(57)【要約】【課題】  車両の旋回時における旋回挙動の修正が容易に行える車両の操舵装置を提供すること。【解決手段】  横滑り角演算部４４，６２は、車両に発生した車体横滑り角βを計算する。最大操舵角演算部４５，６３は、車体横滑り角βを用いて、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作可能範囲を拡げるための拡大操舵角θmax0を計算する。カウンタ転舵角演算部４６は、拡大操舵角θmax0に対応して、転舵輪としての左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵範囲を拡大するとともに車両の旋回挙動を修正するためのカウンタ転舵角δsを計算する。カウンタ反力トルク演算部６４は、拡大操舵角θmax0に対応して、同操舵角θmax0までの操舵ハンドル１１の回動操作に対して付与するカウンタ反力トルクTsを計算する。これにより、運転者は、修正操舵（カウンタステア）することによって、車両の旋回挙動を容易に修正することができる。【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、同操舵ハンドルの操作に対して反力を付与する反力アクチュエータと、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して前記転舵輪を非線形的に転舵制御する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、
旋回状態にある車両に対して発生する車体横滑り角を検出する車体横滑り角検出手段と、
前記操舵ハンドルの操作可能範囲を決定するための最大操作入力値を、前記検出された車体横滑り角を用いて計算する最大操作入力値計算手段と、
運転者によって入力された操作入力値と所定の非線形関係にある前記転舵輪の通常転舵範囲を拡大するための拡大転舵角を、前記計算された最大操作入力値を用いて計算する拡大転舵角計算手段と、
前記計算された拡大転舵角によって拡大された前記転舵輪の拡大転舵範囲内で変化する転舵角であって、前記転舵輪の転舵方向を前記検出された車体横滑り角と略一致させて車両の旋回挙動を修正するための修正転舵角を、前記検出された操作入力値を用いて計算する修正転舵角計算手段と、
前記計算された修正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、
前記制御装置は、さらに、
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運転者によって入力された操作入力値と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、前記検出された操作入力値を用い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旋回するために必要な前記転舵輪の転舵角であって、前記通常転舵範囲内で変化する感覚適合転舵角を、前記計算された見込み運動状態量を用いて計算する感覚適合転舵角計算手段と、
前記検出された車体横滑り角の発生方向に前記操舵ハンドルが操作されたか否かを判定する操舵ハンドル操作状態判定手段と、
前記操舵ハンドル操作状態判定手段によって前記検出された車体横滑り角の発生方向に前記操舵ハンドルが操作されたと判定されると前記修正転舵角を目標転舵角として決定し、前記操舵ハンドル操作状態判定手段によって前記検出された車体横滑り角の発生方向に前記操舵ハンドルが操作されていないと判定されると前記感覚適合転舵角を目標転舵角として決定する転舵角決定手段とを備えており、
前記転舵制御手段は、
前記転舵角決定手段によって決定された目標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決定された目標転舵角に転舵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３】
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、
前記操舵ハンドル操作状態判定手段は、さらに、
前記検出された車体横滑り角が予め設定された所定の基準値よりも大きいか否かを判定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、
前記最大操作入力値計算手段は、
前記操舵ハンドル操作状態判定手段によって前記検出された車体横滑り角の発生方向に前記操舵ハンドルが操作されたと判定されると前記最大操作入力値を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５】
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するとともに、
前記運動状態量計算手段を、
前記計算された最大操作入力値を用いて前記検出された変位量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力変換手段と、前記変換された操作力を前記見込み運動状態量に変換する運動状態量変換手段とを備えて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６】
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７】
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、
前記制御装置を、さらに、
前記操舵ハンドルの操作に対して付与する反力を、前記検出された操作入力値と前記計算された最大操作入力値とを用いて計算する反力計算手段と、
前記計算された反力に応じて前記反力アクチュエータを制御して前記操舵ハンドルに対して前記計算された反力を付与する反力制御手段とを備えて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８】
請求項７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、
前記反力計算手段は、
前記通常転舵範囲に対応する前記操舵ハンドルの操作可能範囲内における反力を前記検出された操作入力値と所定の第１の関係にある第１の反力として計算し、前記拡大転舵範囲に対応する前記操舵ハンドルの操作可能範囲内における反力を前記検出された操作入力値と所定の第２の関係にある第２の反力と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９】
前記所定の第１の関係は指数関係であり、前記所定の第２の関係は線形関係である請求項８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。
【請求項１０】
請求項７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、
前記制御装置は、さらに、
前記通常転舵範囲に対応する前記操舵ハンドルの操作可能範囲と、前記拡大転舵範囲に対応する前記操舵ハンドルの操作可能範囲とをそれぞれ決定するために付与される規制反力を計算する規制反力計算手段を備え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１１】
請求項７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、
前記反力計算手段は、
前記操舵ハンドルの操作に対して付与する反力を、前記検出された操作入力値および前記検出された車体横滑り角を用い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１２】
請求項７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、
前記反力計算手段は、
前記操舵ハンドルの操作に対して付与する反力を、前記検出された操作入力値、前記検出された車体横滑り角および同車体横滑り角の時間微分値を用い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。
【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、操舵ハンドルの操作に対して反力を付与する反力アクチュエータと、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】
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。
【０００５】
すなわち、上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。
【０００６】
さらに、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。また、検出車速に基づいて、操舵ハンドルの操舵時点と転舵開始時点との間に位相差を設けるようにしているが、これは車両の旋回挙動を考慮した転舵制御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の見込んだ車両の運動状態を生じさせるものではない。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、違和感を覚えるとともに車両の運転を難しくしていた。
【０００７】
これらの問題に対して、本願出願人は、下記特許文献３に開示された車両の操舵装置を提案している。この車両の操舵装置は、人間の知覚特性に関するウェーバー・ヘフナー（Weber-Fechner）の法則に基づき、運転者による操舵ハンドルの操作に対して運転者の知覚特性に合わせて車両を旋回させることができるものである。すなわち、ウェーバー・ヘフナーの法則によれば、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おり、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操作量に対して、指数関数的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。
【０００８】
したがって、本願出願人が下記特許文献３に開示する車両の操舵装置においては、運転者による操舵ハンドルの操作に対して、運転者が知覚し得る車両の運動状態量（横加速度、ヨーレート、旋回曲率など）を指数関数的またはべき乗関数的に変化させるようにしている。そして、指数関数的またはべき乗関数的に変化する車両の運動状態量を実現するために、転舵輪を非線形的に転舵制御するようにしている。これにより、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することができるため、操舵ハンドルと転舵輪との機械的な連結を外した場合であっても、極めて容易に車両を旋回させることができる。
【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
【特許文献３】特開２００５−１９３７８３号公報
【発明の開示】
【０００９】
