JPH10324264A

JPH10324264A - 後輪操舵制御装置

Info

Publication number: JPH10324264A
Application number: JP13689597A
Authority: JP
Inventors: Manabu Kato; 加藤　　学
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1997-05-27
Filing date: 1997-05-27
Publication date: 1998-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】４ＷＳ車両の直進安定性及び後輪操舵による
直進時の外乱安定性の向上を確保することができる後輪
操舵制御装置を提供する。【解決手段】後輪の実操舵角は、フィードフォワード
制御分の第１目標操舵角δr1と、ヨーレイトフィードバ
ック制御分の第２目標操舵角δr2とを合算して得られた
目標操舵角δrに基づき制御される。ヨーレイトフィー
ドバック制御系では、目標ヨーレイトψtを算出するた
めの計算ハンドル角Ｔhcが不感帯ブロック２２から出力
されることで、実ハンドル角Ｔhの小ハンドル角域で
は、目標ヨーレイトψtが設定されない。従って、車両
の直進時、運転者によるハンドル操作に対して車両のヨ
ーレイトゲインが低下する。これに対し、直進時に外乱
によるヨーレイトが生じると、減算部３２ではヨーレイ
ト偏差が生じるので、通常どおりヨーレイトフィードバ
ック制御が実行され、車両の外乱安定性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、前輪に加えて後
輪をも操舵可能な前後輪操舵式車両の後輪操舵制御装置
に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】この種の、前輪の操舵に基づき後
輪を操舵可能な車両（４ＷＳ車両）の後輪操舵装置は、
例えば、特開平４−２７６６７号公報に開示されてい
る。この公知の後輪操舵装置にあっては、後輪の操舵角
は、検出した車両の実ヨーレイトを前輪の操舵角及び車
速に応じて求めた目標ヨーレイトに一致させる手法、い
わゆるヨーレイトフィードバックの手法により制御され
ている。また、この後輪操舵装置では、車両の直進走行
状態、つまり、前輪の操舵角が極めて小さい場合、ヨー
レイトフィードバック系における制御ゲインを小さく補
正することで、僅かなハンドル操作に対して後輪の操舵
角が過大とならないように考慮されている。

【０００３】従って、この後輪操舵装置によれば、４Ｗ
Ｓ車両の旋回性を向上すると共に、車両の直進走行時、
僅かなハンドル操作に対して車両のヨーレイトが過大と
なることがなく、車両の直進安定性を損なわないものと
考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た後輪操舵装置にあっては、車両の直進走行時、例えば
車両が強い横風を受けることで車両に不所望なヨーレイ
トが発生した場合、ハンドル角が小さい領域では制御ゲ
インが小さく制限されているために、ヨーレイトフィー
ドバック手法による後輪操舵制御が充分に行われない。
従って、車両の直進走行状態を回復させるために有効な
後輪操舵量を得ることができず、このような状況では、
後輪操舵によって外乱に対する車両の直進安定性を向上
させる効果は期待できない。

【０００５】この発明は上述した事情に基づいてなされ
たもので、その目的とするところは、車両の旋回性能を
高めると共に、車両の直進走行時に運転者に良好なハン
ドル感覚を与える一方、後輪操舵による直進時の外乱安
定性の向上をも確保することができる後輪操舵制御装置
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の後輪操舵制御装置は、車両の車速を検出
して出力する車速検出手段と、実ハンドル角を検出して
出力するハンドル角検出手段と、車両の実ヨーレイトを
検出して出力する実ヨーレイト検出手段と、実ハンドル
角から実ハンドル角の中立位置を含む小ハンドル角領域
に出力不感帯を有する計算ハンドル角を算出して出力す
る計算ハンドル角算出手段と、車速及び計算ハンドル角
に基づき車両の目標ヨーレイトを算出する目標ヨーレイ
ト算出手段と、車速、実ハンドル角、及び目標ヨーレイ
トと実ヨーレイトとの偏差に基づき後輪の目標操舵角を
設定する目標操舵角設定手段と、目標操舵角に基づき後
輪の操舵角を制御する制御手段とを備えている。

