JP2009166524A - ４輪操舵機構を搭載した車両の操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】前進時は４ＷＳで、後退時は２ＷＳで操縦される車両に於いて、車両の後退時と前進時の軌道が異なることに起因して車両の軌道の把握・予測がし難くなることと、車両が周囲の障害物に接触する可能性が高くなることを回避できるようにすること。
【解決手段】本発明の車両の４輪操舵制御装置は、車両が進行方向を検出する走行方向検出部と、車両が後退していることを記憶する記憶部とを含み、車両の後退が検出されたときには後輪の舵角が０になるよう後輪操舵装置を制御し、記憶手段により車両の後退が記憶されているときに車両の前進が検出されたときには所定の条件が成立するまで後輪の舵角が０に維持されるよう後輪操舵装置を制御することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、前輪だけでなく後輪も転舵される４輪操舵機構（４ＷＳ）が搭載された自動車等の車両の操舵制御装置に係り、より詳細には、後輪操舵装置の作動を、車両の運転状況に応じて制御する装置に係る。

自動車等の車両に於いて、車両の操縦性又は操縦安定性を向上する目的で、運転者の操舵により前輪及び後輪の双方が転舵されるよう構成された４ＷＳ又はアクティブ４ＷＳ（Ａ４ＷＳ）が搭載される場合がある。かかる４ＷＳ又はＡ４ＷＳに於いては、一般的には、高速走行時では、後輪は、前輪と同じ方向（同位相方向）に転舵され、後輪に於いて（前輪のみを転舵する２輪操舵機構（２ＷＳ）に比して）大きな横力を発生させ、旋回時に於いて車両の旋回方向と車体の前後方向とのずれをより小さくすることができ、或いは、車線変更時などに於いてヨーイングを低減できるといった利点が得られる（端的に述べれば、旋回又は車線変更に必要な横力を後輪に分配させることが可能となることによる。操縦安定性の向上）。他方、低速走行時には、４ＷＳ又はＡ４ＷＳでは、後輪は前輪と逆方向（逆位相方向）に転舵され、車体後部から車両の転回方向へのヨーモーメントを発生させることにより旋回半径を小さくすることができ、これにより、狭い曲がり角などで小回りが効くようになるといった利点が得られる（操縦性の向上）。

上記の如き４ＷＳ又はＡ４ＷＳに関しては、その問題点の一つとして、特に、後輪舵角が前輪舵角と逆位相に制御される場合に、２ＷＳの車両に比して、車体後部が旋回外方に振れることにより車両周囲の他車や障害物に対する接触の可能性が高くなり得ることが指摘されている。そこで、４ＷＳ又はＡ４ＷＳを搭載した車両に於いて、そのような車両周辺の他車や障害物に対する接触を回避するべく、例えば、車両の発進時から所定時間が経過するまでは、後輪の転舵を禁止して（強制的に後輪舵角を０にする。）前輪のみの操舵を行うよう構成された操舵制御装置（特許文献１）、車体の周囲に障害物センサを設け、検出された障害物との距離に応じて後輪の転舵を禁止する装置（特許文献２）又は後輪舵角の大きさ及び向きを制御する装置（特許文献３、４）が提案されている。

また、４ＷＳ又はＡ４ＷＳに関しては、その制御に於いて、車両の運転・走行状態に応じて、後輪舵角の向き及び大きさを如何にして前輪舵角に連動して自動的に且つ適切に制御するかも問題となる。４ＷＳ又はＡ４ＷＳの制御では、車速、ヨーレートなどのパラメータに基づいて、前輪舵角に対する後輪舵角の位相と大きさが制御されることが一般的である。しかしながら、例えば、車両前進時と後退時とで、ヨーレートの向きと運転者のハンドル角の向きとの関係が逆になることを考慮する必要があるなど、制御上に於いて処理が煩雑と成り得る。そこで、例えば、特許文献５では、車両の後退時には、後輪の転舵を禁止し、前輪のみの２輪操舵にて操縦するよう構成された装置が提案されている。実際、車両の運転者の多くが２ＷＳの車両の運転・操縦に慣れていることにも起因して、車両を後退させる際に４ＷＳ又はＡ４ＷＳによって後輪を転舵させると、車体の動きが２ＷＳの車両の動きと異なるため、運転者が車体の取り回し難さ（操縦し難さ）を感じたり、運転者自身の意図するように車体の向きを調節できないといったことがしばしばある（運転者の技量にも因る）。そこで、実際の自動車等の車両に於いては、車体の後退時の取り回し難さを回避すべく、前進時には、後輪が前輪に連動して転舵される４ＷＳの状態で車両を操縦し、後退時には、前輪のみが転舵される２ＷＳの状態で車両を操縦するよう操舵制御の態様が自動的に切り換えられるように構成されることが多い。
特開昭５９−８１２７３号公報 特開昭６１−１８１７７８号公報 特開昭６３−３１２２７０号公報 特開平２−１２８９６６号公報 特開平２−２１２２７５号公報

