JP2024004084A - 転舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】三輪以上の独立転舵車両において、高車速での旋回時に車両を安定して動作させる転舵制御装置を提供する。【解決手段】転舵制御装置５０の最終操舵指令値生成部５５は、ステアバイワイヤシステムの操舵機構９５が出力した操舵角信号θｓｔもしくは自動運転の操舵指令装置９６が出力した操舵指令値Ｓｔ*に基づいて最終操舵指令値Ｓｔ**を生成する。転舵角指令値算出部５６は、各車輪９１－９４の転舵角指令値θ１*－θ４*を算出する。複数の転舵アクチュエータ制御部６０１－６０４は、転舵アクチュエータ７１－７４が出力する転舵角が転舵角指令値θ１*－θ４*に追従するように、転舵アクチュエータに通電する駆動電流を制御する。転舵角指令値算出部５６は、最終操舵指令値Ｓｔ**と車速Ｖとに基づいて、車速Ｖが高いときほど最終操舵指令値Ｓｔ**に対して転舵を抑制するように、各車輪９１－９４の転舵角指令値θ１*－θ４*を算出する。【選択図】図１

Description

本発明は、転舵制御装置に関する。

従来、ステアバイワイヤシステムにおいて、独立した複数の転舵機構のそれぞれに対し目標転舵角を決定する転舵装置が知られている。

例えば特許文献１に開示された転舵装置の上位ＥＣＵは、操舵角センサによって検出される操舵角に基づいて左右の転舵機構の目標転舵角を算出する転舵角決定部を含む。操舵角と目標転舵角との関係はマップで示されている。

国際公開第２０１９／１８８９５１号

ドライバの操舵による操舵角や自動運転の操舵指令値に対応する転舵角指令値が車速に限らず同じであると、高車速での旋回時、小さな操舵指令に対し車両挙動が大きく変化し、ドライバや乗客に違和感を与えるおそれがある。特許文献１には、操舵角に対する目標転舵角の特性が、車両の速度によって変化してもよいと記載されている。しかし特許文献１の従来技術は、左右の転舵輪、すなわち二輪が独立転舵する車両のみを対象としており、四輪独立転舵車両をはじめとする三輪以上の独立転舵車両の挙動について考慮されていない。

本発明は上述の点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、三輪以上の独立転舵車両において、高車速での旋回時に車両を安定して動作させる転舵制御装置を提供することにある。

本発明の転舵制御装置は、互いに機械的に拘束されない三つ以上の車輪（９１－９４）が独立して転舵させる複数の転舵アクチュエータ（７１－７４）、及び、転舵アクチュエータと機械的に分離して設けられたステアバイワイヤシステムの操舵機構（９５）もしくは自動運転の操舵指令装置（９６）を備えた車両（１００）において、各車輪の転舵を制御する。

この転舵制御装置は、最終操舵指令値生成部（５５）と、転舵角指令値算出部（５６）と、複数の転舵アクチュエータ制御部（６０１－６０４）と、を備える。

最終操舵指令値生成部は、操舵機構が出力した操舵角信号（θｓｔ）もしくは操舵指令装置が出力した操舵指令値（Ｓｔ^*）に基づいて最終操舵指令値（Ｓｔ^**）を生成する。転舵角指令値算出部は、各車輪の転舵角指令値（θ１^*－θ４^*）を算出する。複数の転舵アクチュエータ制御部は、複数の転舵アクチュエータに対応して設けられ、転舵アクチュエータが出力する転舵角が転舵角指令値に追従するように、転舵アクチュエータに通電する駆動電流を制御する。

転舵角指令値算出部は、最終操舵指令値と車速（Ｖ）とに基づいて、車速が高いときほど最終操舵指令値に対して転舵を抑制するように、各車輪の転舵角指令値を算出する。例えば車両旋回中心（Ｃ）を設定する旋回中心設定部（５６）を備える転舵制御装置では、旋回中心設定部が転舵角指令値算出部として機能してもよい。

これにより本発明の転舵制御装置は、高車速での旋回時に車両を安定して動作させることができる。高車速での旋回時に急転舵を抑制することで、ドライバや乗客に違和感を与えないようにすることができる。

