JP2023047681A - Actuator control device, hub unit with steering function, and steering system - Google Patents

Abstract

To provide an actuator control system, a hub unit with a steering function, and a steering system, capable of suppressing power consumption and reducing noise.SOLUTION: An actuator control system AS includes an actuator 5 that is equipped with a motor 26 and a direct-acting mechanism 25 converting rotation output of the motor 26 into a linear motion, and a control device 29 that controls the actuator 5. The actuator control system AS is equipped with a position sensor 44 that detects a moving amount in a linear moving direction of a liner motion mechanism 25. The control device 29 has a steering control portion 30 that is a current deciding means that decides a current of the motor 26 according to a value obtained by multiplying at least one of a deviation between a target value in the linear moving direction, which is the moving amount targeted by the linear motion mechanism 25 and a detection value detected by the position sensor 44, a time integra value, and a time differential value by a gain. The steering control portion 30 changes the gain according to the difference.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、アクチュエータ制御システム、操舵機能付ハブユニットおよび操舵システムに関し、システムの消費電力を低減し、車両の快適性・静粛性の向上を図る技術に関する。 The present invention relates to an actuator control system, a hub unit with a steering function, and a steering system, and more particularly to a technique for reducing power consumption of the system and improving comfort and quietness of the vehicle.

従来、操舵用アクチュエータの直動出力部をモータの駆動により進退させることで、直動出力部に連結されたアーム部を介して、ハブユニットを転舵軸心回りに回転させる技術が提案されている（特許文献１）。
他の従来技術では、サーボモータによるボールねじの位置制御装置において、位置制御精度を向上するため、位置指令の加加速度（加速度の一階微分値）の大きさに応じて制御ゲインを可変することを特徴としており、加加速度が大きいほど制御ゲインも大きい（特許文献２）。 Conventionally, a technique has been proposed in which a direct-acting output portion of a steering actuator is moved forward and backward by driving a motor to rotate a hub unit about a steering axis via an arm portion connected to the direct-acting output portion. (Patent Document 1).
In another prior art, in order to improve the position control accuracy in a ball screw position control device using a servomotor, the control gain is varied according to the magnitude of the jerk (first order differential value of the acceleration) of the position command. , and the larger the jerk, the larger the control gain (Patent Document 2).

特開２０１９－６２２８号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-6228 特許第４９２２９５４号公報Japanese Patent No. 4922954

特許文献１では、ハブユニットは、外力による変形および機械的ガタによって常に微小に変動する。このため、位置制御における目標値が一定でも、目標値と検出値との偏差が定常的に０にならない。一般に、位置制御では、目標値と検出値との偏差に応じてモータの電流を決定するため、前記ハブユニットでは、偏差が小さい場合でも常にモータに電流が流れ、システムの消費電力が増加する。また、モータ電流に起因する振動・騒音が常に車内に伝播し、車両の快適性・静粛性が悪化する。 In Patent Literature 1, the hub unit constantly undergoes minute fluctuations due to deformation and mechanical backlash caused by external forces. Therefore, even if the target value in position control is constant, the deviation between the target value and the detected value does not become 0 constantly. Generally, in position control, the motor current is determined according to the deviation between the target value and the detected value. Therefore, in the hub unit, even if the deviation is small, the current always flows through the motor, increasing the power consumption of the system. In addition, vibration and noise caused by the motor current are always propagated inside the vehicle, deteriorating the comfort and quietness of the vehicle.

特許文献２は、位置制御精度を向上するために制御ゲインを可変しており、位置指令の加加速度が大きいほど制御ゲインも大きい。したがって、加加速度の増加にともない制御ゲインが大きくなると、モータに流れる電流が増加し、消費電力が大きくなる。 In Patent Document 2, the control gain is varied in order to improve the position control accuracy, and the larger the jerk of the position command, the larger the control gain. Therefore, when the control gain increases as the jerk increases, the current flowing through the motor increases, resulting in increased power consumption.

本発明の目的は、消費電力を抑制し、騒音を低減することができるアクチュエータ制御システム、操舵機能付ハブユニットおよび操舵システムを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an actuator control system, a hub unit with a steering function, and a steering system that can suppress power consumption and reduce noise.

本発明のアクチュエータ制御システムは、モータ２６およびこのモータ２６の回転出力を直進運動に変換する変換機構２５を備えたアクチュエータ５と、このアクチュエータ５を制御する制御装置２９とを備えたアクチュエータ制御システムであって、
前記変換機構２５の直進方向の移動量または前記モータ２６の回転角度である変位量を検出する変位量検出手段４４，５３を備え、
前記制御装置２９は、
前記変換機構２５の目標とする直進方向の移動量または前記モータ２６の目標とする回転角度である目標値と、前記変位量検出手段４４，５３で検出される検出値との偏差と、
前記偏差の時間積分値と、
前記偏差の時間微分値と、
の少なくともいずれか１つにゲインを乗じた値に応じて、前記モータ２６の電流を決定する電流決定手段３０，３１を有し、この電流決定手段３０，３１は、前記偏差に応じて前記ゲインを変化させる。 The actuator control system of the present invention is an actuator control system comprising an actuator 5 having a motor 26 and a conversion mechanism 25 for converting the rotational output of the motor 26 into linear motion, and a controller 29 for controlling the actuator 5. There is
Equipped with displacement amount detection means 44 and 53 for detecting the amount of movement of the conversion mechanism 25 in the straight direction or the amount of displacement that is the rotation angle of the motor 26,
The control device 29 is
a deviation between a target value, which is the target amount of movement of the conversion mechanism 25 in the straight direction or the target rotation angle of the motor 26, and the detection value detected by the displacement amount detection means 44, 53;
a time integral value of the deviation;
a time derivative value of the deviation;
current determination means 30 and 31 for determining the current of the motor 26 according to a value obtained by multiplying at least one of the gains, and the current determination means 30 and 31 determine the gain according to the deviation change.

この構成によると、変位量検出手段４４，５３は、変換機構２５の直進方向の移動量またはモータ２６の回転角度である変位量を検出する。電流決定手段３０，３１は、目標値と検出値との偏差に応じてゲインを変化させてモータ２６の電流を決定する。この場合に、偏差が小さい領域において制御ゲインを小さくすると、モータ２６に流れる電流を減少させることができる。したがって、アクチュエータ制御システムの消費電力を抑制し、モータ電流の増加に起因する振動・騒音を低減することが可能となる。 According to this configuration, the displacement amount detection means 44 and 53 detect the amount of movement of the conversion mechanism 25 in the rectilinear direction or the amount of displacement, which is the rotation angle of the motor 26 . Current determination means 30 and 31 determine the current of the motor 26 by changing the gain according to the deviation between the target value and the detected value. In this case, the current flowing through the motor 26 can be reduced by decreasing the control gain in the region where the deviation is small. Therefore, it is possible to suppress power consumption of the actuator control system and reduce vibration and noise caused by an increase in motor current.

前記変換機構２５は台形ねじ３３ａを有してもよい。台形ねじ３３ａは、セルフロック機能により外力による逆入力を遮断することができる。これにより、目標値と検出値との偏差をより小さくすることが可能となる結果、制御ゲインをより小さくすることができる。したがって、モータ２６に流れる電流をより減少させることができる。 The conversion mechanism 25 may have a trapezoidal screw 33a. The trapezoidal screw 33a has a self-locking function to block reverse input due to an external force. As a result, it is possible to further reduce the deviation between the target value and the detected value, and as a result, it is possible to further reduce the control gain. Therefore, the current flowing through the motor 26 can be further reduced.

前記電流決定手段３０，３１は、前記偏差に第１のゲインを乗じた項、前記偏差の時間積分値に第２のゲインを乗じた項、および前記偏差の時間微分値に第３のゲインを乗じた項を加算した加算値に応じて前記モータ２６の電流を決定し、且つ、前記偏差に応じて前記第１のゲインのみを変化させてもよい。この場合、偏差に応じて前記第１のゲインのみを変化させるため、第２および第３のゲインも変化させる場合等に比べて、制御系を簡素化し演算処理の負荷を低減することができる。 The current determining means 30 and 31 apply a term obtained by multiplying the deviation by a first gain, a term obtained by multiplying the time integral value of the deviation by a second gain, and a third gain to the time differential value of the deviation. The current of the motor 26 may be determined according to the added value obtained by adding the multiplied terms, and only the first gain may be changed according to the deviation. In this case, since only the first gain is changed according to the deviation, the control system can be simplified and the load of arithmetic processing can be reduced compared to the case where the second and third gains are also changed.

前記電流決定手段３０，３１は、前記偏差の絶対値が閾値より大きいとき前記第１のゲインを一定とし、前記偏差の絶対値が閾値以下のとき、前記偏差の絶対値が小さいほど前記第１のゲインを小さくしてもよい。
前記閾値は、設計等によって任意に定める値であって、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値を求めて定められる。
この構成によると、偏差の絶対値が閾値より大きいとき第１のゲインを一定とすることで、制御精度の向上を図れる。偏差の絶対値が閾値以下のとき、偏差の絶対値が小さいほど第１のゲインを小さくすることで、モータ電流を低減することができる。このように偏差の絶対値に応じて木目細かい制御を行うことで、制御精度と消費電力の抑制効果とのバランスを図ることが可能となる。 The current determining means 30 and 31 keep the first gain constant when the absolute value of the deviation is greater than a threshold value, and when the absolute value of the deviation is equal to or less than the threshold value, the smaller the absolute value of the deviation the smaller the first gain. may be reduced.
The threshold value is a value arbitrarily determined by design or the like, and is determined, for example, by finding an appropriate value through either one or both of tests and simulations.
According to this configuration, the control accuracy can be improved by keeping the first gain constant when the absolute value of the deviation is greater than the threshold. When the absolute value of the deviation is equal to or less than the threshold, the motor current can be reduced by decreasing the first gain as the absolute value of the deviation becomes smaller. By performing detailed control according to the absolute value of the deviation in this way, it is possible to achieve a balance between the control accuracy and the effect of suppressing power consumption.

