(57)【要約】【課題】  操舵性の向上に寄与することができる操舵装置を提供する。【解決手段】  車速とアクセル開度とブレーキ開度とをパラメータとして各駆動モータの駆動トルクを計算する（Ｓ１）。次に、ステアリング舵角とタイヤ切れ角（実舵角）とをパラメータとして左右駆動モータでのトルク差を計算する（Ｓ２）。そして、これらの計算結果から、左右駆動モータでのトルクを指令する（Ｓ３）。これにより、左フロントタイヤを駆動する左駆動モータの出力トルクと、右フロントタイヤを駆動する右駆動モータからの出力トルクとを異なる値に設定してトルク差を生じさせ、両フロントタイヤを操舵する。【選択図】        図４
2006240506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左フロントタイヤを駆動する左モータと、右フロントタイヤを駆動する右モータとを備えた車両において、
前記各フロントタイヤ操舵時の回動中心を構成するキングピン軸と路面との交差点を、対応するフロントタイヤの中心線と前記路面との交差点より車両中心側に設定する一方、
操舵時での操舵方向に基づいて前記左モータで発生するトルクと前記右モータで発生するトルクとを異なる値に設定して舵角を制御する舵角制御手段を備えたことを特徴とする操舵装置。
【請求項２】
ステアリングホイールに入力された操舵力及び操舵角を可変して前記両フロントタイヤに伝達する操舵手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の操舵装置。
【請求項３】
前記操舵手段を、前記ステアリングホイールと、該ステアリングホイールの回転操作に応じて前記両フロントタイヤの舵角を変更するギアボックスとの間に設ける一方、
前記操舵手段は、前記ステアリングホイールの回転角に応じて前記両フロントタイヤの舵角を変更する際に、前記車両の速度が予め設定された値より大きな高速領域では、前記速度が予め設定された値より小さな低速領域と比較して、前記ステアリングホイールの回転角に対する前記両フロントタイヤの舵角を小さくすることを特徴とした請求項２記載の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電気自動車を操舵する操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＶＤＣでは、左右タイヤを駆動するトルク制御又はブレーキ制御して、アンダステア及びオーバーステアをコントロールするシステムが知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このようなシステムにあっては、走行時の安定性向上を目的としたもので、操舵性の向上に役立つものでは無かった。
【０００４】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、操舵性の向上に寄与することができる操舵装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために本発明の請求項１の操舵装置にあっては、左フロントタイヤを駆動する左モータと、右フロントタイヤを駆動する右モータとを備えた車両において、前記各フロントタイヤ操舵時の回動中心を構成するキングピン軸と路面との交差点を、対応するフロントタイヤの中心線と前記路面との交差点より車両中心側に設定する一方、操舵時での操舵方向に基づいて前記左モータで発生するトルクと前記右モータで発生するトルクとを異なる値に設定して舵角を制御する舵角制御手段を備えている。
【０００６】
すなわち、操舵時には、その操舵方向に基づいて左フロントタイヤを駆動する左モータからのトルクと、右フロントタイヤを駆動する右モータからのトルクとが異なる値に設定される。すると、左右のモータにトルク差が生ずる。
【０００７】
このとき、各フロントタイヤのキングピン軸と路面との交差点は、対応するフロントタイヤの中心線と前記路面との交差点より車両中心側に設定されており、各フロントタイヤには、キングピン軸を中心とした回転モーメントが生ずる。これにより、各フロントタイヤには、この回転モーメント方向へ向けた回動力が加えられる。
【０００８】
また、請求項２の操舵装置においては、ステアリングホイールに入力された操舵力及び操舵角を可変して前記両フロントタイヤに伝達する操舵手段を備えている。
【０００９】
そして、請求項３では、前記操舵手段を、前記ステアリングホイールと、該ステアリングホイールの回転操作に応じて前記両フロントタイヤの舵角を変更するギアボックスとの間に設ける一方、前記操舵手段は、前記ステアリングホイールの回転角に応じて前記両フロントタイヤの舵角を変更する際に、前記車両の速度が予め設定された値より大きな高速領域では、前記速度が予め設定された値より小さな低速領域と比較して、前記ステアリングホイールの回転角に対する前記両フロントタイヤの舵角を小さくする。
