JP7755076B2 - 操舵システムを動作させるための方法 - Google Patents

Description

従来技術
本発明は、操舵システムを動作させるための方法に関する。さらに本発明は、そのような方法を実施するための計算ユニット、そのような計算ユニットを備えた操舵システム、及び、そのような操舵システムを備えた車両に関する。

現在では、車両又は操舵システムの動作中に発生し得る機械的な違和感のうち、自動化されて検出されるものはごくわずかな部分に過ぎない。したがって、そのような違和感の大半は運転者自身によって見付け出されなければならない。しかしながら、自動化された走行及び／又は自律的な走行が増加する傾向に伴い、この種の手動によるエラー識別は、不可能になりつつある。その上さらに、ステアバイワイヤ式操舵システムを備えた車両が公知であるが、これらのシステムは、ステアリングホイールと、転舵される車輪との間の直接的な機械的接続なしで成り立っている。このような機械的分離に基づき、この場合においては、例えば、ステアリングギヤ内で発生し得る機械的な違和感は、ステアリングホイールにおいて直接フィードバックされないため、手動による検出も同様に困難になる。

この理由から、独国特許出願公開第１０２０１９２１２６１８号明細書においては、少なくとも１つのステアリングアセンブリの剛性、及び／又は、操舵機構内の遊びが自動化されて求められる方法が提案されている。この目的のために、監視装置を用いて、車輪位置センサを使用して車輪位置が求められ、電動モータによって事前設定される入力変数に関連付けられる。しかしながら、この場合においては、湿度特性変数を求めることは行われていない。さらに、操舵機構は、規定された検査位置に移行させられず、及び／又は、検査位置において停止させられない。さらに、この種の手順においては、車輪状態又は車輪位置を求めることが強制されるが、このことは、特定の状況によっては不都合な結果になりかねない。

その上さらに、独国特許出願公開第１０２０１８１１２８１２号明細書からは、異なる周波数を有するモータトルクを介して励磁が行われる、操舵機構における遊びが自動化されて求められる方法が開示されている。しかしながら、この場合でも、湿度特性変数を求めることは行われていない。さらに、操舵機構は、規定された検査位置に移行させられず、及び／又は、検査位置において停止させられない。このことは、小さいトルクについてしか励磁を行うことができないという結果になる。なぜなら、そうしないと操舵システム全体を動かすことになるからである。それに応じて、この場合の遊びは、低負荷範囲においてのみ求めることができる。

独国特許出願公開第１０２０１９２１２６１８号明細書 独国特許出願公開第１０２０１８１１２８１２号明細書

本発明の課題は、特に、操舵システム内の湿度を求めることに関して改善された特性を備えた操舵システムを動作させるための方法を提供することにある。この課題は、請求項１、１６、１７及び１８の特徴によって解決され、それに対して、本発明の好適な実施形態及び発展形態は、従属請求項から見て取ることができる。

発明の開示
ここでは、車両の操舵システムを動作させるための方法、特にコンピュータ実装される方法であって、操舵システムは、操舵機構と、当該操舵機構と協働する少なくとも１つの電動モータとを含み、特に自動的に及び／又は自動化されて、操舵システム内の湿度に相関する湿度特性変数が求められる、方法が提案され、ここで、本方法においては、湿度特性変数を求めるために、操舵機構が規定された検査位置に移行させられ、及び／又は、当該検査位置において停止させられ、電動モータが励磁信号を用いて駆動制御され、湿度特性変数は、励磁信号を用いた電動モータの駆動制御期間中に、電動モータのモータトルク及び電動モータのロータ位置角度を監視し、ロータ位置角度に依存してモータトルクの変化を評価することによって求められる。それにより、本実施例においては、操舵機構は、第１の方法ステップにおいては、検査位置において位置決め及び／又は停止させられ、第２の方法ステップにおいては、操舵システムは、詳細には操舵機構が検査位置に存在している間に、励磁信号を用いた電動モータの駆動制御により励磁され、第３の方法ステップにおいては、励磁信号に対する操舵システムのシステム応答が求められ、モータトルク及びロータ位置角度を使用して評価される。検査位置における操舵機構の位置決めは、この関連において、例えば、車両の乗員及び／又は運転者によって手動により行うこと、又は、対応する電動モータの駆動制御により自動的に及び／又は自動化されて行うことが可能である。その上さらに、湿度特性変数を求めるための上記の３つの方法ステップは、第４の方法ステップにおいて、当該検査位置とは異なる少なくとも１つのさらなる検査位置について繰り返すことができる。この繰り返しは、ここでは特に、同一のステアリングアセンブリ、又は、当該ステアリングアセンブリとは異なるさらなるステアリングアセンブリにも該当し得る。この実施形態により、操舵システム内の湿度を求めることが有利に改善可能になる。特に、これにより、例えば湿度センサなどの付加的センサなしでも、操舵システム内の湿度に関する付加的情報を得ることができるようになる。さらに、効率、特に、検査効率、性能効率、部品効率、エネルギー効率、及び／又は、コスト効率が改善可能になる。さらに、特に、操舵システムの動作安全性を高めることができる。その上さらに、湿度特性変数は、低負荷範囲においても高負荷範囲においても有利に求めることができる。

