(57)【要約】  車両用油圧サーボ-支援操舵システムのために、個別に測定された実際のバルブ特性曲線が格付されて記憶され、これに対応して、コンバータの磁気アクチュエータのための励磁特性曲線が与えられ、予め定義された目標バルブ特性曲線からの偏差を補償するために格付する様に組み合わせることができ、そのような油圧サーボ支援操舵システムの試験方法が提供され、前記サーボアクチュエータの負荷圧力は入力操舵トルクの関数として、かつ速度に応答するようにして影響され、速度に応答した影響は電気油圧式コンバータによって有効にされ、その励磁は誤差の補正に関して速度に応答した定義に重ね合わせるように調整することができる。
2005509559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用の油圧サーボ支援操舵システムであって、油圧操舵バルブを有しており、この油圧操作バルブを介してトルクの関数として、そしてこれに重ね合わせて制御装置を介して操舵力支援サーボアクチュエータの油圧作動が速度の関数として制御され、かつその作動において電気油圧式コンバータと協働し、前記操舵バルブは、この操舵システムの目標旋回挙動に対応する目標バルブ特性曲線を有しており、前記電気油圧式コンバータの作動磁石によって前記目標バルブ特性曲線に向けて励磁される油圧サーボ支援操舵システムにおいて、
前記作動磁石(１６)には複数の励磁特性曲線（２５、２６）が割り当てられており、
目標操舵挙動に対応する目標バルブ特性曲線からの実際のバルブ特性曲線の偏差を修正する一つの励磁特性曲線を結びつけることができることを特徴とする油圧サーボ支援操舵システム。
【請求項２】
前記作動磁石(１６)に割り当てられる前記励磁特性曲線は、準備完了状態に保たれ、あるいは制御装置によって記憶されることを特徴とする請求項１に記載の油圧サーボ支援操舵システム。
【請求項３】
前記作動磁石(１６）に割り当てられる前記励磁特性曲線は、準備完了状態に保たれ、あるいは前記磁気アクチュエータによって記憶されていることを特徴とする請求項１に記載の油圧サーボ支援操舵システム。
【請求項４】
準備完了状態に保たれおよび／または前記制御装置あるいは前記コンバータに記憶された前記励磁特性曲線がアダプタ（２７）に割り当てられることを特徴とする請求項２あるいは３に記載の油圧サーボ支援操舵システム。
【請求項５】
前記アダプタ（２７）が前記作動磁石(１６)に割り当てられていることを特徴とする請求項３あるいは４に記載の油圧サーボ支援操舵システム。
【請求項６】
前記操舵バルブ（３）の実際のバルブ特性が、特に前記操舵バルブ(３)の目標バルブ特性曲線からの偏差について格付されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の油圧サーボ支援操舵システム。
【請求項７】
前記作動磁石(１６)の励磁特性曲線が格付されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の油圧サーボ支援操舵システム。
【請求項８】
前記実際のバルブ特性曲線の格付値およびこれらに対応する前記励磁特性曲線が互いに組み合わされることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の油圧サーボ支援操舵システム。
【請求項９】
前記実際のバルブ特性曲線の格付値および対応して補正された励磁特性曲線が、それぞれ、操舵バルブ（３）あるいはコンバータ(９)あるいは制御装置(１０)に記憶されて割り当てられ、前記取付けの間に活性化することができるとともに互いに呼び出すことができるように組み合されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の油圧サーボ支援操舵システム。
【請求項１０】
前記励磁特性曲線がデジタルに記憶されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の油圧サーボ支援操舵システム。
【請求項１１】
前記励磁特性曲線が接続可能なハードウェア構造によって変更できることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の油圧サーボ支援操舵システム。
【請求項１２】
油圧サーボ支援操舵システムのための、特にそのような車両用サーボ操舵システムの目標操舵挙動からの、製造公差によって誘発された偏差を補償するための調整方法であって、サーボアクチュエータの油圧圧力負荷が操舵バルブを介して実行され、それによって目標バルブ特性曲線に対応する負荷圧力が調整され、その圧力は、入力操舵トルクの関数として定義されるとともに、これに重ね合わされて、電気油圧式コンバータにより車速の関数として、前記車速は特に制御装置において入力変数として処理され、前記コンバータには車速に対応する電流強度が作用する調整方法において、
予め定められた移動速度に基づいて、実際のバルブ特性カーブに対応する前記負荷圧力は、前記コンバータを介して流れる電流の電流強度を変化させることにより、目標負荷圧力に等しくされ、
かつ対応する較正が前記コンバータの速度に応答した励磁に関連して実行されることを特徴とする調整方法。
【請求項１３】
前記実際のバルブ特性曲線および前記目標バルブ特性曲線は、予め定められた移動速度に基づいて等しくされることを特徴とする請求項１２に記載の試験方法。
【請求項１４】
前記実際のバルブ特性曲線および前記目標バルブ特性曲線は、予め定められた複数の移動速度に基づいて等しくされることを特徴とする請求項１２に記載の試験方法。
