(57)【要約】  ステアリングシステム（１００）を駆動制御するための方法及び装置並びに電動ステアリングアシスト部（１０２）を有するステアリングシステム（１００）であって、ステアリングアシスト部（１０２）に対する目標量（ＴＭｏｔ）が、ステアリング制御部（１０４）によって設定され、ステアリングシステム（１００）が、目標量（ＴＭｏｔ）に基づいて駆動制御され、ステアリングシステム（１００）によってステアリングされるアクスル（１０６）の動的挙動を補償するための補償値が、モデルに基づいて決定され、目標量（ＴＭｏｔ）が、補償値に基づいて決定される。ステアリングされるアクスル（１０６）のダイナミクスをエミュレートするための方法及び装置。
2020535059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動ステアリングアシスト部（１０２）を有するステアリングシステム（１００）を駆動制御するための方法であって、
前記ステアリングアシスト部（１０２）に対する目標量
【数１】
2020535059.tif 000022
を、ステアリング制御部（１０４）によって設定し、
前記ステアリングシステム（１００）を、前記目標量
【数２】
2020535059.tif 000023
に基づいて駆動制御し、
前記ステアリングシステム（１００）によってステアリングされるアクスル（１０６）の動的挙動を補償するための補償値を、モデルに基づいて決定し、
前記目標量
【数３】
2020535059.tif 000024
を、前記補償値に基づいて決定する、
方法。
【請求項２】
前記補償値は、前記ステアリングシステム（１００）のラック（１０８）に作用するラック力（ＦＲａ）を表したものである、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記補償値
【数４】
2020535059.tif 000025
を、前記ラック（１０８）の基準位置（１１０）に対する前記ステアリングシステム（１００）の前記ラック（１０８）の振れを示すラック移動量（ｓＲａ）に関する情報に基づいて決定する、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ラック移動量（ｓＲａ）に関する前記情報を、少なくとも１つの測定値に基づいて決定し、
前記測定値は、基準位置（２０４）に対する前記ステアリングアシスト部（１０２）の電気駆動部（１１２）のロータ位置（２０２）に関する情報を表したものであり、
又は、
前記測定値は、前記ステアリングシステム（１００）のステアリングホイール（１１６）を前記電動ステアリングシステム（１００）の前記電気駆動部（１１２）に接続するトーションバー（１１４）におけるトルク（ＴＴｂ）に関する情報を表したものであり、
又は、
前記測定値は、前記ステアリングホイール（１１６）の角位置（ωＬ）に関する情報、若しくは、基準角位置（ωＲｅｆ）に対する、前記ラックを駆動するシャフト（１２４）の角位置（ωＲａ）に関する情報を表したものである、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記補償値
【数５】
2020535059.tif 000026
を、
【数６】
2020535059.tif 000027
として決定し、ここで、
ｃは、
【数７】
2020535059.tif 000028
であり、
Ｌは、前記ステアリングアシスト部の前記電気駆動部のモータトルクから前記トーションバーにおけるトルク（ＴＴｂ）への移行挙動であり、
Ｒは、前記ラック移動量（ｓＲａ）から前記ラック力（ＦＲａ）への移行挙動である、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
目標モータトルク（ＴＭｏｔ）を決定し、
前記補償値と、前記目標モータトルク（ＴＭｏｔ）とに基づいて、前記目標量
【数８】
2020535059.tif 000029
として、補償された目標モータトルク
【数９】
2020535059.tif 000030
を決定する、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
電動ステアリングアシスト部（１０２）を有するステアリングシステム（１００）であって、
ステアリング制御部（１０４）は、前記ステアリングアシスト部（１０２）に対する目標量
【数１０】
2020535059.tif 000031
を設定するように構成されており、
前記ステアリングシステム（１００）は、前記目標量
【数１１】
2020535059.tif 000032
に基づいて駆動制御され、
前記ステアリング制御部（１０４）は、前記ステアリングシステム（１００）によってステアリングされるアクスル（１０６）の動的挙動を補償するための補償値を、モデルに基づいて決定するように構成されており、
前記目標量
【数１２】
2020535059.tif 000033
は、前記補償値に基づいて決定される、
ステアリングシステム（１００）。
【請求項８】
前記ステアリングシステム（１００）は、ラック（１０８）を含み、
前記補償値は、前記ラック（１０８）に作用するラック力（ＦＲａ）を表したものである、
請求項７に記載のステアリングシステム（１００）。
【請求項９】
前記ステアリング制御部（１０４）は、前記補償値
【数１３】
2020535059.tif 000034
を、前記ラック（１０８）の基準位置（１１０）に対する前記ステアリングシステム（１００）の前記ラック（１０８）の振れを示すラック移動量（ｓＲａ）に関する情報に基づいて決定するように構成されている、
請求項８に記載のステアリングシステム（１００）。
【請求項１０】
前記ステアリング制御部（１０４）は、前記ラック移動量（ｓＲａ）に関する前記情報を、少なくとも１つの測定値に基づいて決定するように構成されており、
前記ステアリングシステム（１００）は、基準位置（２０４）に対する前記ステアリングアシスト部（１０２）の電気駆動部（１１２）のロータ位置（２０２）に関する情報として、前記測定値を検出するように構成された角位置センサ（１１８）を含み、
又は、
前記ステアリングシステム（１００）は、前記ステアリングシステム（１００）のステアリングホイール（１１６）を前記電動ステアリングシステム（１００）の前記電気駆動部（１１２）に接続するトーションバー（１１４）におけるトルク（ＴＴｂ）に関する情報を検出するように構成されたトルクセンサ（１１６）を含み、
又は、
