本發(fā)明涉及輸入輸出裝置以及轉(zhuǎn)向測量裝置,特別涉及用于鑒別轉(zhuǎn)向器的機械常數(shù)的輸入輸出裝置以及具備該輸入輸出裝置的轉(zhuǎn)向測量裝置。
背景技術(shù):
作為以往裝置的例子,有專利文獻1所示的轉(zhuǎn)向器的試驗裝置。在該專利文獻1中,用于對轉(zhuǎn)向裝置進行試驗的試驗裝置具備主控制器(旋轉(zhuǎn)器控制裝置)、用于對轉(zhuǎn)矩信號進行監(jiān)視的數(shù)據(jù)記錄器、產(chǎn)生對通過數(shù)據(jù)記錄器得到的轉(zhuǎn)矩信號進行模擬的正弦掃描(Sine sweep)波形的試驗信號的試驗信號產(chǎn)生器。主控制器具有與一般的轉(zhuǎn)向裝置所具備的作為批量生產(chǎn)產(chǎn)品的控制裝置(車載控制器)大致同樣的結(jié)構(gòu),評價轉(zhuǎn)向裝置的機械特性。在該試驗裝置中,利用數(shù)據(jù)記錄器對從轉(zhuǎn)向裝置所具備的轉(zhuǎn)矩檢測器(轉(zhuǎn)矩傳感器)輸出的轉(zhuǎn)矩信號直接進行AD變換等而取入,在利用固定器具固定轉(zhuǎn)向器的狀態(tài)下,根據(jù)與試驗信號產(chǎn)生器所產(chǎn)生的正弦掃描波形相應(yīng)的驅(qū)動信號控制操舵致動器,對轉(zhuǎn)向器進行激振。
專利文獻1:日本特開2008-232724號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
在上述專利文獻1中,作為批量生產(chǎn)產(chǎn)品,除了轉(zhuǎn)向器所具備的控制裝置(車載控制器)之外,在車輛中還另行具備用于評價機械特性的激振用的控制裝置(主控制器),構(gòu)成為利用該激振用的控制裝置(主控制器)驅(qū)動操舵致動器,所以需要兩個控制裝置。進而,利用試驗裝置對轉(zhuǎn)矩傳感器的輸出直接進行AD變換等而取入,需要將傳感器信號線、驅(qū)動信號線變更連接于試驗裝置。因此,是復(fù)雜的結(jié)構(gòu),另外,存在花費很多的工夫,成本也高這樣的問題點。
另外,一般而言,相對于想要測量的頻帶,連接被車輛搭載的電氣安裝件之間的通信網(wǎng)絡(luò)的通信速度慢,所以在使用該通信網(wǎng)絡(luò)的專利文獻1中,無法實時地傳遞高的頻率分量,難以經(jīng)由車載通信網(wǎng)絡(luò),將電動動力轉(zhuǎn)向裝置直至高的頻率進行激振,并直至高的頻率測量響應(yīng)數(shù)據(jù)。
本發(fā)明是為了解決如上所述的課題而完成的,其目的在于得到能夠利用簡單的結(jié)構(gòu)容易地鑒別轉(zhuǎn)向器的機械特性的轉(zhuǎn)向測量裝置。
本發(fā)明涉及的輸入輸出裝置經(jīng)由車輛所具備的車載通信網(wǎng)絡(luò)連接于控制裝置,該控制裝置用于控制旋轉(zhuǎn)器,該旋轉(zhuǎn)器設(shè)置于電動動力轉(zhuǎn)向裝置,該電動動力轉(zhuǎn)向裝置用于產(chǎn)生針對設(shè)置于所述車輛的轉(zhuǎn)向器的操舵輔助力,所述輸入輸出裝置根據(jù)從外部輸入的激振開始指示,生成用于使所述旋轉(zhuǎn)器的激振開始的激振開始指示信號,經(jīng)由所述車載通信網(wǎng)絡(luò)而將所述激振開始指示信號發(fā)送到所述控制裝置,經(jīng)由所述車載通信網(wǎng)絡(luò)而從所述控制裝置接收在所述激振過程中由所述控制裝置檢測的所述電動動力轉(zhuǎn)向裝置的針對所述激振的響應(yīng)數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明,構(gòu)成為輸入輸出裝置和控制裝置經(jīng)由車載通信網(wǎng)絡(luò)而對激振的開始指示、激振的響應(yīng)數(shù)據(jù)進行發(fā)送和接收,所以能夠挪用電動動力轉(zhuǎn)向裝置所具備的旋轉(zhuǎn)器的控制裝置來進行試驗用的激振,響應(yīng)數(shù)據(jù)也能夠利用由該控制裝置檢測到的響應(yīng)數(shù)據(jù),所以布線的作業(yè)也只需少量就可以,能夠利用簡單的結(jié)構(gòu)簡便地鑒別機械特性。
附圖說明
圖1是示出本發(fā)明的實施方式1的轉(zhuǎn)向測量裝置和電動動力轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是示出本發(fā)明的實施方式1的控制裝置的框圖。
圖3是示出本發(fā)明的實施方式1的輸入輸出裝置的框圖。
圖4是示出本發(fā)明的實施方式2的輸入輸出裝置的框圖。
圖5是示出本發(fā)明的實施方式2的控制裝置的框圖。
圖6是示出本發(fā)明的實施方式3的輸入輸出裝置的框圖。
圖7是示出本發(fā)明的實施方式1的偽隨機數(shù)的一部分的波形的圖。
圖8是示出本發(fā)明的實施方式1的轉(zhuǎn)向器的頻率特性的一個例子的圖。
圖9是示出本發(fā)明的實施方式1的噪聲的增益特性的一個例子的圖。
圖10是示出本發(fā)明的實施方式3的振幅設(shè)定處理的流程圖。
圖11是示出本發(fā)明的實施方式4的輸入輸出裝置的框圖。
符號說明
1:旋轉(zhuǎn)器;2:控制裝置;3:輸入輸出裝置;4:車載通信網(wǎng)絡(luò)用纜線;22:轉(zhuǎn)矩檢測器;23:旋轉(zhuǎn)檢測器;24:供電部;25、25B:激振指令生成部;26:通信接收部;27:通信發(fā)送部;28:存儲部;31:輸入部;32:顯示部;33:激振開始指示生成部;34:振幅輸入部;35:通信發(fā)送部;36:通信接收部;37:麥克風;38:機械常數(shù)計算部;39:噪聲特性計算部;310:振幅設(shè)定部;311:控制常數(shù)計算部;51:轉(zhuǎn)向盤;53:轉(zhuǎn)向軸;54:齒條齒輪;55:車輪;56:轉(zhuǎn)向橫拉桿;57:轉(zhuǎn)向節(jié)臂。
具體實施方式
實施方式1.
