JP7465017B2 - 試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、試験装置、試験プロセスの設定方法及びステアリング装置の試験方法に関する。

例えば、特許文献１（特開２０１５－２１９１１５号公報）に記載されているように、車両のステアリング装置（操舵装置）の耐久性等の試験を行う試験装置が知られている。

ステアリング装置の耐久試験においては、ステアリングシャフトが可動範囲全域に渡って所定の角速度で繰り返し往復回転駆動される。ステアリングシャフトが所定の角速度で駆動されながら、ステアリング装置の可動範囲の末端（端当て位置）に到達すると、ラックエンドがギアケース等に激しく衝突して、瞬間的に許容値を大幅に超える荷重が供試体に加わる場合がある。このような過大な荷重が供試体に加わると、試験結果の妥当性が損なわれる。

本発明の第１、第４及び第５の態様は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、端当て位置に到達したときに、供試体に許容値を超えるトルクが加わらないようにステアリングシャフトを駆動することにより、供試体のより適正な評価を可能にする試験装置を提供することを目的とする。

また、ステアリング装置の試験においては、タイロッドに与える負荷を正確に制御する必要がある。しかしながら、試験装置及び供試体であるステアリング装置の構造が複雑である上、特に供試体の剛性が比較的に低いため、負荷を与えるモーターの制御量に対する負荷の変化（応答）が極めて複雑なものとなる。そのため、モーターの制御量の目標値と測定値との誤差（偏差）が比較的に大きくなるため、通常のフィードバック制御を行っても負荷を十分に高い精度で制御することが難しかった。

本発明の第２の態様は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ステアリング装置に与える負荷をより高い精度で制御可能にすることにより、供試体のより適正な評価を可能にする試験装置を提供することを目的とする。

更に、従来のステアリング装置の試験では、コイルばねや板ばね等を使用した機械的な機構によってタイロッドに負荷が与えられていた。そのため、負荷を任意の値に設定することが困難であった。また、従来の機械的に負荷を与える方法では、実際の車両においてタイロッドに加わる、舵角や回転方向に応じて変化する複雑な負荷を与えることができなかった。

本発明の第３の態様は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ステアリング装置に与えられる負荷の自由度を上げて、実際の車両に装着されたステアリング装置に加わる負荷により近い負荷を与えて、供試体のより適正な評価を可能にする試験装置を提供することを目的とする。

また、ステアリング装置の試験は、試験条件が複雑化しており、試験条件の設定作業が煩雑になっているという問題があった。

本発明の第６の態様は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、試験条件の設定を簡略化することを目的とする。

更に、ステアリング装置の試験においては、供試体の種類によって試験装置への供試体の取り付け方が異なるが、誤った取り付け方をすると、供試体に過大な負荷が加わって、供試体が破損する可能性があるという問題があった。

本発明の第７の態様は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、供試体に与える負荷を設定値まで徐々に増加させることにより、供試体に過大な負荷が加わる前に試験を中止できるようにして、取り付け方の誤りによる供試体の破損を防止することを目的とする。

本発明の第１の態様によれば、供試体であるステアリング装置のステアリングシャフトを回転駆動可能な入力側駆動部と、入力側駆動部を制御する制御部と、ステアリングシャフトの角度位置を検出する位置検出手段と、を備え、制御部が、ステアリングシャフトの角度位置がステアリングシャフトの可動範囲の末端である端当て位置に到達したときに、ステアリングシャフトのトルクの上限を規制するように入力側駆動部を制御可能に構成された試験装置が提供される。

上記の試験装置において、制御部が、ステアリングシャフトの角度位置を制御量とする位置制御、及び、ステアリングシャフトのトルクを制御量とするトルク制御、によりステアリングシャフトの駆動を制御可能であり、ステアリングシャフトの角度位置が端当て位置を含む第１の角度範囲外にあるときに、位置制御を行い、ステアリングシャフトの角度位置が第１の角度範囲内に到達したときに、位置制御からトルク制御に切り替える構成としてもよい。

上記の試験装置において、トルク制御において、ステアリングシャフトの角速度が所定の上限を超えないようにステアリングシャフトの回転が制御される構成としてもよい。

上記の試験装置において、位置制御からトルク制御に切り替わるときに、トルクの目標値に第１の目標トルクが設定され、トルクが第１の目標トルクに到達してから所定の持続時間が経過したときに、トルク制御から位置制御に切り替わる構成としてもよい。

上記の試験装置において、位置制御からトルク制御に切り替わるときに、トルクの目標値に第１の目標トルクが設定され、トルクが第１の目標トルクに到達したときに、トルクの目標値が第１の目標トルクとは異なる第２の目標トルクに変更され、第２の目標トルクに到達してから所定の持続時間が経過したときに、トルク制御から位置制御に切り替わる構成としてもよい。

上記の試験装置において、トルクが第１の目標トルクに到達してから第２の目標トルクに到達するまでの間、トルクが所定の速度で変化するように入力側駆動部が制御される構成としてもよい。

上記の試験装置において、力側駆動部が、ステアリングシャフトの角度位置を検出する位置検出手段と、ステアリングシャフトのトルクを検出するトルク検出手段と、を備えた構成としてもよい。

上記の試験装置において、供試体であるステアリング装置のタイロッドに軸力として負荷を与える出力側駆動部と、負荷を検出する負荷検出手段と、を備え、出力側駆動部が、負荷を発生する第１のモーターを備えた構成としてもよい。

本発明の第２の態様によれば、供試体であるステアリング装置のタイロッドに軸力として負荷を与える出力側駆動部と、負荷を検出する負荷検出手段と、出力側駆動部を制御する制御部と、を備え、出力側駆動部が、負荷を発生する第１のモーターを備え、制御部が、負荷の目標値に基づいて第１のモーターの制御量の目標値を計算する目標値計算手段を備え、目標値計算手段が、タイロッドに同一の波形の負荷を繰り返し与える場合において、第１のモーターの制御量の測定値に基づいて第１のモーターの制御量の目標値を計算する試験装置が提供される。

上記の試験装置において、制御部が、第１のモーターの制御量の測定値に基づいて学習データを生成する学習データ生成手段を備え、目標値計算手段が、学習データに基づいて目標値を計算する構成としてもよい。

上記の試験装置において、目標値計算手段が、負荷の目標値及び測定値から負荷の偏差を計算する偏差計算手段と、負荷の偏差から第１のモーターの制御量の補正値を計算する補正値計算手段と、学習データの値に補正値を加えた値を第１のモーターの制御量の目標値として出力する補正手段と、を備えた構成としてもよい。

上記の試験装置において、補正値計算手段が、負荷を第１のモーターの制御量に変換する変換係数を負荷の偏差に乗じたものを補正値として算出する構成としてもよい。

上記の試験装置において、学習データ生成手段が、第１のモーターの制御量の複数の測定値を平均したものを学習データとして生成する構成としてもよい。

上記の試験装置において、制御部が、複数の制御ポイントから構成される制御サイクルを繰り返し実行し、学習データが、制御量の測定値を所定の複数の制御ポイントについて平均したものである構成としてもよい。

上記の試験装置において、所定の複数の制御ポイントが、その時点における制御の対象である対象制御ポイントに対応する対応制御ポイント及び対応制御ポイントの近傍の近傍制御ポイントを含む構成としてもよい。

上記の試験装置において、対応制御ポイントが対象制御ポイントと同じ制御ポイントである構成としてもよい。

上記の試験装置において、対象制御ポイントと対応制御ポイントとの間の位相差が設定可能である構成としてもよい。

上記の試験装置において、制御部が、複数の制御ポイントから構成される制御サイクルを繰り返し実行する場合において、学習データが、制御量の測定値を直近の複数の制御サイクルについて平均したものである構成としてもよい。

上記の試験装置において、制御ポイント毎に学習データを生成する構成としてもよい。

上記の試験装置において、目標値計算手段が、取得された第１のモーターの制御量の測定値の数が所定数よりも少ない場合に、供試体のステアリングシャフトの角速度を第１のモーターの角速度に換算した換算制御量を学習データとして使用して、第１のモーターの制御量の目標値を計算する構成としてもよい。

上記の試験装置において、第１のモーターの制御量が角速度である構成としてもよい。

上記の試験装置において、第１のモーターの制御量が軸トルクである構成としてもよい。

上記の試験装置において、第１のモーターが、サーボモーター、ダイレクトドライブモーター及びリニアモーターのいずれかである構成としてもよい。

上記の試験装置において、出力側駆動部が、第１のモーターの角度位置及び角速度の少なくとも一方を検出するロータリーエンコーダーと、を備えた構成としてもよい。

上記の試験装置において、制御部の制御により供試体のステアリングシャフトを回転駆動する入力側駆動部を備え、入力側駆動部が、ステアリングシャフトの角度位置を検出する位置検出手段を備えた構成としてもよい。

上記の試験装置において、入力側駆動部が、ステアリングシャフトのトルクを検出するトルク検出手段を備え、制御部が供試体の可動範囲の中心位置θ_Ｃを検出する中心出し処理を実行可能に構成され、中心出し処理が、ステアリングシャフトのトルクが所定値に到達するまでステアリングシャフトを一方向に回転駆動する一方向駆動ステップと、一方向駆動ステップによりステアリングシャフトのトルクが所定値に到達したときのステアリングシャフトの角度位置θ_Ａを検出する第１の端当て位置検出ステップと、ステアリングシャフトのトルクが所定値に到達するまで、ステアリングシャフトを逆方向に回転駆動する逆方向駆動ステップと、逆方向駆動ステップによりステアリングシャフトのトルクが所定値に到達したときのステアリングシャフトの角度位置θ_Ｂを検出する第２の端当て位置検出ステップと、次の数式（１）によりステアリングシャフトの可動範囲の中心位置θ_Ｃを計算する中心位置計算ステップと、を含む構成としてもよい。

本発明の第３の態様によれば、供試体であるステアリング装置のタイロッドに軸力として負荷を与える出力側駆動部と、供試体のステアリングシャフトの角度位置を検出する位置検出手段と、出力側駆動部を制御する制御部と、を備え、制御部が、角度位置に応じて負荷を与えるように出力側駆動部を制御する試験装置が提供される。

上記の試験装置において、制御部が、角度位置に対して負荷が単調に増加又は減少するように、出力側駆動部を制御する構成としてもよい。

上記の試験装置において、制御部が、角度位置に対する負荷の変化率が一定となるように、出力側駆動部を制御する構成としてもよい。

上記の試験装置において、制御部が、ステアリングシャフトの回転方向によって角度位置と負荷との関係が切り替わるように、出力側駆動部を制御する構成としてもよい。

上記の試験装置において、出力側駆動部がタイロッドの移動方向と逆向きに負荷を与える構成としてもよい。

上記の試験装置において、制御部が、出力側駆動部が供試体の左右一方側のタイロッドに接続された場合において、ステアリングシャフトの回転方向が一方側に操舵する方向であるときに、左右他方向側に操舵する方向であるときよりも、ステアリングシャフトの回転角度に対する負荷の変化率が大きくなるように出力側駆動部を制御する構成としてもよい。

上記の試験装置において、ステアリングシャフトのトルクを検出するトルク検出手段と、ステアリングシャフトの回転方向を検出する回転方向検出手段と、を備え、制御部が、ステアリングシャフトのトルクの向きと回転方向が合致していない場合には、タイロッドに負荷が加わらないように出力側駆動部を制御する構成としてもよい。

上記の試験装置において、制御部が、トルクの許容範囲の上限の設定値であるトルク上限値、及び、トルク上限値とは異なるトルクの設定値を表す第１の指標の入力を受け付け可能なトルク設定値受付手段と、トルク設定値受付手段によって受け付けられたトルク上限値及び第１の指標に基づいてトルクの設定値を計算するトルク設定値計算手段と、を備えた構成としてもよい。

上記の試験装置において、第１の指標が、トルク上限値に対するトルクの設定値の比であり、トルク設定値計算手段が、トルク上限値に第１の指標を乗じたものをトルクの設定値として算出する構成としてもよい。

上記の試験装置において、ステアリングシャフトを駆動する第２のモーターを備え、制御部が、トルクの設定値に基づいて第２のモーターの指令値を計算する指令値計算手段を備えた構成としてもよい。

上記の試験装置において、制御部が中心出し処理を実行可能に構成され、中心出し処理が、ステアリングシャフトのトルクが所定値に到達するまでステアリングシャフトを一方向に回転駆動する一方向駆動ステップと、一方向駆動ステップによりステアリングシャフトのトルクが所定値に到達したときのステアリングシャフトの角度位置θ_Ａを検出する第１の端当て位置検出ステップと、ステアリングシャフトのトルクが所定値に到達するまで、ステアリングシャフトを逆方向に回転駆動する逆方向駆動ステップと、逆方向駆動ステップによりステアリングシャフトのトルクが所定値に到達したときのステアリングシャフトの角度位置θ_Ｂを検出する第２の端当て位置検出ステップと、次の数式（１）によりステアリングシャフトの可動範囲の中心位置θ_Ｃを計算する中心位置計算ステップと、を含む構成としてもよい。

上記の試験装置において、中心出し処理が、ステアリングシャフトを中心位置θ_Ｃまで回転駆動する中心位置移動ステップを含む構成としてもよい。

上記の試験装置において、出力側駆動部が、タイロッドの移動方向と直交する回転軸の周りに回転駆動される可動台を備え、可動台の回転軸から離れた箇所に、タイロッドのロッドエンドを取り付け可能な取り付け構造が設けられた構成としてもよい。

上記の試験装置において、可動台が、回転軸と略直交する前後方向に延び、回転軸を含む平面に対して互いに対称に形成された、一対のアームを備え、タイロッドが一対のアームの一方に取り付けられる構成としてもよい。

上記の試験装置において、制御部が極性チェック処理を実行可能に構成され、極性チェック処理が、供試体の種類が前引き用及び後引き用のいずれであるかについての入力を受け付ける入力受付ステップと、可動台の角度位置を検出する第１の出力側位置検出ステップと、ステアリングシャフトを所定の回転方向に所定の回転角度だけ回転駆動する駆動ステップと、駆動ステップ後の可動台の角度位置を検出する第２の出力側位置検出ステップと、第１の出力側位置検出ステップ及び第２の出力側位置検出ステップの検出結果に基づいて、駆動ステップにおける可動台の回転方向を判定する回転方向判定ステップと、ステアリングシャフトの回転方向と可動台の回転方向との関係が、供試体の種類と合致しているか否かを判定する極性判定ステップと、を含む構成としてもよい。

上記の試験装置において、極性チェック処理が、駆動ステップの前にステアリングシャフトのトルクの上限の設定値であるトルク上限値を下げるトルク上限値低減ステップと、駆動ステップの後にトルク上限値を元の値に戻すトルク上限値復元ステップと、を含む構成としてもよい。

上記の試験装置において、制御部が速度伝達比検出処理を実行可能に構成され、速度伝達比検出処理が、ステアリングシャフトをその可動範囲の略全域に亘って回転駆動する全域回転駆動ステップと、全域回転駆動ステップにおいて、ステアリングシャフトの可動範囲の略全域に亘る所定間隔の複数の角度位置について可動台の角度位置を検出する全域出力側位置検出ステップと、全域出力側位置検出ステップにおける検出結果に基づいて、複数の角度位置で区切られたステアリングシャフトの可動範囲の各区間におけるステアリングシャフトの回転角度に対する可動台の回転角度の比である速度伝達比を計算する速度伝達比計算ステップと、を含む構成としてもよい。

上記の試験装置において、全域回転駆動ステップにおいて、ステアリングシャフトを所定間隔で間欠的に駆動し、全域出力側位置検出ステップにおいて、ステアリングシャフトが所定間隔回転駆動される毎に可動台の角度位置を検出する構成としてもよい。

上記の試験装置において、速度伝達比計算ステップで計算された各区間の速度伝達比の値に基づいて、ステアリングシャフトの角度位置と速度伝達比との関係を表す計算式を決定するフィッティングステップを含む構成としてもよい。

上記の試験装置において、制御部が、負荷の許容範囲の上限の設定値である負荷上限値、及び、負荷上限値とは異なる負荷の設定値を表す第２の指標を受け付け可能な負荷設定値受付手段と、負荷設定値受付手段によって受け付けられた負荷上限値及び第２の指標に基づいて負荷の設定値を計算する負荷設定値計算手段と、を備えた構成としてもよい。

上記の試験装置において、第２の指標が、負荷上限値に対する負荷の設定値の比であり、負荷設定値計算手段が、負荷上限値に第２の指標を乗じたものを、負荷の設定値として出力する構成としてもよい。

上記の試験装置において、制御部が、負荷の設定値に基づいて第１のモーターの制御量の目標値を計算する目標値計算手段を備えた構成としてもよい。

本発明の第４の態様によれば、供試体であるステアリング装置のステアリングシャフトを回転駆動可能な入力側駆動部と、入力側駆動部によるステアリングシャフトの回転駆動を制御する制御部と、を備え、制御部が、ステアリングシャフトの角度位置がステアリングシャフトの可動範囲の末端である端当て位置に到達したときに、直ちにステアリングシャフトの回転方向を反転させる反転制御を実行可能に構成され、反転制御が、ステアリングシャフトの角度位置が端当て位置に到達したときに、その時点と同程度のトルクになることが見込まれる次の制御ポイントにジャンプするスキップ処理を含む、試験装置が提供される。

本発明の第５の態様によれば、供試体であるステアリング装置のステアリングシャフトを回転駆動可能な入力側駆動部と、入力側駆動部によるステアリングシャフトの回転駆動を制御する制御部と、を備え、制御部が、ステアリングシャフトの角度位置がステアリングシャフトの可動範囲の末端である端当て位置に到達したときにステアリングシャフトの回転方向を反転させる反転制御を実行可能に構成され、反転制御が、ステアリングシャフトのトルクが所定値を超えたときに、ステアリングシャフトの角度位置の目標値がその時点における値と同程度まで下がる次の制御ポイントにジャンプするスキップ処理を含む、試験装置が提供される。

本発明の第６の態様によれば、時間と共に変化する試験プロセスを設定する方法において、試験プロセスをモジュール化及び階層化して設定する、
試験プロセスの設定方法が提供される。

上記の設定方法において、試験プロセスが、順次実行される複数のプロセスモジュールを含み、プロセスモジュールが、試験プロセスの一部を定義する構成としてもよい。

上記の設定方法において、プロセスモジュールが、試験プロセスの基本単位を定義する第１層のプロセスモジュールと、複数の第１層のプロセスモジュールを含む第２層のプロセスモジュールと、を含む構成としてもよい。

上記の設定方法において、プロセスモジュールが、少なくとも一つの第２層のプロセスモジュールを含む、第１層又は第２層のプロセスモジュールを複数含む第３層のプロセスモジュールと、を含む構成としてもよい。

上記の設定方法において、プロセスモジュールの全区間に適用されるリミットであるグローバルリミットの設定と、プロセスモジュールの一部の区間に限定的に適用されるリミットであるローカルリミットの設定と、を含む構成としてもよい。

上記の設定方法において、複数の区間についてローカルリミットの設定が可能である構成としてもよい。

上記の設定方法において、リミットが、上限値及び下限値を含む構成としてもよい。

上記の設定方法において、リミットが、次の（ａ）から（ｄ）の少なくとも一つを含む構成としてもよい。
（ａ）供試体のステアリングシャフトの回転の角度位置
（ｂ）供試体のステアリングシャフトに加わるトルク
（ｃ）ナックルアームに相当する試験装置のアームの旋回の角度位置
（ｄ）供試体のタイロッドに加わる負荷

上記の設定方法において、ローカルリミットが、グローバルリミットに対する相対値として設定される構成としてもよい。

本発明の第７の態様によれば、供試体に与える軸力である負荷を設定値まで徐々に増加させるスローアップ手順を含む、ステアリング装置の試験方法が提供される。

上記の試験方法において、設定された回数で負荷を段階的に増加させる構成としてもよい。

本発明の第１、第４及び第５の態様によれば、端当て位置に到達したときに供試体に許容値を超えない所定のトルクが加わるようにステアリングシャフトを駆動することにより、供試体のより適正な評価が可能になる。

本発明の第２の態様によれば、ステアリング装置に与える負荷をより高い精度で制御することが可能になり、これにより供試体のより適正な評価が可能になる。

本発明の第３の態様によれば、ステアリング装置に与えられる負荷の自由度が向上し、実際の車両に装着されたステアリング装置に加わるものにより近い負荷を与えることが可能になり、それにより供試体のより適正な評価が可能になる。

本発明の第６の態様によれば、ステアリング装置の複雑な試験条件をより効率的に設定することが可能になる。

本発明の第７の態様によれば、供試体に過大な負荷が加わる前に試験を中止できるため、試験装置への供試体の取り付け方の誤りによる供試体の破損を防止することが可能になる。

