ステアリング装置
【課題】 追加のモータを一つ備えることで、大舵角調整機能とフェールセーフ機能を同時に付加できて、追加のモータの効率的な使用が行えるステアリング装置を提供する。
【解決手段】 車台１に回転自在に支持されるサスペンションホルダ２に、このサスペンションホルダ２に対して車輪６の転舵を行わせるホルダ上転舵用支持機構５を設ける。サスペンションホルダ２と共に車輪６を転舵する第１の転舵機構７を設ける。サスペンションホルダ２に対して車輪６を転舵する第２の転舵機構８を設ける。これら各転舵機構７，８に転舵用のモータ９，１０を設ける。各車輪６にインホイールモータ２０を設ける。
【解決手段】 車台１に回転自在に支持されるサスペンションホルダ２に、このサスペンションホルダ２に対して車輪６の転舵を行わせるホルダ上転舵用支持機構５を設ける。サスペンションホルダ２と共に車輪６を転舵する第１の転舵機構７を設ける。サスペンションホルダ２に対して車輪６を転舵する第２の転舵機構８を設ける。これら各転舵機構７，８に転舵用のモータ９，１０を設ける。各車輪６にインホイールモータ２０を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等の各種車両におけるステアリング装置、特に、ステアバイワイヤ形式や、インホイールモータを装備した車両等に適したステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
四輪自動車の各車輪をそれぞれ車軸周りに独立して駆動する機構が提案されている（特許文献１）。また、ステアバイワイヤの転舵用モータが失陥しても、補助モータによって操舵輪を転舵する機構が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２９６２３６４号公報
【特許文献２】特許第２９６２３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の四輪自動車の各車輪がそれぞれ車軸周りに独立して駆動するものでは、車輪ごとに設備された操向モータのみでキングピン軸周りを旋回させる。そのため、操向モータが失陥した場合のフェールセーフ機能を備えていない。
特許文献２は、転舵用モータ失陥時に補助モータを作動させるフェールセーフ機能を持たせたものであるが、正常時には補助モータは一切機能していない。フェールセーフ機能のみに補助モータを設けているため、補助モータの使用が効率的でなく、不経済である。
【０００５】
この発明の目的は、追加のモータを一つ備えることで、大舵角調整機能とフェールセーフ機能を同時に付加できて、追加のモータの効率的な使用が行えるステアリング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のステアリング装置は、車台に縦軸心回りに回転自在に支持されるサスペンションホルダと、このサスペンションホルダに設けられて車輪用軸受のハウジングを縦軸心回りに回転自在に支持するホルダ上転舵用支持機構と、前記車台とサスペンションホルダ間に設けられサスペンションホルダを介して車輪を転舵する第１の転舵機構と、前記サスペンションホルダに設置されて前記ホルダ上転舵用支持機構における回転で車輪を転舵する第２の転舵機構とを備え、これら各転舵機構に転舵用のモータを設けたものである。
【０００７】
この構成によると、サスペンションホルダを介して車輪を転舵する第１の転舵機構と、サスペンションホルダに設置されて車輪を転舵する第２の転舵機構とを備え、それぞれの転舵機構にモータを備えるため、転舵の舵角を大きく得ることができる。例えば、４０°以上の転舵角を得ることは、一つの転舵機構では困難であるが、上記のように第１、第２の転舵機構を設けることで、４０°以上となる大きな転舵角を容易に得ることができる。このように転舵角を大きくすることで、車両の回転半径を小さくできる。また、２つの転舵機構にそれぞれモータを備えるため、一方のモータ故障時に他方のモータを用いて転舵を行うことができる。このように、一つのモータを追加することで、大舵角調整機能とフェールセーフ機能を同時に付加できて、追加のモータの効率的な使用が行える。
【０００８】
この発明において、前記第１の転舵機構を、所定転舵角度までの転舵角度である場合に用いる通常走行転舵用とし、前記第２の転舵機構を、前記所定転舵角度以上の転舵角度の大舵角時に、第１の転舵機構による転舵に加えて用いる大舵角転舵用としても良い。
この構成の場合、サスペンションホルダを介して車輪を転舵する第１の転舵機構を通常走行転舵用に用いるため、第１の転舵機構が、例えばラックアンドピニオン式の転舵機構等の従来の転舵機構と似た構成とできるため、通常走行転舵時における、ステアリングホイールの操舵で操舵させる制御が簡単となる。
【０００９】
この発明において、前記とは逆に、前記第２の転舵機構を、所定転舵角度までの転舵角度である場合に用いる通常走行転舵用とし、前記第１の転舵機構を、前記所定転舵角度以上の大舵角時に、前記第１の転舵機構による転舵に加えて用いる大舵角転舵用としても良い。
このように、サスペンションホルダに設置されて車輪を転舵する第２の転舵機構を通常走行転舵用とする場合は、車両の左右の車輪を独立して転舵可能となり、これによりトー角調整が行える。
【００１０】
この発明において、前記サスペンションホルダの回転軸心となる縦軸心が、タイヤ接地点を通る位置であっても良い。タイヤ接地点と回転軸心が同軸上にある場合は、転舵トルクが小さくて済み、個々のモータを小型軽量化できる。
【００１１】
この発明において、第１および第２の転舵機構のいずれか１方の転舵機構に支障が生じた場合に、他方の転舵機構のみで転舵させるフェールセーフ機構を設けるのが良い。
このフェールセーフ機構を設けることで、第１および第２の転舵機構に設けられる２つのモータを、転舵角の増大だけでなく、フェールセーフ機能に追加利用でき、大舵角調整機能とフェールセーフ機能の同時付加による追加のモータの効率的な使用が実現できる。
【００１２】
この発明において、前記第１および第２の転舵機構のいずれにも機械的に連結されていないステアリングホイールと、このステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、この操舵角センサの検出角度に応じて前記第１および第２の転舵機構の有するモータを制御するステアリング制御手段とを有するステアバイワイヤ式のステアリング装置であって、
前記第１および第２の転舵機構のうちの、前記通常走行転舵用の転舵機構が有するモータである通常走行転舵用モータが失陥したときに、通常走行転舵用モータの出力の伝達を切り離し、通常走行転舵用モータに代えて大舵角用の転舵機構が有するモータである大舵角用モータによる転舵を行わせる通常失陥時対応制御手段を設けても良い。
【００１３】
通常走行転舵用モータが失陥したときに、通常走行転舵用モータの出力の後段への伝達を切り離し、通常走行転舵用モータに代えて大舵角用の転舵機構が有するモータである大舵角用モータによる転舵を行わせることで、通常走行転舵用モータの不測の動作に影響されずに、大舵角用の転舵機構のモータによる操舵が行える。通常走行転舵用モータの出力の後段への伝達の切り離しは、例えばクラッチ機構を介在させること等で行える。
【００１４】
