CN110356468A - 四轮转向操纵装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够获得更优的小弯转弯性能的四轮转向操纵装置。具有：使前轮转向的前轮转向操纵装置；和根据方向盘的转向操纵角使后轮转向的后轮转向操纵装置。在车速小于车速阈值的情况下，后轮转向操纵装置使后轮相对于前轮向相反方向转向。在车速小于车速阈值的情况下，在转向操纵角已到达角度阈值以后，后轮转向操纵装置使后轮的目标转向角相对于转向操纵角的增加的增加比例急剧增加。另外，前轮转向操纵装置具有：马达，其是转向操纵辅助力的产生源；和第一ECU，其根据转向操纵状态控制马达。在车速小于车速阈值的情况下，在转向操纵角已到达角度阈值以后，第一ECU控制马达，使转向操纵扭矩相对于转向操纵角的增加的增加比例急剧增加。

Description

四轮转向操纵装置

相关申请的交叉引用

本申请主张于2018年4月11日提出的日本专利申请2018-076131号的优先权，并在此引用包括其说明书、附图和摘要在内的全部内容。

技术领域

本发明涉及四轮转向操纵装置。

背景技术

以往，例如如日本特开2014－213775号公报记载那样，公知有一种四轮转向操纵装置，根据方向盘的操作，不仅使前轮转向，使后轮也转向。在车辆以低速行驶时，该四轮转向操纵装置根据方向盘的转向操纵角使后轮与前轮向相反方向转向。由此，在停车场操纵车辆时等，能够以更小的旋转半径使车辆旋转。

作为后轮的针对转向操纵角的转向特性，例如考虑了以后轮的转向角相对于转向操纵角的增加成比例地增加的方式进行设定。在驾驶员想要以更小的旋转半径使车辆旋转时，更多地旋转操作方向盘即可。但是，在入库、或者在狭窄的弯路或者U形掉头路径行驶的情况下等，担忧因车辆的行驶情况或者驾驶情况而不一定能按照驾驶员的要求使车辆旋转的情况。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种四轮转向操纵装置，能够获得更优的小弯转弯性能。

本发明的一个方式为一种四轮转向操纵装置，具有：前轮转向操纵装置，其使车辆的前轮转向；和后轮转向操纵装置，其根据方向盘的旋转角度即转向操纵角使车辆的后轮转向，其中，在车速小于车速阈值的情况下，上述后轮转向操纵装置使后轮相对于前轮向相反方向转向。在车速小于车速阈值的情况下，在转向操纵角的绝对值已到达角度阈值的绝对值以后，上述后轮转向操纵装置使后轮的转向角相对于转向操纵角的增加的增加比例急剧增加。

根据该结构，在车速小于车速阈值的情况下，在转向操纵角的绝对值已到达角度阈值的绝对值以后，车辆的旋转半径相对于转向操纵角的增加急剧变小。因此，能够获得更优的小弯转弯性能。

优选本发明的其他方式为，在上述方式的四轮转向操纵装置中，上述前轮转向操纵装置具有：马达，其是转向操纵辅助力的产生源；和控制装置，其根据转向操纵状态控制上述马达，在车速小于车速阈值的情况下，在转向操纵角的绝对值已到达上述角度阈值的绝对值以后，上述控制装置控制上述马达，使转向操纵扭矩相对于转向操纵角的增加的增大比例急剧增加。

根据该结构，在转向操纵角的绝对值已到达角度阈值的绝对值以后，转向操纵扭矩相对于转向操纵角的增加急剧增大。因此，能够通过经由方向盘的手感通知驾驶员相对于转向操纵角的后轮的转向角急剧增大。针对车辆的旋转半径相对于转向操纵角的增加急剧变小，驾驶员能够做好准备，因此在驾驶感觉上不易感到不适。

优选本发明的又一其他方式为，在上述方式的四轮转向操纵装置中，在通过设置在车辆的后部的障碍物传感器检测出车辆的后部的角部已接近障碍物的情况下，即使当转向操纵角的绝对值已到达上述角度阈值的绝对值时，上述后轮转向操纵装置也不进行使后轮的转向角相对于转向操纵角的增加的增加比例急剧增加的控制。

担忧在沿墙壁等障碍物驻车的车辆起步的情况下，在旋转初始，车辆的后部向旋转外侧伸出，由此车辆位于后端的角部与障碍物接触。随着后轮的转向角增大，该现象越容易产生。这是因为随着后轮的转向角增大，车辆的旋转半径变小，并且车辆的后部的伸出量增大。

针对该点，根据上述结构，在通过障碍物传感器检测出车辆后部的角部已接近障碍物的情况下，即使当转向操纵角的绝对值已到达角度阈值的绝对值时，也不进行使后轮的转向角相对于转向操纵角的增加的增加比例急剧增加的控制。因此，能够抑制车辆的旋转半径急剧变小，进而能够抑制车辆的后部向旋转外侧伸出。因此，能够抑制车辆后部的角部与障碍物接触。

