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JP6701957B2 - Inspection device for electric power steering control device and electric power steering device equipped with the inspection device - Google Patents

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

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JP6701957B2
JP6701957B2 JP2016102504A JP2016102504A JP6701957B2 JP 6701957 B2 JP6701957 B2 JP 6701957B2 JP 2016102504 A JP2016102504 A JP 2016102504A JP 2016102504 A JP2016102504 A JP 2016102504A JP 6701957 B2 JP6701957 B2 JP 6701957B2
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Description

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

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

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

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

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

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

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

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

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

このような電動パワーステアリング装置では、装置に起因して発生する振動を抑制するためや、車両の安定性、操舵感等を損なわないようにするために、制御において使用するパラメータを調整している。   In such an electric power steering apparatus, parameters used in control are adjusted in order to suppress vibrations caused by the apparatus and to prevent deterioration of vehicle stability, steering feeling, and the like. .

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

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

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

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

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

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

本発明の上記目的は、前記判定部は、所定の第1周波数帯域での前記伝達関数Lのゲイン及び位相に基づいて前記判定を行うことにより、或いは、前記第1周波数帯域は20Hzから50Hzまでの帯域であることにより、或いは、前記判定部は、前記第1周波数帯域での前記位相が所定の位相範囲内である第2周波数帯域での前記ゲインが所定の第1閾値以下の場合、又は、前記位相範囲以外の周波数帯域での前記ゲインが前記第1閾値より大きい所定の第2閾値以下の場合、前記制御的発振が発生し難いと判定することにより、或いは、前記位相範囲は−180±30degであり、前記第1閾値は−3dBであり、前記第2閾値は0dBであることにより、或いは、前記制御パラメータは、少なくともトルク系制御パラメータ及び角度系制御パラメータを含むことにより、或いは、前記伝達関数Lは、前記制御パラメータに加えて、少なくともモデルパラメータにより定義されることにより、或いは、前記モデルパラメータは、少なくともトルク系モデルパラメータ及び角度系モデルパラメータを含むことにより、或いは、前記伝達関数Lは、前記トルク系制御パラメータで定義される伝達関数C、前記角度系制御パラメータで定義される伝達関数Cθ、前記トルク系モデルパラメータで定義される伝達関数P及び前記角度系モデルパラメータで定義される伝達関数Pθより、L=−(C+Cθθ)として定義されることにより、より効果的に達成される。
The above object of the present invention, the determination unit, by performing the determination based on the gain and phase of the transfer function L at a predetermined first frequency band, or the first frequency band is 2 0 Hz or al by 5 a band up to 0 Hz, or the determination unit, wherein the phase of the first frequency band is the gain in the second frequency band is within a predetermined phase range is equal to or less than the predetermined first threshold value If, or, if the gain in a frequency band other than the phase range is equal to or less than a predetermined second threshold value that is greater than the first threshold value, by determining that the controlled oscillation is unlikely to occur, or the phase range Is −180±30 deg, the first threshold is −3 dB, and the second threshold is 0 dB, or the control parameter includes at least a torque system control parameter and an angle system control parameter. Or, the transfer function L is defined by at least a model parameter in addition to the control parameter, or the model parameter includes at least a torque system model parameter and an angle system model parameter, or , The transfer function L is a transfer function C t defined by the torque system control parameter, the transfer function C θ is defined by the angle system control parameter, the transfer function P t is defined by the torque system model parameter, and the transfer function C t is defined by the torque system model parameter. The transfer function P θ defined by the angle system model parameter is more effectively achieved by defining as L=−(C t P t +C θ P θ ).

また、上記の電動パワーステアリング制御装置の検査装置及び前記電動パワーステアリング制御装置を搭載し、前記判定部が、前記制御的発振が発生し難いと判定した場合、前記制御パラメータを更新し、前記制御的発振が発生し難いと判定しない場合、前記制御パラメータを更新しない電動パワーステアリング装置により上記目的は達成される。   Further, when the inspection device for the electric power steering control device and the electric power steering control device are mounted, and the determination unit determines that the controllable oscillation is unlikely to occur, the control parameter is updated and the control is performed. The above object is achieved by the electric power steering apparatus that does not update the control parameter when it is not determined that the dynamic oscillation is unlikely to occur.

