WO2019189104A1 - ステアリングシステムおよびこれを備えた車両 - Google Patents

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WO2019189104A1
WO2019189104A1 PCT/JP2019/012729 JP2019012729W WO2019189104A1 WO 2019189104 A1 WO2019189104 A1 WO 2019189104A1 JP 2019012729 W JP2019012729 W JP 2019012729W WO 2019189104 A1 WO2019189104 A1 WO 2019189104A1
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WO
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steering
vehicle
angle
unit
wheel
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PCT/JP2019/012729
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English (en)
French (fr)
Inventor
佑介 大畑
教雄 石原
聡 宇都宮
大場　浩量
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Ntn株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/08—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in a single plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle
    • B62D7/09—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in a single plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering

Definitions

  • the present invention relates to a steering system and a vehicle equipped with the same, and relates to a technique for improving the stability and safety of traveling of the vehicle.
  • Patent Document 1 When the driver grips the steering wheel and steers, the steering torque is made to follow the target steering torque by using the power steering motor, thereby realizing smooth steering and releasing the steering wheel.
  • a steering control device is disclosed that can return the steering to a neutral point at an appropriate speed and can achieve both good steering feeling during steering and release. Even when the driver performs high-frequency steering, for example, sudden change steering, the steering torque can be optimally corrected to achieve smoother steering.
  • Patent Document 2 For vehicles that not only reflect the driver's intention in the behavior of the vehicle, but also control the behavior of the vehicle in which the front wheels are steered in order to control the behavior of the vehicle so that the stability or riding comfort of the vehicle posture is further improved. It is a behavior control device.
  • 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.
  • 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.
  • Patent Document 3 Within one wheel, two motors are used to freely change the wheel angle and adjust the toe angle and camber angle.
  • Patent Document 4 A hub bearing is cantilevered with respect to the turning shaft, a reduction gear is provided on the turning shaft, and the toe angle is adjusted.
  • Patent Document 1 a normal steer-by-wire motor is used to adjust the steering torque and return to the neutral point when released, but the motor used for this control is mechanically connected to the handle. Therefore, when the motor moves during control, the handle held by the driver may suddenly move and feel uncomfortable. In addition, when a trouble such as a power supply abnormality occurs, the vehicle may not be controlled.
  • Patent Document 2 is control by steer-by-wire, and there is a possibility that the vehicle cannot be controlled when a trouble such as a power supply abnormality occurs.
  • Patent Document 3 since two motors are used to control both the toe angle and the camber angle, not only the cost increases due to the increase in the number of motors, but also the control becomes complicated.
  • 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. .
  • the rotation of the handle shaft 32 is fixed by the power steering motor 11a of the first steering device 11, and one or both of the left and right wheels 9, 9 are fixed.
  • the steering actuator 5 is controlled so as to adjust the steering angle.
  • the vehicle ECU 130 detects the abnormality ahead of the vehicle from information such as a camera or sensor and determines that it is necessary to avoid danger. Command "is output to the control unit 150b.
  • the first steering device 11 steers the wheel in accordance with the steering amount command output by the steering command devices 200 and 200A.
  • the steering command devices 200 and 200A for example, a driver's steering wheel or an automatic steering command device can be applied. Adjustment of the direction of the vehicle 100 by such a steering command device or the like can be performed similarly to a conventional vehicle.
  • the control unit 150b of the second steering device 150 drives the steering actuator 5 provided in the tire housing 105 to steer the left and right wheels 9 and 9 individually.
  • the control unit 150b determines whether or not an automatic steering command is given from the vehicle ECU 130. When satisfying this condition, the controller 150b fixes the rotation of the handle shaft 32 by the power steering motor 11a and adjusts the steering angle of one or both of the left and right wheels 9, 9.
  • the steering actuator 5 is controlled.
  • the control unit 150b fixes the rotation of the handle shaft 32 and the movement of the handle 200 by the power steering motor 11a.
  • the power steering motor 11a used for steering operation gives a role of a brake for fixing the handle 200.
  • the steering wheel 200 is prevented from moving unexpectedly and causing the driver to feel uncomfortable.
  • the movement of the handle 200 is fixed, so that the first steering device 11 is undesirably driven by the handle operation of the exerciser and the steering angle is increased. Can be prevented from shifting. Therefore, it is possible to improve the running stability and safety of the vehicle 100 without complicating the structure. In addition, the driver does not feel uncomfortable.
  • the control unit 150b of the second steering device 150 determines from the steering angle whether the vehicle 100 is in a straight traveling state, and the determination unit 33 determines that the vehicle 100 is in a straight traveling state. At this time, it may include vehicle speed corresponding toe angle control means 34 for controlling the toe angle of the left and right wheels 9 and 9 by controlling the steering actuator 5 according to the vehicle speed.
  • the determination unit 33 determines whether or not the vehicle 100 is in a straight traveling state from the steering angle.
  • the vehicle speed corresponding toe angle control means 34 in the control unit 150b controls the steering actuator 5 in accordance with the speed of the vehicle 100 to thereby adjust the toe angles of the left and right wheels 9 and 9.
  • Control For example, when the vehicle is traveling straight at a high speed, the straight traveling stability can be improved by bringing the left and right wheels 9, 9 into a toe-in state at an angle corresponding to the vehicle speed.
  • the wheels 9 and 9 are placed in a straight traveling state, thereby reducing running resistance and improving fuel efficiency.
  • Making the wheels 9 and 9 go straight means that, in a plan view of the vehicle 100, the absolute value of the wheel angle formed with respect to the vehicle longitudinal direction is made smaller than a predetermined angle.
  • the predetermined angle is an angle arbitrarily determined by design or the like, and is determined by determining an appropriate angle by, for example, one or both of testing and simulation.
  • the second steering device 150 includes: A hub unit body 2 having a hub bearing 15 for supporting each wheel; A unit support member 3 provided on the undercarriage frame component 6 of the suspension device 12 and rotatably supporting the hub unit body 2 about a turning axis A extending in the vertical direction; The steering unit 5 may be provided to rotate the hub unit body 2 about the turning axis A.
  • the hub unit body 2 including the hub bearing 15 that supports the wheels 9 can be freely rotated around the turning axis A within a certain range by driving the steering actuator 5. For this reason, steering can be performed independently for each wheel, and the toe angle of the wheel 9 can be arbitrarily changed according to the traveling state of the vehicle 100. Further, during turning, the difference in steering angle between the left and right wheels 9, 9 can be changed according to the traveling speed.
  • the steering geometry can be changed during traveling, such as parallel geometry for turning in a high speed region and Ackermann geometry for turning in a low speed region.
  • the wheel angle can be arbitrarily changed during traveling, it is possible to improve the motion performance of the vehicle 100 and travel stably and safely.
  • the steering angle of the left and right steered wheels the turning radius of the vehicle 100 in turning traveling can be reduced and the turning performance can be improved.
  • the control unit 150b of the second steering device 150 outputs an auxiliary steering control unit 151 that outputs a current command signal according to a given steering angle command signal, and a current command signal input from the auxiliary steering control unit 151.
  • the actuator drive control units 31R and 31L that drive and control the steering actuator 5 by outputting a current corresponding to the above may be provided.
  • the auxiliary steering control unit 151 outputs a current command signal corresponding to the given steering angle command signal.
  • the actuator drive control units 31R and 31L drive and control the steering actuator 5 by outputting a current corresponding to the current command signal input from the auxiliary steering control unit 151. Therefore, it is possible to arbitrarily change the wheel angle in addition to steering by a driver's steering wheel operation or the like.
  • the second steering device 150 may steer either one or both of the left and right front wheels 9, 9 and the left and right rear wheels 9, 9.
  • this mechanism portion 150a When this mechanism portion 150a is applied to the left and right front wheels 9, 9, the direction of the wheel 9 is steered together with the entire hub unit by a driver's handle operation or the like. Can be performed independently for each wheel.
  • the mechanism portion 150a When the mechanism portion 150a is applied to the left and right rear wheels 9, 9, 9, the entire hub unit is not steered, but the auxiliary steering function enables steering at a slight angle independently for each wheel, like the front wheels.