圖1是示出本發(fā)明的實施方式1的轉(zhuǎn)向測量裝置和電動動力轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)圖。在圖1中,在電動動力轉(zhuǎn)向裝置中,設(shè)置有轉(zhuǎn)向盤51、轉(zhuǎn)向軸53、齒條齒輪54、車輪55、轉(zhuǎn)向橫拉桿(tie rod)56、轉(zhuǎn)向節(jié)臂(knuckle arm)57、旋轉(zhuǎn)器1、控制裝置2、旋轉(zhuǎn)檢測器23、轉(zhuǎn)矩檢測器22。該硬件結(jié)構(gòu)與以往以來所具有的電動動力轉(zhuǎn)向裝置相同,搭載于車輛,進行批量生產(chǎn)。但是,作為安裝于控制裝置2的軟件,針對現(xiàn)有的控制裝置的軟件,追加有接收激振開始指示信號和激振的振幅值并生成激振指令的處理(后述通信接收部26以及激振指令生成部25)、發(fā)送激振指令和通過激振得到的響應(yīng)數(shù)據(jù)的處理(通信發(fā)送部27),這些點與現(xiàn)有的軟件不同。在后面詳細敘述它們。
轉(zhuǎn)向軸53包括連結(jié)于轉(zhuǎn)向盤51側(cè)的輸入軸53a和連結(jié)于齒條齒輪54側(cè)的輸出軸53b。輸入軸53a和輸出軸53b通過扭桿(未圖示)相互連結(jié)。扭桿配置在轉(zhuǎn)矩檢測器22內(nèi),沿軸方向貫通轉(zhuǎn)矩檢測器22。扭桿根據(jù)通過駕駛員(未圖示)的駕駛盤操作而施加到轉(zhuǎn)向盤51的操舵轉(zhuǎn)矩而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)矩檢測器22檢測該扭轉(zhuǎn)的方向以及量。另外,以下,將轉(zhuǎn)向盤51、轉(zhuǎn)向軸53以及扭桿總稱為轉(zhuǎn)向器。
另外,輸入輸出裝置3在進行鑒別轉(zhuǎn)向器的機械常數(shù)的測量試驗時,經(jīng)由車載通信網(wǎng)絡(luò)連接于控制裝置2而進行使用。車載通信網(wǎng)絡(luò)搭載于車輛,是連接被車輛搭載的電氣安裝件之間并發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的通信網(wǎng)絡(luò)。車載通信網(wǎng)絡(luò)通常搭載于批量生產(chǎn)的車輛。利用該車載通信網(wǎng)絡(luò),在測量試驗時,使用車載通信網(wǎng)絡(luò)用纜線4,將控制裝置2還連接于輸入輸出裝置3。
本實施方式的轉(zhuǎn)向測量裝置是用于進行鑒別電動動力轉(zhuǎn)向器的機械常數(shù)的測量試驗的裝置。本實施方式的轉(zhuǎn)向測量裝置包括屬于搭載于車輛的批量生產(chǎn)的電動動力轉(zhuǎn)向裝置的控制裝置2、旋轉(zhuǎn)檢測器23、轉(zhuǎn)矩檢測器22以及針對它們用車載通信網(wǎng)絡(luò)用纜線4連接的用于測量試驗的輸入輸出裝置3。因此,本實施方式的轉(zhuǎn)向測量裝置利用設(shè)置于電動動力轉(zhuǎn)向裝置的旋轉(zhuǎn)器1、控制裝置2、旋轉(zhuǎn)檢測器23以及轉(zhuǎn)矩檢測器22。
此處,在車載通信網(wǎng)絡(luò)中,具有例如CAN(控制器局域網(wǎng)絡(luò))(注冊商標)、FlexRay(日文名稱:フレックスレイ)(注冊商標)、Ethernet(以太網(wǎng))(注冊商標)等種類,根據(jù)搭載于車輛的種類,對車載通信網(wǎng)絡(luò)用纜線進行布線即可。
這樣,本實施方式的轉(zhuǎn)向測量裝置具備:控制裝置2,用于控制旋轉(zhuǎn)器1,該旋轉(zhuǎn)器1設(shè)置于電動動力轉(zhuǎn)向裝置,該電動動力轉(zhuǎn)向裝置用于產(chǎn)生針對設(shè)置于車輛的轉(zhuǎn)向器的操舵輔助力;以及輸入輸出裝置3,經(jīng)由車輛所具備的車載通信網(wǎng)絡(luò)連接于控制裝置2。輸入輸出裝置3具備:激振開始指示生成部,根據(jù)從外部輸入的激振開始指示,生成用于使旋轉(zhuǎn)器1的激振開始的激振開始指示信號;通信發(fā)送部,經(jīng)由車載通信網(wǎng)絡(luò)而將激振開始指示信號發(fā)送到控制裝置2;以及通信接收部,經(jīng)由車載通信網(wǎng)絡(luò)而從控制裝置2接收在激振過程中由控制裝置2檢測的電動動力轉(zhuǎn)向裝置的針對該激振的響應(yīng)數(shù)據(jù)??刂蒲b置2具有如下結(jié)構(gòu):在接受了來自輸入輸出裝置3的激振開始指示時,對旋轉(zhuǎn)器1進行激振,在該激振過程中,檢測針對該激振的電動動力轉(zhuǎn)向裝置的響應(yīng),作為響應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)送到輸入輸出裝置3。根據(jù)這些結(jié)構(gòu),能夠利用輸入輸出裝置3和控制裝置2經(jīng)由車載通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收激振的開始指示、激振的響應(yīng)數(shù)據(jù),所以作為批量生產(chǎn)產(chǎn)品,能夠利用轉(zhuǎn)向器所具備的旋轉(zhuǎn)器1的控制裝置2進行激振,響應(yīng)數(shù)據(jù)也能夠利用由控制裝置2檢測到的響應(yīng)數(shù)據(jù),布線的作業(yè)也只需少量就可以,能夠起到能夠利用簡單的結(jié)構(gòu)簡便地鑒別機械特性這樣的以往所沒有的顯著的效果。
進而,根據(jù)本實施方式,雖然使用通信速度慢的車載通信網(wǎng)絡(luò),但從輸入輸出裝置3只是發(fā)送激振開始指示,實際的激振是控制裝置2實時地進行的,所以能夠直至高頻分量進行激振。另外,控制裝置2的檢測器22、23實時地檢測響應(yīng)數(shù)據(jù),所以能夠精度良好地檢測連高頻分量都包含的響應(yīng)數(shù)據(jù),輸入輸出裝置3能夠通過車載通信網(wǎng)絡(luò)接收檢測之后的連高頻都包含的響應(yīng)數(shù)據(jù)。即,雖然使用通信速度慢的車載通信網(wǎng)絡(luò),但控制裝置2能夠?qū)崟r地進行實際的激振和響應(yīng)的檢測,所以還能夠得到能夠直至高頻分量進行激振和測量,能夠精度良好地測量轉(zhuǎn)向器的特性這樣的效果。
另外,在本實施方式中,能夠挪用設(shè)置于電動動力轉(zhuǎn)向裝置的現(xiàn)有的控制裝置2,所以還能夠得到如下效果:無需如上述專利文獻1所記載那樣另行設(shè)置試驗用的控制裝置,結(jié)構(gòu)簡單,布線等工夫也容易,能夠?qū)⒊杀疽惨种频玫汀?/p>
以下詳細地說明這些。
