JP6614031B2 - Inspection device for electric power steering control device and electric power steering device equipped with the same - Google Patents

Inspection device for electric power steering control device and electric power steering device equipped with the same Download PDF

Info

Publication number
JP6614031B2
JP6614031B2 JP2016102502A JP2016102502A JP6614031B2 JP 6614031 B2 JP6614031 B2 JP 6614031B2 JP 2016102502 A JP2016102502 A JP 2016102502A JP 2016102502 A JP2016102502 A JP 2016102502A JP 6614031 B2 JP6614031 B2 JP 6614031B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electric power
power steering
torque
transfer function
control device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016102502A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017211196A (en
Inventor
貴弘 椿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP2016102502A priority Critical patent/JP6614031B2/en
Publication of JP2017211196A publication Critical patent/JP2017211196A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6614031B2 publication Critical patent/JP6614031B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Description

本発明は、少なくともトルク系情報及び角度系情報を用いて電流指令値を演算し、車両の操舵系にアシスト力を付与するモータの駆動を制御する電動パワーステアリング制御装置の検査を行う検査装置に関し、特に電流指令値に関する伝達関数の特性に基づいて、トルク系振動発生の可能性の有無を検査する電動パワーステアリング制御装置の検査装置及びそれを搭載した電動パワーステアリン装置に関する。   The present invention relates to an inspection device that calculates an electric current command value using at least torque system information and angle system information, and inspects an electric power steering control device that controls driving of a motor that applies assist force to a vehicle steering system. In particular, the present invention relates to an inspection device for an electric power steering control device for inspecting the possibility of occurrence of torque system vibration based on the characteristics of a transfer function relating to a current command value, and an electric power steer device equipped with the inspection device.

車両の操舵系をモータの回転力でアシスト制御する電動パワーステアリング装置(EPS)は、モータの駆動力で減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に操舵補助力(アシスト力)を付与するようになっている。かかる従来の電動パワーステアリング装置は、操舵補助力のトルクを正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、電流指令値とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にPWM(パルス幅変調)制御のデューティの調整で行っている。   An electric power steering device (EPS) that assists and controls the steering system of a vehicle with the rotational force of a motor uses a driving force of the motor to transmit a steering assist force to a steering shaft or a rack shaft by a transmission mechanism such as a gear or a belt via a speed reducer. (Assist power) is provided. Such a conventional electric power steering apparatus performs feedback control of the motor current in order to accurately generate the torque of the steering assist force. In feedback control, the motor applied voltage is adjusted so that the difference between the current command value and the motor current detection value becomes small. In general, the adjustment of the motor applied voltage is performed by the duty of PWM (pulse width modulation) control. It is done by adjustment.

電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図1に示して説明すると、ハンドル1のコラム軸(ステアリングシャフト、ハンドル軸)2は減速ギア3、ユニバーサルジョイント4a及び4b、ピニオンラック機構5、タイロッド6a,6bを経て、更にハブユニット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にはトーションバーが介挿されており、トーションバーの捩れ角によりハンドル1の操舵角θを検出する舵角センサ14、操舵トルクTsを検出するトルクセンサ10が設けられており、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共に、イグニションキー11を経てイグニションキー(IG)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Tsと車速センサ12で検出された車速Velとに基づいてアシスト(操舵補助)指令の電流指令値の演算を行い、電流指令値に補償等を施した電圧制御指令値Vrefによって、EPS用モータ20に供給する電流を制御する。   The general configuration of the electric power steering apparatus will be described with reference to FIG. 1. A column shaft (steering shaft, handle shaft) 2 of the handle 1 is a reduction gear 3, universal joints 4a and 4b, a pinion rack mechanism 5, a tie rod 6a, 6b is further connected to the steering wheels 8L and 8R via hub units 7a and 7b. In addition, a torsion bar is inserted in the column shaft 2, and a steering angle sensor 14 for detecting the steering angle θ of the handle 1 by a twist angle of the torsion bar and a torque sensor 10 for detecting the steering torque Ts are provided. A motor 20 that assists the steering force of the handle 1 is connected to the column shaft 2 via the reduction gear 3. The control unit (ECU) 30 that controls the electric power steering apparatus is supplied with electric power from the battery 13 and also receives an ignition key (IG) signal via the ignition key 11. The control unit 30 calculates a current command value of an assist (steering assist) command based on the steering torque Ts detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed Vel detected by the vehicle speed sensor 12, and compensates the current command value. The current supplied to the EPS motor 20 is controlled by the voltage control command value Vref subjected to.

なお、舵角センサ14は必須のものではなく、配設されていなくても良く、また、モータ20に連結されたレゾルバ等の回転角センサから操舵角を取得することも可能である。   The steering angle sensor 14 is not essential and may not be provided, and the steering angle can be acquired from a rotation angle sensor such as a resolver connected to the motor 20.

コントロールユニット30には、車両の各種情報を授受するCAN(Controller Area Network)40が接続されており、車速VelはCAN40から受信することも可能である。また、コントロールユニット30には、CAN40以外の通信、アナログ/ディジタル信号、電波等を授受する非CAN41も接続可能である。   The control unit 30 is connected to a CAN (Controller Area Network) 40 that exchanges various types of vehicle information, and the vehicle speed Vel can also be received from the CAN 40. The control unit 30 can be connected to a non-CAN 41 that exchanges communications, analog / digital signals, radio waves, and the like other than the CAN 40.

コントロールユニット30は主としてMCU(CPU、MPU等も含む)で構成されるが、そのMCU内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと図2のようになる。   The control unit 30 is mainly composed of an MCU (including a CPU, an MPU, etc.). FIG. 2 shows general functions executed by a program inside the MCU.

図2を参照してコントロールユニット30の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ10で検出された操舵トルクTs及び車速センサ12で検出された(若しくはCAN40からの)車速Velは、電流指令値Iref1を演算する電流指令値演算部31に入力される。電流指令値演算部31は、入力された操舵トルクTs及び車速Velに基づいてアシストマップ等を用いて、モータ20に供給するモータ電流の制御目標値である電流指令値Iref1を演算する。電流指令値Iref1は加算部32Aを経て電流制限部33に入力され、最大電流を制限された電流指令値Irefmが減算部32Bに入力され、フィードバックされているモータ電流値Imとの偏差I(=Irefm−Im)が演算され、その偏差Iが操舵動作の特性改善のためのPI(比例積分)制御部35に入力される。PI制御部35で特性改善された電圧制御指令値VrefがPWM制御部36に入力され、更に駆動部としてのインバータ37を介してモータ20がPWM駆動される。モータ20のモータ電流値Imはモータ電流検出器38で検出され、減算部32Bにフィードバックされる。インバータ37は駆動素子としてFETが用いられ、FETのブリッジ回路で構成されている。   The function and operation of the control unit 30 will be described with reference to FIG. 2. The steering torque Ts detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed Vel detected by the vehicle speed sensor 12 (or from the CAN 40) are represented by the current command value Iref1. The current command value calculation unit 31 to be calculated is input. The current command value calculation unit 31 calculates a current command value Iref1, which is a control target value of the motor current supplied to the motor 20, using an assist map or the like based on the input steering torque Ts and the vehicle speed Vel. The current command value Iref1 is input to the current limiting unit 33 via the adding unit 32A, and the current command value Irefm with the maximum current limited is input to the subtracting unit 32B, and the deviation I (= Irefm−Im) is calculated, and the deviation I is input to a PI (proportional integration) control unit 35 for improving the characteristics of the steering operation. The voltage control command value Vref whose characteristics are improved by the PI control unit 35 is input to the PWM control unit 36, and the motor 20 is PWM driven via an inverter 37 as a drive unit. The motor current value Im of the motor 20 is detected by the motor current detector 38 and fed back to the subtraction unit 32B. The inverter 37 uses a FET as a drive element, and is configured by a bridge circuit of the FET.

モータ20にはレゾルバ等の回転角センサ21が連結されており、回転角センサ21から回転角θeが検出されて出力される。   A rotation angle sensor 21 such as a resolver is connected to the motor 20, and the rotation angle θe is detected and output from the rotation angle sensor 21.

