(57)【要約】【課題】  操舵力の急変を抑制できるパワーステアリング装置を提供する。【解決手段】  電動モータ11の第１巻線組11aと第２巻線組11bのうち一方の出力分担率を増加させると共に他方の出力分担率を0よりも大きな値まで減少させる。【選択図】  図２
2018034676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールの操舵操作を転舵輪に伝達する操舵機構と、
前記操舵機構に操舵力を付与する第１アクチュエーション部および第２アクチュエーション部と、
前記第１アクチュエーション部を駆動制御する第１駆動指令信号および前記第２アクチュエーション部を駆動制御する第２駆動指令信号を出力するコントローラと、
前記コントローラに設けられ、前記第１アクチュエーション部と前記第２アクチュエーション部の操舵力の出力割合を変更する出力配分制御部であって、前記第１アクチュエーション部と前記第２アクチュエーション部のうち一方の操舵力の出力割合を増加させると共に他方の操舵力の出力割合を0よりも大きな値まで減少させるように前記第１駆動指令信号および前記第２駆動指令信号を変更する出力配分制御を行う出力配分制御部と、
を備えたパワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
前記操舵機構の操舵トルクを検出し第１トルク信号を出力する第１検出部、および前記操舵トルクを検出し、第２トルク信号を出力する第２検出部と、を有するトルクセンサを有し、
前記コントローラは、前記第１トルク信号に基づき前記第１駆動指令信号を出力する第１マイクロプロセッサと、前記第１駆動指令信号に基づき前記第１アクチュエーション部に電力を供給する第１インバータと、前記第２トルク信号に基づき前記第２駆動指令信号を出力する第２マイクロプロセッサと、前記第２駆動指令信号に基づき前記第２アクチュエーション部に電力を供給する第２インバータと、前記トルクセンサ、前記第１マイクロプロセッサ、前記第１インバータ、前記第２マイクロプロセッサ、前記第２インバータ、前記第１アクチュエーション部、または前記第２アクチュエーション部の異常の有無を判断する異常判断部と、を有し、
前記出力配分制御部は、前記第１検出部、前記第１マイクロプロセッサ、前記第１インバータおよび前記第１アクチュエーション部から構成される第１系統のうちのいずれかに異常有りと判断した場合、前記第１アクチュエーション部の出力割合を減少すると共に前記第２アクチュエーション部の出力割合を増加させる一方、前記第２検出部、前記第２マイクロプロセッサ、前記第２インバータおよび前記第２アクチュエーション部から構成される第２系統の内のうちのいずれかに異常有りと判断した場合、前記第２アクチュエーション部の操舵力の出力割合を減少すると共に前記第１アクチュエーション部の操舵力の出力割合を増加させるパワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項２に記載のパワーステアリング装置において、
前記異常判断部は、前記第１系統または前記第２系統の異常を検出する異常検出部と、前記異常検出部が異常を検出した後、異常の確定をする異常確定部とを有し、
前記出力配分制御部は、前記異常検出部が異常を検出してから前記異常確定部が異常を確定するまでの間、前記出力配分制御を行うパワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項３に記載のパワーステアリング装置において、
前記出力配分制御部は、前記異常確定部が異常を確定するまでに前記出力配分制御を終了させるパワーステアリング装置。
【請求項５】
請求項４に記載のパワーステアリング装置において、
前記出力配分制御部は、前記第１系統と前記第２系統のうち異常が検出された側の操舵力の出力割合を、前記異常確定部が異常を確定するまでに0とするパワーステアリング装置。
【請求項６】
請求項３に記載のパワーステアリング装置において、
前記コントローラは、前記第１トルク信号または前記第２トルク信号に基づき、前記操舵機構に付与する操舵力の必要量を演算し、
前記出力配分制御部は、前記必要量が、前記第１アクチュエーション部または前記第２アクチュエーション部単独で出力可能な操舵力を超えるとき、前記異常検出部が異常を検出してから前記異常確定部が異常を確定するまでの間、前記第１系統と前記第２系統のうち異常が検出された側も操舵力の付与を継続するように前記出力配分制御を行うパワーステアリング装置。
【請求項７】
請求項３に記載のパワーステアリング装置において、
前記コントローラは、前記第１トルク信号または前記第２トルク信号に基づき、前記操舵機構に付与する操舵力の必要量を演算し、
前記出力配分制御部は、前記必要量が、前記第１アクチュエーション部または前記第２アクチュエーション部単独で出力可能な操舵力以下のとき、前記第１系統と前記第２系統のうち異常が検出された側の操舵力の出力割合を、前記異常確定部が異常を確定するまでに0とするパワーステアリング装置。
【請求項８】
請求項２に記載のパワーステアリング装置において、
前記異常判断部は、前記第１マイクロプロセッサに設けられ、前記第１系統の異常の有無を判断する第１異常判断部と、前記第２マイクロプロセッサに設けられ、前記第２系統の異常の有無を判断する第２異常判断部とを有し、
前記出力配分制御部は、前記第１マイクロプロセッサに設けられた第１出力配分制御部と、前記第２マイクロプロセッサに設けられた第２出力配分制御部とを有し、
前記第１出力配分制御部は、前記第２異常判断部から前記第２系統に異常が有ることの信号を受信した場合、前記出力配分制御を開始し、
前記第２出力配分制御部は、前記第１異常判断部から前記第１系統に異常が有ることの信号を受信した場合、前記出力配分制御を開始するパワーステアリング装置。
【請求項９】
請求項８に記載のパワーステアリング装置において、
前記第１異常判断部は、前記第２マイクロプロセッサに前記第１系統の異常の原因に関する信号を送信し、
前記第２異常判断部は、前記第１マイクロプロセッサに前記第２系統の異常の原因に関する信号を送信するパワーステアリング装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のパワーステアリング装置において、