优选本发明的又一其他方式为，在上述方式的四轮转向操纵装置中，上述角度阈值被设定为上述方向盘到达物理上的操作范围的极限位置的极限转向操纵角的附近值。在方向盘被操作至物理上的操作范围的极限位置的附近位置的情况下，假定想要以尽可能小的旋转半径使车辆旋转的状况。在这种状况下，优选使车辆的旋转半径尽可能地小。

附图说明

通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明的上述以及其它特征及优点会变得更加清楚，其中，相同的附图标记表示相同的要素，其中，

图1是搭载于车辆的四轮转向操纵装置的第一实施方式的简要结构图。

图2是第一实施方式中的第一ECU的控制框图。

图3是第一实施方式中的第二ECU的控制框图。

图4A是表示第一实施方式中的前轮与后轮的相位关系(反相)的车辆的俯视图。

图4B是表示第一实施方式中的前轮与后轮的相位关系(同相)的车辆的俯视图。

图5中的曲线图A是表示第一实施方式中的转向操纵角与转向操纵扭矩的关系的曲线图、曲线图B是表示第一实施方式中的转向操纵角与后轮的目标转向角的关系的曲线图、曲线图C是表示第一实施方式中的转向操纵角与车辆的旋转半径的关系的曲线图。

图6是第一实施方式中的目标辅助扭矩运算电路的控制框图。

图7是表示比较例中的车辆的旋转特性的俯视图。

图8中的曲线图A是表示第二实施方式中的转向操纵角与转向操纵扭矩的关系的曲线图、曲线图B是表示第二实施方式中的转向操纵角与后轮的目标转向角的关系的曲线图、曲线图C是表示第二实施方式中的转向操纵角与车辆的旋转半径的关系的曲线图。

图9是表示第二实施方式中的后轮的转向控制的切换处理顺序的流程图。

图10是表示第二实施方式中的车辆的旋转特性的俯视图。

具体实施方式

以下，说明本发明的四轮转向操纵装置的第一实施方式。如图1所示，在车辆10搭载有四轮转向操纵装置11。四轮转向操纵装置11具有：前轮转向操纵装置13，其使前轮12FR、12FL转向；和后轮转向操纵装置14，其使后轮12RR、12RL转向。

前轮转向操纵装置13具有：连结方向盘21的转向操纵轴22；转向轴23，其沿车宽方向(图1中的左右方)延伸；和壳体24，其将转向轴23收容为能够往复移动。转向操纵轴22从方向盘21侧依次连结有柱轴25、中间轴26和小齿轮轴27。小齿轮轴27相对于转向轴23交叉。小齿轮轴27的小齿轮齿27a与转向轴23的齿条齿23a啮合。转向轴23的两端分别经由横拉杆28、28和未图示的转向节与左右的前轮12FR、12FL连结。因此，随着方向盘21的旋转操作，转向轴23直线运动，由此变更前轮12FR、12FL的转向角θwf。

作为用于辅助驾驶员对方向盘21的操作的结构，前轮转向操纵装置13具有马达31、减速机构32和小齿轮轴33。马达31是转向操纵辅助力(辅助力)的产生源。作为马达31，采用了三相的无刷马达。马达31的旋转轴经由减速机构32与小齿轮轴33连结。小齿轮轴33的小齿轮齿33a与转向轴23的齿条齿23b啮合。马达31的扭矩作为转向操纵辅助力经由小齿轮轴33施加于转向轴23。转向轴23与马达31的旋转对应地沿车宽方向移动。

前轮转向操纵装置13具有第一ECU(电子控制装置)41。第一ECU41基于在车辆设置的各种传感器的检测结果控制马达31。作为传感器，具有车速传感器42、扭矩传感器43、转向操纵角传感器44和旋转角传感器45。车速传感器42检测车速V。扭矩传感器43设置在柱轴25。扭矩传感器43检测经由方向盘21外加于转向操纵轴22的转向操纵扭矩Ts。转向操纵角传感器44设置在柱轴25中的方向盘21与扭矩传感器43之间。转向操纵角传感器44检测转向操纵轴22的旋转角度即转向操纵角θs。旋转角传感器45设置在马达31。旋转角传感器45检测马达31的旋转角θmf。第一ECU41基于通过上述传感器检测出的车速V、转向操纵扭矩Ts、转向操纵角θs和马达31的旋转角θmf控制马达31。

