(57)【要約】【課題】車両の走行安定性を向上することができ、電力系統に異常が発生した場合においても、ハンドル操作等に対する追従性を維持することができるステアリングシステムおよびこれを備えた車両を提供する。【解決手段】ステアリングシステムの第２のステアリング装置１５０は、操舵用アクチュエータを個別に制御する左右輪のアクチュエータ制御装置３１Ｌ，３１Ｒを備える。左右輪のアクチュエータ制御装置３１Ｌ，３１Ｒは、主電源Ｂｍから各電力系統２２３Ｒ，２２３Ｌに異常があるか否かをそれぞれ検出する異常検出部２２１，２２２を備え、一方の異常検出部は、電力系統の異常を検出したとき異常検出情報を他方の異常検出部に互いに与える。この場合、異常がある電力系統に代えて、副電源Ｂｓから一方の異常検出部を備えるアクチュエータ制御装置に電力を供給する。【選択図】図１０
2020097257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が備えるステアリングシステムであって、
操舵指令装置が出力する操舵量の指令に従い前記車両の左右の前輪を操舵する第１のステアリング装置と、
前記車両に設けられた操舵用アクチュエータの駆動により前後輪のいずれか一方または両方の左右輪をそれぞれ個別に操舵させる第２のステアリング装置と、
前記第２のステアリング装置に電力を供給する主電源および副電源と、
前記車両の状態を表す車両情報を検出する車両情報検出部と、を備え、
前記第２のステアリング装置は、前記左右輪におけるいずれか一方の車輪の操舵角を含む前記車両情報に基づいて、前記左右輪における他方の車輪の前記操舵用アクチュエータを個別に制御する左右輪のアクチュエータ制御装置を備え、
前記左右輪のアクチュエータ制御装置は、前記主電源から前記各アクチュエータ制御装置に供給される各電力系統に異常があるか否かをそれぞれ検出する左右輪の異常検出部を備え、前記左右輪の異常検出部における一方の異常検出部は、対応する電力系統の異常を検出したときその異常検出情報を、前記左右輪の異常検出部における他方の異常検出部に互いに与える相互監視機能を有し、
前記左右輪の異常検出部によりいずれの電力系統にも異常がないとき前記主電源から前記左右輪のアクチュエータ制御装置にそれぞれ電力を供給し、
前記左右輪の異常検出部における一方の異常検出部から前記左右輪の異常検出部における他方の異常検出部に異常検出情報が与えられると、異常がある電力系統に代えて、前記副電源から、前記一方の異常検出部を備えるアクチュエータ制御装置に電力を供給するステアリングシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のステアリングシステムにおいて、前記第１のステアリング装置は、左右の前記前輪を連動して操舵させるものであり、前記第２のステアリング装置は、前記左右輪を独立して操舵可能であるステアリングシステム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のステアリングシステムにおいて、前記第１および第２のステアリング装置は、同一の車輪である前記前輪の操舵を行うステアリングシステム。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のステアリングシステムにおいて、前記車両情報は、車速、操舵角、車高、実ヨーレート、実横加速度、アクセル指令値およびブレーキ指令値を含むステアリングシステム。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載のステアリングシステムにおいて、前記第１のステアリング装置と、前記第２のステアリング装置とは、互いに異なる車輪の操舵を行うステアリングシステム。
【請求項６】
請求項５に記載のステアリングシステムにおいて、前記車両情報は、車速、操舵角、実ヨーレート、実横加速度、アクセル指令値およびブレーキ指令値を含むステアリングシステム。
【請求項７】
請求項１または請求項２に記載のステアリングシステムにおいて、前記第２のステアリング装置を二つ備え、
一方の前記第２のステアリング装置と、前記第１のステアリング装置とは、同一の車輪の操舵を行い、
他方の前記第２のステアリング装置と、前記第１のステアリング装置とは、互いに異なる車輪の操舵を行うステアリングシステム。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のステアリングシステムにおいて、前記左右輪のアクチュエータ制御装置は、一方の異常検出部から他方の異常検出部に異常検出情報が与えられると、前記副電源から、前記一方の異常検出部を備えるアクチュエータ制御装置に電力を供給して前記操舵用アクチュエータの制御を継続するステアリングシステム。
【請求項９】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のステアリングシステムにおいて、前記左右輪のアクチュエータ制御装置は、一方の異常検出部から他方の異常検出部に異常検出情報が与えられると、左右輪のトー角を定められた基準値に戻すように前記各操舵用アクチュエータを制御するステアリングシステム。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のステアリングシステムにおいて、前記副電源として、二次電池、キャパシタまたはコンデンサを使用するステアリングシステム。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載のステアリングシステムにおいて、前記第２のステアリング装置として、
車輪を支持するハブベアリングを有するハブユニット本体と、
懸架装置の足回りフレーム部品に設けられ、前記ハブユニット本体を上下方向に延びる転舵軸心回りに回転自在に支持するユニット支持部材と
前記ハブユニット本体を前記転舵軸心回りに回転駆動させる操舵用アクチュエータを備える、操舵機能付ハブユニットを使用するステアリングシステム。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載のステアリングシステムを備えた車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ステアリングシステムおよびこれを備えた車両に関し、ステアリングシステムの冗長性を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に代表される車両においては、ハンドルとステアリング装置が機械的に接続され、ハンドルの回転操作により、ステアリング装置が車輪の操舵を行う（特許文献１〜４）。
しかしながら、ハンドルとステアリング装置とが機械的に接続されている車両においては、路面の凹凸などによる車輪からの逆入力により、ハンドルがとられ、車両がふらついてしまうという問題がある。
またコーナリング時においては、運転者の習熟度または路面等の環境条件のばらつきで、走行安定性およびハンドル操作に対する追従性が低下するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２６９７２号公報
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２０１２２０６３３７号明細書
【特許文献３】特開２０１４−０６１７４４号公報
