(57)【要約】【課題】ステアバイワイヤ方式の車両に搭載されるバックアップ電源を小型化する。【解決手段】ステアバイワイヤ方式の車両は、電源装置から供給される電力によって作動するアクチュエータを備える。アクチュエータは、車輪を転舵する転舵アクチュエータと、ハンドルに反力トルクを付与する反力アクチュエータを含む。電源装置は、メイン電源とバックアップ電源を含む。制御装置は、ハンドルの操舵操作に応じて転舵アクチュエータを制御することによって車輪を転舵する。メイン電源からアクチュエータに電力が供給される場合、制御装置は、操舵操作に応じて反力アクチュエータを制御することによって反力トルクをハンドルに付与する。一方、バックアップ電源からアクチュエータに電力が供給される場合、制御装置は、反力アクチュエータの制御を停止する電力抑制処理を行う。【選択図】図２
2020138554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアバイワイヤ方式の車両の制御装置であって、
前記車両は、
電源装置と、
前記電源装置から供給される電力によって作動するアクチュエータと
を備え、
前記アクチュエータは、
前記車両の車輪を転舵する転舵アクチュエータと、
前記車両のハンドルに反力トルクを付与する反力アクチュエータと
を含み、
前記電源装置は、
メイン電源と、
前記メイン電源の異常時に前記アクチュエータに電力を供給するバックアップ電源と
を含み、
前記制御装置は、
前記ハンドルの操舵操作に応じて前記転舵アクチュエータを制御することによって前記車輪を転舵する転舵制御と、
前記メイン電源から前記アクチュエータに電力が供給される場合、前記操舵操作に応じて前記反力アクチュエータを制御することによって前記反力トルクを前記ハンドルに付与する反力トルク制御と、
前記バックアップ電源から前記アクチュエータに電力が供給される場合、前記反力アクチュエータの制御を停止する電力抑制処理と
を行う
制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置であって、
前記反力アクチュエータは、前記ハンドルに連結された反力モータを含み、
前記反力トルク制御において、前記制御装置は、前記操舵操作に応じて前記反力モータを制御することによって前記反力トルクを発生させ、
前記電力抑制処理において、前記制御装置は、前記反力モータの制御を停止し、
前記電力抑制処理の実行中、前記反力モータは、前記ハンドルの回転に応じて受動的に回転する
制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の制御装置であって、
前記電力抑制処理の実行中、前記反力モータは、前記ハンドルの回転に応じて回生電流を発生させる
制御装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の制御装置であって、
前記反力モータは、インバータによって駆動されて前記反力トルクを発生させ、
前記反力トルク制御において、前記制御装置は、前記操舵操作に応じて前記インバータを制御することによって前記反力モータを制御し、
前記電力抑制処理において、前記制御装置は、前記インバータの制御を停止する
制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の制御装置であって、
前記インバータは、
前記電源装置と接続される電源端子と、
前記電源端子と前記反力モータとの間に接続された上アームスイッチング素子と、
前記反力モータとグランド端子との間に接続された下アームスイッチング素子と
を含み、
前記電力抑制処理において、前記制御装置は、前記上アームスイッチング素子をＯＦＦに固定し、前記下アームスイッチング素子をＯＮに固定する
制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の制御装置であって、
前記制御装置は、前記メイン電源から前記バックアップ電源への切り替えに応答して、前記下アームスイッチング素子のデューティ比を１００％まで徐々に増加させる
制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の制御装置であって、
前記制御装置は、前記メイン電源から前記バックアップ電源への切り替えに応答して、前記反力トルク制御を徐々に停止する