前記第１出力配分制御部は、前記第２系統の異常の原因が前記第２インバータまたは前記第２アクチュエーション部によるものの場合には、前記第２検出部によるものの場合よりも前記出力配分制御を早く終了させ、
前記第２出力配分制御部は、前記第１系統の異常の原因が前記第１インバータまたは前記第１アクチュエーション部によるものの場合には、前記第１検出部によるものの場合よりも前記出力配分制御を早く終了させるパワーステアリング装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のパワーステアリング装置において、
前記第１出力配分制御部は、前記第２系統の異常の原因が前記第２インバータまたは前記第２アクチュエーション部によるものの場合には、前記第２異常判断部から前記第２系統に異常が有ることの信号を受信したとき、前記第２アクチュエーション部の操舵力の出力割合が直ぐに0となるように前記出力配分制御を行い、
前記第２出力配分制御部は、前記第１系統の異常の原因が前記第１インバータまたは前記第１アクチュエーション部によるものの場合には、前記第１異常判断部からの前記第１系統に異常が有ることの信号を受信したとき、前記第１アクチュエーション部の操舵力の出力割合が直ぐに0となるように前記出力配分制御を行うパワーステアリング装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載のパワーステアリング装置において、
前記異常判断部は、前記第１マイクロプロセッサに設けられ、前記第１異常検出部が前記第１系統の異常を検出した後、異常の確定をする第１異常確定部と、前記第２マイクロプロセッサに設けられ、前記第２異常検出部が前記第２系統の異常を検出した後、異常の確定をする第２異常確定部とを有し、
前記第１出力配分制御部は、前記第２系統の異常の原因が前記第２検出部によるものの場合には、前記第１異常確定部により前記第２系統の異常が確定した後においても前記第１トルク信号を用いて前記第２アクチュエーション部が操舵力の付与を継続するように前記出力配分制御を行い、
前記第２出力配分制御部は、前記第１系統の異常の原因が前記第１検出部によるものの場合には、前記第２異常確定部により前記第１系統の異常が確定した後においても前記第２トルク信号を用いて前記第１アクチュエーション部が操舵力の付与を継続するように前記出力配分制御を行うパワーステアリング装置。
【請求項１３】
請求項８に記載のパワーステアリング装置において、
前記第１出力配分制御部は、前記第２異常判断部から前記第２系統に異常が有ることの信号を受信した場合、前記第１アクチュエーション部と前記第２アクチュエーション部の操舵力の出力割合を決定し、
前記第２出力配分制御部は、前記第１異常判断部から前記第１系統に異常があることの信号を受信した場合、前記第１アクチュエーション部と前記第２アクチュエーション部の操舵力の出力割合を決定するパワーステアリング装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載のパワーステアリング装置において、
前記第１出力配分制御部は、前記第２異常判断部から前記第２系統に異常が有ることの信号を受信した場合、前記第２マイクロプロセッサに対しトルク指令値を出力し、
前記第２出力配分制御部は、前記第１異常判断部から前記第１系統に異常が有ることの信号を受信した場合、前記第１マイクロプロセッサに対しトルク指令を出力するパワーステアリング装置。
【請求項１５】
請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
前記出力配分制御部は、前記第１アクチュエーション部と前記第２アクチュエーション部の操舵力のうち一方の操舵力の出力割合を連続的に増加させると共に他方の操舵力の出力割合を連続的に減少させるパワーステアリング装置。
【請求項１６】
請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
前記コントローラは、前記出力配分制御部を通過した前記第１駆動指令信号および前記第２駆動指令信号に対し上限値を設定する第１上限値設定部および第２上限値設定部を有するパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、アシスト制御の制御系および出力系を２系統化したパワーステアリング装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2015-61458号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術にあっては、一方系統の異常が確定したとき当該異常検出側系統のアシスト出力を停止または制限する際、ドライバの操舵力が急変し、操舵性が悪化するという問題があった。
本発明の目的の一つは、操舵力の急変を抑制できるパワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態におけるパワーステアリング装置は、第１アクチュエーション部と第２アクチュエーション部のうち一方の操舵力の出力割合を増加させると共に他方の操舵力の出力割合を0よりも大きな値まで減少させる。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明にあっては、操舵状態やパワーステアリング装置の駆動状態等の変化に合わせ、第１アクチュエーション部と第２アクチュエーション部の操舵力の出力割合を変更することにより、より適切な操舵力の付与を実現できる。また、出力減少側の操舵力の出力割合が0とならないため、操舵力の急変を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態１のパワーステアリング装置の構成図である。
【図２】パワーステアリング装置の制御系の構成図である。
【図３】ECU16の第１系統および第２系統の制御ブロック図である。
