JP2019171906A - Steering system and vehicle provided with same - Google Patents
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Abstract
Description
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等を図ることができる技術に関する。 The present invention relates to a steering system and a vehicle including the steering system, and relates to a technique capable of improving steering stability and safety during turning of the vehicle.
車輪と路面の摩擦係数を推定する技術が種々提案されている(特許文献1〜3)。
(1).特許文献1
特許文献1では、ハンドル操作に対する反撥力を検出する検出手段と、ハンドル舵角を検出する舵角検出手段とを備え、この舵角検出手段の検出したハンドル舵角情報と前記検出手段の検出した反撥力情報によって摩擦係数を推定している。
Various techniques for estimating a friction coefficient between a wheel and a road surface have been proposed (
(1).
In
(2).特許文献2
特許文献2では、ハンドルとタイヤ間に配設されたハンドル操作に対する反撥力を検出するトルク検出手段と、車両重量を検出する重量検出手段とを備え、この重量検出手段の検出した車両重量と前記トルク検出手段の検出した反撥力情報に従って摩擦係数を推定しいる。
(2).
In
(3).特許文献3
特許文献3では、ハンドル舵角を検出する舵角検出手段と、車両の速度を検出する車速検出手段と、ハンドルとタイヤ間に配設されたハンドル操作に対する反撥力を検出する検出手段とを備え、この検出手段の検出した反撥力情報と前記車速検出手段の検出した車速に従って摩擦係数を推定している。
(3).
In
(4).特許文献4
ところで、ドライバの意思を車両の挙動に反映するだけでなく、車両姿勢の安定感および乗り心地が一層向上するように車両の挙動を制御するために、前輪が操舵される車両の挙動を制御する車両用挙動制御装置が提案されている(特許文献4)。この装置は、ステアリングホイールの回転を前輪に伝達する操舵装置であって、ステアリングホイール側機構と、またこれと機械的に分離されているステアリングホイールで前輪を操舵する車輪側機構と、を備える操舵装置と、ステアリングホイール側機構に設けられ、ステアリングホイールの回転操舵角を検出する第1舵角センサと、車輪側機構に設けられ、前輪の操舵に対応する操舵角を検出する第2舵角センサと、を備える。この車両用挙動制御装置では、第1舵角センサの出力と第2舵角センサの出力とから操舵速度を算出し、車両において生じた操舵が、ドライバが意思をもって行ったステアリング操作に対応する操舵であるか、あるいは外乱による前輪の操舵に対応する操舵であるかを、上記第1及び第2舵角センサの出力に基づいて判断して、この判断結果に基づいて操舵速度を決定する。
(4).
By the way, not only the driver's intention is reflected in the behavior of the vehicle, but also the behavior of the vehicle in which the front wheels are steered is controlled in order to control the behavior of the vehicle so as to further improve the stability and riding comfort of the vehicle posture. A vehicle behavior control device has been proposed (Patent Document 4). This device is a steering device that transmits rotation of a steering wheel to a front wheel, and includes a steering wheel side mechanism and a wheel side mechanism that steers the front wheel with a steering wheel mechanically separated from the steering wheel side mechanism. Device, a first steering angle sensor that is provided in the steering wheel side mechanism and detects the rotational steering angle of the steering wheel, and a second steering angle sensor that is provided in the wheel side mechanism and detects the steering angle corresponding to the steering of the front wheels And comprising. In this vehicle behavior control device, the steering speed is calculated from the output of the first steering angle sensor and the output of the second steering angle sensor, and the steering generated in the vehicle corresponds to the steering operation that the driver intentionally performed. Is determined based on the output of the first and second steering angle sensors, and the steering speed is determined based on the determination result.
(5).特許文献5
特許文献5では、1つのホイール内において、モータを2個使って、車輪の角度を自由に変更し、トー角とキャンバー角を調整する。
(5).
