JP2791299B2 - 車両のヨーレート制御のための電気アシスト・ステアリング・システムの非線形減衰方法及び装置 - Google Patents

車両のヨーレート制御のための電気アシスト・ステアリング・システムの非線形減衰方法及び装置

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JP2791299B2
JP2791299B2 JP7284000A JP28400095A JP2791299B2 JP 2791299 B2 JP2791299 B2 JP 2791299B2 JP 7284000 A JP7284000 A JP 7284000A JP 28400095 A JP28400095 A JP 28400095A JP 2791299 B2 JP2791299 B2 JP 2791299B2
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    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
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  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気アシスト・ス
テアリング・システムに関し、更に詳しくは、電気アシ
スト・ステアリング・システムを制御する方法及び装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車のためのパワー・アシスト・ステ
アリング・システムは、多くが知られている。液圧のパ
ワーを用いることによってステアリング・アシストを提
供するものもあるし、電気的なパワーを用いるものもあ
る。
【０００３】ラックとピニオン・ギアとの組を用いる電
気パワー・アシスト・ステアリング・システムは、電気
モータを用い（i）回転力をピニオン・ギアに接続され
たステアリング入力シャフトに印加するか（ii）任意の
線形の力をその上にラックの歯を有するステアリング部
材に印加するかのどちらかによって、パワー・アシスト
を提供する。このシステムにおける電気モータは、典型
的には、（i）運転者が車両のステアリング・ホイール
に印加したトルクと（ii）感知された車両速度とに応答
して、制御される。
【０００４】米国特許第３９８３９５３号では、電気モ
ータが、入力ステアリング・シャフトに結合され、車両
運転者がステアリング・ホイールに印加したトルクに応
答して付勢される。電子的な制御システムが、トルク・
センサを含み、車両速度センサの出力を用いる。コンピ
ュータが、両方のセンサによって提供された出力信号を
受け取る。コンピュータは、印加されたステアリング・
トルクと感知された車両速度とに応答して、モータが与
える補助の量を制御する。
【０００５】米国特許第４４１５０５４号（現在では、
再発行特許第３２２２２号であり、Ｄｒｕｔｃｈａｓス
テアリング・ギアと以下では称する）は、Ｈブリッジ構
成を介して駆動される直流電気アシスト・モータを使用
する。モータは、ステアリング部材を包囲する回転可能
な電機子を含む。ステアリング部材は、ネジ切りされた
旋回部分とその上に直線上に切られたラック歯を有する
部分とを有する。電気アシスト・モータの電機子の回転
によって、ステアリング部材のネジ切りされた旋回部分
と組合わされたボール・ナット駆動構成４６を介して、
ステアリング部材の線形の運動が生じる。トルク感知装
置が、ステアリング・コラムに結合されて、運転者がス
テアリング・ホイールに印加した入力トルクを感知す
る。トルク感知装置は、磁気ホール効果センサ構成を用
いて、トーション・バーを亘る入力及びピニオン・シャ
フトの間の相対的な回転を感知する。電子的な制御ユニ
ットが、このトルク感知装置からの信号をモニタし、そ
れに応答して、電気アシスト・モータを制御する。
【０００６】米国特許第４６６０６７１号は、Ｄｒｕｔ
ｃｈａｓステアリング・ギアに基づく電気制御によるス
テアリング・システムを開示している。この６７１特許
によれば、直流モータがボール・ナットから径方向（ａ
ｘｉａｌｌｙ）に離間しており、接続チューブを介して
それに動作的に接続されている。電子式制御ユニットが
ステアリング・システムの動作をモニタする複数の診断
機能を含む。電気ステアリング・システムの動作にエラ
ーが検出されると、電気アシスト・システムは、消勢さ
れ、ステアリングは、アシストなしのモードに戻る。
【０００７】液圧パワー・アシスト・ステアリング・シ
ステムは、ステアリング運動の間のヨー（ｙａｗ）減衰
の機能を内在的に備えている。パワー・アシスト・ステ
アリング・システムにおけるこの減衰機能は、車両が比
較的高速で走行している際に重要である。したがって、
電気アシスト・ステアリング・システムでは、少なくと
も、液圧式のパワー・アシスト・ステアリング・システ
ムによって提供されるもののシミュレーションが可能で
あり、好ましくはそれを改良した、ヨー減衰機能を提供
できることが望ましい。
【０００８】従来の電気アシスト・ステアリング・シス
テムは、車両速度が所定の値を超えた際に電気アシスト
・モータの両端の負荷抵抗を切り替えることによって、
減衰を提供していた。車両速度が所定の値よりも低い又
は印加されたステアリング・トルクが所定の量を超える
際には、抵抗はモータから切り離される。この減衰方法
を用いて、車輪がターンの後で戻ったときに車両のヨー
レート（ｙａｗ ｒａｔｅ）を制御していた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、電気アシス
ト・モータの感知された回転速度に応答して、非線形の
減衰特性を与える電気アシスト・ステアリング・システ
ムを提供することを目的とする。減衰特性は、感知され
た車両速度に応答して調節され、減衰は、感知された車
両速度が上昇するにつれて増加する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの特徴によ
れば、電気アシスト・ステアリング・システムとして制
御を行う装置が提供される。この装置は、印加されたス
テアリング・トルクを感知し、それを示す印加されたス
テアリング・トルク信号を提供するトルク・センサ手段
を有する。ある手段が、印加されたステアリング・トル
クの関数である値を有するトルク要求信号を提供する。
電気アシスト・モータが、ステアリング部材に動作的に
接続されており、付勢されると、ステアリング・アシス
トを提供する。モータ制御信号が、前記トルク要求信号
に応答して提供される。モータ速度センサが、電気アシ
スト・モータの速度を感知し、それを示すモータ速度信
号を提供する。ある手段が、モータ速度信号に応答して
モータ制御信号を修正し、モータの非線形減衰を提供す
る。
【００１１】本発明の好適実施例によれば、印加された
ステアリング・トルクを感知し、それを示す信号を提供
するトルク・センサ手段を有する。ある手段が、印加さ
れたステアリング・トルクの関数である値を有するトル
ク要求信号を提供する。電気アシスト可変リラクタンス
・モータが、ステアリング部材に動作的に接続されてお
り、付勢されると、ステアリング・アシストを提供す
る。可変リラクタンス・モータは、回転子と固定子とを
有している。固定子に対する回転子位置が感知され、そ
こからモータ速度が導かれる。モータ制御信号が、トル
ク要求信号に応答して提供される。車両速度感知手段が
