WO2017154970A1 - 電動パワーステアリング装置のチューニング装置 - Google Patents

電動パワーステアリング装置のチューニング装置 Download PDF

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WO2017154970A1
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WO
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steering
steering torque
points
adjustment
order polynomial
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PCT/JP2017/009202
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English (en)
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Inventor
貴弘 椿
譲 星
Original Assignee
日本精工株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0409—Electric motor acting on the steering column

Definitions

  • the present invention relates to a tuning device for an electric power steering device.
  • a steering torque generated in a steering shaft by operating a steering wheel is detected, and a steering assist command value for assisting a steering force is calculated based on the detection result (for example, Patent Document 1).
  • the electric power steering apparatus stores an assist map that is information indicating a correspondence relationship between the torque and the steering assist command value.
  • tuning of the assist map is important in order to improve the steering feel.
  • FIG. 18 and FIG. 19 are diagrams illustrating an example of a tuning method of the assist map.
  • the horizontal axis represents the steering torque (Nm)
  • the vertical axis represents the steering assist command value (current: A).
  • a plurality of points (a set of a steering torque and a steering assist command value) where the steering feel is preferable are determined. Then, the adjacent points are interpolated with a linear function, and the parameters of the linear function are stored as an assist map.
  • a plurality of points where the steering feel is preferable are determined. Then, a high-order polynomial that approximates a plurality of points is derived, and the parameters of the high-order polynomial are stored as an assist map.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to suppress the operation cost of tuning an electric power steering apparatus and to suppress the processing time of a steering assist command value.
  • a tuning device is a tuning device for an electric power steering device that performs steering assistance based on a correspondence relationship between a steering torque and a steering assist command value corresponding to the steering torque.
  • a candidate point receiving unit that receives a plurality of candidate points represented by candidate values of steering assist command values according to steering torque, a polynomial calculation unit that calculates a high-order polynomial that approximates the plurality of candidate points, and a high-order polynomial
  • an adjustment point calculation unit that calculates a plurality of adjustment points that are greater than a plurality of candidate points, and is adjacent to each other at the plurality of adjustment points.
  • a linear function calculation unit that calculates a plurality of linear functions connecting two points, and an adjustment information output unit that outputs information of the plurality of linear functions to adjust the correspondence.
  • the “unit” does not simply mean a physical means, but includes a case where the function of the “unit” is realized by software. Also, even if the functions of one “unit” or device are realized by two or more physical means or devices, the functions of two or more “units” or devices are realized by one physical means or device. May be.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a function for controlling the motor 20 by a control unit 30.
  • FIG. It is a figure which shows assist map 200A which is an example of the assist map 200.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a tuning device 100.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating functions (first embodiment) realized in a tuning device 100A (first embodiment) which is an example of a tuning device 100.
  • FIG. It is a figure which shows an example of a candidate point. It is a figure which shows an example of the high order polynomial (function) which approximates a candidate point.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a plurality of linear functions connecting two adjacent points with respect to a plurality of adjustment points illustrated in FIG. 8. It is a flowchart which shows an example of the process in 100 A of tuning apparatuses. It is a figure which shows the assist map 200B which is an example of the assist map 200. FIG. It is a block diagram which shows the function implement
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a plurality of linear functions connecting two adjacent points with respect to a plurality of adjustment points illustrated in FIG. 14. It is a flowchart which shows an example of the process in the tuning apparatus 100B. It is a figure which shows the assist map used by simulation. It is the simulation result which showed the change of the steering torque accompanying the change of a steering wheel steering angle, and the horizontal axis showed by time. It is the simulation result which showed the change of the steering torque accompanying the change of a steering wheel steering angle, and the horizontal axis was shown by the steering wheel steering angle. It is a figure which shows an example of the tuning method of an assist map. It is a figure which shows another example of the tuning method of an assist map.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a general configuration of an electric power steering device and a configuration of a tuning device according to an embodiment of the present invention.
  • the electric power steering device includes a handle 1, a column shaft 2, a reduction gear 3, universal joints 4a and 4b, a pinion rack mechanism 5, tie rods 6a and 6b, hub units 7a and 7b, steering wheels 8L and 8R, a torque sensor 10, An ignition key 11, a battery 13, a rudder angle sensor 14, a motor 20, a control unit (ECU) 30, a CAN (Control Area Network) 40, and a non-CAN 41 are provided.
  • the tuning device 100 is a computer for tuning the electric power steering device.
  • the column shaft 2 of the handle 1 passes through the reduction gear 3, the universal joints 4a and 4b, the pinion rack mechanism 5, and the tie rods 6a and 6b, and further through the hub units 7a and 7b, the steering wheel 8L. , 8R. Further, the column shaft 2 is provided with a steering angle sensor 14 for detecting the steering angle ⁇ r of the handle 1 and a torque sensor 10 for detecting the steering torque Th.
  • 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 device is supplied with electric power from the battery 13 and also receives an ignition key signal via the ignition key 11. The control unit 30 calculates the steering assist command value based on the steering torque Th detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed Vs detected by the vehicle speed sensor 12, and controls the motor 20.
  • the control unit 30 is connected to a CAN 40 that exchanges various information.
  • the control unit 30 can communicate with the tuning device 100 via the CAN 40.
  • the control unit 30 can also receive vehicle information such as the vehicle speed Vs from the CAN 40.
  • a non-CAN 41 that is an interface for transmitting and receiving data in a format different from that of the CAN 40 can be connected to the control unit 30.
  • the tuning device 100 is a device for tuning the steering feel (assist map) in the electric power steering device.
  • the tuning device 100 can write the tuning result to the control unit 30 via the CAN 40, for example.
  • the tuning device 100 does not need to be always connected to the CAN 40, and may be connected to the CAN 40 only when the tuning result is written to the control unit 30.
  • the interface for the tuning apparatus 100 to communicate with the control unit 30 is not limited to the CAN 40, and any interface such as a non-CAN 41 can be used.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a function for controlling the motor 20 by the control unit 30.
  • Each function illustrated in FIG. 2 is realized by, for example, a processor executing a program stored in a memory or using a circuit element such as a transistor.
  • the control unit 30 includes an assist map 200, a steering assist command value calculation unit 201, a subtraction unit 202, a PI (proportional-integral) control unit 203, a PWM (pulse width modulation) control unit 204, and an inverter. 205.
  • the assist map 200 is information indicating a correspondence relationship between the steering torque and the steering assist command value (current value).
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an assist map 200 ⁇ / b> A that is an example of the assist map 200.
  • the assist map 200A includes information indicating the correspondence relationship between the steering torque and the steering assist command value in each of the low speed, medium speed, and high speed speed ranges, for example.
  • the information indicating the correspondence relationship is represented by a plurality of linear function parameters.
