(57)【要約】      （修正有）【課題】運転者の知覚特性に適合した操舵制御を行う。【解決手段】操舵装置は、運転者が操舵ハンドルを操作する操作量に基づいて、車両が走行する道路の環境を特定する特定手段と、特定された環境に基づいて、操舵ハンドルに発生させる操舵減衰力を制御する制御手段とを備える。ダンピング制御部１３０は、基本ダンピング制御部１３１によって設定した基本ダンピングトルクＴｂと、調整ゲイン設定部１３４１によって道幅判定値に応じて設定した調整ゲインＧａとの積をダンピングトルクとして設定する。【選択図】図５
2012126359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、運転者による操舵ハンドルの操作に応じて転舵輪を転舵する操舵装置であって、
前記運転者が前記操舵ハンドルを操作する操作量に基づいて、前記車両が走行する道路の環境を特定する特定手段と、
前記特定された環境に基づいて、前記操舵ハンドルに発生させる操舵減衰力を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする操舵装置。
【請求項２】
前記特定手段は、前記環境として、前記車両が走行する道路の道路幅を特定し、
前記制御手段は、前記特定された道路幅に基づいて前記操舵減衰力を制御する
請求項１に記載の操舵装置。
【請求項３】
前記特定手段は、前記道路幅を狭い道路幅及び広い道路幅のいずれかとして特定し、
前記制御手段は、前記特定された道路幅が前記広い道路幅である場合には、前記特定された道路幅が前記狭い道路幅である場合よりも前記操舵減衰力を大きくする
請求項２に記載の操舵装置。
【請求項４】
前記特定手段は、前記道路幅を狭い道路幅及び広い道路幅のいずれかとして特定し、
前記制御手段は、前記特定された道路幅が前記狭い道路幅である場合には、前記特定された道路幅が前記広い道路幅である場合よりも前記操舵減衰力を小さくする
請求項２に記載の操舵装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記特定された道路幅が広いほど前記操舵減衰力を大きくする
請求項２に記載の操舵装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記操舵ハンドルの操舵速度が所定の基準操舵速度以上である場合には、前記操舵減衰力を、前記特定された環境に依存しない基本減衰力に設定する
請求項１から５のいずれか一項に記載の操舵装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記操舵ハンドルの操舵角が所定の基準操舵角以上である場合には、前記操舵減衰力を、前記特定された環境に依存しない基本減衰力に設定する
請求項１から６のいずれか一項に記載の操舵装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記特定された環境の変化に応じて、前記操舵減衰力を変化させる際、前記操舵減衰力の大きさが徐々に変化するように、前記操舵減衰力を制御する
請求項１から７のいずれか一項に記載の操舵装置。
【請求項９】
前記特定手段は、
前記操舵ハンドルに付与される操舵トルクと、前記操舵ハンドルの操舵速度とに基づいて、前記操舵ハンドルの単位時間当たりの操作量である操舵仕事率を算出する算出手段を有し、
前記算出された操舵仕事率に基づいて、前記車両が走行する道路の環境を特定する
請求項１から８のいずれか一項に記載の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載され、運転者による操舵ハンドルの操作に応じて転舵輪を転舵する操舵装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の操舵装置に関して、例えば特許文献１には、ナビゲーション装置の道路地図情報から車両の前方の道路環境（例えば道幅など）を取得し、この取得した道路環境に応じて、モータによって発生させるアシスト力の調整を行う技術が開示されている。また、例えば特許文献２には、ステアリング（操舵ハンドル）の切り戻しから切り込み領域においては漸減処理を行ってダンピングトルクの急変を抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２３７３号公報
【特許文献２】特開２００５−２６２９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
運転者の知覚特性は、運転者によって異なる場合があり、道路環境に対する感じ方（例えば道路幅が狭いと感じるか広いと感じるか）は、運転者によって異なる場合がある。しかしながら、前述した例えば特許文献１及び２に開示された技術では、運転者の知覚特性が考慮されていないため、運転者の知覚特性に適合した操舵制御を行うことができないおそれがあるという技術的問題点がある。
【０００５】
本発明は、例えば前述した問題点に鑑みなされたものであり、運転者の知覚特性に適合した操舵制御を行うことが可能な操舵装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の操舵装置は上記課題を解決するために、車両に搭載され、運転者による操舵ハンドルの操作に応じて転舵輪を転舵する操舵装置であって、前記運転者が前記操舵ハンドルを操作する操作量に基づいて、前記車両が走行する道路の環境を特定する特定手段と、前記特定された環境に基づいて、前記操舵ハンドルに発生させる操舵減衰力を制御する制御手段とを備える。
【０００７】
本発明の操舵装置によれば、例えば車両の走行時に、特定手段は、運転者が操舵ハンドルを操作する操作量（例えば操舵角、操舵トルク、操舵速度（即ち、操舵ハンドルの回転角度である操舵角の変化速度）などの値、或いは、これらから算出される算出値、或いは、これらの経時変化や周波数変化など）に基づいて、車両が走行する道路の環境（例えば道路の道路幅や路面状況、或いは、他車両や人、物の存在など）を特定する。ここで、通常、運転者は、その視覚によって得る道路の環境に関する情報に応じて、無意識に或いは意識的に、操舵ハンドルの操作量を変化させる。即ち、運転者が操舵ハンドルを操作する操舵量（言い換えれば、運転者による操舵ハンドルの操作量）は、運転者が意識するしないにかかわらず、道路の環境によって変化する。つまり、操舵ハンドルの操作量は、道路の環境によって変化する。よって、操舵ハンドルの操作量と道路の環境との関係を例えば実験等により予め取得しておくことで、操舵ハンドルの操作量の変化に基づいて道路の環境を特定することが可能になる。例えば、車両が走行する道路の道路幅が比較的広い場合には、操舵ハンドルの操作量は比較的小さく、車両が走行する道路の道路幅が比較的狭い場合には、操舵ハンドルの操作量は比較的大きいということが本願発明者らの実験により確認されている。よって、操舵ハンドルの操作量が比較的小さい場合には、道路幅が比較的広いと特定することができ、操舵ハンドルの操作量が比較的大きい場合には、道路幅が比較的狭いと特定することができる。
【０００８】
制御手段は、特定手段によって特定された環境に基づいて、操舵ハンドルに発生させる操舵減衰力を制御する。ここで本発明に係る「操舵減衰力」とは、操舵ハンドルの操舵方向とは反対方向に、操舵ハンドルの操舵速度と車速とに応じて働く減衰力（即ち、ダンピング力）であり、運転者は操舵ハンドルを操舵する際、操舵減衰力による抵抗を受ける。  ここで本発明では特に、前述したように、特定手段は、車両が走行する道路の環境を、運転者による操舵ハンドルの操作量に基づいて特定する。言い換えれば、特定手段は、運転者による操舵ハンドルの操作の特性（即ち、運転者の操舵特性）に基づいて道路の環境を特定する。よって、特定手段によって特定された道路の環境には、運転者の知覚特性に応じた操舵特性が反映されている。したがって、制御手段が、特定手段によって特定された環境に応じて操舵減衰力を制御することで、運転者の知覚特性に適合した操舵制御を行うことができる。
【０００９】
以上説明したように、本発明の操舵装置によれば、運転者の知覚特性に適合した操舵制御を行うことができる。
【００１０】
