(57)【要約】【課題】少なくとも前輪の転舵角及び車速に基づいて左右の後輪舵角を変更可能とする車両操舵装置において、雨天時の後輪タイヤによる泥水の跳ね上げを少なくする。【解決手段】ワイパ速度センサや雨滴センサの入力信号に基づいて走行中における降雨量を推定する降雨量推定手段と、後輪の目標舵角が、推定降雨量に対応して設定される、許容最大舵角を超えないように制限する補正手段とを備えて、降雨時の後輪の可動角度を制限するようにした。【選択図】図３
2010188972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも前輪の転舵角及び車速に基づいて左右の後輪の舵角を変更可能とする後輪舵角制御手段を備えた車両操舵装置において、
推定降雨量を求める降雨量推定手段を備え、
前記後輪舵角制御手段は、
前記降雨量推定手段によって求められた前記推定降雨量に基づいて、前記左右の後輪の舵角が前記推定降雨量に対応して設定された許容最大舵角を超えないように制御する
ことを特徴とする車両操舵装置。
【請求項２】
少なくとも前輪の転舵角及び車速に基づいて左右の後輪の舵角を変更可能とする後輪舵角制御手段を備えた車両操舵装置において、
推定降雨量を求める降雨量推定手段を備え、
前記後輪舵角制御手段は、
前記降雨量推定手段によって求められた前記推定降雨量に基づいて、前記左右の後輪の舵角が非降雨時の舵角よりも小さくなるように制御する
ことを特徴とする車両操舵装置。
【請求項３】
ワイパの動作速度を検出し、検出したワイパ速度に基づいて前記推定降雨量を求める
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両操舵装置。
【請求項４】
雨滴量を検出し、検出した雨滴量に基づいて前記推定降雨量を求める
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両操舵装置に関するものであり、特に、後輪の舵角を制御可能な車両操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の旋回性などを向上させる目的で、後輪の舵角を制御する後輪トー角制御装置や４輪操舵装置が種々提案されている。例えば、低速走行時には、前輪と後輪の舵角を逆位相にして最小回転半径を小さくすることができ、高速走行時には、前輪と後輪の舵角を同位相にして車線変更などの際の操縦性を高めることができる操舵装置の技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２０１１７３号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の操舵装置においては、車速や前輪操舵角などによって後輪舵角が自動的に設定される方式となっており、例えば、低速走行時には前輪と後輪の舵角を逆位相にし、高速走行時には前輪と後輪の舵角を同位相にするように、制御が行われていたが、雨天時の後輪タイヤによる泥水の跳ね上げについては考慮されておらず、雨天時には後輪舵角の変位量が大きくなって車のボディーが汚れやすくなっていた。
【０００５】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、雨天時の後輪タイヤによる泥水の跳ね上げを少なくすることができる車両操舵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するために、本発明は、少なくとも前輪の転舵角及び車速とに基づいて左右の後輪舵角を変更可能とする後輪舵角制御手段を備えた車両操舵装置において、ワイパ速度センサや雨滴センサの入力信号に基づいて走行中における降雨量を推定する降雨量推定手段と、後輪の目標舵角が、推定降雨量に対応して設定される許容最大舵角を超えないように制限する補正手段とを備えて、降雨時の後輪の可動角度を制限するようにした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、雨天時の後輪舵角の最大変位量が従来よりも小さくなるので、後輪タイヤによる泥水の跳ね上げを減らし、以って車のボディーの汚れを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る車両操舵装置を搭載した４輪自動車の概念図である。