圖2是示出本實施方式1的控制裝置2的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。如圖2所示,在控制裝置2中,具備:通信接收部26,接收輸入到輸入輸出裝置3的激振開始指示信號和激振振幅值;激振指令生成部25,根據(jù)該激振開始指示信號和激振振幅值生成激振指令;供電部24,根據(jù)該激振指令和來自后述轉(zhuǎn)矩檢測器22以及旋轉(zhuǎn)檢測器23的檢測值,將電壓施加到旋轉(zhuǎn)器1,對旋轉(zhuǎn)器1進行激振;轉(zhuǎn)矩檢測器22以及旋轉(zhuǎn)檢測器23,分別檢測激振過程中的旋轉(zhuǎn)器1的操舵轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速;以及通信發(fā)送部27,將由激振指令生成部25生成的激振指令以及響應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)送到輸入輸出裝置3。另外,在該響應(yīng)數(shù)據(jù)中,包含檢測到的操舵轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。另外,其中,供電部24、轉(zhuǎn)矩檢測器22以及旋轉(zhuǎn)檢測器23能夠挪用電動動力轉(zhuǎn)向裝置的設(shè)置于一般的控制裝置的現(xiàn)有的設(shè)備。
接下來,說明電動動力轉(zhuǎn)向裝置的動作。在圖1中,通過駕駛員(未圖示)的駕駛盤操作而施加到轉(zhuǎn)向盤51的操舵轉(zhuǎn)矩通過轉(zhuǎn)矩檢測器22內(nèi)的扭桿以及轉(zhuǎn)向軸53傳遞,進而,經(jīng)由齒條齒輪54傳遞到齒條齒輪54內(nèi)的齒條(省略圖示)。齒條與車輪55經(jīng)由轉(zhuǎn)向橫拉桿56以及轉(zhuǎn)向節(jié)臂57連結(jié)。因此,當通過駕駛盤操作而操舵轉(zhuǎn)矩傳遞到齒條時,在單側(cè)的車輪55處,轉(zhuǎn)向橫拉桿56推壓轉(zhuǎn)向節(jié)臂57,在相反側(cè)的車輪55處,轉(zhuǎn)向橫拉桿56牽拉轉(zhuǎn)向節(jié)臂57,從而舵角被施加到車輪55,使車輪55轉(zhuǎn)向。另一方面,從旋轉(zhuǎn)器1產(chǎn)生的輸出轉(zhuǎn)矩作為操舵輔助力傳遞到轉(zhuǎn)向軸53,減輕在操舵時駕駛員所施加的操舵轉(zhuǎn)矩。該旋轉(zhuǎn)器1包括例如永久磁鐵型同步馬達、感應(yīng)馬達那樣的交流馬達或者直流馬達。
轉(zhuǎn)矩檢測器22檢測通過由駕駛員對轉(zhuǎn)向盤51進行操舵而施加到扭桿的操舵轉(zhuǎn)矩。當施加操舵轉(zhuǎn)矩時,在扭桿中產(chǎn)生與操舵轉(zhuǎn)矩大致成比例的扭轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)矩檢測器22檢測該扭轉(zhuǎn)角,換算為操舵轉(zhuǎn)矩信號Ts。旋轉(zhuǎn)檢測器23安裝于旋轉(zhuǎn)器1的旋轉(zhuǎn)軸,檢測旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速,輸出轉(zhuǎn)速信號ωm。
控制裝置2所具備的供電部24被輸入由轉(zhuǎn)矩檢測器22檢測到的操舵轉(zhuǎn)矩信號Ts和由旋轉(zhuǎn)檢測器23檢測到的轉(zhuǎn)速信號ωm,根據(jù)這些信號,決定與旋轉(zhuǎn)器1所輸出的輸出轉(zhuǎn)矩相當?shù)碾娏髦噶睢9╇姴?4為了使旋轉(zhuǎn)器1產(chǎn)生該輸出轉(zhuǎn)矩,而根據(jù)該電流指令生成用于控制在旋轉(zhuǎn)器1中流過的電流的電壓指令,依照電壓指令,通過未圖示的驅(qū)動電路對旋轉(zhuǎn)器1施加電壓,使電流流過。另外,控制裝置2具有通信接收部26和通信發(fā)送部27,使用它們,經(jīng)由車載通信網(wǎng)絡(luò)而與其它車載電氣安裝件、例如橫向滑動防止裝置等連接,發(fā)送和接收由各檢測器檢測到的信息等,用于更高的功能的車輛的控制。這樣構(gòu)成搭載于車輛的電動動力轉(zhuǎn)向裝置,將由旋轉(zhuǎn)器1產(chǎn)生的操舵輔助力賦予給轉(zhuǎn)向盤51,作為駕駛的輔助裝置發(fā)揮功能。
以下,說明鑒別轉(zhuǎn)向器的機械常數(shù)的本實施方式1的轉(zhuǎn)向測量裝置的動作。
輸入輸出裝置3是如圖3那樣構(gòu)成的,作為對于進行鑒別機械常數(shù)的測量試驗的用戶(試驗者)而言的用戶接口,具備輸入部31、顯示部32、通信接收部36、通信發(fā)送部35以及麥克風37。輸入輸出裝置3根據(jù)利用輸入部31輸入的來自用戶的輸入、經(jīng)由連接于車載通信網(wǎng)絡(luò)的通信接收部36而從控制裝置2接收到的信息、由麥克風37檢測的聲音數(shù)據(jù),進行各種處理。另外,輸入輸出裝置3經(jīng)由連接于車載通信網(wǎng)絡(luò)的通信發(fā)送部35而將處理結(jié)果發(fā)送到控制裝置2,并且將處理結(jié)果顯示于顯示部32。
關(guān)于輸入輸出裝置3,作為構(gòu)成其的硬件,使用例如平板電腦以及筆記本式個人計算機等通信終端即可。如果是平板電腦,則能夠根據(jù)觸摸面板式顯示器,兼用輸入部31和顯示部32而構(gòu)成。如果是筆記本式個人計算機,則用鍵盤、鼠標構(gòu)成輸入部31,用顯示器構(gòu)成顯示部32即可。另外,不管使用哪一個,通常都內(nèi)置有麥克風37,所以使用其即可。在未內(nèi)置的情況、想要使用其它精度的麥克風的情況下,也可以另行準備麥克風、噪聲計,將其輸出連接于輸入輸出裝置3,同樣地能夠移交聲音數(shù)據(jù)。
接下來,說明輸入輸出裝置3中的與轉(zhuǎn)向器的激振相關(guān)的動作。
輸入部31包括用于用戶(試驗者)進行輸入的操作的觸摸面板式顯示器或者包括鍵盤以及鼠標,具備振幅指定部(省略圖示)和激振開始指示部(省略圖示)。在進行測量試驗的情況下,用戶首先確認轉(zhuǎn)向盤51是被釋放的狀態(tài),在振幅指定部中,指定表示激振指令的振幅的振幅值。振幅值的指定采用輸入數(shù)值或者從預(yù)先準備的振幅值的列表選擇的形式即可。振幅輸入部34接受所指定的振幅值,作為激振振幅值而將其變換為數(shù)值數(shù)據(jù),移交到通信發(fā)送部35。另外,在控制裝置2中,在激振指令生成部25中生成激振指令時使用該激振振幅值。接下來,用戶在輸入部31的激振開始指示部中指示激振的開始。該指示的輸入通過用戶接觸到構(gòu)成為開關(guān)的激振開始指示部來執(zhí)行。激振開始指示部也可以不由開關(guān)構(gòu)成,而由觸摸面板式顯示器或者鍵盤以及鼠標構(gòu)成。當利用激振開始指示部輸入開始的指示時,激振開始指示生成部33利用極短時間的脈沖等脈沖信號生成激振開始指示信號,移交到通信發(fā)送部35。另外,該激振開始指示信號在控制裝置2中被用作輸出激振指令的定時信號。
接下來,說明控制裝置2中的與轉(zhuǎn)向器的激振相關(guān)的動作。