本発明の実施形態に係る試験装置の外観図である。 供試体を試験装置の各部に接続した状態を示す概略図である。 入力側駆動部の外観図である。 入力側駆動部の外観図である。 支柱部の側面図である。 コラム台の外観図である。 出力側駆動部の主要構造を示す図である。 出力側駆動部の外観図である。 制御システムの概略構成を示すブロック図である。 試験装置の起動後に表示されるメニュー画面である。 試験条件設定処理において表示される設定画面である。 プロセスモジュールのネスティング構造を説明する図である。 展開シーケンステーブルの概略構成を示す図である。 試験グループ設定サブルーチンの実行中に表示される設定画面である。 試験ブロック設定サブルーチンの実行中に表示される設定画面である。 波形パターン設定サブルーチンの実行中に表示される設定画面である。 波形パターン編集画面の概略構成を表した図である。 リミット設定画面の概略構成を表した図である。 ステアリング装置の耐久試験の手順を表したフローチャートである。 極性チェック処理の手順を表したフローチャートである。 中心出し処理の手順を表したフローチャートである。 速度伝達比検出処理の手順を表したフローチャートである。 基本駆動制御の手順を表したフローチャートである。 入力軸制御（位置制御）の手順を表したフローチャートである。 負荷制御の手順を表したフローチャートである。 スローアップ処理の手順を表したフローチャートである。 スローアップ処理による負荷率の変化の一例を示したグラフである。 負荷制御の変形例の手順を表したフローチャートである。 負荷制御の変形例の手順を表したフローチャートである。 ばね負荷制御の実施例１におけるステアリングシャフトの角度位置と負荷との関係を表したグラフである。 ばね負荷制御の実施例２におけるステアリングシャフトの角度位置と負荷との関係を表したグラフである。 ばね負荷制御の手順を表したフローチャートである。 加振制御の手順を表したフローチャートである。 端当て制御の手順を表したフローチャートである。 端当て制御の手順を表したフローチャートである。 入力軸制御（トルク制御）の手順を表したフローチャートである。 反転制御の手順を表したフローチャートである。 反転制御の動作を説明するためのグラフ（入力軸試験波形）である。 スキップ処理の手順を表したフローチャートである。 ジャンプ先探索処理の変形例の動作を説明するためのグラフ（入力軸試験波形）である。 ジャンプ先探索処理の変形例の手順を表したフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一の又は対応する事項には、同一の又は対応する符号を付して、重複する説明を省略する。また、各図において、符号が共通する事項が複数表示される場合は、必ずしもそれらの複数の表示の全てに符号を付さず、それらの複数の表示の一部について符号の付与を適宜省略する。また、左右に一対が設けられた構成については、原則として左側の構成について説明し、右側の構成については、角括弧で囲って併記し、重複する説明を省略する。

本発明の一実施形態に係る試験装置１（所謂「ステアリング試験装置」）は、自動車等の車両用のステアリング装置を試験することが可能な装置である。試験装置１を使用して、乗用車、トラック、バス及びトレーラー等の特殊車両のステアリング装置の試験を行うことができる。

図１は、試験装置１の外観図である。なお、以下の説明において、図１における右上から左下に向かう方向をＸ軸方向、左上から右下に向かう方向をＹ軸方向、下から上に向かう方向をＺ軸方向と定義する。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は互いに直交する水平方向であり、Ｚ軸方向は鉛直方向である。なお、Ｘ軸方向は供試体Ｗであるステアリング装置が取り付けられる車両の走行方向に相当し、Ｘ軸正方向を「前方」、Ｘ軸負方向を「後方」、Ｙ軸正方向を「左」、Ｙ軸負方向を「右」と呼ぶ。

図２は、供試体Ｗが試験装置１に取り付けられた状態を示した概略図である。試験装置１は、供試体Ｗであるステアリング装置の左右のタイロッドＷ４に軸力（負荷Ｌ）を与えながら、ステアリングシャフトＷ１を回転させて、ステアリング装置の性能や耐久性を試験することが可能な装置である。

図１に示されるように、試験装置１は、架台１０、入力側駆動部２０、入力側駆動部２０を支持する支柱部３０、コラム台４０、コラム台４０を支持する支柱部５０、左右一対の出力側駆動部６０（６０Ｌ、６０Ｒ）及びテーブル７０を備えている。

図２に示されるように、入力側駆動部２０は、供試体ＷのステアリングシャフトＷ１と接続され、ステアリングシャフトＷ１を回転駆動する。また、出力側駆動部６０Ｌ、６０Ｒは、供試体Ｗの左右のタイロッドＷ４とそれぞれ接続され、タイロッドＷ４に負荷Ｌを与える。コラム台４０には供試体ＷのステアリングコラムＷ２が取り付けられ、テーブル７０には供試体ＷのステアリングギアボックスＷ３が取り付けられる。

図１に示されるように、支柱部３０、５０、出力側駆動部６０Ｌ、６０Ｒ及びテーブル７０は、架台１０上に設置されている。また、入力側駆動部２０は支柱部３０に取り付けられ、コラム台４０は支柱部５０に取り付けられている。

架台１０は、前方に配置された固定枠１１と、固定枠１１の後方に配置された固定枠１２と、固定枠１２上に配置された左右一対の可動枠１５（１５Ｌ、１５Ｒ）を備えている。固定枠１１上には、中央部にテーブル７０の左右一対のベース７１が取り付けられ、テーブル７０を挟んで左右両側に一対の出力側駆動部６０Ｌ、６０Ｒのベース６１１ｂが取り付けられている。右側の可動枠１５Ｒ上には支柱部５０のベース５１が取り付けられ、左側の可動枠１５Ｌ上には支柱部３０のベース３１が取り付けられている。

固定枠１１の上面には、テーブル７０を挟んで左右両側にＹ軸方向に延びる複数のＴ溝１１１が、左右中央にはＸ軸方向に延びる複数のＴ溝１１２が形成されている。固定枠１２の上面にはＹ軸方向に延びる複数のＴ溝１２１が形成されている。また、各可動枠１５の上面にもＸ軸方向に延びる複数のＴ溝１５１が形成されている。各Ｔ溝１１１、１１２、１２１及び１５１には、それぞれ複数のＴ溝ナット（不図示）が嵌め込まれている。

また、各固定枠１１、１２及び各可動枠１５Ｌ、１５Ｒには、各Ｔ溝１１１、１１２、１２１及び１５１と平行に送りねじ機構（不図示）が設けられている。

各可動枠１５は、各Ｔ溝１２１に嵌め込まれたＴ溝ナットとボルト（不図示）によって固定枠１２に固定されている。このボルトを緩めて、Ｔ溝１２１と平行に設けられた送りねじ機構を動かすことで、可動枠１５のＹ軸方向における位置を調整することができる。

各出力側駆動部６０のベース６１１ｂは、各Ｔ溝１１１に嵌め込まれたＴ溝ナットとボルト（不図示）によって固定枠１１に固定されている。このボルトを緩めて、Ｔ溝１１１と平行に設けられた送りねじ機構を動かすことで、各出力側駆動部６０のＹ軸方向における位置を調整することができる。

テーブル７０の各ベース７１は、各Ｔ溝１１２に嵌め込まれたＴ溝ナットとボルト（不図示）によって固定枠１１に固定されている。このボルトを緩めて、Ｔ溝１１２と平行に設けられた送りねじ機構を動かすことで、テーブル７０のＸ軸方向における位置を調整することができる。

支柱部３０のベース３１及び支柱部５０のベース５１は、それぞれ可動枠１５のＴ溝１５１に嵌め込まれたＴ溝ナットとボルト（不図示）によって可動枠１５に固定されている。このボルトを緩めて、Ｔ溝１５１と平行に設けられた送りねじ機構を動かすことで、各支柱部３０及び５０のＸ軸方向における位置を調整することができる。

すなわち、供試体Ｗの形状やサイズに応じて、支柱部３０（入力側駆動部２０）及び支柱部５０（コラム台４０）の前後左右の位置、各出力側駆動部６０の左右の位置並びにテーブル７０の前後の位置が調整可能になっている。

図３及び図４は支柱部３０に取り付けられた入力側駆動部２０を示した図であり、図５は支柱部３０（但し、後述する昇降部３６を除く。）の側面図である。支柱部３０は、ベース３１と、回転ステージ３２と、直線ステージ３３と、回転柱３４と、回転柱３４に昇降可能に取り付けらえた昇降部３６（図３、図４）を備えている。昇降部３６には入力側駆動部２０が取り付けられている。

図５に示されるように、回転ステージ３２は、ベース３１に固定された円筒状の筒部３２１と、筒部３２１内に回転可能に嵌め込まれた円柱状の柱部３２２を備えている。

直線ステージ３３は、その下面のスライド方向（図示の配置においてはＹ軸方向）における一端部で回転ステージ３２の柱部３２２の上端部に固定された固定ブロック３３１と、固定ブロック３３１に対して上記のスライド方向にスライド可能な可動ブロック３３２を備えている。

回転柱３４は、直線ステージ３３の可動ブロック３３２上に立てられた円柱状の柱部３４２と、柱部３４２と回転可能に嵌合する円筒状の筒部３４１と、筒部３４１の側面に軸と平行に取り付けられたラック３４３を備えている。回転ステージ３２と回転柱３４は、それぞれ回転軸を鉛直に向けて、直線ステージ３３を介して偏心して連結されている。互いに偏心して連結された回転ステージ３２と回転柱３４を回転させ、直線ステージ３３をスライドさせることにより、回転柱３４の筒部３４１に取り付けられた昇降部３６（及び昇降部３６に取り付けられた入力側駆動部２０）のＺ軸周りの向きとＸ軸及びＹ軸方向における位置の調整が可能になっている。

図３に示されるように、昇降部３６は、回転柱３４の筒部３４１と上下にスライド可能に嵌合する本体部３６１と、本体部３６１と回転可能に嵌合した水平方向に延びるシャフト３６２と、シャフト３６２の先端部に取り付けられた回転部３６３を備えている。昇降部３６の本体部３６１には、ラック３４３と噛み合うピニオン（不図示）を含むギア機構３６１ｇが設けられている。ギア機構３６１ｇの入力軸と結合したハンドル３６１ａを回すと、ピニオンが回転して、昇降部３６が回転柱３４に沿って鉛直方向に移動する。これにより、昇降部３６に取り付けられた入力側駆動部２０の高さを調整することが可能になっている。

昇降部３６の本体部３６１は、シャフト３６２を中心軸の周りに回転させる回転機構（不図示）を備えている。回転機構に接続されたハンドル（不図示）を回すと、シャフト３６２と共に回転部３６３及び入力側駆動部２０が回転し、これにより入力側駆動部２０の水平軸回りの傾きを調整することが可能になっている。

昇降部３６の回転部３６３（図３、図４）は、シャフト３６２（図３）の先端部に固定された固定枠３６３ａと、入力側駆動部２０が取り付けられる可動枠３６３ｂと、固定枠３６３ａと可動枠３６３ｂとをシャフト３６２に垂直な一方向にスライド可能に連結するスライド機構３６４を備えている。スライド機構３６４は、可動枠３６３ｂのスライドを案内する一対のレール３６４ａ（図４）と、可動枠３６３ｂをスライドさせる送りねじ機構３６４ｂ（図３）を備えている。送りねじ機構３６４ｂの送りねじと結合したハンドル（不図示）を回すと、送りねじ機構３６４ｂにより、入力側駆動部２０が取り付けられた回転部３６３の可動枠３６３ｂがシャフト３６２と垂直な一方向（より具体的には、入力側駆動部２０に接続される供試体ＷのステアリングシャフトＷ１の軸方向）に移動する。

図４に示されるように、入力側駆動部２０は、サーボモーター２１と、サーボモーター２１の出力の回転数を減速するオプションの減速機２２と、出力トルクを検出するトルクセンサー２３（トルク検出手段）と、供試体ＷのステアリングシャフトＷ１が取り付けられるチャック２４（出力軸）を備えている。

図６は、支柱部５０に取り付けられたコラム台４０を示した図である。支柱部５０は、支柱５５と、支柱５５に昇降可能に取り付けらえた昇降部５６と、昇降部５６の昇降を案内する直線ガイド部５２と、昇降部５６を昇降させる駆動部５４を備えている。

直線ガイド部５２は、支柱５５の上端に水平に取り付けられた上板５２１と、支柱５５の下部に水平に取り付けられた下板５２２と、上板５２１と下板５２２とを連結する３本のガイドロッド５２３（図６には２本のみが示されている。）を備えている。昇降部５６には、各ガイドロッド５２３とスライド可能に嵌合する上下に延びる３つの溝５６１が形成されている。３組のガイドロッド５２３と溝５６１との嵌合により、昇降部５６の可動方向が上下方向のみに規制されている。

駆動部５４は、直線ガイド部５２の上板５２１と下板５２２を連結するウォーム５４２と、昇降部５６に取り付けられたギアボックス５４４を備えている。ギアボックス５４４は、ウォーム５４２と噛み合うウォームホイール（不図示）と、ウォームホイールと連結したハンドル（不図示）を備えている。このハンドルを回すと、ウォームホイールが回転し、駆動部５４及び昇降部５６が昇降する。

昇降部５６は、コラム台４０を水平な軸の回りに回転させる回転機構５６２（歯車機構）を備えており、コラム台４０は、回転機構５６２の水平に延びるシャフト５６２ｂ（出力軸）に取り付けられている。回転機構５６２の入力軸に結合したハンドル５６２ａを回すと、シャフト５６２ｂが減速されて回転し、シャフト５６２ｂに取り付けられたコラム台４０の傾きが変わる。

図７及び図８は、右側の出力側駆動部６０Ｒを示した図である。図７は出力側駆動部６０Ｒの主要構造を前方から見た図であり、図８は出力側駆動部６０Ｒを左側から見た外観図である。また、図７及び図８において、説明の便宜上、出力側駆動部６０Ｒの構成の一部について図示を省略している。

出力側駆動部６０は、フレーム６１（図８）、サーボモーター６２、オプションの減速機６３、トルクセンサー６４、ボールスプライン６５、可動台６６、サーボモーター６７（図７）及び直動機構６８（図７）を備えている。ボールスプライン６５は、スプライン軸６５１とナット６５２を備えている。スプライン軸６５１とナット６５２は、軸方向にスライド可能に嵌合している。なお、トルクセンサー６４は、サーボモーター６２が発生し、オプションの減速機６３によって増幅されたトルクを検出するトルク検出手段の一例である。

スプライン軸６５１は、トルクセンサー６４を介して減速機６３の出力軸に接続されている。スプライン軸６５１は、減速機６３によって減速されたサーボモーター６２の出力によって回転駆動される。スプライン軸６５１と嵌合したナット６５２も、スプライン軸６５１と共に回転駆動される。ボールスプライン６５に加わるトルクは、トルクセンサー６４によって検出される。直動機構６８により、供試体ＷのタイロッドＷ４が取り付けられる可動台６６の高さが調整可能になっている。直動機構６８はサーボモーター６７によって駆動される。直動機構６８の構成については後述する。

可動台６６は、ステアリング装置が備え付けられる車両において操舵輪の車軸を支持するステアリングナックルに対応する部分であり、可動台６６の下部にはボールスプライン６５の軸（すなわち、可動台６６の回転軸）と略直交する前後方向に延びる一対のアーム６６１が設けられている。一対のアーム６６１は、前方に延びる前方アーム６６１ｆと、後方に延びる後方アーム６６１ｒを含む。前方アーム６６１ｆと後方アーム６６１ｒは、可動台６６の回転軸を含む平面に対して互いに対称に、また可動台６６の回転軸に対しても略対称に形成されている。アーム６６１は、車両のナックルアームに相当する部分であり、供試体ＷのタイロッドＷ４のロッドエンドが取り付けられる。サーボモーター６２によって可動台６６にトルクが加わると、供試体ＷのタイロッドＷ４に軸力として負荷Ｌが与えられる。

また、実際の車両においては、ステアリング装置のタイロッドＷ４が取り付けられるステアリングナックルは、サスペンションによって支持されるため、走行時に車両のフレームに対して上下動する。すなわち、実際の車両に取り付けられたステアリング装置には、走行時にステアリングナックルにより動的なひずみが与えられる。サーボモーター６７及び直動機構６８により可動台６６を上下動させることにより、車両走行時と同様の動的なひずみを供試体Ｗに与えることが可能になる。これにより、実際の車両に取り付けられた状態により近い試験条件で供試体Ｗを試験し、供試体Ｗをより適正に評価することが可能になる。

図８に示されるように、フレーム６１は、固定枠１１上に取り付けられた下部フレーム６１１と、下部フレーム６１１の上板６１１ａに取り付けられた上部フレーム６１２を備えている。下部フレーム６１１の上板６１１ａには、減速機６３及びサーボモーター６７（図７）が取り付けられている。

図７及び図８に示されるように、直動機構６８は、下部フレーム６１１に固定された上枠６８１及び下枠６８２と、上枠６８１と下枠６８２の間に配置された上下に移動可能な可動枠６８３と、可動枠６８３の上下の移動を案内するスライドガイド６８４（図７）と、可動枠６８３を駆動する送りねじ機構６８５（図７）を備えている。

図７に示されるスライドガイド６８４は、垂直に立てられたロッド６８４ａと、ロッド６８４ａとスライド可能に嵌合するブッシュ６８４ｂを備えている。ブッシュ６８４ｂは、例えばすべり軸受又はボールやローラー等の転動体を備えたころがり軸受である。ロッド６８４ａは、上端部において上枠６８１に固定され、下端部において下枠６８２に固定されている。また、ブッシュ６８４ｂは可動枠６８３に固定されている。

図７に示される送りねじ機構６８５は、垂直に立てられたボールねじ６８５ａと、ボールねじ６８５ａと嵌合するナット６８５ｂを備えている。ボールねじ６８５ａは、上端部において上枠６８１に設けられた軸受６８１ｂにより回転可能に支持され、下端部において下枠６８２設けられた軸受６８２ｂにより回転可能に支持されている。また、ナット６８５ｂは、は可動枠６８３に固定されている。

スプライン軸６５１は、上端部において上枠６８１に設けられた軸受６８１ａにより回転可能に支持され、下端部において下枠６８２設けられた軸受６８２ａにより回転可能に支持されている。スプライン軸６５１とスライド可能に嵌合するナット６５２及びナット６５２に取り付けられた可動台６６は、可動枠６８３に設けられた軸受６８３ａによって、スプライン軸６５１と同軸に回転可能に支持されている。可動台６６はボールスプライン６５と共にサーボモーター６２によって回転駆動される。サーボモーター６７及び直動機構６８により可動枠６８３が上下に駆動されると、ナット６５２及び可動台６６も可動枠６８３と共に上下動する。

図８に示されるように、可動台６６は、車両の直進状態に相当する初期状態（初期位置）において前後に延びる、上述した一対のアーム６６１（前方アーム６６１ｆ、後方アーム６６１ｒ）を有する。図７に示されるように、アーム６６１には、供試体ＷのタイロッドエンドＷ４１を取り付けるための、アーム６６１の延長方向に延びる長孔６６１ｈが形成されている。なお、前方アーム６６１ｆは所謂「前引き」用の供試体Ｗを取り付けるためのアーム６６１であり、後方アーム６６１ｒは所謂「後引き」用の供試体Ｗを取り付けるためのアーム６６１であるが、逆のアームに（例えば「前引き」用の供試体Ｗを後方アーム６６１ｒに）取り付けて試験を行うこともできる。但し、逆のアームに取り付けた場合は、実際の車両におけるステアリングナックルの回転方向と可動台６６の回転方向が逆方向になるため、試験装置１の極性（すなわち、ステアリングシャフトＷ１の回転方向と可動台６６の回転方向との関係）を「負」に設定する必要がある。

アーム６６１には、供試体ＷのタイロッドＷ４に加わる軸力（負荷Ｌ）を検出する負荷検出手段である力センサー６６２が設けられている。供試体ＷのタイロッドエンドＷ４１は、力センサー６６２を介して、アーム６６１（前方アーム６６１ｆ又は後方アーム６６１ｒ）に取り付けられる。なお、負荷検出手段は、供試体Ｗに直接取り付けてもよい。例えば、供試体ＷのタイロッドＷ４の表面にひずみゲージを貼り付け、このひずみゲージを負荷検出手段として使用してもよい。

図９は、試験装置１の制御システム１ａの概略構成を示すブロック図である。制御システム１ａは、試験装置１全体の動作を制御する制御部８２及び各種計測を行う計測部８４を備えたコンピュータシステムである。制御部８２は、ＣＰＵ８２１、主記憶装置８２２、インターフェース部８２３及びストレージ８２４（補助記憶装置）を備えている。ストレージ８２４は、例えばＨＤＤ（hard disk drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）であり、ストレージ８２４には試験装置１を制御するための各種プログラム（例えば、後述する管理プログラム８２４ａ、設定プログラム８２４ｂ及び試験プログラム８２４ｃ等）や各種設定データが記憶されている。

