JP2000296781A - 電動パワー・ステアリング・システムに関する改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 センサから得られる分解能を向上し、高分解
能のシステムを作るのに安価にする。 【解決手段】 一端がハンドホイール３に他端が少なく
とも１つのロードホイールに接続されたステアリング・
シャフト２を備えており、電気モータ６が整数でない減
速ギア比率を有するギアボックスを介してステアリング
・シャフトに接続されている電動パワー・ステアリング
・システムが開示されている。更に、一方がモータ回転
子の角度位置を感知し他方がステアリング・シャフトの
角度位置を感知する２つのセンサ９，１０が設けられて
いる。整数でないギア比率の存在により、２つのセンサ
の出力の間にビート周波数が生じ、それから、完全な１
回転よりも大きなレンジにわたるステアリング・シャフ
トの角度位置を明瞭に測定することができる。２つのセ
ンサは、絶対位置センサ又はインデクス型センサのいず
れかを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、電動パワー・ス
テアリング（electrical power assisted steering）の
改良に関し、更に詳しくは、ロードホイールの絶対ステ
アリング角度測定装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】典型的な電動パワー・ステアリング・シ
ステムは、一端がステアリング・ホイールに作動可能に
接続され他端が車両のロードホイールに作動可能に接続
されたステアリング・シャフトを備えている。減速ギア
ボックスを介してステアリング・シャフトにトルクを与
えることができる電気モータが設けられる。ギアボック
スはウォーム・アンド・ホイール式又はそれ以外のタイ
プでよい。

【０００３】ステアリング・ギアが、ステアリング・シ
ャフトとステアード・ホイール（被操舵ホイール）との
間に設けられる。このステアリング・ギアがステアリン
グ・シャフト（従って、ハンドホイール）の角運動とロ
ードホイールの運動との間の実質的なギアリングを提供
するのが典型的である。典型的な道路用車両では、ロー
ドホイールをロックからロックまで移動させるには、ハ
ンドホイールの複数回転（すなわち、ステアリング・シ
ャフトの完全な回転）が必要となる。

【０００４】ロードホイールのステアリング角度を測定
できることが望ましい。これは、サスペンション・ダン
パ制御システム、車両安定性制御システム及び車両レー
ン誘導など、車両における多数のサブシステムに影響を
与えるのに用いることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この問題に対する回答
の１つとして、ステアリング・シャフトに角度位置セン
サを設けてステアリング・シャフトの回転角度を測定す
ることがあり得る。しかし、ロックからロックまで回転
させるのに複数の完全な回転が必要なのであるから、そ
のような測定では、ロードホイールの角度を明瞭に記述
することにはならないであろう。

【０００６】ステアリング・シャフトの複数の回転を測
定することの問題点は幾つかの方法で克服できるのだ
が、それぞれの方法に固有の短所がある。

【０００７】ある提案では、ステアリング・シャフトの
角度位置センサをステップダウン・ギアを介してステア
リング・シャフトによって駆動し、それによってセンサ
のターン数を完全な１回転未満まで減らすことができ
る。これによって曖昧性の問題は解消されるが、不運に
も、センサから得られる分解能が低下してしまう。従っ
て、高分解能のシステムを作るのには高価になる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願発明によって、わた
したちは、電動パワー・ステアリング・システムであっ
て、一端がハンドホイールに作動可能に接続され他端が
少なくとも１つのロードホイールに作動可能に接続され
たステアリング・シャフトと、整数ではない減速ギア比
率を有するギアボックスを介してステアリング・シャフ
トに作動可能に接続された回転子を有する電気モータ
と、ステアリング・シャフトの角度位置に依存する出力
を生じるように構成された第１の感知手段と、回転子の
角度位置に依存する出力を生じるように構成された第２
の感知手段と、両方の出力信号を処理し完全な１回転よ
りも広い範囲にわたるステアリング・シャフトの角度位
置を示す角度位置信号を生じるように構成された処理手
段と、を備えた電動パワー・ステアリング・システムを
提供する。

【０００９】本願発明は、このように、一方がステアリ
ング・シャフトの位置をモニタし他方がモータ回転子の
位置をモニタする２つのセンサからの出力を用い、望む
のであれば、完全な１回転を超える角度範囲にわたるス
テアリング・シャフトの不明瞭でない測定値を提供す
る。

【００１０】好ましくは、両方のセンサは、完全な１回
転又は数分の１回転の後で反復する角度位置に依存する
循環的な出力信号を生じるように構成されている。この
サイクルは、関連するステアリング・シャフト又はモー
タ回転子の完全な回転に基づいて反復する。すなわち、
１サイクルは３６０度の回転に対応する。例えば、ある
センサは、０から３６０度の回転範囲にわたって０と１
との間で実質的に線形に変動する絶対角度位置の値を生
じることがあり得る。このセンサは、従って、９０度、
９０度＋３６０度、９０度＋７２０度などのシャフト又
は回転子位置に対して同じ出力値を生じる。あるいは、
０から１８０度という範囲を有することもあり、その場
合には、サイクルは１回転で１回の反復をすることにな
る。

【００１１】センサの少なくとも１つは、絶対角度位置
センサで構成することができる。これは、完全な１回転
（又は１回転の一部）以内のステアリング・シャフト又
はモータ回転子の絶対角度位置を表す信号を生じること
を意味している。この種類のセンサの例には、ポテンシ
ョメータ、レゾルバ、シンクロ及び光学的角度エンコー
ダが含まれる。明瞭にするために、絶対センサはその出
力値の範囲にわたって０と１との間で実質的に線形に変
動する出力を生じると仮定する。

【００１２】あるいは、センサの少なくとも１つはイン
デクス・センサ（ｉｎｄｅｘ ｓｅｎｓｏｒ）で構成す
ることができる。これは、１回転の僅かな部分以内のス
テアリング・シャフトの位置を示す角度に依存する出力
信号を生じるように構成されたセンサを意味する。この
ようなセンサは、例えば、シャフトがそのインデクス位
置を通過する位置まで回転すると短いパルスを生じ、そ
れ以外のすべての位置ではゼロ出力を生じる。あるい
は、複数のインデクス・パルスを１回転の内に生じるよ
うにしてもよい。すなわち、完全な回転当たり２つの等
しく離間したパルスなどである。

【００１３】好ましくは、前記センサは、中間的なギア
リング（伝動装置）を介さずにステアリング・シャフト
又はモータ回転子から直接に駆動される。よって、３６
０度のサイクルを有するセンサでは、シャフトが１回転
する間に、センサは完全な１回転を測定する。

【００１４】好ましくは、ギア比率はｐ／ｑとして表す
ことができ、それにより、モータはステアリング・シャ
フトの各回転に対してｐ／ｑ回転だけ回る。ただし、ｐ
はｑよりも大きく、ｑは１よりも大きく、ｐとｑとの最
大公約数もまた１である。

【００１５】ギアボックス比率というのは、２つのセン
サの回転の間の比率を意味する。従って、各センサが完
全な１回転に対応する範囲にわたって出力値を生じる場
合には、ギア比率はギアボックスの入力側と出力側との
間の回転比率である。一方のセンサがそれに対応するシ
ャフト又は回転子の１回転の間にｎ回循環又は反復する
出力を発生する場合には、ギアボックス比率はｎｐ’／
ｑとなる。ただし、先に示したようにｎｐ’＝ｐであ
る。

【００１６】整数ではない比率を選択することにより、
ステアリング・シャフトが回転するにつれて２つのセン
サの出力は同期からはずれることになる。結果的には、
所定の数の回転の後では、出力は同期状態に戻る。この
「ビーティング（beating）」によって、１回転を超え
る範囲にわたる回転の不明瞭ではない測定を、１回転又
は１回転未満の範囲にわたって出力を生じるセンサから
得ることが可能となる。

【００１７】ある構成では、第１の感知手段は絶対ハン
ドホイール位置センサを備え、第２の感知手段はモータ
回転子の既知の角度位置においてインデクス信号を生じ
るように構成されたインデクス・センサを備えており、
処理手段は、第２の感知手段がインデクス信号を生じる
ときの位置に対応する第１の感知手段の出力をサンプリ
ングし、サンプリングされた値にｐを乗算し、乗算され
た値を最も近い整数に丸めて基準値を生じ、基準値を用
いてルックアップ・テーブルにおける対応するエントリ
にアクセスするように構成されている、ただし、前記エ
ントリは任意のゼロ位置からのステアリング・シャフト
の回転数を示す。

【００１８】別の構成では、第１の感知手段は、ハンド
ホイールの既知の角度位置においてインデクス信号を生
じるように構成されたインデクス・センサを備え、第２
の感知手段は絶対位置センサを備えている。

【００１９】更に別の構成では、両方の感知手段が、絶
対位置センサを備えていてもよい。そして、処理手段
は、センサの出力が同期状態からはずれ何回かの回転の
後で同期状態に戻り任意のゼロ角度位置からステアリン
グ・シャフトの回転数の測定値を得るという態様を利用
するように構成されている。２つの絶対位置センサを用
いることの利点は、センサの一方がインデクスを通過す
るのを待機することがもはや不要となり、より規則的な
位置評価が可能となることである。

【００２０】両方のセンサが共に絶対位置センサで構成
される場合には、処理手段は、ステアリング・シャフト
の角度位置の測定値からそれが「ゼロ」回転についての
ものであると仮定してモータ回転子の角度位置を評価す
るように構成される。この評価は第２の感知手段からの
実際の出力信号と比較され、この評価と実際の値との差
を処理することにより任意のゼロ角度位置に対するステ
アリング・シャフトの回転数を示す信号が得られる。

【００２１】従って、処理手段は、あるシステムでは、
第１の感知手段から出力された測定されたステアリング
・シャフト位置の値にギア比率ｐ／ｑを乗算して、予測
されるモータ・シャフト位置を生じさせ、第２の感知手
段からの実際のモータ位置をサンプリングし、予測され
た値を実際の測定されたステアリング位置と比較し、測
定値と予測値との間の差を計算し、その差の値を処理し
てステアリング・シャフトの回転数を示す値を生じさせ
るように構成されうる。

【００２２】処理手段は、更に、差の剰余（residue）
を計算し、その剰余にｑを乗算するように構成してもよ
い。この乗算された値を最も近い整数に丸め、丸められ
た値をルックアップ・テーブルへのアクセスに用いるこ
とができる。

