JP4622795B2 - 車両旋回装置および車両旋回方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両旋回装置および車両旋回方法に関し、特に、複数の車輪の各々を独立に転舵する転舵手段を備える車両旋回装置および車両旋回方法に関する。

近年、前輪および後輪の各々を独立に転舵する車両旋回装置の開発が進められている。このような車両旋回装置は、運転者の操作や車両の状態などに応じて前輪および後輪の各々を独立に転舵することにより、運転者の操作性を向上させる。一方、このような車両旋回装置において、車両を急に旋回させるために前輪と後輪を逆方向に転舵した場合には、旋回中に車両の側面の一方が張り出してしまう。このため、たとえば特許文献１では、車両の旋回初期には目標旋回中心位置を車両後端の延長線上とし、以降旋回の進行とともに目標旋回中心位置を徐々に車両前方に移動させる車両旋回装置が提案されている。
特開２００１−３３４９５１号公報

しかし、上記の特許文献に記載される車両旋回装置においても、車両の旋回半径を小さくすることは困難である。このため、車両が旋回可能な軌跡は制約が大きなものとなる。特に、狭いスペースでの方向転換を行う場合、何回もステアリングを切り返さなければ方向転換することができないなど、運転者に良好な操作性を提供することが困難となる。

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両を旋回させるときの車両の張り出し量を抑制するとともに、狭いスペースで車両を旋回させることにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両旋回装置は、一対の前輪および一対の後輪を有する車両における車両旋回装置において、前記一対の前輪の各々の転舵中心を結ぶ直線の中点と、前記一対の後輪の各々の転舵中心を結ぶ直線の中点とを結ぶ直線である車両中心線上において旋回中心を移動させる旋回制御手段と、移動された旋回中心を中心に旋回するよう各々の車輪を独立に転舵する転舵手段と、移動された旋回中心を中心に旋回するよう各々の車輪の駆動トルクを決定する駆動制御手段と、決定された駆動トルクによって各々の車輪を独立に駆動する駆動手段と、を備える。

この態様によれば、各々の車輪の旋回半径を小さくすることができ、狭いスペースで旋回することが可能となる。また、２つの前輪および２つの後輪の駆動トルクのバランスを維持することができ、各々の車輪に設けられる駆動手段のいずれかに負担がかかることを抑制することができる。

旋回制御手段は、旋回初期に車両後部に旋回中心を設定し、旋回角度が大きくなるにしたがって車両前方へ旋回中心を移動してもよい。この態様によれば、車両外側への車両後部の張り出し量を抑制することができるとともに、狭いスペースでの車両の旋回が可能となる。

旋回制御手段は、旋回初期に一対の後輪の各々の転舵中心を結ぶ直線上に旋回中心を設定し、旋回角度が大きくなるにしたがって車両前方へ旋回中心を移動してもよい。この態様によれば、後輪周辺の車体の車両外側への張り出し量を抑制することができるとともに、狭いスペースでの車両の旋回が可能となる。

旋回制御手段は、旋回初期に車両の最後部から車両左右方向に伸びる直線上に旋回中心を設定し、旋回角度が大きくなるにしたがって車両前方へ旋回中心を移動してもよい。

この態様によれば、車両外側への車体の張り出し量を抑制することができるとともに、狭いスペースでの車両の旋回が可能となる。

旋回角度をθ、一対の前輪の各々の転舵中心を結ぶ直線の中点と、一対の後輪の各々の転舵中心を結ぶ直線の中点とを結ぶ直線の半分の長さをＬ、一対の前輪の各々の転舵中心を結ぶ直線の中点と、一対の後輪の各々の転舵中心を結ぶ直線の中点とを結ぶ直線の中点を原点として、原点から車両前方をｘ座標の正方向とした場合に、旋回制御手段は、旋回中心のｘ座標であるｘ_Ｐが、ｘ_Ｐ＝−Ｌ＊ｃｏｓ（θ）を満たすように旋回中心を移動してもよい。

この態様によれば、車体の車両外側への張り出し量を抑制することができるとともに、狭いスペースでの車両の旋回が可能となる。また、車両を１８０°旋回させることにより、旋回初期の車両の位置よりも側方に車両を移動することができ、１８０°旋回後の車両の進行を円滑なものとすることができる。

本態様に係る車両旋回装置は、車両が左に旋回するときに転舵される左前輪およ左後輪の各々の回転軸の車両外側への延長線が描く軌跡が重なる領域内、および車両が右に旋回するときに転舵される右前輪およ右後輪の各々の回転軸の車両外側への延長線が描く軌跡が重なる領域内に旋回中心が設定される第１モードと、車両の旋回中に前記車両中心線上において旋回中心が移動される第２モードとのユーザによる選択を受け付けるモード選択手段をさらに備えてもよい。旋回制御手段は、第２モードが選択された場合に、領域内において旋回中心を移動してもよい。この態様によれば、車両の状況などに応じて第１モードおよび第２モードのいずれかのモードを選択する機会をユーザに提供することができる。

本態様に係る車両旋回装置は、車両が左に旋回するときに転舵される左前輪およ左後輪の各々の回転軸の車両外側への延長線が描く軌跡が重なる領域内、および車両が右に旋回するときに転舵される右前輪およ右後輪の各々の回転軸の車両外側への延長線が描く軌跡が重なる領域内に旋回中心が設定される第１モードと、車両の旋回中に前記車両中心線上において旋回中心が移動される第２モードとのユーザによる選択を受け付けるモード選択手段をさらに備えてもよい。駆動制御手段は、第２モードが選択された場合に、ステアリングの操舵角度が大きくなるにしたがって大きな力で車両を旋回させるよう、各々の車輪の駆動トルクを決定してもよい。この態様によれば、ステアリングホイールの操舵角度を調整することにより、車両を旋回させる力を調整することができるため、運転者の操作性を向上させることができる。

本発明の別の態様は、車両旋回方法である。この方法は、一対の前輪および一対の後輪を有する車両の車両旋回方法であって、前記一対の前輪の各々の転舵中心を結ぶ直線の中点と、前記一対の後輪の各々の転舵中心を結ぶ直線の中点とを結ぶ直線である車両中心線上において旋回中心を移動させるステップと、移動された旋回中心を中心に旋回するよう各々の車輪を独立に転舵するステップと、移動された旋回中心を中心に旋回するよう各々の車輪の駆動トルクを決定するステップと、決定された駆動トルクによって各々の車輪を独立に駆動するステップと、を備える。

この態様によれば、このような領域内において車両の旋回中に旋回中心を移動することができるので、各々の車輪の旋回半径を小さくすることによって狭いスペースでの車両の旋回が可能になるとともに、旋回中の車両外側への車両の張り出し量を抑制することが可能となる。