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

電動パワーステアリング装置の概要を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of an electric power steering device. 電動パワーステアリング装置のコントロールユニット(ECU)の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of composition of a control unit (ECU) of an electric power steering device. 本発明に係る検査装置が検査を行う電動パワーステアリング制御装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of composition of an electric power steering control device which an inspection device concerning the present invention inspects. 図3における制御対象を分割して表わした構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example which divided and represented the control object in FIG. 図4に示される構成例の安定性を判別するために変形した構成例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example modified to determine the stability of the configuration example shown in FIG. 4. 電動パワーステアリング装置を模式的に表したブロック図である。It is the block diagram which represented the electric power steering apparatus typically. 本発明に係る検査装置が検査を行う電動パワーステアリング制御装置の詳細な構成例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of detailed composition of an electric power steering control device which an inspection device concerning the present invention inspects. 制御対象の伝達関数の周波数特性をシミュレーションした例を示す特性図である。(A)はトルク系制御対象の伝達関数の周波数特性の例を示す特性図であり、(B)は角度系制御対象の伝達関数の周波数特性の例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the example which simulated the frequency characteristic of the transfer function of a control object. (A) is a characteristic diagram showing an example of frequency characteristics of a transfer function of a torque system control target, and (B) is a characteristic diagram showing an example of frequency characteristics of a transfer function of an angle system control target. 制御部の伝達関数の周波数特性をシミュレーションした例を示す特性図である。(A)はトルク系制御部の伝達関数の周波数特性の例を示す特性図であり、(B)は角度系制御部の伝達関数の周波数特性の例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the example which simulated the frequency characteristic of the transfer function of a control part. (A) is a characteristic diagram showing an example of frequency characteristics of a transfer function of the torque system control unit, and (B) is a characteristic diagram showing an example of frequency characteristics of a transfer function of the angle system control unit. 電流指令値に関する伝達関数の周波数特性をシミュレーションした例を示す特性図である。(A)はゲイン特性の例を示す特性図であり、(B)は位相特性の例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the example which simulated the frequency characteristic of the transfer function regarding a current command value. (A) is a characteristic diagram showing an example of a gain characteristic, and (B) is a characteristic diagram showing an example of a phase characteristic. 本発明の構成例(第1実施形態)を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (1st Embodiment) of this invention. 第1実施形態での結果出力部の表示例を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the example of a display of the result output part in 1st Embodiment. 本発明の動作例(第1実施形態)を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing an operation example (first embodiment) of the present invention. 制御的発振判定の動作例(第1実施形態)を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing an operation example (first embodiment) of controllable oscillation determination. 本発明の構成例(第2実施形態)を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (2nd Embodiment) of this invention. 本発明の動作例(第2実施形態)を示すフローチャートである。7 is a flowchart showing an operation example (second embodiment) of the present invention.

