(57)【要約】      （修正有）【課題】操舵角の大きさが小さい状況においても、操舵系へのエネルギーの入力状況に応じて早期に且つ適正に操舵に関する力を制御する。【解決手段】ステアリングホイール１６と、操舵輪１８Ｌ、１８Ｒと、それらの間に操舵に関する力及び変位の伝達を行う伝達装置２０と、を含む操舵装置１２を備えた車両１４に適用され、調整力付与装置２２が伝達装置に付与する調整力を目標調整力に基づいて制御する制御装置２４を有する車両用操舵支援装置１０。制御装置は、操舵装置及び調整力付与装置を含む操舵系へのエネルギーの入力が、それぞれステアリングホイール及び操舵輪を経て行われる正入力か逆入力かを判定し、その判定結果及び操舵トルクとその微分値との積に基づいてエネルギーの入力態様及び入力量を示す第一の指標値dＤＥ1を演算し、その指標値に基づいて目標調整力を修正する。【選択図】図１
2017013758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者により操作されるステアリングホイールと、操舵輪と、前記ステアリングホイールと前記操舵輪との間に操舵に関する力及び変位の伝達を行う伝達装置と、を含む操舵装置を備えた車両に適用され、操舵に関する力を調整する調整力を前記伝達装置に対し付与する調整力付与装置と、目標調整力を演算し、前記調整力付与装置が前記伝達装置に対し付与する調整力を前記目標調整力に基づいて修正する制御装置と、を有する車両用操舵支援装置において、
前記制御装置は、前記操舵装置及び前記調整力付与装置を含む操舵系へのエネルギーの入力が、前記ステアリングホイールを経て行われる正入力であるか前記操舵輪を経て行われる逆入力であるかを判定する正逆入力判定装置を有し、
前記制御装置は、操舵トルクの情報を取得し、前記正逆入力判定装置の判定結果及び操舵トルクと操舵トルクの微分値との積に基づいて、前記操舵系へのエネルギーの入力が正入力であるか逆入力であるか及びエネルギーの入力量を示す第一の指標値を演算し、前記第一の指標値に基づいて前記目標調整力を修正する、
車両用操舵支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用操舵支援装置において、
前記制御装置は、操舵角の情報を取得し、操舵角速度と操舵トルクとの積及び操舵角と操舵トルクの微分値との積に基づいて、前記操舵系へのエネルギーの入力が正入力であるか逆入力であるか及びエネルギーの入力量を示す第二の指標値を演算し、
前記制御装置は、前記第二の指標値の大きさが第一の基準値以下であるときには前記第二の指標値に基づくことなく前記第一の指標値に基づいて前記目標調整力を修正し、前記第二の指標値の大きさが前記第一の基準値よりも大きいときには少なくとも前記第二の指標値に応じて定まる値に基づいて前記目標調整力を修正する、
車両用操舵支援装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用操舵支援装置において、
前記制御装置は、前記第二の指標値の大きさが前記第一の基準値よりも大きい第二の基準値以上であるときには、前記第一の指標値に基づくことなく前記第二の指標値に基づいて前記目標調整力を修正し、前記第二の指標値の大きさが前記第一の基準値よりも大きく且つ前記第二の基準値よりも小さいときには、前記第一及び第二の指標値の重み和に基づいて前記目標調整力を修正し、
前記制御装置は、前記重み和における前記第一の指標値の重みを、前記第二の指標値の大きさが大きいほど小さくなるように可変設定する、
車両用操舵支援装置。
【請求項４】
請求項１に記載の車両用操舵支援装置において、
前記制御装置は、操舵角の情報を取得し、操舵角速度と操舵トルクとの積及び操舵角と操舵トルクの微分値との積に基づいて、前記操舵系へのエネルギーの入力が正入力であるか逆入力であるか及びエネルギーの入力量を示す第二の指標値を演算し、
前記制御装置は、前記操舵角の大きさが第三の基準値以下であるときには前記第二の指標値に基づくことなく前記第一の指標値に基づいて前記目標調整力を修正し、前記操舵角の大きさが前記第三の基準値よりも大きいときには少なくとも前記第二の指標値に応じて定まる値に基づいて前記目標調整力を修正する、
車両用操舵支援装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車両用操舵支援装置において、
前記制御装置は、前記操舵角の大きさが前記第三の基準値よりも大きい第四の基準値以上であるときには、前記第一の指標値に基づくことなく前記第二の指標値に基づいて前記目標調整力を修正し、前記操舵角の大きさが前記第三の基準値よりも大きく且つ前記第四の基準値よりも小さいときには、前記第一及び第二の指標値の重み和に基づいて前記目標調整力を修正し、
前記制御装置は、前記重み和における前記第一の指標値の重みを、前記操舵角の大きさが大きいほど小さくなるように可変設定する、
車両用操舵支援装置。
【請求項６】
請求項１に記載の車両用操舵支援装置において、
前記制御装置は、操舵角の情報を取得し、操舵角速度と操舵トルクとの積及び操舵角と操舵トルクの微分値との積に基づいて、前記操舵系へのエネルギーの入力が正入力であるか逆入力であるか及びエネルギーの入力量を示す第二の指標値を演算し、
前記制御装置は、前記第二の指標値の大きさと前記第一の指標値との差が正で第五の基準値以下である状況が予め設定された所定の時間以上継続したとき及び前記第二の指標値の大きさと前記第一の指標値との差が０以下であるときには、前記第二の指標値に基づくことなく前記第一の指標値に基づいて前記目標調整力を修正し、前記第二の指標値の大きさと前記第一の指標値との差が前記第五の基準値よりも大きいときには、少なくとも前記第二の指標値に応じて定まる値に基づいて前記目標調整力を修正する、
車両用操舵支援装置。
【請求項７】
請求項６に記載の車両用操舵支援装置において、
前記制御装置は、前記第二の指標値の大きさと前記第一の指標値との差が前記第五の基準値よりも大きい第六の基準値以上であるときには、前記第一の指標値に基づくことなく前記第二の指標値に基づいて前記目標調整力を修正し、前記第二の指標値の大きさと前記第一の指標値との差が前記第五の基準値よりも大きく且つ前記第六の基準値よりも小さいときには、前記第一及び第二の指標値の重み和に基づいて前記目標調整力を修正し、
前記制御装置は、前記重み和における前記第一の指標値の重みを、前記第二の指標値の大きさと前記第一の指標値との差が大きいほど小さくなるように可変設定し、前記第二の指標値の大きさと前記第一の指標値との差が正で第五の基準値以下である状況が予め設定された所定の時間以上継続していないときには、前記重み和における前記第一の指標値の重みを変更しない、
車両用操舵支援装置。
【請求項８】
請求項１に記載の車両用操舵支援装置において、前記正逆入力判定装置は、前記操舵系へのエネルギーの入力が正入力である場合について予め求められた、操舵角に対する操舵トルクの比の標準値と、操舵角の検出値に対する操舵トルクの検出値の比との差の大きさが判定基準値未満であるときに、前記操舵系へのエネルギーの入力が正入力であると判定し、前記比の差の大きさが前記判定基準値以上であるときに、前記操舵系へのエネルギーの入力が逆入力であると判定する、車両用操舵支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵に関する力を調整することにより操舵を支援する車両用操舵支援装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両には、一般に、操舵補助力などの操舵に関する力を調整することにより操舵を支援する操舵支援装置が搭載されている。この種の操舵支援装置は、単に運転者の操舵負担を軽減するに留まらず、運転者の意思を反映して操舵に関する力を調整するようになっていることが望ましい。
【０００３】
例えば、ステアリングホイールを経て行われる操舵系へのエネルギーの入力を正入力と指称し、操舵輪を経て行われる操舵系へのエネルギーの入力を逆入力と指称する。本願出願人の出願にかかる下記の特許文献１には、操舵仕事率が演算され、操舵仕事率の符号及び大きさによって操舵系へのエネルギーの入力が正入力及び逆入力の何れであるか並びに操舵系へのエネルギーの入力量を判定し、その判定結果により操舵に関する力の調整を変更する操舵支援装置が記載されている。
【０００４】
特に、操舵仕事率は、操舵角速度（dθ）と操舵トルク（Ｔ）との積と、操舵角（θ）と操舵トルクの微分値（dＴ）との積の和（＝dθ・Ｔ＋θ・dＴ）として演算される。操舵仕事率が正の基準値以上であるときには、操舵系へのエネルギーの入力が正入力であり、操舵仕事率が負の基準値以下であるときには、操舵系へのエネルギーの入力が逆入力であると判定される。特許文献１に記載された操舵支援装置によれば、操舵系へのエネルギーの入力が正入力であるか逆入力であるか、及び、操舵系へのエネルギーの入力量、に基づいて操舵に関する力を調整することができるので、良好に運転者の意思をより反映させた操舵支援を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０８７５４６号
【発明の概要】
【０００６】
〔発明が解決しようとする課題〕
上記特許文献１に記載された構成に従って操舵仕事率の符号及び大きさを判別しても、操舵系へのエネルギーの入力が正入力及び逆入力の何れであるか並びに操舵系へのエネルギーの入力量を正確に把握できない場合がある。そのような場合には、操舵系へのエネルギーの入力が正入力及び逆入力の何れであるか並びに操舵系へのエネルギーの入力量（以下必要に応じて「操舵系へのエネルギーの入力態様及び入力量」と記載する）に応じて操舵に関する力を適正に調整することができない。
【０００７】
周知のように、操舵系の操舵トルクと操舵角との間にはヒステリシスがあるため、例えばステアリングホイールが車両の直進位置又はその近傍（以下、「中立域」と称する）にある状況においては、操舵トルクが与えられても、操舵角の大きさは遅れて増大する。そのため、ステアリングホイールが中立域にある状況において操舵が行われると、操舵角（θ）及び操舵角速度（dθ）の大きさが大きくならないので、操舵トルク（Ｔ）及び操舵トルクの微分値（dＴ）の大きさが大きくても、dθ・Ｔ＋θ・dＴにより演算される操舵仕事率の大きさは大きい値にならない。よって、ステアリングホイールが中立域にある状況においては、dθ・Ｔ＋θ・dＴにより演算される操舵仕事率の符号及び大きさを判別しても、操舵系へのエネルギーの入力態様及び入力量を正確に把握することができない。そのため、操舵系へのエネルギーの入力態様及び入力量に応じて操舵に関する力を適正に調整することができない。
【０００８】
