特開 2022-77970 可変ギア式ステアリングコラムを微調整する方法及び可変ギア式パワーステアリングシステムを備える車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022077970

(43)【公開日】2022-05-24

(54)【発明の名称】可変ギア式ステアリングコラムを微調整する方法及び可変ギア式パワーステアリングシステムを備える車両

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20220517BHJP

   B62D 101/00 20060101ALN20220517BHJP

   B62D 113/00 20060101ALN20220517BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00

B62D101:00

B62D113:00

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021169423

(22)【出願日】2021-10-15

(31)【優先権主張番号】2011601

(32)【優先日】2020-11-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(71)【出願人】

【識別番号】511110625

【氏名又は名称】ジェイテクト ユーロップ

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ラーミニー ピエール

(72)【発明者】

【氏名】ミシェリ アンドレ

【テーマコード（参考）】

3D232

【Ｆターム（参考）】

3D232CC02

3D232CC08

3D232CC12

3D232CC50

3D232DA03

3D232DA05

3D232DA23

3D232DC08

3D232DD01

3D232DD02

3D232EB05

3D232EB12

3D232EC22

3D232EC29

3D232EC37

(57)【要約】      （修正有）

【課題】車両の速度Ｖに従って可変ギアステアリングコラムを微調整する方法を提供する。
【解決手段】方法は、速度Ｖ_１のための車両の所望の取扱いを特徴付け、速度Ｖ_２のための所望の安定性を特徴付ける工程と、速度Ｖ_１において所望のハンドリングを得ることができるようにギア比の値Ｇ_１及び速度Ｖ_２において所望の安定性を得ることができるようにするギア比の値Ｇ_２を決定する工程と、速度Ｖが第１の閾値と第２の閾値との間で構成される場合に、車両のギア比Ｇと速度Ｖとの関係が式Ｇ＝ｐ_２＋ｐ_１／Ｖによって定義されるように、速度Ｖ_１、速度Ｖ_２、値Ｇ_１及び値Ｇ_２に応じてパラメータｐ_２を算出する工程とを含む。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両のパワーステアリングシステム（１０）の可変ギアステアリングコラムのギア比（Ｇ）を規定する関係を、車両の速度（Ｖ）にしたがって、
前記パワーステアリングシステム（１０）のラック位置（Ｐｃ）と前記パワーステアリングシステム（１０）のハンドル角度位置（Ｐｖ）の比、
又は前記パワーステアリングシステム（１０）のハンドル角度位置（Ｐｖ）と前記パワーステアリングシステム（１０）のラック位置（Ｐｃ）との比、
又は前記パワーステアリングシステム（１０）のハンドル角度位置（Ｐｖ）と前記パワーステアリングシステム（１０）の操舵輪ヨー角度位置との比
をそれぞれ規定するギア比（Ｇ）に応じて微調整する方法（１００）であって、
前記方法（１００）が、
前記車両の第１の速度Ｖ_１に対する前記車両の所望の取扱いを特徴付け、前記車両の第２の速度Ｖ_２に対する前記車両の所望の安定性を特徴付ける工程（１０１）と、
前記車両の第１の速度Ｖ_１で所望の取扱いを得ることができるように、前記ギア比（Ｇ）の第１の値Ｇ_１と、前記車両の第２の速度Ｖ_２で所望の安定性を得ることができるように、前記ギア比（Ｇ）の第２の値Ｇ_２とをそれぞれ決定する工程（１０２）と、
前記車両のギア比（Ｇ）と速度（Ｖ）との関係が、前記車両の速度（Ｖ）が第１の閾値と第２の閾値との間で構成され、ｎ＝１又はｎ＝－１のとき、
Ｇ＝(ｐ_２＋ｐ_１／Ｖ）^ｎ
によって定義されるように、第１の速度Ｖ_１、第２の速度Ｖ_２、第１の値Ｇ_１及び第２の値Ｇ_２に従って第１のパラメータｐ_１及び第２のパラメータｐ_２を計算する工程（１０３）と、
を含む方法（１００）。

【請求項2】

前記ギア比（Ｇ）は、前記車両の速度（Ｖ）が前記第１の閾値よりも遅い場合に、最大値に等しい、
請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第２のパラメータｐ_２が、前記第２の値Ｇ_２に等しい、
請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