本発明では、電流指令値に関する伝達関数Lに基づいて、伝達関数Lの特性から、制御的発振が発生し難いように電動パワーステアリング制御装置が設計されているかの判定(以下、「制御的発振判定」とする)を行う。制御的発振とは、電動パワーステアリング制御装置による制御において、制御が十分に作用せず、必要以上のアシスト力が発生する等、制御装置の制御に起因して発生する発振のことを指す。検査対象となる電動パワーステアリング制御装置は、操舵トルク等のトルク系情報を基に制御を行うトルク系制御部と、モータの回転角等の角度系情報を基に制御を行う角度系制御部で構成され、各制御部で電流指令値が演算される。電動パワーステアリング制御装置が制御する対象(制御対象モデル)も、トルク系情報に関するトルク系制御対象と角度系情報に関する角度系制御対象に分けられる。伝達関数Lは電流指令値を入出力とする一巡伝達関数として定義され、各制御部及び各制御対象を含む全体を表わす伝達関数となる。この伝達関数Lの特性を基に制御的発振判定の検査を行うので、注目する特性は、制御的発振が発生する周波数帯域(第1周波数帯域)、例えば略20Hzから略50Hzまでの周波数帯域の特性である。この周波数帯域の特性が予め定められた特徴を有している場合、制御的発振が発生し難いと判定する。このように、伝達関数Lの特性のみで制御的発振判定の検査を行うので、工数を抑制した効率的な検査を行うことができ、角度系情報を扱う制御部や制御対象を伝達関数Lに含ませているので、角度系の特性も考慮した的確な検査を行うことができる。   In the present invention, based on the transfer function L relating to the current command value, it is judged from the characteristics of the transfer function L whether the electric power steering control device is designed so that the controllable oscillation is unlikely to occur (hereinafter, “controllable oscillation”). Judgment”). The controllable oscillation refers to an oscillation that occurs due to the control of the control device, such as a control that does not sufficiently act in the control by the electric power steering control device and an excessive assist force is generated. The electric power steering control device to be inspected consists of a torque system control unit that controls based on torque system information such as steering torque, and an angle system control unit that performs control based on angle system information such as the rotation angle of the motor. The current command value is calculated in each control unit. The target (control target model) controlled by the electric power steering control device is also divided into a torque system control target related to torque system information and an angle system control target related to angle system information. The transfer function L is defined as a loop transfer function having a current command value as an input/output, and is a transfer function representing the whole including each control unit and each control target. Since the controllable oscillation determination is inspected based on the characteristic of the transfer function L, the characteristic of interest is the frequency band (first frequency band) in which the controlled oscillation occurs, for example, the frequency band from about 20 Hz to about 50 Hz. It is a characteristic. When the characteristic of this frequency band has a predetermined characteristic, it is determined that controllable oscillation is unlikely to occur. As described above, since the control oscillation determination is inspected only by the characteristics of the transfer function L, it is possible to perform the efficient inspection while suppressing the man-hour, and the transfer function L is set to the control unit or the control target that handles the angle system information. Since it is included, it is possible to perform an accurate inspection in consideration of the characteristics of the angle system.

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

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

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

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


伝達関数P及びPθは、システム同定理論に基づいた実験により算出されるが、基となる伝達関数は例えば以下のようにして導出される。

The transfer functions P t and P θ are calculated by an experiment based on the system identification theory, and the basic transfer function is derived as follows, for example.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

即ち、電流指令値演算部100及びトルク系SAT補償部132がトルク系制御部60として機能し、収れん性補償部110、慣性補償部120及び角度系SAT補償部131が角度系制御部70として機能する。そして、数5を構成するパラメータがトルク系制御パラメータ、数6を構成するパラメータが角度系制御パラメータであり、トルク系制御パラメータ及び角度系制御パラメータを合わせて制御パラメータとなる。なお、上記の構成要素に限らず、操舵トルク又は回転角に基づいて電流指令値を演算する構成要素であれば、トルク系制御部又は角度系制御部に組み入れ、伝達関数C又はCθを構成する要素として良い。一般的に線形に近似できる制御器においては、構成要素の特性は、フィードバックするそれぞれの信号(本実施形態では「操舵トルク」及び「回転角」)から電流指令値までのそれぞれの伝達関数に等価変換することができるからである。 That is, the current command value computing unit 100 and the torque system SAT compensating unit 132 function as the torque system control unit 60, and the agility compensating unit 110, the inertia compensating unit 120, and the angle system SAT compensating unit 131 function as the angle system control unit 70. To do. Then, the parameters forming the equation 5 are torque system control parameters, the parameters forming the equation 6 are angle system control parameters, and the torque system control parameter and the angle system control parameter are combined to be a control parameter. Not limited to the above-described components, any component that calculates the current command value based on the steering torque or the rotation angle may be incorporated in the torque system control unit or the angle system control unit to calculate the transfer function C t or C θ . Good as a constituent element. Generally, in a controller that can be approximated linearly, the characteristics of the constituent elements are equivalent to the respective transfer functions from the respective signals to be fed back (“steering torque” and “rotation angle” in this embodiment) to the current command value. This is because it can be converted.

本実施形態では、上記の数1及び数3〜数6を用いて導出される伝達関数Lを用いて、制御的発振判定を行う。   In the present embodiment, the controllable oscillation determination is performed using the transfer function L that is derived by using the above equations 1 and 3 to 6.

次に、制御的発振判定を行うための伝達関数Lの特性について説明する。   Next, the characteristics of the transfer function L for performing controllable oscillation determination will be described.