【図２】後輪舵角制御装置のブロック構成図である。
【図３】補正方法１の目標舵角補正処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】許容最大舵角曲線の例を示すグラフである。
【図５】補正方法２の目標舵角補正処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】補正曲線の例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための好適な形態を、図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明に係る車両操舵装置を搭載した４輪自動車の概念図である。
【００１０】
図１に示すように、車両操舵装置１００は、前輪１Ｌ、１Ｒを転舵させる操向ハンドル３、操向ハンドル３の操作角や車速などに応じて後輪２Ｌ、２Ｒの舵角αＬ、αＲをそれぞれ独立に電動アクチュエータによって変更させる舵角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒ、舵角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒを制御する後輪舵角制御装置（後輪舵角制御手段）１３０、操作角センサＳＨ、車速センサＳＶ、ブレーキスイッチＳＷＢＫ、ワイパセンサＳＷ、雨滴センサＳＲなどを含んで構成されている。
【００１１】
以下、後輪舵角制御装置１３０による後輪舵角の制御方法について図２〜図６を参照しながら説明する。   
【００１２】
後輪舵角制御装置１３０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えるマイクロコンピュータ及び周辺回路などから構成されている。図２に示すように、後輪舵角制御装置１３０は、後輪２Ｌ、２Ｒの舵角の目標値を演算する目標舵角演算部７１と、目標舵角テーブル７２と、降雨量推定部（降雨量推定手段）７３と、推定降雨量テーブル７４と、補正テーブル７５とを備えて構成される。
【００１３】
降雨量推定部７３は、ワイパセンサＳＷから出力されワイパの動作速度（例えば、間欠、低速、中速、高速、最高速の５段階のいずれか）を表すワイパ速度信号ＷＳと、雨滴センサＳＲから出力される雨滴量信号ＲＤとから、推定降雨量テーブル７４を参照して推定降雨量ｒを求め、目標舵角演算部７１に出力する。
【００１４】
目標舵角演算部７１は、操作角センサＳＨから出力される操向ハンドル３の操作角信号θＨと、車速センサＳＶから出力される車速信号ＶＳと、ブレーキスイッチＳＷＢＫから出力されブレーキのオン／オフ状態を表すブレーキ信号ＢＫと、降雨量推定部７３から出力される推定降雨量ｒとから、目標舵角テーブル７２及び補正テーブル７５を参照して左右の後輪２Ｌ、２Ｒのそれぞれのの目標舵角αＴＬ、αＴＲを生成し、左右それぞれの舵角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒに出力する。
【００１５】
舵角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒは、車両の左右の後輪２Ｌ、２Ｒにそれぞれ取り付けられ、例えば、トーイン、トーアウトの舵角を変更するためのロッドを不図示の電動アクチュエータによって伸縮させることによって、後輪２Ｌ、２Ｒの舵角が目標舵角演算部７１で生成されたαＴＬ、αＴＲとなるように制御する。なお、舵角はトーイン方向が正、トーアウト方向が負の値を取るものとする。
【００１６】
以下、後輪舵角制御装置１３０が生成する目標舵角αＴＬ、αＴＲの生成方法について詳しく説明する。
目標舵角αＴＬ、αＴＲの生成手順は、従来の後輪舵角制御装置によって生成される非降雨時の目標舵角である基準目標舵角αＴＬ０、αＴＲ０を生成する第１のステップと、