前記ステアリングシステム（１００）は、基準角位置（ωＲｅｆ）に対する前記ステアリングホイール（１１６）の角位置（ωＬ）に関する情報を検出するように構成された角位置センサ（１２２）を含み、
又は、
前記ステアリングシステム（１００）は、基準角位置（ωＲｅｆ）に対する、前記ラックを駆動するシャフト（１２４）の角位置（ωＲａ）に関する情報を検出するように構成された角位置センサ（１１８）を含む、
請求項９に記載のステアリングシステム（１００）。
【請求項１１】
前記ステアリング制御部（１０４）は、前記補償値
【数１４】
2020535059.tif 000035
を、
【数１５】
2020535059.tif 000036
として決定するように構成されており、ここで、
ｃは、
【数１６】
2020535059.tif 000037
であり、
Ｌは、前記ステアリングアシスト部の前記電気駆動部のモータトルクから前記トーションバーにおけるトルク（ＴＴｂ）への移行挙動であり、
Ｒは、前記ラック移動量（ｓＲａ）から前記ラック力（ＦＲａ）への移行挙動である、
請求項７に記載のステアリングシステム（１００）。
【請求項１２】
前記ステアリング制御部（１０４）は、目標モータトルク（ＴＭｏｔ）を決定するように構成されており、
前記補償値
【数１７】
2020535059.tif 000038
と、前記目標モータトルク（ＴＭｏｔ）とに基づいて、前記目標量
【数１８】
2020535059.tif 000039
として、補償された目標モータトルク
【数１９】
2020535059.tif 000040
が決定される、
請求項７乃至１１のいずれか一項に記載のステアリングシステム（１００）。
【請求項１３】
ステアリングシステム（１００）によってステアリングされる自動車のアクスル（１０６）のダイナミクスをエミュレートするための方法であって、
前記ステアリングシステム（１００）は、ラック（１０８）を含み、
前記ステアリングシステム（１００）によってステアリングされる前記アクスル（１０６）の動的挙動を補償するための補償値
【数２０】
2020535059.tif 000041
を、モデルに基づいて決定し、
前記補償値
【数２１】
2020535059.tif 000042
を、前記ラック（１０８）の基準位置（１１０）に対する前記ステアリングシステム（１００）の前記ラック（１０８）の振れを示すラック移動量（ｓＲａ）に関する情報に基づいて決定し、
前記ラック移動量（ｓＲａ）に関する情報を、少なくとも１つの測定値に基づいて決定し、
前記測定値は、基準位置（２０４）に対する前記ステアリングアシスト部（１０２）の電気駆動部（１１２）のロータ位置（２０２）に関する情報を表したものであり、
又は、
前記測定値は、ステアリングホイール（１１６）の角位置（ωＬ）に関する情報、若しくは、基準角位置（ωＲｅｆ）に対する、前記ラックを駆動するシャフト（１２４）の角位置（ωＲａ）に関する情報を表したものである、
方法。
【請求項１４】
ステアリングシステム（１００）によってステアリングされる自動車のアクスル（１０６）のダイナミクスをエミュレートするための装置であって、
前記ステアリングシステム（１００）は、ラック（１０８）を含み、
前記装置は、前記ステアリングシステム（１００）によってステアリングされる前記アクスル（１０６）の動的挙動を補償するための補償値
【数２２】
2020535059.tif 000043
を、モデルに基づいて決定するように構成されており、
前記補償値
【数２３】
2020535059.tif 000044
は、前記ラック（１０８）の基準位置（１１０）に対する前記ステアリングシステム（１００）の前記ラック（１０８）の振れを示すラック移動量（ｓＲａ）に関する情報に基づいて決定され、
前記ラック移動量（ｓＲａ）に関する前記情報は、少なくとも１つの測定値に基づいて決定され、
前記測定値は、基準位置（２０４）に対する前記ステアリングアシスト部（１０２）の電気駆動部（１１２）のロータ位置（２０２）に関する情報を表したものであり、
又は、
前記測定値は、ステアリングホイール（１１６）の角位置（ωＬ）に関する情報、若しくは、基準角位置（ωＲｅｆ）に対する、前記ラックを駆動するシャフト（１２４）の角位置（ωＲａ）に関する情報を表したものである、
装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項の上位概念に記載の、電動ステアリングアシスト部を有するステアリングシステムを駆動制御するための方法と、ステアリングシステムとに関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリング制御部による電動ステアリングアシストは、ステアリングシステムのステアリングギアに目標アシストトルクを導入するために使用される。このような電動ステアリングアシストは、一般的に知られている。
【０００３】
しかしながら、電動ステアリングアシスト部を有する現在のステアリングシステムにおいては、フロントアクスルダイナミクスとも称されるアクスルの動的挙動（ダイナミック挙動）が考慮されていない。ラックを有するステアリングギアの場合、フロントアクスルダイナミクスは、ラックのスライドに対するフロントアクスルの力応答である。車両によっては、このフロントアクスルダイナミクスによって不安定性がもたらされ、又は、ステアリング感覚の損失がもたらされる可能性がある。
【０００４】
従って、未知であると仮定されるフロントアクスルダイナミクスに対して安定するように、ステアリング制御部をパラメータ化しなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、改善されたステアリング制御部を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題は、独立請求項に記載の、駆動制御するための方法と、ステアリングシステムとによって解決される。
【０００７】
電動ステアリングアシスト部を有するステアリングシステムを駆動制御するための方法に関して、ステアリングアシスト部に対する目標量が、ステアリング制御部によって設定され、ステアリングシステムが、目標量に基づいて駆動制御され、ステアリングシステムによってステアリングされるアクスルの動的挙動を補償するための補償値が、モデルに基づいて決定され、目標量が、補償値に基づいて決定する。これによってフロントアクスルダイナミクスが、モデルに基づいてアクティブに補償され、これによって制御が改善される。さらに、よりロバストな制御システムを実現するために、例えばフロントアクスルのボールねじ機構をより強固に結合するなどの、比較的高コストの解決策が回避される。
