(57)【要約】【課題】急ブレーキ作動時またはブレーキシステムの異常時等の緊急時に、ブレーキの補助をして制動距離の短縮を図り、車両の安全性を向上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１０１は、第１のステアリング装置１１と、転舵用アクチュエータの駆動により左右の車輪を個別に転舵させる機構部１５０ａ、および転舵用アクチュエータを制御する制御部１５０ｂを有する第２のステアリング装置１５０と、車速およびブレーキ力を検出する車両情報検出部１１０とを備える。制御部１５０ｂは、車速およびブレーキ力から緊急時の制動状態か否かを判定する判定手段３３と、判定手段３３により緊急時の制動状態と判定されたとき、左右の車輪が定められたトー角となるように転舵用アクチュエータを制御する緊急時制動状態トー角制御手段３６とを有する。【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前記車両の車輪を転舵させる第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転舵用アクチュエータの駆動により左右の車輪を個別に転舵させる機構部、および前記転舵用アクチュエータを制御する制御部を有する第２のステアリング装置と、
車速およびブレーキ力を含む車両情報を検出する車両情報検出部と、を備え、
前記制御部は、ブレーキ指令手段から急ブレーキ指令が出力されたとき、前記転舵用アクチュエータに対してトー角制御する緊急時制動状態トー角制御手段を有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、前記緊急時制動状態トー角制御手段は前記トー角を最大角とするステアリングシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のステアリングシステムにおいて、前記緊急時制動状態トー角制御手段は、前記緊急時制動状態トー角制御手段は、車速に応じてトー角を決定す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、車速およびブレーキ力から緊急時の制動状態か否かを判定する判定手段を有し、前記緊急時制動状態トー角制御手段は、前記判定手段により前記緊急時の制動状態であると判定されたとき、定められたトー角となるように前記転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、前記車両は、前記ブレーキ力に応じて前記車両を制動するブレーキ装置を備え、前記緊急時制動状態トー角制御手段は、前記ブレーキ装置による制動力を補助する補助制動力を前記車両に与えるものであるステアリングシステム。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５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の前記機構部は、
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転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７】
請求項１ないし請求項６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の前記制御部は、与えられた転舵角指令信号に応じた電流指令信号を出力する補助転舵制御部と、この補助転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、前記第２のステアリング装置の前記機構部は、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転舵させるステアリングシステム。
【請求項９】
請求項８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、車両の安全性の向上を図る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な自動車等の車両は、ハンドルとステアリング装置が機械的に接続され、また、ステアリング装置の両端はタイロッドによってそれぞれの左右輪につながっている。そのため、ハンドルの動きによる左右輪の切れ角度は初期の設定によって決まる。
車両のジオメトリには、(1) 左右輪の切れ角度が同じである「パラレルジオメトリ」、(2) 旋回中心を１か所にするために旋回内輪車輪角度を旋回外輪車輪角度よりも大きく切る「アッカーマンジオメトリ」が知られている。
【０００３】
車両のジオメトリは、走行性の安定と安全性に影響する。
走行状況に応じてステアリングジオメトリを可変とした機構に関しては、例えば特許文献１，２が提案されている。特許文献１では、ナックルアームとジョイント位置を相対的に変化させて、ステアリングジオメトリを変化させる。特許文献２では、モータ２個を使い、トー角とキャンバー角の両方を任意の角度に傾けることを可能にしている。また、４輪独立転舵の機構につき、特許文献３で提案されている。
【０００４】
アッカーマンジオメトリは、車両に作用する遠心力を無視できるような低速域での旋回において、車両をスムーズに旋回させるために、各輪が共通の一点を中心として旋回するように左右輪の舵角差を設定している。しかし、遠心力を無視できない高速域の旋回においては、車輪は遠心力とつり合う方向にコーナリングフォースを発生させることが望ましいため、アッカーマンジオメトリよりもパラレルジオメトリとすることが好ましい。
【０００５】
前述したように一般的な車両の操舵装置は機械的に車輪と接続されているため、一般的には固定された単一のステアリングジオメトリしか取ることができず、アッカーマンジオメトリとパラレルジオメトリとの中間的なジオメトリに設定されることが多い。
特許文献１，２の提案によると、ステアリングジオメトリを変更させることができるが次の課題がある。
【０００６】
特許文献１では、ナックルアームとジョイント位置を相対的に変化させてステアリングジオメトリを変化させているが、このような部分で車両のジオメトリを変化させるほどの大きな力を得るモータアクチュエータを備えることは、空間の制約上、非常に困難である。また、この位置での変化による車輪角の変化が小さく、大きな効果を得るためには、大きく変化させる、つまり大きく動かす必要がある。
【０００７】
特許文献２では、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。
特許文献３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。
上記のように従来の補助的な転舵機能を備えた機構は、車両において車輪のトー角またはキャンバー角度を任意に変更することを目的としているため、複雑な構成となっている。また、構成部品数が多く剛性を確保することが困難であり、剛性を確保するため機構全体が大型化し重量増となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
車輪とステアリング装置とが機械的に連結されている車両においては、車輪のトー角を走行中に変更することができない。
また、構成部品数が多く剛性を確保することが難しく、剛性を確保するため機構全体が大型化し重量増となる。
通常、車輌を停止させる機能はブレーキのみであり、ブレーキに異常が生じた場合、車両を停止させることは難しい。
【００１０】
