(57)【要約】【課題】簡単な装置で、全ての車輪角度を車両の状況に合わせて左右独立に自由に転舵させることで、車両旋回時の操縦安定性と安全性の向上、小回り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１０１は、操舵量の指令に従い前輪を転舵させる第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前後左右の各車輪を個別に転舵させる第２のステアリング装置１５０１、１５０２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１５０１、１５０２は、車両情報および他の車輪の転舵角に基づいて、対象とする車輪の転舵用アクチュエータを個別に制御する制御部１５０ｂを備える。制御部１５０ｂは、車速およびステアリング角度に応じて、前後左右の各車輪のトー角を調整するように各転舵用アクチュエータを制御する。【選択図】図１
2019171910.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前輪を転舵させる第１のステアリング装置と、
前記車両の車輪毎に設けられた転舵用アクチュエータの駆動により前後左右の各車輪をそれぞれ個別に転舵させる第２のステアリング装置と、
車速およびステアリング角度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、前記車両情報および他の車輪の転舵角に基づいて、対象とする車輪の前記転舵用アクチュエータを個別に制御する制御部を備え、この制御部は、前記車速およびステアリング角度に応じて、前後左右の各車輪のトー角を調整するように前記各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、前記転動用アクチュエータは、前記車輪からの逆入力を防止する逆入力防止機構を備え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、前記制御部は、定められた条件に従って前記第２のステアリング装置の異常を判定する判定手段を有し、前記制御部は、前記判定手段により前記第２のステアリング装置に異常が発生したと判定されたとき、前記各転舵用アクチュエータの制御を中断す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、車両旋回時の操縦安定性と安全性の向上、小回り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】
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。
【０００４】
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。また、車体側に固定された懸架装置が機械的に車輪と接続されているため、例えば、旋回走行時に車両が傾く、または乗車人数（搭載重量）の違いで車体側の沈み込み量（車輪一輪毎の沈み込み量も異なる）が変化することで、車輪の角度に変化が生じる。
【０００５】
通常、車両の高速直進時に直進性を安定させるために、車輪に若干のトーインを付けている。しかし、同時にハンドリング性能が若干低下するため、コーナリング時には操作しにくくなる傾向がある。また、この車輪のトーインの状態は車輪の抵抗が増すため、低速直進時のように直進安定性を必要としない低速度域では燃料消費量を悪化させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】特開平９−５８５１５号公報
【特許文献４】特開２００１−３２２５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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輪においては、車輪のトー角を走行中に変更することができない。したがって、低速域では前輪の左右輪の舵角差が不足して内外輪のタイヤ横力配分に不要な偏りがあると、走行抵抗の悪化による燃費悪化およびタイヤの早期摩耗の原因となる。また内外輪を効率的に利用できないことによって、コーナリングのスムーズさが損なわれ、最小回転半径が大きくなるといった課題がある。
また、高速域では、レーンチェンジまたは危険回避等で急ハンドルを切った場合に、前輪のみの操舵では、大きなヨーが発生して横滑りしてしまうといった課題がある。
【０００８】
従来の補助的な転舵機能を備えた機構では、車両において車輪のトー角またはキャンバー角を自由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。
特許文献１，２，３，４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。
【０００９】
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。
【００１０】
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、１つの車輪内でトー角とキャンバー角の両方を制御するため複雑になる。
【００１１】
特許文献３は、後輪を独立して転舵するための操舵機構を備えている。この特許文献３では、運転者のハンドル操作の前輪動作による車両の挙動を後輪の動作によって修正するため、効率よく制御できない場合がある。また、後輪転舵は通常、車速が遅い場合に逆位相に、車速が速い場合には同位相に動かすのが一般的な制御であるが、この位相の切り替わりに違和感を感じる場合がある。また、この切り替わりの速度付近では制御ゲインが小さくなり、修正転舵の効果が小さくなる。
【００１２】
特許文献４は、各輪を独立して転舵するための操舵機構をそれぞれに備えている。それぞれの操舵機構は、機械的にはハンドルと連結されておらず、電源の異常または操舵機構（アクチュエータ、センサなど）の不具合などが発生した場合を想定して、安全機能を多数設ける必要がある。
【００１３】
この発明の目的は、簡単な装置で、全ての車輪角度を車両の状況に合わせて左右独立に自由に転舵させることで、車両旋回時の操縦安定性と安全性の向上、小回り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】
【００１４】
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の前輪９Ｆ，９Ｆを転舵させる第１のステアリング装置１１と、
