(57)【要約】【課題】車両の状態が緊急回避状態にある場合に、車体の横運動を最大限に制御することで衝突回避動作を行ない、ドライバによる回避操作の運転負荷を低減する。【解決手段】車両の後輪を操舵するための操舵機構を備えた車両において、車両の状態が緊急回避状態か否かを判定する緊急状態判定手段と、後輪操舵量を制御する後輪操舵制御手段とを備え、少なくとも緊急状態であると判定された場合には車体の横運動が安定になるように後輪操舵量を同相制御することを特徴とする四輪操舵車。【選択図】図１
2008074192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の後輪を操舵するための操舵機構を備えた車両において、
車両の状態が緊急回避状態か否かを判定する緊急状態判定手段と、後輪操舵量を制御する後輪操舵制御手段とを備え、
該緊急状態判定手段が緊急回避状態であると判定した場合、旋回時の車体ヨーレートを小さく制限する方向へ後輪操舵量を前輪と同相制御することを特徴とする四輪操舵車。
【請求項２】
請求項１に記載の車両において、
前記緊急状態判定手段は、車両の前方に障害物が検知されて危険度が大であると認識した待機状態モードにおいて、運転者が回避操作を行なうことにより緊急回避状態であると判定し、車両の制御を緊急回避状態のモードに切替えることを特徴とする四輪操舵車。
【請求項３】
車両の前輪及び後輪を操舵するための操舵機構を備えた車両において、
車両の状態が緊急回避状態か否かを判定する緊急状態判定手段と、前後輪操舵量を制御する前後輪操舵制御手段とを備え、
該緊急状態判定手段が緊急回避状態であると判定した場合、前輪の操舵量を通常より大きく設定すると共に、旋回時の車体ヨーレートを小さく制限する方向へ後輪操舵量を前輪と同相制御することを特徴とする四輪操舵車。
【請求項４】
請求項１〜３までのいずれか一項に記載の操舵機構を備えた車両において、
左右輪の制駆動トルクを変化させることでヨーモーメントを発生させる制駆動制御手段を備え、
前記緊急状態判定手段が緊急回避状態であると判定した場合、旋回時の車体ヨーレートを小さく制限する方向へ後輪操舵量を前輪と同相制御すると共に、該制駆動制御手段により車体ヨーレートを制御して車体を安定に保つことを特徴とする四輪操舵車。
【請求項５】
請求項１〜４までのいずれか一項に記載の操舵機構を備えた車両において、
該操舵機構を固定する固定機構を備え、
通常走行時には該固定機構が該操舵機構を機械的に固定し、前記緊急状態判定手段が緊急回避状態であると判定した場合には、該固定機構を外すことにより、所望の方向に操舵を行なうことを特徴とする四輪操舵車。
【請求項６】
請求項１〜５までのいずれか一項に記載の操舵機構を備えた車両において、
該操舵機構は左右の後輪の操舵を独立に操舵できるように一対の操作機構を装備し、後輪の操舵時にタイヤがホイールハウスの外側に出るような回転中心を選択することができることを特徴とする四輪操舵車。
【請求項７】
請求項１〜６までのいずれか一項に記載の操舵機構を備えた車両において、
車両前方の道路曲率を検出する道路形状検出手段を備えて、
前記緊急状態判定手段が緊急回避状態であると判定した場合、車体のヨー角を走行車線に対して変化させないように後輪操舵量を制御することを特徴とする四輪操舵車。
【請求項８】
請求項１〜７までのいずれか一項に記載の操舵機構を備えた車両において、
後続車と信号のやりとりを行なう車両間通信手段を備えて、
前記緊急状態判定手段が緊急回避状態であると判定した場合、該状態を該車両間通信手段により後続車に報知することを特徴とする四輪操舵車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、後輪、又は後輪及び前輪を操舵するための機構を備えた四輪操舵車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用後輪操舵装置としては、例えば、特許文献１が開示するように、車両の走行安定性、運動性を向上させるために前後輪を操舵する舵角制御（４ＷＳ制御）が知られている。特許文献１では前輪舵角（ハンドル操舵角）と車速から目標ヨーレート（ヨーレート目標値）を定め、この目標ヨーレートと自車モデル演算部から得られたヨーレート（ヨーレート推定値）との偏差に比例した後輪舵角を与えている。
