JP6218128B1 - 電動パワーステアリング装置のチューニング装置 - Google Patents

Abstract

電動パワーステアリング装置のチューニングの作業コストを抑制するとともに、操舵補助指令値の演算処理時間を抑制する。操舵トルクと当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値との対応関係に基づいて操舵補助を行う電動パワーステアリング装置のチューニング装置であって、操舵トルクと当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値の候補値とにより表される複数の候補点を受け付ける候補点受付部と、複数の候補点を近似する高次多項式を算出する多項式算出部と、高次多項式に基づいて、操舵トルクと、当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値とにより表される、複数の候補点より多い複数の調整点を算出する調整点算出部と、複数の調整点における隣接する２点間を結ぶ複数の一次関数を算出する一次関数算出部と、複数の一次関数の情報を、対応関係を調整するために出力する調整情報出力部と、を備える。

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置のチューニング装置に関する。

車両用の電動パワーステアリング装置では、ハンドルの操作によりステアリングシャフトに発生する操舵トルクを検出し、その検出結果に基づいて、操舵力を補助するための操舵補助指令値を算出することが行われる（例えば、特許文献１）。

操舵トルクに応じた操舵補助指令値を算出可能とするために、電動パワーステアリング装置には、トルクと操舵補助指令値との対応関係を示す情報であるアシストマップが記憶されている。電動パワーステアリング装置では、操舵フィールを良好なものとするために、アシストマップのチューニングが重要となる。

例えば、図１８及び図１９は、アシストマップのチューニング手法の一例を示す図である。図１８及び図１９において、横軸は操舵トルク（Ｎｍ）、縦軸は操舵補助指令値（電流：Ａ）である。

図１８に示す例では、操舵フィールが好ましい複数の点（操舵トルクと操舵補助指令値との組）が決定されている。そして、隣接する点の間が一次関数で補間され、一次関数のパラメータが、アシストマップとして記憶される。

図１９に示す例においても、操舵フィールが好ましい複数の点が決定されている。そして、複数の点を近似する高次多項式が導出され、高次多項式のパラメータが、アシストマップとして記憶される。

特開平１０−５９２０３号公報

図１８に示すように、隣接する点の間を一次関数で補間する場合、特に低トルク領域において、操舵補助指令値の変化を滑らかなものとするためには、多数の点を決定することが求められる。しかしながら、点の決定は人手で行われるため、チューニングの作業コストが増大してしまう。

他方、図１９に示すように、高次多項式を用いる手法では、人手で多数の点を決定する必要はなく、チューニングの作業コストは抑制される。しかしながら、電動パワーステアリング装置において、操舵補助指令値を算出する際には、高次多項式の計算が必要であるため、演算処理時間が増大してしまう。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、電動パワーステアリング装置のチューニングの作業コストを抑制するとともに、操舵補助指令値の演算処理時間を抑制することを目的とする。

本発明の一側面に係るチューニング装置は、操舵トルクと当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値との対応関係に基づいて操舵補助を行う電動パワーステアリング装置のチューニング装置であって、操舵トルクと当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値の候補値とにより表される複数の候補点を受け付ける候補点受付部と、複数の候補点を近似する高次多項式を算出する多項式算出部と、高次多項式に基づいて、操舵トルクと、当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値とにより表される、複数の候補点より多い複数の調整点を算出する調整点算出部と、複数の調整点における隣接する２点間を結ぶ複数の一次関数を算出する一次関数算出部と、複数の一次関数の情報を、対応関係を調整するために出力する調整情報出力部と、を備える。

なお、本発明において、「部」とは、単に物理的手段を意味するものではなく、その「部」が有する機能をソフトウェアによって実現する場合も含む。また、１つの「部」や装置が有する機能が２つ以上の物理的手段や装置により実現されても、２つ以上の「部」や装置の機能が１つの物理的手段や装置により実現されてもよい。

