(57)【要約】電力アシスト・ステアリングシステムであって、ステアリング機構（７）の部分により伝えられるトルクを示す第１の出力信号を生成するように適合されたトルク検知手段（６）と、ステアリングホイールの角速度を示す第２の出力信号を生成する手段（６）と、第３の出力値を生成するように、時間における２地点間での、コラムの部分により伝えられるトルクの値の差分を求める差分手段（２１）と、ステアリング機構に動作可能に連結される電動機（１）と、２つの信号を受け取り、電動機（１）によりステアリング機構に加えられるべきトルクを表すトルク要求信号を生成するように適合された信号処理ユニット（７）とを備え、トルク要求信号（１）は、第１の出力信号および第２の出力信号／第３の出力信号に依存する減衰成分を含む電力アシスト・ステアリングシステム。
2005522373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールを車両のロードホイールに動作可能に連結するステアリング機構と、
前記ステアリング機構の部分により伝えられるトルクを示す第１の出力信号を生成するように適合されたトルク検知手段と、
前記ステアリングホイールの角速度を示す第２の出力信号を生成する速度検知手段と、
第３の出力信号を生成するように、時間における２点間のコラムの部分により伝えられるトルクの値の差を求める差分手段と、
前記ステアリング機構に動作可能に連結される電動機と、
前記第１、第２、および、第３の信号を受け取り、前記電動機により前記ステアリング機構に加えられるトルクを表すトルク要求信号を生成するように適合された信号処理ユニットと、
前記トルク要求信号に応答して、前記電動機に駆動電流を供給するように適合された電動機駆動段と、を備え、
前記トルク要求信号は、前記第１の信号に依存するステアリング支援成分と、前記第１の出力信号、前記第２の出力信号および前記第３の出力信号に依存する減衰成分を含む、
電力アシスト・ステアリングシステム。
【請求項２】
前記減衰成分および支援成分は加法関数を用いて結合される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記支援成分は、スケーリング関数を前記第１の出力信号に適用することにより、前記第２および第３の出力信号の出力と独立に生成される、請求項１または請求項２に記載のシステム。
【請求項３】
前記差分手段は、前記第１の出力信号により表されるトルク値を微分する微分器を備える、請求項１に記載の電力アシスト・ステアリングシステム。
【請求項４】
前記トルク信号は、微分する前に、ローパスフィルタを用いてフィルタリングされる、請求項３に記載の電力アシスト・ステアリングシステム。
【請求項５】
カットオフ周波数は、運転者によるホイールの動きにより生ずる、最も高い予想変化率か、またはそれを少し超えるように設定される、請求項４に記載の電力アシスト・ステアリングシステム。
【請求項６】
前記減衰成分の大きさは通常、第１の速度および第２のより速い速度で区切られるステアリング速度値の範囲を超えて増加する、請求項１から５のいずれかに記載の電力アシスト・ステアリングシステム。
【請求項７】
前記第１の速度はゼロのコラム速度に対応する、請求項６に記載の電力アシスト・ステアリングシステム。
【請求項８】
デッドバンドが設けられ、それにより前記減衰成分は、ゼロの速度を制限する速度範囲にわたって、ゼロかまたはゼロのあたりに留まる、請求項６に記載の電力アシスト・ステアリングシステム。
【請求項９】
前記第１および第２の値の間の前記減衰成分の大きさの増加率は、加えられるトルクの関数として減少する、請求項６から８のいずれかに記載の電力アシスト・ステアリングシステム。
【請求項１０】
前記減衰成分は、前記ステアリングホイールの角速度を示す前記第２の出力信号の関数である第１の中間値、前記ステアリング機構の部分により伝えられるトルクを示す前記第１の出力信号の関数であるスケーリング値を生成することによる第２の中間値、および、前記差分手段からの前記第３の出力信号の関数であるスケーリング値を生成することによる第３の中間値、により生成され、前記減衰成分は、前記第１の中間値を、前記第２の中間値および前記第３の中間値と乗算することにより生成される、請求項１から９のいずれかに記載の電力アシスト・ステアリングシステム。