【００１０】
このため、高速走行時には、ステアリングホイールの操作量に対するフロントタイヤの舵角を小さくすることができる。また、低速走行時には、前記ステアリングホイールの操作量に対するフロントタイヤの舵角を大きくすることができる。
【００１１】
また、低ギア比（２：１を仮想）の時にステアリング操舵力が大きくなるのを、左右輪独立制御にて、補うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように本発明の請求項１の操舵装置にあっては、操舵時において、左右フロントタイヤを駆動する左モータ及び右モータにトルク差を生じさせることによって、各フロントタイヤに、キングピン軸を中心とした回転力を付与することができ、フロントタイヤの舵角制御を行うことができる。
【００１３】
これにより、左右モータを異なるトルクに設定することで、操舵性の向上を図ることができる。
【００１４】
また、請求項２及び請求項３の操舵装置では、高速走行時において、ステアリングホイールの操作量に対するフロントタイヤの舵角を小さくすることで、高速走行時での走行安定性を高めることができる。
【００１５】
一方、低速走行時には、前記ステアリングホイールの操作量に対するフロントタイヤの舵角を大きくすることで、所謂ハンドルの切れを良くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。図１は、本実施の形態にかかる操舵装置１を備えた電気自動車２の説明図であり、その制御ブロックが示されている。
【００１７】
この電気自動車２は、右フロントタイヤ１１を回転駆動する右駆動モータ１２を備えており、該右駆動モータ１２は、当該右フロントタイヤ１１のホイール内に配置されたホイールインタイプのモータで構成されている。前記電気自動車２は、左フロントタイヤ１３を回転駆動する左駆動モータ１４を備えており、この左駆動モータ１４も、当該左フロントタイヤ１３のホイール内に配置されたホイールインタイプのモータで構成されている。
【００１８】
前記各フロントタイヤ１１，１３は、図２（右フロントタイヤ１１のみ図示）に示すように、サスペンション２１を介して車体に支持されており、ステアリング操作時における各フロントタイヤ１１，１３の回動中心を構成するキングピン軸２２がホイールを支持するナックによって定められている。前記キングピン軸２２が路面２３と交差する第１交差点２４は、対応するフロントタイヤ１１，１３の前輪中心線２５が路面２３と交差する第２交差点２６より車両中心０Ｘ側に設定されている。
【００１９】
また、前記各フロントタイヤ１１，１３は、その外周面が路面２３に接地する接地面３１を構成しており、該接地面３１は、当該フロントタイヤ１１，１３の幅寸法とほぼ同じ幅寸法Ｈを有している。前記第１交差点２４は、前記接地面３１が路面２３に接し得る領域より車両中心０Ｘ側に設定されており、各フロントタイヤ１１，１３は、図２の（ｂ）に示すように、前記各フロントタイヤ１１，１３の接触領域より車両中心０Ｘ側に設定された前記第１交差点２４，２４を中心に回動できるように構成されている。
【００２０】
前記各フロントタイヤ１１，１３は、図３（右フロントタイヤ１１のみ図示）に示すように、ステアリングギアボックス４１を介して連結ロッド４２に接続されており、該連結ロッド４２は、操舵手段としての遊星ギアユニット４３の出力部に接続されている。該遊星ギアユニット４３の入力部には、ステアリングシャフト４４が接続されており、該ステアリングシャフト４４には、操舵操作用のステアリングホイール４５が設けられている。前記遊星ギアユニット４３は、内蔵のインターナルギアをフリーにしたフリー状態と、前記インターナルギアを固定したロック状態と、前記インターナルギアを回転させた回転状態とを外部入力に応じて形成できるように構成されている。これにより、前記フリー状態では、前記ステアリングシャフト４４と前記連結ロッド４２とを切り離した状態を形成できる一方、前記ロック状態では、前記ステアリングシャフト４４と前記連結ロッド４２とを所定のギア比で接続した状態を形成できるように構成されている。また、前記回転状態では、入力に対する出力のギヤ比を、例えば８：１〜２：１の範囲で連側的に変更できるように構成されている。
【００２１】
そして、前記操舵装置１は、図１に示したように、操舵制御ユニット５１を中心に構成されている。該操舵制御ユニット５１には、車両の進行方向を定める前後進スイッチ５２と、駆動トルクを制御する為のアクセル５３と、車両の速度を検出する車速センサ５４と、ヨーレイトセンサ５５と、ステアリング舵角センサ５６と、実舵角センサ５７と、ブレーキセンサ５８とが接続されており、ブレーキセンサ５８によりモータの逆転トルクにて回生ブレーキを掛けることもできる。前記ステアリング舵角センサ５６は、前記遊星ギアユニット４３を境とした前記ステアリングホイール４５側に設けられており、当該ステアリング舵角センサ５６からの信号によって、前記操舵制御ユニット５１は、前記ステアリングホイール４５の回転角を検出できるように構成されている。前記実舵角センサ５７は、前記遊星ギアユニット４３を境とした前記ステアリングギアボックス４１側に設けられており、当該実舵角センサ５７からの信号によって、前記操舵制御ユニット５１は、前記各フロントタイヤ１１，１３の舵角を検出できるように構成されている。