ところで、車両の車速や運動状態量に基づいて、運転者による操舵ハンドルの操作に対する転舵輪の転舵範囲が決定される上記従来の操舵装置においては、旋回状態にある車両の旋回挙動が乱れた場合、運転者が操舵ハンドルを操作することによって、旋回挙動を容易に修正できない可能性がある。すなわち、上記従来の操舵装置においては、転舵輪の転舵範囲が予め想定された車速や運動状態量に基づいて直接的に決定するようになっており、車両の走行環境（例えば、路面の摩擦係数など）が変化することによって発生する旋回挙動の乱れを考慮するようになっていない。このため、運転者は、車速や運動状態量に基づいて決定される転舵範囲内で転舵輪を転舵させて旋回挙動の乱れを修正する必要があり、車両の基本性能を十分に発揮できない可能性がある。したがって、旋回挙動に乱れを修正するために転舵輪を適切に転舵させることができて、運転者が容易に旋回挙動を修正できるステアリングバイワイヤ方式を採用した車両の操舵装置の開発が望まれている。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、運転者による操舵ハンドルの操作に対して転舵輪が非線形的に転舵制御される車両の操舵装置において、車両の旋回時における旋回挙動の修正が容易に行える車両の操舵装置を提供することにある。
【００１１】
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、同操舵ハンドルの操作に対して反力を付与する反力アクチュエータと、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して前記転舵輪を非線形的に転舵制御する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、旋回状態にある車両に対して発生する車体横滑り角を検出する車体横滑り角検出手段と、前記操舵ハンドルの操作可能範囲を決定するための最大操作入力値を、前記検出された車体横滑り角を用いて計算する最大操作入力値計算手段と、運転者によって入力された操作入力値と所定の非線形関係にある前記転舵輪の通常転舵範囲を拡大するための拡大転舵角を、前記計算された最大操作入力値を用いて計算する拡大転舵角計算手段と、前記計算された拡大転舵角によって拡大された前記転舵輪の拡大転舵範囲内で変化する転舵角であって、前記転舵輪の転舵方向を前記検出された車体横滑り角と略一致させて車両の旋回挙動を修正するための修正転舵角を、前記検出された操作入力値を用いて計算する修正転舵角計算手段と、前記計算された修正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。
【００１２】
これによれば、旋回状態にある車両に車体横滑り角、すなわち、車体の前後方向と車両の重心位置における進行方向との間の角度が大きく発生して車両の旋回挙動が乱れた場合には、運転者による操舵ハンドルの操作可能範囲が、検出された車体横滑り角の大きさに応じて拡大され、この拡大された操作可能範囲に対応して、転舵輪の転舵範囲も拡大される。これにより、旋回状態にある車両の旋回挙動が乱れた場合には、運転者は、拡大された操作可能範囲内で操舵ハンドルを操作することによって、拡大された転舵範囲内で転舵輪を容易に転舵させることができる。そして、拡大された操作可能範囲内にて運転者によって入力された操作入力値、すなわち、運転者が旋回挙動を修正するために入力した操作入力値に基づいて修正転舵角が計算され、転舵輪が修正転舵角に転舵される。したがって、運転者は、容易に車両の旋回挙動を修正することができる。
【００１３】
また、本発明の他の特徴は、前記制御装置が、さらに、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運転者によって入力された操作入力値と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、前記検出された操作入力値を用い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旋回するために必要な前記転舵輪の転舵角であって、前記通常転舵範囲内で変化する感覚適合転舵角を、前記計算された見込み運動状態量を用いて計算する感覚適合転舵角計算手段と、前記検出された車体横滑り角の発生方向に前記操舵ハンドルが操作されたか否かを判定する操舵ハンドル操作状態判定手段と、前記操舵ハンドル操作状態判定手段によって前記検出された車体横滑り角の発生方向に前記操舵ハンドルが操作されたと判定されると前記修正転舵角を目標転舵角として決定し、前記操舵ハンドル操作状態判定手段によって前記検出された車体横滑り角の発生方向に前記操舵ハンドルが操作されていないと判定されると前記感覚適合転舵角を目標転舵角として決定する転舵角決定手段とを備えており、前記転舵制御手段が、前記転舵角決定手段によって決定された目標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決定された目標転舵角に転舵することにもある。
【００１４】
この場合、前記操作入力値検出手段を、例えば、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するとともに、前記運動状態量計算手段を、前記計算された最大操作入力値を用いて前記検出された変位量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力変換手段と、前記変換された操作力を前記見込み運動状態量に変換する運動状態量変換手段とを備えて構成するとよい。また、前記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とよい。
【００１５】
また、この場合、前記操舵ハンドル操作状態判定手段は、さらに、前記検出された車体横滑り角が予め設定された所定の基準値よりも大きいか否かを判定するとよい。さらに、この場合、前記最大操作入力値計算手段は、前記操舵ハンドル操作状態判定手段によって前記検出された車体横滑り角の発生方向に前記操舵ハンドルが操作されたと判定されると前記最大操作入力値を計算するとよい。
【００１６】
これらによれば、運転者が操舵ハンドルに入力した操作入力値（例えば、操舵角）は、操作力変換手段によって操作力に変換され、運動状態量変換手段によって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所定の非線形関係（例えば、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。さらに、感覚適合転舵角計算手段は、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感覚適合転舵角を計算する。
【００１７】
そして、旋回状態にある車両に対して、予め設定された所定の基準値よりも大きな車体横滑り角が発生しており、この車体横滑り角の発生方向に操舵ハンドルが操作されていれば、旋回挙動を修正するための修正転舵角を目標転舵角として決定する。また、旋回状態にある車両に対して、予め設定された所定の基準値よりも大きな車体横滑り角が発生していない、または、この車体横滑り角の発生方向に操舵ハンドルが操作されていなれば、見込み運動状態量で旋回するための感覚適合転舵角を目標転舵角として決定する。ここで、修正転舵角まで転舵輪を転舵させるための最大操作入力値は、車体横滑り角の発生方向に操舵ハンドルが操作されたときに計算することができる。
【００１８】
したがって、車両に旋回挙動の乱れが発生していないときには、転舵輪が計算された感覚適合転舵角に転舵され、この感覚適合転舵角で車両が旋回すると、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、この見込み運動状態量は操舵ハンドルへの操作入力値に対して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、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、車両に旋回挙動に乱れが発生したときには、転舵輪が計算された修正転舵角に転舵され、この転舵輪の転舵により、車両の旋回挙動は良好に修正される。したがって、運転者は、通常走行時においては、人間の知覚特性に合わせて操舵ハンドルを操作することができ、旋回挙動が乱れたときには、極めて容易に旋回挙動を修正することができる。
【００２０】
また、本発明の他の特徴は、前記制御装置を、さらに、前記操舵ハンドルの操作に対して付与する反力を、前記検出された操作入力値と前記計算された最大操作入力値とを用いて計算する反力計算手段と、前記計算された反力に応じて前記反力アクチュエータを制御して前記操舵ハンドルに対して前記計算された反力を付与する反力制御手段とを備えて構成したことにもある。この場合、前記反力計算手段は、前記通常転舵範囲に対応する前記操舵ハンドルの操作可能範囲内における反力を前記検出された操作入力値と所定の第１の関係にある第１の反力として計算し、前記拡大転舵範囲に対応する前記操舵ハンドルの操作可能範囲内における反力を前記検出された操作入力値と所定の第２の関係にある第２の反力として計算するとよい。ここで、前記所定の第１の関係は指数関係であり、前記所定の第２の関係は線形関係であるとよい。
【００２１】
これらによれば、運転者による操舵ハンドルの操作可能範囲が最大操作入力値によって拡大された場合であっても、適切な反力を付与することができる。そして、通常転舵範囲に対応する操舵ハンドルの操作可能範囲（通常操作可能範囲）内においては、指数関数的に変化する第１の反力を付与することができる。これにより、運転者は、ウェーバー・ヘフナーの法則に従い、人間の知覚特性に合った反力を知覚することができる。一方、拡大転舵範囲に対応する操舵ハンドルの操作可能範囲（拡大操作可能範囲）内においては、線形的に変化する第２の反力を付与することができる。これにより、操舵ハンドルの操作可能範囲が、通常操作可能範囲から拡大操作可能範囲に切り替わった場合であっても、運転者は、適切な反力を知覚しながら、極めて容易に操舵ハンドルを操作することができる。
【００２２】
また、前記制御装置は、さらに、前記通常転舵範囲に対応する前記操舵ハンドルの操作可能範囲と、前記拡大転舵範囲に対応する前記操舵ハンドルの操作可能範囲とをそれぞれ決定するために付与される規制反力を計算する規制反力計算手段を備えるとよい。これによれば、通常操作可能範囲と拡大操作可能範囲とにそれぞれ所定の大きさの規制反力を付与することができ、運転者が操作し得る操作可能範囲を明確に決定することができる。これにより、運転者による操舵ハンドルの過度の操作が規制され、その結果、車両の旋回挙動が乱れることを防止することができる。
【００２３】
さらに、本発明の他の特徴は、前記反力計算手段は、前記操舵ハンドルの操作に対して付与する反力を、前記検出された操作入力値および前記検出された車体横滑り角を用いて計算することにもある。また、前記反力計算手段は、前記操舵ハンドルの操作に対して付与する反力を、前記検出された操作入力値、前記検出された車体横滑り角および同車体横滑り角の時間微分値を用いて計算することにもある。
【００２４】
これらによれば、車体横滑り角を基準として、操舵ハンドルに反力を付与することができる。このため、運転者に対して、車体横滑り角の発生方向を、操舵ハンドルを介して知覚させることができ、運転者は、極めて容易に車両の旋回挙動を修正することができる。また、車体横滑り角の時間微分値を考慮することによって、車体横滑り角が時々刻々と変化する場合であっても、運転者に対して、より正確な車体横滑り角の発生方向を、操舵ハンドルを介して知覚させることができる。したがって、運転者は、極めて容易にかつ適切に車両の旋回挙動を修正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の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、本実施形態の車両の操舵装置を概略的に示している。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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の作動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。
