JP2017013530A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転舵アクチュエータに要求される出力を低減できる車両用操舵装置を提供する。
【解決手段】車両用操舵装置１は、車輪３と、車輪３に回転駆動力を与える車輪駆動用アクチュエータ６と、車輪３を転舵する転舵機構８と、転舵機構８に転舵力を与える転舵アクチュエータ９とを含む。車両用操舵装置１は、さらに、車輪駆動用アクチュエータ６により回転駆動されるサンギア４３と、サンギア４３の周囲に回転自在に配置されたリングギア４４と、サンギア４３とリングギア４４との間に配置された遊星ギア４６とを含む遊星歯車機構４１を含む。リングギア４４が固定された状態では、遊星ギア４６の回転力が車輪３に伝達される。リングギア４４の固定が解除された状態では、リングギア４４の回転力が油圧回路６０に伝達される。油圧回路６０は、作動油を介してリングギア４４の回転力を転舵力として転舵機構８に与える。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用操舵装置に関する。

特許文献１は、車輪と、車輪を独立して転舵可能な転舵機構と、車輪を回転駆動させるための車輪駆動用モータ（車輪駆動用アクチュエータ）とを含む自動車を開示している。転舵機構は、転舵モータ（転舵アクチュエータ）と、転舵モータの回転を車輪に伝達する伝達機構とからなる。

特開２０１３−１１２１０２号公報 特開２０１３−１４７０８４号公報 特開２０１０−２３８０９号公報 特開２０１２−１５８３１１号公報

特許文献１の構成では、たとえば車両の停車中に車輪を操舵する据え切り操舵時に、転舵アクチュエータに大きな出力を発生させる必要がある。このため、転舵アクチュエータとして大出力のものが要求される。
そこで、本発明は、転舵アクチュエータに要求される出力を低減できる車両用操舵装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、車輪（３；３_ＦＬ，３_ＦＲ，３_ＲＬ，３_ＲＲ）と、前記車輪に回転駆動力を付与する車輪駆動用アクチュエータ（６；６_ＦＬ，６_ＦＲ，６_ＲＬ，６_ＲＲ）と、前記車輪を転舵するための転舵機構（８；８_ＦＬ，８_ＦＲ）と、前記車輪を転舵するための転舵力を前記転舵機構に付与する転舵アクチュエータ（９；９_ＦＬ，９_ＦＲ）とを含む車両用操舵装置（１，９１）であって、前記車輪駆動用アクチュエータにより回転駆動されるサンギア（４３）と、前記サンギアの周囲に回転自在に配置されたリングギア（４４）と、前記サンギアと前記リングギアとの間に配置された遊星ギア（４６）とを含む遊星歯車機構（４１）と、前記リングギアまたは前記遊星ギアのいずれか一方のギアを第１ギアとし、他方のギアを第２ギアとすると、前記第１ギアの回転力を前記車輪に伝達する伝達機構（４７；４２，４５）と、前記第２ギアに接続され、作動油を介して前記第２ギアの回転力を転舵力として前記転舵機構に伝達するための油圧回路（６０）と、前記第２ギアを固定して、前記車輪駆動用アクチュエータの回転力を前記車輪に伝達させ、前記第２ギアの固定を解除して、前記第２ギアの回転力を前記油圧回路に伝達させる第２ギア固定・解除手段（６４）とを含む、車両用操舵装置（１，９１）である。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。以下、この項において同じ。

この構成によれば、第２ギア固定・解除手段により第２ギアが固定された状態で車輪駆動用アクチュエータが駆動されると、車輪駆動用アクチュエータの回転力は、遊星歯車機構により増加されて車輪に伝達される。これにより、車輪が回転駆動される。一方、第２ギア固定・解除手段により第２ギアの固定が解除された状態で車輪駆動用アクチュエータが駆動されると、第２ギアの回転力が油圧回路に伝達される。

この油圧回路では、第２ギアの回転力が作動油を介して転舵機構に伝達される。つまり、第２ギアの回転力が車輪を転舵するための転舵力として転舵機構に与えられる。これにより、転舵アクチュエータの転舵力に加えて、第２ギアの回転力を転舵力として転舵機構に与えることが可能である。その結果、転舵アクチュエータに要求される出力を低減できるから、転舵アクチュエータの小型化を図ることができる。

請求項２に記載の発明は、前記油圧回路は、前記第２ギアの回転に伴って一体的に駆動される油圧ポンプ（６１）と、前記油圧ポンプから供給された作動油により駆動され、前記転舵機構に転舵力を与える油圧アクチュエータ（６２）と、前記油圧アクチュエータに所定方向の駆動力を与える駆動位置（Ａ，Ｃ）と、前記油圧アクチュエータに駆動力を与えない中立位置（Ｂ）との間で作動油の流れる方向を切り換える方向切換手段（６３）を含む、請求項１に記載の車両用操舵装置である。

