JP2021505464A - 振動の確認サイクルによるテストサイクルを生成するためのパワーステアリングシステムにおけるアシストモータの使用 - Google Patents

Abstract

本発明は、パワーステアリングシステム（１）における少なくとも１つの特性を経験的に決定するためのパワーステアリングシステム（１）の特性評価方法に関する。このパワーステアリングシステム（１）は、少なくとも１つのステアリングホイール（２）と、ラック（４）が設けられたステアリング機構（３）と、少なくとも１つのアシストモータ（７）と、を備える。前記特性評価方法は、その環境に対する車両の状況の関数として決定される経路に車両を追従させるべく、自動作動ステップ（ａ）であって、該自動作動ステップ（ａ）の最中、パワーステアリングシステム（１）が車両の駆動に割り当てられるステアリングフェイズとは別に、計算機（１３）が、ステアリングホイール（２）に対する外的な作用を必要とすることなく、予め確立された探索サイクル（ＣＹ）と呼称される１つまたは複数のサイクルに従う作動設定値を生成し、該作動設定値をアシストモータ（７）に適用するのに用いられる自動作動ステップ（ａ）を備える。探索サイクル（ＣＹ）は、該探索サイクル（ＣＹ）の最中、または、該探索サイクル（ＣＹ）が完了したときに、アシストモータ（７）の自動作動に対してパワーステアリングシステム（１）によって提供される応答に特有でありかつ所望の特性を特徴付ける少なくとも１つの指標パラメータ（Ｐ７＿ｍｅｓ，Ｔ７＿ｍｅｓ，Ｐ４＿ｍｅｓ，Ｔ２＿ｍｅｓ，Ｖ２＿ｍｅｓ）を測定するためのものである。【選択図】図２

Description

本発明は、工場にてパワーステアリングシステムが微調整または較正される際に、例えば、ステアリングラックにおけるストローク端の停止部（butees de fin de course）の位置や、パワーステアリングシステムの周波数応答特性のような、パワーステアリングシステムにおける少なくとも１つの特性を経験的に決定することを目的とした特性評価方法に関する。

公知の特徴的な方法は、テストベンチを具備するセンサ及びレコーダが、ステアリングシステムの応答を観測するとともに、所望の特性の定量化を可能にする指標パラメータを測定することができるように、人間のオペレータが、テストベンチにパワーステアリングシステムを取り付けて、その後、予め確立された特別な操縦サイクルに従って、ステアリングホイールを操縦することが要求される。

もちろん、そうした手動操縦は、希に全く退屈なものとなり、また、オペレータが、信頼に足りかつ再現可能な方法で、正確な速度または力の設定値（特に一定の値となる設定値）を働せることができなかったり、例えば、所望の特性の推定を歪め得る、サイクル中の操縦の方向を誤ったりし得るという点においては、しばしば相対的に不正確なものとなる。

その上、絶対的な意味で、オペレータを、ステアリングホイールを作動させるロボットアームに置換することを想到した場合、特に、テスト毎に、ステアリングホイールにロボットアームを取り付けて結合するとともに、テストされるステアリングシステムのモデルに従って、ロボットアームとテストベンチとを物質的に再構成することが必要となるため、そうした解決策は、実装するには特に複雑で高価なものとなる。

本発明に課せられた目的は、前述した欠点を克服するとともに、迅速で、信頼に足り、かつ安価なパワーステアリングシステムの特性評価を可能とするパワーステアリングシステムの特性評価方法を提供することにある。

本発明に課せられた目的は、パワーステアリングシステムにおいて「所望の特性」と呼称される少なくとも１つの特性を経験的に決定することを目的とした、前記パワーステアリングシステムの特性評価方法を用いることで達成される。前記パワーステアリングシステムは、ステアリングホイールのような少なくとも１つの車首方位設定装置（dispositif de definition de cap）であって、前記パワーステアリングシステムにおいて「ステアリングアングル」と呼称される方位を設定可能とする前記車首方位設定装置と、ラックのような少なくとも１つの可動部材が設けられたステアリング機構であって、前記可動部材の位置が、選択された前記ステアリングアングルに対応するように適合される前記ステアリング機構と、前記ステアリング機構を駆動可能に配置された、少なくとも１つのアシストモータと、を備え、前記特性評価方法は、操縦フェイズであって、該操縦フェイズの最中、その環境に対する車両の状況に応じて決定される経路に車両を追従させるべく、前記パワーステアリングシステムが前記車両の駆動に割り当てられる前記操縦フェイズとは別に、前記アシストモータの自動作動ステップ（ａ）であって、該自動作動ステップ（ａ）の最中、計算機が、前記車首方位設定装置に対する外的な作用を必要とすることなく、予め確立された「探索サイクル（cycles d'exploration）」と呼称される１つまたは複数のサイクルに従う作動設定値を生成し、該作動設定値を前記アシストモータに適用するのに用いられる前記自動作動ステップと、測定ステップであって、該測定ステップによれば、前記探索サイクルの最中、または、該探索サイクルが完了したときに、「指標パラメータ（parametre indicateur）」と呼称され、前記アシストモータの自動作動に対して前記パワーステアリングシステムによって提供される応答に特有でありかつ前記所望の特性を特徴付ける少なくとも１つの物理的パラメータが測定される前記測定ステップ（ｂ）と、解析ステップ（ｃ）であって、該解析ステップ（ｃ）の最中、前記所望の特性が、前記指標パラメータの測定結果から定量化される前記解析ステップ（ｃ）と、を備える。

したがって、本発明は、ステアリングシステムの外部に設けられた、補助的な駆動手段、特に補助モータの使用を必要とせずに、選択された探索サイクルに従ってステアリング機構を作動させるための（固有の）手段として、アシストモータ自身を用いる、という点で有利になる。