一実施形態による転舵制御装置が適用される独立転舵車両の概略構成図。 アッカーマンジオメトリに従った旋回動作を説明する図。 車速に応じた車両旋回中心の設定例１を示す図。 操舵角及び車速と旋回中心設定距離との関係を示す図。 車速に応じた車両旋回中心の設定例２を示す図。 車速に応じた車両旋回中心の設定例３を示す図。 転舵角指令値算出処理のフローチャート。 パラレルジオメトリに従った旋回動作を説明する図。

本発明による転舵制御装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の転舵制御装置は、互いに機械的に拘束されない四つの車輪が独立して転舵可能な車両（四輪独立転舵車両）において、各車輪の転舵を制御する。

（一実施形態）
図１を参照し、一実施形態の転舵制御装置５０が適用される独立転舵車両１００の構成について説明する。車両１００の四つの車輪９１－９４は、互いに機械的に拘束されておらず、独立して転舵可能である。左前輪９１に「ＦＬ」、右前輪９２に「ＦＲ」、左後輪９３に「ＲＬ」、右後輪９４に「ＲＲ」と記す。例えば各車輪９１－９４はインホイールモータを備えた駆動輪であり、独立転舵可能であるとともに独立駆動も可能である。

四つの転舵アクチュエータ（図中「転舵Ａｃｔ」）７１－７４は、各車輪９１－９４を転舵させる。例えば本実施形態の転舵アクチュエータ７１－７４は、二組の巻線組を冗長的に有する二系統三相ブラシレスモータで構成される。四つの転舵アクチュエータ７１－７４に対応して、四つの転舵アクチュエータ制御部（図中「転舵Ａｃｔ制御部」）６０１－６０４が設けられている。転舵アクチュエータ７１－７４及び転舵アクチュエータ制御部６０１－６０４は、図示しない車載バッテリから電源電圧が供給されて動作する。

また本実施形態では、車両１００は、転舵アクチュエータ７１－７４と機械的に分離して設けられたステアバイワイヤシステムの操舵機構９５、及び、自動運転の操舵指令装置９６の両方を備えている。なお、その他の実施形態では、車両１００は、操舵機構９５もしくは操舵指令装置９６の一方だけを備えてもよい。

ステアバイワイヤシステムの操舵機構として典型的にはハンドル９５が用いられるが、その他、ジョイスティック等の操舵機構が用いられてもよい。ドライバが手動運転でハンドル９５を操作することにより操舵角信号θｓｔが出力される。操舵指令装置９６は、例えばＡＤＡＳ（先進運転支援システム）により実現され、目的地までのルートや道路状況に応じて操舵指令値Ｓｔ^*を出力する。

転舵制御装置５０は、最終操舵指令値生成部５５、旋回中心設定部５６、及び、複数の転舵アクチュエータ制御部６０１－６０４を備える。

最終操舵指令値生成部５５は、ハンドル９５が出力した操舵角信号θｓｔ、及び、操舵指令装置９６が出力した操舵指令値Ｓｔ^*に基づいて最終操舵指令値Ｓｔ^**を生成する。ここで、基本的に操舵指令値Ｓｔ^*及び最終操舵指令値Ｓｔ^**は、操舵角に準ずる角度次元の値として想定される。ただし、角度の相関量として例えばトルク次元の値が用いられてもよい。また、操舵角信号θｓｔ、操舵指令値Ｓｔ^*及び最終操舵指令値Ｓｔ^**は、車両１００の直進時に０であり、中立位置に対する操舵方向に応じて正負の値を取るように定義されている。例えば左旋回の場合は正の値、右旋回の場合は負の値で表される。

最終操舵指令値Ｓｔ^**は、手動運転と自動運転との優先度合等を考慮して調停される量である。ドライバによる手動運転が主であり、自動運転システムが補助的に操舵を支援する状況では、操舵角信号θｓｔの寄与比率が高く設定される。レーンキープアシスト等の運転支援中には操舵指令値Ｓｔ^*の寄与比率が高く設定される。運転支援中にドライバの意思により絶対値が所定値以上の操舵トルクが入力された場合、操舵角信号θｓｔが優先されるように切り替えられる。