この発明の目的は、急ブレーキ作動時またはブレーキシステムの異常時等の緊急時に、ブレーキの補助をして制動距離の短縮を図り、車両の安全性を向上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】
【００１１】
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の車輪９を転舵させる第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内に設けられた転舵用アクチュエータ５の駆動により左右の車輪９，９を個別に転舵させる機構部１５０ａ、および前記転舵用アクチュエータ５を制御する制御部１５０ｂを有する第２のステアリング装置１５０と、
車速およびブレーキ力を含む車両情報を検出する車両情報検出部１１０と、を備え、
前記制御部１５０ｂは、ブレーキ指令手段から急ブレーキ指令が出力されたとき、前記転舵用アクチュエータ５に対してトー角制御する緊急時制動状態トー角制御手段３６を有する。
前記ブレーキ指令手段は、自動ブレーキ装置またはブレーキ踏力センサ等である。自動ブレーキ装置は、カメラまたはミリ波のレーダ等のセンサ類から他の車両、障害物等の車両周辺状況等を認識して衝突する判定を満たしたと判断したとき前記「急ブレーキ指令」を出力する。前記ブレーキ踏力センサは、運転者によるブレーキ操作手段のブレーキ踏力に応じて出力されるセンサであって、このセンサの出力であるブレーキ踏力（ブレーキ力）が閾値以上となり且つブレーキ踏力の変化量が閾値以上である場合の前記ブレーキ踏力が前記「急ブレーキ指令」である。
車両１００が自動ブレーキ装置を搭載している場合、自動ブレーキ装置およびブレーキ踏力センサのいずれか一方または両方から急ブレーキ指令が出力されたとき、緊急時制動状態トー角制御手段３６はトー角制御を行う。
車両１００が自動ブレーキ装置を搭載していない場合、ブレーキ踏力センサから急ブレーキ指令が出力されたとき、緊急時制動状態トー角制御手段３６はトー角制御を行う。
【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転舵させる。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は、タイヤハウジング１０５内に設けられた転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を個別に転舵させる。ブレーキ指令手段から急ブレーキ指令が出力されたとき、制御部１５０ｂにおける緊急時制動状態トー角制御手段３６は、転舵用アクチュエータ５に対してトー角制御を実行する。これにより、緊急時の制動状態において、各車輪が例えば直進状態（トー角が零度）のときよりも、各車輪の回転抵抗を増加させて制動距離の短縮を図り、車両の安全性を向上することができる。
【００１４】
前記緊急時制動状態トー角制御手段３６は前記トー角を最大角としてもよい。この場合、左右の車輪９，９の回転抵抗を最大限増加させて制動距離の短縮をより図れる。また急ブレーキ指令が出力されたときトー角を無条件に最大角とするため、制御系を簡単化することができる。
【００１５】
前記緊急時制動状態トー角制御手段３６は、車速に応じてトー角を決定してもよい。前記車速とトー角との関係は、例えばマップまたは演算式等を用いて定められている。この構成によると、車輪９が不所望にロックすることを防止し、制動力が低下することを未然に防止することができる。車速が高速度域から急激にトー角を変化させた場合、車輪が不所望にロックしてタイヤが滑ってしまい、制動力が低下する可能性があるためである。
【００１６】
前記制御部１５０ｂは、車速およびブレーキ力から緊急時の制動状態か否かを判定する判定手段３３を有し、前記緊急時制動状態トー角制御手段３６は、前記判定手段３３により前記緊急時の制動状態であると判定されたとき、定められたトー角となるように前記転舵用アクチュエータ５を制御するものであってもよい。
前記定められたトー角は、設計等によって任意に定めるトーインまたはトーアウトのトー角であって、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トー角を求めて定められる。
【００１７】
前記車両１００は、前記ブレーキ力に応じて前記車両１００を制動するブレーキ装置２１を備え、前記緊急時制動状態トー角制御手段３６は、前記ブレーキ装置２１による制動力を補助する補助制動力を前記車両１００に与えるものであってもよい。この構成によると、例えば、ブレーキ装置２１に異常が発生して所望の制動力を発生することができないとき、左右の車輪９，９の個別に転舵させる第２のステアリング装置１５０を用いて補助制動力を車両１００に与えることができる。
【００１８】
前記第２のステアリング装置１５０の前記機構部１５０ａは、
車輪９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転舵用アクチュエータ５と、を備えるものであってもよい。
【００１９】
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、転動用アクチュエータ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、車輪毎に独立して転舵が行え、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、左右の操舵輪の転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。
【００２０】
前記第２のステアリング装置１５０の前記制御部１５０ｂは、与えられた転舵角指令信号に応じた電流指令信号を出力する補助転舵制御部１５１と、この補助転舵制御部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転動用アクチュエータ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。
【００２１】
この構成によると、補助転舵制御部１５１は、与えられた転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、補助転舵制御部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転動用アクチュエータ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転舵に付加して車輪角度を任意に変更することができる。
【００２２】
前記第２のステアリング装置１５０の前記機構部１５０ａ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転舵させるものであってもよい。前記機構部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転舵されるが、この転舵に付加する形で僅かな角度の補助転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転舵しないが、補助転舵機能により、前輪と同様に僅かな角度の転舵を車輪毎に独立して行える。
【００２３】
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】
【００２４】
