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技術 電動パワーステアリングの移動終端制御方法

出願人 ジェイテクトユーロップ
発明者 アランギルモンロマンモレッティ
出願日 2013年3月12日 (7年8ヶ月経過) 出願番号 2014-561492
公開日 2015年4月2日 (5年7ヶ月経過) 公開番号 2015-509886
状態 特許登録済
技術分野 走行状態に応じる操向制御 パワーステアリング機構
主要キーワード ハンマー打撃 減速プロファイル 移動終端位置 加速値 同時観測 ストップ位置 移動終端 距離オフセット
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年4月2日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (2)

課題・解決手段

本発明は、パワーアシストステアリングラックを有する自動車に関する。ラックが移動終端位置に接近した際に、電動パワーアシストモータに流れる最大電流強度が、アシストトルク適合するように制御される。この制御は、ハンドル回転加速値を含むパラメータをもとに、かつ、ハンドル回転の減速値又はプロファイル目標とするようにアシストトルクを制御することにより、実行され又は活性化される。これにより、ステアリングシステムステアリングロックストップに達したときの衝撃及びノイズを低減することが可能になる。

概要

背景

自動車電動パワーアシストステアリングは、電動パワーアシストモータを備えている。これにより、車両の運転者によってハンドルに手でかけられた力を増幅することによって、トルク又は力が、ステアリングコラム又はステアリングピニオンに加えられ、あるいはラックに直接加えられる。アシスト機能が利用されるとき、多少重要な強度を持った電流が電動パワーアシストモータの巻線に流れる。この電流の強度は、事前に設定された「パワーアシストの規定」に従って、種々のパラメータに依存する。

自動車のある走行条件又は動作条件にて、ラックは、比較的高速機械的移動終端ストップに当たる。これは、衝撃及びノイズを引き起こす。実際、機械的ストップに達したとき、非常に急激な減速が引き起こされる。つまり、非常に短い距離でラックの速度が高い値からゼロへ変わる。これは、「ハンマー打撃」のような、ステアリングシステム振動に該当する。

パワーアシストステアリングの場合には、もし移動終端への到達のような状況にパワーアシスト規定が適用されないならば、これらの好ましくない効果が増幅される。

仏国特許発明第2810614号明細書は、ステアリングシステムがステアリングロックストップに達したときの、この最大強度を低減し又は制限するように、ハンドル回転角の値をもとに、又はセンサにより提供される等価な量の値をもとに、パワーアシストモータに流れる電流の最大強度を電子制御することを既に提案している。

特に、仏国特許発明第2810614号明細書は、電子制御装置が、特に電子式コンピュータが、ハンドル回転角又はこれと等価な量をもとに、プログラムされた曲線に従って、パワーアシストモータを流れる電流の最大強度を低減することを提案する。したがって、この最大強度は、所定のハンドル回転角の範囲を超えて、ステアリングロックストップに達したときに与えられる低減値まで、継続的に減少し得る。

当該公知の方法は、パワーアシストモータの過熱を避けることによってパワーアシストモータを保護するように、移動終端位置を保持し続ける場合にパワーアシストモータを流れる電流強度を低減することを、特に意図したものである。しかしながら、その方法は、移動終端における衝撃及びノイズをも低減するためのハンドル回転速度のような動的パラメータを考慮に入れていない。

米国特許第6408235号明細書は、同様の方法を開示している。それは、ハンドル回転角だけでなくハンドルの角速度もまた、考慮に入れられ得るものである。すなわち、実角速度が「目標」角速度と比較され、これらの角速度の差をもとに閉ループ制御でパワーアシストトルクを適合させるのである。これにより、移動終端衝撃は、ある程度低減され得る。

概要

本発明は、パワーアシストステアリングラックを有する自動車に関する。ラックが移動終端位置に接近した際に、電動パワーアシストモータに流れる最大電流強度が、アシストトルクに適合するように制御される。この制御は、ハンドル回転加速値を含むパラメータをもとに、かつ、ハンドル回転の減速値又はプロファイルを目標とするようにアシストトルクを制御することにより、実行され又は活性化される。これにより、ステアリングシステムがステアリングロックストップに達したときの衝撃及びノイズを低減することが可能になる。

