JP5031961B2 - 移動終端衝撃管理システム - Google Patents
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Description
関連出願の相互参照
本出願は、1999年9月17日付の米国仮特許出願第60/154612号および同じく1999年9月17日付の第60/154683号の利益を請求するものであり、双方の開示を全体として参照により本明細書に組み込む。
【0002】
発明の背景
電気パワーステアリング(EPS)システムでは、システム構成要素に対して働く最高の負荷の中には、ハンドホイールが高速回転しているためにシステムの運動エネルギが高くなることによって、システムが移動終端ストップにおいて急停止した場合に生じるものがある。こうした制御によらない停止は、電気的および機械的な構成要素に高い衝撃力を与え、高い応力や障害の可能性の原因となるものである。したがって、移動範囲にわたって、さらに、システムが移動終端ストップに近づいたときなどの臨界点において、システム構成要素の速度(および運動エネルギ)を制御することが望ましい。
【0003】
発明の概要
移動終端ストップにおける自動車のラックアンドピニオン・ステアリング装置の要素間の衝突を制御するためのシステムが開示されている。システムには、ラックアンドピニオン・ステアリング装置の1組の変数、すなわち、ステアリングホイールの角度位置(またはラックの線形位置)、その変化率、および停止の終わりに対する角度(またはラックに対する線形距離)を感知するためのセンサが含まれる。この情報から修正係数nを算出することが可能であり、これにパワーステアリングのトルク支援コマンド(TAC)を掛けて、修正されたトルク支援コマンド(MTAC)を生成する。この修正コマンドは、ステアリングシステムの停止の終わりの衝撃が強すぎないようにするために、減らされたトルク支援、または必要に応じて負のトルク支援を表すことができる。
【0004】
代替の実施形態では、ステアリングシステムが停止の終わりに近づいた場合には必ず、トルク支援コマンドに課せられるトルクの限界を算出するために、動的なデータが使用される。2つの実施形態は、重ね合わせることもできる。
本発明は、移動終端の衝撃のトルクを減少し、パワーステアリングシステムの機械的完全性を保つのに役立つ。
【0005】
発明の詳細な説明
図1を参照すると、センサ200、モータドライブ・アセンブリ300、およびコントローラ400と連絡状態にある自動車のラックアンドピニオン・ステアリング装置100を一般化した図が示されている。ラックアンドピニオン・ステアリング装置100は、一般には、ステアリングコラム104に接続されたステアリングホイール102を含む。ステアリングホイール102は、ドライバからの時計回りまたは反時計回りのステアリングコマンドに従う。ステアリングコラム104は、ピニオンギア106を介してラック108に接続される。ラック108は、ステアリングリンク機構110を介して1つまたは複数のロードホイール112に接続される。したがって、ドライバは、ラックアンドピニオン・ステアリング装置100を介してロードホイール112の位置を指示することにより、自動車を操縦することができる。
【0006】
図2を参照すると、図1の自動車のラックアンドピニオン・ステアリング装置100と、センサ200、モータドライブ・アセンブリ300、およびコントローラ400との間の信号流れを示す第1の概略図が示されている。ラックアンドピニオン・ステアリング装置100は、ドライバステアリングコマンドの結果としてのドライバトルクTd、ならびにモータドライブ・アセンブリ300によって提供される修正トルクアシスタンスTm302に従うものである。修正トルクアシスタンスTm302は、モータドライブ・アセンブリ300とラックアンドピニオン・ステアリング装置100との間のこの接続が、通信リンクではなく機械的リンクであることを示すために、太い矢印で示されている。これによってラックアンドピニオン・ステアリング装置100は、操縦のためにロードホイールトルク116をロードホイール112に提供する。センサ200は、ステアリングコラム104上のトルクTc202およびステアリングコラム104の角度位置θcを感知し、その測定値をコントローラ400に提供するように動作可能である。コントローラ400は、Tc202およびθc204に反応し、それによって、修正トルク支援コマンドMTAC518を出力として提供するように動作可能である。モータドライブ・アセンブリ300は、修正トルク支援コマンドに反応し、前述の修正トルクアシスタンスTm302をラックアンドピニオン・ステアリング装置100に提供する。
【0007】