旋回中心設定部５６には、最終操舵指令値生成部５５から最終操舵指令値Ｓｔ^**が入力され、車両１００の車速センサ９７から車速Ｖが入力される。旋回中心設定部５６は、最終操舵指令値Ｓｔ^**と車速Ｖとに基づいて車両旋回中心Ｃを設定する。その詳細については後述する。また、旋回中心設定部５６は、車両旋回中心Ｃから各車輪９１－９４の転舵角指令値θ１^*－θ４^*を算出する。つまり旋回中心設定部５６は、最終操舵指令値Ｓｔ^**と車速Ｖとに基づいて、車両旋回中心Ｃを経て各車輪９１－９４の転舵角指令値θ１^*－θ４^*を算出することで、「転舵角指令値算出部」として機能する。

転舵アクチュエータ制御部６０１－６０４は、転舵アクチュエータ７１－７４が出力する転舵角が転舵角指令値θ１^*－θ４^*に追従するように転舵アクチュエータ７１－７４に通電する駆動電流Ｉａ１－Ｉａ４を制御する。転舵角は、中立位置を基準として、例えば左側が正、右側が負となるように定義される。以下の明細書中で「最大転舵角」とは、符号に関わらず、絶対値が最大となる転舵角を意味する。

各車輪９１－９４に対応する転舵アクチュエータと転舵アクチュエータ制御部との組をユニットと表す。転舵アクチュエータ７１と転舵アクチュエータ制御部６０１とは、左前輪９１に対応するＦＬユニット８１を構成する。転舵アクチュエータ７２と転舵アクチュエータ制御部６０２とは、右前輪９２に対応するＦＲユニット８２を構成する。転舵アクチュエータ７３と転舵アクチュエータ制御部６０３とは、左後輪９３に対応するＲＬユニット８３を構成する。転舵アクチュエータ７４と転舵アクチュエータ制御部６０４とは、右後輪９４に対応するＲＲユニット８４を構成する。

各ユニットは、転舵アクチュエータと転舵アクチュエータ制御部とが一体となった機電一体式の転舵モジュールとして構成されてもよい。この場合、転舵モジュールは、さらに車輪と一体に構成されてもよい。或いは、各ユニットは、別体の転舵アクチュエータと転舵アクチュエータ制御部とが配線で電気的に接続されてもよい。

本実施形態では、旋回中心設定部５６は、各車輪９１－９４がアッカーマンジオメトリに従った旋回動作をするように車両旋回中心Ｃを設定する。図２を参照し、アッカーマン理論に基づく車両旋回中心Ｃと転舵角指令値θ１^*－θ４^*との関係について説明する。アッカーマン理論では、各車輪９１－９４の転舵方向は、車両旋回中心Ｃと各車輪９１－９４の中心とを結ぶ直線Ｎ１－Ｎ４に直交する。つまり各車輪９１－９４は、車両旋回中心Ｃを中心とする円の接線方向に転舵される。旋回内側の車輪の転舵角に対する旋回外側の車輪の転舵角の舵角比は、１より小さい値となる。

本実施形態の旋回中心設定部５６は、アッカーマン理論に基づき、車両旋回中心Ｃから各車輪９１－９４の転舵角指令値θ１^*－θ４^*を算出する。ここで、前輪９１、９２の中心を通り車両前後軸Ｙ０に直交する軸を前輪軸Ｘ１２と定義し、後輪９３、９４の中心を通り車両前後軸Ｙ０に直交する軸を後輪軸Ｘ３４と定義する。前輪軸Ｘ１２と後輪軸Ｘ３４との距離はホイールベースＬである。

また、重心Ｇを通り車両前後軸Ｙ０に直交する軸を重心軸Ｘ０と表す。車両前後方向の重量分布が均一であると仮定すると、重心軸Ｘ０は前輪軸Ｘ１２と後輪軸Ｘ３４との真ん中に位置する。重心軸Ｘ０上に車両旋回中心Ｃが設定された場合、左前輪９１と左後輪９３、右前輪９２と右後輪９４は、それぞれ同一円弧上を旋回するため、内輪差及び外輪差がゼロになり、旋回時の走行抵抗が小さくなる。