【０００７】請求項１の後輪操舵制御装置によれば、後
輪の目標操舵角は、車速、実ハンドル角、及び目標ヨー
レイトと実ヨーレイトの偏差により決定され、その目標
操舵角に基づき後輪の実操舵角が制御される。より具体
的には、後輪の操舵角は、運転者によるハンドル操作量
である実ハンドル角及び車速条件に基づくフィードフォ
ワード制御分と、目標ヨーレイトと実ヨーレイトとの間
におけるヨーレイト偏差に基づくヨーレイトフィードバ
ック制御分とに基づき適切に制御される。このとき、運
転者によるハンドル操作が実際になされても、実ハンド
ル角が計算ハンドル角の出力不感帯域にある場合、計算
上の目標ヨーレイトは立ち上がらない。それ故、後輪の
目標操舵角のうち、そのヨーレイトフィードバック制御
分は少なく、後輪の操舵角はフィードフォワード制御分
のみに依存して制御されるに過ぎない。このことは、車
両の直進走行時にあっては、ハンドル操作に対するヨー
レイトフィードバック制御ゲインが結果的に小さく制限
されることを意味しており、従って、車両が実質的な直
進走行状態にある状況では、運転者による僅かなハンド
ル操作に対して車両のヨーレイト応答が過大となること
はなく、車両の直進性が向上する。

【０００８】これに対し、車両の直進走行時、車両が受
ける横風等の外乱に起因して車両の実ヨーレイトのみが
不所望に立ち上がった場合、後輪の目標操舵角のうち、
ヨーレイトフィードバック制御分がヨーレイト偏差に基
づき決定され、後輪の操舵角はヨーレイト偏差を解消す
べく制御される。この際、目標操舵角のヨーレイトフィ
ードバック制御分を算出するにあたり、そのフィードバ
ック制御ゲインが上述した計算ハンドル角の出力不感帯
に一切影響されることはない。従って、後輪操舵を積極
的に行うことで、車両の外乱に対しての直進安定性が向
上する。

【０００９】また、請求項２の後輪操舵制御装置は、車
両の車速を検出して出力する車速検出手段と、実ハンド
ル角を検出して出力するハンドル角検出手段と、車両の
実ヨーレイトを検出して出力する実ヨーレイト検出手段
と、車速及び実ハンドル角に基づき車両の目標ヨーレイ
トを算出する目標ヨーレイト算出手段と、実ハンドル角
から実ハンドル角の中立位置を含む小ハンドル角領域で
は前輪の等価コーナリングパワーを増加方向に補正する
補正手段と、車速及び補正された補正等価コーナリング
パワーに基づき実ハンドル角のゲインを算出するゲイン
算出手段と、実ハンドル角及びゲインに基づき後輪の第
１目標操舵角を設定する第１目標操舵角設定手段と、車
速、及び目標ヨーレイトと実ヨーレイトとの偏差に基づ
き後輪の第２目標操舵角を設定する第２目標操舵角設定
手段と、第１及び第２目標操舵角を加算して求めた合算
目標操舵角に基づき後輪の操舵角を制御する制御手段と
を備えている。

【００１０】請求項２の後輪操舵制御装置によれば、後
輪の操舵角は、実ハンドル角及びそのゲインからなるフ
ィードフォワード制御分と、ヨーレイトフィードバック
制御分とに基づき適切に制御される。ここで、車両が中
速域から高速域にて直進走行状態にあるとき、運転者が
小ハンドル角域にてハンドル操作を行うと、前輪の等価
コーナリングパワーが増加され、後輪の目標操舵角のう
ち、フィードフォワード制御分の算出に使用されるゲイ
ン、つまり、フィードフォワード制御ゲインが大きくな
り、第１目標操舵角は通常よりも大きな値に設定され
る。従って、後輪は前輪の操舵方向と同相に通常よりも
大きく操舵されることになる。このことは、後輪の操舵
角制御にあたり、ヨーレイトフィードバック制御分に比
べてフィードフォワード制御分が増加することを意味し
ており、この場合にも、ハンドル操作に対するヨーレイ
トフィードバック制御ゲインが結果的に低下されること
になる。従って、車両が中速から高速走行状態にある状
況では、運転者による僅かなハンドル操作に対して車両
のヨーレイトゲインが低下し、車両の直進性が向上す
る。

【００１１】また、請求項２の後輪操舵制御装置によっ
ても、上述した外乱による不所望なヨーレイトのみの立
ち上がりに対するヨーレイトフィードバック制御が可能
となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の後
輪操舵制御装置の実施例を詳細に説明する。図１を参照
すると、実施例の後輪操舵制御装置が適用された車両１
が概略的に示されている。この車両１は、パワーステア
リングシリンダ２及び図示しないラック・ピニオン機構
を含んだ、ハンドル４の操作に応じて前輪ＦＷL，ＦＷR
を操舵する前輪操舵ユニット６と、液圧シリンダからな
る後輪操舵アクチュエータ８によって後輪ＲＷL，ＲＷR
を操舵する後輪操舵ユニット１０とを備えている。

