JP2015504022A - 電動ステアリングシステムの異常の補償のための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

電動ステアリング装置（３１）では、補償されるべき複数の周期的な異常（Ｍ（ｆ１０）、Ｍ（ｆ２０）、．．．Ｍ（ｆｎ０））が起こり得て、一方、追加的に起こる、特には非周期的な異常（Ｍｓｔｏｅｒ）は、補償されるべきではない。本発明によれば、前記ステアリング装置（３１）のモデル（Ｇｎｏｍ（ｓ））に基づく複数のこのような周期的な異常の同時の補償を可能にするために、補償されるべき異常（Ｍ（ｆ-１０）、Ｍ（ｆ２０）、Ｍ（ｆｎ０））に追加して発生する異常（Ｍｓｔｏｅｒ）は、非構造化異常（Ｍｓｔｏｅｒ）の形態で、モデル（Ｇｎｏｍ（ｓ））の不正確さ、ないし、モデルエラー（△ｓ）と共に示される。

Description

本発明は、電動ステアリングシステムの作動中に発生する複数の周期的な、特には正弦型（サインカーブ）の、異常の同時の補償のための方法に関する。この方法では、前記電動ステアリングシステムはトルク制御装置を有し、前記トルク制御装置の制御トルクを特徴付ける信号と、実際の回転バートルクを特徴付ける信号と、に依存して、前記ステアリングシステムのモデルの利用下で、補償されるべき異常に対応する少なくとも一つの補償信号が決定される。

更に本発明は、電動ステアリングシステムの作動中に発生する複数の周期的な、特には正弦型の、異常の同時の補償のための装置に関する。この装置では、前記電動ステアリングシステムはトルク制御装置を有し、前記トルク制御装置の制御トルクを特徴付ける信号と、実際の回転バートルクを特徴付ける信号と、に依存して、前記ステアリングシステムのモデルの利用下で、補償されるべき異常に対応する少なくとも一つの補償信号が決定可能である。

ＤＥ１０２００９０２８４４８Ａ１から、ＥＰＳステアリングシステムにおけるステアリングホイールのねじり振動の識別及び補償のための方法及び装置が知られている。前記ステアリングホイールのねじり振動の補償のために、振動数（周波数）可変の異常及び状態量算出器が提案される。異常振動数の存在が識別（検知）された場合、前記振動数可変の異常及び状態量算出器が活性化される。これは、前もって算出された優勢な（支配的な）異常振動数と、振動数可変のバンドパスフィルタリングされた回転バートルクと、場合によっては更なる測定値と、に依存して、識別された優勢な異常振動を補償するための振幅、振動数及び位相関係に適した追加のモータトルクを算出（計算）する。異常及び状態量算出器に実装される監視するためのストロークにとってのモデルは、大きな振動数領域に亘っては十分に正確には決定不可能であるため、前記バンドパス（帯域通過）は必要である。

確かに、公知の方法で、多くの応用のための充分に良好なステアリングホイールのねじり振動の補償を正弦型の異常振動数によって行うことは可能であるが、前記方法の実現等は、費用のかかる入力信号のフィルタリングに基づいて相対的に高度な計算結果を必要とする。

更には、公知の方法では、単一の正弦型の異常のみが補償され得る。しかし、個々の正弦型の異常振動数の補償では充分でない状況もある。例えば、ブレーキディスクの幾何形状に基づいて、いわゆるコールドブレーキジャダの際には第１番目及び第２番目の周期的な振動が発生し、いわゆるホットブレーキジャダの際には第５番目から第１０番目の振動形態すら発生する。しかし、複数の周期的な異常信号の同時の補償は、些末な課題ではない。個々に対応するバンドパスフィルタリングされた二つの周期的な異常信号が存在する際の異常及び状態量算出器の拡張は、前記信号が発生する様々な運転時間ないしは位相に基づいて不安定になり、意図しない相互作用の発生によって、異常信号の補償がもはや可能でなくなる、ということを調査は示している。

更には、異常量算出器には、以下の基本的な問題が存在している。つまり、異常量算出器の一構成要素である制御ストロークのモデルにおけるモデル化エラーないしは不正確さが、異常量算出器によって算出ないしは再現された異常量（更に補償信号の形成のために重要である）内に示される（現れる）、ということである。この問題は、所定の構成ないし正弦信号の補償されるべき異常の確定の際に、更に増大する。入力側のバンドパス（帯域通過）の利用がなければ、全ての入力側に作用する異常並びに制御ストロークのモデル化エラーが、オフセットの形態で、異常量算出器によって算出された補償信号に影響を及ぼすであろう。このことは、一方で、ステアリングホイール（ハンドル）を握っている運転手によって、一定のオフセットトルクないしは保持トルクとして知覚されるであろう。

