特許 7260549 ローカルトルク及び／又は荷重制御ループの使用により透明性を有するアクチュエータを用いたワイヤ操舵パワーステアリングシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-10

(45)【発行日】2023-04-18

(54)【発明の名称】ローカルトルク及び／又は荷重制御ループの使用により透明性を有するアクチュエータを用いたワイヤ操舵パワーステアリングシステム

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20230411BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20230411BHJP

   B62D 121/00 20060101ALN20230411BHJP

   B62D 101/00 20060101ALN20230411BHJP

   B62D 119/00 20060101ALN20230411BHJP

   B62D 117/00 20060101ALN20230411BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00 ZYW

B62D5/04

B62D121:00

B62D101:00

B62D119:00

B62D117:00

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2020537211

(86)(22)【出願日】2019-01-04

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-03-25

(86)【国際出願番号】 FR2019050013

(87)【国際公開番号】W WO2019135056

(87)【国際公開日】2019-07-11

【審査請求日】2021-12-09

(31)【優先権主張番号】18/50124

(32)【優先日】2018-01-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】511110625

【氏名又は名称】ジェイテクト ユーロップ

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ムレール パスカル

(72)【発明者】

【氏名】ミシェリ アンドレ

【審査官】飯島 尚郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１２３８６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第０１１８４２５９（ＥＰ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００９／００７８４９４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平１０－２１８０００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０４９０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１９０９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００３０６５３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ６／００

Ｂ６２Ｄ ５／０４

Ｂ６２Ｄ １０１／００－１３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パワーステアリングシステム（１）は、「下位レベル機構」（１０）と呼ばれる第１の機構を備え、
前記下位レベル機構（１０）は、
アシストモータ（１１）と、
前記アシストモータ（１１）がヨー方向において配向させるように作用する操舵輪（１２）とを備え、
前記アシストモータ（１１）から、「接触部」（１２Ｃ）と呼ばれる、地面（２）に接触するように構成された前記操舵輪に至る下位レベルの運動連鎖（Ｌ１０）を定義し、
前記アシストモータ（１１）からの荷重と運動が、前記下位レベルの運動連鎖（Ｌ１０）を介して及び前記下位レベルの運動連鎖（Ｌ１０）に沿って伝達されるようになっており、
前記パワーステアリングシステム（１）は、
「上位レベル機構」（２０）と呼ばれる第２の機構も備えており、
前記上位レベル機構（２０）は、ハンドル（２２）を備え、
前記ハンドル（２２）は、
前記下位レベル機構（１０）とのいかなる機械的結合もないものであり、下位レベルの運動連鎖（Ｌ１０）とは別の上位レベルの運動連鎖（Ｌ２０）を形成し、
又は、下位レベルの運動連鎖（Ｌ１０）に対して分岐（Ｌ２０Ｂ）を形成する補助的な前記上位レベルの運動連鎖（Ｌ２０）を形成するように、連結部材（４）を介して前記下位レベルの運動連鎖（Ｌ１０）に機械的に連結し、
前記パワーステアリングシステム（１）では、
前記下位レベル機構（１０）は、「低ローカルループ」（３０）と呼ばれる閉ループによって荷重がサーボ制御され、
前記「低ローカルループ」（３０）は、
低ループ入力荷重設定値（Ｆ１０＿ｓｅｔ）と呼ばれる入力荷重設定値を定義付けるのを可能にする「低ループ入力分岐」（３１）と呼ばれる入力分岐と、
前記下位レベルの運動連鎖（Ｌ１０）上の前記上位レベルの運動連鎖（Ｌ２０）の外で、前記アシストモータ（１１）の下流で、かつ前記操舵輪（１２）の上流における、「低ループ基準点」（Ｐ１０）と呼ばれる基準点において、前記下位レベルの運動連鎖（Ｌ１０）によって前記アシストモータ（１１）と前記操舵輪（１２）との間で伝達される、「実下流側荷重」（Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌ）と呼ばれる荷重を測定又は推定する、「低ループ入力設定値」（Ｆ１０＿ｓｅｔ）と呼ばれる入力荷重設定値を規定する、「低ループフィードバック分岐」（３２）と呼ばれるフィードバック分岐とを備えていることを特徴とし、
更に、前記低ループフィードバック分岐（３２）は、低ループ入力荷重設定値（Ｆ１０＿ｓｅｔ）のフィードバックにおいて前記実下流側荷重（Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌ）を適用し、前記アシストモータ（１１）に適用される低ループ作動設定値（Ｆ１０＿ｍｏｔ）を形成し、これによって、前記実下流側荷重（Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌ）が、前記低ループ入力荷重設定値（Ｆ１０＿ｓｅｔ）に自動的に追従するように構成されている
ことを特徴とするパワーステアリングシステム。

【請求項2】

請求項１に記載のパワーステアリングシステムにおいて、
前記低ローカルループ（３０）は、ゼロ荷重で前記低ローカルループ（３０）をサーボ制御することができるように、ゼロ値で入力荷重設定値を表す低ループ入力基準（Ｆ１０＿ｒｅｆ）を導入する前記低ループ入力分岐（３１）のサブ分岐（３１Ａ）を備える
ことを特徴とするパワーステアリングシステム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のパワーステアリングシステムにおいて、
前記下位レベルの運動連鎖（Ｌ１０）は、
前記アシストモータ（１１）によって駆動されるラック（１３）と、
荷重及び変位を前記操舵輪（１２）に伝達するステアリングタイロッド（１４）に結合された少なくとも１つの端部（１３Ｌ）とを備えており、
前記実下流側荷重（Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌ）が測定又は推定される低ループ基準点（Ｐ１０）が、前記操舵輪（１２）の方向における前記ラック（１３）の下流に、例えば、ラック（１３Ｆ）の端部とステアリングタイロッド（１４）との間の接合部に、ステアリングタイロッド（１４）上に、又はステアリングタイロッド（１４）の下流に位置する
ことを特徴とするパワーステアリングシステム。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１つに記載のパワーステアリングシステムにおいて、
前記下位レベルの運動連鎖（Ｌ１０）は、前記操舵輪（１２）を支持し、前記操舵輪の方向軸を実現するステアリングナックル（１６）を備えており、
実下流側荷重（Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌ）が測定又は推定される低ループ基準点（Ｐ１０）が、前記ステアリングナックル（１６）上に位置する
ことを特徴とするパワーステアリングシステム。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１つに記載のパワーステアリングシステムにおいて、
前記パワーステアリングシステムは、前記上位レベル機構（２０）と前記下位レベル機構（１０）との間の任意の機械的連結を伴わない、「ワイヤ操舵ステアリング」に構成されるパワーステアリングシステムを形成する
ことを特徴とするパワーステアリングシステム。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１つに記載のパワーステアリングシステムにおいて、
前記上位レベル機構（２０）は、
前記ハンドル（２２）に加え、
前記下位レベル機構（１０）の前記アシストモータ（１１）とは別個の補助モータ（２１）を備えており、
前記上位レベル機構（２０）は、「トップローカルループ」（４０）と呼ばれる閉ループによってトルクにおいてサーボ制御され、
前記トップローカルループは、
「トップループ入力分岐」と呼ばれる入力分岐と、
「トップループ入力トルク設定値」（Ｔ２０＿ｓｅｔ）と呼ばれる入力トルク設定値と、
「トップループフィードバック分岐」（４２）と呼ばれるフィードバック分岐とを規定することを可能にする入力分岐と、
「トップループ基準点」（Ｐ２０）と呼ばれる基準点において、補助モータ（２１）とハンドル（２２）との間に位置するトルクである「実運転者トルク」（Ｔ２０＿ａｃｔｕａｌ）を前記基準点において表すトルク（Ｔ２０＿ａｃｔｕａｌ）を測定又は推定するフィードバック分岐とを備え、
運転者によるトルク（Ｔ＿ｄｒｉｖｅｒ）は、前記ハンドル（２２）を介して、前記上位レベル機構（２０）に及ぼされており、
前記トップループフィードバック分岐（４２）は、トップループ入力トルク設定値（Ｔ２０＿ｓｅｔ）にフィードバックにおいて前記実運転者トルク（Ｔ２０＿ａｃｔｕａｌ）を印加し、それによって、前記実運転者トルク（Ｔ２０＿ａｃｔｕａｌ）がトップループ入力トルク設定値（Ｔ２０＿ｓｅｔ）に自動的に従うように前記補助モータ（２１）に印加されるトップループ作動設定値（Ｔ２０＿ｍｏｔ）を形成する
ことを特徴とするパワーステアリングシステム。

【請求項7】

請求項６に記載のパワーステアリングシステムにおいて、
前記トップローカルループ（４０）は、ゼロトルクで前記トップローカルループ（４０）をサーボ制御することができるように、ゼロ値で入力トルク設定値を表すトップループ入力基準（Ｔ２０＿ｒｅｆ）を導入する前記トップループ入力分岐のサブ分岐（４１Ａ）を備える
ことを特徴とするパワーステアリングシステム。

【請求項8】

請求項７に記載のパワーステアリングシステムにおいて、
前記上位レベル機構（２０）の条件及び下位レベル機構（１０）の条件を表すパラメータに従って、一方では、低ローカルループ（３０）に印加される低ループ力設定値（Ｆ１０＿ｄｙｎ）の動的成分を、他方では、トップローカルループ（４０）に印加される上位ループトルク設定値（Ｔ２０＿ｄｙｎ）の動的成分を、別々に生成する、「グローバルコントローラ」（５０）と呼ばれるコントローラを備える
ことを特徴とするパワーステアリングシステム。

【請求項9】

請求項８に記載のパワーステアリングシステムにおいて、
前記低ローカルループ（３０）は、ゼロ荷重で前記低ローカルループ（３０）をサーボ制御することができるように、ゼロ値で入力荷重設定値を表す低ループ入力基準（Ｆ１０＿ｒｅｆ）を導入する前記低ループ入力分岐（３１）のサブ分岐（３１Ａ）を備え、
前記低ループ入力荷重設定値（Ｆ１０＿ｓｅｔ）は、ゼロ荷重を表す前記低ループ入力基準（Ｆ１０＿ｒｅｆ）と、前記グローバルコントローラ（５０）から生じる低ループ荷重設定値（Ｆ１０＿ｄｙｎ）の動的成分との組み合わせから生じる
ことを特徴とするパワーステアリングシステム。

