JP2005335631A - ４輪転舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操舵感を悪化させることなく、直進安定性の確保を実現できる４輪転舵制御装置を提供する。
【解決手段】ステアリング装置７を介して前輪８，８を転舵させるステアリングホイール６の操舵角を検出し、操舵角検出値を出力する操舵角センサ１と、操舵角検出値に応じて後輪転舵角に対し転舵指令を出力する後輪転舵コントローラ５と、を備えた４輪転舵制御装置において、後輪転舵コントローラ５は、ステアリング装置７の遊び量に相当する前輪転舵角の微小領域で、後輪転舵角を直進状態に保持するとともに、操舵角検出値に所定のヒステリシスを設定した操舵角ヒステリシス出力値に基づいて、後輪転舵角を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、操舵角に応じて後輪を転舵制御する４輪転舵制御装置の技術分野に属する。

従来の４輪転舵制御装置は、直進走行時、ステアリング装置の遊び量に対応する、前輪転舵角の極めて小さな範囲内で前輪が転舵されたとき、後輪を直進走行時の転舵角のまま保持することにより、直進安定性を確保している（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−３３０４４４号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、例えば高速道路でのレーンチェンジなど、操舵角中立位置をまたぐ操舵が行われたとき、操舵角中立位置付近で一瞬後輪が停止するため、運転者に違和感を与えるという問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、操舵感を悪化させることなく、直進安定性の確保を実現できる４輪転舵制御装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明では、前輪転舵機構を介して前輪を転舵させるステアリング操作手段の操舵角を検出し、操舵角検出値を出力する操舵角検出手段と、前記操舵角検出値に応じて後輪転舵角に対し転舵指令を出力する後輪転舵制御手段と、を備えた４輪転舵制御装置において、
前記前輪転舵機構の遊び量に相当する前輪転舵角の領域で、後輪転舵角を直進状態に保持する不感帯設定手段と、
前記操舵角検出値に所定のヒステリシスを設定し、操舵角ヒステリシス出力値を出力する操舵角ヒステリシス設定手段と、
を設け、
前記後輪転舵制御手段は、前記操舵角ヒステリシス出力値に基づいて転舵指令を出力することを特徴とする。

本発明の４輪転舵制御装置にあっては、不感帯設定手段により、前輪転舵機構の遊び量に相当する前輪転舵角の微小領域で、後輪転舵角が直進状態に保持されるため、直進走行時の安定性が確保される。
また、後輪転舵制御手段は、操舵角ヒステリシス設定手段が出力した操舵角ヒステリシス出力値に基づいて後輪を転舵させるため、上記前輪転舵角の前輪転舵角微小領域をまたぐ操舵が行われた場合、後輪の動きを止めることがなく、運転者に違和感を与えない。
すなわち、不感帯設定手段と操舵角ヒステリシス設定手段により、操舵感を悪化させることなく、直進安定性の確保を実現できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１，２に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の４輪転舵制御装置を適用した車両のシステムブロック図であり、実施例１の４輪転舵制御装置は、操舵角センサ（操舵角検出手段）１と、車速センサ２と、後輪転舵角センサ３と、後輪転舵アクチュエータ４と、後輪転舵コントローラ（後輪転舵制御手段）５とを備えている。

操舵角センサ１は、ステアリングホイール（ステアリング操作手段）６の操舵角を検出する。ステアリングホイール６への操舵入力は、ステアリング装置（前輪転舵機構）７を介して前輪８，８へ伝達され、操舵角に応じて前輪８，８を転舵させる。車速センサ２は、車体速を検出する。後輪転舵角センサ３は、後輪９，９の転舵角を検出する。後輪転舵アクチュエータ４は、後輪９，９を転舵させる。

後輪転舵コントローラ５は、操舵角と車速に基づいて後輪転舵角指令値を算出し、後輪転舵アクチュエータ４に対し制御信号を出力する。また、後輪転舵コントローラ５は、ステアリング装置７の遊び量に相当する前輪転舵角の微小領域で、後輪転舵アクチュエータ４に対し、後輪９，９の転舵角を直進状態に保持する制御信号を出力する（不感帯設定手段に相当）。

