JP6485010B2 - 後輪転舵制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、前輪の操舵角に対し所定の特性で後輪を操舵する後輪転舵制御装置に関する。

従来、前輪の操舵角に対し所定の特性で後輪を操舵する後輪転舵制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この従来技術は、車速と前輪転舵角に基づいて後輪操舵を行う。そして、操舵角が増大方向にあるときは、後輪転舵角を前輪転舵角に対して一次遅れで制御を行い、操舵角が減少方向、あるいは操舵角減少方向でかつ操舵速度が所定値以上であるときは、後輪転舵角を、前輪転舵角に比例して制御するようにしている。
したがって、前後輪逆相で転舵させる場合に、後輪転舵角が前輪転舵角に対して一次遅れで転舵することにより、車体後端部が旋回外側に張り出すことを抑制し、高い取り回し性を得ることができる。

特開平７−１７２３３６号公報

しかしながら、従来技術にあっては、大きく操舵した後に、ハンドルを急に逆方向に切り返した場合、後輪転舵角は、一次遅れで制御していた状態から、ハンドルの戻しによる比例制御、逆方向への増加による一次遅れ、と制御モードが短時間に切り替わる。
このため、後輪転舵角が不自然に変化し、それに伴い、車両のヨーレート挙動も不自然に変化し、運転者に強い違和感を与えるおそれがある。

本発明は、上述の従来の問題点に着目してなされたもので、車両の取り回し性は確保しつつ、操舵に対する車両挙動の違和感を抑制可能な後輪転舵制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、
前輪転舵角に対して一次遅れで後輪を転舵させるよう後輪転舵装置を作動させる制御手段を備えた後輪転舵制御装置において、
前記制御手段は、前記前輪転舵角に応じて後輪転舵角が予め設定された特性で変化するように設定された定常ゲインと、前記前輪転舵角に対し前記後輪転舵角を一次遅れで変化させるよう設定された一次遅れ由来成分と、の積に基づいて後輪転舵角を決定し、
かつ、前輪転舵角速度の絶対値が予め設定した閾値を超えた場合に、前記前輪転舵角速度の絶対値が大きいほど前記一次遅れ由来成分の時定数ゲインを減少させて一次遅れを軽減させることを特徴とする後輪転舵制御装置とした。

本発明の後輪転舵制御装置では、前輪転舵角に対して後輪を一次遅れで転舵させるのにあたり、操舵開始時など前輪転舵角速度の絶対値が閾値よりも低い場面では、後輪の一次遅れによる転舵遅れを確保する。したがって、前後単純逆相と比較すると車体後端の張り出しが抑制され、取り回し性を確保できる。
一方、前輪転舵角度の絶対値が閾値よりも高い場面では、前輪転舵角速度の絶対値が大きいほど一次遅れ由来成分の時定数ゲインを減少させて一次遅れを軽減させる。したがって、前輪転舵角速度が高い操舵切替時に、後輪の転舵遅れによる後輪転舵角の不自然な変化を抑制でき、これにより、車両のヨーレート挙動も不自然な変化を抑制し、運転者に与える違和感を抑えることができる。
以上のように、本発明では、取り回し性を損なうことなく、前輪転舵角速度が高い場合、すなわち、前輪転舵角度の絶対値が閾値よりも高い場合の後輪転舵遅れによる車両挙動の違和感を軽減できるという効果を得ることができる。

実施の形態１の後輪転舵制御装置を備えた４ＷＳ車両の操舵系を示す全体システム図である。 実施の形態１の後輪転舵制御装置における後輪転舵制御の処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態１の後輪転舵制御装置における操舵角速度に対応した時定数ゲインを示す時定数ゲイン特性図である。 実施の形態１の後輪転舵制御装置における操舵角に対応した定常ゲインを示す定常ゲイン特性図である。 実施の形態１の後輪転舵制御装置による動作例を示すタイムチャートである。 実施の形態１との比較例による動作例を示すタイムチャートである。 実施の形態１との比較例による動作例を示すタイムチャートである。 実施の形態１の後輪転舵制御装置による縦列駐車からの発進時の動作を示す作用説明図である。 実施の形態１の後輪転舵制御装置による縦列駐車からの発進時の動作を示す作用説明図である。 実施の形態１との比較例による縦列駐車からの発進時の動作を示す作用説明図である。 実施の形態２の後輪転舵制御装置における後輪転舵制御の処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態２の後輪転舵制御装置における操舵角に対する時定数ゲインを示す時定数ゲイン特性図である。 実施の形態２の後輪転舵制御装置において演算した時定数ゲインに基づく後輪転舵角を示す定常後輪転舵角特性図である。 実施の形態３の後輪転舵制御装置を備えた４ＷＳ車両の操舵系を示す全体システム図である。 実施の形態３の後輪転舵制御装置における後輪転舵制御の処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態３の後輪転舵制御装置における後輪転舵角暫定値の上限カットを行った場合の転舵例を示すタイムチャートである。 実施の形態３の後輪転舵角暫定値の上限カットを行わない比較例の転舵例を示すタイムチャートである。