後に詳細に説明するように、操舵仕事率（Ｗ）として演算される操舵角速度と操舵トルクとの積（dθ・Ｔ）と、操舵角と操舵トルクの微分値との積（θ・dＴ）の和（＝dθ・Ｔ＋θ・dＴ）を、操舵トルクと操舵トルクの微分値との積（Ｔ・dＴ）に置き換えることができる。積（Ｔ・dＴ）は、ステアリングホイールが中立域にある状況において操舵トルクＴ及び操舵トルクの微分値dＴに対しそれぞれ遅れて大きさが増大する操舵角θ及び操舵角速度dθを含んでいない。また、操舵トルクＴの位相は操舵角θの位相よりも早く、操舵トルクの微分値dＴの位相は操舵角速度dθの位相よりも早い。よって、操舵トルクと操舵トルクの微分値との積（Ｔ・dＴ）によれば、操舵角の大きさが小さい状況においても、操舵系へのエネルギーの入力及び入力量を早期に判定することができる。
【０００９】
しかし、操舵トルクと操舵トルクの微分値との積（Ｔ・dＴ）は、操舵系へのエネルギーの入力が正入力及び逆入力の何れである場合にも、正の値である。そのため、操舵トルクと操舵トルクの微分値との積（Ｔ・dＴ）を用いて操舵に関する力を適正に調整しようとする場合には、操舵系へのエネルギーの入力が正入力であるか逆入力であるかを別途判定する必要がある。
【００１０】
本発明の主要な課題は、操舵系へのエネルギーの入力態様を判定した上で、操舵トルクと操舵トルクの微分値との積（Ｔ・dＴ）を使用して操舵系へのエネルギーの入力量を判定することにより、操舵角の大きさが小さい状況においても、操舵系へのエネルギーの入力状況に応じて早期に且つ適正に操舵に関する力を制御することである。
【００１１】
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
本発明によれば、運転者により操作されるステアリングホイールと、操舵輪と、前記ステアリングホイールと前記操舵輪との間に操舵に関する力及び変位の伝達を行う伝達装置と、を含む操舵装置を備えた車両に適用され、操舵に関する力を調整する調整力を前記伝達装置に対し付与する調整力付与装置と、目標調整力を演算し、前記調整力付与装置が前記伝達装置に対し付与する調整力を前記目標調整力に基づいて制御する制御装置と、を有する車両用操舵支援装置が提供される。
【００１２】
前記制御装置は、前記操舵装置及び前記調整力付与装置を含む操舵系へのエネルギーの入力が、前記ステアリングホイールを経て行われる正入力であるか前記操舵輪を経て行われる逆入力であるかを判定する正逆入力判定装置を有している。前記制御装置は、操舵トルクの情報を取得し、前記正逆入力判定装置の判定結果及び操舵トルク（Ｔ）と操舵トルクの微分値（dＴ）との積（Ｔ・dＴ）に基づいて、前記操舵系へのエネルギーの入力が正入力であるか逆入力であるか及びエネルギーの入力量を示す第一の指標値を演算し、前記第一の指標値に基づいて前記目標調整力を修正する。
【００１３】
上記の構成によれば、正逆入力判定装置により、操舵系のエネルギーへの入力が、ステアリングホイールを経て行われる正入力であるか操舵輪を経て行われる逆入力であるかが判定される。そして、正逆入力判定装置の判定結果及び操舵トルクと操舵トルクの微分値との積（Ｔ・dＴ）に基づいて、操舵系へのエネルギーの入力が正入力であるか逆入力であるか及びエネルギーの入力量を示す第一の指標値が演算され、第一の指標値に基づいて目標調整力が修正される。よって、操舵角の大きさが小さい状況においても、dθ・Ｔ＋θ・dＴにより演算される操舵仕事率を用いて目標調整力を修正する場合に比して、操舵系へのエネルギーの入力態様及びエネルギーの入力量に応じて早期に且つ適正に目標調整力を修正することができる。
【００１４】
〔発明の態様〕
本発明の一つの態様においては、前記制御装置は、操舵角の情報を取得し、操舵角速度と操舵トルクとの積（dθ・Ｔ）及び操舵角と操舵トルクの微分値との積（θ・dＴ）に基づいて、前記操舵系へのエネルギーの入力が正入力であるか逆入力であるか及びエネルギーの入力量を示す第二の指標値を演算し、更に、前記第二の指標値の大きさが第一の基準値以下であるときには前記第二の指標値に基づくことなく前記第一の指標値に基づいて前記目標調整力を修正し、前記第二の指標値の大きさが前記第一の基準値よりも大きいときには少なくとも前記第二の指標値に応じて定まる値に基づいて前記目標調整力を修正する。
【００１５】
後に詳細に説明するように、第二の指標値は第一の指標値に比して正入力及び逆入力（例えば、外乱）を反映し易いが、前述のように、操舵角θの大きさが小さい状況において、大きさが大きくなるのが遅れる。これに対し、第一の指標値は、操舵角θ及びその微分値dθを変数として含んでいないので、操舵角θの大きさが小さい状況においても、第二の指標値に比して正入力、即ち運転者の操舵を反映し易いが、第二の指標値に比して外乱を反映し難い。更に、第一の指標値は、第二の指標値に比して運転者の操舵開始などの正入力の変化の状況を早期に反映する。
【００１６】
従って、第二の指標値の大きさが大きいときには、第二の指標値は第一の指標値よりも正確に操舵系へのエネルギーの入力が正入力であるか逆入力であるか及びエネルギーの入力量を示す。しかし、第二の指標値の大きさが小さいときには、第一の指標値は第二の指標値に比して早期に操舵系へのエネルギーの入力量を示すことになる。
【００１７】
上記の構成によれば、操舵角速度と操舵トルクとの積及び操舵角と操舵トルクの微分値との積に基づいて、操舵系へのエネルギーの入力が正入力であるか逆入力であるか及びエネルギーの入力量を示す第二の指標値が演算される。第二の指標値の大きさが第一の基準値以下であるときには、第二の指標値に基づくことなく第一の指標値に基づいて目標調整力が修正される。
【００１８】
従って、上記態様によれば、第二の指標値の大きさが第一の基準値以下であるときには、換言すれば、第二の指標値が操舵系へのエネルギーの入力量に対して遅れて変化する状況においては、第二の指標値に比して操舵系へのエネルギーの入力量をより正確に示す第一の指標値に基づいて目標調整力を修正することができる。一方、第二の指標値の大きさが第一の基準値よりも大きいときには、換言すれば、第二の指標値が操舵系へのエネルギーの入力量に対して大きい遅れなく変化する状況においては、少なくとも第二の指標値に応じて定まる値に基いて目標調整力を修正することができる。そのため、正入力及び逆入力をより正確に反映した値（第二の指標値）に応じた値に基いて目標調整力を修正することができる。その結果、上記態様によれば、操舵系へのエネルギーの入力態様及び入力量に応じて適正に目標調整力を修正することができる。
【００１９】
本発明の他の一つの態様においては、前記制御装置は、前記第二の指標値の大きさが前記第一の基準値よりも大きい第二の基準値以上であるときには、前記第一の指標値に基づくことなく前記第二の指標値に基づいて前記目標調整力を修正し、前記第二の指標値の大きさが前記第一の基準値よりも大きく且つ前記第二の基準値よりも小さいときには、前記第一及び第二の指標値の重み和に基づいて前記目標調整力を修正し、更に、前記重み和における前記第一の指標値の重みを、前記第二の指標値の大きさが大きいほど小さくなるように可変設定する。
【００２０】
上記態様によれば、第二の指標値の大きさが第一の基準値よりも大きい第二の基準値以上であるときには、第一の指標値に基づくことなく第二の指標値に基づいて目標調整力が修正される。第二の指標値の大きさが第一の基準値よりも大きく且つ第二の基準値よりも小さいときには、第一及び第二の指標値の重み和に基づいて目標調整力が修正される。重み和における第一の指標値の重みは、第二の指標値の大きさが大きいほど小さくなる。
【００２１】
よって、第二の指標値の大きさが変化することにより、目標調整力を修正するための基礎となる指標値が第一の指標値と第二の指標値との間に変化する際に、指標値が急変すること、及びこれに起因して調整力が急変することを防止することができる。
【００２２】
本発明の他の一つの態様においては、前記制御装置は、上述の第二の指標値を演算し、更に、前記操舵角の大きさが第三の基準値以下であるときには前記第二の指標値に基づくことなく前記第一の指標値に基づいて前記目標調整力を修正し、前記操舵角の大きさが前記第三の基準値よりも大きいときには少なくとも前記第二の指標値に応じて定まる値に基づいて前記目標調整力を修正する。
【００２３】
第一及び第二の指標値は、それぞれ上述の特徴を有する。従って、操舵角θの大きさが大きいときには、第二の指標値は第一の指標値よりも正確に操舵系へのエネルギーの入力が正入力であるか逆入力であるか及びエネルギーの入力量を示す。しかし、操舵角θの大きさが小さいときには、第一の指標値は第二の指標値よりも正確にエネルギーの入力量を示す。
【００２４】
従って、上記態様によれば、操舵角の大きさが第三の基準値以下であるときには、換言すれば、第二の指標値が操舵系へのエネルギーの入力量に対して遅れて変化する状況においては、第二の指標値に比して操舵系へのエネルギーの入力量をより正確に示す第一の指標値に基づいて目標調整力を修正することができる。一方、操舵角の大きさが第三の基準値よりも大きいときには、換言すれば、第二の指標値が操舵系へのエネルギーの入力量に対して大きい遅れなく変化する状況においては、少なくとも第二の指標値に応じて定まる値に基いて目標調整力を修正することができる。そのため、正入力及び逆入力をより正確に反映した値（第二の指標値）に応じた値に基いて目標調整力を修正することができる。その結果、上記態様によれば、操舵系へのエネルギーの入力態様及び入力量に応じて適正に目標調整力を修正することができる。
【００２５】
本発明の他の一つの態様においては、前記制御装置は、前記操舵角の大きさが前記第三の基準値よりも大きい第四の基準値以上であるときには、前記第一の指標値に基づくことなく前記第二の指標値に基づいて前記目標調整力を修正し、前記操舵角の大きさが前記第三の基準値よりも大きく且つ前記第四の基準値よりも小さいときには、前記第一及び第二の指標値の重み和に基づいて前記目標調整力を修正し、更に、前記重み和における前記第一の指標値の重みを、前記操舵角の大きさが大きいほど小さくなるように可変設定する。
【００２６】
上記態様によれば、操舵角の大きさが第三の基準値よりも大きい第四の基準値以上であるときには、第一の指標値に基づくことなく第二の指標値に基づいて目標調整力が修正される。操舵角の大きさが第三の基準値よりも大きく且つ第四の基準値よりも小さいときには、第一及び第二の指標値の重み和に基づいて目標調整力が修正される。重み和における第一の指標値の重みは、操舵角の大きさが大きいほど小さくなる。
【００２７】
よって、操舵角の大きさが変化することにより、目標調整力を修正するための基礎となる指標値が第一の指標値と第二の指標値との間に変化する際に、指標値が急変すること、及びこれに起因して調整力が急変することを防止することができる。
【００２８】