【特許文献１】特開昭６２−１５１６８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に開示された従来技術では、目標ヨーレートに従って車両の回頭性は良好になるものの、回避のために行われた急操舵に引き続いて行なわれる進路への復帰操舵時には、一旦回転させたヨー方向の車体の運動を止める操作となるために車両が不安定となり、ハンドル操作によりヨー角と横変位を同時に制御するような難しいハンドル操作が要求されるという問題があった。また、衝突回避のための進路変更時には車体の回頭が行なわれて初めて進路が変わることになるため、車体のヨー回転における慣性モーメントにより進路変更が遅れてしまい、回避距離が長くなるという問題があった。
【０００４】
本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、緊急回避の操作が必要になったときには前記のような車体の回転運動をできるだけ抑制し、回避操作におけるハンドル操作を容易にするとともに、車体の回頭を伴うことなく衝突回避を行なうことにより回避距離を短縮できる車両用後輪操舵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、本発明の四輪操舵車は、車両の後輪を操舵するための操舵機構を備えた車両において、車両の状態が緊急回避状態か否かを判定する緊急状態判定手段と、後輪操舵量を制御する後輪操舵制御手段とを備え、該緊急状態判定手段が緊急回避状態であると判定した場合、旋回時の車体ヨーレートを小さく制限する方向へ後輪操舵量を前輪と同相制御することを特徴とする。
【０００６】
上記に加えて、本発明の四輪操舵車は、前記緊急状態判定手段は、車両の前方に障害物が検知されて危険度が大であると認識した待機状態モードにおいて、運転者が回避操作を行なうことにより緊急回避状態であると判定し、車両の制御を緊急回避状態のモードに切替えることを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の四輪操舵車は、車両の前輪及び後輪を操舵するための操舵機構を備えた車両において、車両の状態が緊急回避状態か否かを判定する緊急状態判定手段と、前後輪操舵量を制御する前後輪操舵制御手段とを備え、該緊急状態判定手段が緊急回避状態であると判定した場合、前輪の操舵量を通常より大きく設定すると共に、旋回時の車体ヨーレートを小さく制限する方向へ後輪操舵量を前輪と同相制御することを特徴とするものである。
【０００８】
上記に加えて、本発明の四輪操舵車は、左右輪の制駆動トルクを変化させることでヨーモーメントを発生させる制駆動制御手段を備え、前記緊急状態判定手段が緊急回避状態であると判定した場合、旋回時の車体ヨーレートを小さく制限する方向へ後輪操舵量を前輪と同相制御すると共に、該制駆動制御手段により車体ヨーレートを制御して車体を安定に保つことを特徴とするものである。
【０００９】
上記に加えて、本発明の四輪操舵車は、該操舵機構を固定する固定機構を備え、通常走行時には該固定機構が該操舵機構を機械的に固定し、前記緊急状態判定手段が緊急回避状態であると判定した場合には、該固定機構を外すことにより、所望の方向に操舵を行なうことを特徴とするものである。
【００１０】
上記に加えて、本発明の四輪操舵車は、該操舵機構は左右の後輪の操舵を独立に操舵できるように一対の操作機構を装備し、後輪の操舵時にタイヤがホイールハウスの外側に出るような回転中心を選択することができることを特徴とするものである。