この発明において、前記第１および第２の転舵機構のいずれにも機械的に連結されていないステアリングホイールと、このステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、この操舵角センサの検出角度に応じて前記第１および第２の転舵機構の有するモータを制御するステアリング制御手段とを有するステアバイワイヤ式のステアリング装置であって、
前記第１および第２の転舵機構のうちの、前記大舵角用の転舵機構が有するモータである大舵角用モータが失陥したときに、この大舵角用モータを有する転舵機構を固定状態として通常走行転舵用の転舵機構が有するモータである通常走行転舵用モータのみで転舵を行わせる大舵角失陥対応制御手段を設けても良い。
【００１５】
大舵角用モータが失陥したときは、大舵角用モータの駆動伝達系を固定状態とすれば、大舵角の転舵が行えないだけで、通常走行転舵は支障なく行える。
【００１６】
この発明において、前記第１の転舵機構と前記第２の転舵機構との両方を用いて転舵可能な合計転舵角度を９０°以上としても良い。
９０°の転舵が可能であれば、直進方向に車両を向けたまま、直進方向に対して垂直方向への走行が可能になる。これにより、限られた駐車スペースへの縦列駐車等が容易に行える。
【００１７】
この発明において、車輪用軸受のハウジングがインホイールモータのハウジングと一体化されまたは兼用品とされ、この一体化または兼用品とされたハウジングを前記ホルダ上転舵用支持機構で支持しても良い。
モータやエンジンが通常のように車体中央等に設置されていると、大舵角の転舵を可能とする駆動伝達系の設計が困難であるが、インホイールモータであると、駆動伝達系上の問題を生じることなく、大舵角とすることができ、この発明による舵角を大きくできる効果が、より効果的に発揮される。
なお、この明細書で言う「インホイールモータ」は、必ずしも車輪に内蔵されていなくても良く、個々の車輪毎に設けられて車輪に近接した位置して設置されたモータや、モータ出力を減速して車輪に伝達する減速機構の一部または全体が車輪に内蔵されているものを含む。
【発明の効果】
【００１８】
この発明のステアリング装置は、車台に縦軸心回りに回転自在に支持されるサスペンションホルダと、このサスペンションホルダに設けられて車輪用軸受のハウジングを縦軸心回りに回転自在に支持するホルダ上転舵用支持機構と、前記車台とサスペンションホルダ間に設けられサスペンションホルダを介して車輪を転舵する第１の転舵機構と、前記サスペンションホルダに設置されて前記ホルダ上転舵用支持機構における回転で車輪を転舵する第２の転舵機構とを備え、これら各転舵機構に転舵用のモータを設けたものであるため、追加のモータを一つ備えることで、大舵角調整機能とフェールセーフ機能を同時に付加できて、追加のモータの効率的な使用が行える。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の一実施形態に係るステアリング装置の機械的構成部分の正面図とその制御系のブロック図とを組み合わせた説明図である。
【図２】同ステアリング装置の斜視図である。
【図３】同ステアリング装置の正面図である。
【図４】同ステアリング装置の背面図である。
【図５】同ステアリング装置の平面図である。
【図６】同ステアリング装置の下面図である。
【図７】同ステアリング装置の図２を左側から見た側面図および右側から見た側面図である。
【図８】同ステアリング装置を装備した車両の動説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
この発明の一実施形態を図１ないし図８と共に説明する。図３に示すように、このステアリング装置は、車台１に縦軸心Ｏ１回りに、回転支軸２ａを介して回転自在に支持されるサスペンションホルダ２と、このサスペンションホルダ２に設けられて車輪用軸受３のハウジング４を縦軸心Ｏ２回りに回転自在に支持するホルダ上転舵用支持機構５と、車台１とサスペンションホルダ２間に設けられサスペンションホルダ２を介して車輪６を転舵する第１の転舵機構７と、前記サスペンションホルダ２に設置されてホルダ上転舵用支持機構５における回転で車輪６を転舵する第２の転舵機構８とを備える。これら各転舵機構７，８に転舵用のモータ９，１０を設ける。第１の転舵機構７と第２の転舵機構８との両方を用いて転舵可能な合計転舵角度は、９０°または９０°以上とすることが好ましい。
【００２１】
サスペンションホルダ２は、前記回転支軸２ａが上端に設けられたホルダ本体２ｂの下部に、アウトボード側へ突出する上下のアーム２ｃ，２ｄを有し、これらアーム２ｃ，２ｄの先端に、前記ホルダ上転舵用支持機構５によりハウジング４を回転自在に支持している。なお、この明細書において、アウトボード側とは、車幅方向の外側を言う。ホルダ本体２ｂの中間高さ部分２ｂａと下側のアーム２ｄとの間に、スプリング１２およびショックアブソーバ１３が設けられている。サスペンションホルダ２の回転軸心となる縦軸心Ｏ１は、タイヤ接地点Ｐ（図２参照）を通る位置である。タイヤ接地点Ｐと回転軸心Ｏ１が同軸上にある場合は、転舵トルクが小さくて済み、モータ９を小型軽量化できる。第２の回転軸心Ｏ２についても、タイヤ接地点Ｐを通る位置であることが望ましい。前記サスペンションホルダ２と、スプリング１２と、ショックアブソーバ１３とで、懸架装置３０が構成される。上記のようにスプリング１２とショックアブソーバ１３とをサスペンションホルダ２内に設置した場合、タイヤハウスが小さくなる。
【００２２】
図３において、第１の転舵機構７は、車台１に固定された転舵機構本体７ａに、タイロッド等のステアリングロッド１４を車幅方向に進退自在に設置し、転舵機構本体７ａに内蔵の回転・直進動作変換機構１５を介してモータ９の回転によりステアリングロッド１４を直線往復動作させるものである。モータ９は、転舵機構本体７ａと一体に結合されている。回転・直進動作変換機構１５は、例えばラックアンドピニオン機構で構成される。ステアリングロッド１４の先端は、リンク１６を介してサスペンションホルダ２に連結されている。リンク１６の両端は、ステアリングロッド１４およびサスペンションホルダ２に対して縦軸心回りに回転自在に連結されている。なお、第１の転舵機構７は、左右の車輪のサスペンションホルダ２の転舵に共用される。
【００２３】
第２の転舵機構８は、サスペンションホルダ２のホルダ本体２ｂに設置された転舵機構本体８ａに、作動軸１７を水平方向に進退自在に設置し、転舵機構本体８ａに内蔵の回転・直進動作変換機構１８を介してモータ１０の回転により作動軸１７を直線往復動作させるものである。モータ１０は、転舵機構本体８ａと一体に結合されている。回転・直進動作変換機構１８は、例えばラックアンドピニオン機構で構成される。作動軸１７の先端は、リンク１９を介してサスペンションホルダ２に連結されている。リンク１９の両端は、作動軸１７およびハウジング４に対して縦軸心回りに回転自在に連結されている。
【００２４】
ハウジング４は、車輪６が従動輪の場合は、単に車輪用軸受３を設置する部材となるが、この実施形態では車輪６はインホイールモータ２０で駆動される駆動輪であり、ハウジング４はインホイールモータ２０のハウジングを兼用している。図示の例のインホイールモータ２０は、モータ本体２０ａとその回転を減速する減速機２０ｂと、前記車輪用軸受３とを互いに共通のハウジング４に組付けたアセンブル部品で構成されている。車輪用軸受３のハウジング４は、必ずしも一体物でなくても良く、複数の分割ハウジングを組み立てたものであっても良い。その場合に、モータ周辺部と軸受周辺部とにハウジング４が分割されていても良い。