本発明の他の一つの態様においては、前記制御装置は、上述の第二の指標値を演算し、更に、前記第二の指標値の大きさと前記第一の指標値との差（第二の指標値の大きさから第一の指標値を減じた値であり、以下「指標値偏差」と指称することがある）が正で第五の基準値以下である状況が予め設定された所定の時間以上継続したとき及び前記第二の指標値の大きさと前記第一の指標値との差が０以下であるときには、前記第二の指標値に基づくことなく前記第一の指標値に基づいて前記目標調整力を修正し、前記指標値偏差が正で第五の基準値以下である状況が予め設定された所定の時間以上継続していないとき及び前記指標値偏差が前記第五の基準値よりも大きいときには、少なくとも前記第二の指標値に応じて定まる値に基づいて前記目標調整力を修正する。
【００２９】
後に詳細に説明するように、第二の指標値は第一の指標値に比して逆入力、即ち外乱を反映し易いので、第二の指標値の大きさと第一の指標値との差、即ち指標値偏差は外乱の大きさを表す。更に、第一の指標値は、第二の指標値に比して運転者の操舵開始などの正入力の変化の状況を早期に反映する。従って、上記指標値偏差が正で小さい状況が予め設定された所定の時間以上継続したときには、外乱の大きさが小さいので、第一の指標値に基づいて目標調整力が修正されることが好ましい。
【００３０】
逆に、上記指標値偏差が正で大きい状況は、外乱の大きさが大きく、操舵角及びその微分値の大きさがが大きい状況であるので、操舵トルク及び操舵トルクの微分値のみを変数として含む第一の指標値よりも、操舵角及びその微分値を変数として含む第二の指標値の方が信頼性が高い。よって、このような状況においては、第二の指標値に基づいて目標調整力が修正されることが好ましい。
【００３１】
更に、指標値偏差が０以下の値になるのは、操舵角及びその微分値の大きさが小さく、操舵トルク及び／又はその微分値大きさが大きいことにより、第二の指標値の大きさが第一の指標値以下になる場合、即ち運転者の操舵操作量が小さい状況である。よって、このような状況においては、大きさが大きく信頼性が高い方の指標値である第一の指標値に基づいて目標調整力が修正されることが好ましい。
【００３２】
よって、上記態様によれば、上記指標値偏差が正で小さい状況が継続したとき、即ち外乱の大きさが小さいとき、及び第二の指標値の大きさが第一の指標値よりも小さいときには、第二の指標値に比して操舵系へのエネルギーの入力量を正確に示す第一の指標値に基づいて目標調整力を修正することができる。一方、外乱の大きさが大きく、操舵角及びその微分値の大きさが大きいときには、少なくとも第二の指標値に応じて定まる値に基いて目標調整力を修正することができる。その結果、上記態様によれば、操舵系へのエネルギーの入力態様及び入力量に応じて適正に目標調整力を修正することができる。
【００３３】
本発明の他の一つの態様においては、前記制御装置は、前記指標値偏差が前記第五の基準値よりも大きい第六の基準値以上であるときには、前記第一の指標値に基づくことなく前記第二の指標値に基づいて前記目標調整力を修正し、前記指標値偏差が前記第五の基準値よりも大きく且つ前記第六の基準値よりも小さいときには、前記第一及び第二の指標値の重み和に基づいて前記目標調整力を修正し、更に、前記重み和における前記第一の指標値の重みを、前記指標値偏差が大きいほど小さくなるように可変設定する。
【００３４】
上記態様によれば、上記指標値偏差が第五の基準値よりも大きい第六の基準値以上であるときには、第一の指標値に基づくことなく第二の指標値に基づいて目標調整力が修正される。上記指標値偏差が第五の基準値よりも大きく且つ第六の基準値よりも小さいときには、第一及び第二の指標値の重み和に基づいて目標調整力が修正される。重み和における第一の指標値の重みは、上記指標値偏差が大きいほど小さくなる。
【００３５】
よって、上記指標値偏差が変化することにより、目標調整力を修正するための基礎となる指標値が第一の指標値と第二の指標値との間に変化する際に、指標値が急変すること、及びこれに起因して調整力が急変することを防止することができる。
【００３６】
更に、本発明の他の一つの態様においては、前記正逆入力判定装置は、前記操舵系へのエネルギーの入力が正入力である場合について予め求められた、操舵角に対する操舵トルクの比の標準値と、操舵角の検出値に対する操舵トルクの検出値の比との差の大きさが判定基準値未満であるときに、前記操舵系へのエネルギーの入力が正入力であると判定し、前記比の差の大きさが前記判定基準値以上であるときに、前記操舵系へのエネルギーの入力が逆入力であると判定する。
【００３７】
後に詳細に説明するように、操舵系はステアリングホイールを回転入力手段とする捩じりばねであると考えることができ、逆入力がない場合には、操舵角に対する操舵トルクの比の標準値と、操舵角の検出値に対する操舵トルクの検出値の比との差の大きさは小さい。これに対し、逆入力がある場合には、操舵角に対する操舵トルクの比の標準値と、操舵角の検出値に対する操舵トルクの検出値の比との差の大きさが大きくなる。
【００３８】
上記の構成によれば、上記比の差の大きさが判定基準値未満であるときには、操舵系へのエネルギーの入力が正入力であると判定され、上記比の差の大きさが判定基準値以上であるときに、操舵系へのエネルギーの入力が逆入力であると判定される。よって、調整力の制御において使用される操舵角の検出値及び操舵トルクの検出値を有効に利用して、操舵系へのエネルギーの入力が正入力であるか逆入力であるかを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第一の実施形態にかかる車両用操舵支援装置の概略を示す図である。
【図２】第一の実施形態における操舵アシストトルク制御のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図３】図２のステップ４０において実行される目標摩擦トルクＴftの演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】図３のステップ５０において実行される目標操舵角θtの演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】図２のステップ８０において実行される修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftの演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】本発明の第二の実施形態において実行される修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftの演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】本発明の第三の実施形態において実行される修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftの演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいて、目標基本操舵アシストトルクＴabを演算するためのマップである。
【図９】操舵角速度θd及び車速Ｖに基づいて、目標基本減衰トルクＴdtを演算するためのマップである。
【図１０】操舵角θの絶対値及び車速Ｖに基づいて、目標基本摩擦トルクＴfbtを演算するためのマップである。
【図１１】操舵トルクＴの絶対値に基づいて、トルクゲインＫtを演算するためのマップである。
【図１２】第二の指標値dＤＥ2の絶対値に基づいて最終の指標値dＤＥfの演算における第一の指標値dＤＥ1に対する重みＷ1を演算するためのマップである。
【図１３】操舵角θの絶対値に基づいて最終の指標値dＤＥfの演算における第一の指標値dＤＥ1に対する重みＷ1を演算するためのマップである。
【図１４】第一の指標値dＤＥ1の絶対値と第二の指標値dＤＥ2の絶対値との差に基づいて最終の指標値dＤＥfの演算における第一の指標値dＤＥ1に対する重みＷ1を演算するためのマップである。
【図１５】最終の指標値dＤＥfに基づいて、修正係数Ｋabを演算するためのマップである。
【図１６】最終の指標値dＤＥfに基づいて、修正係数Ｋdtを演算するためのマップである。
【図１７】最終の指標値dＤＥfに基づいて、修正係数Ｋftを演算するためのマップである。
【図１８】ある車速における操舵角θと電動パワーステアリング装置への制御電流Ｉcとの関係について、許容範囲をハッチングにて示す説明図である。
【図１９】第一の指標値dＤＥ1及び第二の指標値dＤＥ2を演算するための操舵装置のモデルを示す図である。
【００４０】
［第一の実施形態］
図１は、本発明の第一の実施形態にかかる車両用操舵支援装置１０の概略を示す説明図である。操舵支援装置１０は、操舵装置１２を備えた車両１４に適用されている。操舵装置１２は、運転者により操作されるステアリングホイール１６と、操舵輪である前輪１８Ｌ及び１８Ｒと、ステアリングホイール１６と前輪１８Ｌ及び１８Ｒとの間に操舵に関する力及び変位の伝達を行う伝達装置２０と、を含んでいる。操舵支援装置１０は、調整力付与装置としての電動パワーステアリング装置２２と、電動パワーステアリング装置２２が伝達装置２０に付与する調整力としての操舵アシストトルクＴaを制御する電子制御装置２４と、を有している。
【００４１】
図示の実施形態においては、電動パワーステアリング装置２２は、コラムアシスト型の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）である。なお、電動パワーステアリング装置は、操舵アシストトルクＴaを制御し得る限り、例えばラック同軸式のラックアシスト型の電動パワーステアリング装置のように、他の型式の電動パワーステアリング装置であってもよい。
【００４２】
図１に示されているように、伝達装置２０は、ステアリングホイール１６と共に回転するアッパステアリングシャフト２６と、インタミディエットシャフト２８と、操舵機構３０とを含んでいる。インタミディエットシャフト２８は、上端にてユニバーサルジョイント３２を介してアッパステアリングシャフト２６の下端に連結され、下端にてユニバーサルジョイント３４を介して操舵機構３０のピニオンシャフト３６に連結されている。
【００４３】
操舵機構３０は、ラック・アンド・ピニオン型のステアリングユニット３８と、タイロッド４０Ｌ及び４０Ｒとを含み、ステアリングユニット３８はピニオンシャフト３６の回転をラックバー４２の車両横方向の直線運動に変換し、またこの逆の変換を行う。タイロッド４０Ｌ及び４０Ｒは、内端にてラックバー４２の先端に枢着されており、タイロッド４０Ｌ及び４０Ｒの外端は左右の前輪１８Ｌ及び１８Ｒのキャリア（図示せず）に設けられたナックルアーム４４Ｌ及び４４Ｒに枢着されている。
