車輪可動装置
【課題】車輪の舵角制御と制駆動力の制御を併用して車両の旋回性能を高める仕組みを簡素にするのにより好適な車輪可動装置を実現する。
【解決手段】車輪可動装置は、車両の後輪１０ａ，１０ｂに制駆動力を個別に付与するモータ１２ａ，１２ｂ及びブレーキ１３ａ，１３ｂと、後輪１０ａ，１０ｂの間を連結するサブフレーム１４を備え、サブフレーム１４は、各後輪１０ａ，１０ｂに付与される制駆動力の差に起因するモーメントによって車両の旋回方向に回動して後輪１０ａ，１０ｂの向きを可変する。
【解決手段】車輪可動装置は、車両の後輪１０ａ，１０ｂに制駆動力を個別に付与するモータ１２ａ，１２ｂ及びブレーキ１３ａ，１３ｂと、後輪１０ａ，１０ｂの間を連結するサブフレーム１４を備え、サブフレーム１４は、各後輪１０ａ，１０ｂに付与される制駆動力の差に起因するモーメントによって車両の旋回方向に回動して後輪１０ａ，１０ｂの向きを可変する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などの車輪を操舵する車輪可動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両の車輪を操舵する機構として、車両の一対の車輪（例えば、左右の後輪）の向きを変える操舵部と、各車輪に制動力又は駆動力（以下、制駆動力）を付与する制駆動部を備えたものが知られている。
【０００３】
例えば、操舵部は、各後輪にロッドを介して連結したアクチュエータなどを有し、アクチュエータを駆動して後輪の舵角を調整する。制駆動部は、各後輪に実装したホイールモータなどを有し、ホイールモータを駆動して大きさが異なる制駆動力を各後輪に個別に付与する。
【０００４】
このような車輪の舵角制御と制駆動力の制御を併用した車輪可動装置は、車両が旋回するに際し、操舵部で車輪舵角を調整すると同時に、制駆動部で各車輪の制駆動力を調整する。これによって車両の重心まわりに生じる旋回モーメントを調整して車両の旋回性能を高めることが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２５６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１などの従前の方式は、車輪の舵角を変えるためのアクチュエータや、アクチュエータ用の駆動制御回路などを専用部品として車両に搭載することが余儀なくされる。したがって、車輪の舵角制御と制駆動力の制御を併用して車両の旋回性能を高めるに際し、車輪を操舵する仕組みが煩雑になるし、製造コストなどが増大するおそれもある。
【０００７】
本発明は、車輪の舵角制御と制駆動力の制御を併用して車両の旋回性能を高める仕組みを簡素にするのにより好適な車輪可動装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の車輪可動装置は、車両の少なくとも一対の車輪のそれぞれに制駆動力を付与する制駆動手段と、前記各車輪を連結する車輪連結部材とを備え、前記車輪連結部材は、前記各車輪に付与される制駆動力の差に由来して前記車両の旋回方向に回動されてなることを特徴とする。
【０００９】
すなわち、車両を旋回するに際し、車両の例えば左右の後輪に大きさが異なる制駆動力を個別に付与すると、その制駆動力差に由来して車両の旋回運動を補助する旋回ヨーモーメントを発生させることができる。また各車輪の制駆動力差に由来するモーメントによって車輪連結部材が旋回方向に回動するため、車輪の舵角を変化させることができる。このように後輪の舵角制御と制駆動力の制御を併用して車両の旋回性能を高めるに際し、車輪の舵角を調整するアクチュエータ等を設けずに済むことから、車輪を操舵する仕組みが簡素になる。
【００１０】
この場合において、前記制駆動手段は、前記旋回方向の外周側に位置する車輪に対し、前記旋回方向の内周側の車輪に付与するものよりも大きい制駆動力を付与する。
【００１１】
また、本発明の一態様によれば、前記車輪連結部材は、前記車輪のそれぞれに固定されたサスペンション機構と、該各サスペンション機構を連結する枠体を有し、前記枠体は、前記車輪間の中央に位置する軸まわりに回動可能に軸支される。
【００１２】
また、本発明の一態様によれば、前記車輪連結部材は、前記車輪のそれぞれに固定されたサスペンション機構と、該各サスペンション機構を連結する棒状のリンク部材を有し、前記サスペンション機構のそれぞれは、前記旋回方向に回動可能に軸支される。これによれば、サスペンション機構の回動支点から車輪までの距離が比較的小さくなる。したがって、車輪を操舵するに際し、各車輪の前後移動量を抑えつつ操舵角を確保できるから、車輪を操舵する機構がよりコンパクトになるし、車両の旋回運動が小回りのよいものになる。
【００１３】
また、本発明の一態様によれば、前記車両のハンドルの操作角度を計測する操舵角センサと、前記各車輪の車輪速を計測する車輪速センサと、前記車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサと、前記制駆動手段に制御指令を出力するコントローラを備え、前記コントローラは、前記操舵角センサ及び前記車輪速センサの各計測データから算定した前記車両の目標ヨーレートと、前記ヨーレートセンサから取り込んだ実ヨーレートデータとの差分データを演算し、該差分データをゼロに近づけるように駆動指令を生成して前記制駆動手段に出力する。これによれば、車両が旋回するに際し、その車両の実ヨーモーメントを目標ヨーモーメントに簡単かつ的確に合わせることができることから、車両の旋回性能が高まる。
【００１４】
また、本発明の一態様によれば、前記車両のハンドルの操作角度を計測する操舵角センサと、前記車輪の舵角を計測する車輪角度センサと、前記制駆動手段に制御指令を出力するコントローラを備え、前記コントローラは、前記操舵角センサの計測データから算定した前記車輪の目標角度と、前記車輪角度センサから取り込んだ実角度データとの差分データを算出し、該差分データをゼロに近づけるように駆動指令を生成して前記制駆動手段に出力する。これによれば、車両が旋回するに際し、その車両の車輪舵角を目標角度に簡単かつ的確に合わせることができることから、車両の旋回性能が高まる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、車輪の舵角制御と制駆動力の制御を併用して車両の旋回性能を高める仕組みを簡素にするのにより好適な車輪可動装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第一の実施形態）
本発明を適用した車輪可動装置の第一の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の車輪可動装置の構成を示す図である。
【００１７】