目的

本発明の目的は、具体的に遭遇する状況によく適合した作用を働かせることにより、移動終端における衝撃及びノイズをなお一層低減するように、前記公知の方法を改良することにある

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

電動パワーアシストを有する自動車ステアリングラック移動終端制御方法であって、ステアリングシステムステアリングロックストップに達したときの衝撃及びノイズを低減するように、ラックが移動終端位置に接近した際に、電動パワーアシストモータに流れる電流の最大の強度を、パワーアシストトルク適合するように制御する方法において、前記移動終端位置に接近した際に、ハンドル回転加速値を含むパラメータをもとに、かつ、前記ハンドル回転の減速値又はプロファイル目標とするように前記パワーアシストトルクを制御することにより、前記パワーアシストトルクの制御が実行され又は活性化されることを特徴とする移動終端制御方法。

請求項2

請求項1記載の移動終端制御方法において、前記移動終端位置に接近した際に、前記ハンドル回転の加速がある閾値よりも高い場合に、かつ、前記パワーアシストトルクを制御するためのメインループを避けることにより、前記パワーアシストトルクの制御の特定の機能が活性化されることを特徴とする移動終端制御方法。

請求項3

請求項2記載の移動終端制御方法において、前記特定の機能は、特に当該機能の動作に入った時点で測定されたパワーアシストトルクに基づくことを特徴とする移動終端制御方法。

請求項4

請求項2又は3に記載の移動終端制御方法において、前記特定の機能は、車速がある閾値よりも低い場合にのみ活性化されることを特徴とする移動終端制御方法。

請求項5

請求項1〜4のいずれか1項に記載の移動終端制御方法において、前記電動パワーアシストモータに連結されたエンコーダにより供給された位置情報をもとに、又は、ハンドル若しくはステアリングコラム角度位置センサにより、前記ラックが最も近接しているストップに対する絶対距離を計算することによって、前記ラックの2つの機械的移動終端ストップの位置を決定する予備ステップを備えたことを特徴とする移動終端制御方法。

技術分野

0001

本発明は、広くは自動車ステアリングシステムに関し、特に電動パワーアシストステアリングシステムに関する。更に本発明は、ステアリングシステムにて、特にステアリングシステムがステアリングロックストップに達したときの衝撃及びノイズを制限するために、ラックの移動終端の制御を実行する方法に関するものである。

背景技術

0002

自動車の電動パワーアシストステアリングは、電動パワーアシストモータを備えている。これにより、車両の運転者によってハンドルに手でかけられた力を増幅することによって、トルク又は力が、ステアリングコラム又はステアリングピニオンに加えられ、あるいはラックに直接加えられる。アシスト機能が利用されるとき、多少重要な強度を持った電流が電動パワーアシストモータの巻線に流れる。この電流の強度は、事前に設定された「パワーアシストの規定」に従って、種々のパラメータに依存する。

0003

自動車のある走行条件又は動作条件にて、ラックは、比較的高速機械的移動終端ストップに当たる。これは、衝撃及びノイズを引き起こす。実際、機械的ストップに達したとき、非常に急激な減速が引き起こされる。つまり、非常に短い距離でラックの速度が高い値からゼロへ変わる。これは、「ハンマー打撃」のような、ステアリングシステムの振動に該当する。

0004

パワーアシストステアリングの場合には、もし移動終端への到達のような状況にパワーアシスト規定が適用されないならば、これらの好ましくない効果が増幅される。

0005

仏国特許発明第2810614号明細書は、ステアリングシステムがステアリングロックストップに達したときの、この最大強度を低減し又は制限するように、ハンドル回転角の値をもとに、又はセンサにより提供される等価な量の値をもとに、パワーアシストモータに流れる電流の最大強度を電子制御することを既に提案している。

0006

特に、仏国特許発明第2810614号明細書は、電子制御装置が、特に電子式コンピュータが、ハンドル回転角又はこれと等価な量をもとに、プログラムされた曲線に従って、パワーアシストモータを流れる電流の最大強度を低減することを提案する。したがって、この最大強度は、所定のハンドル回転角の範囲を超えて、ステアリングロックストップに達したときに与えられる低減値まで、継続的に減少し得る。