操舵システムは、本実施例においては、従来の操舵システム、特に電動パワーステアリングシステムとして構成されるものとしてよく、機械的な介入部を含み得る。しかしながら、代替的に、操舵システムは、操舵事前設定が、好適には、純粋に電気的に車輪に伝達されるステアバイワイヤ式操舵システムとして構成されるものとしてもよい。操舵機構は、さらに、少なくとも１つのステアリングアセンブリ、好適には、複数の、特に様々なタイプのステアリングアセンブリを含む。操舵機構は、例えば、サーボトレインとして構成された第１のステアリングアセンブリ、センサトレインとして構成された第２のステアリングアセンブリ、及び／又は、車軸及び／又は車軸の一部として構成された第３のステアリングアセンブリを含み得る。サーボトレインは、この関連において、特に、操舵システムのステアリングギヤに対応し、それに対してセンサトレインは、操舵システムのステアリングシャフト及び／又はステアリングコラムに対応する。さらに、操舵システムは、好適には、特に電動モータを有する電気的及び／又は電子的に構成された転舵アクチュエータシステムを含む。「転舵アクチュエータシステム」とは、この関連において、特に好適には、サーボトレインに結合され、車両の走行方向に影響を与えるために、電動モータを用いて操舵機構、特にサーボトレインに転舵トルクを伝達するように設けられているアクチュエータユニットを意味するものと理解されたい。好適には、転舵アクチュエータシステムは、電動モータを用いて、操舵システムの操舵ハンドルに印加された手動トルクをアシストするための転舵トルク、及び／又は、車両の走行方向を自動的に及び／又は自律的に制御するための転舵トルクを提供するように設けられている。その上さらに、操舵システムは、好適には、機械的なロック機構を含み得るものであり、このロック機構は、操舵機構を検査位置において停止させるために、特に、固定及び／又はロックするために設けられている。この目的のために、ロック機構は、特に、少なくとも１つの電気的及び／又は機械的ロック、例えば、操舵ハンドルの領域におけるステアリングロック、ステアリングシャフト、特にステアリングシャフトの入力シャフトの領域におけるロックユニット、及び／又は、車両の車輪の領域におけるホイールロックを含み得る。

さらに、車両は、操舵システムを動作させるための方法を実施するように設けられている少なくとも１つの計算ユニットを含む。「計算ユニット」とは、特に、情報入力端、情報処理部及び情報出力端を有する電気的及び／又は電子的ユニットを意味するものと理解されたい。好適には、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つの動作メモリ、少なくとも１つの入力手段及び／又は出力手段、少なくとも１つの動作プログラム、少なくとも１つの制御ルーチン、少なくとも１つの調整ルーチン、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有する。特に、計算ユニットは、湿度特性変数を求めるために設けられている。さらに、計算ユニットは、電動モータを駆動制御するために設けられている。その上さらに、計算ユニットは、ロック機構を駆動制御するために設けられるものとしてもよい。本実施例の場合においては、計算ユニットは、少なくとも、励磁信号を用いて電動モータを駆動制御し、励磁信号を用いた電動モータの駆動制御期間中に、電動モータのモータトルク及び電動モータのロータ位置角度を監視し、ロータ位置角度に依存してモータトルクの変化を評価するように設けられている。さらに、計算ユニットは、特に、電動モータの駆動制御により、操舵機構を規定された検査位置に移行させ、及び／又は、ロック機構の駆動制御により、検査位置において停止させるように設けられるものとしてよい。好適には、計算ユニットは、ここでは、車両の制御装置内に、及び／又は、操舵システムの制御装置内に、特に操舵制御装置の形態で統合される。「湿度特性変数」とは、特に、それに基づいて、操舵システム内の湿度を推論することができる特性変数、又は、操舵システム内の湿度を特定することができる特性変数を意味するものと理解されたい。本実施例においては、ここで、ロータ位置角度に依存してモータトルクの変化を評価することにより、湿度特性変数を直接求めることができる。しかしながら、好適には、操舵システム内の湿度に依存して、操舵機構の少なくとも１つのステアリングアセンブリの剛性、及び／又は、操舵機構内の遊びが変化すること又は変化し得ることが活用される。したがって、第１のステップにおいては、ロータ位置角度に依存してモータトルクの変化を評価することにより、少なくとも１つのステアリングアセンブリの剛性、及び／又は、操舵機構内の遊びを求めることができ、それに続いて、第２のステップにおいては、湿度特性変数を求めるために、少なくとも１つのステアリングアセンブリの剛性、及び／又は、操舵機構内の遊びを使用することができる。「設けられている」とは、特に、特別にプログラミングされ、設計され、及び／又は、装備されていることを意味するものと理解されたい。対象物が特定の機能のために設けられているということのもとでは、特に、対象物がこの特定の機能を少なくとも１つの用途及び／又は動作状態において満たす及び／又は実行するということを意味するものと理解されたい。

好適には、湿度特性変数は、ロータ位置角度、又は、モータトルクとロータ位置角度とからの差分商に従ったモータトルクの導関数を用いて、すなわち、ロータ位置角度に依存したモータトルクの変化率に基づいて求められることがさらに提案され、これにより、特に、ロータ位置角度に依存したモータトルクの変化が特に簡単に監視可能になる。

さらなる実施形態においては、湿度特性変数を求めるために、モータトルクの変化は、ロータ位置角度に依存して基準値と比較されることが提案される。これにより、特に、好適で簡単な評価アルゴリズムを提供することができる。

その上さらに、湿度特性変数を求める際に、線形化が、好適には様々な負荷レベルについて使用されることが提案される。この関連において、湿度特性変数を求めるために使用することができる、求めるべき剛性及び／又は求めるべき遊びは、通常、非線形の関係を有することを考慮する必要がある。しかしながら、本実施例においては、対応する線形化を使用する場合であっても、剛性及び／又は遊び、ひいては操舵システム内の湿度に関する比較的正確で厳密な予測が可能であると同時に計算労力を大幅に低減できることが認識された。

湿度特性変数を求める際に、現在の温度が考慮されるならば、評価結果をさらに正確にすることができる。好適には、温度は、その際、例えば、付加的な温度センサを介して操舵機構の領域内で捕捉され、又は、好適には、電動モータの領域内で直接捕捉される。後者の場合においては、好適には、転舵アクチュエータシステムに統合された温度センサシステムを、現在の温度を求めるために使用することができ、これにより付加的コストを好適には最小化することができる。

さらに、湿度特性変数を求めることは、高負荷範囲において行われ、ここで、電動モータは、励磁信号を用いて、モータトルクが電動モータの公称範囲の上方半部に存在するように駆動制御されることが提案される。これにより、特に、操舵システム内の湿度に関して特に関連する範囲内で評価を行うことによって特に正確な評価を達成することが可能になる。

