JP4119563B2 - 車両ステアリング・システムに関する改良 - Google Patents

車両ステアリング・システムに関する改良 Download PDF

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  • Power Steering Mechanism (AREA)

Description

【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、電気モータが、車両運転者によってこのステアリング・システムに与えられた入力トルクを示すトルク・センサからの出力信号に応答して、アシスタンス(補助)トルクを提供するように構成されている種類の、電気的パワー・アシスト・ステアリング(動力補助操縦)システムにおける改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種類のステアリング・システムでは、アシスタンス・トルクが、電気モータによって発生されるのであるが、「ブースト曲線」(boost curve)が必要となる。ブースト曲線は、運転者によって与えられる入力トルクとモータによって生じるアシスタンス・トルクとの間の静的(static)な関係を定義する。単純なシステムでは、入力トルクと出力トルクとの間に線形の関係が存在し、ブースト曲線は、直線の形式をとり得る。
【0003】
現実の応用例では、単純な「直線」であるブースト曲線では、満足のできる結果は得られない。実際のブースト曲線は、運転者の感触を向上させるいくつかの特徴を有している。第1に、入力トルクがゼロである点の両側の小さな入力トルクに対し、ゲインの小さな(ロー・ゲインである)曲線の領域が与えられることが望ましい。このロー・ゲイン領域では、アシスタンス・トルクは、小さい。これにより、ステアリング・システムが、例えば、高速道路上で車両の位置をある車線(レーン)に維持するときのように、直線状に移動しているときには、入力トルクの非常に小さな調整に対し、不必要な程に敏感ではなく、高い車両速度で曲がるときには、「漸進的」(連続的、progressive)な感触を提供できる、ことが保証される。
【0004】
実際のブースト曲線の別の望ましい特徴として、この曲線の勾配は、入力トルクのレベルが大きい場合には大きくなければならないということがある。このような大きな入力トルクは、駐車の際の操車の間に生じるのが通常であり、この特徴によって、そのような操車の間のステアリング・ホイール(ハンドル)の運動が、「軽い」ステアリング感触を提供することにより容易になる、ことが保証される。大きな入力トルクはまた、車線の変更などの緊急回避的な操車の間の高い車両速度においても生じる。曲線の勾配が大きい場合には、この曲線は、大きなゲインを有すると称することができる。
【0005】
第3の望ましい特徴は、(小さな入力トルクに対する)ロー・ゲイン領域と(大きな入力トルクに対する)ハイ・ゲイン領域との間での滑らかな変化がなければならない、ということである。曲線の勾配の急激なステップ状の変化は、どのようなものでも、運転者には明らかであり、予測不可能なステアリング感触を生じさせる。
【0006】
実際のブースト曲線の最後の特徴は、モータが与えることが可能なアシスタンス・トルクのレベルには限度がなければならない、ということである。多くのシステムにおいて、この限度は、ハードウェア(すなわち、モータの最大トルク)を制限することによって、課されている。システムによっては、この限度は、人工的に導入される必要があることもあり得るだろう。このような限度が存在する場合には、ブースト曲線は、このような限度が存在しなければ制限値を超えるアシスタンス・トルクを結果的に生じさせるであろう入力トルクに対し、平坦(すなわち、出力トルクが一定)になる。
【0007】
これらの特徴の多くは、油圧式(hydraulic)のパワー・アシスト・ステアリング・システムから、広く知られている。典型的には、油圧式システムでは、ブースト曲線の形状は、ステアリング入力トルクが異なるときには油圧油(hydraulic fluid)の流率が変動することを許容するロータリ・バルブの輪郭(profile)によって、決定される。電気的なパワー・アシスト・ステアリング・システムでは、ブースト曲線は、例えば、ソフトウェア・アルゴリズムなどにより、電子的に提供されるのが好ましい。これは、車両速度を測定する速度センサを提供することにより、速度の変動に対してブースト曲線のサイズと形状とを変更することが可能になる、という効果を有している。そのような変更の1つとして、ロー・ゲイン領域の幅を増加させ、より高速でのロー・ゲイン領域のゲインを減少させることがあり、それにより、車両の知覚される安定性の増加が得られる。