【請求項１１】
前記スケーリング値は、ゼロが加えられるトルクにおける最大値から所定の最大が加えられるトルクにおける最小値まで変わり、前記最大または前記最大を超えるトルクについて、ゼロの値の減衰成分が生成される、請求項１１に記載の電力アシスト・ステアリングシステム。
【請求項１２】
前記スケーリング値は、ゼロのトルクを区切る測定トルク値の範囲にわたってほぼゼロの値であるように適合される、請求項１１に記載の電力アシスト・ステアリングシステム。
【請求項１３】
前記差分値は、より高い変化率におけるよりもゼロの変化率において大きい、請求項１４に記載の電力アシスト・ステアリングシステム。
【請求項１４】
前記差分値は、ゼロの変化率における最大値と所定の最大変化率における最小値の間で変わる、請求項１５に記載の電力アシスト・ステアリングシステム。
【請求項１５】
前記減衰成分は、フィルタリングされ、前記減衰成分の高周波数変動が除去される、請求項１から１４のいずれかに記載の電力アシスト・ステアリングシステム。
【請求項１６】
電気駆動式ステアリングシステムの電動機と共に用いるための少なくとも１つの入力端子および少なくとも１つの出力端子を有する信号処理手段を含み、前記入力端子において、前記ステアリングシステムの部分により伝えられるトルクを示す第１の信号と、前記ステアリングシステムのステアリングホイールの角速度を示す第２の信号と、および時間における２点間の、前記ステアリングシステムの部分により伝えられるトルクの変化率を示す第３の出力信号とを受け取るように構成される電気回路であって、
前記信号処理手段は、前記出力端子において、前記第１の信号に依存するステアリング支援成分および前記第１の出力信号、前記第２の出力信号、および前記第３の出力信号に依存する減衰成分を含むトルク要求信号を生成するように適合される、
電気回路。
【請求項１７】
前記減衰成分および前記支援成分は、前記回路の各出力端子において生成される、請求項１６に記載の回路。
【請求項１８】
ＡＳＩＣを備える、請求項１６または１７に記載の回路。
【請求項１９】
前記処理手段により実行されると、前記処理手段が、前記入力信号から前記トルク要求信号を生成するようにさせる機械読み取り可能な命令を記憶するメモリを含む、請求項１６から１８のいずれかに記載の回路。
【請求項２０】
プロセッサにより実行されると、前記プロセッサは、請求項１６から１９のいずれかに記載の回路を提供させる機械読み取り可能な命令を含むコンピュータプログラム。
【請求項２１】
プロセッサにより実行されると、前記プロセッサは、請求項１６から１９のいずれかに従って電気回路を提供させる機械読み取り可能な命令を含むデータキャリア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機が、車両を制御するのに必要とする運転者の努力を軽減するために、ステアリングコラムなどのステアリング部品に支援トルクを加えるように適合される種類の電力アシスト・ステアリングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
簡単な電力アシスト・ステアリングシステムには、ステアリングコラムのトルクレベルを測定するように構成されるトルクセンサが設けられる。この測定から、制御器は、ステアリングコラムに取り付けられた電動機により生じるトルクを示す支援トルク成分を含むトルク要求信号の値を計算する。電動機は、運転者により要求されるトルクと同じ意味の支援トルクをコラムに加え、したがってホイールを回すのに必要とする労力を減ずる。
【０００３】
