JP4807153B2 - 車両の操舵装置 - Google Patents

Description

本発明は、左右前輪および左右後輪のうちの少なくとも一方の一対の車輪を左右それぞれ独立に転舵可能な車両の操舵装置に関する。

従来から、例えば下記特許文献１に示されているように、車両が低速走行状態にあるとき後輪をトーアウトに転舵し、車両が高速走行状態にあり、前輪が転舵されているときまたは車両が制動状態にあるとき、後輪をトーインに転舵する車両の操舵装置は知られている。
特開平５−１７８２３１号公報

しかし、上記特許文献１に記載された車両の操舵装置は、低速走行時の車両の回頭性および高速走行時の車両の走行安定性を高めるものであるが、前記特許文献１には車両の姿勢を制御することには言及されていない。

車両においては、車両の前後方向の加速度が大きいとき、特に車両の急制動時に、車体の前部および後部が車両の重心を通る幅方向の水平軸周りに上下方向に回転、すなわち車体にピッチングが発生し、車両の姿勢が変化する。本発明は、この車両の加減速時に発生する車両の姿勢変化を抑制して車両の姿勢を適切に制御することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、左右前輪および左右後輪のうちの少なくとも一方の一対の車輪をそれぞれ独立に転舵する転舵手段と、車両の前後方向の加速度を検出する加速度検出手段と、車体の前部および後部の少なくともいずれか一方に上下方向の力を発生させる前記少なくとも一方の一対の車輪の目標トー角であって、前後方向の加速度に伴って車体の前部および後部に発生する上下方向の力に対抗して、車体の前部および後部の上下方向の変位量を所定の目標値に設定するための前記目標トー角を、前記検出された加速度を用いて計算する目標トー角計算手段と、前記計算された目標トー角を用いて前記転舵手段を制御して、前記少なくとも一方の一対の車輪を前記計算された目標トー角に転舵する転舵制御手段とを備えたことにある。

この場合、加速度検出手段は、車体に組み付けられた前後加速度センサを利用したり、車速センサによって検出された車速を微分したりすることにより、車両の前後加速度を検出するようにするとよい。また、車体の前部および後部の上下方向の変位量の目標値としては、例えば、車体の前部および後部が、車両の前後方向の加速度によって上下方向に変位しないようにするとよい。

上記のように構成した本発明の特徴においては、目標トー角計算手段が、検出した車両の前後方向の加速度を用いて、左右前輪および左右後輪のうちの少なくとも一方の一対の車輪の目標トー角を計算する。この場合、目標トー角は、車体の前部および後部の少なくともいずれか一方に上下方向の力を発生させ、前後方向の加速度に伴って車体の前部および後部に発生する上下方向の力に対抗して、車体の前部および後部の上下方向の変位量を所定の目標値に設定するためのものである。そして、転舵制御手段が、転舵手段を制御して、前記少なくとも一方の一対の車輪を前記計算された目標トー角に転舵する。したがって、左右前輪および左右後輪のうちの少なくとも一方の一対の車輪のトー角による車体上下方向の力が、車両の加減速時における車体の前部および後部の上下方向の変位に対抗して、車両の前部および後部の上下方向位置を適切に保つ。これにより、車両の姿勢は常に適正に保たれて、車両の走行安定性が良好となる。

また、本発明の他の特徴は、前記目標トー角計算手段は、車両の制動時に目標トー角を計算することにある。この場合、前記車両の前後方向の加速度を、車輪の回転を制動するためのブレーキ油圧またはベレーキペダルの踏み込み量を用いて検出するようにするとよい。また、前記のように、車体に組み付けられた前後加速度センサを利用することにより、または車速センサによって検出された車速を微分することにより、前記車両の前後方向の加速度を検出するようにしてもよい。これによれば、特に、急制動時に発生する車両の姿勢変化を抑制することができ、車両の走行安定性が良好となる。また、車体の前部および後部の上下方向の変位量の目標値に関しては、この車両の制動時には車体の前部を非制動時に比べて若干下げるようにして、車両制動時における旋回特性を良好にするとよい。ただし、この若干の下げ量は、本発明に係る制御を行わない場合に車体の前部が下方へ変位する変位量に比べて小さくとどめる。