【００１１】
上記に加えて、本発明の四輪操舵車は、車両前方の道路曲率を検出する道路形状検出手段を備えて、前記緊急状態判定手段が緊急回避状態であると判定した場合、車体のヨー角を走行車線に対して変化させないように後輪操舵量を制御することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の四輪操舵車は、車両の状態が緊急回避状態であるか否かを判定し、この判定結果が緊急回避状態である場合には、後輪操舵量を前輪と同相制御にすることにより車体ヨーレートを低く維持し、車両のオーバーステア傾向を抑制することができるので車両の横運動を安定に保つことができる。
【００１３】
また、本発明の四輪操舵車は、車両の状態が緊急回避状態かどうかを判定するために、まず車両の前方に障害物が検知されて危険度が大きい状態において、運転者が回避操作を行なうことをトリガとすることにより、運転者の操作意思を尊重しつつ、より迅速な回避動作を行なうことができる。
【００１４】
また、本発明の四輪操舵車は、車両の状態が緊急回避状態であるか否かを判定し、この判定結果が緊急回避状態である場合には、前輪の操舵量を運転者による操作量よりも大きく出力することにより、前輪操舵ゲインを向上させ、より迅速な回避動作を行なうことができる。
【００１５】
また、本発明の四輪操舵車は、車両の状態が緊急回避状態であるか否かを判定し、この判定結果が緊急回避状態である場合には、後輪操舵量を前輪と同相制御にすることにより車体ヨーレートを低く維持すると共に、左右輪の制駆動トルクを制御することで直接的にヨーモーメントを発生し、車体を安定に保つことができる。
【００１６】
また、本発明の四輪操舵車は、車両の状態が緊急回避状態であるか否かを判定し、仮に緊急回避状態であると判定した場合には、後輪の固定機構を外すことによって予め蓄積しておいたばねの付勢力を開放し、前輪操舵の向きに対して同相の方向に後輪を操舵することで、車両を安定化することができる。
【００１７】
また、本発明の四輪操舵車は、操舵の方向によって左右輪で異なる回転中心を選択できるように構成されており、操舵時にタイヤがホイールハウスの外側に出るように回転中心位置を選択することで、後輪を大舵角で操舵しても当該車輪と車体または車体側部材とは干渉せず、ホイールハウスが車室内に張り出すのを回避することができる。
【００１８】
また、本発明の四輪操舵車は、車両の車線に対するヨー角を一定に保つように後輪の操舵角を制御するので衝突回避や車線変更時における横移動について車両の車線に対するヨー角が一定に保たれるため、ドライバは横変位についてハンドル操作を行なえばよいことに加えて、車体のヨーレートが小さく維持されることにより運転操作性を向上すると共に車両を安定化することができる。
【００１９】
また、本発明の四輪操舵車は、車両の状態が緊急回避状態か否かを判定し、仮に緊急回避状態であると判定した場合には、後続車に対して車両間通信手段によって報知を行なうことにより、後続車が前車（本発明の四輪操舵車）において緊急減速を行なう状態であることを事前に知ることができる。
【００２０】
また、本発明の四輪操舵車は、車両の状態が緊急回避状態か否かを判定し、仮に緊急回避状態であると判定した場合には、車両周囲の障害物を計測して前方の障害物を回避するための方向を求め、その回避方向にアシストするように左右輪の制駆動トルクを変えるとともに、後輪操舵量を制御して車体ヨーモーメントを相殺しておくことで、ドライバが回避操作を行なったときに直ちに車体ヨーモーメントを立ち上げることが可能とすることができる。
本発明の四輪操舵車は、以上のとおり、多くの顕著な効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２２】
まず、本発明の構成を説明する。
