特表 2022-539860 回転軸を中心に第１の装置を第２の装置に対して回転させる駆動システム

(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】2022-09-13

(54)【発明の名称】回転軸を中心に第１の装置を第２の装置に対して回転させる駆動システム

(51)【国際特許分類】

   H02N 2/12 20060101AFI20220906BHJP

   B60Q 1/076 20060101ALI20220906BHJP

   G01S 17/931 20200101ALI20220906BHJP

【ＦＩ】

H02N2/12

B60Q1/076

G01S17/931

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022500849

(86)(22)【出願日】2020-07-09

(85)【翻訳文提出日】2022-03-07

(86)【国際出願番号】 EP2020069334

(87)【国際公開番号】W WO2021005143

(87)【国際公開日】2021-01-14

(31)【優先権主張番号】1907695

(32)【優先日】2019-07-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】519351406

【氏名又は名称】アーエムエル システムス

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100086771

【弁理士】

【氏名又は名称】西島 孝喜

(74)【代理人】

【識別番号】100109335

【弁理士】

【氏名又は名称】上杉 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100120525

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100139712

【弁理士】

【氏名又は名称】那須 威夫

(72)【発明者】

【氏名】コウロウ ハサン

(72)【発明者】

【氏名】ヴェネガス バヨナ サンティアゴ

【テーマコード（参考）】

3K339

5H681

5J084

【Ｆターム（参考）】

3K339AA02

3K339BA01

3K339BA08

3K339BA25

3K339CA01

3K339GA13

3K339GB01

3K339GC05

3K339HA13

3K339MC73

5H681BB02

5H681BB14

5H681CC02

5H681DD02

5H681DD23

5H681DD65

5H681DD67

5H681DD82

5H681FF24

5H681GG01

5J084AC02

5J084EA11

5J084EA22

(57)【要約】

回転軸（２）を中心に車両用の第１の装置を車両に対して回転させる駆動システム。システムは、支持体（３）と、第１の支持体（３）に対して相対運動可能な支持体（６）と、第２の支持体（６）に固定された圧電素子（７）とを含み、第２の支持体（６）及び／又は圧電素子（７）は第１の装置（Ｄ１）に固定されており、システムは、摩擦面（４）と、圧電素子（７）に固定された少なくとも１つの先端部（８）とをさらに含む。圧電素子（７）は、圧電素子（７）に電圧が供給された時に（単複の）先端部（８）に動きをもたらすように構成される。（単複の）先端部（８）は、回転軸（２）を中心とした第１の支持体（３）と第２の支持体（６）との間の相対運動を可能にするために、動きの少なくとも一部の最中に先端部（８）の一端が摩擦面（４）に接触するように構成される。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸（２）を中心に車両用の第１の装置（Ｄ１）を車両に対して回転させる駆動システムであって、少なくとも、
－ 第１の支持体（３）と、
－ 前記第１の支持体（３）に対して相対運動可能な第２の支持体（６）と、
－ 前記第２の支持体（６）に固定された圧電素子（７）と、
を備え、前記第２の支持体（６）及び／又は前記圧電素子（７）は前記第１の装置（Ｄ１）に固定されており、前記システムは、
－ 摩擦面（４）と、
－ 前記圧電素子（７）に固定された少なくとも１つの先端部（８）と、
をさらに備え、前記圧電素子（７）は、該圧電素子（７）に電圧が供給された時に前記先端部（８）に動きをもたらすように構成され、前記先端部（８）は、前記回転軸（２）を中心とした前記第１の支持体（３）と前記第２の支持体（６）との間の相対運動を可能にするために、前記動きの少なくとも一部の最中に前記先端部（８）の一端が前記摩擦面（４）に接触するように構成される、
ことを特徴とするシステム。

【請求項2】

前記第１の支持体（３）は、前記第２の支持体（６）が前記回転軸（２）を中心に回転している間に前記車両（ＶＨ）に対して固定されたままである、
請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記第２の支持体（６）は、前記第１の支持体（３）が前記回転軸（２）を中心に回転している間に前記車両（ＶＨ）に対して固定されたままである、
請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記第１の支持体（３）と前記第２の支持体（６）との間の相対的角度を測定するように構成された少なくとも１つの位置センサを備える、
請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記少なくとも１つの先端部（８）は、前記圧電素子（７）に固定された第１の端部（９１）と、第２の端部（９２）とを有し、前記摩擦面（４）及び前記回転軸（２）は距離（Ｄ）だけ分離し、前記先端部（８）の前記第２の端部（９２）が前記摩擦面（４）上に接触することによって生じる摩擦力

