JP2018529582A - 自動車の操舵システムを動作させるための方法 - Google Patents

Abstract

自動車の操舵システム（２）を動作させるための方法が記載される。前記操舵システム（２）は、該操舵システム（２）の操舵伝動装置（８）に目標アシストトルク（２４，３４）を導入するためのパワーステアリング機構（４）を含む。少なくとも２つの電気機械式のアクチュエータ（２２，３２）が、１つの共通の搭載電源網（５０）または複数の異なる搭載電源網において動作される。前記搭載電源網（５０）の過電圧が検出される。前記少なくとも２つの電気機械式のアクチュエータ（２２，３２）のそれぞれの前記目標アシストトルク（２４；３４）は、前記搭載電源網（５０）の前記過電圧が低減されるように決定される。

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の、自動車の操舵システムを動作させるための方法に関する。

操舵システムの操舵伝動装置に目標アシストトルクを導入するためのパワーステアリング機構は、一般的に周知である。

さらに、例えば搭載電源網における比較的大きな負荷をスイッチオフすることによって電圧ピークが発生するおそれがあり、これによって搭載電源網に接続されているコンポーネントを損傷するおそれがあることが知られている。

したがって、独国特許出願公開第１０２０１３２２４１０６号明細書（ＤＥ１０２０１３２２４１０６Ａ１）からは、接続された搭載電源網における負荷のスイッチオフまたはケーブルの断線の結果として、負荷制限が発生し得ることが知られている。発電機として動作可能な電気機械を有する自動車の搭載電源網を動作させるための方法が提案される。

独国特許出願公開第１０２０１３２２４１０６号明細書

したがって、本発明の課題は、車両の搭載電源網の安定性を改善することである。

本発明の基礎となる課題は、請求項１に記載の、自動車の操舵システムを動作させるための方法によって解決される。有利な発展形態は、従属請求項に記載されている。さらに、以下の説明および図面では、本発明にとって重要な特徴が見て取れるが、これらの特徴は、単独でも種々異なる形態で組み合わせても、これについて改めて明示的に言及されることなく本発明にとって重要な特徴であり得る。

少なくとも２つの電気機械式のアクチュエータを、１つの共通の搭載電源網またはそれぞれの搭載電源網において動作させ、前記搭載電源網の過電圧を検出することが提案される。さらに、前記少なくとも２つの電気機械式のアクチュエータのそれぞれの目標アシストトルクが、前記搭載電源網の前記過電圧が低減されるように決定される。これによって有利には、電圧ピークの形態の過電圧を低減するために、操舵システムを利用することができる。とりわけ、比較的大きな負荷をスイッチオフすることによって電圧ピークが発生するが、本提案の方法と、対応する過電圧の低減とによって、他のコンポーネントへの損傷を阻止することが可能となる。パワーステアリング機構は、有利には応答時間が短いので、パワーステアリング機構が動作可能である場合には過電圧を確実に低減することができる。パワーステアリング機構は、有利には他のコンポーネントに比べてより多くの電流を消費し、これによって有利には、過電圧を確実に低減することが可能となる。

有利な実施形態では、前記電気機械式のアクチュエータ同士は、前記過電圧を低減するために逆方向に動作される。この逆方向によって有利には、過電圧の低減に関連した機械的動作が実質的に発生しなくなる。むしろ、２つのアクチュエータは、過電圧を低減するために打ち消し合うように動作し、したがって、搭載電源網から多くの電流を取り出して、過電圧を低減するためにこれを熱に変換する。

有利な実施形態では、前記過電圧を低減するための負荷要求が決定される。負荷要求を決定することによって、搭載電源網の過電圧を低減することができる。

有利な実施形態では、前記電気機械式のアクチュエータのうちの第１のアクチュエータが、前記負荷要求の分だけ増加された第１の目標アシストトルクによって動作される。前記電気機械式のアクチュエータのうちの第２のアクチュエータは、前記負荷要求の分だけ低減された第２の目標アシストトルクによって動作される。これにより、総アシストトルクを操舵伝動装置に導入することができると同時に、過電圧を低減するための負荷要求を満たすことも可能となる。これにより、運転者または車両自身によって自律的な操舵動作に要求されたアシストトルクを操舵伝動装置に導入することができると同時に、負荷要求を実施することも可能となる。