【0008】
過去には、ブースト曲線は、ある曲線を区分的(ピースワイズ)に線形近似するという形態で生成されていた。そのようなブースト曲線は、多数の部分から構成され、それぞれの部分は、線形(一次)方程式によって定義される。それぞれの部分における線形方程式のパラメータを変更することにより、複雑なブースト曲線を構成することができる。そのような曲線の一例が、添付の図面の図1及び図2に示されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
それぞれの部分が線形方程式によって定義されるブースト曲線を用いることの短所とは、1つの線形部分から別の線形部分に移動し、勾配の急激でステップ状の変化が生じるときには、このブースト曲線が滑らかではない、ということである。ブースト曲線の導関数からプロットが作成されると、この点が、はっきりと明らかになり、その様子は、図2に示されている多くの不連続点によって見ることができる。曲線の滑らかさの改善は、用いる線形方程式の数を増加させ、それぞれの部分の幅を小さくすることによって得ることができるが、そうすると、曲線の複雑性を著しく増大させてしまう。更に、ブースト曲線の形状の変化は、曲線全体を生成するのに要求される変数が非常に多数であるために、容易に行えることではない。
【0010】
【課題を解決するための手段】
第1の特徴によると、本発明は、入力部材と、出力部材と、前記出力部材とトルク・センサとに結合された電気モータと、を備えた電気的パワー・アシスト・ステアリング・システムであって、前記電気モータは、車両の運転者によって前記入力部材に与えられたトルクを示すトルク・センサからの出力信号に応答して、前記出力部材にアシスタント・トルクを与えるように構成されている電気的パワー・アシスト・ステアリング・システムにおいて、前記示された入力トルクと前記モータによって与えられた出力トルクとの間の関係は、ゼロ入力トルクの周囲で逆対称性(inverse symmetry)を有するブースト曲線によって定義され、ゼロ入力トルクのそれぞれの側における前記曲線は、ゼロ値と第1の値との間の入力トルク値の範囲に対応する第1の多項式によって定義される少なくとも第1の部分と、第2の値と第3の値との間の入力トルク値の範囲に対応する第2の多項式によって定義される第2の部分と、を有しており、前記曲線の前記第1の部分の前記第1の値における勾配は、前記曲線の前記第2の部分の前記第2の値における勾配と実質的に等しいことを特徴とする電気的パワー・アシスト・ステアリング・システムを提供する。
【0011】
入力部材と出力部材とは、例えば、ステアリング・コラム・シャフトの対向する端部など、単一の一体的な部材の複数の部分で構成され得る。
好ましくは、前記曲線の第3の部分は、前記第1の値と前記第2の値との間に定義される。この部分は、線形方程式によって定義される。この線形方程式の勾配は、前記第1の値における前記曲線の前記第1の部分の勾配と同一である(従って、前記第2の値における前記曲線の前記第2の部分の勾配と同一であることが帰結される)。
【0012】
前記第1の多項式と前記第2の多項式とは異なる形式を有することがあり得る。実際、異なる形式であることが好ましい。また、同じ形式であってもよい。多項式は、二次式であり得る。
【0013】
前記第1及び第2の値は、実質的に同一であり得る。ゼロの値は、ゼロの入力トルクに対応する。
前記曲線の第4の部分を、前記第3の値と第4の値との間に定義することができる。これは、線形方程式によって定義され得る。
【0014】
第5の部分を、前記第4の値と最大入力の大きさとの間に定義することができる。この部分は、好ましくは、勾配がゼロである。
前記第1、第2、第3及び第4の値の中の1又は複数の値は、使用の際に可変であり得る。これらの値は、車両速度と共に可変であり得る。メモリを設け、前記1つ又は複数の値をこのメモリに記憶することができる。これらは、電子処理ユニットのアレイに記憶され得る。
【0015】