によって発生するトルクが、前記車両の前記第２の装置（Ｄ２）が前記第１の支持体（３）に固定されて前記第１の装置（Ｄ１）が前記第２の支持体（６）に固定されている時に前記相対運動が所定の速度及び所定の加速度を有するために必要なトルクに対応する、
請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記第１の支持体（３）に固定された少なくとも１つのストッパ（１１）をさらに備え、前記ストッパ（１１）は、前記第１の支持体（３）に対する前記第２の支持体（６）の相対運動を制限するように構成される、
請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記摩擦面（４）は、前記回転軸（２）と平行な旋回軸（５）を有する円筒断面を含む形状を有し、前記旋回軸（５）及び前記回転軸（２）は一致し、前記先端部（８）は硬質先端部（８）であり、前記摩擦面（４）は前記第１の支持体（３）に固定され、前記圧電素子（７）は、前記圧電素子（７）に電圧が供給された時に前記硬質先端部（８）の前記第２の端部（９２）に周期的楕円運動をもたらすように構成され、前記硬質先端部（８）は、前記回転軸（２）を中心とした前記第１の支持体（３）と前記第２の支持体（６）との間の相対運動を可能にするために、前記楕円運動の少なくとも一部の最中に前記第２の端部（９２）が前記摩擦面（４）に周期的に接触するように構成される、
請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

車両用装置ユニットであって、少なくとも、
－ 請求項１から７のいずれか１項に記載の駆動システム（１）と、
－ 第１の装置（Ｄ１）と、
－ 前記圧電素子（７）に電圧を供給するように構成された制御モジュール（１６）と、
を備え、第２の装置（Ｄ２）は、前記車両（ＶＨ）の部品（１７）に対応し、信号は、前記制御モジュール（１６）によって受け取られた制御命令の関数である、
ことを特徴とするユニット。

【請求項9】

前記第１の装置（Ｄ１）はセンサ（１３）を含む、
請求項８に記載のユニット。

【請求項10】

前記センサ（１３）はＬＩＤＡＲである、
請求項９に記載のユニット。

【請求項11】

前記第１の装置（Ｄ１）はヘッドライトを含む、
請求項８に記載のユニット。

【請求項12】

前記第１の装置（Ｄ１）は画像取得モジュールを含む、
請求項８に記載のユニット。

【請求項13】

請求項８から１２のいずれか１項に記載の少なくとも１つの装置ユニット（１４）を備える、
ことを特徴とする車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用装置の配向に関し、特に車両用装置の配向を車両に対して変化させる装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両の運転時には、例えば車両が進んでいる地面の粗さに起因して、或いは制動、加速又は方向転換などの運転フェーズの結果として車両の姿勢が変化することがある。

【0003】

ところが、車両に搭載されているヘッドライト又はセンサなどの光学装置の中には、この姿勢の変化に敏感なものもある。

【0004】

例えば、通常、車両のヘッドライトは、車両が向いている領域を照らす。車両の姿勢が変化すると、この姿勢の変化に追従するヘッドライトは、車両が向いている領域以外の領域を照らすことがある。

【0005】

自律走行車についても同じことが言える。自律走行車は、運転者の介入を伴わずに走行できる車両に対応する。通常、自律走行車は、安全に走行するために経路上の障害物を検出するセンサを備える。一般に、センサの検出角が大きければ大きいほど検出距離は短くなる。検出距離は、自律走行車が通常速度で移動している時に回避できるほど十分に早く障害物を検出できなければならない。例えば、８０ｋｍ／ｈ～９０ｋｍ／ｈの速度では、必要な検出距離は１００ｍ～３００ｍになり得る。この検出距離を達成するために、ＬＩＤＡＲ（レーザー検知及び測距）センサなどのセンサは２°～３°の検出角度を有する。従って、考えられる障害物の検出を可能にするには、配向方向（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）が正確でなければならない。悪路上の車両走行時、又は車両の姿勢を変化させるような運転フェーズ中には、センサの検出配向（ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）が変化することによって障害物の検出に影響を与える恐れがある。このため、道路の粗さ及び運転フェーズにかかわらずセンサの検出配向が安定したままであるように、この配向を修正することが必要である。配向を修正するには、わずか１／１００°ほどの精度が必要となり得る。

