(57)【要約】【課題】緊急回避時における実際のステアリングホイールの操作に応じた後輪舵角の制御が可能な操舵制御装置を提供すること。【解決手段】操舵制御装置３は、車両１００の進路上における障害物を回避するための緊急回避操舵を必要とする緊急回避状態であるか否かを判定する緊急回避状態判定部３５と、運転者のステアリング操舵及び緊急回避状態判定部３５の判定結果に基づき、車両１００の後輪舵角の制御を行う後輪操舵制御部３６と、を備える。後輪操舵制御部３６は、緊急回避状態であるとき、ステアリング操舵により操舵される車両１００の前輪舵角δｆに対して、ステアリング操舵の緩急に応じて、後輪舵角δｒを同相方向あるいは逆相方向のいずれか一方に制御する。【選択図】図１
2017081232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の進路上における障害物を回避するための緊急回避操舵を必要とする緊急回避状態であるか否かを判定する緊急回避状態判定部と、
運転者のステアリング操舵及び前記緊急回避状態判定部の判定結果に基づき、前記車両の後輪舵角の制御を行う後輪操舵制御部と、
を備え、
前記後輪操舵制御部は、
前記緊急回避状態であるとき、前記ステアリング操舵により操舵される前記車両の前輪舵角に対して、前記ステアリング操舵の緩急に応じて、前記後輪舵角を同相方向あるいは逆相方向のいずれか一方に制御する、
操舵制御装置。
【請求項２】
前記車両のステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出部を備え、
前記後輪操舵制御部は、
少なくとも前記操舵角に基づき、前記後輪舵角の指令値である後輪舵角指令を生成する後輪舵角指令生成部を備え、
前記後輪舵角指令生成部は、
前記緊急回避状態であるとき、所定の伝達関数を有する操舵角変換器を用いて、前記操舵角に対し、位相が遅れた値を求め、当該位相が遅れた値に応じて、前記後輪舵角指令を生成する、
請求項１に記載の操舵制御装置。
【請求項３】
前記操舵角変換器は、ゲイン一定であり、低周波数領域から高周波数領域にかけて位相が反転する特性を有し、予め設定された位相特性の変曲点における周波数において−９０（ｄｅｇ）の位相遅れを生じるオールパスフィルタである、
請求項２に記載の操舵制御装置。
【請求項４】
前記操舵角変換器は、ゲイン一定であり、低周波数領域から高周波数領域にかけて位相が反転する特性を有し、予め設定された位相特性の変曲点における周波数において−９０（ｄｅｇ）の位相遅れを生じるオールパスフィルタと、低周波数領域のゲインが高周波数領域のゲインよりも大きい位相遅れ補償器とを組み合わせて構成されている、
請求項２に記載の操舵制御装置。
【請求項５】
前記車両の車速を検出する車速検出部と、
前記障害物までの距離を検出する距離検出部と、
を備え、
前記緊急回避状態判定部は、
前記車速と前記障害物までの距離とに基づき、前記緊急回避状態であるか否かを判定する、
請求項１乃至請求項４に記載の操舵制御装置。
【請求項６】
前記緊急回避状態判定部は、
前記車速と前記障害物までの距離とに基づき、前記障害物との衝突予測時間を求めると共に、前記衝突予測時間が第１設定値未満である場合に、前記緊急回避状態であると判定する、
請求項５に記載の操舵制御装置。
【請求項７】
前記ステアリングホイールに加わる操舵トルクを検出する操舵トルク検出部を備え、
前記緊急回避状態判定部は、
前記緊急回避状態であると判定した後、前記操舵角が第２設定値未満であり、且つ、前記操舵トルクが第３設定値未満であると判定した時点で、前記緊急回避状態を解除する、
請求項６に記載の操舵制御装置。
【請求項８】
前記後輪操舵制御部は、
前記緊急回避状態でなく、且つ、前記車速が所定速度以上であるとき、前記後輪舵角を前記前輪舵角と同相に制御する、
請求項５乃至請求項７に記載の操舵制御装置。
【請求項９】
前記後輪操舵制御部は、
前記車速が所定速度未満であるとき、前記後輪舵角を前記前輪舵角に対して逆相に制御する、
請求項５乃至請求項８に記載の操舵制御装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９に記載の操舵制御装置と、
前記後輪舵角指令に基づき前記後輪舵角を変化させる後輪操舵駆動装置と、
を備える操舵装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の操舵装置を備える車両。
【請求項１２】
車両の進路上における障害物を回避するための緊急回避操舵を必要とする緊急回避状態であるとき、ステアリング操舵により操舵される前記車両の前輪舵角に対して、前記ステアリング操舵の緩急に応じて、前記車両の後輪舵角を同相方向あるいは逆相方向のいずれか一方に制御する、操舵制御方法。
【請求項１３】
前記緊急回避状態であるとき、所定の伝達関数を有する操舵角変換器を用いて、前記操舵角に対し、位相が遅れた値を求め、当該位相が遅れた値に応じて、前記後輪舵角指令を生成する、請求項１２に記載の操舵制御方法。
【請求項１４】
前記操舵角変換器は、ゲイン一定であり、低周波数領域から高周波数領域にかけて位相が反転する特性を有し、予め設定された位相特性の変曲点における周波数において−９０（ｄｅｇ）の位相遅れを生じるオールパスフィルタである、請求項１３に記載の操舵制御方法。
【請求項１５】
前記操舵角変換器は、ゲイン一定であり、低周波数領域から高周波数領域にかけて位相が反転する特性を有し、予め設定された位相特性の変曲点における周波数において−９０（ｄｅｇ）の位相遅れを生じるオールパスフィルタと、低周波数領域のゲインが高周波数領域のゲインよりも大きい位相遅れ補償器とを組み合わせて構成されている、請求項１３に記載の操舵制御方法。
【請求項１６】
前記車両の車速と前記障害物までの距離とに基づき、前記障害物との衝突予測時間を求めると共に、前記衝突予測時間が第１設定値未満である場合に、前記緊急回避状態であると判定するステップと、
前記緊急回避状態であると判定した後、前記車両のステアリングホイールの操舵角が第２設定値未満であり、且つ、前記ステアリングホイールに加わる操舵トルクが第３設定値未満であると判定した時点で、前記緊急回避状態を解除するステップと、
を有する、請求項１２乃至請求項１５に記載の操舵制御方法。
【請求項１７】
車両の進路上における障害物を回避するための緊急回避操舵を必要とする緊急回避状態であるとき、ステアリング操舵により操舵される前記車両の前輪舵角に対して、前記ステアリング操舵の緩急に応じて、前記後輪舵角を同相方向あるいは逆相方向のいずれか一方に制御する、車両制御方法。
【請求項１８】
前記緊急回避状態であるとき、所定の伝達関数を有する操舵角変換器を用いて、前記操舵角に対し、位相が遅れた値を求め、当該位相が遅れた値に応じて、前記後輪舵角指令を生成する、請求項１７に記載の車両制御方法。
【請求項１９】
前記操舵角変換器は、ゲイン一定であり、低周波数領域から高周波数領域にかけて位相が反転する特性を有し、予め設定された位相特性の変曲点における周波数において−９０（ｄｅｇ）の位相遅れを生じるオールパスフィルタである、請求項１８に記載の車両制御方法。
