(57)【要約】【課題】冗長化された複数系統のシステムを備えたステアリングシステムにおいて、片系統のシステムに異常が生じた場合でも出力を確保するとともに、出力が許容限界を越えることを抑制する。【解決手段】ステアリングシステムは、車両に搭載され、ステアリングの出力を制御する冗長化された複数系統のシステムを備えている。複数系統のシステムは、設定された出力制限値となるようにステアリングの出力をそれぞれ制限するように構成されている。そして、ステアリングシステムは、複数系統のシステムの異常の有無を判定する異常判定部と、車両の車速が所定の車速より大きいか否かを判定する車速判定部と、異常判定部の判定結果、及び車速判定部の判定結果に基づいて、出力制限値を設定する出力制限値設定部と、を備えるように構成される。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、ステアリングの出力を制御する冗長化された複数系統のシステムを備えたステアリングシステムにおいて、
前記複数系統のシステムは、設定された出力制限値となるように前記ステアリングの出力をそれぞれ制限するように構成され、
前記複数系統のシステムの異常の有無を判定する異常判定部と、
前記車両の車速が所定の車速より大きいか否かを判定する車速判定部と、
前記異常判定部の判定結果、及び前記車速判定部の判定結果に基づいて、前記出力制限値を設定する出力制限値設定部と、
を備えることを特徴とするステアリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングシステムに関し、詳しくは、冗長性を確保した電動パワーステアリング（ＥＰＳ）システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ステアバイワイヤシステムの制御系に冗長性をもたせるのに好適な制御コントローラに関する技術が開示されている。この技術では、制御コントローラは、メインチャネルと、バックアップチャネルと、両チャネルの故障を検出するチャネル故障検出部と、両チャネルが出力する信号を切替えて出力インタフェースに出力する切替機構と、を備えている。また、この技術では、切替機構の内部の切替スイッチが冗長構成とされることにより、安全側故障割合を向上させることとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１６８９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、冗長化された複数系統のシステムを備えるステアリングシステムでは、システム出力をソフトウェアによって必要出力に制限する出力制限を行うことがある。しかしながら、片系統のシステムの出力制限が働かないことによる一時的な誤出力がある場合、システム出力が故障時の許容出力を超えてしまうおそれがある。この場合、全体のシステム出力が許容限界を超えてしまい出力過多となるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、冗長化された複数系統のシステムを備えたステアリングシステムにおいて、片系統のシステムに異常が生じた場合でも出力を確保するとともに、出力が許容限界を越えることを抑制することができるステアリングシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するため、車両に搭載され、ステアリングの出力を制御する冗長化された複数系統のシステムを備えたステアリングシステムに適用される。複数系統のシステムは、設定された出力制限値となるようにステアリングの出力をそれぞれ制限するように構成されている。そして、ステアリングシステムは、複数系統のシステムの異常の有無を判定する異常判定部と、車両の車速が所定の車速より大きいか否かを判定する車速判定部と、異常判定部の判定結果、及び車速判定部の判定結果に基づいて、出力制限値を設定する出力制限値設定部と、を備えるように構成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複数系統のシステムの異常の有無の判定結果、及び車速が所定の車速より大きいか否かの判定結果に基づいて、複数系統のシステムの出力制限値が設定される。これにより、出力制限値にこれらの判定結果を反映させることができるので、片系統のシステムに異常が生じた場合でも出力を確保するとともに、出力が許容限界を越えることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１のＥＰＳシステムにおいて実行される出力制限を説明するための図である。
【図２】システムの一時的な誤出力時の出力制限の一例を示す図である。
【図３】出力制限値の切り替えを説明するための図である。
【図４】システム出力の制限値を変更する動作を説明するための図である。
【図５】車両の車速が中高速領域に属する場合において一時的な誤出力が生じたときのシステム出力を例示した図である。
【図６】実施の形態１のシステムが実行するルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【００１０】
１．実施の形態１．
実施の形態１について図を参照して説明する。
【００１１】
１−１．実施の形態１の構成
本実施の形態のステアリングシステムは、操舵装置とステアリングが機械的に連結していないステアバイワイヤの反力システムである。ステアリングシステムは、車両に搭載された複数系統のシステムを有している。具体的には、ステアリングシステムは、電源装置、制御装置（ＭＣＵ）、センサ、及び駆動装置（モータ）の冗長性が確保された完全冗長系電動パワーステアリング（ＥＰＳ）システムとして構成されている。なお、以下の説明では２系統のシステムを有するＥＰＳシステムについて例示するが、３系統以上に冗長化されたシステムを有する構成でもよい。
【００１２】
このような冗長化された２系統のシステムを備えるステアリングシステムでは、片系統のシステムが故障した場合に備えて、両系統のシステムの出力を統合して車両が必要とする出力を充足させている。これにより、片系統のシステムが故障した場合であっても、もう一方の系統のシステムの出力によって車両の出力が確保される。
【００１３】
