JP6614032B2 - 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グ装置 - Google Patents

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、フロア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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

特開２００６−１８８１８３号公報 特許第５２３５５３６号公報

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。

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フロア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。

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、前記車両においてフロア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。

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３０Ｈｚから略８０Ｈｚ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閾値以下の場合、前記フロア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−１８０±３０ｄｅｇであり、前記閾値は略−５ｄＢ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_ｔ、前記角度系制御パラメータで定義される伝達関数Ｃ_θ、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_ｔ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Ｐ_θより、Ｌ＝−（Ｃ_ｔＰ_ｔ＋Ｃ_θＰ_θ）として定義されることにより、より効果的に達成される。

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、前記フロア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、前記フロア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。

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、フロア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。

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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 本発明の構成例（第１実施形態）を示すブロック図である。 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。 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。 フロア振動判定の動作例（第１実施形態）を示すフローチャートである。 本発明の構成例（第２実施形態）を示すブロック図である。 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。

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、フロア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、「フロア振動判定」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の特性を基にフロア振動判定の検査を行うので、注目する特性は、フロア振動が発生する周波数帯域（第１周波数帯域）、例えば略３０Ｈｚから略８０Ｈｚ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、フロア振動が発生し難いと判定する。このように、伝達関数Ｌの特性のみでフロア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。

以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

先ず、検査で使用する伝達関数Ｌについて説明する。

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。

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_ｔ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Ｐ_θ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_ｔ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Ｃ_θとすると、伝達関数Ｌは下記数１となる。

伝達関数Ｐ_ｔ及びＰ_θ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。

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。

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。

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_ｔ（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Ｃ_θ（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。

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_ｔ、電流指令値Ｉｒｅｆから回転角θｅまでの伝達関数をＰ_θ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_ｔ及びＰ_θを求めると、それぞれ下記数３及び数４のようになる。

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。

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^２・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_ｔ及びＰ_θ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_ｔ及びＰ_θを求めても良い。

伝達関数Ｃ_ｔ及びＣ_θ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。

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。

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_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４及びＣ_５とすると、伝達関数Ｃ_ｔ及びＣ_θはそれぞれ下記数５及び数６となる。

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_ｔ又はＣ_θ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。

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、フロア振動判定を行う。

次に、フロア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。

フロア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、フロア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。

図８は伝達関数Ｐ_ｔ及びＰ_θ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_ｔの周波数特性、図８（Ｂ）は伝達関数Ｐ_θ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_ｔ及びＣ_θ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_ｔの周波数特性、図９（Ｂ）は伝達関数Ｃ_θ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_ｔ、Ｐ_θ、Ｃ_ｔ及びＣ_θ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。

図１０に示される周波数特性を有する伝達関数Ｌに対するフロア振動判定では、先ずフロア振動が発生する第１周波数帯域（３０〜８０Ｈｚ）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−１８０±３０ｄｅｇとなっている周波数帯域（第２周波数帯域、図１０において点線で挟まれた範囲）でのゲインが所定の閾値ＴＨｇ（例えば−５ｄＢ）以下の場合、フロア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フロア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。

このようなフロア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。

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。

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。

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
フロア振動判定を行う。フロア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フロア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。

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。

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でのフロア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。

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。

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、フロア振動判定を行う（ステップＳ２０）。

フロア振動判定では、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（３０〜８０Ｈｚ）での伝達関数Ｌの位相が−１８０±３０ｄｅｇ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のゲインが閾値ＴＨｇ（−５ｄＢ）以下であるか確認し（ステップＳ２３０）、ゲインが閾値ＴＨｇ以下の場合、判定結果Ｒｊを「ＯＫ」として（ステップＳ２４０）、出力する。ゲインが閾値ＴＨｇ以下ではない場合、又は第２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Ｓ２５０）、出力する。

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）。

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でのフロア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及び閾値ＴＨｇ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。

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。

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。

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。

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。

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）及びフロア振動判定（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。

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。

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フロア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_ａ、ハンドル角から電流指令値への伝達関数をＣ_ａとすると、伝達関数ＬはＬ＝−（Ｃ_ｔＰ_ｔ＋Ｃ_θＰ_θ＋Ｃ_ａＰ_ａ）となり、この伝達関数Ｌに基づいてフロア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。

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

Claims (10)

1. 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、前記車両においてフロア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。
2. 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。
3. 前記第１周波数帯域は略３０Ｈｚから略８０Ｈｚ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。
4. 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閾値以下の場合、前記フロア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。
5. 前記位相範囲は略−１８０±３０ｄｅｇであり、前記閾値は略−５ｄＢ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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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_ｔ、前記角度系制御パラメータで定義される伝達関数Ｃ_θ、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_ｔ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Ｐ_θより、Ｌ＝−（Ｃ_ｔＰ_ｔ＋Ｃ_θＰ_θ）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。
10. 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、前記フロア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、前記フロア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。