上記の如く、４ＷＳ又はＡ４ＷＳの操舵制御装置は、前進時は、４ＷＳの状態で、後退時は、２ＷＳの状態で操縦されるよう構成されることが多い。従って、例えば、車両を後ろ向きに車庫入れする際には、２ＷＳにて車両が後退され、車庫から車両を出すときには、４ＷＳにて車両が前進されることとなる。そのような場合、つまり、車両を後退させて停止した後に前進する場合、その停止の前後で操舵の態様が異なるため、運転者のハンドル操舵角が同じであっても、車両の軌道が異なることとなる。そして、その車両軌道の相異についての運転者の理解が不十分である場合には、車庫の壁等の周囲の障害物に接触する可能性が高くなる。勿論、仮に４ＷＳの状態で後退した後にそのまま前進する場合には、後退時に障害物に接触しないような軌道で車両を操縦していれば、前進する際にも、車両は障害物に接触しないで前進できるであろう。即ち、前進時は４ＷＳで、後退時は２ＷＳで操縦される車両の場合、車両の前進時の軌道がその直前の後退時の軌道が異なることが原因で、運転者が車両の軌道を把握・予測することが困難となり、車両が周囲の障害物に接触する可能性が高くなるということができる。かかる状況は、具体的には、上記の車両の車庫出し入れの際や狭い屈曲路を通過する際の車両の切返しの際などに生ずる。

上記の如き車両の周囲の障害物への接触の回避は、上記の特許文献２に記載されている如く、車両と障害物との距離を検知するセンサを用いて後輪の転舵を禁止又は制御することによっても達成される。しかしながら、その場合には、障害物までの距離を十分な精度にて検出することのできる障害物センサの装備又は調整が必須となる。また、上記の文献の手法の如く、後輪操舵の制御の作動態様を障害物センサの検出値のみに依存して決定する場合には、車両の運転・操縦の経緯によらず、常時、障害物センサが動作され、障害物までの距離を監視するような構成と成らざるをえない。

かくして、本発明の一つの課題は、前進時は４ＷＳで、後退時は２ＷＳで操縦される車両に於いて、車両の後退時と前進時の軌道が異なることに起因して車両の軌道の把握・予測がし難くなることと、これにより、特に、運転者の認識又は慣れが不十分な場合に、車両が周囲の障害物に接触する可能性が高くなることを回避できるようにすることである。

本発明によれば、端的に述べれば、前進時は４ＷＳにて操縦され後退時は２ＷＳで操縦される車両に於いて、一旦、車両が後退されたときには、次に車両が前進する際に、２ＷＳの状態を（所定の条件が成立するまで）維持し、これにより、後退後の前進時の車両の軌道が運転者にとって把握しやすくなるよう構成された４ＷＳ又はＡ４ＷＳの操舵制御装置が提供される。

本発明の前輪操舵装置と後輪操舵装置とを有する車両の４輪操舵制御装置は、後輪の舵角を制御する後輪操舵制御部と、車両が前進しているか後退しているかを検出する走行方向検出部と、車両が後退していることを記憶する記憶部とを含み、後輪操舵制御部が、走行方向検出手段により車両が後退していることが検出されたときには後輪の舵角の大きさが所定値より小さくなるよう後輪操舵装置を制御し、記憶手段により車両が後退していることが記憶されているときに走行方向検出手段により車両が前進していることが検出されたときには所定の条件が成立するまで後輪の舵角の大きさが所定値より小さい状態が維持されるよう後輪操舵装置を制御することを特徴とする。なお、後輪の舵角の大きさが所定値より小さくする制御は、実質的に、車両を２ＷＳにて操縦する状態であってよく、後輪操舵を禁止して後輪舵角を０にするものであってよい。

上記の本発明の４輪操舵制御装置及び車両に搭載される前輪操舵装置と後輪操舵装置は、基本的には、公知の任意の形式の装置であってよい。従って、通常の操舵制御に於いては、車両の前進時は、運転者のハンドル操舵角に応じて、例えば、車速及び／又はヨーレートを参照して、操舵制御装置に於いて前輪及び後輪の舵角の目標値が決定され、それらの目標値に対応して前輪操舵装置と後輪操舵装置が作動される。特に、典型的な後輪舵角の制御に於いては、運転者のハンドル操舵角と車速に基づいて、先ず、ヨーレート又は車体のスリップ角の目標値が決定され、後輪舵角制御部が、かかるヨーレート又は車体のスリップ角の目標値を実現するように後輪の舵角の目標値を決定するが、それに限定されない。他方、車両の後退時に於いては、既に触れたように、運転者にとって車体の取り回しが容易となるように、後輪操舵を禁止する、即ち、後輪舵角制御部は後輪舵角を０に保持する後輪操舵装置の作動を制御し、これにより、車両は、２ＷＳの状態で操縦されることとなる。

