(57)【要約】【課題】簡単な構造で、運転者に違和感を与えることなく、車両の走行の安定性と安全性の向上を図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】このステアリングシステムは、パワーステアリング用モータ１１ａの駆動により車両の車輪を操舵させる第１のステアリング装置１１と、タイヤハウジング内に設けられた操舵用アクチュエータの駆動により左右の車輪を個別に操舵させる第２のステアリング装置１５０と、車両情報を検出する車両情報検出部１１０とを備える。第２のステアリング装置１５０の制御部１５０ｂは、ＥＣＵ１３０から自動の操舵指令が与えられたとき、第１のステアリング装置１１のパワーステアリング用モータ１１ａによりハンドル軸の回転を固定すると共に、左右の車輪のうちいずれか一方または両方の操舵角を調整するように操舵用アクチュエータを制御する。【選択図】図９
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【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パワーステアリング用モータの駆動により前記車両の車輪を操舵させる第１のステアリング装置と、
前記車両のタイヤハウジング内に設けられた操舵用アクチュエータの駆動により左右の車輪を個別に操舵させる第２のステアリング装置と、
車速および操舵角を含む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、前記車両情報に基づいて、前記左右の車輪の前記操舵用アクチュエータを左右個別に制御する制御部を備え、この制御部は、車両ＥＣＵから自動の操舵指令が与えられたとき、前記第１のステアリング装置の前記パワーステアリング用モータによりハンドル軸の回転を固定すると共に、前記左右の車輪のうちいずれか一方または両方の操舵角を調整するように前記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２のステアリング装置の前記制御部は、前記操舵角から前記車両が直進状態か否かを判定する判定手段と、この判定手段により前記車両が直進状態と判定されたとき、前記車速に応じて前記操舵用アクチュエータを制御することで前記左右の車輪のトー角を制御する車速対応トー角制御手段と、を有す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２のステアリング装置は、
前記各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前記操舵用アクチュエータと、を備える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、前記制御部は、与えられた操舵角指令信号に応じた電流指令信号を出力する補助操舵制御部と、この補助操舵制御部から入力された電流指令信号に応じた電流を出力して前記転動用アクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動制御部とを有するステアリングシステム。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４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は、左右の前輪および左右の後輪のいずれか一方または両方を操舵させる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、車両の走行の安定性と安全性の向上を図る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
（１）．特許文献１
運転者がステアリングホイールを把持して操舵している場合には、パワーステアリングのモータを利用して操舵トルクを目標操舵トルクに追従させることで、滑らかな操舵を実現すると共に、ステアリングホイールを手放しした時には、適切な速度でステアリングを中立点に戻すことができ、操舵時と手放し時の良好な操舵フィーリングを両立できる操舵制御装置としている。運転者が高周波操舵、例えば、急なチャンジ操舵を行った場合においても、操舵トルクを最適に修正し、より滑らかな操舵を実現することができる。
【０００３】
（２）．特許文献２
ドライバの意思を車両の挙動に反映するだけでなく、車両姿勢の安定感または乗り心地が一層向上するように車両の挙動を制御するために、前輪が操舵される車両の挙動を制御する車両用挙動制御装置である。この装置は、ステアリングホイールの回転を前輪に伝達する操舵装置であって、ステアリングホイール側機構と、またこれと機械的に分離されているステアリングホイールで前輪を操舵する車輪側機構と、を備える操舵装置と、ステアリングホイール側機構に設けられ、ステアリングホイールの回転操舵角を検出する第１舵角センサと、車輪側機構に設けられ、前輪の操舵に対応する操舵角を検出する第２舵角センサと、を備える。この車両用挙動制御装置では、第１舵角センサの出力と第２舵角センサの出力とから操舵速度を算出し、車両において生じた操舵が、ドライバが意思をもって行ったステアリング操作に対応する操舵であるか、あるいは外乱による前輪の操舵に対応する操舵であるかを、上記第１及び第２舵角センサの出力に基づいて判断して、この判断結果に基づいて操舵速度を決定する。
【０００４】
（３）．特許文献３
１つのホイール内において、モータを２個使って、車輪の角度を自由に変更し、トー角とキャンバー角を調整する。