In
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、左右両輪は同方向に同時に動くため、特許文献1〜3のようにハンドル操作によって摩擦係数を推測する場合、例えば、雪道などで片輪側路面が凍っていたとしても左右輪毎の摩擦係数を別々に把握すること、さらにはそれぞれの車輪を摩擦係数に合わせて別々の角度で操舵することはできない。
In a vehicle in which wheels and a steering device are mechanically connected, both the left and right wheels move simultaneously in the same direction. Therefore, when the friction coefficient is estimated by operating the steering wheel as in
また、電動パワーステアリングのモータなどを用いて車輪を自動に操舵させ、同様に摩擦係数を推定する場合も考えられる。しかし、車輪と機械的に連結されたステアリング装置によって左右輪が同時に同方向に操舵されることから、運転者側のハンドルにもトルクが伝達され、運転者が違和感を覚える場合がある。 It is also conceivable that the wheel is automatically steered using an electric power steering motor or the like to similarly estimate the friction coefficient. However, since the left and right wheels are simultaneously steered in the same direction by the steering device mechanically connected to the wheels, torque may be transmitted to the steering wheel on the driver side, and the driver may feel uncomfortable.
また、特許文献4のようにステアバイワイヤシステムを用いた場合には、車輪の反力がハンドルへ伝達されることはないが、電源に異常が発生した場合などの安全性に課題がある。
従来の補助的な操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。
Further, when the steer-by-wire system is used as in
A conventional mechanism having an auxiliary steering function has a complicated structure because it aims to freely change a toe angle or a camber angle of a wheel in a vehicle.
特許文献5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に、複雑で大きな構造になる。
In
この発明の目的は、簡単な構造で、運転者に違和感を与えることなく、車両の走行の安定性と安全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。 An object of the present invention is to provide a steering system and a vehicle equipped with the steering system that can improve the stability and safety of traveling of the vehicle with a simple structure and without giving the driver a sense of incongruity. .
この発明のステアリングシステム101は、車両100のタイヤハウジング105内に設けられた操舵用アクチュエータ5の駆動により左右の車輪9,9を個別に操舵させるステアリング装置150を備えた車両のステアリングシステムにおいて、
前記ステアリング装置150は、前記左右の車輪9,9の前記操舵用アクチュエータ5,5を左右個別に制御する制御部150bを備え、この制御部150bは、前記左右の車輪9,9が対称にトーインまたはトーアウトに操舵するように左右の前記操舵用アクチュエータ5,5を制御するトー角制御手段38と、このトー角制御手段38により左右の前記操舵用アクチュエータ5,5を制御するとき、定められた規則に従って前記左右の車輪9,9と路面の摩擦係数をそれぞれ個別に推定する摩擦係数推定手段39と、を有する。
前記定められた規則は、設計等によって任意に定める規則であって、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規則を求めて定められる。
A
The
The predetermined rule is a rule arbitrarily determined by design or the like, and is determined by seeking an appropriate rule by, for example, one or both of testing and simulation.