図２は、後輪転舵コントローラ５の制御ブロック図であり、後輪転舵コントローラ５は、ヒステリシス演算部（操舵角ヒステリシス設定手段）５０１と、車両運動目標値設定部５０２と、後輪転舵角指令値演算部５０３と、後輪転舵サーボ演算部５０４とを備えている。

ヒステリシス演算部５０１は、操舵角センサ１からの操舵角検出値θにヒステリシスを設定し、ヒステリシスに応じた操舵角ヒステリシス出力値θhを演算する。

車両運動目標値設定部５０２は、ヒステリシス演算部５０１の出力である操舵角ヒステリシス出力値θhおよび車速センサ２からの車速検出値Ｖに基づいて、車両運動目標値としての目標ヨーレートψ_M'と、目標ヨー角加速度ψ_M"とを算出する。

後輪転舵角指令値演算部５０３は、車両運動目標値設定部５０２からの目標ヨーレートψ_M'および目標ヨー角加速度ψ_M"と、操舵角ヒステリシス出力値θhおよび車速検出値Ｖとに基づいて、後輪転舵角指令値δ_RMを算出する。

後輪転舵サーボ演算部５０４は、後輪転舵角センサ３からの後輪転舵角検出値δ_Rが後輪転舵角指令値δ_RMに一致するような制御信号を後輪転舵アクチュエータ４へ供給する。

ヒステリシス演算部５０１では、操舵角センサ１からの操舵角検出値θに対して、ステアリング装置７の遊び量に対応するヒステリシスを設定する。以降の各演算には操舵角ヒステリシス出力値θhを用いる。ヒステリシスの設定方法は後述する。

車両運動目標値設定部５０２では、下記の式(1)に示す、操舵角ヒステリシス出力値θhと目標ヨーレートψ_M'との間の伝達関数に基づいて、操舵角ヒステリシス出力値θhに対する、車両運動目標値としての目標ヨーレートψ_M'を算出する。
ψ_M'/θh＝Gψ'・{ω_n ²(n₁s+1)}/(s²+２ζω_nS+ω_n ²) …(1)
なお、式(1)中のGψ'，ω_n，n₁およびζは車速依存定数であって、Gψ'はヨーレートゲイン、ω_nは固有角周波数、n₁は零点相当値、ζは減衰係数である。これら車速依存定数は、あらかじめ設定した車速と車速依存定数との対応を表す制御マップに基づいて設定される。

前記車速依存定数は、操舵角ヒステリシス出力値θhの変化に対するヨーレートψ'の応答特性において、ヨーレートゲインGψ'は定常ゲイン、すなわち、操舵角に対する定常的なヨーレートを特定し、固有角周波数ω_nはその振動周波数を特定し、零点相当値n₁は操舵角の変化に対するヨーレートの立ち上がりの速さ、つまり、ヨーレートの立ち上がり特性を特定し、減衰係数ζは収束の速さ、つまり、ヨーレートの収束性を特定している。

したがって、車速依存定数を所定の応答特性となり得る値に設定し、設定した車速依存定数と式(1)とに基づき算出した目標ヨーレートψ_M'の応答特性は、所定の応答特性となる。

よって、車速依存定数を車速に応じて設定することにより、目標ヨーレートψ_M'の応答特性は、車速に応じて異なる応答特性となり、また、ヨーレートゲインGψ'、固有角周波数ω_n、零点相当値n₁、減衰係数ζを個別に変更することによって、例えば定常ゲインのみ、あるいは振動周波数のみが異なる応答特性を得ることができる。

後輪転舵角指令値演算部５０３では、車両運動目標値設定部５０２からの目標ヨーレートψ_M'および目標ヨー角加速度ψ_M"と、操舵角ヒステリシス出力値θhおよび車速センサ２からの車速検出値Ｖに基づいて、下記の式(2)から２自由度車両運動方程式の逆計算によって、目標ヨーレートψ_M'に、実際のヨーレートを一致させ得る後輪転舵角を算出し、これを後輪転舵角指令値δ_RMとする。
δ_RM＝β_R+(Ｖ_Y-Ｌ_R・ψ_M')/Ｖ …(2)
β_R＝Ｃ_R/Ｋ_R
Ｃ_R＝(Ｌ_F・Ｃ_F-Ｉ_Z・ψ_M"/2)/Ｌ_R
Ｃ_F＝ｅＫ_F・β_F
β_F＝θh/Ｎ-(Ｖ_Y+Ｌ_F・ψ_M')/Ｖ
Ｖ_Y＝∫Ｖ_Y'dt
Ｖ_Y＝(2Ｃ_F+2Ｃ_R)/Ｍ-Ｖ・ψ_M'

