JP2002187564A - 後輪操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低速域での車両の小回り性向上と車両後端の
張り出しの抑制という相反する事象を両立可能とし、か
つドライバーに違和感を感じさせない後輪操舵制御装置
を提供すること。 【解決手段】 発進時から所定距離Ｘsoeだけ走行する
間はつなぎ制御（ステップ２０３〜２１４等）により、
また所定距離Ｘsoeだけ走行した後は通常制御（ステッ
プ２１５〜２１７等）により、目標後輪舵角δrsを演算
し、通常制御は、少なくとも所定車速以下では目標後輪
舵角δrsを実前輪舵角δfと逆相に演算するもの（ステ
ップ２０１）であり、つなぎ制御は、原則的には通常制
御を行なったと仮定した場合に演算される仮の目標後輪
舵角δr0を目標後輪舵角δrsとして演算するとともに
（ステップ２１０）、仮の目標後輪舵角δr0が制限値δ
rlimitsを超える場合には、目標後輪舵角δrsを制限値
δrlimitsに抑える（ステップ２１２）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の運動状態に
応じ、前輪のみならず後輪をも操舵し車両の走行安定性
等を向上することができる後輪操舵制御装置に関し、特
に、所定車速以下にて後輪を逆相操舵する場合の車両後
端の張り出しを防止するための目標後輪舵角の設定に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両の運動状態に応じ、前輪
のみならず後輪をも操舵し車両の走行安定性や小回り性
を向上することができる後輪操舵制御装置が知られてい
る。かかる後輪操舵装置においては、車両の各運動状態
に応じ、前輪舵角に対しいかに最適な目標後輪舵角を設
定するかが問題となるところ、例えば、刊行物「自動車
の操舵系と操安性」（発行所：株式会社 山海堂、著
者：カヤバ工業株式会社、第１刷発行日：平成８年９月
１０日）の１９６頁の「7.5.3横すべり零化４ＷＳ制
御」の欄（以下、「刊行物１」という。）によれば、車
体スリップ角（車両の進行方向と車両の前後方向との偏
差角）に着目し、常時この車体スリップ角を零にするよ
うに、所定車速以下では前輪舵角に比例して後輪舵角を
逆相に制御して小回り性を確保しつつ、所定車速以上で
は前輪舵角に比例して後輪舵角を同相に制御することに
より操安性に優れた理想の車両特性が得られることが記
載されている（以下、本制御を「舵角比例制御」とい
う。図１５参照。）。

【０００３】しかし、かかる刊行物１に記載の舵角比例
制御を行うと、停止時から発進するような低速域の場合
に、後輪が前輪に対して逆相に操舵されるため、小回り
性は向上するものの、車両の後端（特に車両最後端部の
肩部）が張り出して、車両横側の障害物に接触してしま
うという問題がある。

【０００４】そこで、かかる車両後端の張り出しという
問題を解消しつつ小回り性をも確保するため、例えば刊
行物「社団法人自動車技術会学術講演会前刷集８８２昭
和６３−１０」の「１０５ ４ＷＳ車の張り出しを抑制
する一制御手法」（以下、「刊行物２」という。）に記
載されているように、車両の前端軌跡に車両の後端を追
従させるように後輪舵角を制御する手法が提案されてい
る。具体的には、車両前端の走行軌跡を所定のサンプリ
ング距離ごとに記憶しておき、それらサンプル点のう
ち、その時点にて車両後端との距離が最も近い直近サン
プル点での車両前端進行方向と車両後端の進行方向とが
一致するように後輪舵角値を制御するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる刊行物
２に記載の制御手法を採用すると、停止時からの発進直
後においてステアリングを切り込んでいくと、後輪舵角
が前輪舵角に対して一旦同相に制御されてから逆相に制
御されるという事態が発生することが分かっている（図
１７の左側のグラフのｃ領域を参照）。かかる事態が発
生すると、ドライバーにとっては違和感を感じることに
繋がり、また、無駄な後輪操舵により後輪操舵に必要な
消費エネルギーも増大することに繋がる。

【０００６】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、低速域での車両の小回り性向上と車両
後端の張り出しの抑制という相反する事象を両立可能と
し、かつドライバーに違和感を感じさせない後輪操舵制
御装置を提供することを課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、少なくとも車速、実前輪舵角及び実後輪
舵角を検出する検出手段と、検出手段の検出結果に基づ
いて目標後輪舵角を演算する目標後輪舵角演算手段と、
検出手段により検出された実後輪舵角が目標後輪舵角演
算手段により演算された目標後輪舵角になるように制御
する後輪舵角制御手段とを有する後輪操舵制御装置であ
って、目標後輪舵角演算手段は、発進時から起算される
走行距離を検出する走行距離検出手段を有するととも
に、発進時から所定距離だけ走行する間は、つなぎ制御
により目標後輪舵角を演算し、所定距離だけ走行した後
は、通常制御により目標後輪舵角を演算し、通常制御
は、少なくとも所定車速以下では目標後輪舵角を実前輪
舵角と逆相に演算するものであり、つなぎ制御は、原則
的には通常制御を行なったと仮定した場合に演算される
仮の目標後輪舵角を目標後輪舵角として演算するととも
に、所定条件下においては、走行距離検出手段により検
出された走行距離の増加に応じて、目標後輪舵角を、仮
の目標後輪舵角に徐々に合致させるように演算すること
を特徴とする後輪操舵制御装置とした。

【０００８】本発明によれば、通常制御は、少なくとも
所定車速以下では目標後輪舵角を実前輪舵角と逆相に演
算するものを採用しており、発進時から所定距離だけ走
行する間は、通常制御とは異なるつなぎ制御を行なう。
このつなぎ制御は、原則的には通常制御を行なったと仮
定した場合に演算される仮の目標後輪舵角を目標後輪舵
角として演算するとともに、所定条件下においては、走
行距離の増加に応じて、目標後輪舵角を、仮の目標後輪
舵角に徐々に合致させるように演算する。