この構成によれば、第２ギアの回転力が油圧ポンプに伝達されると、油圧ポンプが駆動される。方向切換手段が駆動位置に位置する場合、油圧ポンプから油圧アクチュエータに作動油が供給される。これにより、油圧アクチュエータが駆動されて、第２ギアの回転力が転舵力として転舵機構に与えられる。一方、方向切換手段が中立位置に位置する場合、油圧ポンプから油圧アクチュエータに作動油は供給されない。つまり、油圧アクチュエータは駆動されないので、第２ギアの回転駆動力は転舵機構に伝達されない。

この構成によれば、油圧回路において、油圧アクチュエータの駆動方向を変更できると共に、油圧アクチュエータを駆動または停止させることができる。
請求項３に記載の発明は、前記第２ギア固定・解除手段は、前記油圧ポンプからの作動油の供給を禁止する開閉手段（６４）を含む、請求項２に記載の車両用操舵装置である。

図１は、本発明の第１実施形態に係る車両用操舵装置が搭載された車両の駆動系を図解的に示す平面図である。 図２は、図１に示す右前輪の車両用操舵装置を図解的に示す断面図である。 図３は、図２に示す油圧回路の模式図である。 図４は、本発明の第２実施形態に係る車両用操舵装置を図解的に示す断面図である。

以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る車両用操舵装置１が搭載された車両２の駆動系を図解的に示す平面図である。本実施形態では、車両用操舵装置１は、四輪駆動式車両の車両用操舵装置である。
車両２は、右前輪３_ＦＲ、左前輪３_ＦＬ、右後輪３_ＲＲおよび左後輪３_ＲＬの４つの駆動輪（これらを総称するときには「車輪３」という。）を有する四輪駆動式車両である。各車輪３は、ホイール４とタイヤ５とを含む。右前輪３_ＦＲ、左前輪３_ＦＬ、右後輪３_ＲＲおよび左後輪３_ＲＬは、それぞれ右前輪駆動用アクチュエータ６_ＦＲ、左前輪駆動用アクチュエータ６_ＦＬ、右後輪駆動用アクチュエータ６_ＲＲおよび左後輪駆動用アクチュエータ６_ＲＬ（これらを総称するときには「車輪駆動用アクチュエータ６」という。）によって独立に駆動される。

各車輪駆動用アクチュエータ６は、たとえば車輪３のホイール４内に組み込まれたインホイール型の三相交流電動機（電動モータ）である。各車輪駆動用アクチュエータ６は、車両２に搭載された車輪駆動用インバータ７_ＦＲ，７_ＦＬ，７_ＲＲ，７_ＲＬ（これらを総称するときには「車輪駆動用インバータ７」という。）により駆動される。各車輪駆動用インバータ７は、三相インバータ回路から構成されている。

車両２は、右前輪３_ＦＲおよび左前輪３_ＦＬを転舵するための右前輪側転舵機構８_ＦＲおよび左前輪側転舵機構８_ＦＬ（これらを総称するときには「転舵機構８」という。）を含む。右前輪側転舵機構８_ＦＲおよび左前輪側転舵機構８_ＦＬは、右前輪３_ＦＲおよび左前輪３_ＦＬを独立転舵する左右独立転舵機構の一部を構成している。右前輪側転舵機構８_ＦＲおよび左前輪側転舵機構８_ＦＬには、右前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＲおよび左前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＬ（これらを総称するときには「転舵アクチュエータ９」という。）が連結されている。

本実施形態では、右前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＲおよび左前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＬは、三相交流電動機（電動モータ）である。右前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＲおよび左前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＬは、右前輪３_ＦＲおよび左前輪３_ＦＬを転舵するための転舵力を、右前輪側転舵機構８_ＦＲおよび左前輪側転舵機構８_ＦＬに独立に付与する。各転舵アクチュエータ９は、車両２に搭載された転舵インバータ１０_ＦＲ，１０_ＦＬ（これらを総称するときには「転舵インバータ１０」という。）により駆動される。各転舵インバータ１０は、三相インバータ回路から構成されている。

また、車両２には、各車輪駆動用インバータ７および各転舵インバータ１０等を制御するためのＥＣＵ（電子制御ユニット：Electronic Control Unit）１１と、各部に電力を供給するためのバッテリ１２とが搭載されている。ＥＣＵ１１は、たとえばＣＰＵおよびメモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭ，不揮発性メモリ等）を備えたマイクロコンピュータから構成されている。

各車輪駆動用インバータ７は、バッテリ１２から供給される直流電力を交流電力に変換して対応する車輪駆動用アクチュエータ６に供給する。これにより、対応する車輪駆動用アクチュエータ６が駆動されて、車輪３が回転する。同様に、各転舵インバータ１０は、バッテリ１２から供給される直流電力を交流電力に変換して対応する転舵アクチュエータ９に供給する。これにより、対応する転舵アクチュエータ９が駆動されて、転舵機構８を介して車輪３が転舵される。