【図４】実施形態１の出力配分制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】実施形態１の出力配分制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】実施形態１の出力配分制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施形態１の出力配分制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】実施形態１の出力配分制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】必要モータ出力に応じた出力配分方法の説明図である。
【図１０】一方系統内の上流側に異常が発生したときの出力分担率のタイムチャートである。
【図１１】一方系統内の下流側に異常が発生したときの出力分担率のタイムチャートである。
【図１２】実施形態４の出力配分制御処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔実施形態１〕
図１は、実施形態１のパワーステアリング装置の構成図である。
操舵機構1は、ステアリングホイール2の回転に伴い前輪（転舵輪）3,3を転舵させるもので、ラック＆ピニオン式のステアリングギア4を有する。ステアリングギア4のピニオンギア5は、ステアリングシャフト6を介してステアリングホイール2と連結されている。ステアリングギア4のラックギア7は、ラック軸8に設けられている。ラック軸8の両端は、タイロッド9,9を介して前輪3,3と連結されている。ステアリングシャフト6には、減速機10を介して電動モータ（第１アクチュエーション部、第２アクチュエーション部）11が連結されている。減速機10は、ウォーム12とウォームホイール13とで構成されている。ウォーム12は電動モータ11のモータシャフト14と一体に設けられている。モータシャフト14からの回転トルクは、減速機10を介してステアリングシャフト6に伝達される。ステアリングシャフト6には、操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ15が設けられている。電動モータ11には、ECU16および舵角センサ17が一体に設けられている。舵角センサ17は、電動モータ11の回転角（モータ回転角）から前輪3,3の舵角を検出する。ECU16は、操舵トルク信号（第１トルク信号、第２トルク信号）、舵角信号、車速センサ18により検出された車速信号等に基づいて、電動モータ11を駆動制御して操舵機構1にアシストトルクを付与するアシスト制御を実行する。
【０００９】
図２は、パワーステアリング装置の制御系の構成図である。
電動モータ11は、三相巻線により構成されるステータを２組（第１巻線組11a、第２巻線組11b）有する二重三相モータである。第１巻線組（第１アクチュエーション部）11aのみを通電したときの最大モータ出力と第２巻線組（第２アクチュエーション部）11bのみを通電したときの最大モータ出力は同一である。電動モータ11は、インバータ（第１インバータ、第２インバータ）25からの電流に応じてアシストトルク（モータトルク）を発生する。ECU16は、第１巻線組11aへ電流を供給する第１系統と、第２巻線組11bへ電流を供給する第２系統とで２系統化している。以下の説明では、両系統を区別する場合、第１系統に対応する部位には符号の末尾にaを付記し、第２系統に対応する部位には符号の末尾にbを付記する。ECU16は、制御基板21およびパワー系基板22を有する。制御基板21は、エポキシ樹脂基材等の非金属基材を用いたプリント配線基板からなり、MCU23、プリドライバ24等の制御系電子部品が両面に実装されている。パワー系基板22は、熱伝達性に優れた金属回路基板を用いたもので、インバータ25が片面に実装されている。MCU23は、アシスト制御のための演算、モータ電流のコントロール、機能構成要素の異常検出、安全状態への移行処理を行う。プリドライバ24は、MCU23からのトルク指令（第１駆動指令信号、第２駆動指令信号）に基づいて、インバータ25の駆動素子を駆動する。インバータ25は、強電バッテリ26からの直流電力を交流電力に変換し、電動モータ11の巻線組へ供給する。
操舵トルクセンサ15は、例えば磁歪式であり、それぞれ２つのホールICを有する。第１操舵トルクセンサ（第１検出部）15aおよび第２操舵トルクセンサ（第２検出部）15bの各ホールICのうち一方の出力は、他系統のMCU23に入力される。舵角センサ17は２つの磁気検出素子17a,17bを有する。両磁気検出素子17a,17bの出力は両MCU23に入力される。パワーサプライ27は、操舵トルクセンサ15の電源を作成して供給する。パワーサプライ28は、MPU23の電源を作成して供給する。パワーサプライ29は、舵角センサ17の電源を作成して供給する。各パワーサプライ27,28,29は、弱電バッテリまたはイグニッションラインと接続されている。パワー系基板22には、モータ相電流センサ30が設けられている。制御基板21には、インダクタンスの変化に基づいてモータ回転角を検出するモータ回転角センサ31が設けられている。また、制御基板21には、MPU23の異常を検出するCPUモニタ32が設けられている。CPUモニタ32は、MPU23の異常が検出された場合、電源を遮断する機能を持つ。
【００１０】
図３は、ECU16の第１系統および第２系統の制御ブロック図である。
入力信号処理部41は、舵角センサ17、操舵トルクセンサ15、電源電圧モニタ33、温度センサ34、モータ回転角センサ31、モータ相電流センサ30、一次電流センサ35aからの信号を処理してアシスト制御外部指令制御部42に引き渡す。電源電圧モニタ33は、パワー系基板22に設けられ、強電バッテリ26からECU16へ電力を供給する電源ラインの電圧を監視する。温度センサ34は、パワー系基板22に設けられ、電動モータ11の巻線の温度を検出する。一次電流センサ35aは、パワー系基板22に設けられ、強電バッテリ26からECU16への取り込み電流を検出する。
アシスト制御外部指令制御部42は、各信号入力からトルク指令を決定する。
CAN通信部43は、CANバス36を介してCAN通信方式により外部との情報の授受を行う。CAN通信部43は、第１MPU（第１マイクロプロセッサ）23aのみに設けられている。第２MPU（第２マイクロプロセッサ）23aはCAN通信部を持たない。
マイコン間通信部44は、マイコン間通信を行う。マイコン間で交換される情報は、異常カウンタ値、異常原因情報（異常発生箇所等）、出力分担率指令、現在の出力分担率およびトルク指令等である。これらの詳細については後述する。
