車両用前後輪転舵制御装置
【課題】ステアリング操作による前後輪自動追従制御時、ステア角とヨーレートの比例関係を保つことで、ドライバーに与える操作違和感を軽減すること。
【解決手段】車両用前後輪転舵制御装置は、前輪１１，１１及び後輪１２，１２がステアリング操作とは独立して転舵可能である４ＷＳ車１において、軌跡演算機２１及び後輪舵角演算機２２と、前輪舵角演算機２３と、を備える。軌跡演算機２１及び後輪舵角演算機２２は、４ＷＳ車１の進行方向側に設定した車両前部定点αの軌跡を、４ＷＳ車１の進行方向とは反対側に設定した車両後部定点βがトレースするように、後輪転舵角ψを制御する。前輪舵角演算機２３は、ステアリング操作による操舵角Θに基づく前輪転舵角（k1Θ）を、前後輪転舵角差を減じるように、後輪転舵角ψに応じて補正制御する。
【解決手段】車両用前後輪転舵制御装置は、前輪１１，１１及び後輪１２，１２がステアリング操作とは独立して転舵可能である４ＷＳ車１において、軌跡演算機２１及び後輪舵角演算機２２と、前輪舵角演算機２３と、を備える。軌跡演算機２１及び後輪舵角演算機２２は、４ＷＳ車１の進行方向側に設定した車両前部定点αの軌跡を、４ＷＳ車１の進行方向とは反対側に設定した車両後部定点βがトレースするように、後輪転舵角ψを制御する。前輪舵角演算機２３は、ステアリング操作による操舵角Θに基づく前輪転舵角（k1Θ）を、前後輪転舵角差を減じるように、後輪転舵角ψに応じて補正制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリング操作時、前輪転舵角と後輪転舵角を制御する車両用前後輪転舵制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステアリング操作時、車両後部にある定点βが、車両前部にある定点αの軌跡を追従するように、後輪の転舵角を制御する後輪転舵角制御手段を備えた車両用後輪転舵制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−６８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の車両用前後輪転舵制御装置にあっては、ステアリング操作時、ステア角（＝ステアリングホイールへの操舵角）とヨーレートが比例関係とはならない（ヒステリシスがある）。このため、ドライバーがステアリング操作したときの車両挙動によりドライバーに操作違和感を与える、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、ステアリング操作による前後輪自動追従制御時、ステア角とヨーレートの比例関係を保つことで、ドライバーに与える操作違和感を軽減することができる車両用前後輪転舵制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の車両用前後輪転舵制御装置は、前輪及び後輪がステアリング操作とは独立して転舵可能である車両において、後輪転舵角制御手段と、前輪転舵角制御手段と、を備える。
前記後輪転舵角制御手段は、前記車両の進行方向側に設定した車両特定部の定点の軌跡を、前記車両の進行方向とは反対側に設定した車両特定部の定点がトレースするように、後輪転舵角を制御する。
前記前輪転舵角制御手段は、前記ステアリング操作による操舵量に基づく前輪転舵角を、前後輪転舵角差を減じるように、前記後輪転舵角に応じて補正制御する。
【発明の効果】
【０００７】
よって、ステアリング操作時、後輪転舵角制御により、車両の進行方向側の車両特定部の定点の軌跡を、車両の進行方向とは反対側の車両特定部の定点によりトレースさせることで、前後輪自動追従制御モードの旋回走行となる。このとき、前輪転舵角をステアリング操作による操舵量に基づいてのみ与えると、ステア角とヨーレートの関係特性にヒステリシスが生じ、ドライバーのヨーレート予測に対し実ヨーレートが乖離し、ドラーバーに操作違和感を与える。
これに対し、前輪転舵角を、前後輪転舵角差を減じるように、後輪転舵角に応じて補正制御する。この前後輪転舵角差を減じるということは、前輪転舵角を補正前の前輪転舵角よりも小さくすること、つまり、実ヨーレートの発生を小さくすることを意味する。したがって、後輪転舵角に応じて前輪転舵角の補正制御（＝ヨーレート制御）を行うことにより、ドライバーのヨーレート予測に実ヨーレートが近づき、ステア角とヨーレートの比例関係が保たれる（ヒステリシスが抑えられる）。
すなわち、後輪側で行われる後輪転舵角制御により、定点トレースによる前後輪自動追従制御機能を保持したまま、前輪側で行われる後輪転舵角に応じた前輪転舵角補正制御により、ステア角とヨーレートを比例関係に近づけるヨーコントロール機能を分担するようにした。
この結果、ステアリング操作による前後輪自動追従制御時、ステア角とヨーレートの比例関係を保つことで、ドライバーに与える操作違和感を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の車両用前後輪転舵制御装置を示す全体システム図である。
【図２】実施例１の車両用前後輪転舵制御装置における前輪舵角演算機を示す制御ブロック図である。
【図３】比較例１であるコンベ車におけるステア角特性及びヨーレート特性とステア角に対するヨーレートの関係特性を示す特性図である。
【図４】比較例２である４ＷＳ車において前後輪自動追従制御を行ったときの前後輪転舵角差を示す説明図である。
【図５】比較例２である４ＷＳ車における前輪舵角演算機を示す制御ブロック図である。
【図６】比較例２である４ＷＳ車においてステアリング操作により前後輪自動追従制御を行ったときの車両旋回挙動を示す挙動説明図である。
【図７】比較例２である４ＷＳ車におけるステア角特性及びヨーレート特性とステア角に対するヨーレートの関係特性を示す特性図である。
【図８】実施例１の車両用前後輪転舵制御装置を搭載した４ＷＳ車において前後輪自動追従制御と前輪転舵角制御を行ったときの前後輪転舵角差を示す説明図である。
【図９】実施例１の車両用前後輪転舵制御装置を搭載した４ＷＳ車において割合係数k2をk2＝0.5とした場合、(a)ステア角特性及びヨーレート特性、(b)ステア角に対するヨーレートの関係特性、(c)旋回挙動特性を示す特性図である。
【図１０】実施例１の車両用前後輪転舵制御装置を搭載した４ＷＳ車において割合係数k2をk2＝１とした場合、(a)ステア角特性及びヨーレート特性、(b)ステア角に対するヨーレートの関係特性、(c)旋回挙動特性を示す特性図である。
【図１１】実施例２の車両用前後輪転舵制御装置における前輪舵角演算機を示す制御ブロック図である。
【図１２】実施例２の車両用前後輪転舵制御装置において割合係数を変化させたときの小回り性指標と操作違和感指標の変化特性を示す指標特性図である。
【図１３】実施例２の車両用前後輪転舵制御装置において操作違和感指標として用いたヨーレートずれ量を示すステア角-ヨーレート関係特性図である。
【図１４】実施例２の車両用前後輪転舵制御装置において小回り性（1/旋回半径）と操作違和感（ヨーレートずれ量）を総合的に評価する評価関数であらわしたときの割合係数と評価関数の関係を示す関係特性図である。
【図１５】実施例３の車両用前後輪転舵制御装置における前輪舵角演算機を示す制御ブロック図である。
【図１６】実施例３の車両用前後輪転舵制御装置における前輪転舵角補正前の旋回中心と前輪転舵角補正後の旋回中心を示す説明図である。
【図１７】実施例４の車両用前後輪転舵制御装置における前輪舵角演算機を示す制御ブロック図である。
【図１８】実施例４の車両用前後輪転舵制御装置における前輪転舵角補正後の旋回中心を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の車両用前後輪転舵制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１〜実施例４に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、構成を説明する。
実施例１における車両用前後輪転舵制御装置の構成を、「全体システム構成」、「前輪舵角演算機の構成」に分けて説明する。
【００１１】
［全体システム構成］
図１は、実施例１の車両用前後輪転舵制御装置を示す。以下、図１に基づき、全体システム構成を説明する。
【００１２】
実施例１の車両用前後輪転舵制御装置は、図１に示すように、前輪１１，１１及び後輪１２，１２がステアリング操作とは独立して転舵可能である４ＷＳ車１（車両）と、後輪転舵角制御及び前輪転舵角制御を行う４ＷＳコントロールユニット２と、を備えている。
【００１３】
前記４ＷＳ車１は、電気自動車であり、図１に示すように、ステアリングホイール１３と、前輪ラック＆ピニオン１４と、前輪転舵モータ１５と、後輪ラック＆ピニオン１６と、後輪転舵モータ１７と、を有する。すなわち、ステアリングホイール１３と、前輪１１，１１及び後輪１２，１２と、が機械的に連結されていないバイワイヤによるステアリング系構成としている。
【００１４】
前記ステアリングホイール１３は、ドライバーがステアリング操作を行う操作手段である。このステアリングホイール１３には、ステアリングシミュレータ等によりステアリング負荷をドライバーに与える。また、ステアリングホイール１３への操舵量は、ステアリングシャフトに設けられた操舵角センサ３１により検出し、４ＷＳコントロールユニット２へ操舵量情報を送る。
【００１５】
前記前輪ラック＆ピニオン１４及び前輪転舵モータ１５は、左右の前輪１１，１１に転舵角を与える前輪転舵アクチュエータである。前輪転舵モータ１５は、４ＷＳコントロールユニット２からの前輪制御信号により駆動する。前輪ラック＆ピニオン１４は、前輪転舵モータ１５によりピニオンを回転させ、ピニオンに噛み合う前輪ラックを車幅方向にストロークさせる。前輪ラックのストロークは、前輪ラックストロークセンサ３２により検出し、４ＷＳコントロールユニット２へ前輪転舵角情報を送る。
【００１６】
前記後輪ラック＆ピニオン１６及び後輪転舵モータ１７は、左右の後輪１２，１２に転舵角を与える後輪転舵アクチュエータである。後輪転舵モータ１７は、４ＷＳコントロールユニット２からの後輪制御信号により駆動する。後輪ラック＆ピニオン１６は、後輪転舵モータ１７によりピニオンを回転させ、ピニオンに噛み合う後輪ラックを車幅方向にストロークさせる。後輪ラックのストロークは、後輪ラックストロークセンサ３３により検出し、４ＷＳコントロールユニット２へ後輪転舵角情報を送る。
【００１７】
なお、４ＷＳ車１には、車速センサ３４が設けられ、４ＷＳコントロールユニット２へ車輪速をあらわすパルス信号を車速情報として送り、４ＷＳコントロールユニット２での計算実行のトリガー信号とする。
【００１８】
前記４ＷＳコントロールユニット２は、前後輪自動追従する後輪転舵角制御と操舵量に基づく前輪転舵角を後輪転舵角に応じて補正する前輪転舵角制御を行う。この４ＷＳコントロールユニット２は、図１に示すように、軌跡演算機２１（後輪転舵角制御手段）と、後輪舵角演算機２２（後輪転舵角制御手段）と、前輪舵角演算機２３（前輪転舵角制御手段）と、前輪転舵モータF/Bコントローラ２４と、後輪転舵モータF/Bコントローラ２５と、を有する。
【００１９】
前記軌跡演算機２１は、４ＷＳ車１の進行方向側に設定した車両前部定点α（車両特定部の定点）の軌跡データを記録する。この軌跡演算機２１は、回転中心演算部２１ａと、車両移動量/車両回転量演算部２１ｂと、車両前部定点軌跡記録部２１ｃと、を有する。回転中心演算部２１ａは、前輪ラックストロークと後輪ラックストロークを入力し、これらの入力情報に基づき４ＷＳ車１の回転中心Ｏ（例えば、重心位置）を演算する。車両移動量/車両回転量演算部２１ｂは、回転中心演算部２１ａからの回転中心Ｏの情報を入力し、４ＷＳ車１の移動量と回転量を演算する。車両前部定点軌跡記録部２１ｃは、車両移動量/車両回転量演算部２１ｂからの車両移動量・回転量を入力し、車両前部定点αの軌跡を演算し、車両前部定点軌跡データを記録する。
【００２０】