それゆえ、オペレータまたはロボットアームは、もはや不要となる。

その上、探索サイクルの自動化は、ステアリングシステムが特性評価されるフェイズの最中、アシストモータに対し、手動操縦の最中に比してより正確な、取り分け正確な設定値、特に、所定期間、または可動部材における所定の変位距離にわたって所定の速度、加速度、または力の設定値を適用することが可能になる。そのことで、目標とされる理想的な探索サイクルに対する設定値の過度で制御不能な可変性に結びついた潜在的なエラーの源となるパワーステアリングシステム自身を作動させることなく、指標パラメータを正確に測定することが可能となる。

したがって、所望の特性の特性評価は、取り分け正確かつ再現可能となる。

その上、本発明は、特に、前記パワーステアリングシステムのモデルにかかわらず、該システムに車載用計算モジュールを具備させることを許容する。この車載用計算モジュールは、例えば、該モジュールの不揮発性メモリに記憶されたライブラリファイルという形式で、特性評価機能一式を含む。そのことで、パワーステアリングシステムには、その特性評価、より一般的には、それ自身の複数の特性の評価に必要なツールが、固有なものとして設けられることになる。

したがって、前記パワーステアリングシステムの微調整および較正が、大いに促進されることになる。

本発明の他の目的、特徴および利点は、以下の記載を読み込むとともに、添付された図面を用いることで、より詳細に明らかになろう。なお、以下の図面は、図例として提供されたものであり、権利範囲の制限を目的とした例示ではない。

図１は、パワーステアリングシステムを概略的に示す図である。 図２は、正弦波状に交互変化し、かつその周波数が変更されるトルク設定値がアシストモータに適用される周波数探索サイクルを例示する図である。 図３は、必要に応じて探索サイクルに重畳されることで、ステアリング機構がストローク端の停止部に接近するときに、アシストモータによって生成されるトルクを制限可能とする安全保障関数を示す図である。

本発明は、パワーステアリングシステム１における少なくとも１つの特性（このシステムに特有の特性であり、「所望の特性」と呼称される）を経験的に決定することを目的とした、前記パワーステアリングシステム１の特性評価方法に関する。

図１に示すように、パワーステアリングシステム１は、少なくとも１つの車首方位設定装置２を備える。この車首方位設定装置２は、「ステアリングアングル」Ａ１と呼称されるパワーステアリングシステムの方位を設定することができる。

好ましくは、車首方位設定装置２は、ステアリングホイール２からなる。このステアリングホイール２を用いることで、ドライバー（人間）は、パワーステアリングシステム１を具備する車両の手動操縦を確保するように、前記ステアリングアングルＡ１を自由に設定することができるようになる。

前記ステアリングシステムは、ラック４のような少なくとも１つの可動部材４が設けられたステアリング機構３も備える。可動部材４の位置Ｐ４は、選択されたステアリングアングルＡ１に対応するように適合する。

したがって、以下の記載では、便宜上、可動部材４は、ラックと同一視してもよい。

周知の方法では、前記可動部材４、より詳細にはラック４は、好ましくは移動可能に取り付けられて、ステアリングケース内を並進するように案内される。

そして、ステアリング機構３を用いることで、ステアードホイール５のような方位可変部材５の方位を修正することができる。この方位可変部材５は、前記パワーステアリングシステム１が搭載された車両を操向するために、ラック４によって変位が引き起こされる。

周知の方法では、ステアリング機構３は、複数のステアリングタイロッド６を有し得る。これらのステアリングタイロッド６は、それぞれ、ラック４の一端をヨー角変更可能なステアリングナックルに接続するとともに、対応するステアードホイール５を支持している。

パワーステアリングシステム１は、前記ステアリング機構３を駆動することができるように配置された、少なくとも１つのアシストモータ７も備える。

好ましくは、前記アシストモータ７は、ステアリング機構３を左右偏りなく駆動可能とするために、２つの作動方向を有する電気モータからなる。この電気モータは、例えばブラシレスモータとすることができる。

リニアモータ７の使用は排除されないが、ロータリーモータ７を用いることが好ましい。

アシストモータ７は、第１の車載モジュール８を備える計算機を介して配置される。この第１の車載モジュール８は、「アシストモジュール」８と呼称され、車首方位設定装置２の依存下で、すなわち、システム１に統合される。

好ましくは、車首方位設定装置２は、好ましくは、ステアリングアングル設定値Ａ２の設定に利用してもよい。ステアリングアングル設定値Ａ２は、典型的には、装置２がステアリングホイール２を備えているか、あるいは、装置２がステアリングホイール２によって構成される場合に、該ステアリングホイール２の角度位置Ｐ２によって設定してもよい。。

ステアリング設定値Ａ２の供給に係る代替的なまたは補完的な方法によれば、車首方位設定装置２は、「ステアリングホイールトルク」と呼称される力データＴ２を供給してもよい。この力データＴ２は、ドライバーによって前記車首方位設定装置２に及ぼされる力、より詳細にはドライバーによってステアリングホイール２に及ぼされるトルクに対応する。

前記ステアリングホイールトルクＴ２は、ステアリングホイール２に関連したトルクセンサ９によって測定してもよい。

特にステアリングアングル設定値Ａ２に応じて、および／または、必要に応じて、ドライバーによって前記車首方位設定装置２に作用する「ステアリングホイールトルク」Ｔ２に応じて、アシストモータ８は、前記アシストモジュール８に記憶されたアシスト則に従って、アシスト力設定値（アシストトルク設定値）Ｔ７を設定する。このアシスト力設定値Ｔ７は、システム１における実際のステアリングアングルＡ１、ひいては、ホイール５のヨー角を、車首方位設定装置２によって設定される方位に一致させるべく、アシストモータ７に適用される。

もちろん、他のパラメータ、特に、車両の縦速度のような車両の動的パラメータを、アシスト則による検討に考慮してもよい。

本発明は、好ましくは、パワーステアリングシステムに適用することができる、ということに注目されたい。このシステムにおいて、ステアリングホイール２は、ラック４と機械的に接続されており、それゆえ、ステアリングホイール２は、例えば前記ステアリングホイール２を支持しかつラック４に噛合するピニオン１１が設けられたステアリングコラム１０を介して、少なくとも間接的に、アシストモータ７と機械的に結合される。

