特許 7594682 操舵装置のポンプ装置の電気モータを駆動制御する方法、操舵装置のポンプ装置の回転数の変動および／または出力圧力の変動を補正するための補正値を提供する方法、装置、ならびに操舵装置

(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】2024-11-26

(45)【発行日】2024-12-04

(54)【発明の名称】操舵装置のポンプ装置の電気モータを駆動制御する方法、操舵装置のポンプ装置の回転数の変動および／または出力圧力の変動を補正するための補正値を提供する方法、装置、ならびに操舵装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20241127BHJP

   F16H 61/435 20100101ALI20241127BHJP

   B62D 5/065 20060101ALI20241127BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00

F16H61/435

B62D5/065 B

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2023549897

(86)(22)【出願日】2022-01-26

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2024-02-16

(86)【国際出願番号】 EP2022051753

(87)【国際公開番号】W WO2022175038

(87)【国際公開日】2022-08-25

【審査請求日】2023-08-17

(31)【優先権主張番号】102021103816.2

(32)【優先日】2021-02-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】597007363

【氏名又は名称】クノル－ブレムゼ ジステーメ フューア ヌッツファールツォイゲ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｋｎｏｒｒ－Ｂｒｅｍｓｅ Ｓｙｓｔｅｍｅ ｆｕｅｒ Ｎｕｔｚｆａｈｒｚｅｕｇｅ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｍｏｏｓａｃｈｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ ８０， Ｄ－８０８０９ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】ベアンハート ミラー

【審査官】上谷 公治

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１０１９３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２１６２３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１３２９６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２３７９５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５８－０９２１７６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０２１８９６５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ６／００

Ｆ１６Ｈ ６１／４３５

Ｂ６２Ｄ ５／０６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

操舵装置（１０２）のポンプ装置（１０４）の電気モータ（１１８）を駆動制御する方法（４００）であって、前記方法（４００）が、
前記ポンプ装置（１０４）の前記電気モータ（１１８）の現時点での回転角（α）と、前記電気モータ（１１８）の回転角（α）に依存した、前記ポンプ装置（１０４）の出力圧力（ｐ１，ｐ２）の関係および／または前記ポンプ装置（１０４）の前記電気モータ（１１８）の回転数（ｎ）の関係を表現する補正値（２０２）とを読み込むステップ（４０２）と、
前記補正値（２０２）を使用して前記電気モータ（１１８）へ駆動制御信号（２０４）を出力するステップ（４０４）と
を含み、
前記読み込むステップ（４０２）において前記補正値（２０２）が読み込まれ、前記補正値（２０２）の算定のために、前記電気モータ（１１８）の回転角（α）に依存した前記ポンプ装置（１０４）の出力圧力（ｐ１，ｐ２）が、前記電気モータ（１１８）の回転角（α）に依存した前記ポンプ装置（１０４）の前記電気モータ（１１８）の回転数（ｎ）に結合される、方法（４００）。

【請求項2】

前記読み込むステップ（４０２）において、前記電気モータ（１１８）および／または前記ポンプ装置（１０４）のポンプ（１１２）の回転方向に依存する補正値（２０２）が読み込まれる、請求項１記載の方法（４００）。

【請求項3】

前記出力するステップ（４０４）において、前記駆動制御信号（２０４）は、前記電気モータ（１１８）の現時点での回転数（ｎ）および／または前記電気モータ（１１８）の目標回転数（２０９）を使用して出力される、請求項１または２記載の方法（４００）。

【請求項4】

前記読み込むステップ（４０２）において、さらに、少なくとも前記ポンプ装置（１０４）からの現時点での出力圧力（ｐ１，ｐ２）および／または少なくとも前記電気モータ（１１８）の現時点での回転数（ｎ）が読み込まれ、
特に後続の読み込むステップ（４０２）への供給のために、算定および記憶するステップ（４０６）において、少なくとも前記ポンプ装置（１０４）からの現時点での出力圧力（ｐ１，ｐ２）および／または前記電気モータ（１１８）の現時点での回転数（ｎ）を使用して決定される補正値（２０２）が算定および記憶される、
請求項３記載の方法（４００）。

【請求項5】

前記読み込むステップ（４０２）において、前記ポンプ装置（１０４）からの複数の出力圧力値（２０８）および／または前記電気モータ（１１８）の複数の回転数値（２０７）が読み込まれ、
前記算定するステップ（４０６）において、前記補正値（２０２）が、前記出力圧力値（２０８）および／または前記電気モータ（１１８）の複数の回転数値（２０７）の平均化および／またはローパスフィルタリングを使用して算定される、
請求項４記載の方法（４００）。

【請求項6】

前記読み込むステップ（４０２）において、少なくとも１つの特性マップ（２１０）から決定された補正値（２０２）が読み込まれ、前記特性マップ（２１０）では、前記電気モータ（１１８）の複数の回転角（α）に依存した、前記ポンプ装置（１０４）の出力圧力（ｐ１，ｐ２）の関係および／または前記ポンプ装置（１０４）の前記電気モータ（１１８）の回転数（ｎ）の関係がマッピングされている、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法（４００）。