本発明によれば、電動パワーステアリング装置のチューニングの作業コストを抑制するとともに、操舵補助指令値の演算処理時間を抑制することが可能となる。

電動パワーステアリング装置の一般的な構成及び本発明の一実施形態であるチューニング装置の構成を示す図である。 コントロールユニット３０によるモータ２０の制御を行うための機能の一例を示すブロック図である。 アシストマップ２００の一例であるアシストマップ２００Ａを示す図である。 チューニング装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。 チューニング装置１００の一例であるチューニング装置１００Ａ（第１実施形態）において実現される機能（第１実施形態）を示すブロック図である。 候補点の一例を示す図である。 候補点を近似する高次多項式（関数）の一例を示す図である。 調整点の例を示す図である。 調整点の例を示す図である。 図８に示した複数の調整点について、隣接する２点間を結ぶ複数の一次関数を示す図である。 チューニング装置１００Ａにおける処理の一例を示すフローチャートである。 アシストマップ２００の一例であるアシストマップ２００Ｂを示す図である。 チューニング装置１００の一例であるチューニング装置１００Ｂ（第２実施形態）において実現される機能を示すブロック図である。 高次多項式の補正の一例を示す図である。 補正高次多項式の一例を示す図である。 調整点の一例を示す図である。 図１４に示した複数の調整点について、隣接する２点間を結ぶ複数の一次関数を示す図である。 チューニング装置１００Ｂにおける処理の一例を示すフローチャートである。 シミュレーションで用いたアシストマップを示す図である。 ハンドル舵角の変化に伴う操舵トルクの変化を、横軸を時間で示したシミュレーション結果である。 ハンドル舵角の変化に伴う操舵トルクの変化を、横軸をハンドル舵角で示したシミュレーション結果である。 アシストマップのチューニング手法の一例を示す図である。 アシストマップのチューニング手法の他の一例を示す図である。

＝＝第１実施形態＝＝
まず、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、電動パワーステアリング装置の一般的な構成及び本発明の一実施形態であるチューニング装置の構成を示す図である。

電動パワーステアリング装置は、ハンドル１、コラム軸２、減速ギア３、ユニバーサルジョイント４ａ，４ｂ、ピニオンラック機構５、タイロッド６ａ，６ｂ、ハブユニット７ａ，７ｂ、操向車輪８Ｌ，８Ｒ、トルクセンサ１０、イグニションキー１１、バッテリ１３、舵角センサ１４、モータ２０、コントロールユニット（ＥＣＵ）３０、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）４０、及び非ＣＡＮ４１を備える。

チューニング装置１００は、電動パワーステアリング装置のチューニングを行うためのコンピュータである。

図１に示すように、ハンドル１のコラム軸２は、減速ギア３、ユニバーサルジョイント４ａ，４ｂ、ピニオンラック機構５、タイロッド６ａ，６ｂを経て、さらにハブユニット７ａ，７ｂを介して操向車輪８Ｌ，８Ｒに連結されている。また、コラム軸２には、ハンドル１の操舵角θｒを検出する舵角センサ１４、及び操舵トルクＴｈを検出するトルクセンサ１０が設けられている。そして、ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０が、減速ギア３を介してコラム軸２に連結されている。電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）３０には、バッテリ１３から電力が供給されるとともに、イグニションキー１１を経てイグニションキー信号が入力される。コントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｈと車速センサ１２で検出された車速Ｖｓとに基づいて、操舵補助指令値の演算を行い、モータ２０を制御する。

コントロールユニット３０には、各種情報を授受するＣＡＮ４０が接続されている。コントロールユニット３０は、ＣＡＮ４０を介して、チューニング装置１００と通信を行うことができる。また、コントロールユニット３０は、車速Ｖｓ等の車両情報をＣＡＮ４０から受信することもできる。コントロールユニット３０には、ＣＡＮ４０とは異なる形式でデータの送受信を行うためのインタフェースである非ＣＡＮ４１を接続することも可能である。

チューニング装置１００は、電動パワーステアリング装置における操舵フィール（アシストマップ）をチューニングするための装置である。チューニング装置１００は、例えばＣＡＮ４０を介して、チューニング結果をコントロールユニット３０に書き込むことができる。チューニング装置１００は、ＣＡＮ４０に常時接続されている必要はなく、チューニング結果をコントロールユニット３０に書き込む時だけＣＡＮ４０に接続されればよい。なお、チューニング装置１００がコントロールユニット３０と通信を行うためのインタフェースはＣＡＮ４０に限られず、非ＣＡＮ４１等、任意のインタフェースを利用することができる。

図２は、コントロールユニット３０によるモータ２０の制御を行うための機能の一例を示すブロック図である。図２に示す各機能は、例えば、メモリに記憶されたプログラムをプロセッサが実行することや、トランジスタ等の回路素子を用いたりすることにより実現される。