また、車両２には、ステアリングホイール１３の操舵角θ_Ｓを検出する操舵角センサ１４が搭載されている。操舵角センサ１４によって検出された操舵角θ_Ｓは、ＥＣＵ１１に入力される。各転舵アクチュエータ９は、操舵角センサ１４によって検出された操舵角θ_Ｓ等に基づいて制御される。
車輪３、車輪駆動用アクチュエータ６、車輪駆動用インバータ７、転舵機構８、転舵アクチュエータ９、転舵インバータ１０、ＥＣＵ１１、バッテリ１２等により車両用操舵装置１の一部が構成されている。以下、図２を参照して車両用操舵装置１の具体的な構成について説明する。車両２において、右前輪３_ＦＲ側および左前輪３_ＦＬ側の各構成はほぼ同様であるので、以下では、右前輪３_ＦＲ側の構成を例に取って説明する。また、右後輪３_ＲＲ側および左後輪３_ＲＬ側の各構成は、転舵機構８等が接続されていない点で右前輪３_ＦＲ側および左前輪３_ＦＬ側の各構成と異なるが、その他の構成は、右前輪３_ＦＲ側および左前輪３_ＦＬ側の各構成とほぼ同様であるので、説明を省略する。

図２は、図１に示す右前輪３_ＦＲの車両用操舵装置１を図解的に示す断面図である。以下では、車両２の内側の方向を「車内側」といい、車両２の外側の方向を「車外側」という。
車両用操舵装置１は、前述の右前輪３_ＦＲと、右前輪３_ＦＲを支持するためのアッパアーム１５およびロアアーム１６とを含む。右前輪３_ＦＲは、前述のようにホイール４とタイヤ５とを含む。右前輪３_ＦＲのホイール４は、より具体的には、タイヤ５が取り付けられたリム１７と、リム１７に取り付けられ、その径方向中央部に車軸１８が一体的に設けられたディスク１９とを含む。アッパアーム１５の車内側の端部（図示略）およびロアアーム１６の車内側の端部（図示略）は、たとえば車体（図示略）に対して相対的に動くことができるように支持されている。アッパアーム１５の車外側の端部１５ａには、前述の右前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＲが連結されている。

右前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＲには、前述の右前輪側転舵機構８_ＦＲが連結されている。右前輪側転舵機構８_ＦＲは、右前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＲの出力軸と一体を成す転舵軸２１と、転舵軸２１に取り付けられ、右前輪３_ＦＲを支持するための車輪支持体２２とを含む。転舵軸２１は、アッパアーム１５からロアアーム１６に向かって延びるように設けられている。なお、転舵軸２１は、右前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＲの出力軸とは別体として当該出力軸に連結されていてもよい。

車輪支持体２２は、モータハウジング２３と、モータハウジング２３を転舵軸２１に連結する連結部２４と、モータハウジング２３をボールジョイント２０を介してロアアーム１６に連結する連結部２５とを含む。車輪支持体２２の連結部２４は、転舵軸２１の下端部２１ａ（右前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＲとは反対側の端部）に取り付けられている。車輪支持体２２の連結部２４は、転舵軸２１の下端部２１ａと一体を成していてもよい。

モータハウジング２３は、ディスク１９に対向する円板状の円板部２６と、円板部２６よりも車外側に配置され、円板部２６に対向する平板円環状の環状部２７と、円板部２６および環状部２７の外周縁同士を連結する円筒状の円筒部２８とを含む。環状部２７の内周縁には、車外側に向かって突出した円筒状の突出部２９が設けられている。この突出部２９の内周面と車軸１８との間に軸受３０が配置されている。

つまり、右前輪３_ＦＲは、軸受３０を介して回転自在に車輪支持体２２に支持されている。そして、車輪支持体２２は、転舵軸２１を回動中心とする回動軸線Ｌ回りにアッパアーム１５に支持されている。したがって、車輪支持体２２が回動されることにより、右前輪３_ＦＲが転舵される。車輪支持体２２のモータハウジング２３内に、前述の右前輪駆動用アクチュエータ６_ＦＲが収容されている。

右前輪駆動用アクチュエータ６_ＦＲは、モータハウジング２３の円筒部２８の内周面２８ａに固定されたステータ３１と、ステータ３１の径方向内側に配置されたロータ３２と、ロータ３２に固定されたモータシャフト３３とを含む。ステータ３１は、右前輪駆動用アクチュエータ６_ＦＲのＵ相、Ｖ相およびＷ相に対応するＵ相巻線、Ｖ相巻線およびＷ相巻線を含むステータ巻線を有している。モータシャフト３３は、車内側の端部３３ａおよび車外側の端部３３ｂを有している。

車両用操舵装置１は、モータシャフト３３の回転力を増加させる遊星歯車機構４１と、遊星歯車機構４１により増加された回転力を車軸１８（右前輪３_ＦＲ）に伝達させる出力軸４２とを含む。出力軸４２は、より具体的には、モータシャフト３３の同軸上に配置されており、車内側の端部４２ａと、車外側の端部４２ｂとを有している。出力軸４２の車内側の端部４２ａは、遊星歯車機構４１に連結されており、出力軸４２の車外側の端部４２ｂは、車軸１８に連結されている。

