(57)【要約】【課題】縁石に接触する前に転舵輪の転舵角度を制御することにより、縁石からステアリング系に及ぼされる力を低減する。【解決手段】車両４の縁石３４への入力角度がθである場合、車両４の車輪の縁石３４への入力角度はθ＋φとなる。φは、車輪の転舵角である。車輪の縁石３４への入力角度θ＋φが９０°以下の場合は、前輪が切り増し方向にΔφ転舵され、車輪の縁石３４への入力角度はθ＋φ＋Δφとなる。また、車輪の縁石３４への入力角度θ＋φが９０°よりも大きい場合は、前輪が切り戻し方向にΔφ転舵され、車輪の縁石３４への入力角度はθ＋φ−Δφとなる。このように前輪が転舵された後、車輪が縁石３４に接触するため、前輪が縁石３４によって転舵させられる角度が増大し、転舵させられる間に消費されるエネルギーを増大させることができる。したがって、縁石３４から及ぼされる力が低減されるため、ステアリング系を低コストで構成することができる。【選択図】図５
2010241320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の速度を検出する車両速度検出部と、
車両と縁石との間の距離を検出する距離検出部と、
検出された車両速度および距離に基づいて、車両の車輪が前記縁石に接触するか否かを判定する接触判定部と、
車輪が前記縁石と接触した場合に、前記車輪が前記縁石によって転舵させられる方向を予測する転舵方向予測部と、
前記接触判定部によって車輪が前記縁石に接触すると判定された場合、前記転舵方向決定部によって予測された転舵方向とは逆方向に前記車輪を転舵させる逆方向転舵制御部と、
を備えたことを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項２】
車両の前輪を転舵させる前輪転舵部と、
車両の後輪を転舵させる後輪転舵部と、
を備える車両の操舵装置であって、
車両の速度を検出する車両速度検出部と、
車両と縁石との間の距離を検出する距離検出部と、
検出された車両速度および距離に基づいて、車両の車輪が前記縁石に接触するか否かを判定する接触判定部と、
前記車両の前後方向と前記縁石が延びる方向との間の角度を検出する角度決定部と、
前記接触判定部によって車輪が前記縁石に接触すると判定された場合、前記角度決定部によって検出された角度に基づいて、前記車両の車輪が前記縁石に略垂直あるいは略平行な状態で接触するように前記後輪転舵部を制御するとともに、前輪の転舵角がゼロとなるように前記前輪転舵部を制御する前後輪転舵角制御部と、
を備えたことを特徴とする車両の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
車両の転舵輪の転舵角度を制御する操舵装置に関するものであり、特に、転舵輪の転舵角度を制御して、ステアリング系に及ぼされる力を低減するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
走行中、車両は路面より様々な力を受けるが、車両に及ぼされる力が車両上下方向や前後方向の場合は、各車輪のサスペンション装置がこれを吸収し、車両に及ぼされる力は極力小さくされている。しかしながら、路面から車輪に及ぼされる力が車幅方向の場合は、当該力によって車輪が転舵させられることがある。したがって、車幅方向に大きな力を及ぼす恐れのある縁石などの障害物の近くを走行する場合、当該障害物に接触することなく、車両に大きな力が及ぼされる事態を回避することが望ましい。また、車両が障害物に接触した場合であっても、車両に及ぼされる力を極力小さくすることが望ましい。
【０００３】
特許文献１は、車両前方の段差を事前に検出し、アシスト用モータへ出力する電流を制御することにより、操舵フィーリングの向上を目的とするものである。また、特許文献２は、自車両への相手車両からの側面衝突が避けられないと判断した場合に、自車両の進行方向を変更することにより、相手車両から受ける横方向の衝撃を減少させるものである。特許文献３は、車両が縁石に乗り上げた場合、アシスト用モータとステアリング装置間のクラッチを切り離すことで、ステアリング装置への過大な入力を防止するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３３６１７４号公報
【特許文献２】特開２００６−１８８１２９号公報
【特許文献３】特開平６−８８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献のうち、特に特許文献３は、車両が縁石に乗り上げた後にモータのクラッチをステアリング装置から切り離す構成のため、ステアリング装置に及ぼされる力を十分に低減することができないという問題があった。
【０００６】
ところで、近年、電動パワーステアリング装置を搭載した車両が数多く実用化されているが、このような車両においても、タイヤ（車輪）が縁石に接触することによって、タイヤに車幅方向の力が及ぼされることがある。このような場合、タイヤは縁石からの力を受けて転舵（回動）させられ、これに伴い、ラックアンドピニオン式ステアリング装置のラック軸はストロークエンドまで移動する。この時、ラック軸の移動によって回転していたステアリングシャフトは、ラック軸の移動停止とともに回転を停止するが、ステアリングシャフトとともに回転していた電動パワーステアリング装置のモータ部のロータ（回転子）やステアリングホイールは慣性によって回り続けようとする。このため、ロータやステアリングホイールからの回転トルクを受けるべく、ステアリングシャフトやギア部の強度を高くする等ステアリング系の強度を確保する必要があり、コストアップの原因となっていた。
【０００７】
そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、縁石に接触する前に転舵輪の転舵角度を変更することにより、縁石からステアリング系に及ぼされる力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】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、車両の速度を検出する車両速度検出部と、車両と縁石との間の距離を検出する距離検出部と、検出された車両速度および距離に基づいて、車両の車輪が前記縁石に接触するか否かを判定する接触判定部と、車輪が前記縁石と接触した場合に、前記車輪が前記縁石によって転舵させられる方向を予測する転舵方向予測部と、前記接触判定部によって車輪が前記縁石に接触すると判定された場合、前記転舵方向決定部によって予測された転舵方向とは逆方向に前記車輪を転舵させる逆方向転舵制御部と、を備えたことを特徴とする車両の操舵装置によって構成される。
【０００９】
この構成の車両の操舵装置によれば、車両の速度と、車両と縁石の距離より車輪と縁石の接触が判断される。また、車輪が縁石によって転舵させられる方向が予測され、車輪が縁石に接触すると判断された場合は、転舵されると予測された方向とは逆の方向に、車輪が転舵させられる。車輪が逆の方向に転舵させられた後に、車輪は縁石に転舵させられるため、車輪が縁石によって転舵させられる角度範囲が増大し、転舵させられる際にエネルギーが消費される。
【００１０】
また、発明の別の態様は、車両の前輪を転舵させる前輪転舵部と、車両の後輪を転舵させる後輪転舵部と、を備える車両の操舵装置であって、車両の速度を検出する車両速度検出部と、車両と縁石との間の距離を検出する距離検出部と、検出された車両速度および距離に基づいて、車両の車輪が前記縁石に接触するか否かを判定する接触判定部と、前記車両の前後方向と前記縁石が延びる方向との間の角度を検出する角度決定部と、前記接触判定部によって車輪が前記縁石に接触すると判定された場合、前記角度決定部によって検出された角度に基づいて、前記車両の車輪が前記縁石に略垂直あるいは略平行な状態で接触するように前記後輪転舵部を制御するとともに、前輪の転舵角がゼロとなるように前記前輪転舵部を制御する前後輪転舵角制御部と、を備えたことを特徴とする車両の操舵装置によって構成される。
【００１１】
この構成の車両の操舵装置によれば、車両の速度と、車両と縁石の距離より車輪と縁石の接触が判断される。また、車両の前後方向（車両の向き）と縁石の延びる方向の角度が検出され、検出された角度に基づいて、車輪が縁石に略垂直あるいは略平行な状態で接触するように後輪が転舵され、前輪の転舵角がゼロになるように転舵される。車輪が縁石と略垂直あるいは略平行な状態で縁石と接触するため、縁石から及ぼされる車輪を転舵させる力は低減される。
【発明の効果】
【００１２】
上記の構成によれば、転舵輪が転舵させられる際にエネルギーが消費されるため、車輪が最大転舵角に到達する際の転舵輪の転舵角速度は低減される。したがって、転舵輪とともに回転させられるロータ等の回転速度も低減させられるため、これらの回転トルクを受けるステアリング系の強度を必要以上に高くする必要が無く、ステアリング系を安価に構成することができる。また、車輪が縁石と略直角あるいは略平行な状態で縁石と接触するため、車輪を転舵させる力は低減され、転舵輪の転舵角速度も低減される。したがって、転舵輪とともに回転させられるロータ等の回転速度も低減させられるため、これらの回転トルクを受けるステアリング系の強度を必要以上に高くする必要が無く、ステアリング系を安価に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態の車両の操舵装置２の全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の各センサ、制御部および作動部の関係を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の車輪８の転舵角制御を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態において、縁石の近傍を走行する車両４と縁石３４の相対的な位置関係を示す模式図である。
【図５】本発明の第１の実施形態において、車輪８の縁石３４への入力角度θ＋φを示す模式図であり、図５（ａ）はθ＋φ≦９０°の場合、図５（ｂ）はθ＋φ＞９０°の場合である。
【図６】本発明の第１の実施形態において、車輪８が目標転舵角φＴまで転舵させられた後に縁石３４に接触する場合の車両４と縁石３４の位置関係を示す模式図であり、図６（ａ）はφＴにφ＋Δφが設定されて転舵された場合、図６（ｂ）はφＴにφ−Δφが設定されて転舵された場合である。
【図７】本発明の第２の実施形態の車両の操舵装置３６の全体構成を示す概略図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の各センサ、制御部および作動部の関係を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施形態の車輪８の転舵角制御を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施形態において、縁石の近傍を走行する車両４と縁石３４の相対的な位置関係を示す模式図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態の変形例において、車両４と縁石３４の相対的な位置関係を示す模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施するための実施の形態について以下に詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の車両の操舵装置２の全体構成を示す概略図である。