本発明の車両旋回装置および車両旋回方法によれば、車両を旋回させるときの車両の張り出し量を抑制するとともに、狭いスペースで車両を旋回させることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という。）について詳細に説明する。

図１は、車両旋回装置２００の全体構成図である。本図は車両を上方から見た図である。車両旋回装置２００が搭載された車両１０は、右前輪１４ＦＲ、左前輪１４ＦＬ、右後輪１４ＲＲ、左後輪１４ＲＬ（以下、必要に応じてこれらを総称して「車輪１４」という）からなる４つの車輪１４、および車体１２により構成される。

車輪１４の各々に対応して、車体１２には右前輪用インホイールモータ２０ＦＲ、左前輪用インホイールモータ２０ＦＬ、右後輪用インホイールモータ２０ＲＲ、左後輪用インホイールモータ２０ＲＬ（以下、必要に応じてこれらを総称して「インホイールモータ２０」という）が設けられる。

インホイールモータ２０の各々は、ロータ、ステータ、および減速機構など（図示せず）を有している。ロータは車輪１４と同軸に回転可能に設けられる。ステータはロータを囲うように環状に巻回されたコイルによって構成され、インホイールモータ２０のカバーに固定される。減速機構は、ギア機構により構成され、ロータの回転を減速して車輪１４に伝達する。これにより車輪１４の各々はインホイールモータ２０によって独立して駆動可能とされている。

インホイールモータ２０の各々は、ハイブリッド電子制御ユニット４２（以下、「ＨＶ−ＥＣＵ４２」という）に接続される。インホイールモータ２０の各々は、バッテリ（図示せず）にも接続されており、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、バッテリからインホイールモータ２０の各々への電力の供給を制御することによって、車輪１４の各々の駆動を制御する。ＨＶ−ＥＣＵ４２は統合電子制御ユニット１００（以下、「電子制御ユニット」は「ＥＣＵ」という）に接続されており、統合ＥＣＵ１００から入力された演算結果に応じてインホイールモータ２０の各々へ供給する電力を決定する。

インホイールモータ２０の各々には、車輪速センサ２２が設けられている。本実施形態においては、車輪速センサ２２には、スリットが設けられモータの作動とともに回転可能な円板と光学センサを含む回転センサであるエンコーダが採用されている。なお、ホールＩＣ方式やピックアップコイル方式による回転センサが車輪速センサ２２に採用されてもよいことは勿論である。車輪速センサ２２の各々は統合ＥＣＵ１００に接続され、車輪速センサ２２の検出結果は統合ＥＣＵ１００に入力される。

車輪１４の各々は、車輪１４の各々に対応して車体１２に設けられたナックルアーム４０に回転可能に支持されている。ナックルアーム４０は上方においてアッパーアームのジョイント部と、下方においてロアアームのジョイント部と、略鉛直な軸を中心に回動可能に支持されている。このように、アッパーアームのジョイント部およびロアアームのジョイント部によって、仮想軸としてのキングピンが形成される。車輪１４はこのように形成されたキングピンを中心に転舵される。

車輪１４の各々に対応して、右前輪用転舵装置２５ＦＲ、左前輪用転舵装置２５ＦＬ、右後輪用転舵装置２５ＲＲ、左後輪用転舵装置２５ＲＬ（以下、必要に応じてこれらを総称して「転舵装置２５」という）が車体１２に設けられている。転舵装置２５の各々には、右前輪用転舵モータ２４ＦＲ、左前輪用転舵モータ２４ＦＬ、右後輪用転舵モータ２４ＲＲ、左後輪用転舵モータ２４ＲＬ（以下、必要に応じてこれらを総称して「転舵モータ２４」という）が設けられている。また転舵装置２５の各々は、転舵モータ２４の他に、ボールねじ機構２７、およびタイロッド３８を有している。

タイロッド３８の車輪側端部は、ナックルアーム４０に回動可能に連結されている。タイロッド３８の他方の外周には、雄ねじ溝が形成されている。タイロッド３８の雄ねじ溝が形成された部分を覆うように、筒状に形成されたナット（図示せず）が配置される。ナットの内周には雌ねじ溝が形成されている。タイロッド３８の雄ねじ溝とナットの雌ねじ溝によって形成される転動路に複数の転動ボールが配置され、ボールねじ機構２７が構成される。転舵モータ２４はロータとステータを有しており、転舵モータ２４のロータがナットと同軸に固定される。転舵モータ２４が作動することによりロータおよびナットが回転すると、ボールねじ機構２７により、転舵モータ２４の回転運動がタイロッド３８の軸方向運動に変換され、タイロッド３８が軸方向に推進する。これにより、ナックルアーム４０が回動され、車輪１４がキングピンを中心に転舵される。

右前輪用転舵モータ２４ＦＲは右前輪用転舵ＥＣＵ２６ＦＲに接続される。同様に左前輪用転舵モータ２４ＦＬは左前輪用転舵ＥＣＵ２６ＦＬに、右後輪用転舵モータ２４ＲＲは右後輪用転舵ＥＣＵ２６ＲＲに、左後輪用転舵モータ２４ＲＬは左後輪用転舵ＥＣＵ２６ＲＬにそれぞれ接続される（以下、必要に応じ、右前輪用転舵ＥＣＵ２６ＦＲ、左前輪用転舵ＥＣＵ２６ＦＬ、右後輪用転舵ＥＣＵ２６ＲＲ、左後輪用転舵ＥＣＵ２６ＲＬを総称して「転舵ＥＣＵ２６」という）。転舵モータ２４の各々は、転舵ＥＣＵ２６から駆動信号が入力されることによって、駆動信号に応じた角度を回転する。転舵ＥＣＵ２６は、転舵モータ２４へ入力する駆動信号を制御することによって、車輪１４の各々の転舵角度を独立に制御する。転舵ＥＣＵ２６の各々は統合ＥＣＵ１００に接続されており、統合ＥＣＵ１００から入力された演算結果に応じて転舵モータ２４に入力する駆動信号を決定する。

また、車輪１４の各々に対応して、右前輪用ブレーキ１６ＦＲ、左前輪用ブレーキ１６ＦＬ、右後輪用ブレーキ１６ＲＲ、左後輪用ブレーキ１６ＲＬ（以下、必要に応じてこれらを総称して「ブレーキ１６」という）が設けられている。本実施形態では、ブレーキ１６にはディスクブレーキが採用されている。ブレーキ１６の各々のキャリパ内に、右前輪用ホイールシリンダ１８ＦＲ、左前輪用ホイールシリンダ１８ＦＬ、右後輪用ホイールシリンダ１８ＲＲ、左後輪用ホイールシリンダ１８ＲＬ（以下、必要に応じてこれらを総称して「ホイールシリンダ１８」という）が設けられている。ブレーキ１６はディスクロータ、キャリパ、ブレーキパッドなど（図示せず）を有しており、ディスクロータは車輪１４と共に回転可能に固定され、キャリパおよびブレーキパッドは車体１２側に固定されている。ホイールシリンダ１８の液圧が増圧されると、回転体としてのブレーキパッドに押圧体としてのブレーキパッドが押圧され、車輪１４に制動力が与えられる。

