(57)【要約】【課題】制御システムの冗長化によって耐障害性を向上させつつ、冗長化された複数の制御システムを協調的に制御すると共に、各制御システムを構成する複数の処理装置の一部に処理負荷が集中してしまうことを防止して、装置全体としての処理効率を向上させる。【解決手段】各舵角センサ３ａ，３ｂおよび各舵角演算部２１ａ，２１ｂと、各モータ制御部３２ａ，３２ｂと、各モータ制御部４２ａ，４２ｂとを互いに異なる部位に配置した。第１舵角演算部２１ａは、第１舵角センサ３ａの検出信号に基づき算出した舵角信号を出力する際に、この舵角信号と、第２舵角演算部２１ｂから入力された舵角信号との比較結果の情報を付加し、第２舵角演算部２１ｂは、第２舵角センサ３ｂの検出信号に基づき算出した舵角信号を出力する際に、この舵角信号と、第１舵角演算部２１ａから入力された舵角信号との比較結果の情報を付加する。【選択図】図２
2007190985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の舵角に係る検出信号を出力する２つのセンサと、
該２つのセンサと共に同一部位に配置され、各センサの検出信号毎に基づき前記舵角を演算し、各演算結果を舵角信号として出力する２つの舵角演算部と、
前記センサおよび前記舵角演算部とは異なる部位に配置され、前記２つの舵角演算部から出力される各舵角信号毎に基づき転舵モータを制御する制御信号を出力する２つの転舵モータ制御部とを備え、
前記２つの舵角演算部のうちの一方の前記舵角演算部から出力される前記舵角信号は他方の前記舵角演算部に入力され、他方の前記舵角演算部から出力される前記舵角信号は一方の前記舵角演算部に入力され、前記２つの舵角演算部は互いの前記舵角信号に基づく判定処理を実行することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
車両の舵角に係る検出信号を出力する２つのセンサと、
該２つのセンサと共に同一部位に配置され、各センサの検出信号毎に基づき前記舵角を演算し、各演算結果を舵角信号として出力する２つの舵角演算部と、
前記センサおよび前記舵角演算部とは異なる部位に配置され、前記２つの舵角演算部から出力される各舵角信号毎に基づき反力モータを制御する制御信号を出力する２つの反力モータ制御部とを備え、
前記２つの舵角演算部のうちの一方の前記舵角演算部から出力される前記舵角信号は他方の前記舵角演算部に入力され、他方の前記舵角演算部から出力される前記舵角信号は一方の前記舵角演算部に入力され、前記２つの舵角演算部は互いの前記舵角信号に基づく判定処理を実行することを特徴とする車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば操向輪を転舵させるステアリング機構を制御するシステムを、各２つのアクチュエータおよびセンサおよび制御コントローラにより構成して二重系とした車両用操舵装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１０４４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来技術に係る車両用操舵装置においては、単に、一方の制御コントローラが故障した場合に、他方の制御コントローラによってステアリング機構を制御するだけであるから、何れの制御コントローラにも障害が発生しない状態では、二重化された制御コントローラを有効に利用することができないという問題が生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、制御システムの冗長化によって耐障害性を向上させつつ、冗長化された複数の制御システムを協調的に制御すると共に、各制御システムを構成する複数の処理装置の一部に処理負荷が集中してしまうことを防止して、装置全体としての処理効率を向上させることが可能な車両用操舵装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の車両用操舵装置は、車両の舵角に係る検出信号を出力する２つのセンサ（例えば、実施の形態での第１