【請求項１５】
前記速度に応じた励磁の較正が前記制御装置側において実行されることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載した試験方法。
【請求項１６】
前記速度に応じた励磁の較正が前記コンバータ側において実行されることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれかに記載した試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に記載の車両用油圧サーボ支援操舵システム、および請求項１２の前文に記載のそのような操舵システムの調整方法に関し、より詳しくは、そのような車両用サーボ操舵システムの目標旋回挙動に対して製造誤差によって生じる偏差を補償する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述したタイプのサーボ支援操舵システムは、例えばドイツ国特許公開公報ＤＥ４２２０６２４Ａ１によって公知である。このようなシステムにおいては、操舵力を支援するサーボアクチュエータのトルク応答動作は、回転スライドバルブの形の油圧操舵バルブによって制御される。この目的のため、回転スライドバルブの回転スライダは、ステアリングシャフトによって形成される入力要素と一体に回転するようにこの入力要素に堅固に接続されている。また、この入力要素は、捩りばね介して操舵機構に接続された出力素子に対し、限られた回転角度においてかつそのトルクに応答して回転するように接続されている。また、この出力素子は、翻って、回転スライダと同軸であるとともに回転スライダに対して相対回転可能な制御ブッシュに対し、相対回転しないように取り付けられている。回転スライダに対する制御ブッシュのトルクに応答した相対回転により、これらを断面で見たときの対応する部分の重なり角度が変化し、したがってサーボアクチュエータへの供給および排出のための開口断面積が変化する。
【０００３】
この捩りばねを介したトルク支援においては、速度に応答したトルクが重ね合わされるようになっている。このため、入力要素および回転スライダに対して相対回転はしないが軸線方向には変位できるように堅固に支持されるとともに制御ブッシュの軸線方向にばね負荷されている反力ピストンが、制御ブッシュの端部に対してその軸線方向に作用するようになっている。制御ブッシュおよび反力ピストンの互いに対向する端部は反対方向に傾斜する変位表面を有しており、かつそれらの間には転動体が設けられている。そして、回転スライダあるいは入力要素に対して制御ブッシュがトルクに応じて回転すると、この転動体がこの変位表面上に乗り上がり、その結果として反力ピストンが制御ブッシュ上においてばね負荷力に抗してばね負荷方向に変位する。
【０００４】
このばねを収容しているチャンバは、圧力チャンバとして設計されるとともに、油圧回路の高圧側に接続されており、制御ブッシュの軸線方向において反力ピストンに圧力を負荷してばね負荷力を支援し、この圧力が増加するにつれて入力要素と出力要素との間のトルク支援が回転方向により硬くなるようになっている。この反力チャンバに供給される圧力は、油圧バルブ構造に作用する作動磁石を有した電気油圧コンバータを介して速度の関数として制御される。
【０００５】
このタイプの操舵バルブは、速度がゼロに近いとき、例えば駐車するときに必要な最大サーボアクション状態に対応する初期位置を有している。この状態から出発して、ばね負荷力と同じ方向において反力ピストンに圧力負荷が上乗せされる結果、操舵力は速度の増加と共に回転方向により重くなり、操舵のためにより大きな入力トルクが必要となる。
【０００６】
ドイツ国特許公報ＤＥ４２０１３１１Ｃ１が開示しているサーボ支援操舵システムは、同一の基本構造を有してはいるが、その操舵バルブの初期位置は例えば高い速度において意図される最小サーボアクションの状態に対応しており、回転方向に適度に重い操舵システムによって明確でない操舵感覚を防止するとともに路面から改良されたフィードバックが得られるようになっている。この反力ピストンには速度の関数としての圧力がばね負荷力とは反対方向に負荷されており、ばね負荷されている反力ピストンに圧力を負荷する結果として捩りばねの剛性が減少し、回転方向に柔らかくなるように入力側における操舵トルクの入力が支援されて、速度がゼロに近いときにサーボアクションが高くなるようになっている。
【０００７】
したがって、その初期位置に応じて、操舵システムを調整するために反力ピストンへの圧力負荷を用いることができ、ばね負荷力と同一方向に圧力を負荷することにより速度が増加するに連れて重くなるようにし、あるいはばね負荷力とは反対方向に圧力を負荷することにより、その重くて回転方向に硬いセッティングから出発しつつ、駐車の際に望まれるように速度が減少するにつれて操舵システムが回転方向により軽くなるようにすることができる。
【０００８】
この点に関してはそれぞれの構造設計にかかわりなく、操舵バルブ側において、回転スライダおよび速度に応答して作動する制御要素の結果として、相互に影響する比較的長い機能の連鎖がもたらされ、個々の機能要素の試験および調整にかかわりなく、特に大量生産の場面において誤差が生じ、各バルブ特性曲線のばらつきに至り、同一装備レベルの自動車において目立つことになる異なった操舵感触を与える。
【０００９】
そのような大量生産におけるばらつきは、特に正常な状態に対する偏差として感知されると、自動車の製造業者ばかりでなくユーザにおいても同様に不満足なものとなる。