有利な実施形態では、搭載電源網電圧が検出される。前記負荷要求は、前記搭載電源網電圧に基づいて決定される。このようにして有利には、搭載電源網を監視することができ、搭載電源網の過電圧に対する操舵システムの反応を、負荷要求を介して実施することができる。

有利な実施形態では、前記負荷要求は、バスシステムからのメッセージによって規定される。これによって有利には、例えば負荷制限の発生時に電圧ピークが早期に操舵システムに供給され、これに応じて操舵システムが、搭載電源網で発生した過電圧を低減するために負荷要求によって反応を実施することが達成される。

パワーステアリング機構４を備えた操舵システム２の概略図である。

唯一の図面は、パワーステアリング機構４を備えた操舵システム２を概略的な形態で示す。さらに、この操舵システム２は、スーパーインポーズドステアリング機構６をも有することができる。操舵システム２は、例えばラック式操舵伝動装置として構成された操舵伝動装置８を有している。また、この操舵伝動装置８は、ボールナット式伝動装置として構成されていてもよい。

本明細書では、主にラック式操舵システムを前提とする。操舵伝動装置８は、ピニオン１０とラック１２とを介して各車両側方で操舵リンク機構１４に結合されている。この操舵リンク機構１４は、それぞれホイール１６と協働する。基本的に、図１に示した操舵システム２は、本発明に係る方法を実施するために適した装置の多数の可能な実施形態のうちの１つを成している。別の実施形態は、例えば別の操舵伝動装置によって構成されていてもよいし、かつ／または駆動装置の別の配置によって構成されていてもよい。さらに、操舵システム２内に複数の別のセンサが配置されていてよい。なお、これらのセンサの配置および構成については、ここでは説明しないことにする。

トーションバーには、操舵手段２０、例えばステアリングホイールが配置されている。スーパーインポーズドステアリング機構６によって、車両運転者により与えられた操舵角を操舵伝動装置８に向けて増減させることができる。スーパーインポーズドステアリング機構６によって操舵伝動装置８に与えられるこの操舵手段差角は、付加操舵角とも称される。当然ながら、トーションバーの代わりに、操舵手段２０とスーパーインポーズドステアリング機構６との間にステアリングコラムが配置されていてもよい。この実施形態では、スーパーインポーズドステアリング機構６とパワーステアリング機構４または操舵伝動装置８との間にトーションバー１８が配置されている。

第１の電気機械式のアクチュエータ２２は、伝動装置２６およびラック１２を介して目標アシストトルク２４を操舵伝動装置８に導入する。第２の電気機械式のアクチュエータ３２は、伝動装置３６およびラック１２を介して目標アシストトルク３４を操舵伝動装置８に導入する。第１および第２のアクチュエータ２２，３２は、電気モータとして構成されており、対応する目標アシストトルク２４または３４は、図示されていない形態で、それぞれのアクチュエータ２２，３２を動作させる対応するパワーエレクトロニクスに供給される。

第１の目標アシストトルク２４は、加算点３８において、第１のアクチュエータ２２のために決定された目標アシストトルク３６と、負荷要求４０とを加算することから生じる。第２アシストトルク３４は、加算点４４において、第２アクチュエータ３２のために決定された別の目標アシストトルク４２から負荷要求４０を減算することから生じる。したがって、負荷要求４０が、アシストトルク２４，３４，３６，４２と同じ大きさを有するようにすることにより、操舵伝動装置８に導入される総トルクに差が生じなくなる。それと同時に、電気機械式のアクチュエータ２２の印加方向と電気機械式のアクチュエータ３２の印加方向とが逆向きになり、これによって一部のトルクがラック１２を介して打ち消し合うように作用することとなり、ひいてはそれぞれのアクチュエータ２２，３２においてエネルギが熱に変換されることとなる。したがって、負荷要求４０を介して、総トルクを発生させるために必要なエネルギ消費量を上回るエネルギ消費量を実現することができる。

アクチュエータ２２および３２は、それぞれの線路４６および４８を介して自動車の１つの共通の搭載電源網５０に接続されており、この共通の搭載電源網５０を介して各自の電気エネルギを引き出している。したがって、負荷要求４０によって、共通の搭載電源網５０から追加的なエネルギを取り出すことができる。当然ながら、アクチュエータ２２および３２には、図示しない形態で、２つの相互に独立して動作する冗長な搭載電源網から電気エネルギを供給してもよい。したがって、本説明は１つの共通の搭載電源網５０のみに関連しているわけではない。むしろ、エネルギ供給のためにそれぞれアクチュエータ２２，３２のうちの１つに対応付けられた、複数の異なる搭載電源網にも容易に転用することが可能である。