車両のパワーステアリングシステム（１０）のラック位置（Ｐｃ）と前記パワーステアリングシステム（１０）のハンドル角度位置（Ｐｖ）との比、
又は前記パワーステアリングシステム（１０）のハンドル角度位置（Ｐｖ）と前記パワーステアリングシステム（１０）のラック位置（Ｐｃ）との比、
又は前記パワーステアリングシステム（１０）のハンドル角度位置（Ｐｖ）と前記パワーステアリングシステム（１０）の操舵輪ヨー角度位置との比
をそれぞれ規定するギア比（Ｇ）が、ｎ＝１又はｎ＝－１のとき、前記車両の速度（Ｖ）に依存するように、速度（Ｖ）が第１の閾値と第２の閾値の間に含まれる場合、ｐ_１とｐ_２はそれぞれ第１パラメータと第２パラメータであり、下記式
Ｇ＝(ｐ_２＋ｐ_１／Ｖ）^ｎ
に従って構成された可変ギアステアリングコラムを備える、
請求項１から３のいずれか１つに記載の車両のパワーステアリングシステム（１０）。

【請求項5】

ギア比の第１の値Ｇ_１が、車両の第１の速度Ｖ_１に対して車両の所望の取扱いを得ることを可能にし、
ギア比の第２の値Ｇ_２が、車両の第２の速度Ｖ_２に対して車両の所望の安定性を得ることを可能にし、
第１のパラメータｐ１及び第２のパラメータｐ２が、下記式の解である、

【数4】

請求項１から４のいずれか１つに記載の車両のパワーステアリングシステム（１０）。

【請求項6】

前記ギア比Ｇは、前記速度Ｖが前記第１の閾値よりも低いときの最大値に等しい、
請求項４又は５に記載のパワーステアリングシステム（１０）。

【請求項7】

前記第２のパラメータｐ_２が前記第２の値Ｇ_２に等しい、
請求項５又は６に記載のパワーステアリングシステム（１０）。

【請求項8】

請求項４から７のいずれか１つに記載のパワーステアリングシステム（１０）を備える、車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パワーステアリングシステムの分野に関し、特に可変ギアステアリングコラムを含むパワーステアリングシステム及び可変ギアステアリングコラムを微調整する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

可変ギアステアリングコラムを用いて、ハンドル角度位置と、操舵輪のヨー方向を決定するラック位置との関係を、システムの状態（角度位置、…）及び車両の状態（車速、…）に応じて動的に調整することが知られており、従来、この調整は、例えば、ラック位置（ｍｍ）とハンドル角度（回転）との比、又は、ハンドル角度と車輪角度との比の形で、可変ギア比を規定することにつながり、低車速において、第１の場合には高速で第２の場合には低速で、第１の場合には加速し第２の場合には減速している。これにより、この調整は、可変ギア比を規定することにつながり、これにより、例えば、低車速ではより手軽／受動的であり、高車速ではより安定している車両を有することができる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

既存の調整方法の欠点は、ギア比の変動が運転者によって「自然な」ものとして認識されず、固定ギア比と比較して運転者にとって不快感の原因となり得ることであり、この不快感は運転者が適応するための時間を必要とし、変動があまりにも顕著すぎる場合には安全性の問題につながり得る。

【0004】

したがって、本発明は、これらの問題のすべて又は一部に対する解決策を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

この目的のために、本発明は、車両の速度Ｖに従って、車両のパワーステアリングシステムのステアリングコラムのギア比Ｇを定義する関係を微調整する方法に関し、前記ギア比Ｇは、パワーステアリングシステムのラック位置とパワーステアリングシステムのハンドル角度位置との比、又はパワーステアリングシステムのハンドル角度位置とパワーステアリングシステムのラック位置との比、又はパワーステアリングシステムのハンドル角度位置とパワーステアリングシステムの操舵輪ヨー角度位置との比をそれぞれ定義し、
車両の第１の速度に対する車両の所望の取扱いを特徴付け、車両の第２の速度に対する車両の所望の安定性を特徴付ける工程と、
前記車両の第１の速度で所望のハンドリングを得ることを可能にする前記ギア比の第１の値と、前記車両の第２の速度で所望の安定性を得ることを可能にする前記ギア比の第２の値と、を決定する工程と、
速度Ｖが第１の閾値と第２の閾値との間に含まれる場合、車両のギア比Ｇと速度Ｖとの関係が、ｎ＝１又はｎ＝－１のときに
Ｇ＝(ｐ_２＋ｐ_１／Ｖ）^ｎ
によって定義されるように、第１の速度、第２の速度、第１の値及び第２の値に従って第１のパラメータｐ_１及び第２のパラメータｐ_２を計算する工程とを含む。