以下、本発明の後輪転舵制御装置を実施するための形態を、図面に示す実施の形態に基づいて説明する。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
（実施の形態１）
まず、構成を説明する。
実施の形態１の後輪転舵制御装置を適用した車両用転舵制御装置の構成を、「全体システム構成」、[後輪転舵角制御]に分けて説明する。

［全体システム構成］
図１は、実施の形態１の後輪転舵制御装置を適用した車両の操舵系を示す全体システム図である。
以下、図１に基づき、全体システム構成を説明する。
実施の形態１の後輪転舵制御装置Ａは、図１に示す４ＷＳ車両ＭＶに適用されている。
すなわち、この４ＷＳ車両ＭＶは、実施の形態１の後輪転舵制御装置Ａにより、後輪ＷＲ，ＷＲを、操舵による前輪ＷＦ，ＷＦの転舵とは独立して転舵可能となっている。

４ＷＳ車両ＭＶは、電気自動車であり、駆動手段として駆動モータ１０を備えている。なお、この駆動モータ１０の駆動力が、ドライブシャフト１１，１１を介して前輪ＷＦ，ＷＦに伝達されて駆動する。

また、前輪ＷＦ，ＷＦは、前輪操舵装置２０により転舵される。
この前輪操舵装置２０は、前輪ラックアンドピニオン２１と、ハンドル２２とを備えている。すなわち、運転者がハンドル２２を操舵することで、前輪ラックアンドピニオン２１の内部の図示を省略したピニオンギアが回転して図示を省略したラックが左右に移動することで、前輪ＷＦ，ＷＦを転舵させる。

ハンドル２２には、操舵角を検出する操舵角度センサ５１が設けられている。本実施の形態では、ハンドル２２はシャフト２２ａおよびジョイント（図示省略）を介して前輪ラックアンドピニオン２１の内部のピニオンギヤ（図示省略）にメカニカルに連結されている。このため、本実施の形態１では、前輪転舵角として操舵角度センサ５１により操舵角θを検出する。

後輪転舵制御装置Ａは、後輪ＷＲ，ＷＲを転舵する後輪転舵装置３０を備えている。そして、この後輪転舵装置３０は、後輪転舵モータ３１、後輪ラックアンドピニオン３２を備えている。すなわち、後輪転舵装置３０は、後輪転舵モータ３１によって後輪ラックアンドピニオン３２内の図示を省略したピニオンギアを回転させて図示を省略したラックが左右に移動することで、後輪ＷＲ，ＷＲを転舵させる。

後輪転舵モータ３１は後輪ＷＲの転舵角度が、後輪転舵コントローラ４０で演算された後輪転舵角目標値δ_r ^*(S)となるように、後輪転舵コントローラ４０により駆動を制御される。
この後輪転舵コントローラ４０は、前記操舵角度センサ５１と、後輪転舵モータ回転角度センサ５２と、後輪車輪速度センサ５３とに接続されている。
後輪転舵モータ回転角度センサ５２は後輪転舵モータ３１の回転角度を検出するもので、後輪転舵コントローラ４０は、この回転角度から後輪ＷＲの転舵角を求める。
後輪車輪速度センサ５３は、後輪ＷＲの車輪速をあらわすパルス信号を車速情報として後輪転舵コントローラ４０に送り、後輪転舵コントローラ４０は、この回転速度から車体速度を算出する。

[後輪転舵角制御]
次に、図２のフローチャートに基づいて、後輪転舵コントローラ４０による後輪操舵制御において、前述の後輪転舵角目標値δ_r ^*(S)を決定する処理の流れについて説明する。
この後輪操舵制御は、図外のイグニッションスイッチをＯＮとすることで開始され、イグニッションスイッチがＯＦＦとなるまで、予め設定された制御周期で繰り返し実行する。

まず、ステップＳ１０１では、操舵角度センサ５１の信号に基づいて、操舵角θの検出および操舵角速度θ^*の算出を行った後、次のステップＳ１０２に進む。なお、θ^*は、θの１回微分値である。

続く、ステップＳ１０２〜Ｓ１０４により、時定数ゲインを決定する。
すなわち、ステップＳ１０２において、操舵角速度θ*の大きさ（絶対値）が予め設定した角速度判定値θ0*以上かどうかを判定し、角速度判定値θ0*以上の場合はステップＳ１０３に進み、角速度判定値θ0*未満の場合は、ステップＳ１０４に進む。
そして、操舵角速度θ*の大きさが角速度判定値θ0*以上の場合に進むステップＳ１０３では、時定数ゲインを、操舵角速度θ*に応じ、操舵角速度θ*が大きくなるほど時定数ゲインを小さく設定した後、ステップＳ１０５に進む。
一方、操舵角速度θ*の大きさ（絶対値）が角速度判定値θ0*未満の場合に進むステップＳ１０４では、時定数ゲインを１に設定した後、ステップＳ１０５に進む。