【００２３】この装置は多数の方法での修正が可能であ
ると考えられる。例えば、第２の感知手段は、ある構成
では、モータ回転子上の１つ又は複数の磁石の角度位置
を検出するように構成された多数のホール効果（Hall e
ffect）センサを備えることができる。

【００２４】最も好適な構成では、モータはブラシレス
永久磁石モータで構成することができ、モータ・センサ
は、磁極の位置を検出するように構成された多数のホー
ル効果センサで構成することができる。３つのセンサを
３相モータに対して提供することができる。これによっ
て、回転子の電気的回転の６分の１の分解能が可能とな
る。例えば、６つの磁極を有する３相モータでは、出力
は、モータ回転子の完全な１回転の間に３回反復する。

【００２５】第２の感知手段は、モータ制御回路によっ
て用いられる位置情報を提供するのに用いることができ
る。例えば、モータ整流のためのタイミングを計算する
のに用いることができる。

【００２６】第２の特徴によると、本願発明は、電動パ
ワー・ステアリング・システムであって、１つ又は複数
のロードホイールに作動可能に接続されたステアリング
・シャフトと、ステアリング・シャフトに補助トルクを
与えるように構成された電気モータであって、ステアリ
ング角度の実際の角度位置とロードホイール・キャリア
の予測される角度位置との間の関係をチェックするよう
に構成された手段を内蔵している電気モータとを備えた
電動パワー・ステアリング・システムを提供する。

【００２７】直進位置（straight ahead position）
は、サービス（点検修理）において変動する。特に、ス
テアリング・システム構成要素の角度又は線形位置の間
の関係は、シャーシ構成要素の摩耗や変形、ステアリン
グ若しくはサスペンション構成要素の調整又はステアリ
ング・システム構成要素の交換によって変化しうる。実
際の角度と測定された角度との間の関係をチェックする
ことによって、そのような変化を検出し、必要であれば
補償すなわち訂正することができる。

【００２８】ステアリング・シャフトの測定された角度
位置は、本願発明の第１の特徴を具体化する電動パワー
・ステアリング・システムを用いれば得ることができ
る。

【００２９】車両が直線状に走行していることを認識す
ることによって、以下で説明されるチェックを達成する
幾つかの好適な方法が存在すると考えられる。これらの
方法を任意の数だけ組み合わせて、車両が直線状に走行
しているかどうかを検出することができる。これらの方
法によって絶対ステアリング角度が直進の検出と対応し
ないことが検出された場合には、絶対ステアリング角度
信号へのオフセットを変更するか角度検出手段を停止し
て、故障を表示することができる。

【００３０】１．このシステムは、車両が直線状に走行
していることを検出するように構成されたヨー・センサ
（yaw sensor）を更に含めることができる。このシステ
ムは、絶対ステアリング角度位置センサで構成された第
１の感知手段の出力を測定するように構成することがで
きる。そして、オフセットを計算して絶対ステアリング
角度を訂正し、それによって、車両が直線状に走行する
ときの直進条件を表示することができる。

【００３１】ヨー・センサは、ある時間よりも長い期間
（周期）の間、｜表示されたヨー｜／表示された車両速
度という量が、あるスレショルド（しきい値）よりも小
さいときには直線状の走行を表示するように構成するこ
とができる。ここで、スレショルド（しきい値）と継続
時間とは、このシステムが適用される車両に対して選択
することができる。｜｜は絶対値を表す。計算は、車両
速度がゼロであるような場合からの保護がなされなけれ
ばならない。例えば、車両速度が低いときには計算を行
わないことが可能である。おそらく、この計算は、車両
速度の変化率が小さいときにだけ用いることができる。

【００３２】２．このシステムは、ハンドホイール速度
とハンドホイール・トルクとの値をモニタすることによ
って、車両が直線状に走行していると決定するように構
成することができる。従って、電動パワー・ステアリン
グ・システムは、更に、ハンドホイール速度をモニタす
る手段と、ハンドホイール・トルクをモニタする手段と
を備えることができる。このシステムは、ハンドホイー
ル速度の絶対値がスレショルド（しきい値）よりも小さ
く、ハンドホイール・トルクの絶対値がスレショルド
（しきい値）よりも小さく、車両速度がスレショルド
（しきい値）よりも大きいかどうかを判断するように構
成することができる。この条件では、ステアリング・シ
ステムが実質的に直進を指している可能性が高い。この
条件は、車両速度、ハンドホイール・トルク又はハンド
ホイール速度の変化率が大きい場合をスクリーニングし
て排除することによって、更に区別機能を向上させるも
の（more discriminating）にすることができる。

【００３３】３．距離に関して平均化されたステアリン
グ角度を用いる。このシステムは、従って、車両の平均
走行方向をモニタする手段を含む。これは、長い距離が
考慮されるときには直進に非常に近くなる。従って、距
離に関してステアリング角度の平均を集積すると、絶対
ステアリング角度が真の直進とうまく一致しているかど
うかが示される。距離に関してステアリング・シャフト
の角度位置センサの出力をフィルタリングするローパス
・フィルタを設けることもできる。これは、時間ベース
のフィルタによって近似することが可能であるが、時間
ベースのフィルタは車両速度が小さいときには正確に機
能しない。それよりもよいアプローチでは、フィルタの
入力を角度αとし、フィルタ出力を平均角度Ａとし、フ
ィルタの時定数をｋとし、走行距離をｘとし、車両速度
をｖとする。すると、その距離で動作する１次のローパ
ス・フィルタは、次のようになる。

【００３４】

【数１】

【００３５】入力角度をフィルタ出力と比較しててエラ
ー信号を発生することができる。このエラーに「時定
数」と車両速度とが乗算され、次に、（時間に関して）
積分される。このように、車両速度がゼロであるときに
は、フィルタ出力は変化しない。車両速度が大きいとに
は、フィルタ出力は素早く適応する。このフィルタは、
絶対ステアリング角度出力に適用することによって、絶
対ステアリング角度検出方式の中に組み入れることがで
きる。（適当な修正（安定）時間の後での）フィルタの
出力を用いて、絶対ステアリング角度が有するオフセッ
トをゼロから検出することができる。このオフセットは
不揮発性メモリに記憶され、車両の次の走行の際に用い
るためにフィルタ積分器の中に回復される。

【００３６】記憶されたオフセットは、過剰な値が用い
られることを防止するために限度が設定される。フィル
タ出力が所定の限界を超える場合には、サービス・ポイ
ントで検査がなされるまで絶対ステアリング角度検出方
式を使用不能にすることが望まれる。その他のＥＰＡ駆
動システムそれぞれが角度位置の出力を生じるように構
成された２つの感知手段が一連のギアによって相互に組
み合わされ、一方のセンサがハンドホイールと共に回転
し、他方のセンサがより高速で回転するような適切な場
合が他にも存在する。第１の特徴によるシステムは、そ
れぞれの場合に適するように修正することができる。こ
れ以外に考察すべき場合は次の通りである。

【００３７】ピニオン駆動：第１の感知手段は、ラック
アンドピニオン・ステアリング・ギアのピニオン・シャ
フトのドライバ側（駆動側）に位置する。モータは、後
に説明されるように減速ギアボックスを介してステアリ
ング・シャフトではなくピニオンを駆動するように構成
することができる。もちろん、当業者にとっては明らか
なように、これは、ステアリング・シャフトに「作動可
能に接続」されるという用語の意味範囲内に含まれる。

【００３８】ラック駆動：第１の感知手段は、ラックア
ンドピニオン・ステアリング・ギアのピニオン・シャフ
トのドライバ側（駆動側）に位置する。モータは、モー
タの回転運動を直線運動に変換する何らかのギア列を介
してラックを直接に駆動する（典型的には、これは、ラ
ック内に切られた親ネジを駆動するボール・ナットの再
循環である）。第２の感知手段は、このようにして、ピ
ニオンに噛合された（ギアで連動される（geared））ラ
ックに噛合（ギアで連動）することができる。モータと
ピニオンとの間のギア比率は次の通りである。 ｍｍ当たりのピニオン回転数／ｍｍ当たりのモータ回転
数デュアル・ピニオン駆動 ：これはラック駆動の特別な場
合であって、モータが第２のピニオンを介してラックを
駆動するように構成されている。ハンドホイールは第１
のピニオンに接続され、第１の感知手段は第１のピニオ
ンの入力シャフトに取り付けられる。モータは、減速ギ
アボックスを介して第２のピニオンを駆動する。従っ
て、モータとコラム角度センサとの間のギア比率は次の
通りである。 モータ減速比率×第２のピニオン比率／第１のピニオン
比率 整数でない比率である場合にはこれはより複雑な連なり
（chain）であるが、ラック位置検出方法を用いること
ができる。

【００３９】本願発明の第１の特徴による電動パワー・
ステアリング・システムは、ステアリング・シャフトに
対する角度位置信号を生じる。この絶対ステアリング角
度信号は、多くの使用法が考えられる。これらの使用法
の任意のものに対して、次のような保護が求められる。
すなわち、 １．パワード・センタリング（powered-centering：動
力による中心決め）機能を提供する：そこでは、電気モ
ータは、ステアリング・システムを直進位置に戻すトル
クをステアリング・シャフトに提供するように構成され
る。このシステムは、通常の補助トルク要求に追加され
るトルク要求であって、運転者がハンドホイールを離し
たときにロードホイールを直進位置に戻すように機能す
る「パワード・センタリング」を提供するトルク要求を
生じるように構成することができる。例えば、ステアリ
ング・システムが回転され車両が左へ操舵されると、ス
テアリングを右へ回転させるように作用するトルクが通
常の補助トルクに追加される。ステアリング・システム
が右へ操舵された場合、逆に、ステアリングを左へ回転
させるように作用するトルクが通常の補助トルクに追加
される。

【００４０】２．ソフトなステアリング・エンドストッ
プを可能にする：そこでは、ＥＰＡＳシステムは、ステ
アリング・システムがエンドストップに近いときには減
少される補助トルクを用いてモータを駆動するように構
成される。これによって、運転者が、ステアリング・シ
ステムを急にエンドストップまで回転させることが防止
され、それによって、ソフトなエンドストップがショッ
ク負荷とステアリングがエンドストップに衝突する際の
関連するノイズとを減少させることができる。明らか
に、これは、パワード・センタリング機能と組み合わせ
ることができる。トルクを、パワード・センタリング・
トルクと同じように追加することができる。

