(57)【要約】  本明細書は、ステア・バイ・ワイヤ式の操舵機構を有する車両の入力要素における、車両の運転者のための操舵感覚を調整するための方法であって、操舵感覚の基準を作成するステップ（７）と、操舵感覚をスケーリング係数によって調整するステップ（１０）と、を含む方法を包含する。
2021505475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステア・バイ・ワイヤ式の操舵機構を有する車両の入力要素における、車両の運転者のための操舵感覚を調整するための方法であって、
前記操舵感覚の基準を作成するステップ（７）と、
前記操舵感覚をスケーリング係数によって調整するステップ（１０）と、
を含む方法。
【請求項２】
前記基準は、以下の要素、即ち、
入力変数としてラック力と、車両速度とを有する基本操舵トルク（２）、及び／又は、
入力変数としてステアリングホイール角度と、運転者トルクと、車両速度とを有する能動的戻りストローク（３）、及び／又は、
入力変数としてステアリングホイール角速度と、運転者トルクと、車両速度とを有する減衰（４）、及び／又は、
入力変数としてステアリングホイール角速度と、運転者トルクと、車両速度とを有するヒステリシス（５）、及び／又は、
入力変数としてステアリングホイール角加速度と、運転者トルクと、車両速度とを有する慣性（６）
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記スケーリング係数は、
基準の基本操舵トルク／現在の基本操舵トルク（２）として、及び／又は、
基準の能動的戻りストローク／現在の能動的戻りストローク（３）として、及び／又は、
基準の減衰／現在の減衰（４）として、及び／又は、
基準のヒステリシス／現在のヒステリシス（５）として、及び／又は、
基準の慣性／現在の慣性（６）として
得られる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
目標操舵感覚が、
目標操舵感覚＝基本操舵トルク（２）×スケーリング係数＿１＋能動的戻りストローク（３）×スケーリング係数＿２＋減衰（４）×スケーリング係数＿３＋ヒステリシス（５）×スケーリング係数＿４＋慣性（６）×スケーリング係数＿５
として得られる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
スケーリング係数＿１＝基準の基本操舵トルク／現在の基本操舵トルク（２）であり、及び／又は、
スケーリング係数＿２＝基準の能動的戻りストローク／現在の能動的戻りストローク（３）であり、及び／又は、
スケーリング係数＿３＝基準の減衰／現在の減衰（４）であり、及び／又は、
スケーリング係数＿４＝基準のヒステリシス／現在のヒステリシス（５）であり、及び／又は、
スケーリング係数＿５＝基準の慣性／現在の慣性（６）である、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記入力要素は、ステアリングホイールである、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法を実施するための計算ユニットを有する、操舵機構の制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載の制御装置を有する、操舵機構。
【請求項９】
前記操舵機構は、セントラルアクチュエータ又はシングルホイールアクチュエータを含む、
請求項８に記載の操舵機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明は、車両の運転者のための入力要素、例えばステアリングホイールによる操舵感覚を調整するための方法に関し、この場合、操舵機構は、ステア・バイ・ワイヤ式の操舵機構である。
【背景技術】
【０００２】
操舵感覚は、運転感覚の組合せであり、このことは、即ち、ステアリングホイールにおける操舵トルクと、ステアリングギア比、即ち、ステアリングホイールと実舵角との間のギア比と、操舵入力の、車両を介した運転者へのフィードバックを反映する車両反応とを意味する。
【０００３】
従来技術においては、ステアリングホイールと実舵角との機械的な結合を有する操舵機構が公知である。さらには、ステアリングホイールと操舵対象の車輪との間に機械的な結合が存在しない、ステア・バイ・ワイヤ式の操舵機構が可能であることが公知である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明の開示
