JP2024020770A - steering system - Google Patents

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克幸 佐野
Katsuyuki Sano
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Toyota Motor Corp
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Abstract

To provide a steering system capable of suppressing the decline in driving performance even when an abnormality occurs in one of the left and right steering devices.SOLUTION: A steering system of the invention comprises a left steering device 2A steering a left steering wheel 11, a right steering device 2B steering a right steering wheel 12 independently of the left steering device 2A, a left steering controller 3A controlling the left steering device 2A and a right steering controller 3B controlling the right steering device 2B. The left steering controller 3A can detect an abnormality of the right steering controller 3B and when it detects the abnormality of the right steering controller 3B, it executes the right shutdown control to shut off the supply of control current to the right steering device 2B. The right steering controller 3B can detect an abnormality of the left steering controller 3A and when it detects the abnormality of the left steering controller 3A, it executes the left shutdown control to shut off the supply of control current to the left steering device 2A.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、単輪独立転舵型のステアリングシステムに関する。 The present invention relates to a single-wheel independent steering type steering system.

単輪独立転舵型のステアリングシステムは、左右の車輪をそれぞれ独立に転舵するシステムである。このステアリングシステムでは、手動運転における操作部材の操作量又は自動運転における指令値に基づいて、左転舵輪を転舵する左転舵装置と右転舵輪を転舵する右転舵装置とが制御される。単輪独立転舵型のステアリングシステムは、操作部材と転舵装置とが機械的に連結されていないステアバイワイヤシステムである。例えば特開2018-58512号公報には、上位制御装置と左右の何れかの転舵制御装置との間で通信異常が発生した場合、通信異常となった転舵制御装置に対応する転舵輪の転舵角を中立位置に制御する車両用操舵装置が開示されている。 A single-wheel independent steering type steering system is a system that steers the left and right wheels independently. In this steering system, the left steering device that steers the left steered wheels and the right steering device that steers the right steered wheels are controlled based on the operation amount of the operating member in manual driving or the command value in automatic driving. Ru. A single-wheel independent steering type steering system is a steer-by-wire system in which an operating member and a steering device are not mechanically connected. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-58512 states that when a communication abnormality occurs between a host control device and either the left or right steering control device, the steering wheel corresponding to the steering control device that has experienced the communication abnormality is A vehicle steering device that controls a steering angle to a neutral position is disclosed.

特開2018-58512号公報JP 2018-58512 Publication

しかしながら、上記装置では、一方の車輪が中立位置に保持されることで、旋回時の旋回抵抗が増大し、最小旋回半径の増大等が発生し、直進性能や旋回性能を含む走行性能の維持の面で改善の余地がある。
本発明の目的は、左右の転舵装置の一方に異常が発生した場合でも、走行性能の低下を抑制することができるステアリングシステムを提供することである。
However, with the above device, one wheel is held in the neutral position, which increases the turning resistance when turning, increases the minimum turning radius, etc., and makes it difficult to maintain driving performance, including straight-line performance and turning performance. There is room for improvement in this respect.
An object of the present invention is to provide a steering system that can suppress a decrease in driving performance even when an abnormality occurs in one of the left and right steering devices.

本発明のステアリングシステムは、左転舵輪を転舵する左転舵装置と、前記左転舵装置とは独立して右転舵輪を転舵する右転舵装置と、前記左転舵装置を制御する左転舵コントローラと、前記右転舵装置を制御する右転舵コントローラと、を備える単輪独立転舵型のステアリングシステムであって、前記左転舵コントローラは、前記右転舵コントローラの異常を検出可能に構成され、前記右転舵コントローラの異常を検出した場合、前記右転舵装置への制御電流の供給を遮断する右遮断制御を実行し、前記右転舵コントローラは、前記左転舵コントローラの異常を検出可能に構成され、前記左転舵コントローラの異常を検出した場合、前記左転舵装置への制御電流の供給を遮断する左遮断制御を実行する。 The steering system of the present invention includes a left steering device that steers a left steered wheel, a right steering device that steers a right steered wheel independently of the left steering device, and a right steering device that controls the left steering device. A single-wheel independent steering type steering system comprising: a left steering controller that controls the right steering controller; and a right steering controller that controls the right steering device; If an abnormality in the right steering controller is detected, the right steering controller executes right cutoff control to cut off the supply of control current to the right steering device, and the right steering controller The controller is configured to be able to detect an abnormality in the rudder controller, and when an abnormality in the left steering controller is detected, a left cutoff control is executed to cut off the supply of control current to the left steering device.

本発明によれば、一方のコントローラに異常が発生した場合、他方のコントローラにより、一方のコントローラの制御対象である転舵装置への制御電流の供給が遮断される。これにより、異常なコントローラに対応する転舵輪には、制御電流が供給されず、当該転舵輪は、従動輪と同様のフリーな状態となる。異常検出後にフリー状態となった転舵輪は、セルフアライニングトルクにより、正常な転舵輪すなわち制御された転舵輪により確保された進行方向に従う。このため、走行抵抗が最小限に抑制され、走行性能(直進/旋回性能)の低下が抑制される。 According to the present invention, when an abnormality occurs in one controller, the other controller cuts off the supply of control current to the steering device that is controlled by the one controller. As a result, the control current is not supplied to the steered wheel corresponding to the abnormal controller, and the steered wheel becomes in a free state similar to the driven wheel. The steered wheels that have become free after the abnormality is detected follow the traveling direction ensured by the normal steered wheels, that is, the controlled steered wheels, due to self-aligning torque. Therefore, running resistance is suppressed to a minimum, and deterioration of running performance (straight running/turning performance) is suppressed.

本実施形態のステアリングシステムの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a steering system according to the present embodiment. 本実施形態の右転舵装置の構成を示す斜視図である。It is a perspective view showing the composition of the right steering device of this embodiment. 本実施形態の転舵コントローラの構成図である。It is a block diagram of the steering controller of this embodiment. 本実施形態の制御の流れの一例を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating an example of the flow of control according to the present embodiment. キングピンオフセットを説明するための概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining kingpin offset. キャスタトレールを説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for explaining a caster trail.

以下、本発明を実施するための形態として、本発明の一実施形態であるステアリングシステム1を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記実施例の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, as a mode for carrying out the present invention, a steering system 1 which is an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition to the following embodiments, the present invention can be implemented in various forms with various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.

本実施形態のステアリングシステム1は、単輪独立転舵型(左右独立転舵型)で且つステアバイワイヤ型のステアリングシステムである。図1に示すように、ステアリングシステム1は、左転舵装置2Aと、右転舵装置2Bと、左転舵コントローラ3Aと、右転舵コントローラ3Bと、操作装置4と、反力コントローラ5と、を備えている。ステアリングシステム1は、左転舵装置2A及び右転舵装置2Bと操作装置4とが機械的に連結されていないステアバイワイヤ型のステアリングシステムである。 The steering system 1 of this embodiment is a single-wheel independent steering type (left and right independent steering type) and a steer-by-wire type steering system. As shown in FIG. 1, the steering system 1 includes a left steering device 2A, a right steering device 2B, a left steering controller 3A, a right steering controller 3B, an operating device 4, and a reaction force controller 5. , is equipped with. The steering system 1 is a steer-by-wire type steering system in which the left steering device 2A and the right steering device 2B and the operating device 4 are not mechanically connected.

車両内の通信は、CAN(car area network or controllable area network)100を用いて行われる。図面において、一部の通信線の表示は省略されている。本実施形態において、転舵輪は前輪11、12であり、左転舵輪が左前輪11であり、右転舵輪が右前輪12である。左転舵装置2Aは、左前輪11を転舵する装置である。右転舵装置2Bは、左転舵装置2Aとは独立して右前輪12を転舵する装置である。左転舵装置2Aと右転舵装置2Bとは、同じ構成であるため、右転舵装置2Bの構成を説明し、左転舵装置2Aの構成の説明を省略する。 Communication within the vehicle is performed using a CAN (car area network or controllable area network) 100. In the drawings, some communication lines are omitted. In this embodiment, the steered wheels are the front wheels 11 and 12, the left steered wheel is the left front wheel 11, and the right steered wheel is the right front wheel 12. The left steering device 2A is a device that steers the left front wheel 11. The right steering device 2B is a device that steers the right front wheel 12 independently of the left steering device 2A. Since the left steering device 2A and the right steering device 2B have the same configuration, the configuration of the right steering device 2B will be explained, and the description of the configuration of the left steering device 2A will be omitted.

