(57)【要約】【課題】車両の後退時の後輪の適切なトー角制御を行うことで、後退時の運動性能を向上させる。【解決手段】車両１の左右後輪５Ｌ，５Ｒのトー角を個別に制御可能な後輪トー角制御装置１７において、車両の後退動を検出するギヤポジションセンサ１５と、ギヤポジションセンサにより後退動が検出された場合、左右後輪の目標後輪トー角をトーアウト側に設定する目標後輪トー角設定部２２とを備えた構成とし、車両の直進後退時の安定性を向上させる。【選択図】図２
2009120037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の左右後輪のトー角を個別に制御可能な後輪トー角制御装置であって、
前記車両の後退動を検出する後退動検出手段と、
前記後退動検出手段により前記後退動が検出された場合、前記左右後輪の目標トー角をトーアウト側に設定する目標後輪トー角設定手段と
を備えたことを特徴とする車両の後輪トー角制御装置。
【請求項２】
前記車両の車速を検出する車速検出手段を更に備え、
前記目標後輪トー角設定手段は、前記車速検出手段により検出された前記車速に応じて前記目標トー角を設定することを特徴とする請求項１に記載の後輪トー角制御装置。
【請求項３】
車両の左右後輪のトー角を個別に制御可能な後輪トー角制御装置であって、
前記車両の後退動を検出する後退動検出手段と、
前記車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記後退動検出手段により前記後退動が検出され、かつ前記操舵角検出手段により規定値以下の操舵角が検出された場合、前記左右後輪の目標トー角を左右前輪と同相方向に設定する目標後輪トー角設定手段と
を備えたことを特徴とする後輪トー角制御装置。
【請求項４】
前記目標後輪トー角設定手段は、前記後退動検出手段により前記後退動が検出され、かつ前記操舵角検出手段により前記規定値を越える操舵角が検出された場合、前記左右後輪の目標トー角を左右前輪と逆相方向に設定することを特徴とする請求項３に記載の後輪トー角制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の走行状態に応じて左右後輪のトー角を個別に変更可能な後輪トー角制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の後輪操舵に関しては、例えば、トー角を規定するトレーリングリンクと車体との間にアクチュエータを設け、このアクチュエータの伸縮により車体とトレーリングリンクと間の寸法を変化させることで、車両の旋回状態に応じて左右後輪のトー角を個別に変化させるようにした後輪トー角制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置で実施される後輪のトー角制御は、車両の前進時を前提としているため、前進時の走行安定性を向上させるものの、車両の後退時には前進時と同様の効果は期待できない。
【０００３】
そこで、車両の後退時に適した後輪のトー角制御を行う技術として、例えば、運転者による変速装置の後退ギヤ操作を検出したときに、操舵角に応じてトー角を操舵方向に変化させるようにしたトー角制御装置が存在する（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３０４３８号公報
【０００５】
【特許文献２】特開平６−１２７２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、車両の後退時は、前進時に比べて直進安定性に劣り、また、ステアリングホイールの比較的小さな操舵（操舵角）や横風等の外乱に対してより敏感な挙動を示すため、運転者にとって扱いにくい場合があることが知られている。しかしながら、上記特許文献２に記載された従来技術では、後退時の車速が比較的小さいことを前提として旋回時の取廻し性を向上させることを目的とするものであるため、後退時の安定性や操縦性が犠牲になってしまうという課題があった。即ち、この従来技術では、車両の直進後退時の安定性に劣り、また、車両の旋回後退時に運転者が意図した以上の旋回が行われてしまう場合があった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、車両の後退時に適切な後輪トー角制御を行うことで、後退時の運動性能を向上させた後輪トー角制御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】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、車両（１）の左右後輪（５Ｌ，５Ｒ）のトー角を個別に制御可能な後輪トー角制御装置（１７）であって、前記車両の後退動を検出する後退動検出手段（１５）と、前記後退動検出手段により前記後退動が検出された場合、前記左右後輪の目標トー角をトーアウト側に設定する目標後輪トー角設定手段（２２）とを備えた構成とする。