現在のＥＰＳ操舵機構は、該当する車両のステアリングホイールから実舵角まで一貫した機械的な結合を有する。機械的な介入が存在し、この機械的な介入によって、結果的に、車輪からステアリングホイールへのギア比が一定となっており、又は、ソフトウェアによる変更が不可能となっている。従って、例えば、特定の領域に対しては、ステアリングギア比の調整を実施することが不可能である。これとは異なり、ステア・バイ・ワイヤ式に操舵する場合には、機械的な介入が存在しない。ステア・バイ・ワイヤ式の操舵機構は、ステアリングホイールと、操舵可能な車輪の実舵角との間に機械的な結合が存在しないことを特徴とする。これにより、たわみに関係なくステアリングホイールを動かすこと、又は、操舵可能な車輪から入力要素へのギア比をそれぞれの領域に応じて変更することが可能となる。
【０００５】
従って、課題は、ステアリングホイールを介して適当又は快適な操舵感覚を仲介するために、ステアリングホイールにおける運転者のための操舵感覚が調整される、ステア・バイ・ワイヤ式に操舵するための操舵機構を提供することでる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の実施形態として、ステア・バイ・ワイヤ式の操舵機構を有する車両の入力要素における、車両の運転者のための操舵感覚を調整するための方法であって、操舵感覚の基準を作成するステップと、操舵感覚をスケーリング係数によって調整するステップとを含む、方法が提供される。
【０００７】
ステア・バイ・ワイヤ式の操舵機構は、入力要素、特にステアリングホイールと、実舵角とが分離されていることに起因して、ステアリングホイールに基づく操舵感覚を任意に調整する可能性を提供する。特に、該当する車両の運転者にとってより高い快適性と、より高い安全性とが得られるように、操舵感覚を設定することが可能となる。
【０００８】
本発明の第２の実施形態として、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法を実施するための計算ユニットを有する、操舵機構の制御装置が提供される。
【０００９】
本発明の第３の実施形態として、請求項７に記載の制御装置を有する、操舵機構が提供される。
【００１０】
例示的な実施形態は、従属請求項に記載されている。
【００１１】
本発明の例示的な実施形態によれば、基準が、以下の要素、即ち、入力変数としてラック力と、車両速度とを有する基本操舵トルク、及び／又は、入力変数としてステアリングホイール角度と、運転者トルクと、車両速度とを有する能動的戻りストローク、及び／又は、入力変数としてステアリングホイール角速度と、運転者トルクと、車両速度とを有する減衰、及び／又は、入力変数としてステアリングホイール角速度と、運転者トルクと、車両速度とを有するヒステリシス、及び／又は、入力変数としてステアリングホイール角加速度と、運転者トルクと、車両速度とを有する慣性を含む、方法が提供される。
【００１２】
基本操舵トルク、能動的戻りストローク、減衰、ヒステリシス、及び、慣性という要素は、操舵感覚の基準を作成するための重要な要素である。しかしながら、基準を計算する際に同様に考慮することができる他の要素を設けてもよい。
【００１３】
本発明のさらなる実施例によれば、スケーリング係数が、基準の基本操舵トルク／現在の基本操舵トルクとして、及び／又は、基準の能動的戻りストローク／現在の能動的戻りストロークとして、及び／又は、基準の減衰／現在の減衰として、及び／又は、基準のヒステリシス／現在のヒステリシスとして、及び／又は、基準の慣性／現在の慣性として得られる、方法が提供される。
【００１４】
本発明のさらに他の実施形態によれば、目標操舵感覚が、
目標操舵感覚＝基本操舵トルク×スケーリング係数＿１＋能動的戻りストローク×スケーリング係数＿２＋減衰×スケーリング係数＿３＋ヒステリシス×スケーリング係数＿４＋慣性×スケーリング係数＿５
として得られる、方法が提供される。
【００１５】
本発明のさらなる実施形態においては、スケーリング係数＿１＝基準の基本操舵トルク／現在の基本操舵トルクであり、及び／又は、スケーリング係数＿２＝基準の能動的戻りストローク／現在の能動的戻りストロークであり、及び／又は、スケーリング係数＿３＝基準の減衰／現在の減衰であり、及び／又は、スケーリング係数＿４＝基準のヒステリシス／現在のヒステリシスであり、及び／又は、スケーリング係数＿５＝基準の慣性／現在の慣性である、方法が提供される。
【００１６】
本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、入力要素が、ステアリングホイールである、方法が提供される。
【００１７】
これに代わる実施形態においては、入力要素は、ジョイスティックである。
【００１８】