【００４４】
よって、ステアリングホイール１６の回転変位及び回転トルクは、伝達装置２０により、前輪１８及び１８Ｒのキングピン軸（図示せず）の周りの枢動及び回転トルクに変換されて前輪１８Ｌ及び１８Ｒへ伝達される。また、左右の前輪１８Ｌ及び１８Ｒが路面４６から受けるキングピン軸の周りの枢動及び回転トルクは、伝達装置２０により、ステアリングホイール１６へそれぞれ回転変位及び回転トルクとして伝達される。
【００４５】
電動パワーステアリング装置２２は、電動機４８及び変換装置５０を有し、図1には示されていないが、変換装置５０は電動機４８の回転軸に固定されたウオームギヤ及びアッパステアリングシャフト２６に固定されたウオームホイールを含んでいる。電動機４８の回転トルクは変換装置５０によってアッパステアリングシャフト２６の周りの回転トルクに変換されてアッパステアリングシャフトへ伝達される。
【００４６】
電子制御装置２４は、電動機４８の回転トルクを制御することにより、後に詳細に説明するように、電動パワーステアリング装置２２がアッパステアリングシャフト２６に付与する操舵アシストトルクＴaを制御する制御装置として機能する。電子制御装置２４には、アッパステアリングシャフト２６に設けられた操舵角センサ５２及びトルクセンサ５４からそれぞれ操舵角θ及び操舵トルクＴを示す信号が入力される。また、電子制御装置２４には、車速センサ５６から車速Ｖを示す信号も入力される。
【００４７】
なお、電子制御装置２４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力ポート装置を有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュータを含み、ＲＯＭは後述の制御プログラム、マップなどを記憶していてよい。また、操舵角センサ５２及びトルクセンサ５４は、それぞれ車両が直進状態にあるときの値を０とし、左旋回方向へ操舵されるときの値を正として操舵角θ及び操舵トルクＴを検出する。後述の目標基本操舵アシストトルクＴaなどの演算値も、左旋回方向の値が正である。
【００４８】
電子制御装置２４は、後述のように、図２乃至図４に示されたフローチャートに従って、目標操舵アシストトルクＴatを演算し、電動機４８の回転トルクを制御することにより、実際の操舵アシストトルクＴaが目標操舵アシストトルクＴatになるように制御する。目標操舵アシストトルクＴatは、運転者の操舵負担を軽減するための目標基本操舵アシストトルクＴab及び操舵フィーリングを向上させるための補助制御量の和である。この実施形態においては、補助制御量は、ステアリングホイール１６の回転振動を減衰させるための目標減衰トルクＴdt及び操舵のヒステリシスを制御するための目標摩擦トルクＴftのそれぞれに応じたトルクの和である。
【００４９】
電子制御装置２４は、後述のように、図５に示されたフローチャートに従って、操舵装置１２及び電動パワーステアリング装置２２を含む操舵系（以下単に「操舵系」という）のエネルギーの変化を示す指標値dＤＥfを演算する。更に、電子制御装置２４は、指標値dＤＥfに基づいてそれぞれ目標基本操舵アシストトルクＴab、目標減衰トルクＴdt及び目標摩擦トルクＴftに対する修正係数（ゲイン）Ｋab、Ｋdt及びＫftを演算し、下記の式（１）に従って、修正後の目標操舵アシストトルクＴatを演算する。換言すれば、電子制御装置２４は、目標基本操舵アシストトルクＴab、目標減衰トルクＴdt及び目標摩擦トルクＴftの和である目標操舵アシストトルクＴatを、修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftにて修正することにより、修正後の目標操舵アシストトルクＴatを演算する。
Ｔat＝Ｋab・Ｔab＋Ｋdt・Ｔdt＋Ｋft・Ｔft  ……（１）
【００５０】
電子制御装置２４は、指標値dＤＥfを演算するために以下の処理を行う。即ち、電子制御装置２４は、操舵系へのエネルギーの入力がステアリングホイール１６を経て行われる正入力か操舵輪である前輪１８Ｌ及び１８Ｒを経て行われる逆入力かの判定（正逆入力判定）を行う。更に、電子制御装置２４は、正逆入力判定の結果に基づいて、操舵系のエネルギーの変化（正入力か逆入力か及び操舵系へのエネルギーの入力量）を示す第一の指標値dＤＥ1を演算する。
【００５１】
また、電子制御装置２４は、操舵系のエネルギーの変化を示す第二の指標値dＤＥ2を演算する。更に、電子制御装置２４は、第一の指標値dＤＥ1及び第二の指標値dＤＥ2に基づいて、操舵系のエネルギーの変化を判定するための最終的な指標値dＤＥfを演算し、最終的な指標値dＤＥfに基づいて修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftを演算する。
【００５２】
第一の指標値dＤＥ1及び第二の指標値dＤＥ2は、図１９に示された操舵系１３のモデル１００に基づいて演算される値である。図１９に示されているように、モデル１００において、１６’は運転者の手１０２及びステアリングホイール１６よりなる操舵入力部を示している。操舵装置１２の主要な可動部材の質量が操舵入力部１６’に集約されていると仮定し、ステアリングホイール１６’の慣性ヨーモーメントをＩとする。更に、ステアリングホイール１６を除く操舵装置１２は、ねじり変形のばね定数がｋで質量を有しない弾性体であると仮定する。
【００５３】
モデル１００が保有するエネルギー（ドライビングエネルギー）ＤＥは、熱力学のエンタルピー理論における内部エネルギー及びＰＶ仕事にそれぞれ対応する回転エネルギーと弾性エネルギーとの和であると考えることができる。よって、エネルギーＤＥは、操舵入力部１６’の回転角度である操舵角θの微分値をdθとすると、下記の式（２）により表される。
【数１】
2017013758.tif 000003
【００５４】
操舵輪(前輪１８Ｌ及び１８Ｒ)の側からの力により、操舵系１３の上端、即ち操舵入力部１６’の側の端部に対し操舵輪の側が角度θ回転されることにより発生するトルク、例えばセルフアライニングトルクをＴsatとすると、トルクＴsatは下記の式（３）により表される。
Ｔsat＝−ｋ・θ  …（３）
【００５５】
よって、上記式（２）及び（３）から、モデル１００が保有するエネルギーＤＥは、下記の式（４）により表される。
【数２】
2017013758.tif 000004
【００５６】
モデル１００へのエネルギーの流入及びモデル１００からのエネルギーの流出、即ちモデル１００が保有するエネルギーＤＥの変化は、その微分値の符号によって判断可能である。上記式（４）を微分することにより、エネルギーＤＥの微分値dＤＥは、操舵角θの二階微分値をddθとして、下記の式（５）により表される。
【数３】
2017013758.tif 000005
【００５７】
操舵トルクＴの符号はトルクＴsatの符号とは逆であり、−Ｔsat＝Ｔであるので、操舵トルクＴの微分値をdＴとすると、上記式（５）を下記の式（６）に書き換えることができる。下記の式（６）の右辺の第１項、第２項及び第３項を必要に応じてそれぞれＰ０項、Ｐ１項及びＰ２項と指称する。
【数４】
2017013758.tif 000006
【００５８】
更に、上記式（３）及び−Ｔsat＝Ｔから、下記の式（７）が成立するので、これを上記式（６）に代入することにより、下記の式（８）が得られる。下記の式（８）の右辺の第１項は上述のＰ０項である。下記の式（８）の右辺の第２項を必要に応じてＰ３項と指称する。
θ＝Ｔ／ｋ  …（７）
【数５】
2017013758.tif 000007
【００５９】
電子制御装置２４は、上記式（６）のＰ０項、Ｐ１項及びＰ２項をローパスフィルタ処理する。ローパスフィルタ処理後のＰ０項、Ｐ１項及びＰ２項をそれぞれＰ０f、Ｐ１f及びＰ２fとすると、電子制御装置２４は、下記の式（９）に従ってＰ０f、Ｐ１f及びＰ２fの和として第二の指標値dＤＥ2を演算する。なお、下記の式（９）の右辺の第１項、第２項及び第３項も必要に応じてそれぞれＰ０項、Ｐ１項及びＰ２項と指称する。
dＤＥ2＝Ｐ０f＋Ｐ１f＋Ｐ２f  …（９）
【００６０】
なお、上記式（６）に対応する下記の式（１０）に従って暫定の第二の指標値dＤＥ2Pが演算され、暫定の第二の指標値dＤＥ2Pがローパスフィルタ処理されることにより第二の指標値dＤＥ2が演算されてもよい。
【数６】
2017013758.tif 000008
【００６１】
路面４６から操舵輪を経て操舵系へエネルギーが逆入力される場合の操舵角θ及び操舵角速度dθの変化の大きさは小さいので、第二の指標値dＤＥ2が正で大きいときには、操舵状況は運転者の操舵によりエネルギ−が操舵系に与えられる正入力の状況と考えられる。逆に、第二の指標値dＤＥ2が負の値で絶対値が大きいときには、運転者の操舵により操舵系に与えられるエネルギ−が０又は小さい値であり、操舵状況はエネルギ−が路面４６から操舵輪を経て操舵系へ入力される逆入力の状況と考えられる。
【００６２】
第二の指標値dＤＥ2によれば、操舵系へのエネルギーの入力が正入力及び逆入力の何れであるか及びエネルギーの入力量を判定することができるが、この指標値には、操舵角θの大きさ及び操舵角速度dθの大きさが小さい状況での判定の精度が低いという欠点がある。これに対し、上記式（８）は、操舵系へエネルギーが入力されると、操舵角θよりも早期に大きく変化する操舵トルクＴ及びその微分値を含んでいるので、操舵操作量が小さい領域においても操舵系へのエネルギーの入力を表す。しかし上記式（８）の第２項、即ちＰ３項は、操舵系へのエネルギーの入力が正入力及び逆入力の何れの場合にも正の値になる。
【００６３】
よって、電子制御装置２４は、上記式（８）のＰ０項及びＰ３項をローパスフィルタ処理すると共に、操舵系へのエネルギーの入力が正入力及び逆入力の何れであるかの判定、即ち正逆入力判定を行う。更に、電子制御装置２４は、入力態様が正入力であるときには、下記の式（１３）に従って第一の指標値dＤＥ1を演算し、入力態様が逆入力であるときには、下記の式（１４）に従って第一の指標値dＤＥ1を演算する。なお、下記の式（１３）及び式（１４）のそれぞれの右辺の第１項及び第２項も必要に応じてそれぞれＰ０項及びＰ３項と指称する。
dＤＥ1＝Ｐ０f＋Ｐ３f  …（１３）
dＤＥ1＝Ｐ０f−Ｐ３f  …（１４）
【００６４】
なお、上記式（８）に対応する下記の式（１５）及び（１６）に従って暫定の第一の指標値dＤＥ1Pが演算され、暫定の第一の指標値dＤＥ1Pがローパスフィルタ処理されることによりそれぞれ上記式（１３）及び（１４）に対応する第一の指標値dＤＥ1が演算されてもよい。
【数７】
2017013758.tif 000009
【００６５】
