特表 2024-544228 ステアバイワイヤ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-11-28

(54)【発明の名称】ステアバイワイヤ

(51)【国際特許分類】

   B62D 5/04 20060101AFI20241121BHJP

   B62D 6/00 20060101ALI20241121BHJP

   B62D 113/00 20060101ALN20241121BHJP

【ＦＩ】

B62D5/04

B62D6/00

B62D113:00

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024534186

(86)(22)【出願日】2022-12-07

(85)【翻訳文提出日】2024-07-31

(86)【国際出願番号】 US2022052125

(87)【国際公開番号】W WO2023107555

(87)【国際公開日】2023-06-15

(31)【優先権主張番号】63/265,238

(32)【優先日】2021-12-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】510192916

【氏名又は名称】テスラ，インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000659

【氏名又は名称】弁理士法人広江アソシエイツ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ヴァン ローエン，ジョエル

(72)【発明者】

【氏名】ケスラー，マイク

(72)【発明者】

【氏名】フェデリコ，ジェイコブ

(72)【発明者】

【氏名】ドーラ，ブライアン

(72)【発明者】

【氏名】ハラシム，スティーブ

【テーマコード（参考）】

3D232

3D333

【Ｆターム（参考）】

3D232CC32

3D232DA03

3D232DA64

3D232DA65

3D232DD17

3D232EC37

3D232GG01

3D333CB02

3D333CB31

3D333CB32

3D333CB42

3D333CB46

3D333CC02

3D333CC12

3D333CC34

3D333CD56

3D333CD57

3D333CD58

3D333CD59

3D333CD60

3D333CE36

(57)【要約】

車両の横方向の動きを制御するためのワイヤによる車両ステアリングシステムが提供される。システムは、２つのコントローラを伴うステアリングホイールトルクフィードバックアクチュエータアセンブリと、２つのゾーン的に分離されるモータ及びコントローラを伴う前ロードホイールステアリングアクチュエータアセンブリと、２つの別個の電力アセンブリと、別個の配線束アセンブリ内の２つの別個の車両通信ネットワークと、ステアリングシステム内の各ノード間の３つのプライベートシステム通信ネットワークとを含む。冗長構成要素が、該構成要素のうちの１つ以上が故障するときに故障の共通の原因がシステムを危険にさらさないようにゾーン的に分離される。システムは、ロードホイールの絶対位置を可能にするための差動ギアボックスロードホイールアクチュエータを含むことができる。システムは、２つの磁気センサアセンブリ及び１つの誘導センサアセンブリを含む位置センサアセンブリのセットを更に含むことができる。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

冗長性を伴うステアバイワイヤシステムであって、
第１のロードホイール及び第２のロードホイールと係合してこれらのロードホイールを制御するように構成されるロードホイールステアリングアセンブリであって、前記ロードホイールステアリングアセンブリは、
前記第１のホイール及び前記第２のホイールを作動させるように構成される第１のロードホイールアクチュエータと、
前記第１のホイール及び前記第２のホイールを作動させるように構成される第２のホイールアクチュエータとを備え、
前記第１のロードホイールアクチュエータが、前記第２のロードホイールアクチュエータからゾーン的に分離されるように構成される、ロードホイールステアリングアセンブリと、
ステアリングホイールと係合してステアリングホイールを制御するように構成されるステアリングフィードバックアセンブリであって、
前記ステアリングフィードバックアセンブリは、前記ステアリングホイールを作動させるように構成されるステアリングフィードバックアクチュエータを備える、ステアリングフィードバックアセンブリと、
を備える、ステアバイワイヤシステム。

【請求項2】

前記システムに電力を供給するように構成される第１の電源アセンブリ及び第２の電源アセンブリを更に備え、前記第１の電源アセンブリは、前記第２の電源アセンブリからゾーン的に分離されるように構成される、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記システム内の通信を可能にするように構成される第１の車両通信ネットワーク及び第２の車両通信ネットワークを更に備え、前記第１の車両通信ネットワークが第１の配線束アセンブリ内にあり、前記第２の車両通信ネットワークが第２の配線束アセンブリ内にあり、前記第１の配線束アセンブリは、前記第２の配線束アセンブリからゾーン的に分離されるように構成される、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

第１のプライベートシステム通信ネットワークと、第２のプライベート通信ネットワークと、第３のプライベート通信ネットワークとを更に備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記第１のロードホイールアクチュエータは、
第１のギアボックスにエネルギーを供給するように構成される第１のモータであって、前記第１のギアボックスが、前記第１のロードホイール及び前記第２のロードホイールを動かすように構成される、第１のモータと、
第１の１つ以上のモータ位置センサから情報を受信し、前記第１のモータに出力を供給するように構成される第１のロードホイールアクチュエータコントローラと、を備え、
前記第２のロードホイールアクチュエータは、
第２のギアボックスにエネルギーを供給するように構成される第２のモータであって、前記第２のギアボックスが、前記第１のロードホイール及び前記第２のロードホイールを動かすように構成される、第２のモータと、
前記第１のモータに出力を供給するように構成される第２のロードホイールアクチュエータコントローラと、を備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記ステアリングフィードバックアクチュエータは、
第３のギアボックスにエネルギーを供給するように構成されるロータであって、前記第３のギアボックスが前記ステアリングホイールを制御するように構成される、ロータと、
第３の１つ以上のモータ位置センサから入力を受信し、第１のステータに出力を供給するように構成される第１のフィードバックアクチュエータコントローラであって、前記第１のステータが前記ロータに接続される、第１のフィードバックアクチュエータコントローラと、
第４の１つ以上のモータ位置センサから入力を受信し、第２のステータに出力を供給するように構成される第２のフィードバックアクチュエータコントローラであって、前記第２のステータが前記ロータに接続される、第２のフィードバックアクチュエータコントローラと、を備える、請求項５に記載のシステム。

【請求項7】

前記ステアリングフィードバックアセンブリの前記第１のステータ及び前記第２のステータが耐故障ステータ巻線を備える、請求項６に記載のシステム。

【請求項8】

前記第１のロードホイール及び前記第２のロードホイールの正確な位置決めを可能にするように構成される差動ギアボックスを更に備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項9】

前記第１の電源アセンブリは、第１の車両電力コントローラに電力を供給する第１のバッテリを備え、前記第１の車両電力コントローラが前記システムの第１の部分に出力を供給し、
前記第２の電源アセンブリは、第２の車両電力コントローラに電力を供給する第２のバッテリを備え、前記第２の車両電力コントローラが前記システムの第２の部分に出力を供給する、請求項２に記載のシステム。

【請求項10】

前記第１のバッテリ及び前記第２のバッテリが高電圧バッテリである、請求項９に記載のシステム。

【請求項11】

前記第１のバッテリが高電圧バッテリであり、前記第２のバッテリが低電圧バッテリである、請求項９に記載のシステム。

【請求項12】

前記第１の車両電力コントローラ及び前記第２の車両電力コントローラがインテリジェント車両電力コントローラである、請求項９に記載のシステム。

【請求項13】

前記第２のロードホイールアクチュエータコントローラは、第２の１つ以上のモータ位置センサから情報を受信するように構成される、請求項５に記載のシステム。

【請求項14】

前記第１のロードホイールアクチュエータコントローラ、前記第２のロードホイールアクチュエータコントローラ、前記第１のフィードバックアクチュエータコントローラ、及び前記第２のフィードバックアクチュエータコントローラのうちの少なくとも１つは、第１のマイクロプロセッサ及び第２のマイクロプロセッサを備える、請求項６に記載のシステム。

【請求項15】

前記第１のマイクロプロセッサは、測定データを受信し、前記測定データを処理し、所望のトルクコマンドをもたらすように構成される、請求項１４に記載のシステム。

【請求項16】

前記第１のマイクロプロセッサは、パルス幅変調信号のセットを放出し、前記所望のトルクコマンドに従ってトルクを生成するように更に構成される、請求項１５に記載のシステム。

【請求項17】

前記第１のマイクロプロセッサは、第１のソフトウェアを使用して前記所望のトルクコマンドをもたらし、第２のソフトウェアを使用して前記パルス幅変調信号を生成するように構成される、請求項１６に記載のシステム。

【請求項18】

前記測定データは、電圧感知、電流感知、並びに電力段構成及び状態を含む、請求項１５に記載のシステム。

【請求項19】

前記第２のマイクロプロセッサは、トルクコマンドを決定し、もたらされた前記実際のトルクを推定し、前記トルクコマンド及びもたらされた実際のトルクが所定の値と合うかどうかを決定するように構成される、請求項１５に記載のシステム。