ホイールシリンダ１８の各々は、ブレーキ液圧発生装置５０に連通している。ブレーキ液圧発生装置５０に含まれる後述する増圧用バルブや減圧用バルブはＥＣＢ−ＥＣＵ４４に接続されている。ＥＣＢ−ＥＣＵ４４は、これらのバルブの開弁および閉弁を制御することにより、車輪１４の各々を独立にホイールシリンダ１８の液圧を制御する。ＥＣＢ−ＥＣＵ４４は統合ＥＣＵ１００に接続されており、統合ＥＣＵ１００から入力された演算結果を利用してこれらのバルブの開弁および閉弁を制御する。

車両１０の室内にはブレーキペダル２８が設けられている。ブレーキペダル２８はブレーキセンサ３０に接続されており、ブレーキセンサ３０は統合ＥＣＵ１００に接続されている。ユーザとしての運転者によりブレーキペダル２８が操作されると、ブレーキセンサ３０はブレーキセンサ３０の操作量を検出し、検出結果を統合ＥＣＵ１００に入力する。

また、車両１０の室内には、ステアリング３２が設けられている。ステアリング３２は回転可能なステアリングシャフトに固定されており、ステアリングシャフトには舵角センサ３４が設けられている。舵角センサ３４は統合ＥＣＵ１００に接続されている。運転者によりステアリング３２が操舵されると、舵角センサ３４はステアリング３２の操舵角度を検出し、検出結果を統合ＥＣＵ１００に入力する。

また車両１０の室内には、モード切替スイッチ３６が設けられている。モード切替スイッチ３６は、後述する４ＷＳモードおよび方向転換モードの運転者による選択を受け付けるモード選択手段として機能する。モード切替スイッチ３６は統合ＥＣＵ１００に接続されており、運転者により４ＷＳモードおよび方向転換モードのいずれかが選択を受け付けると、その選択結果は統合ＥＣＵ１００に入力される。

図２は、各ＥＣＵの機能ブロック図である。前述した通り、本実施形態の車両旋回装置２００には、統合ＥＣＵ１００、転舵ＥＣＵ２６、ＥＣＢ−ＥＣＵ４４、ＨＶ−ＥＣＵ４２などが含まれる。

統合ＥＣＵ１００は、演算ユニット１０２、ＲＡＭ１０４、ＲＯＭ１０６などを有する。ＲＯＭ１０６には、様々な演算を実行するためのプログラムや、後述するヨー角−旋回中心マップや操舵角度−制駆動力マップなどのマップを含むデータが格納されている。ＲＡＭ１０４は、舵角センサ３４、ブレーキセンサ３０、車輪速センサ２２の検出結果を含む様々なデータが一時的に格納され、また、ＲＯＭ１０６に格納されたプログラムの実行のためのワークエリアとして利用される。演算ユニット１０２は、ＲＯＭ１０６に格納されたプログラムやＲＡＭ１０４に格納されたデータなどを利用して、後述する４輪転舵角演算、４輪旋回半径演算、４輪駆動力分配演算、ヨーレート推定演算、ヨー角推定演算など、様々な演算を実行する。

統合ＥＣＵ１００は転舵ＥＣＵ２６に接続されており、算出された車輪１４の各々の目標転舵角度を転舵ＥＣＵ２６に入力する。転舵ＥＣＵ２６は、入力された演算結果を利用して車輪１４の各々の目標転舵角度を決定し、転舵モータ２４の各々に駆動信号を入力して車輪１４を目標転舵角度に転舵する。したがって、統合ＥＣＵ１００は、移動された旋回中心Ｐを中心に旋回するよう各々の車輪１４の転舵角度を決定する転舵制御手段として機能し、転舵装置２５は、移動された旋回中心Ｐを中心に旋回するよう各々の車輪１４を独立に転舵する転舵手段として機能する。

ブレーキ液圧発生装置５０には、右前輪増圧用バルブ５２ＦＲ、左前輪増圧用バルブ５２ＦＬ、右後輪増圧用バルブ５２ＲＲ、左後輪増圧用バルブ５２ＲＬ（以下、必要に応じてこれらを総称して「増圧用バルブ５２」という）が設けられている。増圧用バルブ５２は、リニアソレノイドバルブによって構成され、入力された電流のデューティーに応じて開弁または閉弁する。増圧用バルブ５２が開弁されることにより、アキュムレータ（図示せず）からホイールシリンダ１８へ作動液としてのブレーキオイルが供給され、ホイールシリンダ圧が増圧されることによって車輪１４へ与えられる制動力が増加される。

また、ブレーキ液圧発生装置５０には、右前輪減圧用バルブ５４ＦＲ、左前輪減圧用バルブ５４ＦＬ、右後輪減圧用バルブ５４ＲＲ、左後輪減圧用バルブ５４ＲＬ（以下、必要に応じてこれらを総称して「減圧用バルブ５４」という）が設けられている。減圧用バルブ５４は、リニアソレノイドバルブによって構成され、入力された電流のデューティーに応じて開弁または閉弁する。減圧用バルブ５４が開弁されることにより、ホイールシリンダ１８の作動液がリザーバへ逃がされ、ホイールシリンダ圧が減圧されることによって車輪１４へ与えられる制動力が減少される。

統合ＥＣＵ１００はＥＣＢ−ＥＣＵ４４に接続されており、算出されたホイールシリンダ１８の各々の目標ホイールシリンダ圧をＥＣＢ−ＥＣＵ４４に入力する。ＥＣＢ−ＥＣＵ４４は、入力された演算結果を利用してホイールシリンダ１８の各々の目標ホイールシリンダ圧を決定し、増圧用バルブ５２の各々、および減圧用バルブ５４の各々を駆動する駆動回路に制御電流を供給する。駆動回路の各々は、供給された制御電流に応じたデューティーで増圧用バルブ５２また減圧用バルブ５４に電流を供給する。これによって、ＥＣＢ−ＥＣＵ４４は、各々のホイールシリンダ１８の液圧を目標ホイールシリンダ圧に制御する。

統合ＥＣＵ１００はＨＶ−ＥＣＵ４２に接続されており、算出された車輪１４の各々の目標駆動トルクをＨＶ−ＥＣＵ４２に入力する。ＨＶ−ＥＣＵ４２は、入力された演算結果を利用して車輪１４の各々の目標駆動トルクを決定し、インホイールモータ２０の各々に目標駆動トルクを発生させるための電流をバッテリからインホイールモータ２０の各々に供給して目標駆動トルクを発生させる。したがって、統合ＥＣＵ１００は、移動された旋回中心Ｐを中心に旋回するよう各々の車輪１４の駆動トルクを決定する駆動制御手段として機能し、インホイールモータ２０は、決定された駆動トルクによって各々の車輪１４を独立に駆動する駆動手段として機能する。