診断機能部（第１異常判断部、第２異常判断部）45は、自系統内の異常検出およびマイコン間通信を介した他系統の異常検出を行う。診断機能部45は、自系統の異常カウンタ値および異常原因情報を他系統に通知し、他系統の異常検出、異常原因情報を受信する。また、診断機能部45は、自系統と他系統とでアシスト方向が逆方向となる逆アシスト判断を行う。診断機能部45は、自系統内で異常が検出されると異常カウンタ値のカウントアップを開始し、異常カウンタ値が所定の異常確定値に到達したとき異常を確定する。異常確定値は異常原因に応じて可変としてもよい。診断機能部45は、自系統の異常を検出する異常検出部（第１異常検出部、第２異常検出部）51および異常検出部が異常を検出した後、異常を確定する異常確定部（第１異常確定部、第２異常確定部）52を有する。
出力配分制御部（第１出力配分制御部、第２出力配分制御部）46は、異常検出結果に基づき、他系統の出力分担率の設定、通知および両系統の出力分担率の整合性の確認を行う。出力配分制御部46は、他系統に異常が検出されていない場合は自系統の出力分担率を50%とするが、他系統の異常検出時には、異常が確定するまでの間に他系統の出力分担率を0%まで低下させる指令を他系統に送信すると共に、自系統の出力分担率を増加させる。このとき、両系統間で出力分担率の変化速度を一致させる。出力配分制御部46は、トルク指令に出力分担率を乗じて出力配分後トルク指令を演算する。出力配分制御部46は、他系統の異常が確定した場合には、他系統の出力配分率を0%に維持すると共に、自系統の出力配分率を所定の分担率制限値(<50%)まで漸減させ、その後一定に維持する制限アシストを実施する。なお、分担率制限値を0%としてアシスト制御を停止してもよい。また、自系統の出力配分率を制限せず、可能な限り自系統のみでアシスト制御を継続してもよい。
アシスト制限部（第１上限値設定部、第２上限値設定部）47は、電動モータ11およびECU16の過熱保護の要請から、出力配分後トルク指令の上限を、設定された出力上限値に制限した最終トルク指令を演算する。
モータ制御部48bは、最終トルク指令をプリドライバ24へ出力する。
【００１１】
図４〜８は、実施形態１の出力配分制御処理の流れを示すフローチャートである。出力配分制御処理は、第１MPU23aおよび第２MPU23bでそれぞれ実行される。
ステップS1では、自系統の異常カウンタ値が規定値以上であるかを判断する。YESの場合はステップS2へ進み、NOの場合はステップS3へ進む。規定値は、異常確定値よりも小さな値とする。
ステップS2では、自系統の出力分担率を0%とするシステム安全状態移行処理を実施し、リターンへ進む。
ステップS3では、自系統の異常が検出されたかを判断する。YESの場合はステップS4へ進み、NOの場合はステップS10へ進む。
ステップS4では、自系統の異常カウンタ値を1加算（インクリメント）する。
ステップS5では、自系統の異常カウンタ値および異常原因情報を他系統へ送信する。
ステップS6では、他系統からの出力分担率指令および出力分担率漸増減処理終了フラグ（以下、漸増減処理終了フラグ）を受信する。
ステップS7では、ステップS6で受信した漸増減処理終了フラグがセット(=1)されているかを判断する。YESの場合はリターンへ進み、NOの場合はステップS8へ進む。
ステップS8では、ステップS6で受信した出力分担率指令に基づき、自系統の出力分担率を設定する。
ステップS9では、ステップS8で設定した出力分担率を他系統へ送信し、リターンへ進む。
【００１２】
ステップS10では、自系統の異常カウンタ値をクリア(=0)する。
ステップS11では、自系統の出力分担率を初期値50%に設定する。
ステップS12では、漸増減処理終了フラグがセット(=1)されているかを判断する。YESの場合はリターンへ進み、NOの場合はステップS13へ進む。
ステップS13では、自系統の異常カウンタ値および異常原因情報を他系統へ送信する。
ステップS14では、他系統の異常カウンタ値および異常原因情報を受信する。
ステップS15では、ステップS14で受信した他系統の異常カウンタ値が0であるかを判断する。YESの場合はステップS16へ進み、NOの場合はステップS19へ進む。
ステップS16では、出力分担率漸増減時間カウンタ値（以下、漸増減時間カウンタ値）をクリア(=0)する。
ステップS17では、漸増減処理終了フラグをクリア(=0)する。
ステップS18では、自系統の出力分担率を初期値50%に設定し、リターンへ進む。
ステップS19では、他系統が逆アシストか、すなわち、他系統のアシスト方向が自系統のアシスト方向と逆方向であるかを判断する。YESの場合はステップS20へ進み、NOの場合はステップS23へ進む。
【００１３】
ステップS20では、自系統の出力分担率を100%に設定する。
ステップS21では、他系統の出力分担率を0%に設定する。
ステップS22では、漸増減処理終了フラグをセット(=1)する。
ステップS23では、ステップS14で受信した他系統の異常原因情報に基づき、他系統内の下流側に異常が発生しているかを判断する。YESの場合はステップS24へ進み、NOの場合はステップS27へ進む。なお、「下流側」は、モータ制御部48、プリドライバ24、インバータ25および電動モータ11（の巻線組）であり、これらに異常が発生した場合は下流側の異常とする。一方、「上流側」は、各センサ（舵角センサ17、操舵トルクセンサ15、電源電圧モニタ33、温度センサ34、モータ回転角センサ31、モータ相電流センサ30、一次電流センサ35）、CANバス36（第１系統のみ）、入力信号処理部41、CAN通信部43であり、これらに異常が発生した場合は上流側の異常とする。
ステップS24では、自系統の出力分担率を前回値＋所定量ΔAに設定する漸増処理を実施する。所定量ΔAは、異常カウンタ値が１制御周期に3ずつ加算されて規定値に到達したとき、自系統の出力分担率が100%に達すると同時に他系統の出力分担率が0%に達する値とする。
ステップS25では、他系統の出力分担率を前回値−所定量ΔAに設定する漸減処理を実施する。
ステップS26では、漸増減時間カウンタ値を3加算する。