本発明によるさらなる実施形態においては、操舵機構が、セントラルアクチュエータ又はシングルホイールアクチュエータである、操舵機構が提供される。シングルホイールアクチュエータとは、例えば、１つの車輪につき１つ設けられたユニットの中に操舵部と制動部と駆動部とがそれぞれ組み込まれているコーナモジュールのことであるとみなすことができる。セントラルアクチュエータの構造は、典型的にはラックとして形成されている軸方向に変位可能な移動要素により、シングルホイールアクチュエータとは異なり得る。
【００１９】
本発明のさらに他の実施形態によれば、操舵機構が、セントラルアクチュエータ又はシングルホイールアクチュエータである、操舵機構が提供される。
【００２０】
本発明の着想は、ステアリングホイールと、車両の実舵角とが機械的に分離されていることを利用して、操舵感覚の改善を達成し、特に、車両の操舵時における快適な操舵感覚と、適当な支援とを該当する運転者に提供するような、ステアリングホイールの操舵動作を可能にすることであるとみなすことができる。
【００２１】
本発明のさらなる着想は、ステアリングギア比が異なる場合でも操舵感覚が一定のままとなるように、又は、操舵感覚の特性が同等のままとなるように、車両の運転者に対して形成される操舵感覚のスケーリングを調整することであるとみなすことができる。
【００２２】
特に、セントラルアクチュエータ又はシングルホイールアクチュエータのステア・バイ・ワイヤ式の操舵機構において、車両の入力要素、特にステアリングホイールと、実舵角とが分離されていることを、操舵機構の可変のギア比が変化した際における操舵感覚のスケーラビリティを提供するために利用すべきである。
【００２３】
これによって、有利には、適用コストが削減される。なぜなら、限定された数の適用バリエーションを使用することができるからである。さらに、基準の適用を使用することが可能になり、ここで、基準の適用は、所望の目標の適用として理解されるべきである。これに加えて又はこれに代えて、比率の形成によって角度依存性の操舵感覚コンポーネントの調整及びスケーリングを可能にする、１つ又は複数のパラメータを導入することができる。これによって、入力要素、特にステアリングホイールの追加的な制御可能性が得られる。
【００２４】
もちろん、個々の特徴を互いに組み合わせてもよく、これにより、場合によっては、個々の効果の合計を超える有利な効果を生じさせることも可能である。
【００２５】
図面の簡単な説明
本発明のさらなる詳細及び利点は、図面に示される実施例に基づいて明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】操舵感覚を適用するための装置の各要素を示す図である。
【図２】操舵感覚を適用するための本発明によるシーケンスのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
例示的な実施形態の詳細な説明
図１は、該当する車両の運転者のための操舵感覚を形成するための装置を示し、この装置は、複数の異なるコンポーネントから構成されることができる。例えば、第１のコンポーネント２は、基本操舵トルクを提供し、コンポーネント３は、能動的戻りストロークトルクを印加し、これにより、車両速度の全範囲にわたってステアリングホイールの中央位置への所望の目標戻り挙動が得られる。さらに、コンポーネント４は、減衰を生成することができ、さらなるコンポーネント５は、ヒステリシス挙動を生成し、コンポーネント６は、慣性をもたらす。
【００２８】
コンポーネント「基本操舵トルク」２の入力変数は、ラック力と、車両速度とであり得る。能動的戻りストローク３の入力変数は、ステアリングホイール角度と、運転者トルクと、車両速度とであり得る。現在のステアリングホイール角度の入力変数においては、適当な目標戻り速度が定められる。この特性は、車両反応と、中央位置への車軸の戻りとを決定するものである。従って、基準のギア比としての直接的な変換の場合には、車輪位置が同一である場合、ステアリングホイール角度がより小さくなり、それに応じて、中央位置への戻りをより緩慢に実施する必要がある。間接的な変換の場合には、挙動が逆になり、従って、操舵感覚の基準適用時と同様の挙動を実現するためには、目標戻り速度を増加させる必要がある。減衰４の入力変数は、ステアリングホイール角速度と、運転者トルクと、車両速度とであり得る。ヒステリシス５を計算する場合、入力変数は、ステアリングホイール角速度と、運転者トルクと、車両速度とであり得る。コンポーネント６の入力変数は、ステアリングホイール角加速度と、運転者トルクと、車両速度とであり得る。
【００２９】
全ての要素に対して、ステアリングホイール角度の変数に関してそれぞれのスケーリング係数を計算することができ、このスケーリング係数は、現在のギア比に対する基準のギア比の比率から得られる。
【００３０】
スケーリング係数のための対応する式は、以下のようにして得られる。
スケーリング係数「操舵感覚の適用」＝（初期ギア比  基準の適用）／（現在のギア比）
