JP4882409B2 - 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、操舵ハンドルの操舵操作に応じて左右前輪を転舵して車両を旋回させる車両の操舵装置において、車高の変化に応じて左右前輪の転舵量を補正して、車高変化に伴うアライメント変化による車両旋回量の変動を打ち消すようにすることは知られている。
特開２００２−１０４２１５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、左右前輪の補正転舵により車両の走行安定性を良好にするものであるが、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。

本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、車両の姿勢を良好に保つようにした車両の操舵装置を提供することにある。

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、車両の走行に伴う車両の前後方向の物理量を検出する物理量検出手段と、前記検出された物理量に基づいて前記少なくとも一方の一対の車輪位置の目標車高を計算する目標車高計算手段と、前記少なくとも一方の一対の車輪位置の車高が前記計算された目標車高になるように、前記少なくとも一方の一対の車輪の目標トー角を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。

上記のように構成した本発明の特徴においては、物理量検出手段が車両の走行に伴う車両の前後方向の物理量を検出し、目標車高計算手段が、前記検出された物理量に基づ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位置の目標車高を計算し、目標トー角計算手段が、前記少なくとも一方の一対の車輪位置の車高が前記計算された目標車高になるように、前記少なくとも一方の一対の車輪の目標トー角を計算する。そして、転舵手段および転舵制御手段により、前記少なくとも一方の一対の車輪のトー角が前記計算された目標トー角に設定される。したがって、車両の操舵制御により、車両の姿勢を良好に保つことができ、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、物理量検出手段は車速を検出する車速検出手段で構成され、かつ目標車高計算手段は、前記検出された車速が増加するに従って左右前輪位置の車高が左右後輪位置の車高よりも下がるように、前記少なくとも一方の一対の車輪位置の目標車高を計算するようにしたことにある。

一般的に、車速の増加に従って、車両には大きな揚力が作用するとともに空気抵抗によって車体は後傾になり、またこの車体の後傾はさらに大きな揚力を生じさせる。そして、揚力の発生は接地荷重を減少させ、車両の走行安定性は悪化するものである。しかし、前記のように、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を制御することにより、車速が増加するに従って左右前輪位置の車高が左右後輪位置の車高よりも下がるように車体の姿勢が制御される。したがって、車速の増加に従って増加する揚力が抑制され、車両の走行安定性が良好になる。

また、本発明の他の特徴は、車両の操舵装置において、物理量検出手段は車両の前方方向の加速度を検出する加速度検出手段で構成され、転舵手段は左右前輪および左右後輪をそれぞれ独立に転舵するように構成され、目標車高計算手段は前記検出された加速度の絶対値が増加するに従って左右前輪位置および左右後輪位置の両車高が共に下がるように、左右前輪位置および左右後輪位置の目標車高を計算し、目標トー角計算手段は左右前輪位置および左右後輪位置の車高がそれぞれ前記計算された目標車高になるように、左右前輪および左右後輪の目標トー角をそれぞれ計算し、かつ転舵制御手段は前記計算された左右前輪および左右後輪の目標トー角を用いて転舵手段を制御して、左右前輪および左右後輪を前記計算された左右前輪および左右後輪の目標トー角に転舵するように構成したことにある。

これによれば、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を制御することにより、加速度の絶対値が増加するに従って左右前輪位置および左右後輪位置の両車高が共に下がるように、すなわち車体の重心位置が下がるように車体の姿勢が制御される。したがって、車両の加減速に伴う車体の姿勢変化が抑制されて、車両の走行安定性が良好となる。

ａ．第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態について図面を用いて説明すると、図１は、同第１実施形態に係る車両の操舵装置の全体概略図である。この車両の操舵装置は、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をそれぞれ独立の転舵可能な転舵機構２０，３０，４０，５０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。

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。

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。なお、前記アーム機構２１，３１，４１，５１をサスペンション機構の中心位置は、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２および左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２の接地面上にはないものとする。

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、ハンドル操舵角センサ６１、左前輪転舵角センサ６２、右前輪転舵角センサ６３、左後輪転舵角センサ６４、右後輪転舵角センサ６５、車速センサ６６および車高センサ６７ａ〜６７ｄを備えている。ハンドル操舵角センサ６１は、ステアリングシャフト１１に組み付けられて、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負の値で表し、操舵ハンドル１０の右方向の回転角を正の値で表す。

左前輪転舵角センサ６２および右前輪転舵角センサ６３は、電気アクチュエータ３２，４２内の電動モータに組み込まれた回転角センサによってそれぞれ構成され、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負の値で表し、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の右方向の転舵角を正の値で表す。また、これらの左前輪転舵角センサ６２および右前輪転舵角センサ６３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。