しかしながら、既に述べた如く、一旦車両を後退した後で車両を前進させる時、後輪操舵が許可される状態、つまり、４ＷＳの状態を復帰すると、車両が直進する場合であれば、ともかく、車両を転回させる場合には、運転者のハンドル舵角が後退時と同じであっても、後輪舵角が後退時とは異なることから車両の軌道が後退時とは異なることとなる。勿論、運転者がそのことを十分に理解して操舵が実行されれば、特に問題はないが、経験の浅い運転者の場合には、車両の軌道が後退時と同じ軌道を逆に前進することを期待してしまうことがあり、その場合には、車両の周囲の障害物等に車両を接触させてしまう可能性が高くなる（実際、既に触れた通り、４ＷＳでは、２ＷＳのときよりも、車体後部が旋回外方に大きく振れる。）。特に、一旦車両を後退した後で車両を前進させる状況は、車両の車庫への出し入れや狭い屈曲路で切返しをしながら通過する場合に生ずると想定され、そのような場合、車両の周囲に障害物が存在する可能性が高い。

そこで、本発明では、上記の構成から理解される如く、車両が後退していることを記憶する記憶部が設けられ、記憶手段により車両が後退していることが記憶されているときに車両が前進していることが検出されたときには直ぐに後輪舵角制御の禁止を解除せずに、後輪舵角の大きさを所定値より小さく又は０に維持し、所定の条件が成立するまで、車両の操縦が２ＷＳにて実行される。かかる構成によれば、車両の後退の後に所定の条件が成立していない限りは、車両は２ＷＳのままとなるので、ハンドル舵角が後退時と同じであれば、車両は、後退時の経路を逆に戻るはずであり、即ち、運転者にとって車両の軌道の予測が容易となり、誤って障害物と接触させてしまう可能性が低減することが期待される。

上記の所定の条件、即ち、車両の後退後に前進する際に維持された２ＷＳが維持された状態から４ＷＳの状態の復活を決定する状態は、例えば、一つには、車両が直進走行していると判定される状態であってよい。車両が前進且つ直進走行できている状態では、車両の軌道は、運転者にとって容易に予測できる状態となったということができ、又、周囲に接触する壁等の障害物が存在する可能性が低いということができる。また、車両の旋回又は転回中の任意の時点で後輪操舵を復活させると、車両の挙動に変化が生じ、運転者が違和感を感じる可能性があるが、直進走行状態のうちに、後輪操舵を可能な状態にしておけば、かかる車両挙動の変化に対する違和感は気にする必要がなくなる。従って、車両が直進走行状態となったときには、車両がその後に旋回又は転回するときには、４ＷＳの作用を有利に発揮できるよう後輪操舵が実行可能な状態にされてよい。なお、かかる態様を達成するために、本発明の装置に於いて、前輪の舵角又は運転者のハンドルの操舵角の絶対値が所定値を下回った状態で所定時間が継続したとき又は車両が所定距離走行したときに車両が直進走行していると判定する直進判定手段が設けられてよい。

上記の所定の条件のもう一つの態様は、車両の周囲に接触する可能性のある障害物が存在しないことであってもよい。車両の走行方向を後退から前進に切り換える操作が行われたとしても、車両の周囲に障害物が存在しない場合、その状況が車庫の出し入れや狭い屈曲路の通過である可能性は低い（或いは、狭い路地又は車庫を脱した後の場合であることも予測される。）。従って、そのような、周囲に障害物が存在しないとき又は存在しない状態に至った場合には、むしろ、４ＷＳの旋回半径が小さいという利点がすぐに得られることが望ましいので、４ＷＳが復活されるようになっていてよい。かかる態様を達成するために、本発明の装置に於いては、車両の周囲の所定の範囲に於ける障害物の有無を判定する障害物判定手段が設けられ、障害物判定手段が所定の範囲内に障害物が無いと判定したときに前記の所定の条件が成立したとするようになっていてよい。この構成に於ける所定の範囲は、実験的に又は理論的に任意に設定されてよい。また、障害物判定手段としては、勿論、車体と障害物との間の距離を検出することができるようになっていてもよいが、単に所定の範囲内の障害物の有無を検出するものであってもよい。なお、４ＷＳでの車両の旋回時では、既に述べた如く、２ＷＳでの車両の旋回時よりも、車体後方が旋回外方に張り出すことが問題となるので、所定の範囲は車両の旋回方向外側の車両の側方領域であってよい。側方領域の大きさ又は範囲は、実験的に又は理論的に任意に設定されてよい。

上記の本発明による操舵制御装置によれば、車両が一旦後退した後前進したことを検出することにより、前進時の後輪舵角制御に対して制限が為される。そもそも、車両が一旦後退した後前進するという操作が行われるのは、車両の車庫入れ及び車庫出し、狭い屈曲路の通過時の切返しであることが多い。そして、車両がそのような状況にあるときには、車両がその周囲の壁等の障害物に接触し易くなるので、その際の車両の軌道は、運転者にとって把握し易い方がよい。しかしながら、車両自身が、現在、車庫の出し入れが行われている状況であること、或いは、狭い屈曲路の通過時の切返しであることを認識することは容易ではない（センサ又はビデオカメラからの情報又はＧＰＳ情報を用いることにより原理的には可能であるが、現時点では、簡易に達成することは困難であろう。）。本発明は、車両の走行方向が後退から前進へ切換られたこと、即ち、車両の走行方向の履歴を参照することにより、車両の車庫入れ及び車庫出し、狭い屈曲路の通過時の切返し等が行われている状況を簡易的に推定し、これにより、後輪操舵の制御を制限して運転者にとって車体の取り回しが容易になるようにするものであるということができる。