【0006】

装置の配向を修正できるアクチュエータも存在する。しかしながら、これらのアクチュエータは正確さに欠け、大型である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的は、センサの配向を十分な精度で修正できるシステムを提案することによってこれらの欠点を克服することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

この目的のために、本発明は、回転軸を中心に車両用の第１の装置を車両と一体化された第２の装置に対して回転させる駆動システムに関する。

【0009】

本発明によれば、システムは、少なくとも、
－ 第１の支持体と、
－ 摩擦面と、
－ 第１の支持体に対して相対運動可能な第２の支持体と、
－ 第２の支持体に固定された圧電素子と、を含み、第２の支持体及び／又は圧電素子は第１の装置に固定されており、
－ 圧電素子に固定された少なくとも１つの先端部をさらに含み、
圧電素子は、圧電素子に電圧が供給された時に先端部に動きをもたらすように構成され、先端部は、回転軸を中心とした第１の支持体と第２の支持体との間の相対運動を可能にするために、動きの少なくとも一部の最中に先端部の一端が摩擦面に接触するように構成される。

【0010】

従って、このシステムによれば、動的かつコンパクトな駆動システムの結果として１００分の１度の精度を有する相対的回転運動を取得することができる。

【0011】

１つの実施形態では、第１の支持体が車両に対して固定されたままであるのに対し、第２の支持体が回転軸を中心に回転する。

【0012】

別の実施形態では、第１の支持体が回転軸を中心に回転している間、第２の支持体が車両に対して固定されたままである。

【0013】

さらに、システムは、第１の支持体と第２の支持体との間の相対的角度を測定するように構成された少なくとも１つの位置センサを含む。

【0014】

また、少なくとも１つの先端部は、圧電素子に固定された第１の端部と、第２の端部とを有し、摩擦面及び回転軸は一定距離だけ分離し、この結果、先端部の第２の端部が摩擦面上に接触することによって生じる摩擦力によって発生するトルクが、第２の装置が第１の支持体に固定されて第１の装置が第２の支持体に固定されている時に相対運動が所定の速度及び所定の加速度を有するために必要なトルクに対応するようになる。

【0015】

システムは、第１の支持体に固定された少なくとも１つのストッパをさらに含み、ストッパは、第１の支持体に対する第２の支持体の相対運動を制限するように構成されることが有利である。

【0016】

さらに、摩擦面は、回転軸と平行な旋回軸を有する円筒断面を含む形状を有し、旋回軸及び回転軸は一致し、先端部は硬質先端部であり、摩擦面は第１の支持体に固定され、圧電素子は、圧電素子に電圧が供給された時に硬質先端部の第２の端部に周期的楕円運動をもたらすように構成され、硬質先端部は、回転軸を中心とした第１の支持体と第２の支持体との間の相対運動を可能にするために、楕円運動の少なくとも一部の最中に第２の端部が摩擦面に周期的に接触するように構成される。

【0017】

本発明は、車両用の装置ユニットにも関する。

【0018】

本発明によれば、センサユニットは、
－ 上記で規定された駆動システムと、
－ 第１の装置と、
－ 圧電素子に電圧を供給するように構成された制御モジュールと、を含み、第２の装置は車両の一部に対応し、信号は、制御モジュールによって受け取られた制御命令の関数である。

【0019】

第１の実施形態によれば、第１の装置はセンサを含む。

【0020】

ある実施形態によれば、センサはＬＩＤＡＲである。

【0021】

第２の実施形態によれば、第１の装置はヘッドライトを含む。

【0022】

第３の実施形態によれば、第１の装置は画像取得モジュールを含む。

【0023】

本発明は、上述したような装置ユニットを備えた車両、とりわけ自律走行車にも関する。

【0024】

添付図面を参照しながら説明を読めば、本発明、並びにその特徴及び利点がより明確になるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】駆動システムの斜視図である。