【０００９】従って、かかる「所定距離」及び「所定条
件」を適切に設定することにより、発進時からステアリ
ングを切り込み所定車速以下にて走行し、通常制御を行
なったと仮定した場合に演算される仮の目標後輪舵角が
実前輪舵角に対して逆相に大きな値となってしまう場合
においても、演算される目標後輪舵角は、走行距離の増
加に応じて仮の目標後輪舵角に徐々に合致させられ、走
行距離が増加しないと、大舵角である仮の目標後輪舵角
に到達していかないように制御することができる。ま
た、この過程においては、目標後輪舵角は少なくとも実
前輪舵角に対して逆相に制御されており、前述の刊行物
２に記載の制御手法を採用した場合のような後輪が一旦
同相に操舵されるといった現象も発生しない。よって、
発進時から直ちに通常制御を行なった場合に比して、本
発明のように発進時から所定距離だけ走行する間つなぎ
制御を行なうことにより、車両の小回り性向上と車両後
端の張り出しの抑制という相反する事象を互いに高レベ
ルにて両立可能とし、かつドライバーに違和感を感じさ
せない後輪操舵制御装置を提供することができる。

【００１０】より好ましくは、目標後輪舵角演算手段
は、つなぎ制御段階において走行距離検出手段により検
出された走行距離の増加に応じて徐々に広がった目標後
輪舵角の制限範囲を設定する制限範囲設定手段を有し、
つなぎ制御は、仮の目標後輪舵角が制限範囲を超える範
囲にある場合に、目標後輪舵角を、制限範囲内に収まる
ように演算するようにすることが望ましい。

【００１１】このように、走行距離の増加に応じて徐々
に広がった目標後輪舵角の制限範囲を設定することによ
り、目標後輪舵角は、発進から起算される走行距離が増
加しないうちは、たとえ上記仮の目標後輪舵角が実前輪
舵角と逆相に大舵角に制御されるような場合において
も、上記制限範囲内に収まるように制御される。従っ
て、かかる制限範囲を適当な範囲に設定しておけば、車
両の小回り性向上と車両後端の張り出しの抑制という相
反する事象を互いに高レベルにて両立させることが容易
になる。

【００１２】また、上記のように走行距離の増加に応じ
て徐々に広がった目標後輪舵角の制限範囲を設定する場
合において、発進時における実後輪舵角が既に制限範囲
を超えている範囲にある場合には、まず発進時における
実後輪舵角を発進時の目標後輪舵角として設定し、その
後目標後輪舵角が制限範囲内に収まるまでの間は、原則
的には一制御周期前の目標後輪舵角を目標後輪舵角とし
て演算するとともに、仮の目標後輪舵角の絶対値が目標
後輪舵角の絶対値より小さい場合のみ仮の目標後輪舵角
を目標後輪舵角として演算することが望ましい。

【００１３】このようにすれば、発進時における実後輪
舵角が既に目標後輪舵角の制限範囲を超えている範囲に
ある場合には、目標後輪舵角が制限範囲内に収まるまで
の間は、原則的には一定値である発進時における実後輪
舵角がそのまま目標後輪舵角として演算され、仮の目標
後輪舵角の絶対値が目標後輪舵角の絶対値より小さい場
合のみ目標後輪舵角がより絶対値の小さな当該仮の目標
後輪舵角に更新されることになる。従って、発進時から
目標後輪舵角が制限範囲内に収まるまでの間は、目標後
輪舵角の絶対値は、少なくとも発進時における実後輪舵
角の絶対値より大きくなることがない。目標後輪舵角の
制限範囲は走行距離の増加に応じて徐々に広がっている
ので、かかる演算を継続していくと、やがて目標後輪舵
角は制限範囲内に収まることになるが、目標後輪舵角が
制限範囲内に収まった後は、原則的には仮の目標後輪舵
角がそのまま目標後輪舵角として演算され、仮の目標後
輪舵角が制限範囲を超える場合にのみ、目標後輪舵角は
制限範囲内に収まるように演算される。よって、このよ
うに目標後輪舵角を制御することにより、発進時におけ
る実後輪舵角が既に目標後輪舵角の制限範囲を超えてい
る範囲にある場合においても、発進直後の段階にて不用
意に目標後輪舵角が実前輪舵角と逆相に大きく演算され
ることがなく、車両の小回り性向上と車両後端の張り出
しの抑制という相反する事象を互いに高レベルにて両立
させることが容易になる。

【００１４】また、上述した本発明において、つなぎ制
御は、発進時における実後輪舵角を発進時の目標後輪舵
角として設定し、その後の目標後輪舵角を、走行距離検
出手段により検出された走行距離の増加に応じた所定の
割合にて、通常制御を行なったと仮定した場合に演算さ
れる仮の目標後輪舵角に徐々に合致させるように演算し
てもよい。

【００１５】このようにつなぎ制御を行なうことによ
り、発進時からステアリングを切り込み所定車速以下に
て走行し、通常制御を行なったと仮定した場合に演算さ
れる仮の目標後輪舵角が実前輪舵角に対して逆相に大き
な値となってしまう場合においても、演算される目標後
輪舵角は、走行距離の増加に応じた所定の割合にて、仮
の目標後輪舵角に徐々に合致させられ、走行距離が増加
しないと、大舵角である仮の目標後輪舵角に到達してい
かないように制御することができる。また、この過程に
おいては、目標後輪舵角は少なくとも実前輪舵角に対し
て逆相に制御されており、前述の刊行物２に記載の制御
手法を採用した場合のような後輪が一旦同相に操舵され
るといった現象も発生しない。よって、発進時から直ち
に通常制御を行なった場合に比して、本発明のように発
進時から所定距離だけ走行する間つなぎ制御を行なうこ
とにより、車両の小回り性向上と車両後端の張り出しの
抑制という相反する事象を互いに高レベルにて両立可能
とし、かつドライバーに違和感を感じさせない後輪操舵
制御装置を提供することができる。