図１に示すように、自動車などの車両の車輪を操舵する車輪可動装置は、車両の一対の車輪（例えば、左右の後輪１０ａ，１０ｂ）に対して制動力又は駆動力（以下、制駆動力）を個別に付与する制駆動手段（例えば、モータ１２ａ，１２ｂ及びブレーキ１３ａ，１３ｂ）などを備えている。
【００１８】
ここで、本実施形態の車輪可動装置は、後輪１０ａと後輪１０ｂの間を連結する車輪連結部材としてのサブフレーム１４が取り付けられている。サブフレーム１４は、後輪１０ａ，１０ｂに付与される制駆動力の差に起因するモーメントによって車両の旋回方向つまり操舵方向に回動して後輪１０ａ，１０ｂの向きを可変する。
【００１９】
すなわち、車両を旋回するに際し、後輪１０ａ，１０ｂに大きさが異なる制駆動力を個別に与えると、その制駆動力差に由来して車両の旋回運動を補助する方向に旋回ヨーモーメントを発生させることができる。また後輪１０ａ，１０ｂの制駆動力差に由来して生じるモーメントによってサブフレーム１４が旋回方向に回動するため、サブフレーム１４の両端側に固定された後輪１０ａ，１０ｂの舵角を変化させることができる。このように後輪１０ａ，１０ｂの舵角制御と制駆動力の制御を併用して車両の旋回性能を高めるに際し、車輪の舵角を調整するアクチュエータ等を設けずに済む。したがって、車輪を操舵する仕組みが簡素になる結果、製造コストの増大などを抑制できる。
【００２０】
より詳細に、本実施形態の車輪可動装置について説明する。図１に示すように、サブフレーム１４は、後輪１０ａ，１０ｂの間に介在している。ここでのサブフレーム１４は、横方向に延びた矩形の外枠１４ａと、外枠１４ａの各長辺部の中央を縦方向に連結する支持部材１４ｂを有する。なお、ここでの縦方向は、車両が直進する際の進行方向に対応し、横方向は、縦方向に直交する水平方向に対応する。外枠１４ａは、縦方向に間隔をあけて対向した長辺部と、各長辺部の両端を縦方向に連結する短辺部を有するフレームである。支持部材１４ｂは、ジョイント１８を介して旋回方向に回動可能に車体に軸支されている。ジョイント１８は、後輪１０ａと後輪１０ｂの間の中央に位置する鉛直回転軸との接合部である。すなわち、サブフレーム１４は、地面に対して水平な面内でジョイント１８を支点として回動可能に軸支されている。
【００２１】
また、サブフレーム１４は、その各短辺部にサスペンション機構１６ａ，１６ｂを介して後輪１０ａ，１０ｂが固定されている。ここでの後輪１０ａ，１０ｂの向きは同じである。換言すると、後輪１０ａ，１０ｂのスリップ角つまり対地角は同じである。スリップ角とは、後輪１０ａ，１０ｂの向きと車体の進行方向との間に形成される角度である。なお、サブフレーム１４は、ばね２０及びダンパー２２に接続されている。ばね２０及びダンパー２２は、サブフレーム１４に連結した自由端と、規定部材に連結された固定端を有し、中立状態の位置及び姿勢にサブフレーム１４を保持する。ここで後輪１０ａ，１０ｂを連結するサブフレーム１４及びサスペンション機構１６ａ，１６ｂを含めて後輪モジュールと適宜称する。
【００２２】
また、後輪１０ａに駆動力を与えるモータ１２ａと、後輪１０ａに制動力を与えるブレーキ１３ａと、後輪１０ａの車輪速を計測する車輪速センサ１５ａが搭載されている。同様に、後輪１０ｂに駆動力を与えるモータ１２ｂと、後輪１０ｂに制動力を与えるブレーキ１３ｂと、後輪１０ｂの車輪速を計測する車輪速センサ１５ｂが搭載されている。すなわち、左右の後輪１０ａ，１０ｂに大きさが異なる制動力又は駆動力を個別に付与する機構として、モータ１２ａ，１２ｂ及びブレーキ１３ａ，１３ｂが配設されている。ここでのモータ１２ａ，１２ｂは、例えばインホイールモータである。
【００２３】
図２及び図３は、図１の車輪可動装置の動作を説明するための図である。なお、図示の便宜上、モータ１２ａ，１２ｂ及びブレーキ１３ａ，１３ｂなどを省略している。図２に示すように、車両を反時計回りに旋回させるに際し、旋回方向の外周側に位置する後輪１０ａにモータ１２ａから駆動力Ａを与えるとともに、旋回方向の内周側に位置する後輪１０ｂにモータ１２ｂから駆動力Ｂを与える。ここでの駆動力Ｂは、駆動力Ａよりも大きいものとする。このように駆動力Ａ及び駆動力Ｂを与えると、駆動力Ａと駆動力Ｂの大きさの差に由来してジョイント１８まわりにモーメントが発生する。
【００２４】
したがって、図３に示すように、サブフレーム１４は、駆動力Ａと駆動力Ｂの大きさの差に由来して生じたモーメントによってジョイント１８を支点として回動する。サブフレーム１４が回動すると、それに連動して後輪１０ａ，１０ｂが旋回方向に回転する。これによって後輪１０ａ，１０ｂの向きが旋回方向に合わせられる。すなわち、後輪１０ａ，１０ｂに与える駆動力Ａと駆動力Ｂのトルク差を制御することにより、後輪１０ａ，１０ｂのスリップ角を変化させることができる。
【００２５】
また、車両が反時計回りに旋回している過程で、図２に示すように、旋回方向の外周側に位置する後輪１０ａに対し駆動力Ａを与えるとともに、旋回方向の内周側に位置する後輪１０ｂに対し駆動力Ｂを与えると、駆動力Ａと駆動力Ｂのトルク差に由来して車両の重心まわりに反時計回りの旋回ヨーモーメントが発生する。ここでの旋回ヨーモーメントは、後輪１０ａ，１０ｂの向きを前輪と同相に合わせる操舵力として作用するとともに、車両の旋回運動をアシストする補助力としても作用する。したがって、車両の旋回運動をより高度に制御可能になることから、例えば、旋回中の車両の姿勢を安定化させることができる。
【００２６】
なお、駆動力Ａ，Ｂの大きさについては、車輪速センサ１５ａ，１５ｂの計測データから算出されるモーメントを目標値モーメントに合わせるようにモータ１２ａ，１２ｂのコントローラが決定する。また、後輪１０ａ，１０ｂに対してモータ１２ａ，１２ｂから駆動力を与える場合を例示したが、後輪１０ａ，１０ｂに対してブレーキ１３ａ，１３ｂから制動力を与える場合も基本的に同じである。また、駆動力Ａ又は駆動力Ｂのトルク差については、車両の駆動時に車体に発生するタイヤ力と称してもよいし、また、図２及び図３の駆動力Ａ又は駆動力Ｂを示す矢印は、各後輪１０ａ，１０ｂに付与の駆動力に対する反力に対応するが、便宜上、駆動力Ａ又は駆動力Ｂに対応するものとして説明している。
【００２７】
また、本実施形態は、後輪１０ａ，１０ｂに駆動力を与える機構としてモータ１２ａ，１２ｂを搭載した形態を例示したが、後輪１０ａ，１０ｂに大きさが異なる駆動力を付与可能な形態であればよい。例えば、モータ１２ａ，１２ｂに代えて、いわゆる後輪側ディファレンシャルを搭載してもよい。後輪側ディファレンシャルとは、四輪駆動車又は後輪駆動車などに適用される左右トルク分配機構である。また、本実施形態は、後輪１０ａ，１０ｂに適用した例であるが、前輪に適用可能な場合もある。
【００２８】
（第二の実施形態）
