JP6397419B2 - コンピュータによるステアリングタイロッドの保護を確実にするパワーアシストステアリングの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、各種車両向けのパワーアシストステアリングの一般的な分野に関する。

従来、ステアリング装置は、ステアリングケーシングに摺動可能に搭載されたステアリングラックにピニオンを介してそれ自身が結合される一方、車両の操向車輪を支持するステアリングナックルに係合したステアリングタイロッドにその両端部が接続されたステアリングコラムに対して、運転者が力を及ぼすことを可能にするステアリングホイールを備えている。

一般に、このようなステアリング装置は、例えばウォームおよびウォームホイール減速機を介してピニオンをアシストするためのトルクを伝達するように設計された、例えば電動モータ等のアシストモータを備えたアシストモジュールをさらに有している。

公知のステアリング装置を製造する上での問題点の一つは、ステアリングタイロッドの構成およびサイズに由来している。これらは実際には２つの矛盾する基準を満たす必要がある。

実際のところ、ステアリングタイロッドはまず塑性変形、より詳細には座屈に対する耐性を、全ての通常動作（中でも車両が障害物により妨害される駐車状態または動かなくなった状態から脱することを可能にする脱出動作（clearance operations））をダメージを与えることなく確実に行うのに十分なだけ、有するべきである。

しかしながら、このようなステアリングタイロッドは、もし衝突が起きた場合には、変形が集中する「可融性」部品として機能するために、かつ事故中のステアリング装置の運動学的に連鎖したその他の部材を保護するために、座屈に対して十分な感度を有するものであるべきでもある。

したがって、本発明の目的は、これらの矛盾する要件を満たすことを可能にする新たな解決手段を提案することである。

本発明の目的は、ステアリングアシストモジュールの制御方法によって達成される。前記アシストモジュールは、運転者によってステアリングホイールに及ぼされるステアリングホイールトルクに追加されるアシストトルクを供給するように設計された少なくとも一つのアシストモータを有している。前記方法は、運転者によって前記ステアリングホイールに及ぼされる前記ステアリングホイールトルクの強度を表す表示信号を収集するステアリングホイールトルク評価工程（ａ）を有している方法であって、前記ステアリングホイールトルクの強度を表す前記表示信号を、所定の警告閾値と比較するモニタリング工程（ｂ）と、前記表示信号が前記警告閾値以上であれば、前記ステアリングホイールトルクと前記アシストトルクの合計が所定の臨界動作トルク以下の値を維持するように、前記アシストモータにより供給される前記アシストトルクの強度を低減させるアシスト低減工程（ｃ）とを有していることを特徴とする方法である。

本発明の目的はまた、本発明の制御方法を実行するようにプログラムされた計算機を備えたステアリングアシストモジュール、及びこのようなアシストモジュールを備えた自動車によっても達成される。

最後に、本発明の目的は、コンピュータにより読み取り可能なデータ記録媒体であって、コンピュータプログラムがコンピュータによって実行された時に、本発明のステアリングモジュールの制御方法を実行するように設計されたコンピュータプログラム用のコード要素を備えたデータ記録媒体によって達成される。

本発明によれば、一方では前記パワーアシストステアリング装置を制御する電子制御モジュールと他方では前記ステアリング装置の機械的作動部材との間の安全な相互作用の形態構築を一般的な形で提案可能となる効果が得られる。この相互作用により、前記部材の機械的寸法決定基準を耐変形性の観点からより柔軟なものにすることが可能になる。

実際のところ、本発明は、ステアリング装置の運動学的連鎖を成す各機械的部材に与えられる全動作トルクであって、一方では運転者の筋力によって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と他方ではアシストモータによって人工的に（例えば機械式または油圧式に）生成されて前記ステアリングホイールトルクを補強するアシストトルクとを合計して得られる全動作トルクが、前記部材のいずれか一方の不可逆的な塑性変形が生じうる臨界値をいかなる状況でも超えることがないように、予測可能な様々な運転状況、より具体的にはある種の駐車状況において、前記アシストモジュールによって設定値が設定されるアシストトルクの追加量を加減する（dose）ことを可能にする。

より具体的には、本発明は、必要であれば、全動作トルクを制限してこれをステアリング部材が機械的に許容可能な限度よりも低い値に恒久的に維持するように、手動操作によるステアリングホイールトルクの超過を、人工的なアシストトルクの低減により打ち消すことを可能にする。

したがって、ステアリング装置を構成する各機械的構成部材、より具体的にはステアリングタイロッドの寸法決定、さらには減寸を、リスクなしに「可融性」の基準に従って行ってもよい。すなわち、車載の電子制御モジュールが、通常運転状態において、そのように決定された寸法での抵抗能力を超過する力の発生を抑制する働きする一方で、事故の際には、容易かつ効果的に変形してその他の部材を運動学的連鎖から保護するように、そのような寸法決定を行ってもよい。

言い換えれば、本発明によれば、これらの機能のそれぞれ（すなわち一方では抵抗機能、他方では可融性機能）をステアリング部材の寸法のみに基づいて規定する必要がなくなる。

今後は、アシストモジュールに対するステアリングシステムの分析機能および動的適応の追加を優先することが事実上可能になる。これにより、通常動作中および予測可能なステアリング動作中に、塑性変形を生じる危険性のある状況にステアリング部材を晒すことのないように、前記部材に対する機械的荷重のかけ方を、状況に応じてある割合で増減可能に（in a scalable manner）に適応させることが可能になる。

