(57)【要約】本発明は、自動車両の油圧サーボステアリングシステムのための作動方法であって、当該油圧サーボステアリングシステムにおいて、ステアリングバルブを用いてステアリング伝動装置に補助力を与えるステアリングシリンダが油圧回路に組み込まれ、前記ステアリングバルブの開口が前記補助力を定め、前記補助力は、遊びを有する伝動装置によってステアリングホイールに与えられたステアリングトルクに応じて、前記ステアリングバルブによって定められ、前記ステアリングシステムはまた、前記伝動装置の相対調節を行うために前記伝動装置に影響を及ぼすアクチュエータを備え、補償ステップを有し、ステアリング方向の反転が検出されると、当該補償ステップにおいて、所定の期間、或いは所定の調節距離で、前記アクチュエータによって、前記伝動装置のそれまでの係合方向の逆方向に前記伝動装置を相対調節することを特徴とする作動方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車両の油圧サーボステアリングシステムのための作動方法であって、
当該油圧サーボステアリングシステムにおいて、
ステアリングバルブを用いてステアリング伝動装置に補助力を与えるステアリングシリンダが油圧回路に組み込まれ、
前記ステアリングバルブの開口が前記補助力を定め、
前記補助力は、遊びを有する伝動装置によってステアリングホイールに与えられたステアリングトルクに応じて、前記ステアリングバルブによって定められ、
前記ステアリングシステムはまた、前記伝動装置の相対調節を行うために前記伝動装置に影響を及ぼすアクチュエータを備え、
補償ステップを有し、ステアリング方向の反転が検出されると、当該補償ステップにおいて、所定の期間、或いは所定の調節距離で、前記アクチュエータによって、前記伝動装置のそれまでの係合方向の逆方向に前記伝動装置を相対調節することを特徴とする作動方法。
【請求項２】
バルブ特性の変動を、前記アクチュエータと前記伝動装置を用いて行う少なくとも１つのさらなるステップを備えることを特徴とする、請求項１に記載の作動方法。
【請求項３】
前記調整距離、および／または前記調整期間、および／または調整速度を、現在のステアリング角度、および／または現在の或いは過去のステアリングトルク、および／または現在のステアリング速度等のステアリングパラメータに応じて選択することを特徴とすることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の作動方法。
【請求項４】
前記調整距離、および／または前記調整期間、および／または調整速度を、現在の車両速度或いは現在のヨーレート等のステアリングパラメータに応じて選択することを特徴とすることを特徴とする、請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の作動方法。
【請求項５】
前記ステアリング角度がある一定の数値を上回らない限り、補償ステップを実行しないことを特徴とする、請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の作動方法。
【請求項６】
前記伝動装置の前記遊びを検出する検出ステップを備えることを特徴とする、請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載の作動方法。
【請求項７】
前記ステアリング方向が反転している間は、前記ステアリング角度を検出して保存し、
そして次の補償ステップにおいて、現在のステアリング角度と保存されたステアリング角度の差に比例するように、前記アクチュエータの最大調節距離を選択する
ことを特徴とする、請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載の作動方法。
【請求項８】
ステアリング方向の反転を、ステアリング角度センサを用いて検出し、
当該ステアリング角度センサは前記ステアリングホイールに対してトルクプルーフに接続される出力シャフトの回転方向を直接検出する
ことを特徴とする、請求項１から請求項７のうちいずれか１項に記載の作動方法。
【請求項９】
前記ステアリングバルブが、前記アクチュエータによって前記バルブ特性を変動させるための遊星歯車伝動装置を備えることを特徴とする、請求項１から請求項８のうちいずれか１項に記載の作動方法。
【請求項１０】
前記アクチュエータが、多相モータ、或いはサーボモータ等の電気機械アクチュエータであることを特徴とする、請求項１から請求項９のうちいずれか１項に記載の作動方法。
