JP2011105105A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操舵補助力に関して、運転者の意図に反応する電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】本発明の電動パワーステアリング装置は、アクセル開度の変化率、ブレーキ圧の変化率、及び、横加速度等の、車両の運転状況に関する複数のデータを取得するデータ取得部１１ｍと、複数のデータをそれぞれ正規化してそれらの中から現在の最大値を求め、当該最大値を運転者の意図として判定する意図判定部１１ｎと、操舵補助力を生じさせるにあたって、意図判定部１１ｎによる判定結果に応じてアシスト特性を変更する制御部１１ｋとを備えたものである。そして、意図判定部１１ｎにより、運転者がどのような運転をしようとしているかについての意図を判定し、その判定結果に応じてアシスト特性を変更するので、運転者の意図に沿うように反応する操舵補助を行うことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、運転者がステアリングホイールに付与する操舵トルクに基づいてモータにより操舵補助力を生じさせる電動パワーステアリング装置に関する。

自動車等の車両に搭載される電動パワーステアリング装置では、基本的に、運転者がステアリングホイールに付与する操舵トルクに基づいて、モータの駆動電流（駆動電力）が決定され、必要な操舵補助力を得るためのアシスト制御が行われる。操舵トルクに対する駆動電流（駆動電力）の関係は、アシストマップと呼ばれる特性により決まる。アシストマップは、車両の速度によって切り替えられ、同じ操舵トルクに対して、低速では比較的大きな操舵補助力を発生させ、逆に、高速では比較的小さな操舵補助力を発生させるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００４−２７６６３５（図２）

従来の電動パワーステアリング装置では、アシストマップは電動パワーステアリング装置に固有のものであり、運転者が誰であるかに関わらず、操舵トルク及び速度が同じ条件であればアシスト特性は同じである。しかしながら、このような一律のアシスト特性では、運転者の意図によっては、操舵しにくい場合もある。例えば、スポーティな運転を好む運転者であれば、操舵補助力は弱めで、手応えのある操舵感が適する。逆に、ゆったりとした快適な運転を好む運転者であれば、操舵補助力は相対的に強めで、軽い操舵感が適する。一律のアシスト特性では、両者を共に満足させることはできない。

かかる従来の問題点に鑑み、本発明は、操舵補助力に関して、運転者の意図に反応する電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。

（１）本発明は、車両に搭載され、モータにより必要な操舵補助力を生じさせる電動パワーステアリング装置であって、アクセル開度の変化率、ブレーキ圧の変化率、及び、横加速度を含む、車両の運転状況に関する複数のデータを取得するデータ取得部と、前記複数のデータをそれぞれ正規化してそれらの中から現在の最大値を求め、当該最大値を運転者の意図として判定する意図判定部と、前記操舵補助力を生じさせるにあたって、前記意図判定部による判定結果に応じてアシスト特性を変更する制御部とを備えたものである。

上記のように構成された電動パワーステアリング装置では、意図判定部により、運転者がどのような運転をしようとしているかについての意図を、複数のデータを正規化したものの中の最大値により判定し、その判定結果に応じてアシスト特性を変更するので、運転者の意図に沿うように反応する操舵補助を行うことができる。

（２）また、上記（１）の電動パワーステアリング装置において、運転状況に関する複数のデータに、横加速度を時間で微分した横加加速度が含まれるようにしてもよい。
この場合、車両の挙動との強い相関関係を示す横加加速度を含めることで、運転者の意図判定精度が向上する。

（３）また、上記（１）の電動パワーステアリング装置において、意図判定部は、最大値の急変を緩和する機能を有するものであってもよい。
この場合、アシスト特性の急変を防止することができる。一般に、運転者の意図が急変することはほとんどなく、意図が急変しないのにアシスト特性を急変させることは操舵の違和感を招くことになり、好ましくない。

（４）また、上記（１）の電動パワーステアリング装置において、意図判定部は、複数のデータに基づいて運転者の意図をスポーティ／コンフォートの視点から判定し、過去のスポーティ回数及びコンフォート回数のうち、多い方に寄り付き易い傾向を強める判定を行うようにしてもよい。
この場合、過去の履歴から、スポーティ判定回数が多いときは、スポーティ判定を維持しようとする傾向が生じる。また、コンフォート判定回数が多いときは、コンフォート判定を維持しようとする傾向が生じる。その結果、過去の履歴を重視した慎重な判定となり、誤判定を防止することができる。

（５）また、上記（１）の電動パワーステアリング装置において、車速センサを備え、車両が停止している場合には意図判定部は判定を行わない、としてもよい。
一般に、車両が停止しているときでもアクセルやブレーキの操作が行われる場合があるが、これは、運転状況に関するデータではない。そこで、車両が停止している場合には判定を行わないとすることにより、誤った判定が行われることを防止することができる。

（６）また、上記（１）の電動パワーステアリング装置において、制御部は、意図判定部による判定結果に応じてアシスト特性を変更する際、操舵補助力の急激な変化を抑制する機能を有するものであってもよい。
この場合、アシストトルクの急変による操舵の違和感を防止することができる。

