(57)【要約】  機能的移動長（Ｌ０）に沿って移動するアクチュエータ部材（４）を備える車両のパワーステアリングシステム（１）のアシストモータ（Ｍ）を管理するための方法であって、方法は、アクチュエータ部材（４）の機能的移動長（Ｌ０）にわたって、移動終了仮想閾値（ＳＧ，ＳＤ）によって通常アシスト領域（ＺＡＮ）から分け隔てられた少なくとも１つの低減アシスト領域（ＺＡＲＤ，ＺＡＲＧ）を規定する工程と、アクチュエータ部材（４）の機能的移動長（Ｌ０）上での瞬間的な位置および移動方向（Ｄ）を判定する工程と、通常アシスト領域（ＺＡＮ）から低減アシスト領域（ＺＡＲＤ，ＺＡＲＧ）内へ移動するようにアクチュエータ部材（４）が移動終了仮想閾値（ＳＧ，ＳＤ）を横切る場合に、入力抵抗設定値（Ｃｒｅｓｉｓｔａｎｔ）をアシストモータ（Ｍ）に適用する工程と、を含み、入力抵抗設定値（Ｃｒｅｓｉｓｔａｎｔ）を適用する工程の後、アクチュエータ部材（４）が低減アシスト領域（ＺＡＲＤ、ＺＡＲＧ）内にあり、かつアクチュエータ部材（４）の移動方向（Ｄ）が低減アシスト領域（ＺＡＲＤ，ＺＡＲＧ）から通常アシスト領域（ＺＡＮ）への方向である場合に、出力抵抗設定値（Ｃｒｅｓｉｓｔａｎｔ）が適用されることを特徴とする方法。【選択図】図１
2021521053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能的移動長（Ｌ０）に沿って移動するアクチュエータ部材（４）を備える車両のパワーステアリングシステム（１）のアシストモータ（Ｍ）を管理するための方法であって、
前記方法は、
前記アクチュエータ部材（４）の前記機能的移動長（Ｌ０）にわたって、移動終了仮想閾値（ＳＧ，ＳＤ）によって通常アシスト領域（ＺＡＮ）から分け隔てられた少なくとも１つの低減アシスト領域（ＺＡＲＤ，ＺＡＲＧ）を規定する工程と、
前記アクチュエータ部材（４）の前記機能的移動長（Ｌ０）上での瞬間的な位置および移動方向（Ｄ）を判定する工程と、
前記通常アシスト領域（ＺＡＮ）から前記低減アシスト領域（ＺＡＲＤ，ＺＡＲＧ）内へ移動するように前記アクチュエータ部材（４）が前記移動終了仮想閾値（ＳＧ，ＳＤ）を横切る場合に、入力抵抗設定値（Ｃｒｅｓｉｓｔａｎｔ）を前記アシストモータ（Ｍ）に適用する工程と、を含み、
前記入力抵抗設定値（Ｃｒｅｓｉｓｔａｎｔ）を適用する工程の後、前記アクチュエータ部材（４）が前記低減アシスト領域（ＺＡＲＤ、ＺＡＲＧ）内にあり、かつ前記アクチュエータ部材（４）の前記移動方向（Ｄ）が前記低減アシスト領域（ＺＡＲＤ，ＺＡＲＧ）から前記通常アシスト領域（ＺＡＮ）へ向かう方向である場合に、出力抵抗設定値（Ｃｒｅｓｉｓｔａｎｔ）が適用されることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の管理方法において、
前記出力抵抗設定値（Ｃｒｅｓｉｓｔａｎｔ）は、
退出剛性係数（ｋ２）および前記アクチュエータ部材（４）の移動量（Ｘｒａｃｋ）に比例する退出弾性成分（ＣＥ）と、
退出粘性係数（ｂ２）および前記アクチュエータ部材（４）の移動速度（
【数１】
2021521053.tif 000013
）に比例する退出粘性成分（ＣＶ）と、を含む管理方法。
【請求項３】
請求項１に記載の管理方法において、
前記出力抵抗設定値（Ｃｒｅｓｉｓｔａｎｔ）は、
退出剛性係数（ｋ２）および前記アクチュエータ部材（４）の移動量（Ｘｒａｃｋ）に比例する退出弾性成分（ＣＥ）と、
退出粘性係数（ｂ２）および前記アクチュエータ部材（４）の移動速度（
【数２】
2021521053.tif 000014
）に比例する退出粘性成分（ＣＶ）と、
退出慣性係数（ｍ２）および前記アクチュエータ部材（４）の移動加速度（
【数３】
2021521053.tif 000015
）に比例する退出慣性成分（ＣＩ）と、を含む管理方法。
【請求項４】
請求項２または３に記載の管理方法において、
前記退出剛性係数（ｋ２）および／または前記退出粘性係数（ｂ２）および／または前記退出慣性係数（ｍ２）は、前記アシストモータ（Ｍ）が設置された前記車両の変位速度、ドライバーによってステアリング部材（２）に加えられたトルク（ＥＤ）、前記アクチュエータ部材（４）の瞬間的な位置、前記アクチュエータ部材（４）の移動量（Ｘｒａｃｋ）、前記アクチュエータ部材（４）の移動速度（
【数４】
2021521053.tif 000016
）、および、前記アクチュエータ部材（４）の移動加速度（
【数５】
2021521053.tif 000017
）のうちの少なくとも１つのパラメータに依存する管理方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の管理方法において、
前記入力抵抗設定値（Ｃｒｅｓｉｓｔａｎｔ）は、
進入剛性係数（ｋ１）および前記アクチュエータ部材（４）の移動量（Ｘｒａｃｋ）に比例する進入弾性成分（ＣＥ）と、
進入粘性係数（ｂ１）および前記アクチュエータ部材（４）の移動速度（
【数６】
2021521053.tif 000018
