JP2005530645A - 自動車の前方車軸組立体に由来する寄生振動減衰の方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、電子プロセッサにより制御される電動サーボステアリングを備える車両のための方法に関する。この方法は、フロントサブフレームに由来する依存振動の成分イメージ（Ｏｆ）の少なくとも１つを有する電気信号をプロセッサ内で使用するステップを含む。前記信号は、依存振動の成分イメージを分離するようフィルタリングされ、それから、ステアリング用電動サーボモータを制御する制御電流のための修正電流（Ｉｃ）が計算される。こうして計算される修正電流は、別のパラメータを考慮に入れて計算される制御電流から減算されて、修正制御電流（Ｉｔ）を生じる。これがサーボステアリングに作用することにより、ステアリング及びハンドルに伝達される振動の減衰が上昇する。

Description

本発明は、車両のフロントアクスル依存振動の減衰方法に関する。この方法は、コンピュータにより制御される電動パワーステアリングモータを用いた電動型パワーステアリングを装備する車両に適用される。

車両は、フロントアクスル組立体に由来する依存振動にさらされることが多いが、それは特にホイールバランスの不良からくる励振のためである。これは、ホイールバランスを保持した後であっても、振動状態が持続することがあるためである。これらの振動は、フロントアクスル組立体からステアリング系装置に伝達され、そこからハンドルに伝達される。ステアリング装置は、十分円滑な作動を実現するため装置内の摩擦と慣性を低くする程、振動に対して益々敏感になる。

こうして、フロントアクスル組立体から発する振動が、例えば電動パワーステアリング装置の通常のトーションバーの中などで、ステアリング装置を共振させる。加えて、これらの振動は、ハンドルに依存トルクを発生させ、運転者がこのトルクを感じることにより車両の運転快適性が低下する。

本発明の目的は、フロントアクスル組立体に由来する依存振動を除去又は少なくとも減衰する方法を提供することにより、これらの欠点を解消することであり、それを現在益々多くの車両に装備されている電動ステアリング装置の固有特性の利点を生かして実現することにある。

この目的のため、本発明の主題は、パワーステアリングモータの電力電流を確定し、各種パラメータを考慮に入れ、セットポイント電流を与えるコンピュータにより制御されるパワーステアリングモータを用いる電動パワーステアリングを装備する車両のフロントアクスル組立体に由来する依存振動の減衰方法であって、
● 車両のフロントアクスル組立体に由来する依存振動のイメージである成分を有する電気信号をコンピュータ内に用意するステップと、
● 依存振動のイメージであるその成分を分離するよう前記信号を処理するステップと、
● こうして分離される依存成分から、前述のセットポイント電流を修正するための修正電流を決定するステップと、
● パワーステアリングモータを制御するため、修正電流計算値を、他のパラメータを考慮に入れて決定されるセットポイント電流に作用させるステップと、（の各ステップを含む減衰方法である。）
このようにして、本発明の主題を形成する方法は、ステアリングに伝達される依存振動を「消去」し、運転の快適性を回復することを可能にする。本発明は、電動パワーステアリングにより発揮される単純適切な修正処置によりフロントアクスル組立体に由来する依存振動を減衰することができるとの観察結果に基づく。本発明が提案する解決策の簡便さと低価格は注目に値する。本発明は追加センサを必要とせず、電動パワーステアリングを装備するいかなる車両にも既に存在するコンピュータが持つ可能性を利用して、ステアリング装置に加わるパワーアシストトルクを変更することにより、結果的に依存振動を修正する。

この場合コンピュータ内で使用される電圧又は電流の形の電気信号は、それが依存成分を「含む」という事実から、電動パワーステアリングモータの速度などである。

減衰すべき依存振動のイメージであるその成分を分離することを目的としたこの信号の処理は、単数又は複数の高周波成分は通過さ、単数又は複数の低周波成分、特に問題の車両の運転者により加えられるものはこの信号から除去するフィルタリングであることが有利である。

分離依存成分からの修正電流の計算は、車両速度など別のパラメータもまた少なくとも１つ考慮に入れてよい。このパラメータ割当計算は、車両速度などに依存する変数「ゲイン」の単なる乗算であることがある。これはまた、「伝達関数」種のもっと複雑な計算でもよい。