更に、前記第1、第2、第3及び第4の値の中の1つ又は複数の値における前記ブースト曲線の勾配は、前記メモリに記憶することができる。この1つ又は複数の値は、車両速度と共に可変である。また、前記ブースト曲線の1つ又は複数の部分の幅は、前記メモリに記憶され得る。
【0016】
本発明による電気的パワー・アシスト・ステアリング・システムのためのブースト曲線は、複数の部分が区分的な線形方程式によって定義されるときに、勾配の突然な変化を全く生じさせない、という点で、従来技術よりも優れている。これにより、全体の範囲に亘り、滑らかなステアリング感触が確実になる。ブースト曲線の全体を、最小の変数又は一定のパラメータによって定義することもできる。
【0017】
好ましくは、ブースト曲線は、ゼロである入力トルクの周囲で、逆対称性を有する。
好ましくは、入力トルクの前記第2の値は前記第1の値よりも大きく、入力トルクの前記第3の値は前記第2の値よりも大きく、前記第4の値は前記第3の値よりも大きい。
【0018】
従って、最大の負の入力トルクと最大の正の入力トルクとの間のブースト曲線の全体は、2つの二次方程式と、アシスタンス・トルクの限度と、ゼロの入力トルクの周囲の逆対称性とによって、容易に定義することができる。これによって、ブースト曲線を定義するのに必要となる変数及び/又は定数の数を著しく減らすことができる。
【0019】
ブースト曲線のそれぞれの部分の幅とゲインとの変動を可能にし、ブースト曲線の形状とゲインとを、運転条件に一致させる、すなわち、個々の運転者に対してカスタマイズすることを可能にする手段を提供することもできる。
【0020】
特に好適な実施例では、二次及び線形部分を定義するパラメータを、ルックアップ・テーブルに保持することができる。ソフトウェアを提供してこれらのパラメータを変動させ、ブースト曲線の形状を変更することもできる。
【0021】
ブースト曲線を定義するパラメータの値を、時間の経過と共にゆっくりと傾斜させる手段を提供することにより、滑らかな変化が保証される。
このステアリング・システムには、運転者が少なくとも第1及び第2のブースト曲線の形状及び/又はゲインの間で手動で選択することを可能にするように構成されたスイッチング手段を組み入れることができる。これにより、「運動(スポーツ)型、sports」又は「やすらぎ(コンフォート)型、comfort」のブースト曲線を、運転者が選択しステアリングの感触を変更することが可能となる。スポーツ型のブースト曲線では、コンフォート型の設定の場合よりも、提供されるアシスタンス・トルクが小さく、従って、より重いステアリング感触が提供される。
【0022】
このステアリング・システムは、車両速度を示す車両速度信号を受け取るように構成することができる。そうすると、システムは、異なる車両速度に対して、ブースト曲線の形状を変更することができる。
【0023】
このシステムは、異なる運転者に適するようにブースト曲線を自動的に変更する手段を含むこともあり得る。例えば、これは、それぞれの運転者に対して一意的である識別用トランスポンダを備えている。従って、運転者がその車両に乗り車両を始動させるときに、ステアリング・システムは、ブースト曲線の正しい形状を自動的に選択することができる。ブースト曲線は、予め定義しておくこともできるし、それぞれの運転者がユーザとして定義することもできる。
【0024】
このステアリング・システムには、1つのブースト曲線の形状から別の形状への滑らかな変化を容易にする手段を組み入れることができる。例えば、曲線の形状は、車両速度が変化するにつれて、滑らかに変動させることができる。
【0025】
特に効果的な実施例では、ブースト曲線は、6つのパラメータ、すなわち、前記第1の(二次の)部分の幅q1w、第3の(線形の)部分の勾配g1、第2の(二次)部分の開始に対応する第2の入力値q2s、前記第2の(二次の)部分の幅q2w、第4の(線形の)部分の勾配g2、及び、第4の入力値を定義する最大のアシスタンス・トルクTA(MAX)によって完全に定義される。
【0026】
6つの値すべてを、電子メモリなどのメモリに記憶することができる。これら6つの値は、様々な車両速度に対して異なることがあり得る。この場合には、異なる車両速度におけるブースト曲線にそれぞれが対応する、6つの値の多数の組を、メモリに記憶することができる。補間法を用いて、中間的な車両速度において必要な値の組を選択することもできる。
【0027】