提供され、車両速度を感知し、それを示す車両速度信号
を提供する。この電気アシスト・ステアリング・システ
ムは、更に、モータ速度及び車両速度信号とに応答し
て、モータ制御信号を修正し、感知されたモータ速度と
感知された車両速度との非線形関数として減衰を提供す
る手段を有する。
【００１２】本発明の別の特徴によれば、電気アシスト
・ステアリング・システムを制御する方法であって、
（ａ）印加されたステアリング・トルクを感知し、それ
を示すステアリング・トルク信号を提供するステップ
と、（ｂ）印加されたステアリング・トルクの関数であ
る値を有するトルク要求信号を提供するステップと、
（ｃ）ステアリング部材に動作的に接続されており、付
勢されると、ステアリング・アシストを提供する電気ア
シスト・モータを提供するステップと、（ｄ）トルク要
求信号に応答してモータ制御信号をモータの制御のため
に提供するステップと、（ｅ）電気アシスト・モータの
速度を感知し、それを示すモータ速度信号を提供するス
テップと、（ｆ）モータ速度信号に応答してモータ制御
信号を修正し、モータの非線形減衰を提供するステップ
と、を含む方法が提供される。
【００１３】
【実施例】図１を参照すると、電気アシスト・ステアリ
ング・システム１０は、ピニオン・ギア１４に動作的に
接続されたステアリング・ホイール１２を含む。詳細に
は、車両のステアリング・ホイール１２は、入力シャフ
ト１６に接続され、ピニオン・ギア１４は、ピニオン・
シャフト１７に接続されている。入力シャフト１６は、
トーション・バー１８を介して、ピニオン・シャフト１
７に動作的に結合される。トーション・バー１８は、印
加されたステアリング・トルクに応答してねじれ、入力
シャフト１６とピニオン・シャフト１７との間の相対的
な回転が可能になる。この技術分野において周知のタイ
プのストップが、入力シャフト１６とピニオン１７との
間の相対的な回転量を制限する。
【００１４】ピニオン・ギア１４は、ラックすなわち線
形のステアリング部材２０上の直線状に切られた歯にか
み合って係合した螺旋状の歯を有する。ピニオン・ギア
１４は、ラック部材の上に直線状に切られたギア歯と共
に、ラックとピニオン・ギアとの組を形成する。ラック
２０は、ステアリング・リンケージを用いて、既知の態
様で車両のステアリング可能な車輪２２、２４に、ステ
アリング可能に結合される。ステアリング・ホイール１
２が回転される際には、ラックとピニオン・ギアとの組
は、ステアリング・ホイール１２の回転運動をラック２
０の線形運動に変換する。ラック２０が線形に移動する
ときに、ステアリング可能な車輪２２、２４は、それに
付随するステアリング軸の周囲をピボット運動し、車両
がステアリングされる。
【００１５】電気アシスト・モータ２６は、ラック２０
に駆動的に接続されている。モータ２６は、付勢される
と、アシストを提供し、車両運転者による車両ステアリ
ング・ホイールの回転を補助する。本発明の好適実施例
では、電気アシスト・モータ２６は、可変リラクタンス
・モータである。可変リラクタンス・モータの使用が望
ましいのは、小型で、低摩擦で、トルク対慣性比が高い
という理由による。
【００１６】図２及び図３を参照すると、ラック２０
は、ピニオン・ギア１４とかみ合って係合した直線状の
ラック歯部分２８を有する。ラック２０は、また、ネジ
切りされた旋回（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）部分３０も
有している。可変リラクタンス・モータ２６は、ラック
２０の周囲を包囲しており、モータ・ハウジング３２の
中に設置される。モータ２６は、それぞれが付随する固
定子磁極３６の周囲に巻かれている複数の固定子巻線３
４を含む。モータ２６は、また、複数の回転子磁極４０
を有する回転子３８を含む。本発明の好適実施例では、
可変リラクタンス・モータは、８つの固定子磁極と、６
つの回転子磁極とを含む。固定子磁極は、Ａａ、Ｂｂ、
Ｃｃ、Ｄｄで表される対（ペア）で付勢されるように配
列されている。
【００１７】可変リラクタンス・モータの動作と、その
動作原理とは、この技術分野において広く知られてい
る。基本的には、固定子磁極は、対で付勢される。回転
子は、固定子磁極と回転子磁極との間のリラクタンスを
最小化するように移動する。最小のリラクタンスは、一
対の回転子磁極が付勢された固定子磁極と整列するとき
に生じる。いったん最小のリラクタンスが達成されれ
ば、すなわち、回転子磁極が付勢された固定子磁極と整
列すると、これらの付勢された固定子磁極は消勢され、
隣接する一対の固定子磁極が付勢される。モータの回転
方向は、固定子磁極が付勢されるシーケンスによって制
御される。モータによって生じるトルクは、固定子コイ
ルを流れる電流によって制御される。本明細書では、Ｔ
ＲＷ社に譲渡された米国特許第５２５７８２８号（Ｍｉ
ｌｌｅｒ他）を全体として援用するが、この米国特許
は、可変リラクタンス・モータのための制御構成を開示
している。
【００１８】モータ２６は、モータ・ハウジング３２の
中に設置され、ベアリング４２、４４を介して、ラック
２０を回転可能に支持する。ラック２０は、また、ピニ
オン・ギアとベアリング４５とによっても支持される。
モータ回転子は、接続チューブ４８を介して、ボール・
ナット駆動構成４６に駆動的に接続されている。ボール
・ナット駆動構成４６は、ラック２０のネジ切りされた
旋回部分３０を包囲し、ナット部分は、複数のボール４
７を介してラックのネジ切りされた旋回部分３０に動作
的に接続されている。この構成は、上述した米国特許第
４４１５０５４号（Ｄｒｕｔｃｈａｓ）に完全に記載さ
れている。なおこの米国特許は、現在では、ＴＲＷ社に
譲渡された米国再発行特許第３２２２２号であり、本明
細書において、全体として援用する。
【００１９】モータ２６が付勢されると、回転子が、ボ
ール・ナット駆動構成４６のナット部分を次に回転させ
る。ナットが回転すると、ボールは、線形の力をラック
に転送する。ラックの運動方向は、モータ２６の回転方
向に依存する。ナット４６は、スラスト・ベアリング５
０、５２によって、ハウジング３２の中に、回転可能に
支持される。
【００２０】モータ位置センサ５４は、モータの回転子
とモータの固定子との間に動作的に接続されている。モ
ータ位置センサ５４の機能は、固定子に対する回転子の
位置を示す電気信号を提供することである。回転方向と
印加されたトルクとを含む可変リラクタンス・モータの
適切な動作のためには、固定子に対する回転子の位置を
知る必要がある。
【００２１】本発明の好適実施例では、物理的な回転位
置センサが提供される。この技術分野では、回転子の位
置は物理的位置センサ以外の手段によって決定され得る
ことが知られている。たとえば、消勢された固定子コイ
ルを流れる電流をモニタすることは可能であり、この感
知された電流に基づいて、回転子の位置が決定される。
別個の位置センサなしで回転子の位置を感知する１つの
特定の構成が、米国特許第５０７２１６６号に開示され
ており、この米国特許は、その全体を本明細書で援用す
る。
【００２２】図４〜図８を参照すると、好適な回転子位
置センサ５４の構造及び動作が、理解されよう。回転子
位置センサ５４は、送信リング５６と受信リング５８と
を含む。図４で示されているリングは、明確に示すため
に、軸方向にずらしてある。図５に示した組み立てた位
置では、複数のリングが、軸６０を共有して、入れ子状
（ｎｅｓｔｅｄ）で同心円状に設置されている。リング
５６、５８は、好ましくは、２００ｋＨｚの周波数の範
囲内に磁束を維持する透磁性材料から作られる。この材