【０００５】
（４）．特許文献４
転舵軸に対しハブベアリングを片持ち支持し、転舵軸上に減速機を設け、トー角を調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第６０５８２１４号公報
【特許文献２】特許第６２７０２５１号公報
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２０１２２０６３３７号明細書
【特許文献４】特開２０１４−０６１７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、通常のステアバイワイヤ用のモータを使って、操舵トルクを調整し、手放し時には中立点に戻す制御をしているが、この制御に用いているモータは、ハンドルに機械的につながっているため、制御時にモータが動くことで、運転者が把持しているハンドルが急に動き違和感を覚える場合がある。また、電源の異常などのトラブルが発生した場合、車両のコントロールができなくなるおそれがある。
【０００８】
特許文献２は、ステアバイワイヤによる制御であり、電源の異常などのトラブルが発生した場合、車両のコントロールができなくなるおそれがある。
特許文献３では、トー角とキャンバー角の両方を制御するためにモータを２個使っているため、モータ個数の増大によるコスト増が生じるだけでなく、制御が複雑になる。
【０００９】
特許文献４では、転舵軸に対しハブベアリングを片持ち支持しているため、剛性が低下し、過大な走行横力の発生によってステアリングジオメトリが変化してしまう可能性がある。また、転舵軸上に減速機を設けた場合、モータを含めてサイズが大きくなる。サイズが大きくなると既存の車体に対して大幅な改造を加えないと搭載することが困難となる。また、減速比の大きい減速機を設けた場合、応答性が悪化する。
車両の車輪のトー角およびキャンバー角の両方を自由に変更するためには、複雑な構成が必要であり、構成部品が多くなる。操舵機能を備えた機構を車輪内の限られたスペース内に収容するためには、小型化が必要である。
【００１０】
この発明の目的は、簡単な構造で、運転者に違和感を与えることなく、車両の走行の安定性と安全性の向上を図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】
【００１１】
この発明のステアリングシステムは、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パワーステアリング用モータ１１ａの駆動により前記車両の車輪９，９を操舵させる第１のステアリング装置１１と、
前記車両１００のタイヤハウジング１０５内に設けられた操舵用アクチュエータ５の駆動により左右の車輪９，９を個別に操舵させる第２のステアリング装置１５０と、
車速および操舵角を含む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、前記車両情報に基づいて、前記左右の車輪９，９の前記操舵用アクチュエータ５を左右個別に制御する制御部１５０ｂを備え、この制御部１５０ｂは、車両ＥＣＵ１３０から自動の操舵指令が与えられたとき、前記第１のステアリング装置１１の前記パワーステアリング用モータ１１ａによりハンドル軸３２の回転を固定すると共に、前記左右の車輪９，９のうちいずれか一方または両方の操舵角を調整するように前記操舵用アクチュエータ５を制御する。  
車両の走行時または停止時からの発進時において、車両ＥＣＵ１３０は、例えば、カメラまたはセンサなどの情報から、車両前方の異常を感知し危険回避などが必要と判断した場合に、前記「自動の操舵指令」を出力し制御部１５０ｂに与える。
【００１２】
この構成によると、第１のステアリング装置１１は、操舵指令装置２００，２００Ａが出力する操舵量の指令に従い車輪を操舵させる。操舵指令装置２００，２００Ａとして、例えば、運転者のハンドルまたは自動の操舵指令装置等を適用し得る。このような操舵指令装置等による車両１００の向きの調整が、従来の車両と同様に行える。
【００１３】
第２のステアリング装置１５０の制御部１５０ｂ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を駆動することで、左右の車輪９，９を個別に操舵させる。この制御部１５０ｂは、車両ＥＣＵ１３０から自動の操舵指令が与えられたか否かを判定する。制御部１５０ｂは、この条件を充足するとき、パワーステアリング用モータ１１ａによりハンドル軸３２の回転を固定すると共に、左右の車輪９，９のうちいずれか一方または両方の操舵角を調整するように前記操舵用アクチュエータ５を制御する。
【００１４】
したがって、車両前方に障害物等がある場合、運転者のハンドル操作なしに前記操舵角を調整し自動で障害物等を回避することができる。このとき制御部１５０ｂは、パワーステアリング用モータ１１ａによりハンドル軸３２の回転を固定しハンドル２００の動きを固定する。通常、ステアリング操作に使用しているパワーステアリング用モータ１１ａは、ハンドル２００を固定するブレーキの役割を与える。これにより、ハンドル２００が不意に動き運転者が違和感を覚えることを未然に防止することができる。また、例えば、走行車線から追越車線等へのレーンチェンジを行うときハンドル２００の動きを固定することで、運動者のハンドル操作により第１のステアリング装置１１が不所望に駆動して前記操舵角の調整がずれることを防止し得る。よって、構造を複雑化することなく車両１００の走行の安定性と安全性の向上を図ることができる。また運転者に違和感を与えることもない。