【００１３】後輪操舵ユニット１０についてより詳しく
は、後輪操舵アクチュエータ８には電磁弁１２が組み合
わされており、そのソレノイドはコントロールユニット
（ＥＣＵ）１４に電気的に接続されている。また、後輪
操舵アクチュエータ８には、液圧源を含む液圧給排回路
（図示されていない）が電磁弁１２を介して接続されて
おり、この後輪操舵ユニット１０では、ＥＣＵ１４から
の制御信号に基づき電磁弁１２が開閉作動されること
で、後輪操舵アクチュエータ８に液圧を給排することが
できる。後輪操舵アクチュエータ８は、給排される圧液
量に従って、後輪ＲＷL，ＲＷRの操舵角を可変する。

【００１４】従って、上述した後輪操舵ユニット１０の
作動により可変される後輪ＲＷL，ＲＷRの操舵角は、Ｅ
ＣＵ１４から電磁弁１２に出力される制御信号により制
御することができる。すなわち、ＥＣＵ１４は、所望の
目標後輪操舵角情報に基づき電磁弁１２に制御信号を出
力し、その開弁方向及び開度を制御することで後輪ＲＷ
L，ＲＷRに所望の操舵角を与えることができる。

【００１５】なお、上述の目標後輪操舵角情報はＥＣＵ
１４の制御回路にて形成されるようになっており、ＥＣ
Ｕ１４は走行中、車両１の各種走行データに基づいて目
標操舵角を設定する。それ故、ＥＣＵ１４には、走行中
の車両１の各種走行データを検出するため各種センサか
らセンサ情報が入力されるようになっており、ＥＣＵ１
４には、運転者によるハンドル操作量としての実ハンド
ル角を検出するハンドル角センサ１６、車両１の走行速
度を検出する車速センサ１８、そして、車両１の実ヨー
レイトを検出するヨーレイトセンサ２０がそれぞれ接続
されている。

【００１６】以下、後輪操舵制御装置による後輪ＲＷ
L，ＲＷRの操舵角制御について詳しく説明する。図２を
参照すると、ＥＣＵ１４が実行する後輪操舵制御ルーチ
ンのフローチャートが示されており、また、図３を参照
すると、上述した目標操舵角を設定するための制御ブロ
ック線図が示されている。以下、図２のフローチャート
及び図３のブロック線図に従って、後輪操舵制御装置の
制御手順について説明する。

【００１７】図２のステップＳ１０では、各種センサか
らセンサ情報が入力される。ここでは、ハンドル各セン
サ１６から実ハンドル角Ｔh、車速センサ１８から車速
Ｖ及びヨーレイトセンサ２０から実ヨーレイトψがそれ
ぞれ入力される。次のステップＳ１２では、実ハンドル
角Ｔhから、後述する目標ヨーレイトを計算するための
計算ハンドル角Ｔhcが算出される。

【００１８】より詳しくは、実ハンドル角Ｔhは、図３
のブロック線図に示される不感帯ブロック２２に入力さ
れ、不感帯ブロック２２では、実ハンドル角Ｔhから計
算ハンドル角Ｔhcが算出される。図４を参照すると、計
算ハンドル角Ｔhcを算出するためのマップが示されてお
り、不感帯ブロック２２では、入力された実ハンドル角
Ｔhを同図のマップに照会して計算ハンドル角Ｔhcが求
められるようになっている。図４のマップには、実ハン
ドル角Ｔhから算出される計算ハンドル角Ｔhcの特性曲
線が予め書き込まれており、不感帯ブロック２２から
は、入力された実ハンドル角Ｔhに対応する計算ハンド
ル角Ｔhcが出力される。

【００１９】具体的には、図４の横軸でみて実ハンドル
角が−Ｔ1からＴ1までの領域では、特性曲線は横軸上に
あり、この場合、不感帯ブロック２２から出力される計
算ハンドル角Ｔhcは常に０゜となる。つまり、不感帯ブ
ロック２２は、実ハンドル角Ｔhの中立位置（＝０゜）
を含む小ハンドル角域（−Ｔ1≦Ｔh≦Ｔ1）に計算ハン
ドル角Ｔhcの出力不感帯を有している。なお、実ハンド
ル角Ｔhは、ハンドル４の遊び角を除いた中立位置を起
点として、ハンドル４が左右何れか一方へ操作される角
度を示している。また、実ハンドル角Ｔh及び計算ハン
ドル角Ｔhcの符号は、例えば、ハンドル４が中立位置か
ら右方向へ操作されるときを正としている。従って、図
４の縦軸及び横軸でみて、実ハンドル角Ｔh及び計算ハ
ンドル角Ｔhcの負側への移行は、左方向へのハンドル角
の増加を示す。

【００２０】実ハンドル角の絶対値がＴ1からＴ2までの
領域では、特性曲線は一定の勾配を有しており、この場
合、実ハンドル角の絶対値がＴ1から増加するに従って
計算ハンドル角Ｔhcの絶対値も０゜から増加し、実ハン
ドル角の絶対値がＴ2のとき、計算ハンドル角の絶対値
は最大Ｔc2となる。そして、実ハンドル角の絶対値がＴ
2を超える領域では、特性曲線の勾配、つまり、ΔＴhc
／ΔＴhは１となり、この場合、実ハンドル角の絶対値
がＴ2から増加した分だけ計算ハンドル角の絶対値もＴc
2から増加する。