【請求項10】

請求項８に記載のパワーステアリングシステムにおいて、
前記トップループ入力トルク設定値（Ｔ２０＿ｓｅｔ）は、ゼロトルクを表すトップループ入力基準（Ｔ２０＿ｒｅｆ）と、前記グローバルコントローラ（５０）から生じるトップループトルク設定値（Ｔ２０＿ｄｙｎ）の動的成分との組み合わせから生じる
ことを特徴とするパワーステアリングシステム。

【請求項11】

請求項６～１０のいずれか１つに記載のパワーステアリングシステムにおいて、
低ループ基準点（Ｐ１０）で測定又は推定された実下流側荷重（Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌ）が、「フィードフォワード」（６０）と呼ばれる機能によって、低ローカルループ（３０）の外側で、トップループ入力トルク設定値（Ｔ２０＿ｓｅｔ）を決定するための構成要素として、又は補助モータ（２１）に印加されるように意図されたトップループ作動設定値（Ｔ２０＿ｍｏｔ）を決定又は調整するための構成要素としても使用される
ことを特徴とするパワーステアリングシステム。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれか１つに記載のパワーステアリングシステムにおいて、
実下流側荷重（Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌ）が、最低２０Ｈｚの帯域幅を有する低ループ基準点（Ｐ１０）で測定される
ことを特徴とするパワーステアリングシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用パワーステアリングシステムの一般分野に関する。より詳細には、本発明は、一方では、ハンドルを備える上位レベル機構と、他方では、アシストモータを備え、操舵輪のヨー配向（すなわち、操舵角）を修正するように前記車両の操舵輪に機械的に作用する下位レベル機構との間に何らかの機械的伝達がない、いわゆる「ワイヤ操舵」パワーステアリングシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

このようなワイヤ操舵システムでは、ハンドルの角度位置を測定し、次いで、電気リンクを介して対応する定義点を規定し、所望の位置まで前記下位レベル機構を駆動するアシストモータ、すなわち操舵輪を駆動するアシストモータに伝達することによって、下位レベル機構の位置となるようにサーボ制御を確実にすることが知られている。

【0003】

ハンドルへのフィードバックを確保するために、ステアリング操作や車輪と道路との接触により、運転者が下位レベル機構に誘導される反応を知覚できるように、上位レベル機構には、ハンドルを回転駆動するように設計された第２のモータが設けられている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

それにもかかわらず、公知のパワーステアリングシステム、特に公知のワイヤ操舵ステアリングシステムは、いくつかの欠点を有する傾向がある。

【0005】

まず第１に、特に下位レベル機構若しくは上位レベル機構の慣性質量又は前記下位レベル機構若しくは前記上位レベル機構の内部の摩擦に関連するいくつかの機械的現象は、運転者に操縦中にいくらかの重さを感じさせることがある。

【0006】

次に、操舵支援の存在は、触覚駆動感を比較的人工的にすることができるが、特に、「道路感覚」と呼ばれる、車輪と地面との間の接触の状態、特に、道路（アスファルト、砂利）のコーティングの性質、及び車輪の地面への付着の程度について、運転者に直感的に知らせる触覚情報を運転者に忠実に伝達することができない。

【0007】

「ワイヤ操舵」システムの場合、ハンドルと車輪の間に機械的な連結がないと、フィーリングは特に人為的なものとなる場合がある。

【0008】

そこで、発明の課題は、前述の欠点を克服し、新たなパワーステアリングシステム、特に、大きな操縦軽量性と走行状態の忠実感の向上を兼ね備えた新しいワイヤ操舵ステアリングシステムを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の目指す目的は、「下位レベル機構」と呼ばれる第１の機構を備えるパワーステアリングシステムによって達成される。下位レベル機構は、アシストモータと、アシストモータがヨー方向において配向させるように作用する操舵輪とを備える。下位レベル機構は、アシストモータから「接触部」と呼ばれる地面に接触するように構成された操舵輪に至る下位レベルの運動連鎖を定義付ける。これにより、アシストモータからの荷重と運動が、上述した作動運動連鎖を介して又は上述した作動運動連鎖に沿って操舵輪に伝達される。前記パワーステアリングシステムは、同様に「上位レベル機構」と呼ばれる第２の機構を有し、この第２の機構は、下位レベル機構といかなる機械的結合を有さず、作動運動連鎖とは別の上位レベル運動連鎖を形成し、又は結合部材を介して下位レベル機構に機械的に結合され、ハンドルから前記連結部材までは、前記作動運動連鎖に対して分岐を形成する補助的な上位レベルの運動連鎖を形成する。前記パワーステアリングシステムでは、前記下位レベル機構は、「低ローカルループ」と呼ばれる閉ループによって荷重がサーボ制御される。「低ローカルループ」は、「低ループ入力設定値」と呼ばれる入力荷重設定値を規定する「低ループ入力設定値」と呼ばれる入力分岐を備える。「低ローカルループ」は、前記作動運動連鎖上に位置する「低ループ基準点」と呼ばれる基準点で、かつ前記制御運動連鎖の下流であって、前記操舵輪の接触部分の上流である「実下流側荷重」と呼ばれる力を測定する、フィードバック分岐を備える。そして、前記低ループフィードバック分岐では、前記低ループ上のフィードバックにおいて、前記実下流側荷重を加える入力荷重設定値が、低ループ作動設定値を形成するために、アシストモータに適用され、その結果、フィードバックにおける実下流側荷重は、自動的に、低ループ入力荷重設定値に追従することを特徴とする。

【0010】

サーボ制御ローカルループ、より具体的には、閉ループで独立した方法で下位レベル機構をサーボ制御するように適合され、この場合、アクチュエータから離れた基準点で、ここでは、アシストモータから離れた基準点で、つまり操舵輪と地面との間の接触に最も近い、荷重推定値又は好ましくは荷重測定値の情報を捕捉することができるフィードバック分岐を含む、低ローカルループを使用することによって、上流から下流への下位レベル運動連鎖を考慮すると、関係する機構のアクチュエータ、本明細書では、「下位レベル機構」を駆動するアシストモータに透明性を持たせることができ、より一般的には、前記機構を透明性のあるものにすることができると有利である。

【0011】

透明性は、本明細書では、システムの能力、より具体的には、アシストモータによって作動される低位レベル機構が、前記システムがゼロ荷重で（又はそれぞれゼロトルクで）サーボ制御されるときに、非常に小さい大きさであっても外力（又はそれぞれ外部トルク）が前記システムに印加されるとすぐに移動を開始する能力を指し、したがって、前記システムは、前記外力の作用によって（それぞれ前記外部トルクの作用によって）、実質的な抵抗に対抗することなく「除去する」。

【0012】

したがって、このような透明性を有するシステムは、重さの感覚を生じさせることなく、応答的に操作することができると有利である。

【0013】

特に、機構の操縦に影響を及ぼす可能性があるが、「ループに捕捉される」、すなわち、サーボ制御閉ループに属し、本明細書ではアシストモータ（含まれる）とフィードバック分岐が荷重情報を収集する基準点との間に含まれる運動連鎖の部分に介在する（乾燥及び／又は粘性）摩擦現象などの現象は、実際には、特にフィードバック分岐の利得を含み、非常に高い値を選択することが可能なループの全体利得で割った影響を有する。

【0014】

したがって、前記機構の内部にある前記慣性現象及び摩擦現象は、自動的に補償されるので、前記機構の操縦を妨げるものではない。

【0015】

同様に、特に道路が車輪に及ぼす外部負荷は、低位レベルの機構によって細かく認識され、「道路感覚」の運転者への反発が改善される。

【0016】

更に、荷重のサーボ制御（又は、適切な場合には、トルクのサーボ制御）の実施は、荷重のサーボ制御が荷重を監視し、前記移動の結果である位置ではなく、荷重、すなわち移動の原因に作用する程度まで、低位レベル機構、より一般的にはパワーステアリングシステムに高い感度、精度、及び応答性を与えると有利である。

【0017】

更に、提案された荷重におけるサーボ制御は、パワーステアリングシステムに忠実に取り込んで再送信することを可能にし、特に、ハンドルへの搬送は、砂利タイプの粗いコーティング上での車両の循環から生じるこれらの変動のような、例えば、地面によって車輪に加えられる外力の変動のような、周波数２０Ｈｚ、２５Ｈｚ、３０Ｈｚ、更には３０Ｈｚを超える可能性のある迅速な変動を含む全ての荷重変動を可能にする。

【0018】

したがって、ステアリングシステムによって得られ、使用される実下流側荷重信号のこの豊富な周波数内容は、特に細かく正確な道路感覚を運転者に反発させることを可能にし、これは、特に、運転者が道路のコーティングの性質の良好な認識を得ることを可能にする。

【0019】

最後に、本発明によって提供される構成は、ワイヤ操舵システムの管理に適しており、その中で、後で詳述するように、本発明は、低ローカルループによって、下位レベル機構の荷重での独立したサーボ制御を、他方では、上位レベル機構（したがって、ハンドルの）のトルクでの独立したサーボ制御を、低ローカルループとは別個のトップローカルループによって行うことができ、また、低ローカルループ及びトップローカルループに対してそれぞれ意図された、２つの入力設定値成分及びトルク設定値成分をそれぞれ生成することによって、前記ローカルループ間の結合を生成することができるグローバルコントローラによって、この構造を完成させることができると有利である。

【0020】

このように、本発明は、上位レベル機構（つまりハンドル）と操舵輪を作動させる下位レベル機構との双方が透明性を有する方法で反応するワイヤ操舵ステアリングシステムを作製することにより、操縦上の軽量性及び精度を付与すると同時に、車輪と地面との間に存在する接触相互作用（ロードフィーリング）の非常に良好な感覚を提供する。

【0021】

本発明の他の目的、特徴、及び利点は、以下の説明を読むこと、及び例示的かつ非限定的な目的のために提供される添付の図面を使用することによって、より詳細に明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】ゼロ荷重（又はゼロトルクで）でサーボ制御されるローカルループによって試験される機構の透明性の原理を示す概略図である。

【図2】図１の透明性を有する機構の荷重（又はトルク）の応答、すなわち加速度の応答、並びに変位速度及び位置の応答を示す概略図である。

【図3】本発明に係るパワーステアリングシステムの一例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本発明は、パワーステアリングシステム１に関する。