特に好適な実施形態によれば、電動モータは、励磁信号を用いて、モータトルクが連続的に、特に規定された及び／又は規定可能な最大モータトルク、例えば＋５Ｎｍまで増加するように駆動制御されることが提案され、したがって、特に準静的な励磁が達成される。これにより、特に、制御技術的に特に簡単な操舵システムの励磁が達成可能になる。好適には、電動モータは、この場合、ランプ状の信号を用いて駆動制御され、それによって、励磁信号は、連続的に及び／又はランプ状に増加する。本実施例においては、モータトルクの増加は、ここでは、モータトルクの制御によって直接的に行うことができる。しかしながら、好適には、モータトルクの増加は、ロータ位置角度の制御によって行われ、これによって、好適には、測定における不所望な加速及び／又は負荷ピークを阻止することができる。その上さらに、この関連において好適には、モータトルクは、操舵機構が検査位置において完全に停止させられる、すなわち、例えばロック機構を用いて固定及び／又はロックされる場合には両方の操舵方向で連続的に最大モータトルクまで増加され、操舵機構が検査位置において完全に停止させられない場合には一方の操舵方向でのみ連続的に最大モータトルクまで増加されることが提案される。

特に高い動作安全性は、特に、求められた湿度特性変数に基づいて、操舵システムの操舵制御装置の少なくとも１つの制御パラメータが、特に、電動モータの駆動制御のために調整される場合に達成することができる。特に、これにより、湿度感応性の制御パラメータは、求められた湿度特性変数に基づいて適応的に調整することができる。好適には、操舵制御装置、この場合においては、計算ユニットとの電気的接続部を有し、特に好適には、車両の制御装置及び／又は操舵システムの制御装置に統合されている。

さらに、湿度特性変数が、閾値と比較され、ここで、湿度特性変数が閾値を下回る又は上回る場合に、安全措置が開始されることが提案される。この安全措置は、特に、少なくとも、車両内での指示メッセージの生成、及び／又は、例えばスマートフォンの形態の外部電子装置上での指示メッセージの生成、及び／又は、例えば最大車両速度低減の形態での走行モードのレベルダウンを含み得る。これにより、特に、警告効果を達成し、動作安全性をさらに高めることができる。

湿度特性変数は、例えば、車両の走行モードの期間中に求めることができる。しかしながら、好適には、湿度特性変数は、車両の停止状態において及び／又は車両のエンジン停止状態において求められること、例えば、車両が例えば信号機手前で一時停止しているとき、若しくは、車両が駐車されている状態において求められることが提案される。これにより、走行中の運転者及び／又は同乗者の苛立ちを好適に抑制することができる。

さらに、湿度特性変数は、当該湿度特性変数の変化を監視するために、定期的な時間間隔で、例えば、各システムの起動時、各システムの遮断時、又は、毎年又は例えば特に自動車定期点検時及び／又はアフターサービス時など隔年で求められることが提案される。これにより、特に、湿度特性変数の変化を、好適には迅速に識別し、車両の動作安全性をさらに高めることができる。

一実施形態によれば、操舵機構は、サーボトレインの形態の少なくとも１つのステアリングアセンブリを含み、ここで、湿度特性変数を求めるために、例えばラックの形態のサーボトレインの転舵調整要素が、操舵システムの機械的な端部ストッパの領域に位置決めされ、電動モータは、励磁信号を用いて、モータトルクが機械的な端部ストッパの方向で連続的に最大モータトルクまで増加するように駆動制御されることが提案される。この場合、機械的な端部ストッパの領域における転舵調整要素の位置は検査位置に相当する。さらに、上記方法ステップは、さらなる方法ステップにおいて、当該検査位置とは異なる少なくとも１つのさらなる検査位置について繰り返すことができる。この関連において、例えば、さらなる方法ステップにおいて、特に湿度特性変数を求めるために、転舵調整要素が、操舵システムのさらなる機械的な端部ストッパの領域、特に機械的な端部ストッパとは反対側の領域に位置決めされ、電動モータが、さらなる励磁信号、特に当該励磁信号と同等のさらなる励磁信号を用いて、モータトルクがさらなる機械的な端部ストッパの方向で連続的に最大モータトルクまで増加するように駆動制御されることが想定される。しかしながら、代替的に、さらなる方法ステップにおける繰り返しは、ステアリングアセンブリとは異なるさらなるステアリングアセンブリにも該当し得る。これにより、特に好適な手法により、湿度特性変数を、詳細には特にサーボトレインの領域において求めることができる。

さらなる実施形態によれば、操舵機構は、センサトレインの形態の少なくとも１つのステアリングアセンブリを含み、ここで、湿度特性変数を求めるために、センサトレインが、直進位置で、特に機械的に、例えばロック機構の駆動制御によって停止させられ、電動モータは、励磁信号を用いて、モータトルクが両方の操舵方向で連続的に最大モータトルクまで増加するように駆動制御されることが提案される。この場合、直進位置におけるセンサトレインの位置は検査位置に相当する。さらに、上記方法ステップは、基本的に、さらなる方法ステップにおいて、当該検査位置とは異なる少なくとも１つのさらなる検査位置について繰り返すことができる。これにより、特に好適な手法により、湿度特性変数を、詳細には特にセンサトレインの領域において求めることができる。

さらに、さらなる実施形態によれば、操舵機構は、車軸又は車軸の一部の形態の少なくとも１つのステアリングアセンブリを含み、ここで、湿度特性変数を求めるために、少なくとも１つの車輪が、特に機械的に、例えばロック機構の駆動制御によって停止させられ、電動モータは、励磁信号を用いて、モータトルクが、両方の操舵方向で連続的に最大モータトルクまで増加するように駆動制御されることが提案される。この場合、停止させられた状態における車輪の位置は検査位置に相当する。さらに、上記方法ステップは、この場合にも、さらなる方法ステップにおいて、当該検査位置とは異なる少なくとも１つのさらなる検査位置について繰り返すことができる。この関連において、例えば、特に湿度特性変数を求めるためのさらなる方法ステップにおいて、少なくとも１つのさらなる車輪、特に当該車輪とは反対側のさらなる車輪が、特に機械的に、例えばロック機構の駆動制御によって停止させられ、電動モータが、さらなる励磁信号、特に当該励磁信号と同等のさらなる励磁信号を用いて、モータトルクが両方の操舵方向で連続的に最大モータトルクまで増加するように駆動制御されることが想定される。しかしながら、代替的に、さらなる方法ステップにおける繰り返しは、ステアリングアセンブリとは異なるさらなるステアリングアセンブリにも該当し得る。これにより、特に好適な手法により、湿度特性変数を、詳細には特に車軸又は車軸の一部の領域において求めることができる。

