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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-09-04
(45)【発行日】2023-09-12
(54)【発明の名称】車両用ステアリングシステム
(51)【国際特許分類】
B62D 6/00 20060101AFI20230905BHJP
B62D 9/00 20060101ALI20230905BHJP
B62D 101/00 20060101ALN20230905BHJP
B62D 103/00 20060101ALN20230905BHJP
B62D 111/00 20060101ALN20230905BHJP
B62D 113/00 20060101ALN20230905BHJP
【ＦＩ】
B62D6/00
B62D9/00
B62D101:00
B62D103:00
B62D111:00
B62D113:00
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2020061235
(22)【出願日】2020-03-30
(65)【公開番号】P2021160398
(43)【公開日】2021-10-11
【審査請求日】2022-04-22
(73)【特許権者】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000969
【氏名又は名称】弁理士法人中部国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】栗林 卓也
(72)【発明者】
【氏名】中田 大輔
【審査官】神田 泰貴
(56)【参考文献】
【文献】特開２００５－１１２００８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－３４７２８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－３１０１４８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６２Ｄ ９／００ － ９／０４
Ｂ６２Ｄ ６／００ － ６／１０
Ｂ６２Ｄ ７／００ － ７／２２
Ｂ６２Ｄ ５／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両が有する左右の車輪をそれぞれ転舵する１対の車輪転舵装置と、当該車両への転舵要求に基づいて、前記左右の車輪の各々において実現されるべき転舵位置である目標転舵位置を決定し、前記左右の車輪の各々の転舵位置が前記目標転舵位置となるように前記１対の車輪転舵装置の各々を制御するコントローラと
を備えた車両用ステアリングシステムであって、
前記コントローラが、
前記１対の車輪転舵装置の各々が発生させている転舵力を比較し、大きな転舵力を発生させている前記１対の車輪転舵装置の一方が転舵する車輪を、旋回外輪と認定するとともに、
旋回の厳しさを指標する旋回指標が設定閾値を超えている場合に、超えていない場合と比較して当該車両の旋回特性をよりアンダステア傾向とすべく、前記旋回外輪である前記左右の車輪のうちの一方の転舵位置を変更する転舵位置変更処理を実行するように構成された車両用ステアリングシステム。
【請求項2】
車両が有する左右の車輪をそれぞれ転舵する１対の車輪転舵装置と、当該車両への転舵要求に基づいて、前記左右の車輪の各々において実現されるべき転舵位置である目標転舵位置を決定し、前記左右の車輪の各々の転舵位置が前記目標転舵位置となるように前記１対の車輪転舵装置の各々を制御するコントローラと
を備えた車両用ステアリングシステムであって、
前記コントローラが、
前記１対の車輪転舵装置の各々が発生させる転舵力の差を、旋回の厳しさを指標する旋回指標とし、その旋回指標が設定閾値を超えている場合に、超えていない場合と比較して当該車両の旋回特性をよりアンダステア傾向とすべく、前記左右の車輪のうちの一方の転舵位置を変更する転舵位置変更処理を実行するように構成された車両用ステアリングシステム。
【請求項3】
車両が有する左右の車輪をそれぞれ転舵する１対の車輪転舵装置と、当該車両への転舵要求に基づいて、前記左右の車輪の各々において実現されるべき転舵位置である目標転舵位置を決定し、前記左右の車輪の各々の転舵位置が前記目標転舵位置となるように前記１対の車輪転舵装置の各々を制御するコントローラと
を備えた車両用ステアリングシステムであって、
前記コントローラが、
旋回の厳しさを指標する旋回指標が設定閾値を超えている場合に、超えていない場合と比較して当該車両の旋回特性をよりアンダステア傾向とすべく、前記左右の車輪のうちの一方の転舵位置を変更する転舵位置変更処理を実行するとともに、前記設定閾値を変更可能に構成された車両用ステアリングシステム。
【請求項4】
前記左右の車輪のうちの前記一方が、旋回外輪である請求項２または請求項３に記載の車両用ステアリングシステム。
【請求項5】
当該車両が、前後左右４つの車輪を有し、前記左右の車輪が左右の前輪とされ、前記コントローラが、前記転舵位置変更処理において、前記旋回外輪であるそれら左右の前輪の一方の転舵位置を小さくするように構成された請求項１または請求項４に記載の車両用ステアリングシステム。
【請求項6】
当該車両が、前後左右４つの車輪を有し、前記左右の車輪が左右の後輪とされ、前記コントローラが、前記転舵位置変更処理において、前記旋回外輪であるそれら左右の後輪の一方の転舵位置を大きくするように構成された請求項１、請求項４、請求項５のいずれか１つに記載の車両用ステアリングシステム。
【請求項7】
前記コントローラが、前記１対の車輪転舵装置の各々が発生させる転舵力を制御することで、前記左右の車輪の各々の転舵位置が前記目標転舵位置となるように制御するように構成された請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の車両用ステアリングシステム。
【請求項8】
前記１対の車輪転舵装置の各々が、駆動源としての電動モータと、その電動モータの動作を車輪の転舵動作に変換する動作変換機構とを有し、前記コントローラが、前記１対の車輪転舵装置の各々の前記電動モータへの供給電流を制御することで、前記１対の車輪転舵装置の各々が発生させる転舵力を制御するように構成された請求項７に記載の車両用ステアリングシステム。
【請求項9】
前記コントローラが、前記転舵位置変更処理において、前記左右の車輪のうちの一方の転舵位置を変更すべく、その一方を転舵する前記１対の車輪転舵装置の一方の転舵力を変更するように構成された請求項７または請求項８に記載の車両用ステアリングシステム。
【請求項10】
前記コントローラが、前記転舵位置変更処理において、前記左右の車輪のうちの一方の転舵位置の変更量を、変更可能に構成された請求項１ないし請求項９のいずれか１つに記載の車両用ステアリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両に搭載される車両用ステアリングシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
左右の車輪をそれぞれ独立して転舵可能な１対の車輪転舵装置を備えた車両用ステアリングシステム（以下、「左右独立転舵システム」という場合がある）として、例えば、下記特許文献に記載されているような技術が存在する。その技術では、各車輪に作用する横力と各車輪の車輪回転速度（以下、単に「車輪速」という場合がある）とに基づいて、車両の旋回挙動の安定性を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００９－１０１８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