【００１５】
前記第２のステアリング装置１５０の前記制御部１５０ｂは、前記操舵角から前記車両１００が直進状態か否かを判定する判定手段３３と、この判定手段３３により前記車両１００が直進状態と判定されたとき、前記車速に応じて前記操舵用アクチュエータ５を制御することで前記左右の車輪９，９のトー角を制御する車速対応トー角制御手段３４と、を有するものであってもよい。
【００１６】
この構成によると、判定手段３３は操舵角から車両１００が直進状態か否かを判定する。前記直進状態であるとの判定で、制御部１５０ｂにおける車速対応トー角制御手段３４は、車両１００の速度に応じて操舵用アクチュエータ５を制御することで前記左右の車輪９，９のトー角を制御する。例えば、高速直進時には、左右の車輪９，９を車速に応じた角度にトーイン状態にすることによって、直進安定性を向上させることができる。低速直進時には、車輪９，９を直進状態にすることで、走行抵抗を低減させ燃費を向上させることができる。前記車輪９，９を直進状態にするとは、車両１００の平面視において、車両前後方向に対してなす車輪角度の絶対値を定められた角度より小さくすることを意味する。前記定められた角度は、設計等によって任意に定める角度であって、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角度を求めて定められる。
【００１７】
前記第２のステアリング装置１５０は、
前記各車輪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前記操舵用アクチュエータ５と、を備えるものであってもよい。
【００１８】
この構成によると、車輪９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、前記転舵軸心Ａ回りに一定の範囲で自由に回転させることができる。このため、車輪毎に独立して操舵が行え、また車両１００の走行状況に応じて、車輪９のトー角を任意に変更することができる。
また、旋回走行時に、走行速度に応じて左右輪９，９の舵角差を変えることができる。例えば高速域の旋回走行においてはパラレルジオメトリとし、低速域の旋回走行においてはアッカーマンジオメトリとする等、走行中にステアリングジオメトリを変化させることができる。このように走行中に車輪角度を任意に変更することができるため、車両１００の運動性能を向上させ、安定・安全に走行することが可能となる。さらに、左右の操舵輪の操舵角度を適切に変えることで、旋回走行における車両１００の旋回半径を小さくし、小回り性能を向上させることもできる。
【００１９】
前記制御部１５０ｂは、与えられた操舵角指令信号に応じた電流指令信号を出力する補助操舵制御部１５１と、この補助操舵制御部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前記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駆動制御部３１Ｒ，３１Ｌとを有するものであってもよい。
【００２０】
この構成によると、補助操舵制御部１５１は、与えられた操舵角指令信号に応じた電流指令信号を出力する。アクチュエータ駆動制御部３１Ｒ，３１Ｌは、補助操舵制御部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。したがって、運転者のハンドル操作等による操舵に付加して車輪角度を任意に変更することができる。
【００２１】
前記第２のステアリング装置１５０は、左右の前輪９，９および左右の後輪９，９のいずれか一方または両方を操舵させるものであってもよい。この機構部１５０ａを左右の前輪９，９に適用した場合、運転者のハンドル操作等で車輪９の方向がハブユニット全体と共に操舵されるが、この操舵に付加する形で僅かな角度の補助操舵を車輪毎に独立して行うことができる。
前記機構部１５０ａを左右の後輪９，９に適用した場合は、ハブユニット全体は操舵しないが、補助操舵機能により、前輪と同様に僅かな角度の操舵を車輪毎に独立して行える。
【００２２】
この発明の車両は、この発明の上記の構成のステアリングシステムを備えている。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】
【００２３】
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パワーステアリング用モータの駆動により前記車両の車輪を操舵させる第１のステアリング装置と、前記車両のタイヤハウジング内に設けられた操舵用アクチュエータの駆動により左右の車輪を個別に操舵させる第２のステアリング装置と、車速および操舵角を含む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、前記車両情報に基づいて、前記左右の車輪の前記操舵用アクチュエータを左右個別に制御する制御部を備え、この制御部は、車両ＥＣＵから自動の操舵指令が与えられたとき、前記第１のステアリング装置の前記パワーステアリング用モータによりハンドル軸の回転を固定すると共に、前記左右の車輪のうちいずれか一方または両方の操舵角を調整するように前記操舵用アクチュエータを制御する。このため、簡単な構造で、運転者に違和感を与えることなく、車両の走行の安定性と安全性の向上を図ることができる。
【００２４】