【００４１】３．車両ダイナミック制御システムによっ
て用いられる信号を提供する：この車両ダイナミック制
御システムは、異なるホイールにブレーキを作動させる
ことによって車両のヨー（yaw）を制御する補助をする
ものである。ＶＤＣシステムは、運転者によって絶対ス
テアリング角度及び車両速度から要求されるヨーを計算
する。車両の実際のヨーはヨー・センサによって測定さ
れ、測定値と予測値との差は、ブレーキ力の配分を制御
してヨー・エラーを補正するのに用いられる。絶対ステ
アリング角度は、ＶＤＣコントローラへの入力として用
いることができる。

【００４２】４．減衰制御システムによって用いられる
信号を提供する：この減衰制御システムでは、サスペン
ション・ダンパ・ユニットは車両がコーナーを曲がると
きには「硬化」する。絶対ステアリング角度信号は、運
転者がコーナーに進入しつつあり減衰率が車両がローリ
ングし始める前に増加する可能性があるという早期の警
告を与えるのに用いることができる。いったん車両が直
線状に走行すると、減衰率はソフトな乗り心地を与える
ように減少する。

【００４３】５．ステアリング角度制御システムによっ
て用いられる信号を提供する：このようなシステムは、
閉ループのフィードバック・コントローラを用いて、要
求されるステアリング角度と絶対ステアリング角度との
間の差に依存するＥＰＡＳ補助トルクを発生することが
できる。要求されるステアリング角度は、何らかの車両
誘導システムから生じうる。例えば、これは、レーン状
のマークを認識することによって道路の行き先を決定す
るカメラからの信号や、道路の方向を指示する何らかの
ロードサイド装置からの信号であり得る。

【００４４】少なくとも１つの構成では、本願発明は、
ステアリング角度を検出する別の方式と組み合わせるこ
とによって成功裏に実現することが可能であると考えら
れる。このシステムは、バッテリ故障からの回復などの
一般的な条件に応じて、一方又は他方のシステムの出力
に基づいて測定を行うように構成される。

【００４５】本願発明と共に用いることができると考え
られるある特定の別のシステムが、１９９９年１月１５
日に出願された先の英国出願第ＧＢ９９００７７４．７
号に記載されている。この先行する出願の開示内容はこ
の出願において全体を援用し、明確に区別できるよう
に、「モータ位置カウンタ」システムと称することにす
る。他方、本願発明の第１の特徴に関係するこの出願で
説明されるシステムは、「非整数ギア・センサ」システ
ムと称される。

【００４６】この先行する出願には、電動パワー・ステ
アリング・システムが開示されており、典型的には多数
のホール効果デバイスで構成されたモータ位置センサか
らの出力は、ステアリング・シャフト若しくはラックに
接続されたセンサ又はヨー・センサからのインデクス信
号と合成され、ホール効果センサの出力における変化を
カウントすることによってステアリング角度の正確な測
定値を生じる。インデクス・センサは、インデクス信号
を発生させ、インデクス信号が生じてカウントがずれて
いないことが確認されたときにはカウンタはリセットさ
れる。

【００４７】従って、別の特徴によると、本願発明は、
本願発明の第１の特徴による電動パワー・ステアリング
・システムを提供する。このシステムでは、第２の感知
手段は、回転子が回転するにつれて周期的な変化を受け
る回転子の角度位置を示す出力信号を生じるように構成
され、処理手段は、第２の感知手段の出力における変化
をカウントすることによってステアリング・シャフトの
角度位置を示す第２の角度位置信号を生じるように構成
され、このカウントは、第１の感知手段の出力がステア
リング・シャフトのインデクス位置に対応するときには
常にリセットされ、処理手段は第１及び第２の両方の角
度位置信号を合成して正式の（authoritative）角度位
置信号を生じるように構成されている。

【００４８】この特徴の発明は、従って、第１の特徴
（第１の位置信号を生じること）のすべての特徴をＧＢ
９９００７７４．７に記載された発明のすべての特徴と
を組み合わせて、これらのシステムの一方又は他方の出
力に基づいて正式の出力を提供する。

【００４９】処理手段は、通常は第２の角度位置信号を
用いて正式の出力を生じ、他方で、第１の角度位置信号
を用いて第２の位置信号を確認することによって、第１
及び第２の角度位置信号を合成することができる。

【００５０】２つの角度位置信号が異なる場合には、本
発明の第１の特徴によって生じた出力が正式の出力の基
礎として用いられ得る。これは、第１の感知手段がイン
デクス信号を生じカウントがリセットされるまで継続し
て用いられる。この時点では、カウントは正しいという
ことがわかっている。これにより、ステアリング・シャ
フトが回転してインデクスが生じるまでの動作周期の全
体にわたってカウントがそれ以外は正しくないときに、
システムが故障の後で正式出力を生じることが可能にな
る（すなわち、ステアリング・シャフト上の第１のセン
サの出力は、インデクス位置にある）。

【００５１】別の例では、第１の角度位置信号を用い
て、ステアリング・シャフトがインデクス位置を交差す
るのを待つことなくカウント信号をリセットすることが
できる。これは、第１の角度位置信号が信頼できると考
えられる場合に行うことができる。この状況はパワーア
ップの際に生じ、その時点でカウントは失われている可
能性があるが、本発明の第１の特徴が中間的な信頼でき
る出力を生じる。

【００５２】両方のシステムを組み合わせれば、より正
確で信頼性の高いシステムを提供でき、同時に、価値の
あるクロス・チェックも得られることがもちろん考えら
れる。これらのシステムは物理的なセンサを共有するか
ら、ハードウェアが最小化される。もちろん、一方の物
理センサは複数の出力、すなわち、増加出力と連続出力
とを生じることができる。

【００５３】両方のシステムは、物理センサを共有する
ように実現することが可能である。使用される際には、
一方のシステムの出力が他方のシステムの出力と比較し
て長所を有することがある。次のような方法が提案され
ている。

【００５４】パワー・ステアリング・システムが最初に
付勢されるパワーアップ時には、モータ位置カウンタ・
システムによって決定された出力が読み出される。これ
により、制御システム内で用いられる正式角度位置信号
が初期化される。コラム位置センサの出力は絶対位置を
測定するのであるが、より高い分解能を有しているため
に、この信号をインクリメンタル（徐々に増加するよう
に）に更新するために用いる。非整数ギア・センサ・シ
ステムによって生じる出力は、次に、クロス・チェック
として用いられステアリング・ホイールの回転を検出す
る。２つの信号の間に大きな差が存在する場合には、非
整数ギア・センサ・システムの出力を用いてモータ位置
カウンタ・システム出力をリセットする、及び／又は、
このシステムは、それ以降の走行の間、位置信号を用い
ることを停止する。

【００５５】別の状況では、バッテリ故障が生じモータ
位置カウンタ・システム出力が失われた（すなわち、信
頼できない）場合には、カウンタ信号は無効であり、パ
ワーアップには用いられない。この場合には、ステアリ
ング角度は、非整数ギア・センサ・システムが正しいス
テアリング・ホイールの回転を識別することができるま
で、入手できない。回転が識別されると直ちに、このシ
ステムは、ステアリングが直進位置にあるときにカウン
タをリセットすることによって、モータ位置カウンタ・
システムを用いることができるようになる。カウント・
システムに基づくこれまで述べてきた正常な動作は、再
開させることができ、非整数ギア連結方法は、クロス・
チェックのためのバックアップとして用いられる。

【００５６】次に、単なる例を用いることによって、本
願発明の複数の実施例を添付の図面を参照しながら説明
する。

【００５７】

【発明の実施の形態】本願発明によるいくつかの異なる
電動パワー・ステアリング・システムが以下で説明され
る。それぞれのシステムはいくつかの共通の特徴を有し
ているが、それらは添付の図面の図１において図解され
ている。

【００５８】システム１は、一端がハンドホイール３に
他端がラックアンドピニオン５を介して一対のロードホ
イール４に協働可能（co-operatively）に接続されたス
テアリング・シャフト２を備えている。ハンドホイール
３は、ステアリング・シャフトを回転させ、次にラック
を変位させ、結果的にはロードホイールをターン（すな
わち、方向を変え）させるように構成されている。エン
ドストップ（いわゆる「ロックからロックまでターンす
る」（turns for lock to lock））の間でハンドホイー
ルに許容される移動の量は、ロードホイールの形状寸法
（geometry：ジオメトリー）と、ホイールを支持するサ
スペンションの設計とによって決定されるが、いずれの
場合でも完全な１回転は超えており、２から４回転が典
型である。

【００５９】電気モータ６は比率ｐ¹／ｑを有する減速
ギアボックス７を介してステアリング・シャフトに接続
されており、従って、モータ回転子がｐ回回転する間
に、ステアリング・シャフトはｑ回の回転すなわち旋回
をする。制御回路（図示せず）が、ステアリング・シャ
フトに取り付けられたトルク・センサ８の出力に応答し
てモータ６に電流を提供する。トルク・センサ８は運転
者によって要求されるトルクを測定し、これからモータ
電流が計算され、要求に応じた多かれ少なかれの補助が
提供される。

【００６０】トルク・センサ８に加えて、角度位置セン
サ９がステアリング・シャフト２に設けられ、また、第
２の角度位置センサ１０がモータ回転子に設けられる。
各センサは出力信号を生じ、これらの信号は処理手段
（図示せず）に与えられて、ステアリング・シャフトの
位置をその回転範囲の全体（すなわち、ロックからロッ
クまで（for lock to lock））にわたって示す信号が生
じる。

【００６１】これらの角度位置センサは複数のタイプの
中の１つでかまわない。本願発明の理解を助けるため
に、複数の可能性のある様々なタイプの位置センサをま
ず説明するが、これらはすべてを網羅しているのではな
い。 角度位置センサのタイプ 絶対角度センサ このタイプのセンサは、例えば完全な１回転以内のシャ
フトの角度を表す信号を生じる。信号は直ちに使用可能
であって、記憶や初期化は不要である。このタイプのセ
ンサの例には、ポテンショメータ、レゾルバ、シンク
ロ、光学的絶対角度エンコーダなどがある。