図１において、車両の操舵装置２は、車両４に搭載される転舵角制御部６を備えている。転舵角制御部６は、車両４の転舵輪である前輪側の車輪８ＦＲ、８ＦＬの転舵角を制御するものであり、転舵角制御部６の制御信号は、電動パワーステアリング機構１０に入力されている。電動パワーステアリング機構１０は、ステアリングホイール１２に連結されるステアリングシャフト１４の近傍に配置されるものであり、減速機を介してステアリングシャフト１４を回転させるためのトルクを発生させるものである。詳説すると、電動パワーステアリング機構１０は、ハウジング内に固定されるステータと、ステータの内側に配置されるロータ（回転子）によりモータ部が構成され、ロータの回転は、モータシャフトによりモータ部から出力され、ウォームギアを回転させる。ウォームギアは、ステアリングシャフト１４と共に回転するホイールギアと噛合し、モータ部の回転がアシスト力としてステアリングシャフト１４に伝達される。つまり、ウォームギアとホイールギアは減速機を構成している。
【００１５】
電動パワーステアリング機構１０のモータは、ブラシモータあるいはブラシレスモータとされており、モータに供給される電源の極性を逆にすることによって、正方向および逆方向の回転が可能とされるものである。また、電動パワーステアリング機構１０は、通常は、図示しないトルクセンサの検出値に応じた大きさの回転トルクを操舵アシスト力として発生させるものであるが、本実施形態では、検出トルク値によらず、転舵角制御部６の指令によって、転舵輪である車輪８ＦＲ、８ＦＬの転舵角が所定の転舵角となるように、回転トルクを発生させて車輪８を転舵させることが可能なものとされている。
【００１６】
図１において、ステアリングシャフト１４の近傍には、ステアリング角度センサ１６が配置されている。ステアリング角度センサ１６は、ステアリングシャフト１４の回転角度を検出するものであり、ステアリングホイール１２の中立位置（車両直進状態）からの回転角度および回転方向を検出することが可能なものとされている。ステアリング角度センサ１６の検出値は、転舵輪制御部６に入力されている。なお、車輪８の転舵角は、ステアリングシャフト１４の回転角度と対応しているため、ステアリング角度センサ１６の検出値より、車輪８の転舵角および転舵方向を算出することができる。
【００１７】
ステアリングシャフト１４は、図示しないユニバーサルジョイントおよびインターミディエイトシャフトを介してピニオンシャフト１８に連結されている。ピニオンシャフト１８の下端部は、ラックハウジング２０内に収容されている。ラックハウジング２０は、車幅方向に延びる図示しないラック軸を収容するものであり、ラックハウジング２０の内部において、ラック軸に設けられたラックギアと、ピニオンシャフト１８の下端部に一体的に形成されたピニオンギアによりギア部が構成されている。また、ラック軸の両端部（車両車幅方向端部）には、タイロッド２２がボールジョイントを介して連結されており、タイロッド２２の車両外側端部は、図示しないナックルアームおよびナックルを介して車輪８ＦＲ、８ＦＬに接続されている。なお、ラック軸は、ラック軸が軸方向に移動できる最大量であるストロークエンドまで移動することができ、ラック軸はストロークエンドまで移動して停止させられる。このラック軸が停止した状態が、車輪８が最大転舵角度まで転舵させられて、停止した状態である。
【００１８】
各車輪８の近傍には、車輪速度センサ２４が配置されており、各車輪８に配置された車輪速度センサ２４ＦＲ、２４ＦＬ、２４ＲＲ、２４ＲＬの検出値はそれぞれ、転舵角制御部６に入力されている。また、車両４の前端部には、クリアランスソナー２６が設けられており、車両前端部の右端部付近には、クリアランスソナー２６Ｒが、車両前端部の左端部付近には、クリアランスソナー２６Ｌが配置されている。クリアランスソナー２６は、車両４に対して比較的低い位置に存在する物体を検知することが可能なものとされており、車両４の前方に縁石等の障害物が存在する場合、当該障害物と車両４の間の距離を測定するものである。各クリアランスソナー２６が検出した距離は、転舵角制御部６にそれぞれ送信されている。
【００１９】
次に、図２を参照して本実施形態の各センサ、制御部および作動部の関係を説明する。車輪速度センサ２４ＦＲ、２４ＦＬ、２４ＲＲ、２４ＲＬの車輪速度信号と、クリアランスソナー２６Ｒ、２６Ｌの距離信号は、転舵角制御部６の縁石接触判定部２８に入力される。縁石接触判定部２８では、車輪速度信号と距離信号に基づいて、車両４の車輪８と縁石が接触するか否かの判定が行われる。また、クリアランスソナー２６Ｒ、２６Ｌの距離信号と、ステアリング角度センサ１６の角度信号は、転舵角制御部６の転舵方向予測部３０に入力される。転舵方向予測部３０では、車輪８が縁石に接触する場合に、縁石からの力によって車輪８が転舵される方向が、入力された距離信号と角度信号に基づいて予測される。縁石接触判定部２８で車輪８が縁石に接触すると判定された場合は、逆方向転舵制御部３２において、転舵方向予測部３０で予測された車輪８の転舵方向とは逆の方向に車輪８を転舵するための制御信号が生成され、電動パワーステアリング機構１０に制御信号が送信される。なお、逆方向転舵制御部３２は、ステアリング角度センサ１６からの角度信号を参照しつつ、電動パワーステアリング機構１０に制御信号を送信する。
【００２０】