本発明のその他の目的及び利点は、以下の本発明の好ましい実施形態の説明より明らかになるであろう。

装置の構成
図１（Ａ）は、本発明の４輪操舵制御装置の好ましい実施形態が組み込まれる自動車を模式的に示している。同図に於いて、左右前輪１２ＦＬ、１２ＦＲと、左右後輪１２ＲＬ、１２ＲＲを有する車両１０には、通常の態様にて、運転者によるアクセルペダル（図示せず）の踏込みに応じて各輪（図示の例では、後輪駆動車であるから、後輪のみ）に制駆動力を発生する駆動系装置２０が搭載される。駆動系装置２０は、通常の態様にて、エンジン及び／又は電動機２２から、トルクコンバータ２４、変速機２６、差動歯車装置（図示せず）等を介して、駆動トルク或いは回転力が後輪１２ＲＬ、１２ＲＲへ伝達されるよう構成されている。変速機２６は、典型的には、公知の形式の自動変速機であってよく、シフトレバー２６ａの位置によって、Ｐ（パーキング）、Ｎ（ニュートラル）、Ｒ（リバース）、Ｄ（ドライブ）の各レンジの間にて切換られ、シフトレバー２６ａがＤレンジ及びＲレンジにあるときに、それぞれ、車両を前進及び後退させるようエンジンの回転を駆動輪１２ＲＬ、ＲＲへ伝達する。なお、変速機２６は、手動変速機であってもよい。また、通常の車両と同様の態様にて各輪に制動力を発生する制動系装置（図示せず）が設けられる。

更に、図示の車両１０は、前輪だけでなく、後輪も転舵される４ＷＳ車両であり、前輪１２ＦＬ、ＦＲ及び後輪１２ＲＬ、ＲＲは、それぞれ、前輪操舵装置３０及び後輪操舵装置４０により操舵される。前輪操舵装置３０に於いては、運転者によって作動されるステアリングホイール（ハンドル）３２の回転がＶＧＲＳ（Variable Gear Ratio Steering：可変ギヤ比ステアリング）装置３２ａを介して倍力装置３４へ伝達され、倍力装置３４が回転力を倍力しながら、タイロッド３６Ｌ、Ｒを駆動することにより、前輪の舵角δｆが変化される。ＶＧＲＳ装置３２ａは、所謂「アクティブ操舵」を実現する装置であり、後に説明される電子制御装置５０の制御下、前輪舵角δｆが、運転者のハンドル操舵角δｄと車速等の情報に基づいて決定される目標舵角に一致するよう運転者の操舵角δｄを修正して又はそれとは独立に前輪の舵角を変えることができる補助転舵装置となっている。後輪操舵装置４０に於いては、駆動用電動機４４が、電子制御装置５０からの制御指令に応答して、運転者のハンドル操舵角δｄと車速等の情報に基づいて決定される目標舵角に一致するようタイロッド５４Ｌ、Ｒを駆動し、これにより、後輪１２ＲＬ、ＲＲが転舵される。なお、図示していないが、前輪用のＶＧＲＳ装置３２ａ、前輪操舵装置３０、後輪操舵装置には、それぞれ、舵角センサが設けられ、ハンドル操舵角δｄ、前輪の実舵角δｆ、後輪の実舵角δｒの検出値が電子制御装置５０へ与えられるようになっている。［上記の如き４ＷＳは、「アクティブ４ＷＳ（Ａ４ＷＳ）」であってよいが、これに限定されない。］

図示の車両の前輪及び後輪の舵角の制御及びその他の車両の各部の作動制御は、既に触れたように、電子制御装置５０により実行され、本発明の操舵制御装置は、電子制御装置５０に於いて実現される。電子制御装置５０は、通常の形式の、双方向コモン・バスにより相互に連結されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力ポート装置を有するマイクロコンピュータ及び駆動回路を含んでいてよい。図に於いては、電子制御装置５０には、ハンドル操舵角δｄ、前輪の実舵角δｆ、後輪の実舵角δｒの他に、各輪に設けられた車輪速センサ１４ｉ（ｉ＝ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ。以下同様）からの車輪速Ｖｗｉ、シフトレバー２６ａに備えられたシフトレバーポジションセンサ（図示せず）からのシフトレバーポジション信号、運転者により操作される方向指示器（ウィンカーＷ）３２ｂからの方向指示器の位置情報、センサ６２からのヨーレートγ、横加速度Ｇｙ等の検出値が入力される。なお、上記に列記の信号の他に、本実施形態の車両に於いて実行されるべき各種制御に必要な種々のパラメータ、例えば、前後Ｇセンサ値、ブレーキ圧等の各種検出信号が電子制御装置へ入力されてよい。

また、特に、本発明の操舵制御の幾つかの実施形態を実行する目的で、好適には、車両の周囲に任意の数の障害物センサ６０fl、cl、rl、fr、cr、rrが取り付けられ、それらの検出値が電子制御装置５０へ入力されるようになっていてよい。これらの障害物センサ６０は、それぞれ、車両外周の所定の範囲に於いて物体が存在するか否かを検知するものである（図３（Ｂ）参照）。各センサは、監視範囲内に物体が存在しているとき、そのことを示す信号を電子制御装置５０へ伝達することのできる公知の任意の形式のセンサ、例えば、赤外線センサ、ビデオカメラ、レーダーセンサ等であってよい。車両外周から物体までの距離が検出できるものであってもよいが、単に各々の所定範囲内に於ける物体の存否が検出できるものであってよい（後者の方が一般に廉価である。）。

