(57)【要約】【課題】車両用電動パワーステアリング装置への要求仕様を確実に満足しながらも、シミュレーションの結果を効率的に反映して、開発周期短縮、開発チーム内の連携効率を高め、試作コスト削減、最適設計および開発品質の向上が可能な制御プログラムおよび開発支援システムを提供する。【解決手段】制御プログラム５０は、操舵トルク信号および車速信号およびモータの指令値の入出力を処理するフレームワークモジュール部５２と、前記モータの指令値を生成する制御モジュール部５１と、を備え、前記制御モジュール部は、制御機能別に分割されるとともに実装コードに自動変換可能な複数の制御機能モデルＭＫ（ただし、Ｋ＝１，２，３，・・・，ｎ）から構成される。【選択図】図３
2008094197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部情報検出手段で検出された外部情報信号が入力され、当該外部情報信号に基づく演算結果によりアシストモータの指令値を出力する車両用電動パワーステアリング装置の制御プログラムにおいて、
前記外部情報信号および前記アシストモータの指令値の入出力を処理するフレームワークモジュール部と、
前記アシストモータの指令値を生成する制御モジュール部と、を備え、
前記制御モジュール部は、制御機能別に分割されるとともに実装コードに自動変換可能な複数の制御機能モデルから構成されることを特徴とする車両用電動パワーステアリング装置の制御プログラム。
【請求項２】
車両の外部情報に基づく演算結果に基づいてアシストモータの指令値を算出する制御手段を備える車両用電動パワーステアリング装置の制御プログラムの実装方法において、請求項１に記載の制御プロラムを用いて、
前記制御機能モデルを前記実装コードに自動変換した後に、前記実装コードと前記フレームワークモジュールとを接続して前記制御手段に実装することを特徴とする車両用電動パワーステアリング装置の制御プログラムの実装方法。
【請求項３】
操舵者の操舵力に補助力を付与するアシストモータと、当該アシストモータを駆動するモータ駆動制御回路と、車両の外部情報を検出する外部情報検出手段と、当該外部情報に基づく演算結果に基づいて、前記モータ駆動制御回路に出力するアシストモータの指令値を算出する制御手段と、を備える車両用電動パワーステアリング装置の開発支援システムにおいて、
予め設定される仮想モデルを備え、且つ
前記制御手段は、前記外部情報信号および前記アシストモータの指令値の入出力を処理するフレームワークモジュール部と、制御機能別に分割され、複数種類の電動パワーステアリング装置の開発に対し再利用可能な複数の制御機能モデルにより構築されるとともに前記アシストモータの指令値を生成する制御モジュール部、とを備え、
前記仮想モデルに前記制御モジュール部を、前記フレームワークモジュール部を介して接続して、設計と検証とが略並列に行われることを特徴とする車両用開発支援システム。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用電動パワーステアリング装置の開発支援システムにおいて、
前記仮想モデルは、
アシストモータモデル、モータ磁場解析用モデル、モータ構造解析用モデル、モータ音響解析用モデル、前記制御手段の発熱量推定の回路モデル、前記制御手段の内部熱分布推定モデル、車両操舵モデル、車両用電動パワーステアリング装置の運動モデル、のいずれかであることを特徴とする車両用電動パワーステアリング装置の開発支援システム。
【請求項５】
請求項３または４に記載の電動パワーステアリング装置の開発システムにおいて、
前記制御機能モデルは、実装コードに自動変換可能なモデルであることを特徴とする電動パワーステアリング装置の開発支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置に関し、特に電動パワーステアリング装置の開発におけるシミュレーション技術を活用した開発支援システム、当該開発支援システムにより開発された制御プログラムおよび当該制御プログラムの実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両用電動パワーステアリング装置は、軽自動車および小型自動車から中型自動車へと適応が拡大している。そのため、車両用電動パワーステアリング装置に対し、操舵者の操舵を補助するアシストモータの高出力化・高効率化への対応、多様な操舵性能への対応、および燃費向上などが強く求められている。