【図2】第１の支持体及び第２の支持体が第１の相対的位置にある駆動システムの上面図である。

【図3】第１の支持体及び第２の支持体が第２の相対的位置にある駆動システムの上面図である。

【図4a】図２の概略的拡大図である。

【図4b】図３の概略的拡大図である。

【図5】駆動システムを含む車両用装置ユニットを備えた車両の概略的正面図である。

【図6】車両用の第１の装置と、車両と一体化された第２の装置とが固定された駆動システムの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

図１～図３に駆動システム１を示す。

【0027】

駆動システム１は、回転軸２を中心に車両ＶＨ用の第１の装置Ｄ１を車両ＶＨと一体化された装置Ｄ２に対して回転させるように構成される。

【0028】

装置Ｄ１は、光学装置又は配向可能装置に対応することができる。

【0029】

第１の実施形態によれば、装置Ｄ１はセンサ１３を含む。

【0030】

第２の実施形態によれば、装置Ｄ１は車両ヘッドライト（ヘッドランプ）を含む。

【0031】

第３の実施形態によれば、装置Ｄ１は画像取得モジュールを含む。

【0032】

駆動システム１は、装置Ｄ２に固定されるように意図された支持体３と、装置Ｄ１に固定されるように意図された支持体６とを含む。支持体３及び支持体６は、それぞれ回転軸２を中心に回転することができる。図６は、それぞれの支持体３及び６に固定された装置Ｄ１及びＤ２の概略図である。

【0033】

駆動システム１は、回転軸２を中心に支持体３を支持体６に対して回転させるように構成することができる。駆動システム１は、回転軸２を中心に支持体６を支持体３に対して回転させるように構成することもできる。

【0034】

駆動システム１は、回転軸２と実質的に平行な旋回軸５を有する円筒断面の形状を有する摩擦面４も含む。

【0035】

１つの変形例によれば、旋回軸５及び回転軸２が実質的に一致することができる。

【0036】

別の変形例によれば、旋回軸５が回転軸２の近くに存在する。限定ではないが、旋回軸が回転軸に近い場合には、旋回軸５と回転軸２との間の距離が２ｍｍ以下であることを意味する。

【0037】

摩擦面４は、支持体３に固定することができる。一部が摩擦面４を形成する円筒部分の円筒形状は、直円筒（ｓｔｒａｉｇｈｔ ｃｙｌｉｎｄｅｒ）に対応する。摩擦面４は、直円筒の断面の形態の管の一部の内面に対応することができる。

【0038】

駆動装置１は、支持体６に固定された圧電素子７と、少なくとも１つの先端部８とをさらに含む。（単複の）先端部８は、圧電素子７に固定された端部９１と、端部９２とを有する（図４ａ及び図４ｂ）。

【0039】

先端部８は、端部９１及び端部９２を有するロッドの形状を有することができる。

【0040】

圧電素子７に電圧が供給されると、圧電素子７は、逆圧電効果によって、（単複の）先端部８の端部９２に周期的な楕円運動をもたらすように構成される。

【0041】

圧電素子は、概ね矩形形状を有することができる。

【0042】

圧電素子７には、電極１０を介して電圧が供給される。

【0043】

電極１０に特定の電圧が付与されると、長手方向の一次振動モードに従って振動が発生する。この一次振動モードでは、圧電素子７がその長手方向軸に沿って周期的に伸縮する。さらに、圧電素子の長手方向軸に垂直な方向に圧電素子を曲げる効果を有する横方向の二次振動モードに従って振動が発生する。この２つの振動モードの組み合わせは、圧電素子全体を振動させて、１又は複数の先端部８の端部９２の周期的な楕円運動を形成することができる。特定の電圧は、圧電素子７の共振周波数と実質的に等しいものとすることができる周波数を有する。