遊星歯車機構４１は、サンギア４３と、リングギア４４と、キャリア４５と、遊星ギア４６とを含む。サンギア４３は、モータシャフト３３と一体回転可能にモータシャフト３３の車外側の端部３３ｂに連結されており、右前輪駆動用アクチュエータ６_ＦＲにより回転駆動される。リングギア４４は、サンギア４３を取り囲むリング状の部材であり、サンギア４３に対して回転自在に設けられている。

リングギア４４は、後述するように、固定されて回転不可となる固定状態と、固定状態から解放されて回転自在となる解放状態との間で切り換え可能に設けられている。キャリア４５は、複数の遊星ギア４６を支持しており、出力軸４２と一体回転可能に当該出力軸４２の車内側の端部４２ａに連結されている。遊星ギア４６は、サンギア４３とリングギア４４との間において、サンギア４３およびリングギア４４に係合するように配置されている。

リングギア４４の固定状態で、モータシャフト３３の回転力がサンギア４３に与えられると、遊星ギア４６は、サンギア４３を中心に公転しながら自転する。遊星ギア４６におけるサンギア４３回りの回転は、キャリア４５により出力軸４２の回転に変換される。これにより、車軸１８（右前輪３_ＦＲ）が回転駆動される。つまり、リングギア４４の固定状態では、サンギア４３が入力要素となり、キャリア４５が出力要素となり、リングギア４４が固定要素となる。本実施形態では、出力軸４２とキャリア４５とが、遊星ギア４６のサンギア４３回りの回転力を車軸１８（右前輪３_ＦＲ）に伝達する伝達機構４７を構成している。

一方、車両２の停車状態またはほぼ停車状態（たとえば制動状態）において、リングギア４４が解放状態にされると、モータシャフト３３の回転力がサンギア４３および遊星ギア４６を介してリングギア４４に伝達される。これにより、リングギア４４が回転される。つまり、リングギア４４の解放状態では、サンギア４３が入力要素となり、キャリア４５が固定要素となり、リングギア４４が出力要素となる。

車両用操舵装置１は、さらに、リングギア４４に接続され、作動油を介してリングギア４４の回転力を転舵力として右前輪側転舵機構８_ＦＲに伝達する油圧回路６０を含む。以下、図３を参照して、油圧回路６０の具体的な構成について説明する。図３は、図２に示す油圧回路６０の模式図である。
油圧回路６０は、油圧ポンプ６１と、油圧アクチュエータ６２と、作動油の流れる方向を制御する方向切換弁６３（方向切換手段）と、作動油の流路を開閉する開閉バルブ６４（第２ギア固定・解除手段）とを含む。さらに、油圧回路６０は、作動油の流量を制御する流量制御弁６５と、作動油の圧力を制御する圧力制御弁６６と、油圧ポンプ６１、方向切換弁６３および圧力制御弁６６にそれぞれ接続されたタンクＴと、複数の油路７０，７１，７２，７３と、複数の逆止弁７５とを含む。なお、前述の図２では、明瞭化のため、油圧回路６０の一構成要素として油圧ポンプ６１の配置も示している。

油圧ポンプ６１は、本実施形態では、モータハウジング２３内に配置されている。油圧ポンプ６１は、第１ポート６７と第２ポート６８とを含む。第１ポート６７および第２ポート６８には、逆止弁７５を介して第１油路７０が接続されている。また、第１ポート６７および第２ポート６８には、逆止弁７５を介してタンクＴが接続されている。油圧ポンプ６１は、モータハウジング２３内においてリングギア４４に連結されており、当該リングギア４４の回転に伴って一体的に駆動される。本実施形態では、リングギア４４の回転力は、動力伝達機構７６を介して油圧ポンプ６１に伝達される。

より具体的には、油圧ポンプ６１は、回転軸７４を含む。動力伝達機構７６は、リングギア４４の外周面に設けられた外歯７７と、外歯７７に噛合うように油圧ポンプ６１の回転軸７４に一体回転可能に取り付けられた歯車７８とを含む。リングギア４４の回転力は、外歯７７および歯車７８を介して油圧ポンプ６１の回転軸７４に伝達される。リングギア４４の回転力が油圧ポンプ６１に伝達されると、油圧ポンプ６１は、リングギア４４の回転方向に対応するタンクＴから第１油路７０に向けて作動油を吐出する。

油圧アクチュエータ６２は、右前輪側転舵機構８_ＦＲに連結されている。油圧アクチュエータ６２は、油圧ポンプ６１から供給された作動油により右前輪側転舵機構８_ＦＲを回転駆動させる。より具体的には、油圧アクチュエータ６２は、回転自在に設けられた出力軸７９と、第２油路７１が接続された第１ポート８０と、第３油路７２が接続された第２ポート８１とを含む。

たとえば、第１ポート８０から第２ポート８１に向かって作動油が流れる場合、油圧アクチュエータ６２に正回転方向の回転力が発生する。これにより、油圧アクチュエータ６２の出力軸７９が正回転する。それとは逆に、第２ポート８１から第１ポート８０に向かって作動油が流れる場合、油圧アクチュエータ６２に正回転とは反対方向の回転力が発生する。これにより、油圧アクチュエータ６２の出力軸７９が逆回転する。一方、第１ポート８０および第２ポート８１のいずれにも作動油が流れない場合、油圧アクチュエータ６２に回転力は発生しない。したがって、油圧アクチュエータ６２の出力軸７９に回転力は伝達されない。