すなわち、ステップＳ１０２〜１０４では、操舵角速度θ^*と時定数ゲインとの関係を、図３において、実線により示すように設定する。つまり、操舵角速度θ^*の絶対値が、角速度判定値θ₀ ^*よりも小さい場合は１に固定し、角速度判定値θ₀ ^*以上の場合は、操舵角速度θ^*が大きくなるほど時定数ゲインを０に近付け、操舵角速度が小さくなるほど時定数ゲインを１に近付けるように設定する。
なお、図３において、点線は、角速度判定値θ₀ ^*を０近傍の値に設定した場合を示している。この場合、操舵角速度θ^*が０の近傍で、時定数ゲインを１に設定し、操舵角速度が０よりも大きくなるほど、時定数ゲインを０に近付けるように設定する。

時定数ゲインを設定した後に進むステップＳ１０５では、一次遅れ時定数τ(θ^*)を算出した後、ステップＳ１０６に進む。
このステップＳ１０５では、予め車両ごとに設定された定数値に、ステップＳ１０３、Ｓ１０４のいずれかで設定した時定数ゲインを乗じた値を、一次遅れ時定数とする。

続くステップＳ１０６〜Ｓ１０８では、定常ゲインα(θ)を決定する。
まず、ステップＳ１０６では、操舵角θの大きさ（絶対値）が０であるか否か判定し、操舵角θ＝０の場合はステップＳ１０７に進み、操舵角θ≠０の場合には、ステップＳ１０８に進む。そして、操舵角θの大きさ（絶対値）が０の場合に進むステップＳ１０７では、定常ゲインα（θ）を０に設定する。
一方、操舵角≠０の場合に進むステップＳ１０８では、操舵角θの大きさに応じた線形特性により定常ゲインα（θ）を設定する。ここで、操舵角θの大きさに応じた線形特性の定常ゲインα（θ）を、図４に示す。この図４に示すように、操舵角θがフル転舵（前輪最大舵角）時の定常ゲインα（θ）が、（最大後輪転舵角／最大操舵角）となる線形特性としている。よって、この定常ゲインα(θ)は、前輪ＷＦの最大舵角時には、後輪ＷＲを最大後輪転舵角まで転舵させるように設定されている。
なお、車速Ｖに基づいて、車速Ｖが上がるにつれて定常ゲインα（θ）が低下するように、すなわち、この線形特性を寝かせるようにし、フル転舵時の後輪ＷＲの転舵角が減少するように設定してもよい。

ステップＳ１０７、Ｓ１０８のいずれかで定常ゲインα（θ）を設定した後に進むステップＳ１０９では、後輪転舵角目標値を設定し、１回の処理の流れを終了する。
ここで、後輪転舵角目標値δ_r ^*(S)は、定常ゲインα（θ）と一次遅れ由来成分の積として、下記式（１）により演算する。
δ_r ^*(S)＝−α・{１／（１+τ・S）}θ(S) ・・・（１）
上記式（１）において、マイナス符号がついているのは、操舵角や前輪転舵角に対し、後輪転舵角が逆相方向に転舵されることを表している。すなわち、この後輪転舵制御では、後輪ＷＲを前輪ＷＦに対して逆相に転舵させる。
また、一次遅れの由来成分{１／（１+τ・S）}θにおいて、τは前述のように一次遅れ時定数であり、Sはラプラス演算子であり、θは操舵角である。

（実施の形態１の作用）
次に、図５〜図９Ａ、図９Ｂに基づいて実施の形態１の作用を比較例と比較しつつ説明する。
図５は実施の形態１の後輪転舵制御装置Ａを搭載した４ＷＳ車両ＭＶにおいて、停車状態からのフル転舵で発進を行った後、逆方向にフル転舵で切り返しを行った場合の、前輪ＷＦと後輪ＷＲの転舵角変化と、ヨーレート変化を示している。
このような操舵を行いながらの発進は、例えば、４ＷＳ車両ＭＶを、図８に示す縦列駐車状態（ＭＶ（ｓｔ））から発進し、矢印のように車道ＲＷに出るような走行例があげられる。

このような走行時に、本実施の形態１では、発進時（図５のｔａ）は、操舵角速度θ^*が角速度判定値θ₀ ^*よりも低い低速であり、ステップＳ１０２→Ｓ１０４の処理に基づいて、時定数ゲインを１に設定する。よって、定数値に時定数ゲインを乗じた一次遅れ時定数τ（θ^*）は、予め設定された定数値になる。
したがって、この一次遅れ時定数τ（θ^*）に基づいて算出する後輪転舵角目標値δ_r ^*(S)は、車体張り出し抑制に応じた値に設定され、車体後部の張り出しが抑制され、取り回し性に優れる。

その後、ハンドル２２の切り返しを行った場面（図５のｔｂ）で、操舵角速度θ^*が角速度判定値θ₀ ^*よりも高い高速操舵を行うと、ステップＳ１０２→Ｓ１０３の処理に基づいて、時定数ゲインを操舵角速度θ^*に応じて高速ほど低い値に設定する。よって、一次遅れ時定数τ（θ^*）は、定数値よりも小さくなり、後輪転舵遅れを軽減する。
さらに、ハンドル２２の切り返し時には、一旦、操舵角θの大きさ（絶対値）が０となることから、ステップＳ１０６→Ｓ１０７の処理に基づいて定常ゲインα(θ)を一旦０に設定する。
したがって、ハンドル２２の切り返しにより操舵角θが直進状態から逆方向に切り替わる図５のｔ０以降のｔｂの場面では、後輪転舵角は、一旦０となった後、遅れを軽減された状態で前輪転舵角と逆相側に緩やかに立ち上がる。
その結果、車両のヨーレート変化が滑らかであり、操舵に対する車両挙動の違和感を大きく軽減できる効果が得られる。また、操舵角速度θ^*の値に関係なく、操舵の切り返し時には、後輪転舵角が必ず０に戻るため、車体のヨーレートを０に近づけることができ、後輪ＷＲの切れ残り感を解消している。