この簡単な構成に伴う問題は、車両のいわゆる「フィッシュテイル動作」につながる、車両偏揺れモード過渡応答を励起する一定の運転操縦において起こる。こうした操縦は通常、運転者が、急速ハンドホイール角変化を与えるが任意の実質的に加えられるトルクにより変化を与え続けないか、またはおそらく急速ターンを始めた後にハンドホイールを緩める回転「フリック」のような、ハンドホイールに「支持されていない」運転動作の結果である。
【０００４】
こうした状況において、ハンドホイールが、中央の「真直ぐ前方」位置に、迅速にかつ行き過ぎまたは振動の最小量で戻ることが望ましい。しかし、一般に、ステアリングシステムの幾何学的および慣性の作用は、特に速い車両速度において、減衰が少なくかつかなり振動する自由モード偏揺れ応答に寄与する。
【０００５】
電動機を駆動するのに用いるトルク要求信号内に減衰成分を含ませることによりこの問題を克服することは、当技術分野で知られている。ある意味では、この減衰成分は、ハンドホイール速度の関数であるトルク要求成分を生ずることにより、ソフトウェアを通して粘性摩擦の機械的現象を模倣している。減衰成分は一般に、ゼロの回転速度におけるゼロのトルクから幾つかの任意の最大速度における最大まで、ステアリング角速度の関数として大きさを増加する。実際は、減衰成分は、速度が大きい特定の瞬間に、電動機による実際のトルク出力、したがって支援量を減ずる。これにより、速い車両速度において、減衰従って安定性を増す。
【０００６】
減衰成分はステアリングコラムの角速度と同様に伝えられるトルクの関数であり、減衰成分は高いトルクにおける減衰成分の大きさに比べて低いトルクで減少する、電力アシスト・ステアリングシステムを提供することはまた知られている。このため、コラムにトルクが存在しないハンズフリー操縦において、減衰は比較的大きいが、トルクが通常コラムに存在するハンドオン操縦中は低いであろう。
【０００７】
こうした低トルクにおける減衰の減少は常に、ハンドオン操縦中とハンドオフ操縦中の減衰要求の妥協であろう。ハンドオン操縦中の減衰の割り込みを最小にするために、減衰が、高い値からゼロのトルクに非常に近い低い値へ切り換わる閾値を作ることが提案されている。これは、ハンドオン操縦中に減衰の侵入を最小にする。
【０００８】
全体に良好なステアリング感覚を与えながら、非常に低い切換え閾値を使用することは、運転者が、ホイールを保持し（ハンドオン）、ホイールを最初に一方向に、その後他の方向に急にターンさせる、しり振り（スワーブ）または急な車線変更中に望ましくないいくつかの影響を生じる可能性がある。このタイプの操縦において、運転者は、期間中、車両方向における急な振動変化を要求し、ステアリングホイール速度およびホイールに加えられるトルクは、ほぼ正弦曲線パターンに一致するであろう。しり振り中に、運転者が加えたトルクおよび速度がピークに達し、また、トルクが、少なくともある場合にゼロトルクを通過する瞬間が存在するであろう。トルクがゼロに近づくにつれて減衰が突然に増加し、それからゼロ交差の後に減少する、ゼロトルクの交差周辺一帯を除いて、低い閾値は、このタイプの操縦の全時間中に望ましくない減衰が存在しないことを確実にするであろう。実際には、ゼロトルクの交差周辺のポイントは減衰が必要とされるハンドオフ状況に対応すると考えると、システムは混乱する。これは、小さな乗客者タイプの車についてシミュレートされた一連のしり振り中の時間にわたってコラム位置と減衰トルクをプロットした、図７（ａ）および図７（ｂ）に示される。周波数掃引正弦曲線入力を、しり振りをシミュレートするシステムモデルに供給している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、従来技術のステアリングシステムに関連する上述の問題を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、電力アシスト・ステアリングシステムは、ステアリングホイールを車両のロードホイールに動作可能に連結するステアリング機構と、ステアリング機構の一部分により伝えられるトルクを示す第１の出力信号を生成するように適用されたトルク検知手段と、ステアリングホイールの角速度を示す第２の出力信号を生