インターフェース部８２３は、制御部８２と外部との入出力を担うユニットである。インターフェース部８２３は、例えば、ユーザーとの間で入出力を行うためのユーザーインターフェース、ＬＡＮ（local area network）等の各種ネットワークＮＷと有線又は無線で接続するためのネットワークインターフェース、外部機器と有線又は無線で接続するためのＵＳＢ（universal serial bus）やＧＰＩＢ（general purpose interface bus）等の各種通信インターフェースの一つ以上を備えている。ユーザーインターフェースは、例えば、各種操作スイッチ、表示器、ＬＣＤ（liquid crystal display）等の各種ディスプレイ装置、マウスやタッチパッド等の各種ポインティングデバイス、タッチスクリーン、ビデオカメラ、プリンタ、スキャナ、ブザー、スピーカ、マイクロフォン、メモリーカードリーダライタ等の各種入出力装置の一つ以上を含む。また、制御部８２と通信可能なスマートフォン等のポータブル端末をインターフェース部８２３又は制御部８２の一部として使用してもよい。

制御部８２には、入力側駆動部２０のサーボモーター２１と、各出力側駆動部６０Ｒ及び６０Ｌのサーボモーター６２及び６７が、それぞれサーボアンプ８３を介して接続されている。

制御部８２と各サーボアンプ８３とは、光ファイバによって高速に通信可能に接続されている。これにより、５つのサーボモーター２１、６２（６０Ｌ）、６２（６０Ｒ）、６７（６０Ｌ）、６７（６０Ｒ）のより高精度（時間軸において高分解能かつ高確度）の同期制御が可能になっている。なお、制御部８２は、各サーボモーターに対する指令を一定の周期で各サーボアンプ８３に送信する。本明細書においては、一つの指令によるサーボモーターの１単位（１回）の駆動制御、又は、一つの指令に対応する駆動制御の区間を制御ポイントという。

計測部８４には、各トルクセンサー２３、６４（６０Ｌ）、６４（６０Ｒ）及び力センサー６６２（６０Ｌ）、６６２（６０Ｒ）が接続されている。計測部８４は、各センサーから取得した信号をデジタルデータに変換して、制御部８２へ送信する。また、各サーボモーターに内蔵されたロータリーエンコーダーＲＥが検出した軸の回転の情報（具体的には、例えば角度位置及び角速度）は、各サーボアンプ８３を介して、制御部８２に入力される。なお、ロータリーエンコーダーＲＥは、各サーボモーターの軸の角度位置を検出する位置検出手段の一例であり、また、各サーボモーターの軸の角速度を検出する速度検出手段の一例である。

試験装置１は、外部機器と連携して動作可能に構成されている。例えば、供試体Ｗの温度を調節するための恒温槽等の温度調節手段ＥＤ１（図９）を試験装置１に接続して、試験装置１に温度調節機能を追加することができる。温度調節手段ＥＤ１は、例えば供試体Ｗの電子制御装置（ＥＣＵ：electronic control unit）を支持するテーブル７０やコラム台４０に設置される。

制御部８２は、インターフェース部８２３を介して入力される試験条件（例えば、入力側駆動部２０の制御量〔角度位置θ_２０、角速度ω_２０〕や出力側駆動部６０の制御量〔負荷Ｌ、可動台６６の上下の変位Ｄ、速度Ｖ又は加速度Ａ〕の目標値を含む）に基づいて、各サーボモーターの駆動を同期制御する。後述する図１９に示される処理は、制御部８２による制御下で実行される。

入力側駆動部２０による供試体ＷのステアリングシャフトＷ１（図２）の回転駆動の制御（後述する入力軸制御Ｓ１０、Ｓ１１）は、一定の角速度ω_２０で駆動する定速モード、一定の波形パターンに従う駆動を繰り返すパターンモード及び外部から入力される連続波形信号に基づいて駆動する外部信号モードのいずれかによって行われる。なお、入力側駆動部２０による供試体ＷのステアリングシャフトＷ１の回転駆動の制御は、ステアリングシャフトＷ１の角度位置（すなわち入力側駆動部２０の出力軸の角度位置）θ_２０を制御量とする（すなわち、サーボモーター２１の軸の角度位置Θ_２１を指令値とする）位置制御又は角速度ω_２０を制御量とする（すなわち、サーボモーター２１の軸の角速度Ω_２１を指令値とする）速度制御が可能である。

出力側駆動部６０による供試体ＷのタイロッドＷ４（図２）に与えられる負荷Ｌの制御（後述する負荷制御Ｓ２０、Ｓａ２０）は、常に一定の負荷Ｌを与える定負荷モード、基本波形に従って変動する負荷Ｌを所定の周波数で連続して与える周波数モード、一定の波形パターンに従って変動する負荷Ｌを繰り返し与えるパターンモード、ステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０に応じた負荷Ｌを与える舵角応答モード及び外部から入力される連続波形信号に従って変動する負荷Ｌを与える外部信号モードのいずれかによって行われる。また、負荷Ｌの制御は、入力側駆動部２０による供試体ＷのステアリングシャフトＷ１の駆動制御（後述する入力軸制御Ｓ１０）や出力側駆動部６０のサーボモーター６７による供試体ＷのタイロッドエンドＷ４１を上下に加振する制御（後述する加振制御Ｓ３０）と同期又は連動して行うことができる。

出力側駆動部６０による供試体ＷのタイロッドエンドＷ４１に与える上下の変位Ｄの制御は、常に一定の変位Ｄを与える定変位モード、所定の周波数で連続して基本波形に従って変動変位Ｄ（すなわち、振動）を与える周波数モード、ステアリングシャフトＷ１の回転に同期して又は非同期に一定の波形パターンの変動変位Ｄを繰り返し与えるパターンモード及び外部から入力される連続波形信号に従って変動する変位Ｄを与える外部信号モードのいずれかによって行われる。なお、出力側駆動部６０による供試体ＷのタイロッドエンドＷ４１の振動の制御は、タイロッドエンドＷ４１の上下の変位Ｄを制御量とする位置制御の他に、タイロッドエンドＷ４１の上下動の速度Ｖを制御量とする速度制御又はタイロッドエンドＷ４１の上下動の加速度Ａを制御量とする加速度制御が可能である。

周波数モードで使用される基本波形としては、正弦波、正弦半波（ハーフサイン波）、鋸歯状波（のこぎり波）、三角波、台形波等のプリセットされた波形の他、実際の車両の走行中に計測された波形、シミュレーション計算によって得られた波形又はその他の任意の合成波形（例えば、ファンクションジェネレータ等により生成された波形）を使用することができる。

パターンモードで使用される波形パターンは、予め登録されている標準パターンの他に、標準パターンに基づいてユーザーが編集した編集パターン、ユーザーによって作成されたユーザーパターンから選択される。

また、外部信号モードで使用される連続波形信号には、例えば実際の車両の走行中に計測された波形信号やシミュレーション計算によって得られた波形信号又はその他の任意の合成波形（例えば、ファンクションジェネレータ等により生成された波形）が含まれる。

図１０は、試験装置１の起動（主電源投入）後にインターフェース部８２３のタッチスクリーンに表示されるメニュー画面Ｓｃ１の概略図である。タッチスクリーンに表示される画面（画像情報）は、制御部８２によって生成される。メニュー画面Ｓｃ１は、試験装置１の起動後に呼び出される管理プログラム８２４ａ（図９）によって生成される。

メニュー画面Ｓｃ１は、試験開始ボタンＥ１１、試験条件設定ボタンＥ１２及び終了ボタンＥ１３を備えている。試験開始ボタンＥ１１がタッチされると、後述するステアリング装置の試験（図１９）を実行する試験プログラム８２４ｃ（図９）が呼び出され、耐久試験等の試験が開始する。試験条件設定ボタンＥ１２がタッチされると、設定プログラム８２４ｂ（図９）が呼び出され、試験条件設定処理が開始する。また、終了ボタンＥ１３がタッチされると、安全に電源を落とせる状態に移行するための処理が行われ、管理プログラム８２４ａが終了する。

図１１は、試験条件設定処理において表示される設定画面Ｓｃ２である。本実施形態の試験条件設定処理は、複雑な試験プロセスを効率的に設定できるように、モジュール化及び階層化された試験プロセス（以下、「試験シーケンス」という。）の設定が可能に構成されている。具体的には、本実施形態の試験条件設定処理は、プロセスモジュールを順次（又は並列に）結合することによって試験プロセスを設定できるように構成されている。なお、プロセスモジュールは、試験プロセスの設定を構成する、機能的にまとまった部分である。

また、本実施形態では、プロセスモジュールに、波形パターン（第１層）、試験ブロック（第２層）及び試験グループ（第３層）の３階層のネスティング構造（入れ子構造）が与えられている。なお、ネスティング構造の深さ（階層の数）は３層に限らず、２層又は４層以上としてもよい。

図１１に示されるように、設定画面Ｓｃ２は、ウィンドウＥ２０及びタブＥ２１－Ｅ２４を備えている。ウィンドウＥ２０は、設定項目別の設定画面が表示される表示領域である。タブＥ２１－Ｅ２４をタッチすることにより、タッチされたタブＥ２１－Ｅ２４に対応付けられた設定項目が選択され、ウィンドウＥ２０に表示される設定項目別の設定画面が、選択された設定項目に対応するものに切り替わる。なお、図１１には、後述する試験条件設定画面Ｓｃ３がウィンドウＥ２０に表示された状態が示されている。

タブＥ２１は全体的な試験条件の設定に対応付けられていて、タブＥ２１がタッチされると、試験条件設定処理は全体的な試験条件を設定するための試験条件設定サブルーチンに移行し、ウィンドウＥ２０の表示が試験条件設定画面Ｓｃ３に切り替わる。

タブＥ２２は試験グループの設定に対応付けられていて、タブＥ２２がタッチされると、試験条件設定処理は試験グループを設定するための試験グループ設定サブルーチンに移行し、ウィンドウＥ２０の表示が試験グループ設定画面Ｓｃ４に切り替わる（図１４）。

タブＥ２３は試験ブロックの設定に対応付けられていて、タブＥ２３がタッチされると、試験条件設定処理は試験ブロックを設定するための試験ブロック設定サブルーチンに移行し、ウィンドウＥ２０の表示が試験ブロック設定画面Ｓｃ５に切り替わる（図１５）。

タブＥ２４は波形パターンの設定に対応付けられていて、タブＥ２４がタッチされると、試験条件設定処理は波形パターンを設定するための波形パターン設定サブルーチンに移行し、ウィンドウＥ２０の表示が波形パターン設定画面Ｓｃ６に切り替わる（図１６）。

図１２は、プロセスモジュールのネスティング構造を説明する図である。図１２（ａ）には、６種類の波形パターンの例（波形パターンＡ－Ｆ）が、図１２（ｂ）には２種類の試験ブロックの例（試験ブロックＧ、Ｈ）が、図１２（ｃ）には２種類の試験グループの例（試験グループＩ，Ｊ）がそれぞれ示されている。なお、波形パターンＡ－Ｆ、試験ブロックＧ、Ｈ及び試験グループＩ，Ｊは、図１１に示された後述するシーケンステーブルＥ３７に設定されたものである。試験ブロック及び試験グループは、それぞれ複数の下位のプロセスモジュール（波形パターン又は波形ブロック）から構成される。なお、図１２及び図１３において、「×ｎ_０」（但し、ｎ_０は自然数であり、「繰返し回数」という。）という表記は、プロセスモジュールをｎ_０回連続して実行することを表している。

図１２（ａ）に示されるように、波形パターンは、最低次の（すなわち、他のプロセスモジュールを含んでいない、最も基本的な構成の）プロセスモジュールである。例えば、周期的なプロセスであれば１周期分のサブプロセスが波形パターンとして設定される。なお、本実施形態の波形パターンは、一つの制御対象（例えば、入力側駆動部２０のサーボモーター２１）の動作だけではなく、試験装置１の全体又は一部の動作（サブプロセス）を規定する。

図１２（ｂ）に示されるように、試験ブロックは、複数の下位のプロセスモジュール（すなわち、波形パターン）から構成される。例えば、試験ブロックＧは四つの波形パターン（二つの波形パターンＡと二つの波形パターンＢ）から構成され、試験ブロックＨは三つの波形パターン（一つの波形パターンＣと二つの波形パターンＤ）から構成されている。なお、試験ブロックＧ及びＨは、それぞれ複数種類の波形パターンから構成されているが、単一の種類の波形パターン（但し、繰返し回数ｎ_０は２以上。）から試験ブロックを構成することもできる。

図１２（ｃ）に示されるように、試験グループは、少なくとも一つの試験ブロックを含む複数の下位のプロセスモジュール（すなわち、波形パターン又は試験ブロック）から構成される。例えば、試験グループＩは一つの試験ブロックＧと二つの波形パターンＥから構成され、試験グループＪは一つの波形パターンＡと二つの試験ブロックＨから構成されている。

図１１に示されるように、試験条件設定画面Ｓｃ３は、試験モード設定部Ｅ３１、試験サイクル数設定部Ｅ３２、ばね負荷設定部Ｅ３３、学習機能設定部Ｅ３４、端当て制御設定部Ｅ３５、スローアップ処理設定部Ｅ３６、シーケンステーブルＥ３７及び試験条件ファイル操作部Ｅ３８を備えている。

試験モード設定部Ｅ３１は、次に説明する試験モードを設定するための要素である。本実施形態の試験モード設定部Ｅ３１は、後述する１９種類の試験モードから適用する試験モードを選択可能なプルダウンメニューの形態で実装されている。

試験装置１は、上述したハードウェア構成により、供試体Ｗに対して次の五つの入力（１）－（５）をすることが可能に構成されている。
（１）ステアリングシャフトＷ１の回転（入力軸回転）
（２）左側のタイロッドＷ４への負荷Ｌの付与（左負荷）
（３）右側のタイロッドＷ４への負荷Ｌの付与（右負荷）
（４）左側のタイロッドＷ４の加振（左加振）
（５）右側のタイロッドＷ４の加振（右加振）

上記（１）は入力側駆動部２０の駆動により、上記（２）、（３）は左右の出力側駆動部６０Ｌ、６０Ｒのサーボモーター６２の駆動により、上記（４）、（５）は左右の出力側駆動部６０Ｌ、６０Ｒのサーボモーター６７の駆動により、それぞれ行われる。

また、試験装置１は、上記の入力（１）－（５）の組み合わせにより、次の１９種類の試験モード（ａ）－（ｓ）の試験を行うことが可能に構成されている。
（ａ）入力軸回転
（ｂ）左負荷
（ｃ）右負荷
（ｄ）左負荷＋右負荷
（ｅ）左加振
（ｆ）右加振
（ｇ）左加振＋右加振
（ｈ）入力軸回転＋左負荷
（ｉ）入力軸回転＋右負荷
（ｊ）入力軸回転＋左負荷＋右負荷
（ｋ）入力軸回転＋左加振
（ｌ）入力軸回転＋右加振
（ｍ）入力軸回転＋左加振＋右加振
（ｎ）入力軸回転＋左負荷＋左加振
（ｏ）入力軸回転＋右負荷＋右加振
（ｐ）入力軸回転＋左負荷＋右負荷＋左加振＋右加振
（ｑ）左負荷＋左加振
（ｒ）右負荷＋右加振
（ｓ）左負荷＋右負荷＋左加振＋右加振

試験サイクル数設定部Ｅ３２は、シーケンステーブルＥ３７で設定された試験シーケンス（試験サイクル）を繰返し実行する回数（以下「試験サイクル数」という。）を設定するための要素である。本実施形態の試験サイクル数設定部Ｅ３２は、数値入力が可能なテキストボックスの形態で実装されていて、ユーザーが入力した数値を試験サイクル数に設定するように構成されている。

ばね負荷設定部Ｅ３３は、後述するばね負荷制御に使用される負荷条件（具体的には、ステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０と負荷Ｌの目標値Ｒ_Ｌとの関係）を設定するための要素である。角度位置θ_２０と負荷Ｌとの関係を表すデータ（例えば、関数又は数値テーブル）を含むファイルである負荷条件ファイルが、予め制御部８２のストレージ８２４又は制御部８２がアクセス可能なサーバーＳＶ等（以下「ストレージ８２４等」という。）に保存されている。本実施形態のばね負荷設定部Ｅ３３は、一つ以上の負荷条件ファイルが選択肢として設定されたプルダウンメニューの形態で実装されていて、ユーザーが選択した負荷条件ファイルに含まれる負荷条件を設定するように構成されている。

学習機能設定部Ｅ３４は、後述する負荷制御Ｓａ２０によって実現される学習機能を有効にするか否かを設定するための要素である。本実施形態の学習機能設定部Ｅ３４は、「有効」又は「無効」を選択可能なプルダウンメニューの形態で実装されていて、ユーザーの選択に従って学習機能の有効又は無効を設定するように構成されている。

端当て制御設定部Ｅ３５は、後述する端当て制御Ｓ９に関する設定を行うための要素である。端当て制御設定部Ｅ３５は、端当て制御Ｓ９を有効にするか否かを設定する有効／無効設定部Ｅ３５１と、プラス側及びマイナス側の端当て判定角度範囲の境界値をそれぞれ設定するプラス側端当て判定角度設定部Ｅ３５２及びマイナス側端当て判定角度設定部Ｅ３５３を備えている。具体的には、プラス側端当て判定角度設定部Ｅ３５２によってステアリングシャフトＷ１を時計回りに回転させる際の端当て判定角度範囲の境界の角度位置θ_２０の値が設定され、マイナス側端当て判定角度設定部Ｅ３５３によってステアリングシャフトＷ１を反時計回りに回転させる際の端当て判定角度範囲の境界の角度位置θ_２０の値が設定される。

本実施形態の有効／無効設定部Ｅ３５１は、「有効」又は「無効」を選択可能なプルダウンメニューの形態で実装されていて、ユーザーの選択に従って端当て制御の有効又は無効を設定するように構成されている。

また、本実施形態のプラス側端当て判定角度設定部Ｅ３５２及びマイナス側端当て判定角度設定部Ｅ３５３は、数値入力が可能なテキストボックスの形態で実装されていて、ユーザーが入力した数値をそれぞれプラス側及びマイナス側の端当て判定角度範囲の境界の角度位置θ_２０の値に設定するように構成されている。

スローアップ処理設定部Ｅ３６は、後述するスローアップ処理Ｓ２２（スローアップ手順）に関する設定を行うための要素である。スローアップ処理設定部Ｅ３６は、スローアップ処理Ｓ２２を有効にするか否かを設定する有効／無効設定部Ｅ３６１と、駆動開始時の負荷率である初期負荷率ｒ_Ｓ０を設定する初期負荷率設定部Ｅ３６２と、スローアップ回数Ｎ_Ｓを設定するスローアップ回数設定部Ｅ３６３を備えている。なお、スローアップ処理Ｓ２２は、負荷制御Ｓ２０の初期に負荷を徐々に増加させる処理であり、初期負荷率ｒ_Ｓ０とは、第１制御サイクルに適用される負荷率ｒ_Ｓ（負荷Ｌの低減倍率）である。また、負荷率ｒ_Ｓは、１以下の正の小数であり、スローアップ処理Ｓ２２が適用されない場合の負荷Ｌの目標値Ｒ_Ｌに対するスローアップ処理Ｓ２２が適用された場合の負荷Ｌの目標値Ｒ_Ｌの割合（すなわち、負荷Ｌの低減倍率）として定義される。

本実施形態の有効／無効設定部Ｅ３６１は、「有効」又は「無効」を選択可能なプルダウンメニューの形態で実装されていて、ユーザーの選択に従ってスローアップ処理の有効又は無効を設定するように構成されている。

また、本実施形態の初期負荷率設定部Ｅ３６２及びスローアップ回数設定部Ｅ３６３は、数値入力が可能なテキストボックスの形態で実装されていて、ユーザーが入力した数値をそれぞれ初期負荷率ｒ_Ｓ０及びスローアップ回数Ｎ_Ｓに設定するように構成されている。

シーケンステーブルＥ３７の各行には単一のプロセスモジュール（試験グループ、試験ブロック又は波形パターン）が設定され、シーケンステーブルＥ３７の行番号（Ｌ１－Ｌ４）の順に各行に設定されたプロセスモジュールが実行される。

シーケンステーブルＥ３７は、プロセスモジュールの実行順を表す行番号（Ｌ１－Ｌ４）が設定される列Ｅ３７１、試験グループが設定される列Ｅ３７２、試験ブロックが設定される列Ｅ３７３、波形パターンが設定される列Ｅ３７４、繰返し回数（プロセスモジュールを繰り返し実行する回数）が設定される列Ｅ３７５、温度設定信号が設定される列Ｅ３７６及びトリガが設定される列Ｅ３７７を備えている。なお、シーケンステーブルＥ３７の各行には、試験グループ（列Ｅ３７２）、試験ブロック（列Ｅ３７３）及び波形パターン（列Ｅ３７４）のいずれか一つが設定される。

