JP2016508462A - 動作停止ステップの前にカウンター操向ステップを備える操向アクチュエータを制御するための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、操向車輪（１４）の操向角度を制御する電気アクチュエータ（１８）とアクチュエータ（１８）の温度を決定するための手段（２８）とを備える自動車両（１０）の車輪（１４）を操向するためのアクチュエータを制御する方法に関する。本方法は、アクチュエータ（１８）の動作を完全に停止させるステップ（Ｅ２）を備え、本発明は、アクチュエータ（１８）の温度（Ｔ）が決定された防止閾値（Ｔ３）よりも高い或いはそれに等しいときに引き起こされるカウンター操向ステップ（Ｅ１）を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも１つの自動車両車輪の操向アクチュエータを制御するための方法に関する。

本発明は、特に、少なくとも１つの自動車両車輪の操向アクチュエータを制御するための方法であって、車両が、
−中立基準位置の両側にある２つの最大角度操向位置間に旋回動可能に装着される少なくとも１つの操向車輪と、
−車両の動作パラメータに基づいて中立基準位置に対する操向車輪の操向角度を制御する電気アクチュエータと、
−アクチュエータの温度を決定するための手段と、
を備え、アクチュエータの動作を完全に停止させるステップを備える、方法に関する。

自動車両は、従来、２つの前輪と２つの後輪とを備える。前輪は、その操向角度がステアリングホイールによってドライバーにより直接に制御される操向車輪である。通常、２つの後輪は旋回動できない。

自動車両のロードホールディングおよび操縦を向上させるため、４つの全ての車輪が操向車輪である自動車両を製造する既知の方法がある。したがって、２つの前側操向車輪に加えて、後輪も車両の旋回に追従するように旋回動可能に装着される。

しかしながら、後側操向車輪は、一般に、前側操向車輪よりもかなり小さい操向角度を有する。例えば、後輪は、それらの中立基準位置の両側に３．５°の最大遊びを有する。

後輪の角度位置は電気アクチュエータのみによって制御され、電気アクチュエータは、車両の速度などの走行パラメータとステアリングホイールの回転角度とに基づいて電子制御ユニットによって制御される。

前輪の角度位置をこのアクチュエータによって制御することもできる。

例えば、車両が第１の特定速度を超える速度で走行すると、車両の旋回半径を減少させるために、後輪が前輪とは反対の方向に操向される。これは、車両の操縦性を向上させることができる。逆に、車両が第２の特定速度を下回る速度で走行すると、コーナリング時の車両のロードホールディングを向上させるために、後輪が前輪と同じ方向であるが異なる角度をもって操向される。

後輪の操向角度を制御するために使用されるアクチュエータは、電気モータ、例えば三相ブラシレスモータを備える。このアクチュエータは、例えば電気リニアアクチュエータから成る。

使用時、特に後輪を旋回させるために必要とされるトルクが高い場合には、アクチュエータの温度も増大する。アクチュエータが集中的に使用される場合には、２つの連続する使用間でアクチュエータの温度が降下するための時間がない。その結果、アクチュエータ温度は、アクチュエータの特定の要素、特に電子素子を損傷させる場合があるレベルに達する。

この温度上昇は、高い周囲温度によって促進される場合がある。

電気アクチュエータの不可逆的な劣化を防止するために、アクチュエータの温度を決定するための手段をアクチュエータに設ける既知の方法がある。そのような手段は、例えば、温度を測定するセンサ、または、温度推定器であってもよい。

これらの手段によって決定される温度が警報閾値を超える場合には、当該分野の専門用語で「ディレーティング」法と呼ばれる動作低下方法が使用される。この方法は、一時的ではあるが完全に、電気アクチュエータの制御を中断する。その結果、車輪はそれらの最後の位置でロックされたままであり、特に、この最後の位置が中立位置以外となる場合がある。