前記車両１００の車輪毎に設けられた転舵用アクチュエータ５の駆動により前後左右の各車輪をそれぞれ個別に転舵させる第２のステアリング装置１５０１、１５０２と、
車速およびステアリング角度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１５０１、１５０２は、前記車両情報および他の車輪の転舵角に基づいて、対象とする車輪の前記転舵用アクチュエータ５を個別に制御する制御部１５０ｂを備え、この制御部１５０ｂは、前記車速およびステアリング角度に応じて、前後左右の各車輪のトー角を調整するように前記各転舵用アクチュエータ５を制御する。
【００１５】
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前輪９Ｆ，９Ｆを転舵させる。第２のステアリング装置１５０１、１５０２の制御部１５０ｂは、車速およびステアリング角度に応じて、前後左右の各車輪のトー角を調整するように各転舵用アクチュエータ５を制御する。例えば、制御部１５０ｂの電源等に異常が発生しても、操舵指令装置２００，２００Ａにより第１のステアリング装置１１を駆動させて車両１００を路肩等の安全な場所に移動させることができる。したがって、システム異常時の安全対策のための機構を省略または簡略化できる。このようなステアリングシステムにより、安全性を確保したまま、車両走行の状況（車速およびステアリング角度など）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、以下のように車両１００の運動性能を向上させる。
【００１６】
・運転者のハンドル操作の前輪動作による車両１００の挙動を、前輪９Ｆ，９Ｆで修正するだけでなく、後輪９Ｒ，９Ｒによって補うことができるため、車両１００の制御を適切に行うことができる。
・例えば低速域では、制御部１５０ｂは、前輪それぞれの左右輪９Ｆ，９Ｆの角度を変更して、アッカーマン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。さらに制御部１５０ｂは、前輪９Ｆ，９Ｆの転舵角に応じて、後輪の左右輪９Ｒ，９Ｒを逆位相に転舵させることにより、前輪のみで転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１００の小回り性の向上を図れる。
【００１７】
・例えば高速域では、制御部１５０ｂは、前輪それぞれの左右輪９Ｆ，９Ｆの角度を変更して、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。さらに制御部１５０ｂは、後輪の左右輪９Ｒ，９Ｒを前輪９Ｆ，９Ｆと同位相に転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１００の安定性を向上することが可能となる。
・例えば第２のステアリング装置等に異常が発生した場合、運転者のハンドル操作によって第１のステアリング装置１１を作動させて車両１００を確実に停止できる状態まで移動させることができ、安全性の向上を図れる。
【００１８】
前記第２のステアリング装置１５０１、１５０２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、各車輪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、既存の車両の基本構造を変更することなく簡単な構造で車輪毎に独立して転舵が行え、また車速およびステアリング角度などに応じて、全ての車輪の角度を独立して調整することができる。
【００２０】
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】
前記転動用アクチュエータ５は、前記車輪からの逆入力を防止する逆入力防止機構２５ｂを備えるものであってもよい。この場合、各車輪を支持するハブベアリング１５のふらつきを抑えることが可能となる。
【００２３】
前記制御部１５０ｂは、定められた条件に従って前記第２のステアリング装置１５０１、１５０２の異常を判定する判定手段３３を有し、前記制御部１５０ｂは、前記判定手段３３により前記第２のステアリング装置１５０１、１５０２に異常が発生したと判定されたとき、前記各転舵用アクチュエータ５の制御を中断してもよい。
前記定められた条件は、設計等によって任意に定める条件であって、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条件を求めて定められる。
この構成によると、第２のステアリング装置１５０１、１５０２に異常が発生したとき、各転舵用アクチュエータ５の制御を中断し、運転者のハンドル操作により第１のステアリング装置１１を駆動させて前輪９Ｆ，９Ｆを転舵させて車両１００を路肩等の退避位置まで移動させることができ、安全を確保することができる。
【００２４】
この発明の車両１００は、この発明の上記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１０１につき前述した各効果が得られる。
【発明の効果】
【００２５】
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前輪を転舵させる第１のステアリング装置と、前記車両の車輪毎に設けられた転舵用アクチュエータの駆動により前後左右の各車輪をそれぞれ個別に転舵させる第２のステアリング装置と、車速およびステアリング角度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、前記車両情報および他の車輪の転舵角に基づいて、対象とする車輪の前記転舵用アクチュエータを個別に制御する制御部を備え、この制御部は、前記車速およびステアリング角度に応じて、前後左右の各車輪のトー角を調整するように前記各転舵用アクチュエータを制御する。このため、簡単な装置で、全ての車輪角度を車両の状況に合わせて左右独立に自由に転舵させることで、車両旋回時の操縦安定性と安全性の向上、小回り性の向上を図ることができる。
【００２６】
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ため、簡単な装置で、全ての車輪角度を車両の状況に合わせて左右独立に自由に転舵させることで、車両旋回時の操縦安定性と安全性の向上、小回り性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【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】同第２のステアリング装置により転舵可能な前輪の作動範囲とステアリング角度との関係を示す図である。