また、加算部32Aには補償信号生成部34からの補償信号CMが加算されており、補償信号CMの加算によって操舵システム系の特性補償を行い、収れん性や慣性特性等を改善するようになっている。補償信号生成部34は、セルフアライニングトルク(SAT)343と慣性342を加算部344で加算し、その加算結果に更に収れん性341を加算部345で加算し、加算部345の加算結果を補償信号CMとしている。セルフアライニングトルク(SAT)343は、例えば特許第5251898号公報に記載されているSAT推定部で実行されている方法により、操舵トルクTs及び回転角θe(回転角θeより角速度及び角加速度を算出)を用いて推定される。慣性342は、回転角θeより算出される角加速度に基づいて算出され、モータ20の慣性により発生する力相当分をアシストし、慣性感又は制御の応答性の悪化を防止する。収れん性341は、回転角θeより算出される角速度に基づいて算出され、車両のヨーの収れん性を改善するためにハンドルが振れ回る動作に対してブレーキをかける。なお、SATとしてSATセンサから検出される値を用いても良い。   Further, the compensation signal CM from the compensation signal generator 34 is added to the adder 32A, and the compensation of the steering system is compensated by the addition of the compensation signal CM, thereby improving the convergence and inertia characteristics. ing. The compensation signal generation unit 34 adds the self-aligning torque (SAT) 343 and the inertia 342 by the addition unit 344, and further adds the convergence 341 to the addition result by the addition unit 345, and compensates the addition result of the addition unit 345. The signal CM is used. The self-aligning torque (SAT) 343 is calculated by, for example, the steering torque Ts and the rotation angle θe (the angular velocity and the angular acceleration from the rotation angle θe) by a method executed by the SAT estimation unit described in Japanese Patent No. 5251898. ). The inertia 342 is calculated based on the angular acceleration calculated from the rotation angle θe, assists the force equivalent to the force generated by the inertia of the motor 20, and prevents the deterioration of the feeling of inertia or control responsiveness. The convergence 341 is calculated based on the angular velocity calculated from the rotation angle θe, and brakes the operation of the steering wheel to improve the yaw convergence of the vehicle. A value detected from the SAT sensor may be used as the SAT.

このような電動パワーステアリング装置では、装置に起因して発生する振動を抑制するためや、車両の安定性、操舵感等を損なわないようにするために、制御において使用するパラメータを調整している。   In such an electric power steering device, the parameters used in the control are adjusted in order to suppress vibrations caused by the device and not to impair the stability and steering feeling of the vehicle. .

例えば、特開2006−188183号公報(特許文献1)に開示されている電動パワーステアリング装置では、操作部材に生じる振動を抑制するために、操作部材の振動が検出されたときに、比例積分制御(PI制御)での比例ゲイン又は/及び積分ゲインを低下させている。振動を検出したときに呼応してゲインを低下することにより、振動を抑制すると共に、操舵補助の応答性の低下も抑えるようにしている。なお、振動の検出は、操舵トルクやモータ電流に基づいて行っている。   For example, in the electric power steering device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-188183 (Patent Document 1), in order to suppress the vibration generated in the operation member, the proportional integral control is performed when the vibration of the operation member is detected. The proportional gain or / and integral gain in (PI control) is reduced. By reducing the gain in response to the detection of vibration, the vibration is suppressed and a decrease in steering assist response is also suppressed. The vibration is detected based on the steering torque and the motor current.

特許第5235536号公報(特許文献2)では、操舵感と安定性の要求を満たすために、操舵トルクに対する電流指令の伝達特性(伝達関数)を調整することにより、少ない演算量で、かつ体系的で簡便な設計を可能とする電動パワーステアリング制御装置を提案している。具体的には、低周波数領域と高周波数領域とでは異なる観点から設計を行う必要があることから、各設計を独立して行えるように、低周波数特性を設定する手段(位相遅れ補償部)と高周波数特性を設定する手段(高域補償部)とを備え、伝達関数を調整することにより、各手段が簡単な演算で独立して特性を設定できるようにしている。   In Japanese Patent No. 5235536 (Patent Document 2), in order to satisfy the requirements for steering feeling and stability, the current command transfer characteristic (transfer function) with respect to the steering torque is adjusted to reduce the amount of calculation and systematically. Electric power steering control device that enables simple and simple design is proposed. Specifically, since it is necessary to design from different viewpoints in the low frequency region and the high frequency region, means for setting the low frequency characteristics (phase delay compensation unit) so that each design can be performed independently A means (high frequency compensation unit) for setting a high frequency characteristic is provided, and by adjusting the transfer function, each means can set the characteristic independently by a simple calculation.

特開2006−188183号公報JP 2006-188183 A 特許第5235536号公報Japanese Patent No. 5235536

しかしながら、電動パワーステアリング装置が所望の特性通りに設計され、所望の効果を発揮するかを確認するためには、装置の設計後、制御部の特性を波形表示させたり、実測データを解析したりする必要があり、工数がかかる作業となっている。また、特許文献1及び2の装置では、操舵トルクを入力とした特性を対象として調整を行っているが、操舵トルク等のトルク系の他に、モータの回転角等の角度系の特性も装置の振動や安定性等への影響が大きいことが確認されている。よって、角度系の特性も考慮して確認作業を行わないと、確認が不十分なものになってしまうおそれがある。   However, in order to confirm whether the electric power steering device is designed according to the desired characteristics and exerts the desired effect, after the device is designed, the characteristics of the control unit are displayed in a waveform or the measured data is analyzed. It is necessary to do it, and it is a work which requires man-hours. In addition, in the devices of Patent Documents 1 and 2, adjustment is performed with respect to characteristics with steering torque as an input, but in addition to torque systems such as steering torque, characteristics of angle systems such as a rotation angle of a motor are also provided. It has been confirmed that the influence on vibration, stability, etc. is large. Therefore, if the confirmation operation is not performed in consideration of the characteristics of the angle system, the confirmation may be insufficient.

本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、操舵トルク等のトルク系情報及び回転角等の角度系情報より演算される電流指令値に基づいて制御を行う電動パワーステアリング制御装置に対するトルク系振動発生の可能性の検査を、電流指令値に関する伝達関数の特性に基づいて行う検査装置及びそれを搭載した電動パワーステアリング装置を提供することにある。   The present invention has been made under the circumstances as described above, and an object of the present invention is an electric motor that performs control based on a current command value calculated from torque system information such as steering torque and angle system information such as a rotation angle. An object of the present invention is to provide an inspection device for inspecting the possibility of occurrence of torque system vibration for a power steering control device based on characteristics of a transfer function relating to a current command value, and an electric power steering device equipped with the inspection device.

本発明は、少なくともトルク系情報及び角度系情報を用いて電流指令値を演算し、車両の操舵系にアシスト力を付与するモータの駆動を前記電流指令値に基づいて制御する電動パワーステアリング制御装置の検査を行う検査装置に関し、本発明の上記目的は、前記電流指令値の演算の基となる制御パラメータを入力する制御パラメータ入力部と、少なくとも前記制御パラメータにより定義される、前記電流指令値に関する伝達関数Lに基づいて、前記車両においてトルク系振動が発生し難いかの判定を行う判定部を備えることにより達成される。   The present invention calculates an electric current command value using at least torque system information and angle system information, and controls driving of a motor that applies assist force to a steering system of a vehicle based on the electric current command value. The above-described object of the present invention relates to a control parameter input unit that inputs a control parameter that is a basis for calculation of the current command value, and at least the current command value that is defined by the control parameter. This is achieved by providing a determination unit that determines whether torque-based vibration is unlikely to occur in the vehicle based on the transfer function L.

本発明の上記目的は、前記判定部は、所定の第1周波数帯域での前記伝達関数Lのゲイン及び位相に基づいて前記判定を行うことにより、或いは、前記第1周波数帯域は略10Hzから略20Hzまでの帯域であることにより、或いは、前記判定部は、前記第1周波数帯域での前記位相が所定の位相範囲内である第2周波数帯域での前記ゲインが所定の第1閾値以上の場合、又は、前記位相範囲以上の周波数帯域での前記ゲインが前記第1閾値より小さい所定の第2閾値以上の場合、前記トルク系振動が発生し難いと判定することにより、或いは、前記位相範囲は略−170deg以上略−150deg未満であり、前記第1閾値は略0dBであり、前記第2閾値は略−6dBであることにより、或いは、前記制御パラメータは、少なくともトルク系制御パラメータ及び角度系制御パラメータを含むことにより、或いは、前記伝達関数Lは、前記制御パラメータに加えて、少なくともモデルパラメータにより定義されることにより、或いは、前記モデルパラメータは、少なくともトルク系モデルパラメータ及び角度系モデルパラメータを含むことにより、或いは、前記伝達関数Lは、前記トルク系制御パラメータで定義される伝達関数C、前記角度系制御パラメータで定義される伝達関数Cθ、前記トルク系モデルパラメータで定義される伝達関数P及び前記角度系モデルパラメータで定義される伝達関数Pθより、L=−(C+Cθθ)として定義されることにより、より効果的に達成される。 The object of the present invention is that the determination unit performs the determination based on the gain and phase of the transfer function L in a predetermined first frequency band, or the first frequency band is approximately from 10 Hz. When the frequency band is up to 20 Hz, or when the determination unit has the gain in the second frequency band in which the phase in the first frequency band is within a predetermined phase range is greater than or equal to a predetermined first threshold value. Or, when the gain in the frequency band equal to or higher than the phase range is equal to or higher than a predetermined second threshold value smaller than the first threshold value, it is determined that the torque system vibration is difficult to occur, or the phase range is It is approximately −170 deg or more and less than approximately −150 deg, the first threshold is approximately 0 dB, and the second threshold is approximately −6 dB, or the control parameter is at least Including a torque system control parameter and an angle system control parameter, or the transfer function L is defined by at least a model parameter in addition to the control parameter, or the model parameter is at least a torque system model By including a parameter and an angle system model parameter, or the transfer function L is a transfer function C t defined by the torque system control parameter, a transfer function C θ defined by the angle system control parameter, the torque system By defining L = − (C t P t + C θ P θ ) from the transfer function P t defined by the model parameters and the transfer function P θ defined by the angle system model parameters, it is more effective. Achieved.