左右独立転舵システムは、未だ開発途上にあり、特に、左右の車輪の転舵制御に関して、改良の余地を多分に残すものとなっている。したがって、改良を施すことにより、左右独立転舵システムの実用性を向上させることが可能である。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高い左右独立転舵システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するため、本発明の車両用ステアリングシステムは、
車両が有する左右の車輪をそれぞれ転舵する１対の車輪転舵装置と、
当該車両への転舵要求に基づいて、前記左右の車輪の各々において実現されるべき転舵位置である目標転舵位置を決定し、前記左右の車輪の各々の転舵位置が前記目標転舵位置となるように前記１対の車輪転舵装置の各々を制御するコントローラと
を備えた車両用ステアリングシステムであって、
前記コントローラが、
旋回の厳しさを指標する旋回指標が設定閾値を超えている場合に、超えていない場合と比較して当該車両の旋回特性をよりアンダステア傾向とすべく、前記左右の車輪のうちの一方の転舵位置を変更する転舵位置変更処理を実行するように構成されたことを前提とし、さらに、
第１の車両用ステアリングシステムは、
前記コントローラが、前記１対の車輪転舵装置の各々が発生させている転舵力を比較し
、大きな転舵力を発生させている前記１対の車輪転舵装置の一方が転舵する車輪を、旋回
外輪と認定するように構成され、
第２の車両用ステアリングシステムは、
前記コントローラが、前記旋回指標として、前記１対の車輪転舵装置の各々が発生させる転舵力の差を採用し、
第３の車両ステアリングシステムは、
前記コントローラが、前記設定閾値を変更可能に構成されたことを特徴とする。
車両が有する左右の車輪をそれぞれ転舵する１対の車輪転舵装置と、
当該車両への転舵要求に基づいて、前記左右の車輪の各々において実現されるべき転舵位置である目標転舵位置を決定し、前記左右の車輪の各々の転舵位置が前記目標転舵位置となるように前記１対の車輪転舵装置の各々を制御するコントローラと
を備えた車両用ステアリングシステムであって、
前記コントローラが、
旋回の厳しさを指標する旋回指標が設定閾値を超えている場合に、超えていない場合と比較して当該車両の旋回特性をよりアンダステア傾向とすべく、前記左右の車輪のうちの一方の転舵位置を変更する転舵位置変更処理を実行するように構成されたことを前提とし、さらに、
第１の車両用ステアリングシステムは、
前記コントローラが、前記１対の車輪転舵装置の各々が発生させている転舵力を比較し
、大きな転舵力を発生させている前記１対の車輪転舵装置の一方が転舵する車輪を、旋回
外輪と認定するように構成され、
第２の車両用ステアリングシステムは、
前記コントローラが、前記旋回指標として、前記１対の車輪転舵装置の各々が発生させる転舵力の差を採用し、
第３の車両ステアリングシステムは、
前記コントローラが、前記設定閾値を変更可能に構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本発明の車両用ステアリングシステム（以下、単に、「ステアリングシステム」という場合がある）によれば、厳しい旋回が行われている場合に、上記転舵位置変更処理が実行されるため、当該車両の旋回における安定性が向上する。
【発明の態様】
【0007】
本発明における「厳しい旋回」とは、例えば、旋回時において車体に作用する遠心力が大きい旋回、つまり、高い車両走行速度で行っている小さな旋回半径の旋回を意味する。したがって、旋回の厳しさを指標する「旋回指標」には、例えば、車体に生じている横加速度，車両のヨーレート等を採用できる。また、厳しい旋回においては、左右の車輪が分担する車体の荷重、すなわち、左右の車輪の分担車体荷重に比較的大きな差が生じるため、それら分担車体荷重の差（以下、「分担荷重差」という場合がある）をも、旋回指標として採用可能である。さらに言えば、分担車体荷重が大きくなる程、車輪を転舵するための力である転舵力、詳しくは、車輪の転舵位置を目標転舵位置に維持するために必要な転舵力である保舵力は大きくなる。そのことに鑑みて、旋回時における左右の車輪に付加される転舵力の差（以下、「転舵力差」という場合がある）を、旋回指標として採用することも可能である。
【0008】
例えば、本発明のステアリングシステムにおいて、コントローラを、前記１対の車輪転舵装置の各々が発生させる転舵力を制御することで、左右の車輪の各々の転舵位置が目標転舵位置となるように制御するように構成することもできる。さらには、１対の車輪転舵装置の各々を、駆動源としての電動モータと、その電動モータの動作を車輪の転舵動作に変換する動作変換機構とを有するように構成し、コントローラを、１対の車輪転舵装置の各々の電動モータへの供給電流を制御することで、１対の車輪転舵装置の各々が発生させる転舵力を制御するように構成することもできる。そのようなステアリングシステムにおいては、上記転舵力差に代えて、１対の車輪転舵装置の各々の電動モータの発揮する力（以下、「モータ力」という場合がある）の差や、１対の車輪転舵装置の各々の電動モータに供給される供給電流の差を、旋回指標として採用することが可能である。例えば、旋回指標として、モータ力の差，供給電流の差を採用する場合、横加速度，ヨーレートを採用する場合と異なり、横加速度センサ，ヨーレートセンサ等の特別なセンサを必要としない。
【0009】
なお、本発明のステアリングシステムにおける「車輪の転舵位置」は、簡単に言えば、車輪の転舵角であり、車両が直進している状態からの転舵位置の変化量と考えることができる。したがって、転舵位置が大きい，小さいとは、転舵角が大きい，小さいと同義であり、車両が直進している状態の転舵位置である直進状態位置からの転舵位置の離間程度の大小と考えることができる。「目標転舵位置」は、転舵要求に基づいて決定されるものであり、例えば、ステアリングホイール等のステアリング操作部材の操作量に基づいて決定されるものであってよい。また、本車両が自動運転（自動操舵）されている場合には、自動運転システムからの指令に基づいて決定されてもよい。
【0010】
上記分担荷重差や上記転舵力差に基づいてアンダステア制御の実行が決定される態様は、あたかも横力コンプライアンスステアを利用して車両旋回の安定が図られるような態様と考えることができる。そのことを考慮すれば、アンダステア制御において転舵位置が変更される車輪（以下、「変更輪」という場合がある）は、左右の車輪のうち分担車体荷重の大きい旋回外輪、すなわち、車両旋回中心から遠い方の車輪であることが望ましい。
【0011】
アンダステア制御は、前後左右４つの車輪を有する車両において１対の車輪転舵装置が左右の前輪に対応して設けられている場合には、変更輪の転舵位置が小さくなるようにして実行すればよく、１対の車輪転舵装置が左右の後輪に対応して設けられている場合には、変更輪の転舵位置が大きくなるようにして実行すればよい。前後左右４つの車輪を有する車両において、左右の前輪，左右の後輪に対応して２対の車輪転舵装置を設けてもよく、その場合には、前輪側の変更輪の転舵位置が小さくなるように、かつ、後輪側の変更輪の転舵位置が大きくなるようにして、アンダステア制御を実行してもよい。
【0012】
アンダステア制御の実行にあたっての旋回外輪の認定は、転舵力差に関する上記説明から理解できるように、例えば、１対の車輪転舵装置の各々が発生させている転舵力を比較し、大きな転舵力を発生させている１対の車輪転舵装置の一方が転舵する車輪を、旋回外輪と認定するようにして行ってもよい。旋回外輪は、ステアリング操作部材の操作方向によって認定してもよいが、例えば、当該車両が自動運転されている場合には、ステアリング操作部材の操作を行っていないときがあるため、上記転舵力の比較による認定が有効である。
【0013】
アンダステア制御の実行の判断に用いられる旋回指標についての設定閾値は、固定的に設定されるものであってもよく、変更可能に設定されるものであってもよい。例えば、車両の走行モードが、旋回の安定を重視するようなモードとされている場合に、アンダステア制御が実行され易くするために、設定閾値を小さくし、車両の挙動の応答性（機敏さ）を重視するようなモードとされている場合に、アンダステア制御が実行され難くするために、設定閾値を大きくするようにしてもよい。
