JP2021509379A - ローカルトルク及び/又は荷重制御ループの使用により透明性を有するアクチュエータを用いたワイヤ操舵パワーステアリングシステム - Google Patents
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Abstract
Description
F10_mot=F10_set-F10_actual
であることが好ましく、符号+(正)及び−(負)は、ここでは、フィードバック分岐32の補正効果を示すために、単に規則的に選択される。
F10_ref=0
でサーボ制御できるようにする。
R1=T_visc+T_sec
で、「s」は、ラプラスの変数を表す。
X_rackは、ラック13の位置(ここでは、ステアリングケーシング3に沿って並進する直線位置)を指し、
J_rodは、基準点P10の下流に位置する下位レベル機構10の部分の慣性質量を表し、より詳細には、荷重センサ17の下流に位置する下位レベル機構10の部分の慣性質量を表す。典型的には、J_rodは、したがって、タイロッド14、ステアリングナックル16及び操舵輪12によって形成されるサブアセンブリの慣性質量を表すことができる。
T_driverは、運転者がハンドル22に及ぼす外部トルクT_extを指し、
JSWは、基準点P20の下流に位置し、この例ではハンドル22を含み、適切な場合にはハンドル22が取り付けられるステアリングコラム部分を含む、上位レベル機構20の部分の慣性モーメントを指す。
T20_actual=T_driver
であり、T_driverは、例えば、運転者がハンドルに積極的に作用して所望の操舵角に到達又は維持するときにゼロではなく、さもなければ、典型的には車両が直線で走行するときにゼロであると考えることができる。
T20_mot=T20_set−T20_actual
であることが好ましく、符号+(正)及び−(負)は、ここでは、単に規則的に選択され、フィードバック分岐42の補正効果を示す。
T20_ref=0
とする。
ここで、
Δθ=θ22−θ11
k1は(ねじり)弾性剛性を持つ均質な利得であり、
Δθ’=θ’22−θ’11
k2は粘性を持つ均質な利得であり、
第1項k1×Δθはねじり弾性変形トルク成分に対応し、第2項k2×Δθ’は散逸トルク成分に対応する。
F10_ref=0
に下位レベル機構10をサーボ制御することに留意されたい。
Claims (12)
- パワーステアリングシステム(1)は、「下位レベル機構」(10)と呼ばれる第1の機構を備え、
前記下位レベル機構(10)は、
アシストモータ(11)と、
前記アシストモータ(11)がヨー方向において配向させるように作用する操舵輪(12)とを備え、
前記アシストモータ(11)から、「接触部」(12C)と呼ばれる、地面(2)に接触するように構成された前記操舵輪に至る下位レベルの運動連鎖(L10)を定義し、
前記アシストモータ(11)からの荷重と運動が、前記下位レベルの運動連鎖(L10)を介して及び前記下位レベルの運動連鎖(L10)に沿って伝達されるようになっており、
前記パワーステアリングシステム(1)は、
「上位レベル機構」(20)と呼ばれる第2の機構も備えており、
前記上位レベル機構(20)は、ハンドル(22)を備え、
前記ハンドル(22)は、
前記下位レベル機構(10)とのいかなる機械的結合もないものであり、下位レベルの運動連鎖(L10)とは別の上位レベルの運動連鎖(L20)を形成し、
又は、下位レベルの運動連鎖(L10)に対して分岐(L20B)を形成する補助的な前記上位レベルの運動連鎖(L20)を形成するように、連結部材(4)を介して前記下位レベルの運動連鎖(L10)に機械的に連結し、
前記パワーステアリングシステム(1)では、
前記下位レベル機構(10)は、「低ローカルループ」(30)と呼ばれる閉ループによって荷重がサーボ制御され、
前記「低ローカルループ」(30)は、
低ループ入力荷重設定値(F10_set)と呼ばれる入力荷重設定値を定義付けるのを可能にする「低ループ入力分岐」(31)と呼ばれる入力分岐と、
前記下位レベルの運動連鎖(L10)上の前記上位レベルの運動連鎖(L20)の外で、前記アシストモータ(11)の下流で、かつ前記操舵輪(12)の上流における、「低ループ基準点」(P10)と呼ばれる基準点において、前記下位レベルの運動連鎖(L10)によって前記アシストモータ(11)と前記操舵輪(12)との間で伝達される、「実下流側荷重」(F10_actual)と呼ばれる荷重を測定又は推定する、「低ループ入力設定値」(F10_set)と呼ばれる入力荷重設定値を規定する、「低ループフィードバック分岐」(32)と呼ばれるフィードバック分岐とを備えていることを特徴とし、
更に、前記低ループフィードバック分岐(32)は、低ループ入力荷重設定値(F10_set)のフィードバックにおいて前記実下流側荷重(F10_actual)を適用し、前記アシストモータ(11)に適用される低ループ作動設定値(F10_mot)を形成し、これによって、前記実下流側荷重(F10_actual)が、前記低ループ入力荷重設定値(F10_set)に自動的に追従するように構成されている
ことを特徴とするパワーステアリングシステム。 - 請求項1に記載のパワーステアリングシステムにおいて、
前記低ローカルループ(30)は、ゼロ荷重で前記低ローカルループ(30)をサーボ制御することができるように、ゼロ値で入力荷重設定値を表す低ループ入力基準(F10_ref)を導入する前記低ループ入力分岐(31)のサブ分岐(31A)を備える
ことを特徴とするパワーステアリングシステム。 - 請求項1又は2に記載のパワーステアリングシステムにおいて、
前記下位レベルの運動連鎖(L10)は、
前記アシストモータ(11)によって駆動されるラック(13)と、
