JP2010528921A - 車輪ステアリング角を調整するためのステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】 この発明の代表的な実施例によれば、自動車両の車輪の車輪ステアリング角を調整するためのステアリング装置が開示されている。このステアリング装置は、車輪ガイド部材およびステアリング制御ユニットを有する。
このステアリング制御ユニットは、ステアリング角設定値に基づく車輪ガイド部材の移動を調整するための基本的なステアリング機能およびアクチュエータ移動制御システムを有する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、自動車両のステアリングシステムに関する。特には、この発明は、自動車両の車輪の車輪ステアリング角を調整するためのステアリング装置、ステアリング装置を有する車両、車両におけるそのようなステアリング装置の使用、自動車両の車輪の車輪ステアリング角を調整する方法、および、プログラムエレメントおよびコンピュータ可読媒体に関する。

後車軸ステアリングのための既知のステアリング装置は、同様に、従来の前車軸ステアリングシステムに対して右側および左側後輪を相互に接続するステアリング連結棒を有している。車輪ステアリング角は、電気機械的または電気流体圧の制御の下でステアリング連結棒を移動することによって調整される。しかしながら、そのようなステアリング装置は、相当な構造上の経費を必要とする。

この発明の目的は、ステアリング機能に基づいて既定される車輪ステアリングシステム用に、改善されたステアリング機能および車軸ステアリング角を調整するための改善されたアクチュエータ制御を明示することである。

ステアリング装置、車両、使用、方法、プログラムエレメントおよびコンピュータ可読媒体が、独立請求項の特徴に従って明示される。発展は、従属請求項において見出すことができる。

記述された代表的な実施例は、同様に、ステアリング装置、車両、使用、方法、プログラムエレメントおよびコンピュータ可読媒体に関する。

この発明の代表的な実施例によれば、自動車両の車輪の車輪ステアリング角を調整するためのステアリング装置が明示され、そのステアリング装置は、車輪の車輪ステアリング角を変更するための車輪ガイド部材、および車輪ガイド部材を制御するためのステアリング制御ユニットを有する。このステアリング制御ユニットは、ここに基本的なステアリング機能（steering function）、およびアクチュエータ制御システム（またはアクチュエータ移動(travel)制御システム）用の第１データ取得ユニットを有する。基本的なステアリング機能用の第１データ取得ユニットは、第１ステアリング角設定値を得るとともに、この目的のためにセンサから入力信号を受けるように設計されている（designed to）。入力信号は、少なくとも、車速およびドライバステアリング角を表わしている。アクチュエータ（移動）制御システムは、第１のステアリング角設定値に基づく車輪ガイド部材の移動を調整するように設計されている。

例えば、ドライバの役割（part）におけるステアリング調整、またはステアリングシステムに加えて機能を統合するために、追加モジュールを第１データ取得ユニットとアクチュエータ移動制御システムとの間に接続することができることは、この状況において注目されるべきことである。

換言すれば、この制御システムは、その移動を制御し、さらに、それはもちろん、検知されなければならず、ステアリング角設定値に基づく移動を調整する。

この発明のステアリング装置は、改善されたステアリング機能および改善されたアクチュエータ制御を有する。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、ステアリング装置は、さらに調停（arbitration）ユニットおよび第２データ取得ユニットを有する。この調停ユニットは、第1ステアリング角設定値から第２の修正されたステアリング角設定値を得るように務め、その後、その修正されたステアリング角設定値は、第２データ取得ユニットに供給される。この第２データ取得ユニットは、車輪ガイド部材の移動の調整用のアクチュエータ移動制御システムの上流に接続される。

換言すれば、設定値、それは、基本的なステアリング機能（第１データ取得ユニット）によって計算され、ステアリング角のために調停ユニットによって修正される。ステアリング角設定値は、車両移動力学(movement dynamics)制御器、および換算係数（scaling factor）の追加のステアリング角訂正信号に基づいて、例えば修正することができる。

その後、第２データ取得ユニットは、第２の訂正されたステアリング角設定値に基づいて、車輪ガイド部材（ステアリング連結棒移動）の移動を計算し、それはその後、アクチュエータ移動制御システムに供給される。この設定値から、その後、アクチュエータ移動制御システムは、車輪ガイド部材を相応して調整するために1つの、または複数のアクチュエータにふさわしい操作量（manipulated variable）を計算する。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、調停ユニットは、第１調停ユニットによって利用可能とし、さらに、ドライバの役割分担を減ずるためにドライバ仕様、ステアリング角訂正信号および換算係数に対応する設定値に基づいてステアリング角度設定値を計算するように設計されている。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、車輪は自動車両の後輪である。

ステアリング装置は、したがって、この場合（電気機械的に動作可能な）後輪ステアリングシステム（ＡＲＫ）である。

しかしながら、ステアリング装置は、また前輪ステアリングシステムを修正するか、または制御するように使用することができる。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、ステアリング装置は、車輪に特有のステアリング移動を実行するように設計されている。

したがって、左側と右側後輪および左側と右側前輪は、相互に無関係に個別にステアリングすることができる。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、ステアリング装置はさらにドライブユニットであって、このドライブユニットによって車輪ガイド部材の長さを調整することができるもの、を有し、さらに、車輪ガイド部材の長さの変化は、車輪の車輪ステアリング角の変化をもたらす。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、ステアリング装置は、さらに車輪を設置するための車輪マウントを有する。この車輪マウントは、車輪ガイド部材を経由して車両ボデーに接続され、この車輪マウントは、その車輪の平面とほぼ平行に延在する軸芯の周りに調整することができ、さらにまた、車輪ガイド部材は、軸芯から離れて（すなわち、それは別々に間隔を置かれて）車輪マウントに接続される。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、アクチュエータ移動制御システムは、位置制御器と、この位置制御器のためにステアリング連結棒実効値(actual value)を利用可能にするために位置制御部と、車輪ガイド部材の電動機用の電動機速度制御器と、車輪ガイド部材の電動機用の電動機速度実効値を利用可能にするための第１制御ループと、および、位置制御器用のステアリング連結棒実効値を利用可能にするための第２制御ループとを有する。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、基本的なステアリング機能用のデータ取得ユニットは、第１ステアリング角設定値のための動的部分を得るための速度ブースタユニットを有している。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、基本的なステアリング機能用の第１データ取得ユニットは、現在の車速に基づいて可変ステアリング伝達係数（ｉ_VSR）を得るためのステアリング伝達ユニットを有しており、その後、第１ステアリング角設定値のための静的部分はそれから計算される。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、第１データ取得ユニットは、ドライバの仕様の関数（a function of a driver’s specification）として可変ステアリング伝達係数を修正するように設計されている。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、可変ステアリング伝達係数は、現在の車速の関数として修正される。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、ドライバの仕様は、測定されたハンドル角度およびハンドル角度速度に相当する。

この状況において、修正がファジイ論理に基づいて実行されることが、この発明のさらなる代表的な実施例によれば、可能である。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、ステアリング伝達係数は、速度の関数として、ドライビング安定性の点から適切である値に制限された換算係数を使用することによって修正される。

換言すれば、車速に依存するステアリング伝達係数ｉ_VSR,Baseは、ドライバ仕様書の関数として、ハンドル角度およびハンドル角度速度を修正される。このことは、速度の関数として、ドライビング安定性の点から適切である値に制限されており、ｉ_VSR,Base用の換算係数ＳＣを使用することによってなされる。その結果、後輪ステアリング角に対する前輪ステアリング角の比率であって、ステアリング伝達係数ｉ_VSRによって決定されるものは、車速、ドライバステアリング角、およびドライバステアリング角速度によってここに規定されて、車両のそれぞれの動作状態に一層よく適応される場合がある。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、ステアリング装置は、さらに、車両の環境から利用可能な測定データを作るためのセンサ装置を有する。測定データは、車輪の車輪ステアリング角の閉ループまたは開ループ制御プロセスに含まれている。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、センサ装置は、レーダセンサ、ライダセンサ、光センサ、または超音波センサであることができる。これらタイプのセンサの組合せも提供され、さらに、車輪ステアリング角に対する設定値価値のデータ取得に含まれることができる。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、このセンサ装置は、さらに衛星航法受信機とディジタルマップを備えた位置決定ユニットを有している。

この衛星航法受信機は、例えばＧＰＳ、ガリレオ、ＧＬＯＮＡＳＳ（ロシア）、ＫＯＭＰＡＳＳ（中国）、ＩＲＮＳＳ（インド）のような全地球型衛星航法システム（ＧＮＳＳ）用に設計することができる。

車輪の車輪ステアリング角のための設定値のデータ取得に含まれている、安全性に関連するデータを生成するために、車両の現在位置に関する正確な位置詳細とペアになったときに、ディジタルマップからの追加情報は使用することができる。

例えば、油、または木の葉が、車道上にあることを、ディジタルマップ上で示すことができる。

回避動作が必要である場合、方向における厳密な変化はこの場合可能ではないので、前記動作は相応して初期の時間に支援することができる。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、センサ装置は、車両と目標物との間の距離を決定するように設計されている。