本発明の操舵装置の一態様では、前記特定手段は、前記環境として、前記車両が走行する道路の道路幅を特定し、前記制御手段は、前記特定された道路幅に基づいて前記操舵減衰力を制御する。
【００１１】
この態様によれば、車両が走行する道路の道路幅に応じた操舵制御を行うことが可能となる。
【００１２】
前述した、制御手段が、特定された道路幅に基づいて操舵減衰力を制御する態様では、前記特定手段は、前記道路幅を狭い道路幅及び広い道路幅のいずれかとして特定し、前記制御手段は、前記特定された道路幅が前記広い道路幅である場合には、前記特定された道路幅が前記狭い道路幅である場合よりも前記操舵減衰力を大きくしてもよい。
【００１３】
このように構成すれば、車両が広い道路幅の道路を走行している場合における、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。ここで、道路幅が広い場合には、操舵減衰力が大きくなることで、運転者は操舵ハンドルが安定していると感じることができる。
【００１４】
前述した、制御手段が、特定された道路幅に基づいて操舵減衰力を制御する態様では、前記特定手段は、前記道路幅を狭い道路幅及び広い道路幅のいずれかとして特定し、前記制御手段は、前記特定された道路幅が前記狭い道路幅である場合には、前記特定された道路幅が前記広い道路幅である場合よりも前記操舵減衰力を小さくしてもよい。
【００１５】
このように構成すれば、車両が狭い道路幅の道路を走行している場合における、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。ここで、道路幅が狭い場合には、操舵減衰力が小さくなることで、運転者は操舵ハンドルが軽く操作しやすいと感じることができる。
【００１６】
前述した、制御手段が、特定された道路幅に基づいて操舵減衰力を制御する態様では、前記制御手段は、前記特定された道路幅が広いほど前記操舵減衰力を大きくしてもよい。言い換えれば、前記制御手段は、特定された道路幅が狭いほど前記操舵減衰力を小さくしてもよい。
【００１７】
このように構成すれば、運転者の操舵フィーリングをより確実に向上させることができる。
【００１８】
本発明の操舵装置の他の態様では、前記制御手段は、前記操舵ハンドルの操舵速度が所定の基準操舵速度以上である場合には、前記操舵減衰力を、前記特定された環境に依存しない基本減衰力に設定する。
【００１９】
この態様によれば、速い操舵が必要となる緊急回避時の回避性能（即ち、車両前方の人や物を回避する性能）を向上させることができる。
【００２０】
即ち、この態様では、例えば、道路幅が広い場合であっても、操舵減衰力を大きくせずに、操舵減衰力を基本減衰力に設定することで、緊急回避時に操舵減衰力が大きくなりすぎて回避性能が低下してしまうことを抑制できる。ここで、所定の基準操舵速度は、緊急回避時であると判定するための操舵速度の基準値であり、実験的、経験的或いはシミュレーションなどによって定めることができる。
【００２１】
本発明の操舵装置の他の態様では、前記制御手段は、前記操舵ハンドルの操舵角が所定の基準操舵角以上である場合には、前記操舵減衰力を、前記特定された環境に依存しない基本減衰力に設定する。
【００２２】
この態様によれば、車両の旋回時における車両の安定性を向上させることができる。
【００２３】
即ち、この態様では、例えば、道路幅が狭い場合であっても、操舵減衰力を小さくせずに、操舵減衰力を基本減衰力に設定することで、車両の旋回時に操舵減衰力が小さくなりすぎて車両の安定性が低下してしまうことを抑制できる。ここで、所定の基準操舵角は、旋回時であると判定するための操舵角の基準値であり、実験的、経験的或いはシミュレーションなどによって定めることができる。
【００２４】
本発明の操舵装置の他の態様では、前記制御手段は、前記特定された環境の変化に応じて、前記操舵減衰力を変化させる際、前記操舵減衰力の大きさが徐々に変化するように、前記操舵減衰力を制御する。
【００２５】
この態様によれば、環境の変化に応じて操舵減衰力が急激に変化することを抑制でき、操舵減衰力の変化に伴う運転者の違和感を低減できる。よって、運転者の操舵フィーリングをより一層向上させることができる。なお、「徐々に変化する」とは、連続的又は断続的或いは段階的に変化することを意味する。
【００２６】
本発明の操舵装置の他の態様では、前記操舵ハンドルに付与される操舵トルクと、前記操舵ハンドルの操舵速度とに基づいて、前記操舵ハンドルの単位時間当たりの操作量である操舵仕事率を算出する算出手段を有し、前記算出された操舵仕事率に基づいて、前記車両が走行する道路の環境を特定する。
【００２７】
この態様によれば、例えば車両の走行時に、操舵ハンドルに付与される操舵トルクと操舵ハンドルの操舵速度とに基づいて操舵仕事率が算出手段によって算出される。ここで、本発明に係る「操舵仕事率」とは、操舵ハンドルの単位時間当たりの操作量、即ち、運転者によって操舵ハンドルに単位時間当たりになされる仕事を意味し、操舵ハンドルの操作量である操舵トルク及び操舵速度の積として算出することができる。
【００２８】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１実施形態に係る操舵装置を備えた車両の全体構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係る道幅判定処理の流れを概念的に示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態に係る道幅判定処理における道路幅の特定を説明するための図である。
【図４】第１実施形態に係るアシストトルク制御の概要を概念的に示すブロック図である。
【図５】第１実施形態に係るダンピングトルクの設定方法を概念的に示す図である。
【図６】第１実施形態に係る移行処理部による調整ゲインの設定方法を説明するための図である。
【図７】第１実施形態に係る移行処理部による調整ゲインの設定の流れを示すフローチャートである。
【図８】道幅判定値が「広い」である場合にダンピング制御部によって設定されるダンピングトルクの一例を示すグラフである。
【図９】道幅判定値が「狭い」である場合にダンピング制御部によって設定されるダンピングトルクの一例を示すグラフである。
【図１０】第２実施形態に係るダンピングトルクの設定方法を概念的に示す図である。
【図１１】第３実施形態に係るダンピングトルクの設定方法を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。
【００３１】
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る操舵装置について、図１から図９を参照して説明する。
【００３２】
先ず、本実施形態に係る操舵装置を備えた車両の全体構成について、図１を参照して説明する。
【００３３】
図１は、本実施形態に係る操舵装置を備えた車両の全体構成を示すブロック図である。
【００３４】
図１に示すように、車両１は、前輪５と、前輪５を操舵するための操舵装置１０とを備えている。操舵装置１０は、ステアリングホイール１１の操作に応じて前輪５を転舵する電動パワーステアリング（ＥＰＳ：Electric Power Steering）装置であり、ステアリングホイール１１と、ステアリングシャフト１２と、ピニオンシャフト１９と、操舵角センサ１３と、トルクセンサ１４と、モータ１５と、ラックアンドピニオン機構１６と、タイロッド１７と、ナックルアーム１８と、車速センサ４１と、コントローラ１００とを備えている。
【００３５】
ステアリングホイール１１は、本発明に係る「操舵ハンドル」の一例であり、車両１を旋回等させるために運転者（ドライバ）によって操作される。ステアリングホイール１１は、ステアリングシャフト１２及びピニオンシャフト１９を介して、ラックアンドピニオン機構１６に接続されている。ステアリングシャフト１２には、操舵角センサ１３及びトルクセンサ１４が設けられている。
【００３６】
操舵角センサ１３は、運転者によるステアリングホイール１１の操作に対応する操舵角ＳＷＡ（即ち、ステアリングホイール１１の回転角度）を検出する。操舵角センサ１３は、検出した操舵角ＳＷＡに対応する検出信号をコントローラ１００に供給する。
【００３７】