  • the vehicle according to the present invention includes the steering system having the above-described configuration according to the present invention. Therefore, each effect mentioned above about the steering system of this invention is acquired.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a conceptual configuration of a steering system according to a first embodiment of the present invention. It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the mechanism part of the 2nd steering apparatus in the steering system, and its periphery. It is a horizontal sectional view showing composition of a mechanism part etc. of the 2nd steering device. It is a perspective view which shows the external appearance of the mechanism part of the 2nd steering apparatus. It is a disassembled front view of the mechanism part of the 2nd steering device. It is a front view of the mechanism part of the 2nd steering device. It is a top view of the mechanism part of the 2nd steering device.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-IV in FIG. 6.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a conceptual configuration of a vehicle 100 such as an automobile equipped with a steering system 101 according to this embodiment.
  • the vehicle 100 is a four-wheel vehicle having left and right wheels 9 and 9 as front wheels and left and right wheels 9 and 9 as rear wheels, and the driving method is any of front wheel drive, rear wheel drive, and four wheel drive. It may be.
  • the steering system 101 is a system for steering the vehicle 100, and includes a first steering device 11, a second steering device 150, and a vehicle information detection unit 110.
  • the first steering device 11 is a device that steers the left and right wheels 9 and 9 that are the steering wheels of the vehicle 100 by a driver's operation with respect to a steering command device such as the handle 200.
  • the first steering device 11 is a front wheel steering type. ing.
  • the second steering device 150 is a device that performs auxiliary steering by control according to the state of the vehicle 100, and includes a mechanism unit 150a and a control unit 150b.
  • the mechanism part 150a is a mechanism provided for each of the wheels 9 and 9 that are targets of auxiliary steering.
  • the mechanism 150a is provided in the tire housing 105 of the vehicle 100, and individually steers the wheels 9 by driving the steering actuator 5 (FIG. 2).
  • the control unit 150b performs control based on vehicle information representing the state of the vehicle 100 detected by the vehicle information detection unit 110.
  • the steering system 101 indicates that “the left and right wheels 9 and 9 serving as the front wheels of the vehicle 100 are mechanically interlocked and the left and right wheels serving as the front wheels of the vehicle 100 according to the steering amount command output by the steering command device.
  • 9 and 9 are steered by changing the angles of the knuckles 6 and 6 which are the left and right underbody frame parts of the suspension device 12 on which the left and right wheels 9 and 9 are installed,
  • the auxiliary steering actuators steering actuators 5 (FIG. 2)
  • a second steering device 150 “that changes the left and right wheels 9 and 9 individually and a vehicle information detection unit 110 described later is provided.
  • the vehicle information detection unit 110 is a means for detecting the state of the vehicle 100 and refers to a group of various sensors.
  • the vehicle information detected by the vehicle information detection unit 110 is transferred to the control unit 150b of the second steering device 150 via the main vehicle ECU 130.
  • the vehicle ECU 130 is a control device that performs overall cooperative control or overall control of the vehicle 100, and is also referred to as a VCU.
  • the vehicle ECU 130 may be simply referred to as “ECU 130”.
  • the first steering device 11 is an electric power steering system that operates the left and right wheels 9 and 9 that are front wheels of the vehicle 100 in conjunction with each other in response to an input to the handle 200 by a driver, and a steering shaft that is a handle shaft. 32, a power steering motor 11a, a torque sensor 11b for detecting a steering torque and a steering direction inputted to the handle 200, a rack and pinion (not shown), a tie rod 14 and the like.
  • the steering force is assisted by transmitting the rotational force of the power steering motor 11a to the steering shaft 32 based on the steering torque detected by the torque sensor 11b.
  • the tie rod 14 connected to the steering shaft 32 is moved in the vehicle width direction by the rack and pinion, so that the direction of the wheels 9 is changed, and the left and right wheels 9, 9 are steered in conjunction with each other. It is possible.
  • second steering device 150 As shown in FIGS. 1 and 9 can steer the left and right wheels 9 and 9 independently.
  • a right wheel hub unit 1R (FIG. 9) and a left wheel hub unit 1L (FIG. 9) are provided.
  • the right wheel hub unit 1 ⁇ / b> R and the left wheel hub unit 1 ⁇ / b> L steer the wheels 9 and 9 by a steering actuator 5 (FIG. 2) provided in the tire housing 105.
  • the mechanism portion 150a of the second steering device 150 includes the right wheel hub unit 1R and the left wheel hub unit 1L as described above, and both the right wheel hub unit 1R and the left wheel hub unit 1L are shown in FIG. It is configured as a functional hub unit 1.
  • the hub unit 1 includes a hub unit main body 2, a unit support member 3, a rotation allowable support component 4, and a steering actuator 5.
  • the unit support member 3 is provided integrally with a knuckle 6 that is a suspension frame part.
  • the actuator body 7 of the steering actuator 5 is provided on the inboard side of the unit support member 3, and the hub unit body 2 is provided on the outboard side of the unit support member 3.
  • the hub unit 1 (FIG. 2) mounted on the vehicle
  • the vehicle width direction outer side of the vehicle is referred to as an outboard side
  • the vehicle width direction center side of the vehicle is referred to as an inboard side.
  • the hub unit main body 2 and the actuator main body 7 are connected by a joint portion 8.
  • the joint portion 8 is provided with a boot (not shown) for waterproofing and dustproofing.
  • the hub unit body 2 is supported by the unit support member 3 via the rotation-allowing support parts 4 and 4 at two upper and lower positions so as to be rotatable around the turning axis A extending in the vertical direction.
  • the turning axis A is an axis different from the rotation axis O of the wheel 9, and is different from the kingpin axis that performs main steering.
  • the kingpin angle is set to 10 to 20 degrees for the purpose of improving the straight running stability of the vehicle traveling.
  • the hub unit 1 of this embodiment has an angle (axis) different from the kingpin angle. It has a steering shaft.
  • the wheel 9 includes a wheel 9a and a tire 9b.
  • the hub unit 1 (FIG. 2) of this embodiment is added to the steering of the left and right wheels 9, 9 as front wheels by the first steering device 11 as shown in FIG.
  • the knuckle 6 of the suspension device 12 is integrally provided.
  • the first steering device 11 is of a rack and pinion type, but any type of steering device may be used.
  • the strut suspension mechanism that directly fixes the shock absorber to the knuckle 6 is applied to the suspension device 12, a multi-link suspension mechanism or other suspension mechanisms may be applied.
  • the hub unit main body 2 includes a hub bearing 15 for supporting the wheels 9, an outer ring 16, and an arm portion 17 (FIG. 4) that is a steering force receiving portion described later.
  • the hub bearing 15 includes an inner ring 18, an outer ring 19, and rolling elements 20 such as balls interposed between the inner and outer rings 18, 19. 2).
  • the hub bearing 15 is an angular ball bearing in which the outer ring 19 is a fixed ring, the inner ring 18 is a rotating ring, and the rolling elements 20 are in a double row.
  • the inner ring 18 includes a hub ring portion 18a having a hub flange 18aa and constituting a race surface on the outboard side, and an inner ring portion 18b constituting a race surface on the inboard side.
  • the wheel 9a of the wheel 9 is bolted to the hub flange 18aa so as to overlap the brake rotor 21a.
  • the inner ring 18 rotates around the rotation axis O.
  • the outer ring 16 includes an annular portion 16a fitted to the outer peripheral surface of the outer ring 19, and a trunnion shaft-shaped mounting shaft portion that protrudes upward and downward from the outer periphery of the annular portion 16a. 16b, 16b.
  • Each attachment shaft portion 16 b is provided coaxially with the turning shaft center A.
  • the brake 21 has a brake rotor 21a and a brake caliper 21b.
  • the brake caliper 21b is mounted on two upper and lower brake caliper mounting portions 22 (FIG. 6) formed integrally with the outer ring 19 so as to project into an arm shape.
  • each rotation-allowing support component 4 is composed of a rolling bearing.
  • a tapered roller bearing is applied as the rolling bearing.
  • the rolling bearing includes an inner ring 4a fitted to the outer periphery of the mounting shaft portion 16b, an outer ring 4b fitted to the unit support member 3, and a plurality of rolling elements 4c interposed between the inner and outer rings 4a and 4b.