【００１０】
操舵機構をそっくりそのまま車体上で点検することは我慢できる範囲の労力によってかろうじて可能であり、特に油圧部品へのアクセスは分解することなしには実行できないから、個々の部品を試験するためには特定の調整装置に戻す必要がある。それらの助けにより、電気油圧式のコンバータは、コンバータ特性曲線に対する機械的な介入によって調整されるが、このコンバータ特性曲線は操舵バルブの目標特性曲線に最も良く対応しているから、コンバータの有効コイル電流に基づいた反力圧力、すなわち反力ピストンによって部分的に仕切られた反力チャンバ内に速度の関数として形成される、目標バルブ特性曲線によって示されるそれぞれに意図されたサーボアクションに対応する圧力に結びつく。
【００１１】
このタイプの電気油圧式コンバータの較正は、関連する調整装置およびそれに組み合わされる下流側に配置された油圧制御バルブ、特に回転スライドバルブの誤差の影響を受け、それに加えて下流側に配置された操舵機構の誤差が上乗せされる。油圧操舵バルブへの機械的な介入による再調整の意味における、その後の介入の可能性は事実上与えられず、したがって、その後における変更は相当な労力によってようやく可能となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、本発明の目的は、少しの労力によって、特に大量生産において良好に取り扱うことができる、意図する旋回挙動に関連付けられる目標バルブ特性曲線の誤差を限度以下にする方法を示すことにある。さらに本発明の目的は、少しの労力によって、特に大量生産において良好に取り扱うことができる、意図する旋回挙動に関連付けられる目標操舵特性曲線に関する誤差を限度以下にするとともに目標バルブ特性曲線をこの意図する旋回挙動に対応させることができる、最初に言及したタイプの試験方法を示すことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によると、この目的は、請求項１の特徴部分によって達成される。そこにおいては、複数の励磁特性曲線が電気油圧式コンバータに割り当てられるとともに、バルブ特性曲線によって表現される、操舵入力トルクすなわちステアリングホイールを操作するトルクと電気油圧式コンバータによって影響される圧力との間の従属関係が、電流の偏差すなわち実際のバルブ特性曲線の目標バルブ特性曲線からの偏差を最も良く補償するコンバータの適切な励磁特性曲線群から得られる励磁特性曲線を組み合わせることによって、目標バルブ特性曲線からのずれを修正するために用いられる。
【００１４】
本発明の範囲内においては、適切な励磁特性曲線が制御装置あるいはコンバータに割り当てられ、記憶されあるいは実行される。
【００１５】
制御装置への直接的な割り当ては、制御装置から出発して、各励磁特性曲線に基づいてコンバータを即座に励磁する可能性をもたらす。コンバータへの割り当ては、コンバータから出発して、制御装置あるいはコンバータ側において予め定められている電流強度を有した励磁特性を呼び出し、制御装置によって修正する可能性をもたらす。この目的のために、コンバータは、例えば適切に配置されたアダプタの形の割り当てられたハードウェアとなることができる。接続しあるいは切り離すことができる抵抗または抵抗ネットワークが、配置のために適切である。
【００１６】
本発明による好ましい解決策は、油圧操舵バルブを、その測定された実際のバルブ特性曲線における予め定められた目標バルブ特性曲線からの偏差レベルを格付するととともに、コンバータ側に与えられた励磁特性曲線群に基づいて、各目標バルブ特性曲線に対して最良のアプローチをもたらす割当てを決めることにある。測定された実際のバルブ特性曲線における目標バルブ特性曲線からの偏差が通常存在する範囲に基づいて、それぞれがいずれの場合においても目標バルブ特性曲線からの格付された偏差範囲をカバーする一連の励磁特性曲線が予め定義され、その結果、コンバータのための適正な励磁特性曲線によって各目標バルブ特性曲線からの偏差範囲が偏差限界に至るまで各区分毎にカバーされて、組み合わせの格付が可能となり、目標バルブ特性曲線からのそれぞれ測定された偏差の広範囲にわたる補償に結びつき、その結果として実質的に偏差の範囲を狭くする。
【００１７】
目標バルブ特性曲線からの操舵バルブ側の偏差の格付は、いずれの場合においても測定によって決定されるが、本発明の範囲内においては記憶されて操舵バルブに割り当てられ、車両への操舵バルブの取り付けおよび通常は車両側に設けられている制御装置への電気的な接続に続いて、それぞれ格付された特性カーブの組み合わせは自動的な方法で自動的に実行することができる。
【００１８】
このことは、また、励磁特性曲線のハードウェア、例えばコンバータへのアダプタプラグに予め定義する割当ての場合において、実際のバルブ特性曲線に関連する格付信号を供給することによって、対応する励磁特性曲線に割り当てられたハードウェア構成が起動される。
【００１９】
第２に、この目的は、予め定義された車速に基づいて、アクチュエータに流れている電流の電流強度を変えることにより、実際のバルブ特性曲線に対応する負荷圧力が目標負荷圧力に等しくされるとともに、対応する較正がアクチュエータの速度に応答した励磁により実行される本発明の試験方法によって達成される。
【００２０】
本発明によれば、この同等化は速度の関数として予め定義された一つ若しくは複数の目標バルブ特性曲線に基づいて実行することができ、かつ各バルブ特性曲線については、一つ若しくは複数の点において、ある点における実際のバルブ特性曲線の目標バルブ特性曲線への同等化が、実質的に同じ方向に延びている特性曲線をわずかにオフセットさせることを考慮すると、一般に適切であることが立証されるとともに存在している残留偏差を許容できる範囲の近似に結びつく。