正逆入力判定は、上記式（７）を用いて行われる。即ち、操舵系への入力態様が正入力である場合には、上記式（７）が成立するが、入力態様が逆入力である場合には、上記式（７）は成立しない。車両１４について、入力態様が正入力である場合の上記式（７）の仮想のばね定数ｋが予め実験的に求められ、その値が標準値ｋcとして電子制御装置２４の記憶装置に記憶されている。電子制御装置２４は、検出された操舵角θ及び操舵トルクＴを上記式（７）に代入して、実際のばね定数ｋを演算し、その値をｋxとする。電子制御装置２４は、標準値ｋcと実際のばね定数ｋxとの偏差Δｋの大きさが判定基準値ｋ0（正の定数）未満であるときには、入力態様が正入力であると判定し、偏差Δｋの大きさが判定基準値ｋ0以上であるときには、入力態様が逆入力であると判定する。
【００６６】
特に、第一の実施形態においては、電子制御装置２４は、第二の指標値dＤＥ2の絶対値が第一の基準値α1（正の定数）以下であるときには、修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftを演算するための最終の指標値dＤＥfを第一の指標値dＤＥ1に設定する。電子制御装置２４は、第二の指標値dＤＥ2の絶対値が第二の基準値α2（α1よりも大きい正の定数）以上であるときには、最終の指標値dＤＥfを第二の指標値dＤＥ2に設定する。更に、電子制御装置２４は、第二の指標値dＤＥ2の絶対値が第一の基準値α1よりも大きく且つ第二の基準値α2よりも小さいときには、最終の指標値dＤＥfを第一の指標値dＤＥ1及び第二の指標値dＤＥ2の重み和に設定する。重み和の第一の指標値の重みＷ1は、第二の指標値dＤＥ2の絶対値が大きいほど小さくなるよう、第二の指標値の絶対値に応じて０以上で１以下の範囲にて可変設定される。
【００６７】
以上のように設定される最終の指標値dＤＥfは、操舵系へのエネルギーの入力が正入力であるか逆入力であるか及びエネルギーの入力量を示す指標値である。即ち、最終の指標値dＤＥfが正で大きいときには、操舵系へのエネルギーの入力は正入力であり、逆に、最終の指標値dＤＥfが負の値で絶対値が大きいときには、操舵系へのエネルギーの入力は逆入力である。更に、操舵系へのエネルギーの入力が正入力及び逆入力の何れの場合にも、最終の指標値dＤＥfの大きさは操舵系へのエネルギーの入力量を示す。
【００６８】
次に、図２に示されたフローチャートを参照して、電子制御装置２４により実行される操舵アシストトルク制御のメインルーチンについて説明する。図２に示されたフローチャートによる制御は、図には示されていないイグニッションスイッチがオンであるときに、所定の時間毎に繰返し実行される。なお、下記の説明においては、図２乃至図５に示されたフローチャートによる操舵アシストトルク制御を単に「制御」と指称する。
【００６９】
まず、ステップ１０においては、操舵角センサ５２により検出された操舵角θを示す信号及びトルクセンサ５４により検出された操舵トルクＴを示す信号などが読み込まれる。
【００７０】
ステップ２０においては、操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいて、図８に示されたマップから、目標基本操舵アシストトルクＴabが演算される。図８に示されているように、目標基本操舵アシストトルクＴabは、操舵トルクＴの大きさが大きいほど、大きさが大きくなると共に、車速Ｖが高いほど、大きさが小さくなるよう、演算される。
【００７１】
ステップ３０においては、例えば操舵角θの時間微分値として操舵角速度θdが演算され、操舵角速度θd及び車速Ｖに基づいて、図９に示されたマップから、補助制御量のうちの減衰制御量である目標減衰トルクＴdtが演算される。目標減衰トルクＴdtは、車速Ｖが高いほど、大きさが大きくなると共に、操舵角速度θdの大きさが基準値θd0（正の値）未満のときには、操舵角速度θdの大きさが大きいほど、大きさが大きくなり、操舵角速度θdの大きさが基準値θd0以上のときには、一定の値になるよう、演算される。なお、目標減衰トルクＴdtは、操舵角速度θdが正のときには負の値になり、操舵角速度θdが負のときには正の値になる。
【００７２】
ステップ４０においては、後に詳細に説明するように、図３及び図４に示されたフローチャートに従って、補助制御量のうちの摩擦制御量である目標摩擦トルクＴftが演算される。
【００７３】
ステップ８０においては、図５に示されたフローチャートに従って、最終の指標値dＤＥfに基づいて、それぞれ目標基本操舵アシストトルクＴab、目標減衰トルクＴdt及び目標摩擦トルクＴftに対する修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftが演算される。図５に示されたフローチャートに従って行われる修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftの演算については後述する。
【００７４】
ステップ１４０においては、目標基本操舵アシストトルクＴab、目標減衰トルクＴdt及び目標摩擦トルクＴftと、修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftとに基づいて、修正後の目標操舵アシストトルクＴatが上記式（１）に従って演算される。
【００７５】
ステップ１５０においては、電動パワーステアリング装置２２が伝達装置２０に付与する実際の操舵アシストトルクＴaが修正後の目標操舵アシストトルクＴatになるよう、修正後の目標操舵アシストトルクＴatに基づいて電動パワーステアリング装置２２が制御される。
【００７６】
次に、図３に示されたフローチャートを参照して、上記ステップ４０に於ける目標摩擦トルクＴftの演算について説明する。
【００７７】
まず、ステップ４５においては、操舵角θの絶対値及び車速Ｖに基づいて、図１０に示されたマップから、目標基本摩擦トルクＴfbtが演算される。図１０に示されているように、目標基本摩擦トルクＴfbtは、操舵角θの絶対値が大きいほど大きくなると共に、車速Ｖが高いほど大きくなるよう演算される。なお、目標基本摩擦トルクＴfbtは、操舵角θの正負に関係なく常に正の値である。
【００７８】
図には示されていないが、車速Ｖが中高車速域にあるときには、操舵角θの絶対値が大きいほどセルフアライニングトルクＴsatが大きくなる。よって、操舵角θの大きさが大きい領域における保舵力を低減し操舵の安定性を向上させるために、目標基本摩擦トルクＴfbtは操舵角θの大きさが大きいほど大きい値に演算される。また、セルフアライニングトルクＴsatは車速Ｖが高いほど大きくなる。よって、車速Ｖが高いほど中高速走行時に必要な保舵力を低減し操舵の安定性を向上させると共に、低速走行時における操舵抵抗を低減するために、目標基本摩擦トルクＴfbtは車速Ｖが高いほど大きい値に演算される。
【００７９】
ステップ５０においては、図４に示されたフローチャートに従って、摩擦トルクを制御するための目標操舵角θtが演算される。なお、図４に示されたフローチャートに従って行われる目標操舵角θtの演算については後述する。
【００８０】
ステップ６０においては、操舵角θ及び目標操舵角θtに基づいて、下記の式（１７）に従って目標付加摩擦トルクＴctが演算される。なお、下記の式（１７）におけるゲインＫは、正の値であり、ステップ５０の目標操舵角θtの演算において使用されるゲインＫと同一である（後述のステップ５３の説明参照）。下記の式（１７）から解るように、目標付加摩擦トルクＴctの符号、即ちその作用方向は、操舵角θ及び目標操舵角θtの大小関係によって決定される。
Ｔct＝Ｋ（θt−θ）  …（１７）
【００８１】
ステップ６５においては、操舵トルクＴの絶対値に基づいて、図１１に示されたマップから、トルクゲインＫtが演算される。トルクゲインＫtは、操舵トルクＴの絶対値が基準値Ｔ0（正の値）未満のときには、操舵トルクＴの絶対値が大きいほど０以上で１未満の範囲にて大きくなり、操舵トルクＴの絶対値が基準値Ｔ0以上のときには、１になるよう、演算される。
【００８２】
ステップ７０においては、目標付加摩擦トルクＴctにトルクゲインＫtが乗算されることにより、目標付加摩擦トルクＴctが補正される。よって、操舵角θ及び車速Ｖが同一であっても、目標付加摩擦トルクＴctの大きさは、操舵トルクＴの絶対値が大きいほど大きくなる。
【００８３】
ステップ７５においては、補正後の目標付加摩擦トルクＴctがローパスフィルタ処理されることにより、高周波のノイズ成分が除去されたローパスフィルタ処理後の目標付加摩擦トルクＴctf（目標摩擦トルクＴft）が演算される。ステップ７５が完了すると、制御は図２に示されたステップ８０へ進む。
【００８４】
なお、以上のステップ４５〜６０及び７５による目標摩擦トルクＴftの演算について、必要ならば本願出願人の出願にかかる特開２００９−１２６２４４号公報を参照されたい。また、ステップ６５及び７０は省略されてもよい。
【００８５】
次に、図４に示されたフローチャートを参照して、上記ステップ５０における目標操舵角θtの演算について説明する。
【００８６】
まず、ステップ５１においては、目標操舵角θtの初期化が完了しているか否かの判別、即ち、今回が制御の初回であるか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときには、制御はステップ５３へ進み、否定判別が行われたときには、制御はステップ５２へ進む。
【００８７】
ステップ５２においては、目標操舵角θtが現在の操舵角θに設定されることにより、目標操舵角θtの初期化が行われる。なお、目標操舵角θtの初期値は０であってもよい。
【００８８】
ステップ５３においては、前回のステップ４０において演算された目標基本摩擦トルクＴfbtとゲインＫとの積Ｔfbt・Ｋとして、偏差上限値Δが演算される。なお、目標基本摩擦トルクＴfbt及びゲインＫは正の値であるので、偏差上限値Δも正の値である。ゲインＫは、操舵系の剛性などを考慮して決定される任意の固定値であってよい。ただし、ゲインＫが、操舵系の最も剛性が低い部位（一般的には、アッパステアリングシャフト２２に組み込まれるトーションバーの部分）の捩じり剛性よりも低い値である場合には、ステアリングホイール２０を回転させても操舵輪の舵角を目標操舵角θtに対応する舵角にすることができない。よって、ゲインＫは、操舵系の最も剛性が低い部位の捩じり剛性よりも高い値であることが好ましい。
【００８９】
ステップ５４においては、操舵角θが目標操舵角θtと偏差上限値Δとの和θt＋Δよりも大きいか否かの判別、即ち、目標操舵角θtの低減修正が必要であるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには、制御はステップ５６へ進み、肯定判別が行われたときには、ステップ５５において目標操舵角θtが操舵角θから偏差上限値Δが減算された値θ−Δに修正される。