【００１６】以上、本発明について説明してきたが、か
かる説明は、走行距離検出手段にて検出される走行距離
が車両の走行に応じて連続的に付与される場合を想定し
ている。しかし、走行距離検出手段にて検出される走行
距離が車両の走行に応じて所定パルス間隔ごとに離散的
に付与される場合には、走行距離に応じて演算される上
述した目標後輪舵角の制限範囲及び目標後輪舵角も離散
的に演算されてしまう。かかる場合には、以下のように
して、目標後輪舵角の制限範囲及び目標後輪舵角の離散
値を補間して連続値に補正するとよい。

【００１７】すなわち、目標後輪舵角の制限範囲につい
ては、制限範囲設定手段は、少なくとも過去のパルス入
力時点にて演算された制限範囲離散値をもとに補間して
連続値である補正制限範囲を演算する補正制限範囲演算
手段を有し、補正制限範囲演算手段は、少なくとも過去
のパルス入力時点にて演算された制限範囲離散値及び最
新パルス入力時点以前の所定時点における補正制限範囲
をもとに、最新パルス入力時点以降次回パルス入力時点
までの現在の補正制限範囲を算出し、この現在の補正制
限範囲を制限範囲として演算するのがよい。

【００１８】また、目標後輪舵角については、目標後輪
舵角演算手段は、少なくとも過去のパルス入力時点にて
演算された目標後輪舵角離散値をもとに補間して連続値
である補正目標後輪舵角を演算する補正目標後輪舵角演
算手段を有し、補正目標後輪舵角演算手段は、少なくと
も過去のパルス入力時点にて演算された目標後輪舵角離
散値及び最新パルス入力時点以前の所定時点における補
正目標後輪舵角をもとに、最新パルス入力時点以降次回
パルス入力時点までの現在の補正目標後輪舵角を算出
し、この現在の補正目標後輪舵角を目標後輪舵角として
演算するのがよい。

【００１９】このように、目標後輪舵角の制限範囲及び
目標後輪舵角の離散値を連続値に補正演算するにあた
り、少なくとも過去のパルス入力時点にて演算された離
散値のみならず最新パルス入力時点以前の所定時点にお
ける補正連続値をも考慮に入れて、最新パルス入力時点
以降次回パルス入力時点までの現在の補正連続値を演算
するので、補正演算された結果である現在の補正連続値
は、過去の増減傾向及び過去における離散値と補正連続
値との偏差をも考慮に入れた信頼性の高い値となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を用いて説明する。まず、図１を用いて、車両全体の
基本構造及び後輪操舵制御装置の作動について簡単に説
明する。図１は、本発明に係る後輪操舵制御装置を含ん
だ４ＷＳ車両の概念図である。車両１において、前輪３
には、車輪速センサ９（検出手段）が配設されており、
車輪速センサ９の出力値により車両１の車速を検出して
いる。また、車輪速センサ９は、前輪３が所定角度回転
するごとに（つまり所定距離走行するごとに）パルスを
発することを利用して、発進時からのパルス数をカウン
トすることにより、走行距離センサ（走行距離検出手
段）としての機能をも有している。後輪５には、後輪５
を操舵するためのアクチュエータ１５（後輪舵角制御手
段）が連結されており、アクチュエータ１５には、
（実）後輪舵角センサ１３（検出手段）が配設されてい
る。ステアリング７には、（実）前輪舵角センサ１１
（検出手段）が配設されており、ステアリング７の回転
に伴い操舵される前輪３の実舵角量を検出している。シ
フト位置センサ２３は、変速機のシフト位置を検出して
おり、ヨーレートセンサ１７は、車両１に発生している
ヨーレートを検出している。これら前輪舵角センサ１
１、後輪舵角センサ１３、車輪速センサ９、シフト位置
センサ２３、及びヨーレートセンサ１７の出力は、コン
トローラ２１（後輪舵角制御手段、目標後輪舵角演算手
段）に入力され、コントローラ２１は、これら各種セン
サの出力結果に基づいて最適な目標後輪舵角を演算し、
アクチュエータ１５に指令を与え、実後輪舵角が目標後
輪舵角になるようにアクチュエータ１５が後輪５を操舵
制御する。

【００２１】次に、上記のような本発明に係る後輪操舵
制御装置を含んだ４ＷＳ車両において、本発明にかかる
後輪操舵制御装置が、目標後輪舵角をどのように設定
し、後輪５を操舵制御するかについて、図２〜図１５を
用いて説明する。なお、図２は、本発明にかかる後輪操
舵制御装置が目標後輪舵角をどのように設定するかを説
明するに際し、説明に必要な各種物理量を記号にて表現
し、これら各種記号についての説明を加えたものであ
る。以下、まず第１実施形態について説明する。なお、
第１実施形態は、請求項１，２，３，５に記載の発明に
対応するものである。

【００２２】図３は、本発明にかかる後輪操舵制御装置
が後輪５を操舵制御する際にコントローラ２１が実行す
るメインルーチンの流れを示したものである。図３にお
いて、イグニッション１９がＯＮされるとメインルーチ
ンがスタートし、ステップ１０１に進み、各諸変数の初
期化処理が実行される。かかる初期化処理の具体的な内
容な図４に示すごとくである。初期化処理が実行される
と、ステップ１０２へ進む。ステップ１０２以降ステッ
プ１０５までの処理は、その後繰り返しループ処理され
る部分である。なお、かかるループ処理が実行されてい
る間に、車両１が走行することにより車輪速センサ９か
らの車速パルスが入力されることになるが、かかる車速
パルスが入力されるタイミングごとに、割込み処理とし
て図５に示すような車速センサパルス入力処理が随時実
行される。

【００２３】ステップ１０２では、制御周期Ｔｓ（例え
ば６ｍｓｅｃ）が経過したか否かが判断され、制御周期
Ｔｓが経過していなければ経過するまで次の処理を保留
する。制御周期Ｔｓが経過した段階で次のステップ１０
３へ進む。ステップ１０３では、車輪速センサ９、前離
舵角センサ１１等の各種センサからの信号を取り込み、
現在の車両の各状況を把握する。