【００２１】なお、上述の小ハンドル角域を定義する角
度Ｔ1の絶対値は、車両１が実質的な直進走行状態にあ
っても、運転者がハンドル４を操作する可能性がある最
大角度に設定されている。ステップＳ１４では、車両１
の諸元から定まる前輪の等価コーナリングパワーがデー
タ上で補正される。すなわち、前輪の等価コーナリング
パワーは車両１に固有のデータであり、このステップＳ
１４における処理では、制御で取り扱うデータとしての
前輪の等価コーナリングパワーを補正するものである。

【００２２】詳細には、実ハンドル角Ｔhは、図３の補
正ブロック２４にも入力されるようになっており、補正
ブロック２４では、入力される実ハンドル角Ｔhに基づ
き前輪の等価コーナリングパワーの補正量ΔＣfが求め
られる。次に、補正ブロック２４にて求められた補正量
ΔＣfは、ゲインブロック２６及び演算ブロック２８に
それぞれ供給される。これらのうち、ゲインブロック２
６では車両１のスタビリティファクタを定義する数式に
前輪の等価コーナリングパワーＣfが含まれており、ま
た、演算ブロック２８では後述するゲインＫ1を算出す
るための演算式に等価コーナリングパワーＣfが含まれ
ている。補正ブロック２４は、これらスタビリティファ
クタの定義式及びゲイン演算式に含まれる前輪の等価コ
ーナリングパワーＣfを補正量ΔＣfに基づいて補正す
る。

【００２３】ここで図５を参照すると、前輪の等価コー
ナリングパワーＣfに対する補正量ΔＣfを求めるための
補正マップが示されており、補正ブロック２４では、入
力される実ハンドル角Ｔhを図５の補正マップに照会し
て補正量ΔＣfが求められるようになっている。具体的
には、実ハンドル角が図５の横軸でみて−Ｔ1からＴ1ま
での領域では、補正量ΔＣfの値は一律にＣa（Ｎ）とな
る。この場合、スタビリティファクタの定義式及びゲイ
ン演算式に含まれる前輪の等価コーナリングパワーＣf
は加算値Ｃaだけ増加される。つまり、補正ブロック２
４では、実ハンドル角Ｔhの中立位置を含む小ハンドル
角域（−Ｔ1≦Ｔh≦Ｔ1）では前輪の等価コーナリング
パワーＣfが増加方向に補正される。

【００２４】実ハンドル角の絶対値がＴ1からＴ2までの
領域では、その絶対値がＴ1から増加するに従って補正
量ΔＣfの値はＣaから減少し、実ハンドル角の絶対値が
Ｔ2のとき、補正量ΔＣfの値は０（Ｎ）となる。この領
域では、補正された前輪の等価コーナリングパワーＣf
は実ハンドル角Ｔhの絶対値が大きくなるに従って次第
に元の値に近づく。

【００２５】そして、実ハンドル角の絶対値がＴ2を超
える領域では、補正量ΔＣfの値は常に０（Ｎ）とな
る。この場合、実ハンドル角Ｔhの大きさに拘わらず、
前輪の等価コーナリングパワーＣfには単に０が加算さ
れるだけで、実際には等価コーナリングパワーＣfは元
の値のままである。ステップＳ１６では、ゲインＫ1及
び目標ヨーレイトψtがそれぞれ算出される。

【００２６】ゲインＫ1の算出は、図３に示す演算ブロ
ック２８にて行われる。演算ブロック２８では、定常旋
回時の車体重心スリップ角を０にする前輪操舵角に対す
る後輪操舵角の比例ゲインを求める式から、車速Ｖに基
づきゲインＫ1が算出される。具体的には、ゲインＫ1
は、次式（１）により算出される。

【００２７】Ｋ1 ＝Ｇk・｛Ｃf・（Ｌf・ｍ・Ｖ²−Ｌr・Ｌ・Ｃr）｝／｛Ｃr・（Ｌr・ｍ・Ｖ²＋Ｌf・Ｌ・Ｃf）｝ …（１）ここに、Ｇk：補正係数Ｃr：後輪の等価コーナリングパワーｍ：車両重量Ｌ：ホイールベースＬf：車両重心から前車軸までの距離Ｌr：車両重心から後車軸までの距離である。