前記後輪舵角演算機２２は、車両前部定点軌跡データに基づき、車両の進行方向とは反対側に設定した車両後部定点β（車両特定部の定点）が車両前部定点αをトレースするように、後輪転舵角を演算する。この後輪舵角演算機２２は、車両後部定点と前輪軌跡ズレ量演算部２２ａと、車両後部定点位置における前輪軌跡方向演算部２２ｂと、後輪舵角演算部２２ｃと、を有する。車両後部定点と前輪軌跡ズレ量演算部２２ａは、車両前部定点軌跡データに基づき、車両後部定点βと前輪軌跡のズレ量を演算する。車両後部定点位置における前輪軌跡方向演算部２２ｂは、車両前部定点軌跡データに基づき、車両後部定点βの位置における前輪軌跡方向を演算する。後輪舵角演算部２２ｃは、車両後部定点βと前輪軌跡のズレ量と、車両後部定点βの位置における前輪軌跡方向と、に基づき、車両後部定点βが車両前部定点αをトレースするように、後輪転舵角を演算する。
【００２１】
前記前輪舵角演算機２３は、操舵角センサ３１からの操舵量情報と、後輪舵角演算機２２からの後輪舵角指令値と、を入力し、ステアリング操作による操舵量に基づく補正前の前輪転舵角指令値を、前後輪転舵角差を減じるように、後輪転舵角指令値に応じて補正する。
【００２２】
前記前輪転舵モータF/Bコントローラ２４は、前輪舵角演算機２３からの前輪舵角指令値と、前輪ラックストロークセンサ３２からの前輪転舵角実際値を入力する。そして、前輪転舵角の実際値が指令値に一致するように、両値の偏差に基づくフィードバック制御により、前輪転舵モータ１５に出力する前輪制御信号を生成する。
【００２３】
前記後輪転舵モータF/Bコントローラ２５は、後輪舵角演算機２２からの後輪舵角指令値と、後輪ラックストロークセンサ３３からの後輪転舵角実際値を入力する。そして、後輪転舵角の実際値が指令値に一致するように、両値の偏差に基づくフィードバック制御により、後輪転舵モータ１７に出力する後輪制御信号を生成する。
【００２４】
［前輪舵角演算機の構成］
図２は、実施例１の車両用前後輪転舵制御装置における前輪舵角演算機２３を示す。以下、図２に基づき、前輪舵角演算機２３の構成を説明する。
【００２５】
前記前輪舵角演算機２３は、図２に示すように、補正前の前輪転舵角演算部２３ａと、補正量演算部２３ｂと、前輪転舵角演算部２３ｃと、を備えている。
【００２６】
前記補正前の前輪転舵角演算部２３ａは、操舵角センサ３１から入力した操舵量（＝操舵角Θ）と、第１ゲインk1（タイヤ転舵角/ハンドル操舵角）を掛け合わせることで、補正前の前輪舵角指令値（＝k1Θ）を演算する。
ここで、第１ゲインk1は、ステアリングギヤ比に相当する係数であり、予め固定値により設定されている。
【００２７】
前記補正量演算部２３ｂは、後輪舵角演算機２２から入力した後輪舵角指令値（＝後輪転舵角ψ）と、第２ゲインk2（補正転舵角/後輪転舵角）を掛け合わせることで、補正量（＝k2ψ）を演算する。
この補正量（＝k2ψ）の考え方は、後輪転舵角がゼロで、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回半径に、４ＷＳ車１の実旋回半径が近づくように、後輪転舵角に応じて補正量を決めるというものである。
ここで、第２ゲインk2（割合係数）は、補正量（＝k2ψ）に対し後輪舵角指令値（＝後輪転舵角ψ）をどれだけ反映させるかの割合を決める値であり、実施例１の場合、０〜１の何れかの値を、メーカーやユーザー等で任意に設定できるようにしている。
【００２８】
前記前輪転舵角演算部２３ｃは、補正前の前輪転舵角演算部２３ａからの補正前の前輪舵角指令値（＝k1Θ）と、補正量演算部２３ｂからの補正量（k2ψ）を加算することで、前輪舵角指令値（＝k1Θ＋k2ψ）を演算する。
【００２９】
次に、作用を説明する。
まず、「比較例の課題」の説明を行う。続いて、実施例１の車両用前後輪転舵制御装置における作用を、「前後輪転舵制御作用」、「ドライバーの操作違和感軽減作用」に分けて説明する。
【００３０】
［比較例の課題］
ステアリング操作により前輪のみを転舵し、後輪は直進状態のままで転舵しない、いわゆるコンベ車を比較例１とする。また、特開昭６２−６８６９号公報に記載されているように、ステアリング操作時、車両後部にある定点βが、車両前部にある定点αの軌跡を追従するように、後輪の転舵角を制御する後輪転舵角制御手段を備えた前後輪自動追従制御車を比較例２とする。
【００３１】
この比較例１の場合は、図３のステア角特性及びヨーレート特性に示すように、ステアリング角の切り増し操作とステア角の保舵操作とステア角の切り戻し操作に追従してヨーレートが発生する特性となる。そして、図３のステア角に対するヨーレートの関係特性に示すように、ステア角とヨーレートが比例関係を持つ。
したがって、コンベ車でのステアリング操作時、ドライバーが予測するヨーレートと実ヨーレートの発生が一致し、ドライバーに操作違和感を与えない。
【００３２】
一方、比較例２は、前輪の転舵方向に対し後輪を逆方向に転舵する逆相転舵により比較例１の課題である小回り性を確保する。さらに、逆相転舵での課題である旋回時の車体後部の張り出し（車体後部の外への膨らみ）を防止するため、車両後部にある定点βが車両前部にある定点αの軌跡をトレースする前後輪自動追従制御を行うものである。
【００３３】
比較例２の場合、図４及び図５に示すように、ステアリング操作時、ステアリングギヤ比k1と操舵角Θを掛け合わせた値のみによる前輪転舵角が与えられる。一方、後輪転舵角ψは、車両後部定点が車両前部定点の軌跡をトレースするように与えられる。このときの前後輪転舵角差は、（k1Θ−ψ）であり、後輪転舵角ψが前輪転舵角k1Θに対して逆位相であることで、前輪転舵角k1Θの絶対値と後輪転舵角ψの絶対値の和による大きな値が、前後輪転舵角差になる。
【００３４】
このため、ステアリング操作時の前後輪の転舵挙動をみると、図６に示すように、旋回直前（Ａ）からコーナーへの旋回開始域（Ｂ）に入ると、前輪に対し後輪が遅れて転舵してくる。そして、コーナー通過域（Ｃ）からコーナー抜け域（Ｄ）に入ると、前輪が真っ直ぐ（＝ステアリングホイールが真っ直ぐ）であるにもかかわらず、後輪が転舵したままとなる。そして、旋回後の直線域（Ｅ）になって後輪が真っ直ぐ戻る。
【００３５】
したがって、比較例２の場合は、図７のステア角特性及びヨーレート特性に示すように、ステアリング角の切り増し操作とステア角の保舵操作とステア角の切り戻し操作に対し応答遅れを持ってヨーレートが発生する特性となる。そして、図７のステア角に対するヨーレートの関係特性に示すように、応答遅れに起因してステア角とヨーレートの間が比例関係とはならず、ヒステリシスを持つ。
【００３６】
この結果、ステアリング操作時、ドライバーが予測するヨーレートと実ヨーレートが乖離し、ドライバーに操作違和感を与えることになる。
【００３７】
［前後輪転舵制御作用］
上記のように、比較例２の前後輪自動追従制御におけるメリット（小回り性と張り出し防止）を残しつつ、ドライバーに与える操作違和感を軽減するためには、前後輪転舵制御に工夫が必要である。以下、これを反映する前後輪転舵制御作用を説明する。
【００３８】
まず、本発明の狙いとするところは、ステアリング操作による前後輪自動追従制御時、ステア角とヨーレートの比例関係を保つことで、ドライバーに与える操作違和感を軽減することにある。この狙い達成のために改善した点は、前後輪自動追従制御を前提としながら、前輪転舵角を補正（修正）することで、ステア角とヨーレートを比例関係に近づけた点にある。
【００３９】
実施例１での前輪転舵角は、前輪舵角演算機２３において演算される。前輪舵角演算機２３の補正前の前輪転舵角演算部２３ａでは、操舵角Θと、第１ゲインk1（タイヤ転舵角/ハンドル操舵角）を掛け合わせることで、補正前の前輪舵角指令値（＝k1Θ）が演算される。補正量演算部２３ｂでは、後輪転舵角ψと、第２ゲインk2（補正転舵角/後輪転舵角）を掛け合わせることで、補正量（＝k2ψ）が演算される。そして、前輪転舵角演算部２３ｃにおいて、補正前の前輪転舵角演算部２３ａからの補正前の前輪舵角指令値（＝k1Θ）と、補正量演算部２３ｂからの補正量（k2ψ）を加算することで、前輪舵角指令値（＝k1Θ＋k2ψ）が演算される（図８）。
【００４０】
この補正量（k2ψ）は、後輪転舵角ψが前輪転舵角に対し逆位相であることで、実際には、補正前の前輪舵角指令値k1Θが減じられることになる。このため、実施例１での前後輪転舵角差は、図８に示すように、｛k1Θ−（１−k2）ψ｝になる。よって、図４に示す比較例２の前後輪転舵角差（k1Θ−ψ）と対比すると、補正量（k2ψ）の差があることになり、前後輪転舵角差も補正量（k2ψ）だけ減じられることになる。
【００４１】
上記のように、実施例１では、前輪転舵角（k1Θ＋k2ψ）を、前後輪転舵角差を減じるように、後輪転舵角ψに応じて補正制御するようにした。
この前後輪転舵角差を減じるということは、前輪転舵角を補正前の前輪転舵角（k1Θ）よりも小さくすること、つまり、実ヨーレートの発生を小さくすることを意味する。したがって、後輪転舵角ψに応じた前輪転舵角の補正制御（＝ヨーレート制御）を行うことにより、ドライバーのヨーレート予測に実ヨーレートが近づき、ステア角とヨーレートの比例関係が保たれる（ヒステリシスが抑えられる）。
すなわち、後輪１２，１２側で行われる後輪転舵角制御により、定点トレースによる前後輪自動追従制御機能を保持したまま、前輪１１，１１側で行われる後輪転舵角ψに応じた前輪転舵角補正制御により、ステア角とヨーレートを比例関係に近づけるヨーコントロール機能を分担するようにした。
この結果、ステアリング操作による前後輪自動追従制御時、ステア角とヨーレートの比例関係を保つことで、ドライバーに与える操作違和感が軽減される。
【００４２】
実施例１の場合、前後輪自動追従制御を行う４ＷＳ車１において、後輪転舵角に応じて、前輪転舵角に補正を加える。その際、後輪転舵角がゼロで、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回半径に、４ＷＳ車１での実旋回半径が近づくように、補正量を決めるようにしている。
一般的なドライバーは、コンベ車（後輪転舵角＝０）に慣れているため、「後輪転舵角がゼロで、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回半径」とは、すなわち、一般的なドライバーが無意識に予想する旋回半径となる。この予想旋回半径と、実際の４ＷＳ車１の旋回半径が近ければ、ドライバーは操作違和感を持ちにくい。
現実には、ドライバーは、旋回半径を予測しているというよりは、ヨーレートを予測していると考えられる。ヨーレートは、
（ヨーレート）＝（車速）÷（旋回半径）
の関係があるので、車速が一定なら、旋回半径を管理しておけば、実質的にヨーレートを管理できていることになる。
したがって、後輪転舵角がゼロで、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回半径に、４ＷＳ車１での実旋回半径が近づくように、補正量を決めると、ドライバーに与える操作違和感（ヨーレートの予測と実際のズレ）が軽減されることになる。
【００４３】
実施例１では、後輪転舵角分の何割かを、前輪転舵角に加えるようにしている。
旋回半径ｒは、下記の式(1)で表される。
ｒ＝[WB√{4+(tanθF+tanθR)2}]／｛2(tanθF-tanθR)｝ …(1)
但し、WB：ホイールベース、θF：前輪転舵角、θR：後輪転舵角
前輪転舵角θFと後輪転舵角θRが小さければ、下記の式(2)のように近似できる。
ｒ＝WB／(θF-θR) …(2)
従って、上記の式(2)が、近似的な実際の車両の旋回半径ｒを表す。
一方、ドライバーが無意識に予想する旋回半径ｒは、下記の式(3)で表される。
ｒ＝WB／θF …(3)
そこで、(2)式と(3)式の差を減らすため、θF⇒θF＋k2×θRという補正を行う。
例えば、k2＝0.6ならば、
ｒ＝WB／(θF-0.4θR) …(4)
となり、予想旋回半径に近づいている。
したがって、後輪転舵角分の何割かを、前輪転舵角に加える近似計算を行うと、近似計算であるため、多少の誤差はあるものの、計算負荷が軽減される。
【００４４】
［ドライバーの操作違和感軽減作用］
実施例１の場合、第２ゲインK2を任意に設定できるため、K2＝0.5の場合とK2＝１の場合とで操作違和感軽減効果を確認した。以下、これを反映するドライバーの操作違和感軽減作用を説明する。
【００４５】
K2＝0.5の場合は、図９(a)のステア角特性及びヨーレート特性に示すように、ステアリング角の切り増し操作とステア角の保舵操作とステア角の切り戻し操作に対する応答遅れが比較例２に比べて減少し、ステアリング操作に対し良好な追従性を持ってヨーレートが発生する特性となる。そして、図９(b)のステア角に対するヨーレートの関係特性に示すように、ステア角とヨーレートの関係でヒステリシスが比較例２に比べて減少し、比例関係を保つようになる。また、旋回時における前後輪の転舵挙動をみると、図９(c)に示すように、比較例２に比べ後輪がトレースされているし、小回り性も確保されている。
