JP2000517049A

JP2000517049A - ギヤボックスに関する改良

Info

Publication number: JP2000517049A
Application number: JP10507744A
Authority: JP
Inventors: アイロンサイド，ジョン・マイケル
Original assignee: ティーアールダブリュー・ルーカス・ヴァリティ・エレクトリック・ステアリング・リミテッド
Priority date: 1996-08-07
Filing date: 1997-08-07
Publication date: 2000-12-19
Also published as: WO1998005544A1; KR20000029857A; DE69707685D1; GB9616577D0; BR9711178A; US6175793B1; DE69707685T2; EP0915795B1; EP0915795A1

Abstract

(57)【要約】電動機（１）により駆動される入力軸（３）と出力軸（２）を接続するギヤボックス（４）を組み合わされて使用されるギヤボックス監視装置が開示される。該ギヤボックス監視装置は第１の位置感知手段（１１）と、第２の位置感知手段（１２）とを備えており、該第１及び第２の位置感知手段はそれぞれ第１及び第２の出力信号を発生し、該第１の出力信号は前記入力軸の角度位置を表し、前記第２の出力軸信号は前記出力軸の角度位置を表し、更に、前記ギヤボックス（４）の支持するトルクを表す第３の出力信号を発生するトルク信号発生手段（６）と、前記出力信号を受信し且つ前記出力信号を処理して、前記ギヤボックスの摩耗を表す１つ以上の修正出力信号を生成するようにされた信号処理手段（１５）とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】ギヤボックスに関する改良本発明は、キヤボックス監視装置の改良に関し、特に、それのみに使用されると言う訳ではないが、電気パワーステアリング装置の減速ギヤボックスと組み合わせて使用するギヤボックス監視装置の改良に関する。当該技術分野では、減速ギヤボックスを介してステアリングコラムを駆動する電動機を使用してステアリング・システムに補助動力を供給するのは公知であり、斯かる減速ギヤボックスは、ギヤボックスハウジングと、減速歯車及びウォームホイールの形態をしたギヤセットとを備えているのが典型的である。その動作は、ステアリングコラムに取り付けたトルクセンサからコントロールユニットへ送られた電気信号を使用して電動機の駆動を制御するようにされている。この種類の安全に係わる非常に重大な適用、及び、実際ギヤボックスを使用した同様な適用においては、ギヤボックス内でのジャムを避けることが重要である。このジャム状況は、ギヤボックス内に異物が存在したり、または、ギヤセットの歯の損傷や過度の摩耗が起きたりすると発生する場合がある。ジャムが起きると、ギヤボックス内のギヤの回動が妨げられて危険な状態をもたらす結果となる。ギヤボックス内でのジャムがもたらす可能性ある安全面での係わりあいのために、設計者たちは、これまで斯かるジャムが起きるのを防止するために幾つかの段階を踏んで来た。ギヤボックスには過度の摩耗を防止するために過度の設計工作がなされているのがしばしばであり、長期に亙るテストを実施してギヤ摩耗のパターンの研究がなされてきた。一方の取り組みとして、ギヤボックス内の不必要な構成要素の量を減らして、構成要素が自由となる可能性を低減するようにしてきた。これらの従来の解決策に関する困難な点は、双方の解決策も実施するにはコスト及び時間がかかるということである。更に、ジャムが起きないと言った保証は依然としてないのである。本発明の第１の態様によれば、入力軸と出力軸との接続を提供するギヤボックスと組み合わせて使用するギヤボックス監視装置が提供され、該ギヤボックス監視装置は、第１の位置感知手段及び第２の位置感知手段であって、該第１及び第２の位置感知手段がそれぞれ第１及び第２の出力信号を発生し、該第１の主力信号が前記入力軸の角度位置を表すと共に、前記第２の出力信号が前記出力軸の角度位置を表す第１の位置感知手段及び第２の位置感知手段と、前記ギヤボックスの支えるトルクを表す第３の出力信号を発生するトルク信号発生手段と、前記出力信号を受信且つ処理して、該ギヤボックスの摩耗を表す１つ以上の修正出力信号を生成するようにされた信号処理手段とを備えていることを特徴としている。この監視装置は、ギヤボックス内の摩耗を動作中に監視できると言った点で効果がある。好適には、ギヤボックス監視装置を電力支援ステアリング・システムのギヤボックスと組み合わせて使用することが可能である。この場合、２つの入力があり、１つは手動の入力、もう１つはパワー入力であり、２つがギヤボックスを使用して結合されて１つの増強した出力を生成する。手動入力はステアリングコラム軸のステアリング・ホイールに接続された側であり、パワー入力は電動機により駆動される。出力軸トルクは車輪を変更するのに使用される。トルク信号発生手段はトルクセンサを備えることができる。或いは、ギヤボックストルクを電動機駆動電流、速度及び加速度等の測定したパラメータの関数として推定しても良い。電気パワーステアリング・システムの場合には、ステアリングコラム位置、速度及び加速度の測定に従って、ドライバのステアリング・ホイールとギヤボックスとの間に配置したトルクセンサを使用してドライバが加えたトルクを測定することにより、ギヤボックストルク信号を発生することができる。好ましくは、ギヤボックス監視装置が修正出力信号を生成し、該修正出力信号はバックラッシを表す第１の修正出力信号と、ギヤボックス内の歯車セットのコンプライアンスを表す第２の修正出力信号とを備えている。第１の修正出力信号は、第１及び第２の位置センサからの異なるトルク値の信号を相関させて生成することができる。第２の修正出力信号もまた第１及び第２の位置センサからの異なるトルク値の信号を相関させて生成することができる。あるギヤボックスでは、バックラッシがゆっくりと歯車の歯の摩耗を増大させる一方でコンプライアンスは装置の寿命を通じてほとんど変化しないことが判明している。これらのギヤボックスでは、電動機トルクで増大することができるギヤボックスのコンプライアンスの固定プリセット値によって異なるトルクを得る第２の修正出力信号を生成するは可能であることが判明している。これによりギヤボックスのコンプライアンスを仮定することで計算の単純化する。このような監視装置は、切迫したギヤボックスの故障を該故障が起きる前に予測でき、また、いずれにせよジャムの状況を容易に識別できることから従来のものより有益である。ギヤボックス監視装置は、また、スピードセンサを含むことができ、該スピードセンサは出力軸の回転速度を表す第４の出力信号を発生する。従って、動力支援ステアリング・システムでは、このようにスピードセンサを含むことでステアリングコラムの回転速度を測定することができる。単一センサは第３の出力信号（トルク）および第４の出力信号（速度）を与えるために使用された。ギヤボックス監視装置は、またトリガ手段を含んでも良く、トリガ刺激に応答してトリガ信号を発生する。トリガ手段は感知手段により為される測定のタイミングを決定する。好ましくは、各トリガ信号に応答して出力信号のデータセットが生成され、該データセットは各センサからの１つの出力信号を備えている。トリガ刺激は、例えば、入力軸または出力軸の設定位置とすることができ、この場合、当該軸が設定位置を通過する度に複数の値から成るデータセットが生成される。或いは、トリガ刺激をクロック信号として、各クロックパルス上にデータセットが生成されるようにすることもできる。好ましくは、センサの各々が連続出力信号を生成し、該連続出力信号が各トリガ信号上の信号処理手段によりサンプリングされる。好適な実施例では、トリガ刺激はホール効果センサを貫通する電動機固定子磁極とすることができる。これは、例えば、既存の電動機制御回路を使用してトリガ刺激を発生することが可能である電気パワーステアリング・システムにおいて有益であり、従って、コストを低減すると共に複雑さも低減できる。クロック信号を使用する場合には、入力軸または電動機の最速回転以内で少なくとも２つイベントが発生して監視装置が位置の追跡を失ってしまうの防止するのに十分な周波数でなければならない。