トルクセンサ１４は、ステアリングホイール１１を介してステアリングシャフト１２に付与される操舵トルクＳＷＴを検出する。トルクセンサ２２は、検出した操舵トルクＳＷＴに対応する検出信号をコントローラ１００に供給する。
【００３８】
ピニオンシャフト１９は、その一端がラックアンドピニオン機構１６に連結されており、その他端がトルクセンサ１４を介してステアリングシャフト１２に連結されている。ピニオンシャフト１９は、ステアリグシャフト１２と同一方向に回転することが可能に構成されている。ピニオンシャフト１９には、モータ１５が設けられている。
【００３９】
モータ１５は、減速機や電動モータなどによって構成されており、コントローラ１００による制御下で、ピニオンシャフト１９にトルクを付与する。なお、以下では、モータ１５がピニオンシャフト１９に付与するトルクを「アシストトルク」と適宜称する。
【００４０】
車速センサ４１は、車両１０の車速を検出し、検出した車速Ｖに対応する検出信号をコントローラ１００に供給する。
【００４１】
ラックアンドピニオン機構１６は、ラックやピニオンによって構成されており、ステアリングシャフト１２からピニオンシャフト１９を介して回転が伝達されて動作する。ラックアンドピニオン機構１６には、タイロッド１７及びナックルアーム１８が連結されており、ナックルアーム１８には、前輪５が連結されている。この場合、タイロッド１７及びナックルアーム１８がラックアンドピニオン機構１６によって動作されることにより、ナックルアーム１８に連結された前輪５が転舵されることとなる。
【００４２】
コントローラ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えた電子制御ユニットである。コントローラ１００は、モータ１５がピニオンシャフト１９に付与すべきアシストトルクを設定し、設定されたアシストトルクがピニオンシャフト１９に付与されるようにモータ１５を制御するアシストトルク制御を行う。コントローラ１００は、本発明に係る「特定手段」及び「制御手段」として機能する。なお、後に詳細に説明するが、本実施形態では特に、コントローラ１００は、操舵角センサ１３及びトルクセンサ１４の各々から供給される検出信号に基づいて、ステアリングホイール１１の単位時間当たりの操作量である操舵仕事率Ｐを算出し、この算出された操舵仕事率Ｐに基づいて、車両１が走行する道路の道路幅を判定する道幅判定処理を行う。
【００４３】
次に、本実施形態に係る道幅判定処理について、図２及び図３を参照して説明する。
【００４４】
図２は、道幅判定処理の流れを概念的に示すフローチャートである。
【００４５】
図２において、道幅判定処理では、先ず、初期設定がコントローラ１００によって行われる（ステップＳ１０）。具体的には、コントローラ１００は、後述する所定の閾値ＳＷＡｔ及びＳＷＴｔ、所定の判定基準値Ｐｔ、不感帯Ｄの幅δ、所定時間Ｔａ及びＴｂ、直進判定値、並びに道幅判定値に所定の初期値を設定する。例えば、コントローラ１００は、道幅判定値に初期値として「広い」を設定する。
【００４６】
次に、入力信号の取得がコントローラ１００によって行われる（ステップＳ２０）。具体的には、コントローラ１００は、入力信号として操舵角ＳＷＡに対応する検出信号及び操舵トルクＳＷＴに対応する検出信号を、それぞれ、操舵角センサ１３及びトルクセンサ１４から取得する。なお、操舵角ＳＷＡに関する情報は、操舵角センサ１３に代えて、ＥＰＳモータ（即ち、モータ１５）の回転角や、タイヤ切れ角（即ち、前輪５の転舵角）から取得されてもよい。
【００４７】
コントローラ１００による入力信号の取得は、所定のサンプリング時間Ｔｓ毎に行われる。この際、コントローラ１００は、操舵角ＳＷＡをサンプリング時間Ｔｓで除算することにより、操舵速度ＳＷＶを算出する。即ち、コントローラ１００は、操舵速度ＳＷＶを、次式（１）に従って算出する。
【００４８】
操舵速度ＳＷＶ＝（操舵角ＳＷＡ（ｎ）−操舵角ＳＷＡ（ｎ−１））／サンプリング時間Ｔｓ  ・・・（１）
但し、ｎは自然数であり、操舵角ＳＷＡ（ｎ）は、ｎ番目に取得された操舵角ＳＷＡを表わしている。
【００４９】
なお、入力信号の取得が行われる際、入力信号の高周波成分を除去するローパスフィルタ処理が行われる。
【００５０】
次に、操舵仕事率Ｐがコントローラ１００によって算出される（ステップＳ３０）。即ち、コントローラ１００は、操舵トルクＳＷＴ及び操舵速度ＳＷＶに基づいて操舵仕事率Ｐを算出する。操舵仕事率Ｐは、運転者によってステアリングホイール１１に単位時間当たりになされる仕事を意味する。
【００５１】
具体的には、コントローラ１００は、先ず、現時点から所定時間Ｔａだけ過去までにサンプリング時間Ｔｓ毎に取得した操舵トルクＳＷＴ及び操舵速度ＳＷＶの各々の平均値ＳＷＴｍｅａｎ及びＳＷＶｍｅａｎを算出する。次に、操舵トルクＳＷＴと平均値ＳＷＴｍｅａｎとの差の絶対値の所定時間Ｔａにおける平均値ＳＷＴａ、及び操舵速度ＳＷＶと平均値ＳＷＶｍｅａｎとの差の絶対値の所定時間Ｔａにおける平均値ＳＷＶａを算出する。次に、平均値ＳＷＴａと平均値ＳＷＶａとを乗算することにより操舵仕事率Ｐを算出する。即ち、コントローラ１００は、操舵仕事率Ｐを次式（２）に従って算出する。
【００５２】
操舵仕事率Ｐ＝操舵トルクの平均値ＳＷＴａ×操舵角の平均値ＳＷＶａ  ・・・（２）
つまり、コントローラ１００は、現時点から所定時間Ｔａだけ過去までに取得した操舵トルクＳＷＴ及び操舵速度ＳＷＶの各々についての変化量（或いは変動量）の平均値を算出し、算出した平均値の積を操舵仕事率Ｐとして算出する。
【００５３】
次に、車両１が直進走行中であるか否かがコントローラ１００によって判定される（ステップＳ４０）。即ち、コントローラ１００は、操舵角ＳＷＡ及び操舵トルクＳＷＴに基づいて、車両１が直進走行中であるか否かを判定する。コントローラ１００は、車両１が直進走行中であると判定した場合には（ステップＳ４０：ＹＥＳ）、車両１が直進走行中であるか否かを示す直進判定値を「ＹＥＳ」に設定し、車両１が直進走行中でないと判定した場合には（ステップＳ４０：ＮＯ）、直進判定値を「ＮＯ」に設定するとともに、道幅判定値を「無効」に設定する（ステップＳ１００）。
【００５４】
図３は、本実施形態に係る道幅判定処理における道路幅の特定を説明するための図であり、コントローラ１００が取得する操舵角ＳＷＡ及び操舵トルクＳＷＴ、並びにコントローラ１００が算出する操舵仕事率Ｐの各々の経時変化の一例を示している。なお、本実施形態では、図３に示すように、操舵角ＳＷＡの方向及び操舵トルクＳＷＴの方向をそれぞれ正負で表わし、例えば、負値をステアリングホイール１１の右回転方向とし、正値をステアリングホイール１１の左回転方向とする。
【００５５】
図３において、コントローラ１００は、操舵角ＳＷＡの大きさ（即ち、操舵角ＳＷＡの絶対値）が所定の閾値ＳＷＡｔ以下であり、且つ、操舵トルクＳＷＴの大きさ（操舵トルクＳＷＴの絶対値）が所定の閾値ＳＷＴｔ以下である場合には、車両１が直進走行中であると判定し、その他の場合、即ち、操舵角ＳＷＡの大きさが所定の閾値ＳＷＡｔよりも大きい場合及び操舵トルクＳＷＴの大きさが所定の閾値ＳＷＴｔよりも大きい場合には、車両１が直進走行中でないと判定する（ステップＳ４０）。即ち、コントローラ１００は、次式（３）及び（４）の両方が成立する場合には、車両１が直進走行中であると判定し、次式（３）及び（４）の少なくとも一方が成立しない場合には、車両１が直進走行中でないと判定する。
【００５６】
操舵角ＳＷＡの大きさ≦所定の閾値ＳＷＡｔ      ・・・（３）
操舵角ＳＷＴの大きさ≦所定の閾値ＳＷＴｔ      ・・・（４）
図２に戻り、直進走行中であると判定された場合には（ステップＳ４０：ＹＥＳ）、操舵仕事率Ｐが判定基準値Ｐｔ＋δ／２以上であるか否かがコントローラ１００によって判定される（ステップＳ５０）。
【００５７】
即ち、図３において、コントローラ１００は、現時点Ｔｃにおいて、操舵仕事率Ｐが判定基準値Ｐｔ＋δ／２以上であるか否かを判定する（ステップＳ５０）。つまり、コントローラ１００は、次式（５）が成立するか否かを判定する。
【００５８】
操舵仕事率Ｐ≧判定基準値Ｐｔ＋δ／２      ・・・（５）
