(57)【要約】      （修正有）【課題】好ましくは優れたコスト効率で、なお且つ信頼できる機能と正確な測定を有して製造できるステアリングシステムに対して、そのステアリングシステムに加わるトルクの測定方法を創出する。【解決手段】ステアリング列のトルク測定方法に関し、前記ステアリング列の回転運動を支援する電動機２６の位置センサ２０を通して、各角度信号を測定するステップと、ダイナミックドライブシステム４０における変化の測定と制御を決定するステップと、同時に各角度信号と、ダイナミックドライブシステムにおける変化の測定および制御とを評価するステップと、からなる。【選択図】図１
2008044601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者（１４）によってステアリング列に加えられるトルク測定方法であって、
前記ステアリング列の回転運動を支援する電動機（２６）の位置センサ（２０）を通して、各角度システムを測定するステップと、
ダイナミックドライブシステム（４０）における変化の測定および制御を決定するステップと、
前記各角度信号と、前記ダイナミックドライブシステム（４０）における変化の測定および制御とを評価し、前記加えられるトルクを算出するステップと、を備えることを特徴とするステアリング列のトルク測定方法。
【請求項２】
運転者（１４）によってステアリング列に加えられるトルク測定方法であって、
位置センサによってステアされた各ホイールの位置を測定するステップと、
ダイナミックドライブシステム（４０）の変化の測定を決定し、その変化を制御するステップと、
前記各角度信号と、前記ダイナミックドライブシステム（４０）の変化の測定および制御とを評価し、前記加えられるトルクを算出するステップと、を備えることを特徴とするステアリング列のトルク測定方法。
【請求項３】
前記ステアリング列内に位置センサ（２０）が用いられることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記ステアリング列内にリニアセンサ（１２）が用いられることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項５】
電動機（２６）の位置センサ（２０）が用いられることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項６】
ブラシレスの電動機（２６）が用いられることを特徴とする請求項１または５記載の方法。
【請求項７】
前記トルクを測定する制御ユニット（３２）が提供されることを特徴とする請求項１〜６の何れか一つに記載の方法。
【請求項８】
前記ダイナミックドライブシステム（４０）からのステアリング角度，ヨー率，ラテラル加速度，およびホイール回転速度の一群からなるデータを、制御ユニット３２が受取ることを特徴とする請求項１〜７の何れか一つに記載の方法。
【請求項９】
総輪システム（３４）からの決定済のモーメント分布を、制御ユニット（３２）が受取り続けることを特徴とする請求項１〜８の何れか一つに記載の方法。
【請求項１０】
エンジン制御部（３８）からの決定済のエンジンモーメントを、制御ユニット（３２）が受取り続けることを特徴とする請求項１〜９の何れか一つに記載の方法。
【請求項１１】
ギア制御部（３６）からの決定済の係合されるギアを、制御ユニット（３２）が受取り続けることを特徴とする請求項１〜１０の何れか一つに記載の方法。
【請求項１２】
ステアリングシステムは、各ホイールとステアリングホイールとの間に機械的な連結が存在しないもの（ステアバイワイヤ）であることを特徴とする請求項１〜１１の何れか一つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のステアリングシステムに与えられるトルク測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的なステアリングシステムでは、運転者により作動ユニットを介して、より好ましくはステアリングホイールのねじりによって、操舵可能な各ホイールが操縦される。ステアリングホイールを回転することにより、ラックの変位、言い換えると各ホイールの旋回をもたらす。パワーステアリングでは、運転者の操舵運動が、付加した電動機を通して支援される。ここでの操舵支援は、固有に制御され、若しくは調整されたシステムを通して一般的に行なわれ、車輌速度に応じて当該操舵支援が与えられる。
【０００３】
電動パワーステアリングシステムは、運転者によってステアリングホイールに加えられたステアリングモーメントを測定するために、そのステアリングシステムに割り当てられた個別のトルクセンサを利用している。このトルクセンサは、一般にはトルクを測定するためだけに用いられているが、それだけでなく回転角センサと組み合わせることも可能である。それに加えて、トーションバーのような弾性要素で連結されたステアリングコラムまたはステアリングギアにおける２個のパーツのねじれ角度を介して、トルクを測定する箇所で間接的にトルク測定を行なうことも知られており、前記弾性要素は間接的なトルク測定のために設けられる。さらに、例えば磁気弾性（magneto-elastic）原理に基づき、ステアリング列の構成部において、直接的にトルク測定を行なうことも知られている。