【特許文献４】特開２０１６−１４７５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の問題を解決するために、運転者によるハンドル操作により操舵角を制御する第１のステアリング装置に対し、左右各々のタイヤの角度を変更することによって車両の向きを補正し、車両の走行安定性等を向上させることが可能な第２のステアリング装置を提供する。
しかし、第２のステアリング装置は、車両走行時の制御中に、電源からいずれか一方の電力系統または両方の電力系統に異常が発生した場合、タイヤの向きが電力系統の異常時の方向で固定され、ハンドル操作が困難になってしまう問題がある。
【０００５】
この発明の目的は、車両の走行安定性を向上することができ、電力系統に異常が発生した場合においても、ハンドル操作等に対する追従性を維持することができるステアリングシステムおよびこれを備えた車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のステアリングシステム１０１は、車両１００が備えるステアリングシステムであって、
操舵指令装置２００，２００Ａが出力する操舵量の指令に従い前記車両１００の左右の前輪９Ｆ，９Ｆを操舵する第１のステアリング装置１１と、
前記車両１００に設けられた操舵用アクチュエータ５の駆動により前後輪のいずれか一方または両方の左右輪をそれぞれ個別に操舵させる第２のステアリング装置１５０と、
前記第２のステアリング装置１５０に電力を供給する主電源Ｂｍおよび副電源Ｂｓと、
前記車両の状態を表す車両情報を検出する車両情報検出部１１０と、を備え、
前記第２のステアリング装置１５０は、前記左右輪におけるいずれか一方の車輪の操舵角を含む前記車両情報に基づいて、前記左右輪における他方の車輪の前記操舵用アクチュエータ５を個別に制御する左右輪のアクチュエータ制御装置３１Ｌ，３１Ｒを備え、
前記左右輪のアクチュエータ制御装置３１Ｌ，３１Ｒは、前記主電源Ｂｍから前記各アクチュエータ制御装置３１Ｒ，３１Ｌに供給される各電力系統２２３Ｒ，２２３Ｌに異常があるか否かをそれぞれ検出する左右輪の異常検出部２２１，２２２を備え、前記左右輪の異常検出部２２１，２２２における一方の異常検出部は、対応する電力系統の異常を検出したときその異常検出情報を、前記左右輪の異常検出部２２１，２２２における他方の異常検出部に互いに与える相互監視機能を有し、
前記左右輪の異常検出部２２１，２２２によりいずれの電力系統にも異常がないとき前記主電源Ｂｍから前記左右輪のアクチュエータ制御装置３１Ｌ，３１Ｒにそれぞれ電力を供給し、
前記左右輪の異常検出部２２１，２２２における一方の異常検出部から前記左右輪の異常検出部における他方の異常検出部に異常検出情報が与えられると、異常がある電力系統に代えて、前記副電源Ｂｓから、前記一方の異常検出部を備えるアクチュエータ制御装置に電力を供給する。
【０００７】
この構成によると、第２のステアリング装置１５０を設けたため、車両１００が僅かにふらついた場合に、運転者がハンドルの操作を行わなくても、車両１００のふらつきを補正することが可能となる。そのため、車両１００の直進安定性が向上する。
コーナリング時においては、車両情報に応じて運転者のハンドル操作を、より効率的に車両が曲がれるよう、左右輪各々の操舵量を補正することで理想のラインでコーナリングが可能となり、運転者のハンドル操作負荷を軽減できるため、車両１００の操縦安定性を向上することができる。
【０００８】
いずれの電力系統２２３Ｒ，２２３Ｌにも異常がないとき、主電源Ｂｍから左右輪のアクチュエータ制御装置３１Ｌ，３１Ｒにそれぞれ電力を供給する。
左右輪のアクチュエータ制御装置３１Ｌ，３１Ｒは、相互監視機能を有する左右輪の異常検出部２２１，２２２を備えるため、主電源Ｂｍから一方のアクチュエータ制御装置に供給される電力系統に異常が発生した場合、一方のアクチュエータ制御装置における一方の異常検出部は、異常発生情報を他方の異常検出部に与える。前記異常発生情報が与えられた他方の異常検出部を備える他方のアクチュエータ制御装置は、異常がある電力系統に代えて、副電源Ｂｓから一方のアクチュエータ制御装置に電力を供給する。
【０００９】
このように電力系統２２３Ｒ，２２３Ｌの異常時に副電源Ｂｓから電力を供給することにより、左右それぞれの車輪のトー角を、例えば、定められた基準値に動作させた後に、各操舵用アクチュエータ５の制御を停止することが可能となる。車両の初期状態である左右それぞれの車輪のトー角を定められた基準値に固定することで、車両は第２のステアリング装置１５０が無い初期状態になるので、運転者は安全にハンドル等の操舵指令装置２００を使って、路肩など安全な場所に車両を移動させることができる。このように電力系統に異常が発生した場合においても、ハンドル操作等に対する追従性を維持することができる。
【００１０】
前記第１のステアリング装置１１は、左右の前記前輪９Ｆ，９Ｆを連動して操舵させるものであり、前記第２のステアリング装置１５０は、前記左右輪を独立して操舵可能であってもよい。第２のステアリング装置１５０が左右の後輪９Ｒ，９Ｒを独立して操舵可能である場合、車両の挙動を、左右の前輪９Ｆ，９Ｆで修正するだけでなく、左右の後輪９Ｒ，９Ｒによって補うことができるため、車両の制御を適切に行うことができる。
【００１１】
前記第１および第２のステアリング装置１１，１５０は、同一の車輪である前記前輪９Ｆの操舵を行うものであってもよい。この場合、例えば高速域において、左右の前輪９Ｆ，９Ｆの角度をそれぞれ変更して、パラレルジオメトリに設定することで、走行抵抗を増大させることがなく、スムーズな旋回をさせることができる。
【００１２】
前記車両情報は、車速、操舵角、車高、実ヨーレート、実横加速度、アクセル指令値およびブレーキ指令値を含むものであってもよい。この場合、第２のステアリング装置１５０は、検出した車速、操舵角、車高、実ヨーレート、実横加速度、アクセル指令値およびブレーキ指令値に基づいて、左右のタイヤと地面の接触面の状態を各々算出し、車両を理想的なラインでコーナリングするための左右各々のタイヤ角度を算出し、左右各々の操舵用アクチュエータ５の駆動を個別に行うことができる。
【００１３】
前記第１のステアリング装置１１と、前記第２のステアリング装置１５０とは、互いに異なる車輪の操舵を行うものであってもよい。この場合、低速域では、左右輪のアクチュエータ制御装置３１Ｌ，３１Ｒは、前輪９Ｆ，９Ｆの操舵角に対して左右の後輪９Ｒ，９Ｒを逆位相に操舵させることにより、前輪のみで操舵する場合より最小回転半径を小さくすることが可能となる。これにより車両の小回り性の向上を図れる。
高速域では、左右輪のアクチュエータ制御装置３１Ｌ，３１Ｒは、前輪９Ｆ，９Ｆの操舵角に対して左右の後輪９Ｒ，９Ｒを同位相に操舵させることにより横滑りを抑えて、車線変更などでの車両の安定性を向上することが可能となる。
【００１４】
前記車両情報は、車速、操舵角、実ヨーレート、実横加速度、アクセル指令値およびブレーキ指令値を含むものであってもよい。この場合、第２のステアリング装置１５０は、検出した車速、操舵角、実ヨーレート、実横加速度、アクセル指令値およびブレーキ指令値に基づいて、左右のタイヤと地面の接触面の状態を各々算出し、車両を理想的なラインでコーナリングするための左右各々のタイヤ角度を算出し、左右各々の操舵用アクチュエータ５の駆動を個別に行うことができる。
【００１５】
前記第２のステアリング装置１５０を二つ備え、
一方の前記第２のステアリング装置１５０１と、前記第１のステアリング装置１１とは、同一の車輪の操舵を行い、