【請求項１１】
所定の前記調節距離を、例えば、最大設定値に向かう一定な、或いは正弦曲線での増加で、前記アクチュエータに安定したペースでセットすることを特徴とする、請求項１から請求項１０のうちいずれか１項に記載の作動方法。
【請求項１２】
前記サーボステアリングシステムがピニオンにトルクプルーフ方式で接合されるピニオンシャフトはもちろん、ラックにおけるピニオン係合も備え、
前記伝動装置が前記ステアリングバルブと前記ピニオンシャフトの間に設置される
ことを特徴とする、請求項１から請求項１１のうちいずれか１項に記載の作動方法。
【請求項１３】
油圧回路と、
前記油圧回路に組み込まれ、ステアリング伝動装置に補助力を与えるステアリングシリンダと、
前記油圧回路に組み込まれ、遊びを有する伝動装置を用いて、ステアリングホイールに与えられたステアリングトルクに応じた補助力を設定するステアリングバルブと、
を備える油圧サーボステアリングシステムであって、
前記ステアリングシステムはまた、制御ユニットはもちろん、相対調節を行うために前記伝動装置に影響を及ぼすアクチュエータも備え、
前記制御ユニットは請求項１から請求項１２のうちいずれか１項に記載の作動方法を行うように設計される
ことを特徴とする油圧サーボステアリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリング伝動装置に補助力を与えるステアリングシリンダが、ステアリングバルブによって油圧回路に組み込まれる、油圧サーボステアリングシステムと関連作動法に関連する。前記補助力は、ステアリングホイールに与えられたステアリングトルクに応じて、遊びを有する伝動装置を用いて前記ステアリングバルブによって定められる。前記ステアリングシステムはまた、前記伝動装置の相対調節を行うために前記伝動装置に影響を及ぼすアクチュエータを備える。
【背景技術】
【０００２】
乗用自動車等の自動車両の普通の油圧サーボステアリングシステムは、２トラック自動車両の各車輪、特に各前輪のステアリング調節に役立つ。前記各車輪は、ステアリング伝動装置によって、ステアリング軸に対して回転（ｓｗｉｖｅｌ）或いは方向変換（ｔｕｒｎ）する。これは、ステアリングホイールを備える前記自動車両の運転者によって始められ、当該ステアリングホイールは、ステアリングコラムとも呼ばれるステアリングシャフトによって前記ステアリング伝動装置に、いわゆるステアリングギアを挟んで接続される。油圧同期シリンダとして形成されるいわゆるステアリングシリンダを用いて、補助力をこのステアリング伝動装置に与えることができる。前記運転者によってステアリングバルブで課せられる左右の車輪の方向変換角度に応じて、それは行われ、当該ステアリングバルブの作動がトーションバーに結合されるか、或いは、そのねじりモーメントがそれに与えられ、当該ねじりモーメントはそれぞれ、同様に前記運転者によって与えられる前記ステアリングトルクに対応する。したがって、前記ステアリングバルブはステアリングトルクと補助力の間の依存を特定する。
【０００３】
そのような通例の油圧パワーステアリングシステム、或いはサーボステアリングシステムは、それぞれ、良好な動的性能はもちろん、高エネルギー密度、高い最大の力も特徴とする。
【０００４】
前記ステアリングバルブは、ステアリングバルブの開口を変動させることによって、前記補助力を調整するように作動し、そして、前記ステアリングホイールに与えられるステアリングトルクに直接的に依存して作動する。さらに、伝動装置、例えばピニオンシャフトとバルブスリーブの間のピニオン伝動装置アッセンブリを用いて、前記ステアリングバルブの開口が設定されるステアリングシステムが知られている。そのような伝動装置は、特に、前記ステアリングバルブの開口と与えられる前記ステアリングトルクの比、すなわち、バルブ特性（ブースト曲線とも呼ばれる）がアクチュエータによって変動させ得るステアリングシステムに備えられる。そのようなステアリングシステムは、例えば、ドイツ特許公開公報ＤＥ1０２００７０２８５２９Ａ１号、欧州特許公開公報ＥＰ１５１４７６６Ａ１号、ドイツ特許公開公報ＤＥ１０２００４０１５９９１Ａ１号に開示され、自動駐車と車線維持に関して、油圧ステアリングの機能性を拡張するために、“トルクオーバーレイ”の名称で発展した。一方で従来型のステアリングバルブにおいて、前記ステアリングバルブの開口、ひいてはステアリング補助の開始は、前記ステアリングホイールに与えられる前記ステアリングトルクに直接的に関連付けられ、ここで、アクチュエータを用いて、追加の調整が可能にされる。例えば従来型のステアリングシステムにおいて、ラックに係合される前記ピニオンシャフトは前記バルブスリーブにしっかりと接続される。その一方で、本発明におけるバルブにおいては、例えば、前記アクチュエータによって引き起こされる相対運動が可能である。当業者に知られている様々な技術的アプローチがある。