【００２８】演算ブロック２８にて算出されたゲインＫ
1の値は、ゲインブロック３０に供給され、ゲインブロ
ック３０では、ゲインＫ1の前回値が今回新たに入力さ
れた値に書き換えられる。図６を参照すると、上式
（１）から算出されるゲインＫ1の車速変化曲線が示さ
れている。図６中実線で示すように、車速が０からｖs
（ｋｍ／ｈ）までの低速域では、ゲインＫ1の符号は負
であり、車速が０から増加してｖ1となると、ゲインＫ1
は次第に減少して最小値ｋiとなる。車速がｖ1からｖs
に増加するに従ってゲインＫ1も増加し、車速がｖsのと
き、ゲインＫ1は０となる。そして、車速がｖｓを超え
る中高速域では、ゲインＫ1の符号は正となり、車速が
ｖｓから増加するに従ってゲインＫ1も増加する。な
お、式（１）中、補正係数Ｇkは、図６中破線で示すゲ
インＫ1の車速変化曲線を実線で示す曲線に補正する係
数であり、車速Ｖの関数である。

【００２９】一方、図３のゲインブロック２６では、車
両１の目標ヨーレイトψtが算出される。目標ヨーレイ
トψtは、線形２輪モデルから導かれる定常旋回の式か
ら、車速Ｖと、計算ハンドル角Ｔhcから求めた前輪操舵
角δfとに基づいて算出される。具体的には、目標ヨー
レイトψtは、次式（２）から算出される。

【００３０】 ψt ＝Ｖ／（１＋Ａ・Ｖ²）・（δf／Ｌ） …（２）なお、Ａ：車両のスタビリティファクタ，δf：前輪操
舵角であり、前輪操舵角δfは、計算ハンドル角Ｔhcを
ステアリングギヤ比で除して求めた値である。以上のよ
うに、ステップＳ１６にてゲインＫ1及び目標ヨーレイ
トψtが求められると、次のステップＳ１８では、後輪
の目標操舵角δrが設定される。

【００３１】ここで、公知のように、前後輪操舵式車両
における後輪の目標操舵角δrは、次式（３）から算出
される。 δr ＝Ｋ1・Ｔh＋Ｋ2・（ψt−ψ） …（３）ここに、Ｋ1，Ｋ2：制御ゲインである。上式（３）の右
辺第１項はフィードフォワード項であり、また、第２項
はヨーレイトフィードバック項である。このうち、フィ
ードフォワード項では、後輪操舵のフィードフォワード
制御則に基づきゲインＫ1と、実ハンドル角Ｔhから後輪
の第１目標操舵角が設定される。

【００３２】一方、ヨーレイトフィードバック項では、
ヨーレイトフィードバック制御則に基づきゲインＫ2
と、ヨーレイト偏差、つまり、目標ヨーレイトψtと実
ヨーレイトψとの偏差から後輪の第２目標操舵角が設定
される。以下、目標操舵角δrの設定手順を図３のブロ
ック線図を参照して説明する。実ハンドル角Ｔhがゲイ
ンブロック３０に入力されると、ここでは式（３）中フ
ィードフォワード項に示す演算が実行され、その演算結
果がゲインブロック３０から第１目標操舵角δr1として
出力される。

【００３３】このとき、図６からも明らかなように、車
速Ｖが上述の低速域では、ゲインＫ1の符号は負であ
り、第１目標操舵角δr1の符号は実ハンドル角Ｔhとは
逆になる。この場合、第１目標操舵角δr1は前輪操舵角
δfとは逆相に設定されることになる。これに対して、
車速Ｖの中高速域ではゲインＫ1の符号は正であり、こ
の場合、第１目標操舵角δr1は前輪操舵角δfと同相に
設定される。

【００３４】一方、減算部３２では目標ヨーレイトψt
と、検出した実ヨーレイトψとの間のヨーレイト偏差
（ψt−ψ）が演算される。ヨーレイト偏差が次のゲイ
ンブロック３４に入力されると、このゲインブロック３
４にて式（３）中ヨーレイトフィードバック項に示す演
算が実行され、その演算結果がゲインブロック３４から
第２目標操舵角δr2として出力される。

【００３５】そして、次の加算部３６にて第１目標操舵
角δr1と第２目標操舵角δr2とが加算される結果、式
（３）に示す演算が完了し、この加算部３６から後輪の
目標操舵角δr（＝δr1＋δr2）が出力される。ステッ
プＳ２０では、図３に示されるように、後輪操舵角情報
としての目標操舵角δrは、後輪操舵アクチュエータ８
に組み込まれた電磁弁１２への制御信号の形式で出力さ
れる。そして、この制御信号に基づき後輪操舵アクチュ
エータ８が作動される結果、後輪ＲＷL，ＲＷRの操舵角
が目標操舵角δrに従って制御される。