【請求項7】

操舵装置（１０２）のポンプ装置（１０４）の回転数（ｎ）の変動および／または出力圧力（ｐ１，ｐ２）の変動を補正するための補正値（２０２）を提供する方法（５００）であって、前記方法（５００）が、
前記ポンプ装置（１０４）の電気モータ（１１８）の回転角（α）と、前記回転角（α）に対応付けられた、前記ポンプ装置（１０４）からの少なくとも１つの出力圧力（ｐ１，ｐ２）および／または前記回転角（α）に対応付けられた前記電気モータ（１１８）の少なくとも１つの回転数（ｎ）とを読み込むステップ（５０２）と、
少なくとも前記回転角（α）に対応付けられた圧力（ｐ１，ｐ２）および／または前記回転角（α）に対応付けられた前記電気モータ（１８）の回転数（ｎ）を使用して決定される補正値（２０２）を算定および記憶するステップ（５０４）と
を含み、
前記算定するステップ（５０４）において、前記電気モータ（１１８）の回転角（α）に依存した前記ポンプ装置（１０４）の出力圧力（ｐ１，ｐ２）が、前記電気モータ（１１８）の回転角（α）に依存した前記ポンプ装置（１０４）の前記電気モータ（１１８）の回転数（ｎ）に結合される、方法（５００）。

【請求項8】

前記読み込むステップ（５０２）において、それぞれ１つの回転角（α）に対応付けられた前記電気モータ（１１８）の複数の圧力値および／またはそれぞれ１つの回転角（α）に対応付けられた前記電気モータ（１１８）の複数の回転数値が読み込まれ、
前記算定するステップ（５０４）において、前記補正値（２０２）が、それぞれの回転角（α）に対応付けられた圧力値および／またはそれぞれの回転角（α）に対応付けられた前記電気モータ（１１８）の回転数値の平均化および／またはローパスフィルタリングを使用して算定される、
請求項７記載の方法（５００）。

【請求項9】

前記算定するステップ（５０４）において、少なくとも１つの特性マップ（２１０）が決定され、前記特性マップ（２１０）では、前記補正値（２０２）が、前記電気モータ（１１８）のそれぞれ１つの回転角（α）に依存した、前記ポンプ装置（１０４）の出力圧力（ｐ１，ｐ２）の関係および／または前記ポンプ装置（１０４）の前記電気モータ（１１８）の回転数（ｎ）の関係としてマッピングされている、
請求項７または８記載の方法（５００）。

【請求項10】

装置（２００）であって、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法（４００）または７から９までのいずれか１項記載の方法（５００）のうちの１つの方法のステップ（４０２，４０４，４０６；５０２，５０４）を対応するユニットにおいて実行するかつ／または駆動制御するように構成されている、装置（２００）。

【請求項11】

請求項１から６までのいずれか１項記載の方法（４００）または７から９までのいずれか１項記載の方法（５００）のうちの１つの方法を実行するためにかつ／または制御するために構成されたコンピュータプログラム。

【請求項12】

請求項１１記載のコンピュータプログラムを記憶した機械可読記憶媒体。

【請求項13】

車両（１００）用の操舵装置（１０２）であって、以下の特徴、すなわち、
作業媒体を第１の出力ポート（１１４）または代替的に第２の出力ポート（１１６）へ圧送するポンプ（１１２）と、前記ポンプ（１１２）を駆動する電気モータ（１１８）と、前記第１の出力ポート（１１４）および前記第２の出力ポート（１１６）が貫通案内されかつ前記ポンプ（１１２）および前記電気モータ（１１８）の周囲に配置されたハウジングとを有する、ポンプ装置（１０４）と、
ステアリングホイールに結合可能な入力軸（１２０）と、ピットマンアーム（１２２）に結合可能な出力軸（１２４）と、前記入力軸（１２０）から前記出力軸（１２４）へトルクを伝達するために第１の方向（１２６）および第２の方向（１２８）で運動可能な伝動装置要素（１３０）と、第１の作業媒体ポート（１３２）および第２の作業媒体ポート（１３４）とを備えた、伝動装置（１０６）であって、ここで、前記第１の作業媒体ポート（１３２）は、作業媒体を使用して前記伝動装置要素（１３０）を前記第１の方向（１２６）へ運動させるために前記第１の出力ポート（１１４）に接続されており、前記第２の作業媒体ポート（１３４）は、作業媒体を使用して前記伝動装置要素（１３０）を前記第２の方向（１２８）へ運動させるために前記第２の出力ポート（１１６）に接続されている、伝動装置（１０６）と、
前記操舵装置（１０２）の前記電気モータ（１１８）を動作させるために、前記電気モータ（１１８）にモータ信号（１４０）を供給するように、請求項１０記載の装置（２００）として構成された制御装置（１１０）と
を備える、操舵装置（１０２）。

【請求項14】

前記操舵装置（１０２）が、前記第１の出力ポート（１１４）と前記第２の出力ポート（１１６）との間に接続された弁（１０８）を備えている、請求項１３記載の操舵装置（１０２）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本アプローチは、操舵装置のポンプ装置の電気モータを駆動制御する方法、操舵装置のポンプ装置の回転数の変動および／または出力圧力の変動を補正するための補正値を提供する方法、装置、ならびに操舵装置に関する。