制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアバイワイヤ方式の車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ステアバイワイヤ方式の車両の操舵装置を開示している。その操舵装置は、ハンドルの回転に応じて車輪を転舵する転舵アクチュエータと、反力トルクをハンドルに付与する反力アクチュエータとを備えている。
【０００３】
特許文献２は、車両の操舵装置を開示している。その操舵装置は、車輪を転舵する転舵モータと、複数の電源とを備えている。操舵装置は、ハンドルに与えられる操舵入力に応じて転舵出力を決定し、その転舵出力が得られるように転舵モータを制御する。複数の電源は、転舵モータに電力を供給する転舵専用電源と、転舵モータ以外の電気部品に電力を供給する車両電源とを含んでいる。転舵専用電源に異常が生じた場合、車両電源がバックアップとして用いられ、車両電源から転舵モータに電力が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−００２２２３号公報
【特許文献２】特開２００４−２９１８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ステアバイワイヤ方式の車両は、車輪を転舵する転舵アクチュエータと、反力トルクをハンドルに付与する反力アクチュエータとを備える。転舵アクチュエータと反力アクチュエータは、電源から供給される電力によって作動する。電源に異常が発生した場合に備えて、バックアップ電源を車両に搭載することが考えられる。但し、バックアップ電源に対しても通常の電源と同じレベルの出力が要求される場合、大型のバックアップ電源が必要となる。バックアップ電源のサイズ及び重量の増加は、車両設計等に大きな影響を与える。
【０００６】
本発明の１つの目的は、ステアバイワイヤ方式の車両に搭載されるバックアップ電源を小型化することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の観点は、ステアバイワイヤ方式の車両の制御装置に関連する。
前記車両は、
電源装置と、
前記電源装置から供給される電力によって作動するアクチュエータと
を備える。
前記アクチュエータは、
前記車両の車輪を転舵する転舵アクチュエータと、
前記車両のハンドルに反力トルクを付与する反力アクチュエータと
を含む。
前記電源装置は、
メイン電源と、
前記メイン電源の異常時に前記アクチュエータに電力を供給するバックアップ電源と
を含む。
前記制御装置は、
前記ハンドルの操舵操作に応じて前記転舵アクチュエータを制御することによって前記車輪を転舵する転舵制御と、
前記メイン電源から前記アクチュエータに電力が供給される場合、前記操舵操作に応じて前記反力アクチュエータを制御することによって前記反力トルクを前記ハンドルに付与する反力トルク制御と、
前記バックアップ電源から前記アクチュエータに電力が供給される場合、前記反力アクチュエータの制御を停止する電力抑制処理と
を行う。
【０００８】
第２の観点は、第１の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
前記反力アクチュエータは、前記ハンドルに連結された反力モータを含む。
前記反力トルク制御において、前記制御装置は、前記操舵操作に応じて前記反力モータを制御することによって前記反力トルクを発生させる。
前記電力抑制処理において、前記制御装置は、前記反力モータの制御を停止する。
前記電力抑制処理の実行中、前記反力モータは、前記ハンドルの回転に応じて受動的に回転する。
【０００９】
第３の観点は、第２の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
前記電力抑制処理の実行中、前記反力モータは、前記ハンドルの回転に応じて回生電流を発生させる。
【００１０】
第４の観点は、第２又は第３の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
前記反力モータは、インバータによって駆動されて前記反力トルクを発生させる。
前記反力トルク制御において、前記制御装置は、前記操舵操作に応じて前記インバータを制御することによって前記反力モータを制御する。
前記電力抑制処理において、前記制御装置は、前記インバータの制御を停止する。
【００１１】