）に比例する進入粘性成分（ＣＶ）と、を含む管理方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の管理方法において、
前記入力抵抗設定値（Ｃｒｅｓｉｓｔａｎｔ）は、
進入剛性係数（ｋ１）および前記アクチュエータ部材（４）の移動量（Ｘｒａｃｋ）に比例する進入弾性成分（ＣＥ）と、
進入粘性係数（ｂ１）および前記アクチュエータ部材（４）の移動速度（
【数７】
2021521053.tif 000019
）に比例する進入粘性成分（ＣＶ）と、
進入慣性係数（ｍ１）および前記アクチュエータ部材（４）の移動加速度（
【数８】
2021521053.tif 000020
）に比例する進入慣性成分（ＣＩ）と、を含む管理方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の管理方法において、
前記進入剛性係数（ｋ１）および／または前記進入粘性係数（ｂ１）および／または前記進入慣性係数（ｍ１）は、前記アシストモータが設置された車両の変位速度、ドライバーによってステアリング部材に加えられたトルク、前記アクチュエータ部材の瞬間的な位置、前記アクチュエータ部材の移動量、前記アクチュエータ部材の移動速度、および、前記アクチュエータ部材の移動加速度のうちの少なくとも１つのパラメータに依存する管理方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の管理方法において、
前記少なくとも１つの移動終了仮想閾値は、前記アシストモータ（Ｍ）が設置された車両の変位速度、ドライバーによってステアリング部材（２）に加えられたトルク（ＥＤ）、前記アクチュエータ部材の瞬間的な位置、前記アクチュエータ部材（４）の移動量（Ｘｒａｃｋ）、前記アクチュエータ部材（４）の移動速度（
【数９】
2021521053.tif 000021
）、および、前記アクチュエータ部材（４）の移動加速度（
【数１０】
2021521053.tif 000022
）のうちの少なくとも１つのパラメータに依存する管理方法。
【請求項９】
請求項２〜４および５〜８のいずれか１項に記載の管理方法において、
前記進入粘性係数（ｂ１）は、前記退出粘性係数（ｂ２）よりも高い値を有する管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のパワーステアリングシステムの分野、より詳細には、車両のパワーステアリングシステムにおけるアシストモータの管理方法の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のステアリングシステムは、一般にステアリングホイールに対応するステアリング部材に力を加えることによって、ドライバーに車両の軌道を制御させることができる機能を有する。
【０００３】
従来、ステアリングシステムは、ステアリングコラムに連結された上記ステアリング部材、ラックなどのアクチュエータ部材、およびタイロッドに連結された、車輪などの少なくとも１つの被操舵（steered）部材を含む複数の要素を備える。アクチュエータ部材は、ステアリングコラム、タイロッドを介してステアリング部材を被操舵部材に連結することができる部品である。言い換えると、ラックは、ドライバーによってステアリング部材に加えられた力を、被操舵部材の操舵（steering）に変換する。
【０００４】
車両のパワーステアリングシステムは、ステアリング計算器によって出力されたアシスト設定値（assist setpoint）によって操縦されるアシストモータを含む。アシストモータは、車両における少なくとも１つの被操舵部材を操舵するために、ドライバーによってステアリング部材に供給される力を低減する。ステアリング部材に加えられる力（すなわち、操舵力）に依存して、アシストモータは、被操舵部材を操舵するように、アシスト力（すなわち、モータ力）をラックに加える。
【０００５】
アクチュエータ部材は、右側最大位置と左側最大位置との間に規定された最大変位量に対応する機能的移動長にわたって平行移動可能である。機能的移動長は、機械的止め部材（ｓｔｏｐ）によって物理的に制限され得るか、または本願出願人による特許文献１に記載されるように移動終了仮想設定値によって仮想的に制限され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許第３００３８２３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
移動終了仮想閾値は、減速閾値を決定する。減速閾値は、機能的移動長に対して設定され、それを超えると、アクチュエータ部材を横切る方向の進行に対して抵抗するように意図された抵抗設定値となるようにアシスト設定値が変更される。したがって、通常のアシスト領域と、抵抗設定値がアシストモータに適用される、少なくとも１つの低減アシスト領域と、が機能的移動長にわたって決定される。
【０００８】
