることができる。また、前記式４４に従ってヒステリシス項Mh2が計算されることにより、切込み操作と戻し操作間の変更時点における見込み旋回曲率ρdf，ρdrが維持される。このため、後述するように、見込み旋回曲率ρdf，ρdrに基づいて計算される補正目標転舵角δdaに転舵された左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、例えば、道路から入力される外乱などによって、その実転舵角δが変化することを防止することができ、運転者が見込んだ車両の挙動を維持することができる。
【０１０４】
さらに、操舵トルクTdが所定値Tg未満のときに、前記式４０および前記式４２に従って見込み旋回曲率ρdfおよび見込み旋回曲率ρdrが計算されることにより、操舵ハンドル１１が中立位置を跨いで回動操作される場合であっても、前記式４０および前記式４２は、原点「０」を通る関数であるため、見込み旋回曲率ρdfと見込み旋回曲率ρdrが非連続となることが防止される。
【０１０５】
すなわち、所定値Tg未満においては、前記式４０および前記式４２は、ともに原点「０」を通る関数である。このため、運転者が見込み旋回曲率を、例えば、右方向から左方向へ変化する旋回曲率を見込んだとすれば、トルク−曲率変換部５６は、前記式４２に従って一次関数的に「０」に収束する見込み旋回曲率ρdrを計算するとともに前記式４０に従って「０」から一次関数的に増大する見込み旋回曲率ρdfを計算する。したがって、見込み旋回曲率ρdfと見込み旋回曲率ρdrは、「０」で連続となり、見込み旋回曲率の知覚方向が変化する場合、言い換えると、検出操舵角θが正負逆転する場合においても、極めてスムーズに見込み旋回曲率ρdf，ρdrを切り替えることができて、運転者は違和感を覚えることがない。なお、この場合も、前記式４０〜式４４の演算に代えて、操舵トルクTdに対する見込み旋回曲率ρdf，ρdrを記憶した図４に示すような特性の変換テーブルを用いて、見込み旋回曲率ρdf，ρdrを計算するようにしてもよい。
【０１０６】
また、トルク−曲率変換部５６にて計算された見込み旋回曲率ρdf，ρdrは、転舵角変換部５７に供給される。なお、転舵角変換部５７は、トルク−曲率変換部５６から供給される見込み旋回曲率ρdf，ρdrがいずれの場合であっても後述する計算を同様に実行するため、以下の説明においては見込み旋回曲率ρdf，ρdrをまとめて見込み旋回曲率ρdとして説明する。転舵角変換部５７は、見込み旋回曲率ρdを発生するのに必要な左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の目標転舵角δdを計算するものであり、図１１に示すように車速Ｖに応じて変化して見込み旋回曲率ρdに対する目標転舵角δdの変化特性を表すテーブルを有する。このテーブルは、車速Ｖを変化させながら車両を走行させて、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角δと旋回曲率ρとを予め実測して収集したデータの集合である。そして、転舵角変換部５７は、このテーブルを参照して、前記入力した見込み旋回曲率ρdと車速センサ３３から入力した検出車速Ｖとに対応した目標転舵角δdを計算する。また、前記テーブルに記憶されている旋回曲率ρ（見込み旋回曲率ρd）と目標転舵角δdはいずれも正であるが、転舵角変換部５７から供給される見込み横加速度γdが負であれば、出力される目標転舵角δdも負となる。
【０１０７】
なお、目標転舵角δdは下記式４５に示すように車速Ｖと旋回曲率ρの関数であるので、前記テーブルを参照することに代えて、下記式４５の演算の実行によっても計算することができる。
δd＝Ｌ・(１＋Ａ・Ｖ2)・ρd  …式４５
ただし、前記式４５においても、Lはホイールベースを示す予め決められた所定値であり、Ａは予め決められた所定値である。
【０１０８】
この計算された目標転舵角δdは、転舵制御部６０の転舵角補正部６４に供給される。転舵角補正部６４は、トルク−旋回曲率変換部５６から見込み旋回曲率ρdを入力するとともに、旋回曲率計算部６５から実旋回曲率ρも入力する。旋回曲率計算部６５は、横加速度センサ３４によって検出された横加速度Gと、または、ヨーレートセンサ３９によって検出されたヨーレートγと、車速センサ３３によって検出された車速Vとを用いて、下記式４６の演算の実行により実旋回曲率ρを計算して転舵角補正部６４に出力する。
ρ＝G／Ｖ2またはρ＝γ／Ｖ  …式４６
【０１０９】