本発明の課題は、複数の同時に発生する周期的な異常の補償を可能とする電動ステアリングシステムにおける異常の補償のための可能性をもたらすことである。特には、コールドブレーキジャダとホットブレーキジャダとにより発生する異常の補償が可能とされるべきである。すなわち、周期的な、特には正弦型の異常のもとでは、y(t)=A・sin(2π・f・t)という型の信号のみならず、例えばy(t)=A(t)・sin(2π・f(t)・t)という型の信号も理解されるべきである。ここでは、振幅A(t)と振動数f(t)とが時間によって変わり、特にはy(t)=A₁(t)・sin(2π・f₁(t)・t)+ A₂(t)・sin(2π・f₂(t)・t)という型の信号も同様である。ここで、f₁(t)とf₂(t)とは、異なる次数（Ordnung）である（例えばf₂(t)はf₁(t)の２番目の次数である）。すなわち、周期的な異常は、振動の振幅並びにその振動数（特には減速度の時間的な変化による）が時間的に変化し得るという信号も含む。２つまたは複数の振動数のオーバーラップ（特には２番目の振動数が１番目の振動数のより高い次数を示す場合）を示す異常も、ここでは“周期的な異常”という概念のもとで、理解される。

本発明の課題は、特許請求の範囲の請求項１に記載された方法並びに特許請求の範囲の請求項８に記載された装置によって解決される。更なる有利な実施の形態は、各従属請求項に記載された特徴並びに以下の説明に基づいて明らかになる。

本発明は、まず、電動ステアリングシステムの作動中に発生する単一の周期的な（例えば正弦型の）異常の補償に適していて、トルク制御装置の制御トルクを特徴付ける信号と、実際の回転バートルクを特徴付ける信号と、に依存して、前記ステアリングシステムのモデルの利用下で、補償されるべき周期的な異常に対応する補償信号が形成される、というシステムに基づいている。本発明では、回転バートルク下では、その都度のトルクは、回転バートルクに充分に正確に対応し、運転者によってもたらされ運転者とステアリングシステムのピニオンとの間に作用するトルクに対応する、というように理解されるべきである。特には、前記回転バートルクは、必ずしも回転バーに配置されたトルクセンサによって検出される必要はなく、例えば実際のモータトルクに依存して、というように、他のセンサによって検出され得る及び／または算出され得る。

本発明の一つの可能な出力システムは、例えば、前述したＤＥ１０２００９０２８４４８Ａ１から知られたシステムである。複数の異常の同時の補償ないしはより高位の次数の異常の同時の補償は、上述の根拠からは可能ではない。異常信号の再現ないしは補償信号の決定は、異常及び状態量算出器を意味する機能装置で行われる。

本発明によれば、追加的に発生する異常、すなわち、特には非構造化異常、並びに、モデルエラーないしはステアリングシステムのモデルと実際のステアリングシステムとの間の不正確さが、非構造化異常の形態で共通に示される、ということが提案される。これにより、実際の制御ストローク、すなわち実際のステアリングシステムからのモデル化されたストロークのモデルエラーないしは変位（ずれ）と、補償されるべき異常に対応していない非構造化異常とが、補償信号、ひいては補償信号に依存して発生しトルク制御装置に供給される制御トルクに干渉する（stoerend beeinflussen）、ということが阻止される。すなわち、本発明によれば、（再現される）回転バートルクにも再現される異常ないしは発生する補償信号にも対応しない全ての信号成分は、一つの量（値、変数）内に示される。つまり、当該量が、追加の非構造化異常として、より低いダイナミクスで把握され得る。

