(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵入力に応じて少なくとも左右車輪のキャンバ角を直進時の値から変化させる手段を備え、
左車輪のキャンバ角の直進時の値からの変化量と、右車輪のキャンバ角の直進時の値からの変化量とを互いに相違させることで、そのキャンバ角の変化量に応じて車両が操舵される車両の操舵装置であって、
左車輪のキャンバ角変更用アクチュエータと、
右車輪のキャンバ角変更用アクチュエータと、
その左車輪キャンバ角変更用アクチュエータの動きに応じて左車輪のキャンバ角を変化させる左車輪キャンバ角変更機構と、
その右車輪キャンバ角変更用アクチュエータの動きに応じて右車輪のキャンバ角を変化させる右車輪キャンバ角変更機構と、
操舵入力に応じて各キャンバ角変更用アクチュエータを制御する制御装置とを備え、
車体にアクスルシャフトが上下方向軸回りに回転可能に連結され、そのアクスルシャフトの一端側に左車輪が連結され、他端側に右車輪が連結され、
アクスルシャフト回転角変更用アクチュエータが設けられ、
そのアクスルシャフト回転角変更用アクチュエータの動きに応じてアクスルシャフト回転角を変化させるアクスルシャフト回転角変更機構が設けられ、
左右車輪のトー角変更用アクチュエータが設けられ、
そのトー角変更用アクチュエータの動きに応じて前記左右車輪のトー角を変化させるトー角変更機構が設けられ、
そのアクスルシャフト回転角変更用アクチュエータとトー角変更用アクチュエータとが、前記各キャンバ角変更用アクチュエータと共に、前記制御装置により操舵入力に応じて制御され、
左車輪のキャンバ角の直進時の値からの変化量と、右車輪のキャンバ角の直進時の値からの変化量とに加えて、そのアクスルシャフト回転角の直進時の値からの変化量と、そのトー角の直進時の値からの変化量とに応じて車両が操舵され、
路面の凹凸に伴う前記車輪の変位を検知する手段が設けられ、
その車輪の変位に応じてキャンバ角が変化するように前記キャンバ角変更用アクチュエータが制御され、
その車輪変位に応じたキャンバ角変化による舵角変動を補償するように、前記アクスルシャフト回転角変更用アクチュエータとトー角変更用アクチュエータの中の少なくとも一方が制御される車両の操舵装置。
【請求項２】
舵角変化時に車体に作用するロール方向力と逆方向の力を車体に作用させる手段を備える請求項１に記載の車両の操舵装置。
【請求項３】
前記操舵される車両の車輪は、トレッド部の中央部における曲率半径が両端部よりも大きくされている請求項１または２に記載の車両の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリングホイール等の操作部材の操作による操舵入力や、自動操舵装置からの操舵入力に応じて駆動されるアクチュエータにより、舵角を変化させる車両の操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばステアリングホイールを車輪に機械的に連結することなく操舵する車両においては、ステアリングホイールの操作角に応じて駆動されるアクチュエータにより車輪のトー角を変化させることで舵角を変化させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、舵角変化が大きくなると、車輪のトー角を変化させるのに必要なアクチュエータの作動量が大きくなる。そのため、操舵入力に対する舵角変化の応答性が低くなり、操舵特性の向上が制限される。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決することのできる車両の操舵装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両の操舵装置は、操舵入力に応じて少なくとも左右車輪のキャンバ角を直進時の値から変化させる手段を備え、左車輪のキャンバ角の直進時の値からの変化量と、右車輪のキャンバ角の直進時の値からの変化量とを互いに相違させることで、そのキャンバ角の変化量に応じて車両が操舵されることを特徴とする。