0007

当該公知の方法は、パワーアシストモータの過熱を避けることによってパワーアシストモータを保護するように、移動終端位置を保持し続ける場合にパワーアシストモータを流れる電流強度を低減することを、特に意図したものである。しかしながら、その方法は、移動終端における衝撃及びノイズをも低減するためのハンドル回転速度のような動的パラメータを考慮に入れていない。

0008

米国特許第6408235号明細書は、同様の方法を開示している。それは、ハンドル回転角だけでなくハンドルの角速度もまた、考慮に入れられ得るものである。すなわち、実角速度が「目標」角速度と比較され、これらの角速度の差をもとに閉ループ制御でパワーアシストトルクを適合させるのである。これにより、移動終端衝撃は、ある程度低減され得る。

発明が解決しようとする課題

0009

本発明の目的は、具体的に遭遇する状況によく適合した作用を働かせることにより、移動終端における衝撃及びノイズをなお一層低減するように、前記公知の方法を改良することにある。

課題を解決するための手段

0010

このために、本発明は、電動パワーアシストを有する自動車のステアリングラックの移動終端制御方法に関し、ステアリングシステムがステアリングロックストップに達したときの衝撃及びノイズを低減するように、ラックが移動終端位置に接近した際に、電動パワーアシストモータに流れる電流の最大の強度を、パワーアシストトルクに適合するように制御する方法において、移動終端位置に接近した際に、ハンドル回転加速値を含むパラメータをもとに、かつ、ハンドル回転の減速値又はプロファイル波形)を目標とするようにパワーアシストトルクを制御することにより、パワーアシストトルクの制御が実行され又は活性化されることを実質的な特徴とするものである。

0011

このように、本発明の原理は、位置又は速度における制御よりもむしろ、減速目標における制御に基づくものであって、次のことが可能になる。すなわち、一方で、より早く動作すること、そして車両の運転者がストップに向かってハンドルの回転移動加速する傾向がある場合に、より効果的であることが可能になる。他方で、より円滑かつより穏やかな作用を働かせ、動きのより自然な感覚を運転者に提供することが可能になる。

0012

特に、本発明の方法の目的は、運転者がストップから離れたところでロックを実行するかどうか、又は、ストップに接近したところで十分に穏やかな仕方で、ゆえに乱暴な加速なしに運転者がロックを実行するかどうかの、運転者の感覚を全く変更しない。したがって、不必要に「重い負担」がハンドル操作にかけられることはない。

0013

本発明の方法の1つの好ましい実施形態では、移動終端位置に接近した際に、ハンドル回転の加速がある閾値よりも高い場合に、かつ、パワーアシストトルクを制御するためのメインループを避けることにより、パワーアシストトルクの制御の特定の機能が活性化される。

0014

換言すれば、本発明の特定の機能は、独立したループによって実施されるのであって、初期に決定されたパワーアシストトルクの単純な変調同化されるものではない(それは、前述の仏国特許発明第2810614号明細書に記載されているような、パワーアシストトルクと重み係数との積からなるものではない)。更に、この独立ループの動作は、換言すれば本発明の特定の機能は、特に当該機能の動作に入った時点で測定されたパワーアシストトルクに基づくのが有利である。

0015

これは、移動終端における衝撃及びノイズを低減するとの観点から全ての場合に効果的であるように、もし必要なら、パワーアシストを完全に中止し、逆アシストを生成することさえもあり得ることを意味する(これは、単に重み係数を掛け合わせる場合にはあり得ない)。特に、「アンチノイズ」作用の効果は、例えば雪道のような、高密着の場合又は低密着の場合と同様である。当該作用は、メインパワーアシストループの規定にかかわらず、また車両の下部構造によってステアリングロッドに加えられる力の値にかかわらず、同様である。そのような機能の独立性は、その発展や適用を促進もする。