【００２９】
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。ここで、本明細書において、中立位置とは、車両が直進状態を維持するための操舵ハンドル１１、操舵入力軸１２、転舵出力軸２２および左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の位置をいう。そして、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。ここで、検出される車速Vは、例えば、車両の前後方向の車速を車速Vx、車両の左右方向の車速を車速Vyとするベクトル値として出力されるものである。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の値で表し、右方向の加速度を負の値で表す。
【００３０】
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。
【００３１】
次に、上記のように構成した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δhを決定するための感覚適合制御部４０と、目標転舵角δh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５０と、操舵ハンドル１１への反力付与を制御するための反力制御部６０とからなる。
【００３２】
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は操舵ハンドル１１の回転角である操舵角θを検出し、同検出した操舵角θを感覚適合制御部４０および反力制御部６０にそれぞれ出力する。感覚適合制御部４０においては、変位−トルク変換部４１が、操舵ハンドル１１の操舵角θの絶対値が正の所定値θz未満であれば下記式１に従って操舵角θの一次関数である操舵トルクTdを計算し、操舵角θの絶対値が正の所定値θz以上であれば下記式２に従って操舵角θの指数関数である操舵トルクTdを計算する。ここで、式１の一次関数と式２の指数関数とは、操舵角θzで連続的に接続されるものであり、例えば、式２の指数関数における操舵角θzでの原点「０」を通る接線を式１の一次関数として採用するとよい。なお、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」のときに操舵トルクTdが「０」となり、かつ、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。
Td＝a・θ  (｜θ｜＜θz)  …式１
Td＝To・exp(K1・θ)  (θz≦｜θ｜≦θmax)  …式２
【００３３】
ただし、前記式１中のaは一次関数の傾きを表す定数である。また、式２中のTo，K1は定数であり、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、後に詳細に説明する。さらに、前記式１および式２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a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aおよび定数Toを前記正の定数aおよび前記正の定数Toと同じ絶対値を有する負の値とする。なお、前記式１，２の演算に代えて、操舵角θに対する操舵トルクTd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Tdを計算するようにしてもよい。
【００３４】
この計算された操舵トルクTdは、トルク−横加速度変換部４２に供給される。トルク−横加速度変換部４２は、運転者が操舵ハンドル１１の回動操作により見込んでいる見込み横加速度Gd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３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４に従って計算する。ここで、式３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Gdが「０」となる関数である。また、式４は操舵トルクTdのべき乗関数であり、式４と所定値Tgにて連続的に接続するものである。
Gd＝b・Td  （｜Td｜＜Tg）  …式３
Gd＝C・TdK2  （Tg≦｜Td｜）  …式４
【００３５】
ただし、式３中のbは一次関数の傾きを表す定数であり、式４中のC，K2は定数である。また、前記式３，４中の操舵トルクTdは前記式１，２を用いて計算した操舵トルクTd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b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bおよび定数Cを前記正の定数bおよび定数Cと同じ絶対値を有する負の値とする。なお、この場合も、前記式３，４の演算に代えて、操舵トルクTdに対する見込み横加速度Gd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Gdを計算するようにしてもよい。
【００３６】
ここで、前記式４について説明しておく。前記式２を用いて操舵トルクTdを消去すると、下記式５に示すようになる。
Gd＝C・(To・exp(K1・θ))K2＝C・ToK2・exp(K1・K2・θ)＝Go・exp(K1・K2・θ)  …式５
前記式５において、Goは定数C・ToK2であり、式５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Gdが指数関数的に変化していることを示す。そして、この見込み横加速度Gd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Gd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。
【００３７】
このように、前記式４（すなわち前記式５）に示された見込み横加速度Gd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Gdは下記式６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、このことからも、前記見込み横加速度Gd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。
Gd＝Go・exp(K0・ω・ｔ)  …式６
ただし、K0は、K0＝K1・K2の関係にある定数である。
【００３８】
また、前記式３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Gd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、例えば、前記式４に従って見込み横加速度Gdを計算した場合には、見込み横加速度Gd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３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Gdが「０」に収束するため、この問題は解決される。
【００３９】
次に、前記式１〜６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１〜６の操舵トルクTdおよび見込み横加速度Gdについては、単に操舵トルク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。
【００４０】
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はほぼ一定の値となった。
【００４１】
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はほぼ一定の値となった。
【００４２】
一方、前記式２を微分するとともに、同微分した式において式２を考慮すると、下記式７が成立する。
ΔT＝To・exp(K1・θ)・K1・Δθ＝T・K1・Δθ  …式７
この式７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８が成立する。
K1＝ΔT／(T・Δθ)＝Kt／Δθ  …式８
【００４３】
また、操舵トルクTdの設定最大値をTdmaxとすれば、前記式１，２より下記式９が成立する。
Tdmax＝To・exp(K1・θmax)  …式９
この式９を変形すれば、下記式１０が成立する。
K1＝log(Tdmax／To)／θmax  …式１０
そして、前記式８および式１０から下記式１１が導かれる。
Δθ＝Kt／K1＝Kt・θmax／log(Tdmax／To)  …式１１
この式１１において、Ktは操舵トルクTのウェーバー比であり、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，Tdmax，To，θmaxはいずれも予め設定できる定数であるので、前記微分値Δθは前記式１１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８に基づいて所定値（係数）K1も計算できる。
【００４４】
また、前記式４を微分するとともに、同微分した式において式４を考慮すると、下記式１２が成立する。
ΔG＝C・K2・TK2-1・ΔT＝G・K2・ΔT／T  …式１２
この式１２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１３，１４が成立する。
ΔG／G＝K2・ΔT／T  …式１３
K2＝Ka／Kt  …式１４
この式１４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１４に基づいて係数K2も計算できる。
【００４５】
また、横加速度の設定最大値をGmaxとし、操舵トルクの設定最大値をTdmaxとすれば、前記式４から下記式１５が導かれる。
C＝Gmax／TdmaxK2  …式１５
そして、この式１５においては、GmaxおよびTdmaxは予め設定できる定数であり、かつK2は前記式１４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。
【００４６】
以上のように、最大操舵角θmax、操舵トルクTの最大値Tdmax、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を設定すれば、前記式１〜５における係数K1、K2，Cを計算することができる。したがって、変位−トルク変換部４１およびトルク−横加速度変換部４２においては、前記式１〜５を用いて、運転者の知覚特性に合った操舵トルクTdおよび見込み横加速度Gdを計算できる。
【００４７】
