JP2020097257A - Steering system and vehicle having the same - Google Patents

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教雄 石原
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Abstract

To provide a steering system and vehicle having the same, capable of improving running stability of a vehicle and maintaining followability to an operation of a steering wheel or the like even when some failure occurs in a power system.SOLUTION: A second steering device 150 of a steering system includes actuator controllers 31 L, 31R of left and right wheels for individually controlling a steering actuator. The actuator controllers 31L, 31R of left and right wheels include failure detection parts 221, 222 detecting whether some failure exist in respective power systems 223R, 223L from a main power supply Bm. One of the failure detection parts mutually gives failure detection information to the other failure detection part upon detection of some failure in the power system. In this case, electric power is supplied, in place of the failed power system, to the actuator controller with one failure detection part from a sub power supply Bs.SELECTED DRAWING: Figure 10

Description

この発明は、ステアリングシステムおよびこれを備えた車両に関し、ステアリングシステムの冗長性を向上させる技術に関する。 The present invention relates to a steering system and a vehicle including the same, and relates to a technique for improving the redundancy of the steering system.

自動車に代表される車両においては、ハンドルとステアリング装置が機械的に接続され、ハンドルの回転操作により、ステアリング装置が車輪の操舵を行う(特許文献1〜4)。
しかしながら、ハンドルとステアリング装置とが機械的に接続されている車両においては、路面の凹凸などによる車輪からの逆入力により、ハンドルがとられ、車両がふらついてしまうという問題がある。
またコーナリング時においては、運転者の習熟度または路面等の環境条件のばらつきで、走行安定性およびハンドル操作に対する追従性が低下するという問題がある。
In a vehicle represented by an automobile, a steering wheel and a steering device are mechanically connected to each other, and the steering device steers wheels by rotating the steering wheel (Patent Documents 1 to 4).
However, in a vehicle in which the steering wheel and the steering device are mechanically connected, there is a problem that the steering wheel is taken by the reverse input from the wheels due to the unevenness of the road surface and the vehicle becomes unstable.
In addition, during cornering, there is a problem that running stability and followability to steering wheel operation deteriorate due to variations in the driver's proficiency level or environmental conditions such as the road surface.

特開2009−226972号公報JP, 2009-226972, A 独国特許出願公開第102012206337号明細書DE 102 01 2206 337 specification 特開2014−061744号公報JP, 2014-061744, A 特開2016−147513号公報JP, 2016-147513, A

上記の問題を解決するために、運転者によるハンドル操作により操舵角を制御する第1のステアリング装置に対し、左右各々のタイヤの角度を変更することによって車両の向きを補正し、車両の走行安定性等を向上させることが可能な第2のステアリング装置を提供する。
しかし、第2のステアリング装置は、車両走行時の制御中に、電源からいずれか一方の電力系統または両方の電力系統に異常が発生した場合、タイヤの向きが電力系統の異常時の方向で固定され、ハンドル操作が困難になってしまう問題がある。
In order to solve the above-mentioned problem, the steering direction of the vehicle is corrected by changing the angle of each of the left and right tires with respect to the first steering device that controls the steering angle by the driver's steering operation. Provided is a second steering device capable of improving the property and the like.
However, the second steering device, when an abnormality occurs in either one of the power systems or both of the power systems during the control during traveling of the vehicle, the direction of the tire is fixed in the direction when the power system is abnormal. Therefore, there is a problem that the handle operation becomes difficult.

この発明の目的は、車両の走行安定性を向上することができ、電力系統に異常が発生した場合においても、ハンドル操作等に対する追従性を維持することができるステアリングシステムおよびこれを備えた車両を提供することである。 An object of the present invention is to improve a running stability of a vehicle and to maintain a followability to a steering wheel operation and the like even when an abnormality occurs in a power system, and a vehicle including the steering system. Is to provide.

この発明のステアリングシステム101は、車両100が備えるステアリングシステムであって、
操舵指令装置200,200Aが出力する操舵量の指令に従い前記車両100の左右の前輪9F,9Fを操舵する第1のステアリング装置11と、
前記車両100に設けられた操舵用アクチュエータ5の駆動により前後輪のいずれか一方または両方の左右輪をそれぞれ個別に操舵させる第2のステアリング装置150と、
前記第2のステアリング装置150に電力を供給する主電源Bmおよび副電源Bsと、
前記車両の状態を表す車両情報を検出する車両情報検出部110と、を備え、
前記第2のステアリング装置150は、前記左右輪におけるいずれか一方の車輪の操舵角を含む前記車両情報に基づいて、前記左右輪における他方の車輪の前記操舵用アクチュエータ5を個別に制御する左右輪のアクチュエータ制御装置31L,31Rを備え、
前記左右輪のアクチュエータ制御装置31L,31Rは、前記主電源Bmから前記各アクチュエータ制御装置31R,31Lに供給される各電力系統223R,223Lに異常があるか否かをそれぞれ検出する左右輪の異常検出部221,222を備え、前記左右輪の異常検出部221,222における一方の異常検出部は、対応する電力系統の異常を検出したときその異常検出情報を、前記左右輪の異常検出部221,222における他方の異常検出部に互いに与える相互監視機能を有し、
前記左右輪の異常検出部221,222によりいずれの電力系統にも異常がないとき前記主電源Bmから前記左右輪のアクチュエータ制御装置31L,31Rにそれぞれ電力を供給し、
前記左右輪の異常検出部221,222における一方の異常検出部から前記左右輪の異常検出部における他方の異常検出部に異常検出情報が与えられると、異常がある電力系統に代えて、前記副電源Bsから、前記一方の異常検出部を備えるアクチュエータ制御装置に電力を供給する。
A steering system 101 of the present invention is a steering system included in a vehicle 100,
A first steering device 11 for steering the left and right front wheels 9F, 9F of the vehicle 100 in accordance with a steering amount command output from the steering command devices 200, 200A;
A second steering device 150 that individually steers one or both of the front and rear wheels by driving the steering actuator 5 provided in the vehicle 100;
A main power supply Bm and a sub power supply Bs for supplying electric power to the second steering device 150,
A vehicle information detection unit 110 that detects vehicle information indicating the state of the vehicle,
The second steering device 150 individually controls the steering actuators 5 of the other left and right wheels based on the vehicle information including the steering angle of one of the left and right wheels. Equipped with actuator control devices 31L and 31R of
The left and right wheel actuator control devices 31L and 31R detect whether or not the power systems 223R and 223L supplied from the main power source Bm to the respective actuator control devices 31R and 31L have a problem. The left and right wheel abnormality detection sections 221 and 222 include one of the left and right wheel abnormality detection sections 221 and 222, and when the abnormality detection section 221 detects a corresponding power system abnormality, the abnormality detection information is provided to the left and right wheel abnormality detection section 221. , 222 having a mutual monitoring function of giving each other to the other abnormality detecting section,
Electric power is supplied from the main power source Bm to the left and right wheel actuator control devices 31L and 31R, respectively, when there is no abnormality in any of the electric power systems by the left and right wheel abnormality detection units 221 and 222,
When abnormality detection information is given from one abnormality detection unit of the abnormality detection units 221 and 222 of the left and right wheels to the other abnormality detection unit of the abnormality detection unit of the left and right wheels, the sub-system is replaced with the abnormality in place of the power system having the abnormality. Electric power is supplied from the power supply Bs to the actuator control device including the one abnormality detection unit.

この構成によると、第2のステアリング装置150を設けたため、車両100が僅かにふらついた場合に、運転者がハンドルの操作を行わなくても、車両100のふらつきを補正することが可能となる。そのため、車両100の直進安定性が向上する。
コーナリング時においては、車両情報に応じて運転者のハンドル操作を、より効率的に車両が曲がれるよう、左右輪各々の操舵量を補正することで理想のラインでコーナリングが可能となり、運転者のハンドル操作負荷を軽減できるため、車両100の操縦安定性を向上することができる。
According to this configuration, since the second steering device 150 is provided, when the vehicle 100 slightly wobbles, it is possible to correct the wobbling of the vehicle 100 without the driver operating the steering wheel. Therefore, the straight running stability of the vehicle 100 is improved.
At the time of cornering, the driver can operate the steering wheel according to the vehicle information, and by correcting the steering amount of each of the left and right wheels so that the vehicle can turn more efficiently, cornering is possible on the ideal line, and the steering wheel of the driver Since the operation load can be reduced, the steering stability of the vehicle 100 can be improved.

いずれの電力系統223R,223Lにも異常がないとき、主電源Bmから左右輪のアクチュエータ制御装置31L,31Rにそれぞれ電力を供給する。
左右輪のアクチュエータ制御装置31L,31Rは、相互監視機能を有する左右輪の異常検出部221,222を備えるため、主電源Bmから一方のアクチュエータ制御装置に供給される電力系統に異常が発生した場合、一方のアクチュエータ制御装置における一方の異常検出部は、異常発生情報を他方の異常検出部に与える。前記異常発生情報が与えられた他方の異常検出部を備える他方のアクチュエータ制御装置は、異常がある電力系統に代えて、副電源Bsから一方のアクチュエータ制御装置に電力を供給する。
When there is no abnormality in any of the power systems 223R and 223L, power is supplied from the main power source Bm to the actuator control devices 31L and 31R for the left and right wheels, respectively.
Since the left and right wheel actuator control devices 31L and 31R are provided with the left and right wheel abnormality detection units 221 and 222 having a mutual monitoring function, when an abnormality occurs in the power system supplied from the main power source Bm to one actuator control device. One abnormality detection unit in one actuator control device gives abnormality occurrence information to the other abnormality detection unit. The other actuator control device including the other abnormality detection unit to which the abnormality occurrence information is given supplies electric power from the auxiliary power supply Bs to the one actuator control device instead of the power system having the abnormality.

このように電力系統223R,223Lの異常時に副電源Bsから電力を供給することにより、左右それぞれの車輪のトー角を、例えば、定められた基準値に動作させた後に、各操舵用アクチュエータ5の制御を停止することが可能となる。車両の初期状態である左右それぞれの車輪のトー角を定められた基準値に固定することで、車両は第2のステアリング装置150が無い初期状態になるので、運転者は安全にハンドル等の操舵指令装置200を使って、路肩など安全な場所に車両を移動させることができる。このように電力系統に異常が発生した場合においても、ハンドル操作等に対する追従性を維持することができる。 In this way, when the power systems 223R and 223L are in an abnormal state, power is supplied from the auxiliary power source Bs, so that the toe angles of the left and right wheels are operated to the predetermined reference values, and then the steering actuators 5 of the respective steering actuators 5 are operated. It becomes possible to stop the control. By fixing the toe angles of the left and right wheels, which are the initial state of the vehicle, to the predetermined reference values, the vehicle enters the initial state without the second steering device 150, so the driver can safely steer the steering wheel and the like. The command device 200 can be used to move the vehicle to a safe place such as a road shoulder. In this way, even when an abnormality occurs in the power system, it is possible to maintain the followability with respect to steering wheel operation and the like.

前記第1のステアリング装置11は、左右の前記前輪9F,9Fを連動して操舵させるものであり、前記第2のステアリング装置150は、前記左右輪を独立して操舵可能であってもよい。第2のステアリング装置150が左右の後輪9R,9Rを独立して操舵可能である場合、車両の挙動を、左右の前輪9F,9Fで修正するだけでなく、左右の後輪9R,9Rによって補うことができるため、車両の制御を適切に行うことができる。 The first steering device 11 may steer the left and right front wheels 9F, 9F in an interlocking manner, and the second steering device 150 may be capable of independently steering the left and right wheels. When the second steering device 150 can steer the left and right rear wheels 9R and 9R independently, the behavior of the vehicle is not only corrected by the left and right front wheels 9F and 9F, but also by the left and right rear wheels 9R and 9R. Since this can be supplemented, the vehicle can be appropriately controlled.

前記第1および第2のステアリング装置11,150は、同一の車輪である前記前輪9Fの操舵を行うものであってもよい。この場合、例えば高速域において、左右の前輪9F,9Fの角度をそれぞれ変更して、パラレルジオメトリに設定することで、走行抵抗を増大させることがなく、スムーズな旋回をさせることができる。 The first and second steering devices 11 and 150 may steer the front wheels 9F that are the same wheels. In this case, for example, in the high speed range, by changing the angles of the left and right front wheels 9F and 9F to set the parallel geometry, it is possible to make a smooth turn without increasing the running resistance.

前記車両情報は、車速、操舵角、車高、実ヨーレート、実横加速度、アクセル指令値およびブレーキ指令値を含むものであってもよい。この場合、第2のステアリング装置150は、検出した車速、操舵角、車高、実ヨーレート、実横加速度、アクセル指令値およびブレーキ指令値に基づいて、左右のタイヤと地面の接触面の状態を各々算出し、車両を理想的なラインでコーナリングするための左右各々のタイヤ角度を算出し、左右各々の操舵用アクチュエータ5の駆動を個別に行うことができる。 The vehicle information may include vehicle speed, steering angle, vehicle height, actual yaw rate, actual lateral acceleration, accelerator command value, and brake command value. In this case, the second steering device 150 determines the state of the contact surface between the left and right tires and the ground based on the detected vehicle speed, steering angle, vehicle height, actual yaw rate, actual lateral acceleration, accelerator command value, and brake command value. It is possible to individually calculate the respective tire angles for the left and right wheels for cornering the vehicle on an ideal line, and to individually drive the steering actuators 5 for the left and right wheels.