【図１１】車速と前輪の補正舵角係数との関係を示す図である。
【図１２】同第２のステアリング装置により転舵可能な後輪の作動範囲とステアリング角度との関係を示す図である。
【図１３】車速と後輪の補正舵角係数との関係を示す図である。
【図１４】同第２のステアリング装置の制御部において、各車輪のトー角を調整する処理を段階的に示すフローチャートである。
【図１５】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１６】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。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
［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１６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９Ｆ，９Ｆと、後輪となる左右の車輪９Ｒ，９Ｒ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。以下の説明において、前後左右の車輪を総称して「各車輪」と言う場合がある。
【００２９】
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、四輪を独立して転舵させる第２のステアリング装置１５０１、１５０２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の前輪となる左右の車輪９Ｆ，９Ｆを転舵させる装置である。
【００３０】
第２のステアリング装置１５０１、１５０２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る。これら第２のステアリング装置１５０１、１５０２は、各車輪の向きの補正を目的とするため、転舵の範囲は±数度に制限されている。第２のステアリング装置１５０１、１５０２は、それぞれ機構部１５０ａと制御部１５０ｂとを有する。第２のステアリング装置１５０１、１５０２のうち、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と同じ前輪となる左右の車輪９Ｆ，９Ｆを個別に転舵させ、他方の第２のステアリング装置１５０２は、後輪となる左右の車輪９Ｒ，９Ｒを個別に転舵させる。
【００３１】
機構部１５０ａは、補助転舵の対象となる各車輪にそれぞれ設けられる。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）の駆動により各車輪を個別に転舵させる。一方の第２のステアリング装置１５０１における制御部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、前輪となる左右の車輪９Ｆ，９Ｆを個別に転舵させる。他方の第２のステアリング装置１５０２における制御部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、後輪となる左右の車輪９Ｒ，９Ｒを個別に転舵させる。
【００３２】
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。
【００３３】
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１５０１、１５０２の各制御部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。
【００３４】
＜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９Ｆ，９Ｆ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９Ｆの向きが変わり、左右の車輪９Ｆ，９Ｆを連動して転舵することが可能である。
【００３５】
＜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１５０１、１５０２は、各車輪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１５０１、１５０２の各機構部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）により各車輪の転舵を行う。
【００３６】
＜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１５０１、１５０２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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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９Ｆ，９Ｆの転舵に付加して左右輪個別に、且つ、後輪となる左右の車輪９Ｒ，９Ｒを個別に、それぞれ微小な角度（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。
【００４０】
＜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。
【００４１】
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。
【００４２】
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、アウターリング１６または外輪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。
【００４３】
＜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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
＜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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。この場合にもタイヤ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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
＜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。
