JP6611378B2 - 転舵機構及び車両 - Google Patents

Description

本発明は、車輪のトー角を調整するための転舵アクチュエータを含んで構成される転舵機構、及びこの転舵機構を備える車両に関する。

従来から、車両が有する車輪のトー角を調整するための転舵アクチュエータを含んで構成される転舵機構が知られている。例えば、所定のタイミングにてトー角を中立状態に円滑に戻すための機械的構造が種々提案されている。

特許文献１では、操舵が終了した際に、中立復帰手段を用いて、操舵補助力を付与するラック軸を中立位置に向けて付勢する操舵装置が提案されている。この中立復帰手段は、具体的には、ラック軸と一体的に移動可能なボールナットの両側から当接させた２つの圧縮ばねから構成される旨の記載がある。

特公平０６−０００５０５号公報（第１図）

ところが、特許文献１で提案される操舵装置では、ボールナットは、ラック軸の位置にかかわらず、少なくとも一方の圧縮ばねから常に弾発力を受けている。そのため、トー角を調整する際、常に、圧縮ばねの弾発力に抗してボールナットを移動させなければならない。その結果、例えば、より高い応答性が求められる高速走行時において、中立状態の近傍での転舵の応答性が低下してしまう。

また、左右の車輪を独立して転舵可能な転舵機構において、一方の転舵アクチュエータが失陥した結果、当該一方の転舵アクチュエータに接続された一方の車輪のみトー角が中立状態に戻ることが想定される。ところが、他方の転舵アクチュエータの作動をそのまま継続した場合、他方の車輪を大きく転舵することで、左右トー角の差分が大きくなり、車両の走行挙動が不安定になる可能性がある。

本発明は上記した問題を解決するためになされたものであり、通常走行時にて転舵応答性を低下させることなく、一方の転舵アクチュエータが失陥した状況であっても車両の走行挙動の安定性を維持可能な転舵機構及び車両を提供することを目的とする。

第１の本発明に係る転舵機構は、第１車輪のトー角を調整するための第１転舵アクチュエータと、前記第１転舵アクチュエータの動力により可動方向に移動する第１可動部材と、第２車輪のトー角を調整するための第２転舵アクチュエータと、前記第２転舵アクチュエータの動力により可動方向に移動する第２可動部材と、前記第１可動部材と前記第２可動部材を連結する連結器と、を備え、前記連結器は、前記第１車輪と前記第２車輪の間のトー角の差分が許容範囲内である場合に、前記第１可動部材及び前記第２可動部材を独立して移動可能に構成される一方、前記トー角の差分が前記許容範囲を超えた場合に、前記第１可動部材及び前記第２可動部材を相互に連動可能に構成される。

このように、連結器は、トー角の差分が許容範囲内である場合に、第１可動部材及び第２可動部材を独立して移動可能に構成されるので、通常走行時にて、機械的構造に起因する転舵応答性の低下が起こらない。

一方、連結器は、トー角の差分が許容範囲を超えた場合に、第１可動部材及び第２可動部材を相互に連動可能に構成することで、一方の転舵アクチュエータからの動力が停止した場合であっても、他方の転舵アクチュエータからの動力を伝達可能となる。その後、他方の転舵アクチュエータによって２つの車輪のトー角が同期的に調整されるので、トー角の差分がさらに増加する状況を回避することができる。

これにより、通常走行時にて転舵応答性を低下させることなく、一方の転舵アクチュエータが失陥した状況であっても車両の走行挙動の安定性を維持することができる。その結果、左右の車輪を独立して転舵可能な転舵機構の利点を活用したトーイン制御による走行性能が向上する。

また、前記第１転舵アクチュエータ及び前記第２転舵アクチュエータはそれぞれ、モータの回転運動を直線運動に変換するアクチュエータであり、前記第１可動部材及び前記第２可動部材はそれぞれ、前記モータからの回転動力により周方向に回転するワイヤであってもよい。２本のワイヤを介して回転動力を伝達することで、車輪への直線動力を直接的に伝達する構造と比べて、転舵制御を行う際の相互影響が少なくなる。

また、前記連結器は、前記第１可動部材の先端部に取り付けられ、かつ、第１ねじ部を有する第１螺合部材と、前記第２可動部材の先端部に取り付けられ、かつ、前記第１ねじ部に対して螺合可能な第２ねじ部を有する第２螺合部材と、を有し、前記トー角の差分が前記許容範囲を超えた場合に、前記第１螺合部材及び前記第２螺合部材は互いに固定されてもよい。これにより、簡素化された装置構成でありながら、２つの車輪のトー角を同期的に調整する機能が実現される。

第２の本発明に係る車両は、上記いずれかの転舵機構を備える。これにより、通常走行時にて転舵応答性を低下させることなく、一方の転舵アクチュエータが失陥した状況であっても車両の走行挙動の安定性を維持することができる。

本発明に係る転舵機構及び車両によれば、通常走行時にて転舵応答性を低下させることなく、一方の転舵アクチュエータが失陥した状況であっても車両の走行挙動の安定性を維持することができる。