また、上記の電動パワーステアリング制御装置の検査装置及び前記電動パワーステアリング制御装置を搭載し、前記判定部が、前記トルク系振動が発生し難いと判定した場合、前記制御パラメータを更新し、前記トルク系振動が発生し難いと判定しない場合、前記制御パラメータを更新しない電動パワーステアリング装置により上記目的は達成される。   In addition, when the electric power steering control device inspection device and the electric power steering control device are mounted and the determination unit determines that the torque system vibration is unlikely to occur, the control parameter is updated, and the torque If it is not determined that system vibration is unlikely to occur, the above object can be achieved by an electric power steering device that does not update the control parameter.

本発明の電動パワーステアリング制御装置の検査装置によれば、電流指令値に関する伝達関数に基づいて、電流指令値の演算で使用する制御パラメータに対する特性が所定の条件を満たすか自動的に判定することにより、トルク系振動発生の可能性の有無を検査するので、効率的に検査を行うことができる。また、角度系の特性を伝達関数に加味することにより、角度系の特性も考慮した的確な検査を行うことができる。さらに、上記検査装置を電動パワーステアリング装置に搭載し、検査結果に応じて制御パラメータの更新の可否を決めることにより、振動の発生を未然に抑制することができる。   According to the inspection apparatus for the electric power steering control device of the present invention, it is automatically determined whether the characteristic for the control parameter used in the calculation of the current command value satisfies a predetermined condition based on the transfer function related to the current command value. Therefore, since the presence or absence of the possibility of occurrence of torque system vibration is inspected, the inspection can be performed efficiently. In addition, by adding the characteristics of the angle system to the transfer function, it is possible to perform an accurate inspection in consideration of the characteristics of the angle system. Furthermore, by mounting the inspection device on the electric power steering device and determining whether or not the control parameter can be updated according to the inspection result, generation of vibration can be suppressed in advance.

電動パワーステアリング装置の概要を示す構成図である。It is a lineblock diagram showing an outline of an electric power steering device. 電動パワーステアリング装置のコントロールユニット(ECU)の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the control unit (ECU) of an electric power steering apparatus. 本発明に係る検査装置が検査を行う電動パワーステアリング制御装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the electric power steering control apparatus which the test | inspection apparatus based on this invention test | inspects. 図3における制御対象を分割して表わした構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example which divided | segmented and represented the control object in FIG. 図4に示される構成例の安定性を判別するために変形した構成例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example modified to determine stability of the configuration example illustrated in FIG. 4. 電動パワーステアリング装置を模式的に表したブロック図である。It is a block diagram showing typically an electric power steering device. 本発明に係る検査装置が検査を行う電動パワーステアリング制御装置の詳細な構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structural example of the electric power steering control apparatus which the test | inspection apparatus based on this invention test | inspects. 制御対象の伝達関数の周波数特性をシミュレーションした例を示す特性図である。(A)はトルク系制御対象の伝達関数の周波数特性の例を示す特性図であり、(B)は角度系制御対象の伝達関数の周波数特性の例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the example which simulated the frequency characteristic of the transfer function of a control object. (A) is a characteristic diagram showing an example of the frequency characteristic of the transfer function of the torque system control target, and (B) is a characteristic diagram showing an example of the frequency characteristic of the transfer function of the angle system control target. 制御部の伝達関数の周波数特性をシミュレーションした例を示す特性図である。(A)はトルク系制御部の伝達関数の周波数特性の例を示す特性図であり、(B)は角度系制御部の伝達関数の周波数特性の例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the example which simulated the frequency characteristic of the transfer function of the control part. (A) is a characteristic diagram showing an example of the frequency characteristic of the transfer function of the torque system control unit, and (B) is a characteristic diagram showing an example of the frequency characteristic of the transfer function of the angle system control unit. 電流指令値に関する伝達関数の周波数特性をシミュレーションした例を示す特性図である。(A)はゲイン特性の例を示す特性図であり、(B)は位相特性の例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the example which simulated the frequency characteristic of the transfer function regarding an electric current command value. (A) is a characteristic diagram showing an example of gain characteristics, and (B) is a characteristic chart showing an example of phase characteristics. 本発明の構成例(第1実施形態)を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (1st Embodiment) of this invention. 第1実施形態での結果出力部の表示例を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the example of a display of the result output part in 1st Embodiment. 本発明の動作例(第1実施形態)を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example (1st Embodiment) of this invention. トルク系振動判定の動作例(第1実施形態)を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example (1st Embodiment) of torque type | mold vibration determination. 本発明の構成例(第2実施形態)を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (2nd Embodiment) of this invention. 本発明の動作例(第2実施形態)を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example (2nd Embodiment) of this invention.

本発明では、電流指令値に関する伝達関数Lに基づいて、伝達関数Lの特性から、操舵トルクの振動感等のトルク系振動が発生し難いように電動パワーステアリング制御装置が設計されているかの判定(以下、「トルク系振動判定」とする)を行う。検査対象となる電動パワーステアリング制御装置は、操舵トルク等のトルク系情報を基に制御を行うトルク系制御部と、モータの回転角等の角度系情報を基に制御を行う角度系制御部で構成され、各制御部で電流指令値が演算される。電動パワーステアリング制御装置が制御する対象(制御対象モデル)も、トルク系情報に関するトルク系制御対象と角度系情報に関する角度系制御対象に分けられる。伝達関数Lは電流指令値を入出力とする一巡伝達関数として定義され、各制御部及び各制御対象を含む全体を表わす伝達関数となる。この伝達関数Lの特性を基にトルク系振動判定の検査を行うので、注目する特性は、トルク系振動が発生する周波数帯域(第1周波数帯域)、例えば略10Hzから略20Hzまでの周波数帯域の特性である。この周波数帯域の特性が予め定められた特徴を有している場合、トルク系振動が発生し難いと判定する。このように、伝達関数Lの特性のみでトルク系振動判定の検査を行うので、工数を抑制した効率的な検査を行うことができ、角度系情報を扱う制御部や制御対象を伝達関数Lに含ませているので、角度系の特性も考慮した的確な検査を行うことができる。   In the present invention, based on the transfer function L related to the current command value, it is determined whether or not the electric power steering control device is designed so that torque system vibration such as vibration feeling of the steering torque hardly occurs from the characteristics of the transfer function L. (Hereinafter referred to as “torque system vibration determination”). The electric power steering control device to be inspected includes a torque system control unit that performs control based on torque system information such as steering torque, and an angle system control unit that performs control based on angle system information such as the rotation angle of the motor. The current command value is calculated by each control unit. An object (control object model) controlled by the electric power steering control device is also divided into a torque system control object related to torque system information and an angle system control object related to angle system information. The transfer function L is defined as a round transfer function having a current command value as an input / output, and is a transfer function representing the whole including each control unit and each control target. Since the inspection of the torque system vibration determination is performed based on the characteristics of the transfer function L, the characteristic of interest is a frequency band (first frequency band) in which the torque system vibration occurs, for example, a frequency band from about 10 Hz to about 20 Hz. It is a characteristic. If this frequency band characteristic has a predetermined characteristic, it is determined that torque system vibration is unlikely to occur. Thus, since the inspection of the torque system vibration determination is performed only with the characteristics of the transfer function L, an efficient inspection with reduced man-hours can be performed, and the control unit and the control target that handle the angle system information can be changed to the transfer function L. Since it is included, an accurate inspection can be performed in consideration of the characteristics of the angle system.

以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

先ず、検査で使用する伝達関数Lについて説明する。   First, the transfer function L used in the inspection will be described.

本実施形態にて検査を行う電動パワーステアリング制御装置50は、図3に示されるように、トルク系制御部60及び角度系制御部70を備え、トルク系制御部60で演算される電流指令値Iref_tと角度系制御部70で演算される電流指令値Iref_θとを加算して算出される電流指令値Irefに基づいて制御を行う。トルク系制御部60は、制御対象80から出力されるトルク系情報である操舵トルク(トーションバートルク)Tsを用いて電流指令値Iref_tを演算し、角度系制御部70は、制御対象80から出力される角度系情報である回転角(電気角)θeを用いて電流指令値Iref_θを演算する。なお、回転角(電気角)θeは、モータの機械角を極対数倍した信号である。   As shown in FIG. 3, the electric power steering control device 50 that performs inspection in the present embodiment includes a torque system control unit 60 and an angle system control unit 70, and a current command value calculated by the torque system control unit 60. Control is performed based on the current command value Iref calculated by adding Iref_t and the current command value Iref_θ calculated by the angle system control unit 70. The torque system control unit 60 calculates a current command value Iref_t using the steering torque (torsion bar torque) Ts that is torque system information output from the control target 80, and the angle system control unit 70 outputs the current command value Iref_t from the control target 80. The current command value Iref_θ is calculated using the rotation angle (electrical angle) θe that is the angle system information. The rotation angle (electrical angle) θe is a signal obtained by multiplying the mechanical angle of the motor by the number of pole pairs.