次に、転舵角制御部６で行われる制御について、図３を参照して説明する。図３は、縁石との接触を考慮した車輪の転舵角制御を説明するためのフローチャートである。図３の転舵角制御は、予め決められた所定の間隔（例えば、５ｍｓｅｃ）毎に実行されるものであり、制御中に用いられるフラグＦＩとＦＤは、イグニッションスイッチがＯＮにされたときに０に設定される。図３のステップ１００（以下、Ｓ１００と略称する。以下のステップについても同様とする。）においては、フラグＦＩの値が０であるか否かが判断される。後述のＳ１８０でフラグＦＩが１に設定されていない場合はＳ１００における判断は肯定され、Ｓ１１０に進む。Ｓ１１０では、フラグＦＤの値が０であるか否かが判断される。後述のＳ２００でＦＤが１に設定されていない場合はＳ１１０における判断は肯定され、Ｓ１２０に進む。なお、Ｓ１００において否定判断がされた場合はＳ１９０に進み、Ｓ１１０において否定判断がされた場合はＳ２１０に進む。
【００２１】
Ｓ１２０においては、車両の速度Ｖが参照される。車両の速度Ｖは、各車輪速度センサ２４の車輪速度信号が転舵角制御部６に入力され、これに基づき演算される。なお、車両の速度Ｖは、例えば、ブレーキ作動中（ブレーキストップランプスイッチがＯＮのとき）は、各車輪速度センサ２４のうちの最も速度の高い車輪速度センサの値が車両の速度Ｖとされ、ブレーキ非作動中（ブレーキストップランプスイッチがＯＦＦのとき）は、各車輪速度センサ２４のうち最も速度の低い車輪速度センサの値が車両の速度Ｖとされる。
【００２２】
次に、Ｓ１３０に進み、車両の速度Ｖが予め設定された速度Ｖ０よりも大きいか否かが判断される。Ｖ０の値は、後述する距離ｄ０と関連付けられて設定される値であるが、例えば、Ｖ０＝１０ｋｍと設定される。車両の速度ＶがＶ０よりも小さい場合、すなわち、車両の速度Ｖが比較的低い場合は、車両４の車輪８が縁石に接触する可能性が低いと判断することができるため、本制御においては特に転舵輪制御を行わない。一方、Ｓ１３０において、車両の速度ＶがＶ０よりも大きい場合、すなわち、車両の速度Ｖが比較的高い場合は、車両４の車輪８が縁石に接触する可能性が比較的高いと判断し、Ｓ１４０に進む。
【００２３】
Ｓ１４０においては、車両と縁石の間の距離ｄが参照される。ここで、図４を参照して、車両４と縁石の間の距離ｄの算出方法について説明する。図４は、縁石の近傍を走行する車両４と縁石３４の相対的な位置関係を示す模式図である。図４において、車両４が縁石３４の近傍を走行している場合、車両４の前方両端部にそれぞれ配置されるクリアランスソナー２６Ｒ、２６Ｌは、車両４と縁石３４の間の距離を測定し、クリアランスソナー２６Ｒによって測定される距離はｄＲとして、クリアランスソナー２６Ｌによって測定される距離はｄＬとして、それぞれ転舵角制御部６に入力される。車両４と縁石３４の間の距離ｄは、ｄＲとｄＬの値より算出されるが、本実施形態では、ｄＲとｄＬを比較し、短い方の距離を距離ｄとする。したがって、図４に示す状態のときは、クリアランスソナー２６Ｒが測定する距離ｄＲが、車両４と縁石３４の距離ｄとされる。なお、車両４と縁石３４の間の距離ｄの算出方法は、上述の方法に限られることはなく、例えば、ｄＲとｄＬの平均値を車両４と縁石３４の間の距離ｄとしても良い。また、クリアランスソナー２６Ｒ、２６Ｌが測定する縁石までの距離が非常に大きい場合、すなわち、車両４の前方に縁石３４が存在しない場合は、車両４と縁石３４の間の距離ｄは、所定の値ｄＭ（ｄＭは５０ｍ等の十分に大きい値）に設定される。
【００２４】
上述のように車両４と縁石３４の間の距離ｄが算出され、Ｓ１４０において、距離ｄが参照される。その後、Ｓ１５０に進み、車両４と縁石の間の距離ｄがｄ０よりも小さいか否かが判断される。ｄ０の値は前述の車両の速度Ｖ０と関連付けられて設定されるものであるが、例えば、ｄ０＝０．５ｍと設定される。距離ｄがｄ０よりも大きい場合、すなわち、車両４が縁石から比較的離れている場合は、車両４の車輪８が縁石に接触する可能性が低いと判断することができるため、本制御においては特に転舵輪制御を行わない。一方、Ｓ１５０で肯定判断がされた場合は、車両４の車輪８が縁石に接触する可能性が高いとして、Ｓ１６０に進む。なお、図３のＳ１２０からＳ１５０までの制御が、縁石接触判定部２８の制御内容である。
【００２５】
Ｓ１６０においては、車両４の縁石への入力角度θおよび車輪８の縁石への入力角度θ＋φが算出される。θおよびθ＋φの算出方法について図４を参照して説明する。車両の縁石への入力角度θは、図４に示すように、車両４の前後方向（車両の向き）と縁石３４の延びる方向とのなす角度である。また、クリアランスソナー２６は車両４の前方の縁石３４との距離を測定するものであるが、クリアランスソナー２６が測定する距離は、車両前後方向と平行な方向の縁石３４との距離であると考えられる。したがって、車両４の前後方向と縁石３４の延びる方向とのなす角度θは、クリアランスソナー２６Ｌと２６Ｒの距離の差ｄＬ−ｄＲと、クリアランスソナー２６Ｒと２６Ｌの車幅方向距離ＴＲを用いて以下のように表すことができる。
θ＝ｔａｎ-１{ＴＲ／（ｄＬ−ｄＲ）}
また、車輪８の縁石３４への入力角度θ＋φは以下のように表すことができる。
θ＋φ＝ｔａｎ-1{ＴＲ／（ｄＬ−ｄＲ）}＋φ
ここで、φは車輪８の転舵角であり、ステアリング角度センサ１６の検出値より車輪８の転舵角に換算されて算出されるものである。車輪８の転舵角φは、図４に示すように、車両の前後方向と車輪８の向きと一致する方向とのなす角度（言い換えれば、車輪８の切れ角）であり、φ≧０である。また、車輪８の縁石への入力角度θ＋φは、図４に示すように、車輪８の向きと一致する方向と縁石３４の延びる方向とのなす角度であり、０≦θ＋φ≦１８０°となる。
【００２６】
