JP4792852B2 - 四輪操舵装置 - Google Patents

Description

本発明は、前輪の操舵操作に対応して後輪を操舵する四輪操舵装置に関する。

四輪操舵装置（４ＷＳ）では、前輪の操舵操作に対応して後輪を操舵している。この四輪操舵制御では、後輪を操舵しているので、その分、前輪舵角を二輪操舵（２ＷＳ）時のものと異なる値にしている。例えば、四輪操舵制御では、後輪を逆相に操舵している場合、前輪舵角を二輪操舵時のものよりも小さくしている。
なお、従来の四輪操舵装置として、前輪（ステアリング）の切り増し時に後輪を一旦逆相に操舵して、すなわち位相反転制御して、自車両のヨーを増加させる技術がある（例えば特許文献１参照）。

前述したように、四輪操舵制御では、後輪を逆相に操舵している場合、前輪舵角を二輪操舵時のものよりも小さくしており、この結果、当該逆相時には、前輪のセルフアライニングトルクも二輪操舵時のものよりも小さくなってしまう。例えば、セルフアライニングトルクが小さくなってしまうと、運転者がステアリングを切り戻す場合に、前輪の復元力が小さくなってしまい、車両挙動が二輪操舵時のものと異なった感覚になることなどで、四輪操舵制御が運転者に違和感を与えてしまう。
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、四輪操舵制御により生じるセルフアライニングトルクの変化により、当該四輪操舵制御が運転者に違和感を与えてしまうのを防止する四輪操舵装置の提供を目的とする。

請求項１記載の四輪操舵装置は、運転者によるステアリング操作に基づいて、操舵輪を操舵するとともに補助操舵輪を操舵制御し、低速走行時には前記操舵輪と前記補助操舵輪とを逆相にする逆相制御をし、かつ高速走行時には前記操舵輪と前記補助操舵輪とを同相にする同相制御をし、かつ前記ステアリングの切り増し時に一時的に逆相制御をしてから同相制御を行う位相反転制御を行う四輪操舵装置において、前記ステアリングの切り増しを検出し、検出した切り増しによる前記位相反転制御の作動を検出し、検出した位相反転制御中の前記一時的な逆相制御時に、前記ステアリングの反力特性を、前記同相制御時のステアリングの反力特性と同等になるように補正する。

請求項１記載の四輪操舵装置によれば、位相反転制御中の一時的な逆相制御時に、ステアリングの反力特性を、同相制御時のステアリングの反力特性と同等になるように補正することで、位相反転制御中の一時的な逆相制御により発生する操舵輪のセルフアライニングトルクの変化による切り増し中のステアリングの反力特性の変化を抑制し、当該四輪操舵制御が運転者に違和感を与えてしまうのを防止する。

本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という。）を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、第１の実施形態における本発明の四輪操舵装置を適用した車両の一例を示す車両概略構成図である。
なお、この車両は、自動変速機及びコンベンショナルディファレンシャルギヤを搭載した後輪駆動車両であり、制動装置は、前後輪とも、左右輪の制動力を独立に制御可能としている。

図１中の符号１はブレーキペダル、２はブースタ、３はマスタシリンダ、４はリザーバであり、通常は、ドライバによるブレーキペダル１の踏込み量に応じて、マスタシリンダ３で昇圧された制動流体圧が、各車輪５ＦＬ〜５ＲＲの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲに供給されるようになっているが、このマスタシリンダ３と各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲとの間には制動流体圧制御回路７が介挿されており、この制動流体圧制御回路７内で、各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲの制動流体圧を個別に制御することも可能となっている。

制動流体圧制御回路７は、例えばアンチスキッド制御やトラクション制御に用いられる制動流体圧制御回路を利用したものであり、この実施形態では、各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲの制動流体圧を、単独で増減圧することができるように構成され、例えば比例ソレノイド弁を使用することによって任意の制動流体圧に制御可能に構成されている。この制動流体圧制御回路７は、コントロールユニット８からの制動流体圧指令値に応じて各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲの制動流体圧を制御する。

また、この車両は、エンジン９の運転状態、自動変速機１０の選択変速比及びスロットルバルブ１１のスロットル開度を制御することにより、駆動輪である後輪５ＲＬ、５ＲＲへの駆動トルクを制御する駆動トルクコントロールユニット１２が設けられている。エンジン９の運転状態制御は、例えば燃料噴射量や点火時期を制御することによって制御することができるし、同時にスロットル開度を制御することによっても制御することができる。
なお、この駆動トルクコントロールユニット１２は、単独で、駆動輪である後輪５ＲＬ、５ＲＲの駆動トルクを制御することも可能であるが、コントロールユニット８から駆動トルクの指令値が入力されたときには、その駆動トルク指令値を参照しながら駆動輪トルクを制御する。