したがって、K2＝0.5に設定した４ＷＳ車１でのステアリング操作時には、ドライバーが予測するヨーレートと実ヨーレートの一致性が高まり、ドライバーに操作違和感が軽減される。特に、K2＝0.5というように、第２ゲインK2を０〜１の中間値に設定した場合、小回り性の確保と操作違和感の軽減との両立を図ることができる。
【００４６】
K2＝１の場合は、図１０(a)のステア角特性及びヨーレート特性に示すように、ステアリング角の切り増し操作とステア角の保舵操作とステア角の切り戻し操作に対し比較例１と同様に高い追従性を持ってヨーレートが発生する特性となる。そして、図１０(b)のステア角に対するヨーレートの関係特性に示すように、ステア角とヨーレートの関係でヒステリシスが比較例１と同様に比例関係を保つようになる。また、旋回時における前後輪の転舵挙動をみると、図１０(c)に示すように、小回り性がK2＝0.5の場合に比べて低くなるものの、後輪が整然とトレースされている。
したがって、K2＝１に設定した４ＷＳ車１でのステアリング操作時には、ドライバーが予測するヨーレートと実ヨーレートの一致性がコンベ車レベルまで高まり、ドライバーに操作違和感が軽減される。特に、K2＝１というように、第２ゲインK2を１に近い大きな値に設定した場合、操作違和感の軽減要求が高いとき、その要求に応えことができる。
【００４７】
次に、効果を説明する。
実施例１の車両用前後輪転舵制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００４８】
(1) 前輪１１，１１及び後輪１２，１２がステアリング操作とは独立して転舵可能である車両（４ＷＳ車１）において、
前記車両（４ＷＳ車１）の進行方向側に設定した車両特定部の定点（車両前部定点α）の軌跡を、前記車両（４ＷＳ車１）の進行方向とは反対側に設定した車両特定部の定点（車両後部定点β）がトレースするように、後輪転舵角ψを制御する後輪転舵角制御手段（軌跡演算機２１，後輪舵角演算機２２）と、
前記ステアリング操作による操舵量（操舵角Θ）に基づく前輪転舵角（k1Θ）を、前後輪転舵角差を減じるように、前記後輪転舵角ψに応じて補正制御する前輪転舵角制御手段（前輪舵角演算機２３）と、
を備える。
このため、ステアリング操作による前後輪自動追従制御時、ステア角とヨーレートの比例関係を保つことで、ドライバーに与える操作違和感を軽減することができる。
【００４９】
(2) 前記前輪転舵角制御手段（前輪舵角演算機２３）は、前記後輪転舵角ψに応じて補正制御する際、後輪転舵角ψがゼロで、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角（k1Θ）であった場合の旋回半径に、前記車両（４ＷＳ車１）の実旋回半径が近づくように補正量（K2ψ）を決める。
このため、(1)の効果に加え、コンベ車に慣れているドライバーに与える操作違和感（ヨーレートの予測と実際のズレ）を軽減することができる。
【００５０】
(3) 前記前輪転舵角制御手段（前輪舵角演算機２３）は、前記後輪転舵角ψに割合係数（第２ゲインk2）を掛け合わせて得られる転舵角を補正量（K2ψ）とし、前記操舵量（操舵角Θ）に基づく前輪舵角（k1Θ）に前記補正量（K2ψ）を加える（図２）。
このため、(2)の効果に加え、旋回半径の近似計算に基づいて、補正量（K2ψ）を与えることで、前輪舵角指令値を得る計算負荷を軽減することができる。
【実施例２】
【００５１】
実施例２は、第２ゲインk2（割合係数）を、小回り性と操作違和感を総合的に評価する評価関数を用いて選択するようにした例である。
【００５２】
まず、構成を説明する。
［前輪舵角演算機の構成］
図１１は、実施例２の車両用前後輪転舵制御装置における前輪舵角演算機２３を示す。以下、図１１に基づき、前輪舵角演算機２３の構成を説明する。
【００５３】
前記前輪舵角演算機２３は、図１１に示すように、補正前の前輪転舵角演算部２３ａと、補正量演算部２３ｄと、前輪転舵角演算部２３ｃと、を備えている。
【００５４】
前記補正前の前輪転舵角演算部２３ａは、実施例１と同様に、操舵角センサ３１から入力した操舵量（＝操舵角Θ）と、第１ゲインk1（タイヤ転舵角/ハンドル操舵角）を掛け合わせることで、補正前の前輪舵角指令値（＝k1Θ）を演算する。
【００５５】
前記補正量演算部２３ｄは、後輪舵角演算機２２から入力した後輪舵角指令値（＝後輪転舵角ψ）と、第２ゲインk2（補正転舵角/後輪転舵角）を掛け合わせることで、補正量（＝k2ψ）を演算する。
ここで、実施例１では、第２ゲインk2（割合係数）を０〜１の何れかの値を任意に設定したが、実施例２では、第２ゲインk2（割合係数）を、０〜１の値のうち評価関数が最大となる値を選択する。そして、評価関数を、1/旋回半径と、ステア角に対するヨーレートのヒステリシス特性に伴うヨーレートずれ量の係数k3を掛け合わせた値と、の差にて求めるようにしている。
【００５６】
前記前輪転舵角演算部２３ｃは、実施例１と同様に、補正前の前輪転舵角演算部２３ａからの補正前の前輪舵角指令値（＝k1Θ）と、補正量演算部２３ｄからの補正量（k2ψ）を加算することで、前輪舵角指令値（＝k1Θ＋k2ψ）を演算する。
なお、［全体システム構成］は、実施例１の図１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００５７】
次に、作用を説明する。
［前後輪転舵制御作用］
実施例２では、第２ゲインk2（割合係数）を、０〜１の値のうち評価関数が最大となる値を選択する。そして、評価関数を、1/旋回半径と、ステア角に対するヨーレートのヒステリシス特性に伴うヨーレートずれ量の係数k3を掛け合わせた値と、の差にて求めるようにしている。
【００５８】
実施例２における前後輪転舵制御作用において、第２ゲインk2（割合係数）の決め方を、図１２〜図１４に基づき説明する。
【００５９】
まず、第２ゲインk2は、０〜１の範囲の値をとるが、図１２に示すように、第２ゲインk2が０の値に近づくほど、小回り性は高くなるものの、ドライバーに操作違和感を与える。一方、第２ゲインk2が１の値に近づくほど、ドライバーに与える操作違和感を軽減できるものの、旋回半径が大きくなり小回りが効かなくなる。
すなわち、第２ゲインk2の値は、０〜１の範囲のどこかに、バランスの取れた値が存在すると考えられる。
【００６０】
これを求めるため、下記の評価関数の式(5)を用いて、この評価関数の値が最大となるような第２ゲインk2を求める。
（評価関数）＝1/旋回半径−k3×（ヨーレートずれ量） …(5)
ここで、「ヨーレートずれ量」は、図１３に示すように、比較例２のステア角-ヨーレート関係特性図において、切り戻し操作域のステア角におけるヨーレートのずれ幅により与える。
【００６１】
そして、第２ゲインk2を変化させたときの評価関数値の一例（係数k3の与え方で異なる）を示すのが図１４である。図１４の場合、第２ゲインk2がk2＝０のとき評価関数値＝0.5、第２ゲインk2がk2＝0.5のとき評価関数値＝0.6を超える値、第２ゲインk2がk2＝１のとき評価関数値＝0.6未満の値となる。すなわち、評価関数の値が最大となる値として、第２ゲインk2としてk2＝0.5が選択される。
【００６２】
したがって、評価関数の値が最大となる値を第２ゲインk2として選択することで、ドライバー違和感の軽減し、かつ、小回り性を大きく犠牲にしないというように、小回り性の確保と操作違和感の軽減との両立が図られる。
なお、他の作用は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００６３】
次に、効果を説明する。
実施例２の車両用前後輪転舵制御装置にあっては、下記の効果を得ることができる。
【００６４】
(4) 前記前輪転舵角制御手段（前輪舵角演算機２３）は、前記割合係数（第２ゲインk2）を、０〜１の値のうち評価関数が最大となる値を選択し、前記評価関数を、1/旋回半径と、ステア角に対するヨーレートのヒステリシス特性に伴うヨーレートずれ量の係数(k3)倍と、の差にて求める（図１２）。
このため、実施例１の(3)の効果に加え、小回り性と操作違和感を総合的に評価する評価関数を用い、評価関数の最大値を、補正量（k2ψ）を決める割合係数（第２ゲインk2）として選択することで、小回り性の確保と操作違和感の軽減との両立を図ることができる。
【実施例３】
【００６５】
実施例１，２は、旋回半径ｒの近似式(2)を用いて前輪転舵角を決定する例であるのに対し、実施例３は、複雑な旋回半径ｒの正規式(1)を用いて前輪転舵角を決定するようにした例である。
【００６６】
まず、構成を説明する。
［前輪舵角演算機の構成］
図１５は、実施例３の車両用前後輪転舵制御装置における前輪舵角演算機２３を示す。以下、図１５に基づき、前輪舵角演算機２３の構成を説明する。
【００６７】
前記前輪舵角演算機２３は、図１５に示すように、補正前の前輪転舵角演算部２３ａと、理想旋回半径演算部２３ｅと、前輪転舵角演算部２３ｆと、を備えている。
【００６８】
前記補正前の前輪転舵角演算部２３ａは、実施例１と同様に、操舵角センサ３１から入力した操舵量（＝操舵角Θ）と、第１ゲインk1（タイヤ転舵角/ハンドル操舵角）を掛け合わせることで、補正前の前輪舵角指令値（＝k1Θ）を演算する。
【００６９】
前記理想旋回半径演算部２３ｅは、補正前の前輪転舵角演算部２３ａからの補正前の前輪舵角指令値（＝k1Θ）を入力し、車両特定点をＯ（例えば、重心位置）とし、後輪転舵角がゼロで、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角（k1Θ）であった場合の旋回中心をＰとしたとき、直線ＯＰによる理想旋回半径（ドライバーの期待する旋回半径）を演算する。
【００７０】
前記前輪転舵角演算部２３ｆは、理想旋回半径演算部２３ｅからの理想旋回半径（直線ＯＰ）と、後輪舵角指令値と、を入力し、旋回半径が理想旋回半径（直線ＯＰ）となる前輪舵角指令値を演算する。
すなわち、後輪１２，１２の左右中心をＦとし、後輪転舵角が補正前の後輪転舵角で、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回中心をＱとしたとき、車両特定点Ｏを中心とし、旋回中心Ｐを通る円と、直線ＦＱをＱ側に延長した線が交差する点Ｒが、旋回中心となるように、前輪転舵角を決定する。
なお、［全体システム構成］は、実施例１の図１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００７１】
次に、作用を説明する。
［前後輪転舵制御作用］
実施例３では、車両特定点をＯとする（例えば、重心）。後輪１２，１２の左右中心をＦとする。後輪転舵角がゼロで、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回中心をＰとする。後輪転舵角が補正前の後輪転舵角で、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回中心をＱとする。すなわち、前輪転舵角の補正前は、図１６(a)に示すように、ドライバーの期待する旋回半径は、直線ＯＰであるのに対し、実際の旋回半径は直線ＯＱになる。
【００７２】
これに対し、前輪転舵角の補正後は、図１６(b)に示すように、車両特定点Ｏを中心とし、旋回中心Ｐを通る円と、直線ＦＱをＱ側に延長した線が交差する点Ｒ（旋回半径ＯＲ＝直線ＯＰ）が、旋回中心となるように、前輪転舵角を決定するようにしている。
【００７３】
この実施例３での旋回半径の幾何学的な決め方は、実施例１で示した近似式(2)を用いず、実施例１で示した正規式(1)による複雑な式を用い、正確に旋回半径を決める手法に相当する。
【００７４】
したがって、誤差の無い正確な理想旋回半径（ドライバーの期待する旋回半径）の計算に基づく前輪転舵角を補正制御になることで、ドライバーに与える操作違和感（ヨーレートの予測と実際のズレ）が確実に軽減されることになる。
なお、他の作用は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００７５】
次に、効果を説明する。
実施例３の車両用前後輪転舵制御装置にあっては、下記の効果を得ることができる。
【００７６】
