(57)【要約】【課題】冗長通信路を設けることなく主制御装置と副制御装置との間の主通信路の障害時に、制御機能低下を最低限に抑制する。【解決手段】通常時、主制御装置３０及び副制御装置３１は協働して２モータＳＢＷ制御を行う。主通信路１３を介する通信に異常が検出された場合、主制御装置３０は、バックアップクラッチ接続要求線３２にバックアップクラッチ６が作動しない短い信号を出力する。副制御装置３１は、主通信路１３を介する通信に異常が検出された場合、バックアップクラッチ接続要求線３２を監視する。一定時間内に信号が出力されると、副制御装置３１は、主通信路１３の障害と判断して、自動的に制御停止状態へ移行する。一定時間内に信号が出力されなければ、副制御装置３１は、主制御装置３０の障害と判断して、バックアップクラッチ６を接続した１モータＥＰＳ制御へ移行する。【選択図】図３
2009262609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールと、ステアリングホイールの操作角を検出する舵角センサと、前記ステアリングホイールに操舵反力を与える操舵反力アクチュエータと、転舵機構を操作する転舵アクチュエータと、前記ステアリングホイールと前記転舵機構との間の機械力の伝達を断続するバックアップクラッチと、前記操舵反力アクチュエータ及び前記転舵アクチュエータ及び前記バックアップクラッチを制御する制御装置とを備えた車両用操舵装置であって、
前記制御装置は、主通信路及び主通信路より通信容量が小さい非常用通信路を介して相互に接続された主制御装置と副制御装置を備え、
主通信路及び主制御装置及び副制御装置に異常がない場合には、主制御装置単独、または主制御装置及び副制御装置の協働により、前記操舵反力アクチュエータ及び前記転舵アクチュエータ及び前記バックアップクラッチを制御し、
主制御装置は、主通信路を介した副制御装置との通信に異常が検出された場合には、非常用通信路を介して副制御装置に対して主制御装置の正常性を示す信号を出力し、
副制御装置は、主通信路を介した主制御装置との通信に異常が検出された場合には、非常用通信路を介して主制御装置の正常性を示す信号が出力されるか否かを一定時間監視し、
一定時間内に前記信号が出力された場合には、副制御装置は自らの動作を停止し、
一定時間内に前記信号が出力されなかった場合には、副制御装置は、前記バックアップクラッチを接続させて、非常時の制御へ移行することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
前記非常用通信路は、前記バックアップクラッチに対する接続要求を出力する信号線であり、前記信号の継続時間は、バックアップクラッチの動作に要する信号継続時間より短い時間であることを特徴とする請求項１に記載の車両用操舵装置。
【請求項３】
前記主制御装置の正常性を示す信号は、副制御装置に対する動作停止要求信号であることを特徴とする請求項１に記載の車両用操舵装置。
【請求項４】
前記副制御装置が行う非常時の制御は、副制御装置による電動パワーステアリング制御であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の車両用操舵装置。
【請求項５】
前記転舵アクチュエータとして、第１転舵アクチュエータ及び第２転舵アクチュエータを備え、
前記主制御装置は、第１転舵アクチュエータ及び操舵反力アクチュエータ及びバックアップラッチの制御機能を有し、
前記副制御装置は、第２転舵アクチュエータ及びバックアップラッチの制御機能を有し、
正常時には、主制御装置が制御する第１転舵アクチュエータと、副制御装置が制御する第２転舵アクチュエータとが協働して転舵機構を操作し、
主制御装置は、主通信路を介した副制御装置との通信に異常が検出された場合には、非常用通信路を介して主制御装置の正常性を示す信号を出力した後に、第１転舵アクチュエータ及び操舵反力アクチュエータの制御を継続することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械的な機構に代えて電気的な機構によるステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ステアリングホイールと操舵機構との間を機械的に分離し、電気的に検出したステアリングホイールの操作量に基づいて、電動アクチュエータを駆動して転舵輪を操作するステアバイワイヤ方式の操舵装置が公知である。
【０００３】
ステアバイワイヤ方式の操舵装置は、信頼性を確保するために、制御装置や通信路を冗長構成とし、一部の構成要素が故障しても操舵機能を提供するようになっている。また電気的な機構による操舵が不可能になった場合に備えて、ステアリングホイールと操舵機構とを機械的に接続するバックアップクラッチが設けられている。通常制御時には、バックアップクラッチは開放され、バックアップ機構は無効化されている。電気的な制御が不可能となった場合には、バックアップクラッチを接続してバックアップ機構を有効化し、ステアリングホイールによる操作力を操舵機構へ伝達する。
【０００４】
このようなステアバイワイヤ方式の操舵装置において、２つの制御装置間を接続する通信路に冗長構成を用いる技術が公知である（特許文献１）。この従来技術によれば、通常用いられる有線通信路に対して、同等の機能を有するバックアップ用の無線通信路を設け、有線通信路の障害時に、無線通信路へ切り替えて、操舵装置の動作を継続している。