前記電流決定手段３０，３１は、前記偏差に第１のゲインを乗じた項、前記偏差の時間積分値に第２のゲインを乗じた項、および前記偏差の時間微分値に第３のゲインを乗じた項を加算した加算値に、第４のゲインを乗じた値に応じて前記モータ２６の電流を決定し、且つ、前記偏差に応じて前記第４のゲインのみを変化させてもよい。
この構成によると、偏差に応じて第４のゲインのみを変化させることで、偏差に第１のゲインを乗じた項だけでなく、偏差の時間積分値に第２のゲインを乗じた項、および偏差の時間微分値に第３のゲインを乗じた項による電流も同時に低減することができる。 The current determining means 30 and 31 apply a term obtained by multiplying the deviation by a first gain, a term obtained by multiplying the time integral value of the deviation by a second gain, and a third gain to the time differential value of the deviation. The current of the motor 26 may be determined according to the value obtained by multiplying the sum of the multiplied terms by the fourth gain, and only the fourth gain may be changed according to the deviation.
According to this configuration, by changing only the fourth gain according to the deviation, not only the term obtained by multiplying the deviation by the first gain, but also the term obtained by multiplying the time integral value of the deviation by the second gain, and The current due to the term obtained by multiplying the time differential value of the deviation by the third gain can also be reduced at the same time.

前記電流決定手段３０，３１は、前記偏差の絶対値が閾値より大きいとき前記第４のゲインを一定とし、前記偏差の絶対値が閾値以下のとき、前記偏差の絶対値が小さいほど前記第４のゲインを小さくしてもよい。
前記閾値は、設計等によって任意に定める値であって、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値を求めて定められる。
この構成によると、偏差の絶対値が閾値より大きいとき第４のゲインを一定とすることで、制御精度の向上を図れる。偏差の絶対値が閾値以下のとき、偏差の絶対値が小さいほど第４のゲインを小さくすることで、モータ電流を低減することができる。このように偏差の絶対値に応じて木目細かい制御を行うことで、制御精度と消費電力の抑制効果とのバランスを図ることが可能となる。 The current determining means 30 and 31 keep the fourth gain constant when the absolute value of the deviation is greater than a threshold value, and when the absolute value of the deviation is equal to or less than the threshold value, the smaller the absolute value of the deviation the fourth gain is set. may be reduced.
The threshold value is a value arbitrarily determined by design or the like, and is determined, for example, by finding an appropriate value through either one or both of tests and simulations.
According to this configuration, control accuracy can be improved by keeping the fourth gain constant when the absolute value of the deviation is greater than the threshold. When the absolute value of the deviation is equal to or less than the threshold, the motor current can be reduced by decreasing the fourth gain as the absolute value of the deviation becomes smaller. By performing detailed control according to the absolute value of the deviation in this way, it is possible to achieve a balance between the control accuracy and the effect of suppressing power consumption.

本発明の操舵機能付ハブユニット１は、車輪９を回転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１２，１２Ｒの足回りフレーム部品６，６Ｒ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を前記転舵軸心回りに回転駆動させる操舵用アクチュエータ５と、を備え、
前記操舵用アクチュエータ５は、直動出力部２５ａの直進運動として出力する直動機構２５を有し、前記直動出力部２５ａが直進方向に進退することで、前記ハブユニット本体２が前記転舵軸心回りに回転駆動される操舵機能付ハブユニット１であって、
前記操舵用アクチュエータ５は、本発明の上記いずれかの構成のアクチュエータ制御システムＡＳのアクチュエータである。 A hub unit 1 with a steering function of the present invention comprises a hub unit body 2 having a hub bearing 15 for rotating and supporting a wheel 9, and the hub unit body 2 provided in underbody frame parts 6, 6R of suspension devices 12, 12R. A unit support member 3 that supports a steering shaft extending in the vertical direction so as to be rotatable, and a steering actuator 5 that rotates the hub unit main body 2 about the steering shaft,
The steering actuator 5 has a linear motion mechanism 25 that outputs linear motion of a linear motion output portion 25a. A hub unit 1 with a steering function that is rotationally driven around an axis,
The steering actuator 5 is an actuator of the actuator control system AS having any one of the above configurations of the present invention.

この構成によると、車輪９を回転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を、操舵用アクチュエータ５の駆動により、転舵軸心回りに自由に回転させることができる。操舵用アクチュエータ５は、上記いずれかの構成のアクチュエータ制御システムＡＳのアクチュエータであるため、アクチュエータのモータ２６に流れる電流を減少させることができる。これにより、消費電力を抑制し、モータ電流の増加に起因する振動・騒音を低減することが可能となる操舵機能付ハブユニット１を実現し得る。したがって、前記操舵機能付ハブユニット１を搭載する車両の快適性・静粛性を向上することができる。 According to this configuration, the hub unit body 2 having the hub bearings 15 that rotatably support the wheels 9 can be freely rotated about the turning axis by driving the steering actuator 5 . Since the steering actuator 5 is an actuator of the actuator control system AS having any of the configurations described above, the current flowing through the motor 26 of the actuator can be reduced. As a result, it is possible to realize the hub unit 1 with a steering function that can suppress power consumption and reduce vibration and noise caused by an increase in motor current. Therefore, it is possible to improve the comfort and quietness of the vehicle in which the hub unit 1 with steering function is mounted.

本発明の操舵システムは、本発明の上記構成の操舵機能付ハブユニット１と、この操舵機能付ハブユニット１の操舵用アクチュエータ５を制御する制御装置２９とを備えた操舵システムであって、前記制御装置２９は、本発明の上記構成のいずれかに記載のアクチュエータ制御システムＡＳの制御装置２９であり、且つ、与えられた操舵角指令信号に応じた電流指令信号を出力する操舵制御部３０と、この操舵制御部３０から入力された電流指令信号に応じた電流を出力して前記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駆動制御部３１とを有する。 A steering system according to the present invention is a steering system comprising the hub unit 1 with steering function of the present invention configured as described above and a control device 29 for controlling the steering actuator 5 of the hub unit 1 with steering function. The control device 29 is the control device 29 of the actuator control system AS according to any one of the above configurations of the present invention, and includes a steering control section 30 that outputs a current command signal corresponding to a given steering angle command signal. and an actuator drive control section 31 for driving and controlling the steering actuator 5 by outputting a current corresponding to the current command signal input from the steering control section 30 .

この構成によると、操舵制御部３０は、与えられた操舵角指令信号に応じた電流指令信号を出力する。アクチュエータ駆動制御部３１は、操舵制御部３０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。したがって、運転者のハンドル操舵による操舵に付加して車輪角度を任意に変更することができる。 According to this configuration, the steering control section 30 outputs a current command signal corresponding to the given steering angle command signal. The actuator drive control section 31 drives and controls the steering actuator 5 by outputting a current corresponding to the current command signal input from the steering control section 30 . Therefore, it is possible to arbitrarily change the wheel angle in addition to steering by steering the steering wheel of the driver.

本発明のアクチュエータ制御システムによると、電流決定手段は、目標値と検出値との偏差に応じてゲインを変化させてモータの電流を決定する。この場合に、偏差が小さい領域において制御ゲインを小さくすると、モータに流れる電流を減少させることができる。したがって、アクチュエータ制御システムの消費電力を抑制し、モータ電流の増加に起因する振動・騒音を低減することが可能となる。 According to the actuator control system of the present invention, the current determining means determines the motor current by changing the gain according to the deviation between the target value and the detected value. In this case, if the control gain is reduced in the region where the deviation is small, the current flowing through the motor can be reduced. Therefore, it is possible to suppress power consumption of the actuator control system and reduce vibration and noise caused by an increase in motor current.