【0044】

１又は複数の先端部８は、楕円運動の少なくとも一部の最中に端部９２が周期的に摩擦面４に接触するように構成される。このように（単複の）先端部８の端部９２が摩擦面４上に接触することで、（支持体３に固定された）摩擦面４上における先端部８の端部９２の摩擦を通じて、回転軸２を中心とした支持体３と支持体６との間の相対運動を生じることができる。（単複の）先端部８は、（単複の）硬質先端部８であることが有利である。

【0045】

第１の実施例によれば、支持体６が回転軸２を中心に回転している間に、支持体３が車両ＶＨに対して固定されたままであることができる。第２の実施例によれば、支持体３が回転軸２を中心に回転している間に、支持体６が車両ＶＨに対して固定されたままであることができる。

【0046】

駆動システム１は、支持体３と支持体６との間の相対的角度を測定するように構成された少なくとも１つの位置センサ（図示せず）を含むことが有利である。

【0047】

摩擦面４及び回転軸２は距離Ｄ（図２）だけ分離する。距離Ｄは、端部９２が摩擦面４上に接触することによって生じる摩擦力

によって発生するトルクが、装置Ｄ２が支持体３に固定されて装置Ｄ１が支持体６に固定されている時に相対運動が所定の速度及び所定の加速度を有するために必要なトルクに対応するように定められる（図４ａ及び図４ｂ）。

【0048】

従って、駆動システム１は、２つの支持体３及び６間に遊びを有していない機構を所持し、これによって１００分の１度のオーダーの高い精度を実現する。さらに、駆動システム１は占有面積が小さく、車両ＶＨ内の車載システムに容易に組み込むことができる。

【0049】

駆動システム１は、支持体３に固定された少なくとも１つのストッパ１１を含むこともできる。１又は複数のストッパ１１は、支持体３に対する支持体６の相対運動を制限するように構成される。

【0050】

例えば、駆動システムは、支持体６と支持体３との間の相対運動を相対運動の一方向において制限する単一のストッパ１１を含む。また、駆動システムは、支持体６と支持体３との間の相対運動を相対運動の２つの反対方向において制限する２つのストッパ１１を含むこともできる。

【0051】

本発明は、車両ＶＨ用の装置ユニット１４にも関する。

【0052】

装置ユニット１４は、
－ 駆動システム１と、
－ 装置Ｄ１と、
－ 圧電素子７に電圧を供給するように構成された制御モジュール１６と、を含む。

【0053】

従って、装置Ｄ２は、車両ＶＨの部品１７に対応する。

【0054】

第１の実施形態によれば、装置Ｄ１は、自律走行車ＶＨ用のセンサ１３を含む（図５）。センサ１３は、車両ＶＨの経路上に存在する可能性が高い障害物を検出するように構成することができる。センサ１３は、ＬＩＤＡＲに対応することができる。

【0055】

第２の実施形態によれば、装置Ｄ１は、車両ヘッドライト（ヘッドランプ）を含む。

【0056】

第３の実施形態によれば、装置Ｄ１は、カメラなどの画像取得モジュールを含む。カメラは、受動カメラとすることができる。

【0057】

制御モジュール１６は、制御モジュール１６によって受け取られた制御命令の関数として圧電素子７を制御することを可能にする。

【0058】

制御命令は、車両ＶＨの姿勢の変化にかかわらず装置Ｄ１の姿勢が安定したままであるように、車両ＶＨの姿勢の変化を予測するように決定される。制御命令は、例えば車両ＶＨに搭載されたコンピュータによって決定される。制御命令は、例えば車両ＶＨの運転フェーズに関する現在のデータと、車両ＶＨの環境を特徴付けるセンサによって取得された現在のデータとに基づいて決定される。従って、駆動システム１は、車両ＶＨの挙動を考慮する動的システムである。

【0059】

本発明は、少なくとも１つの装置ユニット１４を含む車両ＶＨにも関する。車両ＶＨの（単複の）装置Ｄ１の配向は、装置ユニット１４の駆動システム１を道路の粗さ又は運転フェーズの関数として使用して修正することができる。

【符号の説明】

【0060】

１ 駆動システム
２ 回転軸
３ 支持体
４ 摩擦面
５ 旋回軸
６ 支持体
７ 圧電素子
８ 先端部
１０ 電極
１１ ストッパ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4a】

【図4b】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】