成する手段と、第３の出力値を生成するように、遅れずに２地点間のコラムの一部により伝えられるトルクの値に差を決定する差分手段と、ステアリング機構に動作可能に連結される電動機と、３つの信号を受け取り、電動機によりステアリング機構に加えられるトルクを表すトルク要求信号を生成するように適合された信号処理ユニットと、トルク要求信号に応答して、電動機に駆動電流を供給するように適合された電動機駆動段とを備え、トルク要求信号は、第１の信号に依存するステアリング支援成分と、第１の出力信号、第２の出力信号および第３の出力信号に依存する減衰成分を含む、電力アシスト・ステアリングシステム。
【００１１】
減衰成分を、コラム速度およびトルクと同様に時間に関してコラムにおけるトルクの差に依存させることにより、コラムにおけるゼロのトルクの定常状態とゼロ交差を区別し、生成される減衰値をそれぞれの場合で異なるようにさせることが可能である。
【００１２】
減衰成分および支援成分は、加法関数を用いて結合されるのが好ましい。この加法関数による結合により、２つの成分が共に加算されるか、または、一方が他方から減算されることを意味する。減衰成分は、支援成分から減算されるのが最も好ましく、これが、成分のより容易な理解を可能にする。すなわち、支援成分の増加は、より多くの支援が供給されることを意味し、減衰成分の増加は、より多くの「減衰」が加えられる結果をもたらすであろう。
【００１３】
第２および第３の出力信号の出力に依存しない支援成分を生成することができる。支援成分は、第１の出力信号にスケーリング関数を適用することにより生成されてもよい。これは、第１の出力信号（トルク）を増幅器に通すことにより達成されてもよい。支援成分は一般に、運転者により加えられるトルクが増すにつれて増加する。支援成分は、車両速度のような他の変数の関数でもよい。
【００１４】
差分手段の出力は、トルクの変化率の測度を提供する。出力信号は、規則的時間間隔で生成されるか、または最も有利な構成において、差分手段は、第１の出力信号により表されるトルク値を微分することができる微分器を備えてもよい。差分手段は、第２の出力信号を微分することにより第３の出力信号を生成することができる。
【００１５】
実際、用いられる２つの時点は限りなく近いため、こうした微分器は、実際には、変化率を示す連続出力を生成する。
トルク信号は、微分される前にローパスフィルタを用いてフィルタリングされてよい。微分動作およびフィルタリングは、Ｈ（ｓ）＝ωｔ・ｓ／（ｓ＋ωｔ）の形をとる関数を用いて、単一段で行われてもよい。ここで、ωｔはフィルタのローパスカットオフ周波数であり、ｓはラプラス変換である。フィルタの使用は、トルク信号が雑音がある場合に有利である。カットオフは、運転者によるホイールの移動により生ずるであろう最高の予想変化率、すなわち通常約０．１から５Ｈｚ）か、またはそれをわずかに超えるように設定されてよい。
【００１６】
減衰成分の大きさは一般に、第１の速度および第２のより速い速度により制限されるステアリング速度の範囲にわたって増加するのが好ましい。そのため、ステアリング速度が増加するにつれて、より多くの減衰が導入される。第１の速度は、ゼロのコラム速度に対応する。第２の速度は、最大予想コラム速度または他の任意に選択値に対応してもよい。別法として、デッドバンドを設けてもよく、それにより、減衰成分値が、ゼロ速度を仕切る速度範囲にわたってゼロか、ほぼゼロに留まる。このデッドバンドの幅は、使用時に変動してもよく、たとえば、車両速度または別の測定パラメータの関数として変動してもよい。
【００１７】
減衰成分の大きさは一般に、値の範囲の全体または一部にわたって、コラム速度の関数として線形に増加してもよい。そのため、減衰成分の値は一般に、ステアリングホイールの角速度が増加するにつれて、大きくなる場合がある。しかし、ステアリングホイールの速度と減衰成分値の間には、非線形な関係が存在する場合がある。
【００１８】