ａ．制御理論
以下に、本発明の実施形態について説明するが、その前に、実施形態にて利用する制御理論について説明しておく。

車両の減速時または加速時には、車体の重心をとおる車両の幅方向の水平軸線周りに回転力が発生して、車体の前部および後部は車両の加速度（減速度）に応じて上下に変位する。すなわち、車両の減速時には、車体の前部に下方向の力が発生して車体の前部は下方に変位するとともに、車体の後部に上方向の力が発生して車体の後部は上方に変位する。また、車両の加速時には、車体の前部に上方向の力が発生して車体の前部は上方に変位するとともに、車体の後部に下方向の力が発生して車体の後部は下方に変位する。

この車体の前部および後部の変位を抑制するために、車両の前後加速度Ｇxおよび車輪のトー角制御に応じて、車輪を支持するサスペンション装置に作用させようとする上下方向の総合的な目標の力Ｆf＊，Ｆr＊を、車両の前後加速度Ｇxの関数として表すと、同目標の力Ｆf＊，Ｆr＊は下記式１，２のように表される。この場合、前後加速度Ｇxは車両の減速時における加速度（減速度）を正で表し、車両の加速時における加速度を負で表す。また、目標の力Ｆf＊，Ｆr＊は、下方向を正で表し、上方向を負で表す。

上記式１，２において、Ｐｆ，Ｐrは、前輪部および後輪部における車体の上下方向の目標変位量を決定する予め決められた係数である。例えば、この係数Ｐｆ，Ｐrをそれぞれ「０」に設定すれば、サスペンション装置に作用させようとする目標の力Ｆf＊，Ｆr＊はそれぞれ「０」となり、車体の前輪部および後輪部の上下変位量は前後加速度Ｇxによらず常に一定に維持することを意味する。また、係数Ｐｆを微小な正の値（例えば、「０．１」）に設定すれば、車体の前輪部を前後加速度Ｇx（減速度）に比例させて少量だけ下方に変位させることを意味する。ｈは、車両の重心高を表す定数である。Ｍは、車体の質量を表す定数である。Ｌは、車両のホイールベースを表す定数である。

次に、車両の前後加速度Ｇxおよび車輪のトー角制御により、車体の前輪部および後輪部に発生する実際の力Ｆf，Ｆrについて説明する。前後加速度Ｇxによる力は、前輪部に関しては、荷重移動分２・ｈ・Ｍ・Ｇx／Ｌと、前後加速度Ｇxによる上下分力−Ａf・Ｍ・Ｇxとの和である。また、後輪部に関しては、荷重移動分−２・ｈ・Ｍ・Ｇx／Ｌと、前後加速度による上下分力−Ａr・Ｍ・Ｇxとの和である。なお、Ａf，Ａrは、前輪部および後輪部のアンチダイブ係数（アンチリフト係数と同じ）を表す定数である。

また、車輪のトー角制御により、車体の前輪部および後輪部に発生する力は、トー角と、コーナリングパワーと、垂直荷重（初期荷重＋荷重移動分）とを乗算したものである。すなわち、この前輪部および後輪部に関する上下方向の力は、それぞれ２・Ｃf・(Ｄf・ｇ＋２・Ｇx・ｈ／Ｌ)・Ｍ・Ｒfrt・δf，２・Ｃr・(Ｄr・ｇ−２・Ｇx・ｈ／Ｌ)・Ｍ・Ｒrrt・δrである。ここで、δf，δrは、それぞれ前輪および後輪のトー角であり、トーイン量を正で表すとともにトーアウト量を負で表す。Ｃf，Ｃrは、それぞれ前輪および後輪のコーナリングパワーを表す定数である。Ｄf，Ｄrは、前輪および後輪の荷重配分比を表す定数である。Ｒfrt，Ｒrrtは、前輪部および後輪部におけるロールセンタ高さ（重心高さｈにほぼ等しい）のトレッドに対する比の２倍に等しい定数である（２・ロールセンタ高さ／トレッド）。ｇは、重力加速度を表す。

そして、車両の前後加速度Ｇxおよび車輪のトー角制御により、車体の前輪部および後輪部に発生する実際の総合力Ｆf，Ｆrは、下記式３，４のように表される。

したがって、前記式１，２の目標の力Ｆf＊，Ｆr＊と、前記式３，４の力Ｆf，Ｆrとがそれぞれ等しくなるように、トー角δf，δrを決定すれば、前後加速度Ｇxに応じて車体の前輪部および後輪部を目標の変位量に設定できる。そして、これらのトー角δf，δrは、前記式１〜４により、下記式５，６のように表される。