(転舵装置)
図2に示すように、右転舵装置2Bは、ステアリングナックル21と、転舵アクチュエータ22と、タイロッド23と、を備えている。ステアリングナックル21は、右前輪12を回転可能に保持する部材である。ステアリングナックル21は、後述するインホイールモータユニット7のハウジングである。
(Steering device)
As shown in FIG. 2, the right steering device 2B includes a steering knuckle 21, a steering actuator 22, and a tie rod 23. The steering knuckle 21 is a member that rotatably holds the right front wheel 12. The steering knuckle 21 is a housing of an in-wheel motor unit 7, which will be described later.

転舵アクチュエータ22は、ロアアーム91の基端部側の部位に設置されている。転舵アクチュエータ22は、転舵モータ221と、減速機222と、アクチュエータアーム223と、回転角センサ224と、を備えている。転舵モータ221は、駆動源としての電動モータである。転舵モータ221は、例えば、ブラシレスDCモータである。 The steering actuator 22 is installed at a portion on the base end side of the lower arm 91. The steering actuator 22 includes a steering motor 221, a reduction gear 222, an actuator arm 223, and a rotation angle sensor 224. The steering motor 221 is an electric motor serving as a drive source. The steering motor 221 is, for example, a brushless DC motor.

減速機222は、転舵モータ221の回転を減速するギヤ装置である。アクチュエータアーム223は、減速機222を介した転舵モータ221の回転により回動するアーム部材である。アクチュエータアーム223は、ピットマンアームとして機能する。タイロッド23は、ステアリングナックル21に設けられたナックルアーム211と転舵アクチュエータ22のアクチュエータアーム223とを接続する部材である。タイロッド23の一端部はボールジョイント231を介してアクチュエータアーム223に連結され、タイロッド23の他端部はボールジョイント232を介してナックルアーム211に連結されている。 The reducer 222 is a gear device that reduces the rotation of the steering motor 221. The actuator arm 223 is an arm member that rotates by rotation of the steering motor 221 via the reducer 222. Actuator arm 223 functions as a pitman arm. The tie rod 23 is a member that connects the knuckle arm 211 provided on the steering knuckle 21 and the actuator arm 223 of the steering actuator 22. One end of the tie rod 23 is connected to the actuator arm 223 via a ball joint 231, and the other end of the tie rod 23 is connected to the knuckle arm 211 via a ball joint 232.

回転角センサ224は、転舵モータ221の回転角を検出する。転舵モータ221の回転角と、右前輪12の転舵角との間には、特定の関係性がある。このため、各コントローラは、転舵モータ221の回転角に基づいて、転舵モータ221に対応する車輪の転舵角を演算することができる。転舵輪の転舵角が路面外乱により変化した場合、対応する回転角センサ224の検出結果も連動して変化する。路面外乱は、車輪11~14が路面から受ける外力であって、例えば、タイヤが道路の小穴に入ったり、石等を踏んだり、凹凸路を走行すること等により生じる。 The rotation angle sensor 224 detects the rotation angle of the steering motor 221. There is a specific relationship between the rotation angle of the steering motor 221 and the steering angle of the right front wheel 12. Therefore, each controller can calculate the steering angle of the wheel corresponding to the steering motor 221 based on the rotation angle of the steering motor 221. When the steered angle of the steered wheels changes due to road surface disturbance, the detection result of the corresponding rotation angle sensor 224 also changes accordingly. Road surface disturbance is an external force that the wheels 11 to 14 receive from the road surface, and is caused, for example, by a tire entering a small hole in the road, stepping on a stone, etc., or driving on an uneven road.

左転舵装置2Aの回転角センサ224は左前輪11の転舵角を検出する左転舵角センサに相当し、右転舵装置2Bの回転角センサ224は右前輪12の転舵角を検出する右転舵角センサに相当する。以下、左転舵装置2Aの回転角センサ224を「左転舵角センサ224」とも称し、右転舵装置2Bの回転角センサ224を「右転舵角センサ224」とも称する。 The rotation angle sensor 224 of the left steering device 2A corresponds to a left steering angle sensor that detects the steering angle of the left front wheel 11, and the rotation angle sensor 224 of the right steering device 2B detects the steering angle of the right front wheel 12. Corresponds to the right steering angle sensor. Hereinafter, the rotation angle sensor 224 of the left steering device 2A will also be referred to as the "left steering angle sensor 224", and the rotation angle sensor 224 of the right steering device 2B will also be referred to as the "right steering angle sensor 224".

前輪11、12のサスペンション装置9は、それぞれ、ロアアーム91と、ステアリングナックル21と、ショックアブソーバ92と、サスペンションスプリング93と、を含んで構成されている。サスペンション装置9は、例えばマクファーソンストラット式のサスペンション装置である。ロアアーム91は、Lアームであって、2つに分かれた基端部において、それぞれブッシュを介して回動可能に車体のサイドメンバー(図示略)に支持されている。ステアリングナックル21は、ボールジョイント911を介して、ロアアーム91の先端部に回動可能に連結されている。ショックアブソーバ92は、下端部がステアリングナックル21に固定的に支持され、上端部がアッパーサポート94を介して車体に回転可能に支持された部材である。サスペンションスプリング93は、上端部がアッパーサポート94を介して車体に回転可能に支持され、下端部がショックアブソーバ92に設けられたロアサポート95に支持された部材である。 The suspension devices 9 for the front wheels 11 and 12 each include a lower arm 91, a steering knuckle 21, a shock absorber 92, and a suspension spring 93. The suspension device 9 is, for example, a MacPherson strut type suspension device. The lower arm 91 is an L arm, and the base end portions of the lower arm 91 are each rotatably supported by a side member (not shown) of the vehicle body via a bush. The steering knuckle 21 is rotatably connected to the tip of the lower arm 91 via a ball joint 911. The shock absorber 92 is a member whose lower end is fixedly supported by the steering knuckle 21 and whose upper end is rotatably supported by the vehicle body via an upper support 94. The suspension spring 93 is a member whose upper end is rotatably supported by the vehicle body via an upper support 94 and whose lower end is supported by a lower support 95 provided on the shock absorber 92.

車両には、各種センサ、例えば、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ61、各車輪11、12、13、14の車輪速度を検出する車輪速度センサ62、及び横加速度を検出する横加速度センサ63等が搭載されている。各車輪11~14の車輪速度に基づいて車速が演算されるため、車両には車速を検出する車速センサが搭載されているといえる。車両には、その他、図示しない複数のセンサ、例えば前後加速度センサ等が搭載されている。 The vehicle includes various sensors, such as a yaw rate sensor 61 that detects the yaw rate of the vehicle, a wheel speed sensor 62 that detects the wheel speed of each wheel 11, 12, 13, and 14, and a lateral acceleration sensor 63 that detects lateral acceleration. is installed. Since the vehicle speed is calculated based on the wheel speed of each wheel 11 to 14, it can be said that the vehicle is equipped with a vehicle speed sensor that detects the vehicle speed. The vehicle is also equipped with a plurality of sensors (not shown), such as a longitudinal acceleration sensor, etc.

本実施形態において、車両には、駆動装置として、転舵輪である前輪11、12には、インホイールモータユニット7が搭載されている。インホイールモータユニット7は、ハウジングとして機能するステアリングナックル21と、駆動モータ71と、減速機72と、アクスルハブ(図示略)と、を備えている。駆動モータ71は、ステアリングナックル21に内蔵された電動モータである。減速機72は、駆動モータ71の回転を減速するギヤ装置である。アクスルハブは、車輪のホイールに取り付けられている。インホイールモータユニット7は、車輪のホイールのリムの内側に配置されている。各インホイールモータユニット7は、駆動ECU(図示略)により制御される。 In this embodiment, the vehicle is equipped with an in-wheel motor unit 7 as a drive device on front wheels 11 and 12, which are steered wheels. The in-wheel motor unit 7 includes a steering knuckle 21 that functions as a housing, a drive motor 71, a reduction gear 72, and an axle hub (not shown). The drive motor 71 is an electric motor built into the steering knuckle 21. The reducer 72 is a gear device that reduces the rotation of the drive motor 71. The axle hub is attached to the wheel of the wheel. The in-wheel motor unit 7 is arranged inside the rim of the wheel. Each in-wheel motor unit 7 is controlled by a drive ECU (not shown).

(操作装置)
操作装置4は、ステアバイワイヤ型のステアリングシステムにおける一般的な構造を有するものである。図1に示すように、操作装置4は、ステアリングホイール41と、ステアリングセンサ42と、反力付与装置43と、を備えている。ステアリングホイール41は、運転者により操舵操作される操作部材である。
(operating device)
The operating device 4 has a general structure in a steer-by-wire type steering system. As shown in FIG. 1, the operating device 4 includes a steering wheel 41, a steering sensor 42, and a reaction force applying device 43. The steering wheel 41 is an operating member that is steered by the driver.