第５の観点は、第４の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
前記インバータは、
前記電源装置と接続される電源端子と、
前記電源端子と前記反力モータとの間に接続された上アームスイッチング素子と、
前記反力モータとグランド端子との間に接続された下アームスイッチング素子と
を含む。
前記電力抑制処理において、前記制御装置は、前記上アームスイッチング素子をＯＦＦに固定し、前記下アームスイッチング素子をＯＮに固定する。
【００１２】
第６の観点は、第５の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
前記制御装置は、前記メイン電源から前記バックアップ電源への切り替えに応答して、前記下アームスイッチング素子のデューティ比を１００％まで徐々に増加させる。
【００１３】
第７の観点は、第１から第６の観点のいずれか１つに加えて、次の特徴を更に有する。
前記制御装置は、前記メイン電源から前記バックアップ電源への切り替えに応答して、前記反力トルク制御を徐々に停止する。
【発明の効果】
【００１４】
第１の観点によれば、バックアップ電源から電力が供給される場合、制御装置は、反力アクチュエータの制御を停止する電力抑制処理を行う。この電力抑制処理により、反力アクチュエータにおける消費電力が抑制される。反力アクチュエータにおける消費電力が抑制されるため、バックアップ電源を小型化することが可能となる。バックアップ電源の小型化は、車両設計の観点から好適である。また、反力アクチュエータにおける消費電力が低減されるため、転舵アクチュエータを用いた転舵制御の継続時間が増加する。このことは、車両走行の継続性の観点から好適である。
【００１５】
第２の観点によれば、反力モータはハンドルと連結されているため、ドライバによるハンドルの回転に応じて反力モータは受動的に回転する。このとき、ドライバは、少なくとも機械的摩擦力を抵抗として感じる。つまり、電力抑制処理の実行中、少なくとも機械的摩擦力が、反力トルク制御によって発生する反力トルクの代わりに働く。
【００１６】
第３の観点によれば、電力抑制処理の実行中、反力モータは、発電機として働き、ハンドルの回転に応じて回生電流を発生させる。言い換えれば、電力抑制処理の実行中、回生ブレーキ力が、反力トルク制御によって発生する反力トルクの代わりに働く。これにより、ハンドルの急激な回転、ひいては車輪の急激な転舵が防止される。その結果、車両走行が安定する。
【００１７】
第４の観点によれば、電力抑制処理において、制御装置は、反力モータを駆動するインバータの制御を停止する。これにより、電力抑制処理が実現され、第１の観点と同様の効果が得られる。
【００１８】
第５の観点によれば、第３の観点と同様の効果が得られる。
【００１９】
第６及び第７の観点によれば、ドライバの違和感が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係るステアバイワイヤ方式の車両の構成例を概略的に示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るバックアップモードを説明するためのブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る制御装置による処理例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態に係る反力モータを駆動するインバータの構成を示す概略図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る電力抑制処理の一例を説明するための概略図である。
【図６】本発明の実施の形態における通常モードからバックアップモードへの移行の一例を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】本発明の実施の形態におけるバックアップモードから通常モードへの復帰の一例を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
１．ステアバイワイヤ方式の車両
図１は、本実施の形態に係るステアバイワイヤ方式の車両１の構成例を概略的に示すブロック図である。車両１は、車輪４、ハンドル（ステアリングホイール）１０、ステアリングシャフト２０、反力アクチュエータ３０、転舵アクチュエータ４０、センサ群５０、電源装置６０、及び制御装置１００を備えている。