さらに、この車両には、自車両に発生する前後加速度Ｘｇ及び横加速度Ｙｇを検出する加速度センサ１５、自車両に発生するヨーレイトφを検出するヨーレートセンサ１６、前記マスタシリンダ３の出力圧、いわゆるマスタシリンダ圧Ｐｍを検出するマスタシリンダ圧センサ１７、アクセルペダルの踏込み量、すなわちアクセル開度Ａｃｃを検出するアクセル開度センサ１８、ステアリングホイール２１の操舵角δを検出する操舵角センサ１９、各車輪５ＦＬ〜５ＲＲの回転速度、いわゆる車輪速度Ｖｗi（ｉ＝ＦＬ〜ＲＲ）を検出する車輪速度センサ２２ＦＬ〜２２ＲＲが備えられ、それらの検出信号はコントロールユニット８に出力される。また、駆動トルクコントロールユニット１２で制御された車輪軸上での駆動トルクＴｗも合わせてコントロールユニット８に出力される。

なお、検出された車両の走行状態データに左右の方向性がある場合には、何れも左方向を正方向とし、右方向を負方向とする。すなわち、ヨーレイトφや横加速度Ｙｇ、操舵角δは、左旋回時に正値となり、右旋回時に負値となる。
また、この車両には、車両挙動を制御するための車両挙動制御装置（四輪操舵装置、４ＷＳ）１００として、図２に示すように、操舵角センサ１９で検出されるステアリングホイール２１の操舵角δに応じて、補助操舵輪となる後輪の舵角を制御する後輪操舵制御装置が搭載されており、後輪操舵制御装置は、コントロールユニット８によって制御されるようになっている。

後輪操舵制御装置は、図２に示すように、後輪５ＲＬ及び５ＲＲ間に、タイロッド５１を介して操舵軸５２が介挿され、アクチュエータユニット５３によって操舵軸５２を車両の左右方向に移動させて、後輪を補助操舵するようになっている。
アクチュエータユニット５３は、電動モータ５４を動力源とする公知の後輪操舵機構５５を構成し、電動モータ５４を両方向に駆動することによって操舵軸５２が車両の左右方向に往復移動され、操舵輪である後輪５ＲＬ，５ＲＲを左右方向に同期して操舵することができるようになっている。具体的には、車速感応型であり、低速走行時に主操舵輪である前輪５ＦＬ，５ＦＲに対して補助操舵輪である後輪５ＲＬ，５ＲＲを逆相にする逆相制御をし、高速走行時に前輪５ＦＬ，５ＦＲに対して後輪５ＲＬ，５ＲＲを同相にする同相制御をする。

例えば、下記（１）式により、前輪５ＦＬ，５ＦＲの舵角δ_ｆ４ｗｓ（ステアリングホイール２１の操舵角δと等価）により、後輪５ＲＬ、５ＲＲの舵角δ_ｒ４ｗｓを決定する。
δ_ｒ４ｗｓ＝α・δ_ｆ４ｗｓ ・・・（１）
ここで、αはＲ／Ｆ比（ＲＦｒａｔｉｏ）であり、車速に応じて逆相制御と同相制御とを行うための後輪操舵制御ゲインになる。後輪操舵制御ゲインは、例えば図３に示すように車速Ｖに応じて変化する。すなわち、後輪操舵制御ゲインαは、車速Ｖに比例して大きくなり、低速走行域では、負値をとり、制御切り換え速度Ｖｘ以降の高速走行域では、正値をとる。

これにより、低速走行域では、後輪操舵制御ゲインが負値であるから、前輪舵角δ_ｆ４ｗｓと後輪舵角δ_ｒ４ｗｓとが向きが逆となる逆相制御となり、また、高速走行域では、後輪操舵制御ゲインαが正値であるから、前輪舵角δ_ｆ４ｗｓと後輪舵角δ_ｒ４ｗｓとが向きが同じになる同相制御となる。
後輪操舵機構５５には、電動モータ５４の回転角、すなわち後輪５ＲＬ，５ＲＲの実後輪舵角δｒを検出する後輪舵角センサ５６ａ，５６ｂが設けられ、これらセンサの検出信号はコントロールユニット８に入力されるようになっている。

なお、主操舵輪となる前輪５ＦＬ，５ＦＲは、パワーステアリングによりアシスト力を付加するアシスト制御がなされるように構成されており、前輪５ＦＬ，５ＦＲ間に、タイロッド５７を介して電動式パワーステアリングギヤボックス５８が介挿されている。
コントロールユニット８は、操舵角センサ１９で検出される操舵角δ、前記算出した車速Ｖ、及び後輪舵角センサ５６ａ，５６ｂで検出される後輪舵角等、各種センサの検出信号に基づいて、公知の後輪操舵制御処理を実行し、ステアリングホイール２１の操舵角δに応じて後輪の舵角を制御するようになっている。