ふたたび、図２の説明に戻ると、トルク−横加速度変換部４２にて計算された見込み横加速度Gdは、転舵角変換部４３に供給される。転舵角変換部４３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の感覚適合転舵角δa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に対する感覚適合転舵角δa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４３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とに応じた感覚適合転舵角δa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）と感覚適合転舵角δaはいずれも正であるが、トルク−横加速度変換部４２から供給される見込み横加速度Gdが負であれば、出力される感覚適合転舵角δaも負となる。そして、転舵角変換部４３は、計算した感覚適合転舵角δaを転舵角決定部４７に供給する。
【００４８】
なお、感覚適合転舵角δaは下記式１６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１６の演算の実行によっても計算することができる。
δa＝Ｌ・(１＋Ａ・V2)・Ｇd／V2  …式１６
ただし、前記式１６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は車両の運動性能を示す予め決められた所定値である。
【００４９】
ところで、転舵角変換部４３によって計算される感覚適合転舵角δaは、前記式１６からも明らかなように、見込み横加速度Gdに依存して計算されるものである。そして、見込み横加速度Gdは最大操舵角θmaxに対応して予め設定された最大横加速度Gmaxまで変化し得るため、感覚適合転舵角δaは車両の旋回時に発生すると想定された最大横加速度Gmax以下の見込み横加速度Gdに応じて計算されるものである。これにより、運転者は、最大操舵角θmax以下で操舵ハンドル１１を回動操作することによって、見込み横加速度Gdを知覚しながら車両を旋回させる、言い換えれば、人間の知覚特性に合った状態で車両を旋回させることができる。
【００５０】
しかしながら、車両の走行環境（例えば、路面の摩擦係数の大きさなど）に依っては、旋回状態にある車両に対して大きな横加速度が発生して大きな車体横滑り角が生じる場合があり、その結果、運転者の意図に反して車両の旋回挙動が乱れる可能性がある。このように、車両の旋回挙動が乱れた場合には、運転者は、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵方向が発生した車体横滑り角の方向と一致するように、操舵ハンドル１１を回動操作（以下、この操作をカウンタステアという）して、車両の旋回挙動を修正する必要がある。
【００５１】
ところが、感覚適合転舵角δaは、上述したように、見込み横加速度Gdに応じて計算されるものであるため、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵し得る転舵範囲は見込み横加速度Gd（より詳しくは、最大横加速度Gmax）の大きさによって制限される。したがって、発生した横加速度が見込み横加速度Gd（最大横加速度Gmax）よりも大きい場合には、カウンタステアによって発生した車体横滑り角方向に左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を大きく転舵させようとしても、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が十分に転舵できず、車両の基本性能を十分に発揮できない可能性がある。このため、感覚適合制御部４０は、運転者によって操舵ハンドル１１がカウンタステアされた場合、すなわち、大きな車体横滑り角βが発生した場合に、同発生した車体横滑り角βに応じて転舵し得るカウンタ転舵角δsを計算する。以下、このカウンタ転舵角δsの計算について詳細に説明する。
【００５２】
感覚適合制御部４０の横滑り角演算部４４は、車速センサ３３によって検出された車速V、より詳しくは、車両の前後方向の車速Vxと車両の左右方向の車速Vyとを用いた下記式１７に従って、車体横滑り角βを計算する。
β＝tan−1(Vy／Vx)  …式１７
ただし、前記式１７に従って計算される車体横滑り角βは絶対値を表しており、車体の前後方向に対して車両が左方向に移動するときに生じる車体横滑り角を正の値で表し、車両が右方向に移動するときに生じる車体横滑り角を負の値で表す。なお、車体横滑り角βの検出に際しては、直接的に車体横滑り角βを検出可能なセンサを用いることも可能である。
【００５３】
この計算された車体横滑り角βは、最大操舵角演算部４５に供給される。最大操舵角演算部４５は、運転者によるカウンタステア時の回動操作可能範囲を拡大するために、操舵ハンドル１１の拡大操舵角θmax0を下記式１８に従って計算する。
θmax0＝θmax＋(j・β)・D  …式１８
ただし、前記式１８中のθmaxは、上述したように、ウェーバー・ヘフナーの法則に基づき決定される最大操舵角θmaxの絶対値を表しており、車体横滑り角βが正であれば最大操舵角θmaxも正となり、車体横滑り角βが負であれば最大操舵角θmaxも負となる。また、前記式１８中のjは「１」以上に設定される定数である。さらに、Dは最大操舵角θmaxと、最大横加速度Gmaxで車両が旋回するときの左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の最大転舵角δmaxとの比すなわち転舵ギア比である。前記式１８によれば、ウェーバー・ヘフナーの法則に基づいて決定される最大操舵角θmaxに比して(j・β)・Dだけ大きな拡大操舵角θmax0を計算することができる。これにより、カウンタステアによって車両の旋回挙動を修正する場合、運転者はより大きく操舵ハンドル１１を回動操作することができる。ここで、最大操舵角演算部４５は、車体横滑り角βおよび検出操舵角θに基づいて、運転者によって操舵ハンドル１１がカウンタステアされているときに、拡大操舵角θmax0を計算するようにしてもよい。そして、最大操舵角演算部４５は、計算した拡大操舵角θmax0をカウンタ転舵角演算部４６に供給する。
【００５４】
カウンタ転舵角演算部４６は、供給された拡大操舵角θmax0に対応して、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵範囲を拡大するために、最大転舵角δmax0を計算して設定する。そして、カウンタ転舵角演算部４６は、操舵角センサ３１によって検出された操舵角θを用いて、最大操舵角θmax以上に操舵ハンドル１１が回動操作されるカウンタステア時のカウンタ転舵角δsを計算する。具体的に説明すると、カウンタ転舵角演算部４６は、下記式１９に従い、計算された拡大操舵角θmax0に対応する最大転舵角δmax0を計算する。
δmax0＝δmax＋(θmax0−θmax)／D  …式１９
ここで、前記式１９に対して、前記式１８を代入して式を整理すると、下記式２０が成立する。
δmax0＝δmax＋j・β  …式２０
ただし、前記式１９，２０中のδmaxは、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の最大転舵角δmaxの絶対値を表す。そして、車体横滑り角βが正であれば最大転舵角δmaxも正となり、車体横滑り角βが負であれば最大転舵角δmaxも負となる。そして、前記式２０によれば、最大転舵角δmax0は、ウェーバー・ヘフナーの法則に基づいて決定される最大転舵角δmaxに比してj・βだけ大きな値となる。したがって、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵範囲は、j・βだけ拡大される。
【００５５】
そして、カウンタ転舵角演算部４６は、運転者によってカウンタステアされたときの、より詳しくは、車体横滑り角βの発生方向にて検出操舵角θが最大操舵角θmaxよりも大きく拡大操舵角θmax0以下であるときのカウンタ転舵角δsを、転舵角変換部４３によって計算された感覚適合転舵角δaを用いた下記式２１に従って計算する。
δs＝δa＋(θ−θmax)／D  (θmax＜｜θ｜≦θmax0)  …式２１
ただし、前記式２１中のθ，θmaxは、ぞれぞれ絶対値を表す。そして、前記式２１によれば、運転者によるカウンタステアに応じて計算されるカウンタ転舵角δsは車体横滑り角βの発生方向における感覚適合転舵角δaよりも大きい値となる。すなわち、運転者によって操舵ハンドル１１がカウンタステアされている状態では、ウェーバー・ヘフナーの法則に基づき決定される最大転舵角δmaxよりも大きな最大転舵角δmax0によって決定される拡大された転舵範囲内にてカウンタ転舵角δsが計算される。そして、このように計算されたカウンタ転舵角δsは、転舵角決定部４７に供給される。
【００５６】
転舵角決定部４７は、車両の旋回状態、より詳しくは、車両に生じた車体横滑り角βの大きさと運転者による操舵ハンドル１１の回動操作状態とに応じて、感覚適合転舵角δaまたはカウンタ転舵角δsを目標転舵角δhとして決定する。すなわち、転舵角決定部４７は、操舵角センサ３１から操舵角θを入力するとともに横滑り角演算部４４から車体横滑り角βをも入力しており、これら入力した操舵角θと車体横滑り角βとに基づいて感覚適合転舵角δaまたはカウンタ転舵角δsを目標転舵角δhとして決定する。
【００５７】
具体的に説明すると、転舵角決定部４７は、入力した車体横滑り角βの絶対値の大きさが予め設定された所定値mよりも大きく、かつ、入力した操舵角θの符号に基づき中立位置に対して車体横滑り角βの発生方向に操舵ハンドル１１が回動操作されているすなわちカウンタステア状態であれば、カウンタ転舵角δsを選択し、目標転舵角δhとして決定する。なお、本実施形態においては、運転者によるカウンタステアを判定する条件としては、車体横滑り角βの符号と検出操舵角θの符号との乗算結果が正となる条件である。
【００５８】
一方、入力した車体横滑り角βの絶対値の大きさが所定値mよりも小さい状態、または、入力した操舵角θの符号に基づき中立位置に対して車体横滑り角βの発生方向とは逆方向に操舵ハンドル１１が回動操作されている状態であれば、転舵角決定部４７は、感覚適合転舵角δaを選択し、目標転舵角δhとして決定する。このように、目標転舵角δhを決定すると、転舵角決定部４７は、目標転舵角δhを転舵制御部５０に供給する。
【００５９】
転舵制御部５０においては、転舵角補正部５１が目標転舵角δhを取得する。転舵角補正部５１は、トルク−横加速度変換部４２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２２の演算を実行して入力した目標転舵角δhを補正し、補正目標転舵角δhaを計算する。
δha＝δh＋K3・(Gd−G)  …式２２
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δha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δha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。なお、本実施形態においては、転舵角補正部５１は、転舵角決定部４７によって感覚適合転舵角δaが目標転舵角δhとして決定された場合に目標転舵角δh（感覚適合転舵角δa）を補正計算して補正目標転舵角δhaとして出力するものとし、カウンタ転舵角δsが目標転舵角δhとして決定された場合には、目標転舵角δh（カウンタ転舵角δs）を補正計算することなく補正目標転舵角δhaとして出力する。
【００６０】
この計算された補正目標転舵角δhaは、駆動制御部５２に供給される。駆動制御部５２においては、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δha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５２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δhaに転舵される。