【００２３】
ハンドル１０は、ドライバが操舵操作に用いる操作部材である。ステアリングシャフト２０は、ハンドル１０に連結されており、ハンドル１０と共に回転する。車輪４とハンドル１０（ステアリングシャフト２０）とは、機械的に切り離されている、あるいは、機械的に連結／切り離しが可能である。以下の説明では、車輪４とハンドル１０とが機械的に切り離されている状態を考える。
【００２４】
反力アクチュエータ３０は、ハンドル１０にトルクを付与する。例えば、反力アクチュエータ３０は、反力モータ３１（例：ブラスレスモータ）を含んでいる。反力モータ３１のロータは、減速機３２を介してステアリングシャフト２０に連結されている。反力モータ３１の回転により、ステアリングシャフト２０ひいてはハンドル１０にトルクを付与することができる。反力アクチュエータ３０（反力モータ３１）の動作は、制御装置１００によって制御される。
【００２５】
転舵アクチュエータ４０は、車輪４を転舵する。例えば、転舵アクチュエータ４０は、転舵モータ４１を含んでいる。転舵モータ４１のロータは、減速機４２を介して転舵軸４３に連結されている。転舵軸４３は、車輪４に連結されている。転舵モータ４１が回転すると、その回転運動は転舵軸４３の直線運動に変換され、それにより車輪４が転舵される。すなわち、転舵モータ４１の作動により、車輪４を転舵することができる。転舵アクチュエータ４０（転舵モータ４１）の動作は、制御装置１００によって制御される。
【００２６】
センサ群５０は、車両１の状態を検出する。例えば、センサ群５０は、操舵角センサ５１及び車速センサ５２を含んでいる。
【００２７】
操舵角センサ５１は、ハンドル１０の操舵角θ（ハンドル角）を検出する。操舵角センサ５１は、反力モータ３１の回転角を検出する回転角センサであってもよい。その場合、反力モータ３１の回転角から操舵角θが算出される。操舵角センサ５１は、操舵角θの情報を制御装置１００に送る。
【００２８】
車速センサ５２は、車両の速度である車速Ｖを検出する。車速センサ５２は、車速Ｖの情報を制御装置１００に送る。尚、車速センサ５２の代わりに車輪速センサを用い、各車輪４の回転速度から車速Ｖが算出されてもよい。
【００２９】
センサ群５０は、更に、ステアリングシャフト２０に印加される操舵トルクを検出する操舵トルクセンサを含んでいてもよい。センサ群５０は、更に、ヨーレートセンサや加速度センサを含んでいてもよい。
【００３０】
電源装置６０は、車両１の各構成要素（反力アクチュエータ３０、転舵アクチュエータ４０、制御装置１００、等）に電力を供給する。図１に示される例では、電源装置６０は、電源線ＰＬを介して各構成要素に接続されており、電源線ＰＬを介して各構成要素に電力を供給する。上述の反力アクチュエータ３０及び転舵アクチュエータ４０は、電源装置６０から供給される電力によって作動する。
【００３１】
本実施の形態では、電源装置６０は、メイン電源６１とバックアップ電源６２を含んでいる。例えば、メイン電源６１は、発電機（オルタネータ）を含んでいる。バックアップ電源６２は、メイン電源６１の異常（故障、電圧低下、等）時にバックアップとして用いられる電源である。例えば、バックアップ電源６２は、バッテリ（蓄電デバイス）を含んでいる。
【００３２】
電源装置６０は、電源装置６０の状態を示す電源状態情報ＳＴＰを制御装置１００に送る。電源状態情報ＳＴＰは、メイン電源６１の動作状態と出力電圧、バックアップ電源６２の動作状態、出力電圧、残存電力、等を含む。
【００３３】
制御装置１００は、本実施の形態に係る車両１を制御する。この制御装置１００は、プロセッサ及びメモリを備えるマイクロコンピュータを含んでいる。当該マイクロコンピュータは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。プロセッサがメモリに格納された制御プログラムを実行することによって、制御装置１００による各種処理が実現される。以下、制御装置１００による処理について詳しく説明する。
【００３４】
２．制御装置による処理
２−１．通常モード
まず、メイン電源６１が正常である場合を考える。この場合、メイン電源６１から反力アクチュエータ３０及び転舵アクチュエータ４０に電力が供給される。反力アクチュエータ３０及び転舵アクチュエータ４０は、メイン電源６１から供給される電力によって作動する。
【００３５】
制御装置１００は、通常モードで動作する。通常モードでは、制御装置１００は、ドライバによるハンドル１０の操舵操作に応じて「転舵制御」及び「反力トルク制御」を行う。
