(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に車両（１０，１１）内の操舵装置の動作中に、ステアリングホイール回転振動を分析するための及び／又は少なくとも部分的に補償するための方法であって、少なくとも１つの検出信号（１２）を検出し、当該検出信号（１２）から前記ステアリングホイール回転振動に相関する少なくとも１つの障害特性量（１４）を抽出する、方法において、
監視時間インターバル中に、前記障害特性量（１４）の時間変化とその時点の車輪回転数特性量に相関する車輪周波数（１６）の時間変化とを監視して、前記ステアリングホイール回転振動を分析するために及び／又は少なくとも部分的に補償するために、共通の評価データセット（１８，２０）へ統合する、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記評価データセット（１８，２０）を、ヒートマップの作成のために使用し、
前記ヒートマップを、少なくとも前記ステアリングホイール回転振動の分析のために評価する、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記評価データセット（１８，２０）内の前記障害特性量（１４）の時間変化率及び／又は前記車輪周波数（１６）の時間変化率を算定して、少なくとも前記ステアリングホイール回転振動の分析のために考慮する、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記車両（１０，１１）、特に前記操舵装置の動作パラメータに依存して前記ステアリングホイール回転振動の補償を活性化する及び／又は不活性化する活性化ユニット（２４）の少なくとも１つの状態特性量（２２）を算定し、少なくとも前記ステアリングホイール回転振動の分析のために考慮する、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記評価データセット（１８，２０）を、少なくとも前記ステアリングホイール回転振動の分析のために、通信インタフェースを介して読み出し、及び／又は、無線で外部の分析ユニットへ送信する、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記評価データセット（１８，２０）の分析の際に正常状態から偏差する挙動が検出された場合、少なくとも１つの指示メッセージを形成する、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記ステアリングホイール回転振動を少なくとも部分的に補償するために、補償信号（２６）を形成するための伝達関数を、少なくとも前記評価データセット（１８，２０）を用いて適応させる、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記伝達関数の適応のために、少なくとも前記評価データセット（１８，２０）に基づいて前記ステアリングホイール回転振動の少なくとも部分的な補償を最適化するために設けられた学習アルゴリズムを使用する、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ステアリングホイール回転振動を分析するために及び／又は少なくとも部分的に補償するために、少なくとも１つの他の評価データセット（１８，２０）を、特に他の車両（１１）から算定し、前記評価データセット（１８，２０）に組み合わせる、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
操舵装置であって、少なくとも１つの検出信号（１２）を検出するために設けられた検出ユニット（２８）と、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法を実行するために設けられた計算ユニット（３０）とを含む、操舵装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の操舵装置を複数個含むシステム（３２）であって、
ステアリングホイール回転振動を分析するために及び／又は少なくとも部分的に補償するために、前記操舵装置の評価データセット（１８，２０）が相互に組み合わせられる、システム（３２）。
【請求項１２】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法を実行するための計算ユニット（３０）を含む、操舵装置の制御装置（３４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載の、ステアリングホイール回転振動を分析するための及び／又は少なくとも部分的に補償するための方法を基礎とする。
【０００２】
また、本発明は、請求項１０に記載の操舵装置、請求項１１に記載のシステム及び請求項１２に記載の制御装置にも関する。
【背景技術】
【０００３】
従来技術から、ステアリングホイール回転振動を分析するための及び／又は補償するための方法が公知である。
【０００４】
これに関連して、例えば、ステアリングホイール回転振動の補償のために、トルク信号に基づいて能動的な逆トルクを計算し、当該逆トルクをステアリングシステムの電気モータへ供給する伝達関数を使用することが公知である。この場合、伝達関数は、通常、特定の車種の個々の車両に即して再帰的に決定され、車両の製造中に、制御装置に格納される。しかし、製造に起因するトレランス及び／又は経時劣化現象のために、当該車種の各車両について伝達関数の挙動は強く変動するので、同一車種の１つ又は他の車両において伝達関数がどれだけ良好に作成されるかは不明である。このため、伝達関数の最適化は、顧客との時間のかかる調整によってしか可能とならないことになる。なお、直接的に車両から到来した測定データを基礎とすれば、当該関数をより良好かつより迅速に最適化することができる。