制御対象80は、更に、図4に示されるように、トルク系情報に関するトルク系制御対象81と角度系情報に関する角度系制御対象82に分けられ、電流指令値Irefはトルク系制御対象81及び角度系制御対象82それぞれに入力され、電流指令値Irefに応じて、トルク系制御対象81は操舵トルクTsを、角度系制御対象82は回転角θeをそれぞれ出力する。そして、図4に示されるような閉ループ系の安定性を判別するには、電流指令値Irefの信号を分断し、更にネガティブフィードバックとするために符号反転部52を経由させた図5に示されるような構成における電流指令値Irefから電流指令値−Iref’への伝達関数Lの特性を調べれば良い。図5において、トルク系制御対象81の伝達関数、即ち電流指令値Irefから操舵トルクTsへの伝達関数をPとし、角度系制御対象82の伝達関数、即ち電流指令値Irefから回転角θeへの伝達関数をPθとし、トルク系制御部60の伝達関数、即ち操舵トルクTsから電流指令値Iref_tへの伝達関数をCとし、角度系制御部70の伝達関数、即ち回転角θeから電流指令値Iref_θへの伝達関数をCθとすると、伝達関数Lは下記数1となる。 As shown in FIG. 4, the control object 80 is further divided into a torque system control object 81 related to torque system information and an angle system control object 82 related to angle system information, and the current command value Iref includes the torque system control object 81 and the angle system control object 81. The torque system control object 81 outputs the steering torque Ts and the angle system control object 82 outputs the rotation angle θe according to the current command value Iref. Then, in order to determine the stability of the closed loop system as shown in FIG. 4, the signal of the current command value Iref is divided and further shown in FIG. The characteristics of the transfer function L from the current command value Iref to the current command value −Iref ′ in such a configuration may be examined. 5, the transfer function of the torque based control object 81, i.e. the transfer function from the current command value Iref to the steering torque Ts and P t, the transfer function of the angle-based control object 82, i.e. from the current command value Iref to the rotational angle θe the transfer function of the P theta, the transfer function of the torque based control unit 60, i.e. the transfer function of the current command value Iref_t from the steering torque Ts and C t, the transfer function of the angle-based control unit 70, i.e., the current from the rotation angle θe When the transfer function to the command value Iref_θ is C θ , the transfer function L is expressed by the following formula 1.

伝達関数P及びPθは、システム同定理論に基づいた実験により算出されるが、基となる伝達関数は例えば以下のようにして導出される。 The transfer functions P t and P θ are calculated by an experiment based on the system identification theory, and the basic transfer function is derived as follows, for example.

図6は、電動パワーステアリング装置(EPS)を模式的に表したブロック図である。図6において、EPS及び車両のメカ特性であるM(s)は下記数2のような簡略化された式で表わされるとする。   FIG. 6 is a block diagram schematically showing an electric power steering device (EPS). In FIG. 6, it is assumed that M (s), which is the mechanical characteristic of the EPS and the vehicle, is expressed by a simplified expression such as the following Expression 2.

ここで、Jcは慣性係数、Dcはダンパー減衰係数、Kcはバネ係数、sはラプラス演算子である。また、図6において、Ksはトーションバーバネ剛性、Ngは減速比、Pnは極対数、Ktはモータトルク定数、θhはハンドル舵角、θcはコラム舵角、Tmはモータトルク、Tdは外乱であり、PI制御部等の電流制御の特性は省略し、電流指令値とモータ電流値は一致するものとする。 Here, Jc is an inertia coefficient, Dc is a damper damping coefficient, Kc is a spring coefficient, and s is a Laplace operator. In FIG. 6, Ks is the torsion bar spring stiffness, Ng is the reduction ratio, Pn is the number of pole pairs, Kt is the motor torque constant, θh is the steering angle, θc is the column steering angle, Tm is the motor torque, and Td is the disturbance. Yes, the current control characteristics of the PI control unit and the like are omitted, and the current command value and the motor current value match.

図6に示されるEPSでの動作では、操舵等により、ステアリングホイール側の角度であるハンドル舵角θhと操向車輪側の角度であるコラム舵角θcとの間に偏差が生じると、その偏差にトーションバーバネ剛性Ksを乗じたトーションバートルク(操舵トルク)Tsが発生する。ここで、ハンドル舵角θhがゼロであるとすると、操舵トルクTsは、−Ks・θcとなる。この操舵トルクTsに基づいて、伝達関数C(s)で表わされる特性をもつトルク系制御部60にて電流指令値Iref_tが演算される。また、モータの回転角(電気角)θeに基づいて、伝達関数Cθ(s)で表わされる特性をもつ角度系制御部70にて電流指令値Iref_θが演算され、電流指令値Iref_tとIref_θを加算したものが電流指令値Irefとなる。電流指令値Irefに基づいてモータ電流を供給されるモータにより、電流指令値Irefに減速比Ng及びモータトルク定数Ktを乗じたモータトルクTmが発生する。そして、操舵トルクTs及びモータトルクTm、さらに外乱Tdを加算したトルクがEPS及び車両のメカ特性に加えられ、コラム舵角θcが生じ、コラム舵角θcに減速比Ng及び極対数Pnを乗じたものが回転角θeとなる。なお、外乱Tdをゼロとすると、EPS及び車両のメカ特性には操舵トルクTs及びモータトルクTmだけが加わることとなる。但し、ここでいう回転角θeはモータ電気角を表わす。 In the operation in the EPS shown in FIG. 6, if a deviation occurs between the steering wheel steering angle θh which is the steering wheel side angle and the column steering angle θc which is the steering wheel side angle due to steering or the like, the deviation is generated. A torsion bar torque (steering torque) Ts is generated by multiplying the torsion bar spring stiffness Ks by. Here, assuming that the steering angle θh is zero, the steering torque Ts is −Ks · θc. Based on the steering torque Ts, the current command value Iref_t is calculated by the torque system control unit 60 having the characteristics represented by the transfer function C t (s). Further, based on the rotation angle (electrical angle) θe of the motor, the current command value Iref_θ is calculated by the angle system control unit 70 having the characteristic represented by the transfer function C θ (s), and the current command values Iref_t and Iref_θ are calculated. The sum is the current command value Iref. The motor supplied with the motor current based on the current command value Iref generates a motor torque Tm obtained by multiplying the current command value Iref by the reduction ratio Ng and the motor torque constant Kt. Then, the torque obtained by adding the steering torque Ts, the motor torque Tm, and the disturbance Td is added to the EPS and the mechanical characteristics of the vehicle, the column steering angle θc is generated, and the column steering angle θc is multiplied by the reduction ratio Ng and the pole pair number Pn. The object becomes the rotation angle θe. If the disturbance Td is zero, only the steering torque Ts and the motor torque Tm are added to the EPS and the mechanical characteristics of the vehicle. However, the rotation angle θe here represents the motor electrical angle.

図6において、電流指令値Irefからトーションバートルク(操舵トルク)Tsまでの伝達関数をP、電流指令値Irefから回転角θeまでの伝達関数をPθとすれば、図3及び図4に示される構成に置き換えて考えることができるので、それより伝達関数P及びPθを求めると、それぞれ下記数3及び数4のようになる。 6, assuming that the transfer function from the current command value Iref to the torsion bar torque (steering torque) Ts is P t and the transfer function from the current command value Iref to the rotation angle θe is P θ , FIG. 3 and FIG. Since it can be considered to be replaced with the configuration shown, when the transfer functions P t and P θ are obtained therefrom, the following equations 3 and 4 are obtained, respectively.

なお、数3及び数4では、ハンドル舵角θh及び外乱Tdは、上述のようにゼロとしている。 In Equations 3 and 4, the steering angle θh and the disturbance Td are zero as described above.