【０００８】
有利には、補償値は、ステアリングシステムのラックに作用するラック力を表したものである。これによって、ラックの振れを引き起こすラック力が補償される。目標量に対してこのように影響を与えることにより、外乱に対して制御が特に迅速に反応することが可能となる。
【０００９】
有利には、補償値は、ラックの基準位置に対するステアリングシステムのラックの振れを示すラック移動量に関する情報に基づいて決定される。ラックのフロントアクスルダイナミクスの外乱を直接的に検出することにより、従来のセンサに基づいた線形モデルを使用することが可能となる。
【００１０】
有利には、ラック移動量に関する情報は、少なくとも１つの測定値に基づいて決定され、測定値は、基準位置に対するステアリングアシスト部の電気駆動部のロータ位置に関する情報を表したものであり、又は、測定値は、ステアリングシステムのステアリングホイールを電動ステアリングシステムの電気駆動部に接続するトーションバーにおけるトルクに関する情報を表したものであり、又は、測定値は、ステアリングホイールの角位置に関する情報、若しくは、基準角位置に対する、ラックを駆動するシャフトの角位置に関する情報を表したものである。これにより、角位置センサ又はトルクセンサによって測定値を簡単に検出することが可能となる。カルマンフィルタを用いたセンサフュージョンを実施することが可能となる。
【００１１】
有利には、補償値は、
【数１】
2020535059.tif 000003
として決定され、ここで、
ｃは、
【数２】
2020535059.tif 000004
であり、
Ｌは、ステアリングアシスト部の電気駆動部のモータトルクからトーションバーにおけるトルク（ＴＴｂ）への移行挙動であり、
Ｒは、ラック移動量（ｓＲａ）からラック力（ＦＲａ）への移行挙動である。
これにより、フィードフォワード制御によってフロントアクスルの影響を除去することが可能となる。
【００１２】
有利には、目標モータトルクが決定され、補償値と、目標モータトルクとに基づいて、目標量として、補償された目標モータトルクが決定される。これにより、目標アシストトルクによる従来の制御に簡単に組み込むことが可能となる。
【００１３】
ステアリングシステムに関して、ステアリング制御部は、ステアリングアシスト部に対する目標量を設定するように構成されており、ステアリングシステムは、目標量に基づいて駆動制御され、ステアリング制御部は、ステアリングシステムによってステアリングされるアクスルの動的挙動を補償するための補償値を、モデルに基づいて決定するように構成されており、目標量は、補償値に基づいて決定される。ステアリング制御部による動的挙動の補償により、制御が改善される。
【００１４】
有利には、ステアリングシステムは、ラックを含み、補償値は、ラックに作用するラック力を表したものである。ラックの駆動制御に対してこのように影響を与えることにより、ダイナミクスに対して特に良好に影響を与えることが可能となる。
【００１５】
有利には、ステアリング制御部は、補償値を、ラックの基準位置に対するステアリングシステムのラックの振れを示すラック移動量に関する情報に基づいて決定するように構成されている。これにより、ダイナミクスを特に簡単に考慮することが可能になる。
【００１６】
有利には、ステアリング制御部は、ラック移動量に関する情報を、少なくとも１つの測定値に基づいて決定するように構成されており、ステアリングシステムは、基準位置に対するステアリングアシスト部の電気駆動部のロータ位置に関する情報として、測定値を検出するように構成された角位置センサを含み、又は、ステアリングシステムは、ステアリングシステムのステアリングホイールを電動ステアリングシステムの電気駆動部に接続するトーションバーにおけるトルクに関する情報を検出するように構成されたトルクセンサを含み、又は、ステアリングシステムは、基準角位置に対するステアリングホイールの角位置に関する情報を検出するように構成された角位置センサを含み、又は、ステアリングシステムは、基準角位置に対する、ラックを駆動するシャフトの角位置に関する情報を検出するように構成された角位置センサを含む。角位置センサ又はトルクセンサによる測定値の検出を、従来のステアリングシステムにおいて、特に良好に実施することが可能となる。
【００１７】
有利には、ステアリング制御部は、補償値を、
【数３】
2020535059.tif 000005
として決定するように構成されており、ここで、
ｃは、
【数４】
2020535059.tif 000006
であり、
Ｌは、ステアリングアシスト部の電気駆動部のモータトルクからトーションバーにおけるトルク（ＴＴｂ）への移行挙動であり、
Ｒは、ラック移動量（ｓＲａ）からラック力（ＦＲａ）への移行挙動である。
これにより、フィードフォワード制御として従来の制御システムに簡単に組み込むことが可能となる。
【００１８】
有利には、ステアリング制御部は、目標モータトルクを決定するように構成されており、補償値と、目標モータトルクとに基づいて、目標量として、補償された目標モータトルクが決定される。この制御によって、従来の制御に、特に簡単に組み込むことが可能となる。
【００１９】
特に、単独で実現することができ、又は、有利には、上述した本発明の態様に加えて実現することができる本発明のさらなる態様によれば、ステアリングシステムによってステアリングされる自動車のアクスルのダイナミクスをエミュレートするための方法が提案され、ステアリングシステムは、ラックを含み、ステアリングシステムによってステアリングされるアクスルの動的挙動を補償するための補償値が、モデルに基づいて決定される。さらに有利には、補償値は、特に、ラックの基準位置に対するステアリングシステムのラックの振れを示すラック移動量に関する情報に基づいて決定される。ラック移動量に関する情報は、有利には少なくとも１つの測定値に基づいて決定され、測定値は、好ましくは、基準位置に対するステアリングアシスト部の電気駆動部のロータ位置に関する情報を表したものであり、又は、測定値は、ステアリングホイールの角位置に関する情報、若しくは、基準角位置に対する、ラックを駆動するシャフトの角位置に関する情報を表したものである。これにより、既に上述した利点を達成することが可能となる。特に、これによってフロントアクスルダイナミクスが、モデルに基づいてアクティブに補償され、これによって制御が改善される。さらに、よりロバストな制御システムを実現するために、例えばフロントアクスルのボールねじ機構をより強固に結合するなどの、比較的高コストの解決策が回避される。