この目標物は、例えば別の車両、あるいはある他の障害である。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、ステアリング装置は、さらに、測定データの分析のための、さらにはその分析に基づくハザード状況の検知のための分析ユニットを有しており、ステアリングシステムは、ハザード状況が検知されている場合に、ハザード状況に対してステアリング機能を適応させるように設計されている。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、ハザード状況に対するステアリング機能の適応は、可変のステアリング伝達比用の現在の基本的なステアリング機能から同様に作用する静的特性曲線に自動的な切換えを有する。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、この分析は、車両と目標物との間をセンサ装置によって決定された距離、および、目標物からの限界的な距離が到達される後の見積時間に基づいている。

このことは、道路交通における安全性がさらに増加されることを可能にする。

このポイントでは、上に記述された代表的な実施例および下記に述べられたものが、車輪ステアリングシステムの特定の構造の実施例に依存せず、したがって、各後輪または前輪について２つの別個の個々のアクチュエータ、または中央のアクチュエータを備えたステアリング配置において、共に使用することができることは、注目されるべきことである。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、ステアリング装置は、さらに付加的な電動機設定値トルクを決定するための固定値制御器、およびこの固定値制御器の要求依存（demand-dependent）、または状況依存（situation-dependent）の活性化用の関数モジュールを有している。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、付加的な電動機設定値トルクは、センサによって測定される電動機の位置に基づく固定値制御器によって決定される。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、センサは、移動センサ、または電動機角度センサである。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、固定値制御器は比例する差動の（proportional-differential）動作を備えたモートル制御装置である。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、固定値制御器は、第２データ取得ユニットから、ステアリング連結棒設定値に基づく関数モジュールによって活性化される。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、活性化が生じる場合、現在は、現在の位置設定値も固定値制御器に供給され、かつ継続的に更新される。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、上に記述されるようなステアリング装置を有する車両が提供される。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、車両におけるステアリング装置の使用が、明示される。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、方法が、自動車両の車輪の車輪ステアリング角の調整のために明示され、この方法における入力信号は、第１データ取得ユニットに利用可能となり、入力信号は、少なくとも、車速、およびドライバステアリング角を表わしている。さらに、第１ステアリング角設定値は、入力信号に基づく第１データ取得ユニットによって得られ、また、ステアリング連結棒移動設定値は、ステアリング角設定値に基づくアクチュエータ（移動）制御システムによって調整される。その結果、車輪の車輪ステアリング角は、計算されたステアリング連結棒設定値に基づく車輪ガイド部材によって変更される。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、第２の修正されたステアリング角設定値は、調停ユニットであって、ステアリング連結棒移動設定値が第２の修正されたステアリング角設定値に基づいて計算されるもの、によって、第１ステアリング角設定値から得られ、そこで、ステアリング連結棒設定値を移動する、さらにはアクチュエータ移動制御システムに上流で接続される第２データ取得ユニットによって計算される。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、プロセッサ上で実行されたときに、上に明示されたステップを実行するようにプロセッサに命じるプログラムエレメントが明示されている。

この発明のさらなる代表的な実施例によれば、プロセッサ上で実行されたときに、上に明示された方法ステップを実行するようにプロセッサに命じるプログラムエレメントが格納されるコンピュータ可読媒体が明示されている。

続く本文においては、この発明の好ましい代表的な実施例が、図に関して記述される。

２つの個別のアクチュエータを有するＡＲＫシステム配置（ステアリング装置）の概略の例証である。 中央のアクチュエータを有するＡＲＫシステム配置を示す。 この発明の代表的な実施例によるＡＲＫのためのステアリング機能の基本的構造のブロック回路図である。 この発明の代表的な実施例によるＡＲＫアクチュエータ移動制御システムの基本的構造を示す。 代表的な実施例によるステアリング角設定値の調停のブロック回路ブロック図である。 この発明の代表的な実施例によって、ドライバの仕様を考慮に入れて、後輪ステアリングシステム、または前輪ステアリングシステム用の可変ステアリング伝達比を備えた基本的なステアリング機能を示す。 この発明のさらなる代表的な実施例によるドライバの仕様を考慮に入れて、後輪ステアリングシステム、または前輪ステアリングシステム用の可変ステアリング伝達比の基本な構造を示す。 この発明の代表的な実施例による、ステアリング伝達係数ｉ_VSR,Baseのためのドライバ要求依存のスケーリング（scaling）のブロック回路図である。 この発明の代表的な実施例によるハザード状態にＡＲＫステアリング機能を適応するために周囲センサシステム（レーダセンサ）を備えたＡＲＫシステムのネットワーキングの概略の例証である。 この発明の代表的な実施例によるハザード状態にＡＲＫステアリング機能を適応させるために周囲センサシステム（レーダセンサ）を考慮に入れて、ＡＲＫの基本的なステアリング機能のブロック回路図である。 この発明の代表的な実施例によるＡＲＫアクチュエータ移動制御システムの基本的構造の概略の例証である。 この発明の代表的な実施例による固定値制御システムを備え、状態の関数（a function of a situation）として活性化することができるアクチュエータ移動制御システムの構造のブロック回路図である。 この発明の代表的な実施例による電子的整流子電動機（commutated motor）の使用の間に、状態の関数として活性化することができる固定値制御システムを備えたアクチュエータ移動制御システムの構造のブロック回路図である。 この発明の代表的な実施例による電子的整流子電動機の使用の間に、障害刺激（interference excitation）または外部荷重力の補償用の固定値制御器の構造の概略の例証である。

図における例証は、略図であって、換算模型(scale)ではない。

以下の図の記述においては、同一の参照番号が、同一または同様の部品用に使用される。

図１および２は、それぞれ２つの個別のアクチュエータ、または１つの中央のアクチュエータを備えた２つの後輪ステアリングシステム（ＡＲＫ）を示す。

図１および２における後輪ステアリングシステムは、ＷＯ２００６／１１７３４３において既に詳細に記述されており、必要な程度にのみ以下に考慮される。２つの後輪３１ａ、３１ｂの車輪特有のステアリング移動は、後車軸に一体設置の２つの電気電動機によって、電気機械的に調整することができ、ステアリング連結棒によって引き起こされる。

図１は、左側後輪３１ａおよび右側後輪３１ｂを備えた４輪の自動車両を概略例証で示す。後輪３１ａ、３１ｂは、後車軸マウント３２によって車両に取付けられている。各後輪３１ａ、３１ｂは、それぞれ調整可能な長さを備えたステアリング連結棒１５であるステアリング連結棒１５ａおよび１５ｂを設けられる。ステアリング連結棒は、前記後輪３１ａ、３１ｂが、ステアリング連結棒１５ａ、１５ｂの長さの変化による角度に関して、回転する軸芯３４ａ、３４ｂに関し旋回軸上に置くことができるように、レバー３３ａ、３３ｂ（図において概略的に例証されている）経由で後輪３１ａ、３１ｂに係合する。レバー３３ａ、３３ｂは、ステアリング連結棒１５ａおよび１５ｂが車輪マウント上に、その中央点の外側で係合するという事実から結果を生じる。

後車軸ステアリング制御ユニット３５は、ステアリング連結棒を起動し、それに対してステアリング連結棒１５ａ、１５ｂは、それぞれ電子インターフェース経由で接続される。後車軸ステアリング制御ユニット３５は、車両の内蔵のパワーシステムの１２ボルトの供給電圧によってここで供給される。一方では、ステアリング連結棒１５ａ、１５ｂの電動機を始動するための制御コマンドが、また、他方では、ステアリング連結棒のハウジング内部の押し棒の位置を感知する移動（travel）センサからの信号が、インターフェース経由で送信される。後輪３１ａ、３１ｂのそれぞれ現在の車輪ステアリング角は、後車軸ステアリング制御ユニット３５内部のこれらの信号から得ることができる。この２つのステアリング連結棒１５ａ、１５ｂは、基本的に、自由に選択可能な車輪ステアリング角が、各後輪３１ａ、３１ｂで設定することができるように、相互に無関係に起動することができる独立したモジュールを構成することができる。その動作は、センサを使用することによって、特に測定される異なる車両変数の関数として制御方法によって実行される。車両走行動的制御システム、例えばＥＳＰ（電子安定プログラム）システムのセンサシステムは、好ましくは、制御方法を実行するために使用される。前記センサシステムは、通常、ドライバがステアリング可能な前輪３８ａ、３８ｂで設定したステアリング角を感知するためのステアリング角度センサ３６と、ステアリングハンドル３７と、車両の各車輪における車輪速度センサ３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄと、加速器ペダルの位置を感知するためのペダル移動センサ４０と、ヨーレートセンサ、横加速度センサ、縦加速度センサを有するヨーレートセンサまたはセンサクラスタ４１と、を有する。