本発明の構成によれば、操舵入力により車輪のキャンバ角が直進時の値から変化する。左車輪のキャンバ角の直進時の値からの変化量と、右車輪のキャンバ角の直進時の値からの変化量とを互いに相違させることで、車両の舵角を変化させることができる。一定の舵角変化に要するキャンバ角変化量はトー角変化量よりも少なくできるので、操舵入力に対する舵角変化の応答性を早くできる。
【０００６】
本発明において、左車輪のキャンバ角変更用アクチュエータと、右車輪のキャンバ角変更用アクチュエータと、その左車輪キャンバ角変更用アクチュエータの動きに応じて左車輪のキャンバ角を変化させる左車輪キャンバ角変更機構と、その右車輪キャンバ角変更用アクチュエータの動きに応じて右車輪のキャンバ角を変化させる右車輪キャンバ角変更機構と、操舵入力に応じて各キャンバ角変更用アクチュエータを制御する制御装置とを備えるのが好ましい。
これにより、左車輪のキャンバ角と右車輪のキャンバ角とを個別に変化させることができ、左車輪のキャンバ角の直進時の値からの変化量と、右車輪のキャンバ角の直進時の値からの変化量とを、操舵入力に対応する値に容易に設定できる。
【０００７】
本発明において、車体にアクスルシャフトが上下方向軸回りに回転可能に連結され、そのアクスルシャフトの一端側に左車輪が連結され、他端側に右車輪が連結され、アクスルシャフト回転角変更用アクチュエータが設けられ、そのアクスルシャフト回転角変更用アクチュエータの動きに応じてアクスルシャフト回転角を変化させるアクスルシャフト回転角変更機構が設けられ、左右車輪のトー角変更用アクチュエータが設けられ、そのトー角変更用アクチュエータの動きに応じて前記左右車輪のトー角を変化させるトー角変更機構が設けられ、そのアクスルシャフト回転角変更用アクチュエータとトー角変更用アクチュエータとが、前記各キャンバ角変更用アクチュエータと共に、前記制御装置により操舵入力に応じて制御され、左車輪のキャンバ角の直進時の値からの変化量と、右車輪のキャンバ角の直進時の値からの変化量とに加えて、そのアクスルシャフト回転角の直進時の値からの変化量と、そのトー角の直進時の値からの変化量とに応じて車両が操舵されるのが好ましい。
これにより、操舵入力により左右車輪のキャンバ角が直進時の値から変化するだけでなく、アクスルシャフト回転角とトー角とが直進時の値から変化する。よって、操舵入力による左車輪のキャンバ角の直進時の値からの変化量と、右車輪のキャンバ角の直進時の値からの変化量だけでなく、アクスルシャフト回転角とトー角とが直進時の値から変化することと併せて車両が操舵される。これにより、操舵時における車両の旋回中心と左右車輪の旋回中心とのずれを小さくし、そのずれによる左右車輪のスリップを低減することで、操舵抵抗を低減できる。
【０００８】
路面の凹凸に伴う前記車輪の変位を検知する手段が設けられ、その車輪の変位に応じてキャンバ角が変化するように前記キャンバ角変更用アクチュエータが制御され、その車輪変位に応じたキャンバ角変化による舵角変動を補償するように、前記アクスルシャフト回転角変更用アクチュエータとトー角変更用アクチュエータの中の少なくとも一方が制御されるのが好ましい。
これにより、路面の凹凸に応じて迅速に車輪を変位させ、サスペンション機能を向上することができる。