【００２４】ステップ１０４では、ステップ１０３にて
入力された各種センサからの情報をもとに目標後輪舵角
を演算する。この目標後輪舵角演算ルーチンの詳細につ
いては、後述する。ステップ１０４にて目標後輪舵角を
演算したら、ステップ１０５へ進み、後輪舵角センサ１
３から検出される実後輪舵角がステップ１０４にて演算
した目標後輪舵角になるように、例えばＰＩＤ制御等を
用いてサーボ制御を行なう。これにより、後輪５は、適
切な舵角に制御される。

【００２５】以上、図３を用いて、コントローラ２１が
実行するメインルーチンの流れを説明した。次に、図６
を用いて、ステップ１０４にて実行される目標後輪舵角
演算ルーチンについて詳述する。なお、この第１実施形
態においては、「通常制御」として、前述した舵角比例
制御を採用している。かかる舵角比例制御の後輪／前輪
舵角比マップは、図１５に示すごとく設定されており、
所定車速以下では、目標後輪舵角は実前輪舵角と逆相に
演算され、所定車速以上では、目標後輪舵角は実前輪舵
角と同相に演算されるようになっている。

【００２６】図６において、まずステップ２０１にて、
前輪舵角センサ１１より検出した実前輪舵角δf、及び
車輪速センサ９より検出した車速ｖをもとに、通常制御
目標後輪舵角δr0（仮の目標後輪舵角）を演算する。

【００２７】次に、ステップ２０２へ進み、変数ｍｏｄ
ｅが「０」か「１」かを判断する。「ｍｏｄｅ＝０」は
つなぎ制御段階に対応し、「ｍｏｄｅ＝１」は通常制御
段階に対応している。なお、演算開始時には、ステップ
１０１の初期化処理ルーチンにて図４に示すごとく「ｍ
ｏｄｅ＝０」の状態となっているので、演算開始時は、
必ずつなぎ制御段階が実行されることになる。

【００２８】以下、まずは、つなぎ制御段階を示すステ
ップ２０３〜ステップ２１４について説明する。ステッ
プ２０３では、図１３に示される後輪舵角制限値マップ
（制限範囲設定手段）により、発進時から起算される現
在の走行距離時点における後輪舵角制限値δrlimit（制
限範囲離散値）を演算する。図１３に示すごとく、後輪
舵角制限値δrlimitは、発進時からつなぎ制御終了距離
Ｘsoe（所定距離）までの間、０°〜１０°まで比例的
に増加するように設定されている。発進時から起算され
る現在の走行距離は、１車速パルス間距離Ｘssに車速パ
ルス計数値nssを乗算することにより、離散的に算出さ
れる。従って、走行距離の関数として演算される後輪舵
角制限値δrlimitも離散的に演算されることになる。な
お、車速パルス計数値nssについては、演算開始時に
は、ステップ１０１の初期化処理ルーチンにて図４に示
すごとく「nss＝０」となっており、その後、図５に示
す割り込み処理が実行されるタイミングごとに１づつ加
算されていくことになる。

【００２９】次に、ステップ２０４へ進み、ステップ２
０３にて離散的に演算された後輪舵角制限値δrlimitを
補間して連続値である補正後輪舵角制限値δrlimits
（補正制限範囲）を演算する。図１１は、この補間演算
の過程を模式的に表現した図である。ステップ２０４に
示すごとく、補正後輪舵角制限値δrlimitsは、１制御
周期前の前回δrlimitsであるδrlimits1に、所定の勾
配に制御周期Ｔｓを乗算して算出される増分を加算して
いくことにより算出される。この所定の勾配は、分数表
記されており、分母は（t0−t1）、すわわち最新車速パ
ルス入力時t0から前回車速パルス入力時t1までにかかっ
た時間とし、分子は（２δrlimit−δrlimit1−δrlimi
tst0）、すなわちt0時後輪舵角制限値δrlimit（離散
値）からt1時後輪舵角制限値δrlimit1（離散値）を減
算した値にt0時後輪舵角制限値δrlimit（離散値）から
t0時δrlimitsであるδrlimitst0を減算した値（連続
値）を加算した値としている。すなわち、この所定の勾
配は、図１１を用いて考察すると、離散値同士を示した
２点である点（t1，δrlimit1）と点（t0，δrlimit）
とを結んだ直線の勾配より、t0時（所定時点）における
補間前の離散値である後輪舵角制限値δrlimitから補正
後の連続値であるδrlimitst0を減算した値（偏差）に
相当する勾配分だけ大きい値となる。つまり、最新車速
パルス入力時点t0以降次回車速パルス入力時点（まだ入
力されていない）までの間において連続値である補正後
輪舵角制限値δrlimitsを算出する際には、過去の（t0
時以前の）増減傾向をもとに、少なくとも最新車速パル
ス入力時点t0（所定時点）での離散値と連続値との偏差
を相殺する方向に算出されることになる。よって、次回
車速パルス入力時点において算出されるであろう離散値
と次回車速パルス入力時点において算出されるであろう
連続値である補正後輪舵角制限値δrlimitsとの偏差を
効果的に抑制できる可能性が高くなる。従って、ステッ
プ２０４に記載の手法にて演算される補正後輪舵角制限
値δrlimitsは信頼性の高い値といえる。なお、上述し
た所定の勾配を、（δrlimit−δrlimitst0）／（t0−t
1）又は、（δrlimit−δrlimitst1）／（t0−t1）とし
てもよい。また、t0,t1及びステップ２０４にて使用す
る各諸変数については、演算開始時には、ステップ１０
１の初期化処理ルーチンにて図４に示すような初期値が
付与されており、その後、図５に示す割り込み処理が実
行されるタイミングごとに各諸変数が更新されていくこ
とになる。

【００３０】ステップ２０４が実行されると、次にステ
ップ２０５に進み、次の制御周期時にてステップ２０４
を実行する際の準備として、前回δrlimitsであるδrli
mits1に現在のδrlimitsを代入しておく。