【0006】

これらの構成によれば、速度の逆数に応じたギア比の変動は、非可変ギアに比べて特に不快感を生じない、この可変ギアに適応する時間を必要としない運転者にとっても自然である。

【0007】

これらの構成によれば、特定するパラメータの数が限られているため、速度に応じてギア比を規定する関係を微調整する時間が短い。

【0008】

１実施態様によれば、本発明は、次の特徴のうちの１つ又は複数を、単独で、又は技術的に実現可能な組合せで含む。

【0009】

他の実施形態によれば、ギア比は、車両速度が最初の閾値よりも低いときに最大値に等しい。

【0010】

１実施形態によると、２番目のパラメータｐ_２は、２番目の値Ｇ_２に等しくなる。

【0011】

これらの構成によれば、識別されるべきパラメータの数は、さらに制限される。

【0012】

本発明はまた、車両のパワーステアリングシステムに関し、パワーステアリングシステムが、パワーステアリングシステムのラック位置とパワーステアリングシステムのハンドル角度位置との比、又はパワーステアリングシステムのハンドル角度位置とパワーステアリングシステムのラック位置との比、又はパワーステアリングシステムのハンドル角度位置とパワーステアリングシステムの操舵輪ヨー角度位置との比をそれぞれ規定するギア比が、速度Ｖが第１の閾値と第２の閾値の間に含まれる場合、ｐ_１とｐ_２はそれぞれ第１パラメータと第２パラメータであり、ｎ＝１又はｎ＝－１のとき
Ｇ＝(ｐ_２＋ｐ_１／Ｖ）^ｎ
に従って車両の速度に依存するように構成された可変ギアステアリングコラムを備える。

【0013】

１実施形態によれば、本発明は、次の特徴のうちの１つ又は複数を、単独で、又は技術的に実現可能な組合せで含む。

【0014】

１実施形態によれば、ギア比の第１の値Ｇ_１は、車両の第１の速度Ｖ_１に対して車両の所望の取扱いを得ることを可能にし、ギア比の第２の値Ｇ_２は、車両の第２の速度Ｖ_２に対して車両の所望の安定性を得ることを可能にし、第１のパラメータｐ_１及び第２のパラメータｐ_２は、下記式の解である。

【0015】

【数1】

１実施形態によれば、ギア比は、車両速度が第１閾値よりも低い場合に最大値に等しい。

【0016】

１実施形態によれば、第２のパラメータは、第２の値に等しい。

【0017】

本発明はまた、前述の実施形態のいずれかによるパワーステアリングシステムを備える車両に関する。

【0018】

より良い理解のために、本発明の実施形態及び／又は実施例は、本発明による装置及び／又は方法のそれぞれの実施形態又は実施例を非限定的な例として表す添付の図面を参照して説明される。図面中の同じ参照番号は、同様の要素又はその機能が同様である要素を指す。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】可変ギアステアリングコラムを備えるパワーステアリングシステムの概略斜視図である。

【図2】可変ギア式ステアリングコラムを備えるパワーステアリングシステムの概略図である。

【図3a】１実施形態による、パワーステアリングシステムのステアリングコラムの可変ギア機能の概略図である。

【図3b】同等の実施形態による、パワーステアリングシステムのステアリングコラムの可変ギア機能の概略図である。

【図4】本発明に係る、車両のパワーステアリングシステムのステアリングコラムのｍｍ／回で表される縦軸で表されるギア比と、前記車両のｋｍ／ｈで表される横軸で表される速度Ｖとの間の関係を示すグラフである。

【図5】本発明に係る、車両のパワーステアリングシステムのステアリングコラムの回／ｍｍ(又は回／ヨー角度）の縦軸で表される、図４に表されるギア比の逆数である、別のギア比と、前記車両のｋｍ／ｈの横軸で表される速度Ｖとの間の関係を示すグラフである。

【図6】本発明の実施形態による方法の工程を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

公知の方法では、パワーステアリングシステム１０では、ハンドル２１とステアリングラック１１との間の機械的連結が消失する。パワーステアリングシステム１０は、図１及び図２に示す２つのサブシステムと、ラック１１を変位させるアクチュエータによって構成され、操舵輪１２，１３に接続された操舵サブシステム１（低レベルシステムとも呼ばれる）と、ハンドル２１に接続されたアクチュエータによって構成され、運転者に抵抗力を感じさせる力覚フィードバックサブシステム２（高レベルシステムとも呼ばれる）とによって構成される。従来、この抵抗力は、従来のステアリングシステムで遭遇するであろう同じ感覚を再現するために、ステアリングサブシステム１の情報から計算される。