図３は、４ＷＳモードが選択された場合の車輪１４の各々の転舵角度や旋回中心などを示す図である。本図は車両１０を上方から見た図である。車両１０の最前部から車両１０の左右方向に伸びる直線と、車両１０の最後部から車両１０の左右方向に伸びる直線と、右前輪１４ＦＲの転舵中心および右後輪１４ＲＲの転舵中心を通過する直線と、左前輪１４ＦＬの転舵中心および左後輪１４ＲＬの転舵中心を通過する直線とによって囲まれる領域を車両内部領域Ａ_０とする。

右前輪キングピン位置Ｋ_ＦＲと左前輪キングピン位置Ｋ_ＦＬとを結ぶ直線の中点を前輪キングピン中点Ｍ_１とし、右後輪キングピン位置Ｋ_ＲＲと左後輪キングピン位置Ｋ_ＲＬとを結ぶ直線の中点を後輪キングピン中点Ｍ_２とする。前輪キングピン中点Ｍ_１と後輪キングピン中点Ｍ_２とを結ぶ直線の中点を原点Ｏとする。原点Ｏから前輪キングピン中点Ｍ_１に向かう方向、すなわち原点Ｏから車両前方をｘの正方向とする。また原点Ｏから車両左方向をｙの正方向とする。前輪のキングピン位置と後輪のキングピン位置との距離を示すホイールベースを２Ｌとする。

右前輪キングピン位置Ｋ_ＦＲのｘ座標を右前輪キングピンｘ座標ｘ_ＦＲ、ｙ座標を右前輪キングピンｙ座標ｙ_ＦＲとする。左前輪キングピン位置Ｋ_ＦＬのｘ座標を左前輪キングピンｘ座標ｘ_ＦＬ、ｙ座標を左前輪キングピンｙ座標ｙ_ＦＬとする。右後輪キングピン位置Ｋ_ＲＲのｘ座標を右後輪キングピンｘ座標ｘ_ＲＲ、ｙ座標を右後輪キングピンｙ座標ｙ_ＲＲとする。左後輪キングピン位置Ｋ_ＲＬのｘ座標を左後輪キングピンｘ座標ｘ_ＲＬ、ｙ座標を左後輪キングピンｙ座標ｙ_ＲＬとする。なお、旋回中心Ｐのｘ座標を旋回中心ｘ座標ｘ_Ｐ、ｙ座標を旋回中心ｙ座標ｙ_Ｐとする。

右前輪１４ＦＲの車輪速を右前輪速度Ｖ_ＦＲ、左前輪１４ＦＬの車輪速を左前輪速度Ｖ_ＦＬ、右後輪１４ＲＲの車輪速を右後輪速度Ｖ_ＲＲ、左後輪１４ＲＬの車輪速を左後輪速度Ｖ_ＲＬとする。車輪速度は、車両が前進するときの回転方向に車輪１４が回転した場合に正の値となるものとする。たとえば、右前輪１４ＦＲおよび右後輪１４ＲＲであれば、車両右側から見て右回転したときに右前輪速度Ｖ_ＦＲおよび右後輪速度Ｖ_ＲＲが正の値となる。また、左前輪１４ＦＬおよび左後輪１４ＲＬであれば、車両左側から見て左回転したときに左前輪速度Ｖ_ＦＬおよび左後輪速度Ｖ_ＲＬが正の値となる。

また右前輪１４ＦＲの転舵角度を右前輪転舵角度δ_ＦＲ、左前輪１４ＦＬの転舵角度を左前輪転舵角度δ_ＦＬ、右後輪１４ＲＲの転舵角度を右後輪転舵角度δ_ＲＲ、左後輪１４ＲＬの転舵角度を左後輪転舵角度δ_ＲＬとする。車輪１４の回転軸がｙ軸と平行となったときをゼロとして、車輪１４の転舵角度がゼロの状態から左回転方向に車輪１４が転舵されたときに、転舵角度が正の値となるものとする。なお、ステアリング３２が運転者によって操舵された操舵角度を操舵角度δ_ＭＡとする。

運転者によってモード切替スイッチ３６が操作され、４ＷＳモードが選択されると、モード切替スイッチ３６への選択結果が統合ＥＣＵ１００に入力される。統合ＥＣＵ１００は、４ＷＳモードが選択された場合、４ＷＳモード用の旋回中心を演算するためのプログラムを実行する。４ＷＳモードにおいては、統合ＥＣＵ１００は、右前輪１４ＦＲおよび左前輪１４ＦＬを同じ方向に転舵するよう、目標転舵角度を演算する。すなわち、統合ＥＣＵ１００は、右前輪転舵角度δ_ＦＲと右後輪転舵角度δ_ＲＲの正・負が同じになるように、目標転舵角度を演算する。同様に統合ＥＣＵ１００は、左前輪１４ＦＬおよび左後輪１４ＲＬを同じ方向に転舵するよう、目標転舵角度を演算する。すなわち、統合ＥＣＵ１００は、左前輪転舵角度δ_ＦＬと左後輪転舵角度δ_ＲＬの正・負が同じになるように目標転舵角度を演算する。

このため、４ＷＳモードにおいては、統合ＥＣＵ１００は、旋回中心Ｐを車両内部領域Ａ_０の外に設定する。したがって、４ＷＳモードは、車両内部領域Ａ_０の外に旋回中心が設定される第１モードとして機能する。実際には、４ＷＳモードにおいて旋回中心Ｐが位置することができる領域としての４ＷＳモード時旋回可能領域Ａ_１は、転舵し得る車輪１４の転舵角度によって決定される。たとえば本図に示すように、車両が左に旋回するときの４ＷＳモード時旋回可能領域Ａ_１は、左前輪１４ＦＬを転舵したときに左前輪１４ＦＬの回転軸の車両１０外側への延長線が描く軌跡と、左後輪１４ＲＬを転舵したときに左後輪１４ＲＬの回転軸の車両１０外側への延長線が描く軌跡が重なる領域となる。

統合ＥＣＵ１００は、車輪速センサ２２により検出された車輪１４の各々の車輪速と、舵角センサ３４により検出されたステアリング３２の操舵角度δ_ＭＡを利用して、車両１０を操舵するために適した旋回中心Ｐを演算する。このように、車両１０を走行させるときに４ＷＳモードを選択することにより、運転者は車両を良好に旋回させることが可能となる。