操舵制御装置の構成
図１（Ｂ）は、電子制御装置５０にて実現される４輪操舵制御装置の構成を制御ブロックの形式にて表したものである。なお、図示の４輪操舵制御装置の構成及び作動は、車両の運転中、電子制御装置５０内のＣＰＵ等の処理作動に於いて実現されることは理解されるべきである。

同図を参照して、４輪操舵制御装置は、その基本的な構成に於いて、公知の任意の形式の４輪操舵制御装置と同様であってよい。概して述べれば、４輪操舵制御装置は、車体モデル部５０ａと４ＷＳ／２ＷＳ選択部５０ｂとを含む。車体モデル部５０ａには、運転者のハンドル操舵角δｄと車速Ｖｘとが入力される（任意にヨーレート（γ）センサ６２からヨーレートの実際値が入力されるようになっていてもよい。）。ここで、車速Ｖｘは、車輪速センサからの各輪の車輪速値Ｖｗｉから公知の任意の態様にて決定されてよい（５０ｃ：車速センサが設けられている場合にはその検出値が用いられてよい。）。そして、これらの入力値を用いて、任意の車体の旋回／転回運動モデルに基づき、目標ヨーレート（γ）及び／又は目標車体スリップ角（β）が決定され、更に、かかる目標ヨーレート等を実現するよう前輪舵角δｆ、δｒの目標値が決定される。かくして決定された前輪舵角δｆ、δｒの目標値は、前輪操舵装置の駆動器３４及び後輪操舵装置の駆動器４４へ制御指令として与えられ、前輪及び後輪が転舵される（各輪の実舵角の値は、制御装置へフィードバックされ、実舵角がそれぞれの目標値に一致するよう制御されてよい。）。

典型的な４ＷＳの制御の態様に於いて、後輪舵角の向き及び大きさは、車速及び車両の進行方向に依存して決定される。「背景技術」の欄に於いて触れた如く、例えば、車両が前進する際、車速が０から或る所定速度に達するまでは、後輪は、ハンドル操舵角とは、逆位相に転舵され（前輪は、基本的には、常にハンドル操舵角と同位相である。）、これにより、車両の旋回半径を（２ＷＳの場合よりも）小さくし、車両は小回りが効くようになる。そして、車速が所定速度を超えると、後輪は、ハンドル操舵角とは、同位相に転舵され、旋回・転回に必要な横力がより多く後輪に分散され、また、車体スリップ角が車両の旋回方向（車両の重心の移動方向）に（２ＷＳの場合よりも）近づけることが可能となる。他方、車両が後退する際には、既に触れた通り、運転者にとっての車体の取り回し易さなどの理由から、後輪の転舵が禁止又は制限される。かかる態様を実行するために、４ＷＳ／２ＷＳ選択部５０ｂへシフトレバーポジションセンサから運転者がいずれのレンジを選択しているかの情報が入力され、シフトレバーがＲレンジであるときには、４ＷＳ／２ＷＳ選択部５０ｂは、車体モデル部５０ａへ２ＷＳを選択すべきことを送信する。車体モデル部は、２ＷＳの選択情報を受信したときには、後輪舵角を０に固定した状態（又は後輪舵角の大きさを制限した状態）にて、前輪舵角の目標値を算出し、かかる目標値に基づいて前輪及び後輪操舵装置の作動が制御される。かくして、上記の如く、従前の車両の操舵制御に於いては、端的に述べれば、前進時には、４ＷＳにて、後退時には、２ＷＳにて、車両が操舵されることとなる。

しかしながら、「発明の開示」の欄に於いて述べた如く、車両を一旦後退させた後に前進させる場合、上記の如く、後輪の舵角制御態様が後退時と前進時とで異なると、車両軌道が異なるため、運転者にとって、特に、経験の浅い運転者にとっては、車両の軌道の把握又は予測が困難となり得る（図４及びその説明参照）。更に、車両が後退させられた後前進させられるといった操縦が何時実行されるかについて考察すると、一般に、かかる操縦態様は、車両の車庫入れ、車庫出し、又は狭い屈曲路での切返しを行う状況に於いて実行されるところ、かかる状況に於いては、しばしば、車両の周辺領域に車庫の壁や他車その他の障害物が存在することが多い。従って、車両を一旦後退させた後に前進させる状況は、運転者にとって、特に、車両の軌道が容易に把握又は予測されるべき状況であるということができる。加えて、４ＷＳの場合には、２ＷＳの場合に比して、車両の後方が車両の旋回・転回外方により大きく振れることとなり、車両の周囲に障害物が存在する場合には、かかる障害物に接触する可能性が増大する（図４（Ｂ）参照）。