前記第1のステアリング装置11と、前記第2のステアリング装置150とは、互いに異なる車輪の操舵を行うものであってもよい。この場合、低速域では、左右輪のアクチュエータ制御装置31L,31Rは、前輪9F,9Fの操舵角に対して左右の後輪9R,9Rを逆位相に操舵させることにより、前輪のみで操舵する場合より最小回転半径を小さくすることが可能となる。これにより車両の小回り性の向上を図れる。
高速域では、左右輪のアクチュエータ制御装置31L,31Rは、前輪9F,9Fの操舵角に対して左右の後輪9R,9Rを同位相に操舵させることにより横滑りを抑えて、車線変更などでの車両の安定性を向上することが可能となる。
The first steering device 11 and the second steering device 150 may perform steering of different wheels. In this case, in the low speed range, the left and right wheel actuator control devices 31L and 31R steer only the front wheels by steering the left and right rear wheels 9R and 9R in opposite phases to the steering angles of the front wheels 9F and 9F. It is possible to further reduce the minimum turning radius. As a result, the turning performance of the vehicle can be improved.
In the high speed range, the actuator control devices 31L and 31R for the left and right wheels suppress the sideslip by steering the left and right rear wheels 9R and 9R in the same phase with respect to the steering angles of the front wheels 9F and 9F, thereby changing lanes. It is possible to improve the stability of the vehicle.

前記車両情報は、車速、操舵角、実ヨーレート、実横加速度、アクセル指令値およびブレーキ指令値を含むものであってもよい。この場合、第2のステアリング装置150は、検出した車速、操舵角、実ヨーレート、実横加速度、アクセル指令値およびブレーキ指令値に基づいて、左右のタイヤと地面の接触面の状態を各々算出し、車両を理想的なラインでコーナリングするための左右各々のタイヤ角度を算出し、左右各々の操舵用アクチュエータ5の駆動を個別に行うことができる。 The vehicle information may include vehicle speed, steering angle, actual yaw rate, actual lateral acceleration, accelerator command value, and brake command value. In this case, the second steering device 150 calculates the states of the contact surfaces of the left and right tires and the ground based on the detected vehicle speed, steering angle, actual yaw rate, actual lateral acceleration, accelerator command value, and brake command value. The left and right tire angles for cornering the vehicle on an ideal line can be calculated, and the left and right steering actuators 5 can be individually driven.

前記第2のステアリング装置150を二つ備え、
一方の前記第2のステアリング装置150と、前記第1のステアリング装置11とは、同一の車輪の操舵を行い、
他方の前記第2のステアリング装置150と、前記第1のステアリング装置11とは、互いに異なる車輪の操舵を行うものであってもよい。
この場合、車両情報に応じて、全ての車輪の角度を独立して調整することが可能であり、ステアリングジオメトリを自由に変更できるため、車両の運動性能を向上させることができる。
Two of the second steering devices 150 are provided,
One of the second steering device 150 1 and the first steering device 11 steers the same wheel,
And 2 other of the second steering device 150, wherein the first steering device 11, may perform the steering of the different wheels from each other.
In this case, the angles of all the wheels can be independently adjusted according to the vehicle information, and the steering geometry can be freely changed, so that the dynamic performance of the vehicle can be improved.

前記左右輪のアクチュエータ制御装置31L,31Rは、一方の異常検出部から他方の異常検出部に異常検出情報が与えられると、前記副電源Bsから、前記一方の異常検出部を備えるアクチュエータ制御装置に電力を供給して前記操舵用アクチュエータ5の制御を継続してもよい。この場合、いずれかの電力系統に異常が発生しても、第2のステアリング装置150は、左右輪をそれぞれ個別に操舵させ、左右輪各々のトー角を個別に且つ継続して調整することが可能である。 When abnormality detection information is given from one abnormality detection unit to the other abnormality detection unit, the actuator control devices 31L and 31R for the left and right wheels change from the auxiliary power source Bs to an actuator control device including the one abnormality detection unit. The control of the steering actuator 5 may be continued by supplying electric power. In this case, even if an abnormality occurs in any of the electric power systems, the second steering device 150 can individually and continuously adjust the toe angles of the left and right wheels by individually steering the left and right wheels. It is possible.

前記左右輪のアクチュエータ制御装置31L,31Rは、一方の異常検出部から他方の異常検出部に異常検出情報が与えられると、左右輪のトー角を定められた基準値に戻すように前記各操舵用アクチュエータ5を制御するものであってもよい。
前記定められた基準値は、設計等によって任意に定める基準値であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切な基準値を求めて定められる。
この場合、左右輪のトー角を定められた基準値に戻すように各操舵用アクチュエータ5を制御するため、副電源Bsとして容量の小さいもので足りステアリングシステム101の小型化を図ることが可能となる。
When the abnormality detection information is given from one abnormality detection unit to the other abnormality detection unit, the left and right wheel actuator control devices 31L and 31R return the toe angles of the left and right wheels to the predetermined reference values. The actuator 5 may be controlled.
The defined reference value is a reference value arbitrarily determined by design or the like, and is determined by determining an appropriate reference value by one or both of a test and a simulation, for example.
In this case, since the steering actuators 5 are controlled so that the toe angles of the left and right wheels are returned to the predetermined reference values, the auxiliary power source Bs having a small capacity can be used and the steering system 101 can be downsized. Become.

前記副電源Bsとして、二次電池、キャパシタまたはコンデンサを使用してもよい。 A secondary battery, a capacitor, or a capacitor may be used as the sub power source Bs.

前記第2のステアリング装置150として、
車輪9F(9R)を支持するハブベアリング15を有するハブユニット本体2と、
懸架装置12の足回りフレーム部品6に設けられ、前記ハブユニット本体2を上下方向に延びる転舵軸心A回りに回転自在に支持するユニット支持部材3と
前記ハブユニット本体2を前記転舵軸心A回りに回転駆動させる操舵用アクチュエータ5を備える、操舵機能付ハブユニット1を使用するものであってもよい。
As the second steering device 150,
A hub unit main body 2 having a hub bearing 15 that supports wheels 9F (9R);
A unit support member 3 provided on the undercarriage frame component 6 of the suspension device 12 to rotatably support the hub unit body 2 around a steering axis A extending in the vertical direction, and the hub unit body 2 on the steering shaft. It is also possible to use the hub unit 1 with a steering function, which is provided with the steering actuator 5 that is driven to rotate around the center A.

この構成によると、車輪9F(9R)を支持するハブベアリング15を含むハブユニット本体2を、操舵用アクチュエータ5の駆動により、転舵軸心A回りに自由に回転させることができる。これにより操舵輪の通常の操舵に加えて、操舵輪または非操舵輪に微小な角度の操舵が行える。このため、旋回走行時にステアリングジオメトリを変化させることができ、これにより車両の走行安定性の向上を図れる。直線走行時にも、それぞれの場面に合わせてトー角の量を調整することで、低速時には走行抵抗を下げ燃費を悪化させることなく、高速時には走行安定性を確保するなど調整が可能である。 With this configuration, the hub unit main body 2 including the hub bearing 15 that supports the wheels 9F (9R) can be freely rotated around the turning axis A by driving the steering actuator 5. As a result, in addition to the normal steering of the steered wheels, the steering wheels or the non-steered wheels can be steered at a minute angle. Therefore, the steering geometry can be changed when the vehicle is turning, which improves the running stability of the vehicle. Even when driving straight, the amount of toe angle can be adjusted according to each situation, so that it is possible to make adjustments such as ensuring running stability at high speeds without lowering running resistance and worsening fuel consumption at low speeds.

この発明の車両は、この発明の前記のいずれかの構成のステアリングシステム101を備えている。そのため、この発明のステアリングシステムにつき前述した各効果が得られる。 The vehicle of the present invention includes the steering system 101 having any one of the above configurations of the present invention. Therefore, the above-described effects of the steering system of the present invention can be obtained.

この発明のステアリングシステムは、車両が備えるステアリングシステムであって、操舵指令装置が出力する操舵量の指令に従い前記車両の左右の前輪を操舵する第1のステアリング装置と、前記車両に設けられた操舵用アクチュエータの駆動により前後輪のいずれか一方または両方の左右輪をそれぞれ個別に操舵させる第2のステアリング装置と、前記第2のステアリング装置に電力を供給する主電源および副電源と、前記車両の状態を表す車両情報を検出する車両情報検出部と、を備え、前記第2のステアリング装置は、前記左右輪におけるいずれか一方の車輪の操舵角を含む前記車両情報に基づいて、前記左右輪における他方の車輪の前記操舵用アクチュエータを個別に制御する左右輪のアクチュエータ制御装置を備え、前記左右輪のアクチュエータ制御装置は、前記主電源から前記各アクチュエータ制御装置に供給される各電力系統に異常があるか否かをそれぞれ検出する左右輪の異常検出部を備え、前記左右輪の異常検出部における一方の異常検出部は、対応する電力系統の異常を検出したときその異常検出情報を、前記左右輪の異常検出部における他方の異常検出部に互いに与える相互監視機能を有し、前記左右輪の異常検出部によりいずれの電力系統にも異常がないとき前記主電源から前記左右輪のアクチュエータ制御装置にそれぞれ電力を供給し、前記左右輪の異常検出部における一方の異常検出部から前記左右輪の異常検出部における他方の異常検出部に異常検出情報が与えられると、異常がある電力系統に代えて、前記副電源から、前記一方の異常検出部を備えるアクチュエータ制御装置に電力を供給する。このため、車両の走行安定性を向上することができ、電力系統に異常が発生した場合においても、ハンドル操作等に対する追従性を維持することができる。 A steering system of the present invention is a steering system provided in a vehicle, comprising: a first steering device that steers left and right front wheels of the vehicle in accordance with a steering amount command output from a steering command device; Second steering device for individually steering one of the front and rear wheels or both left and right wheels by driving an actuator for the vehicle, a main power supply and a sub power supply for supplying electric power to the second steering device, and And a vehicle information detection unit that detects vehicle information indicating a state, wherein the second steering device detects the left and right wheels based on the vehicle information including a steering angle of one of the left and right wheels. An actuator control device for the left and right wheels that individually controls the steering actuator for the other wheel is provided, and the actuator control device for the left and right wheels has an abnormality in each power system supplied from the main power supply to each actuator control device. The abnormality detection unit for the left and right wheels is provided to detect whether or not there is any abnormality, and one abnormality detection unit for the abnormality detection unit for the left and right wheels outputs the abnormality detection information when the abnormality in the corresponding power system is detected. A mutual abnormality monitoring function is provided to the other abnormality detection unit of the wheel abnormality detection unit, and when there is no abnormality in either power system by the abnormality detection unit of the left and right wheels, an actuator control device for the left and right wheels from the main power source. When the abnormality detection information is given from one abnormality detection section of the abnormality detection section of the left and right wheels to the other abnormality detection section of the abnormality detection section of the left and right wheels, the power system is replaced with the abnormality. Then, electric power is supplied from the sub power supply to the actuator control device including the one abnormality detection unit. Therefore, it is possible to improve the running stability of the vehicle, and it is possible to maintain the followability with respect to the steering wheel operation and the like even when an abnormality occurs in the power system.

この発明の車両は、この発明の前記の構成のステアリングシステムを備えているため、車両の走行安定性を向上することができ、電力系統に異常が発生した場合においても、ハンドル操作等に対する追従性を維持することができる。 Since the vehicle of the present invention is provided with the steering system having the above-mentioned configuration of the present invention, it is possible to improve the running stability of the vehicle and to follow the steering operation even when an abnormality occurs in the power system. Can be maintained.

この発明の第1の実施形態に係るステアリングシステムの概念構成を概略示す図である。It is a figure which shows roughly the conceptual structure of the steering system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 同ステアリングシステムにおける第2のステアリング装置の機構部およびその周辺の構成を示す縦断面図である。FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing a configuration of a mechanical portion of a second steering device and its periphery in the steering system. 同第2のステアリング装置の機構部等の構成を示す水平断面図である。It is a horizontal sectional view showing composition of a mechanical part etc. of the 2nd steering device. 同第2のステアリング装置の機構部の外観を示す斜視図である。It is a perspective view showing the appearance of the mechanism part of the 2nd steering device. 同第2のステアリング装置の機構部の分解正面図である。It is an exploded front view of the mechanism part of the 2nd steering device. 同第2のステアリング装置の機構部の正面図である。It is a front view of the mechanism part of the 2nd steering device. 同第2のステアリング装置の機構部の平面図である。It is a top view of the mechanism part of the 2nd steering device. 図6のVIII - VIII線断面図である。FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII of FIG. 6. 同ステアリングシステムの概念構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing a conceptual configuration of the steering system. 同第2のステアリング装置の概念構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing a conceptual configuration of the second steering device. 電力系統の異常発生時の処理を段階的に示すフローチャートである。It is a flow chart which shows processing in steps at the time of a power system abnormality occurrence. 同第2のステアリング装置の操舵制御部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing the composition of the steering control part of the 2nd steering device. 実横加速度/規範横加速度およびタイヤ角度と摩擦係数の関係例を示すグラフである。6 is a graph showing an example of the relationship between the actual lateral acceleration/standard lateral acceleration, the tire angle, and the friction coefficient. この発明の第2の実施形態に係るステアリングシステムの概念構成を概略示す図である。It is a figure which shows roughly the conceptual structure of the steering system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 同ステアリングシステムの概念構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing a conceptual configuration of the steering system. 同ステアリングシステムの第2のステアリング装置の操舵制御部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the steering control part of the 2nd steering device of the same steering system. この発明の第3の実施形態に係るステアリングシステムの概念構成を概略示す図である。It is a figure which shows roughly the conceptual structure of the steering system which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 同ステアリングシステムの概念構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing a conceptual configuration of the steering system.