【０００５】
また、例えば、独国特許出願公開第１０２００９０２８４４８号明細書には、ステアリングホイール回転振動を識別する方法が開示されており、ここでは、ロータ位置又はロータ速度が検出され、検出されたロータ位置又は検出されたロータ速度から支配的な障害周波数が算定される。次いで、当該障害周波数は、その時点の振動形態とともに、ステアリングホイール回転振動の検出及び補償に使用可能である。しかし、この場合、障害周波数及び／又は振動形態の分析及び／又は監視は行われないので、補償の有効性は、対応する車両しか代表せず、運転者が主体的に認識し得るのみであって、他の車両には移行不能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００９０２８４４８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、特に、挙動分析及び／又は補償作用に関して改善された特性を有する、有利にフレキシブルな方法を提供することにある。当該課題は、請求項１の特徴部分の特徴及び請求項１０，１１，１２の特徴部分の特徴により解決され、本発明の有利な構成及び発展形態は、各従属請求項から得ることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明の概要
本発明は、特に車両内の操舵装置の動作中に、ステアリングホイール回転振動を分析するための及び／又は少なくとも部分的に補償するための方法であって、特に検出ユニットにより少なくとも１つの検出信号を検出し、当該検出信号からステアリングホイール回転振動に相関する少なくとも１つの障害特性量を抽出する方法を基礎としている。
【０００９】
ここで、監視時間インターバル中に、特にその全期間にわたり、障害特性量の時間変化とその時点の車輪回転数特性量に相関する車輪周波数の時間変化とを監視して、ステアリングホイール回転振動を分析するために及び／又は少なくとも部分的に補償するために、共通の評価データセットへ統合することを提案する。車輪周波数は、ここでは、有利に、特に、センサユニットにより検出可能な、及び／又は、車両制御装置から若しくは車両バスシステムから読み出し可能な、その時点の車輪回転数特性量から算定される。当該構成により、特に、有利な挙動分析が可能であり、及び／又は、ステアリングホイール回転振動の補償の有効性が改善された、特にフレキシブルな方法が提供可能となる。さらに、この場合、補償の有効性は有利には１車種の全車両において証明可能であり、従って、特に、異常値が識別可能となり、及び／又は、広汎な現象が分析可能となり、これにより再帰ループ及び／又はリクラメーションを低減することができる。また、バッチ効果が識別可能となり、及び／又は、相前後して生産されるステアリングシステム及び／又は車両の傾向が関連づけ可能となる。さらに、有利には、効率、特に製造効率、メンテナンス効率、補償効率及び／又はコスト効率を改善することができる。
【００１０】
これに関連して、「操舵装置」とは、特に車両、好適には自動車のステアリングシステムの特に少なくとも一部、特にサブモジュール群であると理解されたい。特に、操舵装置は、ステアリングシステム全体を含むことができる。また、操舵装置は、特に、少なくとも１つの検出信号、特に少なくとも既に上述した検出信号を検出するために設けられた検出ユニット、及び／又は、ステアリングホイール回転振動を分析するための及び／又は少なくとも部分的に補償するための方法を実行するために設けられた計算ユニットを含む。さらに、操舵装置は、他のモジュール及び／又はモジュール群、例えば、少なくとも１つのステアリングホイール、特に少なくとも１つのステアリングスピンドルを備えた少なくとも１つのステアリングコラム、少なくとも１つのステアリングギヤ、特にステアリングギヤに作用結合された、ステアリング支援を形成する及び／又は提供する支援ユニット、及び／又は車輪回転数特性量を算定するセンサユニットを含む。「設けられている」とは、特には専用にプログラミングされていること、構成されていること及び／又は備え付けられていることであると理解されたい。対象物が特定の機能のために設けられているとは、特に、当該対象物が少なくとも１つの適用状態及び／又は動作状態において特定の機能を満足する及び／又は実行することであると理解されたい。
【００１１】
「検出ユニット」とは、特に、特に計算ユニットに作用結合された、接触して及び／又は有利には無接触で検出信号を検出するために設けられたユニットであると理解されたい。このために、特に、検出ユニットは、有利には受動センサ及び／又は能動センサとして構成可能な、好ましくは電気的、音響的、光学的及び／又は磁気的な少なくとも１つの検出エレメントを含む。さらに、検出ユニットは、特に、検出信号及び／又は検出信号に相関する信号を供給し、特に無線で及び／又は有利には有線で計算ユニットに転送するように設けられている。検出信号は、ここでは、例えば、支援ユニットに相関する信号及び／又は支援ユニットのモータに相関する信号、例えば、ロータ位相角、ロータ速度及び／又は好適にはモータトルク、特にモータ実際トルクであってよい。好ましくは、検出信号は、例えば車輪回転数特性量に相関するものであってよく、及び／又は、車輪回転数特性量に相当してもよい。ただし、特に好ましくは、検出信号は、ステアリングコラムに相関する信号、特にステアリングギヤのピニオンギヤの歯車角、ステアリングホイールの舵角及び／又は特に有利にはステアリングスピンドル側のトルク信号である。