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

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

図10に示される周波数特性を有する伝達関数Lに対する制御的発振判定では、先ず制御的発振が発生する第1周波数帯域(20〜50Hz)の周波数特性を調べる。即ち、第1周波数帯域において、位相が所定の位相範囲、例えば−180±30degとなっている周波数帯域(第2周波数帯域、図10において点線より右側)でのゲインが所定の閾値(第1閾値)THg1(例えば−3dB)以下の場合、又は位相が上記の所定の位相範囲以外の周波数帯域(図10において点線より左側。以下、「第3周波数帯域」とする)でのゲインが第1閾値より大きい所定の閾値(第2閾値)THg2(例えば0dB)以下の場合、制御的発振が発生し難いと判定する。図10に示される周波数特性は上記の条件を満たすので、この周波数特性を有する伝達関数Lで表現される電動パワーステアリング制御装置では制御的発振が発生し難いと判定される。なお、図8及び図9に示される周波数特性はシミュレーションの一例であり、図10に示される周波数特性も一例となる。   In the controllable oscillation determination for the transfer function L having the frequency characteristic shown in FIG. 10, first, the frequency characteristic in the first frequency band (20 to 50 Hz) in which the controllable oscillation occurs is examined. That is, in the first frequency band, the gain in a predetermined phase range, for example, a frequency band in which the phase is −180±30 deg (second frequency band, right side from the dotted line in FIG. 10) is a predetermined threshold value (first threshold value). ) THg1 (for example, -3 dB) or less, or the gain in the frequency band other than the above-described predetermined phase range (left side of the dotted line in FIG. 10, hereinafter referred to as "third frequency band") is the first threshold value. When it is equal to or smaller than a predetermined threshold value (second threshold value) THg2 (for example, 0 dB) that is larger than the threshold value, it is determined that control oscillation is unlikely to occur. Since the frequency characteristic shown in FIG. 10 satisfies the above condition, it is determined that controllable oscillation is unlikely to occur in the electric power steering control device represented by the transfer function L having this frequency characteristic. The frequency characteristics shown in FIGS. 8 and 9 are examples of simulations, and the frequency characteristics shown in FIG. 10 are also examples.

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

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

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

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

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

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

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

判定部220は、制御パラメータPc及びモデルパラメータ格納部210に格納されているモデルパラメータPmを入力し、制御的発振判定を行う(ステップS20)。   The determination unit 220 inputs the control parameter Pc and the model parameter Pm stored in the model parameter storage unit 210 and performs controllable oscillation determination (step S20).

制御的発振判定では、制御パラメータPc及びモデルパラメータPmを用いて、数1及び数3〜数6より伝達関数Lを生成する(ステップS210)。そして、第1周波数帯域(20〜50Hz)での伝達関数Lの位相が−180±30degである第2周波数帯域が存在するか確認する(ステップS220)。第2周波数帯域が存在する場合、第2周波数帯域での伝達関数Lのゲインが第1閾値THg1(−3dB)以下であるか確認し(ステップS230)、ゲインが第1閾値THg1以下の場合、判定結果Rjを「OK」として(ステップS240)、出力する。ゲインが第1閾値THg1以下ではない場合、又は第2周波数帯域が存在しない場合、第3周波数帯域が存在するか確認する(ステップS250)。第3周波数帯域が存在する場合、第3周波数帯域での伝達関数Lのゲインが第2閾値THg2(0dB)以下であるか確認し(ステップS260)、ゲインが第2閾値THg2以下の場合、判定結果Rjを「OK」として(ステップS240)、出力する。ゲインが第2閾値THg2以下ではない場合、又は第3周波数帯域が存在しない場合、判定結果Rjを「NG」として(ステップS270)、出力する。   In the controllable oscillation determination, the transfer function L is generated from the equation 1 and the equations 3 to 6 using the control parameter Pc and the model parameter Pm (step S210). Then, it is confirmed whether or not there is a second frequency band in which the phase of the transfer function L in the first frequency band (20 to 50 Hz) is −180±30 deg (step S220). When the second frequency band is present, it is confirmed whether the gain of the transfer function L in the second frequency band is the first threshold value THg1 (-3 dB) or less (step S230), and when the gain is the first threshold value THg1 or less, The determination result Rj is output as “OK” (step S240). If the gain is not equal to or lower than the first threshold THg1, or if the second frequency band does not exist, it is confirmed whether the third frequency band exists (step S250). When the third frequency band exists, it is confirmed whether the gain of the transfer function L in the third frequency band is the second threshold THg2 (0 dB) or less (step S260), and if the gain is the second threshold THg2 or less, the determination is made. The result Rj is output as “OK” (step S240). When the gain is not less than or equal to the second threshold THg2, or when the third frequency band does not exist, the determination result Rj is set to "NG" (step S270) and output.