[第1の実施形態]
この発明の第1の実施形態を図1ないし図13と共に説明する。
図1は、この実施形態に係るステアリングシステム101を搭載した自動車等の車両100の概念構成を概略示す図である。車両100は、左右の前輪(左右輪)9F,9Fと、左右の後輪9R,9Rとを有する四輪車両であり、駆動方式は、前輪駆動、後輪駆動、四輪駆動のいずれであってもよい。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a conceptual configuration of a vehicle 100 such as an automobile equipped with a steering system 101 according to this embodiment. The vehicle 100 is a four-wheel vehicle having left and right front wheels (left and right wheels) 9F and 9F and left and right rear wheels 9R and 9R. The drive system is either front wheel drive, rear wheel drive, or four wheel drive. May be.

このステアリングシステム101は、車両100の操舵を行うためのシステムであり、第1のステアリング装置11と、第2のステアリング装置150と、車両情報検出部110と、主電源Bmおよび副電源Bsとを備える。
第1のステアリング装置11は、ハンドル等の操舵指令装置200に対する運転者の操作により車両100の操舵輪となる左右の前輪9F,9Fを操舵する装置であり、この実施形態では前輪操舵形式とされている。
The steering system 101 is a system for steering the vehicle 100, and includes a first steering device 11, a second steering device 150, a vehicle information detection unit 110, a main power source Bm, and a sub power source Bs. Prepare
The first steering device 11 is a device that steers the left and right front wheels 9F and 9F, which are the steered wheels of the vehicle 100, by a driver's operation of a steering command device 200 such as a steering wheel. In this embodiment, the front steering system is used. ing.

第2のステアリング装置150は、車両100の状態に応じた制御によって補助的な操舵を行う装置であり、機構部150aと、制御部150bとを有する。機構部150aは、補助操舵の対象となる前輪9F,9F毎に設けられる機構である。この機構部150aは、車両100のタイヤハウジング105内に設けられて操舵用アクチュエータ5(図2)の駆動により前輪9Fを個別に操舵させる。制御部150bは、車両情報検出部110により検出された車両100の状態を表す車両情報に基づいて制御する。 The second steering device 150 is a device that performs auxiliary steering by control according to the state of the vehicle 100, and includes a mechanism unit 150a and a control unit 150b. The mechanical unit 150a is a mechanism provided for each of the front wheels 9F, 9F that are the target of auxiliary steering. The mechanism portion 150a is provided in the tire housing 105 of the vehicle 100 and individually steers the front wheels 9F by driving the steering actuator 5 (FIG. 2). The control unit 150b controls based on the vehicle information indicating the state of the vehicle 100 detected by the vehicle information detection unit 110.

換言すれば、ステアリングシステム101は、
車両100の左右の前輪9F,9Fが機械的に連動し、操舵指令装置200が出力する操舵量の指令に従い車両100の左右の前輪9F,9Fを、これら左右の前輪9F,9Fが設置される懸架装置12の左右の足回りフレーム部品であるナックル6,6の角度変更によって操舵する第1のステアリング装置11と、
左右の前輪9F,9Fに対してそれぞれ設けられた操舵用アクチュエータ5(図2)を駆動することで前記足回りフレーム部品であるナックル6,6に対する前輪9F,9Fの角度を変えて左右の前輪9F,9Fを個別に操舵させる第2のステアリング装置150と、
後述する車両情報検出部110と、
第2のステアリング装置150に電力を供給する主電源Bmおよび副電源Bsと、を備える。
In other words, the steering system 101
The left and right front wheels 9F, 9F of the vehicle 100 are mechanically interlocked, and the left and right front wheels 9F, 9F of the vehicle 100 are installed in accordance with the steering amount command output from the steering command device 200. A first steering device 11 for steering by changing angles of knuckles 6, 6 which are left and right undercarriage frame parts of the suspension device 12,
By driving the steering actuators 5 (FIG. 2) provided respectively for the left and right front wheels 9F, 9F, the angles of the front wheels 9F, 9F with respect to the knuckles 6, 6 which are the undercarriage frame parts are changed to change the left and right front wheels. A second steering device 150 for individually steering 9F and 9F;
A vehicle information detection unit 110 described later,
A main power supply Bm and a sub power supply Bs for supplying electric power to the second steering device 150 are provided.

車両情報検出部110は、車両100の状態を検出する手段であり、各種のセンサ類の群を称している。車両情報検出部110の検出した車両情報は、メインのECU130を介して第2のステアリング装置150の制御部150bに転送される。
ECU130は、車両100の全体の協調制御または統括制御を行う制御装置であり、VCUとも称される。
The vehicle information detection unit 110 is means for detecting the state of the vehicle 100, and refers to a group of various sensors. The vehicle information detected by the vehicle information detection unit 110 is transferred to the control unit 150b of the second steering device 150 via the main ECU 130.
The ECU 130 is a control device that performs cooperative control or overall control of the entire vehicle 100, and is also referred to as a VCU.

<第1のステアリング装置11の構成>
第1のステアリング装置11は、運転者によるハンドル等の操舵指令装置200に対する入力に応じて、左右の前輪9F,9Fを連動して操舵するシステムであり、ステアリングシャフト32、ラックアンドピニオン(図示せず)、タイロッド14等、周知の機械的な構成を備える。運転者が操舵指令装置200に対して回転入力を行うと、ステアリングシャフト32も連動して回転する。ステアリングシャフト32が回転すると、ラックアンドピニオンによってステアリングシャフト32と連結されているタイロッド14が車幅方向に移動することで、前輪9Fの向きが変わり、左右の前輪9F,9Fを連動して操舵することが可能である。
<Structure of the first steering device 11>
The first steering device 11 is a system that steers the left and right front wheels 9F, 9F in an interlocked manner in response to an input to a steering command device 200 such as a steering wheel by a driver, and includes a steering shaft 32 and a rack and pinion (not shown). No.), a well-known mechanical structure such as the tie rod 14 is provided. When the driver makes a rotation input to the steering command device 200, the steering shaft 32 also rotates in conjunction. When the steering shaft 32 rotates, the tie rods 14 connected to the steering shaft 32 by the rack and pinion move in the vehicle width direction, changing the direction of the front wheels 9F and steering the left and right front wheels 9F, 9F in an interlocking manner. It is possible.

<第2のステアリング装置150の概略構成>
図1および図9に示すように、第2のステアリング装置150は、左右の前輪9F,9Fを独立して操舵可能である。この第2のステアリング装置150の機構部150aとして右輪ハブユニット1Rおよび左輪ハブユニット1Lを備える。これら右輪ハブユニット1Rおよび左輪ハブユニット1Lは、タイヤハウジング105内に設けられた操舵用アクチュエータ5(図2)により前輪9F,9Fの操舵を行う。
<Schematic configuration of second steering device 150>
As shown in FIGS. 1 and 9, the second steering device 150 can independently steer the left and right front wheels 9F, 9F. A right wheel hub unit 1R and a left wheel hub unit 1L are provided as the mechanism portion 150a of the second steering device 150. The right wheel hub unit 1R and the left wheel hub unit 1L steer the front wheels 9F, 9F by the steering actuator 5 (FIG. 2) provided in the tire housing 105.

<第2のステアリング装置150の機構部150aの具体的構成例>
第2のステアリング装置150の機構部150aは、前述のように右輪ハブユニット1Rおよび左輪ハブユニット1Lを備えるが、これら右輪ハブユニット1Rおよび左輪ハブユニット1Lは、いずれも図2に示す操舵機能付ハブユニット1として構成されている。
同図2に示すように、このハブユニット1は、ハブユニット本体2と、ユニット支持部材3と、回転許容支持部品4と、操舵用アクチュエータ5とを備える。足回りフレーム部品であるナックル6に一体にユニット支持部材3が設けられている。
<Specific Configuration Example of Mechanism Unit 150a of Second Steering Device 150>
The mechanical section 150a of the second steering device 150 includes the right wheel hub unit 1R and the left wheel hub unit 1L as described above. The right wheel hub unit 1R and the left wheel hub unit 1L are both steering elements shown in FIG. It is configured as a functional hub unit 1.
As shown in FIG. 2, the hub unit 1 includes a hub unit body 2, a unit support member 3, a rotation permitting support component 4, and a steering actuator 5. The unit support member 3 is provided integrally with the knuckle 6 which is a suspension frame component.

図5に示すように、このユニット支持部材3のインボード側に、操舵用アクチュエータ5のアクチュエータ本体7が設けられ、ユニット支持部材3のアウトボード側に、ハブユニット本体2が設けられる。ハブユニット1(図2)を車両に搭載した状態で、車両の車幅方向外側をアウトボード側といい、車両の車幅方向中央側をインボード側という。
図3および図4に示すように、ハブユニット本体2とアクチュエータ本体7とはジョイント部8により連結されている。通常、このジョイント部8は、防水、防塵のために図示外のブーツが取り付けられている。
As shown in FIG. 5, the actuator body 7 of the steering actuator 5 is provided on the inboard side of the unit support member 3, and the hub unit body 2 is provided on the outboard side of the unit support member 3. With the hub unit 1 (FIG. 2) mounted on a vehicle, the vehicle width direction outer side of the vehicle is called the outboard side, and the vehicle width direction center side of the vehicle is called the inboard side.
As shown in FIGS. 3 and 4, the hub unit body 2 and the actuator body 7 are connected by a joint portion 8. Usually, a boot (not shown) is attached to the joint portion 8 for waterproofing and dustproofing.

図2に示すように、ハブユニット本体2は、上下方向に延びる転舵軸心A回りに回転自在なように、上下二箇所で回転許容支持部品4,4を介してユニット支持部材3に支持されている。転舵軸心Aは、前輪9Fの回転軸心Oとは異なる軸心であり、主な操舵を行うキングピン軸とも異なっている。通常の車両は、車両走行の直進安定性の向上を目的としてキングピン角度が10〜20度で設定されているが、この実施形態のハブユニット1は、前記キングピン角度とは別の角度(軸)の転舵軸を有する。前輪9Fは、ホイール9aとタイヤ9bとを備える。 As shown in FIG. 2, the hub unit main body 2 is supported by the unit support member 3 at two upper and lower positions via the rotation permitting support parts 4 and 4 so that the hub unit main body 2 is rotatable about a steering axis A extending in the vertical direction. Has been done. The steered shaft center A is a shaft center different from the rotation shaft center O of the front wheels 9F, and is also different from the kingpin shaft that mainly performs steering. In a normal vehicle, the kingpin angle is set to 10 to 20 degrees for the purpose of improving straight running stability of the vehicle, but the hub unit 1 of this embodiment has an angle (axis) different from the kingpin angle. It has a steering axis. The front wheel 9F includes a wheel 9a and a tire 9b.

図1に示すように、このハブユニット1(図2)は、第1のステアリング装置11による左右の前輪9F,9Fの操舵に付加して左右輪個別に微小な角度(約±5deg)を操舵させる機構として、懸架装置12のナックル6に一体に設けられる。第1のステアリング装置11は、ラックアンドピニオン式とされるが、どのタイプのステアリング装置でも構わない。懸架装置12は、例えば、ショックアブソーバーをナックル6に直接固定するストラット式サスペンション機構を適用しているが、ダブルウィッシュボーン式サスペンション機構、マルチリンク式サスペンション機構、その他のサスペンション機構を適用してもよい。 As shown in FIG. 1, this hub unit 1 (FIG. 2) is added to the steering of the left and right front wheels 9F, 9F by the first steering device 11, and the left and right wheels are individually steered by a small angle (about ±5 deg). As a mechanism for this, it is provided integrally with the knuckle 6 of the suspension device 12. The first steering device 11 is a rack and pinion type, but any type of steering device may be used. For the suspension device 12, for example, a strut type suspension mechanism for directly fixing the shock absorber to the knuckle 6 is applied, but a double wishbone type suspension mechanism, a multi-link type suspension mechanism, or another suspension mechanism may be applied. ..

<ハブユニット本体2について>
図2に示すように、ハブユニット本体2は、前輪9Fの支持用のハブベアリング15と、アウターリング16と、後述の操舵力受け部であるアーム部17(図4)とを備える。
図8に示すように、ハブベアリング15は、内輪18と、外輪19と、これら内外輪18,19間に介在したボール等の転動体20とを有し、車体側の部材と前輪9F(図2)とを繋ぐ役目をしている。
<About the hub unit body 2>
As shown in FIG. 2, the hub unit main body 2 includes a hub bearing 15 for supporting the front wheels 9F, an outer ring 16, and an arm portion 17 (FIG. 4) which is a steering force receiving portion described later.
As shown in FIG. 8, the hub bearing 15 has an inner ring 18, an outer ring 19, and rolling elements 20 such as balls interposed between the inner and outer rings 18 and 19, and a member on the vehicle body side and a front wheel 9F (see FIG. 2) Has a role of connecting with.

