JP2006240413A - 車両操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 走行路面の状態に拘わらず、車両の直進安定性を良好に確保可能とする車両操舵装置の提供。
【解決手段】
車両１に含まれる一対の操舵輪２Ｌ，２Ｒを独立に転向させることができる車両操舵装置１０は、各操舵輪２Ｌ，２Ｒに対して設けられており、それぞれ対応する操舵輪２Ｌ，２Ｒを転向させるように作動可能なアクチュエータ２０Ｌ，２０Ｒと、車両１の走行路面の状態を検出する左右の荷重センサ２１Ｌ，２１Ｒと、荷重センサ２１Ｌ，２１Ｒにより検出された走行路面の状態を判定する路面判定部３２および路面判定部３２の判定結果に応じて、各操舵輪２Ｌ，２Ｒがそれぞれトーイン側またはトーアウト側に転向させられるようにアクチュエータ２０Ｌ，２０Ｒを制御可能なアクチュエータ制御部３３を含む操舵ＥＣＵ３０とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両に含まれる一対の操舵輪を独立に転向させることができる車両操舵装置に関する。

従来から、車両の操舵輪を転向させるための車両操舵装置として、操舵輪ごとに操舵用アクチュエータを有して左右の操舵輪をそれぞれ独立に操舵させることができる車両操舵装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、従来から、操舵ギヤボックスのラックと操舵輪との間の距離を変化させる舵角可変装置を有し、操舵輪を左右独立に転向させることができる車両操舵装置も知られている（例えば、特許文献２参照。）。これらの車両操舵装置によれば、車両の運動性能を向上させるべく、左右の操舵輪の舵角を調整することが可能となる。
特開２００３−１１２６５０号公報 特開平１０−３２４２５３号公報

しかしながら、上述のような車両操舵装置を備えた車両であっても、走行路面の状態によっては、直進安定性を良好に確保し得なくなることもあった。例えば、底部を有する概ね凹状（概ねＶ字状）の谷路や、頂部を有する概ね凸状（概ね逆Ｖ字状）の山路においては、各操舵輪に対して接地面からその傾斜状態に応じた力が加わることから、車両を直進させるために頻繁な操舵ハンドルの修正操作が必要となることがあった。

そこで、本発明は、走行路面の状態に拘わらず、車両の直進安定性を良好に確保可能とする車両操舵装置の提供を目的とする。

本発明による車両操舵装置は、車両に含まれる一対の操舵輪を独立に転向させることができる車両操舵装置において、各操舵輪に対して設けられており、それぞれ対応する操舵輪を転向させるように作動可能なアクチュエータと、車両の走行路面の状態を検出する路面検出手段と、路面検出手段により検出された走行路面の状態を判定する路面判定手段と、路面判定手段の判定結果に応じて、各操舵輪がそれぞれトーイン側またはトーアウト側に転向させられるようにアクチュエータを制御可能な制御手段とを備えることを特徴とする。

この車両操舵装置は、それぞれ対応する操舵輪を転向させるように作動可能なアクチュエータを操舵輪ごとに備えており、各アクチュエータは、路面検出手段により検出された走行路面の状態を判定する路面判定手段の判定結果に応じて制御手段により制御される。これにより、操舵輪に対して接地面からその傾斜状態に応じた力が加わっても、少なくともその力を打ち消すように操舵輪を転向させることができる。従って、この車両操舵装置によれば、走行路面の状態に拘わらず、車両の直進安定性を良好に確保することが可能となる。

また、路面判定手段は、少なくとも走行路面が平坦路であるか、底部を有する概ね凹状の谷路であるか、頂部を有する概ね凸状の山路であるか否か判定可能であり、制御手段は、路面判定手段によって走行路面が谷路であると判断された際に、各操舵輪がそれぞれトーアウト側に転向させられるようにアクチュエータを制御し、路面判定手段によって走行路面が山路であると判断された際に、各操舵輪がそれぞれトーイン側に転向させられるようにアクチュエータを制御すると好ましい。