  • the assist map 200 can be updated from the tuning device 100.
  • the steering assist command value calculation unit 201 calculates a steering assist command value Iref1, which is a control target value of the current supplied to the motor 20, using the assist map 200 based on the steering torque Th and the vehicle speed Vs. This will be described with reference to the example shown in FIG. For example, when the vehicle speed Vs is low, the steering assist command value calculation unit 201 substitutes the steering torque Th into Map_L (a function constituted by a set of a plurality of linear functions) shown in FIG. The value Iref1 can be calculated. Similarly, when the vehicle speed Vs is medium and high, the steering assist command value calculator 201 can calculate the steering assist command value Iref1 based on Map_M and Map_H shown in FIG.
  • Map_L a function constituted by a set of a plurality of linear functions
  • the steering assist command value Iref1 calculated by the steering assist command value calculation unit 201 is input to the PI control unit 203 for characteristic improvement via the subtraction unit 202.
  • the voltage control command value Vref whose characteristics are improved by the PI control unit 203 is input to the PWM control unit 204, and the motor 20 is further PWM driven via the inverter 205.
  • the current value Im of the motor 20 is detected by the motor current detector 210 and fed back to the subtraction unit 202.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the tuning device 100.
  • the tuning device 100 includes a processor 400, a storage device 401, a communication interface (I / F) 402, an input interface (I / F) 403, and a display device 404.
  • I / F communication interface
  • I / F input interface
  • display device 404 display device
  • the processor 400 implements various functions in the tuning device 100 by executing a program stored in the storage device 401.
  • the storage device 401 is a device for storing programs and data, and includes a memory, a hard disk, and the like.
  • the storage device 401 includes a volatile storage area for temporarily storing data and a non-volatile storage area for permanently storing data.
  • the communication I / F 402 is an interface for transmitting / receiving data to / from an external device of the tuning device 100.
  • the communication I / F 402 is used for communicating with the control unit 30 via the CAN 40, for example.
  • the input I / F 403 is an interface for inputting various data to the tuning device 100.
  • the input I / F 403 includes, for example, a keyboard, a mouse, a touch panel, and the like.
  • the input I / F 403 is used by the user to input candidate points (described later) represented by the steering torque and the candidate value of the steering assist command value corresponding to the steering torque.
  • the display device 404 is a device for displaying various information.
  • the display device 404 may be provided outside the tuning device 100.
  • the display device 404 may also have the function of the input I / F 403 using a touch panel or the like.
  • FIG. 5 is a block diagram showing functions (first embodiment) realized in the tuning device 100A which is an example of the tuning device 100.
  • the tuning device 100A includes a candidate point receiving unit 500, a candidate point storage unit 501, a polynomial calculation unit 502, a polynomial storage unit 503, an adjustment point calculation unit 504, an adjustment point storage unit 505, a linear function calculation unit 506, and an adjustment information storage unit 507. And an adjustment information output unit 508.
  • Each unit illustrated in FIG. 5 can be realized, for example, by using a storage area of the storage device 401 or by the processor 400 executing a program stored in the storage device 401.
  • the candidate point receiving unit 500 receives a candidate point represented by the steering torque and the candidate value of the steering assist command value according to the steering torque from the user, and stores the candidate point information in the candidate point storage unit 501.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of candidate points.
  • candidate points are represented by white circles.
  • the candidate point receiving unit 500 receives four candidate points (coordinate values) in a certain speed range. Note that the number of candidate points received by the candidate point receiving unit 500 can be any number of three or more. Further, the candidate point receiving unit 500 can receive candidate points for each of a plurality of speed ranges.
  • the polynomial calculation unit 502 calculates a high-order polynomial (second order or higher) approximating a plurality of candidate points received by the candidate point reception unit 500 by the least square method or spline interpolation, and information on the calculated high-order polynomial (for example, , Higher-order polynomial coefficients) are stored in the polynomial storage unit 503.
  • a high-order polynomial is also calculated for each of the plurality of speed ranges.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a high-order polynomial (function) that approximates a candidate point.
  • the high-order polynomial can set the gradient at the origin to zero, for example.
  • the adjustment point calculation unit 504 calculates an adjustment point represented by the steering torque and the steering assist command value corresponding to the steering torque based on the higher-order polynomial calculated by the polynomial calculation unit 502, and calculates the calculated adjustment.
  • the point information is stored in the adjustment point storage unit 505.
  • an adjustment point is also calculated for each of the plurality of speed ranges.
  • 8A and 8B are diagrams showing examples of adjustment points. 8A and 8B, the adjustment point is represented by a black circle.
  • the adjustment point calculation unit 504 calculates seven adjustment points (coordinate values). In other words, the adjustment point calculation unit 504 calculates the steering assist command values Y0 to Y7 for each of the specific values X0 to X7 of the steering torque based on the high-order polynomial. Further, as shown in FIGS. 8A and 8B, an upper limit value can be set for each speed range in the steering assist command value. Then, the adjustment point calculation unit 504 sets an intersection (in the example of FIGS.
  • the adjustment point calculation unit 504 can set the adjustment point at a point where the steering torque is larger than the intersection and the steering assist command value is the upper limit value ((X7, Y7 in the examples of FIGS. 8A and 8B)). Note that the number of adjustment points calculated by the adjustment point calculation unit 504 can be any number greater than the number of candidate points.
  • the adjustment point calculation unit 504 can calculate the adjustment points so that the number of adjustment points in the section having a relatively large curvature in the high-order polynomial is relatively large. For example, in the example shown in FIG. 8A, in the section (second section) where the curvature is relatively large (the steering torque is relatively small), four adjustment points are calculated, and the curvature is relatively small (the steering torque is relatively small). In the (large) section (first section), three adjustment points are calculated.
  • the adjustment point calculation unit 504 can calculate a plurality of adjustment points so that the difference in steering torque between the adjustment points becomes smaller as the curvature of the higher-order polynomial increases.
  • the difference in steering torque between the adjustment points is Tr2 in the section where the curvature is relatively small, whereas the steering between the adjustment points is performed in the section where the curvature is relatively large.
  • the difference in torque is Tr1, which is relatively small.
  • the curvature of the higher-order polynomial can be calculated by, for example, second-order differentiation. Further, the differentiation may be calculated by a difference between two adjacent points.
  • the adjustment point calculation unit 504 controls the steering torque between the adjustment points so that the number of adjustment points in the section in which the curvature is relatively large in the high-order polynomial is relatively large and as the curvature of the high-order polynomial is large. A plurality of adjustment points can be calculated so as to reduce the difference between the two.
  • the linear function calculation unit 506 calculates a plurality of linear functions connecting two adjacent points at the adjustment point calculated by the adjustment point calculation unit 504, and information of the calculated primary function (for example, coefficients of the linear function, etc.) Is stored in the adjustment information storage unit 507 as adjustment information for adjusting the assist map 200.