【００６１】
次に、反力制御部６０を説明する。操舵角センサ３１によって検出された操舵角θは、変位−トルク変換部６１に供給される。変位−トルク変換部６１は、前記式１，２と同様な下記式２３，２４に従って反力トルクTzを計算する。この反力トルクTzの計算においても、式２３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Tzが「０」となり、かつ、式２４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。
Tz＝a・θ  (｜θ｜＜θz)  …式２３
Tz＝To・exp(K1・θ)  (θz≦｜θ｜≦θmax)  …式２４
この場合も、式２３中のaは一次関数の傾きを表す定数である。また、式２４中のTo，K1は、前記式２と同様な定数である。さらに、前記式２３および式２４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a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aおよび定数Toを前記負の定数aおよび定数Toと同じ絶対値を有する正の値とする。なお、この場合も、前記式２３，２４の演算に代えて、操舵角θに対する反力トルクTzを記憶した図６に示すような特性の変換テーブルを用いて、反力トルクTzを計算するようにしてもよい。
【００６２】
また、反力制御部６０は、運転者によって操舵ハンドル１１がカウンタステアされたときに適切な反力を付与するために、横滑り角演算部６２、最大操舵角演算部６３およびカウンタ反力トルク演算部６４を備えている。横滑り角演算部６２は、前記式１７と同様な下記式２５に従って車体横滑り角βを計算する。
β＝tan−1(Vy／Vx)  …式２５
ただし、前記式２５によって計算される車体横滑り角βは絶対値を表すものである。また、前記式２５中のVx，Vyは、前記式１８と同様に、車速センサ３３によって検出された車速Vに基づく車両の前後方向の車速と車両の左右方向の車速をそれぞれ表すものである。
【００６３】
また、最大操舵角演算部６３は、前記式１８と同様な下記式２６に従って、運転者によるカウンタステア時における操舵ハンドル１１の拡大操舵角θmax0を計算する。
θmax0＝θmax＋(j・β)・D  …式２６
ただし、前記式２６中のθmaxも、前記式１８と同様に、ウェーバー・ヘフナーの法則に基づき決定される最大操舵角の絶対値を表しており、車体横滑り角βが正であれば最大操舵角θmaxも正となり、車体横滑り角βが負であれば最大操舵角θmaxも負となる。また、前記式２６中のjも、前記式１８と同様の「１」以上に設定される定数であり、Dも最大操舵角θmaxと左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の最大転舵角δmaxとの比すなわち転舵ギア比である。そして、最大操舵角演算部６３は、計算した拡大操舵角θmax0をカウンタ反力トルク演算部６４に供給する。
【００６４】
カウンタ反力トルク演算部６４は、最大操舵角演算部６３によって拡大された回動操作可能範囲内における運転者のカウンタステアに対して付与する反力トルクTsを計算する。このことを以下に具体的に説明する。
【００６５】
上述したように、車両に大きな車体横滑り角βが生じたときに、運転者によってカウンタステアされると、ウェーバー・ヘフナーの法則によって決定される最大操舵角θmaxよりも大きな操舵角θが入力される。このため、カウンタ反力トルク演算部６４は、カウンタステア時に運転者が操舵ハンドル１１に対して入力し得る拡大操舵角θmax0に対応する最大反力トルクTsmaxを下記式２７に従って計算する。
Tsmax＝Tzmax＋c・(θmax0−θmax)  …式２７
ただし、前記式２７中のTzmaxは、変位−トルク変換部６１によってウェーバー・ヘフナーの法則に基づき計算される反力トルクTzの最大値すなわち操舵角θが最大操舵角θmaxとなったときの反力トルクTzの絶対値を表す。また、前記式２７中のcは正の定数であり、前記式２７中のθmax0およびθmaxはそれぞれ絶対値を表す。そして、前記式２７によれば、カウンタステア時に付与される最大反力トルクTsmaxは、ウェーバー・ヘフナーの法則に基づいて決定される最大の反力トルクTzmaxから一次関数的に増加する計算される。
【００６６】
そして、カウンタ反力トルク演算部６４は、運転者によってカウンタステアされたときの、より詳しくは、車体横滑り角βの発生方向にて検出操舵角θが最大操舵角θmaxよりも大きく拡大操舵角θmax0以下であるときのカウンタ反力トルクTsを、変位−トルク変換部６１によって計算された反力トルクTzmaxを用いた下記式２８に従って計算する。
Ts＝Tzmax＋c・(θ−θmax)  (θmax＜｜θ｜≦θmax0)  …式２８
ただし、前記式２８中のTzmaxは、前記式２７と同様に、変位−トルク変換部６１によって計算された最大の反力トルクTzの絶対値を表す。また、前記式２８中のθは、操舵角センサ３１によって検出された操舵角θの絶対値を表す。そして、前記式２８によれば、検出操舵角θの絶対値が最大操舵角θmaxよりも大きく拡大操舵角θmax0以下であれば、車体横滑り角βの発生方向におけるカウンタ反力トルクTsは一次関数的に変化するものとなる。
【００６７】
ここで、検出操舵角θが拡大操舵角θmax0を超えると、それ以上の回動操作を抑制するためのロック反力トルクTlが下記式２９に従って計算される。
Tl＝Tsmax＋((Tlim−Tsmax)／(θlim−θmax0))・(θ−θmax0)  (θmax0＜｜θ｜＜θlim)  …式２９
ただし、前記式２９中のTlimはシステム上付与し得る最大の反力トルクである。また、前記式２９中のθlimはシステム上回動し得る最大の操舵角である。なお、これらのカウンタ反力トルクTsおよびロック反力トルクTlの計算する場合も、前記式２８，２９の演算に代えて、操舵角θに対するカウンタ反力トルクTsおよび破線で示すロック反力トルクTlを記憶した図６に示すような特性の変換テーブルを用いて、カウンタ反力トルクTsおよびロック反力トルクTlを計算するようにしてもよい。
【００６８】
このように、拡大された回動操作可能範囲内で、前記式２８に従って計算されるカウンタ反力トルクTsが付与されることにより、運転者はウェーバー・ヘフナーの法則に基づいて決定された最大操舵角θmax以上に操舵ハンドル１１を回動操作することができる。一方、検出操舵角θが拡大操舵角θmax0を超えると、前記式２９に従って計算される極めて大きなロック反力トルクTlが付与される。これにより、適切な操舵ハンドル１１の回動操作可能範囲を決定することができる。そして、このように計算されたカウンタ反力トルクTsおよびロック反力トルクTlは、反力トルク決定部６５に供給される。
【００６９】
反力トルク決定部６５は、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作状態、より詳しくは、操舵角センサ３１によって検出された操舵角θの大きさに応じて、反力トルクTz、カウンタ反力トルクTsまたはロック反力トルクTlのうちから選択したトルクを目標反力トルクThとして決定する。すなわち、反力トルク決定部６５は、検出操舵角θの絶対値が最大操舵角θmax以下であれば、反力トルクTzを目標反力トルクThとして決定する。また、検出操舵角θの絶対値が最大操舵角θmaxよりも大きく拡大操舵角θmax0以下であれば、カウンタ反力トルクTsを目標反力トルクThとして決定する。さらに、検出操舵角θの絶対値が拡大操舵角θmax0よりも大きければ、ロック反力トルクTlを目標反力トルクThとして決定する。
【００７０】
このように決定された目標反力トルクThは、駆動制御部６６に供給される。駆動制御部６６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、同電動モータに目標反力トルクTh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に目標反力トルクThを付与する。したがって、運転者は、操舵ハンドル１１の回動操作を開始し、操舵角θが操舵角θz未満のときは一次関数的に変化する反力トルクTzを感じ、また、操舵角θが操舵角θz以上最大操舵角θmax未満のときは指数関数的に変化する反力トルクTz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。さらに、最大操舵角θmax以上拡大操舵角θmax0未満のときには、言い換えれば、運転者によって操舵ハンドル１１がカウンタステアされているときには、一次関数的に変化するカウンタ反力トルクTs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。
【００７１】
具体的に説明すると、運転者が操舵ハンドル１１を中立位置から回動操作すると、所定の操舵角θz未満であれば、前記式２３に従ってすなわち検出操舵角θに対して一次関数的に変化する反力トルクTzが計算される。そして、検出操舵角θが所定の操舵角θz以上最大操舵角θmax以下であれば、前記式２４に従ってすなわち検出操舵角θに対して指数関数的に変化する反力トルクTzが計算される。このとき、所定の操舵角θzにて、反力トルクTzが前記式２３に従う計算から前記式２４に従う計算に変更されるときには、前記式２３すなわち一次関数と前記式２４すなわち指数関数とが連続的に接続されるため、運転者は、前記変更に伴う反力トルクTzの違和感を覚えることがない。そして、検出操舵角θが最大操舵角θmax以下のときには、操舵角θと反力トルクTz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となるため、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。
【００７２】
また、検出操舵角θがウェーバー・ヘフナーの法則に基づいて決定された最大操舵角θmaxよりも大きく拡大操舵角θmax0以下のときには、前記式２８に従って操舵角θに対して一次関数的に変化するカウンタ反力トルクTsが計算される。ここで、カウンタ反力トルクTsが計算されない場合を想定すると、前記式２４に従って、反力トルクTzが計算される。ところで、反力トルクTzは操舵角θの増加に対して指数関数的に増加するため、最大操舵角θmax以上に操舵ハンドル１１が回動操作された場合には、運転者は極めて大きな反力を知覚し、良好な操舵ハンドル１１の操作性が阻害される。これに対して、カウンタ反力トルクTsが計算された場合には、最大操舵角θmax以上で、一次関数的に変化するカウンタ反力トルクTsを知覚する。したがって、操舵角θの回動操作可能範囲が拡大された場合であっても、運転者は、操舵ハンドル１１を回動操作することができる。さらに、検出操舵角θが拡大操舵角θmax0を超える場合には、前記式２９に従ってロック反力トルクTlが付与される。したがって、拡大された回動操作可能範囲を適切に確保できる。
【００７３】