【００６２】この説明では、角度位置センサの出力は、
図２に示されているように０及び１回転の間で変動する
測定値を与えるように処理される。 インデクス・パルス このタイプのセンサは、シャフトの各回転の間に１つの
パルスを生じる。このセンサは、１回転の僅かな部分
（図３を参照）すなわちアクティブ・アーク（active a
rc)において生じる磁界の変化を検出するホール効果セ
ンサである。このタイプの入力を用いる感知システムの
精度は、センサのアクティブ・アークが小さいというこ
とに依存している。このセンサは、このことが保証され
るように設計されるべきである。もちろん、図２に示さ
れているような絶対角度センサを、出力が所定のスレシ
ョルド値（しきい値）を超える角度をモニタすることに
よってインデクス・センサとして動作させることは可能
である。 ブラシレス・モータ角度位置センサ ＥＰＡＳシステムによっては、モータ・センサをモータ
巻線のスイッチングすなわち整流を制御するのに用いる
ブラシレス・モータが用いられる。図４は、３相のブラ
シレス永久モータ回転子の回路図を示している。この場
合には、３つの磁気センサ（例えば、ホール効果）が、
どの回転子磁石が近接しているのか又は回転子シャフト
に取り付けられた磁化されたディスクの角度を感知する
のに用いられる。

【００６３】これら３つの個々のセンサ信号は、（６つ
の回転子磁極を有する３相モータの場合には）モータ回
転の１２０度ごとに反復する信号を与えるように合成す
ることができる。これ以外の相及び／又は回転子磁極の
数を用いることもできる。注意すべき点は、測定される
モータ角度が（インデクシング（indexing）やカウント
が必要ないという点で）絶対的であることであるが、こ
れはモータの１回転の間で一意的ではない。従って、モ
ータ角度信号はインデクス・パルスでも「連続」信号で
もなく、モータの１回転の間に複数回生じる比較的少数
の離散的な角度測定値から構成されている。図６には、
個々のモータ角度信号が１／６から１まで１／６のステ
ップで変化する６つの状態を有する１つの合成信号に変
換される例が示されている。この図には、モータ角度信
号の離散性とより高い周波数とが示されている。

【００６４】トルク・センサと位置センサとを１つのセ
ンサに合成することも考えられる。実際、この１つのセ
ンサから１つの多目的な出力信号を生じさせて、その信
号からトルク値と角度位置の値とを抽出することができ
る。

【００６５】以下で例として説明されるすべてのシステ
ムはギアボックスの非整数比率に依存しており、２つの
センサの出力の間で「ビート」周波数を生じる。これか
ら、ステアリング・シャフトの角度位置の測定値を、そ
れ自身の１つのセンサを用いて達成できるよりも広い範
囲にわたって検出することができる。これらは、用いら
れるセンサと角度位置を計算するのに用いられるプロセ
スとの選択において原理的に異なっている。 方法１：モータ・シャフト上の絶対角度センサ及びコラ
ム・シャフト上のインデクス この場合には、コラム上の角度位置センサが、その回転
におけるある特定の地点においてステアリング・コラム
の角度を測定する。すなわち、コラム角度がある小さな
角度範囲内にあるときにインデクス信号が発生される。
角度位置センサは理想的にはＥＰＡＳギアボックスに近
い位置に配置され、それによって、測定値がどのような
コンプライアンス（例えば、トルク・センサにおける）
によっても影響を受けないようになっている。第２の角
度位置センサは、完全な１回転にわたるモータの絶対角
度を測定する。

【００６６】モータは、整数でない比率を有する減速ギ
アボックスを介してギアでコラムに噛合されている。す
なわち、モータは、コラムの各回転に対して、ｐ／ｑ回
転する。ただしここでｐ及びｑは次の条件を満足する整
数である。 ｑ＞１ かつ ｐ＞ｑ （すなわち、モータはコラムよりも高速で回転
する） かつ ｇｃｄ（ｐ，ｑ）＝１ （ｇｃｄとは最大公約数であ
る） 例えば、３４：１０というギア比率に対しては、ｐ＝１
７及びｑ＝５とすると、１７／５＝３４／１０となり、
すべての条件が満足される。これらの条件が満足される
場合には、本願発明によるシステムを用いてコラムの回
転数を測定することが可能である。これは、２つの角度
測定値の間の非整数関係を用いて達成される。

【００６７】説明のために、コラム・センサがインデク
ス・パルスを検出する角度にコラム・シャフトがあり、
モータはモータ角度センサが「ゼロ」の読み出しを与え
るように回転的に位置決めされていると仮定する。コラ
ムが完全な１回転分回転されると、コラム・センサは再
びインデクスを検出するがモータはｐ／ｑ回転すること
になる。モータの角度測定値はモータ回転のすべてを集
積（accumulate）することはできないが、（ｐ−ｎｑ）
／ｑによって与えられる１回転の一部を示す。ただしこ
こで、ｎは、０≦（ｐ−ｎｑ）／ｑ＜１であるような整
数である。すなわち、モータ角度測定値はセンサ出力の
範囲内にある。

【００６８】コラムがｒ回転すると、モータは、（ｒ
ｐ）／ｑ回転しており、モータ角度センサの出力は、
（ｒｐ―ｎｑ）／ｑである。ただし、ｎは、０≦（ｒｐ
−ｎｑ）／ｑ＜１であるような（異なる）整数である。

【００６９】ｒ＝ｑであるときには、ｎ＝ｐであって、
モータ角度測定値はゼロとなる。従って、ｑ回転の後で
は、モータ及びコラム出力センサの出力はそれらが最初
に有していたのと同じ関係を有することになる。これ以
降の回転では、このパターンが反復する。

【００７０】このように、コラムがそのインデクス・ポ
イントを通過するときのモータ角度は、コラムが完全な
回転をするにつれて変動する。これは、例を用いて説明
することができる。ｐ＝１７及びｑ＝５としたときの各
コラム回転に対する値が表１に与えられている。

【００７１】

【表１】

【００７２】表１：ｐ＝１７及びｑ＝５の場合の例 表１は、モータ角度測定値を用いると−２回転から＋２
回転までのコラムの回転を一意的に識別することがで
き、このパターンは５回転の後で反復することを示して
いる。従って、ステアリング・コラムの絶対角度位置
は、多数の回転の間に識別することができ、こうして、
絶対ステアリング角度を得ることができる。

【００７３】図７には、コラム・インデクス・パルスを
モータ角度センサからの情報と共に用い、コラム・イン
デクス・センサとモータ絶対角度センサとからの測定値
を合成することによって回転数信号を発生する方式が示
されている。これらのブロックの動作について以下で説
明する： サンプル・ホールド：コラム・インデクス・パルスが存
在するときには常にモータ角度をキャプチャ（捕捉）す
る。

【００７４】ゲイン：サンプリングされたモータ角度に
ｑを乗算する。

【００７５】丸め（round）：入力を最も近い整数（who
le number）に丸める。

【００７６】オフセット・ルックアップ：表１のような
表を用いて、サンプリングされたモータ角度に対する中
心からコラム回転数を探す。ルックアップ・テーブルへ
の入力は表１の第５行であり、ルックアップ・テーブル
の出力は表１の第１行である。コラム及びモータ角度が
ゼロにおいて同期がとれていない場合には、ルックアッ
プ・テーブルはそれを考慮しなくてはならない。すなわ
ち、モータ角度にオフセットを加えなければならない。

【００７７】図８には改善が示されており、図７のシス
テムが、図１８に示されている集積角度位置ブロック及
び図１９に示されている計算マルチターン（複数回転、
multi-turn）信号ブロックと組み合わされてステア角度
信号を発生している。モータ角度測定値が集積され、次
に、ギアボックス比率（ｑ／ｐ）によってスケーリング
がなされて、それをコラム回転の単位に変換している。
回転数は、図７に示されている方式によって計算され、
これらのブロックの出力は、計算マルチターン信号ブロ
ックに与えられる。

【００７８】次に、集積角度位置ブロックが、図１８に
示されているように実現されうる。２つのトリガが提供
され、その第１のトリガは絶対位置センサからの出力の
立下りエッジでトリガし、第２のトリガは立上りエッジ
でトリガする。最初のトリガがトリガすると、カウント
アップ信号が発生され、それによって、回転カウンタに
記憶されている値がインクリメントされる。同様に、第
２のトリガがトリガすると、カウントダウン信号が発生
され、回転カウンタにおける値がデクリメントされる。
このように、回転カウンタ値は、その任意のゼロ位置か
らの絶対位置センサ出力の完全なサイクル数に対応す
る。

【００７９】計算マルチターン信号ブロックは、図１９
に示されるように実現することができる。シャフトの回
転数を示す信号（図１８のステップから導かれるよう
な）は、集積角度信号と合成される。回転数はシャフト
のある特定の角度においてだけ有効であるから、「有効
回転測定値フラグ」が提供され、いつ回転数信号が有効
であるかを指示し、集積された角度値を訂正するのに必
要なすべてのオフセットを記憶するのに用いられるサン
プル・ホールド・ブロックをトリガする。最初の有効回
転数が受け取られたときには、ラッチを用いて、「絶対
角度有効」フラグが発生される。

【００８０】センサにおけるノイズ、製造上の公差、ギ
アボックスのバックラッシュ、コンプライアンス、オフ
セットなどを減少させる手段についてはこれまで説明さ
れていない。これらは、明瞭にするために割愛されてい
るが、ノイズやタイミングの問題を緩和するためには、
どのような実際上のインプリメンテーションでもなされ
なければならない（例えば、サンプリングの前にルック
アップ・オフセットを安定化させるものなど）。

【００８１】出力信号の処理は、電子的なハードウェア
若しくはマイクロプロセッサ上で動作するソフトウェア
・プログラムのどちらか、又は、これら２つの組合せに
よって実現することができる。方式がソフトウェアにお
いて実現される場合には、ソフトウェアのサンプリング
・レートは信号のエイリアシングを回避するように選択
すべきであり、コラム・インデクス・パルスへの迅速な
応答がなされなければならない。

【００８２】絶対ステアリング角度は、コラム・インデ
クス・パルスがコラムの運動によって発生されるまでは
有効でない。インデクシングのなされた増加センサが用
いられている場合には、絶対ステアリング角度測定値
は、コラム及びモータ・センサの両方のインデクシング
がなされるまで有効ではない。

【００８３】ステアリング角度測定値の分解能は、モー
タ・センサの分解能に依存する。すなわち、センサがモ
ータ・シャフトにおける１度を区別できる場合には、ｑ
／ｐ度のコラム運動が区別可能である。精度は、モータ
角度センサの精度とコラム・インデクス・パルスの弧
（アーク）の幅とに依存する。すなわち、コラム・イン
デクス・パルスの幅が５度である場合には、モータ・セ
ンサが５ｐ／ｑ度よりも正確であるならば、５度以内ま
でステアリング角度測定値を決定することができる。モ
ータ角度センサは、各コラム回転におけるモータ角度の
差を区別できる程度の分解能及び精度を有していなけれ
ばならない。すなわち、モータ角度センサは、±ｑ／２
を上回る精度までｑ個の異なる角度を区別できなければ
ならない。