したがって、本発明は、変形に対する純粋に機械的な受動的保護を、変形に対する「スマート」な能動的保護に差し替えることを可能にする。

実際には、このことは、タイロッドの厳密に機械的な抵抗の寸法決定基準をより許容性のあるものにする点において有利である。

したがって、本発明によれば、タイロッドの種々の動作モードを抵抗または可融性の面からより明確に区別することによって、ステアリングタイロッドの種々のデザイン基準同士を信頼性良く調和させることができるという効果が得られる。これにより、複数の動作モードのそれぞれが互いに干渉することなく最適化され得る。

さらに、本発明は、タイロッドの軽量化を可能にし、その結果として材料および車載質量を大幅に節減することを可能にする。

より広く言うと、ステアリング装置の機械的部材の保護にアシストモジュールの電子部分を関与させることによって、簡単かつ安価に本発明を実施することが可能となり、ステアリング装置の全体的な寸法および全体的な重量を低減させることができる。

本発明のその他の目的、特徴、および利点は、単なる非限定的な例を示すことを目的として添付の図面を参照しながら述べられる、以下の説明を読むことにより明らかになるだろう。

図１は、本発明の方法によって制御可能なパワーアシストステアリング装置の一例を示す模式的斜視図である。 図２は、本発明による方法の実施を可能にするアシスト法則の一例を示す機能ブロック図である。 図３は、本発明による方法の実施に対応するステアリングタイロッドの保護戦略の一例を示す機能ブロック図である。 図４は、本発明による方法の進行の一例を示すタイミングチャートである。

本発明は、広くは車両を運転するためのパワーアシストステアリング装置１に関し、より具体的には、人および／または物品の輸送を目的とする装輪車（wheeled vehicles）等の自動車を運転するためのパワーアシストステアリング装置１に関する。

図１に示すように、このようなステアリング装置１は、ステアリングコラム３に接続されたステアリングホイール２を備え、ステアリングホイール２から遠い方のステアリングコラム端部には、ステアリングケーシング４内に取り付けられたステアリングラック（不図示）と係合するステアリングピニオンが保持されている。

該ラックの両端部は、外側端部にそれぞれ左側ステアリングボールジョイント７および右側ステアリングボールジョイント８が設けられた左側ステアリングタイロッド５および右側ステアリングタイロッド６を介して、車両の左操向車輪９および右操向車輪１０のハブキャリア（図示せず）にそれぞれ接続されている。

好適には、ステアリング１は、車両の運転者によってステアリングホイール２に及ぼされる手動の力をアシストするために、ステアリングアシストモジュール１１を備えている。ステアリングアシストモジュール１１は、運転者によってステアリングホイール２に及ぼされるステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}に追加されるアシストトルクを供給するように設計された、少なくとも一つのアシストモータ１２を有する。

アシストモータ１２は、例えば油圧式であってもよく、または好ましくは電動式であり、好適には二方向に回転する。

前記アシストモータ１２の出力軸は、推進性または抵抗性のアシストトルクＴ_{ａｓｓｉｓｔ}を前記ステアリングコラム３に伝達できるように、好ましくは例えばウォーム及びウォームホイール式の減速機１３を介してステアリングコラム３に結合される。

アシストモータ１２は、好ましくは車両のＣＡＮ（コントローラエリアネットワーク（Controller Area Network））ネットワーク１５に接続された車載型電子計算機１４により駆動される。ＣＡＮネットワークは、車両およびその部材の挙動を示す各種パラメータを監視する各種センサから送られてくる各種信号を、前記計算機が受け取って処理することを可能にする。

これらの情報に基づき、計算機１４は、運転者によってステアリングホイール２に印加された力を、前記計算機１４の不揮発性メモリ内にプログラムされた既定のアシスト法則に従って増幅するか、または逆に打ち消す（compensate）ために、所望のアシストトルクＴ_{ａｓｓｉｓｔ}に相当する供給強度（supply intensity）等の適切な設定値を随時設けることによって、アシストモータ１２を駆動する。

この点において、本発明によるステアリングアシストモジュールの制御方法は、具体的には、運転者によってステアリングホイール２に及ぼされるステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}の強度を表す表示信号を収集するステアリングホイールトルク評価工程（ａ）を有する。

この目的のために、計算機１４は例えば、ステアリングコラム３に設置されたトルクセンサ１６からの表示信号を受け取ることにより、運転者によってステアリングホイール２に及ぼされるトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}を測定してもよい。具体的には、ステアリングコラム３のうちステアリングホイールに接続された部分と、ステアリングコラム３のうちピニオンに接続された別の部分との間に配置されたトーションバーに関連付けられたひずみゲージを、この目的のために用いることができる。

適切なセンサ１６による直接的なトルク測定か又は、例えばアシストモータ１２に関連するような他のパラメータからの間接的な評価に基づいてステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}を表す任意の種類の表示信号を用いてもよいことは勿論である。

本発明によれば、制御方法は、ステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}の強度を表す表示信号を、所定の警告閾値Ｔ１と比較するモニタリング工程（ｂ）と、前記表示信号が警告閾値Ｔ１以上であれば、ステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}とアシストトルクＴ_{ａｓｓｉｓｔ}の合計が所定の臨界動作トルクＴ_{ｃｒｉｔｉｃａｌ}以下の値を維持するように、アシストモータ１２により供給されるアシストトルクＴ_{ａｓｓｉｓｔ}の強度を低減させるアシスト低減工程（ｃ）とを有する。