【００２５】
第１の転舵機構７と第２の転舵機構８とは、いずれを通常走行転舵用とし、いずれを大舵角転舵用としても良いが、この実施形態では次ように用いている。すなわち、第１の転舵機構７を、所定転舵角度（例えば４０°）までの転舵角度である通常走行転舵の場合に用いる通常走行転舵用とし、第２の転舵機構８を、前記所定転舵角度以上の転舵角度の場合である大舵角時に、第１の転舵機構７による転舵に加えて用いる大舵角転舵用としている。上記の「所定転舵角度」は、第１の転舵機構７や第２の転舵機構８の構成等に応じて任意に設計し、定められる。
【００２６】
図１に示すように、車幅方向の両側の車輪６は、図３に示したサスペンションホルダ２により支持されている。各サスペンションホルダ２に前記ホルダ上転舵用支持機構５が設けられている。第１の転舵機構７は、前述のように、左右の車輪６に共用されるものであり、第２の転舵機構８は、左右の各車輪６毎に設けられる。
【００２７】
同図に示すように、このステアリング装置はステアバイワイヤ式であり、運転者が操舵するステアリングホイール３１と、操舵角センサ３２と、操舵トルクセンサ３３と、操舵反力モータ３４と、ＥＣＵ（電気制御ユニット）３５とを備える。ＥＣＵ３５は、ステアリング制御手段３６、通常失陥時対応制御手段３７、および大舵角失陥時対応制御手段３８を含む。通常失陥時対応制御手段３７および大舵角失陥時対応制御手段３８は、それぞれ、第１および第２の転舵機構７，８のいずれか１方の転舵機構７，８に支障が生じた場合に、他方の転舵機構７，８のみで転舵させるフェールセーフ機構となる。ＥＣＵ３５およびその各制御手段３６，３７，３８は、マイクロコンピュータおよびその制御プログラムを含む電子回路などにより構成される。
【００２８】
ステアリングホイール３１は、第１および第２の転舵機構７，８に機械的に連結されておらず、転舵用のステアリングロッド１４とも機械的に連結されていない。ステアリングホイール３１に対して、操舵角センサ３２および操舵トルクセンサ３３が設けられ、操舵反力モータ３４が接続されている。操舵角センサ３２は、ステアリングホイール３１の操舵角を検出するセンサである。操舵トルクセンサ３３は、ステアリングホイール１に作用する操舵トルクを検出するセンサである。操舵反力モータ３４は、ステアリングホイール３１に反力トルクを付与するモータである。
【００２９】
ステアリング制御手段３６は、操舵角センサ３２の検出角度に応じて第１および第２の転舵機構７，８の有するモータ９，１０を制御する。この場合に、ステアリング制御手段３６は、第１および第２の転舵機構７，８を次のように使い分ける制御を行う。すなわちステアリング制御手段３６は、操舵角センサ３２で検出されたステアリングホイール３１の操舵角度が上記所定転舵角度（例えば４０°）以下の場合は、第１の転舵機構７のモータ９を、上記操舵角度となるように駆動する制御を行う。操舵角度が上記所定転舵角度（例えば４０°）を超える場合は、第１の転舵機構７のモータ９を、転舵角度が上記所定転舵角度（例えば４０°）となるまで駆動し、その後に、または同時に、第２の転舵機構８のモータ１０を、上記操舵角度が上記所定転舵角度を超える角度分だけ駆動する。
【００３０】
通常失陥時対応制御手段３７は、通常走行転舵用である第１の転舵機構７のモータ９である通常走行転舵用モータが失陥したときに、通常走行転舵用モータ９の出力のステアリングロッド１４への伝達を切り離し、通常走行転舵用モータ９に代えて大舵角用の転舵機構である第２の転舵機構８の有するモータ１０、つまり大舵角用モータによる転舵を行わせる。なお、通常失陥時対応制御手段３７は、モータ９の失陥を検出する検出手段（図示せず）を有していて、その検出手段による失陥検出に応答して前記失陥対応の制御を行うものとするのが良い。モータ９の出力のステアリングロッド１４への伝達を切り離しは、例えば、第１の転舵機構７に電磁クラッチ等のクラッチ（図示せず）を設けておき、そのクラッチを切り離すことで行う。なお、このときステアリングロッド１４の進退動作を止める制動手段（図示せず）を設けておくことが好ましい。
【００３１】
大舵角失陥対応制御手段３８は、大舵角用の転舵機構である第２の転舵機構８が有するモータ１０である大舵角用モータが失陥したときに、この大舵角用モータ１０を有する第２の転舵機構８を固定状態として、通常走行転舵用の第１の転舵機構７が有するモータ９である通常走行転舵用モータのみで転舵を行わせる手段である。なお、大舵角失陥対応制御手段３８は、モータ１０の失陥を検出する検出手段（図示せず）を有していて、その検出手段による失陥検出に応答して前記失陥対応の制御を行うものとするのが良い。
【００３２】
次に上記構成の作用を説明する。第１の転舵機構７は、モータ９によってステアリングロッド１４を進退させる。ステアリングロッド１４が進退すると、これにリンク１６を介して連結されたサスペンションホルダ２が、回転支軸２ａの縦軸心Ｏ１回りに回転し、車輪６がサスペンションホルダ２およびハウジング４と一緒に転舵する。
第２の転舵機構８は、モータ１０によって作動軸１７を進退させる。作動軸１７が進退すると、これにリンク１９を介して連結されたハウジング４が、サスペンションホルダ２に対して縦軸心Ｏ２回りに回転し、車輪６がハウジング４と一緒に転舵する。第２の転舵機構８による車輪６の転舵は、サスペンションホルダ２に対して行われるので、サスペンションホルダ２が中立位置から回転した角度位置にあると、サスペンションホルダ２の回転角度と、サスペンションホルダ２に対するハウジング４の回転角度とを合わせた角度が車輪６の転舵角度となる。なお厳密には、縦軸心Ｏ１，Ｏ２の位置にずれがある場合は、そのずれ量に応じて転舵角度は変わる。
【００３３】
第１の転舵機構７による転舵と、第２の転舵機構８による転舵とは、それぞれ独立して可能であるが、この実施形態では、設定角度（例えば４０°）までの角度である通常走行転舵時は、第１の転舵機構７のみで転舵させ、第２の転舵機構８は中立位置に固定しておく。操舵角度が４０°を超える場合は、第１の転舵機構７による４０°まで転舵させ、操舵角度の４０°を超える角度分を、第２の転舵機構８で転舵させる。この制御を、図１のステアリング制御手段３６で行う。
【００３４】
すなわち、ステアリングホイール３１により操舵された場合、ステアリング制御手段３６は、操舵角度が通常走行転舵の場合である所定転舵角度（例えば４０°）以下の場合は、第１の転舵機構７のモータ９を、上記操舵角度となるように駆動する。なおこのとき、第２の転舵機構８のモータ１０は、ハウジング４がサスペンションホルダ２に対して中立位置となる角度で停止状態を維持させる。
所定転舵角度を超える大舵角時の場合は、ステアリング制御手段３６は、第１の転舵機構７のモータ９を最大舵角である所定転舵角度となるまで駆動し、その後に、またはモータ９の駆動と同時に、操舵角度と所定転舵角度との差となる角度分だけ、第２の転舵機構８のモータ１０を駆動する。
【００３５】
このように、第１の転舵機構７による転舵に加えて、第２の転舵機構８による転舵が可能であるため、大きな舵角の転舵が可能となり、例えば、９０°の転舵が可能となる。９０°の転舵が可能であると、例えば図８に示すように、４輪の自動車において、４輪とも９０°の舵角とし、かつ４輪ともインホイールモータ２０を備える構成とすることで、直進方向に車両４０を向けたまま、直進方向Ａに対して垂直方向Ｂへの走行、つまり横走りが可能になる。これにより限られた駐車スペースへの縦列駐車等が容易に行える。