なお、式中、Ｖ_Yは車両横速度、β_Fは前輪横すべり角、β_Rは後輪横すべり角、Ｌ_Fは前車軸から車両重心点までの距離、Ｌ_Rは後車軸車両重心点までの距離、Ｃ_Fは前輪のコーナリングフォース、Ｃ_Rは後輪のコーナリングフォース、Ｋ_Rは車両の後輪のコーナリングパワー、ｅＫ_Fは車両の前輪の等価コーナリングパワー（前輪のコーナリングパワーであるが、ステアリング剛性の影響による操舵角に対するコーナリングパワーの低下分も加味した値）、Ｉ_Zは車両のヨー慣性モーメント、Ｍは車両の質量、Ｎはステアリングギア比、をそれぞれ表している。

後輪転舵サーボ演算部５０４では、後輪転舵角指令値演算部５０３で求めた後輪転舵角指令値δ_RMと、後輪転舵角センサ３からの後輪転舵角検出信号δ_Rとの偏差を無くすような制御信号をサーボ演算により算出し、後輪転舵アクチュエータ４に出力する。サーボ演算には、例えばロバストモデルマッチング制御手法を用いる。

次に、作用を説明する。
［後輪転舵制御処理］
図３は、実施例１の後輪転舵コントローラ５で実行される後輪転舵制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各stepについて説明する。なお、この処理は、所定の制御周期（例えば10msec）で実行される。

step1では、操舵角センサ１からの操舵角検出値θ、車速センサ２からの車速検出値Ｖ、後輪転舵角センサ３からの後輪転舵角検出信号δ_Rを読み込み、step2へ移行する。

step2では、操舵角センサ１からの操舵角検出値θに対して、ステアリング装置７の遊び量に対応するヒステリシスを設定した、操舵角ヒステリシス出力値θhを演算し、step3へ移行する。ヒステリシス設定の詳細は後述する。

step3では、あらかじめ制御マップで設定した車速依存定数と式(1)と、操舵角ヒステリシス出力値θhとに基づいて、目標ヨーレートψ_M'を算出し、step4へ移行する。

step４では、算出した目標ヨーレートψ_M'に実際のヨーレートψを一致させることが可能な、後輪転舵角指令値δ_RMを式(2)に基づいて算出し、step5へ移行する。

step5では、後輪転舵角指令値δ_RMと、後輪転舵角検出値δ_Rとの偏差に基づいて、例えば、ロバストモデルマッチング制御を用いたサーボ演算を行い、後輪転舵アクチュエータ４に出力する制御信号を算出し、本制御を終了する。

［操舵角ヒステリシス出力値演算制御処理］
図４は、図３のstep2で実行される操舵角ヒステリシス出力値演算制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各stepについて説明する。

step201では、操舵角検出値θに所定のヒステリシス幅Hysを加減算した値STR_inH、STR_inLを下記の式(3)により算出し、step202へ移行する。ここで、ヒステリシス幅Hysは、図７に示すように、ステアリング装置７の遊び量に基づいてあらかじめ設定した値である。
STR_inH＝θ+Hys/2 …(3)
STR_inL＝θ-Hys/2

step202では、操舵角ヒステリシス出力値θhに所定のヒステリシス幅Hysを加減算した値STR_outH、STR_outLを下記の式(4)により算出し、step203へ移行する。
STR_outH＝θh+Hys/2 …(4)
STR_outL＝θh-Hys/2