上述のように、θおよびθ＋φが算出された後、Ｓ１７０に進み、車輪８の縁石３４への入力角度θ＋φが９０°以下であるか否かが判断される。Ｓ１７０における判断について、図５を参照して説明する。図５は、車輪８の縁石３４への入力角度θ＋φを示す模式図であり、図５（ａ）はθ＋φ≦９０°の場合、図５（ｂ）はθ＋φ＞９０°の場合を示している。図５（ａ）に示すように、車両４の車輪８が縁石３４に接触する場合であって、θ＋φが９０°以下の場合は、縁石３４から車輪８に及ぼされる力は、車輪８を切り戻す方向に転舵させる力となる。車輪８を切り戻す方向とは、車輪８がある程度転舵された状態、すなわち転舵角φが０でない状態から、転舵角φが０になるように車輪８が転舵される方向である。また、別の言い方をすれば、車両４が旋回の状態から直進の状態になるように車輪８が転舵される方向である。このように、θ＋φ≦９０°の場合は、車輪８は図５（ａ）の切り戻し方向に力を受け、この力によって車輪８が転舵させられ、さらに車輪８は切り増し方向に転舵させられ、車輪８は最大転舵角まで転舵させられる。したがって、本実施形態では、θ＋φ≦９０°の場合は、後述するＳ１８０およびＳ１９０において、車輪８が縁石３４に接触する前に、車輪８の転舵角をΔφだけ図５（ａ）の切り増し方向に転舵させることによって、車輪８の最大転舵角までの転舵角度を増加させて、車輪８が最大転舵角に到達する際の車輪８の転舵角速度を減少させるものである。なお、図３のＳ１６０およびＳ１７０が転舵方向予測部３０で行われる制御である。
【００２７】
また、図５（ｂ）に示すように、車両４の車輪８が縁石３４に接触する場合であって、θ＋φが９０°よりも大きい場合は、縁石３４から車輪８に及ぼされる力は、車輪８を切り増す方向に転舵させる力となる。車輪８を切り増す方向とは、図５（ｂ）の車輪８の転舵角φが増加するように車輪８が転舵される方向である。また、別の言い方をすれば、車両４が直進の状態から旋回の状態になるように車輪８が転舵される方向である。このように、θ＋φ＞９０°の場合は、車輪８は切り増し方向に力を受け、この力によって車輪８が転舵させられ、車輪８は最大転舵角まで転舵させられる。したがって、本実施形態では、θ＋φ＞９０°の場合は、後述するＳ２００およびＳ２１０において、車輪８が縁石３４に接触する前に、車輪８の転舵角をΔφだけ切り戻し方向に転舵させることによって、車輪８の最大転舵角までの転舵角度を増加させて、車輪８が最大転舵角に到達する際の車輪８の転舵角速度を減少させるものである。
【００２８】
したがって、Ｓ１７０においては、θ＋φ≦９０°となるか否かが判断され、肯定判断される場合、すなわち車両４と縁石３４が図５（ａ）の状態となっている場合は、Ｓ１８０に進み、目標転舵角φＴが、現在の転舵角であるφにΔφを加えた値に設定され、切り増し制御中を示すフラグＦＩが１に設定される。なお、Δφは、θ、φおよびθ＋φの各々について設定されたマップより選択されて決定される値であり、Δφ＞０である。また、θ＋φＴ≦９０°（θ＋φ＋Δφ≦９０°）である。このようにφＴが設定され、車輪８が転舵させられた場合について、図６を用いて説明する。図６は、車輪８が目標転舵角φＴまで転舵させられた後に縁石３４に接触する場合の車両４と縁石３４の位置関係を示す模式図であり、図６（ａ）は、φＴにφ＋Δφが設定されて転舵された場合、図６（ｂ）は、φＴにφ−Δφが設定されて転舵された場合を示している。
【００２９】
図６（ａ）に示すように、Ｓ１８０でφＴがφ＋Δφに設定され、車輪８の転舵角がφＴまで転舵させられた場合、車輪８の縁石３４への入力角度は、図６（ａ）に示すようにθ＋φＴとなり、これはθ＋φ＋Δφであるため、図５（ａ）の車輪８の縁石３４への入力角度θ＋φに比較して、Δφだけ大きい角度となり、車輪８は切り増し方向へΔφの角度分だけ転舵されている。また、上述のように、θ＋φＴ≦９０°であるため、車輪８が縁石３４から受ける力は切り戻し方向への力となり、切り増し方向への力とはならない。したがって、車輪８が切り増し方向へΔφの角度分だけ転舵させられるため、その後、車輪８に切り戻し方向への力が縁石３４から及ぼされる場合、車輪８が最大転舵角に到達するまでの転舵角度が増大させられることになる。車輪８が縁石３４に転舵させられる間に、ギアの噛み合い部や部材の摺動部においては抵抗が存在するため、エネルギーが消費される。したがって、車輪８の最大転舵角に到達するまでの転舵角度が増大されることにより、最大転舵角に到達するまでに消費されるエネルギーも増大され、車輪８が最大転舵角に到達する際の転舵角速度は小さくなる。これにより、車輪８の転舵とともに移動させられるラック軸のラックエンドにおける速度も小さくなり、ラック軸の移動とともに回転させられるステアリングシャフト１４、電動パワーステアリング機構１０のモータ部のロータ（回転子）およびステアリングホイール１２の回転速度も小さくなる。したがって、ラック軸がラックエンドに到達して移動が停止させられた場合に、ステアリングシャフト１４に及ぼされるロータやステアリングホイール１２の慣性による回転トルクを小さくすることができるため、ステアリングシャフト１４の強度を必要以上に高くすることが回避され、コストダウンが可能となる。
【００３０】
図３のＳ１８０において、上述のように値が設定された後、Ｓ１９０に進み、車輪８の切り増し制御が行われ、車輪８の転舵角φがφＴに近づくように車輪８が転舵させられる。具体的には、図２の逆方向転舵制御部３２によって電動パワーステアリング機構１０を作動させるための制御指令が作成され、当該指令が電動パワーステアリング機構１０に送信される。電動パワーステアリング機構１０では、車輪８を切り増し方向に転舵させるための電流がモータ部に供給され、車輪８が転舵させられるのである。
【００３１】