ここで、「トルクの強度」とは、該当するトルクの絶対値を意味し、該当するトルクの量を測定するものである。したがって、本発明の趣旨において、トルクの低減、特にアシスタンスの低減は、該トルクの絶対値が減少することと同義となり、該トルクの大きさはゼロに向かって減少する。

この点において、注目すべきなことは、本発明は、ステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}と同じ（算術）符号を有するアシストトルクＴ_{ａｓｓｉｓｔ}を変化、より好ましくは、低減させることができるという効果を有することであり、アシストトルクＴ_{ａｓｓｉｓｔ}は、アシストを低減させる間、ステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}と同じ符号を維持し、好ましくはゼロ以外の強度を維持する。

言い換えれば、アシストの低減は、好適には、ステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}を補強する（打ち消しはしない）モードでアシストが作動する状況下で、つまり、アシストトルクＴ_{ａｓｓｉｓｔ}とステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}とがステアリングコラム３上で同じ（ステアリング）方向に、それぞれの強度を合算することによって累積的に作用する状況下で生じる。

このように、本発明によれば、好ましくはアシスト低減工程（ｃ）の前および最中にアシストトルクＴ_{ａｓｓｉｓｔ}によるステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}の増幅を維持する一方で、前記低減工程（ｃ）が開始された時にはこの増幅の大きさを低減させることが可能になる。

好ましくは、臨界動作トルクＴ_{ｃｒｉｔｉｃａｌ}は、ステアリング装置１の部材のうち機械的に最も脆弱な部材、例えばステアリングタイロッド５、６の一方（以下の説明では便宜上、これが好ましいものとする）の機械抵抗に応じて規定される。

より具体的には、臨界動作トルクＴ_{ｃｒｉｔｉｃａｌ}は、ステアリング装置１が許容できる最大許容トルクＴ_{ｍａｘ＿ａｄｍｉｓｓｉｂｌｅ}、すなわち、それを超えるとステアリング装置１の機械的に最も脆弱な部材（特にラック、ケーシング４およびタイロッド５、６）の塑性座屈が生じうる閾値トルクを、１．１５から１．３５の間にある安全係数ｋで割って得られた商に相当するように選択してもよい。

言い換えれば、好ましくは以下のように選択される。

Ｔ_{ｃｒｉｔｉｃａｌ}＝１／ｋ×Ｔ_{ｍａｘ＿ａｄｍｉｓｓｉｂｌｅ}
ここで、１．１５≦ｋ≦１．３５
ステアリング装置１の構成および寸法に依存する最大許容トルクＴ_{ｍａｘ＿ａｄｍｉｓｓｉｂｌｅ}（逆もまた同様）は、例えば、特に装備対象となる車両の特性および該車両の予想される用途に基づき、製造業者の仕様書によって特定されてもよい。

したがって、最大許容トルクＴ_{ｍａｘ＿ａｄｍｉｓｓｉｂｌｅ}は、例えばタイロッド５、６の圧縮状態での弾性限界Ｒ_ｅｃまたは前記タイロッドの０．２％の塑性変形限界Ｒ_ｐ０．２に実質的に相当してもよい。つまり、Ｔ_{ｍａｘ＿ａｄｍｉｓｓｉｂｌｅ}＝Ｒ_ｅｃ（タイロッド）またはＴ_{ｍａｘ＿ａｄｍｉｓｓｉｂｌｅ}＝Ｒ_ｐ０．２（タイロッド）であってもよい。

具体例として、ステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}の最大予測可能値よりも当然高い臨界動作トルクＴ_{ｃｒｉｔｉｃａｌ}は、７０Ｎ・ｍから８５Ｎ・ｍの間で選択してもよく、例えば８０Ｎ・ｍ程度であり得る。

また、ステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}の最大予想可能値は、特にステアリングホイール２の構成と運転者により発揮されることが予測される最大筋力とに応じて、製造業者により特定されてもよい。

一つの指標として、ステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}の最大予測可能値は、３０Ｎ・ｍから５０Ｎ・ｍの間で選択され、例えば４５Ｎ・ｍの近傍で選択されてもよい。

これらの要素から、ステアリングの運動学的連鎖を成す機械的部材に対する荷重負荷レベル（the level of loading）を、それらの機械的部材にダメージを与えない、ひいてはステアリング装置１にダメージを与えない動作領域に恒久的に維持するように、アシストトルクＴ_{ａｓｓｉｓｔ}の許容可能な調整範囲（evolution range）を決定することができる。すなわち、Ｔ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}＋Ｔ_{ａｓｓｉｓｔ}≦Ｔ_{ｃｒｉｔｉｃａｌ}である。

好適には、本発明の目的となる方法は、具体的には、ステアリングの移動可能な機械的部材がステアリング装置１の内部ストッパに当接するストローク終了位置にない時、より具体的には、ラックがステアリングケーシング４に当接するストローク終了位置にない時に適用され、そのような状況においてのみ適用されることもある。

言い換えれば、この方法は、好適には「フリー」ステアリング段階に適用され得る。「フリー」ステアリング段階では、ステアリング装置１のステアリング方向の移動範囲に（まだ）いくらかの余裕があり、かつ、ステアリングホイール２の操作に反するように感じられ、運転者にステアリングホイールトルクを増加させるように促す傾向のある、ステアリングホイールに対する抵抗、即ち反発が実際に生じる。その抵抗は、内部ストッパによりステアリング機構がブロックされることによってではなく、操向車輪９、１０がステアリング装置１及び車両の外部の障害物に当たっていることが原因で（ひいてはその場合のみに）生じる。