【請求項２０】
前記操舵角変換器は、ゲイン一定であり、低周波数領域から高周波数領域にかけて位相が反転する特性を有し、予め設定された位相特性の変曲点における周波数において−９０（ｄｅｇ）の位相遅れを生じるオールパスフィルタと、低周波数領域のゲインが高周波数領域のゲインよりも大きい位相遅れ補償器とを組み合わせて構成されている、請求項１８に記載の車両制御方法。
【請求項２１】
前記車両の車速と前記障害物までの距離とに基づき、前記障害物との衝突予測時間を求めると共に、前記衝突予測時間が第１設定値未満である場合に、前記緊急回避状態であると判定するステップと、
前記緊急回避状態であると判定した後、前記車両のステアリングホイールの操舵角が第２設定値未満であり、且つ、前記ステアリングホイールに加わる操舵トルクが第３設定値未満であると判定した時点で、前記緊急回避状態を解除するステップと、
を有する、請求項１７乃至請求項２０に記載の車両制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵制御装置、操舵装置、車両、操舵制御方法、及び車両制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両の操縦安定性を向上させるため、運転者のステアリングホイールの操作により前輪及び後輪の双方が操舵される４輪操舵（４ＷＳ：４  Ｗｈｅｅｌ  Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）システムが搭載される場合がある。このような４ＷＳシステムでは、低速走行時には後輪を前輪に対して逆方向（逆相方向）に操舵することにより、車体の旋回半径を小さくすることができ、狭い路地や駐車スペース等での車体の取り回しが容易となる。また、高速走行時には後輪を前輪と同方向（同相方向）に操舵することにより、横方向への車体移動の際のヨーイングを低減することができ、高速道路等での安定したレーンチェンジが可能となる。
【０００３】
ところで、車両の進路上に障害物がある場合には、安全に障害物との接触を回避する必要がある。例えば、特許文献１には、４ＷＳシステムを搭載した車両の高速走行時において、緊急回避時など車両を横方向に大きく移動させたい場合には、一時的に後輪を前輪と逆相方向に操舵させる操舵制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２８０１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術に開示される技術では、車両の進路上における障害物等を検知した緊急回避モードにおいて、後輪を前輪に対して逆相方向に操舵する間に達成されるべき全操舵量の目標値（目標操舵量）は、障害物等を回避するのに必要な車両の横方向の移動距離（目標移動距離）の関数として決定される。このため、緊急回避時における実際のステアリングホイールの操作に応じた制御が困難である。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、緊急回避時における実際のステアリングホイールの操作に応じた後輪舵角の制御が可能な操舵制御装置、操舵装置、車両、操舵制御方法、及び車両制御方法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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、操舵制御装置は、車両の進路上における障害物を回避するための緊急回避操舵を必要とする緊急回避状態であるか否かを判定する緊急回避状態判定部と、運転者のステアリング操舵及び前記緊急回避状態判定部の判定結果に基づき、前記車両の後輪舵角の制御を行う後輪操舵制御部と、を備え、前記後輪操舵制御部は、前記緊急回避状態であるとき、前記ステアリング操舵により操舵される前記車両の前輪舵角に対して、前記ステアリング操舵の緩急に応じて、前記後輪舵角を同相方向あるいは逆相方向のいずれか一方に制御する。
【０００８】
上記構成により、緊急回避時における実際のステアリングホイールの操作に応じた後輪舵角の制御が可能となる。
【０００９】
また、望ましい態様として、前記車両のステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出部を備え、前記後輪操舵制御部は、少なくとも前記操舵角に基づき、前記後輪舵角の指令値である後輪舵角指令を生成する後輪舵角指令生成部を備え、前記後輪舵角指令生成部は、前記緊急回避状態であるとき、所定の伝達関数を有する操舵角変換器を用いて、前記操舵角に対し、位相が遅れた値を求め、当該位相が遅れた値に応じて、前記後輪舵角指令を生成するのが好ましい。
【００１０】
上記構成により、緊急回避時における実際のステアリングホイールの操作に応じた後輪舵角の制御が可能となり、走行状況に応じた緊急回避操舵を実現することができる。
【００１１】
また、望ましい態様として、前記操舵角変換器は、ゲイン一定であり、低周波数領域から高周波数領域にかけて位相が反転する特性を有し、予め設定された位相特性の変曲点における周波数において−９０（ｄｅｇ）の位相遅れを生じるオールパスフィルタであるのが好ましい。
【００１２】
上記構成により、ステアリングホイールの緩やかな操舵（低周波数領域）に対しては、後輪舵角指令が操舵角及び前輪舵角と同相となり、ステアリングホイールの急操舵（高周波数領域）に対しては、後輪舵角指令が操舵角及び前輪舵角に対して逆相となる。すなわち、運転者が障害物を回避するための緊急回避操舵を行う際の急操舵を伴う初動においては、後輪が前輪に対して逆相に操舵される。これにより、緊急回避時における実際のステアリングホイールの操作に応じた後輪舵角の制御が可能となり、走行状況に応じた緊急回避操舵を実現することができる。
【００１３】
また、望ましい態様として、前記操舵角変換器は、ゲイン一定であり、低周波数領域から高周波数領域にかけて位相が反転する特性を有し、予め設定された位相特性の変曲点における周波数において−９０（ｄｅｇ）の位相遅れを生じるオールパスフィルタと、低周波数領域のゲインが高周波数領域のゲインよりも大きい位相遅れ補償器とを組み合わせて構成されているのが好ましい。
【００１４】
上記構成により、ステアリングホイールの緩やかな操舵（低周波数領域）に対しては、後輪舵角指令が操舵角及び前輪舵角と同相となり、ステアリングホイールの急操舵（高周波数領域）に対しては、後輪舵角指令が操舵角及び前輪舵角に対して逆相となる。すなわち、運転者が障害物を回避するための緊急回避操舵を行う際の急操舵を伴う初動においては、後輪が前輪に対して逆相に操舵される。また、オールパスフィルタに位相遅れ補償器を組み合わせることで、ステアリングホイールの緩やかな操舵によって後輪が前輪と同相に操舵される場合の後輪舵角指令が大きくなる。これにより、車両の横方向への移動に後輪の力を大きく作用させることができ、より安定した緊急回避操舵が可能となる。