また、車両左右方向の同じ側における前輪及び後輪の中心を通る軸を前後輪軸と定義する。左前輪９１及び左後輪９３の中心を通る軸を左前後輪軸Ｙ１３と表し、右前輪９２及び右後輪９４の中心を通る軸を右前後輪軸Ｙ２４と表す。左前後輪軸Ｙ１３と右前後輪軸Ｙ２４との距離はトレッド幅Ｄである。左前後輪軸Ｙ１３と右前後輪軸Ｙ２４とは車両前後軸Ｙ０に対して対称であり、左前後輪軸Ｙ１３と車両前後軸Ｙ０との距離、及び、右前後輪軸Ｙ２４と車両前後軸Ｙ０との距離は、いずれも（Ｄ／２）で表される。

次に図３～図６を参照し、旋回中心設定部５６が車速Ｖに応じて車両旋回中心Ｃを設定する具体例を説明する。旋回中心設定部５６は、車速Ｖが高いときほど最終操舵指令値Ｓｔ^**に対して転舵を抑制するように、車両旋回中心Ｃを設定し、各車輪９１－９４の転舵角指令値θ１^*－θ４^*を算出する。各図には左旋回、すなわち操舵角の符号が正の例を示す。右旋回では操舵角の符号が負になること以外、基本的に同様である。

図３に示す設定例１では、車両前後軸Ｙ０に直交する一つの設定軸Ｘｓが定義されている。図３では設定軸Ｘｓが重心軸Ｘ０より後輪側に設定される例が示されているが、設定軸Ｘｓは、重心軸Ｘ０上、又は、重心軸Ｘ０より前輪側に設定されてもよい。設定軸Ｘｓの位置は、例えばドライバ又は助手席の乗員と後部座席の乗員とのどちらの違和感の低減をより優先するか等の観点により決定される。

ここで、車両前後軸Ｙ０から車両旋回中心Ｃまでの距離を「旋回中心設定距離Ｄｃ」と定義する。左前輪９１が＋９０ｄｅｇ転舵し、左後輪９３が－９０ｄｅｇ転舵したとき、車両旋回中心Ｃは左前後輪軸Ｙ１３上に設定される。このときの旋回中心設定距離Ｄｃは（Ｄ／２）であり、これが最小値Ｄｃ＿ｍｉｎとなる。最大転舵角が±９０ｄｅｇ未満の場合、旋回中心設定距離の最小値Ｄｃ＿ｍｉｎは（Ｄ／２）より大きくなる。

車両１００の直進状態で各車輪９１－９４の転舵角が０ｄｅｇのとき、旋回中心設定距離Ｄｃは理論的に無限大となる。直進状態から転舵し始めるとき、最小分解能の転舵角に対応する旋回中心設定距離Ｄｃが現実的な旋回中心設定距離の最大値Ｄｃ＿ｍａｘとして認識される。旋回中心設定部５６は、最小値Ｄｃ＿ｍｉｎから最大値Ｄｃ＿ｍａｘまでの範囲で、車速Ｖが高いときほど旋回中心設定距離Ｄｃを大きく設定するように旋回中心設定距離Ｄｃを操作しつつ、設定軸Ｘｃ上に車両旋回中心Ｃを設定する。

低車速時における各車輪９１－９４、及び、車両旋回中心Ｃと各車輪９１－９４の中心を結ぶ直線を実線で示す。高車速時における各車輪９１－９４、及び、車両旋回中心Ｃと各車輪９１－９４の中心を結ぶ直線を破線で示す。車速Ｖが高いときほど車両旋回中心Ｃが車両前後軸Ｙ０から遠ざかり、車両旋回中心Ｃから重心Ｇまでの旋回半径Ｒｇが大きくなる。したがって、旋回時の転舵が抑制される。

図４に、複数の車速Ｖに対し最終操舵指令値Ｓｔ^**と旋回中心設定距離Ｄｃとの関係を規定した３次元マップを示す。旋回中心設定部５６は、この３次元マップにより旋回中心設定距離Ｄｃを決定する。ここで「マップ」には、多数のデータ群が読み出し可能に記憶されたものに限らず、計算式が含まれる。つまり、入力変数に基づく計算式の計算結果を出力することもマップを用いた算出の一形態と解釈される。