図２に示すように、コントロールユニット３０は、アシストマップ２００、操舵補助指令値演算部２０１、減算部２０２、ＰＩ（比例−積分）制御部２０３、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御部２０４、及びインバータ２０５を備える。

アシストマップ２００は、操舵トルクと操舵補助指令値（電流値）との対応関係を示す情報である。図３は、アシストマップ２００の一例であるアシストマップ２００Ａを示す図である。図３に示すように、アシストマップ２００Ａは、例えば、低速、中速、及び高速の各速度域における、操舵トルク及び操舵補助指令値の対応関係を示す情報を含む。本実施形態では、対応関係を示す情報は、複数の一次関数のパラメータにより表される。アシストマップ２００は、チューニング装置１００から更新することが可能である。

操舵補助指令値演算部２０１は、操舵トルクＴｈ及び車速Ｖｓに基づいて、アシストマップ２００を用いて、モータ２０に供給する電流の制御目標値である操舵補助指令値Ｉｒｅｆ１を算出する。図３に示した例を参照して説明する。例えば、車速Ｖｓが、低速の場合、操舵補助指令値演算部２０１は、図３に示すＭａｐ＿Ｌ（複数の一次関数の集合により構成される関数）に操舵トルクＴｈを代入することにより、操舵補助指令値Ｉｒｅｆ１を算出することができる。車速Ｖｓが、中速及び高速の場合も同様に、操舵補助指令値演算部２０１は、図３に示すＭａｐ＿Ｍ及びＭａｐ＿Ｈに基づいて、操舵補助指令値Ｉｒｅｆ１を算出することができる。また、操舵補助指令値演算部２０１は、車速Ｖｓが２つの速度域の間にある場合、これら２つの速度域の関数を用いて操舵補助指令値Ｉｒｅｆ１を算出することができる。例えば、車速Ｖｓが、低速と中速の間の速度である場合、操舵補助指令値演算部２０１は、Ｍａｐ＿Ｌ（Ｔｈ）×α＋Ｍａｐ＿Ｍ（Ｔｈ）×（１−α）＝Ｉｒｅｆ１とすることができる。なお、αは、０＜α＜１の値であり、例えば、車速Ｖｓに応じて適宜設定することができる。

操舵補助指令値演算部２０１により算出された操舵補助指令値Ｉｒｅｆ１は、減算部２０２を経て、特性改善のためのＰＩ制御部２０３に入力される。ＰＩ制御部２０３で特性改善された電圧制御指令値Ｖｒｅｆが、ＰＷＭ制御部２０４に入力され、更にインバータ２０５を介してモータ２０がＰＷＭ駆動される。モータ２０の電流値Ｉｍはモータ電流検出器２１０で検出され、減算部２０２にフィードバックされる。

図４は、チューニング装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。チューニング装置１００は、プロセッサ４００、記憶装置４０１、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）４０２、入力インタフェース（Ｉ／Ｆ）４０３、及び表示装置４０４を備える。

プロセッサ４００は、記憶装置４０１に格納されたプログラムを実行することにより、チューニング装置１００における各種機能を実現する。

記憶装置４０１は、プログラムやデータを記憶するためのデバイスであり、メモリやハードディスク等を含む。記憶装置４０１は、一時的にデータを格納するための揮発性の記憶領域や、恒久的にデータを格納するための不揮発性の記憶領域を含む。

通信Ｉ／Ｆ４０２は、チューニング装置１００の外部の装置との間でデータの送受信を行うためのインタフェースである。本実施形態では、通信Ｉ／Ｆ４０２は、例えばＣＡＮ４０を介してコントロールユニット３０と通信を行うために用いられる。

入力Ｉ／Ｆ４０３は、チューニング装置１００に様々なデータを入力するためのインタフェースである。入力Ｉ／Ｆ４０３は、例えば、キーボードやマウス、タッチパネル等を含む。本実施形態では、入力Ｉ／Ｆ４０３は、ユーザが、操舵トルクと当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値の候補値とにより表される候補点（後述）を入力するために用いられる。

表示装置４０４は、各種情報を表示するためのデバイスである。表示装置４０４は、チューニング装置１００の外部に設けられてもよい。また、表示装置４０４は、タッチパネル等による入力Ｉ／Ｆ４０３の機能を兼ね備えてもよい。