本発明の第１の実施形態に係るアクチュエータ制御システムおよび操舵機能付ハブユニットの斜視図である。1 is a perspective view of an actuator control system and a hub unit with steering function according to a first embodiment of the present invention; FIG. 同操舵機能付ハブユニットの水平断面図である。It is a horizontal sectional view of the hub unit with a steering function. 同操舵機能付ハブユニットの側面図である。It is a side view of the hub unit with a steering function. 同操舵機能付ハブユニットの平面図である。It is a top view of the same hub unit with a steering function. 図３のV-V線断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line V-V of FIG. 3; モータ電流を低減するゲインの決定方法(1)を説明する図であり、制御ゲインと偏差との関係の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a method (1) for determining a gain that reduces motor current, and is a diagram showing an example of the relationship between a control gain and a deviation. 同制御ゲインと偏差との関係の他の例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing another example of the relationship between the control gain and the deviation; 同制御ゲインと偏差との関係のさらに他の例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing still another example of the relationship between the control gain and the deviation; モータ電流を低減するゲインの決定方法(2)を説明する図であり、制御ゲインと偏差との関係の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a method (2) for determining a gain that reduces motor current, and is a diagram showing an example of the relationship between control gain and deviation. 同制御ゲインと偏差との関係の他の例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing another example of the relationship between the control gain and the deviation; 同制御ゲインと偏差との関係のさらに他の例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing still another example of the relationship between the control gain and the deviation; 本発明の他の実施形態に係るアクチュエータ制御システムの制御系のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of a control system of an actuator control system according to another embodiment of the invention; 本発明のさらに他の実施形態に係るアクチュエータ制御システムの制御系のブロック図である。FIG. 9 is a block diagram of a control system of an actuator control system according to still another embodiment of the present invention; 本発明のいずれかの実施形態の操舵機能付ハブユニットを備えた車両の模式平面図である。1 is a schematic plan view of a vehicle provided with a hub unit with steering function according to any one of the embodiments of the present invention; FIG. 本発明のいずれかの実施形態の操舵機能付ハブユニットを備えた車両の他の例の模式平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view of another example of a vehicle provided with a hub unit with steering function according to any one of the embodiments of the present invention; 本発明のいずれかの実施形態の操舵機能付ハブユニットを備えた車両のさらに他の例の模式平面図である。FIG. 5 is a schematic plan view of still another example of a vehicle provided with a hub unit with steering function according to any one of the embodiments of the present invention;

［第１の実施形態］
本発明の実施形態に係るアクチュエータ制御システム、操舵機能付ハブユニットおよび操舵システムを図１ないし図１１および図１３と共に説明する。
図１に示すように、この操舵システムは、操舵機能付ハブユニット１と、この操舵機能付ハブユニット１の操舵用アクチュエータ５を制御する後述の制御装置２９とを備える。この操舵システムは車両に搭載される。 [First embodiment]
An actuator control system, a hub unit with steering function, and a steering system according to embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 11 and 13. FIG.
As shown in FIG. 1, this steering system includes a hub unit 1 with a steering function, and a control device 29 that controls a steering actuator 5 of the hub unit 1 with a steering function. This steering system is mounted on a vehicle.

アクチュエータ制御システムＡＳは、モータ２６および直動機構（変換機構）２５を備えるアクチュエータである前記操舵用アクチュエータ５と、前記制御装置２９とを備える。この例のアクチュエータ制御システムＡＳは、操舵システムの位置制御装置として適用されるが、操舵システム以外の位置制御装置として適用することも可能である。
先ず、操舵機能付ハブユニット１について説明する。 The actuator control system AS includes the steering actuator 5 , which is an actuator having a motor 26 and a linear motion mechanism (conversion mechanism) 25 , and the controller 29 . The actuator control system AS of this example is applied as a position control device for a steering system, but it can also be applied as a position control device for a system other than the steering system.
First, the hub unit 1 with steering function will be described.

＜操舵機能付ハブユニット１の概略構造＞
操舵機能付ハブユニット１は、ハブユニット本体２と、ユニット支持部材３と、前記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。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。操舵機能付ハブユニット１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。なお、操舵機能付ハブユニット１を単に、ハブユニット１と言う場合がある。 <Schematic structure of hub unit 1 with steering function>
A hub unit 1 with a steering function includes a hub unit body 2 , a unit support member 3 , and the steering actuator 5 . A unit support member 3 is provided integrally with a knuckle 6, which is an underbody frame component. A steering actuator 5 is provided on the inboard side of the unit support member 3 , and a hub unit main body 2 is provided on the outboard side of the unit support member 3 . When the hub unit 1 with a steering function is mounted on the vehicle, the vehicle width direction outer side of the vehicle is called the outboard side, and the vehicle width direction central side of the vehicle is called the inboard side. Note that the hub unit 1 with a steering function may be simply referred to as the hub unit 1 in some cases.

ハブユニット本体２と操舵用アクチュエータ５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。 The hub unit main body 2 and the steering actuator 5 are connected by a joint portion 8 . Normally, this joint portion 8 is attached with a boot (not shown) for waterproofing and dustproofing.

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、上下二箇所で図５に示す回転許容支持部品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、車輪９（図２）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、この実施形態の操舵機能付ハブユニット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。図２に示すように、車輪９は、ホイール９ａとタイヤ９ｂとを備える。 The hub unit main body 2 is supported by a unit support member 3 at two upper and lower positions via rotation-allowing support parts 4, 4 shown in FIG. . The steering axis A is different from the rotation axis O of the wheel 9 (FIG. 2), and is also different from the kingpin axis for main steering. In a normal vehicle, the kingpin angle is set at 10 to 20 degrees for the purpose of improving the straight running stability of the vehicle. It has a steering shaft of (axis). As shown in FIG. 2, the wheel 9 includes a wheel 9a and a tire 9b.

＜操舵機能付ハブユニット１の設置箇所＞
この操舵機能付ハブユニット１は、この実施形態では操舵輪、具体的には図１３に示すように、車両１０の前輪９Ｆのステアリング装置１１による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。但し、操舵輪の操舵機能付ハブユニット１において、車両制御の要求によっては、前記微小な角度に限らず例えば１０°～２０°等の比較的大きな角度を左右輪個別に採ることもある。後述する図１５に示す操舵機能付ハブユニット１についても同様である。 <Location of hub unit 1 with steering function>
In this embodiment, the steering function-equipped hub unit 1 is used to steer the steerable wheels, specifically, the front wheels 9F of the vehicle 10 as shown in FIG. ±5 degrees) is provided integrally with the knuckle 6 of the suspension system 12 . However, in the hub unit 1 with a steering function for the steered wheels, depending on the vehicle control requirements, not only the small angle but also relatively large angles such as 10° to 20° may be adopted separately for the left and right wheels. The same applies to a hub unit 1 with a steering function shown in FIG. 15, which will be described later.

図１３に示すように、ステアリング装置１１は、車体に取り付けられ、運転者のハンドル１１ａの操作、または図示外の自動運転装置、運転支援装置の指令等によって動作し、その進退するタイロッド１４が、図２に示すユニット支持部材３のステアリング結合部６ｄに連結されている。ステアリング装置１１は、ラック・ピニオン式等とされるが、どのタイプのステアリング装置でも構わない。またタイロッド１４が連結する位置は車軸よりも前方（前引き）、車軸よりも後方（後引き）等についても適用を問わない。
図１３の懸架装置１２は、例えば、ショックアブソーバをナックル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. 13, the steering device 11 is attached to the vehicle body, and is operated by a driver's operation of a steering wheel 11a or by commands from an automatic driving device or a driving support device (not shown). It is connected to the steering coupling portion 6d of the unit support member 3 shown in FIG. The steering device 11 is of a rack and pinion type or the like, but any type of steering device may be used. Further, the position where the tie rod 14 is connected may be forward of the axle (forward pulling), backward of the axle (backward pulling), or the like.
The suspension system 12 of FIG. 13 employs, for example, a strut-type suspension mechanism that directly fixes the shock absorber to the knuckle 6, but a double-wishbone suspension mechanism, a multi-link suspension mechanism, or other suspension mechanisms are applied. may

＜ハブユニット本体２＞
図５に示すように、ハブユニット本体２は、車輪９（図２）の支持用のハブベアリング１５と、転舵軸部付き円環部であるアウターリング１６と、操舵力受け部であるアーム部１７（図４）とを備える。
図５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、車体側の部材と車輪９（図２）とを繋ぐ役目をしている。 <Hub unit body 2>
As shown in FIG. 5, the hub unit main body 2 includes a hub bearing 15 for supporting the wheel 9 (FIG. 2), an outer ring 16 that is an annular portion with a steering shaft portion, and an arm that is a steering force receiving portion. and a portion 17 (FIG. 4).
As shown in FIG. 5, 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, 19. 2) It plays 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、車輪９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 contact 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 an outboard side raceway surface, and an inner ring portion 18b forming an inboard side raceway surface. As shown in FIG. 2, the wheel 9a of the wheel 9 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５に示すように、アウターリング（転舵軸部付き円環部）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転舵軸部１６ｂ，１６ｂとを有する。上下の取付軸部である各転舵軸部１６ｂは、転舵軸心Ａに同軸に設けられる。なお、上下の転舵軸部１６ｂ，１６ｂは、外輪１９の外周から上下に突出して設けられたトラニオン軸状であってもよい。 As shown in FIG. 5, an outer ring (annular portion with a steered shaft portion) 16 includes an annular portion 16a fitted to the outer peripheral surface of an outer ring 19 and protruding vertically from the outer periphery of the annular portion 16a. It has trunnion shaft-shaped steered shaft portions 16b, 16b provided. The steered shaft portions 16b, which are upper and lower mounting shaft portions, are provided coaxially with the steered shaft center A. As shown in FIG. The upper and lower steered shaft portions 16b, 16b may have a trunnion shaft shape that protrudes vertically from the outer circumference of the outer ring 19. As shown in FIG.

図２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３）に取付けられる。 As shown in FIG. 2, 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 attachment portions 22 (FIG. 3) formed integrally with the outer ring 19 so as to protrude in the form of arms.

＜ユニット支持部材等＞
図５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、転舵軸部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。これにより上下の転舵軸部１６ｂ，１６ｂが転舵軸心Ａ回りに回転自在に支持される。 <Unit support member, etc.>
As shown in FIG. 5, each rotation-permitting support component 4 consists of a rolling bearing. In this example, tapered roller bearings are used as rolling bearings. The rolling bearing has an inner ring 4a fitted to the outer circumference of the steering 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. . As a result, the upper and lower steered shaft portions 16b, 16b are rotatably supported around the steered shaft center A. As shown in FIG.