【００３１】ステップ２０６では、変数ｆｌａｇが
「０」か「１」かを判断する。「ｆｌａｇ＝０」は仮の
目標後輪舵角である通常制御目標後輪舵角δr0の絶対値
がステップ２０４にて演算した補正後輪舵角制限値δrl
imitsより大きい場合、すなわち仮の目標後輪舵角が制
限範囲を超えている場合に対応し、「ｆｌａｇ＝１」は
δr0の絶対値がδrlimits以下の場合、すなわち仮の目
標後輪舵角が制限範囲内に収まっている場合に対応して
いる。なお、演算開始時には、ステップ１０１の初期化
処理ルーチンにて図４に示すごとく「ｆｌａｇ＝０」の
状態となっているので、演算開始時は、必ず仮の目標後
輪舵角が制限範囲を超えている場合の処理が実行される
ことになる。

【００３２】以下、まずは、仮の目標後輪舵角が制限範
囲を超えている場合の処理を示すステップ２０７〜ステ
ップ２１０について説明する。ステップ２０７では、δ
r0の絶対値がδrlimits以下か否かを判断する。δr0の
絶対値がδrlimits以下となっていれば、次回の制御周
期時にて仮の目標後輪舵角が制限範囲内に収まっている
場合の処理（ステップ２１１，２１２）を実行させるた
め、その準備としてステップ２０８にてｆｌａｇ＝１を
実行しておきステップ２０９へ進む。δr0の絶対値がδ
rlimitsより大きければ、ステップ２０８を実行せず、
ｆｌａｇ＝０のままステップ２０９へ進む。

【００３３】ステップ２０９では、仮の目標後輪舵角δ
r0の絶対値が、補正目標後輪舵角δrsの絶対値より小さ
いか否かを判断する。ここで、補正目標後輪舵角δrs
は、図６に示す目標後輪舵角演算ルーチンにて演算する
最終演算対象である目標後輪舵角に対応するものであ
る。ステップ２０９にてδr0の絶対値がδrsの絶対値よ
り小さい場合には、ステップ２１０にてδrsにδr0が代
入されてステップ２１３へ進む。ステップ２０９にてδ
r0の絶対値がδrsの絶対値以上の場合には、ステップ２
１０を処理せずステップ２１３へ進む。なお、演算開始
時には、ステップ１０１の初期化処理ルーチンにて図４
に示すごとくδrsには、発進時における実後輪舵角δｍ
が入力されている。従って、ステップ２０９，２１０で
は、原則的には発進時における実後輪舵角δｍがそのま
ま目標後輪舵角である補正目標後輪舵角δrsとして演算
され、仮の目標後輪舵角δr0の絶対値がδrsの絶対値よ
り小さい場合のみ補正目標後輪舵角δrsがより絶対値の
小さなδr0に更新されることになる。従って、発進時か
ら目標後輪舵角が制限範囲内に収まるまでの間は、目標
後輪舵角である補正目標後輪舵角δrsの絶対値は、少な
くとも発進時における実後輪舵角δｍの絶対値より大き
くなることがない。

【００３４】次に、仮の目標後輪舵角が制限範囲内に収
まっている場合の処理を示すステップ２１１，ステップ
２１２について説明する。ステップ２１１では、仮の目
標後輪舵角であるδr0の絶対値がステップ２０４にて演
算したδrlimitsより大きいか否かを判断する。δr0の
絶対値がδrlimitsより大きければ、ステップ２１２に
てδrsに符号付にてδrlimitsの値を代入してステップ
２１３へ進む。δr0の絶対値がδrlimits以下であれ
ば、ステップ２１０にてδrsにδr0を代入してステップ
２１３へ進む。従って、ステップ２１１，２１２では、
原則的には仮の目標後輪舵角δr0がそのまま目標後輪舵
角δrsとして演算され（ステップ２１０）、仮の目標後
輪舵角δr0が制限範囲を超える場合にのみ、目標後輪舵
角δrsは制限値δrlimitsに抑えられる（ステップ２１
２）。

【００３５】次にステップ２１３にて、走行距離Ｘss・
nssがつなぎ制御終了距離Ｘsoe以上となっているか否か
を判断する。走行距離Ｘss・nssがＸsoe以上となってい
れば、次の制御周期からはつなぎ制御段階から通常制御
段階へ移行させる必要があるので、その準備としてステ
ップ２１４にてｍｏｄｅ＝１とした後に図３に示すメイ
ンルーチンに復帰しステップ１０５以降を実行する。ス
テップ２１３にて走行距離Ｘss・nssがＸsoeに達してい
なければ、次の制御周期もつなぎ制御を実行する必要が
あるので、ステップ２１４を実行せずｍｏｄｅ＝０のま
まメインルーチンに復帰してステップ１０５以降を実行
する。

【００３６】以上、つなぎ制御段階について説明した。
次に、通常制御段階を示すステップ２１５〜ステップ２
１７について説明する。通常制御段階であるので、ステ
ップ２１５にて、ステップ２０１にて演算した仮の目標
後輪舵角でもある通常制御目標後輪舵角δr0をそのまま
最終的な演算対象である目標後輪舵角に相当するδrsに
代入する。

【００３７】ステップ２１６では、シフト位置センサ２
３により検出したシフト位置が「Ｐ又はＮ」になってい
るか否かを判断する。シフト位置が「Ｐ又はＮ」以外に
なっていれば、車両１は走行中であると判断し、ステッ
プ２１３，２１４を経てメインルーチンへと復帰し、次
の制御周期時にもこの通常制御段階の制御を実行する。
ステップ２１６にてシフト位置が「Ｐ又はＮ」になって
いれば、車両１は停止したと判断し、ステップ２１７に
て初期化処理を実行する。すなわちこの時点にて、車両
１は「発進」したと判断している。この初期化処理の内
容は、ステップ１０１の初期化処理と全く同様である。
従って、ステップ２１６にてシフト位置が「Ｐ又はＮ」
になっていれば、ｍｏｄｅ＝０，nss＝０となっている
ので、ステップ２１３にてＸss・nssがＸsoeより小さく
なり、ステップ２１４を経ずにｍｏｄｅ＝０のままメイ
ンルーチンへ復帰する。従って、次の制御周期時からは
つなぎ制御段階の制御を実行することになる。なお、ス
テップ２１７の初期化処理において、ステップ２１２の
処理も併せて行い、車両１の停止中に、後輪舵角を制限
範囲内に戻すこととしてもよい。