料の透磁率は、好ましくは、この周波数において１０を
超える。そのような特性を示す透磁性材料は、粉鉄、ソ
フト・フェライト、フェライトを充填されたプラスチッ
ク、を含む。この透磁性材料は、送信及び受信リングに
付随する磁気回路に帰路を提供する。更に、この透磁性
材料は、外部のソースから更にはモータ自体の動作から
のＥＭＦ干渉のフィルタリングを与える。
【００２３】送信リング５６の外側の直径は、ｄ１であ
る。受信リング５８の内側の直径は、ｄ２である。直径
ｄ１は直径ｄ２よりも小さく、同心円又は入れ子状の構
成に組み合わされた際には、２つのリングの間には、比
較的小さなエア・ギャップが存在する。
【００２４】送信リング５６は、回転子３８に同軸的に
固定されている。送信リング５６は、外面６４に切られ
た２つのシヌソイド状の溝（ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ ｇ
ｒｏｏｖｅｓ）６２ａ、６２ｂを有する。このシヌソイ
ド状の溝６２ａ、６２ｂは、１８０電気角度だけ位相が
ずれている。溝６２ａ、６２ｂのオリエンテーション
は、周方向変動型（ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌｌ
ｙ ｖａｒｙｉｎｇ）のシヌソイド・パターンと称され
る。
【００２５】送信コイル６６は、リング５６の円周全体
の周囲の溝６２ａ、６２ｂの中に配置されている。送信
コイル６６は、溝６２ａ、６２ｂのそれぞれの中に配置
される２つ導電性の電気トラック６８ａ、６８ｂを含
む。導電性の電気的トラック６８ａ、６８ｂは、相互
に、そしてリング５６から電気的に絶縁されている。好
ましくは、溝６２ａ、６２ｂの深さと導体６８ａ、６８
ｂの寸法とは、いったん組み合わされると、導体６８
ａ、６８ｂが外面６４と直接に接触するようになってい
る。導電性の電気トラック６８ａ、６８ｂは、それぞ
れ、周方向変動型のシヌソイド・パターンに構成されて
おり、２つのパターンの間は相対的に１８０度だけずれ
ている。導電性の電気トラック６８ａ、６８ｂのシヌソ
イド・パターンは、次の方程式で表現され得る。
【００２６】
【数１】Ｃ46a＝Ｄｓｉｎ（６α）
【数２】Ｃ46b＝Ｄｓｉｎ（６α＋１８０） ただし、ここで、Ｃは円周の基準軸７０に沿ったパター
ンの軸上の位置に等しく、Ｄは円周の基準軸７０からの
パターンの距離のピーク値に等しく、αは機械的な角度
を度数で表している。６という数は、パターンの空間的
な周波数であり、各パターンは、６０度の機械的角度ご
とに３６０度の位相変化を経験する。パターンは、モー
タ２６の回転子磁極４０の数に対応して、６０度の機械
的角度ごとに反復する。
【００２７】図７Ａ及び図７Ｂは、リング５６の機械的
角度の尺度とリング５６の電気角度の尺度とをそれぞれ
示している。図７Ｃは、導電性の電気トラック６８ａ、
６８ｂのシヌソイド・パターンを図解している。この２
つの導電性の電気トラック６８ａ、６８ｂは、それぞ
れ、第１の接続端子７２、７４を有する。共通の接続端
子７６は、トラックの他方の接続端子を結合させる。結
果として、導電性の電気トラック６８ａにおける瞬時電
流は、トラック６８ｂにおけるそれと逆向きである。２
つの周方向変動型のシヌソイド・パターンの効果は、２
つの導体パターンによって囲まれた領域における、正負
が交代する電位から成る、明確に規定された（ｗｅｌｌ
−ｄｅｆｉｎｅｄ）瞬間的な磁束パターンである。
【００２８】本発明の１つの実施例に従って、送信リン
グ５６は、粉鉄トロイドから作成される。２つの溝６２
ａ、６２ｂは、トロイドの外面６４に設けられ、上述し
たシヌソイド・パターンを形成する。ワイヤが、それぞ
れの溝の中に置かれ、導電性の電気トラック６８ａ、６
８ｂを形成する。溝６２ａ、６２ｂは、内側向きの径方
向に僅かにテーパ状になっており、その内部にワイヤを
保持する。更に、ワイヤの位置を固定するために、接着
剤が使用されている。一方の溝の深さは、２本のワイヤ
の交点における圧力を回避するために他方より深くなっ
ている。この実施例では、明確に規定された磁気パター
ンが送信されるのを保証するために、ワイヤを可能な限
りリング５６の表面に近い位置に保つことが望まれる。
【００２９】本発明の別の実施例によれば、送信リング
５６は、電気メッキ、プラズマ・デポジション、スパッ
タリング法、又は当業者に公知の類似の技術により、リ
ング５６の外面６４にシヌソイド・パターンで固定され
ている導体６８ａ、６８ｂを含む。この実施例では、導
体の配置は、シーケンシャルになされなければならな
い。最初に絶縁層がリング５６上に配置され、シヌソイ
ド状の導体パターンの一方が続き、次に、第２の絶縁層
が配置され、最後に、第２のシヌソイド状導体パターン
が続く。また、２つの導体の間の交点又は交差する位置
のそれぞれにおいて、シヌソイド状の導体の一方に絶縁
されたブリッジが与えられれば、単一の層の配置でもよ
い。
【００３０】送信リング５６の更に別の実施例は、２層
の可撓性の線形回路を用いる。シヌソイド・パターン
が、リング５６の円周に適合する平均の長さを有する２
層の可撓性の線形回路上に作成される。この可撓性の線
形回路が、当業者には既知の接着方法を用いて、リング
５６の外面６４に接着される。
【００３１】送信リング５６の更に別の実施例は、径方
向に隆起した複数のフットボール型のランド又はボビン
を有する成形可能なソフト・フェライト材料で作られて
いる。径方向に隆起したボビンは、上述のパターンに類
似したシヌソイド・パターンに対する境界を形成する。
径方向に隆起した各ボビンは、磁極と称される。絶縁さ
れたワイヤが、リングの円周全体の周囲に、正弦（ｓｉ
ｎｅ）パターンに従って、第１の方向で磁極の周囲に巻
かれている。この絶縁されたワイヤは、次に、当初の開
始端子に対して１８０度シフトされた正弦パターンに従
い、逆の方向に、磁極の周囲に巻かれている。絶縁され
たワイヤの巻数は反復されることが可能であり、巻数比
（ｔｕｒｎｓ ｒａｔｉｏ）を増加させる。隆起した磁
極のリングの外側の直径は、送信リングと受信リングと
の間のエア・ギャップを保証するために、受信リングの
内側の直径より小さくなくてはならない。
【００３２】隆起した磁極のデザインの結果として生じ
る利点がいくつかある。第１に、隆起した磁極のデザイ
ンによって、低コストでの成形技術による製造が可能に
なり、大量生産が容易になる。また、隆起した磁極によ
って、ワイヤを送信リング上に設置する際に、従来型の
巻線技術を使用することが可能になり、更にコスト上の
利点が生じる。最後に、隆起した磁極によって、磁気的
に合焦した磁界領域が提供され、送信リングの効率を高
める。
【００３３】受信リング５８はモータ固定子に設置さ
れ、他方で、ハウジング３２は、送信リング５６が受信
リング５８の内側に入れ子状になるように、送信リング
５６と同軸の関係に設置されている。リング５６とリン
グ５８とが径方向に近接していることにより、それらの
間に電磁気的な結合が与えられ、回転（ロータリ）変圧
器７８を形成する。
【００３４】受信リング５８は、内面８２に切り込まれ
た複数の平行な導電性トラック８０を有する。複数の受
信コイル８４が、これらのトラック内に巻かれている。
詳細には、受信コイル８４は、本発明の１つの実施例で
は、それぞれが、関連するトラック８６ａ、８６ｂ、８
６ｃ内に巻かれたコイルの３つの組を有し、各コイル
は、相互に、そしてリング５８から絶縁されている。
【００３５】導電性の電気トラック８６ａ、８６ｂ、８
６ｃは、それぞれが、周方向変動型の方形波パターンに