【０００３】
それに伴って、車両用電動パワーステアリング装置における開発では、システムの肥大化が顕著であり、特に車両用電動パワーステアリング装置の制御装置のシステムが年々増加を続け、構成要素の中で重要なものになってきている。そして、ステアリング操舵の安全性および操舵性の一層の向上、環境負荷への低減に対する社会的要求によりますます重要度を増している。また、車両用電動パワーステアリング装置のモデルチェンジに合せた開発周期短縮への対応、試作コストの削減、設計トレードオフを考慮した最適設計および開発品質の向上などにも応える必要があるため、開発工程のさらなる高度化と、さらなる効率化が不可避な状態となっている。
【０００４】
ここで、車両用電動パワーステアリング装置の制御装置に関わる開発工程について説明する。開発工程は、要求定義と開発環境と開発プロセスとで特徴付けられる。以下、その概要とその問題についてそれぞれ説明する。
【０００５】
要求定義では、市場調査を行った上で、車両に応じた要求仕様を考案し、車両用電動パワーステアリング装置に求められる事項、例えば車両に対応したモータの選定などを要求仕様という形にして定義し策定する。以後の開発工程はこの要求仕様に基づき行われるため、その要求仕様の完成度が車両用電動パワーステアリング装置の開発の品質に与える影響は大きい。
【０００６】
また、開発環境では、初期はアセンブラなどの機械言語を用いて、ソフトウェア部を実装していたが、汎用性の高さや、開発ツールの充実から高級言語であるＣ言語へと移行していている。しかし、高級言語とはいえども、記述した膨大な内容を開発チーム内で共通に把握し合うには難しく、したがって、ソフトウェア部を含めた設計および検証が、開発周期における主な遅延要因となる虞がある。特に、従来の制御装置の制御プログラムの実装は、開発プログラミング言語を用いて実施されるが、開発者チーム内で誤解釈が発生する恐れがあり、このような要求仕様の誤解釈から引き起こされる開発チーム内での連携効率の低下、ソフトウェアの不具合の誘発といった問題が起こる虞がある。
【０００７】
そして、車両用電動パワーステアリング装置の開発工程においては、開発プロセスはいわゆるＶ型プロセスで表現される。Ｖ型プロセスは、上流工程から下流工程に向けて、車両用電動パワーステアリング装置に求められる要求仕様を詳細化し設計仕様に反映して設計するプロセス（設計プロセス）と、下流工程から上流工程に向けて、設計されたものが要求仕様通りの機能を有しているか検証するプロセス（検証プロセス）とを備えている。この両プロセスをＶ型に示すことにより、設計プロセスと検証プロセスとの関係を明確にすることができ、量産に至るまでに複数回の試作がこのプロセスによって実施される。しかし、このＶ型プロセスでは、設計された試作を検証プロセスで検証を実施した場合に、この段階で要求仕様の過誤を発見した場合には、その検証に対応した設計プロセスの工程にそれぞれ出戻りが発生して設計プロセスにまたがる一連のプロセスを再度実施せねばならず、開発効率が著しく低下する。そのため、開発プロセスの初期段階からの検証が必要となってしまっていた。
【０００８】
これら問題点の対策として、制御プログラムの仕様から実装コード（Ｃコード）を自動生成して、当該実装コードを制御装置に実装した後、仮想的な車両モデル装置を制御対象とする制御装置の挙動をモニタリングして改善設計（デバッグ）を行うものがある（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−２０２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１では、仕様から実装コードを自動的に生成してプログラミング作業を短縮することについて述べられているが、開発工程での過誤の効率的発見とそれに対する効率的検証に直接対応するものではない。さらに、開発チーム内での連携を考慮したものではない。
【００１０】