このハブベアリング15は、図示の例では、外輪19が固定輪、内輪18が回転輪となり、転動体20が複列とされたアンギュラ玉軸受とされている。内輪18は、ハブフランジ18aaを有しアウトボード側の軌道面を構成するハブ輪部18aと、インボード側の軌道面を構成する内輪部18bとを有する。図2に示すように、ハブフランジ18aaに、前輪9Fのホイール9aがブレーキロータ21aと重なり状態でボルト固定されている。内輪18は、回転軸心O回りに回転する。 In the illustrated example, the hub bearing 15 is an angular ball bearing in which the outer ring 19 is a fixed ring, the inner ring 18 is a rotating ring, and the rolling elements 20 are double rows. The inner ring 18 has a hub ring portion 18a having a hub flange 18aa and forming a raceway surface on the outboard side, and an inner ring portion 18b forming a raceway surface on the inboard side. As shown in FIG. 2, the wheel 9a of the front wheel 9F is bolted to the hub flange 18aa so as to overlap the brake rotor 21a. The inner ring 18 rotates around the rotation axis O.

図8に示すように、アウターリング16は、外輪19の外周面に嵌合された円環部16aと、この円環部16aの外周から上下に突出して設けられたトラニオン軸状の取付軸部16b,16bとを有する。各取付軸部16bは、転舵軸心Aに同軸に設けられる。
図3に示すように、ブレーキ21は、ブレーキロータ21aと、ブレーキキャリパ21bとを有する。ブレーキキャリパ21bは、外輪19に一体にアーム状に突出して形成された上下二箇所のブレーキキャリパ取付部22(図6)に取付けられる。
As shown in FIG. 8, the outer ring 16 includes an annular portion 16a fitted to the outer peripheral surface of the outer ring 19 and a trunnion shaft-shaped mounting shaft portion provided so as to vertically project from the outer periphery of the annular portion 16a. 16b and 16b. Each mounting shaft portion 16b is provided coaxially with the steering axis A.
As shown in FIG. 3, the brake 21 has a brake rotor 21a and a brake caliper 21b. The brake caliper 21b is attached to two upper and lower brake caliper mounting portions 22 (FIG. 6) formed integrally with the outer ring 19 so as to project like an arm.

<回転許容支持部品およびユニット支持部材について>
図8に示すように、各回転許容支持部品4は転がり軸受から成る。この例では、転がり軸受として、円すいころ軸受が適用されている。転がり軸受は、取付軸部16bの外周に嵌合された内輪4aと、ユニット支持部材3に嵌合された外輪4bと、内外輪4a,4b間に介在する複数の転動体4cとを有する。
<Regarding rotation-allowable support parts and unit support members>
As shown in FIG. 8, each rotation permitting support component 4 is a rolling bearing. In this example, a tapered roller bearing is applied as the rolling bearing. The rolling bearing has an inner ring 4a fitted to the outer periphery of the mounting shaft portion 16b, an outer ring 4b fitted to the unit support member 3, and a plurality of rolling elements 4c interposed between the inner and outer rings 4a and 4b.

ユニット支持部材3は、ユニット支持部材本体3Aと、ユニット支持部材結合体3Bとを有する。ユニット支持部材本体3Aのアウトボード側端に、略リング形状のユニット支持部材結合体3Bが着脱自在に固定されている。ユニット支持部材結合体3Bのインボード側側面のうち上下の部分には、部分的な凹球面状の嵌合孔形成部3aがそれぞれ形成されている。 The unit support member 3 has a unit support member main body 3A and a unit support member combination 3B. A substantially ring-shaped unit support member assembly 3B is detachably fixed to the end of the unit support member body 3A on the outboard side. Partial concave spherical fitting hole forming portions 3a are formed in the upper and lower portions of the inboard side surface of the unit supporting member combined body 3B.

図7および図8に示すように、ユニット支持部材本体3Aのアウトボード側端のうち上下の部分には、部分的な凹球面状の嵌合孔形成部3Aaがそれぞれ形成されている。図4および図5に示すように、ユニット支持部材本体3Aのアウトボード側端にユニット支持部材結合体3Bが固定され、各上下の部分につき、嵌合孔形成部3a,3Aa(図7)が互いに組み合わされることにより、全周に連なる嵌合孔が形成される。この嵌合孔に外輪4b(図8)が嵌合されている。なお図4において、ユニット支持部材3を一点鎖線で表す。 As shown in FIGS. 7 and 8, a partial concave spherical fitting hole forming portion 3Aa is formed in the upper and lower portions of the outboard side end of the unit supporting member main body 3A. As shown in FIGS. 4 and 5, the unit support member combined body 3B is fixed to the outboard side end of the unit support member main body 3A, and the fitting hole forming portions 3a and 3Aa (FIG. 7) are provided on each of the upper and lower portions. By being combined with each other, a fitting hole continuous with the entire circumference is formed. The outer ring 4b (FIG. 8) is fitted in this fitting hole. Note that, in FIG. 4, the unit support member 3 is represented by a one-dot chain line.

図8に示すように、アウターリング16における各取付軸部16bには、雌ねじ部が径方向に延びるように形成され、この雌ねじ部に螺合するボルト23が設けられている。内輪4aの端面に円板状の押圧部材24を介在させ、前記雌ねじ部に螺合するボルト23により、内輪4aの端面に押圧力を付与することで、各回転許容支持部品4にそれぞれ予圧を与えている。これにより各回転許容支持部品4の剛性を高め得る。車両の重量がこのハブユニットに作用した場合でも初期予圧が抜けないように設定される。なお、回転許容支持部品4の転がり軸受は、円すいころ軸受に限るものではなく、最大負荷等の使用条件によってはアンギュラ玉軸受を用いることも可能である。その場合も、上記と同様に予圧を与えることができる。 As shown in FIG. 8, each mounting shaft portion 16b of the outer ring 16 is formed with a female screw portion so as to extend in the radial direction, and a bolt 23 that is screwed into the female screw portion is provided. A disc-shaped pressing member 24 is interposed on the end surface of the inner ring 4a, and a pressing force is applied to the end surface of the inner ring 4a by a bolt 23 that is screwed to the female thread portion, so that each rotation-allowable support component 4 is preloaded. I'm giving. This can increase the rigidity of each rotation-allowable support component 4. Even if the weight of the vehicle acts on this hub unit, the initial preload is set so as not to escape. The rolling bearing of the rotation permitting support component 4 is not limited to the tapered roller bearing, and an angular ball bearing may be used depending on the usage conditions such as maximum load. Even in that case, the preload can be applied in the same manner as described above.

図3に示すように、アーム部17は、ハブベアリング15の外輪19に操舵力を与える作用点となる部位であり、円環部16aの外周の一部または外輪19の外周の一部に一体に突出する。このアーム部17は、ジョイント部8を介して、操舵用アクチュエータ5の直動出力部25aに回転自在に連結されている。これにより、操舵用アクチュエータ5の直動出力部25aが進退することで、ハブユニット本体2が転舵軸心A(図2)回りに回転、つまり操舵させられる。 As shown in FIG. 3, the arm portion 17 is a portion acting as a point of application of a steering force to the outer ring 19 of the hub bearing 15, and is integrated with a part of the outer circumference of the annular portion 16 a or a part of the outer circumference of the outer ring 19. Project to. The arm portion 17 is rotatably connected to the linear motion output portion 25 a of the steering actuator 5 via the joint portion 8. As a result, the direct-acting output unit 25a of the steering actuator 5 advances and retreats, so that the hub unit body 2 rotates around the steering axis A (FIG. 2), that is, is steered.

<操舵用アクチュエータ5について>
図3に示すように、操舵用アクチュエータ5は、ハブユニット本体2を転舵軸心A(図2)回りに回転駆動させるアクチュエータ本体7を有する。アクチュエータ本体7は、モータ26と、モータ26の回転を減速する減速機27と、この減速機27の正逆の回転出力を直動出力部25aの往復直線動作に変換する直動機構25とを備える。モータ26は、例えば永久磁石型同期モータとされるが、直流モータであっても、誘導モータであってもよい。
<About the steering actuator 5>
As shown in FIG. 3, the steering actuator 5 has an actuator body 7 that drives the hub unit body 2 to rotate about the steered axis A (FIG. 2). The actuator body 7 includes a motor 26, a speed reducer 27 that reduces the rotation of the motor 26, and a linear motion mechanism 25 that converts the forward and reverse rotational output of the speed reducer 27 into the reciprocating linear motion of the linear motion output unit 25a. Prepare The motor 26 is, for example, a permanent magnet type synchronous motor, but may be a DC motor or an induction motor.

減速機27は、ベルト伝達機構等の巻き掛け式伝達機構またはギヤ列等を用いることができ、図3の例ではベルト伝達機構が用いられている。減速機27は、ドライブプーリ27aと、ドリブンプーリ27bと、ベルト27cとを有する。モータ26のモータ軸にドライブプーリ27aが結合され、直動機構25にドリブンプーリ27bが設けられている。このドリブンプーリ27bは、前記モータ軸に平行に配置されている。モータ26の駆動力は、ドライブプーリ27aからベルト27cを介してドリブンプーリ27bに伝達される。これらドライブプーリ27aとドリブンプーリ27bとベルト27cとで、巻き掛け式の減速機27が構成される。 The speed reducer 27 can use a winding type transmission mechanism such as a belt transmission mechanism or a gear train, and the belt transmission mechanism is used in the example of FIG. The speed reducer 27 has a drive pulley 27a, a driven pulley 27b, and a belt 27c. A drive pulley 27a is coupled to the motor shaft of the motor 26, and a driven pulley 27b is provided in the linear motion mechanism 25. The driven pulley 27b is arranged parallel to the motor shaft. The driving force of the motor 26 is transmitted from the drive pulley 27a to the driven pulley 27b via the belt 27c. The drive pulley 27a, the driven pulley 27b, and the belt 27c constitute a winding type speed reducer 27.

直動機構25は、滑りねじまたはボールねじ等の送りねじ機構、またはラック・ピニオン機構等を用いることができ、この例では台形ねじの滑りねじを用いた送りねじ機構(逆入力防止機構)25bが用いられている。直動機構25は、前記台形ねじの滑りねじを用いた送りねじ機構25bを備えるため、タイヤ9bからの逆入力の防止効果を高め得る。なお、前記台形ねじの滑りねじを用いた送りねじ機構25bの代わりに、ウォームギヤ等の逆入力防止機構を採用してもよい。モータ26、減速機27および直動機構25を備えたアクチュエータ本体7は、準組立品として組み立てられてケース6bにボルト等により着脱自在に取り付けられる。なおモータ26の駆動力を、減速機を介さず直接直動機構25へ伝達する機構も可能である。 A feed screw mechanism such as a slide screw or a ball screw, or a rack and pinion mechanism can be used as the direct acting mechanism 25. In this example, a feed screw mechanism (reverse input preventing mechanism) 25b using a trapezoidal screw is used. Is used. Since the direct acting mechanism 25 includes the feed screw mechanism 25b using the trapezoidal screw, the effect of preventing reverse input from the tire 9b can be enhanced. A reverse input prevention mechanism such as a worm gear may be adopted instead of the feed screw mechanism 25b using the trapezoidal screw. The actuator body 7 including the motor 26, the speed reducer 27, and the linear motion mechanism 25 is assembled as a subassembly and is detachably attached to the case 6b with bolts or the like. A mechanism for directly transmitting the driving force of the motor 26 to the linear motion mechanism 25 without using a speed reducer is also possible.

ケース6bは、ユニット支持部材3の一部として、ユニット支持部材本体3Aに一体に形成されている。ケース6bは、有底筒状に形成され、モータ26を支持するモータ収容部と、直動機構25を支持する直動機構収容部が設けられている。前記モータ収容部には、モータ26をケース内所定位置に支持する嵌合孔が形成されている。前記直動機構収容部には、直動機構25をケース内所定位置に支持する嵌合孔、および、直動出力部25aの進退を許す貫通孔等が形成されている。 The case 6b is formed integrally with the unit support member main body 3A as a part of the unit support member 3. The case 6b is formed in a cylindrical shape with a bottom, and is provided with a motor housing portion that supports the motor 26 and a linear motion mechanism housing portion that supports the linear motion mechanism 25. A fitting hole for supporting the motor 26 at a predetermined position in the case is formed in the motor housing portion. The linear motion mechanism accommodating portion is formed with a fitting hole for supporting the linear motion mechanism 25 at a predetermined position in the case, a through hole for allowing the linear motion output portion 25a to move forward and backward, and the like.

図4に示すように、ユニット支持部材本体3Aは、前記ケース6b、ショックアブソーバの取り付け部となるショックアブソーバ取り付け部6c、および第1のステアリング装置11(図3)の結合部となるステアリング装置結合部6dを有する。これらショックアブソーバ取り付け部6cおよびステアリング装置結合部6dも、ユニット支持部材本体3Aに一体に形成されている。ユニット支持部材本体3Aの外表面部における上部に、ショックアブソーバ取り付け部6cが突出するように形成されている。ユニット支持部材本体3Aの外表面部における側面部には、ステアリング装置結合部6dが突出するように形成されている。 As shown in FIG. 4, the unit support member main body 3A includes the case 6b, a shock absorber mounting portion 6c which is a shock absorber mounting portion, and a steering device coupling which is a coupling portion of the first steering device 11 (FIG. 3). It has a part 6d. The shock absorber mounting portion 6c and the steering device coupling portion 6d are also integrally formed on the unit support member main body 3A. A shock absorber mounting portion 6c is formed so as to project above the outer surface of the unit support member main body 3A. A steering device coupling portion 6d is formed so as to project on a side surface portion of the outer surface portion of the unit support member main body 3A.