配列され、残りの２つのパターンから電気角度で１２０
度（機械角度で２０度）だけずれているように３分の１
だけそれぞれから分離している。６０度の機械角度ごと
に、このパターンが反復される。
【００３６】図７Ｄ、７Ｅ、７Ｆを参照すると、トラッ
ク８６ａ、８６ｂ、８６ｃにおける各コイルの出力が示
されている。これらのコイルは、方形波パターン８６
ａ、８６ｂ、８６ｃの方形波パターンを形成している。
トラック５６ａにおけるコイルは、接続端子８８を有す
る。トラック５６ｂ、５６ｃにおけるコイルは、それぞ
れが、接続端子９０、９２を有する。トラック８６ａ、
８６ｂ、８６ｃにおけるコイルは、共通の接続端子６４
を有する。
【００３７】スロット８０は、送信リング５６によって
送信された磁界のシャープな輪郭（ｄｅｌｉｎｅａｔｉ
ｏｎ）が保証されるように、周方向には狭く、径方向に
は浅くなっている。円周上に３６の等間隔の、つまり、
１０度ごとに１つの割合で、スロットがある。好適実施
例では、コイル８６ａ、８６ｂ、８６ｃは、それぞれ、
スロット８０の中に配置されたワイヤによって作られて
おり、１つのワイヤが３つのスロットに１つの割合で配
置されている。コイル８６ａに対するワイヤは、１つの
スロット８６ａの中に配置されており、次のスロット８
６ａに達するまでリング５８のエッジに沿って走る。ワ
イヤ８６ａは、結果的に、リング５８の円周全体の周囲
のスロット８６ａの中の方形波パターンを形成する。８
６ｂ、８６ｃについても、関連するスロットに関して同
じことが言える。送信機の巻線に対するスロット内のワ
イヤは、図７Ｄ〜図７Ｆに示されている。
【００３８】受信信号の更に高い強度が所望であれば、
図７Ｇに示されるワイヤのパターンを各トラックに用い
ることができる。点線は、帰路ワイヤに対応しており、
ワイヤによって形成されたコイルの巻線比を効果的に増
大させ、それによって、そのコイルにおいて受信される
信号の強度を増大させる。
【００３９】図５を参照すると、受信コイル８６からの
信号は、受信リング５８が固定子に固定されているの
で、静止接点８８、９０、９２を介してアクセス可能で
ある。送信リング５６は回転子３８に固定されているの
で、コイル６８は、（図８において示されるように）回
転変圧器構成９５を介して付勢される。１次コイル９６
は、固定子３２に固定されており、端子９７、９８を介
して電気的に接続されている。２次コイル９９は、回転
子３８に固定されており、端子７２、７４を介して、送
信コイル６８に電気的に接続される（図６）。１次コイ
ル９６と２次コイル９９とは、相互に十分に近接し、回
転変圧器９５を形成する。
【００４０】図８を参照すると、１次コイル９６は、１
次駆動回路１０１を介して、信号発生器１００に電気的
に接続されている。回転変圧器９５に印加された駆動信
号は、シヌソイド駆動信号である。受信コイル９９は、
送信コイル９６によって送信される電磁界に応答してシ
ヌソイド信号を出力する。送信リング５６の送信コイル
６８は、２００ｋＨｚのシヌソイド駆動信号を用いて駆
動される。受信コイル８６ａ、８６ｂ、８６ｃは、それ
ぞれが、シヌソイド信号を出力する。受信コイル８６
ａ、８６ｂ、８６ｃからのシヌソイド信号は、相互に１
２０電気角度だけ電気機械的にずれている。これらの受
信コイルからの出力信号は、次のように表される。
【００４１】
【数３】Ｖ１＝ｖｓｉｎ（ωｔ）ｓｉｎ（α＋０）
【数４】Ｖ２＝ｖｓｉｎ（ωｔ）ｓｉｎ（α＋１２０）
【数５】Ｖ３＝ｖｓｉｎ（ωｔ）ｓｉｎ（α＋２４０） ここで、ωは駆動回路の周波数であり、αは電気機械的
角度におけるシャフト角度であり、ｔは現在時刻であ
る。これらの方程式は、付随するコイルの両端に存する
電圧の値を表す。電圧Ｖ１は、コイル８６ａの両端の電
圧であり、Ｖ２とＶ３とは、コイル８６ｂ、８６ｃの両
端の電圧である。
【００４２】各受信コイル８６の出力は、送信リング５
６と受信リング５８との間で、又は同等に、回転子と固
定子との間で、それぞれ機械的角度で３６０度の相対的
な回転に対して６サイクル（３６０電気角度）を経験す
る。各受信コイルの出力を観察するとすれば、出力電圧
の振幅は、正弦波パターンに従い、固定子と回転子との
間の完全な機械的な回転のそれぞれ６分の１番目にある
開始端子の位置で終わる。よって、各受信コイルの出力
における電圧は、回転子と固定子との間の各６０度の機
械的回転に対して、３６０電気角度を経験する。
【００４３】Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３に対する方程式は、３つ
の未知数を有する３つの方程式を与えている。回転子が
固定子に対して移動する際に生じるように送信リング５
６が受信リング５８に対して回転すると、３つの受信コ
イルから出力される値が変動する。コントローラ１５０
は、各受信コイル８４が出力する値をモニタする。コン
トローラ１５０は、好ましくは、マイクロプロセッサ又
はマイクロコンピュータである。任意の時刻ｔにおい
て、コントローラ１５０は、受信コイルの出力に存在す
る電圧の値を測定し、αに関して方程式を解く。αに関
して方程式を解くことは、固定子に対するモータ回転子
の回転位置を表す。固定子に対する回転子の位置を知る
ことによって、コントローラ１５０がモータ２６の転流
（ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ）を制御することが可能にな
る。
【００４４】再び図１を参照すると、位置センサ１０３
は、入力シャフト１６と出力シャフト１７とに亘って動
作的に接続され、入力シャフトとピニオン・シャフトと
の間の相対的な回転位置を示す電気信号を提供する。位
置センサ１０３は、トーション・バー１８と組合わされ
て、トルク・センサ１１０を形成する。位置センサの出
力は、車両運転者によって車両のステアリング・ホイー
ル１２に印加されたステアリング・トルクを示す。
【００４５】トルク・センサ１１０の出力は、トルク・
センサ１１０によって測定された印加ステアリング・ト
ルクの関数として所望のトルク値を提供するアシスト関
数回路１１１に接続されている。この関数関係は、ステ
アリング感覚を向上させる目的を有する複数の可能な関
係の中の任意の１つである。１つの実施例によれば、１
１１の出力と印加ステアリング・トルクの入力との間で
考えられる１つの関数関係は、「スマイル」曲線であ
る。それ以外の考え得る関係には、１９９４年５月２０
日に出願された出願手続継続中の米国特許出願第２４６
９４７号（ＭｃＬａｕｇｈｌｉｎ）と、１９９４年３月
１１日に出願された出願手続継続中の米国特許出願第２
１２１１２号（ＭｃＬａｕｇｈｌｉｎ他）と、に開示さ
れているものがある。これらは、共に、本明細書におい
て援用する。
【００４６】アシスト関数回路１１１の出力は、進み／
遅れフィルタ１１２に接続される。進み／遅れフィルタ
１１２は、トルク信号を処理し、それを、方向信号１１
４と大きさ信号１１６とに分離する。トルク信号を処理
する際には、進み／遅れフィルタ１１２は、トルク信号
の値を増幅する。
【００４７】トルクの大きさの値１１６は、好ましく
は、トルクの大きさに基づくトルク・ルックアップテー
ブル１１８を用いることによって、トルク・コマンド信
号に変換される。当業者であれば、トーション・センサ
信号の出力の濾波（フィルタリング）はここで特に示し
説明されているのとは異なるようにもトルク・コマンド
・テーブルにおいて配分され得ることを理解するであろ
う。たとえば、アシスト関数回路１１１の出力は、テー