【０００５】
それらのアプローチの全ては、前記伝動装置が遊びを有し、そして、結果として、ステアリング指示の変更時に、前記ステアリングバルブの開口が前記ステアリングトルクに追随せず遅れるステアリング角度領域がある、という欠点に悩まされる。このことは、ステアリング感覚に強く影響を与え、欠点であると認識される非常に間接的なステアリング感覚の典型例である。一般に、例えば長く続くカーブにおいて、特に指示の変更を繰り返した後には、前記運転者はこの遊びを不安定なステアリングトルクであると感じるだろう。この不安定な感覚は“ハンドシェイク”とも呼ばれる。この動作領域において、遊びによる小さな角度差が明確により大きな差圧を引き起こすので、そのようなハンドシェイクは前記油圧シリンダの両方のチャンバの高い差圧を引き起こし、そして急激なブースト曲線を伴う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ドイツ特許公開公報ＤＥ  １０  ２００７  ０２８  ５２９号
【特許文献２】欧州特許公開公報ＥＰ  １５１４７６６号
【特許文献３】ドイツ特許公開公報ＤＥ  １０  ２００４  ０１５  ９９１号
【特許文献４】ドイツ特許公開公報ＤＥ  １０  ２００４  ０４９  ６８６号
【特許文献５】ドイツ特許公開公報ＤＥ  １０  ２００９  ０２９  ５３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術の前記欠点を背景に、ステアリング性能を改良すること、特に少なくとも特別な状況において、前記ステアリングバルブ調整を制御する前記伝動装置の遊びの欠点を回避すること、そして、油圧サーボステアリングシステムの応答性を向上させることが本発明の目的である。
【０００８】
この目的は、請求項１に記載の方法、および、装置の独立請求項によって達成される。好適な実施例は従属項の主題である。各請求項に記載された個々の特徴は、技術的で合理的なやり方でお互いに結合されてもよく、本発明のさらなる実施例に適用されてもよい、ということに注意すべきである。本明細書は、本発明をさらに特徴づけ、明示する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
油圧サーボステアリングシステム用の本発明の作動方法は、ステアリングバルブによって、ステアリング伝動装置に補助力を与えるステアリングシリンダを備え、当該ステアリングバルブの開口は前記補助力を規定し、当該開口は油圧回路に組み込まれる。さらに、前記油圧回路は例えば循環を生じさせるために作動液に圧力をかける油圧ポンプを備える。
【００１０】
本発明の作動方法によれば、前記ステアリングバルブは、ステアリングホイールに与えられるステアリングトルクに直接的に応じて、前記ステアリングバルブの前記開口を変動させることによって、前記補助力を調整する。本発明によれば、前記ステアリングバルブの前記開口は、遊びを有する伝動装置によって変動させられ、例えば当該伝動装置は前記ピニオンシャフトのステアリングトルクを前記ステアリングバルブのバルブスリーブに与える。さらに、本発明は、前記伝動装置の相対調節、すなわち、例えば前記ピニオンシャフトに関する前記バルブスリーブの回転を行うために、前記伝動装置で作動するアクチュエータを備える。本発明によれば、前記作動方法は補償ステップを有し、ステアリング方向の反転が検出されると、当該補償ステップにおいて所定の期間、或いは所定の調節距離で、前記アクチュエータによって、前記伝動装置のそれまでの係合方向の逆方向に前記伝動装置が相対調節される。例えば、前記係合方向の反転は、ピニオン伝動装置の回転を反転させることを意味することがある。この措置は少なくとも部分的に前記遊び、すなわち、前記遊びにより生じるバックラッシュを補償することができる。故に、ステアリング方向の変動時に、前記ステアリングバルブの開口が前記ステアリングトルクに追随しないことが回避される。結果として生じるいわゆるハンドシェイクとしてのステアリング感覚は、除去されるか或いは減少される。