図５は、チューニング装置１００の一例であるチューニング装置１００Ａにおいて実現される機能（第１実施形態）を示すブロック図である。チューニング装置１００Ａは、候補点受付部５００、候補点記憶部５０１、多項式算出部５０２、多項式記憶部５０３、調整点算出部５０４、調整点記憶部５０５、一次関数算出部５０６、調整情報記憶部５０７、及び調整情報出力部５０８を備える。図５に示す各部は、例えば、記憶装置４０１の記憶領域を用いたり、記憶装置４０１に格納されたプログラムをプロセッサ４００が実行したりすることにより実現することができる。

候補点受付部５００は、操舵トルクと当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値の候補値とにより表される候補点をユーザから受け付け、当該候補点の情報を候補点記憶部５０１に格納する。図６は、候補点の一例を示す図である。図６において、候補点は白丸で表されている。図６に示す例では、候補点受付部５００は、ある速度域における４つの候補点（座標値）を受け付けている。なお、候補点受付部５００が受け付ける候補点の数は、３つ以上の任意の数とすることができる。また、候補点受付部５００は、複数の速度域の各々について、候補点を受け付けることができる。

多項式算出部５０２は、候補点受付部５００により受け付けられた複数の候補点を近似する高次多項式（二次以上）を最小二乗法やスプライン補間により算出し、算出した高次多項式の情報（例えば、高次多項式の係数等）を多項式記憶部５０３に格納する。なお、複数の速度域の各々について候補点が受け付けられた場合、高次多項式も、複数の速度域の各々について算出される。図７は、候補点を近似する高次多項式（関数）の一例を示す図である。図７に示すように、高次多項式は、例えば、原点（操舵トルク＝０，操舵補助指令値＝０）を通る関数とすることができる。また、高次多項式は、例えば、原点における勾配をゼロとすることができる。

調整点算出部５０４は、多項式算出部５０２により算出された高次多項式に基づいて、操舵トルクと、当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値とにより表される調整点を算出し、算出した調整点の情報を調整点記憶部５０５に格納する。なお、複数の速度域の各々について高次多項式が算出された場合、調整点も、複数の速度域の各々について算出される。

図８Ａ及び図８Ｂは、調整点の例を示す図である。図８Ａ及び図８Ｂにおいて、調整点は黒丸で表されている。図８Ａ及び図８Ｂに示す例では、調整点算出部５０４は、７つの調整点（座標値）を算出している。即ち、調整点算出部５０４は、操舵トルクの特定の値Ｘ０〜Ｘ７の各々について、高次多項式に基づいて、操舵補助指令値Ｙ０〜Ｙ７を算出する。また、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、操舵補助指令値には、速度域ごとに上限値を設定することができる。そして、調整点算出部５０４は、高次多項式と上限値（Ｙ＝上限値の直線）との交点（図８Ａ及び図８Ｂの例では（Ｘ６，Ｙ６））を調整点の１つとすることができる。また、調整点算出部５０４は、当該交点より操舵トルクが大きく操舵補助指令値が上限値である点（図８Ａ及び図８Ｂの例では（Ｘ７，Ｙ７））を調整点とすることができる。なお、調整点算出部５０４が算出する調整点の数は、候補点の数より多い任意の数とすることができる。

また、調整点算出部５０４は、高次多項式において曲率が比較的大きい区間における調整点の数が比較的多くなるように、調整点を算出することができる。例えば、図８Ａに示す例では、曲率が比較的大きい（操舵トルクが比較的小さい）区間（第２の区間）では、４つの調整点が算出され、曲率が比較的小さい（操舵トルクが比較的大きい）区間（第１の区間）では、３つの調整点が算出されている。

また、調整点算出部５０４は、高次多項式の曲率が大きくなるにしたがって調整点間における操舵トルクの差が小さくなるように複数の調整点を算出することができる。例えば、図８Ｂに示す例では、曲率が比較的小さい区間では、調整点間における操舵トルクの差が比較的大きいＴｒ２であるのに対して、曲率が比較的大きい区間では、調整点間における操舵トルクの差が比較的小さいＴｒ１となっている。なお、高次多項式の曲率は、例えば２階微分により算出することができる。また、微分は、近接する２点間の差分によって算出されてもよい。

なお、調整点算出部５０４は、高次多項式において曲率が比較的大きい区間における調整点の数が比較的多くなるように、かつ、高次多項式の曲率が大きくなるにしたがって調整点間における操舵トルクの差が小さくなるように、複数の調整点を算出することができる。