后轮转向操纵装置14具有沿车宽方向(图1中的左右方)延伸的转向轴51和将转向轴51收容为能够往复移动的壳体52。转向轴51的两端分别经由横拉杆53、53和未图示的转向节与左右的后轮12RR、12RL连结。另外，作为用于对转向轴51施加用于使后轮12RR、12RL转向的动力即转向力的结构，后轮转向操纵装置14具有马达61、减速机构62和小齿轮轴63。马达61是转向力的产生源。作为马达61，采用了三相的无刷马达。马达61的旋转轴经由减速机构62与小齿轮轴63连结。小齿轮轴63的小齿轮齿63a与转向轴51的齿条齿51a啮合。马达61的扭矩作为转向力经由小齿轮轴63施加于转向轴51。因此，通过转向轴51与马达61的旋转对应地沿车宽方向直线运动来变更后轮12RR、12RL的转向角θwr。

后轮转向操纵装置14具有第二ECU71。第二ECU71基于车速V、转向操纵角θs和马达61的旋转角θmr控制马达61。马达61的旋转角θmr通过在马达61设置的旋转角传感器72来检测。

接下来，详细说明第一ECU41。如图2所示，第一ECU41具备驱动电路81和微型计算机82。

作为驱动电路81，例如采用了PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)控制方式的变频器电路。驱动电路81基于通过微型计算机82生成的驱动信号(PWM信号)Scf将从车载的电池等直流电源供给的直流电流变换为三相交流电流。该三相交流电流经由供电路径83供给至马达31。在供电路径83设置有电流传感器84。电流传感器84检测在供电路径83产生的实际的电流值Imf。

微型计算机82具有通过执行已储存在第一ECU41的未图示的存储装置的控制程序来实现的各种运算电路。作为上述运算电路，微型计算机82具备目标辅助扭矩运算电路85、电流指令值运算电路86和驱动信号生成电路87。

目标辅助扭矩运算电路85基于转向操纵扭矩Ts和车速V运算目标辅助扭矩Tas*。目标辅助扭矩Tas*是应使马达31产生的旋转力(扭矩)的目标值。目标辅助扭矩运算电路85将目标辅助扭矩Tas*的绝对值设定为，随着转向操纵扭矩Ts的绝对值变大或者随着车速V变慢而变大的值。

电流指令值运算电路86基于通过目标辅助扭矩运算电路85运算的目标辅助扭矩Tas*运算电流指令值I*。电流指令值运算电路86例如通过目标辅助扭矩Tas*除以马达31的扭矩常量求出电流指令值I*。电流指令值I*是为了使马达31产生目标辅助扭矩Tas*应向马达31供给的电流的目标值。

驱动信号生成电路87进行与马达31的旋转角θmf对应的电流的反馈控制，以使向马达31供给的实际的电流值Imf追随电流指令值I*。驱动信号生成电路87求出电流指令值I*与实际的电流值Imf的偏差，并以该偏差消除的方式生成对驱动电路81的驱动信号Scf。与驱动信号Scf对应的电流通过驱动电路81供给至马达31，由此马达31产生与目标辅助扭矩Tas*对应的旋转力。

接下来，详细说明第二ECU71。如图3所示，第二ECU71具备驱动电路91和微型计算机92。

作为驱动电路91，也采用了PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)控制方式的变频器电路。驱动电路91基于通过微型计算机92生成的驱动信号(PWM信号)Scr将从车载的电池等直流电源供给的直流电流变换为三相交流电流。

微型计算机92具有通过执行已储存在第二ECU71的未图示的存储装置的控制程序来实现的各种运算电路。作为上述运算电路，微型计算机92具备转向角运算电路93、目标转向角运算电路94和驱动信号生成电路95。

转向角运算电路93基于通过旋转角传感器72检测出的马达61的旋转角θmr运算后轮12RR、12RL的实际的转向角θwr。马达61经由减速机构62与小齿轮轴63连结。另外，小齿轮轴63的小齿轮齿63a与转向轴51的齿条齿51a啮合。因此，在马达61的旋转角θmr与小齿轮轴63的旋转角之间、进而在马达61的旋转角θmr与转向轴51的移动量之间具有相关关系。能够利用该相关关系，根据马达61的旋转角θmr求出后轮12RR、12RL的转向角θwr。

目标转向角运算电路94基于转向操纵角θs和车速V运算后轮12RR、12RL的目标转向角θwr*。目标转向角运算电路94使用规定转向操纵角θs与目标转向角θwr*的关系的转向特性映像运算后轮12RR、12RL的目标转向角θwr*。在车速V位于小于车速阈值(例如时速30km/h)的低速域的情况下，和在车速V位于车速阈值以上的中高速域的情况下，目标转向角运算电路94使用具有不同特性的转向特性映像。转向特性映像储存在第二ECU71的存储装置。