【００５４】
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）の出力に基づいてステアリング角度（操舵角）を検出し、ＥＣＵ１３０へ操舵角情報（単に「ステアリング角度」または「車輪角度」とも言う）を出力する。
【００５５】
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１５０１、１５０２により転舵される各車輪の車高を検出する。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。
【００５６】
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１５０１、１５０２の制御部１５０ｂに出力する。
【００５７】
＜第２のステアリング装置の制御部１５０ｂ＞
第２のステアリング装置の制御部１５０ｂは、ＥＣＵ１３０から、車速情報（車速）、操舵角情報（ステアリング角度）、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、取得した車両情報および他の車輪の転舵角に基づいて、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。
【００５８】
制御部１５０ｂにおいて、前記車両情報および他の車輪の転舵角と前記モータ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。
【００５９】
特に、制御部１５０ｂは、前記車速およびステアリング角度に応じて、前後左右の各車輪のトー角を調整するように各転舵用アクチュエータ５（図４）を制御する。具体的には、制御部１５０ｂは、ハンドル２００と連結される第１のステアリング装置１１により転舵される車輪角度（ステアリング角度）θＴを、操舵角検出部１１２からＥＣＵ１３０を介して取得する。
【００６０】
図９および図１０に示すように、第２のステアリング装置１５０１により転舵可能な前輪の作動範囲を±θｆｍａｘとする。また、図１１に示すように、車速によって前輪の補正舵角係数（切り増し係数）αθｆを決定する。この前輪の補正舵角係数αθｆを使って、前輪の補正舵角量θｆは次式で表現され、制御部１５０ｂ（図９）は、車速によって車輪角度の補正舵角量を決定する。
θｆ＝αθｆ・θｆｍａｘ
【００６１】
次に、図９および図１２に示すように、第２のステアリング装置１５０２により転舵可能な後輪の作動範囲を±θｒｍａｘとする。また、図１３に示すように、車速によって後輪の補正舵角係数（切り増し係数）αθｒを決定する。この後輪の補正舵角係数αθｒを使って、後輪の補正舵角量θｒは次式で表現される。
θｒ＝αθｒ・θｒｍａｘ
【００６２】
前輪の補正舵角係数αθｆについて図１１で説明する。
低速度域（０〜ＶＬＦｋｍ／ｈ以下）では前輪の補正舵角係数αθｆを「１．０」とし、ＶＬＦｋｍ／ｈから車速の上昇に合わせ徐々に補正舵角係数αθｆを減少させ、高速度域（ＶＨＦｋｍ／ｈ以上）では「Ａ」とする。係数Ａ、車速ＶＬＦｋｍ／ｈ、ＶＨＦｋｍ／ｈは、車両情報によって異なる値である。
【００６３】
後輪の補正舵角係数αθｒについて図１３で説明する。
低速度域（０〜ＶＬＲｋｍ／ｈ以下）では後輪の補正舵角係数αθｒを「−１．０」とし、ＶＬＲｋｍ／ｈから車速の上昇に合わせ徐々に補正舵角係数αθｒを増加させ、高速度域（ＶＨＲｋｍ／ｈ以上）では「Ｂ」とする。係数Ｂ、車速ＶＬＲｋｍ／ｈ、ＶＨＲｋｍ／ｈは、車両情報によって異なる値である。
【００６４】
図９に示すように、制御部１５０ｂは、これらの組み合わせにより車両の旋回時に、低速域では、第１のステアリング装置１１による前輪の転舵角に対し、前輪が同位相に、後輪が逆位相の転舵角となるように各転舵用アクチュエータを制御することで、車両の最小回転半径を小さくし得る。
高速域では、制御部１５０ｂは、第１のステアリング装置１１による前輪の転舵角に対し、前輪および後輪共に同位相の転舵角となるように各転舵用アクチュエータを制御することで、横滑りを抑えて、車両の操縦安定性を向上させ得る。
【００６５】
＜フローチャート＞
これらの流れについて図１４にフローチャートで示す。図９も適宜参照しつつ説明する。
車両の旋回開始後、制御部１５０ｂは、車速が低速度域であるか否かを判定する（ステップａ１（前輪），ステップｂ１（後輪））。低速度域であるとの判定で（ステップａ１：Ｙｅｓ，ステップｂ１：Ｙｅｓ）、制御部１５０ｂは、前輪の補正舵角係数αθｆを「１．０」とし（ステップａ２）、後輪の補正舵角係数αθｒを「−１．０」とし（ステップｂ２），前後輪につきそれぞれステップａ７，ｂ７へ移行する。
【００６６】
車速が中速度域のとき（ステップａ３：Ｙｅｓ，ステップｂ３：Ｙｅｓ）、制御部１５０ｂは、前輪では車速の上昇に合わせ徐々に補正舵角係数αθｆを減少させ（ステップａ４）、後輪では車速の上昇に合わせ徐々に補正舵角係数αθｒを増加させる（ステップｂ４）。その後ステップａ７，ｂ７へ移行する。
【００６７】
車速が高速度域のとき（ステップａ５：Ｙｅｓ，ステップｂ５：Ｙｅｓ）、制御部１５０ｂは、前輪の補正舵角係数αθｆを「Ａ」とし（ステップａ６）、後輪の補正舵角係数αθｒを「Ｂ」とし（ステップｂ６）、その後ステップａ７，ｂ７へ移行する。ステップａ５，ステップｂ５において、車速が高速度域でないとの判定で（ステップａ５：Ｎｏ，ステップｂ５：Ｎｏ）、それぞれステップａ１，ｂ１へ戻る。
【００６８】
ステップａ７，ｂ７において、制御部１５０ｂは、前述のように前後輪の補正舵角量θｆ，θｒを決定する。その後制御部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ａ８，ｂ８）、各転舵用アクチュエータを駆動する（ステップａ９，ｂ９）。その後ステップａ１，ｂ１へそれぞれ戻る。
【００６９】
図９に示すように、制御部１５０ｂは、第２のステアリング装置１５０１、１５０２の異常を判定する判定手段３３と、この判定手段３３により第２のステアリング装置１５０１、１５０２のいずれか一方または両方に異常が発生したと判定されたとき、各転舵用アクチュエータの制御を中断するアクチュエータ駆動停止手段３６とを有する。第２のステアリング装置１５０１、１５０２の異常としては、アクチュエータ駆動制御部３１Ｒ，３１Ｌの異常、例えば、与えられた電流指令信号に対して所望の駆動電流が出力されない等の異常、またはアクチュエータ駆動制御部３１Ｒ，３１Ｌの電源の異常等が挙げられる。前記駆動電流はモータ電流を検出する図示外の電流検出手段等から取得可能である。
【００７０】