このように、ステアリングホイール２は、ステアリング機構３と一体化されており、手動によるステアリング力および／またはステアリング動作を、可動部材（ラック）４に伝達したり、それとは逆に、アシストモータ７によって駆動されたりすることができる。

代替的に、本発明を「ステアバイワイヤ」システムと呼ばれるパワーステアリングシステムに適用することも想到され得る。このシステムにおいては、アシストモータ７によって駆動されるステアリングホイール２と可動部材（ラック）４との間の機械的な駆動連結は存在せず、ステアリングアングル設定値Ａ２および／またはステアリングホイールトルク情報Ｔ２をアシストモジュール８に伝送するとともに、それに次いで、アシストモジュール８がアシストモータ７をサーボ制御することになる電気的な連結のみが存在する。

アシストモータ７は、適切な機構、特にモータピニオン１２によって、ラック４と結合させてもよい。モータピニオン１２は、ことによると、ステアリングコラムのピニオン１１とは別体とされており、図１に示されるように、ラック４に直接噛合する。あるいは、アシストモータ７は、ボールスクリューによってラック４と結合させてもよいし、「シングルピニオン」機構と呼ばれる機構を構成するように、ステアリングコラム１０上に配置される減速器を介して結合させてもよい。

機械リンク式ステアリングとステアバイワイヤのいずれを考慮しようとも、車首方位設定装置２は、「操縦フェイズ」と呼ばれるフェイズ中に介入する。このフェイズの最中、パワーステアリングシステム１は、車両を経路に追従させるべく、その車両の駆動に効果的に専念させられる。この経路は、その環境に対する前記車両の状況に応じて決定される。

本発明によると、本発明に係る方法は、そうした操縦フェイズとは別に、つまり、ステアリングシステム１より一般には車両が交通状況から外れていて、環境に適合される車両経路を設定するために該車両の環境を考慮する必要も、車両およびその乗員の安全性を確保するために特定の経路に従う必要も無いときに、アシストモータ７の自動活性化ステップ（ａ）と、測定ステップ（ｂ）と、解析ステップ（ｃ）と、を備える。ステップ（ａ）の最中、計算機１３は、車首方位設定装置２に対する外的な作用を必要とすることなく、予め確立された「探索サイクル」ＣＹと呼ばれる１つまたは複数のサイクルに従う作動設定値を生成し、これをアシストモータ７に適用するのに用いられる。測定ステップ（ｂ）においては、探索サイクルＣＹの最中、または、該探索サイクルＣＹが完了したときに、「指標パラメータ」と呼称される少なくとも１つの物理的パラメータが測定される。この物理的パラメータは、アシストモータ７の自動作動に対してパワーステアリングシステム１によって提供される応答に特有であり、かつ所望の特性を特徴付けるものである。解析ステップ（ｃ）の最中、所望の特性が、指標パラメータの測定結果から定量化される。

パワーステアリングシステムの特性評価を進めることが望まれる際に、パワーステアリングシステム１の外部に配置され、かつ、該システム１と電気的に接続されることになる計算機１３をきっちり使うことは排除されないが、該計算機１３は、好ましくは、パワーステアリングシステム１、ひいては該システム１を備える車両に統合することができる。そのために、この計算機１３は、「特性評価モジュール」１３と呼称される第２の車載モジュールを構成することができる。

好ましくは、第１のモジュール、つまり操縦フェイズ中にステアリングをアシストするために用いられるアシストモジュール８と、第２のモジュール、つまり操縦フェイズとは別に、パワーステアリングシステム１の特性評価のために自動化されたプロセスの監視を目的とした特性評価モジュール１３と、は車両に搭載される同一の計算機内に共存することになる。

有利なこととして、本発明は、オペレータによる人力、または、アシストモータ７とは別体で（かつ、例えば、ロボットアームと一体化される）付加的な外部モータのような外部の自動動力源を要求することなく、特性評価の最中にステアリング機構３を駆動するための専用の駆動源として、パワーステアリングシステム１に組み込まれた車載アシストモータ７を用いることが本質的に許容される。

したがって、さらに一般的には、本発明に係る特性評価は、パワーステアリングシステム１より詳細にはステアリング機構３上で、外部からの人力または外部モータによる能動的で機械的な作動を必要とせずに、より詳細には、人力または外部モータによって、ステアリングホイール２、ラック４における外見上の端部、または、ことによると該ラック４に接続されるロッド６若しくはホイール５のような機械的可動部材のいずれかを作動させることを必要とせずに実行することができる、という点で有利である。この機械的可動部材は、前記パワーステアリングシステム１または前記ステアリング機構３と、その外部と、の間の機械的なインターフェースを形成する。

したがって、本発明に係る特性評価用のステアリング機構３の作動は、もっぱら、パワーステアリングシステム１に元来存在する、駆動手段（アシストモータ７）と、必要に応じて制御手段（特性評価モジュール１３）と、のみを用いることによって、自律的に、かつ容易に、かつ従来よりも低コストで実行させることができる。

その上、例えばブロッキングウェッジ、スプリング、および／またはダンパ等の１つまたは複数のパッシブな外部負荷の使用を提供することもできる、ということに注目されたい。ここで、１つまたは複数の外部負荷は、ステアリングシステム１における特定の挙動をシミュレートするとともに、ひいては所望の特性にアクセスするために、パワーステアリングシステム１における機械的なインターフェース（例えば、ステアリングホイール２、または、ラック４の端部）のいずれか一方または両方に結合する。

しかしながら、これらの外部負荷は、パッシブなものである。つまり、これらの外部負荷は、アシストモータ７とは異なり、元来、パワーステアリングシステムにエネルギーを供給するものではなく、むしろ、前記アシストモータ７によってステアリング機構３に供給されたエネルギーの全部または一部を消費したり、そのエネルギーの分配を、前記ステアリング機構３を通じて経時的に修正したりするために用いられることになる。