【0024】

前記パワーステアリングシステム１は、車両（特に自動車）、好ましくは、少なくとも１つの操舵輪１２(好ましくは駆動輪)を備える自動車を対象とする。

【0025】

特に好ましい態様では、前記操舵輪１２は車両の前輪である。

【0026】

図３に示すように、前記パワーステアリングシステム１は、「下位レベル機構」１０と呼ばれる第１の機構を備え、この機構は、アシストモータ１１と、操舵輪１２（より好ましくは、２つの操舵輪１２、この例では、１つの左操舵輪１２Ｌ及び１つの右操舵輪１２Ｒ）とを備え、アシストモータ１１は、前記操舵輪１２をヨー方向において配向するように作用する。

【0027】

したがって、前記下位レベル機構１０は、所望の操舵角Ａ１２を操舵輪１２に付与することを可能にする。

【0028】

このように、この例では、好ましくは、下位レベル機構は、運転者によって加えられる手動荷重よりも大きな荷重を発生することを意図した動力機構を形成する。

【0029】

アシストモータ１１は、電気モータ、例えばブラシレスモータであることが好ましい。

【0030】

好ましくは、アシストモータ１１は、ロータリモータからなる。

【0031】

下位レベル機構１０は、アシストモータ１１から、「接触部」１２Ｃと呼ばれ、地面２と接触するように意図された操舵輪１２の接触部１２Ｃまで延びる下位レベル運動連鎖Ｌ１０を規定する。アシストモータ１１から生じる荷重と運動が、前記下位レベル運動連鎖Ｌ１０を介して、そして、それに沿って操舵輪１２に伝達されるようになっている。

【0032】

好ましい例として、下位レベル機構１０（より詳細には、下位レベル運動連鎖Ｌ１０）は、アシストモータ１１によって駆動されるラック１３と、その少なくとも端部１３Ｌ，１３Ｒとが、順に、荷重と変位を操舵輪１２に伝達するステアリングタイロッド１４に連結されている。

【0033】

好ましくは、ラック１３は、車両に固定されたステアリングケーシング３内に、その縦軸に沿って平行移動して取り付けられ、案内される。

【0034】

アシストモータ１１は、減速機１５（又は任意の他の適切な機械的連結部材）、例えば歯車減速機１５又はボールネジ減速機１５を介して前記ラック１３に係合することができる。

【0035】

好ましくは、ステアリングタイロッド１４は、ラック１３をヨー配向可能なように操舵輪１２を順に動かすステアリングナックル１６に連結される。

【0036】

したがって、可能な実施形態によれば、図３に示すように、下位レベル運動連鎖Ｌ１０は、上流から下流に、アシストモータ１１、減速機１５（又は任意の他の適切な機械的連結部材）、ラック１３（又は減速機１５とステアリングタイロッド１４との間に含まれるラック１３の少なくとも一部）、ステアリングタイロッド１４、対応するステアリングナックル１６、次いで、前記ステアリングナックル１６によって担持される操舵輪１２（少なくとも操舵輪１２のリム）を含むことができる。

【0037】

従来、下位レベル運動連鎖Ｌ１０は、上流から下流に向いた下降方向で考えられ、アクチュエータから離れる際に、本明細書ではアシストモータ１１は、前記下位レベル運動連鎖Ｌ１０に沿って、考慮される機構１０の外部環境と相互作用する作動体に近づくように、すなわち、ここでは、操舵輪１２の接触部１２Ｃに近づくようにする。

【0038】

したがって、アシストモータ１１は、下位レベル運動連鎖Ｌ１０の上流端を形成し、操舵輪１２の接触部１２Ｃは、下位レベル運動連鎖Ｌ１０の下流端を形成することが好ましい。

【0039】

あるいは、本発明の範囲から逸脱することなく、例えばアシストモータ１１が、恐らくは減速機１５を介してではあるが、ラック１３を通過することなく、また好ましくはラック１３もステアリングタイロッド１４を通過することなく、ステアリングナックル１６に直接作用することができるような、より短い下位レベル運動連鎖Ｌ１０を検討することができることはいうまでもない。

【0040】

このような変形例によれば、所定のアシストモータ１１は、ステアリングナックル１６を介して、単一の操舵輪１２のヨー方向を個別かつ直接的に制御することができる。

【0041】

更に、このような変形例によれば、（少なくとも）２つの操舵輪１２、典型的には２つの前方操舵輪を備えるが、１つの別個のアシストモータ１１を前記操舵輪１２の各々に関連付けることができる。すなわち、各々が前記操舵輪１２のヨー方向を個別に制御する２つの別個のアシストモータ１１を備えることができる。

【0042】

そうではあるが、明細書の便宜上、下位レベル機構１０がラック１３を備えるパワーステアリングシステム１について言及することが好ましく、これによれば、前記ラック１３の端部１３Ｌ，１３Ｒの各々にそれぞれ接続され、各々がステアリングナックル１６及び操舵輪１２に関連している２つのステアリングタイロッド１４を作動させることができる。

【0043】

図３に示すように、パワーステアリングシステム１は「上位レベル機構」２０と呼ばれる第２の機構も備えている。

【0044】

この上位レベル機構２０は、ハンドル２２を備える。

【0045】

ハンドル２２は、運転者がパワーステアリングシステム１を制御し、所望の操舵角Ａ１２を制御することを可能にする。

【0046】

また、ハンドル２２は、運転者がパワーステアリングシステム１の反応を触覚的に感じることを可能にし、これにより、車両の環境に関する情報（「道路感覚」）、より詳細には、車両が走行する地面２の性質に関する情報、及び地面２上の車輪１２の接地状態に関する情報を感覚的に感じることを可能にする。

【0047】

もちろん便宜上、例えばジョイスティックのようなハンドル以外の任意の適切な操縦装置を同じ目的のために使用することが可能であることに留意して、「ハンドル」２２について言及する。

【0048】

したがって、ここでは、好ましくは、上位レベル機構２０は、（動力機構を形成する下位レベル機構とは対照的に）制御機構に相当する。

【0049】

可能な実施形態によれば、上位レベル機構２０は、下位レベル運動連鎖Ｌ１０とは別個の上位レベル運動連鎖Ｌ２０を形成するように、下位レベル機構１０との機械的結合を全く有さなくてもよい。

【0050】

この点に関し、特に好ましい態様では、パワーステアリングシステム１は「ワイヤ操舵」構成されたパワーステアリングシステムを形成し、これは上位レベル機構２０と下位レベル機構１０との間の何らかの機械的結合がない。

【0051】

このようなワイヤ操舵システムでは、ハンドル２２は下位レベル機構２０に係合しない。

【0052】

ハンドル２２と操舵輪１２との間のリンク、より一般的には、上位レベル機構２０と下位レベル機構１０との間の機能的リンク、すなわち、前記ハンドル２２を介して反発される触覚感覚だけでなく、前記ハンドル２２の位置と、操舵輪１２の実際の位置（下位レベル機構１０の位置）と、前記操舵輪１２及び下位レベル機構１０に加えられる荷重とを、仮想的な方法で、電気信号によって（独占的に）関連付けることを可能にするリンクが達成される。

【0053】

あるいは、上位レベル機構２０は、逆に、連結部材４を介して下位レベル機構１０に機械的に連結され、ハンドル２２から前記連結部材４まで、下位レベル運動連鎖Ｌ１０に対して分岐部Ｌ２０Ｂを形成する補助的な上位レベル運動連鎖Ｌ２０を形成してもよい。

【0054】

例えば、連結部材４は、ラック１３に噛み合い、ハンドル２２によって駆動されるステアリングコラム５に締結されるピニオン４の形式であってもよい。

【0055】

可能な実施形態によれば、パワーステアリングシステム１をワイヤ操舵（クラッチ装置６がクラッチ解除状態にある）又は機械的結合（クラッチ装置６がクラッチ状態にある）のいずれかで構成することを選択できるように、下位レベル機構１０を上位レベル機構２０に機械的に結合又は機械的に分離することを選択的に可能にするクラッチ装置６を使用してもよい。

【0056】

特に、ワイヤ操舵で正常に作動するように配置されたパワーステアリングシステム１を設けることは可能であるが、それにもかかわらず、バックアップ装置として、上位レベル機構２０を再び下位レベル機構１０に機械的に連結するように配置された連結部材４を有し、より詳細には、ワイヤ操舵が作動不良の場合には、ハンドル２２を再びステアリングコラム５及び（特に）ラック１３に連結するように構成されている。

【0057】

逆に、上述したように、連結部材４（及びラック１３に係合されたステアリングコラム５のいずれも）を完全に含まない、「純粋な」ワイヤ操舵パワーステアリングシステム１を提供することが可能である。

【0058】

本発明によれば、下位レベル機構１０は「低ローカルループ」３０と呼ばれる閉ループによって強制的にサーボ制御される。

【0059】

明細書の便宜上、下位レベル機構１０及びそれを操縦する低ローカルループ３０によって形成される一式を「下位レベルサブシステム」と呼ぶことができる。

【0060】

荷重でのサーボ制御、又はトルクでのサーボ制御の選択は、前記下位レベル機構１０の基準点Ｐ１０における所望の応力状態をターゲットとすることによって、すなわち、前記基準点Ｐ１０における下位レベル運動連鎖Ｌ１０を通って伝達される荷重の大きさをターゲットとすることによって、下位レベル機構１０の作動を調節することを可能にすると有利である。

【0061】

このような荷重のサーボ制御により、下位レベル機構１０、より詳細には、車輪１２に対する地面２の反応から生じ、下位レベル機構１０を通って下位レベル運動連鎖Ｌ１０に沿って伝達される外力を検出し、管理することができる。

【0062】

上述したように、荷重の作用の結果であって、後にしか知覚することができない変位（位置の変動）ではなく、下位レベル機構１０の運動を、即座にリアルタイムで知覚することができる荷重、すなわち原因に基づいてサーボ制御することにより、十分な振幅を有する運動の完了に必要な遅滞を伴って、特に迅速かつ正確な反応を伴うサーボ制御が有利に得られる。

【0063】

更に、このようなサーボ制御タイプは、後で詳述するように、下位レベル機構１０のアクチュエータを透明性のあるものにすること、すなわちアシストモータ１１（より一般的には下位レベル機構１０）を作動させることを可能にする。

【0064】

低ローカルループ３０は、「低ループ入力分岐」３１と呼ばれる入力分岐を含み、これは、「低ループ入力荷重設定値」Ｆ１０＿ｓｅｔと呼ばれる入力荷重設定値を定義することを可能にする。