他方の前記第２のステアリング装置１５０２と、前記第１のステアリング装置１１とは、互いに異なる車輪の操舵を行うものであってもよい。
この場合、車両情報に応じて、全ての車輪の角度を独立して調整することが可能であり、ステアリングジオメトリを自由に変更できるため、車両の運動性能を向上させることができる。
【００１６】
前記左右輪のアクチュエータ制御装置３１Ｌ，３１Ｒは、一方の異常検出部から他方の異常検出部に異常検出情報が与えられると、前記副電源Ｂｓから、前記一方の異常検出部を備えるアクチュエータ制御装置に電力を供給して前記操舵用アクチュエータ５の制御を継続してもよい。この場合、いずれかの電力系統に異常が発生しても、第２のステアリング装置１５０は、左右輪をそれぞれ個別に操舵させ、左右輪各々のトー角を個別に且つ継続して調整することが可能である。
【００１７】
前記左右輪のアクチュエータ制御装置３１Ｌ，３１Ｒは、一方の異常検出部から他方の異常検出部に異常検出情報が与えられると、左右輪のトー角を定められた基準値に戻すように前記各操舵用アクチュエータ５を制御するものであってもよい。
前記定められた基準値は、設計等によって任意に定める基準値であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切な基準値を求めて定められる。
この場合、左右輪のトー角を定められた基準値に戻すように各操舵用アクチュエータ５を制御するため、副電源Ｂｓとして容量の小さいもので足りステアリングシステム１０１の小型化を図ることが可能となる。
【００１８】
前記副電源Ｂｓとして、二次電池、キャパシタまたはコンデンサを使用してもよい。
【００１９】
前記第２のステアリング装置１５０として、
車輪９Ｆ（９Ｒ）を支持するハブベアリング１５を有するハブユニット本体２と、
懸架装置１２の足回りフレーム部品６に設けられ、前記ハブユニット本体２を上下方向に延びる転舵軸心Ａ回りに回転自在に支持するユニット支持部材３と
前記ハブユニット本体２を前記転舵軸心Ａ回りに回転駆動させる操舵用アクチュエータ５を備える、操舵機能付ハブユニット１を使用するものであってもよい。
【００２０】
この構成によると、車輪９Ｆ（９Ｒ）を支持するハブベアリング１５を含むハブユニット本体２を、操舵用アクチュエータ５の駆動により、転舵軸心Ａ回りに自由に回転させることができる。これにより操舵輪の通常の操舵に加えて、操舵輪または非操舵輪に微小な角度の操舵が行える。このため、旋回走行時にステアリングジオメトリを変化させることができ、これにより車両の走行安定性の向上を図れる。直線走行時にも、それぞれの場面に合わせてトー角の量を調整することで、低速時には走行抵抗を下げ燃費を悪化させることなく、高速時には走行安定性を確保するなど調整が可能である。
【００２１】
この発明の車両は、この発明の前記のいずれかの構成のステアリングシステム１０１を備えている。そのため、この発明のステアリングシステムにつき前述した各効果が得られる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明のステアリングシステムは、車両が備えるステアリングシステムであって、操舵指令装置が出力する操舵量の指令に従い前記車両の左右の前輪を操舵する第１のステアリング装置と、前記車両に設けられた操舵用アクチュエータの駆動により前後輪のいずれか一方または両方の左右輪をそれぞれ個別に操舵させる第２のステアリング装置と、前記第２のステアリング装置に電力を供給する主電源および副電源と、前記車両の状態を表す車両情報を検出する車両情報検出部と、を備え、前記第２のステアリング装置は、前記左右輪におけるいずれか一方の車輪の操舵角を含む前記車両情報に基づいて、前記左右輪における他方の車輪の前記操舵用アクチュエータを個別に制御する左右輪のアクチュエータ制御装置を備え、前記左右輪のアクチュエータ制御装置は、前記主電源から前記各アクチュエータ制御装置に供給される各電力系統に異常があるか否かをそれぞれ検出する左右輪の異常検出部を備え、前記左右輪の異常検出部における一方の異常検出部は、対応する電力系統の異常を検出したときその異常検出情報を、前記左右輪の異常検出部における他方の異常検出部に互いに与える相互監視機能を有し、前記左右輪の異常検出部によりいずれの電力系統にも異常がないとき前記主電源から前記左右輪のアクチュエータ制御装置にそれぞれ電力を供給し、前記左右輪の異常検出部における一方の異常検出部から前記左右輪の異常検出部における他方の異常検出部に異常検出情報が与えられると、異常がある電力系統に代えて、前記副電源から、前記一方の異常検出部を備えるアクチュエータ制御装置に電力を供給する。このため、車両の走行安定性を向上することができ、電力系統に異常が発生した場合においても、ハンドル操作等に対する追従性を維持することができる。
【００２３】
この発明の車両は、この発明の前記の構成のステアリングシステムを備えているため、車両の走行安定性を向上することができ、電力系統に異常が発生した場合においても、ハンドル操作等に対する追従性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るステアリングシステムの概念構成を概略示す図である。
【図２】同ステアリングシステムにおける第２のステアリング装置の機構部およびその周辺の構成を示す縦断面図である。
【図３】同第２のステアリング装置の機構部等の構成を示す水平断面図である。
【図４】同第２のステアリング装置の機構部の外観を示す斜視図である。
【図５】同第２のステアリング装置の機構部の分解正面図である。
【図６】同第２のステアリング装置の機構部の正面図である。
【図７】同第２のステアリング装置の機構部の平面図である。
【図８】図６のVIII - VIII線断面図である。
【図９】同ステアリングシステムの概念構成を示すブロック図である。
【図１０】同第２のステアリング装置の概念構成を示すブロック図である。
【図１１】電力系統の異常発生時の処理を段階的に示すフローチャートである。
【図１２】同第２のステアリング装置の操舵制御部の構成を示すブロック図である。
【図１３】実横加速度／規範横加速度およびタイヤ角度と摩擦係数の関係例を示すグラフである。
【図１４】この発明の第２の実施形態に係るステアリングシステムの概念構成を概略示す図である。
【図１５】同ステアリングシステムの概念構成を示すブロック図である。
【図１６】同ステアリングシステムの第２のステアリング装置の操舵制御部の構成を示すブロック図である。
【図１７】この発明の第３の実施形態に係るステアリングシステムの概念構成を概略示す図である。
【図１８】同ステアリングシステムの概念構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［第１の実施形態］
この発明の第１の実施形態を図１ないし図１３と共に説明する。
図１は、この実施形態に係るステアリングシステム１０１を搭載した自動車等の車両１００の概念構成を概略示す図である。車両１００は、左右の前輪（左右輪）９Ｆ，９Ｆと、左右の後輪９Ｒ，９Ｒとを有する四輪車両であり、駆動方式は、前輪駆動、後輪駆動、四輪駆動のいずれであってもよい。
【００２６】
このステアリングシステム１０１は、車両１００の操舵を行うためのシステムであり、第１のステアリング装置１１と、第２のステアリング装置１５０と、車両情報検出部１１０と、主電源Ｂｍおよび副電源Ｂｓとを備える。