数3での各パラメータがトルク系モデルパラメータ、数4での各パラメータが角度系モデルパラメータであり、トルク系モデルパラメータ及び角度系モデルパラメータを合わせてモデルパラメータとなる。本実施形態が検査にて使用するモデルパラメータとしては、減速比Ng、モータトルク定数Kt等を個別に保持して使用しても良いし、例えば分子全体(−Ng・Kt・Ks、Ng・Kt・Pn)等を単位として保持して使用しても良い。なお、伝達関数P及びPθは上記数3及び数4に限られず、他の形式の関数でも良い。例えば、電流指令値Irefを入力、操舵トルクTs及び回転角θeをそれぞれ出力とした一般的な同定理論、例えば周波数応答法やフーリエ解析法等から実験的に伝達関数P及びPθを求めても良い。 Each parameter in Equation 3 is a torque system model parameter, and each parameter in Equation 4 is an angle system model parameter. The torque system model parameter and the angle system model parameter are combined to become a model parameter. As model parameters used in the inspection in the present embodiment, the reduction ratio Ng, the motor torque constant Kt, etc. may be individually held and used. For example, the whole molecule (−Ng · Kt · Ks, Ng 2 · Kt · Pn) etc. may be held and used as a unit. The transfer functions P t and P θ are not limited to the above formulas 3 and 4 but may be other types of functions. For example, the transfer functions P t and P θ are experimentally obtained from a general identification theory, for example, a frequency response method or a Fourier analysis method, in which the current command value Iref is input and the steering torque Ts and the rotation angle θe are output. Also good.

伝達関数C及びCθは、電動パワーステアリング制御装置の数式による構成要素の伝達関数から算出しても良いし、実験により算出しても良い。例えば前者の場合、以下のようにして算出される。 The transfer functions C t and C θ may be calculated from the transfer functions of the components based on the mathematical formulas of the electric power steering control device, or may be calculated through experiments. For example, in the former case, it is calculated as follows.

図7は、本実施形態にて検査する電動パワーステアリング制御装置の詳細な構成例を示すブロック図である。電流指令値演算部100は、図2に示される電流指令値演算部31と同様に、操舵トルクTsに基づいてアシストマップ等を用いて電流指令値Irefaを演算する。車速Velは入力していないが、電流指令値演算部31と同様に、車速Velに基づいてアシストマップ等を切り替えて電流指令値を演算しても良い。収れん性補償部110、慣性補償部120及びSAT補償部130は、図2に示される補償信号生成部34の収れん性341、慣性342及びSAT343と同様に、操舵システム系の特性補償を行うための補償信号を生成する。即ち、収れん性補償部110は、回転角θeを用いて車両のヨーの収れん性を改善するための補償信号を生成し、慣性補償部120は、回転角θeを用いてモータの慣性により発生する力相当分をアシストするための補償信号を生成する。SAT補償部130は、角度系SAT補償部131、トルク系SAT補償部132及び加算部133を備え、回転角θeを用いて角度系SAT補償部131にて演算された信号と、操舵トルクTsを用いてトルク系SAT補償部132にて演算された信号の加算値を、SAT補償のための補償信号とする。そして、各部の補償信号を電流指令値Irefaに加算して、電流指令値Irefを算出する。   FIG. 7 is a block diagram showing a detailed configuration example of the electric power steering control device inspected in the present embodiment. Similarly to the current command value calculation unit 31 shown in FIG. 2, the current command value calculation unit 100 calculates the current command value Irefa using an assist map or the like based on the steering torque Ts. Although the vehicle speed Vel is not input, the current command value may be calculated by switching the assist map or the like based on the vehicle speed Vel, similarly to the current command value calculation unit 31. The convergence compensator 110, the inertia compensator 120, and the SAT compensator 130 are for performing the characteristic compensation of the steering system, similarly to the convergence 341, inertia 342, and SAT 343 of the compensation signal generator 34 shown in FIG. A compensation signal is generated. That is, the convergence compensation unit 110 generates a compensation signal for improving the yaw convergence of the vehicle using the rotation angle θe, and the inertia compensation unit 120 is generated by the inertia of the motor using the rotation angle θe. A compensation signal for assisting the force equivalent is generated. The SAT compensation unit 130 includes an angle system SAT compensation unit 131, a torque system SAT compensation unit 132, and an addition unit 133. The signal calculated by the angle system SAT compensation unit 131 using the rotation angle θe and the steering torque Ts are provided. The added value of the signal calculated by the torque system SAT compensator 132 is used as a compensation signal for SAT compensation. Then, the compensation signal of each part is added to the current command value Irefa to calculate the current command value Iref.

図7において、電流指令値演算部100、収れん性補償部110、慣性補償部120、角度系SAT補償部131及びトルク系SAT補償部132の伝達関数を、それぞれC、C、C、C及びCとすると、伝達関数C及びCθはそれぞれ下記数5及び数6となる。 In FIG. 7, the transfer functions of the current command value calculation unit 100, the convergence compensation unit 110, the inertia compensation unit 120, the angle system SAT compensation unit 131, and the torque system SAT compensation unit 132 are respectively represented by C 1 , C 2 , C 3 , Assuming C 4 and C 5 , the transfer functions C t and C θ are expressed by the following equations 5 and 6, respectively.

即ち、電流指令値演算部100及びトルク系SAT補償部132がトルク系制御部60として機能し、収れん性補償部110、慣性補償部120及び角度系SAT補償部131が角度系制御部70として機能する。そして、数5を構成するパラメータがトルク系制御パラメータ、数6を構成するパラメータが角度系制御パラメータであり、トルク系制御パラメータ及び角度系制御パラメータを合わせて制御パラメータとなる。なお、上記の構成要素に限らず、操舵トルク又は回転角に基づいて電流指令値を演算する構成要素であれば、トルク系制御部又は角度系制御部に組み入れ、伝達関数C又はCθを構成する要素として良い。一般的に線形に近似できる制御器においては、構成要素の特性は、フィードバックするそれぞれの信号(本実施形態では「操舵トルク」及び「回転角」)から電流指令値までのそれぞれの伝達関数に等価変換することができるからである。 That is, the current command value calculation unit 100 and the torque system SAT compensation unit 132 function as the torque system control unit 60, and the convergence compensation unit 110, the inertia compensation unit 120, and the angle system SAT compensation unit 131 function as the angle system control unit 70. To do. The parameter that constitutes Equation 5 is the torque system control parameter, the parameter that constitutes Equation 6 is the angle system control parameter, and the torque system control parameter and the angle system control parameter are combined to become the control parameter. In addition to the above components, any component that calculates the current command value based on the steering torque or the rotation angle is incorporated into the torque system control unit or the angle system control unit, and the transfer function C t or C θ is calculated. It is good as a constituent element. In a controller that can generally be approximated linearly, the component characteristics are equivalent to the respective transfer functions from the respective feedback signals ("steering torque" and "rotation angle" in this embodiment) to the current command value. This is because it can be converted.

本実施形態では、上記の数1及び数3〜数6を用いて導出される伝達関数Lを用いて、トルク系振動判定を行う。   In the present embodiment, the torque system vibration determination is performed using the transfer function L derived using the above Equation 1 and Equation 3 to Equation 6.

次に、トルク系振動判定を行うための伝達関数Lの特性について説明する。   Next, characteristics of the transfer function L for performing torque system vibration determination will be described.

トルク系振動が発生し難いか否かは、伝達関数Lのゲイン(振幅)及び位相の特性から判定可能であることが経験的に知られており、トルク系振動判定は伝達関数Lのゲイン特性及び位相特性に対する閾値判定で行われる。その判定に使用する閾値は、予め実験により設定するのが良いが、従来の知見を基に設定しても良い。例えば、以下のように閾値を設定する。   It is empirically known that whether or not torque system vibration is difficult can be determined from the gain (amplitude) and phase characteristics of the transfer function L. The torque system vibration determination is based on the gain characteristics of the transfer function L. And threshold determination for the phase characteristics. The threshold used for the determination is preferably set in advance by experiments, but may be set based on conventional knowledge. For example, the threshold is set as follows.

図8は伝達関数P及びPθの周波数特性をシミュレーションした例を示す特性図である。図8(A)は伝達関数Pの周波数特性、図8(B)は伝達関数Pθの周波数特性であり、周波数を横軸とし、ゲイン及び位相を縦軸として、太線がゲイン特性、細線が位相特性である。また、図9は伝達関数C及びCθの周波数特性をシミュレーションした例を示す特性図である。図9(A)は伝達関数Cの周波数特性、図9(B)は伝達関数Cθの周波数特性であり、周波数を横軸とし、ゲイン及び位相を縦軸として、太線がゲイン特性、細線が位相特性である。このような周波数特性を有する伝達関数P、Pθ、C及びCθに対して、伝達関数Lの周波数特性をシミュレーションすると、数1より、図10に示されるような特性になる。図10(A)はゲイン特性、図10(B)は位相特性であり、周波数を横軸とし、図10(A)ではゲインを縦軸、図10(B)では位相を縦軸として、10〜100Hzの間の周波数特性を示している。 FIG. 8 is a characteristic diagram showing an example of simulating the frequency characteristics of the transfer functions Pt and . Figure 8 (A) is the frequency characteristic of the transfer function P t, the frequency characteristic of FIG. 8 (B) transfer function P theta, and the horizontal axis the frequency, the gain and phase as the vertical axis, the thick line is a gain characteristic, fine line Is the phase characteristic. FIG. 9 is a characteristic diagram showing an example in which the frequency characteristics of the transfer functions Ct and are simulated. 9A shows the frequency characteristic of the transfer function C t , and FIG. 9B shows the frequency characteristic of the transfer function C θ , where the frequency is on the horizontal axis, the gain and phase are on the vertical axis, the thick line is the gain characteristic, and the thin line Is the phase characteristic. When the frequency characteristics of the transfer function L are simulated for the transfer functions P t , P θ , C t, and C θ having such frequency characteristics, the characteristics shown in FIG. 10A shows gain characteristics, and FIG. 10B shows phase characteristics. The frequency is on the horizontal axis, the gain is on the vertical axis in FIG. 10A, the phase is on the vertical axis in FIG. The frequency characteristic between -100 Hz is shown.