如圖2所示,控制裝置2利用通信接收部26,經(jīng)由車載通信網(wǎng)絡(luò)而從輸入輸出裝置3接收激振開始指示信號和激振振幅值,移交到激振指令生成部25。激振指令生成部25根據(jù)激振振幅值生成激振指令,在接收到激振開始指示信號的脈沖的定時,輸出激振指令。激振指令生成部25使用例如使用普遍熟知的M序列的偽隨機數(shù)的生成法,生成激振指令。該生成法能夠利用線性的遞推公式來表現(xiàn),在線性反饋移位寄存器等中用軟件安裝。根據(jù)該生成法,當按照2進制將比特數(shù)設(shè)為n時,M序列的周期以(2n-1)×ΔT表示。ΔT為運算周期。將激振振幅值與通過M序列生成的偽隨機數(shù)相乘,生成激振指令。另外,將M序列的周期設(shè)定成按照激振指令激振的期間即激振時間,在經(jīng)過激振時間之后,使激振指令返回到零,使激振指令停止。這樣生成的激振指令作為電流指令輸入到供電部24,供電部24以追隨激振指令的方式控制電流,使旋轉(zhuǎn)器1產(chǎn)生與激振指令相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩,對旋轉(zhuǎn)器1進行激振。另外,此處,激振指令作為電流指令進行處理,但即使作為電壓指令輸入到供電部24,也會產(chǎn)生大致追隨激振指令的轉(zhuǎn)矩(激振轉(zhuǎn)矩),所以能夠得到同樣的效果。
圖7是示出通過M序列生成的偽隨機數(shù)的波形的圖。圖7所示的偽隨機數(shù)的波形大致均等地包含比由運算周期確定的最高頻率低的頻帶中的頻率分量。另外,基于正弦掃描的波形在某個時刻僅具有單一的頻率分量,相對于此,基于通過M序列等生成的偽隨機數(shù)或者隨機數(shù)的波形具有在某個時刻包含多個頻率分量這樣的性質(zhì)。因此,能夠通過短時間的激振對寬的頻帶進行激振,能夠有效地獲取轉(zhuǎn)向器的頻率特性。另外,圖7的波形不是將M序列的1個周期整體作為一個例子示出,而是僅將一部分的期間作為一個例子示出。
這樣,如上所述,安裝于控制裝置2的軟件的特征點在于追加有接收激振開始指示信號和激振的振幅值并生成激振指令的處理(通信接收部26以及激振指令生成部25)、將激振指令和通過激振得到的響應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)送到輸入輸出裝置3的處理(通信發(fā)送部27)。因此,將用于進行這些處理的程序追加到現(xiàn)有的控制裝置的軟件,構(gòu)成本實施方式的控制裝置2。
接下來,說明控制裝置2以及輸入輸出裝置3中的與激振的響應(yīng)的動作以及處理相關(guān)的部分。
通過基于供電部24的驅(qū)動,從旋轉(zhuǎn)器1產(chǎn)生與由激振指令生成部25生成的激振指令相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩(激振轉(zhuǎn)矩),該激振轉(zhuǎn)矩經(jīng)由轉(zhuǎn)向軸53傳遞到轉(zhuǎn)矩檢測器22內(nèi)的扭桿、轉(zhuǎn)向盤51、齒條齒輪54以及車輪55。這樣,激振轉(zhuǎn)矩依照轉(zhuǎn)向器的機械性的傳遞特性,傳遞到各部位,各部位振動,按照各頻率分量變化為不同的振幅、相位,響應(yīng)成旋轉(zhuǎn)角度、轉(zhuǎn)速以及操舵轉(zhuǎn)矩。針對激振指令的響應(yīng)由控制裝置2的旋轉(zhuǎn)檢測器23和轉(zhuǎn)矩檢測器22檢測,轉(zhuǎn)速信號以及操舵轉(zhuǎn)矩信號作為響應(yīng)數(shù)據(jù)被輸出。另外,在車輛內(nèi)部產(chǎn)生上述機械性的振動所激發(fā)的噪聲,輸入輸出裝置3的麥克風37(即,聲音檢測器)檢測該噪聲,作為聲音數(shù)據(jù)輸出。另一方面,包含由旋轉(zhuǎn)檢測器和檢測器22檢測到的轉(zhuǎn)速信號和操舵轉(zhuǎn)矩信號的響應(yīng)數(shù)據(jù)與由激振指令生成部25生成的激振指令一起移交到通信發(fā)送部27,經(jīng)由車載通信網(wǎng)絡(luò)而發(fā)送到輸入輸出裝置3。該激振指令和響應(yīng)數(shù)據(jù)在其之間包含檢測器22、23的檢測延遲、運算周期所致的極短的延遲時間,但是是取得大致同步的相同的定時的數(shù)據(jù),所以如果使用這些數(shù)據(jù),則能夠精度良好地得到機械性的響應(yīng)。另外,在進行該測量試驗時,無需固定轉(zhuǎn)向器,轉(zhuǎn)向盤51能夠以被釋放的狀態(tài)自由地旋轉(zhuǎn)。作為激振的響應(yīng)而轉(zhuǎn)向盤51振動,從而能夠在轉(zhuǎn)矩檢測器22、旋轉(zhuǎn)檢測器23中響應(yīng)其振動分量,鑒別轉(zhuǎn)向盤51的轉(zhuǎn)動慣量。關(guān)于該鑒別中的轉(zhuǎn)動慣量的計算方法后述。
在輸入輸出裝置3中,在通信接收部36中,經(jīng)由車載通信網(wǎng)絡(luò)而接收從控制裝置2的通信發(fā)送部27發(fā)送的激振指令以及響應(yīng)數(shù)據(jù),移交到機械常數(shù)計算部38。激振指令還被輸入到噪聲特性計算部39。
機械常數(shù)計算部38將從激振指令至作為響應(yīng)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)速信號和操舵轉(zhuǎn)矩信號的傳遞特性變換為頻率特性,并且根據(jù)該頻率特性計算機械常數(shù)。頻率特性的計算應(yīng)用普遍已知的方法即可,即,使用頻譜解析法、多抽取鑒別法或者子空間法等即可,由此,能夠得到如圖8所示那樣的波特線圖所示的包括增益特性以及相位特性的頻率特性。圖8是使用子空間法的例子,除了波特線圖之外,還能夠得到狀態(tài)方程、傳遞函數(shù)這樣的數(shù)學(xué)模型。在圖8的上段,實線的波形為從激振轉(zhuǎn)矩至操舵轉(zhuǎn)矩的增益特性,虛線的波形為從激振轉(zhuǎn)矩至轉(zhuǎn)速的增益特性。另外,在圖8的下段,實線的波形為從激振轉(zhuǎn)矩至操舵轉(zhuǎn)矩的相位特性,虛線的波形為從激振轉(zhuǎn)矩至轉(zhuǎn)速的相位特性。
另外,在頻率特性中,如圖8所示,具有幾個特征量,機械常數(shù)計算部38還計算它們的值。將用點劃線表示的頻率fr作為共振頻率fr輸出,將用另一點劃線表示的頻率fn作為反共振頻率fn輸出。另外,共振頻率fr是圖8的上段處的用實線表示的從激振轉(zhuǎn)矩至操舵轉(zhuǎn)矩的增益特性以及用虛線表示的從激振轉(zhuǎn)矩至轉(zhuǎn)速的增益特性為最大峰值時的頻率值。另外,反共振頻率fn是圖8的上段處的用虛線表示的從激振轉(zhuǎn)矩至轉(zhuǎn)速的增益特性為最小峰值時的頻率值。另外,機械常數(shù)計算部38將操舵轉(zhuǎn)矩的增益特性的峰值的大小Gp作為峰值增益Gp輸出。進而,機械常數(shù)計算部38針對圖8的上段的用框線包圍而示出的轉(zhuǎn)速的增益特性的高頻部分,將其代表點設(shè)為例如100Hz,將100Hz的增益Gh作為高頻增益Gh輸出。機械常數(shù)計算部38還將這些特征量作為頻率特性的一部分輸出。雖然將頻率的單位設(shè)為Hz,但將變換為rad/s的頻率的記號設(shè)為共振頻率ωr、反共振頻率ωn。