  • the unit support member 3 includes a unit support member main body 3A and a unit support member combined body 3B.
  • a substantially ring-shaped unit support member assembly 3B is detachably fixed to the end of the unit support member main body 3A on the outboard side.
  • Partial concave spherical fitting hole forming portions 3a are respectively formed on the upper and lower portions of the side surface of the inboard side of the unit support member assembly 3B.
  • partial concave spherical fitting hole forming portions 3Aa are respectively formed in the upper and lower portions of the outboard side end of the unit support member main body 3A.
  • the unit support member combined body 3B is fixed to the outboard side end of the unit support member main body 3A, and the fitting hole forming portions 3a and 3Aa (FIG. 7) are combined with each other for each upper and lower portion.
  • a fitting hole is formed continuously around the entire circumference.
  • the outer ring 4b (FIG. 8) is fitted into this fitting hole.
  • the unit support member 3 is indicated by a one-dot chain line.
  • each mounting shaft portion 16 b in the outer ring 16 is formed with a female screw portion extending in the radial direction, and is provided with a bolt 23 that is screwed into the female screw portion.
  • a disc-like pressing member 24 is interposed on the end surface of the inner ring 4a, and a preload is applied to each rotation-allowing support component 4 by applying a pressing force to the end surface of the inner ring 4a by a bolt 23 that is screwed into the female screw portion. Giving. Thereby, the rigidity of each rotation permission support component 4 can be improved. Even when the weight of the vehicle acts on the hub unit, the initial preload is set so as not to be released.
  • the rolling bearing of the rotation-allowing support component 4 is not limited to the tapered roller bearing, and an angular ball bearing can be used depending on use conditions such as a maximum load. Even in that case, a preload can be applied in the same manner as described above.
  • the arm portion 17 is a portion serving as an action point for applying a steering force to the outer ring 19 of the hub bearing 15, and is integrated with a part of the outer periphery of the annular portion 16 a or a part of the outer periphery of the outer ring 19. Protrusively.
  • the arm portion 17 is rotatably connected to the linear motion output portion 25 a of the steering actuator 5 via the joint portion 8. As a result, when the linear motion output portion 25a of the steering actuator 5 advances and retreats, the hub unit body 2 rotates around the turning axis A (FIG. 2), that is, is steered.
  • the steering actuator 5 includes an actuator body 7 that rotates the hub unit body 2 about the turning axis A (FIG. 2). As shown in FIG. 3, the actuator body 7 converts a motor 26, a speed reducer 27 that decelerates the rotation of the motor 26, and a forward / reverse rotation output of the speed reducer 27 into a reciprocating linear motion of the linear motion output unit 25a. And a linear motion mechanism 25.
  • the motor 26 is, for example, a permanent magnet type synchronous motor, but may be a DC motor or an induction motor.
  • the reduction gear 27 can use a wrapping type transmission mechanism such as a belt transmission mechanism or a gear train, and a belt transmission mechanism is used in the example of FIG.
  • the reducer 27 includes a drive pulley 27a, a driven pulley 27b, and a belt 27c.
  • a drive pulley 27 a is coupled to the motor shaft of the motor 26, and a driven pulley 27 b is provided in the linear motion mechanism 25.
  • the driven pulley 27b is disposed in parallel to the motor shaft.
  • the driving force of the motor 26 is transmitted from the drive pulley 27a to the driven pulley 27b via the belt 27c.
  • the drive pulley 27a, the driven pulley 27b, and the belt 27c constitute a winding-type speed reducer 27.
  • a feed screw mechanism such as a slide screw or a ball screw, a rack and pinion mechanism, or the like can be used.
  • a feed screw mechanism using a trapezoidal screw slide screw is used. Since the linear motion mechanism 25 includes a feed screw mechanism that uses a sliding screw of the trapezoidal screw, the effect of preventing reverse input from the tire 9b can be enhanced.
  • the actuator body 7 including the motor 26, the speed reducer 27, and the linear motion mechanism 25 is assembled as a semi-assembly and is detachably attached to the case 6b with bolts or the like. A mechanism that directly transmits the driving force of the motor 26 to the linear motion mechanism 25 without using a reduction gear is also possible.
  • the case 6b is integrally formed with the unit support member main body 3A as a part of the unit support member 3.
  • the case 6 b is formed in a bottomed cylindrical shape, and is provided with a motor housing portion that supports the motor 26 and a linear motion mechanism housing portion that supports the linear motion mechanism 25.
  • a fitting hole for supporting the motor 26 at a predetermined position in the case is formed in the motor housing portion.
  • the linear motion mechanism accommodating portion is formed with a fitting hole for supporting the linear motion mechanism 25 at a predetermined position in the case, a through hole for allowing the linear motion output portion 25a to advance and retreat.
  • the unit support member main body 3A includes the case 6b, a shock absorber mounting portion 6c serving as a shock absorber mounting portion, and a steering device coupling serving as a coupling portion of the first steering device 11 (FIG. 3). Part 6d.
  • the shock absorber mounting portion 6c and the steering device coupling portion 6d are also integrally formed with the unit support member main body 3A.
  • a shock absorber mounting portion 6c is formed on the upper portion of the outer surface portion of the unit support member main body 3A so as to protrude.
  • a steering device coupling portion 6d is formed on the side surface portion of the outer surface portion of the unit support member main body 3A so as to protrude.
  • vehicle information detection section 110 detects vehicle information and outputs it to ECU 130.
  • the vehicle information detection unit 110 includes a vehicle speed detection unit 111, a steering angle detection unit 112, a vehicle height detection unit 113, an actual yaw rate detection unit 114, an actual lateral acceleration detection unit 115, an accelerator pedal sensor 116, a brake pedal sensor 117, and a forward vehicle detection.
  • Unit 118 and rear vehicle detection unit 119 are examples of vehicle information Detection unit 110.
  • the vehicle speed detection unit 111 detects the speed of the vehicle (vehicle speed) based on the output of a sensor (not shown) such as a speed sensor attached to the inside of a transmission provided in the vehicle, and sends vehicle speed information (simply “ It is also called “vehicle speed”.
  • the steering angle detection unit 112 detects the steering angle based on the output of a sensor (not shown) such as a resolver attached to the motor unit included in the first steering device 11, for example, and sends the steering angle information (simply “ Steering angle ").
  • the vehicle height detection unit 113 measures the distance between the chassis of the vehicle 100 (FIG. 1) and the ground using a laser displacement meter, or the angle of the upper arm or lower arm (not shown) in the suspension device 12 (FIG. 1) of the vehicle 100.
  • the vehicle height of each wheel 9 (FIG. 1) to be steered by the second steering device 150 is detected by a method of detecting the angle with an angle sensor. Then, the vehicle height detection unit 113 outputs the detected vehicle height to the ECU 130 as vehicle height information.
  • the actual yaw rate detection unit 114 detects the actual yaw rate based on the output of a sensor such as a gyro sensor attached to the vehicle 100 (FIG. 1), for example, and outputs the actual yaw rate information to the ECU 130.
  • the actual lateral acceleration detection unit 115 detects the actual lateral acceleration based on the output of a sensor such as a gyro sensor attached to the vehicle 100 (FIG. 1), for example, and outputs the actual lateral acceleration information to the ECU 130.
  • the accelerator pedal sensor 116 detects an input to the accelerator pedal 210 by the driver, and outputs the detected value to the ECU 130 as an accelerator command value.
  • the brake pedal sensor 117 detects an input to the brake pedal 220 by the driver, and outputs the detected value to the ECU 130 as a brake command value.
  • the front vehicle detection unit 118 is, for example, a sensor such as a camera or a millimeter wave radar that detects the presence or absence of an obstacle or another vehicle in front of the traveling direction of the vehicle 100 (FIG. 1).
  • the rear vehicle detection unit 119 is, for example, a sensor such as a camera or a millimeter wave radar that detects the presence or absence of a vehicle behind the vehicle 100 (FIG. 1).
  • the front vehicle detection unit 118 and the rear vehicle detection unit 119 each detect the presence / absence of other vehicles at the time of traveling of the vehicle, and output the vehicle detection information to the ECU 130.
  • the ECU 130 outputs vehicle information including the steering angle command signal to the control unit 150b of the second steering device 150.