  • a linear function is also calculated for each of the plurality of speed ranges.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a plurality of linear functions connecting two adjacent points with respect to the plurality of adjustment points illustrated in FIG. 8.
  • the adjustment information output unit 508 outputs the information of the linear function calculated by the linear function calculation unit 506 in order to adjust the assist map 200 (corresponding relationship between the steering torque and the steering assist command value).
  • the adjustment information output unit 508 adjusts the assist map 200 by writing the adjustment information to the control unit 30 through the CAN 40, for example.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an example of processing in the tuning device 100A.
  • the candidate point receiving unit 500 receives M candidate points represented by a steering torque and a candidate value of a steering assist command value corresponding to the steering torque from the user (S1001).
  • the polynomial calculation unit 502 calculates a high-order polynomial that approximates the M candidate points (S1002).
  • the adjustment point calculation unit 504 calculates N (N> M) adjustment points represented by the steering torque and the steering assist command value corresponding to the steering torque based on the calculated higher-order polynomial ( S1003).
  • the linear function calculation unit 506 calculates N ⁇ 1 linear functions connecting two adjacent points in the N adjustment points (S1004).
  • the adjustment information output unit 508 outputs information of N ⁇ 1 linear functions to adjust the correspondence relationship in the assist map 200 (S1005).
  • tuning device 100A can execute the process shown in FIG. 10 in each of a plurality of speed ranges.
  • the output of the adjustment information may be performed for each speed range, or may be performed for a plurality of speed ranges collectively.
  • the first embodiment of the present invention has been described above.
  • a relatively small number of M candidate points are received from the user, and a high-order polynomial that approximates the M candidate points is calculated by the least square method or spline interpolation, and based on the calculated high-order polynomial.
  • a relatively large number of N (N> M) adjustment points are calculated.
  • N ⁇ 1 linear functions connecting two adjacent points at N adjustment points are calculated, and information on N ⁇ 1 linear functions is written in assist map 200. Therefore, as compared with the case where a relatively large number of points are determined manually as shown in FIG.
  • the information referred to when calculating the steering assist command value is information of a linear function
  • the information of the steering assist command value is compared with the case of referring to the information of the higher order polynomial as it is as shown in FIG. Calculation processing time can be suppressed.
  • the number of adjustment points in the region where the curvature of the high-order polynomial is relatively large is larger than the number of adjustment points in the region where the curvature of the high-order polynomial is relatively small. can do.
  • FIG. 9 it is possible to smooth the change in the steering assist command value when interpolation by the linear function is performed, and to improve the steering feel.
  • the tuning device 100A by calculating the high-order polynomial by the least square method or the spline interpolation, as illustrated in FIG. 8, the change in the steering assist command value particularly in the region where the steering torque is low is moderated.
  • the steering feel can be improved.
  • FIG. 11 is a diagram showing an assist map 200B, which is an example of the assist map 200.
  • the assist map 200B is different from the assist map 200A shown in FIG. 3 in that the steering assist command value changes smoothly in the vicinity of the upper limit value.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating functions realized in the tuning device 100B (second embodiment) which is an example of the tuning device 100.
  • Tuning apparatus 100B further includes a polynomial correction unit 1200 in addition to the configuration included in tuning apparatus 100A shown in FIG.
  • the polynomial correction unit 1200 limits the steering assist command value with a predetermined upper limit value, and calculates a high-order polynomial so that the rate of change of the steering assist command value with respect to the steering torque gradually decreases in the vicinity of the predetermined upper limit value. Correction is performed to calculate a corrected high-order polynomial. Then, the polynomial correction unit 1200 stores the calculated corrected high-order polynomial information (for example, the coefficient of the corrected high-order polynomial) in the polynomial storage unit 503.
  • FIG. 13A is a diagram illustrating an example of correction of a high-order polynomial.
  • the polynomial correction unit 1200 obtains an intersection X between the high-order polynomial and the straight line of the upper limit value. Then, the polynomial correction unit 1200 obtains a high-order polynomial point A in a region where the steering torque is lower than the intersection X and a straight point B in a region where the steering torque is higher than the intersection X.
  • the steering torque at point A is lower by Ca than the steering torque at intersection X
  • the steering torque at point B is higher by Cb than the steering torque at intersection X.
  • the values of Ca and Cb may be determined in advance, or may be dynamically calculated based on, for example, the slope of a high-order polynomial at the intersection X.
  • the polynomial correction unit 1200 causes the points A and B so that the change rate (slope) of the steering assist command value with respect to the steering torque gradually decreases from the point A toward the point B.
  • a correction curve (for example, cubic curve) is calculated.
  • the polynomial correction unit 1200 can calculate the correction curve at the point A so that the inclination of the high-order polynomial and the inclination of the correction curve are equal.
  • the polynomial correction unit 503 can calculate the correction curve so that the slope at the point B becomes zero.
  • FIG. 13B is a diagram illustrating an example of a corrected high-order polynomial.
  • the correction high-order polynomial is a high-order polynomial in the region where the steering torque is lower than the point A, the correction curve between the points A and B, and the upper limit in the region where the steering torque is higher than the point B. Consists of a straight line of values.
  • the adjustment point calculation unit 504 calculates and calculates an adjustment point represented by the steering torque and a steering assist command value corresponding to the steering torque. Information on the adjustment point is stored in the adjustment point storage unit 505. When a high-order polynomial is calculated for each of a plurality of speed ranges, an adjustment point is also calculated for each of the plurality of speed ranges.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of adjustment points.
  • the adjustment points are represented by black circles.
  • the adjustment point calculation unit 504 calculates 11 adjustment points (coordinate values). That is, the adjustment point calculation unit 504 calculates the steering assist command values Y0 to Y10 for each of the specific values X0 to X10 of the steering torque based on the corrected high-order polynomial. Note that the number of adjustment points calculated by the adjustment point calculation unit 504 can be any number greater than the number of candidate points.
  • FIG. 15 is a diagram showing a plurality of linear functions connecting two adjacent points with respect to the plurality of adjustment points shown in FIG.
  • the adjustment point calculation unit 504 may be configured so that the number of adjustment points in the section having a relatively large curvature in the corrected high-order polynomial is relatively large, and / or, similar to the example illustrated in FIGS. 8A and 8B.
  • the adjustment point can be calculated so that the difference in steering torque between the adjustment points becomes smaller as the curvature of the higher-order polynomial increases.
  • FIG. 16 is a flowchart showing an example of processing in the tuning device 100B.
  • the candidate point receiving unit 500 receives M candidate points represented by a steering torque and a candidate value of a steering assist command value corresponding to the steering torque from the user (S1601).