【００３６】図３のブロック線図でみて、車体（ブロッ
ク３８）からは、図示しない前輪操舵角δf及び上述し
た後輪操舵角δrの入力に対する実際の車両のヨーレイ
ト応答、つまり、実ヨーレイトψが出力される。この実
ヨーレイトψは、前述のヨーレイトセンサ２０により検
出されて減算部３２にフィードバックされる。いま、車
両が直進走行状態から、運転者が左右何れか一方へ僅か
にハンドル操作をした状況を考える。

【００３７】この状況では、実ハンドル角Ｔhが上述の
小ハンドル角域にあるため、図３の不感帯ブロック２２
から出力される計算ハンドル角Ｔhcは０゜となる。この
場合、車速Ｖに関係なく、ゲインブロック２６にて算出
される目標ヨーレイトψtは立ち上がらず、常に０とな
るので、式（３）中ヨーレイトフィードバック項では第
２目標操舵角δr2は設定されない。一方、フィードフォ
ワード項では実ハンドル角Ｔhから第１目標操舵角δr1
が設定される。従って、後輪の目標操舵角δrは、第１
目標操舵角δr1のみから設定されるので、目標操舵角δ
rの値は制御系に不感帯ブロック２２を設けない場合に
比べて小さく設定される。

【００３８】この場合、車両１の旋回特性は前輪ＦＷ
L，ＦＷRの操舵のみによる２ＷＳ車両と略同様の特性と
なり、運転者によるハンドル操作に対し、車両のヨーレ
イトゲイン、つまり、図３のブロック線図でみて、実ハ
ンドル角Ｔhの入力に対する実ヨーレイトψの出力が過
大となることはない。すなわち、運転者が直進状態から
緩やかな旋回状態へ移行することを意図している場合、
車両は運転者に違和感を覚えさせることなく緩やかに旋
回走行することとなる。

【００３９】これに対し、車両の直進走行時、運転者が
旋回走行を意図しないで僅かにハンドル操作を行った場
合、運転者の意に反して後輪が操舵されてしまうことは
なく、運転者はハンドル操作を補正することで、スムー
ズに車両の直進状態を維持することができる。この後、
運転者により更にハンドルが切り増しされると、実ハン
ドル角Ｔhから算出した計算ハンドル角Ｔhcに基づき第
２目標操舵角δr2も設定される。すなわち、実ハンドル
角の絶対値がＴ1からＴ2までの領域及びＴ2を超える領
域では、ゲインブロック２６にて算出される目標ヨーレ
イトψtは計算ハンドル角Ｔhcの絶対値の増加に従って
それぞれ立ち上がり、ヨーレイトフィードバック項では
ヨーレイト偏差の大きさに応じた第２目標操舵角δr2が
設定される。この場合、後輪の目標操舵角δrは、第１
目標操舵角δr1及び第２目標操舵角δr2から設定され
る。従って、この目標操舵角δrに基づき後輪ＲＷL，Ｒ
ＷRの操舵角が制御される結果、運転者によるハンドル
操作に対する車両のヨーレイトゲイン、つまり、車両の
旋回性が向上する。なお、図４の不感帯マップからも明
らかなように、実ハンドル角の絶対値がＴ1からＴ2の領
域では、その絶対値がＴ2を超える領域に比べて計算ハ
ンドル角Ｔhcの勾配は緩やかに設定されているので、実
ハンドル角の絶対値がＴ1を超えた時点で目標ヨーレイ
トψtが急激に立ち上がることはない。従って、ここで
も運転者に違和感を覚えさせることなくスムーズに旋回
走行状態に移行することができる。

【００４０】一方、車両が実質的な直進走行状態にあっ
て、実ハンドル角Ｔhが中立の状態、つまり、運転者に
よるハンドル操作がなくても、この状況で車体（図３の
ブロック３８）に横風等の外乱入力により不所望なヨー
レイトが発生した場合には、この外乱による実ヨーレイ
トψが減算部３２にフィードバックされる結果、この減
算部３２からヨーレイト偏差（−ψ）が出力される。こ
の場合、ヨーレイトフィードバック制御におけるゲイン
Ｋ2は不感帯ブロック２２による影響を一切受けないの
で、次のゲインブロック３４における演算、つまり、式
（３）中ヨーレイトフィードバック項ではヨーレイト偏
差（−ψ）を解消するための第２目標操舵角δr2が設定
されることになる。

【００４１】これに対し、ゲインブロック３０に入力さ
れる実ハンドル角Ｔhは中立（＝０゜）であり、フィー
ドフォワード項では第１目標操舵角δr1が設定されない
ので、目標操舵角δrは第２目標操舵角δr2のみから設
定される。従って、後輪ＲＷL，ＲＷRの操舵角がこの目
標操舵角δrに基づいて制御される結果、車両の不所望
なヨーレイトは解消され、後輪操舵による車両の外乱安
定性が向上する。

