JP7216095B2 - パワーステアリングシステムの操作管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両のパワーステアリングシステムの分野、より詳細にはパワーステアリングシステムの操作を管理するための方法に関する。

車両のステアリングシステムの目的は、ドライバーがステアリングホイールに力を与えることによって車両軌道を管理することを可能にすることである。

車両の電動パワーステアリングシステムは、車両の車輪を旋回させるためにドライバーによってステアリングホイールに提供される力を低減すべく、ステアリングコンピュータによって制御されたアシストモータを用いる。

通常状態において、ドライバーによってステアリングホイールに与えられる力、すなわちステアリングホイールトルクは、アシスト力設定値（ｓｅｔｐｏｉｎｔ ａｓｓｉｓｔ ｆｏｒｃｅ）、すなわちモータトルク設定値（ｓｅｔｐｏｉｎｔ ｍｏｔｏｒ ｔｏｒｑｕｅ）を、生ずる。一般に、モータトルク設定値は、ドライバーが望む方向に車輪を旋回させるために、ステアリングホイールトルクの方向と同じ方向に、アシストモータによって与えられる。ステアリングホイールトルクとモータトルク設定値とは、一般に同じ方向に与えられる。

例えば、正の方向が「車輪を右に旋回させる」操作に対応することを決定することによって、ドライバーがステアリングホイールを正の方向に回転させるとき、ドライバーが正のステアリングホールトルクを与える。正のステアリングホールトルクは、正のモータトルク設定値を生じて、車両の車輪を右に旋回させることができる。

パワーステアリングシステムは、車両の軌道に対するその作用によって、車両の乗員の安全性において、決定的な役割を有する。

したがって、法規は、上記パワーステアリングシステムの適切な操作が常に管理されることを、要求する。すなわち、パラメータの設定値は、通常状態において、入力信号と整合（ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ）する。例えば、設定値をモータトルク設定値にするとともに、入力信号をステアリングホイールトルクにしてよい。

通常状態において、適切な操作の管理は、管理モジュール及び比較モジュールによって、実行される。管理モジュールは、連続的に作動しており、パラメータの設定値における少なくとも１つの限界値を決定する。比較モジュールは、連続的に作動しており、パラメータの設定値を少なくとも１つの限界値と比較する。

パワーステアリングシステムが正常に作動している場合、設定値は、少なくとも１つの限界値に整合する。これにより、パワーステアリングシステムの適切な操作又は逆に故障を検出することができる。

例えば、適切な操作の管理は、モータトルク設定値が、ステアリングホイールトルクに応じて管理モジュールにより決定される最大限界値及び最小限界値に整合する値を、有することをチェックすることで構成されてもよい。最大限界値及び最小限界値は、とりわけ、モータトルク設定値とステアリングホイールトルクとが同じ方向であることを保証することを、可能にする。

さらに、運転支援（ＡＤＡＳ）のような車両に統合されたアシスト機能がある。このアシスト機能は、例えば、転倒若しくは転覆のような危険な状況の場合に、又は白線を横切る場合に、ドライバーが自分の操作を修正することを促したり、２つの白線の間に車両を維持するように車両を制御したり、又は駐車中に車両を操縦したりするように、パワーステアリングシステムを時々制御することを可能にする。

アシスト機能（ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ）は、少なくともパラメータの設定値を修正するために、パワーステアリングシステムの通常の調節に干渉する。そこで、設定値は、入力信号と、もはや整合しなくなる。例えば、アシスト機能がアクティブである場合、モータトルク設定値は、ステアリングホイールトルクとは異なる方向と、なり得る。

こうして、アシスト機能は、設定値と整合しない限界値を決定する管理モジュールに、干渉する。

不整合を回避することを可能にする１つの解決手段は、管理モジュールにより決定されるパラメータの限界値を修正することによって、通常状態において管理モジュールにより実行される管理を、低下させることである。