機械常數(shù)計算部38中的機械常數(shù)的計算根據(jù)按照上述計算出的頻率特性的特征量而進行。關(guān)于電動動力轉(zhuǎn)向裝置,已知能夠近似地表現(xiàn)成旋轉(zhuǎn)器1的轉(zhuǎn)動慣量Jm以及轉(zhuǎn)向盤51的轉(zhuǎn)動慣量Jsw這兩個慣性系。將它們的轉(zhuǎn)動慣量、兩個慣性之間的扭桿的剛性Ks、粘性Cs合起來的這4個設(shè)為想要計算的未知的機械常數(shù)。這些未知的機械常數(shù)與上述頻率特性的特征量的關(guān)系式根據(jù)兩個慣性系的運動方程,如下述公式(1)~(4)那樣導(dǎo)出。此處,設(shè)為ωH=2·π·100。另外,關(guān)于高頻增益Gh,雖然選擇100Hz這點,但只要是不受峰值的影響的高頻即可,例如也可以使用峰值頻率的3倍以上的頻率且奈奎斯特頻率以下的頻率的范圍的點?;蛘?,也可以在該范圍的規(guī)定區(qū)間內(nèi),對Gh×ωH進行平均化,將公式(4)變形成Gh×ωH=1/Jm。
[式1]
這樣可知,能夠針對4個未知的機械常數(shù),得到公式(1)~(4)這4個聯(lián)立方程,所以能夠通過簡單的計算導(dǎo)出機械常數(shù)。首先,根據(jù)公式(4),如下述公式(5)所示求出Jm,接下來,根據(jù)公式(1)、(2)和Jm,如下述公式(6)所示求出Ks,根據(jù)公式(1),如公式(7)所示求出Jsw,最后,根據(jù)公式(3),如公式(8)所示,求出Cs。
[式2]
Ks=Jm(ωr2-ωn2) (6)
這樣,能夠根據(jù)基于代數(shù)計算的4個公式,有效地計算機械常數(shù)。機械常數(shù)計算部38能夠使用利用基于共振頻率、反共振頻率、峰值增益、高頻增益等頻率特性的特征量的代數(shù)計算的計算式,通過簡單的運算來計算轉(zhuǎn)動慣量、扭桿的剛性、粘性等機械常數(shù)。如果是該方法,則通過將轉(zhuǎn)向器設(shè)為兩個慣性系而列出運動方程,從而還能夠鑒別轉(zhuǎn)向盤51的轉(zhuǎn)動慣量,所以無需固定轉(zhuǎn)向盤51等而使旋轉(zhuǎn)停止并成為只有旋轉(zhuǎn)器1的轉(zhuǎn)動慣量的1個慣性系,能夠簡單地進行測量試驗。
這樣,能夠根據(jù)激振指令和響應(yīng)數(shù)據(jù),計算轉(zhuǎn)向器的頻率特性和機械常數(shù)。
噪聲特性計算部39根據(jù)來自麥克風37的聲音數(shù)據(jù)和來自通信接收部36的激振指令,計算噪聲特性。該噪聲特性也與機械常數(shù)計算部38中的頻率特性的計算同樣地,應(yīng)用普遍已知的方法即可,即,使用頻譜解析法、多抽取鑒別法或者子空間法等,計算從激振指令至噪聲特性的頻率響應(yīng),輸出該頻率響應(yīng)的增益特性。圖9示出噪聲的增益特性。另外,將該增益特性的共振峰值的頻率作為噪聲頻率fs輸出,將共振峰值的大小作為噪聲增益Gs輸出。另外,激振指令在各頻帶具有均等的功率,所以在噪聲特性計算部39中,即使不根據(jù)激振指令求出聲音數(shù)據(jù)的響應(yīng),而只是對聲音數(shù)據(jù)進行頻率解析來運算增益特性,也同樣地能夠計算噪聲的共振峰值。這樣,在噪聲特性計算部39中,能夠根據(jù)激振指令和聲音數(shù)據(jù),計算在轉(zhuǎn)向器的激振過程中在車輛內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲的頻率特性即噪聲特性。
接下來,說明顯示部32。顯示部32將從機械常數(shù)計算部38輸入的頻率特性和機械常數(shù)顯示于畫面。此處,頻率特性為操舵轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的波特線圖(圖8)、共振頻率、反共振頻率、峰值增益、高頻增益這樣的特征量,機械常數(shù)為轉(zhuǎn)動慣量、扭桿的剛性、粘性的值。另外,作為噪聲特性,還顯示從噪聲特性計算部39輸入的、噪聲的增益特性(圖9)、噪聲頻率fs、噪聲增益Gs的值。用戶能夠經(jīng)由顯示部32獲知這些機械的特性,能夠在控制常數(shù)的調(diào)整等中進行利用。
如以上那樣,本實施方式的輸入輸出裝置3構(gòu)成為:經(jīng)由車輛所具備的車載通信網(wǎng)絡(luò)連接于控制裝置2,該控制裝置2用于控制旋轉(zhuǎn)器,該旋轉(zhuǎn)器設(shè)置于電動動力轉(zhuǎn)向裝置,該電動動力轉(zhuǎn)向裝置用于產(chǎn)生針對設(shè)置于車輛的轉(zhuǎn)向器的操舵輔助力,所述輸入輸出裝置3根據(jù)從外部輸入的激振開始指示,生成用于使旋轉(zhuǎn)器1的激振開始的激振開始指示信號,經(jīng)由車載通信網(wǎng)絡(luò)而將激振開始指示信號發(fā)送到控制裝置2,經(jīng)由車載通信網(wǎng)絡(luò)而從控制裝置2接收針對在激振過程中利用控制裝置2檢測的電動動力轉(zhuǎn)向裝置的激振的響應(yīng)數(shù)據(jù)。由此,作為車輛的批量生產(chǎn)產(chǎn)品,能夠使用電動動力轉(zhuǎn)向裝置所具備的旋轉(zhuǎn)器1和控制裝置2進行激振,能夠通過通信將由控制裝置2檢測到的響應(yīng)數(shù)據(jù)移交到輸入輸出裝置3,在輸入輸出裝置3中利用響應(yīng)數(shù)據(jù),所以能夠起到能夠利用簡單的結(jié)構(gòu)容易地鑒別機械特性這樣的以往所沒有的顯著的效果。另外,如上所述,以往,具備僅用于激振的控制裝置或者利用不是車輛的批量生產(chǎn)產(chǎn)品的試驗用的數(shù)據(jù)記錄器那樣的裝置對響應(yīng)數(shù)據(jù)直接進行AD變換等,需要復(fù)雜的結(jié)構(gòu),因此,花費傳感器、驅(qū)動系統(tǒng)的布線的變更連接作業(yè)等工夫。相對于此,在本實施方式中,除了批量生產(chǎn)的車輛之外,還準備平板電腦、筆記本式個人計算機等普遍使用的輸入輸出裝置3,只是將車載通信網(wǎng)絡(luò)用纜線進行布線,就能夠鑒別機械常數(shù),所以能夠利用非常簡單的結(jié)構(gòu)得到工夫花費少這樣的效果。
另外,本實施方式的轉(zhuǎn)向測量裝置構(gòu)成為具備:控制裝置2,用于控制旋轉(zhuǎn)器,該旋轉(zhuǎn)器設(shè)置于電動動力轉(zhuǎn)向裝置,該電動動力轉(zhuǎn)向裝置用于產(chǎn)生針對設(shè)置于車輛的轉(zhuǎn)向器的操舵輔助力;以及輸入輸出裝置3,經(jīng)由車輛所具備的車載通信網(wǎng)絡(luò)連接于控制裝置2,輸入輸出裝置3具備激振開始指示生成部33,該激振開始指示生成部33根據(jù)從外部輸入的激振開始指示,生成用于使旋轉(zhuǎn)器1的激振開始的激振開始指示信號,經(jīng)由車載通信網(wǎng)絡(luò)而將激振開始指示信號發(fā)送到控制裝置2,經(jīng)由車載通信網(wǎng)絡(luò)而從控制裝置2接收針對在激振過程中利用控制裝置2檢測的電動動力轉(zhuǎn)向裝置的激振的響應(yīng)數(shù)據(jù),控制裝置2在接受了來自輸入輸出裝置3的激振開始指示時,對旋轉(zhuǎn)器1進行激振,在該激振過程中,檢測針對該激振的電動動力轉(zhuǎn)向裝置的響應(yīng),作為響應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)送到輸入輸出裝置3。