基本的に、ステアリングホイールのねじり振動の算出のために、「観察装置（Beobachter）」とも呼ばれる異常及び状態算出器が有効であることが実証された。しかし、既述の通り、公知の異常及び状態算出器は、より高位な次数の周期的な振動（異常）の補償並びに複数の同時に発生する異常の補償には適していない。更なる問題は、補償信号の形成のための基礎である評価された異常内に、（例えば製造差異に基づく）制御ストロークのモデルの現存するモデル化エラーないしは不正確さが示される（現れる）ことである。従って、既述のいわゆるバンドパスの利用が無ければ、全ての発生する異常並びにモデルエラーが、構造化された異常上に示され、これは、補償信号が形成される際にあるオフセット位置まで導かれ、それは、ステアリングホイールにおいて一定のオフセットトルクないしは保持トルクとして知覚される。従って、特に有利な実施の形態によれば、以下において追加の非構造化異常（“ＳＺＢ＋μＳ”）に関する異常及び状態算出器と呼ばれる機能装置において、追加の非構造化異常の決定が行われる。そこでは、発生する非構造化異常は、追加の非構造化異常の形態で、共通の量において、モデルエラーと共に示される。その結果、発生する全ての異常信号のうち、補償されるべき正弦型の異常のみが補償信号の算出のために援用される、ということが達成される。更なる異常は、補償信号の形成のためには考慮されないので、制御ストロークのモデルにおける非構造化異常例えばエラーは、異常の補償に不利に影響し得ない。

有利な一実施の形態によれば、追加の非構造化異常は、予測フィルタとして実現される。当該予測フィルタは、ストロークモデルを元にして算出された予測されたシステム状態間の差異ないしは相違と、測定値と実際の評価異常値との利用下で算出された予測されたシステム状態の差異ないしは相違と、を非構造化異常上に表示する。

更には、前記ステアリングシステムは、トルク制御装置を有しており、例えば当該トルク制御装置はステアリングシステムのステアリング制御装置によって制御可能で、前記追加の非構造化異常に関する異常及び状態算出器には、前記ステアリング制御装置によって生成される値が、入力値として直接的に供給される、ということが考慮され得る。前記追加の非構造化異常に関する異常及び状態算出器は、直接的に、すなわち、例えばＤＥ１０２００９０２８４４８Ａ１から知られた方法に提案されているバンドパスフィルタのような前処理なしに、ステアリング制御装置によって生成された値を受け取る。前記前処理、特にはフィルタ、が不要となり得るので、わずかなコストで前記方法が実現され得る。前記制御トルクでは、例えばトルク制御装置がステアリングシステムの回転バーに作用させるトルクが問題であり得る。

基本的に、本発明により修正された制御トルクでは、異常は回転バートルクで補償され得て、従って、前記回転ロッドは、対応する振動数でのロータないしはロータ位置信号の追加の振動になり得る選択された振動数に関して、静められる。

それ故、本発明によれば、様々な次数の周期的な異常に対応する異常信号を再構築すること、及び、様々な次数の周期的な異常に対応する補償信号を生成することが可能である。これによって、複数の周期的な、例えば正弦型の異常の同時の補償が達成される。それぞれの異常のために、対応する周期的な異常信号ないしは補償信号が算出され得る。算出された周期的な異常信号ないしは補償信号に基づいて、個々の周期的な異常は補償され得る。

ブレーキディスクの厚みの変動（Dickenschwankungen）を原因とするステアリングホイールのねじり振動は、ブレーキジャダとして補償される。ブレーキディスクの幾何形状のために、コールドブレーキでは、主として１番目及び２番目の次数の正弦型の振動が発生する（いわゆるコールドブレーキジャダ）。オーバーヒートしたブレーキでは、より高い次数、特には５番目から１０番目の次数の正弦型の振動が発生し得る（いわゆるホットブレーキジャダ）。本発明による方法及び本発明による装置によれば、全ての種類のブレーキジャダすら補償され得る。

例えばバンドパスフィルタがなくて、入力値がフィルタリングされずに異常量観察装置に供給される場合でも、当該異常量観察装置は、全ての正弦型の振動にその都度関連する周期的な異常信号を同時に発生させ得る。更には、例えばホイールにおけるアンバランス（シミー現象）に起因する他の種類のステアリングホイールのねじり振動は、本発明による装置及び本発明による方法で、補償され得る。

ステアリングシステム内で発生する周期的な、特には正弦型の異常は、ステアリングシステムのホイールの回転振動数、ないしは、前記ステアリングシステムが組み込まれた車両のホイールの回転振動数、に依存し得る。例えば、基本振動数（１番目の次数）のホイールの回転振動数は、既述の正弦型の振動に対応し得る。それに応じて、基本振動数として、例えば車軸の回転振動数及び／またはステアリング装置のホイールの回転振動数または当該回転振動数から導かれる振動数が、算出され得る。しかし、異常は、例えば動力支援のためのモータトルクを発生させる電動モータ（ここでは特にロータ）のようなステアリングシステムの構成要素によっても発生され得る。本発明による解決方法の提案によって、基本的にそのようなモータ次数も補償され得る。