および第２舵角センサ３ａ，３ｂ）と、該２つのセンサと共に同一部位に配置され、各センサの検出信号毎に基づき前記舵角を演算し、各演算結果を舵角信号として出力する２つの舵角演算部（例えば、実施の形態での第１および第２舵角演算部２１ａ，２１ｂ）と、前記センサおよび前記舵角演算部とは異なる部位に配置され、前記２つの舵角演算部から出力される各舵角信号毎に基づき転舵モータ（例えば、実施の形態での転舵モータ１０）を制御する制御信号を出力する２つの転舵モータ制御部（例えば、実施の形態での第１および第２モータ制御部３２ａ，３２ｂ）とを備え、前記２つの舵角演算部のうちの一方の前記舵角演算部から出力される前記舵角信号は他方の前記舵角演算部に入力され、他方の前記舵角演算部から出力される前記舵角信号は一方の前記舵角演算部に入力され、前記２つの舵角演算部は互いの前記舵角信号に基づく判定処理を実行することを特徴としている。
【０００５】
上記の車両用操舵装置によれば、車両の舵角に係る検出信号を出力するセンサと、この検出信号に基づき舵角信号を出力する舵角演算部と、舵角信号に基づき転舵モータを制御する転舵モータ制御部とを備える制御システムが冗長化されていることにより、例えばセンサの異常等に対する耐障害性を向上させることができる。
さらに、センサおよび舵角演算部と、転舵モータ制御部とを、異なる部位に配置し、舵角を算出する処理と、転舵モータを制御する処理とを、分離して割り当てたことにより、制御システムを構成する一部の構成要素に処理負荷が集中してしまうことを防止して、システム全体としての処理効率を向上させることができると共に、各構成要素毎の交換や変更が容易となり、制御システムの汎用性を向上させることができる。
しかも、２つの舵角演算部は、互いの舵角信号に基づく判定処理を実行することから、例えば各舵角演算部毎に２つのセンサの検出信号から舵角信号を算出して判定処理を実行する場合に比べて、各舵角演算部での演算負荷が増大してしまうことを防止しつつ、互いの舵角演算処理に対する異常の発生を容易に検出することができる。
【０００６】
また、請求項２に記載の本発明の車両用操舵装置は、車両の舵角に係る検出信号を出力する２つのセンサ（例えば、実施の形態での第１および第２舵角センサ３ａ，３ｂ）と、該２つのセンサと共に同一部位に配置され、各センサの検出信号毎に基づき前記舵角を演算し、各演算結果を舵角信号として出力する２つの舵角演算部（例えば、実施の形態での第１および第２舵角演算部２１ａ，２１ｂ）と、前記センサおよび前記舵角演算部とは異なる部位に配置され、前記２つの舵角演算部から出力される各舵角信号毎に基づき反力モータ（例えば、実施の形態での反力モータ４）を制御する制御信号を出力する２つの反力モータ制御部（例えば、実施の形態での第１および第２モータ制御部４２ａ，４２ｂ）とを備え、前記２つの舵角演算部のうちの一方の前記舵角演算部から出力される前記舵角信号は他方の前記舵角演算部に入力され、他方の前記舵角演算部から出力される前記舵角信号は一方の前記舵角演算部に入力され、前記２つの舵角演算部は互いの前記舵角信号に基づく判定処理を実行することを特徴としている。
【０００７】
上記の車両用操舵装置によれば、車両の舵角に係る検出信号を出力するセンサと、この検出信号に基づき舵角信号を出力する舵角演算部と、舵角信号に基づき反力モータを制御する反力モータ制御部とを備える制御システムが冗長化されていることにより、例えばセンサの異常等に対する耐障害性を向上させることができる。
さらに、センサおよび舵角演算部と、反力モータ制御部とを、異なる部位に配置し、舵角を算出する処理と、反力モータを制御する処理とを、分離して割り当てたことにより、制御システムを構成する一部の構成要素に処理負荷が集中してしまうことを防止して、システム全体としての処理効率を向上させることができると共に、各構成要素毎の交換や変更が容易となり、制御システムの汎用性を向上させることができる。