これらの信号は、通常、ＥＳＰ制御ユニットにおいて受けられ、評価される。このＥＳＰ制御ユニットは、通常、ブレーキインターベンションを実行するための電気流体圧ユニットを備えた組立体４２に統合される。このような状況においては、流体圧車両ブレーキシステムのマスタブレーキシリンダ４３は、電気流体圧ユニット経由で、ホイールブレーキ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄに接続される。このような状況において、ブレーキ活性化装置４６によるブレーキブースタ４５を介してドライバによって構築されるブレーキ圧力は、電子的に制御可能なバルブを使用して、車輪に特有の方式で修正することができる。さらに、流体圧ユニットは、ドライバとは無関係に車両を安定化するためのブレーキインターベンションが実行される圧力増大装置を有しており、前記インターベンションは、この技術分野における当業者にそれ自身知られている制御方法に基づいてＥＳＰ制御ユニットによって制御されている。

図１に例証された実施例において、ＥＳＰ制御ユニットと後車軸ステアリング制御ユニット３５との間の信号を伝送するためのインターフェースが設けられる。この信号の伝送は、自動車両において通常に使用されるＣＡＮ（制御器エリアネットワーク）のような、例えばデータバスシステムを経由して、実行することができる。

このインターフェースは、ＥＳＰセンサシステムの信号を後車軸ステアリング制御ユニット３５に送信するために使用することができ、それは、制御方法によるセンサ信号の関数として、後輪３１ａ、３１ｂの車輪ステアリング角度、および／または、ステアリング連結棒１５ａ、１５ｂの長さのための設定値の仕様を生成する。さらにまた同様に、これらの設定値仕様は、ＥＳＰ制御ユニットにおいて決定され、後車軸ステアリング制御ユニット３５にインターフェース経由で送信され、その後、ステアリング連結棒１５ａ、１５ｂを設定値仕様にしたがって作動することを規定することができる。

基本的に、後輪３１ａ、３１ｂは、前輪３８ａ、３８ｂのステアリング移動に関連して同一方向、または反対方向にステアリングすることができる。後輪３１ａ、３１ｂ、および、前輪３８ａ、３８ｂを反対方向にステアリングすることは、カーブ半径を減少するが、一方、前輪３８ａ、３８ｂのステアリング角は、同一に維持し、したがって、車両の機敏さ（agility）の増加を得ることができる。後輪３１ａ、３１ｂが前輪と同じ方向にステアリングされる場合には、車両のヨーレートは減少され、それで、その車両は、限界の運転状況において安定させることができる。

ＷＯ２００６／１１７３４３において例証されている後車軸制御ユニットの設計は、まだ公表されていない出願に詳細に検討されている。

これに代るものとして図２において例証されるように、ある後車軸設計において、図１における２つのステアリング連結棒１５ａ、１５ｂの２つの個別のアクチュエータは、また、中央のステアリング連結棒１５の中央の個別のアクチュエータと置き換えることができる。

図３−１３において概略的に例証されているステアリング機能を実行するための集成装置は、図１および２に開示された２つのアクチュエータ構想（中央アクチュエータ／個別アクチュエータ）に適用することができる。

図３は、この発明の代表的な実施例によるＡＲＫのためのこのステアリング機能の基本構造を示す。前記構造は、実質的に、基本的なステアリング機能のためのデータ取得ユニット１００を備えた機能ブロック、調停手段または調停ユニット１０３、および、ステアリング連結棒移動およびアクチュエータ移動制御システム１０２を計算するための第２データ取得ユニット１０１からなる。

現在測定された車両速度３０３、ドライバステアリング角３０４、およびさらなる制御コマンド３０５が、基本的なステアリング機能（第１データ取得ユニット１００）を利用可能にするためのモジュールに供給される。第１データ取得ユニット１００は、現在測定された車両速度３０３、ドライバステアリング角３０４、およびさらなる制御コマンド３０５から、調停ユニット１０３に供給される後車軸ステアリング角用の設定値３０７を計算する。さらに、追加のステアリング角修正信号３０１および換算係数３０２が、調停ユニット１０３に供給される。

調停ユニット１０３は、そこから、後車軸ステアリング角３０８のための新しい設定値を計算し、その設定値が、ステアリング連結棒移動（第２のデータ取得ユニット１０１）のための計算ユニットに与えられる。その後、第２データ取得ユニット１０１は、そこからステアリング連結棒設定値３０９を計算し、それは、アクチュエータ移動制御システム１０２に供給される。さらに、ステアリング連結棒移動３１０の実効値のための信号は、アクチュエータ移動制御システム１０２に供給される。制御ループ３１１は、この目的用に設けられる。アクチュエータ移動制御システム１０２は、そこからステアリング連結棒移動３１０の開ループ、または閉ループ制御信号を計算する。例えば、道路による障害の刺激によって引き起こされたもののような障害影響は、障害力（interference force）３１２の形をしているアクチュエータ機構に作用し、アクチュエータ移動制御システムに影響を及ぼす。

基本的なステアリング機能１００のための入力信号は、例えば、測定信号としての電子安定プログラム（ＥＳＰ）によって利用可能になる車速Ｖ_Kfz ３０３およびドライバステアリング角δ_Driver ３０４（ハンドル角度、および／または車輪ステアリング角）である。

このポイントで、注目されることは、特にステアリング角の場合に、このセンサの信号は、また、これに代るものとして直接読まれることである。

制御コマンドＳｗ ３０５は、例えば様々な車両設定（例えば、スポーツ性／気楽さ）を選択することにより、基本的なステアリング機能用のデータ取得ユニット１００の機能に影響を及ぼすために使用することができる。追加のステアリング角修正信号Δδ_ESP ３０１は、上位の車両走行力学制御器（図３には図示されていない）によって既定することができる。

ステアリング連結棒移動設定値Ｘ_Sp,Cmd ３０９は、例えば、静的特性曲線の様式で後車軸のステアリング運動学（kinematics）のためのモデルを考慮に入れて、その得られた後車軸ステアリングシステム用の車輪ステアリング角設定値δ_HA,Cmd（調停ユニット１０３からの）から、第２データ取得ユニット１０１によって計算される。

アクチュエータ移動制御システム１０２の構造は、図４に示されている。それは、ここに位置制御器４０６を有し、それに電動機速度制御器４１０が従属される。

入力信号３０９は、加算器／減算器４０５に供給される。制御ループ３１１の信号、ステアリング連結棒移動３１０の実効値も、加算器／減算器４０５に供給される。この加算／減算の結果は、ステアリング連結棒移動制御誤差４１７であり、また、それは、加算器４０７に供給される設定値４１８を計算する位置制御器４０６に供給される。入力信号３０９も、ライン４０２経由で、出力信号４０４を加算器４０７に供給する速度パイロット制御システム４０３に供給される。

加算に起因する信号４０８は、電動機速度のための設定値を表示して、加算器／減算器４０９に供給される。同様に、電動機速度用の実効値を表示する第２の制御ループ４１６からの制御信号が、加算器／減算器４０９に供給される。

加算され／減算された信号４２０は、電動機速度制御誤差を表示し、次に、電動機（電動機設定値トルク）およびＡＲＫ機構４１２のための信号４１１を生成する電動機速度制御器４１０に供給される。障害力３１２の形をしている障害信号は、さらに、電動機、およびこの電動機に結合されたＡＲＫ機構を構成するユニット４１２に作用する。ユニット４１２の出力変数は、電動機設定値トルク（信号４１１）によって、かつＡＲＫ機構によって起動した電動機によって調整されるステアリング連結棒移動（出力信号３１０）である。

この出力信号３１０も、第１制御ループ３１１経由で第１の加算器／減算器４０５に供給される。さらに、この信号は、第２制御ループ４１４によって電動機速度計算システム４１５に供給される。

動的な後続する動作を改善するために、特に、Ｘ_Sp,Cmdのための中間および高速の設定値の要求の場合において、速度パイロット制御システム（設定値位置の曲線（profile）に基づく設定値電動機速度の直接の仕様）が、位置制御器４０６と同様にさらに設けられる。

速度制御器４１０用の設定値ω_Cmd ４０８は、２つの信号ω_Cmd,Reg４１８およびω_Cmd,FFW ４０４の加算から得られる。ステアリング連結棒移動Ｘ_Sp ３１０は、適切なセンサによって測定される。速度制御用に必要な電動機速度信号ω_Mot,Act ４１６は、電動機速度データ取得ユニット４１５におけるＸ_Spからの微分によって得ることができる。

図３において例証されているステアリング角設定値の調整の機能が、図５に示されている。結果として生じる設定値δ_{HA, Cmd} ３０８は、基本的なステアリング機能に基づいて得られ、さらにはドライバ仕様書に基づいた設定値および追加のステアリング角修正信号Δδ_ESP ３０１ を表示する設定値δ_HA,Drv,Cmd ３０７の加算から、ここに得られ、それらは後車軸ステアリング角用の高位の車両走行ダイナミック制御器によって明示することができる。さらに、これが、車両走行力学（dynamics）（例えば、ミュー分割ブレーキ動作の間の後車軸におけるステアリング角補正の場合における）の点から適切に見える場合、ドライバ部分（driver portion）は、換算係数λ_Arb ３０２（０. .１）によって、減ずるか、または０に設定することができる。ドライバ部分が０に設定される場合、換算係数λ_Arb ３０２は、値λ_Arb＝１と仮定する。