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３Ｂａがそれぞれ形成されている。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。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３Ａａ，３Ｂａ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が嵌合されている。なお図１において、ユニット支持部材３を斜めの二点鎖線で表す。 The unit support member 3 has a unit support member main body 3A and a unit support member combined body 3B. A substantially ring-shaped unit support member assembly 3B is detachably fixed to the outboard side end of the unit support member main body 3A. Partial concave spherical fitting hole forming portions 3Ba are formed in the upper and lower portions of the inboard-side side surface of the unit support member combined body 3B. Partial concave spherical fitting hole forming portions 3Aa are respectively formed in the upper and lower portions of the outboard side end of the unit support member main body 3A. A unit support member assembly 3B is fixed to the outboard side end of the unit support member main body 3A, and the fitting hole forming portions 3Aa and 3Ba are combined with each other in each of the upper and lower portions, thereby forming a fitting hole extending all around. It is formed. The outer ring 4b is fitted into this fitting hole. In FIG. 1, the unit support member 3 is represented by a two-dot chain line.

図５に示すように、各転舵軸部１６ｂは、中空軸とされて内周孔内に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。すなわち、車両の重量などの外力がハブユニットに作用した場合でも予圧が抜けないように初期予圧が設定されている。これにより各回転許容支持部品４の剛性を高め得る。なお、回転許容支持部品４の転がり軸受は、円すいころ軸受に代えてアンギュラ玉軸受または四点接触玉軸受を用いてもよい。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. 5, each steered shaft portion 16b is a hollow shaft having a female thread extending radially in an inner peripheral hole, and a bolt 23 screwed into the female thread is provided. there is A disk-shaped pressing member 24 is interposed on the end surface of the inner ring 4a, and a bolt 23 screwed into the female thread portion applies a pressing force to the end surface of the inner ring 4a, thereby preloading each rotation-allowing support member 4. giving. That is, the initial preload is set so that the preload is not lost even when an external force such as the weight of the vehicle acts on the hub unit. Thereby, the rigidity of each rotation-permitting support component 4 can be increased. The rolling bearing of the rotation-permitting support component 4 may be an angular ball bearing or a four-point contact ball bearing instead of the tapered roller bearing. Also in that case, a preload can be applied in the same manner as described above.

図５に示す上下の転舵軸部１６ｂ，１６ｂは、それぞれ回転許容支持部品４，４を介してユニット支持部材３に支持され、各回転許容支持部品４が図２の車輪９のホイール９ａ内に位置する。この例では、図５の各回転許容支持部品４が、図２のホイール９ａ内でこのホイール９ａの幅方向中間付近に配置される。したがって、転舵軸心Ａは、車輪９の回転軸心Ｏに直交し、且つホイール９ａ内の幅方向中間付近に位置する。この場合、上下の転舵軸部がホイール外で例えば車体側に配置される構造よりも、転舵軸部の中心つまり転舵軸心Ａから車輪９の接地面中心までの距離を確実に短縮でき、車輪９を操舵させる力を低減することができる。したがって、ハブユニット全体の小型化および重量低減を図ることができる。これにより車両の運動性能を高めることができる。 The upper and lower steered shaft portions 16b, 16b shown in FIG. 5 are supported by the unit support member 3 via the rotation-permitting support parts 4, 4, respectively, and each rotation-permitting support part 4 is inside the wheel 9a of the wheel 9 in FIG. Located in In this example, each rotation-permitting support component 4 of FIG. 5 is arranged in the wheel 9a of FIG. 2 near the middle in the width direction of this wheel 9a. Therefore, the steered axis A is orthogonal to the rotation axis O of the wheel 9 and positioned near the middle in the width direction within the wheel 9a. In this case, the distance from the center of the steering shaft, that is, the steering shaft center A to the center of the contact surface of the wheel 9 is surely shortened compared to the structure in which the upper and lower steering shafts are arranged outside the wheel, for example, on the vehicle body side. and the force to steer the wheels 9 can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the size and weight of the entire hub unit. As a result, the motion performance of the vehicle can be enhanced.

アーム部１７は、ハブベアリング１５の外輪１９に補助的な操舵力を与える作用点となる部位であり、アウターリング１６または外輪１９の外周の一部に一体に突出する。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の直動出力部となる出力ロッド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の出力ロッド２５ａが進退（直進運動）することで、ハブユニット本体２が転舵軸心Ａ回りに回転、つまり補助操舵させられる。 The arm portion 17 is a portion that acts as a point of action for applying an auxiliary steering force to the outer ring 19 of the hub bearing 15 and integrally protrudes from the outer ring 16 or part of the outer circumference of the outer ring 19 . The arm portion 17 is rotatably connected to an output rod 25 a serving as a direct-acting output portion of the steering actuator 5 via a joint portion 8 . As a result, the output rod 25a of the steering actuator 5 advances and retreats (straight motion), so that the hub unit main body 2 rotates about the steering axis A, that is, assists steering.

＜操舵用アクチュエータ５＞
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回りに回転駆動させる回転駆動源としてのモータ２６と、このモータ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出力ロッド２５ａの往復直線動作（直進運動）に変換する変換機構である直動機構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。 <Steering actuator 5>
The steering actuator 5 includes a motor 26 as a rotational drive source that rotationally drives the hub unit body 2 about the steering axis A, a reduction gear 27 that reduces the rotation of the motor 26, and forward/reverse rotation of the reduction gear 27. and a linear motion mechanism 25 which is a conversion mechanism for converting the rotational output of the output rod 25a into reciprocating linear motion (straight motion). 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＞
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２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，ドリブンプーリ２７ｂと、ベルト２７ｃとを有する。モータ２６のロータ軸２６ｂにドライブプーリ２７ａが結合され、直動機構２５の回転自在なナット部３５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、前記ロータ軸２６ｂ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。 <Reducer 27>
The speed reducer 27 can use a winding type transmission mechanism such as a belt transmission mechanism, a gear train, or the like, 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 a rotor shaft 26b of the motor 26, and a rotatable nut portion 35 of the linear motion mechanism 25 is provided with a driven pulley 27b. The driven pulley 27b is arranged parallel to the rotor shaft 26b. The driving force of the motor 26 is transmitted from the drive pulley 27a to the driven pulley 27b via the belt 27c.

＜直動機構２５について＞
直動機構２５は、台形ねじまたは三角ねじ等の滑りねじ式の送りねじ機構を用いることができ、この例では台形ねじ３３ａの滑りねじを用いた送りねじ機構３３が用いられている。前記滑りねじの内部には、グリースが封入されている。この直動機構２５は、送りねじ機構３３、回転支持軸受２８と、図示外の回り止め部品、およびこれらの構成部品を覆うアクチュエータケース３４を有する。 <Regarding the linear motion mechanism 25>
The direct-acting mechanism 25 can use a slide screw type feed screw mechanism such as a trapezoidal screw or a triangular screw. In this example, a feed screw mechanism 33 using a slide screw of a trapezoidal screw 33a is used. Grease is sealed inside the slide screw. The linear motion mechanism 25 has a feed screw mechanism 33, a rotation support bearing 28, a detent component (not shown), and an actuator case 34 covering these components.

送りねじ機構３３は、ナット部３５と、ねじ軸である前記出力ロッド２５ａと、すべり軸受３７とを有する。出力ロッド２５ａは、前記回り止め部品によってユニット支持部材３に対して回り止めされている。ナット部３５は、この外周部の軸方向中間部にドリブンプーリ２７ｂが設けられて軸方向両側の回転支持軸受２８，２８によりユニット支持部材３に回転自在に支持されている。このナット部３５の内周に雌ねじ部が設けられている。出力ロッド２５ａの外周には、ナット部３５の前記雌ねじ部に噛み合う雄ねじ部が設けられている。 The feed screw mechanism 33 has a nut portion 35 , the output rod 25 a as a screw shaft, and a sliding bearing 37 . The output rod 25a is prevented from rotating with respect to the unit support member 3 by the anti-rotation component. The nut portion 35 is provided with a driven pulley 27b at an axially intermediate portion of the outer peripheral portion, and is rotatably supported by the unit support member 3 by rotation support bearings 28, 28 on both sides in the axial direction. A female screw portion is provided on the inner circumference of the nut portion 35 . A male threaded portion that meshes with the female threaded portion of the nut portion 35 is provided on the outer periphery of the output rod 25a.

ナット部の軸方向一端には、出力ロッド２５ａが摺動可能に貫通するすべり軸受３７が設けられている。すべり軸受３７は、出力ロッド２５ａの軸方向の移動をガイドすると共に、タイヤ側からの外力が出力ロッド２５ａに入力された場合、出力ロッド２５ａにラジアル方向およびモーメント方向の力が負荷されることを防止する。 A sliding bearing 37 through which the output rod 25a slidably penetrates is provided at one axial end of the nut portion. The slide bearing 37 guides the axial movement of the output rod 25a, and when an external force from the tire side is input to the output rod 25a, the force in the radial direction and the moment direction is applied to the output rod 25a. To prevent.