ここで、判定基準値Ｐｔは、車両１が走行する道路の道路幅が広いか狭いかを区別する境となる操舵仕事率Ｐの値であり、例えば実験等により予め設定される。具体的には、判定基準値Ｐｔは、車両１が走行する道路の道路幅が狭いと判定することができる最小の操舵仕事率Ｐとして設定される。言い換えれば、判定基準値Ｐｔは、ダンピングトルクを変更すべき操舵仕事率Ｐとして設定される。ここで、車両１が走行する道路の道路幅が広い場合には、操舵仕事率Ｐは小さく、車両１が走行する道路の道路幅が狭い場合には、操舵仕事率Ｐは大きいということが本願発明者らの実験により確認されている。よって、操舵仕事率Ｐの経時変化に基づいて、車両１が走行する道路の道路幅の経時変化を検出することができる。したがって、本実施形態では、予め実験等により、操舵仕事率Ｐに有意差がある互いに異なる２つの道路幅について、一方を広い道路幅、他方を狭い道路幅に設定するとともに、これら広い道路幅及び狭い道路幅を区別することが可能な操舵仕事率Ｐを判定基準値Ｐｔとして設定している。
【００５９】
図３に示すように、判定基準値Ｐｔに対して、幅δを有する不感帯Ｄが設定されている。不感帯Ｄは、操舵仕事率Ｐが判定基準値Ｐｔよりも大きいか否かの判定を行わない操舵仕事率Ｐの範囲として設定されている。不感帯Ｄは、判定基準値Ｐｔを中心値として幅δを有している。即ち、不感帯Ｄの上限値は、判定基準値Ｐｔと幅δ／２（即ち、不感帯Ｄの幅δの１／２倍）とを加算した値であり、不感帯Ｄの下限値は、判定基準値Ｐｔから幅δ／２を減算した値である。
【００６０】
操舵仕事率Ｐが判定基準値Ｐｔ＋δ／２以上であると判定された場合には（ステップＳ５０：ＹＥＳ）、コントローラ１００によって、車両１が走行している道路の道路幅が狭いと判定され、道路判定値が「狭い」に設定される（ステップＳ８０）。
【００６１】
ここで、道路判定値は、コントローラ１００によって判定された道路幅を示す値であり、道路幅が狭いと判定された場合には「狭い」に設定され、道路幅が広いと判定された場合には「広い」に設定される。
【００６２】
他方、操舵仕事率Ｐが判定基準値Ｐｔ＋δ／２以上でない（即ち、操舵仕事率Ｐが判定基準値Ｐｔ＋δ／２よりも小さい）と判定された場合には（ステップＳ５０：ＮＯ）、操舵仕事率Ｐが判定基準値Ｐｔ−δ／２以下であるか否かがコントローラ１００によって判定される（ステップＳ７０）。
【００６３】
即ち、図３において、コントローラ１００は、現時点Ｔｃにおいて、操舵仕事率Ｐが判定基準値Ｐｔ−δ／２以下であるか否かを判定する（ステップＳ７０）。つまり、コントローラ１００は、次式（６）が成立するか否かを判定する。
【００６４】
操舵仕事率Ｐ≦判定基準値Ｐｔ−δ／２  ・・・（６）
操舵仕事率Ｐが判定基準値Ｐｔ−δ／２以下であると判定された場合には（ステップＳ７０：ＹＥＳ）、コントローラ１００によって、車両１が走行している道路の道路幅が広いと判定され、道路判定値が「広い」に設定される（ステップＳ９０）。
【００６５】
他方、操舵仕事率Ｐが判定基準値Ｐｔ−δ／２以下でない（即ち、操舵仕事率Ｐが判定基準値Ｐｔ−δ／２よりも大きい）と判定された場合には（ステップＳ７０：ＮＯ）、コントローラ１００によって道路判定値はそのまま維持され、再びステップＳ２０に係る処理が行われる。
【００６６】
なお、判定基準値Ｐｔは車速に応じてコントローラ１００によって変更されてもよい。この場合には、車両１が走行する道路の道路幅が広いか狭いかの判定を、操舵仕事率Ｐに基づいてより精度良く行うことができる。
【００６７】
本実施形態では、前述したように、判定基準値Ｐｔに対して不感帯Ｄが設定されているので、実際の道路の道路幅が変化していないにもかかわらず、コントローラ１００による道路幅の判定結果が変化するのを防ぐことができる。
【００６８】
以上のように、道幅判定処理では、車両１が直進走行中であるか否かが判定され（ステップＳ４０）、車両１が直進走行中であると判定された場合に、操舵仕事率Ｐに基づいて、車両１が走行する道路の道路幅が判定される（ステップＳ５０及びＳ７０）。そして、これら判定の結果に応じて道幅判定値が「広い」、「狭い」及び「無効」のいずれかに設定される（ステップＳ８０、Ｓ９０及びＳ１００）。
【００６９】
次に、本実施形態に係るアシストトルク制御の概要について、図４を参照して説明する。
【００７０】
図４は、本実施形態に係るアシストトルク制御の概要を概念的に示すブロック図である。
【００７１】
図４において、コントローラ１００は、微分部１０５と、基本アシスト制御部１１０と、外乱抑制制御部１２０と、ダンピング制御部１３０と、戻し制御部１４０と、加算処理部１５０とを有している。
【００７２】
微分部１０５は、トルクセンサ１４によって検出された操舵トルクＳＷＴの微分値を算出し、算出した微分値（以下「操舵トルク微分値」と適宜称する）を外乱抑制制御部１２０に出力する。
【００７３】
基本アシスト制御部１１０は、操舵トルクＳＷＴ及び車速Ｖに基づいて基本アシストトルクを設定する。ここで、基本アシストトルクは、モータ１５がピニオンシャフト１９に付与すべきアシストトルクの基本となる量である。基本アシスト制御部１１０は、操舵トルクＳＷＴ及び車速Ｖと基本アシストトルクとの関係を規定するマップを有しており、このマップを参照することにより、基本アシストトルクを設定する。基本アシスト制御部１１０は、例えば、操舵トルクＳＷＴが大きいほど基本アシストトルクを大きな値に設定し、車速Ｖが低いほど基本アシストトルクを大きな値に設定する。コントローラ１００は、基本アシスト制御部１１０によって設定された基本アシストトルクに、後述する外乱抑制トルク、ダンピングトルク及び戻しトルクを加算することにより、モータ１５がピニオンシャフト１９に付与すべきアシストトルクを設定する。
【００７４】
外乱抑制制御部１２０は、微分部１０５から入力される操舵トルク微分値に基づいて外乱抑制トルクを設定する。ここで、外乱抑制トルクは、例えば道路の幅方向の傾斜の変化などの外乱による操舵トルクの変化を抑制するためのトルクである。外乱抑制制御部１２０は、例えば、操舵トルク微分値の絶対値が小さくなるように（即ち、操舵トルクの変化が小さくなるように）、外乱抑制トルクを設定する。
【００７５】
ダンピング制御部１３０は、車速Ｖ、操舵速度ＳＷＶ、操舵角ＳＷＡ及び道幅判定値に基づいてダンピングトルクを設定する。ここで、ダンピングトルクは、本発明に係る「操舵減衰力」の一例であり、ステアリングホイール１１の操舵方向とは反対方向に、車速Ｖ及び操舵速度ＳＷＶに応じて働くトルクである。運転者は、ステアリングホイール１１を操舵する際、ダンピングトルクによる抵抗を受ける。なお、ダンピング制御部１３０によるダンピングトルクの設定については、後に詳細に説明する。
【００７６】
戻し制御部１４０は、車速Ｖ、操舵速度ＳＷＶ及び操舵角ＳＷＡに基づいて戻しトルクを設定する。ここで、戻しトルクは、ステアリングホイール１１を中立位置に戻すようにステアリングホイール１１に発生させるトルクである。
【００７７】
加算処理部１５０は、基本アシスト制御部１１０によって設定された基本アシストトルクと、外乱抑制制御部１２０によって設定された外乱抑制トルクと、ダンピング制御部１３０によって設定されたダンピングトルクと、戻し制御部１４０によって設定された戻しトルクとを加算することにより、アシストトルクを設定する。即ち、加算処理部１５０は、基本アシストトルクと、外乱抑制トルクと、ダンピングトルクと、戻しトルクとの和を、アシストトルクとして設定する。加算処理部１５０は、設定したアシストトルクに対応するアシスト指令信号をモータ１５に供給する。モータ１５（図１参照）は、アシスト指令信号に基づいて、設定されたアシストトルクをピニオンシャフト１９に付与する。設定されたアシストトルクがピニオンシャフト１９に付与されることにより、ダンピングトルクや戻しトルクがステアリングホイール１１に発生する。
【００７８】
次に、ダンピング制御部１３０によるダンピングトルクの設定方法について、図５から図９を参照して説明する。
【００７９】
図５は、本実施形態に係るダンピングトルクの設定方法を概念的に示す図である。
【００８０】
図５において、ダンピング制御部１３０は、基本ダンピング制御部１３１と、第１調整ゲイン決定部１３２と、第２調整ゲイン決定部１３３と、調整ゲイン設定部１３４とを備えている。
【００８１】