【００３８】以上、本発明に係る後輪操舵制御装置の第
１実施形態について説明した。なお、既述したとおり、
車輪速センサ９は、前輪３が所定角度回転するごとに
（つまり所定距離走行するごとに）パルスを発するタイ
プのものを想定しているが、かかるタイプにおいては、
極低速領域ではパルス検知が困難なものもある。このよ
うな場合は、発進後最初のパルスが検知されるまでの
間、ヨーレートセンサ１７により検出されるヨーレート
γを利用して車速ｖを検出する方法を採用するのがよ
い。この方法を図１０に示すフローチャートを用いて説
明する。図１０は、図６におけるステップ２０３〜ステ
ップ２０５までの処理を代替したものであり、ステップ
２２２〜ステップ２２４までは、図６のステップ２０３
〜ステップ２０５と全く同様である。すなわち、ステッ
プ２１８においてnss＝０でなければ発進後最初のパル
スが検知されているので、ステップ２２２以降へ進み、
図６に示したステップ２０３以降の内容と同じ内容の演
算を実行する。ステップ２１８においてnss＝０であれ
ば、発進後最初のパルスが検知されていないので、ステ
ップ２１９へ進み、上述したヨーレートγを利用して車
速ｖを算出する手法により車速ｖを算出する。ステップ
２１９にて車速ｖを算出したら、ステップ２２０にて、
発進時から起算される走行距離ｘを演算する。ｘは、制
御周期Ｔｓにステップ２１９にて算出したｖを乗算した
値を加算（積算）していくことで演算される。ステップ
２２１では、ステップ２２０にて算出したｘを値を図１
３に示す後輪舵角制限値マップに代入することにより後
輪舵角制限値δrlimit（連続値）を演算する。ステップ
２２１を実行したら図６に示すステップ２０６に復帰し
て以降の処理を続行する。

【００３９】次に、本発明に係る後輪操舵制御装置の第
２実施形態について、図７〜図９を用いて説明する。な
お、第２実施形態は、請求項４及び６に記載の発明に対
応するものである。また、以下の第２実施形態について
説明は、第１実施形態との相違点のみに言及するものと
する。

【００４０】第２実施形態と第１実施形態との相違点
は、図３に示すメインルーチンのうちのステップ１０１
に示す初期化処理の内容（図７参照）、車輪速センサ９
からの車速パルスが入力されるごとに随時実行される割
り込み処理の内容（図８参照）、及びつなぎ制御段階の
制御内容の一部（図９におけるステップ３０３〜ステッ
プ３０５）のみである。以下、図９におけるステップ３
０３〜ステップ３０５について説明する。

【００４１】ステップ３０３では、図１４に示す後輪舵
角収束比率マップにより、発進時から起算される現在の
走行距離Ｘss・nss時点における収束比率（所定の割
合）を演算し、離散値である目標後輪舵角δr（目標後
輪舵角離散値）を、この収束比率を用いて、発進時実後
輪舵角δrbからステップ３０１にて演算される仮の目標
後輪舵角であるδr0まで徐々に合致させるように演算す
る。図１４に示すごとく、この収束比率は、発進時から
つなぎ制御終了距離Ｘsoe（所定距離）までの間、０〜
１まで比例的に増加するように設定されている。従っ
て、走行距離がゼロのときは、δrはδrbとなり、走行
距離がＸsoeに達すると、δrはδr0となる。前述の第１
実施形態との最も大きな相違点は、つなぎ制御段階にお
いて、第１実施形態においては、仮の目標後輪舵角δr0
がそのまま目標後輪舵角になる場合があるが（図６のス
テップ２１０参照）、第２実施形態においては、走行距
離がＸsoeに達するまでは仮の目標後輪舵角δr0がその
まま目標後輪舵角になることがないという点である。

【００４２】次に、ステップ３０４へ進み、ステップ３
０３にて離散的に演算された目標後輪舵角δrを補間し
て連続値である補正目標後輪舵角δrs（補正目標後輪舵
角）を演算する。図１２は、この補間演算の過程を模式
的に表現した図である。ステップ３０４にて実行する補
間演算の過程は、第１実施形態における図６に示すステ
ップ２０４にて実行する補間演算の過程と全く同一であ
るので、詳細な説明を省略する。

【００４３】ステップ３０４が実行されると、次にステ
ップ３０５に進み、次の制御周期時にてステップ３０４
を実行する際の準備として、前回δrsであるδrs1に現
在のδrsを代入しておく。ステップ３０５が実行される
と、ステップ３０６へ進む。ステップ３０６以降の処理
は、第１実施形態における図６に示すステップ２１３以
降にて実行する処理と全く同一であるので、詳細な説明
を省略する。

【００４４】以上、本発明に係る後輪操舵制御装置の第
２実施形態について、第１実施形態との相違点のみを説
明した。上述した本発明に係る後輪操舵制御装置の第１
及び第２実施形態にて説明したように、本発明によれ
ば、発進時からステアリングを切り込み所定車速以下に
て走行し、通常制御を行なったと仮定した場合に演算さ
れる仮の目標後輪舵角が実前輪舵角に対して逆相に大き
な値となってしまう場合においても、演算される目標後
輪舵角は、走行距離の増加に応じて仮の目標後輪舵角に
徐々に合致させられ、走行距離が増加しないと、大舵角
である仮の目標後輪舵角に到達していかないように制御
することができる。また、この過程においては、目標後
輪舵角は少なくとも実前輪舵角に対して逆相に制御され
ており、前述の刊行物２に記載の制御手法を採用した場
合のような後輪が一旦同相に操舵されるといった現象も
発生しない。よって、発進時から直ちに通常制御を行な
った場合に比して、本発明のように発進時から所定距離
だけ走行する間つなぎ制御を行なうことにより、車両の
小回り性向上と車両後端の張り出しの抑制という相反す
る事象を互いに高レベルにて両立可能とし、かつドライ
バーに違和感を感じさせない後輪操舵制御装置を提供す
ることができる。