図3を参照すると、図1の自動車のラックアンドピニオン・ステアリング装置100、センサ200、モータドライブ・アセンブリ300、ならびにコントローラ400の間の信号流れを示す、第2の一般化された概略図が示されている。コントローラ400は、ステアリングコラム104上のトルクTc202およびステアリング角度位置θc204に応答するステアリング支援サブシステム402を含み、それによって、トルク支援コマンドTACおよびステアリングコラム104の角速度dθc/dt=(θc・;θcの頭部に・を有する状態を示す。以下同様)=ωc406を、出力として提供するように動作可能である。トルク支援コマンドTAC404は、衝撃回避システム500の影響を受けないようなものであり、ステアリングコラム104にいるドライバにはトルクアシスタンスTaが与えられる。図3では、衝撃回避システム500がトルク支援コマンドTAC404、角速度ωc(θc・)406、およびステアリング角度位置θc204に反応し、それによって、修正トルク支援コマンドMTAC518を出力として提供するように動作可能である。修正トルク支援コマンドMTAC518は、モータドライブ・アセンブリ300に搬送され、そこで、修正トルクアシスタンスTmがドライバに提供される。
【0008】
衝撃回避システム
衝撃回避システムの2つの好ましい実施形態を開示する。第1の実施形態では、修正係数m514にトルク支援コマンドTAC404を掛けて、修正トルク支援コマンドMTAC518を算出する。他方の実施形態では、トルク限界を算出する。トルク支援コマンドTAC404がトルク限界を超えた場合、トルク支援コマンドはMTAC518を生成するように調整される。どちらの実施形態も、同じシステムで同時に実施することができる。
【0009】
修正係数の実施形態
次に、図4から図11までを参照しながら、本発明の修正係数の実施形態について説明する。
図4を参照すると、本発明の衝撃回避システム500の信号流れを表す一般化された概略図が示されている。図4では、センサ200から発信されたステアリング角度位置θc204が、ステアリング角度位置θc204の絶対値|θc|504を生成する絶対値演算子502によって演算される。移動終端設定点θeot506が与えられる。移動終端点θeot506は、ラックアンドピニオン・ステアリング装置100が移動終端に達したときのステアリング角度位置θc204の値である。|θc|504とθeot506の差は、加算接合508によって算出され、出力として誤差信号E510が与えられる。誤差信号E510は、移動終端までの角距離を示すものである。その後、誤差信号E510および角速度ωc(θc・)406がデータベース512に提供される。誤差信号E510、ステアリングコラム104の角速度ωc(θc・)406、および所定の関数fi(E、θ)に基づいて、−1≦n≦+1の値を有する数値n=fi(E、θ)、514が、データベース512からの出力として生成される。あるいは、角速度ωcに基づいて、データベース512に入力され、それによって、n514が−1≦n≦+1の値を有するような数値n514=fj(E)となるテーブルが選択される。fj(E)の特性は、図5から図8に示された例示的関数によって明確にされる。図5は、原点から値n1=1までに所定の傾きm1を有する、Eの線形関数である。図6は、値n2=1までに所定の傾きm2および所定のy切片−b1を有する、Eの線形関数である。図7は、値n3=1までに所定の傾きm3および所定のy切片−b2を有し、不感帯ΔE1を有する、Eの線形関数である。図8は、原点から増加し、漸近的にn4=1に近づいていく、Eの非線形関数である。図9は、不感帯値ΔE2から増加し、漸近的にn5=1に近づいていく、Eの非線形関数である。図10は、y切片−b3から増加し、漸近的にn6=1に近づく、不感帯ΔE3を有するEの線形関数である。いずれの場合も、数値nは乗算器516(図4)でトルク支援コマンドTAC404と掛け合わされて、修正トルク支援コマンドMTACが提供され、その後これがモータドライブ・アセンブリ300に搬送される。修正トルク支援コマンドMTAC518の特性は、n<0の場合に、修正トルクTmが負、すなわち逆のトルクアシスタンスTaを何らかの分数値n・Taで提供し、したがって、ラックアンドピニオン・ステアリング装置100と移動終端ストップとの要素間の前述の衝突を回避する助けとなるようなものである。n=0の場合、トルクアシスタンスは提供されず、すなわちTa=Tm=0である。n>0の場合、修正トルクTmは、前述のトルクアシスタンスの何らかの正の分数値である。もちろん、n=1はTm=Taを示す。
したがって、モータドライブ・アセンブリ300は、ラックアンドピニオン・ステアリング装置100と移動終端ストップとの要素間の衝突回避を助けるために、ステアリングコラム104(またはラック108)での修正トルクアシスタンスTmを提供する。本開示ではステアリング角度位置θc204および角速度ωc(θc・)406について述べているが、代わりに、たとえばラック108の線形位置Lcを使用することも可能であることが、当分野の技術者であれば理解されよう。これは、θc204およびLcが、ステアリングコラム104とラック108との間のギア比を表す乗算定数kだけ異なる場合、すなわちθc=k・Lcおよびωc=k・dLc/dtの場合にあてはまる。
【0010】