【００３６】
４輪にインホイールモータ２０を採用し、上記構成のように、第１，第２の転動装置７，８を設けた場合は、４輪独立操舵が可能になる。
インホイールモータ２０を用い、車台１に対して、縦軸心Ｏ１回りに回転自在なサスペンションホルダ２を備えることにより、キングピンオフセットが無くなるという利点も得られる。
また、第１の転舵機構７を通常走行転舵用、第２の転舵機構８を大舵角用とした場合、第１の転舵機構７を従来のラックアンドピニオン式と同様な構成とできるため、制御が容易となる。
【００３７】
この実施形態では、さらに次のフェールセーフ機能が得られる。すなわち、通常失陥時対応制御手段３７は、通常走行転舵用である第１の転舵機構７のモータ９である通常走行転舵用モータが失陥したときは、通常走行転舵用モータ９の出力のステアリングロッド１４への伝達を切り離し、通常走行転舵用モータ９に代えて大舵角用の転舵機構である第２の転舵機構８の有するモータ１０による転舵を行わせる。そのため、第１の転舵機構７のモータ９が失陥しても、大舵角用のモータ１０による転舵させることができる。
また、大舵角失陥対応制御手段３８は、第２の転舵機構８が有するモータ１０である大舵角用モータが失陥したときは、第２の転舵機構８を固定状態として、通常走行転舵用の第１の転舵機構７のモータ９のみで転舵を行わせる。
このように、第１，第２の転舵機構７，８を設け、それぞれにモータ９，１０を設けたため、通常では得られない大舵角の調整機能と、フェールセーフ機能を同時に付加することができる。
【００３８】
なお、上記実施形態では、所定角度まで通常走行転舵を第１の転舵機構７に行わせるようにしたが、第２の転舵機構８を、所定転舵角度までの転舵角度である通常走行転舵の場合に用いる通常走行転舵用とし、第１の転舵機構７を、前記所定転舵角度以上の転舵角度の場合である大舵角時に、第１の転舵機構７による転舵に加えて用いる大舵角転舵用として用いても良い。このように、サスペンションホルダ２に設置されて車輪６を転舵する第２の転舵機構８を通常走行転舵用とする場合は、車両の左右の車輪６を独立して転舵可能となり、これによりトー角調整が行える。
【００３９】
また、上記実施形態では、第２の転舵機構８を、モータ１０で回転・直進動作変換機構１８介して作動軸１７を進退させる構成としたが、例えばモータ１０の出力軸に設けたピニオンを、ハウジング４に前記縦軸心Ｏ２を中心として設けられたギヤ（図示せず）に噛み合う構成としても良い。このように大舵角転舵用の転舵機構８を２つのギヤの組み合わせとした場合は、減速機の代わりとなり、モータ１０を小型軽量化できる。
【００４０】
さらに、上記実施形態では、懸架装置３０の形式を、ダブルウイッシュボーン式またはこれに準じた構成としたが、懸架装置３０の形式は、ストラット式、ダブルウイッシュボーン式、マルチリンク式やその他の形式のいずれであっても良く、形式を問わずに適用できる。
【符号の説明】
【００４１】
１…車台
２…サスペンションホルダ
３…車輪用軸受
４…ハウジング
５…ホルダ上転舵用支持機構
６…車輪
７…第１の転舵機構
８…第２の転舵機構
９，１０…モータ
１２…スプリング
１３…ショックアブソーバ
１４…ステアリングロッド
１６，１９…リンク
２０…インホイールモータ
３０…懸架装置
３１…ステアリングホイール
３２…操舵角センサ
３６…ステアリング制御手段
３７…通常失陥時対応制御手段
３８…大舵角失陥時対応制御手段
Ｏ１…縦軸心
Ｏ２…縦軸心
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等の各種車両におけるステアリング装置、特に、ステアバイワイヤ形式や、インホイールモータを装備した車両等に適したステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
四輪自動車の各車輪をそれぞれ車軸周りに独立して駆動する機構が提案されている（特許文献１）。また、ステアバイワイヤの転舵用モータが失陥しても、補助モータによって操舵輪を転舵する機構が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２９６２３６４号公報
【特許文献２】特許第２９６２３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の四輪自動車の各車輪がそれぞれ車軸周りに独立して駆動するものでは、車輪ごとに設備された操向モータのみでキングピン軸周りを旋回させる。そのため、操向モータが失陥した場合のフェールセーフ機能を備えていない。
特許文献２は、転舵用モータ失陥時に補助モータを作動させるフェールセーフ機能を持たせたものであるが、正常時には補助モータは一切機能していない。フェールセーフ機能のみに補助モータを設けているため、補助モータの使用が効率的でなく、不経済である。
【０００５】
この発明の目的は、追加のモータを一つ備えることで、大舵角調整機能とフェールセーフ機能を同時に付加できて、追加のモータの効率的な使用が行えるステアリング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のステアリング装置は、車台に縦軸心回りに回転自在に支持されるサスペンションホルダと、このサスペンションホルダに設けられて車輪用軸受のハウジングを縦軸心回りに回転自在に支持するホルダ上転舵用支持機構と、前記車台とサスペンションホルダ間に設けられサスペンションホルダを介して車輪を転舵する第１の転舵機構と、前記サスペンションホルダに設置されて前記ホルダ上転舵用支持機構における回転で車輪を転舵する第２の転舵機構とを備え、これら各転舵機構に転舵用のモータを設けたものである。
【０００７】
この構成によると、サスペンションホルダを介して車輪を転舵する第１の転舵機構と、サスペンションホルダに設置されて車輪を転舵する第２の転舵機構とを備え、それぞれの転舵機構にモータを備えるため、転舵の舵角を大きく得ることができる。例えば、４０°以上の転舵角を得ることは、一つの転舵機構では困難であるが、上記のように第１、第２の転舵機構を設けることで、４０°以上となる大きな転舵角を容易に得ることができる。このように転舵角を大きくすることで、車両の回転半径を小さくできる。また、２つの転舵機構にそれぞれモータを備えるため、一方のモータ故障時に他方のモータを用いて転舵を行うことができる。このように、一つのモータを追加することで、大舵角調整機能とフェールセーフ機能を同時に付加できて、追加のモータの効率的な使用が行える。
【０００８】
この発明において、前記第１の転舵機構を、所定転舵角度までの転舵角度である場合に用いる通常走行転舵用とし、前記第２の転舵機構を、前記所定転舵角度以上の転舵角度の大舵角時に、第１の転舵機構による転舵に加えて用いる大舵角転舵用としても良い。
この構成の場合、サスペンションホルダを介して車輪を転舵する第１の転舵機構を通常走行転舵用に用いるため、第１の転舵機構が、例えばラックアンドピニオン式の転舵機構等の従来の転舵機構と似た構成とできるため、通常走行転舵時における、ステアリングホイールの操舵で操舵させる制御が簡単となる。
【０００９】