本発明による装置では、例えばステアリングシステムの閉ループ制御及び／または開ループ制御装置が重要であり得る。当該装置は、本発明による方法の実施のために組み込まれている。特には、前記装置は、好ましくはマイクロプロセッサとメモリ要素とを有する計算機を有しており、前記計算機、好ましくはメモリ要素には、コンピュータプログラムが保存されており、当該コンピュータプログラムは、計算機上で実行される時に、前記装置が本発明による方法を実行する、というようにプログラムされている、ということが提案され得る。

本発明の更なる特徴は、以下の例示的な実施の形態の説明と図面とに述べられている。ここでは、前記特徴は、この後に更に明確に示されることがなくても、単独の状態でも、本発明のための異なる組み合わせにおいても、重要であり得る。

車両のステアリングシステムの概略図である。 本発明の一実施の形態による、追加の非構造化異常に関する本発明により形成された異常量及び状態算出器を有する制御システムのブロック図である。 一実施の形態による、追加の非構造化異常に関する本発明による異常量及び状態算出器の数学的記述の明確化のための微分方程式である。 トルク制御装置の制御信号を例示的に示す、補償されない信号の複数の波形並びに様々な方法で補償された信号の複数の波形である。

図１には、ステアリング装置２と制御装置３とを有するステアリングシステム１が示されている。制御装置３内には、例えばバスシステムのようなデータ線によってメモリ要素５に接続されているマイクロプロセッサ４が配置されている。前記メモリ要素５には、メモリ領域が形成されており、当該メモリ領域には、例えばコンピュータプログラムの形態で、本発明による方法の実行のための機能手段が保存されている。更に、メモリ要素５には、特性マップが置かれている。

前記制御装置３は、信号線６によってトルク制御装置７に接続されており、当該トルク制御装置７は、例えば電動モータとして形成されており、その結果、当該電動モータの制御は、制御装置３を介して可能とされている。前記電動モータは、変速機８を介して回転バー９に作用し、その結果、前記電動モータは、制御トルクを回転バーに行使できる。前記回転バー９には、例えばステアリングホイール１０のようなステアリング手段が配置されている。

更には、前記ステアリング装置は、ギヤラック式ステアリングギヤとして形成されたステアリングギヤ１１を有している。当該ステアリングギヤ１１は、各車両側のピニオン１２ａとギヤラック１２ｂとを介して、それぞれホイールと相互作用するステアリングリンケージ１３と接続されている。

前記トルク制御装置７は、ロータ１５を有している。ロータ位置センサ１６によって実際のロータ位置が検出可能である、ということが提案され得る。前記ロータ位置は、データ線１７を介して前記制御装置３に導かれる。前記ロータ位置から選択的にまたは追加的に、ステアリングシステム１は、図示されていないロータ速度センサを有し得る。

回転数センサ１８によって、ホイール回転数が検出され得て、データ線１９ａを介して、前記制御装置３に伝送され得る。回転トルクセンサ２０によって、実際の回転バートルクが検出され得て、データ線１９ｂを介して、前記制御装置３に伝送され得る。

データ線６、１７、１９ａ及び１９ｂは、様々な公知の態様で実装され得る。好適には、前記制御装置３とセンサないしはアクチュエータとの間のコミュニケーションのためのバスシステムが、組み込まれる。

前記制御装置３の好適なプログラミングによって、図１に示されたステアリングシステム上で本発明による方法は実行可能である。

図２には、ブロック図が示されており、当該ブロック図に基づいて、以下に本発明の一実施の形態が示される。それは、異常の補償、特にはステアリングシステム１内で発生する１番目及び／または２番目の次数のステアリングホイールのねじれ振動の補償、を可能にする。それに加えて、例えばホットブレーキジャダの際に発生する任意の次数のステアリングホイールのねじれ振動すら、補償され得る。図２は、特には追加の非構造化異常に関する本発明による振動数可変及び／または振動数静的な異常及び状態算出器の作用方法と、動力支援、外部の関連する異常並びに制御ストロークないしは本来のステアリングのためのステアリング閉ループ制御装置との前記異常及び状態算出器の作用接続と、を図解している。

図２には、ステアリング閉ループ制御装置２１が示されている。前記ステアリング閉ループ制御装置２１は、独立した装置内に、好ましくは制御装置３内に、好適なプログラミングによって実現されており、測定された及び／または算出された入力値に依存して、トルク制御装置７の制御ないしは電動モータの制御の基にされる信号Ｍ_{ｓｅｒｖｏ}を算出する。