第１のステアリング装置１１は、ハンドル等の操舵指令装置２００に対する運転者の操作により車両１００の操舵輪となる左右の前輪９Ｆ，９Ｆを操舵する装置であり、この実施形態では前輪操舵形式とされている。
【００２７】
第２のステアリング装置１５０は、車両１００の状態に応じた制御によって補助的な操舵を行う装置であり、機構部１５０ａと、制御部１５０ｂとを有する。機構部１５０ａは、補助操舵の対象となる前輪９Ｆ，９Ｆ毎に設けられる機構である。この機構部１５０ａは、車両１００のタイヤハウジング１０５内に設けられて操舵用アクチュエータ５（図２）の駆動により前輪９Ｆを個別に操舵させる。制御部１５０ｂは、車両情報検出部１１０により検出された車両１００の状態を表す車両情報に基づいて制御する。
【００２８】
換言すれば、ステアリングシステム１０１は、
車両１００の左右の前輪９Ｆ，９Ｆが機械的に連動し、操舵指令装置２００が出力する操舵量の指令に従い車両１００の左右の前輪９Ｆ，９Ｆを、これら左右の前輪９Ｆ，９Ｆが設置される懸架装置１２の左右の足回りフレーム部品であるナックル６，６の角度変更によって操舵する第１のステアリング装置１１と、
左右の前輪９Ｆ，９Ｆに対してそれぞれ設けられた操舵用アクチュエータ５（図２）を駆動することで前記足回りフレーム部品であるナックル６，６に対する前輪９Ｆ，９Ｆの角度を変えて左右の前輪９Ｆ，９Ｆを個別に操舵させる第２のステアリング装置１５０と、
後述する車両情報検出部１１０と、
第２のステアリング装置１５０に電力を供給する主電源Ｂｍおよび副電源Ｂｓと、を備える。
【００２９】
車両情報検出部１１０は、車両１００の状態を検出する手段であり、各種のセンサ類の群を称している。車両情報検出部１１０の検出した車両情報は、メインのＥＣＵ１３０を介して第２のステアリング装置１５０の制御部１５０ｂに転送される。
ＥＣＵ１３０は、車両１００の全体の協調制御または統括制御を行う制御装置であり、ＶＣＵとも称される。
【００３０】
＜第１のステアリング装置１１の構成＞
第１のステアリング装置１１は、運転者によるハンドル等の操舵指令装置２００に対する入力に応じて、左右の前輪９Ｆ，９Ｆを連動して操舵するシステムであり、ステアリングシャフト３２、ラックアンドピニオン（図示せず）、タイロッド１４等、周知の機械的な構成を備える。運転者が操舵指令装置２００に対して回転入力を行うと、ステアリングシャフト３２も連動して回転する。ステアリングシャフト３２が回転すると、ラックアンドピニオンによってステアリングシャフト３２と連結されているタイロッド１４が車幅方向に移動することで、前輪９Ｆの向きが変わり、左右の前輪９Ｆ，９Ｆを連動して操舵することが可能である。
【００３１】
＜第２のステアリング装置１５０の概略構成＞
図１および図９に示すように、第２のステアリング装置１５０は、左右の前輪９Ｆ，９Ｆを独立して操舵可能である。この第２のステアリング装置１５０の機構部１５０ａとして右輪ハブユニット１Ｒおよび左輪ハブユニット１Ｌを備える。これら右輪ハブユニット１Ｒおよび左輪ハブユニット１Ｌは、タイヤハウジング１０５内に設けられた操舵用アクチュエータ５（図２）により前輪９Ｆ，９Ｆの操舵を行う。
【００３２】
＜第２のステアリング装置１５０の機構部１５０ａの具体的構成例＞
第２のステアリング装置１５０の機構部１５０ａは、前述のように右輪ハブユニット１Ｒおよび左輪ハブユニット１Ｌを備えるが、これら右輪ハブユニット１Ｒおよび左輪ハブユニット１Ｌは、いずれも図２に示す操舵機能付ハブユニット１として構成されている。
同図２に示すように、このハブユニット１は、ハブユニット本体２と、ユニット支持部材３と、回転許容支持部品４と、操舵用アクチュエータ５とを備える。足回りフレーム部品であるナックル６に一体にユニット支持部材３が設けられている。
【００３３】
図５に示すように、このユニット支持部材３のインボード側に、操舵用アクチュエータ５のアクチュエータ本体７が設けられ、ユニット支持部材３のアウトボード側に、ハブユニット本体２が設けられる。ハブユニット１（図２）を車両に搭載した状態で、車両の車幅方向外側をアウトボード側といい、車両の車幅方向中央側をインボード側という。
図３および図４に示すように、ハブユニット本体２とアクチュエータ本体７とはジョイント部８により連結されている。通常、このジョイント部８は、防水、防塵のために図示外のブーツが取り付けられている。
【００３４】
図２に示すように、ハブユニット本体２は、上下方向に延びる転舵軸心Ａ回りに回転自在なように、上下二箇所で回転許容支持部品４，４を介してユニット支持部材３に支持されている。転舵軸心Ａは、前輪９Ｆの回転軸心Ｏとは異なる軸心であり、主な操舵を行うキングピン軸とも異なっている。通常の車両は、車両走行の直進安定性の向上を目的としてキングピン角度が１０〜２０度で設定されているが、この実施形態のハブユニット１は、前記キングピン角度とは別の角度（軸）の転舵軸を有する。前輪９Ｆは、ホイール９ａとタイヤ９ｂとを備える。
【００３５】
図１に示すように、このハブユニット１（図２）は、第１のステアリング装置１１による左右の前輪９Ｆ，９Ｆの操舵に付加して左右輪個別に微小な角度（約±５ｄｅｇ）を操舵させる機構として、懸架装置１２のナックル６に一体に設けられる。第１のステアリング装置１１は、ラックアンドピニオン式とされるが、どのタイプのステアリング装置でも構わない。懸架装置１２は、例えば、ショックアブソーバーをナックル６に直接固定するストラット式サスペンション機構を適用しているが、ダブルウィッシュボーン式サスペンション機構、マルチリンク式サスペンション機構、その他のサスペンション機構を適用してもよい。
【００３６】
＜ハブユニット本体２について＞
図２に示すように、ハブユニット本体２は、前輪９Ｆの支持用のハブベアリング１５と、アウターリング１６と、後述の操舵力受け部であるアーム部１７（図４）とを備える。
図８に示すように、ハブベアリング１５は、内輪１８と、外輪１９と、これら内外輪１８，１９間に介在したボール等の転動体２０とを有し、車体側の部材と前輪９Ｆ（図２）とを繋ぐ役目をしている。
【００３７】
このハブベアリング１５は、図示の例では、外輪１９が固定輪、内輪１８が回転輪となり、転動体２０が複列とされたアンギュラ玉軸受とされている。内輪１８は、ハブフランジ１８ａａを有しアウトボード側の軌道面を構成するハブ輪部１８ａと、インボード側の軌道面を構成する内輪部１８ｂとを有する。図２に示すように、ハブフランジ１８ａａに、前輪９Ｆのホイール９ａがブレーキロータ２１ａと重なり状態でボルト固定されている。内輪１８は、回転軸心Ｏ回りに回転する。
【００３８】
図８に示すように、アウターリング１６は、外輪１９の外周面に嵌合された円環部１６ａと、この円環部１６ａの外周から上下に突出して設けられたトラニオン軸状の取付軸部１６ｂ，１６ｂとを有する。各取付軸部１６ｂは、転舵軸心Ａに同軸に設けられる。
図３に示すように、ブレーキ２１は、ブレーキロータ２１ａと、ブレーキキャリパ２１ｂとを有する。ブレーキキャリパ２１ｂは、外輪１９に一体にアーム状に突出して形成された上下二箇所のブレーキキャリパ取付部２２（図６）に取付けられる。
【００３９】
＜回転許容支持部品およびユニット支持部材について＞
図８に示すように、各回転許容支持部品４は転がり軸受から成る。この例では、転がり軸受として、円すいころ軸受が適用されている。転がり軸受は、取付軸部１６ｂの外周に嵌合された内輪４ａと、ユニット支持部材３に嵌合された外輪４ｂと、内外輪４ａ，４ｂ間に介在する複数の転動体４ｃとを有する。