(5) 前記前輪転舵角制御手段（前輪舵角演算機２３）は、車両特定点をＯとし、後輪の左右中心をＦとし、後輪転舵角がゼロで、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回中心をＰとし、後輪転舵角が補正前の後輪転舵角で、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回中心をＱとしたとき、前記車両特定点Ｏを中心とし、旋回中心Ｐを通る円と、直線ＦＱをＱ側に延長した線が交差する点Ｒが、旋回中心となるように、前輪転舵角を決定する（図１６）。
このため、実施例１の(3)の効果に加え、誤差の無い正確な理想旋回半径の計算に基づく前輪転舵角の補正制御により、ドライバーに与える操作違和感（ヨーレートの予測と実際のズレ）を確実に軽減することができる。
【実施例４】
【００７７】
実施例３は、操作違和感の軽減を重視した理想旋回半径（直線ＯＲ＝直線ＯＰ）により旋回中心Ｒを決めたが、実施例４は、操作違和感の軽減と小回り性とのバランスにより旋回中心を決めるようにした例である。
【００７８】
まず、構成を説明する。
［前輪舵角演算機の構成］
図１７は、実施例４の車両用前後輪転舵制御装置における前輪舵角演算機２３を示す。以下、図１７に基づき、前輪舵角演算機２３の構成を説明する。
【００７９】
前記前輪舵角演算機２３は、図１７に示すように、補正前の前輪転舵角演算部２３ａと、理想旋回半径演算部２３ｅと、前輪転舵角演算部２３ｇと、を備えている。
【００８０】
前記補正前の前輪転舵角演算部２３ａは、実施例１と同様に、操舵角センサ３１から入力した操舵量（＝操舵角Θ）と、第１ゲインk1（タイヤ転舵角/ハンドル操舵角）を掛け合わせることで、補正前の前輪舵角指令値（＝k1Θ）を演算する。
【００８１】
前記理想旋回半径演算部２３ｅは、補正前の前輪転舵角演算部２３ａからの補正前の前輪舵角指令値（＝k1Θ）を入力し、車両特定点をＯ（例えば、重心位置）とし、後輪転舵角がゼロで、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角（k1Θ）であった場合の旋回中心をＰとしたとき、直線ＯＰによる理想旋回半径（ドライバーの期待する旋回半径）を演算する。
【００８２】
前記前輪転舵角演算部２３ｇは、理想旋回半径演算部２３ｅからの理想旋回半径（直線ＯＰ）と、後輪舵角指令値と、を入力し、直線ＲＱ上に｜ＱＧ｜/｜ＱＲ｜が第２ゲインk2（所定の割合係数）となるように点Ｇをとり、点Ｇが旋回中心となるように、前輪舵角指令値を演算する。
すなわち、後輪１２，１２の左右中心をＦとし、後輪転舵角が補正前の後輪転舵角で、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回中心をＱとしたとき、車両特定点Ｏを中心とし、旋回中心Ｐを通る円と、直線ＦＱをＱ側に延長した線が交差する旋回中心をＲとする。そして、２つの旋回中心Ｑ，Ｒを結ぶ直線ＲＱ上に｜ＱＧ｜/｜ＱＲ｜が第２ゲインk2（所定の割合係数）となるように点Ｇをとり、点Ｇが旋回中心となるように、前輪転舵角を決定する。
ここで、第２ゲインk2は、実施例２と同様に、０〜１の値のうち評価関数が最大となる値を選択する。評価関数は、1/旋回半径と、ステア角に対するヨーレートのヒステリシス特性に伴うヒステリシス面積（図１３のハッチング部分）の係数（k3）を掛けた値と、の差にて求める。つまり、実施例２では、ヨーレートズレ量を操作違和感の評価指標にしたのに対し、この実施例４では、ヒステリシス面積を操作違和感の評価指標にしている。
なお、［全体システム構成］は、実施例１の図１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００８３】
次に、作用を説明する。
［前後輪転舵制御作用］
実施例４では、直線ＲＱ上に｜ＱＧ｜/｜ＱＲ｜が所定の割合係数となるように点Ｇをとり、点Ｇが旋回中心となるように、前輪転舵角を決定するようにしている。
【００８４】
すなわち、後輪１２，１２の左右中心をＦとし、後輪転舵角が補正前の後輪転舵角で、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回中心をＱとしたとき、車両特定点Ｏを中心とし、旋回中心Ｐを通る円と、直線ＦＱをＱ側に延長した線が交差する旋回中心をＲとする（実施例３を参照）。
【００８５】
そして、図１８に示すように、２つの旋回中心Ｑ，Ｒを結ぶ直線ＲＱ上に｜ＱＧ｜/｜ＱＲ｜が第２ゲインk2となるように点Ｇをとる。
ＯＧ＝(1-k2)ＯＱ＋k2ＯＲ 但し、k2は、０〜１の数
この点Ｇが旋回中心となるように、前輪転舵角を決定するようにしている。
【００８６】
つまり、実施例３では、旋回半径を、ドライバーの予測と、実際の値がピッタリ一致する理想旋回半径により与えていた。このため、図１６(a)に示す前輪転舵角補正前の旋回半径（直線ＯＱ）に対し、前輪転舵角補正後の旋回半径（直線ＯＰ＝ＯＱ）が大きくなってしまっていた。
このため、実施例４では、旋回半径を小さくするため、旋回中心を点Ｒよりも点Ｑ寄りの点Ｇに移動させるようにした。これにより、実施例３に比べ、旋回半径が縮小し、小回り性が高められる。但し、旋回半径を小さくするほど、ヨーレートの予測と実際のズレが拡大することになる。
【００８７】
そこで、操作違和感と小回り性のバランスを取るため、実施例４では、実施例２と同様に、第２ゲインk2を、０〜１の値のうち評価関数が最大となる値を選択するようにしている。評価関数は、1/旋回半径と、ステア角に対するヨーレートのヒステリシス特性に伴うヒステリシス面積の係数（k3）を掛けた値と、の差にて求める。
したがって、評価関数の値が最大となる値を第２ゲインk2として選択することで、ドライバー違和感の軽減し、かつ、小回り性を大きく犠牲にしないというように、小回り性の確保と操作違和感の軽減との両立が図られる。
なお、他の作用は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００８８】
次に、効果を説明する。
実施例４の車両用前後輪転舵制御装置にあっては、下記の効果を得ることができる。
【００８９】
(6) 前記前輪転舵角制御手段（前輪舵角演算機２３）は、直線ＲＱ上に｜ＱＧ｜/｜ＱＲ｜が所定の割合係数（第２ゲインk2）となるように点Ｇをとり、点Ｇが旋回中心となるように、前輪転舵角を決定する（図１８）。
このため、実施例３の(5)の効果に加え、実施例３に比べて旋回半径が縮小することにより、ドライバーへの操作違和感を軽減しつつ小回り性を高めることができる。
【００９０】
(7) 前記前輪転舵角制御手段（前輪舵角演算機２３）は、前記割合係数（第２ゲインk2）を、０〜１の値のうち評価関数が最大となる値を選択し、前記評価関数を、1/旋回半径と、ステア角に対するヨーレートのヒステリシス特性に伴うヒステリシス面積の係数倍と、の差にて求める（図１３）。
このため、(6)の効果に加え、小回り性と操作違和感を総合的に評価する評価関数を用い、評価関数の最大値を、旋回中心Ｇを決める割合係数（第２ゲインk2）として選択することで、小回り性の確保と操作違和感の軽減との両立を図ることができる。
【００９１】
以上、本発明の車両用前後輪転舵制御装置を実施例１〜実施例４に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００９２】
実施例１，２では、前輪転舵角制御手段として、第２ゲインk2と後輪転舵角ψを掛け合わせた補正量による制御例を示した。また、実施例３，４では、前輪転舵角制御手段として、旋回半径ｒの演算式を用いる補正制御例を示した。しかし、前輪転舵角制御手段としては、ステアリング操作による操舵量に基づく前輪転舵角を、前後輪転舵角差を減じるように、後輪転舵角に応じて補正制御するものであれば、理想あるいは目標ヨーレートを操舵角と車速により決め、実ヨーレートが理想あるいは目標ヨーレートに追従するように前輪転舵角の補正制御を行うような例としても良い。
【００９３】
実施例１〜４では、４ＷＳ車１として、ステアリングホイール１３と、前輪１１，１１及び後輪１２，１２と、が機械的に連結されていないバイワイヤによるステアリング系構成とした例を示した。しかし、４ＷＳ車としては、ステアリングホイールと後輪は切り離されているが、ステアリングホイールと前輪は機械的に連結され、前輪の転舵角の補正量だけ制御する補助転舵アクチュエータを備えた例としても良い。
【００９４】
実施例１〜４では、本発明の車両用前後輪転舵制御装置を電気自動車による４ＷＳ車１に適用する例を示した。しかし、本発明の車両用前後輪転舵制御装置を適用する車両としては、電気自動車以外のハイブリッド車やエンジン車等の他の駆動形式の車両に対しても適用することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１ ４ＷＳ車（車両）
１１，１１ 前輪
１２，１２ 後輪
１３ ステアリングホイール
１４ 前輪ラック＆ピニオン
１５ 前輪転舵モータ
１６ 後輪ラック＆ピニオン
１７ 後輪転舵モータ
２ ４ＷＳコントロールユニット
２１ 軌跡演算機（後輪転舵角制御手段）
２２ 後輪舵角演算機（後輪転舵角制御手段）
２３ 前輪舵角演算機（前輪転舵角制御手段）
２３ａ 補正前の前輪転舵角演算部
２３ｂ，２３ｄ 補正量演算部
２３ｃ，２３ｆ，２３ｇ 前輪転舵角演算部
２３ｅ 理想旋回半径演算部
２４ 前輪転舵モータF/Bコントローラ
２５ 後輪転舵モータF/Bコントローラ
３２ 前輪ラックストロークセンサ
３３ 後輪ラックストロークセンサ
３４ 車速センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリング操作時、前輪転舵角と後輪転舵角を制御する車両用前後輪転舵制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステアリング操作時、車両後部にある定点βが、車両前部にある定点αの軌跡を追従するように、後輪の転舵角を制御する後輪転舵角制御手段を備えた車両用後輪転舵制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−６８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の車両用前後輪転舵制御装置にあっては、ステアリング操作時、ステア角（＝ステアリングホイールへの操舵角）とヨーレートが比例関係とはならない（ヒステリシスがある）。このため、ドライバーがステアリング操作したときの車両挙動によりドライバーに操作違和感を与える、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、ステアリング操作による前後輪自動追従制御時、ステア角とヨーレートの比例関係を保つことで、ドライバーに与える操作違和感を軽減することができる車両用前後輪転舵制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の車両用前後輪転舵制御装置は、前輪及び後輪がステアリング操作とは独立して転舵可能である車両において、後輪転舵角制御手段と、前輪転舵角制御手段と、を備える。
前記後輪転舵角制御手段は、前記車両の進行方向側に設定した車両特定部の定点の軌跡を、前記車両の進行方向とは反対側に設定した車両特定部の定点がトレースするように、後輪転舵角を制御する。
前記前輪転舵角制御手段は、前記ステアリング操作による操舵量に基づく前輪転舵角を、前後輪転舵角差を減じるように、前記後輪転舵角に応じて補正制御する。
【発明の効果】
【０００７】
よって、ステアリング操作時、後輪転舵角制御により、車両の進行方向側の車両特定部の定点の軌跡を、車両の進行方向とは反対側の車両特定部の定点によりトレースさせることで、前後輪自動追従制御モードの旋回走行となる。このとき、前輪転舵角をステアリング操作による操舵量に基づいてのみ与えると、ステア角とヨーレートの関係特性にヒステリシスが生じ、ドライバーのヨーレート予測に対し実ヨーレートが乖離し、ドラーバーに操作違和感を与える。
これに対し、前輪転舵角を、前後輪転舵角差を減じるように、後輪転舵角に応じて補正制御する。この前後輪転舵角差を減じるということは、前輪転舵角を補正前の前輪転舵角よりも小さくすること、つまり、実ヨーレートの発生を小さくすることを意味する。したがって、後輪転舵角に応じて前輪転舵角の補正制御（＝ヨーレート制御）を行うことにより、ドライバーのヨーレート予測に実ヨーレートが近づき、ステア角とヨーレートの比例関係が保たれる（ヒステリシスが抑えられる）。