ステアリングセンサ42は、ステアリングホイール41の操作位置又は操作量として、ステアリングホイール41の回転角である操作角を検出するセンサである。例えば、車両の直進状態においてステアリングホイール41がとる位置を中立位置とした場合に、その中立位置からの左右方向それぞれへの回転角が、ステアリングホイール41の操作角である。 The steering sensor 42 is a sensor that detects an operating angle, which is a rotation angle of the steering wheel 41, as the operating position or operating amount of the steering wheel 41. For example, when the position of the steering wheel 41 when the vehicle is traveling straight is defined as a neutral position, the rotation angle in each of the left and right directions from the neutral position is the operation angle of the steering wheel 41.

反力付与装置43は、ステアリングホイール41に反力(操作に対する反力)を付与する装置である。反力付与装置43は、力源としての電動モータである反力モータ431と、反力モータ431の力をステアリングホイール41に伝達するための減速機432と、操作トルクセンサ433と、を含んでいる。操作トルクセンサ433は、図示しないが、ステアリングシャフトに組み込まれたトーションバーの捩じれ量に基づいて、運転者によってステアリングホイール41に加えられる操作力としての操作トルクを検出する。ステアリングセンサ42及び/操作トルクセンサ433は、ステアリングホイール41の操作量(操作に関する値)を検出する操作量センサといえる。本実施形態では、説明上、ステアリングセンサ42の検出結果を、ステアリングホイール41の操作量とする。 The reaction force applying device 43 is a device that applies a reaction force (reaction force to an operation) to the steering wheel 41. The reaction force applying device 43 includes a reaction force motor 431 which is an electric motor as a force source, a reduction gear 432 for transmitting the force of the reaction force motor 431 to the steering wheel 41, and an operation torque sensor 433. There is. Although not shown, the operating torque sensor 433 detects operating torque as an operating force applied to the steering wheel 41 by the driver based on the amount of twist of a torsion bar incorporated in the steering shaft. The steering sensor 42 and/or the operation torque sensor 433 can be said to be operation amount sensors that detect the operation amount (value related to operation) of the steering wheel 41. In this embodiment, for the sake of explanation, the detection result of the steering sensor 42 is assumed to be the operation amount of the steering wheel 41.

反力コントローラ5は、1つ以上のプロセッサ51と1つ以上のメモリ52を備えた電子制御ユニット(ECU)である。反力コントローラ5は、後述する左転舵コントローラ3A及び右転舵コントローラ3Bと同様の構成を有している。反力コントローラ5は、ステアリングセンサ42の検出結果と車速とに基づいて、目標反力を演算する。反力コントローラ5は、目標反力に基づいて、反力モータ431を制御する。換言すると、反力コントローラ5は、目標反力に基づいて、反力モータ431に制御電流を供給する。 The reaction force controller 5 is an electronic control unit (ECU) including one or more processors 51 and one or more memories 52. The reaction force controller 5 has the same configuration as a left steering controller 3A and a right steering controller 3B, which will be described later. The reaction force controller 5 calculates a target reaction force based on the detection result of the steering sensor 42 and the vehicle speed. The reaction force controller 5 controls the reaction force motor 431 based on the target reaction force. In other words, the reaction force controller 5 supplies a control current to the reaction force motor 431 based on the target reaction force.

(転舵コントローラ)
左転舵コントローラ3A及び右転舵コントローラ3B(以下「転舵コントローラ3A、3B」ともいう)は、それぞれ、1つ以上のプロセッサ31aと1つ以上のメモリ31bを備えた電子制御ユニット(ECU)である。左転舵コントローラ3A、右転舵コントローラ3B、及び反力コントローラ5(以下「コントローラ3A、3B、5」ともいう)は、CAN100を介して互いに通信可能に接続されている。各コントローラ3A、3B、5は、各種センサ61、62、63、224、42から検出結果を取得する。
(Steering controller)
The left steering controller 3A and the right steering controller 3B (hereinafter also referred to as "steering controllers 3A, 3B") are electronic control units (ECUs) each including one or more processors 31a and one or more memories 31b. It is. The left steering controller 3A, the right steering controller 3B, and the reaction force controller 5 (hereinafter also referred to as "controllers 3A, 3B, 5") are communicably connected to each other via the CAN 100. Each controller 3A, 3B, 5 obtains detection results from various sensors 61, 62, 63, 224, 42.

図3に示すように、各転舵コントローラ3A、3Bは、主に、電源回路30と、MCU31と、モータ駆動回路32と、入出力保護回路33と、入力変換回路34と、点検用回路35と、を備えている。電源回路30は、例えば、主電源(例えばバッテリ)とバックアップ電源とにより冗長化された電源8に接続されている。電源8は、例えば、駆動系電源、DC-DCコンバータ、バッテリ、及びバックアップ電源等を備えている。なお、電源8は、バッテリを含んで構成されればよい。 As shown in FIG. 3, each steering controller 3A, 3B mainly includes a power supply circuit 30, an MCU 31, a motor drive circuit 32, an input/output protection circuit 33, an input conversion circuit 34, and an inspection circuit 35. It is equipped with. The power supply circuit 30 is connected to a power supply 8 made redundant by, for example, a main power supply (for example, a battery) and a backup power supply. The power source 8 includes, for example, a drive system power source, a DC-DC converter, a battery, a backup power source, and the like. Note that the power source 8 may be configured to include a battery.

電源8は、例えば、各コントローラ3A、3B、5に個別に電源供給するように構成されている。電源8と各電源回路30との間は、例えばシステムスイッチ81の作動により、イグニッション(キースイッチ)がオンされると接続され、オフされると遮断されるように構成されている。システムスイッチ81は、オンオフ(接続/遮断)の切り替え可能なスイッチ手段の一例である。 The power supply 8 is configured, for example, to individually supply power to each of the controllers 3A, 3B, and 5. The power supply 8 and each power supply circuit 30 are configured to be connected when the ignition (key switch) is turned on and disconnected when the ignition (key switch) is turned off, for example, by operating a system switch 81. The system switch 81 is an example of a switching device that can be turned on and off (connection/cutoff).

MCU31は、プロセッサ31aにより各種演算を実行するマイクロコントローラユニットである。MCU31は、各種センサ又は指令値に基づいて、モータ駆動回路32を制御する。モータ駆動回路32は、MCU31の制御に応じて、制御電流を制御対象の転舵モータ221に供給する。MCU31及びモータ駆動回路32により、転舵モータ221の回転角及び回転数が制御される。入出力保護回路33は、主にMCU31とCAN100との通信において、MCU31を保護するための回路である。入力変換回路34は、各種センサからの入力信号をMCUに合った信号に変換する回路である。 The MCU 31 is a microcontroller unit that executes various calculations using a processor 31a. The MCU 31 controls the motor drive circuit 32 based on various sensors or command values. The motor drive circuit 32 supplies a control current to the steering motor 221 to be controlled in accordance with the control of the MCU 31 . The MCU 31 and the motor drive circuit 32 control the rotation angle and rotation speed of the steering motor 221. The input/output protection circuit 33 is a circuit for protecting the MCU 31 mainly during communication between the MCU 31 and the CAN 100. The input conversion circuit 34 is a circuit that converts input signals from various sensors into signals suitable for the MCU.

点検用回路35は、電源8に接続された回路であって、例えば、イグニッションのオンにより規定の電圧がコントローラに印加されているか否かを点検するための回路である。点検用回路35は、例えば、イグニッションのオンによりオンとなりイグニッションのオフによりオフとなるリレースイッチと、リレースイッチがオンされた状態でコントローラに印加される電圧を検出する電圧計と、を備えている。リレースイッチは、オンオフ(接続/遮断)の切り替え可能なスイッチ手段の一例である。MCU31は、点検用回路35の検出結果(電圧値)に基づいて、イグニッションがオンされ且つコントローラが電源8と接続されているか否かを判定する。例えば、MCU31は、点検用回路35の検出結果が閾電圧未満(リレースイッチのオフによる未検出状態を含む)である場合、起動・動作しないように構成されている。 The inspection circuit 35 is a circuit connected to the power source 8, and is a circuit for inspecting, for example, whether a specified voltage is being applied to the controller when the ignition is turned on. The inspection circuit 35 includes, for example, a relay switch that is turned on when the ignition is turned on and turned off when the ignition is turned off, and a voltmeter that detects the voltage applied to the controller when the relay switch is turned on. . A relay switch is an example of a switching device that can be turned on and off (connection/cutoff). The MCU 31 determines whether the ignition is turned on and the controller is connected to the power source 8 based on the detection result (voltage value) of the inspection circuit 35. For example, the MCU 31 is configured not to start or operate if the detection result of the inspection circuit 35 is less than a threshold voltage (including an undetected state due to the relay switch being turned off).

