(57)【要約】      （修正有）【課題】自動車のステアリング特性を改良する。【解決手段】電動パワーステアリングシステムを備えた自動車のステアリング特性改変方法に関する。これは、ステアリング列における少なくとも一つのステアリング角度センサ１２を用いて、前記ステアリング列のステアリング角度信号を決定するステップと、ダイナミックドライブシステム４０の測定し調整した量を決定するステップと、前記ステアリング角度信号および前記測定し調整した量に基づき、前記ステアリング特性を変えるステップと、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動パワーステアリングシステムを備えた自動車のステアリング特性改変方法であって、
ステアリング列における少なくとも一つのステアリング角度センサ（１２）を用いて、前記ステアリング列のステアリング角度信号を決定するステップと、
ダイナミックドライブシステム（４０）の測定し調整した量を決定するステップと、
−前記ステアリング角度信号および前記測定し調整した量に基づき、前記ステアリング特性を変えるステップと、を備えることを特徴とするステアリング特性改変方法。
【請求項２】
道路状態を測定した量を決定し、前記ステアリング特性の改変に用いることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
測定し調整した量に加えて、前記決定したステアリング角度信号に応じて、各ホイールのアクティブリターンが改変されることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
道路の低摩擦値でのアクティブリターンが、高摩擦値でのアクティブリターンよりも小さいことを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
異なる長さの各駆動軸による駆動方向の障害が補償されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
既に走行した経路に関係した測定データが考慮されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
運転者の運転挙動が考慮されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
ステアリングを支援する電動機（２６）の位置センサ（２０）からの角度信号が、前記ステアリング特性の改変に測定され、用いられることを特徴とする請求項１〜７のいず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特性改変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、車輌速度に応じて該操舵支援が与えられる。
【０００３】
加えて、ステア（操舵）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速度に応じて、各ホイールが旋回される。こうしたシステムにおける根本的な問題は、運転者がもはや各ホイールから実体的なフィードバック（反応）を何等受けないことにある。
【０００４】
速度システムの機能として、ステアリング挙動に影響を及ぼすことに加えて、操舵される各ホイールのアクティブリターンや、サイドウィンドに対する補償を可能にすることも知られている。更には、いわゆるプル／ドリフト補償方法も知られている。
【０００５】
駆動モーメントとステアリングモーメントとの間の固定した相関関係によって表わされ、全体的なプル／ドリフト補償を越えた同じ長さではない各駆動軸が原因で、ステアリングモーメント（トルクステア）での幾何学的形状（geometry）による駆動作用（drive influence）の補償は存在しない。
【０００６】
前輪に対する駆動モーメントの分布とステアリングモーメントとの間の固定した相関関係によって表わされ、全体的なプル／ドリフト補償を越えた総輪システムにおけるモーメント分布が原因で、ステアリングモーメント（トルクステア）の幾何学的形状による駆動作用の補償も、同様に存在しない。
【０００７】
前輪に対する駆動モーメントの分布とステアリングモーメントとの間の固定した相関関係によって表わされ、全体的なプル／ドリフト補償を越えた前輪の様々な摩擦値を条件として、前輪に対する駆動モーメントの様々な分布による駆動作用の補償が行なわれるシステムも、また知られていない。
【０００８】
前輪に対する駆動モーメントの分布とステアリングモーメントとの間の固定した相関関係によって表わされ、全体的なプル／ドリフト補償を越えた前輪の様々な摩擦値を条件として、前輪の制動モーメントの様々な分布による駆動作用の補償も、知られていない。
【０００９】
プル／ドリフト補償は永久的に、しかもかなり全体的に且つ不特定に動作し、上述した駆動作用が存在せず、またもやは必要としない時にも、プル／ドリフト補償が動作するので、当該プル／ドリフト補償は一般的に運転状態のフィードバックを歪めることになる。
【００１０】
原理的に、道路の状態や，各ホイール間の摩擦値分布(μ−スプリット)，車輛のダイナミック運転状態，より好ましくは非静止状態，車輛運転者の挙動，および経路プロファイルに応じて、ステアリング特性を調整するシステムは知られていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、自動車のステアリング特性を改良することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に依れば、上記目的は、
−ステアリング列における少なくとも一つのステアリング角度センサを用いて、前記ステアリング列のステアリング角度信号を決定するステップと、
−ダイナミックドライブシステムの測定し調整した量を決定するステップと、