これら6つのパラメータからブースト曲線を構成する手段も提供され得る。
このように、本発明は、曲線の本質的な特徴を定義する少数のキー・パラメータからブースト曲線を作成する装置から構成される。これは、曲線を小容量のメモリにおいて定義できるということを意味する。
【0028】
前記1つ又は複数の値は、ユーザが定義することができる。従って、メモリにおける前記1つ又は複数の変数の値を変化させることによって、異なるブースト曲線を作成することは、比較的自明である。このように、変数の数は好ましく少数に保ちながら、滑らかなブースト曲線を提供することができる。
【0029】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面を参照して、本発明の1つの実施の形態を、単なる例として、説明する。
【0030】
ここで述べる種類の電気的パワー・アシスト・ステアリング・システム(EPAS)においては、「ブースト曲線」が必要となる。これによって、入力トルクと電気モータによって生じるアシスタンス・トルクとの間の静的な関係が定義される。
【0031】
図3には、EPASシステムのための制御アルゴリズムの簡略化したブロック図が示されている。入力トルクTiは、トルク・センサ1などの感知装置と信号調整(signal conditioning)ユニットとを用いることにより測定される。トルク・センサ1が生じる信号は、運転者がステアリング・システムの入力コラムに与えたトルクのレベルに、ほぼ比例する。アシスタンス・トルクは、電流を電気モータ2に流すことによって生じ、電流コントローラ3が生成し供給された電流に、ほぼ比例する。
【0032】
ブースト曲線5は、入力トルクとアシスタンス・トルクTAとの間の静的な関係を与える。これらの2つのパラメータの間の動的な関係は、直列に与えられる、及び、並列に与えられる補償要素6、7によって決定される。例えば、並列フェーズのネットワークと直列のローパス・フィルタ・ネットワークとを用いることができる。トルク要求コンバータ4が、トルク・デマンドを、モータ電流コントローラ3に入力される電流デマンドに変換する。
【0033】
本発明によるブースト曲線が、図4に示されている。正の入力トルクに対するブースト曲線5が、図5に示されている。ブースト曲線は、ゼロの入力トルクの周囲では逆対称性を有するが、これは、すべての適切な曲線に対する一般的な要件である。
【0034】
図5に示されているブースト曲線は、5つの相互に区別される部分を有している。二次方程式によって定義される第1の二次部分10は、ゼロ入力トルクと第1の入力トルク値q1wとの間に延長している。入力値q1wにおける二次曲線の勾配は、g1と表される。二次方程式によって定義される第2の二次の部分11は、第2の入力値q2sから第3の入力トルク値まで延長している。第3の値は、第2の二次部分の幅をq2wとして定義することによって、第2の入力値に対して定義される。従って、第3の値は、q2s+q2wによって与えられる。第2の入力値における第2の二次曲線の勾配は、第1の入力トルク値におけるブースト曲線の勾配と等しくなるように選択される。
【0035】
第3の線形部分12は、第1および第2の二次曲線の間に延長している。線形部分の勾配は、g1として与えられ、二次曲線が第3の部分と出会う位置での二次曲線の勾配と同じである。このようにして、ゼロの値から第3の値までの途切れのない曲線が、得られる。従って、ブースト曲線の導関数は、この範囲の値では、不連続点を全く有さない。
【0036】
第4の線形部分13は、第3の値と最大の許容されるアシスタンス・トルクTA(max)に対応する第4の入力値との間に定義される。第4の線形部分の勾配g2は、第3の入力トルク値における第2の二次部分の勾配と等しい。第4の入力値を超えると、曲線は、平坦である。この第5の部分では、入力トルクがどれだけ増加しても、アシスタンス・トルクは、それに対応して増加することはない。システムによっては、このアシスタンス・トルク値は、モータが生じることができる最大アシスタンス・トルクなどのハードウェア上の制限によって設定されたり、又は、望ましくないほど大きなアシスタンス・トルク・レベルを回避するために、ソフトウェアにおいて慎重に導入することもできる。
【0037】
滑らかなブースト曲線5は、様々な部分(すなわち、二次及び線形部分のそれぞれに対応する入力トルク値の範囲、線形部分12及び13の勾配、及び、上限のトルク値TA(max))の特性を設定するごく少数のパラメータを用い、ソフトウェアにおいて、定義することができる。