【０００９】
舵角変化時に車体に作用するロール方向力と逆方向の力を車体に作用させる手段を備えるのが好ましい。
これにより、舵角変化時に遠心力に基づき車体に作用するロール方向力を打ち消し、車両挙動の乱れを防止して走行安定性を向上できる。
【００１０】
前記操舵される車両の車輪は、トレッド部の中央部における曲率半径が両端部よりも大きくされているのが好ましい。これにより、安定したグリップ力を得ると共に走行安定性低下を防止できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１、図２に示す車両の操舵装置においては、操作部材であるステアリングホイール１の回転操作に応じて駆動されるアクチュエータ２３Ｌ、２３Ｒ、３４、４１の動きが、前部左右車輪５Ｌ、５Ｒに伝達されることで舵角が変化する。これにより、そのステアリングホイール１を車輪５Ｌ、５Ｒに機械的に連結することなく舵角を変更できる。
【００１２】
その操舵装置は車体に取り付けられるアクスルシャフト１０を有する。このアクスルシャフト１０は、車体にサスペンション機構を構成するスプリング（図示省略）を介して連結されるベース９により支持シャフト３１を介して上下方向軸中心に回転可能に支持される。その回転中心は、車体の幅方向中央かつアクスルシャフト１０の両端間中央に位置される。その支持シャフト３１を囲むリングギア３２がベース９に取り付けられている。そのリングギア３２にかみ合うピニオンギア３３が、アクスルシャフト１０に取り付けられたアクスルシャフト回転角変更用アクチュエータ３４により回転駆動される。そのアクチュエータ３４は、例えばブラシレスモータ等の電動モータにより構成できる。そのアクスルシャフト回転角変更用アクチュエータ３４の動きに応じたピニオンギア３３の回転がリングギア３２に伝達されることで、アクスルシャフト１０の上下方向軸回りの回転角が変化する。すなわち、支持シャフト３１とリングギア３２とピニオンギア３３とにより、アクチュエータ３４の動きに応じてアクスルシャフト１０の回転角を変化させるアクスルシャフト回転角変更機構が構成されている。そのベース９に回転ガイド９ａが設けられ、この回転ガイド９ａに案内される被案内部１０ａがアクスルシャフト１０に設けられている。
【００１３】
そのアクスルシャフト１０の回転角の直進時の値からの変化により車両の舵角が変化し、例えば図３に示すように、そのアクスルシャフト１０が支持シャフト３１まわりに回転して左車輪５Ｌが右車輪５Ｒよりも前方に位置することで、車両は図中矢印方向に旋回する。
【００１４】
そのアクスルシャフト１０の回転角の直進時の値からの変化量に対応する値として、回転角変更用アクチュエータ３４の回転量を検知するアクスルシャフト回転角センサ７２が設けられている。
【００１５】
そのアクスルシャフト１０の一端に左車輪５Ｌが左リンク機構１１Ｌを介して連結され、他端に右車輪５Ｒが右リンク機構１１Ｒを介して連結される。各リンク機構１１Ｌ、１１Ｒは、アクスルシャフト１０に固定される上部支持アーム１２Ｌ、１２Ｒと、アクスルシャフト１０に案内レール１３Ｌ、１３Ｒを介して移動可能に取り付けられる下部支持アーム１４Ｌ、１４Ｒと、その上部支持アーム１２Ｌ、１２Ｒに一端がボールジョイントを介して揺動可能に連結される上部リンク１５Ｌ、１５Ｒと、その下部支持アーム１４Ｌ、１４Ｒに一端がボールジョイントを介して揺動可能に連結される下部リンク１６Ｌ、１６Ｒと、その上部リンク１５Ｌ、１５Ｒの他端と下部支持アーム１４Ｌ、１４Ｒの他端にボールジョイントを介して揺動可能に連結される揺動アーム１７Ｌ、１７Ｒとを有する。各揺動アーム１７Ｌ、１７Ｒにキングピン１８Ｌ、１８Ｒを介して回転可能に連結されたナックルアーム１９Ｌ、１９Ｒを介して、左右車輪５Ｌ、５Ｒが左右リンク機構１１Ｌ、１１Ｒに連結される。