したがって、この方法は、アクチュエータ温度が許容できる動作温度まで降下できるようにする。

しかしながら、車輪が中立位置以外の角度位置でロックされる場合には、車輪が中立位置以外の角度操向位置でロックされた状態で車両が走行し続ける可能性があり、この場合、車両は「カニのように」移動するが、後輪と車両の縦軸とによって形成される操向角度は３．５°未満で小さいままである。この走行形態は、安全のために最適ではなく、また、この製造元の車両の悪いイメージを生み出す場合がある。

これらの問題を克服するために、本発明は、前述したタイプの方法であって、アクチュエータの温度が特定の防止閾値以上の場合に開始されるカウンター操向ステップを備え、防止閾値が警報閾値を下回り、カウンター操向ステップ中に、後輪がその中立位置へ向けてアクチュエータにより移動されることを特徴とする方法を提案する。

本発明の他の特徴によれば、
−カウンター操向ステップ（Ｅ１）において、後輪（１４）は、通常の動作における旋回動速度よりも低い旋回動速度で中立位置へ戻され；
−カウンター操向ステップ（Ｅ１）では、操向車輪（１４）をカウンター操向させるための指令が任意の他の操向命令に優先し；
−アクチュエータの動作を停止させるステップ（Ｅ２）は、操向車輪（１４）がその中立位置に戻されると直ぐに、最初のカウンター操向ステップ（Ｅ１）の終わりに開始され；
−アクチュエータ（１８）の温度（Ｔ）が警報閾値（Ｔ１）に達すると、カウンター操向ステップ（Ｅ１）が中断されて動作停止ステップ（Ｅ２）が開始され；
−防止閾値（Ｔ３）が警報閾値（Ｔ１）を下回り；
−本方法は、アクチュエータの動作を再開させるステップを備え、このステップは、アクチュエータの温度が動作閾値未満に戻されたときに動作停止ステップの直後に開始され；
−動作閾値が防止閾値を下回り；
−車輪がその中立位置に戻らなかったときに動作停止ステップが開始される場合には、ドライバー警報手段および情報手段が作動され；
−操向車輪の旋回動がアクチュエータのみによって制御され；
−車両は、アクチュエータによって制御されて車両の後部に配置される２つの操向車輪を含む４つの車輪を備える。

本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な説明から明らかであり、その説明の理解は添付図面を参照することによって容易にされる。

その後輪がアクチュエータによって旋回動するように動作される自動車両を示す概略図である。 従来技術にしたがって適用される方法によって車輪が動作されるときのアクチュエータ温度を時間の関数として示す線図である。 従来技術にしたがって適用される方法によって車輪が動作されるときの車輪の操向角度を時間の関数として示す線図である。 本発明の技術にしたがって適用される方法によって車輪が動作されるときのアクチュエータ温度を時間の関数として示す、図２Ａの線図と同様の線図である。 本発明の技術にしたがって適用される方法によって車輪が動作されるときの車輪の操向角度を時間の関数として示す、図２Ｂの線図と同様の線図である。 本発明の技術にしたがって適用される方法の様々なステップを示すブロック図である。

同一の構造または同様の機能を有する要素が同じ参照数字によって示される。

以下では、図１に矢印「Ｌ」によって示される後から前へと延びる縦方向と、図１に矢印「Ｔ」によって示される横方向とが使用される。

図１は、２つの前輪１２と２つの後輪１４とを備える、縦軸「Ａ」を伴う自動車両１０を示す。２つの前輪１２は、共通の車軸の周りで回転するように装着される。

２つの前輪１２は、中立位置の両側にある２つの最大角度操向位置間に装着される操向車輪である。図１では、前輪１２が中立位置で示される。既知の方法で、前輪１２の角度操向位置は、ステアリングホイール１６によってステアリングコラムを介して制御される。

２つの前輪１４は、中立基準位置の両側にある２つの最大角度操向位置間に旋回動可能に装着される操向車輪である。

角度操向位置は、車輪１４の平面「Ｂ」と車両の縦軸「Ａ」との間に形成される操向角度「α」によって決定される。中立基準位置では、後輪１４の操向角度「α」がゼロに等しい。後輪１４の最大操向位置は、例えば、３．５°の操向角度「α」に対応する。