また、運転者がアクセルペダル（図示せず）を操作することにより、統合ＥＣＵ１００は、アクセルペダルの操作量と、舵角センサ３４により検出されたステアリング３２の操舵角度δ_ＭＡなどを利用して、車輪１４の各々に与えるべき目標駆動トルクを演算する。また、運転者がブレーキペダル２８を操作することにより、統合ＥＣＵ１００は、ブレーキセンサ３０により検出されたブレーキペダル２８の操作量と、舵角センサ３４により検出されたステアリング３２の操舵角度δ_ＭＡなどを利用して、車輪１４の各々の目標ホイールシリンダ圧を演算する。このように、４ＷＳモードでは、運転者はアクセルペダルを操作することにより車両の推進力を調節することができ、また、ブレーキペダル２８を操作することにより車両の制動力を調整することができる。

図４は、方向転換モードが選択された場合の車輪１４の各々の転舵角度や旋回中心などを示す図である。本図は車両１０を上方から見た図である。なお、図３と同様の箇所については説明を省略する。

運転者によってモード切替スイッチ３６が操作され、方向転換モードが選択されると、モード切替スイッチ３６への選択結果が統合ＥＣＵ１００に入力される。統合ＥＣＵ１００は、方向転換モードが選択されると、方向転換モード用の旋回中心を演算するためのプログラムを実行する。

方向転換モードにおいては、統合ＥＣＵ１００は、右前輪１４ＦＲおよび左前輪１４ＦＬを異なる方向、すなわち、右前輪１４ＦＲおよび左前輪１４ＦＬを「ハ」の字に転舵するよう、目標転舵角度を演算する。具体的には、統合ＥＣＵ１００は、右前輪転舵角度δ_ＦＲと右後輪転舵角度δ_ＲＲの正・負が異なるように、目標転舵角度を演算することができる。同様に統合ＥＣＵ１００は、左前輪１４ＦＬおよび左後輪１４ＲＬを異なる方向すなわち、右前輪１４ＦＲおよび左前輪１４ＦＬを「ハ」の字に転舵するよう、目標転舵角度を演算する。具体的には、統合ＥＣＵ１００は、左前輪転舵角度δ_ＦＬと左後輪転舵角度δ_ＲＬの正・負が異なるように目標転舵角度を演算する。

このため、方向転換モードにおいては、統合ＥＣＵ１００は、右前輪キングピン位置Ｋ_ＦＲおよび右後輪キングピン位置Ｋ_ＲＲを通過する直線、および左前輪キングピン位置Ｋ_ＦＬおよび左後輪キングピン位置Ｋ_ＲＬを通過する直線の間の領域に旋回中心Ｐを設定する。これによって、左右の車輪１４の間に旋回中心Ｐを設定することができるので、車輪１４の各々の旋回半径を小さくすることができ、狭いスペースで車両１０を旋回させることが可能となる。

さらに本実施形態においては、統合ＥＣＵ１００は、車両１０の最前部から車両１０の左右方向に伸びる直線と、車両１０の最後部から車両１０の左右方向に伸びる直線との間の領域に旋回中心Ｐを設定する。これによって、たとえば車両１０の最後部から車両１０の左右方向に伸びる直線上から車両１０前方へ旋回中心Ｐを移動することなどが可能となり、車両１０外側への車体の張り出しを抑制することが可能となる。これにより、方向転換モードにおいては、車両内部領域Ａ_０内において旋回中心Ｐが移動されることとなる。したがって、方向転換モードは、車両１０の旋回中に車両内部領域Ａ_０内において旋回中心が移動される第２モードとして機能する。

実際には、方向転換モードにおいて旋回中心Ｐが位置することができる領域としての方向転換モード時旋回可能領域Ａ_２は、転舵し得る車輪１４の転舵角度によって決定される。方向転換モード時旋回可能領域Ａ_２は、車輪１４の各々を転舵したときに車輪１４の各々の回転軸の車両１０内側への延長線が描く軌跡が重なる領域となる。

本実施形態においては、右前輪１４ＦＲおよび左前輪１４ＦＬは、回転軸の車両１０内側への延長線が後輪キングピン中点Ｍ_２に向かう角度が最大転舵角度となっている。また、右後輪１４ＲＲ、左後輪１４ＲＬは、回転軸の車両１０内側の延長線が前輪キングピン中点Ｍ_１に向かう角度が最大転舵角度となっている。このため、方向転換モード時旋回可能領域Ａ_２は、本図に示すように、後輪キングピン中点Ｍ_２から右前輪キングピン位置Ｋ_ＦＲおよび左前輪キングピン位置Ｋ_ＦＬに向かう２直線と、前輪キングピン中点Ｍ_１から右後輪キングピン位置Ｋ_ＲＲおよび左後輪キングピン位置Ｋ_ＲＬに向かう２直線によって囲まれる菱形となる。

なお、車輪１４の各々の最大転舵角度を大きくすれば、この方向転換モード時旋回可能領域Ａ_２を更に大きくすることができる。この場合においても、統合ＥＣＵ１００は、車両１０の最前部から車両１０の左右方向に伸びる直線と、車両１０の最後部から車両１０の左右方向に伸びる直線との間の領域に旋回中心Ｐを設定する。また、車輪１４の各々が３６０°転舵可能に構成することにより、車両内部領域Ａ_０すべてを方向転換モード時旋回可能領域Ａ_２とすることができる。このように、統合ＥＣＵ１００は、車両内部領域Ａ_０において、車両の旋回中に旋回中心を移動する旋回制御手段として機能する。車両の内部に旋回中心Ｐを設定することによって、車輪１４の各々の旋回半径を小さくすることができ、狭いスペースで車両１０を転舵することが可能となる。

運転者によってモード切替スイッチ３６が操作され、方向転換モードが選択されると、後輪キングピン中点Ｍ_２を初期の旋回中心Ｐとして設定し、設定した旋回中心Ｐを示す上方を転舵ＥＣＵ２６の各々に入力する。転舵ＥＣＵ２６の各々は、後輪キングピン中点Ｍ_２を旋回中心Ｐとするために、車輪１４の回転軸が後輪キングピン中点Ｍ_２に向かうよう車輪１４を転舵する。これによって、本図に示すように、右前輪１４ＦＲおよび左前輪１４ＦＬが、車両１０後方に開いたハの字に転舵され、右後輪１４ＲＲおよび左後輪１４ＲＬは平行に転舵される。

本図の状態から車両１０の先端を右側に旋回させる場合、本図の矢印で示されるように、左前輪１４ＦＬおよび左後輪１４ＲＬは前進する方向に駆動トルクが与えられ、右前輪１４ＦＲおよび右後輪１４ＲＲは後進する方向に駆動トルクが与えられる。これによって、車輪１４の各々の横滑りを抑制しながら車両１０を旋回中心Ｐを中心に旋回させることが可能となる。

