４輪操舵車両
【課題】後輪操舵によって運転性能を高めつつ、後輪操舵を行った際に生じる運転フィールの違和感を低減する。
【解決手段】後輪トー角操舵トルク値設定部３２は、操舵トルクＴに基づいて、ヨーレイト規範値を設定するヨーレイト規範値設定部、横加速度規範値を設定する横加速度規範値設定部および、ロールレイト規範値を設定するロールレイト規範値設定部と、これら各規範値に基づいてそれぞれ後輪トー角ヨーレイト値を設定する後輪トー角ヨーレイト値設定部、後輪トー角横加速度値を設定する後輪トー角ヨーレイト値設定部および、後輪トー角ロールレイト値を設定する後輪トー角ロールレイト値設定部とを備え、目標後輪トー角設定部３３が後輪トー角ロールレイト値を含ませて目標後輪トー角を設定する。
【解決手段】後輪トー角操舵トルク値設定部３２は、操舵トルクＴに基づいて、ヨーレイト規範値を設定するヨーレイト規範値設定部、横加速度規範値を設定する横加速度規範値設定部および、ロールレイト規範値を設定するロールレイト規範値設定部と、これら各規範値に基づいてそれぞれ後輪トー角ヨーレイト値を設定する後輪トー角ヨーレイト値設定部、後輪トー角横加速度値を設定する後輪トー角ヨーレイト値設定部および、後輪トー角ロールレイト値を設定する後輪トー角ロールレイト値設定部とを備え、目標後輪トー角設定部３３が後輪トー角ロールレイト値を含ませて目標後輪トー角を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前輪および後輪をともに転舵することのできる４輪操舵車両に関し、４輪操舵によって運転フィールに違和感が生じることを抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な４輪車両では、ステアリングホイールの操舵を左右前輪の操舵に変換する前輪操舵装置が搭載され、運転者によるステアリングホイールの操作により前輪のみを操舵する前輪操舵、いわゆる２ＷＳが主流である。一方、車両の運動性能を高めるべく、前輪舵角などに応じて後輪をも操舵する４ＷＳ（4 Wheel Steering：４輪操舵）を採用した車両も市販されている。さらに近年では、車両の運動性能だけでなく操縦安定性をも向上させるために、左右後輪のトー角を別々に可変制御する後輪トー角可変装置を備えた４輪操舵車両も開発されている。
【０００３】
後輪トー角可変装置としては、後輪を支持する懸架装置におけるラテラルリンクあるいはトレーリングリンクの車体との連結部に直線変位する電動アクチュエータが左右後輪にそれぞれ設けられ、これら電動アクチュエータを伸縮駆動することによって左右両輪のトー角を可変制御できるように構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このように左右後輪を個別に操舵できる後輪トー角可変車両においても、一般的に旋回走行時には左右両後輪のトー角が前輪と同相または逆相に制御される。
【０００４】
そして、旋回走行時の後輪トー角は、前輪舵角（ステアリングホイールの操舵角）に基づくヨーレイト特性や、前輪舵角に基づく横加速度特性、あるいはこれら両特性に望まれる規範モデルに基づいて、これら規範モデルを実現するように設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３０４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、４ＷＳや後輪トー角可変装置で旋回走行時に後輪を操舵すると、車両の運動性能が従来の前輪操舵車両のものと異なるため、運転フィールを大きく変化させてしまう。特に、車両挙動を予測して運転するような熟練ドライバは、車両挙動の違いから運転フィールに違和感を覚えてしまう。具体的には、後輪を操舵すると、前輪および後輪が発生する横力が変化するため、ステアリングホイールから感じる操舵反力が変化し、ドライバがステアリングフィールの違和感を覚える。また、後輪を操舵すると、前輪軸および後輪軸における横力および横加速度が変化するため、車体のロール挙動が変化し、ドライバが車体挙動として感じ易いロールフィールに違和感を覚える。
【０００７】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、後輪操舵によって運転性能を高めつつ、後輪操舵を行った際に生じる運転フィールの違和感を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、運転者によるステアリングホイール（１９ａ）の操舵を左右前輪（２ｆ）の転舵に変換する前輪操舵手段（１９）と、左右後輪（２ｒ）を操舵制御する後輪操舵制御手段（５）とを有する４輪操舵車両（Ｖ）において、ステアリングホイール（１９ａ）に加えられる操舵トルク（Ｔ）を検出する操舵トルク検出手段（１０）を備え、後輪操舵制御手段（５）は、操舵トルク検出手段（１０）の検出結果に基づいて車体（１）の運動状態量規範値を設定する規範値設定手段（５１，５３，５５）と、前記運動状態量規範値に基づいて目標後輪操舵角を設定する目標後輪操舵角設定手段（５２，５４，５６，５７，３３）とを含むことを特徴とする。
【０００９】
車両の運動状態に対する運転者の意思は、操舵角だけでなく操舵トルクにも現れる。そしてこの発明によれば、規範値設定手段が、検出した操舵トルクに基づいて運転者の意図する運動状態量規範モデルから運転状態量規範値を設定し、目標後輪操舵角設定手段がこの運転状態量規範値を実現するための目標後輪操舵角を設定するため、ステアリングフィールの違和感を抑制することができる。また、これによってロールフィールの違和感も同時に抑制することができる。さらに、従来の操舵角に基づくヨーレイト特性あるいは横加速度特性の規範モデルを併用し、両規範モデルから設定された目標後輪操舵角を所定の比率で成分に含めれば、車両運動性能と運転フィールとの両立を実現することができる。
【００１０】
請求項１の発明に係る４輪操舵車両においては、前記運動状態量を、車体（１）のヨーレイト、車体（１）の横加速度、車体（１）のロール角またはロールレイトの少なくとも１つとするとよい（請求項２）。このようにすれば、運転者の意図する車両挙動を後輪操舵によって実現することが容易である。
【００１１】
また、上記課題を解決するために、請求項３の発明は、運転者によるステアリングホイール（１９ａ）の操舵を左右前輪（２ｆ）の転舵に変換する前輪操舵手段（１９）と、左右後輪（２ｒ）を操舵制御する後輪操舵制御手段（５）とを有する４輪操舵車両（Ｖ）において、ステアリングホイール（１９ａ）の操舵角（δｆ）を検出する操舵角検出手段（９）とを備え、後輪操舵制御手段（５）は、操舵角検出手段（９）の検出結果に基づいて車体（１）のロール角規範値またはロールレイト規範値を設定するロール規範値設定手段（４５）と、ロール角規範値またはロールレイト規範値に基づいて目標後輪操舵角を設定する目標後輪操舵角設定手段（４６，４７，３３）とを含むことを特徴とする。
【００１２】
後輪を操舵することにより、運転者が運転フィールとして感じ易い車体のロール挙動が変化するが、この発明によれば、ロール規範値設定手段が、検出した操舵角に基づいて運転者の意図するロール規範モデルからロール角規範値またはロールレイト規範値（以下、ロール規範値と総称する）を設定し、このロール規範値を実現するための目標後輪操舵角が目標後輪操舵角設定手段により設定されるため、ロールフィールの違和感を抑制することができる。また、従来の操舵角に基づくヨーレイト特性あるいは横加速度特性の規範モデルを併用して両者を所定比率の成分として含めることにより、車両運動性能と運転フィールとの両立を実現することができる。
【００１３】
請求項３の発明に係る４輪操舵車両においては、車体（１）のロール角またはロールレイトを制御可能なサスペンション装置（３，７）を更に備え、該サスペンション装置（３，７）は、ロール角規範値またはロールレイト規範値に基づいて駆動制御されるものとするとよい（請求項４）。
【００１４】
この発明によれば、後輪操舵制御装置とサスペンション装置とを協調させることにより、後輪操舵制御装置によるロール規範制御に加え、サスペンション装置によるロール規範制御が行われるため、更なるロールフィールの向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