【００３６】
転舵制御において、制御装置１００は、ハンドル１０の操舵操作に応じて転舵アクチュエータ４０を制御することによって、車輪４を転舵する。例えば、制御装置１００は、操舵角θ及び車速Ｖに基づいて、目標転舵角を算出する。車輪４の転舵角は、例えば転舵モータ４１の回転角から算出される。制御装置１００は、車輪４の転舵角が目標転舵角に追従するように、転舵モータ４１の動作を制御する。より詳細には、制御装置１００は、車輪４の転舵角と目標転舵角との偏差に基づいて、転舵モータ４１を駆動するための制御信号を生成する。転舵モータ４１は制御信号に従って駆動され、転舵モータ４１の回転により車輪４が転舵される。
【００３７】
反力トルク制御において、制御装置１００は、ハンドル１０の操舵操作に応じて反力アクチュエータ３０を制御することによって、反力トルクをハンドル１０に付与する。反力トルクは、操舵操作時にドライバが感じる操舵反力を模擬するトルクである。例えば、制御装置１００は、操舵角θ及び車速Ｖに基づいて、車輪４にかかるセルフアライニングトルクに相当する目標反力トルク（ばね成分）を算出する。目標反力トルクは、更に、操舵速度（ｄθ／ｄｔ）に応じたダンピング成分を含んでいてもよい。制御装置１００は、目標反力トルクを生成するように反力モータ３１の動作を制御する。より詳細には、制御装置１００は、目標反力トルクに基づいて、反力モータ３１を駆動するための制御信号を生成する。反力モータ３１は制御信号に従って駆動され、それにより反力トルクが発生する。
【００３８】
尚、制御装置１００は、転舵アクチュエータ４０を制御するための第１の制御装置と、反力アクチュエータ３０を制御するための第２の制御装置とを別々に含んでいてもよい。この場合、第１の制御装置と第２の制御装置とは、互いに通信可能に接続され、必要な情報を互いにやりとりする。
【００３９】
２−２．電源モニタ処理
制御装置１００は、電源装置６０の状態を示す電源状態情報ＳＴＰを受け取る。電源状態情報ＳＴＰは、メイン電源６１の動作状態と出力電圧、バックアップ電源６２の動作状態、出力電圧、残存電力、等を含む。
【００４０】
制御装置１００は、電源状態情報ＳＴＰに基づいて、メイン電源６１の異常（故障、電圧低下、等）を検出する。例えば、制御装置１００は、メイン電源６１の出力電圧（電源電圧）をモニタする。メイン電源６１の出力電圧が低下し、所定の閾値を下回った場合、制御装置１００は、メイン電源６１に異常が発生したと判定する。他の例として、メイン電源６１は自己診断機能を有していてもよい。自己診断機能によって異常が検出された場合、電源状態情報ＳＴＰによって異常検出が制御装置１００に通知される。
【００４１】
２−３．バックアップモード
メイン電源６１に異常が発生した場合、制御装置１００は、バックアップモードで動作する。まず、制御装置１００は、メイン電源６１からバックアップ電源６２への切り替えを行う。例えば、制御装置１００は、メイン電源６１を電源線ＰＬから電気的に切り離し、代わりに、バックアップ電源６２を電源線ＰＬに電気的に接続する。バックアップ電源６２は、反力アクチュエータ３０及び転舵アクチュエータ４０に電力を供給する。
【００４２】
図２は、バックアップモードを説明するためのブロック図である。バックアップ電源６２から反力アクチュエータ３０及び転舵アクチュエータ４０に電力が供給される場合、消費電力を抑制することが好ましい。但し、転舵制御による車輪４の転舵は、車両走行の観点から重要である。従って、制御装置１００は、通常モードの場合と同様に、ハンドル１０の操舵操作に応じた転舵制御を継続する。つまり、制御装置１００は、ハンドル１０の操舵操作に応じて転舵アクチュエータ４０を制御する。
【００４３】
その代わり、制御装置１００は、通常モードの場合と比較して反力アクチュエータ３０における消費電力を抑制する「電力抑制処理」を行う。より詳細には、電力抑制処理において、制御装置１００は、反力アクチュエータ３０（反力モータ３１）の能動的な制御を停止する。例えば、ハンドル１０の操舵操作に応じた上述の反力トルク制御は行われない。反力アクチュエータ３０の制御が停止するため、反力アクチュエータ３０における消費電力が抑制される。
【００４４】