そこで、本発明の操舵制御装置に於いては、車両を一旦後退させた後に前進させる場合には、前進時には、所定の条件が成立するまでは、２ＷＳの状態を保持して、後輪操舵を禁止又は制限し、車両の進行方向が後退から前進に転じた直後の車両の挙動又は軌道が運転者にとって把握し易いものとなるよう４ＷＳと２ＷＳの切換の態様が修正される。かかる態様の修正を実行するために、図１（Ｂ）に示されている如く、４ＷＳ／２ＷＳ選択部５０ｂには、シフトレバー位置情報に加えて、ハンドル操舵角δｄ、車速Ｖｘ、障害物センサからの障害物の有無の情報、方向指示器の位置情報の少なくとも一つ又はこれらの組合せが入力され、前記の所定の条件が成立したか否かの判定に用いられる。以下、本発明の新規な４ＷＳ／２ＷＳ選択部５０ｂの構成及び作動の好ましい幾つかの態様について説明する。

４ＷＳ／２ＷＳ選択部の構成及び作動
図２は、４ＷＳ／２ＷＳ選択部５０ｂの制御処理をフローチャートの形式にて表したものである。かかる制御処理は、車両の運転中、常時、反復して実行されてよい。

同図を参照して、４ＷＳ／２ＷＳ選択部５０ｂに於いては、まず、シフトレバーポジションセンサからの情報を監視し、リバースレンジが選択されているか否かが判定される（ステップ１００：走行方向検出部）。車両が通常の前進走行中であれば、そのまま、４ＷＳが選択され、その情報が車体モデル部へ送信される（ステップ１２０）。そして、４ＷＳが選択されたときには、フラッグＷｓがＦに設定される（ステップ１３０）。しかしながら、シフトレバーがリバースレンジとなったとき、即ち、車両が後退するよう指示されたときには、フラッグＷｓがＲに設定される（ステップ１４０。従って、フラッグＷｓが「記憶部」として機能する。）。そして、２ＷＳが選択され、その情報が車体モデル部へ送信される（ステップ１５０）。

かくして、車両が後退された後（後退している間は、常に、ステップ１４０，１５０が実行される。）、シフトレバーがリバースレンジ以外に設定されたときには、フラッグＷｓがＲであるか否かが判定され（ステップ１１０）、もしＷｓ＝Ｒ、即ち、後退していたことが記憶されていたときには、後に詳細に説明する４ＷＳへの切換のための許可条件（所定の条件）が成立しているか否かが判定される（ステップ１６０）。そして、許可条件が成立していないときには、２ＷＳがそのまま維持され、許可条件が成立した場合のみ操舵制御が４ＷＳに切り換えられる。なお、かかる構成によれば、許可条件が成立しない限りは、２ＷＳから４ＷＳへの切換は、実行されないこととなるので、例えば、運転者がシフトレバーを頻繁に変更するような操作を実行した場合には、２ＷＳの状態が維持され、頻繁な操舵制御状態の切換が回避され、制御の安定性も改善されることとなることは理解されるべきである。

２ＷＳから４ＷＳへの切換の許可条件は、例えば、以下の例示の状態のいずれかであってよい。
（ａ１）ハンドル操舵角δｄの絶対値が所定の微小値δｄｏ以下の状態、即ち、
｜δｄ｜＜δｄｏ …（１）
が所定時間以上継続したとき
（ａ２）式（１）の状態にて所定距離以上走行したとき。
（ｂ）障害物センサが障害物を検知しないとき又はしなくなったとき
（ｃ）旋回外方の障害物センサが障害物を検知しないとき又はしなくなったとき

上記に於いて、式（１）を用いた（ａ１）、（ａ２）の判定処理は、要すれば、車両が直進走行しているか否かを判定するものである（直進判定手段）。（ａ１）の式（１）の状態が所定時間経過した否かは、車速値Ｖｘが所定値以上になってから（車両の前進開始後から）計測を開始してよい（停止した状態で計測をしないため）。また、（ａ２）の所定距離進んだか否かは、車速Ｖｘ×時間で算出するようになっていてよい。前記の所定時間又は所定距離は、実験的に適当な値が設定されるようになっていてよい。式（１）の成立後、所定時間又は所定距離に達する前、式（１）が不成立になったときは、切換は、実行されず、再び式（１）が成立したときに計測が開始される。

また、上記の（ｂ）、（ｃ）の判定処理は、車両の周囲の所定の範囲に於ける障害物の有無を判定するものである（障害物判定手段）。（ｂ）の判定は、全ての障害物センサからの信号を参照して、障害物の存在を示す信号の有無を判定することにより為されてよい。（ｃ）の判定に於いては、いずれが旋回外方になるかは、ハンドル操舵角の向き又は方向指示器の位置により決定されてよい。この場合、ハンドル操舵角又は方向指示器が右方向（左方向）を示しているときには、車両の左側（右側）が旋回外方であると判定され、左側(右側)の障害物センサが障害物を検知しているか否かが判定される。