一次関数算出部５０６は、調整点算出部５０４により算出された調整点における隣接する２点間を結ぶ複数の一次関数を算出し、算出された一次関数の情報（例えば、一次関数の係数等）を、アシストマップ２００を調整するための調整情報として、調整情報記憶部５０７に格納する。複数の速度域の各々について調整点が算出された場合、一次関数も、複数の速度域の各々について算出される。図９は、図８に示した複数の調整点について、隣接する２点間を結ぶ複数の一次関数を示す図である。

調整情報出力部５０８は、一次関数算出部５０６により算出された一次関数の情報を、アシストマップ２００（操舵トルクと操舵補助指令値との対応関係）を調整するために出力する。調整情報出力部５０８は、例えば、ＣＡＮ４０を介して、調整情報をコントロールユニット３０に書き込むことにより、アシストマップ２００を調整する。

図１０は、チューニング装置１００Ａにおける処理の一例を示すフローチャートである。 まず、候補点受付部５００は、操舵トルクと当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値の候補値とにより表されるＭ個の候補点をユーザから受け付ける（Ｓ１００１）。多項式算出部５０２は、Ｍ個の候補点を近似する高次多項式を算出する（Ｓ１００２）。調整点算出部５０４は、算出された高次多項式に基づいて、操舵トルクと、当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値とにより表されるＮ個（Ｎ＞Ｍ）の調整点を算出する（Ｓ１００３）。一次関数算出部５０６は、Ｎ個の調整点における隣接する２点間を結ぶＮ−１個の一次関数を算出する（Ｓ１００４）。そして、調整情報出力部５０８は、Ｎ−１個の一次関数の情報を、アシストマップ２００における対応関係を調整するために出力する（Ｓ１００５）。なお、前述したように、チューニング装置１００Ａでは、複数の速度域の各々において、図１０に示す処理を実行することができる。この場合、調整情報の出力は、速度域ごとに行われてもよいし、複数の速度域についてまとめて行われてもよい。

以上、本発明の第１実施形態について説明した。チューニング装置１００Ａでは、比較的少ないＭ個の候補点をユーザから受け付け、当該Ｍ個の候補点を近似する高次多項式が最小二乗法やスプライン補間により算出され、算出された高次多項式に基づいて、比較的多いＮ個（Ｎ＞Ｍ）の調整点が算出される。そして、チューニング装置１００Ａでは、Ｎ個の調整点における隣接する２点間を結ぶＮ−１個の一次関数が算出され、Ｎ−１個の一次関数の情報が、アシストマップ２００に書き込まれる。従って、図１８に示したように比較的多くの点を人手で決定する場合と比較して、チューニングの作業コストを抑制することができる。また、操舵補助指令値の算出時に参照される情報は、一次関数の情報であるため、図１９に示したように高次多項式の情報をそのまま参照する場合と比較して、操舵補助指令値の演算処理時間を抑制することができる。

また、チューニング装置１００Ａでは、図８に例示したように、高次多項式の曲率が比較的大きい領域における調整点の個数を、高次多項式の曲率が比較的小さい領域における調整点の個数よりも多くすることができる。これにより、図９に例示したように、一次関数による補間を行った場合における操舵補助指令値の変化を滑らかにし、操舵フィールを良好なものとすることができる。

また、チューニング装置１００Ａでは、最小二乗法又はスプライン補間によって高次多項式の算出を行うことにより、図８に例示したように、特に操舵トルクの低い領域における操舵補助指令値の変化が緩やかになり、操舵フィールを良好なものとすることができる。

＝＝第２実施形態＝＝
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同等の構成には同等の符号を付して詳細な説明を省略する。

図１１は、アシストマップ２００の一例であるアシストマップ２００Ｂを示す図である。アシストマップ２００Ｂは、図３に示したアシストマップ２００Ａと比較すると、上限値近傍における操舵補助指令値の変化が滑らかである点が異なっている。

図１２は、チューニング装置１００の一例であるチューニング装置１００Ｂ（第２実施形態）において実現される機能を示すブロック図である。チューニング装置１００Ｂは、図５に示したチューニング装置１００Ａが備える構成に加えて、多項式補正部１２００をさらに備えている。

多項式補正部１２００は、操舵補助指令値を所定の上限値で制限するとともに、当該所定の上限値近傍において、操舵トルクに対する操舵補助指令値の変化率が漸次的に減少するように高次多項式を補正して補正高次多項式を算出する。そして、多項式補正部１２００は、算出した補正高次多項式の情報（例えば、補正高次多項式の係数等）を多項式記憶部５０３に格納する。