ここで、出力性能が高いＥＰＳシステムをステアリングシステムとして転用した場合、システム出力をソフトウェアによって必要出力に制限する出力制限を行うことが求められる。図１は、実施の形態１のＥＰＳシステムにおいて実行される出力制限を説明するための図である。この図に示す例では、車両の低速時において必要出力が５０であり、ＥＰＳシステムの出力が８０である場合を例示している。この図に示すように、オーバースペックなＥＰＳシステムを使用する場合、ＥＰＳシステムの２系統のシステム出力をそれぞれ制限して必要出力が実現される。この図に示す例では、各系統のシステム出力を２５に制限することにより、必要出力５０を実現している。
【００１４】
１−２．実施の形態１の特徴
ＥＰＳシステムの片系統のシステムの出力制限が働かないことによる一時的な誤出力がある場合、システム出力が故障時の許容出力を超えてしまうおそれがある。図２は、システムの一時的な誤出力時の出力制限の一例を示す図である。この図に示すように、片系統のシステムの出力制限が一時的に働かない場合、その分全体のシステム出力が増大してしまう。図２に示す例では、片系統のシステムの出力制限が働かずに出力が２５から４０に増大した結果、全体のシステム出力が中高速での許容出力を超える事態が発生している。
【００１５】
ここで、車両の中高速領域では安全問題が発生し易いため、許容される誤出力の量は低速領域よりも小さくなる。一方、車両の低速領域では、例えば縁石模擬等のソフトエンド制御が必要なため、中高速領域よりも出力確保が必要となる。このように、車両のＥＰＳシステムに要求される出力の制限値は、車両の車速に応じて異なる。
【００１６】
そこで、実施の形態１のＥＰＳシステムでは、車両の車速に応じてシステム出力の制限値を変更することとしている。具体的には、実施の形態１のＥＰＳシステムでは、車速が低速領域にある場合には出力制限値が定数Ｂに設定され、車速が中高速領域にある場合には出力制限値が定数Ｂよりも小さい定数Ｃに設定される。図３は、出力制限値の切り替えを説明するための図である。この図に示すように、車速が高速であるほど出力制限値は小さく設定される。図４は、システム出力の制限値を変更する動作を説明するための図である。この図に示す例では、中高速領域においてシステム出力の制限値を１０に設定することによって、システム出力が２０に制限されている様子を示している。また、図５は、車両の車速が中高速領域に属する場合において一時的な誤出力が生じたときのシステム出力を例示した図である。この図に示すように、片系統のシステムに出力制限が働かない故障が生じた場合、当該故障が生じた片系統のシステムの出力が４０に増大している。しかしながら、中高速領域ではシステムの出力の制限値が１０に設定されているため、故障していない片系統のシステム出力の１０と合わせて全体のシステム出力が５０になっている。これにより、一時的な誤出力が発生した場合であっても、故障時の許容出力が充足される。
【００１７】
なお、実施の形態１のＥＰＳシステムでは、片系統システムの出力がゼロとなるような出力故障が発生した場合、故障していない系統のシステムの出力制限を外すこととしてもよい。これにより、故障していない系統のシステムを用いてシステム出力を確保することができるので、システム故障後の性能と安全性を両立させることが可能となる。
【００１８】
１−５．実施の形態１のシステムにおいて実行される制御の具体的処理
次に、フローチャートに沿って実施の形態１のＥＰＳシステムが実行するルーチンの具体的処理について説明する。
【００１９】
図６は、実施の形態１のシステムが実行するルーチンのフローチャートである。図６に示すルーチンでは、先ず、ＥＰＳシステムが正常であるか否かが判定される（ステップＳ１００）。その結果、ＥＰＳシステムが備える２系統のシステムのうちの片系統のシステムにおいて出力故障が発生していると判定された場合、ステップＳ１０２の処理に移行し、それ以外の場合にはステップＳ１０４の処理に移行する。
【００２０】
ステップＳ１０２の処理では、故障していない片系統のシステムの出力の制限値（Output_lim）が定数Ｂに設定される。なお、ここでの定数Ｂは、図５に示すように何ら出力制限がなされていない出力値とすることができる。一方、ステップＳ１０４では、車両の車速が所定の車速Ａよりも高いか否かが判定される。所定の車速Ａは、車両が低速であるか中高速であるかを判断するための閾値であって、予め設置された値が読み込まれる。ステップＳ１０４の判定の結果、判定の成立が認められない場合には、車両が低速走行していると判断することができる。この場合、中高速走行している場合よりも一定以上の出力確保は必要であるが許容誤出力値は大きいと判断されて、ステップＳ１０２の処理に移行する。
【００２１】
一方、上記ステップＳ１０４の処理において、判定の成立が認められた場合には、車両が中高速走行していると判断することができる。この場合、低速走行している場合よりも出力確保は小さくてもよく、また許容誤出力値は小さいと判断されて、次のステップＳ１０６の処理に移行する。ステップＳ１０６では、両系統のシステムの出力の制限値（Output_lim）が定数Ｂよりも小さい定数Ｃに設定される。
【００２２】
上記ステップＳ１０２の処理又は上記ステップＳ１０６の処理が実行されると、次に処理はステップＳ１０８に移行する。ステップＳ１０８では、設定された出力の制限値（Output_lim）を用いて、両システムの出力制限（Set_Guard）が行われる。
【００２３】
このように、本実施の形態のＥＰＳシステムによれば、複数系統のシステムの異常の有無の判定結果、及び車速が所定の車速Ａより大きいか否かの判定結果に基づいて、複数系統のシステムの出力制限値が設定される。これにより、出力制限値にこれらの判定結果を反映させることができるので、片方のシステム系統に異常が生じた場合でも出力を確保するとともに、システム出力が許容限界を越えることを抑制することができる。
【００２４】
ところで、上述した実施の形態１のＥＰＳシステムでは、システムがステップＳ１００の処理を実行することにより、本発明の「異常判定部」が実現され、システムがステップＳ１０２の処理を実行することにより、本発明の「車速判定部」が実現され、システムがステップＳ１０４又はＳ１０６の処理を実行することにより、本発明の「出力制限値設定部」が実現されている。
【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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