【0002】

車両の操舵システム、特に中型商用車および大型商用車での操舵支援装置とも称される前車軸操舵システムにおいては、例えばボール循環式操舵伝動装置が、外部の一方向液圧ポンプによって動作可能である。ポンプと操舵伝動装置との間の接続は例えば外部の配管によって行うことができる。付加的に、外部のオイルリザーバが補償容器として要求されることもある。したがって、このような操舵システムの個々のコンポーネントを車両内に分散配置することができる。

【0003】

独国実用新案第２０２０１９１０１５２２号明細書には、車両用、特に商用車用の対応する操舵支援装置が開示されている。

【0004】

このような背景から、本アプローチの課題は、改善された操舵装置のポンプ装置の電気モータを駆動制御する方法、改善された操舵装置のポンプ装置の回転数の変動および／または出力圧力の変動を補正するための補正値を提供する方法、改善された装置、ならびに改善された操舵装置を提供することである。

【0005】

この課題は、方法請求項１または８のうちの１つの特徴を有する方法、請求項１１記載の装置、請求項１２記載のコンピュータプログラム、および請求項１４記載の操舵装置により解決される。

【0006】

本アプローチによって達成することのできる利点とは、操舵装置における残留トルクが阻止されるまたは少なくとも最小化されることである。

【0007】

この目的のために、操舵装置のポンプ装置の電気モータを駆動制御する方法であって、読み込むステップと出力するステップとを含む方法が提示される。読み込むステップでは、ポンプ装置の電気モータの現時点での回転角と、電気モータの回転角に依存した、ポンプ装置の出力圧力の関係および付加的にもしくは代替的にポンプ装置の電気モータの回転数の関係を表現する補正値とが読み込まれる。出力するステップでは、補正値を使用して駆動制御信号が電気モータへ出力される。

【0008】

当該方法は、例えば商用車において使用可能な操舵装置のポンプ装置において使用可能である。ここで、操舵装置は、車両の運転者の操舵運動を支援するように構成されている。出力圧力は、例えばポンプ装置のポンプによって圧送される流体または作業媒体の圧力値、例えば液圧オイルの圧力値を表すことができる。回転角は、例えば、電気モータが回転する角度を表すことができる。電気モータは、例えば、ポンプ装置のポンプを駆動するように構成可能である。補正値によって、偏差がある場合に、例えば電気モータの回転数を、有利には電気モータの均一な動作が可能となるように適応化することができる。

【0009】

一実施形態によれば、読み込むステップにおいて、電気モータおよび付加的にもしくは代替的にポンプの回転方向に依存する補正値を読み込むことができる。回転方向は例えば時計回りまたは反時計回りに延在可能であり、これにより、ポンプも例えば流体を相応に圧送することができる。

【0010】

一実施形態によれば、読み込むステップにおいて補正値を読み込むことができ、当該補正値の算定のために、電気モータの回転角に依存したポンプ装置の圧力が、電気モータの回転角に依存したポンプ装置の電気モータの回転数に結合される。有利には、これにより、回転数の変動が回避されるかまたは少なくとも低減されるように、電気モータを駆動制御することができる。

【0011】

一実施形態によれば、出力するステップにおいて、駆動制御信号を、電気モータの現時点での回転数および付加的にもしくは代替的に電気モータの目標回転数を使用して出力することができる。有利には、目標回転数への到達のため、例えば均一な動作のために、電気モータが例えばより強くまたは代替的により弱く通電されるよう、電気モータを駆動制御することができる。

【0012】

一実施形態によれば、読み込むステップにおいて、さらに、少なくともポンプ装置からの現時点での出力圧力および付加的にもしくは代替的に少なくとも電気モータの現時点での回転数を読み込むことができる。特に後続の読み込むステップへの供給のために、算定および記憶するステップにおいて、少なくともポンプ装置からの現時点での出力圧力および付加的にもしくは代替的に電気モータの現時点での回転数を使用して決定される補正値を算定および記憶することができる。これにより、有利には、モータの回転数の閉ループ制御または開ループ制御を、使用環境に合わせて動的に適応化することができる。

【0013】

一実施形態によれば、読み込むステップにおいて、ポンプ装置からの複数の出力圧力値および付加的にもしくは代替的に電気モータの複数の回転数値を読み込むことができる。算定するステップにおいて、補正値が、圧力値および付加的にもしくは代替的に電気モータの複数の回転数値の平均化および付加的にもしくは代替的にローパスフィルタリングを使用して算定可能である。有利には、これにより、ポンプ装置のポンプの、回転角に依存する摩擦を低減することができる。

【0014】

一実施形態によれば、読み込むステップにおいて、少なくとも１つの特性マップから決定された補正値を読み込むことができ、当該特性マップでは、電気モータの複数の回転角に依存した、ポンプ装置の出力圧力の関係および付加的にもしくは代替的にポンプ装置の電気モータの回転数の関係がマッピングされている。このことは、有利には、ポンプ装置の出力圧力間の有利な関係および／またはモータもしくは電気モータの回転数間の有利な関係をマッピングした少なくとも１つの特性マップが格納されていることを意味している。

【0015】

さらに、操舵装置のポンプ装置の回転数の変動および付加的にもしくは代替的に出力圧力の変動を補正するための補正値を提供する方法が提示され、ここで、当該方法は、読み込むステップと算定するステップとを含む。読み込むステップでは、ポンプ装置の電気モータの回転角と、回転角に対応付けられたポンプ装置からの少なくとも１つの出力圧力および付加的にもしくは代替的に回転角に対応付けられた電気モータの少なくとも１つの回転数とが読み込まれる。算定および記憶するステップでは、少なくとも回転角に対応付けられた圧力および付加的にもしくは代替的に回転角に対応付けられた電気モータの回転数を使用して決定される補正値が算定される。