ばね作用をシミュレートする弾性成分、および／またはダンパ作用をシミュレートする粘性成分、および／または可動質量作用をシミュレートする慣性成分を含む式によって得られる抵抗設定値を適用することが知られている。弾性成分、粘性成分および慣性成分は、それぞれ剛性係数、粘性係数および慣性係数に比例する。
【０００９】
移動終了仮想閾値は、アシストモータを使用することで、機能的移動長に対して規定された停止閾値をアクチュエータ部材が超えることを防止するように、移動終了仮想閾値を横切る方向へのアクチュエータ部材の進行を減速および停止させることができる。
【００１０】
そのような移動終了仮想閾値によって与えられる利点、特にアクチュエータ部材と機械的止め部材との間の機械的接触を回避することは、アクチュエータ部材が低減アシスト領域に進入する場合、および、当該領域から離れる場合に、製造者にとって、ステアリング部材レベルでのドライバーの感覚を改善しようとする動機となる。
【００１１】
本発明の目的は、低減アシスト領域における入力抵抗設定値と、低減アシスト領域における出力抵抗設定値と、の間で抵抗設定値を異ならせることによって、低減アシスト領域におけるドライバーの感覚を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的は、機能的移動長に沿って移動するアクチュエータ部材を備える車両のパワーステアリングシステムのアシストモータを管理するための方法に係る。この方法は、
アクチュエータ部材の機能的移動長にわたって、移動終了仮想閾値によって通常アシスト領域から分け隔てられた少なくとも１つの低減アシスト領域を規定する工程と、
アクチュエータ部材の機能的移動長上での瞬間的な位置および移動方向を判定する工程と、
通常アシスト領域から低減アシスト領域内へ移動するようにアクチュエータ部材が移動終了仮想閾値を横切る場合に、入力抵抗設定値をアシストモータに適用する工程と、を含み、
入力抵抗設定値を適用する工程の後、アクチュエータ部材が低減アシスト領域内にあり、かつアクチュエータ部材の移動方向が低減アシスト領域から通常アシスト領域へ向かう方向である場合に、出力抵抗設定値が適用されることを特徴とするものである。
【００１３】
パワーステアリングシステムは、ステアリングコラムに連結されたステアリング部材と、アクチュエータ部材と、タイロッドに連結された少なくとも１つの被操舵部材と備える。アクチュエータ部材は、ステアリングコラム、タイロッドを介してステアリング部材を被操舵部材に連結することを可能にする部品である。
【００１４】
車両のパワーステアリングシステムは、車両の被操舵部材を操舵するためにドライバーによってステアリング部材に供給されるべき力を低減するための、アシストモータを含む。被操舵部材に加えられた力（すなわち、操舵力）に応じて、アシストモータは、被操舵部材を操舵するように、アシスト力をアクチュエータ部材に加える。
【００１５】
パワーステアリングシステムにおいて、アクチュエータ部材は、機能的移動長に沿って平行移動する。従来、アクチュエータ部材は、ラックであり、機能的移動長は、ステアリングケーシングである。
【００１６】
移動終了仮想閾値によって通常アシスト領域から分け隔てられた少なくとも１つの低減アシスト領域を規定する工程によって、アシストモータによって供給されるべきアシスト力の設定値が異なる、機能的移動長を少なくとも１つの第１の範囲および１つの第２の範囲に区切ることが可能になる。
【００１７】
通常アシスト領域にわたり、アシスト力の設定値は、特に車両のデータおよびパワーステアリングシステムのデータに依存したアシスト則によって、当業者に公知の方法で、決定される。
【００１８】
低減アシスト領域にわたり、アシスト力の設定値は、移動終了仮想閾値を横切る方向へのアクチュエータ部材の進行を減速および停止させるように決定される。
【００１９】
好ましくは、通常アシスト領域は、機能的移動長の中央部に実質的に配置される。
【００２０】
好ましくは、低減アシスト領域は、機能的移動長の一端部に実質的に配置される。
【００２１】
一実施形態によると、機能的移動長は、機能的移動長の中心位置の両側にて対称となるように配置された２つの低減アシスト領域を含み、その中心位置は、被操舵部材が車両の伸長軸に沿って並ぶような位置に対応する。
【００２２】
アクチュエータ部材の機能的移動長上の瞬間的な位置および移動方向を判定する工程は、アクチュエータ部材の平行移動の特性を決定する。
【００２３】
より詳細には、瞬間的な位置は、例えばステアリング部材の絶対角度位置、ステアリングコラムの絶対角度位置、またはアシストモータのシャフトの絶対角度位置の任意の測定または判定による、アクチュエータ部材の機能的移動長に対する位置を表す任意のパラメータによって適当に規定され得る。
【００２４】
さらに、機能的移動長の伸長軸に沿ったアクチュエータ部材の移動が行われている場合、移動方向は、機能的移動長の伸長軸に沿って、第１の方向または反対の方向を向く。
【００２５】