そして、転舵角補正部６４は、下記式４７の演算を実行して、入力した目標転舵角δdを補正して補正目標転舵角δdaを計算する。
δda＝δd＋K7・(ρd−ρ)  …式４７
ただし、係数K7は予め決められた正の定数であり、実旋回曲率ρが見込み旋回曲率ρに満たない場合には、補正目標転舵角δdaの絶対値が大きくなる側に補正される。また、実旋回局率ρが見込み旋回曲率ρdを超える場合には、補正目標転舵角δdaの絶対値が小さくなる側に補正される。この補正により、見込み旋回曲率ρdに必要な左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角がより精度よく確保される。
【０１１０】
また、電子制御ユニット３５にて実行される他のプログラム処理については上記第１実施形態の場合と同じである。そして、図９の機能ブロック図において、上記第1実施形態の図２と同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１１１】
そして、上記説明した第３実施形態においても、操舵ハンドル１１に対する運転者の操作入力値としての操舵角θは変位−トルク変換部５１によって操舵トルクTdfまたはヒステリシス項Mh1が付与された操舵トルクTdrに変換される。また、変換された操舵トルクTdf，Tdrはトルク−旋回曲率変換部５６によって見込み旋回曲率ρdfまたはヒステリシス項Mh2が付与された見込み旋回曲率ρdrに変換される。そして、転舵角変換部５７，転舵角補正部６４および駆動制御部６２により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は見込み旋回曲率ρdf，ρdrの発生に必要な補正目標転舵角δdaに転舵される。このように、ヒステリシス項Mh1， Mh2を付与することにより、切込み操作と戻し操作間にヒステリシス特性を付与することができ、例えば、外乱（例えば、路面から転舵輪を介して操舵ハンドル１１に伝達される回動力）などによって、運転者が意図しない操舵ハンドル１１の回動が生じた場合であっても、運転者が見込んでいる見込み旋回曲率ρdf，ρdrが確保される。これにより、見込み旋回曲率ρdf，ρdrで車両が運動するために必要な補正目標転舵角δdaに左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵された状態が維持されるため、車両挙動の乱れを良好に抑制することができる。
【０１１２】
また、ヒステリシス項Mh1，Mh2が操舵トルクTdf，Tdrに応じて決定されることにより、運転者の操舵ハンドル１１操作に対して、最適なヒステリシス特性を付与することができる。このため、運転者は操舵ハンドル１１の操作に関する違和感や同操舵ハンドル１１の操作に起因する車両の挙動に違和感を覚えることがない。さらに、切込み操作を判別するための検出時間に対して戻し操作を判別するための検出時間を大きく（長く）設定し、切込み操作と戻し操作とを判別してヒステリシス特性を付与することができる。これにより、例えば、運転者による操舵ハンドル１１の微小な回動操作、より具体的には、運転者による微小な戻し操作に伴う頻繁なヒステリシス特性の付与を抑制することができる。したがって、運転者は、切込み操作と戻し操作間の頻繁な変更に伴う違和感を覚えることがない。
【０１１３】
また、操舵角θが所定の操舵角θz未満であるときには、前記式１，３に従って操舵トルクTd（反力トルクTz）を「０」に収束させることができるため、操舵ハンドル１１の中立位置付近すなわち操舵角θが「０」付近での回動方向への振動の発生を防止することができる。
【０１１４】
そして、この場合も、操舵トルクTdは、反力トルクTzと等しいため、反力アクチュエータ１３の作用によって運転者が操舵ハンドル１１から知覚し得る物理量であるとともに、操舵角θに対して指数関数的に変化するものであるので、運転者はウェーバー・ヘフナーの法則に従った反力を感じながら人間の知覚特性に従って操舵ハンドル１１を回動操作できる。
【０１１５】
また、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵によって車両に発生する旋回曲率ρも知覚し得る物理量であるとともに、この旋回曲率ρは見込み旋回曲率ρdに等しくなるように制御され、さらに、この見込み旋回曲率ρdも操舵角θから計算される操舵トルクTdに対してべき乗関数的（上記第１実施形態の式１２から式１６への変形と同様に式４１，４３を変形することにより操舵角θに対して指数関数的）に変化する。したがって、運転者はウェーバー・ヘフナーの法則に従ったヨーレートを感じながら人間の知覚特性に従って操舵ハンドル１１を回動操作して、車両を旋回させることができる。その結果、運転者は、上記第１実施形態の場合と同様に、人間の知覚特性に合わせて操舵ハンドル１１を操作できるので、車両の運転が簡単になる。