この発明において、前記とは逆に、前記第２の転舵機構を、所定転舵角度までの転舵角度である場合に用いる通常走行転舵用とし、前記第１の転舵機構を、前記所定転舵角度以上の大舵角時に、前記第１の転舵機構による転舵に加えて用いる大舵角転舵用としても良い。
このように、サスペンションホルダに設置されて車輪を転舵する第２の転舵機構を通常走行転舵用とする場合は、車両の左右の車輪を独立して転舵可能となり、これによりトー角調整が行える。
【００１０】
この発明において、前記サスペンションホルダの回転軸心となる縦軸心が、タイヤ接地点を通る位置であっても良い。タイヤ接地点と回転軸心が同軸上にある場合は、転舵トルクが小さくて済み、個々のモータを小型軽量化できる。
【００１１】
この発明において、第１および第２の転舵機構のいずれか１方の転舵機構に支障が生じた場合に、他方の転舵機構のみで転舵させるフェールセーフ機構を設けるのが良い。
このフェールセーフ機構を設けることで、第１および第２の転舵機構に設けられる２つのモータを、転舵角の増大だけでなく、フェールセーフ機能に追加利用でき、大舵角調整機能とフェールセーフ機能の同時付加による追加のモータの効率的な使用が実現できる。
【００１２】
この発明において、前記第１および第２の転舵機構のいずれにも機械的に連結されていないステアリングホイールと、このステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、この操舵角センサの検出角度に応じて前記第１および第２の転舵機構の有するモータを制御するステアリング制御手段とを有するステアバイワイヤ式のステアリング装置であって、
前記第１および第２の転舵機構のうちの、前記通常走行転舵用の転舵機構が有するモータである通常走行転舵用モータが失陥したときに、通常走行転舵用モータの出力の伝達を切り離し、通常走行転舵用モータに代えて大舵角用の転舵機構が有するモータである大舵角用モータによる転舵を行わせる通常失陥時対応制御手段を設けても良い。
【００１３】
通常走行転舵用モータが失陥したときに、通常走行転舵用モータの出力の後段への伝達を切り離し、通常走行転舵用モータに代えて大舵角用の転舵機構が有するモータである大舵角用モータによる転舵を行わせることで、通常走行転舵用モータの不測の動作に影響されずに、大舵角用の転舵機構のモータによる操舵が行える。通常走行転舵用モータの出力の後段への伝達の切り離しは、例えばクラッチ機構を介在させること等で行える。
【００１４】
この発明において、前記第１および第２の転舵機構のいずれにも機械的に連結されていないステアリングホイールと、このステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、この操舵角センサの検出角度に応じて前記第１および第２の転舵機構の有するモータを制御するステアリング制御手段とを有するステアバイワイヤ式のステアリング装置であって、
前記第１および第２の転舵機構のうちの、前記大舵角用の転舵機構が有するモータである大舵角用モータが失陥したときに、この大舵角用モータを有する転舵機構を固定状態として通常走行転舵用の転舵機構が有するモータである通常走行転舵用モータのみで転舵を行わせる大舵角失陥対応制御手段を設けても良い。
【００１５】
大舵角用モータが失陥したときは、大舵角用モータの駆動伝達系を固定状態とすれば、大舵角の転舵が行えないだけで、通常走行転舵は支障なく行える。
【００１６】
この発明において、前記第１の転舵機構と前記第２の転舵機構との両方を用いて転舵可能な合計転舵角度を９０°以上としても良い。
９０°の転舵が可能であれば、直進方向に車両を向けたまま、直進方向に対して垂直方向への走行が可能になる。これにより、限られた駐車スペースへの縦列駐車等が容易に行える。
【００１７】
この発明において、車輪用軸受のハウジングがインホイールモータのハウジングと一体化されまたは兼用品とされ、この一体化または兼用品とされたハウジングを前記ホルダ上転舵用支持機構で支持しても良い。
モータやエンジンが通常のように車体中央等に設置されていると、大舵角の転舵を可能とする駆動伝達系の設計が困難であるが、インホイールモータであると、駆動伝達系上の問題を生じることなく、大舵角とすることができ、この発明による舵角を大きくできる効果が、より効果的に発揮される。
なお、この明細書で言う「インホイールモータ」は、必ずしも車輪に内蔵されていなくても良く、個々の車輪毎に設けられて車輪に近接した位置して設置されたモータや、モータ出力を減速して車輪に伝達する減速機構の一部または全体が車輪に内蔵されているものを含む。
【発明の効果】
【００１８】
この発明のステアリング装置は、車台に縦軸心回りに回転自在に支持されるサスペンションホルダと、このサスペンションホルダに設けられて車輪用軸受のハウジングを縦軸心回りに回転自在に支持するホルダ上転舵用支持機構と、前記車台とサスペンションホルダ間に設けられサスペンションホルダを介して車輪を転舵する第１の転舵機構と、前記サスペンションホルダに設置されて前記ホルダ上転舵用支持機構における回転で車輪を転舵する第２の転舵機構とを備え、これら各転舵機構に転舵用のモータを設けたものであるため、追加のモータを一つ備えることで、大舵角調整機能とフェールセーフ機能を同時に付加できて、追加のモータの効率的な使用が行える。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の一実施形態に係るステアリング装置の機械的構成部分の正面図とその制御系のブロック図とを組み合わせた説明図である。
【図２】同ステアリング装置の斜視図である。
【図３】同ステアリング装置の正面図である。
【図４】同ステアリング装置の背面図である。
【図５】同ステアリング装置の平面図である。
【図６】同ステアリング装置の下面図である。
【図７】同ステアリング装置の図２を左側から見た側面図および右側から見た側面図である。
【図８】同ステアリング装置を装備した車両の動説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
この発明の一実施形態を図１ないし図８と共に説明する。図３に示すように、このステアリング装置は、車台１に縦軸心Ｏ１回りに、回転支軸２ａを介して回転自在に支持されるサスペンションホルダ２と、このサスペンションホルダ２に設けられて車輪用軸受３のハウジング４を縦軸心Ｏ２回りに回転自在に支持するホルダ上転舵用支持機構５と、車台１とサスペンションホルダ２間に設けられサスペンションホルダ２を介して車輪６を転舵する第１の転舵機構７と、前記サスペンションホルダ２に設置されてホルダ上転舵用支持機構５における回転で車輪６を転舵する第２の転舵機構８とを備える。これら各転舵機構７，８に転舵用のモータ９，１０を設ける。第１の転舵機構７と第２の転舵機構８との両方を用いて転舵可能な合計転舵角度は、９０°または９０°以上とすることが好ましい。
【００２１】