図５において見ることができるように、換算係数３０２によってドライバ部分を減ずるために、後者は、値１からそれを減算することによってユニット５０４において変換される。この変換の結果は、基本的なステアリング機能によって得られた設定値５０３をそれに掛けるためにライン５０５を経由して乗算器モジュール５０６に供給される。値λ_Arb＝１、ユニット５０４において実行された変換の結果、およびしたがってさらにステアリング角設定値に包含されていたドライバ部分は、０である。値λ_Arb＝０のために、それに相似して、ドライバ部分の減少は起こらない。乗算器モジュール５０６における乗算の結果は、換算係数３０２によって修正され、基本的なステアリング機能によって得られる設定値５０３を表示し、また、前記結果は、その後加算器５０７に供給され、付加的なステアリング角修正信号５０１に加算され、その後に、ステアリング角は、制限するユニット５０８によって最大の許容可能なステアリング角に制限されている。その結果として生じる設定値３０８は、第２のデータ取得ユニット１０１に供給される。

基本的なステアリング機能１００は、図６において例証されている。基本的なステアリング機能のための入力信号は、例えば測定信号としてＥＳＰにおいて、利用可能である車速Ｖ_Kfz ３０３、およびドライバステアリング角δ_Driver ３０４（ハンドル角度および／または前車軸の車輪ステアリング角）である。

ドライバステアリング角３０４は、信号パス６０７経由で速度ブースタユニット６０５に、一方では直接供給される。さらに、この値は、計算ユニット６０３において、その後、同様に速度ブースタユニット６０５に供給されるステアリング角速度６０４に変換される。

さらに、車速３０３は、速度ブースタユニット６０５に供給される（信号パス６０８参照）。

速度ブースタユニット６０５は、そこから加算器／減算器６０１に供給されるステアリング角設定値のためのダイナミック部分６０６を計算する。

車速は、伝達係数ｉ_VSR ６１１をステアリングする変数を得るためにライン６０９経由で、ステアリングブースタユニット（さらにステアリング伝達比ユニットとして参照される）６１０に転送される。その後、この値６１１は、乗算器６１２に供給される。さらに、ドライバステアリング角３０４は、乗算器６１２（データライン６１３参照）に供給される。

乗算の結果は、静的ステアリング角部分６１４を構成し、同様に加算器／減算器６１５に供給され、これは結果として、設定値３０７を出力する。

ドライバステアリング角δ_Driver ３０４が、ハンドル角度信号として存在する場合、それは、前車軸のステアリング伝達比を考慮して、まず第一に対応する車輪ステアリング角に変換されるに違いない。例えば、ヨーレートまたは横加速度のような車両走行ダイナミック状態変数は、もはやここでフィードバックされることはないので、この機能は、純粋に開ループ制御機能であると考えることができる。この基本的なステアリング機能の関数は、制御コマンドＳw（図６には例証されていない）を使用して影響される場合がある。

このことは、一方では、可変のステアリング伝達比、または速度ブースタ機能の活性化、または非活動化の特性曲線の選択を有することができる。

後車軸ステアリング角のための設定値δ_HA,Drv,Cmd ３０７は、ドライバのステアリング仕様を表示し、さらに静的ステアリング角部分δ_{HA,Cmd,Static} ６１４、および動的部分δ_{HA,(Cmd)Dynamic}から構成される。この静的部分は、可変ステアリング伝達比を有しており、車速Ｖ_Kfzに依存する伝達計数（transmission factor）ｉ_VSR ６１１に基づいて、その後輪も、また、設定されている前輪ハンドルに従って同一方向（ｉ_VSR＞０）、または反対方向（ｉ_VSR＜０）にステアリングされる。

同一方向に、さらにステアリングされている後輪は、駐車する場合、反対方向に後輪をステアリングすることが車両の機敏さの増加およびステアリング力の減少を引き起こす一方、ドライビングの安定性の増加に至らせる。可変ステアリング伝達比のための（静的）特性曲線は、通常、動作する範囲（低車速＜２０−３０ｋｍ／ｈ）において、ｉ_VSR＜０は、ステアリング力を減少するために選択され、一方では、高速（高速ドライビング範囲＞１００−１２０ｋｍ／ｈにおいて、ｉ_VSR＞０の伝達比は、ドライビングの安定性を増加するために選択されるような方法で規定されている。前記範囲間の車両移動力学（Ｖ_Kfz＝３０．．１００−１２０ｋｍ／ｈ）の範囲においては、車両および設定目的に依存して、同一方向（ドライビング安定性であるが、比較的に大きなステアリング力も増加）に作用するか、または、反対方向（機敏に、しかしドライビング安定性についてはマイナス効果の増加）に作用するかのいずれかを設定することを規定することが可能である。

図６において例証される速度ブースタ機能は、速度ブースタユニット６０５において実行されるが、目的のこの矛盾を克服する役目をする。ドライバが、高速ステアリング角走行をする場合、前記速度ブースタユニット６０５は、簡潔に、静的ステアリング角部分δ_{HA,Cmd,Static} ６１４上に、加算器／減算器６１５における静的部分から、減算され、また、したがって、ドライバのステアリング移動に対して反対方向に作用するステアリング角速度に本質的に依存する動的部分δ_{HA,Cmd,Dynamic} ６０６を重ねる。その後、この動的な設定値部分は、車両機敏さを増加する役目をし、車両走行力学（Ｖ_Kfz＝３０．．１００−１２０ｋｍ／ｈ、上記参照）の点から適切である速度範囲においてのみ生成される。ドライビング安定性の理由で、ｉ_VSR ＞０の伝達比は、ドライバステアリング角と同一方向に後輪ステアリング角部分が、基本機能として存在するように、ここに可変ステアリング伝達比特性曲線のために選択される。

速度ブースタ機能の動作の方法が、以下に、より詳細に検討される。Ｖ_Kfz＜Ｖ_Kfz,Min（例えば＜３０ｋｍ／ｈ）またはＶ_Kfz＜Ｖ_Kfz,Max（例えば＞１００ｋｍ／ｈ）、δ_{HA,Cmd,Dynamic}＝０である限り、Ｖ_Kfzが、そのときに、Ｖ_Kfz,min≦Ｖ_Kfz≦Ｖ_Kfz,Maxのようである場合、さらに、ドライバの遅いステアリング動作のみが起こっている場合には、同様に、動的な部分は生成されず、さらに、また、静的特性曲線だけが、ステアリング機能のために活性である。

ドライバω_Driverのステアリング角速度が、既定の活性化しきい値ω_{Driver,Sw,Act}よりも高い場合には、ステアリング角速度ω_{Driver, Max}の現在の最大値に依存するステアリング角設定値δ_{HA,Cmd,Dynamic}が、ω_Driverの現在値が、第２のしきい値ω_{Driver,Sw,Deact}＝ｋ^＊ω_{Driver,Sw,Act}以下に再度落ちるまで、生成される。ステアリング角速度ω_Driver,Maxの最大値は、この時間の間、継続して更新される。パラメータｋは、適用特有の方法（適正値 ｋ＝０.５±０.２）において選択することができる。関数δ_{HA,Cmd,Dynamic} ＝ f（ω_Driver,Max）は、比例する関係にか、または他に、例えば対応する特性曲線の形状で既定される非線形の関数であり得る。

ω_Driverの現在値が、しきい値ω_{Driver,Sw,Deact}以下に落ちる場合は、この時期に存在するδ_{HA,Cmd,Dynamic}のための値は、線形の方式でゆっくり値０に減少される。このことは、既定の時間Ｔ内に実行される。活性化しきい値ω_{Driver,Sw,Act}を超過するステアリング角速度ω_Driverが、この時間の間（例えば、スラロームドライブの間に、または、レーンを変更する場合）に生じる場合には、このプロセスは、異常終了し、そして、ステアリング角設定値δ_{HA,Cmd,Dynamic}＝ f（ω_Driver,Max）は、再び生成される。

動的部分は、ドライバが高速ステアリング角走行をする場合、静的ステアリング角部分δ_{HA,Cmd, Dynamic}を、簡潔にステアリング角速度に本質的に依存し、かつ、車両走行力学の点から適切である速度範囲において車両機敏さの増加に至る動的部分δ_{HA,Cmd,Dynamic}上に重ねる速度ブースタ機能を有する。

図６に示される構造の静的部分は、伝達係数ｉ_VSRを計算するためにステアリング伝達比変数における車速Ｖ_Kfzのみを考慮に入れる。ハンドル角度およびハンドル速度（ドライバの要求）のようなドライバの入力変数は、ここで考慮に入れられない。したがって、上に記述された基本的なステアリング機能における改良は、ステアリング伝達比変数においてこれらの入力変数を考慮に入れることにある。車両のタイプに依存し、車両用の目的およびステアリング機能のための希望する機能的な範囲を設定して、基本的なステアリング機能のこの拡張は、さらに図６に例証された動的部分δ_{HA,Cmd, Dynamic}が、不要にすることができる状況に至ることができる。