【００１５】
また、望ましい態様として、前記車両の車速を検出する車速検出部と、前記障害物までの距離を検出する距離検出部と、を備え、前記緊急回避状態判定部は、前記車速と前記障害物までの距離とに基づき、前記緊急回避状態であるか否かを判定するのが好ましい。
【００１６】
上記構成により、緊急回避操舵の要否判定が可能となる。
【００１７】
また、望ましい態様として、前記緊急回避状態判定部は、前記車速と前記障害物までの距離とに基づき、前記障害物との衝突予測時間を求めると共に、前記衝突予測時間が第１設定値未満である場合に、前記緊急回避状態であると判定するのが好ましい。
【００１８】
上記構成により、緊急回避操舵の要否を適切に判定することができる。
【００１９】
また、望ましい態様として、前記ステアリングホイールに加わる操舵トルクを検出する操舵トルク検出部を備え、前記緊急回避状態判定部は、前記緊急回避状態であると判定した後、前記操舵角が第２設定値未満であり、且つ、前記操舵トルクが第３設定値未満であると判定した時点で、前記緊急回避状態を解除するのが好ましい。
【００２０】
上記構成により、適切なタイミングで、緊急回避状態を解除することができる。
【００２１】
また、望ましい態様として、前記後輪操舵制御部は、前記緊急回避状態でなく、且つ、前記車速が所定速度以上であるとき、前記後輪舵角を前記前輪舵角と同相に制御するのが好ましい。
【００２２】
上記構成により、高速走行において安定した横方向への移動が可能となる。
【００２３】
また、望ましい態様として、前記後輪操舵制御部は、前記車速が所定速度未満であるとき、前記後輪舵角を前記前輪舵角に対して逆相に制御するのが好ましい。
【００２４】
上記構成により、低速走行時において安定した旋回が可能となる。
【００２５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、操舵装置は、上述した操舵制御装置と、前記後輪舵角指令に基づき前記後輪舵角を変化させる後輪操舵駆動装置と、を備える。
【００２６】
上記構成により、緊急回避時における実際のステアリングホイールの操作に応じた後輪舵角の制御が可能となる。
【００２７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、車両は、上述した操舵装置を備える。
【００２８】
上記構成により、緊急回避時における実際のステアリングホイールの操作に応じた後輪舵角の制御が可能となる。
【００２９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、操舵制御方法は、車両の進路上における障害物を回避するための緊急回避操舵を必要とする緊急回避状態であるとき、ステアリング操舵により操舵される前記車両の前輪舵角に対して、前記ステアリング操舵の緩急に応じて、前記後輪舵角を同相方向あるいは逆相方向のいずれか一方に制御する。
【００３０】
上記構成により、緊急回避時における実際のステアリングホイールの操作に応じた後輪舵角の制御が可能となる。
【００３１】
また、望ましい態様として、前記緊急回避状態であるとき、所定の伝達関数を有する操舵角変換器を用いて、前記操舵角に対し、位相が遅れた値を求め、当該位相が遅れた値に応じて、前記後輪舵角指令を生成するのが好ましい。
【００３２】
上記構成により、緊急回避時における実際のステアリングホイールの操作に応じた後輪舵角の制御が可能となり、走行状況に応じた緊急回避操舵を実現することができる。
【００３３】
また、望ましい態様として、前記操舵角変換器は、ゲイン一定であり、低周波数領域から高周波数領域にかけて位相が反転する特性を有し、予め設定された位相特性の変曲点における周波数において−９０（ｄｅｇ）の位相遅れを生じるオールパスフィルタであるのが好ましい。
【００３４】
上記構成により、ステアリングホイールの緩やかな操舵（低周波数領域）に対しては、後輪舵角指令が操舵角及び前輪舵角と同相となり、ステアリングホイールの急操舵（高周波数領域）に対しては、後輪舵角指令が操舵角及び前輪舵角に対して逆相となる。すなわち、運転者が障害物を回避するための緊急回避操舵を行う際の急操舵を伴う初動においては、後輪が前輪に対して逆相に操舵される。これにより、緊急回避時における実際のステアリングホイールの操作に応じた後輪舵角の制御が可能となり、走行状況に応じた緊急回避操舵を実現することができる。
【００３５】
また、望ましい態様として、前記操舵角変換器は、ゲイン一定であり、低周波数領域から高周波数領域にかけて位相が反転する特性を有し、予め設定された位相特性の変曲点における周波数において−９０（ｄｅｇ）の位相遅れを生じるオールパスフィルタと、低周波数領域のゲインが高周波数領域のゲインよりも大きい位相遅れ補償器とを組み合わせて構成されているのが好ましい。
【００３６】
上記構成により、ステアリングホイールの緩やかな操舵（低周波数領域）に対しては、後輪舵角指令が操舵角及び前輪舵角と同相となり、ステアリングホイールの急操舵（高周波数領域）に対しては、後輪舵角指令が操舵角及び前輪舵角に対して逆相となる。すなわち、運転者が障害物を回避するための緊急回避操舵を行う際の急操舵を伴う初動においては、後輪が前輪に対して逆相に操舵される。また、オールパスフィルタに位相遅れ補償器を組み合わせることで、ステアリングホイールの緩やかな操舵によって後輪が前輪と同相に操舵される場合の後輪舵角指令が大きくなる。これにより、車両の横方向への移動に後輪の力を大きく作用させることができ、より安定した緊急回避操舵が可能となる。
【００３７】
また、望ましい態様として、前記車両の車速と前記障害物までの距離とに基づき、前記障害物との衝突予測時間を求めると共に、前記衝突予測時間が第１設定値未満である場合に、前記緊急回避状態であると判定するステップと、前記緊急回避状態であると判定した後、前記車両のステアリングホイールの操舵角が第２設定値未満であり、且つ、前記ステアリングホイールに加わる操舵トルクが第３設定値未満であると判定した時点で、前記緊急回避状態を解除するステップと、を有するのが好ましい。
【００３８】
上記構成により、緊急回避操舵の要否判定を適切に行いつつ、後輪操舵制御処理を実現することができる。
【００３９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、車両制御方法は、車両の進路上における障害物を回避するための緊急回避操舵を必要とする緊急回避状態であるとき、ステアリング操舵により操舵される前記車両の前輪舵角に対して、前記ステアリング操舵の緩急に応じて、前記後輪舵角を同相方向あるいは逆相方向のいずれか一方に制御する。
【００４０】
上記構成により、緊急回避時における実際のステアリングホイールの操作に応じた後輪舵角の制御が可能となる。
【００４１】
また、望ましい態様として、前記緊急回避状態であるとき、所定の伝達関数を有する操舵角変換器を用いて、前記操舵角に対し、位相が遅れた値を求め、当該位相が遅れた値に応じて、前記後輪舵角指令を生成するのが好ましい。