本発明を適用した車輪可動装置の第二の実施形態について図面を参照して説明する。図４は、本実施形態の車輪可動装置の構成を示す図である。図５は、図４の車輪可動装置の動作を説明するための図である。本実施形態が第一の実施形態と異なる点は、サブフレーム１４に代えて、リンク部材２４を後輪モジュールに適用したことにある。したがって、第一の実施形態と相互に対応する箇所に同一符号を付し、相違点を中心に説明する。なお、図示の便宜上、モータ１２ａ，１２ｂ及びブレーキ１３ａ，１３ｂなどを省略している。
【００２９】
図４に示すように、車両の後輪１０ａは、その内側にサスペンション機構１６ａが固定されている。後輪１０ｂも同様に、その内側にサスペンション機構１６ｂが固定されている。サスペンション機構１６ａは、ジョイント２６ａを介して旋回方向に回動可能に車体に軸支されている。すなわち、サスペンション機構１６ａは、地面に対して水平な面内をジョイント２６ａまわりに回動可能に軸支されている。サスペンション機構１６ｂも同様に、ジョイント２６ｂを介して旋回方向つまり操舵方向に回動可能に車体に軸支されている。このようなサスペンション機構１６ａ，１６ｂの動きに連動して後輪１０ａ，１０ｂのスリップ角が変化する。
【００３０】
そして、本実施形態は、サスペンション機構１６ａとサスペンション機構１６ｂの間を連結するリンク部材２４が取り付けられている。リンク部材２４は、サスペンション機構１６ａとサスペンション機構１６ｂの間に介在し、ジョイント２６ａ，２６ｂよりも後方尾に位置するサスペンション機構１６ａ，１６ｂの部分を連結する棒状部材である。ここでのリンク部材２４は、サスペンション機構１６ａ，１６ｂを介して後輪１０ａ，１０ｂの操舵方向の角度を同じに合わせる規制部材としての役割を担う。
【００３１】
図４に示すように、車両を反時計回りに旋回させるに際し、旋回方向の外周側に位置する後輪１０ａにモータ１２ａから駆動力Ａを与えるとともに、旋回方向の内周側に位置する後輪１０ｂにモータ１２ｂから駆動力Ｂを与える。ここでの駆動力Ｂは、駆動力Ａよりも大きいものとする。このように駆動力Ａ及び駆動力Ｂを与えると、ジョイント２６ａ，２６ｂまわりにモーメントが発生する。
【００３２】
したがって、図５に示すように、サスペンション機構１６ａ，１６ｂは、駆動力Ａと駆動力Ｂの大きさの差に由来して生じたモーメントによってジョイント２６ａ，２６ｂを支点として回動する。そして、サスペンション機構１６ａ，１６ｂが回動すると、それに連動して後輪１０ａ，１０ｂが旋回方向に回転する。これによって後輪１０ａ，１０ｂの向きが旋回方向に合わせられる。ただし、後輪１０ａ，１０ｂの舵角は、リンク部材２４の矢印Ｘ方向の移動に由来して同じものになる。なお、リンク部材２４が各サスペンション機構１６ａ，１６ｂの後方尾を連結する例を示したが、これに限られず、要は、サスペンション機構１６ａ，１６ｂを連結する形態であればよい。
【００３３】
すなわち、本実施形態は、後輪１０ａ，１０ｂを連結するサスペンション機構１６ａ，１６ｂとリンク部材２４などから後輪モジュールを構成する。そして、後輪１０ａ，１０ｂに大きさが異なる制駆動力を与えることにより、制駆動力差に由来して生じるモーメントによって後輪モジュールの全体を旋回方向に回動させる。そして、後輪モジュールに連動して後輪１０ａ，１０ｂの舵角が変わることから、後輪１０ａ，１０ｂの向きが所望の旋回方向に一致する。
【００３４】
本実施形態によれば、第一の実施形態と同じ効果に加えて、車両を旋回するに際し、車両の後輪１０ａ，１０ｂ及びその周囲のサスペンション機構１６ａ，１６ｂを回転すれば済むから、後輪１０ａ，１０ｂの操舵機構がコンパクトになる。また、モータ１２ａ，１２ｂに例えばインホイールモータを適用することにより、後輪１０ａ，１０ｂの操舵機構が更にコンパクトになる。
【００３５】
また、本実施形態は、例えばジョイント２６ａから後輪１０ａまでの距離が図１のジョイント１８から後輪１０ｂまでの距離よりも小さい。したがって、後輪１０ａ，１０ｂを操舵するに際し、後輪１０ａ，１０ｂの前後移動量を抑えつつ操舵角を確保できるから、車両の旋回運動が小回りのよいものになる。
【００３６】
なお、後輪１０ａ，１０ｂに対してモータ１２ａ，１２ｂから駆動力を与える場合を例示したが、後輪１０ａ，１０ｂに対してブレーキ１３ａ，１３ｂから制動力を与える場合も基本的に同じである。
【００３７】
（第三の実施形態）
本発明を適用した車輪可動装置の第三の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、図１の車輪可動装置を車両に実装した態様及び車輪可動装置を制御する態様を示すものである。
【００３８】
図６は、図１の車輪可動装置を車両に実装した車輪可動システムの構成を示す図である。なお、第一の実施形態と相互に対応する箇所に同一符号を付して説明を省略する。図６に示すように、車両３０に搭載される車輪可動システムは、前輪側と後輪側に大別される。前輪側は、車両３０の前輪３２ａ，３２ｂに駆動力を与えるエンジン３３と、前輪３２ａ，３２ｂの車輪速を計測する車輪速センサ３４ａ，３４ｂを備えている。
【００３９】
また、前輪３２ａ，３２ｂの向きを自在に変える前輪操舵機構が設けられている。前輪操舵機構は、運転者により操作されるハンドル３６と、ハンドル３６の操作角度を計測する操舵角センサ３８と、操舵角センサ３８の計測データに基づき前輪３２ａ，３２ｂの向きを変える操舵部４０を有する。また、車両３０の実ヨーレートを計測するヨーレートセンサ４２が配設されている。
【００４０】
後輪側は、車輪可動装置が搭載されている。ここでの車輪可動装置は、図１に示した後輪１０ａ，１０ｂの操舵機構と、その機構を制御する後輪駆動コントローラ４４と、後輪１０ａ，１０ｂのスリップ角を計測する後輪角度センサ４６を備えている。後輪駆動コントローラ４４は、車輪速センサ３４ａ，３４ｂ、操舵角センサ３８、ヨーレートセンサ４２、及び車輪速センサ１５ａ，１５ｂ、後輪角度センサ４６などから計測信号を取り込む。また、後輪駆動コントローラ４４は、モータ１２ａ，１２ｂやブレーキ１３ａ，１３ｂに駆動信号を出力する。
【００４１】
図７は、図６の後輪駆動コントローラ４４の構成を示す図である。図７に示すように、後輪駆動コントローラ４４は、規範車両モデル算出部５０と、減算部５２と、コントローラ部５４を有する。規範車両モデル算出部５０は、操舵角センサ３８の操舵角データと、車輪速センサ１５ａ，１５ｂ，３４ａ，３４ｂから取り込んだ車輪速データに基づき規範車両モデルの特性を算出し、規範車両モデルの特性から目標ヨーモーメントを決定する。減算部５２は、規範車両モデル算出部５０から出力の目標ヨーモーメントと、ヨーレートセンサ４２から取り込んだ実ヨーモーメントデータとの差分を演算する。
【００４２】