図６、図７は同様の動作を行った場合の比較例の前輪ＷＦと後輪ＷＲの転舵角変化と、ヨーレート変化を示している。
図６は、実施の形態１のステップＳ１０２〜Ｓ１０４の処理を行わずに、ステップＳ１０５において、一次遅れ時定数τ（θ^*）として、定数値×１の値を常時使用した場合の動作例である。
この比較例では、ハンドル２２の切り返しにより、操舵角θが０となるｔ０の時点で後輪転舵角を０としヨーレートを０に戻すものの、その後の場面０ｔｂでは、後輪転舵角を、一次遅れ成分により前輪転舵角の同相側に転舵させることになる。
このため、操舵角０の前後でヨーレート変化が大きくなり、操舵に対する車両挙動に違和感を与える。

また、図７は、実施の形態１のステップＳ１０６，Ｓ１０７の処理を行わずに、ステップＳ１０３〜Ｓ１０５の処理に基づいて演算した一次遅れ時定数τ（θ^*）に基づいて、後輪転舵角目標値δ_r ^*(S)を演算した場合の動作例である。
この場合、後輪転舵角は、操舵角θが０になっても、前輪転舵角に対して遅れを持って変化するため、後輪転舵角およびヨーレートに位相遅れが残る。このため、運転者に後輪ＷＲの切れ残り感を与え、操舵に対する車両挙動に大きな違和感を与える。加えて、操舵角が０となった後に、前輪ＷＦと後輪ＷＲの操舵方向が同相となる状態が生じ、より違和感が大きくなる。

上述した縦列駐車状態からの発進時における張り出し抑制性能と、後輪ＷＲの切れ残りについて図９Ａ、図９Ｂに基づいて説明を加える。
図９Ａは、本実施の形態１における上述の縦列駐車状態からの発進時の車体の軌跡（ｔｒＭ）、前輪ＷＦの車幅方向中央の軌跡（ｔｒＦ）、後輪ＷＲの車幅方向中央の軌跡（ｔｒＲ）を示している。また、図９Ｂは、同様の縦列駐車状態から発進時に、単に後輪ＷＲを前輪ＷＦに対して逆相で転舵させた場合の、車体の軌跡（ｔｒＭ）、前輪ＷＦの車幅方向中央の軌跡（ｔｒＦ）、後輪ＷＲの車幅方向中央の軌跡（ｔｒＲ）を示している。

両図の車体の軌跡（ｔｒＭ）を比較すると分かるように、図９Ａの本実施の形態１では、発進時の最初の操舵時の基準線ＤＬ１に対する車両後部の張り出し、および切り返し操舵時の基準線ＤＬ２に対する張り出しが抑えられている。これに対し、図９Ｂの比較例では、発進時の最初の操舵時の基準線ＤＬ１に対する車両後部の張り出し（ＯＶａ）および切り返し時の基準線ＤＬ２に対する張り出し（ＯＶｂ）共に、実施の形態１よりも張り出し量が大きくなっている。
また、ハンドル２２の切り返しにより図９Ａの例では、移動距離がｄａの位置で後輪ＷＲの中央の軌跡（ｔｒＲ）が、前輪ＷＦの中央の軌跡（ｔｒＦ）に一致している。それに対し、図９Ｂでは、この距離ｄａでは、後輪ＷＲは、一次遅れにより前輪ＷＦと軌跡が異なり、これが後輪ＷＲの切れ残り感を招く。