【００１２】
また、「計算ユニット」とは、特に、情報入力部、情報処理部及び情報出力部を有する電子ユニットであると理解されたい。有利には、計算ユニットはさらに、少なくとも１つのプロセッサ、少なくとも１つのメモリ、少なくとも１つの入出力手段、少なくとも１つのオペレーティングプログラム、少なくとも１つの閉ループ制御ルーチン、少なくとも１つの開ループ制御ルーチン、少なくとも１つの補償ルーチン、少なくとも１つの計算ルーチン及び／又は少なくとも１つの評価ルーチンを含む。特に、計算ユニットは、少なくとも、特に評価ルーチンによって、ステアリングホイール回転振動に相関する少なくとも１つの障害特性量を検出信号から抽出し、監視時間インターバルの間、特にその全期間にわたり、障害特性量の時間変化とその時点の車輪回転数特性量に相関する車輪周波数の時間変化とを監視し、ステアリングホイール回転振動を分析するために及び／又は少なくとも部分的に補償するために、共通の評価データセットへ統合するために設けられている。さらに、計算ユニットは、好適には、特に補償ルーチン及び好適には計算ユニットのメモリ内に格納されている伝達関数により、ステアリングホイール回転振動を少なくとも部分的に補償するために設けられている。このために、少なくとも１つの動作状態において、検出信号に依存して、伝達関数を使用し、補償信号、特にモータ補償トルクが形成され、当該補償信号が、ステアリングホイール回転振動の少なくとも部分的な補償のために、支援ユニット、特にそのモータへ供給される。特に有利には、操舵装置及び好ましくは計算ユニットはさらに、特に補償ルーチン及び伝達関数によって、車両及び／又は操舵装置の動作パラメータ、例えば、その時点の車両速度、その時点の舵角及び／又は車載電気システムのその時点の負荷に依存して、ステアリングホイール回転振動の補償を活性化する及び／又は不活性化する活性化ユニットを含む。好適には、計算ユニットはさらに、操舵装置の制御装置に組み込まれる。
【００１３】
さらに、「障害特性量」とは、特に、車両の障害に基づき、例えば、ブレーキディスクの振動（ブレーキジャダ）及び／又は車輪での振動（シミー）に起因するステアリングホイール回転振動に相関する特性量であると理解されたい。特に、少なくとも障害特性量に基づいて、ステアリングホイール回転振動の存在、強さ、種類及び／又は原因を推定し、及び／又は、ステアリングホイール回転振動の存在、強さ、種類及び／又は原因を算定することができる。この場合、障害特性量は、特に、障害周波数及び／又は障害位相であり得る。また、特に好ましくは、障害特性量は、障害振幅であり、これにより特に有利に簡単な評価が達成可能である。有利には、障害振幅として形成される障害特性量は、少なくとも、０Ｎｍから０．７Ｎｍ、好適には０Ｎｍから０．５Ｎｍ、好ましくは０Ｎｍから０．３Ｎｍのインターバルにおいて観察され及び／又は評価される。この場合、特に有利には、障害振幅として形成される障害特性量は、最大０．１Ｎｍ刻みで、有利には０．０５Ｎｍ刻みで、特に有利には０．０２Ｎｍ刻みで、検出される。さらに、「車輪回転数特性量」とは、特に、車輪の車輪回転数に相関する特性量であると理解されたい。特には、少なくとも車輪回転数特性量に基づいて、その時点の車輪回転数を推定し及び／又はその時点の車輪回転数を特定することができる。好ましくは、車輪回転数特性量は、車両の個々の車輪の車輪回転数に相当し、又は、車両の少なくとも２つの車輪から算定される量、好適には計算される量、好ましくは車輪の車輪回転数の平均値に相当する。特に車輪回転数特性量から算定可能な車輪周波数は、好適には少なくとも、５Ｈｚから３５Ｈｚ、好ましくは９Ｈｚから１８Ｈｚのインターバルで観察され及び／又は評価される。ここで、特に有利には、車輪周波数は、最大１Ｈｚ刻みで、有利には０．５Ｈｚ刻みで検出される。「監視時間インターバル」とは、特に、特には長期にわたって続き、有利にはステアリングシステム及び／又は車両の操舵装置の耐用期間に相関する時間インターバルであって、障害特性量及び車輪周波数の変化を検出するための時間インターバルであると理解されたい。特に、監視時間インターバルは、ここでは、数日、好適には数週間、好ましくは数箇月、特に好ましくは数年の時間を含むことができる。さらに「障害特性量及び／又は車輪周波数の時間変化を監視する」なる表現は、特には、障害特性量及び／又は車輪周波数の値が、特に連続的に及び／又は規則的な時間間隔で検出され、好適には収集され、及び／又は、頻度及び／又は障害特性量及び／又は車輪周波数が規定された状態、特に好ましくは予め定められた状態にある時間が検出されることであると理解されたい。
【００１４】
さらに、検出信号が好適には障害特性量の抽出のために車輪周波数に基づいてフィルタリングされ、これにより車輪周波数を特に有利には簡単に算定することができ、及び／又は、車輪周波数に関連づけることができる。好ましくは、ここでのフィルタリングは、好適には車輪周波数、車輪回転数特性量、その時点での車輪速度及び／又はその時点の車両速度を用いて設定される共振周波数を有する、有利には周波数可変のバンドパスによって行われる。
【００１５】