また、コントロールユニット８は、前記特許文献１等に示すような位相反転制御を行っており、ステアリングの切り増し操作時に後輪を一旦逆相に操舵してから同相に操舵することで、同相制御域の自車両のヨーを増加させている。そして、このとき位相反転制御時の後輪舵角の変化に起因して前輪のセルフアライニングトルクが減少することから、コントロールユニット８は、位相反転制御時にステアリング反力が増加するように補舵トルクを付与している。

ここで、４ＷＳ時の舵角と前輪のセルフアライニングトルクとの関係、その関係から得る補舵トルク（ステアリング反力の補正）について説明する。
（１）４ＷＳ時の前後輪の舵角の関係
図４（ａ）は、２ＷＳ時の前後輪の操舵状態を示し、図４（ｂ）は、４ＷＳ時（特に逆相制御時）の前後輪の操舵状態を示す。なお、ここでは、横加速度によるスリップ角が無視できるほど、自車両が低速走行していることを前提としている。

同図（ａ）に示すように、２ＷＳ時には前輪の舵角δ_ｆになっているものとする。そして、４ＷＳでは、この２ＷＳ時と同様な車両挙動、すなわち車両回転半径ρ、を得るために、同図（ｂ）に示すように、舵角δ_ｆ４ｗｓになるように前輪を操舵し、かつ舵角δ_ｒ４ｗｓになるように後輪を操舵している。このとき、２ＷＳ時の前輪舵角δｆと４ＷＳ時の前輪舵角δ_ｆ４ｗｓ及び後輪舵角δ_ｒ４ｗｓとの関係は、例えば４ＷＳ時の前輪舵角δ_ｆ４ｗｓと後輪舵角δ_ｒ４ｗｓとの総和が２ＷＳ時の前輪舵角δ_ｆになる（δ_ｆ４ｗｓ＋δ_ｒ４ｗｓ＝δ_ｆ）。すなわち、前輪舵角だけに着目すると、４ＷＳ時の前輪舵角δ_ｆ４ｗｓは、２ＷＳ時の前輪舵角δ_ｆよりも小さくなる（δ_ｆ４ｗｓ＜δ_ｆ）。

（２）舵角に基づくセルフアライニングトルクの算出
２ＷＳ時のセルフアライニングトルクＴ_ｓは、前輪舵角δ_ｆを用いて、一般的には下記（２）式で示される。
Ｔ_ｓ＝２・ξ・Ｋ_ｆ・（β_ｆ＋ｌ_ｆ・ｒ／Ｖ−δ_ｆ） ・・・（２）
ここで、ξ、Ｋ_ｆ、β_ｆ、ｌ_ｆ、ｒの各値は、図４及び図５に示すようになる。すなわち、図４に示すように、ｌ_ｆは、車両重心点と前輪車軸間の距離であり、ｒは、車両重心点回りに作用するヨーモーメントであり、また、図５に示すように、β_ｆは、前輪のすべり角であり、−Ｋ_ｆ・β_ｆは、その前輪のすべり角β_ｆが発生している場合に、当該前輪のすべり角をなくすように当該前輪に作用する力であり、ξは、その力の作用点から前輪のキングピンに基づくキャスタートレール上の点ａまでの距離である。

また、このセルフアライニングトルクＴ_ｓに対して、ステアリングギヤ比をＮとした場合、そのときのステアリング反力Ｔ_ｈは、下記（３）式で示される。
Ｔ_ｈ＝２・ξ・Ｋ_ｆ／Ｎ・（β_ｆ＋ｌ_ｆ・ｒ／Ｖ−δ_ｆ） ・・・（３）
一方、４ＷＳでは、位相反転制御として一時的に逆相制御を行うが、その逆相制御時の前輪舵角δ_ｆ４ｗｓ（＝δ_ｆ−δ_{ｒ４ｗｓｓ}）に基づくステアリング反力Ｔ_ｈｒｓ（以下、位相反転時ステアリング反力という。）は、下記（４）式で示される。
Ｔ_ｈｒｓ＝２・ξ・Ｋ_ｆ／Ｎ・（β_ｆ＋ｌ_ｆ・ｒ_ｒｓ／Ｖ−（δ_ｆ−δ_{ｒ４ｗｓｓ}）） ・・・（４）
ここで、ｒ_ｒｓは、逆相制御時の車両重心点回りに作用するヨーモーメントである。また、δ_{ｒ４ｗｓｓ}は、逆相制御時の後輪舵角である。また、δ_{ｒ４ｗｓｓ}は、逆相制御時のものであるから負値になる。