【００４２】
上記構成により、緊急回避時における実際のステアリングホイールの操作に応じた後輪舵角の制御が可能となり、走行状況に応じた緊急回避操舵を実現することができる。
【００４３】
また、望ましい態様として、前記操舵角変換器は、ゲイン一定であり、低周波数領域から高周波数領域にかけて位相が反転する特性を有し、予め設定された位相特性の変曲点における周波数において−９０（ｄｅｇ）の位相遅れを生じるオールパスフィルタであるのが好ましい。
【００４４】
上記構成により、ステアリングホイールの緩やかな操舵（低周波数領域）に対しては、後輪舵角指令が操舵角及び前輪舵角と同相となり、ステアリングホイールの急操舵（高周波数領域）に対しては、後輪舵角指令が操舵角及び前輪舵角に対して逆相となる。すなわち、運転者が障害物を回避するための緊急回避操舵を行う際の急操舵を伴う初動においては、後輪が前輪に対して逆相に操舵される。これにより、緊急回避時における実際のステアリングホイールの操作に応じた後輪舵角の制御が可能となり、走行状況に応じた緊急回避操舵を実現することができる。
【００４５】
また、望ましい態様として、前記操舵角変換器は、ゲイン一定であり、低周波数領域から高周波数領域にかけて位相が反転する特性を有し、予め設定された位相特性の変曲点における周波数において−９０（ｄｅｇ）の位相遅れを生じるオールパスフィルタと、低周波数領域のゲインが高周波数領域のゲインよりも大きい位相遅れ補償器とを組み合わせて構成されているのが好ましい。
【００４６】
上記構成により、ステアリングホイールの緩やかな操舵（低周波数領域）に対しては、後輪舵角指令が操舵角及び前輪舵角と同相となり、ステアリングホイールの急操舵（高周波数領域）に対しては、後輪舵角指令が操舵角及び前輪舵角に対して逆相となる。すなわち、運転者が障害物を回避するための緊急回避操舵を行う際の急操舵を伴う初動においては、後輪が前輪に対して逆相に操舵される。また、オールパスフィルタに位相遅れ補償器を組み合わせることで、ステアリングホイールの緩やかな操舵によって後輪が前輪と同相に操舵される場合の後輪舵角指令が大きくなる。これにより、車両の横方向への移動に後輪の力を大きく作用させることができ、より安定した緊急回避操舵が可能となる。
【００４７】
また、望ましい態様として、前記車両の車速と前記障害物までの距離とに基づき、前記障害物との衝突予測時間を求めると共に、前記衝突予測時間が第１設定値未満である場合に、前記緊急回避状態であると判定するステップと、前記緊急回避状態であると判定した後、前記車両のステアリングホイールの操舵角が第２設定値未満であり、且つ、前記ステアリングホイールに加わる操舵トルクが第３設定値未満であると判定した時点で、前記緊急回避状態を解除するステップと、を有する。
【００４８】
上記構成により、緊急回避操舵の要否判定を適切に行いつつ、後輪操舵制御処理を実現することができる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明によれば、緊急回避時における実際のステアリングホイールの操作に応じた後輪舵角の制御が可能な操舵制御装置、操舵装置、車両、操舵制御方法、及び車両制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、実施形態１に係る車両の一構成例を示す図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る操舵制御装置における後輪操舵制御部の機能ブロックの一構成例を示す図である。
【図３】図３は、実施形態１における操舵角変換器の特性例を示す図である。
【図４】図４は、実施形態１における操舵角変換器の一構成例を示す図である。
【図５】図５は、シミュレーションモデルによる制御ブロック図である。
【図６】図６は、図５に示すシミュレーションモデルで操舵角を入力、ヨーレートを出力としたときの入出力特性を示す図である。
【図７】図７は、後輪操舵制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、図７に示すフローチャートに沿う車両の挙動の一例を示す図である。
【図９】図９は、図８に示す車両の挙動に対応した車両の位置と前輪舵角δｆ及び後輪舵角指令＊δｒの関係を示す図である。
【図１０】図１０は、実施形態２における操舵角変換器の特性例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施形態２における操舵角変換器の一構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００５２】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る車両の一構成例を示す図である。図１に示す例において、実施形態１に係る車両１００は、前輪１０ＦＬ，１０ＦＲ及び後輪１０ＲＬ，１０ＲＲが操舵される４ＷＳシステム搭載車両である。
【００５３】
図１に示すように、車両１００は、４ＷＳシステムを構成する操舵装置１を備えている。操舵装置１は、操舵機構２と、操舵制御装置３と、を備えている。操舵機構２は、ステアリングホイール（ハンドル）２１と、前輪操舵機構２２と、後輪操舵機構２３と、を備えている。操舵制御装置３は、操舵トルク検出部３１と、操舵角検出部３２と、車速検出部３３と、距離検出部３４と、緊急回避状態判定部３５と、後輪操舵制御部３６と、を備えている。
【００５４】
前輪１０ＦＬ，１０ＦＲは、前輪操舵機構２２により操舵される。後輪１０ＲＬ，１０ＲＲは、後輪操舵機構２３により操舵される。
【００５５】
前輪操舵機構２２は、運転者によって操舵されるステアリングホイール２１の回転が伝達され、減速ギア（図示せず）を介してタイロッド１１Ｌ，１１Ｒを駆動することにより、前輪１０ＦＬ，１０ＦＲの舵角（以下、「前輪舵角」という）δｆが変化する。
【００５６】
後輪操舵機構２３は、後輪操舵制御部３６からの後輪舵角指令＊δｒに基づきタイロッド１２Ｌ，１２Ｒを駆動する後輪操舵駆動装置２４を有している。この後輪操舵駆動装置２４がタイロッド１２Ｌ，１２Ｒを駆動することにより、後輪１０ＲＬ，１０ＲＲの舵角（以下、「後輪舵角」という）δｒが変化する。
【００５７】
操舵トルク検出部３１は、ステアリングホイール２１に加わる操舵トルクＴを検出する。操舵トルク検出部３１としては、例えばパワーステアリング装置に搭載され運転者が入力する操舵トルクＴを検出する操舵トルクセンサを採用できる。そして、操舵トルク検出部３１は、検出結果を緊急回避状態判定部３５及び後輪操舵制御部３６に出力する。
【００５８】
操舵角検出部３２は、ステアリングホイール２１の操舵角θを検出する。そして、操舵角検出部３２は、検出結果を緊急回避状態判定部３５及び後輪操舵制御部３６に出力する。
【００５９】