【0016】

当該方法は、例えば、有利には上述した変形形態のうちの１つの電気モータを駆動制御する方法において基礎として用いることのできる必要なデータを商用車において使用可能な操舵装置のポンプ装置に供給するために実行することができる。

【0017】

一実施形態によれば、読み込むステップにおいて、電気モータの、それぞれ１つの回転角に対応付けられた複数の圧力値および付加的にもしくは代替的にそれぞれ１つの回転角に対応付けられた複数の回転数値を読み込むことができる。この場合、算定するステップにおいて、補正値が、それぞれの回転角に対応付けられた圧力値および付加的にもしくは代替的にそれぞれの回転角に対応付けられた電気モータの回転数値の平均化および付加的にもしくは代替的にローパスフィルタリングを使用して算定可能となる。平均化は、例えば、電気モータの動作中に補正値を動的に適応化するための開始値として使用することができる。有利には、これにより、相応の補正値を対応付けて特性マップに格納することができる。

【0018】

一実施形態によれば、算定するステップにおいて、少なくとも１つの特性マップを決定することができ、当該特性マップでは、補正値が、電気モータのそれぞれ１つの回転角に依存した、ポンプ装置の出力圧力の関係および付加的にもしくは代替的にポンプ装置の電気モータの回転数の関係としてマッピングされている。このようにすれば、有利には、出力圧力に対応してかつ付加的にもしくは代替的に回転数に対応して適用可能な複数の特性マップを決定することもできる。

【0019】

当該方法は、例えばソフトウェアもしくはハードウェアとしてまたはソフトウェアおよびハードウェアの混合形態として、例えば制御装置内に実現可能である。

【0020】

ここに提示しているアプローチはさらに、ここに提示している方法の変形形態のステップを対応する装置において実行し、制御しまたは使用するように構成された装置を提供する。装置の形態での当該アプローチの変形形態によっても、当該アプローチの基礎を成す課題を迅速かつ効率的に解決することができる。

【0021】

このために、装置は、信号もしくはデータを処理する少なくとも１つの計算ユニットと、信号もしくはデータを記憶する少なくとも１つのメモリユニットと、センサからセンサ信号を読み込むためまたはアクチュエータにデータ信号もしくは制御信号を出力するためのセンサまたはアクチュエータへの少なくとも１つのインタフェースおよび／または通信プロトコル内に埋め込まれたデータを読み込むもしくは出力するための少なくとも１つの通信インタフェースとを有することができる。計算ユニットは、例えば、信号プロセッサ、マイクロコントローラなどであってよく、この場合、メモリユニットは、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、または磁気メモリユニットであってよい。通信インタフェースは、データをワイヤレスでかつ／または有線接続にて読み込むようにまたは出力するように構成可能であり、ここで、通信インタフェースは、有線接続されたデータを読み込むことができまたは出力することができ、これらのデータは例えば電気的にもしくは光学的に、対応するデータ伝送線から読み込むことができまたは対応するデータ伝送線へ出力することができる。

【0022】

装置とは、本明細書において、センサ信号を処理し、これに応じて制御信号および／またはデータ信号を出力する電気装置または制御装置であると理解することができる。当該装置は、ハードウェアベースでかつ／またはソフトウェアベースで構成されていてよいインタフェースを有することができる。ハードウェアベースの構成では、インタフェースは、例えば、当該装置の様々な機能を含むいわゆるシステムＡＳＩＣの一部であってよい。なお、インタフェースを、固有の集積回路とすること、または少なくとも部分的に個別の部品から構成することも可能である。ソフトウェアベースの構成では、インタフェースは、例えば別のソフトウェアモジュールに隣接してマイクロコントローラ上に存在するソフトウェアモジュールであってよい。

【0023】

有利な構成では、当該装置により、操舵装置のポンプ装置の電気モータを駆動制御する方法の制御が行われる。このために、当該装置は、例えば、ポンプ装置の電気モータの現時点での回転角と補正値とを表現する読み込み信号などのセンサ信号と、電気モータを駆動制御するための駆動制御信号とにアクセスすることができる。駆動制御は、読み込み信号を読み込むように構成された読み込みユニットなどのアクチュエータと、駆動制御信号を出力するように構成された駆動制御ユニットとを介して行われる。

【0024】

さらに、ポンプ装置と伝動装置と制御装置とを備えた、車両用の操舵装置が提案される。ポンプ装置は、この場合、作業媒体を第１の出力ポートもしくは代替的に第２の出力ポートへ圧送するポンプと、ポンプを駆動する電気モータと、第１の出力ポートおよび第２の出力ポートが貫通案内されかつポンプおよび電気モータの周囲に配置されたハウジングとを有する。伝動装置は、ステアリングホイールに結合可能な入力軸と、ピットマンアームに結合可能な出力軸と、入力軸から出力軸へトルクを伝達するために第１の方向および第２の方向で運動可能な伝動装置要素と、第１の作業媒体ポートおよび第２の作業媒体ポートを備えており、ここで、第１の作業媒体ポートは、作業媒体を使用して伝動装置要素を第１の方向へ運動させるために第１の出力ポートに接続されており、第２の作業媒体ポートは、作業媒体を使用して伝動装置要素を第２の方向へ運動させるために第２の出力ポートに接続されている。制御装置は、操舵装置の電気モータを動作させるために、電気モータにモータ信号を提供するように構成されている。例えば、制御装置は、本明細書に提示している装置の変形形態として構成されていてよい。