次に、図11を参照して説明する。ここでは、本発明の方法の流れ図600が示されている。ボックス602では、ステアリング角度位置θc204が測定される。ボックス604では、角速度ωc(θc・)406が測定される。ボックス606では、ステアリング角度位置の絶対値|θc|504が算出される。ボックス608では、ステアリングシステムの移動終端を表す設定点値θeot506が提供される。ボックス610では、θeot506と|θc|504との差が算出され、誤差信号E510が与えられる。ボックス612では、誤差信号E510および角速度ωc(θc・)406に基づいて、データベース512から無次元数n514が生成される。ボックス614では、無次元数n514にトルク支援コマンドTAC404が掛け合わされ、修正トルク支援コマンドMTAC518が与えられる。ボックス616では、修正トルク支援コマンドMTAC518がモータドライブ・アセンブリ300に伝達され、ここでの修正トルク支援コマンドMTAC518の特性は、n<0の場合、修正トルクTmは前述のトルクアシスタンスTaを何らかの分数値n・Taで反対、すなわち逆にし、したがって、ラックアンドピニオン・ステアリング装置100と移動終端ストップとの要素間の前述の衝突を回避する助けとなるようにする傾向にあるものである。n=0の場合、トルクアシスタンスは提供されず、すなわちTa=Tm=0である。n>0の場合、修正トルクアシスタンスTmは、前述のトルクアシスタンスTaの何らかの分数値、すなわちTm=n・Taである。
【0011】
トルク制限の実施形態
次に、本発明のトルク制限実施形態について示された図12から図15を参照する。この実施形態では、支援モータトルクの最大値を設定する、ステアリング支援モータのトルク限界が生成される。ただし、パワーステアリングシステム内で同時に動作するいくつかの異なるトルク制限システムがあってもよく、その最も一般的なものは、高速時の望ましくないパワーステアリングの「ウォブル」を防ぐ、車両速度またはエンジンのRPMの上昇につれて低下するトルク支援上限となろう。最も好ましい実施形態では、他のすべてのトルク制限システムがより高いトルク限界値を生成する場合にのみ、このトルク制限システムによって生成されるトルク限界がトルク限界値として使用されることになる。すなわち、コントローラは、様々なトルク制限システムによって生成される複数のトルク限界値を比較し、最も低い値をモータに適用する。
【0012】
移動終端時の衝撃におけるエネルギを少なくするための支援トルクを制限することは、一般には、ステアリングシステムが移動終端θeotに近づくまでは望ましくない。したがって、トルク支援コマンド(TAC)402は、ステアリング角度位置θc204が、中心位置を外れた定義されたしきい値角度を通過するときにのみ制限されることが好ましい。しきい値角度は、移動終端の衝撃支援トルク限界により、それを超えると、実際のモータトルクがコントローラによって制限される中心からの角度である。本発明は、ステアリングホイールの実際のθc204または推定位置に依存した関数を使用して支援トルク限界を決定するため、ステアリングホイールがしきい値角度を超えて移動した場合に限り、トルクを制限するようにプログラムすることができる。
【0013】
以下の式は、本発明の一実施形態で、トルク支援限界を決定するためにシステムが使用する式であり、
TL=M(ωc−ωint)
上式で、Mは関数の定義された傾き、TLはトルク限界、ωcはステアリングコラムの角速度、ωintは角速度切片であって、ステアリングホイールの実際または推定の角度位置によって決定される値である。
3つのトルク限界式を表すグラフが、図12に示される。それぞれの線は、特定のステアリング角度位置θc204について支援トルク限界を決定するために使用される式を表すものである。Y軸はトルク限界(最大モータトルク)、X軸はシステムの速度を表す。トルク限界位置1、θc1に対応する線はステアリング角度位置θc204を表し、トルク限界位置2、θc2またはトルク限界位置3、θc3のどちらよりも中央に近い。ステアリング角度位置θc204が移動終端θeot506に近づくにつれて、トルク限界を決定するのに使用される関数の角速度切片ωintは減少する。本発明は、様々なステアリング角度位置θc204に対応する定義された角速度切片値のテーブルを使用することができる。
図12に示された3本のトルク限界位置線は、3Nmを超えるトルク限界値を示すものであるが、実施中の他のトルク制限システムでは一般に、支援トルクを3Nmより下の値(破線で示す)に制限するようにコントローラに信号が送信される。これらのトルク限界値および範囲は、単に例示しただけであって、実際の応用例ではもちろんシステムによって異なるものであることに留意されたい。図12には、角速度切片値ωintを超える、ステアリング速度ωc406の負のトルク限界値が示されていることに留意されたい。この場合、コントローラはトルク限界ゼロを設定することが可能であり、これによって、ステアリングシステムからモータ支援トルクが完全に除去されることになり、あるいは任意選択で、コントローラがモータに、ステアリングの動きと反対の負のトルクを生成させることができる。
【0014】
図12の例に示された3本の線の傾きMは、およそ以下のように算出される。
【数1】
