電動パワーステアリング（EPS）の設計と評価

概要

電動パワーステアリング(Electric Power Steering : EPS)は、油圧ではなく電気モーターを利⽤して⾃動⾞ステアリングのアシストを行う技術です。

⾞両全体の電⼦制御化の進展に合わせて EPS の導⼊が進み、油圧式と比較して軽量化が実現できることで燃費が向上すること、車速ごとに操舵力を変えるなど制御の⾃由度も⾼くなることなどのメリットがあります。

EPS に加えてブレーキやスロットルを協調制御して⾞両安定性を向上させたり、インテリジェントパーキングアシスト(IPA)と協調動作させて、縦列駐⾞や⾞庫⼊れをサポートするなど、開発が進む”⾃動運転“にも⼤きく関連、寄与する技術です。

EPSを使ったステアリングのサブシステムを評価するには、操舵角や様々なセンサー出力、ECU の入出力などを連続して統合的に記録し、分析する必要があります。

スコープコーダ DL950 は、EPS の設計と評価を行うエンジニアが必要な計測機能を一台で提供します。

ポイント

ステアリングホイールの操作（操舵）で発⽣する⼒（トルク）が、トーションバーやラック＆ピニオンギアに伝達されます。これらの⼒はトルクセンサーにより検出されて ECU に伝達されます。ECU はトルクと⾞速に応じた電流（パワーアシスト量）をアシストモーターへ印加します。

EPSシステムの開発と評価には、多くのセンサー（⾞速、トルク、ねじれ、ラック軸⼒、バッテリ電源等）信号（多くの場合はアンプを介して電圧出⼒）、三相モーター電流・電圧・回転量に加え、ECUにより算出されるパワーアシスト量（CAN 通信データ）など、⾮常に多くの信号をモニター・記録する必要があります。更に、10 ～ 20 分程度の連続記録が必要なため、ロングメモリーも必要になります。

DL950 は、電圧・電流、CAN 通信データを多チャネルかつ⻑時間記録し、リアルタイム演算機能でトルクや操舵角を算出、同時表示できます。また、エンコーダ出力からアシストモーター回転⾓度を算出したり、振動・音なども同時記録出来るので、EPS システムを統合的に評価できます。

特長

本体に、200 MS/s や 10 MS/s の絶縁モジュールを最大 8 枚実装でき、電圧・電流を最大 32 チャネル同時記録が可能。

また、最大 5 台の DL950 を連結して最大 160 チャネル 10 MS/s の同時記録が可能。

各種センサーや ECU 間のCAN /CAN FD /LIN /SENT の車載シリアルバスのデータをトレンド表示可能。データ上の車速や温度、振動、モーター回転数などを同時記録可能。

IS8000 統合計測ソフトウェアを利用すれば、ＤＴＳインサイト社製の RAMScope で取得した制御データとDL950 で計測した各種の波形データを同時表示でき、制御の応答性や妥当性を検証することが可能。

トルクセンサーや操舵角検出用のエンコーダやレゾルバからの信号から、トルクや操舵角をリアルタイムに演算、測定値と同時に表示可能。演算結果を使ってトリガをかけることも可能。

※ /G05 オプションには /G03 の機能が含まれます

最高 200 MS/s で最大 20 秒間の連続記録

最高 2 MS/s で最大 5 時間の連続記録

最高 20 MS/s で最大 10 分間の連続記録

チャネルごとに異なるサンプルレートを設定でき、記録データ量を小さくすることが可能。

新モジュール

高速200MS/s 14ビット 絶縁モジュール 720212

入力CH数：２

最高サンプルレート：200MS/s

周波数帯域：DC～40MHz

最大入力電圧：1000V(DC+ACpeak)*

A/D変換分解能：14ビット

* 10:1または100:1プローブ使用

4CH 10MS/s 16ビット 絶縁モジュール 720256

入力CH数：4

最高サンプルレート：10MS/s

周波数帯域：DC～3MHz

最大入力電圧：600V(DC+ACpeak)*

A/D変換分解能：16ビット

* 10:1または100:1プローブ使用