  • the polynomial calculation unit 502 calculates a high-order polynomial that approximates the M candidate points by the least square method (S1602).
  • the polynomial correction unit 1200 limits the steering assist command value with a predetermined upper limit value, and calculates a high-order polynomial so that the rate of change of the steering assist command value with respect to the steering torque gradually decreases in the vicinity of the predetermined upper limit value. Correction is performed to calculate a corrected higher-order polynomial (S1603).
  • the adjustment point calculation unit 504 calculates N (N> M) adjustment points represented by the steering torque and the steering assist command value corresponding to the steering torque based on the calculated corrected higher-order polynomial. (S1604).
  • the linear function calculation unit 506 calculates N ⁇ 1 linear functions connecting two adjacent points in the N adjustment points (S1605).
  • the adjustment information output unit 508 outputs information of N ⁇ 1 linear functions to adjust the correspondence relationship in the assist map 200 (S1606).
  • the tuning device 100 can execute the processing shown in FIG. 16 in each of the plurality of speed ranges. In this case, the output of the adjustment information may be performed for each speed range, or may be performed for a plurality of speed ranges collectively.
  • FIG. 17A is a diagram showing an assist map used in the simulation.
  • a straight line having an inclination of 20 (A / Nm) is used instead of a high-order polynomial.
  • the upper limit value of the steering assist command value is 80 (A)
  • the steering torque at the intersection X between the straight line with the inclination 20 and the upper limit value line is 5 (Nm)
  • the coordinates of the point B in the region where the steering torque is higher than the intersection X are (7 (Nm), 80 (A))
  • the correction curve between the points A and B Is a cubic curve.
  • FIG. 17B is a simulation result in which the horizontal axis indicates the change in the steering torque accompanying the change in the steering angle of the steering wheel.
  • FIG. 17C is a simulation result in which the change in the steering torque accompanying the change in the steering angle is indicated by the steering angle on the horizontal axis.
  • a change in steering torque was detected when the steering angle was changed as indicated by the broken line in FIG. 17B.
  • FIGS. 17B and 17C in the case of no correction, the steering torque changes greatly in the vicinity of the steering wheel steering angle of 320 degrees.
  • the change in the steering torque in the vicinity of the steering angle of 320 degrees is gentler than in the case without correction.
  • Tuning apparatus 100B accepts a relatively small number of M candidate points from the user, and calculates a high-order polynomial that approximates the M number of candidate points by the method of least squares or spline interpolation. Further, the corrected higher-order polynomial is calculated so that the rate of change of the steering assist command value with respect to the steering torque gradually decreases near the upper limit value of the steering assist command value. Then, relatively many N (N> M) adjustment points are calculated based on the calculated corrected higher-order polynomial. Then, tuning apparatus 100B calculates N ⁇ 1 linear functions connecting two adjacent points at N adjustment points, and writes information on N ⁇ 1 linear functions to assist map 200.
  • the operation cost of tuning can be suppressed as compared with the case where a relatively large number of points are determined manually as shown in FIG.