データセットを形成する出力信号は好適には同期して、それぞれがトリガ信号が決定する時間での瞬間のそれぞれの測定量の状態を表す。これは、測定を時間中に同時に行うかまたは時間領域補間を使用して測定値を同時に効果的に発生することで達成することができる。ギヤボックス監視装置は、更に、信号プロセッサにより生成された修正出力信号がジャムは発生したまたは発生しそうであることを示した場合に警告信号を生成するようにされた警告手段を含むことができる。故障軽減手段をも設けることが可能である。警告信号は可聴／可視または触覚信号の形態を取ることが可能である。最も好適なのは、警告信号が交番周波数電流を使用して電動機を時計方向及び反時計方向へ励起して、出力軸を振動させることを備えていることである。第１の出力信号及び第２の出力信号を任意のデータムに対して測定することが可能である。このデータムは最初は軸の所定の角度位置とすることが可能である。クラッチがギヤボックスの入力側に設けて、該クラッチを第１の位置感知手段とギヤボックスとの間に置く場合には、入力軸及び出力軸のデータム間で任意のオフセットでてくる。このオフセットはクラッチが単独係合している間は一定であるが、クラッチが解除されたり再係合されたりする毎に変化する。第１及び第２の感知手段は軸が１回転する間に０から１の範囲で出力信号を生成することができる。この場合、任意のデータムに対する実際の軸変位を継続して追跡する追跡手段を設けることができる。従って、本発明の第１の態様によれば、少なくともギヤボックス内のバックラッシを出力軸及び入力軸の入力位置及び出力位置からのデータを相関させて測定することが可能となる装置が提供される。本発明の第２の態様によれば、本発明の第１の態様による装置を使用してギヤボックスの運転を監視する方法が提供され、該方法は、第１の出力信号を処理して「理想的な」出力軸位置を算出する第１の段階と、前記「理想的な」出力軸位置信号と実測定出力軸位置信号との間の差を表した差信号ｙを算出する第２の段階とを備えている事を特徴とする。入力軸位置と出力軸位置との間に任意の関係があることから、前記第１の段階は、更に、「理想的な」出力軸位置が推定されるデータムをリセットして、実際の出力軸データと同一となるようにする段階を含む。これにより、入力軸データム（「理想的な」軸位置測定データムガ従属する）が、クラッチが存在している場合には、出力軸の実データムに対して固定されないと言った問題を克服される。差信号ｙは上記の如く生成されてバックラッシ要素、ギヤボックスのコンプライアンスと、実出力軸データム及び理想出力軸データム間の任意の誤差の組合せを表す。従って、一定の時間に得られた幾つかの斯かる差信号値の分析はバックラッシ及びコンプライアンス値を推定することを可能にする。一般的には、差信号とトルクとの関係は２つの１次方程式、即ち、１つは正のトルク値でもう１つは負のトルク値を得る方程式を満足する。従って、本発明の方法は差値及びそれぞれのトルク値を一対の、即ち、それぞれが負及び正のトルク値に対応する、１次方程式内へ当てはめる段階を更に備えることが可能である。該方法は、また、データセット中の第１及び第２の出力信号の各々に関係した第４の出力信号（速度信号）を使用して、第１及び第２の出力信号の精度を決定し、速度が第１のプリセット値より高いか、または、第２のプリセット値より低い場合には、いずれのデータセットも拒絶する第４の段階を備えることが可能である。この方法では、差信号／トルク信号対の選択された対のみが１次方程式へ適用される。好ましくは、信号プロセッサは巡回型推定フィルタを使用して、変位信号及びトルク信号からバックラッシ及びコンプライアンスを推定するようにするのが好適である。巡回型フィルタは前記信号をそれぞれの１次方程式へあてはめる過程を効果的に遂行することが可能である。巡回型フィルタはバックラッシ信号及びコンプライアンス信号の精度の推定値である信頼信号を発生するようにすることが可能である。この信頼信号は警告信号表示手段で処理して、バックラッシ信号及びコンプライアンス信号がプリセットした基準及び該信号の信頼度がプリセットしたレベルを満たす場合には、警告信号のみが発生される。これにより、幾つかの値のみが１次方程式に適合された時に始動中の偽警報信号が防止される。更に、フィルタが初期の始動時に「学習」をする速度を高めるために、装置が最後に使用された時に本方法により得られたバックラッシ値及びコンプライアンス値が保持され且つフィルタの始動値として再使用される。最初の初期操作時に、斯かる事前に得られた値が存在しない場合には、任意の値が割り当てられる。本方法は、また、各々が出力軸の異なる角位置に対応するバックラッシ信号及びコンプライアンス信号の幾つかの組を発生する段階を追加して備えることが可能である。これは、軸の個々の部分の摩耗（出力軸の回りの平均した摩耗と反対の）の推定を可能にする利益がある。本発明の一実施例を添付図面を参照して例として例示するが、添付図面中、図１は、電気パワーステアリング・システムの略図である、図２は、入力軸上に設けられたウォームギヤ及び出力軸上に設けられたウォームホイールを含む典型的なギヤセットの等角投影図である、図３は、ギヤボックス監視装置を構成する要素及び該要素と図１のステアリング・システムとの相互関係の略図である、図４は、信号処理手段に具現化された本発明の方法の第１の段階を示した図である、図５は、ギヤボックスのバックラッシ及びコンプライアンスの推定を生成する信号処理の最終段階を図示した第２の略図である、図６は、許容データセット出力信号の範囲（斜線部）を例示しており、斜線を施していない領域は、速度Ｖに対するギヤセットトルクＴのプロットにおいて信号プロセッサにより拒絶された出力信号を表している、図７は、信号プロセッサにより推定された項ｍ^-、ｍ⁺、ｘ、ｙ及びｄ及びｃの原点を例示しており、及び図８は、ギヤボックス内のバックラッシ及びコンプライアンスが評価される電動機の第２の制御戦略を例示している。図１は、電気パワーステアリング・システムの特定の構成要素を概略図示しており、該ステアリング・システムは本発明により監視されるギヤボックスを含んでいる。電動機１は算出したトルクを電動機軸３及びギヤボックス４を介してステアリングコラムへ供給する。算出されたトルクはドライバ要求及び車速及び／またはステアリング速度及びステアリング位置等のその他のパラメータの関数として派生する。クラッチ５も電動機及びギヤボックス間に設けられる。トルクセンサ６がステアリングコラムシャフト上に設けられ、該トルクセンサからのトルク測定値が電動機コントローラに入力される。該電動機コントローラは電動機を制御して、ステアリングコラムを回転する支援を提供する。電動機は、電動機位置センサを含んでおり該センサは３つのホール効果スイッチ及びコントロールユニット８を用いて実現される。使用にあっては、監視装置は、２つの入力軸と１つの出力軸とを効果的に備えている。第１の入力軸はギヤセット及びステアリングホイール（図示なし）の間のステアリングコラムの部分２ａである。軸のこの部分はステアリング・ホイール（図示なし）を介してドライバにより付与されたトルクを伝達する。第２の入力軸は電動機軸３であり、トルクをギヤボックスを介してステアリングコラムシャフト２へ供給する。出力軸はギヤボックスの後のステアリングコラムの部分２ｂであり、電動機トルク及びドライバにより供給されたトルクの合計を伝達する。従って、電動機は動力補助を提供する。各軸のトルク間の関係は以下の如く表すことができる。即ち、ステアリング・ホイールトルク＋電動機トルク＝負荷するステアリング出力トルク。図２は、斯かる装置に使用される典型的なギヤボックスを示している。斯かるギヤボックスはウォームシャフトに設けられたウォームギヤ９を含んでおり、該ウォームシャフトは電動機軸の一部とすることができ、該ホイールがステアリングコラム２上に設けられたウォームホイール１０に係合する。図３は、図１及び図２に図示した装置のギヤボックスと組み合わせて使用するギヤボックス監視装置をブロックで図示したものでる。トルクセンサ６に加えて、第１の位置感知手段１１が設けられて、電動機軸の角位置を示す第１の出力信号を発生する。これは別体のセンサ（図に図示した如く）とすることも可能であるが、電動機制御の目的上必要とされる電動機位置センサを使用して斯かる情報を提供するのが好適である。