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

なお、第1実施形態ではモデルパラメータPmをモデルパラメータ格納部210に格納しているが、判定部220に格納するようにしても良い。或いは、制御パラメータ入力部200からモデルパラメータPmも入力するようにしても良い。これらの場合、モデルパラメータ格納部210は不要となる。また、判定部220での制御的発振判定における第1周波数帯域の範囲、第2周波数帯域を決定する位相範囲、第1閾値THg1及び第2閾値THg2の各値は予め設定されているが、外部から値を設定できるようにしても良い。   Although the model parameter Pm is stored in the model parameter storage unit 210 in the first embodiment, it may be stored in the determination unit 220. Alternatively, the model parameter Pm may also be input from the control parameter input unit 200. In these cases, the model parameter storage unit 210 becomes unnecessary. The range of the first frequency band, the phase range that determines the second frequency band, the first threshold value THg1 and the second threshold value THg2 in the controllable oscillation determination by the determination unit 220 are set in advance. You may be able to set the value from.

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

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

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

制御パラメータ出力部330は、判定部220から出力される判定結果Rjを確認し、判定結果Rjが「OK」の場合は、制御パラメータ入力部200から入力した制御パラメータPcを電動パワーステアリング制御装置50に出力し、判定結果Rjが「NG」の場合は、出力しない。   The control parameter output unit 330 confirms the determination result Rj output from the determination unit 220, and when the determination result Rj is “OK”, the control parameter Pc input from the control parameter input unit 200 is used as the electric power steering controller 50. If the determination result Rj is "NG", it is not output.

第2実施形態の動作例を図16に示す。第2実施形態では、第1実施形態の動作例と同様に、制御パラメータPcの入力(ステップS10)及び制御的発振判定(ステップS20)が実行され、その後、上記の制御パラメータ出力部330での動作が実行される。即ち、制御パラメータ出力部330は判定結果Rjを確認し(ステップS40)、判定結果Rjが「OK」の場合は、制御パラメータPcを出力し(ステップS50)、動作を終了する。判定結果Rjが「NG」の場合は、制御パラメータPcを出力せずに、動作を終了する。   FIG. 16 shows an operation example of the second embodiment. In the second embodiment, similarly to the operation example of the first embodiment, the input of the control parameter Pc (step S10) and the controllable oscillation determination (step S20) are executed, and then the control parameter output unit 330 described above. The operation is executed. That is, the control parameter output unit 330 confirms the determination result Rj (step S40), and outputs the control parameter Pc (step S50) when the determination result Rj is "OK", and ends the operation. When the determination result Rj is "NG", the operation is ended without outputting the control parameter Pc.

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

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

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

Claims (10)