（７）また、上記（１）の電動パワーステアリング装置において、エンジン回転数を検出するセンサを備え、意図判定部は、エンジン回転数及びその変化量に基づいて、運転者の意図を判定するようにしてもよい。
エンジン回転数やその変化量が大きいときは、運転者の意図が現れ易いので、かかる場合に判定を行うことにより、運転者の意図判定精度が向上する。

（８）また、上記（１）の電動パワーステアリング装置において、ｎは３以上の自然数、ｍは２≦ｍ＜ｎの自然数とするとき、意図判定部は、ｎ個の複数のデータからｍ個の信号を生成し、当該ｍ個の信号に基づくファジー推論により運転者の意図を判定するようにしてもよい。
この場合、ファジー推論により、人間的な感覚に近い判定をおこなうことができる。また、各データごとにファジー推論を行う必要が無いので、演算負荷の増大を防ぐことができる。

本発明の電動パワーステアリング装置によれば、運転者の意図に沿うように反応する操舵補助を行うことができる。従って、操舵の快適性が向上する。

本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略の全体構成を示す図である。 制御の第１実施形態に係るＥＣＵの内部機能と、入出力とを示すブロック図である。 （ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、横軸を時間として、アクセル開度、ブレーキ圧、及び、横加速度の変化の一例を示すグラフである。また、（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）はそれぞれ、アクセル開度及びブレーキ圧の変化率並びに横加速度を、０〜１の範囲の値となるように正規化したものである。（ｇ）は、（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）について最大値をとったもので、縦軸は、運転者の意図を表す。 アシストマップの一例を示すグラフである（第１象限のみを示している。）。 車速が一定であるとした場合の１つのアシストマップが、比較部から入力される０〜１の値によってどのように変化するかを示すグラフである。 制御の第２実施形態に係るＥＣＵの内部機能と、入出力とを示すブロック図である。 （ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、横軸を時間として、アクセル開度、ブレーキ圧、及び、横加速度の変化の一例を示すグラフである。また、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）及び（ｇ）はそれぞれ、アクセル開度及びブレーキ圧の変化率、並びに、横加速度及び横加加速度を、０〜１の範囲の値となるように正規化したものである。（ｈ）は、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）及び（ｇ）について最大値をとったもので、縦軸は、運転者の意図を表す。 第３実施形態においてＥＣＵによって行われる意図判定ロジックを示すフローチャートである。 （ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、横軸を時間として、アクセル開度、ブレーキ圧及び横加速度の変化の一例を示すグラフである。また、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）及び（ｇ）はそれぞれ、アクセル開度及びブレーキ圧の変化率、並びに、横加速度及び横加加速度を、０〜１の範囲の値となるように正規化したものである。（ｈ）は、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）及び（ｇ）について最大値をとったもので、縦軸は、運転者の意図を表す。 第４実施形態においてＥＣＵにより行われる意図判定ロジックを示すフローチャート（その１／２）である。 第４実施形態においてＥＣＵにより行われる意図判定ロジックを示すフローチャート（その２／２）である。 第４実施形態の一例として意図判定値の変化を示す図である。 第５実施形態における意図判定値と車速との関係を示すグラフである。 第６実施形態において、徐々にアシストマップを変えていく一例である。 制御の第７実施形態に係るＥＣＵの内部機能と、入出力とを示すブロック図である。 横加速度の時間的変化（（ｂ）、（ｄ））と、運転者の意図判定（（ａ）、（ｃ））とを示す２種類のグラフである。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、スポーティ及びコンフォートに対応したエンジン回転数及びその変化量のグラフである。 第８実施形態における、ファジー推論を適用した処理の概念を示す図である。 アクセル開度変化率及びブレーキ圧変化率からファジー推論（Ｍｉｎ−Ｍａｘ重心法）によりスポーティ／コンフォートの意図を判定する一例を示す図である。 参考例として、ＥＣＵにより行われる意図判定ロジックを示すフローチャート（その１／２）である。

《全体構成》
図１は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略の全体構成を示す図である。図において、ステアリングホイール１は、第１ステアリングシャフト２と接続されている。第１ステアリングシャフト２は、トーションバー３を介して、第２ステアリングシャフト４と接続されている。第２ステアリングシャフト４には、減速機構５を介して、モータ６の回転による操舵補助力を付与することができる。

減速機構５は、モータ６により回転駆動される駆動ギヤ５ａと、この駆動ギヤ５ａと噛み合い、操舵系（この例では第２ステアリングシャフト４）に操舵補助力を付与する従動ギヤ５ｂとを有している。第２ステアリングシャフト４の下端にはピニオン７が形成されており、このピニオン７が、ラック８と噛み合う。ラック８がその軸方向（紙面の横方向）に動くことにより、操向車輪（一般には前輪）９に転舵角を付与することができる。