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車輪を転舵させる第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転舵用アクチュエータの駆動により左右の車輪を個別に転舵させる機構部、および前記転舵用アクチュエータを制御する制御部を有する第２のステアリング装置と、車速およびブレーキ力を含む車両情報を検出する車両情報検出部と、を備え、前記制御部は、ブレーキ指令手段から急ブレーキ指令が出力されたとき、前記転舵用アクチュエータに対してトー角制御する緊急時制動状態トー角制御手段を有する。このため、急ブレーキ作動時またはブレーキシステムの異常時等の緊急時に、ブレーキの補助をして制動距離の短縮を図り、車両の安全性を向上することができる。
【００２５】
この発明の車両は、前記第２のステアリング装置の前記機構部が、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転舵させるステアリングシステムを備えているため、急ブレーキ作動時またはブレーキシステムの異常時等の緊急時に、ブレーキの補助をして制動距離の短縮を図り、車両の安全性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【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側面図である。
【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】車速とトー角との関係を示す図である。
【図１１】同第２のステアリング装置の制御部において、トー角を制御する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補助転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】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】
【００２７】
［第１の実施形態］
この発明の実施形態に係る第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、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。
【００２８】
このステアリングシステム１０１は、車両１００の転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の転舵輪となる左右の車輪９，９を転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。
【００２９】
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転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、補助転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内に設けられて転舵用アクチュエータ５（図２）の駆動により車輪９を個別に転舵させる。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。
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（転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。
【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を連動して転舵させるシステムであり、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。運転者がハンドル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、車輪９の向きが変わり、左右の車輪９，９を連動して転舵することが可能である。
【００３２】
＜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を独立して転舵可能である。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内に設けられた転舵用アクチュエータ５（図２）により車輪９，９の転舵を行う。
【００３３】
＜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に示す転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、転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。
【００３４】
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、転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。
【００３５】
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、主な転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。
【００３６】
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の転舵に付加して左右輪個別に微小な角度（約±５ｄｅｇ）を転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。
【００３７】
＜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、後述の転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。
【００３８】
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。
【００３９】
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、各車輪９には、車両を制動するブレーキ装置であるブレーキ２１が設けられている。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。
【００４０】
＜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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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に転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、転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、転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、つまり転舵させられる。
【００４５】
＜転舵用アクチュエータ５について＞
図４に示すように、転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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
＜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。