【0014】
アンダステア制御における変更輪の転舵位置の変更は、目標転舵位置を変更することによって行ってもよいが、１対の車輪転舵装置の一方が発生させる転舵力を制限若しくは助長することによって行ってもよい。さらに言えば、車輪転舵装置が、上述のように、駆動源として電動モータを有している場合には、その電動モータへの供給電流を減少若しくは増加させることによって行ってもよい。
【0015】
また、アンダステア制御における変更輪の転舵位置の変更量、つまり、アンダステア制御を行っていない場合と行っている場合との転舵位置の差分は、固定的に設定してもよく、何等かのパラメータに依拠して変化するように設定してもよい。変更量を変化させることにより、運転者のステアリング操作における手応え感の適切化を目的として、先に説明した横力コンプライアンスステア的な作用におけるコンプライアンスの調整を行うことができ、また、車両の旋回安定性の程度の適切化を目的として、変更輪の転舵位置の調整を行うことができる。具体的には、例えば、車両の前後加速度に基づいて、例えば、運転者によって比較的大きなブレーキ操作がなされていと擬制できるときや、比較的大きなアクセル操作がなされていると擬制できるときに、変更量を小さくするようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】第１実施例の車両用ステアリングシステムの全体構成を示す模式図である。
【図2】第１実施例の車両用ステアリングシステムを構成する車輪転舵装置が組み込まれた車輪配設モジュールを示す斜視図である。
【図3】車輪を転舵するための転舵力として転舵モータが発生させる転舵トルクを、旋回外輪と旋回内輪とにおいて比較するグラフである。
【図4】第１実施例の車両用ステアリングシステムにおいて実行される転舵統括制御プログラムのフローチャートである。
【図5】第１実施例の車両用ステアリングシステムにおいて実行される車輪転舵プログラムのフローチャートである。
【図6】転舵統括制御プログラムの一部を構成する転舵位置変更処理サブルーチンのフローチャートである。
【図7】第２実施例の車両用ステアリングシステムの全体構成を示す模式図である。
【図8】第２実施例の車両用ステアリングシステムにおいて実行される転舵統括制御プログラムのフローチャートである。
【図9】第２実施例の車両用ステアリングシステムにおいて実行される車輪転舵プログラムのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例である車両用ステアリングシステムおよびそれの変形例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。
【実施例1】
【0018】
［Ａ］車両用ステアリングシステムの構成
第１実施例の車両用ステアリングシステム（以下、単に、「ステアリングシステム」という場合がある）は、いわゆるステアバイワイヤ型のステアリングシステムであり、図１に模式的に示すように、左右の前輪１０ＦＬ，１０ＦＲおよび左右の後輪１０ＲＬ，１０ＲＲを有する車両に搭載され、左右の前輪１０ＦＬ，１０ＦＲをそれぞれ転舵する１対の車輪転舵装置１２と、運転者の操作を受け付けるための操作装置１４と、１対の車輪転舵装置１２をそれぞれ制御するための１対の転舵電子制御ユニット（以下、「転舵ＥＣＵ」と略す場合がある）１６と、操作装置１４を制御するとともに転舵ＥＣＵ１６を統括するための操作電子制御ユニット（以下、「操作ＥＣＵ」と略す場合がある）１８とを含んで構成されている。なお、左右の前輪１０ＦＬ，１０ＦＲを区別する必要がない場合には、それらを前輪１０Ｆと、左右の後輪１０ＲＬ，１０ＲＲを区別する必要がない場合には、それらを後輪１０Ｒと、それぞれ総称し、前輪１０Ｆ，後輪１０Ｒを区別する必要がない場合には、単に、車輪１０と総称することがあることとする。
第１実施例の車両用ステアリングシステム（以下、単に、「ステアリングシステム」という場合がある）は、いわゆるステアバイワイヤ型のステアリングシステムであり、図１に模式的に示すように、左右の前輪１０ＦＬ，１０ＦＲおよび左右の後輪１０ＲＬ，１０ＲＲを有する車両に搭載され、左右の前輪１０ＦＬ，１０ＦＲをそれぞれ転舵する１対の車輪転舵装置１２と、運転者の操作を受け付けるための操作装置１４と、１対の車輪転舵装置１２をそれぞれ制御するための１対の転舵電子制御ユニット（以下、「転舵ＥＣＵ」と略す場合がある）１６と、操作装置１４を制御するとともに転舵ＥＣＵ１６を統括するための操作電子制御ユニット（以下、「操作ＥＣＵ」と略す場合がある）１８とを含んで構成されている。なお、左右の前輪１０ＦＬ，１０ＦＲを区別する必要がない場合には、それらを前輪１０Ｆと、左右の後輪１０ＲＬ，１０ＲＲを区別する必要がない場合には、それらを後輪１０Ｒと、それぞれ総称し、前輪１０Ｆ，後輪１０Ｒを区別する必要がない場合には、単に、車輪１０と総称することがあることとする。
【0019】
各車輪転舵装置１２は、後に詳しく説明する車輪配設モジュール２０内に組み込まれている。１対の転舵ＥＣＵ１６および操作ＥＣＵ１８は、それぞれ、ＣＡＮ（car area network or controllable area network）２２に接続され、ＣＡＮ２２を介して互いに通信可能とされている。当該ステアリングシステムでは、それら１対の転舵ＥＣＵ１６，操作ＥＣＵ１８，ＣＡＮ２２によって、１対の車輪転舵装置１２の各々を制御するコントローラが構成されていると考えることができる。
【0020】
車輪配設モジュール（以下、単に、「モジュール」と略す場合がある）２０は、図２に示すように、タイヤ１０ａが装着されたホイール１０ｂを車体に配設するためのモジュールである。ホイール１０ｂ自体を車輪と考えることができるが、本実施例においては、便宜的に、タイヤ１０ａが装着されたホイール１０ｂを車輪１０と呼ぶこととする。
【0021】
本モジュール２０は、車輪回転駆動装置としての車輪駆動ユニット２４を有している。車輪駆動ユニット２４は、ハウジング２４ａと、ハウジング２４ａに内蔵された駆動源としての電動モータおよびその電動モータの回転を減速する減速機（ともに図示を省略する）と、ホイール１０ｂが取り付けられるアクスルハブ（図では隠れて見えない）とを有している。車輪駆動ユニット２４は、ホイール１０ｂのリムの内側に配置されるものであり、いわゆるインホイールモータユニットと呼ばれるものである。車輪駆動ユニット２４は、よく知られた構造のものであるため、その構造についての説明は省略する。
【0022】
本モジュール２０は、マクファーソン型サスペンション装置（「マクファーソンストラット型」とも呼ばれる）を含んで構成されている。このサスペンション装置において、車輪駆動ユニット２４のハウジング２４ａは、車輪を回転可能に保持するキャリアとして、さらに言えば、ハウジング２４ａは、後に説明する車輪転舵装置１２におけるステアリングナックルとして機能し、車体に対する上下動が許容される。したがって、サスペンション装置は、サスペンションアームであるロアアーム２６と、車輪駆動ユニット２４のハウジング２４ａと、ショックアブソーバ２８と、サスペンションスプリング３０とを含んで構成されている。
【0023】
サスペンション装置自体は一般的な構造のものであるため、簡単に説明すれば、ロアアーム２６は、いわゆるＬアームと呼ばれる形状のものであり、基端部が車両前後方向において２つの部分に分かれており、その基端部において、第１ブッシュ３２，第２ブッシュ３４を介して、アーム回動軸線ＬＬのまわりに回動可能に、車体のサイドメンバー（図示を省略）に支持されている。車輪駆動ユニット２４のハウジング２４ａは、それの下部において、ロアアーム２６の先端部に、第１ジョイントであるアーム連結用ボールジョイント３６（以下、「第１ジョイント３６」という場合がある）を介して、回動可能に連結されている。
【0024】