【００４５】なお、既述した実施形態においては、走行
距離について、１車速パルス間距離Xssに車速パルス計
数値nssを乗算して算出する例を示したが、例えば、車
輪速センサ９により出力されるパルスが入力されるごと
に演算される車速に、パルス入力時間間隔を乗算して、
この演算結果を加算していくことで、発進時からの走行
距離を算出する手法を用いてもよい。

【００４６】また、既述した実施形態においては、「発
進」の判断時期について、シフト位置が「Ｐ又はＮ」に
なったときを「発進」と判断しているが、例えば、シフ
ト位置が「Ｐ又はＮ」から「Ｐ又はＮ」以外に切換わっ
たときを「発進」と判断してもよいし、車速がゼロより
大きくなったときを「発進」と判断してもよい。さらに
は、車速がゼロより大きくなり、かつブレーキペダルを
離したときを「発進」と判断してもよい。

【００４７】また、車輪速センサ９を、出力値が連続値
となるいわゆる対地車速センサを使用してもよいことは
いうまでもない。対地車速センサを使用すれば、上述し
たような離散値を連続値に補間する処理を行なう必要が
なくなる。

【００４８】図１６及び図１７は、従来技術における後
輪操舵装置等を採用した場合と本発明における後輪操舵
装置を採用した場合とで車両運動シミュレーションを行
い、その結果を比較したものである。図１６は、２ＷＳ
車両（後輪舵角はゼロ）、舵角比例制御、刊行物２に記
載の制御、及び本発明の第１実施形態による制御を採用
した場合において、ステアリング角５４５°（左）（前
輪左舵角３８．９３°）、車速５km/h一定にてＵターン
を想定した場合の車両運動軌跡のシミュレーション結果
をそれぞれ示している。旋回幅ａ及び後端張出量ｂは図
示したとおりである。図１６の結果から明らかなよう
に、旋回幅ａについて、本発明の第1実施形態による制
御の場合は、舵角比例制御の場合よりは大きくなってい
るものの、２ＷＳ車両の場合よりも小さくなっている。
また、後端張出量ｂについて、本発明の第1実施形態に
よる制御の場合は、刊行物２に記載の制御の場合よりは
大きくなっているものの、舵角比例制御の場合よりも小
さくなっている。これらは、予測される結果と完全に一
致する。すなわち、本発明によれば、低速域での車両の
小回り性向上と車両後端の張り出しの抑制という相反す
る事象を高いレベルで両立していることがわかる。

【００４９】また、図１７は、刊行物２に記載の制御を
行なった場合及び本発明の第1実施形態による制御を行
なった場合について、図１６における車両運動シミュレ
ーションを行なった場合の、車速ｖと、目標後輪舵角δ
rsの推移をそれぞれ示している。図１７において、左側
のグラフは刊行物２に記載の制御を行なった場合を示
し、右側のグラフは本発明の第1実施形態による制御を
行なった場合を示している。なお、目標後輪舵角δrsの
値は、正方向が前輪と同相側（左側）、負方向が前輪と
逆相側（右側）を示している。また、本発明の第1実施
形態による制御を行なった場合については、つなぎ制御
段階から通常制御段階に渡る全ての段階において、仮の
目標後輪舵角は−１０°一定となっており、発進時の実
後輪舵角はゼロになっているものとする。図１７の結果
からわかるように、刊行物２に記載の制御を行なった場
合には、発進時から２秒程度の間は、後輪が前輪と同相
に操舵制御されており（ｃ領域参照）、前述したとお
り、この動きは、ドライバーにとっては違和感を感じる
ことに繋がる。しかし、本発明の第1実施形態による制
御を行なった場合には、つなぎ制御段階（発進から４秒
程度の間）において、δrsは、ゼロから仮の目標後輪舵
角−１０°（逆相）まで徐々に近づいていくことが分か
る。従って、本発明によれば、ドライバーに違和感を感
じさせることなく、車両の小回り性向上と車両後端の張
り出しの抑制という相反する事象を互いに高レベルにて
両立できることがわかる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低速域での車両の小回り性向上と車両後端の張り出しの
抑制という相反する事象を両立可能とし、かつドライバ
ーに違和感を感じさせない後輪操舵制御装置を提供する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る後輪操舵制御装置を含んだ４ＷＳ
車両の概念図である。

【図２】車両に関する各種物理量を記号にて表現し、こ
れら各種記号についての説明を示したものである。

【図３】コントローラが実行するメインルーチンの流れ
を示したフローチャートである。

【図４】本発明の第１実施形態における初期化処理を示
すフローチャートである。

【図５】本発明の第１実施形態における割り込み処理を
示すフローチャートである。

【図６】本発明の第１実施形態における目標後輪舵角演
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２実施形態における初期化処理を示
すフローチャートである。

【図８】本発明の第２実施形態における割り込み処理を
示すフローチャートである。

【図９】本発明の第２実施形態における目標後輪舵角演
算ルーチンを示すフローチャートである。

【図１０】本発明の第１実施形態における補間処理ルー
チンの代替例を示したフローチャートである。

【図１１】本発明の第１実施形態における補間演算の過
程を模式的に表現した図である。

【図１２】本発明の第２実施形態における補間演算の過
程を模式的に表現した図である。

【図１３】後輪舵角制限値マップを示した図である。

【図１４】後輪舵角収束比率マップを示した図である。

【図１５】舵角比例制御における後輪／前輪舵角比マッ
プを示した図である。

【図１６】各種制御手法を採用した場合において、所定
条件にてＵターンを想定した場合の車両運動軌跡のシミ
ュレーション結果を示した図である。

【図１７】刊行物２に記載の制御手法を採用した場合
と、本発明における第１実施形態にかかる制御手法を採
用した場合において、図１６と同じ条件にてシミュレー
ションを行なった場合の、車速と目標後輪舵角の推移を
示した図である。