左転舵コントローラ3Aは、ステアリングセンサ42の検出結果に基づいて、左転舵装置2Aを制御する。右転舵コントローラ3Bは、ステアリングセンサ42の検出結果に基づいて、右転舵装置2Bを制御する。各転舵コントローラ3A、3Bは、ステアリングセンサ42の検出結果に基づいて、目標転舵角を演算し、目標転舵角に基づいて目標制御電流を演算する。各転舵コントローラ3A、3Bは、目標制御電流に基づいて、対応する転舵装置(左転舵装置2A又は右転舵装置2B)の転舵モータ221に制御電流を供給する。 The left steering controller 3A controls the left steering device 2A based on the detection result of the steering sensor 42. The right steering controller 3B controls the right steering device 2B based on the detection result of the steering sensor 42. Each steering controller 3A, 3B calculates a target steering angle based on the detection result of the steering sensor 42, and calculates a target control current based on the target steering angle. Each steering controller 3A, 3B supplies a control current to the steering motor 221 of the corresponding steering device (left steering device 2A or right steering device 2B) based on the target control current.

より詳細に、各転舵コントローラ3A、3Bは、各種センサから取得した車速情報、転舵角情報、及びステアリングの操作量情報に基づいて、車両の目標ヨーレートを演算する。各転舵コントローラ3A、3Bは、ヨーレートセンサ61の検出結果が目標ヨーレートに近づくように、目標転舵角を演算する。なお、目標転舵角の演算において、横加速度センサ63の検出結果を利用してもよい。 More specifically, each steering controller 3A, 3B calculates a target yaw rate of the vehicle based on vehicle speed information, steering angle information, and steering operation amount information acquired from various sensors. Each steering controller 3A, 3B calculates a target steering angle so that the detection result of the yaw rate sensor 61 approaches the target yaw rate. Note that the detection result of the lateral acceleration sensor 63 may be used in calculating the target steering angle.

左転舵コントローラ3Aは、右転舵コントローラ3B及び反力コントローラ5の異常を検出可能に構成されている。右転舵コントローラ3Bは、左転舵コントローラ3A及び反力コントローラ5の異常を検出可能に構成されている。反力コントローラ5は、左転舵コントローラ3A及び右転舵コントローラ3Bの異常を検出可能に構成されている。このように、各コントローラ3A、3B、5は、自身以外のコントローラの異常を検出可能に構成されている。 The left steering controller 3A is configured to be able to detect abnormalities in the right steering controller 3B and the reaction force controller 5. The right steering controller 3B is configured to be able to detect abnormalities in the left steering controller 3A and the reaction force controller 5. The reaction force controller 5 is configured to be able to detect abnormalities in the left steering controller 3A and the right steering controller 3B. In this way, each of the controllers 3A, 3B, and 5 is configured to be able to detect an abnormality in a controller other than itself.

具体的には、各コントローラ3A、3B、5は、ステアリングセンサ42の検出結果に基づいて、両転舵輪の目標転舵角、すなわち左前輪11の目標転舵角及び右前輪12の目標転舵角を演算する。各コントローラ3A、3B、5は、互いに演算結果を比較し、比較結果に基づいて他のコントローラの異常の有無を判定する。 Specifically, each controller 3A, 3B, and 5 sets the target steering angle of both steered wheels, that is, the target steering angle of the left front wheel 11 and the target steering angle of the right front wheel 12, based on the detection result of the steering sensor 42. Calculate angles. Each of the controllers 3A, 3B, and 5 compares the calculation results with each other, and determines whether or not there is an abnormality in the other controller based on the comparison result.

例えば、各コントローラ3A、3B、5は、1つのコントローラの演算結果だけが、他のコントローラの演算結果に対して大きく差がある場合(差が所定の閾値Xより大きい場合)、当該1つのコントローラを異常と判定するように構成されてもよい。この場合、例えば、第1のコントローラが演算した左前輪11の目標転舵角が0度であり、第2、第3のコントローラが演算した左前輪11の目標転舵角が10度であった場合、第2、第3のコントローラは、第1のコントローラを異常と判定する(0度<閾値X<10度)。 For example, in each of the controllers 3A, 3B, and 5, if the calculation result of only one controller is significantly different from the calculation result of other controllers (if the difference is larger than a predetermined threshold X), the controller 3A, 3B, and 5 may be configured to determine that the error is abnormal. In this case, for example, the target steering angle of the left front wheel 11 calculated by the first controller is 0 degrees, and the target steering angle of the left front wheel 11 calculated by the second and third controllers is 10 degrees. In this case, the second and third controllers determine that the first controller is abnormal (0 degrees < threshold value X < 10 degrees).

また、各コントローラ3A、3B、5は、例えば、予め設定された「ステアリングホイール41の操作量」と「目標転舵角の想定演算範囲」との関係に基づいて、操作量に対する目標転舵角の想定演算範囲を決定し、想定演算範囲外の演算結果を出したコントローラを異常と判定するように構成されてもよい。また、各コントローラ3A、3B、5は、相互に定期的に信号を出力するように構成され、例えば一定期間、当該信号の出力がないコントローラを異常と判定してもよい。このように、各コントローラ3A、3B、5は、互いに同じ演算を実施し、互いに演算結果や信号を監視することで、コントローラの異常の有無を判定する。 Further, each controller 3A, 3B, and 5 calculates the target turning angle relative to the operation amount, for example, based on the relationship between the preset "operation amount of the steering wheel 41" and the "estimated calculation range of the target turning angle." The controller may be configured to determine an assumed calculation range, and determine that a controller that produces a calculation result outside the assumed calculation range is abnormal. Further, each of the controllers 3A, 3B, and 5 is configured to periodically output signals to each other, and for example, a controller that does not output the signal for a certain period of time may be determined to be abnormal. In this way, each of the controllers 3A, 3B, and 5 executes the same calculation and monitors each other's calculation results and signals to determine whether or not there is an abnormality in the controller.

コントローラの異常は、例えば、電源系統の異常、通信系(CAN100等)の異常、コントローラ内部の断線、又は演算不良等により発生する。例えば、演算結果が異常であったり、演算結果が他のコントローラに届かなかったり、演算自体が実施されていなかったり等により、一のコントローラの異常を他のコントローラが検出することができる。 An abnormality in the controller occurs due to, for example, an abnormality in the power supply system, an abnormality in the communication system (such as CAN 100), a disconnection inside the controller, or a malfunction in calculation. For example, an abnormality in one controller can be detected by another controller because the calculation result is abnormal, the calculation result does not reach another controller, or the calculation itself is not performed.

(遮断制御)
左転舵コントローラ3Aは、右転舵コントローラ3Bの異常を検出した場合、右転舵装置2Bへの制御電流の供給を遮断する右遮断制御を実行する。右遮断制御は、右転舵装置2Bの転舵モータ221への電力供給を遮断する制御である。右遮断制御は、例えば、右転舵コントローラ3Bと電源8との間のシステムスイッチ81を強制的にオフにする制御であってもよい。また、右遮断制御は、右転舵コントローラ3Bの点検用回路35のリレースイッチを強制的にオフにする制御であってもよい。点検用回路35のリレースイッチに印加されている電圧はシステムスイッチ81に印加されている電圧よりも小さいため、点検用回路35に対するオンオフ制御は比較的容易に実行できる。
(Shutoff control)
When the left steering controller 3A detects an abnormality in the right steering controller 3B, it executes right cutoff control to cut off the supply of control current to the right steering device 2B. The right cutoff control is a control that cuts off the power supply to the steering motor 221 of the right steering device 2B. The right cutoff control may be, for example, a control that forcibly turns off the system switch 81 between the right steering controller 3B and the power source 8. Further, the right cutoff control may be a control that forcibly turns off the relay switch of the inspection circuit 35 of the right steering controller 3B. Since the voltage applied to the relay switch of the inspection circuit 35 is lower than the voltage applied to the system switch 81, on/off control of the inspection circuit 35 can be executed relatively easily.