【請求項20】

前記トルクコマンド及びもたらされた実際のトルクが前記所定の値と合わないと前記第２のマイクロプロセッサが決定すると、前記第２のマイクロプロセッサは、前記第１及び第２のマイクロプロセッサと関連付けられるパワーエレクトロニクスをオフにするように構成される、請求項１９に記載のシステム。

【請求項21】

前記第２のマイクロプロセッサは、ステアリング制御が冗長要素で継続するようにするべく調停動作をトリガするメッセージを放出するように更に構成される、請求項２０に記載のシステム。

【請求項22】

前記第１のロードホイールアクチュエータコントローラと前記第２のロードホイールアクチュエータコントローラとが連続的に双方向で通信し、前記第１のフィードバックアクチュエータコントローラと前記第２のフィードバックアクチュエータコントローラとが連続的に双方向で通信し、前記第１のロードホイールアクチュエータコントローラと前記第１のフィードバックアクチュエータコントローラとが連続的に双方向で通信し、前記第２のロードホイールアクチュエータコントローラと前記第２のフィードバックアクチュエータコントローラとが連続的に双方向で通信する、請求項６に記載のシステム。

【請求項23】

前記第１及び第２のロードホイールアクチュエータコントローラと前記第１及び第２のフィードバックアクチュエータコントローラとの間の前記双方向通信は、別々の経路を通ってルーティングされる、請求項２２に記載のシステム。

【請求項24】

冗長性を伴うステアバイワイヤシステムであって、
第１のロードホイール及び第２のロードホイールと係合してこれらのロードホイールを制御するように構成されるロードホイールステアリングアセンブリを備え、前記ロードホイールステアリングアセンブリは、
前記第１のロードホイール及び前記第２のロードホイールを作動させるように構成される第１のロードホイールアクチュエータと、
前記第１のロードホイール及び前記第２のロードホイールを作動させるように構成される第２のロードホイールアクチュエータと、を備え、
前記第１のロードホイールアクチュエータは、前記第２のロードホイールアクチュエータからゾーン的に分離されるように構成される、ステアバイワイヤシステム。

【請求項25】

前記システムに電力を供給するように構成される第１の電源アセンブリ及び第２の電源アセンブリを更に備え、前記第１の電源アセンブリは、前記第２の電源アセンブリからゾーン的に分離されるように構成される、請求項２４に記載のシステム。

【請求項26】

前記システム内の通信を可能にするように構成される第１の車両通信ネットワーク及び第２の車両通信ネットワークを更に備え、前記第１の車両通信ネットワークが第１の配線束アセンブリ内にあり、前記第２の車両通信ネットワークが第２の配線束アセンブリ内にあり、前記第１の配線束アセンブリは、前記第２の配線束アセンブリからゾーン的に分離されるように構成される、請求項２４に記載のシステム。

【請求項27】

前記第１のロードホイールアクチュエータは、
第１のギアボックスにエネルギーを供給するように構成される第１のモータであって、前記第１のギアボックスが、前記第１のロードホイール及び前記第２のロードホイールを動かすように構成される、第１のモータと、
第１の１つ以上のモータ位置センサから情報を受信し、前記第１のモータに出力を供給するように構成される第１のロードホイールアクチュエータコントローラと、を備え、
前記第２のロードホイールアクチュエータは、
第２のギアボックスにエネルギーを供給するように構成される第２のモータであって、前記第２のギアボックスが、前記第１のロードホイール及び前記第２のロードホイールを動かすように構成される、第２のモータと、
前記第１のモータに出力を供給するように構成される第２のロードホイールアクチュエータコントローラと、を備える、請求項２４に記載のシステム。

【請求項28】

ステアリングホイールと係合してこのステアリングホイールを制御するように構成されるステアリングフィードバックアセンブリを更に備え、前記ステアリングフィードバックアセンブリは、前記ステアリングホイールを作動させるように構成されるステアリングフィードバックアクチュエータを備える、請求項２７に記載のシステム。

【請求項29】

前記ステアリングフィードバックアクチュエータは、
第３のギアボックスにエネルギーを供給するように構成されるロータであって、前記第３のギアボックスが前記ステアリングホイールを制御するように構成される、ロータと、
第３の１つ以上のモータ位置センサから入力を受信し、第１のステータに出力を供給するように構成される第１のフィードバックアクチュエータコントローラであって、前記第１のステータが前記ロータに接続される、第１のフィードバックアクチュエータコントローラと、
第４の１つ以上のモータ位置センサから入力を受信し、第２のステータに出力を供給するように構成される第２のフィードバックアクチュエータコントローラであって、前記第２のステータが前記ロータに接続される、第２のフィードバックアクチュエータコントローラと、を備える、請求項２８に記載のシステム。

【請求項30】

前記ステアリングフィードバックアセンブリの前記第１のステータ及び前記第２のステータが耐故障ステータ巻線を備える、請求項２９に記載のシステム。

【請求項31】

前記第１のロードホイール及び前記第２のロードホイールの正確な位置決めを可能にするように構成される差動ギアボックスを更に備える、請求項２４に記載のシステム。

【請求項32】

前記第１の電源アセンブリは、第１の車両電力コントローラに電力を供給する第１のバッテリを備え、前記第１の車両電力コントローラが前記システムの第１の部分に出力を供給し、
前記第２の電源アセンブリは、第２の車両電力コントローラに電力を供給する第２のバッテリを備え、前記第２の車両電力コントローラが前記システムの第２の部分に出力を供給する、請求項２５に記載のシステム。

【請求項33】

前記第２のロードホイールアクチュエータコントローラは、第２の１つ以上のモータ位置センサから情報を受信するように構成される、請求項２７に記載のシステム。

【請求項34】

前記第１のロードホイールアクチュエータコントローラ、前記第２のロードホイールアクチュエータコントローラ、前記第１のフィードバックアクチュエータコントローラ、及び前記第２のフィードバックアクチュエータコントローラのうちの少なくとも１つは、第１のマイクロプロセッサ及び第２のマイクロプロセッサを備える、請求項２９に記載のシステム。

【請求項35】

前記第１のマイクロプロセッサは、測定データを受信し、前記測定データを処理し、所望のトルクコマンドをもたらすように構成される、請求項３４に記載のシステム。

【請求項36】

前記第１のマイクロプロセッサは、パルス幅変調信号のセットを放出し、前記所望のトルクコマンドに従ってトルクを生成するように更に構成される、請求項３５に記載のシステム。

【請求項37】

前記測定データは、電圧感知、電流感知、並びに電力段構成及び状態を少なくとも含む、請求項３５に記載のシステム。

【請求項38】

前記第２のマイクロプロセッサは、トルクコマンドを決定し、もたらされた前記実際のトルクを推定し、前記トルクコマンド及びもたらされた実際のトルクが所定の値と合うかどうかを決定するように構成される、請求項３５に記載のシステム。

【請求項39】

前記トルクコマンド及びもたらされた実際のトルクが前記所定の値と合わないと前記第２のマイクロプロセッサが決定すると、前記第２のマイクロプロセッサは、前記第１及び第２のマイクロプロセッサと関連付けられるパワーエレクトロニクスをオフにするように構成される、請求項３８に記載のシステム。

【請求項40】

前記第２のマイクロプロセッサは、ステアリング制御が冗長要素で継続するようにするべく調停動作をトリガするメッセージを放出するように更に構成される、請求項３９に記載のシステム。

【請求項41】

前記第１のロードホイールアクチュエータコントローラと前記第２のロードホイールアクチュエータコントローラとが連続的に双方向で通信し、前記第１のフィードバックアクチュエータコントローラと前記第２のフィードバックアクチュエータコントローラとが連続的に双方向で通信し、前記第１のロードホイールアクチュエータコントローラと前記第１のフィードバックアクチュエータコントローラとが連続的に双方向で通信し、前記第２のロードホイールアクチュエータコントローラと前記第２のフィードバックアクチュエータコントローラとが連続的に双方向で通信する、請求項２９に記載のシステム。

【請求項42】

前記第１及び第２のロードホイールアクチュエータコントローラと前記第１及び第２のフィードバックアクチュエータコントローラとの間の前記双方向通信は、別々の経路を通ってルーティングされる、請求項４１に記載のシステム。

【請求項43】

冗長性を伴うワイヤによってステアリングシステムを制御する方法において、
第１のロードホイールアクチュエータを使用して第１のロードホイール及び第２のロードホイールを制御するステップと、
第２のロードホイールアクチュエータを使用して前記第１のロードホイール及び前記第２のロードホイールを制御するステップであって、前記第１のロードホイールアクチュエータが、前記第２のロードホイールアクチュエータからゾーン的に分離される、ステップと、
ステアリングフィードバックアクチュエータを使用してステアリングホイールを制御するステップと、
を含む方法。