図４のマップの横軸は最終操舵指令値Ｓｔ^**であるが、主にハンドル９５からの操舵角信号θｓｔが入力されることを想定し、便宜的にマップの横軸を操舵角θｓｔとして説明する。マップの縦軸は旋回中心設定距離Ｄｃであり、最小値Ｄｃ＿ｍｉｎから最大値Ｄｃ＿ｍａｘまでの範囲を示す。複数の車速Ｖとして、低車速（例えば０ｋｍ／ｈ）、中車速（例えば６０ｋｍ／ｈ）、高車速（１００ｋｍ／ｈ）の特性線を、それぞれ実線、一点鎖線、二点鎖線で記す。

「最小分解能の操舵角」を「最小操舵角θｓｔ＿ｍｉｎ」と表す。低車速での旋回中心設定距離Ｄｃは、最小操舵角θｓｔ＿ｍｉｎに対応する最大値Ｄｃ＿ｍａｘから最大操舵角θｓｔ＿ｍａｘに対応する最小値Ｄｃ＿ｍｉｎまで変化する。低車速域で操舵角θｓｔが最小操舵角θｓｔ＿ｍｉｎから増加し始めるとき、旋回中心設定距離Ｄｃが最大値Ｄｃ＿ｍａｘから急激に小さくなる特性を「立ち下がり勾配が急である」と表現する。車速Ｖが高くなるにつれて、立ち下がり勾配は緩やかになる。つまり、操舵に対して転舵が抑制されたアンダーステアの傾向になる。

例えば６０ｋｍ／ｈの中車速域では、低車速域に比べて立ち下がり勾配は緩やかになるが、最大操舵角θｓｔ＿ｍａｘに対応する旋回中心設定距離Ｄｃは低車速域での最小値Ｄｃ＿ｍｉｎと同じ値に設定される。したがって、例えば６０ｋｍ／ｈ以下の車速域では、ドライバが最大に操舵したとき、最大の転舵角が実現される。

これに対し、例えば１００ｋｍ／ｈの高車速域では、最大操舵角θｓｔ＿ｍａｘに対応する旋回中心設定距離Ｄｃは、最小値Ｄｃ＿ｍｉｎより大きい参照値Ｄｃ＿ｒｅｆに設定される。ここで、左右輪が機械的に結合された従来の車両では、ハンドルを操舵した分、車輪が回るため、理論上の旋回中心設定距離は最小値Ｄｃ＿ｍｉｎと同じになるはずである。しかし、高車速域ではタイヤが滑るため、現実的な旋回中心設定距離は最小値Ｄｃ＿ｍｉｎよりも大きくなる。本実施形態の参照値Ｄｃ＿ｒｅｆは、従来の車両の現実的な旋回中心設定距離と同等程度の値である。したがって本実施形態では、高車速域においても、少なくとも従来車両と同等レベルの「操舵に対する転舵」の応答が確保される。

このように本実施形態の旋回中心設定部５６は、車速Ｖに応じて車両旋回中心Ｃを設定し、車両旋回中心Ｃから各車輪９１－９４の転舵角指令値θ１^*－θ４^*を算出するため、車輪毎に転舵角指令値マップ等を作成する必要がない。したがって、四つの車輪９１－９４を簡素に制御することができる。

特に車両旋回中心Ｃの設定例１では、一つの設定軸Ｘｓ上で車速Ｖに応じて旋回中心設定距離Ｄｃを操作するため、左右輪が機械的に結合された従来の車両と同様のステアリングフィーリングが実現される。

次に、図５、図６に示す設定例２、３では、車両前後軸Ｙ０に直交する複数の設定軸Ｘｌ、Ｘｍ、Ｘｈが定義されている。旋回中心設定部５６は、車両前後軸Ｙ０から車両旋回中心Ｃまでの距離である旋回中心設定距離Ｄｃを操作しつつ、いずれかの設定軸上に車両旋回中心Ｃを設定する。旋回中心設定部５６は、車速Ｖに応じて車両旋回中心Ｃを設定する設定軸を変更する。また、旋回中心設定部５６は、設定された設定軸について、複数の車速Ｖに対し最終操舵指令値Ｓｔ^**と旋回中心設定距離Ｄｃとの関係を規定した３次元マップにより旋回中心設定距離Ｄｃを決定する。