この発明の車両は、前記第２のステアリング装置が、左右の前輪および左右の後輪のいずれか一方または両方を操舵させるステアリングシステムを備えているため、簡単な構造で、運転者に違和感を与えることなく、車両の走行の安定性と安全性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【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】車速と操舵角度との関係を示す図である。
【図１１】車速とトー角との関係を示す図である。
【図１２】トー角制御を示すフローチャートである。
【図１３】レーンチェンジ制御を示すフローチャートである。
【図１４】同第２のステアリング装置の補助操舵制御部の構成を示すブロック図である。
【図１５】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１６】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。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［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１５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、前輪となる左右の車輪９，９と、後輪となる左右の車輪９，９とを有する４輪車両であり、駆動方式は、前輪駆動、後輪駆動、４輪駆動のいずれであってもよい。
【００２７】
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とを備える。
第１のステアリング装置１１は、ハンドル２００等の操舵指令装置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車輪９，９を操舵させる装置であり、この実施形態では前輪操舵形式とされている。
【００２８】
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車輪９，９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）の駆動により車輪９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。
【００２９】
換言すれば、ステアリングシステム１０１は、
車両１００の前輪となる左右の車輪９，９が機械的に連動し、前記操舵指令装置が出力する操舵量の指令に従い車両１００の前輪となる左右の車輪９，９を、これら左右の車輪９，９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、
左右の車輪９，９に対してそれぞれ設けられた補助操舵用のアクチュエータ（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に対する車輪９，９の角度を変えて左右の車輪９，９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、を備える。
【００３０】
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、メインの車両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。
車両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。なお車両ＥＣＵ１３０を単に「ＥＣＵ１３０」と言う場合がある。
【００３１】
＜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２００に対する入力に応じて、車両１００の前輪となる左右の車輪９，９を連動して操舵させる電動パワーステアリングシステムであり、ハンドル軸であるステアリングシャフト３２、パワーステアリング用モータ１１ａ、ハンドル２００に入力される操舵トルクおよび操舵方向を検出するトルクセンサ１１ｂ、ラックアンドピニオン（図示せず）、タイロッド１４等を備える。
【００３２】
運転者がハンドル２００に対して回転入力を行うと、トルクセンサ１１ｂで検出される操舵トルク等に基づいて、パワーステアリング用モータ１１ａの回転力をステアリングシャフト３２に伝達することで操舵力が補助される。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、車輪９の向きが変わり、左右の車輪９，９を連動して操舵することが可能である。
【００３３】
＜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、左右の車輪９，９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）により車輪９，９の操舵を行う。
【００３４】
＜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。
【００３５】
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。
【００３６】
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、車輪９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。車輪９は、ホイール９ａとタイヤ９ｂとを備える。
【００３７】