図１は、本発明の車両用車輪操舵装置を適用した実施例１の車両の全体構成図である。ドライバにより操作されるステアリングホイール３０は、操舵軸３８、前輪ＦＴ１，ＦＴ２の操舵角を可変とする前輪操舵機構３２、前輪ラックロッド３３を介して前輪ＦＴ１，ＦＴ２と機械的に連結され、この操舵軸３８には、ステアリングホイール３０から操舵軸３８に入力される操舵角を検出する操舵角センサ３１が設けられている。
【００２３】
後輪ＲＴ１，ＲＴ２には、後輪ＲＴ１，ＲＴ２の操舵角を可変とする後輪操舵機構３４が設けられている。この後輪操舵機構３４は、例えばボールねじ機構を内蔵した直動アクチュエータであり、後輪操舵制御手段２０からの指令に基づいて後輪ラックロッド３５及びナックルアーム３６ａ，３６ｂを介して後輪操舵を行なう。
【００２４】
後輪操舵制御手段２０は、操舵角センサ３１の出力に加えて緊急状態判定手段１０の出力が入力される。緊急状態判定手段１０は、前方の障害物を検知するレーダ装置１１及び／又はカメラ１２及び／又はステアリングホイール３０を操作する速さを検知する操舵速度センサ１３の出力がそれぞれ入力され、これらのセンサによる前方障害物情報とステアリングホイールの操作情報をもとに車両の状態が緊急回避状態か否かを判定する。
【００２５】
緊急状態判定手段１０により行なわれる判定方法の例としては、前方の障害物を検知するレーダ装置１１及び／又はカメラ１２によって検知された障害物までの衝突距離又は衝突余裕時間（TTC：Time To Collision）が一定値以下になった場合等をもとに緊急状態であると判定することが考えられる。また、操舵速度センサ１３により計測されるステアリングホイールの操作速さをもとに、一定の速さ以上の操作が行なわれた場合は緊急回避であると判定しても良いし、これらを組み合わせる方法でもよい。
【００２６】
後輪操舵制御手段２０は、緊急状態判定手段１０により緊急状態であると判定されたとき、操舵角センサ３１の出力である車両の操舵量に基づいて、自車の車体ヨーレートを小さく制限するために必要な、より望ましくは自車の車体ヨーレートが発生しない（ヨーゼロ制御）ために必要な同相の目標後輪舵角を算出し、後輪操舵機構３４に対し目標後輪舵角を得る制御指令を出力する。一方、緊急状態でないと判定する場合には、出力する目標後輪舵角は最も簡単にはゼロ、もしくは規範ヨーレートフィードバック制御における目標後輪舵角など、上記説明した緊急状態であると判定した場合の出力とは異なる制御指令を出力するようにしてもよい。
【００２７】
図２は、本発明の車両用車輪操舵装置を適用した実施例１の車両の動作例を示す。自車４１ａが走行中に、前方に障害物４２が現れたとすると、例えばレーダ装置１１により障害物４２を検知し、障害物４２までの距離もしくは時間が短く車両が緊急状態であると判定すると、後輪操舵制御手段２０により後輪が同相に操舵される。すなわち、図中の前輪ＦＴ１，ＦＴ２の操舵と同方向に後輪ＲＴ１，ＲＴ２が操舵され、車両はヨーレートを小さく制限したまま回避動作へと移行し、結果として図中の自車４１ｂのように障害物の回避を完了する。図３は、このような障害物の回避動作の際、自車の車体ヨーレートが発生しないヨーゼロ制御を行なった場合における自車４１の走行軌跡を示す。緊急状態であると判定されたときのみ、図３に示された「横走り」を行なうことにより、迅速に障害物４２を回避することができる。
【００２８】
また、緊急状態判定手段１０により行なわれる判定方法において、より好ましくは、図９に示される状態モード遷移図により緊急回避状態モードへと遷移するように構成することが望ましい。図９において、通常状態では通常走行における待機状態となっているが、前方の障害物を検知するレーダ装置１１及び／又はカメラ１２によって検知された障害物までの衝突距離もしくは衝突余裕時間（TTC：Time To Collision）が一定値以下になった場合等をもとに前方障害物による危険度が増していると判断される場合、危険度大における待機状態へと遷移する。
【００２９】