出願番号９５２３５３１．３の発明者等の前の出願では、複数のホール効果センサ１を設けて、電動機の位置の決定を可能にしている。第１の位置センサは、電動機軸が任意のデータ点に対して完全に３６０度回転すると０乃至１の範囲の信号を発生する。第２の感知手段１２も設けて、出力軸２（この場合ステアリングコラム）角度位置を表す第２の出力信号を発生する。ここでも、これを離散的センサにより提供するようにすることも可能であり、或いは、位置信号をトルクセンサにより発生した適当な信号から抽出することが可能である。第２のセンサもまた任意の点に対して完全に３６０度回転する間に０乃至１の範囲以上の信号を生成する。第３のセンサ６が設けられて、ギヤボックスの支持するトルクを表す信号を生成する。該センサ６はステアリングコラム２の部分２ａにドライバにより付与されるトルクを測定する。ステアリングコラム２の出力軸部分２ｂに伝達されるトルクはセンサ６により測定されたトルクと電動機により付与されるトルクの合計で決定される。電動機が付与するトルクはセンサ６により測定された付与トルク及び車速、ステアリングコラム速度及び電動機駆動電流の双方により決定され、従って、ギヤボックスの支持するトルクを表す第３の出力信号は以下の方程式を使用して導かれる。即ち、ギヤボックストルク＝ドライバ供給トルク＋電動機供給トルク。第４のセンサもまた設けられて、ステアリングコラムの回転速度を表す第４の信号を生成し、このセンサはトルクセンサと結合して単一ユニットを形成するようにすることが可能である。感知手段に加えて、監視装置は、トリガ手段１４及び信号プロセッサ１５を含み、該信号プロセッサは単一ユニットの電動機用の制御手段を含むことが可能でる。トリガユニット１４はトリガ刺激に応答してトリガ信号を生成する。本例では、トリガ刺激となるのは電動機の回転子がホール効果センサの１つを通過するときである。しかしながら、装置を幾つかの異なる回転子位置でトリガ信号を生成するように装置を適合させるのは容易である。トリガ信号を生成すると同時に信号プロセッサがセンサの各々から出力信号を受信し、トリガ信号が発生される毎に測定されるパラメータの「スナップショット」を効果的にとる。各組の信号は信号プロセッサにデータセットとして入力される。トリガイベントが、同期された第１、第２、第３及び第４の出力信号のデータセットを生じ、該同期された出力信号は、それぞれ、入力軸位置、出力軸位置、発生されるトルク及び速度を表す。本書に記載した実施例では、クラッチ手段５が存在することから、電動機軸（及び従って電動機固定子）のデータム位置及びステアリングコラムシャフト間に任意の関係が存在する。クラッチが解除及び最係合される毎にこの任意の関係が変化する。勿論、クラッチがない装置では電動機とステアリングコラムシャフト部分との関係は非常に簡素化されたものとなる。信号処理手段の動作方法を図４及び図５にブロック図の形態で図示してある。図４は、信号処理計画の第１段階を図示しており、感知手段からの４つの出力信号からなる各データセットが処理されて、以下に説明する如く、差ｙ及びトルクｘを示すたった２つの信号から成る第２のデータセットを生成する。信号処理手段は電動機軸位置信号から「理想的な」ステアリングコラムシャフト位置信号を推定する。これは、ギヤ比の知識が信号プロセッサ内に保持されていれば容易に達成される。本実施例では、電動機軸位置信号は電動機回転子から測定され、該信号は電動機が１回転すると０乃至１の範囲となる。また、ステアリングコラムシャフト信号の範囲も１回転について０乃至１の範囲以上となる。追跡装置即ちトラッカ１６は電動機回転子位置測定（０乃至１の範囲の）により連続して更新されるソフトウェアで実行されて、信号プロセッサ１５が、任意の電動機軸データムに対する回転子の変位（−ｒ乃至＋ｒの範囲）を記録する。前記任意の電動機軸データは、通常、始動時の電動機回転子位置となるように選択される。ｒの値はｒ＝Ｒ×ｇにより求められ、式中Ｒはロックからロックまでの最大ステアリング・ホイール回転数であり、ｇはギヤボックスの速度比である。トラッカはこのデータム点に対する電動機軸（即ち電動機回転子）の分数及び整数双方の回転数の記録を維持する。「理想的な」ステアリングコラム軸位置が、次いで、既知のギヤ比でトラッカが保持する電動機軸位置を割って、ソフトウェア内で推定される。再度、この「理想的な」ステアリングコラム軸位置（−ｒ乃至＋ｒの範囲）は任意のデータムに対してのものであり、この段階で実際に測定したステアリングコラム軸の位置のデータムと同一とはならない。ステアリングコラム軸速度が非常に高く、位置測定において、特に遅延により生じた誤差は比較的厳しいものとなる。ステアリングコラム軸速度が非常に遅いと、時間領域補間を使用する測定は比較的不正確となる。更に、出力軸方向の逆転が差し迫って起きる可能性や既に発生してしまった可能性があり、この場合結果的に誤差が生じる。従って、信号プロセッサは非常に高いまたは低いステアリング軸速度に対応するデータセットを拒絶する。動力が、電動機からステアリングコラム軸へ流れる（パワーブレーキング即ち動力制動として知られる状況）よりは寧ろ、ステアリングコラム軸から電動機へ流れることがしばしば起きる。電気ステアリング・システムでは、これは動作デューティー・サイクルの僅かな部分においてのみ生じる。従って、動力制動に対応するこれらの信号もまた拒絶される。これを図６に図示し、斜線領域で得られた測定値のみが受け入れられる。「理想的な」ステアリングコラム軸位置信号と実際のステアリングコラム軸位置信号を相関させるためには、電動機位置データを「理想的な」推定信号と実測定信号が同一のデータムに対して測定されるように設定しなければならない。これは、理想的な位置算出手段を使用して、「理想的な」位置測定値を比較的低いトルクに対応する１組の実ステアリングコラム軸位置信号が得られると直ぐに再設定するようにしてソフトウェア内で達成される。この場合、「理想的な」位置は回転子位置信号から算出され、次いで、「理想的な」データムがリセットされて、「理想的な」出力軸信号と実出力軸信号用のデータムが一致する。信号プロセッサはこの工程を数度繰り返して精度を上げる。このように、データム値中のほんの小さな誤差のみが存在（主にバックラッシ及びコンプライアンスにより）するとなり、この小さな誤差は、以下に示す如く、後段において信号プロセッサにより除去することができる。「理想的な」ステアリングコラム軸データ位置が推定されると、差信号ｙの算出は、「理想的な」位置信号の分数部分を測定したステアリングコラム軸位置信号から差し引くことで可能となる。ステアリング軸位置センサ出力信号範囲及び「理想的な」位置信号の分数部分の双方は丁度ステアリング軸の１回転上にマップされることを考えれば、ゼロの直ぐ下から直ぐ上までを１回り覆う点に跨がることが可能である。従って、引き算の結果がゼロに接近してなくて、丁度＋１の下であるような場合は、更に−１を差し引き、これにより、円形空間内での変位の正常な測定量が得られる。上記の方法では、信号プロセッサが一連の第２のデータセットを得ることが可能であり、各第２のデータセットは差信号ｙ及びトルク信号ｘを備えている。別体の第２のデータセットが、信号が例えば高速度に対応する等で無視される場合を除いて、各トリガ信号毎に生成される。図５に図示した残りの段階では、信号プロセッサが第２のデータセットを２つの第２のデータセット流に分割する。即ち、負トルク値を備えたデータセットの流れと、正トルク値を備えたデータセットの流れの２つである。勿論、データセットはもっと早い段階、即ち、第２のデータセットが生成される前の段階で分割することが可能である。各流れは１次多項式推定フィルタ内へ当てはめる。該フィルタは、時計法及び反時計方向トルクのそれぞれのトルクの大きさへの差信号ｙの従属性を推定して、それらの推定からバックラッシ及び正及び負のコンプライアンスを推定する。負のデータセットを形式のモデルのパラメータｍ及びｃを調整する巡回型推定フィルタへ当てはめる。即ち、ｙ＝ｍ＋ｃ^- へ当てはめて最適の解を得る。正のデータセットを同様に形式のモデル中のパラメータｍ⁺及びｄを調整する巡回型推定フィルタヘ当てはめてる。即ち、ｙ＝ｍ⁺ｘ＋ｃ^-＋ｄ。図７は、架空のギヤセットに関する前記の２つの方程式に対する解の一例を図示しており、方程式中の項の重要性を説明するのを容易にしたものである。