【００８４】従って、この例では、ただ５つの異なる角
度の分解能を備えたモータ角度センサであれば、ステア
リング角度信号を提供することができる。このような粗
い分解能を用いることの短所は、コラム角度が、１回転
の間で８５の異なる角度までしか区別されないというこ
とである。 方法２：コラム・シャフト上の絶対角度センサ及びモー
タ・シャフト上のインデクス この場合には、コラム上の角度位置センサが、各回転の
間のステアリング・コラムの角度を測定する。第２の角
度位置センサは、その回転におけるある特定の地点にお
けるモータの角度を測定する。すなわち、インデクス・
パルスはモータがあるデータを通過するときに発生され
る。

【００８５】上の場合と同様に、モータは、ｐ／ｑとい
う整数でない比率を有する減速ギアボックスを介してギ
アでコラムに連動されている。ただし、ｐ及びｑは次の
条件を満足する整数である。 ｑ＞１ かつ ｐ＞ｑ かつ ｇｃｄ（ｐ，ｑ）＝１ このシステムは、コラムが直進（straight-ahead）回転
にあるときにコラム角度測定の読みとり値が「ゼロ」で
ありモータ・インデクス・パルスがアクティブであるよ
うに位置決めされていると仮定する。実際には、コラム
・ゼロ位置とモータ・インデクス・パルスとを正確に整
合（align）させることは困難であるので、この条件か
らのオフセットが提供されなければならない。コラムと
モータとが回転するにつれて、モータ・センサはモータ
・シャフトのどの回転においてもインデクス・パルスを
発生する。インデクス・パルスが生じると、コラム角度
はｍｑ／ｐとなる。ただし、ｍは、モータのそれまでの
完全な回転数である（従って、ｍは未知の整数）。コラ
ム角度測定値は、ｃ＝ｍｑ／ｐ−ｒで与えられる。ここ
で、ｃは回転の際のコラム・センサ出力であり、ｒはコ
ラムのそれまでの完全な回転数である。コラム・センサ
出力は、０及び１回転の間にあるように制約される。す
なわち、０≦ｃ≦１である。

【００８６】よって、各モータ・インデクス・パルスに
おけるｃの値は、共に未知の整数であるモータ回転数
（ｍ）とコラム回転数（ｒ）とによって決定される。わ
たしたちは、ステア角度を決定できるようなｒの値を見
つけることを望んでいる。ｒの値は、ｑ／ｐの整数をｃ
から減算した後の剰余から見つけることができる。ｄを
剰余とし、ｓを整数とする。すると、 ｄ＝ｃ−ｓｑ／ｐ である。ただし、ｄは、０≦ｄ＜ｑ／ｐであるような範
囲に制約されている。個の式でのｃに先の値を代入する
と次のようになる。 ｄ＝ｃ−ｓｑ／ｐ ＝ｍｑ／ｐ−ｒ−ｓｑ／ｐ ＝（ｍ−ｓ）ｑ／ｐ−ｒ よって、整数ｓが未知の整数ｍとｒの一部とを消去し、
ｄが１／ｑのステップにおいて０から（ｑ−１）／ｑの
値をとることが可能となる。従って、ｄは、ｑ個の異な
る一意的な値の１つを有することができる。ｑ及びｐの
異なる値からなるそれぞれの特定の組をチェックして、
剰余ｄと回転数ｒとの間に１対１の関係が存在すること
を確認しなければならない。これを次に例を用いて説明
する。

【００８７】ｐ＝１７、ｑ＝５とする。図２０は、モー
タが回転するにつれて生じる値を示す表である。

【００８８】図２０の表は、ステアリング・シャフト角
度とモータ・インデクス・パルスとの組合せを用いる
と、ｐ×ｄに対するｒを探すことによって−２から＋２
までのステアリング・シャフト回転を一意的に識別する
ことができることを示している。識別された回転数は、
測定されたステアリング・シャフト角度に加えることが
でき、それによって、ステアリング角度位置を決定する
ことができる。

【００８９】図９は、モータ・インデクス・パルスをス
テアリング・シャフト角度センサからの情報と共に用い
て絶対ステアリング角度信号を発生する方式を示してい
る。ステアリング・シャフト角度センサは、０から１を
変動する正規化された角度測定値を生じるものと仮定す
る。これらのブロックの動作を次に説明する。

【００９０】サンプル・ホールド：モータ・インデクス
・パルスが存在するときには常にステアリング・シャフ
ト角度をキャプチャ（捕捉）する。

【００９１】ゲイン：キャプチャされたステアリング・
シャフト角度にｐを乗算する。

【００９２】丸めブロック：最も近い整数に入力を丸め
て、ルックアップ・テーブルへのインデクスを計算す
る。

【００９３】回転ルックアップ：ステアリング・シャフ
トの回転を表から探す。例えば、図２の表には、ステア
リング・シャフト角度全体と、モータ・インデクスが有
効であるときにステアリング・シャフト・センサによっ
て測定される角度との間の関係が示されている。ルック
アップ・テーブルは、図２０の表の第２行及び第４行か
ら構築することができる。表３には、ｐ＝１７及びｑ＝
５の例に対するルックアップ・テーブルの例が示されて
いる。これは表２の第４行及び第２行である。ルックア
ップ・インデクスは、０とｐとの間で変動することがで
きる整数である。ルックアップ・テーブルの出力は、表
３の最後の行にｑ／ｐを乗算したものである（例えば、
入力が３であれば、出力は４×５／１７＝２０／１７で
ある）。１１及び１６の入力に対しては２つの可能性の
ある出力が示されていることに注意すべきである。出力
が周囲を囲む（wraps around）ような値が存在する。シ
ステムを補正するときには、正又は負の出力のどちらか
が選択されなければならない。値の選択は、モータ及び
ステアリング・シャフト角度センサの間で用いられるオ
フセットに依存する。負の値が選択される場合には、ル
ックアップ・テーブルは、−４０／１７から４０／１７
回転の間の数を出力する。すなわち、±２．３５３回転
である。ステアリング・シャフトがこの範囲の外に移動
する場合には、出力は正しくない値に「包囲（wrap）」
する。

【００９４】シャフト及びモータ角度がゼロにおいて同
期がとれていない場合には、表はそのことを考慮しなけ
ればならず、又は、適切なオフセットをステアリング・
シャフト角度信号に加えなければならない。

【００９５】

【表３】

【００９６】表３：ｐ＝１７及びｑ＝５用のルックアッ
プ・テーブルの例 図１０は、図９の方式がどのように集積角度位置ブロッ
ク及び計算マルチターン信号（シグナル）ブロックと組
み合わされてステア角度信号を発生するかを示してい
る。コラム角度測定値が集積される。回転基準値（revo
lution reference）は図９の方式によって計算され、こ
れらのブロックの出力はマルチターン・ブロックに与え
られる。

【００９７】絶対ステアリング角度は、モータ・インデ
クス・パルスが発生されるまでは有効でない。インデク
シングのなされた増加センサが用いられている場合に
は、絶対ステアリング角度測定値は、コラム及びモータ
・センサの両方のインデクシングがなされるまで有効で
はない。この方式からのいくつかの結果が図１１に示さ
れている。示されている方式では、回転数はインデクス
・パルスごとに更新される。方式全体は、反復された更
新を用いてエラー及び不整合（inconsistencies）をチ
ェックし、測定システムの堅牢性（robustness）を確認
する。

【００９８】ステアリング角度測定値の分解能は、コラ
ム・センサの分解能に依存する。精度はモータ・インデ
クス・パルスの弧の幅に依存する。すなわち、モータ・
インデクス・パルスの幅が５度である場合には、５ｑ／
ｐ度以内までステアリング角度測定値を決定することが
できる。コラム・センサは、各モータ回転における角度
の差を区別できる程度の分解能及び精度を有していなけ
ればならない。従って、コラム・センサは、±ｐ／２を
上回る精度までｐ個の異なる角度を区別できなければな
らない。 方法３：１回転当たりのモータ・インデクシング＞１ 上述した場合は、モータの１回転当たり複数のパルスを
発生するセンサも含むように拡張することができる。１
回転の途中（part-way）までに発生するパルスをその回
転の開始時におけるパルスと区別することができず、１
回転当たりｋ個の均等に離間したパルスが生じると仮定
する。すると、コラム１回転当たりでｋｑ／ｐ個のモー
タ・パルスが存在することになる。ｋ、ｐ及びｑの値に
よっては、ｐの代わりにｋ×ｐを用いることによって、
すでに述べたのと同じアプローチを用いることが可能で
ある。 方法４：連続的なコラム及びモータ角度センサの測定値 コラム及びモータのすべての角度において出力を生じる
２つのセンサを用いる別のシステムを構築することが可
能である。これらのセンサは、絶対角度を測定すること
ができ、又は、角度をインクリメンタルに測定しインデ
クス・マークを通過するパルスの数をカウントすること
ができる。コラム及びモータの両方において角度位置セ
ンサを用いると、コラムの回転を識別するためにステア
リングがインデクス・パルスを通過して回転されるのを
待機することは必要なく（ただし、インクリメンタルな
センサが用いられず、各センサにおける最初のインデク
ス・パルスを待機する必要がある場合）、より頻繁な間
隔で回転を計算することができ、ノイズ及び公差外（ou
t-of-tolerance）成分に対しよりよい免疫性を与える。