評価データセットは、例えば、テーブル、折れ線グラフ、バーコードグラフ及び／又は円グラフ、又は、これらに類似のものの形態で、ステアリングホイール回転振動の分析のために評価可能であり、及び／又は、ステアリングホイール回転振動の少なくとも部分的な補償のために使用可能である。ただし、好ましくは、評価データセットをヒートマップの作成に使用し、当該ヒートマップを少なくともステアリングホイール回転振動の分析のために評価することが提案される。これにより特に、評価データセットの有利な高速の分析及び／又は評価を行うことができる。さらに、評価データセットのさらなる処理が有利には簡単に達成可能となる。代替的に又は付加的に、ヒートマップはさらに、ステアリングホイール回転振動の少なくとも部分的な補償のためにも使用可能である。また、特に複数の他の車両からの複数の評価データセットを共通のヒートマップの作成のために使用し、これに基づいて有利には車両特有の及び／又は車両に典型的なステアリングホイール回転振動及び／又は傾向を識別することができる。
【００１６】
本発明の他の一構成においては、評価データセット内の障害特性量及び／又は車輪周波数の時間変化率を算定して、少なくともステアリングホイール回転振動の分析のために考慮することが提案される。これにより、特に、異常な変動が検出可能となり、及び／又は、長期にわたる挙動が分析可能となる。ここでは、時間変化率は、有利には、例えば、少なくとも１週間及び／又は少なくとも１か月、有利には長期にわたって続く、障害特性量及び／又は車輪周波数の変化に相当する。好ましくは、障害特性量及び／又は車輪周波数の変化は、例えば、数分、数時間及び／又は数日にわたる、特に一時的な障害を排除した、障害特性量及び／又は車輪周波数の短期の及び／又は一時的な変化である。代替的に又は付加的に、障害特性量及び／又は車輪周波数の時間変化率は、ステアリングホイール回転振動の少なくとも部分的な補償にも使用可能である。
【００１７】
さらに、活性化ユニットの、特には車両、特に操舵装置の動作パラメータに依存してステアリングホイール回転振動の補償を活性化する及び／又は不活性化する上述した活性化ユニットの、少なくとも１つの、有利には複数の、特に少なくとも２つの、有利には少なくとも３つの状態特性量を算定し、少なくともステアリングホイール回転振動の分析のために考慮することが提案される。これにより、有利には、補償挙動の有効性が分析可能となる。「状態特性量」とは、ここでは特に、活性化ユニットの状態、例えば、「補償活性化」、「補償不活性化」及び／又は「待機中」に相関し、有利にはステアリングホイール回転振動の補償の状態を定義した特性量であると理解されたい。特に、ここでは、少なくとも状態特性量に基づいて、活性化ユニットの状態を推定することができ及び／又は活性化ユニットの状態を特定することができる。特に好ましくは、状態特性量に基づいて、頻度及び／又は活性化ユニットがいずれか１つの状態にある滞留時間を推定することができ及び／又はこれを特定することができる。代替的に又は付加的に、状態特性量を、ステアリングホイール回転振動の少なくとも部分的な補償に使用してもよい。
【００１８】
評価データセットは、例えば、計算ユニット内で、特に評価ルーチンにより評価可能である。また、本発明の好ましい一構成においては、評価データセットを、少なくともステアリングホイール回転振動の分析のために、通信インタフェース、特には診断インタフェース、例えば、ＯＢＤ２コネクタ及び／又は車両内のバス通信インタフェースを介して読み出し、及び／又は、好適には中央通信ユニット（「ＣＣＵ」）を使用して、無線で、例えば、移動無線コネクション、ＷＬＡＮコネクション又はこれらに類似のものを介して、外部の、有利には中央の分析ユニットへ送信することが提案される。これにより、特に、有利には高い計算能力が提供可能であり、有利には高速の評価が達成可能である。また、評価データセットは、特に時間的に近接して、特には完全に自動的に、評価可能である。
【００１９】
また、評価データセットの分析の際に正常状態から偏差する挙動が検出された場合、例えば、定義された閾値が情報超過された場合、少なくとも１つの指示メッセージを形成することが提案される。この場合、指示メッセージは、特に、車両の表示ユニット及び／又は操舵装置、例えば警報灯により表示可能であり、及び／又は、外部の電子ユニット、例えば、分析ユニット、診断ユニット、ラップトップコンピュータ及び／又はスマートフォン又はこれらに類似のものへ送信可能である。これにより特に、有利な指示機能及び／又は警告機能が実現可能である。特には、これにより、特に車両の走行機構及び／又はステアリングシステムにおける障害、例えば、重量消失、タイロッド空隙の解離若しくは車輪の脱落に関する情報が検出可能となり、運転者及び／又は整備工場へ伝達可能となる。
【００２０】
本発明の他の一構成においては、ステアリングホイール回転振動を少なくとも部分的に補償するために、補償信号を形成するための伝達関数、特に上述した伝達関数を、少なくとも評価データセットを用いて、及び／又は、種々の他の車両からの複数の評価データセットの組合せを用いて、例えばソフトウェア更新により及び／又は例えば閉制御ループにより持続的に、適応させることが提案される。これにより、有利には、車両の動作中の補償挙動の適応が達成可能であり、従って、特に、リコール及び／又はリクラメーションが低減可能となる。
【００２１】