図５、図６に示す設定例２、３では、低車速用、中車速用、高車速用の三つの設定軸Ｘｌ、Ｘｍ、Ｘｈが定義されている。図５、図６では、低車速用の設定軸Ｘｌは重心軸Ｘ０上に、中車速用の設定軸Ｘｍは低車速用の設定軸Ｘｌよりも後輪側に、高車速用の設定軸Ｘｈは中車速用の設定軸Ｘｍよりもさらに後輪側に図示されている。この位置に限らず、低車速用の設定軸Ｘｌだけが重心軸Ｘ０よりも前輪側に設定されてもよいし、全部の設定軸Ｘｌ、Ｘｍ、Ｘｈが重心軸Ｘ０よりも前輪側に設定されてもよい。その他、図５、図６の図示に関する注記は図３に準ずる。設定例２、３でも各設定軸について、基本的に図４と同様の３次元マップが用いられる。

図５に示す設定例２では、車速Ｖに応じて車両旋回中心Ｃの設定軸が変更されるが、各設定軸での同じ操舵角（厳密には最終操舵指令値Ｓｔ^**）に対応する旋回中心設定距離Ｄｃは一定に設定されている。車速Ｖが高くなるにつれて、車両旋回中心Ｃは重心軸Ｘ０側から後輪側に向かって、車両前後軸Ｙ０と平行に移動する。車速Ｖが高いときほど車両旋回中心Ｃから重心Ｇまでの旋回半径Ｒｇが大きくなるため、転舵が抑制される。なお、この場合、左右前輪９１、９２を個別に見ると高車速での転舵角が低車速での転舵角より大きくなるが、車両全体としては転舵が抑制される。

図６に示す設定例３では、車速Ｖに応じて車両旋回中心Ｃの設定軸が変更されるとともに、各設定軸での同じ操舵角（厳密には最終操舵指令値Ｓｔ^**）に対応する旋回中心設定距離Ｄｃが変化する。図６には高車速時における各車輪９１－９４の破線図示を省略する。車速Ｖが高くなるにつれて、車両旋回中心Ｃは重心軸Ｘ０側から後輪側に向かって、車両前後軸Ｙ０に対して斜めに移動する。このとき、実線矢印で示すように、車両旋回中心Ｃは外向き、すなわち車両前後軸Ｙ０から遠ざかる方向に移動してもよい。また、破線矢印で示すように、旋回半径Ｒｇが増加する範囲であれば、車両旋回中心Ｃは内向き、すなわち車両前後軸Ｙ０に近づく方向に移動してもよい。

車両旋回中心Ｃの設定例２、３では、設定例１の効果に加え、車速Ｖに応じて設定軸を変更することで、車速Ｖが高くになるにつれて、車両挙動が安定するアンダーステア側に車両旋回中心Ｃを設定することができる。

次に図７のフローチャートを参照し、本実施形態による転舵角指令値算出処理について説明する。フローチャートの説明で記号「Ｓ」はステップを意味する。Ｓ１で最終操舵指令値生成部５５は、ハンドル９５が出力した操舵角信号θｓｔもしくは操舵指令装置９６が生成した操舵指令値Ｓｔ^*に基づいて最終操舵指令値Ｓｔ^**を生成する。

Ｓ２では、最終操舵指令値の絶対値｜Ｓｔ^**｜が操舵下限閾値ＳｔＬｔｈ以上であるか判断される。Ｓ２でＹＥＳの場合、Ｓ３に移行する。Ｓ３で旋回中心設定部５６は、最終操舵指令値Ｓｔ^**と車速Ｖとに基づいて車両旋回中心Ｃを設定する。さらに、Ｓ４で旋回中心設定部５６は、車両旋回中心Ｃから各車輪９１－９４の転舵角指令値θ１^*－θ４^*を算出する。