回転支持軸受２８として、この例では、二個の円すいころ軸受が、ドリブンプーリ２７ｂを介して、正面合わせで組み合わされている。これらの回転支持軸受２８，２８の配置は、背面合わせ、正面合わせのどちらでもよいが、組付け性やシム等による予圧調整の容易さより、正面合わせの配置が好ましい。なお、回転支持軸受２８をアンギュラ玉軸受としてもよい。この場合にも、回転支持軸受２８，２８の配置は、背面合わせ、正面合わせのどちらでもよい。 As the rotation support bearing 28, in this example, two tapered roller bearings are combined face-to-face via a driven pulley 27b. These rotation support bearings 28, 28 may be arranged back to back or face to face, but front to face arrangement is preferable from the standpoint of ease of assembly and preload adjustment using shims or the like. Note that the rotation support bearing 28 may be an angular ball bearing. Also in this case, the arrangement of the rotation support bearings 28, 28 may be either back-to-back or face-to-face.

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。モータ２６、減速機２７および直動機構２５を備えた操舵用アクチュエータ５は、サブアセンブリ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。本実施形態の操舵用アクチュエータ５は、モータ２６、減速機２７および直動機構２５を備えているが、減速機が省略される場合もある。つまりモータ２６の駆動力を、減速機を介さず直接に直動機構２５へ伝達する機構も可能である。また、直動機構２５には、本実施形態に示す台形ねじの他、ボールねじまたはラックアンドピニオン機構等、回転運動を直動運動に変換可能な機構が使用できる。 Since the direct-acting mechanism 25 includes a feed screw mechanism using the sliding screw of the trapezoidal screw, the effect of preventing reverse input from the tire 9b can be enhanced. The steering actuator 5 including the motor 26, the speed reducer 27 and the linear motion mechanism 25 is assembled as a subassembly and detachably attached to the case 6b with bolts or the like. The steering actuator 5 of this embodiment includes a motor 26, a speed reducer 27, and a linear motion mechanism 25, but the speed reducer may be omitted. In other words, a mechanism is also possible in which the driving force of the motor 26 is directly transmitted to the linear motion mechanism 25 without going through the speed reducer. In addition to the trapezoidal screw shown in the present embodiment, the linear motion mechanism 25 may be a mechanism capable of converting rotary motion into linear motion, such as a ball screw or a rack-and-pinion mechanism.

＜変位量検出手段＞
車輪９の角度をより正確に制御するためには、モータ２６の回転角度または直動機構２５の位置（移動量）を把握することが求められる。この操舵機能付ハブユニット１には、前記回転角度または前記移動量である変位量を検出する変位量検出手段として、以下の位置センサ、角度センサが設けられている。 <Displacement detection means>
In order to control the angle of the wheel 9 more accurately, it is required to know the rotation angle of the motor 26 or the position (movement amount) of the linear motion mechanism 25 . The steering function-equipped hub unit 1 is provided with the following position sensor and angle sensor as displacement amount detection means for detecting the displacement amount, which is the rotation angle or the movement amount.

＜位置センサ＞
アクチュエータケース３４には、直動機構２５の位置を検出する位置センサ４４が設けられている。位置センサ４４は、出力ロッド２５ａの軸方向の移動量である変位量を検出し位置センサ値（検出値）として出力可能である。例えば、アクチュエータケース３４内に固定された基板に、位置センサ４４が固定されている。位置センサ４４は、磁気式、光学式、静電容量式等の各種のセンサを用いることができるが、この実施形態では、磁気センサが用いられている。 <Position sensor>
The actuator case 34 is provided with a position sensor 44 that detects the position of the linear motion mechanism 25 . The position sensor 44 can detect the amount of displacement, which is the amount of axial movement of the output rod 25a, and output it as a position sensor value (detected value). For example, the position sensor 44 is fixed to a substrate fixed within the actuator case 34 . The position sensor 44 can use various sensors such as magnetic type, optical type, capacitance type, etc. In this embodiment, a magnetic sensor is used.

＜角度センサ＞
モータ２６のモータケースには、モータ２６の回転角度である変位量を検出し角度センサ値（検出値）を出力可能な角度センサ５３が設けられている。この角度センサ５３は、ロータ軸２６ｂに嵌合固定された被検出部５３ａと、この被検出部５３ａの半径方向外方でモータケースに固定されて被検出部５３ａを検出するセンサ部５３ｂとを有する。この角度センサ５３として例えばレゾルバが適用される。 <Angle sensor>
A motor case of the motor 26 is provided with an angle sensor 53 capable of detecting a displacement amount, which is a rotation angle of the motor 26, and outputting an angle sensor value (detected value). The angle sensor 53 includes a detected portion 53a fitted and fixed to the rotor shaft 26b, and a sensor portion 53b fixed to the motor case radially outward of the detected portion 53a for detecting the detected portion 53a. have. A resolver, for example, is applied as the angle sensor 53 .

＜その他の機構的構成＞
図１のユニット支持部材本体３Ａは、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、およびステアリング装置１１（図２）の結合部となるステアリング装置結合部６ｄを有する。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は、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。 <Other mechanical configurations>
The unit support member main body 3A of FIG. 1 has a shock absorber attachment portion 6c that serves as an attachment portion for the shock absorber, and a steering device coupling portion 6d that serves as a coupling portion for the steering device 11 (FIG. 2). The shock absorber attachment portion 6c and the steering device coupling portion 6d are formed integrally with the unit support member main body 3A. A shock absorber attachment portion 6c is formed so as to protrude from the upper portion of the outer surface portion of the unit support member main body 3A. A steering device coupling portion 6d is formed so as to protrude from the side portion of the outer surface portion of the unit support member main body 3A.

＜制御系について＞
制御装置２９は、操舵制御部３０と、アクチュエータ駆動制御部３１とを有する。操舵制御部３０は、上位制御部３２から与えられた目標値である補助操舵角指令信号（操舵角指令信号）に応じた電流指令信号を出力する。このとき操舵制御部３０は、位置センサ４４から出力ロッド２５ａ（図２）の直進方向の移動量である検出値を用いて、後述するＰＩＤ制御によるフィードバック制御を行うことで、車輪９（図２）の角度を適切にかつ位置精度よく管理し得る。 <Regarding the control system>
The control device 29 has a steering control section 30 and an actuator drive control section 31 . The steering control unit 30 outputs a current command signal corresponding to an auxiliary steering angle command signal (steering angle command signal), which is a target value given from the host control unit 32 . At this time, the steering control unit 30 uses the detected value from the position sensor 44, which is the moving amount of the output rod 25a (FIG. 2) in the straight-ahead direction, to perform feedback control by PID control, which will be described later. ) can be managed appropriately and with high positional accuracy.

上位制御部３２は操舵制御部３０の上位の制御手段であり、この上位制御部３２として、例えば、車両全般を制御する電気制御ユニット（Vehicle Control Unit,略称ＶＣＵ）が適用される。アクチュエータ駆動制御部３１は、操舵制御部３０から入力された電流指令信号に応じた電流である駆動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。アクチュエータ駆動制御部３１は、モータ２６のコイルに供給する電力を制御する。このアクチュエータ駆動制御部３１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９（図２）を微小に角度変化することができる。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し得る。なお操舵システムは、運転者のハンドル操作に代えて、図示外の自動運転装置、運転支援装置の指令等によって操舵用アクチュエータ５，５を動作させてもよい。 The host controller 32 is a host controller of the steering controller 30. As the host controller 32, for example, a vehicle control unit (VCU) for controlling the entire vehicle is applied. The actuator drive control section 31 outputs a drive current, which is a current corresponding to the current command signal input from the steering control section 30, to drive and control the steering actuator 5. FIG. The actuator drive control section 31 controls power supplied to the coils of the motor 26 . The actuator drive control unit 31, for example, constitutes a half-bridge circuit using switch elements (not shown), and performs PWM control for determining the voltage applied to the motor according to the ON-OFF duty ratio of the switch elements. As a result, the angle of the wheels 9 (FIG. 2) can be slightly changed in addition to the steering by the steering wheel operation of the driver. Even when driving in a straight line, the amount of toe angle can be adjusted according to each situation. The steering system may operate the steering actuators 5, 5 in response to commands from an automatic driving device or a driving support device (not shown) instead of the steering wheel operation by the driver.

＜ＰＩＤ制御＞
制御装置２９は、モータ２６の指令電流（電流）である電流指令信号を決定する電流決定手段を有する。この制御装置２９では、電流決定手段として操舵制御部３０が適用されている。電流決定手段である操舵制御部３０は、直動機構２５の目標とする直進方向の移動量である目標値と出力ロッド２５ａの直進方向の移動量である検出値との偏差と、前記偏差の時間積分値と、前記偏差の時間微分値と、の少なくともいずれか１つにゲインを乗じた値に応じて、モータ２６の指令電流を決定する。操舵制御部３０は、前記偏差に応じて前記ゲインを変化させる。 <PID control>
The control device 29 has current determining means for determining a current command signal, which is the command current (current) of the motor 26 . In this control device 29, a steering control section 30 is applied as current determining means. The steering control unit 30, which is a current determining means, determines the deviation between a target value, which is the amount of movement of the linear motion mechanism 25 in the straight direction, and the detected value, which is the amount of movement of the output rod 25a in the straight direction, and the deviation. A command current for the motor 26 is determined according to a value obtained by multiplying at least one of the time integral value and the time differential value of the deviation by a gain. The steering control section 30 changes the gain according to the deviation.