また、車両１０は、各後輪１４の操向角度「α」を制御する電気操向アクチュエータ１８も備える。アクチュエータ１８は、２つの後輪１４の旋回動を同時に制御する。後輪１４の旋回動はアクチュエータ１８のみによって制御される。

この場合、アクチュエータ１８は電気リニアアクチュエータから成る。

アクチュエータ１８は、車両の動作パラメータに基づいて電子制御ユニット２０によって制御される。車両は、特に、車両の前進速度のセンサ２２と、ステアリングホイール１６の回転角度を測定するセンサ２４とを備える。これらの２つのセンサ２２，２４は、それらのそれぞれの測定値を表す信号を電子制御ユニット２０へ送る。したがって、電子制御ユニット２０は、特に、測定された車両の速度と測定されたステアリングホイール１６の回転角度とに基づいて、後輪１４のための操向命令をもたらす。

また、車両１０は、電子制御ユニット２０が任意の瞬間に後輪１４の角度操向位置を知ることができるようにするアクチュエータ１８の位置のセンサ２６も備える。

また、車両１０は、アクチュエータ１８の温度を決定するための手段も備える。この場合、これらの手段は、アクチュエータ１８の温度「Ｔ」、または、幾つかの熱的に脆弱な要素の温度を表す少なくとも１つの温度を直接に測定する温度センサ２８である。

この温度「Ｔ」は、過度に高い温度「Ｔ」の場合にアクチュエータ１８を保護する方法を適用するために電子制御ユニット２０へ通信される。また、この方法は、「ディレーティング方法」という英語名でも知られる。

図２Ａおよび図２Ｂは、従来技術にしたがって適用されるこの方法を示す。

本方法は、アクチュエータの温度「Ｔ」が所定の警報閾値「Ｔ１」以上の場合にアクチュエータ１８の動作を完全に停止させるステップを備える。

図２Ａに示されるように、瞬間「ｔ１」と瞬間「ｔ２」との間でアクチュエータ１８の温度が警報閾値「Ｔ１」を下回る。したがって、アクチュエータ１８は、操向命令に従うべく後輪１４の操向角度「α」を自由に変えることができる。

温度が警報閾値「Ｔ１」を超える場合には、瞬間「ｔ１」後に示されるように、アクチュエータ１８は、後輪１４の角度操向位置にかかわらず動作が停止される。図２Ｂに示される例では、後輪１４が中立位置とは異なる角度操向位置でロックされる。

この状況は、アクチュエータの温度「Ｔ」が再び降下して動作閾値「Ｔ２」を下回るまで持続する。動作閾値「Ｔ２」は警報閾値「Ｔ１」よりも低い。その後、アクチュエータ１８は、図２Ｂにおける瞬間「ｔ２」後に示されるように、後輪１４をそれらの中立位置へ向けて旋回動させるべく再び動作される。

この従来技術の方法は、アクチュエータ１８を効果的に保護できるようにする。しかしながら、後輪１４がそれらの中立位置をとっていない間にアクチュエータ１８の動作が停止される場合、車両は、その後輪が安全走行にとって最適ではない位置へと操向されたままの状態で、「カニのような」態様で依然として前進する場合がある。

この問題を克服するために、本発明は、適用が簡単であるとともに従来技術の方法に対して車両の変更を何ら必要としない、アクチュエータ１８を制御する方法を提案する。本発明に係る方法は、後輪が中立位置以外の位置でロックされる事例の頻度を減らすために使用され得る。