操舵システムを動作させるための本方法は、ここでは、上述した用途及び実施形態に限定されるべきものではない。特に、操舵システムを動作させるための本方法は、本明細書に記載された機能形式を満たすために、本明細書において挙げられた数とは異なる数の個々の要素、部品及びユニットを有し得る。

さらなる利点は、以下の図面の説明から明らかとなる。これらの図面には、本発明の一実施例が示されている。

操舵システムを備えた例示的な車両を示す概略図である。 操舵システムを備えた例示的な車両を示す概略図である。 操舵システム内の湿度と相関する湿度特性変数を求めるための様々な信号を示す例示的な描写図である。 操舵システム内の湿度と相関する湿度特性変数を求めるための様々な信号を示す例示的な描写図である。 操舵システムを動作させるための方法の主要方法ステップを示す例示的なフローチャートである。

実施例の説明
図１ａ及び図１ｂには、複数の車輪３４，３６と操舵システム１０とを備え、例示的に乗用車として構成された車両１２が概略図において示されている。この車両１２は、自動化された走行及び／又は自律的な走行に適している。操舵システム１０は、車輪３４，３６との作用的な接続部を有し、車両１２の走行方向に影響を与えるために設けられている。さらに、操舵システム１０は、純粋に例示的に、電動アシスト操舵システムとして構成され、パワーステアリングの形態で電動補助力アシストを有する。しかしながら、代替的に、操舵システムは、それ自体公知のステアバイワイヤ式操舵システムとして構成されるものとしてもよい。

操舵システム１０は、それ自体公知の操舵機構１４、及び、当該操舵機構１４と相互作用するそれ自体公知の転舵アクチュエータシステム４０を含む。

操舵機構１４は、本実施例の場合においては、手動トルクを印加するための例示的にステアリングホイールとして構成された操舵ハンドル４２、及び、当該操舵ハンドル４２に作用的に接続された複数のステアリングアセンブリ１８，２０，２２を含む。本実施例においては、操舵機構１４は、サーボトレインとして構成された第１のステアリングアセンブリ１８と、センサトレインとして構成された第２のステアリングアセンブリ２０と、車軸及び／又は車軸の一部として構成された第３のステアリングアセンブリ２２とを含む。第１のステアリングアセンブリ１８は、例示的にラックアンドピニオン式ステアリングギヤとして構成されたステアリングギヤに対応し、本実施例の場合においては、特にラックとして構成された少なくとも１つの転舵調整要素２８を含む。第１のステアリングアセンブリ１８は、操舵ハンドル４２における操舵事前設定を、特に前輪として構成された車輪３４，３６の転舵運動に変換するように設けられている。第２のステアリングアセンブリ２０は、本実施例においてはステアリングシャフトに相当し、操舵ハンドル４２を第１のステアリングアセンブリ１８に特に機械的に接続するために用いられる。第３のステアリングアセンブリ２２は、車輪３４，３６に割り当てられるタイロッドの少なくとも一部、及び／又は、車輪３４，３６のリムの一部を含み得る。代替的に、操舵ハンドルは、操縦レバー及び／又は操縦ボールなどとして構成されるものとしてもよい。さらに、ステアバイワイヤ式操舵システムの場合のように、ステアリングシャフト及び／又は操舵ハンドルを省略することも想定される。

転舵アクチュエータシステム４０は、電動モータ１６を含み、第１のステアリングアセンブリ１８、特に転舵調整要素２８との作用的接続部を有する。転舵アクチュエータシステム４０は、電動モータ１６を用いて転舵トルクを提供するように設けられている。本実施例においては、転舵アクチュエータシステム４０は、少なくとも、アシストトルクの形態で転舵トルクを提供し、それを転舵調整要素２８に伝達するように設けられている。

さらに、操舵システム１０は、転舵アクチュエータシステム４０の領域に配置されたロータ位置センサシステム４４を有する。このロータ位置センサシステム４４は、電動モータ１６の少なくとも１つの動作信号、本実施例においては、特にロータ位置信号又はロータ位置角度を非接触で捕捉するように設けられている。

さらに、操舵システム１０は、ロック機構４６を有しており、このロック機構４６は、操舵機構１４を停止させるため、特に固定及び／又はロックするために設けられている。この目的のために、ロック機構４６は、本実施例においては、複数の電気的及び／又は機械的に構成されたロック、特に操舵ハンドル４２の領域におけるステアリングロック４８、車輪３４，３６のうちの第１の車輪３４の領域における第１のホイールロック５０、及び、車輪３４，３６のうちの第２の車輪３６の領域における第２のホイールロック５２を含む。しかしながら、基本的には、この種のロック機構を省略することも想定される。

その上さらに、車両１２は、制御装置５４を有している。この制御装置５４は、操舵制御装置として構成されており、したがって、操舵システム１０の一部である。制御装置５４は、転舵アクチュエータシステム４０、特に電動モータ１６との電気的接続部を有している。さらに、制御装置５４は、ロータ位置センサシステム４４との電気的接続部を有している。さらに、制御装置５４は、ロック機構４６との電気的接続部を有している。制御装置５４は、操舵システム１０の動作を制御するように設けられている。本実施例においては、制御装置５４は、少なくとも電動モータ１６を駆動制御するように設けられている。代替的に、制御装置は、操舵制御装置とは異なるものとしてもよく、例えば、直接、集中型車両制御装置として構成されるものとしてもよい。

制御装置５４は、計算ユニット３８を含む。この計算ユニット３８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（図示せず）と、少なくとも１つの動作メモリ（図示せず）とを含む。さらに、計算ユニット３８は、動作メモリに格納された少なくとも１つの動作プログラムを含む。