本発明は上述した事情を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は車両用電動パワーステアリング装置への要求仕様を確実に満足しながらも、シミュレーションの結果を効率的に反映して、開発周期短縮、開発チーム内の連携効率を高め、試作コスト削減、最適設計および開発品質の向上が可能な制御プログラムおよび開発支援システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）  外部情報検出手段で検出された外部情報信号が入力され、当該外部情報信号に基づく演算結果によりアシストモータの指令値を出力する車両用電動パワーステアリング装置の制御プログラムにおいて、
前記外部情報信号および前記アシストモータの指令値の入出力を処理するフレームワークモジュール部と、
前記アシストモータの指令値を生成する制御モジュール部と、を備え、
前記制御モジュール部は、制御機能別に分割されるとともに実装コードに自動変換可能な複数の制御機能モデルから構成されることを特徴とする車両用電動パワーステアリング装置の制御プログラム。
（２）  車両の外部情報に基づく演算結果に基づいてアシストモータの指令値を算出する制御手段を備える車両用電動パワーステアリング装置の制御プログラムの実装方法において、（１）に記載の制御プロラムを用いて、
前記制御機能モデルを前記実装コードに自動変換した後に、前記実装コードと前記フレームワークモジュールとを接続して前記制御手段に実装することを特徴とする車両用電動パワーステアリング装置の制御プログラムの実装方法。
（３）  操舵者の操舵力に補助力を付与するアシストモータと、当該アシストモータを駆動するモータ駆動制御回路と、車両の外部情報を検出する外部情報検出手段と、当該外部情報に基づく演算結果に基づいて、前記モータ駆動制御回路に出力するアシストモータの指令値を算出する制御手段と、を備える車両用電動パワーステアリング装置の開発支援システムにおいて、
予め設定される仮想モデルを備え、且つ
前記制御手段は、前記外部情報信号および前記アシストモータの指令値の入出力を処理するフレームワークモジュール部と、制御機能別に分割され、複数種類の電動パワーステアリング装置の開発に対し再利用可能な複数の制御機能モデルにより構築されるとともに前記アシストモータの指令値を生成する制御モジュール部、とを備え、
前記仮想モデルに前記制御モジュール部を、前記フレームワークモジュール部を介して接続して、設計と検証とが略並列に行われることを特徴とする車両用開発支援システム。
（４）  （３）に記載の車両用電動パワーステアリング装置の開発支援システムにおいて、
前記仮想モデルは、
アシストモータモデル、モータ磁場解析用モデル、モータ構造解析用モデル、モータ音響解析用モデル、前記制御手段の発熱量推定の回路モデル、前記制御手段の内部熱分布推定モデル、車両操舵モデル、車両用電動パワーステアリング装置の運動モデル、のいずれかであることを特徴とする車両用電動パワーステアリング装置の開発支援システム。
（５）  （３）または（４）に記載の電動パワーステアリング装置の開発システムにおいて、
前記制御機能モデルは、実装コードに自動変換可能なモデルであることを特徴とする電動パワーステアリング装置の開発支援システム。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、図面を参照しながら本発明に関わる実施形態について説明する。
【００１３】
車両用電動パワーステアリング装置の代表的な構成について、図１および図２に従って説明する。図１は、車両用電動パワーステアリング装置の全構成を示す概略図である。図２はコントロールユニットの一般的な機能とその機能の動作手順を示す制御ブロック構成図である。例えば、後述する位相補償器３２は独立したハードウェアとしての位相補償器を示すものではなく、例えばＣＰＵで実行されるプログラムの一機能としての位相補償機能を示すものである。
【００１４】
なお、本実施形態に制御ブロック構成はこれにより何ら制限を受けるものではなく、適宜様々な制御ブロックが適用できる。
【００１５】