図１３Ａは、高次多項式の補正の一例を示す図である。図１３Ａに示すように、多項式補正部１２００は、高次多項式と上限値の直線との交点Ｘを求める。そして、多項式補正部１２００は、交点Ｘより操舵トルクが低い領域における高次多項式の点Ａと、交点Ｘより操舵トルクが高い領域における直線の点Ｂを求める。図１３Ａに示すように、点Ａの操舵トルクは交点Ｘの操舵トルクよりもＣａだけ低く、点Ｂの操舵トルクは交点Ｘの操舵トルクよりもＣｂだけ高い。なお、Ｃａ，Ｃｂの値は、予め定められていてもよいし、例えば交点Ｘにおける高次多項式の傾き等に基づいて動的に算出されてもよい。点Ａ，Ｂが求まると、多項式補正部１２００は、点Ａから点Ｂに向かって、操舵トルクに対する操舵補助指令値の変化率（傾き）が漸次的に減少するように、点Ａ及び点Ｂ間の補正曲線（例えば三次曲線）を算出する。なお、多項式補正部１２００は、点Ａにおいて、高次多項式の傾きと補正曲線の傾きとが等しくなるように補正曲線を算出することができる。また、多項式補正部５０３は、点Ｂにおける傾きがゼロとなるように補正曲線を算出することができる。

図１３Ｂは、補正高次多項式の一例を示す図である。図１３Ｂに示すように、補正高次多項式は、操舵トルクが点Ａより低い領域では高次多項式、操舵トルクが点Ａと点Ｂの間では補正曲線、操舵トルクが点Ｂより高い領域では上限値の直線により構成される。

調整点算出部５０４は、多項式補正部１２００により算出された補正高次多項式に基づいて、操舵トルクと、当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値とにより表される調整点を算出し、算出した調整点の情報を調整点記憶部５０５に格納する。なお、複数の速度域の各々について高次多項式が算出された場合、調整点も、複数の速度域の各々について算出される。

図１４は、調整点の一例を示す図である。図１４において、調整点は黒丸で表されている。図１４に示す例では、調整点算出部５０４は、１１個の調整点（座標値）を算出している。即ち、調整点算出部５０４は、操舵トルクの特定の値Ｘ０〜Ｘ１０の各々について、補正高次多項式に基づいて、操舵補助指令値Ｙ０〜Ｙ１０を算出する。なお、調整点算出部５０４が算出する調整点の数は、候補点の数より多い任意の数とすることができる。図１５は、図１４に示した複数の調整点について、隣接する２点間を結ぶ複数の一次関数を示す図である。

また、調整点算出部５０４は、図８Ａ及び図８Ｂに示した例と同様に、補正高次多項式において曲率が比較的大きい区間における調整点の数が比較的多くなるように、及び／又は、高次多項式の曲率が大きくなるにしたがって調整点間における操舵トルクの差が小さくなるように、調整点を算出することができる。

図１６は、チューニング装置１００Ｂにおける処理の一例を示すフローチャートである。まず、候補点受付部５００は、操舵トルクと当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値の候補値とにより表されるＭ個の候補点をユーザから受け付ける（Ｓ１６０１）。多項式算出部５０２は、Ｍ個の候補点を近似する高次多項式を最小二乗法により算出する（Ｓ１６０２）。多項式補正部１２００は、操舵補助指令値を所定の上限値で制限するとともに、当該所定の上限値近傍において、操舵トルクに対する操舵補助指令値の変化率が漸次的に減少するように高次多項式を補正して補正高次多項式を算出する（Ｓ１６０３）。調整点算出部５０４は、算出された補正高次多項式に基づいて、操舵トルクと、当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値とにより表されるＮ個（Ｎ＞Ｍ）の調整点を算出する（Ｓ１６０４）。一次関数算出部５０６は、Ｎ個の調整点における隣接する２点間を結ぶＮ−１個の一次関数を算出する（Ｓ１６０５）。そして、調整情報出力部５０８は、Ｎ−１個の一次関数の情報を、アシストマップ２００における対応関係を調整するために出力する（Ｓ１６０６）。なお、前述したように、チューニング装置１００では、複数の速度域の各々において、図１６に示す処理を実行することができる。この場合、調整情報の出力は、速度域ごとに行われてもよいし、複数の速度域についてまとめて行われてもよい。