前述したように、本発明に係る特性評価方法は、車両の任意の操縦フェイズとは別に、「バーチャル」シチュエーションとして適任となり得るテストシチュエーションおいて行われる。なぜならば、このテストシチュエーションは、特定の経路、または、車両の特定の動的挙動に追従させる必要を求めないからである。それ故、本発明に係る特性評価方法は、車両自身の使用から前記パワーステアリングシステム１の使用との相関を失わせることによって、結果的に前記車両、または該車両の乗員の安全性に係る制約を特性評価方法に課すことなく、車両の影響とは無関係に、パワーステアリングシステム１それ自体の特性を評価できるようにする。

したがって、本発明に係る方法は、交通の外部において、典型的には、パワーステアリングシステム１を備える車両のテストベンチ、または、車両上にパワーステアリングシステム１を組み立てる前に、該システム１単体（例えば、ホイール５と、必要に応じてステアリングタイロッド６と、が未だ配置されていないパワーステアリングシステム１）のテストベンチ上での、特に工場での特性評価に適することになる。

特性評価のための自動作動ステップ（ａ）は、車両の操縦フェイズとは別に行われるため、探索サイクルＣＹ、ひいては作動設定値を用いることでアシストモータ７を制御することができる、という点で有利になる。ここで、作動設定値の性質、形態および期間は、予め決定された作動ダイアグラム（「パターン」）に応じて決定され、車両を既定の経路に従わせずとも、特に車両、該車両の乗員、または、該車両の周囲に存在する人もしくは物体の安全性を考慮に入れることが求められることなく、所望の特性を最適な方法で決定することができるように、任意にかつ自由に選択されることになる。

したがって、実際は、その環境に対する車両特有の動的挙動を示すパラメータ、つまり、その自動車の外部の参照フレームでの自動車に特有の振る舞いを示すパラメータ（特に、前述した外部の参照フレームにおいて検出される車両の縦速度、該車両の横加速度、該車両のヨーレート、または、障害物もしくは外部レファレンス（例えば、トラフィックレーンの範囲を定める白線）に対する車両の距離）を取得（特に、測定）したり考慮したりするのを必要とすることなく、探索サイクルＣＹ、より一般的には特性評価方法に際してアシストモータ７に適用される作動設定値を定義するとともに、これをアシストモータ７に適用することができる。

このように、前記探索サイクルは、車両の動的挙動を示す前記パラメータに関連したあらゆる制約に従うことなく、したがって、実際的には、その設定およびその適用に際し、そうしたパラメータに関連したあらゆる外部情報の入力、特にあらゆる視覚情報の入力を要求しない。

したがって、その環境下において車両の動的挙動を示すパラメータに関連した情報、つまり、人間のドライバーの感覚（特に、触覚および知覚）によって実行される情報の入力を用いずとも、アシストモータ７を作動させることができよう。ここで、人間のドライバーは、手動でのステアリングホイール２の操作、または、自動的な操縦モジュールによって実行され得る自動的な獲得プロセス（例えば、カメラ、レーダー、特にレーザ、赤外線または超音波を用いたプロセス）を通じて、その情報に応答することになる。

多く見ても、前記探索サイクルは、例えば、アシストモータ７が出力可能な最大トルク（ひいては、該アシストモータ７が損傷することなく耐え得る最大電流）等、パワーステアリングシステム１自身の構成に固有の幾つかの物質的な制限に可能な限り従うように、形作られ得る。

図２に示すように、探索サイクルは、好ましくは、少なくとも１回の符号の変換を含む。この符号の変換は、アシストモータ７を右方に作動させた後に左方に作動させるように（あるいは、その反対に作動させるように）、アシストモータ７の作動方向の反転に対応する。

したがって、「要素的な」探索サイクルと呼ばれる探索サイクルは、好ましくは、正の交互変化（positive alternation）と、負の交互変化（negative alternation）と、を含み得る。

しかしながら、もちろん、代替的に、要素的なサイクルは、所望の特性を設定するのに十分であれば、右方向またはそれとは反対に左方向へと、一方向にのみアシストモータ７を偏向させるために、例えば正である一定の符号を１回だけ交互変化させてもよい。

もちろん、各要素的な探索サイクルＣＹは、必要に応じて、好ましくは全く同じように、所定の反復回数Ｎｉに至るまで、何度も繰り返してよい。

必要であれば、探索サイクルＣＹを繰り返すことで、連続するサイクル中に、同一の指標パラメータの測定、例えば少なくとも１つの、および、全く１つの割合で、１サイクルあたりの前記指標パラメータの測定を増やすことができるようになる。

したがって、所望の特性を定量化するために、複数サイクルにわたった、同一の指標パラメータの複数回にわたる連続した測定を用いることで（例えば、この目的のために、複数サイクルにわたる前記指標パラメータの単純平均または加重平均を用いたり、疑わしいと考えられる値を排除するように測定結果の選択さえも用いたりすることで）、解析ステップ（ｃ）の正確性および信頼性を向上させることができる、という点で有利になる。ここで、解析ステップ（ｃ）の最中、所望の特性が、前記指標パラメータ、または、前記平均値から定量化される。

もちろん、測定ステップ（ｂ）の最中、アシストモータ７の作動によって生じる機械的な束縛に対する、パワーステアリングシステム１、より詳細にはステアリング機構３の応答は、観測された応答から所望の特性を決定するのに必要な数だけ指標パラメータを測定し、あるいはこれを記録することによって観測される。

特に、必要とされる１つまたは複数の指標パラメータは、好ましくはアシストモータ７の参照フレーム内で表される、アシストモータ７のシャフトの位置（ひいては変位）Ｐ７、可動部材（ラック）４の位置（ひいては変位）Ｐ４、または、ステアリングホイール２の位置（ひいては変位）Ｐ２、速度Ｐ７’，Ｐ４’，Ｐ２’、特に、これらの要素７，４，２のいずれか１つの角速度（好ましくは、考えられ得る機械的な変速比を考慮することで、モータ７の参照フレーム内で表される角速度）、アシストモータ７によって提供される力Ｔ７、ステアリングホイールトルクＴ２、または、外部要素によってアシストモータ７に対して可動部材（ラック）に作用する保持力Ｔ４の中から必要に応じて測定され得る。