基本ダンピング制御部１３１は、車速Ｖ及び操舵速度ＳＷＶに基づいて基本ダンピングトルクＴｂを設定する。ここで、基本ダンピングトルクＴｂは、本発明に係る「基本減衰力」の一例であり、ステアリングホイール１１に発生させるべきダンピングトルクの基本となる量である。基本ダンピング制御部１３１は、操舵速度ＳＷＶ及び車速Ｖと基本ダンピングトルクＴｂとの関係を規定するマップＭ１を有しており、このマップＭ１を参照することにより、基本ダンピングトルクＴｂを設定する。マップＭ１では、例えば低速、中速及び高速といった互いに異なる複数の車速域の各々について、操舵速度ＳＷＶの絶対値と基本ダンピングトルクＴｂとの関係が規定されている。基本ダンピング制御部１３１は、例えば、操舵速度ＳＷＶの絶対値が大きいほど基本ダンピングトルクＴｂを大きな値に設定し、車速Ｖが高いほど基本ダンピングトルクを大きな値に設定する。なお、本実施形態では、マップＭ１において、低速、中速及び高速という互いに異なる３つの車速域の各々毎に、操舵速度ＳＷＶと基本ダンピングトルクＴｂとの関係が規定されている例を示すが、車速域は、３つに限定されるものではなく、２つ或いは４つ以上であってもよい。
【００８２】
第１調整ゲイン決定部１３２は、調整ゲインＧ１を操舵速度ＳＷＶに基づいて決定する。ここで、調整ゲインＧ１は、後述する調整ゲイン設定部１３４の選択部１３４１により、道幅判定値が「広い」に設定されている場合の調整ゲインＧａとして選択される値である。第１調整ゲイン決定部１３２は、操舵速度ＳＷＶと調整ゲインＧ１との関係を規定するマップＭａ１を有しており、このマップＭａ１を参照することにより、調整ゲインＧ１を決定する。マップＭａ１では、操舵速度ＳＷＶの絶対値が所定の基準値ＳＷＶｔｈよりも小さい場合には、調整ゲインＧ１は「１」よりも大きな値であり、操舵速度ＳＷＶの絶対値が所定の基準値ＳＷＶｔｈ以上である場合には、調整ゲインＧ１は「１」である。ここで、基準値ＳＷＶｔｈは、車両１の緊急回避時であると判定するための操舵速度ＳＷＶの基準値であり、例えば実験的等により予め設定される。なお、基準値ＳＷＶｔｈは、本発明に係る「基準操舵速度」の一例である。
【００８３】
第２調整ゲイン決定部１３３は、調整ゲインＧ２を操舵角ＳＷＡに基づいて決定する。ここで、調整ゲインＧ２は、後述する調整ゲイン設定部１３４の選択部１３４１により、道幅判定値が「狭い」に設定されている場合の調整ゲインＧａとして選択される値である。第２調整ゲイン決定部１３３は、操舵角ＳＷＡと調整ゲインＧ２との関係を規定するマップＭａ２を有しており、このマップＭａ２を参照することにより、調整ゲインＧ２を決定する。マップＭａ２では、操舵角ＳＷＡの絶対値が所定の基準値ＳＷＡｔｈよりも小さい場合には、調整ゲインＧ２は「１」よりも小さな値であり、操舵角ＳＷＡの絶対値が所定の基準値ＳＷＡｔｈ以上である場合には、調整ゲインＧ２は「１」である。ここで、基準値ＳＷＡｔｈは、車両１の旋回時であると判定するための操舵角ＳＷＡの基準値であり、例えば実験的等により予め設定される。なお、基準値ＳＷＡｔｈは、本発明に係る「基準操舵角」の一例である。また、基準値ＳＷＡｔｈは、前述した閾値ＳＷＡｔと同じ値に設定されてもよいし、前述した閾値ＳＷＡｔとは異なる値に設定されてもよい。
【００８４】
調整ゲイン設定部１３４は、道幅判定値に応じて調整ゲインＧａを設定する。具体的には、調整ゲイン設定部１３４は、選択部１３４１と、移行処理部１３４２とを有している。
【００８５】
選択部１３４１は、道幅判定値に応じて、「１」、「調整ゲインＧ１」及び「調整ゲインＧ２」のいずれかを調整ゲインＧａとして選択する。具体的には、選択部１３４１は、道幅判定値が「無効」に設定されている場合には、調整ゲインＧａとして「１」を選択し、道幅判定値が「広い」に設定されている場合には、調整ゲインＧａとして「調整ゲインＧ１」を選択し、道幅判定値が「狭い」に設定されている場合には、調整ゲインＧａとして「調整ゲインＧ２」を選択する。例えば、操舵速度ＳＷＶの絶対値が基準値ＳＷＶｔｈよりも小さく、かつ、道幅判定値が「広い」に設定されている場合には、１よりも大きな値である調整ゲインＧ１が調整ゲインＧａとして選択され、操舵角ＳＷＡの絶対値が基準値ＳＷＡｔｈよりも小さく、かつ、道幅判定値が「狭い」に設定されている場合には、１よりも小さな値である調整ゲインＧ２が調整ゲインＧａとして選択される。
【００８６】
ダンピング制御部１３０は、基本ダンピング制御部１３１によって設定した基本ダンピングトルクＴｂと、調整ゲイン設定部１３４１によって道幅判定値に応じて設定した調整ゲインＧａとの積をダンピングトルクとして設定する。
【００８７】
移行処理部１３４２は、選択部１３４１によって選択される調整ゲインＧａが移行する際、即ち、選択部１３４１によって選択される調整ゲインＧａが道幅判定値の変化に応じて変化する際、調整ゲインＧａが徐々に変化するように、調整ゲインＧａを設定する。
【００８８】
図６は、移行処理部１３４２による調整ゲインＧａの設定方法を説明するための図であり、道幅判定値及び調整ゲインＧａの各々の経時変化の一例を示している。
【００８９】
図６において、時刻Ｔ１において道幅判定値が「広い」から「狭い」に変化すると、選択部１３４１によって選択される調整ゲインＧａは、例えば、１よりも大きな値である「Ｇ１ａ」（図５のマップＭａ１も参照）から１よりも小さな値である「Ｇ２ａ」（図５のマップＭａ２も参照）に変化する。この場合、移行処理部１３４２は、調整ゲインＧａが「Ｇ１ａ」から「Ｇ２ａ」に徐々に変化するように、調整ゲインＧａを設定する。例えば、移行処理部１３４２は、時刻Ｔ１までは１よりも大きな値「Ｇ１ａ」であった調整ゲインＧａが、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの間、所定の除変量ずつ減少して、時刻Ｔ２において１よりも小さな値「Ｇａ２」となるように、調整ゲインＧａを設定する。即ち、移行処理部１３４２は、時刻Ｔ１において道幅判定値が「広い」から「狭い」に変化した場合、調整ゲインＧａを時刻Ｔ１において「Ｇ１ａ」から「Ｇ２ａ」に変更するのではなく、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの間は調整ゲインＧａが徐々に減少するように調整ゲインＧａを設定し、時刻Ｔ２において調整ゲインＧａを「Ｇ２ａ」に設定する。
【００９０】
ここで、移行処理部１３４２による調整ゲインＧａの設定方法について、図７を参照して説明を加える。
【００９１】
図７は、移行処理部１３４２による調整ゲインＧａの設定の流れを示すフローチャートである。
【００９２】
図７において、先ず、道幅判定値が変更されたか否かが移行処理部１３４２によって判定される（ステップＳ２１０）。即ち、移行処理部１３４２は、今回の道幅判定値が前回の道幅判定値と異なるか否かを判定する。
【００９３】
道幅判定値が変更されたと判定された場合には（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、移行中フラグが移行処理部１３４２によって「ＯＮ」に設定される（ステップＳ２２０）。ここで、移行中フラグは、調整ゲインＧａを道幅判定値の変更に応じて変更中であるか否かを示すフラグであり、変更中である場合には「ＯＮ」に設定され、変更中でない場合には「ＯＦＦ」に設定される。移行中フラグは、例えば、移行処理部１３４２が有するメモリ等に記憶されている。前述した図６の例では、移行中フラグは、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの間に「ＯＮ」に設定され、時刻Ｔ１よりも前及び時刻Ｔ２よりも後において「ＯＦＦ」に設定される。
【００９４】
移行中フラグが「ＯＮ」に設定された（ステップＳ２２０）後には、ゲイン除変処理が移行処理部１３４２によって行われる（ステップＳ２３０）。ゲイン除変処理は、調整ゲインＧａを所定の除変量ΔＧａ（例えば「０．１」或いは「−０．１」など）だけ変化させる処理であり、次式（７）に従って除変後調整ゲインを算出する。
【００９５】
除変後調整ゲイン＝調整ゲインＧａ＋除変量ΔＧａ  ・・・（７）
なお、除変量ΔＧａは、調整ゲインＧａを増加させる際には正の値として設定され、調整ゲインＧａを減少させる際には負の値として設定される。