右遮断制御は、イグニッションがオンの状態であっても、右転舵コントローラ3B及び右転舵装置2Bへの電力供給を遮断する制御であるといえる。このように、左転舵コントローラ3Aは、右転舵コントローラ3Bの異常を検出した場合、右遮断制御の実行により、右転舵装置2Bの転舵モータ221を無通電状態(無制御状態)にし、右前輪12をフリー状態にする。右遮断制御は、左転舵コントローラ3Aの作動(左転舵コントローラ3Aによる左転舵装置2Aの制御)を禁止(停止)する制御ともいえる。 The right cutoff control can be said to be a control that cuts off the power supply to the right steering controller 3B and the right steering device 2B even when the ignition is on. In this way, when the left steering controller 3A detects an abnormality in the right steering controller 3B, the steering motor 221 of the right steering device 2B is placed in a non-energized state (uncontrolled state) by executing the right cutoff control. , the right front wheel 12 is brought into a free state. The right cutoff control can also be said to be control that prohibits (stops) the operation of the left steering controller 3A (control of the left steering device 2A by the left steering controller 3A).

同様に、右転舵コントローラ3Bは、左転舵コントローラ3Aの異常を検出した場合、左転舵装置2Aへの制御電流の供給を遮断する左遮断制御を実行する。左遮断制御は、左転舵装置2Aの転舵モータ221への電力供給を遮断する制御である。左遮断制御は、例えば、左転舵コントローラ3Aと電源8との間のシステムスイッチ81を強制的にオフにする制御であってもよいし、左転舵コントローラ3Aの点検用回路35のリレースイッチを強制的にオフにする制御であってもよい。左遮断制御は、イグニッションがオンの状態であっても、左転舵コントローラ3Aへの電力供給を遮断する制御であるといえる。このように、右転舵コントローラ3Bは、左転舵コントローラ3Aの異常を検出した場合、左遮断制御の実行により、左転舵装置2Aの転舵モータ221を無通電状態(無制御状態)にし、左前輪11をフリー状態にする。左遮断制御は、右転舵コントローラ3Bの作動(右転舵コントローラ3Bによる右転舵装置2Bの制御)を禁止(停止)する制御ともいえる。 Similarly, when detecting an abnormality in the left steering controller 3A, the right steering controller 3B executes left cutoff control to cut off the supply of control current to the left steering device 2A. The left cutoff control is a control that cuts off the power supply to the steering motor 221 of the left steering device 2A. The left cutoff control may be, for example, a control that forcibly turns off the system switch 81 between the left steering controller 3A and the power source 8, or a relay switch of the inspection circuit 35 of the left steering controller 3A. It may also be a control that forcibly turns off. The left cutoff control can be said to be a control that cuts off the power supply to the left steering controller 3A even when the ignition is on. In this way, when the right steering controller 3B detects an abnormality in the left steering controller 3A, it puts the steering motor 221 of the left steering device 2A into a non-energized state (uncontrolled state) by executing the left cutoff control. , the left front wheel 11 is brought into a free state. The left cutoff control can also be said to be control that prohibits (stops) the operation of the right steering controller 3B (control of the right steering device 2B by the right steering controller 3B).

反力コントローラ5は、左転舵コントローラ3A及び右転舵コントローラ3Bのうち一方の異常を検出した場合、当該一方のコントローラの制御対象である転舵装置(左転舵装置2A又は右転舵装置2B)への制御電流の供給を遮断する対象遮断制御を実行する。対象遮断制御は、左転舵コントローラ3Aが異常である場合、左遮断制御と同じ制御であり、右転舵コントローラ3Bが異常である場合、右遮断制御と同じ制御である。以下、右遮断制御、左遮断制御、及び対象遮断制御を単に「遮断制御」と称する場合がある。遮断制御は、正常なコントローラが行う制御であって、異常有りと判定されたコントローラの制御対象の転舵輪をフリー状態にする制御といえる。 When the reaction force controller 5 detects an abnormality in one of the left steering controller 3A and the right steering controller 3B, the reaction force controller 5 detects an abnormality in one of the left steering controller 3A and the right steering controller 3B. 2B) Execute target cutoff control to cut off the supply of control current to. The target cutoff control is the same control as the left cutoff control when the left steering controller 3A is abnormal, and the same control as the right cutoff control when the right steering controller 3B is abnormal. Hereinafter, the right cutoff control, the left cutoff control, and the target cutoff control may be simply referred to as "cutoff control." The cutoff control is a control performed by a normal controller, and can be said to be a control in which a steered wheel to be controlled by a controller determined to be abnormal is brought into a free state.

転舵コントローラ3A、3Bの一方が異常である場合、反力コントローラ5と、転舵コントローラ3A、3Bの他方とが、同じ遮断制御を実行することになるが、先に実行された遮断制御が有効に機能することになる。2つのコントローラにより同時に遮断制御が実行されても、当該遮断制御は有効に機能する。もし、どこかの通信ラインが断線している場合でも、少なくとも一方のコントローラの遮断制御が有効に機能することで、異常のコントローラを無通電状態にすることができる。 If one of the steering controllers 3A, 3B is abnormal, the reaction force controller 5 and the other of the steering controllers 3A, 3B will execute the same cutoff control, but the cutoff control executed first will be It will function effectively. Even if the shutdown control is executed simultaneously by two controllers, the shutdown control functions effectively. Even if some communication line is disconnected, the disconnection control of at least one controller functions effectively, so that the abnormal controller can be brought into a non-energized state.

本実施形態によれば、一方のコントローラに異常が発生した場合、他方のコントローラにより、一方のコントローラの制御対象である転舵装置への制御電流の供給が遮断される。これにより、異常なコントローラに対応する転舵輪には、制御電流が供給されず、当該転舵輪は、従動輪と同様のフリーな状態となる。異常検出後にフリー状態となった転舵輪は、セルフアライニングトルクにより、正常な転舵輪すなわち制御された転舵輪により確保された進行方向に従う。このため、走行抵抗が最小限に抑制され、走行性能(直進/旋回性能)の低下が抑制される。 According to this embodiment, when an abnormality occurs in one controller, the other controller cuts off the supply of control current to the steering device that is controlled by the one controller. As a result, the control current is not supplied to the steered wheel corresponding to the abnormal controller, and the steered wheel becomes in a free state similar to the driven wheel. The steered wheels that have become free after the abnormality is detected follow the traveling direction ensured by the normal steered wheels, that is, the controlled steered wheels, due to self-aligning torque. Therefore, running resistance is suppressed to a minimum, and deterioration of running performance (straight running/turning performance) is suppressed.

(遮断制御後の転舵制御)
左転舵コントローラ3Aは、右遮断制御が実行された状態において、手動運転でのステアリングの操作量又は自動運転での指令値(以下「転舵要求値」ともいう)と、左転舵角センサ224の検出結果と、右転舵角センサ224の検出結果とに基づいて、左転舵装置2Aを制御する。右転舵コントローラ3Bは、左遮断制御が実行された状態において、転舵要求値と、左転舵角センサ224の検出結果と、右転舵角センサ224の検出結果とに基づいて、右転舵装置2Bを制御する。両転舵コントローラ3A、3Bで、同様の制御を実行するため、左転舵コントローラ3Aの制御を例に説明する。
(Steering control after cutoff control)
The left steering controller 3A detects the steering operation amount in manual operation or the command value in automatic operation (hereinafter also referred to as "steering request value") and the left steering angle sensor in a state where right cutoff control is executed. 224 and the detection result of the right steering angle sensor 224, the left steering device 2A is controlled. The right steering controller 3B performs right steering based on the steering request value, the detection result of the left steering angle sensor 224, and the detection result of the right steering angle sensor 224 in a state where the left cutoff control is executed. Controls the rudder device 2B. Since the both steering controllers 3A and 3B perform similar control, the control of the left steering controller 3A will be explained as an example.

左転舵コントローラ3Aは、通常時すなわち右遮断制御が実行されていない場合、転舵要求値と左転舵角センサ224の検出結果とに基づいて、左転舵装置2Aを制御する。つまり、通常時、左転舵コントローラ3Aは、左転舵角センサ224の検出結果に基づいて演算した左前輪11の実際の転舵角(以下「実転舵角」ともいう)が、転舵要求値に基づく左前輪11の目標転舵角に近づくように、左転舵装置2Aを制御する。 The left steering controller 3A controls the left steering device 2A based on the steering request value and the detection result of the left steering angle sensor 224 in normal times, that is, when right cutoff control is not being executed. In other words, under normal conditions, the left steering controller 3A determines whether the actual steering angle of the left front wheel 11 (hereinafter also referred to as "actual steering angle") calculated based on the detection result of the left steering angle sensor 224 is The left steering device 2A is controlled so as to approach the target steering angle of the left front wheel 11 based on the requested value.