上記の待機状態にある時、例えばドライバによるブレーキペダルの操作をもとに、また、操舵角センサ３１又は操舵速度センサ１３により計測されるステアリングホイールの操作（切り始めのトリガ又は操舵量の大きさ若しくは速さなど）をもとに、ドライバによる回避操作が行なわれたと判断された場合、更に、緊急回避状態に遷移して緊急回避状態モードの車両制御を行なう（前輪操舵ゲインの向上若しくは後輪同相操舵を行なう）ように制御モード切替えを行なう。
【００３０】
緊急回避状態モードにある時、例えば操舵角の絶対値が一定値以下となった場合もしくは一定値となって規定の時間が経過した場合、または、車両のヨーレート計測結果が一定値以下に安定した場合（操舵による回避の終了）、より簡単には車両の速度が一定値以下になった場合（回避終了して車両停止）などの所定の条件を満たした場合には、緊急回避状態が終了したと判断して元の通常走行における待機状態モードへ遷移することで、通常の車両制御へと戻る。
【００３１】
以上のとおり、実施例１では、車両が緊急回避状態であると判定されたときには、後輪舵角を前輪舵角と同相側へ操舵させる同相制御を実施することにより車体ヨーレートを小さく制限して、回避旋回時における回避距離の短縮と車両の安定性の向上を実現している。
【実施例２】
【００３２】
図４は、本発明の車両用車輪操舵装置を適用した実施例２の車両の全体構成図である。
前輪ＦＴ１，ＦＴ２の操舵角を可変とする前輪操舵機構３２は、前輪ラックロッド３３により前輪ＦＴ１，ＦＴ２と機械的に連結されて前輪ＦＴ１，ＦＴ２の操舵角を決定することができる。実施例２では、ドライバにより操作されるステアリングホイール３０は、タイヤから受ける操舵反力をドライバに与えるためのハンドル駆動用モータ３９を備えるものであって、前輪操舵機構３２と機械的に連結されていない。ステアリングホイール３０の軸に設けられた操舵角センサ３１は、ステアリングホイール３０の操舵角を検出し、前後輪操舵制御手段２１は、操舵角センサ３１が検出した操舵角信号を受け取り、操舵指令を電気信号として前輪操舵機構３２と後輪操舵機構３４に出力する。
一方、ハンドル駆動用モータ３９がドライバに与えるステアリングホイールの操舵反力は、前後輪操舵制御手段２１が操舵角や駆動トルクなどを基にした指令を出力してハンドル駆動用モータ３９を駆動することにより発生される。
【００３３】
上記の構成による操舵システムでは、ドライバにより操作されるステアリングホイール３０の操舵角と前輪ＦＴ１，ＦＴ２の操舵角を電気的に任意の関係に設定することができるので、車両の旋回運動特性を自由に制御することができるという利点がある。このようなシステムは、ステアバイワイヤ装置と呼ばれる。
【００３４】
後輪ＲＴ１，ＲＴ２には、後輪ＲＴ１，ＲＴ２の操舵角を可変とする後輪操舵機構３４が設けられ、この後輪操舵機構３４は、前後輪操舵制御手段２１からの指令に基づいて後輪ラックロッド３５とナックルアーム３６ａ，３６ｂを介して後輪操舵を行なう。
【００３５】
前後輪操舵制御手段２１には、操舵角センサ３１からの信号に加えて、緊急状態判定手段１０からの信号が入力される。緊急状態判定手段１０は、実施例１と同様に、前方の障害物を検知するレーダ装置１１及び／又はカメラ１２及び／又はステアリングホイール３０を操作する速さを検知する操舵速度センサ１３からの信号を受け取り、これらのセンサによる前方障害物情報及び／又はステアリングホイールの操作情報をもとに、車両の状態が緊急回避状態であるか否かを判定する。
【００３６】
前後輪操舵制御手段２１は、緊急状態判定手段１０により緊急状態であると判定された際、操舵角センサ３１からのステアリングホイールの操作情報に基づいて、車両の前後輪の操舵量を決定するが、このとき、前輪の操舵量は緊急状態でない場合の通常の操舵量よりも大きく設定されるようにステアリングホイールの操作ゲインが高められる。一方、後輪の操舵量については、前後輪操舵制御手段２１が、実施例１で説明したように、自車の車体ヨーレートを小さく制限するために必要な、より望ましくは自車の車体ヨーレートが発生しない（ヨーゼロ制御）ための必要な同相の目標後輪舵角を算出し、後輪操舵機構３４に対して制御指令を出力する。