ここで、図３Ａ、図３Ｂ、図４に関連して本発明に係る方法について説明する。

本方法は、アクチュエータ１８の温度「Ｔ」が特定の防止閾値「Ｔ３」以上の場合に開始される最初のカウンター操向ステップ「Ｅ１」を備える。防止閾値「Ｔ３」は、前述した方法で規定される警報閾値「Ｔ１」を下回る。この最初のステップ「Ｅ１」において、後輪１４は、それらの中立位置またはカウンター操向位置へ向けてアクチュエータにより移動される。この最初のステップ（Ｅ１）において、後輪１４のカウンター操向は、通常の動作における旋回動速度を実質的に下回る旋回動速度で行われる。したがって、後輪のカウンター操向は、アクチュエータ温度の上昇も回避しつつ後輪を中立位置へ安全に戻すために、通常の動作における１０°／ｓの速度ではなく、約１°／ｓの速度で行われることが好ましい。

本方法は、温度「Ｔ」が動作閾値「Ｔ２」を下回るレベルに再び降下するまでアクチュエータの動作を一時的に停止させるステップ「Ｅ２」を備える。動作閾値「Ｔ２」は、明らかに、防止閾値「Ｔ３」を下回る。ステップ「Ｅ２」は、温度が警報閾値「Ｔ１」を超える場合に開始されなければならない。

本方法は、動作停止ステップ「Ｅ２」後に温度「Ｔ」が動作閾値を下回るレベルまで再び降下したときにアクチュエータの動作を再開させるステップＥ４を備える。

最初のステップ「Ｅ１」は、図３Ａおよび図３Ｂにおいて瞬間「ｔ１」と瞬間「ｔ２」との間に示される。特に図３Ｂにおいて分かるように、後輪１４の操向角度「α」が減少する。

駆動中、アクチュエータ１８の温度は、温度センサ１８によって電子制御ユニットへ通信される。この温度が防止閾値「Ｔ３」を超える場合には、電子ユニットは、ステップ「Ｅ１」を開始して、後輪操向要求を考慮に入れることをやめる。言い換えると、ステップ「Ｅ１」では、走行状態にかかわらず、電子制御ユニットにより送られるカウンター操向指令が任意の他の操向命令に優先する。

好適には、アクチュエータ１８の温度「Ｔ」が警報閾値「Ｔ１」に達していない場合であっても、後輪（１４）がそれらの中立位置に達すると直ぐにステップ「Ｅ２」が開始される。したがって、アクチュエータ１８の温度が再び降下して動作閾値「Ｔ２」を下回ることができる。カウンター操向が低速で行われるため、ドライバーにとっての任意の不都合が殆ど目立たず、また、後輪がそれらの中立位置にとどまるため、車両の動作が殆ど影響されない。

実際に温度「Ｔ」が再び降下して動作閾値「Ｔ２」を下回った場合には、最終的な動作再開ステップ「Ｅ４」においてアクチュエータ１８の動作が再開され、その後、方法が繰り返される。

しかしながら、温度「Ｔ」が警報閾値「Ｔ１」に達する或いは警報閾値「Ｔ１」を超えるときに後輪１４がその中立位置へ戻らなかった場合には、カウンター操向ステップ「Ｅ１」が中断されて、アクチュエータの動作を停止させるステップ「Ｅ２」が開始され、その結果、後輪１４がそれらの最後の角度操向位置でロックされる。この状況が図３Ｂにおいて瞬間「ｔ２」と瞬間「ｔ３」との間に示される。

その後、ドライバー警報手段および情報手段が作動される。これらの手段は、例えば、後輪１４がそれらの操向位置でロックされること、および、駆動が一時的に低下される場合があることをドライバーに警告するための信号伝達手段である。ドライバーは、必要に応じて、減速すること或いは車両を停止させることを決定してもよい。

動作停止ステップ「Ｅ２」直後に、アクチュエータ温度「Ｔ」が再び降下して動作閾値「Ｔ２」を下回った場合には、アクチュエータ１８の動作を再開するステップ「Ｅ４」が開始される。このとき、後輪１４は依然としてそれらの最後の操向位置でロックされている。