【0065】

前記低ローカルループ３０はまた、「低ループ基準点」Ｐ１０と呼ばれる基準点において、「実下流側荷重」Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌと呼ばれる荷重を測定又は推定する「低ループフィードバック分岐」３２と呼ばれるフィードバック分岐を備える。

【0066】

実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌは、前記基準点Ｐ１０において、アシストモータ１１と操舵輪１２との間で伝達される荷重（又はその逆に車輪１２からアシストモータ１１に向かって伝達される荷重）を、下位レベル運動連鎖Ｌ１０を介して表す。

【0067】

実際には、この実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌは、車両の環境によって、特に地面２によって前記下位レベル機構１０に及ぼされる「外力」Ｆ＿ｅｘｔで示される抵抗力に対抗するために（及び、特に、所定の操舵角Ａ１２が維持される状況においてバランスするために、操舵角Ａ１２が修正される状況においてさえ、超えるために）下位レベル機構１０によって、考慮されている時点で供給される荷重に対応する。

【0068】

実際には、前記外力Ｆ＿ｅｘｔは、本質的に、車輪１２の接触部１２Ｃと地面２との間の接触によって、又は車輪１２の周囲に存在する障害物との前記車輪１２の接触によって引き起こされる。

【0069】

典型的には、実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌは、引張荷重、又はそれぞれ、関連するステアリングタイロッド１４によって、前記ステアリングタイロッド１４が接続されるラックの端部１３Ｌ，１３Ｒに及ぼされる圧縮荷重に対応し得る。

【0070】

好ましくは、実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌは、低ループ基準点Ｐ１０に配置された適切な荷重センサ１７によって測定される。

【0071】

例えば、前記荷重センサ１７は、ひずみゲージ、又は光弾性光学センサを含むことができる。

【0072】

好ましくは、図３に示すように、２つの荷重センサ１７Ｌ，１７Ｒ、すなわち、ラック１３の左端１３Ｌに左操舵タイロッド１４Ｌ（左操舵輪１２Ｌに接続されている）によって加えられる荷重を測定することを可能にする第１の左荷重センサ１７Ｌと、ラック１３の反対側の右端１３Ｒに右操舵タイロッド１４Ｒ（右操舵輪１２Ｒに接続されている）によって加えられる荷重を測定することを可能にする第２の右荷重センサ１７Ｒとを使用することが可能である。

【0073】

このような構成では、実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌは、２つの荷重センサ１７Ｌ，１７Ｒのそれぞれ同時に計測される２つの測定値から、実下流側荷重計算ユニット７０によって、よりよい精度で、有利に決定され得る。

【0074】

例として、実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌは、左側の荷重センサ１７Ｌによって測定された荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌ＿Ｌの値と、右側の荷重センサ１７Ｒによって測定された荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌ＿Ｒの値との和又は差（捕捉された情報の符号に依存する）と考えることができる。

【0075】

前記左Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌ＿Ｌ及び右Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌ＿Ｒの荷重は、タイロッドの一方（パワーステアリングシステム１が左に操舵されるときの左タイロッド１４Ｌ）が圧縮状態で働き、他方のタイロッド（左への操舵中の右タイロッド）が引張状態で働くので、反対の符号を有すると想定されることに留意されたい。

【0076】

本発明の実施形態の変形例によれば、荷重センサ１７によって実行される実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌの測定値の代わりに、考慮される基準点Ｐ１０における前記実下流側荷重の現実的な推定値を提供するように設計された適切なアルゴリズムによって提供される、前記実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌの推定値を使用することが可能である。

【0077】

このようなアルゴリズムは、低ループ基準点Ｐ１０で取られたであろう荷重計測以外のデータから、事実上、低ループ基準点Ｐ１０における荷重を推定することを可能にする。したがって、適切な場合には、パワーステアリングシステム１は、低ループ基準点Ｐ１０において、いかなる荷重センサ１７も有さなくてもよい。

【0078】

例として、使用される低ループ基準点Ｐ１０がラック１３の端部１３Ｌ及び／又はステアリングタイロッド１４のレベルに位置する場合、この目的のために、本出願人によって出願された国際特許出願公開第２０１６／００５６７１号公報に記載されるような「タイロッドにおける荷重推定のためのアルゴリズム」を使用することが可能である。

【0079】

したがって、荷重センサ１７、又は複数の荷重センサ１７（好ましくは、２つの荷重センサ１７Ｌ，１７Ｒ、ラック１３の各側に１つずつのセンサ）の使用による物理的測定は、アルゴリズムを介した仮想推定値よりも好ましく、本発明によるシステムのよりよい性能を得るために好ましい。

【0080】

更に、実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌが荷重センサ１７によって測定されるか、又は適切なアルゴリズムによって評価されるかにかかわらず、低ループ基準点Ｐ１０は、アシストモータ１１の下流で、操舵輪１２の接触部１２Ｃの上流で、下位レベル運動連鎖Ｌ１０上に、かつ上位レベル運動連鎖Ｌ２０の外側に位置する。

【0081】

実際、基準点Ｐ１０は、そこで評価される実下流側荷重Ｆ１０＿ｓｅｔが、下位レベル運動連鎖Ｌ１０を介して操舵輪１２に加えられる荷重を実際に表すように選択されるべきである。

【0082】

実際には、前記荷重の現実的な推定値を得るとともに、下位レベル機構１０の透明性を向上させるためには、車両の外部環境が下位レベル機構１０に対して外力Ｆ＿ｅｘｔを及ぼす下位レベル運動連鎖Ｌ１０、アクチュエータ（アシストモータ１１）から最も遠い、及びより詳細には接触部１２Ｃに最も近い、すなわち最も近い領域、ここでは下位レベル運動連鎖Ｌ１０の（下流）端子領域に、低ループ基準点Ｐ１０をできるだけ下流に配置することが好ましい。

【0083】

したがって、荷重設定値を実行する作動体分岐として働くように、可能な限り長い下位レベル運動連鎖Ｌ１０の一部を低ローカルループ３０に含めることが可能である。

【0084】

この場合、下位レベル運動連鎖Ｌ１０の、低ローカルループ３０に一体化された部分、すなわち「ループに捕捉された」部分は、アシストモータ１１から延び、アシストモータ１１の下流に配置されたループの出力点と、前記アシストモータ１１によって駆動される作動体構成部品（特にラック１３）の一部とを形成する下流基準点Ｐ１０まで、荷重設定値Ｆ１０＿ｓｅｔ，Ｆ１０＿ｍｏｔを調整し、アクチュエータ（アシストモータ１１）に加えることが可能なレベルの上流入力点を形成する。

【0085】

基準点Ｐ１０のレベルでは、アシストモータ１１による荷重設定値Ｆ１０＿ｓｅｔ，Ｆ１０＿ｍｏｔの実行により、タイロッド１４及び操舵輪１２に生じる実際の効果が監視される。

【0086】

より一般的には、基準点Ｐ１０のレベルでは、低ローカルループ３０に含まれる下位レベル運動連鎖Ｌ１０の部分を越えて、基準点Ｐ１０の下流に位置するので、低ローカルループ３０の外側にある下位レベル運動連鎖Ｌ１０の要素上で、アクチュエータ（アシストモータ１１）とステアリングシステム１の環境との組み合わされた作用によって生じる効果が監視される。

【0087】

好ましくは、特に、下位レベル運動連鎖Ｌ１０が、例えばラック１３を介してアシストモータ１１とステアリングナックル１６との間の中間部材を通過する場合、低ループ基準点Ｐ１０、より詳細には、フィードバック分岐３２によって使用される荷重センサ１７は、アシストモータ１１のシャフトに一体化されるであろう、存在する可能性のあるトルクセンサとは別のものであり、物理的に離れている。

【0088】

同様に、低ループ基準点Ｐ１０、より詳細には、フィードバック分岐３２によって使用される荷重センサ１７は、ハンドル２２を坦持するステアリングコラム上で、ハンドル２２に関連付けられるであろう、存在する可能性のあるハンドルトルクセンサ２７に対して別のもので、物理的に離れており、それは、特に、運転者がハンドル２２に及ぼすトルクＴ＿ｄｒｉｖｅｒを測定することを意図していてもよい。

【0089】

次に、本発明によれば、低ループフィードバック分岐３２は、フィードバックにおける実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌが自動的に低ループ入力荷重設定値Ｆ１０＿ｓｅｔに追従するように、アシストモータ１１に印加される低ループ作動設定値Ｆ１０＿ｍｏｔを形成するように、低ループ入力荷重設定値Ｆ１０＿ｓｅｔにフィードバックにおける実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌを適用する。

【0090】

したがって、図３に示すように、
Ｆ１０＿ｍｏｔ=Ｆ１０＿ｓｅｔ-Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌ
であることが好ましく、符号＋（正）及び－（負）は、ここでは、フィードバック分岐３２の補正効果を示すために、単に規則的に選択される。

【0091】

図３に示すように、低ループローカルコントローラ３３は、低ループ作動設定値Ｆ１０＿ｍｏｔをアシストモータ１１に印加される電流設定値に変換する。

【0092】

好ましくは、低ループローカルコントローラ３３は、この目的のために、縦方向速度、横方向加速度、前記車両のヨー速度などの車両に関連するパラメータにも依存し得る法則又はマップを使用する。

【0093】

前記法則又はマップはまた、パワーステアリングシステム１に特有のパラメータ、特に、例えば、アシストモータ１１の回転速度、アシストモータ１１によって生成されるトルク、下位レベル機構１０の構成要素の全部又は一部の慣性質量など、下位レベルサブシステム１０，３０に特有のパラメータに依存してもよい。

【0094】

これらのパラメータ（車両及び／又はパワーステアリングシステムに関連する）は、図３に表されるパワーステアリングシステム１の該当する入力に「データ」と表記されている。

【0095】

例えば、前記パラメータ「データ」は、例えば、電子安定性プログラム（ＥＳＰ）又はアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）のような車両上の他の車載システムによって、車載コンピュータネットワークを介してパワーステアリングシステム１に利用可能にされてもよい。

【0096】

好ましくは、それ自体で発明を構成することができる特徴によれば、閉じた低ローカルループ３０を含むパワーステアリングシステム１を検討する場合、低ローカルループ３０は、低ループ入力分岐３１のサブ分岐３１Ａと、ゼロ値で入力荷重設定値を表す低ループ入力リファレンスＦ１０＿ｒｅｆを導入するサブ分岐３１Ａとを備え、低ローカルループ３０をゼロ荷重
Ｆ１０＿ｒｅｆ＝０
でサーボ制御できるようにする。