電力抑制処理の実行中、反力モータ３１は、制御装置１００によっては制御されない。但し、反力モータ３１はハンドル１０と連結されているため、ドライバによるハンドル１０の回転に応じて反力モータ３１は受動的に回転する。このとき、ドライバは、少なくとも機械的摩擦力を抵抗として感じる。つまり、電力抑制処理の実行中、少なくとも機械的摩擦力が、反力トルク制御によって発生する反力トルクの代わりに働く。
【００４５】
電力抑制処理の実行中、反力モータ３１は、発電機として働き、ハンドル１０の回転に応じて回生電流を発生させることが好適である。この場合、ドライバは、単なる機械的摩擦力よりも大きな負荷を感じる。言い換えれば、電力抑制処理の実行中、回生ブレーキ力が、反力トルク制御によって発生する反力トルクの代わりに働く。これにより、ハンドル１０の急激な回転、ひいては車輪４の急激な転舵が防止される。その結果、車両走行が安定する。
【００４６】
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、バックアップ電源６２から電力が供給される場合、制御装置１００は、反力アクチュエータ３０の制御を停止する電力抑制処理を行う。この電力抑制処理により、反力アクチュエータ３０における消費電力が抑制される。反力アクチュエータ３０における消費電力が抑制されるため、バックアップ電源６２を小型化することが可能となる。バックアップ電源６２の小型化は、車両設計の観点から好適である。
【００４７】
また、反力アクチュエータ３０における消費電力が低減されるため、転舵アクチュエータ４０を用いた転舵制御の継続時間が増加する。このことは、車両走行の継続性の観点から好適である。本実施の形態によれば、転舵アクチュエータ４０への電力供給を優先することによって、転舵制御を可能な限り確保していると言える。
【００４８】
２−４．処理フロー例
図３は、本実施の形態に係る制御装置１００による処理例を示すフローチャートである。
【００４９】
ステップＳ１００において、制御装置１００は、通常モードで動作する。通常モードでは、制御装置１００は、ドライバによるハンドル１０の操舵操作に応じて転舵制御及び反力トルク制御を行う。
【００５０】
ステップＳ２００において、制御装置１００は、電源状態情報ＳＴＰに基づいて、メイン電源６１に異常が発生したか否かを判定する。メイン電源６１の異常を検出した場合（ステップＳ２００；Ｙｅｓ）、制御装置１００は、異常検出の継続時間を計測する（ステップＳ３００）。異常検出が所定時間以上継続した場合（ステップＳ３００；Ｙｅｓ）、制御装置１００は、メイン電源６１に異常が発生したと確定する。その場合、処理はステップＳ４００に進む。それ以外の場合（ステップＳ２００；Ｎｏ、ステップＳ３００；Ｎｏ）、処理はステップＳ１００に戻る。
【００５１】
ステップＳ４００において、制御装置１００は、通常モードからバックアップモードへの移行を行う。具体的には、制御装置１００は、メイン電源６１からバックアップ電源６２への切り替えを行う。メイン電源６１からバックアップ電源６２への切り替えに応答して、制御装置１００は、反力トルク制御を停止する。このとき、制御装置１００は、反力トルク制御の制御量を徐々に減少させることによって、反力トルク制御を徐々に停止してもよい。これにより、ドライバの違和感が軽減される。
【００５２】
ステップＳ５００において、制御装置１００は、バックアップモードで動作する。バックアップモードにおいて、制御装置１００は、転舵アクチュエータ４０を用いた転舵制御を継続する。一方、制御装置１００は、反力アクチュエータ３０の制御を停止する電力抑制処理を行う。この電力抑制処理により、反力アクチュエータ３０における消費電力が抑制される。電力抑制処理の具体例については後述される。
【００５３】
ステップＳ６００において、制御装置１００は、電源状態情報ＳＴＰに基づいて、メイン電源６１が復帰したか否かを判定する。例えば、メイン電源６１の出力電圧が所定の閾値以上まで回復した場合、制御装置１００は、メイン電源６１が復帰したと判定する。メイン電源６１が復帰した場合（ステップＳ６００；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ８００に進む。それ以外の場合（ステップＳ６００；Ｎｏ）、処理はステップＳ７００に進む。
【００５４】
ステップＳ７００において、制御装置１００は、電源状態情報ＳＴＰに基づいて、バックアップ電源６２の残存電力をチェックする。バックアップ電源６２の電力が残っている場合（ステップＳ７００；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ５００に戻る。一方、バックアップ電源６２の電力が無くなりそうな場合（ステップＳ７００；Ｎｏ）、制御装置１００は、ドライバに対して警告を出し、転舵制御を終了する。制御装置１００は、車両１を安全な場所に停止させてもよい。