【００１６】
各下部支持アーム１４Ｌ、１４Ｒのアクスルシャフト１０に対する移動方向は、直進走行時において左右方向となるように定められている。各下部支持アーム１４Ｌ、１４Ｒに取り付けられたボールナット２１Ｌ、２１Ｒにねじ合わされるボールスクリュー２２Ｌ、２２Ｒが、アクスルシャフト１０により支持されている。一方のボールスクリュー２２Ｌは、アクスルシャフト１０に取り付けられた左車輪５Ｌのキャンバ角変更用アクチュエータ２３Ｌにより回転駆動され、他方のボールスクリュー２２Ｒは、アクスルシャフト１０に取り付けられた右車輪５Ｒのキャンバ角変更用アクチュエータ２３Ｒにより回転駆動される。各キャンバ角変更用アクチュエータ２３Ｌ、２３Ｒは、例えばブラシレスモータ等の電動モータにより構成できる。
【００１７】
その左車輪５Ｌのキャンバ角変更用アクチュエータ２３Ｌの動きに応じた一方のボールスクリュー２２Ｌの回転により、一方のボールナット２１Ｌと共に一方の下部支持アーム１４Ｌと一方の下部リンク１６Ｌが移動し、これにより一方の揺動アーム１７Ｌが揺動することで左車輪５Ｌのキャンバ角が変化する。すなわち、左リンク機構１１Ｌとボールナット２１Ｌとボールスクリュー２２Ｌとにより、左車輪キャンバ角変更機構が構成されている。
【００１８】
その右車輪５Ｒのキャンバ角変更用アクチュエータ２３Ｒの動きに応じた他方のボールスクリュー２２Ｒの回転により、他方のボールナット２１Ｒと共に他方の下部支持アーム１４Ｒと他方の下部リンク１６Ｒが移動し、これにより他方の揺動アーム１７Ｒが揺動することで右車輪５Ｒのキャンバ角が変化する。すなわち、右リンク機構１１Ｒとボールナット２１Ｒとボールスクリュー２２Ｒとにより、右車輪キャンバ角変更機構が構成されている。
【００１９】
各車輪５Ｌ、５Ｒのキャンバ角の直進時の値からの変化により、車両は舵角が変化して旋回できる。図４の（１）は、半径Ｒの車輪５Ｌ、５Ｒの赤道面が、キャンバ角変化により鉛直面に対して成す角度がφである場合の状態を示し、図４の（２）は、その状態での車輪５Ｌ、５Ｒの旋回軌跡を矢印Ｐで示す。ここでは車輪５Ｌ、５Ｒと路面との間の滑りはなく、車輪５Ｌ、５Ｒの旋回軌跡は中心Ｏ回りの円であるとする。この場合、その車輪５Ｌ、５Ｒの旋回半径ｒは、ｒ＝Ｒ／ｓｉｎφにより求められる。なお、その旋回半径ｒは左車輪５Ｌと右車輪５Ｒとで車輪間隔だけ相違することから、その車輪間隔に応じてキャンバ角の車両直進時の値からの変化量は左車輪５Ｌと右車輪５Ｒとで相違する。これより、例えば図１において、左右車輪５Ｌ、５Ｒの赤道面Ｓが直進走行における状態から上端が下端よりも左方に傾くことで、キャンバ角が車両直進時の値からθＬ１、θＬ２（θＬ１＞θＬ２）だけ変化すると車両は左旋回する。また、左右車輪５Ｌ、５Ｒの赤道面Ｓが直進走行における状態から上端が下端よりも右方に傾くことで、キャンバ角が車両直進時の値から図１においてθＲ１、θＲ２（θＲ１＜θＲ２）だけ変化すると車両は右旋回する。
【００２０】
各車輪５Ｌ、５Ｒのキャンバ角の直進時の値からの変化量に対応する値として、キャンバ角変更用アクチュエータ２３Ｌ、２３Ｒの回転量を検知するキャンバ角センサ７１Ｌ、７１Ｒが設けられている。
【００２１】