【０００４】
しかしながら、モーメントセンサはそれぞれの場合において、一般にパワーステアリング（ＥＰＡＳシステム）に割り当てられ、適用できるならば、このＥＰＡＳシステムに一体化されることが要求される。
【０００５】
ステアリングシステムにおける制御若しくは調整の概念に依れば、同一の回転方向にステアリングを支援するという点で、運転者のステアリング指令を増幅し、若しくはステアリング角度または別なダイナミック運転パラメータのフィードバックを運転者に付与するために、ステアリングホイールにおける一定トルクを調整するのに、トルク信号が用いられる。
【０００６】
加えて、ステアされ得る各ホイールとステアリングホイールとの間で、機械的な連結が存在しない場合のステアリングシステムが知られている（ステアバイワイヤ）。ここでは、適切な原動機の助力によって、ステアリングホイールの回転角度と回転速度に応じて、各ホイールが旋回される。
【０００７】
前記公知システムの欠点は、使用されるトルクセンサが意匠を凝らしたものとなり、高価になることにある。
【０００８】
加えて、現在の車輌は一般に、車輌の安定性に影響を及ぼすことができるダイナミックドライブシステムを備えている。こうしたダイナミックドライブシステムは、運転者支援のためにデータを連続的に測定している。例えば、スリップ制御や、ブレーキや、運転に関する各安定性システム（ＡＢＳ，ＡＳＣ，ＤＳＣ，ＥＳＰなど）をリンクすることで、一方では運転者を救済するようなアクティブセーフティや運転の快適さを向上させることに成功し、危険な状況下であっても、そうしたシステムが車輌を安全に制御して運転者を助けている。このようなシステムは、ホイールがスピンしたり、横滑りしたり、ブロックする前で、例えばタイヤが接地を失う危険性のある時にのみ、動作状態になる。ホイールセンサは、例えばブレーキ動作の間にホイールがどの程度の速さで回転するのかを監視する。そして、ホイールがブロックしそうになれば、当該ホイールが通常のスリップの下での走行に戻るまでの間に限り、それに対応したホイールブレーキシリンダのブレーキ圧を自動的に減少させる。
【０００９】
ドライブスリップ制御を備えることで、各センサは加速中における運転パワーが最小のスリップで伝達されるのを確実なものとする。アクセルペダルの位置に拘らず、ホイールをスピンすることなしに、現在の運転状況において可能であるような、非常に多くのエンジンパワーだけが許容される。このシステムでは、各センサを通じてホイール速度を感知することで、各ホイールが安全にグリップするかどうかを認識する。仮に、従動する各ホイールがスピンに向かおうとする場合には、エンジンの管理部に制御が連携し、現在のアクセルペダルの位置に関係なく、トルクを減少させる。急な捕えがたい操縦や、突然危険な状況の間に、運転中の安全を高めるために、ダイナミックな安定性制御を備えることで、付加した各センサが更に運転状態を測定する。ＡＢＳを拡張することにより、とりわけカーブでのブレーキ時に、運転中の安全性が増加する。制御システムは、対向する各モーメントを安定化させるために、左右のブレーキ圧の相違量を通して、ＡＢＳ制御閾値の下でブレーキ圧を制御する。さらに、ダイナミックブレーキ管理システムは、運転者のブレーキングを支援し、例えばブレーキ動作を促進することが知られている。
【００１０】
各センサは、個々のホイールの回転速度のみならず、車輛がどの程度の速さでその標準軸の周りを回転するのかを示すヨー率と、カーブ率と速度に対する次元としてのラテラル加速度と、望ましい方向を示すステアリング角度と、運転者によりペダルを介して力が加えられるブレーキ圧とを測定する。上述した実施形態は、単に例示的に理解されなければならず、運転のダイナミックデータは別なシステムからも測定され、また利用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで本発明の目的は、好ましくは優れたコスト効率で、なお且つ信頼できる機能と正確な測定を有して製造できるステアリングシステムに対して、そのステアリングシステムに加わるトルクの測定方法を創出することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は、本発明に基づき、
−前記ステアリング列の回転運動を支援する電動機の位置センサを通して、ステアされる各ホイールの位置を測定するステップと、
−ダイナミックドライブシステムの変化の測定および制御を決定するステップと、
−前記各角度信号と、前記ダイナミックドライブシステムにおける変化の測定および制御とを評価し、前記加えられるトルクの値を算出するステップと、
からなる方法ステップを備えた運転者によってステアリング列に加えられるトルク測定方法で解決される。
【００１３】