一方、Ｓ１７０において、否定判断がなされた場合、すなわちθ＋φ＞９０°の場合は、Ｓ２００に進み、目標転舵角φＴが、現在の転舵角であるφからΔφを減算した値に設定され、切り戻し制御中を示すフラグＦＤが１に設定される。なお、θ＋φＴ＞９０°（θ＋φ＋Δφ＞９０°）である。このようにφＴが設定され転舵させられた場合は、図６（ｂ）に示すように、車輪８の縁石３４への入力角度は、θ＋φＴとなり、これはθ＋φ−Δφであるため、図５（ｂ）の車輪８の縁石への入力角度θ＋φに比較して、Δφだけ小さい角度となり、車輪８は切り戻し方向へΔφの角度分転舵されている。また、上述のように、θ＋φＴ＞９０°であるため、車輪８が縁石３４から受ける力は切り増し方向への力となり、切り戻し方向への力とはならない。したがって、車輪８が切り戻し方向へΔφの角度分転舵させられるため、その後、車輪８に切り増し方向への力が縁石３４から及ぼされる場合、車輪８が最大転舵角に到達するまでの転舵角度が増大させられることになる。車輪８が転舵させられる間に、ギアの噛み合い部や部材の摺動部においては抵抗が存在するため、エネルギーが消費される。したがって、車輪８の最大転舵角に到達するまでの転舵角度が増大することにより、最大転舵角に到達するまでに消費されるエネルギーも増大され、車輪８が最大転舵角に到達する際の転舵角速度は小さくなる。これにより、ラック軸の移動とともに回転させられるステアリングシャフト１４、電動パワーステアリング機構１０のモータ部のロータおよびステアリングホイール１２の回転速度も小さくなる。したがって、ラック軸がラックエンドに到達して移動が停止させられた場合に、ステアリングシャフト１４に及ぼされるロータやステアリングホイール１２の慣性による回転トルクを小さくすることができるため、ステアリングシャフト１４の強度を必要以上に高くすることが回避され、コストダウンが可能となる。なお、図３のＳ１８０からＳ２２０までの制御が逆方向転舵制御部３２で行われる制御である。
【００３２】
図３のＳ２００において、上述のように値が設定された後、Ｓ２１０に進み、車輪８の切り戻し制御が行われ、車輪８の転舵角φがφＴに近づくように車輪８が転舵させられる。具体的には、図２の逆方向転舵制御部３２によって電動パワーステアリング機構１０を作動させるための制御指令が作成され、当該指令が電動パワーステアリング機構１０に送信される。電動パワーステアリング機構１０では、車輪８を切り戻し方向に転舵させるための電流がモータ部に供給され、車輪が転舵させられるのである。
【００３３】
その後Ｓ２２０に進み、転舵角φが目標転舵角φＴと等しいか否かが判断される。Ｓ２２０における判断が否定される場合、すなわち、φがφＴと等しくなるまで車輪８が転舵させれれていない場合は、本制御を一旦終了し、再度Ｓ１９０の切り増し制御あるいはＳ２１０の切り戻し制御が行われる。一方、Ｓ２２０において、φがφＴと等しいと判断された場合はＳ２３０に進み、切り増し制御中を示すフラグＦＩおよび切り戻し制御中を示すフラグＦＤがそれぞれ０に設定される。その後本制御を一旦終了する。
【００３４】
したがって、本発明の第１の実施形態においては、車両の速度Ｖと車両４と縁石との距離ｄより車輪８と縁石の接触が判断され、接触すると判断された場合に、車両４の車輪８の縁石に対する入力角度θ＋φによって、縁石による車輪８の転舵方向が判断される。転舵方向が切り戻し方向の場合は、電動パワーステアリング機構１０によって車輪８が切り増し方向に転舵され、縁石３４による転舵方向が切り増し方向の場合は、車輪８が切り戻し方向に転舵される。つまり、縁石による車輪８の転舵方向と逆の方向に車輪８は転舵されるのである。転舵させられた後に、縁石によって車輪８が転舵されるため、車輪８が転舵される間に消費されるエネルギーは増大し、車輪８の最大転舵角度における転舵角速度は低減される。したがって、ステアリングシャフト１４等のステアリング系を低コストで構成することが可能となる。
【００３５】
なお、上述の実施形態では、図４および図５に示すように、車両４が右旋回状態（車両４が右旋回となるように転舵輪が転舵されている状態）の制御について説明したが、左旋回状態の場合も同様の思想の下に制御を行うことができる。すなわち、左旋回状態の場合は、図３のＳ１６０に相当するステップにおいて、θ＋φの代わりにθ−φが算出され、Ｓ１７０に相当するステップにおいて、θ−φ≦９０°であるか否かが判断される。θ−φ≦９０°と判断された場合は、車輪８は縁石より切り増し方向に力を受けると予測され、φＴにφ−Δφが設定され、切り戻し制御が行われる。一方、θ−φ＞９０°と判断された場合は車輪８は縁石より切り戻し方向に力を受けると予測され、φＴにφ＋Δφが設定され、切り増し制御が行われる。このように、左旋回状態の場合にも第１の実施形態で述べた効果と同様の効果を奏することができる。
【００３６】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第２実施形態については、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、第１実施形態と異なる構成について詳細に説明する。図７は、本発明の第２の実施形態の車両の操舵装置３６の全体構成を示す概略図である。図７において、車両の操作装置３６は、車両４に搭載される転舵角制御部３８を備えている。転舵角制御部３８は、車両４の転舵輪である前輪８ＦＲ、８ＦＬおよび後輪８ＲＲ、８ＲＬの転舵角を制御するものであり、転舵角制御部３８の制御信号は、電動パワーステアリング機構１０および後輪転舵機構４０に出力されている。後輪転舵機構４０は、車両４の後輪である車輪８ＲＲ、８ＲＬの転舵角が所定の転舵角となるように、車輪８を転舵させることが可能なものとされている。