由此,作為車輛的批量生產(chǎn)產(chǎn)品,能夠使用電動動力轉(zhuǎn)向裝置所具備的旋轉(zhuǎn)器1和控制裝置2進行激振,能夠通過通信將由控制裝置2檢測到的響應(yīng)數(shù)據(jù)移交到輸入輸出裝置3,在輸入輸出裝置3中利用響應(yīng)數(shù)據(jù),所以能夠起到能夠利用簡單的結(jié)構(gòu)容易地鑒別機械特性這樣的以往所沒有的顯著的效果。另外,如上所述,以往,具備僅用于激振的控制裝置,或者利用不是車輛的批量生產(chǎn)產(chǎn)品的試驗用的數(shù)據(jù)記錄器那樣的裝置對響應(yīng)數(shù)據(jù)直接進行AD變換等,需要復(fù)雜的結(jié)構(gòu),因此,花費傳感器、驅(qū)動系統(tǒng)的布線的變更連接作業(yè)等工夫。相對于此,在本實施方式中,除了批量生產(chǎn)的車輛之外,還準備平板電腦、筆記本式個人計算機等普遍使用的輸入輸出裝置3,只是對車載通信網(wǎng)絡(luò)用纜線進行布線,就能夠鑒別機械常數(shù),所以能夠利用非常簡單的結(jié)構(gòu)得到工夫花費少這樣的效果。
進而,根據(jù)本實施方式,雖然使用通信速度慢的車載通信網(wǎng)絡(luò),但從輸入輸出裝置3發(fā)送激振開始指示這樣的開始激振的定時的信號,實際的激振是控制裝置2實時地進行的,所以能夠直至高頻分量進行激振。另外,控制裝置2的檢測器22、23實時地檢測響應(yīng)數(shù)據(jù),所以能夠精度良好地檢測連高頻分量都包含的響應(yīng)數(shù)據(jù),輸入輸出裝置3能夠通過車載通信網(wǎng)絡(luò)接收檢測之后的連高頻都包含的響應(yīng)數(shù)據(jù)。即,雖然使用通信速度慢的車載通信網(wǎng)絡(luò),但控制裝置2能夠?qū)崟r地進行實際的激振和響應(yīng)的檢測,所以能夠得到如下顯著的效果:能夠直至高頻分量進行激振和測量,能夠精度良好地測量轉(zhuǎn)向器的特性。
進而,根據(jù)本實施方式,控制裝置2具備生成對旋轉(zhuǎn)器1進行激振的激振指令的激振指令生成部25,構(gòu)成為當接受了來自輸入輸出裝置3的激振開始指示時,根據(jù)該激振指令開始旋轉(zhuǎn)器1的激振,所以能夠使用接受來自通過數(shù)據(jù)的傳遞速度慢的車載通信網(wǎng)絡(luò)連接的輸入輸出裝置3的指示的控制裝置2,實現(xiàn)連高的頻率分量都包含的激振,能夠精度良好地鑒別機械常數(shù)。
另一方面,如果在與本實施方式的結(jié)構(gòu)不同,不將激振開始指示送到控制裝置,而經(jīng)由車載通信網(wǎng)絡(luò)隨時從輸入輸出裝置將激振指令發(fā)送到控制裝置等的情況下,能夠發(fā)送的激振指令的最高頻率被網(wǎng)絡(luò)的傳遞速度限制,所以無法進行高的頻率分量的激振,無法精度良好地鑒別機械常數(shù)。
在本實施方式中,為了解決這樣的問題,控制裝置2具備生成激振指令的激振指令生成部25,所以能夠?qū)崿F(xiàn)連高的頻率分量都包含的激振,能夠精度良好地鑒別機械常數(shù)。
進而,在本實施方式中,控制裝置2構(gòu)成為與響應(yīng)數(shù)據(jù)一起,經(jīng)由車載通信網(wǎng)絡(luò),將與該響應(yīng)數(shù)據(jù)對應(yīng)的激振指令發(fā)送到輸入輸出裝置3,所以能夠根據(jù)取得沒有從激振指令至響應(yīng)數(shù)據(jù)的無用的延遲時間的同步的組合,利用輸入輸出裝置3進行頻率解析,所以能夠直至高的頻率分量,精度良好地計算頻率特性,精度良好地鑒別機械常數(shù)。
進而,在本實施方式中,輸入輸出裝置3構(gòu)成為具備機械常數(shù)計算部38,該機械常數(shù)計算部38根據(jù)在激振過程中檢測到的響應(yīng)數(shù)據(jù),計算表示轉(zhuǎn)向器的機械特性的機械常數(shù),所以能夠利用作為從批量生產(chǎn)的車載設(shè)備觀察的外部終端的輸入輸出裝置3的高性能的運算裝置,精度良好地鑒別機械常數(shù)。
進而,在本實施方式中,作為響應(yīng)數(shù)據(jù),采用由轉(zhuǎn)矩檢測器22檢測的操舵轉(zhuǎn)矩以及由旋轉(zhuǎn)檢測器23檢測的轉(zhuǎn)速中的至少某一個數(shù)據(jù),所以能夠鑒別直至檢測它們的各檢測器23、22為止的機械響應(yīng)的特性。
進而,在本實施方式中,輸入輸出裝置3構(gòu)成為具備檢測在激振過程中在車輛內(nèi)部產(chǎn)生的聲音并輸出聲音數(shù)據(jù)作為聲音檢測器的麥克風37,所以能夠利用簡單的結(jié)構(gòu)鑒別噪聲的特性。
進而,在本實施方式中,輸入輸出裝置3構(gòu)成為具備顯示部32,該顯示部32顯示響應(yīng)數(shù)據(jù)、聲音數(shù)據(jù)以及機械常數(shù)中的至少某一個,所以用戶能夠簡單地確認鑒別的結(jié)果。
進而,在本實施方式中,輸入輸出裝置3具備輸入表示對旋轉(zhuǎn)器1進行激振的激振指令的振幅值的激振振幅值的振幅輸入部34,構(gòu)成為經(jīng)由車載通信網(wǎng)絡(luò)而將該激振振幅值發(fā)送到控制裝置2,所以用戶能夠以成為不引起過度的旋轉(zhuǎn)而也不淹沒于摩擦的激振指令的方式進行調(diào)整或者指定推薦的值,能夠精度良好地鑒別機械常數(shù)。
進而,在本實施方式中,激振指令生成部25構(gòu)成為使用隨機數(shù)或者偽隨機數(shù)生成激振指令,所以能夠在同一時刻附近重疊多個頻率分量,能夠縮短激振時間,所以能夠以短時間且精度良好地鑒別機械常數(shù)。
進而,構(gòu)成為在釋放轉(zhuǎn)向盤51的狀態(tài)下對旋轉(zhuǎn)器1進行激振,所以轉(zhuǎn)向盤51能夠根據(jù)激振指令進行振動,所以還能夠鑒別轉(zhuǎn)向盤51的轉(zhuǎn)動慣量。
另外,在上述說明中,也可以與構(gòu)成為利用麥克風37作為聲音檢測器,通過輸入輸出裝置3將聲音數(shù)據(jù)取入同樣地,構(gòu)成為將加速度加速(pick up)傳感器安裝于關(guān)注電動動力轉(zhuǎn)向裝置、車輛的振動的部位,將其加速度信息取入到輸入輸出裝置3。在該情況下,與噪聲特性同樣地,能夠得到加速度加速傳感器的安裝部位的振動特性,用戶能夠在控制常數(shù)的調(diào)整等中進行利用。
另外,在上述說明中,測量試驗只在1個動作點進行,但也可以例如對電流指令等提供作為規(guī)定的恒定值的偏置電流等,將負載的狀態(tài)改變?yōu)槟撤N模式,進行測量試驗。具體而言,構(gòu)成為與激振振幅值同樣地,用戶能夠利用輸入輸出裝置3輸入偏置電流,利用激振指令生成部25,將對激振指令加上偏置電流而得到的值新設(shè)定成激振指令。然后,在顯示部32中,針對每個偏置電流顯示機械常數(shù)。通過這樣構(gòu)成,即使在機械常數(shù)針對負載狀態(tài)等的每個動作點而變化的情況下,也能夠鑒別每個動作點的機械常數(shù)。
實施方式2.