コントローラ部５４は、減算部５２から出力された差分データに基づき、左輪駆動トルク指令を生成してモータ１２ａに出力するとともに、右輪駆動トルク指令を生成してモータ１２ｂに出力する。具体的には、コントローラ部５４は、減算部５２から出力された差分データに基づき、その差分をゼロに近づけるように左輪駆動トルク指令及び右輪駆動トルク指令を生成する。すなわち、コントローラ部５４は、車両３０の実ヨーレートを目標ヨーレートに一致させるための左輪駆動トルク指令及び右輪駆動トルク指令を生成する。
【００４３】
モータ１２ａ，１２ｂがトルク指令に基づき後輪１０ａ，１０ｂに駆動力を与えると、その駆動力差に由来して車両３０の重心まわりにヨーモーメントが直接的に発生する。また、その駆動力差に由来してサブフレーム１４がジョイント１８まわりに回動すると、後輪１０ａ，１０ｂのスリップ角が変化して横力が発生するため、車両３０の重心まわりのモーメントが生成される。このように発生させたモーメントにより、車両３０の実ヨーモーメントを目標ヨーモーメントに簡単かつ的確に合わせることができるため、車両の旋回性能が高まる。
【００４４】
（第四の実施形態）
本発明を適用した車輪可動装置の第四の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、後輪１０ａ，１０ｂのスリップ角度を目標角度に合わせる点で、車両３０の重心まわりのヨーレートを目標ヨーレートに合わせる第三の実施形態と異なる。したがって、第三の実施形態と相互に対応する箇所に同一符号を付し、相違点を中心に説明する。
【００４５】
図８は、本実施形態の後輪駆動コントローラ４４ａの構成を示す図である。図８に示すように、後輪駆動コントローラ４４ａは、後輪角度算出部５６と、減算部５２と、コントローラ部５４ａを有する。後輪角度算出部５６は、操舵角センサ３８の計測データに基づき後輪操舵角を算出し、後輪操舵角から目標角度を決定する。減算部５２は、後輪角度算出部５６から出力の目標角度と、後輪角度センサ４６から取り込んだ後輪１０ａ，１０ｂの実スリップ角度との差分を演算する。
【００４６】
コントローラ部５４ａは、減算部５２から出力された差分データに基づき、左輪駆動トルク指令を生成してモータ１２ａに出力するとともに、右輪駆動トルク指令を生成してモータ１２ｂに出力する。具体的には、コントローラ部５４は、減算部５２から出力された差分データに基づき、その差分をゼロに近づけるように左輪駆動トルク指令及び右輪駆動トルク指令を生成する。すなわち、コントローラ部５４ａは、後輪１０ａ，１０ｂのスリップ角度を目標角度に一致させるための左輪駆動トルク指令及び右輪駆動トルク指令を生成する。
【００４７】
モータ１２ａ，１２ｂがトルク指令に基づき後輪１０ａ，１０ｂに駆動力を与えると、その駆動力差に由来して車両３０の重心まわりにヨーモーメントが直接的に発生する。また、その駆動力差に由来してサブフレーム１４がジョイント１８まわりに回動すると、後輪１０ａ，１０ｂのスリップ角が変化して横力が発生するため、車両３０の重心まわりのモーメントが生成される。このように発生させたモーメントにより、後輪１０ａ，１０ｂのスリップ角度を目標角度に簡単かつ的確に合わせることができるため、車両の旋回性能が高まる。なお、本実施形態の後輪駆動コントローラ４４ａは、図７に示した第三の実施形態の制御機能を必要に応じて盛り込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明を適用した第一の実施形態の車輪可動装置の構成を示す図である。
【図２】図１の車輪可動装置の動作の説明図である。
【図３】図１の車輪可動装置の動作の説明図である。
【図４】本発明を適用した第二の実施形態の車輪可動装置の構成を示す図である。
【図５】図４の車輪可動装置の動作の説明図である。
【図６】本発明を適用した第三の実施形態の車輪可動装置を車両に実装した車輪可動システムの構成を示す図である。
【図７】図６の後輪駆動コントローラの構成を示す図である。
【図８】本発明を適用した第四の実施形態の車輪可動装置の後輪駆動コントローラの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０ａ，１０ｂ 後輪
１２ａ，１２ｂ モータ
１３ａ，１３ｂ ブレーキ
１４ サブフレーム
１６ａ，１６ｂ サスペンション機構
１８ ジョイント
２４ リンク部材
４４ 後輪駆動コントローラ
５０ 規範車両モデル算出部
５２ 減算部
５４ コントローラ部
５６ 後輪角度算出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などの車輪を操舵する車輪可動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両の車輪を操舵する機構として、車両の一対の車輪（例えば、左右の後輪）の向きを変える操舵部と、各車輪に制動力又は駆動力（以下、制駆動力）を付与する制駆動部を備えたものが知られている。
【０００３】
例えば、操舵部は、各後輪にロッドを介して連結したアクチュエータなどを有し、アクチュエータを駆動して後輪の舵角を調整する。制駆動部は、各後輪に実装したホイールモータなどを有し、ホイールモータを駆動して大きさが異なる制駆動力を各後輪に個別に付与する。
【０００４】
このような車輪の舵角制御と制駆動力の制御を併用した車輪可動装置は、車両が旋回するに際し、操舵部で車輪舵角を調整すると同時に、制駆動部で各車輪の制駆動力を調整する。これによって車両の重心まわりに生じる旋回モーメントを調整して車両の旋回性能を高めることが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２５６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１などの従前の方式は、車輪の舵角を変えるためのアクチュエータや、アクチュエータ用の駆動制御回路などを専用部品として車両に搭載することが余儀なくされる。したがって、車輪の舵角制御と制駆動力の制御を併用して車両の旋回性能を高めるに際し、車輪を操舵する仕組みが煩雑になるし、製造コストなどが増大するおそれもある。
【０００７】
本発明は、車輪の舵角制御と制駆動力の制御を併用して車両の旋回性能を高める仕組みを簡素にするのにより好適な車輪可動装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の車輪可動装置は、車両の少なくとも一対の車輪のそれぞれに制駆動力を付与する制駆動手段と、前記各車輪を連結する車輪連結部材とを備え、前記車輪連結部材は、前記各車輪に付与される制駆動力の差に由来して前記車両の旋回方向に回動されてなることを特徴とする。
【０００９】
すなわち、車両を旋回するに際し、車両の例えば左右の後輪に大きさが異なる制駆動力を個別に付与すると、その制駆動力差に由来して車両の旋回運動を補助する旋回ヨーモーメントを発生させることができる。また各車輪の制駆動力差に由来するモーメントによって車輪連結部材が旋回方向に回動するため、車輪の舵角を変化させることができる。このように後輪の舵角制御と制駆動力の制御を併用して車両の旋回性能を高めるに際し、車輪の舵角を調整するアクチュエータ等を設けずに済むことから、車輪を操舵する仕組みが簡素になる。