低減アシスト領域にアクチュエータ部材が配置されている場合における、通常アシスト領域から低減アシスト領域へ向かう方向へのアクチュエータ部材の移動は、以下、進入移動と呼称されることになる。
【００２６】
低減アシスト領域に配置されている場合における、低減アシスト領域から通常アシスト領域へ向かう方向へのアクチュエータ部材の移動は、以下、退出移動と呼称されることになる。
【００２７】
入力抵抗設定値を適用する工程は、アクチュエータ部材が進入移動を行う場合に、アシストモータに入力抵抗設定値を適用することからなる。
【００２８】
入力抵抗設定値は、アシストモータによって供給される力がアクチュエータ部材の移動に抵抗するように決定される。アシストモータは、アシスト力をアクチュエータ部材に直接的に加えるか、または間接的に加える。すなわち、モータ力は、例えばウォーム歯車およびウォームねじレジューサを介して、ステアリングコラムに加えられる。特に、入力抵抗設定値によって、アクチュエータ部材の移動を減速させることが可能になる。入力抵抗設定値の値は、低減アシスト領域内において移動終了仮想閾値から所定の距離だけ離間した停止閾値に、アクチュエータ部材がいかなる時点においても到達することがないように、決定される。
【００２９】
停止閾値は、例えば機能的移動長の一端に位置する、仮想閾値であってもよいし、または実際の機械的止め部材であってもよい。このように、入力抵抗設定値は、アクチュエータ部材と機械的止め部材との間の機械的接触を維持する。
【００３０】
好ましくは、入力抵抗設定値は、アクチュエータ部材の機械的止め部材との接触の、予測され得る挙動の正確で直感的な感覚をドライバーに与えるように決定される。
【００３１】
簡単に言えば、ドライバーの操舵中に、最初に通常アシスト領域に配置されたアクチュエータ部材は、移動終了仮想閾値を横切り、次いで、停止閾値の方向への移動を完全に停止するまで、減速して停止閾値に接近する。すなわち、アクチュエータ部材は、低減アシスト領域の方向に移動する場合、移動終了仮想閾値を横切り、次いで、停止閾値に決して接触しないようにその移動を停止する。
【００３２】
出力抵抗設定値を適用する工程は、アクチュエータ部材が退出移動を行う場合に、アシストモータに出力抵抗設定値を適用することからなる。
【００３３】
進入移動を行った後、アクチュエータ部材は、それまでの方向の反対方向に移動を再開する。すなわち、アクチュエータ部材は、退出移動を行う。
【００３４】
出力抵抗設定値は、入力抵抗設定値とは異なる値を有する。出力抵抗設定値は、アシストモータによって供給される力が、機械的止め部材に接触した後に、アクチュエータ部材の予測され得る挙動の正確で直感的な感覚をドライバーに与えるように決定される。
【００３５】
好ましくは、入力抵抗設定値および出力抵抗設定値は、圧縮／伸長可変ダンピングを有する機械的ダンパとの接触中に、アクチュエータ部材の予測され得る挙動の正確で直感的な感覚をドライバーが有するようにパラメータ化される。
【００３６】
本発明の実装は、アシストモータを操縦する計算機のプログラミングを介して行われる。したがって、本発明を、例えばアドオンとして、既に流通している車両における、大半のパワーステアリングデバイスに適用することができる。
【００３７】
本発明の一特徴部によると、出力抵抗設定値は、
退出剛性係数およびアクチュエータ部材の移動量に比例する退出弾性成分と、
退出粘性係数およびアクチュエータ部材の移動速度に比例する退出粘性成分と、
を含む。
【００３８】
退出弾性成分によって、ばね作用をシミュレートすることが可能になる。退出弾性成分は、ばねの剛性に対応する所定の退出剛性係数と、低減アシスト領域におけるアクチュエータ部材の移動量と、に比例する。アクチュエータ部材の移動は、機能的移動長によって表される軸に沿った平行移動である。
【００３９】
退出弾性成分によって、進入移動と退出移動との間のドライバーの感覚の連続性を確保することが可能になる。しかし、アクチュエータ部材に対してエネルギーを補償するので、強いはね返り作用を起こし得る。
【００４０】
退出粘性成分によって、ダンパ作用をシミュレートすることが可能になる。退出粘性成分は、所定の退出粘性係数と、低減アシスト領域におけるアクチュエータ部材の移動速度と、に比例する。アクチュエータ部材の移動速度は、瞬間的な位置または同様に移動量の時間についての一階微分に対応する線形速度である。例えば、アクチュエータ部材の移動速度は、ステアリング部材の角速度またはアシストモータのシャフトの角速度の測定から判定され得る。
【００４１】
退出粘性成分によって、退出弾性成分によるアクチュエータ部材のエネルギー補償を低減することが可能になる。すなわち、粘性成分によって、退出弾性成分によって引き起こされたはね返り作用が制限される。
【００４２】
このように、出力抵抗設定値は、当業者に公知の、ばね−ダンパ型当接の後のアクチュエータ部材への作用をシミュレートする１次式によって得られる。この１次式は、粘性線形ダンパに平行に取り付けられたばねを備える停止仮想機構に接触した後のアクチュエータ部材の反作用に対応する。