【0021】

連結構造は、ステアリングサブシステム１と力覚フィードバックサブシステム２とを連結することを可能にする。従来、ステアリングサブシステム１は、力覚フィードバックサブシステム２のレベルで測定された位置と、ハンドル角度位置Ｐｖと車輪１２，１３の操舵角との間の運動学的関係を管理することを可能にするルックアップテーブル又はマッピングとから計算された位置設定値を受け取るように構成されたコントローラ２２を使用して、位置が制御される。

【0022】

可変ギアステアリングコラムは、車両データ（車速、安定性制御、…）に従って、運転者のハンドル２１に対する作用に連動して車輪の操舵角を修正するように構成されたアクチュエータ３を備えている。したがって、可変ギア式ステアリングコラムを備えたパワーステアリングシステム１０は、ハンドル２１の位置Ｐｖとラック１１の位置Ｐｃとの関係を調整することができる。特に、この関係は、ステアリングサブシステム１の状態Ｅｓ、例えば角度位置、及び、例えば車両の速度に応じて動的に調整することができる。

【0023】

典型的には、アクチュエータ３の可変ギア比Ｇは、低速では高く、速度が増加すると減少するように、予め規定されている。これにより、低速でより便利／反応性が高く、高速でより安定する車両を有することができる。

【0024】

図３は、図３ａに図示されている実施形態による、又は図３ｂに図示されている同等の実施形態による、パワーステアリングシステムのステアリングコラムの可変ギア機能の概略図である。

【0025】

図３ａは、検討したギア比が、パワーステアリングシステム１０のラック位置Ｐｃとパワーステアリングシステム１０のハンドル角度位置Ｐｖとの比で定義される実施例を示す。あるいは、図３ｂは、ステアリングシステム１０のハンドル２１の角度位置Ｐｖ（例えば、回転）とラック１１の位置Ｐｃ(例えば、ｍｍ）との間、又はハンドル２１の角度位置Ｐｖ（例えば、回転）と操舵輪の角度位置（ヨー角度）との間の、上述したギア比の逆数である他のギア比Ｇ’が考慮される実施形態を示す。この代替実施形態によれば、他方の可変ギア比Ｇ’は、アクチュエータ３のギア比Ｇの逆数が、低速で低く、速度が増加すると大きくなるように、予め規定されている。当業者であれば、図３ａ及び図３ｂにそれぞれ示されている代替案は同等であることを理解できるはずである。

【0026】

本発明に係る方法は、車両の速度Ｖに応じて、車両のパワーステアリングシステム１０のステアリングコラムのギア比Ｇを規定する関係を微調整することを可能にし、
ギア比Ｇの変動は、運転者によって自然と認識され、自然の様相は、運転者がこの可変ギアに適応する時間を必要とせず、この変動は、非可変ギア比と比較して、特に不快感を生じないという事実によって反映され、
車両の速度Ｖに応じてギア比Ｇを規定する関係の微調整は、単純である、すなわち限られた数のパラメータに基づいている。

【0027】

図６を参照すると、本発明による方法は、以下の工程を含む。

【0028】

車両の第１の速度Ｖ_１のための車両の所望の取扱いを特徴付ける工程１０１であって、例えば、シティーカーの場合は３０ｋｍ／ｈ、スポーツカーの場合は１００ｋｍ／ｈ、又はロードカーの場合は１３０ｋｍ／ｈであり、
車両の第２の速度Ｖ_２のための車両の所望の安定性、例えば、車両の最大速度、又は車両のヨーレスポンスに関して任意の他の臨界速度を特徴付ける工程と、
前に定義された２つの速度Ｖ１及びＶ２で適切なゲインを得るために該ゲインＧを適合させることにより、車両の第１の速度Ｖ_１で所望の取扱いを得ることができるようにギア比の第１の値Ｇ_１及び車両の第２の速度Ｖ_２で所望の安定性を得ることができるようにギア比の第２の値Ｇ_２を決定する工程１０２と、
車両のギア比Ｇと速度Ｖとの関係が、速度Ｖが第１の閾値と第２の閾値との間に含まれる場合、
Ｇ＝ｐ_２＋ｐ_１／Ｖ
によって定義されるように、第１の速度Ｖ_１、第２の速度Ｖ_２、第１の値Ｇ_１及び第２の値Ｇ_２に従って第１のパラメータｐ_１及び第２のパラメータｐ_２を計算する工程１０３とを含む。