記載を簡潔にするべく、以下の記載では、対応する設定値から指標パラメータによって測定される有効値を区別することが特に要求されるときには、与えられた定量値に関連した（測定または評価された）指標パラメータを明示するために、接尾辞「ｍｅｓ」を付加することができる。しかしながら、記載の簡潔化のため、指標パラメータ（測定された有効値）は、概して、対応する設定値と同一視され得る。

好ましくは、本発明に係る方法は、少なくとも１つの所望の特性を決定可能とする。ここでいう所望の特性には、ステアリング機構３の機械的な共振周波数、振動に応答するステアリング機構３のカットオフ周波数またはバンド幅が含まれる。

以下、本発明によって提供されるこれらの異なる可能性について詳細に説明されよう。

本発明の一可能性によれば、自動作動ステップ（ａ）の最中、図２に示すように、振動探索サイクルＣＹ＿ｓｉｎｕｓからなる力の探索サイクルＣＹ＿ｆｏｒｃｅを適用することができる。この振動探索サイクルＣＹ＿ｓｉｎｕｓによれば、アシストモータ７は、周期的に交互に変化するトルク設定値Ｔ７、好ましくは正弦波によって励起され、該トルク設定値Ｔ７の周波数ｆ７は、好ましくは０Ｈｚと２００Ｈｚの間で構成される、所定の範囲内で複数の周波数ステップにわたって変化される。

好ましくは、このようにして探索される周波数範囲ｆ７は、少なくとも０．５Ｈｚから２０Ｈｚ、または５０Ｈｚもしくは１００Ｈｚまで、特に、パワーステアリングシステム１の（機械的な）共振周波数を一般的に観測することができる場である少なくとも１０Ｈｚから１５Ｈｚまで延びる。

この場合、交互変化２０，１２０は、好ましくは正弦波状の信号を形成してもよい。

指標のために、モータトルク設定値Ｔ７の振幅、すなわちピーク値Ｔ７＿１，Ｔ７＿２は、アシストモータＴ７が出力可能な最大アシストトルクＴ７＿ｍａｘの２０％から５０％の間で構成される値に対応することが好ましく、これにより、非常に高い大きさの電流によるアシストモータ７の損傷を回避しつつ、（特にバックグラウンドノイズに関して）顕著な測定値を得るのに十分なほどに、アシストモータ７に負荷をかけることができる。

好ましくは、左方と右方に関して対称的な作動を生成するように、Ｔ７＿２＝−Ｔ７＿１を選択することになろう。

振動探索サイクルＣＹ＿ｓｉｎｕｓ、ひいては途切れなく連続した交互変化は、測定を安定化し、ひいてはステアリングシステム１の応答、より詳細にはステアリング機構３の応答のゲインおよび／または位相を特徴付けることができるように、十分な期間にわたって持続する。この持続期間は、好ましくは３０秒以上であり、典型的には３０秒と９０秒との間に構成される。

アシストモータ７に対するここでの入力（システム１の励起源）は、指標パラメータとして、例えばステアリングホイール２のレベルで、またはラック４の一端部のレベルで、前記システム１の出力の状態を表すパラメータを使用することができる。

したがって、特に、（ステアリングホイール２の、および／または、ラック４の）位置の指標パラメータＰ２＿ｍｅｓ，Ｐ４＿ｍｅｓを使用可能であり、これは、特に、モータによって引き起こされる励起の下で、その動作に自由であるシステム１（ステアリングホイールおよび／またはラック４）の出力を選択する場合に可能である。

代替的に、ダンパータイプの外部負荷を用いることによって出力部材（ステアリングホイール２またはラック４）の変位を減衰させたり、前記出力部材２，４の位置をブロックしたり、つまり、この例では、ステアリングホイール２またはラック４の位置をブロックしたりするとともに、アシストモータ７の作動によって、前記出力部材２，４のレベルで誘導される力（トルク）Ｔ２＿ｍｅｓ，Ｔ４＿ｍｅｓを、指標パラメータとして観測することができる。

特に、例えばステアリングホイール２をブロックするとともに、アシストモータ７によってステアリング機構３に課せられた励起の影響による回転時に、該ブロックされたステアリングホイール２に抵抗するステアリングホイールトルクＴ２＿ｍｅｓを、周波数ステップ毎に、テストされる周波数ｆ７の全域にわたって測定することができる。

テストされた周波数ｆ７毎に、システム１における考慮された部分の入力を表す指標パラメータ（この場合、モータトルクＴ７）と、システム１の前記部分の出力を表す指標パラメータ（この場合、位置Ｐ２＿ｍｅｓ，Ｐ４＿ｍｅｓ、または、力Ｔ２＿ｍｅｓ，Ｔ４＿ｍｅｓ）と、測定および比較することによって、パワーステアリングシステム１、より詳細にはステアリング機構３における前記考慮された部分を特徴付ける伝達関数（典型的には、Ｔ２＿ｍｅｓ／Ｔ７またはＰ２＿ｍｅｓ／Ｔ７またはＴ４＿ｍｅｓ／Ｔ７7またはＰ４＿ｍｅｓ／Ｔ７）のゲインおよび／または位相を決定することができるという点で有効である。

また、これらの実証データを用いて対応するボード線図を構築することも可能である。

適宜、振動に対するシステム１の周波数応答を特徴付けたり、より詳細には、それらが存在する場合にはいつでも、１つまたは複数の共振周波数、および／または、１つまたは複数のカットオフ周波数（典型的には、−３ｄＢのカットオフ周波数）、並びに、適宜、対応するバンド幅（典型的には、−３ｄＢのバンド幅）を特定したりすることが可能である。