上述され、さらに続く本文において記述された方法は、後輪ステアリングシステムの特定の構造の実施例とは独立し、各後輪用の２つの分離した個別のアクチュエータ、および中央のアクチュエータを備えたステアリング配置において使用することができる。

この発明のこの代表的な実施例による基本的なステアリング機能の基本構造が、図７に例証されている。図６におけるＡＲＫステアリング機能の静的部分６１４は、ドライバの依頼に依存するＳＣ ７０７を換算係数を加えることにより拡張する。換算するモジュール７０１は、換算を計算するために設けられる。

この係数（function）のための入力変数は、ドライバハンドル角３０４、ハンドル角速度６０４、およびさらに車速３０３である。伝達係数ｉ_VSR ７０４は、車速に依存し、かつ乗算器ユニット７０３における換算機能の出力信号ＳＣ ７０７を乗算する静的特性曲線（ステアリング伝送モジュール６１０からの）から得られる。ドライバ仕様の関数として、上に記述された、設定基準に従って修正されることは、したがって伝達係数のために可能である。この修正は、基本値ｉ_VSR,Base ７０２における増加または減少に至ることができ、サインの変更（適切な場合、単に簡潔）をさらに有することができる。これは、問題の車両および選択された設定する目的に順番に依存する。この基本値の修正を介して、例えば、短時間に、同一方向（ドライビング安定性の増加ではあるが、さらにより大きなステアリング力）に作用する基本設定を、ドライバの要求、または反対方向（機敏さの増加ではあるがドライビング安定性については負の効果の増加）において作用する設定の要求（demand）に変更することは、既に可能である。乗算器ユニット７０５（ライン６１３参照）におけるドライバのステアリング仕様に基づく後車軸ステアリング角のための設定値を計算するために、伝達係数ｉ_VSR ７０４にドライバステアリング角３０４を乗算する。可変のステアリング伝達比のためのこの新しい算定方式に基づいて、設定値δ_{HA,Cmd,Static} ７０６が、ステアリングアクチュエータのために得られる。この基本構造および換算機能のパラメタータ化によって、動的部分δ_{HA,Cmd,Static} の重畳を省くことが可能な場合、後車軸ステアリング角のための、結果として生じる設定値δ_HA,Drv,Cmd に一致する。

図８は、より詳細に換算ユニット７０１によるドライバ依頼に依存の換算関数を実行する方法を示している。ここに、（ハンドル角度δ_Driver ３０４およびハンドル角度速度ω_Driver ６０４入力信号のための）、第１の計算ユニット８０２における換算係数（scaling factor）ＳＣ１＝ｆ_SC１（δ_Driver）８０６の、および、第２の計算ユニット８０１における換算係数ＳＣ２＝ｆ_SC２（δ_Driver）８０５の個別の計算が、実行される。乗算器ユニット８０７におけるこれらの２つの係数の乗算は、基本値ｉ_VSR,Base のための合計の換算ＳＣ_OVR ８０８を電動機らす。

後の制限（limiting）関数８０９は、この関数ＳＣ_OVRを、ドライビング安定性の点から適切である値に制限する。この目的のために、最小および最大値ＳＣ_Min＝ｆ_{SC_Min}（Ｖ_Kfz）８１０、およびＳＣ_Max＝ f _{SC_Max}（Ｖ_Kfz）８１１は、それぞれ、モジュール８０３および８０４を使用して、車速の関数として換算係数ＳＣ ７０７のために得られる。

前記モジュールは、ドライビング安定性の点から、基本的な特性曲線のこの影響がどの程度強くなり得るか、または、修正されたステアリング伝達計数が、どの程度遠く基本値から離れ得るかを決定する。

図８において例証されたＳＣ_Min＝ f _{SC_Min}（Ｖ_Kfz）およびＳＣ_Max＝ f _{SC_Max}（Ｖ_Kfz）と同様に関数ＳＣ１＝ f _SC1（δ_Driver）およびＳＣ２＝ f _SC2（δ_Driver）も、それらが、車両タイプ、およびそのために規定された設定目的（上記参照）に強くリンクされるので、非常に適用に特有である。

それらは、線形の、または非線形方程式の形式でモデル化することができるか、または特性曲線あるいは表として記述することができる。制限関数の出力変数は、同時にドライバ依頼依存の換算係数の出力変数であり、基本値ｉ_VSR,Baseのための結果として生じる換算ＳＣを表示する。

図８による実行の方法の代りとして、換算係数は、またファジイ論理を使用して、例証された入力信号に基づいて計算することができる。このような状況において、メンバーシップ関数は、例えば、入力データに対してＳＭＡＬＬ、ＭＥＤＩＵＭ、およびＬＡＲＧＥのように、言語の値を割り当てるために使用される。

ＳＣは、それから、これらの入力データに関してファジイ論理動作を使用して、計算される（イフ／ゼン ルール）。

反対方向に作用する車両設定の場合においては、問題は、車両は、本件速度範囲における機敏さの高い程度を有するが、しかしながら、これは、その後、例えば緊急事態、またはハザード状況の結果、回避行動の場合には過度に機敏なドライビング行動に至り得、そこでは、この状況において必要であるドライビング安定性は、高い程度に逆に影響を及ぼされることが生じ得る。

目標物のこの矛盾を克服するために、この発明のさらなる代表的な実施例によって、電気機械的な後輪ステアリングシステム（ＡＲＫ）のステアリングシステムを、車両内に位置して、周囲センサシステム、例えば、レーダセンサをネットワークにつなぐことができる。例えば、車両間距離制御システムを備えた車両においては、そのようなレーダセンサが、このシステムの構成要素である。さらに、前方に走行する車両からの、または一般に車両の前方に位置した目標物からの距離に関係するその情報は、そのときＡＲＫシステムに利用可能であるか、またはＡＲＫシステムに利用可能にされ、さらにそれによって使用することができるようになる。この追加のセンサ情報を考慮に入れることによって、その後、ＡＲＫ（かつ、したがって車両の全体的な行動）のための車両設定は、検知されたハザード状態に適応される場合がある。このことは、反対方向に作用する設定、または単にわずかに同一方向に作用する設定が、車両設定として選択されている場合には、特に不可欠である。

結果として生じるシステム配置は、図９Ａに例証されている。図９Ａは、ハザード状況にＡＲＫステアリング機能を適応させるための、周囲センサシステム６（例えば、レーダセンサ）に対するＡＲＫシステムのネットワーキングを示す。

電子制御ユニット（ＥＣＵ）を備えた電気機械的アクチュエータ１および２が示される。

参照符号３は、ステアリング角度センサを表示し、さらに、参照符号４は、ＥＳＣ（電子安定制御）を表示する。さらに、バッテリ、例えば１２Ｖバッテリ５は、システムに電流を供給するために設けられる。参照符号６は、周囲センサを示す。

ハザード状況に対するＡＲＫステアリング機能の適用は、次の方法で実行される：
基本位置において、ＡＲＫは、設定目標物に従って選択されている基本的なステアリング機能（図６参照）で移動し、そこで、可変ステアリング伝達比の特性曲線のために、速度をブーストすること、今度は、反対方向にもっと作用する設定、および車両の機敏さを増加させる設定が、選択し得る。レーダ検知センサは、正面にある目標物（例えば、車両、または障害）を検出するや否や、監査が、当初に、この目標物からの車両の距離ｄ_Objが重大なものとして分類されるべきであるかどうかを決定するために、実行される。

この距離ｄ_Objが、車速Ｖ_Kfzに依存するしきい値ｄ_Obj,critical以下に下がる場合、ドライバが車両の前に位置した目標物を回避しなければならない緊急状態、またはハザード状態が、検知される。この場合、切換えが、今や、今現在の基本的なステアリング機能から、ＡＲＫの可変のステアリング伝達比のための高い程度に同一方向に作用する静的特性曲線まで直接実行される。ドライバによって実行された回避行動は、その後、車両走行力学の点から非常に安定しているステアリング特性曲線によって実行することができる。その回避行動が、快適さの理由で終了される（すなわち、目標物の存在がなく、かつ、ドライバが再び、ほぼ前方に直線的にステアリングしている）場合には、それ以前に選択された基本姿勢は、移行行動の後に再び引き受けられる。同一方向に特性曲線に対して信頼できる切換えがあることをさらに確実にするために、さらに距離ｄ_Objの監視に加えて、切換え基準として、この危機的な距離ｄ_Obj,criticalが、与えられた現在の、かつ一定の車速Ｖ_Kfzに達する後の時間ｔ_Obj,criticalを、目標物距離ｄ_Objのための変化の習得した速度を考慮に入れて、決定し、かつ使用することが可能である。

ドライバは、また、正面に位置する目標物の周囲の回避行動を開始する場合、同一の方向に作用するＡＲＫ特性曲線に対する切換えが起こらず、その状況がまだハザード状況でなく、そういうものとして評価されるので、その限界の距離に達する前に、その回避行動も、また、ＡＲＫの選択された基本的ステアリング機能によって実行することができる。