すなわち、後輪側で行われる後輪転舵角制御により、定点トレースによる前後輪自動追従制御機能を保持したまま、前輪側で行われる後輪転舵角に応じた前輪転舵角補正制御により、ステア角とヨーレートを比例関係に近づけるヨーコントロール機能を分担するようにした。
この結果、ステアリング操作による前後輪自動追従制御時、ステア角とヨーレートの比例関係を保つことで、ドライバーに与える操作違和感を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の車両用前後輪転舵制御装置を示す全体システム図である。
【図２】実施例１の車両用前後輪転舵制御装置における前輪舵角演算機を示す制御ブロック図である。
【図３】比較例１であるコンベ車におけるステア角特性及びヨーレート特性とステア角に対するヨーレートの関係特性を示す特性図である。
【図４】比較例２である４ＷＳ車において前後輪自動追従制御を行ったときの前後輪転舵角差を示す説明図である。
【図５】比較例２である４ＷＳ車における前輪舵角演算機を示す制御ブロック図である。
【図６】比較例２である４ＷＳ車においてステアリング操作により前後輪自動追従制御を行ったときの車両旋回挙動を示す挙動説明図である。
【図７】比較例２である４ＷＳ車におけるステア角特性及びヨーレート特性とステア角に対するヨーレートの関係特性を示す特性図である。
【図８】実施例１の車両用前後輪転舵制御装置を搭載した４ＷＳ車において前後輪自動追従制御と前輪転舵角制御を行ったときの前後輪転舵角差を示す説明図である。
【図９】実施例１の車両用前後輪転舵制御装置を搭載した４ＷＳ車において割合係数k2をk2＝0.5とした場合、(a)ステア角特性及びヨーレート特性、(b)ステア角に対するヨーレートの関係特性、(c)旋回挙動特性を示す特性図である。
【図１０】実施例１の車両用前後輪転舵制御装置を搭載した４ＷＳ車において割合係数k2をk2＝１とした場合、(a)ステア角特性及びヨーレート特性、(b)ステア角に対するヨーレートの関係特性、(c)旋回挙動特性を示す特性図である。
【図１１】実施例２の車両用前後輪転舵制御装置における前輪舵角演算機を示す制御ブロック図である。
【図１２】実施例２の車両用前後輪転舵制御装置において割合係数を変化させたときの小回り性指標と操作違和感指標の変化特性を示す指標特性図である。
【図１３】実施例２の車両用前後輪転舵制御装置において操作違和感指標として用いたヨーレートずれ量を示すステア角-ヨーレート関係特性図である。
【図１４】実施例２の車両用前後輪転舵制御装置において小回り性（1/旋回半径）と操作違和感（ヨーレートずれ量）を総合的に評価する評価関数であらわしたときの割合係数と評価関数の関係を示す関係特性図である。
【図１５】実施例３の車両用前後輪転舵制御装置における前輪舵角演算機を示す制御ブロック図である。
【図１６】実施例３の車両用前後輪転舵制御装置における前輪転舵角補正前の旋回中心と前輪転舵角補正後の旋回中心を示す説明図である。
【図１７】実施例４の車両用前後輪転舵制御装置における前輪舵角演算機を示す制御ブロック図である。
【図１８】実施例４の車両用前後輪転舵制御装置における前輪転舵角補正後の旋回中心を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の車両用前後輪転舵制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１〜実施例４に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、構成を説明する。
実施例１における車両用前後輪転舵制御装置の構成を、「全体システム構成」、「前輪舵角演算機の構成」に分けて説明する。
【００１１】
［全体システム構成］
図１は、実施例１の車両用前後輪転舵制御装置を示す。以下、図１に基づき、全体システム構成を説明する。
【００１２】
実施例１の車両用前後輪転舵制御装置は、図１に示すように、前輪１１，１１及び後輪１２，１２がステアリング操作とは独立して転舵可能である４ＷＳ車１（車両）と、後輪転舵角制御及び前輪転舵角制御を行う４ＷＳコントロールユニット２と、を備えている。
【００１３】
前記４ＷＳ車１は、電気自動車であり、図１に示すように、ステアリングホイール１３と、前輪ラック＆ピニオン１４と、前輪転舵モータ１５と、後輪ラック＆ピニオン１６と、後輪転舵モータ１７と、を有する。すなわち、ステアリングホイール１３と、前輪１１，１１及び後輪１２，１２と、が機械的に連結されていないバイワイヤによるステアリング系構成としている。
【００１４】
前記ステアリングホイール１３は、ドライバーがステアリング操作を行う操作手段である。このステアリングホイール１３には、ステアリングシミュレータ等によりステアリング負荷をドライバーに与える。また、ステアリングホイール１３への操舵量は、ステアリングシャフトに設けられた操舵角センサ３１により検出し、４ＷＳコントロールユニット２へ操舵量情報を送る。
【００１５】
前記前輪ラック＆ピニオン１４及び前輪転舵モータ１５は、左右の前輪１１，１１に転舵角を与える前輪転舵アクチュエータである。前輪転舵モータ１５は、４ＷＳコントロールユニット２からの前輪制御信号により駆動する。前輪ラック＆ピニオン１４は、前輪転舵モータ１５によりピニオンを回転させ、ピニオンに噛み合う前輪ラックを車幅方向にストロークさせる。前輪ラックのストロークは、前輪ラックストロークセンサ３２により検出し、４ＷＳコントロールユニット２へ前輪転舵角情報を送る。
【００１６】
前記後輪ラック＆ピニオン１６及び後輪転舵モータ１７は、左右の後輪１２，１２に転舵角を与える後輪転舵アクチュエータである。後輪転舵モータ１７は、４ＷＳコントロールユニット２からの後輪制御信号により駆動する。後輪ラック＆ピニオン１６は、後輪転舵モータ１７によりピニオンを回転させ、ピニオンに噛み合う後輪ラックを車幅方向にストロークさせる。後輪ラックのストロークは、後輪ラックストロークセンサ３３により検出し、４ＷＳコントロールユニット２へ後輪転舵角情報を送る。
【００１７】
なお、４ＷＳ車１には、車速センサ３４が設けられ、４ＷＳコントロールユニット２へ車輪速をあらわすパルス信号を車速情報として送り、４ＷＳコントロールユニット２での計算実行のトリガー信号とする。
【００１８】
前記４ＷＳコントロールユニット２は、前後輪自動追従する後輪転舵角制御と操舵量に基づく前輪転舵角を後輪転舵角に応じて補正する前輪転舵角制御を行う。この４ＷＳコントロールユニット２は、図１に示すように、軌跡演算機２１（後輪転舵角制御手段）と、後輪舵角演算機２２（後輪転舵角制御手段）と、前輪舵角演算機２３（前輪転舵角制御手段）と、前輪転舵モータF/Bコントローラ２４と、後輪転舵モータF/Bコントローラ２５と、を有する。
【００１９】
前記軌跡演算機２１は、４ＷＳ車１の進行方向側に設定した車両前部定点α（車両特定部の定点）の軌跡データを記録する。この軌跡演算機２１は、回転中心演算部２１ａと、車両移動量/車両回転量演算部２１ｂと、車両前部定点軌跡記録部２１ｃと、を有する。回転中心演算部２１ａは、前輪ラックストロークと後輪ラックストロークを入力し、これらの入力情報に基づき４ＷＳ車１の回転中心Ｏ（例えば、重心位置）を演算する。車両移動量/車両回転量演算部２１ｂは、回転中心演算部２１ａからの回転中心Ｏの情報を入力し、４ＷＳ車１の移動量と回転量を演算する。車両前部定点軌跡記録部２１ｃは、車両移動量/車両回転量演算部２１ｂからの車両移動量・回転量を入力し、車両前部定点αの軌跡を演算し、車両前部定点軌跡データを記録する。
【００２０】
前記後輪舵角演算機２２は、車両前部定点軌跡データに基づき、車両の進行方向とは反対側に設定した車両後部定点β（車両特定部の定点）が車両前部定点αをトレースするように、後輪転舵角を演算する。この後輪舵角演算機２２は、車両後部定点と前輪軌跡ズレ量演算部２２ａと、車両後部定点位置における前輪軌跡方向演算部２２ｂと、後輪舵角演算部２２ｃと、を有する。車両後部定点と前輪軌跡ズレ量演算部２２ａは、車両前部定点軌跡データに基づき、車両後部定点βと前輪軌跡のズレ量を演算する。車両後部定点位置における前輪軌跡方向演算部２２ｂは、車両前部定点軌跡データに基づき、車両後部定点βの位置における前輪軌跡方向を演算する。後輪舵角演算部２２ｃは、車両後部定点βと前輪軌跡のズレ量と、車両後部定点βの位置における前輪軌跡方向と、に基づき、車両後部定点βが車両前部定点αをトレースするように、後輪転舵角を演算する。
【００２１】
前記前輪舵角演算機２３は、操舵角センサ３１からの操舵量情報と、後輪舵角演算機２２からの後輪舵角指令値と、を入力し、ステアリング操作による操舵量に基づく補正前の前輪転舵角指令値を、前後輪転舵角差を減じるように、後輪転舵角指令値に応じて補正する。
【００２２】
前記前輪転舵モータF/Bコントローラ２４は、前輪舵角演算機２３からの前輪舵角指令値と、前輪ラックストロークセンサ３２からの前輪転舵角実際値を入力する。そして、前輪転舵角の実際値が指令値に一致するように、両値の偏差に基づくフィードバック制御により、前輪転舵モータ１５に出力する前輪制御信号を生成する。
【００２３】
前記後輪転舵モータF/Bコントローラ２５は、後輪舵角演算機２２からの後輪舵角指令値と、後輪ラックストロークセンサ３３からの後輪転舵角実際値を入力する。そして、後輪転舵角の実際値が指令値に一致するように、両値の偏差に基づくフィードバック制御により、後輪転舵モータ１７に出力する後輪制御信号を生成する。
【００２４】
［前輪舵角演算機の構成］
図２は、実施例１の車両用前後輪転舵制御装置における前輪舵角演算機２３を示す。以下、図２に基づき、前輪舵角演算機２３の構成を説明する。
【００２５】
前記前輪舵角演算機２３は、図２に示すように、補正前の前輪転舵角演算部２３ａと、補正量演算部２３ｂと、前輪転舵角演算部２３ｃと、を備えている。
【００２６】
前記補正前の前輪転舵角演算部２３ａは、操舵角センサ３１から入力した操舵量（＝操舵角Θ）と、第１ゲインk1（タイヤ転舵角/ハンドル操舵角）を掛け合わせることで、補正前の前輪舵角指令値（＝k1Θ）を演算する。
ここで、第１ゲインk1は、ステアリングギヤ比に相当する係数であり、予め固定値により設定されている。
【００２７】
前記補正量演算部２３ｂは、後輪舵角演算機２２から入力した後輪舵角指令値（＝後輪転舵角ψ）と、第２ゲインk2（補正転舵角/後輪転舵角）を掛け合わせることで、補正量（＝k2ψ）を演算する。
この補正量（＝k2ψ）の考え方は、後輪転舵角がゼロで、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回半径に、４ＷＳ車１の実旋回半径が近づくように、後輪転舵角に応じて補正量を決めるというものである。
ここで、第２ゲインk2（割合係数）は、補正量（＝k2ψ）に対し後輪舵角指令値（＝後輪転舵角ψ）をどれだけ反映させるかの割合を決める値であり、実施例１の場合、０〜１の何れかの値を、メーカーやユーザー等で任意に設定できるようにしている。
【００２８】
前記前輪転舵角演算部２３ｃは、補正前の前輪転舵角演算部２３ａからの補正前の前輪舵角指令値（＝k1Θ）と、補正量演算部２３ｂからの補正量（k2ψ）を加算することで、前輪舵角指令値（＝k1Θ＋k2ψ）を演算する。
【００２９】
次に、作用を説明する。
まず、「比較例の課題」の説明を行う。続いて、実施例１の車両用前後輪転舵制御装置における作用を、「前後輪転舵制御作用」、「ドライバーの操作違和感軽減作用」に分けて説明する。
【００３０】
［比較例の課題］
ステアリング操作により前輪のみを転舵し、後輪は直進状態のままで転舵しない、いわゆるコンベ車を比較例１とする。また、特開昭６２−６８６９号公報に記載されているように、ステアリング操作時、車両後部にある定点βが、車両前部にある定点αの軌跡を追従するように、後輪の転舵角を制御する後輪転舵角制御手段を備えた前後輪自動追従制御車を比較例２とする。
【００３１】
この比較例１の場合は、図３のステア角特性及びヨーレート特性に示すように、ステアリング角の切り増し操作とステア角の保舵操作とステア角の切り戻し操作に追従してヨーレートが発生する特性となる。そして、図３のステア角に対するヨーレートの関係特性に示すように、ステア角とヨーレートが比例関係を持つ。
したがって、コンベ車でのステアリング操作時、ドライバーが予測するヨーレートと実ヨーレートの発生が一致し、ドライバーに操作違和感を与えない。