最終ステップ「Ｅ４」と同時に、後輪１４を中立位置へ戻す第３のステップ「Ｅ３」が開始される。この第３のステップ「Ｅ３」中、後輪１４がそれらの中立位置へ向けて移動される。この第３のステップ「Ｅ３」が図３Ｂにおいて瞬間「ｔ３」と瞬間「ｔ４」との間に示される。

このように、この方法は、アクチュエータの動作が停止される前に後輪１４をそれらの中立位置へと戻すことができるようにする。

防止閾値「Ｔ３」の調整に応じて、後輪１４は、それらの操向角度「α」がゼロへの戻りを可能にする限界角度を下回るときに、それらの中立位置へ戻ってもよい。

本方法が後輪１４をそれらの中立位置へ戻すことができるようにしないときであっても、後輪の操向角度「α」は依然としてかなり減少される。したがって、後輪１４はもはやそれらの最大操向位置でロックされ得ない。これは、走行状態によって車両を即座に停止させることができないときに、ドライバーによる車両１０の運転を容易にし得る。

また、本発明に係るこの方法の適用は安価である。これは、この方法が、従来技術の方法と比べ、車両に対する任意の補助的な機器の付加を要さないからである。

Claims (11)

1. 自動車両（１０）の少なくとも１つの車輪（１４）の操向アクチュエータを制御するための方法であって、前記車両（１０）は、
   −中立基準位置の両側にある２つの最大角度操向位置間に旋回動可能に装着される少なくとも１つの操向車輪（１４）と、
   −前記車両（１０）の動作パラメータに基づいて前記中立基準位置に対する前記操向車輪（１４）の操向角度（α）を制御する電気アクチュエータ（１８）と、
   −前記アクチュエータ（１８）の温度（Ｔ）を決定するための手段（２８）と、
   を備え、前記方法が前記アクチュエータ（１８）の動作を完全に停止させるステップ（Ｅ２）を備える、方法において、
   前記方法は、前記アクチュエータ（１８）の温度（Ｔ）が特定の防止閾値（Ｔ３）以上の場合に開始されるカウンター操向ステップ（Ｅ１）を備え、このステップ中に、前記操向車輪（１４）がその中立位置へ向けて前記アクチュエータ（１８）により移動されることを特徴とする方法。
2. 前記カウンター操向ステップ（Ｅ１）において、前記後輪（１４）は、通常の動作における旋回動速度を下回る旋回動速度で中立位置へ戻されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記カウンター操向ステップ（Ｅ１）では、前記操向車輪（１４）をカウンター操向させるための指令が任意の他の操向命令に優先することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。
4. 前記アクチュエータの動作を停止させる前記ステップ（Ｅ２）は、前記操向車輪（１４）がその中立位置に戻されると直ぐに、最初の前記カウンター操向ステップ（Ｅ１）の終わりに開始されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記アクチュエータ（１８）の温度（Ｔ）が警報閾値（Ｔ１）に達する場合には、前記カウンター操向ステップ（Ｅ１）が中断されて前記動作停止ステップ（Ｅ２）が開始されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記防止閾値（Ｔ３）が前記警報閾値（Ｔ１）を下回ることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記方法は、前記アクチュエータ（１８）の動作を再開させるステップ（Ｅ４）を備え、このステップは、前記アクチュエータ（１８）の温度（Ｔ）が再び降下して動作閾値（Ｔ２）を下回った場合に前記動作停止ステップ（Ｅ２）の直後に開始されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記防止閾値（Ｔ２）が前記警報閾値（Ｔ３）を下回ることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 車輪（１４）がその中立位置に戻らなかったときに前記動作停止ステップ（Ｅ２）が開始される場合には、ドライバー警報手段および情報手段が作動されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記操向車輪（１４）の旋回動が前記アクチュエータ（１８）のみによって制御されることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記車両（１０）は、前記アクチュエータ（１８）によって制御されて前記車両（１０）の後部に配置される２つの操向車輪（１４）を含む４つの車輪（１２，１４）を備えることを特徴とする請求項１０に記載の方法。

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