【００２０】
特に、単独で実現することができ、又は、有利には、上述した本発明の態様に加えて実現することができる本発明のさらなる態様によれば、ステアリングシステムによってステアリングされる自動車のアクスルのダイナミクスをエミュレートするための装置が提案され、ステアリングシステムは、ラックを含み、装置は、ステアリングシステムによってステアリングされるアクスルの動的挙動を補償するための補償値を、モデルに基づいて決定するように構成されている。さらに有利には、補償値は、特に、ラックの基準位置に対するステアリングシステムのラックの振れを示すラック移動量に関する情報に基づいて決定される。ラック移動量に関する情報は、有利には少なくとも１つの測定値に基づいて決定され、測定値は、好ましくは、基準位置に対するステアリングアシスト部の電気駆動部のロータ位置に関する情報を表したものであり、又は、測定値は、ステアリングホイールの角位置に関する情報、若しくは、基準角位置に対する、ラックを駆動するシャフトの角位置に関する情報を表したものである。これにより、既に上述した利点を達成することが可能となる。特に、これによってフロントアクスルダイナミクスが、モデルに基づいてアクティブに補償され、これによって制御が改善される。さらに、よりロバストな制御システムを実現するために、例えばフロントアクスルのボールねじ機構をより強固に結合するなどの、比較的高コストの解決策が回避される。
【００２１】
さらなる有利な実施形態は、以下の説明及び図面から明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ステアリングシステムの概略図である。
【図２】角位置の概略図である。
【図３】制御ループの一部の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、電動ステアリングアシスト部１０２を有するステアリングシステム１００を概略的に示す。
【００２４】
ステアリング制御部１０４は、ステアリングアシスト部１０２に対する目標量
【数５】
2020535059.tif 000007
を設定するように構成されている。ステアリングシステム１００は、目標量
【数６】
2020535059.tif 000008
に基づいて駆動制御される。ステアリングシステム１００は、ラック１０８によって移動可能なアクスル１０６を含む。この例においては、目標量
【数７】
2020535059.tif 000009
は、ステアリングアシスト部１０２に対する目標トルクである。フロントアクスルダイナミクスによって、ラック１０８に作用するラック力ＦＲａが発生する。ラック１０８は、ラック移動量ｓＲａの分だけ移動させられ、このラック移動量ｓＲａは、ラック１０８の基準位置１１０に対するステアリングシステム１００のラック１０８の振れを示す。この例においては、正のラック力ＦＲａは、図１の矢印の方向に作用し、即ち、正のラック移動量ｓＲａを有するラック１０８の振れの方向に作用する。この例においては、負のラック力ＦＲａは、矢印の方向とは反対方向に作用し、即ち、負のラック移動量ｓＲａを有するラック１０８の振れの方向に作用する。上記の定義は、一例であって、これとは異なるように選択してもよい。
【００２５】
ステアリング制御部１０４は、ラック移動量ｓＲａに関する情報を、少なくとも１つの測定値に基づいて決定するように構成されている。ステアリングシステム１００は、例えば、基準位置２０４に対するステアリングアシスト部１０２の電気駆動部１１２のロータ位置２０２に関する情報として、測定値を検出するように構成された角位置センサ１１８を含む。
【００２６】
この例においては、ステアリングシステム１００は、ステアリングシステム１００のステアリングホイール１１６を電動ステアリングシステム１００の電気駆動部１１２に接続するトーションバー１１４におけるトルクＴＴｂに関する情報を検出するように構成されたトルクセンサ１１６を含む。
【００２７】
追加的又は代替的に、ステアリングシステム１００は、基準角位置ωＲｅｆに対するステアリングホイール１１６の角位置ωＬに関する情報を検出するように構成された角位置センサ１２２を含むこともできる。基準角位置ωＲｅｆに対する、ラックを駆動するシャフト１２４の角位置ωＲａに関する情報を検出するように、角位置センサ１１８を構成することもできる。
【００２８】
図２は、ステアリングシステム１００において動作時に発生しうる角位置を概略的に示す。
【００２９】
ステアリング制御部１０４は、ステアリングシステム１００によってステアリングされるアクスル１０６の動的挙動を補償するための補償値を、モデルに基づいて決定するように構成されている。目標量
【数８】
2020535059.tif 000010
は、補償値に基づいて決定される。
【００３０】
第１の例においては、ステアリング制御部１０４は、補償値を、ラック移動量ｓＲａに関する情報に基づいて決定するように構成されている。
【００３１】
より詳細には、ステアリング制御部１０４は、目標モータトルクＴＭｏｔを決定するように構成されており、補償値と、目標モータトルクＴＭｏｔとに基づいて、目標量
【数９】
2020535059.tif 000011
として、補償された目標モータトルク
【数１０】
2020535059.tif 000012
が決定される。
【００３２】
フロントアクスルダイナミクスは、例えば、好ましくは全ての試運転中の車両に対して測定される。これに関して、例えば設計ツールを用いて初期の取得段階で利用可能である、フロントアクスルダイナミクスのモデルを使用することができる。
【００３３】
第１の例においては、このようにしてフロントアクスルダイナミクスの線形モデルが作成される。
【００３４】
フロントアクスルダイナミクスの線形モデルの入力量として、ラック移動量ｓＲａが使用され、このラック移動量ｓＲａは、従来のステアリングシステムにおいて既に利用可能である複数のセンサデータから、例えば、ロータ位置２０２、トーションバー１１４におけるトルクＴＴｂ、又は、その他の電動パワーステアリング（Elektronic Power Steering）のセンサデータから、例えばカルマンフィルタを介したセンサフュージョンによって求められる。出力として、例えば、外乱力であるラック力ＦＲａが計算される。ここから、外乱力に対抗するモータトルクを生成するために、目標量