【００３２】
一方、比較例２は、前輪の転舵方向に対し後輪を逆方向に転舵する逆相転舵により比較例１の課題である小回り性を確保する。さらに、逆相転舵での課題である旋回時の車体後部の張り出し（車体後部の外への膨らみ）を防止するため、車両後部にある定点βが車両前部にある定点αの軌跡をトレースする前後輪自動追従制御を行うものである。
【００３３】
比較例２の場合、図４及び図５に示すように、ステアリング操作時、ステアリングギヤ比k1と操舵角Θを掛け合わせた値のみによる前輪転舵角が与えられる。一方、後輪転舵角ψは、車両後部定点が車両前部定点の軌跡をトレースするように与えられる。このときの前後輪転舵角差は、（k1Θ−ψ）であり、後輪転舵角ψが前輪転舵角k1Θに対して逆位相であることで、前輪転舵角k1Θの絶対値と後輪転舵角ψの絶対値の和による大きな値が、前後輪転舵角差になる。
【００３４】
このため、ステアリング操作時の前後輪の転舵挙動をみると、図６に示すように、旋回直前（Ａ）からコーナーへの旋回開始域（Ｂ）に入ると、前輪に対し後輪が遅れて転舵してくる。そして、コーナー通過域（Ｃ）からコーナー抜け域（Ｄ）に入ると、前輪が真っ直ぐ（＝ステアリングホイールが真っ直ぐ）であるにもかかわらず、後輪が転舵したままとなる。そして、旋回後の直線域（Ｅ）になって後輪が真っ直ぐ戻る。
【００３５】
したがって、比較例２の場合は、図７のステア角特性及びヨーレート特性に示すように、ステアリング角の切り増し操作とステア角の保舵操作とステア角の切り戻し操作に対し応答遅れを持ってヨーレートが発生する特性となる。そして、図７のステア角に対するヨーレートの関係特性に示すように、応答遅れに起因してステア角とヨーレートの間が比例関係とはならず、ヒステリシスを持つ。
【００３６】
この結果、ステアリング操作時、ドライバーが予測するヨーレートと実ヨーレートが乖離し、ドライバーに操作違和感を与えることになる。
【００３７】
［前後輪転舵制御作用］
上記のように、比較例２の前後輪自動追従制御におけるメリット（小回り性と張り出し防止）を残しつつ、ドライバーに与える操作違和感を軽減するためには、前後輪転舵制御に工夫が必要である。以下、これを反映する前後輪転舵制御作用を説明する。
【００３８】
まず、本発明の狙いとするところは、ステアリング操作による前後輪自動追従制御時、ステア角とヨーレートの比例関係を保つことで、ドライバーに与える操作違和感を軽減することにある。この狙い達成のために改善した点は、前後輪自動追従制御を前提としながら、前輪転舵角を補正（修正）することで、ステア角とヨーレートを比例関係に近づけた点にある。
【００３９】
実施例１での前輪転舵角は、前輪舵角演算機２３において演算される。前輪舵角演算機２３の補正前の前輪転舵角演算部２３ａでは、操舵角Θと、第１ゲインk1（タイヤ転舵角/ハンドル操舵角）を掛け合わせることで、補正前の前輪舵角指令値（＝k1Θ）が演算される。補正量演算部２３ｂでは、後輪転舵角ψと、第２ゲインk2（補正転舵角/後輪転舵角）を掛け合わせることで、補正量（＝k2ψ）が演算される。そして、前輪転舵角演算部２３ｃにおいて、補正前の前輪転舵角演算部２３ａからの補正前の前輪舵角指令値（＝k1Θ）と、補正量演算部２３ｂからの補正量（k2ψ）を加算することで、前輪舵角指令値（＝k1Θ＋k2ψ）が演算される（図８）。
【００４０】
この補正量（k2ψ）は、後輪転舵角ψが前輪転舵角に対し逆位相であることで、実際には、補正前の前輪舵角指令値k1Θが減じられることになる。このため、実施例１での前後輪転舵角差は、図８に示すように、｛k1Θ−（１−k2）ψ｝になる。よって、図４に示す比較例２の前後輪転舵角差（k1Θ−ψ）と対比すると、補正量（k2ψ）の差があることになり、前後輪転舵角差も補正量（k2ψ）だけ減じられることになる。
【００４１】
上記のように、実施例１では、前輪転舵角（k1Θ＋k2ψ）を、前後輪転舵角差を減じるように、後輪転舵角ψに応じて補正制御するようにした。
この前後輪転舵角差を減じるということは、前輪転舵角を補正前の前輪転舵角（k1Θ）よりも小さくすること、つまり、実ヨーレートの発生を小さくすることを意味する。したがって、後輪転舵角ψに応じた前輪転舵角の補正制御（＝ヨーレート制御）を行うことにより、ドライバーのヨーレート予測に実ヨーレートが近づき、ステア角とヨーレートの比例関係が保たれる（ヒステリシスが抑えられる）。
すなわち、後輪１２，１２側で行われる後輪転舵角制御により、定点トレースによる前後輪自動追従制御機能を保持したまま、前輪１１，１１側で行われる後輪転舵角ψに応じた前輪転舵角補正制御により、ステア角とヨーレートを比例関係に近づけるヨーコントロール機能を分担するようにした。
この結果、ステアリング操作による前後輪自動追従制御時、ステア角とヨーレートの比例関係を保つことで、ドライバーに与える操作違和感が軽減される。
【００４２】
実施例１の場合、前後輪自動追従制御を行う４ＷＳ車１において、後輪転舵角に応じて、前輪転舵角に補正を加える。その際、後輪転舵角がゼロで、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回半径に、４ＷＳ車１での実旋回半径が近づくように、補正量を決めるようにしている。
一般的なドライバーは、コンベ車（後輪転舵角＝０）に慣れているため、「後輪転舵角がゼロで、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回半径」とは、すなわち、一般的なドライバーが無意識に予想する旋回半径となる。この予想旋回半径と、実際の４ＷＳ車１の旋回半径が近ければ、ドライバーは操作違和感を持ちにくい。
現実には、ドライバーは、旋回半径を予測しているというよりは、ヨーレートを予測していると考えられる。ヨーレートは、
（ヨーレート）＝（車速）÷（旋回半径）
の関係があるので、車速が一定なら、旋回半径を管理しておけば、実質的にヨーレートを管理できていることになる。
したがって、後輪転舵角がゼロで、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回半径に、４ＷＳ車１での実旋回半径が近づくように、補正量を決めると、ドライバーに与える操作違和感（ヨーレートの予測と実際のズレ）が軽減されることになる。
【００４３】
実施例１では、後輪転舵角分の何割かを、前輪転舵角に加えるようにしている。
旋回半径ｒは、下記の式(1)で表される。
ｒ＝[WB√{4+(tanθF+tanθR)2}]／｛2(tanθF-tanθR)｝ …(1)
但し、WB：ホイールベース、θF：前輪転舵角、θR：後輪転舵角
前輪転舵角θFと後輪転舵角θRが小さければ、下記の式(2)のように近似できる。
ｒ＝WB／(θF-θR) …(2)
従って、上記の式(2)が、近似的な実際の車両の旋回半径ｒを表す。
一方、ドライバーが無意識に予想する旋回半径ｒは、下記の式(3)で表される。
ｒ＝WB／θF …(3)
そこで、(2)式と(3)式の差を減らすため、θF⇒θF＋k2×θRという補正を行う。
例えば、k2＝0.6ならば、
ｒ＝WB／(θF-0.4θR) …(4)
となり、予想旋回半径に近づいている。
したがって、後輪転舵角分の何割かを、前輪転舵角に加える近似計算を行うと、近似計算であるため、多少の誤差はあるものの、計算負荷が軽減される。
【００４４】
［ドライバーの操作違和感軽減作用］
実施例１の場合、第２ゲインK2を任意に設定できるため、K2＝0.5の場合とK2＝１の場合とで操作違和感軽減効果を確認した。以下、これを反映するドライバーの操作違和感軽減作用を説明する。
【００４５】
K2＝0.5の場合は、図９(a)のステア角特性及びヨーレート特性に示すように、ステアリング角の切り増し操作とステア角の保舵操作とステア角の切り戻し操作に対する応答遅れが比較例２に比べて減少し、ステアリング操作に対し良好な追従性を持ってヨーレートが発生する特性となる。そして、図９(b)のステア角に対するヨーレートの関係特性に示すように、ステア角とヨーレートの関係でヒステリシスが比較例２に比べて減少し、比例関係を保つようになる。また、旋回時における前後輪の転舵挙動をみると、図９(c)に示すように、比較例２に比べ後輪がトレースされているし、小回り性も確保されている。
したがって、K2＝0.5に設定した４ＷＳ車１でのステアリング操作時には、ドライバーが予測するヨーレートと実ヨーレートの一致性が高まり、ドライバーに操作違和感が軽減される。特に、K2＝0.5というように、第２ゲインK2を０〜１の中間値に設定した場合、小回り性の確保と操作違和感の軽減との両立を図ることができる。
【００４６】
K2＝１の場合は、図１０(a)のステア角特性及びヨーレート特性に示すように、ステアリング角の切り増し操作とステア角の保舵操作とステア角の切り戻し操作に対し比較例１と同様に高い追従性を持ってヨーレートが発生する特性となる。そして、図１０(b)のステア角に対するヨーレートの関係特性に示すように、ステア角とヨーレートの関係でヒステリシスが比較例１と同様に比例関係を保つようになる。また、旋回時における前後輪の転舵挙動をみると、図１０(c)に示すように、小回り性がK2＝0.5の場合に比べて低くなるものの、後輪が整然とトレースされている。
したがって、K2＝１に設定した４ＷＳ車１でのステアリング操作時には、ドライバーが予測するヨーレートと実ヨーレートの一致性がコンベ車レベルまで高まり、ドライバーに操作違和感が軽減される。特に、K2＝１というように、第２ゲインK2を１に近い大きな値に設定した場合、操作違和感の軽減要求が高いとき、その要求に応えことができる。
【００４７】
次に、効果を説明する。
実施例１の車両用前後輪転舵制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００４８】
(1) 前輪１１，１１及び後輪１２，１２がステアリング操作とは独立して転舵可能である車両（４ＷＳ車１）において、
前記車両（４ＷＳ車１）の進行方向側に設定した車両特定部の定点（車両前部定点α）の軌跡を、前記車両（４ＷＳ車１）の進行方向とは反対側に設定した車両特定部の定点（車両後部定点β）がトレースするように、後輪転舵角ψを制御する後輪転舵角制御手段（軌跡演算機２１，後輪舵角演算機２２）と、
前記ステアリング操作による操舵量（操舵角Θ）に基づく前輪転舵角（k1Θ）を、前後輪転舵角差を減じるように、前記後輪転舵角ψに応じて補正制御する前輪転舵角制御手段（前輪舵角演算機２３）と、
を備える。
このため、ステアリング操作による前後輪自動追従制御時、ステア角とヨーレートの比例関係を保つことで、ドライバーに与える操作違和感を軽減することができる。
【００４９】
(2) 前記前輪転舵角制御手段（前輪舵角演算機２３）は、前記後輪転舵角ψに応じて補正制御する際、後輪転舵角ψがゼロで、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角（k1Θ）であった場合の旋回半径に、前記車両（４ＷＳ車１）の実旋回半径が近づくように補正量（K2ψ）を決める。
このため、(1)の効果に加え、コンベ車に慣れているドライバーに与える操作違和感（ヨーレートの予測と実際のズレ）を軽減することができる。
【００５０】
(3) 前記前輪転舵角制御手段（前輪舵角演算機２３）は、前記後輪転舵角ψに割合係数（第２ゲインk2）を掛け合わせて得られる転舵角を補正量（K2ψ）とし、前記操舵量（操舵角Θ）に基づく前輪舵角（k1Θ）に前記補正量（K2ψ）を加える（図２）。
このため、(2)の効果に加え、旋回半径の近似計算に基づいて、補正量（K2ψ）を与えることで、前輪舵角指令値を得る計算負荷を軽減することができる。
【実施例２】
【００５１】
実施例２は、第２ゲインk2（割合係数）を、小回り性と操作違和感を総合的に評価する評価関数を用いて選択するようにした例である。
【００５２】
まず、構成を説明する。
［前輪舵角演算機の構成］
図１１は、実施例２の車両用前後輪転舵制御装置における前輪舵角演算機２３を示す。以下、図１１に基づき、前輪舵角演算機２３の構成を説明する。
【００５３】
前記前輪舵角演算機２３は、図１１に示すように、補正前の前輪転舵角演算部２３ａと、補正量演算部２３ｄと、前輪転舵角演算部２３ｃと、を備えている。
【００５４】
前記補正前の前輪転舵角演算部２３ａは、実施例１と同様に、操舵角センサ３１から入力した操舵量（＝操舵角Θ）と、第１ゲインk1（タイヤ転舵角/ハンドル操舵角）を掛け合わせることで、補正前の前輪舵角指令値（＝k1Θ）を演算する。