図１に示すように、この実施形態のハブユニット１（図２）は、第１のステアリング装置１１による前輪となる左右の車輪９，９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、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。
【００３８】
＜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、車輪９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、車体側の部材と車輪９（図２）とを繋ぐ役目をしている。
【００３９】
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、車輪９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。
【００４０】
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。
【００４１】
＜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、テーパ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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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、テーパ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。
【００４５】
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。
【００４６】
＜操舵用アクチュエータ５について＞
図４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。
図３に示すように、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。
【００４７】
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。前記各ドライブプーリ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。
【００４８】
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。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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
＜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、ブレーキペダルセンサ１１７、前方車両検出部１１８および後方車両検出部１１９を備える。
【００５２】
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。
【００５３】
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車輪９（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としてＥＣＵ１３０へ出力する。
【００５４】
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へ実横加速度情報を出力する。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。
【００５５】
前方車両検出部１１８は、この車両１００（図１）の進行方向の前方における障害物、他の車両等の有無を検出する、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。後方車両検出部１１９は、この車両１００（図１）の後方の車両等の有無を検出する、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。前方車両検出部１１８および後方車両検出部１１９は、それぞれ車両走行時に他の車両等の有無を常時に検出し、車両等検出情報をＥＣＵ１３０へ出力する。ＥＣＵ１３０は、操舵角指令信号を含む車両情報を第２のステアリング装置１５０の制御部１５０ｂに出力する。
【００５６】
＜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、ブレーキ指令値および各車両等検出情報を含む車両情報を取得し、取得した車両情報に基づいて、補助操舵制御部１５１が右輪用のアクチュエータ駆動制御部３１Ｒ、左輪用のアクチュエータ駆動制御部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、左右の車輪を独立して操舵可能である。
【００５７】
制御部１５０ｂにおいて、前記車両情報である操舵角情報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。
【００５８】
ＥＣＵ１３０は操舵指令自動生成手段１３０ａを有し、この操舵指令自動生成手段１３０ａは、定められた条件（１），（２）および（３）を全て充足すると、自動の操舵指令を制御部１５０ｂに出力する。
条件（１）：車両走行時または車両停止時からの発進時である。