【００４０】
ユニット支持部材３は、ユニット支持部材本体３Ａと、ユニット支持部材結合体３Ｂとを有する。ユニット支持部材本体３Ａのアウトボード側端に、略リング形状のユニット支持部材結合体３Ｂが着脱自在に固定されている。ユニット支持部材結合体３Ｂのインボード側側面のうち上下の部分には、部分的な凹球面状の嵌合孔形成部３ａがそれぞれ形成されている。
【００４１】
図７および図８に示すように、ユニット支持部材本体３Ａのアウトボード側端のうち上下の部分には、部分的な凹球面状の嵌合孔形成部３Ａａがそれぞれ形成されている。図４および図５に示すように、ユニット支持部材本体３Ａのアウトボード側端にユニット支持部材結合体３Ｂが固定され、各上下の部分につき、嵌合孔形成部３ａ，３Ａａ（図７）が互いに組み合わされることにより、全周に連なる嵌合孔が形成される。この嵌合孔に外輪４ｂ（図８）が嵌合されている。なお図４において、ユニット支持部材３を一点鎖線で表す。
【００４２】
図８に示すように、アウターリング１６における各取付軸部１６ｂには、雌ねじ部が径方向に延びるように形成され、この雌ねじ部に螺合するボルト２３が設けられている。内輪４ａの端面に円板状の押圧部材２４を介在させ、前記雌ねじ部に螺合するボルト２３により、内輪４ａの端面に押圧力を付与することで、各回転許容支持部品４にそれぞれ予圧を与えている。これにより各回転許容支持部品４の剛性を高め得る。車両の重量がこのハブユニットに作用した場合でも初期予圧が抜けないように設定される。なお、回転許容支持部品４の転がり軸受は、円すいころ軸受に限るものではなく、最大負荷等の使用条件によってはアンギュラ玉軸受を用いることも可能である。その場合も、上記と同様に予圧を与えることができる。
【００４３】
図３に示すように、アーム部１７は、ハブベアリング１５の外輪１９に操舵力を与える作用点となる部位であり、円環部１６ａの外周の一部または外輪１９の外周の一部に一体に突出する。このアーム部１７は、ジョイント部８を介して、操舵用アクチュエータ５の直動出力部２５ａに回転自在に連結されている。これにより、操舵用アクチュエータ５の直動出力部２５ａが進退することで、ハブユニット本体２が転舵軸心Ａ（図２）回りに回転、つまり操舵させられる。
【００４４】
＜操舵用アクチュエータ５について＞
図３に示すように、操舵用アクチュエータ５は、ハブユニット本体２を転舵軸心Ａ（図２）回りに回転駆動させるアクチュエータ本体７を有する。アクチュエータ本体７は、モータ２６と、モータ２６の回転を減速する減速機２７と、この減速機２７の正逆の回転出力を直動出力部２５ａの往復直線動作に変換する直動機構２５とを備える。モータ２６は、例えば永久磁石型同期モータとされるが、直流モータであっても、誘導モータであってもよい。
【００４５】
減速機２７は、ベルト伝達機構等の巻き掛け式伝達機構またはギヤ列等を用いることができ、図３の例ではベルト伝達機構が用いられている。減速機２７は、ドライブプーリ２７ａと、ドリブンプーリ２７ｂと、ベルト２７ｃとを有する。モータ２６のモータ軸にドライブプーリ２７ａが結合され、直動機構２５にドリブンプーリ２７ｂが設けられている。このドリブンプーリ２７ｂは、前記モータ軸に平行に配置されている。モータ２６の駆動力は、ドライブプーリ２７ａからベルト２７ｃを介してドリブンプーリ２７ｂに伝達される。これらドライブプーリ２７ａとドリブンプーリ２７ｂとベルト２７ｃとで、巻き掛け式の減速機２７が構成される。
【００４６】
直動機構２５は、滑りねじまたはボールねじ等の送りねじ機構、またはラック・ピニオン機構等を用いることができ、この例では台形ねじの滑りねじを用いた送りねじ機構（逆入力防止機構）２５ｂが用いられている。直動機構２５は、前記台形ねじの滑りねじを用いた送りねじ機構２５ｂを備えるため、タイヤ９ｂからの逆入力の防止効果を高め得る。なお、前記台形ねじの滑りねじを用いた送りねじ機構２５ｂの代わりに、ウォームギヤ等の逆入力防止機構を採用してもよい。モータ２６、減速機２７および直動機構２５を備えたアクチュエータ本体７は、準組立品として組み立てられてケース６ｂにボルト等により着脱自在に取り付けられる。なおモータ２６の駆動力を、減速機を介さず直接直動機構２５へ伝達する機構も可能である。
【００４７】
ケース６ｂは、ユニット支持部材３の一部として、ユニット支持部材本体３Ａに一体に形成されている。ケース６ｂは、有底筒状に形成され、モータ２６を支持するモータ収容部と、直動機構２５を支持する直動機構収容部が設けられている。前記モータ収容部には、モータ２６をケース内所定位置に支持する嵌合孔が形成されている。前記直動機構収容部には、直動機構２５をケース内所定位置に支持する嵌合孔、および、直動出力部２５ａの進退を許す貫通孔等が形成されている。
【００４８】
図４に示すように、ユニット支持部材本体３Ａは、前記ケース６ｂ、ショックアブソーバの取り付け部となるショックアブソーバ取り付け部６ｃ、および第１のステアリング装置１１（図３）の結合部となるステアリング装置結合部６ｄを有する。これらショックアブソーバ取り付け部６ｃおよびステアリング装置結合部６ｄも、ユニット支持部材本体３Ａに一体に形成されている。ユニット支持部材本体３Ａの外表面部における上部に、ショックアブソーバ取り付け部６ｃが突出するように形成されている。ユニット支持部材本体３Ａの外表面部における側面部には、ステアリング装置結合部６ｄが突出するように形成されている。
【００４９】
＜車両情報検出部１１０の構成＞
図９に示すように、車両情報検出部１１０は、車両情報を検出しＥＣＵ１３０へ出力する。車両情報検出部１１０は、車速検出部１１１、操舵角検出部１１２、車高検出部１１３、実ヨーレート検出部１１４、実横加速度検出部１１５、アクセルペダルセンサ１１６、およびブレーキペダルセンサ１１７を備える。
【００５０】
車速検出部１１１は、例えば車両が備えるトランスミッションの内部に取り付けたスピードセンサ等のセンサ（図示せず）の出力に基づいて、この車両の速度（車速）を検出し、ＥＣＵ１３０へ車速情報（単に「車速」とも言う）を出力する。
操舵角検出部１１２は、例えば第１のステアリング装置１１が備えるモータ部に取り付けられたレゾルバ等のセンサ（図示せず）の出力に基づいて操舵角を検出し、ＥＣＵ１３０へ操舵角情報（単に「操舵角」とも言う）を出力する。
【００５１】
車高検出部１１３は、車両１００（図１）のシャーシと地面との距離をレーザ変位計により測定する方法、あるいは車両１００（図１）の懸架装置１２（図１）における図示外のアッパーアームまたはロアアームの角度を角度センサにより検出する方法等により、第２のステアリング装置１５０により操舵される各前輪９Ｆ（図１）の車高を検出する。そして、車高検出部１１３は、検出した車高を車高情報（単に「車高」とも言う）としてＥＣＵ１３０へ出力する。
【００５２】
実ヨーレート検出部１１４は、例えば車両１００（図１）に取り付けられたジャイロセンサ等のセンサの出力に基づいて、実ヨーレートを検出し、ＥＣＵ１３０へ実ヨーレート情報（単に「実ヨーレート」とも言う）を出力する。
実横加速度検出部１１５は、例えば車両１００（図１）に取り付けられたジャイロセンサ等のセンサの出力に基づいて、実横加速度を検出し、ＥＣＵ１３０へ実横加速度情報（単に「実横加速度」とも言う）を出力する。
【００５３】
アクセルペダルセンサ１１６は、運転者によるアクセルペダル２１０への入力を検出し、検出した値をアクセル指令値としてＥＣＵ１３０へ出力する。