右遮断制御が実行された状態において、右前輪12は、フリー状態となっており、路面外乱によって、左前輪11に従動している状態の転舵角から変化する可能性がある。左転舵コントローラ3Aは、左転舵角センサ224の検出結果だけでなく、右転舵角センサ224の検出結果も取得し、右前輪12の転舵角の変化を考慮して左前輪11の目標転舵角を演算する。 In the state where the right cutoff control is executed, the right front wheel 12 is in a free state, and there is a possibility that the steering angle changes from the state in which it is driven by the left front wheel 11 due to road surface disturbance. The left steering controller 3A acquires not only the detection result of the left steering angle sensor 224 but also the detection result of the right steering angle sensor 224, and takes into account the change in the steering angle of the right front wheel 12 and adjusts the steering angle of the left front wheel 11. Calculate the target steering angle.

例えば、右遮断制御が実行された状態で車両が直進している際、路面外乱によりフリー状態の右前輪12の転舵角に変化が発生した場合、左転舵コントローラ3Aは、その変化を打ち消すように、すなわち実際のヨーレート(以下「実ヨーレート」ともいう)が目標ヨーレート(直進の場合は0)で維持されるように、制御状態の左前輪11の目標転舵角を変更する。以下、このような、フリー状態の転舵輪の転舵角の変化に基づいて、正常な転舵輪の目標転舵角を演算する制御を「転舵角修正制御」ともいう。 For example, when the vehicle is traveling straight with right cutoff control being executed, if a change occurs in the steering angle of the right front wheel 12 in the free state due to road surface disturbance, the left steering controller 3A cancels the change. In other words, the target turning angle of the left front wheel 11 in the controlled state is changed so that the actual yaw rate (hereinafter also referred to as "actual yaw rate") is maintained at the target yaw rate (0 in the case of straight travel). Hereinafter, such control for calculating the target turning angle of the normally steered wheels based on the change in the steered angle of the steered wheels in the free state will also be referred to as "steered angle correction control".

転舵角修正制御では、例えば直進時、路面外乱により右前輪12の転舵角が0度から右に5度に変化した場合、左転舵コントローラ3Aは、その変化を検出し、実ヨーレートが目標ヨーレートで維持されるように、左前輪11の目標転舵角を0度から左に例えば5度に変更する。これにより、右前輪12の意図せぬ転舵(路面外乱による転舵要求値に沿わない転舵)に対して、早い段階で、例えば実ヨーレートが変化する前に対応することができる。 In steering angle correction control, for example, when the steering angle of the right front wheel 12 changes from 0 degrees to 5 degrees to the right due to road surface disturbance when traveling straight, the left steering controller 3A detects the change and adjusts the actual yaw rate. The target steering angle of the left front wheel 11 is changed from 0 degrees to, for example, 5 degrees to the left so that the target yaw rate is maintained. This makes it possible to respond to unintended steering of the right front wheel 12 (steering not in accordance with the required steering value due to road surface disturbance) at an early stage, for example, before the actual yaw rate changes.

右転舵コントローラ3Bも、左転舵コントローラ3Aと同様に、右転舵角センサ224の検出結果だけでなく、左転舵角センサ224の検出結果も取得し、左前輪11の転舵角の変化を考慮して右前輪12の目標転舵角を演算する。このように、各転舵コントローラ3A、3Bは、転舵角修正制御を実行可能に構成されている。 Similarly to the left steering controller 3A, the right steering controller 3B also acquires not only the detection results of the right steering angle sensor 224 but also the detection results of the left steering angle sensor 224, and determines the steering angle of the left front wheel 11. The target steering angle of the right front wheel 12 is calculated in consideration of the change. In this way, each of the steering controllers 3A and 3B is configured to be able to execute steering angle correction control.

転舵角修正制御で行う目標転舵角の修正量は、例えば、フリー状態の転舵輪の「転舵角の変化量」と「車速」とに基づいて設定することができる。各転舵コントローラ3Aは、転舵角の変化量と修正量の関係を示すマップを、車速毎に(例えば、低速域マップ、中速域マップ、高速域マップ等)記憶していてもよい。 The amount of correction of the target turning angle performed in the turning angle correction control can be set based on, for example, the "amount of change in the turning angle" of the steered wheels in the free state and the "vehicle speed." Each steering controller 3A may store a map indicating the relationship between the amount of change in the steering angle and the amount of correction for each vehicle speed (for example, a low speed range map, a medium speed range map, a high speed range map, etc.).

通常時に行われる修正制御、すなわち実ヨーレートの変化に基づいて目標転舵角を修正する制御(以下「ヨーレート修正制御」ともいう)であっても、路面外乱によるフリー状態の転舵輪の転舵角の変化を補償することができる。ヨーレート修正制御において、実ヨーレートの変化に対して、実ヨーレートが目標ヨーレートで維持されるように、正常な転舵輪の目標転舵角を変化させ、進行方向を維持することは可能である。また、修正制御として、横加速度センサ63の検出結果に基づく実際の横加速度の変化に基づいて目標転舵角を修正する制御(以下「横加速度修正制御」ともいう)が行われてもよい。 Even if it is a correction control that is performed normally, that is, a control that corrects the target turning angle based on changes in the actual yaw rate (hereinafter also referred to as "yaw rate correction control"), the turning angle of the steered wheels in the free state due to road surface disturbances is can compensate for changes in In the yaw rate correction control, it is possible to change the target turning angle of the normally steered wheels and maintain the traveling direction so that the actual yaw rate is maintained at the target yaw rate in response to a change in the actual yaw rate. Further, as the correction control, control for correcting the target steering angle based on a change in the actual lateral acceleration based on the detection result of the lateral acceleration sensor 63 (hereinafter also referred to as "lateral acceleration correction control") may be performed.

しかし、ヨーレート修正制御や横加速度修正制御は、実際にヨーレート又は横加速度が変化した後すなわち車両の挙動状態が変化した後にしか実行されず、転舵角の意図せぬ変化に対して車両の進行方向にふらつきが生じやすい。本実施形態では、ヨーレート修正制御及び横加速度修正制御が実行される前に、検出されたフリー状態の転舵輪の転舵角に基づいて、正常な転舵輪に対して転舵角修正制御が実行される。これにより、意図せぬ転舵角の変化に対して相対的に早く補償することができる。したがって、フリー状態の転舵輪における意図せぬ転舵角の変化に対して、車両の進行方向のふらつきを抑制することができる。なお、各転舵コントローラ3A、3Bが転舵角修正制御を実行するように構成されているため、ヨーレート修正制御及び横加速度修正制御については実行しないように構成することも可能である。ただし、各転舵コントローラ3A、3Bが、転舵角修正制御と、ヨーレート修正制御及び/又は横加速度修正制御とを実行可能に構成されることで、より緻密な転舵制御が可能となる。 However, yaw rate correction control and lateral acceleration correction control are only executed after the yaw rate or lateral acceleration has actually changed, that is, after the vehicle's behavioral state has changed. It is easy to wander in direction. In this embodiment, before the yaw rate correction control and the lateral acceleration correction control are executed, the turning angle correction control is executed for the normal steered wheels based on the detected turning angle of the steered wheels in the free state. be done. Thereby, it is possible to compensate for unintended changes in the steering angle relatively quickly. Therefore, it is possible to suppress wobbling in the traveling direction of the vehicle due to unintended changes in the steering angle of the steered wheels in the free state. Note that since each of the steering controllers 3A and 3B is configured to execute steering angle correction control, it is also possible to configure the steering controller not to execute yaw rate correction control and lateral acceleration correction control. However, each of the steering controllers 3A and 3B is configured to be able to execute steering angle correction control, yaw rate correction control, and/or lateral acceleration correction control, thereby enabling more precise steering control.

制御の流れの一例について説明すると、図4に示すように、各コントローラ3A、3B、5は、状態を相互に監視し、コントローラの異常の有無を判定する(S1)。転舵コントローラ3A、3Bの一方が異常である場合(S1:Yes)、転舵コントローラ3A、3Bの他方及び/又は反力コントローラ5が遮断制御を実行する(S2)。以下、異常が検出された転舵コントローラ3A、3Bの一方を「異常コントローラ」と称し、異常コントローラの制御対象の転舵輪を「異常輪」と称し、正常である転舵コントローラ3A、3Bの他方を「正常コントローラ」と称し、正常コントローラの制御対象の転舵輪を「正常輪」と称する。遮断制御により、異常輪を転舵する転舵モータ221の電源が遮断され、異常輪はフリー状態となる。 An example of the flow of control will be described. As shown in FIG. 4, the controllers 3A, 3B, and 5 monitor each other's states and determine whether there is an abnormality in the controllers (S1). If one of the steering controllers 3A, 3B is abnormal (S1: Yes), the other of the steering controllers 3A, 3B and/or the reaction force controller 5 executes cutoff control (S2). Hereinafter, one of the steering controllers 3A, 3B in which an abnormality has been detected will be referred to as an "abnormal controller", the steered wheel to be controlled by the abnormal controller will be referred to as an "abnormal wheel", and the other steering controller 3A, 3B that is normal will be referred to as an "abnormal wheel". is referred to as a "normal controller", and the steered wheels to be controlled by the normal controller are referred to as "normal wheels". By the cutoff control, the power to the steering motor 221 that steers the abnormal wheel is cut off, and the abnormal wheel becomes free.