【００９９】モータは、すでに述べたように、ｐ及びｑ
を整数として、ｐ／ｑという整数でない比率によって減
速ギアボックスを介してコラムにギアで連動されてい
る。

【０１００】実際のコラム角度を ｃ＋ｒ とする。ただし、ｃは１回転内の角度であり（すなわ
ち、０≦ｃ＜１）、ｒはある基準角度からの整数回の完
全な回転である。コラム・センサが角度ｃを測定する。
モータは、ギアボックスを介してコラムと共に回転す
る。ギアボックスにおいてバックラッシュやコンプライ
アンスが存在しない場合には、モータ角度は次の式によ
って与えられる。 （ｃ＋ｒ）ｐ／ｑ モータ・センサは、１回転内のモータ・シャフトの角度
位置を測定し、それによって、センサ出力は ｍ＝（ｃ＋ｒ）ｐ／ｑ−ｗ として表すことができる。ただし、ｗは回転の総数であ
る整数であり、０≦ｍ＜１である。コラム及びモータ・
シャフト角度の２つの測定を処理すると回転数を得るこ
とができる。これを行う１つの方法としては、ステアリ
ング・システムが「ゼロ」回転であると仮定して、測定
されたコラム角度からモータ角度の「予測値」を計算す
ることである（予測値は、コラムとモータとがステアリ
ング回転がゼロであるときに整列されているときにだけ
正しく、すなわち、予測値の誤差を用いて回転数を導く
ことができる） 予測値は、ギアボックス比率を用いて計算される。すな
わち、 予測値＝ｃｐ／ｑ である。測定されたモータ角度と予測されたモータ角度
との差は次の通りである。 ｄ＝ｍ−予測値 ＝（ｃ＋ｒ）ｐ／ｑ−ｗ−ｃｐ／ｑ ＝ｒｐ／ｑ−ｗ ｒ、ｗ、ｐ及びｑは整数であるから、ｄの剰余をとるこ
とによって、１／ｑのステップにおいて０から（ｑ−
１）／ｑまでの値をとる数値が得られる。

【０１０１】これを見る別の方法として、合同算術（mo
dular arithmetic：モジュール算数）を用いるものがあ
る。例えば、ｍｏｄ１の計算を用いると次の結果が得ら
れる。 ｘ ｘ（ｍｏｄ１） １．０ → ０．０ １．２ → ０．２ ３．４５６→ ０．４５６ −１．２ → ０．２ 完全な回転数：ｒ、ただし、ｒは整数である。 実際のコラム角度：Ｃ＝ｃ＋ｒ、ただし、０＜ｃ＜１ コラム・センサは次の角度を測定する：ｃ＝Ｃ（ｍｏｄ
１） モータ角度：Ｍ＝（ｃ＋ｒ）ｐ／ｑ モータ・センサは次を測定する：ｍ＝Ｍ（ｍｏｄ１） モータ角度の予測値：予測値＝ｃｐ／ｑ 差：ｄ＝ｍ−予測値＝｛（ｃ＋ｒ）ｐ／ｑ｝（ｍｏｄ
１）−ｃｐ／ｑ 差の剰余：ｄ（ｍｏｄ１）＝[｛（ｃ＋ｒ）ｐ／ｑ｝（ｍｏｄ１）−ｃｐ／ｑ]（ ｍｏｄ１） ＝｛ｃｐ／ｑ｝（ｍｏｄ１）＋｛ｒｐ／ｑ｝（ｍｏｄ１）−｛ｃｐ／ｑ｝（ｍ ｏｄ１） ＝｛ｒｐ／ｑ｝（ｍｏｄ１） ＝（１／ｑ）｛ｒｐ｝（ｍｏｄｑ） よって、次の式が得られる。 Ｌ＝ｑｄ（ｍｏｄ１）＝｛ｒｐ｝（ｍｏｄｑ） 従って、回転数はＬから計算することができる。明らか
に、（ｍｏｄｑ）の計算によると、Ｌはｑ個の異なる値
しかとることができず、従って、ｒについてはｑ個の異
なる値が認識されうる。

【０１０２】図１２には、ギアボックスのバックラッシ
ュやコンプライアンスのない理想的な成分を用いた例か
らの結果が示されている。ｐ＝１７及びｑ＝５の値が用
いられている。最上位のプロットは、横軸にとった実際
のコラム角度に対する測定されたコラム角度を示してい
る。２番目のプロットは、測定されたモータ角度（実
線）と測定された角度コラムにｐ／ｑを乗算することに
よって得られた予測されたモータ角度とを示している。
３番目のプロットは、２番目のプロット（破線）におけ
る２つの信号と差の（ｍｏｄ１の）剰余にｑを乗算した
もの（すなわち、Ｌ）との差を示している。剰余が常に
１／ｑの整数倍であることがわかる。Ｌと完全なコラム
の回転ストールとの間の関係は明瞭である。差は、異な
るｑ個の値をとりうる。この場合には、５つのレベルが
存在し、直進位置のいずれの側への２回転でも一意的に
識別することが可能である。モータ及びコラム角度の測
定値はゼロにおいて整合されているものと仮定されてい
る。そうでない場合には、オフセットを考慮すべきであ
る。

【０１０３】図１３には、上述した処理を実現する方式
のブロック図が示されている。このブロック図への入力
は、コラム角度測定値及びモータ角度測定値である。こ
れらの量は共に、上述した絶対角度型のセンサを用いて
得られる。次にブロックの動作について説明する。

【０１０４】ゲイン：コラム角度にｐ／ｑを乗算し、
「予測される」モータ角度を与える。

【０１０５】差の計算：加算ブロックは、測定されたモ
ータ角度と予測されたモータ角度との差ｄを計算するの
に用いられる。モータ及びコラム・センサの不整合を補
償するために、この差にオフセットを導入することがで
きる。

【０１０６】モジュラ１：すでに述べたように、差ｄの
剰余を計算する。

【０１０７】ゲイン：差の剰余にｑを乗算してＬを与え
る。

【０１０８】丸め（round）：Ｌを最も近い整数に丸め
る。この整数は、ルックアップ・テーブルのためのイン
デクスとして用いられる。理想的な状況では、差の一部
がちょうど１／ｑの整数因数となる。この丸め演算は、
測定及び計算を歪ませてしまう可能性がある理想的でな
い効果を補償するのに必要である。この丸め演算によっ
て、小さな誤差に対するよい免疫が得られる。正確な免
疫は、ｐ及びｑの与えられた組に対して計算され、選択
されたセンサによって達成可能なパフォーマンスとの関
係で評価されなければならない。

【０１０９】ルックアップ・テーブル：インデクスを用
いて回転数を探す。ルックアップ・テーブルの内容は、
ｐ及びｑの値に依存する。ルックアップ・テーブルは、
この場合には、各コラム回転に対する入力及び中間変数
の値を考慮することによって、計算することができる。
表４は、ｐ＝１７及びｑ＝５に対する例を与えている。
表４の最初の行は、コラムの回転数である。表４の最後
の行は、ルックアップ・インデクスである。関心対象で
あるコラム回転数は、表４の影の付けられていない領域
に与えられていると仮定する。ルックアップ・テーブル
は、表４の最後の行に与えられているインデクスに対し
て表４の最初の行を出力しなければならない。

【０１１０】

【表４】

【０１１１】表４：ｐ＝１７及びｑ＝５の場合の例 和：回転数をコラム角度測定値に加算してステアリング
角度を与える。

【０１１２】この方式は、要求される基本的な要素を示
している。オフセット、ギアボックスのバックラッシ
ュ、初期化、エラー検出及び用いられるセンサに関連す
る任意の問題点を補償するために、追加的な成分を含ま
せることが可能である。これらの成分は、この技術分野
の当業者であれば本出願における教示内容から設計する
ことができる。 方法５：一意的でないモータ角度 上述の方式は、ブラシレス・モータ構成と共に機能する
ように適応させることが可能である。信号の周波数がよ
り高く、モータ・シャフトの完全な機械的回転内の一意
的なモータ角度を表さないという点で明らかな差が存在
する。この差は、モータとコラムとの間の比率ではなく
モータ・センサとコラム・センサとの間の比率を考慮す
ることによって、調整することができる。従って、セン
サ信号が１コラム回転当たりｎ回反復する場合には、モ
ータ・センサとコラム・センサとの間の比率は、 ｎｐ／ｑ である。ただし、ｐ及びｑは従前の通りである。コラム
回転を測定することができるためには、 ｎｐ＞ｑ かつ ｇｃｄ（ｎｐ，ｑ）＝１ でなければならない。これらの条件が満足されていれ
ば、モータ・センサの非一意性（non-unique nature）
を許容することができる。用いられる計算は、ｎの因数
を組み入れるように修正しなければならない。合同算術
（モジュール算数）を用いると、次のようになる。 実際のコラム角度：Ｃ＝ｃ＋ｒ ただし、０＜ｃ＜１であり、ｒは整数である。 コラム・センサは次の角度を測定する：ｃ＝Ｃ（ｍｏｄ
１） モータ角度：Ｍ＝（ｃ＋ｒ）ｎｐ／ｑ モータ・センサは次を測定する：ｍ＝Ｍ（ｍｏｄ１） モータ角度の予測値：予測値＝ｃｎｐ／ｑ＝（ｎｐ／
ｑ）Ｃ（ｍｏｄ１） 差：ｄ＝ｍ−予測値＝｛（ｃ＋ｒ）ｎｐ／ｑ｝（ｍｏｄ
１）−ｃｎｐ／ｑ 差の剰余： ｄ（ｍｏｄ１）＝[｛（ｃ＋ｒ）ｎｐ／ｑ｝（ｍｏｄ１）−ｃｎｐ／ｑ]（ｍｏｄ １） ＝｛ｃｎｐ／ｑ｝（ｍｏｄ１）＋｛ｒｎｐ／ｑ｝（ｍｏｄ１）− ｛ｃｎｐ／ｑ｝（ｍｏｄ１） ＝｛ｒｎｐ／ｑ｝（ｍｏｄ１） ＝（１／ｑ）｛ｒｎｐ｝（ｍｏｄｑ） よって、次の式が得られる。 Ｌ＝ｑｄ（ｍｏｄ１）＝｛ｒｎｐ｝（ｍｏｄｑ） 従って、回転数は、Ｌから、完全なモータ回転センサを
用いているものとして計算することができる。

【０１１３】更なる問題点は、ブラシレス・モータ・セ
ンサが大きな量子化誤差を伴う粗い分解能を有している
ということである。上述の例では、センサは、モータ１
回転当たり３回反復する１サイクルの間に、６つの異な
る角度に分けられる。よって、この場合には、ｎ＝３で
ある。分解能の粗さは、いくつもの方法で対処すること
が可能である。本質的なのは、モータ角度センサの測定
値は、ある状態から別の状態への変化に近い点でのみ正
確であるということである。これは、以下のようにして
達成することができる。

【０１１４】ａ．モータ角度センサ状態の変化時におい
ては、その変化を明確に認識することによって計算を実
行する。２つのモータ角度状態の間の変化によって、セ
ンサ状態自体よりも高い分解能を有する角度測定が得ら
れる。