＜モータによる台形ねじの位置制御＞
一般に、モータによる位置制御ではＰＩＤ制御が採用される。ＰＩＤ制御では、制御対象の目標値と検出値との偏差、および偏差の微積分値それぞれに制御ゲインを乗じ、これらの加算値が制御量となる。本構成においては、前記台形ねじの位置（移動量）が制御対象、モータ電流が制御量となる。モータ電流Ｉ（ｔ）は式（１）で表される。式（１）において、第１項は偏差に比例ゲインを乗じた比例項、第２項は偏差の積分値に積分ゲインを乗じた積分項、第３項は偏差の微分値に微分ゲインを乗じた微分項である。 <Position control of trapezoidal screw by motor>
In general, PID control is adopted for position control by a motor. In PID control, the deviation between the target value and the detected value of the object to be controlled and the calculus and integral value of the deviation are each multiplied by the control gain, and the sum of these values becomes the control amount. In this configuration, the position (movement amount) of the trapezoidal screw is the object to be controlled, and the motor current is the control amount. Motor current I(t) is represented by equation (1). In equation (1), the first term is the proportional term obtained by multiplying the deviation by the proportional gain, the second term is the integral term obtained by multiplying the integral value of the deviation by the integral gain, and the third term is the derivative value of the deviation multiplied by the derivative gain. is the differential term.

式（１）に示すように、電流決定手段である操舵制御部３０は、前記偏差に第１のゲインを乗じた項、前記偏差の時間積分値に第２のゲインを乗じた項、および前記偏差の時間微分値に第３のゲインを乗じた項を加算した加算値に応じてモータ２６の電流を決定する。
本実施形態ではＰＩＤ制御を示したが、本発明はＰＩＤ制御に限定されるものではなく、台形ねじの移動量の偏差に応じてモータ電流を決定する制御であれば、Ｐ制御、ＰＩ制御等の他の制御でもよい。 As shown in equation (1), the steering control unit 30, which is the current determining means, determines a term obtained by multiplying the deviation by a first gain, a term obtained by multiplying the time integral value of the deviation by a second gain, and the above The current of the motor 26 is determined according to the added value obtained by adding the term obtained by multiplying the time differential value of the deviation by the third gain.
Although PID control is shown in this embodiment, the present invention is not limited to PID control, and P control, PI control, etc. may be used as long as the control determines the motor current according to the deviation of the movement amount of the trapezoidal screw. Other controls may be used.

＜モータ電流を低減するゲインの決定方法（1）＞
式（１）では、制御ゲインＫ_pは定数のため、台形ねじ移動量の偏差ｅ（ｔ）が小さい場合でも、Ｋ_pｅ（ｔ）により電流が流れる。そこで、制御ゲインＫ_pを偏差ｅ（ｔ）に対する可変定数Ｋ_p´（ｅ（ｔ））とすると、モータ電流は式（３）で表される。 <Method of determining the gain that reduces the motor current (1)>
In equation (1), since the control gain K _p is a constant, even if the deviation e(t) of the trapezoidal screw movement amount is small, the current flows due to K _p e(t). Therefore, if the control gain K _p is a variable constant K _p '(e(t)) with respect to the deviation e(t), the motor current is expressed by Equation (3).

式（３）では、電流決定手段である操舵制御部３０は、偏差に応じて第１のゲインである比例ゲインのみを変化させる。具体的には、偏差ｅ（ｔ）が小さい場合は、可変定数Ｋ_p´（ｅ（ｔ））を小さくすることで式（３）における右辺第１項Ｋ_p´（ｅ（ｔ））ｅ（ｔ）が小さくなり、モータ電流が減少する。また操舵制御部３０は、前記偏差の絶対値が閾値より大きいとき前記第１のゲインを一定とし、前記偏差の絶対値が閾値以下のとき、前記偏差の絶対値が小さいほど前記第１のゲインを小さくする。 In equation (3), the steering control unit 30, which is current determining means, changes only the proportional gain, which is the first gain, according to the deviation. Specifically, when the deviation e(t) is small, the variable constant K _p '(e(t)) is decreased so that the first term K _p '(e(t)) e (t) becomes smaller and the motor current decreases. Further, the steering control unit 30 keeps the first gain constant when the absolute value of the deviation is greater than the threshold, and when the absolute value of the deviation is equal to or less than the threshold, the smaller the absolute value of the deviation, the more the first gain to be smaller.

図６に可変定数Ｋ_p´（ｅ（ｔ））の例を示す。偏差ｅ（ｔ）の絶対値｜ｅ（ｔ）｜がある閾値ｅ_ｔｈより大きいときＫ_p´（ｅ（ｔ））＝Ｋ_p（一定）とし、通常の制御とする。偏差ｅ（ｔ）がｅ_ｔｈ以下で―ｅ_ｔｈ以上のとき偏差ｅ（ｔ）の絶対値｜ｅ（ｔ）｜が小さいほどＫ_p´（ｅ（ｔ））を小さくする。偏差ｅ（ｔ）が零のとき、Ｋ_p´（ｅ（ｔ））を零とする。閾値ｅ_ｔｈは、ハブユニットの操舵角制御の許容誤差から台形ねじの移動量に換算した値としてもよい。 FIG. 6 shows an example of the variable constant K _p '(e(t)). When the absolute value |e(t)| of the deviation e(t) is greater than a certain threshold value _eth , Kp _' (e(t))= _Kp (constant) and normal control is performed. When the deviation e(t) is less than e _th and greater than -e _th , the smaller the absolute value |e(t)| of the deviation e(t), the smaller K _p '(e(t)). When the deviation e(t) is zero, let K _p '(e(t)) be zero. The threshold _eth may be a value obtained by converting the permissible error of the steering angle control of the hub unit into the amount of movement of the trapezoidal screw.

この例では、台形ねじ移動量の偏差に応じて制御ゲインが可変するため、台形ねじの移動量が目標値に達しないことが懸念されるが、前述のようにハブユニットの操舵角制御の許容誤差の範囲内であるため問題ない。制御精度を優先する場合は、図７に示すように可変定数Ｋ_p´（ｅ（ｔ））を決定してもよい。すなわち偏差ｅ（ｔ）の絶対値｜ｅ（ｔ）｜が小さいほどＫ_p´（ｅ（ｔ））を小さくする。但し、偏差ｅ（ｔ）が零のとき、Ｋ_p´（ｅ（ｔ））は最小値でかつ零よりも大きい値とする。図７の例は、図６のように決定した場合と比較して、モータ電流の低減効果は小さくなるが、制御精度は向上する。 In this example, since the control gain varies according to the deviation of the trapezoidal screw movement amount, there is concern that the trapezoidal screw movement amount will not reach the target value. There is no problem because it is within the margin of error. If priority is given to control accuracy, the variable constant K _p '(e(t)) may be determined as shown in FIG. That is, the smaller the absolute value |e(t)| of the deviation e(t), the smaller K _p '(e(t)). However, when the deviation e(t) is zero, K _p '(e(t)) is the minimum value and is greater than zero. In the example of FIG. 7, the effect of reducing the motor current is smaller than in the case of determination as shown in FIG. 6, but the control accuracy is improved.

逆にモータ電流の低減効果を優先する場合は、図８に示すように可変定数Ｋ_p´（ｅ（ｔ））を決定してもよい。すなわち偏差ｅ（ｔ）の絶対値｜ｅ（ｔ）｜が小さいほどＫ_p´（ｅ（ｔ））を小さくする。但し、偏差ｅ（ｔ）が零を含む正負の所定範囲内にあるとき、Ｋ_p´（ｅ（ｔ））を零とする。図８の例は、図６のように決定した場合と比較して、ハブユニットの操舵角許容誤差の範囲内で制御精度が悪化するが、モータ電流の低減効果は大きくなる。
可変定数Ｋ_p´（ｅ（ｔ））の決定方法はこれらに限定されるものではなく、偏差ｅ（ｔ）が零に近づくにつれて可変定数Ｋ_p´（ｅ（ｔ））が小さくなるような決定方向であれば、非線形または不連続でもよく、偏差ｅ（ｔ）の正負に対し対称でなくてもよい。 Conversely, when priority is given to the effect of reducing the motor current, the variable constant K _p '(e(t)) may be determined as shown in FIG. That is, the smaller the absolute value |e(t)| of the deviation e(t), the smaller K _p '(e(t)). However, when the deviation e(t) is within a predetermined positive and negative range including zero, K _p '(e(t)) is set to zero. In the example of FIG. 8, the control accuracy deteriorates within the steering angle tolerance of the hub unit, but the effect of reducing the motor current is greater than in the case of determination as shown in FIG.
The method of determining the variable constant K _p '(e(t)) is not limited to the above, and the variable constant K _p '(e(t)) becomes smaller as the deviation e(t) approaches zero. The determined direction may be nonlinear or discontinuous, and may not be symmetrical with respect to the sign of the deviation e(t).

＜モータ電流を低減するゲインの決定方法（2）＞
式（３）では、比例ゲインのみを可変定数としたため、第２項である積分項および第３項である微分項による電流は低減されない。これら第２項および第３項の電流も同時に低減するため、モータ電流を式（４）により決定する。 <How to determine the gain that reduces the motor current (2)>
In equation (3), only the proportional gain is set as a variable constant, so the current due to the integral term as the second term and the differential term as the third term is not reduced. Since the currents of the second and third terms are also reduced at the same time, the motor current is determined by equation (4).