  • the control unit 150b of the second steering device 150 includes vehicle speed information, steering angle information, vehicle height information, actual yaw rate information, actual lateral acceleration information, accelerator command value, brake command value, and detection information for each vehicle, etc. from the ECU 130.
  • the vehicle information is acquired, and the auxiliary steering control unit 151 controls the right wheel actuator drive control unit 31R and the left wheel actuator drive control unit 31L based on the acquired vehicle information, so that the right wheel hub unit 1R, And the motor 26 with which the left wheel hub unit 1L is provided is driven, and the left and right wheels can be steered independently.
  • control unit 150b the relationship between each information such as the steering angle information as the vehicle information and the command value for driving the motor 26 is determined as a control rule using, for example, a map or an arithmetic expression. Control using rules.
  • the control unit 150b is provided as a dedicated ECU, for example, but may be provided as a part of the main ECU 130.
  • the ECU 130 has the steering command automatic generation unit 130a shown in FIG. 9, and the steering command automatic generation unit 130a controls the automatic steering command when all the predetermined conditions (1), (2), and (3) are satisfied.
  • Condition (1) When starting from when the vehicle is running or when the vehicle is stopped.
  • Condition (2) The vehicle detection unit 118 recognizes that there is an obstacle or the like ahead, and satisfies the determination of collision after a lapse of a certain time.
  • Condition (3) The rear vehicle detection unit 119 determines that there is no subsequent vehicle behind the vehicle, or that the vehicle speed and relative distance of the rear vehicle are detected and there is a sufficient distance between the rear vehicle.
  • the steering command automatic generation means 130a may generate a condition (1) when the vehicle speed output from the vehicle speed detection unit 111 to the ECU 130 is equal to or higher than a predetermined vehicle speed, or when the accelerator command value is output from the accelerator pedal sensor 116 to the ECU 130. ).
  • the determined vehicle speed is a vehicle speed arbitrarily determined by design or the like, and is determined by obtaining an appropriate vehicle speed by, for example, one or both of a test and a simulation.
  • the control unit 150b fixes the rotation of the steering shaft 32 (FIG. 1) by the power steering motor 11a of the first steering device 11, and
  • the steering actuator 5 (FIG. 2) is controlled so as to adjust the steering angle of one or both of the wheels.
  • the driver has released his / her hand from the handle 200 or has only operated his / her handle with his / her hand on the handle 200. Therefore, for example, when there is an obstacle in front of a highway such as an expressway having a plurality of lanes (lanes), the control unit 150b automatically changes the lane (lane change) without a driver's steering operation.
  • the vehicle 100 (FIG.
  • the controller 150b steers the vehicle 100 (FIG. 1) without any steering operation by the driver. It is possible to avoid a collision with an object.
  • the control unit 150b changes the steering angle of the wheel to be controlled according to the vehicle speed as shown in FIG. By performing the control in FIG. 2), the vehicle can be lane-changed stably without a driver's uncomfortable feeling. Specifically, as shown in FIGS. 9 and 10, when the vehicle speed is equal to or higher than the predetermined vehicle speed and lower than the vehicle speed VCkm / h, the control unit 150b increases the steering angle of the wheel to be controlled during the same control. Control to Ddeg.
  • the controller 150b gradually decreases the steering angle as the vehicle speed increases from VCkm / h as the vehicle speed increases, and controls to the minimum Cdeg during the same control at the vehicle speed VKkm / h or higher.
  • Ddeg, Cdeg, VCkm / h, and VKkm / h are different values depending on the vehicle information.
  • the auxiliary steering control unit 151 in the control unit 150b includes a determination unit 33 and a vehicle speed corresponding toe angle control unit 34.
  • the determination unit 33 determines whether or not the vehicle 100 (FIG. 1) is in a straight traveling state based on the steering angle acquired from the ECU 130.
  • the vehicle speed corresponding toe angle control means 34 controls the actuator drive control units 31R and 31L according to the vehicle speed, and controls the motors 26. To control the toe angles of the left and right wheels.
  • the determination unit 33 obtains the wheel angle (steering angle) ⁇ T that is steered by the first steering device 11 connected to the handle 200 from the steering angle detection unit 112 via the ECU 130.
  • the determination means 33 determines whether or not the absolute value of the wheel angle ⁇ T is smaller than the predetermined angle A 1 (that is,
  • the vehicle speed corresponding toe angle control means 34 adjusts the toe angle according to the vehicle speed as shown in FIG.
  • the A 1 is a very small angle (10 deg or less), but the numerical value varies depending on the vehicle information.
  • toe-in angle Xdeg may be an angle at which the toe-in state is slightly reached.
  • the vehicle speed corresponding toe angle control means 34 adjusts the toe angles of the left and right wheels as the vehicle speed increases when the vehicle is traveling at a high speed and the vehicle speed is greater than VL km / h and less than VH km / h.
  • the straight running stability can be improved by largely controlling (in other words, setting the toe-in state at an angle corresponding to the vehicle speed). Note that at a vehicle speed VHkm / h or higher, the toe-in angle is a constant value of (X + B) deg.
  • the vehicle speed corresponding toe angle control means 34 controls the toe angle of the left and right wheels to the set toe-in angle Xdeg when the vehicle speed is equal to or lower than the predetermined speed (in other words, the left and right wheels are set in a straight traveling state). ), It is possible to reduce running resistance and improve fuel efficiency.
  • Making the left and right wheels go straight means that, in a plan view of the vehicle, the absolute value of the wheel angle with respect to the vehicle longitudinal direction is made smaller than a predetermined angle.
  • the predetermined angle is an angle arbitrarily determined by design or the like, and is determined by determining an appropriate angle by, for example, one or both of testing and simulation.
  • FIG. 12 is a flowchart showing toe angle control
  • FIG. 13 is a flowchart showing lane change control. Description will be made with reference to FIGS. 9, 10 and 11 as appropriate.
  • step S1 determines the absolute value of the wheel angle ⁇ T. It is determined whether or not the angle is smaller (
  • step S1: Yes the vehicle speed corresponding toe angle control means 34 determines that the vehicle speed V is VLkm / h or less (step In S2: Yes, the toe angle is set to X + 0 deg (straight-running state) (step S3), the vehicle speed is increased from VLkm / h (step S4: Yes), and the toe angle is gradually increased (step S5). Is constant at the maximum toe angle (X + Bdeg) when VHkm / h or more (step S6: Yes) (step S7). Xdeg, Bdeg, VLkm / h, and VHkm / h are different values depending on the vehicle information.
  • the control unit 150b calculates the driving conditions (such as the current flowing through the motor 26) of each steering actuator (step S8), and drives each steering actuator (step S9). Thereafter, the processing shifts to lane change control after step S10.
  • step S10 If the front vehicle detection unit 118 senses an obstacle or the like on the travel lane on which the vehicle runs and satisfies the determination of collision after a predetermined time has elapsed (step S10: Yes), the process proceeds to step S11. Migrate to In step S11, the steering command automatic generation unit 130a determines whether or not there is a sufficient distance between the side on the overtaking lane and the rear vehicle by the rear vehicle detection unit 119.
  • step S12 If it is determined that there is a sufficient distance from the rear vehicle (step S11: Yes), a lane change is started in the overtaking lane (step S12).
  • the control unit 150b fixes the rotation of the steering shaft 32 (FIG. 1) by the power steering motor 11a and fixes the movement of the handle 200, so that the handle 200 moves unexpectedly and the driver feels uncomfortable. Can be prevented.
  • the controller 150b calculates the driving amount of each steering actuator, that is, the current passed through the motor 26 (step S13), and drives each steering actuator (step S14).
  • step S15 After the lane change to the overtaking lane is completed (step S15), the side or the two wheel bearings with the steering function that have been actuated earlier are returned to the pre-driving state to bring the vehicle straight.
  • the controller 150b has means for recognizing that the vehicle 100 has moved to the overtaking lane or the like based on detection information from a camera or the like, and has recognized movement of the vehicle 100 to the overtaking lane or the like by this means. At this time, it is determined that the lane change has been completed, and the control unit 150b controls the steering actuator 5 so that the steering angle of the automatically adjusted wheel 9 is returned to the steering angle before the adjustment, and the handle by the power steering motor 11a. Unlock 200. Thereafter, this process is terminated.