【００２１】
操舵バルブおよび関連する油圧コンバータが一つの試験ユニットとして処理されるときには、車速、入力ステアリングトルクおよび電気抵抗を座標とするコンバータ特性マップのコンバータ側に記憶されている、制御装置によって予め定義されたコンバータの励磁は、目標旋回挙動が達成されるようにして、すなわち予め定義されている励磁を適切に変更することにより、目標バルブ特性曲線に対応する負荷圧力が達成されるようにして、入力ステアリングトルクの関数としてかつ速度に基づいて変更することができる。しかしながら、この手順の場合に必要とされる入力ステアリングトルクの測定は、ある程度の労力を必然的に伴う。
【００２２】
バルブ特性曲線が油圧特性カーブと電気特性カーブとの重ね合わせであり、かつ油圧特性カーブが誤差を有したバルブ部品の機械的な設計によって予め定義されていると考えられる場合には、単純化された手順が本発明の範囲において与えられる。電気特性曲線は、コンバータを励磁することの結果として移動速度に応答する特性曲線として見ることができる。もし、電気油圧式コンバータを有した操舵バルブを備えている試験ユニットに基づいて、目標操舵特性曲線に対応するバルブ特性曲線に沿って移動するときに移動速度に対して与えられたステアリングトルクに基づいてコンバータ電流が記憶されると、コンバータの励磁特性曲線は、試験ユニットに関連して与えられた機械的な誤差の効果を考慮に入れた修正要素をすでに含んでいる。したがって、トルク測定の必要性が免除され、目標バルブ特性曲線に密接に接近する圧力負荷に結びつく。
【００２３】
この相関関係は、目標バルブ特性曲線が移動速度においてより正確に移動されるほどより完全になり、この精度は、速度に応答した目標バルブ特性曲線に基づいて、より大きいの数の点が目標バルブ特性曲線上に移動されるほどより高くなる。
【００２４】
当面効果的な調整方法のための、本発明の範囲内において特に好都合で好ましい解決案は、目標バルブ特性曲線の主に相当する形およびそれに関連した、誤差によって誘発された実際の特性曲線に基づいて、励磁の各点毎に決定された修正値に基づく修正が、対応する目標バルブ特性曲線への実際の特性曲線の適合に広範囲の改良をもたらし、その結果、残っている、誤差によって誘発された偏差が実際に旋回挙動においてはもはや偏差として目立つことがないという前提の下に、速度に対応した目標バルブ特性曲線の大きく対応する特性およびこの目的のためにそれぞれ与えられている誤差によって誘発された実際の特性曲線を利用することと、この点から出発して、入力ステアリングトルクの一つ若しくは複数の調整点における同等化に関して試験および調整方法を制限すること、かつ各調整点に基づいて、この点においてコンバータの励磁を変えることによって相当する同等化をもたらすことにある。
【００２５】
本発明のさらなる詳細および特徴は、請求の範囲から明らかになる。さらに本発明は、より詳細な例示的実施例およびいくつかのグラフを用いつつ、以下に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は、車両用サーボ支援操舵システムの重要な部分を模式的に示す全体図であるが、車両およびこの操舵システムが作用する操舵車輪は示されていない。参照符号１はステアリングホイールを表わしており、ステアリングホイールを介して入力トルクとしての操舵命令が運転者によって入力される。これらの操舵命令は、多関節操舵シャフト２を介して、例えば回転スライドバルブの形態の油圧操舵バルブ３に伝達され、油圧操舵バルブ３はトルクの関数としてサーボアクチュエータ４を駆動する。サーボアクチュエータ４を介して、ステアリングホイール１に及ぼされて操舵機構５を介して伝達される操舵力は、予め定義されたパラメータの関数として、例えばトルクおよび速度の関数として、支援するように調整される。
【００２７】
図１に記載した構成における操舵機構５は、ラックアンドピニオン操舵システムとして設計されている。サーボアクチュエータ４は、図示されない操舵車輪間で車両の横方向に延びるラックの方向に、ピストンアクチュエータとして延びている。このラックは、油圧式でトルクに応答して動作する操舵バルブ３の出力素子に接続されたピニオンと噛み合っている。
【００２８】
油圧は、操舵バルブ３を介してサーボアクチュエータ４に至る油圧供給回路８にオイルリザーバ７と共に配置されており、加圧オイルポンプ６を介して供給されるようになっている。
【００２９】
操舵バルブ３には電気油圧式コンバータ９が割り当てられており、それによって操舵バルブ３の速度に応答する油圧負荷が実行され、トルクに応答した油圧負荷に重ね合わされる。このコンバータ９は、図２に模式図として示したように油圧制御バルブ１７およびこれに作用する作動磁石１６を備えており、かつ図１の全体図に示したように制御装置１０に接続されている。制御装置１０は、タコメータ１１、特に電子タコメータによって記録された移動速度Ｖをコンバータ９の作動磁石１６のための作動信号に変換する。
【００３０】
この点に関する機能は、例えばＤＥ４２２０６２４Ａ１から採用することができるが、バルブ３は回転スライドバルブとして構成可能であり、コンバータ９によって速度の関数として調整されてサーボアクチュエータ４に負荷される圧力Ｐが入力トルクＭに対してプロットされている図３に描かれているように、原則として速度の増加と共にサーボアクションが減少するように、サーボアクチュエータ４のトルクに応答した圧力の供給に対し、速度に応じた動作が重ね合わされる。