この構成によると、ステアリング装置150の制御部150bは、タイヤハウジング105内にそれぞれ設けられた左右の操舵用アクチュエータ5,5を個別に制御することで、左右の車輪9,9を個別に操舵させる。この制御部150bのトー角制御手段38は、車両100の走行中または停車中に、左右の車輪9,9が対称にトーインまたはトーアウトに操舵するように左右の前記操舵用アクチュエータ5,5を制御する。
According to this configuration, the
トー角制御手段38により左右の操舵用アクチュエータ5,5を制御するとき、制御部150bにおける摩擦係数推定手段39は、トーインまたはトーアウト状態に微小に左右の車輪角度を変更させたときにそれぞれの操舵用アクチュエータ5,5に負荷される例えば電流値等によって、左右の車輪9,9と路面の摩擦係数をそれぞれ個別に推定することができる。前記電流値と摩擦係数の関係を予め試験等によりマップ等の関係設定手段に記憶しておき、摩擦係数推定手段39は、検出される各電流値を前記関係設定手段に照合することで左右の車輪9,9と路面の摩擦係数をそれぞれ個別に推定し得る。
When the left and
このとき、左右両方の車輪9,9を左右に同方向に操舵するのではなく、自動的に反力を打ち消す方向であるトーインまたはトーアウトに操舵することで、車両100の進行方向への影響は無いため、運転者に違和感を与えることなく、路面との摩擦係数を左右輪9,9それぞれ別に推定することができる。制御部150bは、例えば、この路面の摩擦係数、車速、操舵角(ステアリング角度)などの情報に基づいて、それぞれの車輪9,9の操舵角度を決定し、適切な角度に調整し得る。この構成により、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、各車輪9のトー角を自由に調整することができる。
At this time, instead of steering the left and
前記制御部150bは、前記推定した摩擦係数に基づいて、前記左右の車輪9,9のいずれか一方または両方の操舵角を補正するように前記操舵用アクチュエータ5を制御してもよい。この場合、左右輪9,9で摩擦係数が異なる凍結路などでも安全で安定して走行を可能とする。
The
前記車両100の前輪9,9を操舵させる第1のステアリング装置11と、
前記操舵用アクチュエータ5および前記制御部150bを含む前記ステアリング装置である第2のステアリング装置150と、
車速および操舵角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、前記車両情報に基づいて、前記左右の車輪9,9の前記操舵用アクチュエータ5,5を左右個別に制御するものであってもよい。
A
A
A vehicle
The
この構成によると、第1のステアリング装置11は、例えば、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操舵させる。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。
第2のステアリング装置150は、タイヤハウジング105内に設けられた操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を個別に操舵させる。この第2のステアリング装置150の制御部150bは、車両情報検出部110から得られた車速および操舵角から、左右の車輪9,9の操舵用アクチュエータ5を左右個別に制御することで、例えば、車両100の高速直進時の走行安定性を向上させることができ、車両100の低速旋回時に車両100の小回り性能を向上させることができる。
According to this configuration, for example, the
The
前記第2のステアリング装置150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操舵用アクチュエータ5と、を備えるものであってもよい。
The
A
A
The
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、操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、車輪毎に独立して操舵が行え、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、左右の操舵輪の操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。
According to this configuration, the
Further, during turning, the difference in steering angle between the left and
前記第2のステアリング装置150の前記制御部150bは、与えられた操舵角指令信号に応じた電流指令信号を出力する補助操舵制御部151と、この補助操舵制御部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操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とを有するものであってもよい。
この構成によると、補助操舵制御部151は、与えられた操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、補助操舵制御部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操舵用アクチュエータ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操舵に付加して車輪角度を任意に変更することができる。
The
According to this configuration, the auxiliary
前記操舵用アクチュエータ5は、前記車輪9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9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。
The
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。
A
この発明のステアリングシステムは、車両のタイヤハウジング内に設けられた操舵用アクチュエータの駆動により左右の車輪を個別に操舵させるステアリング装置を備えた車両のステアリングシステムにおいて、前記ステアリング装置は、前記左右の車輪の前記操舵用アクチュエータを左右個別に制御する制御部を備え、この制御部は、前記左右の車輪が対称にトーインまたはトーアウトに操舵するように左右の前記操舵用アクチュエータを制御するトー角制御手段と、このトー角制御手段により左右の前記操舵用アクチュエータを制御するとき、定められた規則に従って前記左右の車輪と路面の摩擦係数をそれぞれ個別に推定する摩擦係数推定手段と、を有する。このため、簡単な構造で、運転者に違和感を与えることなく、車両の走行の安定性と安全性の向上を図ることができる。 The steering system according to the present invention is a vehicle steering system including a steering device for individually steering left and right wheels by driving a steering actuator provided in a tire housing of the vehicle, wherein the steering device includes the left and right wheels. And a toe angle control means for controlling the left and right steering actuators such that the left and right wheels are steered symmetrically to toe-in or toe-out. In addition, when the left and right steering actuators are controlled by the toe angle control means, there are provided friction coefficient estimation means for individually estimating the friction coefficients of the left and right wheels and the road surface according to a predetermined rule. For this reason, it is possible to improve the stability and safety of traveling of the vehicle with a simple structure without causing the driver to feel uncomfortable.