生成された基準目標舵角αＴＬ０、αＴＲ０に対して推定降雨量についての補正を行って目標舵角αＴＬ、αＴＲを生成する第２のステップとから成る。
【００１７】
前記第１のステップにおいて、基準目標舵角αＴＬ０、αＴＲ０は、予め左右の後輪２Ｌ、２Ｒごとに設定された目標舵角テーブル７２を、操作角θＨ、操作角θＨの角速度ωＨ、車速ＶＳ、及びブレーキ信号ＢＫに基づいて参照することによって求められる。なお、角速度ωＨは、目標舵角演算部７１内で操作角θＨを微分して求める。
【００１８】
求められる基準目標舵角αＴＬ０、αＴＲ０は、次式（１）、（２）によって表すことができる。
αＴＬ０＝ＫＬ（θＨ，ωＨ，ＶＳ，ＢＫ）・θＨ ・・・・（１）
αＴＲ０＝ＫＲ（θＨ，ωＨ，ＶＳ，ＢＫ）・θＨ ・・・・（２）
【００１９】
ここで、ＫＬ（θＨ，ωＨ，ＶＳ，ＢＫ）、ＫＲ（θＨ，ωＨ，ＶＳ，ＢＫ）は、操作角θＨ、操作角θＨの角速度ωＨ、車速ＶＳ、及びブレーキ信号ＢＫに依存する前後輪操舵比であり、例えば、車速が所定の低速の範囲では、操向ハンドル３の操作角θＨに応じて後輪２Ｌ、２Ｒが前輪１Ｌ、１Ｒに対して逆位相となるように設定される。つまり、小回りがしやすいように基準目標舵角αＴＬ０、αＴＲ０が設定される。
【００２０】
また、前記所定の低速の範囲を超える高速の範囲では、例えば、角速度ωＨの絶対値が所定値以下で、かつ、操作角θＨが左右の所定範囲以内の場合は、操作角θＨに応じて後輪２Ｌ、２Ｒが前輪１Ｌ、１Ｒに対して同位相となるように設定される。つまり、車線変更時の横すべりを小さくするように基準目標舵角αＴＬ０、αＴＲ０が設定される。
【００２１】
一方、前記所定の低速の範囲を超える高速の範囲で、角速度ωＨの絶対値が所定値を超えるか、または、操作角θＨが左右の所定範囲を超える場合は、操作角θＨに応じて後輪２Ｌ、２Ｒが前輪１Ｌ、１Ｒに対して逆位相となるように基準目標舵角αＴＬ０、αＴＲ０が設定される。
【００２２】
続いて、前記第２のステップにおいて実行され、前記した補正手段としての機能を実現する、基準目標舵角αＴＬ０、αＴＲ０に対する推定降雨量についての補正処理につき詳しく説明する。以下、２種類の補正方法を順に紹介する。
【００２３】
［補正方法１］
補正方法１は、前記第１のステップで求められた基準目標舵角αＴＬ０、αＴＲ０が、推定降雨量に対応して定められる許容最大舵角を超えたときのみ補正する方法である。以下、図３のフローチャートに沿って補正処理の流れを説明する。
【００２４】
まず始めに、目標舵角演算部７１は、ステップＳ１１において、前記第１のステップで求められた基準目標舵角αＴＬ０、αＴＲ０の取込みを行う。
【００２５】
次に、降雨量推定部７３は、ステップＳ１２において、ワイパ速度信号ＷＳ及び雨滴量信号ＲＤの読込みを行った後、ステップＳ１３において、このワイパ速度信号ＷＳ及び雨滴量信号ＲＤの値に基づいて推定降雨量テーブル７４を参照して推定降雨量ｒを算出し、目標舵角演算部７１に出力する。
【００２６】
推定降雨量テーブル７４は、ワイパ速度信号ＷＳが、例えば、間欠、低速、中速、高速、最高速の５段階で示されるとき、それぞれの速度に対応する推定降雨量ｒを定めるためのテーブルであり、ワイパの動作仕様に応じて前もって所定値が設定される。また、間欠速度を制御可能なワイパに対しては、ワイパの作動時間間隔に比例してさらに細かく推定降雨量ｒを計算するようにしてもよい。
【００２７】
雨滴センサＳＲが装備されている場合には、前記の値に雨滴量信号ＲＤの値に比例した数値を加えた値を推定降雨量ｒとしてもよいし、ワイパ速度信号ＷＳ及び推定降雨量テーブル７４を使わず、雨滴量信号ＲＤの値に比例するものとして推定降雨量ｒを算出するようにしてもよい。
【００２８】
次に、ステップＳ１４において、目標舵角演算部７１は、算出した推定降雨量ｒに基づいて補正テーブル７５ａを参照することによって許容最大舵角αＴｍａｘ（ｒ）を算出する。
【００２９】
補正テーブル７５ａには、例えば、図４のグラフに示したような推定降雨量ｒと許容最大舵角αＴｍａｘ（ｒ）との対応関係を前もって登録しておく。