【００３１】
図３は、低い速度Ｖminにおいては強いサーボアクションが与えられるとともに、このサーボアクションが最大速度に向かって減少することを示している。その結果、低速度領域、特に駐車するときには操舵反力が大きいにもかかわらず操舵が軽くなって入力トルクは低くなるが、速度が高くなるにつれて操舵力は次第に重くなり、このような運転条件下においては直接的な操舵感が確実なものとなる。
【００３２】
上述した構造においては、回転スライドバルブとしての操舵バルブ３は図示されない公知の基本構造を有しているが、操舵シャフト２と一体に回転するようにこのシャフトに固定されている回転スライダは、限られた範囲内で回転できるように操舵シャフト２に対して捻りばねを介して接続されるとともに、操舵機構５に駆動接続されている制御ブッシュによって囲まれている。操舵バルブの速度に応答した動作によってトルクを重ね合わせることについて、制御ブッシュには、反力ピストンを介してコンバータ９により軸線方向の荷重を負荷することができるが、この反力ピストンは、一体に回転するように回転スライダしたがって入力シャフトに固定されているとともに、制御ブッシュの端部に対向する方向にばね負荷されており、かつ制御ブッシュとの間には変位要素が介装されていて、制御ブッシュに対して反力ピストンが回転すると、それを介して反力ピストンが制御ブッシュによって軸線方向に変位させられるようになっている。
【００３３】
反力ピストンを介して制御ブッシュに軸線方向の力を作用させる機能により、この構造は操舵システムの回転方向の剛性に影響を与えることができる。制御ブッシュと反力ピストンとの間にある変位要素の軸線方向における荷重負荷の増加に伴い、捩りばねを補助するように作用し、したがって入力トルクによる制御ブッシュの回転方向に対抗するトルクが高まるからである。
【００３４】
制御ブッシュの軸線方向において反力ピストンに荷重を負荷する力は、制御ブッシュの軸線方向において反力ピストンに油圧的に荷重を負荷することにより、コンバータによって速度の関数として増加させることができる。このタイプの解決案はＤＥ４２２０６２４Ａ１において知られている。
【００３５】
ＤＥ４２０１３１１Ｃ１から公知の他の解決案においては、構造的に、反力ピストンへの適正なばね荷重負荷により反力ピストンには制御ブッシュに向けた高い軸線方向の付勢力が与えられ、構造的に言うと、より高い速度において意図するところの硬い操舵があらかじめ定義されており、例えば駐車の際には軽い操舵、すなわち高度にサーボ支援された操舵が意図されるときにはコンバータによって制御される油圧荷重負荷により、反力ピストンがばねによって負荷される荷重に抗して変位するようになっている。
【００３６】
ＤＥ４２２０６２４Ａ１によるそのような構造は、本発明の以下の説明における前提となるが、低速度における高度のサーボアクションに対応して、圧力による荷重負荷は磁気アクチュエータ１６の適切に高度な励磁によりコンバータ９によって予め定められている。したがって、このことはまた、励磁が失われるとサーボアクションが省略され、したがって危険な速度範囲においては、通常の硬い旋回挙動が実質的に維持されることを意味している。
【００３７】
図３の模式的な図解においては、入力トルクＭの関数として負荷される作動圧力Ｐが、各ケースにおいて一定の速度に基づいた設定バルブ特性曲線として定められているが、ゼロ近傍の最小速度Ｖminにおいては高度のサーボ支援によって駐車の際に容易な操舵が実行されるように高度のサーボアクションがもたらされるが、最大速度Ｖmaxに向かって操舵が次第に重くなることを表している。
【００３８】
図４は、高度に模式的にかつ図３と同様に、それぞれの速度に応じてコンバータを励磁したときにおける各ケース毎のバルブ特性の曲線形状を示している。この励磁は、駐車範囲においてはＩmaxと最も大きく、最大速度範囲Ｖmaxに対応するＩminに向かって減少し、上述した初期状態に基づいてサーボアクションは減少する。
【００３９】
速度に応答した変化は、入力トルクＭに対応するサーボアクションを示している図３および図４から明らかなように、作動磁石１６の適切な励磁によってもたらされるが、この作動磁石１６は、コンバータ９に割り当てられるとともに、配線１３および配線１４によって制御装置１０に接続されており、かつコイル１２および鉄心１８を貫通するアーマチュア１５を有していて、作動磁石１６が励磁されないときにはバルブ１７が開くようにばね１９によって荷重が負荷されている。
【００４０】
作動磁石１６の基本的に速度に応答する励磁は、本発明においては、特に操舵バルブ３の誤差に起因した偏差および、これに起因して旋回時の挙動に生じる図５に模式的に示したばらつきを補償するために用いられる。なお、図５においては、図４に対応して参照符号２０が目標バルブ特性曲線を表わしているが、参照符号２１は目標バルブ特性曲線２０に対応するとともにバルブ組み立ての結果としてテストベンチにおいて記録された実際のバルブ特性曲線を示している。矢印２２は、実際のバルブ特性曲線２１と目標バルブ特性曲線２０との間の偏差を補正するために必要な修正を示している。
【００４１】
この目的のため、図６および図７は本発明の範囲内における２つの可能性を示している。すなわち図６において、励磁、言い換えると速度に対する電流強度の全体的な増加を矢印２２で示した偏差に基づいて実行することである。