【符号の説明】

１ 車両 ３ 前輪 ５ 後輪 ９ 車輪速センサ（検出手段、走行距離検出手段） １１ 前輪舵角センサ（検出手段） １３ 後輪舵角センサ（検出手段） １５ アクチュエータ（後輪舵角制御手段） ２１ コントローラ（後輪舵角制御手段、目標後輪舵角
演算手段、制限範囲設定手段、補正制限範囲演算手段、
補正目標後輪舵角演算手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｄ 125:00 Ｂ６２Ｄ 125:00 137:00 137:00

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも車速、実前輪舵角及び実後輪
   舵角を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に
   基づいて目標後輪舵角を演算する目標後輪舵角演算手段
   と、前記検出手段により検出された実後輪舵角が前記目
   標後輪舵角演算手段により演算された目標後輪舵角にな
   るように制御する後輪舵角制御手段とを有する後輪操舵
   制御装置であって、前記目標後輪舵角演算手段は、発進
   時から起算される走行距離を検出する走行距離検出手段
   を有するとともに、発進時から所定距離だけ走行する間
   は、つなぎ制御により前記目標後輪舵角を演算し、前記
   所定距離だけ走行した後は、通常制御により前記目標後
   輪舵角を演算し、前記通常制御は、少なくとも所定車速
   以下では前記目標後輪舵角を実前輪舵角と逆相に演算す
   るものであり、前記つなぎ制御は、原則的には前記通常
   制御を行なったと仮定した場合に演算される仮の目標後
   輪舵角を前記目標後輪舵角として演算するとともに、所
   定条件下においては、前記走行距離検出手段により検出
   された走行距離の増加に応じて、前記目標後輪舵角を、
   前記仮の目標後輪舵角に徐々に合致させるように演算す
   ることを特徴とする後輪操舵制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記目標後輪舵角演
   算手段は、前記つなぎ制御段階において前記走行距離検
   出手段により検出された走行距離の増加に応じて徐々に
   広がった前記目標後輪舵角の制限範囲を設定する制限範
   囲設定手段を有し、前記つなぎ制御は、前記仮の目標後
   輪舵角が前記制限範囲を超える範囲にある場合に、前記
   目標後輪舵角を、前記制限範囲内に収まるように演算す
   ることを特徴とする後輪操舵制御装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記つなぎ制御は、
   発進時における前記実後輪舵角が前記制限範囲を超える
   範囲にある場合には、発進時における前記実後輪舵角を
   発進時の前記目標後輪舵角として設定し、前記目標後輪
   舵角が前記制限範囲内に収まるまでの間は、原則的には
   一制御周期前の前記目標後輪舵角を前記目標後輪舵角と
   して演算するとともに、前記仮の目標後輪舵角の絶対値
   が前記目標後輪舵角の絶対値より小さい場合のみ前記仮
   の目標後輪舵角を前記目標後輪舵角として演算すること
   を特徴とする後輪操舵制御装置。
4. 【請求項４】 少なくとも車速、実前輪舵角及び実後輪
   舵角を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に
   基づいて目標後輪舵角を演算する目標後輪舵角演算手段
   と、前記検出手段により検出された実後輪舵角が前記目
   標後輪舵角演算手段により演算された目標後輪舵角にな
   るように制御する後輪舵角制御手段とを有する後輪操舵
   制御装置であって、前記目標後輪舵角演算手段は、発進
   時から起算される走行距離を検出する走行距離検出手段
   を有するとともに、発進時から所定距離だけ走行する間
   は、つなぎ制御により前記目標後輪舵角を演算し、前記
   所定距離だけ走行した後は、通常制御により前記目標後
   輪舵角を演算し、前記通常制御は、少なくとも所定車速
   以下では前記目標後輪舵角を実前輪舵角と逆相に演算す
   るものであり、前記つなぎ制御は、発進時における前記
   実後輪舵角を発進時の前記目標後輪舵角として設定し、
   その後の前記目標後輪舵角を、前記走行距離検出手段に
   より検出された走行距離の増加に応じた所定の割合に
   て、前記通常制御を行なったと仮定した場合に演算され
   る仮の目標後輪舵角に徐々に合致させるように演算する
   ことを特徴とする後輪操舵制御装置。
5. 【請求項５】 請求項２又は３において、前記走行距離
   検出手段にて検出される走行距離が所定パルス間隔ごと
   に離散的に付与される場合には、前記制限範囲設定手段
   は、少なくとも過去のパルス入力時点にて演算された制
   限範囲離散値をもとに補間して連続値である補正制限範
   囲を演算する補正制限範囲演算手段を有し、前記補正制
   限範囲演算手段は、少なくとも過去のパルス入力時点に
   て演算された前記制限範囲離散値及び最新パルス入力時
   点以前の所定時点における前記補正制限範囲をもとに、
   最新パルス入力時点以降次回パルス入力時点までの現在
   の補正制限範囲を算出し、前記現在の補正制限範囲を前
   記制限範囲として演算することを特徴とする後輪操舵制
   御装置。
6. 【請求項６】 請求項４において、前記走行距離検出手
   段にて検出される走行距離が所定パルス間隔ごとに離散
   的に付与される場合には、前記目標後輪舵角演算手段
   は、少なくとも過去のパルス入力時点にて演算された目
   標後輪舵角離散値をもとに補間して連続値である補正目
   標後輪舵角を演算する補正目標後輪舵角演算手段を有
   し、前記補正目標後輪舵角演算手段は、少なくとも過去
   のパルス入力時点にて演算された前記目標後輪舵角離散
   値及び最新パルス入力時点以前の所定時点における前記
   補正目標後輪舵角をもとに、最新パルス入力時点以降次
   回パルス入力時点までの現在の補正目標後輪舵角を算出
   し、前記現在の補正目標後輪舵角を前記目標後輪舵角と
   して演算することを特徴とする後輪操舵制御装置。