図１３は、図１１に示されたシーケンステーブルＥ３７で設定されている試験シーケンスを波形パターン単位で展開した展開シーケンスを表す展開シーケンステーブルである。図１３における番号Ｌ１～Ｌ４は、シーケンステーブルＥ３７の列Ｅ３７１で設定された、プロセスモジュールの実行順を表す行番号である。なお、この試験シーケンスに含まれる試験グループＩ、Ｊ及び試験ブロックＨの構成は、図１２に示されたものである。展開シーケンステーブルの実行番号の順に試験シーケンスを構成する波形パターンが実行される。

試験装置１は、外部機器と連携して動作可能に構成されている。例えば、供試体Ｗの温度を調節するための恒温槽等の温度調節手段ＥＤ１（図９）を試験装置１に接続して、試験装置１に温度調節機能を追加することができる。温度調節手段ＥＤ１を使用する場合は、温度調節手段ＥＤ１を制御するための温度設定信号が列Ｅ３７６に設定される。

トリガ（列Ｅ３７７）も外部機器と連携して動作するための設定項目である。トリガが設定された行のプロセスモジュールは、外部機器からの（又は試験装置１の内部処理によって発生した）トリガ信号の検出を契機に実行される。例えば、温度調節手段ＥＤ１による温度調節を行う場合、設定温度に到達したときにトリガ信号を発生するように温度調節手段ＥＤ１を設定し、制御部８２によるこのトリガ信号の検出を契機にプロセスモジュールを実行するようにシーケンステーブルＥ３７にトリガを設定することができる。これにより、正しい温度条件下で確実に試験を行うことが可能になる。

試験条件ファイル操作部Ｅ３８は、ファイル情報表示部Ｅ３８１、別名保存ボタンＥ３８２、上書保存ボタンＥ３８３及びキャンセルボタンＥ３８４を備えている。ファイル情報表示部Ｅ３８１には、適用中の試験条件ファイルの情報（例えば試験条件ファイルのパス）が表示される。試験条件ファイルには、試験条件設定画面Ｓｃ３で設定された試験条件が格納される。別名保存ボタンＥ３８２がタッチされると、その時点で設定されている試験条件を格納した試験条件ファイルが新たに生成され、ストレージ８２４等に保存される。上書保存ボタンＥ３８３がタッチされると、適用中の試験条件ファイルの内容が更新（上書き保存）される。また、キャンセルボタンＥ３８４がタッチされると、設定中の試験条件が保存されずに、試験条件設定処理が終了する。

本実施形態では、試験モード設定部Ｅ３１、ばね負荷設定部Ｅ３３及び学習機能設定部Ｅ３４は、それぞれプルダウンメニューの形態で実装されているが、複数の項目から目的の項目を選択可能な別の種類（例えばラジオボタンやリストボックス等）のウィジェット（すなわち、グラフィカル・ユーザ・インターフェイスを構成するＧＵＩ部品）等の要素で実装してもよい。また、学習機能設定部Ｅ３４、端当て制御設定部Ｅ３５の有効／無効設定部Ｅ３５１及びスローアップ処理設定部Ｅ３６の有効／無効設定部Ｅ３６１は、有効又は無効の二者択一の入力を受け付ける手段であるため、例えばチェックボックスやトグルスイッチ等の二値の入力を受け付け可能な別の種類の要素で実装することもできる。

また、本実施形態では、試験サイクル数設定部Ｅ３２、プラス側端当て判定角度設定部Ｅ３５２、マイナス側端当て判定角度設定部Ｅ３５３、初期負荷率設定部Ｅ３６２及びスローアップ回数設定部Ｅ３６３は、それぞれテキストボックスの形態で実装されているが、数値入力が可能な別の種類の要素（例えばスライダーやスピンボタン等）で実装してもよい。

図１４は、試験グループ設定サブルーチンの実行中に表示される、ウィンドウＥ２０に試験グループ設定画面Ｓｃ４が表示された設定画面Ｓｃ２の概略図である。

試験グループ設定画面Ｓｃ４は、試験グループリストＥ４１及び試験グループテーブルＥ４２を備えている。試験グループリストＥ４１には、登録済みの試験グループが一覧表示される。試験グループリストＥ４１では、選択されている試験グループが反転表示（背景が黒く表示）される。また、試験グループテーブルＥ４２には、試験グループリストＥ４１で選択されている試験グループの内容が表示される。試験グループは、試験グループテーブルＥ４２上で編集（設定）することができる。

試験グループリストＥ４１には、上下一対の矢印ボタンＥ４１１、更新ボタンＥ４１２、追加ボタンＥ４１３及び削除ボタンＥ４１４が付属する。矢印ボタンＥ４１１がタッチされると、試験グループリストＥ４１上の試験グループの選択が矢印の方向に切り替わる。更新ボタンＥ４１２がタッチされると、試験グループの設定内容が試験グループテーブルＥ４２上で編集中の設定内容に更新される。追加ボタンＥ４１３がタッチされると、試験グループテーブルＥ４２上で編集中の設定内容が新たな試験グループとして追加登録される。削除ボタンＥ４１４がタッチされると、選択中の試験グループの登録が削除される。

試験グループテーブルＥ４２の各行には単一のプロセスモジュール（試験ブロック又は波形パターン）が設定される。試験グループテーブルＥ４２の行番号（Ｍ１、Ｍ２）の順に各行に設定されたプロセスモジュールが実行される。

試験グループテーブルＥ４２は、プロセスモジュールの実行順を表す行番号（Ｍ１、Ｍ２）が設定される列Ｅ４２１、試験ブロックが設定される列Ｅ４２２、波形パターンが設定される列Ｅ４２３、繰返し回数が設定される列Ｅ４２４、温度設定信号が設定される列Ｅ４２５及びトリガが設定される列Ｅ４２６を備えている。なお、試験グループテーブルＥ４２の各行には、試験ブロック（列Ｅ４２２）及び波形パターン（列Ｅ４２３）のいずれか一つが設定される。

図１５は、試験ブロック設定サブルーチンの実行中に表示される、ウィンドウＥ２０に試験ブロック設定画面Ｓｃ５が表示された設定画面Ｓｃ２の概略図である。

試験ブロック設定画面Ｓｃ５は、試験ブロックリストＥ５１及び試験ブロックテーブルＥ５２を備えている。試験ブロックリストＥ５１には、登録済みの試験ブロックが一覧表示される。試験ブロックリストＥ５１では、選択されている試験ブロックが反転表示される。また、試験ブロックテーブルＥ５２には、試験ブロックリストＥ５１で選択されている試験ブロックの設定内容が表示される。試験ブロックは、試験ブロックテーブルＥ５２上で編集（設定）することができる。

試験ブロックリストＥ５１には、上下一対の矢印ボタンＥ５１１、更新ボタンＥ５１２、追加ボタンＥ５１３及び削除ボタンＥ５１４が付属する。矢印ボタンＥ５１１がタッチされると、試験ブロックリストＥ５１上の試験ブロックの選択が矢印の方向に切り替わる。更新ボタンＥ５１２がタッチされると、試験ブロックの設定内容が試験ブロックテーブルＥ５２上で編集中の設定内容に更新される。追加ボタンＥ５１３がタッチされると、試験ブロックテーブルＥ５２上で編集中の設定内容が新たな試験ブロックとして追加登録される。削除ボタンＥ５１４がタッチされると、選択中の試験ブロックの登録が削除される。

試験ブロックテーブルＥ５２の各行には１種類の波形パターンが設定され、試験ブロックテーブルＥ５２の行番号（Ｎ１、Ｎ２）の順に各行に設定された波形パターンが実行される。

試験ブロックテーブルＥ５２は、波形パターンの実行順を表す行番号（Ｎ１、Ｎ２）が設定される列Ｅ５２１、波形パターンが設定される列Ｅ５２２及び繰返し回数が設定される列Ｅ５２３を備えている。

図１６は、波形パターン設定サブルーチンの実行中に表示される、ウィンドウＥ２０に波形パターン設定画面Ｓｃ６が表示された設定画面Ｓｃ２の概略図である。

波形パターン設定画面Ｓｃ６は、波形パターンリストＥ６１、波形パターンテーブルＥ６２及び波形パターンビューアーＥ６３を備えている。波形パターンリストＥ６１には、登録済みの波形パターンが一覧表示される。波形パターンリストＥ６１では、選択されている波形パターンが反転表示される。また、波形パターンテーブルＥ６２には、波形パターンリストＥ６１で選択されている波形パターンの設定内容が表示される。波形パターンビューアーＥ６３には、波形パターンリストＥ６１で選択されている波形パターンがグラフ表示される。

波形パターンには、入力軸試験波形（以下「入力軸波形」と略記する。）、左側負荷試験波形（以下「左負荷波形」と略記する。）、右側負荷試験波形（以下「右負荷波形」と略記する。）、左側加振試験波形（以下「左加振波形」と略記する。）及び右側加振試験波形（以下「右加振波形」と略記する。）のうちの試験に使用される少なくとも一つの試験波形が設定される。入力軸波形は、入力側駆動部２０の出力軸（すなわち、チャック２４）の角度位置θ_２０の時間変化を表す波形データである。

左負荷波形［右負荷波形］は、出力側駆動部６０Ｌ［６０Ｒ］によって供試体Ｗの左側［右側］のタイロッドＷ４に与えられる負荷Ｌの時間変化を表す波形データである。また、左加振波形［右加振波形］は、出力側駆動部６０Ｌ［６０Ｒ］によって供試体Ｗの左側［右側］のタイロッドエンドＷ４１に与えられる上下の変位Ｄの時間変化を表す波形データである。波形パターンビューアーＥ６３には、波形パターンに設定された少なくとも一つの試験波形が表示される。なお、図１６に示される波形パターンでは、入力軸波形、左負荷波形及び右負荷波形が設定され、これらの三つの試験波形が波形パターンビューアーＥ６３に表示されている。

なお、各試験波形は、時間に対応するパラメーターである「制御ポイント」と各制御量に対応するパラメーターである「振幅」とが対応付けられたものであり、数値テーブル、関数又は波形識別番号（以下「波形ＩＤ」と略記する。）の形で設定される。波形ＩＤは、予め登録されている基本波形（又はユーザーによって登録されたユーザー登録波形）にそれぞれ割り当てられた固有の識別番号である。

波形パターンリストＥ６１には、上下一対の矢印ボタンＥ６１１、編集ボタンＥ６１２、追加ボタンＥ６１３及び削除ボタンＥ６１４が付属する。矢印ボタンＥ６１１がタッチされると、波形パターンリストＥ６１上の波形パターンの選択が矢印の方向に切り替わる。編集ボタンＥ６１２がタッチされると、波形パターン編集画面Ｓｃ７（図１７）が表示され、選択されている波形パターンの編集が可能になる。追加ボタンＥ６１３がタッチされると、新たな波形パターンが追加登録され、削除ボタンＥ６１４がタッチされると、選択中の波形パターンの登録が削除される。

図１７は、波形パターン編集画面Ｓｃ７の概略図である。波形パターン編集画面Ｓｃ７は、入力軸波形を設定する入力軸波形設定部Ｅ７１、左負荷波形を設定する左負荷波形設定部Ｅ７２、右負荷波形を設定する右負荷波形設定部Ｅ７３、左加振波形を設定する左加振波形設定部Ｅ７４、右加振波形を設定する右加振波形設定部Ｅ７５及びリミット設定ボタンＥ７６を備えている。また、各設定部Ｅ７１－Ｅ７５は、それぞれ設定された試験波形をグラフ表示する波形ビューアーＧ７１－Ｇ７５を備えている。

図１８は、リミット設定ボタンＥ７６（図１７）がタッチされたときに表示されるリミット設定画面Ｓｃ８の概略図である。リミット設定画面Ｓｃ８は、入力軸回転に関するリミットを設定する入力軸リミット設定部Ｅ８１、左負荷に関するリミットを設定する左負荷リミット設定部Ｅ８２及び右負荷に関するリミットを設定する右負荷リミット設定部Ｅ８３を備えている。なお、波形パターン編集画面Ｓｃ７（図１７）において左加振波形又は右加振波形が設定されている場合には、更に左加振又は右加振に関するリミットを設定する左加振設定部又は右加振設定部がリミット設定画面Ｓｃ８に設けられる。

本実施形態は、各入力に対してそれぞれ２段階でリミットを設定することが可能に構成されている。第１段階のリミット（以下「第１リミットレベル」という。）は、全試験時間に亘って適用される（すなわち、試験中に常時適用される）グローバルリミットであり、第２段階のリミット（以下「第２リミットレベル」という。）は所定の時間範囲に限定的に適用されるローカルリミットである。このように、２段階でリミットを設定することにより、時間（制御ポイント）によって変動する試験条件（波形パターン）に応じた細やかなリミットの設定が可能になるため、供試体Ｗに想定外の過剰なストレスが加わることにより試験結果の妥当性が損なわれることをより確実に防止することが可能になる。

右負荷リミット設定部Ｅ８３は、グローバルリミットを設定するグローバルリミット設定部Ｅ８３Ｇ及びローカルリミットを設定するローカルリミット設定部Ｅ８３Ｌを備えている。

グローバルリミット設定部Ｅ８３Ｇは、出力側駆動部６０Ｒの可動台６６の角度位置θ_６０のグローバルリミットを設定する角度位置グローバルリミット設定部Ｅ８３ＧＰと、出力側駆動部６０Ｒが供試体に加える負荷Ｌのグローバルリミットを設定する負荷グローバルリミット設定部Ｅ８３ＧＬを備えている。

角度位置グローバルリミット設定部Ｅ８３ＧＰは、角度位置θ_６０の上限を設定する上限設定部Ｅ８３ＧＰＵと、角度位置θ_６０の下限を設定する下限設定部Ｅ８３ＧＰＬと、各設定項目（上限、下限）の有効又は無効を設定するチェックボックス（有効化設定部）Ｅ８３ＧＰＣを備えている。

負荷グローバルリミット設定部Ｅ８３ＧＬも、角度位置グローバルリミット設定部Ｅ８３ＧＰと同様に、負荷Ｌの上限を設定する上限設定部Ｅ８３ＧＬＵと、負荷Ｌの下限を設定する下限設定部Ｅ８３ＧＬＬと、各設定項目の有効又は無効を設定するチェックボックスＥ８３ＧＬＣを備えている。

ローカルリミット設定部Ｅ８３Ｌは、負荷Ｌのローカルリミットを設定する負荷ローカルリミット設定部Ｅ８３ＬＬを備えている。負荷ローカルリミット設定部Ｅ８３ＬＬは、各設定項目の有効又は無効を設定するチェックボックスＥ８３ＬＬＣと、ローカルリミットを設定する試験区間（時間）の始点を設定する始点設定部Ｅ８３ＬＬＳと、試験区間の終点を設定する終点設定部Ｅ８３ＬＬＥと、負荷Ｌの上限を設定する上限設定部Ｅ８３ＬＬＵと、負荷Ｌの下限を設定する下限設定部Ｅ８３ＬＬＬと、基準検出回数を設定する基準検出回数設定部Ｅ８３ＬＬＤを備えている。また、ローカルリミット設定部Ｅ８３Ｌは、一つ以上の試験区間（図１８のリミット設定画面Ｓｃ８においては３区間）について、ローカルリミットを設定可能に構成されている。なお、始点設定部Ｅ８３ＬＬＳ及び終点設定部Ｅ８３ＬＬＥにおいて「秒」単位で入力される試験区間の始点と終点は、波形パターン設定画面Ｓｃ６（図１６）の波形パターンテーブルＥ６２において設定されたサンプリング時間に基づいて、それぞれ対応する制御ポイントに変換される。

ローカルリミットのリミット値（上限、下限）は、グローバルリミットの上限と下限の間に設定される。グローバルリミットの上限又は下限を一度でも超えると、試験は直ちに中止される。これに対して、ローカルリミットは、上限又は下限を基準検出回数連続して超えた場合に初めて試験が中止される。また、試験プログラム８２４ｃは、測定値がグローバルリミットの上限又は下限を超えた場合は、試験サイクルの途中であっても、直ちに試験装置１の動作を停止させるが、測定値がローカルリミットの上限又は下限を基準検出回数連続して超えた場合は、その試験サイクルが完了してから試験装置１の動作を停止させるように構成されている。

グローバルリミットは供試体Ｗの取り付けミスや試験装置１の故障などの異常の検知を主な目的に設定される制限値であり、ローカルリミットは供試体Ｗの疲労による故障の検知を主な目的に設定される制限値である。供試体Ｗの疲労による故障は徐々に進行する場合が多く、完全に故障する前に供試体Ｗの動作が不安定になり、一時的に測定値が異常値を示す場合が多い。また、供試体Ｗが完全に故障すると、測定値が一定時間を超えて連続して異常値を示すようになる。本実施形態では、この知見を利用して、測定値がローカルリミットの上限又は下限を基準検出回数連続して超えた場合に供試体Ｗが故障したものと判断して、試験を自動的に終了するように構成されている。この構成により、試験中に供試体Ｗが故障した場合に、試験が自動的に終了するため、供試体Ｗの故障後に無駄に試験を継続することが防止される。また、供試体Ｗが故障する前に試験が中断されることが防止される。

また、試験により供試体Ｗが劣化した場合、供試体Ｗに大きなストレスが加わるタイミングで異常が現れ、ストレスが小さい時には正常に動作することが多いが、供試体Ｗが故障すると、ストレスが小さい時でも異常が現れることが多い。そのため、供試体Ｗに加わるストレスが小さい（すなわち、故障前に測定値の異常が生じにくい）タイミングにローカルリミットを設定することにより、故障の発生をより正確に検知することが可能になる。

本実施形態では、上限設定部Ｅ８３ＬＬＵ及び下限設定部Ｅ８３ＬＬＬにおいて、負荷Ｌのローカルリミット（上限、下限）が、絶対値ではなく、負荷グローバルリミット設定部Ｅ８３ＧＬの上限設定部Ｅ８３ＧＬＵ及び下限設定部Ｅ８３ＧＬＬにおいてそれぞれ設定された負荷Ｌのグローバルリミット（上限、下限）に対する相対値（単位：％）として設定可能に構成されている。この構成により、負荷Ｌのグローバルリミットの設定を変更する場合に、負荷Ｌのローカルリミットが自動的に適切な大きさに変更されるため、負荷Ｌのローカルリミットの設定を逐一変更する必要がなくなり、煩雑なリミットの設定が簡略化される。

左負荷リミット設定部Ｅ８２については、上述した右負荷リミット設定部Ｅ８３と構成が共通するため、説明を省略する。

入力軸リミット設定部Ｅ８１は、グローバルリミットを設定するグローバルリミット設定部Ｅ８１Ｇ及びローカルリミットを設定するローカルリミット設定部Ｅ８１Ｌを備えている。

グローバルリミット設定部Ｅ８１Ｇは、入力側駆動部２０の出力軸の角度位置θ_２０（すなわち、供試体ＷのステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０）のグローバルリミットを設定する角度位置グローバルリミット設定部Ｅ８１ＧＰと、入力側駆動部２０の出力軸に加わるトルクＴのグローバルリミットを設定するトルクグローバルリミット設定部Ｅ８１ＧＴを備えている。角度位置グローバルリミット設定部Ｅ８１ＧＰ及びトルクグローバルリミット設定部Ｅ８１ＧＴの構成は、上述した右負荷リミット設定部Ｅ８３の角度位置グローバルリミット設定部Ｅ８３ＧＰや負荷グローバルリミット設定部Ｅ８３ＧＬの構成と共通するため、説明を省略する。

ローカルリミット設定部Ｅ８１Ｌは、入力側駆動部２０の角度位置θ_２０に関するローカルリミットを設定する角度位置ローカルリミット設定部Ｅ８１ＬＰと、入力側駆動部２０のトルクＴに関するローカルリミットを設定するトルクローカルリミット設定部Ｅ８１ＬＴを備えている。角度位置ローカルリミット設定部Ｅ８１ＬＰ及びトルクローカルリミット設定部Ｅ８１ＬＴの構成は、上述した右負荷リミット設定部Ｅ８３の負荷ローカルリミット設定部Ｅ８３ＬＬの構成と共通するため、説明を省略する。

次に、ステアリング装置の耐久試験を行う際に試験装置１が行う処理について説明する。

図１９は、試験装置１を使用したステアリング装置の耐久試験の手順を表したフローチャートである。なお、以下に説明する初期化Ｓ１から速度伝達比検出処理Ｓ６までは本試験前の準備段階の処理であり、処理Ｓ７以降が本試験の処理である。