【請求項44】

第１の電源アセンブリを使用して前記ステアリングシステムに電力を供給するステップと、第２の電源アセンブリを使用して前記ステアリングシステムに電力を供給するステップとを更に含み、前記第１の電源アセンブリが前記第２の電源アセンブリからゾーン的に分離される、請求項４３に記載の方法。

【請求項45】

第１の車両通信ネットワーク及び第２の車両通信ネットワークを使用して前記システムにおける通信を可能にするステップを更に含み、前記第１の車両通信ネットワークが前記第２の車両通信ネットワークからゾーン的に分離されるように構成される、請求項４３に記載の方法。

【請求項46】

第１のフィードバックロードホイールアクチュエータコントローラを用いて前記第１のロードホイールアクチュエータが前記第１のロードホイール及び前記第２のロードホイールを動かすための出力を決定して実施するステップであって、
前記出力が、第１の１つ以上のモータ位置センサからの情報に少なくとも部分的に基づく、ステップと、
第２のフィードバックロードホイールアクチュエータコントローラを用いて前記第２のロードホイールアクチュエータが前記第１のロードホイール及び前記第２のロードホイールを動かすための出力を決定して実施するステップであって、
前記出力が、第２の１つ以上のモータ位置センサからの情報に少なくとも部分的に基づく、ステップと、を更に含む、請求項４３に記載の方法。

【請求項47】

前記第１のフィードバックアクチュエータコントローラを用いて前記ステアリングフィードバックアクチュエータが前記ステアリングホイールを動かすための出力を決定して実施するステップであって、
前記出力が、第３の１つ以上のモータ位置センサからの情報に少なくとも部分的に基づく、ステップと、
前記第２のフィードバックアクチュエータコントローラを用いて前記ステアリングフィードバックアクチュエータが前記ステアリングホイールを動かすための出力を決定して実施するステップであって、
前記出力が、第４の１つ以上のモータ位置センサからの情報に少なくとも部分的に基づく、ステップと、を更に含む、請求項４６に記載の方法。

【請求項48】

差動ギアボックスを使用して前記第１のロードホイール及び前記第２のロードホイールを位置決めするステップを更に含む、請求項４３に記載の方法。

【請求項49】

前記第１の電源アセンブリを使用して前記システムの第１の部分に電力を供給するステップと、前記第２の電源アセンブリを使用して前記システムの第２の部分に電力を供給するステップとを更に含み、前記システムの前記第１の部分が前記システムの前記第２の部分からゾーン的に分離される、請求項４４に記載の方法。

【請求項50】

第１のマイクロプロセッサ及び第２のマイクロプロセッサを用いて、前記第１のホイールアクチュエータ、前記第２のホイールアクチュエータ、前記第１のフィードバックアクチュエータ、及び前記第２のフィードバックアクチュエータのうちの少なくとも１つのための出力を決定するステップを更に含む、請求項４７に記載の方法。

【請求項51】

前記第１のロードホイールアクチュエータコントローラと前記第２のロードホイールアクチュエータコントローラとが連続的に双方向で通信し、前記第１のフィードバックアクチュエータコントローラと前記第２のフィードバックアクチュエータコントローラとが連続的に双方向で通信し、前記第１のロードホイールアクチュエータコントローラと前記第１のフィードバックアクチュエータコントローラとが連続的に双方向で通信し、前記第２のロードホイールアクチュエータコントローラと前記第２のフィードバックアクチュエータコントローラとが連続的に双方向で通信する、請求項４７に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の相互参照］
この出願は、２０２１年１２月１０日に出願された米国仮出願第６３／２６５，２３８号の利益を主張し、この米国仮出願の全開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

【0002】

本開示は、車両のためのステアリングシステムに関する。より具体的には、ステアリングシステムは、車両のハンドホイールへの機械的連結を伴うことなく車両の横方向の動きを制御でき、及び／又は故障を低減して障害を回避するための冗長性を含むことができる。

【背景技術】

【0003】

従来のステアリングシステムは、車両の動きを制御するために機械システム（例えば、ラックアンドピニオン、ステアリングボックスなど）を使用する。機械的連結は、ロードホイールをハンドホイールに接続するために使用される。機械システムは、特に低速でロードホイールを移動させるためにシステムによって必要とされる労力を低減するために動力補助される場合がある。動力補助システムは、高圧下の油を機械システムに供給する油リザーバ及び油ポンプ（例えば、液圧システム）を含む場合がある。したがって、従来のステアリングシステムは、複雑であり、その機械的性質及び高圧に起因して様々な種類の故障及び障害の影響を受けやすい可能性がある。ステアバイワイヤシステムは、機械システムを電気システムで置き換えることによって、故障の多くを回避することができる。より具体的には、ステアリングホイールとロードホイールとの間の機械的連結は、ステアバイワイヤシステムの電気配線で置き換えることができる。また、ステアバイワイヤシステムは、革新的な特徴及び設計を可能にすることによって車両の運転経験及び操縦性を改善することもできる。例えば、ステアバイワイヤシステムは、車両上でのハンドホイールの柔軟な位置決めを可能にするが、従来のステアリングシステムは、ハンドホイールを固定位置に配置する必要がある。

【0004】

ステアバイワイヤシステムは、電気的故障又は何らかの他の種類の故障（例えば、熱的、磁気的、又は機械的な故障）が起こるときに依然として障害の影響を受けやすい可能性がある。従来の手法は、ステアバイワイヤシステムのバックアップとして機械システムを維持することを含む。しかしながら、余分な機械システムは、コストがかかり、車両に余分な重量及び制限を加える可能性がある。ステアバイワイヤシステムの利点を維持しながら、故障を更に低減し、システム障害の場合に冗長性を与えるために、ステアバイワイヤシステムを改善する必要性が依然として存在する。

【発明の概要】

【0005】

本開示は、一般に、車両の横方向の動きを制御するためのシステムに関する。より具体的には、本開示は、冗長性を与えて故障を低減するハンドホイールへの機械的連結を伴わないステアリングシステムに関する。

【0006】

一態様は、車両用のステアバイワイヤシステムに関する。システムは、第１のロードホイール及び第２のロードホイールと係合してこれらのロードホイールを制御するように構成されるロードホイールステアリングアセンブリを備えることができる。ロードホイールステアリングアセンブリは、第１のロードホイール及び第２のロードホイールを作動させるように構成される第１のロードホイールアクチュエータと、第１のロードホイール及び第２のロードホイールを作動させるように構成される第２のロードホイールアクチュエータとを備える。第１のロードホイールアクチュエータは、第２のロードホイールアクチュエータからゾーン的に分離されるように構成される。

【0007】

上記態様は、ステアリングホイールと係合してステアリングホイールを制御するように構成されるステアリングフィードバックアセンブリを更に備える。ステアリングフィードバックアセンブリは、ステアリングホイールを作動させるように構成されるステアリングフィードバックアクチュエータを備える。

【0008】

上記態様は、システムに電力を供給するように構成される第１の電源アセンブリ及び第２の電源アセンブリを更に備え、第１の電源アセンブリは、第２の電源アセンブリからゾーン的に分離されるように構成される。

【0009】

上記態様は、システム内の通信を可能にするように構成される第１の車両通信ネットワーク及び第２の車両通信ネットワークを更に備える。第１の車両通信ネットワークは第１の配線束アセンブリ内にあり、第２の車両通信ネットワークは第２の配線束アセンブリ内にある。第１の配線束アセンブリは、第２の配線束アセンブリからゾーン的に分離されるように構成される。

【0010】

上記態様は、第１のプライベートシステム通信ネットワークと、第２のプライベート通信ネットワークと、第３のプライベート通信ネットワークとを更に備える。

【0011】

上記態様の変形例では、第１のロードホイールアクチュエータは、第１のギアボックスにエネルギーを供給するように構成される第１のモータと、第１の１つ以上のモータ位置センサから情報を受信し、第１のモータに出力を供給するように構成される第１のロードホイールアクチュエータコントローラとを備える。第１のギアボックスは、第１のロードホイール及び第２のロードホイールを動かすように構成される。第２のロードホイールアクチュエータは、第２のギアボックスにエネルギーを供給するように構成される第２のモータと、第１のモータに出力を供給するように構成される第２のロードホイールアクチュエータコントローラとを備える。第２のギアボックスは、第１のロードホイール及び第２のロードホイールを動かすように構成される。