  • the information referred to when calculating the steering assist command value is information of a linear function
  • the information of the steering assist command value is compared with the case of referring to the information of the higher order polynomial as it is as shown in FIG. Calculation processing time can be suppressed.
  • tuning device 100B since the linear function is calculated based on the corrected higher-order polynomial, the rate of change of the steering assist command value before and after the intersection of the linear function or the higher-order polynomial and the upper limit value of the steering assist command value. A sudden change in (tilt) is suppressed, and the steering feel can be improved.
  • this embodiment is for making an understanding of this invention easy, and is not for limiting and interpreting this invention.
  • the present invention can be changed / improved without departing from the spirit thereof, and the present invention includes equivalents thereof.

Abstract

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

Description

電動パワーステアリング装置のチューニング装置
　本発明は、電動パワーステアリング装置のチューニング装置に関する。
　車両用の電動パワーステアリング装置では、ハンドルの操作によりステアリングシャフトに発生する操舵トルクを検出し、その検出結果に基づいて、操舵力を補助するための操舵補助指令値を算出することが行われる（例えば、特許文献１）。
　操舵トルクに応じた操舵補助指令値を算出可能とするために、電動パワーステアリング装置には、トルクと操舵補助指令値との対応関係を示す情報であるアシストマップが記憶されている。電動パワーステアリング装置では、操舵フィールを良好なものとするために、アシストマップのチューニングが重要となる。
　例えば、図１８及び図１９は、アシストマップのチューニング手法の一例を示す図である。図１８及び図１９において、横軸は操舵トルク（Ｎｍ）、縦軸は操舵補助指令値（電流：Ａ）である。
　図１８に示す例では、操舵フィールが好ましい複数の点（操舵トルクと操舵補助指令値との組）が決定されている。そして、隣接する点の間が一次関数で補間され、一次関数のパラメータが、アシストマップとして記憶される。
　図１９に示す例においても、操舵フィールが好ましい複数の点が決定されている。そして、複数の点を近似する高次多項式が導出され、高次多項式のパラメータが、アシストマップとして記憶される。
特開平１０－５９２０３号公報
　図１８に示すように、隣接する点の間を一次関数で補間する場合、特に低トルク領域において、操舵補助指令値の変化を滑らかなものとするためには、多数の点を決定することが求められる。しかしながら、点の決定は人手で行われるため、チューニングの作業コストが増大してしまう。
　他方、図１９に示すように、高次多項式を用いる手法では、人手で多数の点を決定する必要はなく、チューニングの作業コストは抑制される。しかしながら、電動パワーステアリング装置において、操舵補助指令値を算出する際には、高次多項式の計算が必要であるため、演算処理時間が増大してしまう。
　本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、電動パワーステアリング装置のチューニングの作業コストを抑制するとともに、操舵補助指令値の演算処理時間を抑制することを目的とする。
　本発明の一側面に係るチューニング装置は、操舵トルクと当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値との対応関係に基づいて操舵補助を行う電動パワーステアリング装置のチューニング装置であって、操舵トルクと当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値の候補値とにより表される複数の候補点を受け付ける候補点受付部と、複数の候補点を近似する高次多項式を算出する多項式算出部と、高次多項式に基づいて、操舵トルクと、当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値とにより表される、複数の候補点より多い複数の調整点を算出する調整点算出部と、複数の調整点における隣接する２点間を結ぶ複数の一次関数を算出する一次関数算出部と、複数の一次関数の情報を、対応関係を調整するために出力する調整情報出力部と、を備える。
　なお、本発明において、「部」とは、単に物理的手段を意味するものではなく、その「部」が有する機能をソフトウェアによって実現する場合も含む。また、１つの「部」や装置が有する機能が２つ以上の物理的手段や装置により実現されても、２つ以上の「部」や装置の機能が１つの物理的手段や装置により実現されてもよい。
　本発明によれば、電動パワーステアリング装置のチューニングの作業コストを抑制するとともに、操舵補助指令値の演算処理時間を抑制することが可能となる。
電動パワーステアリング装置の一般的な構成及び本発明の一実施形態であるチューニング装置の構成を示す図である。 コントロールユニット３０によるモータ２０の制御を行うための機能の一例を示すブロック図である。 アシストマップ２００の一例であるアシストマップ２００Ａを示す図である。 チューニング装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。 チューニング装置１００の一例であるチューニング装置１００Ａ（第１実施形態）において実現される機能（第１実施形態）を示すブロック図である。 候補点の一例を示す図である。 候補点を近似する高次多項式（関数）の一例を示す図である。 調整点の例を示す図である。 調整点の例を示す図である。 図８に示した複数の調整点について、隣接する２点間を結ぶ複数の一次関数を示す図である。 チューニング装置１００Ａにおける処理の一例を示すフローチャートである。 アシストマップ２００の一例であるアシストマップ２００Ｂを示す図である。 チューニング装置１００の一例であるチューニング装置１００Ｂ（第２実施形態）において実現される機能を示すブロック図である。 高次多項式の補正の一例を示す図である。 補正高次多項式の一例を示す図である。 調整点の一例を示す図である。 図１４に示した複数の調整点について、隣接する２点間を結ぶ複数の一次関数を示す図である。 チューニング装置１００Ｂにおける処理の一例を示すフローチャートである。 シミュレーションで用いたアシストマップを示す図である。 ハンドル舵角の変化に伴う操舵トルクの変化を、横軸を時間で示したシミュレーション結果である。 ハンドル舵角の変化に伴う操舵トルクの変化を、横軸をハンドル舵角で示したシミュレーション結果である。 アシストマップのチューニング手法の一例を示す図である。 アシストマップのチューニング手法の他の一例を示す図である。
　＝＝第１実施形態＝＝
　まず、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、電動パワーステアリング装置の一般的な構成及び本発明の一実施形態であるチューニング装置の構成を示す図である。