例えば、１つの解決手段は、ステアリングホイールトルクに応じて、モータトルク設定値の最大限界値及び最小限界値を修正することで、構成される。この解決手段は、アシスト機能がない場合において、管理モジュールにより実行される管理を低下させるという欠点を、有する。

したがって、パワーステアリングシステムの故障の誤検出と実行される管理の低下との間において、妥協がなされるべきである。

本発明は、ステアリングホイールと、アシストモータと、管理モジュールと、を備える、パワーステアリングシステムの操作を管理するための方法であって、パラメータにおける少なくとも１つの一時的な限界値を決定するステップと、アシスト機能によって上記パラメータの設定値に提供される追加値を推定するステップと、上記追加値によって上記少なくとも１つの一時的な限界値を修正するステップと、を含むことを特徴とする方法を確保することによって、上述の欠点の全部又は一部を克服することを目的とする。

パワーステアリングシステムは、ステアリングコンピュータを介して、少なくとも１つの入力信号に依存するパラメータの設定値、又はアシスト機能がパワーステアリングシステムに適用される場合におけるアシスト機能を、決定する。

管理モジュールは、決定ステップの間に、アシスト機能の適用がない場合において決定される少なくとも１つの限界値に対応する、少なくとも１つの一時的な限界値を、決定する。

したがって、管理モジュールは、アシスト機能がアクティブであるか又は非アクティブであるかにかかわらず、同様に作動している。アシスト機能が非アクティブである場合、管理モジュールにより実行される管理の低下はない。

しかしながら、アシスト機能の設定値への影響を考慮するために、本方法は、アシスト機能によって設定値に提供される追加値を、推定する。すなわち、アシスト機能が設定値に及ぼす影響である。次に、設定値は、追加値と、アシスト機能の適用がない場合において決定される設定値との和に対応する。

最後に、本方法は、パラメータにおける少なくとも１つの限界値を決定するために、追加値によって、少なくとも１つの一時的な限界値を、修正する。

したがって、本発明に係る方法は、アシスト機能がアクティブでない場合において管理を修正せずに、アシスト機能の設定値への影響を考慮して、パラメータにおける少なくとも１つの限界値を決定することを、可能にする。

パワーステアリングシステムは、設定値が限界値と整合していない場合、故障と宣言される。

本発明の１つの特徴によれば、上記決定ステップは、上記パラメータの一時的な最大限界値及び一時的な最小限界値を定める。

したがって、アシスト機能がない場合、且つ、パワーステアリングシステムが正常に作動している場合、パラメータの設定値は、一時的な最大限界値と一時的な最小限界値との間に含まれるはずである。

本発明の１つの特徴によれば、上記推定ステップは、上記設定値と上記アシスト機能のアシスト関数（ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）との間における第１の伝達関数を用いて、上記追加値を計算する。

アシスト関数は、ステアリングコンピュータに対するアシスト機能の影響を表す。

パラメータの設定値とアシスト機能のアシスト関数との間には、数学的関係が確立される。

本発明の１つの特徴によれば、上記修正ステップ（ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｓｔｅｐ）は、上記追加値を上記パラメータの一時的な限界値に加算する。

したがって、追加値と一時的な限界値との和は、パラメータの限界値に等しい。

アシスト機能が非アクティブである場合、追加値は０に等しく、一時的な限界値はパラメータの限界値に等しい。

パラメータの限界値は、パワーステアリングシステムが正常に作動している場合、及びアシスト機能がアクティブ又は非アクティブである場合、設定値に整合する。

本発明の１つの特徴によれば、本方法は、上記管理モジュールにおける修正された入力信号に上記アシスト機能によって提供される補完値を計算するステップを含む。

アシスト機能は、パラメータの設定値を修正することによってだけでなく、以下の説明において修正された入力信号と呼ばれる、ステアリングコンピュータにおける少なくとも１つの入力信号を変換することによっても、パワーステアリングシステムに干渉してよい。