トーションバー３の捻れ（第１ステアリングシャフト２と第２ステアリングシャフト４との相対回転角度差）すなわち、操舵トルクは、トルク検出装置１０Ａによって検出される。トルク検出装置１０Ａの出力は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）１１に与えられる。ＥＣＵ１１には、その他、操舵角を検出する舵角センサ１０Ｂ、車速を検出する車速センサ１２、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１３、ブレーキ圧を検出するブレーキ圧センサ１４、車両の横Ｇを検出する横加速度センサ１５、及び、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ１６からそれぞれ、検出量相応の信号が入力される。ＥＣＵ１１は、操舵トルクや車速に基づいて必要な操舵補助力を生じさせるべく、モータ６を駆動する。

《制御の第１実施形態》
図２は、制御の第１実施形態に係るＥＣＵ１１の内部機能と、入出力とを示すブロック図である。制御部１１ｋは、アシスト制御の中核を成す機能部分で、操舵トルク及び車速が入力され、モータ６を駆動する。また。ＥＣＵ１１は、制御部１１ｋの機能以外にも、運転者の運転に関する意図を判定する機能を備えており、そのために、アクセル開度、ブレーキ圧及び横加速度のセンサ出力がＥＣＵ１１に入力される。

ＥＣＵ１１は、アクセル開度について微分器１１ａにより時間で微分して、アクセル開度の変化率を求め、この変化率を正規化部１１ｄにより０〜１の範囲の値に正規化して比較部１１ｊに入力する。また、ＥＣＵ１１は、ブレーキ圧について微分器１１ｂにより時間で微分して、ブレーキ圧の変化率を求め、この変化率を正規化部１１ｅにより０〜１の範囲の値に正規化して比較部１１ｊに入力する。一方、横加速度については、ＥＣＵ１１は、正規化部１１ｆにより０〜１の範囲の値に正規化して比較部１１ｊに入力する。比較部１１ｊは、正規化された３種類のデータから現在の最大値を求め、当該最大値を運転者の意図と判定し、出力する。

なお、アクセル開度、ブレーキ圧、及び、横加速度の各信号入力を受け付ける部分と、微分器１１ａ，１１ｂとは、車両の運転状況に関する複数のデータを取得するデータ取得部１１ｍを構成している。正規化部１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ及び比較部１１ｊは、複数のデータをそれぞれ正規化してそれらの中から現在の最大値を求め、当該最大値を運転者の意図として判定する意図判定部１１ｎを構成している。
但し、データ取得部１１ｍ、意図判定部１１ｎ及び制御部１１ｋは、機能として存在すればよいのであって、物理的には１つのチップであってもよいし、別々の存在であってもよい。

なお、正規化により「０」、「１」となる値の例は、以下の表１のようになる。

図３の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、横軸を時間として、アクセル開度、ブレーキ圧、及び、横加速度の変化の一例を示すグラフである。また、（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）はそれぞれ、アクセル開度及びブレーキ圧の変化率並びに横加速度を、０〜１の範囲の値となるように正規化したものである。（ｇ）は、（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）について最大値をとったもので、縦軸は、運転者の意図を表す。運転者の意図は、１に近いほどスポーティな操舵を望んでおり、０に近いほどコンフォートな（快適な・楽な）運転を望んでいる。０．５は、どちらとも言えない中間値となる。

図４は、アシストマップの一例を示すグラフである（第１象限のみを示している。）。ＥＣＵ１１の制御部１１ｋ（図２）は、メモリ（図示せず。）に記憶された複数のアシストマップを読み出して用いることができ、さらに、補間により、有限個数のマップ間の任意のアシストマップを演算で作り出すことができる。ここで、制御部１１ｋは、操舵トルクを横軸として、車速、及び、比較部１１ｊから入力される０〜１の値（すなわち図３の（ｇ）のグラフ）に応じて、アシストマップを決定し、そのマップ上の値（駆動電流）となるよう、モータ６（図１）を駆動する。

図５は、車速が一定であるとした場合の１つのアシストマップが、比較部１１ｊから入力される０〜１の値によってどのように変化するかを示すグラフである。図示のように、０．５を中心として、±０．５の範囲内（０〜１）でアシスト特性が変化し、１に近づくほど操舵補助力が相対的に小さいスポーティな特性、０に近づくほど操舵補助力が相対的に大きいコンフォートな特性となる。

以上のように、本実施形態の制御を行う電動パワーステアリング装置によれば、ＥＣＵ１１における意図判定部１１ｎにより、運転者がどのような運転をしようとしているかについての意図を判定し、その判定結果に応じて制御部１１ｋでアシスト特性を変更するので、運転者の意図に沿うように反応する操舵補助を行うことができる。従って、操舵の快適性が向上する。

《制御の第２実施形態》
図６は、制御の第２実施形態に係るＥＣＵ１１の内部機能と、入出力とを示すブロック図である。図２との違いは、微分器１１ｃを用いて横加速度を時間で微分して、「横加加速度」を取得し、それを正規化部１１ｇで正規化したデータも比較部１１ｊに入力する点である。
すなわち、第２実施形態では、アクセル開度、ブレーキ圧、及び、横加速度の各信号入力を受け付ける部分と、微分器１１ａ，１１ｂ，１１ｃとが、データ取得部１１ｍを構成している。正規化部１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ及び比較部１１ｊは、意図判定部１１ｎを構成している。