図５の（１）に示すように、各車輪５Ｌ、５Ｒを構成するタイヤＴは、トレッド部の中央部における曲率半径Ｒ１が両端部における曲率半径Ｒ２よりも大きくされ、図５の（２）に示すように、キャンバ角が最大の場合においてもトレッド部の幅方向における中央部は路面に接するものとされるのが、安定したグリップ力を得ると共に走行安定性低下を防止する上で好ましい。これは、図５の（３）に示すように、通常の四輪車のようにタイヤＴのトレッド部の曲率半径Ｒが全体に亘り大きい場合は、図５の（４）に示すようにキャンバ角が大きくなると、トレッド部の幅方向における中央部が路面から離反し、安定したグリップ力を得ることができないためである。また、図５の（５）に示すように、通常の二輪車のようにタイヤＴのトレッド部の曲率半径Ｒ′が全体に亘り小さい場合は、図５の（６）に示すようにキャンバ角が大きくなった場合でもトレッド部の幅方向における中央部は路面に接するが、直進走行時における路面との接触面積が小さく走行安定性が低下するからである。
【００２２】
図２に示すように、そのアクスルシャフト１０に左右車輪５Ｌ、５Ｒのトー角変更用アクチュエータ４１が取り付けられている。そのトー角変更用アクチュエータ４１は例えばブラシレスモータ等の電動モータにより構成できる。そのトー角変更用アクチュエータ４１の動きに応じて左右車輪５Ｌ、５Ｒのトー角を変化させるトー角変更機構が設けられている。そのトー角変更機構は、トー角変更用アクチュエータ４１の回転運動をステアリングロッド４２の直線運動に変換する運動変換機構４３と、そのステアリングロッド４２の各端にボールジョイントを介して一端が揺動可能に連結されるタイロッド４４Ｌ、４４Ｒとを有する。一方のタイロッド４４Ｌの他端はボールジョイントを介して一方のナックルアーム１９Ｌに揺動可能に連結され、他方のタイロッド４４Ｒの他端はボールジョイントを介して他方のナックルアーム１９Ｒに揺動可能に連結される。これにより、そのトー角変更用アクチュエータ４１の動きに応じたステアリングロッド４２の動きが、タイロッド４４Ｌ、４４Ｒを介してナックルアーム１９Ｌ、１９Ｒに伝達されることで、ナックルアーム１９Ｌ、１９Ｒがキングピン１８Ｌ、１８Ｒ回りに揺動し、車輪５Ｌ、５Ｒのトー角が変化する。各車輪５Ｌ、５Ｒのトー角の直進時の値からの変化により、車両は舵角が変化して旋回できる。
【００２３】
車輪５Ｌ、５Ｒのトー角の直進時の値からの変化量に対応する値として、トー角変更用アクチュエータ４１の回転量を検知するトー角センサ７３が設けられている。
【００２４】
上記各下部リンク１６Ｌ、１６Ｒは、サスペンション機構を構成するショックアブソーバー５１Ｌ、５１Ｒを介して車体に連結される。各ショックアブソーバー５１Ｌ、５１Ｒは、車体側にボールジョイントを介して連結されるシリンダ５１′と下部リンク１６Ｌ、１６Ｒ側にボールジョイントを介して連結されるピストンロッド５１″とを有する油圧式とされている。各シリンダ５１′内のピストンにより仕切られる油室５１ａ、５１ｂの一方は電磁弁５４Ｌ、５４Ｒを介して圧油供給用ポンプ（図示省略）に接続され、他方はタンク（図示省略）に接続される。舵角変化時以外は、その油室５１ａ、５１ｂと外部との間の圧油の出入りはなく、ショックアブソーバー５１Ｌ、５１Ｒは通常の緩衝機能を奏する。舵角変化時には、油室５１ａ、５１ｂの一方に圧油が供給されると共に他方がタンクに通じることで、両ショックアブソーバー５１Ｌ、５１Ｒの中で旋回車両の外輪側のものが伸長し、内輪側のものが収縮するように、電磁弁５４Ｌ、５４Ｒが後述の制御装置８１により制御される。これにより、例えば、左操舵による舵角変化時に遠心力に基づいて車体に図１において矢印Ａで示すロール方向力が作用した場合、そのロール方向力と逆方向の矢印Ｂで示す力を車体に作用させることができる。
【００２５】