【００９６】
次に、算出された除変後調整ゲインは、調整ゲインＧａとして設定され（ステップＳ２４０）、再びステップＳ２１０に係る処理が行われる。
【００９７】
一方、道幅判定値が変更されていないと判定された場合には（ステップＳ２１０：ＮＯ）、移行中フラグが「ＯＮ」に設定されているか否かが移行処理部１３４２によって判定される（ステップＳ２５０）。
【００９８】
移行中フラグが「ＯＮ」に設定されていると判定された場合には（ステップＳ２５０：ＹＥＳ）、前述したステップＳ２３０に係る処理と同様に、ゲイン除変処理が行われる（ステップＳ２６０）。即ち、移行処理部１３４２は、上記式（７）に従って除変後調整ゲインを算出する。
【００９９】
次に、調整ゲインＧａの移行（即ち、変更）が終了したか否かが移行処理部１３４２によって判定される（ステップＳ２７０）。即ち、移行処理部１３４２は、調整ゲインＧａの道幅判定値に応じた変更が完了したか否かを判定する。具体的には、移行処理部１３４２は、算出した除変後調整ゲインが、変更後の道幅判定値に応じて選択部１３４１によって選択された調整ゲインＧａに一致している場合、調整ゲインＧａの移行が終了したと判定し、その他の場合、調整ゲインＧａの移行が終了していないと判定する。前述した図６の例では、移行処理部１３４２は、算出した除変後調整ゲインが「Ｇ２ａ」に一致した場合に調整ゲインＧａの「Ｇ１ａ」から「Ｇ２ａ」への移行が終了したと判定する。なお、前述した図６の例では、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間に、ゲイン除変処理が所定の時間間隔で複数回行われることにより、調整ゲインＧａの「Ｇ１ａ」から「Ｇ２ａ」への移行が終了する。
【０１００】
調整ゲインＧａの移行が終了したと判定された場合には（ステップＳ２７０：ＹＥＳ）、移行中フラグが移行処理部１３４２によって「ＯＦＦ」に設定される（ステップＳ２８０）。
【０１０１】
次に、算出された除変後調整ゲインは、調整ゲインＧａとして設定され（ステップＳ２９０）、再びステップＳ２１０に係る処理が行われる。
【０１０２】
一方、移行中フラグが「ＯＮ」に設定されてない（即ち、移行中フラグが「ＯＦＦ」に設定されている）と判定された場合には（ステップＳ２５０：ＮＯ）、調整ゲインＧａはそのまま維持され、再びステップＳ２１０に係る処理が行われる。
【０１０３】
以上のように、調整ゲイン設定部１３４は、選択部１３４１及び移行処理部１３４２により、道幅判定値が「無効」である場合には、調整ゲインＧａが「１」になるように、道幅判定値が「広い」である場合には、調整ゲインＧａが「調整ゲインＧ１」になるように、道幅判定値が「狭い」である場合には、調整ゲインＧａが「調整ゲインＧ２」になるように、かつ、調整ゲインＧａが徐々に変化するように、調整ゲインＧａを設定する。
【０１０４】
再び図５に戻り、前述したように、ダンピング制御部１３０は、基本ダンピング制御部１３１によって設定した基本ダンピングトルクＴｂと、調整ゲイン設定部１３４によって道幅判定値に応じて設定した調整ゲインＧａとの積をダンピングトルクとして設定する。
【０１０５】
本実施形態では特に、図２及び図３を参照して前述したように、操舵仕事率Ｐに基づいて、車両１が走行する道路の道路幅を判定する。言い換えれば、運転者によるステアリングホイール１１の操作の特性（即ち、運転者の操舵特性）に基づいて道路の道路幅を特定する。よって、操舵仕事率Ｐに基づいて特定された道路幅には、運転者の知覚特性に応じた操舵特性が反映されている。したがって、操舵仕事率Ｐに基づいて設定された道幅判定値に応じて調整ゲインＧａを設定することで（即ち、操舵仕事率Ｐに基づいて特定された道路幅に応じてダンピングトルクを制御することで）、運転者の知覚特性に適合した操舵制御を行うことができる。
【０１０６】
更に本実施形態では特に、調整ゲイン設定部１３４は、道幅判定値が「広い」に設定されている場合には、調整ゲインＧａを「調整ゲインＧ１」に設定し、道幅判定値が「狭い」に設定されている場合には、調整ゲインＧａを「調整ゲインＧ２」に設定する。調整ゲインＧ１は、前述したように、操舵速度ＳＷＶの絶対値が基準値ＳＷＶｔｈよりも小さい場合には、「１」よりも大きな値であり、操舵速度ＳＷＶの絶対値が所定の基準値ＳＷＶｔｈ以上である場合には、「１」である。また、調整ゲインＧ２は、前述したように、操舵角ＳＷＡの絶対値が所定の基準値ＳＷＡｔｈよりも小さい場合には、「１」よりも小さな値であり、操舵角ＳＷＡの絶対値が所定の基準値ＳＷＡｔｈ以上である場合には、調整ゲインＧ２は「１」である。
【０１０７】
図８は、道幅判定値が「広い」である場合にダンピング制御部１３０によって設定されるダンピングトルクの一例を示すグラフであり、図９は、道幅判定値が「狭い」である場合にダンピング制御部１３０によって設定されるダンピングトルクの一例を示すグラフである。
【０１０８】
即ち、図８に示すように、本実施形態では特に、道幅判定値が「広い」に設定されている場合、ダンピング制御部１３０は、操舵速度ＳＷＶの絶対値が所定の基準値ＳＷＶｔｈよりも小さい場合には、ダンピングトルクを基本ダンピングトルクよりも大きな値に設定し、操舵速度ＳＷＶの絶対値が所定の基準値ＳＷＶｔｈ以上である場合には、基本ダンピングトルクと同じ大きさ値に設定する。更に、図９に示すように、道幅判定値が「狭い」に設定されている場合、ダンピング制御部１３０は、操舵角ＳＷＡの絶対値が所定の基準値ＳＷＡｔｈよりも小さい場合には、ダンピングトルクを基本ダンピングトルクよりも小さな値に設定し、操舵角ＳＷＡの絶対値が所定の基準値ＳＷＡｔｈ以上である場合には、基本ダンピングトルクと同じ大きさ値に設定する。
【０１０９】
つまり、本実施形態では特に、ダンピング制御部１３０は、道幅判定値が「広い」に設定されている場合には、道幅判定値が「狭い」に設定されている場合よりもダンピングトルクを大きな値に設定する。逆に言えば、ダンピング制御部１３０は、道幅判定値が「狭い」に設定されている場合には、道幅判定値が「広い」に設定されている場合よりもダンピングトルクを大きな値に設定する。
【０１１０】
よって、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。具体的には、道幅判定値が「広い」に設定されている場合、即ち、操舵仕事率Ｐが判定基準値Ｐｔ−δ／２よりも小さい場合など、運転者によるステアリングホイール１１の単位時間当たりの操作量が少ない場合には、ダンピングトルクが大きくなることで、運転者はステアリングホイール１１が安定していると感じることができる。他方、道幅判定値が「狭い」に設定されている場合、即ち、操舵仕事率Ｐが判定基準値Ｐｔ＋δ／２よりも大きい場合、言い換えれば、運転者によるステアリングホイール１１の単位時間当たりの操作量が多い場合には、ダンピングトルクが小さくなることで、運転者はステアリングホイール１１が軽く操作しやすいと感じることができる。
【０１１１】
更に、ダンピング制御部１３０は、道幅判定値が「広い」に設定されている場合において、操舵速度ＳＷＶの絶対値が所定の基準値ＳＷＶｔｈ以上であるときには、ダンピングトルクを基本ダンピングトルクと同じ大きさの値に設定する。つまり、ダンピング制御部１３０は、道幅判定値が「広い」に設定されている場合であっても、操舵速度ＳＷＶの絶対値が所定の基準値ＳＷＶｔｈ以上であるときには、ダンピングトルクを基本ダンピングトルクよりも大きくせずに、ダンピングトルクを基本ダンピングトルクと同じ大きさにする。これにより、車両１の緊急回避時にダンピングトルクが大きくなりすぎて回避性能が低下してしまうことを抑制できる。なお、車両１の緊急回避時には、操舵速度ＳＷＶは、車両１の通常走行時よりも大きくなる。そこで、本実施形態では、車両１の緊急回避時であると判定するための基準値ＳＷＶｔｈを設定し、操舵速度ＳＷＶが基準値ＳＷＶｔｈ以上である場合に緊急回避時であると判定している。
【０１１２】