一般に、車両が概ね凹状（例えば概ねＶ字状）の谷路を走行している際、各操舵輪は、接地面からその傾斜状態に応じて加えられる力によってトーイン側に転向しがちであり、それにより、車両の直進安定性が損なわれることがある。また、車両が概ね凸状（例えば概ね逆Ｖ字状）の山路を走行している際、各操舵輪は、接地面からその傾斜状態に応じて加えられる力によってトーアウト側に転向しがちであり、それにより、車両の直進安定性が損なわれることがある。従って、この車両操舵装置のように、路面判定手段によって走行路面が谷路であると判断された際に、各操舵輪をトーアウト側に転向させる一方、路面判定手段によって走行路面が山路であると判断された際に、各操舵輪をトーイン側に転向させることにより、車両が概ね凹状の谷路や概ね凸状の山路を走行している際の直進安定性を良好に確保することが可能となる。

更に、路面判定手段は、走行路面が車幅方向において概ね一様に傾斜するカント路であるか否か判定可能であり、制御手段は、路面判定手段によって走行路面がカント路であると判断された際に、一対の操舵輪の一方がトーアウト側に転向させられると共に、他方がトーイン側に転向させられるようにアクチュエータを制御すると好ましい。

これにより、車両がカント路を走行している際の直進安定性を良好に確保することが可能となる。

また、路面検出手段は、各操舵輪に対して設けられて対応する操舵輪に接地面からその傾斜状態に応じて加えられる力を検出する荷重検出手段であり、路面判定手段は、荷重検出手段により検出された力の大きさと向きとに基づいて走行路面の状態を判定すると好ましい。

このような構成を採用すれば、操舵輪の接地面の傾斜度を良好に検出可能となるので、走行路面の状態を的確に把握した上で、各操舵輪をトーイン側またはトーアウト側に転向させることができる。これにより、特に車両が谷路や山路等を走行している場合であって、かつ、操舵輪の接地面の傾きが左右で異なっているような場合であっても、車両の直進安定性を良好に確保することが可能となる。

そして、本発明による車両操舵装置は、操舵角度を検出する舵角検出手段と、舵角検出手段の検出値に基づいて車両が直進しているか否か判定する直進判定手段とを更に備え、制御手段は、直進判定手段によって車両が直進していると判断された場合に、路面判定手段の判定結果に応じて、アクチュエータを制御すると好ましい。

本発明によれば、走行路面の状態に拘わらず、車両の直進安定性を良好に確保することが可能となる。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明による車両操作装置を備えた車両の要部を示す部分断面図である。同図に示される車両１は、本実施形態では前輪である左右一対の操舵輪２Ｌ，２Ｒまたは図示されない後輪を駆動するための内燃機関、電気モータ、あるいはこれらを組み合わせたハイブリッド動力ユニットといった駆動源（図示省略）を有すると共に、左側の操舵輪２Ｌおよび右側の操舵輪２Ｒを操舵するための車両操舵装置１０を含む。操舵輪２Ｌ，２Ｒは、それぞれホイール３とタイヤ４とを含み、各操舵輪２Ｌ，２Ｒのホイール３は、ブレーキユニットを構成するディスクロータ５を介してナックル６により支持されている。ナックル６には、ナックルアーム７が一体化または連結されており、ナックル６は、車両１の懸架装置を構成するストラットバー８やロワアーム９等を介して車体に対して支持されている。

一方、車両１の車両操舵装置１０は、いわゆる液圧式パワーステアリングあるいは電動パワーステアリングとして構成され得るものであり、操舵ハンドル１１の回転を左右の直線運動に変換する操舵ギヤボックス１２を含む。操舵ギヤボックス１２は、ステアリングシャフト１３の先端に固定されたピニオンギヤ１４と、このピニオンギヤ１４と噛合するラック１５とを含む。ラック１５は、車幅方向に延在するラックチューブ１６内に摺動自在に収容されており、その両端には、ボールジョイントを介してラックエンド１７Ｌ，１７Ｒが連結されている。ラックチューブ１６の両端には、ボールジョイントおよびラックエンド１７Ｌまたは１７Ｒの一部を覆うブーツ１８が装着されている。更に、ステアリングシャフト１３には、操舵ハンドル１１の操舵角を検出する舵角センサ１９が設けられている。