【００１１】
油圧サーボステアリングシステムという用語は、油圧サーボステアリングを有する全てのステアリングシステムを含むように、広く解釈されるべきであり、ラック・アンド・ピニオンステアリングシステム、すなわち、ステアリングコラムとステアリングロッドの間のラックとピニオンの係合には限定されない。例えば、油圧補助ブロックステアリングシステム、或いは油圧補助リサーキュレーティング・ボール型ステアリングシステムであってもよい。好適には、前記サーボステアリングシステムは、ピニオンにトルクプルーフ方式で接合されるピニオンシャフトとも呼ばれる出力シャフトと同様に、ラックとピニオンがラックにおいて係合し、前記伝動装置は前記ステアリングバルブと前記出力シャフトの間に備えられる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
好適な実施例によれば、前記ステアリングバルブと、与えられた前記ステアリングトルクとの間の比、ひいてはバルブ特性（ブースト曲線とも呼ばれる）が、アクチュエータを用いて変動させることができる。そのようなステアリングシステムは、例えば、ドイツ特許公開公報ＤＥ１０２００７０２８５２９Ａ１号、欧州特許公開公報ＥＰ１５１４７６６Ａ１号、ドイツ特許公開公報ＤＥ１０２００４０１５９９１Ａ１号に開示され、自動駐車と車線維持に関して、油圧ステアリングの機能性を拡張するために、“トルクオーバーレイ”の名称で発展した。一方で従来型のステアリングバルブにおいて、前記ステアリングバルブの開口、ひいてはステアリング補助の開始は、前記ステアリングホイールに与えられる前記ステアリングトルクに直接接続され、ここで、アクチュエータを用いて、追加の調整が可能にされる。伝動装置は前記アクチュエータと前記ステアリングバルブの間に備えられる。遊びを減少させた伝動装置の製造は高価で複雑である。なぜなら、そのような伝動装置の構成部品は製造公差が厳しくなければならないからである。例えば、従来型のステアリングシステムにおいて、前記ラックにおいて係合する前記ピニオンシャフトと、前記バルブスリーブとは、お互いに取り付けられる。一方では本発明の前記バルブにおいては、前記アクチュエータは前記ステアリングバルブの開口の相対調節を可能にする。そのためには、多くの技術的アプローチがあり、各当該アプローチは当業者によく知られている。
【００１３】
一実施例によれば、前記ステアリングバルブ特性の変動は、前記ピニオンシャフトの位置によって規定される位置に対する前記ステアリングバルブスリーブの回転調整を意味する。この実施例では、前記ピニオンシャフトと入力シャフトは、テンションロッドによってお互いに関して可逆的に回転可能である。前記入力シャフトに対する前記バルブスリーブの位置は、前記補助力を決定する。したがって、前記バルブスリーブの相対的回転もまた、前記入力シャフトに対する回転を生じ、そして、前記補助力は前記回転によって変動する。
【００１４】
簡素な一実施例によれば、前記アクチュエータによって引き起こされる最大調節距離は、全てのステアリング状況に対して一定値として固定して決定され、そしてそれ故に前記伝動装置の前記遊びに適合する。本発明のその手順が前記“ハンドシェイク”を最小化するのではあるが、この“厳格な” 手順は最適ではなく、前記補助力の調節の安定に有害な効果を有する。現在の或いは過去のステアリングトルク、および／または現在のステアリング速度等のステアリングパラメータに応じて、ステアリング状況に依存する前記遊びを修正するように、最大調節距離、および／または調節期間、および／または調節速度は選択される。例えば、前記最大調節距離は、ステアリング角度に依存し、前記ステアリング角度が直進位置からだんだん変動するのにつれて増大する。
【００１５】
別の好都合な一実施例によれば、前記最大調節距離、および／または前記期間、および／または前記調節速度は現在の車両速度或いは現在のヨーレート等のステアリングパラメータに応じて選択される。
【００１６】
別の一実施例によれば、前記ステアリング角度がある一定の数値を上回らない限り、補償ステップは実行されない。例えば、前記ステアリング角度が前記直進位置に対して、例えば1度等のわずかな角度を超過すると、前記補償ステップは実行される。
【００１７】