<車両情報検出部110の構成>
図9に示すように、車両情報検出部110は、車両情報を検出しECU130へ出力する。車両情報検出部110は、車速検出部111、操舵角検出部112、車高検出部113、実ヨーレート検出部114、実横加速度検出部115、アクセルペダルセンサ116、およびブレーキペダルセンサ117を備える。
<Configuration of vehicle information detection unit 110>
As shown in FIG. 9, vehicle information detection unit 110 detects vehicle information and outputs it to ECU 130. The vehicle information detection unit 110 includes a vehicle speed detection unit 111, a steering angle detection unit 112, a vehicle height detection unit 113, an actual yaw rate detection unit 114, an actual lateral acceleration detection unit 115, an accelerator pedal sensor 116, and a brake pedal sensor 117.

車速検出部111は、例えば車両が備えるトランスミッションの内部に取り付けたスピードセンサ等のセンサ(図示せず)の出力に基づいて、この車両の速度(車速)を検出し、ECU130へ車速情報(単に「車速」とも言う)を出力する。
操舵角検出部112は、例えば第1のステアリング装置11が備えるモータ部に取り付けられたレゾルバ等のセンサ(図示せず)の出力に基づいて操舵角を検出し、ECU130へ操舵角情報(単に「操舵角」とも言う)を出力する。
The vehicle speed detection unit 111 detects the speed (vehicle speed) of the vehicle based on the output of a sensor (not shown) such as a speed sensor installed inside the transmission included in the vehicle, and notifies the ECU 130 of vehicle speed information (simply " Vehicle speed").
The steering angle detection unit 112 detects the steering angle based on the output of a sensor (not shown) such as a resolver attached to the motor unit included in the first steering device 11, and the steering angle information (simply “ (Also referred to as steering angle).

車高検出部113は、車両100(図1)のシャーシと地面との距離をレーザ変位計により測定する方法、あるいは車両100(図1)の懸架装置12(図1)における図示外のアッパーアームまたはロアアームの角度を角度センサにより検出する方法等により、第2のステアリング装置150により操舵される各前輪9F(図1)の車高を検出する。そして、車高検出部113は、検出した車高を車高情報(単に「車高」とも言う)としてECU130へ出力する。 The vehicle height detection unit 113 measures the distance between the chassis of the vehicle 100 (FIG. 1) and the ground by a laser displacement meter, or an upper arm (not shown) in the suspension device 12 (FIG. 1) of the vehicle 100 (FIG. 1). Alternatively, the vehicle height of each front wheel 9F (FIG. 1) steered by the second steering device 150 is detected by a method of detecting the angle of the lower arm by an angle sensor or the like. Then, the vehicle height detection unit 113 outputs the detected vehicle height to the ECU 130 as vehicle height information (also simply referred to as “vehicle height”).

実ヨーレート検出部114は、例えば車両100(図1)に取り付けられたジャイロセンサ等のセンサの出力に基づいて、実ヨーレートを検出し、ECU130へ実ヨーレート情報(単に「実ヨーレート」とも言う)を出力する。
実横加速度検出部115は、例えば車両100(図1)に取り付けられたジャイロセンサ等のセンサの出力に基づいて、実横加速度を検出し、ECU130へ実横加速度情報(単に「実横加速度」とも言う)を出力する。
The actual yaw rate detection unit 114 detects the actual yaw rate based on the output of a sensor such as a gyro sensor attached to the vehicle 100 (FIG. 1), and outputs actual yaw rate information (also simply referred to as “actual yaw rate”) to the ECU 130. Output.
The actual lateral acceleration detection unit 115 detects the actual lateral acceleration based on the output of a sensor such as a gyro sensor attached to the vehicle 100 (FIG. 1 ), and notifies the ECU 130 of the actual lateral acceleration information (simply “actual lateral acceleration”). (Also called) is output.

アクセルペダルセンサ116は、運転者によるアクセルペダル210への入力を検出し、検出した値をアクセル指令値としてECU130へ出力する。
ブレーキペダルセンサ117は、運転者によるブレーキペダル220への入力を検出し、検出した値をブレーキ指令値としてECU130へ出力する。
ECU130は、これらの車両情報を第2のステアリング装置150の制御部150bに出力する。
Accelerator pedal sensor 116 detects an input to accelerator pedal 210 by the driver and outputs the detected value to ECU 130 as an accelerator command value.
The brake pedal sensor 117 detects an input to the brake pedal 220 by the driver, and outputs the detected value to the ECU 130 as a brake command value.
The ECU 130 outputs these vehicle information to the control unit 150b of the second steering device 150.

<第2のステアリング装置150の制御部150b>
第2のステアリング装置150の制御部150bは、ECU130から、車速情報、操舵角情報、車高情報、実ヨーレート情報、実横加速度情報、アクセル指令値、およびブレーキ指令値を含む車両情報を取得し、取得した車両情報に基づいて、操舵制御部151が右輪のアクチュエータ制御装置31R、左輪のアクチュエータ制御装置31Lを制御することで、右輪ハブユニット1R、および左輪ハブユニット1Lが備えるモータ26を駆動し、左右の前輪である左右輪を独立して操舵可能である。
<Control Unit 150b of Second Steering Device 150>
The control unit 150b of the second steering device 150 acquires vehicle information including vehicle speed information, steering angle information, vehicle height information, actual yaw rate information, actual lateral acceleration information, accelerator command value, and brake command value from the ECU 130. Based on the acquired vehicle information, the steering control unit 151 controls the actuator control device 31R for the right wheel and the actuator control device 31L for the left wheel, so that the motor 26 included in the right wheel hub unit 1R and the left wheel hub unit 1L is driven. By driving, the left and right front wheels can be independently steered.

制御部150bにおいて、前記車両情報である操舵角等の各情報と前記モータ26を駆動する指令値との関係は、例えばマップまたは演算式等を用いて制御規則として定められており、その制御規則を用いて制御を行う。
制御部150bは、例えば専用のECUとして設けられるが、メインのECU130の一部として設けてもよい。
In the control unit 150b, the relationship between each piece of information such as the steering angle that is the vehicle information and the command value that drives the motor 26 is determined as a control rule using, for example, a map or an arithmetic expression. To control.
The control unit 150b is provided as, for example, a dedicated ECU, but may be provided as a part of the main ECU 130.

図10に示すように、主電源Bmおよび副電源Bsは、第2のステアリング装置150に電力を供給するものである。主電源Bmとして、例えば、このステアリングシステム101(図1)を搭載する車両100(図1)のバッテリ(例えば12Vバッテリ)を適用し得る。副電源Bsは、右輪用バックアップ電源Bsaと左輪用バックアップ電源Bsbとを有する。各バックアップ電源Bsa,Bsbとして、一般的に二次電池を使用するが、キャパシタまたはコンデンサを適用してもよい。前記コンデンサのうち、特に、電解コンデンサまたは電気二重層コンデンサ等を用いると、体積当たりの容量が比較的大きくて好ましい。 As shown in FIG. 10, the main power source Bm and the sub power source Bs supply electric power to the second steering device 150. As the main power source Bm, for example, a battery (for example, a 12V battery) of a vehicle 100 (FIG. 1) equipped with this steering system 101 (FIG. 1) can be applied. The sub power source Bs has a right wheel backup power source Bsa and a left wheel backup power source Bsb. Secondary batteries are generally used as the backup power supplies Bsa and Bsb, but capacitors or capacitors may be applied. Of the above capacitors, use of an electrolytic capacitor, an electric double layer capacitor, or the like is preferable because the capacity per volume is relatively large.

右輪のアクチュエータ制御装置31Rは左輪の異常検出部221を備え、左輪のアクチュエータ制御装置31Lは右輪の異常検出部222を備える。左右輪の異常検出部221,222における一方の異常検出部221(222)は、対応する電力系統223R(223L)の異常を検出したときその異常検出情報を、前記左右輪の異常検出部221,222における他方の異常検出部222(221)に互いに与える相互監視機能を有する。 The right wheel actuator control device 31R includes a left wheel abnormality detection unit 221 and the left wheel actuator control device 31L includes a right wheel abnormality detection unit 222. One of the abnormality detecting units 221 (222) of the left and right abnormality detecting units 221 and 222, when detecting the abnormality of the corresponding power system 223R (223L), outputs the abnormality detection information to the left and right abnormality detecting units 221 and 221. It has a mutual monitoring function for giving each other to the other abnormality detection unit 222 (221) in 222.

主電源Bmから右輪のアクチュエータ制御装置31Rに供給される電力系統223Rに異常が発生すると、その異常が左輪の異常検出部221で検出され、同左輪の異常検出部221はその異常検出情報を右輪の異常検出部222に与える。異常検出情報が与えられた左輪のアクチュエータ制御装置31Lは、異常がある電力系統223Rに代えて、右輪用バックアップ電源Bsaから右輪のアクチュエータ制御装置31Rに電力を供給する。
主電源Bmから左輪のアクチュエータ制御装置31Lに供給される電力系統223Lに異常が発生すると、その異常が右輪の異常検出部222で検出され、同右輪の異常検出部222はその異常検出情報を左輪の異常検出部221に与える。異常検出情報が与えられた右輪のアクチュエータ制御装置31Rは、異常がある電力系統223Lに代えて、左輪用バックアップ電源Bsbから左輪のアクチュエータ制御装置31Lに電力を供給する。
When an abnormality occurs in the power system 223R supplied from the main power source Bm to the actuator control device 31R for the right wheel, the abnormality is detected by the abnormality detection unit 221 for the left wheel, and the abnormality detection unit 221 for the left wheel outputs the abnormality detection information. This is given to the right wheel abnormality detection unit 222. The left wheel actuator control device 31L to which the abnormality detection information is given supplies power from the right wheel backup power supply Bsa to the right wheel actuator control device 31R instead of the power system 223R having the abnormality.
When an abnormality occurs in the power system 223L supplied from the main power supply Bm to the left wheel actuator control device 31L, the abnormality is detected by the right wheel abnormality detection unit 222, and the right wheel abnormality detection unit 222 outputs the abnormality detection information. This is given to the left wheel abnormality detection unit 221. The right wheel actuator control device 31R to which the abnormality detection information is given supplies power from the left wheel backup power supply Bsb to the left wheel actuator control device 31L instead of the power system 223L having the abnormality.

各電力系統223R,223Lの異常とは、例えば、主電源Bmから対応するアクチュエータ制御装置31R(31L)に接続された電気ケーブルの断線、またはこの電気ケーブルに過電流が流れること等である。各異常検出部221,222は例えば電流センサ等を備え、モータ26を駆動する指令値に対して、所定の電流よりも閾値以上の電流が検出されるとき、または電流が検出されないとき、電力系統223R,223Lに異常ありと検出する。 The abnormality of each of the power systems 223R and 223L is, for example, disconnection of an electric cable connected from the main power source Bm to the corresponding actuator control device 31R (31L), or an overcurrent flowing through the electric cable. Each of the abnormality detection units 221 and 222 includes, for example, a current sensor or the like, and when a current that is a threshold value or more than a predetermined current is detected with respect to a command value that drives the motor 26, or when no current is detected, the power system 223R and 223L are detected to be abnormal.

左右輪のアクチュエータ制御装置31L,31Rは、いずれか一方の異常検出部221(222)から他方の異常検出部222(221)に異常検出情報が与えられると、左右輪のトー角を定められた基準値に動作させるように各操舵用アクチュエータ5(図2)を制御した後にこの制御を停止する。前記定められた基準値は、例えば、トー角が微小な角度を取るトーインまたはトー角が0度となるトー角初期状態である。なお各バックアップ電源Bsa,Bsbは、第2のステアリング装置150の構成要素の一部として設けられてもよい。 The left and right wheel actuator control devices 31L and 31R determine the toe angles of the left and right wheels when abnormality detection information is given from one of the abnormality detection sections 221 (222) to the other abnormality detection section 222 (221). This control is stopped after controlling each steering actuator 5 (FIG. 2) to operate to the reference value. The predetermined reference value is, for example, a toe-in in which the toe angle is a minute angle or a toe angle initial state in which the toe angle is 0 degree. The backup power supplies Bsa and Bsb may be provided as part of the components of the second steering device 150.

<フローチャート>
図11は、電力系統の異常発生時の処理を段階的に示すフローチャートである。図9、図10等も適宜参照しつつ説明する。車両走行中、左右輪の異常検出部221,222は、各電力系統223R,223Lに異常があるか否かを検出する(ステップS1)。各電力系統223R,223Lに異常がないとき(ステップS1:No)、ステップS1に戻る。この場合、主電源Bmから左右輪のアクチュエータ制御装置31L,31Rにそれぞれ電力を供給する。いずれかの電力系統223R,223Lに異常が発生すると(ステップS1:Yes)、異常検出情報が与えられたアクチュエータ制御装置31R,31Lは、主電源Bmから対応するバックアップ電源Bsa,Bsbに切替える(ステップS2)。
<Flowchart>
FIG. 11 is a flow chart showing a process step by step when an abnormality occurs in the power system. This will be described with reference to FIGS. 9 and 10 as appropriate. While the vehicle is traveling, the left and right wheel abnormality detection units 221 and 222 detect whether or not there is an abnormality in each of the power systems 223R and 223L (step S1). When there is no abnormality in each of the power systems 223R and 223L (step S1: No), the process returns to step S1. In this case, electric power is supplied from the main power source Bm to the left and right wheel actuator control devices 31L and 31R, respectively. When an abnormality occurs in any of the power systems 223R and 223L (step S1: Yes), the actuator control devices 31R and 31L to which the abnormality detection information is given switch from the main power source Bm to the corresponding backup power sources Bsa and Bsb (step S1). S2).