【数１１】
2020535059.tif 000013
が決定される。
【００３５】
フロントアクスルダイナミクスの補償に加えて、本明細書においては補償値と称される計算された量を使用して、フロントアクスルの特定の挙動をエミュレートすることが可能である。１つの適用事例は、例えば、ステア・バイ・ワイヤ（Steer-By-Wire）システムであろう。
【００３６】
このために、例えば、車両内部のフロントアクスルダイナミクスを補償し、他のアクスルダイナミクスを重ね合わせることができる。
【００３７】
代替形態として、フロントアクスルダイナミクスを測定する代わりに、ばね−質量−ダンパー系の発振器を使用して、タイヤサイズ及びアクスルデザインに基づいて、仮想的なアクスルをパラメータ化してもよい。制御システムをパラメータ化するためにアクスルが存在しない場合には、このことが有用である。
【００３８】
第２の例においては、モデルの単純化が実施される。これによれば、ラックの移動量ｓＲａを求めることを省略することができる。
【００３９】
既に適用されている、ステアリングアシスト部のための制御方法論と、パラメータ化とに加えて、フロントアクスルダイナミクスに対抗し、その影響を補償するためのコンポーネントが追加される。
【００４０】
外乱であるフロントアクスルダイナミクスを有するこのようなステアリングシステム１００を、
【数１２】
2020535059.tif 000014
のように表すことができ、ここで、
Ｇは、ステアリングシステム１００の移行挙動であり、
Ｋは、目標モータトルクＴＭｏｔからトーションバー１１４におけるトルクＴＴｂへの移行挙動であり、
Ｌは、ステアリングアシスト部の電気駆動部のモータトルクＴＭｏｔからトーションバーにおけるトルクＴＴｂへの移行挙動であり、
Ｍは、モータトルクＴＭｏｔからラック移動量ｓＲａへの移行挙動であり、
Ｎは、ラック力ＦＲａからラック移動量ｓＲａへの移行挙動であり、
Ｒは、ラック移動量ｓＲａからラック力ＦＲａへの移行挙動である。
【００４１】
なお、Ｒは、フロントアクスルダイナミクスによる外乱を表す。トーションバーの剛性が線形であって、ステアリングシステムのステアリングギアの変速比が一定であると仮定すると、ｃが、
【数１３】
2020535059.tif 000015
である場合に、ｓＲａ＝ｃＴＴｂとして単純化することにより、このＭＩＭＯシステムを、ＳＩＳＯシステムに変換することができ、
ＴＴｂ＝（Ｋ／１−ｃＬＲ）ＴＭｏｔ＝Ｋ Ｇ ＴＭｏｔ
のように表すことが可能となる。
【００４２】
フロントアクスルダイナミクスの影響を除去するために、フィードフォワード制御が、
【数１４】
2020535059.tif 000016
のように決定される。
【００４３】
図３に部分的に示されている制御ループは、目標モータトルクＴＭｏｔとして目標アシストトルクを決定するための従来の制御を含む。目標モータトルクＴＭｏｔは、まず始めに、目標量
【数１５】
2020535059.tif 000017
に対する補償値
【数１６】
2020535059.tif 000018
との乗算によって変更される。図３にはさらに、目標モータトルクＴＭｏｔからトーションバー１１４におけるトルクＴＴｂへの移行挙動Ｋを示す。さらに、図３のステアリングシステムのさらなる移行挙動が、目標量
【数１７】
2020535059.tif 000019
に対する
ｃＬＲ
の項の追加的なフィードバックによって考慮される。
【００４４】
この例においては、ステアリング制御部１０４は、補償値
【数１８】
2020535059.tif 000020
を、
【数１９】
2020535059.tif 000021
として決定するように構成されている。
【００４５】
好ましくは、Ｌ関数及びＲ関数が使用され、これらの関数の乗算によれば、移行関数のゼロ位置又は極位置が短縮されない。フロントアクスルダイナミクスが完全に補償されることは、前提とされていない。種々異なるリムサイズ及び負荷レベルに起因するモデルの偏差は、これまでと同様に、ステアリング制御部によって補償することができる。これらのフロントアクスルダイナミクスは、同様の推移を有しているので、タイヤサイズ及びベースが種々異なる場合においても、制御挙動の改善が可能である。
【図１】
2020535059.tif 000045
【図２】
2020535059.tif 000046
【図３】
2020535059.tif 000047
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月25日(2020.3.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動ステアリングアシスト部（１０２）を有するステアリングシステム（１００）を駆動制御するための方法であって、
前記ステアリングアシスト部（１０２）に対する目標量
【数１】
2020535059.tif 000048
を、ステアリング制御部（１０４）によって設定し、
前記ステアリングシステム（１００）を、前記目標量
【数２】
2020535059.tif 000049
に基づいて駆動制御し、
前記ステアリングシステム（１００）によってステアリングされるアクスル（１０６）の動的挙動を補償するための補償値を、モデルに基づいて決定し、
前記目標量
【数３】
2020535059.tif 000050
を、前記補償値に基づいて決定する、
方法において、
前記補償値
【数４】
2020535059.tif 000051
を、
【数５】
2020535059.tif 000052
として決定し、ここで、
ｃは、
【数６】
2020535059.tif 000053
であり、
Ｌは、前記ステアリングアシスト部の前記電気駆動部のモータトルクから前記トーションバーにおけるトルク（ＴＴｂ）への移行挙動であり、
Ｒは、前記ラック移動量（ｓＲａ）から前記ラック力（ＦＲａ）への移行挙動である、
方法。
【請求項２】
前記補償値は、前記ステアリングシステム（１００）のラック（１０８）に作用するラック力（ＦＲａ）を表したものである、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記補償値
【数７】
2020535059.tif 000054