【００５５】
ステップＳ８００において、制御装置１００は、通常モードへ復帰する復帰処理を行う。具体的には、制御装置１００は、バックアップ電源６２からメイン電源６１への切り替えを行う。バックアップ電源６２からメイン電源６１への切り替えに応答して、制御装置１００は、電力抑制処理を終了し、反力トルク制御を再開する。このとき、制御装置１００は、反力トルク制御の制御量を速やかに増加させる。操舵フィーリングが速やかに通常に戻るため、ドライバの違和感が軽減される。
【００５６】
３．電力抑制処理の具体例
上述の通り、本実施の形態によれば、バックアップ電源６２から電力が供給される場合、制御装置１００は、反力モータ３１の制御を停止する電力抑制処理を行う。以下、電力抑制処理の具体例を説明する。
【００５７】
３−１．インバータ構成
図４は、反力モータ３１を駆動するインバータ７０の構成を示す概略図である。インバータ７０は、制御装置１００に含まれていてもよいし、反力アクチュエータ３０に含まれていてもよい。いずれの場合であっても、インバータ７０は、制御装置１００によって制御されて、反力モータ３１を駆動する。
【００５８】
図４に示されるように、インバータ７０は、電源端子７１、グランド端子７２、上アームスイッチング素子７３、及び下アームスイッチング素子７４を含んでいる。電源端子７１は、電源線ＰＬを介して電源装置６０に接続されている。電源装置６０から電源端子７１に電力が供給される。グランド端子７２は、接地されている。
【００５９】
上アームスイッチング素子７３は、電源端子７１と反力モータ３１との間に接続されており、電源端子７１と反力モータ３１との間の電気的接続をＯＮ／ＯＦＦする。一方、下アームスイッチング素子７４は、グランド端子７２と反力モータ３１との間に接続されており、グランド端子７２と反力モータ３１との間の電気的接続をＯＮ／ＯＦＦする。より詳細には、上アームスイッチング素子７３は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに対応するスイッチング素子７３Ｕ、７３Ｖ、７３Ｗを含んでいる。下アームスイッチング素子７４は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに対応するスイッチング素子７４Ｕ、７４Ｖ、７４Ｗを含んでいる。各スイッチング素子としては、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ等が例示される。
【００６０】
制御装置１００は、上アームスイッチング素子７３及び下アームスイッチング素子７４をＯＮ／ＯＦＦ制御する。より詳細には、制御装置１００は、三相交流電流が反力モータ３１に供給されるように、上アームスイッチング素子７３及び下アームスイッチング素子７４をＰＷＭ制御する。それにより、反力モータ３１が駆動され、トルクが発生する。
【００６１】
特に反力トルク制御において、制御装置１００は、ハンドル１０の操舵操作に応じてインバータ７０を制御することによって反力モータ３１を制御する。例えば、制御装置１００は、操舵角θ及び車速Ｖに基づいて目標反力トルクを決定し、目標反力トルクに応じて電流指令を算出する。制御装置１００は、電流指令に従ってＰＷＭ制御信号を生成し、ＰＷＭ制御信号をインバータ７０に出力する。上アームスイッチング素子７３及び下アームスイッチング素子７４は、ＰＷＭ制御信号によってＯＮ／ＯＦＦ制御される。それにより、反力モータ３１が駆動され、反力トルクが発生する。
【００６２】
３−２．電力抑制処理の例
図５は、電力抑制処理の一例を説明するための概略図である。電源端子７１は、バックアップ電源６２に接続されている。電力抑制処理において、制御装置１００は、インバータ７０の制御を停止する。図５に示される例では、制御装置１００は、上アームスイッチング素子７３をＯＦＦに固定し、下アームスイッチング素子７４をＯＮに固定する。インバータ７０が制御されないため、反力モータ３１も制御されない。結果として、反力モータ３１における消費電力が抑制される。
【００６３】