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、簡単な構造で、運転者に違和感を与えることなく、車両の走行の安定性と安全性の向上を図ることができる。 Since the vehicle according to the present invention includes the steering system having the above-described configuration according to the present invention, it is possible to improve the running stability and safety of the vehicle with a simple structure without causing the driver to feel uncomfortable. it can.
[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12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。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a conceptual configuration of a
このステアリングシステム101は、車両100の操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、左右の車輪9,9を個別に操舵させるステアリング装置である第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の操舵輪となる左右の車輪9,9を操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。
The
The
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操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、補助操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内に設けられて操舵用アクチュエータ5(図2)の駆動により車輪9を個別に操舵させる。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。
The
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(操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。
In other words, the
The left and
By driving auxiliary steering actuators (steering actuators 5 (FIG. 2)) provided for the left and
A vehicle
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。
The vehicle
The
<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を連動して操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を連動して操舵することが可能である。
<Configuration of
The
<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を独立して操舵可能である。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内に設けられた操舵用アクチュエータ5(図2)により車輪9,9の操舵を行う。
<Schematic configuration of
As shown in FIGS. 1 and 9, the
<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に示す操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、操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。
<Specific Configuration Example of
The
As shown in FIG. 2, the
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、操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。
As shown in FIG. 5, the actuator
As shown in FIGS. 3 and 4, the hub unit
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、主な操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。
As shown in FIG. 2, the
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の操舵に付加して左右輪個別に微小な角度(約±5deg)を操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。
As shown in FIG. 1, the hub unit 1 (FIG. 2) of this embodiment is added to the steering of the left and
<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、後述の操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。
<About
As shown in FIG. 2, the hub unit
As shown in FIG. 8, the hub bearing 15 includes an
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。
In the illustrated example, the hub bearing 15 is an angular ball bearing in which the
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、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。
As shown in FIG. 8, the
As shown in FIG. 3, the
<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。
<About rotation-supporting support parts and unit support members>
As shown in FIG. 8, each rotation-allowing
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。
The
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。
As shown in FIGS. 7 and 8, partial concave spherical fitting hole forming portions 3Aa are formed in the upper and lower portions of the outboard side end of the unit support member
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。
As shown in FIG. 8, each mounting
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に操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、操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、操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、つまり操舵させられる。
As shown in FIG. 3, the
<操舵用アクチュエータ5について>
図4に示すように、操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。