【００４２】ところで、走行車速の高速域では、上述の
ようにフィードフォワード制御則に基づき後輪ＲＷL，
ＲＷRは前輪ＦＷL，ＦＷRと同相に操舵される。以下に
は、このような高速域での後輪操舵制御について説明す
る。いま、車両が高速直進走行状態にあって、運転者が
左右何れか一方へ僅かにハンドル操作をする状況を考え
る。このような状況は、例えば車両が高速道路を直進走
行している途中で、走行レーンを変更する場合に起こり
得る。

【００４３】この状況では、車速Ｖが上述の高速域にあ
り、図６に示すようにゲインＫ1の符号は正であるた
め、第１目標操舵角δr1は前輪と同相方向に設定され
る。このとき、実ハンドル角Ｔhが上述の小ハンドル角
域にあるため、前輪の等価コーナリングパワーＣfが増
加方向に補正され、そして、ゲインＫ1は増加された前
輪の等価コーナリングパワーＣfに基づいて算出され
る。図６中一点鎖線で示すように、前輪の等価コーナリ
ングパワーＣfが増加されると、ゲインＫ1は通常より大
きく算出されるので、この場合、第１目標操舵角δr1の
絶対値は大きい値に設定される。

【００４４】一方、実ハンドル角Ｔhは小ハンドル角域
にあるため、この場合、不感帯ブロック２２から計算ハ
ンドル角Ｔhcが出力されず、第２目標操舵角δr2は設定
されない。以上より、第１及び第２目標操舵角δr1，δ
r2を合算した目標操舵角δrに基づいて後輪ＲＷL，ＲＷ
Rが同相に操舵される角度が大きくなる結果、車速Ｖの
高速域では、運転者によるハンドル操作に対し車両のヨ
ーレイトゲインが低下することになる。

【００４５】この場合でも、車両が実質的な直進走行状
態にあって、車体に上述のような外乱入力による不所望
なヨーレイトが発生すると、ヨーレイトフィードバック
項から設定される第２目標操舵角δr2により不所望なヨ
ーレイトを解消するべく後輪ＲＷL，ＲＷRが操舵される
ことはいうまでもない。そして、ステップＳ２２では、
後輪操舵制御を終了すべきか否かが判別される。すなわ
ち、後輪操舵制御の終了条件は、イグニッションＯＦＦ
又はフェイルが発生した場合であり、ステップＳ２２で
は、この終了条件が満足されたか否かが判別される。

【００４６】ステップＳ２２での判別結果が偽（Ｎｏ）
であるうちは、ステップＳ１０からステップＳ２０まで
の処理が繰り返し実行される。これに対し、上述の終了
条件が満たされると、ステップＳ２２の判別結果は真
（Ｙｅｓ）となり、制御終了とされる。上述した実施例
の後輪操舵制御装置によれば、直進走行から旋回走行へ
移行する状況にあっては、運転者によるハンドル操作の
初期では車両のヨーレイトゲインが過大とならず、そし
て、ハンドルが切り増しされるに従って車両のヨーレイ
トゲインを大きくすることができる。つまり、運転者に
とって違和感のない４ＷＳ車両の旋回特性を実現するこ
とができる。

【００４７】また、車両の実質的な直進走行時、上述し
た実ハンドル角の小ハンドル角域では目標ヨーレイトの
立ち上がりが制限されているので、運転者が旋回走行を
意図せずに僅かなハンドル操作をしても、不所望に後輪
に操舵角が与えられることはない。これに対し、実ハン
ドル角が中立位置であっても、ヨーレイトフィードバッ
ク制御のゲインＫ2は、不感帯ブロック２２による影響
を受けないので、後輪操舵による直進走行時の車両の外
乱安定性を向上させることができる。

【００４８】そして、車速の高速域では後輪の同相操舵
角を増加させることで、例えば、高速道路を走行すると
き、車両をスムーズに所望の走行レーンに移行させるこ
とができる。この発明は上述した実施例以外にも変形す
ることができる。例えば、図４の不感帯マップ及び図５
の補正マップは予め設定されたものではなく、走行中、
運転者の所望により変更可能とすることもできる。この
場合、運転者がハンドル操作に対して車両のクイックな
旋回性を求める場合、実ハンドル角の小ハンドル角域を
狭く可変することで、ハンドル操作の初期から後輪の目
標操舵角δrが大きい値に設定されるようになり、この
場合、車両のヨーレイトゲインが高くなる。