M=-0.0075 Nm/(Rad/Sec)
この傾きは、本発明で使用可能な定義された傾きの一例であり、すべての角速度ωcで、ほぼ等価の移動終端の衝撃力が発生するようにトルクを制限する傾き値の例である。傾きは、角速度ωc(θc・)406が変化する中で移動終端の衝撃時にほぼ等価の力を引き出すような値、あるいは、ステアリングシステムの機械的構成要素の完全性を保護する任意の他の値に設定することが可能である。
所望の衝撃範囲に基づいて傾き値Mを定義すること、およびステアリング角度位置θc204に基づいて角速度切片値ωintを定義することにより、線の方程式を確立し、コントローラがステアリング角度位置θc204に適したこの方程式を使用して、角速度ωc(θc・)406に基づいた最大支援トルクを算出することができる。ステアリング角度位置θcに割り当てられる角速度切片値ωintは、線形様式で割り当てることができる。図12に示された3つのステアリング角度位置がたとえば等間隔である場合、それぞれの角速度切片ωintは、位置1、θc1に割り当てられた角速度切片ωint1から、位置3、θc3に割り当てられた角速度切片ωint3まで、線形に減少する。
ただし、角速度切片ωintは、ステアリング角度位置θc204を使用して線形に配列する必要はない。角速度切片値ωintは、応用例に応じて、線形、区分的線形、あるいは非線形に変えることができる。ただし、角速度切片値ωintは、配列に関係なく、中心から両側のしきい値位置までのステアリング角度位置の範囲にわたって、トルク限界値が支援トルクを減少させるのを防ぐのに十分な値となる。すなわち、定義済み角速度切片ωintがトルク制限式で使用されると、他の入力に基づいてコントローラが決定した実際のモータトルクを上回るトルク限界を生成することになる。したがって、ステアリング角度位置θc204が中心としきい値位置との間にある場合、移動終端の衝撃管理システムからのトルク制限は発生しないことになる。
【0015】
角速度切片参照用テープル513を、図4のデータベース512の一部として含めることができる。したがって、本明細書で開示された修正係数実施形態およびトルク制限実施形態は、どちらも図1から図4に示されたものと同じパワーステアリングシステム構造内に同時に共存することができる。ルックアップテーブル513は、異なるステアリング角度位置θc204について、定義された角速度切片ωintを格納する。角速度切片ルックアップテーブル513は、物理的にコントローラ400内に配置するか、またはコントローラ400と連絡状態にある任意の位置に配置することができる。さらに角速度切片値ωintは、任意のステアリング角度位置θc204について角速度切片値ωintを補間するために、定義されたの中心、しきい値、および移動終端角度θeot506を使用する定義された公式から算出することもできる。
様々な入力ソースからデータを受け取った後、コントローラ400は、正しい移動終端支援トルク限界値TLを決定する。次いで、コントローラ400が、複数のトルク制限システムによって生成されたトルク限界の中で、トルク限界値TLが最小であると判断した場合、コントローラ出力トルク値MTACを制限するために、トルク限界値TLが使用される。システムによって生成されたトルク限界値TLは、コントローラ400が他の方法でモータに対して指定した出力トルク値MTAC518がトルク限界値TLよりも大きい場合にのみ、使用されることになる。
【0016】
図13は、システムがトルク限界値TLを算出し、モータに適用する際に使用されるアルゴリズムを示す図である。ステップ700で、アルゴリズムが開始される。ステップ700は、一般に、車両の始動または電気的な起動に対応するものである。
ステップ701では、ステアリング角度位置信号θc204がコントローラ400に入力される。ステップ702では、角速度切片ルックアップテーブル513から一致する角速度切片値を取り出すために、コントローラ400がステアリング角度位置θc204の値を使用する。あるいは、中心、しきい値、および移動終端位置について定義された角速度切片値に基づいて、角速度切片を補間するために、サブルーチン関数でステアリング角度位置の値を使用することもできる。ステップ703では、角速度信号ωc(θc・)406がコントローラ400に入力される。ステップ704では、コントローラ400がステップ701〜703で取得した値およびトルク限界に関する式を使用して、移動終端支援トルク限界を算出する。ステップ705では、ステップ704で生成されたトルク限界が、現在の出力トルク値MTAC518、および他のトルク制限システムによって生成されたトルク限界と比較される。トルク限界値が、現在の出力トルク値MTAC518または他のトルク制限システムの任意のトルク限界よりも大きい場合は、ステップ701に進み、コントローラ400は新しいセンサ値をチェックする。あるいは、ステップ704で生成されたトルク限界値が、現在の出力トルク値MTAC518、および他のトルク制限システムによって生成されたすべてのトルク限界よりも小さい場合は、ステップ706で、現在の出力トルク値MTAC518が移動終端支援トルク限界値TLに変更され、ステップ701に進む。任意選択で、ステップ701でステアリング角度位置θc204が決定される前、またはステップ702で角速度切片ωintが取り出される前に、角速度値ωcを取ることもできる。