本発明に係る車両用電動パワーステアリング装置では、操向ハンドル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を経て操向車輪のタイロッド６に結合されている。コラム軸２には、操向ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ１０が設けられており、操向ハンドル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に結合されている。また、モータ２０には、当該モータの回転角度を検出する、例えばレゾルバなどにより構成されるモータ角度検出回路２１が取り付けられている。そして、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（制御手段）３０には、バッテリ１４からイグニションキー１１およびリレー１３を経て電力が供給される。これによりコントロールユニット３０は、外部情報検出手段である、トルクセンサ１０、車速センサ１２、モータ角度検出回路２１のそれぞれで検出された操舵トルク信号Ｔと車速信号Ｖとモータ角度信号θとの外部情報信号に基づいてアシスト指令の操舵補助指令値Ｉの演算を行い、演算された操舵補助指令値Ｉに基づいてモータ２０に供給する電流（アシスト電流）を制御することによりアシスト制御を行っている。
【００１６】
コントロールユニット３０は主としてＭＰＵから構成される。当該ＭＰＵ内部においてＲＯＭなどに格納され、制御機能を実現する制御プログラムが読み込みこまれて、前記アシスト制御が実施される。
【００１７】
コントロールユニット３０のアシスト制御の流れを図２の制御ブロック構成図に従って説明する。コントロールユニット３０は、操舵補助指令値演算器３１と位相補償器３２と微分器３３と電流指令値演算器３４と電流制御器３５とデューティ比演算器３６とインバータ回路３７と電流検出回路３８とモータ角速度演算器４０とモータ角加速度演算器４１と収斂性補償器４２と慣性補償器４３とＳＡＴ推定補償器４４と加算器４５ａ、４５ｂ、４５ｃと減算器４６とを備えている。また、当該コントロールユニット３０に入力される前記操舵トルク信号Ｔと前記車速信号Ｖと前記モータ角度信号θなどの外部から入力される外部情報信号は、前記コントロールユニット３０で演算処理できるように、例えば図示しないＡ／Ｄ変換器にてアナログ信号からデジタル信号に変換されている。なお、前記速度信号Ｖなどの信号は車両に搭載されているＣＡＮなどのデジタル通信回線を経由して、コントロールユニット３０に入力されてもよい。また、これら信号は図示しない増幅器で増幅され、また図示しないローパスフィルタにて濾波処理が適宜施される。
【００１８】
コントロールユニット３０に入力される、トルクセンサ１０で検出された操舵トルク信号Ｔと、車速センサ１２で検出された車速信号Ｖとは操舵補助指令値演算器３１に入力される。当該操舵補助指令値演算器３１は、入力された操舵トルク信号Ｔおよび車速信号Ｖとに基づいてモータ２０に供給する電流の制御目標値である操舵補助指令値Ｉを決定する。さらに、前記操舵補助指令値演算器３１で出力された前記制御操舵補助指令値Ｉは位相補償器３２に入力される。当該位相補償器３２は、前記制御操舵補助指令値Ｉに位相補償を施し、位相補償が施された操舵補助指令値ＩＰを出力する。これにより、前記位相補償器３２は、過渡特性を改善あるいは制御系の安定化を図る。
【００１９】
また、操舵トルクは、車両が停止した状態では最も大きく、一方車速が大きいほど前記操舵トルクは小さくなる特性がある。したがって、操舵補助指令値演算器３１では、操舵トルク信号Ｔとモータ２０に供給される制御操舵補助指令値Ｉとの関係を車速信号Ｖに応じて変化させることによって、操舵フィーリングを向上させるとともに車両挙動の安定化を図っている。
【００２０】
位相補償された操舵補助指令値ＩＰは加算器４５ａとＳＡＴ推定補償器４４に出力される。また、前記操舵トルク信号Ｔは、ＳＡＴ推定補償器４４と、微分器３３とにも入力される。
【００２１】
一方、前記モータ角速度演算器４０では、前記モータ角度検出回路２１で検出されたモータ角度信号θを取り込み、当該モータ角度信号θを例えば微分処理を施してモータ角速度信号ωを算出する。当該モータ角速度信号ωはそれぞれ収斂性補償器４２と、モータ角加速度演算器４１と、ＳＡＴ推定補償器４４とに入力される。さらに、当該モータ角加速度演算器４１は、前記モータ角加速度信号ωを、例えばさらに微分処理を施してモータ角加速度αを算出して、慣性補償器４３とＳＡＴ推定補償器４４とに出力する。
【００２２】
収斂性補償器４２は、前記モータ角度信号ωを入力として、車両の収斂性を改善するために、操向ハンドル１の回転を妨げる方向に前記操舵補助指令値Iを補正して当該操向ハンドル１の振れ回る動作に対してブレーキをかけるようになっており、操舵後の当該操向ハンドル１の挙動を安定させる。