サスペンションホルダ２は、前記回転支軸２ａが上端に設けられたホルダ本体２ｂの下部に、アウトボード側へ突出する上下のアーム２ｃ，２ｄを有し、これらアーム２ｃ，２ｄの先端に、前記ホルダ上転舵用支持機構５によりハウジング４を回転自在に支持している。なお、この明細書において、アウトボード側とは、車幅方向の外側を言う。ホルダ本体２ｂの中間高さ部分２ｂａと下側のアーム２ｄとの間に、スプリング１２およびショックアブソーバ１３が設けられている。サスペンションホルダ２の回転軸心となる縦軸心Ｏ１は、タイヤ接地点Ｐ（図２参照）を通る位置である。タイヤ接地点Ｐと回転軸心Ｏ１が同軸上にある場合は、転舵トルクが小さくて済み、モータ９を小型軽量化できる。第２の回転軸心Ｏ２についても、タイヤ接地点Ｐを通る位置であることが望ましい。前記サスペンションホルダ２と、スプリング１２と、ショックアブソーバ１３とで、懸架装置３０が構成される。上記のようにスプリング１２とショックアブソーバ１３とをサスペンションホルダ２内に設置した場合、タイヤハウスが小さくなる。
【００２２】
図３において、第１の転舵機構７は、車台１に固定された転舵機構本体７ａに、タイロッド等のステアリングロッド１４を車幅方向に進退自在に設置し、転舵機構本体７ａに内蔵の回転・直進動作変換機構１５を介してモータ９の回転によりステアリングロッド１４を直線往復動作させるものである。モータ９は、転舵機構本体７ａと一体に結合されている。回転・直進動作変換機構１５は、例えばラックアンドピニオン機構で構成される。ステアリングロッド１４の先端は、リンク１６を介してサスペンションホルダ２に連結されている。リンク１６の両端は、ステアリングロッド１４およびサスペンションホルダ２に対して縦軸心回りに回転自在に連結されている。なお、第１の転舵機構７は、左右の車輪のサスペンションホルダ２の転舵に共用される。
【００２３】
第２の転舵機構８は、サスペンションホルダ２のホルダ本体２ｂに設置された転舵機構本体８ａに、作動軸１７を水平方向に進退自在に設置し、転舵機構本体８ａに内蔵の回転・直進動作変換機構１８を介してモータ１０の回転により作動軸１７を直線往復動作させるものである。モータ１０は、転舵機構本体８ａと一体に結合されている。回転・直進動作変換機構１８は、例えばラックアンドピニオン機構で構成される。作動軸１７の先端は、リンク１９を介してサスペンションホルダ２に連結されている。リンク１９の両端は、作動軸１７およびハウジング４に対して縦軸心回りに回転自在に連結されている。
【００２４】
ハウジング４は、車輪６が従動輪の場合は、単に車輪用軸受３を設置する部材となるが、この実施形態では車輪６はインホイールモータ２０で駆動される駆動輪であり、ハウジング４はインホイールモータ２０のハウジングを兼用している。図示の例のインホイールモータ２０は、モータ本体２０ａとその回転を減速する減速機２０ｂと、前記車輪用軸受３とを互いに共通のハウジング４に組付けたアセンブル部品で構成されている。車輪用軸受３のハウジング４は、必ずしも一体物でなくても良く、複数の分割ハウジングを組み立てたものであっても良い。その場合に、モータ周辺部と軸受周辺部とにハウジング４が分割されていても良い。
【００２５】
第１の転舵機構７と第２の転舵機構８とは、いずれを通常走行転舵用とし、いずれを大舵角転舵用としても良いが、この実施形態では次ように用いている。すなわち、第１の転舵機構７を、所定転舵角度（例えば４０°）までの転舵角度である通常走行転舵の場合に用いる通常走行転舵用とし、第２の転舵機構８を、前記所定転舵角度以上の転舵角度の場合である大舵角時に、第１の転舵機構７による転舵に加えて用いる大舵角転舵用としている。上記の「所定転舵角度」は、第１の転舵機構７や第２の転舵機構８の構成等に応じて任意に設計し、定められる。
【００２６】
図１に示すように、車幅方向の両側の車輪６は、図３に示したサスペンションホルダ２により支持されている。各サスペンションホルダ２に前記ホルダ上転舵用支持機構５が設けられている。第１の転舵機構７は、前述のように、左右の車輪６に共用されるものであり、第２の転舵機構８は、左右の各車輪６毎に設けられる。
【００２７】
同図に示すように、このステアリング装置はステアバイワイヤ式であり、運転者が操舵するステアリングホイール３１と、操舵角センサ３２と、操舵トルクセンサ３３と、操舵反力モータ３４と、ＥＣＵ（電気制御ユニット）３５とを備える。ＥＣＵ３５は、ステアリング制御手段３６、通常失陥時対応制御手段３７、および大舵角失陥時対応制御手段３８を含む。通常失陥時対応制御手段３７および大舵角失陥時対応制御手段３８は、それぞれ、第１および第２の転舵機構７，８のいずれか１方の転舵機構７，８に支障が生じた場合に、他方の転舵機構７，８のみで転舵させるフェールセーフ機構となる。ＥＣＵ３５およびその各制御手段３６，３７，３８は、マイクロコンピュータおよびその制御プログラムを含む電子回路などにより構成される。
【００２８】
ステアリングホイール３１は、第１および第２の転舵機構７，８に機械的に連結されておらず、転舵用のステアリングロッド１４とも機械的に連結されていない。ステアリングホイール３１に対して、操舵角センサ３２および操舵トルクセンサ３３が設けられ、操舵反力モータ３４が接続されている。操舵角センサ３２は、ステアリングホイール３１の操舵角を検出するセンサである。操舵トルクセンサ３３は、ステアリングホイール１に作用する操舵トルクを検出するセンサである。操舵反力モータ３４は、ステアリングホイール３１に反力トルクを付与するモータである。
【００２９】
ステアリング制御手段３６は、操舵角センサ３２の検出角度に応じて第１および第２の転舵機構７，８の有するモータ９，１０を制御する。この場合に、ステアリング制御手段３６は、第１および第２の転舵機構７，８を次のように使い分ける制御を行う。すなわちステアリング制御手段３６は、操舵角センサ３２で検出されたステアリングホイール３１の操舵角度が上記所定転舵角度（例えば４０°）以下の場合は、第１の転舵機構７のモータ９を、上記操舵角度となるように駆動する制御を行う。操舵角度が上記所定転舵角度（例えば４０°）を超える場合は、第１の転舵機構７のモータ９を、転舵角度が上記所定転舵角度（例えば４０°）となるまで駆動し、その後に、または同時に、第２の転舵機構８のモータ１０を、上記操舵角度が上記所定転舵角度を超える角度分だけ駆動する。
【００３０】
通常失陥時対応制御手段３７は、通常走行転舵用である第１の転舵機構７のモータ９である通常走行転舵用モータが失陥したときに、通常走行転舵用モータ９の出力のステアリングロッド１４への伝達を切り離し、通常走行転舵用モータ９に代えて大舵角用の転舵機構である第２の転舵機構８の有するモータ１０、つまり大舵角用モータによる転舵を行わせる。なお、通常失陥時対応制御手段３７は、モータ９の失陥を検出する検出手段（図示せず）を有していて、その検出手段による失陥検出に応答して前記失陥対応の制御を行うものとするのが良い。モータ９の出力のステアリングロッド１４への伝達を切り離しは、例えば、第１の転舵機構７に電磁クラッチ等のクラッチ（図示せず）を設けておき、そのクラッチを切り離すことで行う。なお、このときステアリングロッド１４の進退動作を止める制動手段（図示せず）を設けておくことが好ましい。
【００３１】
大舵角失陥対応制御手段３８は、大舵角用の転舵機構である第２の転舵機構８が有するモータ１０である大舵角用モータが失陥したときに、この大舵角用モータ１０を有する第２の転舵機構８を固定状態として、通常走行転舵用の第１の転舵機構７が有するモータ９である通常走行転舵用モータのみで転舵を行わせる手段である。なお、大舵角失陥対応制御手段３８は、モータ１０の失陥を検出する検出手段（図示せず）を有していて、その検出手段による失陥検出に応答して前記失陥対応の制御を行うものとするのが良い。
【００３２】