統合ＥＣＵ１００は、車輪１４の各々の車輪速や旋回半径などから、車両１０の旋回角度を演算する。統合ＥＣＵ１００は、ＲＯＭ１０６に格納されたヨー角−旋回中心マップを参照し、算出された車両１０の旋回角度から旋回中心Ｐを決定する。運転者は旋回中心を移動するための操作を行う必要がないので、旋回中心を移動するために運転者の操作性が低減することを抑制することができる。

本実施形態では、車両１０の旋回角度としてのヨー角が大きくなるにしたがって、旋回中心Ｐは、後輪キングピン中点Ｍ_２からｘ軸上を車両１０の前方に移動する。旋回中心Ｐが後輪キングピン中点Ｍ_２から前方に移動するため、車両１０外側への張り出し量を抑制しながら、車両１０を旋回させるために必要とされるスペースを低減することができる。このため、たとえば車両の左右いずれかが壁などの障害物に近接する場合などにおいても、障害物との接触を回避しながら狭いスペースにおいて車両１０を旋回させることが可能となる。また旋回中心Ｐがｘ軸上を移動するため、右前輪１４ＦＲと左前輪１４ＦＬとの駆動トルクのバランス、および右後輪１４ＲＲと左後輪１４ＲＬとの駆動トルクのバランスを維持することができ、いずれかの車輪１４のインホイールモータ２０に負担がかかることを抑制することができる。

旋回中心Ｐが車両１０の前方に移動すると、右後輪１４ＲＲおよび左後輪１４ＲＬが車両１０の前方に開いたハの字に転舵され、旋回中心Ｐが前方に移動するにしたがって、ハの字の開口が大きくなるように転舵される。右前輪１４ＦＲおよび左前輪１４ＦＬは、旋回中心Ｐが車両１０の前方に移動するにしたがって、ハの字の開口が小さくなるように転舵される。

図５は、方向転換モードにおけるヨー角−旋回中心マップである。本図において、横軸はヨー角θを示し、縦軸は旋回中心ｘ座標ｘ_Ｐおよび旋回中心ｙ座標ｙ_Ｐを示す。

運転者によってモード切替スイッチ３６が操作され、方向転換モードが選択されると、統合ＥＣＵ１００は、後輪キングピン中点Ｍ_２を初期の旋回中心Ｐとして設定する。この時点のヨー角θをゼロとして、この位置から車両が旋回されると、統合ＥＣＵ１００は、ｙ_Ｐが、ｙ_Ｐ＝０を満たすように旋回中心Ｐを移動する。この結果、旋回中心Ｐはｘ軸上を移動する。

また、統合ＥＣＵ１００は、ｘ_Ｐが、ｘ_Ｐ＝−Ｌ＊ｃｏｓ（θ）を満たすように旋回中心を移動する。これによって、車体の車両１０外側への張り出し量を抑制することができるとともに、狭いスペースでの車両１０の旋回が可能となる。また、車両１０を１８０°旋回させることにより、旋回初期の車両１０の位置よりも側方に車両を移動することができ、１８０°旋回後の車両の進行を円滑なものとすることができる。

図６は、車両旋回装置２００の処理手順を示すフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、運転者により車両１０のイグニッションキーがオンにされ、統合ＥＣＵ１００などの電源がオンにされたときに開始する。

運転者は、モード切替スイッチ３６を操作することにより方向転換モードを選択すると（Ｓ１１）、選択されたモードを示す情報が統合ＥＣＵ１００に入力される。統合ＥＣＵ１００は、方向転換モードが運転者によって選択されると、初期旋回中心として後輪キングピン中点Ｍ_２に旋回中心Ｐを設定する（Ｓ１２）。後輪キングピン中点Ｍ_２に旋回中心Ｐが設定されると、転舵ＥＣＵ２６は、車輪１４の各々の回転軸が後輪キングピン中点Ｍ_２に向かうように車輪１４を転舵する（Ｓ１３）。車輪１４が転舵されると、統合ＥＣＵ１００は、ヨー角θをゼロに設定する（Ｓ１４）。

また、統合ＥＣＵ１００は、アクセルペダルを無効にする（Ｓ１５）。これによって、運転者がアクセルペダルを操作しても、車輪１４には駆動トルクが与えられないようになる。以上によって、方向転換モードの初期状態となる。

方向転換モードが初期状態となった後、ステアリングが運転者によって操舵されると（Ｓ１６）、図７に示すように、統合ＥＣＵ１００は、操舵角度−制駆動力マップを参照し、４輪駆動トルクＴ_ＡＬＬを決定する。また、統合ＥＣＵ１００は、図５に示すヨー角−旋回中心マップを参照し、旋回中心ｘ座標ｘ_Ｐおよび旋回中心ｙ座標ｙ_Ｐ、および車輪１４の各々のキングピン座標を利用して４輪旋回半径演算を実行し、右前輪旋回半径Ｒ_ＦＲ、左前輪旋回半径Ｒ_ＦＬ、右後輪旋回半径Ｒ_ＲＲ、および左後輪旋回半径Ｒ_ＲＬを算出する。４輪旋回半径演算は以下の式によって実行される。

ここで、「＊＊」とは、右前輪を示すＦＲ、左前輪を示すＦＬ、右後輪を示すＲＲ、左後輪を示すＲＬが、車輪１４の各々の旋回半径演算時に入力されることを示す。

統合ＥＣＵ１００は、図７に示すように、決定されたＴ_ＡＬＬ、および算出された車輪１４の各々の旋回半径を利用して、４輪駆動力分配演算を実行し、右前輪駆動トルクＴ_ＦＲ、左前輪駆動トルクＴ_ＦＬ、右後輪駆動トルクＴ_ＲＲ、および左後輪駆動トルクＴ_ＲＬを算出する（Ｓ１７）。４輪駆動力分配演算は、以下の式によって実行される。なお、「＊＊」は前述と同様である。

このとき、右前輪１４ＦＲと左前輪１４ＦＬ、および右後輪１４ＲＲと左後輪１４ＲＬは相互に逆方向に回転することから、４輪駆動力分配演算を実行し、右前輪駆動トルクＴ_ＦＲ、左前輪駆動トルクＴ_ＦＬ、右後輪駆動トルクＴ_ＲＲ、および左後輪駆動トルクＴ_ＲＬは、以下の式によって実行される。

４輪駆動力分配演算が実行されると、統合ＥＣＵ１００は、算出された車輪１４の各々の駆動トルクをＨＶ−ＥＣＵ４２に入力する。ＨＶ−ＥＣＵ４２は、入力された駆動トルクを発生するよう、インホイールモータ２０に電力を供給して、車輪１４の各々に算出された駆動トルクを発生させる（Ｓ１８）。