さらに、制御装置５４は、電動モータ１６を駆動制御するためのそれ自体公知の操舵制御装置２６を含む。この操舵制御装置２６は、計算ユニット３８との電気的接続部を有する。さらに、操舵制御装置２６は、電動モータ１６に電気的に接続されている。本実施例の場合においては、操舵制御装置２６は、少なくとも車両１２の走行モードにおいて、転舵調整要素２８の位置、したがって、特に車両１２の進行方向を制御するために設けられている。

通常、車両１２又は操舵システム１０の動作中に発生し得る機械的な違和感のうち、自動化されて検出されるものはごくわずかな部分に過ぎず、それに対して、そのような違和感の大半は運転者自身によって見付け出されなければならない。しかしながら、この事実は、特に、自動化されて走行する車両及び／又は自律的に走行する車両及び／又はステアバイワイヤ式操舵システムの形態の操舵システムにおいて、将来的にはますます問題になる可能性がある。その際、操舵システム１０内の湿度を求めることは、特に重要な役割を果たす。なぜなら、この種の湿度は、ここでは特に危機的な影響を及ぼす可能性があるからである。

それゆえ、湿度を求めることを改善し、及び／又は、動作安全性を高めるために、以下においては、操舵システム１０を動作させるための相応の方法が提案される。本実施例の場合、ここでは特に、計算ユニット３８は、本方法を実施するように設けられ、この目的のために、相応のプログラムコード手段を有するコンピュータプログラムを有している。

本実施例の場合においては、操舵システム１０内の湿度に相関する湿度特性変数を求めるために、操舵機構１４が、最初に、規定された検査位置に移行させられ、及び／又は、検査位置において停止させられる。好適には、湿度特性変数は、ここでは、車両１２の停止状態において、及び／又は、車両１２のエンジン停止状態において求められる。さらに、検査位置への操舵機構１４の位置決めは、手動により、例えば、車両１２の乗員及び／又は運転者によって行うことができ、又は、好適には、電動モータ１６の対応する駆動制御によって自動的に及び／又は自動化されて行うことができる。さらに、検査位置における操舵機構１４の停止は、ロック機構４６の自動化された駆動制御によって行うことができる。

続いて、電動モータ１６は、励磁信号を用いて駆動制御される。本実施例においては、電動モータ１６は、励磁信号を用いて、準静的励磁が達成されるように駆動制御され、ここで、電動モータ１６のモータトルクは、連続的に最大モータトルク、例えば＋５Ｎｍまで増加される。この場合、電動モータ１６は、ランプ状の信号を用いて駆動制御され、それによって、励磁信号は、連続的に及び／又はランプ状に増加する。さらに、モータトルクの増加が、好適には電動モータ１６のロータ位置角度の制御によって行われ、これによって、測定における不所望な加速及び／又は負荷ピークを阻止することができる。その上さらに、モータトルクは、操舵機構１４が検査位置において完全に停止させられる場合には両方の操舵方向で連続的に最大モータトルクまで増加され、操舵機構１４が検査位置において完全に停止させられない場合には一方の操舵方向でのみ連続的に最大モータトルクまで連続的に増加される。さらに、電動モータ１６は、励磁信号を用いて、モータトルクが電動モータ１６の公称範囲の上方半部に存在するように駆動制御され、それにより、湿度特性変数を求めることが高負荷範囲において行われる。

次いで、湿度特性変数は、励磁信号を用いた電動モータ１６の駆動制御中に、電動モータ１６のモータトルク及び電動モータ１６のロータ位置角度を監視し、ロータ位置角度に依存してモータトルクの変化を評価することによって求められる。電動モータ１６のモータトルクは、ここでは、例えば、制御装置５４から直接読み出すことができ、又は、付加的な捕捉センサシステムを用いて捕捉することができ、それに対して、電動モータ１６のロータ位置角度は、好適には、ロータ位置センサシステム４４のロータ位置信号から求めることができる。本実施例においては、この場合、ロータ位置角度に従ったモータトルクの導関数、又は、モータトルクとロータ位置角度とからの差分商が形成され、湿度特性変数を求めるために基準値２４と比較される（図２ｂも参照）。

好適には、ここでは、操舵システム１０内の湿度に依存して、特に、例えばベルト及び／又はスクリューホイールなどのプラスチック部品の特性の変化により、操舵機構１４の少なくとも１つのステアリングアセンブリ１８，２０，２２の剛性及び／又は操舵機構１４内の遊びが変化すること又は変化し得ることが活用される。したがって、第１のステップにおいては、ロータ位置角度に依存してモータトルクの変化を評価することにより、少なくとも１つのステアリングアセンブリ１８，２０，２２の剛性、及び／又は、操舵機構１４内の遊びを求めることができ、それに続いて、第２のステップにおいては、湿度特性変数を求めるために、少なくとも１つのステアリングアセンブリ１８，２０，２２の剛性、及び／又は、操舵機構１４内の遊びを使用することができる。しかしながら、代替的に、ロータ位置角度に依存してモータトルクの変化を評価することにより、湿度特性変数を直接求めることもできる。したがって、この場合においては、剛性及び／又は遊びを求めることは省略することができる。

好適には、湿度特性変数を求める際に、さらに、線形化が使用可能である。この関連において、湿度特性変数を求めるために使用することができる、求めるべき剛性及び／又は求めるべき遊びは、通常、非線形の関係を有することを考慮する必要がある。しかしながら、本実施例においては、対応する線形化を使用する場合であっても、少なくとも１つのステアリングアセンブリ１８，２０，２２の剛性、及び／又は、操舵機構１４の遊び、ひいては操舵システム１０内の湿度に関する比較的正確で厳密な予測が可能であると同時に計算労力を大幅に低減できることが認識された。

測定の精度を向上させるために、さらに、現在の温度を、湿度特性変数を求める際に考慮することができる。この関連においては、特に、少なくとも１つのステアリングアセンブリ１８，２０，２２の剛性、及び／又は、操舵機構１４内の遊びが現在の温度に依存して変化することが活用される。したがって、このことは湿度特性変数についても同様に当てはまる。好適には、温度は、ここでは、電動モータ１６の領域において直接捕捉され、詳細には特に転舵アクチュエータシステム４０内に統合された温度センサシステムを用いて捕捉される。しかしながら、代替的に、電動モータ１６の領域において、又は、操舵機構１４の領域において、付加的な温度センサを使用することもできる。その上さらに、車両１２内の既存の温度センサ、例えば、外気温を表示するための温度センサも、温度を求めるために使用することができる。さらに、温度を付加的に求めることを完全に省略することも想定される。