前記信号Ｍ_{ｓｅｒｖｏ}は、加算器２３に送られ、制御トルクＭ’_{ｓｅｒｖｏ}が形成される。前記制御トルクＭ’_{ｓｅｒｖｏ}は、入力値として、好ましくは追加の非構造化異常２５に関する異常量及び状態算出器として構成される算出装置の役に立つ。この追加の非構造化異常２５に関する振動数可変及び／または振動数静的な異常量及び状態算出器は、以下においては、異常量観察装置２５あるいは“ＳＺＢ＋μＳ”２５としても示される。外部の関連した異常並びに全ての算出された内部のステアリング状態の全ての評価ないしは再現は、図２に下線を引かれて示されている。

異常量観察装置２５によって、実際に関連する正弦型の異常Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０）が再現される、ないしは、対応する補償信号Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０）が形成される。更には、測定された回転バートルクＭＴＢ _ｍｅｓｓが再現され、追加の異常Ｍ _{ｓｔｏｅｒ}として示される更なる値（量）に、全ての非構造化の量が、存在するモデルエラーと共通に示される。

図２に示された好適な実施の形態では、信号Ｍ_{ｓｅｒｖｏ}が例えばフィルタリングのような追加の信号加工方法によって前処理されることなく、信号Ｍ_{ｓｅｒｖｏ}から形成された制御トルクＭ’_{ｓｅｒｖｏ}が入力値としてＳＺＢ＋μＳ２５に導かれる。

追加の非構造化異常２５に関する本発明による異常量及び状態量算出器は、制御技術的な観察装置として、振動数可変の異常信号も振動数静的な異常信号も、ないしは、対応する異常Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０）も、様々な次数について補償され得る、というように構成されている。そのために、正弦型の異常信号Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０）は、補償信号Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０）の形態で再現される。振動数ｆ_１０（基本振動数）は、１番目の次数の振動（基本振動）を例示的に示しており、振動数ｆ_２０は、２番目の次数の振動を例示的に示しており、振動数ｆ_ｎ０は、ｎ番目の次数の振動（調和振動）を例示的に示している。これに応じて、本発明による方法は、様々な次数の様々な正弦型の異常の補償のために設置され得る。当然のことながら、本発明による方法は、１番目の次数（ｎ＝１）の正弦型の異常Ｍ（ｆ_１０）だけを対応する補償信号Ｍ（ｆ_１０）の生成及び加算によって補償することにも適している。

算出された補償信号Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０）は、別々の追加要素２７を介して、ある係数を乗算され、その後、第１加算器２３に導かれる。係数としては、例えば値- １が選択され得て、その結果、第１加算器２３は、補償信号Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０）に信号Ｍ_{ｓｅｒｖｏ}を重畳し、これによって制御トルクＭ’_{ｓｅｒｖｏ}が形成される。

図２に例示的に示された制御システムで、ステアリングホイールのねじれ振動、ないしは、１次のＭ（ｆ_１０）、２次のＭ（ｆ_２０）、及び／または、より高次のＭ（ｆ_ｎ０）の周期的な異常Ｍ_ＬＤＳが発生する場合、これらは、例えばホイール１４におけるアンバランス（シミー現象）あるいはブレーキディスクの厚みの変動（Dickenschwankungen）（ブレーキジャダ）が原因であるが、当該異常は制御トルクＭ’_{ｓｅｒｖｏ}に影響を与え、これによって信号Ｍ’’_{ｓｅｒｖｏ}が形成される。これは、図２に、加算器２９によって例示的に示されている。当然のことながら、前記異常は、同様に出力側に、すなわち、測定された回転バートルク（ＭＴＢ_ｍｅｓｓ）と共に記録され得る。