なお、後輪転舵機構４０は、本実施形態では、モータの回転運動を軸方向の運動に変換して後輪８ＲＲ、８ＲＬの転舵を行う電動式の転舵機構としたが、ポンプによる油圧を動力源として後輪の転舵を行う油圧式の転舵機構とすることもできる。また、後輪転舵機構４０には、後輪の転舵角を検出する後輪転舵角センサ４２が設けられている。後輪転舵角センサ４２は、後輪の転舵軸の変位を検出することで、車輪８ＲＲ，８ＲＬの転舵角を検出するものであり、後輪転舵機構４０の中立状態（車両直進状態）における車輪８ＲＲ、８ＲＬの向きを基準位置として転舵角を検出し、基準位置からの転舵の方向も検出することが可能なものとされている。なお、本実施形態においては、ステアリング角度センサ１６によって算出される前輪８ＦＲ、８ＦＬの転舵角をθＦとし、後輪転舵角センサ４２によって算出される後輪８ＲＲ、８ＲＬの転舵角をθＲとする。また、ステアリング角度センサ１６と後輪転舵角センサ４２の検出信号は、転舵角制御部３８に入力されている。
【００３７】
次に、図８を参照して本実施形態の各センサ、制御部および作動部の関係を説明する。クリアランスソナー２６Ｒ、２６Ｌの距離信号と、ステアリング角度センサ１６の角度信号は、転舵角制御部３８の角度決定部４４に入力される。角度決定部４４では、入力された距離信号と角度信号に基づいて、車両４の前後方向（車両の向き）と縁石の延びる方向の間の角度が演算される。また、縁石接触判定部２８によって車輪８が縁石に接触すると判定された場合は、前後輪転舵角制御部４６において、角度決定部４４によって決定された角度に基づいて、各車輪８を転舵するための制御信号が生成され、電動パワーステアリング機構１０および後輪転舵機構４０にそれぞれ制御信号が送信される。なお、前後輪転舵角制御部４６は、ステアリング角度センサ１６および後輪転舵角センサ４２からの角度信号を参照しつつ、電動パワーステアリング１０および後輪転舵機構４０に制御信号を送信する。
【００３８】
次に、転舵角制御部３８で行われる制御について、図９を参照して説明する。図９は、縁石との接触を考慮した車輪の転舵角制御を説明するためのフローチャートである。図９の転舵角制御は、予め決められた所定の間隔（例えば、５ｍｓｅｃ）毎に実行されるものである。Ｓ３００において、車両の速度Ｖが参照され、Ｓ３１０で車両の速度ＶがＶ０よりも大きいか否かが判断される。車両の速度ＶがＶ０よりも小さい場合は、転舵角の制御を行うことなく、本制御を終了する。Ｓ３１０で肯定判断がされた場合はＳ３２０に進み、車両４と縁石３４の距離ｄが参照される。距離ｄの算出方法は、第１の実施形態と同様である。次にＳ３３０で、距離ｄがｄ０よりも小さいか否かが判断され、否定判断がされた場合は、本制御を終了する。
【００３９】
Ｓ３３０で肯定判断がされた場合は、Ｓ３４０に進み、車両４の縁石３４への入力角度θが算出される。車両４の縁石３４への入力角度θの算出方法は、第１の実施形態と同様である。入力角度θが算出された後、Ｓ３５０に進み、入力角度θが４５°よりも大きいか否かが判断される。入力角度θが４５°よりも大きい場合はＳ３６０に進み、入力角度θが４５°以下の場合はＳ３７０に進む。ここで、Ｓ３６０およびＳ３７０における車輪８の前輪および後輪の転舵角制御について図１０を参照して説明する。
【００４０】
図１０は、縁石の近傍を走行する車両４と縁石３４の相対的な位置関係を示す模式図であり、図１０（ａ）は、入力角度θ＞４５°の場合、図１０（ｂ）は、入力角度θ≦４５°の場合である。図１０（ａ）に示すように、車両４の縁石３４への入力角度θが４５°よりも大きい場合は、図９のＳ３５０で肯定判断がなされ、Ｓ３６０において、車両４の前輪８ＦＲ、８ＦＬについては、前輪８ＦＲ、８ＦＬの転舵角θＦを０°にする制御（切り戻し制御）が行われる。また、車両４の後輪８ＲＲ、８ＲＬについては、後輪８ＲＲ、８ＲＬの転舵角θＲを目標後輪転舵角θＴＲ１にする制御が行われる。具体的には、図８の前後輪転舵角制御部４６によって電動パワーステアリング機構１０を作動させるための制御指令が作成され、当該指令が電動パワーステアリング機構１０に送信される。電動パワーステアリング機構１０では、前輪８ＦＲ、８ＦＬを切り戻し方向に転舵させるための電流がモータ部に供給され、前輪８ＦＲ、８ＦＬが転舵させられる。また、前後輪転舵角制御部４６によって後輪転舵機構４０を作動させるための制御指令が作成され、当該指令が後輪転舵機構４０に送信される。後輪転舵機構４０では、後輪８ＲＲ、８ＲＬの転舵角θＲを目標後輪転舵角θＴＲ１にするための電流がモータ部に供給され、後輪８ＲＲ、８ＲＬが転舵させられる。なお、目標後輪転舵角θＴＲ１は、車両４の縁石への入力角度θ、前輪８ＦＲ、８ＦＬの転舵角θＦおよび車両の速度Ｖにより設定されたマップにより決定される。例えば、入力角度θが４５°に近い角度（例えば、θ＝５０°）の場合は、入力角度θが４５°から遠い角度（例えば、θ＝８０°）の場合よりも、目標後輪転舵角θＴＲ１の値は大きいものとされる。
【００４１】
図９のＳ３６０の制御によって、車両４の各車輪８は、図１０（ａ）の矢印で示されるように転舵され、車両４の車輪８が縁石３４に接触するまでの間に、前輪８ＦＲ、８ＦＬの転舵角θＦは０とされ、後輪８ＲＲ、８ＲＬの転舵角θＲは、車両４の縁石３４への入力角度θが９０°になるように制御される。この制御によって、車両４の車輪８は、図１０（ａ）の破線で示す状態で縁石３４と接触し、縁石３４から及ぼされる車輪８を転舵させる力は、ほとんど０になるか、あるいは著しく低減されることになる。したがって、ステアリングシャフト１４等のステアリング系を低コストで構成することが可能となる。
【００４２】