次いで、湿度特性変数が求められた後は、求められた値に依存して様々なアクションを実施及び／又は起動することができる。

例えば、求められた湿度特性変数に基づいて、操舵制御装置２６の少なくとも１つの制御パラメータを調整することができ、これにより、好適には、湿度感応性の制御パラメータは、求められた湿度特性変数に基づいて適応的に調整することができる。

さらに、湿度特性変数は、閾値と比較することができ、ここで、湿度特性変数が閾値を下回る又は閾値を上回る場合は安全措置が開始される。この安全措置は、少なくとも、車両内での指示メッセージの生成、及び／又は、外部電子装置上での例えばサービス工場入庫喚起の形態の指示メッセージの生成、及び／又は、例えば最大車両速度低減の形態での走行モードのレベルダウンを含み得る。

さらに、本実施形態においては、湿度特性変数は、当該湿度特性変数の変化を監視するために、定期的な時間間隔で、例えば、各システムの起動時又は各システムの遮断時に求められる。これにより、湿度特性変数の変化を好適には迅速に認識することが可能となり、車両１２の動作安全性がさらに高められる。ただし、代替的に、例えば、毎日、毎月又は毎年など、比較的長い監視間隔を設けることも想定される。

ここで、以下においては、サーボトレインとして構成された第１のステアリングアセンブリ１８、センサトレインとして構成された第２のステアリングアセンブリ２０、並びに、車軸及び／又は車軸の一部として構成された第３のステアリングアセンブリ２２について、上述した一般的な事実のいくつかの具体的な適用事例を説明する。

第１の態様によれば、湿度特性変数を求めるために、詳細には特に第１のステアリングアセンブリ１８又はサーボトレインの領域における湿度特性変数を求めるために、転舵調整要素２８が、操舵システム１０の機械的な端部ストッパ３０の領域に位置決めされ、電動モータ１６は、励磁信号を用いて、モータトルクが機械的な端部ストッパ３０の方向で連続的に最大モータトルクまで増加するように駆動制御される。したがって、この場合、機械的な端部ストッパ３０の領域における転舵調整要素２８の位置は検査位置に相当する。転舵調整要素２８を検査位置に位置決めするために、転舵調整要素２８は、例えば、電動モータ１６の駆動制御により、相応に学習されたソフトウェア機能を用いて、機械的な端部ストッパ３０の領域に直接位置決めすることができ、又は、検査位置に達するまで、若しくは、検査位置が低減する運動速度に基づき認識されるまで、一定の運動速度（約１０ｍｍ／ｓ乃至４０ｍｍ／ｓ）で機械的な端部ストッパ３０の方向に移動させることができる。続いて、電動モータ１６のモータトルク及び電動モータ１６のロータ位置角度に基づき、対応する負荷方向について、すなわち、機械的な端部ストッパ３０の方向で、サーボトレインと機械的な端部ストッパ３０とからの総合剛性を求めることができる。ここでは、以下の式：
１／ｃ_１＝（１／ｃ_{Ｓｅｒｖｏ}）＋（１／ｃ_Ａ） （１）
が適用される。

ここでは、ｃ１は、対応する負荷方向についてのサーボトレインと機械的な端部ストッパ３０とからの合計剛性を記述し、ｃ_{Ｓｅｒｖｏ}は、第１のステアリングアセンブリ１８又はサーボトレインの剛性を記述し、ｃ_Ａは、機械的な端部ストッパ３０の剛性を記述する。機械的な端部ストッパ３０の剛性が既知となった後では、それに従って、式（１）に基づき第１のステアリングアセンブリ１８又はサーボトレインの剛性を推論することができる。特に、ここでは、端部ストッパダンパが使用される場合、機械的な端部ストッパ３０の剛性は、この端部ストッパダンパの割合によって支配される。続いて、第１のステアリングアセンブリ１８又はサーボトレインの剛性は、湿度特性変数を求めるために、詳細には、特に第１のステアリングアセンブリ１８又はサーボトレインの領域における湿度特性変数を求めるために使用することができる。

続いて、上記の方法ステップを反対側について繰り返すことができる。ここでは、転舵調整要素２８は、操舵システムのさらなる機械的な端部ストッパ３２の領域、特に機械的な端部ストッパ３０とは反対側の領域に位置決めされ、電動モータ１６は、さらなる励磁信号、特に当該励磁信号と同等のさらなる励磁信号を用いて、モータトルクがさらなる機械的な端部ストッパ３２の方向で連続的に最大モータトルクまで増加するように駆動制御される。したがって、この場合、さらなる機械的な端部ストッパ３２の領域における転舵調整要素２８の位置は、さらなる検査位置に対応する。さらなる検査位置における転舵調整要素２８の位置決め、及び、湿度特性変数の評価は、ここでは、上述の方法論を用いて行うことができる。

第２の態様によれば、湿度特性変数を求めるために、詳細には、特に第２のステアリングアセンブリ２０又はセンサトレインの領域における湿度特性変数を求めるために、センサトレインが、直進位置で、特にロック機構４６の駆動制御、又は、より厳密に言えばステアリングロック４８の駆動制御によって停止させられ、電動モータ１６は、励磁信号を用いて、モータトルクが両方の操舵方向で連続的に最大モータトルクまで増加するように駆動制御される。したがって、この場合、直進位置におけるセンサトレインの位置は検査位置に相当する。直進位置におけるセンサトレインの位置決めは、手動により行うことができ、又は、好適には、電動モータ１６及びロック機構４６の相応の駆動制御によって行うことができる。続いて、電動モータ１６のモータトルク及び電動モータ１６のロータ位置角度に基づき、センサトレインとサーボトレインとからの合計剛性を求めることができる。ここでは、以下の式：
１／ｃ_２＝（１／ｃ_{Ｓｅｎｓｏｒ}）＋（１／ｃ_{Ｓｅｒｖｏ}） （２）
が適用される。