条件（２）：前方車両検出部１１８により前方に障害物等が有ると認識して一定時間経過後衝突する判定を満たす。
条件（３）：後方車両検出部１１９により車両後方に後続車が無い、または後方車両の車速および相対距離を検出し後方車両との間に十分な距離があると判定する。
【００５９】
操舵指令自動生成手段１３０ａは、例えば、車速検出部１１１からＥＣＵ１３０に出力された車速が定められた車速以上のとき、またはアクセルペダルセンサ１１６からＥＣＵ１３０にアクセル指令値が出力されたとき、条件（１）を充足する。前記定められた車速は、設計等によって任意に定める車速であって、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車速を求めて定められる。
【００６０】
制御部１５０ｂは、操舵指令自動生成手段１３０ａから自動の操舵指令が与えられたとき、第１のステアリング装置１１のパワーステアリング用モータ１１ａによりステアリングシャフト３２（図１）の回転を固定すると共に、左右の車輪のうちいずれか一方または両方の操舵角を調整するように操舵用アクチュエータ５（図２）を制御する。このとき、運転者は、ハンドル２００から手を離しているか、またはハンドル２００に手を添えているだけでハンドル操作をしていないものとする。したがって、制御部１５０ｂは、例えば、複数の車線（レーン）がある高速道路などの高速走行中に前方に障害物等が有ると、運転者のハンドル操作なしに自動で車線変更（レーンチェンジ）することで、この車両１００（図１）が障害物等に衝突することを回避し得る。低速走行時または車両停止時からの発進時においても、制御部１５０ｂは、車両前方に障害物等が有ると、運転者のハンドル操作なしに操舵することで、この車両１００（図１）が障害物等に衝突することを回避し得る。
【００６１】
この自動の操舵指令が与えられたときの制御部１５０ｂの制御中、制御部１５０ｂは、図１０に示すように、車速に応じて、制御対象の車輪の操舵角度を操舵機能付ハブユニット１（図２）で制御することで、運転者の違和感無く安定して車両を車線変更し得る。
具体的には、図９および図１０に示すように、制御部１５０ｂは、車速が前記定められた車速以上で車速ＶＣｋｍ／ｈ未満のとき、制御対象の車輪の操舵角度を同制御中最大のＤｄｅｇに制御する。制御部１５０ｂは、車速がＶＣｋｍ／ｈから車速の上昇に合わせ徐々に操舵角度を減少させ、車速ＶＫｋｍ／ｈ以上で同制御中最小のＣｄｅｇに制御する。Ｄｄｅｇ、Ｃｄｅｇ、ＶＣｋｍ／ｈ、ＶＫｋｍ／ｈは、車両情報によって異なる値である。
【００６２】
制御部１５０ｂにおける補助操舵制御部１５１は、判定手段３３と車速対応トー角制御手段３４とを有する。判定手段３３は、ＥＣＵ１３０から取得した操舵角から車両１００（図１）が直進状態か否かを判定する。車速対応トー角制御手段３４は、判定手段３３により車両１００（図１）が直進状態と判定されたとき、車速に応じて各アクチュエータ駆動制御部３１Ｒ，３１Ｌを制御し、各モータ２６を駆動制御することで左右の車輪のトー角を制御する。
【００６３】
具体的には、判定手段３３は、ハンドル２００と連結される第１のステアリング装置１１により操舵される車輪角度（操舵角）θＴを、操舵角検出部１１２からＥＣＵ１３０を介して得る。判定手段３３は、この車輪角度θＴの絶対値が定められた角度Ａ１より小さいか（｜θＴ｜＜Ａ１ｄｅｇであるか）否かを判定する。車速対応トー角制御手段３４は、判定手段３３により｜θＴ｜＜Ａ１ｄｅｇと判定された場合、図１１に示すように車速によってトー角を調整する。前記Ａ１は、微小な角度（１０ｄｅｇ以下）としているが、車両情報によって数値は異なる。図１１におけるトーイン角度Ｘｄｅｇは、高速走行時で且つ車速ＶＬｋｍ／ｈ以下のときの設定角度であり、例えば、零度である。なお、トーイン角度Ｘｄｅｇは僅かにトーイン状態となる角度であってもよい。
【００６４】
図９および図１１に示すように、車速対応トー角制御手段３４は、高速走行時で且つ車速がＶＬｋｍ／ｈより大きくＶＨｋｍ／ｈ未満のとき、車速が上昇するに従って左右の車輪のトー角を大きく制御する（換言すれば、車速に応じた角度にトーイン状態にする）ことによって直進安定性を向上させることができる。
【００６５】
また車速対応トー角制御手段３４は、車速が定められた速度以下のとき、左右の車輪のトー角を設定された前記トーイン角度Ｘｄｅｇに制御する（換言すれば、左右の車輪を直進状態にする）ことで、走行抵抗を低減させ燃費を向上させることが可能となる。左右の車輪を直進状態にするとは、車両の平面視において、車両前後方向に対してなす車輪角度の絶対値を定められた角度より小さくすることを意味する。前記定められた角度は、設計等によって任意に定める角度であって、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角度を求めて定められる。
【００６６】
図１２はトー角制御、図１３はレーンチェンジ制御を示すフローチャートである。図９，図１０，図１１も適宜参照しつつ説明する。
＜トーイン制御＞
本処理開始後、車速検出部１１１からＥＣＵ１３０を介して得られた車速からこの車両が高速走行中であると制御部１５０ｂが判断すると、判定手段３３は、車輪角度θＴの絶対値が定められた角度より小さいか（｜θＴ｜＜Ａ１ｄｅｇであるか）否かを判定する（ステップＳ１）。車輪角度θＴの絶対値が定められた角度以上であるとの判定（ステップＳ１：Ｎｏ）で、ステップＳ１に戻る。
【００６７】