なお、正規化により「０」、「１」となる値の例は、以下の表２のようになる。

図７の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、図３と同様に、横軸を時間として、アクセル開度、ブレーキ圧、及び、横加速度の変化の一例を示すグラフである。また、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）及び（ｇ）はそれぞれ、アクセル開度及びブレーキ圧の変化率、並びに、横加速度及び横加加速度を、０〜１の範囲の値となるように正規化したものである。（ｈ）は、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）及び（ｇ）について最大値をとったもので、縦軸は、運転者の意図を表す。

図７の（ｈ）に示す運転者意図の判定値は、図３の（ｇ）との比較により明らかなように、横加加速度の追加により、波形の立ち上がり後の安定性が増す。これにより、アシストマップが目まぐるしく変化することを抑制できるので、運転者にとっては、より操舵がし易い。また、横加加速度は車両の挙動との強い相関関係を示すものであることがわかっており、横加加速度を含めることで、運転者の意図判定精度が向上する。

《制御の第３実施形態》
制御の第３実施形態に係るＥＣＵ１１の内部機能と、入出力とを示すブロック図は、図６と同じである。一方、図８は、第３実施形態においてＥＣＵ１１によって行われる意図判定ロジックを示すフローチャートである。
図８において、ＥＣＵ１１は、アクセル開度の変化率、ブレーキ圧の変化率、横加速度、及び、横加加速度の各データを取得する（ステップＳ１）。続いて、ＥＣＵ１１は、各データを０〜１の範囲内に正規化し（ステップＳ２）、現在の最大値を求めて、これを運転者の意図判定値とする（ステップＳ３）。ここまでの処理は、第２実施形態と同様である。

次に、ＥＣＵ１１は、ステップＳ３で得た意図判定値を、前回の意図判定値と比較して減少したか否かを判定し（ステップＳ４）、変化がないときは、現在の意図判定値がそのまま制御部１１ｋ（図６）に対して与えられることになる。また、ＥＣＵ１１は、現在の意図判定値を前回値としても保存する（ステップＳ９）。これはいわば、次の意図判定値でデータを上書きされないように、前回値として残す処理である。

一方、ステップＳ４において意図判定値が前回値から変化しているときは、その変化量の絶対値が、所定値Ｋより大きいか否かを判定する（ステップＳ５）。ここで、変化量の絶対値がＫ以下であれば、前回から見て大きな変化ではないので、現在の意図判定値がそのまま制御部１１ｋ（図６）に対して与えられることになり、ＥＣＵ１１は単に、ステップＳ９の処理を行う。
また、ステップＳ５において変化量の絶対値がＫより大きいときは、ＥＣＵ１１は、意図判定値が前回値から減少しているか否かを判定し（ステップＳ６）、減少しているときは、意図判定値として（前回値−Ｋ）を採用する（ステップＳ７）。また、増加しているときは、意図判定値として（前回値＋Ｋ）を採用する（ステップＳ８）。すなわち、Ｋの値は、意図判定値が前回値から減少又は増加するときの許容限度値である。

こうして、前回値から見てＫを超える大きな減少又は増加（すなわち急変）があったときは、減少幅又は増加幅をＫにとどめて、急激な意図判定値の変化を抑制する。これにより、アシスト特性の急変を防止することができる。一般には運転者の意図が急変することはほとんどなく、意図が急変しないのにアシスト特性が急変すると、操舵に違和感が生じることがあり、好ましくないが、上記処理によって、このような違和感を防止することができる。
なお、具体的には、０から１までの範囲の意図判定値が、例えば１秒間に０．１を超えるペースで変化（減少又は増加）を生じるのは、大きすぎる変化である。従って、このような場合には強制的に変化を０．１／Ｓに抑制することで、アシスト特性の急変を防止することができる。

図９の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、図７と同様に、横軸を時間として、アクセル開度、ブレーキ圧及び横加速度の変化の一例を示すグラフである。また、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）及び（ｇ）はそれぞれ、アクセル開度及びブレーキ圧の変化率、並びに、横加速度及び横加加速度を、０〜１の範囲の値となるように正規化したものである。（ｈ）は、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）及び（ｇ）について最大値をとったもので、縦軸は、運転者の意図を表す。図７の（ｈ）との比較により明らかなように、上記のような意図判定値の大きな変化（減少）を抑制する制御により、波形の後半の安定性が増す。これにより、アシストマップが目まぐるしく変化することを、抑制することができる。

《制御の第４実施形態》
制御の第４実施形態に係るＥＣＵ１１の内部機能と、入出力とを示すブロック図は、図６と同じである。一方、図１０及び図１１は、第４実施形態においてＥＣＵ１１により行われる意図判定ロジックを示すフローチャートである。但し、このフローチャートの処理は、意図判定値を定める処理に一定の機能を追加するものであり、基本となる意図判定値については、この処理とは別に、上記第１〜３実施形態のいずれかの処理によって求められる。なお、この処理の中（例えば冒頭）に、上記第１〜３実施形態のいずれかの処理を取り入れてもよいことは言うまでもない。