車両操舵装置１０の左側のラックエンド１７Ｌには、左操舵アクチュエータ２０Ｌが連結されており、左操舵アクチュエータ２０Ｌは、ナックル６に一体化または連結されたナックルアーム７に連結されている。同様に、車両操舵装置１０の右側のラックエンド１７Ｒには、右操舵アクチュエータ２０Ｒが連結されており、右操舵アクチュエータ２０Ｒは、ナックル６に一体化または連結されたナックルアーム７に連結されている。アクチュエータ２０Ｌおよび２０Ｒは、例えばモータとねじ機構とにより進退移動させられるシャフトを含み、当該シャフトにより、ナックル６を移動させて操舵ギヤボックス１２とは別個独立に操舵輪２Ｌ，２Ｒを転向させるものである。なお、アクチュエータ２０Ｌおよび２０Ｒは、圧電素子と倍力機構とを含むものであってもよく、油圧シリンダ等の液圧アクチュエータであってもよい。

また、左側のラックエンド１７Ｌと左操舵アクチュエータ２０Ｌとの間には、左荷重センサ２１Ｌが設けられており、右側のラックエンド１７Ｒと右操舵アクチュエータ２０Ｒとの間には、右荷重センサ２１Ｒが設けられている。左荷重センサ２１Ｌは、ナックル６、ナックルアーム７、左操舵アクチュエータ２０Ｌを介してラック１５の左端に加えられる軸力を検出する。同様に、右荷重センサ２１Ｒは、ナックル６、ナックルアーム７、右操舵アクチュエータ２０Ｒを介してラック１５の右端に加えられる軸力を検出する。すなわち、各荷重センサ２１Ｌ，２１Ｒは、操舵輪２Ｌ，２Ｒに対して接地面からその傾斜状態に応じて加えられる力を検出するものであり、これらは、車両１の走行路面の状態を検出する路面検出手段として機能する。荷重センサ２１Ｌ，２１Ｒとしては、例えば圧電式のセンサや歪みゲージを含むセンサ等が利用され得る。

上述の舵角センサ１９、左荷重センサ２１Ｌおよび右荷重センサ２１Ｒは、操舵制御用電子制御ユニット（以下「操舵ＥＣＵ」という）３０に電気的に接続されており、各センサ１９，２１Ｌおよび２１Ｒは、それぞれ検出値を示す信号を操舵ＥＣＵ３０に与える。また、左操舵アクチュエータ２０Ｌおよび右操舵アクチュエータ２０Ｒも、操舵ＥＣＵ３０に接続されている。操舵ＥＣＵ３０は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ、入出力インターフェース、メモリ等を備えるものであり、各センサ１９，２１Ｌ，２１Ｒ等からの信号に基づいて、各アクチュエータ２０Ｌおよび２０Ｒを制御する。

図２は、上述の車両操舵装置１０の制御ブロック図である。同図に示されるように、操舵ＥＣＵ３０には、直進判定部３１、路面判定部３２およびアクチュエータ制御部３３が構築されている。直進判定部３１は、舵角センサ１９からの信号に基づいて車両が直進しているか否か判定する。また、路面判定部３２は、路面検出手段としての左荷重センサ２１Ｌおよび右荷重センサ２１Ｒからの信号に基づいて車両１の走行路面の状態を判定する。更に、アクチュエータ制御部３３は、路面判定部３２の判定結果に応じて、予め定められた手順に従って左操舵アクチュエータ２０Ｌおよび右操舵アクチュエータ２０Ｒを所望の状態に作動させるための制御信号を生成する。なお、直進判定部３１、路面判定部３２およびアクチュエータ制御部３３は、ＣＰＵにプログラムを実行させることにより構築される機能ブロックであるが、これらの機能ブロックの少なくとも一部がハードウエアにより構築され得ることはいうまでもない。