0016

それはともかく、本発明は、単一の図のみからなる添付の図面を参照し、以下の説明を補助として、よく理解されるであろう。

図面の簡単な説明

0017

本発明の対象である移動終端制御方法の実施形態を例示した図である。

実施例

0018

本発明の方法は、電動パワーアシストモータに連結されたエンコーダにより供給された位置情報をもとに、又は、ハンドル若しくはステアリングコラムの角度位置センサにより、ラックが最も近接しているストップに対する絶対距離を計算することによって、ラックの2つの機械的移動終端ストップの位置を決定する予備ステップ(不図示)を備える。

0019

特に、ステアリングコラム上のセンサのような、当該ステアリングシステムの外部のセンサからハンドルの絶対角位置情報が与えられる場合には、車両の最初の使用中に、その動作によって、スキャンされた角度値最大値最小値とを記録することにより、この絶対角情報が用いられる。最大値と最小値との差がラックの既知の移動全体に対応した値に達した場合には、それは、ステアリングギアボックスの寸法により規定された特定のサイズからなるので、最大値と最小値との平均が決定され、この平均がハンドル又はステアリングコラムの角度に適用されるべきオフセット又は補正(2つの移動終端ストップに対するラックの距離に適用されるべき補正)として記録される。ここに、角度オフセット距離オフセットに対応するものである。

0020

もし電動パワーアシストモータに連結されたエンコーダから相対角度のみが与えられる場合には、特定の機能によって、車両の各始動後に、ラックが当たっているかどうかが検知される。具体的には、いくつかの重要な情報の同時観測による。すなわち、ある閾値よりも高いトーションバーにおけるトルクと、ある閾値よりも低いハンドル回転速度と、トーションバーにおける舵角トルク勾配との観測である。もし要求された条件が満たされるならば、ストップ位置が、ゆえにまた、エンコーダにより提供された相対角度に対する実際のストップ角度のあり得るオフセットが、知られる。このようにして、終端移動ストップに対するラックの角距離又はリニアな距離が再現され得る。

0021

この予備ステップが実行されると、下記のステップに従って実際の制御方法が実行される。

0022

第1ステップでは、複数の値のテーブルを用いて、かつ機械的ストップに対するラックの距離情報と、ハンドルの現在の回転速度情報とをもとにして、ストップに達したときの要求された最大速度よりもハンドル速度が低くなるように、ハンドル回転の最大許容加速が認識される。これは、運転者の感覚を与えるために穏やかな減速プロファイルを尊重することによって、ノイズを防止するためである。

0023

第2ステップでは、電動パワーアシストモータに連結されたエンコーダにより、高精度で、測定ノイズは少なく、かつ高速のサンプリングで供給を受け得る現在のハンドル回転の速度情報をもとに、ハンドルの現在の加速が計算される。

0024

第3ステップでは、(第2ステップで得られた)ハンドルの現在の加速が、(第1ステップで得られた)最大許容加速と比較されて、偏差が求められる。この偏差は、あるゲインをもって、ある時間ステップで、パワーアシストトルクの低減目標に変換される。

0025

第4ステップでは、当該機能を活性化させるための許可条件が満たされているかどうかがチェックされる。すなわち、第1の条件は、機械的ストップに対するラックの絶対距離がある閾値よりも低いこと(換言すれば、当該機能は「ストップに近い」領域でのみ活性化されること)である。第2の条件は、車速がある閾値よりも低いこと(換言すれば、当該機能は車両の低速走行という条件でのみ活性化されること)である。

0026

もし当該両条件が同時に満たされるならば、第3ステージで得られたパワーアシストトルクの低減目標を現在のパワーアシストトルクから引き算することにより与えられた、最大パワーアシスト値が決定される。この最大パワーアシスト値を計算する分岐ルーチンは、パワーアシストトルクを制御するためのメインルーチンから独立している。したがって、メインルーチンからのパワーアシスト目標は前記最大値で飽和させられ、この新たなパワーアシスト目標が電動パワーアシストモータへ転送される。

0027

添付図である唯一の図は、単純化された仕方で、前記の4ステップを有する本発明の方法を例示している。

0028

それ自体では公知のように、本発明は、上記した単一の実施形態に限定されず、特に使用されるべき情報を得るためのセンサの性質及び位置にかかわらず、同じ原理に従った全ての代替案を含む。

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