ショックアブソーバ２８は、下端部が、車輪駆動ユニット２４のハウジング２４ａに固定的に支持され、上端部が、アッパサポート３８を介して、車体のタイヤハウジングの上部に支持されている。サスペンションスプリング３０の上端部も、アッパサポート３８を介して車体のタイヤハウジングの上部に支持されており、サスペンションスプリング３０の下端部は、ショックアブソーバ２８にフランジ状に設けられたロアサポート２８ａによって支持されている。つまり、サスペンションスプリング３０とショックアブソーバ２８とは、ロアアーム２６と車体との間に、互いに並列的に配設されているのである。
【0025】
本モジュール２０は、ブレーキ装置を有しており、そのブレーキ装置は、ホイール１０ｂとともにアクスルハブに取り付けられて車輪１０とともに回転するディスクロータ４０と、そのディスクロータ４０を跨ぐようにして車輪駆動ユニット２４のハウジング２４ａに保持されたブレーキキャリパ４２とを含んで構成されている。詳しい説明は省略するが、このブレーキキャリパ４２は、摩擦部材としてのブレーキパッドと、電動モータを有してその電動モータの力でブレーキパッドをディスクロータ３０に押し付けることで車輪１０の回転を止めるためのブレーキアクチュエータとを有しており、当該ブレーキ装置は、いわゆる電動モータの発生させる力に依存して制動力を発生させる電動ブレーキ装置とされているのである。
【0026】
さらに、本モジュール２０は、本実施例のステアリングシステムを構成する上述の車輪転舵装置１２を有している。車輪転舵装置１２は、左右１対の車輪１０のうちの片方のみを他方とは独立して転舵するための単輪独立転舵装置であり、概ね、先に説明したようにステアリングナックルとして機能する車輪駆動ユニット２４のハウジング２４ａ（以下、車輪転舵装置１２の構成要素として扱う場合には、「ステアリングナックル２４ａ」という場合がある。）と、ロアアーム２６の基端部に近い位置においてロアアーム２６に配設された転舵アクチュエータ４６と、その転舵アクチュエータ４６とステアリングナックル２４ａとを連結するタイロッド４８とを含んで構成されている。
【0027】
転舵アクチュエータ４６は、駆動源としての電動モータである転舵モータ４６ａと、転舵モータ４６ａの回転を減速する減速機４６ｂと、減速機４６ｂを介した転舵モータ４６ａの回転によって回動させられてピットマンアームとして機能するアクチュエータアーム４６ｃとを含んで構成されている。タイロッド４８の基端部は、第２ジョイントであるロッド基端部連結用ボールジョイント５０（以下、「第２ジョイント５０」という場合がある）を介して、アクチュエータアーム４６ｃに連結され、タイロッド４８の先端部は、第３ジョイントであるロッド先端部ボールジョイント５２（以下、「第３ジョイント５２」という場合がある）を介して、ステアリングナックル２４ａが有するナックルアーム２４ｂに連結されている。
【0028】
本車輪転舵装置１２においては、上記アッパサポート３８の中心と、第１ジョイント３６の中心とを結ぶ線が、キングピン軸線ＫＰとなる。転舵モータ４６ａを動作させることで、図に太矢印で示すように、転舵アクチュエータ４６が有するアクチュエータアーム４６ｃは、アクチュエータ軸線ＡＬまわりに回動する。その回動がタイロッド４８によって伝達されて、ステアリングナックル２４ａは、キングピン軸線ＫＰまわりに回動させられる。つまり、図に太矢印で示すように、車輪１０が転舵されるのである。このような構造から、本車輪転舵装置１２では、アクチュエータアーム４６ｃ，タイロッド４８，ナックルアーム２４ｂ等を含んで、転舵モータ４６ａの回転動作を車輪１２の転舵動作に変換する動作変換機構５４を備えているのである。
【0029】
車輪転舵装置１２は、転舵アクチュエータ４６がロアアーム２６に配設されている。そのため、モジュール２０の車体への組み付け作業を簡便に行うことが可能となる。端的に言えば、ロアアーム２６の基端部を車体のサイドメンバーに取り付け、アッパサポート３８を車体のタイヤハウジングの上部に取り付けるだけで、サスペンション装置，ブレーキ装置，車輪転舵装置を含む当該モジュール２０を、車両に搭載することができるのである。つまり、本モジュール２０は、車両に対する搭載性において優れたモジュールとされているのである。
【0030】
操作装置１４は、ステアバイワイヤ型のステアリングシステムにおける一般的な構造を有するものであり、簡単に説明すれば、図１に示すように、運転者によって操舵操作されるステアリング操作部材としてのステアリングホイール５６と、そのステアリングホイール５６の回転角である操作角をステアリング操作部材の操作位置として検出するためのステアリングセンサ５８と、ステアリングホイール５６に操作反力を付与する反力付与装置６０とを含んで構成されている。反力付与装置６０は、力源としての電動モータである反力モータ６２と、反力モータ６２の力をステアリングホイール５６に伝達するための減速機６４とを含んで構成されている。
【0031】
［Ｂ］車両用ステアリングシステムの制御
i）基本転舵制御
当該ステアリングシステムにおける基本的な転舵制御は、簡単に言えば、２つの前輪１０Ｆの各々を、転舵要求に応じた転舵位置ψに転舵させる制御である。転舵位置ψは、いわゆる転舵角と同義であり、車両の直進状態において位置させられるべき位置である直進状態位置を基準転舵位置として、その基準転舵位置からの位相変位量、すなわち、転舵量と考えることができる。
i）基本転舵制御
当該ステアリングシステムにおける基本的な転舵制御は、簡単に言えば、２つの前輪１０Ｆの各々を、転舵要求に応じた転舵位置ψに転舵させる制御である。転舵位置ψは、いわゆる転舵角と同義であり、車両の直進状態において位置させられるべき位置である直進状態位置を基準転舵位置として、その基準転舵位置からの位相変位量、すなわち、転舵量と考えることができる。
【0032】
基本転舵制御について詳しく説明すれば、統括的な制御手段としての役割を果たす電子制御ユニットである操作ＥＣＵ１８は、ステアリングセンサ５８の検出に基づくステアリングホイール５６の操作角、すなわち、ステアリング操作位置δ（以下、単に「操作位置δ」という場合がある）を、ステアリング操作の程度として取得し、その操作位置δに基づいて、設定されたステアリングギヤ比に従って、各車輪１０において実現させるべき転舵位置ψである目標転舵位置ψ*を決定する。操作位置δは、車両を直進させるための位置である直進状態位置を基準操作位置として、その基準操作位置からの位置変化量、すなわち、ステアリング操作量と考えることできる。ちなみに、当該車両が自動運転の最中である場合には、操作位置δに基づいて決定される目標転舵位置ψ*に代えて、図示を省略する自動運転システムからＣＡＮ２２を介して送られてくる指令に含まれる目標転舵位置ψ*が採用される。なお、ステアリング操作位置δ，転舵位置ψは、厳密には、基準操作位置，基準転舵位置を挟んだ左右において正負が反対の値となる。
【0033】
車輪転舵装置１２は、車輪１０の転舵位置ψを直接的に検知するための転舵位置センサを有していない。そのため、本ステアリングシステムでは、車輪１０の転舵位置ψと転舵モータ４６ａの動作位置との間に特定の関係があることを利用して、操作ＥＣＵ１８および１対の転舵ＥＣＵ１６は、転舵モータ４６ａの動作位置に基づいて、転舵アクチュエータ４６が発生させる転舵力を制御する。転舵アクチュエータ４６が発生させる転舵力は、転舵モータ４６ａが発生させるトルクである転舵トルクＴｑと等価であるため、具体的には、操作ＥＣＵ１８は、転舵モータ４６ａが発生させるべき転舵トルクＴｑである目標転舵トルクＴｑ*を、転舵モータ４６ａの動作位置に基づいて決定する。
【0034】