ここで、図５における実際のバルブ特性曲線２１は、励磁特性曲線２３に対応しているが、矢印２４で示したように励磁を増加させることによって励磁特性曲線２５に移動する。ここで、励磁特性曲線２５は、図５に示した目標バルブ特性曲線２０およびこれに基づいた圧力変化に対して、実際のバルブ特性曲線２１が、平均的に、最も近づくように選択される。そのような全体的な増加は、例えば制御装置によってもたらされる電流の適切な増加によって、あるいは作動磁石のコイル１２を通って流れる電流の適正な増加によって、例えばコイル１２に並列に設けられた少なくとも一つの抵抗を切り離すことよって、ハードウェアにより達成することができる。
【００４２】
図７は、特性マップを用いた作動のさらなる可能性を示しているが、いずれの場合においても、その励磁特性曲線のうち、最良の方法で測定された実際の作動状態を電流強度の変化によって所望の目標状態に適合させるために適した特性曲線が起動される。
【００４３】
実際的な手順として、操舵バルブ３およびコンバータ９を備えたユニットのベンチ試験結果を実際のバルブ特性曲線として記録するために、予め定められている目標バルブ特性曲線からの偏差レベルについて格付するとともに、各組立体ユニットの格付を一緒にし、特にそれらを呼び出すことができるように一緒にすることが好都合である。選択された格付に応じて、便宜的には制御装置によりあるいは作動磁石１６により、それぞれの格付に対応して、修正のための励磁との組み合わせに至るその装置のレベルが与えられる。操舵システムを組み立てる間に、各車両において操舵バルブに取り付けられて適切に接続されるならば、この組み合わせは好ましくは自動的に実行される。
【００４４】
接続の間、格付の結果は、例えば図２に模式的に示したメモリモジュール２８に記憶されるとともに、制御装置１０に伝達され、あるいは電流強度の適正な適合がアダプタ２７によって実施される場合にはアダプタ２７に伝達される。
【００４５】
油圧的に作動する車両用サーボ操舵システムのための、試験に基づいて修正しかつ誤差に基づいて修正する調整方法に関する以下の記述は、例えばＤＥ４２２０６２４Ａ１に開示されているそのようなサーボ操舵システムの構造に関連している。なお、この構造において設けられている操舵バルブは回転スライドバルブであり、サーボアクチュエータが作動するときに位置決めされる。そして、サーボアクチュエータへの圧力の供給は、入力操舵トルクの関数として、トルクの関数として、さらにこれに重ね合わせて速度の関数として、特に速度が増加するにつれてサーボアクションが減少するようにして供給される。速度に応答した圧力要素は、速度の関数として励磁される電気油圧式コンバータにより与えられる。
【００４６】
操舵バルブについては、例えば上述したＤＥ４２２０６２４Ａ１およびＤＥ４２０１３１１Ｃ１に示されているような様々な設計が可能である。１番目に挙げた文献において、速度に応答する圧力要素は、速度の上昇に応答して励磁を増すことにより、例えば駐車速度範囲のような低い速度においては基本的かつ機械的に柔らかい操舵を、速度の上昇に応答して電気油圧式コンバータによる加圧を増加させることによって硬くするために用いられる。２番目に挙げたＤＥ４２０１３１１Ｃ１においては、その方法が反対であり、機械的かつ基本的に固い設定を与えるとともに、駐車速度のような低い速度範囲においては電気油圧式コンバータを介して与える圧力要素によって操舵を柔らかくし、高い速度に向かって操舵を硬くするために電気油圧式コンバータを介して与える圧力要素を減少させる。
【００４７】
図９に示した概略図はそのような解決案から出発しており、図８における図示に対応して、速度に応答したバルブ特性曲線、すなわち速度に応答した励磁条件が割り当てられており、励磁が最小のバルブ特性曲線が最大速度のバルブ特性曲線に対応していて、逆の場合も同様である。
【００４８】
本発明による試験および調整方法においては、図１１の図表に示すとともに以下に説明するが、それぞれ予め定められた操舵特性曲線に対応している（理論的な）目標バルブ特性曲線（図８）からのずれによって誘起された偏差を修正するための出発点として、電気油圧式コンバータの速度に応答した励磁が用いられる。サーボアクチュエータの所定の（理論上の）荷重負荷圧力Ｐ１は、予め定められている移動速度Ｖ１および入力操舵トルクＭ１に基づいて、コンバータ電流の修正によって偏差を補正するための目標値として認識される。
【００４９】
図８は、車速Ｖ１に基づいて与えられる目標バルブ特性曲線Ｖ１に関連させて、点線によって模式的に上述した誤差に由来する実際のバルブ特性曲線Ｖ１’を示しており、これにより同一の入力ステアリングトルクに対する負荷圧力Ｐ１’が得られる。
【００５０】
図９は、目標値カーブ、すなわち図８の（理論上の）目標バルブ特性曲線に対応するバルブ特性曲線を各速度に関連づけた励磁条件と共に示しており、これらの特性曲線のうちの一つが図８における目標バルブ特性曲線Ｖ１に対応して符号Ｉ１で示されている。この図から明らかなように、負荷圧力Ｐは、速度に対応するコンバータの励磁および入力ステアリングトルクの関数として変化する。
【００５１】
図１０は、同一の入力ステアリングトルクに対し、電流強度を変えることによって負荷圧力Ｐを変化させることができることを示している。したがって、誤差によって誘起される負荷圧力のＰ１からＰ１’への変化は、目標バルブ特性曲線Ｖ１に対応する励磁Ｉ１にかかわらず、図１０に示した図解に基づいてコンバータの励磁を変え、電流強度Ｉ１を目標バルブ特性曲線Ｖ１に対応する電流強度Ｉ１より高くて偏差を補償するために圧力負荷をＰ１’からＰ１へと導く電流強度Ｉcorに引き上げることによって補償することができる。