タッチスクリーンに表示されたメニュー画面Ｓｃ１（図１０）において試験開始ボタンＥ１１がタッチされると、耐久試験が開始し、まず試験装置１の初期化Ｓ１が行われる。初期化Ｓ１では、試験装置１による制御や計測に使用される各種の設定値が読み込まれる。また、試験装置１の各可動部の原点復帰及び初期位置への移動が行われる。初期化Ｓ１の完了後、供試体Ｗが試験装置１に取り付けられる。

（極性チェック処理）
供試体Ｗが試験装置１に取り付けられた後、極性チェック処理Ｓ２が行われる。

供試体Ｗの種類によって、ステアリングシャフトＷ１の回転方向とタイロッドＷ４の移動方向との関係が異なる。例えば、タイロッドＷ４が車軸よりも前方でステアリングナックルと接続される所謂「前引き」用のステアリング装置では、ステアリングホイールを順方向（時計回り、ＣＷ）に回転させたときにタイロッドＷ４は右（Ｙ軸負方向）側に移動し、ステアリングホイールを逆方向（反時計回り、ＣＣＷ）に回転させたときにタイロッドＷ４は左（Ｙ軸正方向）側に移動するように構成されている。また、タイロッドＷ４が車軸よりも後方でステアリングナックルと接続される所謂「後引き」用のステアリング装置では、ステアリングホイールを順方向に回転させたときにタイロッドＷ４は左側に移動し、ステアリングホイールを逆方向に回転させたときにタイロッドＷ４は右側に移動するように構成されている。本明細書では、このようなステアリングシャフトＷ１の回転方向とタイロッドＷ４の移動方向との関係をステアリング装置（供試体Ｗ）の極性という。また、「前引き」用のステアリング装置の極性を正の極性といい、「後引き」用のステアリング装置の極性を負の極性という。

また、上述のように、出力側駆動部６０の可動台６６には、供試体ＷのタイロッドエンドＷ４１を取り付けるための一対のアーム６６１（前方アーム６６１ｆ、後方アーム６６１ｒ）が可動台６６の回転軸の前方及び後方の２箇所に設けられていて、いずれのアーム６６１（タイロッド接続部分）にタイロッドＷ４を接続するかによってタイロッドＷ４の移動方向と可動台６６の回転方向との関係が決まる。すなわち、供試体ＷのステアリングシャフトＷ１の回転方向と出力側駆動部６０の可動台６６の回転方向（或いは、タイロッドＷ４の移動方向）との関係（すなわち、試験システム全体の極性。以下「システム極性」という。）は、供試体Ｗの種類及びタイロッドＷ４がいずれのアーム６６１（前方アーム６６１ｆ、後方アーム６６１ｒ）に接続されるのかによって異なったものとなる。

システム極性は、予め試験条件として設定されるが、誤って設定された場合、供試体Ｗに過大な負荷Ｌが加わって供試体Ｗが破損する可能性がある。そのため、試験を行う前に、システム極性の設定が正しいか否かを確認する極性チェック処理Ｓ２が行われる。

図２０は、極性チェック処理Ｓ２の手順を表したフローチャートである。極性チェック処理Ｓ２では、まず負荷Ｌの上限が供試体Ｗに影響を与えない小さな値（例えば５ｋＮ）に下げられる（Ｓ２０１）。出力側駆動部６０は、設定された負荷Ｌの上限を超えないように動作するため、処理Ｓ２０１を行うことにより、システム極性の設定が誤っていた場合でも、供試体Ｗの損傷や劣化が防止される。

次に、出力側駆動部６０の可動台６６に設けられた力センサー６６２が検出する負荷Ｌが読み取られる（Ｓ２０２）。次に、入力側駆動部２０のサーボモーター２１が駆動され、供試体ＷのステアリングシャフトＷ１が順方向に所定角度（例えば２０～３０度程度）回転駆動され（Ｓ２０３）、回転駆動後に再び力センサー６６２が検出する負荷Ｌが読み取られる（Ｓ２０４）。負荷測定Ｓ２０４後、入力側駆動部２０により供試体ＷのステアリングシャフトＷ１が逆方向（反時計回り、ＣＣＷ）にＣＷ駆動Ｓ２０３と同じ角度だけ回転駆動されて、初期の角度位置に戻されてから（Ｓ２０５）、負荷Ｌの上限が処理Ｓ２０１で変更される前の設定値に戻される（Ｓ２０６）。次に、ＣＷ駆動Ｓ２０３の前後での負荷Ｌの変化（増加又は減少）が、予め設定されたシステム極性と合致しているか否かが判定され（Ｓ２０７）、合致していない場合（Ｓ２０７：ＮＯ）には、システム極性の設定（すなわち、供試体Ｗの極性又は供試体ＷのタイロッドＷ４の取り付け箇所）が誤っていることを示す警報が出力され（Ｓ２０８）、耐久試験は中止される。また、負荷Ｌの測定値の変化と供試体Ｗの極性の設定とが合致している場合（Ｓ２０７：ＹＥＳ）には、極性チェック処理Ｓ２が終了し、次の処理Ｓ３（図１９）に進む。

（中心出し処理）
次に、供試体Ｗの中心出し処理Ｓ４を行う設定になっているか否かが確認される（Ｓ３）。中心出し処理Ｓ４は、供試体ＷのステアリングシャフトＷ１の回転可能な角度位置θ_２０の範囲（可動範囲）及びその中心位置θ_Ｃを自動的に調べて設定する処理である。供試体Ｗの可動範囲が設定されていない場合に中心出し処理Ｓ４が有効（ＯＮ）に設定され、供試体Ｗの可動範囲が既知である場合は、予め可動範囲が入力され、中心出し処理Ｓ４は無効（ＯＦＦ）に設定さる。中心出し処理が有効（ＯＮ）に設定されている場合（Ｓ３：ＹＥＳ）は中心出し処理Ｓ４が実行され、中心出し処理Ｓ４が無効（ＯＦＦ）に設定されている場合（Ｓ３：ＮＯ）は中心出し処理Ｓ４が飛ばされて次の処理Ｓ５に進む。

図２１は、中心出し処理Ｓ４の手順を表したフローチャートである。中心出し処理Ｓ４では、まず駆動制御Ｓ４０１が行われる。駆動制御Ｓ４０１では、入力側駆動部２０のトルクセンサー２３が検出するステアリングシャフトＷ１のトルクＴを監視しながら、トルクＴの大きさが増大する（具体的には、トルクＴが基準値τを超える）まで、入力側駆動部２０により供試体ＷのステアリングシャフトＷ１が設定されている駆動方向（例えばＣＷ）に一定速度でゆっくり回転駆動される（Ｓ４０１１～Ｓ４０１４）〔一方向駆動ステップ〕。

駆動制御Ｓ４０１におけるステアリングシャフトＷ１の角速度ω_２０は、基準値τを超えるトルクＴが検出されてから駆動が停止されるまでに、供試体Ｗの許容トルクを超えるトルクＴが発生しないような大きさに設定されている。例えば、ステアリングシャフトＷ１の角速度ω_２０は、供試体Ｗが可動範囲の末端（後述する端当て位置）に到達した際のトルクＴの増加量（基準値τを超える前後の測定値の増加量）が基準値τ以下となるように設定される。

また、トルクＴの基準値τは、供試体Ｗに繰り返し与えても供試体Ｗが破損しない程度の小さな値である。本実施形態では、基準値τは、供試体Ｗが端当て位置に到達していない状態でステアリングシャフトＷ１を回転させたときに検出されるトルクＴの最大値よりも大きな値（より具体的には、例えば、端当て位置に到達していない状態でステアリングシャフトＷ１を回転させたときに検出されるトルクＴの平均値よりも標準偏差の３倍以上大きな値）に設定されている。

トルクＴの大きさが基準値τ以上になったら（Ｓ４０１３：ＹＥＳ）、ステアリングシャフトＷ１の駆動が停止され（Ｓ４０１４）、駆動制御Ｓ４０１が終了する。そして、最初の駆動制御Ｓ４０１においてトルクＴの大きさが基準値τに到達したときのステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０の値θ_Ａが検出されて記憶される（Ｓ４０２）〔第１の端当て位置検出ステップ〕。なお、ステアリングシャフトＷ１の角度位置（すなわち、入力側駆動部２０の角度位置θ_２０）は、入力側駆動部２０のサーボモーター２１に内蔵されたロータリーエンコーダーＲＥの検出値（すなわち、サーボモーター２１の軸の角度位置Θ_２１）と減速機２２の減速比ｒ_２２から計算される。

次に、ステアリングシャフトＷ１の駆動方向が逆向き（例えばＣＣＷ）に切り替えられ（Ｓ４０３）、再び駆動制御Ｓ４０１が行われる〔逆方向駆動ステップ〕。そして、逆向きの駆動制御Ｓ４０１においてトルクＴの大きさが基準値τ以上となったときに（Ｓ４０１３：ＹＥＳ）、駆動が停止され（Ｓ４０１４）、このときのステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０の値θ_Ｂが検出されて記憶される（Ｓ４０４）〔第２の端当て位置検出ステップ〕。

次に、下記の数式（１）により、ステアリングシャフトＷ１の可動範囲の中心である中心位置θ_Ｃが計算され（Ｓ４０５）〔中心位置計算ステップ〕、計算結果が記憶される（Ｓ４０６）。そして、ステアリングシャフトＷ１の角度位置が中心位置θ_Ｃに移動され（Ｓ４０７）〔中心位置移動ステップ〕、中心出し処理Ｓ４が終了する。

なお、供試体ＷのステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０が可動範囲の末端に到達したときに、供試体Ｗのラックエンド（より具体的には、ラックエンドに設けられたストッパー）がステアリングギアボックスＷ３に当たった状態（以下「端当て状態」という。）となる。本明細書においては、端当て状態となるステアリングシャフトＷ１の角度位置を端当て位置と呼ぶ。一定の角速度ω_２０で回転駆動されるステアリングシャフトＷ１が端当て位置に到達すると、ステアリングシャフトＷ１の回転が阻止されるため、トルクＴが急激に上昇して基準値τを超える。すなわち、中心出し処理Ｓ４では、供試体Ｗの両側の端当て位置θ_Ａ及びθ_Ｂが検出され、その中央に中心位置θ_Ｃが設定される。

（速度伝達比検出処理）
次に、速度伝達比検出処理Ｓ６が有効（ＯＮ）に設定されているか否かが確認される（Ｓ５）。

速度伝達比検出処理Ｓ６は、供試体ＷのステアリングシャフトＷ１の回転角（すなわち、入力側駆動部２０の角度位置の変化量Δθ_２０）に対するステアリングナックルに相当する可動台６６の回転角（すなわち、出力側駆動部６０の可動台６６の角度位置の変化量Δθ_６０）の比（以下「速度伝達比Ｔｒ」という。）を自動的に検出して設定する処理である。速度伝達比Ｔｒは、ステアリングギア比に相当するパラメーターである。速度伝達比Ｔｒは、出力側駆動部６０の制御量を決定する際に必要となる。入力側駆動部２０によるステアリングシャフトＷ１の駆動量（角速度ω_２０又は回転角Δθ_２０）に速度伝達比Ｔｒを乗じた量だけ出力側駆動部６０の可動台６６を回転駆動することにより、供試体Ｗに加わる負荷Ｌを変えずに供試体Ｗを回転駆動することができる。供試体Ｗの速度伝達比Ｔｒが設定されていない場合に速度伝達比検出処理Ｓ６が有効（ＯＮ）に設定され、供試体Ｗの速度伝達比Ｔｒが設定されている場合は、速度伝達比検出処理Ｓ６は無効（ＯＦＦ）に設定さる。なお、本実施形態の速度伝達比検出処理Ｓ６は、ステアリングギア比がステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０に応じて変化するギア比可変式ステアリング装置（ＶＧＲ：Variable gear ratio）に対応している。供試体Ｗの種類がＶＧＲとして設定されている場合は、速度伝達比検出処理Ｓ６が自動的に有効に設定される。

Ｓ５（図１９）において、速度伝達比検出処理Ｓ６が有効（ＯＮ）に設定されている場合（Ｓ５：ＹＥＳ）は速度伝達比検出処理Ｓ６が実行され、速度伝達比検出処理Ｓ６が無効（ＯＦＦ）に設定されている場合（Ｓ５：ＮＯ）は速度伝達比検出処理Ｓ６が飛ばされて次の処理Ｓ７に進む。

図２２は、速度伝達比検出処理Ｓ６の手順を表したフローチャートである。速度伝達比検出処理Ｓ６では、まず負荷Ｌの目標値Ｒ_Ｌがゼロ（無負荷）に設定され（Ｓ６０１）、出力側駆動部６０による負荷制御が開始される（Ｓ６０２）。これにより、無負荷の状態で、出力側駆動部６０の動作を供試体ＷのタイロッドＷ４の動きに自動的に追従させることが可能になる。負荷制御は、速度伝達比検出処理Ｓ６が終了するまで継続される。

次に、一方の端当て位置θ_Ａまで入力側駆動部２０によりステアリングシャフトＷ１が回転駆動され（Ｓ６０３）、端当て位置θ_Ａにおける出力側駆動部６０の可動台６６の角度位置θ_６０が取得される（Ｓ６０４）。なお、出力側駆動部６０の角度位置θ_６０は、出力側駆動部６０のサーボモーター６２に内蔵されたロータリーエンコーダーＲＥの検出値（サーボモーター６２の軸の角度位置Θ_６２）と減速機６３の減速比ｒ_６３から計算される。

次に、入力側駆動部２０によりステアリングシャフトＷ１が１回転（３６０°）だけ回転駆動され（Ｓ６０５）、出力側駆動部６０の角度位置θ_６０が取得される（Ｓ６０７）。

次に、数式（２）により、直前の回転駆動Ｓ６０５の前後での入力側駆動部２０の角度位置の変化量Δθ_２０（３６０°）及び出力側駆動部６０の角度位置の変化量Δθ_６０から速度伝達比Ｔｒが計算される（Ｓ６０８）。

次に、供試体Ｗに関する設定情報が参照され、供試体ＷがＶＧＲであるか否かが判断される（Ｓ６０９）。

ＶＧＲは、ステアリングギア比がステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０に応じて徐々に変化するように構成されている。そのため、ＶＧＲについて試験を行うためには、ステアリングシャフトＷ１の可動範囲全域に亘って角度位置θ_２０とステアリングギア比との関係を表す情報が必要となる。

供試体Ｗの種類がＶＧＲと設定されている場合には（Ｓ６０９：ＹＥＳ）、現在のステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０と速度伝達比Ｔｒが対応付けられて記憶される（Ｓ６１０）。そして、処理Ｓ６０５に戻り、端当て位置θ_Ｂに到達するまで、処理Ｓ６０５－Ｓ６１０が繰り返される。これにより、供試体ＷのステアリングシャフトＷ１が１回転ずつ駆動される（すなわち、供試体Ｗのピニオンが１回転する）度に、各角度位置θ_２０における速度伝達比Ｔｒが取得され、角度位置θ_２０と共に記憶される。

端当て位置θ_Ｂに到達したら（Ｓ６０６：ＹＥＳ）、次にフィッティング処理Ｓ６１２（フィッティングステップ）が行われて、速度伝達比検出処理Ｓ６が終了する。フィッティング処理Ｓ６１２では、上記の処理Ｓ６０３－Ｓ６１０において取得されたステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０と速度伝達比Ｔｒの複数対に基づいて、角度位置θ_２０から速度伝達比Ｔｒを求めるための計算式が決定され、記憶される。速度伝達比Ｔｒの計算式は、例えば、取得された角度位置θ_２０と速度伝達比Ｔｒの複数対に基づいて最小二乗法等の回帰分析により求められる多項式である。内挿法（補間法）等の回帰分析以外の手法により速度伝達比Ｔｒの計算式を決定してもよい。

本実施形態では、ステアリングシャフトＷ１の回転角（又は角速度）に対する可動台６６の回転角（又は角速度）の比率が速度伝達比Ｔｒとして定義されるが、速度伝達比Ｔｒの定義はこれに限定されない。例えば、入力側駆動部２０のサーボモーター２１の軸又はステアリングシャフトＷ１の回転角に対する出力側駆動部６０のサーボモーター６２の軸又は可動台６６の回転角の比率を速度伝達比Ｔｒとして使用することができる。例えば、サーボモーター２１の軸とサーボモーター６２の軸の回転角の比率を速度伝達比Ｔｒとした場合、サーボモーター２１の駆動制御の目標値に速度伝達比Ｔｒを乗じることでサーボモーター６２の制御（ただし、負荷Ｌを変化させない制御）の目標値が容易に得られるため、サーボモーター６２の駆動制御の目標値の計算を簡素化することができる。

供試体ＷがＶＧＲではなく、固定されたギア比を有する場合は（Ｓ６０９：ＮＯ）、速度伝達比Ｔｒが記憶されて（Ｓ６１１）、速度伝達比検出処理Ｓ６が終了する。

続いて、耐久試験の本試験（Ｓ７～Ｓ９。図１９参照。）に処理が移行する。本試験では、まず、後述する端当て制御Ｓ９が有効（ＯＮ）に設定されているか否かが確認される（Ｓ７）。端当て制御Ｓ９は、端当て位置に到達したときに生じる衝撃を緩和して、ステアリングシャフトＷ１に許容値を超えるトルクＴが加わるのを防止する制御である。トルクリミッタ等を使用して機械的にトルクＴを制限する従来の方法で試験を行う場合には、端当て制御が無効（ＯＦＦ）に設定される。なお、機械的にトルクＴを制限する従来の方法では、正確なトルク制御ができず、また、長期間に亘る耐久性試験の場合はトルクリミッタ等の機械部品が試験中に故障したり劣化により特性が変化したりすることがあるため、通常は端当て制御が有効（ＯＮ）に設定される。端当て制御が有効（ＯＮ）に設定されている場合は（Ｓ７：ＹＥＳ）次に端当て制御Ｓ９が実行され、端当て制御が無効（ＯＦＦ）に設定されている場合は（Ｓ７：ＮＯ）、次に基本駆動制御Ｓ８が実行される。

（基本駆動制御）
図２３は、基本駆動制御Ｓ８の手順を表したフローチャートである。基本駆動制御Ｓ８では、３つの制御（入力軸制御Ｓ１０、負荷制御Ｓ２０及び加振制御Ｓ３０）が並列に実行される。入力軸制御Ｓ１０は入力側駆動部２０による供試体Ｗの入力端（ステアリングシャフトＷ１）に対する回転運動の駆動制御であり、負荷制御Ｓ２０及び加振制御Ｓ３０は出力側駆動部６０（６０Ｌ、６０Ｒ）による供試体Ｗの出力端（タイロッドＷ４）に対する直線運動の駆動制御である。

なお、本実施形態においては、負荷制御Ｓ２０及び加振制御Ｓ３０は任意に付加的に実行される制御である。負荷制御Ｓ２０はタイロッドＷ４に軸力（負荷Ｌ）を与える制御であり、加振制御Ｓ３０はタイロッドエンドＷ４１に上下方向（略水平に配置されるタイロッドＷ４に軸に垂直な方向）の振動を与える制御である。加振制御Ｓ３０は、実際に車両が走行する際にサスペンションの作動に伴って生じる、車軸の上下動を模擬した制御である。負荷制御Ｓ２０及び加振制御Ｓ３０は、左右の出力側駆動部６０Ｌ、６０Ｒについて、それぞれ行われる。なお、負荷制御Ｓ２０及び加振制御Ｓ３０をＯＦＦに設定する場合は、出力側駆動部６０を供試体Ｗから外した状態で試験が行われる。また、無負荷（負荷Ｌ＝０）に設定して負荷制御Ｓ２０を行うことにより、出力側駆動部６０を供試体Ｗに接続させた状態でタイロッドＷ４に負荷Ｌを掛けずに試験を行うことが可能になる。

（入力軸制御〔位置制御〕）
図２４は、入力軸制御Ｓ１０の手順を表したフローチャートである。上述したように、入力軸制御Ｓ１０は、入力側駆動部２０により供試体Ｗの入力軸であるステアリングシャフトＷ１を回転駆動する制御である。入力軸制御Ｓ１０においては、入力側駆動部２０に接続された供試体ＷのステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０を制御量とする位置制御が行われる。入力軸制御Ｓ１０では、まず現在のステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０が取得され（Ｓ１００１）、トルクセンサー２３によりステアリングシャフトＷ１のトルクＴが測定されて（Ｓ１００２）、取得されたトルクＴと角度位置θ_２０が記憶される（Ｓ１００３）。