【００５５】
前記補正量演算部２３ｄは、後輪舵角演算機２２から入力した後輪舵角指令値（＝後輪転舵角ψ）と、第２ゲインk2（補正転舵角/後輪転舵角）を掛け合わせることで、補正量（＝k2ψ）を演算する。
ここで、実施例１では、第２ゲインk2（割合係数）を０〜１の何れかの値を任意に設定したが、実施例２では、第２ゲインk2（割合係数）を、０〜１の値のうち評価関数が最大となる値を選択する。そして、評価関数を、1/旋回半径と、ステア角に対するヨーレートのヒステリシス特性に伴うヨーレートずれ量の係数k3を掛け合わせた値と、の差にて求めるようにしている。
【００５６】
前記前輪転舵角演算部２３ｃは、実施例１と同様に、補正前の前輪転舵角演算部２３ａからの補正前の前輪舵角指令値（＝k1Θ）と、補正量演算部２３ｄからの補正量（k2ψ）を加算することで、前輪舵角指令値（＝k1Θ＋k2ψ）を演算する。
なお、［全体システム構成］は、実施例１の図１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００５７】
次に、作用を説明する。
［前後輪転舵制御作用］
実施例２では、第２ゲインk2（割合係数）を、０〜１の値のうち評価関数が最大となる値を選択する。そして、評価関数を、1/旋回半径と、ステア角に対するヨーレートのヒステリシス特性に伴うヨーレートずれ量の係数k3を掛け合わせた値と、の差にて求めるようにしている。
【００５８】
実施例２における前後輪転舵制御作用において、第２ゲインk2（割合係数）の決め方を、図１２〜図１４に基づき説明する。
【００５９】
まず、第２ゲインk2は、０〜１の範囲の値をとるが、図１２に示すように、第２ゲインk2が０の値に近づくほど、小回り性は高くなるものの、ドライバーに操作違和感を与える。一方、第２ゲインk2が１の値に近づくほど、ドライバーに与える操作違和感を軽減できるものの、旋回半径が大きくなり小回りが効かなくなる。
すなわち、第２ゲインk2の値は、０〜１の範囲のどこかに、バランスの取れた値が存在すると考えられる。
【００６０】
これを求めるため、下記の評価関数の式(5)を用いて、この評価関数の値が最大となるような第２ゲインk2を求める。
（評価関数）＝1/旋回半径−k3×（ヨーレートずれ量） …(5)
ここで、「ヨーレートずれ量」は、図１３に示すように、比較例２のステア角-ヨーレート関係特性図において、切り戻し操作域のステア角におけるヨーレートのずれ幅により与える。
【００６１】
そして、第２ゲインk2を変化させたときの評価関数値の一例（係数k3の与え方で異なる）を示すのが図１４である。図１４の場合、第２ゲインk2がk2＝０のとき評価関数値＝0.5、第２ゲインk2がk2＝0.5のとき評価関数値＝0.6を超える値、第２ゲインk2がk2＝１のとき評価関数値＝0.6未満の値となる。すなわち、評価関数の値が最大となる値として、第２ゲインk2としてk2＝0.5が選択される。
【００６２】
したがって、評価関数の値が最大となる値を第２ゲインk2として選択することで、ドライバー違和感の軽減し、かつ、小回り性を大きく犠牲にしないというように、小回り性の確保と操作違和感の軽減との両立が図られる。
なお、他の作用は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００６３】
次に、効果を説明する。
実施例２の車両用前後輪転舵制御装置にあっては、下記の効果を得ることができる。
【００６４】
(4) 前記前輪転舵角制御手段（前輪舵角演算機２３）は、前記割合係数（第２ゲインk2）を、０〜１の値のうち評価関数が最大となる値を選択し、前記評価関数を、1/旋回半径と、ステア角に対するヨーレートのヒステリシス特性に伴うヨーレートずれ量の係数(k3)倍と、の差にて求める（図１２）。
このため、実施例１の(3)の効果に加え、小回り性と操作違和感を総合的に評価する評価関数を用い、評価関数の最大値を、補正量（k2ψ）を決める割合係数（第２ゲインk2）として選択することで、小回り性の確保と操作違和感の軽減との両立を図ることができる。
【実施例３】
【００６５】
実施例１，２は、旋回半径ｒの近似式(2)を用いて前輪転舵角を決定する例であるのに対し、実施例３は、複雑な旋回半径ｒの正規式(1)を用いて前輪転舵角を決定するようにした例である。
【００６６】
まず、構成を説明する。
［前輪舵角演算機の構成］
図１５は、実施例３の車両用前後輪転舵制御装置における前輪舵角演算機２３を示す。以下、図１５に基づき、前輪舵角演算機２３の構成を説明する。
【００６７】
前記前輪舵角演算機２３は、図１５に示すように、補正前の前輪転舵角演算部２３ａと、理想旋回半径演算部２３ｅと、前輪転舵角演算部２３ｆと、を備えている。
【００６８】
前記補正前の前輪転舵角演算部２３ａは、実施例１と同様に、操舵角センサ３１から入力した操舵量（＝操舵角Θ）と、第１ゲインk1（タイヤ転舵角/ハンドル操舵角）を掛け合わせることで、補正前の前輪舵角指令値（＝k1Θ）を演算する。
【００６９】
前記理想旋回半径演算部２３ｅは、補正前の前輪転舵角演算部２３ａからの補正前の前輪舵角指令値（＝k1Θ）を入力し、車両特定点をＯ（例えば、重心位置）とし、後輪転舵角がゼロで、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角（k1Θ）であった場合の旋回中心をＰとしたとき、直線ＯＰによる理想旋回半径（ドライバーの期待する旋回半径）を演算する。
【００７０】
前記前輪転舵角演算部２３ｆは、理想旋回半径演算部２３ｅからの理想旋回半径（直線ＯＰ）と、後輪舵角指令値と、を入力し、旋回半径が理想旋回半径（直線ＯＰ）となる前輪舵角指令値を演算する。
すなわち、後輪１２，１２の左右中心をＦとし、後輪転舵角が補正前の後輪転舵角で、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回中心をＱとしたとき、車両特定点Ｏを中心とし、旋回中心Ｐを通る円と、直線ＦＱをＱ側に延長した線が交差する点Ｒが、旋回中心となるように、前輪転舵角を決定する。
なお、［全体システム構成］は、実施例１の図１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００７１】
次に、作用を説明する。
［前後輪転舵制御作用］
実施例３では、車両特定点をＯとする（例えば、重心）。後輪１２，１２の左右中心をＦとする。後輪転舵角がゼロで、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回中心をＰとする。後輪転舵角が補正前の後輪転舵角で、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回中心をＱとする。すなわち、前輪転舵角の補正前は、図１６(a)に示すように、ドライバーの期待する旋回半径は、直線ＯＰであるのに対し、実際の旋回半径は直線ＯＱになる。
【００７２】
これに対し、前輪転舵角の補正後は、図１６(b)に示すように、車両特定点Ｏを中心とし、旋回中心Ｐを通る円と、直線ＦＱをＱ側に延長した線が交差する点Ｒ（旋回半径ＯＲ＝直線ＯＰ）が、旋回中心となるように、前輪転舵角を決定するようにしている。
【００７３】
この実施例３での旋回半径の幾何学的な決め方は、実施例１で示した近似式(2)を用いず、実施例１で示した正規式(1)による複雑な式を用い、正確に旋回半径を決める手法に相当する。
【００７４】
したがって、誤差の無い正確な理想旋回半径（ドライバーの期待する旋回半径）の計算に基づく前輪転舵角を補正制御になることで、ドライバーに与える操作違和感（ヨーレートの予測と実際のズレ）が確実に軽減されることになる。
なお、他の作用は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００７５】
次に、効果を説明する。
実施例３の車両用前後輪転舵制御装置にあっては、下記の効果を得ることができる。
【００７６】
(5) 前記前輪転舵角制御手段（前輪舵角演算機２３）は、車両特定点をＯとし、後輪の左右中心をＦとし、後輪転舵角がゼロで、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回中心をＰとし、後輪転舵角が補正前の後輪転舵角で、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回中心をＱとしたとき、前記車両特定点Ｏを中心とし、旋回中心Ｐを通る円と、直線ＦＱをＱ側に延長した線が交差する点Ｒが、旋回中心となるように、前輪転舵角を決定する（図１６）。
このため、実施例１の(3)の効果に加え、誤差の無い正確な理想旋回半径の計算に基づく前輪転舵角の補正制御により、ドライバーに与える操作違和感（ヨーレートの予測と実際のズレ）を確実に軽減することができる。
【実施例４】
【００７７】
実施例３は、操作違和感の軽減を重視した理想旋回半径（直線ＯＲ＝直線ＯＰ）により旋回中心Ｒを決めたが、実施例４は、操作違和感の軽減と小回り性とのバランスにより旋回中心を決めるようにした例である。
【００７８】
まず、構成を説明する。
［前輪舵角演算機の構成］
図１７は、実施例４の車両用前後輪転舵制御装置における前輪舵角演算機２３を示す。以下、図１７に基づき、前輪舵角演算機２３の構成を説明する。
【００７９】
前記前輪舵角演算機２３は、図１７に示すように、補正前の前輪転舵角演算部２３ａと、理想旋回半径演算部２３ｅと、前輪転舵角演算部２３ｇと、を備えている。
【００８０】
前記補正前の前輪転舵角演算部２３ａは、実施例１と同様に、操舵角センサ３１から入力した操舵量（＝操舵角Θ）と、第１ゲインk1（タイヤ転舵角/ハンドル操舵角）を掛け合わせることで、補正前の前輪舵角指令値（＝k1Θ）を演算する。
【００８１】
前記理想旋回半径演算部２３ｅは、補正前の前輪転舵角演算部２３ａからの補正前の前輪舵角指令値（＝k1Θ）を入力し、車両特定点をＯ（例えば、重心位置）とし、後輪転舵角がゼロで、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角（k1Θ）であった場合の旋回中心をＰとしたとき、直線ＯＰによる理想旋回半径（ドライバーの期待する旋回半径）を演算する。
【００８２】
前記前輪転舵角演算部２３ｇは、理想旋回半径演算部２３ｅからの理想旋回半径（直線ＯＰ）と、後輪舵角指令値と、を入力し、直線ＲＱ上に｜ＱＧ｜/｜ＱＲ｜が第２ゲインk2（所定の割合係数）となるように点Ｇをとり、点Ｇが旋回中心となるように、前輪舵角指令値を演算する。
すなわち、後輪１２，１２の左右中心をＦとし、後輪転舵角が補正前の後輪転舵角で、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回中心をＱとしたとき、車両特定点Ｏを中心とし、旋回中心Ｐを通る円と、直線ＦＱをＱ側に延長した線が交差する旋回中心をＲとする。そして、２つの旋回中心Ｑ，Ｒを結ぶ直線ＲＱ上に｜ＱＧ｜/｜ＱＲ｜が第２ゲインk2（所定の割合係数）となるように点Ｇをとり、点Ｇが旋回中心となるように、前輪転舵角を決定する。
ここで、第２ゲインk2は、実施例２と同様に、０〜１の値のうち評価関数が最大となる値を選択する。評価関数は、1/旋回半径と、ステア角に対するヨーレートのヒステリシス特性に伴うヒステリシス面積（図１３のハッチング部分）の係数（k3）を掛けた値と、の差にて求める。つまり、実施例２では、ヨーレートズレ量を操作違和感の評価指標にしたのに対し、この実施例４では、ヒステリシス面積を操作違和感の評価指標にしている。
なお、［全体システム構成］は、実施例１の図１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００８３】
次に、作用を説明する。
［前後輪転舵制御作用］
実施例４では、直線ＲＱ上に｜ＱＧ｜/｜ＱＲ｜が所定の割合係数となるように点Ｇをとり、点Ｇが旋回中心となるように、前輪転舵角を決定するようにしている。
【００８４】
すなわち、後輪１２，１２の左右中心をＦとし、後輪転舵角が補正前の後輪転舵角で、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回中心をＱとしたとき、車両特定点Ｏを中心とし、旋回中心Ｐを通る円と、直線ＦＱをＱ側に延長した線が交差する旋回中心をＲとする（実施例３を参照）。
【００８５】
そして、図１８に示すように、２つの旋回中心Ｑ，Ｒを結ぶ直線ＲＱ上に｜ＱＧ｜/｜ＱＲ｜が第２ゲインk2となるように点Ｇをとる。