【００４３】
本発明の一特徴部によると、出力抵抗設定値は、
退出剛性係数およびアクチュエータ部材の移動の大きさに比例する退出弾性成分と、
退出粘性係数およびアクチュエータ部材の移動速度に比例する退出粘性成分と、
退出慣性係数およびアクチュエータ部材の移動加速度に比例する退出慣性成分と、
を含む。
【００４４】
退出慣性成分によって、可動質量作用をシミュレートすることが可能になる。退出慣性成分は、所定の退出慣性係数と、低減アシスト領域におけるアクチュエータ部材の移動加速度と、に比例する。アクチュエータ部材の移動加速度は、瞬間的な位置または同様に移動の大きさの時間についての２階微分に対応する線形加速度である。例えば、アクチュエータ部材の移動加速度は、アクチュエータ部材の速度微分、または位置の連続する微分の計算から、または他に、ステアリング部材またはアシストモータのシャフトの角度加速度から判定され得る。
【００４５】
退出慣性成分によって、機械的止め部材に接触後のアクチュエータ部材の慣性をシミュレートすることが可能になる。
【００４６】
このように、出力抵抗設定値は、当業者に公知の、質量−ばね−ダンパ型当接の後のアクチュエータ部材への作用をシミュレートする２次式によって得られる。この２次式によって、機械的止め部材に接触した後のアクチュエータ部材への作用のより正確な知覚を得ることが可能になり、ドライバーにとってより自然でより直感的な、よりよい運転感覚が確保される。
【００４７】
本発明の一特徴部によると、退出剛性係数および／または退出粘性係数および／または退出慣性係数は、アシストモータが設置された車両の変位速度、ドライバーによってステアリング部材に加えられたトルク、アクチュエータ部材の瞬間的な位置、アクチュエータ部材の移動量、アクチュエータ部材の移動速度、および、アクチュエータ部材の移動加速度のうちの少なくとも１つのパラメータに依存する。
【００４８】
したがって、退出剛性係数および／または退出粘性係数および／または退出慣性係数は、車両の耐用寿命状況に応じて調整され得る。退出剛性係数および／または退出粘性係数および／または退出慣性係数は、異なるパラメータの関数として所定のチャートまたは曲線から決定される。
【００４９】
本発明の一特徴部によると、入力抵抗設定値は、
進入剛性係数およびアクチュエータ部材の移動量に比例する進入弾性成分と、
進入粘性係数およびアクチュエータ部材の移動速度に比例する進入粘性成分と、
を含む。
【００５０】
進入弾性成分によって、ばね作用をシミュレートすることが可能になる。進入弾性成分は、ばねの剛性に対応する所定の進入剛性係数と、低減アシスト領域におけるアクチュエータ部材の移動量と、に比例する。
【００５１】
進入弾性成分によって、アクチュエータ部材の押し込みに対して増大する抵抗に対向する弾性バイアス負荷が生成される。その抵抗は、考慮される移動終了仮想閾値を超えるアクチュエータ部材の移動に比例する。
【００５２】
進入粘性成分によって、ダンパ作用をシミュレートすることが可能になる。進入粘性成分は、所定の進入粘性係数と、低減アシスト領域におけるアクチュエータ部材の移動速度と、に比例する。
【００５３】
進入粘性成分によって、ドライバーが異常と感じるような操舵力の急激な増大を起こし得る過度に高い速度で停止閾値に到達することがないように、アクチュエータ部材の変位速度を適度に減速させることが可能になる。
【００５４】
このように、入力抵抗設定値は、当業者に公知の、ばね−ダンパ−止め部材をシミュレートする１次式によって得られる。
【００５５】
本発明の一特徴部によると、入力抵抗設定値は、
進入剛性係数およびアクチュエータ部材の移動の大きさに比例する進入弾性成分と、
進入粘性係数およびアクチュエータ部材の移動速度に比例する進入粘性成分と、
進入慣性係数およびアクチュエータ部材の移動加速度に比例する進入慣性成分と、
を含む。
【００５６】
進入慣性成分によって、可動質量作用をシミュレートすることが可能になる。進入慣性成分は、所定の進入慣性係数と、および低減アシスト領域におけるアクチュエータ部材の移動加速度と、に比例する。
【００５７】
進入慣性成分によって、機械的止め部材に接触するアクチュエータ部材の慣性をシミュレートすることが可能にある。
【００５８】
このように、入力抵抗設定値は、当業者に公知の、質量−ばね−ダンパ止め部材をシミュレートする２次式によって得られる。この２次式によって、機械的止め部材に対する当接のより正確な知覚を得ることが可能になり、ドライバーにとってより自然でより直感的な、よりよい運転感覚が確保される。
【００５９】
本発明の一特徴部によると、進入剛性係数および／または進入粘性係数および／または進入慣性係数は、アシストモータが設置された車両の変位速度、ドライバーによってステアリング部材に加えられたトルク、アクチュエータ部材の瞬間的な位置、アクチュエータ部材の移動量、アクチュエータ部材の移動速度、および、アクチュエータ部材の移動加速度のうちの少なくとも１つのパラメータに依存する。