式（４）では、電流決定手段である操舵制御部３０（図１）は、偏差に第１のゲインを乗じた項、前記偏差の時間積分値に第２のゲインを乗じた項、および前記偏差の時間微分値に第３のゲインを乗じた項を加算した加算値に、第４のゲインを乗じた値に応じて前記モータの電流を決定し、且つ、前記偏差に応じて前記第４のゲインのみを変化させる。
前述のように操舵制御部３０（図１）は、偏差に応じて第４のゲインである総合ゲインのみを変化させる。具体的には、偏差ｅ（ｔ）が小さい場合は、総合ゲインK（e（t））を小さくすることで式（４）における右辺全体が小さくなり、モータ電流が減少する。また操舵制御部３０（図１）は、前記偏差の絶対値が閾値より大きいとき前記第４のゲインを一定とし、前記偏差の絶対値が閾値以下のとき、前記偏差の絶対値が小さいほど前記第４のゲインを小さくする。 In the equation (4), the steering control unit 30 (FIG. 1), which is the current determining means, determines a term obtained by multiplying the deviation by a first gain, a term obtained by multiplying the time integral value of the deviation by a second gain, and the above Determining the current of the motor according to a value obtained by multiplying a sum obtained by adding a term obtained by multiplying a time differential value of the deviation by a third gain and multiplying the sum by a fourth gain; change only the gain of
As described above, the steering control unit 30 (FIG. 1) changes only the overall gain, which is the fourth gain, according to the deviation. Specifically, when the deviation e(t) is small, the total gain K(e(t)) is reduced to reduce the entire right side of the equation (4), thereby reducing the motor current. Further, the steering control unit 30 (FIG. 1) keeps the fourth gain constant when the absolute value of the deviation is greater than the threshold value, and when the absolute value of the deviation is equal to or less than the threshold value, the smaller the absolute value of the deviation, the greater the gain. Decrease the fourth gain.

図９に総合ゲインＫ（ｅ（ｔ））の例を示す。偏差ｅ（ｔ）の絶対値｜ｅ（ｔ）｜がある閾値ｅ_ｔｈより大きいときＫ（ｅ（ｔ））＝１（一定）とし、通常の制御とする。偏差ｅ（ｔ）がｅ_ｔｈ以下で―ｅ_ｔｈ以上のとき偏差ｅ（ｔ）の絶対値｜ｅ（ｔ）｜が小さいほどＫ（ｅ（ｔ））を小さくする。偏差ｅ（ｔ）が零のとき、Ｋ（ｅ（ｔ））を零とする。閾値ｅ_ｔｈは、ハブユニットの操舵角制御の許容誤差から台形ねじの移動量に換算した値としてもよい。 FIG. 9 shows an example of total gain K(e(t)). When the absolute value |e(t)| of the deviation e(t) is greater than a certain threshold value e _th , K(e(t)) is set to 1 (constant) and normal control is performed. When the deviation e(t) is less than e _th and greater than -e _th , the smaller the absolute value |e(t)| of the deviation e(t), the smaller K(e(t)). When the deviation e(t) is zero, let K(e(t)) be zero. The threshold _eth may be a value obtained by converting the permissible error of the steering angle control of the hub unit into the amount of movement of the trapezoidal screw.

この例においても、台形ねじ移動量の偏差に応じて制御ゲインが可変するため、台形ねじの移動量が目標値に達しないことが懸念されるが、前述のようにハブユニットの操舵角制御の許容誤差の範囲内であるため問題ない。制御精度を優先する場合は、図１０に示すように総合ゲインＫ（ｅ（ｔ））を決定してもよい。すなわち偏差ｅ（ｔ）の絶対値｜ｅ（ｔ）｜が小さいほどＫ（ｅ（ｔ））を小さくする。但し、偏差ｅ（ｔ）が零のとき、Ｋ（ｅ（ｔ））は最小値でかつ零よりも大きい値とする。図１０の例は、図９のように決定した場合と比較して、モータ電流の低減効果は小さくなるが、制御精度は向上する。 In this example as well, since the control gain varies according to the deviation of the trapezoidal screw movement amount, there is concern that the trapezoidal screw movement amount may not reach the target value. There is no problem because it is within the allowable error range. If priority is given to control accuracy, the overall gain K(e(t)) may be determined as shown in FIG. That is, the smaller the absolute value |e(t)| of the deviation e(t), the smaller K(e(t)). However, when the deviation e(t) is zero, K(e(t)) is a minimum value and a value greater than zero. In the example of FIG. 10, the effect of reducing the motor current is smaller than in the case of determination as shown in FIG. 9, but the control accuracy is improved.

逆にモータ電流の低減効果を優先する場合は、図１１に示すようにＫ（ｅ（ｔ））を決定してもよい。すなわち偏差ｅ（ｔ）の絶対値｜ｅ（ｔ）｜が小さいほどＫ（ｅ（ｔ））を小さくする。但し、偏差ｅ（ｔ）が零を含む正負の所定範囲内にあるとき、Ｋ（ｅ（ｔ））を零とする。図１１の例は、図９のように決定した場合と比較して、ハブユニットの操舵角許容誤差の範囲内で制御精度が悪化するが、モータ電流の低減効果は大きくなる。
総合ゲインＫ（ｅ（ｔ））の決定方法はこれらに限定されるものではなく、偏差ｅ（ｔ）が零に近づくにつれて総合ゲインＫ（ｅ（ｔ））が小さくなるような決定方向であれば、非線形または不連続でもよく、偏差ｅ（ｔ）の正負に対し対称でなくてもよい。 Conversely, when priority is given to the motor current reduction effect, K(e(t)) may be determined as shown in FIG. That is, the smaller the absolute value |e(t)| of the deviation e(t), the smaller K(e(t)). However, K(e(t)) is set to zero when the deviation e(t) is within a predetermined positive/negative range including zero. In the example of FIG. 11, the control accuracy deteriorates within the allowable error of the steering angle of the hub unit compared to the case of determination as in FIG. 9, but the effect of reducing the motor current increases.
The method of determining the total gain K(e(t)) is not limited to these, and any determination direction may be such that the total gain K(e(t)) becomes smaller as the deviation e(t) approaches zero. For example, it may be non-linear or discontinuous, and may not be symmetrical with respect to the sign of the deviation e(t).

＜作用効果＞
以上説明した実施形態によると、図１の電流決定手段である操舵制御部３０は、台形ねじの移動量の目標値と検出値との偏差に応じてゲインを変化させてモータ２６の電流を決定する。この場合に、偏差が小さい領域において制御ゲインを小さくすると、モータ２６に流れる電流を減少させることができる。したがって、アクチュエータ制御システムＡＳの消費電力を抑制し、モータ電流の増加に起因する振動・騒音を低減することが可能となる。よって、操舵機能付ハブユニット１を搭載する車両の快適性・静粛性を向上することができる。
直動機構２５は台形ねじを有する。この台形ねじは、セルフロック機能によりタイヤからの外力による逆入力を遮断することができる。これにより、目標値と検出値との偏差をより小さくすることが可能となる結果、制御ゲインをより小さくすることができる。したがって、モータ２６に流れる電流をより減少させることができる。 <Effect>
According to the embodiment described above, the steering control unit 30, which is the current determining means in FIG. do. In this case, the current flowing through the motor 26 can be reduced by decreasing the control gain in the region where the deviation is small. Therefore, it is possible to suppress the power consumption of the actuator control system AS and reduce the vibration and noise caused by the increase in the motor current. Therefore, it is possible to improve the comfort and quietness of the vehicle in which the hub unit 1 with steering function is mounted.
Linear motion mechanism 25 has a trapezoidal screw. This trapezoidal screw has a self-locking function and can block reverse input due to external force from the tire. As a result, it is possible to further reduce the deviation between the target value and the detected value, and as a result, it is possible to further reduce the control gain. Therefore, the current flowing through the motor 26 can be further reduced.

＜他の実施形態について＞
以下の説明においては、各実施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。同一の構成は同一の作用効果を奏する。各実施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 same reference numerals are given to the parts corresponding to the items previously described in each embodiment, and redundant description is omitted. When only a portion of the configuration is described, the other portions of the configuration are the same as those previously described unless otherwise specified. The same configuration has the same effect. It is possible not only to combine the parts specifically described in each embodiment, but also to partially combine the embodiments if there is no problem with the combination.

図１２Ａに示すように、操舵制御部３０は、角度センサ５３からモータ２６の回転角度である検出値を用いてフィードバック制御を行ってもよい。このフィードバック制御を行う際の目標値は、モータ２６の目標とする回転角度であり上位制御部３２から与えられる。
図１２Ｂに示すように、操舵制御部３０は、位置センサ４４から出力ロッド２５ａ（図２）の直進方向の移動量である検出値を用いてフィードバック制御を行ってもよい。このフィードバック制御を行う際の目標値は、モータ２６の目標とする回転角度であり上位制御部３２から与えられる。 As shown in FIG. 12A , the steering control unit 30 may perform feedback control using the detected value of the rotation angle of the motor 26 from the angle sensor 53 . A target value for performing this feedback control is a target rotation angle of the motor 26 and is given from the host controller 32 .
As shown in FIG. 12B, the steering control unit 30 may perform feedback control using the detected value from the position sensor 44, which is the amount of straight movement of the output rod 25a (FIG. 2). A target value for performing this feedback control is a target rotation angle of the motor 26 and is given from the host controller 32 .