【０１１５】ｂ．モータ速度と最後のモータ角度センサ
の変化からの時間とを知ることによって、モータ角度測
定値を改善する。

【０１１６】ｃ．フィルタを用いて、コラム角度センサ
の測定値との相関の悪いモータ角度センサの結果を排除
する。

【０１１７】ｄ．以上の方法を組み合わせる。

【０１１８】これらのセンサと共に機能するように適応
されたシステムが、図１４及び図１５に示されている。
このシステムは、コラム角度測定値との相関の良いモー
タ角度センサ測定値だけを受け入れる単純なフィルタを
用いている。Ｌと丸め（Ｌ）との差は「誤差」信号とし
て用いられる。この差が小さいときには、モータ角度セ
ンサ出力は「理想的な」センサ測定値に近く、結果とし
て得られる回転数の結果が用いられる。差が大きいとき
には、計算された回転数は廃棄される。次の分析は、こ
れを説明しようとするものである。

【０１１９】誤差ｅがモータ角度測定値に存在している
と仮定する。ブラシレス・モータ・センサの場合には、
この誤差は量子化誤差である。よって、既に述べた分析
は以下のように修正することができる。 モータ・センサは次を測定する：ｍ＝（Ｍ＋ｅ）（ｍｏ
ｄ１） センサの予測値との差は： ｄ＝ｍ−予測値＝｛（ｃ＋ｒ）ｎｐ／ｑ＋ｅ｝（ｍｏｄ
１）−ｃｎｐ／ｑ 差の剰余： ｄ（ｍｏｄ１）＝[｛（ｃ＋ｒ）ｎｐ／ｑ＋ｅ｝（ｍｏｄ１）−ｃｎｐ／ｑ]（ｍ ｏｄ１） ＝｛ｃｎｐ／ｑ｝（ｍｏｄ１）＋｛ｒｎｐ／ｑ｝（ｍｏｄ１）− ｛ｃｎｐ／ｑ｝（ｍｏｄ１）＋ｅ（ｍｏｄ１） ＝｛ｒｎｐ／ｑ｝（ｍｏｄ１）＋ｅ（ｍｏｄ１） よって、次の式が得られる。 Ｌ＝ｑｄ（ｍｏｄ１）＝ｑ｛ｒｎｐ／ｑ＋ｅ｝（ｍｏｄ
１） 回転数は、Ｌをインデクスとして用いるルックアップ・
テーブルから計算される。Ｌの整数値は、丸め（・）関
数を用いることによって得られる。誤差ｅが存在すると
きには、丸め（Ｌ）の値は、ｅの範囲によって次のよう
になる： 丸め（Ｌ）＝ｑ｛ｒｎｐ／ｑ｝ −０．５＜ｅ≦０．５の場合 ＝ｑ｛ｒｎｐ／ｑ＋１｝ ０．５＜ｅ≦１．５の場合 ＝ｑ｛ｒｎｐ／ｑ＋２｝ １．５＜ｅ≦２．５の場合 などである。

【０１２０】β＝Ｌ−丸め（Ｌ）とする。回転数の評価
は、｜β｜＜ｔ（ただし、ｔは正のスレショルド（しき
い値）であり、ｔ＜０．５）のときにだけ有効であると
仮定する。すると、丸め（Ｌ）の値は次のようになる： 丸め（Ｌ）＝ｑ｛ｒｎｐ／ｑ｝ −ｔ＜ｅ≦ｔの場合 有効でない ｔ＜ｅ≦（１−ｔ）の場合 ＝ｑ｛ｒｎｐ／ｑ＋１｝ （１−ｔ）＜ｅ≦（１＋ｔ）の場合 有効でない （１＋ｔ）＜ｅ≦（２−ｔ）の場合 ＝ｑ｛ｒｎｐ／ｑ＋２｝ （２−ｔ）＜ｅ≦（２＋ｔ）の場合 などである。

【０１２１】従って、ｔが０．５未満であるときには、
このフィルタは、誤差を含む回転数が発生するのを許容
するのに必要な誤差の大きさを｜ｅ｜＞０．５から｜ｅ
｜＞（１−ｔ）まで増加させる。短所は、有効な回転評
価の数が減少することである。

【０１２２】図１４には、回転数がどのようにしてモー
タ及びコラム角度測定値から計算されるかを示してい
る。このシステムは「方法４」に類似しているが、上述
したフィルタとブラシレス・モータ角度センサのための
ファクタとを組み入れている。主なブロックは次の通り
である： ゲイン：コラム角度にｎｐ／ｑを乗算し、「予測され
る」モータ角度を与える。この予測値は１モータ・シャ
フト回転当たりの反復数ｎを含むことに注意すべきであ
る。

【０１２３】差の計算：加算ブロックは、測定されたモ
ータ角度と予測されたモータ角度との差ｄを計算するの
に用いられる。モータ及びコラム・センサの不整合を補
償するために、この差にオフセットを導入することがで
きる。平均の量子化誤差を消去するために別のオフセッ
トが要求される場合もある。図６に示されている場合に
は、量子化誤差のためのオフセットはモータ・センサ・
サイクルの１／１２である。

【０１２４】モジュラ１：差ｄの剰余を計算する。

【０１２５】ゲイン：差の剰余にｑを乗算する。

【０１２６】丸め：差のスケーリングされた剰余を最も
近い整数に丸める。この整数は、ルックアップ・テーブ
ルのためのインデクスとして用いられる。

【０１２７】ルックアップ・テーブル：インデクスを用
いて回転数を探す。ルックアップ・テーブルの内容は、
ｎ、ｐ及びｑの値に依存する。ルックアップ・テーブル
は、この場合には、各コラム回転に対する入力及び中間
変数の値を考慮することによって、計算することができ
る。表５は、ｎ＝３、ｐ＝１７及びｑ＝５に対する例を
与えている。表５の最初の行は、コラムの回転数であ
る。表５の最後の行は、ルックアップ・インデクスであ
る。関心対象であるコラム回転数は、表５の影の付けら
れていない領域に与えられていると仮定する。ルックア
ップ・テーブルは、表５の最後の行に与えられているイ
ンデクスに対して表５の最初の行を出力しなければなら
ない。

【０１２８】

【表５】

【０１２９】表５：ｐ＝１７及びｑ＝５の場合の例 和：「誤差」項であるβを計算する。

【０１３０】ウィンドウ・コンパレータ：｜β｜＜ｔで
ある時に「有効な」信号を生じる。

【０１３１】図１５は、回転数計算ブロック（すなわ
ち、図１４）がどのように集積角度位置ブロックと計算
マルチターン信号ブロックとすでに述べたように組み合
わされてステアリング角度信号を発生するかを示してい
る。コラム角度測定値は集積され、集積されたコラム角
度と計算された回転数とは、計算マルチターン・ブロッ
クに与えられる。 方法６：制限された検出範囲 上述したシステムは、用いられるギアボックスとセンサ
との設計に応じて限定された数の異なる回転を区別する
ことができる。一般に、ロックからロックまでのハンド
ホイールの回転数は少なく、典型的には２から４程度で
ある。ギア比率によっては、ロックからロックまでの範
囲をすべてカバーすることは不可能である。特定の例を
考えてみると、ブラシレス３相モータの角度センサと２
０．５：１のギアボックス比率では次のようになる。 ｎ＝３ ｑ＝２ ｐ＝４１ この場合には、異なる２回転だけが区別されることが可
能である。

【０１３２】識別される回転が中央領域では０であり極
端な領域では１であるようにシステムにおけるオフセッ
トを設定すると、有用な信号を依然として得ることがで
きる。直進角度は、識別される回転が０である角度とし
て識別することができ、コラム角度センサは（コラム）
直進角度にある（図１６を参照）。このような構成によ
ると、ロックからロックまでがほとんど４回転である
｛−２回転＋保護バンド｝から｛＋２回転−保護バン
ド｝までの範囲が許容される（一方のロックから他方の
ロックまでが完全な４回転であると、「ゼロ」回転であ
りコラム角度センサ出力が０である点が３つ存在するの
で、直進位置はもはや一意的ではない）。保護バンドの
サイズは、ステアリング・システムにおける公差のスタ
ックアップ（stack-up）であり、ロックからロックまで
のステアリング・システムの実際の移動距離（travel）
である。

【０１３３】直進角度がいったん識別されると、全体の
ステアリング角度は、上述の「集積角度位置」の技術を
用いて維持される。図１７には、すでに述べた要素を用
いてこれを達成する方式が示されている。本質的には、
ステアリング角度は、ハンドホイールが直進条件を通過
するときにだけ設定される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明による電動パワー・ステアリング・シ
ステムの図解である。

【図２】絶対角度位置センサから出力されたサンプルを
示すグラフであり、１回転のサイクルはそれに関連する
軸の角度位置と共に変動している。

【図３】インデクス角度位置センサから出力されたサン
プルを示すグラフであり、１回転のサイクルはそれに関
連する軸の角度位置と共に変動している。

【図４】３相ブラシレス永久磁石モータの回路図であ
り、この回路では、３つのホール効果センサがモータの
角度位置を感知している。

【図５】モータ回転子の完全な１回転の間の図４に示さ
れている３つのセンサそれぞれからの出力を示すグラフ
である。

【図６】図５の３つの信号から構築することができる典
型的な出力信号を図解するグラフである。

【図７】図１のシステムの２つのセンサの出力を合成し
て回転数信号を生じる例を図解している。

【図８】図７の方式に対する改良を図解している。

【図９】モータ・インデクス信号をステアリング・シャ
フト・センサからの情報と共に用いて絶対ステアリング
角度信号を生じる方式を示している。

【図１０】図９の方式をどのように構成してステアリン
グ角度信号を生じることができるかを示している。

【図１１】図９の方式を用いて生じる代表的な波形を示
す。

【図１２】ステアリング・シャフト・センサとモータ回
転子センサとの両方で絶対位置センサが構成されるシス
テムによって生じる出力波形を図解している。

【図１３】図１２に示された波形を生じる方式のブロッ
ク図である。

【図１４】本願発明による電動パワー・ステアリング・
システムにおいて実現される別の処理方式のブロック図
である。

【図１５】図１４のシステムに対する別のブロック図で
ある。

【図１６】２回転のレンジにわたる動作を明確に示して
いる。

【図１７】本願発明の電動パワー・ステアリング・シス
テムの別の実施例における集積技術を用いてステアリン
グ・サイクルが維持されるシステムを図解している。

【図１８】絶対角度センサ出力からの角度位置を集積す
る方法の概略的なブロック図である。

【図１９】集積された角度位置信号を回転カウントと合
成し絶対ステアリング角度測定値を発生する要素を示す
別の概略的なブロック図である。

【図２０】本願発明のある実施例におけるモータの回転
の際に生じる値を図解する表（第２）である。

【符号の説明】

１ システム ２ ステアリング・シャフト ３ ハンドホイール ４ ロードホイール ５ ラックアンドピニオン ６ 電気モータ ７ 減速ギアボックス ８ トルク・センサ ９ 角度位置センサ １０ 第２の角度位置センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スティーヴン・ジョン・ホートン イギリス国ウエスト・ミドランズ ビー90 ２ビーキュー，ソリハル，シャーリー, バーマン・ロード 68 (72)発明者 ラッセル・ウィルソン−ジョーンズ イギリス国ウォーリックシャー シーブイ 37 ９イーユー，ストラットフォード−ア ポン−エイヴォン，モンゴメリー・クロー ス ６ (72)発明者 サイモン・デイヴィッド・スティーヴンズ イギリス国バーミンガム ビー13 ０ディ ーピー，ビレズリー，エラーズリー・ロー ド 18