したがって、前記カットオフまたは共振周波数によって特徴付けられるフィルタ形式でステアリングシステム１、より詳細にはステアリング機構３をモデル化したり、パワーステアリングシステム１の微調整中に数学的なシミュレーションを実行したり、することができる。ここで、前記フィルタは、特に、操縦アシスト則のその後の適用に特に有用となり得る。

その上、本発明に係る特性評価方法は、作動ステップ（ａ）の最中に、安全保障サブステップ（ａ１）を含んでもよい。この安全保障サブステップ（ａ１）の最中、アシストモータ７に適用されるモータトルク設定値Ｔ７は、該トルク設定値（の絶対値）を、所定の安全保障閾値Ｔ７＿ｓａｆｅ未満に維持するために制限される。この安全保障閾値Ｔ７＿ｓａｆｅは、超えるべきではない限界位置Ｘｌｉｍに近づいた段階にあるとき、例えば、ストローク端の停止部Ｓ１，Ｓ２に近づいたときに、調整（より詳細には削減）されることになる。

このために、「安全保障関数」と呼ばれる関数が使用される。この機能は、図３に示すように、（縦座標上で）ステアリングホイールトルクＴ７をステアリング機構の位置Ｐ７，Ｐ４，Ｐ２を示す値、より好ましくはラック４の位置Ｐ４を示す値に関連付ける参照フレーム内で、一方では認可領域Ｄ１（図３で空白とされた領域）を定義するとともに、他方では禁止領域Ｄ２（図３でハッチが付された領域）を定義する。ここで、２つ領域の境界は、安全保障閾値Ｔ７＿ｓａｆｅに対応する。

考慮される各変位方向（右方向または左方向）において、安全保障閾値Ｔ７＿ｓａｆｅは、安全位置Ｘｓａｆｅから低下する（つまり、安全保障閾値Ｔ７＿ｓａｆｅの絶対値が減少する）とともに、好ましくは、限界位置Ｘｌｉｍに達したときにゼロになるまで低下する、ということに注目されたい。ここで、安全位置Ｘｓａｆｅは、考慮される変位方向においては、限界位置Ｘｌｉｍの手前側に配置される。

そのため、安全保障関数は、安全位置Ｘｓａｆｅから限界位置Ｘｌｉｍにかけて減少する傾斜を形成し得る。

したがって、限界位置Ｘｌｉｍの超過を避けるために、より詳細には、該限界位置Ｘｌｉｍに接近したときに、（もちろん、使用される探索サイクルが、停止部Ｓ１の位置の設定を狙いとしていないとき）停止部Ｓ１との衝突を避けるために、ステアリング機構３に段階的な減速を強いることができる。

しかしながら、限界位置Ｘｌｉｍから離間するときには機構３にブレーキをかける必要が無いため、図３の認可領域Ｄ１において矩形の角形状で表された境界部分に示されるように、安全保障閾値Ｔ７は、その最大値（平坦な値）まで直ちに戻ってもよい。

限界位置Ｘｌｉｍは、好ましくは、対応するストローク端の停止部Ｓ１，Ｓ２の位置に対する百分率として定義される。この百分率の大きさは、例えば、７５％と１００％との間、より詳細には８０％と９５％との間に設定される。

もちろん、本発明は、前述した特性評価方法の全部または一部を実行可能なパワーステアリングシステム１そのものにも係る。

したがって、本発明は、さらに詳細には、完全な特性評価「ツールボックス」を構成する特性評価モジュール１３を備えるパワーステアリングシステム１に係る。ここで、特性評価「ツールボックス」は、特に、工場でのシステム１の自動較正および微調整を促進するために、複数の利用可能な探索サイクルの中から、１つの探索サイクルを選択的に含みかつ実行可能とされる。

したがって、本発明は、車両に備えられるパワーステアリングシステム１に関する。このパワーステアリングシステム１は、ステアリングホイールのような少なくとも１つの車首方位設定装置２であって、ドライバーによってパワーステアリングシステムにおけるステアリングアングルＡ１を設定可能とする車首方位設定装置２と、ラック４のような少なくとも１つの可動部材４が設けられたステアリング機構３であって、その可動部材４の位置Ｐ４が、選択されたステアリングアングルＡ１に対応するように適合するステアリング機構３と、前記ステアリング機構３を駆動可能に配置された、少なくとも１つのアシストモータ７と、を備える。前記パワーステアリングシステム１は、一方では、その環境に対する車両の状況に応じて決定される経路に前記車両を追従させるべく、パワーステアリングシステム１が車両の駆動に割り当てられるときに、アシストモータ７に対する操縦設定値を生成可能とする「アシスト則」と呼称される第１の機能セットを含んだ、「アシストモジュール」８と呼称される第１の車載モジュール８と、他方では、前記アシスト則とは別に、パワーステアリングシステム１が車両の駆動に割り当てられていない期間の最中、前記パワーステアリングシステムにおいて「所望の特性」と呼称される少なくとも１つの特性を経験的に決定することを意図した特性評価方法を自動的に実行可能な、「特性評価機能」と呼称される第２の機能セットを含んだ、「特性評価モジュール」１３と呼称される第２の車載モジュール１３と、を備える。

アシストモジュール８と同様に、特性評価モジュール１３は、電気的モジュールまたはコンピュータモジュールからなる、とすれば好ましい。

前述したように、前記特性評価方法は、アシストモータ７の自動作動ステップ（ａ）であって、該自動作動ステップ（ａ）の最中、第２の車載モジュール１３が、車首方位設定装置２に対する外的な作用を必要とすることなく、測定ステップ（ｂ）を可能とするために、予め確立された「探索サイクル」ＣＹと呼称される１つまたは複数のサイクルに従う作動設定値（Ｔ７，Ｖ７，Ｐ７）を自動的に生成し、該作動設定値をアシストモータ７に適用する自動作動ステップ（ａ）と、前記測定ステップ（ｂ）によれば、探索サイクルＣＹの最中、または、該探索サイクルＣＹが完了したときに、「指標パラメータ」Ｐ７＿ｍｅｓ，Ｔ７＿ｍｅｓ，Ｔ２＿ｍｅｓ，Ｖ２＿ｍｅｓ等と呼称され、アシストモータ７の自動作動に対してパワーステアリングシステム１によって提供される応答に特有でありかつ所望の特性を特徴付ける少なくとも１つの物理的パラメータが測定される測定ステップ（ｂ）と、解析ステップ（ｃ）であって、所望の特性が、指標パラメータの測定結果から定量化される解析ステップ（ｃ）と、を備える。