好ましくはさらに、伝達関数の適応のために、少なくとも評価データセットに基づいてステアリングホイール回転振動の少なくとも部分的な補償を最適化するために設けられた学習アルゴリズム、有利には機械学習アルゴリズム、例えば人工ニューラルネットワークを使用することが提案される。有利には、ここでは、学習アルゴリズムにより、操舵装置の、ステアリングホイール回転振動を最小化した、典型的かつ特にはエラーのない挙動が学習される。好ましくは、学習アルゴリズムは、算定された複数のデータ及び／又は算定可能な複数のデータ及び／又は操舵装置、ステアリングシステム及び／又は車両のパラメータを使用し及び／又は相互に関連づける、データドリブン学習アルゴリズムに相当する。学習アルゴリズムは、ここでは特に、計算ユニットのメモリ内に格納可能であり、又は、外部の中央計算システムの一部であってよい。これにより、特に、有利には簡単に及び／又は自律的な最適化が達成可能となり、特には伝達関数の明示的な設定及び／又は適応を省略することができる。
【００２２】
広汎な現象の有利なドキュメント化及び／又は補償挙動の特に高い有効性は、特に、ステアリングホイール回転振動を分析するために及び／又は少なくとも部分的に補償するために、少なくとも１つの他の評価データセットを、特に他の車両から、好適には同一車種の好ましくは複数の他の車両から算定して、評価データセットに組み合わせる場合に達成可能である。特に、この場合、評価データセットを、共通のヒートマップの作成にも使用することができる。また、これにより特に、車種ごとのデータ及び個々の各車両のデータを収集して評価することができる。
【００２３】
ステアリングホイール回転振動を分析するための及び／又は少なくとも部分的に補償するための方法は、ここでは、上述した用途及び実施形態に限定されない。特に、ステアリングホイール回転振動を分析するための及び／又は少なくとも部分的に補償するための当該方法は、ここで説明する動作方式を満たすために、ここで説明する数とは異なる数の個々の要素、モジュール及びユニットを有することができる。
【００２４】
他の各利点も以下の図の説明から得られる。各図には本発明の実施例が示されている。図、説明及び特許請求の範囲には相互に関連する多数の特徴が含まれている。当業者により、各特徴は目的に応じて、個々に考察され、また、有意にはさらなる組合せとして統合される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１ａ乃至図１ｂは、操舵装置を含むステアリングシステムを備えた例としての車両を示す概略図である。
【図２】ステアリングホイール回転振動を分析するための及び／又は少なくとも部分的に補償するための信号流のグラフを示す概略図である。
【図３】評価データセットから作成されたヒートマップを示す図である。
【図４】評価データセットから作成された他のヒートマップを示す図である。
【図５】操舵装置の活性化ユニットの状態特性量を示す図である。
【図６】ステアリングホイール回転振動を分析するための及び／又は少なくとも部分的に補償するための方法の主たる方法ステップを含む例としてのフローチャートを示す図である。
【図７】複数の操舵装置を含む例としてのシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
実施例の説明
図１ａ，図１ｂには、例として、複数の車輪３６及びステアリングシステム３８を備えた、自動車として構成された車両１０が概略図で示されている。ステアリングシステム３８は、車輪３６への作用結合部を有し、車両１０の走行方向に作用するために設けられている。
【００２７】
ステアリングシステム３８は、操舵装置を含む。操舵装置は、ステアリングギヤ４０を有する。ステアリングギヤ４０は、ラックアンドピニオン式のステアリングギヤとして構成されている。ステアリングギヤ４０は、ピニオンギヤ４２と、これに機械的に連結されたステアリングラック４４とを含む。ステアリングギヤ４０は、少なくとも２つの車輪３６、特に車両１０の２つの前輪への作用結合部を有する。ステアリングギヤ４０は、車輪３６の旋回運動及び／又は回転運動を生じさせるために設けられている。ステアリングギヤ４０は、操舵設定を車輪３６の操舵運動に変換するために設けられている。なお、基本的には、ステアリングギヤは、ウォーム式のステアリングギヤ、ねじスピンドル式のステアリングギヤ及び／又はボールアンドナット式のステアリングギヤとしても構成可能である。
【００２８】
操舵装置は、さらに、少なくとも１つのステアリングロッド４６を含む。当該ケースにおいては、操舵装置は、各車両側部に、ステアリングギヤ４０、特にステアリングラック４４を機械的に車輪３６に結合するステアリングロッド４６を含む。また、基本的には、ステアリングロッドは省略可能であり、及び／又は、ステアリングロッドをステアリングギヤ内に組み込むこともできる。
【００２９】
さらに、操舵装置は、ステアリングホイール４８を含む。ステアリングホイール４８は、ステアリングシステム３８のうち、運転者に面する側に配置されている。ステアリングホイール４８は、手動の操舵トルクの取込みに用いられる。ステアリングホイール４８は、車両１０の走行方向の手動制御のために設けられている。ステアリングホイール４８は、手動の操舵トルクをステアリングギヤ４０へ導入し、さらに当該ステアリングギヤ４０を通して車輪３６へ伝達するために設けられている。
【００３０】
ステアリングホイール４８をステアリングギヤ４０に結合するために、操舵装置はさらに、ステアリングコラム５０を含む。当該ケースにおいては、ステアリングコラム５０は、ステアリングホイール４８を持続的にステアリングギヤ４０に特に機械的に結合する。ステアリングコラム５０は、少なくとも、特に運転者が形成した手動の操舵トルクをステアリングギヤ４０に伝達するために設けられている。また、ステアリングコラム５０は、少なくとも１つのトーションエレメント５２、当該ケースにおいては、特に回転ロッドと、当該トーションエレメント５２を収容するステアリングスピンドル５４とを含む。代替的に、ステアリングコラムは、例えば、自律運転モードを有する車両の場合、ステアリングホイールをステアリングギヤに一時的に結合するのみであってもよい。さらに、基本的には、ステアリングスピンドル及び／又はトーションエレメントを省略することもできる。また、操舵装置は、付加的に少なくとも１つの中間シャフトを含むことができる。