このように本発明によれば、後輪操舵制御手段が操舵トルクに基づく運動状態量規範制御または操舵角に基づくロール規範制御を行うことにより、運転性能と運転フィールとの両立を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係る自動車の概略構成を示す平面図である。
【図２】実施形態に係る自動車の概略構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態に係る後輪トー角操舵角値設定部のブロック図である。
【図４】実施形態に係る後輪トー角操舵トルク値設定部のブロック図である。
【図５】実施形態に係る自動車による後輪トー角制御のフロー図である。
【図６】実施形態に係る自動車による後輪トー角操舵角値設定処理のフロー図である。
【図７】実施形態に係る自動車による後輪トー角操舵トルク値設定処理のフロー図である。
【図８】実施形態に係る自動車による減衰力制御のフロー図である。
【図９】実施形態に係る自動車によるロール剛性制御のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して実施形態に係る車両挙動制御装置について詳細に説明する。先ず、図１を参照して、車両挙動制御装を搭載した４輪操舵自動車（以下、単に自動車Ｖと記す）の概略構成について説明する。説明にあたり、４本の車輪やそれらに対して配置された部材、すなわち、タイヤやサスペンション等については、それぞれ数字の符号に前後左右を示す添字を付して、例えば、左前輪２ｆｌ、右前輪２ｆｒ、左後輪２ｒｌ、右後輪２ｒｒと記すとともに、総称する場合には車輪２、後輪２ｒ等と記す。
【００１８】
図１に示すように、自動車Ｖの車体１にはタイヤが装着された車輪２が前後左右に設置されており、これら各車輪２がナックルやサスペンションアーム、スプリング、減衰力可変ダンパ（以下、単にダンパ３と記す）等からなるサスペンション４によって車体１に懸架されている。
【００１９】
自動車Ｖは、運転者によるステアリングホイール１９ａの操舵により、ラックアンドピニオン機構１９を介して左右の前輪２ｆｌ，２ｆｒが直接転舵される。また、自動車Ｖは、車体１と後輪側ナックルとの間にそれぞれ介装された左右の操舵アクチュエータ６ｌ，６ｒを伸縮駆動することにより、後輪トー角を個別に変化させる後輪トー角可変装置５ｌ，５ｒを備えている。さらに、自動車Ｖのフロントサスペンション４ｆおよびリヤサスペンション４ｒには、スタビライザアクチュエータ８ｆ，８ｒを駆動することにより、それぞれフロントサスペンション剛性およびリヤサスペンション剛性を変化させるアクティブスタビライザ（以下、単にスタビライザ７ｆ，７ｒと記す）が設けられている。
【００２０】
そして、自動車Ｖは、左右の操舵アクチュエータ６ｌ，６ｒや、各ダンパ３ｆｌ〜３ｒｒ、フロントおよびリヤスタビライザアクチュエータ８ｆ，８ｒ等を駆動制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）２０を備えている。
【００２１】
ダンパ３は、ＭＲＦ（Magneto-Rheological Fluid：磁気粘性流体）を作動液とするテレスコピック型であり、ＥＣＵ２０がピストンに組み込まれた磁気流体バルブへの供給電流を制御することにより、その減衰力が無段階かつ瞬時に変化する。また、操舵アクチュエータ６は、ＤＣモータ、減速機および送りねじ機構からなる直動式であり、ＥＣＵ２０がＤＣモータへの供給電流を制御することにより、左右後輪２ｒｌ，２ｒｒを独立して転舵する。そして、スタビライザアクチュエータ８は、車幅方向に延在するスタビライザ７の中間部に左右のスタビライザ半体を連結するように設けられており、ＤＣモータおよび減速機を備え、ＥＣＵ２０がＤＣモータへの供給電流を制御することにより、ロール方向に応じて左右のスタビライザ半体間に捩じれ角を与えてサスペンション剛性を無段階に変化させる。
【００２２】
自動車Ｖには、ステアリングホイール１９ａの操舵角δｆを検出する操舵角センサ９、運転者の操舵によってステアリングホイール１９ａに加わる操舵トルクＴを検出する操舵トルクセンサ１０、車速ｖを検出する車速センサ１１、横加速度を検出する横Ｇセンサ１２、前後加速度を検出する前後Ｇセンサ１３、ヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ１４等が車体１の適所に設置されるとともに、ホイールハウス付近の車体の上下加速度を検出する上下Ｇセンサ１５と、ダンパ３のストローク速度を検出するストロークセンサ１６（図示せず）とが各車輪２ごとに設置されている。また、操舵アクチュエータ６には、その作動量（すなわち、左右後輪２ｒｌ，２ｒｒの実トー角）を検出するポジションセンサ１７ｌ，１７ｒ（図示せず）がそれぞれ設置され、スタビライザアクチュエータ８には、左右のスタビライザ半体間の捩じれ角度を検出する捩じれ角センサ１８ｆ，１８ｒ（図示せず）がそれぞれ設置されている。
【００２３】
図２に示すように、ＥＣＵ２０は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等から構成されており、通信回線（本実施形態では、ＣＡＮ（Controller Area Network））を介して各センサ９〜１８、ダンパ３、操舵アクチュエータ６およびスタビライザアクチュエータ８等と接続されている。ＥＣＵ２０には、各センサ９〜１８の検出信号が入力する入力インタフェース２１、操舵アクチュエータ６の駆動制御を行う後輪トー角制御部３０、ダンパ３の減衰力制御を行う減衰力制御部６０、スタビライザアクチュエータ８の駆動制御を行うロール剛性制御部７０、後輪トー角制御部３０や減衰力制御部６０、ロール剛性制御部７０からの駆動電流の出力に供される出力インタフェース２２とが内装されている。
【００２４】
後輪トー角制御部３０は、後輪トー角操舵角値設定部３１と、後輪トー角操舵トルク値設定部３２と、目標後輪トー角設定部３３と、駆動電流出力部３４とを有している。
【００２５】
後輪トー角操舵角値設定部３１は、図３に示すように、ヨーレイト規範値設定部４１と、後輪トー角ヨーレイト値設定部４２と、横加速度規範値設定部４３と、後輪トー角横加速度値設定部４４と、ロールレイト規範値設定部４５と、後輪トー角ロールレイト値設定部４６と、後輪トー角操舵角値算出部４７とを備えており、自動車Ｖの運動性能を高めるべく後記する後輪トー角操舵角値を設定する。
【００２６】
ヨーレイト規範値設定部４１は、操舵角δｆに基づく車体１のヨーレイト規範モデルのマップを有し、操舵角センサ９および車速センサ１１の検出信号に基づきヨーレイト規範値を設定する。後輪トー角ヨーレイト値設定部４２は、設定されたヨーレイト規範値を実現するために必要な後輪トー角（以下、後輪トー角ヨーレイト値と記す）を設定する。
【００２７】
横加速度規範値設定部４３は、操舵角δｆに基づく車体１の横加速度規範モデルのマップを有し、操舵角センサ９および車速センサ１１の検出信号に基づき横加速度規範値を設定する。後輪トー角ヨーレイト値設定部４４は、設定された横加速度規範値を実現するために必要な後輪トー角（以下、後輪トー角横加速度値と記す）を設定する。
【００２８】
ロールレイト規範値設定部４５は、操舵角δｆに基づく車体１のロールレイト規範モデルのマップを有し、操舵角センサ９および車速センサ１１の検出信号に基づきロールレイト規範値を設定する。後輪トー角ロールレイト値設定部４６は、設定されたロールレイト規範値を実現するために必要な後輪トー角（以下、後輪トー角ロールレイト値と記す）を設定する。
【００２９】
後輪トー角操舵角値算出部４７は、それぞれ設定された後輪トー角ヨーレイト値、後輪トー角横加速度値および後輪トー角ロールレイト値に基づき、各規範値を実現するために最適な後輪トー角（以下、後輪トー角操舵角値と記す）を算出する。なお、後輪トー角操舵角値は、上記３つの後輪トー角値の平均値や、加重平均値、あるいは所定の条件にしたがって選択した１つの後輪トー角値の値とすることなどができる。そして、後輪トー角操舵角値は、原則として、加速時にはトーアウトに、減速時にはトーインに設定され、所定の車速よりも高速での旋回走行時には前輪２ｆと同相に、所定の車速よりも低速での旋回走行時には前輪２ｆと逆相に設定される。また、高速走行時に旋回を開始するとヨーレイトの位相が横加速度の位相よりも進むため、後輪トー角操舵角値は横加速度の位相遅れを補償するように設定される。