を、前記ラック（１０８）の基準位置（１１０）に対する前記ステアリングシステム（１００）の前記ラック（１０８）の振れを示すラック移動量（ｓＲａ）に関する情報に基づいて決定する、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ラック移動量（ｓＲａ）に関する前記情報を、少なくとも１つの測定値に基づいて決定し、
前記測定値は、基準位置（２０４）に対する前記ステアリングアシスト部（１０２）の電気駆動部（１１２）のロータ位置（２０２）に関する情報を表したものであり、
又は、
前記測定値は、前記ステアリングシステム（１００）のステアリングホイール（１１６）を前記電動ステアリングシステム（１００）の前記電気駆動部（１１２）に接続するトーションバー（１１４）におけるトルク（ＴＴｂ）に関する情報を表したものであり、
又は、
前記測定値は、前記ステアリングホイール（１１６）の角位置（ωＬ）に関する情報、若しくは、基準角位置（ωＲｅｆ）に対する、前記ラックを駆動するシャフト（１２４）の角位置（ωＲａ）に関する情報を表したものである、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
目標モータトルク（ＴＭｏｔ）を決定し、
前記補償値と、前記目標モータトルク（ＴＭｏｔ）とに基づいて、前記目標量
【数８】
2020535059.tif 000055
として、補償された目標モータトルク
【数９】
2020535059.tif 000056
を決定する、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
電動ステアリングアシスト部（１０２）を有するステアリングシステム（１００）であって、
ステアリング制御部（１０４）は、前記ステアリングアシスト部（１０２）に対する目標量
【数１０】
2020535059.tif 000057
を設定するように構成されており、
前記ステアリングシステム（１００）は、前記目標量
【数１１】
2020535059.tif 000058
に基づいて駆動制御され、
前記ステアリング制御部（１０４）は、前記ステアリングシステム（１００）によってステアリングされるアクスル（１０６）の動的挙動を補償するための補償値を、モデルに基づいて決定するように構成されており、
前記目標量
【数１２】
2020535059.tif 000059
は、前記補償値に基づいて決定される、
ステアリングシステム（１００）において、
前記ステアリング制御部（１０４）は、前記補償値
【数１３】
2020535059.tif 000060
を、
【数１４】
2020535059.tif 000061
として決定するように構成されており、ここで、
ｃは、
【数１５】
2020535059.tif 000062
であり、
Ｌは、前記ステアリングアシスト部の前記電気駆動部のモータトルクから前記トーションバーにおけるトルク（ＴＴｂ）への移行挙動であり、
Ｒは、前記ラック移動量（ｓＲａ）から前記ラック力（ＦＲａ）への移行挙動である、
ステアリングシステム（１００）。
【請求項７】
前記ステアリングシステム（１００）は、ラック（１０８）を含み、
前記補償値は、前記ラック（１０８）に作用するラック力（ＦＲａ）を表したものである、
請求項６に記載のステアリングシステム（１００）。
【請求項８】
前記ステアリング制御部（１０４）は、前記補償値
【数１６】
2020535059.tif 000063
を、前記ラック（１０８）の基準位置（１１０）に対する前記ステアリングシステム（１００）の前記ラック（１０８）の振れを示すラック移動量（ｓＲａ）に関する情報に基づいて決定するように構成されている、
請求項７に記載のステアリングシステム（１００）。
【請求項９】
前記ステアリング制御部（１０４）は、前記ラック移動量（ｓＲａ）に関する前記情報を、少なくとも１つの測定値に基づいて決定するように構成されており、
前記ステアリングシステム（１００）は、基準位置（２０４）に対する前記ステアリングアシスト部（１０２）の電気駆動部（１１２）のロータ位置（２０２）に関する情報として、前記測定値を検出するように構成された角位置センサ（１１８）を含み、
又は、
前記ステアリングシステム（１００）は、前記ステアリングシステム（１００）のステアリングホイール（１１６）を前記電動ステアリングシステム（１００）の前記電気駆動部（１１２）に接続するトーションバー（１１４）におけるトルク（ＴＴｂ）に関する情報を検出するように構成されたトルクセンサ（１１６）を含み、
又は、
前記ステアリングシステム（１００）は、基準角位置（ωＲｅｆ）に対する前記ステアリングホイール（１１６）の角位置（ωＬ）に関する情報を検出するように構成された角位置センサ（１２２）を含み、
又は、
前記ステアリングシステム（１００）は、基準角位置（ωＲｅｆ）に対する、前記ラックを駆動するシャフト（１２４）の角位置（ωＲａ）に関する情報を検出するように構成された角位置センサ（１１８）を含む、
請求項８に記載のステアリングシステム（１００）。
【請求項１０】
前記ステアリング制御部（１０４）は、目標モータトルク（ＴＭｏｔ）を決定するように構成されており、
前記補償値
【数１７】
2020535059.tif 000064
と、前記目標モータトルク（ＴＭｏｔ）とに基づいて、前記目標量
【数１８】
2020535059.tif 000065
として、補償された目標モータトルク
【数１９】
2020535059.tif 000066
が決定される、
請求項６乃至９のいずれか一項に記載のステアリングシステム（１００）。
【請求項１１】
ステアリングシステム（１００）によってステアリングされる自動車のアクスル（１０６）のダイナミクスをエミュレートするための方法であって、
前記ステアリングシステム（１００）は、ラック（１０８）を含み、
前記ステアリングシステム（１００）によってステアリングされる前記アクスル（１０６）の動的挙動を補償するための補償値
【数２０】
2020535059.tif 000067
を、モデルに基づいて決定し、
前記補償値
【数２１】
2020535059.tif 000068
を、前記ラック（１０８）の基準位置（１１０）に対する前記ステアリングシステム（１００）の前記ラック（１０８）の振れを示すラック移動量（ｓＲａ）に関する情報に基づいて決定し、
前記ラック移動量（ｓＲａ）に関する情報を、少なくとも１つの測定値に基づいて決定し、
前記測定値は、基準位置（２０４）に対する前記ステアリングアシスト部（１０２）の電気駆動部（１１２）のロータ位置（２０２）に関する情報を表したものであり、
又は、