この場合、管理モジュールの入力信号もまた、アシスト機能によって修正される。管理モジュールの入力信号は、修正された入力信号と等しくなる。

アシスト機能は、いくつかの入力信号に影響してよい。

本方法は、修正された入力信号にアシスト機能によって提供される補完値を、計算する。すなわち、修正された入力信号に対するアシスト機能の影響である。

本発明の１つの特徴によれば、上記計算ステップは、上記修正された入力信号と上記アシスト機能のアシスト関数との間における第２の伝達関数を用いて、上記補完値を決定する。

したがって、各修正された入力信号とアシスト機能のアシスト関数との間において、数学的関係が確立される。

本発明の１つの特徴によれば、上記第１及び／又は第２の伝達関数は、理論式によって識別される。

本発明の１つの特徴によれば、上記第１及び／又は第２の伝達関数は、少なくとも１つのシミュレーション及び／又は少なくとも１つの実験を用いて、経験的に識別される。

本発明の１つの特徴によれば、本方法は、上記修正された入力信号を上記補完値によって変換するステップを含む。

本方法は、補完値と修正された入力信号との組合せとして管理モジュールの入力信号を定めることによって、修正された入力信号に対するアシスト機能の影響を考慮する。

したがって、管理モジュールの入力信号は、アシスト機能がアクティブであるか又は非アクティブであるかにかかわらず、アシスト機能によって影響されない。

管理モジュールは、アシスト機能によって影響されないこの入力信号に基づいて、アシスト機能によって影響されない一時的な限界値を決定する。

本発明の１つの特徴によれば、上記変換ステップ（ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｓｔｅｐ）は、上記補完値を上記修正された入力信号から減算する。

したがって、入力信号は、アシスト機能の影響を修正された入力信号から除去したような、補完値と修正された入力信号との減算値である。

本発明は、非限定的な例として与えられ、添付の概略図を参照して説明された、本発明に係る実施形態に関する以下の説明のおかげで、より良く理解されるのであろう。

図１は、パワーステアリングシステムの通常操作の概略図である。 図２は、通常操作におけるステアリングホイールトルクの関数として、モータトルクの最大限界値及び最小限界値を表す曲線である。 図３は、アシスト機能の操作ポイントを表す図である。 図４は、パワーステアリングのアシスト操作の概略図である。 図５は、本発明に係る方法の概略図である。

パワーステアリングの通常操作（通常動作、通常運転）において、調節ループは、上記車両の軌道を決定するためにドライバーによって車両のステアリングホイールに与えられるステアリングホイールトルクＣ_ｖに応じて、印加モータトルクＣ_ｍａを、調節する。図１に示すように、ステアリングコンピュータＣＤは、ドライバーの意図する旋回を支援するために、故障がない場合において、少なくとも１つのアシストモータを含む機械システムＳＭへの印加モータトルクＣ_ｍａに等しい、モータトルク設定値Ｃ_ｍｃを、決定する。調節ループは、印加モータトルクＣ_ｍａに対するステアリングホイールトルクＣ_ｖに影響し、逆もまた同様である。

法規は、ステアリングコンピュータＣＤが故障した場合、すなわち、モータトルク設定値Ｃ_ｍｃがステアリングホイールトルクＣ_ｖに対して不整合になった場合、ドライバーの安全性及び車両の保全性を保証することを、要求する。したがって、例えば、印加モータトルクＣ_ｍａは、通常操作において常時、与えられたステアリングホイールトルクＣ_ｖに関係した値を有するべきであるということを、決定されている。