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動パワー・ステアリング・システム
   （１）であって、 一端がハンドホイール（３）に作動可能に接続され他端
   が少なくとも１つのロードホイール（４）に作動可能に
   接続されたステアリング・シャフト（２）と、 整数ではない減速ギア比を有するギアボックス（７）を
   介して前記ステアリング・シャフト（２）に作動可能に
   接続された回転子を有する電気モータ（６）と、 前記ステアリング・シャフト（２）の角度位置に依存す
   る出力を生じるように構成された第１の感知手段（９）
   と、 前記回転子の角度位置に依存する出力を生じるように構
   成された第２の感知手段（８、１０）と、 両方の出力信号を処理し、完全な１回転よりも広い範囲
   にわたる前記ステアリング・シャフト（２）の角度位置
   を示す角度位置信号を生じるように構成された処理手段
   と、 を備えていることを特徴とする電動パワー・ステアリン
   グ・システム。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電動パワー・ステアリン
   グ・システムにおいて、 両方のセンサ（８、９、１０）は、完全な１回転又は数
   分の１回転の後で反復する角度位置に依存する周期的な
   出力信号を生じるように構成されていることを特徴とす
   る電動パワー・ステアリング・システム。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の電動パワー
   ・ステアリング・システムにおいて、 前記センサ（８、９、１０）の少なくとも１つは、完全
   な１回転（又は１回転の一部）以内の前記ステアリング
   ・シャフト（２）又はモータ回転子の絶対角度位置を示
   す信号を生じる絶対角度位置センサで構成されているこ
   とを特徴とする電動パワー・ステアリング・システム。
4. 【請求項４】 請求項１、請求項２又は請求項３記載の
   電動パワー・ステアリング・システムにおいて、 前記センサ（８、９、１０）の少なくとも１つは、１回
   転の僅かな部分以内の前記ステアリング・シャフト又は
   モータ回転子の位置を示す出力信号を発生させることが
   できるインデクス・センサで構成されていることを特徴
   とする電動パワー・ステアリング・システム。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれか１項
   に記載の電動パワー・ステアリング・システムにおい
   て、 前記センサ（８、９、１０）は中間的なギアリングを介
   さずに前記ステアリング・シャフト（２）又はモータ回
   転子から直接に駆動されることを特徴とする電動パワー
   ・ステアリング・システム。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のいずれか１項
   に記載の電動パワー・ステアリング・システムにおい
   て、 ギア比はｐ／ｑとして表すことができ、それにより、モ
   ータは前記ステアリング・シャフトの各回転に対してｐ
   ／ｑ回転だけ回り、ｐはｑよりも大きく、ｑは１よりも
   大きく、ｐとｑとの最大公約数もまた１であることを特
   徴とする電動パワー・ステアリング・システム。
7. 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のいずれか１項
   に記載の電動パワー・ステアリング・システムにおい
   て、 前記第１の感知手段（９）は絶対ハンドホイール位置セ
   ンサを備え、前記第２の感知手段（８、１０）は前記モ
   ータ回転子の既知の角度位置においてインデクス信号を
   生じるように構成されたインデクス・センサを備えてお
   り、前記処理手段は、前記第２の感知手段（８、１０）
   がインデクス信号を生じるときの位置に対応する前記第
   １の感知手段（９）の出力をサンプリングし、前記サン
   プリングされた値にｐを乗算し、前記乗算された値を最
   も近い整数に丸めて基準値を生じ、前記基準値を用いて
   ルックアップ・テーブルにおける対応するエントリにア
   クセスするように構成され、前記エントリは、任意のゼ
   ロ位置からの前記ステアリング・シャフトの回転数を示
   すことを特徴とする電動パワー・ステアリング・システ
   ム。
8. 【請求項８】 請求項１ないし請求項６のいずれか１項
   に記載の電動パワー・ステアリング・システムにおい
   て、 前記第１の感知手段は前記ハンドホイールの既知の角度
   位置においてインデクス信号を生じるように構成された
   インデクス・センサを備え、前記第２の感知手段は絶対
   位置センサを備えていることを特徴とする電動パワー・
   ステアリング・システム。
9. 【請求項９】 請求項１ないし請求項６のいずれか１項
   に記載の電動パワー・ステアリング・システムにおい
   て、 両方の感知手段は絶対位置センサを備えていることを特
   徴とする電動パワー・ステアリング・システム。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の電動パワー・ステアリ
    ング・システムにおいて、 前記処理手段は、前記ステアリング・シャフト（２）の
    角度位置の測定値から、それが「ゼロ」回転についての
    ものであると仮定して前記モータ回転子の角度位置を評
    価するように構成され、前記評価は前記第２の感知手段
    からの実際の出力信号と比較され、前記評価と実際の値
    との差は、処理されて任意のゼロ角度位置に対する前記
    ステアリング・シャフトの回転数を示す信号を生じるこ
    とを特徴とする電動パワー・ステアリング・システム。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし請求項１０のいずれか
    １項に記載の電動パワー・ステアリング・システムにお
    いて、 前記第２の感知手段（８、１０）は、前記モータ回転子
    上の１つ又は複数の磁石の角度位置を検出するように構
    成された多数のホール効果センサを備えていることを特
    徴とする電動パワー・ステアリング・システム。
12. 【請求項１２】 請求項１ないし請求項１０のいずれか
    １項に記載の電動パワー・ステアリング・システムにお
    いて、 前記モータ（６）はブラシレス永久磁石モータ（６）を
    備え、前記モータ・センサは、磁極の位置を検出するよ
    うに構成された多数のホール効果センサを備えているこ
    とを特徴とする電動パワー・ステアリング・システム。
13. 【請求項１３】 電動パワー・ステアリング・システム
    であって、 １つ又は複数のロードホイール（４）に作動可能に接続
    されたステアリング・シャフト（２）と、 前記ステアリング・シャフト（２）に補助トルクを与え
    るように構成されており、ステアリング角度の実際の角
    度位置と前記ロードホイール・キャリアの予測される角
    度位置との間の関係をチェックするように構成された手
    段を含んでいる電気モータ（６）とを備えていることを
    特徴とする電動パワー・ステアリング・システム。
14. 【請求項１４】 請求項１３記載の電動パワー・ステア
    リング・システムにおいて、 前記ステアリング・シャフトの測定された角度位置の値
    は、請求項１ないし請求項１２の任意の請求項に従って
    生じることを特徴とする電動パワー・ステアリング・シ
    ステム。
15. 【請求項１５】 請求項１３又は請求項１４記載の電動
    パワー・ステアリング・システムにおいて、 車両が直線状に走行していることを検出するように構成
    されたヨー・センサを更に含むことを特徴とする電動パ
    ワー・ステアリング・システム。
16. 【請求項１６】 請求項１３ないし請求項１５のいずれ
    か１項に記載の電動パワー・ステアリング・システムに
    おいて、 ハンドホイール速度をモニタする手段と、ハンドホイー
    ル・トルクをモニタする手段とを更に含むことを特徴と
    する電動パワー・ステアリング・システム。
17. 【請求項１７】 請求項１３又は請求項１４記載の電動
    パワー・ステアリング・システムにおいて、 車両の平均走行方向をモニタする手段を更に含むことを
    特徴とする電動パワー・ステアリング・システム。
18. 【請求項１８】 請求項１７記載の電動パワー・ステア
    リング・システムにおいて、 距離に対するステアリング・シャフト角度位置センサの
    出力をフィルタリングするように構成されたローパス・
    フィルタを更に含むことを特徴とする電動パワー・ステ
    アリング・システム。
19. 【請求項１９】 請求項１ないし請求項１８のいずれか
    １項に記載の電動パワー・ステアリング・システムにお
    いて、 前記第２の感知手段（８、１０）は、さらに、前記回転
    子が回転するにつれて周期的な移動を受ける前記回転子
    の角度位置を示す出力信号を生じるように構成されてお
    り、 前記処理手段は、前記第２の感知手段（８、１０）の出
    力における変移をカウントすることによって、前記ステ
    アリング・シャフト（２）の角度位置を示す第２の角度
    位置信号を生じるように構成されており、 前記カウントは、前記第１の感知手段（９）の出力が前
    記ステアリング・シャフト（２）のインデクス位置に対
    応するときには常にリセットされ、 前記処理手段は、前記第１及び第２の両方の角度位置信
    号を合成し正式の角度位置信号を生じるように構成され
    ていることを特徴とする電動パワー・ステアリング・シ
    ステム。
20. 【請求項２０】 請求項１９記載の電動パワー・ステア
    リング・システムにおいて、 前記処理手段は、前記第２の角度位置信号を通常用いて
    前記正式の出力を生じると同時に前記第１の角度位置を
    用いて前記第２の位置信号を検証することによって、前
    記第１及び第２角度位置信号を合成するように構成され
    ていることを特徴とする電動パワー・ステアリング・シ
    ステム。
21. 【請求項２１】 請求項２０記載の電動パワー・ステア
    リング・システムにおいて、 前記２つの角度位置信号が異なる場合には、前記第１の
    感知手段がインデクス信号を生じ前記カウントがリセッ
    トされるまで、本願発明の第１の特徴によって生じる出
    力が、前記正式の出力に対する基礎として用いられるこ
    とを特徴とする電動パワー・ステアリング・システム。