本実施形態では、油圧アクチュエータ６２の出力軸７９の正・逆の回転力は、出力伝達機構８２を介して右前輪側転舵機構８_ＦＲ（転舵軸２１）に伝達される。より具体的には、出力伝達機構８２は、油圧アクチュエータ６２の出力軸７９に取り付けられた第１歯車８３と、第１歯車８３に噛合うように転舵軸２１に取り付けられた第２歯車８４とを含む。出力軸７９の正・逆の回転力は、第１歯車８３および第２歯車８４を介して転舵軸２１に与えられる。

方向切換弁６３は、油圧ポンプ６１と油圧アクチュエータ６２との間に介装されている。方向切換弁６３は、本実施形態では、第１ポート、第２ポート、第３ポートおよび第４ポート（図３では各ポートに対応した数字のみを記載している。）を有し、正位置Ａ（駆動位置）、中立位置Ｂおよび逆位置Ｃ（駆動位置）で切り換え可能な４ポート３位置切換弁である。方向切換弁６３は、たとえば常時閉（常時中立位置Ｂ）の電磁弁であってもよい。

方向切換弁６３の第１ポートには、第１油路７０を介して油圧ポンプ６１が接続されている。方向切換弁６３の第２ポートには、第３油路７２を介して油圧アクチュエータ６２の第２ポート８１が接続されている。方向切換弁６３の第３ポートには、第４油路７３を介してタンクＴが接続されている。方向切換弁６３の第４ポートには、第２油路７１を介して油圧アクチュエータ６２の第１ポート８０が接続されている。

開閉バルブ６４は、第４油路７３に介装されており、第４油路７３を開閉することによって、右前輪側転舵機構８_ＦＲ（転舵軸２１）へのリングギア４４の回転力の伝達・遮断を行う。より具体的には、開閉バルブ６４は、第４油路７３を開く開弁状態と、第４油路７３を閉じる閉弁状態との間で制御される。開閉バルブ６４は、たとえば常時閉の電磁弁であってもよい。

開閉バルブ６４の開弁状態では、作動油の流路が解放されて、油圧ポンプ６１が駆動可能となる。これにより、リングギア４４が解放状態（回転自在）になるので、右前輪側転舵機構８_ＦＲ（転舵軸２１）へのリングギア４４の回転力の伝達が可能となると共に、車軸１８（右前輪３_ＦＲ）への右前輪駆動用アクチュエータ６_ＦＲの回転駆動力の伝達が遮断される。一方、開閉バルブ６４の閉弁状態では、作動油の流路が遮断されて、油圧ポンプ６１が固定される。これにより、リングギア４４が固定状態（回転不可）になるので、右前輪側転舵機構８_ＦＲ（転舵軸２１）へのリングギア４４の回転力の伝達が遮断されると共に、車軸１８（右前輪３_ＦＲ）への右前輪駆動用アクチュエータ６_ＦＲの回転駆動力の伝達が可能となる。

流量制御弁６５は、第２油路７１に介装されており、当該第２油路７１の流路を絞ることにより作動油の流量を制御する。圧力制御弁６６は、第１油路７０に並列に接続され、第１油路７０を流れる作動油の余剰分をタンクＴに流し込むことによって、油圧アクチュエータ６２に流れ込む作動油の圧力を制御する。
車両用操舵装置１において、開閉バルブ６４の閉弁状態（つまり、リングギア４４の固定状態）でモータシャフト３３が回転駆動されると、モータシャフト３３の回転力は、遊星歯車機構４１により増加されて出力軸４２に伝達される。出力軸４２に伝達された回転力は、さらに車軸１８に伝達される。これにより、右前輪３_ＦＲが回転駆動される。一方、車両２の停車状態またはほぼ停車状態において、開閉バルブ６４の開弁状態（つまり、リングギア４４の解放状態）でモータシャフト３３が回転駆動されると、リングギア４４が回転し、この回転力が油圧ポンプ６１に与えられる。

方向切換弁６３が正位置Ａに位置する場合、油圧ポンプ６１から方向切換弁６３に供給された作動油は、第２油路７１を介して油圧アクチュエータ６２の第１ポート８０に流れ込む。油圧アクチュエータ６２の第２ポート８１から第３油路７２に吐出された作動油は、方向切換弁６３を介してタンクＴに供給される。これにより、油圧アクチュエータ６２が正回転する。

一方、方向切換弁６３が中立位置Ｂに位置する場合、油圧ポンプ６１から方向切換弁６３に供給された作動油は、方向切換弁６３を介してタンクＴに流れ込む。したがって、作動油は、油圧アクチュエータ６２の第１ポート８０および第２ポート８１のいずれにも流れ込まない。つまり、油圧アクチュエータ６２は駆動しないので、右前輪側転舵機構８_ＦＲに転舵力は与えられない。