在车速V位于小于车速阈值的低速域时，目标转向角运算电路94以后轮12RR、12RL与前轮12FR、12FL的转向方向向相反方向(反相)转向的方式，运算后轮12RR、12RL的目标转向角θwr*。如图4A所示，通过后轮12RR、12RL的转向角θwr和前轮12FR、12FL的转向角θwf成为反相，作为车辆10的整体的旋转半径R1小于车辆10是两轮转向操纵车辆的情况下(后轮12RR、12RL的转向方向被维持为车辆的直行方向的情况下)的旋转半径R2。因此，车辆的小弯转弯性能提高。

在车速V位于车速阈值以上的中高速域时，目标转向角运算电路94以后轮12RR、12RL向与前轮12FR、12FL的转向方向相同的方向(同相)转向的方式，运算后轮12RR、12RL的目标转向角θwr*。如图4B所示，通过后轮12RR、12RL的转向角θwr和前轮12FR、12FL的转向角θwf成为同相，能够确保变换车道或者转弯时的行驶稳定性。如果将后轮12RR、12RL的转向角θwr设定为与前轮12FR、12FL的转向角θwf相同的角度，也能进行向倾斜方向的平行移动。

驱动信号生成电路95进行与马达31的旋转角θmr对应的转向角θwr的反馈控制，以使后轮12RR、12RL的实际的转向角θwr追随目标转向角θwr*。驱动信号生成电路95求出目标转向角θwr*与实际的转向角θwr的偏差，并以使该偏差消除的方式生成对驱动电路91的驱动信号Scr。与驱动信号Scr对应的电流通过驱动电路91供给至马达61，由此马达61以消除目标转向角θwr*与实际的转向角θwr的偏差的方式动作。

接下来，说明在车速V处于低速域的情况下由目标转向角运算电路94使用的转向特性映像。这里，在方向盘21以中立位置为基准正被向左方操作的情况下，转向操纵角θs被处理为正值，在方向盘21以中立位置为基准正被向右方操作的情况下，转向操纵角θs被处理为负值。另外，在方向盘21以中立位置为基准正被向左方操作的情况下，通过扭矩传感器43检测出的转向操纵扭矩Ts被处理为正值，在方向盘21以中立位置为基准正被向右方操作的情况下，通过扭矩传感器43检测出的转向操纵扭矩Ts被处理为负值。

如图5中的曲线图B所示，转向特性映像M1是将横轴作为转向操纵角θs、将纵轴作为后轮12RR、12RL的目标转向角θwr*的映像，规定转向操纵角θs与目标转向角θwr*的关系。转向特性映像M1的特性如下所述。

在转向操纵角θs是与车辆10的直行状态(方向盘21的中立位置)对应的0(零)时，目标转向角θwr*为0(零)。在转向操纵角θs的绝对值是小于角度阈值θth、－θth的绝对值的值时，目标转向角θwr*的绝对值随着转向操纵角θs的绝对值增加缓慢以直线状增加。另外，在转向操纵角θs的绝对值已到达角度阈值θth、－θth的绝对值以后，目标转向角θwr*的绝对值相对于转向操纵角θs的绝对值的增加急剧以直线状增加。即，在转向操纵角θs的绝对值已到达角度阈值θth、－θth的绝对值以后，目标转向角θwr*的绝对值相对于转向操纵角θs的绝对值的增加的增加比例(特性线的倾斜)大于转向操纵角θs的绝对值到达角度阈值θth、－θth的绝对值以前的增加比例。换言之，目标转向角θwr*的绝对值相对于转向操纵角θs的绝对值的增加的增加梯度比转向操纵角θs的绝对值到达角度阈值θth、－θth的绝对值以前的增加梯度陡。

顺便说一下，正负的角度阈值θth、－θth被设定为方向盘21到达物理上的操作范围的极限位置的极限转向操纵角θmax、－θmax的附近值。但是，角度阈值θth、－θth的绝对值是小于极限转向操纵角θmax、－θmax的绝对值的值。方向盘21的极限转向操纵角θmax、－θmax例如是根据在方向盘21设置的螺旋电缆的长度确定的转向操纵角θs的上限值，或者根据转向轴23到达物理上的可动范围的极限位置(转向轴23的端部与壳体24抵接的位置)时的转向操纵角θs决定。

根据转向特性映像M1设定后轮12RR、12RL的目标转向角θwr*，车辆10的旋转半径相对于转向操纵角θs的变化如以下那样变化。如图5的曲线图C所示，在转向操纵角θs的绝对值是小于角度阈值θth、－θth的绝对值的值时，旋转半径R的绝对值随着转向操纵角θs的绝对值增加而缓慢减少。在转向操纵角θs的绝对值已到达角度阈值θth、－θth的绝对值以后，旋转半径R的绝对值相对于转向操纵角θs的增加而急剧减少。即，在转向操纵角θs的绝对值已到达角度阈值θth、－θth的绝对值以后，旋转半径R的绝对值相对于转向操纵角θs的绝对值的增加的减少比例(特性线的倾斜)大于转向操纵角θs的绝对值到达角度阈值θth、－θth的绝对值以前的减少比例。