好ましい構成において、第１の値と第２の値の間における減衰成分の大きさの増加率は、加えられたトルクの関数として減少するのが好ましい。一構成において、減衰成分は、ステアリングホイールの角速度を示す第２の出力信号の関数である第１の中間値、ステアリング機構の一部により伝えられるトルクを示す第１の出力信号の関数であるスケーリング値を生成することによる第２の中間値、および、差分手段からの前記第３の出力信号の関数であるスケーリング値を生成することによる第３の中間値により生成され、減衰成分は、第１の中間値を、第２の中間値および第３の中間値と乗算することにより生成される。
【００１９】
スケーリング値は、ゼロの加えられるトルクにおける最大値から所定の加えられる最大トルクにおける最小値まで変わる場合がある。この場合、最大または最大を超えるトルクについて、ゼロ値の減衰成分が生成されるであろう。
【００２０】
スケーリング値は、ゼロトルクを区切る測定トルク値の範囲にわたって実質的にゼロに評価されるように適合されてもよい。これは、ゼロのトルクのいずれかの側にデッドバンドを設け、デッドバンドの周辺では、所与のステアリングホイール速度について、最大減衰成分が生成され、中心操縦に対する高速度についてステアリング感覚を改善する。
【００２１】
さらなる改善形態において、デッドバンドの幅は、ステアリングシステムが適合する車両速度の関数として変動してもよい。したがって、車両速度の測定は、信号プロセッサの第３の入力に供給される。
【００２２】
差分値は、より高い変化率に比べてゼロの変化率で大きい場合がある。差分値は、ゼロの変化率における最大値と最大の所定変化率における最小値の間で変動してもよい。
車両の標準運転中の高い変化率は通常、ハンドオン操縦中のゼロトルクの交差で起こるであろう。上述の構成により、この状況におけるスケーリング係数を減らし、ハンドオン操縦における減衰の侵入を減らす。ゼロの変化率は通常、ハンドオフ操縦に対応し、その場合、スケーリング値は減らず、減衰レベルは比較的高く保たれる。そのため、しり振り中のゼロ交差において従来技術で起こった減衰時のスパイクをなくすことができる。それは、しり振り中のゼロ交差およびハンドオフ操縦のゼロ交差は、互いに区別できるからである。
【００２３】
信号プロセッサは、ルックアップテーブルのエントリから、トルクとステアリングホイール速度の任意所与の組み合わせについて減衰成分の値を計算することができる。この場合、ステアリング速度と運転者入力トルクのそれぞれまたはそれらの特定の組み合わせは、テーブルに記憶された指定された値にアクセスするであろう。
【００２４】
好ましい代替態様において、減衰成分の値は、速度、トルク、任意選択で車両速度の値を、適した式に入力することにより引き出されてもよい。
ステアリングコラムのトルクならびに角速度の関数である減衰成分を設けることは、「ハンドオン」スラローム操縦中に適切なレベルの減衰を提供するが、ある状況では、ステアリングコラムシャフトに好ましくないトルク変動を生ずる可能性がある。たとえば、運転者が加えた高い周波数のトルクが生じるか、または、コラムが、ロードホイールに対する衝撃のためにキックバックすると、トルク依存の減衰成分は、加えられたトルクと相互作用し、不快な振動を起こす可能性がある。そのため、運転者が加えたトルクは、減衰トルクに影響を与える可能性があり、減衰トルクは次に、運転者が加えたトルクに影響を与え、それが続く可能性がある。
【００２５】
改善形態において、こうした作用を軽減するために、減衰成分は、フィルタリングされて、コラムトルクの高周波数変化により生ずる減衰成分の高周波数変動が除去されてもよい。そのため、システムは、コラムトルクの対応する変化による減衰成分の変化率を所定の最大レートに制限するように適合された制限手段を含んでもよい。
【００２６】
好ましくは、レート制限手段はフィルタを備えてもよい。フィルタは、一構成では、約３Ｈｚ（ヘルツ）のカットオフ周波数を有することができるローパスフィルタを備えてもよい。
【００２７】