ステップS27では、自系統単独で必要モータ出力を充足するかを判断する。YESの場合はステップS28へ進み、NOの場合はステップS33へ進む。このステップでは、自系統の出力分担率を100%、他系統の出力分担率を0%とした場合、すなわち、一系統における最大モータ出力がトルク指令に応じた必要モータ出力以上である場合（図１１(a)参照）には、自系統単独で必要モータ出力を充足すると判断する。一方、一系統における最大モータ出力が必要モータ出力を下回る場合（図１１(b)参照）には自系統単独では必要モータ出力を充足しないと判断する。
【００１４】
ステップS28では、自系統の出力分担率を前回値＋所定量ΔBに設定する漸増処理を実施する。ΔBは、ΔAの1/3の大きさであり、異常カウンタ値が１制御周期に１ずつ加算されて規定値に到達したとき、自系統の出力分担率が100%に達すると同時に他系統の出力分担率が0%に達する値とする。
ステップS29では、他系統の出力分担率を前回値−所定量ΔBに設定する漸減処理を実施する。
ステップS30では、漸増減時間カウンタ値を1加算（インクリメント）する。
ステップS31では、漸増減時間カウンタ値が規定値に到達したかを判断する。YESの場合はステップS32へ進み、NOの場合はステップS35へ進む。
ステップS32では、漸増減処理終了フラグをセット(=1)する。
ステップS33では、自系統の出力分担率を100%に設定する。
ステップS34では、必要モータ出力に対する不足出力分を補う他系統の出力分担率を設定する。
ステップS35では、ステップS21、ステップS25、ステップS29またはステップS34で設定した他系統の出力分担率を出力分担率指令とし、ステップS32でセットした漸増減処理終了フラグと共に他系統へ送信する。
ステップS36では、他系統の出力分担率設定値を他系統から受信する。
ステップS37では、自系統および他系統の出力分担率に整合性があるかを判断する。YESの場合はリターンへ進み、NOの場合はステップS38へ進む。
ステップS38では、他系統の出力分担率を0%とするシステム安全状態移行処理を実施し、リターンへ進む。
【００１５】
図１０は、一方系統内の上流側に異常が発生したときの出力分担率のタイムチャートである。以下、一方系統を異常検出側系統、他方系統を正常側系統と称す。
時刻t1では、一方系統内の上流側に異常が発生するが、異常を検出していないため、両系統の出力配分制御処理は、共にS1→S3→S10→S11→S12→S13→S14→S15→S16→S17→S18の流れが繰り返される。よって、両系統の出力分担率は初期値50%に維持される。
時刻t2では、異常検出側系統が自身の異常を検出するため、異常検出側系統では、S1→S3→S4→S5→S6→S7→S8→S9の流れとなる。つまり、S3で自身の異常を検出し、S4で異常カウンタ値を加算し、S5で異常カウンタ値および異常原因情報を送信し、S6で出力分担率指令を受信し、S8で出力分担率を設定し、S9で出力分担率を送信する。一方、正常側系統では、S1→S3→S10→S11→S12→S13→S14→S15→S19→S23→S27→S28→S29→Ｓ30→S31→S35→S36→S37の流れとなる。つまり、S14で異常カウンタ値および異常原因情報を受信し、S19で逆アシストではないと判断し、S23で下流側異常ではないと判断し、S27で単独での必要モータ出力を充足すると判断し、S28で自身の出力分担率を前回値＋ΔBに設定し、S29で異常検出側の出力分担率を前回値−ΔBに設定し、S30で漸増減時間カウンタ値を１加算し、S35で異常検出側の出力分担率を出力分担率指令として送信し、S36で異常検出側の出力分担率を受信し、S37で両系統の出力分担率の整合性を確認する。以上により、時刻t2からt3までの区間では、正常側系統の出力分担率が漸増し、異常検出側系統の出力分担率が漸減する。
時刻t3では、漸増減時間カウンタ値が規定値に達したため、正常側系統では、S32で漸増減処理終了フラグをセットするため、次の制御周期からS1→S3→S10→S11→S12の流れとなる。一方、異常検出側系統では、漸増減処理終了フラグのセットにより、S1→S3→S4→S5→S6→S7の流れとなる。以上により、正常側系統の出力分担率は100%となり、異常検出側系統の出力分担率は0%となる。
時刻t4では、異常カウンタ値が規定値に達し、異常確定時間が経過したため、正常側系統の出力分担率は漸減し、異常検出側系統の出力分担率は0%に維持される。
時刻t5では、時刻t4からアシスト漸減時間が経過し、正常側系統の出力分担率が配分率分担率制限値に達する。
【００１６】
図１１は、一方系統内の下流側に異常が発生したときの出力分担率のタイムチャートである。
時刻t1では、一方系統内の下流側に以上が発生するが、異常を検出していないため、両系統の出力配分制御処理は、図１０の時刻t1からt2の区間と同じとなる。
時刻t2では、異常検出側系統が自身の異常を検出する。異常検出側系統の出力配分制御の流れは、図１０の時刻t2からt3の区間と同じであるが、異常発生箇所が下流側であるため、正常側系統では、S1→S3→S10→S11→S12→S13→S14→S15→S19→S23→S24→S25→S26→S31→S35→S36→S37の流れとなる。よって、図１０の場合と比べて、S23で下流側異常と判断し、S24で自身の出力分担率を前回値＋ΔAに設定し、S25で異常検出側系統の出力分担率を前回値−ΔAに設定し、S26で漸増減時間カウンタ値を３加算する点で相違する。よって、両系統における出力分担率の変化速度は、図１０の場合、すなわち上流側で異常が発生した場合よりも３倍高くなる。
時刻t3からt5の区間は図１０の時刻t3からt5の区間と同じであるため、説明は省略する。
【００１７】
以上のように、実施形態１のパワーステアリング装置では、一方系統で異常が検出された場合、異常検出側系統の出力分担率を減少させる一方、正常側系統の出力分担率を増加させる出力配分制御を行う。これにより、操舵力の急激な変動およびドライバの操舵負荷増大を抑制しつつ、異常検出時におけるアシスト制御の信頼性を向上できる。また、出力配分制御では両系統の出力分担率を連続的に変化させるため、操舵力の変動をさらに抑制できる。