ｂ．第１実施形態
以下、前記理論を用いた本発明の第１実施形態について図面を用いて説明する。図１は、同第１実施形態に係る車両の全体概略図である。この車両は、運転者によって操舵操作される操舵ハンドル１０と、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２および左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２をそれぞれ独立に転舵可能な転舵機構２０，３０，４０，５０と、車両を制動するための制動装置６０とを備えている。

操舵ハンドル１０は、軸線周りに一体回転するステアリングシャフト１１の上端に接続されている。ステアリングシャフト１１の下端には、電動モータおよび減速機構からなる反力アクチュエータ１２が設けられている。この反力アクチュエータ１２は、操舵ハンドル１０の操舵操作に対して操舵反力を付与する。また、ステアリングシャフト１１には、ハンドル操舵角センサ１３が組み付けられている。ハンドル操舵角センサ１３は、操舵ハンドル１０の回転角であるハンドル操舵角θhを検出する。なお、ハンドル操舵角θhは、操舵ハンドル１０の中立位置を「０」とし、操舵ハンドル１０の左方向の回転角を正の値で表し、操舵ハンドル１０の右方向の回転角を負の値で表す。

転舵機構２０，３０は、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を、図示しない車体に転舵可能に支持するアーム機構２１，３１をそれぞれ備えている。アーム機構２１，３１の各後端部は、電気アクチュエータ２２，３２により、駆動ロッド２３，３３を介して左右に駆動されるようになっている。電気アクチュエータ２２，３２は、そのハウジング内に、電気的に駆動される電動モータおよび電動モータの回転運動を減速するとともに直線運動に変換する変換機構を有していて、駆動ロッド２３，３３の各内側端を、駆動ロッド２３，３３に対して回転可能に係合したピン２４，３４を介して左右に駆動する。駆動ロッド２３，３３は、前記電気アクチュエータ２２，３２による駆動により、揺動しながら左右方向に変位して、アーム機構２１，３１の後端部を、駆動ロッド２３，３３に対して回転可能に係合したピン２５，３５を介して左右に駆動する。したがって、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、電気アクチュエータ２２，３２により左右にそれぞれ独立して転舵される。

電気アクチュエータ２２，３２内の電動モータには、回転角センサによってそれぞれ構成された転舵角センサ２６，３６が組み付けられている。転舵角センサ２６，３６は、各電動モータの回転角を検出することによって左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角θf1，θf2をそれぞれ検出する。なお、左右前輪転舵角θf1，θf2も、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の中立位置を「０」とし、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の左方向の転舵角を正の値で表し、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の右方向の転舵角を負の値で表す。また、これらの転舵角センサ２６，３６に代えて、アーム機構２１，３１または駆動ロッド２３，３３の変位によって左右前輪転舵角θf1，θf2を検出するセンサを用いてもよい。

転舵機構４０，５０は、左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２を、図示しない車体に転舵可能に支持するアーム機構４１，５１をそれぞれ備えている。アーム機構４１，５１の各前端部は、電気アクチュエータ４２，５２により、駆動ロッド４３，５３を介して左右に駆動されるようになっている。電気アクチュエータ４２，５２は、前記電気アクチュエータ２２，３２と同様に構成されていて、駆動ロッド４３，５３の各内側端を、駆動ロッド４３，５３に対して回転可能に係合したピン４４，５４を介して左右に駆動する。駆動ロッド４３，５３は、電気アクチュエータ４２，５２による駆動により、揺動しながら左右方向に変位して、アーム機構４１，５１の前端部を、駆動ロッド４３，５３に対して回転可能に係合したピン４５，５５を介して左右に駆動する。したがって、左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２は、電気アクチュエータ４２，５２により左右にそれぞれ独立して転舵される。

電気アクチュエータ４２，５２内の電動モータには、回転角センサによってそれぞれ構成された転舵角センサ４６，５６が組み付けられている。転舵角センサ４６，５６は、各電動モータの回転角を検出することによって左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２の転舵角θr1，θr2をそれぞれ検出する。なお、左右後輪転舵角θfr1，θr2も、左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２の中立位置を「０」とし、左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２の左方向の転舵角を正の値で表し、左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２の右方向の転舵角を負の値で表す。また、これらの転舵角センサ４６，５６に代えて、アーム機構４１，５１または駆動ロッド４３，５３の変位によって左右後輪転舵角θr1，θr2を検出するセンサを用いてもよい。