但し、反力モータ３１はハンドル１０と連結されているため、ドライバによるハンドル１０の回転に応じて反力モータ３１は受動的に回転する。このとき、反力モータ３１は、発電機として働き、ハンドル１０の回転に応じて回生電流Ｉｒｅを発生させる。図５に示される例では、回生電流Ｉｒｅは、下アームスイッチング素子７４を介して反力モータ３１とグランド端子７２との間を流れる。回生電流Ｉｒｅの経路は、反力モータ３１の回転角に応じて変わる。回生電流Ｉｒｅが流れる場合、ドライバは、単なる機械的摩擦力よりも大きな負荷を感じる。言い換えれば、回生ブレーキ力が、反力トルク制御によって発生する反力トルクの代わりに働く。これにより、ハンドル１０の急激な回転、ひいては車輪４の急激な転舵が防止される。その結果、車両走行が安定する。
【００６４】
３−３．移行処理の例
図６は、通常モードからバックアップモードへの移行（図３におけるステップＳ４００）の一例を説明するためのタイミングチャートである。横軸は時間を表している。縦軸は、反力トルク制御による反力トルク、あるいは、電力抑制処理によるブレーキ力を表している。
【００６５】
制御装置１００は、メイン電源６１からバックアップ電源６２への切り替えを行う。メイン電源６１からバックアップ電源６２への切り替えに応答して、制御装置１００は、反力トルク制御を停止し、電力抑制処理を開始する。
【００６６】
図６に示される例では、制御装置１００は、反力トルク制御の制御量を徐々に減少させる。例えば、制御装置１００は、反力トルク制御のゲインをデフォルト値から徐々に減少させる。これにより、反力トルク制御が徐々に停止するため、ドライバの違和感が軽減される。
【００６７】
タイミングＴ０において、反力トルク制御が終了する。代わりに、制御装置１００は、図５で示された電力抑制処理を開始する。このとき、制御装置１００は、電力抑制処理によるブレーキ力を徐々に増加させる。具体的には、制御装置１００は、下アームスイッチング素子７４のデューティ比を初期値（例：０％）から１００％まで徐々に増加させる。タイミングＴ１において、デューティ比は１００％となる、すなわち、下アームスイッチング素子７４はＯＮに固定される。このように、ブレーキ力が徐々に増加するため、ドライバの違和感が軽減される。
【００６８】
図７は、バックアップモードから通常モードへの復帰（図３におけるステップＳ８００）の一例を説明するためのタイミングチャートである。制御装置１００は、バックアップ電源６２からメイン電源６１への切り替えを行う。バックアップ電源６２からメイン電源６１への切り替えに応答して、制御装置１００は、電力抑制処理を終了し、反力トルク制御を再開する。このとき、制御装置１００は、反力トルク制御の制御量を速やかに増加させる。例えば、制御装置１００は、反力トルク制御のゲインをデフォルト値まで速やかに増加させる。操舵フィーリングが速やかに通常に戻るため、ドライバの違和感が軽減される。
【００６９】
３−４．電力抑制処理の変形例
電力抑制処理において、制御装置１００は、上アームスイッチング素子７３をＯＮに固定し、下アームスイッチング素子７４をＯＦＦに固定してもよい。これにより、同様の効果が得られる。
【００７０】
電力抑制処理において、制御装置１００は、上アームスイッチング素子７３及び下アームスイッチング素子７４の両方をＯＦＦに固定してもよい。この場合であっても、少なくとも電力抑制効果は得られる。
【符号の説明】
【００７１】
１      車両
４      車輪
１０      ハンドル（ステアリングホイール）
２０      ステアリングシャフト
３０      反力アクチュエータ
３１      反力モータ
４０      転舵アクチュエータ
４１      転舵モータ
５０      センサ群
５１      操舵角センサ
５２      車速センサ
６０      電源装置
６１      メイン電源
６２      バックアップ電源
７０      インバータ
７１      電源端子
７２      グランド端子
７３      上アームスイッチング素子
７４      下アームスイッチング素子
１００      制御装置
【図１】
2020138554.tif 000003
【図２】
2020138554.tif 000004
【図３】
2020138554.tif 000005
【図４】
2020138554.tif 000006
【図５】
2020138554.tif 000007
【図６】
2020138554.tif 000008
【図７】
2020138554.tif 000009