【0097】

ゼロ値、好ましくは一定値を有する、この入力基準Ｆ１０＿ｒｅｆは、下位レベル機構１０、より詳細には低ローカルループ３０に捕捉される下位レベル運動連鎖Ｌ１０の部分に高い透明性を与えることを可能にする。

【0098】

実際に、下位レベル機構１０が最初に平衡状態にあり、例えば車輪１２が地面２に存在する障害物に当たることで車輪１２に作用し、より一般的には下位レベル運動連鎖Ｌ１０の低ローカルループ３０に含まれない部分に作用する外力Ｆ＿ｅｘｔが変更されると、前記外力Ｆ＿ｅｘｔの変更は、基準点Ｐ１０において、実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌの値の変更を引き起こし、その結果、考慮された時間に実際に設定された入力荷重設定値Ｆ１０＿ｓｅｔから離れる。

【0099】

アシストモータ１１は、低ローカルループ３０によって自動的に制御され、その後、動作を即座に変更する。これは、実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔの変更を反映して前記作動設定値Ｆ１０＿ｍｏｔを変更するフィードバック分岐３２の作用による。このフィードバック分岐は、実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔの変更を反映して、アシストモータ１１、より一般的には、低ローカルループ３０で構成される下位レベル機構１０の部分は、いかなる抵抗もなく、外部荷重Ｆ＿ｅｘｔの作用によって解消し、その外側荷重Ｆ＿ｅｘｔの変動を吸収し、それによって実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔを望ましい入力荷重セットＦ１０＿ｓｅｔの値に戻す。

【0100】

低ローカルループ３０の入力３１に別の（ゼロでない）荷重設定値成分が存在しない場合、ここではゼロ値を有する低ループ入力基準Ｆ＿ｒｅｆがデフォルトとして適用されると有利である。

【0101】

このような場合、アシストモータ１１は、したがって、実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌをゼロ、すなわち実質的にゼロ値に維持するようにサーボ制御される。

【0102】

したがって、外力Ｆ＿ｅｘｔがゼロでない実下流側荷重の適用を引き起こす傾向がある場合、フィードバック分岐３２は、実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌの変動を即座に検出して送信し、作動設定値Ｆ＿ｍｏｔを生成する。これは、アシストモータ１１に適用されると、アシストモータ１１実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌをゼロに戻すべく外力Ｆ＿ｅｘｔの影響を吸収するために、アシストモータ１１が下位レベル機構１０に作用することを可能にする。

【0103】

したがって、実際には、アシストモータ１１は、外力Ｆ＿ｅｘｔの変動に対するいかなる抵抗にも対抗しないように反応するが、反対に、応力の出現を回避するために、またこの場合には、ゼロでない実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌの出現又は維持を回避するために、外力Ｆ＿ｅｘｔの変動を伴うように反応する。

【0104】

したがって、下位レベル機構１０は、外力Ｆ＿ｅｘｔが小さいにもかかわらず外力Ｆ＿ｅｘｔが加えられるとすぐに、外力Ｆ＿ｅｘｔによって所望される方向に自発的に移動し始める。

【0105】

同様の原理は、入力基準Ｆ１０＿ｒｅｆに加えて、ゼロ値で、低ループ入力荷重設定値Ｆ１０＿ｓｅｔが、入力分岐３１の第２のサブ分岐３１Ｂによって、「低ループ荷重設定値動的成分」と呼ばれる荷重設定値の成分Ｆ１０＿ｄｙｎも考慮に入れるときに適用される。これは、典型的には、運転者の操縦意図、より具体的には、ハンドル２２に対する運転者の動作を反映することを可能にする。

【0106】

ここで再び、実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌを、平衡時に等しい入力荷重設定値Ｆ１０＿ｓｅｔから動的成分Ｆ１０＿ｄｙｎ（考慮される期間において一定であり得る）に一時的に引き離す外力Ｆ＿ｅｘｔの変動が生じると、フィードバック分岐３２は、アシストモータ１１が下位レベル機構１０をクリアにし、実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌを動的成分値Ｆ１０＿ｄｙｎに戻すように、作動設定値Ｆ１０＿ｍｏｔを修正することを可能にする。

【0107】

したがって、前記アシストモータ１１は、外力Ｆ＿ｅｘｔの変動を吸収するのに必要かつ十分な、下位レベル機構１０の変位に対するいかなる抵抗にも対抗せず、したがって、実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌと入力荷重設定値Ｆ１０＿ｓｅｔとの間の差、すなわち、本明細書では、実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌと荷重設定値動的成分Ｆ１０＿ｄｙｎとの間の差を実質的にゼロ値に維持することを可能にする。

【0108】

いずれにせよ、ゼロ荷重でサーボ制御される低ローカルループ３０は、したがって、高い応答性でリアルタイムに補正することを可能にし、アシストモータ１１の作用は、このアシストモータ１１が、外力Ｆ＿ｅｘｔの変動によって誘発される下位レベル機構１０の変位に対してほとんど抵抗しないようにし、したがって、外力Ｆ＿ｅｘｔの変動の影響によって前記下位レベル機構１０のクリアランスを促進する。

【0109】

この自己調整は、下位レベル機構１０に高い透明性を付与し、特に、前記下位レベル機構１０が外力Ｆ＿ｅｘｔの全ての変更に反応することを可能にし、したがって、「道路感覚」を特徴付ける車輪１２と地面との間の相互作用に敏感であり、極めて顕著かつ識別可能な方法で反発することを可能にする。

【0110】

また、このゼロ荷重での同じ自己調節により、運転者は、パワーステアリングシステム１を何ら努力することなく、特に、下位レベル機構の慣性によって、又は低ローカルループ３０に含まれる下位レベル機構１０の部分に生じる内部摩擦によって妨害されることなく、操縦することが可能になる。

【0111】

表現の便宜上、摩擦、特に乾燥摩擦（クーロンの摩擦）Ｆ_ｄｒｙ、Ｔ＿ｄｒｙ及び粘性摩擦Ｆ＿ｖｉｓｃ、Ｔ_ｖｉｓｃ（考慮される機構１０の変位速度に比例し、より具体的にはラック１３の変位速度に比例する）は、図１及び図３において摩擦パッドによって象徴される。

【0112】

１つの変形例によれば、低ループ入力荷重設定値Ｆ１０＿ｓｅｔに補正効果を導入するように、低ループ入力基準Ｆ１０＿ｒｅｆを非ゼロオフセット値に設定することが可能であることに留意されたい。

【0113】

本発明をより良く理解するために、「透明性」の概念を、図１及び図２を参照してより詳細に説明する。

【0114】

本発明によれば、一般的な図１及び図２に示された前記透明性の概念は、アシストモータ１１によって作動される下位レベル機構１０に、又は上位レベル機構２０に、又は好ましくはこれら２つの機構１０，２０のそれぞれに適用される（又は適用可能である）と有利である。

【0115】

したがって、便宜上、前記機構１０，２０の構成要素について言及する。

【0116】

図１は、アクチュエータによって駆動される機構１０，２０を模式化したものであり、モータ１１，２１によって象徴化される。

【0117】

前記機構１０，２０は、「ローカルループ」３０，４０と呼ばれる閉ループによってサーボ制御される。

【0118】

サーボ制御は、荷重（文字「Ｆ」によって識別される）に、又は同等の方法でトルク（文字「Ｔ」によって識別される）に実行される。

【0119】

このために、ローカルループ３０，４０は、入力荷重設定値（それぞれ荷重設定値又はトルク設定値）を規定するための入力分岐３１，４１、及びフィードバック分岐３２，４２を備える。

【0120】

入力分岐３１，４１は、ここでは、ゼロ荷重（各ゼロトルク）でのサーボ制御のために、ゼロ荷重（各ゼロトルク）を表す入力基準Ｆ１０＿ｒｅｆ，Ｔ２０＿ｒｅｆを定義することを可能にする。

【0121】

フィードバック分岐３２，４２は、機構１０，２０の基準点Ｐ１０，Ｐ２０における実荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌ（実トルクＴ２０＿ａｃｔｕａｌ）を（例えば、適切なアルゴリズムによって）評価するか、又は、好ましくは、例えば、適切な荷重センサ１７（各トルクセンサ２７）によって測定する。

【0122】

荷重センサ１７（各トルクセンサ２７）によって、又は評価アルゴリズムによって適用される利得は、「Ｋ」と表記される。

【0123】

基準点Ｐ１０，Ｐ２０は、アクチュエータ１１，２１を作動体１２，２２にリンクさせる運動連鎖Ｌ１０，Ｌ２０に沿って、アクチュエータ（モータ）１１，２１の下流に位置し、ここでは、典型的には、操舵輪１２又はハンドル２２である。

【0124】

作動体１２，２２は、機構１０，２０と機構１０，２０の外部環境との（端末）インターフェースを形成し、このインターフェースを介して、外部環境（ここでは典型的には地面２又は車両の運転者）が、アクチュエータ（モータ）１１，２１に対して、外力Ｆ＿ｅｘｔ又は外部トルクＴ＿ｅｘｔを機構１０，２０に加えることができる。

【0125】

ローカルループ３０，４０、すなわちアクチュエータ（モータ）１１，２１から基準点Ｐ１０，Ｐ２０まで延びる運動連鎖Ｌ１０，Ｌ２０の上流部分に含まれる機構１０，２０部分の質量又は慣性モーメントは、同等の方法でＪ１と表記される。

【0126】

ローカルループ３０，４０の外側に位置する機構１０，２０の（残りの）部分、すなわち、基準点Ｐ１０，Ｐ２０から機構１０，２０の外部環境との（終端）インターフェースまで、より具体的には作動体１２，２２及び外部環境（それぞれ地面２、運転者）との接触部まで延在する運動連鎖Ｌ１０，Ｌ２０の下流部分の質量又は慣性モーメントは、同等の方法で、Ｊ２で示される。

【0127】

ローカルループ３０，４０の全体的な利得はＧ_Ａで示される。

【0128】

簡単にするために、前記全体的な利得Ｇ_Ａは、ここでは、フィードバック分岐３２，４２上に配置された固有の伝達関数の形で表される。

【0129】

ここでは、より具体的にはハンドル２２の角度位置、角速度、及び作動体１２，２２の角加速度を、作動体１２，２２の移動がそれぞれ回転運動を指す場合に、それぞれθＪ２，θ'Ｊ２，θ''Ｊ２と表記する。