図７において、差信号ｙはトルク信号ｘに対して作図されている。２つの線が図示されており、一方は負のトルク値を表しており、他方は正の値を表している。方程式中の項ｄはギヤボックスのバックラッシの測定量であり、同図に図示した如く、２つの線間の変位差に等しい。値ｍ⁺、ｍ^-は、負及び正のトルク線の勾配であり、ギヤボックスのコンプライアンスの測定量である。図７からトルクが増大するに連れてコンプライアンスが差信号値の増大の原因となっていることが分かる。最終項ｃ^-は、実測定軸位置信号及び「理想的な」軸位置信号のデータム点間の任意の関係により生じる。「理想的な」信号のデータが実信号のデータと同一であり、且つ、ギヤセットが一切のバックラッシを示さなければ、グラフ中の２つの線は原点を通ることとなる。しかしながら、２つのデータム間の差は結果としてオフセット即ちｃとなる。既に説明した如く、ｃの値は、低トルクレベルで得られたいくつかの電動機／ステアリングコラム軸位置の読みに応答してデータムをリセットする工程を介して最小にすることができる。前記２つの方程式中の値の推定値を得るには幾つかの方法がある。１９９１年イギリス、チチェスタ（Ｃｈｉｃｈｅｓｔｅｒ）市のウィリー（Ｗｉｌｅｙ）の「自転装置：制御及び信号処理」のウエルステッド（Ｗｅｌｌｓｔｅａｄ）ＰＥ及びザロップ（Ｚａｒｒｏｐ）ＭＢに提供されたマトリックス反転補助定理帰納的最小二乗（ＲＬＳ）アルゴリズム（視点１）が本実施例で使用される。各負のトルクの第２のデータセットにはｍ及びｃの新たな推定値が以下のシーケンスの段階を使用して形成される。即ち、（ｉ）ｘ（ｔ＋１）＝［ｘ（ｔ＋１）］、但し、ｘ（ｔ＋１）が（−ｖｅ）ギヤセットトルクの新しいサンプルである、ベクトルを形成する。を算出する、但し、ｙ（ｔ＋１）は一致相対変位であり、は推定値ベクトルである。を使用してマトリックスＰを更新する。を使用して推定値ベクトルを更新する。スカラーパラメータλは所謂忘却係数であり、推定子（ｅｓｔｉｍａｔｏｒ）は実パラメータが極度に安定していた長期間の後でさえモデル化中の装置の変化に追従するのを可能にする。０．９９５の値が推定値上の低ノイズと推定中の系の変化の迅速な認識との間の良好な妥協をもたらすことが判明した。マトリックスＰは推定値に置くことのできる信頼の測定値を表す。最初に使用された時のアルゴリズムの適当な初期値は、正のトルクテータセットには、同様な順序の段階を使用するが、別個のマトリックスＰ ⁺使用すると共に段階且を以下の如く修正して新たな推定値ｍ＾⁺及びｄ＾を形成する。（ii）以下の推定値残差を算出する、但し、ｙ（ｔ＋１）は一致相対変位であり、は推定値ベクトルであり、且つ、ｃ＾^-（ｔ）は負の第２のデータセットからの最新で得られる推定値である（ｃ＾はｃがベクトルであることを示す）。バックラッシ及びコンプライアンスを推定するこの方法では、ｃ^-及びｄの値は推定されるがｃ⁺（ｃ^-の正の同値である）は推定されない。推定値ｃ^-が理想的なステアリング軸位置のデータに対する訂正値であり、且つ、斯かる訂正値はクラッチを解除する度に更新する必要があることからこの方法は有利である。反対に、ｄの値は譬え「理想的な」出力軸データがリセットされたとしても一定のままであり、従って始動時のフィルタで再使用して該フィルタの学習速度を高めることができる。これは、値ｃ^-及びｃ⁺のみが推定される場合には不可能なことであり、ｄはｃ^-及びｃ⁺間の差から算出された。しかしながら、必要であれば、この後者の方法を使用することができる。値ｍ⁺、ｍ^-及びｄは監視装置がスイッチオンされる毎に最後の演算から持ち越しすることができる。非揮発性メモリを使用して推定値を記憶する。正の第２のデータセット推定子の初期条件は最初に使用される時に以下の如く設定することが可能である。同様に、信頼マトリックスＰ ^tは前のクラッチ係合終了時と同じくクラッチ係合の新たな期間の開始時点で有効となり、再始動にも使用することができる。しかしながら、ｃ＾^-の旧値は重要ではなく、ゼロで置き換えても同じである。同様に、信頼マトリックスＰ ^-は「学習」の高初期速度を確実にするのに使用される比較的高い値へリセットする必要がある。電動機回転子とウォームギヤとの相対位置は、何らかの理由、例えば、ステアリング支援の利用を意図的に中断する等でクラッチのグリップが緩んだ場合に変更することが可能である。これは、ＭＣＵが偽警報が実際明らかな誤りであるとかまたは明らかな誤りが重大な結果をもたらさないとと判断する時に起きる可能性がある。偶発的なスリップが衝撃負荷または低クラッチソレノイド供給電流により起きる可能性がある。斯かる事象はＭＣＵにより直接認識されるか、または、本発明の装置から、Ｐ₂₂ ^-が一旦推定値の妥当な信頼性を示すしきい値、例えば０．０３、より下に降下してしまうと推定値ｃ＾^-における突然の説明のつかない変化により推定される。どちらの場合もＭＣＵが上記に説明した如く検出装置の推定子を再始動する。Ｐマトリックス要素がしきい値より下へ降下するまでは診断比較が許可されないし、また、演算期間が早期終了した場合には非揮発性記憶装置内の推定値には新たな更新がなされない。或いは、診断比較は推定子が始動されてから一定の時間が経過し且つ／またはデータセットの一定数が推定子により処理されたあとでのみ許可される。多数の対の推定子が使用される場合に非揮発性メモリに対する潜在的な過度の要求が生じる。斯かる計画及びその利益については下記に説明する。しかしながら、多数の測定がなされれば非揮発性記憶装置に対する要求を減じることが可能である。単一の推定値ｍを別個の推定値から引出（平均、ワースト）して、変わりに記憶することが可能であり、または、単一の推定値をｍΘ＾⁺及びΘ＾^-の別個の測定値ｍ^-、ｍ⁺で演算期間中に置換することも可能である。発明者等は、更に、バックラッシ及び歯のコンプライアンスの測定値もＰマトリックス値を連続して更新して（上記段階iii）演算期間の間のＮＶＲＡＭにそれらを記憶するコストをかけることなく生成できることを発見した。下記の如き固定値もバックラッシ及びギヤセットコンプライアンスの変化を追跡する上で好結果を生じることも判明した。Ｐ ^- ₂₂の高い値を使用して、第１の、例えば、正規の値へ切り変える前に１００個のデータセット中のｃ＾^-推定値に対する高速調整を行うことが可能である。斯かる初期の高速調整期間中は一切の診断比較も許可されず、また、演算期間が早期終了となる場合には非揮発性記憶装置の推定値を新たに更新することも許可されない。歯の劣化がウォームホイールの限られた部分に限定されている場合には、損傷を受けていない歯が係合した時になされる測定により該部分がある程度マスクされる。通常の道路で使用される自動車用の装置を考えてみる。動作時間の大部分の間係合しているウォームホイール歯は通常の位置に本当に近い数本である。これらの数本の歯は、ドライバがステアリング・ホイールを完全に一回転させると（通常、高補助トルク状態）再度係合し、従って、該歯の前記通常の位置で長い低レベルの逆方向負荷がかかり、フルロックに近い状態では時折高負荷がかかる。該歯がウォームホイール歯の中で最も損傷を受けやすく、それらがしばしば起きることから、該数本の歯が測定値を支配することとなる。しかしながら、それらの歯は低舵取速度または低ギヤセットトルクを備えたデータセットからの濾過のために測定値において過小表示されることとなる。このマスク効果を未然に防ぐためには、上記に説明した多数の対の推定子を使用してウォームホイールの回りの歯の劣化の配分に関するより詳細な情報を提供することが可能である。例えば、一対の推定子をステアリング軸の回転の所定のセクタに割り当てて、この部分のステアリング軸位置測定のすべてのデータセットがこの推定子対に送られて、前記所定のセクタに対応する推定値が更新される。第１の配列では、１対の斯かる推定子がウォームホイールの各歯に設けられる。第２の配列では、計算資源の必要性が減じて、一対の推定子がウォームホイールの回転の前記の通常の位置の近傍にある各歯に割り当てられ、もう１対の推定子が該ウォームホイールの回転の残りの部分に割り当てられる。第３の配列では、計算資源の必要性が更に減じて、ウォームホイールの回転の前記の通常位置の近傍にある全ての歯に対して第１の推定子対を設け、ウォームホイールの回転の残りの部分全てに対して第２の推定子対が設けられる。