図３は、上記の条件（ａ１）〜（ｃ）を図２のステップ１６０の許可条件とした場合の車両の軌道と切換のタイミングを示したものである。

まず、図３（Ａ）は、上記の条件（ａ１）及び／又は（ａ２）を許可条件とした場合を示している。同図を参照して、車両が屈曲路で点線矢印の如く転回しながら、後退するときには、車両は、２ＷＳの状態で操縦される。そして、車両が、再び、前進するときには、後退してきた方向に転回する場合には、２ＷＳの状態で前進し、転回後、ハンドル操舵角が式（１）を満たす状態となった後、所定時間経過したとき、或いは、所定距離進んでから、４ＷＳの状態が復活することとなる。これらのいずれ方向に進む場合も、前進開始直後は、ハンドル操舵角に対応する車両の挙動が後退時と同様となる（後退時に比して急に旋回半径が小さくなったりしない）ので、運転者にとって軌道の把握又は予測が容易となる。また、車両の後方が後退後に前進する際に後退時には通らなかった領域に振り出されることがないので、図の如く、仮に、旋回外方に障害物があったしても、接触する可能性が低下することが期待される（運転者は、例えば、図示の如く、一方の側に障害物があるときには、前進するとき、障害物から離れるよう操舵するはずである。その際、直ぐに４ＷＳに切り換えてしまうと、車両の進行方向が過剰に転回してしまう可能性もある。）。更に、この態様によれば、ハンドル操舵角が小さいときに４ＷＳへ切り換えられるので、切換の挙動が不安定になったり、旋回半径が急に変化することにより運転者に不安感を生ずるといったことが回避される。

図３（Ｂ）は、上記の条件（ｂ）を許可条件とした場合を示している。同図に於いては、例えば、駐車場などで二つの他車の間に自車を駐車すべく位置を調整する場合が例示されており、初めに後退する際には、２ＷＳに切換られる。しかる後、位置を調節する際には、ハンドル操舵角に対する車両の軌道又は旋回半径は、他車が障害物センサの監視域から外れない限り２ＷＳの状態が保持されるので、これにより、運転者にとって車両の取り回し及び車体の軌道の把握・予測が容易となる。そして、車両を駐車場から出す場合には、他車が完全に離れてから４ＷＳが復活するので、他車と接触する可能性が低減されることが期待される（いずれにハンドルを切っているかによらず、周囲が完全にクリアになるまでは、運転者にとって軌道が把握しやすいように２ＷＳの状態が保持される点で有利である。）。

図３（Ｃ１）、（Ｃ２）は、上記の条件（ｃ）を許可条件とした場合を示しており、ガレージなどの駐車場に自車を車庫入れ及び車庫出しする場合が例示されている。同図の如く、転回しながら２ＷＳで後退すると、しばしば、ガレージに対して、旋回外方に偏った状態で車両が車庫入れされる。その場合、後退時と同じ方向で前進する際、４ＷＳにしてしまうと、後退時と同じハンドル操舵角のとき、車両後方が後退時よりも旋回外方に振れることとなるので（どの程度振れるかは、操舵角に対する目標ヨーレートの決定方法及び目標車体スリップ角に依存する。）、車体が壁に接触する場合がある。そこで、後退時と同じ方向に前進する場合などは、旋回外方の障害物(壁)がなくなるまでは、２ＷＳの状態が保持され、運転者にとって予期しにくい車両の軌道が回避される。他方、後退時とは逆の方向に前進転回する場合など、図示の如く、壁がセンサの監視域の外にあるときには、４ＷＳにしても接触の可能性が低いので、４ＷＳの切換が実行される。

上記の条件（ａ１）〜（ｃ）は、それらのうちの一つを許可条件として用いるようになっていてよく、また、複数の条件のうちいくつかが許可条件として設定され、いずれかが成立したとき又は全てが成立したときに許可条件が成立したとするようになっていてもよい。（ａ１）、（ａ２）のみが許可条件として採用される場合には、障害物センサを装備する必要はないことは理解されるべきである。

かくして、上記の本発明の実施形態に於いては、車両が後退したことを記憶し、その記憶情報を用いて、２ＷＳから４ＷＳへの切換の時期が修正される。換言すれば、本発明に於いては、車両の走行履歴によって操舵制御の態様を制御するものであるということができる。なお、上記の構成に於いて前進時に２ＷＳが保持されるのは、車両が一旦後退した後前進する直後であり、例えば、狭い屈曲路を前進のみで通過する際には、４ＷＳが維持されるようになっていてよいことは理解されるべきである。本発明に於いて、重要なことは、一旦後退すべく２ＷＳへの切換が行われた場合、再び前進するときに直ぐに４ＷＳに切り換えないようにして車両の軌道が運転者とって把握・予測しやすいようにすることである。

以上に於いては本発明を一つの実施の形態について詳細に説明したが、かかる実施の形態について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば、図２の制御処理は、シフトレバーがＲになったことに応答して処理が実行されるようになっていてもよい。また、障害物センサは、車体後方のみに設けられるようになっていてもよい。また、実施形態に於いては、２ＷＳが選択される際には、後輪舵角が実質的に０に保持されるよう制御されるようになっているが、後輪舵角を完全に０に固定するのではなく、（車両の後退後の運転者の車両の軌道の把握・予測を困難にさせない程度の）所定の微小範囲内にて変動が許されるようになっていてもよい。