【００６０】
したがって、進入剛性係数および／または進入粘性係数および／または進入慣性係数は、耐用寿命状況に応じて調整され得る。進入剛性係数および／または進入粘性係数および／または進入慣性係数は、異なるパラメータの関数として所定のチャートまたは曲線から決定される。
【００６１】
本発明の一特徴部によると、少なくとも１つの移動終了仮想閾値は、アシストモータが設置された車両の変位速度、ドライバーによってステアリング部材に加えられたトルク、アクチュエータ部材の瞬間的な位置、アクチュエータ部材の移動量、アクチュエータ部材の移動速度、および、アクチュエータ部材の移動加速度のうちの少なくとも１つのパラメータに依存する。
【００６２】
したがって、車両の耐用寿命状況に応じて、移動終了仮想閾値を実装する方針、すなわち位置、および特に当該移動終了仮想閾値の作動条件を調整することができる。
【００６３】
本発明の一特徴部によると、進入粘性係数は、退出粘性係数よりも高い値を有する。
【００６４】
このように、進入粘性係数は、高い値を有するので、アクチュエータ部材の速度を低減することが可能になる。
【００６５】
本発明の一特徴部によると、進入粘性係数は、進入剛性係数よりも早くに適用される。
【００６６】
退出粘性係数は、退出移動に対して過度に抵抗しないように、低い値を有し、より詳細には、進入粘性係数の値よりも低い。
【００６７】
本発明の一特徴部によると、退出粘性係数は、退出剛性係数が適用される時点で、適用される。
【００６８】
本発明の一特徴部によると、退出粘性係数は、ゼロでない。
【００６９】
本発明は、本発明に係る実施形態に関する以下の記載によって、より良く理解される。本発明に係る実施形態は、非限定の例として提供され、添付の模式図を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】図１は、本発明に係る抵抗トルクの計算の実装について例示するブロック図である。
【図２】図２は、本発明に係る機能的移動長上での移動終了仮想閾値および停止閾値の位置決めを例示する模式図である。
【図３】図３は、車両のパワーステアリングシステムを例示するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００７１】
図３に例示するように、本発明に係るパワーステアリングシステム１は、ステアリングコラム３に連結されたステアリング部材２（すなわち、ステアリングホイール２）と、アクチュエータ部材４（すなわち、ラック４）と、それぞれタイロッド６に連結された２つの被操舵部材５（すなわち、２つの車輪５）と、を備える。ラック４は、ステアリングコラム３、タイロッド６を介して、ステアリングホイール２を車輪５に連結することを可能にする部品である。
【００７２】
車両のパワーステアリングシステム１は、アシストモータＭを含む。アシストモータＭは、車両の車輪５を操舵するためにドライバーによってステアリングホイール２に供給されるべき力（すなわち、操舵力ＥＤ）を低減するために、ラックに適用されるべきアシスト力ＥＡを決定する設定値Ｃｓｅｔｐｏｉｎｔを受け取る。供給された操舵力ＥＤに応じて、アシストモータＭは、車輪５を操舵するように、アシスト力ＥＡをラック４に加える。
【００７３】
本発明の目的は、図２に例示するように、機能的移動長Ｌ０（すなわち、ステアリングケーシングＬ０）に沿って平行移動するラック４を備えるパワーステアリングシステム１のアシストモータＭを管理するための方法である。
【００７４】
上記方法は、アクチュエータ部材４の機能的移動長Ｌ０にわたって、移動終了仮想閾値ＳＧ，ＳＤによって通常アシスト領域ＺＡＮから分け隔てられた少なくとも１つの低減アシスト領域ＺＡＲＤ，ＺＡＲＧを規定する工程を包含する。
【００７５】
したがって、機能的移動長Ｌ０は、右側端部ＰＤおよび左側端部ＰＧを備えているとともに、通常アシスト領域ＺＡＮと、２つの低減アシスト領域ＺＡＲＤ，ＺＡＲＧと、に仮想的に区分される。
【００７６】
右側端部ＰＤまたは左側端部ＰＧは、単なる機械的な構造物による機能上は、それ以上右または左にラック４を操舵できないラック４の位置に対応する。
【００７７】
機能的移動長Ｌ０の中央部に実質的に配置される通常アシスト領域ＺＡＮにわたって、アシストモータＭの設定値Ｃｓｅｔｐｏｉｎｔは、特に車両のデータおよびパワーステアリングシステム１のデータに依存するアシスト則によって決定されるアシストトルクＣａｓｓｉｓｔに等しい。
【００７８】
機能的移動長Ｌ０の各端部ＰＤ、ＰＧに配置され、かつ機能的移動長Ｌ０の中心位置Ｐ０の両側で対称となる低減アシスト領域ＺＡＲＤ，ＺＡＲＧにわたって、アシストモータＭの設定値Ｃｓｅｔｐｏｉｎｔは、移動終了仮想閾値ＳＧ，ＳＤを横切る方向においてラック４の進行を減速および停止させるために決定された抵抗トルクＣｒｅｓｉｓｔａｎｔを減じたアシストトルクＣａｓｓｉｓｔに等しい。
【００７９】
中心位置Ｐ０は、車輪５のステアリング角度がゼロ（すなわち、車輪が直線となるか、または車両の前後長軸方向に配列する）であるラック４の位置である。