この条件は、管理モジュールＭ_ｓｕｒによって、及び比較モジュールＭＣＰによって、チェックされる。

「インタロック」型管理モジュールＭ_ｓｕｒは、与えられたステアリングホイールトルクＣ_Ｖに対応する入力信号を受信し、図２に表される管理曲線（ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｃｕｒｖｅ）に従って、モータトルクＣ_ｍの最大限界値Ｖ_ｌｍａｘ及び最小限界値Ｖ_ｌｍｉｎを決定する。最大限界値Ｖ_ｌｍａｘは、ステアリングホイールトルクＣ_ｖが負であるときに実質的に０に等しく、その後、漸近に直線的に増大する。最小限界値Ｖ_ｌｍｉｎは、ステアリングホイールトルクＣ_ｖの特定の負の値において負の定数に等しく、そして、ステアリングホイールトルクＣ_ｖが正であるときに実質的に０に等しくあるように、直線的に増加する。

もちろん、図２は管理曲線を決して限定するものではない例を表しており、他の形態の管理曲線を考慮してよい。

このように、管理モジュールＭ_ｓｕｒは、最大限界値Ｖ_ｌｍａｘと最小限界値Ｖ_ｌｍｉｎとの間に、モータトルクＣ_ｍの値を制限する。さらに、図２の実施形態において、ステアリングホイールトルクＣ_Ｖが負であるときに最大限界値Ｖ_ｌｍａｘは実質的に０に等しく、ステアリングホイールトルクＣ_ｖが正であるときに最小限界値Ｖ_ｌｍｉｎは実質的に０に等しい。管理モジュールＭ_ｓｕｒは、ステアリングホイールトルクＣ_Ｖ及びモータトルクＣ_ｍを、同じ方向に確立する。

比較モジュールＭＣＰは、最大限界値Ｖ_ｌｍａｘ、最小限界値Ｖ_ｌｍｉｎ及びモータトルク設定値Ｃ_ｍｃを、入力として受信する。比較モジュールＭＣＰは、モータトルク設定値Ｃ_ｍｃを最大限界値Ｖ_ｌｍａｘ及び最小限界値Ｖ_ｌｍｉｎと比較して、印加モータトルクＣ_ｍａを送信する。

モータトルク設定値Ｃ_ｍｃが最大限界値Ｖ_ｌｍａｘと最小限界値Ｖ_ｌｍｉｎとの間に含まれる限り、印加モータトルクＣ_ｍａは、モータトルク設定値Ｃ_ｍｃに等しい。

モータトルク設定値Ｃ_ｍｃが限界値Ｖ_ｌｍａｘ，Ｖ_ｌｍｉｎを超えるとすぐに、ステアリングコンピュータＣＤは故障を宣言され、印加モータトルクＣ_ｍａは最大限界値Ｖ_ｌｍａｘ又は最小限界値Ｖｌ_ｍｉｎに制限される。

図４に示すように、アシスト操作において、アシスト機能Ｆは、パワーステアリングシステム、より詳細にはステアリングコンピュータＣＤに、時々、与えられる。アシスト機能Ｆは、通常状態において与えられる操作ポイント（点）に対応する通常操作ポイントＰとは異なる、アシストステアリングホイールトルクＣ_ｖａ及びアシストモータトルク設定値Ｃ_ｍｃａに対応する操作ポイントＰ_ｆａを、決定する。

アシスト操作において、ステアリングホイールトルクＣ_ｖはアシストステアリングホイールトルクＣ_ｖａに相等し、モータトルク設定値Ｃ_ｍｃはアシストモータトルク設定値Ｃ_ｍｃａに相等する。

本発明に係る方法を用いない場合、管理モジュールＭ_ｓｕｒは、アシストステアリングホイールトルクＣ_ｖａの値を受信して、このアシストステアリングホイールトルクＣ_ｖａに関係した最大限界値Ｖ_ｌｍａｘ及び最小限界値Ｖ_ｌｍｉｎを決定して、モータトルクがアシストステアリングホイールトルクＣ_ｖａに整合する値を印加することを保証するようにする。しかしながら、図３に示すように、アシスト機能Ｆによって決定されるアシストモータトルク設定値Ｃ_ｍｃａは、管理モジュールＭ_ｓｕｒの管理曲線の間に含まれていない。したがって、比較モジュールＭＣＰは、ステアリングコンピュータＣＤの誤った故障を検出し、最低限界値Ｖ_ｌｍｉｎに等しい印加モータトルクＣ_ｍａを送信する。