ここでは、ｃ_２は、センサトレインとサーボトレインとからの合計剛性を記述し、ｃ_{Ｓｅｎｓｏｒ}は、第２のステアリングアセンブリ２０又はセンサトレインの剛性を記述し、ｃ_{Ｓｅｒｖｏ}は、第１のステアリングアセンブリ１８又はサーボトレインの剛性を記述する。第１のステアリングアセンブリ１８又はサーボトレインの剛性が、上述のように求められ、これによりこのことが既知となった場合、それに従って、式（２）に基づき第２のステアリングアセンブリ２０又はセンサトレインの剛性を推論することができる。続いて、この第２のステアリングアセンブリ２０又はセンサトレインの剛性は、湿度特性変数を求めるために、詳細には、特に第２のステアリングアセンブリ２０又はセンサトレインの領域における湿度特性変数を求めるために使用することができる。方法ステップの繰り返しは、この場合は省略することができる。なぜなら、励磁が、前述のように両方の操舵方向で行われるからである。

第３の態様によれば、湿度特性変数を求めるために、詳細には、特に第３のステアリングアセンブリ２２又は車軸若しくは車軸の一部の領域における湿度特性変数を求めるために、車輪３４，３６の一方が、特にロック機構４６の駆動制御、又は、より厳密に言えばホイールロック５０又はホイールロック５２の駆動制御によって停止させられ、電動モータ１６は、励磁信号を用いて、モータトルクが両方の操舵方向で連続的に最大モータトルクまで増加するように駆動制御される。車輪３４，３６の他方は、この場合、例えば、昇降台上のように自由に回転する状態にある。したがって、この場合、停止させられた状態における車輪３４，３６の位置は検査位置に相当する。続いて、電動モータ１６のモータトルク及び電動モータ１６のロータ位置角度に基づき、車軸とサーボトレインとからの総合剛性を求めることができる。ここでは、以下の式：
１／ｃ_３＝（１／ｃ_ＦＺ）＋（１／ｃ_{Ｓｅｒｖｏ}） （３）
が適用される。

ここでは、ｃ_３は、車軸とサーボトレインとからの合計剛性を記述し、ｃ_ＦＺは、第３のステアリングアセンブリ２２又は車軸若しくは車軸の一部の剛性を記述し、ｃ_{Ｓｅｒｖｏ}は、第１のステアリングアセンブリ１８又はサーボトレインの剛性を記述する。第１のステアリングアセンブリ１８又はサーボトレインの剛性が、上述のように求められ、これによりこのことが既知となった場合、それに従って、式（３）に基づき第３のステアリングアセンブリ２２又は車軸若しくは車軸の一部の剛性を推論することができる。続いて、この第３のステアリングアセンブリ２２又は車軸若しくは車軸の一部の剛性は、湿度特性変数を求めるために、詳細には、特に第３のステアリングアセンブリ２２又は車軸若しくは車軸の一部の領域における湿度特性変数を求めるために使用することができる。

続いて、上記の方法ステップを反対側について繰り返すことができる。その際、車輪３４，３６のうちの他方が停止させられ、電動モータ１６は、さらなる励磁信号、特に当該励磁信号と同等のさらなる励磁信号を用いて、モータトルクが両方の操舵方向で連続的に最大モータトルクまで増加するように駆動制御される。湿度特性変数の評価は、ここでも、上述の方法論を用いて行うことができる。

図２ａ及び図２ｂは、湿度特性変数を求めるための様々な信号の例示的な図表を示している。図２ａ及び図２ｂに示されている例は、ここでは、例示的に第１のステアリングアセンブリ１８及び第１のステアリングアセンブリ１８の剛性に限定される。

図２ａにおいては、縦軸５６に電動モータ１６のモータトルクがプロットされている。横軸５８には電動モータ１６のロータ位置角度が示されている。曲線６０は、操舵システム１０のドライ状態におけるロータ位置角度に依存したモータトルクの経過、特に線形化した経過を示している。曲線６２は、操舵システム１０のウェット状態におけるロータ位置角度に依存したモータトルクの経過、特に線形化した経過を示している。

領域６４は、第１のステアリングアセンブリ１８又はサーボトレインの領域における湿度特性変数を求めるためのロータ位置角度に依存したモータトルクの例示的な経過を概略的に示している。

図２ｂにおいては、さらなる縦軸６６に剛性がプロットされている。さらなる横軸６８には、再度、電動モータ１６のロータ位置角度が示されている。曲線７０は、操舵システム１０のドライ状態におけるロータ位置角度に依存した剛性の経過を示している。曲線７２は、操舵システム１０のウェット状態におけるロータ位置角度に依存した剛性の経過を示している。曲線７０及び曲線７２を求めるために、ロータ位置角度に従ったモータトルクの導関数、又は、モータトルクとロータ位置角度とからの差分商が形成される。

領域７４は、この場合、対応する負荷方向、すなわち、機械的な端部ストッパ３０の方向についてのサーボトレインと機械的な端部ストッパ３０とからの合計剛性の例示的な経過を概略的に示している。

図２ａ及び図２ｂに基づけば、曲線６０，６２又は曲線７０，７２の経過は、操舵システム１０内の湿度に依存して変化していることが認識できる。この事実は、湿度特性変数を求めるために使用することができる。

最後に、図３は、操舵システム１０を動作させるための方法の主な方法ステップを伴う例示的なフローチャートを示している。

方法ステップ８０においては、操舵機構１４が、対応する検査位置に位置決め及び／又は停止させられる。検査位置への操舵機構１４の位置決めは、この関連において、手動により、例えば、車両１２の乗員及び／又は運転者によって行うことができ、又は、好適には、電動モータ１６の対応する駆動制御によって自動的に及び／又は自動化されて行うことができる。

それに続く方法ステップ８２においては、操舵システム１０が、励磁信号を用いた電動モータ１６の駆動制御によって励磁され、詳細にはそれに対して操舵機構１４は検査位置に存在する。その際、電動モータ１６は、励磁信号を用いて、準静的励磁が達成されるように駆動制御することができる。