また、車両４の縁石３４への入力角度θが４５°以下の場合は、図９のＳ３５０で否定判断がなされ、Ｓ３７０において、車両４の前輪８ＦＲ、８ＦＬについては、前輪８ＦＲ、８ＦＬの転舵角θＦを０°にする制御が行われ、後輪８ＲＲ、８ＲＬについては、後輪８ＲＲ、８ＲＬの転舵角θＲを目標後輪転舵角θＴＲ２にする制御が行われる。なお、目標後輪転舵角θＴＲ２は、車両４の縁石への入力角度θ、前輪８ＦＲ、８ＦＬの転舵角θＦおよび車両の速度Ｖにより設定されたマップにより決定される。例えば、入力角度θが４５°に近い角度（例えば、θ＝４０°）の場合は、入力角度θが４５°から遠い角度（例えば、θ＝１０°）の場合よりも、目標後輪転舵角θＴＲ２の値は大きいものとされる。
【００４３】
図９のＳ３７０の制御によって、車両４の各車輪８は、図１０（ｂ）の矢印で示されるように転舵され、車両４の車輪８が縁石３４に接触するまでの間に、前輪８ＦＲ、８ＦＬの転舵角θＦは０°とされ、後輪８ＲＲ、８ＲＬの転舵角θＲは、車両４の縁石３４への入力角度θが０°になるように（車両４の前後方向と縁石３４の延びる方向が平行になるように）制御される。この制御によって、車両４の車輪８は、図１０（ｂ）の破線で示す状態で縁石３４と接触し、すなわち、車両４の車輪８が縁石３４に平行に接触し、縁石３４から及ぼされる車輪８を転舵させる力は、ほとんど０になるか、あるいは著しく低減されることになる。したがって、ステアリングシャフト１４等のステアリング系の強度を必要以上に高くすることを回避できるため、ステアリング系を低コストで構成することが可能となる。
【００４４】
なお、上述の第２の実施形態においては、図９のＳ３６０およびＳ３７０において、前輪８ＦＲ、８ＦＬの転舵角θＦを０°とした上で、図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、車両４の縁石３４への入力角度θを９０°あるいは０°とするものについて説明したが、本発明はこの構成に限られることは無い。例えば、図１１の破線で示されるように、車両４の車輪８が縁石３４に垂直に接触するように構成すれば、第２実施形態のように、車両４の縁石３４への入力角度θを９０°あるいは０°にすることなく、縁石３４による車輪８を転舵させる力を低減することが可能である。図１１は、縁石の近傍を走行する車両４と縁石３４の相対的な位置関係を示す模式図であり、図１１（ａ）は、車輪８の縁石３４への入力角度θ＋φ＞９０°の場合、図１１（ｂ）は、θ＋φ≦９０°の場合を示している。図１１（ａ）に示す場合は、車輪８の縁石３４への入力角度θ＋φを、車輪８が縁石３４に接触する際に９０°になるように、後輪転舵機構４０が前後輪転舵角制御部４６に制御されるが、この場合は、前輪８ＦＲ、８ＦＬの転舵角は制御されない。また、図１１（ｂ）に示す場合は、θ＋φを、車輪８が縁石３４に接触する際に９０°になるように、後輪転舵機構４０が前後輪転舵角制御部４６に制御されるが、この場合も同様に、前輪８ＦＲ、８ＦＬの転舵角は制御されない。このように制御される場合は、車両４は図１１（ａ）および（ｂ）の破線で示されるように、車輪８が縁石３４に垂直に接触することとなり、縁石３４による車輪８を転舵させる力を低減することが可能であるため、ステアリング系を低コストで構成することが可能となる。この変形例の場合、前輪８ＦＲ、８ＦＬの転舵角は変更されないため、前輪８ＦＲ、８ＦＬが転舵されてステアリングホイール１２が回転させられることによる操舵フィーリングの悪化を防止することができる。
【００４５】
また、上述の実施形態においては、前輪８ＦＲ、８ＦＬを転舵させる機構として、電動パワーステアリング機構１０を用い、電動パワーステアリング機構１０によって発生する回転トルクを利用して前輪８ＦＲ、８ＦＬを転舵させる構成としたが、本発明はこの構成に限られるものではない。例えば、前輪８ＦＲ、８ＦＬを転舵させる機構として、ステアリングホイール１２の操舵角に対する前輪８ＦＲ、８ＦＬの転舵角の比を変化させることができるギア比可変操舵システム（アクティブステアリングシステムと呼ばれることもある。）を用いて前輪８ＦＲ、８ＦＬを転舵させることとしても良い。この場合は、ステアリングホイール１２を回転させることなく、あるいはステアリングホイール１２の回転角を必要最小限にすることで、ステアリングホイール１２が回転されることによる乗員の操舵フィーリングの悪化を最小限に抑制することができる。また、同様に、いわゆるステアバイワイヤシステムを用いて、前輪８ＦＲ、８ＦＬを転舵させる構成としても良い。
【００４６】
なお、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されること無く、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、当業者の知識に基づいて、種々の改変および変更が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４７】
２  車両の操舵装置    ４  車両    ６  転舵角制御部    ８  車輪    
１０  電動パワーステアリング機構    １２  ステアリングホイール    
１４  ステアリングシャフト    １６  ステアリング角度センサ    
２４  車輪速度センサ    ２６  クリアランスソナー    ２８  縁石接触判定部
３０  転舵方向予測部    ３２  逆方向転舵制御部    ３４  縁石
４０  後輪転舵機構    ４４  角度決定部    ４６  前後輪転舵角制御部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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