まず図１０において、ＥＣＵ１１は、車速が０より大きいか否かを判定する（ステップＳ１）。ここで、車両が停止しているときは、ＥＣＵ１１は、アクセル開度が０より大きいか否かを判定する（ステップＳ２）。ここで、アクセル操作がされていないときは、図１１の処理へ移行する。

一方、ステップＳ１において車速が０より大きいとき、又は、ステップＳ２においてアクセル開度が０より大きいときは、ＥＣＵ１１は、舵角センサ１０Ｂ（図１）の出力に基づいて操舵速度が０か否かを判定する（ステップＳ３）。操舵速度が０のときは、ＥＣＵ１１は、アクセル開度の変化量が所定の閾値Ａより大きいか否かを判定する（ステップＳ４）。また、閾値Ａ以下であるときは、ＥＣＵ１１は、ブレーキ圧の変化量が所定の閾値Ｂより大きいか否かを判定する（ステップＳ５）。アクセル開度の変化量がＡ以下で、かつ、ブレーキ圧の変化量がＢ以下であれば、ＥＣＵ１１は、図１１の処理へ移行する。

一方、操舵速度が０ではないとき、ＥＣＵ１１は、横加速度の絶対値が所定の閾値Ｇより小さいか否かを判定する（ステップＳ６）。ここで、横加速度の絶対値が閾値Ｇ以上であれば、ＥＣＵ１１は、スポーティと判定し（ステップＳ７）、累積的に記憶しているスポーティ判定回数を１加算する（ステップＳ８）。その後、ＥＣＵ１１は、図１１の処理へ移行する。また、ＥＣＵ１１は、ステップＳ４においてアクセル開度の変化量が閾値Ａより大きいときや、ステップＳ５においてブレーキ圧の変化量が閾値Ｂより大きいときも、同様の処理（ステップＳ７，Ｓ８）を行う。

逆に、ステップＳ６において横加速度の絶対値が所定の閾値Ｇより小さいときは、ＥＣＵ１１は、コンフォートと判定し（ステップＳ９）、累積的に記憶しているコンフォート判定回数を１加算する（ステップＳ１０）。その後、ＥＣＵ１１は、図１１の処理へ移行する。
以上の図１０の処理は、要するに、運転者の意図を、スポーティ／コンフォートの視点から判定し、その回数を積算するものである。次に、ＥＣＵ１１は、別途取得する意図判定値（０〜１の値）を用いて、後半の処理（図１１）を行う。

まず、ＥＣＵ１１は、図１１のステップＳ１１において、スポーティ判定回数とコンフォート判定回数とを比較し、スポーティ判定回数が多い場合はステップＳ１２で、コンフォート判定回数が多い場合はステップＳ１３で、それぞれ、変化量の下限値である意図判定値減少下限値Ｃ及び、変化量の上限値である意図判定値増加上限値Ｄの設定を行う。そして、ＥＣＵ１１は、前回値からの意図判定値の変化が−Ｃより小さいか否かを判定し（ステップＳ１４）、小さい場合は意図判定値として、（前回値−Ｃ）を設定する（ステップＳ１５）。また、ＥＣＵ１１は、前回値からの意図判定値の変化がＤより大きいか否かを判定し（ステップＳ１６）、大きい場合は意図判定値として、（前回値＋Ｄ）を設定する（ステップＳ１７）。最後に、ＥＣＵ１１は、現在の意図判定値を前回値としても保存して（ステップＳ１８）、処理終了となる。

図１１の処理により、具体的には、過去のスポーティ判定回数がコンフォート判定回数を上回っている場合には、ステップＳ１２の設定によって、意図判定値減少下限値Ｃが０．２に設定され、意図判定値の減少幅を小さくする処理が行われる。すなわち、意図判定値が仮に１から０に変化したとしても、１−０．２＝０．８となり、直ちに０にはならない。そして、その後、意図判定値が前回値から０．２より多く減少している状態が続くことにより、０．８→０．６→０．４→０．２→０と減少していく。逆に、前回値からの意図判定値の減少幅が０．２以下であるか又は増加に転じたときは、ステップＳ１５の処理は行われず、別途取得された意図判定値がそのまま生かされる。こうして、いわば、意図判定値が減少しにくい状態となる。

逆に、過去のコンフォート判定回数がスポーティ判定回数以上である場合には、ステップＳ１３の設定によって、意図判定値増加上限値Ｄが０．２に設定され、意図判定値の増加幅を小さくする処理が行われる。すなわち、意図判定値が仮に０から１に変化したとしても、０＋０．２＝０．２となり、直ちに１にはならない。そして、その後、意図判定値が前回値から０．２より多く増加している状態が続くことにより、０．２→０．４→０．６→０．８→１と増加していく。逆に、前回値からの意図判定値の増加幅が０．２以下であるか又は減少に転じたときは、ステップＳ１７の処理は行われず、別途取得された意図判定値がそのまま生かされる。こうして、いわば、意図判定値が増加しにくい状態となる。
図１２は、一例として意図判定値の変化を示す図であり、過去の履歴からスポーティ判定が多いときは、意図判定値が下がりにくいことを示している。