【００３７】
実施例２ではステアバイワイヤ装置を搭載した車両の例として説明したが、他の構成例として、例えば可変ギアレシオ操舵装置（VGS: Variable Gear-ratio Steering system）を用いてステアリングホイールの操作ゲインを変化させて操舵角を自由に設定するシステム（FAS: Front Active Steering）を用いても良いし、より簡単にはパワーステアリングの補助トルクを可変とすることで操舵時の操作トルクを小さく（ハンドルを軽く）することで迅速な操舵を可能とするようにしても良い。
【００３８】
以上のとおり、実施例２では、車両が緊急回避状態であると判定されたときには、後輪舵角を前輪舵角と同相側へ操舵させる同相制御を実施すると同時に、ステアリングホイールの操作ゲインを高めてより迅速に操舵を実施することで、実施例１より障害物回避距離を更に短縮することを可能とする。
【実施例３】
【００３９】
図５は、本発明の車両用車輪操舵装置を適用した実施例３の車両の全体構成図である。ドライバにより操作されるステアリングホイール３０は、操舵軸３８、前輪ＦＴ１，ＦＴ２の操舵角を可変とする前輪操舵機構３２、前輪ラックロッド３３を介して、前輪ＦＴ１，ＦＴ２と機械的に連結され、この操舵軸３８に設けられた操舵角センサ３１は、操舵軸３８の操舵角を検出する。
【００４０】
後輪ＲＴ１，ＲＴ２の操舵角を可変とする後輪操舵機構３４は、後輪操舵制御手段２０からの指令に基づいて後輪ラックロッド３５及びナックルアーム３６ａ，３６ｂを介して後輪操舵を行なう。
【００４１】
実施例３では、後輪ＲＴ１，ＲＴ２の各輪独立に制駆動力を付加できる制駆動装置４０ａ，４０ｂと、これに制御指令を与える制駆動制御手段２２が設けられている。制駆動装置４０ａ，４０ｂは、ここで発生する制駆動力によって直接的にヨーモーメントを発生することができる。制駆動装置４０ａ，４０ｂは、例えば回生制御可能なモータであり、例えば右輪に力行、左輪に回生のトルク指令を与えることによって左回りのヨーモーメントを発生できる。さらに簡単には片輪のみブレーキを掛けることでヨーモーメントを発生することもできる。その場合、制御対象は後輪に限らず、前後輪同時にブレーキを制御してより大きなヨーモーメントを発生させてもよい。
【００４２】
先に説明した実施例と同様に、緊急状態判定手段１０は、センサによる前方障害物情報及び／又はステアリングホイールの操作情報をもとに車両の状態が緊急回避状態か否かを判定する。
【００４３】
緊急状態判定手段１０により緊急状態であると判定された際、後輪操舵制御手段２０は、操舵角センサ３１からの操舵量信号に基づいて、自車の車体ヨーレートを小さく制限するために必要な同相の目標後輪舵角を算出し、後輪操舵機構３４に対し制御指令を出力する。この際、制駆動制御手段２２は、操舵角センサ３１からの車両の操舵量信号に基づいて、ヨーレートセンサ１４の出力された車体ヨーレートに基づいて、自車の車体ヨーレートを小さく制限して車両を安定化するために必要な制駆動トルクを算出し、制駆動装置４０ａ，４０ｂに対して制御トルク指令を出力する。
【００４４】
以上のとおり、実施例３では、車両が緊急回避状態であると判定された際には、後輪舵角を前輪舵角と同相側へ操舵させる同相制御を実施すると共に、後輪に制駆動力を発生するヨーモーメント生成制御を実施することにより、障害物回避操作を一層安定化することを可能とする。
【実施例４】
【００４５】
図６は、本発明の車両用車輪操舵装置を適用した実施例４の車両の、特に後輪操舵機構部分の説明図である。実施例６の車両は、後輪ＲＴ１，ＲＴ２の操舵角を可変とする図６に示されたような後輪操舵機構を装備している。この後輪操舵機構は、後輪ラックロッド３５及びナックルアーム３６ａ，３６ｂを介して接続された後輪ラックロッド３５を左右に動かすことにより後輪ＲＴ１，ＲＴ２の操舵を行なう。後輪ラックロッド３５を動かす動力源として、例えばアキュムレータ５５に蓄積した油圧エネルギーが用いられ、その付勢力は油圧シリンダ５１により後輪ラックロッド３５へと伝達される。