【００８０】
より詳細には、左側低減アシスト領域ＺＡＲＧは、機能的移動長Ｌ０の左側端部ＰＧに位置し、左側の移動終了仮想停止閾値ＳＧによって通常アシスト領域ＺＡＮから分け隔てられている。
【００８１】
右側低減アシスト領域ＺＡＲＤは、機能的移動長Ｌ０の右側端部ＰＤに位置し、右側の移動終了仮想停止閾値ＳＤによって通常アシスト領域ＺＡＮから分け隔てられている。
【００８２】
移動終了仮想閾値ＳＤ、ＳＧは、車両の変位速度、操舵力ＥＤ、ラック４の移動量Ｘｒａｃｋ、ラック４の移動速度
【００８３】
【数１】
2021521053.tif 000003
およびラック４の移動加速度
【００８４】
【数２】
2021521053.tif 000004
に依存する。
【００８５】
また、上記方法は、機能的移動長Ｌ０上のアクチュエータ部材４の瞬間的な位置および移動方向Ｄを判定する工程を包含する。
【００８６】
機能的移動長Ｌ０の伸長軸に沿ったラック４の移動が行われている場合に、移動方向Ｄは、機能的移動長Ｌ０の伸長軸に沿って、第１の方向または反対の方向を向く。次に、右側方向を参照する。右側方向は、左側低減アシスト領域ＺＡＲＧから通常アシスト領域ＺＡＮへ向かうことを可能にする移動方向、または通常アシスト領域ＺＡＮから右側低減アシスト領域ＺＡＲＤへ向かうことを可能にする移動方向に対応する。また、左側方向を参照する。左側方向は、右側低減アシスト領域ＺＡＲＤから通常アシスト領域ＺＡＮへ向かうことを可能にする移動方向、または通常アシスト領域ＺＡＮから左側低減アシスト領域ＺＡＲＧへ向かうことを可能にする移動方向に対応する。
【００８７】
したがって、左側低減アシスト領域ＺＡＲＧ内にラックが配置されている場合における、ラック４の左への移動、および、右側低減アシスト領域ＺＡＲＤ内にラックが位置している場合における、ラック４の右への移動は、以下、進入移動と呼称されることになる。
【００８８】
最後に、左側低減アシスト領域ＺＡＲＧ内にラックが配置されている場合における、ラック４の右への移動、および、右側低減アシスト領域ＺＡＲＤ内にラックが位置している場合に、ラック４の左への移動は、以下、退出移動と呼称されることになる。
【００８９】
右側低減アシスト領域ＺＡＲＤおよび左側低減アシスト領域ＺＡＲＧは、対称的に振る舞うため、以下の説明においては、右側低減アシスト領域ＺＡＲＤのみを参照することにする。
【００９０】
本発明に係る方法は、通常アシスト領域ＺＡＮから低減アシスト領域ＺＡＲＤ，ＺＡＲＧ内に移動するようにアクチュエータ部材４が移動終了仮想閾値ＳＧ，ＳＤを横切る場合に、入力抵抗設定値ＣｒｅｓｉｓｔａｎｔをアシストモータＭに適用する工程を包含する。
【００９１】
入力抵抗設定値Ｃｒｅｓｉｓｔａｎｔは、アシストモータＭによって供給されるアシスト力ＥＡがラック４の移動に抵抗するように決定される。特に、入力抵抗設定値Ｃｒｅｓｉｓｔａｎｔは、右側端部ＰＤに対応する右側停止閾値、または、左側端部ＰＧに対応する左側停止閾値に、いかなる時点においてもラック４が到達することがないように、ラック４の移動を減速させることを可能にする。
【００９２】
図３に例示するように、ラックが低減アシスト領域ＺＡＲＤ，ＺＡＲＧ内にある場合、アシストモータＭの設定値Ｃｓｅｔｐｏｉｎｔは、抵抗設定値Ｃｒｅｓｉｓｔａｎｔを減じたアシストトルクＣａｓｓｉｓｔに等しい。
【００９３】
図１に例示するように、入力抵抗設定値Ｃｒｅｓｉｓｔａｎｔは、
進入剛性係数ｋ１およびラック４の移動量Ｘｒａｃｋに比例する進入弾性成分ＣＥ、
進入粘性係数ｂ１およびラック４の移動速度
【００９４】
【数３】
2021521053.tif 000005
に比例する進入粘性成分ＣＶ、ならびに、
進入慣性係数ｍ１およびラック４の移動加速度
【００９５】
【数４】
2021521053.tif 000006
に比例する進入慣性成分ＣＩ
の合計である。
【００９６】
このように、入力抵抗設定値Ｃｒｅｓｉｓｔａｎｔは、当業者に公知の、質量−ばね−ダンパ止め部材をシミュレートする２次式によって得られる。この２次式によって、機械的止め部材との当接をより正確に知覚することが可能になるので、ドライバーにとってより自然でより直感的な、よりよい運転感覚が確保される。
【００９７】
進入剛性係数ｋ１、進入粘性係数ｂ１、および進入慣性係数ｍ１は、車両の変位速度、操舵力ＥＤ、ラック４の移動量Ｘｒａｃｋ、ラック４の移動速度
【００９８】
【数５】
2021521053.tif 000007
およびラック４の移動加速度
【００９９】
【数６】
2021521053.tif 000008
に依存する。進入剛性係数ｋ１、進入粘性係数ｂ１および進入慣性係数ｍ１は、異なるパラメータの関数として、所定のチャートから決定される。
【０１００】
上記方法は、アクチュエータ部材４が低減アシスト領域ＺＡＲＤ，ＺＡＲＧ内にあり、かつアクチュエータ部材４の移動方向Ｄが、低減アシスト領域ＺＡＲＤ，ＺＡＲＧから通常アシスト領域ＺＡＮへ向かう方向である場合に、出力抵抗設定値Ｃｒｅｓｉｓｔａｎｔを適用する工程を包含する。