【００１０】
この場合において、前記制駆動手段は、前記旋回方向の外周側に位置する車輪に対し、前記旋回方向の内周側の車輪に付与するものよりも大きい制駆動力を付与する。
【００１１】
また、本発明の一態様によれば、前記車輪連結部材は、前記車輪のそれぞれに固定されたサスペンション機構と、該各サスペンション機構を連結する枠体を有し、前記枠体は、前記車輪間の中央に位置する軸まわりに回動可能に軸支される。
【００１２】
また、本発明の一態様によれば、前記車輪連結部材は、前記車輪のそれぞれに固定されたサスペンション機構と、該各サスペンション機構を連結する棒状のリンク部材を有し、前記サスペンション機構のそれぞれは、前記旋回方向に回動可能に軸支される。これによれば、サスペンション機構の回動支点から車輪までの距離が比較的小さくなる。したがって、車輪を操舵するに際し、各車輪の前後移動量を抑えつつ操舵角を確保できるから、車輪を操舵する機構がよりコンパクトになるし、車両の旋回運動が小回りのよいものになる。
【００１３】
また、本発明の一態様によれば、前記車両のハンドルの操作角度を計測する操舵角センサと、前記各車輪の車輪速を計測する車輪速センサと、前記車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサと、前記制駆動手段に制御指令を出力するコントローラを備え、前記コントローラは、前記操舵角センサ及び前記車輪速センサの各計測データから算定した前記車両の目標ヨーレートと、前記ヨーレートセンサから取り込んだ実ヨーレートデータとの差分データを演算し、該差分データをゼロに近づけるように駆動指令を生成して前記制駆動手段に出力する。これによれば、車両が旋回するに際し、その車両の実ヨーモーメントを目標ヨーモーメントに簡単かつ的確に合わせることができることから、車両の旋回性能が高まる。
【００１４】
また、本発明の一態様によれば、前記車両のハンドルの操作角度を計測する操舵角センサと、前記車輪の舵角を計測する車輪角度センサと、前記制駆動手段に制御指令を出力するコントローラを備え、前記コントローラは、前記操舵角センサの計測データから算定した前記車輪の目標角度と、前記車輪角度センサから取り込んだ実角度データとの差分データを算出し、該差分データをゼロに近づけるように駆動指令を生成して前記制駆動手段に出力する。これによれば、車両が旋回するに際し、その車両の車輪舵角を目標角度に簡単かつ的確に合わせることができることから、車両の旋回性能が高まる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、車輪の舵角制御と制駆動力の制御を併用して車両の旋回性能を高める仕組みを簡素にするのにより好適な車輪可動装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第一の実施形態）
本発明を適用した車輪可動装置の第一の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の車輪可動装置の構成を示す図である。
【００１７】
図１に示すように、自動車などの車両の車輪を操舵する車輪可動装置は、車両の一対の車輪（例えば、左右の後輪１０ａ，１０ｂ）に対して制動力又は駆動力（以下、制駆動力）を個別に付与する制駆動手段（例えば、モータ１２ａ，１２ｂ及びブレーキ１３ａ，１３ｂ）などを備えている。
【００１８】
ここで、本実施形態の車輪可動装置は、後輪１０ａと後輪１０ｂの間を連結する車輪連結部材としてのサブフレーム１４が取り付けられている。サブフレーム１４は、後輪１０ａ，１０ｂに付与される制駆動力の差に起因するモーメントによって車両の旋回方向つまり操舵方向に回動して後輪１０ａ，１０ｂの向きを可変する。
【００１９】
すなわち、車両を旋回するに際し、後輪１０ａ，１０ｂに大きさが異なる制駆動力を個別に与えると、その制駆動力差に由来して車両の旋回運動を補助する方向に旋回ヨーモーメントを発生させることができる。また後輪１０ａ，１０ｂの制駆動力差に由来して生じるモーメントによってサブフレーム１４が旋回方向に回動するため、サブフレーム１４の両端側に固定された後輪１０ａ，１０ｂの舵角を変化させることができる。このように後輪１０ａ，１０ｂの舵角制御と制駆動力の制御を併用して車両の旋回性能を高めるに際し、車輪の舵角を調整するアクチュエータ等を設けずに済む。したがって、車輪を操舵する仕組みが簡素になる結果、製造コストの増大などを抑制できる。
【００２０】
より詳細に、本実施形態の車輪可動装置について説明する。図１に示すように、サブフレーム１４は、後輪１０ａ，１０ｂの間に介在している。ここでのサブフレーム１４は、横方向に延びた矩形の外枠１４ａと、外枠１４ａの各長辺部の中央を縦方向に連結する支持部材１４ｂを有する。なお、ここでの縦方向は、車両が直進する際の進行方向に対応し、横方向は、縦方向に直交する水平方向に対応する。外枠１４ａは、縦方向に間隔をあけて対向した長辺部と、各長辺部の両端を縦方向に連結する短辺部を有するフレームである。支持部材１４ｂは、ジョイント１８を介して旋回方向に回動可能に車体に軸支されている。ジョイント１８は、後輪１０ａと後輪１０ｂの間の中央に位置する鉛直回転軸との接合部である。すなわち、サブフレーム１４は、地面に対して水平な面内でジョイント１８を支点として回動可能に軸支されている。
【００２１】
また、サブフレーム１４は、その各短辺部にサスペンション機構１６ａ，１６ｂを介して後輪１０ａ，１０ｂが固定されている。ここでの後輪１０ａ，１０ｂの向きは同じである。換言すると、後輪１０ａ，１０ｂのスリップ角つまり対地角は同じである。スリップ角とは、後輪１０ａ，１０ｂの向きと車体の進行方向との間に形成される角度である。なお、サブフレーム１４は、ばね２０及びダンパー２２に接続されている。ばね２０及びダンパー２２は、サブフレーム１４に連結した自由端と、規定部材に連結された固定端を有し、中立状態の位置及び姿勢にサブフレーム１４を保持する。ここで後輪１０ａ，１０ｂを連結するサブフレーム１４及びサスペンション機構１６ａ，１６ｂを含めて後輪モジュールと適宜称する。
【００２２】
また、後輪１０ａに駆動力を与えるモータ１２ａと、後輪１０ａに制動力を与えるブレーキ１３ａと、後輪１０ａの車輪速を計測する車輪速センサ１５ａが搭載されている。同様に、後輪１０ｂに駆動力を与えるモータ１２ｂと、後輪１０ｂに制動力を与えるブレーキ１３ｂと、後輪１０ｂの車輪速を計測する車輪速センサ１５ｂが搭載されている。すなわち、左右の後輪１０ａ，１０ｂに大きさが異なる制動力又は駆動力を個別に付与する機構として、モータ１２ａ，１２ｂ及びブレーキ１３ａ，１３ｂが配設されている。ここでのモータ１２ａ，１２ｂは、例えばインホイールモータである。