他方、方向切換弁６３が逆位置Ｃに位置する場合、油圧ポンプ６１から方向切換弁６３に供給された作動油は、第３油路７２を介して油圧アクチュエータ６２の第２ポート８１に流れ込む。油圧アクチュエータ６２の第１ポート８０から第２油路７１に吐出された作動油は、方向切換弁６３を介してタンクＴに供給される。これにより、油圧アクチュエータ６２が逆回転する。

前記油圧アクチュエータ６２の正・逆の回転力が、転舵力として右前輪側転舵機構８_ＦＲに与えられる。これにより、油圧アクチュエータ６２の正・逆の回転に対応する方向に右前輪３_ＦＲが転舵される。油圧アクチュエータ６２により右前輪側転舵機構８_ＦＲが駆動されない場合、つまり、方向切換弁６３が中立位置Ｂに位置する場合には、開閉バルブ６４が閉弁状態にされることが好ましい。これにより、油圧回路６０の駆動を停止できるので、右前輪駆動用アクチュエータ６_ＦＲの回転駆動力（エネルギー）が油圧回路６０で消費されるのを抑制できる。

本実施形態では、開閉バルブ６４を開閉することにより、リングギア４４を固定したり解放したりすることができる。リングギア４４の固定状態（つまり、開閉バルブ６４の閉弁状態）では、右前輪駆動用アクチュエータ６_ＦＲの回転駆動力を車軸１８（右前輪３_ＦＲ）に伝達できる。一方、リングギア４４の解放状態（つまり、開閉バルブ６４の開弁状態）では、右前輪駆動用アクチュエータ６_ＦＲの回転駆動力を右前輪側転舵機構８_ＦＲ（転舵軸２１）に伝達できる。

より具体的には、リングギア４４の解放状態で方向切換弁６３を正位置Ａまたは逆位置Ｃに位置させることによって、リングギア４４の回転力を、右前輪３_ＦＲを転舵するための転舵力として右前輪側転舵機構８_ＦＲ（転舵軸２１）に与えることが可能となる。つまり、右前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＲの転舵力に加えて、リングギア４４の回転力を転舵力として右前輪側転舵機構８_ＦＲ（転舵軸２１）に与えることが可能である。これにより、右前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＲに要求される出力を低減できる。その結果、右前輪駆動用アクチュエータ６_ＦＲの小型化を図ることができる。なお、リングギア４４の回転力のみによって右前輪３_ＦＲを転舵することも可能となる。

また、本実施形態では、油圧回路６０は、正位置Ａ、中立位置Ｂおよび逆位置Ｃの間で切り換え可能な方向切換弁６３を含む。これにより、油圧アクチュエータ６２の駆動方向を変更できると共に、油圧アクチュエータ６２を駆動または停止させることができる。
また、本実施形態では、油圧回路６０は、開閉バルブ６４を含む。したがって、リングギア４４の回転力を右前輪側転舵機構８_ＦＲ（転舵軸２１）に伝達しないときに、開閉バルブ６４を閉弁状態にすることにより、リングギア４４を固定して、油圧回路６０の駆動を停止できる。これにより、右前輪側転舵機構８_ＦＲ（転舵軸２１）が転舵しないときに、リングギア４４の回転力が作動油を介して右前輪側転舵機構８_ＦＲ（転舵軸２１）に伝達されるのを回避できるので、エネルギーの消費を抑制できる。

リングギア４４の回転力は、たとえば右前輪３_ＦＲの据え切り操舵時において転舵補助力として右前輪側転舵機構８_ＦＲ（転舵軸２１）に与えることができる。「据え切り操舵」とは、車両２の停車状態において右前輪３_ＦＲが操舵（転舵）されることをいう。以下、図１〜図３を参照しつつ、据え切り操舵時に転舵補助力が右前輪側転舵機構８_ＦＲ（転舵軸２１）に付与される例について説明する。

据え切り操舵が実行されているか否かは、車両２の停車状態で、ステアリングホイール１３が操舵されているか否かで判定される。より具体的には、たとえば車両２の停車状態において、操舵角センサ１４から出力されたステアリングホイール１３の操舵速度Ｖ_Ｓの絶対値｜Ｖ_Ｓ｜が、零よりも大きい所定の閾値Ｖ_ｔｈ以上（｜Ｖ_Ｓ｜≧Ｖ_ｔｈ＞０）であるか否かで判定される。車両２の停車状態で、操舵速度Ｖ_Ｓの絶対値｜Ｖ_Ｓ｜が閾値Ｖ_ｔｈ以上（｜Ｖ_Ｓ｜≧Ｖ_ｔｈ）であると判定されると、「据え切り操舵」が実行されていると判定されて、転舵補助力が右前輪側転舵機構８_ＦＲに与えられる。なお、据え切り操舵が実行されているか否かは、図示しないトルクセンサから出力された操舵トルクＴ_Ｓの絶対値｜Ｔ_Ｓ｜が、零よりも大きい所定の閾値Ｔ_ｔｈ以上（｜Ｔ_Ｓ｜≧Ｔ_ｔｈ＞０）であるか否かで判定されてもよい。