一方、位相反転制御後、すなわち前記一時的な逆相制御後には、同相制御により後輪がある舵角になるが、その後輪舵角をδ_{ｒ４ｗｓｃ}とした場合、ステアリング反力Ｔ_ｈｒｃ（以下、位相反転後ステアリング反力という。）は、下記（５）式で示される。
Ｔ_ｈｒｃ＝２・ξ・Ｋ_ｆ／Ｎ・（β_ｆ＋ｌ_ｆ・ｒ_ｒｃ／Ｖ−（δ_ｆ−δ_{ｒ４ｗｓｃ}）） ・・・（５）
ここで、ｒ_ｒｃは、同相制御時の車両重心点回りに作用するヨーモーメントである。
このように、４ＷＳにおいて、同相時と逆相時とで、セルフアライニングトルク又はステアリング反力が異なるものとなり、具体的には、逆相時の方がセルフアライニングトルク又はステアリング反力が小さくなる。

（３）補正トルクの算出（ステアリング反力の補正後の値の算出）
同相時と逆相時とで生じるセルフアライニングトルクの差異をキャンセルするように補正トルクを算出する。ここでは、実ステアリング反力の補正量として補正トルクを算出する。すなわち、補正トルクＴ_ａは、下記（６）式に示すように、実ステアリング反力Ｔ_ｔから、前記（４）式より算出される位相反転時ステアリング反力Ｔ_ｈｒｓと前記（５）式より算出される位相反転後ステアリング反力Ｔ_ｈｒｃとの差分値を差し引いた値になる。

Ｔ_ａ＝Ｔ_ｔ−（Ｔ_ｈｒｓ−Ｔ_ｈｒｃ）
＝Ｔ_ｔ−２・ξ・Ｋ_ｆ／Ｎ・（β_ｆ＋ｌ_ｆ・ｒ_ｒｓ／Ｖ−（δ_ｆ−δ_{ｒ４ｗｓｓ}））−２・ξ・Ｋ_ｆ／Ｎ・（β_ｆ＋ｌ_ｆ・ｒ_ｒｃ／Ｖ−（δ_ｆ−δ_{ｒ４ｗｓｃ}））
＝Ｔ_ｔ−２・ξ・Ｋ_ｆ／Ｎ・（ｌ_ｆ・（ｒ_ｒｓ−ｒ_ｒｃ）／Ｖ＋δ_{ｒ４ｗｓｓ}−δ_{ｒ４ｗｓｃ}） ・・・（６）
この（６）式によれば、実ステアリング反力を増加補正するものとして、補正トルクＴ_ａを得ることができる。

図６は、コントロールユニット８で行われる以上のような補舵トルクを算出するための演算処理の処理手順を示すフローチャートである。この演算処理は、所定サンプリング時間ΔＴ（例えば、１０〔ｍｓ〕）毎にタイマ割込によって実行される。なお、このフローチャートでは通信のためのステップを設けていないが、演算処理によって得られた情報は随時記憶装置に更新記憶されると共に、必要な情報は随時記憶装置から読み出される。

先ずステップＳ１において、４ＷＳ制御中か否かを判定する。ここで、４ＷＳ制御中の場合、ステップＳ２に進み、４ＷＳ制御中でない場合、当該図４に示す処理を終了する。
ステップＳ２では、位相反転制御を開始したか否かを判定する。具体的には、操舵角センサ１９が検出した操舵角δに基づいて、ステアリングホイール２１の切り増しを検出した場合、位相反転制御を開始したと判定する。ここで、位相反転制御を開始した場合、ステップＳ３に進み、位相反転制御の開始でない場合、当該図４に示す処理を終了する。

ステップＳ３では、位相反転制御として一時的に行う逆相制御時の後輪舵角δ_{ｒ４ｗｓｓ}を算出する。続いてステップＳ４において、位相反転制御後の後輪舵角δ_{ｒ４ｗｓｃ}を推定する。すなわち、逆相制御後の同相制御に滑らかに追従するための後輪舵角δ_{ｒ４ｗｓｃ}を推定する。
ここで、ステップＳ３では、センサにより逆相制御時の後輪舵角δ_{ｒ４ｗｓｓ}を検出する。また、ステップＳ４では、演算、テーブル、経験値又は実験値等により同相制御に追従するための後輪舵角δ_{ｒ４ｗｓｃ}を推定する。また、前記特許文献１にあるように、ステアリングの舵角に基づいて逆相制御時の後輪舵角を決定する場合には、そのような決定に使用する演算処理を参照して、本実施形態でも、逆相制御時の後輪舵角（ステップＳ３で算出）、さらにはその逆相制御直後に同相制御に戻ったときの後輪舵角を算出（ステップＳ４で算出）するようにしても良い。