step203では、STR_outHが操舵角検出値θよりも大きいかどうかを判定する。YESの場合はstep204へ移行し、NOの場合はstep206へ移行する。

step204では、STR_outLが操舵角検出値θよりも小さいかどうかを判定する。YESの場合にはstep205へ移行し、NOの場合はstep207へ移行する。

step205では、操舵角ヒステリシス出力値θhを前回値と同じ値とし、step208へ移行する。

step206では、操舵角ヒステリシス出力値θhをSTR_inLとし、step208へ移行する。

step207では、操舵角ヒステリシス出力値θhをSTR_inHとし、step208へ移行する。

step208では、操舵角検出値θの絶対値|θ|がヒステリシス幅Hysの半分以内であるかどうかを判定する。YESの場合にはstep210へ移行し、NOの場合にはstep209へ移行する。

step209では、操舵角検出値θの絶対値|θ|がヒステリシス幅Hysの半分以内にある状態をカウントするためのカウンタCNTをクリアし、リターンへ移行する。

step210では、カウンタCNTをカウントアップし、step211へ移行する。

step211では、カウンタCNTの値が所定時間Taよりも大きいかどうかを判定する。YESの場合にはstep212へ移行し、NOの場合にはリターンへ移行する。

step212では、操舵角ヒステリシス出力値θhが操舵角検出値θよりも大きいかどうかを判定する。YESの場合にはstep214へ移行し、NOの場合にはstep213へ移行する。

step213では、操舵角ヒステリシス出力値θhに所定値θRを加算し、step215へ移行する。ここで、所定値θRは、大きすぎると後輪転舵角の変化が速くなり、車両挙動への影響が考えられるため、適度に小さい値とする。

step214では、操舵角ヒステリシス出力値θhから所定値θRを減算し、step216へ移行する。

step215では、操舵角ヒステリシス出力値θhが操舵角検出値θよりも大きいかどうかを判定する。YESの場合にはstep217へ移行し、NOの場合にはstepリターンへ移行する。

step216では、操舵角ヒステリシス出力値θhが操舵角検出値θよりも小さいかどうかを判定する。YESの場合にはstep217へ移行し、NOの場合にはリターンへ移行する。

step217では、操舵角ヒステリシス出力値θhの値を操舵角検出値θとし、step218へ移行する。

step218では、カウンタCNTをクリアし、リターンへ移行する。

すなわち、step201〜step207において、操舵角検出値θにヒステリシスを設定し、操舵角ヒステリシス出力値θhを演算する処理が実施され、step208〜step218において、操舵角検出値θを中立状態に戻した場合に、操舵角ヒステリシス出力値θhを操舵角検出値θまで戻す処理が実施される。

［操舵ヒステリシス出力値演算制御作動］
操舵角検出値θの変化がヒステリシス幅Hys以内である場合には、図４のフローチャートにおいて、step201→step202→step203→step204→step205へと進み、操舵角ヒステリシス出力値θhを前回値と同じ値とする。すなわち、操舵角検出値θの変化がヒステリシス幅Hys以内の場合は、操舵角ヒステリシス出力値θhは変化しない。

操舵角検出値θがSTR_outHよりも大きい場合には、step201→step202→step203→step206へと進み、操舵角ヒステリシス出力値θhをSTR_inLとする。これにより、操舵角ヒステリシス出力値θhは操舵角検出値θに対してHys/2だけ小さい値となる。

操舵角検出値θがSTR_outHよりも大きい場合には、step201→step202→step203→step204→step207へと進み、操舵角ヒステリシス出力値θhをSTR_inHとする。これにより、操舵角ヒステリシス出力値θhは操舵角検出値θに対してHys/2だけ大きい値となる。

［操舵角ヒステリシス出力値の中立位置復帰制御作動］
操舵角検出値θの絶対値|θ|がHys/2よりも小さくなってからカウンタCNTの値が所定値Taを超えた場合には、step208→step210→step211→step212へと進み、操舵角ヒステリシス出力値θhを操舵角出力値θまで戻す処理を行う。

このとき、操舵角ヒステリシス出力値θhが操舵角検出値θよりも大きい場合には、step212→step214→step216へと進み、θhから所定値θRを減算する処理が繰り返される。そして、step216において、θh<θとなったとき、step217→step218へと進み、θhをθと一致させて処理を終了する。