【００３１】
さらに、操舵装置は、当該ケースにおいては、ステアリング支援を形成及び／又は提供する支援ユニット５６を含む。支援ユニット５６は電気的に構成されている。支援ユニット５６は、ステアリングギヤ４０への作用結合部を有する。支援ユニット５６は、当該ケースにおいては、特に電動機として構成されたモータ５８と、ステアリングラック４４に機械的に連結されたドライブピニオン６０とを含む。支援ユニット５６は、特にドライブピニオン６０を介して、支援トルクをステアリングギヤ４０に導入するために設けられている。支援ユニット５６は、特に運転者が形成した手動の操舵トルクを支援するために設けられている。なお、代替的に、支援ユニットは、少なくとも部分的に液圧式に構成されていてもよい。さらに、支援ユニットは、特にはドライブピニオンに代えて、好適にはボールねじ伝動装置を伴った例えばベルトを含んでもよい。また、支援ユニットは、支援トルクをステアリングコラムに導入するために設けることもできる。
【００３２】
さらに、操舵装置は、検出ユニット２８を有する。検出ユニット２８は、トーションエレメント５２の領域及び／又はステアリングスピンドル５４の領域に配置されている。検出ユニット２８は、トーションエレメント５２及び／又はステアリングスピンドル５４への作用結合部を有する。検出ユニット２８は、検出信号１２、当該ケースにおいては、特にステアリングスピンドル側のトルク信号を特には無接触で検出するために設けられている。このために、検出ユニット２８は、例えば、正確に１つの、特にはトルクセンサとして構成された、検出エレメント６２を含む。また、代替的に、検出ユニットは、複数の検出エレメントを含むこともでき、及び／又は、ロータ位置信号、ロータ速度、モータ実際トルク及び／又は車輪回転数特性量を検出するために設けることができる。
【００３３】
さらに、操舵装置は、制御装置３４を有する。制御装置３４は、計算ユニット３０を含む。計算ユニット３０は電子的に構成されている。計算ユニット３０は、例えば、マイクロプロセッサの形態の少なくとも１つのプロセッサ６４と、少なくとも１つのメモリ６６とを含む。さらに、計算ユニット３０は、メモリ６６内に格納されており、かつ、少なくとも１つの計算ルーチン、少なくとも１つの制御ルーチン、少なくとも１つの評価ルーチン及び少なくとも１つの補償ルーチンを含む少なくとも１つのオペレーティングプログラムを含む。
【００３４】
制御装置３４、特に計算ユニット３０は、検出ユニット２８への作用結合部を有する。当該ケースにおいては、制御装置３４は、例えば、データコネクション及び／又はバスシステムを介して、検出ユニット２８に電気的に接続されている。計算ユニット３０は、ここにおいては、少なくとも検出信号１２及び／又は当該検出信号１２に相関する、検出ユニット２８からの信号を受信するために設けられている。
【００３５】
制御装置３４、特に計算ユニット３０はさらに、支援ユニット５６への作用結合部を有する。当該ケースにおいては、制御装置３４は、例えば、データコネクション及び／又はバスシステムを介して、支援ユニット５６に電気的に接続されている。計算ユニット３０は、ここでは、少なくともモータ５８を駆動し、従って、特に検出信号１２に依存して特に支援トルクを形成するために設けられている。
【００３６】
さらに、車両１０は、通信ユニット６８を含む。通信ユニット６８は、中央通信ユニット（「ＣＣＵ」）として構成されている。通信ユニット６８は、例えば、移動無線コネクション及び／又はＷＬＡＮコネクション又はこれらに類似のものを介した無線通信のために設けられている。代替的に又は付加的に、車両は、通信インタフェース、特に車両診断インタフェース、例えば、ＯＢＤ２コネクタも有することができる。これについては、ステアリングシステム及び／又は操舵装置は、基本的に、特に車両の通信ユニットとは別個のさらなる付加的な通信ユニットを含んでもよい。
【００３７】
ここで、特に８０ｋｍ／ｈから１４０ｋｍ／ｈの臨界速度領域での車両１０の運転モード中に、ステアリングホイール回転振動が発生し得る。ステアリングホイール回転振動は、例えば、ブレーキディスクでの振動（「ブレーキジャダ」）及び／又は車輪での振動（「シミー」）に起因する。こうしたステアリングホイール回転振動は、通常、運転者には障害として感知されるので、有利には、種々の措置によって、少なくとも部分的に補償される。
【００３８】
操舵装置の動作中に、ステアリングホイール回転振動を少なくとも部分的に補償するための信号流のグラフが図２に示されている。
【００３９】
当該ケースにおいては、計算ユニット３０は、少なくとも、特に補償ルーチンとメモリ６６内に格納された伝達関数とにより、ステアリングホイール回転振動を少なくとも部分的に補償するための方法を実行するために設けられており、このために、特には、対応するプログラムコード手段を含むコンピュータプログラムを有する。
【００４０】