図５に表されるように、本発明に係る方法１００において、管理モジュールＭ_ｓｕｒは、アシスト機能Ｆの操作によって影響されない。

本発明に係る方法１００において、計算ステップ１は、補完値Ｖ_ｓｕｐｐを決定する。補完値Ｖ_ｓｕｐｐは、通常状態において与えられるステアリングホイールトルクＣ_ｖに関係するアシストステアリングホイールトルクＣ_ｖａに、アシスト機能Ｆによって提供される。補完値Ｖ_ｓｕｐｐは、アシストステアリングホイールトルクＣ_ｖａとアシスト機能Ｆのアシスト関数Ｆａとの間における第２の伝達関数Ｈ２のおかげで、計算される。

したがって、アシスト機能Ｆによって与えられるアシストステアリングホイールトルクＣ_ｖａは、通常状態において与えられるステアリングホイールトルクＣ_ｖと補完値Ｖ_ｓｕｐｐとの和に、等しい。

本方法は、変換ステップ２の間に、補完値Ｖ_ｓｕｐｐをアシストステアリングホイールトルクＣ_ｖａから減算する。したがって、変換ステップ２は、アシスト機能Ｆがない場合におけるステアリングホイールトルクＣ_ｖに対応する信号を、発信する。

ステアリングホイールトルクＣ_ｖは、管理モジュールＭ_ｓｕｒの入力信号である。したがって、管理モジュールＭ_ｓｕｒによって受信される信号は、アシスト機能Ｆがアクティブであるか又は非アクティブであるかにかかわらず、ステアリングホイールトルクＣ_ｖに常時対応する。管理モジュールＭ_ｓｕｒは、決定ステップの間に、管理曲線のおかげで、このステアリングホイールトルクＣ_ｖに関係する、一時的な最大限界値Ｖ_{ｌｍａｘｔ}及び一時的な最小限界値Ｖ_{ｌｍｉｎｔ}を、決定する。管理モジュールＭ_ｓｕｒの操作は、アシスト機能Ｆによって影響されない。

さらに、本方法はまた、推定ステップ３の間に、追加値Ｖ_ａｄｄを決定する。追加値Ｖ_ａｄｄは、アシスト機能Ｆによって、アシストモータトルク設定値Ｃ_ｍｃａに提供される。推定ステップ３は、アシストモータトルク設定値Ｃ_ｍｃａとアシスト機能Ｆのアシスト関数Ｆａとの間において、第１の伝達関数Ｈ１を実装する。

したがって、アシスト機能Ｆによって与えられるアシストモータトルク設定値Ｃ_ｍｃａは、通常状態において与えられるモータトルク設定値Ｃ_ｍｃと追加値Ｖ_ａｄｄとの和に等しい。

アシストモータトルク設定値Ｃ_ｍｃａに対するアシスト機能Ｆの影響は、一時的な最大限界値Ｖ_{ｌｍａｘｔ}及び一時的な最小限界値Ｖ_{ｌｍｉｎｔ}を修正するステップ４の間に、管理モジュールＭ_ｓｕｒによって、考慮される。修正ステップ４の間に、追加値Ｖ_ａｄｄは、最大限界値Ｖ_ｌｍａｘ及び最小限界値Ｖ_ｌｍｉｎを得るために、アシスト機能Ｆの影響を考慮して、一時的な最大限界値Ｖ_{ｌｍａｘｔ}及び一時的な最小限界値Ｖ_{ｌｍｉｎｔ}の各々に、加算される。

したがって、管理モジュールＭ_ｓｕｒがアシスト機能Ｆの影響を受けずに、しかし最大限界値_ｌｍａｘ及び最小限界値_ｌｍｉｎがアシスト機能Ｆの影響を考慮するように、アシスト機能Ｆの影響は管理モジュールＭ_ｓｕｒの上流側において減じられるとともに、アシスト機能Ｆの影響は管理モジュールＭ_ｓｕｒの下流側において加えられる。