一方、操舵角ヒステリシス出力値θhが操舵角検出値θ以下の場合には、step212→step213→step215へと進み、θhに所定値θRを加算する処理が繰り返される。そして、step215において、θh>θとなったとき、step217→step218へと進み、θhをθと一致させて処理を終了する。

［操舵角ヒステリシス出力値に基づく後輪転舵制御作用］
従来の４輪転舵制御装置は、図５に示すように、操舵角に対し後輪転舵に不感帯を設け、後輪転舵の不感帯内で前輪が転舵されたとき、後輪を直進走行時の転舵角のまま保持することにより、直進安定性を確保している。

図６は、レーンチェンジを行ったときの、操舵角検出値と後輪転舵角の関係を時系列で示した図である。図に示すように、従来技術では、時点t10からt11の間、すなわち操舵角が右から左へ操舵角中立位置をまたぐとき、後輪の転舵が一瞬停止するため、運転者に違和感を与えるという問題があった。

これに対し、実施例１の４輪転舵制御装置では、操舵角検出値にヒステリシスを設定し、このヒステリシスに応じた操舵角ヒステリシス出力値に基づいて後輪９，９の転舵を制御することにより、操舵感を悪化させることなく、直進安定性の確保を実現している。

図７は操舵角検出値θと操舵角ヒステリシス出力値θhの関係を示す図、図８はレーンチェンジを行ったときの、操舵角検出値と後輪転舵角の関係を時系列で示した図である。操舵角検出値θと操舵角ヒステリシス出力値θhの関係を時系列で示した図である。

図８において、時点t0では、操舵操作が開始され、操舵角検出値θが増加する。このとき、操舵角ヒステリシス出力値θhは増加しない。時点t1では、θがヒステリシス幅を超えるため、θhは増加する。

時点t2では、θの増加が止まるため、θhの増加も止まる。このとき、θとθhにHys/2の偏差が生じている。また、時点t3では、θが減少するが、ヒステリシス幅Hys内ではθhは減少せずに一定値を保つ。

時点t4では、θがヒステリシス幅を超えるため、θhは減少する。t3〜t6にかけて操舵操作は中立を超えて反対方向へ向かい、時点t5では、θhが中立位置を通過する。このとき、θの減少に応じてθhは減少するため、従来技術のように後輪の動きが止まることがなく、運転者に違和感を与えることがない。

時点t6では、時点t2と同様に、θの減少が止まるため、θhの減少も止まる。このとき、θとθhにHys/2の偏差が生じている。また、時点t7では、時点t3と同様に、θが増加しても、ヒステリシス幅Hys内ではθhは増加せずに一定値を保つ。

時点t8では、時点t1と同様に、θがヒステリシス幅Hysを超えるため、θhは増加する。時点t9では、θは中立位置となるが、ヒステリシスが設定されていることにより、θhは中立位置まで戻らずにHys/2の偏差が残る。図７に示したt1〜t9は、上記説明の図８の各時間に相当する。

さらに、図９に操舵角検出値θが中立状態の場合に、操舵角ヒステリシス出力値θhを操舵角検出値θまで戻す様子を示す。図８のままでは、θが中立位置に戻ってもθhは中立位置まで戻らないため、何らかの方法でθhを中立位置まで戻す必要がある。

実施例１では、θhを中立位置まで戻す方法の一例として、操舵角検出値θの絶対値|θ|がHys/2以内となった状態が所定時間Ta継続した場合は、操舵角ヒステリシス出力値θhを徐々（１制御周期で所定値θRずつ）にθへ近づけて中立位置へ戻すようにしている。

すなわち、θhを急にθへ近づけるようにすると、後輪転舵角が急に変化し、車両挙動に影響が生じ運転者に違和感を与えるおそれがあるため、車両挙動に影響のない範囲で徐々に近づける必要がある。

以上のように、操舵角検出値θにヒステリシスを設定した操舵角ヒステリシス出力値θhを用いて後輪転舵制御を行うことで、ステアリング装置７の遊び量に対応したヒステリシス幅Hys以内の微小操舵角では後輪転舵角が動かないため、直進安定性が確保でき、操舵操作が右から左または左から右へと中立位置をまたぐような場合においても、一瞬後輪が動かない状態となるのを回避でき、運転者に違和感を与えることがなくなる。