典型的に、この方法は、より具体的にはアシスト低減工程（ｃ）は、例えば歩道に当接して駐車した時や轍に嵌まり込んだ時のように、車両が障害物によって横方向の動きを妨害される状況であって、運転者が障害物から車両を押し戻すために、端部が前記障害物に寄りかかっている車輪を方位角回転（azimuthal rotation）させることによって、当該操向車輪９、１０を梃子として用いようとする状況において介入し得る。

好適には、アシストモジュール１１の電子制御を介在させることによって、一方ではステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}の機能的増幅を維持して運転者が要求する動作（典型的には脱出動作）を容易にすることを目的とし、他方では全動作トルクに対するアシストトルクＴ_{ａｓｓｉｓｔ}の寄与を制限して、その全動作トルクが付加されるステアリング部材の機械的完全性を維持することを目的として、アシストトルクＴ_{ａｓｓｉｓｔ}をリアルタイムに調節かつ加減することが可能となる。

車両の種々の実生活上の使用実態（life situations）を区別させ、分離された動作モードをそれらの実態に割り当てることによって、タイロッドの寸法を過度に大きくしなくても、ステアリング装置１の接合の機械的及び電子的な管理により、事故の場合のタイロッドの可融性、ならびに特に脱出動作等の動作中のタイロッドの機械的強度を高い信頼性で確保することができる。

したがって、本発明によれば、前記タイロッド５、６を、ひいてはステアリング装置１を大幅に軽量化することができる。

警告閾値Ｔ１は、さらには例えば最大予測可能ステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}の選択された一部、または臨界動作トルクＴ_{ｃｒｉｔｉｃａｌ}の一部、さらには図２に示すように、トルクセンサ１６の能力（caliber）Ｔ_ｍａｘの一部、即ちそのトルクセンサの高い側の飽和値に相当する検出上限値の一部に相当してもよい。

一つの指標として、前記能力（高い側の飽和値）Ｔ_ｍａｘは、例えば１０Ｎ・ｍ程度であってもよい。

実際には、警告閾値Ｔ１は、好ましくは６Ｎ・ｍから１０Ｎ・ｍの間、より好ましくは６Ｎ・ｍから７Ｎ・ｍの間で選択されたステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}の強度に相当する。

さらに、本発明の方法は、車両の進行速度Ｖ_{ｖｅｈｉｃ}を評価する車両速度評価工程（ｄ）を有することが好ましい。

モニタリング工程（ｂ）の間は、これに従って車両の進行速度Ｖ_{ｖｅｈｉｃ}が（絶対値で）、所定の速度閾値Ｖ１以下、好ましくは実質的にゼロに等しいこと（すなわちＶ_{ｖｅｈｉｃ}≦Ｖ１＝０ｍ／ｓ）を、アシスト低減工程（ｃ）の開始条件として設定する速度非超過基準（speed non-exceeding criterion）（ｂ２）を適用することができる。

ここで、進行速度Ｖ_{ｖｅｈｉｃ}は、車両の前方への、または選択された場合には後方への長手方向移動速度の絶対値に相当する。

好適には、アシスト低減工程（ｃ）の開始に追加の条件、より具体的には車両速度Ｖ_{ｖｅｈｉｃ}が実質的にゼロに等しくなる条件を設定することにより、車両が静止している状況を確認することができ、そのような状況のみに前記低減工程（ｃ）の実施を制限することができる。

これにより、実際には、速度閾値Ｖ１を超えていないことによって車両の静止状態が検出され、この方法の使用を「駐車アシスト（park assisting）」に限定することができる。

この方法は、運転者のステアリング操作によってステアリングホイール２に与えられるステアリングホイール２の回転速度ω_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}を評価するステアリング回転速度評価工程（ｅ）をさらに有することが好ましい。

モニタリング工程（ｂ）の間、ステアリング回転速度ω_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}が、所定の回転速度閾値ω_１以下、好ましくは１１ｒｐｍから２２ｒｐｍの値であり、さらには、実質的にはゼロに等しいことを、アシスト低減工程（ｃ）の開始条件として設定するステアリング回転速度非超過基準（steering wheel rotational speed non-exceeding criterion）（ｂ３）を適用することができる。

適切であれば、この目的のために、原則としてステアリングホイール２の回転速度を表すアシストモータ１２の回転速度の測定値を、減速機１３の減速比を考慮して、同様の方法で用いることも可能である。このような場合には、例えばアシストモータ１２の回転軸の回転速度が１６ｒｐｍ以下であることを回転速度非超過基準（rotational speed non-exceeding criterion）として設定することができる。

好適には、このような回転速度非超過基準により、好ましくは、先の条件のいずれか一つにこのような回転速度非超過基準を追加することにより、特に緩速ステアリング状況の検出が可能となり、さらには運転者が操向車輪９、１０のうちの少なくとも一つを梃子として使用しようとする強制脱出動作に対応する状況である車輪９、１０の方位角回転が阻害される状況の検出が可能となる。

この方法の可能な好ましい実施の態様によれば、モニタリング工程（ｂ）およびアシスト低減工程（ｃ）は、図２に示すように、アシストトルクＴ_{ａｓｓｉｓｔ}（またはより具体的にはそのアシストトルクＴ_{ａｓｓｉｓｔ}を得るためにアシストモータ１２に適用される強度設定値）を、ステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}（またはより具体的には対応する表示信号）の警告閾値Ｔ１まで増加する（好ましくは凹関数である）関数として定義し、次いでステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}が警告閾値Ｔ１未満に減少する関数として定義するアシスト法則に従う。