車輪角度θＴの絶対値が定められた角度より小さい、つまり車両が直進状態であるとの判定（ステップＳ１：Ｙｅｓ）で、車速対応トー角制御手段３４は、車速ＶがＶＬｋｍ／ｈ以下（ステップＳ２：Ｙｅｓ）では、トー角をＸ＋０ｄｅｇ（直進状態）とし（ステップＳ３）、車速がＶＬｋｍ／ｈから車速の上昇に合わせ（ステップＳ４：Ｙｅｓ）徐々にトー角を増加させ（ステップＳ５）、車速がＶＨｋｍ／ｈ以上（ステップＳ６：Ｙｅｓ）では最大のトー角（Ｘ＋Ｂｄｅｇ）で一定とする（ステップＳ７）。Ｘｄｅｇ、Ｂｄｅｇ、ＶＬｋｍ／ｈ、ＶＨｋｍ／ｈは、車両情報によって異なる値である。
【００６８】
トー角をある角度Ｂｄｅｇ超えて与えると、走行抵抗が増加しすぎて、車輪にすべりが生じる等安定して走行することができなくなる。車速ＶＬｋｍ／ｈ以下では、走行抵抗を小さくするために、トー角は約０ｄｅｇが好ましい。
車速に応じてトー角を算出した後、制御部１５０ｂは各操舵用アクチュエータの駆動条件（モータ２６に流す電流等）を算出し（ステップＳ８）、各操舵用アクチュエータを駆動する（ステップＳ９）。その後ステップＳ１０以下のレーンチェンジ制御に移行する。
【００６９】
＜レーンチェンジ制御＞
操舵指令自動生成手段１３０ａは、前方車両検出部１１８によりこの車両が走る走行車線上の障害物等を感知して一定時間経過後衝突する判定を満たすと（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１に移行する。このステップＳ１１において、操舵指令自動生成手段１３０ａは、後方車両検出部１１９により追越車線上の側方および後方車両との間に十分な距離があるか否かを判定する。
【００７０】
後方車両との間に十分な距離があるとの判定で（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、追越車線にレーンチェンジを開始する（ステップＳ１２）。このとき制御部１５０ｂは、パワーステアリング用モータ１１ａによりステアリングシャフト３２（図１）の回転を固定しハンドル２００の動きを固定することで、ハンドル２００が不意に動き運転者が違和感を覚えることを未然に防止し得る。制御部１５０ｂは、各操舵用アクチュエータの駆動量すなわちモータ２６に流す電流等を算出し（ステップＳ１３）、各操舵用アクチュエータを駆動する（ステップＳ１４）。追越車線へのレーンチェンジが完了後（ステップＳ１５）、先ほど作動させた側または両輪の操舵機能付ハブベアリングを駆動前の状態に戻して車両を直進状態にする。制御部１５０ｂは、カメラ等の検出情報等から、この車両１００が前記追越車線等に移動したことを認識する手段を有し、この手段により車両１００の追越車線等への移動を認識したとき、レーンチェンジが完了したと判定し、制御部１５０ｂは、自動調整した車輪９の操舵角を調整前の操舵角に戻すように操舵用アクチュエータ５を制御すると共に、パワーステアリング用モータ１１ａによるハンドル２００の固定を解除する。その後本処理を終了する。
【００７１】
補助操舵制御部１５１は、前記トー角制御およびレーンチェンジ制御に加えて以下の図１４に示すように左右の車輪を独立して操舵する制御を行う。この図１４に示す制御と図１２および図１３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、並行して実行してもよい。
【００７２】
図１４に示すように、補助操舵制御部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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
図１５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１４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１５）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。
【００７６】
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が入力されると、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。
【００７７】
目標左右輪タイヤ角度計算部１５９は、前記補正後ヨーレート情報が入力されると、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。
【００７８】
【数１】
2019171913.tif 000003
【００７９】
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。
【００８０】
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、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。目標タイヤ角度と現在のタイヤ角度とを比較した結果、偏差がある場合には、右輪ハブユニット１Ｒ（図９）および左輪ハブユニット１Ｌ（図９）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）を右輪用のアクチュエータ駆動制御部３１Ｒへ出力し、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）を左輪用のアクチュエータ駆動制御部３１Ｌへ出力する。
【００８１】
各アクチュエータ駆動制御部３１Ｒ，３１Ｌはインバータを備える。各アクチュエータ駆動制御部３１Ｒ，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（図９）への電流を制御する。