以下の説明において、操舵角θは、車両１００が直進するときの位相をゼロ位相とし、車両１００が右方向に旋回あるいは移動する位相を正（＋）の位相、車両１００が左方向に旋回あるいは移動する位相を負（−）の位相とする。同様に、ステアリングホイール２１により操舵される前輪舵角δｆは、車両１００が直進するときの位相をゼロ位相とし、車両１００が右方向に旋回あるいは移動する位相を正の位相、車両１００が左方向に旋回あるいは移動する位相を負の位相とする。また、後輪舵角δｒは、車両１００が直進するときの位相をゼロ位相とし、前輪舵角δｆが正の位相に操舵されているときの前輪舵角δｆと同相の位相、あるいは、前輪舵角δｆが負の位相に操舵されているときの前輪舵角δｆと逆相の位相を正の位相、前輪舵角δｆが負の位相に操舵されているときの前輪舵角δｆと同相の位相、あるいは、前輪舵角δｆが正の位相に操舵されているときの前輪舵角δｆと逆相の位相を負の位相とする。
【００６０】
車速検出部３３は、車両１００の車速Ｖを検出する。そして、車速検出部３３は、検出結果を緊急回避状態判定部３５及び後輪操舵制御部３６に出力する。
【００６１】
距離検出部３４は、車両１００前方の障害物までの距離Ｌを検出する。距離検出部３４としては、例えば、車両１００の前端に配置され、車両１００前方にレーザー光を出射し、出射したレーザー光の反射光を用いて障害物を検出するレーザレンジファインダを採用できる。そして、距離検出部３４は、検出結果を緊急回避状態判定部３５に出力する。なお、距離検出部３４としては、例えば、カメラやミリ波レーダーであっても良く、車両１００前方の障害物までの距離Ｌを検出可能な構成であれば、どのような態様であっても良い。この距離検出部３４の態様により本発明が限定されるものではない。
【００６２】
緊急回避状態判定部３５は、車速検出部３３が検出した車両１００の車速Ｖと距離検出部３４が検出した障害物までの距離Ｌとに基づき、運転者が緊急回避操舵を行う必要がある緊急回避状態であるか否かを判定する。これにより、緊急回避操舵の要否判定が可能となる。緊急回避操舵としては、例えば、車両１００前方に出現した障害物を回避するための操舵操作がある。具体的には、緊急回避状態判定部３５は、障害物までの距離Ｌを車両１００の車速Ｖで除算して得られる障害物との衝突までの時間（以下「衝突予測時間」という）ｔｃが予め定められた第１設定値ｔｔｈ未満であると判定した場合には、緊急回避状態であると判定する。そして、緊急回避状態判定部３５は、判定結果Ｊを後輪操舵制御部３６に出力する。一方、緊急回避状態判定部３５は、それ以外の場合、すなわち、車両１００前方に障害物がない場合（距離検出部３４の測距可能範囲内に障害物がない場合）、あるいは、衝突予測時間ｔｃが第１設定値ｔｔｈ以上である場合には、緊急回避状態ではないと判定する。これにより、緊急回避操舵の要否を適切に判定することができる。
【００６３】
また、緊急回避状態判定部３５は、操舵トルク検出部３１が検出した操舵トルクＴと操舵角検出部３２が検出した操舵角θとに基づき、緊急回避状態を解除するか否かを判定する。具体的には、緊急回避状態判定部３５は、緊急回避状態と判定してから、操舵角θが予め定められた第２設定値θｔｈ未満であり、且つ、操舵トルクＴが予め定められた第３設定値Ｔｔｈ未満であると判定した時点で、緊急回避状態を解除する。そして、緊急回避状態判定部３５は、判定結果Ｊを後輪操舵制御部３６に出力する。これにより、適切なタイミングで、緊急回避状態を解除することができる。
【００６４】
後輪操舵制御部３６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、並びにＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換回路等のＣＰＵ周辺部品を備える。そして、後輪操舵制御部３６（ＣＰＵ、ＣＰＵ周辺部品）は、操舵トルク検出部３１が検出した操舵トルクＴ、操舵角検出部３２が検出した操舵角θ、車速検出部３３が検出した車両１００の車速Ｖ、及び緊急回避状態判定部３５の判定結果Ｊに基づき、後輪操舵制御処理を実行する。
【００６５】
図２は、実施形態１に係る操舵制御装置における後輪操舵制御部の機能ブロックの一構成例を示す図である。図２に示すように、後輪操舵制御部３６は、後輪舵角δｒの指令値である後輪操舵指令＊δｒを生成し、後輪操舵機構２３の後輪操舵駆動装置２４に出力する後輪舵角指令生成部３６２を備えている。
【００６６】
緊急回避状態ではないとき、すなわち、車両１００前方に障害物がない場合（距離検出部３４の測距可能範囲内に障害物がない場合）、あるいは、衝突予測時間ｔｃが第１設定値ｔｔｈ以上である場合には、後輪舵角指令生成部３６２は、操舵角検出部３２が検出した操舵角θ及び車速検出部３３が検出した車両１００の車速Ｖに基づき、後輪舵角指令＊δｒを生成する。例えば、車両１００の前進時において、車速Ｖが所定速度Ｖｔｈ未満であれば、後輪舵角指令＊δｒは、操舵角θとは逆相、すなわち前輪舵角δｆに対して逆相となる。これにより、低速走行時において安定した旋回が可能となる。また、例えば、車両１００の前進時において、車速Ｖが所定速度Ｖｔｈ以上であれば、後輪舵角指令＊δｒは、操舵角θと同相、すなわち前輪舵角δｆと同相となる。これにより、高速走行において安定した横方向への移動が可能となる。なお、後輪舵角δｒの制御範囲は、一般に前輪舵角δｆよりも小さい。このため、後輪舵角指令＊δｒは、後輪舵角δｒの制御範囲内で、前輪舵角δｆに応じた比率で設定される。さらに、後輪舵角指令＊δｒは、車速Ｖに応じて前輪舵角δｆに対する比率が変化する構成であってもよい。また、例えば、後輪舵角指令＊δｒは、車両１００の後進時において、操舵角θとは逆相、すなわち前輪舵角δｆに対して逆相となる構成であっても良い。
【００６７】
緊急回避状態ではない状況下において後輪操舵指令＊δｒが操舵角θ及び前輪舵角δｆと同相となる場合、すなわち、車速Ｖが所定速度Ｖｔｈ以上であるとき、車両１００前方に障害物が現われ、衝突予測時間ｔｃが第１設定値ｔｔｈ未満となると、緊急回避状態判定部３５から緊急回避状態であるという判定結果が後輪操舵制御部３６に出力される。このとき、後輪舵角指令生成部３６２は、以下の（１）式に示す伝達特性Ｈ１（ｓ）を有する操舵角変換器を用いて、操舵角θを変換する。（１）式において、ｓはラプラス演算子、ｆは後述するシミュレーションモデルの操舵角θから車両のヨーレートまでの応答特性における応答周波数を使用する。
【００６８】
Ｈ１（ｓ）＝（（−ｓ＋ｆ×２π）／（ｓ＋ｆ×２π））…（１）
【００６９】
図３は、実施形態１における操舵角変換器の特性例を示す図である。図３（ａ）は、操舵角変換器の周波数−ゲイン特性を示し、図３（ｂ）は、操舵角変換器の周波数−位相特性を示している。また、図４は、実施形態１における操舵角変換器の一構成例を示す図である。
【００７０】
（１）式及び図３，４に示すように、本実施形態における操舵角変換器３６２ａは、ゲイン一定（０ｄＢ）であり、低周波数領域から高周波数領域にかけて位相が反転する特性を有している。具体的には、本実施形態における操舵角変換器３６２ａは、図３（ｂ）に示す周波数−位相特性の変曲点Ａにおける周波数ｆで−９０（ｄｅｇ）の位相遅れを生じる、所謂オールパスフィルタである。