図10に示される周波数特性を有する伝達関数Lに対するトルク系振動判定では、先ずトルク系振動が発生する第1周波数帯域(10〜20Hz)の周波数特性を調べる。即ち、第1周波数帯域において、位相が所定の位相範囲、例えば−170deg以上−150deg未満となっている周波数帯域(第2周波数帯域、図10において点線より左側)でのゲインが所定の閾値(第1閾値)THg1(例えば0dB)以上の場合、又は位相が上記の所定の位相範囲以上、即ち−150deg以上となっている周波数帯域(図10において点線より右側。以下、「第3周波数帯域」とする)でのゲインが第1閾値より小さい所定の閾値(第2閾値)THg2(例えば−6dB)以上の場合、トルク系振動が発生し難いと判定する。図10に示される周波数特性は上記の条件を満たすので、この周波数特性を有する伝達関数Lで表現される電動パワーステアリング制御装置ではトルク系振動が発生し難いと判定される。なお、図8及び図9に示される周波数特性はシミュレーションの一例であり、図10に示される周波数特性も一例となる。   In the torque system vibration determination for the transfer function L having the frequency characteristics shown in FIG. 10, first, the frequency characteristics in the first frequency band (10 to 20 Hz) in which the torque system vibration occurs are examined. That is, in the first frequency band, the gain in a frequency range where the phase is in a predetermined phase range, for example, −170 deg or more and less than −150 deg (second frequency band, on the left side of the dotted line in FIG. 10) 1 threshold) THg1 (for example, 0 dB) or more, or a frequency band in which the phase is equal to or greater than the above-described predetermined phase range, that is, −150 deg or more (right side from the dotted line in FIG. Is greater than or equal to a predetermined threshold value (second threshold value) THg2 (for example, −6 dB) that is smaller than the first threshold value, it is determined that torque-based vibration is unlikely to occur. Since the frequency characteristic shown in FIG. 10 satisfies the above condition, it is determined that torque system vibration is unlikely to occur in the electric power steering control device expressed by the transfer function L having this frequency characteristic. The frequency characteristics shown in FIGS. 8 and 9 are examples of simulation, and the frequency characteristics shown in FIG. 10 are also examples.

このようなトルク系振動判定の検査を行う本発明の実施形態の構成例(第1実施形態)を図11に示す。第1実施形態の検査装置は、制御パラメータ入力部200、モデルパラメータ格納部210、判定部220及び結果出力部230を備える。   FIG. 11 shows a configuration example (first embodiment) of an embodiment of the present invention that performs such a torque system vibration determination inspection. The inspection apparatus according to the first embodiment includes a control parameter input unit 200, a model parameter storage unit 210, a determination unit 220, and a result output unit 230.

制御パラメータ入力部200は、検査装置の検査対象となる電動パワーステアリング制御装置の制御パラメータPcを入力する。例えば、制御パラメータ入力部200がキーボードや記憶媒体とのインターフェース等を装備し、キー入力や制御パラメータを格納した記憶媒体からの読み込み等で制御パラメータを取得する。   The control parameter input unit 200 inputs the control parameter Pc of the electric power steering control device to be inspected by the inspection device. For example, the control parameter input unit 200 is equipped with a keyboard, an interface with a storage medium, and the like, and acquires control parameters by key input or reading from a storage medium storing control parameters.

モデルパラメータ格納部210は、検査装置の検査対象となる電動パワーステアリング制御装置の制御対象に関するモデルパラメータPmを格納している。具体的には、数3及び数4での減速比Ng、モータトルク定数Kt等の各パラメータ、又は数3及び数4による演算での演算量を軽減すべく各パラメータを乗算或いは加算したデータを格納している。   The model parameter storage unit 210 stores model parameters Pm related to the control target of the electric power steering control device to be inspected by the inspection device. Specifically, data obtained by multiplying or adding each parameter such as the reduction ratio Ng in Formula 3 and Formula 4, the motor torque constant Kt, or the like, or the calculation amount in Formula 3 and Formula 4 is reduced. Storing.

判定部220は、制御パラメータPc及びモデルパラメータPmを用いて、数1及び数3〜数6より伝達関数Lを定義し、伝達関数Lの周波数特性に基づいて
トルク系振動判定を行う。トルク系振動判定を行った結果、検査対象の電動パワーステアリング制御装置ではトルク系振動が発生し難いと判定した場合、判定結果Rjを「OK」とし、発生し難いと判定しなかった場合、判定結果Rjを「NG」とする。
The determination unit 220 uses the control parameter Pc and the model parameter Pm to define the transfer function L from Equation 1 and Equations 3 to 6, and performs torque system vibration determination based on the frequency characteristics of the transfer function L. As a result of the torque system vibration determination, if it is determined that torque system vibration is difficult to occur in the electric power steering control device to be inspected, the determination result Rj is “OK”, and if it is not determined that it is difficult to occur, determination The result Rj is set to “NG”.

結果出力部230は、判定結果Rjを出力する。例えば、結果出力部230がディスプレイを装備し、判定結果Rjが「OK」の場合は、「OK」とディスプレイに表示し、判定結果Rjが「NG」の場合は、図12に示されるようなメッセージをディスプレイに表示する。   The result output unit 230 outputs the determination result Rj. For example, when the result output unit 230 is equipped with a display and the determination result Rj is “OK”, “OK” is displayed on the display, and when the determination result Rj is “NG”, as shown in FIG. Show the message on the display.

このような構成において、その動作例を図13及び図14のフローチャートを参照して説明する。図13には全体の動作例が、図14には判定部220でのトルク系振動判定の動作例がそれぞれ示されている。なお、動作開始に当たり、モデルパラメータ格納部210には、モデルパラメータPmが予め格納されているものとする。   In such a configuration, an example of the operation will be described with reference to the flowcharts of FIGS. FIG. 13 shows an example of the entire operation, and FIG. 14 shows an example of the operation of the torque system vibration determination in the determination unit 220. It is assumed that the model parameter Pm is stored in advance in the model parameter storage unit 210 at the start of the operation.

制御パラメータ入力部200は、キーボードや記憶媒体等を介して検査対象の電動パワーステアリング制御装置の制御パラメータPcを入力(ステップS10)し、判定部220に出力する。   The control parameter input unit 200 inputs the control parameter Pc of the electric power steering control device to be inspected via a keyboard, a storage medium, or the like (step S10), and outputs it to the determination unit 220.

判定部220は、制御パラメータPc及びモデルパラメータ格納部210に格納されているモデルパラメータPmを入力し、トルク系振動判定を行う(ステップS20)。   The determination unit 220 receives the control parameter Pc and the model parameter Pm stored in the model parameter storage unit 210, and performs torque system vibration determination (step S20).

トルク系振動判定では、制御パラメータPc及びモデルパラメータPmを用いて、数1及び数3〜数6より伝達関数Lを生成する(ステップS210)。そして、第1周波数帯域(10〜20Hz)での伝達関数Lの位相が−170deg以上−150deg未満である第2周波数帯域が存在するか確認する(ステップS220)。第2周波数帯域が存在する場合、第2周波数帯域での伝達関数Lのゲインが第1閾値THg1(0dB)以上であるか確認し(ステップS230)、ゲインが第1閾値THg1以上の場合、判定結果Rjを「OK」として(ステップS240)、出力する。ゲインが第1閾値THg1以上ではない場合、又は第2周波数帯域が存在しない場合、第1周波数帯域での伝達関数Lの位相が−150deg以上の第3周波数帯域が存在するか確認する(ステップS250)。第3周波数帯域が存在する場合、第3周波数帯域での伝達関数Lのゲインが第2閾値THg2(−6dB)以上であるか確認し(ステップS260)、ゲインが第2閾値THg2以上の場合、判定結果Rjを「OK」として(ステップS240)、出力する。ゲインが第2閾値THg2以上ではない場合、又は第3周波数帯域が存在しない場合、判定結果Rjを「NG」として(ステップS270)、出力する。   In the torque system vibration determination, the transfer function L is generated from Equation 1 and Equation 3 to Equation 6 using the control parameter Pc and the model parameter Pm (step S210). And it is confirmed whether the 2nd frequency band in which the phase of the transfer function L in a 1st frequency band (10-20 Hz) is more than -170deg and less than -150deg exists (step S220). When the second frequency band exists, it is confirmed whether the gain of the transfer function L in the second frequency band is equal to or higher than the first threshold value THg1 (0 dB) (step S230), and the determination is made when the gain is equal to or higher than the first threshold value THg1. The result Rj is set to “OK” (step S240) and output. If the gain is not equal to or greater than the first threshold THg1, or if the second frequency band is not present, it is confirmed whether there is a third frequency band in which the phase of the transfer function L in the first frequency band is −150 deg or greater (step S250). ). When the third frequency band exists, it is confirmed whether or not the gain of the transfer function L in the third frequency band is equal to or greater than the second threshold THg2 (−6 dB) (step S260). When the gain is equal to or greater than the second threshold THg2, The determination result Rj is set to “OK” (step S240) and output. If the gain is not greater than or equal to the second threshold THg2, or if the third frequency band does not exist, the determination result Rj is set to “NG” (step S270) and output.