【０１０１】
出力抵抗設定値Ｃｒｅｓｉｓｔａｎｔを適用する工程は、ラック４が退出移動を行う場合に、出力抵抗設定値ＣｒｅｓｉｓｔａｎｔをアシストモータＭに適用する工程からなる。
【０１０２】
出力抵抗設定値Ｃｒｅｓｉｓｔａｎｔは、入力抵抗設定値Ｃｒｅｓｉｓｔａｎｔと異なる値を有する。
【０１０３】
図１に示すように、出力抵抗設定値は、
退出剛性係数ｋ２およびラック４の移動量Ｘｒａｃｋに比例する退出弾性成分ＣＥ、
退出粘性係数ｂ２およびラック４の移動速度
【０１０４】
【数７】
2021521053.tif 000009
に比例する退出粘性成分ＣＶ、ならびに、
退出慣性係数ｍ２およびラック４の移動加速度
【０１０５】
【数８】
2021521053.tif 000010
に比例する退出慣性成分ＣＩ
の合計である。
【０１０６】
このように、出力抵抗設定値Ｃｒｅｓｉｓｔａｎｔは、当業者に公知の、質量−ばね−ダンパ型の当接に続くラックへの作用をシミュレートする２次式によって得られる。この２次式によって、機械的止め部材に接触した後のアクチュエータ部材への作用をより正確に知覚することが可能になるので、ドライバーにとってより自然でより直感的な、よりよい運転感覚が確保される。
【０１０７】
退出剛性係数ｋ２、退出粘性係数ｂ２および退出慣性係数ｍ２は、車両の変位速度、操舵力ＥＤ、ラック４の移動量Ｘrack、ラック４の移動速度
【０１０８】
【数９】
2021521053.tif 000011
およびラック４の移動加速度
【０１０９】
【数１０】
2021521053.tif 000012
に依存する。
【０１１０】
退出剛性係数ｋ２、退出粘性係数ｂ２および退出慣性係数ｍ２は、異なるパラメータの関数として、所定のチャートから決定される。
【０１１１】
通常アシスト領域ＺＡＮ内にラック４が配置されている場合、アシストモータＭは、アシストトルクＣａｓｓｉｓｔに等しい設定値Ｃｓｅｔｐｏｉｎｔを受け取る。次いで、ドライバーによって右へ操舵する際、すなわち、ドライバーが操舵力ＥＤを右へ加える際、ラック４は、右方への移動を実行し、その後、右側の移動終了仮想閾値ＳＤを横切る。そうすると、ラック４は、右側低減アシスト領域ＺＡＲＤ内にあり、進入移動を行う。次いで、アシストモータＭは、入力抵抗設定値Ｃｒｅｓｉｓｔａｎｔを減じたアシストモータＣａｓｓｉｓｔに等しい設定値Ｃｓｅｔｐｏｉｎｔを受け取る。このように、ラック４は、右側停止閾値ＰＤの方向への移動を完全に停止するまで、減速しながら右側停止閾値ＰＤへ近づく。すなわち、ラックが右方への移動を実行する場合、ラックは、右側の移動終了仮想閾値ＳＤを横切り、次いで右側停止閾値ＰＤに接触しないように移動を停止する。
【０１１２】
入力抵抗設定値Ｃｒｅｓｉｓｔａｎｔは、右側停止閾値ＰＤに配置される機械的止め部材に接触した場合に予測され得る挙動の正確かつ直感的な感覚を、ドライバーに与えるように決定される。
【０１１３】
ラック４は、退出移動を行うように、左への移動を再開する。次いで、アシストモータＭは、出力抵抗設定値Ｃｒｅｓｉｓｔａｎｔを減じたアシストトルクＣａｓｓｉｓｔに等しい設定値Ｃｓｅｔｐｏｉｎｔを受け取る。
【０１１４】
出力抵抗設定値Ｃｒｅｓｉｓｔａｎｔは、ラックが機械的止め部材に接触した後に予測され得るラックの挙動の正確かつ直感的な感覚を、ドライバーが有するように決定される。
【０１１５】
進入粘性係数ｂ１は、退出粘性係数ｂ２よりも厳密に高い。
【０１１６】
このように、高い値を有する進入粘性係数ｂ１によって、ラック４が過度に高い速度で停止閾値に到達することを回避するためにラックの速度を低減させることが可能になり、低い値を有する退出粘性係数ｂ２によって、ラックが退出移動中に過度に制動されることを回避することが可能になる。
【０１１７】
さらに、進入粘性係数ｂ１は、進入剛性係数ｋ１よりも早くに適用される。
【０１１８】
さらに、退出粘性係数ｂ２は、退出剛性係数ｋ２が適用される時点で、適用される。
【０１１９】
移動終了仮想閾値ＳＧ，ＳＤによってのみ、ラック４を人為的に移動し難くし、かつ／または同様に、ステアリングホイール２を人為的に回転し難くすることによって、運転を損なわずに、衝撃から操舵を効果的に保護できる。
【０１２０】
当然ながら、本発明は、本明細書に記載の実施形態や添付の図面に示された実施形態に限定されない。特に種々の要素の構成に関して、あるいは技術的均等物による置き換えによって、本発明の範囲から逸脱することなく、変更することが可能である。
【図１】
2021521053.tif 000023
【図２】
2021521053.tif 000024
【図３】
2021521053.tif 000025
【国際調査報告】
2021521053.tif 000026
2021521053.tif 000027
2021521053.tif 000028
2021521053.tif 000029
2021521053.tif 000030