【0012】

上記態様の変形例では、ステアリングフィードバックアクチュエータは、第３のギアボックスにエネルギーを供給するように構成されるロータを備える。第３のギアボックスは、ステアリングホイールを制御するように構成される。変形例は、第３の１つ以上のモータ位置センサから入力を受信し、第１のステータに出力を供給するように構成される第１のフィードバックアクチュエータコントローラを更に備え、第１のステータはロータに接続される。変形例は、第４の１つ以上のモータ位置センサから入力を受信し、第２のステータに出力を供給するように構成される第２のフィードバックアクチュエータコントローラを更に備え、第２のステータはロータに接続される。

【0013】

上記態様の変形例では、ステアリングフィードバックアセンブリの第１のステータ及び第２のステータは、耐故障ステータ巻線を備える。

【0014】

上記の態様の変形例は、第１のロードホイール及び第２のロードホイールの正確な位置決めを可能にするように構成される差動ギアボックスを更に備える。

【0015】

上記態様の変形例では、第１の電源アセンブリは、第１の車両電力コントローラに電力を供給する第１のバッテリを備える。第１の車両電力コントローラは、システムの第１の部分に出力を供給する。第２の電源アセンブリは、第２の車両電力コントローラに電力を供給する第２のバッテリを備える。第２の車両電力コントローラは、システムの第２の部分に出力を供給する。

【0016】

上記態様の変形例では、第１のバッテリ及び第２のバッテリが高電圧バッテリである。

【0017】

上記態様の変形例では、第１のバッテリが高電圧バッテリであり、第２のバッテリが低電圧バッテリである。

【0018】

上記態様の変形例では、第１の車両電力コントローラ及び第２の車両電力コントローラがインテリジェント車両電力コントローラである。

【0019】

上記態様の変形例では、第２のロードホイールアクチュエータコントローラは、第２の１つ以上のモータ位置センサから情報を受信するように構成される。

【0020】

上記態様の変形例では、第１のロードホイールアクチュエータコントローラ、第２のロードホイールアクチュエータコントローラ、第１のフィードバックアクチュエータコントローラ、及び第２のフィードバックアクチュエータコントローラのうちの少なくとも１つは、第１のマイクロプロセッサ及び第２のマイクロプロセッサを備える。

【0021】

上記態様の変形例では、第１のマイクロプロセッサは、測定データを受信し、測定データを処理し、所望のトルクコマンドをもたらすように構成される。

【0022】

上記態様の変形例では、第１のマイクロプロセッサは、パルス幅変調信号のセットを放出し、所望のトルクコマンドに従ってトルクを生成するように更に構成される。

【0023】

上記態様の変形例では、第１のマイクロプロセッサは、第１のソフトウェアを使用して所望のトルクコマンドをもたらし、第２のソフトウェアを使用してパルス幅変調信号を生成するように構成される。

【0024】

上記態様の変形例では、測定データは、電圧感知、電流感知、並びに電力段構成及び状態を含む。

【0025】

上記態様の変形例では、第２のマイクロプロセッサは、トルクコマンドを決定し、もたらされた実際のトルクを推定し、トルクコマンド及びもたらされた実際のトルクが所定の値と合うかどうかを決定するように構成される。

【0026】

上記態様の変形例では、トルクコマンド及びもたらされた実際のトルクが所定の値と合わないと第２のマイクロプロセッサが決定すると、第２のマイクロプロセッサは、第１及び第２のマイクロプロセッサと関連付けられるパワーエレクトロニクスをオフにするように構成される。

【0027】

上記態様の変形例では、第２のマイクロプロセッサは、ステアリング制御が冗長要素で継続するようにするべく調停（仲裁、ａｒｂｉｔｒａｔｉｏｎ）動作をトリガするメッセージを放出するように更に構成される。

【0028】

上記態様の変形例では、第１のロードホイールアクチュエータコントローラと第２のロードホイールアクチュエータコントローラとが連続的に双方向で通信し、第１のフィードバックアクチュエータコントローラと第２のフィードバックアクチュエータコントローラとが連続的に双方向で通信し、第１のロードホイールアクチュエータコントローラと第１のフィードバックアクチュエータコントローラとが連続的に双方向で通信し、第２のロードホイールアクチュエータコントローラと第２のフィードバックアクチュエータコントローラとが連続的に双方向で通信する。

【0029】

上記態様の変形例では、第１及び第２のロードホイールアクチュエータコントローラと第１及び第２のフィードバックアクチュエータコントローラとの間の双方向通信は、別々の経路を通ってルーティングされる。

【0030】

この開示の他の態様は、第１のロードホイール及び第２のロードホイールと係合してこれらのロードホイールを制御するように構成されるロードホイールステアリングアセンブリを含む、冗長性を伴うステアバイワイヤシステムを含む。ロードホイールステアリングアセンブリは、第１のロードホイール及び第２のロードホイールを作動させるように構成される第１のロードホイールアクチュエータと、第１のロードホイール及び第２のロードホイールを作動させるように構成される第２のロードホイールアクチュエータとを備える。第１のロードホイールアクチュエータは、第２のロードホイールアクチュエータからゾーン的に分離されるように構成される。システムは、システムに電力を供給するように構成される第１の電源アセンブリ及び第２の電源アセンブリを更に含み、第１の電源アセンブリは、第２の電源アセンブリからゾーン的に分離されるように構成される。また、システムは、システム内の通信を可能にするように構成される第１の車両通信ネットワークおよび第２の車両通信ネットワークも含み、第１の車両通信ネットワークは第１の配線束アセンブリ内にあり、第２の車両通信ネットワークは第２の配線束アセンブリ内にある。第１の配線束アセンブリは、第２の配線束アセンブリからゾーン的に分離されるように構成される。

【0031】

上記態様の変形例では、第１のロードホイールアクチュエータは、第１のギアボックスにエネルギーを供給するように構成される第１のモータと、第１のロードホイールアクチュエータコントローラとを備える。第１のギアボックスは、第１のロードホイール及び第２のロードホイールを動かすように構成される。第１のロードホイールアクチュエータコントローラは、第１の１つ以上のモータ位置センサから情報を受信し、第１のモータに出力を供給するように構成される。第２のロードホイールアクチュエータは、第２のモータと第２のロードホイールアクチュエータコントローラとを備える。第２のモータは第２のギアボックスにエネルギーを供給するように構成され、第２のギアボックスは、第１のロードホイール及び第２のロードホイールを動かすように構成される。第２のロードホイールアクチュエータコントローラは、第１のモータに出力を供給するように構成される。

【0032】

上記態様は、ステアリングホイールと係合してこのステアリングホイールを制御するように構成されるステアリングフィードバックアセンブリを更に備え、ステアリングフィードバックアセンブリは、ステアリングホイールを作動させるように構成されるステアリングフィードバックアクチュエータを備える。

【0033】

上記態様の変形例では、ステアリングフィードバックアクチュエータは、第３のギアボックスにエネルギーを供給するように構成されるロータを備える。第３のギアボックスは、ステアリングホイールを制御するように構成される。ステアリングフィードバックアクチュエータは、第３の１つ以上のモータ位置センサから入力を受信し、第１のステータに出力を供給するように構成される第１のフィードバックアクチュエータコントローラを備え、第１のステータはロータに接続される。ステアリングフィードバックアクチュエータは、第４の１つ以上のモータ位置センサから入力を受信し、第２のステータに出力を供給するように構成される第２のフィードバックアクチュエータコントローラを更に備え、第２のステータはロータに接続される。

【0034】

上記態様の変形例では、ステアリングフィードバックアセンブリの第１のステータ及び第２のステータは、耐故障ステータ巻線を備える。

【0035】

上記態様は、第１のロードホイール及び第２のロードホイールの正確な位置決めを可能にするように構成される差動ギアボックスを更に備える。

【0036】

上記態様の変形例では、第１の電源アセンブリは、第１の車両電力コントローラに電力を供給する第１のバッテリを備える。第１の車両電力コントローラは、システムの第１の部分に出力を供給する。第２の電源アセンブリは、第２の車両電力コントローラに電力を供給する第２のバッテリを備え、第２の車両電力コントローラは、システムの第２の部分に出力を供給する。

【0037】

上記態様の変形例では、第２のロードホイールアクチュエータコントローラは、第２の１つ以上のモータ位置センサから情報を受信するように構成される。

【0038】

上記態様の変形例では、第１のロードホイールアクチュエータコントローラ、第２のロードホイールアクチュエータコントローラ、第１のフィードバックアクチュエータコントローラ、及び第２のフィードバックアクチュエータコントローラのうちの少なくとも１つは、第１のマイクロプロセッサ及び第２のマイクロプロセッサを備える。