以上の説明からも理解できるように、本実施形態によれば、旋回状態にある車両に大きな車体横滑り角βが発生して車両の旋回挙動が乱れた場合には、拡大操舵角θmax0を計算することができ、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作可能範囲を拡大することができる。そして、この拡大操舵角θmax0に対応して、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵範囲も最大転舵角δmax0を計算することによって拡大することができる。これにより、旋回状態にある車両の旋回挙動が乱れた場合には、運転者は、拡大された回動操作可能範囲内で操舵ハンドル１１を回動操作することによって、拡大された転舵範囲内で左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を容易に転舵させることができる。そして、拡大された回動操作可能範囲内にて運転者によって入力された操舵角θ、すなわち、運転者が旋回挙動を修正するために入力した操舵角θに基づいてカウンタ転舵角δsを計算することができる。
【００７４】
また、車両の旋回挙動が乱れていない場合には、運転者が操舵ハンドル１１に入力した操舵角θは、操舵トルクTdに変換され、さらに、見込み横加速度Gdに変換される。この変換された見込み横加速度Gdに基づいて、同見込み横加速度Gdで車両が運動するために必要な感覚適合転舵角δaを計算することができる。そして、車体横滑り角βが大きく、かつ、運転者によってカウンタステアされていれば、目標転舵角δhとしてカウンタ転舵角δsを選択して決定することができ、車体横滑り角βが小さい、または、運転者によってカウンタステアされていなれば、目標転舵角δhとして感覚適合転舵角δaを選択して決定することができる。したがって、通常走行時においては、運転者は人間の知覚特性に合わせて操舵ハンドル１１を操作することができ、カウンタステア時においては、運転者は、極めて容易に車両の旋回挙動を修正することができる。
【００７５】
また、最大操舵角θmax以下で操舵ハンドル１１が回動操作されたときにおいては、指数関数的に変化する反力トルクTzを操舵ハンドル１１に付与することができ、カウンタステアされたときにおいては、一次関数的に変化するカウンタ反力トルクTsを操舵ハンドル１１に付与することができる。これにより、操舵ハンドル１１をカウンタステアする場合であっても、運転者は、適切な反力を知覚しながら、極めて容易に操舵ハンドル１１を操作することができる。
【００７６】
ａ．第１変形例
上記実施形態においては、検出操舵角θが最大操舵角θmax以下のとき（以下、この場合を通常操舵時という）には、前記式２３，２４に従って計算される反力トルクTzが付与され、車体横滑り角βの発生方向にて検出操舵角θが最大操舵角θmaxよりも大きく拡大操舵角θmax0以下のとき（以下、この場合をカウンタステア時という）には、前記式２８に従って計算されるカウンタ反力トルクTsを付与するように実施した。
【００７７】
この場合、車両に十分大きな車体横滑り角βが発生することを想定する、言い換えれば、ウェーバー・ヘフナーの法則に基づいて予め決定する最大横加速度Gmaxを十分大きな値に設定することにより、前記式２４によって計算される反力トルクTzをシステム上操舵し得る最大の操舵角θlimまで計算するようにしておく。そして、この計算された反力トルクに対して、通常操舵時における操舵範囲を決定するロック反力トルクと、カウンタステア時における操舵範囲を決定するロック反力トルクを付与するように実施することも可能である。以下、この第１変形例について詳細に説明する。
【００７８】
この第１変形例においては、変位−トルク変換部６１は、前記式２３，２４と同様な下記式３０，３１を用いて、操舵角θz未満において一次関数的に変化し、操舵角θz以上操舵角θlim未満において指数関数的に変化する反力トルクTzを計算する。
Tz＝a・θ  (｜θ｜＜θz)  …式３０
Tz＝To・exp(K1・θ)  (θz≦｜θ｜＜θlim)  …式３１
なお、前記式３０，３１におけるa，To，K1については、前記式２３，２４と同様な定数である。
【００７９】
また、この第１変形例におけるカウンタ反力トルク演算部６４は、検出操舵角θの絶対値が最大操舵角θmaxよりも大きく、拡大操舵角θmax0以下であれば、変位−トルク変換部６１から供給された反力トルクTzをカウンタ反力トルクTsとして、反力トルク決定部６５に供給する。また、カウンタ反力トルク演算部６４は、検出操舵角θの絶対値が拡大操舵角θmax0よりも大きくなったときには、変位−トルク変換部６１によって計算された拡大操舵角θmax0における反力トルクTzsを入力する。そして、カウンタ反力トルク演算部６４は、下記式３２に従って、カウンタ反力トルクTsを計算する。
Ts＝Tzs＋Tla  (θmax0＜｜θ｜)  …式３２
【００８０】
ここで、前記式３２中のTzsは、変位−トルク変換部６１によって計算された拡大操舵角θmax0における反力トルクTzsの絶対値を表す。また、前記式３２中のTlaは、ロック反力トルクを表すものであり、下記式３３によって計算される。
Tla＝d・(θ−θmax0)  (θmax0＜｜θ｜＜θlim)  …式３３
ただし、前記式３３中のdは、一次関数の傾きを表す定数である。また、前記式３３に従って計算されるロック反力トルクTlaは、検出操舵角θの絶対値の増加に伴って、システム上付与し得る最大の反力トルクTlimまで変化し得るように、計算されるものである。
【００８１】
そして、この第１変形例における反力トルク決定部６５は、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作状態、より詳しくは、通常操舵時またはカウンタステア時に応じて、反力トルクTzまたはカウンタ反力トルクTsのうちから選択したトルクを目標反力トルクThとして決定する。すなわち、反力トルク決定部６５は、通常操舵時すなわち検出操舵角θの絶対値が最大操舵角θmax以下であれば、反力トルクTzを目標反力トルクThとして決定する。ただし、この場合、通常操舵時における操舵範囲を決定するために、通常操舵時において検出操舵角θの絶対値が最大操舵角θmaxよりも大きくとなった場合には、下記式３４に従って計算される反力トルクTzを目標反力トルクThとして決定する。
Tz＝Tzc＋Tlb  (θmax＜｜θ｜)  …式３４
ここで、前記式３４中のTzcは、変位−トルク変換部６１によって計算された最大操舵角θmaxにおける反力トルクTzcの絶対値を表す。
【００８２】
また、前記式３４中のTlbは、ロック反力トルクを表すものであり、下記式３５によって計算される。
Tlb＝d・(θ−θmax)  (θmax＜｜θ｜)  …式３５
ただし、前記式３５中のdは、前記式３３と同様な一次関数の傾きを表す定数である。また、前記式３５に従って計算されるロック反力トルクTlbは、検出操舵角θの絶対値の増加に伴って、システム上付与し得る最大の反力トルクTlimまで変化し得るように、計算されるものである。
【００８３】
一方、反力トルク決定部６５は、カウンタステア時すなわち車体横滑り角βの発生方向にて検出操舵角θの絶対値が最大操舵角θmaxよりも大きく拡大操舵角θmax0以下であれば、カウンタ反力トルクTsを目標反力トルクThとして決定する。なお、これらの反力トルクTzおよびカウンタ反力トルクTsの計算する場合も、前記式３２〜３５の演算に代えて、操舵角θに対する反力トルクTzおよびカウンタ反力トルクTsを記憶した図７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。なお、図７中においては、ロック反力トルクTla，Tlbは、それぞれ破線で示す。
【００８４】
以上の説明からも理解できるように、この第１変形例においては、通常操舵時とカウンタステア時とにそれぞれロック反力Tla，Tlbを付与することにより、運転者が操舵ハンドル１１を回動操作し得る操作可能範囲を明確に決定することができる。これにより、運転者による操舵ハンドル１１の過度の操作が規制され、その結果、車両の旋回挙動が乱れることを防止することができる。その他の具体的な効果については、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８５】
ｂ．第２変形例
上記実施形態および第１変形例において、感覚適合制御部４０は、操舵ハンドル１１の中立位置および左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の中立位置を基準として、感覚適合転舵角δaおよびカウンタ転舵角δsを計算するようにした。また、反力制御部６０は、操舵ハンドル１１の中立位置を基準として、反力トルクTzおよびカウンタ反力トルクTsを計算するようにした。
【００８６】
ところで、運転者がカウンタステアすることによって車両の旋回挙動を修正するためには、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵方向を発生した車体横滑り角βに一致させることが重要となる。しかし、特に、運転に慣れていない運転者は、発生した車体横滑り角βを的確に判断することが難しく、その結果、カウンタステアによって左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵方向を車体横滑り角βと一致させることが難しくなる。このことに関し、運転者が発生した車体横滑り角βを容易に知覚できるよう実施することも可能である。以下、上記実施形態の第２変形例を詳細に説明する。
【００８７】
この第２変形例において、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処理によって実現される機能は、図８の機能ブロック図に示すように、反力制御部６０の最大操舵角演算部６３およびカウンタ反力トルク演算部６４が省略されるとともに、横滑り角演算部６２によって計算された車体横滑り角βが変位−トルク変換部６１に供給される点で上記実施形態と異なる。そして、この第２変形例においては、変位−トルク変換部６１が発生した車体横滑り角βを基準として付与するように反力トルクTzを計算する。以下、具体的に、この第２変形例について説明する。
【００８８】
この第２変形例における変位−トルク変換部６１は、操舵角センサ３１から検出操舵角θを入力するとともに、横滑り角演算部６２から計算された車体横滑り角βを入力し、下記式３６，３７に従って、反力トルクTzを計算する。
Tz＝a・(θ−f(β))  (｜θ｜＜θz)  …式３６
Tz＝To・exp(K1・(θ−f(β))  (θz＜｜θ｜≦θlim)  …式３７
ここで、前記式３６中のaは、前記式１と同様な一次関数の傾きを表す定数である。また、前記式３７中のTo，K1は、前記式２と同様な定数である。また、前記式３６，３７中のθは、操舵角センサ３１によって検出された操舵角θの絶対値を表す。
【００８９】
さらに、前記式３６，３７中のf(β)は、横滑り角演算部６１から入力した車体横滑り角βの関数であり、下記式３８で表される。
f(β)＝p・β＋q・dβ／dt  …式３８
ただし、前記式３８中のpは一次関数の傾きを表す定数であり、qは所定の定数である。また、前記式３８によって表される関数f(β)は、絶対値を表すものであり、横滑り角演算部６１によって計算された車体横滑り角βが正であれば関数f(β)も正となり、車体横滑り角βが負であれば関数f(β)も負となる。そして、この式３８によれば、車両の旋回状態に応じて時々刻々と変化する車体横滑り角βに対して、図９に示すように、時間微分値dβ／dtが大きくなるに伴って関数f(β)の絶対値が大きくなり、時間微分値dβ／dtが小さくなるに伴って関数f(β)の絶対値が小さくなる。
【００９０】
このように変化する関数f(β)を用いた前記式３６，３７によって計算される反力トルクTzは、発生した車体横滑り角βと一致する方向に操舵ハンドル１１を回動操作すれば小さな値として計算される。また、関数f(β)の変化、すなわち、車体横滑り角βの時間変化に応じて、反力トルクTzも変化する。これにより、車体横滑り角βの変化に応じて正確な反力トルクTzを計算することができるとともに、運転者は操舵ハンドル１１を素早く車体横滑り角β方向に回動操作することができる。