最後に、比較モジュールＭＣＰは、アシストモータトルク設定値Ｃ_ｍｃａを、最大限界値Ｖ_ｌｍａｘ及び最小限界値Ｖ_ｌｍｉｎと比較する。比較モジュールＭＣＰは、アシスト機能Ｆの操作によって影響されない。

もちろん、本発明は、記載され、添付の図面に表された実施形態に限定されない。本発明の保護分野から逸脱することなく、特に、様々な要素の構成の観点から、又は技術的均等物の置換によって、変更は可能なままである。

Claims (7)

1. ステアリングホイールと、アシストモータと、管理モジュール（Ｍ_ｓｕｒ）とを備える、パワーステアリングシステムの操作を管理するための方法（１００）であって、
   前記パワーステアリングシステムのパラメータにおける少なくとも１つの一時的な限界値（Ｖ_{ｌｍａｘｔ}，Ｖ_{ｌｍｉｎｔ}）を決定するステップと、
   アシスト機能（Ｆ）によって前記パラメータの設定値（Ｃ_ｍｃ）に提供される追加値（Ｖ_ａｄｄ）を推定するステップ（３）と、
   前記管理モジュール（Ｍ _ｓｕｒ ）における修正された入力信号（Ｃ _ｖａ ）に前記アシスト機能（Ｆ）によって提供される補完値（Ｖ _ｓｕｐｐ ）を計算するステップ（１）と、
   前記追加値（Ｖ_ａｄｄ）によって前記少なくとも１つの一時的な限界値（Ｖ_{ｌｍａｘｔ}，Ｖ_{ｌｍｉｎｔ}）を修正するステップ（４）と、
   を含むことを特徴とするパワーステアリングシステムの操作管理方法（１００）。
2. 前記決定ステップは、前記パラメータの一時的な最大限界値（Ｖ_{ｌｍａｘｔ}）及び一時的な最小限界値（Ｖ_{ｌｍｉｎｔ}）を定める、請求項１に記載のパワーステアリングシステムの操作管理方法（１００）。
3. 前記推定ステップ（３）は、前記設定値（Ｃ_ｍｃ）と前記アシスト機能（Ｆ）のアシスト関数（Ｆａ）との間における第１の伝達関数（Ｈ１）を用いて、前記追加値（Ｖ_ａｄｄ）を計算する、請求項１又は２に記載のパワーステアリングシステムの操作管理方法（１００）。
4. 前記修正ステップ（４）は、前記追加値（Ｖ_ａｄｄ）を前記パラメータの一時的な限界値（Ｖ_{ｌｍａｘｔ}，Ｖ_{ｌｍｉｎｔ}）に加算する、請求項１乃至３のいずれか１つに記載のパワーステアリングシステムの操作管理方法（１００）。
5. 前記計算ステップ（１）は、前記修正された入力信号（Ｃ_ｖａ）と前記アシスト機能（Ｆ）のアシスト関数（Ｆａ）との間における第２の伝達関数（Ｈ２）を用いて、前記補完値（Ｖ_ｓｕｐｐ）を決定する、請求項１乃至４のいずれか１つに記載のパワーステアリングシステムの操作管理方法（１００）。
6. 前記修正された入力信号（Ｃ_ｖａ）を前記補完値（Ｖ_ｓｕｐｐ）によって変換するステップ（２）を含む、請求項１乃至５のいずれか１つに記載のパワーステアリングシステムの操作管理方法（１００）。
7. 前記変換ステップ（２）は、前記補完値（Ｖ_ｓｕｐｐ）を前記修正された入力信号（Ｃ_ｖａ）から減算する、請求項６に記載のパワーステアリングシステムの操作管理方法（１００）。

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