別の一実施例によれば、前記伝動装置の前記遊びが検出されることが定められている。一実施例においては、適切なドライブ或いはステアリング状況で、前記入力シャフトと前記ステアリングバルブスリーブの間のトルクセンサを用いて、前記遊びが検出される。例えば、遊びはまたステアリングシステムの製造中に決定することもできる。
【００１８】
別の好都合な一実施例においては、前記ステアリング方向が反転している間は、前記ステアリング角度は検出されて保存され、そして次の補償ステップにおいて、前記アクチュエータの前記調節距離は、現在のステアリング角度と保存されたステアリング角度の差に比例するように選択される。
【００１９】
一実施例によれば、ステアリング方向の反転、すなわちステアリングホイールの回転方向の反転は、前記ピニオンシャフト上のステアリング角度センサを用いて検出される。
【００２０】
好適には、前記ステアリング方向の反転はステアリング角度センサによって検出され、当該ステアリング角度センサは、前記ステアリングホイールに対してトルクプルーフに接続される出力シャフトの回転方向を直接検出する。
【００２１】
好適な一実施例によれば、前記ステアリングバルブは、前記アクチュエータに影響される前記バルブ特性を変動させるための遊星歯車伝動装置を有する。そのようなステアリングバルブは、特に前記バルブ特性の迅速で正確な調整性を特徴とする。そのようなステアリングバルブは、ドイツ特許公開公報ＤＥ１０２００４０４９６８６Ａ１号に開示されている。ドイツ特許公開公報ＤＥ１０２００９０２９５３２号に開示されている実施例はさらに好適であり、当該実施例は引用によって本明細書に完全に組み入れられる。
【００２２】
本発明における前記アクチュエータは、多相モータ、或いはサーボモータ等の電気機械アクチュエータである。
【００２３】
本発明の方法の一実施例の別の態様によれば、所定の前記最大調節距離は、例えば、最大設定値に向かう一定な、或いは正弦曲線での増加で、前記アクチュエータに安定したペースでセットされる。すなわち、前記アクチュエータはあらゆる唐突な調節を回避するようにセットされる。このことは、前記再調節が音で気づかれること、および／またはステアリングストランドによって前記ステアリングホイールの接触感から気づかれることを防ぐ。一定な増加とは、例えば前記遊びの伝達に対応する前記最大調節距離までの、例えば線形的に増加する調節を意味する。正弦曲線での増加とは、０度から９０度の間の正弦曲線に対応する増加を意味する。好適には、傾き、すなわち前記調節が継続的に行われる速度は、前記ステアリング状況、例えば、調節前の前記ステアリング角度、および／または現在の前記ステアリング速度に応じて選択される。例えば、高いステアリング速度（すなわちステアリング角度の急速な変動）においては、前記アクチュエータはほんの数ミリ秒で前記最大調節距離に変動する。一方でゆっくりしたステアリング速度では、調節においては１００ミリ秒以上かかってもよい。
【００２４】
本発明はまた、油圧回路と、前記油圧回路に組み込まれ、ステアリング伝動装置に補助力を与えるステアリングシリンダと、前記油圧回路に組み込まれ、遊びを有する伝動装置を用いて、ステアリングホイールに与えられたステアリングトルクに応じた補助力を設定するステアリングバルブと、を備える油圧サーボステアリングシステムにも関連する。前記ステアリングシステムはまた、相対調節を行うために前記伝動装置に影響を及ぼすアクチュエータと、制御ユニットも備え、前記制御ユニットは前述の各実施例の１つに記載の作動方法を行うように形成される。したがって、本発明は、ステアリング方向の反転が検出された場合に、所定の期間、或いは所定の相対調節距離で、前記アクチュエータによって、前記伝動装置のそれまでの係合方向の逆方向に前記伝動装置が相対調節される補償ステップを有する。前記係合方向の反転は、例えばピニオン伝動装置の回転方向の反転を意味する。この措置は少なくとも部分的に前記遊び、すなわち、前記遊びにより生じるバックラッシュを補償することができる。ステアリング方向の変動時に、前記ステアリングバルブの開口が前記ステアリングトルクに追随しないことが回避される。結果として生じるいわゆるハンドシェイクとしてのステアリング感覚は、除去されるか或いは減少される。適切に装備されるステアリングシステムは、より安価で製造することができる。なぜなら、製造公差を甘くすることができるからである。
【国際調査報告】
2015520695.tif 000002
2015520695.tif 000003
2015520695.tif 000004
2015520695.tif 000005