【0017】
図14Aおよび14Bは、いくつかの移動終端衝撃について、右側および左側のステアリングコラムのピニオン上のトルクを示す図である。Y軸は、ステアリングホイールでの角速度の2乗ωc 2を表す。システムの慣性(I)がそれぞれの試験条件で同じであるため、毎分回転数の2乗は、各試験時の相対的な運動エネルギを表す。X軸は、ピニオンギア上のトルクをニュートン・メートルで表す。移動終端トルク限界を保護せずに、電気的なステアリングシステムに比例して移動終端衝撃を減らしていった場合の、5つのサンプルアルゴリズム(シリーズ)が示される。
他の実施形態では、システムが始動したときの実際のステアリング角度位置θc204はわからない。角速度切片値ωintがステアリング角度位置θc204に対して決定され、始動時には実際のステアリング角度位置がわからないため、システムは初期のステアリング角度位置を推定しなければならない。移動終端の角速度切片値に対応するステアリング角度位置が、初期のステアリング角度位置の値として使用される場合、システムによって生成されるトルク限界は最大限に保護されることになる。ただし、システムが推定位置の値をあまりにも急激に実際の値θc204に変更すると、ステアリング支援に望ましくない不均等が発生する可能性がある。これを防ぐために、ステアリング角度位置の値を実際の値θc204に向けて「少しずつ移動」させると、システムによって生成されるトルク限界は、始動時の実際のステアリング角度位置θc204を示した、システムによって生成された値と一致するまで、徐々に調整される。
【0018】
図15は、始動700時に絶対角度位置信号θc204を即時には使用しない、移動終端衝撃管理システムで使用可能な、トルク制限アルゴリズムの好ましい実施形態を示す図である。図13と同じステップにはこの図でも同じ番号が付けられているが、新しいステップには、比較しやすいように800番台の番号が付けられている。ステップ801は、システムの始動700時に即時に実行され、ステアリング角度位置の推定を、移動終端衝撃に対して所望の保護を提供する移動終端値または任意の他の値の可能性があるデフォルト値に設定する。次にステップ701に進み、ここで角度位置信号θc204が、図13に示されたようにコントローラに入力される。
ステップ803で角度位置信号θc204が有効であることがわかれば、次いでステップ804に進み、ここでコントローラ400が、ステップ701で入力された実際の位置の値θc204を、ステアリング角度位置の推定値と比較する。ステップ801で設定されたステアリング角度位置の推定デフォルト値は、ステップ804に進んだときの最初のステアリング角度位置の推定値となる。ステアリング角度位置の推定値と実際の位置の値θc204とが、定義された量よりも大きく異なる場合は、ステップ805に進み、ステアリング角度位置の推定値が実際の位置θc204に向かって指定された速度で(徐々に)調整されるが、この速度は、操縦していて変化に気付かない程度のゆっくりとしたものである。いくつかのパスが経過し、ステアリング角度位置の推定と実際の位置θcとの差がステップ804で定義されたしきい値よりも小さくなった場合は、ステップ811に進み、推定値が実際の値θc204に設定される。後続のパスはステップ811を通過し、システムは少しずつ移動せずに機能することになる。ステップ803でシステムが、角度位置信号が有効でないと判断すると、ステアリング角度位置の推定は、ステップ801で設定されたデフォルト値の方向へ傾斜する。どちらの場合も、前述のようにステップ702から706へ進んだ後、ステップ701に戻り、角度位置信号θc204が再度入力される。
【0019】
他の実施形態には、角速度切片ωintを1つだけ有する固定トルク限界式を備えた公式が含まれる。この実施形態では、入力されたステアリング角度位置の値θc204が、位置に依存する定数でスケーリングされる。こうしたスケーリングの正味の効果は、複数の角速度切片ωintを使用するシステムで生成されるものと同様のトルク限界TLを生成することである。
他の実施形態では、非線形トルク限界関数を使用する。この実施形態でのトルク限界関数は、より大きな角速度ωc(θc・)406値で、より大きな負の傾き.Mを有するように指定される。第1の実施形態の場合と同様に、角速度切片値ωintは、異なるステアリング角度位置θc204について定義され、トルク限界値TLは、角速度切片値ωintが導出された後に決定される。この実施形態では、角速度値ωc(θc・)406が増加するにつれて、所与のステアリング角度位置θc204では、トルク限界TL内で非線形に増加することができる。