第１実施形態における転舵機構が組み込まれた車両の要部を示す図である。 図１に示す転舵アクチュエータの拡大断面図である。 図１に示す連結器の分解斜視図である。 図４Ａは、図１に示す連結器の縦断面図である。図４Ｂは、図４Ａの部分拡大図である。 図５Ａ及び図５Ｂは、左右両方のモータが作動していない通常の直線走行時における連結器の状態を示す図である。 図６Ａ及び図６Ｂは、左右両方のモータが作動し通常の転舵時における連結器の状態を示す図である。 図７Ａ及び図７Ｂは、左側のモータの動力（トルク）停止後における連結器が作動するまでの状態を示す図である。 図８Ａ及び図８Ｂは、左側のモータの動力（トルク）停止後における連結器が作動している状態を示す図である。 図９Ａ及び図９Ｂは、右側のモータの動力（トルク）停止後における連結器が作動している状態を示す図である。 図１０Ａ〜図１０Ｃは、第１実施形態の変形例における連結器の縦断面図である。 第２実施形態における転舵機構が組み込まれた車両の要部を示す図である。 図１２Ａ及び図１２Ｂは、左右両方のモータが作動し通常の転舵時における連結器の状態を示す図である。 図１３Ａ及び図１３Ｂは、左側のモータの動力停止後における連結器が作動するまで、及び作動している状態を示す図である。

以下、本発明に係る転舵機構について、車両との関係において好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

［第１実施形態］
先ず、第１実施形態における車両１０及び転舵機構２０について、図１〜図９Ｂを参照しながら説明する。

＜車両１０の要部＞
図１は、第１実施形態における転舵機構２０が組み込まれた車両１０の要部を示す図である。車両１０は、いわゆる四輪操舵（４ＷＳ；4 Wheel Steering）機構を有する四輪自動車である。以下の説明において、左右の区別をしない場合には添字「Ｒ」及び「Ｌ」を省略する場合がある。

車両１０は、車体１２と、駆動輪である一対の前輪１４Ｒ、１４Ｌと、従動輪である一対の後輪１６Ｒ、１６Ｌと、前輪１４Ｒ、１４Ｌを操舵するための操舵機構１８と、後輪１６Ｒ、１６Ｌを転舵するための転舵機構２０と、転舵機構２０の駆動制御を司る電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ；Electronic Control Unit）２２と、を含んで構成される。

転舵機構２０は、後輪１６Ｒ（第１車輪）を車体１２に懸架するリアサスペンション２４Ｒと、リアサスペンション２４Ｒに接続されたワイヤ２６Ｒ（第１可動部材）と、後輪１６Ｌ（第２車輪）を車体１２に懸架するリアサスペンション２４Ｌと、リアサスペンション２４Ｌに接続されたワイヤ２６Ｌ（第２可動部材）と、２本のワイヤ２６Ｒ、２６Ｌを連結する連結器２８と、を備える。

右側のリアサスペンション２４Ｒは、後輪１６Ｒを回動可能に支持するナックル３０Ｒと、ナックル３０Ｒを車体１２に連結するアーム部３２Ｒと、アーム部３２Ｒに接続されたトー角調整機構３４Ｒと、を備える。トー角調整機構３４Ｒは、アーム部３２Ｒを車幅方向に移動させる転舵アクチュエータ３６Ｒ（第１転舵アクチュエータ）と、後輪１６Ｒのトー角（以下、右トー角θｒ）を示す検出信号を出力するトー角センサ３８Ｒと、から構成されている。

左側のリアサスペンション２４Ｌは、後輪１６Ｌを回動可能に支持するナックル３０Ｌと、ナックル３０Ｌを車体１２に連結するアーム部３２Ｌと、アーム部３２Ｌに接続されたトー角調整機構３４Ｌと、を備える。トー角調整機構３４Ｌは、アーム部３２Ｌを車幅方向に移動させる転舵アクチュエータ３６Ｌ（第２転舵アクチュエータ）と、後輪１６Ｌのトー角（以下、左トー角θｌ）を示す検出信号を出力するトー角センサ３８Ｌと、から構成されている。

ここで、トー角及び転舵方向の定義に関して、中立状態（トーゼロ）を基準として、時計回りを正方向、反時計回りを負方向とする。すなわち、右トー角θｒでは、トーアウト側が正方向であり、トーイン側を負方向である。一方、左トー角θｌでは、トーイン側が正方向であり、トーアウト側が負方向である。以下、トー角の差分（以下、差分角度）を、Δθ＝θｒ−θｌと表記する。

＜転舵アクチュエータ３６Ｒ（３６Ｌ）の構成＞
図２は、図１に示す転舵アクチュエータ３６Ｒ、３６Ｌの拡大断面図である。転舵アクチュエータ３６Ｒ（３６Ｌ）は、縦長形状のケース本体４０と、ケース本体４０に収容された送りねじ機構４２及び減速機構４４と、ケース本体４０の外側に取り付けられたモータ４６と、を備えている。

以下、図２に関して、ケース本体４０の長手方向（転舵アクチュエータ３６Ｒ、３６Ｌの変位方向）を矢印Ｘで、ケース本体４０の短手方向（減速機構４４の軸方向）を矢印Ｙでそれぞれ示す。また、転舵アクチュエータ３６Ｒ、３６Ｌが伸びる側を矢印Ｘ１側、転舵アクチュエータ３６Ｒ、３６Ｌが縮む側を矢印Ｘ２側という。