各ショックアブソーバー５１Ｌ、５１Ｒのシリンダ５１′に対するロッド５１″の変位を検知する変位センサ５３Ｌ、５３Ｒが設けられている。そのセンサ５３Ｌ、５３Ｒにより検知される変位と、上記アクスルシャフト回転角センサ７２により検知される回転角とから、路面の凹凸に伴う車輪５Ｌ、５Ｒの変位が求められる。その路面の凹凸に伴う車輪５Ｌ、５Ｒの変位に応じてキャンバ角が変化するように、上記キャンバ角変更用アクチュエータ２３Ｌ、２３Ｒが制御装置８１により制御される。
【００２６】
上記ステアリングホイール１は、車体側により回転可能に支持される回転シャフト６１に連結されている。そのステアリングホイール１の操作反力を発生する反力アクチュエータ６２が設けられている。その反力アクチュエータ６２は、その回転シャフト６１と一体の出力シャフトを有するブラシレスモータ等の電動モータにより構成できる。そのステアリングホイール１を直進操舵位置に復帰させる弾力を付与する弾性部材６３が設けられている。この弾性部材６３は、例えば、回転シャフト６１に弾力を付与する渦巻きバネにより構成できる。上記反力アクチュエータ６２が回転シャフト６１にトルクを付加していない時、その弾力によりステアリングホイール１は直進操舵位置に復帰できる。
【００２７】
操舵入力として、そのステアリングホイール１の操作量である回転シャフト６１の回転角を検出する角度センサ６４が設けられている。そのステアリングホイール１の操作反力に対応する値として、その回転シャフト６１により伝達される操作トルクＴを検出するトルクセンサ６５が設けられている。
【００２８】
上記キャンバ角変更用アクチュエータ２３Ｌ、２３Ｒ、キャンバ角センサ７１Ｌ、７１Ｒ、アクスルシャフト回転角変更用アクチュエータ３４、アクスルシャフト回転角センサ７２、トー角変更用アクチュエータ４１、トー角センサ７３、変位センサ５３Ｌ、５３Ｒ、電磁弁５４Ｌ、５４Ｒ、反力アクチュエータ６２、角度センサ６４、トルクセンサ６５が、制御装置８１に接続される。また、その制御装置８１には車速センサ６６が接続される。
【００２９】
その制御装置８１は、角度センサ６４により検知される操舵入力であるステアリングホイール１の操作量と、車速センサ６６により検知される車速とに応じて、各キャンバ角変更用アクチュエータ２３Ｌ、２３Ｒ、アクスルシャフト回転角変更用アクチュエータ３４、トー角変更用アクチュエータ４１を制御する。これにより、操舵入力に応じて車輪５Ｌ、５Ｒのキャンバ角と、アクスルシャフト１０の回転角と、車輪５Ｌ、５Ｒのトー角とが変化し、左車輪５Ｌのキャンバ角の直進時の値からの変化量と、右車輪５Ｒのキャンバ角の直進時の値からの変化量と、アクスルシャフト回転角の直進時の値からの変化量と、トー角の直進時の値からの変化量とに応じて車両が操舵される。
【００３０】
図６のフローチャートを参照して制御装置８１による制御手順を説明する。
まず、各センサ５３Ｌ、５３Ｒ、６４、６５、７１Ｌ、７１Ｒ、７２、７３による検出データが読み込まれる（ステップ１）。
【００３１】
次に、操作反力として目標操作トルクＴ* が演算される（ステップ２）。そのため、制御装置８１は、角度センサ６４により検知されたステアリングホイール１の操作角δｈに対応する指示舵角δ* を演算する。そのステアリングホイール１の操作角δｈと指示舵角δ* との対応関係は予め定められて制御装置８１に記憶される。また、キャンバ角センサ７１Ｌ、７１Ｒにより検知された車輪５Ｌ、５Ｒのキャンバ角、アクスルシャフト回転角センサ７２により検知されたアクスルシャフト１０の回転角、およびトー角センサ７３により検知された車輪５Ｌ、５Ｒのトー角から実舵角δを演算する。その車輪５Ｌ、５Ｒのキャンバ角、アクスルシャフト１０の回転角、車輪５Ｌ、５Ｒのトー角と、実舵角δとの関係は予め定められて制御装置８１に記憶される。その指示舵角δ* から実舵角δを差し引いた舵角偏差（δ* −δ）を演算する。その目標操作トルクＴ* として、ステアリングホイール１の操作角δｈに対応する反力成分Ｔｈ* と、その舵角偏差（δ* −δ）に対応する反力成分ΔＴとを含む操作反力を演算する。本実施形態では、その目標操作トルクＴ* は、Ｋａ、Ｋｂを比例定数として以下の式により演算される。