この場合、検出信号１２は検出ユニット２８により検出され、操舵装置のフィルタユニット７０でのフィルタリングに供給される。また、その時点の車輪周波数１６がその時点の車輪回転数特性量から算定され、同様にフィルタユニット７０へ供給される。その時点の車輪回転数特性量は、有利には、車輪３６の車輪回転数の平均値に相当し、例えば、センサユニットにより検出され、及び／又は、車両制御装置又は車両バスシステムから呼び出し可能である。フィルタユニット７０は、当該ケースにおいては、車輪周波数１６を使用して設定された共振周波数を有する周波数可変のバンドパスとして構成されている。フィルタユニット７０は、ここでは例えば、検出ユニット２８又は制御装置３４内に組み込み可能である。また、代替的に、フィルタユニット７０は、検出ユニット２８及び制御装置３４とは別個に構成することもできる。フィルタユニット７０は、車輪周波数１６に基づいて検出信号１２をフィルタリングし、フィルタリングされた検出信号７２を形成する。ただし、基本的には、検出信号のフィルタリングは省略することもできる。
【００４１】
フィルタリングされた検出信号７２は、続いて、補償ルーチンが格納された、計算ユニット３０の補償ユニット７４へ供給される。補償ユニット７４は、伝達関数を使用して、補償信号２６、特にモータ補償トルクを形成し、当該補償信号２６は、ステアリングホイール回転振動を少なくとも部分的に補償するために支援ユニット５６へ供給される。
【００４２】
また、計算ユニット３０は、補償ユニット７４に作用結合されており、かつ、特に当該補償ユニット７４に作用可能な活性化ユニット２４を含む。活性化ユニット２４は、補償ユニット７４により、車両１０の動作パラメータ、例えば、その時点の車両速度、その時点の舵角、及び／又は、車載電気システムのその時点の負荷に依存して、ステアリングホイール回転振動の補償を活性化する及び／又は不活性化するために設けられている。このために、活性化ユニット２４は、活性化ユニット２４及び／又は補償ユニット７４の状態を定義する複数の状態特性量２２、例えば、「補償活性化」、「補償不活性化」及び／又は「待機中」を有する。
【００４３】
さらに、計算ユニット３０は、特に評価ルーチンにより、ステアリングホイール回転振動を分析するための及び／又は少なくとも部分的に補償するための方法を実行するために設けられており、このために、特には、対応する他のプログラムコード手段を含む他のコンピュータプログラムを有する。
【００４４】
ここで、検出信号１２は検出ユニット２８により検出され、当該検出信号１２から、ステアリングホイール回転振動に相関する障害特性量１４、当該ケースにおいては、特に障害振幅が抽出される。障害特性量１４を抽出するために、検出信号１２は、フィルタユニット７０によりさらに車輪周波数１６に基づいてフィルタリングされる。即ち、当該ケースにおいては、障害特性量１４は、フィルタリングされた検出信号７２と同一である。なお、基本的には、障害特性量１４は、フィルタリングされた検出信号７２とは異なっていてもよい。さらに、障害特性量の抽出のために、検出信号のフィルタリングを省略することもできる。
【００４５】
続いて、特に操舵装置、ステアリングシステム３８及び／又は車両１０の耐用期間に相関する監視時間インターバル全体にわたり、少なくとも障害特性量１４の時間変化と車輪周波数１６の時間変化とが監視され、共通の評価データセット１８へ統合される。
【００４６】
ステアリングホイール回転振動の分析のために、続いて、評価データセット１８がヒートマップの作成に用いられる（特に図３を参照）。付加的に又は代替的に、評価データセット１８内の障害特性量１４及び／又は車輪周波数１６の時間変化率を算定し、同様にステアリングホイール回転振動の分析のために考慮することができる（特に図４を参照）。さらに、活性化ユニット２４の状態特性量２２を読み出し、ステアリングホイール回転振動の分析のために同様に評価データセット１８として収集することもできる（特に図５を参照）。また、他の車両１１から他の評価データセット２０を算定し、上記評価データセット１８に組み合わせてもよい（特に図７を参照）。続いて、評価データセット１８は、例えば、長期にわたって続く時間、例えば数箇月の後、通信ユニット６８を介して無線、例えば、移動無線コネクション及び／又はＷＬＡＮコネクション又はこれらに類似のものを介して、（図示されていない）外部の分析ユニットに送信可能であり、これにより、有利には、評価データセット１８の有利な中央での評価を達成可能である。なお、代替的に、評価データセットは、計算ユニット内でも評価可能である。さらに、ステアリングホイール回転振動の分析のために、ヒートマップとは異なる任意のタイプのグラフも使用可能である。また、評価データセットの評価は、規則的な時間間隔で、例えば、数日ごと又は数週間ごとに行うことができる。
【００４７】
続いて、分析ユニットは、正常状態とは異なる挙動が存在するかどうかを検査する。評価データセット１８の分析の際に正常状態とは異なる挙動が検出されると、当該ケースにおいては、特に分析ユニットにより指示メッセージが形成され、当該指示メッセージは、続いて、車両１０の表示ユニット７６、例えば警告灯により表示され、及び／又は、外部、例えば整備工場の電子ユニットへ送信され、これにより、特には有利な指示機能及び／又は警告機能を実現することができる。
【００４８】
ステアリングホイール回転振動の少なくとも部分的な補償を改善すべく、評価データセット１８はさらに、伝達関数の適応のために使用可能である。このために、評価データセットは、補償ユニット７４への作用結合部を有する。この場合、伝達関数は、例えばソフトウェア更新によって及び／又は例えば閉制御ループにより持続的に、適応可能である。有利には、さらに、伝達関数を適応させるべく、少なくとも評価データセット１８に基づいてステアリングホイール回転振動の少なくとも部分的な補償を最適化するために設けられた、機械学習アルゴリズム、例えば人工ニューラルネットワークが使用される。
【００４９】