負荷要求４０は、ブロック５２によって決定され、このブロック５２には、信号５４を介して搭載電源網５０の過電圧、または複数の冗長的な搭載電源網のうちの１つの過電圧が通知される。したがって、例えば信号５４は、ブロック５２によって監視される電圧信号とすることができる。検出された過電圧のレベルに基づいて、例えば特性マップまたは特性曲線を介して、逆方向に作用する操舵トルクの形態の負荷要求４０を決定することができる。別の実施形態では、信号５４を、自動車のバスシステム上のメッセージとすることができ、このメッセージにより、ブロック５２によって負荷要求４０が生成される。当然ながら、上述した２つの実施形態を組み合わせることも考えられる。また、過電圧を検出するために、搭載電源網５０に関する他のパラメータを検出してもよい。

目標アシストトルク３６は、ブロック５６によって決定される。目標アシストトルク４２は、ブロック５８によって決定される。このためにブロック５６および５８は、目標操舵トルク３６および４２の合計に実質的に一致する総トルクが、操舵伝動装置８に導入され得るように調整される。

ブロック５２，５６，５８および加算点３８，４４は、制御装置６０内に配置されている。当然ながら、相互に通信する複数の制御装置に機能を分散させることもできる。さらに、制御装置６０は、コンピュータプログラムを実行するために、本明細書に記載された方法ステップを実行するためのデジタル式の演算装置を含む。コンピュータプログラムは、本明細書に提示されている方法の１つを再生するように構成されている。コンピュータプログラムは、記憶媒体に記憶されている。本明細書に記載された方法によれば、過電圧保護を有する必要がないか、または縮小された形態でしか有する必要がないような他のコンポーネントが、搭載電源網５０に配置されている構成において、特に有利である。全体として、搭載電源網５０の安定性は、大きな負荷制限の場合でも増加する。全体として、さほど複雑でなく、ひいてはより低コストに構成することが可能な搭載電源網５０を実現することができる。

Claims (9)

1. 操舵伝動装置（８）にアシストトルクを導入するためのパワーステアリング機構（４）を有する自動車の操舵システム（２）を動作させるための方法において、
   少なくとも２つの電気機械式のアクチュエータ（２２，３２）を、１つの共通の搭載電源網（５０）または複数の異なる搭載電源網において動作させ、
   前記搭載電源網（５０）の過電圧を検出し、
   前記少なくとも２つの電気機械式のアクチュエータ（２２，３２）のそれぞれの目標アシストトルク（２４；３４）を、前記搭載電源網（５０）の前記過電圧が低減されるように決定する、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記電気機械式のアクチュエータ（２２，３２）同士を、前記過電圧を低減するために、前記それぞれの目標アシストトルク（２４；３４）に基づいて逆方向に動作させる、
   請求項１記載の方法。
3. 前記過電圧を低減するための負荷要求（４０）を決定する、
   請求項１または２記載の方法。
4. 前記電気機械式のアクチュエータのうちの第１のアクチュエータ（２２）を、前記負荷要求（４０）の分だけ増加された第１の目標アシストトルク（２４）によって動作させ、
   前記電気機械式のアクチュエータのうちの第２のアクチュエータ（３２）を、前記負荷要求（４０）の分だけ低減された第２の目標アシストトルク（３４）によって動作させる、
   請求項３記載の方法。
5. 搭載電源網電圧を検出し、
   前記負荷要求（４０）を、前記搭載電源網電圧に基づいて決定する、
   請求項３または４記載の方法。
6. 前記負荷要求（４０）を、バスシステムからのメッセージによって規定する、
   請求項３から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 請求項１から６までのいずれか１項記載の方法を実施するために構成された、デジタル式の演算装置用のコンピュータプログラム。
8. 請求項７記載のコンピュータプログラムを実行することができるデジタル式の演算装置を備えた、自動車の操舵システム（２）を動作させるための制御装置（６０）。
9. 請求項７に記載のコンピュータプログラムが記憶されている、請求項８記載の制御装置（６０）用の記憶媒体。

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