いずれのセクタからの推定値ｍ＾^-、ｍ＾⁺及びｄのいずれかの値が所定のしきい値を超えて上昇すると、ＭＣＵが、警告灯または診断インタフェースまたはその他の方法で装置の操作者またはサービス担当者へ警報を発する。ＭＣＵはまたクラッチの接続を断つ。多数の推定子対が使用される場合には、推定値ｃ＾^-が、クラッチがしっかりと係合していると考えられる期間に、セクター毎に過度に変化し、且つ、Ｐ ^- ₂₂ がすでにしきい値より下回っていると、被駆動ギヤの一体性、または、診断測定またはアルゴリズムについての問題が表示される。従って、信号処理手段がバックラッシ及びコンプライアンスを推定することでギヤボックス内の初期の破損を検出することが可能となる。図３に図示する如く、警報信号手段１６もまた設けられる。該警報信号手段は、警告灯または診断インタフェース接続とな無関係にクラッチが切られると、電動機から操作者へ警報信号を提供する。電動機が時計方向へ次には反時計方向ヘ例えば４０アンペアの定常電流レベルで１０及び８０Ｈｚ間の周波数で交互に駆動される場合には、はっきりした音が客室内で聞かれる。この信号が警報であって、古い車の所有車が通常経験するような音響的精緻性が漸次喪失されていくことの単なる兆候ではないことを確実に認識させるために、発明者等は、低周波数での信号の振幅を変調して、国際的に公知のモールス信号のエスオーエス（ＳＯＳ）等のはっきりとした可聴警報を与えるようにした。掃引周波数又はチャープ信号を使用して信号をよりはっきりとしたものにすることが可能である。発明者等は、更に、一定の周波数、例えば１つのパワーステアリング・システムへの適用の場合は６６Ｈｚがステアリング軸集成体に共鳴を励起して、ステアリング・ホイールを貫通する触覚路により聴力についてかなりの障害をもつ人にさえ信号をもっと顕著なものとなすことができることに気づいた。発明者等は、この信号はギヤセットの劣化またはその他安全性に関して厳しいリスクを予感する状況があることをドライバに警告することにのみ使用することを提案する。この信号は、例えば、エンジンの始動前、自動車の移動前または使用直後等のドライバの注意を喚起するのが比較的容易且つ安全な時に音を発するようにされる。最後に、発明者等は、更に、クラッチのない装置またはクラッチの断接信頼性が不確かな場合のギヤセットへの負荷を如何に軽減するかを考え、電動機を制御してギヤセットトルクを最小限にして、単に回転子を加速して「被駆動」ギヤの動作に合致するのに十分なトルクを発生させるように駆動すればよいことを理解した。補助制御ソフトウェア内でのギヤセットトルク要求パラメータを有する装置の場合に、これをゼロに設定する。ギヤボックス監視装置からの修正出力に応答して示されたこれらの手段によりギヤセットの負荷を使用中の負荷のほんの一部分まで低減することができる。これにより更に劣化が進んでギヤセットのジャムに繋がる危険性が低減される。補助機能の喪失もまたドライバをしてサービスを受けさせる誘因となる。バックラッシ及びコンプライアンスの代替の算出方法を具現化した制御方策を添付図面の図８に概略示す。本実施例では、ギヤセット捩れ及び第１の実施例で示した如きバックラッシ訂正オフセットの２つの要素から成るギヤセット補償信号が算出される。あるギヤセットでは、ギヤセットが摩耗していくに連れてバックラッシが非常にゆっくりと増大していくが、コンプライアンスはＥＰＡＳ装置の全寿命を通してほとんど変化しないことがわかっている。従って、規定されたギヤセットコンプライアンスは電動機トルク（電動機電流の測定から推断することが可能である）により増大されてギヤセット捩れを生じる。バックラッシ訂正オフセットは電動機トルク及び以下に説明するソフトウェアにおいて推論されるバックラッシの大きさの推定値により決定される。電動機の速度及び電動機トルクを使用してギヤセットのパラメータ推定値を更新するか否かを決定する。電動機トルクが係合しているギヤセットと一致しており、電動機速度が早すぎも遅すぎもせず正確な測定ができる時にモデルを更新する。上記の条件が満たされると、ホール効果センサからの信号が最初に復号され、次いで測定不調が訂正される。電動機電気位置信号と訂正回転子位置測定との差を使用して「電動機オフセット」モデル内の誤差を確定する。該モデルは２つの出力パラメータ、即ち、推定整列オフセット及び推定バックラッシ量を有している。これらのパラメータは調整して平均電動機オフセットモデル誤差をゼロに近く保持するようにされている。推定バックラッシ量要素は、前進及び後退の２つの位置オフセット間の差を低パス濾過することで推論される。電動機トルクが正の場合には、前進オフセットを調整して平均電動機オフセットモデル誤差をゼロ近傍に保持し、電動機トルクが負の場合には後退オフセットを調整する。従って、該２つのオフセットを調整して、ギヤセットの一方の面または他方の面が係合している時の平均コラム／電動機相違を明らかにする。該２つのオフセット間の相違は、ギヤセット面が摩耗するにつれてＥＰＡＳの寿命を通じて若干増大する。バックラッシの大きさのパラメータをしきい値と比較して、非許容摩耗を表示する。バックラッシの大きさは非常にゆっくりと変化することから、各運行の終了時に非揮発性メモリ（ＮＶＭ）に記憶することが可能である。各運行開始時に低パスフィルタをＮＶＭに再初期化することができる。推定整列オフセットは２つの位置オフセットの中間点を限定するスリューレートから算出される。コラム位置は通常全任意データ（パワーアップ値等の）を参照することから、前記２つの位置オフセットの中間点もまた始動時には全体に任意であり、ＮＶＭに平均値を記憶しても何ら利点はない。代わって、スリューレートフィルタを第１の位置オフセット測定から再始動できる。制御方策を、図５の略図に具現化した種々の段階を例示して以下により詳細に説明する。位置値は本実施例では、第１の実施例で０乃至１の値の範囲で表したのに対して角度で表す点に留意したい。第１の段階では、コラム速度２０２及び絶対出力軸位置２０３がコラムセンサ（即ち結合トルク位置センサ）２０１を使用して得られる。この段階は本質的には第１の実施例と同一であり、同一のセンサ及びトリガ信号を使用して連続または割込みされたのデータ列を求めることができる。次に、第１の実施例の如き事前に値を設定したギヤボックス比２０４を使用して値２０２、２０３を該ギヤボックス比で乗して電動機速度２０５の値及び訂正スケール出力軸コラム位置値２０６を以下に従って生成する。即ち、訂正スケール出力軸位置値＝［（定出力軸位置値×ギヤボックス比）＋（電動機速度×絶対出力軸位置値の最終測定からの時間）］ｍｏｄ３６０° 電動機電気速度＝（測定出力軸速度×電動機出力軸比）訂正スケール出力軸位置値は出力軸位置の測定値の変更間の回転子動作に関する訂正を含んでいる。訂正スケール出力軸位置から整列電動機電気位置の値は以下の如く算出することができる。即ち、整列電動機電気位置＝ＭＯＤ３６０（スケール出力軸位置＋推定整列オフセット）推定整列オフセットは下記に説明する如く使用されるギヤセットのパラメータのモデル２１０から求められる出力である。ギヤセットの効果の補償は、ギヤセット捩れ（コンプライアンスによる）及びバックラッシ訂正オフセットの２つの要素から構成されている。ある実際的なギヤセットのバックラッシは、ギヤセット歯が摩耗するに連れて非常にゆっくりと増大するが、コンプライアンスは装置の全寿命を通してほとんど変化しないことが分かっている。従って、第１の実施例とは異なり、以下の如く電動機トルク２０７を乗してギヤセット捩れ２０９を生じるギヤセットコンプライアンス２０８の固定値（例えば、不揮発メモリに記憶された）を使用することが可能である。即ち、ギヤセット捩れ＝ギヤボックスコンプライアンス×電動機トルク電動機トルク値は測定することもまたは推断することも可能である。所定の値のコンプライアンスを成功裏に使用できる一方で、バックラッシの算出値は、歯の摩耗により変化を考慮する必要がある。第２の実施例のバックラッシ訂正アルゴリズムは、ギヤセットモデル２１０を使用して電動機トルクにより決定される「バックラッシ訂正オフセット値」２１１を発生する。