【００７１】
本実施形態において、後輪舵角指令生成部３６２は、（１）式に示す伝達特性Ｈ１（ｓ）を有する操舵角変換器３６２ａを用いて、操舵角検出部３２から入力される操舵角θを、その操舵角θに対して位相が遅れた変換操舵角θ’に変換する。そして、その変換操舵角θ’に応じて、後輪舵角指令＊δｒを生成する。これにより、ステアリングホイール２１の緩やかな操舵（低周波数領域）に対しては、後輪舵角指令＊δｒが操舵角θ及び前輪舵角δｆと同相となり、ステアリングホイール２１の急操舵（高周波数領域）に対しては、後輪舵角指令＊δｒが操舵角θ及び前輪舵角δｆに対して逆相となる。すなわち、運転者が障害物を回避するための緊急回避操舵を行う際の急操舵を伴う初動においては、後輪１０ＲＬ，１０ＲＲが前輪１０ＦＬ，１０ＦＲに対して逆相に操舵される。これにより、緊急回避時における実際のステアリングホイール２１の操作に応じた後輪舵角δｒの制御が可能となり、走行状況に応じた緊急回避操舵を実現することができる。
【００７２】
図５は、シミュレーションモデルによる制御ブロック図である。シミュレーションモデルとしては、例えば、制御対象となる４ＷＳシステム搭載車両の車両重量や車幅等の諸元や車速、路面状況（摩擦係数）、モデルコース等が設定される。
【００７３】
図５に示すシミュレーションモデルにおいて、入力は操舵角であり、出力はシミュレーションモデルによって得られる横方向の移動量及び車両のヨーレートである。
【００７４】
図６は、図５に示すシミュレーションモデルで操舵角を入力、ヨーレートを出力としたときの入出力特性を示す図である。図５に示すシミュレーションにおいて、入力周波数を変化させ、入出力ゲインをプロットすると、図６に示すような入出力特性が得られる。
【００７５】
図６に示すように、シミュレーションモデルにおける操舵角θから車両のヨーレートまでの応答特性は、低周波数領域では入出力ゲインが一定となり、高周波数領域では徐々に入出力ゲインが小さくなっていく。すなわち、高周波数領域では、車両の応答性が低下する。換言すれば、ステアリングホイールの急操舵に対しては、ステアリングホイールの操舵角に応じた車両のヨーレートを得ることが困難となる。本実施形態では、入出力ゲインが低周波数領域に対して３ｄＢ低下する周波数ｆ０を、図５に示すシミュレーションモデルの操舵角θから車両のヨーレートまでの応答特性における応答周波数とし、この応答周波数ｆ０を、図３（ｂ）に示す操舵角変換器３６２ａの周波数−位相特性の変曲点Ａの周波数ｆとしている。なお、本実施形態では、上述したシミュレーションモデルの操舵角θから車両のヨーレートまでの応答特性において、入出力ゲインが低周波数領域に対して３ｄＢ低下する周波数ｆ０を応答周波数とし、この応答周波数ｆ０を、操舵角変換器３６２ａの周波数−位相特性の変曲点Ａの周波数ｆとする手法を一例として挙げたが、これに限るものではなく、上述したシミュレーションモデルの操舵角θから車両のヨーレートまでの応答特性における応答周波数ｆ０、及び、操舵角変換器３６２ａの周波数−位相特性の変曲点Ａの周波数ｆを求める手法により本発明が限定されるものではない。
【００７６】
次に、実施形態１に係る操舵制御装置３における後輪操舵制御部３６が実行する後輪操舵制御処理を、図１乃至図９を参照して説明する。
【００７７】
図７は、後輪操舵制御処理の一例を示すフローチャートである。図７に示す例において、通常操舵モードとは、車速Ｖが所定速度Ｖｔｈ以上であり、且つ、緊急回避状態判定部３５から出力される判定結果Ｊが、緊急回避状態でないことを示している場合の操舵モードを示している。すなわち、通常操舵モードにおいては、前輪１０ＦＬ，１０ＦＲと後輪１０ＲＬ，１０ＲＲとが同相に操舵されるものとする。また、緊急回避操舵モードとは、通常操舵モードでの走行中において、緊急回避状態判定部３５から出力される判定結果Ｊが、緊急回避状態であることを示している場合の操舵モードを示している。すなわち、後輪舵角指令生成部３６２は、緊急回避操舵モードにおいて、（１）式に示す伝達特性Ｈ１（ｓ）を有する操舵角変換器３６２ａを用いて、操舵角検出部３２から入力される操舵角θを、その操舵角θに対して位相が遅れた変換操舵角θ’に変換する。そして、その変換操舵角θ’に応じて、後輪舵角指令＊δｒを生成する。すなわち、後輪舵角指令生成部３６２は、緊急回避操舵モードにおいて、（１）式に示す伝達特性Ｈ１（ｓ）を有する操舵角変換器３６２ａを用いて、操舵角θに対し、位相が遅れた値を求め、当該位相が遅れた値に応じて、後輪舵角指令＊δｒを生成する。これにより、入力されるステアリングホイール２１の操舵角θに応じて、後輪舵角の位相が変化する。なお、ここでは、車速Ｖが所定速度Ｖｔｈ未満である場合において、前輪１０ＦＬ，１０ＦＲに対して後輪１０ＲＬ，１０ＲＲが逆相に操舵される場合の操舵モードについては、説明を省略する。
【００７８】
図８は、図７に示すフローチャートに沿う車両の挙動の一例を示す図である。図８に示す例において、車両１００は、図中のＢ矢示方向に前進しているものとする。各点ａ〜ｋは、車両１００の重心位置を示すものである。以下、各点ａ〜ｋの位置を、車両１００の位置ａ〜ｋとして説明する。
【００７９】
図９は、図８に示す車両の挙動に対応した車両の位置と前輪舵角δｆ及び後輪舵角指令＊δｒの関係を示す図である。図９に示す黒点は、車両１００の各位置ａ〜ｋにおける前輪舵角δｆを示し、×点は、車両１００の各位置ａ〜ｋにおける後輪舵角δｒを示している。
【００８０】
なお、上述した後輪操舵制御処理は、イグニッションがオン状態にされると、予め定められたサンプリング時間が経過するたびに実行される。
【００８１】
図８に示す位置ａでは、障害物との衝突予測時間ｔｃが第１設定値ｔｔｈ以上であり、車両１００は、通常操舵モードで走行している（ステップＳ１０１）。この通常操舵モードにおいて、後輪操舵制御部３６の後輪舵角指令生成部３６２は、操舵角検出部３２が検出した操舵角θ及び車速検出部３３が検出した車両１００の車速Ｖに基づき、後輪舵角指令＊δｒを生成し、後輪操舵機構２３の後輪操舵駆動装置２４に出力する。後輪操舵駆動装置２４がタイロッド１２Ｌ，１２Ｒを駆動することにより、後輪１０ＲＬ，１０ＲＲの実舵角δｒが変化する。
【００８２】
通常操舵モードでの走行中において、後輪操舵制御部３６は、緊急回避状態判定部３５から出力される判定結果Ｊが、緊急回避状態であることを示しているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。緊急回避状態判定部３５から出力される判定結果Ｊが緊急回避状態でないことを示す信号である場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、通常操舵モードを続行し、ステップＳ１０２の処理を繰り返し実行する。
【００８３】