ケース本体４０の矢印Ｘ２側は、金属製のボールジョイント４８を介して、図示しないクロスメンバに接続されている。ボールジョイント４８の代わりにゴムブッシュが使用されてもよい。ケース本体４０の外側（送りねじ機構４２の位置）には、トー角センサ３８Ｒ（３８Ｌ）が取り付けられている。トー角センサ３８Ｒ（３８Ｌ）は、例えば、転舵アクチュエータ３６Ｒ（３６Ｌ）の変位量（ストローク量）に対応した信号を出力するストロークセンサである。

送りねじ機構４２は、ケース本体４０の長手方向（変位方向Ｘ）に延びて円筒状に形成されたロッド部５０と、ロッド部５０内に設けられたボールねじ部５２と、ボールねじ部５２と噛み合うナット部５４と、を備えている。

ロッド部５０は、その先端がケース本体４０から突出した状態で、ケース本体４０に収容されている。ロッド部５０の矢印Ｘ１側は、金属製のボールジョイント５６を介して、図１のアーム部３２Ｒ（３２Ｌ）に接続されている。ボールジョイント５６の代わりにゴムブッシュが使用されてもよい。

減速機構４４は、例えば、ウォームから構成されており、送りねじ機構４２のボールねじ部５２と噛み合うように設けられている。また、減速機構４４の一端部５８にはモータ４６の軸（以下、モータ軸６０）が接続されており、減速機構４４の他端部６２にはワイヤ２６Ｒ（２６Ｌ）が接続されている。

＜転舵機構２０の基本動作＞
この実施形態における転舵機構２０は、以上のように構成される。続いて、転舵機構２０の基本動作について、図１及び図２を参照しながら説明する。

図２に示すように、モータ４６が正方向に回動すると、モータ４６の動力が、モータ軸６０に接続された減速機構４４によって増幅される。この動力がボールねじ部５２に伝達されることで、ボールねじ部５２が回動する。そして、ボールねじ部５２の回動に伴って、ボールねじ部５２に噛み合うナット部５４が、ロッド部５０と一体的に矢印Ｘ１側に移動する。

図１に示すように、後輪１６Ｒは、ボールジョイント５６（図２）、アーム部３２Ｒ、及びナックル３０Ｒを介してロッド部５０（図２）に接続されている。つまり、後輪１６Ｒは、ロッド部５０と連動して、矢印Ｘ１側（車幅方向外側）に押し出される。これにより、右トー角θｒは、所望の角度だけ負方向、つまりトーイン側に転舵される。

一方、モータ４６が負方向に回動すると、モータ４６の動力が、モータ軸６０に接続された減速機構４４によって増幅される。この動力がボールねじ部５２に伝達されることで、ボールねじ部５２が回動する。そして、ボールねじ部５２の回動に伴って、ボールねじ部５２に噛み合うナット部５４が、ロッド部５０と一体的に矢印Ｘ２側に移動する。そうすると、後輪１６Ｒは、ロッド部５０と連動して、矢印Ｘ２側（車幅方向内側）に引き入れられる。これにより、右トー角θｒは、所望の角度だけ正方向、つまりトーアウト側に転舵される。

また、後輪１６Ｌに関しても、上記した後輪１６Ｒの場合と同様の動作によって転舵される。その結果、モータ４６が正方向に回動すると、左トー角θｌは、所望の角度だけ正方向、つまりトーイン側に転舵される。反対に、モータ４６が負方向に回動すると、左トー角θｌは、所望の角度だけ負方向、つまりトーアウト側に転舵される。

＜連結器２８の具体的な構成＞
図３は、図１に示す連結器２８の分解斜視図である。図４Ａは、図１に示す連結器２８の縦断面図である。図４Ｂは、図４Ａの部分拡大図である。以下、連結器２８の長手方向（第１螺合部材７０の変位方向）を矢印Ａで示す。また、ワイヤ２６Ｒに近い側を矢印Ａ１側、ワイヤ２６Ｌに近い側を矢印Ａ２側という。

連結器２８は、ワイヤ２６Ｒの先端部に取り付けられた第１螺合部材７０と、ワイヤ２６Ｌの先端部に取り付けられた第２螺合部材７２と、第２螺合部材７２よりもワイヤ２６Ｒの基端側に設けられた蓋部材７４と、から構成される。

円柱形状の第１螺合部材７０は、その側面上に形成された第１ねじ部７６を有する。蓋部材７４の蓋面部７８には、ワイヤ２６Ｒを挿通するための挿通孔８０が形成されている。

有底円筒形状の第２螺合部材７２は、第１螺合部材７０を螺合させながら収容可能に構成されている。具体的には、第２螺合部材７２は、筒状部８２と、筒状部８２の内周面にて第１ねじ部７６と螺合可能な第２ねじ部８４と、筒状部８２の開口側に設けられた段差部８６と、を有する。

図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第２螺合部材７２の段差部８６に蓋部材７４を嵌合することで、第１螺合部材７０及び蓋部材７４により囲まれる空間８８が形成される。第２ねじ部８４は、空間８８の終端部９０において、筒状部８２の内底面９２に向かうにつれて徐々に縮径するテーパ状に形成されている。

また、蓋部材７４は、蓋面部７８の内底面９４を囲む位置に、第１ねじ部７６と螺合可能な第３ねじ部９６を有する。第３ねじ部９６は、第２ねじ部８４と同様に、内底面９４に向かうにつれて徐々に縮径するテーパ状に形成されている。