転舵モータ４６ａの動作位置は、転舵モータ４６ａが回転型のモータであるため、モータ軸の角度位置、すなわち、モータ回転角θである。モータの動作位置は、モータの動作量、詳しくは、車両直進時のモータの動作位置である基準動作位置からの変化量と考えることができ、モータ回転角θは、車両直進時の基準動作位置である基準モータ回転角からの変位角と考えることができる。モータ回転角θは、３６０°を超えて累積される。さらに言えば、本車輪転舵装置１２では、転舵モータ４６ａとステアリングナックル２４ａとは、機械的に連結されており、転舵モータ４６ａのモータ回転角θの変化量と、車輪の転舵位置ψの変化量との間には、特定の関係が存在する。大まかには、それらの間には、減速機４６ａの減速比等に依拠する一定の比に基づく関係が成立していると考えることができる。その関係を利用して、転舵位置ψを直接的に制御するのではなく、モータ回転角θの制御によって、車輪１０の転舵位置ψを制御しているのである。なお、モータ回転角θも、厳密には、基準モータ回転角を挟んだ左右において正負が反対の値となる。
【0035】
目標転舵トルクＴｑ*の決定について具体的に説明すれば、操作ＥＣＵ１８は、各車輪１０について、上記目標転舵位置ψ*に基づいて、モータ回転角θの目標である目標動作位置としての目標モータ回転角θ*を決定する。一方で、転舵モータ４６ａは、ブラシレスＤＣモータであり、自身への電流供給における相の切換えのためにモータ回転角センサ（例えば、ホールＩＣ，レゾルバ等である）を有している。各転舵ＥＣＵ１６は、このモータ回転角センサの検出に基づいて、基準モータ回転角を基準とした現時点のモータ回転角θである実モータ回転角θを把握し、その実モータ回転角θの情報をＣＡＮ２２を介して操作ＥＣＵ１８に送信する。操作ＥＣＵ１８は、車輪１０ごとに、動作位置偏差として、目標モータ回転角θ*に対するモータ回転角θの偏差であるモータ回転角偏差Δθを求め、このモータ回転角偏差Δθ（＝θ*－θ）に基づいて、次式に従って、目標転舵トルクＴｑ*を決定するのである。
Ｔｑ*＝ＧP・Δθ＋ＧD・（ｄΔθ／ｄｔ）＋ＧI・∫Δθｄｔ
なお、上記式は、モータ回転角偏差Δθに基づくフィードバック制御則に従った式であり、第１項，第２項，第３項は、それぞれ、比例項，微分項，積分項、ＧP，ＧD，ＧIは、それぞれ，比例ゲイン，微分ゲイン，積分ゲインである。
Ｔｑ*＝ＧP・Δθ＋ＧD・（ｄΔθ／ｄｔ）＋ＧI・∫Δθｄｔ
なお、上記式は、モータ回転角偏差Δθに基づくフィードバック制御則に従った式であり、第１項，第２項，第３項は、それぞれ、比例項，微分項，積分項、ＧP，ＧD，ＧIは、それぞれ，比例ゲイン，微分ゲイン，積分ゲインである。
【0036】
操作ＥＣＵ１８は、目標転舵トルクＴｑ*についての情報を、ＣＡＮ２２を介して、各車輪１０の転舵ＥＣＵ１６に送信し、各転舵ＥＣＵ１６は、その目標転舵トルクＴｑ*に基づいて転舵モータ４６ａを制御する。転舵トルクＴｑと転舵モータ４６ａへの供給電流Ｉとは、特定の関係にある。詳しくは、転舵トルクＴｑが転舵モータ４６ａの発揮する力に依存しているため、転舵トルクＴｑと供給電流Ｉとは、概ね比例関係にある。そのことに従って、各転舵ＥＣＵ１６は、操作ＥＣＵ１８において決定された目標転舵トルクＴｑ*に基づいて、転舵モータ４６ａへの供給電流Ｉの目標である目標供給電流Ｉ*を決定し、その目標供給電流Ｉ*を、転舵モータ４６ａに供給する。具体的に言えば、各転舵ＥＣＵ１６は、目標供給電流Ｉ*の決定等の処理を実行するコンピュータと、そのコンピュータに接続された駆動回路としてのインバータとを有しており、コンピュータによって決定された目標供給電流Ｉ*に基づいて、インバータから転舵モータ４６ａに電流Ｉが供給される。以上説明した基本転舵制御によれば、１対の車輪転舵装置１２の各々が発生させる転舵力、すなわち、転舵トルクＴｑが制御されることで、左右の車輪１０の各々の転舵位置ψが目標転舵位置ψ*となるように制御される。
【0037】
ii）アンダステア傾向を実現するための転舵位置の変更
車両が旋回していて、その旋回が厳しいときには、当該車両の旋回特性がアンダステア傾向となっていることが、車両の旋回における安定性の観点から望ましい。旋回が厳しいとは、旋回時において車体に作用する遠心力が大きいことを意味する。そのことに鑑みて、本ステアリングシステムでは、旋回の厳しさを指標する旋回指標が設定閾値を超えている場合に、超えていない場合と比較して当該車両の旋回特性をよりアンダステア傾向とするために、左右の車輪のうちの一方、詳しくは、旋回における外側の車輪１０（以下、「旋回外輪」という場合があり、内側の車輪を「旋回内輪」という場合がある）の転舵位置ψが変更される。
車両が旋回していて、その旋回が厳しいときには、当該車両の旋回特性がアンダステア傾向となっていることが、車両の旋回における安定性の観点から望ましい。旋回が厳しいとは、旋回時において車体に作用する遠心力が大きいことを意味する。そのことに鑑みて、本ステアリングシステムでは、旋回の厳しさを指標する旋回指標が設定閾値を超えている場合に、超えていない場合と比較して当該車両の旋回特性をよりアンダステア傾向とするために、左右の車輪のうちの一方、詳しくは、旋回における外側の車輪１０（以下、「旋回外輪」という場合があり、内側の車輪を「旋回内輪」という場合がある）の転舵位置ψが変更される。
【0038】
本ステアリングシステムでは、旋回指標として、左右の車輪転舵装置１２の転舵モータ４６ａが実際に発揮している転舵力の差、つまり、左右の車輪転舵装置１２の各々が有する転舵モータ４６ａの転舵トルクＴｑL，ＴｑRの差であるトルク差ΔＴｑ（ ＝｜ＴｑL－ＴｑR｜）を採用し、そのトルク差ΔＴｑが、設定閾値である閾トルク差ΔＴｑ0を超えている場合に、旋回外輪の転舵位置ψが変更される。
【0039】
転舵トルクＴｑ、詳しく言えば、車輪１０をある転舵位置ψまで転舵させる転舵トルクＴｑ、若しくは、車輪１０をある転舵位置ψに維持するための転舵トルクＴｑは、セルフアライニングトルクに打ち勝つ必要があることから、車両走行速度（以下、「車速」という場合がある）が高く、車輪１０の転舵位置ψが大きくなる程（直進状態位置から離れる程）大きくなる。また、一方で、転舵トルクＴｑは、車輪１０が分担する車体の荷重ＷS（以下、「分担荷重ＷS」という場合がある）が大きい程、大きくなる。旋回外輪の転舵トルクＴｑを外輪トルクＴｑOと、旋回内輪の転舵トルクＴｑを内輪トルクＴｑIとすれば、外輪トルクＴｑO，内輪トルクＴｑIは、一定の車速において、図３のグラフに示すように転舵位置ψに応じて変化し、左右の車輪１０に対する転舵トルクＴｑL，ＴｑRの差ΔＴｑ、すなわち、外輪トルクＴｑO，内輪トルクＴｑIの差であるトルク差ΔＴｑは、左右の車輪における分担荷重ＷSL，ＷSRの差である分担荷重差ΔＷSが大きくなる程大きくなる。車両の旋回が厳しい程、分担荷重差ΔＷSが大きくなることから、トルク差ΔＴｑは、上記旋回指標となり得るのである。旋回指標として、車体に生じている横加速度，車両のヨーレート等をも採用可能であるが、トルク差ΔＴｑを旋回指標とすることで、別途何等かのセンサを必要としないという利点を享受することができる。
【0040】
各転舵ＥＣＵ１６は、インバータからの情報により実際に転舵モータ４６ａに供給されている電流Ｉ（以下、「実供給電流Ｉ」という場合がある）を検出しており、その実供給電流Ｉに基づき、先に説明した関係に従って、実際に発揮している転舵トルクＴｑ（以下、「実転舵トルクＴｑ」という場合がある）を推定し、その実転舵トルクＴｑについての情報を、操作ＥＣＵ１８に送信する。操作ＥＣＵ１８は、受信した左右の車輪１０に対する実転舵トルクＴｑL，ＴｑRに基づいて、上記トルク差ΔＴｑを特定し、そのトルク差ΔＴｑが閾トルク差ΔＴｑ0を超えている場合に、厳しい旋回であると認定して、旋回外輪の転舵位置ψを小さくするための転舵位置変更処理を実行する。
【0041】
なお、転舵位置変更処理の実行を判断するための上記閾トルク差Ｔｑ0は、本ステアリングシステムでは、車両において実現すべき走行特性によって異なる値に設定される。つまり、閾トルク差Ｔｑ0が変更可能とされている。本車両では、車両の走行モードとして、コンフォートモードと、スポーツモードとの２つが準備されており、運転者の操作によって、それら２つの走行モードのいずれかが選択されるようになっている。コンフォートモードは、車両の乗り心地，車両の走行安定性を重視する走行モードであり、スポーツモードは、きびきびとした走行，車両の操作応答性を重視する走行モードである。操作ＥＣＵ１８は、閾トルク差Ｔｑ0を、コンフォートモードが選択されている場合には、転舵位置変更処理の実行範囲を拡げるため、比較的小さな値であるコンフォートモード値ＴｑCに設定し、スポーツモードが選択されている場合には、転舵位置変更処理の実行範囲を狭くするため、比較的大きな値であるスポーツモード値ＴｑSに設定する。