しかも、２つの舵角演算部は、互いの舵角信号に基づく判定処理を実行することから、例えば各舵角演算部毎に２つのセンサの検出信号から舵角信号を算出して判定処理を実行する場合に比べて、各舵角演算部での演算負荷が増大してしまうことを防止しつつ、互いの舵角演算処理に対する異常の発生を容易に検出することができる。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、本発明の車両用操舵装置によれば、制御システムの冗長化によって耐障害性を向上させつつ、冗長化された複数の制御システムを協調的に制御すると共に、各制御システムを構成する複数の構成要素の一部に処理負荷が集中してしまうことを防止して、装置全体としての処理効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態に係る車両用操舵装置について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による車両用操舵装置１は、運転者が操舵するステアリングホイール（操作子、以下、単にステアリングと呼ぶ）と、転舵輪（車輪）とが機械的に連結されていない、いわゆるＳＢＷ（Steer By Wire）式の操舵装置であって、例えば図１に示すように、運転者が操舵を行うステアリングホイール（操作子、以下、単にステアリングと呼ぶ）２と、ステアリング２に付設された２つの第１および第２舵角センサ３ａ，３ｂおよび反力モータ４および操舵トルクセンサ５と、左右の車輪（転舵輪）６にナックルアーム７及びタイロッド８を介して連結されたステアリングロッド９と、ステアリングロッド９を軸方向に駆動して車輪６に舵角（転舵角）を与える転舵モータ１０と、車両の速度（車速）を出力する車速センサ１１と、検出制御装置１２と、転舵制御装置１３と、反力制御装置１４とを備えて構成されている。
【００１０】
検出制御装置１２は、例えば図２に示すように、冗長化された２つの第１および第２舵角センサ３ａ，３ｂから出力される各検出信号、例えば運転者によるステアリング２の操作に応じた操舵角に係る状態量の検出信号に基づき、操舵角を演算し、各演算結果を舵角信号として出力する２つの第１および第２舵角演算部２１ａ，２１ｂと、各インタフェース２２ａ，２２ｂとを備えて構成されている。
この検出制御装置１２は、２つの第１および第２舵角センサ３ａ，３ｂと共に同一部位に配置されている。
【００１１】
そして、２つの第１および第２舵角演算部２１ａ，２１ｂに対し、第１舵角演算部２１ａから出力される舵角信号は第２舵角演算部２１ｂに入力され、第２舵角演算部２１ｂから出力される舵角信号は第１舵角演算部２１ａに入力されている。
第１舵角演算部２１ａは、第１舵角センサ３ａの検出信号に基づき算出した舵角信号を出力する際に、この舵角信号と、第２舵角演算部２１ｂから入力された舵角信号との比較結果（例えば、差分等）の情報を付加するようになっている。
同様にして、第２舵角演算部２１ｂは、第２舵角センサ３ｂの検出信号に基づき算出した舵角信号を出力する際に、この舵角信号と、第１舵角演算部２１ａから入力された舵角信号との比較結果（例えば、差分等）の情報を付加するようになっている。
【００１２】
なお、２つの第１および第２舵角演算部２１ａ，２１ｂは、例えば各舵角センサ３ａ，３ｂでの電圧低下や故障等の検出情報を互いにやり取りし、各舵角信号の演算処理の信頼性を向上させるようになっている。
【００１３】
転舵制御装置１３は、各インタフェース３１ａ，３１ｂと、検出制御装置１２の冗長化された２つの第１および第２舵角演算部２１ａ，２１ｂから各インタフェース２２ａ，２２ｂを介して出力される舵角信号に基づき、車輪６の舵角（転舵角）に対する目標転舵角を設定し、この目標転舵角に車輪６の実転舵角を一致させるために要する転舵モータ１０への供給電力を制御する２つの第１および第２モータ制御部３２ａ，３２ｂとを備えて構成されている。
この転舵制御装置１３は、各舵角センサ３ａ，３ｂおよび検出制御装置１２とは異なる部位に配置されている。
さらに、各モータ制御部３２ａ，３２ｂは、各舵角演算部２１ａ，２１ｂから入力される舵角信号に付加されている比較結果の情報に基づき、互いの舵角信号の信頼性を判定する。
なお、２つの第１および第２モータ制御部３２ａ，３２ｂは、例えば車両の情報等を互いにやり取りし、転舵モータ１０に対する制御を検証するようになっている。