ブル１１８に直接に接続するすることができて、濾波は
テーブルの出力において生じる。
【００４８】車両速度センサ１１９は、車両に動作的に
接続され、出力１２９を有する。速度センサ１１９は、
以下では車両速度を示す値を有し「ｓ」として呼ばれる
信号を与える。出力１２９は、速度フォールドバック回
路１２１と減衰制御回路２２０とに動作的に接続され
る。当業者であれば、車両速度センサは、車両の車輪
か、又は、車両速度の関数である周波数でパルスを発生
する車両のトランスミッションに接続された装置を含む
ことを理解するだろう。速度センサは、更に、パルス周
波数を車両速度を示す値を有する信号に変換する回路を
含む。
【００４９】速度センサ１１９の出力１２９とトルク・
コマンド・テーブル１１８からの出力とは、速度フォー
ルドバック回路１２１において合成される。この技術に
おいて周知であるように、車両ステアリング・システム
に対して望まれるパワー・アシストの量は、車両速度が
増加するにつれて減少する。したがって、ステアリング
運動に対する適切な又は望ましい感覚を維持するために
は、車両の速度が増加するにつれてステアリング・パワ
ー・アシストの量を減少させることが望ましい。速度フ
ォールドバック回路１２１の出力１２６は、車両速度の
関数として訂正されたトルク・コマンド信号である。
【００５０】出力１２６は、ソフト・スタート制御回路
１３０に接続される。ソフト・スタート制御回路１３０
は、また、いつ車両が最初に動き始めたかを検出するた
めに、車両イグニション・スイッチ１３２にも、動作的
に接続されている。ソフト・スタート制御回路１３０の
目的は、車両が最初に動き始めた瞬間にすべてのアシス
トが車両に提供されることを回避することである。車両
運転者が、イグニション・スイッチをスタート位置にタ
ーンしながら片手でステアリング・ホイールにトルクを
加えることは、まれではない。すべてのパワー・アシス
トが直ちに得られてしまうと、ステアリング・ホイール
は運転者の手においてガタガタ揺れてしまう（ｊｅｒ
ｋ）。ソフト・スタート制御回路１３０によって、この
不都合な状態が生じることが回避され、車両のモータが
（クランク速度とは異なる）ある速度で動作するまでは
すべてのパワー・アシストを提供しない液圧パワー・ア
シスト・ステアリング・システムのシミュレーションが
なされる。
【００５１】ソフト・スタート制御回路１３０の出力
は、車両の動作開始のための当初の時間遅延の後では、
車両速度に対して補正のなされたトルク要求（ｄｅｍａ
ｎｄ）又は請求（ｒｅｑｕｅｓｔ）信号である。ソフト
・スタート制御回路１３０の出力は、熱及び電流フォー
ルドバック回路１３８に接続される。システム温度セン
サ回路１８０が、電気アシスト・モータ２６を制御する
のに用いられる回路の温度をモニタする。モータ電流セ
ンサ１９０が、モータを流れる電流をモニタし、熱及び
電流フォールドバック回路１３８に、モータ２６を流れ
る感知された電流を示す信号を出力する。熱及び電流フ
ォールドバック回路１３８は、更に、モータを流れる感
知された電流と制御回路の感知された温度との関数とし
てのトルク要求信号を修正する。フォールドバック回路
１３８の出力は、トルク・コマンド及び方向（ｄｉｒｅ
ｃｔｉｏｎ）回路１４０に接続される。方向信号１１４
もまた、トルク・コマンド及び方向回路１４０に接続さ
れる。回路１４０は、トルク方向信号を、（i）車両速
度と、（ii）ソフト・スタートと、（iii）感知された
モータ電流と、（iv）制御回路の感知された温度と、に
対して補正されたトルク要求信号と再合成する。トルク
・コマンド及び方向回路１４０の出力は、加算回路１４
２の一方の入力に接続される。トルク・コマンド及び方
向回路１４０の出力はまた、減衰制御回路２２０の一方
の入力にも接続される。
【００５２】加算回路１４２の出力は、駆動制御回路１
５０の入力に接続される。モータ位置センサ５４の出力
もまた、駆動制御回路１５０に接続される。加算回路１
４２から出力されるトルク・コマンド信号と回転子の位
置とに基づき、駆動制御回路１５０は、モータ制御信号
を提供し、このモータ制御信号は、複数のパワー・スイ
ッチ１５４を介して固定子コイルに印加されたシーケン
スと電流とによる電気アシスト・モータ２６の付勢を制
御するのに用いられる。
【００５３】駆動制御回路１５０は、好ましくは、マイ
クロコンピュータである。転流又は駆動パルスは、可変
リラクタンス・モータの円滑な動作を保証するために、
センサ５４からのモータ位置データが処理され得るより
も高速で固定子巻線に出力される必要があり得る。この
問題を解決するために、回転子の位置は、何らかの既知
の条件と何らかの推定とに基づいて実際の回転子位置測
定の間の所定の時刻において評価され得る。回転子位置
の評価は、Ｗ．Ｄ．ＨａｒｒｉｓとＪ．Ｈ．Ｌａｎｇに
よる、”Ａ Ｓｉｍｐｌｅ Ｍｏｔｉｏｎ Ｅｓｔｉｍ
ａｔｏｒ Ｆｏｒ ＶＲ Ｍｏｔｏｒｓ”，ＩＥＥＥ
Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｏｃ
ｉｅｔｙ Ａｎｎｕａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ，Ｏｃｔｏｂ
ｅｒ １９８８と、Ａ．Ｌｕｍｓｄａｉｎｅ、Ｊ．Ｈ．
Ｌａｎｇ及びＭ．Ｊ．Ｂａｌａｓによる、”Ａ Ｓｔａ
ｔｅ Ｏｂｓｅｒｖｅｒ ｆｏｒ Ｖａｒｉａｂｌｅ
Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ Ｍｏｔｏｒｓ：Ａｎａｌｙｓｉ
ｓ ａｎｄ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ”，１９ｔｈ Ａ
ＳＩＬＯＭＡＲ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｃｉｒ
ｃｕｉｔｓ，Ｓｙｓｔｅｍ ＆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ，
Ｎｏｖｅｍｂｅｒ６−８，１９８５に記載されている。
この両論文は、共に、全体を本明細書に援用する。
【００５４】図９を参照すると、典型的な駆動回路が、
１対の固定子コイルＡａに対して示されている。残りの
モータ位相のそれぞれも、同様な駆動回路を有する。第
１の駆動スイッチ１６０は、固定子コイルの一方の側と
電気的なグランドとの間に動作的に接続されている。第
２の駆動回路１６１は、コイル対Ａａの他方の側に、電
流感知抵抗１６２を介して接続されている。スイッチ１
６１の他方の側は、ＬＣフィルタ・ネットワーク１６２
を介して車両バッテリに接続されている。第１のフライ
バック・ダイオード１６３が、モータの１つの端子とＬ
Ｃフィルタ１６２との間に接続されている。第２のフラ
イバック・ダイオード１６４は、グランドとスイッチ１
６１との間に接続されている。過度電圧保護用のツェナ
ー・ダイオード１６５が、スイッチ１６１の両端に接続
されている。過度電圧保護用のツェナー・ダイオード１
６６が、スイッチ１６０の両端に接続されている。好ま
しくは、スイッチ１６０、１６１は、電界効果トランジ
スタ（ＦＥＴ）などのソリッドステート・スイッチであ
る。電流制御は、制御線１６６、１６７上でスイッチ１
６０、１６１をパルス幅変調（ＰＷＭ）する駆動制御回
路１５０によって達成される。
【００５５】回転子位置センサ５４からの出力は、ま
た、モータ速度センサ回路２００に接続されている。時
間の関数としての回転子位置の変化は、回転子の、更に
は、モータの速度を示す。モータ速度センサ回路２００