＜非操舵輪への適用について＞
操舵機能付ハブユニット１は、非操舵輪に対して用いてもよい。例えば、図１４に示すように、前輪操舵の車両において、後輪９Ｒを支持する懸架装置１２Ｒの車輪用軸受設置部となる足回りフレーム部品６Ｒに設定し、後輪操舵に用いてもよい。非操舵輪の操舵機能付ハブユニット１において、車両制御の要求によっては、前述の微小な操舵角度に限らず例えば１０°～２０°等の比較的大きな角度を左右輪個別に採ることもある。
その他図１５に示すように、操舵機能付ハブユニット１を、操舵輪である左右の前輪９Ｆ，９Ｆおよび非操舵輪である左右の後輪９Ｒ，９Ｒにそれぞれ用いてもよい。 <About application to non-steering wheels>
The hub unit 1 with steering function may be used for non-steering wheels. For example, as shown in FIG. 14, in a vehicle with front-wheel steering, it may be set in an underbody frame component 6R serving as a wheel bearing installation portion of a suspension device 12R that supports a rear wheel 9R, and used for rear-wheel steering. In the hub unit 1 with a steering function for the non-steerable wheels, depending on the vehicle control requirements, a relatively large steering angle such as 10° to 20°, for example, may be adopted for each of the left and right wheels in addition to the small steering angle described above.
In addition, as shown in FIG. 15, the hub unit 1 with steering function may be used for left and right front wheels 9F, 9F which are steered wheels and left and right rear wheels 9R, 9R which are non-steered wheels.

アクチュエータ制御システムを、例えば、ロボット、工作機械、搬送機械等に適用してもよい。
以上、実施形態に基づいて本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。本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。 For example, the actuator control system may be applied to robots, machine tools, carrier machines, and the like.
As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated based on embodiment, embodiment disclosed this time is an illustration and is not restrictive at all points. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and range of equivalents of the scope of the claims.

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（アクチュエータ）、６…ナックル（足回りフレーム部品）、６Ｒ…足回りフレーム部品、９…車輪、１５…ハブベアリング、１２，１２Ｒ…懸架装置、２５…直動機構（変換機構）、２５ａ…出力ロッド（直動出力部）、２６…モータ、２９…制御装置、３０…操舵制御部（電流決定手段）、３１…アクチュエータ制御部（電流決定手段）、３３ａ…台形ねじ、４４…位置センサ（変位量検出手段）、５３…角度センサ（変位量検出手段）、ＡＳ…アクチュエータ制御システム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Hub unit with a steering function, 2... Hub unit main body, 3... Unit support member, 5... Steering actuator (actuator), 6... Knuckle (undercarriage frame part), 6R... Undercarriage frame part, 9... Wheel, 15 Hub bearing 12, 12R Suspension device 25 Linear motion mechanism (conversion mechanism) 25a Output rod (linear motion output unit) 26 Motor 29 Control device 30 Steering control unit (current determination Means), 31... Actuator control unit (current determination means), 33a... Trapezoidal screw, 44... Position sensor (displacement amount detection means), 53... Angle sensor (displacement amount detection means), AS... Actuator control system

Claims (8)

モータおよびこのモータの回転出力を直進運動に変換する変換機構を備えたアクチュエータと、このアクチュエータを制御する制御装置とを備えたアクチュエータ制御システムであって、
前記変換機構の直進方向の移動量または前記モータの回転角度である変位量を検出する変位量検出手段を備え、
前記制御装置は、
前記変換機構の目標とする直進方向の移動量または前記モータの目標とする回転角度である目標値と、前記変位量検出手段で検出される検出値との偏差と、
前記偏差の時間積分値と、
前記偏差の時間微分値と、
の少なくともいずれか１つにゲインを乗じた値に応じて、前記モータの電流を決定する電流決定手段を有し、この電流決定手段は、前記偏差に応じて前記ゲインを変化させるアクチュエータ制御システム。 An actuator control system comprising: an actuator having a motor and a conversion mechanism for converting the rotational output of the motor into linear motion; and a control device for controlling the actuator,
Displacement amount detection means for detecting a movement amount of the conversion mechanism in a rectilinear direction or a displacement amount that is a rotation angle of the motor,
The control device is
a deviation between a target value, which is a target amount of movement of the conversion mechanism in the straight direction or a target rotation angle of the motor, and a detection value detected by the displacement amount detection means;
a time integral value of the deviation;
a time derivative value of the deviation;
and current determining means for determining the current of the motor in accordance with a value obtained by multiplying at least one of the above by a gain, wherein the current determining means changes the gain in accordance with the deviation. 請求項１に記載のアクチュエータ制御システムにおいて、前記変換機構は台形ねじを有するアクチュエータ制御システム。 2. The actuator control system of claim 1, wherein said conversion mechanism comprises a trapezoidal screw. 請求項１または請求項２に記載のアクチュエータ制御システムにおいて、前記電流決定手段は、前記偏差に第１のゲインを乗じた項、前記偏差の時間積分値に第２のゲインを乗じた項、および前記偏差の時間微分値に第３のゲインを乗じた項を加算した加算値に応じて前記モータの電流を決定し、且つ、前記偏差に応じて前記第１のゲインのみを変化させるアクチュエータ制御システム。 3. The actuator control system according to claim 1, wherein the current determining means includes a term obtained by multiplying the deviation by a first gain, a term obtained by multiplying the time integral value of the deviation by a second gain, and An actuator control system that determines the current of the motor according to the added value obtained by adding the term obtained by multiplying the time differential value of the deviation by a third gain, and changes only the first gain according to the deviation. . 請求項３に記載のアクチュエータ制御システムにおいて、前記電流決定手段は、前記偏差の絶対値が閾値より大きいとき前記第１のゲインを一定とし、前記偏差の絶対値が閾値以下のとき、前記偏差の絶対値が小さいほど前記第１のゲインを小さくするアクチュエータ制御システム。 4. The actuator control system according to claim 3, wherein the current determining means keeps the first gain constant when the absolute value of the deviation is greater than a threshold, and keeps the first gain constant when the absolute value of the deviation is equal to or less than the threshold. An actuator control system in which the smaller the absolute value, the smaller the first gain. 請求項１または請求項２に記載のアクチュエータ制御システムにおいて、前記電流決定手段は、前記偏差に第１のゲインを乗じた項、前記偏差の時間積分値に第２のゲインを乗じた項、および前記偏差の時間微分値に第３のゲインを乗じた項を加算した加算値に、第４のゲインを乗じた値に応じて前記モータの電流を決定し、且つ、前記偏差に応じて前記第４のゲインのみを変化させるアクチュエータ制御システム。 3. The actuator control system according to claim 1, wherein the current determining means includes a term obtained by multiplying the deviation by a first gain, a term obtained by multiplying the time integral value of the deviation by a second gain, and determining the current of the motor according to a value obtained by multiplying a sum obtained by adding a term obtained by multiplying the time differential value of the deviation by a third gain, and multiplying the sum by a fourth gain; Actuator control system that changes only the gain of 4. 請求項５に記載のアクチュエータ制御システムにおいて、前記電流決定手段は、前記偏差の絶対値が閾値より大きいとき前記第４のゲインを一定とし、前記偏差の絶対値が閾値以下のとき、前記偏差の絶対値が小さいほど前記第４のゲインを小さくするアクチュエータ制御システム。 6. The actuator control system according to claim 5, wherein the current determining means keeps the fourth gain constant when the absolute value of the deviation is greater than a threshold, and keeps the fourth gain constant when the absolute value of the deviation is equal to or less than the threshold. An actuator control system that decreases the fourth gain as the absolute value decreases. 車輪を回転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と、を備え、
前記操舵用アクチュエータは、直動出力部の直進運動として出力する直動機構を有し、前記直動出力部が直進方向に進退することで、前記ハブユニット本体が前記転舵軸心回りに回転駆動される操舵機能付ハブユニットであって、
前記操舵用アクチュエータは、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のアクチュエータ制御システムのアクチュエータである操舵機能付ハブユニット。 a hub unit body having a hub bearing that supports a wheel for rotation; a unit support member that is provided on an underbody frame component of a suspension system and supports the hub unit body rotatably around a steering shaft that extends vertically; a steering actuator for rotationally driving the hub unit main body about the turning axis;
The steering actuator has a linear motion mechanism that outputs linear motion of a linear motion output portion, and the linear motion output portion advances and retreats in a straight direction, thereby rotating the hub unit main body around the turning axis. A driven hub unit with a steering function,
A hub unit with a steering function, wherein the steering actuator is an actuator of the actuator control system according to any one of claims 1 to 6. 請求項７に記載の操舵機能付ハブユニットと、この操舵機能付ハブユニットの操舵用アクチュエータを制御する制御装置とを備えた操舵システムであって、前記制御装置は、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のアクチュエータ制御システムの制御装置であり、且つ、与えられた操舵角指令信号に応じた電流指令信号を出力する操舵制御部と、この操舵制御部から入力された電流指令信号に応じた電流を出力して前記操舵用アクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動制御部とを有する操舵システム。














A steering system comprising: the hub unit with steering function according to claim 7; and a control device for controlling a steering actuator of the hub unit with steering function, wherein the control device comprises any one of claims 1 to 6. A controller for an actuator control system according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a steering control section that outputs a current command signal corresponding to a given steering angle command signal; and a current command input from the steering control section. and an actuator drive control section for driving and controlling the steering actuator by outputting a current corresponding to a signal.

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