次に、試験条件の設定に基づいてステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０の目標値Ｒ_θ及び偏差Ｅ_θが計算される（Ｓ１００４、Ｓ１００５）。そして、この偏差Ｅ_θと減速機２２の減速比ｒ_２２からサーボモーター２１の指令値（すなわち、操作量）が計算される（Ｓ１００６）。なお、入力軸制御Ｓ１０において、サーボモーター２１は、軸の角度位置Θ_２１を制御量とする位置制御により駆動が制御される。処理Ｓ１００６においては、ステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０の偏差Ｅ_θが解消されるように、サーボモーター２１の指令値（角度位置Θ_２１）が計算される。より具体的には、例えば、入力側駆動部２０の角度位置θ_２０の目標値Ｒ_θについて、偏差Ｅ_θを減じる補正を行い、補正後のステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０の目標値Ｒ_θに対応するサーボモーター２１の軸の角度位置Θ_２１がサーボモーター２１に対する指令値となる。そして、この指令値に基づいてサーボモーター２１が駆動され（Ｓ１００７）、１回（１制御ポイント）の入力軸制御（Ｓ１００１－Ｓ１００７）が終了する。試験が終了するまで、入力軸制御（Ｓ１００１－Ｓ１００７）が繰り返し実行される（Ｓ１００９）。

なお、入力軸制御Ｓ１０は、後述する端当て制御Ｓ９においても実行されるが、端当て制御Ｓ９においては（Ｓ１００８：ＹＥＳ）、処理Ｓ１００１－Ｓ１００７が繰り返されず、サーボモーター２１が駆動（Ｓ１００７）されたら、入力軸制御Ｓ１０が終了する。

上記の入力軸制御Ｓ１０では、サーボモーター２１は、軸の角度位置Θ_２１を制御量とする位置制御によって駆動が制御されるが、角速度Ω_２１を制御量とする速度制御によって駆動が制御される構成としてもよい。

（負荷制御）
図２５は、負荷制御Ｓ２０の手順を表したフローチャートである。負荷制御Ｓ２０では、まず現在の出力側駆動部６０のサーボモーター６２の角度位置Θ_６２及び角速度Ω_６２と入力側駆動部２０の角速度ω_２０が取得され（Ｓ２００１）、力センサー６６２によりタイロッドＷ４の負荷Ｌが測定されて（Ｓ２００２）、取得された負荷Ｌ、角度位置Θ_６２、角速度Ω_６２及びω_２０の値が記憶される（Ｓ２００３）。

次に、タイロッドＷ４の負荷Ｌの目標値（初期設定値）Ｒ_Ｌが取得され（Ｓ２００４）、スローアップ処理Ｓ２２が行われる。

図２６は、スローアップ処理Ｓ２２の手順を表したフローチャートである。スローアップ処理Ｓ２２は、負荷制御Ｓ２０の開始直後から負荷Ｌの初期設定値の１００％を供試体Ｗに与えるのではなく、負荷制御Ｓ２０の初期に負荷Ｌを徐々に増加させて初期設定値に近づける処理である。具体的には、スローアップ処理Ｓ２２では、負荷制御Ｓ２０の初期の予め設定された回数の制御サイクルにおいて、負荷Ｌの目標値Ｒ_Ｌに制御サイクルの実行番号ｎに応じた係数（負荷率ｒ_Ｓ）を乗じる処理が行われる。

図２７は、スローアップ処理Ｓ２２による負荷率ｒ_Ｓの変化の一例を示したグラフである。このグラフは、初期負荷率ｒ_Ｓ０を０．２（２０％）、スローアップ回数Ｎ_Ｓを４回に設定した場合のものである。

スローアップ処理Ｓ２２では、先ず、設定されている負荷Ｌの制御がパターンモードであるか否か（Ｓ２２０１）、及び、スローアップ処理Ｓ２２が有効に設定されているか否か（Ｓ２２０２）が判定される。本実施形態では、スローアップ処理Ｓ２２はパターンモードに限定して適用されるため、負荷Ｌの制御がパターンモード以外の場合は（Ｓ２２０１：ＮＯ）、実質的な処理（後述する処理Ｓ２２０４－Ｓ２２０５）は行われずに、スローアップ処理Ｓ２２が終了する。また、スローアップ処理Ｓ２２が無効に設定されている場合も（Ｓ２２０２：ＮＯ）、実質的な処理は行われずに、スローアップ処理Ｓ２２が終了する。

次に、対象の制御サイクル（第ｎ制御サイクル）の実行番号ｎがスローアップ回数Ｎ_Ｓ＋１以下であるか否かが判定される（Ｎ２２０３）。なお、スローアップ回数Ｎ_Ｓは、スローアップ回数設定部Ｅ３６３（図１１）により設定される値である。スローアップ処理Ｓ２２は、第１制御サイクルから第Ｎ_Ｓ＋１制御サイクルまでに限定して適用されるため、制御サイクルの実行番号ｎがＮ_Ｓ＋１よりも大きい場合は（Ｎ２２０３：ＮＯ）、実質的な処理（後述するＳ２２０４－Ｓ２２０５）は行われずに、スローアップ処理Ｓ２２が終了する。

次に、下記の数式（３）により、負荷率ｒ_Ｓが計算される（Ｓ２２０４）。

但し、
ｒ_Ｓ ： 負荷率
ｒ_Ｓ０ ： 初期負荷率
ｎ ： 制御サイクルの実行番号
Ｎ_Ｓ ： スローアップ回数
なお、ｒ_Ｓ及びｒ_Ｓ０は１未満の正の少数であり、ｎ及びＮ_Ｓは正の整数である。

そして、負荷Ｌの目標値Ｒ_Ｌに負荷率ｒ_Ｓが乗じられ（Ｓ２２０５）、スローアップ処理Ｓ２２が終了する。

上述したスローアップ処理Ｓ２２を行うことにより、負荷制御Ｓ２０の初期に供試体Ｗに加わる負荷Ｌを徐々に大きくすることが可能になる。そのため、例えば供試体Ｗが試験装置１に正しく取り付けられていなかった場合等に、誤って大きな荷重が供試体Ｗに加わる前に試験装置１を停止させる操作を行うことが可能になるため、供試体Ｗの破損の防止が可能になる。

なお、本実施形態では、スローアップ処理Ｓ２２がパターンモードに限定して適用されるが、他の制御モードにもスローアップ処理を適用することが可能である。例えば、初期負荷率ｒ_Ｓ０とスローアップ回数Ｎ_Ｓに加えてスローアップ処理Ｓ２２を行うスローアップ期間Ｔ_ＳＵ（秒）を予め設定し、制御サイクルの実行番号ｎに替えて負荷制御Ｓ２０開始からの経過時間ｔに対して負荷率ｒ_Ｓを計算することにより、他の制御モードにスローアップ処理を適用することが可能になる。この場合、例えば、スローアップ期間Ｔ_ＳＵ中の負荷率ｒ_Ｓを次の数式（４）により計算することができる。

但し、
Ｔ_ＳＵ ： スローアップ期間（秒）
ｔ ： 負荷制御Ｓ２０開始からの経過時間（秒）

次に、負荷Ｌの目標値Ｒ_Ｌと測定値Ｙ_Ｌから負荷Ｌの偏差Ｅ_Ｌ（＝Ｒ_Ｌ－Ｙ_Ｌ）が計算される（Ｓ２００５）。ストレージ８２４等には、予め実験的に又はシミュレーションによって得られた、サーボモーター６２の駆動量と負荷Ｌの変化量との関係を表すデータ（例えば、サーボモーター６２の単位回転角当たりの、又は、１回（１制御ポイント）の駆動制御による単位角速度当たりの負荷Ｌの変化量を表す数値）が記憶されている。このデータと負荷Ｌの偏差Ｅ_Ｌから、サーボモーター６２の指令値が計算される（Ｓ２００６）。

なお、本実施形態では、負荷制御Ｓ２０において、サーボモーター６２の駆動は、角速度Ω_６２を制御量とする速度制御によって制御される。負荷制御Ｓ２０では、例えば１回（１制御ポイント）又は所定の複数回の駆動によって負荷Ｌの偏差Ｅ_Ｌが解消されるように、次の数式（５）によりサーボモーター６２の指令値Ｕ_Ω（角速度Ω_６２）が計算される。

但し、
Ｕ_Ω ： サーボモーター６２の指令値Ｕ_Ω（角速度Ω_６２）
Ｒ_Ω ： 角速度Ω_６２の目標値
Ｅ_Ω´： 角速度Ω_６２の補正値（角速度Ω_６２の偏差Ｅ_Ωに相当）
Ｔｒ ： 速度伝達比
ω_２０： 入力側駆動部２０の角速度
ｒ_６３： 減速機６３の減速比
Ｋ_Ｌ－Ω： ゲイン（負荷Ｌ－角速度Ω変換係数）
Ｅ_Ｌ ： 負荷Ｌの偏差
Ｒ_Ｌ ： 負荷Ｌの目標値
Ｙ_Ｌ ： 負荷Ｌの測定値

なお、上記の数式（５）の第一項はサーボモーター６２の角速度Ω_６２の目標値Ｒ_Ωであり、入力側駆動部２０の角速度ω_２０に対応する出力側駆動部６０のサーボモーター６２の角速度Ω_６２の換算値（Ｔｒ・ω_２０／ｒ_６３）が目標値Ｒ_Ωとして使用される。また、第二項は角速度Ω_６２の補正値Ｅ_Ω´である。補正値Ｅ_Ω´は、角速度Ω_６２の偏差Ｅ_Ωに相当する値であり、負荷Ｌの偏差Ｅ_ＬにゲインＫ_Ｌ－Ωを乗じて計算される。

なお、ゲインＫ_Ｌ－Ω（負荷Ｌ－角速度Ω変換係数）は、負荷Ｌをサーボモーター６２の角速度Ω_６２に変換する係数である。より具体的には、ゲインＫ_Ｌ－Ωは、１回（１制御ポイント）の駆動制御により負荷Ｌを１単位（例えば１Ｎ）変化させる角速度Ω_６２として定義される。ゲインＫ_Ｌ－Ωは、予め実験的に又はシミュレーションによって取得される。

そして、上記の数式（５）によって計算された指令値Ｕ_Ωに基づいてサーボモーター６２が駆動され（Ｓ２００７）、１回（１制御ポイント）の負荷制御（Ｓ２００１－Ｓ２００７）が終了する。試験が終了するまで、負荷制御（Ｓ２００１－Ｓ２００７）が繰り返し実行される（Ｓ２００８）。

なお、上記の負荷制御Ｓ２０では、サーボモーター６２は、軸の角速度Ω_６２を制御量とする速度制御によって駆動が制御されるが、角度位置Θ_６２を制御量とする位置制御によって駆動が制御されてもよい。また、負荷Ｌに対応する軸トルクを制御量とするトルク制御によりサーボモーター６２の駆動を制御してもよい。また、サーボモーター６２に替えて、例えばダイレクトドライブモーターやリニアモーター等のギア機構を含まないモーターを使用してもよい。ギア機構を排除することにより、より応答が早く安定した制御が可能になる。

次に、上述した負荷制御Ｓ２０の変形例である負荷制御Ｓａ２０について説明する。以下に説明する負荷制御Ｓａ２０は、同一の波形の負荷Ｌを繰り返し加える周波数モード又はパターンモードにおいて、基本波形（又は波形パターン）の同じ位相（制御ポイント）におけるサーボモーター６２の制御量の実績値（後述する「学習データＬＤ」）に基づいて目標値を決定することにより、制御の精度を高めたものである。ここで、制御量の実績値とは、制御対象の制御ポイント（対象制御ポイント）に対応する位相（又は位相領域）における制御量の測定値、その平均（例えば、相加平均、加重平均、幾何平均、調和平均等）又は平均に準ずるものである。本明細書では、このように、例えば負荷制御において、負荷Ｌの目標値から計算されるサーボモーター６２の制御量（例えば、角度位置Θ_６２や角速度Ω_６２）の目標値に替えて、サーボモーターの制御量の実績値を使用する制御方式を学習制御（学習機能）と呼ぶ。なお、周波数モード及びパターンモードにおいては、複数の制御ポイントから構成される制御サイクルにより一つの基本波形又は波形パターンに従った駆動制御が行われ、この制御サイクルが繰り返し実行される。

図２８－２９は、負荷制御Ｓａ２０の手順を表したフローチャートである。負荷制御Ｓａ２０では、まず、学習制御が有効と設定されているか否かが確認される（Ｓａ２００１）。学習制御が無効と設定されていれば（Ｓａ２００１：ＮＯ）、上述の負荷制御Ｓ２０が実行される。学習制御が有効と設定されていれば（Ｓａ２００１：ＹＥＳ）、次に、設定された動作モードが学習制御に適合しているか否か（具体的には、動作モードが周波数モード又はパターンモードであるか否か）が判定される（Ｓａ２００２）。動作モードが学習制御に適合していなければ（Ｓａ２００２：ＮＯ）、上述の負荷制御Ｓ２０が実行される。動作モードが学習制御に適合している場合は（Ｓａ２００２：ＹＥＳ）、出力側駆動部６０のサーボモーター６２の角度位置Θ_６２、角速度Ω_６２及び負荷Ｌの測定値が取得され、記憶される（Ｓａ２００３～２００６）。次に、負荷Ｌの目標値（初期設定値）Ｒ_Ｌが取得される（Ｓａ２００７）。

次に、上述したスローアップ処理Ｓ２２（図２６）が行われ、動作モードがスローアップ処理Ｓ２２に適合していて、尚且つスローアップ処理Ｓ２２が有効に設定されている場合に、初期の所定回数の制御サイクルについて負荷Ｌの目標値Ｒ_Ｌが低減される。そして、負荷Ｌの目標値Ｒ_Ｌと測定値Ｙ_Ｌから負荷Ｌの偏差Ｅ_Ｌ（＝Ｒ_Ｌ－Ｙ_Ｌ）が計算される（Ｓａ２００８）。

次に、下記の数式（６）により、負荷Ｌの偏差Ｅ_Ｌからサーボモーター６２の制御量（例えば、角速度Ω_６２）の補正値Ｅ_Ω´が計算される（Ｓａ２００９）。なお、補正値Ｅ_Ω´は、サーボモーター６２の制御量である角速度Ω_６２の偏差Ｅ_Ωに相当する値であり、負荷Ｌの偏差Ｅ_ＬにゲインＫ_Ｌ－Ωを乗じて計算される。

但し、
Ｅ_Ω´ ： 角速度Ω_６２の補正値（角速度Ω_６２の偏差Ｅ_Ωに相当）
Ｋ_Ｌ－Ω： ゲイン（負荷Ｌ－角速度Ω変換係数）
Ｅ_Ｌ ： 負荷Ｌの偏差
Ｒ_Ｌ ： 負荷Ｌの目標値
Ｙ_Ｌ ： 負荷Ｌの測定値

次に、最初の制御サイクルの場合は（Ｓａ２０１０：ＹＥＳ）、入力側駆動部２０の角速度ω_２０が取得され（Ｓａ２０１１）、上述した負荷制御Ｓ２０と同様に、入力側駆動部２０の角速度ω_２０から計算されるサーボモーター６２の角速度Ω_６２の換算値（Ｔｒ・ω_２０／ｒ_６３）がサーボモーター６２の制御量の目標値Ｒ_Ωとして使用される（Ｓａ２０１２）。

２回目以降の制御サイクルの場合は（Ｓａ２０１０：ＮＯ）、まず学習データＬＤが計算される（Ｓａ２０１３）。本実施形態の学習データＬＤは、過去の（例えば直近の１～数サイクルの）サーボモーター６２の制御結果（制御量である角速度Ω_６２の測定値）から計算される制御量Ｙ_Ωの実績値であり、負荷Ｌの目標値Ｒ_Ｌから計算される角速度Ω_６２の目標値Ｒ_Ωの代わりに使用される。制御量の実績値を目標値として使用することにより、偏差が小さくなるため、制御の精度が向上する。

第ｎ制御サイクルの第ｍ制御ポイント（すなわち、その時点における制御対象の制御ポイントである対象制御ポイント）に対応する学習データＬＤ（ｎ，ｍ）は、次の数式（７）によって計算される。

但し、
ＬＤ（ｎ，ｍ）： 学習データ（第ｎ制御サイクル、第ｍ制御ポイント）
ｎ，ｍ： 正の整数
Ｙ_Ω（ｉ，ｊ）： 角速度Ω_６２の制御量（第ｉ制御サイクル、第ｊ制御ポイント）
ｐ： ｎよりも小さい正の整数（平均する制御サイクルの範囲を表す定数）
ｑ： ｍよりも小さい正の整数（平均する制御ポイントの範囲を表す定数）

すなわち、直近の複数の制御サイクル（第ｎ－ｐ制御サイクルから第ｎ－１制御サイクルまでのｐ回の制御サイクル）について、第ｍ制御ポイントの近傍の制御ポイント（第ｍ－ｑポイントから第ｍ＋ｑポイントまでの範囲内の２ｑ＋１個の制御ポイント。「近傍制御ポイント」という。）の制御量Ｙ_Ω（ｉ，ｊ）を平均したものが学習データＬＤ（ｎ，ｍ）となる。なお、定数ｐは平均化する制御サイクルの範囲を定めるパラメーターであり、定数ｑは平均化する制御ポイントの範囲を定めるパラメーターである。

このように、負荷制御Ｓａ２０では、複数の制御サイクルの制御量Ｙ_Ω（ｉ，ｊ）を平均した学習データＬＤ（ｎ，ｍ）を使用することにより、外乱の影響の少ない制御が可能になっている。また、複数の制御ポイントの制御量Ｙ_Ω（ｉ，ｊ）を平均した学習データＬＤ（ｎ，ｍ）を使用することによっても、外乱の影響の少ない制御が可能になっている。

そして、学習データＬＤがサーボモーター６２の角速度Ω_６２の目標値Ｒ_Ωに設定される（Ｓａ２０１４）。

次に、下記の数式（８）により、サーボモーター６２の指令値Ｕ_Ωが計算される（Ｓａ２０１５）。なお、最初の制御サイクルの場合、数式（８）は上述した数式（５）と同じ式になる。

そして、この指令値Ｕ_Ωに基づいてサーボモーター６２が駆動され（Ｓａ２０１６）、１回（１制御ポイント）の負荷制御（Ｓａ２００３－Ｓａ２０１６）が終了する。試験が終了するまで、負荷制御（Ｓａ２００３－Ｓａ２０１６）が繰り返し実行される（Ｓａ２０１７）。

負荷制御Ｓａ２０では、制御サイクルｉ及び制御ポイントｊの両方について制御量Ｙ_Ω （ｉ，ｊ）を平均したものを学習データＬＤ（ｎ，ｍ）としているが、制御サイクルｉ及び制御ポイントｊの少なくとも一方について平均をとらずに学習データＬＤ（ｎ，ｍ）を計算する構成としてもよい。例えば、制御サイクルｉ及び制御ポイントｊのいずれについても平均をとらずに、前回の制御サイクルにおける同じ（又は対応する）制御ポイントの制御量Ｙ_Ω（ｎ－１，ｍ）の値をそのまま学習データＬＤ（ｎ，ｍ）として使用してもよい。

なお、上記の数式（７）では、平均する制御ポイントの全域（第ｍ－ｑ制御ポイントから第ｍ＋ｑ制御ポイントまでの全範囲）について、第ｎ－ｐ制御サイクルから第ｎ－１制御サイクルまでの制御量Ｙ_Ω（ｉ，ｊ）が使用されているが、既に第ｎ制御サイクルの制御量Ｙ_Ω（ｎ，ｊ）が取得されている第ｍ－ｑ制御ポイントから第ｍ－１制御ポイントについては、第ｎ－ｐ＋１制御サイクルから第ｎ制御サイクルまでの制御量Ｙ_Ω（ｉ，ｊ）を使用して学習データＬＤ（ｎ，ｍ）を計算する構成としてもよい。

上記の数式（７）では、その時点における制御の対象である対象制御ポイント（第ｍ制御ポイント）に対する学習データＬＤ（ｎ，ｍ）が第ｍ制御ポイントを中心とする制御ポイントの範囲内の制御量Ｙ_Ω（ｉ，ｊ）の測定値を使用して計算される。すなわち、学習データＬＤ（ｎ，ｍ）は、対象制御ポイントと同位相の制御量Ｙ_Ω（ｉ，ｊ）の測定値から計算されている。しかしながら、応答に位相遅れがある場合には、次の数式（９）に示されるように、学習データＬＤ（ｎ，ｍ）の計算に使用する位相ポイントの範囲に位相遅れを相殺するように位相差（位相調整量ｒ）を与えると、より安定した制御が可能になる。なお、この場合、対象制御ポイント（第ｍ制御ポイント）から位相調整量ｒだけ位相をずらした第ｍ－ｒ制御ポイントが、対象制御ポイントに対応する対応制御ポイントとなる。

但し、ｒは位相調整量を表す正の整数

なお、上記の負荷制御Ｓａ２０では、サーボモーター６２は、軸の角速度Ω_６２を制御量とする速度制御によって駆動が制御されるが、角度位置Θ_６２を制御量とする位置制御によってサーボモーター６２の駆動を制御してもよい。また、軸トルクを指令値（制御量）とするトルク制御によりサーボモーター６２の駆動を制御してもよい。サーボモーター６２の軸トルクは負荷Ｌに比例するため、トルク制御においては、負荷Ｌが実質的にサーボモーター６２の制御量となる。また、サーボモーター６２に替えて、例えばダイレクトドライブモーターやリニアモーター等のギア機構を含まないモーターを使用してもよい。ギア機構を排除することにより、より応答が早く安定した制御が可能になる。