したがって、上記方法を用いると、上述した用途のために明示的に与えられるトルクセンサを用いることなく、ステアリング列に加わるトルクを測定することが可能になる。高価であると共に、追加部品としてスペースを必要とするトルクセンサを、省略することができる。加えて、通常はステアリングコラムまたはステアリングギアに一体的に設けられるステアリング角度センサを、廃止することができる。本発明に依れば、運転原動力（drive dynamics）のためだけに測定された現在までのデータから、第１の時間中の値が導出され、この運転原動力はステアリングシステムに対して重要であり、当該ステアリングシステムによって変換することができる。
【００１４】
換言すると、本発明は例として、ステアリング列の回旋すなわち各ホイールを旋回させるラックの移動を支援し、とりあえず入手可能な電動機が、一体に備えた近接スイッチにより、正確な位置を常に測定できるという現実を利用している。原理的には、例えばブラシレスの電動機のような近接センサを含む全ての電動機が、本発明に基づく方法に適合する。代替例として、ステア（操舵）される各ホイールの位置を、ステアリング列内の角度センサまたはステアリングギア内のリニアセンサで測定することも可能である。
【００１５】
本発明は、トルクセンサを有しない電動パワーステアリングの概略図を示す添付の一図面によって、より詳細に説明される。ここに示す例示的な実施形態は、単に一例として意図したものに過ぎず、本発明を制限することを意図してはいない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
それぞれの対応する凡例から理解できるように、図示した各構成部の間で、構造的な連結や、信号の流れや、力の流れや、エネルギーの流れが可能となっている。システムの境界と、サブシステムの境界が、異なる線の強さで示されている。
【００１７】
運転者１４は、ステアリングコラム１６を介して、ステアリングギア（操舵装置）１８にステアリングモーメントを加えている。ステアリングギア１８はピニオン２２を備え、このピニオン２２を介してラック１０にステアリングモーメントを伝達する。オプションで、例えばＰＬＣＤ（Permanent Linear Contactless Displacement：永久磁石式リニア非接触変位）センサシステムとしてのラック位置センサ１２を、ラック１０上に配置することができる。当該ラック位置センサ１２は、好ましくはラックハウジングのような固定された構成部に対して、ラック１０の位置を測定する。
【００１８】
ステアリングモーメントは減速装置２４によって支援され、減速装置２４は電動機２６によって駆動される。ステアリング列の回転を支援し、すなわち各ホイール（車輪）を旋回させるラックの移動を支援する電動機２６は、位置センサ（角度センサ）２０を含んで構成され、この位置センサ２０から各ホイールの現在位置を推定することができる。
【００１９】
位置センサ１２，２０により測定された各値は、制御ユニット３２に伝送される。電動機２６は、制御ユニット３２を介して制御される。言い換えると、制御ユニット３２は、減速装置２４に対する特に最適な支援モーメントを決定する。
【００２０】
図示した例示的な実施形態では、ダイナミックドライブシステム４０によりそれぞれ決定されたステアリング角度，ヨー率，ラテラル加速度，ホイール回転速度と同様に、総輪システム３４における決定済のモーメント分布と、ギア制御部３６の係合される決定済のギアと、エンジン制御部３８における決定済のエンジンモーメントが、付加的に制御ユニット３２に伝送される。ダイナミックドライブシステム４０のデータと、電動機２６すなわち位置センサ２０のデータは、トルクを測定するに十分なものであるが、追加した決定済のデータは、本発明に基づく本質的な運転中のデータの分析用に利用することも可能である。さらに制御ユニット３２は、例えばＡＢＳ，ＡＳＣ，ＤＳＣ，ＥＳＰなどの各種方法の制御に、上記データを利用する。
【００２１】
本発明に基づく方法は、トルクのセンシングとステアリング角度のセンシングとをハードウェアで行なわずに、少なくとも車輛のダイナミックドライブシステム４０と電動機２６の近接スイッチ２０から、変動をパラメータ化して測定すると共に制御調整したのを評価（算出）することで、既知のデザインのステアリングモーメントセンサをそれ自体に設けることなく、ステアリングモーメントのセンシングと制御を行なうことで特徴付けられる。
【００２２】
本発明は、上述した例の実施形態に限定されるものではなく、同様の効果を有するあらゆる実施形態を含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明において、トルクセンサを有しない電動パワーステアリングを示す概略図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  ラック
１２  ラック位置センサ（位置センサ）
２０  位置センサ
２６  電動機
３２  制御ユニット
３４  総輪システム
３６  ギア制御部
３８  エンジン制御部
４０  ダイナミックドライブシステム
【図１】
2008044601.tif 000003
【外国語明細書】
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2008044601.tif 000005
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