换言之，旋转半径R的绝对值相对于转向操纵角θs的绝对值的增加的减少梯度比转向操纵角θs的绝对值到达角度阈值θth、－θth的绝对值以前的减少梯度陡。

这里，可以说是，随着转向操纵角θs的绝对值变大，驾驶员想要以更小的旋转半径使车辆10旋转的意图更强。特别是，在转向操纵角θs的绝对值超过极限转向操纵角θmax、－θmax的附近值即角度阈值θth、－θth的绝对值的情况下，也假定驾驶员想要进行所谓快速转弯。针对该点，在本实施方式中，在转向操纵角θs已到达角度阈值θth、－θth以后，使后轮12RR、12RL的目标转向角θwr*的绝对值相对于转向操纵角θs的绝对值的增加的增加比例急剧增加，由此车辆10的旋转半径R急剧变小。即，由于车辆10的小弯转弯性能急剧提高，所以即便是快速转弯也能容易对应。另外，相对于转向操纵角θs的绝对值的增加，后轮12RR、12RL的目标转向角θwr*的绝对值急剧增加，由此驾驶员的旋转操作也变简单。因此，能够满足驾驶员想要以尽可能小的旋转半径旋转车辆10的要求。

然而，因为在转向操纵角θs已到达角度阈值θth、－θth以后，相对于转向操纵角θs的绝对值的增加，车辆10的旋转半径R的绝对值急剧变小，所以担忧驾驶员可能会感觉驾驶感觉有不适感。因此，在本实施方式中，通过使转向操纵扭矩Ts变化，向驾驶员报告后轮12RR、12RL的转向特性急剧变化。转向操纵扭矩Ts的特性的一个例子如以下所述。

如图5的曲线图A所示，在转向操纵角θs的绝对值是小于角度阈值θth、－θth的绝对值的值时，转向操纵扭矩Ts的绝对值随着转向操纵角θs的绝对值增加而缓慢增加。在转向操纵角θs的绝对值已到达角度阈值θth、－θth的绝对值以后，相对于转向操纵角θs的绝对值的增加，转向操纵扭矩Ts的绝对值急剧增加。即，在转向操纵角θs的绝对值已到达角度阈值θth、－θth的绝对值以后，转向操纵扭矩Ts的绝对值相对于转向操纵角θs的绝对值的增加的增加比例(增加梯度)大于转向操纵角θs的绝对值到达角度阈值θth、－θth的绝对值以前的增加比例。

顺便说一下，图5的曲线图A所示的转向操纵扭矩Ts的特性通过目标辅助扭矩运算电路85中的目标辅助扭矩Tas*的控制来实现。具体的一个例子如以下所述。

如图6所示，目标辅助扭矩运算电路85具有基本辅助扭矩运算电路85a、修正量运算电路85b和减法器85c。

基本辅助扭矩运算电路85a使用与车速V对应地规定转向操纵扭矩Ts与基本辅助扭矩Tas的关系的三维映像运算基本辅助扭矩Tas。基本辅助扭矩运算电路85a将基本辅助扭矩Tas的绝对值设定为，随着转向操纵扭矩Ts的绝对值变大或者随着车速V变慢而变大的值。基本辅助扭矩Tas是目标辅助扭矩Tas*的基础成分。

修正量运算电路85b使用规定转向操纵角θs与修正量Tc的关系的修正映像运算对基本辅助扭矩Tas的修正量Tc。修正映像具有遵照图5的曲线图A所示的转向操纵扭矩Ts的特性的特性。在转向操纵角θs的绝对值已到达角度阈值θth、－θth的绝对值以后，修正量Tc的绝对值相对于转向操纵角θs的绝对值的增加而急剧增大。

减法器85c通过从基本辅助扭矩Tas减去修正量Tc运算目标辅助扭矩Tas*。因此，目标辅助扭矩Tas*、进而马达31产生的转向操纵辅助力对应于修正量Tc减少。因此，在转向操纵角θs的绝对值已到达角度阈值θth、－θth的绝对值以后，相对于转向操纵角θs的绝对值的增加，转向操纵辅助力的绝对值急剧减少，由此转向操纵扭矩Ts的绝对值急剧增加。

驾驶员通过手感感到转向操纵扭矩Ts急剧增加，能够识别如果在此以上向转向操纵角θs的绝对值增加的方向操作方向盘21，后轮12RR、12RL的转向特性急剧变化，即相对于转向操纵角θs的绝对值的增加，车辆10的旋转半径R会急减。因此，驾驶员例如在使车辆10快速转弯的情况下，认识到后轮12RR、12RL的转向特性急剧变化之后，敢于操作方向盘21。因此，能够抑制驾驶员感到车辆举动或者驾驶感觉具有不适感。