【００９０】
ステップ５６おいては、操舵角θが目標操舵角θtと偏差上限値Δとの差θt−Δよりも小さいか否かの判別、即ち、目標操舵角θtの増大修正が必要であるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには、制御はステップ６０へ進み、肯定判別が行われたときには、制御はステップ５７において目標操舵角θtが操舵角θに偏差上限値Δが加算された値θ＋Δに修正される。
【００９１】
なお、以上の目標操舵角θtの演算についても、必要ならば上記特開２００９−１２６２４４号公報を参照されたい。
【００９２】
次に、図５に示されたフローチャートを参照して、第一の実施形態における最終の指標値dＤＥfに基づく修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftの演算について説明する。
【００９３】
まず、ステップ８５においては、操舵角θの微分値dθ（＝dθ／dt）、操舵角θの二階微分値ddθ（＝d２θ／dt２）及び操舵トルクＴの微分値dＴ（＝dＴ／dt）が演算される。なお、操舵角の微分値dθは、操舵角速度として検出された値であってもよく、操舵角の二階微分値ddθは、検出された操舵角速度dθの微分値として演算されてもよい。
【００９４】
ステップ９０においては、検出された操舵角θ及び操舵トルクＴを示す信号がローパスフィルタ処理されることにより、これらの信号から高周波のノイズ成分が除去される。また演算された操舵角θの微分値dθ、操舵角θの二階微分値ddθ及び操舵トルクＴの微分値dＴを示す信号がローパスフィルタ処理されることにより、これらの信号から高周波のノイズ成分が除去される。
【００９５】
ステップ９５においては、上記式（６）のＰ０項、Ｐ１項及びＰ２項がローパスフィルタ処理されることにより、各項の高周波のノイズ成分が除去され、上記式（９）に従って第二の指標値dＤＥ2が演算される。
【００９６】
ステップ１００においては、検出された操舵角θ及び操舵トルクＴに基づいて実際のばね定数ｋxが演算される。更に、上述のように電子制御装置２４の記憶装置に記憶されているばね定数の標準値ｋcと実際のばね定数ｋxとの偏差Δｋの大きさに基づいて、入力態様が正入力であるか逆入力であるの判定が行われる。よって、ステップ１００は、操舵系へのエネルギーの入力が、ステアリングホイール１６を経て行われる正入力であるか、操舵輪である前輪１８Ｌ及び１８Ｒを経て行われる逆入力であるかを判定する正逆入力判定装置として機能する。なお、ステップ１００は、後述のステップ１０５よりも先に実行されればよく、ステップ１０５の直前に実行されなくてもよい。
【００９７】
ステップ１０５においては、上記式（８）のＰ３項がローパスフィルタ処理されることにより、Ｐ３項の高周波のノイズ成分が除去される。更に、入力態様が正入力であるときには、上記式（１３）に従って第一の指標値dＤＥ1が演算され、入力態様が逆入力であるときには、上記式（１４）に従って第一の指標値dＤＥ1が演算される。
【００９８】
ステップ１１０においては、第二の指標値dＤＥ2の絶対値に基づいて図１２に示されたマップを参照することにより、後述のステップ１２５における最終の指標値dＤＥfの演算における第一の指標値dＤＥ1に対する重みＷ1が演算される。重みＷ1は、第二の指標値dＤＥ2の絶対値が第一の基準値α１以下であるときには、１であり、第二の指標値dＤＥ2の絶対値が第二の基準値α2以上であるときには、０である。更に、重みＷ1は、第二の指標値dＤＥ2の絶対値がα1よりも大きく且つα2よりも小さいときには、０よりも大きく１よりも小さい範囲にて第二の指標値dＤＥ2の絶対値が大きいほど小さくなる。
【００９９】
ステップ１２５においては、ステップ１１０において演算された重みＷ1を使用して、下記の式（１８）に従って最終の指標値dＤＥfが演算される。前述のように、最終の指標値dＤＥfは、第一の指標値dＤＥ1及び第二の指標値dＤＥ2と同様に、正及び負であるときには、それぞれ操舵系へのエネルギーの入力が正入力及び逆入力であることを示し、大きさはエネルギーの入力量の大きさを示す。
dＤＥf＝Ｗ1・dＤＥ1＋（１−Ｗ1）・dＤＥ2  …（１８）
【０１００】
ステップ１３０においては、最終の指標値dＤＥfに基づいてそれぞれ図１５乃至図１７に示されたマップを参照して、基本操舵アシストトルクＴabに対する修正係数Ｋab、目標減衰トルクＴdtに対する修正係数Ｋdt及び目標摩擦トルクＴftに対する修正係数Ｋftが演算される。なお、図１５乃至図１７において、Ｋabn、Ｋdtn及びＫftnは、それぞれ修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftの標準値(正の定数（例えば１）)である。
【０１０１】
以上の説明から解るように、修正後の目標操舵アシストトルクＴatは、図２乃至図４に示されたフローチャートに従って、修正後の基本操舵アシストトルク（Ｔab・Ｋab）、修正後の減衰制御量（Ｔdt・Ｋdt）及び修正後の摩擦制御量（Ｔft・Ｋft）の和として演算される。そして、各制御量の修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftは、図５に示されたフローチャートに従って最終の指標値dＤＥfに基づいて可変設定される。
【０１０２】
特に、図５に示されたフローチャートのステップ８５〜９５において、第二の指標値dＤＥ2が演算され、ステップ１００及び１０５において、第一の指標値dＤＥ1が演算される。そして、ステップ１１０及び１２５において、第一の指標値dＤＥ1及び第二の指標値dＤＥ2の重み和として最終の指標値dＤＥfが演算される。更に、ステップ１３０において、最終の指標値dＤＥfに基づいてそれぞれ図１５乃至図１７に示されたマップを参照して修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftが演算される。
【０１０３】
図１５乃至図１７に示されているように、最終の指標値dＤＥfが正で大きいほど、基本操舵アシストトルクＴabに対する修正係数Ｋabが大きくされ、目標減衰トルクＴdt及び目標摩擦トルクＴftのそれぞれに対する修正係数Ｋdt及びＫftが小さくされる。よって、エネルギーの入力が正入力で、入力量の大きさが大きいほど、修正後の基本操舵アシストトルク（Ｔab・Ｋab）を大きくし、修正後の減衰制御量（Ｔdt・Ｋdt）及び修正後の摩擦制御量（Ｔft・Ｋft）を小さくすることができる。従って、運転者が積極的に操舵を行う状況において、運転者の操舵を補助し、減衰制御のトルク及び摩擦制御のトルクに起因する操舵抵抗を低減することができるので、運転者による操舵操作を行い易くすることができる。
【０１０４】
これに対し、最終の指標値dＤＥfが負の値で絶対値が大きいほど、基本操舵アシストトルクＴabに対する修正係数Ｋabが小さくされ、目標減衰トルクＴdt及び目標摩擦トルクＴftのそれぞれに対する修正係数Ｋdt及びＫftが大きくされる。よって、エネルギーの入力が逆入力で、入力量の大きさが大きいほど、修正後の基本操舵アシストトルク（Ｔab・Ｋab）を小さくし、修正後の減衰制御量（Ｔdt・Ｋdt）及び修正後の摩擦制御量（Ｔft・Ｋft）を大きくすることができる。従って、路面４６から前輪１８Ｌ及び１８Ｒを経て外乱が入力される状況において、運転者の操舵の補助を低減し、操舵抵抗を増大させることができるので、ステアリングホイール１６が外乱により回転される度合を低減し、操舵の安定性を向上させることができる。
【０１０５】
前述のように、操舵系の操舵トルクＴと操舵角θとの間にはヒステリシスがあるため、例えばステアリングホイールが中立域にある状況において操舵トルクが与えられると、操舵角の大きさは操舵トルクの大きさよりも遅れて増大する。また、操舵トルクはステアリングシャフトに組み込まれたトーションバーの弾性ねじれ変形を利用して検出される。よって、操舵角がトーションバーよりも操舵輪側におけるステアリングシャフトの回転角度として検出される場合には、トーションバーの弾性ねじれ変形にも起因して操舵角の大きさは操舵トルクの大きさよりも遅れて増大する。更に、操舵トルクＴの位相は操舵角θの位相よりも進んでいる。
【０１０６】
よって、操舵角θが０又はその近傍にある状況においては、運転者により操舵操作が開始される際に操舵トルクＴは操舵角θよりも速く変化する。しかし、例えば運転者の操舵操作量が大きくなると、操舵輪が操舵されるので、操舵角θの大きさが大きくなっても、操舵トルクＴの大きさは操舵角θの大きさほどには大きくならない。
【０１０７】
特に、第一の指標値dＤＥ1は、操舵トルクＴ及びその微分値dＴのみを変数とするＰ３項を含み、それぞれ操舵角速度dθ及び操舵角θを変数とするＰ１項及びＰ２項を含んでいない。従って、第一の指標値dＤＥ1は、操舵角θが０又はその近傍にあり、第二の指標値dＤＥ2の大きさが小さい状況において、第二の指標値dＤＥ2に比して高精度に操舵系へのエネルギーの入力態様及び入力量を示し、入力の変化の状況を早期に示す。しかし、第一の指標値dＤＥ1は、操舵角θの大きさが大きい状況において、操舵系へのエネルギーの入力態様及び入力量を正確に示さない。
【０１０８】
これに対し、第二の指標値dＤＥ2は、それぞれ操舵角速度dθ及び操舵角θを変数とするＰ１項及びＰ２項を含んでいるので、操舵角θの大きさが大きく、第二の指標値dＤＥ2の大きさが大きくなる状況においては、第一の指標値dＤＥ1に比して高精度に操舵系へのエネルギーの入力態様及び入力量を示す。しかし、操舵角θ及び操舵角速度dθは、運転者の操舵操作量が小さい状況において、大きさが大きくならない。そのため、第二の指標値dＤＥ2は、運転者の操舵操作量が小さく、第二の指標値dＤＥ2の大きさが小さい状況において、操舵系へのエネルギーの入力態様及び入力量を正確に示さない。
【０１０９】
第一の実施形態によれば、操舵角θが０又はその近傍にあり、第二の指標値dＤＥ2の絶対値が第一の基準値α１以下である状況においては、重みＷ1は１になり、最終の指標値dＤＥfは第一の指標値dＤＥ1に設定される。よって、操舵角θが０又はその近傍にある状況においても、第二の指標値dＤＥ2が使用される場合に比して、操舵系へのエネルギーの入力状況及び入力量をよりよく反映させて修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftを演算することができる。
【０１１０】
また、操舵角θの大きさが大きく、第二の指標値dＤＥ2の絶対値が第二の基準値α2以上である状況においては、重みＷ1は０になり、最終の指標値dＤＥfは第二の指標値dＤＥ2に設定される。よって、運転者の操舵操作量が大きい状況において、第一の指標値dＤＥ1が使用される場合に比して、操舵系へのエネルギーの入力状況及び入力量をよりよく反映させて修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftを演算することができる。