他の実施形態は、閉ループ構造を使用する。この実施形態では、所望の量の運動エネルギに対応するターゲット角速度が、ステアリング角度位置θc204の関数として算出される。ルックアップテーブルを使用して、ターゲット角速度値を定義することができる。トルク限界TLは、ターゲット角速度が実際の角速度ωc(θc・)406よりも小さい場合には下がり、ターゲット角速度が実際の角速度ωc(θc・)406よりも大きい場合には上がる。積分器係数に、実際の角速度ωc(θc・)406とターゲット角速度との差を掛けると、所望のトルク限界TLとなる。
以上、好ましい実施形態について図示および説明してきたが、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、様々な修正および置換が可能である。したがって、本発明について例として示したにすぎず、本明細書で開示された例示および実施形態は、特許請求の範囲に限定されると解釈されるものではないことを理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 センサ、モータドライブ・アセンブリ、およびコントローラと連絡状態にある自動車のラックアンドピニオン・ステアリング装置を一般化して示した図である。
【図2】 図1の自動車のラックアンドピニオン・ステアリング装置と、センサ、モータドライブ・アセンブリ、およびコントローラとの間の信号流れを示す第1の一般化された概略図である。
【図3】 図1の自動車のラックアンドピニオン・ステアリング装置と、センサ、モータドライブ・アセンブリ、およびコントローラとの間の信号流れを示す第2の一般化された概略図である。
【図4】 制御システムの信号流れを示す一般化された概略図である。
【図5】 誤差信号と無次元数nとの間の関数関係を示す第1の例示的グラフである。
【図6】 誤差信号と無次元数nとの間の関数関係を示す第2の例示的グラフである。
【図7】 誤差信号と無次元数nとの間の関数関係を示す第3の例示的グラフである。
【図8】 誤差信号と無次元数nとの間の関数関係を示す第4の例示的グラフである。
【図9】 誤差信号と無次元数nとの間の関数関係を示す第5の例示的グラフである。
【図10】 誤差信号と無次元数nとの間の関数関係を示す第6の例示的グラフである。
【図11】 本明細書で開示された修正係数の実施形態を示す流れ図である。
【図12】 トルク制限実施形態に関する、3つの異なるステアリング角度位置の例示的な支援トルク限界曲線を示すグラフである。
【図13】 トルク制限実施形態で使用されるアルゴリズムを表す流れ図である。
【図14】 トルク限界が保護されたシステムおよび保護されていないシステムでの、毎分回転数の2乗対ピニオントルクを示す分散図である。
【図15】 初期には実際のステアリング角度位置信号を使用しないトルク制限システムの終わりを示す流れ図である。
Claims (26)
- 自動車のラックアンドピニオン・ステアリングシステムと移動終端ストップとの要素間の衝突を制御するためのシステムであって、前記システムは、
前記ラックアンドピニオン・ステアリングシステムのステアリングコラム上で動作するトルクおよびステアリング角度位置を感知し、前記ステアリング角度位置信号を出力として生成するように動作するセンサと、
前記ステアリング角度位置信号に反応し、修正トルク支援コマンド信号を出力として提供するように動作可能なコントローラと、
前記修正トルク支援コマンド信号に反応し、前記ラックアンドピニオン・ステアリングシステムにトルク支援を提供するように動作可能なモータドライブ・アセンブリと、
を含み、前記コントローラは、
前記ステアリング角度位置信号に反応し、出力として、トルク支援コマンドと、角速度コマンドとを与えるように動作するステアリング支援サブシステム、および
前記トルク支援コマンドと、前記角速度コマンドと、前記ステアリング角度位置信号とに応答する衝撃回避制御サブシステムを含み、
前記衝撃回避制御サブシステムは、前記修正トルク支援コマンド信号を出力として提供するように動作する、
システム。 - 前記衝撃回避制御サブシステムは、
前記ステアリング角度位置信号に応答し、前記ステアリング角度位置信号の絶対値を出力として提供するように動作する絶対値演算子と、
前記ステアリングコラムの移動終端ステアリング角度位置と、
前記ステアリング角度位置信号の前記絶対値と、前記ステアリングコラムの前記ステアリング角度位置の前記移動終端ステアリング位置との差に等しい誤差信号を、出力として提供するように動作する加算接合と、
前記誤差信号および前記角速度コマンドを入力として受け入れ、−1から+1までの包含的値を有する数を出力として提供するように動作するデータベースと、
前記データベースからの前記出力に、前記トルク支援コマンドを掛け合わせ、修正トルク支援コマンド信号を与えるように動作する乗算器とを含む、請求項1に記載のシステム。 - 自動車のラックアンドピニオン・ステアリングシステムと移動終端ストップとの要素間の衝突を制御する方法であって、前記方法は、
前記ラックアンドピニオン・ステアリングシステムのステアリングコラム上で動作するトルクおよびステアリング角度位置を感知し、前記ステアリング角度位置の信号を出力として生成するように動作するセンサを提供するステップと、
前記ステアリング角度位置信号に応答し、修正トルク支援コマンド信号を出力として提供するように動作するコントローラを提供するステップと、および、