【0025】

操舵装置は、例えば商用車に対して、車両の運転者の操舵運動を支援するために使用可能である。ポンプ装置は、例えば、上述した変形形態のうちの１つにおいて上記の方法のうちの１つが実行可能であるように構成可能である。さらに、ポンプ装置のポンプは、例えば歯車ポンプとして実現可能である。

【0026】

一実施形態によれば、操舵装置は、上述した変形形態において、第１の出力ポートと第２の出力ポートとの間に接続された弁を有することができる。弁は、例えば緊急状況での開放のために構成されうるバックアップ弁として実現可能である。

【0027】

本明細書に提示しているアプローチの各実施例につき、図面を参照しながら以下に詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】一実施例による、操舵装置を備えた車両を示す概略図である。

【図2】一実施例による、操舵装置のポンプ装置の電気モータを駆動制御する方法を実行する装置を示すブロック図である。

【図3】一実施例による、操舵装置のポンプ装置の電気モータを駆動制御する方法を実行する装置を示すブロック図である。

【図4】一実施例による、操舵装置のポンプ装置の電気モータを駆動制御する方法を示すフローチャートである。

【図5】一実施例による、操舵装置のポンプ装置の回転数の変動および／または出力圧力の変動を補正するための補正値を提供する方法を示すフローチャートである。

【0029】

本アプローチの好適な実施例についての以下の説明では、複数の異なる図面に示されている同様の作用を有する要素に対して同一のもしくは同様の参照符号を使用しており、これらの要素についての繰り返しの説明は省略する。

【0030】

図１には、一実施例による、操舵装置１０２を備えた車両１００の概略図が示されている。車両１００は、例えば、主として物品を搬送するように構成された商用車として実現可能である。車両１００は、数トンの重量を有することがあり、このため操舵装置１０２を有する。当該操舵装置１０２は、車両１００の乗員の操舵過程、例えば車両１００の運転者の操舵過程を支援するように構成されている。このために、操舵装置１０２は、ポンプ装置１０４、伝動装置１０６、弁１０８および制御装置１１０を有する。この場合、ポンプ装置１０４は、作業媒体を第１の出力ポート１１４または第２の出力ポート１１６へ圧送するポンプ１１２と、ポンプ１１２を駆動するようにここでは電気モータ１１８として構成されたモータと、第１の出力ポート１１４および第２の出力ポート１１６が貫通案内されかつポンプ１１２および電気モータ１１８の周囲に配置されたハウジングとを備えている。当該実施例によれば、ポンプ１１２は、電気モータ１１８と共に、１つの共通の軸上に配置されている。電気モータ１１８は、当該実施例によればディスクモータとして実現可能である。ポンプ１１２は、例えば歯車ポンプとして実現可能である。

【0031】

伝動装置１０６は、ステアリングホイールに結合可能な入力軸１２０と、ピットマンアーム１２２に結合可能な出力軸１２４とを有している。さらに、伝動装置１０６は、トルクを入力軸１２０から出力軸１２４へ伝達するために第１の方向１２６および第２の方向１２８で運動可能な伝動装置要素１３０を有している。さらに、伝動装置１０６は、第１の作業媒体ポート１３２および第２の作業媒体ポート１３４を含み、この場合、第１の作業媒体ポート１３２は、作業媒体を使用して伝動装置要素１３０を第１の方向１２６へ運動させるために第１の出力ポート１１４に接続されており、第２の作業媒体ポート１３４は、作業媒体を使用して伝動装置要素１３０を第２の方向１２８へ運動させるために第２の出力ポート１１６に接続されている。操舵装置１０２の弁１０８は、第１の出力ポート１１４と第２の出力ポート１１６との間に接続されている。このことは、弁１０８が、当該実施例により、第１の弁ポート１３６と第２の弁ポート１３８とを有していることを意味している。当該実施例によれば、第１の弁ポート１３６は、第１の出力ポート１１４と第１の作業媒体ポート１３２との間に配置されている。これと同様に、当該実施例によれば、第２の弁ポート１３８は、第２の出力ポート１１６と第２の作業媒体ポート１３４との間に配置されている。また、操舵装置１０２は、自身の電気モータ１１８を動作させるために、電気モータ１１８にモータ信号１４０を供給するように構成された制御装置１１０を有する。任意選択手段として、制御装置１１０は、操舵装置１０２の弁１０８を開放するための弁開放信号１４２を弁１０８へ供給するように、かつ／または任意選択手段として、弁１０８を閉鎖するための弁閉鎖信号１４４を弁１０８へ供給するように構成されている。これは、弁１０８が開放されているとき、電気モータ１１８がピットマンアーム１２２を運動させないことを意味する。逆に、これは、弁１０８が閉鎖されているとき、弁１０８が自身を通る作業媒体の通流を阻止し、これにより、当該実施例によれば伝動装置１０６により作業媒体が圧送されて、車両１００の運転者が設定した操舵方向１４６をステアリングロッド１４８を介して車輪１５０へ伝達することを意味する。