【0038】
ブースト曲線がその導関数が連続となる程度に滑らかであることが補償されるためには、二次部分と線形部分とが、複数の規則を満足しなければならない。次に述べる計算を用いると、ブースト曲線のパラメータを定義することができる。
【0039】
最適なブースト曲線関数は、どの車両モデルが与えられたとしても、車両速度と共に変動するが、通常は、テスト・ドライバによって主観的に決定され、運転者によるトルク、ステアリング・ホイールの角速度、ステアリング・ホイールの角度位置、車両のヨー・レート(yaw rate)、車両の横方向への加速度、及び、車両速度を、定義されたステアリング操作の間に客観的に測定することによって、サポートされる。
【0040】
ここで論じられている設計の原理は、完全なブースト曲線が、例えば、0、10、20、...、200km/hなど、いくつかの個別的な特定の車両速度において定義される、ということである。車両速度が、パラメータが明示的に特定される値の間にある場合には、設定され用いられる実際のパラメータは、実際の車両速度と2つの隣接する周辺の車両速度の点で定義されたパラメータとに従い、それぞれのパラメータを線形補間することによって、決定し得る。
【0041】
ここで提案されている設計では、ブースト曲線は、後に述べる6つのパラメータによって定義される。6つのパラメータは、それぞれが、既に述べたように、いくつかの予め定義された車両速度の値のそれぞれにおいて記憶することができるが、パラメータの中の1つ又は複数を車両速度とは独立の数値として定義することによって、チューニング・プロセスを更に簡略化する(そして、システムのメモリ必要量を減少させる)ことも可能である。
【0042】
出力の極性は、入力の極性と常に等しく、関数として、直線TA=−Tiに関して鏡映される。ブースト曲線の形状は、完全に定義するためには、Ti−TA軸の第1象限において定義することだけでよい。
【0043】
既に述べたように、ブースト曲線の5つの部分は、次のパラメータによって定義される。
パラメータ1: q1w 第1の(二次)部分の幅
パラメータ2: g1 第3の(線形)部分の勾配
パラメータ3: q2s 第2の(二次)部分の開始
パラメータ4: q2w 第2の(二次)部分の幅
パラメータ5: g2 第4の(線形)部分の勾配
パラメータ6: TA(MAX) 最大のアシスタンス・トルク
第1象限におけるブースト曲線のそれぞれの部分の数学的な定義を、次に述べることにする。ただし、|Ti|は、Tiの絶対値を示す。
【0044】
第1の部分は、次の通りに定義される。
【0045】
【数1】
A=(g1x|Ti2)/(2xq1w
第2の部分は、次の通りに定義される。
【0046】
【数2】
A={[(g2−g1)x(|Ti|−q2s2]/(2xq2w)}+[g1x(|Ti|−q2s)]+{g1x[q2s−(q1w/2)]}
第3の部分は、次の通りに定義される。
【0047】
【数3】
A=[g1x(|Ti|−q1w)]+[(g1xq1w)/2]
第4の部分は、次の通りに定義される。
【0048】
【数4】
A=[g2x(|Ti|−q2s−q2w)]+{g1x[q2s−(q1w/2)+(q2w/2)]}+(g2xq2w/2)
第5の部分は、次の通りに定義される。
【0049】
【数5】
A=TA(max)
実際のブースト・アシスタンス・トルクTAを決定するには、次の手順が用いられる。
IF|TD|<q1w THEN
上述の第1の部分の定義を用いて、TAを計算する。
ELSE IF|TD|<q2s THEN
上述の第3の部分の定義を用いて、TAを計算する。
ELSE IF|TD|<(q2s+q2w) THEN
上述の第2の部分の定義を用いて、TAを計算する。
ELSE
上述の第4の部分の定義を用いて、TAを計算する。
END IF
そして、次の段階では、計算された値であるTAは、上述の第5の部分の定義に従い、TA(max)に制限される。すなわち、
IF TA>TA(max) THEN
A=TA(max)
END IF
次に、TAの符号が、Tiの符号と等しくなるように設定される。すなわち、TA=TAxsign(Ti