前記修正トルク支援コマンド信号に応答し、前記ラックアンドピニオン・ステアリングシステムにトルク支援を提供するように動作するモータドライブ・アセンブリを提供するステップとを含み、
前記コントローラを提供するステップは、前記ステアリング角度位置信号に応答し、出力として、
トルク支援コマンドと、角速度コマンドとを提供するように動作するステアリング支援サブシステムを提供するステップ、および
前記トルク支援コマンドと、前記角速度コマンドと、前記ステアリング角度位置信号とに応答する衝撃回避制御サブシステムを提供するステップを含み、
前記衝撃回避制御サブシステムは、前記修正トルク支援コマンド信号を出力として提供するように動作する、
方法。 - 前記衝撃回避制御サブシステムを提供するステップは、
前記ステアリング角度位置信号に反応し、前記ステアリング角度位置信号の絶対値を出力として提供するように動作する絶対値演算子を提供するステップと、
前記ステアリングコラムの前記ステアリング角度位置の移動終端ステアリング角度位置を提供するステップと、
前記ステアリング角度位置信号の前記絶対値と、前記ステアリングコラムの前記ステアリング角度位置の前記移動終端ステアリング位置との差に等しい誤差信号を、出力として提供するように動作可能な加算接合を提供するステップと、
前記誤差信号および前記角速度コマンドを入力として受け入れ、−1から+1までの包含的値を有する数を出力として提供するように動作するデータベースを提供するステップと、および、
前記データベースからの前記出力に、前記トルク支援コマンドを掛け合わせ、修正トルク支援コマンド信号を提供するように動作する乗算器を提供するステップを含む、請求項3に記載の方法。 - 前記ステアリングコラムの前記ステアリング角度位置を測定するステップと、
前記ステアリングコラムの前記角速度を測定するステップと、
前記ステアリング角度位置の前記ステアリング角度位置の絶対値を算出するステップと、
前記移動終端ステアリング角度位置と、前記ステアリングコラムの前記ステアリング角度位置との差を算出して誤差信号を生じるステップと、
−1から+1までの包含的値を有する無次元数を生成するステップと、
前記無次元数と前記トルク支援コマンドとを掛け合わせ、修正トルク支援コマンド信号を生じるステップと、および
前記修正トルク支援コマンド信号を前記モータドライブ・アセンブリに伝送するステップとをさらに含む、請求項4に記載の方法。 - 電気パワーステアリングを提供するために構成されたトルク支援コマンドに応答するモータドライブ・アセンブリと、
ステアリング角度位置信号を生成するために、ステアリングコラムのステアリング角度位置を決定するための手段と、
角速度信号を生成するために、前記ステアリングコラムのステアリング角速度を決定するための手段と、
前記電動パワーステアリング・アセンブリ内の移動終端衝撃トルクを減らすための前記トルク支援コマンドを生成するために、前記ステアリング角度位置信号および前記角速度信号を受け入れるコントローラとを含む、電気パワーステアリングシステム。 - 前記トルク支援コマンドが角速度の減少関数である、請求項6に記載のシステム。
- 前記トルク支援コマンドはステアリング角度位置の関数である、請求項7に記載のシステム。
- 前記トルク支援コマンドはステアリング角度位置の関数である、請求項6に記載のシステム。
- 前記角速度を決定するための手段は、角速度を間接的に決定するための手段を含む、請求項6に記載のシステム。
- 角速度を間接的に決定するための前記手段は、区別されたモータドライブ・アセンブリ位置または前記モータドライブ・アセンブリの電圧/電流測定値に基づいて、角速度を推定するための手段を含む、請求項10に記載のシステム。
- 角速度を間接的に決定するための前記手段は、前記モータドライブ・アセンブリ、ステアリングホイールまたはコラム、あるいはラックにおける角速度を感知するように適合された角速度センサを含む、請求項6に記載のシステム。
- ステアリング角度位置を決定するための前記手段は、前記モータドライブ・アセンブリ、ステアリングホイールまたはコラム、あるいはラックでのステアリング角度位置を感知するように適合された位置センサを含む、請求項6に記載のシステム。
- 前記コントローラは、
TL=M(ωc−ωint)
に従って前記制御信号を生成し、上式でMは前記関数の定義された傾き、TLは前記モータドライブ・アセンブリに適用されるトルク限界、ωcは前記ステアリングコラムの角速度、ωintは角速度切片である、請求項6に記載のシステム。 - さらに前記トルク支援コマンドは、ステアリング角度位置の値と前記ステアリング角度位置信号とを比較すること、ならびに前記ステアリング角度位置の値と前記ステアリング角度位置信号とが定義された量よりも大きく異なる場合は、前記ステアリング角度位置の値を、前記ステアリング角度位置信号に向かって定義されたゆっくりとした速度で調整することの基礎にされる、請求項6に記載のシステム。
- ステアリング角度位置信号を生成するステップと、
角速度信号を生成するステップと、および