制動装置６０は、運転者によって踏み込み操作されるブレーキペダル６１を備えている。ブレーキペダル６１の踏み込み操作はマスタシリンダ６２に伝達されるようになっており、マスタシリンダ６２はブレーキペダル６１の踏み込み量に応じてブレーキ油圧を図示しないホイールシリンダに供給する。これにより、ブレーキペダル６１の踏み込み操作に応じて制動力が左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２および左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２に付与される。ブレーキペダル６１には、ブレーキペダルスイッチ６３が組み付けられており、ブレーキペダルスイッチ６３はブレーキペダルの踏み込みを表すブレーキペダル信号ＢＳＷを出力する。また、マスタシリンダ６２には、油圧センサ６４が組みつけられている。油圧センサ６４は、マスタシリンダ６２内のブレーキ油圧すなわちマスタシリンダ圧Ｐmを検出する。

次に、反力アクチュエータ１２および電気アクチュエータ２２，３２，４２，５２を制御する電気制御装置について説明する。電気制御装置は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とする電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）７０を有する。ＥＣＵ７０は、図２の前後輪転舵プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行することにより、駆動回路７１〜７５を介して、反力アクチュエータ１２および電気アクチュエータ２２，３２，４２，５２を駆動制御する。

次に、上記のように構成した第１実施形態の動作を説明する。イグニッションスイッチの投入により、ＥＣＵ７０は図２の前後輪転舵プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行し始め、この前後輪転舵プログラムの実行により、操舵ハンドル１０の回動操作に応じて左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２および左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２を独立に転舵制御する。なお、本発明には直接に関係しないので、詳しい説明を省略するが、図示しないプログラムの実行により、反力アクチュエータ１２も駆動制御されて、操舵ハンドル１０の操舵操作に対して適度な反力が付与される。

前後輪転舵プログラムの実行はステップＳ１０にて開始され、ＥＣＵ７０はステップＳ１１にてハンドル操舵角センサ１３からハンドル操舵角θｈを入力する。そして、ステップＳ１２にて、下記式７，８の演算の実行により、目標前輪転舵角θf＊および目標後輪転舵角θr＊を計算する。

なお、前記式１中のＫは、ハンドル操舵角θｈに対する左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵角の比を表す車両に応じて予め定められた所定の定数である。

次に、ＥＣＵ７０は、ステップＳ１３にて、ブレーキペダルスイッチ６３からブレーキペダル信号ＢＳＷを入力して、ブレーキペダル６１が踏み込み操作されているかを判定する。いま、ブレーキペダル６１が踏み込み操作されていなければ、ステップＳ１３にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４においては、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２のトー角δfおよび左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２のトー角δrを共に「０」にクリアする。

前記ステップＳ１４の処理後、前記ステップＳ１２の処理によって計算された目標前後輪転舵角θf＊，θr＊を、前後輪トー角δf，δrを用いた下記式９〜１２の演算の実行により補正して、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２および左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２の目標転舵角θf1＊，θf2＊，θr1＊，θr2＊をそれぞれ計算する。なお、この場合、前後輪トー角δf，δrは共に「０」であるので、前記目標前輪転舵角θf＊が左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の目標転舵角θf1＊，θf2＊としてそれぞれ設定され、前記目標後輪転舵角θr＊が左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２の目標転舵角θr1＊，θr2＊として設定される。

前記ステップＳ１８の処理後、ＥＣＵ７０は、ステップＳ１９にて転舵角センサ２６，３６，４６，５６から検出転舵角θf1，θf2，θr1，θr2をそれぞれ入力して、前記検出転舵角θf1，θf2，θr1，θr2が、前記計算した目標転舵角θf1＊，θf2＊，θr1＊，θr2＊にそれぞれ等しくなるように電気アクチュエータ２２，３２，４２，５２をそれぞれ駆動制御する。この駆動制御により、電気アクチュエータ２２，３２，４２，５２は、駆動ロッド２３，３３，４３，５３を介してアーム機構２１，３１，４１，５１をそれぞれ回転させる。これにより、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は目標左右前輪転舵角θf1＊，θf2＊に転舵されるとともに、左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２は目標左右後輪転舵角θr1＊，θr2＊に転舵される。そして、ステップＳ２１にて、この前輪転舵プログラムの実行が終了される。