【００９１】
このように計算された反力トルクTzは、上記実施形態と同様に、反力トルク決定部６５に供給され、運転者がカウンタステアを行っていれば、目標反力トルクThとして決定される。そして、駆動制御部６６によるフィードバック制御によって、操舵ハンドル１１に目標反力トルクThすなわちf(β)分補正されたカウンタステア時の反力トルクTzが付与される。
【００９２】
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実施形態の場合と同じである。そして、図８の機能ブロック図において、上記実施形態の図２と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００９３】
したがって、運転者がカウンタステアした場合には、操舵ハンドル１１の回動操作中にて、操舵角θと車体横滑り角βとが略一致したときに反力トルクTzの極小点（所謂、トルク変化の谷）を知覚することができる。そして、カウンタステア時における反力付与制御のための中立位置を車体横滑り角βと一致させることによって、運転者はこのトルク変化の谷で操舵ハンドル１１の保持することができて極めて容易に車両の旋回挙動を修正することができる。このように、カウンタステア時の反力トルクTzを計算することによって、運転者に対して車体横滑り角βを極めて容易に知覚させることができるため、運転者によるカウンタステアを良好にアシストすることができる。また、発生した車体横滑り角βの時間変化に応じて反力トルクTzを変化させることができるため、より適切に運転者によるカウンタステアをアシストすることができる。
【００９４】
なお、この第２変形例においては、カウンタステア時の反力トルクTzを計算するために、前記式３７によって表される関数f(β)を採用したが、例えば、下記式４０に示すような、車体横滑り角βの一次関数を関数f(β)として採用して実施することも可能である。
f(β)＝p1・β＋q1  …式３９
ただし、前記式４０中のp1は一次関数の傾きを表す定数であり、q1は所定の定数である。これによっても、運転者によるカウンタステアを良好にアシストすることができるとともに、上記実施形態と同様の効果が期待できる。
【００９５】
さらに、上記第２変形例においては、車体横滑り角βの関数f(β)を用いて反力トルクTzを計算するように実施したが、単に、車体横滑り角βを用いた下記式４１によってカウンタステア時の反力トルクTzを計算することも可能である。
Tz＝a・(θ−β)  (｜θ｜＜θz)  …式４０
Tz＝To・exp(K1・(θ−β)  (θz＜｜θ｜≦θlim)  …式４１
この場合においても、運転者によるカウンタステアを良好にアシストすることができ、上記実施形態と同様の効果が期待できる。
【００９６】
ｃ．第３変形例
上記実施形態においては、運動状態量として横加速度を用いるようにした。これに代えて、運動状態量としてヨーレートを用いて実施することも可能である。以下、この第３変形例について説明する。この第３変形例においては、図１に破線で示すように、上記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を検出するヨーレートセンサ３８を備えている。他の構成については上記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実施形態の場合と若干異なる。
【００９７】
この第３変形例においては、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１０の機能ブロック図により示される。この場合、感覚適合制御部７０において、変位−トルク変換部７１は上記実施形態の変位−トルク変換部４１と同様に機能するが、上記実施形態のトルク−横加速度変換部４２に代えてトルク−ヨーレート変換部７２が設けられている。
【００９８】
このトルク−ヨーレート変換部７２は、変位−トルク変換部７１にて計算された操舵トルクTdを用いて、運転者が操舵ハンドル１１の回動操作により見込んでいる見込みヨーレートγd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４３に従って計算する。ここで、式４２は上記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γdが「０」となる関数である。また、式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、式４２と所定値Tgにて連続的に接続するものである。
γd＝b・Td  （｜Td｜＜Tg）  …式４２
γd＝C・TdK2  （Tg≦｜Td｜）  …式４３
ただし、式４２中のbは一次関数の傾きを表す定数であり、式４３中のC，K2は，上記実施形態と同じく定数である。また、前記式４２，４３中の操舵トルクTdは前記式１，２を用いて計算された操舵トルクTd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b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bおよび定数Cを前記正の定数bおよび定数Cと同じ絶対値を有する負の値とする。なお、この場合も、前記式４２，４３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γdを記憶した図１１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γdを計算するようにしてもよい。
【００９９】
また、転舵角変換部７３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の感覚適合転舵角δaを計算するものであり、図１２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に対する感覚適合転舵角δa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７３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に対応した感覚適合転舵角δa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）と感覚適合転舵角δaはいずれも正であるが、トルク−ヨーレート変換部７２から供給される見込みヨーレートγdが負であれば、出力される感覚適合転舵角δaも負となる。
【０１００】
なお、感覚適合転舵角δaは、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４４の演算の実行によって見込みヨーレートγdを発生させる感覚適合転舵角δaを計算することができる。
δa＝Ｌ・(１＋Ａ・V2)・γd／V  …式４４
ただし、前記式４４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は車両の運動性能を表す予め決められた所定値である。
【０１０１】
また、横滑り角演算部７４、最大操舵角演算部７５およびカウンタ転舵角演算部７６は、上記実施形態の横滑り角演算部４４、最大操舵角演算部４５およびカウンタ転舵角演算部４６と同様に、それぞれ、車体横滑り角β、拡大操舵角θmax0、カウンタ転舵角δsを計算する。そして、転舵角決定部７７は、上記実施形態の転舵角決定部４７と同様に、車体横滑り角βの大きさおよび操舵ハンドル１１の回動操作状態に基づいて、感覚適合転舵角δaまたはカウンタ転舵角δsを選択し、目標転舵角δhとして決定する。
【０１０２】
そして、この決定された目標転舵角δhは、転舵制御部５０の転舵角補正部５３に供給される。転舵角補正部５３は、トルク−ヨーレート変換部７２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３８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４５の演算を実行して、入力した目標転舵角δhを補正して補正目標転舵角δhaを計算する。
δha＝δh＋K4・(γd−γ)  …式４５
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δha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δd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。
【０１０３】
なお、この第３変形例においても、転舵角補正部５３は、感覚適合転舵角δaが目標転舵角δhとして決定された場合に目標転舵角δh（感覚適合転舵角δa）を補正計算して補正目標転舵角δhaとして出力するものとし、カウンタ転舵角δsが目標転舵角δhとして決定された場合は、目標転舵角δh（カウンタ転舵角δs）を補正計算することなく補正目標転舵角δhaとして出力する。
【０１０４】
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実施形態の場合と同じである。そして、図１０の機能ブロック図において、上記実施形態の図２と同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１０５】
そして、上記説明した第３変形例においても、見込み運動状態量が見込みヨーレートγdに変更されること以外、上記実施形態と同様の効果が期待できる。
【０１０６】
ｄ．第４変形例
上記実施形態においては、運動状態量として横加速度を用いるようにした。これに代えて、運動状態量として旋回曲率を用いて実施することも可能である。以下、この第４変形例について説明する。この第４変形例においても、上記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は上記実施形態の場合と若干異なる。
【０１０７】
この第４変形例においては、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１３の機能ブロック図により示される。この場合、感覚適合制御部８０において、変位−トルク変換部８１は上記実施形態の変位−トルク変換部４１と同様に機能するが、上記実施形態のトルク−横加速度変換部４２に代えてトルク−旋回曲率変換部８２が設けられている。
【０１０８】
このトルク−旋回曲率変換部８２は、変位−トルク変換部８１にて計算された操舵トルクTdを用いて、運転者が操舵ハンドル１１の回動操作により見込んでいる見込み旋回曲率ρd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４６に従って計算し、操舵トルクTdの絶対値が正の小さな所定値Tg以上であれば下記式４７に従って計算する。ここで、式４６は上記実施形態と同じく操舵トルクTdの一次関数であって操舵トルクTdが「０」のときに見込み旋回曲率ρdが「０」となる関数である。また、式４７は、上記各実施形態と同じく操舵トルクTdのべき乗関数であり、式４６と所定値Tgにて連続的に接続するものである。
ρd＝b・Td  （｜Td｜＜Tg）  …式４６
ρd＝C・TdK2  （Tg≦｜Td｜）  …式４７