【００１４】
反力制御装置１４は、各インタフェース４１ａ，４１ｂと、検出制御装置１２の冗長化された２つの第１および第２舵角演算部２１ａ，２１ｂから各インタフェース２２ａ，２２ｂを介して出力される舵角信号と、例えば車速センサ１１および操舵トルクセンサ５から出力される各検出信号に基づき、運転者によるステアリング２の操舵方向とは逆方向に作用する操舵反力に対する目標値（目標操舵反力）を設定し、この目標操舵反力を反力モータ４から出力させるために要する反力モータ４への供給電力を制御する２つの第１および第２モータ制御部４２ａ，４２ｂとを備えて構成されている。
この反力制御装置１４は、各舵角センサ３ａ，３ｂおよび検出制御装置１２と、転舵制御装置１３とは異なる部位に配置されている。
さらに、各モータ制御部４２ａ，４２ｂは、各舵角演算部２１ａ，２１ｂから入力される舵角信号に付加されている比較結果の情報に基づき、互いの舵角信号の信頼性を判定する。
なお、２つの第１および第２モータ制御部４２ａ，４２ｂは、例えば車両の情報等を互いにやり取りし、反力モータ４に対する制御を検証するようになっている。
【００１５】
上述したように、本実施の形態による車両用操舵装置１によれば、２つの第１および第２舵角センサ３ａ，３ｂと、各舵角センサ３ａ，３ｂの検出信号に基づき舵角信号を出力する２つの第１および第２舵角演算部２１ａ，２１ｂと、各舵角信号に基づき転舵モータ１０を制御する２つの第１および第２モータ制御部３２ａ，３２ｂと、各舵角信号に基づき反力モータ４を制御する２つの第１および第２モータ制御部４２ａ，４２ｂとを備えることにより、制御システムが冗長化されていることから、例えば各舵角センサ３ａ，３ｂの異常等に対する耐障害性を向上させることができる。
【００１６】
さらに、各舵角センサ３ａ，３ｂおよび各舵角演算部２１ａ，２１ｂと、各モータ制御部３２ａ，３２ｂと、各モータ制御部４２ａ，４２ｂとを、互いに異なる部位に配置し、舵角を算出する処理と、転舵モータ１０を制御する処理と、反力モータ４を制御する処理とを、互いに分離して割り当てたことにより、転舵制御装置１３および反力制御装置１４には、信頼性や精度が確定された舵角信号が転舵制御装置１３から入力されることになり、例えば転舵制御装置１３および反力制御装置１４において各舵角センサ３ａ，３ｂの検出信号に基づいて舵角を演算する場合に比べて、制御システムを構成する一部の構成要素（例えば、転舵制御装置１３および反力制御装置１４等）に処理負荷が集中してしまうことを防止して、システム全体としての処理効率を向上させることができると共に、各構成要素毎の交換や変更が容易となり、制御システムの汎用性を向上させることができる。
【００１７】
しかも、２つの第１および第２舵角演算部２１ａ，２１ｂは、互いの舵角信号に基づく判定処理を実行することから、例えば各舵角演算部２１ａ，２１ｂ毎に２つの第１および第２舵角センサ３ａ，３ｂの検出信号から舵角信号を算出して判定処理を実行する場合に比べて、各舵角演算部２１ａ，２１ｂでの演算負荷が増大してしまうことを防止しつつ、互いの舵角演算処理に対する異常の発生を容易に検出することができる。
【００１８】
なお、上述した実施の形態においては、転舵制御装置１３および反力制御装置１４に対して、冗長化された２つの第１および第２舵角演算部２１ａ，２１ｂから各舵角信号を入力するとしたが、これに限定されず、例えば転舵制御装置１３のみ、あるいは、例えば反力制御装置１４のみに各舵角信号を入力してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両用操舵装置の構成図である。
【図２】図１に示す各制御装置の構成図である。
【符号の説明】
【００２０】
３ａ  第１舵角センサ
３ｂ  第２舵角センサ
１０  車両用操舵装置
２１ａ  第１舵角演算部（舵角演算部）
２１ｂ  第２舵角演算部（舵角演算部）
３２ａ  第１モータ制御部（転舵モータ制御部）
３２ｂ  第２モータ制御部（転舵モータ制御部）
【図１】
2007190985.tif 000003
【図２】
2007190985.tif 000004