【0042】
転舵位置変更処理を実行する場合において、操作ＥＣＵ１８は、左前輪１０ＦＬと右前輪１０ＦＲとのいずれが旋回外輪となっているかを判断する。この判断は、左右の車輪転舵装置１２が発生させている転舵力を比較し、つまり、上述の左前輪１０ＦＬに対する実転舵トルクＴｑLと、右前輪１０ＦＲに対する実転舵トルクＴｑRとを比較し、大きい方（厳密には、絶対値が大きい方）の前輪１０Ｆを旋回外輪として認定する。旋回外輪の認定は、ステアリングホイール５６の操作の向きに基づいて行うこともできるが、実転舵トルクＴｑの比較による旋回外輪の認定は、例えば、車両が自動運転を行っていてステアリングホイール５６が運転者によって操作されていない場合において、特に有効である。
【0043】
転舵位置変更処理では、認定された旋回外輪に対する目標転舵トルクＴｑ*が、転舵トルク変更量ｄＴｑだけ変更される。詳しく言えば、左前輪１０ＦＬが旋回外輪と認定されている場合には、左前輪１０ＦＬに対する目標転舵トルクＴｑL
*が、転舵トルク変更量ｄＴｑだけ減じられ、右前輪１０ＦＲが旋回外輪と認定されている場合には、右前輪１０ＦRに対する目標転舵トルクＴｑR
*が、転舵トルク変更量ｄＴｑだけ減じられる。
【0044】
ただし、本ステアリングシステムでは、転舵トルク変更量ｄＴｑは、車両の操作状態に応じて変更される。詳しく言えば、転舵トルク変更量ｄＴｑは、通常は通常値ｄＴｑNであるが、車両に対して比較的大きなブレーキ操作がなされている場合、および、車両に対して比較的大きなアクセル操作がなされている場合には、転舵トルク変更量ｄＴｑは小さく変更される。具体的には、操作ＥＣＵ１８は、車両に搭載された前後加速度センサ６６（図１参照）によって検出された前後加速度Ｇｘ（加速において正の値となり、減速において負の値となる）に基づき、前後加速度Ｇｘが減速側閾値ＧｘBより小さい場合には、転舵トルク変更値ｄＴｑを、減速時値ｄＴｑB（＜ｄＴｑN）に変更し、前後加速度Ｇｘが加速側閾値ＧｘAより大きい場合には、転舵トルク変更値ｄＴｑを、加速時値ｄＴｑA（＜ｄＴｑN）に変更する。ちなみに、減速時値ｄＴｑBは、加速時値ｄＴｑAより小さく設定されている。このように、転舵トルク変更量ｄＴｑが変更されることにより、本ステアリングシステムでは、運転者のステアリング操作における手応え感の適切化を目的として、横力コンプライアンスステア的な作用におけるコンプライアンスの調整を行うことや、また、車両の旋回安定性の程度の適切化を目的として、旋回外輪の転舵位置ψの調整を行うことが可能とされているのである。
【0045】
iii）制御フロー
操作ＥＣＵ１８，各転舵ＥＣＵ１６は、それぞれ、コンピュータを有しており、上記基本転舵制御および転舵位置変更制処理を含む転舵制御は、操作ＥＣＵ１８のコンピュータが、図４にフローチャートを示す転舵統括制御プログラムを、各転舵ＥＣＵ１６のコンピュータが、図５にフローチャートを示す車輪転舵プログラムを、それぞれ、短い時間ピッチ（例えば、数ｍ～数十ｍsec）で繰り返し実行することによって行われる。本ステアリングシステムの転舵制御について説明すべく、以下に、それらのプログラムに従った処理の流れを簡単に説明する。
操作ＥＣＵ１８，各転舵ＥＣＵ１６は、それぞれ、コンピュータを有しており、上記基本転舵制御および転舵位置変更制処理を含む転舵制御は、操作ＥＣＵ１８のコンピュータが、図４にフローチャートを示す転舵統括制御プログラムを、各転舵ＥＣＵ１６のコンピュータが、図５にフローチャートを示す車輪転舵プログラムを、それぞれ、短い時間ピッチ（例えば、数ｍ～数十ｍsec）で繰り返し実行することによって行われる。本ステアリングシステムの転舵制御について説明すべく、以下に、それらのプログラムに従った処理の流れを簡単に説明する。
【0046】
操作ＥＣＵ１８において実行される転舵統括制御プログラムに従う処理では、まず、ステップ１（以下、「Ｓ１」という場合がある。他のステップも同様である）において、当該車両が自動運転中であるか否かが判定される。自動運転中でない場合には、Ｓ２において、ステアリングセンサ５８の検出に基づいて、ステアリングホイール５６の操作位置δが取得され、Ｓ３において、目標転舵位置ψ*が決定される。Ｓ１において自動運転中であると判定された場合には、Ｓ４において、自動運転システムからの目標転舵位置ψ*についての情報が受信される。
【0047】
続いて、Ｓ５において、左右の車輪１０の各々の目標モータ回転角θ*が決定され、Ｓ６において、各転舵ＥＣＵ１６から、それぞれ、左右の車輪転舵装置１２が有する転舵モータ４６ａの実モータ回転角θについての情報が受信される。Ｓ７では、車輪転舵装置１２の各々の転舵モータ４６ａについて決定された目標モータ回転角θ*および受信された実モータ回転角θに基づいて、各車輪転舵装置１２についてのモータ回転角偏差Δθが決定される。そして、Ｓ８において、上記式に従って、車輪転舵装置１２の各々の転舵モータ４６ａが発生させるべき転舵トルクＴｑである目標転舵トルクＴｑL
*，ＴｑR
*が決定される。
【0048】
次のＳ９において、後に詳しく説明する転舵位置変更処理サブルーチンが実行され、そして、Ｓ１０において、Ｓ８において決定された目標転舵トルクＴｑL
*，ＴｑR
*若しくはＳ９において変更された目標転舵トルクＴｑL
*，ＴｑR
*についての情報が、各転舵ＥＣＵ１６に送信される。
【0049】
各転舵ＥＣＵ１６において実行される車輪転舵プログラムに従う処理では、まず、Ｓ１１において、インバータを介して取得された実モータ回転角θの情報が、操作ＥＣＵ１８に送信される。続くＳ１２において、インバータを介して転舵モータ４６ａに実際に供給されている電流である実供給電流Ｉが検出され、Ｓ１３において、その実供給電流Ｉに基づいて推定された実転舵トルクＴｑについての情報が、操作ＥＣＵ１８に送信される。
【0050】
次のＳ１４において、操作ＥＣＵ１８から、目標転舵トルクＴｑ*についての情報が取得され、Ｓ１５において、その目標転舵トルクＴｑ*に基づいて、転舵モータ４６ａに供給すべき電流である目標供給電流Ｉ*が決定される。そして、Ｓ１６において、その目標供給電流Ｉ*に基づく電流Ｉが、転舵モータ４６ａに供給される。
【0051】
先に説明した転舵統括制御プログラムのＳ９では、図６にフローチャートを示す転舵位置変更処理サブルーチンが実行される。このサブルーチンに従う処理では、まず、Ｓ２１において、各転舵ＥＣＵ１６から、実転舵トルクＴｑL，ＴｑRについての情報を受信する。次のＳ２２において、当該車両の走行モードが、上述のコンフォートモードであるか上述のスポーツモードであるかが判定される。スポーツモードである場合には、Ｓ２３において、閾トルク差ΔＴｑ0が、スポーツモード値ΔＴｑSに設定され、コンフォートモードである場合には、Ｓ２４において、閾トルク差ΔＴｑ0が、コンフォートモード値ΔＴｑCに設定される。そして、Ｓ２５において、実転舵トルクＴｑL，ＴｑRに基づくトルク差ΔＴｑが旋回指標とされて、そのトルク差ΔＴｑが、閾トルク差ΔＴｑ0を超えている場合には、Ｓ２６以下の転舵位置変更処理が実行され、超えていない場合には、Ｓ２６以下の転舵位置変更処理はスキップされる。
【0052】
転舵位置変更処理が実行される場合には、まず、Ｓ２６において、前後加速度センサ６６の検出に基づいて当該車両に生じている前後加速度Ｇｘが取得される。Ｓ２７において、前後加速度Ｇｘが減速側閾値ＧｘBより小さい（前後加速度Ｇｘが、負の値であり、絶対値において減速側閾値ＧｘBより大きい）か否かが判定され、前後加速度Ｇｘが減速側閾値ＧｘBより小さいと判定された場合には、Ｓ２８において、転舵トルク変更量ｄＴｑが減速時値ｄＴｑBに設定される。前後加速度Ｇｘが減速側閾値ＧｘB以下であると判定された場合には、Ｓ２８はスキップされる。次いで、Ｓ２９において、前後加速度Ｇｘが加速側閾値ＧｘAより大きいか否かが判定され、前後加速度Ｇｘが加速側閾値ＧｘAより大きいと判定された場合には、Ｓ３０において、転舵トルク変更量ｄＴｑが加速時値ｄＴｑAに設定される。前後加速度Ｇｘが加速側閾値ＧｘA以下であると判定された場合には、Ｓ３１において、転舵トルク変更量ｄＴｑが通常値ｄＴｑNに設定される。