【００３０】
後輪トー角操舵トルク値設定部３２は、図４に示すように、ヨーレイト規範値設定部５１と、後輪トー角ヨーレイト値設定部５２と、横加速度規範値設定部５３と、後輪トー角横加速度値設定部５４と、ロールレイト規範値設定部５５と、後輪トー角ロールレイト値設定部５６と、後輪トー角操舵角値算出部５７とを備えており、運転フィールを高めるべく後記する後輪トー角操舵トルク値を設定する。
【００３１】
ヨーレイト規範値設定部５１は、操舵トルクＴに基づく車体１のヨーレイト規範モデルのマップを有し、操舵トルクセンサ１０および車速センサ１１の検出信号に基づきヨーレイト規範値を設定する。後輪トー角ヨーレイト値設定部５２は、設定されたヨーレイト規範値を実現するために必要な後輪トー角（以下、後輪トー角ヨーレイト値と記す）を設定する。
【００３２】
横加速度規範値設定部５３は、操舵トルクＴに基づく車体１の横加速度規範モデルのマップを有し、操舵トルクセンサ１０および車速センサ１１の検出信号に基づき横加速度規範値を設定する。後輪トー角横加速度値設定部５４は、設定された横加速度規範値を実現するために必要な後輪トー角（以下、後輪トー角横加速度値と記す）を設定する。
【００３３】
ロールレイト規範値設定部５５は、操舵トルクＴに基づく車体１のロールレイト規範モデルのマップを有し、操舵トルクセンサ１０および車速センサ１１の検出信号に基づきロールレイト規範値を設定する。後輪トー角ロールレイト値設定部５６は、設定されたロールレイト規範値を実現するために必要な後輪トー角（以下、後輪トー角ロールレイト値と記す）を設定する。
【００３４】
後輪トー角操舵角値算出部５７は、それぞれ設定された後輪トー角ヨーレイト値、後輪トー角横加速度値および後輪トー角ロールレイト値に基づき、各規範値を実現するために最適な後輪トー角（以下、後輪トー角操舵トルク値と記す）を算出する。なお、後輪トー角操舵角値は、上記３つの後輪トー角値の平均値や、加重平均値、あるいは所定の条件にしたがって選択した１つの後輪トー角値の値とすることなどができる。
【００３５】
ステアリングホイール１９ａには、サスペンションジオメトリや車速ｖに応じたセルフアライニングトルクが操舵反力となって作用するが、操舵トルクＴと自動車Ｖの運動状態との間には一定の相関関係がある。そこで、後輪トー角操舵トルク値設定部３２では、自動車Ｖの緒元に基づいて設定された、操舵トルクＴに基づくヨーレイト規範マップ、横加速度規範マップおよびロールレイト規範マップを参照することにより、運転者の意思が現れた操舵トルクＴに応じて運転フィールに違和感のない後輪トー角操舵トルク値が設定される。
【００３６】
図２に戻り、目標後輪トー角設定部３３は、後輪トー角操舵角値と後輪トー角操舵トルク値とを所定の成分比率で採用することにより目標後輪トー角を設定する。なお、所定の成分比率は、自動車Ｖのコンセプトに合わせて後輪トー角舵角値を大きくして運動性能を高めるようにしたり、後輪トー角操舵トルク値を大きくして運転フィールを向上させるようにしたりして定めることができる。また、車両ごとに成分比率を一定に定めなくても、操作ボタンや調整スイッチを設けて運転者が任意に変更できるようにしてもよい。そして、目標後輪トー角設定部３３は、後輪トー角操舵トルク値および目標後輪トー角を減衰力制御部６０およびロール剛性制御部７０へ向けて出力する。
【００３７】
駆動電流出力部３４は、目標後輪トー角とポジションセンサ１７から入力した実後輪トー角との差に基づき操舵アクチュエータ６の目標電流を設定し、目標電流に基づく操舵アクチュエータ６の駆動電流を出力する。
【００３８】
減衰力制御部６０は、各センサ９〜１５の検出信号に基づき各ダンパ３ｆｌ〜３ｒｒの目標減衰力を設定する目標減衰力設定部６１、目標後輪トー角設定部３３から受け取った後輪トー角操舵トルク値と目標後輪トー角との差を求め、この差に基づいて目標減衰力設定部６１により設定された目標減衰力を補正する目標減衰力補正部６２、目標減衰力とストローク速度とに基づきダンパ３の目標電流を設定し、目標電流に基づくダンパ３の駆動電流を出力する駆動電流出力部６３を有している。なお、本実施形態では、目標後輪トー角設定部３３が後輪トー角操舵トルク値と目標後輪トー角とを出力し、目標減衰力補正部６２がこれらに基づいて目標減衰力を補正することにより、間接的にロールレイト規範値に基づく補正を行っているが、目標後輪トー角設定部３３が後輪トー角ロールレイト値を目標後輪トー角に設定する場合には、ロールレイト規範値から直接的に目標減衰力を補正すればよい。
【００３９】
ロール剛性制御部７０は、横Ｇセンサ１２の検出信号に基づき車体１に作用するロールモーメントを推定し、このロールモーメントが基準値以上である場合、基準値を超えるロールモーメントを打ち消すアンチロールモーメントを発生させるための目標ロール剛性（捩じれ角）を設定する目標ロール剛性設定部７１、目標後輪トー角設定部３３から受け取った後輪トー角操舵トルク値と目標後輪トー角との差を求め、この差に基づいて目標ロール剛性設定部７１により設定された目標ロール剛性を補正する目標ロール剛性補正部７２、目標ロール剛性と捩じれ角センサ１８から入力した実捩じれ角との差に基づきスタビライザアクチュエータ８の目標電流を設定し、目標電流に基づきスタビライザアクチュエータ８の駆動電流を出力する駆動電流出力部７３を有している。
【００４０】
次に、図５〜図７を参照して、本実施形態に係る４輪操舵車両による後輪トー角制御の処理手順について説明する。自動車Ｖが運転を開始すると、ＥＣＵ２０は、所定の制御インターバル（例えば、２ｍｓ）をもって、以下に示す後輪トー角制御を実行する。
【００４１】
図５に示すように、ＥＣＵ２０はまず、後輪トー角操舵角値設定部３１において、操舵角δｆおよび車速ｖに基づく後輪トー角操舵角値設定処理（詳細は後記する）を行って後輪トー角操舵角値を設定する（ステップＳ１）。次にＥＣＵ２０は、後輪トー角操舵トルク値設定部３２において、操舵トルクＴおよび車速ｖに基づく後輪トー角操舵トルク値設定処理（詳細は後記する）を行って後輪トー角操舵トルク値を設定する（ステップＳ２）。そしてＥＣＵ２０は、目標後輪トー角設定部３３において、後輪トー角操舵角値と後輪トー角操舵トルク値とを所定の成分比率で採用することにより目標後輪トー角を設定し（ステップＳ３）、目標後輪トー角と実トー角との差に基づいて操舵アクチュエータ６の駆動電流を出力し（ステップＳ４）、本処理を終了する。
【００４２】
後輪トー角操舵角値設定処理では、図６に示すように、まず、ヨーレイト規範値設定部５１が操舵角δｆおよび車速ｖに基づいてヨーレイト規範値を設定し（ステップＳ１１）、後輪トー角ヨーレイト値設定部５２がヨーレイト規範値に基づいて後輪トー角ヨーレイト値を設定する（ステップＳ１２）。また、横加速度規範値設定部５３が操舵角δｆおよび車速ｖに基づいて横加速度規範値を設定し（ステップＳ１３）、後輪トー角横加速度値設定部５４が横加速度規範値に基づいて後輪トー角横加速度値を設定する（ステップＳ１４）。さらに、ロールレイト規範値設定部５５が操舵角δｆおよび車速ｖに基づいてロールレイト規範値を設定し（ステップＳ１５）、後輪トー角ロールレイト値設定部５６がロールレイト規範値に基づいて後輪トー角ロールレイト値を設定する（ステップＳ１６）。その後、後輪トー角操舵角値算出部５７が、後輪トー角ヨーレイト値、後輪トー角横加速度値および後輪トー角ロールレイト値に基づき、後輪トー角操舵角値を算出する（ステップＳ１７）。
【００４３】
後輪トー角操舵トルク値設定処理では、図７に示すように、まず、ヨーレイト規範値設定部５１が操舵トルクＴおよび車速ｖに基づいてヨーレイト規範値を設定し（ステップＳ２１）、後輪トー角ヨーレイト値設定部５２がヨーレイト規範値に基づいて後輪トー角ヨーレイト値を設定する（ステップＳ２２）。また、横加速度規範値設定部５３が操舵トルクＴおよび車速ｖに基づいて横加速度規範値を設定し（ステップＳ２３）、後輪トー角横加速度値設定部５４が横加速度規範値に基づいて後輪トー角横加速度値を設定する（ステップＳ２４）。さらに、ロールレイト規範値設定部５５が操舵トルクＴおよび車速ｖに基づいてロールレイト規範値を設定し（ステップＳ２５）、後輪トー角ロールレイト値設定部５６がロールレイト規範値に基づいて後輪トー角ロールレイト値を設定する（ステップＳ２６）。その後、後輪トー角操舵トルク値算出部５７が、後輪トー角ヨーレイト値、後輪トー角横加速度値および後輪トー角ロールレイト値に基づき、後輪トー角操舵トルク値を算出する（ステップＳ２７）。