ブレーキペダルセンサ１１７は、運転者によるブレーキペダル２２０への入力を検出し、検出した値をブレーキ指令値としてＥＣＵ１３０へ出力する。
ＥＣＵ１３０は、これらの車両情報を第２のステアリング装置１５０の制御部１５０ｂに出力する。
【００５４】
＜第２のステアリング装置１５０の制御部１５０ｂ＞
第２のステアリング装置１５０の制御部１５０ｂは、ＥＣＵ１３０から、車速情報、操舵角情報、車高情報、実ヨーレート情報、実横加速度情報、アクセル指令値、およびブレーキ指令値を含む車両情報を取得し、取得した車両情報に基づいて、操舵制御部１５１が右輪のアクチュエータ制御装置３１Ｒ、左輪のアクチュエータ制御装置３１Ｌを制御することで、右輪ハブユニット１Ｒ、および左輪ハブユニット１Ｌが備えるモータ２６を駆動し、左右の前輪である左右輪を独立して操舵可能である。
【００５５】
制御部１５０ｂにおいて、前記車両情報である操舵角等の各情報と前記モータ２６を駆動する指令値との関係は、例えばマップまたは演算式等を用いて制御規則として定められており、その制御規則を用いて制御を行う。
制御部１５０ｂは、例えば専用のＥＣＵとして設けられるが、メインのＥＣＵ１３０の一部として設けてもよい。
【００５６】
図１０に示すように、主電源Ｂｍおよび副電源Ｂｓは、第２のステアリング装置１５０に電力を供給するものである。主電源Ｂｍとして、例えば、このステアリングシステム１０１（図１）を搭載する車両１００（図１）のバッテリ（例えば１２Ｖバッテリ）を適用し得る。副電源Ｂｓは、右輪用バックアップ電源Ｂｓａと左輪用バックアップ電源Ｂｓｂとを有する。各バックアップ電源Ｂｓａ，Ｂｓｂとして、一般的に二次電池を使用するが、キャパシタまたはコンデンサを適用してもよい。前記コンデンサのうち、特に、電解コンデンサまたは電気二重層コンデンサ等を用いると、体積当たりの容量が比較的大きくて好ましい。
【００５７】
右輪のアクチュエータ制御装置３１Ｒは左輪の異常検出部２２１を備え、左輪のアクチュエータ制御装置３１Ｌは右輪の異常検出部２２２を備える。左右輪の異常検出部２２１，２２２における一方の異常検出部２２１（２２２）は、対応する電力系統２２３Ｒ（２２３Ｌ）の異常を検出したときその異常検出情報を、前記左右輪の異常検出部２２１，２２２における他方の異常検出部２２２（２２１）に互いに与える相互監視機能を有する。
【００５８】
主電源Ｂｍから右輪のアクチュエータ制御装置３１Ｒに供給される電力系統２２３Ｒに異常が発生すると、その異常が左輪の異常検出部２２１で検出され、同左輪の異常検出部２２１はその異常検出情報を右輪の異常検出部２２２に与える。異常検出情報が与えられた左輪のアクチュエータ制御装置３１Ｌは、異常がある電力系統２２３Ｒに代えて、右輪用バックアップ電源Ｂｓａから右輪のアクチュエータ制御装置３１Ｒに電力を供給する。
主電源Ｂｍから左輪のアクチュエータ制御装置３１Ｌに供給される電力系統２２３Ｌに異常が発生すると、その異常が右輪の異常検出部２２２で検出され、同右輪の異常検出部２２２はその異常検出情報を左輪の異常検出部２２１に与える。異常検出情報が与えられた右輪のアクチュエータ制御装置３１Ｒは、異常がある電力系統２２３Ｌに代えて、左輪用バックアップ電源Ｂｓｂから左輪のアクチュエータ制御装置３１Ｌに電力を供給する。
【００５９】
各電力系統２２３Ｒ，２２３Ｌの異常とは、例えば、主電源Ｂｍから対応するアクチュエータ制御装置３１Ｒ（３１Ｌ）に接続された電気ケーブルの断線、またはこの電気ケーブルに過電流が流れること等である。各異常検出部２２１，２２２は例えば電流センサ等を備え、モータ２６を駆動する指令値に対して、所定の電流よりも閾値以上の電流が検出されるとき、または電流が検出されないとき、電力系統２２３Ｒ，２２３Ｌに異常ありと検出する。
【００６０】
左右輪のアクチュエータ制御装置３１Ｌ，３１Ｒは、いずれか一方の異常検出部２２１（２２２）から他方の異常検出部２２２（２２１）に異常検出情報が与えられると、左右輪のトー角を定められた基準値に動作させるように各操舵用アクチュエータ５（図２）を制御した後にこの制御を停止する。前記定められた基準値は、例えば、トー角が微小な角度を取るトーインまたはトー角が０度となるトー角初期状態である。なお各バックアップ電源Ｂｓａ，Ｂｓｂは、第２のステアリング装置１５０の構成要素の一部として設けられてもよい。
【００６１】
＜フローチャート＞
図１１は、電力系統の異常発生時の処理を段階的に示すフローチャートである。図９、図１０等も適宜参照しつつ説明する。車両走行中、左右輪の異常検出部２２１，２２２は、各電力系統２２３Ｒ，２２３Ｌに異常があるか否かを検出する（ステップＳ１）。各電力系統２２３Ｒ，２２３Ｌに異常がないとき（ステップＳ１：Ｎｏ）、ステップＳ１に戻る。この場合、主電源Ｂｍから左右輪のアクチュエータ制御装置３１Ｌ，３１Ｒにそれぞれ電力を供給する。いずれかの電力系統２２３Ｒ，２２３Ｌに異常が発生すると（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、異常検出情報が与えられたアクチュエータ制御装置３１Ｒ，３１Ｌは、主電源Ｂｍから対応するバックアップ電源Ｂｓａ，Ｂｓｂに切替える（ステップＳ２）。
【００６２】
次に、左右輪のアクチュエータ制御装置３１Ｌ，３１Ｒは、左右の前輪を左右輪ハブユニット１Ｌ，１Ｒによって左右対称にトー角初期状態である０度またはトーインに操舵させる（ステップＳ３）。制御部１５０ｂは、各操舵用アクチュエータ５（図２）の補正操舵量つまり各モータ２６に流す電流を演算した後（ステップＳ４）、各操舵用アクチュエータ５（図２）を駆動する（ステップＳ５）。制御部１５０ｂは、左右輪舵角センサＳＬ，ＳＲで検出される操舵角からトー角初期状態であることを判定すると（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、本処理を終了する。トー角初期状態まで操舵していないとき（ステップＳ６：Ｎｏ）、ステップＳ５に戻る。
【００６３】
前述の電力系統の異常発生時の処理に加えて、操舵制御部１５１は、図１２に示すように左右輪を独立して操舵する制御を行う。この図１２に示す制御と図１１等に示す制御とを、運転者の操作または車両状況等に応じて切替えてもよいし、平行して実行してもよい。
図１２に示すように、操舵制御部１５１は、規範横加速度計算部１５２、右輪タイヤ角度計算部１５３、左輪タイヤ角度計算部１５４、右輪路面摩擦係数計算部１５５、目標ヨーレート計算部１５６、左輪路面摩擦係数計算部１５７、目標ヨーレート補正部１５８、目標左右輪タイヤ角度計算部１５９、右輪指令値計算部１６０、および左輪指令値計算部１６１を備える。
【００６４】
右輪タイヤ角度計算部１５３および左輪タイヤ角度計算部１５４は、所定の周期で、ＥＣＵ１３０から操舵角情報および車高情報を取得する。右輪タイヤ角度計算部１５３および左輪タイヤ角度計算部１５４は、取得した操舵角情報および車高情報に基づいて、第２のステアリング装置１５０（図９）が操舵を行うタイヤの現在の角度を算出し、算出したタイヤ角度情報を規範横加速度計算部１５２に出力する。
【００６５】
規範横加速度計算部１５２は、ＥＣＵ１３０から取得した車速情報および前記タイヤ角度情報に基づいて、規範横加速度の計算を行う。規範横加速度計算部１５２は、算出した規範横加速度を規範横加速度情報として右輪路面摩擦係数計算部１５５および左輪路面摩擦係数計算部１５７に出力する。
【００６６】