更には、図２には、機能ブロックの形態で概略的なステアリング装置３１が示されている。当該ステアリング装置３１は、伝達関数Ｇ_ｒｅａｌ（Ｓ）として観察され得て、前記伝達関数Ｇ_ｒｅａｌ（Ｓ）によって、入力側に配置された信号Ｍ’’_{ｓｅｒｖｏ}に依存して、例えば前記回転トルクセンサ２０によって測定可能な回転バートルクＭＴＢ_ｍｅｓｓが形成される。Ｇ_ｎｏｍ（ｓ）として示された伝達関数は、前記ステアリング装置３１のモデルを表しており、ひいては実際の伝達関数Ｇ_ｒｅａｌ（ｓ）を示している。このモデルＧ_ｎｏｍ（ｓ）は、ＺＳＢ＋μＳ２５の基礎となっている。前記モデル及び名目上の伝達関数Ｇ_ｎｏｍ（ｓ）は、実際のステアリング装置３１及び当該ステアリング装置３１によって実際に実現される伝達関数Ｇ_ｒｅａｌ（ｓ）と、相違している。このような差異は、例えば、モデル化の際の、特には製造差異に基づく、不正確さ、エラー及び抽象化によって、発生する。更に、実際の制御ストロークとモデル化されたストロークとの間の差異は、ステアリング装置２、３１の作動中に、当該ステアリング装置の内側で、例えばトルク制御装置７内に発生する（異常）振動のような異常が発生することによって、発生し得る。実際の制御ストロークと前記モデルとの間に存在するいわゆるモデルエラーの全体が、図２に△（ｓ）として示されている。ステアリング装置３１では、この関係が、実際の伝達関数Ｇ_ｒｅａｌ（ｓ）が、モデルＧ_ｎｏｍ（ｓ）とモデルエラー△（ｓ）との組み合わせとして表されること、ないしは、個々に形成された出力信号の重畳（オーバーラップ）によって表されること、によって、概略的に示されている。

前記ステアリング装置２内ないしは前記ステアリング装置２を表す機能ブロック３１の出口で計測される回転バートルクＭＴＢ_ｍｅｓｓは、追加の非構造化異常２５に関する異常量及び状態算出器に信号として導かれる。名目上のストロークモデルＧ_ｎｏｍ（ｓ）に基づいて、及び、前記制御トルクＭ’_{ｓｅｒｖｏ}並びに計測された回転バートルクＭＴＢ_ｍｅｓｓに依存して、補償信号Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０）が算出される。ここで、前もって既に算出されて信号Ｍ_{ｓｅｒｖｏ}に加算された（図２の加算器２３参照）補償信号Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、Ｍ（ｆ_ｎ０）が、考慮される。このほぼ内部のフィードバックによって、異常量Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、Ｍ（ｆ_ｎ０）の補償は、当該補償に基づいて異常量が計測される回転バートルクＭＴＢ_ｍｅｓｓ内にもはや存在しない場合にも、維持される。

前記ＳＺＢ＋μＳ２５は、異常信号Ｍ _{Ｓｔｏｅｒ}を算出する。当該異常信号Ｍ _{Ｓｔｏｅｒ}は、外部から発生する非構造化異常Ｍ_{Ｓｔｏｅｒ}もストロークモデルＧ_ｎｏｍ（ｓ）のエラーも特徴付ける。前記状態量ＭＴＢ _ｍｅｓｓは、前記回転バートルクＭＴＢ_ｍｅｓｓの再現を示しており、前記回転バートルクＭＴＢ_ｍｅｓｓは、前記ステアリング装置２で、ないしは、機能ブロック３１として図２に示されたステアリング装置の出口で、計測される。

図３には、追加の非構造化異常２５に関する異常量及び状態算出器の一実施の形態が、微分方程式の形態で再現されている。前記微分方程式の各行は、ＳＺＢ＋μＳ２５の一つの状態量に対応している。前記ステアリング装置２、３１の内部のシステム状況を記述している状態量は、ベクトル

を形成する。異常量に対応している状態量は、ベクトル

を形成する。両ベクトルで、ＳＺＢ＋μＳ２５の状況ベクトル

を形成する。

図３に示された例示的なＳＺＢ＋μＳ２５では、上方の３行が、ステアリングモデルによる制御ストロークの内部の状況に対応している。すなわち、前記ベクトル

は、この例では、３つの構成要素を有している。下方の５行が、異常量に対応しており、最下行は、状態量Ｍ _{Ｓｔｏｅｒ}の決定に使われる。

従って、上方の７行３９が、ＳＺＢ＋μＳ２５の一部を形成しており、周期的な異常信号を再現する、ないしは、補償信号Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０）を算出する。この場合、図３で左側に示されたマトリックスの領域４０が、周期的な、特には正弦型の異常Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．Ｍ（ｆ_ｎ０）の再現と、ひいては、補償信号Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、Ｍ（ｆ_ｎ０）の形成に使われる。