図１（Ａ）は、本発明の４輪操舵制御装置の好ましい実施形態が搭載される車両の模式図であり、図１（Ｂ）は、電子制御装置５０に於いて構成される本発明による４輪操舵制御装置の好ましい実施形態の制御ブロック図である。２ＷＳから４ＷＳの切換の許可条件として採用される条件に応じて４ＷＳ／２ＷＳ選択部５０ｂへ入力されるべき信号は、変更されてよい。 図２は、図１（Ｂ）の４ＷＳ／２ＷＳ選択部５０ｂに於ける制御処理をフローチャートの形式で表したものである。 図３は、車両が一旦後退した後（点線矢印）再び前進する場合（実線矢印）の２ＷＳから４ＷＳの切換が行われる状態又はタイミングを説明する図である。図３（Ａ）は、２ＷＳから４ＷＳの切換の許可条件が、ハンドル操舵角の大きさ（絶対値）が所定値以下の状態が所定時間以上又は所定走行距離以上継続した場合に設定された車両の軌道（実線矢印）を示しており、４ＷＳへの切換は、「４ＷＳ」と付された位置付近で為される。図３（Ｂ）は、２ＷＳから４ＷＳの切換の許可条件が、車両の外周の障害物センサがいずれも各々の監視域（斜線領域）に障害物を検出しなくなったときに設定された車両の状態を示しており、２ＷＳから４ＷＳへの切換は、障害物（他車等）が監視域から完全に外れたときに実行される。図３（Ｃ１）、（Ｃ２）は、２ＷＳから４ＷＳの切換の許可条件が、車両の旋回・転回外方に障害物がないときに設定された車両の軌道を示している。（Ｃ１）では、旋回外方の障害物センサの監視域に車庫の壁が存在するので２ＷＳの状態で前進するが、（Ｃ２）では、旋回外方の障害物センサの監視域に障害物が存在しないので４ＷＳへの切換が為される。 図４は、車両を一旦２ＷＳの状態で後退させた後、２ＷＳ（Ａ）又は４ＷＳ（Ｂ）の状態で前進させる際の軌道を模式的に表した図である。（Ａ）に於いては、前進時には、車両の軌道は、ハンドル操舵角が同じであれば、後退時の軌道に沿うので、運転者にとって（ハンドル操舵角を変えて操舵する場合にも）車両の軌道の把握・予測が容易となる。また、車両後部は、旋回方向（図中矢印Ａ、ａの方向）に移動するので、旋回外方に障害物があっても接触する可能性は低い。他方、（Ｂ）に於いては、前進時には、車両の軌道が、ハンドル操舵角が同じであっても、後退時の軌道と異なるので、運転者にとって車両の軌道の把握・予測が困難であり、車両後方は旋回外方（図中矢印Ｂ、ｂの方向）へ移動するので、旋回外方の障害物に接触する可能性が高くなる。

符号の説明

１０…車両
１２ＦＬ〜ＲＲ…車輪
１４ＦＬ〜ＲＲ…車輪速センサ
２０…駆動系装置
２６ａ…シフトレバー
３０…前輪操舵装置
３２…ステアリングホイール
３２ａ…ＶＧＲＳ装置
３２ｂ…方向指示器（ウィンカ）
３４…倍力装置（転舵駆動器）
４０…後輪操舵装置
４４…後輪転舵用の駆動器
５０…電子制御装置
６０ｆｌ〜ｒｒ…障害物センサ
６２…ヨーレート及び／又は横加速度センサ

Claims (5)

1. 前輪操舵装置と後輪操舵装置とを有する車両の４輪操舵制御装置であって、後輪の舵角を制御する後輪操舵制御部と、前記車両が前進しているか後退しているかを検出する走行方向検出部と、前記車両が後退していることを記憶する記憶部とを含み、前記後輪操舵制御部が、前記走行方向検出手段により前記車両が後退していることが検出されたときには前記後輪の舵角の大きさが所定値より小さくなるよう前記後輪操舵装置を制御し、前記記憶手段により前記車両が後退していることが記憶されているときに前記走行方向検出手段により前記車両が前進していることが検出されたときには所定の条件が成立するまで前記後輪の舵角の大きさが所定値より小さい状態に維持されるよう前記後輪操舵装置を制御することを特徴とする装置。
2. 請求項１の装置であって、運転者のハンドルの操舵角の絶対値が所定値を下回った状態が所定時間継続したときに前記車両が直進していると判定する直進判定手段を有し、前記所定の条件が前記直進判定手段が前記車両が直進状態であると判定したことであることを特徴とする装置。
3. 請求項１又は２の装置であって、運転者のハンドルの操舵角の絶対値が所定値を下回った状態で前記車両が所定距離走行したときに前記車両が直進していると判定する直進判定手段を有し、前記所定の条件が前記直進判定手段が前記車両が直進状態であると判定したことであることを特徴とする装置。
4. 請求項１乃至３の装置であって、前記車両の周囲の所定の範囲に於ける障害物の有無を判定する障害物判定手段を有し、前記所定の条件が前記障害物判定手段が前記所定の範囲内に障害物が無いと判定したことであることを特徴とする装置。
5. 請求項４の装置であって、前記所定の範囲が前記車両の旋回方向外側の前記車両の側方領域であることを特徴とする装置。

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