この手順の次には、パラメータの組である[q1w,g1,q2s,q2w,g2,TA(MAX)]を用いて、任意の与えられた運転者入力トルクTiに対するアシスタンス・トルク・デマンドTAを計算する。この組の中のパラメータのそれぞれは、測定された車両速度に従う値の表から、線形補間法によって得られている。
【0050】
ブースト曲線を定義するパラメータの単純さのために、曲線の形状を、最小の計算によって変更することが可能となる。
図6には、上述のブースト曲線を、ある電気的パワー・アシスト・ステアリング・システムにおいて具体化する1つの方法が図解されている。
【0051】
最初に、入力トルク値Tiが、大きさの成分と符号の成分とに分けられる。これは、TiとTi/|Ti|とを評価することによって、又は、適切なソフトウェア・サブルーチンを使用することによって、数学的に行うことができる。
【0052】
次に、車両速度Vの測定値が、車両速度センサから得られる。そして、ブースト曲線の個々の部分のそれぞれが作成され、その後で、これらは、複数の値を合成して最終的なブースト曲線を作成する合成ユニットに送られる。次に、入力トルクの符号が、最終的なブースト曲線に与えられて、対称性を有するブースト曲線が得られる。
【0053】
曲線の個々の部分が合成されて完全な曲線が得られる様子は、図8に示されている。
図9及び図10は、図6に与えられているシステムを用いて生じた車両速度と共に変動するブースト曲線の組を示している。
【0054】
図9では、第2及び第3の入力トルク値が、等しくなるように設定され、従って、第1の線形部分は、もはや不要になっている。
図10では、2つの二次部分と2つの線形部分とから構成される完全な曲線が示されている。これにより、ブースト曲線の設計において、より大きな融通性が許容されるようになる。
【0055】
この方式は、運転者が選択可能な感触を提供するようにも構成することができる。
ある種の車両での応用例では、運転者に、2つの予め定義されたブースト曲線の一方を選択する可能性を提供することが効果的である。
【0056】
例えば、一方のブースト曲線は、低レベルのパワー・アシスタンスを定義して、「スポーツ型;SPORTS」の運転者感触特性を実現することができよう。第2のブースト曲線は、高レベルのパワー・アシスタンスを定義し、「コンフォート型;COMFORT」の運転者感触特性を実現し、市街地の通りで用いられる車両に好適な非常に低いステアリング作用を与える。
【0057】
このような実現例では、運転者には、2つのブースト曲線を選択する方法が、例えば、車両のダッシュボード上のスイッチなどが、提供され得る。これ以外の選択肢には、次のようなものが含まれる。すなわち、
・スイッチを押す度にブースト曲線の選択の変更が命じられる瞬間的接触スイッチ。
【0058】
・別の車両電子制御ユニットからのコマンドを受け取る設備、例えば、1つのブースト曲線が個々の運転者に対して識別され、その運転者のキーがイグニションの中にあるときに選択される。
【0059】
選択されたブースト曲線が例えばコーナリングの間に高速で変更されなければならない場合に運転者の邪魔をする可能性のあるパワー・アシスタンスのレベルの突然の変化を回避するために、(そして、車両の制御を失うという危険を回避するために)、2つの別々のチューンの間での切り換えを管理する次の方法が提案されている。
【0060】
パラメータの組が2つ定義され、一方が、「スポーツ型」のブースト曲線のためのものであり、他方が、「コンフォート型」のブースト曲線のためのものであるとする。すべての車両速度で、「スポーツ型」と「コンフォート型」との両方のブースト曲線に対して、ブースト曲線の6つのパラメータのそれぞれを別々に定義することができるという点で、それぞれのパラメータの組は、完全なものであり得る。また、車両速度及び/又は「スポーツ型」/「コンフォート型」と独立であり、車両のチューニング・プロセスを簡略化し、記憶装置の必要容量を減少させるようなパラメータもあり得る。
【0061】
選択されたブースト曲線によると、パラメータbが定義される。パラメータbは、「コンフォート型」のブースト曲線が選択されるときには、0(ゼロ)に等しく、「スポーツ型」のブースト曲線が選択されるときには、1に等しい。しかし、パラメータbには、ある最大変化率を有するという制限があり、それによって、選択されたブースト曲線が変化すると、bは、0から1まで、またその逆に、滑らかに変化する。この様子は、図7に図解されている。
【0062】