特性は、常に、ゼロに対して対称であり、ＢＡＣＫＬＡＳＨＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮＨＹＳＴＥＲＥＳＩＳＧＡＩＮおよびＢＡＣＫＬＡＳＨＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮＨＡＬＦＷＩＤＴＨにより画定される。バックラッシ訂正オフセットの値は、その大きさが推定バックラッシの大きさ ÷２を超えない。これらの計算は、反復する毎になされる。推定バックラッシの大きさはギヤセットモデルの出力である。ＩＦＢＡＣＫＬＡＳＨＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮＨＹＳＴＥＲＥＳＩＳＧＡＩＮ＊（電動機トルク−ＢＡＣＫＬＡＳＨＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮＨＡＬＦＷＩＤＴＨ＞旧バックラッシ訂正オフセットなら、バックラッシ訂正オフセット＝ＢＡＣＫＬＡＳＨＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮＨＹＳＴＥＲＥＳＩＳＧＡＩＮ＊（電動機トルク−ＢＡＣＫＬＡＳＨＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮＨＡＬＦＷＩＤＴＨ）ＥＬＳＥＩＦＢＡＣＫＬＡＳＨＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮＨＹＳＴＥＲＥＳＩＳＧＡＩＮ＊（電動機トルク＋ＢＡＣＫＬＡＳＨＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮＨＡＬＦＷＩＤＴＨ＜旧バックラッシ訂正オフセットなら、バックラッシ訂正オフセット＝ＢＡＣＫＬＡＳＨＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮＨＹＳＴＥＲＥＳＩＳＧＡＩＮ＊（電動機トルク＋ＢＡＣＫＬＡＳＨＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮＨＡＬＦＷＩＤＴＨ）ＥＬＳＥ、バックラッシ訂正オフセット＝旧バックラッシ訂正オフセットＥＮＤバックラッシ訂正オフセット＝ＭＩＮ（ＭＡＸ（バックラッシ訂正オフセット、−推定バックラッシの大きさ／２）、＋推定バックラッシの大きさ／２）旧バックラッシ訂正オフセット＝バックラッシ訂正オフセット但し、ＭＩＮ（ｘ，ｙ）はｘ及びｙの代数的最小、及び、ＭＡＸ（ｘ，ｙ）はｘ及びｙの代数的最大である。ギヤセット捩れ２０９及びバックラッシ訂正オフセット２１１は、次いで、結合してギヤ摩耗効果値２１２を生成し、該摩耗効果値は整列電動機位置の値と結合して最終推定電動機回転子位置値２１３を生成する。即ち、最終推定回転子電動機電気位置値＝ＭＯＤ３６０（整列電動機電気位置＋ギヤ摩耗効果）ギヤ摩耗効果＝バックラッシ訂正オフセット＋ギヤセット捩れ或いは、上記の方法で算出した最終推定電動機回転子位置値が信頼の置けないものであるなら、即ち、始動と同時に、下記の式を使用することができる、最終推定電動機回転子位置＝電動機位置センサより得た整流中心位置。ギヤボックスの完全な係合（即ち、バックラッシ領域にない）を連続して検出する機能を追加して設けることが可能である。この電動機位置とコラム位置との関係を利用して電動機オフセットモデルを更新することができる。十分に高く設定して「古すぎる」ホールセンサ推移からの絶対電動機位置及びギヤセットモデルの更新を避けることのできるに最小速度しきい値を課すことも可能である。ギヤボックス完全係合フラグを立てて、下記の条件が全て満足されたらギヤボックスが完全に係合していることを表示できる。即ち、ＡＢＳ（電動機電気速度）＞ＭＯＴＯＲＭＥＳＨＭＩＮＶＥＬＯＣＩＴＹＴＨＲＥＳＨＯＬＤＡＢＳ（電動機電気速度）＜ＭＯＴＯＲＭＥＳＨＭＡＸＶＥＬＯＣＩＴＹＴＨＲＥＳＨＯＬＤＡＢＳ（電動機トルク）＞ＭＯＴＯＲＭＥＳＨＭＩＮＴＯＲＱＵＥＴＨＲＥＳＨＯＬＤＳＩＧＮ（電動機トルク）＝ＳＩＧＮ（電動機速度）上記の条件のいずれかが保持されないときはフラグを再度立て直す。ギヤセットモデル２１０の第１の段階では、電動機電気速度２０５が位置センサから得られる絶対電動機位置２３０の測定値と結合２２０されて絶対電動機位置値２４０を生成し、該値は測定が以下の如くなされてから経過した時間について補償される。訂正絶対電動機位置＝ＭＯＤ３６０（測定絶対電動機位置値＋［電動機電気速度×（現在の時間−測定の時間）］従って、ホール効果センサを使用して絶対電動機回転子位置を測定する場合、このアルゴリズムはホール効果センサ状態の変化間の電動機回転子の動作を補償する。訂正絶対電動機位置２４０の値が次いで最終推定電動機回転子位置２１３と結合されて以下により得られる電動機オフセットモデル誤差値を生成する。電動機オフセットモデル誤差＝ＭＯＤ３６０（訂正絶対電動機位置−最終推定電動機回転子位置＋１８０°）−１８０° この符号式は電動機電気位置からサイクルのいずれかの方向に回った絶対電動機位置までの最短角距離であり、従って、電動機オフセットモデル誤差を−１８０°乃至＋１８０°以内で拘束する。１運行中に、絶対電動機位置が正の方向への駆動時には例えば１０°だけ安定してリードすると、この式により安定した＋１０°の結果が得られ、この時絶対電動機位置が３６０°から０°までを覆い、一方で電動機電気位置が３５０°から３６０°へ依然として上昇している。電動機オフセットモデル誤差は、電動機が正の方向へ駆動している時は負となるのと同様に正となり、その反対もある。電動機オフセットモデル誤差２５０を算出した後で、電動機位置オフセットが前進２６０及び後退２７０の駆動のいずれの方向に対しても算出される。これらの電動機位置オフセットの各々は、低電動機オフセットモデル誤差を生じる目標値（運行の開始時では未知の）に向かう一体的行動により個々に付勢される。低平均値を備えた誤差信号からこれらのオフセットを発生しようとすれば、前進及び後退駆動中の、例えば、ウォームと（スケールの付いた）ウォームホイールとの相対位置の差を開示するのに実質的なＤＣ利得（例えば一体行動）が必要となる。２つのオフセット値の一方を電動機とるくの方向に従って更新することができ（電動機トルク＞０）であるなら、前進電動機位置オフセット＝（前進電動機位置オフセット＋電動機オフセットモデル誤差＊電動機位置オフセット誤差利得）でなければ、後退電動機位置オフセット＝（後退電動機位置オフセット＋電動機オフセットモデル誤差＊電動機位置オフセット誤差利得）最終的には、オフセット値は双方とも第１の電動機オフセットモデル誤差２５０が算出される時に初期化することができる。「電動機オフセット初期化フラグ」を次いで設定して、電動機オフセットモデル２５０が現在有効であることを示すことができる。オフセット値は電動機トルクの方向に従って初期化することができる。（電動機トルク＞０）であるなら、前進電動機位置オフセット＝訂正絶対電動機位置− 訂正スケール出力軸位置−ギヤ捩れ後退電動機位置オフセット＝前進電動機位置オフセット推定バックラッシの大きさでなければ、後退電動機位置オフセット−訂正絶対電動機位置− スケール訂正出力軸位置−ギヤ捩れ前進電動機位置オフセット＝後退電動機位置オフセット＋推定バックラッシの大きさ最終的には、電動機位置オフセットの２つの値（前進及び後退）２６０、２７０は、次いで、結合されてバックラッシの大きさの推定値及び整列オフセット２９０の推定値を生成することができる。推定バックラッシの大きさ２８０は次いで２つの電動機位置オフセット２６０及び２７０間の差から生成することができる。測定バックラッシの大きさ＝最小（最大（前進電動機位置オフセット−後退電動機位置オフセット、０°）、ＭＡＸＥＳＴＩＭＡＴＥＤＢＡＣＫＬＡＳＨ）推定バックラッシの大きさ＝［測定バックラッシの大きさ＋（バックラッシフィルタ定数−１）＊推定バックラッシの大きさ／バックラッシフィルタ定数推定バックラッシの大きさは各運行開始時にＮＶＭから復元されてパワーダウン時にＮＶＭへもどされて記憶される。ＮＶＭへ推定バックラッシの大きさを記憶して、短い運行から収集されたある程度の誤差データが装置の実行に長期的に影響を及ぼすのを防止するのに別のフィルタを用いる。このフィルタは動力サイクル当たりの＋ＮＶＭＢＡＣＫＬＡＳＨＭＡＸＣＨＡＮＧＥの最大までに変化を制限する。