【0032】

当該実施例によれば、入力軸１２０は、例えばこの入力軸１２０に接続可能であるかまたは接続されている、車両１００のここでは図示されていないステアリングコラムから操舵装置１０２へトルクを導入するように形成されている。入力軸１２０を介して導入されるトルクは、入力トルクとも称されうる。入力軸１２０は、当該実施例によれば、ステアリングシステムのステアリングコラムを介して車両１００のここでは図示されていないステアリングホイールに接続されているかまたは機械的に結合されている。出力軸１２４は、当該実施例によれば、操舵装置１０２からトルクを導出するように、またはトルクをピットマンアーム１２２へ出力するように構成されている。出力軸１２４を介して導出されるトルクは、出力トルクまたは出力とも称されうる。伝動装置要素１３０は、当該実施例によれば、トルクを入力軸１２０から機械的に出力軸１２４へ伝達するように、かつ／または入力トルクを出力トルクへ変換するように構成されている。

【0033】

制御装置１１０は、当該実施例によれば、任意選択手段として、閾値を下回る温度を示す温度信号１５２に応答して電気モータ１１８を駆動することができる。温度信号１５２は、当該実施例によれば、温度センサ１５４、例えば温度計から制御装置１１０へ供給される。温度センサ１５４は、当該実施例によれば、ポンプ装置１０４の一部として実現されているかまたは実現可能である。代替的に、温度センサ１５４は、車両１００内の別の場所に配置することもできる。任意選択手段として、ポンプ装置１０４はさらに入力ポート１５６を有し、当該実施例によれば、ポンプ装置１０４は入力ポート１５６を介して作業媒体を貯蔵するリザーバタンク１５８に接続されている。

【0034】

換言すれば、車両１００の操舵用途のために、操舵伝動装置とも称される操舵装置１０２が、双方向作業型のポンプ１１２、例えば液圧ポンプまたは歯車ポンプを介して駆動制御される。ポンプ１１２の２つのポートは従来公知の操舵伝動装置のシリンダに接続されている。電気モータ１１８はポンプ１１２に固定に接続されており、これにより電気モータ１１８は車両１００の操舵を直接に制御する。より高い速度で車両１００を正確に操舵するには、ポンプ１１２から流出する作業媒体が圧力の変動なくまたはオイル量の変動なく出力されることが望ましい。この場合、電気モータ１１８の残留トルクによる回転数変動と、回転角に依存するポンプ１１２の摩擦とが、当該実施例により最小化されるべきである。

【0035】

電気モータ１１８の残留トルクを最小化するために、これまで、例えば自然残留トルクを低減する永久磁石の形態またはモータ巻線の特別な巻線技術または特別なソフトウェアに関連した様々な方法が知られている。しかし、これらの方法によって、回転角に依存したポンプ１１２の摩擦を補償することはできない。

【0036】

図２には、一実施例による、操舵装置のポンプ装置１０４の電気モータ１１８を駆動制御する方法を実行する装置２００のブロック図が示されている。ここに図示されているポンプ装置１０４は、図１に即して説明したポンプ装置１０４に対応するものであってよい。この場合も、ポンプ装置１０４は、流体とも称される作業媒体を操舵装置を通して圧送するように構成されたポンプ１１２を有する。装置２００は、電気モータ１１８の現時点での回転角αと、当該電気モータ１１８の回転角αに依存した、ポンプ装置１０４の出力圧力ｐ１，ｐ２の関係および／またはポンプ装置１０４の電気モータ１１８の回転数ｎの関係を表現する補正値２０２とを読み込むように構成されている。出力圧力ｐ１，ｐ２は、ポンプ装置１０４から出力される作業媒体の圧力を記述している。さらに、装置２００は、補正値２０２を使用して、駆動制御信号２０４を電気モータ１１８へ出力するように構成されている。当該実施例によれば、出力圧力ｐ１はポンプ１１２の右回転を表現しており、出力圧力ｐ２はポンプ１１２の左回転を表現している。当該実施例によれば、補正値２０２は、電気モータ１１８および／またはポンプ１１２の回転方向に依存している。このことは、補正値２０２が左回転および右回転に対して可変であることを意味する。当該実施例によれば、装置２００は補正値２０２を読み込むように構成されており、当該補正値２０２の算定のために、例えば結合素子２０６において、電気モータ１１８の回転角αに依存するポンプ装置１０４の出力圧力ｐ１，ｐ２が、電気モータ１１８の回転角αに依存する電気モータ１１８の回転数ｎに結合される。任意選択手段として、例えば回転数値２０７と圧力値２０８とが結合素子２０６において相互に結合され、これにより補正値２０２が算定される。このように駆動制御することで、電気モータ１１８によるトルクの増大または低減を制御することができ、これにより、モータの設計または製造によって生じる自然残留トルクを補償することができる。