【００３１】
従って、全てのモジュールのために必要なスケーリング係数は、現在のギア比に対する基準のギア比の比率として得られる。現在のギア比は、例えば該当する車両のラックのストローク及び／又は速度のような種々の状況に依存している。比率形成の結果として得られるスケーリング係数は、ステアリングホイールの角度、角速度、及び／又は、角加速度に対して影響を与える。スケーリング係数を、追加的に例えば、運転状況又は運転者の運転態様に合わせて調整することができる。
【００３２】
図２は、ステアリングホイールに操舵感覚を適用するためのフローチャートを示し、第１のステップにおいては、所望の操舵感覚の目標値として基準モデルが作成される（７）。この基準モデルは、５つのユニットを有することができ、即ち、基本操舵トルクと、能動的戻りストロークと、減衰と、ヒステリシスと、慣性とを有することができる（８）。該当する車両の運転者がステアリングホイールにおいて感じている現在の操舵感覚が、上記の所望の操舵感覚から逸脱していることが判明した場合（９）には、操舵感覚の特性を維持するために、ステアリング挙動、特に基本操舵トルク、能動的戻りストローク、減衰、ヒステリシス、及び／又は、慣性が相応に調整される（１０）。
【００３３】
「含む」という用語が、他の要素又は他の方法ステップを排除しないこと、また、それと同様に、「１つ」という用語が、複数の要素及び複数のステップを排除しないことに留意すべきである。
【００３４】
使用されている参照符号は、理解を容易にするためだけのものであり、決して限定するものとみなされるべきではない。本発明の保護範囲は、特許請求の範囲によって示されている。
【図１】
2021505475.tif 000003
【図２】
2021505475.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月12日(2020.6.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステア・バイ・ワイヤ式の操舵機構を有する車両の入力要素における、車両の運転者のための操舵感覚を調整するための方法であって、
前記操舵感覚の基準を作成するステップ（７）と、
前記操舵感覚をスケーリング係数によって調整するステップ（１０）と、
を含み、
ステアリングギア比が異なる場合でも前記操舵感覚が一定のままとなるように、又は、前記操舵感覚の特性が同等のままとなるように、前記スケーリング係数を選択する、
方法。
【請求項２】
前記基準は、以下の要素、即ち、
入力変数としてラック力と、車両速度とを有する基本操舵トルク（２）、及び／又は、
入力変数としてステアリングホイール角度と、運転者トルクと、車両速度とを有する能動的戻りストローク（３）、及び／又は、
入力変数としてステアリングホイール角速度と、運転者トルクと、車両速度とを有する減衰（４）、及び／又は、
入力変数としてステアリングホイール角速度と、運転者トルクと、車両速度とを有するヒステリシス（５）、及び／又は、
入力変数としてステアリングホイール角加速度と、運転者トルクと、車両速度とを有する慣性（６）
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
全ての要素に対して、前記スケーリング係数は、現在のギア比に対する基準のギア比の比率から得られる、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記スケーリング係数は、
基準の基本操舵トルク／現在の基本操舵トルク（２）として、及び／又は、
基準の能動的戻りストローク／現在の能動的戻りストローク（３）として、及び／又は、
基準の減衰／現在の減衰（４）として、及び／又は、
基準のヒステリシス／現在のヒステリシス（５）として、及び／又は、
基準の慣性／現在の慣性（６）として
得られる、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
目標操舵感覚が、
目標操舵感覚＝基本操舵トルク（２）×スケーリング係数＿１＋能動的戻りストローク（３）×スケーリング係数＿２＋減衰（４）×スケーリング係数＿３＋ヒステリシス（５）×スケーリング係数＿４＋慣性（６）×スケーリング係数＿５
として得られる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
スケーリング係数＿１＝基準の基本操舵トルク／現在の基本操舵トルク（２）であり、及び／又は、
スケーリング係数＿２＝基準の能動的戻りストローク／現在の能動的戻りストローク（３）であり、及び／又は、
スケーリング係数＿３＝基準の減衰／現在の減衰（４）であり、及び／又は、