図９Ｂは、ハザード状況におけるＡＲＫステアリング機能を適応させするために、周囲のセンサシステムを考慮に入れるＡＲＫの基本的なステアリング機能の概要の例証である。ハザード状況検出手段の形をしている分析ユニット９０５は、前記分析ユニット９０５に送り込まれる、測定された目標物距離９０１、ステアリング角９０２、現在の車速９０３、およびステアリング角速度９０４を供給される。この分析ユニット９０５は、その方式においてハザード状況を分析して、対応する評価パラメータ９０６を出力する。

この評価パラメータ９０６は、ユニット９１０および９１１に送り込まれる。

モジュール９０７は、車速に依存し、高い程度に同一方向に作用し、さらに、乗算器９０９におけるドライバステアリング角によって乗算するステアリング伝達関数ｉ_VSR,Safe９１４を生成するステアリング特性曲線を有し、前記ドライバステアリング角は、接続ライン９０８によって乗算器に送り込まれる。その後、これは、安全な後車軸ステアリング角９１５のための設定値に結果として生じ、その後、モジュール９１０におけるパラメータλ_Safeで重み付けられる。後車軸ステアリング角９１６のためのオリジナルの設定値は、モジュール９１１に従って（１−λ_Safe）で重み付けられる。

モジュール９１０および９１１からの値は、加算器９１２を使用して、加算され、また、車軸ステアリング角９１３のための実際の設定値は、その後、そこから得られる。

追加モジュール９０５、９０７、９０９、９１０、９１１および９１２は、複合モジュール９００に収容することができる。

ハザード状況に対するＡＲＫステアリング機能の記述された適応は、ＡＲＫのための基本的なステアリング機能（図６において例証されている）の拡張に至り、信号のフローチャートの形で図９Ｂを示している。記述された機能を加えることにより実行される拡張は、点線内に概略が示される。

機能ブロック「ハザード状況検出手段」９０５の結果は、０と１の間の値を仮定することができるパラメータλ_Safe９０６である。λ_Safe＝０については、ハザード状況は検知されず、また、ＡＲＫステアリング機能は、図６に既に記述された基本設定に相当する。ハザード状況が検知されるときに、パラメータは、λ_Safe＝１に設定され、それは切り換えをこの基本機能から、VSR-Safeによって規定され、高い程度に同一方向に作用する特性曲線に、生じさせ、さらに、結果的に得られる後車軸ステアリング角用の設定値δ_HA,Drv,Cmdは、もっぱらδ_{HA,Drv,Cmd,Safe}に基づいて得られる。機能ブロック「ハザード状況検出手段」が、その入力データに基づいて、ハザード状況はもはや生じていないか、または、回避行動が終了されたことを検知した場合には、パラメータλ_Safeは、事前設定変移時間の後に値λ_Safe＝１ から 値λ_Safe＝０まで連続的に減少し、その結果として、オリジナルのステアリング機能への快適な切り換えが実行される。

ハザード状況が検知される場合、前記機能ブロックは、それは今、機敏さの増加に関してさらに設定することができるものであるが、基本的なステアリング機能から、ＡＲＫ（ドライビング安定性の増加）のための高い程度に同一方向に作用するステアリング伝達特性曲線まで、切換えを引き起こすので、レーダセンサに対するＡＲＫシステムのネットワーキングに加えて、図９Ｂに例証された機能ブロック「ハザード状況検出手段」は、図９Ｂに記述された実施例の必須構成機器を構成する。この切換えは、正面に位置する目標物（車両、障害物）がレーダセンサによって検知されており、得られた距離ｄ_objがしきい値ｄ_{obj critical} 以下に下がる場合に、実行される。保護するプロセスに加えて、または、その代案として、監視が、目標物が一旦検知され、この危機的距離ｄ_Obj,critical が、与えられた現在の、一定の車速ＶＫ_Kf1z に達した後の、上に記述された時間ｔ_Obj,critical が、終了したかどうかを、目標物距離ｄ_Objのための得られた変化の速度を考慮に入れて、判断するために実行される。

さらなる切換基準は、ドライバがなおこの時期に回避行動を開始していないということであり、すなわち、ドライバはなおほぼ前方に直線的にステアリングしているか、あるいは、小さなステアリング動作のみを実行しており、そしてそれは、ハンドル角度およびハンドル角速度に基づいて決定されるものである。

ステアリング特性曲線VSR-Safeからオリジナルのステアリング機能への切換えは、既に処理され、したがって、ここではより詳細には説明されない。

図１０は、この発明の代表的な実施例によるＡＲＫアクチュエータ移動制御システムの基本構造の概要の例証である。

図４に既に記述されたように、前記基本構造は、電動機速度制御器４１０が追従する位置制御部４０６を有する。この電動機速度制御器４１０は、加算器４０７および電動機速度計算ユニット４１５から入力データを受ける。電動機速度制御器４１０の出力は、電動機トルク制御器１００７に接続される。同様に、電動機トルク取得手段１００９からの信号Ｉ_Mot １０１０から得られた信号Ｍ_Mot １０１１は、また、電動機トルク制御器１００７に供給される。動作信号１００８は、そこから、例えば電圧の形で計算され、電動機に結合されたＡＲＫ機構ユニットを駆動する電動機に供給される。

図４に既に記述されたように、動的な次に続く動作を改良するために、速度パイロット制御システム（設定位置のプロフィールに基づく設定電動機速度の直接の仕様）が、特に、Ｘ_{Sp, Cmd}のための媒体および高速設定値の要求において、位置制御器と同様にさらに設けられる。速度制御器用の設定値ω_Cmd は、加算器４０７における２つの信号ω_Cmd,Reg およびω_Cmd,FFW の加算から得られる。ステアリング連結棒移動Ｘ_Sp は、適切なセンサによって測定される。速度制御に必要である電動機速度信号ω_Mot,Act は、Ｘ_Sp からの微分によって得ることができる。速度制御器の操作変数は、追従する電動機トルク制御器、または電動機電流制御器によって設定される電動機トルクＭ_Cmd,R のための設定値である。位置制御部および電動機速度制御器が、通常、ほぼ２ ．．．４ミリ秒（電気機械の動的な要求および利用可能な力学に依存する）の基本的なステアリング機能のループ時間において処理されている間に、追従する電動機トルク制御器は、その電動機の電気的時定数に適応される０.１… ０.２ミリ秒の著しくより迅速なループ時間で類似する方法で実行される。

位置制御部および速度制御器用の制御器パラメータの寸法どりは、主として、障害力Ｆ_Sp,Interf ３１２によって引き起こされる障害影響の同時の最小化を備えたよいドライビング動作に関して実行される。これらは、例えば、貧弱な道路外被のために車道による障害刺激からの決定的な程度に、または角を曲がる場合の横加速度、あるいは荷重の急激な変化の影響の結果として、起因する。

図１０において例証された構造によって、今度は、制御器のための車道の役割（part）においては、特にそれは検知することはできないが比較的高い周波障害刺激（excitations）に起因して、後者は、充分な速度を備えたアクチュエータ位置および要求精度において結果的に生じる制御誤差を補償することができず、そして、したがって、障害力によってアクチュエータの設定値位置からの著しいずれが生じるという問題がある。このことは、例えば前方に直線的に走行している場合に、特に後輪ステアリングシステムの基本的なステアリング機能に基づいて得られたアクチュエータ位置が、一定に維持されているべきことであるならば、ＡＲＫの制御ループ行動上の、さらにしたがって、車両のドライビング動作上の中断効果を有している。

以下に述べられるこの発明の代表的な実施例の目的は、本質的に予報することができず、かつ大きく変わる障害力の影響下で、現存する制御装置構造がその制御行動に関して改善される、はじめに説明したタイプの制御器、または、ステアリング装置を提供することである。

図１０に関して上で議論された問題を解決するために、この制御ループ構造の拡張は、付加的な固定値制御器、およびこの固定値制御器の要求依存、または状況依存の活性化を実行する関数モジュールを加えることによって提供される。図１０の拡張として結果として生じる構造は、図１１に示されている。

図１１は、この発明の代表的な実施例に従って状況の関数として活性化することができる定値制御システムを備えたＡＲＫアクチュエータ移動制御システムの構造の概要の例証である。

続く本文において例証された配置は、ＡＲＫにおいて通常使用されるブラシ式電動機、および電子的整流子式電動機の両方で使用することができる。さらに、この制御ループ構造の拡張は、ＡＲＫにおける用途に限定されず、しかしながらむしろ、電動機によって駆動され、さらには、そこでは既定される一定の、または単にゆっくり変化するアクチュエータ設定値位置を設定するとともに、その機構に外側から作用し、検知することができず、また周波数において本質的に、比較的に高い障害力の影響を除去するか、または最小化するプロセスにおけるゆっくりとした変化に対して、それをできるだけ一定に維持する、または、それをできるだけ正確に調整するという問題がある他の動作機構にも適用することができる。