加えて、ダンピング制御部１３０は、道幅判定値が「狭い」に設定されている場合において、操舵角ＳＷＡの絶対値が所定の基準値ＳＷＡｔｈ以上であるときには、ダンピングトルクを基本ダンピングトルクと同じ大きさ値に設定する。つまり、ダンピング制御部１３０は、道幅判定値が「狭い」に設定されている場合であっても、操舵角ＳＷＡの絶対値が所定の基準値ＳＷＡｔｈ以上であるときには、ダンピングトルクを基本ダンピングトルクよりも小さくせずに、ダンピングトルクを基本ダンピングトルクと同じ大きさにする。これにより、操舵角ＳＷＡが大きい車両１の旋回時にダンピングトルクが小さくなりすぎて車両１の安定性が低下してしまうことを抑制できる。なお、車両１の旋回時には、操舵角ＳＷＡは、車両１の直進走行時よりも大きくなる。そこで、本実施形態では、車両１の旋回時であると判定するための基準値ＳＷＡｔｈを設定し、操舵角ＳＷＡが基準値ＳＷＡｔｈ以上である場合に旋回時であると判定している。
【０１１３】
更に本実施形態では特に、ダンピング制御部１３０は、図６及び図７を参照して前述したように、道幅判定値に応じて調整ゲインＧａを変化させる際、調整ゲインＧａが徐々に変化するように移行処理部１３４２により調整ゲインＧａを設定する。つまり、ダンピング制御部１３０は、道幅判定値に応じてダンピングトルクを変化させる際、ダンピングトルクが徐々に変化するようにダンピングトルクを設定する。よって、道幅判定値の変化に応じてダンピングトルクが急激に変化することを抑制でき、ダンピングトルクの変化に伴う運転者の違和感を低減できる。よって、運転者の操舵フィーリングをより一層向上させることができる。
【０１１４】
なお、図６では、調整ゲインＧａが連続的に一定の速度で変化するように、調整ゲインＧａを設定する例を挙げたが、調整ゲインＧａは、断続的或いは段階的に変化するように設定されてもよいし、変化する速度が途中で変更されてもよい。例えば、前述したゲイン除変処理における除変量ΔＧａは、ゲイン除変処理毎に異なる値に設定されてもよい。いずれの場合にも、調整ゲインＧａを徐々に変化させることができるので、ダンピングトルクの変化に伴う運転者の違和感を低減できる。
【０１１５】
以上説明したように、本実施形態に係る操舵装置１０によれば、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。更に本実施形態では特に、操舵仕事率Ｐに基づいて設定された道幅判定値に応じてダンピングトルクを設定するので、運転者の知覚特性に適合した操舵制御を行うことができる。
【０１１６】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る操舵装置について、図１０を参照して説明する。
【０１１７】
図１０は、第２実施形態に係るダンピングトルクの設定方法を概念的に示す図である。なお、図１０において、図１から図９に示した第１実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。
【０１１８】
図１０において、第２実施形態に係る操舵装置は、前述した第１実施形態におけるダンピング制御部１３０に代えてダンピング制御部１３０ｂを備える点で、前述した第１実施形態に係る操舵装置１０と異なり、その他の点については、前述した第１実施形態に係る操舵装置１０と概ね同様に構成されている。
【０１１９】
図１０において、ダンピング制御部１３０ｂは、車速Ｖ、操舵速度ＳＷＶ及び道幅判定値に基づいてダンピングトルクを設定する。ダンピング制御部１３０ｂは、基本ダンピング制御部１３１ｂと、第１調整ゲイン決定部１３２ｂと、調整ゲイン設定部１３４ｂとを備えている。
【０１２０】
基本ダンピング制御部１３１ｂは、車速Ｖ及び操舵速度ＳＷＶに基づいて基本ダンピングトルクＴｂを設定する。基本ダンピング制御部１３１ｂは、操舵速度ＳＷＶ及び車速Ｖと基本ダンピングトルクＴｂとの関係を規定するマップＭ１ｂを有しており、このマップＭ１ｂを参照することにより、基本ダンピングトルクＴｂを設定する。マップＭ１ｂでは、例えば低速、中速及び高速といった互いに異なる複数の車速域の各々について、操舵速度ＳＷＶの絶対値と基本ダンピングトルクＴｂとの関係が規定されている。基本ダンピング制御部１３１ｂは、例えば、操舵速度ＳＷＶの絶対値が大きいほど基本ダンピングトルクＴｂを大きな値に設定し、車速Ｖが高いほど基本ダンピングトルクを大きな値に設定する。なお、本実施形態では、マップＭ１ｂにおいて、低速、中速及び高速という互いに異なる３つの車速域の各々毎に、操舵速度ＳＷＶと基本ダンピングトルクＴｂとの関係が規定されている例を示すが、車速域は、３つに限定されるものではなく、２つ或いは４つ以上であってもよい。
【０１２１】
ここで、マップＭ１ｂでは、道幅判定値が「狭い」に設定される場合（即ち、車両１が走行する道路の道路幅が狭いと判定される場合）に適した基本ダンピングトルクが規定されている。即ち、本実施形態では、道幅判定値が「狭い」に設定される場合にステアリングホイール１１に発生させるべきダンピングトルクを基本ダンピングトルクとして設定し、道幅判定値が「広い」に設定された場合には基本ダンピングトルクと第１調整ゲイン決定部１３２ｂによって決定される調整ゲインＧ１との積をダンピングトルクとして設定する。
【０１２２】
第１調整ゲイン決定部１３２ｂは、調整ゲインＧ１を操舵速度ＳＷＶに基づいて決定する。ここで、調整ゲインＧ１は、後述する調整ゲイン設定部１３４ｂの選択部１３４１ｂにより、道幅判定値が「広い」に設定されている場合の調整ゲインＧａとして選択される値である。第１調整ゲイン決定部１３２ｂは、操舵速度ＳＷＶと調整ゲインＧ１との関係を規定するマップＭｂ１を有しており、このマップＭｂ１を参照することにより、調整ゲインＧ１を決定する。マップＭｂ１では、操舵速度ＳＷＶの絶対値が所定の基準値ＳＷＶｔｈよりも小さい場合には、調整ゲインＧ１は「１」よりも大きな値であり、操舵速度ＳＷＶの絶対値が所定の基準値ＳＷＶｔｈ以上である場合には、調整ゲインＧ１は「１」である。
【０１２３】
調整ゲイン設定部１３４ｂは、道幅判定値に応じて調整ゲインＧａを設定する。具体的には、調整ゲイン設定部１３４ｂは、選択部１３４１ｂと、移行処理部１３４２とを有している。
【０１２４】
選択部１３４１ｂは、道幅判定値に応じて、「１」及び「調整ゲインＧ１」のいずれかを調整ゲインＧａとして選択する。具体的には、選択部１３４１ｂは、道幅判定値が「無効」である場合には、調整ゲインＧａとして「１」を選択し、道幅判定値が「広い」である場合には、調整ゲインＧａとして「調整ゲインＧ１」を選択し、道幅判定値が「狭い」である場合には、調整ゲインＧａとして「１」を選択する。例えば、操舵速度ＳＷＶの絶対値が所定の基準値ＳＷＶｔｈよりも小さく、かつ、道幅判定値が「広い」である場合には、１よりも大きな値である調整ゲインＧ１が調整ゲインＧａとして選択され、道幅判定値が「無効」である場合及び道幅判定値が「狭い」である場合には、「１」が調整ゲインＧａとして選択される。
【０１２５】
ダンピング制御部１３０ｂは、基本ダンピング制御部１３１ｂによって設定した基本ダンピングトルクＴｂと、調整ゲイン設定部１３４１ｂによって道幅判定値に応じて設定した調整ゲインＧａとの積をダンピングトルクとして設定する。
【０１２６】
このように構成された第２実施形態に係る操舵装置によれば、前述した第１実施形態に係る操舵装置１０と同様に、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。更に、運転者の知覚特性に適合した操舵制御を行うことができる。加えて、前述した第１実施形態に係る操舵装置１０と比較して、より簡単な構成とすることができるので、実践上有利である。
【０１２７】
なお、本実施形態では、道幅判定値が「狭い」に設定される場合にステアリングホイール１１に発生させるべきダンピングトルクを基本ダンピングトルクとして設定し、道幅判定値が「広い」に設定された場合には基本ダンピングトルクと調整ゲインＧ１との積をダンピングトルクとして設定する例を挙げたが、例えば、道幅判定値が「広い」に設定される場合にステアリングホイール１１に発生させるべきダンピングトルクを基本ダンピングトルクとして設定し、道幅判定値が「狭い」に設定された場合には基本ダンピングトルクと調整ゲインとの積をダンピングトルクとして設定してもよい。
【０１２８】
＜第３実施形態＞
第３実施形態に係る操舵装置について、図１１を参照して説明する。
【０１２９】