バックラッシの大きさ推定値２８０を使用してバックラッシ訂正オフセット３００を算出し、該バックラッシ訂正オフセットはギヤボックス捩れバルブ２０９と結合３０１してギヤ摩耗効果２１２の値を生じ、該値は整列電動機電気位置値へ追加３０２されて、電動機電気位置２１３の最終値を生じる。バックラッシ訂正アルゴリズムは電動機トルクにより決定される位置訂正要素を発生する。初期のＥＰＡＳ装置のテスト中に最初の装置のパワーダウン時に推定バックラッシの大きさの値が濾過することなくＮＶＭに記憶する。整列オフセットの推定は２つの電動機位置オフセットの中間点に向けて更新することができる。測定整列オフセット−（後退電動機位置オフセット＋前進電動機位置オフセット）÷２整列オフセット変更＝測定整列オフセット−推定整列オフセット整列オフセット変更＝最小（最大（整列オフセット変更、−ＡＬＩＧＮＭＥＮＴＯＦＦＳＥＴＭＡＸＣＨＡＮＧＥ）、＋ＡＬＩＧＮＭＥＮＴＯＦＦＳＥＴＭＡＸＣＨＡＮＧＥ）推定整列オフセット＝推定整列オフセット＋整列オフセット変更初期化と同時に、以下の整列オフセットの推定を使用することができる。推定整列オフセット＝（後退電動機位置オフセット＋前進電動機位置オフセット）÷２勿論、これまで説明をしてきたギヤセットモデル２１０は図８に図示した全体制御方策の一部として使用に限定されるものではない点を理解しておくこと。ギヤセットモデル２１０を使用して、ギヤボックスが入力軸を出力軸に接続するいずれの装置におけるギヤセットのバックラッシを算出することができる。但し、ホール効果（またはその他の位置センサ）、入力軸位置及び出力軸位置等の必要な入力パラメータ信号は既知であるかまたは推定できる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年８月１３日（１９９８．８．１３）【補正内容】これらの従来の解決策に関する困難な点は、双方の解決策も実施するにはコスト及び時間がかかるということである。更に、ジャムが起きないと言った保証は依然としてないのである。本発明の第１の態様によれば、入力軸と出力軸との接続を提供するギヤボックスと組み合わせて使用するギヤボックス監視装置が提供され、該ギヤボックス監視装置は、第１の位置感知手段及び第２の位置感知手段であって、該第１及び第２の位置感知手段がそれぞれ第１及び第２の出力信号を発生し、該第１の主力信号が前記入力軸の角度位置を表すと共に、前記第２の出力信号が前記出力軸の角度位置を表す第１の位置感知手段及び第２の位置感知手段と、前記出力信号を受信し、そして前記入力軸と出力軸の角度位置の間の差を表す差信号を前記第１と第２の出力信号から生成し、それぞれ負のトルクと正のトルクを表す第３の出力信号に対応する２つのストリームに前記差信号を分割し、そして前記出力信号の２つのストリームを処理してギヤボックスの摩耗を表す１以上の修正出力信号を生成するために設けられた信号処理手段を備えていることを特徴としている。この監視装置は、ギヤボックス内の摩耗を動作中に監視できると言った点で効果がある。好適には、ギヤボックス監視装置を電力支援ステアリング・システムのギヤボックスと組み合わせて使用することが可能である。この場合、２つの入力があり、１つは手動の入力、もう１つはパワー入力であり、２つがギヤボックスを使用して結合されて１つの増強した出力を生成する。手動入力はステアリングコラム軸のステアリング・ホイールに接続された側であり、パワー入力は電動機により駆動される。出力軸トルクは車輪を変更するのに使用される。請求の範囲１．入力軸３及び出力軸２間の接続を確定するギヤボックス４と組合わせて使用するギヤボックス監視装置において、第１の位置感知手段１１及び第２の位置感知手段１２と、該第１及び第２の位置感知手段がそれぞれ第１及び第２の出力信号を発生し、該第１の出力信号が前記入力軸の角度位置を表し、前記第２の出力手段が前記出力軸の角度位置を表し、前記ギヤボックス４に伝達されるトルクを表した第３の出力信号を発生するトルク信号発生手段６と、前記出力信号を受信し、そして前記入力軸と出力軸の角度位置の間の差を表す差信号を前記第１と第２の出力信号から生成し、それぞれ負のトルクと正のトルクを表す第３の出力信号に対応する２つのストリームに前記差信号を分割し、そして前記出力信号の２つのストリームを処理してギヤボックスの摩耗を表す１以上の修正出力信号を生成するために設けられた信号処理手段１５と、を備えていることを特徴とするギヤボックス監視装置。２．前記入力軸３が、電動機１により駆動されることを特徴とする請求項１に記載のギヤボックス監視装置。３．前記トルク信号発生手段が、トルクセンサ６を備えている事を特徴とする請求項１または２に記載のギヤボックス監視装置。４．前記キヤボックストルクが１つ以上の測定パラメータの関数として推断されることを特徴とする請求項１または２に記載のギヤボックス監視装置。５．バックラッシを表す第１の修正出力信号及び前記ギヤボックス内のギヤセットのコンプライアンスを表す第２の修正出力信号を生成するようにされていることを特徴とする前記の請求項のいずれかに記載のギヤボックス監視装置。６．前記第１の修正出力信号が、前記第１及び第２の位置センサからの異なるトルク値の信号を相関させることにより提供されることを特徴とする請求項５に記載のギヤボックス監視装置。７．前記第２の修正出力信号が、前記第１及び第２の位置センサからの異なるトルク値の信号を相関させることにより提供されることを特徴とする請求項５または６に記載のギヤボックス監視装置。８．コンプライアンスの値がプリセットされる推定値として記憶されることを特徴とする請求項５または６に記載のギヤボックス監視装置。９．更に、前記出力軸の回動速度を表す第４の信号を発生する速度センサを含んでいることを特徴とする前の請求項のいずれかに記載のギヤボックス監視装置。１０．信号センサを使用して第３の出力信号及び第４の出力信号の双方を提供することを特徴とする請求項９に記載のギヤボックス監視装置。１１．更に、トリガ刺激に応答してトリガ信号を発生するようにされたトリガ手段と、感知手段と、各トリガ信号に応答して生成される出力信号のデータセットを含み、該データセットは各センサからの１つの出力を含んでいることを特徴とする前の請求項のいずれかに記載のギヤボックス監視装置。１２．前記トリガ刺激が、前記入力軸または出力軸の設定位置であることを特徴とする請求項１１に記載のギヤボックス監視装置。１３．前記トリガ刺激が、各クロックパルス上に生成されるデータセットを備えたクロック信号であることを特徴とする請求項１１に記載のギヤボックス監視装置。１４．前記センサの各々が各トリガ信号について、前記信号処理手段によりサンブリングされる連続した出力信号を生成することを特徴とする請求項１１、１２または１３に記載のギヤボックス監視装置。１５．前記トリガ刺激がホール効果センサを貫通する電動機回転子磁極の動作であることを特徴とする請求項１１に記載のギヤボックス監視装置。１６．前記データセットを形成する前記出力信号が同期して、前記出力信号の各々が前記トリガ信号により決定される時間中の瞬間におけるそれぞれの測定量の状態を表すことを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれかに記載のギヤボックス監視装置。１７．更に、前記信号プロセッサにより生成された前記修正出力信号が、ジャムが発生したまたは発生しそうであることを示す場合に、警報信号を生成するように設けられた警報手段を含んでいることを特徴とする請求項１から１６のいずれかに記載のギヤボックス監視装置。１８．前記警報信号が可聴／視覚または触覚信号の形態をしていることを特徴とする請求項１７に記載のギヤボックス監視装置。１９．前記第１の出力信号及び前記第２の出力信号がそれぞれの任意のデータに対して測定されることを特徴とする前の請求項のいずれかに記載のギヤボックス監視装置。２０．本発明の前記第１の態様による装置を使用したギヤボックスの稼働を監視する方法において、第１の出力信号を処理して「理想的な」出力軸位置を算出する第１の段階と、前記「理想的な」出力軸位置信号と実測定出力軸位置信号間の差を表す差信号ｙを算出する第２の段階とを含む、請求項１から１９のいずれかに記載の装置を使用するギヤボックスの稼働を監視する方法。２１．