ところで、各々のワイヤ２６Ｒ、２６Ｌは、モータ４６（図２）の動力により矢印Ｂ方向（可動方向）に回転可能である。ワイヤ２６Ｒは、後輪１６Ｒが正方向（トーアウト側）に転舵した場合に矢印Ｂ１方向に回転し、後輪１６Ｒが負方向（トーイン側）に転舵した場合に矢印Ｂ２方向に回転する。一方、ワイヤ２６Ｌは、後輪１６Ｌが正方向（トーイン側）に転舵した場合に矢印Ｂ１方向に回転し、後輪１６Ｌが負方向（トーアウト側）に転舵した場合に矢印Ｂ２方向に回転する。

＜連結器２８の動作（正常時）＞
図５Ａ〜図６Ｂは、左右両方のモータ４６の動力が伝達される場合における連結器２８の状態を示す図である。より詳しくは、図５Ａは、図１に示す転舵機構２０による転舵状態を模式的に示した図である。また、図５Ｂは、図５Ａの転舵状態における連結器２８の縦断面図である。以下、図６Ａ〜図９Ｂについても同様である。

図５Ａ及び図５Ｂの例では、θｒ＝θｌ＝０の関係を満たす転舵状態、つまり、車両１０の直進時を示している。この場合、差分角度Δθ＝０を満たしているので、第１螺合部材７０は初期位置Ｐ０に留まる。

図６Ａ及び図６Ｂの例では、θｒ＝θｌ＜０の関係を満たす転舵状態を示している。例えば、後輪１６Ｒ、１６Ｌのトー角を同期制御している場合、転舵アクチュエータ３６Ｒ、３６Ｌの動力は、ワイヤ２６Ｒ、２６Ｌを通じて連結器２８にそれぞれ伝達される。

この同期制御の実行中、トー角の大きさにかかわらず差分角度Δθ＝０を常に満たす。この場合、ワイヤ２６Ｒ、２６Ｌが矢印Ｂ方向（図４Ａ）に同期的に回転し、第１螺合部材７０及び第２螺合部材７２は相対的に移動しないので、第１螺合部材７０は、初期位置Ｐ０に留まったままである。

このように、転舵アクチュエータ３６Ｒ、３６Ｌ（左右両方のモータ４６）が正常に作動する場合、ＥＣＵ２２は、｜Δθ｜＜θｔｈの関係を満たすように転舵制御を行う。つまり、第１螺合部材７０が、限界位置Ｐ１（Δθ＝−θｔｈ）と、限界位置Ｐ２（Δθ＝θｔｈ）の間にある場合、ワイヤ２６Ｒ、２６Ｌを独立して移動可能となる。本図の例では、初期位置Ｐ０は、限界位置Ｐ１、Ｐ２の中点であるが、この位置関係に限られない。

この連結器２８の状態では、一方のワイヤ２６Ｒによる回転動力は他方の転舵アクチュエータ３６Ｌに影響を与えないと共に、他方のワイヤ２６Ｌによる回転動力は一方の転舵アクチュエータ３６Ｒに影響を与えない。これにより、車両１０の通常走行時にて、機械的構造に起因する転舵応答性の低下が起こらない。

＜連結器２８の動作（失陥時）＞
ところで、何らかの原因で左側の転舵アクチュエータ３６Ｌが失陥し、モータ４６の動力が停止する状況が想定される。次に、この状況下における連結器２８の動作について、図７Ａ〜図８Ｂを参照しながら説明する。

図７Ａ〜図８Ｂは、左側のモータ４６の動力の停止後における連結器２８の状態を示す図である。ここでは、後輪１６Ｒのみ転舵制御を継続可能（θｒは可変）であり、後輪１６Ｌの転舵制御を継続不可（θｌはトーアウト側で固定）であるとする。

図６Ａに示す転舵状態から、後輪１６Ｒをトーアウト側に転舵することで、差分角度Δθは増加する。この場合、転舵アクチュエータ３６Ｒの動力のみが、ワイヤ２６Ｒを通じて連結器２８に伝達される。つまり、ワイヤ２６Ｒのみが矢印Ｂ１方向に回転し、第１螺合部材７０が矢印Ａ２側にねじ込まれる。

図７Ａ及び図７Ｂの例では、θｒ＝０、θｌ＝−θｔｈの転舵状態を示している。第１螺合部材７０が、限界位置Ｐ２（Δθ＝θｔｈ）に到達すると、第１ねじ部７６が、終端部９０にてテーパ状の第２ねじ部８４と隙間なく噛み合う。これにより、第１螺合部材７０及び第２螺合部材７２は、容易に取り外せない程度に互いに固定される。その後、ワイヤ２６Ｒ、２６Ｌは、固定された連結器２８を介して一体的に回転可能（つまり、相互に連動可能）になる。

その後、後輪１６Ｒをさらにトーアウト側に転舵することで、転舵アクチュエータ３６Ｒの動力が、ワイヤ２６Ｒ、２６Ｌを通じて、転舵アクチュエータ３６Ｌの減速機構４４（図２）に伝達される。そうすると、後輪１６Ｌは、ロッド部５０（図２）と連動して矢印Ｘ１側（車幅方向外側）に押し出され、トーイン側に転舵される。

図８Ａ及び図８Ｂに示すように、Δθ＝θｔｈの転舵状態を維持しながら、転舵アクチュエータ３６Ｌが失陥した側の後輪１６Ｌが転舵される。その後、ＥＣＵ２２は、現在の転舵状態を示す検出信号を取得し、後輪１６Ｒ、１６Ｌのトー角を、車両１０の直進走行時にヨーイングが発生しない角度に調整してもよい。例えば、絶対値が等しいトー角（θｒ＝−θｌ）に調整することで、車両１０の走行挙動の安定性を維持することができる。