−前記ステアリング角度信号および前記測定し調整した量に基づき、前記ステアリング特性を変えるステップと、
からなる方法ステップを有する電動パワーステアリングシステムを備えた自動車のステアリング特性改変方法で解決される。
【００１３】
本発明に依れば、自動車のステアリング特性は、ダイナミックドライブシステムの測定し調整した量に配慮して改変され、そして改善される。車輛のダイナミックドライブ支援システム（例えば、ＥＳＰ）からのパラメータ化された測定し調整した量を永久的に決定し評価（算出）することで、ダイナミックドライブシステムにおける静止および非静止特性の改変が、現時点の運転状況と道路状態に応じて、有益な手法で行なわれる。
【００１４】
一般に現在の車輌は、例えば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実際に備えている。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。
【００１５】
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に、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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
より好ましくは、例えば高摩擦値で快適性に悪影響を及ぼすことはないものの、運転者の繊細な感知や、それにより場合によっては危険な運転状態の指示を可能にするために、例として直線方向に対する各ホイールのアクティブリターンのような補償に関して、ステアリング感覚が優先的に影響を受ける。これは、例えば運転状態における運転者の繊細な感知を可能にするために、道路表面の低摩擦値でのアクティブリターンを減じ、それによりその運転者のステアリングワークを減少させることを意味する。
【００１９】
前記ステアリング特性の改変は、様々な要因があり得る駆動方向の障害を優先的に補償するのにも適している。この駆動方向の障害は、例えば操舵可能な各ホイールの各駆動軸が異なる長さを有していたり、加速中に各ホイールが異なる摩擦値で路面に配置されたりすることで生じる。本発明に基づく改変を行なえば、今まで補償できなかったこうした駆動方向の障害を、高いコスト効果の手法で相殺することができる。
【００２０】
本発明に依れば、燃焼エンジンの駆動モーメントとギアおよびステアリングモーメントとの間の固定した相関関係によって表わされ、異なる長さの各駆動軸が原因となっているステアリングモーメント（トルクステア）での幾何学的形状（geometry）による駆動列の反応補償が、車輌の駆動列からのパラメータ化された測定し調整した各量を観測し、評価することで行なわれる。
【００２１】
エンジンおよびギアボックスの制御部からと、この制御部およびステアリングに対する反応すなわちステアリングモーメントとの間の、既知の固定した相関関係を評価することから、当該反応と反対方向にあるステアリングモーメントを与えることができる。これは例えば、エンジン制御部からのエンジンモーメントと、ギアボックス制御部からの係合された駆動ステージの評価によって行なわれる。結果的に、これらのステアリング特性での駆動作用が補償され、結果として生じる駆動方向の障害が回避される。インテリジェントソフトウェアの連携を通して、最終的にいわば等しい長さの各駆動軸を、異なる長さの各駆動軸に変換（および逆変換）することが可能になる。
【００２２】
前輪に対する駆動モーメントと、結果的に誘発される障害モーメントとの間の固定した相関関係によって表わされる総輪システムのモーメント分布に基づいて、ステアリングモーメント（トルクステア）での幾何学的形状（geometry）による駆動作用の補償が可能である。
【００２３】
車輌の駆動列、すなわちエンジンやギアボックスの制御部と、総輪システムの制御部とから、パラメータ化された測定し調整した各量を観測して評価すると共に、これらの量とステアリングに対する運転者の反応すなわちステアリングモーメントとの間の既知の相関関係を評価することで、当該反応に対して反対方向にあるステアリングモーメントが与えられ、それにより結果として生じる駆動方向の障害が回避される。
【００２４】
これは、エンジン制御部からのエンジンモーメントと、ギアボックス制御部からの係合された駆動ステージと、総輪システムの制御部からのモーメント分布によって行なうことができ、これらを通して、総輪システムステアリング特性からのステアリング特性での作用（影響）と、結果として生じる駆動方向の障害とを補償できる。
【００２５】
前輪に対する駆動モーメントの摩擦値に関する誘発された分布と、ステアリングモーメントとの間の固定した相関関係によって表わされ、前輪の様々な道路摩擦値による当該前輪の駆動モーメントの様々な分布から、ステアリングモーメント（トルクステア）での駆動作用の補償が同様に可能である。
【００２６】
車輌の駆動列、すなわちエンジンやギアボックスの制御部と、総輪システムの制御部とから、パラメータ化された測定し調整した各量を観測して評価すると共に、これらの量とステアリングに対する運転者の反応すなわちステアリングモーメントとの間の既知の相関関係を評価することで、当該反応に対して反対方向にあるステアリングモーメントが与えられ、このステアリングモーメントが結果として生じる駆動方向の障害を補償する。
【００２７】
これは、エンジン制御部からのエンジンモーメントと、ギアボックス制御部からの係合された駆動ステージと、ダイナミックドライブシステムからのホイール回転速度によって行なうことができる。ステアリング角度に応じてホイール回転速度を評価することで、前輪のスリップと、それによる当該前輪に対する駆動モーメントの分布を計算し、ステアリング特性における前輪の様々な道路摩擦値の作用と、これによってもたらされる駆動方向の障害を、補償することが可能になる。