前記測定値は、ステアリングホイール（１１６）の角位置（ωＬ）に関する情報、若しくは、基準角位置（ωＲｅｆ）に対する、前記ラックを駆動するシャフト（１２４）の角位置（ωＲａ）に関する情報を表したものである、
方法。
【請求項１２】
ステアリングシステム（１００）によってステアリングされる自動車のアクスル（１０６）のダイナミクスをエミュレートするための装置であって、
前記ステアリングシステム（１００）は、ラック（１０８）を含み、
前記装置は、前記ステアリングシステム（１００）によってステアリングされる前記アクスル（１０６）の動的挙動を補償するための補償値
【数２２】
2020535059.tif 000069
を、モデルに基づいて決定するように構成されており、
前記補償値
【数２３】
2020535059.tif 000070
は、前記ラック（１０８）の基準位置（１１０）に対する前記ステアリングシステム（１００）の前記ラック（１０８）の振れを示すラック移動量（ｓＲａ）に関する情報に基づいて決定され、
前記ラック移動量（ｓＲａ）に関する前記情報は、少なくとも１つの測定値に基づいて決定され、
前記測定値は、基準位置（２０４）に対する前記ステアリングアシスト部（１０２）の電気駆動部（１１２）のロータ位置（２０２）に関する情報を表したものであり、
又は、
前記測定値は、ステアリングホイール（１１６）の角位置（ωＬ）に関する情報、若しくは、基準角位置（ωＲｅｆ）に対する、前記ラックを駆動するシャフト（１２４）の角位置（ωＲａ）に関する情報を表したものである、
装置。
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月26日(2020.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動ステアリングアシスト部（１０２）を有するステアリングシステム（１００）を駆動制御するための方法であって、
前記ステアリングアシスト部（１０２）に対する目標量
【数１】
2020535059.tif 000071
を、ステアリング制御部（１０４）によって設定し、
前記ステアリングシステム（１００）を、前記目標量
【数２】
2020535059.tif 000072
に基づいて駆動制御し、
前記ステアリングシステム（１００）によってステアリングされるアクスル（１０６）の動的挙動を補償するための補償値を、モデルに基づいて決定し、
前記目標量
【数３】
2020535059.tif 000073
を、前記補償値に基づいて決定する、
方法において、
前記補償値
【数４】
2020535059.tif 000074
を、
【数５】
2020535059.tif 000075
として決定し、ここで、
ｃは、
【数６】
2020535059.tif 000076
であり、
Ｌは、前記ステアリングアシスト部の電気駆動部（１１２）のモータトルクからトーションバー（１１４）におけるトルク（ＴＴｂ）への移行挙動であり、前記トーションバー（１１４）は、前記ステアリングシステム（１００）のステアリングホイール（１１６）を前記電動ステアリングシステム（１００）の前記電気駆動部（１１２）に接続するトーションバー（１１４）であり、
Ｒは、ラック移動量（ｓＲａ）からラック力（ＦＲａ）への移行挙動であり、前記ラック移動量（ｓＲａ）は、前記ラック（１０８）の基準位置（１１０）に対する前記ステアリングシステム（１００）の前記ラック（１０８）の振れを示す移動量であり、前記ラック力（ＦＲａ）は、前記ステアリングシステム（１００）の前記ラック（１０８）に作用する力である、
方法。
【請求項２】
前記補償値は、前記ステアリングシステム（１００）のラック（１０８）に作用する前記ラック力（ＦＲａ）を表したものである、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記補償値
【数７】
2020535059.tif 000077
を、前記ラック（１０８）の基準位置（１１０）に対する前記ステアリングシステム（１００）の前記ラック（１０８）の振れを示す前記ラック移動量（ｓＲａ）に関する情報に基づいて決定する、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ラック移動量（ｓＲａ）に関する前記情報を、少なくとも１つの測定値に基づいて決定し、
前記測定値は、基準位置（２０４）に対する前記ステアリングアシスト部（１０２）の前記電気駆動部（１１２）のロータ位置（２０２）に関する情報を表したものであり、
又は、
前記測定値は、前記ステアリングシステム（１００）のステアリングホイール（１１６）を前記電動ステアリングシステム（１００）の前記電気駆動部（１１２）に接続する前記トーションバー（１１４）における前記トルク（ＴＴｂ）に関する情報を表したものであり、
又は、
前記測定値は、前記ステアリングホイール（１１６）の角位置（ωＬ）に関する情報、若しくは、基準角位置（ωＲｅｆ）に対する、前記ラックを駆動するシャフト（１２４）の角位置（ωＲａ）に関する情報を表したものである、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
目標モータトルク（ＴＭｏｔ）を決定し、
前記補償値と、前記目標モータトルク（ＴＭｏｔ）とに基づいて、前記目標量
【数８】
2020535059.tif 000078
として、補償された目標モータトルク
【数９】
2020535059.tif 000079
を決定する、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
電動ステアリングアシスト部（１０２）を有するステアリングシステム（１００）であって、
ステアリング制御部（１０４）は、前記ステアリングアシスト部（１０２）に対する目標量
【数１０】
2020535059.tif 000080
を設定するように構成されており、
前記ステアリングシステム（１００）は、前記目標量
【数１１】
2020535059.tif 000081
に基づいて駆動制御され、
前記ステアリング制御部（１０４）は、前記ステアリングシステム（１００）によってステアリングされるアクスル（１０６）の動的挙動を補償するための補償値を、モデルに基づいて決定するように構成されており、
前記目標量
【数１２】
2020535059.tif 000082
は、前記補償値に基づいて決定される、
ステアリングシステム（１００）において、