このように計算される修正電流のセットポイント電流に対する最終適用に関しては、これは、別のバラメータを基礎として計算されるセットポイント電流からの修正電流の単なる減算であり、この減算の結果として、制御電流に変換されるとき車両のフロントアクスル組立体に由来する振動を修正することにより、電動パワーステアリングをハンドルにおけるトルクが「平滑化」される、即ち事実上依存振動が無いように制御する最終セットポイント電流を与える。

フロントアクスル組立体に由来する依存振動に対する「対策」を構成する本発明の主題を形成する方法は、依存振動をもたらす原因が幾つか同時に存在するとき、即ち重畳する幾つかの依存振動周波数が存在するときに適用しても、満足な結果を得られることを特筆する必要がある。このときこの方法は、すべての依存振動を分離し修正することを可能にする。

本発明は、車両のフロントアクスル組立体に由来する依存振動の減衰方法が実行される例の、添付概略図を参照する以下の記述を通して、更に明確に理解できる。

図１は、ハンドルにおける依存トルクＣの例を示し、これは時間ｔの関数として変動する。このトルクＣは、車両の運転者により加えられる低周波成分Ｃ１を有する。この成分Ｃ１は正弦曲線で示してあるが、いかなる形状も取りうる。ハンドルにおける依存トルクＣはまた、車両のフロントアクスル組立体の振動から発生する高周波成分Ｃ２を有する。この依存成分Ｃ２は、除去するか又は少なくとも大幅に減衰する必要がある。

図２は、図１と同じくハンドルにおける「平滑化」トルクＣ’、即ち高周波依存成分Ｃ２が「消去」され、事実上その低周波成分Ｃ１に減衰されているものを示す。

このような「平滑化」トルクを得るため、本発明の方法は、第１のステップにおいて、電動パワーステアリングのコンピュータ内で電圧又は電流の形で利用することのできる情報項目を処理するステップを含む。ここでこの情報項目は、例えば電動パワーステアリングモータの瞬間回転速度ωなど、それ自体が上述の依存成分Ｃ２、したがって車両のフロントアクスル組立体に由来する依存振動のイメージである成分を有するために選ばれている。

デジタルフィルタリングの結果、パワーステアリングモータ速度の「依存」成分ωが分離される。図３に示すように、速度ωに加えられる単純な「高域」フィルターＦが、依存効果を構成するフィルター後の信号ωｆを与える。

図４に示す次のステップにおいて、フィルタリング後の信号あるいは依存効果ωｆを、修正電流Ｉｃを決定するためのパラメータ割当計算に用いる。ここでは象徴的に式Ｋ（Ｖ）で示すパラメータ割当計算演算は車両速度Ｖ及び／又は他のパラメータを考慮に入れる。

これも図４に示す最後のステップにおいて、修正電流Ｉｃを、各種パラメータを考慮に入れてセットポイント電流Ｉから減算する。このセットポイント電流は、電動パワーステアリングモータを制御するため、通常はコンピュータが決定する。最後に、修正電流Ｉｃをセットポイント電流Ｉから減算することにより、全修正セットポイント電流Ｉｔが与えられ、これが電動パワーステアリングモータを制御する。

この修正を適応した効果により、依存振動が「消去」され図２に示す「平滑化」ハンドルトルクが得られる。

図５は、図式的に例を用いて、上述の依存振動減衰方法実行のための装置を示す。この装置は、問題の車両の電動パワーステアリングモータ１を制御するための通常の手段を、以下と共に含む：
● ステアリング装置上に置かれるセンサ２及び３、
● パワーステアリング又は車両の内部に信号を送る装置４及び５、
● センサ２、３、及び装置４、５に由来する信号を成形するための回路６及び７、
● 制御則装置８、
● 各種の形をした信号から及び制御則装置８から得られるセットポイント電流Ｉを送る回路９、及び
● セットポイント電流に基づいて、電動パワーステアリングモータ１に送られる制御電流Ｉｐを確定するコンバータ１０。