<About the
As shown in FIG. 4, the
As shown in FIG. 3, the
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。
As the
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。
As the
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。
The
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。
As shown in FIG. 4, the unit support member
<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。
<Configuration of Vehicle
As shown in FIG. 9, vehicle
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。
The vehicle
The steering
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により操舵される各車輪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。
The vehicle
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。ブレーキペダルセンサ117は、運転者によるブレーキペダル220への入力を検出し、検出した値をブレーキ指令値としてECU130へ出力する。ECU130は、操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。
The actual yaw
The actual lateral
<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、補助操舵制御部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操舵可能である。
<
The
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。
In the
The
制御部150bにおける補助操舵制御部151は、トー角制御手段38と、摩擦係数推定手段39とを有する。トー角制御手段38は、前輪となる左右の車輪9,9(図1)が左右対称にトーインまたはトーアウトに操舵するように各操舵用アクチュエータ5(図2)を制御する。摩擦係数推定手段39は、トー角制御手段38により左右の操舵用アクチュエータ5,5(図2)を制御するとき、定められた規則に従って左右の車輪9,9(図1)と路面の摩擦係数をそれぞれ個別に推定する。この実施形態では、車両の走行中に車速が定められた車速以上になったとき、トー角制御手段38によるトー角制御、および摩擦係数推定手段39による摩擦係数の推定を行っているが、車両停止中に例えば所定時間おきにこれらトー角制御および摩擦係数の推定を行ってもよい。
The auxiliary
トー角制御手段38により左右の操舵用アクチュエータを制御するとき、摩擦係数推定手段39は、トーインまたはトーアウト状態に微小に左右の車輪角度を変更させたときにそれぞれの操舵用アクチュエータに負荷される例えば電流値によって、前輪である左右の車輪9,9(図1)と路面の摩擦係数をそれぞれ個別に推定し得る。例えば、電流値が高い場合は路面の摩擦係数が高く、逆に電流値が低ければ路面の摩擦係数が低い。前記電流値と摩擦係数の関係を予め試験等によりマップ等の関係設定手段に記憶しておき、摩擦係数推定手段39は、検出される各電流値を前記関係設定手段に照合することで左右の車輪と路面の摩擦係数をそれぞれ個別に推定し得る。各電流値はそれぞれモータ26,26に流れるモータ電流を検出する図示外の電流センサ等により検出可能である。
When the left and right steering actuators are controlled by the toe angle control means 38, the friction coefficient estimation means 39 is loaded on each steering actuator when the left and right wheel angles are slightly changed in the toe-in or toe-out state, for example. Depending on the current value, the left and
図10は、摩擦係数を推定する処理を段階的に示すフローチャートである。図1,図2,図9も適宜参照しつつ説明する。
車両100の走行中に車速Vが所定の車速V0以上になったとき(ステップS1:YES)、操舵機能付ハブユニット1によって摩擦係数推定操作を開始する(ステップS2)。なお車速Vが所定の車速V0未満のとき(ステップS1:NO)、ステップS1に戻る。車速V0は、設計等によって任意に定める車速であって、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車速を求めて定められる。
FIG. 10 is a flowchart showing the process of estimating the friction coefficient step by step. The description will be made with reference to FIGS. 1, 2 and 9 as appropriate.
When the vehicle speed V becomes equal to or higher than the predetermined vehicle speed V0 while the
次に、トー角制御手段38は、前輪である左右の車輪9,9を操舵機能付ハブユニット1,1によって微小角度分だけ左右対称にトーインまたはトーアウト(図1の点線で表す車輪9,9はトーインの状態を表す)に操舵させる(ステップS3)。次に、トー角制御手段38が指定の操舵角度まで操舵したことを確認すると(ステップS4:YES)、ステップS5に移行する。トー角制御手段38は、例えば、検出されるセンサー値がそれぞれ閾値以上となったとき、指定の操舵角度まで操舵したと判定する。指定の操舵角度まで操舵していないとき、(ステップS4:NO)、ステップS1に戻る。
Next, the toe angle control means 38 toe-in or toe-out the left and
摩擦係数推定手段39は、操舵作動時のモータ電流の最大値を左右それぞれで演算し(ステップS5)、この電流値の大きさによって、左右の車輪と路面の摩擦係数をそれぞれ個別に推定する(ステップS6)。制御部150bは、この摩擦係数の大きさによって、修正操舵する操舵機能付ハブユニット1,1のゲインGを決定する(ステップS7)。摩擦係数の大きさとゲインGとの関係は試験等によりマップ等に定められている。前述の左右の車輪9,9における、微小角度のトーインまたはトーアウトの操舵動作は、車輪9,9からの反力が互いに打ち消し合い、また、微小な角度の動作であることから、運転者には違和感を与えることなく自動的に実施することができる。
The friction coefficient estimating means 39 calculates the maximum value of the motor current at the time of steering operation on the left and right sides (step S5), and estimates the friction coefficient between the left and right wheels and the road surface individually according to the magnitude of this current value ( Step S6). The
その後、ハンドル200からの操作確認がある、つまり操舵角検出部112からECU130を介して制御部150bにハンドル角が出力される旋回走行時に(ステップS8:YES)、制御部150bは、各操舵用アクチュエータの補正操舵量(つまり各モータ26に流す電流)θAを演算した後(ステップS9)、この補正操舵量θAとゲインGの積の値(ステップS10)で操舵機能付ハブユニット1,1の各操舵用アクチュエータを駆動する(ステップS11)。その後本処理を終了する。ハンドル200からの操作確認がなければ(ステップs8:NO)、ステップS1に戻る。
Thereafter, when there is an operation confirmation from the