Ｔ* ＝Ｔｈ* ＋ΔＴ＝Ｋａ・δｈ＋Ｋｂ・（δ* −δ）
【００３２】
次に、ステップ２において演算された操作反力である目標操作トルクＴ* を発生するように反力アクチュエータ６２が制御される（ステップ３）。すなわち、その目標操作トルクＴ* からトルクセンサ６５により検知された操作トルクＴを差し引いた偏差が零になるように、制御装置８１は反力アクチュエータ６２を制御する。
【００３３】
次に、キャンバ角変更用アクチュエータ２３Ｌ、２３Ｒ、アクスルシャフト回転角変更用アクチュエータ３４、およびトー角変更用アクチュエータ４１の制御により、実舵角を目標値である指示舵角δ* にする舵角追値制御を行う（ステップ４）。本実施形態では、その指示舵角δ* はステアリングホイール１の操作量である操作角δｈと車速センサ６６により検知される車速の関数Ｋ２とされ、その関数Ｋ２は予め定められて制御装置８１に記憶される。この関数に基づき検出操作角δｈと車速に応じて定まる指示舵角δ* から実舵角δを差し引いた舵角偏差（δ* −δ）が零になるように、制御装置８１はキャンバ角変更用アクチュエータ２３Ｌ、２３Ｒ、アクスルシャフト回転角変更用アクチュエータ３４、およびトー角変更用アクチュエータ４１を制御する。これにより、操舵入力に応じて舵角が変化して車両が操舵される。
なお、指示舵角δ* を検出操作トルクＴの関数とし、検出操作トルクＴから指示舵角δ* を定めるようにしてもよい。
【００３４】
次に、その舵角変化時の遠心力に基づいて車体に作用するロール方向力と逆方向の力を車体に作用させるため、両ショックアブソーバー５１Ｌ、５１Ｒの中で旋回車両の外輪側のものが伸長し、内輪側のものが収縮するように、電磁弁５４Ｌ、５４Ｒを制御する（ステップ５）。その車体に作用させる力の大きさに対応する電磁弁５４Ｌ、５４Ｒの制御量は、例えば上記舵角偏差（δ* −δ）と車速の関数とされ、予め定めて制御装置８１に記憶される。
【００３５】
次に、変位センサ５３Ｌ、５３Ｒにより検知される各ショックアブソーバー５１Ｌ、５１Ｒのシリンダ５１′に対するロッド５１″の変位と、アクスルシャフト回転角センサ７２により検知されるアクスルシャフト１０の回転角とから、路面の凹凸に伴う車輪５Ｌ、５Ｒの変位が演算され、その変位に応じてキャンバ角が変化して車輪５Ｌ、５Ｒが路面の凹凸に追従するようにキャンバ角変更用アクチュエータ２３Ｌ、２３Ｒが制御される（ステップ６）。その車輪５Ｌ、５Ｒの変位の演算式と、その変位に応じたキャンバ角の変化量の演算式とは予め定められて制御装置８１に記憶される。この際、車輪５Ｌ、５Ｒの変位に応じたキャンバ角変化により舵角が変化しないように、そのキャンバ角変化に応じてトー角変更用アクチュエータ４１とアクスルシャフト回転角変更用アクチュエータ３４とを制御して車輪５Ｌ、５Ｒのトー角とアクスルシャフト１０の回転角とを変化させ、舵角変動を補償する（ステップ７）。
【００３６】
しかる後に、制御を終了するか否かを、例えば車両のエンジン始動用キースイッチのオン・オフに基づき判断し（ステップ８）、終了しない場合はステップ１に戻る。
【００３７】