根据第一实施方式，能够获得以下效果。

(1)在车辆10在低速域行驶时，在转向操纵角θs的绝对值已到达角度阈值θth、－θth的绝对值以后，相对于转向操纵角θs的绝对值的增加，后轮12RR、12RL的目标转向角θwr*的绝对值急剧增加。因此，能够获得更优的小弯转弯性能。

(2)在转向操纵角θs的绝对值已到达角度阈值θth、－θth的绝对值以后，相对于转向操纵角θs的绝对值的增加，转向操纵扭矩Ts的绝对值急剧增大。因此，驾驶员能够通过经由方向盘21的手感知道相对于转向操纵角θs的增加，后轮12RR、12RL的转向角θwr急剧增大的情况。由于驾驶员能够针对车辆10的旋转半径R急剧变小的情况做好准备，所以在驾驶感觉上不易感到不适。

(3)角度阈值θth、－θth被设定为方向盘21到达物理上的操作范围的极限位置的极限转向操纵角θmax、－θmax的附近值。在方向盘21被操作至物理上的操作范围的极限位置的附近位置时，假定想要以尽可能小的旋转半径R使车辆10旋转的状况。在这种状况下，优选尽可能减小车辆10的旋转半径R。

接下来，说明四轮转向操纵装置的第二实施方式。本实施方式的四轮转向操纵装置基本上具有与之前的图1～图3所示的第一实施方式相同的结构。

如图7所示，在作为四轮转向操纵车辆的车辆10旋转时，通过使后轮12RR、12RL与前轮12FR、12FL向相反方向转向，作为车辆10的整体的旋转半径R1确实小于车辆10是两轮转向操纵车辆时的旋转半径R2。但是，在车辆10的旋转初期，与两轮转向操纵车辆的情况相比，车辆10的后部朝向旋转外侧伸出更大。

即，在后轮12RR、12RL的转向方向被维持为车辆的直行方向的两轮转向操纵车辆时，如图7中虚线箭头A2所示，车辆后端的角部(例如后保险杠的角部)Pc以两轮转向操纵车辆的旋转中心C2为中心，一边描绘后轮12RR、12RL的大致沿转向方向的移动轨迹一边旋转。因此，两轮转向操纵车辆位于后端的角部Pc不会相对于直行行驶时的车辆的外侧面向旋转外侧伸出。

与此相对，在作为四轮转向操纵车辆的车辆10的情况下，如图7中实线箭头A1所示，车辆后端的角部Pc以四轮转向操纵车辆的旋转中心C1为中心，一边描绘与前轮12FR、12FL向相反相位转向的后轮12RR、12RL大致沿转向操纵方向的移动轨迹一边旋转。其结果是，车辆后端的角部Pc在旋转初期比直行行驶时的车辆10的外侧面更向旋转外侧伸出。

因此，例如，在沿墙壁等障碍物Wo驻车的车辆10起步时，在旋转初始，车辆10的后部向旋转外侧伸出，由此担忧车辆10位于后端的角部Pc与障碍物Wo接触。随着后轮12RR、12RL的转向角θwr变大，该现象越容易产生。这是因为随着后轮12RR、12RL的转向角θwr变大，车辆10的旋转半径变小，并且车辆10的后部的伸出量增大。

因此，在本实施方式中，采用了以下结构作为四轮转向操纵装置。

如图10所示，在车辆10位于后端的左右2个角部Pc、Pc分别设置有障碍物传感器10R、10L。障碍物传感器10R、10L非接触地检测出车辆10的角部Pc已接近墙壁等障碍物Wo。

在第二ECU71的存储装置中，除转向特性映像M1之外，还储存有图8的曲线图B所示的转向特性映像M2。第二ECU71基于障碍物传感器10R、10L的检测结果，在转向特性映像M1与转向特性映像M2之间切换在后轮12RR、12RL的目标转向角θwr*的运算中使用的转向特性映像。在转向特性映像M2中，与产品规格等对应地具有例如在图8的曲线图B中实线所示的第一特性、或者在图8的曲线图B中双点划线所示的第二特性。

转向特性映像M2的第一特性如以下所述。

如图8的曲线图B中实线所示，在转向操纵角θs的绝对值是小于正负的角度阈值θth、－θth的绝对值的值时，目标转向角θwr*的绝对值随着转向操纵角θs的绝对值增加而缓慢以直线状增加。另外，在转向操纵角θs的绝对值已到达正负的角度阈值θth、－θth的绝对值以后，无论转向操纵角θs的绝对值如何，目标转向角θwr*的绝对值被维持为恒定值。针对该点，转向特性映像M2的特性与转向特性映像M1的特性不同。