【０１１６】
また、転舵角補正部６４は、車両に実際に発生している実旋回曲率ρが操舵ハンドル１１の操舵角θに正確に対応した実旋回曲率ρで旋回する。その結果、運転者は、人間の知覚特性にさらに正確に合った旋回曲率を知覚しながら、操舵ハンドル１１を操作できるようになるので、車両の運転がさらに簡単になる。さらに、具体的な作用効果についても、上記第１実施形態の横加速度をヨーレートに換えた点を除けば、同じである。
【０１１７】
また、この第３実施形態においても、上記第１実施形態の場合と同様に、操舵ハンドル１１の操作入力値として操舵トルクTを利用するように変形することもできる。この変形例においても、図１に破線で示すように、操舵入力軸１２に組み付けられて操舵ハンドル１１に入力された操舵トルクを操舵トルクTとして出力する操舵トルクセンサ３８を備えている。そして、変位−トルク変換部５１が省略され、トルク−曲率変換部５６が、変位−トルク変換部５１にて計算される操舵トルクTdf，Tdrに代えて、操舵トルクセンサ３８によって出力された操舵トルクTを用いた前記式４０〜４４の演算の実行により見込み旋回曲率ρdf，ρdrを計算する。すなわち、操舵トルクセンサ３８から出力される操舵トルクTは、入力された操舵トルクに対し、切込み操作または戻し操作に応じて前記式６〜１０と同様の計算を実行して出力され、前記式４０〜４４と同様の計算を実行して見込み旋回曲率ρdf，ρdrを決定する。なお、この場合も、前記式４０〜４４の演算の実行に代え、図１０に示す特性を表すテーブルを用いて見込み旋回曲率ρdf，ρdrを計算するようにしてもよい。なお、電子制御ユニット３５にて実行される他のプログラム処理については上記第３実施形態の場合と同じである。
【０１１８】
この変形例によれば、操舵ハンドル１１に対する運転者の操作入力値としての操舵トルクTがトルク−曲率変換部５６によって見込み旋回曲率ρdf，ρdrに変換され、転舵角変換部５７，転舵角補正部６４および駆動制御部６２により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は見込み旋回曲率ρdの発生に必要な補正目標転舵角δdaに転舵される。そして、この場合も、操舵トルクTは運転者が操舵ハンドル１１から知覚し得る物理量であるとともに、操舵トルクTに対して見込み旋回曲率ρdはべき乗関数的（上記第１実施形態の式１２から式１６への変形と同様に式４１，４３を変形するこのより指数関数的）に変化するものであるので、運転者はウェーバー・ヘフナーの法則に従った反力を感じながら人間の知覚特性に従って操舵ハンドル１１を回動操作できる。したがって、この変形例においても、上記第３実施形態の場合と同様に、運転者はウェーバー・ヘフナーの法則に従った旋回曲率を感じながら人間の知覚特性に従って操舵ハンドル１１を回動操作して、車両を旋回させることができるので、上記第３実施形態の場合と同様な効果が期待される。
【０１１９】
さらに、上記第３実施形態による車両の操舵制御と、前記変形例による車両の操舵制御とを切り換え可能にしてもよい。すなわち、操舵角センサ３１と操舵トルクセンサ３８の両方を備え、上記第３実施形態のように変位−トルク変換部５１にて計算される目標操舵トルクTdを用いて見込み旋回曲率ρdを計算する場合と、操舵トルクセンサ３８によって出力された操舵トルクTを用いて見込み旋回曲率ρdを計算する場合とを切り換えて利用可能とすることもできる。この場合、前記切り換えを、運転者の意思により、または車両の運動状態に応じて自動的に切り換えるようにするとよい。
【０１２０】
また、上記第３実施形態においては、転舵角補正部６４が、見込み旋回曲率ρdと実旋回曲率ρとの差ρd−ρに応じて目標転舵角δdを補正するようにした。しかし、これに代え、または加えて、上記第１実施形態の場合と同様に、転舵角補正部６１が、見込み旋回曲率ρに対応した見込み横加速度Gdと実横加速度Gとの差Gd−Gに応じて目標転舵角δdを補正するようにしてもよい。この場合、見込み横加速度Gdを、見込み旋回曲率ρdおよび車速Vを用いて下記式４８の演算により計算する。
Gd＝ρd・Ｖ2  …式４８
【０１２１】