次に、効果を説明する。
実施例１の４輪転舵制御装置にあっては、下記の効果が得られる。

(1) 後輪転舵コントローラ５は、ステアリング装置７の遊び量に相当する前輪転舵角の微小領域で、後輪転舵角を直進状態に保持するとともに、操舵角検出値θに所定のヒステリシスを設定した操舵角ヒステリシス出力値θhに基づいて後輪転舵制御を実施するため、良好な操舵感の維持と直進安定性の確保との両立を図ることができる。

(2) ヒステリシス演算部５０１は、車両挙動に影響を与えない速度で、常に操舵角ヒステリシス出力値θhを操舵角検出値θに近づける。すなわち、運転者が操舵操作を一旦止めて次に操舵する場合などにおいて、ヒステリシスが設定されていることにより、操舵入力に対する応答性が左右（切り増し、切り戻し）で変化するため、運転者に違和感を与えるおそれがある。そこで、操舵角ヒステリシス出力値θhを操舵角検出値θ、すなわちヒステリシスの中央値まで戻すことで、操舵角に変化が無い場合には、常にヒステリシスの中央値が操舵角ヒステリシス出力値θhとなり、次に操舵を行う際に左右で同じ特性の制御が可能となる。

実施例２では、操舵角ヒステリシス出力値演算処理において、操舵角ヒステリシス幅Hysを操舵角出力値θに応じて変化させる点で実施例１と異なる。なお、全体構成や後輪転舵コントローラ５の制御ブロック図については、実施例１と同じであるため、構成の説明は省略する。

次に、作用を説明する。
［操舵角ヒステリシス出力値演算制御処理］
図１０は、実施例２の操舵角ヒステリシス出力値演算制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各stepについて説明する。

step2-01では、操舵角検出値θに応じてヒステリシス幅Hysを設定し、step2-02へ移行する。直進走行時など微小操舵角領域においては、直進安定性が重要となるが、ワインディングロードなどの操舵角が大きな領域では、運動性能を高めるために後輪転舵角の応答性が重要となる。ステアリング装置７の遊び量に相当する微小操舵角領域では、後輪転舵角が動かないようにするため、ヒステリシス幅Hysをステアリング装置７の遊び量相当に設定して直進安定性を確保し、操舵角が大きな領域では、ヒステリシス幅Hysをステアリング装置７の遊び量相当よりも小さく（ゼロを含む。）して後輪転舵角の応答性を確保することで、微小操舵角から大操舵角まで所望の車両性能を実現できる。実施例２では、図１１に示すように、操舵角検出値θの絶対値|θ|に基づいてヒステリシス幅Hysを設定する。

step2-02〜step2-08は、図４のstep201〜step207と等しいため、説明を省略する。実施例１とは異なり、step2-02〜step2-08で用いるヒステリシス幅Hysは、step2-01で設定した操舵角検出値θに応じて変化する値とする。

step2-09では、操舵角ヒステリシス出力値θhが操舵角検出値θよりも大きいかどうかを判定する。YESの場合にはstep2-11へ移行し、NOの場合にはstep2-10へ移行する。

step2-10では、操舵角ヒステリシス出力値θhに所定値θRを加算し、step2-12へ移行する。ここで、所定値θRは、大きすぎると後輪転舵角の変化が速くなり、車両挙動への影響が考えられるため、適度に小さい値とする。

step2-11では、操舵角ヒステリシス出力値θhから所定値θRを減算し、step2-13へ移行する。

step2-12では、操舵角ヒステリシス出力値θhが操舵角検出値θよりも大きいかどうかを判定する。YESの場合にはstep2-13へ移行し、NOの場合にはstepリターンへ移行する。

step2-13では、操舵角ヒステリシス出力値θhが操舵角検出値θよりも小さいかどうかを判定する。YESの場合にはstep2-14へ移行し、NOの場合にはリターンへ移行する。

step2-14では、操舵角ヒステリシス出力値θhの値を操舵角検出値θとし、リターンへ移行する。

すなわち、step2-01〜step2-08において、操舵角検出値θに応じて変化するヒステリシスを設定し、操舵角ヒステリシス出力値θhを演算する処理が実施され、step2-09〜step2-14において、常に操舵角ヒステリシス出力値θhを操舵角検出値θ、すなわちヒステリシスの中央値に近づける処理が実施される。