通过根据转向特性映像M2设定后轮12RR、12RL的目标转向角θwr*，相对于转向操纵角θs的变化，车辆10的旋转半径R如以下那样变化。

如图8的曲线图C中实线所示，在转向操纵角θs的绝对值是小于角度阈值θth、－θth的绝对值的值时，旋转半径R的绝对值随着转向操纵角θs的绝对值增加而缓慢减小。在转向操纵角θs的绝对值已到达角度阈值θth、－θth的绝对值以后，无论转向操纵角θs如何，旋转半径R的绝对值被维持为恒定的值。与转向特性映像M1不同，在转向操纵角θs的绝对值已到达角度阈值θth、－θth的绝对值以后，旋转半径R的绝对值不会急剧变小。

这样，在使用转向特性映像M2运算后轮12RR、12RL的目标转向角θwr*的情况下，由于后轮12RR、12RL的转向特性不会急剧变化，所以也无需使转向操纵扭矩Ts急剧变化来向驾驶员报告该转向特性的急剧变化。因此，在使用转向特性映像M2运算后轮12RR、12RL的目标转向角θwr*的情况下，转向操纵扭矩Ts被如下那样控制。

如图8的曲线图A所示，在方向盘21的操作范围(0≤│θs│≤│±θmax│)的整个区域中，转向操纵扭矩Ts的绝对值随着转向操纵角θs的绝对值增加而缓慢以直线状增加。

转向特性映像M2的第二特性如以下所述。

如图8的曲线图B中双点划线所示，无论转向操纵角θs的值如何，目标转向角θwr*的绝对值一律被维持为0(零)。在采用了具有该第二特性的转向特性映像M2的情况下，与通常的两轮转向操纵车辆相同，无论转向操纵角θs如何，后轮12RR、12RL被保持为与直行状态对应的转向操纵中立位置。另外，在采用了具有第二特性的转向特性映像M2的情况下，如图8的曲线图C中双点划线所示，车辆10的旋转半径R与前轮12FR、12FL的转向角θwf对应地被保持为恒定。转向操纵扭矩Ts被控制为与图8的曲线图A所示的具有第一特性的转向特性映像M2相同。

接下来，说明第二ECU71对后轮12RR、12RL的转向控制的切换处理顺序。这里，车速V是小于车速阈值(例如30km/h)的低速域。

如图9的流程图所示，第二ECU71通过障碍物传感器10R、10L中的任一个判定障碍物Wo是否已被检测出(步骤S101)。在通过障碍物传感器10R、10L中的任一个判定为障碍物Wo未被检测出时(在步骤S101中为否)，第二ECU71使用转向特性映像M1执行后轮12RR、12RL的转向控制(步骤S102)。在通过障碍物传感器10R、10L中的任一个判定为障碍物Wo已被检测出时(在步骤S101中为是)，第二ECU71使用转向特性映像M2执行后轮12RR、12RL的转向控制(步骤S102)。

根据第二实施方式，能够获得以下的作用和效果。

如图10中实线所示，例如考虑使后轮12RR、12RL与前轮12FR、12FL向反相转向从而沿墙壁等障碍物Wo驻车的车辆10旋转起步的情况。此时，如图10中虚线所示，随着车辆10的旋转，车辆10后部的角部Pc(这里为左侧的角部Pc)接近障碍物Wo。而且，以角部Pc相对于障碍物Wo的接近通过障碍物传感器10R、10L中的任一个被检测出为契机，从使用转向特性映像M1的后轮12RR、12RL的转向控制向使用转向特性映像M2的后轮12RR、12RL的转向控制切换。

这里，在转向特性映像M2例如具有第二特性(后轮12RR、12RL的转向角θwr始终被设定为0)的情况下，后轮12RR、12RL向转向操纵中立位置变更。其结果是，车辆10的旋转中心从为四轮转向操纵时的旋转中心C1向为两轮转向操纵时的旋转中心C2移动。之后，如图10中单点划线所示，车辆10后部的角部Pc不会在此以上向旋转外侧伸出，与通常的两轮转向操纵车辆相同，能够以从障碍物Wo离开的方式旋转。因此，能够抑制车辆10后部的角部Pc与障碍物Wo接触。

另外，在转向特性映像M2具有第一特性的情况下，即，在相对于转向操纵角θs的绝对值的增加，后轮12RR、12RL的目标转向角θwr*的绝对值缓慢增加的情况下，即使当转向操纵角θs的绝对值已到达角度阈值θth、－θth的绝对值以上时，后轮12RR、12RL的转向角θwr的绝对值也不会急剧增大。因此，能够抑制车辆10位于后部的角部Pc与障碍物Wo接触。