の出力は、モータ速度と、回転の符号すなわち方向とを
示す値を有する電気信号である。当業者であれば、回転
子位置を微分する、すなわち、時間の関数としての回転
子位置の変化を見るのではではなく、他の速度感知構
成、たとえば、回転子に接続されたタコメータ又はルッ
クアップテーブルを用いた曲線適合構成などによって、
回転子速度と回転方向とを決定できることを理解するだ
ろう。
【００５６】速度センサ２００は、（i）減衰制御回路
２２０と（ii）乗算回路２１０とに接続される出力２０
１を有する。センサ２００の出力２０１は、モータ速度
を示し、以下ではＷｍで表す信号を提供する。モータ速
度信号Ｗｍは、大きさの成分と回転方向成分との両方を
有する。
【００５７】減衰制御回路２２０は、以下ではＫＤで表
す減衰制御信号を与える出力２２１を有する。減衰制御
信号ＫＤは、感知されたモータ速度の値と感知された車
両速度の値との関数である値を有する。減衰制御回路２
２０の出力２２１は、乗算回路２１０の第２の入力とし
て接続される。
【００５８】乗算回路２２０は、出力２１１を有し、以
下ではＲｔで表すことにする遅延トルク信号を与える。
遅延トルク信号Ｒｔは、減衰制御信号ＫＤとモータ速度
信号Ｗｍとの関数である。Ｒｔ、ＫＤ、Ｗｍの間の関係
は、次の方程式で表すことができる。すなわち、
【数６】Ｒｔ＝ＫＤ×Ｗｍ また、減衰制御信号ＫＤは、次のように表せる。すなわ
ち、
【数７】ＫＤ＝［Ｋd1（ｓ）］×［Ｋd2（Ｗｍ）］ ただし、ここで、ｓは車両速度であり、Ｗｍはモータ速
度であり、Ｋd1（ｓ）は車両速度減衰ファクタであり、
Ｋd2（Ｗｍ）はアシスト・モータ速度減衰ファクタであ
る。最後の２つの減衰ファクタは、次のように書ける。
【００５９】
【数８】Ｋd1（ｓ）＝Ａ1（ｓ）＋Ｂ1
【数９】Ｋd2（Ｗｍ）＝Ａ2（Ｗｍ）＋Ｂ2 ここで、Ａ1、Ａ2、Ｂ1、Ｂ2は、ルックアップテーブル
に記憶されている定数である。これらの値は、特定の車
両プラットフォームについて経験的に決定され、所望の
「ステアリング感覚」を達成する。乗算器２１０から出
力される遅延トルクＲｔの値は、加算回路１４２の負の
入力である。
【００６０】図１０を参照すると、遅延トルクの非線形
関数が、本発明の１つの実施例によって、表されてい
る。低い車両速度と低いモータ速度とに対しては、乗算
器２１１から出力される結果的な減衰項は、低い。車両
速度が低いままでモータ速度が上昇すると、乗算器２１
１からの結果的な減衰出力の値は増加する。車両速度と
モータ速度との両方が増加すると、減衰値は、増加する
放物線状に増加する。
【００６１】車両がステアリング運動をしている、すな
わち、車両が移動している間にステアリング・ホイール
と車輪とがターンされると、道路からの力と車輪のキャ
スタとが、車輪の正面前方の方向に戻そうとする力が働
く。電気アシスト・ステアリング・システムでは、減衰
は、電気アシスト・モータ回転に対抗する遅延力の量で
ある。減衰がゼロに等しい場合には、電気アシスト・モ
ータに印加される遅延トルクは存在しない。電気アシス
ト・モータに遅延トルクが印加されなければ、車輪をタ
ーンさせること又はターン運動の後で車輪を正面前方の
方向に戻すことに対する抵抗は小さい。車両が高速で走
行しており減衰がゼロであれば、車両は不安定になり、
結果的に、車両のヨーレート（ｙａｗ ｒａｔｅ）とス
ピンアウトとが増加する。
【００６２】電気アシスト・ステアリングの制御による
車両のヨー（ｙａｗ）の減衰は、本発明によれば、感知
された車両速度とパワー・アシスト・モータの感知され
た速度との両方と、非線形の態様で関数関係を有する。
車両速度が増加すると、回路２２０から出力される減衰
値が増加する。センサ回路２００からの出力２０１は、
車輪がターン運動においていかに速くターンしている
か、又は、ターン運動の後で正面前方の位置にいかに速
く戻るかを示す信号値を提供する。車輪がターン又は中
心方向に戻るのが速ければ速いほど、減衰も大きい。車
両ステアリング・システムの配置（ｇｅｏｍｅｔｒｙ）
に基づいて、他の減衰係数較正が、よい感覚を得るため
には望ましい場合も有り得る。アシスト・モータに印加
される遅延トルクＲｔの量は、車両の所望のステアリン
グ感覚に依存して変動する。たとえば、ターン運動のた
めに望ましいステアリング感覚又は遅延トルクは、正面
前方位置へ車輪を戻す間のステアリング感覚又は遅延ト
ルクとは異なり得る。
【００６３】図１１を参照すると、印加されたステアリ
ング・トルク対モータ・トルクは、４つの象限に分割さ
れる。Ｘ軸は、モータ・トルクの方向を示す。Ｙ軸は、
ステアリング・ホイールに印加されるステアリング・ト
ルクの方向を示す。モータ・トルクの方向とステアリン
グ・トルクの方向との両方に対する正の値が、第１象限
を定義する。モータ・トルクの方向に対する負の値と、
ステアリング・トルクの方向に対する正の値とが、第２
象限を定義する。モータ・トルクの方向とステアリング
・トルクの方向との両方に対する負の値が、第３象限を
定義する。モータ・トルクの方向に対する正の値と、ス
テアリング・トルクの方向に対する負の値とが第４象限
を定義する。
【００６４】パワー・アシスト・ステアリング・システ
ム１０がどの象限の上で動作しているかによって、遅延
トルクの異なる値が、望ましいことが有り得る。たとえ
ば、車両のパワー・アシスト・ステアリング・システム
１０が、第１象限と第３象限とで動作している際には、
より低い減衰が望ましい。この理由は、減衰は、電気ア
シスト・モータによって提供されたアシストを減少させ
る遅延トルクであるからである。車輪を正面前方の位置
の戻す際よりも、ターン運動のときの方がより大きなア
シストが望ましい。パワー・アシスト・ステアリング・
システム１０が第２象限と第４象限とで動作しており車
輪を正面前方の位置に戻すことを示している場合には、
より大きな減衰が望ましい。この理由は、上述したよう
に、遅延トルクがヨーレートを安定化するからである。
【００６５】定数Ａ1、Ａ2、Ｂ1、Ｂ2に対する値を有す
る複数のルックアップテーブルを提供することによっ
て、異なるレベルの遅延トルクが得られる。定数Ａ1、
Ａ2、Ｂ1、Ｂ2に対する値を有する第１のルックアップ
テーブルは、パワー・アシスト・ステアリング・システ
ム１０が第１象限と第３象限とにおいて動作している場
合に提供され得る。第１のルックアップテーブルにおけ
る値よりも比較的高い値を定数に対して有する第２のル
ックアップテーブルは、パワー・アシスト・ステアリン
グ・システム１０が第２象限と第４象限とにおいて動作
している場合に提供され得る。定数Ａ1、Ａ2、Ｂ1、Ｂ2
に対するより高い値がより高い減衰ファクタを提供し、
アシスト・モータに印加される遅延トルクを増加させ
る。
【００６６】図１２を参照すると、本発明の定数Ａ1、
Ａ2、Ｂ1、Ｂ2の値を含むルックアップテーブルの間の
選択のための制御プロセスがより良く理解されよう。ス
テップ３００では、ステアリング・トルクの方向が決定
される。トルク・コマンド及び方向回路１４０が、減衰
制御回路２２０に、印加されたステアリング・トルクの
方向を提供する。プロセスは、次に、ステップ３０２に
進み、モータ・トルクの方向が決定される。
【００６７】モータ速度センサ２００は、モータ２６の
回転方向を示す信号を、減衰制御回路２２０に提供す
る。速度は、大きさの成分と方向の成分との両方を有し
ていることは理解されよう。モータ２６の回転方向は、
ステアリング可能な車輪の運動方向と関数関係を有して
いる。プロセスは、次に、ステップ３０４に進む。
【００６８】ステップ３０４では、減衰制御回路２２０