【００４４】
次に、図８を参照して、本実施形態に係る４輪操舵車両による減衰力制御の処理手順について説明する。自動車Ｖが運転を開始すると、ＥＣＵ２０は、所定の制御インターバル（例えば、２ｍｓ）をもって、以下に示す減衰力制御を実行する。
【００４５】
ＥＣＵ２０はまず、目標減衰力設定部６１において、各センサ９〜１５の検出信号に基づき目標減衰力を設定するを設定する（ステップＳ３１）。目標減衰力の設定にあたり、目標減衰力設定部６１は、各センサ９〜１５の検出信号に基づき自動車Ｖの運動状態を判定した後、その判定結果からスカイフック制御値とロール制御値とピッチ制御値とを各車輪２についてそれぞれ算出する。そして、目標減衰力設定部６１は、これら３つの制御値から、ダンパ３のストローク速度の方向と符号が等しく、絶対値が最も大きいものを目標減衰力として選択する。
【００４６】
次にＥＣＵ２０は、目標減衰力補正部６２において、目標後輪トー角設定部３３から受け取った後輪トー角操舵トルク値と目標後輪トー角との差に基づいて目標減衰力を補正する（ステップＳ３２）。なお、運転フィールに違和感が生じないように設定された後輪トー角操舵トルク値と設定された目標後輪トー角との差から、運転フィールに違和感を生じさせるタイヤ横力が求まり、タイヤ横力および自動車１の緒元から車体１に加わるロールモーメントおよびロールレイトの変化量が求まるため、目標減衰力補正部６２は、予め設定されたマップを参照することによりダンパ３の減衰力変化量を求め、この減衰力変化量を加算することで目標減衰力を補正する。
【００４７】
そしてＥＣＵ２０は、駆動電流出力部６３において、目標減衰力に基づいてダンパ３の駆動電流を出力し（ステップＳ３３）、本処理を終了する。
【００４８】
また、自動車Ｖが運転を開始すると、ＥＣＵ２０は、所定の制御インターバル（例えば、２ｍｓ）をもって、以下に示すロール剛性制御を実行する。
【００４９】
図９に示すように、ＥＣＵ２０はまず、目標ロール剛性設定部７１において、横Ｇセンサ１２の検出信号に基づき目標ロール剛性を設定するを設定する（ステップＳ４１）。次にＥＣＵ２０は、目標ロール剛性補正部７２において、目標後輪トー角設定部３３から受け取った後輪トー角操舵トルク値と目標後輪トー角との差に基づいて目標ロール剛性を補正する（ステップＳ４２）。なお、目標ロール剛性補正部７２で行われる補正は、目標減衰力補正部６２で行われる補正と同様である。そしてＥＣＵ２０は、駆動電流出力部７３において、目標ロール剛性に基づいてスタビライザアクチュエータ８の駆動電流を出力し（ステップＳ４３）、本処理を終了する。
【００５０】
このように、後輪トー角操舵トルク値設定部３２が、操舵トルクＴに基づいて運転者の意図するヨーレイト、横加速度およびロールレイトの各規範モデルからそれぞれ規範値を設定し、この規範値を実現するための後輪トー角操舵トルク値を設定し、所定の比率で目標後輪トー角に含まれるため、ステアリングフィールに違和感が生ずることが抑制される。また、これにより、同時にロールフィールの違和感も抑制される。
【００５１】
そして、目標後輪トー角設定部３３が、操舵角に基づくヨーレイト特性、横加速度特性およびロールレイト特性の規範モデルから設定された後輪トー角操舵角値を所定の比率で採用して目標後輪トー角の成分に含めることにより、車両運動性能と運転フィールとの両立が実現される。
【００５２】
また、ロールレイト規範値設定部４５が、操舵角δｆに基づいて運転者の意図するロール規範モデルからロールレイト規範値を設定し、後輪トー角ロールレイト値設定部４６がこのロールレイト規範値を実現するための後輪トー角ロールレイト値を設定し、この後輪トー角ロールレイト値所定を所定の比率で目標後輪トー角の成分に含ませるため、ロールフィールに違和感が生じることが抑制される。また、後輪トー角ヨーレイト値設定部４２により設定された後輪トー角ヨーレイト値および、後輪トー角横加速度値設定部４４により設定された後輪トー角横加速度値もが所定の比率で目標後輪トー角の成分に含まれるため、車両運動性能と運転フィールとの両立が実現される。
【００５３】
さらに、ダンパ３およびスタビライザ７が後輪トー角可変装置５と協調して制御されることにより、後輪トー角制御部３０によるロール規範制御に加え、これらダンパ３およびスタビライザ７によるロール規範制御が行われるため、更なるロールフィールの向上が実現される。
【００５４】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、自動車Ｖは、操舵アクチュエータ６を左右後輪２ｒにそれぞれ有する後輪トー角可変装置５を備えているが、後輪操舵機能のみを有する従来の４ＷＳ方式であってもよい。また、上記実施形態では、自動車Ｖが減衰力可変ダンパ３およびアクティブスタビライザ７を搭載しているが、サスペンション装置としてアクティブ制御式のエアサスペンションやハイドロニューマチックサスペンション等を搭載する形態も可能である。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、自動車や制御装置の具体的構成、制御の具体的手順等について適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 車体
２ 車輪
３ 減衰力可変ダンパ（サスペンション装置）
５ 後輪トー角可変装置
７ アクティブスタビライザ（サスペンション装置）
９ 操舵角センサ
１０ 操舵トルクセンサ
１９ ステアリングホイール
２０ ＥＣＵ
３０ 後輪トー角制御部
３１ 後輪トー角操舵角値設定部
３２ 後輪トー角操舵トルク値設定部
３３ 目標後輪トー角設定部（目標後輪操舵角設定手段）
４５ ロールレイト規範値設定部（ロール規範値設定手段）
４６ 後輪トー角ロールレイト値設定部（目標後輪操舵角設定手段）
４７ 後輪トー角操舵トルク値算出部（目標後輪操舵角設定手段）
５１ ヨーレイト規範値設定部（規範値設定手段）
５２ 後輪トー角ヨーレイト値設定部（目標後輪操舵角設定手段）
５３ 横加速度規範値設定部（規範値設定手段）
５４ 後輪トー角横加速度値設定部（目標後輪操舵角設定手段）
５５ ロールレイト規範値設定部（規範値設定手段）
５６ 後輪トー角ロールレイト値設定部（目標後輪操舵角設定手段）
５７ 後輪トー角操舵トルク値算出部（目標後輪操舵角設定手段）
６０ 減衰力制御部
６２ 目標減衰力補正部
７０ ロール剛性制御部
７２ 目標ロール剛性補正部
Ｖ 自動車
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前輪および後輪をともに転舵することのできる４輪操舵車両に関し、４輪操舵によって運転フィールに違和感が生じることを抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な４輪車両では、ステアリングホイールの操舵を左右前輪の操舵に変換する前輪操舵装置が搭載され、運転者によるステアリングホイールの操作により前輪のみを操舵する前輪操舵、いわゆる２ＷＳが主流である。一方、車両の運動性能を高めるべく、前輪舵角などに応じて後輪をも操舵する４ＷＳ（4 Wheel Steering：４輪操舵）を採用した車両も市販されている。さらに近年では、車両の運動性能だけでなく操縦安定性をも向上させるために、左右後輪のトー角を別々に可変制御する後輪トー角可変装置を備えた４輪操舵車両も開発されている。
【０００３】
後輪トー角可変装置としては、後輪を支持する懸架装置におけるラテラルリンクあるいはトレーリングリンクの車体との連結部に直線変位する電動アクチュエータが左右後輪にそれぞれ設けられ、これら電動アクチュエータを伸縮駆動することによって左右両輪のトー角を可変制御できるように構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このように左右後輪を個別に操舵できる後輪トー角可変車両においても、一般的に旋回走行時には左右両後輪のトー角が前輪と同相または逆相に制御される。