ただし、式４６中のbは一次関数の傾きを表す定数であり、式４７中のC，K2は，上記実施形態と同じく定数である。また、この場合も、前記式４６，４７中の操舵トルクTdは上記式１，２を用いて計算した操舵トルクTd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b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bおよび定数Cを前記正の定数bおよび定数Cと同じ絶対値を有する負の値とする。なお、この場合も、前記式４６，４７の演算に代えて、操舵トルクTdに対する見込み旋回曲率ρdを記憶した図１４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ρdを計算するようにしてもよい。
【０１０９】
また、転舵角変換部８３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の感覚適合転舵角δaを計算するものであり、図１５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に対する感覚適合転舵角δa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８３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とに対応した感覚適合転舵角δa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）と感覚適合転舵角δaはいずれも正であるが、トルク−旋回曲率変換部８２から供給される見込み旋回曲率ρdが負であれば、出力される感覚適合転舵角δaも負となる。
【０１１０】
なお、感覚適合転舵角δaは下記式４８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４８の演算の実行によっても計算することができる。
δa＝Ｌ・(１＋Ａ・V2)・ρd  …式４８
ただし、前記式４８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は車両の運動性能を表す予め決められた所定値である。
【０１１１】
また、横滑り角演算部８４、最大操舵角演算部８５およびカウンタ転舵角演算部８６は、上記実施形態の横滑り角演算部４４、最大操舵角演算部４５およびカウンタ転舵角演算部４６と同様に、それぞれ、車体横滑り角β、拡大操舵角θmax0、カウンタ転舵角δsを計算する。そして、転舵角決定部８７は、上記実施形態の転舵角決定部４７と同様に、車体横滑り角βの大きさおよび操舵ハンドル１１の回動操作状態に基づいて、感覚適合転舵角δaまたはカウンタ転舵角δsを選択し、目標転舵角δhとして決定する。
【０１１２】
この決定された目標転舵角δhは、転舵制御部５０の転舵角補正部５４に供給される。転舵角補正部５４は、トルク−旋回曲率変換部８２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５５から実旋回曲率ρも入力する。旋回曲率計算部５５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３８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４９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５４に出力する。
ρ＝G／V2またはρ＝γ／V  …式４９
【０１１３】
そして、転舵角補正部５４は、下記式５０の演算を実行して、入力した目標転舵角δhを補正して補正目標転舵角δhaを計算する。
δha＝δh＋K5・(ρd−ρ)  …式５０
ただし、係数K5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δha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δha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。
【０１１４】
なお、この第４変形例においても、転舵角補正部５４は、感覚適合転舵角δaが目標転舵角δhとして決定された場合に目標転舵角δh（感覚適合転舵角δa）を補正計算して補正目標転舵角δhaとして出力するものとし、カウンタ転舵角δsが目標転舵角δhとして決定された場合は、目標転舵角δh（カウンタ転舵角δs）を補正計算することなく補正目標転舵角δhaとして出力する。
【０１１５】
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実施形態の場合と同じである。そして、図１３の機能ブロック図において、上記実施形態の図２と同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１１６】
そして、上記説明した第４変形例においても、見込み運動状態量が見込み旋回曲率ρdに変更される以外、上記実施形態と同様の効果が期待できる。
【０１１７】
ｅ．第５変形例
上記実施形態および第１〜第４変形例においては、操舵角センサ３１によって検出された操作入力値としての操舵角θを変位−トルク変換部４１，７１，８１によって操舵トルクTdに変換するように実施した。これに対して、操舵ハンドル１１の操作入力値として操舵トルクTを採用し、変位−トルク変換部４１，７１，８１を省略して実施することも可能である。以下、この第５変形例について説明する。
【０１１８】
この第５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して操舵トルクTとして出力する操舵トルクセンサ３９を備えている。他の構成については上記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実施形態の場合と若干異なる。なお、この第５変形例の説明においては、上記実施形態を代表的に例示して説明するが、第３，第４変形例においても同様に構成することにより同様の効果を得ることができる。
【０１１９】
この第５変形例においては、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、感覚適合制御部４０に変位−トルク変換部４１は設けられておらず、トルク−横加速度変換部４２が、上記実施形態における変位−トルク変換部４１にて計算される操舵トルクTdに代えて、操舵トルクセンサ３９によって検出された操舵トルクTを用いた式３，４の演算の実行により見込み横加速度Gdを計算する。なお、この場合も、式３，４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Gd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実施形態の場合と同じである。
【０１２０】
この第５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４２によって見込み横加速度Gdに変換され、転舵角変換部４３、カウンタ転舵角演算部４６、転舵角決定部４７、転舵角補正部５１および駆動制御部５２により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は補正目標転舵角δhaに転舵される。したがって、この第５変形例においても、変位−トルク変換部４１が省略されたこと以外、上記実施形態と同様に作動するため、上記実施形態と同様の効果が期待できる。
【０１２１】
さらに、上記実施形態および第１〜第４変形例による車両の操舵制御と、第５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３９の両方を備え、例えば、上記実施形態のように変位−トルク変換部４１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３９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、または車両の車速Vに応じて自動的に切り替えるようにするとよい。この場合においても、操舵角θに基づいて計算される操舵トルクTdまたは操舵トルクセンサ３９から出力された操舵トルクTは、トルク−横加速度変換部４２によって、例えば、図４に示す変換テーブルに基づいて見込み横加速度Gdが計算されるため、前記切り替えに伴う違和感を覚えることがない。
【０１２２】
さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態および第１〜第５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、上記実施形態および第１〜第５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、上記実施形態および第１〜第５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、上記実施形態、第３、第４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】本発明の実施形態および各変形例に共通の車両の操舵装置の概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係り、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】操舵角と反力トルクの関係を示すグラフである。
【図７】本発明の実施形態の第１変形例に係り、操舵角と反力トルクの関係を示すグラフである。
【図８】本発明の実施形態の第２変形例に係り、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９】車体横滑り角と同横滑り角の時間微分値とによって表される関数の変化特性を説明するためのグラフである。
【図１０】本発明の実施形態の第３変形例に係り、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１１】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１２】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１３】本発明の実施形態の第４変形例に係り、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１４】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１５】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、４０，７０，８０…感覚適合制御部、４１，７１，８１…変位−トルク変換部、４２…トルク−横加速度変換部、４３，７３，８３…転舵角変換部、４４，７４，８４…横滑り角演算部、４５，７５，８５…最大操舵角演算部、４６，７６，８６…カウンタ転舵角演算部、４７，７７，８７…転舵角決定部、５０…転舵制御部、５１，５３，５４…転舵角補正部、６０…反力制御部、６１…変位−トルク変換部、６２…横滑り角演算部、６３…最大操舵角演算部、６４…カウンタ反力トルク演算部、６５…反力トルク決定部、６７…反力トルク補正部、７２…トルク−ヨーレート変換部、８２…トルク−旋回曲率変換部
【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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【図１２】
2007326497.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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