このように、方向転換モードにされた場合、統合ＥＣＵ１００は、ステアリング３２の操舵角度δ_ＭＡが大きいほど旋回させるための大きな力が車両に与えられるよう、車輪１４の各々に与えるべき駆動トルクを決定することができる。これによって、ステアリング３２の操舵角度δ_ＭＡおよび車輪１４の各々の旋回半径に応じた駆動トルクを車輪１４の各々に発生させることができ、旋回中心Ｐを中心をした円滑な車両１０の旋回を実現することができる。

統合ＥＣＵ１００は、図７に示すように、車輪速センサ２２の検出結果と算出された車輪１４の各々の旋回半径に基づいて、ヨーレート推定演算を実行し、ヨーレートγを算出する。ヨーレート推定演算は、以下の式によって実行される。

次に、統合ＥＣＵ１００は、算出されたヨーレートを利用して、ヨー角推定演算を実行しヨー角θを算出する。ヨー角推定演算は、以下の式によって実行される。

統合ＥＣＵ１００は、再びヨー角−旋回中心マップを参照し、算出したヨー角θに基づいて旋回中心Ｐを移動し、移動された旋回中心Ｐを利用して４輪旋回半径演算、および４輪駆動力分配演算を実行する。統合ＥＣＵ１００は、運転者によってステアリング３２が操舵されている間、これらの演算を繰り返し実行することによって、移動する旋回中心Ｐに応じた車輪１４の各々の駆動トルクを決定し、インホイールモータ２０の各々は、移動する旋回中心Ｐに応じた駆動トルクで、車輪１４の各々を駆動する。

また、統合ＥＣＵ１００は、図７に示すように、ヨー角−旋回中心マップを参照し、旋回中心ｘ座標ｘ_Ｐおよび旋回中心ｙ座標ｙ_Ｐを利用して、４輪転舵角演算を実行し、目標となる右前輪転舵角度δ_ＦＲ、左前輪転舵角度δ_ＦＬ、右後輪転舵角度δ_ＲＲ、および左後輪転舵角度δ_ＲＬを算出する（Ｓ１９）。４輪転舵角演算は、以下の式によって実行される。

統合ＥＣＵ１００は、算出した車輪１４の各々の目標転舵角度を転舵ＥＣＵ２６の各々に入力する。転舵ＥＣＵ２６は、入力された目標転舵角度に車輪１４を転舵するよう、転舵モータ２４に駆動信号を入力して車輪１４を転舵する（Ｓ２０）。統合ＥＣＵ１００は、所定時間毎に４輪転舵角演算を実行し、移動した旋回中心Ｐに応じた角度に車輪１４の各々を転舵する。これによって、旋回中心Ｐを中心をした円滑な車両１０の旋回を実現することができる。

なお、運転者によって、操舵されたステアリング３２をもどす方向に操舵された場合、統合ＥＣＵ１００は、操舵角度−制駆動力マップを参照し、もどされた操舵角度δ_ＭＡに応じた制動力を決定する。統合ＥＣＵ１００は、決定された制動力をＥＣＢ−ＥＣＵ４４に入力する。ＥＣＢ−ＥＣＵ４４は、入力された制動力を発生させるため、増圧用バルブ５２または減圧用バルブ５４を作動させてホイールシリンダ圧を目標ホイールシリンダ圧とする。これによって、ステアリング３２をもどす方向に操舵された場合においても、操舵角度δ_ＭＡに応じた旋回速度で車両１０を旋回することが可能となる。

また、方向転換モードにおいても、運転者は、ブレーキペダル２８を操作することによって、ブレーキペダル２８の操作量に応じた制動力を車輪１４の各々に与えることができる。運転者によってブレーキセンサ３０が操作されると、図７に示すスイッチを切り換え、ＥＣＢ−ＥＣＵ４４を操舵角度−制駆動力マップから切り離して、ＥＣＢ−ＥＣＵ４４とブレーキセンサ３０とを接続する。これによって、ＥＣＢ−ＥＣＵ４４にはブレーキセンサ３０によって検出されたブレーキペダル２８の操作量情報が入力される。ＥＣＢ−ＥＣＵ４４は、入力されたブレーキペダル２８の操作量情報などに基づいて、車輪１４の各々に与える制動力を決定し、増圧用バルブ５２または減圧用バルブ５４を作動させてホイールシリンダ圧を目標ホイールシリンダ圧とする。これによって、運転者は、ブレーキペダル２８を操作することによっても車両１０に制動力を与えることができる。

運転者によって、操舵角度δ_ＭＡをゼロにもどすステアリング３２の操舵がされる、またはブレーキペダル２８が操作されると（Ｓ２１）、ＥＣＢ−ＥＣＵ４４は、車輪１４の各々のホイールシリンダ圧を増圧して車両を停止させる（Ｓ２２）。運転者によって再びステアリング３２が操舵されると、Ｓ１６から繰り返し処理が実行される。

運転者が、所望の角度まで車両１０を旋回させることができたと判断してモード切替スイッチ３６を操作し、４ＷＳモードなどの他モードが選択されると（Ｓ２３）、統合ＥＣＵ１００は、方向転換モードを解除し、選択されたモードにおける処理を実行する（Ｓ２４）。

図８は、方向転換モードが選択された場合における、車両１０が旋回する軌跡を示す図である。本図に示されるように、方向転換モードが選択された場合、車両１０を旋回させることによって、車両１０外側への張り出し量を抑制しながら狭いスペースにおいて車両１０の方向転換を実現することが可能となる。また、方向転換モードにおいて車両１０の方向転換を実施することにより、車両１０を、旋回前の車両外側に移動することができる。これによって、たとえば狭いスペースにおいて対向斜線側に方向転換したい場合や、狭い駐車場から車両１０を出す場合において、車両１０の方向転換の実施すると同時に、効果的に車両１０を移動させることができる。

本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。以下、そうした例をあげる。

統合ＥＣＵ１００は、方向転換モードが選択された場合に、車両１０の後端部から車両１０の左右方向に伸びる直線上旋回中心Ｐを設定し、ヨー角θが大きくなるにしたがって旋回中心Ｐを車両１０の前方へ移動してもよい。これによって、車両１０外側への車体の張り出し量を抑制することができるとともに、狭いスペースでの車両１０の旋回が可能となる。

統合ＥＣＵ１００は、方向転換モードが選択された場合に、車両１０の前部に旋回中心Ｐを設定し、ヨー角θが大きくなるにしたがって車両１０後方へ旋回中心Ｐを移動してもよい。たとえば、統合ＥＣＵ１００は、方向転換モードが選択された場合に、右前輪キングピン位置Ｋ_ＦＲと左前輪キングピン位置Ｋ_ＦＬとを結ぶ直線上に旋回中心Ｐを設定し、ヨー角θが大きくなるにしたがって車両１０後方へ旋回中心Ｐを移動してもよい。また、たとえば、方向転換モードが選択された場合に、車両１０の前端部から車両１０の左右方向に伸びる直線上旋回中心Ｐを設定し、ヨー角θが大きくなるにしたがって旋回中心Ｐを車両１０の前方へ移動してもよい。これによって、車両１０外側への車両１０後部の張り出し量を抑制することができるとともに、狭いスペースでの車両１０の旋回が可能となる。なお、この場合も、統合ＥＣＵ１００は、前輪キングピン中点Ｍ_１と後輪キングピン中点Ｍ_２を通過する車両中心線上において、旋回中心Ｐを移動してもよい。