【０００４】
そして、旋回走行時の後輪トー角は、前輪舵角（ステアリングホイールの操舵角）に基づくヨーレイト特性や、前輪舵角に基づく横加速度特性、あるいはこれら両特性に望まれる規範モデルに基づいて、これら規範モデルを実現するように設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３０４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、４ＷＳや後輪トー角可変装置で旋回走行時に後輪を操舵すると、車両の運動性能が従来の前輪操舵車両のものと異なるため、運転フィールを大きく変化させてしまう。特に、車両挙動を予測して運転するような熟練ドライバは、車両挙動の違いから運転フィールに違和感を覚えてしまう。具体的には、後輪を操舵すると、前輪および後輪が発生する横力が変化するため、ステアリングホイールから感じる操舵反力が変化し、ドライバがステアリングフィールの違和感を覚える。また、後輪を操舵すると、前輪軸および後輪軸における横力および横加速度が変化するため、車体のロール挙動が変化し、ドライバが車体挙動として感じ易いロールフィールに違和感を覚える。
【０００７】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、後輪操舵によって運転性能を高めつつ、後輪操舵を行った際に生じる運転フィールの違和感を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、運転者によるステアリングホイール（１９ａ）の操舵を左右前輪（２ｆ）の転舵に変換する前輪操舵手段（１９）と、左右後輪（２ｒ）を操舵制御する後輪操舵制御手段（５）とを有する４輪操舵車両（Ｖ）において、ステアリングホイール（１９ａ）に加えられる操舵トルク（Ｔ）を検出する操舵トルク検出手段（１０）を備え、後輪操舵制御手段（５）は、操舵トルク検出手段（１０）の検出結果に基づいて車体（１）の運動状態量規範値を設定する規範値設定手段（５１，５３，５５）と、前記運動状態量規範値に基づいて目標後輪操舵角を設定する目標後輪操舵角設定手段（５２，５４，５６，５７，３３）とを含むことを特徴とする。
【０００９】
車両の運動状態に対する運転者の意思は、操舵角だけでなく操舵トルクにも現れる。そしてこの発明によれば、規範値設定手段が、検出した操舵トルクに基づいて運転者の意図する運動状態量規範モデルから運転状態量規範値を設定し、目標後輪操舵角設定手段がこの運転状態量規範値を実現するための目標後輪操舵角を設定するため、ステアリングフィールの違和感を抑制することができる。また、これによってロールフィールの違和感も同時に抑制することができる。さらに、従来の操舵角に基づくヨーレイト特性あるいは横加速度特性の規範モデルを併用し、両規範モデルから設定された目標後輪操舵角を所定の比率で成分に含めれば、車両運動性能と運転フィールとの両立を実現することができる。
【００１０】
請求項１の発明に係る４輪操舵車両においては、前記運動状態量を、車体（１）のヨーレイト、車体（１）の横加速度、車体（１）のロール角またはロールレイトの少なくとも１つとするとよい（請求項２）。このようにすれば、運転者の意図する車両挙動を後輪操舵によって実現することが容易である。
【００１１】
また、上記課題を解決するために、請求項３の発明は、運転者によるステアリングホイール（１９ａ）の操舵を左右前輪（２ｆ）の転舵に変換する前輪操舵手段（１９）と、左右後輪（２ｒ）を操舵制御する後輪操舵制御手段（５）とを有する４輪操舵車両（Ｖ）において、ステアリングホイール（１９ａ）の操舵角（δｆ）を検出する操舵角検出手段（９）とを備え、後輪操舵制御手段（５）は、操舵角検出手段（９）の検出結果に基づいて車体（１）のロール角規範値またはロールレイト規範値を設定するロール規範値設定手段（４５）と、ロール角規範値またはロールレイト規範値に基づいて目標後輪操舵角を設定する目標後輪操舵角設定手段（４６，４７，３３）とを含むことを特徴とする。
【００１２】
後輪を操舵することにより、運転者が運転フィールとして感じ易い車体のロール挙動が変化するが、この発明によれば、ロール規範値設定手段が、検出した操舵角に基づいて運転者の意図するロール規範モデルからロール角規範値またはロールレイト規範値（以下、ロール規範値と総称する）を設定し、このロール規範値を実現するための目標後輪操舵角が目標後輪操舵角設定手段により設定されるため、ロールフィールの違和感を抑制することができる。また、従来の操舵角に基づくヨーレイト特性あるいは横加速度特性の規範モデルを併用して両者を所定比率の成分として含めることにより、車両運動性能と運転フィールとの両立を実現することができる。
【００１３】
請求項３の発明に係る４輪操舵車両においては、車体（１）のロール角またはロールレイトを制御可能なサスペンション装置（３，７）を更に備え、該サスペンション装置（３，７）は、ロール角規範値またはロールレイト規範値に基づいて駆動制御されるものとするとよい（請求項４）。
【００１４】
この発明によれば、後輪操舵制御装置とサスペンション装置とを協調させることにより、後輪操舵制御装置によるロール規範制御に加え、サスペンション装置によるロール規範制御が行われるため、更なるロールフィールの向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
このように本発明によれば、後輪操舵制御手段が操舵トルクに基づく運動状態量規範制御または操舵角に基づくロール規範制御を行うことにより、運転性能と運転フィールとの両立を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係る自動車の概略構成を示す平面図である。
【図２】実施形態に係る自動車の概略構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態に係る後輪トー角操舵角値設定部のブロック図である。
【図４】実施形態に係る後輪トー角操舵トルク値設定部のブロック図である。
【図５】実施形態に係る自動車による後輪トー角制御のフロー図である。
【図６】実施形態に係る自動車による後輪トー角操舵角値設定処理のフロー図である。
【図７】実施形態に係る自動車による後輪トー角操舵トルク値設定処理のフロー図である。
【図８】実施形態に係る自動車による減衰力制御のフロー図である。
【図９】実施形態に係る自動車によるロール剛性制御のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して実施形態に係る車両挙動制御装置について詳細に説明する。先ず、図１を参照して、車両挙動制御装を搭載した４輪操舵自動車（以下、単に自動車Ｖと記す）の概略構成について説明する。説明にあたり、４本の車輪やそれらに対して配置された部材、すなわち、タイヤやサスペンション等については、それぞれ数字の符号に前後左右を示す添字を付して、例えば、左前輪２ｆｌ、右前輪２ｆｒ、左後輪２ｒｌ、右後輪２ｒｒと記すとともに、総称する場合には車輪２、後輪２ｒ等と記す。
【００１８】
図１に示すように、自動車Ｖの車体１にはタイヤが装着された車輪２が前後左右に設置されており、これら各車輪２がナックルやサスペンションアーム、スプリング、減衰力可変ダンパ（以下、単にダンパ３と記す）等からなるサスペンション４によって車体１に懸架されている。
【００１９】
自動車Ｖは、運転者によるステアリングホイール１９ａの操舵により、ラックアンドピニオン機構１９を介して左右の前輪２ｆｌ，２ｆｒが直接転舵される。また、自動車Ｖは、車体１と後輪側ナックルとの間にそれぞれ介装された左右の操舵アクチュエータ６ｌ，６ｒを伸縮駆動することにより、後輪トー角を個別に変化させる後輪トー角可変装置５ｌ，５ｒを備えている。さらに、自動車Ｖのフロントサスペンション４ｆおよびリヤサスペンション４ｒには、スタビライザアクチュエータ８ｆ，８ｒを駆動することにより、それぞれフロントサスペンション剛性およびリヤサスペンション剛性を変化させるアクティブスタビライザ（以下、単にスタビライザ７ｆ，７ｒと記す）が設けられている。