（実施の形態１の効果）
以下に、実施の形態１の後輪転舵制御装置の効果を列挙する。
１）実施の形態１の後輪転舵制御装置は、
駆動手段としての後輪転舵モータ３１を駆動させて後輪ＷＲを転舵させる後輪転舵装置３０と、
前輪転舵角としての操舵角θを検出する前輪転舵角検出手段としての操舵角度センサ５１と、
前記前輪転舵角に対して一次遅れで前記後輪ＷＲを転舵させるよう前記後輪転舵装置３０を作動させる制御手段としての後輪転舵コントローラ４０と、
を備えた後輪転舵制御装置において、
前記後輪転舵コントローラ４０は、前記前輪転舵角に応じて後輪転舵角が予め設定された特性で変化するように設定された定常ゲインα(θ)と、前記前輪転舵角に対し前記後輪転舵角を一次遅れで変化させるよう設定された一次遅れ由来成分{１／（１+τ・S）}θと、
の積に基づいて後輪転舵角目標値δr*(S)を求め、
かつ、前輪転舵角速度としての操舵角速度θ*の絶対値が予め設定した閾値としての角速度判定値θ0*を超えた場合に、前記前輪転舵角速度としての操舵角速度θ*の絶対値が大きいほど前記一次遅れ由来成分の時定数ゲインを減少させて一次遅れを軽減させることを特徴とする。
したがって、前輪転舵角に対して後輪ＷＲを一次遅れで転舵させるのにあたり、操舵開始時など操舵角速度θ*が角速度判定値θ0*よりも低い場面では、後輪ＷＲの一次遅れによる転舵遅れを確保する。したがって、前後単純逆相と比較すると車体後端の旋回外側への張り出しが抑制され、取り回し性を確保できる。 また、角速度判定値θ0*よりも低速の操舵角速度域で、一次遅れを一定に保つことで、低速域で一次遅れ量が変化する違和感を抑えることができる。
一方、操舵角速度θ*（前輪転舵角度）が角速度判定値θ0*よりも高い場面では、操舵角速度θ*の絶対値が大きいほど前記一次遅れ由来成分の時定数ゲインを減少させて一次遅れを軽減させて、前輪転舵角度が角速度判定値θ0*よりも低い場面に比べて、後輪ＷＲの一次遅れによる転舵遅れを軽減する。
したがって、前輪転舵角速度が高い操舵切替時に、後輪ＷＲの転舵遅れによる後輪転舵角の不自然な変化を抑制でき、これにより、車両のヨーレート挙動も不自然な変化を抑制し、運転者に与える違和感を抑えることができる。
以上のように、本発明では、取り回し性を損なうことなく、前輪転舵角速度が高い場合の後輪転舵遅れによる車両挙動の違和感を軽減できるという効果を得ることができる。

２）実施の形態１の後輪転舵制御装置は、
前記後輪転舵コントローラ４０は、前記前輪転舵角としての操舵角速度θ^*の絶対値が０のとき、前記定常ゲインαを０に設定することを特徴とする。
したがって、操舵実行後に操舵角θを０に戻す場面では、操舵角速度θ^*の値に関係なく、操舵角θを０とした時点で後輪転舵角も必ず０に戻るため、後輪ＷＲの切れ残り感（操舵角θを０に戻しているのに、車体後部が横へ動く感覚）をなくすことができる。そのため、操舵に対する挙動の違和感をさらに軽減できる効果が得られる。

（他の実施の形態）
次に、他の実施の形態のモータユニットについて説明する。
なお、他の実施の形態を説明するのにあたり、実施の形態１と共通する構成には実施の形態１と同じ符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点のみ説明する。

（実施の形態２）
以下に、本発明の実施の形態２の後輪転舵制御装置について説明する。
この実施の形態２は、後輪操舵制御における処理の一部が実施の形態１と異なる。
すなわち、実施の形態２では、図１０のフローチャートに示すように、一次遅れ時定数τ（θ^*）を算出するステップＳ１０５ｂと、操舵角θが０よりも大きい場合に定常ゲインを設定するステップＳ１０８ｂの処理の内容が実施の形態１と異なる。

ステップＳ１０５ｂでは、操舵角速度θ^*が０以外の場合は、実施の形態１と同様に定数値×車速により一次遅れ時定数τ（θ^*）を求めるが、操舵角速度θ^*が０の場合は、車速Ｖと定数長λにより下記の式（２）により一次遅れ時定数τ（θ^*）を算出する。
τ＝λ／Ｖ ・・・（２）
ここで、定数長λについては、どのような値に設定しても構わないが、本実施の形態１では車両のホイールベースよりも短い値、例えば、実施の形態１の定数値と同じ値とする。また、車速Ｖ＝０の場合は、Ｖ≠０の微小な値を用いて、０による除算を回避する。

すなわち、操舵の際に、段階的に切り増したり、あるいは一定の操舵角θに保持したりした場合、操舵角速度θ^*が０となる。このとき、時定数ゲインを１に設定した場合、極低速における遅れ不足となったり、高車速における遅れ過大となったりするおそれがある。そこで、実施の形態２では、操舵角速度θ^*が０の場合には、一次遅れ時定数τ（θ^*）を車速Ｖに反比例して設定する。
つまり、後輪ＷＲが進むのに要する時間は、車速Ｖが低いほど長くなり、車速Ｖが高いほど短くなる。よって、定数長λを車速Ｖにより除算した値を一次遅れ時定数τ（θ^＊）とすることにより（式（２））、転舵時に高操舵角速度時には短時間で、低速時には時間をかけて後輪ＷＲを転舵させることができる。

ステップＳ１０６にて操舵角≠０の場合に進むステップＳ１０８ｂでは、定常ゲインα（θ）を、図１１Ａに示すように操舵角の大きさである横軸と、定常ゲインα（θ）である縦軸と、の関係を上に凸とする。すなわち、図において点線により示すように前輪ＷＦの転舵時に、後輪ＷＲが最大後輪転舵角となるように設定した一次関数よりも、操舵角θに対する定常ゲインαが大きくなるように設定している。なお、前輪ＷＦのフル転舵時に、後輪ＷＲが最大後輪転舵角まで切れるように設定している点は、実施の形態１と同様である。算出された車体速度を用いて、車速が上がるにつれてフル転舵時の転舵角が減少するように設定してもよい。