補助転舵制御部１５１は、前記車速およびステアリング角度に応じて、前後左右の各車輪のトー角を調整する制御に加えて以下の図１５に示すように左右の車輪を独立して転舵する制御を行う。この図１５に示す制御と図１４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。
図１５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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
図１６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１５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１６）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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
【数１】
2019171910.tif 000003
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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１５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。
【００８０】
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、車輪を角度変化することができる。
【００８１】
＜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、操舵量の指令に従い前輪９Ｆ，９Ｆを転舵させる。第２のステアリング装置１５０１、１５０２の制御部１５０ｂは、車速およびステアリング角度に応じて、前後左右の各車輪のトー角を調整するように各転舵用アクチュエータ５を制御する。例えば、制御部１５０ｂの電源等に異常が発生しても、運転者のハンドル操作により第１のステアリング装置１１を駆動させて車両１００を路肩等の安全な場所に移動させることができる。したがって、システム異常時の安全対策のための機構を省略または簡略化できる。このようなステアリングシステムにより、安全性を確保したまま、車両走行の状況（車速およびステアリング角度など）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、以下のように車両１００の運動性能を向上させる。
【００８２】
・運転者のハンドル操作の前輪動作による車両１００の挙動を、前輪９Ｆ，９Ｆで修正するだけでなく、後輪９Ｒ，９Ｒによって補うことができるため、車両１００の制御を適切に行うことができる。
・例えば低速域では、制御部１５０ｂは、前輪それぞれの左右輪９Ｆ，９Ｆの角度を変更して、アッカーマン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。さらに制御部１５０ｂは、前輪９Ｆ，９Ｆの転舵角に応じて、後輪の左右輪９Ｒ，９Ｒを逆位相に転舵させることにより、前輪のみで転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１００の小回り性の向上を図れる。
【００８３】
・例えば高速域では、制御部１５０ｂは、前輪それぞれの左右輪９Ｆ，９Ｆの角度を変更して、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。さらに制御部１５０ｂは、後輪の左右輪９Ｒ，９Ｒを前輪９Ｆ，９Ｆと同位相に転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１００の安定性を向上することが可能となる。
【００８４】
直動機構２５は、車輪からの逆入力を防止する、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、各車輪を支持するハブベアリング１５のふらつきを抑えることが可能となる。転舵用アクチュエータ５が前述のような逆入力防止機構である送りねじ機構２５ｂを備え、且つハブユニット１Ｒ，１Ｌの最大転舵角は修正動作に必要な±数度に制限されているので、一方のアクチュエータ駆動制御部３１Ｒ（３１Ｌ）の電源異常が発生した場合、アクチュエータ駆動停止手段３６が他方のアクチュエータ駆動制御部３１Ｌ（３１Ｒ）の制御を停止することで、ハブユニット１Ｒ，１Ｌの転舵角は固定され、運転者は安全にハンドル２００を使って、車両１００を路肩等の安全な場所に移動させることができる。
【００８５】
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、各車輪が転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。
【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】
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）、９Ｆ…車輪（前輪）、９Ｒ…車輪（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、２５ｂ…送りねじ機構（逆入力防止機構）、３１Ｒ，３１Ｌ…アクチュエータ駆動制御部、３３…判定手段、１００…車両、１０１…ステアリングシステム、１１０…車両情報検出部、１５０１、１５０２…第２のステアリング装置、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】
2019171910.tif 000004
【図２】
2019171910.tif 000005
【図３】
2019171910.tif 000006
【図４】
2019171910.tif 000007
【図５】
2019171910.tif 000008
【図６】
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【図７】
2019171910.tif 000010
【図８】
2019171910.tif 000011
【図９】
2019171910.tif 000012
【図１０】
2019171910.tif 000013
【図１１】
2019171910.tif 000014
【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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