【００４６】
後輪操舵機構は、後輪操舵制御手段からの指令に基づいて後輪ラックロッド３５の固定機構を解除する。図６では、後輪ラックロッド３５に固定されたピン５２をキー溝５３に嵌め込むことにより後輪ラックロッド３５を固定し、後輪操舵制御手段からの指令によりアクチュエータ５４がキー溝５３を動かすことでピン５２が外れ、油圧の付勢力により後輪ラックロッド３５が動くことになる。油圧機構を用いることにより後輪操舵に必要とされる大きな力を出すことを可能としている。
【００４７】
障害物回避終了後、次回に備えて油圧エネルギーを蓄積する必要があるが、回避操舵時のように素早く大きな力を出す必要はない。そこで、低トルクのモータを備えた油圧ポンプ５０により、ゆっくりと油圧エネルギーをアキュムレータ５５に蓄積する。こうすることにより、後輪操舵機構のための大容量のモータを搭載する必要がなくなり、安価で小さいモータを用いてコストと重量の低減を実現することが可能となる。なお、説明のために油圧を例示したが、エネルギーを蓄積する手段としてはガス圧などの空気エネルギーやばねなどの機械的なエネルギー蓄積手段を用いてもよい。
【００４８】
以上のとおり、実施例４では、車両が緊急回避状態であると判定された際、後輪操舵に必要なエネルギーを供給できるとともに、コストと重量を低減できる後輪操舵機構を実現することができる。
【実施例５】
【００４９】
図７は、本発明の車両用車輪操舵装置を適用し、車輪の車体への干渉を回避し、後輪操舵のためにホイールハウスが車室内に張り出すのを防止する構成を備えた実施例５の車両６０の後輪操舵機構部分の説明図である。
【００５０】
後輪ＲＴ１，ＲＴ２の姿勢を固定するためのサスペンションアーム６５ａ，６６ａ及び６５ｂ，６６ｂは、ナックルアーム６２ａ，６２ｂの前後両側に取り付けられ、そのジョイント部分６３ａ，６４ａ及び６３ｂ，６４ｂは、回動自在に固定されている。各サスペンションアーム６５ａ，６６ａ及び６５ｂ，６６ｂは直動アクチュエータ６１ａ，６１ｃ及び６１ｂ，６１ｄに接続されており、それぞれ独立にその長さを変化できるように構成されている。
【００５１】
例えば、右方向に後輪操舵を行いたい場合、直動アクチュエータ６１ａ，６１ｄを動作させてサスペンションアームを長くするように動作させると、ナックルアーム６２ａ，６２ｂはそれぞれジョイント６４ａ及び６３ｂを中心として回動するので、左右の車輪は図７において破線が示す位置へと移動する。この場合、車輪は車体の外側へと回転することにより必要な操舵角を形成するので、車室内側へ干渉することはなく、ホイールハウスが車室内に張り出して形成されることを防止する。
【００５２】
以上のとおり、実施例５では、特に後輪操舵装置について、車輪の車体への干渉を回避してホイールハウスが車室内に張り出して形成されることを防止することにより、車室内のスペースを有効に利用する上で有利なものである。
【実施例６】
【００５３】
図８は、本発明の車両用車輪操舵装置を適用した車両が、カーブ途中での障害物回避動作時にも車体のヨー角変化を最低限に抑える制御方法を提供することを示す説明図である。
【００５４】
実施例１〜３の車両では、前記した車体ヨーモーメントを小さくする又はヨーゼロ制御をカーブ途中での障害物回避動作で行なうと、車体ヨー角が発生しないために車両の向きは変わらない。緊急回避に限ってはこのような回避方法も可能であるが、例えば高速道路におけるドライバの疲労低減のためにヨーゼロ制御による車線変更支援を考えた場合、カーブに沿って車体ヨー角を変化することができればより適用範囲が広がるといえる。
【００５５】