遮断制御が実行された状態で、正常コントローラは、各転舵角センサ224の検出結果を取得し、正常輪の転舵角の情報だけでなく、異常輪の転舵角の情報を取得する(S3)。また、正常コントローラは、ステアリングセンサ42の検出結果及び車速センサ(車輪速度センサ62)の検出結果を取得する(S4)。正常コントローラは、異常輪の転舵角の情報、ステアリングの操作量の情報、及び車速の情報に基づいて、目標ヨーレート及び正常輪の目標転舵角を演算する(S5)。正常コントローラは、目標転舵角に基づいて、正常輪を転舵する転舵モータ221を制御する(S6)。本実施形態では、コントローラにおいて、目標値とセンサの検出値とに基づいたフィードバック制御が実行される。このように、フリー状態となった異常輪の転舵角を考慮した制御が実行されることで、制御遅れが低減され、車両の進行方向の乱れが抑制され、異常時の走行性能がさらに向上する。 With the cutoff control being executed, the normal controller acquires the detection results of each steering angle sensor 224, and acquires not only the information on the steering angle of the normal wheels but also the information on the steering angle of the abnormal wheels ( S3). The normal controller also acquires the detection results of the steering sensor 42 and the vehicle speed sensor (wheel speed sensor 62) (S4). The normal controller calculates a target yaw rate and a target turning angle of the normal wheels based on the information on the turning angle of the abnormal wheels, the information on the amount of steering operation, and the information on the vehicle speed (S5). The normal controller controls the steering motor 221 that steers the normal wheels based on the target turning angle (S6). In this embodiment, the controller performs feedback control based on the target value and the detected value of the sensor. In this way, by executing control that takes into account the steering angle of the abnormal wheel that is in the free state, control delays are reduced, disturbances in the vehicle's direction of travel are suppressed, and driving performance during abnormal conditions is further improved. do.

(キングピンオフセット及びキャスタトレール)
本実施形態のステアリングシステム1は、キングピンオフセットδ1及びキャスタトレールδ2が0になるように構成された車両に搭載されている。本実施形態において、サスペンション装置9は、キングピンオフセットδ1及びキャスタトレールδ2が実質的に0になるように設計されている。
(Kingpin offset and caster trail)
The steering system 1 of this embodiment is mounted on a vehicle configured such that the king pin offset δ1 and the caster trail δ2 are zero. In this embodiment, the suspension device 9 is designed so that the kingpin offset δ1 and caster trail δ2 are substantially zero.

図2に示すように、キングピン軸線KPは、アッパーサポート94の中心とボールジョイント911の中心とを通る直線である。車両の前後方向をX方向、車両の左右方向をY方向、車両の上下方向をZ方向とすると、キングピンオフセットδ1は、図5に示すように、YZ平面において、キングピン軸線KPと接地面との交点と、接地面中心SCとの距離である。接地面は、タイヤの路面に対する接地面である。キャスタトレールδ2は、図6に示すように、XZ平面において、キングピン軸線KPと地面(路面)との交点と、接地面中心SCとの距離である。このような構成は、例えば特開2022-11895号公報に記載されている。 As shown in FIG. 2, the kingpin axis KP is a straight line passing through the center of the upper support 94 and the center of the ball joint 911. Assuming that the longitudinal direction of the vehicle is the X direction, the left and right direction of the vehicle is the Y direction, and the vertical direction of the vehicle is the Z direction, the king pin offset δ1 is the relationship between the king pin axis KP and the ground contact surface in the YZ plane, as shown in FIG. This is the distance between the intersection and the ground contact center SC. The contact surface is the contact surface of the tire with respect to the road surface. As shown in FIG. 6, the caster trail δ2 is the distance between the intersection of the kingpin axis KP and the ground (road surface) and the ground contact center SC in the XZ plane. Such a configuration is described in, for example, Japanese Patent Application Publication No. 2022-11895.

停車状態(車両がバウンド・リバウンドしていない状態)において、キングピンオフセットδ1及びキャスタトレールδ2が0である場合、車重によるキングピン軸線KP回りのモーメントは発生しない。この場合、各転舵モータ221に制御電流が供給されなくても、各転舵角は0度の状態(中立位置、直進位置)となる。つまり、この場合、車両直進時に、各転舵モータ221への電力供給は不要となる。このような構成は、省エネルギーの観点で好ましく、遮断制御が実行された場合でも異常輪が単純な従動輪として機能するため制御しやすい構成といえる。 When the kingpin offset δ1 and the caster trail δ2 are 0 in a stopped state (a state in which the vehicle is not bouncing or rebounding), no moment is generated around the kingpin axis KP due to the vehicle weight. In this case, even if no control current is supplied to each steering motor 221, each steering angle will be in a state of 0 degrees (neutral position, straight-ahead position). That is, in this case, it is not necessary to supply power to each steering motor 221 when the vehicle moves straight. Such a configuration is preferable from the viewpoint of energy saving, and can be said to be a configuration that is easy to control because the abnormal wheel functions as a simple driven wheel even when cut-off control is executed.

キャスタトレールδ2が0である場合、キャスタトレールδ2が0でない場合と比較して、セルフアライニングトルクは小さくなる。しかし、タイヤにはニューマチックトレールによりセルフアライニングトルクが発生するため、フリー状態となった異常輪は、正常輪の進行方向に従うことができる。このように、ステアリングシステム1は、停車状態でキングピンオフセットδ1及びキャスタトレールδ2が0となるような構成の車両、例えば車両直進時に左右の転舵モータ221に制御電流を供給する必要がない車両に搭載されることが好ましい。 When the caster trail δ2 is 0, the self-aligning torque is smaller than when the caster trail δ2 is not 0. However, since self-aligning torque is generated in the tire due to the pneumatic trail, the abnormal wheel that is in a free state can follow the traveling direction of the normal wheel. In this way, the steering system 1 is suitable for a vehicle configured such that the king pin offset δ1 and the caster trail δ2 are 0 when the vehicle is stopped, for example, a vehicle that does not need to supply control current to the left and right steering motors 221 when the vehicle is moving straight. It is preferable that it be installed.

一方、一般的な車両のように、停車状態でキングピンオフセットδ1及びキャスタトレールδ2が0でない場合、単輪独立転舵の構成では、車重により各転舵角はトーイン状態(0度から車両内側に角度がついた状態)となる。これによれば、直進時、各転舵角を0度で維持するために、各転舵コントローラ3A、3Bは、対応する転舵モータ221に制御電流を供給し続ける必要がある。この構成で、遮断制御が実行されると、フリー状態となった異常輪には、常時トーインになろうとする力が付加される。したがって、正常コントローラは、正常輪に対して、異常輪のトーイン方向への力を考慮した目標転舵角を演算する必要がある。 On the other hand, when the kingpin offset δ1 and caster trail δ2 are not 0 when the vehicle is stopped, as in a general vehicle, in a configuration with single-wheel independent steering, each steering angle changes from 0 degrees to the inside of the vehicle due to the vehicle weight. (at an angle). According to this, in order to maintain each steering angle at 0 degrees when traveling straight, each steering controller 3A, 3B needs to continue supplying control current to the corresponding steering motor 221. With this configuration, when the cutoff control is executed, a force that tends to bring the wheel into toe-in is constantly applied to the abnormal wheel that is in the free state. Therefore, the normal controller needs to calculate a target steering angle that takes into account the force of the abnormal wheel in the toe-in direction with respect to the normal wheel.

例えば、バウンドもリバウンドもしていない停車状態における車体の車輪に対する上下方向の相対位置を標準位置とすると、標準位置を挟んで、フルバウンド状態の位置の1/2の位置からフルリバウンド状態の位置の1/2の位置までの範囲で、キングピンオフセットδ1及びキャスタトレールδ2が0となるように、サスペンション装置9が構成されてもよい。 For example, if the vertical position of the vehicle body relative to the wheels in a stationary state with no bounce or rebound is defined as the standard position, then from 1/2 of the position in the full bounce state to the position in the full rebound state across the standard position. The suspension device 9 may be configured so that the king pin offset δ1 and the caster trail δ2 become 0 within the range up to the 1/2 position.