左後輪転舵角センサ６４および右後輪転舵角センサ６５は、電気アクチュエータ４２，５２内の電動モータに組み込まれた回転角センサによってそれぞれ構成され、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負の値で表し、左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２の右方向の転舵角を正の値で表す。また、これらの左後輪転舵角センサ６４および右後輪転舵角センサ６５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。

車速センサ６６は、車速Ｖを検出する。車高センサ６７ａ〜６７ｄは、左右前後輪ＦＷ１、ＦＷ２，ＲＷ１,ＲＷ２の各位置の車高Ｈ1〜Ｈ4をそれぞれ検出する。

これらのセンサ６１〜６６，６７ａ〜６７ｄは、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）７０に接続されている。ＥＣＵ７０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もので、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、前記センサ６１〜６６，６７ａ〜６７ｄの検出信号に応じて駆動回路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６１からハンドル操舵角θｈを入力し、車速センサ６６から車速Ｖを入力し、かつ車高センサ６７ａ〜６７ｄから車高Ｈ1〜Ｈ4を入力する。そして、ステップＳ１２にて、下記式１，２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にて車高Ｈ1〜Ｈ4を用いた下記式３，４の演算の実行により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２位置（車両前部）の車高Ｈfおよび左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２位置（車両後部）の車高Ｈrをそれぞれ計算する。

次に、ＥＣＵ７０は、ステップＳ１４にて、ＲＯＭ内に設けられた目標車高テーブルを参照し、車速Ｖに対応した左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２位置の目標車高Ｈf＊および左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２位置の目標車高Ｈr＊をそれぞれ計算する。目標車高テーブルは、図３に示すように、車速Ｖに応じて変化する両目標車高Ｈf＊，Ｈr＊を記憶したものであり、目標車高Ｈf＊は車速Ｖの増加に従って標準車高から徐々に減少する（図示実線）。また、目標車高Ｈr＊は車速Ｖの増加に従って標準車高から徐々に増加する（図示破線）。なお、この目標車高テーブルを用いるのに代えて、車速Ｖの変化に従って変化する目標車高Ｈf＊，Ｈr＊を規定する関数を予め用意しておき、この関数を用いて目標車高Ｈf＊，Ｈr＊を計算するようにしてもよい。

前記ステップＳ１４の処理後、ＥＣＵ７０は、ステップＳ１５にて、下記式５，６の演算の実行により、目標車高Ｈf＊，Ｈr＊と実際の車高Ｈf，Ｈrとの各偏差ΔＨf，ΔＨrを計算する。

前記ステップＳ１５の処理後、ＥＣＵ７０は、ステップＳ１６にて、前記計算した車高偏差ΔＨfを用いた下記式７の演算の実行により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２位置の車高を車高偏差ΔＨｆ分だけ変化させるための前輪トー角変更量Δλf、すなわち現在の車高Ｈfを目標車高Ｈf＊に制御するための前輪トー角変更量Δλfを計算する。

なお、前記式７中において、Ｋfは左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２に関するホイールレート（左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２と車体との間のばね定数）を表し、Ｃfは左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２のコーナリングパワーを表し、Ｈは車両のロールセンター高さを表し、Ｔfは左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２のトレッドを表す。そして、これらのＫf，Ｃf，Ｈ，Ｔfは、車両に応じて予め定められた定数である。また、前輪トー角変更量Δλfは、トーアウト量を負で表し、トーイン量を正で表す。

次に、ＥＣＵ７０は、ステップＳ１７にて、前記計算した車高偏差ΔＨrを用いた下記式８の演算の実行により、左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２位置の車高を車高偏差ΔＨr分だけ変化させるための後輪トー角変更量Δλr、すなわち現在の車高Ｈrを目標車高Ｈr＊に制御するための後輪トー角変更量Δλrを計算する。

なお、前記式８中において、Ｋrは左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２に関するホイールレート（左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２と車体との間のばね定数）を表し、Ｃrは左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２のコーナリングパワーを表し、Ｈは車両のロールセンター高さを表し、Ｔrは左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２のトレッドを表す。そして、これらのＫr，Ｃr，Ｈ，Ｔrは、車両に応じて予め定められた定数である。また、後輪トー角変更量Δλrは、トーアウト量を負で表し、トーイン量を正で表す。