【0039】

上記態様の変形例では、第１のマイクロプロセッサは、測定データを受信し、測定データを処理し、所望のトルクコマンドをもたらすように構成される。

【0040】

上記態様の変形例では、第１のマイクロプロセッサは、パルス幅変調信号のセットを放出し、所望のトルクコマンドに従ってトルクを生成するように更に構成される。

【0041】

上記態様の変形例では、測定データは、電圧感知、電流感知、並びに電力段構成及び状態を少なくとも含む。

【0042】

上記態様の変形例では、第２のマイクロプロセッサは、トルクコマンドを決定し、もたらされた実際のトルクを推定し、トルクコマンド及びもたらされた実際のトルクが所定の値と合うかどうかを決定するように構成される。

【0043】

上記態様の変形例では、トルクコマンド及びもたらされた実際のトルクが所定の値と合わないと第２のマイクロプロセッサが決定すると、第２のマイクロプロセッサは、第１及び第２のマイクロプロセッサと関連付けられるパワーエレクトロニクスをオフにするように構成される。

【0044】

上記態様の変形例では、第２のマイクロプロセッサは、ステアリング制御が冗長要素で継続するようにするべく調停動作をトリガするメッセージを放出するように更に構成される。

【0045】

上記態様の変形例では、第１のロードホイールアクチュエータコントローラと第２のロードホイールアクチュエータコントローラとが連続的に双方向で通信し、第１のフィードバックアクチュエータコントローラと第２のフィードバックアクチュエータコントローラとが連続的に双方向で通信し、第１のロードホイールアクチュエータコントローラと第１のフィードバックアクチュエータコントローラとが連続的に双方向で通信し、第２のロードホイールアクチュエータコントローラと第２のフィードバックアクチュエータコントローラとが連続的に双方向で通信する。

【0046】

上記態様の変形例では、第１及び第２のロードホイールアクチュエータコントローラと第１及び第２のフィードバックアクチュエータコントローラとの間の双方向通信は、別々の経路を通ってルーティングされる。

【0047】

本開示の他の態様は、冗長性を伴うワイヤによってステアリングシステムを制御する方法である。方法は、第１のロードホイールアクチュエータを使用して第１のロードホイール及び第２のロードホイールを制御するステップと、第２のロードホイールアクチュエータを使用して第１のロードホイール及び第２のロードホイールを制御するステップであって、第１のロードホイールアクチュエータが、第２のロードホイールアクチュエータからゾーン的に分離される、ステップと、ステアリングフィードバックアクチュエータを使用してステアリングホイールを制御するステップと、第１の電源アセンブリを使用してステアリングシステムに電力を供給するステップと、第２の電源アセンブリを使用してステアリングシステムに電力を供給するステップであって、第１の電源アセンブリが第２の電源アセンブリからゾーン的に分離される、ステップと、第１の車両通信ネットワーク及び第２の車両通信ネットワークを使用してシステム内で通信を可能にするステップであって、第１の車両通信ネットワークが、第２の車両通信ネットワークからゾーン的に分離されるように構成される、ステップとを含む。

【0048】

上記態様は、第１のフィードバックロードホイールアクチュエータコントローラを用いて第１のロードホイールアクチュエータが第１のロードホイール及び第２のロードホイールを動かすための出力を決定して実施するステップを更に含む。出力は、第１の１つ以上のモータ位置センサからの情報に少なくとも部分的に基づく。方法は、第２のフィードバックロードホイールアクチュエータコントローラを用いて第２のロードホイールアクチュエータが第１のロードホイール及び第２のロードホイールを動かすための出力を決定して実施するステップを更に含む。出力は、第２の１つ以上のモータ位置センサからの情報に少なくとも部分的に基づく。

【0049】

上記態様は、第１のフィードバックアクチュエータコントローラを用いてステアリングフィードバックアクチュエータがステアリングホイールを動かすための出力を決定して実施するステップを更に含む。出力は、第３の１つ以上のモータ位置センサからの情報に少なくとも部分的に基づく。方法は、第２のフィードバックアクチュエータコントローラを用いてステアリングフィードバックアクチュエータがステアリングホイールを動かすための出力を決定して実施するステップを更に含む。出力は、第４の１つ以上のモータ位置センサからの情報に少なくとも部分的に基づく。

【0050】

上記態様は、差動ギアボックスを使用して第１のロードホイール及び第２のロードホイールを位置決めするステップを更に含む。

【0051】

上記態様は、第１の電源アセンブリを使用してシステムの第１の部分に電力を供給するステップと、第２の電源アセンブリを使用してシステムの第２の部分に電力を供給するステップとを更に含み、システムの第１の部分がシステムの第２の部分からゾーン的に分離される。

【0052】

上記態様は、第１のマイクロプロセッサ及び第２のマイクロプロセッサを用いて、第１のホイールアクチュエータ、第２のホイールアクチュエータ、第１のフィードバックアクチュエータ、及び第２のフィードバックアクチュエータのうちの少なくとも１つのための出力を決定するステップを更に含む。

【0053】

上記態様の変形例では、第１のロードホイールアクチュエータコントローラと第２のロードホイールアクチュエータコントローラとが連続的に双方向で通信し、第１のフィードバックアクチュエータコントローラと第２のフィードバックアクチュエータコントローラとが連続的に双方向で通信し、第１のロードホイールアクチュエータコントローラと第１のフィードバックアクチュエータコントローラとが連続的に双方向で通信し、第２のロードホイールアクチュエータコントローラと第２のフィードバックアクチュエータコントローラとが連続的に双方向で通信する。

【図面の簡単な説明】

【0054】

同様の参照文字が同様の要素を参照する添付図面に関連して本開示について説明する。

【0055】

【図1】一次ロードホイールアクチュエータ、二次ロードホイールアクチュエータ、及びステアリングフィードバックアクチュエータを含む本発明の一実施形態に係るステアリングシステムの概要を示す図である。

【0056】

【図2】図１のステアリングシステムからの一次及び二次ロードホイールアクチュエータとの例示的な機械的及び電気的接続を示すブロック図である。

【0057】

【図3】図１のステアリングフィードバックアクチュエータとの例示的な機械的及び電気的接続を示すブロック図である。

【0058】

【図4】図１のステアリングシステムにゾーン的分離をもたらす耐故障電源の２つの異なる実施形態における例示的な電気接続を示すブロック図である。

【0059】

【図5】一次ロードホイールアクチュエータ、二次ロードホイールアクチュエータ、及びステアリングフィードバックアクチュエータを含む本発明の他の実施形態に係るステアリングシステムの概要を示す図である。

【0060】

【図6】図５のステアリングシステムの一次及び二次ロードホイールアクチュエータとの例示的な機械的及び電気的接続を示すブロック図である。

【0061】

【図7】図５のステアリングフィードバックアクチュエータとの例示的な機械的及び電気的接続を示すブロック図である。

【0062】

【図8】図５の各コントローラ内の例示的な機械的及び電気的接続を示すブロック図である。

【0063】

【図9】図５のコントローラとセンサとの間の例示的な通信経路を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0064】

一般的に説明すると、本開示の１つ以上の態様は、車両用のステアリングシステムに関する。特定の実施形態では、本開示の１つ以上の態様は、ハンドホイールへの機械的連結を伴うことなく車両の横方向の動きを制御するように構成され得るステアリングシステムに関する。他の実施形態では、本開示の１つ以上の態様は、耐故障性及び冗長性を与えるように構成され得るステアリングシステムに関する。

【0065】

本開示の実施形態は、電気システム（例えば、ステアバイワイヤ）を用いてロードホイールをハンドホイールに接続する車両のステアリングシステムに関する。特定の実施形態において、ステアリングシステムは、電気システムをバックアップするための機械システムを含まない。特定の実施形態において、ステアバイワイヤシステムの重要な構成要素又は機能は、ステアバイワイヤシステムにあるレベルの冗長性を与えるために複製される。例えば、特定の実施形態では、ステアバイワイヤシステムは、個々の電気部品の複数のユニットを備えることができる。特定の実施形態では、複数のユニットは、１つのユニット内の個々の構成要素の電気的、熱的、磁気的、又は機械的な故障の一般的な原因が、第２の又は冗長ユニット内の個々の電気的構成要素を危険にさらすことがないように、互いにゾーン的に分離されるように構成される。したがって、複数のユニットのうちの１つが故障する場合、第２のユニット又は冗長ユニットは、ステアバイワイヤシステムの動作を維持し続けることができる。