アシスト法則の増加部分は、そうでない場合もあり得るものの、上昇勾配が警告閾値Ｔ１に近づく時よりも開始時の方が急峻となるように厳密に単調増加であってもよい。曲線は、警告閾値Ｔ１に向かって実質的に漸近的であってもよい。

減少部分では、アシストトルクＴ_{ａｓｓｉｓｔ}を、ステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}が警告閾値Ｔ１に到達した時に前記アシストトルクＴ_{ａｓｓｉｓｔ}がとる値に対応する最大値Ｔ_ｐｅａｋから、厳密にはＴ_ｐｅａｋよりも低いが、好ましくはゼロではない値Ｔ_{ｒｅｄｕｃｅｄ}の平坦域１８へと減少させるようにしてもよい。

アシストトルクＴ_{ａｓｓｉｓｔ}は、低減工程（ｃ）の適用条件が満たされている限り、具体的にはステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}が警告閾値Ｔ１を上回っている限り、この低い平坦域Ｔ_{ｒｅｄｕｃｅｄ}に維持されることが好ましい。

さらに、アシスト低減工程（ｃ）の開始は、各種の時間的基準（temporal criteria）に従って行ってもよい。例えば、表示信号が前記警告閾値に到達したか、これを上回った時、又は、表示信号が所定の遅延時間よりも長い期間、前記警告閾値より高い値を維持した時に行ってもよい。

したがって、この方法の可能な実施の態様によれば、特に前記の開始条件のいずれかと組み合わせた場合には、具体的には図４に示すように、好ましくは１秒から２秒程度の所定の遅延時間Δｔ_１の間、ステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}の強度を表す表示信号が警告閾値Ｔ１以上のレベルに維持されていることを、アシスト低減工程（ｃ）を開始する条件として設定する一時待機基準（temporizing criterion）（ｂ１）を、モニタリング工程（ｂ）の間に適用してもよい。

言い換えれば、本発明によれば、ステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}が増加するにつれてアシスタンスＴ_{ａｓｓｉｓｔ}が増加する「通常」増幅動作モードから、アシストトルクＴ_{ａｓｓｉｓｔ}が減少する制限動作モードへの制御切り換えの条件づけに関して、及び／又は、逆に制限動作モードから通常動作モードへの復帰の条件づけに関して、いくつかの切り換えオプションが考えられる。

第一のオプションによれば、切り換えは即時的かつ直接的であって、所定の時間において警告閾値Ｔ１を交差するという条件が成立するとすぐに、あるいは、適切であれば異なる追加的な開始条件が同時に満たされるとすぐに行われる。これらの異なる追加的な開始条件は、警告閾値Ｔ１を交差することに関連する条件に加えて、車両速度Ｖ_{ｖｅｈｉｃ}に関する条件及び／又はステアリングの回転速度ω_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}に関する条件を含んでもよい。

同様に、アシストの低減は、表示信号が警告閾値Ｔ１以上の状態である限り、より一般的には、全ての追加的な開始条件が満たされた状態である限り継続してもよい。通常動作モードへの復帰は、条件（あるいは適切であれば各種の追加的な条件のうちの少なくとも一つ）がもはや満たされていなければすぐに、具体的には表示信号が警告閾値Ｔ１未満に減少するとすぐに行われる。

第二のオプションによれば、１または複数の開始条件、特に表示信号が警告閾値Ｔ１を上回っているという条件（および適切であれば前記全ての開始条件）が少なくとも遅延時間Δｔ_１の間維持された後に、通常モードから制限モードへ切り換わるように、切り換えは、一時待機を経て遅延させてもよい。

反対に通常モードへの復帰は、図４に具体的に示すように、制限モードを維持するための条件のうちいずれか一つが除かれた後に遅延時間Δｔ_２（制限モードへの切り換えに用いる時間と等しいかまたは異なる）が経過した時、例えば車両速度が回復した時、またはステアリングの回転速度ω_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}が所定の閾値ω_１を再び上回った時、および／またはステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}が臨界閾値Ｔ１未満に減少した時に実行してもよい。

一時待機管理に特に適した一変形例によれば、警告閾値（Ｔ１）との比較およびモニタリング工程（ｂ）中の一時待機に用いられる表示信号は、アシストモータ１２に印加される電流の強度に相当する。

実際には、通常動作において、アシストトルクＴ_{ａｓｓｉｓｔ}（またはアシストモータに同等に適用可能な強度設定値）をステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}の全ての非ゼロ値に確定的に関連付けるアシスト法則を設けることができる。

具体的に、その法則は、ステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}がトルクセンサ１６の検出上限値Ｔ_ｍａｘに到達する前でさえも、例えばステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}が警告閾値Ｔ１に到達するとすぐに、所定の最大値で上限を設定するために、ゼロ以外のステアリングホイールトルクを感知するとすぐにアシストトルクを増加させ、最大に「速やかに」到達させることを確実にすることができる。

このような場合、モニタリング工程（ｂ）の間に、アシストモータ１２に印加された電流の強度が遅延時間Δｔ_１の間アシスト法則により予測される最大レベルに到達し、そのレベルを維持していることが確認された場合には、それは必然的に、アシスト法則を定義する関数における電流の強度に先行する（antecedent）ステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}が同じ期間中に警告閾値Ｔ１を交差し、その警告閾値Ｔ１を上回った状態を維持しており、さらに進行していることを意味している。