Ｓ２でＮＯ、すなわち、最終操舵指令値の絶対値｜Ｓｔ^**｜が操舵下限閾値ＳｔＬｔｈよりも小さい場合、Ｓ５で旋回中心設定部５６は、車両１００の直進状態を保持するように各車輪９１－９４の転舵角指令値θ１^*－θ４^*を算出する。つまり、最終操舵指令値の絶対値｜Ｓｔ^**｜が操舵下限閾値ＳｔＬｔｈよりも小さい領域は、操舵の不感帯として扱われる。よって、高車速走行時の安定性が担保される。

以上のように本実施形態の転舵制御装置５０は、高車速での旋回時に車両を安定して動作させることができる。高車速での旋回時に急転舵を抑制することで、ドライバや乗客に違和感を与えないようにすることができる。

なお、特許文献１（国際公開第２０１９／１８８９５１号）に開示された従来技術は、左右二輪の転舵輪が独立転舵する車両のみを対象としており、四輪独立転舵車両の挙動について考慮されていない。それに対し本実施形態では四輪独立転舵車両１００の車両旋回中心Ｃを適切に設定し、各車輪９１－９４の転舵角指令値θ１^*－θ４^*を算出することができる。

（その他の実施形態）
（ａ）上記実施形態では、各車輪９１－９４がアッカーマンジオメトリに従った旋回動作をするように、旋回中心設定部５６により車両旋回中心Ｃが設定される。他の実施形態では、例えば図８に示すように、左右前輪９１、９２及び左右後輪９３、９４がそれぞれパラレルジオメトリに従った旋回動作をするように車両旋回中心Ｃが設定されてもよい。或いは、アッカーマンジオメトリとパラレルジオメトリとの中間の旋回動作が実現されるように車両旋回中心Ｃが設定されてもよい。

パラレルジオメトリに従った旋回動作では、右前輪９２の転舵角指令値θ２^*は左前輪９１の転舵角指令値θ１^*に等しく設定され、右後輪９４の転舵角指令値θ４^*は左後輪９３の転舵角指令値θ３^*に等しく設定される。つまり、旋回内側の車輪の転舵角に対する旋回外側の車輪の転舵角の舵角比が１となる。

（ｂ）旋回中心設定部５６が「転舵角指令値算出部」として機能する形態に限らず、車両旋回中心Ｃとは関係なく、転舵角指令値算出部５６が各車輪９１－９４の転舵角指令値θ１^*－θ４^*を算出してもよい。その場合、転舵角指令値算出部５６は、車輪毎に作成された最終操舵指令値Ｓｔ^**及び車速Ｖと転舵角指令値との３次元マップに基づいて、各車輪９１－９４の転舵角指令値θ１^*－θ４^*を個別に算出可能である。車速Ｖが高いときほど最終操舵指令値Ｓｔ^**に対して転舵を抑制するように転舵角指令値算出部５６が各車輪９１－９４の転舵角指令値θ１^*－θ４^*を算出することで、高車速での旋回時に急転舵が抑制される。よって、ドライバや乗客に違和感を与えないようにすることができる。

（ｃ）図１のシステム構成では、複数の転舵アクチュエータ制御部６０１－６０４は、対応する転舵アクチュエータ７１－７４とユニットを構成している。この構成に限らず、複数の転舵アクチュエータ制御部６０１－６０４が中央に集中配置され、対応する転舵アクチュエータ７１－７４に通電する駆動電流Ｉａ１－Ｉａ４を制御してもよい。

（ｄ）本発明の転舵制御装置は、四輪車両に限らず、三輪車両、又は、車両の前後方向に三列以上の左右車輪対を有する六輪や八輪の独立転舵車両に対しても適用可能である。総括すると、本発明の転舵制御装置は、「互いに機械的に拘束されない三つ以上の車輪が独立して転舵可能な車両」に適用される。

（ｅ）車両１００は、操舵入力構成として、ドライバの手動運転による操舵機構９５だけを備えてもよいし、自動運転の操舵指令装置９６だけを備えてもよい。その場合、最終操舵指令値生成部５５は、操舵角信号θｓｔと操舵指令値Ｓｔ^*とを調停することなく、いずれか一方の入力をそのまま最終操舵指令値Ｓｔ^**として出力する。また、操舵機構９５及び操舵指令装置９６の両方を備えた車両１００においていずれか一方の機能を一時的に無効にした場合も同様である。