　電動パワーステアリング装置は、ハンドル１、コラム軸２、減速ギア３、ユニバーサルジョイント４ａ，４ｂ、ピニオンラック機構５、タイロッド６ａ，６ｂ、ハブユニット７ａ，７ｂ、操向車輪８Ｌ，８Ｒ、トルクセンサ１０、イグニションキー１１、バッテリ１３、舵角センサ１４、モータ２０、コントロールユニット（ＥＣＵ）３０、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）４０、及び非ＣＡＮ４１を備える。
　チューニング装置１００は、電動パワーステアリング装置のチューニングを行うためのコンピュータである。
　図１に示すように、ハンドル１のコラム軸２は、減速ギア３、ユニバーサルジョイント４ａ，４ｂ、ピニオンラック機構５、タイロッド６ａ，６ｂを経て、さらにハブユニット７ａ，７ｂを介して操向車輪８Ｌ，８Ｒに連結されている。また、コラム軸２には、ハンドル１の操舵角θｒを検出する舵角センサ１４、及び操舵トルクＴｈを検出するトルクセンサ１０が設けられている。そして、ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０が、減速ギア３を介してコラム軸２に連結されている。電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）３０には、バッテリ１３から電力が供給されるとともに、イグニションキー１１を経てイグニションキー信号が入力される。コントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｈと車速センサ１２で検出された車速Ｖｓとに基づいて、操舵補助指令値の演算を行い、モータ２０を制御する。
　コントロールユニット３０には、各種情報を授受するＣＡＮ４０が接続されている。コントロールユニット３０は、ＣＡＮ４０を介して、チューニング装置１００と通信を行うことができる。また、コントロールユニット３０は、車速Ｖｓ等の車両情報をＣＡＮ４０から受信することもできる。コントロールユニット３０には、ＣＡＮ４０とは異なる形式でデータの送受信を行うためのインタフェースである非ＣＡＮ４１を接続することも可能である。
　チューニング装置１００は、電動パワーステアリング装置における操舵フィール（アシストマップ）をチューニングするための装置である。チューニング装置１００は、例えばＣＡＮ４０を介して、チューニング結果をコントロールユニット３０に書き込むことができる。チューニング装置１００は、ＣＡＮ４０に常時接続されている必要はなく、チューニング結果をコントロールユニット３０に書き込む時だけＣＡＮ４０に接続されればよい。なお、チューニング装置１００がコントロールユニット３０と通信を行うためのインタフェースはＣＡＮ４０に限られず、非ＣＡＮ４１等、任意のインタフェースを利用することができる。
　図２は、コントロールユニット３０によるモータ２０の制御を行うための機能の一例を示すブロック図である。図２に示す各機能は、例えば、メモリに記憶されたプログラムをプロセッサが実行することや、トランジスタ等の回路素子を用いたりすることにより実現される。
　図２に示すように、コントロールユニット３０は、アシストマップ２００、操舵補助指令値演算部２０１、減算部２０２、ＰＩ（比例－積分）制御部２０３、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御部２０４、及びインバータ２０５を備える。
　アシストマップ２００は、操舵トルクと操舵補助指令値（電流値）との対応関係を示す情報である。図３は、アシストマップ２００の一例であるアシストマップ２００Ａを示す図である。図３に示すように、アシストマップ２００Ａは、例えば、低速、中速、及び高速の各速度域における、操舵トルク及び操舵補助指令値の対応関係を示す情報を含む。本実施形態では、対応関係を示す情報は、複数の一次関数のパラメータにより表される。アシストマップ２００は、チューニング装置１００から更新することが可能である。
　操舵補助指令値演算部２０１は、操舵トルクＴｈ及び車速Ｖｓに基づいて、アシストマップ２００を用いて、モータ２０に供給する電流の制御目標値である操舵補助指令値Ｉｒｅｆ１を算出する。図３に示した例を参照して説明する。例えば、車速Ｖｓが、低速の場合、操舵補助指令値演算部２０１は、図３に示すＭａｐ＿Ｌ（複数の一次関数の集合により構成される関数）に操舵トルクＴｈを代入することにより、操舵補助指令値Ｉｒｅｆ１を算出することができる。車速Ｖｓが、中速及び高速の場合も同様に、操舵補助指令値演算部２０１は、図３に示すＭａｐ＿Ｍ及びＭａｐ＿Ｈに基づいて、操舵補助指令値Ｉｒｅｆ１を算出することができる。また、操舵補助指令値演算部２０１は、車速Ｖｓが２つの速度域の間にある場合、これら２つの速度域の関数を用いて操舵補助指令値Ｉｒｅｆ１を算出することができる。例えば、車速Ｖｓが、低速と中速の間の速度である場合、操舵補助指令値演算部２０１は、Ｍａｐ＿Ｌ（Ｔｈ）×α＋Ｍａｐ＿Ｍ（Ｔｈ）×（１－α）＝Ｉｒｅｆ１とすることができる。なお、αは、０＜α＜１の値であり、例えば、車速Ｖｓに応じて適宜設定することができる。
　操舵補助指令値演算部２０１により算出された操舵補助指令値Ｉｒｅｆ１は、減算部２０２を経て、特性改善のためのＰＩ制御部２０３に入力される。ＰＩ制御部２０３で特性改善された電圧制御指令値Ｖｒｅｆが、ＰＷＭ制御部２０４に入力され、更にインバータ２０５を介してモータ２０がＰＷＭ駆動される。モータ２０の電流値Ｉｍはモータ電流検出器２１０で検出され、減算部２０２にフィードバックされる。
　図４は、チューニング装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。チューニング装置１００は、プロセッサ４００、記憶装置４０１、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）４０２、入力インタフェース（Ｉ／Ｆ）４０３、及び表示装置４０４を備える。
　プロセッサ４００は、記憶装置４０１に格納されたプログラムを実行することにより、チューニング装置１００における各種機能を実現する。
　記憶装置４０１は、プログラムやデータを記憶するためのデバイスであり、メモリやハードディスク等を含む。記憶装置４０１は、一時的にデータを格納するための揮発性の記憶領域や、恒久的にデータを格納するための不揮発性の記憶領域を含む。
　通信Ｉ／Ｆ４０２は、チューニング装置１００の外部の装置との間でデータの送受信を行うためのインタフェースである。本実施形態では、通信Ｉ／Ｆ４０２は、例えばＣＡＮ４０を介してコントロールユニット３０と通信を行うために用いられる。
　入力Ｉ／Ｆ４０３は、チューニング装置１００に様々なデータを入力するためのインタフェースである。入力Ｉ／Ｆ４０３は、例えば、キーボードやマウス、タッチパネル等を含む。本実施形態では、入力Ｉ／Ｆ４０３は、ユーザが、操舵トルクと当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値の候補値とにより表される候補点（後述）を入力するために用いられる。
　表示装置４０４は、各種情報を表示するためのデバイスである。表示装置４０４は、チューニング装置１００の外部に設けられてもよい。また、表示装置４０４は、タッチパネル等による入力Ｉ／Ｆ４０３の機能を兼ね備えてもよい。
　図５は、チューニング装置１００の一例であるチューニング装置１００Ａにおいて実現される機能（第１実施形態）を示すブロック図である。チューニング装置１００Ａは、候補点受付部５００、候補点記憶部５０１、多項式算出部５０２、多項式記憶部５０３、調整点算出部５０４、調整点記憶部５０５、一次関数算出部５０６、調整情報記憶部５０７、及び調整情報出力部５０８を備える。図５に示す各部は、例えば、記憶装置４０１の記憶領域を用いたり、記憶装置４０１に格納されたプログラムをプロセッサ４００が実行したりすることにより実現することができる。
　候補点受付部５００は、操舵トルクと当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値の候補値とにより表される候補点をユーザから受け付け、当該候補点の情報を候補点記憶部５０１に格納する。図６は、候補点の一例を示す図である。図６において、候補点は白丸で表されている。図６に示す例では、候補点受付部５００は、ある速度域における４つの候補点（座標値）を受け付けている。なお、候補点受付部５００が受け付ける候補点の数は、３つ以上の任意の数とすることができる。また、候補点受付部５００は、複数の速度域の各々について、候補点を受け付けることができる。