続いてステップＳ５において、トルクセンサ等を使用して実ステアリング反力Ｔ_ｔを検出する。
続いてステップＳ６において、補正トルクを算出する（実ステアリング反力を補正する）。すなわち、前記ステップＳ３で算出した逆相制御時の後輪舵角δ_{ｒ４ｗｓｓ}、前記ステップＳ４で推定した逆相制御後の後輪舵角δ_{ｒ４ｗｓｃ}及び前記ステップＳ５で検出した実ステアリング反力Ｔ_ｔに基づいて、前記（６）式に基づいて、ステアリング反力に付加するための補舵トルクＴ_ａを算出する。
続いてステップＳ７において、前記ステップＳ６で算出した補正トルクを出力する（補正したステアリング反力を出力する）。例えば、パワーステアリングのアシスト力（操舵ゲインや操舵トルクアシスト力等）を補正トルク相当分減少させる。これにより、ステアリング反力が操舵トルク相当分増加補正される。

図７は、この処理により補正されたステアリング反力特性を示す。
この図７に示すように、従来（補正前）であれば、同図中点線で示すように、位相反転制御により、その開始直後の一時的なセルフアライニングトルクの減少に起因して、ステアリング反力が減少する。これに対して、本発明を適用することで（補正後）、同図中実線で示すように、位相反転制御中のステアリング反力の減少は抑制される、すなわち、位相反転制御中のステアリング反力特性は、後輪を同相制御のまま操舵していく場合とほぼ同じ増加特性を示す。

ここで、図８は、位相反転制御の有無による車両動作の違いを示すタイムチャートである。同図において、（ａ）は前輪舵角δ_ｆ４ｗｓの変化、（ｂ）は後輪舵角δ_ｒ４ｗｓ（δ_{ｒ４ｗｓｓ}、δ_{ｒ４ｗｓｃ}を含む）の変化、（ｃ）は自車両のヨーレイトの変化、（ｄ）は自車両の横加速度の変化、（ｅ）は自車両の車体横滑り角の変化、（ｆ）はステアリング反力の変化を示す。

この図８に示すように、ステアリング操作されて、前輪（ステアリング）が切り増しされていき、前輪舵角δ_ｆ４ｗｓが変化すると（同図（ａ））、四輪操舵制御により前輪操舵に合わせて後輪も切り増しされて、後輪舵角δ_ｒ４ｗｓも変化していく（同図（ｂ））。そして、このとき、位相反転制御により、一時的に、逆相側に後輪舵角δ_{ｒ４ｗｓｓ}となるように後輪が操舵される（同図（ｂ）実線）。なお、位相反転制御がなければ、後輪は逆相側に操舵されることなく、四輪操舵制御により前輪操舵に合わせて後輪も同相側に切り増しされていく（同図（ｂ）点線）。

この位相反転制御により、自車両のヨーレイトは、位相反転制御がないとした場合の値（同図（ｃ）点線）よりも大きくなり（同図（ｃ）実線）、また、自車両の横加速度は、位相反転制御がないとした場合の値（同図（ｄ）点線）よりも小さくなり、さらに、自車両の車体横滑り角は、その減少度合いが位相反転制御がないとした場合の値（同図（ｅ）点線）よりも小さくなり（同図（ｅ）実線）、さらにまた、ステアリング反力は、位相反転制御がないとした場合の値（同図（ｆ）点線）よりも小さくなる（同図（ｆ）実線）。

このように位相反転制御によりステアリング反力が減少するが、前述したように、補舵トルクを入力することで、位相反転制御がない場合のステアリング反力（同図（ｆ）点線）に近い値を実現することができる。
なお、前記（５）式では、補舵トルクの算出に、位相反転制御後の後輪舵角δ_{ｒ４ｗｓｃ}を必要としているが、その位相反転制御後の後輪舵角δ_{ｒ４ｗｓｃ}を、同図（ｂ）に示すように、位相反転制御がないと仮定して、同相制御のまま増加した場合の後輪舵角としている。これにより、前記ステップＳ４では、位相反転制御後の後輪舵角δ_{ｒ４ｗｓｃ}を同相制御のまま増加する後輪舵角に推定することで、位相反転制御後の後輪舵角δ_{ｒ４ｗｓｃ}を位相反転制御後に同相制御の後輪舵角に滑らかに追従するような値として得ている。