【０１１１】
更に、第二の指標値dＤＥ2の絶対値が一つの基準値よりも小さいときには、最終の指標値dＤＥfを第一の指標値dＤＥ1に設定し、第二の指標値dＤＥ2の絶対値が一つの基準値よりも大きいときには、最終の指標値dＤＥfを第二の指標値dＤＥ2に設定することも考えられる。しかし、その場合には、第二の指標値dＤＥ2の絶対値の変化に伴って、最終の指標値dＤＥfが第一の指標値dＤＥ1と第二の指標値dＤＥ2との間にて急激に変化することが避けられない。
【０１１２】
第一の実施形態によれば、第二の指標値dＤＥ2の絶対値がα1よりも大きく且つα2よりも小さいときには、重みＷ1は０よりも大きく１よりも小さい範囲にて第二の指標値dＤＥ2の絶対値が大きいほど小さくなる。よって、第二の指標値dＤＥ2の絶対値がα1よりも大きく且つα2よりも小さい範囲においては、第二の指標値dＤＥ2の絶対値の変化に伴って最終の指標値dＤＥfにおける第一の指標値dＤＥ1及び第二の指標値dＤＥ2の比率が徐々に変化する。
【０１１３】
従って、第二の指標値dＤＥ2の絶対値の変化に伴って、最終の指標値dＤＥfが第一の指標値dＤＥ1と第二の指標値dＤＥ2との間にて急激に変化することを防止することができる。よって、最終の指標値dＤＥfの急変に伴う修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftの急変に起因して、修正後の基本操舵アシストトルク（Ｔab・Ｋab）、修正後の減衰制御量（Ｔdt・Ｋdt）及び修正後の摩擦制御量（Ｔft・Ｋft）が急変することを防止することができる。
【０１１４】
特に、第一の実施形態によれば、最終の指標値dＤＥfの演算における第一の指標値dＤＥ1に対する重みＷ1は、ステップ１１５において、第二の指標値dＤＥ2の絶対値に基づいて演算される。よって、運転者の操舵操作量が小さく、第二の指標値dＤＥ2の絶対値が小さい状況において、最終の指標値dＤＥfを第一の指標値dＤＥ1に設定することができる。
【０１１５】
［第二の実施形態］
図６は、本発明の第二の実施形態にかかる車両用操舵支援装置１０における操舵系のエネルギー変化の判定及びその判定結果に基づく修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftの演算のルーチンを示すフローチャートである。なお、図６において、図５に示されたステップと同一のステップには図５において付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されている。このことは、後述の図７についても同様である。
【０１１６】
第二の実施形態においては、図２に示されたフローチャートのステップ８０における修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftの演算は、図５に示されたフローチャートではなく、図６に示されたフローチャートに従って行われる。第二の実施形態における操舵アシストトルク制御の他のステップは、上述の第一の実施形態と同様に行われる。
【０１１７】
図６と図５との比較から解るように、第二の実施形態のステップ８５〜１０５、１２５及び１３０は、第一の実施形態の場合と同様に実行される。ステップ１０５が完了すると、ステップ１１５が実行され、ステップ１１５が完了すると、ステップ１２５が実行される。
【０１１８】
ステップ１１５においては、操舵角θの絶対値に基づいて図１３に示されたマップを参照することにより、最終の指標値dＤＥfの演算（ステップ１２５）における第一の指標値dＤＥ1に対する重みＷ1が演算される。重みＷ1は、操舵角θの絶対値が第三の基準値β１（正の定数）以下であるときには、１であり、操舵角θの絶対値が第四の基準値β2（β1よりも大きい正の定数）以上であるときには、０である。更に、重みＷ1は、操舵角θの絶対値がβ1よりも大きく且つβ2よりも小さいときには、０よりも大きく１よりも小さい範囲にて操舵角θの絶対値が大きいほど小さくなる。
【０１１９】
第二の実施形態によれば、目標操舵アシストトルクＴatは、上述の第一の実施形態と同様に演算される。各制御量の修正係数Ｋab、Ｋda及びＫfaは、図５に示されたフローチャートではなく、図６に示されたフローチャートに従って、最終の指標値dＤＥfに基づいて可変設定される。
【０１２０】
よって、第一の実施形態と同様に、運転者が積極的に操舵を行う状況において、運転者の操舵を補助し、減衰制御のトルク及び摩擦制御のトルクに起因する操舵抵抗を低減することができるので、運転者による操舵操作を行い易くすることができる。また、路面４６から前輪１８Ｌ及び１８Ｒを経て外乱が入力される状況において、運転者の操舵の補助を低減し、操舵抵抗を増大させることができるので、ステアリングホイール１６が外乱により回転される度合を低減し、操舵の安定性を向上させることができる。
【０１２１】
ステップ１１５においては、重みＷ1は、上述のように、操舵角θの絶対値に基づいて演算される。よって、操舵角θが０又はその近傍にある状況においては、最終の指標値dＤＥfが第一の指標値dＤＥ1に設定されるので、第二の指標値dＤＥ2が使用される場合に比して、操舵系へのエネルギーの入力状況及び入力量をよりよく反映させて修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftを演算することができる。逆に、操舵角θの大きさが大きい状況においては、最終の指標値dＤＥfが第二の指標値dＤＥ2に設定されるので、第一の指標値dＤＥ1が使用される場合に比して、操舵系へのエネルギーの入力状況及び入力量をよりよく反映させて修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftを演算することができる。
【０１２２】
また、第二の実施形態によれば、重みＷ1は、操舵角θの絶対値がβ1よりも大きく且つβ2よりも小さいときには、０よりも大きく１よりも小さい範囲にて操舵角θの絶対値が大きいほど小さくなるように、操舵角θの絶対値に応じて可変設定される。よって、第二の指標値dＤＥ2の絶対値の変化に伴って、最終の指標値dＤＥfが第一の指標値dＤＥ1と第二の指標値dＤＥ2との間にて急激に変化することを防止することができる。よって、最終の指標値dＤＥfの急変に伴う修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftの急変に起因して、修正後の基本操舵アシストトルク、修正後の減衰制御量及び修正後の摩擦制御量が急変することを防止することができる。
【０１２３】
特に、第二の実施形態によれば、最終の指標値dＤＥfの演算における第一の指標値dＤＥ1に対する重みＷ1は、ステップ１１５において、操舵角θの絶対値に基づいて演算される。よって、操舵角θの絶対値が小さく、第二の指標値dＤＥ2によって高精度に正逆入力の判定及び入力量の判定を行うことができない状況において、最終の指標値dＤＥfを第一の指標値dＤＥ1に設定することができる。
【０１２４】
［第三の実施形態］
図７は、本発明の第三の実施形態にかかる車両用操舵支援装置１０における操舵系のエネルギー変化の判定及びその判定結果に基づく修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftの演算のルーチンを示すフローチャートである。
【０１２５】
第三の実施形態においては、図２に示されたフローチャートのステップ８０における修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftの演算は、図５に示されたフローチャートではなく、図７に示されたフローチャートに従って行われる。第三の実施形態における操舵アシストトルク制御の他のステップは、上述の第一の実施形態と同様に行われる。
【０１２６】
図７と図５との比較から解るように、第三の実施形態のステップ８５〜１０５、１２５及び１３０は、第一及び第二の実施形態の場合と同様に実行される。ステップ１０５が完了すると、ステップ１２０が実行され、ステップ１２０が完了すると、ステップ１２５が実行される。
【０１２７】
ステップ１２０においては、第二の指標値dＤＥ2の絶対値と第一の指標値dＤＥ1との差である指標値偏差（＝|dＤＥ2|−dＤＥ1）に基づいて図１４に示されたマップを参照することにより、最終の指標値dＤＥfの演算（ステップ１２５）における第一の指標値dＤＥ1に対する重みＷ1が演算される。重みＷ1は、上記指標値偏差が正で第五の基準値γ１（正の定数）以下である状況の継続時間が予め設定された所定値以上であるとき又は上記指標値偏差が０以下であるときには、１であり、上記指標値偏差が第六の基準値γ2（γ1よりも大きい正の定数）以上であるときには、０である。更に、重みＷ1は、上記指標値偏差がγ1よりも大きく且つγ2よりも小さいときには、０よりも大きく１よりも小さい範囲にて上記指標値偏差が大きいほど小さくなる。上記指標値偏差が正で第三の基準値γ１以下であっても、その継続時間が予め設定された所定値未満であるときには、重みＷ1は現在の値に維持される。
【０１２８】
第三の実施形態によれば、目標操舵アシストトルクＴatは、上述の第一及び第二の実施形態と同様に演算される。各制御量の修正係数Ｋab、Ｋda及びＫfaは、図５及び図６に示されたフローチャートではなく、図７に示されたフローチャートに従って、最終の指標値dＤＥfに基づいて可変設定される。
【０１２９】
よって、第一及び第二の実施形態と同様に、運転者が積極的に操舵を行う状況において、運転者の操舵を補助し、減衰制御のトルク及び摩擦制御のトルクに起因する操舵抵抗を低減することができるので、運転者による操舵操作を行い易くすることができる。また、路面４６から前輪１８Ｌ及び１８Ｒを経て外乱が入力される状況において、運転者の操舵の補助を低減し、操舵抵抗を増大させることができるので、ステアリングホイール１６が外乱により回転される度合を低減し、操舵の安定性を向上させることができる。
【０１３０】
前輪１８Ｌ及び１８Ｒに路面４６からの外乱が作用し、操舵系にエネルギーが入力されると、アッパステアリングシャフト２６などが回転するので、操舵角θの大きさは大きく変化するが、操舵トルクＴの大きさは操舵角θの大きさほどには変化しない。よって、操舵角θを変数とする第二の指標値dＤＥ2の大きさは大きく変化するが、操舵角θを変数とせず操舵トルクＴを変数とする第一の指標値dＤＥ1の大きさは、第二の指標値dＤＥ2の大きさほどには変化しない。
【０１３１】