【００２８】
最後に、制動力（μ−スプリット制動、過渡μ制動）の摩擦値に関する誘発された分布との相関関係を通して表わされ、各ホイールの道路摩擦値における様々な過渡分布により、ステアリング特性での制動力分布の影響について、これを補償することが達成できる。
【００２９】
ＡＢＳおよびダイナミックドライブシステムからのパラメータ化された測定し調整した各量を、連続して監視および評価すると共に、これらの量とステアリング特性に対する運転者の反応との間の既知の相関関係を評価することで、当該反応に対して反対方向にあるステアリングモーメントが与えられ、これにより生じる駆動方向の障害を、ステアリングモーメントが補償する。
【００３０】
これは、ＡＢＳおよびダイナミックドライブシステムのそれぞれからの回転速度とブレーキ圧を評価して、行なうことができる。ステアリング角度に応じてホイール回転速度を評価することで、前輪のスリップと、それによる当該前輪に対する制動力の分布を生成できる。
【００３１】
結果的に、これらのステアリング特性での前輪に関する様々な道路摩擦値の作用と、それによって生じる駆動方向の障害が補償される。
【００３２】
本方法は、さらに現在の運転状態や、運転者の挙動や、経路プロファイルを計算に入れる場合に特に有益である。例えば、アクティブリターンやダンピング（damping）などを、運転状況に適応することが可能であり、例えば危険な運転状態に関係した明確なフィードバックを、快適性に関して悪影響を有することなく運転者に与えることができる。説明したように、これは操舵され得る各ホイールのアクティブリターンや、曲線路におけるダンピングまたは他の補償を減少することを意味するが、例えば凹凸がある道路若しくは平坦な道路や、多くの若しくは幾つかのカーブでは、適応を弱くすることも考えられる。好ましくは、ここでの適応は、例えばラテラル加速度や、ブレーキペダルの使用や、若しくは測定し記録されている使用体の頻度や力を通じて行なわれる。曲面の経路では、そこでステアリング若しくはシャーシを個々に適応させることができる。この適応は、例えばアクセルペダルを頻繁に且つ素早く動作させ、運転者が明らかに迅速な加速に関心を示している場合にも行なうことができる。この場合、車輌のステアリング特性が厳しくなればさらに実用的である。
【００３３】
優先的には、ステアリングを支援する電動機の位置センサからのデータを、利用することもできる。より好ましくは、本目的のために、例えばブラシレスの電動機が好適である。
【００３４】
本発明は、本発明は、動作挙動についての安全監視システム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。ここでの例示的な実施形態は、単に一例として提示したものに過ぎず、本発明を制限するのに提示してはいない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
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。
【００３６】
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、最新技術によるステアリング角度センサ１２を、ステアリングコラム１６に備えることができる。代わりに、ステアリング角度センサ１２を、ステアリングギア１８内若しくはラック１０上に配置することもできる。
【００３７】
補助的なモーメントは電動機２６によって発生され、減速装置２４を経由してラック１０に伝達される。ステアリング列の回転を支援し、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２０を含んでおり、この位置センサ２０から各ホイールの現在位置若しくはステアリング角度を推定（deduct）することができる。ここでは、ステアリング角度センサ１２と位置センサ２０のどちらも備えることができるが、一方の構成部で十分とすることができる。
【００３８】
さらに、ステアリングギア１８は、トーションバー２８を備えることができる。このトーションバーを介して、ステアリングギア１８に作用するステアリングモーメントを、ステアリングモーメントセンサ４２によって決定することが可能になる。
【００３９】
位置センサ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、それにより制御ユニット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。
【００４０】
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も、制御ユニット３２に伝送される。さらに制御ユニット３２は、ステアリング角度センサ１２から決定されたステアリング角度を受取る。加えて制御ユニット３２は、ステアリングギア１８に作用するステアリングモーメントを、ステアリングモーメントセンサ４２から受取る。
【００４１】
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、むしろ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】
【００４２】
【図１】本発明における安全監視システムの概略図である。
【符号の説明】
【００４３】
１２  ステアリング角度センサ
２０  位置センサ
２６  電動機
４０  ダイナミックドライブシステム
【図１】
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【外国語明細書】
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