出力配分制御部46は、診断機能部45が自系統の異常を検出してから異常を確定するまでの間、出力配分制御を行う。従来のステアリング装置では、異常を検出してから確定するまでの間、両系統の出力分担率を固定していたため、異常確定時に異常検出側系統の出力分担率を減少させたときにドライバの操舵力が急変し、操舵性の悪化を招いていた。これに対し、実施形態１では、異常検出から確定までの時間を利用して、異常確定前に予め異常検出側系統の出力分担率を減少させておくことにより、異常確定時における操舵力の急激な変動を抑制できる。このとき、異常確定前までに出力配分制御を終了させるため、異常検出側系統の出力分担率を異常確定前までに充分減少させることができ、異常検出から確定までのステアリング制御の信頼性を向上できる。さらに、必要モータ出力が正常側系統単独で出力可能な最大モータ出力以下の場合には、図１１(a)に示すように、異常確定までに異常検出側系統の出力分担率を0%とする。これにより、異常検出から確定までのステアリング制御の信頼性をより向上できると共に、異常確定時の操舵力変動を0にできる。また、正常系統のみで操舵力を賄える状況であるため、ドライバの操舵負荷の増大リスクが少ない。
【００１８】
一方、必要モータ出力が正常側系統単独で出力可能な最大モータ出力を超える場合には、図１１(b)に示すように、異常確定までの間は異常検出側系統の出力分担率を0%とせず、必要モータ出力と正常側系統の最大モータ出力との差分を負担する。これにより、ドライバの操舵負荷増大を抑制できる。ここで、図１１(b)では、異常確定時に異常検出側系統の出力分担率を0%とすることに伴いアシストトルクに段差が生じている。しかしながら、必要モータ出力が正常側系統の最大モータ出力を超えるシーンは、停車時や極低速走行時であるから、ハンドルショックは生じにくい。また、停車時や極低速走行時には、アシストトルクの変動によりステアリングホイール2が多少変化しても車両挙動には影響がない。
出力配分制御部46は、他系統の診断機能部45から他系統に異常が有ることの信号（異常カウンタ値>0）を受信した場合、出力配分制御を開始する。これにより、異常発生に合わせた出力配分制御を実現できる。また、診断機能部45や出力配分制御部46に異常が生じた場合、マイコン間通信は行われないため、出力配分制御は開始されない。よって、診断機能部45や出力配分制御部46の異常に伴い両系統がモータ出力を増大させて操舵感が軽くなり過ぎるの等の不具合を抑制できる。
【００１９】
診断機能部45は、他系統のMPU23に自系統の異常の原因に起因する信号（異常原因情報）を送信する。これにより、異常原因（異常発生箇所）に応じた出力配分制御を実現できる。具体的には、出力配分制御部46は、他系統内の下流側に異常が検出された場合には、他系統内の上流側に異常が検出された場合よりも出力配分制御を早く終了させる。異常の原因が操舵トルクセンサ15によるものの場合、正常側系統の出力配分制御部46で設定された出力分担率に基づいて異常検出側系統でアシスト制御を継続できるが、異常の原因がインバータ25や電動モータ11によるものの場合、異常検出側系統でアシスト制御を継続するとアシスト制御の信頼性が低下する。よって、下流側に異常が検出された場合は、上流側に異常が検出された場合よりも早めに出力配分制御を完了させることにより、異常検出時におけるアシスト制御の信頼性を向上できる。
出力配分制御部46は、他系統の診断機能部45から他系統に異常があることの信号（異常カウンタ値>0）を受信した場合、第１系統および第２系統の出力分担率を設定する。正常側系統の出力配分制御部46で両系統の出力分担率を決定することにより、不適切な出力分担率が設定されるのを回避でき、異常検出時におけるアシスト制御の信頼性を向上できる。
MPU23は、出力配分制御部46から出力された出力配分後トルク指令に対し上限値を設定するアシスト制限部47を有する。出力配分制御部46の下流側にアシスト制限部47を設けたことにより、出力配分を加味した上限値を設定できるため、電動モータ11およびECU16の過熱保護を図りつつ、異常検出時におけるアシスト制御の信頼性を向上できる。
【００２０】
〔実施形態２〕
実施形態２のパワーステアリング装置は、出力配分制御処理の一部が実施形態１と相違する。
図６のステップS24では、自系統の出力分担率を100%とする。
ステップS25では、他系統の出力分担率を0%とする。
ステップS26では、漸増減時間カウンタ値に規定値を加算する。
実施形態２では、出力配分制御部46において、他系統の診断機能部45から他系統内の下流側に異常が検出されたことの信号（異常カウンタ値>0）を受信したとき、他系統の出力分担率を0%、自系統の出力分担率を100%とする。つまり、異常の原因がインバータ25や電動モータ11によるものの場合、異常が検出されたとき直ぐに出力配分制御を完了させることにより、異常検出時におけるアシスト制御の信頼性を向上できる。
【００２１】
〔実施形態３〕
実施形態３のパワーステアリング装置は、他系統の異常の原因が操舵トルクセンサ15によるものであるとき、異常確定後も両系統でアシスト制御を継続する点で実施形態１と相違する。
出力配分制御部46は、他系統の異常の原因が操舵トルクセンサ15によるものの場合には、自系統の診断機能部45により他系統の異常が確定した後、自系統の操舵トルクセンサ15からの信号を用いて他系統がアシスト制御を継続するように出力配分制御を行う。異常確定後の両系統の出力分担率は50%,50%とする。正常な操舵トルクセンサ15からの代替トルク信号により異常確定後も両系統でアシスト制御を継続することにより、操舵トルクセンサ15の異常発生時におけるドライバの操舵負荷増大を抑制できる。
【００２２】
〔実施形態４〕
実施形態４のパワーステアリング装置は、出力配分制御処理の一部が実施形態１と相違する。相違点は以下の通りである。
図１２のステップS6では、他系統からの出力分担率指令、漸増減処理終了フラグおよびトルク指令を受信する。
ステップS39では、ステップS6で出力分担率指令を受信したかを判断する。YESの場合はステップS8へ進み、NOの場合はステップS40へ進む。
ステップS40では、自系統のトルク指令をステップS6で受信したトルク指令で上書きし、リターンへ進む。
図６のステップS34では、必要モータ出力に対する不足出力分を補う他系統のトルク指令を設定する。