補助操舵制御部151は、図10等に示す制御に加えて以下の図11に示すように左右の車輪を独立して操舵する制御を行う。この図11に示す制御と図10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11に示すように、補助操舵制御部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。
In addition to the control shown in FIG. 10 and the like, the auxiliary
As shown in FIG. 11, the auxiliary
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)が操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。
The right wheel tire
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。
The reference lateral
図12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11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12)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。
FIG. 12 is a diagram showing a map for calculating the road surface friction coefficient, and this map is stored in the right wheel road surface friction
The right wheel road surface friction
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。
The target yaw
When the right wheel road surface friction coefficient information and the left wheel road surface friction coefficient information are input from the right wheel road surface friction
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。
When the corrected left and right wheel tire
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。
In equation (1), θ y is the actual vehicle yaw rate amount represented by the actual yaw rate information, X A is the accelerator command value, X B is the brake command value, μ R is the right wheel road surface friction coefficient, and μ L is the left wheel. the road surface friction coefficient, θ tR1 the target tire angle of the right wheel, θ tL1 is the target tire angle of the left wheel.
The target left and right wheel tire
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)のそれぞれを操舵させる量を表す右輪操舵量情報および左輪操舵量情報を生成する。右輪指令値計算部160は、生成した右輪操舵量情報(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、生成した左輪操舵量情報(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。
When the target wheel angle information is input, the right wheel command
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、前記右輪操舵量情報および前記左輪操舵量情報に基づいて、各操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11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から右輪操舵量情報および左輪操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の操舵角を表す各モータ26の位置情報を取得し、右輪操舵量情報および左輪操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。
Each actuator
Specifically, as shown in FIGS. 9 and 11, each actuator
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、補助操舵制御部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操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操舵に付加して、車輪を微小に角度変化することができる。直線走行時にも、車速に応じてトー角の量を調整し得る。
That is, as shown in FIG. 4, each actuator
<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、トー角制御手段38により左右の操舵用アクチュエータ5,5を制御するとき、制御部150bにおける摩擦係数推定手段39は、トーインまたはトーアウト状態に微小に左右の車輪角度を変更させたときにそれぞれの操舵用アクチュエータ5に負荷される例えば電流値等によって、左右の車輪9,9と路面の摩擦係数をそれぞれ個別に推定することができる。このとき、左右両方の車輪を左右に同方向に操舵するのではなく、自動的に反力を打ち消す方向であるトーインまたはトーアウトに操舵することで、車両の進行方向への影響は無いため、運転者に違和感を与えることなく、路面との摩擦係数を左右輪それぞれ別に推定することができる。制御部は、例えば、この路面の摩擦係数、車速、操舵角(ステアリング角度)などの情報に基づいて、それぞれの車輪の操舵角度を決定し、適切な角度に調整し得る。この構成により、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、各車輪のトー角を自由に調整することができる。
<Effect>
According to the
制御部150bは、推定した摩擦係数に基づいて、左右の車輪9,9のいずれか一方または両方の操舵角を補正するように操舵用アクチュエータ5を制御するため、左右輪で摩擦係数が異なる凍結路などでも安全で安定して走行を可能とする。
Since the
また、操舵用アクチュエータ5は、車輪9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、且つハブユニット1の最大操舵角は修正動作に必要な微小な角度(約±5deg)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)の電源に異常が生じた場合、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、各ハブユニット1,1の操舵角は固定され、運転者は安全にハンドル200を使って、路肩など安全な場所に車両100を移動させることができる。したがって、ステアリングシステムの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。
このステアリングシステムによって、左右輪で摩擦係数が異なる凍結路などでも簡易的で安全な走行が可能となる。
Further, the
This steering system enables simple and safe driving on frozen roads and the like with different friction coefficients between the left and right wheels.