【００２３】
そして、慣性補償器４３は、前記モータ角加速度演算器４１で算出され出力されたモータ角加速度αを入力として、操向ハンドル１やピニオンラック機構５やモータ２０や減速ギア３などの駆動系に係る慣性系の変動に応じて前記操舵補助指令値Iを補正して補助トルクの変動を抑制する。これにより、操舵者に駆動系の慣性が伝達しないように働き、操舵フィーリングを向上させている。
【００２４】
ＳＡＴ推定補償３５は、前記操舵トルク信号Ｔを入力とし、操向ハンドル１の操作を助ける方向に前記操舵補助指令値Ｉを補正し、操舵後の操向ハンドル１の戻りを改善する。
【００２５】
さらに、加算器４５ｃは、前記慣性補償器４３の出力と前記ＳＡＴ推定器４３の出力とを加算処理して加算器４５ｂに出力する。当該加算器４５ｂは、前記加算器４５ｂの出力と収斂性補償器との出力とを加算処理して加算器４５ａに出力する。
【００２６】
加算器４５ａは、前記加算器４５ｂの出力と前記微分器３３の出力と位相補償が施された操舵補助指令値ＩＰとを入力として、これら入力を加算処理した後に電流指令値演算器３４に出力される。当該電流指令値演算器３４は、前記加算器４５ａの出力に基づいてモータ２０に対する電流制御値を決定して減算器４６に出力する。
【００２７】
減算器４６では、前記電流指令値演算器３４の出力（電流値）からインバータ回路３７とモータ２０との間に配される電流検出回路３８によって検出されるモータ電流値ｉを減算処理する。この電流フィードバックにより、モータ２０の出力トルクの制御を実現している。
【００２８】
電流制御器３５は前記減算器４６の出力を取り込み、デューティ比演算器３６に制御指令値を伝達する。当該デューティ比演算器３６では、前記電流制御器の出力に基づいてＰＷＭ（パルス幅変調）信号の演算を行ってインバータ回路３７を駆動する。
【００２９】
インバータ回路３７は、図示しない複数のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）駆動回路などから構成され、当該ＦＥＴ駆動回路は前記ＰＷＭ信号によって、ＯＮ／ＯＦＦされ、実際にモータ２０に印加される電流を制御する。これにより、モータ２０は操舵補助指令値Ｉに基づく駆動電流が供給されて、操向ハンドル１に操舵補助力を伝達して、操舵者の操舵支援を実現している。
【００３０】
コントロールユニット３０には、上述の伝達関数のほか、適宜種々の制御部および補償器などを有すことができ、例えばハンドル戻り補償部、モータ最大電流制限部、自己診断部、情報通信部などを有すことができる。特に、ハンドル戻り補償は、操向ハンドル１を中立位置に復元させるための制御を行うものである。一般に、車両用電動パワーステアリング装置においては、減速ギア３などの影響によりセルフアライニングトルクが弱くなり易く、このために操向ハンドル１が中立位置に戻り難くなってしまう。そこで、セルフアライニングトルクの作用によってモータ２０が回転させられる際のモータ２０の端子間電圧およびモータ電流を検出することなどによりモータ角速度を検出し、操向ハンドル１を中立位置に復元させるための補償電流値を算出することができる。なお、前記情報通信部は、ＬＡＮやＣＡＮなどの情報ネットワークで構成することができる。
【００３１】
次に、図３（ａ）（ｂ）に従って、本発明に関わるコントロールユニットに組み込まれる制御プログラム５０の構成について説明する。
【００３２】
本発明に関わる制御プログラム５０は、図３（ａ）に示すように制御モジュール部５１と、フレームワークモジュール部５２と、を備えている。
【００３３】
制御モジュール部５１は、上述した制御ブロックの機能を各々実現する、複数の制御機能モデルＭＫ（ただし、Ｋ＝１，２，３，・・・，ｎ）から構成される。当該制御機能モデルＭＫは、実装コードに自動変換可能なモデルとして構成されており、後述する生産工程にて実装コード自動生成アプリケーションにより、前記実装コードに変換され、最終的なコントロールユニット３０の制御プログラム５０として、フレームワーモジュール部５２とともに組み込まれる。
【００３４】
フレームワークモジュール部５２は、車両に搭載されたトルクセンサ１０と車センサ１２などのコントロールユニット３０外部からの入力情報信号、およびモータ２０への操舵補助指令値Ｉなどのコントロールユニット３０外部への出力情報信号とを、前記制御機能モデルＭＫの各々に接続し前記入力情報信号と前記出力情報信号を処理して、これら信号と前記制御機能モデルＭＫとの情報の橋渡しとして機能する。