次に、図３〜図６を参照しながら、上述の車両操舵装置１０の動作について説明する。

図３は、上述の車両操舵装置１０を備えた車両１において直進安定性を確保すべく実行されるルーチンを説明するためのフローチャートである。同図に示されるルーチンは、車両１の走行中に上述の操舵ＥＣＵ３０によって所定時間おきに繰り返し実行されるものである。このルーチンの実行タイミングになると、操舵ＥＣＵ３０は、舵角センサ１９からの信号に基づいて操舵ハンドル１１の操舵角を取得する（Ｓ１０）。操舵角を示す信号は、操舵ＥＣＵ３０の直進判定部３１によって受け取られ、直進判定部３１は、舵角センサ１９により検出された操舵角に基づいて、ドライバーによって直進走行が意図されているか否か判定する（Ｓ１２）。直進判定部３１によってドライバーが直進走行を意図していないと判断される場合（Ｓ１２におけるＮｏ）、すなわち、ドライバーが車両１を旋回させている際には、Ｓ１２以降の処理は実行されず、再度Ｓ１０以降の処理が実行されることになる。

一方、直進判定部３１によってドライバーが直進走行を意図していると判断された場合（Ｓ１２におけるＹｅｓ）、操舵ＥＣＵ３０の路面判定部３２は、左荷重センサ２１Ｌおよび右荷重センサ２１Ｒからの信号に基づいて、車両操舵装置１０のラック１５の左端に加えられている軸力と、ラック１５の右端に加えられている軸力とを取得する（Ｓ１４）。ラック１５の両端に加えられている軸力を取得すると、路面判定部３２は、取得したラック１５の両端に加えられている軸力に基づいて車両１の走行路面が平坦路以外であるか否か判定する（Ｓ１６）。

ここで、車両１の走行路面が概ね平坦になっていれば、基本的に、操舵輪２Ｌ，２Ｒに対して接地面から加えられる力は概ねゼロとなるので、ラック１５の左端および右端に加えられる軸力も、それぞれ概ねゼロとなる。そして、この際、各操舵輪２Ｌ，２Ｒのトー角は、基本的には設定値（トーゼロまたは予め設定された若干のトーイン若しくはトーアウト状態）に保たれる。

これに対して、車両１が、図４（ａ）に示されるように、底部Ｂを有する概ね凹状の谷路、すなわち底部Ｂから両側に概ねＶ字状に傾斜する谷路Ｒｖを走行している場合、操舵輪２Ｌ，２Ｒには、接地面からその傾斜に応じて車幅方向内側に向けた力が加えられるので、操舵輪２Ｌ，２Ｒは、図４（ｂ）に示されるように、それぞれトーイン側に転向するようになる。これにより、谷路Ｒｖの走行中には、ラック１５の左端および右端に、当該ラック１５を圧縮する方向の軸力Ｓｆが加えられる。この場合、ラック１５を圧縮する方向を正とし、ラック１５を引っ張る方向を負とすれば、谷路Ｒｖの走行中、左荷重センサ２１Ｌおよび右荷重センサ２１Ｒにより検出される軸力Ｓｆの符号は正となる（ただし、ここでは、一方の軸力Ｓｆがゼロとなる場合も含まれるものとする。）。

また、車両１が、図５（ａ）に示されるように、頂部Ｔを有する概ね凸状の山路、すなわち、頂部Ｔから両側に概ね逆Ｖ字状に傾斜する山路Ｒｍを走行している場合、操舵輪２Ｌ，２Ｒには、接地面からその傾斜に応じて車幅方向外側に向けた力が加えられるので、操舵輪２Ｌ，２Ｒは、図５（ｂ）に示されるように、それぞれトーアウト側に転向するようになる。これにより、山路Ｒｍの走行中には、ラック１５の左端および右端に、当該ラック１５を引っ張る方向の軸力Ｓｆが加えられ、左荷重センサ２１Ｌおよび右荷重センサ２１Ｒにより検出される軸力Ｓｆの符号は負となる（ただし、一方の軸力Ｓｆがゼロとなる場合も含まれるものとする。）。