一方、運転者がブレーキペダル６１を踏み込み操作した場合には、ステップＳ１３にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ１５〜Ｓ１７に進める。ステップＳ１５においては、油圧センサ６４からマスタシリンダ圧Ｐmを入力する。ステップＳ１６においては、前記マスタシリンダ圧Ｐmを用いて下記式１３の演算の実行により車両の前後加速度（減速度）Ｇxを推定する。なお、この前後加速度Ｇxは、車両の減速時の前後方向の加速度に対応するもので、正の値である。また、Ｋpは、適当な比例係数である。

ステップＳ１７においては、前述した式５，６の演算の実行により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２のトー角δfおよび左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２のトー角δrを計算する。なお、これらのトー角δf，δrは、トーイン量を正で表し、トーアウト量を負で表している。このステップＳ１７の処理後、ＥＣＵ７０は、前述したステップＳ１８の演算処理により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２および左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２の目標転舵角θf1＊，θf2＊，θr1＊，θr2＊をそれぞれ計算する。なお、この場合には、前後輪トー角δf，δrは共に「０」ではないので、前記ステップＳ１２の処理によって計算された目標前輪転舵角θf＊および目標後輪転舵角θr＊は変更されて、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の目標転舵角θf1＊，θf2＊はそれぞれ異なる値となるとともに、左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２の目標転舵角θr1＊，θr2＊もそれぞれ異なる値となる。そして、前述したステップＳ１９の処理により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は目標転舵角θf1＊，θf2＊にそれぞれ転舵され、かつ左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２は目標転舵角θr1＊，θr2＊にそれぞれ転舵される。

上記のように動作する第１実施形態によれば、前記ステップＳ１７にて計算されるトー角δf，δrは、前述のように、前後加速度Ｇxに応じて車体の前輪部および後輪部を目標の上下方向変位量に設定するためのトー角である。そして、ステップＳ１８にてこれらのトー角δf，δrを考慮した左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２および左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２の目標転舵角θf1＊，θf2＊，θr1＊，θr2＊が計算され、ステップＳ１９の処理により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２および左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２の目標転舵角θf1＊，θf2＊，θr1＊，θr2＊に転舵される。その結果、上記第１実施形態によれば、車両の制動時すなわち減速時に、車体の前部および後部が目標とする上下方向位置に制御され、車体の姿勢が適切に保たれるので、車両の走行安定性が良好となる。

この場合、係数Ｐf，Ｐrをそれぞれ「０」に設定することにより、目標とする力Ｆf＊，Ｆr＊をそれぞれ「０」とすれば、車体の前輪部および後輪部は前後加速度Ｇxによらず常に一定の高さに保たれるので、車体の姿勢が制動時にも常に安定する。また、係数Ｐrを「０」に設定することにより目標とする力Ｆr＊を「０」に設定し、かつ係数Ｐｆを微小な正の値（例えば、「０．１」）に設定することにより目標とする力Ｆr＊を小さな正の値に設定すれば、車体の後輪部は前後加速度Ｇxによらず常に一定の高さに保たれ、かつ車体の前輪部は前後加速度Ｇx（減速度）が大きくなるにしたがって下方に変位する。なお、この前輪部の下方への変位量は、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２のトー角を制御しない場合に、車両の制動時における前輪部の下方への変位量に比べて小さい。これにより、車体の姿勢がほぼ一定に保たれると同時に、前輪部の下方への若干の変位により、制動時における車両の旋回性能が向上する。また、この前輪部の下方への変位による車両の多少の前傾は、運転者の制動操作に対して良好な操作感覚を与える。

なお、上記第１実施形態においては、マスタシリンダ圧Ｐmを用いて車両の減速度Ｇxを推定したが、これに代えて、ブレーキペダル６１の踏み込み量Ｌbに応じて車両の減速度Ｇxを推定するようにしてもよい。この場合、ブレーキペダル６１の近傍にブレーキペダル６１の踏み込み量Ｌbを検出する踏み込み量センサ８１を設け、ＥＣＵ７０が、前記図２のステップＳ１５にてマスタシリンダ圧Ｐmに代えて踏み込み量Ｌbを入力し、前記ステップＳ１６にて上記式１３に代わる下記式１４の演算の実行により車両の前後加速度（減速度）Ｇxを推定する。なお、Ｋbも、適当な比例係数である。