特に、車輪９、１０のうちの一つが障害物による抵抗を受けるステアリング操作の際、運転者によってステアリングに及ぼされる力はまだ増加している一方で、最大アシスタンスは経時的に「位相進み状態（in phase advance）」で到達してもよく、その結果、ステアリングホイールトルクが有効最大値に到達する前に最大アシスタンスに到達してもよい。

アシストトルク（より具体的にはアシストモータに供給される電流の強度）の上限が制限されること（capping）が予測されることと、この制限のときから計算してアシスト低減工程（ｃ）の開始を遅らせることにより、アシスタンスＴ_{ａｓｓｉｓｔ}の減少と、位相がずれている、ステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}の有効最大値の発生とを、実質的に一致させることができる。

したがって、ステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}が警告閾値Ｔ１を超過した状態を、アシストトルクＴ_{ａｓｓｉｓｔ}を同時に低減させることによって中和することができる。

上記のように、好適には、アシストモータに適用可能な強度設定値をステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}の全ての非ゼロ値に関連付けるアシスト法則を設けることが実際に可能である。この法則は、ステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}が警告閾値Ｔ１に到達するとすぐに所定の最大値で上限を設定し、モニタリング工程（ｂ）の間、アシストモータ１２に印加される電流の強度がアシスト法則により設けられた最大レベルに到達し、かつ遅延時間Δｔ_１の間この最大レベルに維持されていることが確認されれば、アシスト低減工程（ｃ）を開始させる。

アシスト低減工程（ｃ）の間、このアシスト低減工程（ｃ）の開始条件に関係なく、アシストモータの供給設定値、より一般的にはアシストトルクＴ_{ａｓｓｉｓｔ}は、表示信号が警告閾値Ｔ１を上回った時点で到達した設定値Ｔ_ｐｅａｋ（ひいてはアシストトルク値）に対して少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、さらに少なくとも５０％低減されることが好ましい。

もちろん、アシスト低減の大きさ（または比率）は、全動作トルクの進展を十分に減少させるように、より具体的にはその全動作トルクを少なくとも制限するように、ステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}の警告閾値Ｔ１を上回る予測可能な上昇を少なくとも部分的に、さらには全体的に相殺することによって全動作トルクをその臨界値Ｔ_{ｃｒｉｔｉｃａｌ}を下回った状態を維持するために、ステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}の最大予測可能強度に応じて選択される。

アシスト低減工程（ｃ）の間、アシストモータ１２の供給設定値は、時間及び／又はステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}を表す表示信号の単調減少関数に応じて段階的に低減されることが好ましい。

この減少の進行する特性（progressive nature）、より一般的には、通常動作モードと制限動作モードとの間の移行が進行する特性は、急激な設定値の変動を回避することによってステアリング装置の機械的および電気的部材を保全することが可能になるだけでなく、運転者に前記ステアリング装置１の正確かつ直感的な反応感覚を提供することにより、操作に対する高い安全性および優れた使い勝手を与えることをも可能にするという効果が得られる。

この目的のために、アシスト低減は、減少傾斜１７に従って実行されることが好ましい。

さらに、アシスト低減のプロファイルは、より具体的には前記減少傾斜１７は、それがどのようなものであれ、平坦域１８へ続くことが好ましい。

好適には、前記平坦域１８は、非ゼロの底値に相当することが好ましく、低減されたアシスト値Ｔ_{ｒｅｄｕｃｅｄ}は、低減工程（ｃ）が適用されている限りこの値に維持される。

先に示したように、前記平坦域１８は、低減プロファイルの開始点Ｔ_ｐｅａｋを例えば少なくとも１０％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、さらに少なくとも５０％下回る位置にあってもよく、より具体的には傾斜１７の開始点を下回ってもよい。この開始点Ｔ_ｐｅａｋは、ここでは低減工程（ｃ）が開始された時点で到達する最大アシストトルクＴ_{ａｓｓｉｓｔ}に相当する。

Ｔ_{ｒｅｄｕｃｅｄ}は、実質的にＴ_ｐｅａｋの４０％から６０％の間、好ましくは約５０％の値であり、したがって、ステアリング装置の負担を軽減するためのアシストトルクＴ_{ａｓｓｉｓｔ}の減少分は、実質的に半分であることが特に好ましい。

本発明の方法の動的な動作の一例を、図４を参照しながら以下に簡単に説明する。

まず、ステアリング装置１は、ステアリングホイール２の動きを増幅させるため、あるいはステアリングを中心位置に戻すための一または複数の共通の法則に従って通常動作モードで制御される。よって、アシスト低減工程（Ｃ）を開始するコマンドは、ＯＦＦに抑止されている。

しかしながら、計算機１４は、ほぼリアルタイムに、好ましくはサンプリングによって、低減工程（ｃ）を開始するための決定に関わる種々のパラメータをモニタリングする工程（ｂ）を実施する（そして繰り返す）。

移動中の車両の速度Ｖ_{ｖｅｈｉｃ}が最初は速度閾値Ｖ１よりも高いと仮定する。車両が駐車されるとき、速度は減少し、速度閾値Ｖ１を下回ってその後ゼロになる。これにより、速度非超過基準（ｂ２）に関する低減法則の第一の適用条件が満たされる。