前記電気パワーステアリング・アセンブリにおける移動終端衝撃トルクを減少するために有効な仕方で、前記ステアリング角度位置信号および前記角速度信号に応答する電気パワーステアリングを提供するように構成されたモータドライブ・アセンブリを制御するステップと、
を含む電気パワーステアリングアセンブリにおいて移動終端トルクを減少するための方法。 - 前記制御するステップは、角速度の減少関数を使用するステップを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記制御するステップは、ステアリング角度位置の関数を使用することを含む、請求項17に記載の方法。
- 前記制御するステップは、ステアリング角度位置の関数を使用することを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記角速度信号を生成するステップは、前記角速度信号を間接的に決定するステップを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記角速度信号を前記間接的に決定するステップは、区別されたモータドライブ・アセンブリ位置または前記モータドライブ・アセンブリの電圧/電流測定値に基づいて角速度を推定するステップを含む、請求項20に記載の方法。
- 前記制御するステップは、
TL=M(ωc−ωint)
に従い、上式でMは前記関数の定義された傾き、TLは前記モータドライブ・アセンブリに適用されるトルク限界、ωcはステアリングコラムの角速度、ωintは角速度切片である、請求項16に記載の方法。 - 前記制御するステップは、
ステアリング角度位置の値と前記ステアリング角度位置信号とを比較するステップと、ならびに前記ステアリング角度位置の値と前記ステアリング角度位置信号とが定義された量よりも大きく異なる場合は、前記ステアリング角度位置の値を前記ステアリング角度位置信号に向かって定義された徐々の速度で調整することをさらに含む、請求項16に記載の方法。 - ステアリング角度位置信号を生成するステップと、
角速度信号を生成するステップと、
前記電気パワーステアリング・アセンブリにおける移動終端衝撃トルクを減少するために有効な仕方で、前記ステアリング角度位置信号および前記角速度信号に応答する電気パワーステアリングを提供するように構成されたモータドライブ・アセンブリを制御するステップと、
ステアリング角度位置の値と前記ステアリング角度位置信号とを比較するステップと、ならびに前記ステアリング角度位置の値と前記ステアリング角度位置信号とが定義された量よりも大きく異なる場合は、前記ステアリング角度位置の値を、前記ステアリング角度位置信号に向かって定義された徐々の速度で調整することを含む、
電気パワーステアリング・アセンブリを制御するための方法。 - 請求項1に記載のシステムおよび、請求項6に記載のシステムを含む、電気パワーステアリングシステム。
- 請求項3に記載の方法および、請求項16に記載の方法を含む、電気パワーステアリングシステムを制御する方法。
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US4660671A (en) * | 1985-10-23 | 1987-04-28 | Trw Inc. | Electric steering gear |
JP2682564B2 (ja) * | 1987-07-01 | 1997-11-26 | 本田技研工業株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
JP2775267B2 (ja) * | 1988-11-10 | 1998-07-16 | 富士重工業株式会社 | 自動車用電動式パワステアリング装置の制御方法 |
US5267627A (en) * | 1992-03-27 | 1993-12-07 | Imra America, Inc. | Vehicle stability augmentation system |
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JP3212215B2 (ja) * | 1994-03-17 | 2001-09-25 | 三菱電機株式会社 | 電動パワーステアリング制御装置 |
JPH092315A (ja) * | 1995-06-14 | 1997-01-07 | Aisin Seiki Co Ltd | 車両の操舵制御装置 |
US5924518A (en) * | 1996-07-24 | 1999-07-20 | Trw Inc. | Linear drive electric assist steering system |
US5941338A (en) * | 1996-08-01 | 1999-08-24 | Michelin Recherche Et Technique S.A. | Vehicle steering correction system |
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