次に第１の実施形態における効果を説明する。
前述したように、運転者のステアリングの切り増しによる一時的な逆相制御時に、ステアリング反力が増加するように補正トルクを付与している。これにより、逆相制御時にセルフアライニングトルクが減少しても、その減少に影響されることのないステアリング反力になるので、位相反転制御時のステアリング特性が運転者に違和感を与えてしまうのを防止できる。
なお、前記第１の実施形態では、補助操舵輪である後輪の舵角δ_{ｒ４ｗｓｃ}に基づいて補正トルクを算出している（前記（６）式参照）。しかし、これに限定されるものではない。例えば、操舵輪である前輪舵角δ_{ｆ４ｗｓｃ}に基づいて補正トルクを算出しても良い。

また、前記第１の実施形態の説明において、操舵角センサ１９及びコントロールユニット８のステップＳ２の処理は、前記ステアリングの切り増しを検出する切り増し検出手段及び前記切り増し検出手段が検出した切り増しによる位相反転制御の作動を検出する位相反転制御作動検出手段を実現しており、コントロールユニット８のステップＳ５〜ステップＳ７の処理は、前記位相反転制御作動検出手段が検出した位相反転制御中の一時的な逆相制御時に、前記ステアリングの反力トルクを増加補正する反力トルク補正手段を実現しており、コントロールユニット８のステップＳ３及びステップＳ４の処理は、前記位相反転制御検出手段が検出した位相反転制御中の一時的な逆相制御時の操舵輪のセルフアライニングトルクを検出するとともに、当該逆相制御後の同相制御時の操舵輪のセルフアライニングトルクを推定するセルフアライニングトルク取得手段を実現している。

次に第２の実施形態を説明する。
四輪操舵装置では、前述したように、逆相制御すると、前輪のセルフアライニングトルクが減少してしまう。この結果、ステアリングの切り戻し時には前輪の復元力が減少する。この第２の実施形態では、このような復元力の減少が車両走行特性に影響してしまうのを防止している。
第２の実施形態では、前記第１の実施形態と同様に、車両構成は、前記図１に示すような構成であり、両挙動制御装置（四輪操舵装置）の構成は、前記図２に示すような構成になる。

図９は、コントロールユニット８で行われる演算処理の処理手順を示すフローチャートである。この演算処理は、所定サンプリング時間ΔＴ（例えば、１０〔ｍｓ〕）毎にタイマ割込によって実行される。なお、このフローチャートでは通信のためのステップを設けていないが、演算処理によって得られた情報は随時記憶装置に更新記憶されると共に、必要な情報は随時記憶装置から読み出される。
先ずステップＳ１１において、４ＷＳ制御中か否かを判定する。ここで、４ＷＳ制御中の場合、ステップＳ１２に進み、４ＷＳ制御中でない場合、当該図９に示す処理を終了する。

ステップＳ１２では、前輪舵角及び操舵トルクを検出する。続いてステップＳ１３において、運転者によるステアリングの切り戻し操作があるか否かを判定する。具体的には、前記ステップＳ１２で検出した前輪舵角から得た操舵速度及び操舵トルクに基づいて、運転者によるステアリングの切り戻し操作を判定する。例えば、操舵トルクが所定値以上となること及び操舵速度が所定値以上となることの一方又は両方を満たした場合、ステアリングの切り戻し操作ありと判定する。

例えば、図１０に示すような操舵速度と操舵トルクとの関係を示すテーブルを持っており、操舵トルクが負値に反転（変動）し、かつ操舵速度が負値に反転（変動）した領域で、運転者によるステアリングの切り戻し操作（意思）ありと判定する。
ここで、運転者によるステアリングの切り戻し操作がある場合、ステップＳ１４に進み、運転者によるステアリングの切り戻し操作がない場合、当該図９に示す処理を終了する。

ステップＳ１４では、車両回転半径を検出する。例えば、車速や横加速度に基づいて、車両回転半径を検出する。
続いてステップＳ１５において、前記ステップＳ１４で検出した車両回転半径に基づいて、２ＷＳ時の前輪舵角δ_ｆを推定する。例えば、演算、テーブル、経験値又は実験値等により、車両回転半径に対応する前輪舵角δ_ｆを推定する。

続いてステップＳ１６において、前記ステップＳ１５で得た２ＷＳ時の前輪舵角δ_ｆに基づいて、２ＷＳ時のセルフアライニングトルクを推定する。例えば、前記（２）式に基づいて、前輪舵角δ_ｆに対応するセルフアライニングトルクを算出する。
続いてステップＳ１７において、４ＷＳ時のセルフアライニングトルクを算出する。例えば、前記（２）式において、前輪舵角δ_ｆに換えて、実測の前輪舵角δ_ｆ４ｗｓを用いることで、前輪舵角δ_ｆ４ｗｓに対応するセルフアライニングトルクを算出する。