また、前記前後加速度Ｇxを、車体に組み付けた車両の前後加速度を検出するための前後加速度センサ８２を用いて検出するようにしてもよい。この場合、前後加速度センサ８２によって検出された前後加速度Ｇxは、減速時を正とする前後加速度である。そして、この場合には、前記図２のステップＳ１５にて、前後加速度センサ８２からの前後加速度Ｇxを入力し、ステップＳ１６の処理を省略して、ステップＳ１７にて前記入力した前後加速度Ｇxを用いるようにする。

さらに、前記減速度Ｇxを、車速を検出するための車速センサ８３を用いて計算するようにしてもよい。この場合、前記図２のステップＳ１５にて車速センサ８３によって検出された車速Ｖを入力し、ステップＳ１６にて車速Ｖを微分することにより前後加速度Ｇxを計算するようにする。なお、この場合も、車両の減速時における前後加速度Ｇxを正とするために、前方への速度を正とする車速Ｖにおいては、前記微分値の正負を反転するようにするとよい。

ｃ．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態に係る車両は、車両の加速時および減速時の両方において車両の姿勢を制御するものである。そして、この第２実施形態においては、制動装置とは無関係に、図１のＥＣＵ７０は、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２のトー角δfおよび左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２のトー角δrを計算する。そのために、この第２実施形態においては、ＥＣＵ７０に前後加速度センサ８２が接続されている。そして、ＥＣＵ７０は、前記図２の前後輪転舵プログラムに代えて、図３に示す前後輪転舵プログラムを所定の短時間ごとに実行する。他の点は、上記第１実施形態と同じである。

このように構成した第２実施形態においては、ＥＣＵ７０は、図３のステップＳ３０にて前後輪転舵プログラムの実行を開始した後、ステップＳ３１にて、ハンドル操舵角センサ１３からハンドル操舵角θhを入力するとともに、前後加速度センサ８２から前後加速度Ｇxを入力する。なお、この前後加速度Ｇxも、減速時を正とする。

前記ステップＳ３１の処理後、上記第１実施形態のステップＳ１２と同様なステップＳ３２の処理により、目標前輪転舵角θf＊および目標後輪転舵角θr＊を計算する。次に、上記第１実施形態のステップＳ１７と同様なステップＳ３３の処理により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２のトー角δfおよび左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２のトー角δrを計算する。そして、ＥＣＵ７０は、上記第１実施形態のステップＳ１８，Ｓ１９の処理と同様なステップＳ３４，Ｓ３５の処理により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２および左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２の目標転舵角θf1＊，θf2＊，θr1＊，θr2＊をそれぞれ計算し、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を目標転舵角θf1＊，θf2＊にそれぞれ転舵するとともに、左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２を目標転舵角θr1＊，θr2＊にそれぞれ転舵する。

上記のように動作する第２実施形態によれば、前記ステップＳ３３にて計算される左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２のトー角δfは、前述のように、前後加速度Ｇxに応じて車体の前輪部および後輪部を目標の上下方向変位量に設定するためのトー角である。したがって、この第２実施形態によっても、車両の加速および減速時に、車体の前部および後部が目標とする上下方向位置に制御され、車体の姿勢が適切に保たれるので、車両の走行安定性が良好となる。この場合も、係数Ｐf，Ｐrをそれぞれ「０」に設定することにより、目標とする力Ｆf＊，Ｆr＊をそれぞれ「０」とすれば、車体の前輪部および後輪部は前後加速度Ｇxによらず常に一定の高さに保たれるので、車体の姿勢が制動時にも常に安定する。

なお、この第２実施形態においても、上記第１実施形態の変形例のように、前後加速度Ｇxを、車速を検出するための車速センサ８３を用いて計算するようにしてもよい。この場合、前記図３のステップＳ３１にて車速センサ８３によって検出された車速Ｖを入力するとともに、入力した車速Ｖを微分することにより前後加速度Ｇxを計算するようにする。なお、この場合も、車両の減速時における前後加速度Ｇxを正とするために、前方への速度を正とする車速Ｖにおいては、前記微分値の正負を反転するようにするとよい。これによっても、車両の加速時にも、減速時にも車体の姿勢が適切に保たれ、車両の走行安定性が良好となる。