更に、車両１が、図６（ａ）に示されるように、車幅方向において概ね一様に傾斜するカント路Ｒｃを走行している場合、操舵輪２Ｌおよび２Ｒのうち、一方（図６の例では左の操舵輪２Ｌ）には、接地面からその傾斜に応じて車幅方向内側に向けた力が加えられ、他方（図６の例では右の操舵輪２Ｒ）には、接地面からその傾斜に応じて車幅方向外側に向けた力が加えられる。これにより、図６（ｂ）に示されるように、操舵輪２Ｌおよび２Ｒのうちの一方が、トーイン側に転向し、他方がトーアウト側に転向するようになる。そして、カント路Ｒｃの走行中には、ラック１５の左端および右端のうち、一方に圧縮方向の軸力Ｓｆが加えられ、他方に引っ張り方向の軸力Ｓｆが加えられる。この場合、左荷重センサ２１Ｌおよび右荷重センサ２１Ｒにより検出される軸力Ｓｆの符号は一方が正となり、他方が負となる。

従って、左荷重センサ２１Ｌおよび右荷重センサ２１Ｒにより検出されるラック１５に作用する軸力の大きさ（概ねゼロである否か）と向きとから、車両１の走行路面が平坦路であるか、谷路Ｒｖであるか、山路Ｒｍであるか、更には、カント路Ｒｃであるか否かを判定することができる。すなわち、Ｓ１６において、操舵ＥＣＵ３０に含まれる路面判定部３２は、左荷重センサ２１Ｌおよび右荷重センサ２１Ｒにより検出される軸力の符号が何れも正である場合および何れか一方が正で他方が概ねゼロである場合、車両１の走行路面が谷路Ｒｖであると判断する。また、路面判定部３２は、左荷重センサ２１Ｌおよび右荷重センサ２１Ｒにより検出される軸力の符号が何れも負である場合および何れか一方が負で他方が概ねゼロである場合、車両１の走行路面が山路Ｒｍであると判断する。

更に、路面判定部３２は、左荷重センサ２１Ｌおよび右荷重センサ２１Ｒにより検出される軸力の符号が互いに反転している場合、車両１の走行路面がカント路Ｒｃであると判断する。そして、路面判定部３２は、左右の荷重センサ２１Ｌおよび２１Ｒにより検出される軸力がそれぞれ概ねゼロである場合、車両１の走行路面が平坦路であると判断する。このように、操舵輪２Ｌ，２Ｒに対して接地面からその傾斜状態に応じて加えられる力を検出する荷重センサ２１Ｌ，２１Ｒを操舵輪２Ｌ，２Ｒごとに設けることにより、操舵輪２Ｌ，２Ｒの接地面の傾斜度を良好に検出可能となり、走行路面の状態を的確に把握することが可能となる。

路面判定部３２によって車両１の走行路面が谷路Ｒｖ、山路Ｒｍあるいはカント路Ｒｃであると判断されると（Ｓ１６におけるＹｅｓ）、アクチュエータ制御部３３により、路面判定部３２の判定結果、すなわち、各操舵輪２Ｌ，２Ｒの接地面の傾斜度に応じて左操舵アクチュエータ２０Ｌおよび右操舵アクチュエータ２０Ｒを所望の状態に作動させるための制御量が算出され（Ｓ１８）、当該制御量を示す信号が各アクチュエータ２０Ｌおよび２０Ｒに与えられる（Ｓ２０）。Ｓ１８において、アクチュエータ制御部３３は、予め作成されているマップ等を用いながら、左荷重センサ２１Ｌの検出値に基づいて、ラック１５の左端に加えられる軸力がゼロに、すなわち、左の操舵輪２Ｌのトー角が設定値になるように左操舵アクチュエータ２０Ｌの制御量を算出し、右荷重センサ２１Ｒの検出値に基づいて、ラック１５の右端に加えられる軸力がゼロに、右の操舵輪２Ｒのトー角が設定値になるように右操舵アクチュエータ２０Ｒの制御量を算出する。