次に、左右輪のアクチュエータ制御装置31L,31Rは、左右の前輪を左右輪ハブユニット1L,1Rによって左右対称にトー角初期状態である0度またはトーインに操舵させる(ステップS3)。制御部150bは、各操舵用アクチュエータ5(図2)の補正操舵量つまり各モータ26に流す電流を演算した後(ステップS4)、各操舵用アクチュエータ5(図2)を駆動する(ステップS5)。制御部150bは、左右輪舵角センサS,Sで検出される操舵角からトー角初期状態であることを判定すると(ステップS6:Yes)、本処理を終了する。トー角初期状態まで操舵していないとき(ステップS6:No)、ステップS5に戻る。 Next, the left and right wheel actuator control devices 31L and 31R cause the left and right front wheels to be symmetrically steered by the left and right wheel hub units 1L and 1R to the toe angle initial state of 0 degrees or toe-in (step S3). The control unit 150b calculates the corrected steering amount of each steering actuator 5 (FIG. 2), that is, the current flowing to each motor 26 (step S4), and then drives each steering actuator 5 (FIG. 2) (step S5). .. When the control unit 150b determines that the toe angle is in the initial state based on the steering angles detected by the left and right wheel steering angle sensors S L and S R (step S6: Yes), the process ends. When steering is not performed to the initial state of the toe angle (step S6: No), the process returns to step S5.

前述の電力系統の異常発生時の処理に加えて、操舵制御部151は、図12に示すように左右輪を独立して操舵する制御を行う。この図12に示す制御と図11等に示す制御とを、運転者の操作または車両状況等に応じて切替えてもよいし、平行して実行してもよい。
図12に示すように、操舵制御部151は、規範横加速度計算部152、右輪タイヤ角度計算部153、左輪タイヤ角度計算部154、右輪路面摩擦係数計算部155、目標ヨーレート計算部156、左輪路面摩擦係数計算部157、目標ヨーレート補正部158、目標左右輪タイヤ角度計算部159、右輪指令値計算部160、および左輪指令値計算部161を備える。
In addition to the above-described processing when an abnormality occurs in the power system, the steering control unit 151 performs control for independently steering the left and right wheels as shown in FIG. The control shown in FIG. 12 and the control shown in FIG. 11 or the like may be switched according to the operation of the driver or the vehicle condition, or may be executed in parallel.
As shown in FIG. 12, the steering control unit 151 includes a reference lateral acceleration calculation unit 152, a right wheel tire angle calculation unit 153, a left wheel tire angle calculation unit 154, a right wheel road surface friction coefficient calculation unit 155, a target yaw rate calculation unit 156, and The left wheel road surface friction coefficient calculation unit 157, the target yaw rate correction unit 158, the target left and right wheel tire angle calculation unit 159, the right wheel command value calculation unit 160, and the left wheel command value calculation unit 161 are provided.

右輪タイヤ角度計算部153および左輪タイヤ角度計算部154は、所定の周期で、ECU130から操舵角情報および車高情報を取得する。右輪タイヤ角度計算部153および左輪タイヤ角度計算部154は、取得した操舵角情報および車高情報に基づいて、第2のステアリング装置150(図9)が操舵を行うタイヤの現在の角度を算出し、算出したタイヤ角度情報を規範横加速度計算部152に出力する。 The right wheel tire angle calculation unit 153 and the left wheel tire angle calculation unit 154 acquire steering angle information and vehicle height information from the ECU 130 at a predetermined cycle. The right wheel tire angle calculation unit 153 and the left wheel tire angle calculation unit 154 calculate the current angle of the tire steered by the second steering device 150 (FIG. 9) based on the acquired steering angle information and vehicle height information. Then, the calculated tire angle information is output to the reference lateral acceleration calculation unit 152.

規範横加速度計算部152は、ECU130から取得した車速情報および前記タイヤ角度情報に基づいて、規範横加速度の計算を行う。規範横加速度計算部152は、算出した規範横加速度を規範横加速度情報として右輪路面摩擦係数計算部155および左輪路面摩擦係数計算部157に出力する。 The reference lateral acceleration calculation unit 152 calculates the reference lateral acceleration based on the vehicle speed information and the tire angle information acquired from the ECU 130. The reference lateral acceleration calculation unit 152 outputs the calculated reference lateral acceleration as reference lateral acceleration information to the right wheel road surface friction coefficient calculation unit 155 and the left wheel road surface friction coefficient calculation unit 157.

図13は路面摩擦係数を算出するためのマップを表す図であり、このマップは、図12に示す右輪路面摩擦係数計算部155および左輪路面摩擦係数計算部157に記憶されている。
右輪路面摩擦係数計算部155および左輪路面摩擦係数計算部157は、ECU130から取得する実横加速度情報および規範横加速度計算部152から入力される規範横加速度情報に基づいて、路面摩擦係数の計算を行う。具体的には、右輪路面摩擦係数計算部155および左輪路面摩擦係数計算部157は、規範横加速度計算部152から規範横加速度情報が入力されると、右輪タイヤ角度計算部153および左輪タイヤ角度計算部154からタイヤ角度情報を取得する。右輪路面摩擦係数計算部155および左輪路面摩擦係数計算部157は、前記マップ(図13)に基づいて、実横加速度/規範横加速度とタイヤ角度とから、路面摩擦係数を算出する。右輪路面摩擦係数計算部155および左輪路面摩擦係数計算部157は、算出した右輪の路面摩擦係数である右輪路面摩擦係数情報と、左輪の路面摩擦係数である左輪路面摩擦係数情報とを、目標ヨーレート補正部158に出力する。
FIG. 13 is a diagram showing a map for calculating the road surface friction coefficient, and this map is stored in the right wheel road surface friction coefficient calculation unit 155 and the left wheel road surface friction coefficient calculation unit 157 shown in FIG.
The right wheel road surface friction coefficient calculation unit 155 and the left wheel road surface friction coefficient calculation unit 157 calculate the road surface friction coefficient based on the actual lateral acceleration information acquired from the ECU 130 and the reference lateral acceleration information input from the reference lateral acceleration calculation unit 152. I do. Specifically, when the reference lateral acceleration information is input from the reference lateral acceleration calculation unit 152, the right wheel road surface friction coefficient calculation unit 155 and the left wheel road surface friction coefficient calculation unit 157 receive the right wheel tire angle calculation unit 153 and the left wheel tire. Tire angle information is acquired from the angle calculation unit 154. The right wheel road surface friction coefficient calculation unit 155 and the left wheel road surface friction coefficient calculation unit 157 calculate the road surface friction coefficient from the actual lateral acceleration/standard lateral acceleration and the tire angle based on the map (FIG. 13). The right wheel road surface friction coefficient calculation unit 155 and the left wheel road surface friction coefficient calculation unit 157 store the calculated right wheel road surface friction coefficient information, which is the calculated road surface friction coefficient of the right wheel, and left wheel road surface friction coefficient information, which is the left wheel road surface friction coefficient. , To the target yaw rate correction unit 158.

目標ヨーレート計算部156は、ECU130から所定の周期で取得する車速情報および操舵角情報に基づいて、目標ヨーレートを計算し、算出した目標ヨーレートを目標ヨーレート情報として目標ヨーレート補正部158に出力する。
目標ヨーレート補正部158は、右輪路面摩擦係数計算部155および左輪路面摩擦係数計算部157から、右輪路面摩擦係数情報および左輪路面摩擦係数情報を取得し、目標ヨーレート計算部156から目標ヨーレート情報を取得し、右輪路面摩擦係数情報および左輪路面摩擦係数情報で表される路面摩擦係数に応じて目標ヨーレートの補正を行う。目標ヨーレート補正部158は、補正後の目標ヨーレートを補正後ヨーレート情報として目標左右輪タイヤ角度計算部159へ出力する。
The target yaw rate calculation unit 156 calculates a target yaw rate based on the vehicle speed information and the steering angle information acquired from the ECU 130 in a predetermined cycle, and outputs the calculated target yaw rate to the target yaw rate correction unit 158 as target yaw rate information.
The target yaw rate correction unit 158 acquires the right wheel road surface friction coefficient information and the left wheel road surface friction coefficient information from the right wheel road surface friction coefficient calculation unit 155 and the left wheel road surface friction coefficient calculation unit 157, and acquires the target yaw rate information from the target yaw rate calculation unit 156. And the target yaw rate is corrected according to the road surface friction coefficient represented by the right wheel road surface friction coefficient information and the left wheel road surface friction coefficient information. The target yaw rate correction unit 158 outputs the corrected target yaw rate as the corrected yaw rate information to the target left and right wheel tire angle calculation unit 159.

目標左右輪タイヤ角度計算部159は、目標ヨーレート補正部158から補正後ヨーレート情報と、ECU130から実ヨーレート情報、アクセル指令値およびブレーキ指令値と、右輪路面摩擦係数計算部155から右輪路面摩擦係数情報、左輪路面摩擦係数計算部157から左輪路面摩擦係数情報を取得し、左右輪のタイヤ角度の目標値である目標左右輪タイヤ角度を計算する。具体的には、目標左右輪タイヤ角度計算部159は、下記式(1)に基づいて、左右それぞれのタイヤの目標の角度を算出する。 The target left and right wheel tire angle calculation unit 159 calculates the corrected yaw rate information from the target yaw rate correction unit 158, the actual yaw rate information from the ECU 130, the accelerator command value and the brake command value, and the right wheel road surface friction coefficient calculation unit 155 to the right wheel road surface friction. The left wheel road surface friction coefficient information is acquired from the coefficient information and the left wheel road surface friction coefficient calculation unit 157, and the target left and right wheel tire angles, which are the target values of the left and right wheel tire angles, are calculated. Specifically, the target left and right wheel tire angle calculation unit 159 calculates target angles of the left and right tires based on the following equation (1).

Figure 2020097257
Figure 2020097257

式(1)において、θは実ヨーレート情報で表される実際の車両のヨーレート量、Xはアクセル指令値、Xはブレーキ指令値、μは右輪路面摩擦係数、μは左輪路面摩擦係数、θtR1は右輪の目標タイヤ角度、θtL1は左輪の目標タイヤ角度である。
目標左右輪タイヤ角度計算部159は、計算した左右輪それぞれの目標タイヤ角度を目標タイヤ角度情報として、右輪指令値計算部160および左輪指令値計算部161へ出力する。
In equation (1), θ y is the actual yaw rate of the vehicle represented by the actual yaw rate information, X A is the accelerator command value, X B is the brake command value, μ R is the right wheel road friction coefficient, and μ L is the left wheel. the road surface friction coefficient, θ tR1 the target tire angle of the right wheel, θ tL1 is the target tire angle of the left wheel.
The target left and right wheel tire angle calculation unit 159 outputs the calculated target tire angle of each of the left and right wheels as target tire angle information to the right wheel command value calculation unit 160 and the left wheel command value calculation unit 161.

右輪指令値計算部160および左輪指令値計算部161は、前記各目標タイヤ角度情報をそれぞれ取得し、右輪タイヤ角度計算部153および左輪タイヤ角度計算部154から、現在のタイヤ角度を表すタイヤ角度情報を取得し、目標タイヤ角度情報で表される目標タイヤ角度と、現在のタイヤ角度とを比較する。右輪指令値計算部160および左輪指令値計算部161は、目標タイヤ角度と現在のタイヤ角度との偏差量に応じて、右輪ハブユニット1Rおよび左輪ハブユニット1Lのそれぞれを操舵させる量を表す右輪操舵量情報および左輪操舵量情報を生成する。右輪指令値計算部160は、生成した右輪操舵量情報(電流指令信号)を左右輪のアクチュエータ制御装置31L,31Rへ出力する。左輪指令値計算部161は、生成した左輪操舵量情報(電流指令信号)を左右輪のアクチュエータ制御装置31L,31Rへ出力する。 The right wheel command value calculation unit 160 and the left wheel command value calculation unit 161 respectively acquire the target tire angle information, and from the right wheel tire angle calculation unit 153 and the left wheel tire angle calculation unit 154, the tire representing the current tire angle. The angle information is acquired, and the target tire angle represented by the target tire angle information is compared with the current tire angle. The right wheel command value calculation unit 160 and the left wheel command value calculation unit 161 represent the amounts by which the right wheel hub unit 1R and the left wheel hub unit 1L are respectively steered according to the deviation amount between the target tire angle and the current tire angle. The right wheel steering amount information and the left wheel steering amount information are generated. The right wheel command value calculation unit 160 outputs the generated right wheel steering amount information (current command signal) to the left and right wheel actuator control devices 31L and 31R. The left wheel command value calculation unit 161 outputs the generated left wheel steering amount information (current command signal) to the left and right wheel actuator control devices 31L and 31R.