図８において、ステップS35では、ステップS21、ステップS25またはステップS29で設定した他系統の出力分担率、またはステップS34で設定した他系統のトルク指令を、ステップS32でセットした漸増減処理終了フラグと共に他系統へ送信する。
実施形態４では、出力配分制御部46において、他系統内の上流側に異常が検出され、自系統単独では必要モータ出力を充足しないと判断した場合、必要モータ出力に対する不足出力分を補う他系統のトルク指令を設定し、他系統のMPU23へ出力する。異常検出側系統のアシスト制御外部指令制御部42は、正常側系統のMPU23から送られたトルク指令を用いて自系統のインバータ25を駆動する。正常側系統で異常検出側系統のトルク指令を設定することにより、不適切なトルク指令が設定されるのを回避できるため、異常検出時におけるアシスト制御の信頼性を向上できる。なお、操舵トルクセンサ15の検出周期は電動モータ11の制御周期と比較して充分に長いため、操舵トルクから決まるトルク指令はマイコン間通信により他系統のMPU23に送信可能である。
【００２３】
〔他の実施形態〕
以上、本発明を実施するための実施形態を説明したが、本発明の具体的な構成は実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、実施形態では第１アクチュエーション部と第２アクチュエーション部を電動モータ11内の巻線組（第１巻線組11a、第２巻線組11b）としたが、第１アクチュエーション部と第２アクチュエーション部を別々の電動モータとしてもよい。
実施形態では出力配分率を連続的に変化させる例を示したが、出力配分率を階段状に変化させてもよい。
【００２４】
以上説明した実施形態から把握し得る技術的思想について、以下に記載する。
パワーステアリング装置は、その一つの態様において、ステアリングホイールの操舵操作を転舵輪に伝達する操舵機構と、前記操舵機構に操舵力を付与する第１アクチュエーション部および第２アクチュエーション部と、前記第１アクチュエーション部を駆動制御する第１駆動指令信号および前記第２アクチュエーション部を駆動制御する第２駆動指令信号を出力するコントローラと、前記コントローラに設けられ、前記第１アクチュエーション部と前記第２アクチュエーション部の操舵力の出力割合を変更する出力配分制御部であって、前記第１アクチュエーション部と前記第２アクチュエーション部のうち一方の操舵力の出力割合を増加させると共に他方の操舵力の出力割合を0よりも大きな値まで減少させるように前記第１駆動指令信号および前記第２駆動指令信号を変更する出力配分制御を行う出力配分制御部と、を備える。
より好ましい態様では、上記態様において、前記操舵機構の操舵トルクを検出し第１トルク信号を出力する第１検出部、および前記操舵トルクを検出し、第２トルク信号を出力する第２検出部と、を有するトルクセンサを有し、前記コントローラは、前記第１トルク信号に基づき前記第１駆動指令信号を出力する第１マイクロプロセッサと、前記第１駆動指令信号に基づき前記第１アクチュエーション部に電力を供給する第１インバータと、前記第２トルク信号に基づき前記第２駆動指令信号を出力する第２マイクロプロセッサと、前記第２駆動指令信号に基づき前記第２アクチュエーション部に電力を供給する第２インバータと、前記トルクセンサ、前記第１マイクロプロセッサ、前記第１インバータ、前記第２マイクロプロセッサ、前記第２インバータ、前記第１アクチュエーション部、または前記第２アクチュエーション部の異常の有無を判断する異常判断部と、を有し、前記出力配分制御部は、前記第１検出部、前記第１マイクロプロセッサ、前記第１インバータおよび前記第１アクチュエーション部から構成される第１系統のうちのいずれかに異常有りと判断した場合、前記第１アクチュエーション部の出力割合を減少すると共に前記第２アクチュエーション部の出力割合を増加させる一方、前記第２検出部、前記第２マイクロプロセッサ、前記第２インバータおよび前記第２アクチュエーション部から構成される第２系統の内のうちのいずれかに異常有りと判断した場合、前記第２アクチュエーション部の操舵力の出力割合を減少すると共に前記第１アクチュエーション部の操舵力の出力割合を増加させる。
【００２５】
別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記異常判断部は、前記第１系統または前記第２系統の異常を検出する異常検出部と、前記異常検出部が異常を検出した後、異常の確定をする異常確定部とを有し、前記出力配分制御部は、前記異常検出部が異常を検出してから前記異常確定部が異常を確定するまでの間、前記出力配分制御を行う。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記出力配分制御部は、前記異常確定部が異常を確定するまでに前記出力配分制御を終了させる。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記出力配分制御部は、前記第１系統と前記第２系統のうち異常が検出された側の操舵力の出力割合を、前記異常確定部が異常を確定するまでに0とする。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記コントローラは、前記第１トルク信号または前記第２トルク信号に基づき、前記操舵機構に付与する操舵力の必要量を演算し、前記出力配分制御部は、前記必要量が、前記第１アクチュエーション部または前記第２アクチュエーション部単独で出力可能な操舵力を超えるとき、前記異常検出部が異常を検出してから前記異常確定部が異常を確定するまでの間、前記第１系統と前記第２系統のうち異常が検出された側も操舵力の付与を継続するように前記出力配分制御を行う。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記コントローラは、前記第１トルク信号または前記第２トルク信号に基づき、前記操舵機構に付与する操舵力の必要量を演算し、前記出力配分制御部は、前記必要量が、前記第１アクチュエーション部または前記第２アクチュエーション部単独で出力可能な操舵力以下のとき、前記第１系統と前記第２系統のうち異常が検出された側の操舵力の出力割合を、前記異常確定部が異常を確定するまでに0とする。
【００２６】