図１１は、第３実施形態に係るダンピングトルクの設定方法を概念的に示す図である。なお、図１１において、図１から図９に示した第１実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。
【０１３０】
図１１において、第３実施形態に係る操舵装置は、前述した第１実施形態におけるダンピング制御部１３０に代えてダンピング制御部１３０ｃを備える点で、前述した第１実施形態に係る操舵装置１０と異なり、その他の点については、前述した第１実施形態に係る操舵装置１０と概ね同様に構成されている。
【０１３１】
図１１において、ダンピング制御部１３０ｃは、車速Ｖ、操舵速度ＳＷＶ、操舵角ＳＷＡ及び道幅判定値に基づいてダンピングトルクを設定する。ダンピング制御部１３０ｃは、基本ダンピングトルクＴｂと調整量Ｑａとの和をダンピングトルクとして設定する点で、前述した第１実施形態における、基本ダンピングトルクＴｂと調整ゲインＧａとの積をダンピングトルクとして設定するダンピング制御部１３０と異なる。
【０１３２】
ダンピング制御部１３０ｃは、基本ダンピング制御部１３１と、第１調整量決定部１３２ｃと、第２調整量決定部１３３ｃと、調整量設定部１３４ｃとを備えている。
【０１３３】
第１調整量決定部１３２ｃは、調整量Ｑ１を操舵速度ＳＷＶに基づいて決定する。ここで、調整量Ｑ１は、後述する調整量設定部１３４ｃの選択部１３４１ｃにより、道幅判定値が「広い」に設定されている場合の調整量Ｑａとして選択される値である。第１調整量決定部１３２ｃは、操舵速度ＳＷＶと調整量Ｑ１との関係を規定するマップＭｃ１を有しており、このマップＭｃ１を参照することにより、調整量Ｑ１を決定する。マップＭｃ１では、操舵速度ＳＷＶの絶対値が所定の基準値ＳＷＶｔｈよりも小さい場合には、調整量Ｑ１は０よりも大きな値（即ち、正値）であり、操舵速度ＳＷＶの絶対値が所定の基準値ＳＷＶｔｈ以上である場合には、調整量Ｑ１は「０」である。なお、正値の調整量Ｑ１が基本ダンピングトルクに加えられることにより、基本ダンピングトルクよりも大きな値を有するダンピングトルクが設定される。
【０１３４】
第２調整量決定部１３３ｃは、調整量Ｑ２を操舵角ＳＷＡに基づいて決定する。ここで、調整量Ｑ２は、後述する調整量設定部１３４ｃの選択部１３４１ｃにより、道幅判定値が「狭い」に設定されている場合の調整量Ｇａとして選択される値である。第２調整量決定部１３３ｃは、操舵角ＳＷＡと調整ゲインＧ２との関係を規定するマップＭｃ２を有しており、このマップＭｃ２を参照することにより、調整量Ｑ２を決定する。マップＭｃ２では、操舵角ＳＷＡの絶対値が所定の基準値ＳＷＡｔｈよりも小さい場合には、調整量Ｑ２は０よりも小さな値（即ち、負値）であり、操舵角ＳＷＡの絶対値が所定の基準値ＳＷＡｔｈ以上である場合には、調整量Ｑ２は「０」である。なお、負値の調整量Ｑ２が基本ダンピングトルクに加えられることにより、基本ダンピングトルクよりも小さな値を有するダンピングトルクが設定される。
【０１３５】
調整量設定部１３４ｃは、道幅判定値に応じて調整ゲインＧａを設定する。具体的には、調整ゲイン設定部１３４ｃは、選択部１３４１ｃと、移行処理部１３４２ｃとを有している。
【０１３６】
選択部１３４１ｃは、道幅判定値に応じて、「０」、「調整量Ｑ１」及び「調整量Ｑ２」のいずれかを調整量Ｑａとして選択する。具体的には、選択部１３４１ｃは、道幅判定値が「無効」である場合には、調整量Ｇａとして「０」を選択し、道幅判定値が「広い」である場合には、調整量Ｑａとして「調整量Ｑ１」を選択し、道幅判定値が「狭い」である場合には、調整量Ｑａとして「調整量Ｑ２」を選択する。例えば、操舵速度ＳＷＶの絶対値が所定の基準値ＳＷＶｔｈよりも小さく、かつ、道幅判定値が「広い」である場合には、０よりも大きな値である調整量Ｑ１が調整量Ｑａとして選択され、操舵角ＳＷＡの絶対値が所定の基準値ＳＷＡｔｈよりも小さく、かつ、道幅判定値が「狭い」である場合には、０よりも小さな値である調整量Ｑ２が調整量Ｑａとして選択される。
【０１３７】
ダンピング制御部１３０ｃは、基本ダンピング制御部１３１によって設定した基本ダンピングトルクＴｂと、調整量設定部１３４１ｃによって道幅判定値に応じて設定した調整量Ｇａとの和をダンピングトルクとして設定する。
【０１３８】
移行処理部１３４２ｃは、選択部１３４１ｃによって選択される調整量Ｑａが移行する際、即ち、選択部１３４１ｃによって選択される調整量Ｑａが道幅判定値の変化に応じて変化する際、調整量Ｑａが徐々に変化するように、調整量Ｑａを設定する。
【０１３９】
このように構成された第３実施形態に係る操舵装置によって、前述した第１実施形態に係る操舵装置１０と同様の利益を享受することができる。
【０１４０】
即ち、第３実施形態に係る操舵装置によれば、道幅判定値が「広い」に設定されている場合、ダンピング制御部１３０ｃは、操舵速度ＳＷＶの絶対値が所定の基準値ＳＷＶｔｈよりも小さい場合には、ダンピングトルクを基本ダンピングトルクよりも大きな値に設定し、操舵速度ＳＷＶの絶対値が所定の基準値ＳＷＶｔｈ以上である場合には、基本ダンピングトルクと同じ大きさ値に設定する。更に、道幅判定値が「狭い」に設定されている場合、ダンピング制御部１３０ｃは、操舵角ＳＷＡの絶対値が所定の基準値ＳＷＡｔｈよりも小さい場合には、ダンピングトルクを基本ダンピングトルクよりも小さな値に設定し、操舵角ＳＷＡの絶対値が所定の基準値ＳＷＡｔｈ以上である場合には、基本ダンピングトルクと同じ大きさ値に設定する。よって、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。加えて、ダンピング制御部１３０ｃは、道幅判定値が「広い」に設定されている場合において、操舵速度ＳＷＶの絶対値が所定の基準値ＳＷＶｔｈ以上であるときには、ダンピングトルクを基本ダンピングトルクと同じ大きさの値に設定する。これにより、車両１の緊急回避時にダンピングトルクが大きくなりすぎて回避性能が低下してしまうことを抑制できる。また、ダンピング制御部１３０ｃは、道幅判定値が「狭い」に設定されている場合において、操舵角ＳＷＡの絶対値が所定の基準値ＳＷＡｔｈ以上であるときには、ダンピングトルクを基本ダンピングトルクと同じ大きさ値に設定する。これにより、操舵角ＳＷＡが大きい車両１の旋回時にダンピングトルクが小さくなりすぎて車両１の安定性が低下してしまうことを抑制できる。更に、ダンピング制御部１３０ｃは、道幅判定値に応じて調整量Ｑａを変化させる際、調整量Ｑａが徐々に変化するように移行処理部１３４２ｃにより調整量Ｑａを設定する。つまり、ダンピング制御部１３０ｃは、道幅判定値に応じてダンピングトルクを変化させる際、ダンピングトルクが徐々に変化するようにダンピングトルクを設定する。よって、道幅判定値の変化に応じてダンピングトルクが急激に変化することを抑制でき、ダンピングトルクの変化に伴う運転者の違和感を低減できる。
【０１４１】
以上説明したように、第３実施形態に係る操舵装置によれば、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。更に、前述した第１実施形態と同様に、操舵仕事率Ｐに基づいて設定された道幅判定値に応じてダンピングトルクを設定するので、運転者の知覚特性に適合した操舵制御を行うことができる。
【０１４２】
本発明は、前述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う操舵装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１４３】
１１…ステアリングホイール、１２…ステアリングシャフト、１３…操舵角センサ、１４…トルクセンサ、１５…モータ、１９…ピニオンシャフト、４１…車速センサ、１００…コントローラ、１１０…基本アシスト制御部、１２０…外乱制御抑制部、１３０…ダンピング制御部、１３１…基本ダンピング制御部、１３２…第１調整ゲイン決定部、１３３…第２調整ゲイン決定部、１３４…調整ゲイン設定部、１３４１…選択部、１３４２…移行処理部、１４０…戻し制御部、１５０…加算処理部
【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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