  • the auxiliary steering control unit 151 performs control for independently steering the left and right wheels as shown in FIG. 14 below.
  • the control shown in FIG. 14 and the control shown in FIGS. 12 and 13 and the like may be switched according to the driver's operation or the vehicle situation, or may be executed in parallel.
  • the auxiliary steering control unit 151 includes a reference lateral acceleration calculation unit 152, a right wheel tire angle calculation unit 153, a left wheel tire angle calculation unit 154, a right wheel road surface friction coefficient calculation unit 155, and a target yaw rate calculation unit 156.
  • the right wheel tire angle calculation unit 153 and the left wheel tire angle calculation unit 154 acquire steering angle information and vehicle height information from the ECU 130 at a predetermined cycle.
  • the right wheel tire angle calculation unit 153 and the left wheel tire angle calculation unit 154 calculate the current angle of the tire that the second steering device 150 (FIG. 9) steers based on the acquired steering angle information and vehicle height information. Then, the calculated tire angle information is output to the reference lateral acceleration calculation unit 152.
  • the standard lateral acceleration calculation unit 152 calculates the standard lateral acceleration based on the vehicle speed information acquired from the ECU 130 and the tire angle information.
  • the reference lateral acceleration calculation unit 152 outputs the calculated reference lateral acceleration as reference lateral acceleration information to the right wheel road surface friction coefficient calculation unit 155 and the left wheel road surface friction coefficient calculation unit 157.
  • FIG. 15 is a diagram showing the relationship defined in the map for calculating the road surface friction coefficient, and this map is stored in the right wheel road surface friction coefficient calculation unit 155 and the left wheel road surface friction coefficient calculation unit 157 shown in FIG. ing.
  • the right wheel road surface friction coefficient calculation unit 155 and the left wheel road surface friction coefficient calculation unit 157 calculate road surface friction coefficients based on the actual lateral acceleration information acquired from the ECU 130 and the reference lateral acceleration information input from the reference lateral acceleration calculation unit 152. I do. Specifically, when the reference lateral acceleration information is input from the reference lateral acceleration calculation unit 152, the right wheel road surface friction coefficient calculation unit 155 and the left wheel road surface friction coefficient calculation unit 157 receive the right wheel tire angle calculation unit 153 and the left wheel tire.
  • Tire angle information is acquired from the angle calculation unit 154.
  • the right wheel road surface friction coefficient calculation unit 155 and the left wheel road surface friction coefficient calculation unit 157 calculate the road surface friction coefficient from the actual lateral acceleration / reference lateral acceleration and the tire angle based on the map (FIG. 15).
  • the right wheel road surface friction coefficient calculating unit 155 and the left wheel road surface friction coefficient calculating unit 157 include right wheel road surface friction coefficient information that is the calculated road surface friction coefficient of the right wheel and left wheel road surface friction coefficient information that is the road surface friction coefficient of the left wheel. And output to the target yaw rate correction unit 158.
  • the target yaw rate correction unit 158 receives the target yaw rate calculation unit 156 from the target yaw rate calculation unit 156.
  • the yaw rate information is acquired, and the target yaw rate is corrected according to the road surface friction coefficient represented by the right wheel road surface friction coefficient information and the left wheel road surface friction coefficient information.
  • the target yaw rate correction unit 158 outputs the corrected target yaw rate to the target left and right wheel tire angle calculation unit 159 as corrected yaw rate information.
  • the target left and right wheel tire angle calculation unit 159 When the corrected left and right wheel tire angle calculation unit 159 receives the corrected yaw rate information, the target left and right wheel tire angle calculation unit 159 acquires the actual yaw rate information, the accelerator command value, and the brake command value from the ECU 130, and the right wheel road surface friction coefficient information and the left wheel road surface friction coefficient information. And the target left and right wheel tire angle, which is the target value of the tire angle of the left and right wheels, is calculated. Specifically, the target left and right wheel tire angle calculation unit 159 calculates the target angle of each of the left and right tires based on the following formula (1).
  • ⁇ 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
  • ⁇ R is the right wheel road surface friction coefficient
  • ⁇ L is the left wheel.
  • ⁇ tR1 the target tire angle of the right wheel
  • ⁇ tL1 is the target tire angle of the left wheel.
  • the target left and right wheel tire angle calculation unit 159 outputs the calculated target tire angles of the left and right wheels to the right wheel command value calculation unit 160 and the left wheel command value calculation unit 161 as target tire angle information.
  • the right wheel command value calculation unit 160 and the left wheel command value calculation unit 161 represent the current tire angle from the right wheel tire angle calculation unit 153 and the left wheel tire angle calculation unit 154.
  • Tire angle information is acquired, and the target tire angle represented by the target tire angle information is compared with the current tire angle. If there is a deviation as a result of comparing the target tire angle with the current tire angle, right wheel steering indicating the amount by which each of the right wheel hub unit 1R (FIG. 9) and the left wheel hub unit 1L (FIG. 9) is steered. Amount information and left wheel steering amount information are generated.
  • the right wheel command value calculation unit 160 outputs the generated right wheel steering amount information (current command signal) to the right wheel actuator drive control unit 31R, and the left wheel command value calculation unit 161 generates the generated left wheel steering amount information ( Current command signal) is output to the left wheel actuator drive control section 31L.
  • Each actuator drive control unit 31R, 31L includes an inverter. Each actuator drive control unit 31R, 31L controls the current to the motor 26 (FIG. 9) of each steering actuator based on the right wheel steering amount information and the left wheel steering amount information. Specifically, as shown in FIGS. 9 and 14, the actuator drive control units 31R and 31L receive the right wheel steering amount information and the left wheel steering amount information from the right wheel command value calculation unit 160 and the left wheel command value calculation unit 161, respectively. When input, position information of each motor 26 indicating the steering angle of the current right wheel hub unit 1R and left wheel hub unit 1L is acquired, and the target of the motor 26 is obtained based on the right wheel steering amount information and the left wheel steering amount information. The position is determined, and the current supplied to each motor 26 is controlled.
  • each actuator drive control unit 31R, 31L outputs a current corresponding to the current command signal input from the auxiliary steering control unit 151 to drive-control the steering actuator 5.
  • the actuator drive controllers 31R and 31L control the power supplied to the coil of the motor 26.
  • the actuator drive control units 31R and 31L constitute, for example, a half bridge circuit using a switch element (not shown), and perform PWM control for determining a motor applied voltage based on an ON-OFF duty ratio of the switch element.
  • the first steering device 11 steers the wheels 9 and 9 in accordance with the steering amount command output from the steering command device.
  • the steering command device for example, the driver's handle 200 or an automatic steering command device can be applied. Adjustment of the direction of the vehicle 100 by such a steering command device or the like can be performed similarly to a conventional vehicle.
  • the control unit 150b fixes the rotation of the steering shaft 32 by the power steering motor 11a of the first steering device 11, and the target wheel 9
  • the steering actuator 5 is controlled so as to adjust the steering angle.
  • the control unit 150b fixes the rotation of the handle shaft and the movement of the handle 200 by the power steering motor 11a.
  • the power steering motor 11a normally used for steering operation gives a role of a brake for fixing the handle 200.
  • the steering system 101 is the first embodiment in that the first steering device 11 and the second steering device 150 steer different wheels 9 from each other. Is different. That is, in the steering system 101, the first steering device 11 steers the left and right front wheels 9 and 9 of the vehicle 100, and the second steering device 150 steers the left and right rear wheels 9 and 9 of the vehicle 100. .
  • the mechanism portion 150 b of the second steering device 150 is installed in the rear wheel tire housing 105.
  • the steering system 101 according to the third embodiment is different from the first embodiment in that it includes two second steering devices 150 1 and 150 2 .
  • One second steering device 150 1 performs steering of the same wheels 9,9 in the first steering device 11, the second steering device 150 2 on the other includes a second steering device 150 1 of the one Steers the different wheels 9,9. That is, the second steering device 150 1 on one performs the same operation as the second steering device 150 according to the first embodiment, the second steering device 150 2 on the other, to a second embodiment The same operation as that of the second steering device 150 is performed.