【０００９】
上記課題を解決するためになされた第２の発明として、前記車両の車速を検出する車速検出手段（１３）を更に備え、前記目標後輪トー角設定手段は、前記車速検出手段により検出された前記車速に応じて前記目標トー角を設定する構成とすることができる。
【００１０】
上記課題を解決するためになされた第３の発明は、車両（１）の左右後輪（５Ｌ，５Ｒ）のトー角を個別に制御可能な後輪トー角制御装置（１７）であって、前記車両の後退動を検出する後退動検出手段（１５）と、前記車両の操舵角を検出する操舵角検出手段（１４）と、前記後退動検出手段により前記後退動が検出され、かつ前記操舵角検出手段により規定値以下の操舵角が検出された場合、前記左右後輪の目標トー角を左右前輪と同相方向に設定する目標後輪トー角設定手段（２２）とを備えた構成とする。
【００１１】
上記課題を解決するためになされた第４の発明として、前記目標後輪トー角設定手段は、前記後退動検出手段により前記後退動が検出され、かつ前記操舵角検出手段により前記規定値を越える操舵角が検出された場合、前記左右後輪の目標トー角を左右前輪と逆相方向に設定する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
上記第１の発明によれば、後輪トー角制御により車両の直進後退時の安定性を向上させることが可能となる。また、上記第２の発明によれば、車両の直進後退時の安定性を車速にかかわらず適切に向上させることができる。また、上記第３の発明によれば、車両の旋回後退時における比較的小さな操舵（操舵角）に対しては、後輪トー角制御により操舵応答性を低下させることで、運転者が意図しない急激な旋回の実行が回避され、車両の旋回後退時の操縦性を向上させることが可能となる。また、上記第４の発明によれば、車両の旋回後退時における比較的大きな操舵（操舵角）に対しては、後輪トー角制御により操舵応答性を増大させることで、運転者が意図した速やかな旋回が実行され、車両の旋回後退時の操縦性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。説明にあたり、車輪やそれらに対して配置された部材、即ち、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左右を示す添字（ＬまたはＲ）を付して、例えば、左後輪５Ｌ、右後輪５Ｒ（総称する場合には、後輪５）と記す。
【００１４】
図１は実施形態に係る後輪トー角制御装置が適用された自動車の概略構成を示す模式図である。自動車（車両）１は、タイヤ２Ｌ，２Ｒが装着された前輪３Ｌ，３Ｒと、タイヤ４Ｌ，４Ｒが装着された後輪５Ｌ，５Ｒとを備えており、これら前輪３および後輪５がサスペンションアームやスプリング、ダンパ等からなる前輪サスペンション６および後輪サスペンション７によってそれぞれ車体に懸架されている。また、自動車１には、ステアリングホイール８の操舵によって左右の前輪３Ｌ，３Ｒを直接転舵する前輪操舵装置９と、左右の後輪サスペンション７Ｌ，７Ｒにおける左右のトレーリングアーム１０Ｌ，１０Ｒに連結されて個別に伸縮されることにより、後輪５Ｌ，５Ｒのトー角を個別に変化させる左右のアクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒとが設置されている。
【００１５】
アクチュエータ１１としては、例えば、減速機付き電動モータとねじ機構とを組み合わせた回転運動／直線運動変換装置、あるいは流体圧でピストンロッドを直線駆動するシリンダ装置など、公知の直線変位アクチュエータを用いることができる。
【００１６】
また、自動車１には、各種システムを統括制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）１２とともに、車速を検出する車速センサ１３、ステアリングホイール８の操舵角を検出する操舵角センサ１４、図示しないギヤのポジションを検出するギヤポジションセンサ１５、各アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒの変位量から各後輪５Ｌ，５Ｒのトー角をそれぞれ検出する左右のトー角センサ１６Ｌ，１６Ｒが設置されている。これらＥＣＵ１２およびこれに接続される各センサ１３〜１６は、アクチュエータ１１とともに後輪トー角制御装置１７（図２参照）を構成する。なお、本明細書中では、説明の簡単のため、用語「トー角」は、トーインまたはトーアウトの状態における進行方向に対するタイヤの角度に限らず、アクチュエータ１１によって任意の方向に転舵されるタイヤの転舵角に対して用いるものとする。