【００５１】
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。
【００５２】
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により転舵される各車輪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。
【００５３】
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。ブレーキ指令手段であるブレーキペダルセンサ（ブレーキ踏力センサ）１１７は、運転者によるブレーキペダル２２０への入力をブレーキ踏力として検出し、検出した値をブレーキ指令値としてＥＣＵ１３０へ出力する。ＥＣＵ１３０は、転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。
【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、補助転舵制御部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転舵可能である。
【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。
【００５６】
制御部１５０ｂにおける補助転舵制御部１５１は、判定手段３３と、緊急時制動状態トー角制御手段３６とを有する。判定手段３３は、ＥＣＵ１３０から取得した車速およびブレーキ力から緊急時の制動状態（急ブレーキ指令が出力されたとき）か否かを判定する。前記緊急時の制動状態とは、この車両の走行状態において、運転者によるブレーキペダル２２０の操作によりブレーキペダルセンサ１１７で検出するブレーキ踏力が閾値以上となり、且つ、ブレーキ踏力の変化量が閾値以上となるとき（具体的には、急ブレーキ作動時）、または、後述する自動ブレーキ装置２２０Ａが、カメラまたはミリ波のレーダ等のセンサ類から他の車両、障害物等の車両周辺状況等を認識して衝突する判定を満たしたときに急ブレーキ指令を自動的に生成して出力するときである。自動ブレーキ装置２２０Ａから急ブレーキ指令が出力されたとき、ＥＣＵ１３０のブレーキ指令生成手段は通常のブレーキ２１（図３）を作動させるように制御する。自動ブレーキシステムは、自動ブレーキ装置２２０Ａと、前記ブレーキ指令生成手段と、ブレーキ２１（図３）とを備える。前記車両の走行状態か否かは、車速検出部１１１からＥＣＵ１３０を介して得られた車速から判断される。前記各閾値は、それぞれ設計等によって任意に定める値であって、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閾値を求めて定められる。
【００５７】
緊急時制動状態トー角制御手段３６は、判定手段３３により緊急時の制動状態であると判定されたとき、左右の車輪９，９が、例えばトーイン状態（図１の点線で表示する左右の車輪９，９の状態）で、最大の転舵角または車速に応じたトー角となるように転舵用アクチュエータ５（図２）を制御する。緊急時制動状態トー角制御手段３６は、直線走行時および旋回時のいずれの場合においても、前記緊急時の制動状態におけるトー角制御を行う。この緊急時制動状態トー角制御手段３６は、ブレーキ２１（図３）による制動力を補助する補助制動力を車両に与えるものである。左右の車輪９，９（図１）は、トーアウトよりもトーインとした方が安定した制動を得られるため、この実施形態では緊急時の制動状態で左右の車輪９，９（図１）をトーインにしているが、トーアウトでも構わない。トーアウトであっても、各車輪の回転抵抗を増加させて制動距離の短縮を図れる。
【００５８】
図９および図１０に示すように、緊急時制動状態トー角制御手段３６は、前記緊急時において、車速が低速度域（ＶＬｋｍ／ｈ以下）では最大のトー角Ｂｄｅｇ、車速が中高速度域（ＶＬｋｍ／ｈより大）では車速の上昇に合わせてトー角を徐々に減少させる。車速が高速度域から急激にトー角を変化させた場合、車輪が不所望にロックしてタイヤが滑ってしまい、制動力が低下する可能性があるためである。また、緊急時制動状態トー角制御手段３６は、前記緊急時において、通常のブレーキ２１（図３）が異常と判断されたとき、車速に拘わらず左右の車輪９，９（図１）を最大のトーイン角度に制御する。緊急時制動状態トー角制御手段３６は、例えば、ブレーキペダル２２０を操作することによるブレーキ踏力、または自動ブレーキ装置２２０Ａによる急ブレーキ指令（ブレーキ踏力と併せて「ブレーキ指令等」と称す）が出力されているにもかかわらず、減速していない（換言すれば、ブレーキ指令等に対する車輪速または車輪角速度の関係が所定範囲から外れる）とき、通常のブレーキ２１（図３）のシステムに何らかの異常が発生したと判断する。
【００５９】
＜フローチャート＞
図１１は、トー角を制御する処理を段階的に示すフローチャートである。図９および図１０も参照しつつ説明する。車両走行中に自動ブレーキ装置２２０Ａが緊急のブレーキ指令（急ブレーキ指令）を出力してこの緊急ブレーキ指令が判定手段３３に与えられると（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、緊急時制動状態トー角制御手段３６は、通常のブレーキ２１（図３）の異常の有無を判断する（ステップＳ２）。
【００６０】
通常のブレーキ２１（図３）に異常無しとの判断で（ステップＳ２：Ｎｏ）、緊急時制動状態トー角制御手段３６は、車速に合わせてトー角を決定し（ステップＳ３）、通常のブレーキ２１（図３）に異常が有るとの判断で（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、緊急時制動状態トー角制御手段３６は、最大のトー角（Ｘ＋Ｂｄｅｇ）で一定とする（ステップＳ４）。その後、後述するステップＳ７に移行する。
【００６１】
自動ブレーキ装置２２０Ａからの緊急ブレーキ指令がないとき（ステップＳ１：Ｎｏ）、判定手段３３は、ブレーキペダルセンサ１１７で検出するブレーキ踏力が閾値以上で且つブレーキ踏力の変化量が閾値以上となる（急ブレーキ作動時）か否かを判定する（ステップＳ５）。前記急ブレーキ作動時との判定で（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、前記ステップＳ２に移行する。
前記急ブレーキ作動時ではないとの判定で（ステップＳ５：Ｎｏ）、制御部１５０ｂは、ブレーキ踏力に合わせてトー角を決定する（ステップＳ６）。このステップＳ６において、制御部１５０ｂは、例えば、ブレーキ踏力が大きくなるに従って、トー角が大きくなるように制御する。その後ステップＳ７に移行する。
【００６２】
制御部１５０ｂは各転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Ｓ７）、各転舵用アクチュエータを駆動する（ステップＳ８）。次に、車速検出部１１１からＥＣＵ１３０を介して得られた車速が「０」ｋｍ／ｈであるとの制御部１５０ｂによる判定で（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、本処理を終了する。車両走行中との判定で（ステップＳ９：Ｎｏ）、ステップＳ１に戻る。
【００６３】
補助転舵制御部１５１は、前記緊急時の制動状態のトー角制御に加えて以下のように左右の車輪を独立して転舵する制御を行う。
図１２に示すように、補助転舵制御部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）が転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。