　多項式算出部５０２は、候補点受付部５００により受け付けられた複数の候補点を近似する高次多項式（二次以上）を最小二乗法やスプライン補間により算出し、算出した高次多項式の情報（例えば、高次多項式の係数等）を多項式記憶部５０３に格納する。なお、複数の速度域の各々について候補点が受け付けられた場合、高次多項式も、複数の速度域の各々について算出される。図７は、候補点を近似する高次多項式（関数）の一例を示す図である。図７に示すように、高次多項式は、例えば、原点（操舵トルク＝０，操舵補助指令値＝０）を通る関数とすることができる。また、高次多項式は、例えば、原点における勾配をゼロとすることができる。
　調整点算出部５０４は、多項式算出部５０２により算出された高次多項式に基づいて、操舵トルクと、当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値とにより表される調整点を算出し、算出した調整点の情報を調整点記憶部５０５に格納する。なお、複数の速度域の各々について高次多項式が算出された場合、調整点も、複数の速度域の各々について算出される。
　図８Ａ及び図８Ｂは、調整点の例を示す図である。図８Ａ及び図８Ｂにおいて、調整点は黒丸で表されている。図８Ａ及び図８Ｂに示す例では、調整点算出部５０４は、７つの調整点（座標値）を算出している。即ち、調整点算出部５０４は、操舵トルクの特定の値Ｘ０～Ｘ７の各々について、高次多項式に基づいて、操舵補助指令値Ｙ０～Ｙ７を算出する。また、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、操舵補助指令値には、速度域ごとに上限値を設定することができる。そして、調整点算出部５０４は、高次多項式と上限値（Ｙ＝上限値の直線）との交点（図８Ａ及び図８Ｂの例では（Ｘ６，Ｙ６））を調整点の１つとすることができる。また、調整点算出部５０４は、当該交点より操舵トルクが大きく操舵補助指令値が上限値である点（図８Ａ及び図８Ｂの例では（Ｘ７，Ｙ７））を調整点とすることができる。なお、調整点算出部５０４が算出する調整点の数は、候補点の数より多い任意の数とすることができる。
　また、調整点算出部５０４は、高次多項式において曲率が比較的大きい区間における調整点の数が比較的多くなるように、調整点を算出することができる。例えば、図８Ａに示す例では、曲率が比較的大きい（操舵トルクが比較的小さい）区間（第２の区間）では、４つの調整点が算出され、曲率が比較的小さい（操舵トルクが比較的大きい）区間（第１の区間）では、３つの調整点が算出されている。
　また、調整点算出部５０４は、高次多項式の曲率が大きくなるにしたがって調整点間における操舵トルクの差が小さくなるように複数の調整点を算出することができる。例えば、図８Ｂに示す例では、曲率が比較的小さい区間では、調整点間における操舵トルクの差が比較的大きいＴｒ２であるのに対して、曲率が比較的大きい区間では、調整点間における操舵トルクの差が比較的小さいＴｒ１となっている。なお、高次多項式の曲率は、例えば２階微分により算出することができる。また、微分は、近接する２点間の差分によって算出されてもよい。
　なお、調整点算出部５０４は、高次多項式において曲率が比較的大きい区間における調整点の数が比較的多くなるように、かつ、高次多項式の曲率が大きくなるにしたがって調整点間における操舵トルクの差が小さくなるように、複数の調整点を算出することができる。
　一次関数算出部５０６は、調整点算出部５０４により算出された調整点における隣接する２点間を結ぶ複数の一次関数を算出し、算出された一次関数の情報（例えば、一次関数の係数等）を、アシストマップ２００を調整するための調整情報として、調整情報記憶部５０７に格納する。複数の速度域の各々について調整点が算出された場合、一次関数も、複数の速度域の各々について算出される。図９は、図８に示した複数の調整点について、隣接する２点間を結ぶ複数の一次関数を示す図である。
　調整情報出力部５０８は、一次関数算出部５０６により算出された一次関数の情報を、アシストマップ２００（操舵トルクと操舵補助指令値との対応関係）を調整するために出力する。調整情報出力部５０８は、例えば、ＣＡＮ４０を介して、調整情報をコントロールユニット３０に書き込むことにより、アシストマップ２００を調整する。
　図１０は、チューニング装置１００Ａにおける処理の一例を示すフローチャートである。　まず、候補点受付部５００は、操舵トルクと当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値の候補値とにより表されるＭ個の候補点をユーザから受け付ける（Ｓ１００１）。多項式算出部５０２は、Ｍ個の候補点を近似する高次多項式を算出する（Ｓ１００２）。調整点算出部５０４は、算出された高次多項式に基づいて、操舵トルクと、当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値とにより表されるＮ個（Ｎ＞Ｍ）の調整点を算出する（Ｓ１００３）。一次関数算出部５０６は、Ｎ個の調整点における隣接する２点間を結ぶＮ－１個の一次関数を算出する（Ｓ１００４）。そして、調整情報出力部５０８は、Ｎ－１個の一次関数の情報を、アシストマップ２００における対応関係を調整するために出力する（Ｓ１００５）。なお、前述したように、チューニング装置１００Ａでは、複数の速度域の各々において、図１０に示す処理を実行することができる。この場合、調整情報の出力は、速度域ごとに行われてもよいし、複数の速度域についてまとめて行われてもよい。
　以上、本発明の第１実施形態について説明した。チューニング装置１００Ａでは、比較的少ないＭ個の候補点をユーザから受け付け、当該Ｍ個の候補点を近似する高次多項式が最小二乗法やスプライン補間により算出され、算出された高次多項式に基づいて、比較的多いＮ個（Ｎ＞Ｍ）の調整点が算出される。そして、チューニング装置１００Ａでは、Ｎ個の調整点における隣接する２点間を結ぶＮ－１個の一次関数が算出され、Ｎ－１個の一次関数の情報が、アシストマップ２００に書き込まれる。従って、図１８に示したように比較的多くの点を人手で決定する場合と比較して、チューニングの作業コストを抑制することができる。また、操舵補助指令値の算出時に参照される情報は、一次関数の情報であるため、図１９に示したように高次多項式の情報をそのまま参照する場合と比較して、操舵補助指令値の演算処理時間を抑制することができる。
　また、チューニング装置１００Ａでは、図８に例示したように、高次多項式の曲率が比較的大きい領域における調整点の個数を、高次多項式の曲率が比較的小さい領域における調整点の個数よりも多くすることができる。これにより、図９に例示したように、一次関数による補間を行った場合における操舵補助指令値の変化を滑らかにし、操舵フィールを良好なものとすることができる。
　また、チューニング装置１００Ａでは、最小二乗法又はスプライン補間によって高次多項式の算出を行うことにより、図８に例示したように、特に操舵トルクの低い領域における操舵補助指令値の変化が緩やかになり、操舵フィールを良好なものとすることができる。
　＝＝第２実施形態＝＝
　次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同等の構成には同等の符号を付して詳細な説明を省略する。
　図１１は、アシストマップ２００の一例であるアシストマップ２００Ｂを示す図である。アシストマップ２００Ｂは、図３に示したアシストマップ２００Ａと比較すると、上限値近傍における操舵補助指令値の変化が滑らかである点が異なっている。
　図１２は、チューニング装置１００の一例であるチューニング装置１００Ｂ（第２実施形態）において実現される機能を示すブロック図である。チューニング装置１００Ｂは、図５に示したチューニング装置１００Ａが備える構成に加えて、多項式補正部１２００をさらに備えている。
　多項式補正部１２００は、操舵補助指令値を所定の上限値で制限するとともに、当該所定の上限値近傍において、操舵トルクに対する操舵補助指令値の変化率が漸次的に減少するように高次多項式を補正して補正高次多項式を算出する。そして、多項式補正部１２００は、算出した補正高次多項式の情報（例えば、補正高次多項式の係数等）を多項式記憶部５０３に格納する。