ところで、図７Ａ〜図８Ｂとは逆に、右側の転舵アクチュエータ３６Ｒが失陥した場合であっても、連結器２８は上記の場合と同様の機能を発揮する。ここでは、後輪１６Ｒの転舵制御を継続不可（θｒはトーアウト側で固定）であり、後輪１６Ｌのみ転舵制御を継続可能（θｌは可変）であるとする。

第１螺合部材７０が、限界位置Ｐ１（Δθ＝−θｔｈ）に到達すると、第１ねじ部７６が、テーパ状の第３ねじ部９６と隙間なく噛み合う。これにより、第１螺合部材７０及び第２螺合部材７２は、容易に取り外せない程度に互いに固定される。その後、ワイヤ２６Ｒ、２６Ｌは、固定された連結器２８を介して相互に連動可能になる。

その後、後輪１６Ｌをさらにトーイン側に転舵することで、転舵アクチュエータ３６Ｌの動力が、ワイヤ２６Ｌ、２６Ｒを通じて、転舵アクチュエータ３６Ｒの減速機構４４（図２）に伝達される。そうすると、後輪１６Ｒは、ロッド部５０（図２）と連動して矢印Ｘ１側（車幅方向外側）に押し出され、トーイン側に転舵される。

図９Ａ及び図９Ｂに示すように、Δθ＝−θｔｈの転舵状態を維持しながら、転舵アクチュエータ３６Ｒが失陥した側の後輪１６Ｒが転舵される。これにより、車両１０の走行挙動の安定性を維持することができる。

＜転舵機構２０の作用効果＞
以上のように、車両１０に設けられる転舵機構２０は、［１］後輪１６Ｒのトー角（θｒ）を調整するための転舵アクチュエータ３６Ｒと、［２］転舵アクチュエータ３６Ｒの動力により矢印Ｂ方向（可動方向）に移動するワイヤ２６Ｒ（第１可動部材）と、［３］後輪１６Ｌのトー角（θｌ）を調整するための転舵アクチュエータ３６Ｌと、［４］転舵アクチュエータ３６Ｌの動力により矢印Ｂ方向に移動するワイヤ２６Ｌ（第２可動部材）と、［５］ワイヤ２６Ｒ、２６Ｌを連結する連結器２８を備える。

この連結器２８は、［６］（６ａ）後輪１６Ｒ、１６Ｌの間のトー角の差分（差分角度Δθ）が許容範囲内である場合に、ワイヤ２６Ｒ、２６Ｌを独立して移動可能に構成される一方、（６ｂ）差分角度Δθが許容範囲を超えた場合に、ワイヤ２６Ｒ、２６Ｌを相互に連動可能に構成される。

このように、連結器２８は、差分角度Δθが許容範囲内である場合に、ワイヤ２６Ｒ、２６Ｌを独立して移動可能に構成されるので、通常走行時にて、機械的構造に起因する転舵応答性の低下が起こらない。

一方、連結器２８は、差分角度Δθが許容範囲を超えた場合に、ワイヤ２６Ｒ、２６Ｌを相互に連動可能に構成することで、一方の転舵アクチュエータ３６Ｌからの動力が停止した場合であっても、他方の転舵アクチュエータ３６Ｒからの動力を伝達可能となる。その後、他方の転舵アクチュエータ３６Ｒによって２つの後輪１６Ｒ、１６Ｌのトー角が同期的に調整されるので、差分角度Δθがさらに増加する状況を回避することができる。

これにより、通常走行時にて転舵応答性を低下させることなく、一方の転舵アクチュエータ３６Ｌが失陥した状況であっても車両１０の走行挙動の安定性を維持することができる。その結果、左右の車輪（後輪１６Ｒ、１６Ｌ）を独立して転舵可能な転舵機構２０の利点を活用したトーイン制御による走行性能が向上する。

また、転舵アクチュエータ３６Ｒ、３６Ｌはそれぞれ、モータ４６の回転運動を直線運動に変換するアクチュエータであり、第１可動部材及び第２可動部材はそれぞれ、モータ４６からの回転動力により周方向（矢印Ｂ方向）に回転するワイヤ２６Ｒ、２６Ｌであってもよい。２本のワイヤ２６Ｒ、２６Ｌを介して回転動力を伝達することで、後輪１６Ｒ、１６Ｌへの直線動力を直接的に伝達する構造と比べて、転舵制御を行う際の相互影響が少なくなる。

例えば、リアサスペンション２４Ｒ、２４Ｌ（図１）を従来のリンク機構を用いて連結する場合、サスペンションストローク量が大きくなると、トー角又はキャンバー角の干渉が起こり易くなる傾向がある。これに対して、２本のワイヤ２６Ｒ、２６Ｌを介して回転動力を伝達することで、上記した干渉が起こりにくくなる。

また、連結器２８は、ワイヤ２６Ｒの先端部に取り付けられ、かつ、第１ねじ部７６を有する第１螺合部材７０と、ワイヤ２６Ｌの先端部に取り付けられ、かつ、第１ねじ部７６に対して螺合可能な第２ねじ部８４を有する第２螺合部材７２と、を備え、差分角度Δθが許容範囲を超えた場合に、第１螺合部材７０及び第２螺合部材７２は互いに固定されてもよい。これにより、簡素化された装置構成でありながら、２つの後輪１６Ｒ、１６Ｌのトー角を同期的に調整する機能が実現される。