なお、本実施形態では、上述のようにサーボモーター６２の制御量（例えば、角度位置Θ_６２や角速度Ω_６２）の実績値に基づいて制御量の目標値（学習データＬＤ）が決定されるが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、モーターに操作量（例えば、モーターに供給する駆動電流）の実績値に基づいて制御量（例えば、モーターの角度位置や角速度）の目標値を決定する（例えば、直近の数回の制御サイクルにおける近傍の制御ポイントの制御量Ｙの平均を目標値として使用する）構成としてもよい。

（ばね負荷制御）
上述したように、負荷制御Ｓ２０及びＳａ２０は、定負荷モード、周波数モード、パターンモード、舵角応答モード及び外部信号モード等の各種の制御モードに対応している。これらの制御モードは、処理Ｓ２００４（図２５）又は処理Ｓａ２００７（図２８）において取得される負荷Ｌの目標値Ｒ_Ｌによって決定される。

次に、ステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０に応じた負荷Ｌを与える舵角応答モードの一態様であるばね負荷制御について説明する。ばね負荷制御は、ステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０に応じて弾性的に変化（単調に増加又は減少）する負荷Ｌを与える制御である。ばね負荷制御により、実際の車両に組み込まれた場合にステアリング装置に加わる負荷に近い負荷Ｌを供試体Ｗに与えることが可能になり、実際に車両に組み込まれた状態をより正確に再現することが可能になる。なお、ばね負荷制御は、負荷制御Ｓ２０における処理Ｓ２００４又は負荷制御Ｓａ２０における処理Ｓａ２００７の一態様である。

＜実施例１＞
図３０は、ばね負荷制御の実施例１で使用されるステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０と負荷Ｌの目標値Ｒ_Ｌとの関係を表したグラフである。図３０において、実線（Ｒ）が右側のタイロッドＷ４に加わる負荷Ｌを示し、破線（Ｌ）が左側のタイロッドＷ４に加わる負荷Ｌを示す。図３０に示される通り、実施例１のばね負荷制御では、ステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０に対して直線的（弾性的）に変化する負荷Ｌが供試体ＷのタイロッドＷ４に与えられる。操舵角が大きくなるほどタイロッドＷ４に大きな抗力（負荷Ｌ）が加わる（操舵角に対して負荷Ｌが単調に増加する）、という実際の車両おける負荷Ｌの動態を反映したものになっている。

図３０に示される角度位置θ_２０と負荷Ｌの目標値Ｒ_Ｌとの関係を表す情報は、例えば数値テーブルや関数の形でストレージ８２４等に記憶されている。処理Ｓ２００４又はＳａ２００７において、制御部８２に記憶された角度位置θ_２０と負荷Ｌの目標値Ｒ_Ｌとの関係を表す情報が読み込まれ、この関係に基づいて、その時点における角度位置θ_２０に対応する負荷Ｌの目標値Ｒ_Ｌが取得される。目標値Ｒ_Ｌに基づいて例えば数式（５）により計算された指令値Ｕ_Ωによりサーボモーター６２が駆動されることにより、実施例１のばね負荷制御が実現される。

ばね負荷制御では、供試体Ｗの出力（タイロッドＷ４の動き）ではなく入力（ステアリングシャフトＷ１の回転）に基づいて負荷Ｌが制御される。そのため、供試体Ｗが有するギア機構を介さずに制御が行われるため、供試体Ｗのギア機構の遊びによる応答の遅延が防止され、より精度の高い制御が可能になる。また、供試体Ｗの制御機構を介さずに制御が行われるため、供試体ＷのＥＣＵによる制御との干渉が回避され、より安定な制御が可能になる。

上述した実施例１のばね負荷制御では、ステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０と左右の負荷Ｌの目標値Ｒ_Ｌがそれぞれ一対一で対応しているため、ステアリングシャフトＷ１の回転方向に拘わらず、ステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０に対して同じ負荷Ｌが加えられる制御になっている。しかしながら、実際の車両においてタイロッドＷ４に加わる負荷Ｌには、ステアリングシャフトＷ１の回転方向によって異なる値となるヒステリシス特性がある。すなわち、負荷ＬはステアリングシャフトＷ１の回転に対する抗力として加わるため、負荷Ｌの方向もステアリングシャフトＷ１を回す方向によって異なったものとなる。

＜実施例２＞
次に説明するばね負荷制御の実施例２（ばね負荷制御Ｓ２１）は、実際の車両と同様にヒステリシスを有する負荷Ｌを供試体Ｗに与えることにより、実際の車両に組み込まれた際に受ける負荷をより正確に再現することを可能にしたものである。

図３１は、実施例２におけるステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０と負荷Ｌの目標値Ｒ_Ｌとの関係を表したグラフである。図３１のグラフは、次の四つの曲線（Ｒ／ＣＷ、Ｌ／ＣＷ、Ｒ／ＣＣＷ、Ｌ／ＣＣＷ）から構成されている。そのため、角度位置θ_２０のみからは負荷Ｌの目標値Ｒ_Ｌが一意に決まらず、四つの曲線のいずれが適用されるべきかを判断する処理が必要となる。
（１）ステアリングシャフトＷ１を時計回りに回している際に右側のタイロッドＷ４に加わる負荷Ｌ（Ｒ／ＣＷ）
（２）ステアリングシャフトＷ１を時計回りに回している際に左側のタイロッドＷ４に加わる負荷Ｌ（Ｌ／ＣＷ）
（３）ステアリングシャフトＷ１を反時計回りに回している際に右側のタイロッドＷ４に加わる負荷Ｌ（Ｒ／ＣＣＷ）
（４）ステアリングシャフトＷ１を反時計回りに回している際に左側のタイロッドＷ４に加わる負荷Ｌ（Ｌ／ＣＣＷ）

図３２は、実施例２のばね負荷制御（負荷Ｌの目標値Ｒ_Ｌを取得する処理）Ｓ２１の手順を表したフローチャートである。ばね負荷制御Ｓ２１は、負荷制御Ｓ２０における処理Ｓ２００４又は負荷制御Ｓａ２０における処理Ｓａ２００７に適用される。

ばね負荷制御Ｓ２１では、まず供試体ＷのステアリングシャフトＷ１のトルクＴ及び角速度ω_２０が取得される（Ｓ２１０１）。次に、トルクＴと角速度ω_２０の向きが対比される（Ｓ２１０２）。

トルクＴと角速度ω_２０の向きが合致していなければ（Ｓ２１０２：ＮＯ）、ハンドルから手が離された状況にあると判断され、左右の出力側駆動部６０Ｌ、６０Ｒによって供試体Ｗに与えられる負荷Ｌがいずれも無負荷（負荷Ｌの目標値Ｒ_Ｌ＝０）に設定される（Ｓ２１０３）。

トルクＴと角速度ω_２０の向きが合致している場合は（Ｓ２１０２：ＹＥＳ）、次にステアリングシャフトＷ１の回転方向が判断される（Ｓ２１０４）。ステアリングシャフトＷ１がＣＷ方向に回転している場合（Ｓ２１０４：ＹＥＳ）、右側の出力側駆動部６０Ｒに対する負荷Ｌの目標値Ｒ_Ｌが関数（又は数値テーブル）Ｒ／ＣＷにより決定され、左側の出力側駆動部６０Ｌに対する負荷Ｌの目標値Ｒ_Ｌが関数（又は数値テーブル）Ｌ／ＣＷにより決定される。また、ステアリングシャフトＷ１がＣＣＷ方向に回転している場合（Ｓ２１０４：ＮＯ）、右側の出力側駆動部６０Ｒに対する負荷Ｌの目標値Ｒ_Ｌが関数（又は数値テーブル）Ｒ／ＣＣＷにより決定され、左側の出力側駆動部６０Ｌに対する負荷Ｌの目標値Ｒ_Ｌが関数（又は数値テーブル）Ｌ／ＣＣＷにより決定される。

図３１のグラフに示されるように、実施例２のばね負荷制御Ｓ２１では、ステアリングシャフトＷ１の回転に伴うタイロッドＷ４の移動に逆らう方向の負荷Ｌが作用する。なお、負荷Ｌの符号は、外向き（すなわち、右側のタイロッドＷ４については右方向、左側のタイロッドＷ４については左方向）を正として定義される。

また、外向きに操舵するとき（Ｒ／ＣＷ、Ｌ／ＣＣＷ）には、角度位置θ_２０に対する負荷Ｌの変化が大きく、内向きに操舵するとき（Ｌ／ＣＷ、Ｒ／ＣＣＷ）には、角度位置θ_２０に対する負荷Ｌの変化が小さくなっている。

このように、実施例２のばね負荷制御Ｓ２１は、実際の車両の走行時にタイロッドＷ４に加わる負荷の方向性（ヒステリシス特性）が反映されたものとなっているため、実際の車両に組み込まれたときに受ける負荷をより正確に再現することが可能になる。

なお、ばね負荷制御Ｓ２１において、トルクＴ（及び／又は角速度ω_２０）が小さいときは、Ｓ２１０２及びＳ２１０４の判定結果が頻繁に変わり、制御が不安定になる可能性がある。そのため、例えば、トルクＴ（及び／又は角速度ω_２０）が所定値よりも小さい場合に、左右の出力側駆動部６０Ｌ、６０Ｒを無負荷に設定する構成としてもよい。

なお、自動運転に対応した供試体Ｗを自動運転モードで作動させた状態で試験を行う場合には、入力側駆動部２０は使用されずに、インターフェース部８２３を介して供試体ＷのＥＣＵを制御部８２に接続して、制御部８２が供試体ＷのＥＣＵに操舵を制御させる。この場合、ロータリーエンコーダー及びトルクセンサーを備えた入力側計測ユニットが、入力側駆動部２０に替えて、供試体ＷのステアリングシャフトＷ１に接続される。そして、入力側計測ユニットにより計測されたステアリングシャフトＷ１のトルクＴ及び角速度ω_２０に基づいて、ばね負荷制御Ｓ２１が行われる。

また、トルクＴが検出できない場合には、ステアリングシャフトＷ１の角速度ω_２０のみに基づいてばね負荷制御Ｓ２１を行う構成としてもよい。この場合、処理Ｓ２１０２－Ｓ２１０３が省略される。

また、供試体ＷのＥＣＵからステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０を示す角度信号及びトルクＴを示すトルク信号を取り出せる場合には、これらの信号に基づいて、ばね負荷制御Ｓ２１を行うこともできる。

（加振制御）
図３３は、加振制御Ｓ３０の手順を表したフローチャートである。加振制御Ｓ３０では、まず、設定された試験条件から得られる可動台６６の高さＨｔの目標値と送りねじ機構３６４ｂの送りねじのピッチから出力側駆動部６０のサーボモーター６７の軸の角度位置Θ_６７の指令値が計算される（Ｓ３００１）。そして、この角度位置Θ_６７の指令値によりサーボモーター６７が駆動される（Ｓ３００２）

次に、サーボモーター６７に内蔵されたロータリーエンコーダーＲＥによって検出された軸の角度位置Θ_６７の測定値が取得され（Ｓ３００３）、角度位置Θ_６７の測定値と送りねじ機構３６４ｂの送りねじのピッチから可動台６６の高さＨｔが計算されて（Ｓ３００４）、記憶され（Ｓ３００５）、１回（１制御ポイント）の加振制御（Ｓ３００１－Ｓ３００５）が終了する。試験が終了するまで、加振制御（Ｓ３００１－Ｓ３００５）が繰り返し実行される（Ｓ３００６）。

（端当て制御）
ステアリング装置の耐久試験では、供試体ＷのステアリングシャフトＷ１が、その可動範囲の全域（一方の端当て位置から他方の端当て位置まで）に渡って、所定の回数（又は所定の試験時間）だけ、繰り返し往復駆動される。従来の試験装置では、可動範囲の末端に到達するまで一定の速度でステアリングシャフトＷ１が回転駆動され、可動範囲の末端に到達（端当て）したときに発生するトルクの跳ね上がりが検出されてからステアリングシャフトＷ１の駆動方向を反転する制御が行われていた。そのため、例えばラックアンドピニオン式のステアリング装置の場合、一定の速度で端当て位置に到達すると、ラックエンドがギアケースに衝突するため、供試体Ｗに破壊的な衝撃が加わり得る。他の方式のステアリング装置にもラックアンドピニオン式と同様に可動範囲を規制するストッパーが設けられているため、端当て位置に到達した際に同様の破壊的な衝撃が発生し得る。

本実施形態の端当て制御Ｓ９は、端当て時に供試体ＷのステアリングシャフトＷ１に予め設定された上限以上のトルクが加わらないように制御することにより、端当て時に発生する衝撃による供試体Ｗの破損の防止を可能にする駆動制御である。

図３４－３５は、端当て制御Ｓ９の手順を表したフローチャートである。端当て制御Ｓ９では、まず位置制御、すなわち入力側駆動部２０に対する入力軸制御Ｓ１０（図２４）が行われ、予め設定された角速度ω_２０でステアリングシャフトＷ１が回転駆動される。なお、本実施形態の入力軸制御Ｓ１０は、ステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０を制御量とする位置制御であり、ステアリングシャフトＷ１の角速度ω_２０の設定値から計算された角度位置θ_２０の目標値により制御が行われる。また、端当て制御Ｓ９においては、入力軸制御（Ｓ１００１－Ｓ１００７）は繰り返されず（すなわち判断Ｓ１００９がスキップされ）、１回のみ実行される。

次に、入力軸制御Ｓ１０で取得されたステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０が端当て判定角度範囲内であるか否かが判定される（端当て判定Ｓ９０１）。端当て判定角度範囲は、端当て位置及びその近傍に設定された領域である。ステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０が端当て判定角度範囲内に到達するまで、入力軸制御Ｓ１０が継続される。ステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０が端当て判定角度範囲内に到達すると（Ｓ９０１：ＹＥＳ）、このときのステアリングシャフトＷ１のトルクＴが端当て前の初期トルクＴ_０として記憶される（Ｓ９０２）。

そして、端当て状態に到達する（Ｓ９０３：ＹＥＳ）まで、引き続き入力軸制御Ｓ１０が繰り返し行われる。なお、本実施形態においては、端当て状態であるか否かは、次の数式（１０）が充足するか否かにより判定される（端当て判定）。

但し、
Ｔ ：トルク測定値
ｒ_Ｔ：端当て判定基準（％）
Ｔ_１：トルク上限
Ｔ_０：初期トルク

なお、初期トルクＴ_０は、供試体Ｗの取り付け方等によって変動し、トルクの測定値に誤差を与える要因の一つである。数式（１０）に示されるように初期トルクＴ_０を控除することにより、端当て判定の精度を向上させることができる。しかし、初期トルクＴ_０を控除せずに、次の数式（１０´）により端当て判定をしてもよい。この場合、トルク上限Ｔ_１（「第１の目標トルク」という。）に判定基準ｒ_Ｔを乗じたものが、端当て状態であるか否かを判定するためのトルクの基準値（設定値）となる。

なお、数式（１０）又は（１０´）による判定は、制御部８２によって行われる。この判定において、制御部８２は、トルク設定値計算手段として機能し、各数式の右辺により、トルク上限Ｔ_１及び端当て判定基準ｒ_Ｔに基づいて、トルク上限Ｔ_１とは異なるトルクの設定値を計算する。具体的には、制御部８２（トルク設定値計算手段）は、例えばトルク上限に判定基準ｒ_Ｔを乗じたものをトルクの設定値として算出する。

トルク上限Ｔ_１は、予め設定されたトルクの上限であり、例えば供試体Ｗのトルク許容値の上限以下の値に設定される。端当て判定基準ｒ_Ｔは、端当て状態と判定するトルクの大きさの基準値（「端当て判定トルクＴ_ｄ」という。）の指標であり、それぞれ初期トルクＴ_０で零点補正されたトルク上限Ｔ_１に対する端当て判定トルクＴ_ｄの比（百分率）として定義される。より具体的には、端当て判定基準ｒ_Ｔは、次の数式（１１）によって定義される。

百分率の端当て判定基準ｒ_Ｔを使用してトルクの基準値を設定することにより、判定基準を直観的に把握できるようになり、また、供試体Ｗの種類（すなわち、トルク許容値の違い）によらず同じ判定基準ｒ_Ｔを使用することが可能になる。なお、端当て判定基準ｒ_Ｔの代わりに、端当て判定トルクＴ_ｄを直接設定できるようにしてもよい。

なお、トルク上限Ｔ_１は、リミット設定画面Ｓｃ８（図１８）のトルクローカルリミット設定部Ｅ８１ＬＴにより設定される。また、端当て判定トルクＴ_ｄは、例えば、波形パターン編集画面Ｓｃ７により設定される。すなわち、トルクローカルリミット設定部Ｅ８１ＬＴ及び波形パターン編集画面Ｓｃ７は、トルク制御の条件（トルクＴの設定値）のユーザー入力を受け付けるトルク設定値受付手段として機能する。

端当て状態に到達すると（Ｓ９０３：ＹＥＳ）、トルク上限Ｔ_１が後述する入力軸制御（トルク制御）Ｓ１１の目標値Ｔ_Ｓに設定され（Ｓ９０４）、トルク制御Ｓ１１におけるステアリングシャフトＷ１の角速度ω_２０（すなわち、入力側駆動部２０の角速度ω_２０）の上限が設定される（Ｓ９０５）。そして、入力側駆動部２０の駆動制御が位置制御Ｓ１０からトルク制御Ｓ１１に切り替えられる。Ｓ９０５において角速度ω_２０の上限が設定されることにより、ステアリングシャフトＷ１の回転が、設定された角速度ω_２０の上限を超えないように制御されるため、ステアリングシャフトＷ１の急激な駆動による衝撃の発生が防止される。

図３６は、トルク制御Ｓ１１の手順を表したフローチャートである。トルク制御Ｓ１１は、ステアリングシャフトＷ１のトルクＴを制御量とする入力側駆動部２０の駆動制御である。トルク制御Ｓ１１では、まず下記の数式（１２）によりステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０の偏差Ｅ_θが計算される（Ｓ１１０１）。なお、変換係数Ｋ_Ｔ－θは、トルクＴを１単位（例えば１Ｎ・ｍ）変化させる角度位置の変化量Δθ_２０として定義される定数であり、予め実験的に又はシミュレーションによって得られる。

但し、
Ｅ_θ：ステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０の偏差
Ｋ_Ｔ－θ：トルクＴ－角度位置θ_２０変換係数
Ｅ_Ｔ：トルクＴの偏差
Ｒ_Ｔ：ステアリングシャフトＷ１のトルクＴの目標値
Ｙ_Ｔ：ステアリングシャフトＷ１のトルクＴの測定値

次に、偏差Ｅ_θの大きさが、ステアリングシャフトＷ１の角速度ω_２０の上限に相当する最大操作量δθ_ｍａｘ以下であるか否かが判定される（Ｓ１１０２）。偏差Ｅ_θの大きさが最大操作量δθ_ｍａｘ以下であれば（Ｓ１１０２：ＹＥＳ）、偏差Ｅ_θが解消されるように、偏差Ｅ_θの値が操作量δθ_２０に設定される（Ｓ１１０３）。また、偏差Ｅ_θの大きさが入力側駆動部２０の最大操作量δθ_ｍａｘよりも大きい場合は（Ｓ１１０２：ＮＯ）、入力側駆動部２０の操作量δθ_２０は、最大操作量δθ_ｍａｘと同じ大きさで、偏差Ｅ_θと同符号の値に設定される（Ｓ１１０４）。そして、操作量δθ_２０に相当する角度δΘ_２１（＝δθ_２０／ｒ_２２）だけサーボモーター２１が駆動される（Ｓ１１０５）。

次に、ステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０が取得され（Ｓ１１０６）、トルクＴが測定され（Ｓ１１０７）、角度位置θ_２０及びトルクＴが記憶されて（Ｓ１１０８）、１サイクルのトルク制御Ｓ１１が終了する。トルク制御Ｓ１１は、ステアリングシャフトＷ１のトルクＴの大きさが目標値Ｔ_Ｓ（すなわち、トルク上限Ｔ_１）の大きさ以上になる（Ｓ９０６：ＹＥＳ）まで繰り返される。