【0130】

同様に、並進運動について言及すると、作動体１２，２２の直線位置、直線速度、及び直線加速度がそれぞれＸＪ２，Ｘ'Ｊ２，Ｘ''Ｊ２と示される。

【0131】

下位レベル機構１０がラック１３を含む場合、ラック１３の位置、速度、及び加速度は、特に、タイロッド１４、ステアリングナックル１６、及び操舵輪１２を含む下位レベル機構１０の下流部分の位置、速度、及び加速度を表すものとして、ラック１３及び前記ラック１３をステアリングナックル１６に連結する運動連鎖Ｌ１０の部分の（相対）剛性を考慮しながら判定され得ると有利であることを強調しておくべきである。

【0132】

ローカルループ３０，４０に含まれる機構１０，２０の（上流）部分に作用する粘性摩擦（考慮される機械的部材の変位速度に比例する）の荷重、トルクのそれぞれは、それぞれＦ＿ｖｉｓｃ，Ｔ＿ｖｉｓｃで示される。

【0133】

ローカルループ３０，４０に含まれる機構１０，２０の（上流）部分に及ぼされる乾燥摩擦の荷重又はトルクは、それぞれＦ＿ｄｒｙ，Ｔ＿ｄｒｙと表される。

【0134】

ここで、
Ｒ１=Ｔ＿ｖｉｓｃ＋Ｔ＿sec
で、「ｓ」は、ラプラスの変数を表す。

【0135】

図１の図を参照すると、次式が得られる。

【0136】

【数1】

【0137】

十分に高い全体的な利得Ｇ_Ａ、又は無限大に近い全体的な利得が選択される場合、上記の式を単純化し、したがって、第１の近似で得ることが可能である。

【0138】

【数2】

【0139】

したがって、外力Ｆ＿ｅｘｔ，Ｔ＿ｅｘｔの適用に対する機構１０，２０の反作用、より具体的には、ローカルループ３０，４０の外側に位置する機構１０，２０の（下流）部分の変位は、ローカルループ３０，４０の外側の前記下流部分の慣性質量Ｊ２のみに依存する。

【0140】

アクチュエータ（モータ）１１，２１から基準点Ｐ１０，Ｐ２０まで延びる機構１０，２０の上流部分は、外力Ｆ＿ｅｘｔ，Ｔ＿ｅｘｔの変動に対する移動に対する抵抗に対抗しないので、透明性のあるものにされる。

【0141】

図２に示されるように、透明性は、機構１０，２０が、自発的な変位によって、外力Ｆ＿ｅｘｔ，Ｔ＿ｅｘｔの適用に即座に反応することを可能にすると有利である。

【0142】

特に、外力ステップＦ＿ｅｘｔ，Ｔ＿ｅｘｔは、遅延なしに、外力ステップＦ＿ｅｘｔ，Ｔ＿ｅｘｔに正比例する（慣性質量Ｊ２の逆数による）加速ステップに変換される。

【0143】

その結果、速度ランプ、位置修正二次曲線も遅滞なく得られる。

【0144】

更に、上で提示された式の単純化は、式Ｒ１を式から排除することを可能にし、すなわち、ローカルループ３０，４０に含まれる機構１０，２０の部分の内部にある摩擦Ｆ＿ｄｒｙ，Ｔ＿ｄｒｙ，Ｆ＿ｖｉｓｃ，Ｔ＿ｖｉｓｃの影響を自動的に補償し、したがって、前記摩擦を目立たなくする。

【0145】

この透明性原則を低ローカルループ３０及びアシストモータ１１によって作動される低位レベル機構１０に適用することを考慮すると、次のようになる。

【0146】

【数3】

【0147】

ここで、
Ｘ＿ｒａｃｋは、ラック１３の位置（ここでは、ステアリングケーシング３に沿って並進する直線位置）を指し、
Ｊ＿ｒｏｄは、基準点Ｐ１０の下流に位置する下位レベル機構１０の部分の慣性質量を表し、より詳細には、荷重センサ１７の下流に位置する下位レベル機構１０の部分の慣性質量を表す。典型的には、Ｊ＿ｒｏｄは、したがって、タイロッド１４、ステアリングナックル１６及び操舵輪１２によって形成されるサブアセンブリの慣性質量を表すことができる。

【0148】

同様に、閉ループを介してトルクをサーボ制御するトップローカルループ４０への透明性の適用を考慮すると、ハンドル２２に加えて、下位レベル機構の反作用を表す荷重をハンドル２２に回復させるために上位レベル機構２０を作動させるように配置された補助モータ２１を含む上位レベル機構２０が得られる。

【0149】

【数4】

【0150】

ここで、θｓｗは、ハンドル２２の角度位置を示し、
Ｔ＿ｄｒｉｖｅｒは、運転者がハンドル２２に及ぼす外部トルクＴ＿ｅｘｔを指し、
ＪＳＷは、基準点Ｐ２０の下流に位置し、この例ではハンドル２２を含み、適切な場合にはハンドル２２が取り付けられるステアリングコラム部分を含む、上位レベル機構２０の部分の慣性モーメントを指す。

【0151】

また、機構１０，２０の下流部分の慣性質量Ｊ２がローカルループ３０，４０に含まれないほど、機構１０，２０の運動に対する抵抗感が小さくなるため、機構１０，２０の反応がよくなり、外力Ｆ＿ｅｘｔ，Ｔ＿ｅｘｔの適用に対する機構１０，２０の反応、すなわち機構１０，２０の感度が高くなるため、よりよい道路感覚を補償するステアリングシステム１の能力がよくなることにも留意する必要がある。

【0152】

前記慣性質量Ｊ２を最小にするために、既に上述したように、機構１０，２０の最も可能性の高い部分をローカルループ３０，４０に含め、したがって、フィードバック分岐３２，４２の基準点Ｐ１０，Ｐ２０を対応する運動連鎖Ｌ１０，Ｌ２０の可能な限り下流に配置して、前記運動連鎖Ｌ１０，Ｌ２０の可能な限り長い部分をローカルループ３０，４０に含めるようにする。

【0153】

したがって、基準点Ｐ１０，Ｐ２０、より詳細には、モータ１１，２１の下流の荷重及び／又はトルクセンサ１７，２７の適切な位置決めを求める。

【0154】

したがって、下位レベル機構１０の場合、アシストモータ１１の下流に低ループ基準点Ｐ１０を配置しようとし、好ましくは、前記機構１０が、前記連結部材４の下流（下位レベル運動連鎖と上位レベル運動連鎖との間の分岐の下流）で、操舵輪１２と地面２との間の接触部１２Ｃに最も近い、上位レベル運動連鎖Ｌ２０，Ｌ２０Ｂの連結部材４を含む場合、下位レベル運動連鎖Ｌ１０に沿って、低ループ基準点Ｐ１０を配置する。

【0155】

したがって、好ましくは、下位レベル運動連鎖Ｌ１０は、アシストモータ１１によって駆動されるラック１３と、その少なくとも端部１３Ｌ，１３Ｒがステアリングタイロッド１４に連結され、次いでそれが荷重と変位を操舵輪１２に伝達すると、実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌが測定又は推定される低ループ基準点Ｐ１０は、例えばラックの端部１３Ｌとステアリングタイロッド１４との間の接合部、ステアリングタイロッド１４上、又はステアリングタイロッド１４の下流で、前記操舵輪１２の方向にラック１３の下流に配置されることが好ましい。

【0156】

上述したように、前記低ループ基準点Ｐ１０は、仮想推定を可能にするアルゴリズムが選択された場合、前記アルゴリズムが実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌを推定するレベルの点に対応する。

【0157】

前記荷重が荷重センサ１７によって物理的に測定される場合、前記基準点Ｐ１０は、前記荷重センサ１７の物理的位置に対応する。

【0158】

なお、下位レベル機構１０がラック１３及び／又は１つ（又はいくつか）のタイロッド１４を含むか否かにかかわらず、下位レベル運動連鎖Ｌ１０が操舵輪１２を支持するステアリングナックル１６を備える場合、実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌが測定又は推定される低ループ基準点Ｐ１０は、前記ステアリングナックル１６上に配置されてもよいと有利である。

【0159】

ステアリングナックル１６は、ここでは前記操舵輪１２のヨー軸である配向軸を具体化し、それにしたがって前記操舵輪１２のステアリング角を修正することができる。

【0160】

別の可能性によれば、低ループ基準点Ｐ１０を操舵輪１２自体、例えばホイールリム上に配置し、前記操舵輪１２のタイヤのレベルにおいてさえも、前記タイヤの回転路面に最も近く、したがって地面２との接触部１２Ｃに最も近い位置に配置することを考えることができる。

【0161】

発明をそれ自身で構成することができる好ましい特徴によれば、特に下位レベル機構１０が上述した閉じたローカル低ループ３０によってサーボ制御されるか否かにかかわらず、上位レベル機構２０はハンドル２２に加えて補助モータ２１を備える。

【0162】

前記補助モータ２１は、下位レベル機構１０のアシストモータ１１とは異なる。

【0163】

特に、このような別構造により、低ローカルループ３０とは異なり、上位レベル機構２０に特有のサーボ制御のループ４０を作り、適宜、「ワイヤ操舵」ステアリングシステムを作ることができる。

【0164】

好ましくは、図３に示すように、上位レベル機構２０は「トップローカルループ」４０と呼ばれる閉ループによってトルクをサーボ制御することができる。

【0165】

ここでは便宜上、上位レベル機構２０と、それを操縦するトップローカルループ４０とによって形成される集合を「上位サブシステム」と呼ぶことができる。

【0166】

ここで特に低ローカルループ３０を参照して示したように、（荷重のサーボ制御と同様に）トルクのサーボ制御は、上位レベル機構２０上で応答性と透明性を与えることを可能にする。

【0167】

したがって、ハンドル２２は、運転者に道路感覚を細かく正確に伝達することができる一方で、運転者によって及ぼされる外部トルクＴｅｘｔ＝Ｔ＿ｄｒｉｖｅｒに対する「寄生」固有抵抗（特に、上位レベル機構２０の内部の摩擦Ｔ＿ｖｉｓｃ、Ｔ＿ｄｒｙ、又は前記上位レベル機構２０の適切な慣性質量に関連する抵抗）にほとんど抵抗しないので、軽く操縦できる。