【0066】

より具体的には、特定の実施形態において、システムは、２つのコントローラ（２つのうちの一方が冗長となり得る）を伴うステアリングトルクフィードバックアセンブリと、２つの耐故障モータ（２つのうちの一方が冗長であり得る）及び２つのコントローラ（２つのうちの一方が冗長であり得る）を伴う前ロードホイールステアリングアセンブリと、２つのインテリジェント車両電力コントローラ（２つのうちの一方が冗長であり得る）と、２つの別個の車両通信ネットワーク（２つのうちの一方が冗長であり得る）と、３つのプライベートシステム通信ネットワーク（３つのうちの１つ以上が冗長であり得る）とを備えることができる。個々の構成要素の冗長性及びゾーン的分離は、耐故障性をもたらし、電気的障害だけでなく、熱的、磁気的、及び機械的な障害に対しても障害から保護することができる。

【0067】

システムは、位置センサアセンブリを更に備えることができる。システムの個々の位置センサアセンブリは、３つの位置センサを備えることができ、３つの位置センサのうちの２つは磁気式であり、３つの位置センサのうちの１つは誘導性である。３センサアーキテクチャは、位置機構で３分の２の投票を利用することによって故障検出及び分離を可能にすることができる。

【0068】

特定の実施形態において、システムは、絶対的な位置決めを可能にするために、差動ギアボックスロードホイールアクチュエータ及びピニオン角度センサを含むことができる。特定の実施形態において、システムのインテリジェント車両電力コントローラは、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（「ＭＯＳＦＥＴ」）スイッチを備える。特定の実施形態において、車両通信ネットワーク及びプライベートシステム通信ネットワークは、コントローラエリアネットワーク（「ＣＡＮ」）プロトコルを実装する。

【0069】

図１は、一次ロードホイールアクチュエータコントローラ１０Ａに接続された一次ロードホイールアクチュエータ１Ａと、二次ロードホイールアクチュエータコントローラ１０Ｂに接続された二次ロードホイールアクチュエータ１Ｂとを備える例示的なステアリングシステム１０００の概要を示す図である。特定の実施形態において、一次ロードホイールアクチュエータ１Ａ及び二次ロードホイールアクチュエータ１Ｂはいずれも、第１の前輪及び第２の前輪と係合してこれらの車輪を制御するラックバー９に接続する。一次ロードホイールアクチュエータ１Ａは、二次ロードホイールアクチュエータ１Ｂの動作状態にかかわらず、第１の前輪及び第２の前輪の両方を制御するように構成され得る。例えば、一次ロードホイールアクチュエータ１Ａは、二次ロードホイールアクチュエータ１Ｂが非動作又は動作しているときに、第１の前輪及び第２の前輪の両方を制御することができる。二次ロードホイールアクチュエータ１Ｂは、一次ロードホイールアクチュエータ１Ａが動作していないとき又は動作しているときに、第１の前輪及び第２の前輪の両方を制御することができる。特定の実施形態において、二次ロードホイールアクチュエータ１Ｂは、一次ロードホイールアクチュエータ１Ａが動作していないときにのみ第１の前輪及び第２の前輪の両方を制御する。冗長性は、システム故障（例えば、電子的、熱的、磁気的、又は機械的な故障）の分離を可能にする。

【0070】

特定の実施形態において、システム１０００は、ラックバー９と係合する差動ギアボックス４と、一次ロードホイールアクチュエータ１Ａと係合し、一次ロードホイールアクチュエータ１Ａに情報を提供するように構成されたギアボックス又はラック位置センサ８０Ａ及び８０Ｂとを更に含むことができる。特定の実施形態において、情報は、第１の前輪及び第２の前輪の正確な位置決めを可能にする。

【0071】

システム１０００は、ハンドホイール２２と、コラム６と、ハンドホイール２２を制御するように構成されたステアリングフィードバックアクチュエータ２と、１つ以上のハンドホイール角度センサ２０とを更に備えることができる。ステアリングフィードバックアクチュエータ２は、ロータ７１と、２つのステータ７２Ａ及び７２Ｂとを含むことができる（図３参照）。ステアリングフィードバックアクチュエータ２は、センサからの情報を処理し、ハンドホイール２２を制御（例えば、力フィードバック）して、道路状況に従ってハンドホイール２２の所望の操縦体験をユーザに提供することができる。幾つかの実施形態において、１つ以上のハンドホイール角度センサ２０は、ハンドホイール２２の回転を感知するためにコラム６とギアボックス８Ｃとの間に位置されてもよい。幾つかの実施形態において、１つ以上のハンドホイール角度センサ２０及びステアリングフィードバックアクチュエータ２はいずれも、コラム６に近接する、ギアボックス８Ｃの上面に位置され得る。

【0072】

システム１０００は、電源装置３Ａ及び電源装置３Ｂを更に備えることができる。電源装置３Ａは、電源３０Ａと、ステアリングフィードバックアクチュエータ２に接続されたｅヒューズ３３と、一次ロードホイールアクチュエータ１Ａに接続されたｅヒューズ３４とを備えることができる。電源装置３Ｂは、電源３０Ｂと、ステアリングフィードバックアクチュエータ２に接続されたｅヒューズ３１と、二次ロードホイールアクチュエータ１Ｂに接続されたｅヒューズ３２とを備えることができる。ｅヒューズ３１、３２、３３、及び３４は、システム内の電気的過負荷を検出してそれに反応し、それに接続された構成要素を切断してシステムの残りの部分を保護し、それによって故障分離をもたらすことができる。

【0073】

特定の実施形態において、システム１０００は、一次パブリック通信エリアネットワーク（「ＣＡＮ」）５１Ａ、二次パブリックＣＡＮ ５１Ｂ、一次プライベートＣＡＮ ５２Ａ、二次プライベートＣＡＮ ５２Ｂ、及び調停プライベートＣＡＮ ５３を更に備えることができる。この場合も先と同様にゾーン的に分離される冗長通信システムは、電子的、熱的、磁気的、又は機械的な故障に起因してシステムの一部が故障した場合でも通信を可能にする。

【0074】

図２は、図１のシステム１０００内の一次及び二次ロードホイールアクチュエータ１Ａ、１Ｂと他の要素との間の例示的な機械的及び電気的接続を示すブロック図である。図２に示すように、青色矢印は電気的接続を示し、黒色矢印は機械的接続を示す。一次ロードホイールアクチュエータ１Ａは、モータ７Ａを制御するように構成されたロードホイールアクチュエータコントローラ１０Ａを備えることができ、これにより、左ホイール及びタイヤ９４並びに右ホイール及びタイヤ９５を動かすことができる。左ホイール及びタイヤ９４は、左ナックル及びハブ９２、左タイロッド９０、中央のラックバー９、右タイロッド９１、及び右ナックル及びハブ９３を介して右ホイール及びタイヤ９５に接続される。モータ７Ａは、ラックバー９と係合してラックバー９を移動させることができるギアボックス８Ａを制御することによって、左ホイール及びタイヤ９４並びに右ホイール及びタイヤ９５を移動させる。

【0075】

特定の実施形態において、ロードホイールアクチュエータコントローラ１０Ａは、車両ＣＡＮ ５０Ａを介してフィードバックアクチュエータコントローラ２１Ａと通信する。電源３０Ａは、ロードホイールアクチュエータ制御部１０Ａ及びフィードバックアクチュエータコントローラ２１Ａの双方に電力を供給する。

【0076】

特定の実施形態において、モータ位置センサ７０Ａは、モータ７Ａに接続してロードホイールアクチュエータコントローラ１０Ａに情報を提供するように構成され得る。特定の実施形態では、ギアボックス又はラック位置センサ８０Ａは、ラックバー９又はギアボックス８Ａに接続してロードホイールアクチュエータコントローラ１０Ａに情報を提供するように構成され得る。特定の実施形態において、ハンドホイール角度センサ２０Ａは、フィードバックアクチュエータコントローラ２１Ａに情報を提供するように構成され得る。

【0077】

図２の二次ロードホイールアクチュエータ１Ｂは、ギアボックス８Ｂ、モータ７Ｂ、及びロードホイールアクチュエータコントローラ１０Ｂの冗長セットを更に備えることができ、これらのそれぞれが前述と実質的に同じように動作するべく構成される。特定の実施形態において、ロードホイールアクチュエータコントローラ１０Ｂは、車両ＣＡＮ ５０Ｂを介してフィードバックアクチュエータコントローラ２１Ｂと通信する。電源３０Ｂは、ロードホイールアクチュエータコントローラ１０Ｂとフィードバックアクチュエータコントローラ２１Ｂの両方に電力を供給する。