これにより、路面判定部３２によって車両１の走行路面が谷路Ｒｖであると判断された際には、図４（ｃ）に示されるように、各操舵輪２Ｌ，２Ｒがそれぞれアクチュエータ２０Ｌ，２０Ｒによってトーアウト側に転向させられ、各操舵輪２Ｌ，２Ｒのトー角が設定値に保たれる。また、路面判定部３２によって車両１の走行路面が山路Ｒｍであると判断された際には、図５（ｃ）に示されるように、各操舵輪２Ｌ，２Ｒがそれぞれアクチュエータ２０Ｌ，２０Ｒによってトーイン側に転向させられ、各操舵輪２Ｌ，２Ｒのトー角が設定値に保たれる。更に、路面判定部３２によって車両１の走行路面がカント路Ｒｃであると判断された際には、図６（ｃ）に示されるように、アクチュエータ２０Ｌ，２０Ｒにより、各操舵輪２Ｌおよび２Ｒのうちの一方（図６の例では左の操舵輪２Ｌ）がトーアウト側に、他方（図６の例では右の操舵輪２Ｒ）がトーイン側に転向させられ、それにより、各操舵輪２Ｌ，２Ｒのトー角が設定値に保たれる。

このように、車両操舵装置１０を備えた車両１では、接地面からその傾斜状態に応じて加えられる力によって各操舵輪２Ｌ，２Ｒがトーイン側に転向しがちである谷路Ｒｖの走行中、少なくとも接地面からの力が打ち消されるように各アクチュエータ２０Ｌ，２０Ｒによって各操舵輪２Ｌ，２Ｒがトーアウト側に転向させられる。この結果、車両操舵装置１０によれば、車両１が概ねＶ字状の谷路Ｒｖを走行している際の直進安定性を良好に確保することが可能となる。

また、接地面からその傾斜状態に応じて加えられる力によって各操舵輪２Ｌ，２Ｒがトーアウト側に転向しがちである山路Ｒｍの走行中には、少なくとも接地面からの力が打ち消されるように各アクチュエータ２０Ｌ，２０Ｒによって各操舵輪２Ｌ，２Ｒがトーイン側に転向させられる。そして、接地面からその傾斜状態に応じて加えられる力によって操舵輪２Ｌおよび２Ｒのうちの一方がトーイン側に転向しがちであり、他方がトーアウト側に転向しがちであるカント路Ｒｃの走行中にも、少なくとも接地面からの力が打ち消されるように各アクチュエータ２０Ｌ，２０Ｒによって操舵輪２Ｌ，２Ｒがトーイン側またはトーアウト側に転向させられる。この結果、車両操舵装置１０によれば、車両１が概ね逆Ｖ字状の山路Ｒｍやカント路Ｒｃを走行している際の直進安定性を良好に確保することが可能となる。

更に、上述のＳ２０では、操舵輪２Ｌ，２Ｒをトーイン側またはトーアウト側に転向させるべく、荷重センサ２１Ｌ，２１Ｒの検出値に基づいて、左操舵アクチュエータ２０Ｌの作動量と、右操舵アクチュエータ２０Ｒの作動量とが独立に算出される。従って、車両１が谷路Ｒｖや山路Ｒｍ、更にはカント路Ｒｃを走行している場合であって、かつ、操舵輪２Ｌの接地面の傾きと操舵輪２Ｒの接地面の傾きとが異なっているような場合であっても（基本的には、このようなケースが一般的である。）、各操舵輪２Ｌ，２Ｒを精度よく所望量だけ転向させて、走行路面の状態に拘わらず車両１の直進安定性を良好に確保することが可能となる。