（実施の形態２の作用）
次に、実施の形態２の作用を説明する。
まず、車速Ｖに応じた後輪転舵角の一次遅れ時定数τ（θ^*）の設定による作用を説明する。
一次遅れ時定数τ（θ^*）は、定数値に時定数ゲインを乗じて求める。
この時定数ゲインは、操舵角速度θ^*が０の場合には、１に設定する。
この操舵角速度θ^*が０となるのは、直進時以外にも、例えば、前輪ＷＦをフル転舵のまま発進したり、操舵角θを段階的に変化させるステップ操舵を行ったりした場合のように、操舵走行中に生じる場合がある。

この操舵走行中に一次遅れ時定数τ（θ^*）を車速Ｖにかかわらず一定に設定した場合、車速Ｖの極低速時に後輪転舵角の遅れが不足し、逆に、車速Ｖの高速時に、点線で示す適正値に対して後輪転舵角の遅れが過大となるおそれがある。
そして、前者のように後輪ＷＲの転舵の遅れが不足した場合は、後輪ＷＲは、前輪ＷＦの軌跡に対して内側に入り、後者のように後輪ＷＲの転舵の遅れが過大な場合には、後輪ＷＲは、前輪ＷＦの軌跡に対して、外側に膨らむ。

それに対して、実施の形態２では、操舵角速度θ^*が０の場合、一次遅れ時定数τ（θ^*）を、定数長λを車速Ｖで除算した値に時定数ゲインを乗じて求めることとした。したがって、低速領域において車速が多少上下しても、ほぼ同じ車両軌跡・車体後端張り出し量が得られる。そのため、挙動の違和感を低減したまま、低速取り回し性をさらに向上できる。

次に、操舵角（前輪転舵角）に対する定常ゲインα(θ)の特性について説明する。
前輪転舵角に対する定常ゲインα（θ）の特性が、図１１Ａの点線により示すような線形であると、ハンドル２２を切り込んでいく際に、図１１Ｂの点線により示すように大舵角領域で急激に後輪転舵角が増加してしまう。このため、操舵に対する後輪ＷＲの挙動に違和感を与えるおそれがある。
そこで、図１１Ａにおいて実線により示すように、前輪転舵角に対する定常ゲインα（θ）の特性を、１次関数に対して上に凸となる特性とした場合には、図１１Ｂにおいて実線により示すように、操舵角の小さい範囲から後輪転舵角が徐々に増加する。このため、図において点線で示す後輪転舵角特性よりも大舵角領域での後輪転舵角の増加を穏やかにすることができ、図において点線で示す後輪転舵角特性よりも、後輪ＷＲの挙動の違和感を軽減できる。

（実施の形態２の効果）
実施の形態２の後輪転舵制御装置は、実施の形態１で説明した上記の１）〜３）の効果に加え、以下に列挙する効果を奏する。
2-1) 実施の形態２の後輪転舵制御装置は、
前記後輪転舵コントローラ４０は、前記前輪転舵角としての操舵角θの絶対値に対する前記定常ゲインα(θ)を、操舵角θに対する一次の線形関数に対し増加側に凸の非線形特性（図１１Ａ参照）としたことを特徴とする。
操舵角θ（前輪転舵角）に対する定常ゲインα(θ)の特性が線形であると、ハンドル２２を切りこんでいく際に、大舵角領域で急激に後輪転舵角が増加し、その挙動が、運転者に違和感を与えるおそれがある。
それに対して、定常ゲインα(θ)の特性を上記のように上に凸の非線形とした場合、後輪転舵角が、操舵角θの小さい領域から線形特性に近い特性で徐々に増加していくため、結果として大舵角領域での後輪転舵角の増加を穏やかにすることができる。そのため、運転者に、操舵に対する挙動の違和感を与えることを軽減できる。

2-2）実施の形態２の後輪転舵制御装置において、
前記後輪転舵コントローラ４０は、前記前輪転舵角速度としての操舵角速度θ^*が０の場合、前記一次遅れ由来成分としての一次遅れ時定数τ（θ^*）を、車両のホイールベース長に基づいて予め設定した定数長λを車速Ｖで除算した値に基づいて求めることを特徴とする。
したがって、前輪ＷＦを転舵させた状態で操舵角速度θ^*＝０を保って走行している場合に、低速領域において車速が多少上下しても、ほぼ同じ車両軌跡・車体後端張り出し量が得られる。そのため、挙動の違和感を低減したまま、低速取り回し性をさらに向上できる効果が得られる。

（実施の形態３）
まず、実施の形態３の後輪転舵制御装置の構成を説明する。
この実施の形態３は、ハンドル２２と前輪ラックアンドピニオン２１との間に可変機構が備わっている構成に適用し、かつ、後輪ＷＲをフル転舵まで転舵しやすくした例である。

実施の形態３の後輪転舵装置は、図１２の全体システム図に示すように、実施の形態１の構成に可変ギアレシオ機構３０１および前輪ラックストロークセンサ３０２を追加している。

前記可変ギアレシオ機構３０１は、操舵角θと前輪転舵角δ_fの割合であるステアリングギア比を可変できる機構である。本実施の形態３では、操舵角θが小さい領域ではギア比をスローに設定し、操舵角θが大きい領域ではギア比をクイックに設定する。それ以外に、車速Ｖによってステアリングギア比を変えても構わない。