具体的には、図９および図１４に示すように各アクチュエータ駆動制御部３１Ｒ，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へ流す電流の制御を行う。
【００８２】
すなわち、図４に示すように、各アクチュエータ駆動制御部３１Ｒ，３１Ｌは、補助操舵制御部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。アクチュエータ駆動制御部３１Ｒ，３１Ｌは、モータ２６のコイルに供給する電力を制御する。このアクチュエータ駆動制御部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、車速に応じてトー角の量を調整し得る。
【００８３】
＜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１のステアリング装置１１は、操舵指令装置が出力する操舵量の指令に従い車輪９，９を操舵させる。操舵指令装置として、例えば、運転者のハンドル２００または自動の操舵指令装置等を適用し得る。このような操舵指令装置等による車両１００の向きの調整が、従来の車両と同様に行える。
【００８４】
制御部１５０ｂは、操舵指令自動生成手段１３０ａから自動の操舵指令が与えられたとき、第１のステアリング装置１１のパワーステアリング用モータ１１ａによりステアリングシャフト３２の回転を固定すると共に、対象とする車輪９の操舵角を調整するように操舵用アクチュエータ５を制御する。
【００８５】
したがって、走行時または車両停止時からの発進時に車両前方に障害物等がある場合、運転者のハンドル操作なしに前記操舵角を調整し自動で障害物等を回避することができる。このとき制御部１５０ｂは、パワーステアリング用モータ１１ａによりハンドル軸の回転を固定しハンドル２００の動きを固定する。通常ステアリング操作に使用しているパワーステアリング用モータ１１ａは、ハンドル２００を固定するブレーキの役割を与える。これにより、ハンドル２００が不意に動き運転者が違和感を覚えることを未然に防止することができる。よって、構造を複雑化することなく車両１００の走行の安定性と安全性の向上を図ることができる。また運転者に違和感を与えることもない。
【００８６】
＜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。
【００８７】
［第２の実施形態］
図１６に示すように、この第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９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、第１のステアリング装置１１が車両１００の左右の前輪９，９の操舵を行い、第２のステアリング装置１５０が車両１００の左右の後輪９，９の操舵を行う。第２のステアリング装置１５０の機構部１５０ｂは、後輪のタイヤハウジング１０５内に設置されている。
【００８８】
［第３の実施形態］
図１７に示すように、この第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のステアリング装置１１と同じ車輪９，９の操舵を行い、他方の第２のステアリング装置１５０２は、第２のステアリング装置１５０とは異なる車輪９，９の操舵を行う。すなわち、一方の第２のステアリング装置１５０２は、第１の実施形態に係る第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の実施形態に係る第２のステアリング装置１５０と同様の動作を行う。
【００８９】
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４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および燃費の低減を図ることが可能となる。
【００９０】
なお、前記各実施形態は、操舵指令装置がハンドル２００である場合につき説明したが、ハンドル２００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。
【００９１】
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。
【００９２】
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】
【００９３】
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）、９…車輪、１１…第１のステアリング装置、１１ａ…パワーステアリング用モータ、１２…懸架装置、１５…ハブベアリング、３１Ｒ，３１Ｌ…アクチュエータ駆動制御部、３２…ステアリングシャフト（ハンドル軸）、３３…判定手段、３４…車速対応トー角制御手段、１００…車両、１０１…ステアリングシステム、１０５…タイヤハウジング、１１０…車両情報検出部、１３０…ＥＣＵ（車両ＥＣＵ）、１５０…第２のステアリング装置、１５０ｂ…制御部、１５１…補助操舵制御部、２００…ハンドル（操舵指令装置）、２００Ａ…自動の操舵指令装置
【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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