【００２０】
そして、自動車Ｖは、左右の操舵アクチュエータ６ｌ，６ｒや、各ダンパ３ｆｌ〜３ｒｒ、フロントおよびリヤスタビライザアクチュエータ８ｆ，８ｒ等を駆動制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）２０を備えている。
【００２１】
ダンパ３は、ＭＲＦ（Magneto-Rheological Fluid：磁気粘性流体）を作動液とするテレスコピック型であり、ＥＣＵ２０がピストンに組み込まれた磁気流体バルブへの供給電流を制御することにより、その減衰力が無段階かつ瞬時に変化する。また、操舵アクチュエータ６は、ＤＣモータ、減速機および送りねじ機構からなる直動式であり、ＥＣＵ２０がＤＣモータへの供給電流を制御することにより、左右後輪２ｒｌ，２ｒｒを独立して転舵する。そして、スタビライザアクチュエータ８は、車幅方向に延在するスタビライザ７の中間部に左右のスタビライザ半体を連結するように設けられており、ＤＣモータおよび減速機を備え、ＥＣＵ２０がＤＣモータへの供給電流を制御することにより、ロール方向に応じて左右のスタビライザ半体間に捩じれ角を与えてサスペンション剛性を無段階に変化させる。
【００２２】
自動車Ｖには、ステアリングホイール１９ａの操舵角δｆを検出する操舵角センサ９、運転者の操舵によってステアリングホイール１９ａに加わる操舵トルクＴを検出する操舵トルクセンサ１０、車速ｖを検出する車速センサ１１、横加速度を検出する横Ｇセンサ１２、前後加速度を検出する前後Ｇセンサ１３、ヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ１４等が車体１の適所に設置されるとともに、ホイールハウス付近の車体の上下加速度を検出する上下Ｇセンサ１５と、ダンパ３のストローク速度を検出するストロークセンサ１６（図示せず）とが各車輪２ごとに設置されている。また、操舵アクチュエータ６には、その作動量（すなわち、左右後輪２ｒｌ，２ｒｒの実トー角）を検出するポジションセンサ１７ｌ，１７ｒ（図示せず）がそれぞれ設置され、スタビライザアクチュエータ８には、左右のスタビライザ半体間の捩じれ角度を検出する捩じれ角センサ１８ｆ，１８ｒ（図示せず）がそれぞれ設置されている。
【００２３】
図２に示すように、ＥＣＵ２０は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等から構成されており、通信回線（本実施形態では、ＣＡＮ（Controller Area Network））を介して各センサ９〜１８、ダンパ３、操舵アクチュエータ６およびスタビライザアクチュエータ８等と接続されている。ＥＣＵ２０には、各センサ９〜１８の検出信号が入力する入力インタフェース２１、操舵アクチュエータ６の駆動制御を行う後輪トー角制御部３０、ダンパ３の減衰力制御を行う減衰力制御部６０、スタビライザアクチュエータ８の駆動制御を行うロール剛性制御部７０、後輪トー角制御部３０や減衰力制御部６０、ロール剛性制御部７０からの駆動電流の出力に供される出力インタフェース２２とが内装されている。
【００２４】
後輪トー角制御部３０は、後輪トー角操舵角値設定部３１と、後輪トー角操舵トルク値設定部３２と、目標後輪トー角設定部３３と、駆動電流出力部３４とを有している。
【００２５】
後輪トー角操舵角値設定部３１は、図３に示すように、ヨーレイト規範値設定部４１と、後輪トー角ヨーレイト値設定部４２と、横加速度規範値設定部４３と、後輪トー角横加速度値設定部４４と、ロールレイト規範値設定部４５と、後輪トー角ロールレイト値設定部４６と、後輪トー角操舵角値算出部４７とを備えており、自動車Ｖの運動性能を高めるべく後記する後輪トー角操舵角値を設定する。
【００２６】
ヨーレイト規範値設定部４１は、操舵角δｆに基づく車体１のヨーレイト規範モデルのマップを有し、操舵角センサ９および車速センサ１１の検出信号に基づきヨーレイト規範値を設定する。後輪トー角ヨーレイト値設定部４２は、設定されたヨーレイト規範値を実現するために必要な後輪トー角（以下、後輪トー角ヨーレイト値と記す）を設定する。
【００２７】
横加速度規範値設定部４３は、操舵角δｆに基づく車体１の横加速度規範モデルのマップを有し、操舵角センサ９および車速センサ１１の検出信号に基づき横加速度規範値を設定する。後輪トー角ヨーレイト値設定部４４は、設定された横加速度規範値を実現するために必要な後輪トー角（以下、後輪トー角横加速度値と記す）を設定する。
【００２８】
ロールレイト規範値設定部４５は、操舵角δｆに基づく車体１のロールレイト規範モデルのマップを有し、操舵角センサ９および車速センサ１１の検出信号に基づきロールレイト規範値を設定する。後輪トー角ロールレイト値設定部４６は、設定されたロールレイト規範値を実現するために必要な後輪トー角（以下、後輪トー角ロールレイト値と記す）を設定する。
【００２９】
後輪トー角操舵角値算出部４７は、それぞれ設定された後輪トー角ヨーレイト値、後輪トー角横加速度値および後輪トー角ロールレイト値に基づき、各規範値を実現するために最適な後輪トー角（以下、後輪トー角操舵角値と記す）を算出する。なお、後輪トー角操舵角値は、上記３つの後輪トー角値の平均値や、加重平均値、あるいは所定の条件にしたがって選択した１つの後輪トー角値の値とすることなどができる。そして、後輪トー角操舵角値は、原則として、加速時にはトーアウトに、減速時にはトーインに設定され、所定の車速よりも高速での旋回走行時には前輪２ｆと同相に、所定の車速よりも低速での旋回走行時には前輪２ｆと逆相に設定される。また、高速走行時に旋回を開始するとヨーレイトの位相が横加速度の位相よりも進むため、後輪トー角操舵角値は横加速度の位相遅れを補償するように設定される。
【００３０】
後輪トー角操舵トルク値設定部３２は、図４に示すように、ヨーレイト規範値設定部５１と、後輪トー角ヨーレイト値設定部５２と、横加速度規範値設定部５３と、後輪トー角横加速度値設定部５４と、ロールレイト規範値設定部５５と、後輪トー角ロールレイト値設定部５６と、後輪トー角操舵角値算出部５７とを備えており、運転フィールを高めるべく後記する後輪トー角操舵トルク値を設定する。
【００３１】
ヨーレイト規範値設定部５１は、操舵トルクＴに基づく車体１のヨーレイト規範モデルのマップを有し、操舵トルクセンサ１０および車速センサ１１の検出信号に基づきヨーレイト規範値を設定する。後輪トー角ヨーレイト値設定部５２は、設定されたヨーレイト規範値を実現するために必要な後輪トー角（以下、後輪トー角ヨーレイト値と記す）を設定する。
【００３２】
横加速度規範値設定部５３は、操舵トルクＴに基づく車体１の横加速度規範モデルのマップを有し、操舵トルクセンサ１０および車速センサ１１の検出信号に基づき横加速度規範値を設定する。後輪トー角横加速度値設定部５４は、設定された横加速度規範値を実現するために必要な後輪トー角（以下、後輪トー角横加速度値と記す）を設定する。
【００３３】
ロールレイト規範値設定部５５は、操舵トルクＴに基づく車体１のロールレイト規範モデルのマップを有し、操舵トルクセンサ１０および車速センサ１１の検出信号に基づきロールレイト規範値を設定する。後輪トー角ロールレイト値設定部５６は、設定されたロールレイト規範値を実現するために必要な後輪トー角（以下、後輪トー角ロールレイト値と記す）を設定する。
【００３４】
後輪トー角操舵角値算出部５７は、それぞれ設定された後輪トー角ヨーレイト値、後輪トー角横加速度値および後輪トー角ロールレイト値に基づき、各規範値を実現するために最適な後輪トー角（以下、後輪トー角操舵トルク値と記す）を算出する。なお、後輪トー角操舵角値は、上記３つの後輪トー角値の平均値や、加重平均値、あるいは所定の条件にしたがって選択した１つの後輪トー角値の値とすることなどができる。
【００３５】
ステアリングホイール１９ａには、サスペンションジオメトリや車速ｖに応じたセルフアライニングトルクが操舵反力となって作用するが、操舵トルクＴと自動車Ｖの運動状態との間には一定の相関関係がある。そこで、後輪トー角操舵トルク値設定部３２では、自動車Ｖの緒元に基づいて設定された、操舵トルクＴに基づくヨーレイト規範マップ、横加速度規範マップおよびロールレイト規範マップを参照することにより、運転者の意思が現れた操舵トルクＴに応じて運転フィールに違和感のない後輪トー角操舵トルク値が設定される。