【0029】

図３ｂに示される代替案によれば、他方の可変ギア比Ｇ’を考慮すると、アクチュエータ３のギア比Ｇの逆数は、他方のギア比Ｇ’と車両の速度Ｖとの関係が、前述のものと同等の、別の式
Ｇ'＝１／(ｐ_２＋ｐ_１／Ｖ)＝Ｖ／(ｐ_２×Ｖ＋ｐ_１）
によって定義される。

【0030】

したがって、パラメータｐ_１とｐ_２の選択を通して、オペレータは関数を完全にパラメータ化することができる。車速による変更は逆関数（１／Ｖ）により考慮した。

【0031】

パラメータｐ_１とｐ_２は、２つの特徴点を考慮して計算される。
第１点は、所望の取扱いを得るための、ギア比Ｇ＝Ｇ_１のときの低速Ｖ_１であり、
第２点は、車両の安定性を確保するために、ギア比Ｇ＝Ｇ_２のときの高速Ｖ_２である。

【0032】

ｐ_１とｐ_２は、公知の方法で次式を解くことによって求められる。

【0033】

【数2】

１実施形態では、ギア比Ｇは、ｍｍ／回（ラック位置Ｐｃ ｍｍに対するハンドル角度位置Ｐｖ）で表すことができる。点Ｖ_１は、例えば、９５ｍｍ／回に等しいギア比Ｇ_１が選択された２５ｋｍ／ｈに等しい。点Ｖ_２は、例えば、５０ｍｍ／回のギア比Ｇ_２が選択された２５０ｋｍ／ｈに配置される。他の点は、化学式Ｇ＝ｐ_２＋ｐ_１／Ｖの適用を通して得られる（図４）。ここで、ｐ_１とｐ_２は、上記数式を解くことによって決定される。

【0034】

図４に代えて、図５は、車両のパワーステアリングシステムのステアリングコラムの、回／ｍｍ(又は回／ヨー角度）の縦軸で表される、図４に表されるものの逆数である他のギア比Ｇ’と、横軸でｋｍ／ｈで表される前記車両の速度Ｖとの間の関係をグラフで表している。

【0035】

１実施形態によれば、速度Ｖが０になると無限大になる傾向がある関数１／Ｖは、図４に表されるように、低速で最大値に制限される。ここでは、横軸でｋｍ／ｈで表される車両速度Ｖの関数として、縦軸でｍｍ／回で表されるギア比Ｇの変形例が存在する。

【0036】

１実施形態では、ギア比Ｇは、基準ギアに対するゲインとして表すことができる。例えば、基準ギアは５０ｍｍ／回であってもよい。この例では、点Ｖ_１は、１．９のギア比が選択された２５ｋｍ／ｈに等しい。点Ｖ_２は、１のゲインが選択された２５０ｋｍ／ｈのＶ_maxに位置する。他のものは、上記方法を適用することによって得られる。

【0037】

１実施形態では、ｐ_１／Ｖは非常に低速であり、ｐ_２＝Ｇ_２を選択することができる。そして、速度Ｖに応じてギア比Ｇを規定する関連性を完全にパラメータ化するために、ｐ_１のみが依然として決定されるべきである。

【0038】

１態様によれば、本発明は、車両のパワーステアリングシステムにも関し、前記パワーステアリングシステムは、前記車両の速度Ｖに従って、前記ハンドル２１の角度位置Ｐｖと前記ラック１１の位置Ｐｃとの間のギア比Ｇが
Ｇ＝ｐ_２＋ｐ_１／Ｖ
によって定められるように構成された可変ギアステアリングコラムを含み、
速度Ｖが第１の閾値と第２の閾値の間に含まれる場合、ｐ_１とｐ_２はそれぞれ次式の解である、第１のパラメータと第２のパラメータである。

【0039】

【数3】

ここで、第１の値Ｇ_１は、車両の第１の速度Ｖ_１のための車両の所望の取扱いを得ることを可能にするギア比で、第２の値Ｇ_２は、車両の第２の速度Ｖ_２のための車両の所望の安定性を得ることを可能にするギア比である。

【0040】

１態様によれば、本発明は、前述の実施形態によるパワーステアリングシステム１０を備える車両に関する。

【図1】

【図2】

【図3a】

【図3b】

【図4】

【図5】

【図6】

【外国語明細書】