図３には、評価データセット１８から作成されるヒートマップの像が例として示されている。縦軸７８には、特に障害振幅として形成された障害特性量１４が［Ｎｍ］で記されている。横軸８０には、車輪周波数１６が［Ｈｚ］で示されている。温度スケールは、特に障害特性量１４及び車輪周波数１６が予め定められた状態にある頻度規準である。当該ケースにおいては、障害特性量１４は、例として、０Ｎｍから０．５Ｎｍのインターバルにおいて０．１Ｎｍ刻みで観察される。なお、有利には、障害特性量１４は、０Ｎｍから０．３Ｎｍのインターバルにおいても観察可能である。さらに、車輪周波数１６が、例として、９Ｈｚから１８Ｈｚのインターバルにおいて１Ｈｚ刻みで観察される。
【００５０】
図３からは、障害特性量１４の大部分が０．２Ｎｍから０．４Ｎｍの範囲内にあり、車輪周波数１６が１３Ｈｚから１５Ｈｚの範囲にあり、このため、ステアリングホイール回転振動は、少なくとも観察している車両１０における当該領域において頻繁に発生することが見て取れる。
【００５１】
図４には、評価データセット１８から作成される他のヒートマップの像が例として示されている。縦軸８２には、同様に、特に障害振幅として形成された障害特性量１４が［Ｎｍ］で記されており、ここで、障害特性量１４は、例として、０Ｎｍから０．５Ｎｍのインターバルにおいて０．１Ｎｍ刻みで観察されている。なお、有利には、障害特性量１４は、例として、０Ｎｍから０．３Ｎｍのインターバルにおいて０．１Ｎｍ刻みで観察されてもよい。横軸８４には、同様に、車輪周波数１６が［Ｈｚ］で示されており、車輪周波数１６は、例として、９Ｈｚから１８Ｈｚのインターバルにおいて１Ｈｚ刻みで観察される。温度スケールは、当該ケースにおいては、予め定められた対応する状態における時間変化率である。
【００５２】
ここで、図４によれば、例えば、種々の季節及び特に車両１０の種々のタイヤに対する障害特性量１４及び車輪周波数１６における差を算定することができる。また、図４によれば、例えば、摩耗、損傷、欠陥及び／又はステアリングシステム３８及び／又は車両１０の空隙も検出することができる。
【００５３】
図５には、活性化ユニット２４の状態特性量２２の図示が例として示されている。縦軸８６には、時間、特に活性化ユニット２４の個々の状態における滞留時間が［ｈ］で記されている。横軸８８には、それぞれ異なる状態特性量２２が示されている。当該ケースにおいては、活性化ユニット２４は、例として、７個の異なる状態特性量２２及び／又は状態、例えば、「補償活性化」、「補償不活性化」、「待機中」、「補償立上り」、「補償立下り」、「補償可能」及び／又は「補償不能」を含む。なお、代替的に、活性化ユニット２４は、正確に２つの状態特性量及び／又は状態、特に、「補償活性化」、「補償不活性化」、及び／又は、任意の他の数の状態特性量及び／又は状態を含むことができる。
【００５４】
図６にはさらに、ステアリングホイール回転振動を分析するための及び／又は少なくとも部分的に補償するための方法の主方法ステップを含む、例としてのフローチャートが示されている。
【００５５】
方法ステップ１００においては、検出信号１２が検出ユニット２８により検出される。
【００５６】
方法ステップ１０２においては、その時点の車輪回転数特性量に相関する車輪周波数１６が算定される。
【００５７】
方法ステップ１０４においては、検出信号１２がフィルタユニット７０により車輪周波数１６に基づいてフィルタリングされ、ステアリングホイール回転振動に相関する障害特性量１４が抽出される。
【００５８】
方法ステップ１０６においては、監視時間インターバル全体にわたり、障害特性量１４及び車輪周波数１６の時間変化が監視される。
【００５９】
その後、方法ステップ１０８においては、得られたデータから評価データセット１８が作成され、ステアリングホイール回転振動を分析するための及び／又は少なくとも部分的に補償するために評価される。
【００６０】
その後、任意の方法ステップを続けることができ、例えば、ヒートマップの作成、評価データセット１８における時間変化率の算定、活性化ユニット２４の状態特性量２２の考慮、指示メッセージの形成、及び／又は、評価データセット１８を用いた伝達関数の適応が行われる。
【００６１】
図７には、複数の、当該ケースにおいては、例として２台の車両１０，１１がそれぞれ本発明に係る操舵装置を含む、システム３２が示されている。ただし、基本的に、システムは、本発明に係る操舵装置を含む、任意の数の他の車両を含み得る。ここで、各操舵装置は、当該ケースにおいては、ステアリングホイール回転振動を分析するための及び／又は少なくとも部分的に補償するために相互に組み合わせられた相応の評価データセット１８，２０を含む。このために、システム３２は、特には中央の、有利には分析ユニットに作用結合されたデータメモリ９０を有し、当該データメモリ９０は、評価データセット１８，２０全体を組み合わせるために設けられている。
【００６２】
この場合、評価データセット１８，２０は、例えば、特定の車種及び／又は特定の車両タイプの個々の車両１０，１１のステアリングホイール回転振動を分析可能、識別可能及び／又は少なくとも部分的に補償可能にするための基礎となる、共通のヒートマップの作成に使用可能である。
【図１ａ−１ｂ】
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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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