こうして、Ｓ２０にて各アクチュエータ２０Ｌ，２０Ｒが作動させられると、再度Ｓ１０以降の処理が実行されることになる。一方、路面判定部３２は、左右の荷重センサ２１Ｌおよび２１Ｒにより検出される軸力がそれぞれ概ねゼロである場合、車両１の走行路面が平坦路であると判断する（Ｓ１６におけるＮｏ）。このように、操舵輪２Ｌ，２Ｒに対して接地面から加えられる力が概ねゼロであれば、各操舵輪２Ｌ，２Ｒのトー角は、基本的には上述の設定値に保たれることから、車両１の直進安定性は良好に保たれる。従って、路面判定部３２によって車両１の走行路面が平坦路であると判断された場合（Ｓ１６におけるＮｏ）、Ｓ１６以降の処理は実行されず、再度Ｓ１０以降の処理が実行されることになる。

なお、車両１がカント路Ｒｃを走行している際、各操舵輪２Ｌ，２Ｒは、接地面からその傾斜に応じて加えられる力によって基本的に同じ方向に転向するので、アクチュエータ２０Ｌ，２０Ｒが作動されなくても、ドライバーのハンドル操作により比較的容易に直進安定性を確保することができる。従って、Ｓ１６にて路面判定部３２により車両１の走行路面がカント路Ｒｃであると判断された場合には、Ｓ１８およびＳ２０の処理が実行されなくてもよい。ただし、図３のルーチンのように、カント路Ｒｃの走行中に各操舵輪２Ｌ，２Ｒの接地面の傾斜度に応じてアクチュエータ２０Ｌ，２０Ｒを作動されば、ドライバーのハンドル操舵によらずにカント路Ｒｃの走行中に直進安定性を確保することができるので、図３のルーチンは、ドライバーの負担を減らして安全走行を実現する上で極めて有用である。

また、上述の車両操舵装置１０に対して設けられる路面検出手段は、操舵輪２Ｌ，２Ｒに対して接地面からその傾斜状態に応じて加えられる力を検出する荷重センサ２１Ｌ，２１Ｒに限られるものではない。すなわち、路面検出手段としては、例えば各操舵輪２Ｌ，２Ｒの近傍に配置され、それぞれ車体の所定箇所と路面との間隔を検出する少なくとも２体のギャップセンサ（測距センサ）が用いられてもよい。この場合、車両１が平坦路を直進走行する際の車体の所定箇所と路面との間隔を基準値として求めておけば、当該基準値と各ギャップセンサの検出値とに基づいて操舵輪２Ｌ，２Ｒの接地面の傾斜度を良好に検出可能となり、走行路面の状態を的確に把握することができる。また、このようなギャップセンサが用いられた場合も、アクチュエータ制御部３３は、予め作成されているマップ等を用いながら、ギャップセンサの検出値に基づいて操舵輪２Ｌ，２Ｒをトーイン側またはトーアウト側に転向させるべく、荷重センサ２１Ｌ，２１Ｒの検出値に基づいて、左操舵アクチュエータ２０Ｌの作動量と、右操舵アクチュエータ２０Ｒの作動量とが独立に算出する。

更に、上述の車両操舵装置１０に設けられた左右のアクチュエータ２０Ｌおよび２０Ｒ並びに左右の荷重センサ２１Ｌ，２１Ｒは、左右の後輪に対して設けられてもよい。かかる構成のもとでは、走行路面を判定するための軸力Ｓｆの符号が、上述のものとは逆となる。この場合、左荷重センサ２１Ｌおよび右荷重センサ２１Ｒにより検出される軸力の符号が何れも負である場合および何れか一方が負で他方が概ねゼロである場合、車両１の走行路面が谷路Ｒｖであると判断され、左荷重センサ２１Ｌおよび右荷重センサ２１Ｒにより検出される軸力の符号が何れも正である場合および何れか一方が正で他方が概ねゼロである場合、車両１の走行路面が山路Ｒｍであると判断される。そして、本発明の車両操舵装置は、いわゆる操舵ギヤボックスを有さず、左右のアクチュエータのみにより操舵輪を独立に操舵させるものであってもよい。