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記異常判断部は、前記第１マイクロプロセッサに設けられ、前記第１系統の異常の有無を判断する第１異常判断部と、前記第２マイクロプロセッサに設けられ、前記第２系統の異常の有無を判断する第２異常判断部とを有し、前記出力配分制御部は、前記第１マイクロプロセッサに設けられた第１出力配分制御部と、前記第２マイクロプロセッサに設けられた第２出力配分制御部とを有し、前記第１出力配分制御部は、前記第２異常判断部から前記第２系統に異常が有ることの信号を受信した場合、前記出力配分制御を開始し、前記第２出力配分制御部は、前記第１異常判断部から前記第１系統に異常が有ることの信号を受信した場合、前記出力配分制御を開始する。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記第１異常判断部は、前記第２マイクロプロセッサに前記第１系統の異常の原因に関する信号を送信し、前記第２異常判断部は、前記第１マイクロプロセッサに前記第２系統の異常の原因に関する信号を送信する。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記第１出力配分制御部は、前記第２系統の異常の原因が前記第２インバータまたは前記第２アクチュエーション部によるものの場合には、前記第２検出部によるものの場合よりも前記出力配分制御を早く終了させ、前記第２出力配分制御部は、前記第１系統の異常の原因が前記第１インバータまたは前記第１アクチュエーション部によるものの場合には、前記第１検出部によるものの場合よりも前記出力配分制御を早く終了させる。
【００２７】
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記第１出力配分制御部は、前記第２系統の異常の原因が前記第２インバータまたは前記第２アクチュエーション部によるものの場合には、前記第２異常判断部から前記第２系統に異常が有ることの信号を受信したとき、前記第２アクチュエーション部の操舵力の出力割合が直ぐに0となるように前記出力配分制御を行い、前記第２出力配分制御部は、前記第１系統の異常の原因が前記第１インバータまたは前記第１アクチュエーション部によるものの場合には、前記第１異常判断部からの前記第１系統に異常が有ることの信号を受信したとき、前記第１アクチュエーション部の操舵力の出力割合が直ぐに0となるように前記出力配分制御を行う。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記異常判断部は、前記第１マイクロプロセッサに設けられ、前記第１異常検出部が前記第１系統の異常を検出した後、異常の確定をする第１異常確定部と、前記第２マイクロプロセッサに設けられ、前記第２異常検出部が前記第２系統の異常を検出した後、異常の確定をする第２異常確定部とを有し、前記第１出力配分制御部は、前記第２系統の異常の原因が前記第２検出部によるものの場合には、前記第１異常確定部により前記第２系統の異常が確定した後においても前記第１トルク信号を用いて前記第２アクチュエーション部が操舵力の付与を継続するように前記出力配分制御を行い、前記第２出力配分制御部は、前記第１系統の異常の原因が前記第１検出部によるものの場合には、前記第２異常確定部により前記第１系統の異常が確定した後においても前記第２トルク信号を用いて前記第１アクチュエーション部が操舵力の付与を継続するように前記出力配分制御を行う。
【００２８】
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記第１出力配分制御部は、前記第２異常判断部から前記第２系統に異常が有ることの信号を受信した場合、前記第１アクチュエーション部と前記第２アクチュエーション部の操舵力の出力割合を決定し、前記第２出力配分制御部は、前記第１異常判断部から前記第１系統に異常があることの信号を受信した場合、前記第１アクチュエーション部と前記第２アクチュエーション部の操舵力の出力割合を決定する。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記第１出力配分制御部は、前記第２異常判断部から前記第２系統に異常が有ることの信号を受信した場合、前記第２マイクロプロセッサに対しトルク指令値を出力し、前記第２出力配分制御部は、前記第１異常判断部から前記第１系統に異常が有ることの信号を受信した場合、前記第１マイクロプロセッサに対しトルク指令を出力する。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記出力配分制御部は、前記第１アクチュエーション部と前記第２アクチュエーション部の操舵力のうち一方の操舵力の出力割合を連続的に増加させると共に他方の操舵力の出力割合を連続的に減少させる。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記コントローラは、前記出力配分制御部を通過した前記第１駆動指令信号および前記第２駆動指令信号に対し上限値を設定する第１上限値設定部および第２上限値設定部を有する。
【符号の説明】
【００２９】
1  操舵機構
2  ステアリングホイール
3  前輪（転舵輪）
11  電動モータ（第１アクチュエーション部、第２アクチュエーション部）
11a  第１巻線組（第１アクチュエーション部）
11b  第２巻線組（第２アクチュエーション部）
15a  第１操舵トルクセンサ（第１検出部）
15b  第２操舵トルクセンサ（第２検出部）
16  ECU（コントローラ）
23a  第１MPU（第１マイクロプロセッサ）
23b  第２MPU（第２マイクロプロセッサ）
25a  第１インバータ
25b  第２インバータ
45a  第１診断機能部（第１異常判断部）
44b  第２診断機能部（第２異常判断部）
46a  第１出力配分制御部
46b  第２出力配分制御部
47a  第１アシスト制限部（第１上限値設定部）
47b  第２アシスト制限部（第２上限値設定部）
51a  第１異常検出部
51b  第２異常検出部
52a  第１異常確定部
52b  第２異常確定部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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