判定結果Rjは結果出力部230に入力され、結果出力部230は、判定結果Rjが「OK」の場合、ディスプレイに「OK」と表示し、判定結果Rjが「NG」の場合、図12に示されるメッセージをディスプレイに表示する(ステップS30)。   The determination result Rj is input to the result output unit 230. When the determination result Rj is “OK”, the result output unit 230 displays “OK” on the display, and when the determination result Rj is “NG”, FIG. The displayed message is displayed on the display (step S30).

なお、第1実施形態ではモデルパラメータPmをモデルパラメータ格納部210に格納しているが、判定部220に格納するようにしても良い。或いは、制御パラメータ入力部200からモデルパラメータPmも入力するようにしても良い。これらの場合、モデルパラメータ格納部210は不要となる。また、判定部220でのトルク系振動判定における第1周波数帯域の範囲、第2周波数帯域を決定する位相範囲、第1閾値THg1及び第2閾値THg2の各値は予め設定されているが、外部から値を設定できるようにしても良い。   In the first embodiment, the model parameter Pm is stored in the model parameter storage unit 210, but may be stored in the determination unit 220. Alternatively, the model parameter Pm may also be input from the control parameter input unit 200. In these cases, the model parameter storage unit 210 is not necessary. Further, the first frequency band range, the phase range for determining the second frequency band, and the first threshold value THg1 and the second threshold value THg2 in the torque system vibration determination in the determination unit 220 are set in advance. The value may be set from the following.

次に、本発明の他の実施形態(第2実施形態)について説明する。   Next, another embodiment (second embodiment) of the present invention will be described.

第1実施形態では、検査装置による電動パワーステアリング制御装置の判定結果はディスプレイに表示されるだけであったが、第2実施形態では、検査装置と電動パワーステアリング制御装置を接続し、判定結果が「OK」の場合は電動パワーステアリング制御装置の制御パラメータを更新し、「NG」の場合は更新しないようにする。これにより、適切な制御パラメータの更新を自動的に行うことができる。   In the first embodiment, the determination result of the electric power steering control device by the inspection device is only displayed on the display, but in the second embodiment, the inspection device and the electric power steering control device are connected, and the determination result is In the case of “OK”, the control parameter of the electric power steering control device is updated, and in the case of “NG”, it is not updated. Thereby, an appropriate control parameter can be automatically updated.

第2実施形態の構成例を図15に示す。図11に示される第1実施形態の構成例と比べると、結果出力部230の代わりに制御パラメータ出力部330が備えられており、制御パラメータ出力部330には、判定結果Rjの他に、制御パラメータ入力部200から出力される制御パラメータPcが入力されている。   A configuration example of the second embodiment is shown in FIG. Compared to the configuration example of the first embodiment shown in FIG. 11, a control parameter output unit 330 is provided instead of the result output unit 230, and the control parameter output unit 330 includes a control result in addition to the determination result Rj. A control parameter Pc output from the parameter input unit 200 is input.

制御パラメータ出力部330は、判定部220から出力される判定結果Rjを確認し、判定結果Rjが「OK」の場合は、制御パラメータ入力部200から入力した制御パラメータPcを電動パワーステアリング制御装置50に出力し、判定結果Rjが「NG」の場合は、出力しない。   The control parameter output unit 330 checks the determination result Rj output from the determination unit 220. If the determination result Rj is “OK”, the control parameter Pc input from the control parameter input unit 200 is used as the electric power steering control device 50. If the determination result Rj is “NG”, no output is made.

第2実施形態の動作例を図16に示す。第2実施形態では、第1実施形態の動作例と同様に、制御パラメータPcの入力(ステップS10)及びトルク系振動判定(ステップS20)が実行され、その後、上記の制御パラメータ出力部330での動作が実行される。即ち、制御パラメータ出力部330は判定結果Rjを確認し(ステップS40)、判定結果Rjが「OK」の場合は、制御パラメータPcを出力し(ステップS50)、動作を終了する。判定結果Rjが「NG」の場合は、制御パラメータPcを出力せずに、動作を終了する。   FIG. 16 shows an operation example of the second embodiment. In the second embodiment, as in the operation example of the first embodiment, the input of the control parameter Pc (step S10) and the torque system vibration determination (step S20) are executed, and then the control parameter output unit 330 The action is executed. That is, the control parameter output unit 330 confirms the determination result Rj (step S40). If the determination result Rj is “OK”, the control parameter output unit 330 outputs the control parameter Pc (step S50) and ends the operation. If the determination result Rj is “NG”, the operation is terminated without outputting the control parameter Pc.

なお、第2実施形態にも結果出力部230を設け、判定結果Rjを表示するようにしても良い。また、制御パラメータPcを電動パワーステアリング制御装置50から取得するようにし、更新前の制御パラメータを保持する記憶部を別途設け、判定結果Rjが「NG」の場合、電動パワーステアリング制御装置50の制御パラメータを、記憶部に保持されている更新前の制御パラメータに戻すようにしても良い。   Note that the result output unit 230 may also be provided in the second embodiment to display the determination result Rj. Further, when the control parameter Pc is obtained from the electric power steering control device 50, a storage unit for holding the control parameter before update is separately provided, and when the determination result Rj is “NG”, the control of the electric power steering control device 50 is performed. You may make it return a parameter to the control parameter before the update currently hold | maintained at the memory | storage part.

上述の実施形態(第1実施形態、第2実施形態)では、操舵トルク及び回転角に関する伝達関数を使用してトルク系振動判定の検査を行っているが、操舵トルク及び回転角以外の情報、例えばハンドル角やヨーレート等に関する伝達関数を使用或いは追加して検査を行っても良い。例えば、ハンドル角に関する伝達関数を追加する場合、電流指令値からハンドル角への伝達関数をP、ハンドル角から電流指令値への伝達関数をCとすると、伝達関数LはL=−(C+Cθθ+C)となり、この伝達関数Lに基づいてトルク系振動判定の検査を行う。また、伝達関数Lを構成する伝達関数は、モデル化された数式により表現しても良い。 In the above-described embodiments (the first embodiment and the second embodiment), the torque system vibration determination is inspected using the transfer function related to the steering torque and the rotation angle, but information other than the steering torque and the rotation angle is used. For example, the inspection may be performed by using or adding a transfer function relating to a handle angle, a yaw rate, or the like. For example, when a transfer function related to the handle angle is added, assuming that the transfer function from the current command value to the handle angle is P a and the transfer function from the handle angle to the current command value is C a , the transfer function L is L = − ( C t P t + C θ P θ + C a P a ), and based on the transfer function L, the torque system vibration determination is inspected. Further, the transfer function constituting the transfer function L may be expressed by a modeled mathematical expression.