【００５２】
したがって、コンバータを流れる電流は、個々に定められた車速および予め定義された入力ステアリングトルクがフィードバックされると、それによって理論的な目標値、すなわち目標バルブ特性曲線に対応するサーボアクチュエータの圧力負荷を少なくとも良好な近似において達成できるような作動変数を形成する。
【００５３】
移動速度に基づいた適正な補正は、任意の所望速度において記憶することができる。そして、この試験方法においては、コンバータ電流が目標バルブ特性曲線に基づいて移動速度の関数として動的に記憶されて、入力操舵トルクの関数として与えられる機械油圧的な実際の特性曲線に励磁特性曲線を重ね合わせる際に理論的な目標特性曲線に対する正確な近似が達成されるようになっている。
【００５４】
補正された励磁値の適正な記憶は、制御装置において実行することもできるしコンバータに割り当てることもできるが、後者は本発明による有利な解決案を表している。すなわち、コンバータを有した操舵バルブを備えるユニットにおいては、制御装置により予め定義された個々の励磁にかかわりなく、この励磁をコンバータによって個別に適合させることができるからである。また、コンバータ側に記憶されるとともに事前の設定に基づいた補正により、標準化された自動車側における制御装置の事前の設定およびこの事前の設定に基づいて個々の試験ユニットにおいて生じる不正確さの補償が可能となり、したがってテストしたユニットを車両に取り付けるときにこのことを直接考慮することができる。コンバータに関して組み合わされた適正な補正値は、車両における接続によって制御装置にダウンロードして、コンバータの「補正された」励磁を制御装置を直接介して達成することができる。
【００５５】
極端な場合においては、本発明の調整および試験方法はまた、予め定義された速度に関する単一の測定点における作動およびこの測定点に関して実施されるべき電気油圧式コンバータの励磁における補正された変化の個別のバルブ特性曲線に対する伝達を可能となる。速度に応答したカーブの形、特にカーブの湾曲が原理的に操舵バルブの機械油圧的な挙動によってあらかじめ定義され、かつ誤差によって誘起された偏差が比較的小さく、その特性において湾曲の形状に影響しないからである。
【００５６】
しかしながら、ある速度について与えられたバルブ特性曲線に基づいて、理論上のバルブ特性曲線、すなわち個別の目標バルブ特性曲線が良好に満足されるように、複数の測定点を移動させて補間するようにして適正な較正を実行することもまた本発明の範囲内であり、複数のバルブ特性曲線に基づいたこのタイプの手順は好都合である。
【００５７】
すなわち、本発明は、油圧的に作動する車両用サーボ操舵システムのための試験および調整方法を提供する。そこにおいて、サーボアクチュエータの負荷圧力が入力操舵トルクの関数としてかつ速度の関数として影響されるとともに、速度に応じた影響が電気油圧式コンバータを介して実行され、その励磁は誤差の補正に関して速度に応答した設定に重ね合わせるように設定することができ、誤差によって誘起された目標値からの偏差の補償がわずかな労力で可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】油圧式のトルク応答作動弁、および速度に応じた作動のために後者に割り当てられた電気油圧式コンバータを備える、車両のための油圧サーボ支援操舵システムの模式的な全体図。
【図２】きわめて単純化された形で電気油圧式コンバータを示す基礎的な図。
【図３】ステアリングホイール側において予め定義された入力トルクによって速度と関連付けられている各設定バルブ特性曲線から、サーボ支援操舵システムのサーボアクチュエータ上に作用する作動圧力が得られる、図１に記載の車両用油圧サーボ支援操舵システムの特性曲線グラフを模式的に示す図。
【図４】設定バルブ特性曲線に対して各コンバータ励磁が割り当てられた図３に記載したグラフをさらに単純化した模式図。
【図５】図５は、試験ベンチ上における操舵バルブの点検の間に測定されたバルブ特性曲線を、対応する目標バルブ特性曲線に関連させて、図４に対応させて示す図。
【図６】バルブ側あるいはアクチュエータ側において意図される圧力変化（目標バルブ特性曲線）に対応したコンバータの励磁（励磁特性曲線）が速度に対してプロットされている、特性マップを模式的に示す図。
【図７】バルブ側あるいはアクチュエータ側において意図される圧力変化（目標バルブ特性曲線）に対応したコンバータの励磁（励磁特性曲線）が速度に対してプロットされている、特性マップを模式的に示す図。
【図８】関連する速度においてサーボ支援操舵システムのサーボアクチュエータに作用する作動圧力が、理論上の目標値として、操舵輪側において予め定義された入力トルクに対してプロットされている、車両用油圧サーボ支援操舵システムのための特性曲線のグラフを模式的な形で示す図。
【図９】油圧サーボ支援操舵システムの操舵バルブに割り当てられた電気油圧式コンバータのための、図８による速度情報に関連づけられた励磁条件を有する目標バルブ特性曲線を、図８のグラフ図に基づいて速度に応答した方法で示す図。
【図１０】目標バルブ特性曲線にコンバータを励磁することにより操舵バルブを点検するテストベンチの間に修正されたバルブ特性曲線を、バルブ試験ベンチにおいて行われる手順を示すために、図９に対応させてはいるが高度に誇張して示す図。
【図１１】コンバータの誤差補正された励磁特性曲線のテストベンチにおける決定の概略を示すブロック図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年6月25日(2003.6.25)