【００３５】
さらに、フレームワークモジュール部５２は、後述する仮想モデルとも接続可能な構成であり、開発工程において、前記仮想モデルと前記制御モジュール部５１とを接続し、制御の要求仕様に関する機能設計を実施しながら、仮想モデルで車両の挙動を検証して、その挙動の結果を再度機能設計に反映することができる。
【００３６】
また、制御機能モデルＭＫは、図３（ｂ）に示すように設計時に共通に利用可能であるプラットフォーム部５１ａｋ（ただし、Ｋ＝１，２，３，・・・，ｎ）と、当該プラットフォーム部５１ａｋで実現される機能を補足的に支援するオプション部５１ｂｋ（ただし、Ｋ＝１，２，３，・・・，ｎ）とに分離して構成され、設計時においてオプション部５１ｂｋの変更にて対応することができる。これにより、制御プログラム開発において、再利用性を実現することができて開発の効率化とともに品質の向上を実現することができる。
【００３７】
次に、図４から図７に従って、本発明に関わる制御プログラムの開発工程について説明する。図４に示すとおり、本発明に係る開発工程は、公知のものと同様、Ｖ型プロセスで表される。当該Ｖ型プロセスは、上流工程から３層の工程により構成される。最上流工程の第１層Ｓ１０１は、システム設計工程と、システム検証工程とを備え、主としてシステム設計・検証を行う。システム設計工程では、制御プログラム５０の要求仕様を策定し、システム検証工程では、当該要求仕様が、例えば実車評価を用いて満足されるかを最終的に検証する。ここでの検証が品質性を決定する最終工程となり、当該工程における過誤および不適合はシステム設計工程、即ち初期のプロセスからの見直しを意味することとなる。そのため、各プロセスにおける検討結果を充分に検証し、次のプロセスに進めていくことが重要であり、最終工程での出戻りを少なくするための施策となる。
【００３８】
次の第２層Ｓ１０２は、制御プログラム５０における機能設計工程と機能検証工程とを備え、主として個々の制御機能について機能設計・検証を行う。機能設計工程では、図５に示すとおり、開発支援システム６０を用いて開発を進める。当該開発支援システム６０では、前記第１層で策定された要求仕様に基づき、モデル作成アプリケーション６１を例えばマウスなどの操作入力装置６１を用いて操作し、当該モデル作成アプリケーション６１により制御機能モデルＭＫのうち前記プラットフォーム部５１ａｋと前記オプション部５１ｂｋとを複数選択し組合せて設計を行う。
【００３９】
また、制御機能モデルＭＫの作成にあたっては、公知のモデル表現技法、例えばＵＭＬ（Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｍｏｄｅｌｉｎｇ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）、ブロック線図、状態遷移図などを適宜使用する。いずれの表現技法も要求定義を視覚的に把握しやすいモデル表現となっており、これら表現技法は、一義的に制御機能モデルＭＫを定義することができる。このため、開発チーム内で、前記表現技法で作成された制御機能モデルＭＫの組合せを参照しながら容易に議論して設計を進めることができる。なお、モデル作成アプリケーション６２としては、公知のアプリケーション、例えばＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ（Ｔｈｅ  Ｍａｔｈ  Ｗｏｒｋｓ社製）などを適宜利用することができる。
【００４０】
さらに、前記モデル作成アプリケーション６２にて作成された制御機能モデルＭＫと接続されるとともに、当該制御機能モデルＭＫに対する入出力を処理するフレームワークモジュール部５２が、上述した通り制御プログラム５０内に設けられているので、当該フレームワークモジュール部５２と、予めコンピュータ上で設定された仮想モデル６５とを接続することにより、前記制御機能モデルＭＫの組合せに基づいて車両用電動パワーステアリング装置の挙動についてシミュレーションを実施する。これにより、例えばモニタなどの表示器６４に結果を表示させて検証することが可能となる。
【００４１】