本発明にしたがって、装置１１がまた車両速度Ｖを与え、それが信号ωｆを受け取るコンピュータ装置１２で処理され、修正済み全セットポイント電流Ｉｔを与えるため電流Ｉから減算された修正電流Ｉｃを与える。コンバータ１０の中で電動パワーステアリングモータ１に供給する電流に変換されるのは、この修正済みセットポイント電流Ｉｔであって、これが修正済みパワーステアリングトルクＣｃを与え、依存振動の「消去」が可能になる。

信号には除去すべき依存信号のイメージである成分が含まれるため、コンピュータ内で使用される信号が特にどのようなものであっても、また使用関数に車両速度、ステアリング速度、ハンドル角度など各種のパラメータを組込むことができるため、修正電流計算に使用する特定関数が、どのようなものであっても、添付請求項に定義するように本発明の範囲から逸脱するものではない。

修正前の依存トルクの例を示す図である。 本発明の方法により修正される依存トルクの例を示す図である。 本発明の方法の第１ステップを示す図である。 本方法の次のステップを示す別の図である。 本発明の方法を実行するための装置のブロック図である。

Claims (9)

1. パワーステアリングモータの動力電流を確定し、各種パラメータを考慮に入れ、セットポイント電流を与えるコンピュータにより制御されるパワーステアリングモータ（１）を用いる電動パワーステアリングを装備する車両のフロントアクスル組立体に由来する依存振動の減衰方法であって；
   ● 車両のフロントアクスル組立体に由来する依存振動のイメージである成分（ωｆ）を有する電気信号（ω）をコンピュータ内に用意するステップと、
   ● 依存振動のイメージであるその成分（ωｆ）を分離するよう前記信号（ω）を処理するステップと、
   ● こうして分離される依存成分（ωｆ）から、前述のセットポイント電流を修正するための修正電流（Ｉｃ）を計算するステップと、
   ● 電動パワーステアリングモータを制御するため、修正電流計算値（Ｉｃ）を、他のパラメータを考慮に入れて決定されるセットポイント電流（Ｉ）に作用させるステップと、
   の各ステップを含む減衰方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、依存成分を「含む」信号としてコンピュータで使用される電気信号が、パワーステアリングモータの速度（ω）であること、を特徴とする方法。
3. 請求項１に記載の方法であって、依存成分を「含む」信号としてコンピュータで使用される電気信号が、検出トルクの時間微分であること、を特徴とする方法。
4. 請求項１〜３のうちいずれか１つに記載の方法であって、減衰すべき依存振動のイメージであるその成分を分離する目的の、前記信号（ω）の処理が、単数又は複数の高周波成分を通過させるが、単数又は複数の低周波成分を特に問題の車両の運転者により加えられるものはこの信号から除去するフィルタリング（Ｆ）であること、を特徴とする方法。
5. 請求項１〜４のうちいずれか１つに記載の方法であって、分離依存成分（ωｆ）からの修正電流（Ｉｃ）の計算が、別のパラメータ（Ｖ）少なくとも１つをもまた考慮に入れること、を特徴とする方法。
6. 請求項５に記載の方法であって、前記別のパラメータが車両速度（Ｖ）である、ことを特徴とする方法。
7. 請求項５又は６に記載の方法であって、修正電流（Ｉｃ）のパラメータ割当計算が、車両速度（Ｖ）などの関数である変数「ゲイン」（Ｋ）の乗算であること、を特徴とする方法。
8. 請求項５又は６に記載の方法であって、修正電流（Ｉｃ）のパラメータ割当計算が、「伝達関数」種の計算であること、を特徴とする方法。
9. 請求項１〜８のうちいずれか１つに記載の方法であって、修正電流計算値のセットポイント電流に対する最終適用が、その減算の結果として、制御電流（Ｉｐ）に変換されるとき車両のフロントアクスル組立体に由来する振動を修正することにより電動パワーステアリングを制御する最終セットポイント電流（Ｉｔ）を生じるよう、別のバラメータを基礎として決定されるセットポイント電流（Ｉ）からの修正電流（Ｉｃ）の減算であること、を特徴とする方法。

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