<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。
<About other embodiments>
In the following description, the same reference numerals are given to portions corresponding to the matters described in advance in the respective embodiments, and overlapping descriptions are omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described in advance unless otherwise specified. The same effect is obtained from the same configuration. Not only the combination of the parts specifically described in each embodiment, but also the embodiments can be partially combined as long as the combination does not hinder.
[第2の実施形態]
図13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を操舵する点で、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の操舵を行い、第2のステアリング装置150が車両100の左右の後輪9,9の操舵を行う。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。
[Second Embodiment]
As shown in FIG. 13, the
[第3の実施形態]
図14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の操舵を行い、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の操舵を行う。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。
[Third Embodiment]
As shown in FIG. 14, the
One
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輪を独立して操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。
According to this
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。
Further, as a vehicle including a steering system according to another embodiment, the left and right wheels are each provided with a second steering device that can be steered independently, and each wheel is independently driven by a steering actuator. These steering devices may be, for example, steer-by-wire types that are not mechanically coupled to the steering command device. In each of the embodiments described above, the steering command device is the
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。
The automatic
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。 As mentioned above, although the form for implementing this invention based on embodiment was demonstrated, embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
2…ハブユニット本体、3…ユニット支持部材、5…操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、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、38…トー角制御手段、39…摩擦係数推定手段、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、150b…制御部、151…補助操舵制御部、
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記ステアリング装置は、前記左右の車輪の前記操舵用アクチュエータを左右個別に制御する制御部を備え、この制御部は、前記左右の車輪が対称にトーインまたはトーアウトに操舵するように左右の前記操舵用アクチュエータを制御するトー角制御手段と、このトー角制御手段により左右の前記操舵用アクチュエータを制御するとき、定められた規則に従って前記左右の車輪と路面の摩擦係数をそれぞれ個別に推定する摩擦係数推定手段と、を有するステアリングシステム。 In a vehicle steering system including a steering device that individually steers left and right wheels by driving a steering actuator provided in a tire housing of the vehicle,
The steering device includes a control unit that individually controls the left and right steering actuators for the left and right wheels, and the control unit controls the left and right steering units so that the left and right wheels are steered symmetrically in toe-in or toe-out. Toe angle control means for controlling the actuator, and friction coefficient estimation for individually estimating the friction coefficients of the left and right wheels and the road surface according to a predetermined rule when the left and right steering actuators are controlled by the toe angle control means And a steering system.
前記車両の前輪を操舵させる第1のステアリング装置と、
前記操舵用アクチュエータおよび前記制御部を含む前記ステアリング装置である第2のステアリング装置と、
車速および操舵角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、前記車両情報に基づいて、前記左右の車輪の前記操舵用アクチュエータを左右個別に制御するステアリングシステム。 The steering system according to claim 1 or 2,
A first steering device for steering the front wheels of the vehicle;
A second steering device which is the steering device including the steering actuator and the control unit;
A vehicle information detection unit that detects vehicle information including a vehicle speed and a steering angle,
The control unit is a steering system that individually controls the left and right steering actuators of the left and right wheels based on the vehicle information.
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操舵用アクチュエータと、を備えるステアリングシステム。 The steering system according to claim 3, wherein the second steering device is
A hub unit body having a hub bearing for supporting the wheel;
A unit support member provided on a suspension frame part of the suspension device and rotatably supporting the hub unit body about a turning axis extending in the vertical direction;
A steering system comprising: the steering actuator that rotates the hub unit body about the turning axis.
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