図１１は、アクチュエータ位置が、移動センサによって感知されるもので、それが使用される場合の、制御装置構造を示している。ＡＲＫにおいて通常使用される電子的整流子電動機の場合においては、付加的な電動機角度センサは、電動機を整流するために、利用可能であり、前記電動機角度センサは、一般に比較的に高位置の解を有し、かつ、同様に制御目的のために利用可能である。結果的に生じる制御器構造は、図１２に示されている。

活性化モジュール１００１が提供され、それに対してステアリング連結棒移動設定値３０９が供給される。活性化モジュール１００１は、信号１００３によって状況の関数として固定値制御器１００４を活性化することができ、さらに、それは、後者に対して固定値制御器のための現在の設定値１００２を伝送する。さらに、測定されたステアリング連結棒移動実効値は、ライン１００５を経由して固定値制御器１００４に供給される。固定値制御器１００４は、付加的な電動機設定値トルクをそこから計算し、信号ライン１００６を経由して加算器１１２０にそれを供給する。

この付加的な電動機設定値トルク１００６は、加算器１１２０に、電動機速度制御器４１０によってそれに加えられた、設定値トルク１０１２が与えられ、動作信号１００８をそこから生成する電動機トルク制御器１００７に供給する。

図１２における代表的な実施例において、移動センサによって得られたアクチュエータ位置の代わりに、電動機角度センサによって測定された角度が、信号ライン１１０１を経由して固定値制御器１００４に供給される。この角度は、また、信号ライン１１０２を経由して電動機トルク制御器に供給される。この電動機の設定値角度は、ライン１１０３（図１１における設定値信号１００２の代わりに）を経由して、活性化モジュール１００１から固定値制御器に対して移送される。

図１１および図１２において例証されている固定値制御器１００４は、比例する微分動作（ＰＤ制御器１２０１）を備えた電動機位置制御器であり、それは、速度制御器４１０の設定値トルクＭ_Cmd,R １０１２上に付加的に重ね合わされる付加的な電動機設定値トルクＭ_Cmd,FWR １００６を直接生成する。後者ができるだけ速く、かつ非常に短い反応時間で、障害力F_Sp,Interf ３１２によって引き起こされた位置誤差補償することができるように、制御ループ内にさらに挿入され、かつ信号ＦＷＲ＿ＯＮ＝１ １００３によって活性化することができるこの固定値制御器１００４が、電動機トルク制御器の迅速なループ時間において作動することが、ここでは必要である。

位置制御器４０６、速度パイロット制御システム４０３、および電動機速度制御器４１０からなる基本制御器は、その後、良好なガイド動作を設定する機能を本質的に実行する。

それは、障害力に対する反応におけるこの測定（measure）によって著しく取り除かれるか、または支持される。固定値制御器が、再度、非活性化される場合は、最後に生成された電動機設定値トルクＭ_Cmd,FWR は、値０Nｍまで傾斜路形に減少する。固定値制御器が、電動機位置制御器であるので、設定値位置からの実際位置の過度の偏位がある場合には、付加的なトルクは、基本制御プロセスの位置制御器との混乱を起こさせる重ね合わせを回避するために、その用途に適合した最大トルクに制限されている。

図１３は、図１２による配置に基づいて、この固定値制御器の構造を示している。

信号１１０３は、活性化モジュール１００１から加算器／減算器１２１１に供給され、さらに、電動機角度センサによって測定された角度は、信号ライン１１０１を経由して加算器／減算器１２１１に供給される。結果として生じる信号は、電動機角度制御誤差を表わし、さらにＰＤ制御器１２０１に供給され、それは操作変数として信号Ｍ_Cmd,FWR,1 １２０２をそこから生成し、それをユニット１２０３に供給する。

同様に、ＰＤ制御器１２０１のための最大電動機設定値トルク１２１２は、ユニット１２０３に供給される。ユニット１２０３は、信号のＭ_Cmd,FWR,1 １２０２を、許容可能な最小、または許容可能な最大の電動機設定値トルクＭ_FWR,Max １２１２に制限し、出力変数としてトルク限定信号Ｍ_Cmd,FWR,B １２０４を生成し、それは、下流の切換モジュール１２０５に供給される。切換モジュール１２０５は、信号ＦＷＲ＿ＯＮ １００３によって作動し、それは、活性化モジュール１００１によって生成される。ＦＷＲ＿ＯＮ＝１のために、固定値制御器１００４は活性化され、そして、交換モジュール１２０５の出力信号Ｍ_Cmd,FWR １００６は、信号Ｍ_Cmd,FWR,B １２０４に相当する。ＦＷＲ＿ＯＮ＝０の場合、交換モジュール１２０５の出力信号Ｍ_Cmd,FWR １００６は、増加制限するユニット１２０７の出力信号と等しい。固定値制御器が、ＦＷＲ＿ＯＮ＝０によって非活性化される場合には、ユニット１２１０、１２０７、および１２０９は、値０に対する最後にセットされた付加的なトルクの傾斜路形の減少を実行する。値０Ｎｍは、信号ライン１２１０経由で加算器／減算器１２０６に供給され、また、さらに、モジュール１２０９の１サンプリングステップによって最初に変えられる交換モジュール１２０５の出力信号Ｍ_Cmd,FWR １００６は、信号ライン１２０８経由で加算器／減算器１２０６に供給される。加算器／減算器１２０６の出力信号は、増加制限するユニット１２０７に供給され、このユニットは、出力変数として、値０Ｎｍに対して傾斜路形に最終設定された信号１２０８を減少する信号を生成し、その場合には、計算ステップ当りの信号における最大の変化は、値Ｍ_Max,Rampによって既定される。

図１１および図１２において例証された活性化モジュール１００１は、固定値制御器１００４の状況依存の活性化を実行する。この目的のために、Ｘ_Sp,Cmdのための設定値プロフィールが考慮され、前記設定値プロフィールは、Ｘ_Sp,Cmd ３０９の第１導関数によって得られている。これがゆっくりの設定値の変化だけがステアリング連結棒移動のために既定されるような状態か、または後者が一定にしておかれるべきである場合には、固定値制御器は、信号ＦＷＲ＿ＯＮ＝１ １００３によって良好なよい障害動作を設定するために活性化される。活性化中に、固定値制御器１００４のための設定値は、同様に伝送され、この設定値は、信号Ｘ_Sp,FW,Cmd １００２、またはφ_Mot;FW;Cmd １１０３によって表わされ、さらに、現在の設定値Ｘ_Sp,Cmdに相当する。

ステアリング連結棒移動設定値Ｘ_Sp,Cmdにおける迅速な変更がある場合、固定値制御器は、ＦＷＲ＿ＯＮ＝０によって非活性化される。その後、基本制御器は、これらの設定値の変化に対してステアリング連結棒移動実効値を可能な限り速く調整する。活性化のためのしきい値Ｖ_Sp,Cmd,Onおよび非活性化のためのしきい値Ｖ_Sp,Cmd,Offは、用途特有であり、さらに個別の用途の場合のために特別に規定することができる。さらに、ステアリング連結棒移動設定値Ｘ_Sp,Cmdにおける比較的迅速な変化がある場合でさえ、固定値制御器が活性化を維持する大きさであるために、これらのしきい値が選択されていることはここで考えられ、また、あり得る。

さらに、「構成する(comprising)」こと「有する（having）」ことが、他の部品またはステップを除外しないことは注目されるべきであり、「１つ（ａ）」は、複数を除外しない。

さらに、上に記述された他の代表的な実施例の他の特徴、またはステップと結合して上記の代表的な実施例のうちの１つに関して記述された特徴、またはステップを使用することができることは注目されるべきである。請求項における参照符号は、限定と見なすべきではない。

Claims (34)