前記ステップＳ１７の処理後、ＥＣＵ７０は、ステップＳ１８にて、前記計算した前輪トー角変更量Δλfおよび後輪トー角変更量Δλrを用いた下記式９，１０の演算の実行により、目標前輪トー角λfおよび目標後輪トー角λrを更新する。なお、これらの目標前輪トー角λfおよび目標後輪トー角λrは、初期には共に「０」に設定されている。

これらの演算により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２および左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２各位置の車高Ｈf，Ｈrを目標車高Ｈf＊，Ｈr＊にそれぞれ設定するための目標前輪トー角λfおよび目標後輪トー角λrがそれぞれ計算される。

次に、ステップＳ１９にて、前記ステップＳ１２の処理によって計算した目標前後輪転舵角θf＊，θr＊を、目標前後輪トー角λf，λrを用いた下記式１１〜１４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。

前記ステップＳ１９の処理後、ＥＣＵ７０は、ステップＳ２０にて左右前後輪転舵角センサ６２〜６５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。

このような転舵制御の結果、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は操舵ハンドル１０の操舵操作に応じた転舵角に加え、目標前輪トー角λfだけ補正転舵される。この場合、目標前輪トー角λfは左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２位置の車高Ｈfを目標車高Ｈf＊に設定するためのトー角であり、目標車高Ｈf＊は車速Ｖが増加するに従って標準車高よりも徐々に低くなるので、目標前輪トー角λfは車速Ｖの増加に従って絶対値の大きな負の値を示すことになり、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は車速Ｖの増加に従ってトーアウト方向に大きく転舵される。

一方、左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２は、目標後輪トー角λrだけ転舵される。この場合、目標後輪トー角λrは左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２位置の車高Ｈrを目標車高Ｈr＊に設定するためのトー角であり、目標車高Ｈf＊は車速Ｖが増加するに従って標準車高よりも徐々に高くなるので、目標後輪トー角λrは車速Ｖの増加に従って絶対値の大きな正の値を示すことになり、左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２は車速Ｖの増加に従ってトーイン方向に大きく転舵される。

上記作動説明からも理解できるとおり、上記実施形態によれば、車速Ｖが増加するに従って、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２位置の車高が左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２位置の車高よりも下がるように、すなわち車体が前傾するように車体の姿勢が制御される。したがって、車速Ｖの増加に従って増加する揚力が抑制され、車両の走行安定性が良好になる。

ｂ．第２実施形態
次に、上記第１実施形態を変形した第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の操舵装置においては、上記第１実施形態の車高センサ６７ａ〜６７ｄが省略されて、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２位置の車高Ｈfsおよび左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２位置の車高Ｈrsが車速Ｖに応じて推定されるようになっている。また、ＥＣＵ７０は、図２の前後輪転舵プログラムに代えて、図４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。他の構成は上記第１実施形態と同じであるので、その説明を省略する。

この前後輪転舵プログラムの実行はステップＳ３０にて開始され、ＥＣＵ７０は、ステップＳ３１にて、ハンドル操舵角センサ６１からハンドル操舵角θｈを入力するとともに、車速センサ６６から車速Ｖを入力する。そして、上記第1実施形態のステップＳ１２の処理と同様なステップＳ３２に処理により、上記式１，２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。

前記ステップＳ３２の処理後、ＥＣＵ７０は、ステップＳ３３にて、車高推定テーブルを参照し、車速Ｖに対応した左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２位置の車高Ｈfsおよび左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２位置の車高Ｈrsをそれぞれ計算する。車高推定テーブルは、図５に示すように、車速Ｖに応じて変化する推定車高Ｈfs，Ｈrsを予め記憶したものであり、推定車高Ｈfs，Ｈrsは、例えば車速Ｖの増加に従って標準車高から徐々に増加する。なお、この車高推定テーブルを用いるのに代えて、車速Ｖの変化に従って変化する推定車高Ｈfs，Ｈrsを規定する関数を予め用意しておき、この関数を用いて推定車高Ｈfs，Ｈrsを計算するようにしてもよい。

次に、ＥＣＵ７０は、上記第１実施形態のステップＳ１４と同様なステップＳ３４の処理により、車速Ｖに対応した左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２位置の目標車高Ｈf＊および左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２位置の目標車高Ｈr＊をそれぞれ計算する。そして、ステップＳ３５にて、下記式１５，１６の演算の実行により、目標車高Ｈf＊，Ｈr＊と推定車高Ｈf，Ｈrとの各偏差ΔＨf，ΔＨrを計算する。