続いてステップＳ１８において、操舵ゲインを算出する。具体的には、前記ステップＳ１６で推定した２ＷＳ時のセルフアライニングトルクと前記ステップＳ１７で算出した４ＷＳ時のセルフアライニングトルクとの差分に基づいて、操舵輪の復元力の変化量を推定して、その推定した復元力の変化量が発生しないように、パワーステアリングの操舵ゲイン（操舵トルクアシスト力）を決定する。すなわち、当該４ＷＳ時の操舵輪の復元力の値が２ＷＳ時の操舵輪の復元力の値になるように、操舵ゲインを補正する。

操舵ゲインの補正については、例えば、逆相制御中にステアリングを切り戻せば、セルフアライニングトルクが小さくなっているから、復元力は減少するので、その切り戻し量（速度や大きさ）に応じて操舵ゲインを増加補正する。また、同相制御中にステアリングを切り戻せば、セルフアライニングトルクが大きくなっているから、復元力は増加するので、その切り戻し量（速度や大きさ）に応じて操舵ゲインを減少補正する。

また、ステアリング反力に基づいて、操舵ゲインをさらに補正しても良い。例えば、図１１に示すように、ステアリング反力が大きくなるほど、操舵ゲインを小さくし、すなわち、操舵ゲインの補正量と少なくし、また、ステアリング反力が小さくなるほど、操舵ゲインを大きくし、すなわち、操舵ゲインの補正量を多くする。
続いてステップＳ１９において、前記ステップＳ１８で補正した操舵ゲインに基づいて、前輪のアシスト制御を行う。

図１２は、この処理により補正された操舵ゲイン（操舵ゲイン補正量）特性を示す。
同図中、（ａ）は前輪舵角δ_ｆ４ｗｓの変化、（ｂ）は後輪舵角δ_ｒ４ｗｓの変化、（ｃ）は操舵トルクの変化、（ｄ）は操舵速度の変化、（ｅ）はステアリングの切り戻し検出、（ｆ）は前輪の操舵ゲインの補正量の変化を示す。なお、本例は、逆相制御を前提としている。

この図１２に示すように、ステアリングが切り増しされて、その後、切り戻されており、それに併せて、前輪舵角δ_ｆ４ｗｓが変化し（同図（ａ））、後輪もそれに応じて、逆相側に切り増しされて、その後、切り戻されて、後輪舵角δ_ｒ４ｗｓが変化する（同図（ｂ））。そして、そのステアリング操作に応じて、操舵トルク及び操舵速度が変化しており（同図（ｃ）、（ｄ））、操舵トルク及び操舵速度が負値に反転した時点で運転者の切り戻しを検出する（同図（ｅ））。そして、この検出時に、操舵ゲインを補正することで、復元力の減少分を補うように前輪のアシスト制御が行われる。

次に第２の実施形態における効果を説明する。
前述したように、運転者のステアリングの切り戻し時に、操舵ゲインを補正している。具体的には、逆相制御中には、切り戻し量に応じて操舵ゲインを増加補正し、同相制御中には、切り戻し量に応じて操舵ゲインを減少補正している。これにより、運転者のステアリングの切り戻し時に発生するセルフアライニングトルクの変化による操舵輪の復元力の変化が車両走行特性に影響するのを抑えることができるので、四輪操舵制御が運転者に違和感を与えてしまうのを防止できる。

また、前述したように、操舵トルクが所定値以上となること及び操舵速度が所定値以上となることの一方又は両方を満たした場合、ステアリングの切り戻し操作ありと判定している。これにより、運転者によるステアリングの切り戻し操作を早期に検出しているので、より効果的に前記操舵輪の復元力の変化が車両走行特性に影響するのを抑えることができる。

また、前述したように、ステアリング反力に基づいて、操舵ゲインを補正している。具体的には、ステアリング反力が大きくなるほど、操舵ゲインの補正量を少なくし、また、ステアリング反力が小さくなるほど、操舵ゲインの補正量を多くしている。これにより、ステアリング反力が大きいほど操舵ゲインの補正量を少なくすることで、ステアリング反力が大きいほど前輪の操舵量が抑制されるという一般的な車両特性に合致させた操舵ゲインの補正を実現している。

なお、四輪操舵装置は、このような第２の実施形態と前記第１の実施形態とを組み合わせた構成としても良い。これにより、四輪操舵制御中に運転者がステアリング操作することで発生する操舵輪のセルフアライニングトルクの変化によるステアリング反力の変化及び操舵輪の復元力の変化が、運転者に違和感を与えてしまうのを防止することができる。
また、前記第２の実施形態の説明において、コントロールユニット８のステップＳ１２及びステップＳ１３の処理は、ステアリングの切り戻しを検出する切り戻し検出手段を実現しており、コントロールユニット８のステップＳステップＳ１４〜ステップＳ１９の処理は、前記四輪操舵制御中に前記切り戻し検出手段が切り戻しを検出した場合、前記操舵輪の復元力を補正する復元力補正手段を実現している。