この可変ギアレシオ機構３０１を有している結果、操舵角θと前輪転舵角δ_fとの関係は一意に定まらない場合がある。そこで、本実施の形態３では、前輪ラックストロークセンサ３０２の値を計測し、この計測値から前輪転舵角δ_fを算出する。

次に、図１３に示すフローチャートに基づいて実施の形態３における後輪転舵角制御について説明する。なお、実施の形態２との相違点は、操舵角θに代えて前輪転舵角δ_fを用いる点、および、ステップＳ１０７ｃ、Ｓ１０８ｃに続くステップＳ３０１〜Ｓ３０４による後輪転舵角目標値を決定する処理の流れである。

ステップＳ１０１ｃ〜Ｓ１０５ｃでは、実施の形態１，２における操舵角θに代えて、前輪転舵角δ_fを用いている。なお、実施の形態１では、操舵角θを前輪転舵角δ_fに相当するものとして用いており、実施の形態３において前輪転舵角δ_fを用いることに実質的な相違はない。

次に、ステップＳ３０１〜Ｓ３０４の処理について説明する。
このステップＳ３０１〜Ｓ３０４の処理は、後輪ＷＲをフル転舵しやすくするために、後輪転舵角（暫定値）を、予め設定したフル転舵相当の上限値でカットするようにした例である。
ステップＳ３０１では、前輪転舵角δ_f、一次遅れ時定数τ（δ_f ^*） 、定常ゲインβ（δ_f） を用いて一次遅れ由来成分の積として後輪転舵角暫定値pδ_r ^*(S)を下記式（３）により演算した後、ステップＳ３０２に進む。なお、この後輪転舵角暫定値pδ_r ^*(S)は、実施の形態１，２における後輪転舵角に相当する。
pδ_r ^*(S)＝−β・{１／（１+τ・S）}δ_f（S） ・・・（３）
ここで、右辺にマイナス符号がついているのは、前輪転舵角δ_fに対し、後輪転舵角を前輪転舵角の逆相方向に転舵することを表している。

次のステップＳ３０２では、後輪転舵角暫定値pδ_r ^*(S)の大きさが予め設定した上限値を超過しているかどうかを判定し、超過している場合はステップＳ３０３に進み、超過していない場合はステップＳ３０４に進む。

後輪転舵角暫定値pδ_r ^*(S)が上限値を超過している場合に進むステップＳ３０３では、後輪転舵角暫定値pδ_r ^*(S)＝上限値に設定する。
そして、続くステップＳ３０４では、後輪転舵角暫定値pδ_r ^*(S)を後輪転舵角目標値δ_r ^*(S)とする。すなわち、後輪転舵角暫定値pδ_r ^*(S)が上限値を超過していなければ、後輪転舵角暫定値pδ_r ^*(S)がそのまま後輪転舵角目標値δ_r ^*(S)となり、後輪転舵角暫定値pδ_r ^*(S)が上限値を超過していれば、上限値が後輪転舵角目標値δ_r ^*(S)となる。
ここで、ステップＳ３０３で設定した上限値は、後輪転舵角のフル転舵角（最大転舵角）に設定する。したがって、実施の形態１，２と比較して、前輪転舵角がフル転舵角よりも手前の転舵角で、後輪転舵角目標値がフル転舵相当値となる。

（実施の形態３の作用）
次に、実施の形態３の作用を説明する。
図１４Ｂは、本実施の形態３との比較例であり、後輪転舵角目標値演算部３４０による上限カットを実施しない場合を示している。
すなわち、この比較例では、前輪転舵角δfを最大転舵角（フル転舵）で、後輪転舵角δrが最大転舵角となるようにしている。この場合、一次遅れが完全収束するまでに時間を要するため、後輪ＷＲを最大転舵角まで使い切れない場面が多くなる。

それに対し、本実施の形態２では、図１４Ａに示すように後輪転舵角暫定値δ_ｒ ^*(S)が上限値を超過した分をカットする補正を行うようにし、この上限値で最大転舵角となるようにした。このため、一次遅れの後輪転舵角目標値が最大転舵角となる傾向が強くなり、その最大限まで使い切ることができるシーンが増加する。よって、車両挙動の違和感を抑えつつ、低速取り回し性をさらに向上できるという効果が得られる。

（実施の形態３の効果）
実施の形態３では、実施の形態１，２で述べた１）〜３）、2-1）2-2）の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
3-1）実施の形態３の後輪転舵制御装置は、
前記後輪転舵コントローラ４０は、前記定常ゲインβと前記一次遅れ由来成分{１／（１+τ・S）}δ_fとの積によって後輪転舵角暫定値pδ_ｒ ^*(S)を求め、前記後輪転舵角暫定値pδ_ｒ ^*(S)の絶対値が、予め設定した後輪転舵角上限値を超過した場合、超過した分をカットする補正を行った前記後輪転舵角暫定値pδ_ｒ ^*(S)に基づいて後輪転舵角目標値δ_ｒ ^*(S)を決定することを特徴とする。
実施の形態３では、後輪転舵角暫定値pδ_ｒ ^*(S)の絶対値が、後輪転舵角上限値を超過した場合、超過した分をカットし、この上限値が最大転舵角となるように、後輪転舵角目標値δ_ｒ ^*(S)を設定する。したがって、後輪転舵角に一次遅れを与えても最大舵角まで転舵されやすくなり、挙動の違和感を低減しつつ、低速取り回し性をさらに向上できる効果がある。