【００３６】
図２に戻り、目標後輪トー角設定部３３は、後輪トー角操舵角値と後輪トー角操舵トルク値とを所定の成分比率で採用することにより目標後輪トー角を設定する。なお、所定の成分比率は、自動車Ｖのコンセプトに合わせて後輪トー角舵角値を大きくして運動性能を高めるようにしたり、後輪トー角操舵トルク値を大きくして運転フィールを向上させるようにしたりして定めることができる。また、車両ごとに成分比率を一定に定めなくても、操作ボタンや調整スイッチを設けて運転者が任意に変更できるようにしてもよい。そして、目標後輪トー角設定部３３は、後輪トー角操舵トルク値および目標後輪トー角を減衰力制御部６０およびロール剛性制御部７０へ向けて出力する。
【００３７】
駆動電流出力部３４は、目標後輪トー角とポジションセンサ１７から入力した実後輪トー角との差に基づき操舵アクチュエータ６の目標電流を設定し、目標電流に基づく操舵アクチュエータ６の駆動電流を出力する。
【００３８】
減衰力制御部６０は、各センサ９〜１５の検出信号に基づき各ダンパ３ｆｌ〜３ｒｒの目標減衰力を設定する目標減衰力設定部６１、目標後輪トー角設定部３３から受け取った後輪トー角操舵トルク値と目標後輪トー角との差を求め、この差に基づいて目標減衰力設定部６１により設定された目標減衰力を補正する目標減衰力補正部６２、目標減衰力とストローク速度とに基づきダンパ３の目標電流を設定し、目標電流に基づくダンパ３の駆動電流を出力する駆動電流出力部６３を有している。なお、本実施形態では、目標後輪トー角設定部３３が後輪トー角操舵トルク値と目標後輪トー角とを出力し、目標減衰力補正部６２がこれらに基づいて目標減衰力を補正することにより、間接的にロールレイト規範値に基づく補正を行っているが、目標後輪トー角設定部３３が後輪トー角ロールレイト値を目標後輪トー角に設定する場合には、ロールレイト規範値から直接的に目標減衰力を補正すればよい。
【００３９】
ロール剛性制御部７０は、横Ｇセンサ１２の検出信号に基づき車体１に作用するロールモーメントを推定し、このロールモーメントが基準値以上である場合、基準値を超えるロールモーメントを打ち消すアンチロールモーメントを発生させるための目標ロール剛性（捩じれ角）を設定する目標ロール剛性設定部７１、目標後輪トー角設定部３３から受け取った後輪トー角操舵トルク値と目標後輪トー角との差を求め、この差に基づいて目標ロール剛性設定部７１により設定された目標ロール剛性を補正する目標ロール剛性補正部７２、目標ロール剛性と捩じれ角センサ１８から入力した実捩じれ角との差に基づきスタビライザアクチュエータ８の目標電流を設定し、目標電流に基づきスタビライザアクチュエータ８の駆動電流を出力する駆動電流出力部７３を有している。
【００４０】
次に、図５〜図７を参照して、本実施形態に係る４輪操舵車両による後輪トー角制御の処理手順について説明する。自動車Ｖが運転を開始すると、ＥＣＵ２０は、所定の制御インターバル（例えば、２ｍｓ）をもって、以下に示す後輪トー角制御を実行する。
【００４１】
図５に示すように、ＥＣＵ２０はまず、後輪トー角操舵角値設定部３１において、操舵角δｆおよび車速ｖに基づく後輪トー角操舵角値設定処理（詳細は後記する）を行って後輪トー角操舵角値を設定する（ステップＳ１）。次にＥＣＵ２０は、後輪トー角操舵トルク値設定部３２において、操舵トルクＴおよび車速ｖに基づく後輪トー角操舵トルク値設定処理（詳細は後記する）を行って後輪トー角操舵トルク値を設定する（ステップＳ２）。そしてＥＣＵ２０は、目標後輪トー角設定部３３において、後輪トー角操舵角値と後輪トー角操舵トルク値とを所定の成分比率で採用することにより目標後輪トー角を設定し（ステップＳ３）、目標後輪トー角と実トー角との差に基づいて操舵アクチュエータ６の駆動電流を出力し（ステップＳ４）、本処理を終了する。
【００４２】
後輪トー角操舵角値設定処理では、図６に示すように、まず、ヨーレイト規範値設定部５１が操舵角δｆおよび車速ｖに基づいてヨーレイト規範値を設定し（ステップＳ１１）、後輪トー角ヨーレイト値設定部５２がヨーレイト規範値に基づいて後輪トー角ヨーレイト値を設定する（ステップＳ１２）。また、横加速度規範値設定部５３が操舵角δｆおよび車速ｖに基づいて横加速度規範値を設定し（ステップＳ１３）、後輪トー角横加速度値設定部５４が横加速度規範値に基づいて後輪トー角横加速度値を設定する（ステップＳ１４）。さらに、ロールレイト規範値設定部５５が操舵角δｆおよび車速ｖに基づいてロールレイト規範値を設定し（ステップＳ１５）、後輪トー角ロールレイト値設定部５６がロールレイト規範値に基づいて後輪トー角ロールレイト値を設定する（ステップＳ１６）。その後、後輪トー角操舵角値算出部５７が、後輪トー角ヨーレイト値、後輪トー角横加速度値および後輪トー角ロールレイト値に基づき、後輪トー角操舵角値を算出する（ステップＳ１７）。
【００４３】
後輪トー角操舵トルク値設定処理では、図７に示すように、まず、ヨーレイト規範値設定部５１が操舵トルクＴおよび車速ｖに基づいてヨーレイト規範値を設定し（ステップＳ２１）、後輪トー角ヨーレイト値設定部５２がヨーレイト規範値に基づいて後輪トー角ヨーレイト値を設定する（ステップＳ２２）。また、横加速度規範値設定部５３が操舵トルクＴおよび車速ｖに基づいて横加速度規範値を設定し（ステップＳ２３）、後輪トー角横加速度値設定部５４が横加速度規範値に基づいて後輪トー角横加速度値を設定する（ステップＳ２４）。さらに、ロールレイト規範値設定部５５が操舵トルクＴおよび車速ｖに基づいてロールレイト規範値を設定し（ステップＳ２５）、後輪トー角ロールレイト値設定部５６がロールレイト規範値に基づいて後輪トー角ロールレイト値を設定する（ステップＳ２６）。その後、後輪トー角操舵トルク値算出部５７が、後輪トー角ヨーレイト値、後輪トー角横加速度値および後輪トー角ロールレイト値に基づき、後輪トー角操舵トルク値を算出する（ステップＳ２７）。
【００４４】
次に、図８を参照して、本実施形態に係る４輪操舵車両による減衰力制御の処理手順について説明する。自動車Ｖが運転を開始すると、ＥＣＵ２０は、所定の制御インターバル（例えば、２ｍｓ）をもって、以下に示す減衰力制御を実行する。
【００４５】
ＥＣＵ２０はまず、目標減衰力設定部６１において、各センサ９〜１５の検出信号に基づき目標減衰力を設定するを設定する（ステップＳ３１）。目標減衰力の設定にあたり、目標減衰力設定部６１は、各センサ９〜１５の検出信号に基づき自動車Ｖの運動状態を判定した後、その判定結果からスカイフック制御値とロール制御値とピッチ制御値とを各車輪２についてそれぞれ算出する。そして、目標減衰力設定部６１は、これら３つの制御値から、ダンパ３のストローク速度の方向と符号が等しく、絶対値が最も大きいものを目標減衰力として選択する。
【００４６】
次にＥＣＵ２０は、目標減衰力補正部６２において、目標後輪トー角設定部３３から受け取った後輪トー角操舵トルク値と目標後輪トー角との差に基づいて目標減衰力を補正する（ステップＳ３２）。なお、運転フィールに違和感が生じないように設定された後輪トー角操舵トルク値と設定された目標後輪トー角との差から、運転フィールに違和感を生じさせるタイヤ横力が求まり、タイヤ横力および自動車１の緒元から車体１に加わるロールモーメントおよびロールレイトの変化量が求まるため、目標減衰力補正部６２は、予め設定されたマップを参照することによりダンパ３の減衰力変化量を求め、この減衰力変化量を加算することで目標減衰力を補正する。
【００４７】
そしてＥＣＵ２０は、駆動電流出力部６３において、目標減衰力に基づいてダンパ３の駆動電流を出力し（ステップＳ３３）、本処理を終了する。
【００４８】
また、自動車Ｖが運転を開始すると、ＥＣＵ２０は、所定の制御インターバル（例えば、２ｍｓ）をもって、以下に示すロール剛性制御を実行する。
【００４９】
図９に示すように、ＥＣＵ２０はまず、目標ロール剛性設定部７１において、横Ｇセンサ１２の検出信号に基づき目標ロール剛性を設定するを設定する（ステップＳ４１）。次にＥＣＵ２０は、目標ロール剛性補正部７２において、目標後輪トー角設定部３３から受け取った後輪トー角操舵トルク値と目標後輪トー角との差に基づいて目標ロール剛性を補正する（ステップＳ４２）。なお、目標ロール剛性補正部７２で行われる補正は、目標減衰力補正部６２で行われる補正と同様である。そしてＥＣＵ２０は、駆動電流出力部７３において、目標ロール剛性に基づいてスタビライザアクチュエータ８の駆動電流を出力し（ステップＳ４３）、本処理を終了する。