＜変形例＞
ところで、ワイヤ２６Ｒ、２６Ｌを結合するための結合構造は、図３〜図４Ｂに示す構造例に限られない。以下、連結器２８の変形例（連結器２８Ａ〜２８Ｃ）について、図１０Ａ〜図１０Ｃを参照しながら説明する。なお、図１０Ａ〜図１０Ｃでは、ワイヤ２６Ｒ、２６Ｌの表記が省略されている。

図１０Ａに示す連結器２８Ａは、第１螺合部材７０と、第１実施形態とは形状が異なる第２螺合部材７２Ａ及び蓋部材７４Ａと、から構成される。第２螺合部材７２Ａは、筒状部８２と、筒状部８２の内周面にて第１ねじ部７６と螺合可能な第２ねじ部８４Ａと、筒状部８２の開口側に設けられた段差部８６と、を有する。蓋部材７４Ａは、第３ねじ部９６（図４Ａ）が設けられていない点で、蓋部材７４とは構成が異なる。

第２ねじ部８４Ａは、筒状部８２の軸方向に沿って同径の管状に形成されている。筒状部８２の内底面９２Ａは、図示しない固定機構（例えば、爪部）を介して、第１螺合部材７０の先端側を固定可能に構成されている。蓋部材７４Ａの内底面９４Ａは、図示しない固定機構（例えば、爪部）を介して、第１螺合部材７０の後端側を固定可能に構成されている。

この場合、差分角度Δθが許容範囲を超えると、第１螺合部材７０が内底面９２Ａ（又は内底面９４Ａ）に突き当たって、第１螺合部材７０と第２螺合部材７２Ａ（又は蓋部材７４Ａ）に対して固定される。このように構成しても、連結器２８Ａを通じて、ワイヤ２６Ｒ、２６Ｌを結合することができる。

図１０Ｂに示す連結器２８Ｂは、第１螺合部材７０と、第１実施形態とは形状が異なる第２螺合部材７２Ｂ及び蓋部材７４Ｂと、から構成される。第２螺合部材７２Ｂは、筒状部８２と、筒状部８２の内周面にて第１ねじ部７６と螺合可能な第２ねじ部８４Ｂと、筒状部８２の開口側に設けられた段差部８６と、を有する。

第２ねじ部８４Ｂは、筒状部８２の軸方向に沿って同径の管状に形成されている。第２ねじ部８４Ｂの一部は、筒状部８２の内底面９２に向かうにつれてピッチが徐々に小さくなるように設けられている。

蓋部材７４Ｂは、蓋面部７８の内底面９４を囲む位置に、第１ねじ部７６と螺合可能な第３ねじ部９６Ｂを有する。第３ねじ部９６Ｂは、内底面９４の法線方向に沿って同径の管状に形成されている。第３ねじ部９６Ｂは、内底面９４に向かうにつれてピッチが徐々に小さくなるように設けられている。

この場合、差分角度Δθが許容範囲を超えると、第１ねじ部７６が第２ねじ部８４Ｂ（又は第３ねじ部９６Ｂ）と隙間なく噛み合って、第１螺合部材７０が第２螺合部材７２Ｂ（又は蓋部材７４Ｂ）に対して固定される。このように構成しても、連結器２８Ｂを通じて、ワイヤ２６Ｒ、２６Ｌを結合することができる。

図１０Ｃに示す連結器２８Ｃは、第１螺合部材７０と、第１実施形態とは形状が異なる第２螺合部材７２Ｃ及び蓋部材７４Ｃと、から構成される。第２螺合部材７２Ｃは、筒状部８２と、筒状部８２の内周面にて第１ねじ部７６と螺合可能な第２ねじ部８４Ｃと、筒状部８２の開口側に設けられた段差部８６と、を有する。蓋部材７４Ｃは、第３ねじ部９６（図４Ａ）が設けられていない点で、蓋部材７４とは構成が異なる。

第２ねじ部８４Ｃは、筒状部８２の軸方向に沿って同径の管状に形成されている。筒状部８２の内底面９２Ｃは、底側に向かうにつれて徐々に縮径するテーパ状に形成されている。同様に、蓋部材７４Ｃの内底面９４Ｃは、底側に向かうにつれて徐々に縮径するテーパ状に形成されている。

この場合、差分角度Δθが許容範囲を超えると、第１螺合部材７０が内底面９２Ｃ（又は内底面９４Ｃ）に突き当たって、例えば塑性変形が生じることで、第１螺合部材７０と第２螺合部材７２Ｃ（又は蓋部材７４Ｃ）に対して固定される。このように構成しても、連結器２８Ｃを通じて、ワイヤ２６Ｒ、２６Ｌを結合することができる。

［第２実施形態］
続いて、第２実施形態における車両１１０及び転舵機構１２０について、図１１〜図１３Ｂを参照しながら説明する。なお、第１実施形態（車両１０及び転舵機構２０）と同様の構成には同一の参照符号を付すると共に、その構成に関する説明を省略する場合がある。