前記ステップＳ３５の処理後、ＥＣＵ７０は、ステップＳ３６にて、前記計算した車高偏差ΔＨfを用いた下記式１７の演算の実行により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２位置の推定車高Ｈfsを車高偏差ΔＨｆ分だけ変化させて目標車高Ｈf＊に設定するための目標前輪トー角λfを計算する。

なお、前記式１７中において、Ｋf，Ｃf，Ｈ，Ｔfは、上記第１実施形態と同様に、車両に応じて予め定められた定数である。また、目標前輪トー角λfは、トーアウト量を負で表し、トーイン量を正で表す。

次に、ＥＣＵ７０は、ステップＳ３７にて、前記計算した車高偏差ΔＨrを用いた下記式１８の演算の実行により、左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２位置の推定車高Ｈrsを車高偏差ΔＨr分だけ変化させて目標車高Ｈr＊に設定するための目標後輪トー角λrを計算する。

なお、前記式１８中のＫr，Ｃr，Ｈ，Ｔrは、車両に応じて予め定められた定数である。また、目標後輪トー角λrも、トーアウト量を負で表し、トーイン量を正で表す。

前記ステップＳ３７の処理後、ＥＣＵ７０は、上記第１実施形態のステップＳ１８と同様なステップＳ３８の処理により、前記ステップＳ３２の処理によって計算した目標前後輪転舵角θf＊，θr＊を、目標前後輪トー角λf，λrを用いた上記式１１〜１４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。そして、ＥＣＵ７０は、上記第１実施形態と同様なステップＳ３９の処理により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を目標左右前輪転舵角θf1＊，θf2＊に転舵するとともに、左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２を目標左右後輪転舵角θr1＊，θr2＊に転舵して、ステップＳ４０にて、この前輪転舵プログラムの実行が終了される。

このような転舵制御の結果、上記第１実施形態の場合と同様に、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は操舵ハンドル１０の操舵操作に応じた転舵角に加え、目標前輪トー角λfだけ補正転舵される。また、左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２は、目標後輪トー角λrだけ転舵される。そして、この場合の目標前後輪トー角λf，λrも上記第１実施形態と同様に決定されるので、車速Ｖが増加するに従って、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２位置の車高が左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２位置の車高よりも下がるように、すなわち車体が前傾するように車体の姿勢が制御される。したがって、この第２実施形態によっても、車速Ｖの増加に従って増加する揚力が抑制され、車両の走行安定性が良好になる。

ｃ．第３実施形態
次に、上記第１実施形態を変形した第３実施形態について説明する。この第３実施形態に係る車両の操舵装置においては、上記第１実施形態の車速センサ６６に代えて、図１に破線で示すように、車両の前後方向の加速度Ｇxを検出する前後加速度センサ６８が設けられている。なお、前後加速度Ｇxは、車両の前方方向を正、すなわち車両の増速度を正で表し、車両の減速度を負で表す。また、ＥＣＵ７０は、図２の前後輪転舵プログラムに代えて、図６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。他の構成は上記第１実施形態と同じであるので、その説明を省略する。

この前後輪転舵プログラムの実行はステップＳ５０にて開始され、ＥＣＵ７０は、ステップＳ５１にて、ハンドル操舵角センサ６１からハンドル操舵角θｈを入力し、前後加速度センサ６８から前後加速度Ｇxを入力し、かつ車高センサ６７ａ〜６７ｄから車高Ｈ1〜Ｈ4を入力する。そして、上記第1実施形態のステップＳ１２の処理と同様なステップＳ５２に処理により、上記式１，２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。また、上記第1実施形態のステップＳ１３の処理と同様なステップＳ５３に処理により、上記式３，４の演算の実行により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２位置（車両前部）の車高Ｈfおよび左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２位置（車両後部）の車高Ｈrをそれぞれ計算する。

次に、ＥＣＵ７０は、ステップＳ５４にて、ＲＯＭ内に設けられた目標車高テーブルを参照し、前後加速度Ｇxに対応した左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２位置の目標車高Ｈf＊および左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２位置の目標車高Ｈr＊をそれぞれ計算する。目標車高テーブルは、図７に示すように、前後加速度Ｇxの絶対値｜Ｇx｜が増加するに従って変化する両目標車高Ｈf＊，Ｈr＊を記憶したものであり、目標車高Ｈf＊，Ｈr＊は、前後加速度Ｇxの絶対値｜Ｇx｜の増加に従って標準車高よりも若干低い車高に徐々に減少する。なお、この場合、目標車高テーブルを用いるのに代えて、前後加速度Ｇxの変化に従って変化する目標車高Ｈf＊，Ｈr＊を規定する関数を予め用意しておき、この関数を用いて目標車高Ｈf＊，Ｈr＊を計算するようにしてもよい。