【００５０】
このように、後輪トー角操舵トルク値設定部３２が、操舵トルクＴに基づいて運転者の意図するヨーレイト、横加速度およびロールレイトの各規範モデルからそれぞれ規範値を設定し、この規範値を実現するための後輪トー角操舵トルク値を設定し、所定の比率で目標後輪トー角に含まれるため、ステアリングフィールに違和感が生ずることが抑制される。また、これにより、同時にロールフィールの違和感も抑制される。
【００５１】
そして、目標後輪トー角設定部３３が、操舵角に基づくヨーレイト特性、横加速度特性およびロールレイト特性の規範モデルから設定された後輪トー角操舵角値を所定の比率で採用して目標後輪トー角の成分に含めることにより、車両運動性能と運転フィールとの両立が実現される。
【００５２】
また、ロールレイト規範値設定部４５が、操舵角δｆに基づいて運転者の意図するロール規範モデルからロールレイト規範値を設定し、後輪トー角ロールレイト値設定部４６がこのロールレイト規範値を実現するための後輪トー角ロールレイト値を設定し、この後輪トー角ロールレイト値所定を所定の比率で目標後輪トー角の成分に含ませるため、ロールフィールに違和感が生じることが抑制される。また、後輪トー角ヨーレイト値設定部４２により設定された後輪トー角ヨーレイト値および、後輪トー角横加速度値設定部４４により設定された後輪トー角横加速度値もが所定の比率で目標後輪トー角の成分に含まれるため、車両運動性能と運転フィールとの両立が実現される。
【００５３】
さらに、ダンパ３およびスタビライザ７が後輪トー角可変装置５と協調して制御されることにより、後輪トー角制御部３０によるロール規範制御に加え、これらダンパ３およびスタビライザ７によるロール規範制御が行われるため、更なるロールフィールの向上が実現される。
【００５４】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、自動車Ｖは、操舵アクチュエータ６を左右後輪２ｒにそれぞれ有する後輪トー角可変装置５を備えているが、後輪操舵機能のみを有する従来の４ＷＳ方式であってもよい。また、上記実施形態では、自動車Ｖが減衰力可変ダンパ３およびアクティブスタビライザ７を搭載しているが、サスペンション装置としてアクティブ制御式のエアサスペンションやハイドロニューマチックサスペンション等を搭載する形態も可能である。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、自動車や制御装置の具体的構成、制御の具体的手順等について適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 車体
２ 車輪
３ 減衰力可変ダンパ（サスペンション装置）
５ 後輪トー角可変装置
７ アクティブスタビライザ（サスペンション装置）
９ 操舵角センサ
１０ 操舵トルクセンサ
１９ ステアリングホイール
２０ ＥＣＵ
３０ 後輪トー角制御部
３１ 後輪トー角操舵角値設定部
３２ 後輪トー角操舵トルク値設定部
３３ 目標後輪トー角設定部（目標後輪操舵角設定手段）
４５ ロールレイト規範値設定部（ロール規範値設定手段）
４６ 後輪トー角ロールレイト値設定部（目標後輪操舵角設定手段）
４７ 後輪トー角操舵トルク値算出部（目標後輪操舵角設定手段）
５１ ヨーレイト規範値設定部（規範値設定手段）
５２ 後輪トー角ヨーレイト値設定部（目標後輪操舵角設定手段）
５３ 横加速度規範値設定部（規範値設定手段）
５４ 後輪トー角横加速度値設定部（目標後輪操舵角設定手段）
５５ ロールレイト規範値設定部（規範値設定手段）
５６ 後輪トー角ロールレイト値設定部（目標後輪操舵角設定手段）
５７ 後輪トー角操舵トルク値算出部（目標後輪操舵角設定手段）
６０ 減衰力制御部
６２ 目標減衰力補正部
７０ ロール剛性制御部
７２ 目標ロール剛性補正部
Ｖ 自動車
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者によるステアリングホイールの操舵を左右前輪の転舵に変換する前輪操舵手段と、左右後輪を操舵制御する後輪操舵制御手段とを有する４輪操舵車両であって、
前記ステアリングホイールに加えられる操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段を備え、
前記後輪操舵制御手段は、
前記操舵トルク検出手段の検出結果に基づいて車体の運動状態量規範値を設定する規範値設定手段と、
前記運動状態量規範値に基づいて目標後輪操舵角を設定する目標後輪操舵角設定手段とを含むことを特徴とする４輪操舵車両。
【請求項２】
前記運動状態量が、車体のヨーレイトと、車体の横加速度と、車体のロール角またはロールレイトとの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１に記載の後輪操舵制御装置。
【請求項３】
運転者によるステアリングホイールの操舵を左右前輪の転舵に変換する前輪操舵手段と、左右後輪を操舵制御する後輪操舵制御手段とを有する４輪操舵車両であって、
前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段とを備え、
前記後輪操舵制御手段は、
前記操舵角検出手段の検出結果に基づいて車体のロール角規範値またはロールレイト規範値を設定するロール規範値設定手段と、
前記ロール角規範値またはロールレイト規範値に基づいて目標後輪操舵角を設定する目標後輪操舵角設定手段とを含むことを特徴とする４輪操舵車両。
【請求項４】
車体のロール角またはロールレイトを制御可能なサスペンション装置を更に備え、該サスペンション装置は、前記ロール角規範値またはロールレイト規範値に基づいて駆動制御されることを特徴とする、請求項３に記載の４輪操舵車両。
【請求項１】
運転者によるステアリングホイールの操舵を左右前輪の転舵に変換する前輪操舵手段と、左右後輪を操舵制御する後輪操舵制御手段とを有する４輪操舵車両であって、
前記ステアリングホイールに加えられる操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段を備え、
前記後輪操舵制御手段は、
前記操舵トルク検出手段の検出結果に基づいて車体の運動状態量規範値を設定する規範値設定手段と、
前記運動状態量規範値に基づいて目標後輪操舵角を設定する目標後輪操舵角設定手段とを含むことを特徴とする４輪操舵車両。
【請求項２】
前記運動状態量が、車体のヨーレイトと、車体の横加速度と、車体のロール角またはロールレイトとの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１に記載の後輪操舵制御装置。
【請求項３】
運転者によるステアリングホイールの操舵を左右前輪の転舵に変換する前輪操舵手段と、左右後輪を操舵制御する後輪操舵制御手段とを有する４輪操舵車両であって、
前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段とを備え、
前記後輪操舵制御手段は、
前記操舵角検出手段の検出結果に基づいて車体のロール角規範値またはロールレイト規範値を設定するロール規範値設定手段と、
前記ロール角規範値またはロールレイト規範値に基づいて目標後輪操舵角を設定する目標後輪操舵角設定手段とを含むことを特徴とする４輪操舵車両。
【請求項４】
車体のロール角またはロールレイトを制御可能なサスペンション装置を更に備え、該サスペンション装置は、前記ロール角規範値またはロールレイト規範値に基づいて駆動制御されることを特徴とする、請求項３に記載の４輪操舵車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２３４８６９（Ｐ２０１０−２３４８６９Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８２８０７（Ｐ２００９−８２８０７）
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]