また、統合ＥＣＵ１００は、車両内部領域Ａ_０のうちｘ軸上またはｙ軸上以外の領域において、旋回中に旋回中心Ｐを移動してもよい。これによっても、車両１０外側への張り出し量を抑制することが可能となる。

４ＷＳモード、方向転換モードの他に、たとえば２ＷＳモードなどが設けられていてもよい。運転者は、モード切替スイッチ３６を操作してこれらのモードのいずれかを選択することにより、統合ＥＣＵ１００は、選択されたモードにおける処理を実行してもよい。２ＷＳモードが選択された場合、統合ＥＣＵ１００は、右後輪転舵角度δ_ＲＲおよび左後輪転舵角度δ_ＲＬをゼロに設定し、右前輪１４ＦＲおよび左前輪１４ＦＬのみで車両１０を旋回させてもよい。

車両旋回装置の全体構成図である。 各ＥＣＵの機能ブロック図である。 ４ＷＳモードが選択された場合の車輪の各々の転舵角度や旋回中心などを示す図である。 方向転換モードが選択された場合の車輪の各々の転舵角度や旋回中心などを示す図である。 方向転換モードにおけるヨー角−旋回中心マップである。 車両旋回装置の処理手順を示すフローチャートである。 統合ＥＣＵが実行する演算の概要を示す図である。 方向転換モードが選択された場合における、車両が旋回する軌跡を示す図である。

符号の説明

１０ 車両、 １４ 車輪、 １８ ホイールシリンダ、 ２０ インホイールモータ、 ２２ 車輪速センサ、 ２４ 転舵モータ、 ２６ 転舵ＥＣＵ、 ２８ ブレーキペダル、 ３０ ブレーキセンサ、 ３２ ステアリング、 ３４ 舵角センサ、 ３６ モード切替スイッチ、 ３８ タイロッド、 ４０ ナックルアーム、 ４２ ＨＶ−ＥＣＵ、 ４４ ＥＣＢ−ＥＣＵ、 １００ 統合ＥＣＵ、 ２００ 車両旋回装置。

Claims (8)

1. 一対の前輪および一対の後輪を有する車両を旋回させる車両旋回装置において、
   前記一対の前輪の各々の転舵中心を結ぶ直線の中点と、前記一対の後輪の各々の転舵中心を結ぶ直線の中点とを結ぶ直線である車両中心線上において旋回中心を移動させる旋回制御手段と、
   前記移動された旋回中心を中心に旋回するよう各々の車輪を独立に転舵する転舵手段と、
   前記移動された旋回中心を中心に旋回するよう各々の車輪の駆動トルクを決定する駆動制御手段と、
   前記決定された駆動トルクによって各々の車輪を独立に駆動する駆動手段と、
   を備えることを特徴とする車両旋回装置。
2. 前記旋回制御手段は、旋回初期に車両後部に旋回中心を設定し、旋回角度が大きくなるにしたがって車両前方へ旋回中心を移動することを特徴とする請求項１に記載の車両旋回装置。
3. 前記旋回制御手段は、旋回初期に前記一対の後輪の各々の転舵中心を結ぶ直線上に旋回中心を設定し、旋回角度が大きくなるにしたがって車両前方へ旋回中心を移動することを特徴とする請求項１または２に記載の車両旋回装置。
4. 前記旋回制御手段は、旋回初期に車両の最後部から車両左右方向に伸びる直線上に旋回中心を設定し、旋回角度が大きくなるにしたがって車両前方へ旋回中心を移動することを特徴とする請求項１または２に記載の車両旋回装置。
5. 旋回角度をθ、前記一対の前輪の各々の転舵中心を結ぶ直線の中点と、前記一対の後輪の各々の転舵中心を結ぶ直線の中点とを結ぶ直線の半分の長さをＬ、前記一対の前輪の各々の転舵中心を結ぶ直線の中点と、前記一対の後輪の各々の転舵中心を結ぶ直線の中点とを結ぶ直線の中点を原点として、原点から車両前方をｘ座標の正方向とした場合に、
   前記旋回制御手段は、旋回中心のｘ座標であるｘ_Ｐが、
   ｘ_Ｐ＝−Ｌ＊ｃｏｓ（θ）
   を満たすように旋回中心を移動することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両旋回装置。
6. 車両が左に旋回するときに転舵される左前輪およ左後輪の各々の回転軸の車両外側への延長線が描く軌跡が重なる領域内、および車両が右に旋回するときに転舵される右前輪およ右後輪の各々の回転軸の車両外側への延長線が描く軌跡が重なる領域内に旋回中心が設定される第１モードと、車両の旋回中に前記車両中心線上において旋回中心が移動される第２モードとのユーザによる選択を受け付けるモード選択手段をさらに備え、
   前記旋回制御手段は、第２モードが選択された場合に、前記車両中心線上において旋回中心を移動することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車両旋回装置。
7. 車両が左に旋回するときに転舵される左前輪およ左後輪の各々の回転軸の車両外側への延長線が描く軌跡が重なる領域内、および車両が右に旋回するときに転舵される右前輪およ右後輪の各々の回転軸の車両外側への延長線が描く軌跡が重なる領域内に旋回中心が設定される第１モードと、車両の旋回中に前記車両中心線上において旋回中心が移動される第２モードとのユーザによる選択を受け付けるモード選択手段をさらに備え、
   前記駆動制御手段は、第２モードが選択された場合に、ステアリングの操舵角度が大きくなるにしたがって大きな力で車両を旋回させるよう、各々の車輪の駆動トルクを決定することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の車両旋回装置。
8. 一対の前輪および一対の後輪を有する車両の車両旋回方法であって、
   前記一対の前輪の各々の転舵中心を結ぶ直線の中点と、前記一対の後輪の各々の転舵中心を結ぶ直線の中点とを結ぶ直線である車両中心線上において旋回中心を移動させるステップと、
   前記移動された旋回中心を中心に旋回するよう各々の車輪を独立に転舵するステップと、
   前記移動された旋回中心を中心に旋回するよう各々の車輪の駆動トルクを決定するステップと、
   前記決定された駆動トルクによって各々の車輪を独立に駆動するステップと、
   を備えることを特徴とする車両旋回方法。

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