【0037】

さらに、任意選択手段として、装置２００は、駆動制御信号２０４を、例えば電気モータ１１８の現時点での回転数ｎを表現する回転数ｎを使用して、かつ／または電気モータ１１８の目標回転数２０９を使用して、出力するように構成されている。当該実施例によれば、装置２００は、ポンプ装置１０４からの少なくとも１つの現時点での出力圧力ｐ１，ｐ２および／または電気モータ１１８の少なくとも１つの現時点での回転数ｎを読み込むように構成されている。さらに、装置２００は、少なくともポンプ装置１０４からの現時点での出力圧力ｐ１，ｐ２および／または電気モータ１１８の現時点での回転数ｎを使用して決定される補正値２０２を算定および記憶するように構成されている。当該実施例によれば、装置２００はさらに、ポンプ装置１０４からの複数の出力圧力値ｐ１，ｐ２および／または電気モータ１１８の複数の回転数値ｎを読み込み、圧力値ｐ１，ｐ２および／または電気モータ１１８の複数の回転数値ｎの平均化および／またはローパスフィルタリングを使用して補正値２０２を算定するように構成されている。補正値２０２は、この場合、例えば、電気モータ１１８の複数の回転角αに依存した、ポンプ装置１０４の出力圧力ｐ１，ｐ２の関係および／またはポンプ装置１０４の電気モータ１１８の回転数ｎの関係をマッピングした少なくとも１つの特性マップ２１０から決定される。特性マップ２１０は、一実施例によれば、例えば、例えば結合素子２０６を有しかつ補正値２０２を例えば補正信号によって装置２００へ供給するメモリ装置内に格納されている。

【0038】

換言すれば、例えば電気モータ１１８が他の条件を一定として駆動制御される場合に回転数ｎに関する変動、および電気モータ１１８の右回転の場合に圧力ｐ１に関する変動もしくは電気モータ１１８の左回転の場合に圧力ｐ２に関する変動が生じるので、操舵伝動装置とも称される操舵装置における残留トルクを除去するかもしくは少なくとも最小化する手段が得られる。このような回転角αに関する変動は、例えば電気モータ１１８の残留トルクにより、また回転角に依存したポンプ１１２の摩擦の変動により生じる。ここで、当該実施例によれば、回転角に依存する複数の特性マップ２１０には、圧力および回転数に依存した、モータ出力段の出力に関する補正値２０２を出力するための値が格納されている。

【0039】

特に、回転数に依存したポンプ１１２の摩擦は回転方向に依存しても変化しうるので、回転方向に依存した別個の特性マップ２１０が設けられている。ここでは、回転数ｎおよびその回転方向に応じて、特性マップ２１０において遅延時間が既に考慮される。当該遅延時間は、電気モータ１１８が例えば対応する回転数ｎへの到達に必要とする時間を意味する。例えば０ｒｐｍの回転数を有する特性マップアドレスには、代替的な実施例により、ポンプ１１２もしくはポンプ始動機構の比較的大きな静止値および摩擦値が記憶される。

【0040】

図３には、一実施例による、操舵装置のポンプ装置１０８の電気モータ１１８を駆動制御する方法を実行する装置２００のブロック図が示されている。当該装置は、図２に即して説明した装置２００の一実施例であってよい。ただし、当該実施例によれば、ブロック図が拡張されて示されており、したがって、装置２００は、当該実施例によれば、ポンプ装置１０４からの複数の出力圧力値２０８および／または電気モータ１１８の複数の回転数値２０７を読み込み、圧力値ｐ１，ｐ２および／または電気モータ１１８の複数の回転数値ｎの平均化および／またはローパスフィルタリング３００を使用して補正値２０２を算定するように構成されている。

【0041】

装置２００はさらに、ポンプ装置１０４の回転数ｎの変動および／または出力圧力ｐ１，ｐ２の変動を補正するための補正値２０２を提供する方法を実行するように構成されている。このことに関して、装置２００は、ポンプ装置１０４の電気モータ１１８の回転角αと、当該回転角αに対応付けられた、ポンプ装置１０４からの少なくとも１つの出力圧力ｐ１，ｐ２および／または当該回転角αに対応付けられた電気モータ１１８の少なくとも１つの回転数ｎとを読み込むように構成されている。さらに、装置２００は、圧力ｐ１，ｐ２に対応付けられている回転角αを使用して対応する圧力ｐ１，ｐ２を算定および記憶するように、かつ／または回転角αに対応付けられている電気モータ１１８の回転数ｎを使用して決定される補正値２０２を算定および記憶するように構成されている。当該実施例によれば、装置２００は、それぞれ１つの回転角αに対応付けられている１つもしくは複数の圧力値および／またはそれぞれの１つの回転角αに対応付けられている電気モータ１１８の複数の回転数値を読み込み、さらにそれぞれの回転角αに対応付けられている圧力値および／またはそれぞれの回転角αに対応付けられている電気モータの回転数値の平均化を使用して補正値２０２を算定するように構成されている。この場合、装置２００は例えば特性マップ２１０を決定するが、この特性マップ２１０では、電気モータ１１８のそれぞれ１つの回転角αに依存した、ポンプ装置１０４の出力圧力ｐ１，ｐ２の関係および／またはポンプ装置１０４の電気モータ１１８の回転数ｎの関係として、補正値２０２がマッピングされる。当該実施例によれば、このことは例えば学習モード３０２において実行可能であり、この学習モード３０２では、本実施例により、動作状態において、補正値２０２が特性マップ２１０内で動的に適応化される。これは、例えばポンプ１１２の摩擦値が例えば経時劣化によって変化しうるからである。