1 ハンドル
2 コラム軸(ステアリングシャフト、ハンドル軸)
10 トルクセンサ
12 車速センサ
20 モータ
21 回転角センサ
30 コントロールユニット(ECU)
31、100 電流指令値演算部
33 電流制限部
34 補償信号生成部
35 PI制御部
36 PWM制御部
37 インバータ
38 モータ電流検出器
50 電動パワーステアリング制御装置
60 トルク系制御部
70 角度系制御部
80 制御対象
81 トルク系制御対象
82 角度系制御対象
110 収れん性補償部
120 慣性補償部
130 SAT補償部
131 角度系SAT補償部
132 トルク系SAT補償部
200 制御パラメータ入力部
210 モデルパラメータ格納部
220 判定部
230 結果出力部
330 制御パラメータ出力部
1 Handle 2 Column shaft (steering shaft, handle shaft)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Torque sensor 12 Vehicle speed sensor 20 Motor 21 Rotation angle sensor 30 Control unit (ECU)
31, 100 Current command value calculator 33 Current limiter 34 Compensation signal generator 35 PI controller 36 PWM controller 37 Inverter 38 Motor current detector 50 Electric power steering control device 60 Torque system controller 70 Angle system controller 80 Control Object 81 Torque system control object 82 Angle system control object 110 Convergence compensation unit 120 Inertia compensation unit 130 SAT compensation unit 131 Angle system SAT compensation unit 132 Torque system SAT compensation unit 200 Control parameter input unit 210 Model parameter storage unit 220 Determination unit 230 Result output unit 330 Control parameter output unit

Claims (10)

少なくともトルク系情報及び角度系情報を用いて電流指令値を演算し、車両の操舵系にアシスト力を付与するモータの駆動を前記電流指令値に基づいて制御する電動パワーステアリング制御装置の検査を行う検査装置において、
前記電流指令値の演算の基となる制御パラメータを入力する制御パラメータ入力部と、
少なくとも前記制御パラメータにより定義される、前記電流指令値に関する伝達関数Lに基づいて、前記車両においてトルク系振動が発生し難いかの判定を行う判定部を備えることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置の検査装置。
A current command value is calculated using at least torque system information and angle system information, and an electric power steering control device that controls driving of a motor that applies assist force to the steering system of the vehicle based on the current command value is inspected. In inspection equipment,
A control parameter input unit for inputting a control parameter that is a basis for the calculation of the current command value;
An electric power steering control device comprising: a determination unit configured to determine whether or not torque-based vibration is unlikely to occur in the vehicle based on at least a transfer function L relating to the current command value defined by the control parameter. Inspection equipment.
前記判定部は、所定の第1周波数帯域での前記伝達関数Lのゲイン及び位相に基づいて前記判定を行う請求項1に記載の電動パワーステアリング制御装置の検査装置。   The inspection device for an electric power steering control device according to claim 1, wherein the determination unit performs the determination based on a gain and a phase of the transfer function L in a predetermined first frequency band. 前記第1周波数帯域は略10Hzから略20Hzまでの帯域である請求項2に記載の電動パワーステアリング制御装置の検査装置。   The inspection apparatus for an electric power steering control device according to claim 2, wherein the first frequency band is a band from approximately 10 Hz to approximately 20 Hz. 前記判定部は、前記第1周波数帯域での前記位相が所定の位相範囲内である第2周波数帯域での前記ゲインが所定の第1閾値以上の場合、又は、前記位相範囲以上の周波数帯域での前記ゲインが前記第1閾値より小さい所定の第2閾値以上の場合、前記トルク系振動が発生し難いと判定する請求項2又は3に記載の電動パワーステアリング制御装置の検査装置。   The determination unit is configured such that the gain in the second frequency band in which the phase in the first frequency band is within a predetermined phase range is greater than or equal to a predetermined first threshold, or in the frequency band that is greater than or equal to the phase range. The inspection apparatus for an electric power steering control device according to claim 2, wherein when the gain is equal to or greater than a predetermined second threshold value smaller than the first threshold value, it is determined that the torque system vibration is unlikely to occur. 前記位相範囲は略−170deg以上略−150deg未満であり、前記第1閾値は略0dBであり、前記第2閾値は略−6dBである請求項4に記載の電動パワーステアリング制御装置の検査装置。   The inspection apparatus for an electric power steering control device according to claim 4, wherein the phase range is approximately -170 deg or more and less than approximately -150 deg, the first threshold is approximately 0 dB, and the second threshold is approximately -6 dB. 前記制御パラメータは、少なくともトルク系制御パラメータ及び角度系制御パラメータを含む請求項1乃至5のいずれかに記載の電動パワーステアリング制御装置の検査装置。   6. The inspection device for an electric power steering control device according to claim 1, wherein the control parameters include at least a torque system control parameter and an angle system control parameter. 前記伝達関数Lは、前記制御パラメータに加えて、少なくともモデルパラメータにより定義される請求項6に記載の電動パワーステアリング制御装置の検査装置。   The inspection apparatus for an electric power steering control device according to claim 6, wherein the transfer function L is defined by at least a model parameter in addition to the control parameter. 前記モデルパラメータは、少なくともトルク系モデルパラメータ及び角度系モデルパラメータを含む請求項7に記載の電動パワーステアリング制御装置の検査装置。   The inspection apparatus for an electric power steering control device according to claim 7, wherein the model parameters include at least a torque system model parameter and an angle system model parameter. 前記伝達関数Lは、前記トルク系制御パラメータで定義される伝達関数C、前記角度系制御パラメータで定義される伝達関数Cθ、前記トルク系モデルパラメータで定義される伝達関数P及び前記角度系モデルパラメータで定義される伝達関数Pθより、L=−(C+Cθθ)として定義される請求項8に記載の電動パワーステアリング制御装置の検査装置。 The transfer function L includes a transfer function C t defined by the torque system control parameter, a transfer function C θ defined by the angle system control parameter, a transfer function P t defined by the torque system model parameter, and the angle. from the transfer function P theta defined by the system model parameters, L = - (C t P t + C θ P θ) inspection of the electric power steering control device according to claim 8 which is defined as. 請求項1乃至9のいずれかに記載の電動パワーステアリング制御装置の検査装置及び前記電動パワーステアリング制御装置を搭載し、
前記判定部が、前記トルク系振動が発生し難いと判定した場合、前記制御パラメータを更新し、前記トルク系振動が発生し難いと判定しない場合、前記制御パラメータを更新しない電動パワーステアリング装置。
An inspection device for an electric power steering control device according to any one of claims 1 to 9 and the electric power steering control device are mounted,
An electric power steering apparatus that updates the control parameter when the determination unit determines that the torque system vibration is unlikely to occur, and does not update the control parameter when the determination unit does not determine that the torque system vibration is unlikely to occur.
JP2016102502A 2016-05-23 2016-05-23 Inspection device for electric power steering control device and electric power steering device equipped with the same Active JP6614031B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016102502A JP6614031B2 (en) 2016-05-23 2016-05-23 Inspection device for electric power steering control device and electric power steering device equipped with the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016102502A JP6614031B2 (en) 2016-05-23 2016-05-23 Inspection device for electric power steering control device and electric power steering device equipped with the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017211196A JP2017211196A (en) 2017-11-30
JP6614031B2 true JP6614031B2 (en) 2019-12-04

Family

ID=60474700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016102502A Active JP6614031B2 (en) 2016-05-23 2016-05-23 Inspection device for electric power steering control device and electric power steering device equipped with the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6614031B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102039036B1 (en) * 2018-06-15 2019-11-04 (주)영일랩스 Electric Power Steering Rattle Inspection System Based Deep Running Fault Prediction Analysis

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006188183A (en) * 2005-01-07 2006-07-20 Favess Co Ltd Electric power steering device
FR2901226B1 (en) * 2006-05-16 2008-12-26 Renault Sas ELECTRIC POWER STEERING SYSTEM OF A MOTOR VEHICLE
JP4831425B2 (en) * 2007-03-19 2011-12-07 株式会社ジェイテクト Steering device testing device
JP5235536B2 (en) * 2008-07-03 2013-07-10 三菱電機株式会社 Electric power steering control device
JP2011063130A (en) * 2009-09-17 2011-03-31 Jtekt Corp Control parameter adaptation device
DE202011050806U1 (en) * 2011-07-26 2011-10-26 Dspace Digital Signal Processing And Control Engineering Gmbh Remote controlled steering tester
JP5835091B2 (en) * 2012-05-11 2015-12-24 日本精工株式会社 Electric power steering device
JP2013244798A (en) * 2012-05-24 2013-12-09 Jtekt Corp Electric power steering device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017211196A (en) 2017-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9796413B2 (en) Electric power steering apparatus
US10807636B2 (en) Electric power steering apparatus
EP3199426B1 (en) Electrically actuated power steering device
JP6229821B2 (en) Control device for electric power steering device
JP6773235B2 (en) Electric power steering device
JP6702513B2 (en) Steering device for vehicle
JP2007238070A (en) Control device for electric variable gear transmission device and electric power steering device
WO2020145036A1 (en) Vehicle steering device
JP2017210009A (en) Electric power steering device
JP2011063130A (en) Control parameter adaptation device
JPWO2016143454A1 (en) Electric power steering apparatus and control apparatus for determining parameters set therein
JPWO2020100411A1 (en) Vehicle steering device
JP6614032B2 (en) Inspection device for electric power steering control device and electric power steering device equipped with the same
JP6658041B2 (en) Motor control device and electric power steering device equipped with the same
JP2019188861A (en) Steering control device
JP6614031B2 (en) Inspection device for electric power steering control device and electric power steering device equipped with the same
JP6308342B1 (en) Electric power steering device
JP6701957B2 (en) Inspection device for electric power steering control device and electric power steering device equipped with the inspection device
JP2004175249A (en) Integrated design system for electric power steering device
JP2010120453A (en) Disturbance vibration suppressing controller
WO2020213285A1 (en) Vehicle steering apparatus
JP6628017B1 (en) Vehicle steering system
KR20170080405A (en) Control apparatus and method for electric power steering
JP2021123288A (en) Vehicle steering device
JP2008056079A (en) Motor control device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190218

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190925

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191008

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191021

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6614031

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150