障害物との衝突予測時間ｔｃが第１設定値ｔｔｈ未満となると（図８の位置ｂ）、緊急回避状態判定部３５から出力される判定結果Ｊが緊急回避状態であることを示す信号に切り替わる。後輪操舵制御部３６は、緊急回避状態であることを検知すると（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、操舵モードを通常操舵モードから緊急回避操舵モードに移行させる（ステップＳ１０３）。
【００８４】
緊急回避操舵モードにおいて、後輪操舵制御部３６の後輪舵角指令生成部３６２は、上述したように、（１）式に示す伝達特性Ｈ１（ｓ）を有する操舵角変換器３６２ａを用いて、操舵角検出部３２から入力される操舵角θを、その操舵角θに対して位相が遅れた変換操舵角θ’に変換する。そして、その変換操舵角θ’に応じて、後輪舵角指令＊δｒを生成する。
【００８５】
図８に示す位置ｃでは、運転者が障害物を避けるためにステアリングホイール２１を右方向に急操舵することで、前輪舵角δｆに対して、後輪舵角δｒが逆相となる（図９：ｃ）。これにより、車両１００は右方向に旋回する。その後、運転者によるステアリングホイール２１の操舵角θの変化量が小さくなる位置ｄでは、前輪舵角δｆと後輪舵角δｒとが同相となり（図９：ｄ）、車両１００は右横方向に移動する。
【００８６】
続く位置ｅでは、運転者がコースからの逸脱を防ぐためにステアリングホイール２１を左方向に急操舵することで、前輪舵角δｆに対して、後輪舵角δｒが逆相となる（図９：ｅ）。これにより、車両１００は左方向に旋回する。その後、運転者が車両１００を進行方向（図８のＢ矢示方向）に向けるためにステアリングホイール２１をセンター位置（すなわち、操舵角θをゼロ）とすることで、前輪舵角δｆ及び後輪舵角δｒがゼロとなる（図９：ｆ）。
【００８７】
続く位置ｇでは、運転者が元の走行レーンに戻るためにステアリングホイール２１を左方向に急操舵することで、前輪舵角δｆに対して、後輪舵角δｒが逆相となる（図９：ｇ）。これにより、車両１００は左方向に旋回する。その後、運転者によるステアリングホイール２１の操舵角θの変化量が小さくなる位置ｈでは、前輪舵角δｆと後輪舵角δｒとが同相となり、車両１００は左横方向に移動する。
【００８８】
続く位置ｉでは、運転者がコースからの逸脱を防ぐためにステアリングホイール２１を右方向に急操舵することで、前輪舵角δｆに対して、後輪舵角δｒが逆相となる（図９：ｉ）。これにより、車両１００は右方向に旋回する。その後、運転者が車両１００を進行方向（図７のＢ矢示方向）に向けるためにステアリングホイール２１をセンター位置（すなわち、操舵角θをゼロ）とすることで、前輪舵角δｆ及び後輪舵角δｒがゼロとなる（図９：ｊ）。
【００８９】
緊急回避操舵モードでの走行中において、後輪操舵制御部３６は、緊急回避状態判定部３５から出力される判定結果Ｊが、緊急回避状態を解除することを示しているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。緊急回避状態判定部３５から出力される判定結果Ｊが緊急回避状態を解除しないことを示す信号である場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、緊急回避操舵モードを続行し、ステップＳ１０４の処理を繰り返し実行する。
【００９０】
操舵角θが予め定められた第２設定値θｔｈ未満であり、且つ、操舵トルクＴが予め定められた第３設定値Ｔｔｈ未満となると（図８の位置ｋ）、緊急回避状態判定部３５から出力される判定結果Ｊが緊急回避状態を解除することを示す信号に切り替わる。後輪操舵制御部３６は、緊急回避状態を解除することを検知すると（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、操舵モードを緊急回避操舵モードから通常操舵モードに移行させる（ステップＳ１０５）。以降、ステップＳ１０２〜ステップＳ１０５の処理を繰り返し実行することで、緊急回避操舵の要否判定を適切に行いつつ、本実施形態に係る後輪操舵制御処理を実現することができる。
【００９１】
以上説明したように、実施形態１に係る操舵制御装置３、操舵装置１、及び車両１００は、車両１００の進路上における障害物を回避するための緊急回避操舵を必要とする緊急回避状態であるか否かを判定する緊急回避状態判定部３５と、運転者のステアリング操舵及び緊急回避状態判定部３５の判定結果に基づき、車両１００の後輪舵角の制御を行う後輪操舵制御部３６と、を備える。後輪操舵制御部３６は、緊急回避状態であるとき、ステアリング操舵により操舵される車両１００の前輪舵角δｆに対して、ステアリング操舵の緩急に応じて、後輪舵角δｒを同相方向あるいは逆相方向のいずれか一方に制御する。
【００９２】
より具体的には、車両１００のステアリングホイール２１の操舵角θを検出する操舵角検出部３２を備え、後輪操舵制御部３６は、少なくとも操舵角θに基づき、後輪舵角δｒの指令値である後輪舵角指令＊δｒを生成する後輪舵角指令生成部３６２を備える。後輪舵角指令生成部３６２は、緊急回避状態であるとき、（１）式に示す伝達特性Ｈ１（ｓ）を有する操舵角変換器３６２ａを用いて、ステアリングホイール２１の操舵角θに対し、位相が遅れた値を求め、当該位相が遅れた値に応じて、後輪舵角指令＊δｒを生成する。これにより、ステアリングホイール２１の緩やかな操舵（低周波数領域）に対しては、後輪舵角指令＊δｒが操舵角θ及び前輪舵角δｆと同相となり、ステアリングホイール２１の急操舵（高周波数領域）に対しては、後輪舵角指令＊δｒが操舵角θ及び前輪舵角δｆに対して逆相となる。すなわち、運転者が障害物を回避するための緊急回避操舵を行う際の急操舵を伴う初動においては、後輪１０ＲＬ，１０ＲＲが前輪１０ＦＬ，１０ＦＲに対して逆相に操舵される。これにより、緊急回避時における実際のステアリングホイール２１の操作に応じた後輪舵角δｒの制御が可能となる。
【００９３】
また、実施形態１に係る操舵制御方法、及び車両制御方法は、車両１００の進路上における障害物を回避するための緊急回避操舵を必要とする緊急回避状態であるとき、ステアリング操舵により操舵される車両１００の前輪舵角δｆに対して、ステアリング操舵の緩急に応じて、後輪舵角δｒを同相方向あるいは逆相方向のいずれか一方に制御する。これにより、緊急回避時における実際のステアリングホイール２１の操作に応じた後輪舵角δｒの制御が可能となる。
【００９４】
より具体的には、緊急回避状態であるとき、（１）式に示す伝達特性Ｈ１（ｓ）を有する操舵角変換器３６２ａを用いて、ステアリングホイール２１の操舵角θに対し、位相が遅れた値を求め、当該位相が遅れた値に応じて、後輪舵角指令＊δｒを生成する。これにより、ステアリングホイール２１の緩やかな操舵（低周波数領域）に対しては、後輪舵角指令＊δｒが操舵角θ及び前輪舵角δｆと同相となり、ステアリングホイール２１の急操舵（高周波数領域）に対しては、後輪舵角指令＊δｒが操舵角θ及び前輪舵角δｆに対して逆相となる。すなわち、運転者が障害物を回避するための緊急回避操舵を行う際の急操舵を伴う初動においては、後輪１０ＲＬ，１０ＲＲが前輪１０ＦＬ，１０ＦＲに対して逆相に操舵される。これにより、緊急回避時における実際のステアリングホイール２１の操作に応じた後輪舵角δｒの制御が可能となる。