在上述實施方式1中,利用控制裝置2生成激振指令,但在本實施方式中,與實施方式1不同的點在于,利用輸入輸出裝置3生成激振指令,利用控制裝置2將激振指令臨時保存于存儲部,然后進行再生,其它是相同的。
圖4示出本實施方式2中的輸入輸出裝置3的結(jié)構(gòu)。與在實施方式1中圖3所示的結(jié)構(gòu)的不同點在于,在圖4中,在振幅輸入部34與通信發(fā)送部35之間追加有激振指令生成部25B。以下,說明該不同的部分。
在輸入輸出裝置3所具備的激振指令生成部25B中,從振幅輸入部34直接輸入激振振幅值,即使沒有加振開始指示,也在等待過程中事先計算激振指令,將計算出的激振指令移交到通信發(fā)送部35。激振指令生成部25B中的生成激振指令的方法與實施方式1的激振指令生成部25相同,只要注意使運算周期ΔT與控制裝置2的運算周期相匹配這點,則能夠生成同樣的激振指令。
接下來,圖5示出本實施方式2中的控制裝置2的結(jié)構(gòu)。與在實施方式1中圖2所示的結(jié)構(gòu)的不同點在于在圖5中,代替圖2的激振指令生成部25,設(shè)置有存儲部28。以下,說明該不同的部分??刂蒲b置2利用通信接收部26接收經(jīng)由車載通信網(wǎng)絡(luò)而從輸入輸出裝置3發(fā)送的激振指令,將接收到的激振指令保存于存儲部28。然后,經(jīng)由通信接收部26將從輸入輸出裝置3發(fā)送的激振開始指示信號輸入到存儲部28,存儲部28在接收到激振開始指示信號的脈沖的瞬間,輸出所保存的激振指令,輸入到供電部24和通信發(fā)送部27。
通過這樣構(gòu)成,即使經(jīng)由通信速度慢的車載通信網(wǎng)絡(luò)而將由輸入輸出裝置3生成的激振指令發(fā)送到控制裝置2,也能夠在試驗前,臨時將激振指令的全波形數(shù)據(jù)保存于控制裝置2的存儲部28,所以激振指令的頻帶不受通信速度影響而能夠設(shè)定,能夠?qū)崟r地從控制裝置2的存儲部28輸出激振指令,以實現(xiàn)高頻分量。另外,輸入輸出裝置3的激振指令生成部25B無需實時地運算激振指令,也可以以慢的計算速度進行計算。這是因為當在實際進行激振的控制裝置2中再生的情況下,能夠?qū)崟r地實現(xiàn)高頻。
根據(jù)本實施方式2的結(jié)構(gòu),利用輸入輸出裝置3生成激振指令,但能夠預(yù)先存儲于控制裝置2的存儲部28并對其進行利用,從而能夠在控制裝置2中實時地直至高頻分量實現(xiàn)激振指令,所以能夠得到與實施方式1同樣的效果。
如以上那樣,根據(jù)本實施方式2,能夠得到與上述實施方式1同樣的效果,并且在本實施方式2中,輸入輸出裝置3具備生成對旋轉(zhuǎn)器1進行激振的激振指令的激振指令生成部25B,在試驗實施前經(jīng)由車載通信網(wǎng)絡(luò)而將對旋轉(zhuǎn)器1進行激振的激振指令發(fā)送到控制裝置2,控制裝置2具備存儲接收到的激振指令的存儲部28,構(gòu)成為根據(jù)由存儲部28存儲的激振指令對旋轉(zhuǎn)器1進行激振,所以能夠減少控制裝置2的負荷,并且能夠在控制裝置2中實時地直至高頻分量實現(xiàn)激振指令,能夠精度良好地鑒別機械常數(shù)。
實施方式3.
在上述實施方式1中,在輸入輸出裝置3中,通過振幅輸入部34設(shè)定由用戶指定的激振振幅值,但在本實施方式3中,與實施方式1不同的點在于,在輸入輸出裝置3中,代替振幅輸入部34,具備振幅設(shè)定部310,通過振幅設(shè)定部310自動地設(shè)定激振振幅值,其它是相同的。
圖6示出本實施方式3中的輸入輸出裝置3的結(jié)構(gòu)。與在實施方式1中圖3所示的結(jié)構(gòu)的不同點在于,在圖6中,在輸入部31與通信發(fā)送部35之間,代替圖3的振幅輸入部34設(shè)置有振幅設(shè)定部310。以下,說明該不同的部分。
在本實施方式中,輸入部31具備包括觸摸面板式顯示器或者鍵盤以及鼠標的振幅設(shè)定開始操作部(省略圖示),通過用戶對其進行操作,振幅設(shè)定開始信號被輸入到振幅設(shè)定部310。
當輸入振幅設(shè)定開始信號時,振幅設(shè)定部310依照圖10的流程圖,開始振幅設(shè)定處理。振幅設(shè)定部310首先輸出預(yù)先作為默認值而被設(shè)定為最小值的暫定振幅值和調(diào)整激振開始指示信號,輸入到通信發(fā)送部35(步驟S1)。通信發(fā)送部35經(jīng)由車載通信網(wǎng)絡(luò)而對控制裝置2發(fā)送暫定振幅值和調(diào)整激振開始指示信號??刂蒲b置2將暫定振幅值和調(diào)整激振開始指示信號分別作為激振振幅值以及激振開始指示信號而接收,與實施方式1同樣地,控制成從旋轉(zhuǎn)器1輸出激振轉(zhuǎn)矩,經(jīng)由車載通信網(wǎng)絡(luò)而將所得到的響應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)送到輸入輸出裝置3。振幅設(shè)定部310經(jīng)由通信接收部36而接收作為按照暫定振幅值進行激振的響應(yīng)的響應(yīng)數(shù)據(jù)(步驟S2),從該響應(yīng)數(shù)據(jù)抽取操舵轉(zhuǎn)矩信號或者轉(zhuǎn)速信號的最大振幅(步驟S3)。接下來,判斷最大振幅是否小于預(yù)先設(shè)定的閾值(步驟S4),在最大振幅小于閾值的情況下,對暫定振幅值加上預(yù)先設(shè)定的振幅值,更新為使暫定振幅值增大而得到的值(步驟S6),返回到步驟S1的處理,輸出該暫定振幅值和調(diào)整激振開始指示信號,再次進行用于振幅調(diào)整的激振。另一方面,在不小于閾值的情況下,即,在最大振幅為閾值以上的情況下,將此時的暫定振幅值作為激振振幅值輸出,結(jié)束振幅設(shè)定的處理(步驟S5)。這樣,直至最大振幅達到預(yù)先設(shè)定的閾值為止,使激振振幅值以階梯狀逐漸增加,反復(fù)進行用于振幅調(diào)整的激振,將最大振幅達到該閾值的時間點的暫定振幅作為最終的激振振幅值輸出。此處,該閾值是指激振轉(zhuǎn)矩不會淹沒于摩擦的值以上且轉(zhuǎn)向器不過度地旋轉(zhuǎn)的上限值以下的范圍。
如以上那樣,根據(jù)本實施方式3,能夠得到與上述實施方式1同樣的效果,并且在本實施方式3中,輸入輸出裝置3具備自動地設(shè)定表示對旋轉(zhuǎn)器1進行激振的激振指令的振幅值的激振振幅值的振幅設(shè)定部310,構(gòu)成為直至響應(yīng)數(shù)據(jù)達到預(yù)先設(shè)定的閾值為止,使激振振幅值以階梯狀逐漸增加,經(jīng)由車載通信網(wǎng)絡(luò)而將該激振振幅值發(fā)送到控制裝置2,所以能夠以成為不引起過度的旋轉(zhuǎn)而也不淹沒于摩擦的激振指令的方式,自動地使振幅變?yōu)樽罴?,能夠精度良好地鑒別機械常數(shù)。
實施方式4.