次に、bパラメータは、ブースト曲線の6つのパラメータのそれぞれに対する実際の値を決定するのに用いられ、これが、任意の瞬間に使用されるブースト曲線を決定するのに用いられる。
【0063】
例えば、特定の車両速度において、g1パラメータが、「スポーツ型」ブースト曲線によるg1(sports)と、「コンフォート型」ブースト曲線によるg1(comfort)とに等しいと仮定すると、用いられる実際のg1パラメータを決定するのには、次の表現が用いられる。
【0064】
【数6】
1=(bxg1(sports))+[(1−b)xg1(comfort)
類似の表現が、ブースト曲線のそれぞれのパラメータの実際の値を計算するのに用いられる。そして、ブースト曲線が、このようにして決定されたパラメータの組を用いて、計算される。
【0065】
bパラメータの最大の変化率は、ブースト曲線の選択が変更される時に、ブースト曲線が「スポーツ型」の設定から「コンフォート型」の設定に滑らかに変化する時間を決定するように、設定される。例えば、bの最大変化率が毎秒0.5として特定される場合には、ブースト曲線の選択が変更されて、その後で、新たに選択されたブースト曲線が完全に用いられるまでには、2秒が経過する。その中間の期間では、「スポーツ型」のブースト曲線と「コンフォート型」のブースト曲線との間にある現実のブースト曲線が、用いられる。
【0066】
【図面の簡単な説明】
【0067】
【図1】複数の一次方程式によって定義され滑らかな曲線を近似する従来技術によるブースト曲線の図解である。
【0068】
【図2】図1の曲線の導関数を図解しているが、線形部分の交点において不連続であることが示されている。
【0069】
【図3】電気的パワー・アシスト・ステアリング・システムのための制御戦略の簡略化されたブロック図である。
【0070】
【図4】本発明によって作成することができる連続で滑らかなブースト曲線の様々な部分を示す図解である。
【0071】
【図5】図4に示されているような滑らかなブースト曲線を定義するのに適した一次方程式と二次方程式とによって定義されたブースト曲線の第1象限部分の拡大図である。
【0072】
【図6】ブースト曲線を用いることにより、対応する入力トルクに対して出力トルクを生成する際に実行される様々なステップを示す概略的なブロック図である。
【0073】
【図7】1つのブースト曲線から別のブースト曲線に滑らかなブースト曲線の移動のために切り換える際の、オフセットの徐々の変動を図解している。
【0074】
【図8】曲線の様々な部分を加えることによって完全な曲線が作成される様子を図解している。
【0075】
【図9】異なる車両速度のために、1つの線形部分と1つの二次部分とを有する曲線を示している。
【0076】
【図10】異なる車両速度のために、2つの線形部分と2つの二次部分とを有する曲線を示している。
【0077】
【符号の説明】
2: 電気モータ
3: 電流コントローラ
4: トルク要求コンバータ
5: ブースト曲線
6、7: 補償要素
10: 第1の二次部分
11: 第2の二次部分
12: 第3の二次部分

Claims (16)

  1. 入力部材と、出力部材と、前記出力部材とトルク・センサとに結合された電気モータと、を備えた電気的パワー・アシスト・ステアリング・システムであって、前記電気モータは、車両の運転者によって前記入力部材に与えられたトルクを示すトルク・センサからの出力信号に応答して、前記出力部材にアシスタント・トルクを与えるように構成されており、前記示された入力トルクと前記モータによって与えられた出力トルクとの間の関係は、ゼロ入力トルクの周囲で逆対称性を有するブースト曲線5によって定義される、電気的パワー・アシスト・ステアリング・システムにおいて、
    ゼロ入力トルクのそれぞれの側における前記曲線5は、ゼロ値と第1の値との間の入力トルク値の範囲に対応する第1の多項式によって定義される少なくとも第1の部分10と、第2の値と第3の値との間の入力トルク値の範囲に対応する第2の多項式によって定義される第2の部分11と、を有しており、前記曲線5の前記第1の部分10の前記第1の値における勾配は、前記曲線5の前記第2の部分11の前記第2の値における勾配と実質的に等しいことを特徴とする電気的パワー・アシスト・ステアリング・システム。
  2. 請求項1記載の電気的パワー・アシスト・ステアリング・システムにおいて、前記曲線の第3の部分12が前記第1の値と前記第2の値との間に定義され、前記第3の部分12は実質的に線形であることを特徴とする電気的パワー・アシスト・ステアリング・システム。