上記構成によれば、操舵入力により左右車輪５Ｌ、５Ｒのキャンバ角を直進時の値から変化させ、その左車輪５Ｌのキャンバ角の直進時の値からの変化量と、右車輪５Ｒのキャンバ角の直進時の値からの変化量とを互いに相違させることで、舵角を変化させることができる。これにより、一定の舵角変化に要するキャンバ角変化量はトー角変化量よりも少なくできるので、操舵入力に対する舵角変化の応答性を早くできる。その左車輪５Ｌのキャンバ角と右車輪５Ｒのキャンバ角とを、個別に変化させることができるので、左車輪５Ｌのキャンバ角の直進時の値からの変化量と、右車輪５Ｒのキャンバ角の直進時の値からの変化量とを、操舵入力に対応する値に容易に設定できる。また、操舵入力により左右車輪５Ｌ、５Ｒのキャンバ角が直進時の値から変化するだけでなく、アクスルシャフト回転角とトー角とが直進時の値から変化することと併せて車両が操舵されるので、操舵時における車両の旋回中心と左右車輪５Ｌ、５Ｒの旋回中心とのずれを小さくし、そのずれによる左右車輪５Ｌ、５Ｒのスリップを低減することで、操舵抵抗を低減できる。また、路面の凹凸に応じたキャンバ角変化により迅速に車輪５Ｌ、５Ｒを変位させ、サスペンション機能を向上することができる。さらに、舵角変化時におけるロール方向力を打ち消し、車両挙動の乱れを防止して走行安定性を向上できる。
【００３８】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、路面の凹凸に追従させるための車輪変位に応じたキャンバ角変化による舵角変動を、アクスルシャフト回転角変更用アクチュエータとトー角変更用アクチュエータの中の何れか一方のみの制御により補償してもよい。また、上記実施形態では操作部材をドライバーにより操作したが、自動操舵装置からの操舵入力に応じてキャンバ角変更用アクチュエータ、アクスルシャフト回転角変更用アクチュエータ、トー角変更用アクチュエータを制御してもよい。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば操舵特性を向上し、操舵抵抗を低減し、サスペンション機能を向上し、走行安定性を向上できる車両の操舵装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の操舵装置の構成説明用背面図
【図２】本発明の実施形態の操舵装置の構成説明用平面図
【図３】本発明の実施形態の操舵装置のアクスルシャフト回転角変化時の作用説明図
【図４】本発明の実施形態の操舵装置における車輪の（１）はキャンバ角変化時の状態説明図、（２）は旋回軌跡を示す図
【図５】本発明の実施形態の操舵装置を備えた車両に適したタイヤの（１）は正面図、（２）はキャンバ角変化時の正面図、（３）は従来の４輪車両用タイヤの正面図、（４）は従来の４輪車両用タイヤのキャンバ角変化時の正面図、（５）は従来の２輪車両用タイヤの正面図、（６）は従来の２輪車両用タイヤのキャンバ角変化時の正面図
【図６】本発明の実施形態の操舵装置の制御手順を示すフローチャート
【符号の説明】
５Ｌ、５Ｒ  車輪
１０  アクスルシャフト
１１Ｌ、１１Ｒ  リンク機構
２１Ｌ、２１Ｒ  ボールナット
２２Ｌ、２２Ｒ  ボールスクリュー
２３Ｌ、２３Ｒ  キャンバ角変更用アクチュエータ
３１  支持シャフト
３２  リングギア
３３  ピニオンギア
３４  アクスルシャフト回転角変更用アクチュエータ
４１  トー角変更用アクチュエータ
４２  ステアリングロッド
４３  運動変換機構
４４Ｌ、４４Ｒ  タイロッド
５１Ｌ、５１Ｒ  ショックアブソーバー
５３Ｌ、５３Ｒ  変位センサ
５４Ｌ、５４Ｒ  電磁弁
７２  アクスルシャフト回転角センサ
８１  制御装置
【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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