また、上記第２実施形態の場合と同様に、転舵角補正部６１が、見込み旋回曲率ρに対応した見込みヨーレートγdと実ヨーレートγとの差γd−γに応じて目標転舵角δdを補正するようにしてもよい。この場合、見込みヨーレートγdを、見込み旋回曲率ρdおよび車速Vを用いて下記式４９の演算により計算する。
γd＝ρd・Ｖ  …式４９
【０１２２】
ｄ．その他の変形例
さらに、本発明の実施にあたっては、上記第１ないし第３実施形態及びそれらの変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【０１２３】
例えば、上記第１ないし第３実施形態及びそれらの変形例においては、車両を操舵するために回動操作される操舵ハンドル１１を用いるようにした。しかし、これに代えて、例えば、直線的に変位するジョイスティックタイプの操舵ハンドルを用いてもよいし、その他、運転者によって操作されるとともに車両に対する操舵を指示できるものであれば、いかなるものを用いてもよい。
【０１２４】
また、上記第１ないし第３実施形態及びそれらの変形例においては、転舵アクチュエータ２１を用いて転舵出力軸２２を回転させることにより、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵するようにした。しかし、これに代えて、転舵アクチュエータ１３を用いてラックバー２３をリニアに変位させることにより、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵するようにしてもよい。
【０１２５】
さらに、上記第１ないし第３実施形態及びそれらの変形例においては、人間が知覚し得る車両の運動状態量として、横加速度、ヨーレートおよび旋回曲率をそれぞれ単独で用いるようにした。しかし、これらの車両の運動状態量を、運転者による選択操作により切り換え、または車両の走行状態に応じて自動的に切り換えて、車両の操舵制御を行なうようにしてもよい。車両の走行状態に応じて自動的に切り換える場合、例えば、車両の低速走行時には前記運動状態量として旋回曲率を用い、車両の中速走行時には前記運動状態量としてヨーレートを用い、かつ車両の高速走行時には前記運動状態量として横加速度を用いるようにする。これによれば、車両の走行状態に応じて適切な車両の操舵制御がなされ、車両の運転がより易しくなる。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の第１ないし第３実施形態に共通の車両の操舵装置の概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係り、図１の電子制御ユニットにて実行されるコンピュータプログラム処理を機能的に表す機能ブロック図である。
【図３】操舵角と操舵トルクの関係を示すグラフである。
【図４】操舵トルクと見込み横加速度の関係を示すグラフである。
【図５】見込み横加速度と目標転舵角の関係を示すグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態に係り、図１の電子制御ユニットにて実行されるコンピュータプログラム処理を機能的に表す機能ブロック図である。
【図７】操舵トルクと見込みヨーレートの関係を示すグラフである。
【図８】見込みヨーレートと目標転舵角の関係を示すグラフである。
【図９】本発明の第３実施形態に係り、図１の電子制御ユニットにて実行されるコンピュータプログラム処理を機能的に表す機能ブロック図である。
【図１０】操舵トルクと見込み旋回曲率の関係を示すグラフである。
【図１１】見込み旋回曲率と目標転舵角の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１２７】
ＦＷ１，ＦＷ２…前輪、１１…操舵ハンドル、１２…操舵入力軸、１３…反力アクチュエータ、２１…転舵アクチュエータ、２２…転舵出力軸、３１…操舵角センサ、３２…転舵角センサ、３３…車速センサ、３４…横加速度センサ、３５…電子制御ユニット、３８…操舵トルクセンサ、３９…ヨーレートセンサ、４０…反力制御部、５０…感覚適合制御部、５１…変位−トルク変換部、５２…トルク−横加速度変換部、５３，５５，５７…転舵角変換部、５４…トルク−ヨーレート変換部、５６…トルク−旋回曲率変換部、６０…転舵制御部、６１，６３，６４…転舵角補正部。
【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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