以上、本発明の駆動ユニットの冷却装置を実施の形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
実施の形態では、車両の駆動手段として駆動モータを用いた前輪駆動車を示したが、車両の駆動手段および駆動形式は、これに限定されない。すなわち、車両の駆動手段としてはエンジンなど他の手段を用いることができ、駆動形式も、後輪駆動、四輪駆動、左右独立駆動などを用いることができる。
また、実施の形態では、前輪転舵角速度（操舵角速度）に応じて時定数ゲインを設定するのにあたり、時定数ゲインを、前輪転舵角速度（操舵角速度）に応じて一次関数的に設定する例を示したが、これに限定されない。要は、前輪転舵角速度（操舵角速度）が高いほど、時定数ゲインを下げればよく、その場合、複数次関数的に下げてもよいし、段階的に下げてもよい。
なお、図３において、点線は、角速度判定値θ₀ ^*を０近傍の値に設定した場合を示している。この場合、操舵角速度θ^*が０の近傍で、時定数ゲインを１に設定し、操舵角速度が０よりも大きくなるほど、時定数ゲインを０に近付けるように設定する。線形でもよいし、段階的に設定してもよい。

２０ 前輪操舵装置
３０ 後輪転舵装置
４０ 後輪転舵コントローラ（制御手段）
５１ 操舵角度センサ（前輪転舵角検出手段）
Ａ 後輪転舵制御装置
ＷＦ 前輪
ＷＲ 後輪
α(θ) 定常ゲイン
β(θ) 定常ゲイン
δ_f 前輪転舵角
δ_f ^* 前輪転舵角速度
pδ_r ^*(S) 後輪転舵角暫定値
δ_r ^*(S) 後輪転舵角目標値
θ^* ₀ 角速度判定値
θ 操舵角
θ^* 操舵角速度
λ 定数長
τ(δ_f ^*) 一次遅れ時定数

Claims (4)

1. 駆動手段を駆動させて後輪を転舵させる後輪転舵装置と、
   前輪転舵角を検出する前輪転舵角検出手段と、
   前記前輪転舵角に対して一次遅れで前記後輪を転舵させるよう前記後輪転舵装置を作動させる制御手段と、
   を備えた後輪転舵制御装置において、
   前記制御手段は、前記前輪転舵角に応じて後輪転舵角が予め設定された特性で変化するように設定された定常ゲインと、前記前輪転舵角に対し前記後輪転舵角を一次遅れで変化させるよう設定された一次遅れ由来成分と、の積に基づいて前記後輪転舵角を決定し、
   かつ、前輪転舵角速度の絶対値が予め設定した閾値を超えた場合に、前記前輪転舵角速度の絶対値が大きいほど前記一次遅れ由来成分の時定数ゲインを減少させて一次遅れを軽減させ、
   さらに、前記前輪転舵角の絶対値に対する前記定常ゲインを、前記前輪転舵角に対する一次の線形関数に対し増加側に凸の非線形特性としたことを特徴とする後輪転舵制御装置。
2. 駆動手段を駆動させて後輪を転舵させる後輪転舵装置と、
   前輪転舵角を検出する前輪転舵角検出手段と、
   前記前輪転舵角に対して一次遅れで前記後輪を転舵させるよう前記後輪転舵装置を作動させる制御手段と、
   を備えた後輪転舵制御装置において、
   前記制御手段は、前記前輪転舵角に応じて後輪転舵角が予め設定された特性で変化するように設定された定常ゲインと、前記前輪転舵角に対し前記後輪転舵角を一次遅れで変化させるよう設定された一次遅れ由来成分と、の積に基づいて前記後輪転舵角を決定し、
   かつ、前輪転舵角速度の絶対値が予め設定した閾値を超えた場合に、前記前輪転舵角速度の絶対値が大きいほど前記一次遅れ由来成分の時定数ゲインを減少させて一次遅れを軽減させ、
   さらに、前記定常ゲインと前記一次遅れ由来成分との積によって後輪転舵角暫定値を求め、前記後輪転舵角暫定値の絶対値が、予め設定した後輪転舵角上限値を超過した場合、超過した分をカットする補正を行った前記後輪転舵角暫定値に基づいて後輪転舵角目標値を決定することを特徴とする後輪転舵制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の後輪転舵制御装置において、
   前記制御手段は、前記前輪転舵角の絶対値が０のとき、前記定常ゲインを０に設定することを特徴とする後輪転舵制御装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の後輪転舵制御装置において、
   前記制御手段は、前記前輪転舵角速度が０の場合、前記一次遅れ由来成分の一次遅れ時定数を、車両のホイールベース長に基づいて予め設定した定数長を車速で除算した値に基づいて求めることを特徴とする後輪転舵制御装置。