コンピュータ上で予め設定された仮想モデル６５としては、モータ２０についてはアシストモータモデル６６、モータ磁場解析用モデル６７、モータ構造解析用モデル６８、モータ音響解析用モデル６９、コントロールユニット３０についてはコントロールユニット発熱量推定の回路モデル７０、コントロールユニット内部熱分布推定モデル７１、車両については車両操舵モデル７２、車両用電動パワーステアリング装置の運動モデル７３、がそれぞれ用意される。
【００４２】
したがって、このような構成により、第２層Ｓ１０２では制御の機能設計において、仮想モデル６５でのシミュレーションを活用した検証を行うことができる。なお、仮想モデル６５に対し、第１層Ｓ１０１で策定した基本的な要求仕様の検討を行い、そのシミュレーション結果に基づいて要求仕様の妥当性を検証しながら設計を進める。この検証において、第２層Ｓ１０２で発見された過誤が、第２層Ｓ１０２内だけで改善が完結できない場合には、第１層Ｓ１０１に戻り要求仕様を再検討して改善を実施する。このように、第１層Ｓ１０１と第２層Ｓ１０２との間で改善を繰り返して、要求仕様を最適に策定することができる（図６参照、ただし自然数Ｌは制御プログラム５０の構成変化を示している）。
【００４３】
さらに、第３層Ｓ１０３は、詳細設計工程と詳細検証工程とを備えている。詳細設計工程では、第１層Ｓ１０１と第２層Ｓ１０２とで得られた最適な要求仕様に対し、構成部品ごとに詳細設計を展開する。例えば、コントロールユニット３０の詳細設計では、前記モデル作成アプリケーション６２を用いて最適な要求仕様の検討の検討、当該要求仕様と制御ブロックの構成との同定を行い、また第２層Ｓ１０２と同じく構成部品ごとに仮想モデル６５でのシミュレーションを利用した検証を行う。
【００４４】
最下流工程である生産工程Ｓ１０４では、上述した仮想モデル６５を用いた最終的な仕様の検証を行った上で、図７に示すように最適設計された制御機能モデルＭＫの構成において、実装コード自動生成アプリケーション６３（図５参照）を用いて、前記制御機能モデルＭＫ各々を、前記制御機能モデルＭＫが実現する制御機能ごとに、例えばＣ言語などの実装コードＡＫ（ただし、Ｋ＝１，２，３，・・・，ｎ）に各々自動変換する。その自動変換実施後、前記フレームワークモジュール部５２と前記実装コードＡＫ各々接続して、前記コントロールユニット３０内のＲＯＭなどの記録媒体（不図示）に実装する。これにより、実装コードＡＫをそのまま作成していた従来の設計に比べ、容易に前記仮想モデル６５でシミュレーションを行いながら改良設計を逐次施すことができるとともに、開発チーム内での意思疎通を図ることできるので、開発効率を向上させることができる。なお、実装コード自動生成アプリケーションとしては、ＴａｒｇｅｔＬｉｎｋ（ｄＳＰＡＣＥ社製）などが適宜利用できる。
【００４５】
したがって、本実施形態によれば、コントロールユニット３０内に実装される制御プログラム５０において、入出力を処理するフレームワークモジュール部５２と、前記モータの指令値を生成して制御する制御モジュール部５１と、を備え、前記制御モジュール部５１は、制御機能別に分割されるとともに実行コードＡＫに自動変換可能な複数の制御機能モデルＭＫから構築され、且つ、記制御機能モデルＭＫを実装コードＡＫに自動変換した後に、前記実装コードＡＫと前記フレームワークモジュール部５２とを接続してコントロールユニット３０に実装されるので、開発工程において、車両用電動パワーステアリング装置への要求仕様を確実に満足しながらも、開発周期短縮、開発チーム内の連携効率を高めて、試作コスト削減、最適設計および開発品質の向上が可能な開発を実現することができる。
【００４６】
さらに、本実施形態によれば、制御機能モデルＭＫは再利用可能なモデルとして構成されているので、各開発工程での設計および検証、ＨＩＬ（Ｈａｒｄ  Ｉｎ  ｔｈｅ  Ｌｏｏｐ）などを利用したシミュレーションを前記仮想モデル６５および前記制御機能モデルＭＫで実施して検証の効率化を図ることができ、実車での評価を最小限度に抑制することができ、結果的に開発時間の短縮化・効率化を実現することができる。さらに、前記制御機能モデルＭＫはプラットフォーム部５１ａｋとオプション部５１ｂｋとにより構成されているので、制御プログラム５０の開発は主にオプション部ｂｋの変更で対応可能であるので、開発の効率化とともに開発製品としての品質を向上させることができる。
【００４７】