前記最下行は、予測フィルタ４１を実現する。前記予測フィルタ４１は、測定量ＭＴＢ_ｍｅｓｓの情報下でストロークモデルＧ_ｎｏｍ（ｓ）に基いた部分３９に記述されたシステム状態と、実際に評価された周期的な異常信号と、の間の差を示し、その結果、非周期的な異常信号Ｍ _{Ｓｔｏｅｒ}上に補償信号Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０）を示す。そのように形成された信号Ｍ _{Ｓｔｏｅｒ}は、全体的にはモデル化されていない異常、特には実際にステアリングシステム内でないしは外部から発生する非構造化異常Ｍ _{Ｓｔｏｅｒ}、並びにモデルの不正確さから発生する差異、を含んでいる。

前記ＳＺＢ＋μＳ２５は、補償信号Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０）を考慮する測定量追跡を実行する（図３の左側に示されたマトリックスの第１段４２参照）。周期的な異常信号Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０）とは無相関の前記非構造化異常Ｍ _{Ｓｔｏｅｒ}は、周期的な補償信号Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０）上ではなく、非周期的な異常信号Ｍ _{Ｓｔｏｅｒ}上に示される。ＤＥ１０２００９０２８４４８Ａ１から知られる方法の場合以外には、ＳＺＢ＋μＳ２５は、前処理、特には入力変数Ｍ_{ｓｅｒｖｏ}のフィルタリングを必要としない。

ＳＺＢ＋μＳ２５、特には図３の方程式のマトリックスに示された係数は、具体的に前記方法に関連して使用されるステアリングシステム１の性質に適合され得る。この場合、ＳＺＢ＋μＳ２５の動特性（ダイナミクス）は、個々の状況（測定量追跡；周期的な、特には正弦型の異常；非構造化異常）毎に、対応するように、ステアリングシステム１ないしはその制御装置の所望の性質に適切に適応される、ということが提案され得る。特には、前記動特性は、励起振動数に適応され得るので、低振動数ではわずかな動きのみがある。

図４に基づけば、本発明の方法の好適な作用態様（図４の下の図）は、他の考えられる解決の試みと比較して、明確である。図４に示された図は、共通の時間軸ｔ上に異なった信号の経過を示しており、当該信号は、部分的にシミュレータによって算出されている。第１図（上方の図）は、例えばステアリング装置２内で一般的に発生し得るような回転バートルクＭＴＢ_ｍｅｓｓのような信号を示している。この符号４５を与えられた信号は、第１図内で、異常量の補償なしで示されている。信号４５は、振動数レンジ２５Ｈｚ〜１Ｈｚの１番目及び２番目の次数のブレーキジャダ信号の特性曲線を有している。更に、信号４５内には、１Ｈｚの正弦振動及びおよそ時点ｔ_０＝５ｓまでの飛躍（ジャンプ）がある。１Ｈｚの正弦振動は、運転者の低い動力学的なステアリング操作を示し、前記飛躍は、例えば旋回運動あるいは回避に対応するような、運転者のアクションによって引き起こされた信号経過の変化を示している。

２番目の図は、補償信号４７を示しており、当該補償信号４７は、ＤＥ１０２００９０２８４４８Ａ１から知られ、次数検知のために拡張された方法によって、算出される。

３番目の図は、別の補償された信号４９を示しており、ここでは、非周期的な異常信号の算出のためには形成されていない異常及び状態算出器が使われている。つまり、非構造化異常のための状態量ないしはストロークモデル内のエラーのための状態量は有していない。前記信号４９は、オフセットを有しており、当該オフセットは前記ステアリングシステム１の使用者にとって回転バー９ないしはステアリングホイール１０で一定のトルク内で感じ取れて、運転者はカウンタートルクを適用しなければならない、ということが認識されている。

最下の図は、本発明による方法によって補償された信号５１を示している。この信号は、ほとんど異常信号を有しておらず、時点ｔ_０までの飛躍（ジャンプ）及び１Ｈｚの正弦振動のみを有している。前記信号５１は、異常のない回転バートルクの（せいぜいわずかなステアリングホイールのねじれ振動を有する回転バートルクの）シミュレートされた経過に対応している。

全体として、ここで記述された方法は、図４の３番目の図に信号経過４９で例示的に示されるように、例えばモデル化の不正確さによって引き起こされるオフセットの発生なしに、異常量の補償を可能にする。更に、本発明は、並行的に発生する複数の正弦型の異常、特には任意の次数及び振動数が混在した異常、を前述の品質で補償することを、初めて可能にする。好適な適用可能性は、コールドブレーキジャダとホットブレーキジャダの補償である。その上、当該方法は、具体的に利用されるステアリングシステム１の特性及びステアリングシステム１の閉ループ制御における所与の要求に、容易に適応できる。本発明による方法にはバンドパスフィルタが必要ないので、当該方法は、比較的わずかな計算コストで実行可能である。モデルエラーが、場合によって発生する非構造化異常と共に量Ｍ _{Ｓｔｏｅｒ}内で評価されることにより、本発明による方法は、全体として信頼性があってロバスト性がある。