本発明の第１の実施形態であり、四輪操舵装置を搭載した車両の一例を示す図である。 前記車両が搭載する後輪操舵制御装置（四輪操舵装置）の一例を示す図である。 車速Ｖと後輪操舵制御ゲインαとの関係を示す特性図である。 ４ＷＳ時の舵角と前輪のセルフアライニングトルクとの関係の説明に使用した図であり、（ａ）２ＷＳ時の前後輪の操舵状態を示し、（ｂ）は、４ＷＳ時（特に逆相制御時）の前後輪の操舵状態を示す。 セルフアライニングトルクの説明に使用した図である。 前記四輪操舵装置のコントロールユニットによる補正トルク算出のための一連の処理の処理手順を示すフローチャートである。 前記補正トルクにより補正されたステアリング反力特性の説明に使用した図である。 位相反転制御の有無による車両動作の違いを示すタイムチャートである。 第２の実施形態におけるコントロールユニットによる操舵ゲイン算出及び前輪操舵制御のための一連の処理の処理手順を示すフローチャートである。 前記操舵ゲイン算出及び前輪操舵制御のための処理において、ステアリングの切り戻し判定に使用するテーブルを示す図である。 ステアリング反力と操舵ゲイン（補正値）との関係を示す特性図である。 前輪の操舵ゲインの補正量の変化の説明に使用した図である。

符号の説明

５ＦＬ〜５ＲＲ 車輪
６ＦＬ〜６ＲＲ ホイールシリンダ
７ 制動流体圧制御回路
８ コントロールユニット
９ エンジン
１２ 駆動トルクコントロールユニット
１３ 撮像部
１６ ヨーレイトセンサ
１７ マスタシリンダ圧センサ
１８ アクセル開度センサ
１９ 操舵角センサ
２１ ステアリングホイール
２２ＦＬ〜２２ＲＲ 車輪速度センサ
５２ 操舵軸
５３ アクチュエータユニット
５４ 電動モータ
５５ 後輪操舵機構
５６ａ，５６ｂ 後輪舵角センサ
１００ 車両挙動制御装置

Claims (5)

1. 運転者によるステアリング操作に基づいて、操舵輪を操舵するとともに補助操舵輪を操舵制御し、低速走行時には前記操舵輪と前記補助操舵輪とを逆相にする逆相制御をし、かつ高速走行時には前記操舵輪と前記補助操舵輪とを同相にする同相制御をし、かつ前記ステアリングの切り増し時に一時的に逆相制御をしてから同相制御を行う位相反転制御を行う四輪操舵装置において、
   前記ステアリングの切り増しを検出する切り増し検出手段と、
   前記切り増し検出手段が検出した切り増しによる前記位相反転制御の作動を検出する位相反転制御作動検出手段と、
   前記位相反転制御作動検出手段が検出した位相反転制御中の前記一時的な逆相制御時に、前記ステアリングの反力特性を、前記同相制御時のステアリングの反力特性と同等になるように補正するステアリング反力補正手段と、
   を備えることを特徴とする四輪操舵装置。
2. 前記ステアリング反力補正手段は、前記位相反転制御作動検出手段が検出した位相反転制御中の前記一時的な逆相制御時に、前記ステアリングの反力を、前記同相制御時のステアリングの反力と同等になるように増加補正することを特徴とする請求項１に記載の四輪操舵装置。
3. 前記位相反転制御作動検出手段が検出した位相反転制御中の前記一時的な逆相制御時の操舵輪のセルフアライニングトルクを検出するとともに、当該逆相制御後の同相制御時の操舵輪のセルフアライニングトルクを推定するセルフアライニングトルク取得手段を備えており、前記ステアリング反力補正手段は、前記セルフアライニングトルク取得手段が取得した前記一時的な逆相制御時の操舵輪のセルフアライニングトルクと当該逆相制御後の同相制御時の操舵輪のセルフアライニングトルクとの差分に基づいて、前記ステアリングの反力特性の補正をすることを特徴とする請求項１又は２に記載の四輪操舵装置。
4. 前記セルフアライニングトルク取得手段は、前記操舵輪又は補助操舵輪の舵角に基づいて、前記セルフアライニングトルクを算出することを特徴とする請求項３記載の四輪操舵装置。
5. 前記セルフアライニングトルク取得手段は、前記一時的な逆相制御後の同相制御時の前記操舵輪又は補助操舵輪の舵角に基づいて、前記一時的の逆相制御後の同相制御時の操舵輪のセルフアライニングトルクを推定することを特徴とする請求項３又は４に記載の四輪操舵装置。

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