また、本実施形態によれば、開発支援システム６０は、仮想モデル６５を備え、当該仮想モデル６５に前記制御モジュール部５１を、前記フレームワークモジュール部５２を介して接続して、設計と検証とが略平行に行われるので、開発工程において、車両用電動パワーステアリング装置への要求仕様を確実に満足しながらも、開発周期短縮、開発チーム内の連携効率を高めて、試作コスト削減、最適設計および開発品質の向上が可能な開発を実現することができる。
【００４８】
また、実装コードＡＫに自動生成可能な制御機能モデルＭＫを用いること、視覚的に制御プログラム５０の内容把握が容易になり、開発チーム内の連携効率を高めることができる。また、仮想モデル６５と用いたシミュレーション環境でのシミュレーション実験を通じて、開発工程での出戻りも少なくてすむことができるとともに、様々な制御機能モデルＭＫ作成に対し、評価のための材料を複数用意して比較検討を用意に実施することができる。
【００４９】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の様態はこれら実施形態に限られるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。例えば、コントロールユニット３０内に実装される制御プログラム５０の開発工程を例示して説明したが、これに限らず、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などの操舵リンク機構、モータ２０、トルクセンサ１０および車速センサなどの外部情報検出手段などの開発にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る車両用電動パワーステアリング装置の全構成を示す概略図である。
【図２】本発明に係るコントロールユニットの一般的な機能とその機能の動作手順を示す制御ブロック構成図である。
【図３】（ａ）は本発明に関わるコントロールユニットに組み込まれる制御プログラムの構成図であり、（ｂ）は制御プログラムを構成する制御機能モデルの構成図である。
【図４】本発明に関わる制御プログラムの開発工程を示す図である。
【図５】本発明に係る車両用電動パワーステアリング装置の開発環境を示す図である。
【図６】本発明に係る制御プログラムの改良に伴う構成変化を示す図である。
【図７】本発明に係る制御プログラムにおける実装コード自動生成を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１                操向ハンドル
２                コラム軸
３                減速ギア
１０              トルクセンサ（外部情報検出手段）
１２              車速センサ（外部情報検出手段）
２０              モータ（アシストモータ）
３０              コントロールユニット（制御手段）
３９              モータ角度検出回路（外部情報検出手段）
５０              制御プログラム
５１              制御モジュール部
５２              フレームワークモジュール部
６２              モデル生成アプリケーション
６３              実装コード自動生成アプリケーション
６５              仮想モデル
６６              アシストモータモデル
６７              モータ磁場解析用モデル
６８              モータ構造解析用モデル
６９              モータ音響解析用モデル
７０              コントロールユニットの発熱量推定の回路モデル
７１              コントロールユニットの内部熱分布推定モデル
７２              車両操舵モデル
７３              電動パワーステアリング装置
Ｔ                操舵トルク信号（外部情報信号）
Ｖ                車速信号（外部情報信号）
θ                モータ角度信号（外部情報信号）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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