図１７Ａ〜図１７Ｃを参照して、高次多項式の補正による効果を検証するためのシミュレーション結果を説明する。

図１７Ａは、シミュレーションで用いたアシストマップを示す図である。図１７Ａに示すように、シミュレーションでは、高次多項式の代わりに傾き２０（Ａ／Ｎｍ）の直線が用いられている。また、操舵補助指令値の上限値は８０（Ａ）、傾き２０の直線と上限値の直線との交点Ｘの操舵トルクは５（Ｎｍ）、交点Ｘより操舵トルクが低い領域における点Ａの座標は（４（Ｎｍ），６０（Ａ））、交点Ｘより操舵トルクが高い領域における点Ｂの座標は（７（Ｎｍ），８０（Ａ））であり、点Ａ及び点Ｂ間の補正曲線は三次曲線である。

図１７Ｂは、ハンドル舵角の変化に伴う操舵トルクの変化を、横軸を時間で示したシミュレーション結果である。また、図１７Ｃは、ハンドル舵角の変化に伴う操舵トルクの変化を、横軸をハンドル舵角で示したシミュレーション結果である。本シミュレーションでは、ハンドル舵角を図１７Ｂに破線で示すように変化させた場合の操舵トルクの変化を検出した。図１７Ｂ及び図１７Ｃに示すように、補正なしの場合、ハンドル舵角３２０度付近において操舵トルクが大きく変化している。他方、補正ありの場合、補正なしの場合と比較して、ハンドル舵角３２０度付近における操舵トルクの変化が緩やかになっている。このシミュレーション結果から明らかなように、操舵補助指令値の上限値近傍において、操舵トルクに対する操舵補助指令値の変化率が漸次的に減少するように高次多項式を補正することにより、ハンドル舵角の変化に伴う操舵トルクの変化を緩やかにすることが可能であることがわかる。

以上、本発明の第２実施形態について説明した。チューニング装置１００Ｂでは、比較的少ないＭ個の候補点をユーザから受け付け、当該Ｍ個の候補点を近似する高次多項式が最小二乗法やスプライン補間により算出される。さらに、操舵補助指令値の上限値近傍において、操舵トルクに対する操舵補助指令値の変化率が漸次的に減少するように補正高次多項式が算出される。そして、算出された補正高次多項式に基づいて、比較的多いＮ個（Ｎ＞Ｍ）の調整点が算出される。そして、チューニング装置１００Ｂでは、Ｎ個の調整点における隣接する２点間を結ぶＮ−１個の一次関数が算出され、Ｎ−１個の一次関数の情報が、アシストマップ２００に書き込まれる。

これにより、図１８に示したように比較的多くの点を人手で決定する場合と比較して、チューニングの作業コストを抑制することができる。また、操舵補助指令値の算出時に参照される情報は、一次関数の情報であるため、図１９に示したように高次多項式の情報をそのまま参照する場合と比較して、操舵補助指令値の演算処理時間を抑制することができる。また、チューニング装置１００Ｂにおいては、補正高次多項式に基づいて一次関数が算出されるため、一次関数又は高次多項式と操舵補助指令値の上限値との交点の前後における操舵補助指令値の変化率（傾き）の急激な変化が抑制され、操舵フィールを向上させることができる。

なお、本実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。

１ ハンドル１
２ コラム軸２
３ 減速ギア３
４ａ，４ｂ ユニバーサルジョイント
５ ピニオンラック機構
６ａ，６ｂ タイロッド
７ａ，７ｂ ハブユニット
８Ｌ，８Ｒ 操向車輪
１０ トルクセンサ
１１ イグニションキー
１３ バッテリ
１４ 舵角センサ
２０ モータ２０
３０ コントロールユニット（ＥＣＵ）
４０ ＣＡＮ
４１ 非ＣＡＮ
１００ チューニング装置
２００ アシストマップ２００
２０１ 操舵補助指令値演算部
２０２ 減算部２０２
２０３ ＰＩ制御部
２０４ ＰＷＭ制御部２０４
２０５ インバータ
２１０ モータ電流検出器
４００ プロセッサ
４０１ 記憶装置
４０２ 通信インタフェース
４０３ 入力インタフェース
４０４ 表示装置
５００ 候補点受付部
５０１ 候補点記憶部
５０２ 多項式算出部
５０３ 多項式記憶部
５０４ 調整点算出部
５０５ 調整点記憶部
５０６ 一次関数算出部
５０７ 調整情報記憶部
５０８ 調整情報出力部
１２００ 多項式補正部