＜車両１１０の要部＞
図１１は、第２実施形態における転舵機構１２０が組み込まれた車両１１０の要部を示す図である。車両１１０は、第１実施形態の車両１０（図１）と同様に、四輪操舵機構を有する四輪自動車である。以下の説明において、左右の区別をしない場合には添字「Ｒ」及び「Ｌ」を省略する場合がある。

車両１１０は、車体１２、前輪１４Ｒ、１４Ｌ、後輪１６Ｒ、１６Ｌ、操舵機構１８及びＥＣＵ２２の他、第１実施形態（転舵機構２０）とは装置構成が異なる転舵機構１２０を含んで構成される。

転舵機構１２０は、後輪１６Ｒ（第１車輪）を車体１２に懸架するリアサスペンション２４Ｒと、リアサスペンション２４Ｒに接続されたＩ字状のバー１２２Ｒ（第１可動部材）と、後輪１６Ｌ（第２車輪）を車体１２に懸架するリアサスペンション２４Ｌと、リアサスペンション２４Ｌに接続されたＬ字状のバー１２２Ｌ（第２可動部材）と、２本のバー１２２Ｒ、１２２Ｌを連結する連結器１２４と、を備える。

連結器１２４は、バー１２２Ｒの先端部に設けられた概略球状の第１係合部１２６と、バー１２２Ｌの先端部に設けられた第２係合部１２８と、から構成される。第２係合部１２８には、第１係合部１２６と係合可能であり、かつ車幅方向に延びるスロット孔１３０が形成されている。以下、スロット孔１３０の長手方向（第１係合部１２６の変位方向）を矢印Ｃで示す。また、後輪１６Ｒに近い側を矢印Ｃ１側、後輪１６Ｌに近い側を矢印Ｃ２側という。

＜転舵アクチュエータ３６Ｒ（３６Ｌ）＞
図１１の転舵アクチュエータ３６Ｒ（３６Ｌ）は、減速機構４４の他端部６２にワイヤ２６Ｒ（２６Ｌ）が接続されていない点が異なるが、図２に示す構成と基本的には同じである。

＜連結器１２４の動作（正常時）＞
図１２Ａ及び図１２Ｂは、左右両方のモータ４６の動力が伝達される場合における連結器１２４の状態を示す図、より詳しくは、図１１に示す転舵機構１２０による転舵状態を模式的に示した図である。

図１２Ａの例では、θｒ＝θｌ＝０の関係を満たす転舵状態を示している。この場合、差分角度Δθ＝０を満たしているので、第１係合部１２６は初期位置Ｐ０に留まる。

図１２Ｂの例では、θｒ＝θｌ＜０の関係を満たす転舵状態を示している。例えば、後輪１６Ｒ、１６Ｌのトー角を同期制御している場合、転舵アクチュエータ３６Ｒ、３６Ｌの動力は、バー１２２Ｒ、１２２Ｌを通じて連結器１２４にそれぞれ伝達される。

この同期制御の実行中、トー角の大きさにかかわらず差分角度Δθ＝０を常に満たす。この場合、バー１２２Ｒ、１２２Ｌが矢印Ｃ方向に同期的に変位し、第１係合部１２６及び第２係合部１２８は相対的に移動しないので、第１係合部１２６は、初期位置Ｐ０に留まったままである。

転舵アクチュエータ３６Ｒ、３６Ｌ（左右両方のモータ４６）が正常に作動する場合、ＥＣＵ２２は、｜Δθ｜＜θｔｈの関係を満たすように転舵制御を行う。つまり、第１係合部１２６が、限界位置Ｐ１（Δθ＝−θｔｈ）と、限界位置Ｐ２（Δθ＝θｔｈ）の間にある場合、バー１２２Ｒ、１２２Ｌを独立して移動可能となる。本図の例では、初期位置Ｐ０は、限界位置Ｐ１、Ｐ２の中点であるが、この位置関係に限られない。

この連結器１２４の状態では、一方のバー１２２Ｒによる直線動力は他方の転舵アクチュエータ３６Ｌに影響を与えないと共に、他方のバー１２２Ｌによる直線動力は一方の転舵アクチュエータ３６Ｒに影響を与えない。これにより、車両１０の通常走行時にて、機械的構造に起因する転舵応答性の低下が起こらない。

＜連結器１２４の動作（失陥時）＞
ところで、何らかの原因で左側の転舵アクチュエータ３６Ｌが失陥し、モータ４６の動力が停止する状況が想定される。次に、この状況下における連結器１２４の動作について、図１３Ａ及び図１３Ｂを参照しながら説明する。

後輪１６Ｒのみ転舵制御を継続可能（θｒは可変）であり、後輪１６Ｌの転舵制御を継続不可（θｌはトーアウト側で固定）であるとする。図１２Ｂに示す転舵状態から、後輪１６Ｒをトーアウト側に転舵することで、差分角度Δθは増加する。この場合、転舵アクチュエータ３６Ｒの動力のみが、バー１２２Ｒを通じて連結器１２４に伝達される。つまり、バー１２２Ｒのみが矢印Ｃ２方向に変位し、第１係合部１２６が矢印Ｃ２側にスライドする。

図１３Ａは、左側のモータ４６の動力の停止後における連結器１２４の状態を示す図である。本図の例では、θｒ＝０、θｌ＝−θｔｈの転舵状態を示している。第１係合部１２６は、限界位置Ｐ２（Δθ＝θｔｈ）に到達すると、第２係合部１２８に突き当たる。これにより、第１係合部１２６及び第２係合部１２８は、矢印Ｃ２方向に対して互いに固定される。その後、バー１２２Ｒ、１２２Ｌは、固定された連結器１２４を介して一体的に変位可能（つまり、相互に連動可能）になる。