図１３は路面摩擦係数を算出するためのマップを表す図であり、このマップは、図１２に示す右輪路面摩擦係数計算部１５５および左輪路面摩擦係数計算部１５７に記憶されている。
右輪路面摩擦係数計算部１５５および左輪路面摩擦係数計算部１５７は、ＥＣＵ１３０から取得する実横加速度情報および規範横加速度計算部１５２から入力される規範横加速度情報に基づいて、路面摩擦係数の計算を行う。具体的には、右輪路面摩擦係数計算部１５５および左輪路面摩擦係数計算部１５７は、規範横加速度計算部１５２から規範横加速度情報が入力されると、右輪タイヤ角度計算部１５３および左輪タイヤ角度計算部１５４からタイヤ角度情報を取得する。右輪路面摩擦係数計算部１５５および左輪路面摩擦係数計算部１５７は、前記マップ（図１３）に基づいて、実横加速度／規範横加速度とタイヤ角度とから、路面摩擦係数を算出する。右輪路面摩擦係数計算部１５５および左輪路面摩擦係数計算部１５７は、算出した右輪の路面摩擦係数である右輪路面摩擦係数情報と、左輪の路面摩擦係数である左輪路面摩擦係数情報とを、目標ヨーレート補正部１５８に出力する。
【００６７】
目標ヨーレート計算部１５６は、ＥＣＵ１３０から所定の周期で取得する車速情報および操舵角情報に基づいて、目標ヨーレートを計算し、算出した目標ヨーレートを目標ヨーレート情報として目標ヨーレート補正部１５８に出力する。
目標ヨーレート補正部１５８は、右輪路面摩擦係数計算部１５５および左輪路面摩擦係数計算部１５７から、右輪路面摩擦係数情報および左輪路面摩擦係数情報を取得し、目標ヨーレート計算部１５６から目標ヨーレート情報を取得し、右輪路面摩擦係数情報および左輪路面摩擦係数情報で表される路面摩擦係数に応じて目標ヨーレートの補正を行う。目標ヨーレート補正部１５８は、補正後の目標ヨーレートを補正後ヨーレート情報として目標左右輪タイヤ角度計算部１５９へ出力する。
【００６８】
目標左右輪タイヤ角度計算部１５９は、目標ヨーレート補正部１５８から補正後ヨーレート情報と、ＥＣＵ１３０から実ヨーレート情報、アクセル指令値およびブレーキ指令値と、右輪路面摩擦係数計算部１５５から右輪路面摩擦係数情報、左輪路面摩擦係数計算部１５７から左輪路面摩擦係数情報を取得し、左右輪のタイヤ角度の目標値である目標左右輪タイヤ角度を計算する。具体的には、目標左右輪タイヤ角度計算部１５９は、下記式（１）に基づいて、左右それぞれのタイヤの目標の角度を算出する。
【００６９】
【数１】
2020097257.tif 000003
【００７０】
式（１）において、θｙは実ヨーレート情報で表される実際の車両のヨーレート量、ＸＡはアクセル指令値、ＸＢはブレーキ指令値、μＲは右輪路面摩擦係数、μＬは左輪路面摩擦係数、θｔＲ１は右輪の目標タイヤ角度、θｔＬ１は左輪の目標タイヤ角度である。
目標左右輪タイヤ角度計算部１５９は、計算した左右輪それぞれの目標タイヤ角度を目標タイヤ角度情報として、右輪指令値計算部１６０および左輪指令値計算部１６１へ出力する。
【００７１】
右輪指令値計算部１６０および左輪指令値計算部１６１は、前記各目標タイヤ角度情報をそれぞれ取得し、右輪タイヤ角度計算部１５３および左輪タイヤ角度計算部１５４から、現在のタイヤ角度を表すタイヤ角度情報を取得し、目標タイヤ角度情報で表される目標タイヤ角度と、現在のタイヤ角度とを比較する。右輪指令値計算部１６０および左輪指令値計算部１６１は、目標タイヤ角度と現在のタイヤ角度との偏差量に応じて、右輪ハブユニット１Ｒおよび左輪ハブユニット１Ｌのそれぞれを操舵させる量を表す右輪操舵量情報および左輪操舵量情報を生成する。右輪指令値計算部１６０は、生成した右輪操舵量情報（電流指令信号）を左右輪のアクチュエータ制御装置３１Ｌ，３１Ｒへ出力する。左輪指令値計算部１６１は、生成した左輪操舵量情報（電流指令信号）を左右輪のアクチュエータ制御装置３１Ｌ，３１Ｒへ出力する。
【００７２】
各アクチュエータ制御装置３１Ｒ，３１Ｌは図示外のインバータを備える。右輪のアクチュエータ制御装置３１Ｒおよび左輪のアクチュエータ制御装置３１Ｌは、前記右輪操舵量情報および前記左輪操舵量情報に基づいて、各操舵用アクチュエータのモータ２６への電流を制御する。
具体的には、図９および図１２に示すように、右輪のアクチュエータ制御装置３１Ｒおよび左輪のアクチュエータ制御装置３１Ｌは、右輪指令値計算部１６０および左輪指令値計算部１６１から右輪操舵量情報および左輪操舵量情報が入力されると、現在の右輪ハブユニット１Ｒ、および左輪ハブユニット１Ｌの操舵角を表す各モータ２６の位置情報を取得し、右輪操舵量情報および左輪操舵量情報に基づいてモータ２６の目標位置を決定し、各モータ２６へ流す電流を出力し、右輪ハブユニット１Ｒおよび左輪ハブユニット１Ｌの操舵角を修正する。右輪舵角センサＳＲおよび左輪舵角センサＳＬより、操舵制御部１５１に、右輪ハブユニット１Ｒおよび左輪ハブユニット１Ｌの操舵角情報を出力する。
【００７３】
図４に示すように、各アクチュエータ制御装置３１Ｒ，３１Ｌは、操舵制御部１５１から入力された電流指令信号に応じた電流を出力して操舵用アクチュエータ５を駆動制御する。アクチュエータ制御装置３１Ｒ，３１Ｌは、モータ２６のコイルに供給する電力を制御する。アクチュエータ制御装置３１Ｒ，３１Ｌは、例えば、図示外のスイッチ素子を用いたハーフブリッジ回路を構成し、前記スイッチ素子のＯＮ−ＯＦＦデューティ比によりモータ印加電圧を決定するＰＷＭ制御を行う。これにより、運転者のハンドル操作による操舵に付加して、車輪を微小に角度変化することができる。直線走行時にも、車速等に応じてトー角の量を調整し得る。
【００７４】
＜作用効果＞
以上説明したステアリングシステム１０１によれば、第２のステアリング装置１５０を設けることにより、ハンドルの操作によらず操舵を補正することが可能となる。すなわち、従来の車両では、車両が僅かにふらついた場合に、運転者がふらつきを補正するために修正操舵を行う必要があったが、第２のステアリング装置１５０を備える車両では、運転者がハンドルの操作を行わなくても、車両のふらつきを補正することが可能となる。そのため、車両の直進安定性が向上する。
コーナリング時においては、車両情報に応じて運転者のハンドル操作を、より効率的に車両が曲がれるよう、左右輪各々の操舵量を補正することで理想のラインでコーナリングが可能となり、運転者のハンドル操作負荷を軽減できるため、車両の操縦安定性を向上することができる。
【００７５】
左右輪のアクチュエータ制御装置３１Ｌ，３１Ｒは、相互監視機能を有する左右輪の異常検出部２２１，２２２を備えるため、主電源Ｂｍから一方のアクチュエータ制御装置３１Ｒ（３１Ｌ）に供給される電力系統２２３Ｒ（２２３Ｌ）に異常が発生した場合、一方のアクチュエータ制御装置３１Ｒ（３１Ｌ）における一方の異常検出部２２１（２２２）は、異常発生情報を他方の異常検出部２２２（２２１）に与える。前記異常発生情報が与えられた他方の異常検出部２２２（２２１）を備える他方のアクチュエータ制御装置３１Ｌ（３１Ｒ）は、異常がある電力系統２２３Ｒ（２２３Ｌ）に代えて、副電源Ｂｓから一方のアクチュエータ制御装置３１Ｒ（３１Ｌ）に電力を供給する。その後、左右輪のトー角をそれぞれ定められた基準値に動作させ、モータ制御を停止する。左右輪のトー角を定められた基準値に戻し、台形ねじ等の滑りねじを用いた送りねじ機構２５ｂにより路面からの逆入力を防止すれば、制御を停止した状態でハブユニット１のふらつきは防止可能であり、運転者のハンドル操作によって車両を確実に停止できる状態まで移動させて、安全を確保することができる。
【００７６】
＜他の実施形態について＞