Claims (9)

1. 操舵トルクと当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値との対応関係に基づいて操舵補助を行う電動パワーステアリング装置のチューニング装置であって、
   前記操舵トルクと当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値の候補値とにより表される複数の候補点を受け付ける候補点受付部と、
   前記複数の候補点を近似する高次多項式を算出する多項式算出部と、
   前記高次多項式に基づいて、前記操舵トルクと、当該操舵トルクに応じた前記操舵補助指令値とにより表される、前記複数の候補点より多い複数の調整点を算出する調整点算出部と、
   前記複数の調整点における隣接する２点間を結ぶ複数の一次関数を算出する一次関数算出部と、
   前記複数の一次関数の情報を、前記対応関係を調整するために出力する調整情報出力部と、
   を備えるチューニング装置。
2. 請求項１に記載のチューニング装置であって、
   前記多項式算出部は、最小二乗法又はスプライン補間によって前記高次多項式を算出する、
   チューニング装置。
3. 請求項１又は２に記載のチューニング装置であって、
   前記調整点算出部は、
   前記高次多項式において第１の曲率を有する第１の区間から、第１の数の前記調整点を算出し、
   前記高次多項式において前記第１の曲率より大きい第２の曲率を有する第２の区間から、第１の数より多い第２の数の前記調整点を算出する、
   チューニング装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のチューニング装置であって、
   前記調整点算出部は、前記高次多項式の曲率が大きくなるにしたがって調整点間における操舵トルクの差が小さくなるように前記調整点を算出する、
   チューニング装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のチューニング装置であって、
   前記操舵補助指令値を所定の上限値で制限するとともに、当該所定の上限値近傍において、前記操舵トルクに対する前記操舵補助指令値の変化率が漸次的に減少するように前記高次多項式を補正して補正高次多項式を算出する多項式補正部をさらに備え、
   前記調整点算出部は、前記補正高次多項式に基づいて、前記調整点を算出する、
   チューニング装置。
6. 請求項５に記載のチューニング装置であって、
   前記多項式補正部は、
   前記高次多項式と前記所定の上限値の直線との交点より前記操舵トルクが低い領域における前記高次多項式の点から、前記交点より前記操舵トルクが高い領域における前記直線の点に向かって、前記操舵トルクに対する前記操舵補助指令値の変化率が漸次的に減少するように前記補正高次多項式を算出する、
   チューニング装置。
7. 請求項６に記載のチューニング装置であって、
   前記多項式補正部は、
   前記交点より前記操舵トルクが低い領域における前記高次多項式の点における前記高次多項式の傾きに基づいて、前記操舵トルクに対する前記操舵補助指令値の変化率が漸次的に減少するように前記補正高次多項式を算出する、
   チューニング装置。
8. 操舵トルクと当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値との対応関係に基づいて操舵補助を行う電動パワーステアリング装置のチューニング方法であって、
   チューニング装置が、
   前記操舵トルクと当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値の候補値とにより表される複数の候補点を受け付け、
   前記複数の候補点を近似する高次多項式を算出し、
   前記高次多項式に基づいて、前記操舵トルクと、当該操舵トルクに応じた前記操舵補助指令値とにより表される、前記複数の候補点より多い複数の調整点を算出し、
   前記複数の調整点における隣接する２点間を結ぶ複数の一次関数を算出し、
   前記複数の一次関数の情報を、前記対応関係を調整するために出力する、
   を備えるチューニング方法。
9. 操舵トルクと当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値との対応関係に基づいて操舵補助を行う電動パワーステアリング装置のチューニング装置に、
   前記操舵トルクと当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値の候補値とにより表される複数の候補点を受け付ける候補点受付部と、
   前記複数の候補点を近似する高次多項式を算出する多項式算出部と、
   前記高次多項式に基づいて、前記操舵トルクと、当該操舵トルクに応じた前記操舵補助指令値とにより表される、前記複数の候補点より多い複数の調整点を算出する調整点算出部と、
   前記複数の調整点における隣接する２点間を結ぶ複数の一次関数を算出する一次関数算出部と、
   前記複数の一次関数の情報を、前記対応関係を調整するために出力する調整情報出力部と、
   を実現させるためのプログラム。

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