において、パワー・アシスト・ステアリング・システム
１０がどの象限において動作しているかが判断される。
ステップ３０６では、パワー・アシスト・ステアリング
・システム１０が第１象限又は第３象限で動作している
かどうかが判断される。ステップ３０６での判断が肯定
的であれば、すなわち、パワー・アシスト・ステアリン
グ・システム１０はターン運動に関わり、第１又は第３
象限のどちらかで動作していれば、プロセスは、ステッ
プ３０８に進む。ステップ３０８では、定数Ａ1、Ａ2、
Ｂ1、Ｂ2に対する値の第１のルックアップテーブルが選
択され、減衰ファクタＫd1（ｓ）と、車両速度減衰ファ
クタと、アシスト・モータ速度減衰ファクタＫ
d2（Ｗｍ）との値を決定する。プロセスは、次に、ステ
ップ３００に戻る。
【００６９】ステップ３０６での判断が否定的であれ
ば、すなわち、パワー・アシスト・ステアリング・シス
テム１０はステアリング可能な車輪を正面前方の位置に
戻すことに関わり、第２又は第４象限のどちらかで動作
していれば、プロセスは、ステップ３１０に進む。ステ
ップ３１０では、定数Ａ1、Ａ2、Ｂ1、Ｂ2に対する値の
第２のルックアップテーブルが選択され、減衰ファクタ
Ｋd1（ｓ）と、車両速度減衰ファクタと、アシスト・モ
ータ速度減衰ファクタＫd2（Ｗｍ）との値を決定する。
プロセスは、次に、ステップ３００に戻る。
【００７０】当業者であれば、減衰ファクタＫ
d1（ｓ）、Ｋd2（Ｗｍ）に対する値と、したがって、遅
延トルクの値とは、定数Ａ1、Ａ2、Ｂ1、Ｂ2に対するた
だ１つのルックアップテーブルを提供することによって
制御され得ることを理解するであろう。
【００７１】本発明によれば、減衰は非線形であること
に留意すべきである。電気アシスト・システムが、少な
くとも、液圧アシスト・システムの感覚のシミュレーシ
ョンをすることが望まれる。本発明の構成によれば、低
速においては液圧アシスト・システムの感覚のシミュレ
ーションをするだけでなく、すべての車両速度におい
て、そして特に５５ｍｐｈ（＝およそ時速８８ｋｍ）よ
りも高速において又は１０ｍｐｈ（＝およそ時速１６ｋ
ｍ）よりも低速において、向上したハンドリング安定性
を提供する。
【００７２】駆動制御回路には自己診断機能を含ませ、
このパワー・アシスト構成の適切な動作を保証すること
が望ましい。電気アシスト・ステアリング・システムに
対するこの診断構成は、ＴＲＷ社に譲渡されている米国
特許第４６６０６７１号（Ｂｅｈｒ他）に完全に記載さ
れている。この米国特許は、本明細書で援用する。
【００７３】図１に示した制御構成は、（i）回路２２
０からの減衰（車両速度ｓとモータ速度Ｗｍ）と（ii）
モータ速度センサ２００からのモータ速度Ｗｍとの値に
よる、加算回路１４２におけるトルク信号の修正を示
す。トルク信号を修正すると、その結果として、駆動制
御回路１５０のモータ制御信号出力を修正することにな
る。
【００７４】図１に示された機能の多くは、離散的回路
や、マイクロコンピュータや、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃ
ａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ
ｃｉｒｃｕｉｔ）において具体化され得る。
【００７５】本発明の好適実施例に関する以上の説明か
ら、当業者であれば、改良、変更、修正を認識するであ
ろう。この改良、変更、修正は、冒頭の特許請求の範囲
によってカバーされることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるパワー・アシスト・ステアリング
・システムを図解するブロック図である。
【図２】図１のパワー・アシスト・ステアリング・シス
テムの一部分の部分的な断面図を含む平面図である。
【図３】図２の線３−３から見た断面図である。
【図４】図１のモータ位置センサの等角投影法による分
解図である。
【図５】図４のモータ位置センサの一部分の側面方向の
断面図である。
【図６】図４の位置センサの一部分の等角投影図であ
る。
【図７】Ａ〜Ｂは、図１のモータの、モータ回転の機械
角度とモータ回転の電気角度との関係を示すスケールで
あり、Ｃ〜Ｇは、図４の位置センサの１回の回転の間に
存在する電気信号の図解的な表現である。
【図８】図４の回転子位置センサのための駆動構成の回
路図である。
【図９】図１に示されたパワー・スイッチの回路図であ
る。
【図１０】車両速度とモータ速度との関数としての本発
明の減衰特性の図解的な表現である。
【図１１】ステアリング・アシスト・システムに対し
て、４つの動作象限に分割されたステアリング・トルク
とモータ・トルクとを表す。
【図１２】本発明による制御プロセスを図解する流れ図
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ６２Ｄ 137:00 (56)参考文献 特開 平３−74261（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−306169（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−208684（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B62D 5/04 B62D 6/00

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気アシスト・ステアリング・システム
    であって、 印加されたステアリング・トルクを感知し、それに応答
    してステアリング・トルク信号を提供するトルク・セン
    サ手段と、 前記印加されたステアリング・トルクと関数関係を有す
    る値を有するトルク要求信号を提供する手段と、 ステアリング部材に動作的に接続されており、付勢され
    るとき、パワー・アシスト・ステアリングを提供する電
    気アシスト・モータと、 前記トルク要求信号に応答してモータ制御信号を提供す
    る手段と、 前記電気アシスト・モータの速度を感知し、それを示す
    モータ速度信号を提供するモータ速度センサ手段と、 前記モータ速度信号に応答して前記モータ制御信号を修
    正し、前記電気アシスト・モータによって供給されるパ
    ワー・アシストの非線形の減衰を前記モータ速度信号の
    関数として提供する修正手段と、 を備えていることを特徴とする電気アシスト・ステアリ
    ング・システム。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の電気アシスト・ステアリ
    ング・システムにおいて、前記電気アシスト・モータは
    可変リラクタンス・モータであることを特徴とする電気
    アシスト・ステアリング・システム。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の電気アシスト・ステアリ
    ング・システムにおいて、前記モータは回転子と固定子
    とを含んでおり、前記モータ速度センサ手段は、前記回
    転子と前記固定子との間の相対的位置を感知する手段を
    含むことを特徴とする電気アシスト・ステアリング・シ
    ステム。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の電気アシスト・ステアリ
    ング・システムにおいて、前記モータ速度センサ手段