以下の説明においては、各実施の形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００７７】
［第２の実施形態］
この発明の第２の実施形態を図１４ないし図１６と共に説明する。
図１４に示すように、第２の実施形態に係るステアリングシステム１０１は、第１のステアリング装置１１と第２のステアリング装置１５０とが互いに異なる車輪を操舵する点で、第１の実施形態とは異なる。すなわち、このステアリングシステム１０１は、左右の前輪９Ｆ，９Ｆの操舵を行い、第２のステアリング装置１５０が左右の後輪９Ｒ，９Ｒの操舵を行う。第２のステアリング装置１５０の機構部１５０ａは、後輪９Ｒのタイヤハウジング１０５内に設置されている。
【００７８】
図１５および図１６に示すように、制御部１５０ｂにおける操舵制御部１５１は、ＥＣＵ１３０から車両情報として、車速、操舵角、実ヨーレート、実横加速度、アクセル指令値、およびブレーキ指令値を取得し、右輪のアクチュエータ制御装置３１Ｒおよび左輪のアクチュエータ制御装置３１Ｌの制御を行う。
そして、操舵制御部１５１の目標左右輪タイヤ角度計算部１５９は、下記式（２）に基づいて、左右それぞれのタイヤの目標の角度を算出する。
【００７９】
【数２】
2020097257.tif 000004
【００８０】
式（２）において、θＨＲは右前輪の操舵角、θＨＬは左前輪の操舵角、μＨＲは右前輪と路面の摩擦係数、μＨＬは左前輪と路面の摩擦係数を示す。その他の項は式（１）で説明した内容と同様である。
第１のステアリング装置１１と第２のステアリング装置１５０とが互いに異なる車輪を操舵する場合であっても、第２のステアリング装置１５０は、第１のステアリング装置１１の操舵角および車速に応じて、操舵させることができ、車両の走行安定性を向上させることが可能となる。
【００８１】
第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、主電源Ｂｍ（図１０）から一方のアクチュエータ制御装置３１Ｒ（３１Ｌ）に供給される電力系統に異常が発生した場合、一方のアクチュエータ制御装置３１Ｒ（３１Ｌ）における一方の異常検出部２２１（２２２）は、異常発生情報を他方の異常検出部２２２（２２１）に与える。前記異常発生情報が与えられた他方の異常検出部２２２（２２１）を備える他方のアクチュエータ制御装置３１Ｌ（３１Ｒ）は、異常がある電力系統に代えて、副電源Ｂｓ（図１０）から一方のアクチュエータ制御装置３１Ｒ（３１Ｌ）に電力を供給する。その後、左右輪のトー角をそれぞれ定められた基準値に動作させ、モータ制御を停止する。左右輪のトー角を定められた基準値に戻し、台形ねじ等の滑りねじを用いた送りねじ機構２５ｂ（図３）により路面からの逆入力を防止すれば、制御を停止した状態でハブユニットのふらつきは防止可能であり、運転者のハンドル操作によって車両を確実に停止できる状態まで移動させて、安全を確保することができる。
【００８２】
［第３の実施形態］
この発明の第３の実施形態を図１７および図１８と共に説明する。
第３の実施形態に係るステアリングシステム１０１は、二つの第２のステアリング装置１５０１、１５０２を備えている点で、第１の実施形態とは異なる。
一方の第２のステアリング装置１５０１は、第１の実施形態の第２のステアリング装置１５０と同様の動作を行い、他方の第２のステアリング装置１５０２は、第２の実施形態の第２のステアリング装置１５０と同様の動作を行う。
【００８３】
このステアリングシステム１０１によれば、複数（この例では二つ）の第２のステアリング装置１５０１、１５０２を備えていることにより、より複雑に四輪を独立して操舵することが可能となり、車両１００の走行安定性の向上を図ることが可能となる。
また、第１，第２の実施形態と同様に、主電源Ｂｍ（図１０）から一方のアクチュエータ制御装置に供給される電力系統に異常が発生した場合、一方のアクチュエータ制御装置における一方の異常検出部は、異常発生情報を他方の異常検出部に与える。前記異常発生情報が与えられた他方の異常検出部を備える他方のアクチュエータ制御装置は、異常がある電力系統に代えて、副電源から一方のアクチュエータ制御装置に電力を供給する。その後、左右輪のトー角をそれぞれ定められた基準値に動作させ、モータ制御を停止する。左右輪のトー角を定められた基準値に戻し、台形ねじ等の滑りねじを用いた送りねじ機構２５ｂ（図３）により路面からの逆入力を防止すれば、制御を停止した状態でハブユニットのふらつきは防止可能であり、運転者のハンドル操作によって車両を確実に停止できる状態まで移動させて、安全を確保することができる。
【００８４】
各実施形態では、電力系統に異常が発生したとき、左右輪のトー角をそれぞれ定められた基準値に動作させモータ制御を停止する制御を行っているが、この制御に限定されるものではない。例えば、左右輪のアクチュエータ制御装置は、一方の異常検出部から他方の異常検出部に異常検出情報が与えられると、副電源から、一方の異常検出部を備えるアクチュエータ制御装置に電力を供給して操舵用アクチュエータの制御を継続してもよい。
この場合、いずれかの電力系統に異常が発生しても、第２のステアリング装置は、左右輪をそれぞれ個別に操舵させ、左右輪各々のトー角を個別に且つ継続して調整することが可能である。
【００８５】
前記各実施形態は、操舵指令装置２００がハンドルである場合につき説明したが、ハンドル以外の手動の操舵指令装置、例えばジョイスティックであってもよく、また例えば図９に示すような自動の操舵指令装置２００Ａであってもよい。この自動の操舵指令装置２００Ａは、車両周辺状況検出手段２３０から車両周辺状況等を認識し、操舵指令を自動生成する装置である。車両周辺状況検出手段２３０は、例えば、カメラまたはミリ波のレーダ等のセンサ類である。
【００８６】
自動の操舵指令装置２００Ａは、例えば道路上の白線および障害物を認識し、操舵指令を生成して出力する。自動の操舵指令装置２００Ａは、車両の自動運転を行う装置の一部であっても、手動運転による操舵の支援を行う装置であってもよい。このような自動で操舵指令を生成する操舵指令装置２００Ａを備えた車両においても、第２のステアリング装置１５０を備えることで、トー角制御等の第１のステアリング装置１１では行えない動作が行え、また車両の走行方向の主な操舵を第１のステアリング装置１１で行い、その補正を第２のステアリング装置１５０で行うようにすることもでき、操舵量指令に対して車両の向きの補正を可能とし、車両の走行安定性を維持することが可能となる。
【００８７】
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８８】
１…操舵機能付ハブユニット、２…ハブユニット本体、３…ユニット支持部材、５…操舵用アクチュエータ、６…ナックル（足回りフレーム部品）、９Ｆ…前輪、９Ｒ…後輪、１１…第１のステアリング装置、１２…懸架装置、１５…ハブベアリング、３１Ｌ，３１Ｒ…左右輪のアクチュエータ制御装置、１００…車両、１０１…ステアリングシステム、１１０…車両情報検出部、１５０…第２のステアリング装置、２００…操舵指令装置、２２１…左輪の異常検出部、２２２…右輪の異常検出部、２２３Ｒ，２２３Ｌ…電力系統、Ｂｍ…主電源、Ｂｓ…副電源
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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