したがって、特性評価モジュール１３およびアシストモジュール８は、好ましくは、ステアリングシステム１と一体化され、特に、独立して使用可能な車載用計算モジュールと一体化される。

特性評価機能、より詳細にはそれらの特性評価機能が自動的に実行する探索サイクルＣＹは、例えば、前記特性評価モジュール１３および／またはマッピング（「マップ」）内にプログラムされた関数ライブラリ（ｄｌｌファイル）という形式で、特性評価モジュール１３の不揮発性メモリ内に記憶することができるという点で有利である。

したがって、特性評価モジュール１３は、例えば、車両の操縦フェイズに加えて、前述した探索サイクルから選択される１つのサイクルＣＹを選択的に作動させることができるように、複数の予め設定された探索サイクルＣＹを含む。

好ましくは、第２の車載モジュール（特性評価モジュール）１３は、振動探索サイクルＣＹ＿ｓｉｎｕｓを用いる振動特性評価機能を含む。該振動特性評価機能によれば、アシストモータ７は、周期的に交互に変化する、好ましくは正弦波状のトルク設定値Ｔ７によって励起され、該トルク設定値Ｔ７の周波数ｆ７は、所定の範囲内で複数の周波数ステップにわたって変化され、振動探索サイクルＣＹ＿ｓｉｎｕｓは、異なる周波数ステップで、前記励起に応じてステアリングホイール２のレベルで生成されるトルクＴ２＿ｍｅｓおよび／または変位Ｐ２を測定する。

特性評価モジュール１３は、好ましくはセレクタも備えることになる。このセレクタは、他の特性評価機能およびアシスト機能とは別に、利用可能な前記特性評価機能のいずれか一方を選択および実行可能とし、ひいては、車両の制御とは独立して、特性評価のためにアシストモータ７を自動的にかつ自律的に制御可能とする。

もちろん、本発明は、前述した変形例には限定されず、特に当業者であれば、前述した特徴を単体で用いたり、組み合わせたりしてもよいし、それらを均等物に置き換えてもよい。

Claims (4)