［操舵角ヒステリシス出力値に基づく後輪転舵制御作用］
次に、図１２〜１４に基づいて操舵角ヒステリシス出力値θhの動作を説明する。図１２は操舵角検出値θと操舵角ヒステリシス出力値θhの関係を示す図、図１３は操舵角検出値θと操舵角ヒステリシス出力値θhの関係を示す図、図１４は図１３の動作を補足した図である。

図１３において、時点t0では、操舵操作が開始され、操舵角検出値θが増加する。このとき、操舵角ヒステリシス出力値θhは増加しない。時点t1では、θがヒステリシス幅Hysを超えるため、θhは増加する。また、θhは徐々にθに近づいていく。時点t2では、θの増加が止まるため、θhの増加も止まる。このとき、θとθhに偏差が生じている。

ここで、図１２に示すように、ヒステリシス幅Hysは操舵角検出値θの絶対値|θ|が大きくなるほど小さくなるため、θとθhの偏差は|θ|が大きくなるほど小さくなる。実施例２では、操舵角ヒステリシス出力値θhは常にヒステリシスの中央値に戻るように作用するため、徐々にθhはθに近づき、時点t3で両者は一致する。この動きは図１４では時点t2から時点t3へ向かう上向きの矢印に対応している。

時点t3から時点t4の間は、θとθhが一致している。すなわち、θhがヒステリシスの中央値にあるため、操舵入力に対する応答性が左右（切り増し、切り戻し）で同じとなる。また、時点t4では、θは減少するが、ヒステリシス幅Hys内ではθhは減少せずに一定値を保つ。時点t5では、θがヒステリシス幅Hysを超えるため、θhは減少する。このとき、θhは徐々にθに近づいていく。

時点t4〜t6にかけて操舵操作は中立を超えて反対方向へ向かう。時点t2と同様に時点t6において、θの減少を止めると、θhの減少も止まる。このとき、θとθhに偏差が生じているが、操舵角中立付近|θ|が大きいため偏差は小さくなっている。また、時点t2から時点t3の動きと同様に、操舵角ヒステリシス出力値θhは常にヒステリシスの中央値に戻るように作用するため、徐々にθhはθに近づき、時点t7で両者は一致する。この動きは図１４では時点t6から時点t7へ向かう下向きの矢印に対応している。

時点t7から時点t8の間は、θとθhが一致している。すなわち、θhがヒステリシスの中央値にあるため、操舵入力に対する応答性が左右（切り増し、切り戻し）で同じとなる。

時点t8では、θが増加しても、ヒステリシス幅Hys内ではθhは増加せずに一定値を保つ。時点t9では、θがヒステリシス幅Hysを超えるため、θhは増加する。時点t10では、θは中立位置で止まるが、ヒステリシスが設定されていることによりθとθhに偏差が生じている。このとき、時点t2から時点t3、および時点t6から時点t7の動きと同様に、操舵角ヒステリシス出力値θhは常にヒステリシスの中央値に戻るように作用するため、徐々にθhはθに近づき、時点t11で両者は一致する。この動きは図１４では時点t10から時点t11へ向かう上向きの矢印に対応している。

以上のように、操舵角検出値θに応じてヒステリシス幅を変更し、このヒステリシス幅に基づいて算出した操舵角ヒステリシス出力値θhにより後輪転舵制御を実施することで、ステアリング装置７の遊び量に相当する微小操舵角領域では、後輪転舵角が動かないようにして直進安定性を確保し、操舵角が大きい領域では、後輪転舵角の応答性を確保することができ、微小操舵角から大操舵角まで所望の車両性能を実現できる。さらに、操舵角ヒステリシス出力値θhを、常にヒステリシスの中央値に戻るように作用させることで、操舵入力を行う際に左右で同じ特性の制御が可能となる。