【００１７】
ＥＣＵ１２は、図示しないマイクロコンピュータ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、各種ドライバ等から構成されており、所定の通信回線を介して各アクチュエータ１１や各センサ１３〜１６等と接続されている。また、各センサ１３〜１６には、公知の検出装置を用いることができる。例えば、トー角センサ１６には、ポテンショメータなど、公知の変位センサを適用できるが、耐久性を考慮すると、電磁式など非接触センサが良い。
【００１８】
図２は実施形態に係る後輪トー角制御装置の機能ブロック図である。後輪トー角制御装置１７では、ＥＣＵ（トー角制御部）１２が、各センサ１３〜１６の出力に基づいてアクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒを伸縮させることで、後輪５Ｌ，５Ｒのトー角を制御する。
【００１９】
ＥＣＵ１２は、各センサ１３〜１６に接続されて、それらの検出値が入力される入力インタフェース２１と、センサから取得した情報に基づき後輪５の目標後輪トー角を設定する目標後輪トー角設定部２２と、その設定された目標後輪トー角およびトー角センサ１６の検出値に基づき、各アクチュエータ１１の駆動を制御するための駆動信号を生成する駆動信号生成部２３と、アクチュエータ１１に接続される出力インタフェース２４とから構成される。
【００２０】
目標後輪トー角設定部２２は、自動車１の後退時に、車速センサ１３および操舵角センサ１４の検出値に基づき目標後輪トー角を算出し、その算出した目標後輪トー角の情報を駆動信号生成部２３に対して送出する。この場合、直進後退時の目標後輪トー角の算出は、後退時の車速に応じた目標後輪トー角が定められる（例えば、後退時の車速が増大するにつれて目標後輪トー角（トーアウト）が増大するように定められる）ような所定の演算式に基づき行うことができる。また、旋回後退時の目標後輪トー角の算出は、後退時の操舵角が規定値（例えば、９０°）以下の場合、左右後輪５Ｌ，５Ｒが左右前輪３Ｌ，３Ｒと同相方向となるように目標後輪トー角が定められる一方、後退時の操舵角が規定値を越える場合、左右後輪５Ｌ，５Ｒが左右前輪３Ｌ，３Ｒと逆相方向となるように目標後輪トー角が定められるような所定の演算式に基づき行うことができる。なお、目標後輪トー角設定部２２が、車速（または操舵角）に対応した目標後輪トー角が予め設定されたマップから、検出された車速（または操舵角）に対応する目標後輪トー角を検索するようにしてもよい。
【００２１】
図３は実施形態に係る自動車の直進後退時の後輪トー角制御装置による制御手順を示すフロー図である。まず、ギヤポジションセンサ１５により、自動車の後退動（ここでは、運転者が後退を指示するためのシフトノブ操作）が検出されると（ＳＴ１０１：Ｙｅｓ）、その検出情報を取得した目標後輪トー角設定部２２は、左右後輪をトーアウト方向に転舵するべく目標後輪トー角を設定する（ＳＴ１０２）。このとき、目標後輪トー角としては予め定められた初期値（比較的小さな値）が設定され、自動車は後退開始前または後退開始直後の状態にある。続いて、目標後輪トー角設定部２２は、その設定した目標後輪トー角の情報を駆動信号生成部２３に対して送出し、その情報を受けた駆動信号生成部２３は、アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒに対する駆動信号を生成する。この駆動信号を受けたアクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒは、図４に示すように、左右後輪５Ｌ，５Ｒをトーゼロ（場合によっては、トーイン）からトーアウト方向に転舵する（ＳＴ１０３）。
【００２２】
次に、目標後輪トー角設定部２２は、車速センサ１３により検出された車速の情報を取得し（ＳＴ１０４）、自動車が停止していない場合には（ＳＴ１０５：Ｎｏ）、トーアウトの状態を維持しながら車速の値に応じて目標後輪トー角を変更する（ＳＴ１０６）。即ち、図４に示したトーアウトの角度（トータルトー角θＴ）は車速に応じて変更され、例えば、自動車の車速が増大する場合、トーアウトの角度θもその車速に応じて増大する。このようにして、自動車１の直進後退時の安定性を車速にかかわらず適切に向上させることができる。そして、ＳＴ１０３と同様に、変更された目標後輪トー角の情報を受けた駆動信号生成部２３は、アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒに対する駆動信号を生成し、この駆動信号に従ってアクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒが左右後輪を転舵して後輪トー角が変更される（ＳＴ１０７）。その後は、車速に応じた後輪トー角の変更が適宜実施され、最終的に自動車が停止すると（ＳＴ１０５：Ｙｅｓ）、再びＳＴ１０１に戻り、上記と同様の処理が実行される。