減衰成分は、トルクの関数であるスケーリング値とコラム速度の関数である中間減衰値の積を含むような最も都合のよい構成において、制限手段は、期間にわたって、スケーリング値の変化率を制限するように構成される。スケーリング値は、減衰成分を生成するために、中間減衰値で乗算する前に、ローパスフィルタリングされてもよい。
【００２８】
ローパスフィルタは、周波数領域フィルタであってよいが、既知の任意の種類、通常、マイクロプロセッサ上に実装される離散デジタルフィルタであってよい。もちろん、期間にわたるスケーリング値の最大の変化率を制限するスケーリング値の任意の処理が採用されるであろう。
【００２９】
減衰値を生成するのに用いてもよいトルク依存のスケーリング係数は、こうした任意の周波数領域フィルタリングを行う前に、トルクの変化率に依存する値によりスケーリングされるのが最も好ましい。
【００３０】
第２の態様によれば、本発明は、電気駆動式ステアリングシステムの電動機と共に用いるための少なくとも１つの入力端子および少なくとも１つの出力端子を有する信号処理手段を含む電気回路を提供し、電気回路は、入力端子において、ステアリングシステムの一部により伝えられるトルクを示す第１の信号、ステアリングシステムのステアリングホイールの角速度を示す第２の信号、および、時間における２点間の、ステアリングシステムの一部により伝えられるトルクの変化率を示す第３の出力信号を受け取るように構成され、信号処理手段は、出力端子において、第１の信号に依存するステアリング支援成分および第１の出力信号、第２の出力信号、および、第３の出力信号に依存する減衰成分を含むトルク要求信号を生成するように適合される。
【００３１】
減衰成分および支援成分は、回路のそれぞれの出力端子で生成されることができる。２つの成分は次に、ネットワークを通して、電動機に加えられるべき適切な駆動信号を生成する電動機駆動回路に渡されることができる。ネットワークは、ステアリングシステムを含む車両用の配線ルーム（loom）の一部を形成するバスを備えてもよい。バスは、回路を、電動機から離れた場所に設けることを可能にする。
【００３２】
回路はＡＳＩＣを備えてもよい。
別法として、または、付加的に、回路は、プログラム命令を記憶するメモリを含んでもよく、プログラム命令は、処理手段上で実行されると、処理手段が、入力信号からトルク要求信号を生成するようにさせる。
【００３３】
第３の態様によれば、本発明は、機械読み取り可能な命令を含むコンピュータプログラムを提供し、機械読み取り可能な命令は、プロセッサにより実行されると、プロセッサが、本発明の第２の態様の回路を提供するようにする。
【００３４】
第４の態様によれば、本発明は、機械読み取り可能な命令を含むデータキャリアを提供し、機械読み取り可能な命令は、プロセッサにより実行されると、プロセッサが、本発明の第３の態様による電気回路を提供するようにする。
【００３５】
データキャリアは、読み取り専用半導体メモリなどの集積回路の一部を形成するメモリを備えてもよい。
ここで、添付図面を参照して本発明の一実施形態が、例としてのみ述べられるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
電力アシスト・ステアリングシステムは、添付図面の図１に示される。システムは、（任意選択の）ギアボックス３を貫通する駆動シャフト２上で作動する電動機１を備える。駆動シャフト２は、ステアリングコラム５の一部の上に設けられたホイールまたはステアリングコラムに動作可能に連結するシャフトと協働するウォームギア４で終端する。
【００３７】
ステアリングコラム５は、ステアリングホイール（図示せず）、したがって、ステアリングコラムが、車両ロードホイール（同様に図示せす）により与えられる抗力に対抗して回転する時に、車両の運転者が生成する、ステアリングコラムにより伝えられるトルクを測定するように適合されるトルクセンサ６を保持する。トルクセンサ６からの出力信号Ｔは、信号処理手段７を含む電気回路の第１の入力に供給される。電気回路は通常、ＡＳＩＣ専用集積回路である。
【００３８】