此外，第一和第二实施方式也可以如以下那样变更来实施。在第一和第二实施方式中，第一ECU41和第二ECU71通过转向操纵角传感器44检测出转向操纵角θs，但也可以基于通过旋转角传感器45检测出的马达31的旋转角θmf求出转向操纵角θs。马达31经由减速机构32、小齿轮轴33和转向轴23与转向操纵轴22连结。因此，在马达31的旋转角θmf与转向操纵角θs之间具有相关关系。因此，能够根据马达31的旋转角θmf求出转向操纵角θs。根据该结构，按照车辆10的规格等，对于未设置有转向操纵角传感器44的车辆10，也能适当地对应。

在第一和第二实施方式中，作为前轮转向操纵装置13，采用了对转向轴23施加马达31的扭矩的结构，但例如也可以采用对转向操纵轴22(柱轴25)施加马达31的扭矩的结构。

在第一实施方式中，作为前轮转向操纵装置13，具有通过对转向轴23施加马达31的扭矩来辅助转向操纵的结构，但也可以根据车辆10的规格等省略辅助转向操纵的结构。此时，仅通过驾驶员的转向操纵使前轮12FR、12FL转向。

在第二实施方式中，也可以在通过障碍物传感器10R、10L中的任一个检测出车辆10后部的角部Pc已接近障碍物Wo的情况下，当转向操纵角θs的绝对值已到达角度阈值θth、－θth的绝对值时，使后轮12RR、12RL向与前轮12FR、12FL相同的方向转向。这样的话，虽然也基于后轮12RR、12RL的转向角θwr，但车辆10也能沿前轮12FR、12FL和后轮12RR、12RL的转向方向以从障碍物Wo离开的方式平行移动。因此，能够抑制车辆10后部的角部Pc与障碍物Wo接触。

在第一和第二实施方式中，也可以如以下那样设定转向操纵角θs与车辆旋转半径(旋转半径R)的关系。即，在转向操纵角θs的绝对值从零至角度阈值θth、－θth的绝对值为止的角度范围，实现在进行通常的转向操作时需要确保的常用使用域的车辆旋转半径。另外，在转向操纵角θs的绝对值大于角度阈值θth、－θth的绝对值的角度范围，实现在通常的转向操作中无需确保的非常用使用域的车辆旋转半径。由此，在转向操纵角θs的绝对值从零至作为转向特性的切换点的角度阈值θth、－θth的绝对值为止的角度范围，进行重视了驾驶员和乘客的感受(驾驶感觉、乘车感觉等)的自然度的控制。另外，虽然在转向操纵角θs的绝对值大于角度阈值θth、－θth的绝对值的角度范围，进行重视了小弯转弯性能的控制，但由于该角度范围是非常用使用域，所以能够抑制对驾驶员或者乘客的影响。

Claims (5)

1.一种四轮转向操纵装置，具有：

前轮转向操纵装置，其使车辆的前轮转向；和

后轮转向操纵装置，其根据方向盘的旋转角度即转向操纵角使车辆的后轮转向，

其中，

在车速小于车速阈值的情况下，所述后轮转向操纵装置使后轮相对于前轮向相反方向转向，

在车速小于车速阈值的情况下，在转向操纵角的绝对值已到达角度阈值的绝对值以后，所述后轮转向操纵装置使后轮的转向角相对于转向操纵角的增加的增加比例急剧增加。

2.根据权利要求1所述的四轮转向操纵装置，其中，

所述前轮转向操纵装置具有：

马达，其是转向操纵辅助力的产生源；和

控制装置，其根据转向操纵状态控制所述马达，

在车速小于车速阈值的情况下，在转向操纵角的绝对值已到达所述角度阈值的绝对值以后，所述控制装置控制所述马达，使转向操纵扭矩相对于转向操纵角的增加的增大比例急剧增加。

3.根据权利要求1或2所述的四轮转向操纵装置，其中，

在通过设置在车辆的后部的障碍物传感器检测出车辆的后部的角部已接近障碍物的情况下，即使当转向操纵角的绝对值已到达所述角度阈值的绝对值时，所述后轮转向操纵装置也不进行使后轮的转向角相对于转向操纵角的增加的增加比例急剧增加的控制。

4.根据权利要求1或2所述的四轮转向操纵装置，其中，

所述角度阈值被设定为所述方向盘到达物理上的操作范围的极限位置的极限转向操纵角的附近值。

5.一种四轮转向操纵装置，具有：

前轮转向操纵装置，其使车辆的前轮转向；和

后轮转向操纵装置，其根据方向盘的旋转角度即转向操纵角使车辆的后轮转向，

其中，

在车速小于车速阈值的情况下，所述后轮转向操纵装置使后轮相对于前轮向相反方向转向，

在通过设置在车辆的后部的障碍物传感器检测出车辆的后部的角部已接近障碍物的情况下，当转向操纵角的绝对值已到达所述角度阈值的绝对值时，所述后轮转向操纵装置使后轮朝向与车辆的直行状态对应的转向操纵中立位置复原，或者使后轮向与前轮相同的方向转向。