各アクチュエータ制御装置31R,31Lは図示外のインバータを備える。右輪のアクチュエータ制御装置31Rおよび左輪のアクチュエータ制御装置31Lは、前記右輪操舵量情報および前記左輪操舵量情報に基づいて、各操舵用アクチュエータのモータ26への電流を制御する。
具体的には、図9および図12に示すように、右輪のアクチュエータ制御装置31Rおよび左輪のアクチュエータ制御装置31Lは、右輪指令値計算部160および左輪指令値計算部161から右輪操舵量情報および左輪操舵量情報が入力されると、現在の右輪ハブユニット1R、および左輪ハブユニット1Lの操舵角を表す各モータ26の位置情報を取得し、右輪操舵量情報および左輪操舵量情報に基づいてモータ26の目標位置を決定し、各モータ26へ流す電流を出力し、右輪ハブユニット1Rおよび左輪ハブユニット1Lの操舵角を修正する。右輪舵角センサSおよび左輪舵角センサSより、操舵制御部151に、右輪ハブユニット1Rおよび左輪ハブユニット1Lの操舵角情報を出力する。
Each actuator control device 31R, 31L includes an inverter (not shown). The right wheel actuator control device 31R and the left wheel actuator control device 31L control the current to the motor 26 of each steering actuator based on the right wheel steering amount information and the left wheel steering amount information.
Specifically, as shown in FIGS. 9 and 12, the actuator control device 31R for the right wheel and the actuator control device 31L for the left wheel are controlled by the right wheel command value calculation unit 160 and the left wheel command value calculation unit 161 to the right wheel steering amount. When the information and the left wheel steering amount information are input, the position information of each motor 26 representing the current steering angle of the right wheel hub unit 1R and the left wheel hub unit 1L is acquired, and the right wheel steering amount information and the left wheel steering amount information are acquired. The target position of the motor 26 is determined based on the above, and the current flowing to each motor 26 is output to correct the steering angles of the right wheel hub unit 1R and the left wheel hub unit 1L. The steering angle information of the right wheel hub unit 1R and the left wheel hub unit 1L is output from the right wheel steering angle sensor S R and the left wheel steering angle sensor S L to the steering control unit 151.

図4に示すように、各アクチュエータ制御装置31R,31Lは、操舵制御部151から入力された電流指令信号に応じた電流を出力して操舵用アクチュエータ5を駆動制御する。アクチュエータ制御装置31R,31Lは、モータ26のコイルに供給する電力を制御する。アクチュエータ制御装置31R,31Lは、例えば、図示外のスイッチ素子を用いたハーフブリッジ回路を構成し、前記スイッチ素子のON−OFFデューティ比によりモータ印加電圧を決定するPWM制御を行う。これにより、運転者のハンドル操作による操舵に付加して、車輪を微小に角度変化することができる。直線走行時にも、車速等に応じてトー角の量を調整し得る。 As shown in FIG. 4, each of the actuator control devices 31R and 31L outputs a current according to the current command signal input from the steering control unit 151 to drive and control the steering actuator 5. The actuator control devices 31R and 31L control the electric power supplied to the coil of the motor 26. The actuator control devices 31R and 31L form, for example, a half-bridge circuit using a switch element (not shown), and perform PWM control that determines the motor applied voltage based on the ON-OFF duty ratio of the switch element. As a result, the angle of the wheel can be slightly changed in addition to the steering operation by the driver's steering wheel operation. The amount of toe angle can be adjusted according to the vehicle speed and the like even when traveling straight.

<作用効果>
以上説明したステアリングシステム101によれば、第2のステアリング装置150を設けることにより、ハンドルの操作によらず操舵を補正することが可能となる。すなわち、従来の車両では、車両が僅かにふらついた場合に、運転者がふらつきを補正するために修正操舵を行う必要があったが、第2のステアリング装置150を備える車両では、運転者がハンドルの操作を行わなくても、車両のふらつきを補正することが可能となる。そのため、車両の直進安定性が向上する。
コーナリング時においては、車両情報に応じて運転者のハンドル操作を、より効率的に車両が曲がれるよう、左右輪各々の操舵量を補正することで理想のラインでコーナリングが可能となり、運転者のハンドル操作負荷を軽減できるため、車両の操縦安定性を向上することができる。
<Effect>
According to the steering system 101 described above, by providing the second steering device 150, it is possible to correct the steering regardless of the operation of the steering wheel. That is, in the conventional vehicle, when the vehicle slightly wobbles, the driver needs to perform the correction steering in order to correct the wobble, but in the vehicle including the second steering device 150, the driver turns the steering wheel. It is possible to correct the wobble of the vehicle without performing the operation of. Therefore, the straight running stability of the vehicle is improved.
At the time of cornering, the driver can operate the steering wheel according to the vehicle information, and by correcting the steering amount of each of the left and right wheels so that the vehicle can turn more efficiently, cornering is possible on the ideal line, and the steering wheel of the driver Since the operation load can be reduced, the steering stability of the vehicle can be improved.

左右輪のアクチュエータ制御装置31L,31Rは、相互監視機能を有する左右輪の異常検出部221,222を備えるため、主電源Bmから一方のアクチュエータ制御装置31R(31L)に供給される電力系統223R(223L)に異常が発生した場合、一方のアクチュエータ制御装置31R(31L)における一方の異常検出部221(222)は、異常発生情報を他方の異常検出部222(221)に与える。前記異常発生情報が与えられた他方の異常検出部222(221)を備える他方のアクチュエータ制御装置31L(31R)は、異常がある電力系統223R(223L)に代えて、副電源Bsから一方のアクチュエータ制御装置31R(31L)に電力を供給する。その後、左右輪のトー角をそれぞれ定められた基準値に動作させ、モータ制御を停止する。左右輪のトー角を定められた基準値に戻し、台形ねじ等の滑りねじを用いた送りねじ機構25bにより路面からの逆入力を防止すれば、制御を停止した状態でハブユニット1のふらつきは防止可能であり、運転者のハンドル操作によって車両を確実に停止できる状態まで移動させて、安全を確保することができる。 Since the left and right wheel actuator control devices 31L and 31R are provided with the left and right wheel abnormality detection units 221 and 222 having a mutual monitoring function, the power system 223R (from the main power source Bm to one actuator control device 31R (31L) ( 223L), an abnormality detection unit 221 (222) of one actuator control device 31R (31L) gives abnormality occurrence information to the other abnormality detection unit 222 (221). The other actuator control device 31L (31R) provided with the other abnormality detection unit 222 (221) to which the abnormality occurrence information is given, replaces the power system 223R (223L) having the abnormality with one actuator from the auxiliary power source Bs. Electric power is supplied to the control device 31R (31L). After that, the toe angles of the left and right wheels are operated to predetermined reference values, and the motor control is stopped. If the toe angles of the left and right wheels are returned to the predetermined reference value and the reverse input from the road surface is prevented by the feed screw mechanism 25b using a sliding screw such as a trapezoidal screw, the wobbling of the hub unit 1 will be suppressed while the control is stopped. This can be prevented, and the vehicle can be moved to a state where it can be reliably stopped by the driver's steering wheel operation to ensure safety.

<他の実施形態について>
以下の説明においては、各実施の形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
<About other embodiments>
In the following description, the parts corresponding to the items previously described in the respective embodiments will be designated by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted. When only a part of the structure is described, the other parts of the structure are the same as those described above unless otherwise specified. The same operation and effect are obtained from the same configuration. Not only the combination of the parts specifically described in each of the embodiments, but also the embodiments may be partially combined as long as there is no particular problem in the combination.

[第2の実施形態]
この発明の第2の実施形態を図14ないし図16と共に説明する。
図14に示すように、第2の実施形態に係るステアリングシステム101は、第1のステアリング装置11と第2のステアリング装置150とが互いに異なる車輪を操舵する点で、第1の実施形態とは異なる。すなわち、このステアリングシステム101は、左右の前輪9F,9Fの操舵を行い、第2のステアリング装置150が左右の後輪9R,9Rの操舵を行う。第2のステアリング装置150の機構部150aは、後輪9Rのタイヤハウジング105内に設置されている。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 14, the steering system 101 according to the second embodiment differs from the first embodiment in that the first steering device 11 and the second steering device 150 steer different wheels. different. That is, the steering system 101 steers the left and right front wheels 9F, 9F, and the second steering device 150 steers the left and right rear wheels 9R, 9R. The mechanical portion 150a of the second steering device 150 is installed in the tire housing 105 of the rear wheel 9R.

図15および図16に示すように、制御部150bにおける操舵制御部151は、ECU130から車両情報として、車速、操舵角、実ヨーレート、実横加速度、アクセル指令値、およびブレーキ指令値を取得し、右輪のアクチュエータ制御装置31Rおよび左輪のアクチュエータ制御装置31Lの制御を行う。
そして、操舵制御部151の目標左右輪タイヤ角度計算部159は、下記式(2)に基づいて、左右それぞれのタイヤの目標の角度を算出する。
As shown in FIGS. 15 and 16, the steering control unit 151 in the control unit 150b acquires a vehicle speed, a steering angle, an actual yaw rate, an actual lateral acceleration, an accelerator command value, and a brake command value from the ECU 130 as vehicle information. The actuator control device 31R for the right wheel and the actuator control device 31L for the left wheel are controlled.
Then, the target left and right wheel tire angle calculation unit 159 of the steering control unit 151 calculates the target angle of each of the left and right tires based on the following equation (2).

Figure 2020097257
Figure 2020097257

式(2)において、θHRは右前輪の操舵角、θHLは左前輪の操舵角、μHRは右前輪と路面の摩擦係数、μHLは左前輪と路面の摩擦係数を示す。その他の項は式(1)で説明した内容と同様である。
第1のステアリング装置11と第2のステアリング装置150とが互いに異なる車輪を操舵する場合であっても、第2のステアリング装置150は、第1のステアリング装置11の操舵角および車速に応じて、操舵させることができ、車両の走行安定性を向上させることが可能となる。
In Expression (2), θ HR indicates the steering angle of the right front wheel, θ HL indicates the steering angle of the left front wheel, μ HR indicates the friction coefficient between the right front wheel and the road surface, and μ HL indicates the friction coefficient between the left front wheel and the road surface. The other terms are the same as those described in the equation (1).
Even when the first steering device 11 and the second steering device 150 steer different wheels from each other, the second steering device 150 determines the steering angle of the first steering device 11 and the vehicle speed. The steering can be performed, and the running stability of the vehicle can be improved.

第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様に、主電源Bm(図10)から一方のアクチュエータ制御装置31R(31L)に供給される電力系統に異常が発生した場合、一方のアクチュエータ制御装置31R(31L)における一方の異常検出部221(222)は、異常発生情報を他方の異常検出部222(221)に与える。前記異常発生情報が与えられた他方の異常検出部222(221)を備える他方のアクチュエータ制御装置31L(31R)は、異常がある電力系統に代えて、副電源Bs(図10)から一方のアクチュエータ制御装置31R(31L)に電力を供給する。その後、左右輪のトー角をそれぞれ定められた基準値に動作させ、モータ制御を停止する。左右輪のトー角を定められた基準値に戻し、台形ねじ等の滑りねじを用いた送りねじ機構25b(図3)により路面からの逆入力を防止すれば、制御を停止した状態でハブユニットのふらつきは防止可能であり、運転者のハンドル操作によって車両を確実に停止できる状態まで移動させて、安全を確保することができる。 Also in the second embodiment, as in the first embodiment, when an abnormality occurs in the power system supplied from the main power source Bm (FIG. 10) to the one actuator control device 31R (31L), one actuator One abnormality detection unit 221 (222) in the control device 31R (31L) gives abnormality occurrence information to the other abnormality detection unit 222 (221). The other actuator control device 31L (31R) including the other abnormality detection unit 222 (221) to which the abnormality occurrence information is given is configured such that, instead of the power system having the abnormality, one actuator from the auxiliary power source Bs (FIG. 10) is used. Electric power is supplied to the control device 31R (31L). After that, the toe angles of the left and right wheels are operated to predetermined reference values, and the motor control is stopped. If the toe angles of the left and right wheels are returned to the predetermined reference value and the reverse input from the road surface is prevented by the feed screw mechanism 25b (FIG. 3) that uses a sliding screw such as a trapezoidal screw, the hub unit will be stopped while the control is stopped. Can be prevented, and the vehicle can be moved to a state where it can be reliably stopped by the driver's operation of the steering wheel to ensure safety.

[第3の実施形態]
この発明の第3の実施形態を図17および図18と共に説明する。
第3の実施形態に係るステアリングシステム101は、二つの第2のステアリング装置150、150を備えている点で、第1の実施形態とは異なる。
一方の第2のステアリング装置150は、第1の実施形態の第2のステアリング装置150と同様の動作を行い、他方の第2のステアリング装置150は、第2の実施形態の第2のステアリング装置150と同様の動作を行う。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The steering system 101 according to the third embodiment is different from the first embodiment in that it includes two second steering devices 150 1 and 150 2 .
One of the second steering devices 150 1 performs the same operation as the second steering device 150 of the first embodiment, and the other second steering device 150 2 of the second steering device 150 2 of the second embodiment. The same operation as the steering device 150 is performed.

このステアリングシステム101によれば、複数(この例では二つ)の第2のステアリング装置150、150を備えていることにより、より複雑に四輪を独立して操舵することが可能となり、車両100の走行安定性の向上を図ることが可能となる。
また、第1,第2の実施形態と同様に、主電源Bm(図10)から一方のアクチュエータ制御装置に供給される電力系統に異常が発生した場合、一方のアクチュエータ制御装置における一方の異常検出部は、異常発生情報を他方の異常検出部に与える。前記異常発生情報が与えられた他方の異常検出部を備える他方のアクチュエータ制御装置は、異常がある電力系統に代えて、副電源から一方のアクチュエータ制御装置に電力を供給する。その後、左右輪のトー角をそれぞれ定められた基準値に動作させ、モータ制御を停止する。左右輪のトー角を定められた基準値に戻し、台形ねじ等の滑りねじを用いた送りねじ機構25b(図3)により路面からの逆入力を防止すれば、制御を停止した状態でハブユニットのふらつきは防止可能であり、運転者のハンドル操作によって車両を確実に停止できる状態まで移動させて、安全を確保することができる。
According to this steering system 101, since the plurality of (two in this example) second steering devices 150 1 and 150 2 are provided, it is possible to more independently steer the four wheels, It is possible to improve the running stability of the vehicle 100.
Further, similar to the first and second embodiments, when an abnormality occurs in the power system supplied from the main power source Bm (FIG. 10) to one actuator control device, one abnormality detection in one actuator control device is detected. The unit provides the abnormality occurrence information to the other abnormality detection unit. The other actuator control device including the other abnormality detection unit to which the abnormality occurrence information is given supplies electric power from the auxiliary power source to the one actuator control device instead of the power system having the abnormality. After that, the toe angles of the left and right wheels are operated to predetermined reference values, and the motor control is stopped. If the toe angles of the left and right wheels are returned to the predetermined reference value and the reverse input from the road surface is prevented by the feed screw mechanism 25b (FIG. 3) that uses a sliding screw such as a trapezoidal screw, the hub unit will be stopped while the control is stopped. Can be prevented, and the vehicle can be moved to a state where it can be reliably stopped by the driver's operation of the steering wheel to ensure safety.