　図１３Ａは、高次多項式の補正の一例を示す図である。図１３Ａに示すように、多項式補正部１２００は、高次多項式と上限値の直線との交点Ｘを求める。そして、多項式補正部１２００は、交点Ｘより操舵トルクが低い領域における高次多項式の点Ａと、交点Ｘより操舵トルクが高い領域における直線の点Ｂを求める。図１３Ａに示すように、点Ａの操舵トルクは交点Ｘの操舵トルクよりもＣａだけ低く、点Ｂの操舵トルクは交点Ｘの操舵トルクよりもＣｂだけ高い。なお、Ｃａ，Ｃｂの値は、予め定められていてもよいし、例えば交点Ｘにおける高次多項式の傾き等に基づいて動的に算出されてもよい。点Ａ，Ｂが求まると、多項式補正部１２００は、点Ａから点Ｂに向かって、操舵トルクに対する操舵補助指令値の変化率（傾き）が漸次的に減少するように、点Ａ及び点Ｂ間の補正曲線（例えば三次曲線）を算出する。なお、多項式補正部１２００は、点Ａにおいて、高次多項式の傾きと補正曲線の傾きとが等しくなるように補正曲線を算出することができる。また、多項式補正部５０３は、点Ｂにおける傾きがゼロとなるように補正曲線を算出することができる。
　図１３Ｂは、補正高次多項式の一例を示す図である。図１３Ｂに示すように、補正高次多項式は、操舵トルクが点Ａより低い領域では高次多項式、操舵トルクが点Ａと点Ｂの間では補正曲線、操舵トルクが点Ｂより高い領域では上限値の直線により構成される。
　調整点算出部５０４は、多項式補正部１２００により算出された補正高次多項式に基づいて、操舵トルクと、当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値とにより表される調整点を算出し、算出した調整点の情報を調整点記憶部５０５に格納する。なお、複数の速度域の各々について高次多項式が算出された場合、調整点も、複数の速度域の各々について算出される。
　図１４は、調整点の一例を示す図である。図１４において、調整点は黒丸で表されている。図１４に示す例では、調整点算出部５０４は、１１個の調整点（座標値）を算出している。即ち、調整点算出部５０４は、操舵トルクの特定の値Ｘ０～Ｘ１０の各々について、補正高次多項式に基づいて、操舵補助指令値Ｙ０～Ｙ１０を算出する。なお、調整点算出部５０４が算出する調整点の数は、候補点の数より多い任意の数とすることができる。図１５は、図１４に示した複数の調整点について、隣接する２点間を結ぶ複数の一次関数を示す図である。
　また、調整点算出部５０４は、図８Ａ及び図８Ｂに示した例と同様に、補正高次多項式において曲率が比較的大きい区間における調整点の数が比較的多くなるように、及び／又は、高次多項式の曲率が大きくなるにしたがって調整点間における操舵トルクの差が小さくなるように、調整点を算出することができる。
　図１６は、チューニング装置１００Ｂにおける処理の一例を示すフローチャートである。まず、候補点受付部５００は、操舵トルクと当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値の候補値とにより表されるＭ個の候補点をユーザから受け付ける（Ｓ１６０１）。多項式算出部５０２は、Ｍ個の候補点を近似する高次多項式を最小二乗法により算出する（Ｓ１６０２）。多項式補正部１２００は、操舵補助指令値を所定の上限値で制限するとともに、当該所定の上限値近傍において、操舵トルクに対する操舵補助指令値の変化率が漸次的に減少するように高次多項式を補正して補正高次多項式を算出する（Ｓ１６０３）。調整点算出部５０４は、算出された補正高次多項式に基づいて、操舵トルクと、当該操舵トルクに応じた操舵補助指令値とにより表されるＮ個（Ｎ＞Ｍ）の調整点を算出する（Ｓ１６０４）。一次関数算出部５０６は、Ｎ個の調整点における隣接する２点間を結ぶＮ－１個の一次関数を算出する（Ｓ１６０５）。そして、調整情報出力部５０８は、Ｎ－１個の一次関数の情報を、アシストマップ２００における対応関係を調整するために出力する（Ｓ１６０６）。なお、前述したように、チューニング装置１００では、複数の速度域の各々において、図１６に示す処理を実行することができる。この場合、調整情報の出力は、速度域ごとに行われてもよいし、複数の速度域についてまとめて行われてもよい。
　図１７Ａ～図１７Ｃを参照して、高次多項式の補正による効果を検証するためのシミュレーション結果を説明する。
　図１７Ａは、シミュレーションで用いたアシストマップを示す図である。図１７Ａに示すように、シミュレーションでは、高次多項式の代わりに傾き２０（Ａ／Ｎｍ）の直線が用いられている。また、操舵補助指令値の上限値は８０（Ａ）、傾き２０の直線と上限値の直線との交点Ｘの操舵トルクは５（Ｎｍ）、交点Ｘより操舵トルクが低い領域における点Ａの座標は（４（Ｎｍ），６０（Ａ））、交点Ｘより操舵トルクが高い領域における点Ｂの座標は（７（Ｎｍ），８０（Ａ））であり、点Ａ及び点Ｂ間の補正曲線は三次曲線である。
　図１７Ｂは、ハンドル舵角の変化に伴う操舵トルクの変化を、横軸を時間で示したシミュレーション結果である。また、図１７Ｃは、ハンドル舵角の変化に伴う操舵トルクの変化を、横軸をハンドル舵角で示したシミュレーション結果である。本シミュレーションでは、ハンドル舵角を図１７Ｂに破線で示すように変化させた場合の操舵トルクの変化を検出した。図１７Ｂ及び図１７Ｃに示すように、補正なしの場合、ハンドル舵角３２０度付近において操舵トルクが大きく変化している。他方、補正ありの場合、補正なしの場合と比較して、ハンドル舵角３２０度付近における操舵トルクの変化が緩やかになっている。このシミュレーション結果から明らかなように、操舵補助指令値の上限値近傍において、操舵トルクに対する操舵補助指令値の変化率が漸次的に減少するように高次多項式を補正することにより、ハンドル舵角の変化に伴う操舵トルクの変化を緩やかにすることが可能であることがわかる。
　以上、本発明の第２実施形態について説明した。チューニング装置１００Ｂでは、比較的少ないＭ個の候補点をユーザから受け付け、当該Ｍ個の候補点を近似する高次多項式が最小二乗法やスプライン補間により算出される。さらに、操舵補助指令値の上限値近傍において、操舵トルクに対する操舵補助指令値の変化率が漸次的に減少するように補正高次多項式が算出される。そして、算出された補正高次多項式に基づいて、比較的多いＮ個（Ｎ＞Ｍ）の調整点が算出される。そして、チューニング装置１００Ｂでは、Ｎ個の調整点における隣接する２点間を結ぶＮ－１個の一次関数が算出され、Ｎ－１個の一次関数の情報が、アシストマップ２００に書き込まれる。
　これにより、図１８に示したように比較的多くの点を人手で決定する場合と比較して、チューニングの作業コストを抑制することができる。また、操舵補助指令値の算出時に参照される情報は、一次関数の情報であるため、図１９に示したように高次多項式の情報をそのまま参照する場合と比較して、操舵補助指令値の演算処理時間を抑制することができる。また、チューニング装置１００Ｂにおいては、補正高次多項式に基づいて一次関数が算出されるため、一次関数又は高次多項式と操舵補助指令値の上限値との交点の前後における操舵補助指令値の変化率（傾き）の急激な変化が抑制され、操舵フィールを向上させることができる。
　なお、本実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。
　１　ハンドル１
　２　コラム軸２
　３　減速ギア３
　４ａ，４ｂ　ユニバーサルジョイント
　５　ピニオンラック機構
　６ａ，６ｂ　タイロッド
　７ａ，７ｂ　ハブユニット
　８Ｌ，８Ｒ　操向車輪
　１０　トルクセンサ
　１１　イグニションキー
　１３　バッテリ
　１４　舵角センサ
　２０　モータ２０
　３０　コントロールユニット（ＥＣＵ）
　４０　ＣＡＮ
　４１　非ＣＡＮ
　１００　チューニング装置
　２００　アシストマップ２００
　２０１　操舵補助指令値演算部
　２０２　減算部２０２
　２０３　ＰＩ制御部
　２０４　ＰＷＭ制御部２０４
　２０５　インバータ
　２１０　モータ電流検出器
　４００　プロセッサ
　４０１　記憶装置
　４０２　通信インタフェース
　４０３　入力インタフェース
　４０４　表示装置
　５００　候補点受付部
　５０１　候補点記憶部
　５０２　多項式算出部
　５０３　多項式記憶部
　５０４　調整点算出部
　５０５　調整点記憶部
　５０６　一次関数算出部
　５０７　調整情報記憶部
　５０８　調整情報出力部
　１２００　多項式補正部

Claims (9)

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