本発明による車両操舵装置を備えた車両を示す概略構成図である。 図１の車両操舵装置の制御ブロック図である。 本発明による車両操舵装置を備えた車両において直進安定性を確保すべく実行されるルーチンを説明するためのフローチャートである。 （ａ）は、車両が概ね凹状の谷路を走行している状態を示す模式図であり、（ｂ）は、谷路を走行中の車両の操舵輪の状態を示す模式図であり、（ｃ）は、谷路の走行中に図１の車両操舵装置により各操舵輪が転向させられた状態を示す模式図である。 （ａ）は、車両が概ね凸状の山路を走行している状態を示す模式図であり、（ｂ）は、山路を走行中の車両の操舵輪の状態を示す模式図であり、（ｃ）は、山路の走行中に図１の車両操舵装置により各操舵輪が転向させられた状態を示す模式図である。 （ａ）は、車両がカント路を走行している状態を示す模式図であり、（ｂ）は、カント路を走行中の車両の操舵輪の状態を示す模式図であり、（ｃ）は、カント路の走行中に図１の車両操舵装置により各操舵輪が転向させられた状態を示す模式図である。

符号の説明

１ 車両、２Ｌ，２Ｒ 操舵輪、３ ホイール、４ タイヤ、５ ディスクロータ、６ ナックル、７ ナックルアーム、８ ストラットバー、９ ロワアーム、１０ 車両操舵装置、１１ 操舵ハンドル、１２ 操舵ギヤボックス、１３ ステアリングシャフト、１４ ピニオンギヤ、１５ ラック、１６ ラックチューブ、１７Ｌ，１７Ｒ ラックエンド、１８ ブーツ、１９ 舵角センサ、２０Ｌ 左操舵アクチュエータ、２０Ｒ 右操舵アクチュエータ、２１Ｌ 左荷重センサ、２１Ｒ 右荷重センサ、３０ 操舵ＥＣＵ、３１ 直進判定部、３２ 路面判定部、３３ アクチュエータ制御部。

Claims (5)

1. 車両に含まれる一対の操舵輪を独立に転向させることができる車両操舵装置において、
   前記各操舵輪に対して設けられており、それぞれ対応する操舵輪を転向させるように作動可能なアクチュエータと、
   前記車両の走行路面の状態を検出する路面検出手段と、
   前記路面検出手段により検出された前記走行路面の状態を判定する路面判定手段と、
   前記路面判定手段の判定結果に応じて、前記各操舵輪がそれぞれトーイン側またはトーアウト側に転向させられるように前記アクチュエータを制御可能な制御手段とを備えることを特徴とする車両操舵装置。
2. 前記路面判定手段は、少なくとも前記走行路面が平坦路であるか、底部を有する概ね凹状の谷路であるか、頂部を有する概ね凸状の山路であるか否か判定可能であり、
   前記制御手段は、前記路面判定手段によって前記走行路面が前記谷路であると判断された際に、前記各操舵輪がそれぞれトーアウト側に転向させられるように前記アクチュエータを制御し、前記路面判定手段によって前記走行路面が前記山路であると判断された際に、前記各操舵輪がそれぞれトーイン側に転向させられるように前記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項１に記載の車両操舵装置。
3. 前記路面判定手段は、前記走行路面が車幅方向において概ね一様に傾斜するカント路であるか否か判定可能であり、
   前記制御手段は、前記路面判定手段によって前記走行路面が前記カント路であると判断された際に、前記一対の操舵輪の一方がトーアウト側に転向させられると共に、他方がトーイン側に転向させられるように前記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項２に記載の車両操舵装置。
4. 前記路面検出手段は、前記各操舵輪に対して設けられて対応する操舵輪に接地面からその傾斜状態に応じて加えられる力を検出する荷重検出手段であり、
   前記路面判定手段は、前記荷重検出手段により検出された力の大きさと向きとに基づいて前記走行路面の状態を判定することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の車両操舵装置。
5. 操舵角度を検出する舵角検出手段と、
   前記舵角検出手段の検出値に基づいて前記車両が直進しているか否か判定する直進判定手段とを更に備え、
   前記制御手段は、前記直進判定手段によって前記車両が直進していると判断された場合に、前記路面判定手段の判定結果に応じて、前記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の車両操舵装置。

Images