【００２３】
図２及び図３は、図１の車輪可動装置の動作を説明するための図である。なお、図示の便宜上、モータ１２ａ，１２ｂ及びブレーキ１３ａ，１３ｂなどを省略している。図２に示すように、車両を反時計回りに旋回させるに際し、旋回方向の外周側に位置する後輪１０ａにモータ１２ａから駆動力Ａを与えるとともに、旋回方向の内周側に位置する後輪１０ｂにモータ１２ｂから駆動力Ｂを与える。ここでの駆動力Ｂは、駆動力Ａよりも大きいものとする。このように駆動力Ａ及び駆動力Ｂを与えると、駆動力Ａと駆動力Ｂの大きさの差に由来してジョイント１８まわりにモーメントが発生する。
【００２４】
したがって、図３に示すように、サブフレーム１４は、駆動力Ａと駆動力Ｂの大きさの差に由来して生じたモーメントによってジョイント１８を支点として回動する。サブフレーム１４が回動すると、それに連動して後輪１０ａ，１０ｂが旋回方向に回転する。これによって後輪１０ａ，１０ｂの向きが旋回方向に合わせられる。すなわち、後輪１０ａ，１０ｂに与える駆動力Ａと駆動力Ｂのトルク差を制御することにより、後輪１０ａ，１０ｂのスリップ角を変化させることができる。
【００２５】
また、車両が反時計回りに旋回している過程で、図２に示すように、旋回方向の外周側に位置する後輪１０ａに対し駆動力Ａを与えるとともに、旋回方向の内周側に位置する後輪１０ｂに対し駆動力Ｂを与えると、駆動力Ａと駆動力Ｂのトルク差に由来して車両の重心まわりに反時計回りの旋回ヨーモーメントが発生する。ここでの旋回ヨーモーメントは、後輪１０ａ，１０ｂの向きを前輪と同相に合わせる操舵力として作用するとともに、車両の旋回運動をアシストする補助力としても作用する。したがって、車両の旋回運動をより高度に制御可能になることから、例えば、旋回中の車両の姿勢を安定化させることができる。
【００２６】
なお、駆動力Ａ，Ｂの大きさについては、車輪速センサ１５ａ，１５ｂの計測データから算出されるモーメントを目標値モーメントに合わせるようにモータ１２ａ，１２ｂのコントローラが決定する。また、後輪１０ａ，１０ｂに対してモータ１２ａ，１２ｂから駆動力を与える場合を例示したが、後輪１０ａ，１０ｂに対してブレーキ１３ａ，１３ｂから制動力を与える場合も基本的に同じである。また、駆動力Ａ又は駆動力Ｂのトルク差については、車両の駆動時に車体に発生するタイヤ力と称してもよいし、また、図２及び図３の駆動力Ａ又は駆動力Ｂを示す矢印は、各後輪１０ａ，１０ｂに付与の駆動力に対する反力に対応するが、便宜上、駆動力Ａ又は駆動力Ｂに対応するものとして説明している。
【００２７】
また、本実施形態は、後輪１０ａ，１０ｂに駆動力を与える機構としてモータ１２ａ，１２ｂを搭載した形態を例示したが、後輪１０ａ，１０ｂに大きさが異なる駆動力を付与可能な形態であればよい。例えば、モータ１２ａ，１２ｂに代えて、いわゆる後輪側ディファレンシャルを搭載してもよい。後輪側ディファレンシャルとは、四輪駆動車又は後輪駆動車などに適用される左右トルク分配機構である。また、本実施形態は、後輪１０ａ，１０ｂに適用した例であるが、前輪に適用可能な場合もある。
【００２８】
（第二の実施形態）
本発明を適用した車輪可動装置の第二の実施形態について図面を参照して説明する。図４は、本実施形態の車輪可動装置の構成を示す図である。図５は、図４の車輪可動装置の動作を説明するための図である。本実施形態が第一の実施形態と異なる点は、サブフレーム１４に代えて、リンク部材２４を後輪モジュールに適用したことにある。したがって、第一の実施形態と相互に対応する箇所に同一符号を付し、相違点を中心に説明する。なお、図示の便宜上、モータ１２ａ，１２ｂ及びブレーキ１３ａ，１３ｂなどを省略している。
【００２９】
図４に示すように、車両の後輪１０ａは、その内側にサスペンション機構１６ａが固定されている。後輪１０ｂも同様に、その内側にサスペンション機構１６ｂが固定されている。サスペンション機構１６ａは、ジョイント２６ａを介して旋回方向に回動可能に車体に軸支されている。すなわち、サスペンション機構１６ａは、地面に対して水平な面内をジョイント２６ａまわりに回動可能に軸支されている。サスペンション機構１６ｂも同様に、ジョイント２６ｂを介して旋回方向つまり操舵方向に回動可能に車体に軸支されている。このようなサスペンション機構１６ａ，１６ｂの動きに連動して後輪１０ａ，１０ｂのスリップ角が変化する。
【００３０】
そして、本実施形態は、サスペンション機構１６ａとサスペンション機構１６ｂの間を連結するリンク部材２４が取り付けられている。リンク部材２４は、サスペンション機構１６ａとサスペンション機構１６ｂの間に介在し、ジョイント２６ａ，２６ｂよりも後方尾に位置するサスペンション機構１６ａ，１６ｂの部分を連結する棒状部材である。ここでのリンク部材２４は、サスペンション機構１６ａ，１６ｂを介して後輪１０ａ，１０ｂの操舵方向の角度を同じに合わせる規制部材としての役割を担う。
【００３１】
図４に示すように、車両を反時計回りに旋回させるに際し、旋回方向の外周側に位置する後輪１０ａにモータ１２ａから駆動力Ａを与えるとともに、旋回方向の内周側に位置する後輪１０ｂにモータ１２ｂから駆動力Ｂを与える。ここでの駆動力Ｂは、駆動力Ａよりも大きいものとする。このように駆動力Ａ及び駆動力Ｂを与えると、ジョイント２６ａ，２６ｂまわりにモーメントが発生する。
【００３２】
したがって、図５に示すように、サスペンション機構１６ａ，１６ｂは、駆動力Ａと駆動力Ｂの大きさの差に由来して生じたモーメントによってジョイント２６ａ，２６ｂを支点として回動する。そして、サスペンション機構１６ａ，１６ｂが回動すると、それに連動して後輪１０ａ，１０ｂが旋回方向に回転する。これによって後輪１０ａ，１０ｂの向きが旋回方向に合わせられる。ただし、後輪１０ａ，１０ｂの舵角は、リンク部材２４の矢印Ｘ方向の移動に由来して同じものになる。なお、リンク部材２４が各サスペンション機構１６ａ，１６ｂの後方尾を連結する例を示したが、これに限られず、要は、サスペンション機構１６ａ，１６ｂを連結する形態であればよい。
【００３３】
すなわち、本実施形態は、後輪１０ａ，１０ｂを連結するサスペンション機構１６ａ，１６ｂとリンク部材２４などから後輪モジュールを構成する。そして、後輪１０ａ，１０ｂに大きさが異なる制駆動力を与えることにより、制駆動力差に由来して生じるモーメントによって後輪モジュールの全体を旋回方向に回動させる。そして、後輪モジュールに連動して後輪１０ａ，１０ｂの舵角が変わることから、後輪１０ａ，１０ｂの向きが所望の旋回方向に一致する。
【００３４】
本実施形態によれば、第一の実施形態と同じ効果に加えて、車両を旋回するに際し、車両の後輪１０ａ，１０ｂ及びその周囲のサスペンション機構１６ａ，１６ｂを回転すれば済むから、後輪１０ａ，１０ｂの操舵機構がコンパクトになる。また、モータ１２ａ，１２ｂに例えばインホイールモータを適用することにより、後輪１０ａ，１０ｂの操舵機構が更にコンパクトになる。