次に、効果を説明する。
実施例２の４輪転舵制御装置にあっては、実施例１の(1)，(2)の効果に加え、下記の効果が得られる。

(3) ヒステリシス演算部５０１は、ヒステリシス幅Hysを操舵角中立位置で最も大きく、操舵角が大きくなるほど小さな値とし、所定の操舵角以上でゼロとなるように設定する。すなわち、直進走行時など微小操舵角領域においては、直進安定性が重要となるが、ワインディングロードなどの操舵角が大きい領域では、運動性能を高めるため後輪転舵角の応答性が重要となる。ステアリング装置７の遊び量に相当する微小操舵角領域では後輪転舵角が動かないようにして直進安定性を確保し、操舵角が大きい領域ではヒステリシス幅Hysを小さくまたはゼロとして後輪転舵の応答性を確保することで、微小操舵角から大操舵角まで所望の車両性能を実現できる。

（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１，２に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は実施例１，２に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。

実施例１の４輪転舵制御装置を適用した車両のシステムブロック図である。 後輪転舵コントローラの制御ブロック図である。 実施例１の後輪転舵コントローラで実行される後輪転舵制御処理の流れを示すフローチャートである。 図３のstep2で実行される操舵角ヒステリシス出力値演算制御処理の流れを示すフローチャートである。 従来技術の操舵角入力と後輪転舵角出力の関係を示した図である。 従来技術の操舵角入力と後輪転舵角出力の関係を時系列で示した図である。 実施例１の操舵角検出値と操舵角ヒステリシス出力値の関係を示す図である。 実施例１の操舵角検出値と操舵角ヒステリシス出力値の関係を時系列で示した図である。 操舵角検出値が中立状態の場合に、操舵角ヒステリシス出力値を操舵角検出値まで戻す様子を時系列で示した図である。 実施例２の操舵角ヒステリシス出力値演算制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例２の操舵角検出値の絶対値と操舵角ヒステリシス幅の関係を示した図である。 実施例２の操舵角検出値と操舵角ヒステリシス出力値の関係を示した図である。 実施例２の操舵角検出値と操舵角ヒステリシス出力値の関係を時系列で示した図である。 図１３の補足として操舵角検出値と操舵角ヒステリシス出力値との関係を示した図である。

符号の説明

１ 操舵角センサ
２ 車速センサ
３ 後輪転舵角センサ
４ 後輪転舵アクチュエータ
５ 後輪転舵コントローラ
５０１ ヒステリシス演算部
５０２ 車両運動目標値設定部
５０３ 後輪転舵角指令値演算部
５０４ 後輪転舵サーボ演算部
６ ステアリングホイール
７ ステアリング装置
８ 前輪
９ 後輪

Claims (3)

1. 前輪転舵機構を介して前輪を転舵させるステアリング操作手段の操舵角を検出し、操舵角検出値を出力する操舵角検出手段と、
   前記操舵角検出値に応じて後輪転舵角に対し転舵指令を出力する後輪転舵制御手段と、
   を備えた４輪転舵制御装置において、
   前記前輪転舵機構の遊び量に相当する前輪転舵角の領域で、後輪転舵角を直進状態に保持する不感帯設定手段と、
   前記操舵角検出値に所定のヒステリシスを設定し、操舵角ヒステリシス出力値を出力する操舵角ヒステリシス設定手段と、
   を設け、
   前記後輪転舵制御手段は、前記操舵角ヒステリシス出力値に基づいて転舵指令を出力することを特徴とする４輪転舵制御装置。
2. 請求項１に記載の４輪転舵制御装置において、
   前記操舵角ヒステリシス設定手段は、車両挙動に影響を与えない速度で、操舵角ヒステリシス出力値を操舵角検出値に近づけることを特徴とする４輪転舵制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の４輪転舵制御装置において、
   前記操舵角ヒステリシス設定手段は、ヒステリシス幅を操舵角中立位置で最も大きく、操舵角が大きくなるほど小さな値とし、所定の操舵角以上でゼロとなるように設定することを特徴とする４輪転舵制御装置。
   

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