【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】
車両用の油圧サーボ支援操舵システムであって、
＊  前記油圧サーボ支援操舵システムは油圧操舵バルブを有しており、この油圧操舵バルブを介してトルクの関数として、そしてこれに重ね合わせて制御装置(１０)を介して操舵力支援サーボアクチュエータ（４）の油圧負荷が速度の関数として制御され、かつその作動において電気油圧式コンバータ（９）と協働し、
＊  前記操舵バルブは、操舵システムの目標旋回挙動に対応する目標バルブ特性曲線を有しており、かつ前記電気油圧式コンバータ(９)の作動磁石(１６)によって、目標バルブ特性曲線に向かうように励磁され、
＊  前記作動磁石(１６)には複数の励磁特性曲線（２５、２６）が割り当てられ、
それらのうち、目標とする旋回挙動に対応する目標バルブ特性曲線からの個別の実際のバルブ特性曲線の偏差を修正する励磁特性曲線が結びつけられ、
＊  前記作動磁石(１６)に割り当てられた励磁特性曲線は、前記制御装置あるいは前記コンバータあるいは前記磁気アクチュエータによって記憶される
ことを特徴とする車両用の油圧サーボ支援操舵システム。
【請求項２】
前記作動磁石(１６)に割り当てられた励磁特性曲線が前記制御装置によって記憶されることを特徴とする請求項１に記載の油圧サーボ支援操舵システム。
【請求項３】
前記制御装置あるいは前記コンバータに記憶された前記励磁特性曲線がアダプタ（２７）に割り当てられることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の油圧サーボ支援操舵システム。
【請求項４】
前記アダプタ（２７）が前記作動磁石(１６)に割り当てられていることを特徴とする請求項１あるいは３に記載の油圧サーボ支援操舵システム。
【請求項５】
前記操舵弁(３)の実際のバルブ特性曲線が個別に格付されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の油圧サーボ支援操舵システム。
【請求項６】
前記作動磁石(１６)の励磁特性曲線が、特に目標バルブ特性曲線に対応する励磁特性曲線からの偏差に関して格付されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の油圧サーボ支援操舵システム。
【請求項７】
前記実際のバルブ特性曲線の格付値およびこれらに対応する前記励磁特性曲線が互いに組み合わされることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の油圧サーボ支援操舵システム。
【請求項８】
前記実際のバルブ特性曲線および対応して補正された励磁特性曲線の格付値が、それぞれ、操舵バルブ（３）あるいはコンバータ(９)あるいは制御装置(１０)に割り当てられて記憶され、前記取付けの間に活性化することができるとともに互いに呼び出すことができるように組み合されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の油圧サーボ支援操舵システム。
【請求項９】
前記励磁特性曲線がデジタルに記憶されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の油圧サーボ支援操舵システム。
【請求項１０】
前記励磁特性曲線が接続可能なハードウェア構造によって変更できることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の油圧サーボ支援操舵システム。
【請求項１１】
油圧サーボ支援操舵システムのための、特にそのような車両用サーボ操舵システムの目標操舵挙動からの、製造公差によって誘発された偏差を補償するための調整方法であって、サーボアクチュエータの油圧荷重負荷が操舵バルブを介して実行され、それによって目標バルブ特性曲線に対応する負荷圧力が調整され、その圧力は、入力操舵トルクの関数として定義されるとともに、これに重ね合わされて、電気油圧式コンバータにより車速の関数として、前記速度は特に制御装置において入力変数として処理され、前記コンバータには車速に対応する電流強度が作用する調整方法において、
予め定められた移動速度に基づいて、実際のバルブ特性曲線に対応する前記負荷圧力は、前記コンバータを介して流れる電流の電流強度を変化させることにより、目標負荷圧力に等しくされ、
かつ対応する較正が前記コンバータの速度に応答した励磁に関連して実行されることを特徴とする調整方法。
【請求項１２】
前記実際のバルブ特性曲線および前記目標バルブ特性曲線が予め定められた移動速度に基づいて等しくされることを特徴とする請求項１１に記載の試験方法。
【請求項１３】
前記実際のバルブ特性曲線および前記目標バルブ特性曲線が予め定められた複数の移動速度に基づいて等しくされることを特徴とする請求項１１に記載の試験方法。
【請求項１４】
速度に応答した励磁の較正が前記制御装置側で実行されることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれかに記載の試験方法。
【請求項１５】
速度に応答した励磁の較正がコンバータ側で実行されることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれかに記載の試験方法。
【国際調査報告】
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