    は、前記モータの回転方向を感知する手段を更に含み、
    前記修正手段は、前記感知された方向に応答して前記モ
    ータ制御信号を更に修正することを特徴とする電気アシ
    スト・ステアリング・システム。
  5. 【請求項５】 電気アシスト・ステアリング・システム
    であって、 印加されたステアリング・トルクを感知し、それを示す
    信号を提供するトルク・センサ手段と、 前記感知された印加されたステアリング・トルクに応答
    した値を有するトルク要求信号を提供する手段と、 ステアリング部材に動作的に接続されており、付勢され
    るとき、パワー・ステアリング・アシストを提供する電
    気アシスト・モータと、 車両速度を感知し、前記車両速度を示す値を有する電気
    信号を提供する手段と、 前記トルク要求信号と前記感知された車両速度とに応答
    し、モータ制御信号を提供する手段と、 前記電気アシスト・モータの速度を感知し、それを示す
    モータ速度信号を提供するモータ速度センサ手段と、 前記モータ速度信号と前記感知された車両速度とに応答
    して前記モータ制御信号を修正し、ステアリング運動の
    間の車両ヨーレート制御のために、前記感知されたモー
    タ速度と感知された車両速度との非線形関数として前記
    電気アシスト・モータによって供給されるパワー・アシ
    ストの減衰を提供する手段と、 を備えていることを特徴とする電気アシスト・ステアリ
    ング・システム。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の電気アシスト・ステアリ
    ング・システムにおいて、前記モータ制御信号を修正す
    る前記手段は、車両速度が増加するにつれて前記減衰を
    増加させる手段を更に含むことを特徴とする電気アシス
    ト・ステアリング・システム。
  7. 【請求項７】 請求項５記載の電気アシスト・ステアリ
    ング・システムにおいて、前記電気アシスト・モータは
    可変リラクタンス・モータであることを特徴とする電気
    アシスト・ステアリング・システム。
  8. 【請求項８】 請求項５記載の電気アシスト・ステアリ
    ング・システムにおいて、前記モータ速度センサ手段
    は、前記モータの回転方向を感知する手段を更に含み、
    前記修正手段は、前記感知された方向に応答して前記モ
    ータ制御信号を更に修正することを特徴とする電気アシ
    スト・ステアリング・システム。
  9. 【請求項９】 電気アシスト・ステアリング・システム
    であって、 印加されたステアリング・トルクを感知し、それを示す
    値を有するステアリング・トルク信号を提供するトルク
    ・センサ手段と、 前記感知された印加されたステアリング・トルクと関数
    関係を有する値を有するトルク要求信号を提供する手段
    と、 ステアリング部材に動作的に接続されており、付勢され
    ると、パワー・アシストを前記ステアリング部材に提供
    する、固定子と回転子とを有する電気アシスト可変リラ
    クタンス・モータと、 前記トルク要求信号の前記値に応答して、前記可変リラ
    クタンス・モータの制御のために、モータ制御信号を提
    供する手段と、 前記アシスト・モータの速度を感知し、それを示すモー
    タ速度信号を提供するモータ速度センサ手段と、 車両速度を感知し、それを示す車両速度信号を提供する
    車両速度感知手段と、 前記モータ速度センサ信号と前記車両速度信号とに応答
    して前記モータ制御信号を修正し、車両ヨーレート制御
    のために、前記アシスト・モータによって供給されるパ
    ワー・アシストの非線形の減衰を提供する手段と、 を備えていることを特徴とする電気アシスト・ステアリ
    ング・システム。
  10. 【請求項１０】 電気アシスト・ステアリング・システ
    ムを制御する方法であって、 印加されたステアリング・トルクを感知し、それに応答
    してステアリング・トルク信号を提供するステップと、 前記印加されたステアリング・トルクと関数関係を有す
    る値を有するトルク要求信号を提供するステップと、 ステアリング部材に動作的に接続されており、付勢され
    るとき、パワー・アシスト・ステアリングを提供する電
    気アシスト・モータを提供するステップと、 前記トルク要求信号に応答してモータ制御信号を前記モ
    ータの制御のために提供するステップと、 前記電気アシスト・モータの速度を感知し、それを示す
    モータ速度信号を提供するステップと、 前記モータ速度信号に応答して前記モータ制御信号を修
    正し、前記電気アシスト・モータによって供給されるパ
    ワー・アシストの非線形の減衰を提供するステップと、 を含むことを特徴とする方法。
  11. 【請求項１１】 電気アシスト・ステアリング・システ
    ムを制御する方法であって、 印加されたステアリング・トルクを感知し、それを示す
    信号を提供するステップと、 前記感知され印加されたステアリング・トルクと関数関
    係を有する値を有するトルク要求信号を提供するステッ
    プと、 ステアリング部材に動作的に接続されており、付勢され
    るとき、パワー・ステアリング・アシストを提供するス
    テップと、 車両速度を感知し、前記車両速度を示す値を有する電気
    信号を提供するステップと、 前記トルク要求信号と前記感知された車両速度とに応答
    し、前記モータの制御のためにモータ制御信号を提供す
    るステップと、 前記電気アシスト・モータの速度を感知し、それを示す
    モータ速度信号を提供するステップと、 前記モータ速度信号と前記感知された車両速度とに応答
    して前記モータ制御信号を修正し、ステアリング運動の
    間の車両ヨーレート制御のために、前記感知されたモー
    タ速度と感知された車両速度との非線形関数として前記
    モータによって供給されるパワー・アシストの減衰を提
    供するステップと、 を含むことを特徴とする方法。
  12. 【請求項１２】 電気アシスト・ステアリング・システ
    ムを制御する方法であって、 印加されたステアリング・トルクを感知し、それを示す
    値を有するステアリング・トルク信号を提供するステッ
    プと、 前記感知された印加されたステアリング・トルクと関数
    関係を有する値を有するトルク要求信号を決定するステ
    ップと、 ステアリング部材に動作的に接続されており、付勢され
    るとき、パワー・アシストを前記ステアリング部材に提
    供する、固定子と回転子とを有する電気アシスト可変リ
    ラクタンス・モータを提供するステップと、 前記トルク要求信号の前記値に応答して、前記可変リラ
    クタンス・モータの制御のために、モータ制御信号を提
    供するステップと、 前記アシスト・モータの速度を感知し、それを示すモー
    タ速度信号を提供するステップと、 車両速度を感知し、それを示す車両速度信号を提供する
    ステップと、 前記モータ速度センサ信号と前記車両速度信号とに応答
    して前記モータ制御信号を修正し、車両ヨーレート制御
    のために、前記モータによって供給されるパワー・アシ
    ストの非線形の減衰を提供するステップと、 を含むことを特徴とする方法。
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