【００２２】
また、前記操舵制御ユニット５１には、モータコントロールユニット６１が接続されており、該モータコントロールユニット６１は、前記各駆動モータ１２，１４を制御するモータコントローラやインバータによって構成されている。これにより、前記操舵制御ユニット５１は、前記各センサ等５２〜５７からの入力信号に基づいて、前記モータコントロールユニット６１へ制御信号を出力するように構成されており、該モータコントロールユニット６１を介して、前記各駆動モータ１２，１４の回転速度や回転トルクを独立して制御できるように構成されている。
【００２３】
以上の構成にかかる本実施の形態の動作を、図４に示すフローチャートに従って説明する。
【００２４】
すなわち、この操舵制御装置１では、車速とアクセル開度とブレーキ開度とをパラメータとして各駆動モータ１２，１４の駆動トルクを計算する（Ｓ１）。次に、ステアリング舵角とタイヤ切れ角（実舵角）とをパラメータとして左右駆動モータ１２，１４でのトルク差を計算する（Ｓ２）。そして、これらの計算結果から、左右駆動モータ１２，１４でのトルクを指令し（Ｓ３）、これらのステップを繰り返す。
【００２５】
これにより、左フロントタイヤ１３を駆動する左駆動モータ１４の出力トルクと、右フロントタイヤ１１を駆動する右駆動モータ１２からの出力トルクとを異なる値に設定することができ、左右駆動モータ１１，１２にトルク差を生じさせることができる。
【００２６】
このとき、前記右駆動モータ１２からの出力トルクが大きい場合、右フロントタイヤ１１のキングピン軸２２と路面２３との第１交差点２４は、前記右フロントタイヤ１１の中心線２５と路面２３との第２交差点２６より車両中心０Ｘ側に設定されており、右フロントタイヤ１１には、図２の（ｂ）に示したように、前記キングピン軸２２による第１交差点２４を中心として当該右フロントタイヤ１１を左に操舵する方向へ向けた回転モーメントＭが生ずる。これにより、両フロントタイヤ１１，１３には、この回転モーメントＭ方向、つまり左操作方向へ向けた回動力を加えることができる。
【００２７】
一方、前記左駆動モータ１４からの出力トルクが大きい場合、左フロントタイヤ１３のキングピン軸２２と路面２３との第１交差点２４は、前記左フロントタイヤ１３の中心線２５と路面２３との第２交差点２６より車両中心０Ｘ側に設定されており、左フロントタイヤ１１には、前記キングピン軸２２による第１交差点２４を中心として当該左フロントタイヤ１３を右に操舵する方向へ向けた回転モーメントＭが生ずる。これにより、両フロントタイヤ１１，１３には、この回転モーメントＭ方向、つまり右操作方向へ向けた回動力を加えることができる。
【００２８】
このように、ステアリング操作時において、左右フロントタイヤ１１，１３を駆動する左駆動モータ１４及び右駆動モータ１２にトルク差を生じさせることによって、各フロントタイヤ１１，１３に、キングピン軸２２を中心とした回転力を付与することができ、両フロントタイヤ１１，１３の舵角制御を行うことができる。
【００２９】
これにより、左右駆動モータ１２，１４を異なるトルクに設定することで、操舵性の向上を図ることができる。
【００３０】
そして、前記左右駆動モータ１２，１４のトルク差による舵角制御を行うことによって、低速走行時でのステアリング操作や、停止時での据え切り操作を支援することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は、同実施の形態のフロントタイヤとキングピン軸との関係を示す正面図であり、（ｂ）は、フロントタイヤとキングピン軸との関係を示す平面図である。
【図３】同実施の形態のフロントタイヤとステアリングとの関係を示す模式図である。
【図４】同実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３２】
１    操舵制御装置
２    電気自動車
１１    右フロントタイヤ
１２    右駆動モータ
１３    左フロントタイヤ
１４    左駆動モータ
２２    キングピン軸
２３    路面
２４    第１交差点
２５    前輪中心線
２６    第２交差点
３１    接地面
５１    操舵制御ユニット
５４    車速センサ
５６    ステアリング舵角センサ
５７    実舵角センサ
【図１】
2006240506.tif 000003
【図２】
2006240506.tif 000004
【図３】
2006240506.tif 000005
【図４】
2006240506.tif 000006