【0168】

トップローカルループ４０は、「トップループ入力分岐」と呼ばれる入力分岐４１を含み、これは、「トップループ入力トルク設定値」Ｔ２０＿ｓｅｔと呼ばれる入力トルク設定値を定義することを可能にする。

【0169】

前記トップローカルループ４０はまた、「トップループフィードバック分岐」と呼ばれるフィードバック分岐４２を含み、これは、補助モータ２１とハンドル２２との間（より詳細には、補助モータ２１の下流でハンドル２２の上流）に位置する「トップループ基準点」Ｐ２０と呼ばれる基準点と、「実運転者トルク」と呼ばれるトルクＴ２０＿ａｃｔｕａｌとを測定又は推定し、トルクＴ２０＿ａｃｔｕａｌは、前記基準点Ｐ２０において、ハンドル２２を介して上位レベル機構２０に運転者によって加えられるトルクＴ＿ｄｒｉｖｅｒを表す。

【0170】

実際には、
Ｔ２０＿ａｃｔｕａｌ＝Ｔ＿ｄｒｉｖｅｒ
であり、Ｔ＿ｄｒｉｖｅｒは、例えば、運転者がハンドルに積極的に作用して所望の操舵角に到達又は維持するときにゼロではなく、さもなければ、典型的には車両が直線で走行するときにゼロであると考えることができる。

【0171】

好ましくは、トップループ基準点Ｐ２０は、例えば、前記ハンドル２２を坦持するステアリングコラム部分上の、ハンドル２２のすぐ近くに配置される。

【0172】

ここでも、ハンドルトルク推定アルゴリズムを使用して、実運転者トルクＴ２０＿ａｃｔｕａｌを他のパラメータから仮想的に推定することを検討することができる。

【0173】

それにもかかわらず、好ましくは、実運転者トルクＴ２０＿ａｃｔｕａｌは、適当なトルクセンサ２７、例えばステアリングコラム上に置かれたトーションバーの変形を測定するトルク電磁センサによって測定されるようにしてもよい。

【0174】

前記トルクセンサ２７の位置は、トップループ基準点Ｐ２０に物理的に対応してもよい。

【0175】

トップループ基準点Ｐ２０は、低ループ基準点Ｐ１０とは別個であること、そして、適切であれば、低部ローカルループ３０で使用される荷重センサ１７は、それゆえに別個のものであり、トップローカルループ４０で使用されるトルクセンサ２７とは離れていることを強調しておく。

【0176】

より一般的には、トップローカルループ４０と低ローカルループ３０とは、このようにして、互いに独立して動作することができるように、また特に、それぞれがそれ自身で、それぞれのアクチュエータ（モータ）１１，２１を独立してサーボ制御することができるように、十分に離れている。

【0177】

実運転者トルクＴ２０＿ａｃｔｕａｌを推定又は測定した後、トップループフィードバック分岐４２は、次に、実運転者トルクＴ２０＿ａｃｔｕａｌ（したがって、運転者トルクＴ＿ｄｒｉｖｅｒ）がトップループ入力トルク設定値Ｔ２０＿ｓｅｔに自動的に従うように補助モータ２１に適用されるトップループ作動設定値Ｔ２０＿ｍｏｔを形成するように、トップループ入力トルク設定値Ｔ２０＿ｓｅｔにフィードバックで前記実運転者トルクＴ２０＿ａｃｔｕａｌを適用すると有利である。

【0178】

トップローカルループ４０の特性、動作、及び利点は、低ローカルループ３０を参照して説明したものから必要な変更を加えて推論することができると有利であることを強調しておく。

【0179】

実際に、トップローカルループ４０において、低ローカルループ３０の機能及び利点と同様の機能及び利点が見出される。

【0180】

したがって、図３を参照すると、
Ｔ２０＿ｍｏｔ＝Ｔ２０＿ｓｅｔ－Ｔ２０＿ａｃｔｕａｌ
であることが好ましく、符号＋（正）及び－（負）は、ここでは、単に規則的に選択され、フィードバック分岐４２の補正効果を示す。

【0181】

図３に示すように、好ましくは低ループローカルコントローラ３３とは別個のトップループローカルコントローラ４３は、トップループ作動設定値Ｔ２０＿ｍｏｔを補助モータ２１に印加される電流設定値に変換する。

【0182】

好ましくは、トップループローカルコントローラ４３は、この目的のために、縦方向速度、横方向加速度、ヨー速度等のような車両に関連するパラメータ「データ」、及び／又はパワーステアリングシステム１に特有のパラメータ「データ」、より詳細には、補助モータ２１の回転速度、前記補助モータ２１によって生成されるトルク、上位レベル機構２０の構成要素の全て又は一部の慣性質量等のような上位レベルサブシステム２０，４０に特有のパラメータにも依存し得る法則又はマップを使用する。

【0183】

好ましくは、トップローカルループ４０は、ゼロ値で入力トルク設定値を表すトップループ入力基準Ｔ２０＿ｒｅｆを導入するトップループ入力分岐４１のサブ分岐４１Ａを備え、これにより、ゼロトルクでトップローカルループをサーボ制御することができる。

【0184】

したがって、ここでは、
Ｔ２０＿ｒｅｆ＝０
とする。

【0185】

ゼロ荷重でのサーボ制御のために設けられた下位レベル機構１０を参照して先に示したように、上位レベル機構２０のゼロトルクでのサーボ制御は、上位レベル機構２０を透明性のあるものにすることを可能にし、応答性とその感度を向上させる。

【0186】

ここでも、ゼロトルクでのサーボ制御により、上位レベル機構２０は、運転者によるハンドル２２の操縦に対する寄生抵抗を与えず、一方で、道路と下位レベル機構１０との反応を前記ハンドル２２において忠実に反発させることができる。

【0187】

一方では、車輪の配向に機械的に作用する下位レベル機構１０をサーボ制御することを意図した低ローカルループ３０と、他方では、運転者が車両の操縦を制御し、かつ操縦を感じることを可能にする上位レベル機構２０をサーボ制御することを意図した別個のトップローカルループ４０と、を備えるパワーステアリングシステム１の構造が、特に、ワイヤ操舵ステアリングシステム１に適応されることが強調されるべきである。

【0188】

好ましくは、図３に示すように、パワーステアリングシステム１は、「グローバルコントローラ」５０と呼ばれる制御装置を備え、これは、上位レベル機構２０の条件及び下位レベル機構１０の条件を表すパラメータにしたがって、一方では、低ループ荷重設定値Ｆ１０＿ｆｙｎの動的成分を低ローカルループ３０に印加し、他方では、トップローカルループ４０に印加される上位ループトルク設定値Ｔ２０＿ｄｙｎの動的成分を別々に生成する。

【0189】

トルク設定値Ｔ２０＿ｄｙｎのそれぞれの荷重設定値Ｆ１０＿ｄｙｎの動的成分は、考慮された期間における車両の耐用年数条件及び前記考慮された期間における運転者の動作（制御）にパワーステアリングシステム１の反応を適応させるようにリアルタイムで調整され、したがって、例えばグローバルコントローラ５０内のチャートに記憶され得る所定の支援法則にしたがって操舵支援を管理する。

【0190】

ワイヤ操舵タイプのパワーステアリングシステム１の場合、グローバルコントローラは、上位レベル機構２０に関連したトップローカルループ４０と下位レベル機構１０に関連した低ローカルループ３０との間の、電気信号による仮想結合を有利に確保する。

【0191】

上位レベル機構２０の状態を表し、グローバルコントローラ５０によって使用される（パワーステアリングシステム１に特有の）パラメータの中で、特に、ハンドル２２の角度位置θ２２、及び／又は前記ハンドルの角速度θ’２２を考慮することが可能である。

【0192】

下位レベル機構１０の状態を表し、グローバルコントローラ５０によって使用されるパラメータ（パワーステアリングシステム１に特有の）の中で、特にアシストモータ１１のシャフトの角度位置θ１、及び／又は前記アシストモータの角速度θ’１１を考慮することが可能である。

【0193】

更に、グローバルコントローラ５０は、車両（及びパワーステアリングシステム１の外部）に関連するパラメータ「データ」、例えば、前後速度、横方向加速度、ヨー速度なども考慮することができる。

【0194】

例えば、グローバルコントローラ５０は、これらの異なるパラメータの全て又は一部から基本設定値Ｔ＿ｂａｓｉｃを決定することができる。

【0195】

（非限定的である）例として、グローバルコントローラ５０は、実際には仮想トーションバーに対応する計算法則を使用して基本設定値Ｔ＿ｂａｓｉｃを決定することができ、Ｔ＿ｂａｓｉｃ＝ｋ１×Δθ＋ｋ２×Δθ’
ここで、
Δθ＝θ２２－θ１１
ｋ１は（ねじり）弾性剛性を持つ均質な利得であり、
Δθ’＝θ’２２－θ’１１
ｋ２は粘性を持つ均質な利得であり、
第１項ｋ１×Δθはねじり弾性変形トルク成分に対応し、第２項ｋ２×Δθ’は散逸トルク成分に対応する。

【0196】

それにもかかわらず、基本設定値Ｔ＿ｂａｓｉｃを計算するために使用される法則にかかわらず、前記基本設定値Ｔ＿ｂａｓｉｃは、好ましくは、それぞれ、第１のサブコントローラ５１及び第２のサブコントローラ５２によって、それぞれ、低ループ荷重設定値動的成分Ｆ１０＿ｄｙｎ及びトップループトルク設定値動的成分Ｔ２０＿ｄｙｎに変換される。

【0197】

したがって、グローバルコントローラ５０は、動的設定値Ｆ１０＿ｄｙｎ，Ｔ２０＿ｄｙｎをトップローカルループ４０及び低ローカルループ３０のそれぞれに分配するように、サブコントローラ５１，５２のレベルで分岐する共通コアを形成する。

【0198】

したがって、細かくいえば、パワーステアリングシステム１、特に、ワイヤ操舵システム１は、好ましくは、２つの（閉じた）ローカルループ３０，４０（すなわち、車輪１２を作動させる下位レベル機構１０専用の荷重サーボ制御の低ローカルループ３０と、ハンドル２２に作用する上位レベル機構２０専用のトルクサーボ制御のトップローカルループ４０とを含むアーキテクチャを有し、前記ローカルループ３０，４０は、互いに結合され、（同じ）グローバルコントローラ５０（これらのローカルループ３０，４０の各々によってそれぞれ適用可能なトルクＴ２０＿ｄｙｎ及び荷重Ｆ１０＿ｄｙｎの動的設定値を規定する）によって制御される。