【００３５】
また、本実施形態は、例えばジョイント２６ａから後輪１０ａまでの距離が図１のジョイント１８から後輪１０ｂまでの距離よりも小さい。したがって、後輪１０ａ，１０ｂを操舵するに際し、後輪１０ａ，１０ｂの前後移動量を抑えつつ操舵角を確保できるから、車両の旋回運動が小回りのよいものになる。
【００３６】
なお、後輪１０ａ，１０ｂに対してモータ１２ａ，１２ｂから駆動力を与える場合を例示したが、後輪１０ａ，１０ｂに対してブレーキ１３ａ，１３ｂから制動力を与える場合も基本的に同じである。
【００３７】
（第三の実施形態）
本発明を適用した車輪可動装置の第三の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、図１の車輪可動装置を車両に実装した態様及び車輪可動装置を制御する態様を示すものである。
【００３８】
図６は、図１の車輪可動装置を車両に実装した車輪可動システムの構成を示す図である。なお、第一の実施形態と相互に対応する箇所に同一符号を付して説明を省略する。図６に示すように、車両３０に搭載される車輪可動システムは、前輪側と後輪側に大別される。前輪側は、車両３０の前輪３２ａ，３２ｂに駆動力を与えるエンジン３３と、前輪３２ａ，３２ｂの車輪速を計測する車輪速センサ３４ａ，３４ｂを備えている。
【００３９】
また、前輪３２ａ，３２ｂの向きを自在に変える前輪操舵機構が設けられている。前輪操舵機構は、運転者により操作されるハンドル３６と、ハンドル３６の操作角度を計測する操舵角センサ３８と、操舵角センサ３８の計測データに基づき前輪３２ａ，３２ｂの向きを変える操舵部４０を有する。また、車両３０の実ヨーレートを計測するヨーレートセンサ４２が配設されている。
【００４０】
後輪側は、車輪可動装置が搭載されている。ここでの車輪可動装置は、図１に示した後輪１０ａ，１０ｂの操舵機構と、その機構を制御する後輪駆動コントローラ４４と、後輪１０ａ，１０ｂのスリップ角を計測する後輪角度センサ４６を備えている。後輪駆動コントローラ４４は、車輪速センサ３４ａ，３４ｂ、操舵角センサ３８、ヨーレートセンサ４２、及び車輪速センサ１５ａ，１５ｂ、後輪角度センサ４６などから計測信号を取り込む。また、後輪駆動コントローラ４４は、モータ１２ａ，１２ｂやブレーキ１３ａ，１３ｂに駆動信号を出力する。
【００４１】
図７は、図６の後輪駆動コントローラ４４の構成を示す図である。図７に示すように、後輪駆動コントローラ４４は、規範車両モデル算出部５０と、減算部５２と、コントローラ部５４を有する。規範車両モデル算出部５０は、操舵角センサ３８の操舵角データと、車輪速センサ１５ａ，１５ｂ，３４ａ，３４ｂから取り込んだ車輪速データに基づき規範車両モデルの特性を算出し、規範車両モデルの特性から目標ヨーモーメントを決定する。減算部５２は、規範車両モデル算出部５０から出力の目標ヨーモーメントと、ヨーレートセンサ４２から取り込んだ実ヨーモーメントデータとの差分を演算する。
【００４２】
コントローラ部５４は、減算部５２から出力された差分データに基づき、左輪駆動トルク指令を生成してモータ１２ａに出力するとともに、右輪駆動トルク指令を生成してモータ１２ｂに出力する。具体的には、コントローラ部５４は、減算部５２から出力された差分データに基づき、その差分をゼロに近づけるように左輪駆動トルク指令及び右輪駆動トルク指令を生成する。すなわち、コントローラ部５４は、車両３０の実ヨーレートを目標ヨーレートに一致させるための左輪駆動トルク指令及び右輪駆動トルク指令を生成する。
【００４３】
モータ１２ａ，１２ｂがトルク指令に基づき後輪１０ａ，１０ｂに駆動力を与えると、その駆動力差に由来して車両３０の重心まわりにヨーモーメントが直接的に発生する。また、その駆動力差に由来してサブフレーム１４がジョイント１８まわりに回動すると、後輪１０ａ，１０ｂのスリップ角が変化して横力が発生するため、車両３０の重心まわりのモーメントが生成される。このように発生させたモーメントにより、車両３０の実ヨーモーメントを目標ヨーモーメントに簡単かつ的確に合わせることができるため、車両の旋回性能が高まる。
【００４４】
（第四の実施形態）
本発明を適用した車輪可動装置の第四の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、後輪１０ａ，１０ｂのスリップ角度を目標角度に合わせる点で、車両３０の重心まわりのヨーレートを目標ヨーレートに合わせる第三の実施形態と異なる。したがって、第三の実施形態と相互に対応する箇所に同一符号を付し、相違点を中心に説明する。
【００４５】
図８は、本実施形態の後輪駆動コントローラ４４ａの構成を示す図である。図８に示すように、後輪駆動コントローラ４４ａは、後輪角度算出部５６と、減算部５２と、コントローラ部５４ａを有する。後輪角度算出部５６は、操舵角センサ３８の計測データに基づき後輪操舵角を算出し、後輪操舵角から目標角度を決定する。減算部５２は、後輪角度算出部５６から出力の目標角度と、後輪角度センサ４６から取り込んだ後輪１０ａ，１０ｂの実スリップ角度との差分を演算する。
【００４６】
コントローラ部５４ａは、減算部５２から出力された差分データに基づき、左輪駆動トルク指令を生成してモータ１２ａに出力するとともに、右輪駆動トルク指令を生成してモータ１２ｂに出力する。具体的には、コントローラ部５４は、減算部５２から出力された差分データに基づき、その差分をゼロに近づけるように左輪駆動トルク指令及び右輪駆動トルク指令を生成する。すなわち、コントローラ部５４ａは、後輪１０ａ，１０ｂのスリップ角度を目標角度に一致させるための左輪駆動トルク指令及び右輪駆動トルク指令を生成する。
【００４７】
モータ１２ａ，１２ｂがトルク指令に基づき後輪１０ａ，１０ｂに駆動力を与えると、その駆動力差に由来して車両３０の重心まわりにヨーモーメントが直接的に発生する。また、その駆動力差に由来してサブフレーム１４がジョイント１８まわりに回動すると、後輪１０ａ，１０ｂのスリップ角が変化して横力が発生するため、車両３０の重心まわりのモーメントが生成される。このように発生させたモーメントにより、後輪１０ａ，１０ｂのスリップ角度を目標角度に簡単かつ的確に合わせることができるため、車両の旋回性能が高まる。なお、本実施形態の後輪駆動コントローラ４４ａは、図７に示した第三の実施形態の制御機能を必要に応じて盛り込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明を適用した第一の実施形態の車輪可動装置の構成を示す図である。
【図２】図１の車輪可動装置の動作の説明図である。
【図３】図１の車輪可動装置の動作の説明図である。
【図４】本発明を適用した第二の実施形態の車輪可動装置の構成を示す図である。