少なくともトルク系情報及び角度系情報を用いて電流指令値を演算し、車両の操舵系にアシスト力を付与するモータの駆動を前記電流指令値に基づいて制御する電動パワーステアリング制御装置の検査を行う検査装置において、
前記電流指令値の演算の基となる制御パラメータを入力する制御パラメータ入力部と、
少なくとも前記制御パラメータにより定義される、前記電流指令値に関する伝達関数Lに基づいて、前記車両において制御的発振が発生し難いかの判定を行う判定部を備えることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置の検査装置。
An electric power steering control device for controlling a drive of a motor that calculates an electric current command value using at least torque system information and angle system information and applies an assist force to a steering system of a vehicle based on the electric current command value is inspected. In the inspection device,
A control parameter input unit for inputting a control parameter which is a basis of calculation of the current command value,
An electric power steering control device, comprising: a determination unit that determines whether control oscillation is difficult to occur in the vehicle based on at least a transfer function L related to the current command value defined by the control parameter. Inspection equipment.
前記判定部は、所定の第1周波数帯域での前記伝達関数Lのゲイン及び位相に基づいて前記判定を行う請求項1に記載の電動パワーステアリング制御装置の検査装置。   The inspection device for an electric power steering control device according to claim 1, wherein the determination unit makes the determination based on a gain and a phase of the transfer function L in a predetermined first frequency band. 前記第1周波数帯域は20Hzから50Hzまでの帯域である請求項2に記載の電動パワーステアリング制御装置の検査装置。 Wherein the first frequency band inspecting device for an electric power steering control apparatus according to claim 2 is the band of up to 2 0 Hz or et 5 0 Hz. 前記判定部は、前記第1周波数帯域での前記位相が所定の位相範囲内である第2周波数帯域での前記ゲインが所定の第1閾値以下の場合、又は、前記位相範囲以外の周波数帯域での前記ゲインが前記第1閾値より大きい所定の第2閾値以下の場合、前記制御的発振が発生し難いと判定する請求項2又は3に記載の電動パワーステアリング制御装置の検査装置。   When the gain in the second frequency band in which the phase in the first frequency band is within a predetermined phase range is equal to or less than a predetermined first threshold value, or in a frequency band other than the phase range 4. The inspection device for the electric power steering control device according to claim 2, wherein the control oscillation is determined to be unlikely to occur when the gain is less than or equal to a predetermined second threshold value that is greater than the first threshold value. 前記位相範囲は−180±30degであり、前記第1閾値は−3dBであり、前記第2閾値は0dBである請求項4に記載の電動パワーステアリング制御装置の検査装置。 The inspection apparatus for an electric power steering control device according to claim 4, wherein the phase range is −180±30 deg, the first threshold is −3 dB, and the second threshold is 0 dB. 前記制御パラメータは、少なくともトルク系制御パラメータ及び角度系制御パラメータを含む請求項1乃至5のいずれかに記載の電動パワーステアリング制御装置の検査装置。   The inspection device for an electric power steering control device according to claim 1, wherein the control parameter includes at least a torque system control parameter and an angle system control parameter. 前記伝達関数Lは、前記制御パラメータに加えて、少なくともモデルパラメータにより定義される請求項6に記載の電動パワーステアリング制御装置の検査装置。   The inspection device for an electric power steering controller according to claim 6, wherein the transfer function L is defined by at least a model parameter in addition to the control parameter. 前記モデルパラメータは、少なくともトルク系モデルパラメータ及び角度系モデルパラメータを含む請求項7に記載の電動パワーステアリング制御装置の検査装置。   The inspection device for an electric power steering controller according to claim 7, wherein the model parameter includes at least a torque system model parameter and an angle system model parameter. 前記伝達関数Lは、前記トルク系制御パラメータで定義される伝達関数C、前記角度系制御パラメータで定義される伝達関数Cθ、前記トルク系モデルパラメータで定義される伝達関数P及び前記角度系モデルパラメータで定義される伝達関数Pθより、L=−(C+Cθθ)として定義される請求項8に記載の電動パワーステアリング制御装置の検査装置。 The transfer function L includes a transfer function C t defined by the torque system control parameter, a transfer function C θ defined by the angle system control parameter, a transfer function P t defined by the torque system model parameter, and the angle. from the transfer function P theta defined by the system model parameters, L = - (C t P t + C θ P θ) inspection of the electric power steering control device according to claim 8 which is defined as. 請求項1乃至9のいずれかに記載の電動パワーステアリング制御装置の検査装置及び前記電動パワーステアリング制御装置を搭載し、
前記判定部が、前記制御的発振が発生し難いと判定した場合、前記制御パラメータを更新し、前記制御的発振が発生し難いと判定しない場合、前記制御パラメータを更新しない電動パワーステアリング装置。
An inspection device for an electric power steering control device according to any one of claims 1 to 9 and the electric power steering control device are mounted,
An electric power steering device that updates the control parameter when the determination unit determines that the controllable oscillation is unlikely to occur, and does not update the control parameter when it is determined that the controllable oscillation is unlikely to occur.
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