  • this steering system 101 by providing a plurality of (two in this example) second steering devices 150 1 and 150 2 , it becomes possible to more independently independently steer four wheels, It is possible to improve the running stability of the vehicle 100 and reduce the fuel consumption.
  • the steering command device is the handle 200.
  • a manual steering command device other than the handle 200 for example, a joystick may be used.
  • the steering command device 200A may be used.
  • This automatic steering command device 200A is a device that recognizes a vehicle surrounding situation from the vehicle surrounding situation detection means 230 and automatically generates a steering command.
  • the vehicle surrounding state detection means 230 is, for example, a sensor such as a camera or a millimeter wave radar.
  • the automatic steering command device 200A recognizes white lines and obstacles on the road, for example, and generates and outputs a steering command.
  • the automatic steering command device 200A may be a part of a device that performs automatic driving of a vehicle or a device that supports steering by manual driving. Even in a vehicle equipped with such a steering command device 200A that automatically generates a steering command, by providing the second steering device 150, operations that cannot be performed by the first steering device 11, such as toe angle control, can be performed. It is also possible to perform main steering in the traveling direction of the vehicle with the first steering device 11 and to correct it with the second steering device 150, and to correct the vehicle direction with respect to the steering amount command. Thus, it is possible to maintain the running stability of the vehicle.
  • SYMBOLS 2 ... Hub unit main body, 3 ... Unit support member, 5 ... Steering actuator, 6 ... Knuckle (suspension frame component), 9 ... Wheel, 11 ... First steering device, 11a ... Motor for power steering, 12 ... Suspension Device: 15 ... Hub bearing, 31R, 31L ... Actuator drive control unit, 32 ... Steering shaft (handle shaft), 33 ... Determining means, 34 ... Toe angle control means corresponding to vehicle speed, 100 ... Vehicle, 101 ... Steering system, 105 ... Tire housing, 110 ... vehicle information detection unit, 130 ... ECU (vehicle ECU), 150 ... second steering device, 150b ... control unit, 151 ... auxiliary steering control unit, 200 ... handle (steering command device), 200A ... automatic Steering command device

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Abstract

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。このステアリングシステムは、パワーステアリング用モータ(11a)の駆動により車両の車輪を操舵させる第１のステアリング装置(11)と、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第２のステアリング装置(150)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(150)の制御部(150b)は、ＥＣＵ(130)から自動の操舵指令が与えられたとき、第１のステアリング装置１１のパワーステアリング用モータ(11a)によりハンドル軸の回転を固定すると共に、左右の車輪のうちいずれか一方または両方の操舵角を調整するように操舵用アクチュエータを制御する。

Description

ステアリングシステムおよびこれを備えた車両 関連出願
　本出願は、２０１８年３月２７日出願の特願２０１８－５９１７５の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。
　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、車両の走行の安定性と安全性の向上を図る技術に関する。
　（１）特許文献１
　運転者がステアリングホイールを把持して操舵している場合には、パワーステアリングのモータを利用して操舵トルクを目標操舵トルクに追従させることで、滑らかな操舵を実現すると共に、ステアリングホイールを手放しした時には、適切な速度でステアリングを中立点に戻すことができ、操舵時と手放し時の良好な操舵フィーリングを両立できる操舵制御装置が開示されている。運転者が高周波操舵、例えば、急なチャンジ操舵を行った場合においても、操舵トルクを最適に修正し、より滑らかな操舵を実現することができる。
　（２）特許文献２
　ドライバの意思を車両の挙動に反映するだけでなく、車両姿勢の安定感または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である。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。
　（３）特許文献３
　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。
　（４）特許文献４
　転舵軸に対しハブベアリングを片持ち支持し、転舵軸上に減速機を設け、トー角を調整する。
特許第６０５８２１４号公報 特許第６２７０２５１号公報 独国特許出願公開第１０２０１２２０６３３７号明細書 特開２０１４－０６１７４４号公報
　特許文献１では、通常のステアバイワイヤ用のモータを使って、操舵トルクを調整し、手放し時には中立点に戻す制御をしているが、この制御に用いているモータは、ハンドルに機械的につながっているため、制御時にモータが動くことで、運転者が把持しているハンドルが急に動き違和感を覚える場合がある。また、電源の異常などのトラブルが発生した場合、車両のコントロールができなくなるおそれがある。
　特許文献２は、ステアバイワイヤによる制御であり、電源の異常などのトラブルが発生した場合、車両のコントロールができなくなるおそれがある。特許文献３では、トー角とキャンバー角の両方を制御するためにモータを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、制御が複雑になる。
　特許文献４では、転舵軸に対しハブベアリングを片持ち支持しているため、剛性が低下し、過大な走行横力の発生によってステアリングジオメトリが変化してしまう可能性がある。また、転舵軸上に減速機を設けた場合、モータを含めてサイズが大きくなる。サイズが大きくなると既存の車体に対して大幅な改造を加えないと搭載することが困難となる。また、減速比の大きい減速機を設けた場合、応答性が悪化する。車両の車輪のトー角およびキャンバー角の両方を自由に変更するためには、複雑な構成が必要であり、構成部品が多くなる。操舵機能を備えた機構を車輪内の限られたスペース内に収容するためには、小型化が必要である。
　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。
　以下、本発明について、理解を容易にするために、便宜上実施形態の符号を参照して説明する。
　この発明のステアリングシステムは、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パワーステアリング用モータ１１ａの駆動により前記車両の車輪９，９を操舵させる第１のステアリング装置１１と、
　前記車両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、
　前記第２のステアリング装置１５０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を左右個別に制御する制御部１５０ｂを備え、この制御部１５０ｂは、車両ＥＣＵ１３０から自動の操舵指令が与えられたとき、前記第１のステアリング装置１１の前記パワーステアリング用モータ１１ａによりハンドル軸３２の回転を固定すると共に、前記左右の車輪９，９のうちいずれか一方または両方の操舵角を調整するように前記操舵用アクチュエータ５を制御する。
　車両の走行時または停止時からの発進時において、車両ＥＣＵ１３０は、例えば、カメラまたはセンサなどの情報から、車両前方の異常を感知し危険回避などが必要と判断した場合に、前記「自動の操舵指令」を出力し制御部１５０ｂに与える。
　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の制御部１５０ｂ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。この制御部１５０ｂは、車両ＥＣＵ１３０から自動の操舵指令が与えられたか否かを判定する。制御部１５０ｂは、この条件を充足するとき、パワーステアリング用モータ１１ａによりハンドル軸３２の回転を固定すると共に、左右の車輪９，９のうちいずれか一方または両方の操舵角を調整するように前記操舵用アクチュエータ５を制御する。
　したがって、車両前方に障害物等がある場合、運転者のハンドル操作なしに前記操舵角を調整し自動で障害物等を回避することができる。このとき制御部１５０ｂは、パワーステアリング用モータ１１ａによりハンドル軸３２の回転を固定しハンドル２００の動きを固定する。通常、ステアリング操作に使用しているパワーステアリング用モータ１１ａは、ハンドル２００を固定するブレーキの役割を与える。これにより、ハンドル２００が不意に動き運転者が違和感を覚えることを未然に防止することができる。また、例えば、走行車線から追越車線等へのレーンチェンジを行うときハンドル２００の動きを固定することで、運動者のハンドル操作により第１のステアリング装置１１が不所望に駆動して前記操舵角の調整がずれることを防止し得る。よって、構造を複雑化することなく車両１００の走行の安定性と安全性の向上を図ることができる。また運転者に違和感を与えることもない。
　前記第２のステアリング装置１５０の前記制御部１５０ｂは、前記操舵角から前記車両１００が直進状態か否かを判定する判定手段３３と、この判定手段３３により前記車両１００が直進状態と判定されたとき、前記車速に応じて前記操舵用アクチュエータ５を制御することで前記左右の車輪９，９のトー角を制御する車速対応トー角制御手段３４と、を有するものであってもよい。