駐車した状態から動き出すときに、操舵中に操向車輪９、１０のいずれか一つが例えば歩道の縁等の障害物により妨害されることによって、ステアリングホイール２の回転が停止させられ、さらには妨害される。このとき、ステアリングの回転速度ω_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}は、閾値ω_１を下回っている。これにより、回転速度非超過基準（ｂ３）に関する低減法則の第二の適用条件が満たされる。

障害物による抵抗に対して運転者がステアリングホイール２に加える力を増加させると、ステアリングホイールトルクＴ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}（それに従って、対応する表示信号）は、警告閾値Ｔ１に達し、さらにはそれを越えるまで増加する。

なお、この警告閾値を交差する状況は、具体的には、適切であれば（好ましくは直接的な）ステアリングホイールトルク測定およびこの測定値と警告閾値Ｔ１との比較により報告されるか、または、実質的に等価な方法により、アシストモータ１２に印加される電流の強度が上限に設定された最大値に到達したことによって報告される。

これにより、低減工程（ｃ）の第三の主要な開始条件が満たされる。

ここで、これらの累積的な条件が遅延時間Δｔ_１よりも長い期間満たされた状態であれば、より具体的には、運転者が車両を障害物から解放するためにステアリングホイール２へ力を加え続けている一方で、アシストモータ１２に印加された電流の強度が上限に設定された最大値で少なくとも遅延時間Δｔ_１の間維持されていれば、この方法はアシスト低減工程（ｃ）を開始し（図４の「ＯＮ」信号）、制限動作モードに切り換わる。

図３に示すように、モータ１２により人工的に生成されたアシストトルクＴ_{ａｓｓｉｓｔ}は次に平坦域１８まで低減され、低減コマンド（「ＯＮ」）が継続している限りそこに維持される。

したがって、ステアリング装置１に付与される全動作負荷は、ステアリング装置へのダメージを回避するために、電子的に制限される。

車両が障害物から解放され、駐車した状態から脱すると、その速度Ｖ_{ｖｅｈｉｃ}の増加及び／又はステアリングホイール２の回転速度ω_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}の増加から分かるように、そのステアリングは自由に移動できる振幅（free-travel amplitude）を取り戻している。すると、タイロッド５、６を変形させる程度にステアリング装置１を静的に押し進める危険性が原則として排除される。

したがって、適切な場合には、切り換え復帰遅延時間Δｔ_２の後、通常制御モードへ切り換え復帰（ＯＦＦへの切り換え復帰）するために、アシスト低減工程（ｃ）を終了することができる。

もちろん、本発明は、上記の変形例のいずれか一つに決して限定されない。当業者は、当然ながら、上記の特徴のいずれかを自由に切り離したり組み合わせたりすることができる。

具体的には、アシスト低減工程（ｃ）の開始については、ステアリングホイールトルク（またはいずれの同等のパラメータ）が警告閾値Ｔ１に交差したことのみを条件としてもよいし、あるいは逆に、例えば車両速度又はステアリングの回転速度に関する一または複数の条件を用いてもよい。

さらに、本発明は、本発明の変形例のいずれか一つによる制御方法を実施するようにプログラムされた計算機１４を備えたステアリングアシストモジュール１１それ自体にも関する。

その計算機１４は、マイクロプロセッサ、電子回路基板、コンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ、さらには車載コンピュータに一体化された仮想コンピュータモジュール等の、適切などのような形態のものであってもよい。

本発明は、本発明によるステアリングアシストモジュール１１を備えた自動車にも関する。

最後に、本発明はまた、コンピュータで（特に計算機１４で）読み取り可能なデータ記録媒体であって、コンピュータプログラムがコンピュータによって実行された時に本発明のステアリングモジュールの制御方法を実行するように設計された、コンピュータプログラム用のコード要素を備えた、いずれのデータ記録媒体にも関する。

Claims (13)