【００４９】これに対し、小ハンドル角域を広く可変す
れば、ハンドル操作に対するヨーレイトゲインが更に低
下することで、急ハンドルによる車両のスピン等を回避
することもできる。また、ヨーレイトフィードバック系
にニューラルネットワークを構成し、車速及び実ハンド
ル角の入力に基づきニューラルネットワークにて車両の
目標スタビリティファクタが算出されるようにすること
もできる。この場合、図３のゲインブロック２６中、車
両のスタビリティファクタＡは、ニューラルネットワー
クを介して出力される目標スタビリティファクタに書き
換え可能とされ、後輪操舵制御による車両の旋回特性を
運転者の好みを反映した特性に変更することができる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の後輪操
舵制御装置によれば、車両の直進から旋回への移行の際
には、運転者にとって違和感のない旋回特性を得ること
ができ、また、車両の実質的な直進時には不所望に後輪
が操舵されることがなく、車両の直進容易性を向上させ
ることができる。しかも、後輪操舵による車両の直進時
に外乱安定性の向上を十分に確保することができる。従
って、車両の旋回性及び直進安定性を高度に両立させ
て、前後輪操舵式車両の利点を十分に発揮することがで
きる後輪操舵制御装置が得られる。

【００５１】請求項２の後輪操舵制御装置によれば、車
速の高速域における車両の直進安定性を更に高めること
ができ、しかも、請求項１の後輪操舵制御装置のように
外乱安定性の向上も確保することができる。従って、高
速道路での走行レーンチェンジや、横風等に対する直進
復帰動作を積極的な後輪操舵制御によりスムーズに行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の後輪操舵制御装置が適用された車両１
の構成を示す概略図である。

【図２】ＥＣＵが実行する後輪操舵制御ルーチンを示す
フローチャートである。

【図３】後輪の目標操舵角の設定手順を説明するための
制御ブロック線図である。

【図４】計算ハンドル角の出力不感帯を示すマップ図で
ある。

【図５】実ハンドル角に基づいて補正される前輪等価コ
ーナリングパワーの補正量を示すマップ図である。

【図６】ゲインＫ1の車速変化を示す特性曲線である。

【符号の説明】

６前輪操舵ユニット８後輪操舵アクチュエータ（制御手段）１２電磁弁１４ＥＣＵ１６ハンドル角センサ（実ハンドル角検出手段）１８車速センサ（車速検出手段）２０ヨーレイトセンサ（実ヨーレイト検出手段）２２不感帯ブロック（計算ハンドル角算出手段）２４補正ブロック（補正手段）２６ゲインブロック（目標ヨーレイト算出手段）２８演算ブロック（ゲイン算出手段）３０,３４ゲインブロック３６加算部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】前輪の操舵に基づき後輪を操舵可能な前
後輪操舵式車両の後輪操舵装置において、車両の車速を検出して出力する車速検出手段と、実ハンドル角を検出して出力するハンドル角検出手段
と、車両の実ヨーレイトを検出して出力する実ヨーレイト検
出手段と、前記実ハンドル角から該実ハンドル角の中立位置を含む
小ハンドル角領域に出力不感帯を有する計算ハンドル角
を算出して出力する計算ハンドル角算出手段と、前記車速及び前記計算ハンドル角に基づき車両の目標ヨ
ーレイトを算出する目標ヨーレイト算出手段と、前記車速、前記実ハンドル角、及び前記目標ヨーレイト
と前記実ヨーレイトとの偏差に基づき前記後輪の目標操
舵角を設定する目標操舵角設定手段と、前記目標操舵角に基づき前記後輪の操舵角を制御する制
御手段とを具備したことを特徴とする後輪操舵制御装
置。
【請求項２】前輪の操舵に基づき後輪を操舵可能な前
後輪操舵式車両の後輪操舵装置において、車両の車速を検出して出力する車速検出手段と、実ハンドル角を検出して出力するハンドル角検出手段
と、車両の実ヨーレイトを検出して出力する実ヨーレイト検
出手段と、前記車速及び前記実ハンドル角に基づき車両の目標ヨー
レイトを算出する目標ヨーレイト算出手段と、前記実ハンドル角から該実ハンドル角の中立位置を含む
小ハンドル角領域では前輪の等価コーナリングパワーを
増加方向に補正する補正手段と、前記車速及び前記補正された補正等価コーナリングパワ
ーに基づき前記実ハンドル角のゲインを算出するゲイン
算出手段と、前記実ハンドル角及び前記ゲインに基づき前記後輪の第
１目標操舵角を設定する第１目標操舵角設定手段と、前記車速、及び前記目標ヨーレイトと前記実ヨーレイト
との偏差に基づき前記後輪の第２目標操舵角を設定する
第２目標操舵角設定手段と、前記第１及び第２目標操舵角を加算して求めた合算目標
操舵角に基づき前記後輪の操舵角を制御する制御手段と
を具備したことを特徴とする後輪操舵制御装置。