　この構成によると、判定手段３３は操舵角から車両１００が直進状態か否かを判定する。前記直進状態であるとの判定で、制御部１５０ｂにおける車速対応トー角制御手段３４は、車両１００の速度に応じて操舵用アクチュエータ５を制御することで前記左右の車輪９，９のトー角を制御する。例えば、高速直進時には、左右の車輪９，９を車速に応じた角度にトーイン状態にすることによって、直進安定性を向上させることができる。低速直進時には、車輪９，９を直進状態にすることで、走行抵抗を低減させ燃費を向上させることができる。前記車輪９，９を直進状態にするとは、車両１００の平面視において、車両前後方向に対してなす車輪角度の絶対値を定められた角度より小さくすることを意味する。前記定められた角度は、設計等によって任意に定める角度であって、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角度を求めて定められる。
　前記第２のステアリング装置１５０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。
　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。
　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。
　前記第２のステアリング装置１５０は、左右の前輪９，９および左右の後輪９，９のいずれか一方または両方を操舵させるものであってもよい。この機構部１５０ａを左右の前輪９，９に適用した場合、運転者のハンドル操作等で車輪９の方向がハブユニット全体と共に操舵されるが、この操舵に付加する形で僅かな角度の補助操舵を車輪毎に独立して行うことができる。前記機構部１５０ａを左右の後輪９，９に適用した場合は、ハブユニット全体は操舵しないが、補助操舵機能により、前輪と同様に僅かな角度の操舵を車輪毎に独立して行える。
　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。そのため、この発明のステアリングシステムにつき前述した各効果が得られる。
　請求の範囲および／または明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの構成のどのような組合せも、この発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の２つ以上のどのような組合せも、この発明に含まれる。
　この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の符号は、同一または相当する部分を示す。
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。 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。 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。 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。 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。 同第２のステアリング装置の機構部の正面図である。 同第２のステアリング装置の機構部の平面図である。 図６のVIII - VIII線断面図である。 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。 車速と操舵角度との関係を示す図である。 車速とトー角との関係を示す図である。 トー角制御を示すフローチャートである。 レーンチェンジ制御を示すフローチャートである。 同第２のステアリング装置の補助操舵制御部の構成を示すブロック図である。 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。 この発明の第２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。 この発明の第３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。
　　［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１５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。
　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、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。
　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。
　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。
　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、メインの車両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。
　車両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。なお車両ＥＣＵ１３０を単に「ＥＣＵ１３０」と言う場合がある。
　＜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電動パワーステアリングシステムであり、ハンドル軸であるステアリングシャフト３２、パワーステアリング用モータ１１ａ、ハンドル２００に入力される操舵トルクおよび操舵方向を検出するトルクセンサ１１ｂ、ラックアンドピニオン（図示せず）、タイロッド１４等を備える。
　運転者がハンドル２００に対して回転入力を行うと、トルクセンサ１１ｂで検出される操舵トルク等に基づいて、パワーステアリング用モータ１１ａの回転力をステアリングシャフト３２に伝達することで操舵力が補助される。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。
　＜第２のステアリング装置１５０の概略構成＞
　図１および図９に示すような第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（図９）および左輪ハブユニット１Ｌ（図９）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。
　＜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。
　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。
　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。
　この実施形態のハブユニット１（図２）は、図１に示すような第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。
　＜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。
　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。
　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。
　＜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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　＜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。
　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。
　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。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。
　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。
　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。
　＜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、ブレーキペダルセンサ１１７、前方車両検出部１１８および後方車両検出部１１９を備える。
　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。
　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。
　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。
　前方車両検出部１１８は、この車両１００（図１）の進行方向の前方における障害物、他の車両等の有無を検出する、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。後方車両検出部１１９は、この車両１００（図１）の後方の車両等の有無を検出する、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。前方車両検出部１１８および後方車両検出部１１９は、それぞれ車両走行時に他の車両等の有無を常時に検出し、車両等検出情報を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。
　＜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、ブレーキ指令値および各車両等検出情報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。
　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。
　ＥＣＵ１３０は図９の操舵指令自動生成手段１３０ａを有し、この操舵指令自動生成手段１３０ａは、定められた条件（１），（２）および（３）を全て充足すると、自動の操舵指令を制御部１５０ｂに出力する。
　条件（１）：車両走行時または車両停止時からの発進時である。
　条件（２）：前方車両検出部１１８により前方に障害物等が有ると認識して一定時間経過後衝突する判定を満たす。
　条件（３）：後方車両検出部１１９により車両後方に後続車が無い、または後方車両の車速および相対距離を検出し後方車両との間に十分な距離があると判定する。
　操舵指令自動生成手段１３０ａは、例えば、車速検出部１１１からＥＣＵ１３０に出力された車速が定められた車速以上のとき、またはアクセルペダルセンサ１１６からＥＣＵ１３０にアクセル指令値が出力されたとき、条件（１）を充足する。前記定められた車速は、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。
　制御部１５０ｂは、操舵指令自動生成手段１３０ａから自動の操舵指令が与えられたとき、第１のステアリング装置１１のパワーステアリング用モータ１１ａによりステアリングシャフト３２（図１）の回転を固定すると共に、左右の車輪のうちいずれか一方または両方の操舵角を調整するように操舵用アクチュエータ５（図２）を制御する。このとき、運転者は、ハンドル２００から手を離しているか、またはハンドル２００に手を添えているだけでハンドル操作をしていないものとする。したがって、制御部１５０ｂは、例えば、複数の車線（レーン）がある高速道路などの高速走行中に前方に障害物等が有ると、運転者のハンドル操作なしに自動で車線変更（レーンチェンジ）することで、この車両１００（図１）が障害物等に衝突することを回避し得る。低速走行時または車両停止時からの発進時においても、制御部１５０ｂは、車両前方に障害物等が有ると、運転者のハンドル操作なしに操舵することで、この車両１００（図１）が障害物等に衝突することを回避し得る。
　この自動の操舵指令が与えられたときの制御部１５０ｂの制御中、制御部１５０ｂは、図１０に示すように、車速に応じて、制御対象の車輪の操舵角度を操舵機能付ハブユニット１（図２）で制御することで、運転者の違和感無く安定して車両を車線変更し得る。具体的には、図９および図１０に示すように、制御部１５０ｂは、車速が前記定められた車速以上で車速ＶＣｋｍ／ｈ未満のとき、制御対象の車輪の操舵角度を同制御中最大のＤｄｅｇに制御する。制御部１５０ｂは、車速がＶＣｋｍ／ｈから車速の上昇に合わせ徐々に操舵角度を減少させ、車速ＶＫｋｍ／ｈ以上で同制御中最小のＣｄｅｇに制御する。Ｄｄｅｇ、Ｃｄｅｇ、ＶＣｋｍ／ｈ、ＶＫｋｍ／ｈは、車両情報によって異なる値である。
　制御部１５０ｂにおける補助操舵制御部１５１は、判定手段３３と車速対応トー角制御手段３４とを有する。判定手段３３は、ＥＣＵ１３０から取得した操舵角から車両１００（図１）が直進状態か否かを判定する。車速対応トー角制御手段３４は、判定手段３３により車両１００（図１）が直進状態と判定されたとき、車速に応じて各アクチュエータ駆動制御部３１Ｒ，３１Ｌを制御し、各モータ２６を駆動制御することで左右の車輪のトー角を制御する。