荷重及び変位を前記操舵輪(12)に伝達するステアリングタイロッド(14)に結合された少なくとも1つの端部(13L)とを備えており、
前記実下流側荷重(F10_actual)が測定又は推定される低ループ基準点(P10)が、前記操舵輪(12)の方向における前記ラック(13)の下流に、例えば、ラック(13F)の端部とステアリングタイロッド(14)との間の接合部に、ステアリングタイロッド(14)上に、又はステアリングタイロッド(14)の下流に位置する
ことを特徴とするパワーステアリングシステム。 - 請求項1〜3のいずれか1つに記載のパワーステアリングシステムにおいて、
前記下位レベルの運動連鎖(L10)は、前記操舵輪(12)を支持し、前記操舵輪の方向軸を実現するステアリングナックル(16)を備えており、
実下流側荷重(F10_actual)が測定又は推定される低ループ基準点(P10)が、前記ステアリングナックル(16)上に位置する
ことを特徴とするパワーステアリングシステム。 - 請求項1〜4のいずれか1つに記載のパワーステアリングシステムにおいて、
前記パワーステアリングシステムは、前記上位レベル機構(20)と前記下位レベル機構(10)との間の任意の機械的連結を伴わない、「ワイヤ操舵ステアリング」に構成されるパワーステアリングシステムを形成する
ことを特徴とするパワーステアリングシステム。 - 請求項1〜5のいずれか1つに記載のパワーステアリングシステムにおいて、
前記上位レベル機構(20)は、
前記ハンドル(22)に加え、
前記下位レベル機構(10)の前記アシストモータ(11)とは別個の補助モータ(21)を備えており、
前記上位レベル機構(20)は、「トップローカルループ」(40)と呼ばれる閉ループによってトルクにおいてサーボ制御され、
前記トップローカルループは、
「トップループ入力分岐」と呼ばれる入力分岐と、
「トップループ入力トルク設定値」(T20_set)と呼ばれる入力トルク設定値と、
「トップループフィードバック分岐」(42)と呼ばれるフィードバック分岐とを規定することを可能にする入力分岐と、
「トップループ基準点」(P20)と呼ばれる基準点において、補助モータ(21)とハンドル(22)との間に位置するトルクである「実運転者トルク」(T20_actual)を前記基準点において表すトルク(T20_actual)を測定又は推定するフィードバック分岐とを備え、
運転者によるトルク(T_driver)は、前記ハンドル(22)を介して、前記上位レベル機構(20)に及ぼされており、
前記トップループフィードバック分岐(42)は、トップループ入力トルク設定値(T20_set)にフィードバックにおいて前記実運転者トルク(T20_actual)を印加し、それによって、前記実運転者トルク(T20_actual)がトップループ入力トルク設定値(T20_set)に自動的に従うように前記補助モータ(21)に印加されるトップループ作動設定値(T20_mot)を形成する
ことを特徴とするパワーステアリングシステム。 - 請求項6に記載のパワーステアリングシステムにおいて、
前記トップローカルループ(40)は、ゼロトルクで前記トップローカルループ(40)をサーボ制御することができるように、ゼロ値で入力トルク設定値を表すトップループ入力基準(T20_ref)を導入する前記トップループ入力分岐のサブ分岐(41A)を備える
ことを特徴とするパワーステアリングシステム。 - 請求項6又は7に記載のパワーステアリングシステムにおいて、
前記上位レベル機構(20)の条件及び下位レベル機構(10)の条件を表すパラメータに従って、一方では、低ローカルループ(30)に印加される低ループ力設定値(F10_dyn)の動的成分を、他方では、トップローカルループ(40)に印加される上位ループトルク設定値(T20_dyn)の動的成分を、別々に生成する、「グローバルコントローラ」(50)と呼ばれるコントローラを備える
ことを特徴とするパワーステアリングシステム。 - 請求項2及び8に記載のパワーステアリングシステムにおいて、
前記低ループ入力荷重設定値(F10_set)は、ゼロ荷重を表す前記低ループ入力基準(F10_ref)と、前記グローバルコントローラ(50)から生じる低ループ荷重設定値(F10_dyn)の動的成分との組み合わせから生じ、好ましくは、代数和から生じる
ことを特徴とするパワーステアリングシステム。 - 請求項7及び8に記載のパワーステアリングシステムにおいて、
前記トップループ入力トルク設定値(T20_set)は、ゼロトルクを表すトップループ入力基準(T20_ref)と、前記グローバルコントローラ(50)から生じるトップループトルク設定値(T20_dyn)の動的成分との組み合わせから生じ、好ましくは代数和から生じる
ことを特徴とするパワーステアリングシステム。 - 請求項6〜10のいずれか1つに記載のパワーステアリングシステムにおいて、
低ループ基準点(P10)で測定又は推定された実下流側荷重(F10_actual)が、「フィードフォワード」(60)と呼ばれる機能によって、低ローカルループ(30)の外側で、トップループ入力トルク設定値(T20_set)を決定するための構成要素として、又は補助モータ(21)に印加されるように意図されたトップループ作動設定値(T20_mot)を決定又は調整するための構成要素としても使用される
ことを特徴とするパワーステアリングシステム。 - 請求項1〜11のいずれか1つに記載のパワーステアリングシステムにおいて、
実下流側荷重(F10_actual)が、最低20Hz、最低25Hz、最低30Hz、更には30Hzを越える帯域幅を有する低ループ基準点(P10)で測定される
ことを特徴とするパワーステアリングシステム。
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