前記ステアリング制御部（１０４）は、前記補償値
【数１３】
2020535059.tif 000083
を、
【数１４】
2020535059.tif 000084
として決定するように構成されており、ここで、
ｃは、
【数１５】
2020535059.tif 000085
であり、
Ｌは、前記ステアリングアシスト部の電気駆動部（１１２）のモータトルクからトーションバー（１１４）におけるトルク（ＴＴｂ）への移行挙動であり、前記トーションバー（１１４）は、前記ステアリングシステム（１００）のステアリングホイール（１１６）を前記電動ステアリングシステム（１００）の前記電気駆動部（１１２）に接続するトーションバー（１１４）であり、
Ｒは、ラック移動量（ｓＲａ）からラック力（ＦＲａ）への移行挙動であり、前記ラック移動量（ｓＲａ）は、前記ラック（１０８）の基準位置（１１０）に対する前記ステアリングシステム（１００）の前記ラック（１０８）の振れを示す移動量であり、前記ラック力（ＦＲａ）は、前記ステアリングシステム（１００）の前記ラック（１０８）に作用する力である、
ステアリングシステム（１００）。
【請求項７】
前記ステアリングシステム（１００）は、ラック（１０８）を含み、
前記補償値は、前記ラック（１０８）に作用する前記ラック力（ＦＲａ）を表したものである、
請求項６に記載のステアリングシステム（１００）。
【請求項８】
前記ステアリング制御部（１０４）は、前記補償値
【数１６】
2020535059.tif 000086
を、前記ラック（１０８）の基準位置（１１０）に対する前記ステアリングシステム（１００）の前記ラック（１０８）の振れを示す前記ラック移動量（ｓＲａ）に関する情報に基づいて決定するように構成されている、
請求項７に記載のステアリングシステム（１００）。
【請求項９】
前記ステアリング制御部（１０４）は、前記ラック移動量（ｓＲａ）に関する前記情報を、少なくとも１つの測定値に基づいて決定するように構成されており、
前記ステアリングシステム（１００）は、基準位置（２０４）に対する前記ステアリングアシスト部（１０２）の前記電気駆動部（１１２）のロータ位置（２０２）に関する情報として、前記測定値を検出するように構成された角位置センサ（１１８）を含み、
又は、
前記ステアリングシステム（１００）は、前記ステアリングシステム（１００）のステアリングホイール（１１６）を前記電動ステアリングシステム（１００）の前記電気駆動部（１１２）に接続する前記トーションバー（１１４）における前記トルク（ＴＴｂ）に関する情報を検出するように構成されたトルクセンサ（１１６）を含み、
又は、
前記ステアリングシステム（１００）は、基準角位置（ωＲｅｆ）に対する前記ステアリングホイール（１１６）の角位置（ωＬ）に関する情報を検出するように構成された角位置センサ（１２２）を含み、
又は、
前記ステアリングシステム（１００）は、基準角位置（ωＲｅｆ）に対する、前記ラックを駆動するシャフト（１２４）の角位置（ωＲａ）に関する情報を検出するように構成された角位置センサ（１１８）を含む、
請求項８に記載のステアリングシステム（１００）。
【請求項１０】
前記ステアリング制御部（１０４）は、目標モータトルク（ＴＭｏｔ）を決定するように構成されており、
前記補償値
【数１７】
2020535059.tif 000087
と、前記目標モータトルク（ＴＭｏｔ）とに基づいて、前記目標量
【数１８】
2020535059.tif 000088
として、補償された目標モータトルク
【数１９】
2020535059.tif 000089
が決定される、
請求項６乃至９のいずれか一項に記載のステアリングシステム（１００）。
【請求項１１】
ステアリングシステム（１００）によってステアリングされる自動車のアクスル（１０６）の動的挙動をエミュレートするための方法であって、
前記ステアリングシステム（１００）は、ラック（１０８）を含み、
前記ステアリングシステム（１００）によってステアリングされる前記アクスル（１０６）の動的挙動を補償するための補償値
【数２０】
2020535059.tif 000090
を、モデルに基づいて決定し、
前記補償値
【数２１】
2020535059.tif 000091
を、前記ラック（１０８）の基準位置（１１０）に対する前記ステアリングシステム（１００）の前記ラック（１０８）の振れを示すラック移動量（ｓＲａ）に関する情報に基づいて決定し、
前記ラック移動量（ｓＲａ）に関する情報を、少なくとも１つの測定値に基づいて決定し、
前記測定値は、基準位置（２０４）に対する前記ステアリングアシスト部（１０２）の電気駆動部（１１２）のロータ位置（２０２）に関する情報を表したものであり、
又は、
前記測定値は、ステアリングホイール（１１６）の角位置（ωＬ）に関する情報、若しくは、基準角位置（ωＲｅｆ）に対する、前記ラックを駆動するシャフト（１２４）の角位置（ωＲａ）に関する情報を表したものである、
方法。
【請求項１２】
ステアリングシステム（１００）によってステアリングされる自動車のアクスル（１０６）の動的挙動をエミュレートするための装置であって、
前記ステアリングシステム（１００）は、ラック（１０８）を含み、
前記装置は、前記ステアリングシステム（１００）によってステアリングされる前記アクスル（１０６）の動的挙動を補償するための補償値
【数２２】
2020535059.tif 000092
を、モデルに基づいて決定するように構成されており、
前記補償値
【数２３】
2020535059.tif 000093
は、前記ラック（１０８）の基準位置（１１０）に対する前記ステアリングシステム（１００）の前記ラック（１０８）の振れを示すラック移動量（ｓＲａ）に関する情報に基づいて決定され、
前記ラック移動量（ｓＲａ）に関する前記情報は、少なくとも１つの測定値に基づいて決定され、
前記測定値は、基準位置（２０４）に対する前記ステアリングアシスト部（１０２）の電気駆動部（１１２）のロータ位置（２０２）に関する情報を表したものであり、
又は、
前記測定値は、ステアリングホイール（１１６）の角位置（ωＬ）に関する情報、若しくは、基準角位置（ωＲｅｆ）に対する、前記ラックを駆動するシャフト（１２４）の角位置（ωＲａ）に関する情報を表したものである、
装置。
【国際調査報告】
2020535059.tif 000094
2020535059.tif 000095
2020535059.tif 000096
2020535059.tif 000097
2020535059.tif 000098