図８における車両４１ａにおいて、車両に搭載されたカメラ７０又はカーナビゲーションシステム７１のような道路形状検出手段によって車両前方の道路曲率を検出できるものとする。ここで、障害物４２を回避するようにレーンチェンジ操作を行なった場合、横方向の移動だけでなく、図８の破線７２が示すような道路曲率に応じた車体の向きの変更も同時に行なわれている。そこで、車体のヨー角を道路曲率から求められる角度に倣うように後輪の操舵角を制御し、図８における車両４１ｂの位置となるように車両の進行方向を道路の走行車線に対して変化しないようにすることで、カーブに沿ったレーンチェンジ支援が可能となる。
【００５６】
また、車両の後輪、又は後輪及び前輪を操舵するための機構を備えた四輪操舵車において、後続車との間で信号のやりとりを行なう車両間通信手段を備え、緊急状態判定手段が緊急回避状態であると判定した場合、この車両間通信手段により緊急回避状態であることを後続車に報知するようにして、後続車の衝突を回避することを可能とする。
【００５７】
以上、本発明の車両用車輪操舵装置を適用した実施例１ないし６について説明したが、本発明の具体的な構成は上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲内での設計変更等があっても本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の車両用車輪操舵装置を適用した実施例１の車両の全体構成図である。
【図２】本発明の車両用車輪操舵装置を適用した実施例１の車両の動作例を示すものである。
【図３】本発明の車両用後輪操舵装置を適用した実施例１の車両について、障害物の回避動作の際にヨーゼロ制御を行なった場合における車両の走行軌跡を示す図である。
【図４】本発明の車両用車輪操舵装置を適用した実施例２の車両の全体構成図である。
【図５】本発明の車両用車輪操舵装置を適用した実施例３の車両の全体構成図である。
【図６】本発明の車両用車輪操舵装置を適用した実施例４の車両の、特に後輪操舵機構部分の説明図である。
【図７】本発明の車両用車輪操舵装置を適用し、車輪の車体への干渉を回避し、後輪操舵のためにホイールハウスが車室内に張り出すのを防止する構成を備えた実施例５の車両の後輪操舵機構部分の説明図である。
【図８】本発明の車両用車輪操舵装置を適用した車両が、カーブ途中での障害物回避動作時にも車体のヨー角変化を最低限に抑える制御方法を提供することを示す説明図である。
【図９】本発明の車両用車輪操舵装置に係る緊急状態判定手段による状態モード遷移図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０：緊急状態判定手段、
１１：レーダ装置、
１２：カメラ、
１３：操舵速度センサ、
１４：ヨーレートセンサ、
２０：後輪操舵制御手段、
２１：前後輪操舵制御手段
２２：制駆動制御手段
３０：ステアリングホイール、
３１：操舵角センサ、
３２：前輪操舵機構、
３３：前輪ラックロッド、
３４：後輪操舵機構、
３５：後輪ラックロッド、
３６ａ，３６ｂ：ナックルアーム、
３８：操舵軸、
３９：ハンドル駆動用モータ、
４０ａ，４０ｂ：制駆動装置、
４１：自車、
４２：障害物（他車）
５０：油圧ポンプ、
５１：油圧シリンダ、
５２：ピン、
５３：キー溝、
５４：アクチュエータ、
５５：アキュムレータ、
６０：車両、
６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ：直動アクチュエータ、
６２ａ，６２ｂ：ナックルアーム、
６３ａ，６３ｂ：ジョイント部分、
６４ａ，６４ｂ：ジョイント部分、
６５ａ，６５ｂ：サスペンションアーム、
６６ａ，６６ｂ：サスペンションアーム、
ＦＴ１，ＦＴ２ 前輪
ＲＴ１，ＲＴ２ 後輪
【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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