その後、後輪１６Ｒをさらにトーアウト側に転舵することで、転舵アクチュエータ３６Ｒの動力が、バー１２２Ｒ、１２２Ｌを通じて、アーム部３２Ｌに伝達される。そうすると、後輪１６Ｌは、ロッド部５０（図２）と連動して矢印Ｃ２側（車幅方向外側）に押し出され、トーイン側に転舵される。

図１３Ｂに示すように、Δθ＝θｔｈの転舵状態を維持しながら、転舵アクチュエータ３６Ｌが失陥した側の後輪１６Ｌが転舵される。これにより、車両１１０の走行挙動の安定性を維持することができる。なお、右側の転舵アクチュエータ３６Ｒが失陥した場合であっても、連結器１２４は上記の場合と同様の機能を発揮する。

一方、後輪１６Ｒをトーイン側に転舵することで、第１係合部１２６は、矢印Ｃ１方向に変位することで、第１係合部１２６と第２係合部１２８の固定状態は解除される。そうすると、バー１２２Ｒ、１２２Ｌは、再び、独立して変位可能になる。

＜転舵機構１２０の作用効果＞
以上のように、車両１１０に設けられる転舵機構１２０は、［１］後輪１６Ｒのトー角（θｒ）を調整するための転舵アクチュエータ３６Ｒと、［２］転舵アクチュエータ３６Ｒの動力により矢印Ｃ方向（可動方向）に移動するバー１２２Ｒ（第１可動部材）と、［３］後輪１６Ｌのトー角（θｌ）を調整するための転舵アクチュエータ３６Ｌと、［４］転舵アクチュエータ３６Ｌの動力により矢印Ｃ方向に移動するバー１２２Ｌ（第２可動部材）と、［５］バー１２２Ｒ、１２２Ｌを連結する連結器１２４を備える。

この連結器１２４は、［６］（６ａ）後輪１６Ｒ、１６Ｌの間のトー角の差分（差分角度Δθ）が許容範囲内である場合に、バー１２２Ｒ、１２２Ｌを独立して移動可能に構成される一方、（６ｂ）差分角度Δθが許容範囲を超えた場合に、バー１２２Ｒ、１２２Ｌを相互に連動可能に構成される。

このように、モータ４６の回転動力に代わって、転舵アクチュエータ３６Ｒ、３６Ｌの直線動力によりバー１２２Ｒ、１２２Ｌを位置移動させる構成であっても、第１実施形態（連結器２８）と同様の作用効果が得られる。すなわち、通常走行時にて転舵応答性を低下させることなく、一方の転舵アクチュエータ３６Ｌが失陥した状況であっても車両１１０の走行挙動の安定性を維持することができる。

［補足］
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。或いは、技術的に矛盾が生じない範囲で各々の構成を任意に組み合わせてもよい。

１０、１１０…車両 １２…車体
１４Ｒ、１４Ｌ…前輪 １６Ｒ…後輪（第１車輪）
１６Ｌ…後輪（第２車輪） ２０、１２０…転舵機構
２２…ＥＣＵ ２４Ｒ、２４Ｌ…リアサスペンション
２６Ｒ…ワイヤ（第１可動部材） ２６Ｌ…ワイヤ（第２可動部材）
２８、１２４…連結器 ３０Ｒ、３０Ｌ…ナックル
３２Ｒ、３２Ｌ…アーム部 ３４Ｒ、３４Ｌ…トー角調整機構
３６Ｒ…転舵アクチュエータ（第１転舵アクチュエータ）
３６Ｌ…転舵アクチュエータ（第２転舵アクチュエータ）
４４…減速機構 ４６…モータ
１２２Ｒ…バー（第１可動部材） １２２Ｌ…バー（第２可動部材）
１２６…第１係合部 １２８…第２係合部
１３０…スロット孔

Claims (2)

1. 第１車輪のトー角を調整するために第１モータの回転運動を直線運動に変換する第１転舵アクチュエータと、
   前記第１モータからの回転動力により周方向に回転する第１ワイヤと、
   第２車輪のトー角を調整するために第２モータの回転運動を直線運動に変換する第２転舵アクチュエータと、
   前記第２モータからの回転動力により周方向に回転する第２ワイヤと、
   前記第１ワイヤと前記第２ワイヤを連結する連結器と、
   を備え、
   前記連結器は、
   前記第１ワイヤの先端部に取り付けられ、かつ、第１ねじ部を有する第１螺合部材と、
   前記第２ワイヤの先端部に取り付けられ、かつ、前記第１ねじ部に対して螺合可能な第２ねじ部を有する第２螺合部材と、
   を有し、
   前記第１車輪と前記第２車輪の間のトー角の差分が許容範囲内である場合に、前記第１ワイヤ及び前記第２ワイヤを独立して移動可能に構成される一方、
   前記トー角の差分が前記許容範囲を超えた場合に、前記第１螺合部材及び前記第２螺合部材が互いに固定されることで、前記第１ワイヤ及び前記第２ワイヤを相互に連動可能に構成されることを特徴とする転舵機構。
2. 請求項１に記載の転舵機構を備えることを特徴とする車両。

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