上記のように、スポーティ／コンフォートの視点から意図を判定し、それぞれの判定回数をカウントして、判定回数の多い方に寄り付き易い傾向を強める判定を行うことにより、過去の履歴から、スポーティ判定回数が多いときは意図判定値が減少しにくく、スポーティ判定を維持しようとする傾向が生じる。また、コンフォート判定回数が多いときは意図判定値が増加しにくく、コンフォート判定を維持しようとする傾向が生じる。その結果、過去の履歴を重視した慎重な判定となり、誤判定を防止することができる。

《制御の第５実施形態》
制御の第５実施形態に係るＥＣＵ１１の内部機能と、入出力とを示すブロック図は、図６と同じである。第５実施形態の特徴は、車両が停止しているときは、意図判定を行わず、それにより誤判定を防止するというものである。

図１３は、第５実施形態における意図判定値と車速との関係を示すグラフである。すなわち、第５実施形態においてＥＣＵ１１は、車速のデータを意図判定のデータと重ねあわせ、車速０のときは意図判定を無効とする。一般に、車両が停止しているときでもアクセルやブレーキの操作が行われる場合があるが、これは、運転状況に関するデータではない。そこで、車両が停止している場合（車速が０の場合）には判定を行わないとすることにより、誤った判定が行われることを防止することができる。
なお、車速が０のときは、意図判定値は前回値と同じであるとすればよい。

《制御の第６実施形態》
制御の第６実施形態に係るＥＣＵ１１の内部機能と、入出力とを示すブロック図は、図６と同じである。第６実施形態の特徴は、運転者の意図判定に応じてアシストマップを変更する際に、操舵トルクの変動に伴って徐々にマップを変えていくことにある。

図１４は、徐々にアシストマップを変えていく一例である。例えばアシストマップＭ１からＭ２へ変更するとき、２つのマップ間に複数のマップを用意し、操舵トルクの変化に伴って、図中の黒丸に示すように、徐々に隣のマップへ移動し、最終的にマップＭ２へ移動させる。これにより、アシストトルクの急変による操舵の違和感を防止することができる。

《制御の第７実施形態》
図１５は、制御の第７実施形態に係るＥＣＵ１１の内部機能と、入出力とを示すブロック図である。図６との違いは、エンジン回転数と、微分器１１ｐを介してその変化量とを取得し、それらを正規化部１１ｈ，１１ｉで正規化したデータも比較部１１ｊに入力する点である。
なお、エンジン回転数についての正規化の例としては、１０００ｒｐｍが０、５０００ｒｐｍが１とすることができる。

図１６は、横加速度の時間的変化（（ｂ）、（ｄ））と、運転者の意図判定（（ａ）、（ｃ））とを示す２種類のグラフである。ここからわかることは、横加速度が小さいときには意図判定が困難（図中の丸で囲んだ部分参照。）ということである。そこで、車両の他の要素としてエンジン回転数及びその変化量を参照する。

図１７の（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、スポーティ及びコンフォートに対応したエンジン回転数及びその変化量のグラフである。エンジン回転数の変化量がゼロクロスのときは、エンジン回転数がピークとなるので、このタイミングで運転者の意図判定を行うこととする。エンジン回転数が大きいときは運転者の意図が強く現れていると考えられるので、正確な判定が可能となる。変化量がゼロクロスでのエンジン回転数が高い方がスポーティ、低い方がコンフォートである。

なお、停車（若しくはごく低速）からの発進直後のゼロクロスでのみ、意図判定を行ってもよい。
また、変化量の絶対値が、ある閾値を超えた直後のゼロクロスで判定してもよい。
また、車速の変化が小さいときは判定しないことが好ましい。
なお、エンジン回転数が大きいという事象のみでスポーティと判定することも可能ではある。

《制御の第８実施形態》
第８実施形態は、ファジー推論に関するもので、要部のみを簡単に説明する。
上記のようなアクセル開度変化率、ブレーキ圧変化率、横加速度、横加加速度の４要素のうち、２要素を選択してファジー推論を適用することも可能である。
図１８はこのような処理の概念を示す図である。例えばブレーキ圧変化率及び横加速度を重ね合わせたＡ信号と、アクセル開度変化率と横加加速度とを重ね合わせたＢ信号とに基づいて、ファジー推論により、アシスト特性を選択するようにしてもよい。

このＡ信号及びＢ信号は、時系列で最も早く現れる最大値から順次交互に振り分けて生成される。図１８においては、上記４要素のうち、最初に最大値となるのは、ブレーキ圧変化率であるため、セレクタによりこの値をＡ信号に振り分け、次に、上記４要素のうち、最大値となるのは横加加速度であるため、セレクタによりこの値をＢ信号に振り分ける。次に、上記４要素のうち、最大値となるのは横加速度であるため、この値がＡ信号に振り分けられ、次に、上記４要素のうち、最大値となるのはアクセル開度変化率であるため、この値がＢ信号に振り分けられる。
このように、４要素を振り分けて、２つの信号（Ａ信号、Ｂ信号）を生成することにより、各要素毎にファジー推論を行う必要が無く、２つの信号のみをファジー推論すればよいため、演算負荷の増大を防ぐことができる。