ＯＧ＝(1-k2)ＯＱ＋k2ＯＲ 但し、k2は、０〜１の数
この点Ｇが旋回中心となるように、前輪転舵角を決定するようにしている。
【００８６】
つまり、実施例３では、旋回半径を、ドライバーの予測と、実際の値がピッタリ一致する理想旋回半径により与えていた。このため、図１６(a)に示す前輪転舵角補正前の旋回半径（直線ＯＱ）に対し、前輪転舵角補正後の旋回半径（直線ＯＰ＝ＯＱ）が大きくなってしまっていた。
このため、実施例４では、旋回半径を小さくするため、旋回中心を点Ｒよりも点Ｑ寄りの点Ｇに移動させるようにした。これにより、実施例３に比べ、旋回半径が縮小し、小回り性が高められる。但し、旋回半径を小さくするほど、ヨーレートの予測と実際のズレが拡大することになる。
【００８７】
そこで、操作違和感と小回り性のバランスを取るため、実施例４では、実施例２と同様に、第２ゲインk2を、０〜１の値のうち評価関数が最大となる値を選択するようにしている。評価関数は、1/旋回半径と、ステア角に対するヨーレートのヒステリシス特性に伴うヒステリシス面積の係数（k3）を掛けた値と、の差にて求める。
したがって、評価関数の値が最大となる値を第２ゲインk2として選択することで、ドライバー違和感の軽減し、かつ、小回り性を大きく犠牲にしないというように、小回り性の確保と操作違和感の軽減との両立が図られる。
なお、他の作用は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００８８】
次に、効果を説明する。
実施例４の車両用前後輪転舵制御装置にあっては、下記の効果を得ることができる。
【００８９】
(6) 前記前輪転舵角制御手段（前輪舵角演算機２３）は、直線ＲＱ上に｜ＱＧ｜/｜ＱＲ｜が所定の割合係数（第２ゲインk2）となるように点Ｇをとり、点Ｇが旋回中心となるように、前輪転舵角を決定する（図１８）。
このため、実施例３の(5)の効果に加え、実施例３に比べて旋回半径が縮小することにより、ドライバーへの操作違和感を軽減しつつ小回り性を高めることができる。
【００９０】
(7) 前記前輪転舵角制御手段（前輪舵角演算機２３）は、前記割合係数（第２ゲインk2）を、０〜１の値のうち評価関数が最大となる値を選択し、前記評価関数を、1/旋回半径と、ステア角に対するヨーレートのヒステリシス特性に伴うヒステリシス面積の係数倍と、の差にて求める（図１３）。
このため、(6)の効果に加え、小回り性と操作違和感を総合的に評価する評価関数を用い、評価関数の最大値を、旋回中心Ｇを決める割合係数（第２ゲインk2）として選択することで、小回り性の確保と操作違和感の軽減との両立を図ることができる。
【００９１】
以上、本発明の車両用前後輪転舵制御装置を実施例１〜実施例４に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００９２】
実施例１，２では、前輪転舵角制御手段として、第２ゲインk2と後輪転舵角ψを掛け合わせた補正量による制御例を示した。また、実施例３，４では、前輪転舵角制御手段として、旋回半径ｒの演算式を用いる補正制御例を示した。しかし、前輪転舵角制御手段としては、ステアリング操作による操舵量に基づく前輪転舵角を、前後輪転舵角差を減じるように、後輪転舵角に応じて補正制御するものであれば、理想あるいは目標ヨーレートを操舵角と車速により決め、実ヨーレートが理想あるいは目標ヨーレートに追従するように前輪転舵角の補正制御を行うような例としても良い。
【００９３】
実施例１〜４では、４ＷＳ車１として、ステアリングホイール１３と、前輪１１，１１及び後輪１２，１２と、が機械的に連結されていないバイワイヤによるステアリング系構成とした例を示した。しかし、４ＷＳ車としては、ステアリングホイールと後輪は切り離されているが、ステアリングホイールと前輪は機械的に連結され、前輪の転舵角の補正量だけ制御する補助転舵アクチュエータを備えた例としても良い。
【００９４】
実施例１〜４では、本発明の車両用前後輪転舵制御装置を電気自動車による４ＷＳ車１に適用する例を示した。しかし、本発明の車両用前後輪転舵制御装置を適用する車両としては、電気自動車以外のハイブリッド車やエンジン車等の他の駆動形式の車両に対しても適用することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１ ４ＷＳ車（車両）
１１，１１ 前輪
１２，１２ 後輪
１３ ステアリングホイール
１４ 前輪ラック＆ピニオン
１５ 前輪転舵モータ
１６ 後輪ラック＆ピニオン
１７ 後輪転舵モータ
２ ４ＷＳコントロールユニット
２１ 軌跡演算機（後輪転舵角制御手段）
２２ 後輪舵角演算機（後輪転舵角制御手段）
２３ 前輪舵角演算機（前輪転舵角制御手段）
２３ａ 補正前の前輪転舵角演算部
２３ｂ，２３ｄ 補正量演算部
２３ｃ，２３ｆ，２３ｇ 前輪転舵角演算部
２３ｅ 理想旋回半径演算部
２４ 前輪転舵モータF/Bコントローラ
２５ 後輪転舵モータF/Bコントローラ
３２ 前輪ラックストロークセンサ
３３ 後輪ラックストロークセンサ
３４ 車速センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪及び後輪がステアリング操作とは独立して転舵可能である車両において、
前記車両の進行方向側に設定した車両特定部の定点の軌跡を、前記車両の進行方向とは反対側に設定した車両特定部の定点がトレースするように、後輪転舵角を制御する後輪転舵角制御手段と、
前記ステアリング操作による操舵量に基づく前輪転舵角を、前後輪転舵角差を減じるように、前記後輪転舵角に応じて補正制御する前輪転舵角制御手段と、
を備えることを特徴とする車両用前後輪転舵制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載された車両用前後輪転舵制御装置において、
前記前輪転舵角制御手段は、前記後輪転舵角に応じて補正制御する際、後輪転舵角がゼロで、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回半径に、前記車両の実旋回半径が近づくように補正量を決める
ことを特徴とする車両用前後輪転舵制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載された車両用前後輪転舵制御装置において、
前記前輪転舵角制御手段は、前記後輪転舵角に割合係数を掛け合わせて得られる転舵角を補正量とし、前記操舵量に基づく前輪舵角に前記補正量を加える
ことを特徴とする車両用前後輪転舵制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載された車両用前後輪転舵制御装置において、
前記前輪転舵角制御手段は、前記割合係数を、０〜１の値のうち評価関数が最大となる値を選択し、前記評価関数を、1/旋回半径と、ステア角に対するヨーレートのヒステリシス特性に伴うヨーレートずれ量の係数倍と、の差にて求める
ことを特徴とする車両用前後輪転舵制御装置。
【請求項５】
請求項１から３までの何れか１項に記載された車両用前後輪転舵制御装置において、
前記前輪転舵角制御手段は、車両特定点をＯとし、後輪の左右中心をＦとし、後輪転舵角がゼロで、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回中心をＰとし、後輪転舵角が補正前の後輪転舵角で、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回中心をＱとしたとき、前記車両特定点Ｏを中心とし、旋回中心Ｐを通る円と、直線ＦＱをＱ側に延長した線が交差する点Ｒが、旋回中心となるように、前輪転舵角を決定する
ことを特徴とする車両用前後輪転舵制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載された車両用前後輪転舵制御装置において、
前記前輪転舵角制御手段は、直線ＲＱ上に｜ＱＧ｜/｜ＱＲ｜が所定の割合係数となるように点Ｇをとり、点Ｇが旋回中心となるように、前輪転舵角を決定する
ことを特徴とする車両用前後輪転舵制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載された車両用前後輪転舵制御装置において、
前記前輪転舵角制御手段は、前記割合係数を、０〜１の値のうち評価関数が最大となる値を選択し、前記評価関数を、1/旋回半径と、ステア角に対するヨーレートのヒステリシス特性に伴うヒステリシス面積の係数倍と、の差にて求める
ことを特徴とする車両用前後輪転舵制御装置。
【請求項１】
前輪及び後輪がステアリング操作とは独立して転舵可能である車両において、
前記車両の進行方向側に設定した車両特定部の定点の軌跡を、前記車両の進行方向とは反対側に設定した車両特定部の定点がトレースするように、後輪転舵角を制御する後輪転舵角制御手段と、
前記ステアリング操作による操舵量に基づく前輪転舵角を、前後輪転舵角差を減じるように、前記後輪転舵角に応じて補正制御する前輪転舵角制御手段と、
を備えることを特徴とする車両用前後輪転舵制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載された車両用前後輪転舵制御装置において、
前記前輪転舵角制御手段は、前記後輪転舵角に応じて補正制御する際、後輪転舵角がゼロで、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回半径に、前記車両の実旋回半径が近づくように補正量を決める
ことを特徴とする車両用前後輪転舵制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載された車両用前後輪転舵制御装置において、
前記前輪転舵角制御手段は、前記後輪転舵角に割合係数を掛け合わせて得られる転舵角を補正量とし、前記操舵量に基づく前輪舵角に前記補正量を加える
ことを特徴とする車両用前後輪転舵制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載された車両用前後輪転舵制御装置において、
前記前輪転舵角制御手段は、前記割合係数を、０〜１の値のうち評価関数が最大となる値を選択し、前記評価関数を、1/旋回半径と、ステア角に対するヨーレートのヒステリシス特性に伴うヨーレートずれ量の係数倍と、の差にて求める
ことを特徴とする車両用前後輪転舵制御装置。
【請求項５】
請求項１から３までの何れか１項に記載された車両用前後輪転舵制御装置において、
前記前輪転舵角制御手段は、車両特定点をＯとし、後輪の左右中心をＦとし、後輪転舵角がゼロで、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回中心をＰとし、後輪転舵角が補正前の後輪転舵角で、前輪転舵角が補正前の前輪転舵角であった場合の旋回中心をＱとしたとき、前記車両特定点Ｏを中心とし、旋回中心Ｐを通る円と、直線ＦＱをＱ側に延長した線が交差する点Ｒが、旋回中心となるように、前輪転舵角を決定する
ことを特徴とする車両用前後輪転舵制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載された車両用前後輪転舵制御装置において、
前記前輪転舵角制御手段は、直線ＲＱ上に｜ＱＧ｜/｜ＱＲ｜が所定の割合係数となるように点Ｇをとり、点Ｇが旋回中心となるように、前輪転舵角を決定する
ことを特徴とする車両用前後輪転舵制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載された車両用前後輪転舵制御装置において、
前記前輪転舵角制御手段は、前記割合係数を、０〜１の値のうち評価関数が最大となる値を選択し、前記評価関数を、1/旋回半径と、ステア角に対するヨーレートのヒステリシス特性に伴うヒステリシス面積の係数倍と、の差にて求める
ことを特徴とする車両用前後輪転舵制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１３−８６６７２（Ｐ２０１３−８６６７２Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２９５４２（Ｐ２０１１−２２９５４２）
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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