【0042】

当該実施例によれば、任意選択手段として工場内でライン最終試験３０４が識別された際に行われる学習フェーズにおいて、回転数ｎおよび圧力値ｐ１，ｐ２が供給される。任意選択手段として、例えば作業媒体の温度３０６が供給される。続く補正値２０２の算定では、例えば、学習モード３０２において供給されたデータが基礎として使用される。

【0043】

ライン最終試験における学習モード３０２での機能は、任意選択手段として例えば工場内での機能検査中に、作成された全ての補正特性マップを記憶して平均値を算定することにより形成される。このような平均値は、当該実施例によれば、特性マップ２１０のための開始値として利用される。当該実施例によれば、機能検査台上で、電気モータ１１８を含む既に組み付けられたポンプ１１２が測定され、全ての特性マップ点につき順次に始動が行われる。ここで、ローパスフィルタリング３００によるローパスにより、圧力ｐ１，ｐ２のそれぞれの平均値が形成され、それぞれの現時点での圧力値が現時点での特性マップ点の補正のための特性量として使用される。動作中、ポンプ１１２の摩擦値は、例えば経時劣化により変化しうる。したがって、当該実施例により、動作中にも特性マップ値３０８を特性マップ２１０において適応化することが有用である。このために、学習識別部が、任意選択手段として、電気モータ１８が複数回の回転にわたって一定の動作点に留まるか否かを監視する。このことが満たされている場合、当該実施例により、学習モード３０２において、現時点での圧力差がその平均値に関して評価され、相応に現時点での特性マップ値が補正される。

【0044】

図４には、一実施例による、操舵装置のポンプ装置の電気モータを駆動制御する方法４００のフローチャートが示されている。方法４００は、例えば、図２または図３に即して説明した装置によって駆動制御可能であるかまたは実行可能である。

【0045】

方法４００は、ここでは、ポンプ装置の電気モータの現時点での回転角と、電気モータの回転角に依存した、ポンプ装置の出力圧力の関係および／またはポンプ装置の電気モータの回転数の関係を表現する補正値とを読み込むステップ４０２を含む。さらに、方法４００は、補正値を使用して駆動制御信号を電気モータへ出力するステップ４０４を含む。任意選択手段として、方法４００は、少なくともポンプ装置からの現時点での出力圧力および／または電気モータの現時点での回転数を使用して決定される補正値を算定および記憶するステップ４０６を含む。

【0046】

図５には、一実施例による、操舵装置のポンプ装置の回転数の変動および／または出力圧力の変動を補正するための補正値を提供する方法５００のフローチャートが示されている。方法５００は、例えば、図２または図３に即して説明した装置によって実行可能であるかまたは駆動制御可能である。方法５００は、ここでは、読み込むステップ５０２と、算定および記憶するステップ５０４とを含む。読み込むステップ５０２では、ポンプ装置の電気モータの回転角と、回転角に対応付けられたポンプ装置からの少なくとも１つの出力圧力および／または回転角に対応付けられた電気モータの少なくとも１つの回転数とが読み込まれる。算定および記憶するステップ５０４では、少なくとも回転角に対応付けられた圧力および／または回転角に対応付けられた電気モータの回転数を使用して決定される補正値が算定および記憶される。

【0047】

本明細書で提示した方法ステップは繰り返して実行することができ、また、記載の順序とは異なる順序で実行することもできる。

【0048】

１つの実施例が第１の特徴と第２の特徴との「および／または」接続を有している場合、これは、当該実施例がある実施形態によれば第１の特徴および第２の特徴の双方を有し、別の実施例によれば第１の特徴のみまたは第２の特徴のみを有することを意味する。

【符号の説明】

【0049】

１００ 車両
１０２ 操舵装置
１０４ ポンプ装置
１０６ 伝動装置
１０８ 弁
１１０ 制御装置
１１２ ポンプ
１１４ 第１の出力ポート
１１６ 第２の出力ポート
１１８ 電気モータ
１２０ 入力軸
１２２ ピットマンアーム
１２４ 出力軸
１２６ 第１の方向
１２８ 第２の方向
１３０ 伝動装置要素
１３２ 第１の作業媒体ポート
１３４ 第２の作業媒体ポート
１３６ 第１の弁ポート
１３８ 第２の弁ポート
１４０ モータ信号
１４２ 弁開放信号
１４４ 弁閉鎖信号
１４６ 操舵方向
１４８ ステアリングロッド
１５０ 車輪
１５２ 温度信号
１５４ 温度センサ
１５６ 入力ポート
１５８ リザーバタンク
２００ 装置
２０２ 補正値
２０４ 駆動制御信号
２０６ 結合素子
２０７ 回転数値
２０８ 圧力値
２１０ 特性マップ
ｐ１，ｐ２ 出力圧力
ｎ 回転数
α 回転角
３００ ローパスフィルタリング
３０２ 学習モード
３０４ ライン最終試験
３０６ 温度
３０８ 特性マップ値
４００ 操舵装置のポンプ装置の電気モータを駆動制御する方法
４０２ 読み込むステップ
４０４ 出力するステップ
４０６ 算定および記憶するステップ
５００ 操舵装置のポンプ装置の回転数の変動および／または出力圧力の変動を補正するための補正値を提供する方法
５０２ 読み込むステップ
５０４ 算定および記憶するステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】