【００２３】
なお、自動車の後退動の検出は、ギヤポジションセンサ１５に限らず、車速センサ１３その他任意のセンサを用いて行うことができる。また、左右後輪のトーアウト方向への転舵は、車速が一定以上となった場合にのみ実行されるようにしてもよい。
【００２４】
図５は実施形態に係る自動車の旋回後退時の後輪トー角制御装置による制御手順を示すフロー図である。自動車の後退時に操舵角センサ１４により、ステアリングホィールの操作（操舵角＞０°）が検出されると（ＳＴ２０１：Ｙｅｓ）、その操舵角の情報を取得した目標後輪トー角設定部２２は、操舵角が規定値θｓ以下であるか否かを判定する（ＳＴ２０２）。
【００２５】
操舵角が規定値θｓ以下の場合、目標後輪トー角設定部２２は、図６（Ａ）に示すように、左右後輪５Ｌ，５Ｒが前輪３Ｌ，３Ｒと同相方向に転舵されるように目標後輪トー角θＬ，θＲを設定する（ＳＴ２０２）。続いて、設定された目標後輪トー角の情報を受けた駆動信号生成部２３は、アクチュエータ１１に対する駆動信号を生成する。このとき、駆動信号生成部２３からの駆動信号に基づくアクチュエータ１１の制御量と操舵角との関係は、例えば、図７に示すように設定することができる。この駆動信号に従ってアクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒが左右後輪を転舵して後輪トー角が前輪と同相に変更される（ＳＴ２０３）。このようにして、自動車の旋回後退時における比較的小さな操舵（操舵角）に対しては、操舵応答性を低下させることで、運転者が意図しない急激な旋回の実行を回避し、旋回後退時の操縦性を向上させることができる。
【００２６】
一方、操舵角が規定値θｓを超える場合、目標後輪トー角設定部２２は、図６（Ｂ）に示すように、左右後輪５Ｌ，５Ｒが前輪３Ｌ，３Ｒと逆相方向に転舵されるように目標後輪トー角θＬ，θＲを設定する（ＳＴ２０４）。続いて、設定された目標後輪トー角の情報を受けた駆動信号生成部２３は、アクチュエータ１１に対する駆動信号を生成する。この駆動信号に従ってアクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒが左右後輪を転舵して後輪トー角が前輪と逆相に変更される（ＳＴ２０５）。このようにして、自動車の旋回後退時における比較的大きな操舵（操舵角）に対しては、操舵応答性を増大させることで、運転者が意図した速やかな旋回を実行し、旋回後退時の操縦性を向上させることができる。このようなアクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒの制御は、自動車が停止するまで繰り返し実行される。  
【００２７】
なお、図３に示した直進後退時の制御および図５に示した旋回後退時の制御は、互いに独立に、或いは連繋して実施することが可能である。それらを連繋して実施する場合、直進後退時（操舵角センサ１４により検出される操舵角が略ゼロのとき）には、図３に示した制御が実施される一方、旋回後退時（操舵角センサ１４により所定の操舵角が検出されたとき）には、図５に示した制御が実施されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態に係る後輪トー角制御装置が適用された自動車の模式図
【図２】実施形態に係る後輪トー角制御装置の機能ブロック図
【図３】実施形態に係る直進後退時の後輪トー角制御装置による制御手順を示すフロー図
【図４】実施形態に係る直進後退時の後輪の作動説明図
【図５】実施形態に係る旋回後退時の後輪トー角制御装置による制御手順を示すフロー図
【図６】実施形態に係る旋回後退時の前輪および後輪の作動説明図
【図７】実施形態に係るアクチュエータの制御量と操舵角との関係を示す図
【符号の説明】
【００２９】
１  自動車
３  前輪
５  後輪
６  前輪サスペンション
７  後輪サスペンション
８  ステアリングホィール
１１  アクチュエータ
１２  ＥＣＵ
１３  車速センサ
１４  操舵角センサ
１５  ギヤポジションセンサ
１６  トー角センサ
１７  後輪トー角制御装置
２２  目標後輪トー角設定部
２３  駆動振動生成部
【図１】
2009120037.tif 000003
【図２】
2009120037.tif 000004
【図３】
2009120037.tif 000005
【図４】
2009120037.tif 000006
【図５】
2009120037.tif 000007
【図６】
2009120037.tif 000008
【図７】
2009120037.tif 000009