右前輪側転舵機構８_ＦＲ（転舵軸２１）に転舵補助力を付与するに当たり、油圧回路６０において開閉バルブ６４が開弁状態にされる。次いで、右前輪３_ＦＲを転舵させる方向に、右前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＲが駆動されると共に、右前輪駆動用アクチュエータ６_ＦＲおよび方向切換弁６３が駆動される。つまり、右前輪駆動用アクチュエータ６_ＦＲおよび方向切換弁６３は、転舵補助力を増大させる方向に駆動される。これにより、右前輪３_ＦＲの据え切り操舵時に、作動油を介してリングギア４４の回転力が転舵補助力として右前輪側転舵機構８_ＦＲ（転舵軸２１）に与えられる。

また、リングギア４４の回転力を転舵補助力として右前輪側転舵機構８_ＦＲ（転舵軸２１）に付与することにより、車両２の制動中に発生する右前輪３_ＦＲのトルクステアを低減することもできる。つまり、リングギア４４の回転力を利用して右前輪３_ＦＲのトルクステア補償を実行できる。「トルクステア」とは、右前輪３_ＦＲにおいて発生する操舵力により右前輪３_ＦＲ側からステアリングホイール１３が転舵される現象のことをいう。以下、図１〜図３を参照しつつ、車両２の制動中におけるトルクステア補償の例について説明する。

車両２が制動状態であるか否かは、車両２に搭載された車速センサや加速度センサ等（図示略）から判定されてもよい。車両２が制動状態であると判定されると、トルクステア補償が実行される。トルクステア補償を実行するに当たり、まず、油圧回路６０において開閉バルブ６４が開弁状態にされる。次いで、トルクステアを低減させる方向に、右前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＲが駆動されると共に、右前輪駆動用アクチュエータ６_ＦＲおよび方向切換弁６３が駆動される。これにより、作動油を介してリングギア４４の回転力が転舵補助力として右前輪側転舵機構８_ＦＲ（転舵軸２１）に与えられて、右前輪３_ＦＲのトルクステア補償が実行される。

とりわけ、右前輪３_ＦＲの据え切り操舵時や、右前輪３_ＦＲのトルクステア補償時には、右前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＲにおいて比較的大きな出力が要求される。しかし、前述のように、右前輪側転舵機構８_ＦＲ（転舵軸２１）に右前輪駆動用アクチュエータ６_ＦＲによる転舵補助力が与えられるから、比較的低出力でかつ小型の右前輪駆動用アクチュエータ６_ＦＲを用いることができる。

図４は、本発明の第２実施形態に係る車両用操舵装置９１を図解的に示す断面図である。図４において、前述の図１〜図３に示された部分に対応する部分については同一の参照符号を付して、説明を省略する。
前述の車両用操舵装置１では、油圧アクチュエータ６２の出力軸７９の正・逆の回転力が、出力伝達機構８２を介して右前輪側転舵機構８_ＦＲ（転舵軸２１）に与えられる。本実施形態では、右前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＲの出力軸と油圧アクチュエータ６２の出力軸とを同軸に連結することにより、右前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＲおよび油圧アクチュエータ６２の各回転力が右前輪側転舵機構８_ＦＲに伝達するようにしている。

より具体的には、油圧アクチュエータ６２は、ハウジング６２Ａと出力軸９２とを含み、車輪支持体２２上に上向きに配置されている。油圧アクチュエータ６２のハウジング６２Ａは、車輪支持体２２の連結部２４に固定されている。右前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＲは、ハウジング９Ａと出力軸９３とを含み、油圧アクチュエータ６２上に上向きに配置されている。右前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＲのハウジング９Ａは、油圧アクチュエータ６２のハウジング６２Ａに固定されている。

油圧アクチュエータ６２の出力軸９２は、右前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＲの出力軸９３と一体を成している。右前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＲの出力軸９３は、ユニバーサルジョイント２０Ａを介してアッパアーム１５の車外側の端部１５ａに回転不能に連結されている。このように、右前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＲおよび油圧アクチュエータ６２は、出力軸９２と出力軸９３とが一体となった共通の出力軸９４を有している。

右前輪側転舵機構８_ＦＲは、前述の実施形態と異なり転舵軸２１を含まない。右前輪側転舵機構８_ＦＲの連結部２５は、本実施形態では、ボールジョイントを兼ねるユニバーサルジョイント２０Ｂを介してロアアーム１６に連結されている。つまり、ユニバーサルジョイント２０Ａ，２０Ｂは、車輪支持体２２を出力軸９４の軸方向に沿って上下移動可能に支持している。

右前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＲが駆動されると、ハウジング９Ａが車輪支持体２２および油圧アクチュエータ６２と一体的に、出力軸９４を回動中心とする回動軸線Ｌ回りに回動する。一方、油圧アクチュエータ６２が駆動されると、ハウジング６２Ａが車輪支持体２２および右前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＲと一体的に、出力軸９４を回動中心とする回動軸線Ｌ回りに回動する。