よって、第二の指標値dＤＥ2の絶対値と第一の指標値dＤＥ1との差（＝|dＤＥ2|−dＤＥ1）は、外乱の大きさを表す。更に、第一の指標値dＤＥ1は、第二の指標値dＤＥ2に比して運転者の操舵開始などの正入力の変化の状況を早期に反映する。従って、上記指標値偏差が正で大きいときには、外乱の大きさが大きい状況であるので、第二の指標値dＤＥ2に基づいて修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftが演算されることが好ましい。逆に、上記指標値偏差が正で小さいときには、外乱の大きさが小さい状況であるので、第一の指標値dＤＥ1に基づいて修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftが演算されることが好ましい。
【０１３２】
重みＷ1は、ステップ１２０において、上述のように上記指標値偏差に基づいて演算される。よって、外乱の大きさが小さく、上記指標値偏差が正で小さい状況においては、最終の指標値dＤＥfは第一の指標値dＤＥ1に設定されるので、第二の指標値dＤＥ2が使用される場合に比して正入力の変化の状況を早期に反映することができる。逆に、外乱の大きさが大きく、上記指標値偏差が正で大きい状況においては、最終の指標値dＤＥfは第二の指標値dＤＥ2に設定されるので、第一の指標値dＤＥ1が使用される場合に比して高精度に操舵系へのエネルギーの入力態様及び入力量を反映することができる。
【０１３３】
なお、上記指標値偏差（＝|dＤＥ2|−dＤＥ1）が０以下の値になるのは、第二の指標値dＤＥ2の大きさが第一の指標値dＤＥ1以下になる場合であり、操舵角θ及びその微分値dθの大きさが小さく、操舵トルクＴ及び／又はその微分値dＴの大きさが大きい場合である。操舵角θ及びその微分値dθの大きさが小さく、操舵トルクＴ及び／又はその微分値dＴの大きさが大きくなるのは、運転者の操舵操作量が小さい状況において外乱などが作用する場合である。具体的な状況は、車両１４が実質的に直進状態にあり且つ操舵が保舵である状況において前輪１８Ｌ及び１８Ｒに路面４６からの外乱が作用するような状況である。このような状況においては、大きさが大きい第一の指標値dＤＥ1の方が第二の指標値dＤＥ2よりも信頼性が高い。
【０１３４】
よって、上記指標値偏差が０以下の値であるときには、上記指標値偏差が正で小さい場合と同様に、重みＷ1は１に設定される。従って、最終の指標値dＤＥfは第一の指標値dＤＥ1に設定されるので、最終の指標値dＤＥfが第二の指標値dＤＥ2に設定される場合に比して高精度に操舵系へのエネルギーの入力態様及び入力量を反映することができる。
【０１３５】
また、第三の実施形態によれば、重みＷ1は、上記指標値偏差がγ1よりも大きく且つγ2よりも小さいときには、０よりも大きく１よりも小さい範囲にて上記指標値偏差が大きいほど小さくなるように、上記指標値偏差に応じて可変設定される。よって、上記指標値偏差の変化に伴って、最終の指標値dＤＥfが第一の指標値dＤＥ1と第二の指標値dＤＥ2との間にて急激に変化することを防止することができる。よって、最終の指標値dＤＥfの急変に伴う修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftの急変に起因して、修正後の基本操舵アシストトルク、修正後の減衰制御量及び修正後の摩擦制御量が急変することを防止することができる。
【０１３６】
特に、第三の実施形態によれば、最終の指標値dＤＥfの演算における第一の指標値dＤＥ1に対する重みＷ1は、ステップ１２０において、上記指標値偏差に基づいて演算される。よって、上記指標値偏差が小さく、第二の指標値dＤＥ2が高精度に操舵系へのエネルギーの入力態様及び入力量を反映することができない状況において、最終の指標値dＤＥfを第一の指標値dＤＥ1に設定し、操舵系へのエネルギーの入力態様及び入力量を反映させることができる。
【０１３７】
以上の説明から解るように、第一乃至第三の実施形態によれば、第一の指標値dＤＥ1及び第二の指標値dＤＥ2は、操舵角速度と操舵角速度の微分値との積に関連するＰ０項を含んでいる。よって、第一の指標値dＤＥ1及び第二の指標値dＤＥ2は、操舵角θの大きさが小さくても操舵操作が速く行われる場合には比較的大きく変化する。よって、Ｐ０項が含まれていない場合に比して、最終の指標値dＤＥfは、操舵操作が速く行われる状況において、操舵系へのエネルギーの入力量を早期に反映することができる。
【０１３８】
また、第一乃至第三の実施形態によれば、ステップ１００において、上記式（７）の仮想のばね定数の標準値ｋcと実際のばね定数ｋxとの偏差Δｋの大きさに基づいて、操舵系へのエネルギーの入力が正入力であるか逆入力であるの判定が行われる。実際のばね定数ｋxは、最終の指標値dＤＥfの演算及び操舵アシストトルクの制御に供される操舵角θ及び操舵トルクＴに基づいて演算される。よって、操舵角θ及び操舵トルクＴ以外の情報を要することなく、正逆入力の判定を行うことができる。
【０１３９】
［正逆入力の判定の他の例］
第一の指標値dＤＥ1を演算するためにステップ１００において行われる正逆入力の判定として、上述の第一乃至第三の実施形態における判定の他に、例えば下記の判定が行われてもよい。また、第一乃至第三の実施形態における判定及び下記の他の判定が組み合わせて行われてもよく、その場合には何れの判定の結果も逆入力である場合に、逆入力の状況であると判定されてよい。
【０１４０】
［第一の他の例］
例えば、ある車速における操舵角θと電動パワーステアリング装置２２への制御電流Ｉcとの関係が、図１８において実線にて示された関係であり、その許容範囲がハッチングにて示された範囲であるとする。操舵角θと制御電流Ｉcとの関係が、ハッチングにて示された範囲内にあるときには、正入力（逆入力が小さい）状況であると判定され、操舵角θと制御電流Ｉcとの関係が、ハッチングにて示された範囲外にあるときには、逆入力の状況であると判定されてよい。
【０１４１】
［第二の他の例］
例えばアッパステアリングシャフト２６にその延在方向に隔置された位置に二つのトルクセンサが設けられ、二つのトルクセンサの検出値の位相差により操舵系への入力が正入力か逆入力かが判定されてもよい。即ち、ステアリングホイール１６の側のトルクセンサの検出値の位相が他方のトルクセンサの検出値の位相よりも進んでいるときには、操舵系への入力が正入力であると判定され、二つのトルクセンサの検出値の位相が上記とは逆であるときには、操舵系への入力が逆入力であると判定されてよい。
【０１４２】
［第三の他の例］
操舵角θの微分値dθと操舵トルクＴとの積dθ・Ｔが判定の基準値Ｃ0（０又は負の定数）以上であるときに、正入力の状況であると判定され、積dθ・Ｔが基準値Ｃ0未満であるときに、逆入力の状況であると判定されてよい。
【０１４３】
以上においては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【０１４４】
例えば、上述の第一の実施形態においては、第二の指標値dＤＥ2の絶対値に基づいて重みＷ1を演算するための基準値として、第一の基準値α１及び第二の基準値α2が設定されている。上述の第二の実施形態においては、操舵角θの絶対値に基づいて重みＷ1を演算するための基準値として、第三の基準値β１及び第四の基準値β2が設定されている。更に、上述の第三の実施形態においては、指標値偏差（＝|dＤＥ2|−dＤＥ1）に基づいて重みＷ1を演算するための基準値として、第五の基準値γ１及び第六の基準値γ2が設定されている。
【０１４５】
しかし、重みＷ1は、第二の指標値dＤＥ2の絶対値、操舵角θの絶対値又は上記指標値偏差が一つの基準値（正の定数）以下であるときには、１に設定され、第二の指標値dＤＥ2の絶対値などが上記一つの基準値よりも大きいときには、０に設定されてもよい。その場合には、第二の指標値dＤＥ2の絶対値などが一つの基準値を超えて変化するときに、最終の指標値dＤＥfが第一の指標値dＤＥ1と第二の指標値dＤＥ2との間にて急激に変化することがないように、徐々に変化されることが好ましい。
【０１４６】
また、上述の第一の実施形態においては、重みＷ1は第二の指標値dＤＥ2の絶対値に基づいて演算されるようになっており、第一の基準値α１及び第二の基準値α2の大きさは、第二の指標値dＤＥ2が正であるときも負であるときもそれぞれ同一である。しかし、第一の基準値α１及び第二の基準値α2は、第二の指標値dＤＥ2が正であるときと負であるときとではそれぞれ互いに異なっていてもよい。同様に、上述の第二の実施形態において、第三の基準値β１及び第四の基準値β2は、操舵角θが正であるときと負であるときとではそれぞれ互いに異なっていてもよい。
【０１４７】
また、上述の各実施形態においては、目標操舵アシストトルクＴatの演算に使用される「基本操舵アシストトルクＴabに対する修正係数Ｋab、目標減衰トルクＴdtに対する修正係数Ｋdt及び目標摩擦トルクＴftに対する修正係数Ｋft」は、何れもが最終の指標値dＤＥfに応じて設定される。しかし、それらの修正係数のうちの少なくとも一つが最終の指標値dＤＥfに応じて設定され、残りの修正係数が最終の指標値dＤＥfに応じて設定されなくてもよい。換言すれば、基本操舵アシストトルクＴabに対応するトルク（Ｔab・Ｋab）、減衰制御量に対応するトルク（Ｔdt・Ｋdt）及び摩擦制御量に対応するトルク（Ｔft・Ｋft）の何れかが、最終の指標値dＤＥfに応じて変更されればよい。
【０１４８】
更に、上述の各実施形態においては、目標操舵アシストトルクＴatは、それぞれ修正係数Ｋab、Ｋdt及びＫftと目標基本操舵アシストトルクＴab、目標減衰トルクＴdt及び目標摩擦トルクＴftとの積の和として演算される。しかし、目標操舵アシストトルクＴatは、他の制御成分、例えばステアリングホイール２０を中立位置へ戻すための戻しトルク、操舵系の慣性を補償するための慣性補償トルク及び他のトルクの何れかを含んでいてもよい。
【符号の説明】
【０１４９】
１０…操舵支援装置、１２…操舵装置、１４…車両、１６…ステアリングホイール、１８Ｌ，１８Ｒ…前輪、２０…伝達装置、２２…電動パワーステアリング装置、２４…電子制御装置、５２…操舵角センサ、５４…トルクセンサ、５６…車速センサ
【図１】
2017013758.tif 000010
【図２】
2017013758.tif 000011
【図３】
2017013758.tif 000012
【図４】
2017013758.tif 000013
【図５】
2017013758.tif 000014
【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】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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