次に上記構成の作用を説明する。第１の転舵機構７は、モータ９によってステアリングロッド１４を進退させる。ステアリングロッド１４が進退すると、これにリンク１６を介して連結されたサスペンションホルダ２が、回転支軸２ａの縦軸心Ｏ１回りに回転し、車輪６がサスペンションホルダ２およびハウジング４と一緒に転舵する。
第２の転舵機構８は、モータ１０によって作動軸１７を進退させる。作動軸１７が進退すると、これにリンク１９を介して連結されたハウジング４が、サスペンションホルダ２に対して縦軸心Ｏ２回りに回転し、車輪６がハウジング４と一緒に転舵する。第２の転舵機構８による車輪６の転舵は、サスペンションホルダ２に対して行われるので、サスペンションホルダ２が中立位置から回転した角度位置にあると、サスペンションホルダ２の回転角度と、サスペンションホルダ２に対するハウジング４の回転角度とを合わせた角度が車輪６の転舵角度となる。なお厳密には、縦軸心Ｏ１，Ｏ２の位置にずれがある場合は、そのずれ量に応じて転舵角度は変わる。
【００３３】
第１の転舵機構７による転舵と、第２の転舵機構８による転舵とは、それぞれ独立して可能であるが、この実施形態では、設定角度（例えば４０°）までの角度である通常走行転舵時は、第１の転舵機構７のみで転舵させ、第２の転舵機構８は中立位置に固定しておく。操舵角度が４０°を超える場合は、第１の転舵機構７による４０°まで転舵させ、操舵角度の４０°を超える角度分を、第２の転舵機構８で転舵させる。この制御を、図１のステアリング制御手段３６で行う。
【００３４】
すなわち、ステアリングホイール３１により操舵された場合、ステアリング制御手段３６は、操舵角度が通常走行転舵の場合である所定転舵角度（例えば４０°）以下の場合は、第１の転舵機構７のモータ９を、上記操舵角度となるように駆動する。なおこのとき、第２の転舵機構８のモータ１０は、ハウジング４がサスペンションホルダ２に対して中立位置となる角度で停止状態を維持させる。
所定転舵角度を超える大舵角時の場合は、ステアリング制御手段３６は、第１の転舵機構７のモータ９を最大舵角である所定転舵角度となるまで駆動し、その後に、またはモータ９の駆動と同時に、操舵角度と所定転舵角度との差となる角度分だけ、第２の転舵機構８のモータ１０を駆動する。
【００３５】
このように、第１の転舵機構７による転舵に加えて、第２の転舵機構８による転舵が可能であるため、大きな舵角の転舵が可能となり、例えば、９０°の転舵が可能となる。９０°の転舵が可能であると、例えば図８に示すように、４輪の自動車において、４輪とも９０°の舵角とし、かつ４輪ともインホイールモータ２０を備える構成とすることで、直進方向に車両４０を向けたまま、直進方向Ａに対して垂直方向Ｂへの走行、つまり横走りが可能になる。これにより限られた駐車スペースへの縦列駐車等が容易に行える。
【００３６】
４輪にインホイールモータ２０を採用し、上記構成のように、第１，第２の転動装置７，８を設けた場合は、４輪独立操舵が可能になる。
インホイールモータ２０を用い、車台１に対して、縦軸心Ｏ１回りに回転自在なサスペンションホルダ２を備えることにより、キングピンオフセットが無くなるという利点も得られる。
また、第１の転舵機構７を通常走行転舵用、第２の転舵機構８を大舵角用とした場合、第１の転舵機構７を従来のラックアンドピニオン式と同様な構成とできるため、制御が容易となる。
【００３７】
この実施形態では、さらに次のフェールセーフ機能が得られる。すなわち、通常失陥時対応制御手段３７は、通常走行転舵用である第１の転舵機構７のモータ９である通常走行転舵用モータが失陥したときは、通常走行転舵用モータ９の出力のステアリングロッド１４への伝達を切り離し、通常走行転舵用モータ９に代えて大舵角用の転舵機構である第２の転舵機構８の有するモータ１０による転舵を行わせる。そのため、第１の転舵機構７のモータ９が失陥しても、大舵角用のモータ１０による転舵させることができる。
また、大舵角失陥対応制御手段３８は、第２の転舵機構８が有するモータ１０である大舵角用モータが失陥したときは、第２の転舵機構８を固定状態として、通常走行転舵用の第１の転舵機構７のモータ９のみで転舵を行わせる。
このように、第１，第２の転舵機構７，８を設け、それぞれにモータ９，１０を設けたため、通常では得られない大舵角の調整機能と、フェールセーフ機能を同時に付加することができる。
【００３８】
なお、上記実施形態では、所定角度まで通常走行転舵を第１の転舵機構７に行わせるようにしたが、第２の転舵機構８を、所定転舵角度までの転舵角度である通常走行転舵の場合に用いる通常走行転舵用とし、第１の転舵機構７を、前記所定転舵角度以上の転舵角度の場合である大舵角時に、第１の転舵機構７による転舵に加えて用いる大舵角転舵用として用いても良い。このように、サスペンションホルダ２に設置されて車輪６を転舵する第２の転舵機構８を通常走行転舵用とする場合は、車両の左右の車輪６を独立して転舵可能となり、これによりトー角調整が行える。
【００３９】
また、上記実施形態では、第２の転舵機構８を、モータ１０で回転・直進動作変換機構１８介して作動軸１７を進退させる構成としたが、例えばモータ１０の出力軸に設けたピニオンを、ハウジング４に前記縦軸心Ｏ２を中心として設けられたギヤ（図示せず）に噛み合う構成としても良い。このように大舵角転舵用の転舵機構８を２つのギヤの組み合わせとした場合は、減速機の代わりとなり、モータ１０を小型軽量化できる。
【００４０】
さらに、上記実施形態では、懸架装置３０の形式を、ダブルウイッシュボーン式またはこれに準じた構成としたが、懸架装置３０の形式は、ストラット式、ダブルウイッシュボーン式、マルチリンク式やその他の形式のいずれであっても良く、形式を問わずに適用できる。
【符号の説明】
【００４１】
１…車台
２…サスペンションホルダ
３…車輪用軸受
４…ハウジング
５…ホルダ上転舵用支持機構
６…車輪
７…第１の転舵機構
８…第２の転舵機構
９，１０…モータ
１２…スプリング
１３…ショックアブソーバ
１４…ステアリングロッド
１６，１９…リンク
２０…インホイールモータ
３０…懸架装置
３１…ステアリングホイール
３２…操舵角センサ
３６…ステアリング制御手段
３７…通常失陥時対応制御手段
３８…大舵角失陥時対応制御手段
Ｏ１…縦軸心
Ｏ２…縦軸心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車台に縦軸心回りに回転自在に支持されるサスペンションホルダと、このサスペンションホルダに設けられて車輪用軸受のハウジングを縦軸心回りに回転自在に支持するホルダ上転舵用支持機構と、前記車台とサスペンションホルダ間に設けられサスペンションホルダを介して車輪を転舵する第１の転舵機構と、前記サスペンションホルダに設置されて前記ホルダ上転舵用支持機構における回転で車輪を転舵する第２の転舵機構とを備え、これら各転舵機構に転舵用のモータを設けたステアリング装置。
【請求項２】
請求項１において、前記第１の転舵機構を、所定転舵角度までの転舵角度である場合に用いる通常走行転舵用とし、前記第２の転舵機構を、前記所定転舵角度以上の転舵角度の大舵角時に、前記第１の転舵機構による転舵に加えて用いる大舵角転舵用としたステアリング装置。
【請求項３】