角速度センサもまたステアリングコラムシャフト上に設けられる。図１に示すように、角速度センサは、トルクセンサ６の集積部品である。角速度センサは、シャフトの角速度ωを示す出力信号を生成する。速度センサからの出力は、電気回路７の第２の入力に供給される。
【００３９】
さらに、ステアリングコラムの角度位置を示す出力信号Ｎｃｏｌを生成するコラム位置センサが設けられる。
３つの入力値、コラム速度ω、コラム角度位置Ｎｃｏｌ、コラムトルクＴが、信号プロセッサに渡される。
【００４０】
回路７は、３つの入力信号に対して作動し、その出力において、電動機制御器９に渡されるトルク要求信号８を生成する。電動機制御器９は、トルク要求信号８を電動機１用の駆動電流に変換する。
【００４１】
トルク要求信号８の値は、電動機１によりステアリングコラムに加えられる支援トルクの量に対応する。値は、要求信号がゼロである時のゼロトルクにより、１つの意味での電動機用の最大出力トルクに対応する最小値から、反対の意味での最大電動機トルクまで変わるであろう。
【００４２】
電動機制御器９は、その入力としてトルク要求信号を受け取り、電動機駆動シャフト２において所望のトルクを再生するために、電動機に供給される電流を生成する。所望のトルクは、ホイールをターンするために運転者が必要とする努力を減ずる、ステアリングコラムシャフト５に加えられるこの支援トルクである。
【００４３】
図２は、トルク要求信号８を生成する時に回路７により行われる機能ステップを示す。トルク要求信号８は、２つの成分、すなわち、支援トルク成分１０および減衰成分１１として生成される。これらの２つの成分１０、１１は、回路内で加法的に結合されて、最終のトルク要求信号８が形成される。
【００４４】
支援トルク成分１０は、トルクセンサ６により測定されたステアリングコラムのトルクの関数として導き出される。測定トルクと支援信号の関係は、図３のプロットに示すように実質的に線形である。しかし、考えられる他の関係を用いて、トルクを支援信号にマッピングしてもよい。両方の場合において、トルクが増加するにつれて、支援信号の大きさが増加する。支援トルク信号１０は、必要であれば、車両速度などの他のパラメータに依存してもよい。その場合、安定性を向上させるために、高速度において支援トルク信号１０の値を減じ、駐車操縦を容易にするために、非常に低速度において支援トルク信号の値を増やすことが一般的である。
【００４５】
減衰成分１１は、測定トルク、トルクの変化率、コラム位置およびコラム速度の関数として生成される。図４に示すように、ステアリングコラムの直ぐ前向きの位置の周辺で位置依存のデッドバンドを導入するために、中間減衰信号１２は、コラム速度ωとコラム絶対角位置Ｎｃｏｌの線形関数として生成される。
【００４６】
中間減衰信号１２は、ゼロのコラム速度におけるゼロから所定のコラム速度における最大値（通常、２回転／秒）まで値が増加する。もちろん、異なる用途について、この値に対応するピーク減衰値と速度の両方が変わってもよい。２回転／秒を超えると、中間減衰信号は一定に留まる。デッドバンドはまた、可変幅であってよいゼロ速度の周囲に設けられる。そのため、減衰成分の値は、デッドバンド内の速度範囲にわたって、ゼロかまたは約ゼロに留まる。
【００４７】
中間減衰信号１２は、その後、スケーリング値１３を含む別の中間減衰信号を計算し、乗算器１４を用いて、中間減衰信号１２をスケーリング値１３で乗算することにより、トルクの関数として変更される。
【００４８】
添付図面の図２に示すように、スケーリング値１３は、トルクの関数である初期スケーリング値１５と、中間減衰値１６を生成するために初期スケーリング値１５と乗算される１７トルク差分値１６を計算することにより生成され、他の中間減衰信号１２と結合される前にフィルタ１８を通される。
【００４９】
初期スケーリング値１５は、トルクの大きさ１９を求め、ステアリングコラムにより伝えられるトルクの関数である初期スケーリング値１５を生成するための適したマップ２０を用いて大きさをマッピングすることにより計算される。トルクと初期スケーリング値１６の関係は、添付図面の図５に詳細に見られることができる。関係は、ゼロが加えられるトルクにおける１（単位）から所定の閾値加えられるトルクにおける０まで増加する。デッドバンドも設けられ、それにより、スケーリング値は、ゼロのトルクの周辺の小さなトルク値について１か、または１あたりに留まる。デッドバンドの幅は、システムの慣性により生ずる可能性のある最大トルクを超えるように選択されるのが好ましい。