  3. 請求項1記載の電気的パワー・アシスト・ステアリング・システムにおいて、前記第1の多項式と前記第2の多項式とは異なる形式を有することを特徴とする電気的パワー・アシスト・ステアリング・システム。
  4. 請求項1、請求項2又は請求項3記載の電気的パワー・アシスト・ステアリング・システムにおいて、前記第1及び第2の多項式は、前記入力トルクの二次関数であることを特徴とする電気的パワー・アシスト・ステアリング・システム。
  5. 請求項1ないし請求項4記載の電気的パワー・アシスト・ステアリング・システムにおいて、前記曲線5の第4の部分が、前記第3の値と第4の値との間に、線形方程式によって定義されることを特徴とする電気的パワー・アシスト・ステアリング・システム。
  6. 請求項5記載の電気的パワー・アシスト・ステアリング・システムにおいて、勾配がゼロである第5の部分が、前記第4の値と最大の入力の大きさとの間に定義されることを特徴とする電気的パワー・アシスト・ステアリング・システム。
  7. 請求項5記載の電気的パワー・アシスト・ステアリング・システムにおいて、前記第1、第2、第3及び第4の値の中の1又は複数の値は、使用の際に可変であることを特徴とする電気的パワー・アシスト・ステアリング・システム。
  8. 請求項7記載の電気的パワー・アシスト・ステアリング・システムにおいて、前記1又は複数の値は、車両速度と共に可変であることを特徴とする電気的パワー・アシスト・ステアリング・システム。
  9. 請求項1ないし請求項8記載の電気的パワー・アシスト・ステアリング・システムにおいて、メモリが提供され、前記ブースト曲線を定義する値の中の1又は複数の値は、前記メモリに記憶されることを特徴とする電気的パワー・アシスト・ステアリング・システム。
  10. 請求項9記載の電気的パワー・アシスト・ステアリング・システムにおいて、前記第1、第2、第3又は第4の値における前記ブースト曲線の勾配は、前記メモリに記憶されることを特徴とする電気的パワー・アシスト・ステアリング・システム。
  11. 請求項10記載の電気的パワー・アシスト・ステアリング・システムにおいて、前記1又は複数の勾配の値は、車両速度と共に変動することを特徴とする電気的パワー・アシスト・ステアリング・システム。
  12. 請求項9、請求項10又は請求項11記載の電気的パワー・アシスト・ステアリング・システムにおいて、前記ブースト曲線5の前記部分10、11、12の中の1又は複数の部分の幅は、前記メモリに記憶されることを特徴とする電気的パワー・アシスト・ステアリング・システム。
  13. 請求項1ないし請求項12記載の電気的パワー・アシスト・ステアリング・システムにおいて、運転者が少なくとも第1及び第2のブースト曲線の形状及び/又はゲインの間で手動で選択することを可能にするように構成されたスイッチング手段が組み入れられていることを特徴とする電気的パワー・アシスト・ステアリング・システム。
  14. 請求項1ないし請求項13記載の電気的パワー・アシスト・ステアリング・システムにおいて、前記ブースト曲線5を自動的に変更し異なる運転者に適応する手段を更に備えていることを特徴とする電気的パワー・アシスト・ステアリング・システム。
  15. 請求項13記載の電気的パワー・アシスト・ステアリング・システムにおいて、1つのブースト曲線の形状から別の形状への滑らかな変化を容易にする手段を更に備えていることを特徴とする電気的パワー・アシスト・ステアリング・システム。
  16. 請求項1ないし請求項15記載の電気的パワー・アシスト・ステアリング・システムにおいて、前記ブースト曲線は、6つのパラメータ、すなわち、前記第1の(二次の)部分の幅q1w、第3の(線形の)部分の勾配g1、第2の二次部分の開始に対応する第2の入力値q2s、前記第2の(二次の)部分の幅q2w、第4の(線形の)部分の勾配g2、及び、第4の入力値を定義する最大のブースト曲線出力トルクTA(MAX)によって完全に定義され、前記6つの変数はメモリに記憶され、前記5つのパラメータから前記ブースト曲線5を構成する手段が設けられていることを特徴とする電気的パワー・アシスト・ステアリング・システム。
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