スケーリング係数＿４＝基準のヒステリシス／現在のヒステリシス（５）であり、及び／又は、
スケーリング係数＿５＝基準の慣性／現在の慣性（６）である、
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記入力要素は、ステアリングホイールである、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法を実施するための計算ユニットを有する、操舵機構の制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載の制御装置を有する、操舵機構。
【請求項１０】
前記操舵機構は、セントラルアクチュエータ又はシングルホイールアクチュエータを含む、
請求項９に記載の操舵機構。
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月15日(2020.6.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステア・バイ・ワイヤ式の操舵機構を有する車両の入力要素における、車両の運転者のための操舵感覚を調整するための方法であって、
前記操舵感覚の基準を作成するステップ（７）と、
前記操舵感覚をスケーリング係数によって調整するステップ（１０）と、
を含み、
ステアリングギア比が異なる場合でも前記操舵感覚が一定のままとなるように、又は、前記操舵感覚の特性が同等のままとなるように、前記スケーリング係数を選択する、
方法。
【請求項２】
前記基準は、以下の要素、即ち、
入力変数としてラック力と、車両速度とを有する基本操舵トルク（２）、
入力変数としてステアリングホイール角度と、運転者トルクと、車両速度とを有する能動的戻りストローク（３）、
入力変数としてステアリングホイール角速度と、運転者トルクと、車両速度とを有する減衰（４）、
入力変数としてステアリングホイール角速度と、運転者トルクと、車両速度とを有するヒステリシス（５）、及び、
入力変数としてステアリングホイール角加速度と、運転者トルクと、車両速度とを有する慣性（６）
を含むグループから選択された１つ又は複数の要素の組合せを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
全ての要素に対して、前記スケーリング係数は、現在のギア比に対する基準のギア比の比率から得られる、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記スケーリング係数は、以下の比率、即ち、
基準の基本操舵トルク／現在の基本操舵トルク（２）、
基準の能動的戻りストローク／現在の能動的戻りストローク（３）、
基準の減衰／現在の減衰（４）、
基準のヒステリシス／現在のヒステリシス（５）、及び、
基準の慣性／現在の慣性（６）
を含むグループから選択された１つ又は複数の比率の組合せとして得られる、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
目標操舵感覚が、
目標操舵感覚＝基本操舵トルク（２）×スケーリング係数＿１＋能動的戻りストローク（３）×スケーリング係数＿２＋減衰（４）×スケーリング係数＿３＋ヒステリシス（５）×スケーリング係数＿４＋慣性（６）×スケーリング係数＿５
として得られる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
スケーリング係数＿１＝基準の基本操舵トルク／現在の基本操舵トルク（２）であり、
スケーリング係数＿２＝基準の能動的戻りストローク／現在の能動的戻りストローク（３）であり、
スケーリング係数＿３＝基準の減衰／現在の減衰（４）であり、
スケーリング係数＿４＝基準のヒステリシス／現在のヒステリシス（５）であり、かつ、
スケーリング係数＿５＝基準の慣性／現在の慣性（６）である、
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記入力要素は、ステアリングホイールである、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法を実施するための計算ユニットを有する、操舵機構の制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載の制御装置を有する、操舵機構。
【請求項１０】
前記操舵機構は、セントラルアクチュエータ又はシングルホイールアクチュエータを含む、
請求項９に記載の操舵機構。
【国際調査報告】
2021505475.tif 000005
2021505475.tif 000006
2021505475.tif 000007
2021505475.tif 000008
2021505475.tif 000009