【0078】

特定の実施形態において、二次ロードホイールアクチュエータ１Ｂは、モータ位置センサ７０Ｂ、ギアボックス又はラック位置センサ８０Ｂ、ハンドホイール角度センサ２０Ｂを備える、上記と実質的に同じように構成されて動作するセンサの冗長セットを含むことができる。

【0079】

図３は、ステアリングフィードバックアクチュエータ２と図２のシステム１０００内の他の要素との間の例示的な機械的及び電気的接続を示すブロック図である。図３に示されるように、青色矢印は電気的接続を示し、黒色矢印は機械的接続を示す。特定の実施形態において、ステアリングフィードバックアクチュエータ２は、ステータ７２Ａ、ロータ７１、ギアボックス８Ｃに接続するように構成されるフィードバックアクチュエータコントローラ２１Ａを備えることができ、フィードバックアクチュエータコントローラ２１Ａは、コラム６に接続され、ひいては、ハンドホイール２２のステアリング角度を制御して、道路の状態に従ってハンドホイールのユーザにフィードバックを提供する。

【0080】

特定の実施形態において、ハンドホイール角度センサ２０Ａは、コラムに接続し、フィードバックアクチュエータコントローラ２１Ａに情報を提供するように構成される。特定の実施形態において、モータ位置センサ７０Ａは、ロータ７１に接続し、フィードバックアクチュエータコントローラ２１Ａに情報を提供するように構成される。

【0081】

図３は、前述したのと実質的に同じように構成されて動作するフィードバックアクチュエータコントローラ２１Ｂ及びステータ７２Ｂの冗長セットを更に開示する。特定の実施形態において、ハンドホイール角度センサ２０Ｂは、コラム６に接続し、フィードバックアクチュエータコントローラ２１Ｂに情報を提供するように構成される。

【0082】

図４は、耐故障電源、二重高電圧（「ＨＶ」）電源３０１、並びに高電圧（「ＨＶ」）及び低電圧（「ＬＶ」）電源３０２の２つの異なる実施形態を示すブロック図である。図４に示されるように、青色矢印は電気的接続を示す。二重ＨＶ電源３０１は、第１のＨＶバッテリ３１０Ａ及び第２のＨＶバッテリ３１０Ｂを備えることができる。特定の実施形態において、第１のＨＶ電源３１０Ａ及び第２のＨＶ電源３１０Ｂはそれぞれ、ＨＶからＬＶへの電圧変換３１１Ａ（「降圧変換」）及びＨＶからＬＶへの電圧変換３１１Ｂのうちの一方を含むことができる。

【0083】

ＨＶからＬＶへの電圧変換３１１Ａ及び３１１Ｂはそれぞれ、インテリジェント車両電力コントローラ３１２Ａ及びインテリジェント車両電力コントローラ３１２Ｂの一方に直流（「ＤＣ」）電圧を供給することができ、２つのインテリジェント車両電力コントローラ３１２Ａ及び３１２Ｂは互いに離間されており、互いにゾーン的に分離される。特定の実施形態において、インテリジェント車両電力コントローラ３１２Ａ及び３１２Ｂは、ＭＯＳＦＥＴスイッチを備えることができる。

【0084】

二重ＨＶ電源３０１のインテリジェント車両電力コントローラ３１２Ａ及び３１２Ｂのそれぞれは、一次ステアリングシステム１１０Ａ及び二次ステアリングシステム１１０Ｂの一方に電圧及び電力保護をもたらすことができる。特定の実施形態において、一次ステアリングシステム１１０Ａは、図１に示されるように、ステアリングフィードバックアクチュエータ２、一次ロードホイールアクチュエータ１Ａ、一次プライベートＣＡＮ５２Ａ、及び一次パブリックＣＡＮ５１Ａの第１の部分又は全体を備えることができる。特定の実施形態において、二次ステアリングシステム１１０Ｂは、図１に示されるように、ステアリングフィードバックアクチュエータ２、二次ロードホイールアクチュエータ１Ｂ、二次プライベートＣＡＮ５２Ｂ、及び二次パブリックＣＡＮ５１Ｂの第２の部分又は全体を備えることができる。特定の実施形態において、一次ステアリングシステム１１０Ａ及び二次ステアリングシステム１１０Ｂは、無故障双方向電流（例えば、ステアリング反転回生電流）が可能であり得る。

【0085】

耐故障電源の別の実施形態は、図４に示されるＨＶ及びＬＶ電源３０２である。ＨＶ及びＬＶ電源３０２は、ＨＶバッテリ３１０Ａ及びＬＶバッテリ３２０を備えることができる。幾つかの実施形態において、ＨＶバッテリ３１０Ａは、ＨＶからＬＶへの電圧変換３１１Ａを含むことができる。

【0086】

幾つかの実施形態において、ＨＶバッテリ３１０Ａ及びＬＶバッテリ３２０のそれぞれは、インテリジェント車両電力コントローラ３１２Ａ及びインテリジェント車両電力コントローラ３１２Ｂのうちの一方をサポートする。特定の実施形態において、インテリジェント車両電力コントローラ３１２Ａ及び３１２Ｂは、ＭＯＳＦＥＴスイッチを備えることができる。

【0087】

幾つかの実施形態において、ＨＶ及びＬＶ電源３０２は、ＨＶバッテリ３１０Ａとインテリジェント車両電力コントローラ３１２Ａとの間の接続部をＬＶバッテリ３２０とインテリジェント車両電力コントローラ３１２Ｂとの間の接続部に連結する電気接続３２２を更に備えることができる。

【0088】

幾つかの実施形態において、インテリジェント車両電力コントローラ３１２Ａ及び３１２Ｂのそれぞれは、一次ステアリングシステム１１０Ａ及び二次ステアリングシステム１１０Ｂの一方に電圧及び電力保護をもたらすことができる。特定の実施形態では、一次ステアリングシステム１１０Ａ及び二次ステアリングシステム１１０Ｂは、無故障双方向電流（例えば、ステアリング反転回生電流）が可能であり得る。

【0089】

この開示に係るステアリングシステムの他の実施形態が図５～図７に示される。図５及び図６に示されるように、ステアリングシステム２０００は、同様に、第１の前輪及び第２の前輪と係合して第１の前輪及び第２の前輪を制御するラックバー９に接続されたアクチュエータをそれぞれ制御する一次ロードホイールアクチュエータコントローラ１０Ａ及び二次ロードホイールアクチュエータコントローラ１０Ｂを備えることができる。しかしながら、ステアリングシステム１０００とは異なり、幾つかの実施形態において、ステアリングシステム２０００は、ハンドホイール２２の回転をより良好に感知するために、ハンドホイール２２とコラム６との間に位置された第１のハンドホイール角度センサ２０Ａを有することができる。ハンドホイール２２に近接する第１のハンドホイール角度センサ２０Ａは、一次パブリックＣＡＮ ５０Ａに接続することができる。幾つかの実施形態において、ステアリングシステム２０００は、第２のハンドホイール角度センサ２０Ｂと、ギアボックス８Ｃの上面とは反対側のギアボックス８Ｃの下面に位置されたステアリングフィードバックアクチュエータ２との両方を含むことができる。幾つかの実施形態において、１つ以上のハンドホイール角度センサ２０及びステアリングフィードバックアクチュエータ２はいずれも、コラム６に近接する、ギアボックス８Ｃの上面に位置され得る。

【0090】

幾つかの実施形態において、ステアリングシステム２０００は、異なるようにルーティングされた通信ラインを有することもでき、例えば、二次パブリックＣＡＮ ５０Ｂは、ステアリングシステム１０００のように二次ステアリングフィードバックアクチュエータコントローラ２１Ｂのみではなく、二次ステアリングフィードバックアクチュエータコントローラ２１Ｂ及び二次ロードホイールアクチュエータコントローラ１０Ｂの両方に接続することができる。更に、幾つかの実施形態において、ステアリングシステム２０００は、図７に示されるように、一次フィードバックアクチュエータコントローラ２１Ａと二次フィードバックアクチュエータコントローラ２１Ｂとの間の更なる電気的接続を含むことができる。

【0091】

幾つかの実施形態において、ステアリングシステム２０００は、図６に示されるように一次ロードホイールアクチュエータコントローラ１０Ａと二次ロードホイールアクチュエータコントローラ１０Ｂとの間の既存の通信に起因して、ステアリングシステム１０００のように２つ（例えば、８０Ａ及び８０Ｂ）ではなく、ただ１つのギアボックス又はラック位置センサ８０を含むことができる。