在上述實施方式1中,輸入輸出裝置3只是利用顯示部32顯示計算出的機械常數(shù),但在本實施方式4中,與實施方式1不同的點在于具備根據(jù)機械常數(shù)計算在控制裝置2中使用的控制常數(shù)的控制常數(shù)計算部311,其它是相同的。
圖11示出本實施方式4中的輸入輸出裝置3的結(jié)構(gòu)。在與實施方式1中圖3所示的結(jié)構(gòu)的不同點在于,在圖11中,在輸入部31以及機械常數(shù)計算部38與顯示部32之間,設(shè)置有控制常數(shù)計算部311。以下,說明該不同的部分。
一般而言,在電動動力轉(zhuǎn)向裝置的控制裝置2中,具備慣性補償控制、粘性補償控制,分別實現(xiàn)為了采用旋轉(zhuǎn)器的轉(zhuǎn)動慣量小那樣的舉措而進行補償、為了采用轉(zhuǎn)向器的粘性大那樣的舉措而進行補償。例如,這些是在日本特開2001-171539號公報的第0034至0036段中那樣的結(jié)構(gòu)。即,運算與旋轉(zhuǎn)加速度成比例并對旋轉(zhuǎn)器1提供與旋轉(zhuǎn)加速度相同的方向的旋轉(zhuǎn)力的慣性補償電流、與轉(zhuǎn)速成比例并對旋轉(zhuǎn)器1提供與轉(zhuǎn)速相反的方向的旋轉(zhuǎn)力的粘性補償電流。以使電流追隨于對慣性補償電流以及粘性補償電流進行加法運算而求出的目標電流即電流指令的方式進行控制。此處,如下面那樣定義表示該比例關(guān)系的增益。設(shè)為當對旋轉(zhuǎn)加速度乘以慣性補償增益Jmc時成為慣性補償電流,當對轉(zhuǎn)速乘以粘性補償增益Csc時成為粘性補償電流。
接下來,將作為旋轉(zhuǎn)器1的目標的轉(zhuǎn)動慣量設(shè)為目標轉(zhuǎn)動慣量Jm*,將作為轉(zhuǎn)向器的目標的粘性系數(shù)設(shè)為目標粘性系數(shù)Cs*。將它們總稱為目標常數(shù)。此時,能夠使用實際鑒別的轉(zhuǎn)動慣量Jm和粘性Cs,如下面那樣導(dǎo)出最佳的各補償增益的值。
Jmc=Jm-Jm* (9)
Csc=Cs-Cs* (10)
基于這樣的關(guān)系,在本實施方式4中,如下面那樣構(gòu)成控制常數(shù)計算部311。如圖11所示,本實施方式4的輸入輸出裝置3具備控制常數(shù)計算部311。在本實施方式4中,輸入部31具備包括用于用戶輸入目標轉(zhuǎn)動慣量Jm*和目標粘性系數(shù)Cs*的值作為目標常數(shù)的觸摸面板式顯示器或者鍵盤以及鼠標的目標常數(shù)輸入部(省略圖示),將用戶所輸入的這些目標常數(shù)移交到控制常數(shù)計算部311。另外,由機械常數(shù)計算部38計算出的機械常數(shù)也輸入到控制常數(shù)計算部311??刂瞥?shù)計算部311根據(jù)機械常數(shù)和目標常數(shù),并根據(jù)公式(9)以及公式(10),計算慣性補償增益Jmc以及粘性補償增益Csc,將它們作為控制裝置2的控制常數(shù)移交到顯示部32。顯示部32將該控制常數(shù)顯示于畫面。
如以上那樣,根據(jù)本實施方式4,能夠得到與上述實施方式1同樣的效果,并且,在本實施方式4中,輸入輸出裝置3具備根據(jù)由機械常數(shù)計算部38計算的機械常數(shù)計算控制常數(shù)的控制常數(shù)計算部311,所以能夠根據(jù)精度良好地鑒別的機械常數(shù),自動地計算控制常數(shù),能夠削減調(diào)整控制常數(shù)的工時。
另外,在上述實施方式1~4中,旋轉(zhuǎn)檢測器23構(gòu)成為檢測旋轉(zhuǎn)器1的轉(zhuǎn)速,但不限于該情況,也可以檢測旋轉(zhuǎn)角度。旋轉(zhuǎn)角度是對轉(zhuǎn)速進行積分而得到的,所以在計算出的增益線圖中,坡度整體增加20dB/dec,相位特性整體下降90度,但共振、反共振頻率是相同的。關(guān)于高頻增益Gh,只要乘以ωH而進行校正,則也同樣地能夠鑒別機械常數(shù)。
另外,在上述實施方式1~4中,控制裝置2進而也可以具備檢測在旋轉(zhuǎn)器1中流過的電流的電流檢測器,也可以加上電流檢測信號,作為響應(yīng)數(shù)據(jù),在輸入輸出裝置3中,計算從激振指令至電流檢測信號的頻率特性。
另外,在上述實施方式1~4中,機械常數(shù)計算部38計算從激振指令至操舵轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)角度的頻率特性,根據(jù)頻率特性鑒別機械常數(shù),但也可以計算從電流檢測信號至操舵轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)角度的頻率特性,根據(jù)頻率特性計算機械常數(shù)。電流檢測信號針對電流指令,通常直至充分高的頻率進行追隨,所以在生成激振指令作為電流指令的情況下,電流檢測信號與激振指令大致相同,所以同樣地能夠鑒別機械常數(shù)。
進而,在上述實施方式1~4中,作為響應(yīng)數(shù)據(jù),采用操舵轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)角度以及檢測電流中的至少某一個數(shù)據(jù),所以能夠鑒別從激振指令至檢測它們的各檢測器的機械響應(yīng)的特性。