【0053】
続くＳ３２において、実転舵トルクＴｑL，ＴｑRに基づいて、旋回外輪判定が行われる。具体的には、左前輪１０ＦＬの実転舵トルクＴｑLが、右前輪の１０ＦＲの実転舵トルクＴｑRよりも大きい場合には、左前輪１０ＦＬが旋回外輪に認定され、右前輪１０ＦＲの実転舵トルクＴｑRが、左前輪の１０ＦＬの実転舵トルクＴｑLよりも大きい場合には、右前輪１０ＦＲが旋回外輪に認定される。左前輪１０ＦＬが旋回外輪に認定された場合には、Ｓ３３において、左前輪１０ＦＬに対する目標転舵トルクＴｑL
*から転舵トルク変更量ｄＴｑが減じられ、右前輪１０ＦＲが旋回外輪に認定された場合には、Ｓ３４において、右前輪１０ＦＬに対する目標転舵トルクＴｑR
*から転舵トルク変更量ｄＴｑが減じられる。
【実施例2】
【0054】
［Ａ］車両用ステアリングシステムの構成
第２実施例のステアリングシステムは、第１実施例のステアリングシステムと同様、ステアバイワイヤ型のステアリングシステムであるが、第１実施例のステアリングシステムと異なり、図７に模式的に示すように、左右の前輪１０ＦＬ，１０ＦＲおよび左右の後輪１０ＲＬ，１０ＲＲの各々を単独で転舵するために、前輪側，後輪側の２対の車輪転舵装置１２を有し、２対の車輪転舵装置１２に対応して２対の転舵ＥＣＵ１６を備えている。２対の転舵ＥＣＵ１６の各々は、ＣＡＮ２２に接続されており、操作ＥＣＵ１８は、それら転舵ＥＣＵ１６を統括する。
第２実施例のステアリングシステムは、第１実施例のステアリングシステムと同様、ステアバイワイヤ型のステアリングシステムであるが、第１実施例のステアリングシステムと異なり、図７に模式的に示すように、左右の前輪１０ＦＬ，１０ＦＲおよび左右の後輪１０ＲＬ，１０ＲＲの各々を単独で転舵するために、前輪側，後輪側の２対の車輪転舵装置１２を有し、２対の車輪転舵装置１２に対応して２対の転舵ＥＣＵ１６を備えている。２対の転舵ＥＣＵ１６の各々は、ＣＡＮ２２に接続されており、操作ＥＣＵ１８は、それら転舵ＥＣＵ１６を統括する。
【0055】
各車輪転舵装置１２は、第１実施例のステアリングシステムと同様、車輪配設モジュール２０内に組み込まれている。このモジュール２０は、第１実施例のステアリングシステムのモジュール２０と同様の構成を有しており、そのモジュール２０の構成、および、車輪転舵装置１２の構成についての説明は省略する。また、操作装置１４も、第１実施例のステアリングシステムの操作装置１４と同様の構成を有しており、その操作装置１４の構成についての説明は省略する。
【0056】
なお、本実施例のステアリングシステムが搭載されている車両には、第１実施例のステアリングシステムが搭載された車両と異なり、前後加速度センサ６６は設けられておらず、車体に作用する車幅方向の加速度である横加速度を検出するための横加速度センサ６８が設けられている。また、本ステアリングシステムでは、２対の転舵ＥＣＵ１６，操作ＥＣＵ１８，ＣＡＮ２２によって、２対の車輪転舵装置１２の各々を制御するコントローラが構成されていると考えることができる。
【0057】
［Ｂ］車両用ステアリングシステムの制御
i）基本転舵制御
本ステアリングシステムの基本的な転舵制御は、２つの前輪１０Ｆと、２つの後輪１０Ｒとを、転舵要求、詳しくは、ステアリングホイール５６の操作位置δに応じて転舵させる制御である。前輪１０Ｆの転舵については、第１実施例のステアリングシステムにおける基本転舵制御による転舵と同様であるため、説明を省略する。
i）基本転舵制御
本ステアリングシステムの基本的な転舵制御は、２つの前輪１０Ｆと、２つの後輪１０Ｒとを、転舵要求、詳しくは、ステアリングホイール５６の操作位置δに応じて転舵させる制御である。前輪１０Ｆの転舵については、第１実施例のステアリングシステムにおける基本転舵制御による転舵と同様であるため、説明を省略する。
【0058】
後輪１０Ｒの転舵について説明すれば、操作ＥＣＵ１８は、前輪１０Ｆの目標転舵位置ψF
*に加え、操作位置δと車両走行速度（以下、「車速」と略す場合がある）ｖとに基づいて、後輪１０Ｒの目標転舵位置ψR
*を決定する。簡単に説明すれば、車速ｖが高いときには、後輪１０Ｒを前輪１０Ｆと同じ方向に（同相に）転舵し、車速ｖが低いときには、
後輪１０Ｒを前輪１０Ｆとは逆の方向に（逆相に）転舵するように、目標転舵位置ψR *を決定する。この目標転舵位置ψR *の決定の手法は、よく知られたものであるため、詳しい説明を省略する。
後輪１０Ｒを前輪１０Ｆとは逆の方向に（逆相に）転舵するように、目標転舵位置ψR *を決定する。この目標転舵位置ψR *の決定の手法は、よく知られたものであるため、詳しい説明を省略する。
【0059】
各転舵ＥＣＵ１６は、車輪転舵装置１２の転舵モータ４６ａのモータ回転角θを把握しており、そのモータ回転角θの変化から、車輪１０の回転速度である車輪回転速（以下、「車輪速」と略す場合がある）ｖWを特定する。各転舵ＥＣＵ１６は、その特定した車輪速ｖWについての情報を、操作ＥＣＵ１８に送信する。操作ＥＣＵ１８は、受信した各車輪速ｖWについての情報に基づいて、公知の手法により、当該車両の車速ｖを特定し、その特定した車速ｖを、後輪１０Ｒの目標転舵位置ψR
*の決定に利用する。
【0060】
操作ＥＣＵ１８が行う目標転舵位置ψF
*，ψR
*に基づく前後左右の車輪１０の目標転舵トルクＴｑFL
*，ＴｑFR
*，ＴｑRL
*，ＴｑRR
*の決定、各転舵ＥＣＵ１６が行う目標転舵トルクＴｑ*に基づく目標供給電流Ｉ*の決定等は、第１実施例のステアリングシステムと同様の手法によって行われるため、それらについてのここでの詳しい説明は、省略する。
【0061】
ii）アンダステア傾向を実現するための転舵位置の変更
本ステアリングシステムにおいても、第１実施例のステアリングシステムと同様に、車両の旋回が厳しいときには、車両の旋回特性をアンダステア傾向とすべく、操作ＥＣＵ１８は、転舵位置変更処理を実行する。
本ステアリングシステムにおいても、第１実施例のステアリングシステムと同様に、車両の旋回が厳しいときには、車両の旋回特性をアンダステア傾向とすべく、操作ＥＣＵ１８は、転舵位置変更処理を実行する。
【0062】
本ステアリングシステムでは、転舵位置変更処理の実行の有無を判断するための旋回指標として、第１実施例のステアリングシステムにおいて採用されている上記トルク差ΔＴｑではなく、横加速度Ｇｙを採用している。操作ＥＣＵ１８は、横加速度センサ６８によって検出された横加速度Ｇｙ（左右で符号が異なるため、厳密には、横加速度Ｇｙの絶対値）が、閾加速度Ｇｙ0よりも大きいときに、転舵位置変更処理を実行する。ちなみに、本ステアリングシステムでは、走行モードの選択に基づく閾加速度Ｇｙ0の変更は行われない。なお、旋回指標として、横加速度Ｇｙに代えて、例えば、車両のヨーレートを採用してもよい。
【0063】
本ステアリングシステムでは、操作ＥＣＵ１８は、転舵位置変更処理において、前輪側の旋回外輪１０Ｆの目標転舵トルクＴｑ*を、前輪１０Ｆに対して設定されている前輪側トルク変更量ｄＴｑFだけ小さくし、後輪側の旋回外輪１０Ｒの目標転舵トルクＴｑ*を、後輪１０Ｒに対して設定されている後輪側トルク変更量ｄＴｑRだけ大きくする。具体的には、左前輪１０ＦＬが旋回外輪である場合には、左前輪１０ＦＬの目標転舵トルクＴｑFL
*が、右前輪１０ＦＲが旋回外輪である場合には、右前輪１０ＦＲの目標転舵トルクＴｑFR
*が、それぞれ、前輪側トルク変更量ｄＴｑFだけ小さくされ、左後輪１０ＲＬが旋回外輪である場合には、左後輪１０ＲＬの目標転舵トルクＴｑRL
*が、右後輪１０ＲＲが旋回外輪である場合には、右後輪１０ＲＲの目標転舵トルクＴｑRR