各実施形態では、電力系統に異常が発生したとき、左右輪のトー角をそれぞれ定められた基準値に動作させモータ制御を停止する制御を行っているが、この制御に限定されるものではない。例えば、左右輪のアクチュエータ制御装置は、一方の異常検出部から他方の異常検出部に異常検出情報が与えられると、副電源から、一方の異常検出部を備えるアクチュエータ制御装置に電力を供給して操舵用アクチュエータの制御を継続してもよい。
この場合、いずれかの電力系統に異常が発生しても、第2のステアリング装置は、左右輪をそれぞれ個別に操舵させ、左右輪各々のトー角を個別に且つ継続して調整することが可能である。
In each of the embodiments, when an abnormality occurs in the power system, the toe angles of the left and right wheels are operated to the predetermined reference values, and the motor control is stopped. However, the control is not limited to this. .. For example, when the abnormality detection information is given from one abnormality detection unit to the other abnormality detection unit, the actuator control device for the left and right wheels supplies power from the auxiliary power supply to the actuator control device including the one abnormality detection unit. The control of the steering actuator may be continued.
In this case, even if an abnormality occurs in one of the power systems, the second steering device can individually steer the left and right wheels and individually and continuously adjust the toe angles of the left and right wheels. Is.

前記各実施形態は、操舵指令装置200がハンドルである場合につき説明したが、ハンドル以外の手動の操舵指令装置、例えばジョイスティックであってもよく、また例えば図9に示すような自動の操舵指令装置200Aであってもよい。この自動の操舵指令装置200Aは、車両周辺状況検出手段230から車両周辺状況等を認識し、操舵指令を自動生成する装置である。車両周辺状況検出手段230は、例えば、カメラまたはミリ波のレーダ等のセンサ類である。 In each of the above-described embodiments, the case where the steering command device 200 is the steering wheel has been described, but a manual steering command device other than the steering wheel, for example, a joystick may be used, or an automatic steering command device as shown in FIG. 9, for example. It may be 200A. The automatic steering command device 200A is a device that recognizes the vehicle surroundings and the like from the vehicle surroundings detecting unit 230 and automatically generates a steering command. The vehicle surroundings detection means 230 is, for example, a sensor such as a camera or a millimeter wave radar.

自動の操舵指令装置200Aは、例えば道路上の白線および障害物を認識し、操舵指令を生成して出力する。自動の操舵指令装置200Aは、車両の自動運転を行う装置の一部であっても、手動運転による操舵の支援を行う装置であってもよい。このような自動で操舵指令を生成する操舵指令装置200Aを備えた車両においても、第2のステアリング装置150を備えることで、トー角制御等の第1のステアリング装置11では行えない動作が行え、また車両の走行方向の主な操舵を第1のステアリング装置11で行い、その補正を第2のステアリング装置150で行うようにすることもでき、操舵量指令に対して車両の向きの補正を可能とし、車両の走行安定性を維持することが可能となる。 The automatic steering command device 200A recognizes, for example, a white line and an obstacle on the road, and generates and outputs a steering command. The automatic steering command device 200A may be a part of a device that automatically drives the vehicle or a device that assists steering by manual driving. Even in such a vehicle including the steering command device 200A that automatically generates a steering command, by providing the second steering device 150, an operation that cannot be performed by the first steering device 11, such as toe angle control, can be performed. Further, the main steering in the traveling direction of the vehicle can be performed by the first steering device 11 and the correction can be performed by the second steering device 150, and the direction of the vehicle can be corrected in response to the steering amount command. Therefore, it becomes possible to maintain the traveling stability of the vehicle.

以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments for carrying out the present invention have been described above based on the embodiments, but the embodiments disclosed this time are exemplifications in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description but by the scope of the claims, and is intended to include meanings equivalent to the scope of the claims and all modifications within the scope.

1…操舵機能付ハブユニット、2…ハブユニット本体、3…ユニット支持部材、5…操舵用アクチュエータ、6…ナックル(足回りフレーム部品)、9F…前輪、9R…後輪、11…第1のステアリング装置、12…懸架装置、15…ハブベアリング、31L,31R…左右輪のアクチュエータ制御装置、100…車両、101…ステアリングシステム、110…車両情報検出部、150…第2のステアリング装置、200…操舵指令装置、221…左輪の異常検出部、222…右輪の異常検出部、223R,223L…電力系統、Bm…主電源、Bs…副電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Hub unit with steering function, 2... Hub unit main body, 3... Unit support member, 5... Steering actuator, 6... Knuckle (suspension frame parts), 9F... Front wheel, 9R... Rear wheel, 11... First Steering device, 12... Suspension device, 15... Hub bearings, 31L, 31R... Left and right wheel actuator control device, 100... Vehicle, 101... Steering system, 110... Vehicle information detection unit, 150... Second steering device, 200... Steering command device 221... Left wheel abnormality detection unit, 222... Right wheel abnormality detection unit, 223R, 223L... Electric power system, Bm... Main power supply, Bs... Sub power supply

Claims (12)

車両が備えるステアリングシステムであって、
操舵指令装置が出力する操舵量の指令に従い前記車両の左右の前輪を操舵する第1のステアリング装置と、
前記車両に設けられた操舵用アクチュエータの駆動により前後輪のいずれか一方または両方の左右輪をそれぞれ個別に操舵させる第2のステアリング装置と、
前記第2のステアリング装置に電力を供給する主電源および副電源と、
前記車両の状態を表す車両情報を検出する車両情報検出部と、を備え、
前記第2のステアリング装置は、前記左右輪におけるいずれか一方の車輪の操舵角を含む前記車両情報に基づいて、前記左右輪における他方の車輪の前記操舵用アクチュエータを個別に制御する左右輪のアクチュエータ制御装置を備え、
前記左右輪のアクチュエータ制御装置は、前記主電源から前記各アクチュエータ制御装置に供給される各電力系統に異常があるか否かをそれぞれ検出する左右輪の異常検出部を備え、前記左右輪の異常検出部における一方の異常検出部は、対応する電力系統の異常を検出したときその異常検出情報を、前記左右輪の異常検出部における他方の異常検出部に互いに与える相互監視機能を有し、
前記左右輪の異常検出部によりいずれの電力系統にも異常がないとき前記主電源から前記左右輪のアクチュエータ制御装置にそれぞれ電力を供給し、
前記左右輪の異常検出部における一方の異常検出部から前記左右輪の異常検出部における他方の異常検出部に異常検出情報が与えられると、異常がある電力系統に代えて、前記副電源から、前記一方の異常検出部を備えるアクチュエータ制御装置に電力を供給するステアリングシステム。
A steering system provided in a vehicle,
A first steering device that steers the left and right front wheels of the vehicle in accordance with a steering amount command output from the steering command device;
A second steering device that individually steers one or both of the front and rear wheels by driving a steering actuator provided in the vehicle;
A main power supply and a sub power supply for supplying electric power to the second steering device,
A vehicle information detection unit that detects vehicle information indicating the state of the vehicle,
The second steering device includes left and right wheel actuators that individually control the steering actuators of the other left and right wheels based on the vehicle information including the steering angle of one of the left and right wheels. Equipped with a control device,
The left and right wheel actuator control devices each include a left and right wheel abnormality detection unit that detects whether or not there is an abnormality in each power system supplied from the main power source to each actuator control device. One abnormality detection unit in the detection unit has a mutual monitoring function of mutually providing the abnormality detection information when detecting an abnormality of the corresponding power system to the other abnormality detection unit in the left and right wheel abnormality detection units,
When there is no abnormality in any of the power systems by the abnormality detection unit of the left and right wheels, power is supplied from the main power source to the actuator control device of the left and right wheels, respectively.
When abnormality detection information is given from one abnormality detection unit in the abnormality detection unit of the left and right wheels to the other abnormality detection unit in the abnormality detection unit of the left and right wheels, instead of the power system having the abnormality, from the sub power supply, A steering system that supplies electric power to an actuator control device that includes the one abnormality detection unit.
請求項1に記載のステアリングシステムにおいて、前記第1のステアリング装置は、左右の前記前輪を連動して操舵させるものであり、前記第2のステアリング装置は、前記左右輪を独立して操舵可能であるステアリングシステム。 The steering system according to claim 1, wherein the first steering device is for steering the left and right front wheels in an interlocking manner, and the second steering device is capable of independently steering the left and right wheels. A steering system. 請求項1または請求項2に記載のステアリングシステムにおいて、前記第1および第2のステアリング装置は、同一の車輪である前記前輪の操舵を行うステアリングシステム。 The steering system according to claim 1 or 2, wherein the first and second steering devices steer the front wheels that are the same wheels. 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のステアリングシステムにおいて、前記車両情報は、車速、操舵角、車高、実ヨーレート、実横加速度、アクセル指令値およびブレーキ指令値を含むステアリングシステム。 The steering system according to any one of claims 1 to 3, wherein the vehicle information includes a vehicle speed, a steering angle, a vehicle height, an actual yaw rate, an actual lateral acceleration, an accelerator command value, and a brake command value. .. 請求項1または請求項2に記載のステアリングシステムにおいて、前記第1のステアリング装置と、前記第2のステアリング装置とは、互いに異なる車輪の操舵を行うステアリングシステム。 The steering system according to claim 1 or 2, wherein the first steering device and the second steering device perform steering of wheels different from each other. 請求項5に記載のステアリングシステムにおいて、前記車両情報は、車速、操舵角、実ヨーレート、実横加速度、アクセル指令値およびブレーキ指令値を含むステアリングシステム。 The steering system according to claim 5, wherein the vehicle information includes a vehicle speed, a steering angle , an actual yaw rate, an actual lateral acceleration, an accelerator command value, and a brake command value. 請求項1または請求項2に記載のステアリングシステムにおいて、前記第2のステアリング装置を二つ備え、
一方の前記第2のステアリング装置と、前記第1のステアリング装置とは、同一の車輪の操舵を行い、
他方の前記第2のステアリング装置と、前記第1のステアリング装置とは、互いに異なる車輪の操舵を行うステアリングシステム。
The steering system according to claim 1 or 2, further comprising two of the second steering devices,
One of the second steering device and the first steering device performs steering of the same wheel,
A steering system in which the other second steering device and the first steering device perform steering of different wheels.
請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載のステアリングシステムにおいて、前記左右輪のアクチュエータ制御装置は、一方の異常検出部から他方の異常検出部に異常検出情報が与えられると、前記副電源から、前記一方の異常検出部を備えるアクチュエータ制御装置に電力を供給して前記操舵用アクチュエータの制御を継続するステアリングシステム。 The steering system according to any one of claims 1 to 7, wherein the actuator control device for the left and right wheels receives the abnormality detection information from one abnormality detection unit to the other abnormality detection unit. A steering system in which electric power is supplied from a power source to an actuator control device including the one abnormality detection unit to continue control of the steering actuator. 請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載のステアリングシステムにおいて、前記左右輪のアクチュエータ制御装置は、一方の異常検出部から他方の異常検出部に異常検出情報が与えられると、左右輪のトー角を定められた基準値に戻すように前記各操舵用アクチュエータを制御するステアリングシステム。 The steering system according to any one of claims 1 to 7, wherein the actuator control device for the left and right wheels receives the abnormality detection information from one abnormality detection unit to the other abnormality detection unit. Steering system for controlling the steering actuators so that the toe angle of the steering wheel is returned to a predetermined reference value. 請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載のステアリングシステムにおいて、前記副電源として、二次電池、キャパシタまたはコンデンサを使用するステアリングシステム。 The steering system according to any one of claims 1 to 9, wherein a secondary battery, a capacitor, or a capacitor is used as the sub power source. 請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載のステアリングシステムにおいて、前記第2のステアリング装置として、
車輪を支持するハブベアリングを有するハブユニット本体と、
懸架装置の足回りフレーム部品に設けられ、前記ハブユニット本体を上下方向に延びる転舵軸心回りに回転自在に支持するユニット支持部材と
前記ハブユニット本体を前記転舵軸心回りに回転駆動させる操舵用アクチュエータを備える、操舵機能付ハブユニットを使用するステアリングシステム。
The steering system according to any one of claims 1 to 10, wherein the second steering device is:
A hub unit main body having a hub bearing for supporting wheels,
A unit support member provided on a suspension frame part of a suspension device for rotatably supporting the hub unit body around a steering axis extending in the vertical direction, and rotating the hub unit body around the steering axis. A steering system that uses a hub unit with a steering function that includes a steering actuator.
請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載のステアリングシステムを備えた車両。 A vehicle provided with the steering system according to any one of claims 1 to 11.
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