1. ステアリング装置は：
   車輪の車輪ステアリング角を変化するための車輪ガイド部材（１５）と；
   車輪ガイド部材（１５）を制御するためのステアリング制御ユニット（３５）と；
   を有し、
   このステアリング操作ユニット（３５）は、基本的なステアリング機能およびアクチュエータ移動制御システム（１０２）用の第１データ取得ユニット（１００）を有し、；
   第１ステアリング角設定値を得るための基本的なステアリング機能用の前記第１データ取得ユニット（１００）は、センサからの入力信号を受け、前記入力信号は、少なくとも車速Ｖ_Kfzおよびドライバステアリング角δ_Driverを表わし、；
   前記アクチュエータ移動制御システム（１０２）は、第１ステアリング角設定値に基づく車輪ガイド部材（１５）の移動を調整するように設計される、
   自動車両の車輪の車輪ステアリング角を調整するためのステアリング装置。
2. 調停ユニット（１０３）と；
   および第２データ取得ユニット（１０１）と；を有し、
   前記調停ユニット（１０３）は、 第１ステアリング角設定値からの第２の修正されたステアリング角設定値を得るように設計されており、さらに、適切な場合には、第２データ取得ユニット（１０１）用の修正ステアリング角（３１０）を考慮に入れて、；
   第２データ取得ユニット（１０１）は、車輪ガイド部材（１５）の調整されるべき移動を計算するために、アクチュエータ移動制御システム（１０２）の上流で接続される、
   請求項１記載のステアリング装置。
3. 前記調停ユニット（１０３）は、第１データ取得ユニット（１００）によって利用可能になり、ドライバの役割を減ずるための、ドライバ仕様（specification）、ステアリング角修正信号、および換算係数(scaling factor)に相当する設定値に基づくステアリング角設定値を計算するように設計される、
   請求項２記載のステアリング装置。
4. 前記車輪は、自動車両の後輪である、先行する請求項のうちの１項記載のステアリング装置。
5. 前記ステアリング装置は、車輪に特有のステアリング移動を実行するように設計されている、先行する請求項のうちの１項記載のステアリング装置。
6. ドライブユニットであって；
   前記車輪ガイド部材（１５）の長さがこのドライブユニットによって調整することができ；
   その車輪ガイド部材（１５）の長さの変化は、前記車輪の車輪ステアリング角における変化をもたらすもの、をさらに有する、
   先行する請求項のうちの１項記載のステアリング装置。
7. 前記車輪を設置するための車輪マウント（３２）であって；
   この車輪マウント（３２）は、車輪ガイド部材（１５）によって車両ボデーに接続され、；
   その車輪マウント（３２）は、車輪の平面とほぼ平行に延在する軸芯に関して調整することができ、さらに車輪ガイド部材（１５）は軸芯から離れて車輪マウントに結合されるもの、をさらに有する、
   先行する請求項のうちの１項記載のステアリング装置。
8. 前記アクチュエータ移動制御システム（１０２）は、
   位置制御部と；
   車輪ガイド部材（１５）の電動機用の電動機速度制御器と；
   車輪ガイド部材（１５）の電動機のために電動機速度実効値を利用可能にするための第１制御ループと；
   さらに位置制御器のためにステアリング連結棒移動実効値を利用可能にするための第２制御ループと、を有する、
   先行する請求項のうちの１項記載のステアリング装置。
9. 第１のステアリング角設定値用の動的部分(dynamic portion)を得るために基本的なステアリング機能用の第１データ取得ユニット（１００）が速度ブースタユニット（６０５）を有する、
   先行する請求項のうちの１項記載のステアリング装置。
10. 現在の車速に基づいて可変のステアリング伝達係数（ｉ_VSR）を得るために、基本的なステアリング機能用の第１データ取得ユニット（１００）は、ステアリングブースタユニットを有し、その後、第１ステアリング角設定値のための静的部分（static portion）がステアリングおよびドライバステアリング角の乗算の結果として計算される、
    先行する請求項のうちの１項記載のステアリング装置。
11. 前記第１データ取得ユニット（１００）は、ドライバの仕様の関数として可変のステアリング伝達係数の修正を有する、
    先行する請求項のうちの１項記載のステアリング装置。
12. 前記修正は、車速の関数として実行される、
    請求項１１記載のステアリング装置。
13. 前記ドライバの仕様は、測定されたハンドル角度（δ_Driver）およびハンドル角度速度（ω_Driver）に相当する、
    請求項１１または１２記載のステアリング装置。
14. 前記ステアリング装置は、その修正がファジイ論理に基づいて行なわれる、
    請求項１１〜１３のうちの１項記載のステアリング装置。
15. 前記テアリング伝達係数は、前記速度の関数として、ドライビング安定性の点から適切である値に制限される換算係数を使用して修正される、
    請求項１１〜１４のうちの１項記載のステアリング装置。
16. 車両の周囲から利用可能な測定データであって、そのデータは、車輪の車輪ステアリング角に対する設定値のデータ取得に含まれるものを作るためのセンサ装置とをさらに有する、
    先行する請求項のうちの１項記載のステアリング装置。
17. 前記センサ装置は、レーダセンサ、ライダセンサ、光センサ、および超音波センサを有するグループから選択されたセンサを有する、
    請求項１６記載のステアリング装置。
18. 前記センサ装置は、さらに、衛星航法受信機およびディジタルマップを備えた位置を決定するユニットを有する、
    請求項１６または１７記載のステアリング装置。
19. 前記センサ装置は、車両と目標物との間の距離を決定するように設計される、
    請求項１６〜１８のうちの１項記載のステアリング装置。
20. 前記測定データを分析するための、および、その分析に基づくハザード状況を検知するための分析ユニットであって、前記ステアリング装置は、ハザード状況が検知されている場合に、ハザード状況にステアリング機能を適応させるように設計されるものをさらに有する、
    請求項１６〜１９のうちの１項記載のステアリング装置。
21. 前記ハザード状況に対するステアリング機能の適応は、可変のステアリング伝達比用の現在の基本的なステアリング機能から、同一に作用する静的特性曲線への自動切換えを有する、
    請求項２０記載のステアリング装置。
22. 前記分析は、センサ装置によって決定される車両と目標物との間の距離、および目標物からの限界的な距離が到達する後の見積時間に基づく、
    請求項２０および請求項２１のうちの１項記載のステアリング装置。
23. 前記アクチュエータ移動制御システム（１０２）は、付加的な電動機設定値トルクを決定するための固定値制御器（１００４）と；
    この固定値制御器（１００４）の要求依存、または状況依存の活性化用の関数モジュール（１００１）と、を有する、
    先行する請求項のうちの１項記載のステアリング装置。
24. 前記付加的な電動機設定値トルクは、センサによって測定される電動機（４１２）の位置に基づく前記固定値制御器によって決定される、
    請求項２３記載のステアリング装置。
25. 前記センサは、移動センサ、または電動機角度センサである、
    請求項２４記載のステアリング装置。
26. 前記固定値制御器は、比例する差動の動作（proportional-differential behavior）を備えた電動機制御器である、
    請求項２３〜２５のうちの１項記載のステアリング装置。
27. 前記固定値制御器は、前記第２データ取得ユニット（１０１）からステアリング連結棒設定値（３０９）に基づく関数モジュールによって活性化される、
    請求項２３〜２６のうちの１項記載のステアリング装置。
28. 活性化が生じる場合に、現在は、現在位置設定値が固定値制御器に供給され、かつ継続的に更新される、
    請求項２３〜２７のうちの１項記載のステアリング装置。
29. 請求項１〜２８のうちの１項記載のステアリング装置を有する車両。
30. 請求項１〜２８のうちの１項記載のステアリング装置の使用。
31. 入力信号が、第1データ取得ユニット（１００）に利用可能になり、この入力信号は、少なくとも車速ＶＫｆｚおよびドライバステアリング角δＤriverを示すこと；
    第１ステアリング角設定値が、前記入力信号に基づく第１データ取得ユニット（１００）によって得られること；
    ステアリング連結棒移動設定値は、前記ステアリング角設定値に基づくアクチュエータ移動制御システム（１０２）によって調整されること；
    前記車輪の車輪ステアリング角は、設定されていたステアリング連結棒移動設定値に基づく車輪ガイド部材（１５）によって変更されること、
    とのステップを有する方法である、
    自動車両の車輪の車輪ステアリング角を調整する方法。
32. 第２の、修正されたステアリング角設定値が、調停ユニット（１０３）によって第１ステアリング角設定値から得られ、；
    前記ステアリング連結棒移動設定値は、第２の、修正されたステアリング角設定値に基づいて計算され、；
    さらに、前記ステアリング連結棒移動設定値が、さらに第２データ取得ユニット（１０１）によって計算される、ステップをさらに有する、
    請求項３１記載の方法。
33. プロセッサ上で実行される場合に、次のステップを実行するようにプロセッサに命じるプログラムエレメント：
    入力信号が、第１データ取得ユニット（１００）に利用可能になり、この入力信号は、車速Ｖ_Kfzおよびドライバステアリング角δ_Driverを少なくとも表わすこと；
    第１ステアリング角設定値が、前記入力信号に基づく第１データ取得ユニット（１００）によって得られること；
    ステアリング連結棒移動設定値が、前記ステアリング角設定値に基づくアクチュエータ移動制御システム（１０２）によって調整されること；
    車輪の車輪ステアリング角が、設定されていたステアリング連結棒設定値に基づく車輪ガイド部材（１５）によって変更されること。
34. プロセッサ上で実行されたときに、次のステップを行なうようにプロセッサに命じるプログラムエレメントが格納されるコンピュータ可読媒体：
    入力信号が、第１データ取得ユニット（１００）に利用可能になり、この入力信号は、車速Ｖ_Kfzおよびドライバステアリング角δ_Driverを少なくとも表わすこと；
    第1ステアリング角設定値が、前記入力信号に基づく第１データ取得ユニット（１００）によって得られること；
    ステアリング連結棒移動設定値が、前記ステアリング角設定値に基づくアクチュエータ移動制御システム（１０２）によって調整されること；
    車輪の車輪ステアリング角が、設定されていたステアリング連結棒移動設定値に基づく車輪ガイド部材（１５）によって変更されること。

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