【００６８】
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。
【００６９】
【数１】
2019171905.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）のそれぞれを転舵させる量を表す右輪転舵量情報および左輪転舵量情報を生成する。右輪指令値計算部１６０は、生成した右輪転舵量情報（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、生成した左輪転舵量情報（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。
【００７２】
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、前記右輪転舵量情報および前記左輪転舵量情報に基づいて、各転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１２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から右輪転舵量情報および左輪転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の転舵角を表す各モータ２６の位置情報を取得し、右輪転舵量情報および左輪転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。
【００７３】
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、補助転舵制御部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転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転舵に付加して、車輪を微小に角度変化することができる。
【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を転舵させる。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。
【００７５】
第２のステアリング装置１５０は、タイヤハウジング１０５内に設けられた転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を個別に転舵させる。この第２のステアリング装置１５０の制御部１５０ｂのうち、判定手段３３は、車速およびブレーキ力から緊急時の制動状態か否かを判定する。前記緊急時の制動状態であるとの判定で、緊急時制動状態トー角制御手段３６は、左右の車輪９，９が例えばトーイン状態で最大の転舵角となるように転舵用アクチュエータ５を制御する。これにより、緊急時の制動状態において、各車輪が例えば直進状態（トー角が零度）のときよりも、各車輪の回転抵抗を増加させて制動距離の短縮を図り、車両の安全性を向上することができる。また例えば、ブレーキ２１に異常が発生して所望の制動力を発生することができないときであっても、緊急時の制動状態であるとの判定で、緊急時制動状態トー角制御手段３６は、左右の車輪９，９が例えばトーイン状態で最大の転舵角となるように転舵用アクチュエータ５を制御するため、補助制動力を車両に与えることができる。
【００７６】
第２のステアリング装置１５０の機構部１５０ａにおいて、ハブベアリング１５を含むハブユニット本体２を、転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、車輪毎に独立して転舵が行え、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、左右の操舵輪の転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。
【００７７】
＜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。
【００７８】
［第２の実施形態］
図１４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を転舵する点で、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の転舵を行い、第２のステアリング装置１５０が車両１００の左右の後輪９，９の転舵を行う。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。
【００７９】
［第３の実施形態］
図１５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の転舵を行い、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の転舵を行う。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。
【００８０】
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輪を独立して転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。
【００８１】
さらに他の実施形態に係るステアリングシステムを備える車両として、左右の各車輪がそれぞれ独立して操舵可能なステアリング装置である第２のステアリング装置を備え、各車輪が操舵用アクチュエータにより各々独立して駆動可能とされ、これらのステアリング装置は、例えば、操舵指令装置と機械的に連結されていないステアバイワイヤ形式であってもよい。
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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】
【００８４】
２…ハブユニット本体、３…ユニット支持部材、５…転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、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、３３…判定手段、３６…緊急時制動状態トー角制御手段、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、１５０…第２のステアリング装置、１５０ａ…機構部、１５０ｂ…制御部、１５１…補助転舵制御部、２００…ハンドル（操舵指令装置）、２００Ａ…自動の操舵指令装置
【図１】
2019171905.tif 000004
【図２】
2019171905.tif 000005
【図３】
2019171905.tif 000006
【図４】
2019171905.tif 000007
【図５】
2019171905.tif 000008
【図６】
2019171905.tif 000009
【図７】
2019171905.tif 000010
【図８】
2019171905.tif 000011
【図９】
2019171905.tif 000012
【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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