*が、それぞれ、後輪側トルク変更量ｄＴｑRだけ大きくされる。これにより、前輪側の旋回外輪１０Ｆの転舵位置ψが小さく、後輪側の旋回外輪１０Ｒの転舵位置ψが大きくされ、車両の旋回特性が、よりアンダステア傾向となる。
【0064】
本ステアリングシステムでは、操作ＥＣＵ１８は、左右の車輪１０のいずれが旋回外輪となるかについてを、左右の車輪１０の各々の転舵トルクＴｑではなく、ステアリングホイール５６の操作位置δに基づいて車両の旋回方向を特定し、その特定に基づいて決定する。なお、本ステアリングシステムでは、第１実施例のステアリングシステムにおいて行われていた車両の加減速に基づく転舵トルク変更量ｄＴｑの変更は行われない。
【0065】
iii）制御フロー
上記基本転舵制御および転舵位置変更制処理を含む転舵制御は、操作ＥＣＵ１８のコンピュータが、図８にフローチャートを示す転舵統括制御プログラムを、各転舵ＥＣＵ１６のコンピュータが、図９にフローチャートを示す車輪転舵プログラムを、それぞれ、短い時間ピッチ（例えば、数ｍ～数十ｍsec）で繰り返し実行することによって行われる。本ステアリングシステムの転舵制御について説明すべく、以下に、それらのプログラムに従った処理の流れを簡単に説明する。
上記基本転舵制御および転舵位置変更制処理を含む転舵制御は、操作ＥＣＵ１８のコンピュータが、図８にフローチャートを示す転舵統括制御プログラムを、各転舵ＥＣＵ１６のコンピュータが、図９にフローチャートを示す車輪転舵プログラムを、それぞれ、短い時間ピッチ（例えば、数ｍ～数十ｍsec）で繰り返し実行することによって行われる。本ステアリングシステムの転舵制御について説明すべく、以下に、それらのプログラムに従った処理の流れを簡単に説明する。
【0066】
操作ＥＣＵ１８において実行される転舵統括制御プログラムに従う処理では、まず、Ｓ５１において、各転舵ＥＣＵ１６から、各車輪１０の車輪速ｖWについての情報が受信され、Ｓ５２において、各車輪１０の車輪速ｖWに基づいて、当該車両の車速ｖが特定される。次いで、Ｓ５３において、ステアリングセンサ５８の検出に基づいて、ステアリングホイール５６の操作位置δが取得され、Ｓ５４において、取得された操作位置δと特定された車速ｖとに基づいて、前輪１０Ｆの目標転舵位置ψF
*および後輪１０Ｒの目標転舵位置ψR
*が決定される。そして、Ｓ５５において、目標転舵位置ψF
*，目標転舵位置ψR
*に基づいて、各車輪転舵装置１２の転舵モータ４６ａについての目標モータ回転角θ*が決定され、Ｓ５６において、各転舵ＥＣＵ１６から、各車輪転舵装置１２の転舵モータ４６ａの実モータ回転角θについての情報が受信される。続くＳ５７において、各転舵モータ４６ａについてのモータ回転角偏差Δθが決定され、Ｓ５８において、上記式に従って、各車輪転舵装置１２の転舵モータ４６ａについての目標転舵トルクＴｑFL
*，ＴｑFR
*，ＴｑRL
*，ＴｑRR
*が決定される。
【0067】
次のＳ５９において、横加速度センサ６８の検出に基づいて横加速度Ｇｙが取得され、Ｓ６０において、横加速度Ｇｙが、閾加速度Ｇｙ0より大きいか否かが判定される。横加速度Ｇｙが閾加速度Ｇｙ0より大きいと判定された場合には、Ｓ６１から始まる転舵位置変更処理が実行され、横加速度Ｇｙが閾加速度Ｇｙ0以下であると判定された場合には、転舵位置変更処理はスキップされる。
【0068】
転舵位置変更処理では、Ｓ６１において、取得されているステアリングホール５６の操作位置δに基づいて、車両の旋回方向が特定され、Ｓ６２において、特定された車両の旋回方向が左方向であるか右方向であるかが判定される。車両が左旋回している場合には、Ｓ６３において、右前輪１０ＦＲの目標転舵トルクＴｑFR
*が、前輪側トルク変更量ｄＴｑFだけ小さくされ、Ｓ６４において、右後輪１０ＲＲの目標転舵トルクＴｑRR
*が、後輪側トルク変更量ｄＴｑRだけ大きくされる。車両が右旋回している場合には、Ｓ６５において、左前輪１０ＦＬの目標転舵トルクＴｑFL
*が、前輪側トルク変更量ｄＴｑFだけ小さくされ、Ｓ６６において、左後輪１０ＲＬの目標転舵トルクＴｑRL
*が、後輪側トルク変更量ｄＴｑRだけ大きくされる。
【0069】
Ｓ５８において決定された若しくはＳ６３～Ｓ６６において変更された各車輪転舵装置１２の転舵モータ４６ａについての目標転舵トルクＴｑFL
*，ＴｑFR
*，ＴｑRL
*，ＴｑRR
*は、Ｓ６７において、情報として各転舵ＥＣＵ１６に送信される。
【0070】
各転舵ＥＣＵ１６において実行される車輪転舵プログラムに従う処理では、まず、Ｓ７１において、転舵モータ４６ａの実モータ回転角θに基づいて車輪速ｖWが特定され、Ｓ７２において、その車輪速ｖWについての情報が、Ｓ７３において、実モータ回転角θの情報が、それぞれ、操作ＥＣＵ１８に送信される。
【0071】
次のＳ７４において、操作ＥＣＵ１８から，目標転舵トルクＴｑ*についての情報が取得され、Ｓ７５において、その目標転舵トルクＴｑ*に基づいて、転舵モータ４６ａに供給すべき電流である目標供給電流Ｉ*が決定される。そして、Ｓ７６において、その目標供給電流Ｉ*に基づく電流Ｉが、転舵モータ４６ａに供給される。
【変形例】
【0072】
上記第２実施例のステアリングシステムでは、旋回が厳しい場合に、左右の前輪１０Ｆの一方、および、左右の後輪１０Ｒの一方の転舵位置ψが変更されるようにされているが、本発明のステアリングシステムは、左右の後輪１０Ｒの一方だけの転舵位置ψを変更するようにされてもよい。
【0073】
上記第１実施例のステアリングシステムも上記第２実施例のステアリングシステムも、旋回が厳しい場合において、目標転舵トルクＴｑ*を変更することで車輪１０の転舵位置ψを変更するようにされているが、本発明のステアリングシステムは、例えば、目標転舵位置ψ*，目標モータ回転角θ*，目標供給電流Ｉ*の１つ以上を変更することで車輪１０の転舵位置ψを変更するようにされてもよい。
【0074】
上記第１実施例のステアリングシステムも上記第２実施例のステアリングシステムも、旋回が厳しい場合において、旋回外輪の転舵位置ψを変更するようにされているが、本発明のステアリングシステムは、旋回内輪の転舵位置ψを変更するようにされてもよい。
【0075】
上記第１実施例のステアリングシステムも上記第２実施例のステアリングシステムも、基本転舵制御において、モータ回転角偏差Δθに基づいて目標転舵トルクＴｑ*を決定し、その目標転舵トルクＴｑ*に基づいて目標供給電流Ｉ*を決定するようにされているが、本発明のステアリングシステムは、モータ回転角偏差Δθに基づいて、直接、目標供給電流Ｉ*を決定するようにされてもよい。
【0076】
上記第１実施例のステアリングシステムに対しても上記第２実施例のステアリングシステムに対しても、基本転舵制御において決定される左右の車輪１０の目標転舵位置ψ*について、特段の言及がされていないが、本発明のステアリングシステムは、左右の車輪１０の目標転舵位置ψ*が、例えば、パラレルジオメトリに従って、同じ値に決定するようにされてもよく、また、例えば、アッカーマンジオメトリに従って、互いに異なる値に決定するようにされてもよい。
【符号の説明】
【0077】
１０：車輪 １０Ｆ：前輪 １０Ｒ：後輪 １２：車輪転舵装置 １４：操作装置 １６：転舵電子制御ユニット〔コントローラ〕 １８：操作電子制御ユニット〔コントローラ〕 ２０：車輪配設モジュール ２２：ＣＡＮ ２４：車輪駆動ユニット ２４ａ：ハウジング（ステアリングナックル） ２６：ロアアーム ４６：転舵アクチュエータ ４６ａ：転舵モータ〔電動モータ〕〔駆動源〕 ４８：タイロッド ５４：動作変換機構 ５６：ステアリングホイール〔ステアリング操作部材〕 ５８：ステアリングセンサ ６６：前後加速度センサ ６８：横加速度センサ δ：ステアリング操作位置 ψ：車輪の転舵位置 ψ*：目標転舵位置 θ：転舵モータのモータ回転角 θ*：目標モータ回転角 Ｔｑ：転舵トルク Ｔｑ*：目標転舵トルク ΔＴｑ：トルク差〔旋回指標〕 ｄＴｑ：転舵トルク変更量 Ｉ：転舵モータへの供給電流 Ｉ*：目標供給電流 Ｇｙ：横加速度〔旋回指標〕
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】