【0199】

本発明によるパワーステアリングシステム１は、特に、グローバルコントローラ５０、下位レベルサブシステム１０，３０、及び上側のサブシステム２０，４０を通して（好ましくは、通してのみ）関連させることによって、お互いに独立して、作業中の自身を（各トルクで）調整することができるワイヤ操舵を実現することを可能にすると有利である。

【0200】

より詳細には、本発明は、アシストモータ１１及び操舵輪１２を含む下位レベル機構１０と、ハンドル２２及び補助モータ２１を含む上位レベル機構２０とを備え、下位レベル機構１０は、ゼロ荷重で、アシストモータ１１の実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌを測定又は推定するフィードバック分岐３２を備える低ローカルループ３０によって、閉ループ上でサーボ制御され、アシストモータ１１の下流側及び操舵輪１２の接触部１２Ｃの上流側で、アシストモータ１１を透明性のあるものにする。一方、上位レベル機構２０は、補助モータ２１とハンドル２２との間の実運転者トルクＴ２０＿ａｃｔｕａｌを測定又は推定するフィードバック分岐４２を備えるトップローカルループ４０によって、ゼロトルクで、閉ループでサーボ制御され、補助モータ２１を透明性のあるものにする。低ローカルループ３０及びトップローカル４０は、好ましくは、グローバルコントローラ５０によって制御される。

【0201】

好ましくは、上述したように、各トルクＴ２０＿ｄｙｎ及び荷重Ｆ１０＿ｄｙｎの動的成分は、関係するローカルループ３０，４０の第２の入力サブ分岐３１Ｂ，４１Ｂによって、第１の入力サブ分岐３１Ａ，４１Ａ（第２の入力サブ分岐３１Ｂ，４１Ｂとは異なる）によって供給される入力基準Ｆ１０＿ｒｅｆ，Ｔ２０＿ｒｅｆを完成する。

【0202】

したがって、ゼロ荷重／トルクでのサーボ制御を可能にするゼロ基準Ｆ１０＿ｒｅｆ，Ｔ２０＿ｒｅｆと、ステアリングシステム１の活性操縦を反映する動的成分Ｆ１０＿ｄｙｎ，Ｔ２０＿ｄｙｎとの両方を考慮に入れることが可能である（運転者によるか、又は運転支援を提供する自動操縦システムによる）。

【0203】

したがって、好ましくは、低ループ入力荷重設定値Ｆ１０＿ｓｅｔは、ゼロ荷重を表す低ループ入力基準Ｆ１０＿ｒｅｆと、グローバルコントローラ５０，５１から生じる低ループ荷重設定値動的成分Ｆ１０＿ｄｙｎとの代数和から生じる。

【0204】

好ましくは、図３に示すように、低ループ入力荷重設定値Ｆ１０＿ｓｅｔは、ゼロ荷重を表す低ループ入力基準Ｆ１０＿ｒｅｆと、グローバルコントローラ５０，５１から生じる低ループ荷重設定値動的成分Ｆ１０＿ｄｙｎとの代数和から生じる。

【0205】

このために、加算器ブロックによって第１の入力サブ分岐３１Ａと第２の入力サブ分岐３１Ｂとを結合することが可能である。

【0206】

好ましくは、前記加算器ブロックはまた、フィードバック分岐３２から発生する実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌの値を受け取ることができ、実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌの値は、低ループ作動設定値Ｆ１０＿ｍｏｔを形成するように、入力荷重設定値Ｆ１０＿ｓｅｔから（使用される符号規則にしたがって）減算される。

【0207】

低ループ荷重設定値動的成分Ｆ１０＿ｄｙｎがない場合、すなわち前記動的成分Ｆ１０＿ｄｙｎがゼロである場合、低ローカルループ３０は、入力基準値Ｆ１０＿ｒｅｆ、ここでは好ましくは
Ｆ１０＿ｒｅｆ＝０
に下位レベル機構１０をサーボ制御することに留意されたい。

【0208】

上記の低ループ入力荷重設定値Ｆ１０＿ｓｅｔの計算モードの代わりに、又はそれと相補的に、トップループ入力トルク設定値Ｔ２０＿ｓｅｔは、好ましくは、ゼロトルクを表すトップループ入力基準Ｔ２０＿ｒｅｆと、グローバルコントローラ５０，５２から生じるトップループトルク設定値動的成分Ｔ２０＿ｄｙｎとの組み合わせから生じる。

【0209】

より好ましくは、トップループ入力トルク設定値Ｔ２０＿ｓｅｔは、ゼロトルクを表すトップループ入力基準Ｔ２０＿ｒｅｆと、グローバルコントローラ５０，５２から生じるトップループトルク設定値動的成分Ｔ２０＿ｄｙｎとの代数和から生じる。

【0210】

ここでも、低ローカルループ３０に関して説明したのと同様に、トップローカルループ４０のレベルで、加算器を使用して２つの入力サブ分岐４１Ａ，４１Ｂ及びフィードバックループ４２を結合することが可能である。

【0211】

本発明の好ましい可能性によれば、低ループ基準点Ｐ１０で測定又は推定された実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌも、「フィードフォワード」６０と呼ばれる機能によって、低ローカルループ３０の外側で、トップループ入力トルク設定値Ｔ２０＿ｓｅｔを決定するための構成要素として、及び／又は、同等の方法で、補助モータ２１に印加されるように意図されたトップループ作動設定値Ｔ２０＿ｍｏｔを決定又は調整するための構成要素として使用される。

【0212】

この「フィードフォワード」機能６０は、低ループフィードバックループ３２とは異なり、また、トップループフィードバックループ４２とは異なり、図３の点線で表される。

【0213】

このフィードフォワード機能６０は、下位レベル機構１０からトップローカルループ４０まで、より詳細には補助モータ２１まで、操舵輪１２及び下位レベル機構１０に加えられる外力Ｆ＿ｅｘｔの変動によって引き起こされる道路感覚、及び低ループ基準点Ｐ１０のレベルで感じられる、より詳細には、荷重センサ１７によって知覚される道路感覚を直接伝達することを可能にすると有利である。

【0214】

したがって、「フィードフォワード」機能６０によって引き起こされる設定値調整の効力によって補助モータ２１の反作用によって反発される「道路感覚」を改善することができる。

【0215】

可能な用途によれば、フィードフォワード機能６０は、所定の周波数範囲内に入る反応の感覚を強調するために、所定の周波数範囲を通過させないように構成されてもよい。

【0216】

このために、例えば、前記周波数範囲にわたって増幅利得を有する帯域フィルタを使用することができる。

【0217】

したがって、上位レベル機構２０、トップローカルループ４０、下位レベル機構１０及び低ローカルループ３０によって形成される組み合わせが、完全に満足できる方法で、所定の周波数範囲内で、操舵輪１２と地面２との間の相互作用を反発させるのに十分な動的性能を本質的に有していないと仮定すると、この周波数範囲内で、操舵輪１２と地面との間の相互作用によって生成される信号を、ハンドルでの感覚を改善するために、フィードフォワード機能６０を使用して増幅することができる。

【0218】

これにより、フィードフォワード機能６０は、道路感をより細かく設定することができる。

【0219】

別の可能な用途によれば、前述のものの代わりに、又は前述のものと相補的に、所定の周波数範囲内の周波数感覚を選択的に減衰又は相殺するように構成されたフィードフォワード機能６０を使用することが可能である。

【0220】

この目的のために、フィードフォワード機能６０のおかげで、その周波数が、中和されるべき知覚信号の周波数と同一であるが、前記知覚信号に対して逆位相の（１８０度だけシフトされた）信号を注入することが可能である。

【0221】

したがって、例えば、操舵輪１２のバランス不良に関連するアンバランス現象の影響を制限することができる。

【0222】

したがって、いずれにせよ、フィードフォワード機能６０は、追加の微調整の可能性を提供する。

【0223】

そのため、上位レベル機構２０、トップローカルループ４０、下位レベル機構１０、及び低ローカルループ３０によって形成される組み合わせが十分に高いダイナミクスを有する場合、フィードフォワード機能６０に頼る必要はない。

【0224】

更に、実下流側荷重Ｆ１０＿ａｃｔｕａｌは、好ましくは、低ループ基準点Ｐ１０において、少なくとも２０Ｈｚまで、少なくとも２５Ｈｚまで、少なくとも３０Ｈｚまで、更には３０Ｈｚを超える帯域幅で測定される。

【0225】

したがって、荷重センサ１７は、非常に豊富な周波数成分を有する有用な信号を生成し、この信号は、外力Ｆ＿ｅｘｔの変更、つまり、地面２と車輪１２との間の相互作用の状態に関する多くの情報、特に正確な情報を含むことになる。

【0226】

もちろん、低ループフィードバック分岐３２は、周波数情報を失わないように、少なくとも等しい帯域幅で前記信号を搬送することができる。

【0227】

広い帯域幅は、周波数にかかわらず、後者が高い場合であっても、タイヤ上（それゆえに、車輪１２上及び下位レベル機構１０上）の道路被覆（地面２）の作用によって生じる外力Ｆ＿ｅｘｔの外乱及び変更が、その程度まではパワーステアリングシステム１に高い触覚感度を与える。前記の外乱及び変更は、（グローバルコントローラ５０によって、及び／又はフィードフォワード機能６０によって、次いで、トップローカルループ４０及び上位レベル機構２０によって）ハンドルに再送信されるなど、直ちに顕著である。これは、運転者に道路の非常に細かい感覚を、そしてそれとは対照的に安定した操舵位置を保持するために外乱をフィルタリングするであろう位置でのサーボ制御の場合に何が起こっているかを、提供すると有利である。

【0228】

もちろん、コントローラ５０，５１，５２，３３，４３の全て、及びより一般的には、ローカルループ３０，４０のサーボ制御構造は、任意の適切な電子及び／又はコンピュータ計算機によって実現されてもよい。

【0229】

更に、本発明は、前述のパワーステアリングシステム１を装備した車両、特に自動車を包含する。

【0230】

なお、本発明は、上述した変形例のみに限定されるものではなく、当業者であれば、特に、上述した特徴のいずれか１つを自由に分離又は組み合わせることができ、あるいは、それらを均等物で置換することができる。

【図1】

【図2】

【図3】