1. パワーステアリングシステム（１）において「所望の特性」と呼称される少なくとも１つの特性を経験的に決定することを目的とした、前記パワーステアリングシステム（１）の特性評価方法であって、
   前記パワーステアリングシステム（１）は、
   ステアリングホイール（２）のような少なくとも１つの車首方位設定装置（２）であって、前記パワーステアリングシステム（１）において「ステアリングアングル」Ａ１と呼称される方位を設定可能とする前記車首方位設定装置（２）と、
   ラック（４）のような少なくとも１つの可動部材（４）が設けられたステアリング機構（３）であって、前記可動部材（４）の位置（Ｐ４）が、選択された前記ステアリングアングル（Ａ１）に対応するように適合される前記ステアリング機構（３）と、
   前記ステアリング機構（３）を駆動可能に配置された、少なくとも１つのアシストモータ（７）と、を備え、
   前記特性評価方法は、
   操縦フェイズであって、該操縦フェイズの最中、その環境に対する車両の状況に応じて決定される経路に車両を追従させるべく、前記パワーステアリングシステム（１）が前記車両の駆動に割り当てられる前記操縦フェイズとは別に、
   前記アシストモータ（７）の自動作動ステップ（ａ）であって、該自動作動ステップ（ａ）の最中、計算機（１３）が、前記車首方位設定装置（２）に対する外的な作用を必要とすることなく、予め確立された「探索サイクル」（ＣＹ）と呼称される１つまたは複数のサイクルに従う作動設定値を自動的に生成し、該作動設定値を前記アシストモータ（７）に適用するのに用いられる前記自動作動ステップ（ａ）と、
   測定ステップ（ｂ）であって、該測定ステップ（ｂ）によれば、前記探索サイクル（ＣＹ）の最中、または、該探索サイクル（ＣＹ）が完了したときに、「指標パラメータ」（Ｐ７＿ｍｅｓ，Ｔ７＿ｍｅｓ，Ｐ４＿ｍｅｓ，Ｔ２＿ｍｅｓ，Ｖ２＿ｍｅｓ）と呼称され、前記アシストモータ（７）の自動作動に対して前記パワーステアリングシステム（１）によって提供される応答に特有でありかつ前記所望の特性を特徴付ける少なくとも１つの物理的パラメータが測定される前記測定ステップ（ｂ）と、
   解析ステップ（ｃ）であって、該解析ステップ（ｃ）の最中、前記所望の特性が、前記指標パラメータの測定結果から定量化される前記解析ステップ（ｃ）と、を備え、
   前記自動作動ステップ（ａ）の最中、振動に対する前記パワーステアリングシステム（１の周波数応答を特徴付けたり、より詳細には、それらが存在する場合にはいつでも、１つまたは複数の共振周波数、および／または、１つまたは複数のカットオフ周波数、並びに、適宜、対応するバンド幅を特定したりするために、振動探索サイクル（ＣＹ＿ｓｉｎｕｓ）の形式で力の探索サイクル（ＣＹ＿ｆｏｒｃｅ）が適用され、前記振動探索サイクル（ＣＹ＿ｓｉｎｕｓ）によれば、前記アシストモータ（７）は、周期的に交互に変化するトルク設定値（Ｔ７）、好ましくは正弦波によって励起され、該トルク設定値（Ｔ７）の周波数（ｆ７）は、好ましくは０Ｈｚと２００Ｈｚの間で構成される、所定の範囲内で複数の周波数ステップにわたって変化され、
   前記トルク設定値（Ｔ７）の振幅、すなわちピーク値は、前記アシストモータ（Ｔ７）が出力可能な最大アシストトルクの２０％から５０％の間で構成される値に対応する
   ことを特徴とするパワーステアリングシステムの特性評価方法。
2. 請求項１に記載されたパワーステアリングシステムの特性評価方法において、
   少なくとも１つの所望の特性を決定可能とし、
   前記所望の特性には、前記ステアリング機構（３）の機械的な共振周波数と、振動に応答する前記ステアリング機構（３）のカットオフ周波数またはバンド幅と、が含まれる
   ことを特徴とするパワーステアリングシステムの特性評価方法。
3. 車両に備えられることを意図したパワーステアリングシステム（１）であって、
   ステアリングホイールのような少なくとも１つの車首方位設定装置（２）であって、ドライバーによって前記パワーステアリングシステムにおけるステアリングアングル（Ａ１）を設定可能とする前記車首方位設定装置（２）と、
   ラックのような少なくとも１つの可動部材（４）が設けられたステアリング機構（３）であって、その可動部材（４）の位置（Ｐ４）が、選択された前記ステアリングアングル（Ａ１）に対応するように適合される前記ステアリング機構（３）と、
   前記ステアリング機構（３）を駆動可能に配置された、少なくとも１つのアシストモータ（７）と、を備え、
   前記パワーステアリングシステム（１）は、
   一方では、その環境に対する前記車両の状況に応じて決定される経路に該車両を追従させるべく、前記パワーステアリングシステムが車両の駆動に割り当てられるときに、前記アシストモータに対する操縦設定値を生成可能とする「アシスト則」と呼ばれる第１の機能セットを含んだ、「アシストモジュール」と呼称される第１の車載モジュール（８）と、
   他方では、前記アシスト則とは別に、前記パワーステアリングシステム（１）が車両の駆動に割り当てられていない期間の最中、前記パワーステアリングシステムにおいて「所望の特性」と呼称される少なくとも１つの特性を経験的に決定することを意図した特性評価方法を自動的に実行可能な、「特性評価機能」と呼称される第２の機能セットを含んだ、「特性評価モジュール」と呼称される第２の車載モジュール（１３）と、を備え、
   前記特性評価方法は、
   前記アシストモータ（７）の自動作動ステップ（ａ）であって、該自動作動ステップ（ａ）の最中、前記第２の車載モジュール（１３）は、前記車首方位設定装置（２）に対する外的な作用を必要とすることなく、測定ステップ（ｂ）を可能とするために、予め確立された「探索サイクル」ＣＹと呼称される１つまたは複数のサイクルに従う作動設定値（Ｔ７，Ｖ７，Ｐ７）を自動的に生成し、該作動設定値を前記アシストモータ（７）に適用する前記自動作動ステップ（ａ）と、
   前記測定ステップ（ｂ）であって、該測定ステップ（ｂ）によれば、前記探索サイクルの最中、または、該探索サイクルが完了したときに、「指標パラメータ」（Ｐ７＿ｍｅｓ，Ｔ７＿ｍｅｓ，Ｔ２＿ｍｅｓ，Ｖ２＿ｍｅｓ）と呼称され、前記アシストモータ（７）の自動作動に対して前記パワーステアリングシステム（１）によって提供される応答に特有でありかつ前記所望の特性を特徴付ける少なくとも１つの物理的パラメータが測定される前記測定ステップ（ｂ）と、
   解析ステップ（ｃ）であって、該解析ステップ（ｃ）の最中、前記所望の特性が、前記指標パラメータの測定結果から定量化される前記解析ステップ（ｃ）と、を備え、
   前記自動作動ステップ（ａ）の最中、振動に対する前記パワーステアリングシステム（１の周波数応答を特徴付けたり、より詳細には、それらが存在する場合にはいつでも、１つまたは複数の共振周波数、および／または、１つまたは複数のカットオフ周波数、並びに、適宜、対応するバンド幅を特定したりするために、振動探索サイクル（ＣＹ＿ｓｉｎｕｓ）の形式で力の探索サイクル（ＣＹ＿ｆｏｒｃｅ）が適用され、前記振動探索サイクル（ＣＹ＿ｓｉｎｕｓ）によれば、前記アシストモータ（７）は、周期的に交互に変化するトルク設定値（Ｔ７）、好ましくは正弦波によって励起され、該トルク設定値（Ｔ７）の周波数（ｆ７）は、好ましくは０Ｈｚと２００Ｈｚの間で構成される、所定の範囲内で複数の周波数ステップにわたって変化され、
   前記トルク設定値（Ｔ７）の振幅、すなわちピーク値は、前記アシストモータ（Ｔ７）が出力可能な最大アシストトルクの２０％から５０％の間で構成される値に対応する
   ことを特徴とするパワーステアリングシステム。
4. 請求項３に記載されたパワーステアリングシステムにおいてｓ
   前記第２の車載モジュール（１３）は、振動探索サイクル（ＣＹ＿ｓｉｎｕｓ）を用いる振動特性評価機能を含み、前記振動探索サイクル（ＣＹ＿ｓｉｎｕｓ）によれば、前記アシストモータ（７）は、周期的に交互に変化する、好ましくは正弦波状のトルク設定値（Ｔ７）によって励起され、該トルク設定値（Ｔ７）の周波数（ｆ７）は、所定の範囲内で複数の周波数ステップにわたって変化され、前記振動探索サイクル（ＣＹ＿ｓｉｎｕｓ）は、異なる周波数ステップで、前記励起に応じて前記ステアリングホイールのレベルで生成される前記トルク（Ｔ２）および／または変位（Ｐ２）を測定する
   ことを特徴とするパワーステアリングシステム。

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