（ｆ）各車輪９１－９４は独立して転舵可能であればよく、独立して駆動しなくてもよい。例えば前輪９１、９２は駆動輪であり、後輪９３、９４は従動輪であってもよい。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

本開示に記載の制御装置及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御装置及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御装置及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

５０ ・・・転舵制御装置、
５５ ・・・最終操舵指令値生成部、
５６ ・・・旋回中心設定部（転舵角指令値算出部）、
６０１－６０４・・・転舵アクチュエータ制御部、
７１－７４・・・転舵アクチュエータ、
９１－９４・・・車輪、
９５ ・・・ハンドル（操舵機構）、 ９６ ・・・操舵指令装置、
１００・・・（独立転舵）車両。

Claims (5)

1. 互いに機械的に拘束されない三つ以上の車輪（９１－９４）をそれぞれ独立して転舵させる複数の転舵アクチュエータ（７１－７４）、及び、前記転舵アクチュエータと機械的に分離して設けられたステアバイワイヤシステムの操舵機構（９５）もしくは自動運転の操舵指令装置（９６）を備えた車両（１００）において、各車輪の転舵を制御する転舵制御装置であって、
   前記操舵機構が出力した操舵角信号（θｓｔ）もしくは前記操舵指令装置が出力した操舵指令値（Ｓｔ^*）に基づいて最終操舵指令値（Ｓｔ^**）を生成する最終操舵指令値生成部（５５）と、
   各車輪の転舵角指令値（θ１^*－θ４^*）を算出する転舵角指令値算出部（５６）と、
   複数の前記転舵アクチュエータに対応して設けられ、前記転舵アクチュエータが出力する転舵角が前記転舵角指令値に追従するように、前記転舵アクチュエータに通電する駆動電流を制御する複数の転舵アクチュエータ制御部（６０１－６０４）と、
   を備え、
   前記転舵角指令値算出部は、前記最終操舵指令値と車速（Ｖ）とに基づいて、車速が高いときほど前記最終操舵指令値に対して転舵を抑制するように、各車輪の前記転舵角指令値を算出する転舵制御装置。
2. 前記最終操舵指令値と車速とに基づいて車両旋回中心（Ｃ）を設定する旋回中心設定部（５６）を備え、
   前記旋回中心設定部は、
   前記車両旋回中心と各車輪の中心とを結ぶ直線に各車輪の転舵方向が直交するように各車輪の前記転舵角指令値を算出し、前記転舵角指令値算出部として機能する請求項１に記載の転舵制御装置。
3. 車両前後軸（Ｙ０）に直交する一つの設定軸（Ｘｓ）が定義されており、
   前記旋回中心設定部は、
   前記車両前後軸から前記車両旋回中心までの距離である旋回中心設定距離（Ｄｃ）を操作しつつ、前記設定軸上に前記車両旋回中心を設定し、
   複数の車速に対し前記最終操舵指令値と前記旋回中心設定距離との関係を規定した３次元マップにより前記旋回中心設定距離を決定する請求項２に記載の転舵制御装置。
4. 車両前後軸（Ｙ０）に直交する複数の設定軸（Ｘｌ、Ｘｍ、Ｘｈ）が定義されており、
   前記旋回中心設定部は、
   前記車両前後軸から前記車両旋回中心までの距離である旋回中心設定距離（Ｄｃ）を操作しつつ、いずれかの前記設定軸上に前記車両旋回中心を設定し、
   車速に応じて前記車両旋回中心を設定する前記設定軸を変更し、且つ、設定された前記設定軸について、複数の車速に対し前記最終操舵指令値と前記旋回中心設定距離との関係を規定した３次元マップにより前記旋回中心設定距離を決定する請求項２に記載の転舵制御装置。
5. 前記操舵角信号、前記操舵指令値及び前記最終操舵指令値は、車両の直進時に０であり、中立位置に対する操舵方向に応じて正負の値を取るように定義されており、
   前記転舵角指令値算出部は、
   前記最終操舵指令値の絶対値が操舵下限閾値（ＳｔＬｔｈ）よりも小さい場合、車両の直進状態を保持するように各車輪の前記転舵角指令値を算出する請求項１～４のいずれか一項に記載の転舵制御装置。

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