なお、本実施形態では、上記４要素（４データ）からＡ信号及びＢ信号を生成する例について説明したが、その数に限りはなく、ｎ個（ｎは３以上の自然数）の要素（データ）から、ｍ個（２≦ｍ＜ｎの自然数）の信号を生成することができる。
また、図１８は概念図としているが、セレクタはＥＣＵ１１の意図判定部１１ｎとデータ取得部１１ｍとの間に設けられ（あるいは意図判定部１１ｎ、データ取得部１１ｍそれぞれの内部でもよい。）、ファジー推論は意図判定部１１ｎで行うものである。

図１９は、アクセル開度変化率及びブレーキ圧変化率からファジー推論（Ｍｉｎ−Ｍａｘ重心法）によりスポーティ／コンフォートの意図を判定する一例を示す図である。この場合、アクセル開度変化率に基づいて、左側のグラフに表されるように、アクセル操作が「遅い」、「普通」、「速い」の３種類に評価することができる。同様に、ブレーキ圧変化率に基づいて、ブレーキ操作が「遅い」、「普通」、「速い」の３種類に評価することができる。そして、図中の表より、スポーティ／コンフォートの判定を行うことができる。このようにして、ファジー推論により、人間的な感覚に近い判定をおこなうことができる。

《その他》
なお、運転者の意図判定が０．５すなわち、スポーティともコンフォートとも言えないとき、車両の他の要素を参照してスポーティ又はコンフォートに設定することも可能である。
他の要素とは、例えば運転席シートのリクライニング角度である。この場合、運転席シートの角度センサを設け、その出力をＥＣＵ１１に取り込む。スポーティの場合には運転者の姿勢及びシートが直立に近く、コンフォートの場合には比較的後方にシートが倒れているという経験的な事実に基づき、角度に基づいて、スポーティ又はコンフォートの設定をすることが可能である。

また、上記各実施形態における意図判定の考え方は、各駆動輪の駆動力を配分することにより車両挙動を制御する駆動力配分装置にも適用可能である。

《参考例》
なお、上記第４実施形態では、基本となる意図判定値については、第１〜３実施形態のいずれかの処理によって求められるものとしたが、これとは全く別に、スポーティ／コンフォート判定回数を扱う処理と共に、意図判定値の基本設定をも行う処理を「参考例」として説明する。但し、むしろ第４実施形態が、この参考例をベースにしたものであるとも言える。

図２０は、このような参考例としての意図判定ロジックを示すフローチャートである。なお、このフローチャートの続きは、見かけ上、図１１のフローチャートと同じであるので、図１１を使用して説明する。まず、図２０において、ＥＣＵ１１は、車速が０より大きいか否かを判定する（ステップＳ１）。ここで、車両が停止しているときは、ＥＣＵ１１は、アクセル開度が０より大きいか否かを判定する（ステップＳ２）。ここで、アクセル操作がされていないときは、図１１の処理へ移行する。

一方、ステップＳ１において車速が０より大きいとき、又は、ステップＳ２においてアクセル開度が０より大きいときは、ＥＣＵ１１は、舵角センサ１０Ｂ（図１）の出力に基づいて操舵速度が０か否かを判定する（ステップＳ３）。操舵速度が０のときは、ＥＣＵ１１は、アクセル開度の変化量が所定の閾値Ａより大きいか否かを判定する（ステップＳ４）。また、閾値Ａ以下であるときは、ＥＣＵ１１は、ブレーキ圧の変化量が所定の閾値Ｂより大きいか否かを判定する（ステップＳ５）。アクセル開度の変化量がＡ以下で、かつ、ブレーキ圧の変化量がＢ以下であれば、ＥＣＵ１１は、図１１の処理へ移行する。

一方、操舵速度が０ではないとき、ＥＣＵ１１は、横加速度の絶対値が所定の閾値Ｇより小さいか否かを判定する（ステップＳ６）。ここで、横加速度の絶対値が閾値Ｇ以上であれば、運転者の意図判定値は１となる（ステップＳ７）。また、ステップＳ４においてアクセル開度の変化量が閾値Ａより大きいときや、ステップＳ５においてブレーキ圧の変化量が閾値Ｂより大きいときも、同様に、運転者の意図判定値は１となる（ステップＳ７）。意図判定値が１であるというのは、スポーティ判定であり、スポーティ判定回数が１加算される（ステップＳ８）。その後、ＥＣＵ１１は、図１１の処理へ移行する。

逆に、ステップＳ６において横加速度の絶対値が所定の閾値Ｇより小さいときは、運転者の意図判定値は０となる（ステップＳ９）。意図判定値が０であるというのは、コンフォート判定であり、コンフォート判定回数が１加算される（ステップＳ１０）。その後、ＥＣＵ１１は、図１１の処理へ移行する。
以上の図２０の処理は、要するに、運転者の意図判定（スポーティ／コンフォートの２値判定）を行い、その回数を積算するものである。