それに続く方法ステップ８４においては、励磁信号に対する操舵システム１０のシステム応答が求められ、電動モータ１６のモータトルク及び電動モータ１６のロータ位置角度を使用して評価され、詳細には、特にロータ位置角度に従ったモータトルクの導関数を用いて、又は、モータトルクとロータ位置角度とからの差分商を用いて評価される。次いで、このシステム応答は、湿度特性変数を求めるために使用することができる。

次いで、それに続く方法ステップ８６においては、求められた湿度特性変数に依存して、様々なアクション、例えば、操舵制御装置２６の少なくとも１つの制御パラメータの調整、及び／又は、閾値を上回る若しくは下回る場合の安全措置の開始などを実施及び／又は起動することができる。

図３の例示的なフローチャートは、操舵システム１０を動作させるための方法を単に例示的に説明しているに過ぎない。特に、個々の方法ステップは、変更を加えたり、又は、付加的な方法ステップを追加したりすることも可能である。そのため、例えば、これらの方法ステップ８０、８２及び８４を、方法ステップ８４に直接追従する方法ステップにおいて、当該検査位置とは異なる少なくとも１つのさらなる検査位置について繰り返すことができる。この繰り返しは、特に、同一のステアリングアセンブリ１８，２０，２２又は他のステアリングアセンブリ１８，２０，２２のうちの１つに該当し得る。

Claims (18)

1. 車両（１２）の操舵システム（１０）を動作させるための方法であって、
   前記操舵システム（１０）は、操舵機構（１４）と、前記操舵機構（１４）と協働する少なくとも１つの電動モータ（１６）とを含み、
   前記操舵システム（１０）内の湿度に相関する湿度特性変数が求められる、方法において、
   前記湿度特性変数を求めるために、前記操舵機構（１４）が規定された検査位置に移行させられ、及び／又は、当該検査位置において停止させられ、前記電動モータ（１６）が励磁信号を用いて駆動制御され、
   前記湿度特性変数は、前記励磁信号を用いた前記電動モータ（１６）の駆動制御期間中に、前記電動モータ（１６）のモータトルク及び前記電動モータ（１６）のロータ位置角度を監視し、前記ロータ位置角度に依存して前記モータトルクの変化を評価することによって求められる、方法。
2. 前記湿度特性変数は、前記ロータ位置角度、又は、前記モータトルクと前記ロータ位置角度とからの差分商に従った前記モータトルクの導関数を用いて求められる、請求項１に記載の方法。
3. 前記湿度特性変数を求めるために、前記モータトルクの変化は、前記ロータ位置角度に依存して基準値（２４）と比較される、請求項１に記載の方法。
4. 前記湿度特性変数を求める際に、線形化が使用される、請求項１に記載の方法。
5. 前記湿度特性変数を求める際に、現在の温度が考慮される、請求項１に記載の方法。
6. 前記湿度特性変数を求めることは、高負荷範囲において行われ、前記電動モータ（１６）は、励磁信号を用いて、前記モータトルクが前記電動モータ（１６）の公称範囲の上方半部に存在するように駆動制御される、請求項１に記載の方法。
7. 前記電動モータ（１６）は、励磁信号を用いて、前記モータトルクが連続的に最大モータトルクまで増加するように駆動制御される、請求項１に記載の方法。
8. 前記モータトルクは、前記操舵機構（１４）が前記検査位置において停止させられる場合には、両方の操舵方向で連続的に最大モータトルクまで増加し、前記操舵機構（１４）が前記検査位置において停止させられない場合には、一方の操舵方向で連続的に最大モータトルクまで増加する、請求項７に記載の方法。
9. 前記求められた湿度特性変数に基づいて、前記操舵システム（１０）の操舵制御装置（２６）の少なくとも１つの制御パラメータが、特に、前記電動モータ（１６）の駆動制御のために調整される、請求項１に記載の方法。
10. 前記湿度特性変数は、閾値と比較され、前記湿度特性変数が、前記閾値を下回る又は上回る場合に安全措置が開始される、請求項１に記載の方法。
11. 前記湿度特性変数は、前記車両（１２）の停止状態において、及び／又は、前記車両（１２）のエンジン停止状態において求められる、請求項１に記載の方法。
12. 前記湿度特性変数は、前記湿度特性変数の変化を監視するために、定期的な時間間隔で求められる、請求項１に記載の方法。
13. 前記操舵機構（１４）は、サーボトレインの形態の少なくとも１つのステアリングアセンブリ（１８）を含み、前記湿度特性変数を求めるために、前記サーボトレインの転舵調整要素（２８）が、前記操舵システム（１０）の機械的な端部ストッパ（３０，３２）の領域に位置決めされ、前記電動モータ（１６）は、前記励磁信号を用いて、前記モータトルクが前記機械的な端部ストッパ（３０，３２）の方向で連続的に最大モータトルクまで増加するように駆動制御される、請求項１に記載の方法。
14. 前記操舵機構（１４）は、センサトレインの形態の少なくとも１つのステアリングアセンブリ（２０）を含み、前記湿度特性変数を求めるために、前記センサトレインは、直進位置において停止させられ、前記電動モータ（１６）は、前記励磁信号を用いて、前記モータトルクが両方の操舵方向で連続的に最大モータトルクまで増加するように駆動制御される、請求項１に記載の方法。
15. 前記操舵機構（１４）は、車軸又は車軸の一部の形態の少なくとも１つのステアリングアセンブリ（２２）を含み、前記湿度特性変数を求めるために、少なくとも１つの車輪（３４，３６）が停止させられ、前記電動モータ（１６）は、前記励磁信号を用いて、前記モータトルクが両方の操舵方向で連続的に最大モータトルクまで増加するように駆動制御される、請求項１に記載の方法。
16. 計算ユニット（３８）であって、請求項１に記載の方法を実施するための計算ユニット（３８）。
17. 操舵システム（１０）であって、操舵機構（１４）と、前記操舵機構（１４）と協働する少なくとも１つの電動モータ（１６）と、請求項１６に記載の計算ユニット（３８）とを備えた操舵システム（１０）。
18. 車両（１２）、特に自動車であって、請求項１７に記載の操舵システム（１０）を備えた車両（１２）。