また、本実施形態の車輪の駆動装置がインホイールモータユニット7であるため、その駆動力は接地点入力となる。このため、駆動力によるキングピン軸線KP回りのモーメントが発生せず、車輪への駆動力付与による進行方向のばらつき発生は防止される。なお、車輪でなく車体に駆動源が配置され、駆動力がドライブシャフト等により車輪に伝達されるオンボード型の駆動方式が採用された車両でも、本実施形態のステアリングシステム1は適用可能である。ただし、オンボード型の駆動方式では、駆動力がホイール中心に加わるため、オフセット量や速度に応じて、キングピン軸線KP回りのモーメントが発生する。したがって、この構成では、このモーメントを考慮した転舵制御が必要となる。ステアリングシステム1の適用において、オンボード型の駆動方式の場合、ホイールセンタキングピンオフセットが小さい構成が好ましい。 Moreover, since the wheel drive device of this embodiment is the in-wheel motor unit 7, its driving force becomes the ground point input. Therefore, no moment is generated around the king pin axis KP due to the driving force, and variations in the traveling direction due to the application of the driving force to the wheels are prevented. Note that the steering system 1 of this embodiment can also be applied to a vehicle that employs an on-board drive system in which the drive source is located in the vehicle body rather than the wheels, and the drive force is transmitted to the wheels via a drive shaft or the like. . However, in the on-board type drive system, since the driving force is applied to the center of the wheel, a moment about the king pin axis KP is generated depending on the offset amount and speed. Therefore, this configuration requires steering control that takes this moment into consideration. When applying the steering system 1 to an on-board drive system, a configuration in which the wheel center king pin offset is small is preferable.

(その他)
本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、コントローラの異常の監視・検出は、反力コントローラ5なしで、2つの転舵コントローラ3A、3B間で行われてもよい。また、車両で自動運転が実行された場合、各転舵コントローラ3A、3Bは、ステアリングホイール41の検出結果(ステアリングの操作量)に代えて、自動運転ECUから送信される指令値(例えば目標転舵角及び目標ヨーレート)に基づいて、対応する転舵装置を制御する。また、自動運転車両では、操作装置4は省略可能である。また、インホイールモータユニット7は、全車輪11~14又は後輪13、14に設けられてもよい。
(others)
The present invention is not limited to the above embodiments. For example, monitoring and detection of abnormality in the controller may be performed between the two steering controllers 3A and 3B without the reaction force controller 5. In addition, when automatic driving is performed in the vehicle, each steering controller 3A, 3B uses a command value (for example, a target rotation amount) sent from the automatic driving ECU instead of the detection result of the steering wheel 41 (steering operation amount). (rudder angle and target yaw rate), the corresponding steering device is controlled. Further, in an automatic driving vehicle, the operating device 4 can be omitted. Furthermore, the in-wheel motor unit 7 may be provided on all the wheels 11 to 14 or on the rear wheels 13 and 14.

1…ステアリングシステム、2A…左転舵装置、2B…右転舵装置、224…回転角センサ(左転舵角センサ、右転舵角センサ)、3A…左転舵コントローラ、3B…右転舵コントローラ、4…操作装置、41…ステアリングホイール(操作部材)、42…ステアリングセンサ(操作量センサ)、43…反力付与装置、5…反力コントローラ、7…インホイールモータユニット、9…サスペンション装置。 1...Steering system, 2A...Left steering device, 2B...Right steering device, 224...Rotation angle sensor (left steering angle sensor, right steering angle sensor), 3A...Left steering controller, 3B...Right steering Controller, 4... Operating device, 41... Steering wheel (operating member), 42... Steering sensor (operation amount sensor), 43... Reaction force applying device, 5... Reaction force controller, 7... In-wheel motor unit, 9... Suspension device .

Claims (5)

左転舵輪を転舵する左転舵装置と、
前記左転舵装置とは独立して右転舵輪を転舵する右転舵装置と、
前記左転舵装置を制御する左転舵コントローラと、
前記右転舵装置を制御する右転舵コントローラと、
を備える単輪独立転舵型のステアリングシステムであって、
前記左転舵コントローラは、前記右転舵コントローラの異常を検出可能に構成され、前記右転舵コントローラの異常を検出した場合、前記右転舵装置への制御電流の供給を遮断する右遮断制御を実行し、
前記右転舵コントローラは、前記左転舵コントローラの異常を検出可能に構成され、前記左転舵コントローラの異常を検出した場合、前記左転舵装置への制御電流の供給を遮断する左遮断制御を実行する、
ステアリングシステム。
a left steering device that steers a left steering wheel;
a right steering device that steers a right steering wheel independently of the left steering device;
a left steering controller that controls the left steering device;
a right steering controller that controls the right steering device;
A single-wheel independent steering system comprising:
The left steering controller is configured to be able to detect an abnormality in the right steering controller, and when detecting an abnormality in the right steering controller, performs right cutoff control to cut off the supply of control current to the right steering device. Run
The right steering controller is configured to be able to detect an abnormality in the left steering controller, and when detecting an abnormality in the left steering controller, performs left cutoff control to cut off the supply of control current to the left steering device. execute,
steering system.
転舵のために運転者に操作される操作部材と、
前記操作部材の操作量を検出する操作量センサと、
前記操作部材に反力を付与する反力付与装置と、
前記操作量センサの検出結果に基づいて、前記反力付与装置を制御する反力コントローラと、
を備え、
前記左転舵コントローラは、前記操作量センサの検出結果に基づいて、前記左転舵装置を制御し、
前記右転舵コントローラは、前記操作量センサの検出結果に基づいて、前記右転舵装置を制御し、
前記反力コントローラは、前記左転舵コントローラの異常及び前記右転舵コントローラの異常を検出可能に構成され、前記左転舵コントローラ及び前記右転舵コントローラのうち一方の異常を検出した場合、前記一方のコントローラの制御対象である転舵装置への制御電流の供給を遮断する対象遮断制御を実行する、
請求項1に記載のステアリングシステム。
an operating member operated by a driver for steering;
an operation amount sensor that detects an operation amount of the operation member;
a reaction force applying device that applies a reaction force to the operating member;
a reaction force controller that controls the reaction force applying device based on the detection result of the operation amount sensor;
Equipped with
The left steering controller controls the left steering device based on the detection result of the operation amount sensor,
The right steering controller controls the right steering device based on the detection result of the operation amount sensor,
The reaction force controller is configured to be able to detect an abnormality in the left steering controller and an abnormality in the right steering controller, and when detecting an abnormality in one of the left steering controller and the right steering controller, Executing target cutoff control to cut off the supply of control current to the steering device that is controlled by one of the controllers,
A steering system according to claim 1.
前記左転舵輪の転舵角を検出する左転舵角センサと、
前記右転舵輪の転舵角を検出する右転舵角センサと、
を備え、
前記左転舵コントローラは、前記右遮断制御が実行された状態において、手動運転での操作部材の操作量又は自動運転での指令値である転舵要求値と、前記左転舵角センサの検出結果と、前記右転舵角センサの検出結果とに基づいて、前記左転舵装置を制御し、
前記右転舵コントローラは、前記左遮断制御が実行された状態において、前記転舵要求値と、前記左転舵角センサの検出結果と、前記右転舵角センサの検出結果とに基づいて、前記右転舵装置を制御する、
請求項1に記載のステアリングシステム。
a left steering angle sensor that detects a steering angle of the left steering wheel;
a right steering angle sensor that detects a steering angle of the right steering wheel;
Equipped with
The left steering controller detects a steering request value, which is an operation amount of an operating member in manual operation or a command value in automatic operation, and the left steering angle sensor in a state in which the right cutoff control is executed. controlling the left steering device based on the result and the detection result of the right steering angle sensor;
The right steering controller, in a state where the left cutoff control is executed, based on the steering request value, the detection result of the left steering angle sensor, and the detection result of the right steering angle sensor, controlling the right steering device;
A steering system according to claim 1.
前記右遮断制御は、前記右転舵コントローラの作動を禁止する制御であり、
前記左遮断制御は、前記左転舵コントローラの作動を禁止する制御である、
請求項1に記載のステアリングシステム。
The right cutoff control is a control that prohibits operation of the right steering controller,
The left cutoff control is a control that prohibits operation of the left steering controller,
A steering system according to claim 1.
キングピンオフセット及びキャスタトレールが0になるように構成された車両に搭載された、
請求項1~4の何れか一項に記載のステアリングシステム。
Mounted on a vehicle configured so that the kingpin offset and caster trail are 0,
A steering system according to any one of claims 1 to 4.
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