【0092】

本開示の他の態様は、図８に示されるように、各コントローラ内の機械的及び電気的接続を含む。コントローラブロック（例えば、ステアリングシステム２０００の一次及び二次ロードホイールアクチュエータコントローラ１０Ａ及び１０Ｂ、並びに一次及び二次ステアリングフィードバックアクチュエータコントローラ２１Ａ及び２１Ｂ）のそれぞれの内部には、それぞれが異なるソフトウェアを実行する２つのマイクロプロセッサが存在することができる。特定の実施形態において、２つのマイクロプロセッサは、いずれもパワーエレクトロニクス３００に接続された主マイクロプロセッサ１００及びモニタマイクロプロセッサ２００を含むことができる。パワーエレクトロニクス３００は、電源３１０によって給電され得る。

【0093】

主マイクロプロセッサ１００は、図８に示されるように、通信ライン３０６（例えば、プライベートリンク１、２、及びパブリックリンク）を介して隣接するコントローラ、パブリックバスデータ、及びオンボードセンサからデータ（例えば、車両、ユーザ入力、及び／又は信号）を取得するように構成することができる。次いで、主マイクロプロセッサ１００は、受信したデータを処理し、トルクパスソフトウェア／アルゴリズムを使用して所望のトルクコマンドをもたらすように構成することができる。幾つかの実施形態において、各コントローラの回路基板上の電子素子は、コントローラシステムの１つ以上の測定値を主マイクロプロセッサ１００に供給し、入力測定値を処理するように構成されてもよい。幾つかの実施形態において、測定値は、電源３１０の電圧感知３０１、パワーエレクトロニクス３００とモータ３２０との間の電流感知３０２、及びモータロータ角度センサ３０３からのモータロータ角度を含むことができる。幾つかの実施形態において、測定値は、電力段構成及び状態３０５も含むことができる。入力測定値を処理している間、幾つかの実施形態では、主マイクロプロセッサ１００は、トルク経路ソフトウェアによって生成されたトルクコマンドに一致するトルクを生成するように電圧及び電流が印加されたモータ巻線を制御するパワーエレクトロニクスにおいて迅速なスイッチングを生成するパルス幅変調（ＰＷＭ）信号のセットを放出するように構成され得る。主マイクロプロセッサ１００は、モータ制御ソフトウェアを使用してＰＷＭを生成することができる。

【0094】

モニタマイクロプロセッサ２００は、主マイクロプロセッサ１００内のトルク経路ソフトウェアの合理性を監視するために、主マイクロプロセッサ１００によって行われる全ての動作の合理性をクロスチェックするように構成され得る。幾つかの実施形態において、モニタマイクロプロセッサ２００は、主マイクロプロセッサ１００の通信バスと同じ通信バスに接続され得る。幾つかの実施形態において、モニタマイクロプロセッサ２００は、もたらされた実際のトルクを推定するために、電圧感知３０１、電流感知３０２、並びに電力段構成及び状態などの同じデータを使用する、主マイクロプロセッサ１００内で動作するモータ制御ソフトウェアの複製を使用することもできる。例えば、計算されたトルクコマンド及びもたらされた推定トルクがシステムの安全な動作を保証する挙動と合わない場合、モニタマイクロプロセッサ２００は、電力段３０５を無効にするスイッチング素子を作動させることができ、パワーエレクトロニクス３００を不活性にし、モータ３２０への印加電力を除去する。モニタマイクロプロセッサ２００はまた、他のコントローラシステムのパワーエレクトロニクス上の調停動作をトリガして、ステアリング制御が冗長要素で継続するようにするメッセージを通信バスで放出する。

【0095】

車両の連続的な横方向制御及び可能なバックアップ状態間の円滑な移行を達成するために、幾つかの実施形態において、ステアリングシステム２０００は、調停プロセスを実行するために、図９に示されるように、コントローラ（例えば、一次及び二次ロードホイールアクチュエータコントローラ１０Ａ及び１０Ｂ、並びに一次及び二次ステアリングフィードバックアクチュエータコントローラ２１Ａ及び２１Ｂ）間の連続的な双方向通信４０１，４０２，４０３、４０４を維持するように構成され得る。調停プロセスは、どのコントローラがハンドホイール角度を所望のホイール角度に変換することを現在担うべきか、どのコントローラが所望のホイール角を満たすためのトルクを生成することを担うべきか、及びどのコントローラが望ましい安全な運転経験を与えるためにハンドホイール２２上のフィードバックトルクを計算及び生成することを担うべきかを含む決定を行うように構成することができる。調停プロセスにおける全ての通信４０１，４０２，４０３、及び４０４は、各コントローラが２つの別個の通信バス上で別のコントローラの状態及び意図を受信するように、２つの別個の経路を介して冗長にルーティングされ得る。

【0096】

幾つかの実施形態では、図９に示すように、電力ドメインＡ及び電力ドメインＢ（例えば、各電力ドメインは、別個のバッテリによって給電される）のそれぞれにハンドホイールコントローラ、ホイールコントローラ、ハンドホイールモータ位置センサ、モータ位置センサ、及びピニオン角センサのセットがある。更に、コントローラ内の各主マイクロプロセッサの合理性は、そのコントローラ内の対応するモニタマイクロプロセッサによって表される。したがって、モニタプロセッサが不合理にフラグを立てた場合、又はいずれかの方向の不一致からの通信が安全な動作を妨げる可能性がある誤動作を示した場合、残りの要素は、ステアリングシステム２０００から不合理な要素を除去するように応答し、車両の横方向の動きの制御を維持するために責任を再割り当てすることができる。

【0097】

前述の開示は、本開示を開示された正にその形態又は特定の使用分野に限定しようとするものではない。したがって、本明細書中に明示的に記載されるか又は暗示されるかにかかわらず、本開示に対する様々な別の実施形態及び／又は修正が本開示に照らして想定し得ると考えられる。このように本開示の実施形態を説明してきたが、当業者であれば分かるように、本開示の範囲から逸脱することなく形態及び詳細に変更を行うことができる。したがって、本開示は特許請求の範囲によってのみ限定される。

【0098】

上記の明細書では、特定の実施形態を参照して本開示を説明した。しかしながら、当業者であれば分かるように、本明細書に開示される様々な実施形態は、本開示の思想及び範囲から逸脱することなく、様々な他の方法で修正又は実施することができる。したがって、この説明は、例示と見なされるべきであり、開示されたグローブボックス作動アセンブリの様々な実施形態を作成し使用する態様を当業者に教示する目的のためである。本明細書に示され説明される開示の形態は、代表的な実施形態として解釈されるべきであることを理解すべきである。同等の要素、材料、プロセス、又は、ステップが、ここで典型的に図示されて説明されるものと置き換えられてもよい。更に、本開示の特定の特徴は、本開示のこの説明の利益を受けた後に当業者に明らかであるように、他の特徴の使用とは無関係に利用されてもよい。本開示を説明して特許請求の範囲に記載するために使用される「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「組み込む（ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ）」、「から成る（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」、「有する（ｈａｖｅ）」、「である（ｉｓ）」などの表現は、非排他的な態様で解釈されること、すなわち、明示的に説明されていない項目、構成要素又は要素も存在できるようにすることを意図している。また、単数形への言及は、複数形にも関連すると解釈されるべきである。

【0099】

更に、本明細書に開示される様々な実施形態は、例示的且つ説明的な意味で解釈されるべきであり、決して本開示を限定するものと解釈されるべきではない。全ての接合についての言及（例えば、取り付け、固定、結合、接続など）は、読者の本開示の理解を助けるためにのみ使用され、特に本明細書に開示されるシステム及び／又は方法の位置、向き、又は使用に関して限定を生じさせるものではない。したがって、接合についての言及がある場合、それは広く解釈されるべきである。更に、そのような接合についての言及は、必ずしも２つの要素が互いに直接接続されているとは限らない。更に、これらに限定されないが、「第１」、「第２」、「第３」、「一次」、「二次」、「主」などの全ての数値的用語或いは任意の他の通常の及び／又は数値的用語も、本開示の様々な要素、実施形態、変形例及び／又は修正についての読者の理解を助けるための識別子としてのみ解釈されるべきであり、特に、他の要素、実施形態、変形及び／又は修正に対する又はそれを超える任意の要素、実施形態、変形及び／又は修正の順序又は選好に関していかなる制限をもたらし得ない。

【0100】

また、図面／図に描かれた要素のうちの１つ以上を特定の用途にしたがって有用であるようにより分離された又は統合された方法で実装することもでき或いは更には特定の場合には動作不能であるように除去する又はレンダリングすることもできるのが分かる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【国際調査報告】