次にＥＣＵ１１は、図１１のステップＳ１１において、スポーティ判定回数とコンフォート判定回数とを比較し、スポーティ判定回数が多い場合はステップＳ１２で、コンフォート判定回数が多い場合はステップＳ１３で、それぞれ、変化量の下限値である意図判定値減少下限値Ｃ及び、変化量の上限値である意図判定値増加上限値Ｄの設定を行う。そして、ＥＣＵ１１は、前回値からの意図判定値の変化が−Ｃより小さいか否かを判定し（ステップＳ１４）、小さい場合は意図判定値として、（前回値−Ｃ）を設定する（ステップＳ１５）。また、ＥＣＵ１１は、前回値からの意図判定値の変化がＤより大きいか否かを判定し（ステップＳ１６）、大きい場合は意図判定値として、（前回値＋Ｄ）を設定する（ステップＳ１７）。最後に、ＥＣＵ１１は、現在の意図判定値を前回値としても保存して（ステップＳ１８）、処理終了となる。

図１１の処理により、具体的には、過去のスポーティ判定回数がコンフォート判定回数を上回っている場合には、ステップＳ１２の設定によって、意図判定値減少下限値Ｃが０．２に設定され、意図判定値の減少幅を小さくする処理が行われる。すなわち、意図判定値が１から０に変化しても、１−０．２＝０．８となり、直ちに０にはならない。そして、その後、意図判定値０の状態が続くことにより、０．８→０．６→０．４→０．２→０と減少していく。逆に、意図判定値が一旦０に変化してもその後１に戻った場合は、直ちに意図判定値＝１となる。これにより、ステップＳ９（図２０）で意図判定値が一時的に０になっても、ステップＳ１５（図１１）において０になることを阻止し、いわば、意図判定値が減少しにくい状態とする。

逆に、過去のコンフォート判定回数がスポーティ判定回数以上である場合には、ステップＳ１３の設定によって、意図判定値増加上限値Ｄが０．２に設定され、意図判定値の増加幅を小さくする処理が行われる。すなわち、意図判定値が０から１に変化しても、０＋０．２＝０．２となり、直ちに１にはならない。そして、その後、意図判定値１の状態が続くことにより、０．２→０．４→０．６→０．８→１と増加していく。逆に、意図判定値が一旦１に変化してもその後０に戻った場合は、直ちに意図判定値＝０となる。これにより、ステップＳ７（図２０）で意図判定値が一時的に１になっても、ステップＳ１７（図１１）において１になることを阻止し、いわば、意図判定値が増加しにくい状態とする。

上記のような参考例の処理によれば、第４実施形態の処理と同様に、過去の履歴から、スポーティ判定回数が多いときは意図判定値が減少しにくく、スポーティ判定を維持しようとする傾向が生じる。また、コンフォート判定回数が多いときは意図判定値が増加しにくく、コンフォート判定を維持しようとする傾向が生じる。その結果、過去の履歴を重視した慎重な判定となり、誤判定を防止することができる。

６：モータ、１１ｍ：データ取得部、１１ｎ：意図判定部、１１ｋ：制御部、１２：車速センサ、１６：エンジン回転数センサ

Claims (8)

1. 車両に搭載され、モータにより必要な操舵補助力を生じさせる電動パワーステアリング装置であって、
   アクセル開度の変化率、ブレーキ圧の変化率、及び、横加速度を含む、車両の運転状況に関する複数のデータを取得するデータ取得部と、
   前記複数のデータをそれぞれ正規化してそれらの中から現在の最大値を求め、当該最大値を運転者の意図として判定する意図判定部と、
   前記操舵補助力を生じさせるにあたって、前記意図判定部による判定結果に応じてアシスト特性を変更する制御部と
   を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記運転状況に関する複数のデータに、前記横加速度を時間で微分した横加加速度が含まれる請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記意図判定部は、前記最大値の急変を緩和する機能を有する請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記意図判定部は、前記複数のデータに基づいて運転者の意図をスポーティ／コンフォートの視点から判定し、過去のスポーティ回数及びコンフォート回数のうち、多い方に寄り付き易い傾向を強める判定を行う請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
5. 車速センサを備え、車両が停止している場合には前記意図判定部は判定を行わない請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
6. 前記制御部は、前記意図判定部による判定結果に応じてアシスト特性を変更する際、操舵補助力の急激な変化を抑制する機能を有する請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
7. エンジン回転数を検出するセンサを備え、前記意図判定部は、エンジン回転数及びその変化量に基づいて、運転者の意図を判定する請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
8. ｎは３以上の自然数、ｍは２≦ｍ＜ｎの自然数とするとき、前記意図判定部は、ｎ個の前記複数のデータからｍ個の信号を生成し、当該ｍ個の信号に基づくファジー推論により運転者の意図を判定する請求項１記載の電動パワーステアリング装置。

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