【００９５】
また、車両１００の車速Ｖと障害物までの距離Ｌとに基づき、障害物との衝突予測時間ｔｃを求めると共に、衝突予測時間ｔｃが第１設定値未満ｔｔｈである場合に、緊急回避状態であると判定するステップと、緊急回避状態であると判定した後、ステアリングホイール２１の操舵角θが第２設定値未満であり、且つ、ステアリングホイール２１に加わる操舵トルクＴが第３設定値Ｔｔｈ未満であると判定した時点で、緊急回避状態を解除するステップと、を有する。これにより、緊急回避操舵が必要な状態である間だけ、緊急回避操舵モードでの走行を行うことができる。
【００９６】
（実施形態２）
実施形態２に係る車両、操舵装置、及び操舵制御装置の構成は、上述した実施形態１と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００９７】
本実施形態では、緊急回避状態であるときに操舵角θを変換する際に用いる操舵角変換器として、上述した実施形態１において説明した伝達関数Ｈ１（ｓ）の所謂オールパスフィルタと、低周波数領域のゲインが高周波数領域のゲインよりも大きい、所謂位相遅れ補償器を組み合わせた構成を用いている。
【００９８】
本実施形態では、以下の（２）式に示す伝達特性Ｈ２（ｓ）を有する操舵角変換器を用いて、操舵角θを変換する。（２）式において、ｓはラプラス演算子、ｆは図５に示すシミュレーションモデルの操舵角θから車両のヨーレートまでの応答特性における応答周波数を使用し、αは高周波数領域に対する低周波数領域のゲインである。
【００９９】
Ｈ２（ｓ）＝（（−ｓ＋ｆ×２π）／（ｓ＋ｆ×２π））
×（（α２×（α×ｓ＋ｆ×２π））／（（ｓ／α）＋ｆ×２π））…（２）
【０１００】
図１０は、実施形態２における操舵角変換器の特性例を示す図である。図１０（ａ）は、操舵角変換器の周波数−ゲイン特性を示し、図１０（ｂ）に示す破線は、実施形態１における伝達関数Ｈ１（ｓ）の操舵角変換器の周波数−位相特性を示し、実線は、実施形態２における伝達関数Ｈ２（ｓ）の操舵角変換器の周波数−位相特性を示している。また、図１１は、実施形態２における操舵角変換器の一構成例を示す図である。
【０１０１】
（２）式及び図１０，１１に示すように、本実施形態における操舵角変換器３６２ｂは、低周波数領域から高周波数領域にかけて位相が反転すると共に、高周波数領域に対して低周波数領域のゲインが大きくなる特性を有している。具体的には、本実施形態における操舵角変換器３６２ｂは、周波数ｆで−９０（ｄｅｇ）の位相遅れを生じる、実施形態１における伝達関数Ｈ１（ｓ）の所謂オールパスフィルタに対し、高周波数領域に対して低周波数領域のゲインが大きくなる特性を有する、所謂位相遅れ補償器を組み合わせたものである。
【０１０２】
本実施形態において、後輪舵角指令生成部３６２は、（２）式に示す伝達特性Ｈ２（ｓ）を有する操舵角変換器３６２ｂを用いて、操舵角検出部３２から入力される操舵角θを、その操舵角θに対して位相が遅れた変換操舵角θ’に変換する。そして、その変換操舵角θ’に応じて、後輪舵角指令＊δｒを生成する。これにより、ステアリングホイール２１の緩やかな操舵（低周波数領域）に対しては、後輪舵角指令＊δｒが操舵角θ及び前輪舵角δｆと同相となり、ステアリングホイール２１の急操舵（高周波数領域）に対しては、後輪舵角指令＊δｒが操舵角θ及び前輪舵角δｆに対して逆相となる。すなわち、運転者が障害物を回避するための緊急回避操舵を行う際の急操舵を伴う初動においては、後輪１０ＲＬ，１０ＲＲが前輪１０ＦＬ，１０ＦＲに対して逆相に操舵される。これにより、緊急回避時における実際のステアリングホイール２１の操作に応じた後輪舵角δｒの制御が可能となり、走行状況に応じた緊急回避操舵を実現することができる。
【０１０３】
さらに、本実施形態では、緊急回避状態であるときに操舵角θを変換する際に用いる操舵角変換器３６２ａとして、実施形態１において説明した伝達関数Ｈ１（ｓ）の所謂オールパスフィルタに対し、低周波数領域のゲインが高周波数領域のゲインよりも大きい、所謂位相遅れ補償器を組み合わせることで、ステアリングホイール２１の緩やかな操舵によって後輪１０ＲＬ，１０ＲＲが前輪１０ＦＬ，１０ＦＲと同相に操舵される場合の後輪舵角指令＊δｒが大きくなる。これにより、車両１００の横方向への移動に後輪の力を大きく作用させることができ、実施形態１よりも安定した緊急回避操舵が可能となる。
【０１０４】
以上説明したように、実施形態２に係る操舵制御装置３、操舵装置１、及び車両１００は、緊急回避状態であるときに操舵角θを変換する際に用いる操舵角変換器３６２ｂとして、ステアリングホイール２１の回転周波数ｆが相対的に低い領域では同相となり、ステアリングホイール２１の回転周波数ｆが相対的に高い領域では逆相となるオールパスフィルタと、高周波数領域に対して低周波数領域のゲインが大きくなる特性を有する位相遅れ補償器を組み合わせている。これにより、緊急回避時における実際のステアリングホイール２１の操作に応じた後輪舵角δｒの制御が可能となるのに加え、車両１００の横方向への移動に後輪の力を大きく作用させることができ、実施形態１よりも安定した緊急回避操舵が可能となる。
【０１０５】
なお、上述した実施形態では、後輪舵角指令生成部３６２は、（１）式あるいは（２）式の特性を有する操舵角変換器を用いて、操舵角検出部３２が検出した操舵角θに対し、位相が遅れた値を求め、当該位相が遅れた値に応じて、後輪舵角指令＊δｒを生成する例について説明したが、ステアリングホイール２１の操舵角θに代えて、例えば、電動パワーステアリング装置で用いられる操舵補助モータが具備した位置センサ（例えば、レゾルバ等）により検出される操舵補助モータの回転角を用いても良いことは言うまでもない。このようにすれば、操舵角検出部３２、すなわちステアリングホイール２１の操舵角θを検出するための専用のセンサを用いることなく操舵制御装置を構成することができ、製造原価を低減することができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１  操舵装置
２  操舵機構
３  操舵制御装置
１０ＦＬ，１０ＦＲ  前輪
１０ＲＬ，１０ＲＲ  後輪
１１Ｌ，１１Ｒ，１２Ｌ，１２Ｒ  タイロッド
２１  ステアリングホイール（ハンドル）
２２  前輪操舵機構
２３  後輪操舵機構
２４  後輪操舵駆動装置
３１  操舵トルク検出部
３２  操舵角検出部
３３  車速検出部
３４  距離検出部
３５  緊急回避状態判定部
３６  後輪操舵制御部
１００  車両
３６２  後輪舵角指令生成部
３６２ａ  操舵角変換器
３６２ｂ  操舵角変換器
【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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