Claims (9)

1. 電動ステアリング装置（２；３１）の作動中に発生する複数の周期的な異常（Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０））の同時の補償のための方法であって、
   前記電動ステアリング装置（２；３１）は、トルク制御装置（７）を有しており、
   前記トルク制御装置（７）の制御トルクを特徴付ける信号（Ｍ_{ｓｅｒｖｏ}）と、実際の回転バートルクを特徴付ける信号（ＭＴＢ_ｍｅｓｓ）と、に依存して、前記電動ステアリング装置（２；３１）のモデル（Ｇ_ｎｏｍ（ｓ））の利用下で、補償されるべき異常（Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０））に対応する少なくとも一つの補償信号（Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０））が決定され、
   補償されるべき異常（Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０））に対して追加的に発生する更なる異常（Ｍ_{Ｓｔｏｅｒ}）は、前記モデル（Ｇ_ｎｏｍ（ｓ））のモデルエラー（△ｓ）と共に、非構造化異常（Ｍ _{Ｓｔｏｅｒ}）の形態で共通に示される
   ことを特徴とする方法。
2. 少なくとも一つの補償信号（Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０））の決定は、追加の非構造化異常“ＳＺＢ＋μＳ”（２５）に関する異常及び状況の算出器によって行われる
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記非構造化異常は、予測フィルタ（４１）によって算出され、
   前記ステアリング装置（２；３１）のモデル（Ｇ_ｎｏｍ（ｓ））に基づいて算出された予測されたシステム状況と、検出された測定値（ＭＴＢ_ｍｅｓｓ）と異常値（Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０））の実際の評価値とに依存して形成された予測されたシステム状況と、の間の差異が、前記非構造化異常（Ｍ _{Ｓｔｏｅｒ}）上に示される
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記制御トルク（Ｍ_{ｓｅｒｖｏ}）の信号は、追加のフィルタ、特にはバンドフィルタ、による変化なしに、補償信号（Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、Ｍ（ｆ_ｎ０））の決定のために援用される
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
5. 追加の非構造化異常“ＳＺＢ＋μＳ”（２５）に関する前記異常及び状況の算出器は、測定値追跡を実現するための構成要素（４２）を有している
   ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の方法。
6. 追加の非構造化異常“ＳＺＢ＋μＳ”（２５）に関する前記異常及び状況の算出器は、周期的な異常（Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０））をモデル化するための少なくとも一つの構成要素（４０）を有しており、
   前記モデル化の結果は、その都度の補償信号（Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０））の形成に援用される
   ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の方法。
7. 発生する周期的な異常（Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０））の各々のために、補償信号（Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０））が形成される
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
8. 電動ステアリング装置（２；３１）の作動中に発生する複数の周期的な異常（Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、Ｍ（ｆ_ｎ０））の同時の補償のための装置であって、
   前記電動ステアリング装置（２；３１）は、トルク制御装置（７）を有しており、
   前記トルク制御装置（７）の制御トルクを特徴付ける信号（Ｍ_{ｓｅｒｖｏ}）と、実際の回転バートルクを特徴付ける信号（ＭＴＢ_ｍｅｓｓ）と、に依存して、前記電動ステアリング装置（２；３１）のモデル（Ｇ_ｎｏｍ（ｓ））の利用下で、補償されるべき異常（Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０））に対応する少なくとも一つの補償信号（Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０））が決定可能であり、
   当該装置は、少なくとも一つの補償信号（Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０））の決定のための算出装置（２５）を有しており、
   前記算出装置（２５）は、補償されるべき異常（Ｍ（ｆ_１０）、Ｍ（ｆ_２０）、．．．、Ｍ（ｆ_ｎ０））に対して追加的に発生する更なる異常（Ｍ_{Ｓｔｏｅｒ}）と、前記モデル（Ｇ_ｎｏｍ（ｓ））のモデルエラー（△ｓ）とが、非構造化異常（Ｍ _{Ｓｔｏｅｒ}）の形態で共通に示される、というように構成されている
   ことを特徴とする装置。
9. 当該装置は、請求項１乃至８のいずれかに記載の方法の実現のための手段を有している
   ことを特徴とする請求項８に記載の装置。

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