前記ステップＳ５４の処理後、ＥＣＵ７０は、上記第１実施形態のステップＳ１５〜Ｓ２１と同様なステップＳ５５〜Ｓ６１の処理を実行して、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２位置の車高Ｈfおよび左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２位置の車高Ｈrが前記計算した目標車高Ｈf＊，Ｈr＊になるように、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２および左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２のトー角を制御する。その結果、第３実施形態によれば、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２位置の車高Ｈfおよび左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２位置の車高Ｈrが前記計算した目標車高Ｈf＊，Ｈr＊、すなわち前後加速度Ｇxの絶対値｜Ｇx｜の増加に従って徐々に減少する目標車高Ｈf＊，Ｈr＊になるように、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２および左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２のトー角が制御される。その結果、第３実施形態によれば、車両の増速時および減速時に車体の重心位置が下がるように車体の姿勢が制御される。したがって、車両の加減速に伴う車体の姿勢変化が抑制されて、車両の走行安定性が良好となる。

なお、上記第３実施形態においては、車両の前後加速度Ｇxを検出するために、前後加速度センサ６８を用いるようにした。しかし、これに代えて、上記第１実施形態の車速センサ６６によって検出された車速Ｖを微分することにより、前後加速度Ｇxを検出するようにしてもよい。

ｄ．その他の変形例
さらに、本発明は上記第１ないし第３実施形態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ないし第３実施形態においては、図２のステップＳ１２、図４のステップＳ３２および図６のステップＳ５２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ないし第３実施形態においては、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。

さらに、上記第１および第２実施形態においては、車体を前傾または後傾させるために、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２および左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２の両方のトー角を制御するようにした。しかし、これに代えて、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２または左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２の一方のトー角のみを制御して、車体が前傾または後傾するようにしてもよい。この場合、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２または左右後輪ＲＷ１,ＲＷ２の一方のトー角を上記第１および第２実施形態の場合に比べて大きく制御するようにするとよい。

本発明の第１ないし第３実施形態に係る車両の操舵装置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１および第２実施形態に係り、車速と目標車高との関係を示すグラフである。 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。 車速と推定車高との関係を示すグラフである。 本発明の第３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３実施形態に係り、前後加速度と目標車高との関係を示すグラフである。

符号の説明

ＦＷ１，ＦＷ２…左右前輪、ＲＷ１,ＲＷ２…左右後輪、１０…操舵ハンドル、２０，３０，４０，５０…転舵機構、２２，３２，４２，５２…電気アクチュエータ、６１…ハンドル操舵角センサ、６２〜６５…転舵角センサ、６６…車速センサ、６７ａ〜６７ｄ…車高センサ、６８…前後加速度センサ、７０…電子制御ユニット（ＥＣＵ）。

Claims (3)

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、
   車両の走行に伴う車両の前後方向の物理量を検出する物理量検出手段と、
   前記検出された物理量に基づいて前記少なくとも一方の一対の車輪位置の目標車高を計算する目標車高計算手段と、
   前記少なくとも一方の一対の車輪位置の車高が前記計算された目標車高になるように、前記少なくとも一方の一対の車輪の目標トー角を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、
   前記物理量検出手段は、車速を検出する車速検出手段で構成され、かつ
   前記目標車高計算手段は、前記検出された車速が増加するに従って左右前輪位置の車高が左右後輪位置の車高よりも下がるように、前記少なくとも一方の一対の車輪位置の目標車高を計算する車両の操舵装置。
3. 請求項１に記載した車両の操舵装置において、
   前記物理量検出手段は、車両の前方方向の加速度を検出する加速度検出手段で構成され、
   前記転舵手段は、左右前輪および左右後輪をそれぞれ独立に転舵するように構成され、
   前記目標車高計算手段は、前記検出された加速度の絶対値が増加するに従って左右前輪位置および左右後輪位置の両車高が共に下がるように、左右前輪位置および左右後輪位置の目標車高を計算し、
   前記目標トー角計算手段は、左右前輪位置および左右後輪位置の車高がそれぞれ前記計算された目標車高になるように、左右前輪および左右後輪の目標トー角をそれぞれ計算し、かつ
   前記転舵制御手段は、前記計算された左右前輪および左右後輪の目標トー角を用いて前記転舵手段を制御して、左右前輪および左右後輪を前記計算された左右前輪および左右後輪の目標トー角に転舵する車両の操舵装置。

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