つまり、車輪支持体２２は、右前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＲの駆動および／または油圧アクチュエータ６２の駆動により、出力軸９４を回動中心とする回動軸線Ｌ回りに回動する。これにより、右前輪３_ＦＲが転舵される。このような構成によっても、前述の実施形態において述べた効果と同様の効果を奏することができる。なお、右前輪側転舵アクチュエータ９_ＦＲと油圧アクチュエータ６２との配置を逆にしてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はさらに他の形態で実施することもできる。
たとえば、前述の実施形態では、右前輪３_ＦＲ側および左前輪３_ＦＬ側において転舵補助力が得られる構成が採用された例について説明した。しかし、右後輪３_ＲＲ側および左後輪３_ＲＬ側においても、右前輪３_ＦＲ側および左前輪３_ＦＬ側の各構成と同様の構成が採用されて、転舵補助力が得られる構成としてもよい。

また、前述の実施形態では、油圧回路６０がリングギア４４に接続された例について説明した。しかし、油圧ポンプ６１がキャリア４５（遊星ギア４６）に接続された構成を採用してもよい。より具体的には、前述の実施形態では、リングギア４４の固定状態でキャリア４５が出力要素となり、リングギア４４の解放状態でキャリア４５が固定要素となる例について説明したが、これらリングギア４４およびキャリア４５の関係を逆にすればよい。つまり、キャリア４５の固定状態でリングギア４４が出力要素となり、キャリア４５の解放状態でリングギア４４が固定要素となる構成にすればよい。そして、リングギア４４を出力軸４２に連結し、油圧ポンプ６１をキャリア４５（遊星ギア４６）に接続すればよい。この場合、前述の伝達機構４７は、出力軸４２を含む。

また、前述の実施形態では、油圧回路６０が開閉バルブ６４を含む例について説明した。しかし、油圧回路６０は、開閉バルブ６４に代えて、第４油路７３の流路を絞ることにより、当該第４油路７３を流れる作動油の流量を制御する流量制御弁を含んでいてもよい。
また、前述の実施形態では、開閉バルブ６４によりリングギア４４を固定または解放する例について説明した。しかし、リングギア４４の固定または解放は、リングギア４４に直接接することにより、当該リングギア４４の回転を規制する規制部材等により実行してもよい。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１…車両用操舵装置、３_ＦＬ，３_ＦＲ，３_ＲＬ，３_ＲＲ…車輪、６_ＦＬ，６_ＦＲ，６_ＲＬ，６_ＲＲ…車輪駆動用アクチュエータ、８_ＦＬ，８_ＦＲ…転舵機構、９_ＦＬ，９_ＦＲ…転舵アクチュエータ、３３…モータシャフト（回転軸）、４１…遊星歯車機構、４３…サンギア、４４…リングギア、４６…遊星ギア、４７…伝達機構、６０…油圧回路、６１…油圧ポンプ、６２…油圧アクチュエータ、６３…方向切換弁（方向切換手段）、６４…開閉バルブ（第２ギア固定・解除手段）、Ａ…正位置（駆動位置）、Ｂ…中立位置、Ｃ…逆位置（駆動位置）

Claims (3)

1. 車輪と、前記車輪に回転駆動力を付与するための車輪駆動用アクチュエータと、前記車輪を転舵するための転舵機構と、前記車輪を転舵するための転舵力を前記転舵機構に付与する転舵アクチュエータとを含む車両用操舵装置であって、
   前記車輪駆動用アクチュエータにより回転駆動されるサンギアと、前記サンギアの周囲に回転自在に配置されたリングギアと、前記サンギアと前記リングギアとの間に配置された遊星ギアとを含む遊星歯車機構と、
   前記リングギアまたは前記遊星ギアのいずれか一方のギアを第１ギアとし、他の方のギアを第２ギアとすると、前記第１ギアの回転力を前記車輪に伝達する伝達機構と、
   前記第２ギアに接続され、作動油を介して前記第２ギアの回転力を転舵力として前記転舵機構に伝達するための油圧回路と、
   前記第２ギアを固定して、前記車輪駆動用アクチュエータの回転力を前記車輪に伝達させ、前記第２ギアの固定を解除して、前記第２ギアの回転力を前記油圧回路に伝達させる第２ギア固定・解除手段とを含む、車両用操舵装置。
2. 前記油圧回路は、
   前記第２ギアの回転に伴って一体的に駆動される油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプから供給された作動油により駆動され、前記転舵機構に転舵力を与える油圧アクチュエータと、
   前記油圧アクチュエータに所定方向の駆動力を与える駆動位置と、前記油圧アクチュエータに駆動力を与えない中立位置との間で作動油の流れる方向を切り換える方向切換手段を含む、請求項１に記載の車両用操舵装置。
3. 前記第２ギア固定・解除手段は、前記油圧ポンプからの作動油の供給を禁止する開閉手段を含む、請求項２に記載の車両用操舵装置。

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