ｄ．その他の変形例
さらに、本発明は上記第１実施形態、第２実施形態およびそれらの変形例に限定されることなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。

上記第１実施形態、第２実施形態およびそれらの変形例においては、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２および左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２の両トー角を共に同時に制御するようにした。しかし、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２または左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２のうちのいずれか一方のトー角を制御するようにしてもよい。この場合、車両の加減速に伴って車体の重心をとおる車両の幅方向の水平軸線周りの回転力を、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２または左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２のうちのいずれか一方のトー角で抑制するので、トー角が制御されない左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２または左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２による分だけ、トー角が制御される左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２および左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２のトー角の絶対値を大きく設定制御する必要がある。

また、上記第１実施形態、第２実施形態およびそれらの変形例においては、図２のステップＳ１２および図３のステップＳ３２にて目標前輪転舵角θf＊をハンドル操舵角θhに対して線形変化する値に設定した。しかし、これに限らず、ハンドル操舵角θhの絶対値｜θh｜の大きな領域で、上記実施形態の目標前輪転舵角θf＊の絶対値｜θf＊｜より大きな絶対値になるように非線形変化する目標前輪転舵角θf＊を計算するようにしてもよい。また、ハンドル操舵角θｈに加えて、車速Ｖなどの走行状態に応じて非線形変化する値に目標前輪転舵角θf＊を設定するようにしてもよい。例えば、車速Ｖの小さな領域で上記実施形態の目標前輪転舵角θf＊の絶対値｜θf＊｜よりも大きな値となり、車速Ｖの大きな領域で上記実施形態の目標前輪転舵角θf＊の絶対値｜θf＊｜よりも小さな値となる目標前輪操舵角θf＊を計算するようにしてもよい。さらに、車体に発生するヨーレート、横加速度などを考慮して目標前輪転舵角θf＊を決定するようにしてもよい。

また、上記第１実施形態、第２実施形態およびそれらの変形例においては、目標後輪転舵角をθr＊を「０」に設定するようにしたが、この目標後輪転舵角θr＊を、ハンドル操舵角θｈ、車速Ｖ、ヨーレート、横加速度などの車両の走行状態に応じて「０」以外の値に設定するようにしてもよい。

本発明の第１および第２実施形態に係る車両の全体概略図である。 本発明の第１実施形態に係り、図１のＥＣＵにより実行される前後輪転舵プログラムを示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係り、図１のＥＣＵにより実行される前後輪転舵プログラムを示すフローチャートである。

符号の説明

ＦＷ１，ＦＷ２…左右前輪、ＲＷ１,ＲＷ２…左右後輪、１０…操舵ハンドル、１３…ハンドル操舵角センサ、２０，３０，４０，５０…転舵機構、２２，３２，４２，５２…電気アクチュエータ、２６，３６，４６，５６…転舵角センサ、６１…ブレーキペダル、６２…マスタシリンダ、６３…ブレーキペダルスイッチ、６４…油圧センサ、７０…電子制御ユニット（ＥＣＵ）、８１…踏み込み量センサ、８２…前後加速度センサ、８３…車速センサ。

Claims (2)

1. 左右前輪および左右後輪のうちの少なくとも一方の一対の車輪をそれぞれ独立に転舵する転舵手段と、
   車両の前後方向の加速度を検出する加速度検出手段と、
   車体の前部および後部の少なくともいずれか一方に上下方向の力を発生させる前記少なくとも一方の一対の車輪の目標トー角であって、前後方向の加速度に伴って車体の前部および後部に発生する上下方向の力に対抗して、車体の前部および後部の上下方向の変位量を所定の目標値に設定するための前記目標トー角を、前記検出された加速度を用いて計算する目標トー角計算手段と、
   前記計算された目標トー角を用いて前記転舵手段を制御して、前記少なくとも一方の一対の車輪を前記計算された目標トー角に転舵する転舵制御手段と
   を備えたことを特徴とする車両の操舵装置。
2. 請求項１に記載した車両の操舵装置において、
   前記目標トー角計算手段は、車両の制動時に前記目標トー角を計算するものである車両の操舵装置。
   

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