図４は、推定降雨量ｒから許容最大舵角αＴｍａｘ（ｒ）を求めるための許容最大舵角曲線の１例であり、横軸が推定降雨量ｒ、縦軸が許容最大舵角αＴｍａｘ（ｒ）を表している。図４の例では、許容最大舵角αＴｍａｘ（ｒ）は、推定降雨量ｒが０に近い範囲では緩やかに減少し、推定降雨量ｒが中間付近での減少の割合が増え、推定降雨量ｒがもっと大きくなると一定の値に収束するようになっている。なお、許容最大舵角曲線の形はこれに限らず、推定降雨量ｒが増大するにつれて許容最大舵角αＴｍａｘ（ｒ）が減少するものであればどのような形であってもよい。また、推定降雨量ｒが所定値以下の範囲で許容最大舵角αＴｍａｘ（ｒ）が不変であってもよい。
【００３０】
次に、ステップＳ１５において、目標舵角演算部７１は、次式（３）、（４）によって目標舵角αＴＬ、αＴＲを求める。つまり、基準目標舵角αＴＬ０、αＴＲ０と許容最大舵角αＴｍａｘ（ｒ）とのいずれか小さい方を目標舵角αＴＬ、αＴＲとして設定する。
αＴＬ＝ｍｉｎ｛αＴＬ０，αＴｍａｘ（ｒ）｝ ・・・・（３）
αＴＲ＝ｍｉｎ｛αＴＲ０，αＴｍａｘ（ｒ）｝ ・・・・（４）
【００３１】
以上説明したように、補正方法１では、推定降雨量に対応して後輪舵角の可動範囲を制限することで、泥水の跳ね上げを減らすことができる。
【００３２】
［補正方法２］
補正方法２は、前記第１のステップで求められた基準目標舵角αＴＬ０、αＴＲ０の値の大小を問わず推定降雨量に対応する補正を行う方法である。以下、図５のフローチャートに沿って補正処理の流れを説明する。
【００３３】
ステップＳ２１〜ステップＳ２３の処理は、前記した図３のステップＳ１１〜ステップＳ１３と同一であるので、説明を省略する。
【００３４】
ステップＳ２４において、目標舵角演算部７１は、算出した推定降雨量ｒに基づいて補正テーブル７５ｂを参照することによって補正係数ＲＲ（ｒ）を求め、次式（５）、（６）によって目標舵角αＴＬ、αＴＲを算出する。
αＴＬ＝αＴＬ０・ＲＲ（ｒ） ・・・・（５）
αＴＲ＝αＴＲ０・ＲＲ（ｒ） ・・・・（６）
【００３５】
図６は、補正係数ＲＲ（ｒ）を求めるための補正曲線の例を示すものであり、横軸が推定降雨量ｒ、縦軸が補正係数ＲＲ（ｒ）を表している。
【００３６】
図６の例では、補正係数ＲＲ（ｒ）は、推定降雨量ｒが０に近い範囲では緩やかに減少し、推定降雨量ｒが中間付近での減少の割合が増え、推定降雨量ｒがもっと大きくなるとある一定の値に収束している。なお、補正曲線の形はこれに限らず、補正係数ＲＲ（ｒ）の値が１から始まり右下がりとなっていればどのような形であってもよい。
【００３７】
以上説明したように、補正方法２では、推定降雨量に対応して後輪舵角の変位量が非降雨時に比べて小さくなるように補正することで、泥水の跳ね上げを減らすことができる。
【００３８】
なお、前記の補正方法１及び補正方法２では、いずれも補正によって操安性が変化することになる。そのため、基準目標舵角が大きい側だけについて前記の補正を行い、目標とする操安性を確保するようにもう一方の目標舵角を設定するようにしてもよい。これにより、泥水の跳ね上げを抑制しつつ、操安性への影響を最小とすることができる。
【００３９】
また、前記実施形態においては、車両操舵装置が後輪舵角制御装置を備えている場合について説明したが、後輪舵角制御手段としての機能を有する４輪舵角制御装置を備えている４輪操舵装置にも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１Ｌ，１Ｒ  前輪
２Ｌ，２Ｒ  後輪
３    操向ハンドル
７１  目標舵角演算部
７２  目標舵角テーブル
７３  降雨量推定部（降雨量推定手段）
７４  推定降雨量テーブル
７５  補正テーブル
１００  車両操舵装置
１２０Ｌ，１２０Ｒ 舵角変更装置
１３０  後輪舵角制御装置（後輪舵角制御手段）
ＳＨ  操作角センサ
ＳＶ  車速センサ
ＳＷＢＫ  ブレーキスイッチ
ＳＷ  ワイパセンサ
ＳＲ  雨滴センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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