更に、前記差値及び各トルク値を前記ストリームの値のひとつに対応する一対の１次方程式に当てはめる段階を含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。２２．更に、データセット中の第１及び第２の出力信号の各々に関係した第４の出力信号（速度信号）使用して前記第１及び第２の出力信号の精度を判断し、速度が第１のプリセット値を超える場合、または、第２のプリセット値を下回る場合にはいずれのデータセットも拒絶する第４の段階を備えていることを特徴とする請求項２０または２１に記載の方法。２３．前記信号プロセッサが巡回型フィルタを使用して、変位信号及びトルク信号からバックラッシ値及びコンプライアンス値を推定することを特徴とする請求項２０乃至２２のいずれかに記載の方法。２４．前記巡回型フィルタは、前記バックラッシ及びコンプライアンス信号の精度の推定値である信頼信号を発生するために設けられていることを特徴とする請求項２３に記載の方法。２５．前記信頼信号が、警報信号表示手段により処理されて、前記コンプライアンス及びバックラッシ信号がプリセット基準に合致し、且つ、前記信号の信頼性もまたプリセットレベルを満足した場合にのみ警報信号を発生し、装置が最後に使用された時に得られたバックラッシ及び／又はコンプライアンス値が前記フィルタの始動時値として保持され且つ再使用されることを特徴とする請求項２４に記載の方法。２６．更に、各々の組が前記出力軸の異なる角位置に対応する幾つかの組のバックラッシ及びコンプライアンス信号を発生する段階を追加して含んでいることを特徴とする請求項２０乃至２５のいずれかに記載の方法。２７．前記１乃至１９の請求項のいずれかに記載のギヤボックス監視装置を内蔵することを特徴とする電力補助ステアリング装置。

Claims

【特許請求の範囲】１．入力軸３及び出力軸２間の接続を確定するギヤボックス４と組合わせて使用するギヤボックス監視装置において、第１の位置感知手段１１及び第２の位置感知手段１２と、該第１及び第２の位置感知手段がそれぞれ第１及び第２の出力信号を発生し、該第１の出力信号が前記入力軸の角度位置を表し、前記第２の出力手段が前記出力軸の角度位置を表し、前記ギヤボックス４に伝達されるトルクを表した第３の出力信号を発生するトルク信号発生手段６と、前記出力信号を受信すると共に、前記出力信号を処理して前記ギヤボックスの摩耗を表す１つ以上の修正出力信号を生成する信号処理手段１５と、を備えていることを特徴とするギヤボックス監視装置。２．前記入力軸３が、電動機１により駆動されることを特徴とする請求項１に記載のギヤボックス監視装置。３．前記トルク信号発生手段が、トルクセンサ６を備えている事を特徴とする請求項１または２に記載のギヤボックス監視装置。４．前記ギヤボックストルクが１つ以上の測定パラメータの関数として推断されることを特徴とする請求項１または２に記載のギヤボックス監視装置。５．バックラッシを表す第１の修正出力信号及び前記ギヤボックス内のギヤセットのコンプライアンスを表す第２の修正出力信号を生成するようにされていることを特徴とする前記の請求項のいずれかに記載のギヤボックス監視装置。６．前記第１の修正出力信号が、前記第１及び第２の位置センサからの異なるトルク値の信号を相関させることにより提供されることを特徴とする請求項５に記載のギヤボックス監視装置。７．前記第２の修正出力信号が、前記第１及び第２の位置センサからの異なるトルク値の信号を相関させることにより提供されることを特徴とする請求項５または６に記載のギヤボックス監視装置。８．コンプライアンスの値がプリセットされる推定値として記憶されることを特徴とする請求項５または６に記載のギヤボックス監視装置。９．更に、前記出力軸の回動速度を表す第４の信号を発生する速度センサを含んでいることを特徴とする前の請求項のいずれかに記載のギヤボックス監視装置。１０．信号センサを使用して第３の出力信号及び第４の出力信号の双方を提供することを特徴とする請求項９に記載のギヤボックス監視装置。１１．更に、トリガ刺激に応答してトリガ信号を発生するようにされたトリガ手段と、感知手段と、各トリガ信号に応答して生成される出力信号のデータセットを含み、該データセットは各センサからの１つの出力を含んでいることを特徴とする前の請求項のいずれかに記載のギヤボックス監視装置。１２．前記トリガ刺激が、前記入力軸または出力軸の設定位置であることを特徴とする請求項１１に記載のギヤボックス監視装置。１３．前記トリガ刺激が、各クロックパルス上に生成されるデータセットを備えたクロック信号であることを特徴とする請求項１１に記載のギヤボックス監視装置。１４．前記センサの各々が各トリガ信号について、前記信号処理手段によりサンプリングされる連続した出力信号を生成することを特徴とする請求項１１、１２または１３に記載のギヤボックス監視装置。１５．前記トリガ刺激がホール効果センサを貫通する電動機回転子磁極の動作であることを特徴とする請求項１１に記載のギヤボックス監視装置。１６．前記データセットを形成する前記出力信号が同期して、前記出力信号の各々が前記トリガ信号により決定される時間中の瞬間におけるそれぞれの測定量の状態を表すことを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれかに記載のギヤボックス監視装置。１７．更に、前記信号プロセッサにより生成された前記修正出力信号が、ジャムが発生したまたは発生しそうであることを示す場合に、警報信号を生成するように設けられた警報手段を含んでいることを特徴とする請求項１から１６のいずれかに記載のギヤボックス監視装置。１８．前記警報信号が可聴／視覚または触覚信号の形態をしていることを特徴とする請求項１７に記載のギヤボックス監視装置。１９．前記第１の出力信号及び前記第２の出力信号がそれぞれの任意のデータに対して測定されることを特徴とする前の請求項のいずれかに記載のギヤボックス監視装置。２０．本発明の前記第１の態様による装置を使用したギヤボックスの稼働を監視する方法において、第１の出力信号を処理して「理想的な」出力軸位置を算出する第１の段階と、前記「理想的な」出力軸位置信号と実測定出力軸位置信号間の差を表す差信号ｙを算出する第２の段階とを備え、前記第１の段階が、更に、前記「理想的な」出力軸位置を推定するデータムをリセットして前記実出力軸データムと同一となるようにする段階を含み、前記入力軸データムに問題があった場合該問題を克服するようにされていることを特徴とする本発明の前記第１の態様による装置を使用したギヤボックスの稼働を監視する方法。２１．更に、前記差値及びそれぞれのトルク値を一対の１次方程式に当てはめる段階を備え、各１次方程式が負及び正のトルク値に対応し、簡単化においては、前記コンプライアンス値がプリセット固定値に等しくなると推定することを特徴とする請求項２０に記載の方法。２２．更に、データセット中の第１及び第２の出力信号の各々に関係した第４の出力信号（速度信号）使用して前記第１及び第２の出力信号の精度を判断し、速度が第１のプリセット値を超える場合、または、第２のプリセット値を下回る場合にはいずれのデータセットも拒絶する第４の段階を備えていることを特徴とする請求項２０または２１に記載の方法。２３．前記信号プロセッサが巡回型フィルタを使用して、変位信号及びトルク信号からバックラッシ値及びコンプライアンス値を推定することを特徴とする請求項２０乃至２２のいずれかに記載の方法。２４．前記巡回型フィルタは、前記バックラッシ及びコンプライアンス信号の精度の推定値である信頼信号を発生するために設けられていることを特徴とする請求項２３に記載の方法。２５．前記信頼信号が、警報信号表示手段により処理されて、前記コンプライアンス及びバックラッシ信号がプリセット基準に合致し、且つ、前記信号の信頼性もまたプリセットレベルを満足した場合にのみ警報信号を発生し、装置が最後に使用された時に得られたバックラッシ及び／又はコンプライアンス値が前記フィルタの始動時値として保持され且つ再使用されることを特徴とする請求項２４に記載の方法。２６．更に、各々の組が前記出力軸の異なる角位置に対応する幾つかの組のバックラッシ及びコンプライアンス信号を発生する段階を追加して含んでいることを特徴とする請求項２０乃至２５のいずれかに記載の方法。２７．前記１乃至１９の請求項のいずれかに記載のギヤボックス監視装置を内蔵することを特徴とする電力補助ステアリング装置。