【００５０】
トルク差分値は、トルクをローパスフィルタリングしてフィルタリングしたトルクを微分２１し、微分結果の大きさ２２を取って大きさの値に対してマッピング２３を適用することにより生成される。トルクの差分値についてのマッピングの関係は、添付図面の図６により詳細に示される。マッピングの関係は、トルクの低い変化率で最大の１の値をとり、トルクの高い変化率で最小の０値に降下する。これら２つの値の間の遷移は、トルクの変化率についての所定の下位閾値と上位閾値の間で線形に起こる。
【００５１】
スケーリング値および差分値は、乗算器段２４で結合されて、修正されたスケーリング係数２５が生成される。実際には、差分値をスケーリング係数に適用する効果は、ハンドオフ操縦中に有用な減衰レベルを維持しながら、ハンドオン操縦におけるゼロのトルクの交差の間に減衰を減らすことである。
【００５２】
修正したスケーリング係数２５を生成した後、修正したスケーリング係数は、ローパスフィルタ１８を通されて、任意の高周波数トルク依存の値の変動が除去される。
ローパスフィルタ１８は、本実施形態では、３Ｈｚのカットオフ周波数を有し、後続の高周波数の減衰成分の変動と結合する運転者が加えたトルクの高速度の変動の影響を除去する。一定の状況において、ローパスフィルタが存在しないと、好ましくない振動がステアリングコラムで生成される場合がある。
【００５３】
フィルタは、当業者が容易に理解するであろう種々の方法で実施されることができる。適した周波数領域フィルタは、
Ｘ＝（減衰―最初―分子（Ｚ））／（減衰―最初―分母（Ｚ））
の形であってよい。
ここで、Ｘはフィルタリングされたスケーリング値である。
【００５４】
中間信号１２は、スケーリング係数信号１３により乗算されて、減衰成分１１が生成される。最後に、信号プロセッサは、減衰成分１１を支援トルク信号１０から減算して、電動機１を駆動するのに用いるトルク要求信号８を生成する。
【００５５】
添付図面の図８（ａ）および図８（ｂ）は、減衰信号を時間にわたってトルクの差分に依存させる効果を示し、この時、図７（ａ）および図７（ｂ）に示す結果を生むのに用いられるようなその他の点では同じ従来技術のシステムと比較される。新たな結果は、古い結果の上にきており、明らかに、減衰スパイクが減ったことを示す。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明による電力アシスト・ステアリングシステムの略図である。
【図２】図１のシステムの信号処理ユニット内で行われる機能ステップを示すブロック図である。
【図３】運転者により加えられたトルクと生成した支援トルク値の関係を示す図である。
【図４】減衰成分とコラム速度の関係を示す図である。
【図５】減衰成分の値と運転者が加えたトルクの関係を示す図である。
【図６】図１のシステムの信号処理ユニット内で行われる機能ステップの代替のセットを示すブロック図である。
【図７】図７（ａ）はシミュレートした掃引された正弦曲線のホイール運動を受ける、７０ｋｐｈで移動する乗客車両に適合した、従来技術のステアリングシステムに対する時間対コラム位置のプロットであり、図７（ｂ）は時間対減衰トルクのプロットである。
【図８】図８（ａ）は図７（ａ）および図７（ｂ）の結果について用いられる、７０ｋｐｈで移動する同じ乗客車両に適合した、本発明によるステアリングシステムに対する時間対コラム位置のプロットであり、図８（ｂ）は時間対減衰トルクのプロットである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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