請求項１において、前記第２の転舵機構を、所定転舵角度までの転舵角度である場合に用いる通常走行転舵用とし、前記第１の転舵機構を、前記所定転舵角度以上の大舵角時に、前記第１の転舵機構による転舵に加えて用いる大舵角転舵用としたステアリング装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記サスペンションホルダの回転軸心となる縦軸心が、タイヤ接地点を通る位置であるステアリング装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、第１および第２の転舵機構のいずれか１方の転舵機構に支障が生じた場合に、他方の転舵機構のみで転舵させるフェールセーフ機構を設けたステアリング装置。
【請求項６】
請求項２または請求項３において、前記第１および第２の転舵機構のいずれにも機械的に連結されていないステアリングホイールと、このステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、この操舵角センサの検出角度に応じて前記第１および第２の転舵機構の有するモータを制御するステアリング制御手段とを有するステアバイワイヤ式のステアリング装置であって、
前記第１および第２の転舵機構のうちの、前記通常走行転舵用の転舵機構が有するモータである通常走行転舵用モータが失陥したときに、通常走行転舵用モータの出力の伝達を切り離し、通常走行転舵用モータに代えて大舵角用の転舵機構が有するモータである大舵角用モータによる転舵を行わせる通常失陥時対応制御手段を設けたステアリング装置。
【請求項７】
請求項２または請求項３において、前記第１および第２の転舵機構のいずれにも機械的に連結されていないステアリングホイールと、このステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、この操舵角センサの検出角度に応じて前記第１および第２の転舵機構の有するモータを制御するステアリング制御手段とを有するステアバイワイヤ式のステアリング装置であって、
前記第１および第２の転舵機構のうちの、前記大舵角用の転舵機構が有するモータである大舵角用モータが失陥したときに、この大舵角用モータを有する転舵機構を固定状態として通常走行転舵用の転舵機構が有するモータである通常走行転舵用モータのみで転舵を行わせる大舵角失陥対応制御手段を設けたステアリング装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記第１の転舵機構と前記第２の転舵機構との両方を用いて転舵可能な合計転舵角度を９０°以上としたステアリング装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、車輪用軸受のハウジングがインホイールモータのハウジングと一体化されまたは兼用品とされ、この一体化または兼用品とされたハウジングを前記ホルダ上転舵用支持機構で支持したステアリング装置。
【請求項１】
車台に縦軸心回りに回転自在に支持されるサスペンションホルダと、このサスペンションホルダに設けられて車輪用軸受のハウジングを縦軸心回りに回転自在に支持するホルダ上転舵用支持機構と、前記車台とサスペンションホルダ間に設けられサスペンションホルダを介して車輪を転舵する第１の転舵機構と、前記サスペンションホルダに設置されて前記ホルダ上転舵用支持機構における回転で車輪を転舵する第２の転舵機構とを備え、これら各転舵機構に転舵用のモータを設けたステアリング装置。
【請求項２】
請求項１において、前記第１の転舵機構を、所定転舵角度までの転舵角度である場合に用いる通常走行転舵用とし、前記第２の転舵機構を、前記所定転舵角度以上の転舵角度の大舵角時に、前記第１の転舵機構による転舵に加えて用いる大舵角転舵用としたステアリング装置。
【請求項３】
請求項１において、前記第２の転舵機構を、所定転舵角度までの転舵角度である場合に用いる通常走行転舵用とし、前記第１の転舵機構を、前記所定転舵角度以上の大舵角時に、前記第１の転舵機構による転舵に加えて用いる大舵角転舵用としたステアリング装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記サスペンションホルダの回転軸心となる縦軸心が、タイヤ接地点を通る位置であるステアリング装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、第１および第２の転舵機構のいずれか１方の転舵機構に支障が生じた場合に、他方の転舵機構のみで転舵させるフェールセーフ機構を設けたステアリング装置。
【請求項６】
請求項２または請求項３において、前記第１および第２の転舵機構のいずれにも機械的に連結されていないステアリングホイールと、このステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、この操舵角センサの検出角度に応じて前記第１および第２の転舵機構の有するモータを制御するステアリング制御手段とを有するステアバイワイヤ式のステアリング装置であって、
前記第１および第２の転舵機構のうちの、前記通常走行転舵用の転舵機構が有するモータである通常走行転舵用モータが失陥したときに、通常走行転舵用モータの出力の伝達を切り離し、通常走行転舵用モータに代えて大舵角用の転舵機構が有するモータである大舵角用モータによる転舵を行わせる通常失陥時対応制御手段を設けたステアリング装置。
【請求項７】
請求項２または請求項３において、前記第１および第２の転舵機構のいずれにも機械的に連結されていないステアリングホイールと、このステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、この操舵角センサの検出角度に応じて前記第１および第２の転舵機構の有するモータを制御するステアリング制御手段とを有するステアバイワイヤ式のステアリング装置であって、
前記第１および第２の転舵機構のうちの、前記大舵角用の転舵機構が有するモータである大舵角用モータが失陥したときに、この大舵角用モータを有する転舵機構を固定状態として通常走行転舵用の転舵機構が有するモータである通常走行転舵用モータのみで転舵を行わせる大舵角失陥対応制御手段を設けたステアリング装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記第１の転舵機構と前記第２の転舵機構との両方を用いて転舵可能な合計転舵角度を９０°以上としたステアリング装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、車輪用軸受のハウジングがインホイールモータのハウジングと一体化されまたは兼用品とされ、この一体化または兼用品とされたハウジングを前記ホルダ上転舵用支持機構で支持したステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１２１３９１（Ｐ２０１２−１２１３９１Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７２１６０（Ｐ２０１０−２７２１６０）
【出願日】平成２２年１２月７日（２０１０．１２．７）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月７日（２０１０．１２．７）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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