次に、トルク緩和速度ｒ_ＲＴ（単位：Ｎ・ｍ／ｓ）が設定されている場合には（Ｓ９０７：ＹＥＳ）、ステアリングシャフトＷ１の角速度ω_２０の上限がトルク緩和速度ｒ_ＲＴに相当する値Ｋ_Ｔ－θ・ｒ_ＲＴに変更される（Ｓ９０８）。これにより、トルクがトルク緩和速度ｒ_ＲＴで緩やかに変化するため、トルク制御の安定性が向上する。また、トルク緩和速度ｒ_ＲＴが設定されていない場合には（Ｓ９０７：ＮＯ）、ステアリングシャフトＷ１の角速度ω_２０の上限の設定が解除される（Ｓ９０９）。なお、トルク緩和速度ｒ_ＲＴが設定されていない場合に、角速度ω_２０の上限の設定を解除せずに、処理Ｓ９０５において設定された角速度ω_２０の上限を維持する構成としてもよい。

そして、予め設定された保持トルクＴ_２（「第２の目標トルク」という。）がトルク制御Ｓ１１の目標値Ｔ_Ｓに設定され（Ｓ９１０）、トルク制御Ｓ１１が行われる。トルクＴが実質的に目標値Ｔ_Ｓ（すなわち、保持トルクＴ_２）に到達すると（Ｓ９１１：ＹＥＳ）、タイマーが始動され（Ｓ９１２）、設定時間（「持続時間」という。）が経過するまでトルク制御Ｓ１１が続けられ、設定時間だけステアリングシャフトＷ１の保持トルクＴ_２が維持される。試験が終了する（Ｓ９１４：ＹＥＳ）まで、上記の端当て制御Ｓ９が繰り返し実行される。なお、試験が継続する場合（Ｓ９１４：ＮＯ）には、入力側駆動部２０の駆動制御の方式が位置制御Ｓ１０からトルク制御Ｓ１１に切り替わる。

（反転制御）
上述した端当て制御Ｓ９は、端当て位置においてステアリングシャフトＷ１に所定の力積を与える（具体的には、所定の保持トルクＴ_２を設定時間維持する）制御であるが、端当て位置においてステアリングシャフトＷ１に力積を与えずに直ちに回転方向を反転させる制御が求められる場合もある。このような反転駆動を通常の位置制御によって行うと、反転時に意図しないトルクの急激な変動（衝撃）が発生して、試験結果の妥当性が損なわれる可能性がある。次に説明する反転制御Ｓ５０は、端当て位置に到達したときにトルクの急激な変動が生じないようにステアリングシャフトＷ１を反転駆動する制御である。

図３７は、反転制御Ｓ５０の手順を表したフローチャートである。また、図３８は、反転制御Ｓ５０の動作を説明するためのグラフ（入力軸波形）である。具体的には、図３８は、制御量であるステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０の波形であり、横軸が時間軸に相当する制御ポイントｋを表し、縦軸が角度位置θ_２０を表す。なお、反転制御Ｓ５０は、後述するスキップ処理Ｓ５１００（及びスキップ処理Ｓ５１００を実行するか否かの判断Ｓ５００４）を含んでいる点を除いては、通常の位置制御である入力軸制御Ｓ１０と同様の処理である。

反転制御Ｓ５０では、まず制御ポイントｋを表すカウンタｋが初期値「１」にリセットされる（Ｓ５００１）。次に、ステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０及びトルクＴの測定値が取得され（Ｓ５００２）、カウンタｋと対応付けられて記憶される（Ｓ５００３）。

次に、ステアリングシャフトＷ１のトルクＴの大きさが基準値τを超えている（すなわち、端当て位置に到達した）か否かが判断される（Ｓ５００４）。トルクＴの大きさが基準値τを超えていて、端当て位置に到達したと判断された場合は（Ｓ５００４：ＹＥＳ）、次にスキップ処理Ｓ５１００が行われる。スキップ処理Ｓ５１００は、端当てによりトルクＴが基準値τを大きく超えることが見込まれる制御ポイントｋの領域（図３８において点線で表された部分）を飛ばして、トルクＴがその時点のもの（すなわち、基準値τ）と同程度になることが見込まれる制御ポイントｋ（例えば、図３８におけるｋ_Ａ′，ｋ_Ｂ′）にカウンタを進める処理である。スキップ処理Ｓ５１００の詳細については後述する。

トルクＴの大きさが基準値τを超えていなければ（Ｓ５００４：ＮＯ）、制御ポイントｋに対応する角度位置θ_２０の目標値Ｒ_θが取得される（Ｓ５００５）。目標値Ｒ_θは、予め設定された入力軸波形（図３８に示される制御ポイントｋと角度位置θ_２０との関係を表す数値テーブル又は関数）に基づいて計算される。次いで、角度位置θ_２０の偏差Ｅ_θが計算され（Ｓ５００６）、偏差Ｅ_θに基づいてサーボモーター６２の指令値Ω_６２が計算され（Ｓ５００７）、指令値Ω_６２によりサーボモーター６２が駆動される（Ｓ５００８）。試験を継続する場合は（Ｓ５００９：ＹＥＳ）、カウンタｋをインクリメントして（Ｓ５０１０）、処理Ｓ５００２に戻る。試験が終了するまで、処理Ｓ５００２～Ｓ５０１０が繰り返し実行される。

次に、スキップ処理Ｓ５１００について説明する。図３８に示される入力軸波形には、１周期（制御サイクル）分の波形が設定されており、この入力軸波形に基づくステアリングシャフトＷ１の回転駆動の制御が所定の期間（例えば２０００時間）に亘って連続して繰り返される。

図３８に示される入力軸制御は、ステアリングシャフトＷ１の想定される可動範囲の両端（想定端当て位置θ_Ｅ１、θ_Ｅ２）間で一定の角速度ω_２０で往復回転駆動するものである。ステアリングシャフトＷ１の端当て位置は、長期に亘る耐久試験の間に徐々に変化する。そのため、端当て位置まで確実に到達できるように、想定端当て位置θ_Ｅ１、θ_Ｅ２は耐久試験前に中心出し処理Ｓ４等によって調べられた実際の初期の端当て位置θ_Ａ、θ_Ｂよりも外側（すなわち、中心位置θ_Ｃから遠ざかった位置）に設定される。従って、ステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_２０が想定端当て位置θ_Ｅ１、θ_Ｅ２に到達する前に、実際の端当て位置θ_Ａ、θ_Ｂに到達して、トルクＴが基準値τを超えることになる。

図３９は、スキップ処理Ｓ５１００の手順を表したフローチャートである。上述したように、スキップ処理Ｓ５１００は、図３８に示される入力軸波形上の点Ｅ_Ａ、Ｅ_Ｂ（すなわち、端当て位置θ_Ａ、θ_Ｂ）に到達してトルクＴの大きさが基準値τを超えたときに、トルクＴが基準値τを大きく超えることが予測される入力軸波形上の点Ｅ_１、Ｅ_２（すなわち想定端当て位置θ_Ｅ１、θ_Ｅ２）の近傍の点線部を飛ばして、点Ｅ_Ａ、Ｅ_Ｂから同じ角度位置θ_Ａ、θ_Ｂの点Ｅ_Ａ′、Ｅ_Ｂ′に移動する処理である。

そのために、まず、点Ｅ_Ａ、Ｅ_Ｂと同じ角度位置θ_Ａ、θ_Ｂの入力軸波形上の点Ｅ_Ａ′、Ｅ_Ｂ′が探索される（Ｓ５１１０）。図３８に示される入力軸波形の例では、点Ｅ_Ａと点Ｅ_Ａ′は点Ｅ_１を通る垂線Ｐ_１に対して対称な位置にあり、点Ｅ_Ｂと点Ｅ_Ｂ′は点Ｅ_２を通る垂線Ｐ_２に対して対称な位置にある。また、入力軸波形を構成する制御ポイントの数Ｋは予め設定された既知の値であり、点Ｅ_１と点Ｅ_２はそれぞれ入力軸波形の１／４周期と３／４周期に位置しているため、点Ｅ_１の制御ポイントｋ_１及び点Ｅ_２の制御ポイントｋ_２はそれぞれＫ／４と及びＫ３／４となる。従って、点Ｅ_Ａ′の制御ポイントｋ_Ａ′と点Ｅ_Ｂ′の制御ポイントｋ_Ｂ′は、次の数式（１３）と数式（１４）によりそれぞれ計算される。

そして、ステアリングシャフトＷ１をＣＷ方向に回転駆動中にトルクＴの大きさが基準値τを超えた場合（すなわち、点Ｅ_Ａに到達した場合）には、数式（１３）によって計算される制御ポイントｋ_Ａ′（点Ｅ_Ａ′）へジャンプして（Ｓ５１２０）、スキップ処理Ｓ５１００が終了する。以降、トルクＴの大きさが再び基準値τを超えるまで、通常の位置制御により、入力軸波形に従ってステアリングシャフトＷ１が回転駆動される。

なお、点Ｅ_Ａから点Ｅ_Ａ′へのジャンプの前後で入力軸波形の傾きが逆向きに変化していることから分かるように、ジャンプの前後（すなわち、端当て位置θ_Ａ）でステアリングシャフトＷ１の回転駆動の方向が反転する。また、この反転の前後でステアリングシャフトＷ１の角度位置θ_Ａが変化しないため、反転の前後でトルクＴに大きな変化は生じず、衝撃無くスムーズに駆動が反転する。そのため、供試体Ｗや試験装置１に反転時の衝撃による計画外のダメージを与えることなく試験を行うことが可能である。

＜変形例＞
処理Ｓ５１１０における上記の数式（１３）、（１４）によるジャンプ先の制御ポイントｋ_Ａ′、ｋ_Ｂ′の計算は、入力軸波形が点Ｅ_１、Ｅ_２の付近でそれぞれ垂線Ｐ_１、Ｐ_２に対して対称であることが前提となっている。しかしながら、入力軸波形は任意に設定することができるため、入力軸波形が上記の対称性を有するとは限らない。例えば、図４０に示すように、入力軸波形の点Ｅ_１付近の形状が垂線Ｐ_１に対して非対称である場合、数式（１３）によって得られる点Ｅ_Ａ′（制御ポイントｋ_Ａ′）の角度位置θ_Ａ′は端当て位置θ_Ａよりも更に外側になる（すなわち、中心位置θ_Ｃから離れる）。そのため、点Ｅ_Ａ′におけては、角度位置θ_２０を中心位置θ_Ｃ側に戻そうとする強いトルクＴがステアリングシャフトＷ１に作用する。従って、制御ポイントｋ_Ａ（点Ｅ_Ａ）から制御ポイントｋ_Ａ′（点Ｅ_Ａ′）にジャンプすると、急激なトルクＴの上昇（すなわち衝撃）が発生するため、供試体Ｗに計画外のストレスが加わることになり、試験結果の妥当性が損なわれる可能性がある。

以下に説明する処理Ｓ５１１０の変形例は、垂線Ｐ_１、Ｐ_２に対して非対称な入力軸波形で試験を行う場合であっても、反転時の衝撃の発生を有効に防止するものである。

図４１は、ジャンプ先探索処理Ｓ５１１０の変形例の手順を表したフローチャートである。本変形例では、まず図４０に示されるジャンプ先の候補点Ｅ_Ａ*が決定される（Ｓ５１１１）。上述したように、図４０に示されるような垂線Ｐ_１に対して非対称な入力軸波形の場合は、数式（１３）によって得られる制御ポイントｋ_Ａ′の点Ｅ_Ａ′にジャンプすると衝撃が発生する可能性がある。そのため、本変形例では、点Ｅ_Ａ′よりも更に先の（制御ポイントｋの値が大きい）点Ｅ_Ａ*を候補点とする。具体的には、次の数式（１５）により候補点Ｅ_Ａ*の制御ポイントｋ_Ａ*が計算される。

但し、αは正数

次に数式（１５）によって得られた候補点Ｅ_Ａ ^*の制御ポイントｋ_Ａ ^*と入力軸波形から、候補点Ｅ_Ａ ^*の角度位置θ_Ａ*を計算し、候補点Ｅ_Ａ*の角度位置θ_Ａ*が端当て位置θ_Ａに十分に（すなわち、候補点Ｅ_Ａ*にジャンプした際に試験結果に影響を与え得る衝撃が発生しない程度に）近いか否かが判断される（Ｓ５１１２）。具体的には、次の数式（１６）を満たす（すなわち、端当て位置θ_Ａからの角度位置θ_Ａ*の偏差が基準値δθ_Ａ以下である）か否かにより、候補点Ｅ_Ａ*の角度位置θ_Ａ*が端当て位置θ_Ａに十分に近いか否かが判断される。

但し、δθ_Ａは正の定数（判断Ｓ５１１２の基準値）

候補点Ｅ_Ａ*の角度位置θ_Ａ*が端当て位置θ_Ａに十分に近ければ（Ｓ５１１２：ＹＥＳ）、のジャンプ先を探索する処理Ｓ５１１０は終了する。角度位置θ_Ａ*が端当て位置θ_Ａに十分に近くなければ（Ｓ５１１２：ＮＯ）、制御ポイントｋ_Ａ*を一つ減じて、候補点Ｅ_Ａ*を点Ｅ_１側に移動させる（Ｓ５１１４）。そして、処理Ｓ５１１２に戻って、移動後の候補点Ｅ_Ａ*の角度位置θ_Ａ*が端当て位置θ_Ａに十分に近いか否かが判断される。候補点Ｅ_Ａ*の角度位置θ_Ａ*が端当て位置θ_Ａに十分に近いと判断されるまで、処理Ｓ５１１２－Ｓ５１１４が繰り返される。なお、図４０に示される入力軸波形では、候補点Ｅ_Ａ*が点Ｅ_Ａ″（又はその近傍）に到達すると、候補点Ｅ_Ａ*の角度位置θ_Ａ*が端当て位置θ_Ａに十分に近いと判断される。

上記の変形例では、ジャンプ先の点Ｅ_Ａ″の角度位置θ_Ａ″が端当て位置θ_Ａ（現在位置）に十分に近いことが確認されてから、制御ポイントのジャンプが行われるため、ステアリングシャフトＷ１の回転駆動の反転時に発生する衝撃をより確実に防止することが可能になる。

上記の変形例では、最初の候補点Ｅ_Ａ*が端当て位置θ_Ａよりも内側（中心位置θ_Ｃ側）に設定され、内側から外側に向かって（図４０のグラフにおいては、矢印Ｍで示されるように上側に向かって）ジャンプ先の探索が行われるが、本発明はこの構成に限定されない。上記の変形例とは逆に、端当て位置θ_Ａよりも外側の点（例えば、点Ｅ_１や点Ｅ_Ａ′）から内側に向かってジャンプ先を探索してもよい。

なお、点Ｅ_１を始点にして探索を行う場合は、始点は容易に設定することができるが、探索の到達点である点Ｅ_Ａ″までの距離（制御ポイント数）が点Ｅ_Ａ*や点Ｅ_Ａ′よりも遠いため、ジャンプ先の探索に必要な計算量が多くなる。そのため、点Ｅ_１よりも先にある（すなわち、制御ポイント数が大きい）点を始点に設定した方がジャンプ先の探索を効率的に行うことができる。

また、ジャンプ先の探索の方向（すなわち、処理Ｓ５１１４において候補点Ｅ_Ａ*を移動させる方向）は、当然ながら、探索の到達点Ｅ_Ａ″に近づける方向に行う必要がある。上記の変形例では、最初のジャンプ先の候補点Ｅ_Ａ*を決める定数αが、探索の到達点Ｅ_Ａ″よりも必ず先（図４０において右側）に候補点Ｅ_Ａ*が設定されるように、大きな値に設定されている。そのため、処理Ｓ５１１４において、制御ポイント数を減じて、候補点Ｅ_Ａ*を図４０において左側に移動させる処理が無条件に行われる。しかしながら、定数αを比較的に小さな値に設定する場合や、最初のジャンプ先の候補点Ｅ_Ａ*を例えば点Ｅ_Ａ′（垂線Ｐ_１までの距離が点Ｅ_Ａと同じ点）に設定する場合は、図４０において候補点Ｅ_Ａ*が探索の到達点Ｅ_Ａ″の左側に位置するため、処理Ｓ５１１４において候補点Ｅ_Ａ*を右側に移動させることが必要になる。そのため、このような場合には、例えば、候補点Ｅ_Ａ*と探索の到達点Ｅ_Ａ″の位置関係（制御ポイントｋの大小関係）を判断する処理も設けて、その判断結果に応じて候補点Ｅ_Ａ*を移動させる方向を決定するように構成する必要がある。

以上が本発明の一実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、様々な変形が可能である。例えば本明細書中に例示的に明示された実施形態等の構成及び／又は本明細書中の記載から当業者に自明な実施形態等の構成を適宜組み合わせた構成も本願の実施形態に含まれる。

上記の実施形態では、負荷制御Ｓａ２０において、最初の制御サイクルの場合（Ｓａ２０１０：ＹＥＳ）のみに入力側駆動部２０の角速度ω_２０から計算される角速度Ω_６２の換算値（Ｔｒ・ω_２０／ｒ_６３）が目標値Ｒ_Ωとして使用されるが（Ｓａ２０１２）、初期の複数の制御サイクルに対して処理Ｓａ２０１２を適用する構成としてもよい。

上記の実施形態では、端当て制御Ｓ９において、トルクＴをトルク上限Ｔ_１まで一旦上げてから保持トルクＴ_２まで緩やかに変化させる制御が行われるが、この過程を省略して、最初から保持トルクＴ_２を目標値に設定してトルク制御Ｓ１１を行う構成としてもよい。

上記の実施形態では、端当て制御Ｓ９において、保持トルクＴ_２がトルク上限Ｔ_１よりも低い値に設定されているが、保持トルクＴ_２をトルク上限Ｔ_１よりも高い値に設定してもよい。

上記の実施形態では、単一の波形パターンによって試験装置１全体の動作が規定されるが、試験装置１の異なる一部の動作を規定する複数の波形パターン（例えば、入力側駆動部２０、出力側駆動部６０Ｒ、出力側駆動部６０Ｌの動作をそれぞれ規定する入力側、右出力側及び左出力側の三つの波形パターン）からシーケンステーブルを構成してもよい。

Claims (13)

1. 供試体であるステアリング装置のタイロッドに軸力として負荷を与える出力側駆動部と、
   前記負荷を検出する負荷検出手段と、
   前記出力側駆動部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記出力側駆動部が、前記負荷を発生する第１のモーターを備え、
   前記制御部が、前記負荷の目標値に基づいて前記第１のモーターの制御量の目標値を計算する目標値計算手段を備え、
   前記目標値計算手段が、前記タイロッドに同一の波形の前記負荷を繰り返し与える場合において、前記第１のモーターの制御量の測定値に基づいて前記第１のモーターの制御量の目標値を計算し、
   前記制御部が、前記第１のモーターの制御量の測定値に基づいて学習データを生成する学習データ生成手段を備え、
   前記目標値計算手段が、前記学習データに基づいて前記目標値を計算し、
   前記学習データ生成手段が、前記第１のモーターの制御量の複数の測定値を平均したものを前記学習データとして生成する、
   試験装置。
2. 前記制御部が、複数の制御ポイントから構成される制御サイクルを繰り返し実行し、
   前記学習データが、前記制御量の測定値を所定の複数の前記制御ポイントについて平均したものである、
   請求項１に記載の試験装置。
3. 前記所定の複数の制御ポイントが、その時点における制御の対象である対象制御ポイントに対応する対応制御ポイント及び前記対応制御ポイントの近傍の近傍制御ポイントを含む、
   請求項２に記載の試験装置。
4. 前記対応制御ポイントが前記対象制御ポイントと同じ制御ポイントである、
   請求項３に記載の試験装置。
5. 前記対象制御ポイントと前記対応制御ポイントとの間の位相差が設定可能である、
   請求項３に記載の試験装置。
6. 前記制御ポイント毎に前記学習データを生成する、
   請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の試験装置。
7. 前記制御部が、複数の制御ポイントから構成される制御サイクルを繰り返し実行する場合において、
   前記学習データが、前記制御量の測定値を直近の複数の前記制御サイクルについて平均したものである、
   請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の試験装置。
8. 前記目標値計算手段が、取得された前記第１のモーターの制御量の測定値の数が所定数よりも少ない場合に、前記供試体のステアリングシャフトの角速度を前記第１のモーターの角速度に換算した換算制御量を前記学習データとして使用して、前記第１のモーターの制御量の目標値を計算する、
   請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の試験装置。
9. 前記第１のモーターの制御量が角速度である、
   請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の試験装置。
10. 前記第１のモーターの制御量が軸トルクである、
    請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の試験装置。
11. 前記第１のモーターが、サーボモーター、ダイレクトドライブモーター及びリニアモーターのいずれかである、
    請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の試験装置。
12. 前記出力側駆動部が、
    前記第１のモーターの角度位置及び角速度の少なくとも一方を検出するロータリーエンコーダーと、を備えた、
    請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の試験装置。
13. 前記制御部の制御により前記供試体のステアリングシャフトを回転駆動する入力側駆動部を備え、
    入力側駆動部が、前記ステアリングシャフトの角度位置を検出する位置検出手段を備えた、
    請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の試験装置。

Images