【図５】図４の車輪可動装置の動作の説明図である。
【図６】本発明を適用した第三の実施形態の車輪可動装置を車両に実装した車輪可動システムの構成を示す図である。
【図７】図６の後輪駆動コントローラの構成を示す図である。
【図８】本発明を適用した第四の実施形態の車輪可動装置の後輪駆動コントローラの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０ａ，１０ｂ 後輪
１２ａ，１２ｂ モータ
１３ａ，１３ｂ ブレーキ
１４ サブフレーム
１６ａ，１６ｂ サスペンション機構
１８ ジョイント
２４ リンク部材
４４ 後輪駆動コントローラ
５０ 規範車両モデル算出部
５２ 減算部
５４ コントローラ部
５６ 後輪角度算出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の少なくとも一対の車輪のそれぞれに制駆動力を付与する制駆動手段と、前記各車輪を連結する車輪連結部材とを備え、前記車輪連結部材は、前記各車輪に付与される制駆動力の差に由来して前記車両の旋回方向に回動されてなることを特徴とする車輪可動装置。
【請求項２】
前記制駆動手段は、前記旋回方向の外周側に位置する車輪に対し、前記旋回方向の内周側の車輪に付与するものよりも大きい制駆動力を付与することを特徴とする請求項１に記載の車輪可動装置。
【請求項３】
前記車輪連結部材は、前記車輪のそれぞれに固定されたサスペンション機構と、該各サスペンション機構を連結する枠体を有し、前記枠体は、前記車輪間の中央に位置する軸まわりに回動可能に軸支されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の車輪可動装置。
【請求項４】
前記車輪連結部材は、前記車輪のそれぞれに固定されたサスペンション機構と、該各サスペンション機構を連結する棒状のリンク部材を有し、前記サスペンション機構のそれぞれは、前記旋回方向に回動可能に軸支されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の車輪可動装置。
【請求項５】
前記車両のハンドルの操作角度を計測する操舵角センサと、前記各車輪の車輪速を計測する車輪速センサと、前記車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサと、前記制駆動手段に制御指令を出力するコントローラを備え、
前記コントローラは、前記操舵角センサ及び前記車輪速センサの各計測データから算定した前記車両の目標ヨーレートと、前記ヨーレートセンサから取り込んだ実ヨーレートデータとの差分データを演算し、該差分データをゼロに近づけるように駆動指令を生成して前記制駆動手段に出力することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車輪可動装置。
【請求項６】
前記車両のハンドルの操作角度を計測する操舵角センサと、前記車輪の舵角を計測する車輪角度センサと、前記制駆動手段に制御指令を出力するコントローラを備え、
前記コントローラは、前記操舵角センサの計測データから算定した前記車輪の目標角度と、前記車輪角度センサから取り込んだ実角度データとの差分データを算出し、該差分データをゼロに近づけるように駆動指令を生成して前記制駆動手段に出力することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車輪可動装置。
【請求項１】
車両の少なくとも一対の車輪のそれぞれに制駆動力を付与する制駆動手段と、前記各車輪を連結する車輪連結部材とを備え、前記車輪連結部材は、前記各車輪に付与される制駆動力の差に由来して前記車両の旋回方向に回動されてなることを特徴とする車輪可動装置。
【請求項２】
前記制駆動手段は、前記旋回方向の外周側に位置する車輪に対し、前記旋回方向の内周側の車輪に付与するものよりも大きい制駆動力を付与することを特徴とする請求項１に記載の車輪可動装置。
【請求項３】
前記車輪連結部材は、前記車輪のそれぞれに固定されたサスペンション機構と、該各サスペンション機構を連結する枠体を有し、前記枠体は、前記車輪間の中央に位置する軸まわりに回動可能に軸支されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の車輪可動装置。
【請求項４】
前記車輪連結部材は、前記車輪のそれぞれに固定されたサスペンション機構と、該各サスペンション機構を連結する棒状のリンク部材を有し、前記サスペンション機構のそれぞれは、前記旋回方向に回動可能に軸支されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の車輪可動装置。
【請求項５】
前記車両のハンドルの操作角度を計測する操舵角センサと、前記各車輪の車輪速を計測する車輪速センサと、前記車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサと、前記制駆動手段に制御指令を出力するコントローラを備え、
前記コントローラは、前記操舵角センサ及び前記車輪速センサの各計測データから算定した前記車両の目標ヨーレートと、前記ヨーレートセンサから取り込んだ実ヨーレートデータとの差分データを演算し、該差分データをゼロに近づけるように駆動指令を生成して前記制駆動手段に出力することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車輪可動装置。
【請求項６】
前記車両のハンドルの操作角度を計測する操舵角センサと、前記車輪の舵角を計測する車輪角度センサと、前記制駆動手段に制御指令を出力するコントローラを備え、
前記コントローラは、前記操舵角センサの計測データから算定した前記車輪の目標角度と、前記車輪角度センサから取り込んだ実角度データとの差分データを算出し、該差分データをゼロに近づけるように駆動指令を生成して前記制駆動手段に出力することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車輪可動装置。
【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２００７−２７６６８９（Ｐ２００７−２７６６８９Ａ）
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１０７４７２（Ｐ２００６−１０７４７２）
【出願日】平成１８年４月１０日（２００６．４．１０）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月１０日（２００６．４．１０）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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