1. ステアリングアシストモジュールの制御方法であって、
   前記アシストモジュール（１１）は、運転者によってステアリング装置（１）のステアリング（２）に及ぼされるステアリングホイールトルク（Ｔ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}）に追加されるアシストトルク（Ｔ_{ａｓｓｉｓｔ}）を供給するように設計された少なくとも一つのアシストモータ（１２）を有しており、
   運転者によって前記ステアリングに及ぼされ得るステアリングホイールトルクの最大値よりも小さな値に、または前記ステアリングホイールトルクを測定するトルクセンサ（１６）の検出上限値よりも小さな値に相当する警告閾値（Ｔ１）を規定することと、
   前記アシストモータに適用される強度設定値を前記ステアリングホイールトルク（Ｔ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}）の全ての非ゼロ値に関連付け、前記ステアリングホイールトルク（Ｔ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}）が前記警告閾値（Ｔ１）に到達すると前記アシストモータに印加される電流の強度を所定の最大レベルに設定するアシスト法則を規定することと、
   運転者によって前記ステアリングに及ぼされる前記ステアリングホイールトルク（Ｔ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}）の強度を表すものとして、前記アシストモータ（１２）に印加される電流の強度に相当する表示信号を収集するステアリングホイールトルク評価工程（ａ）と、
   前記アシストモータ（１２）に印加される電流の強度が前記アシスト法則により設定された最大レベルに到達し、かつ一時待機基準（ｂ１）に応じた遅延時間（Δｔ_１）の間前記アシスト法則により設定された前記最大レベルに維持されているかを確認するモニタリング工程（ｂ）と、
   前記モニタリング工程（ｂ）の間、前記アシストモータ（１２）に印加される電流の強度が、前記アシスト法則によって設定された前記最大レベルに到達し、かつ前記遅延時間（Δｔ_１）の間そのレベルに維持されていることが確認されると、前記ステアリングホイールトルク（Ｔ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}）と前記アシストトルク（Ｔ_{ａｓｓｉｓｔ}）の合計が所定の臨界動作トルク（Ｔ_{ｃｒｉｔｉｃａｌ}）以下の値を維持するように、前記アシストモータ（１２）により供給される前記アシストトルク（Ｔ_{ａｓｓｉｓｔ}）の強度を低減させるアシスト低減工程（ｃ）と、
   を有していることを特徴とする方法。
2. 前記ステアリングアシストモジュール（１１）は、運転者によって前記ステアリング（２）に及ぼされる前記ステアリングホイールトルク（Ｔ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}）を測定するためのトルクセンサ（１６）を有し、
   前記警告閾値（Ｔ１）が前記検出上限値よりも小さな値として選択されることで、前記アシスト法則によって設定されて前記ステアリングホイールトルク（Ｔ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}）が前記警告閾値（Ｔ１）に達する場合に到達される前記アシストトルク（Ｔ_{ａｓｓｉｓｔ}）の最大値は、前記ステアリングホイールトルクが前記トルクセンサ（１６）の前記検出上限値に達する前に到達されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記警告閾値（Ｔ１）は、６Ｎ・ｍから１０Ｎ・ｍの間、好ましくは６Ｎ・ｍから７Ｎ・ｍの間で選択される前記ステアリングホイールトルク（Ｔ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}）の強度に相当することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記モニタリング工程（ｂ）及び前記アシスト低減工程（ｃ）は、前記アシストトルク（Ｔ_{ａｓｓｉｓｔ}）を、前記ステアリングホイールトルク（Ｔ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}）が前記警告閾値（Ｔ１）まで増加する（好ましくは凹関数である）関数として定義し、次いで前記ステアリングホイールトルク（Ｔ_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}）が前記警告閾値（Ｔ１）未満に減少する関数として定義する、アシスト法則に従うことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一つに記載の方法。
5. 前記所定の遅延時間（Δｔ_１）は、１秒から２秒程度の値であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一つに記載の方法。
6. 車両の進行速度（Ｖ_{ｖｅｈｉｃ}）を評価する車両速度評価工程（ｄ）を有し、
   前記モニタリング工程（ｂ）の間、前記車両の前記進行速度（Ｖ_{ｖｅｈｉｃ}）が所定の速度閾値（Ｖ１）以下であること、好ましくは実質的にゼロに等しいことを前記アシスト低減工程（ｃ）の開始条件として設定する速度非超過基準（ｂ２）が適用されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一つに記載の方法。
7. 運転者のステアリング操作によって前記ステアリング（２）に与えられる前記ステアリング（２）の回転速度（ω_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}）を評価するステアリング回転速度評価工程（ｅ）を有し、
   前記モニタリング工程（ｂ）の間、前記ステアリングの前記回転速度（ω_{ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌ}）が所定の回転速度閾値（ω_１）以下であること、好ましくは１ｒｐｍから２ｒｐｍ程度の値であって実質的にはゼロに等しいことを前記アシスト低減工程（ｃ）の開始条件として設定するステアリング回転速度非超過基準（ｂ３）が適用されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一つに記載の方法。
8. 前記アシスト低減工程（ｃ）の間、前記アシストモータの供給設定値は、前記表示信号が前記警告閾値（Ｔ１）を超えたときに到達したアシスト設定値（Ｔ_ｐｅａｋ）に対して少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、さらには少なくとも５０％低減されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一つに記載の方法。
9. 前記アシスト低減工程（ｃ）の間、時間及び／又は前記表示信号の単調減少関数に従って、好ましくは平坦域（１８）へ続く減少傾斜（１７）に従って、前記アシストモータ（１２）の前記供給設定値が低減され、
   前記平坦域（１８）は、前記減少傾斜（１７）の開始点（Ｔ_ｐｅａｋ）より例えば少なくとも１０％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、さらには少なくとも５０％低い位置にあることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一つに記載の方法。
10. 前記臨界動作トルク（Ｔ_{ｃｒｉｔｉｃａｌ}）は、前記ステアリング装置の最大許容トルク（Ｔ_{ｍａｘ＿ａｄｍｉｓｓｉｂｌｅ}）を１．１５から１．３５の間にある安全係数（ｋ）で割った商に相当するように選択され、
    前記最大許容トルク（Ｔ_{ｍａｘ＿ａｄｍｉｓｓｉｂｌｅ}）は、それを超えると例えばステアリングタイロッド（５、６）のいずれか等の前記ステアリング装置（１）の機械的に最も脆弱な部材の塑性座屈を生じうるトルクであり、
    すなわち
    Ｔ_{ｃｒｉｔｉｃａｌ}＝１／ｋ×Ｔ_{ｍａｘ＿ａｄｍｉｓｓｉｂｌｅ}
    を満たし、１．１５≦ｋ≦１．３であることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一つに記載の方法。
11. 請求項１から１０のいずれか一つに記載の制御方法を実施するようにプログラムされた計算機（１４）を備えた、ステアリングアシストモジュール（１１）。
12. 請求項１１に記載のステアリングアシストモジュール（１１）を備えたことを特徴とする自動車。
13. コンピュータにより読み取り可能なデータ記録媒体であって、コンピュータプログラムがコンピュータによって実行された時に、請求項１から１０のいずれか一つに記載のステアリングモジュールの制御方法を実行するように設計されたコンピュータプログラム用のコード要素を備える、データ記録媒体。