　具体的には、判定手段３３は、ハンドル２００と連結される第１のステアリング装置１１により操舵される車輪角度（操舵角）θＴを、操舵角検出部１１２からＥＣＵ１３０を介して得る。判定手段３３は、この車輪角度θＴの絶対値が定められた角度Ａ１より小さいか（すなわち、｜θＴ｜＜Ａ１ｄｅｇであるか）否かを判定する。車速対応トー角制御手段３４は、判定手段３３により｜θＴ｜＜Ａ１ｄｅｇと判定された場合、図１１に示すように車速によってトー角を調整する。前記Ａ１は、微小な角度（１０ｄｅｇ以下）としているが、車両情報によって数値は異なる。図１１におけるトーイン角度Ｘｄｅｇは、高速走行時で且つ車速ＶＬｋｍ／ｈ以下のときの設定角度であり、例えば、零度である。なお、トーイン角度Ｘｄｅｇは僅かにトーイン状態となる角度であってもよい。
　図９および図１１に示すように、車速対応トー角制御手段３４は、高速走行時で且つ車速がＶＬｋｍ／ｈより大きくＶＨｋｍ／ｈ未満のとき、車速が上昇するに従って左右の車輪のトー角を大きく制御する（換言すれば、車速に応じた角度にトーイン状態にする）ことによって直進安定性を向上させることができる。なお、車速ＶＨｋｍ／ｈ以上では、トーイン角度は、（Ｘ＋Ｂ）ｄｅｇの一定値である。
　また車速対応トー角制御手段３４は、車速が定められた速度以下のとき、左右の車輪のトー角を設定された前記トーイン角度Ｘｄｅｇに制御する（換言すれば、左右の車輪を直進状態にする）ことで、走行抵抗を低減させ燃費を向上させることが可能となる。左右の車輪を直進状態にするとは、車両の平面視において、車両前後方向に対してなす車輪角度の絶対値を定められた角度より小さくすることを意味する。前記定められた角度は、設計等によって任意に定める角度であって、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角度を求めて定められる。
　図１２はトー角制御、図１３はレーンチェンジ制御を示すフローチャートである。図９，図１０，図１１も適宜参照しつつ説明する。
　＜トーイン制御＞
　本処理開始後、車速検出部１１１からＥＣＵ１３０を介して得られた車速からこの車両が高速走行中であると制御部１５０ｂが判断すると、判定手段３３は、車輪角度θＴの絶対値が定められた角度より小さいか（｜θＴ｜＜Ａ１ｄｅｇであるか）否かを判定する（ステップＳ１）。車輪角度θＴの絶対値が定められた角度以上であるとの判定（ステップＳ１：Ｎｏ）で、ステップＳ１の処理を繰り返す。
　車輪角度θＴの絶対値が定められた角度より小さい、つまり車両が直進状態であるとの判定（ステップＳ１：Ｙｅｓ）で、車速対応トー角制御手段３４は、車速ＶがＶＬｋｍ／ｈ以下（ステップＳ２：Ｙｅｓ）では、トー角をＸ＋０ｄｅｇ（直進状態）とし（ステップＳ３）、車速がＶＬｋｍ／ｈから車速の上昇に合わせ（ステップＳ４：Ｙｅｓ）徐々にトー角を増加させ（ステップＳ５）、車速がＶＨｋｍ／ｈ以上（ステップＳ６：Ｙｅｓ）では最大のトー角（Ｘ＋Ｂｄｅｇ）で一定とする（ステップＳ７）。Ｘｄｅｇ、Ｂｄｅｇ、ＶＬｋｍ／ｈ、ＶＨｋｍ／ｈは、車両情報によって異なる値である。
　トー角にある角度Ｂｄｅｇを超えて与えると、走行抵抗が増加しすぎて、車輪にすべりが生じる等安定して走行することができなくなる。車速ＶＬｋｍ／ｈ以下では、走行抵抗を小さくするために、トー角は約０ｄｅｇが好ましい。車速に応じてトー角を算出した後、制御部１５０ｂは各操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Ｓ８）、各操舵用アクチュエータを駆動する（ステップＳ９）。その後ステップＳ１０以下のレーンチェンジ制御に処理が移行する。
　＜レーンチェンジ制御＞
　操舵指令自動生成手段１３０ａは、前方車両検出部１１８によりこの車両が走る走行車線上の障害物等を感知して一定時間経過後衝突する判定を満たすと（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、処理がステップＳ１１に移行する。このステップＳ１１において、操舵指令自動生成手段１３０ａは、後方車両検出部１１９により追越車線上の側方および後方車両との間に十分な距離があるか否かを判定する。
　後方車両との間に十分な距離があるとの判定で（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、追越車線にレーンチェンジを開始する（ステップＳ１２）。このとき制御部１５０ｂは、パワーステアリング用モータ１１ａによりステアリングシャフト３２（図１）の回転を固定しハンドル２００の動きを固定することで、ハンドル２００が不意に動き運転者が違和感を覚えることを未然に防止し得る。制御部１５０ｂは、各操舵用アクチュエータの駆動量すなわちモータ２６に流す電流等を算出し（ステップＳ１３）、各操舵用アクチュエータを駆動する（ステップＳ１４）。追越車線へのレーンチェンジが完了後（ステップＳ１５）、先ほど作動させた側または両輪の操舵機能付ハブベアリングを駆動前の状態に戻して車両を直進状態にする。制御部１５０ｂは、カメラ等の検出情報等から、この車両１００が前記追越車線等に移動したことを認識する手段を有し、この手段により車両１００の追越車線等への移動を認識したとき、レーンチェンジが完了したと判定し、制御部１５０ｂは、自動調整した車輪９の操舵角を調整前の操舵角に戻すように操舵用アクチュエータ５を制御すると共に、パワーステアリング用モータ１１ａによるハンドル２００の固定を解除する。その後本処理を終了する。
　図４の補助操舵制御部１５１は、前記トー角制御およびレーンチェンジ制御に加えて以下の図１４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１４に示す制御と図１２および図１３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１４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。
　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。
　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。
　図１５は路面摩擦係数を算出するためのマップに定められた関係を表す図であり、このマップは、図１４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１５）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。
　図１４の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。
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
  
　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。
　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。
　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および図１４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。
　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。
　＜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、操舵指令装置が出力する操舵量の指令に従い車輪９，９を操舵させる。操舵指令装置として、例えば、運転者のハンドル２００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。
　制御部１５０ｂは、操舵指令自動生成手段１３０ａから自動の操舵指令が与えられたとき、第１のステアリング装置１１のパワーステアリング用モータ１１ａによりステアリングシャフト３２の回転を固定すると共に、対象とする車輪９の操舵角を調整するように操舵用アクチュエータ５を制御する。
　したがって、走行時または車両停止時からの発進時に車両前方に障害物等がある場合、運転者のハンドル操作なしに前記操舵角を調整し自動で障害物等を回避することができる。このとき制御部１５０ｂは、パワーステアリング用モータ１１ａによりハンドル軸の回転を固定しハンドル２００の動きを固定する。通常ステアリング操作に使用しているパワーステアリング用モータ１１ａは、ハンドル２００を固定するブレーキの役割を与える。これにより、ハンドル２００が不意に動き運転者が違和感を覚えることを未然に防止することができる。よって、構造を複雑化することなく車両１００の走行の安定性と安全性の向上を図ることができる。また運転者に違和感を与えることもない。
　＜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。
　　［第２の実施形態］
　図１６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。
　　［第３の実施形態］
　図１７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、前記一方の第２のステアリング装置１５０１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１５０１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。
　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。
　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。
　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。
　以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更、削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
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、１１ａ…パワーステアリング用モータ、１２…懸架装置、１５…ハブベアリング、３１Ｒ，３１Ｌ…アクチュエータ駆動制御部、３２…ステアリングシャフト（ハンドル軸）、３３…判定手段、３４…車速対応トー角制御手段、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、１３０…ＥＣＵ（車両ＥＣＵ）、１５０…第２のステアリング装置、１５０ｂ…制御部、１５１…補助操舵制御部、２００…ハンドル（操舵指令装置）、２００Ａ…自動の操舵指令装置

Claims (6)

  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パワーステアリング用モータの駆動により前記車両の車輪を操舵させる第１のステアリング装置と、
    　前記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、
    　前記第２のステアリング装置は、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制御部を備え、この制御部は、車両ＥＣＵから自動の操舵指令が与えられたとき、前記第１のステアリング装置の前記パワーステアリング用モータによりハンドル軸の回転を固定すると共に、前記左右の車輪のうちいずれか一方または両方の操舵角を調整するように前記操舵用アクチュエータを制御するステアリングシステム。
  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の前記制御部は、前記操舵角から前記車両が直進状態か否かを判定する判定手段と、この判定手段により前記車両が直進状態と判定されたとき、前記車速に応じて前記操舵用アクチュエータを制御することで前記左右の車輪のトー角を制御する車速対応トー角制御手段と、を有するステアリングシステム。
  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。
  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、前記第２のステアリング装置の前記制御部は、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と、この補助操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操舵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。
  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、前記第２のステアリング装置は、左右の前輪および左右の後輪のいずれか一方または両方を操舵させるステアリングシステム。
  6. 　請求項５に記載のステアリングシステムを備えた車両。
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