【特許文献１】特開２００４−３３８５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の操舵装置にあっては、システムの正常時には利用されないバックアップ通信系として、無線通信路のような冗長構成を設けると、システム構成が複雑となるという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するために、ステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置において、主通信路及び主通信路より通信容量が小さい非常用通信路を介して主制御装置と副制御装置とを接続し、主通信路及び主制御装置及び副制御装置に異常がない場合には、主制御装置単独、または主制御装置及び副制御装置の協働により、操舵反力アクチュエータ及び転舵アクチュエータ及びバックアップクラッチを制御する。
【０００７】
そして、主通信路を介した主制御装置と副制御装置との通信に異常が検出された場合には、主制御装置は、非常用通信路を介して副制御装置に対して主制御装置の正常性を示す信号を出力し、副制御装置は、非常用通信路を一定時間監視し、一定時間内に前記信号が出力された場合には、副制御装置は自らの動作を停止し、一定時間内に前記信号が出力されなかった場合には、副制御装置は、バックアップクラッチを接続させて、非常時の制御へ移行する。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成の本発明によれば、主通信路を介した通信に障害が発生した場合に、副制御装置は、非常用通信路を介して主制御装置が正常であるか否かを判断することができるので、通信路を冗長な２重系とするような複雑なシステム構成とすることなく、主通信路の機能が失陥した後も通常の操舵制御を継続することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本発明に係る車両用操舵装置の実施例１の構成を説明するステアバイワイヤ（ＳＢＷ）システムの全体構成図である。
【００１１】
図１のＳＢＷシステムは、ステアリングホイール１と、ステアリングホイール１の操作トルクを検出するトルクセンサ２と、ステアリングホイールの回転角度を検出する操舵角度センサ３と、操舵反力角度センサ４と、ステアリングホイールに操舵反力を与える操舵操舵反力モータ（操舵反力アクチュエータ）５と、非常時にステアリングホイール１と転舵機構１７とを機械的に接続するバックアップクラッチ６と、バックアップクラッチ６の接続時に転舵機構１７へ機械力を伝えるバックアップケーブル７と、第１転舵角度センサ８と、第１転舵モータ９（転舵アクチュエータ）と、第２転舵角度センサ１０と、第２転舵モータ（転舵アクチュエータ）１１と、転舵絶対角度センサ１２と、主通信路１３と、操舵反力制御装置１４と、第１転舵制御装置１５と、第２転舵制御装置１６と、転舵機構１７と、転舵機構１７により操作される操向輪である前輪１８と、バックアップクラッチ接続／開放機構１９と、制御装置停止機構２０とを備えている。
【００１２】
図１において主通信路１３は、コントローラ・エリア・ネットワーク（ＣＡＮ）やＦｌｅｘＲａｙなどの制御系車内ＬＡＮ規格を用いた電子装置間を接続する通信路である。また主通信路１３は、操舵角度センサ３、操舵反力制御装置１４、第１転舵制御装置１５、第２転舵制御装置１６及び転舵絶対角度センサを相互に接続している。
【００１３】
操舵反力制御装置１４は、操舵反力角度センサ４が検出した操舵角度や車両速度に基づいて操舵反力を計算し、この操舵反力をステアリングホイール１へ与えるために操舵反力モータを制御する。
【００１４】
第１転舵制御装置１５は、第１転舵角度センサ８及び第１転舵モータ９に接続され、第１転舵モータ９を制御して操舵機構１７を操作する。第２転舵制御装置１６は、第２転舵角度センサ１０及び第２転舵モータ１１に接続され、第２転舵モータ１１を制御して操舵機構１７を操作する。
【００１５】
実施例１のＳＢＷシステムは、ステアリングホイール１と操舵反力モータ５を有する操舵部と、左右前輪１８と第１転舵モータ９，第２転舵モータ１１を有する転舵部と、バックアップクラッチ６、バックアップケーブル７を介して機械的に分離・連結が可能とされている。操舵部と転舵部とを機械的に分離するときには、バックアップクラッチ６を開放し、逆に操舵部と転舵部とを機械的に連結するときには、バックアップクラッチ６を接続する。
【００１６】
そして通常時には、バックアップクラッチ６の開放により操舵部と転舵部とを切り離し、操舵状態に応じた転舵角とする第１転舵制御装置１５及び第２転舵制御装置１６による転舵制御と、転舵状態に応じた操舵反力を付与する操舵反力制御装置１４による操舵反力制御とによってＳＢＷ制御を行う。
【００１７】
ＳＢＷ制御時の転舵制御は、例えば、操舵角と車速等に応じて設定されるギア比を乗算した指令転舵角と、転舵絶対角度センサ１２により検出された実転舵角との偏差から転舵トルクに変換し、モータ制御指令値とする。そして、転舵サーボ制御により、モータ制御指令値から指令電流を求め、第１転舵モータ９，第２転舵モータ１１を駆動する。
【００１８】
この通常時のＳＢＷ制御により、操舵角と車輪角のギア比を可変にし、パーキング時などの操舵をアシストする可変ギア機能を実現している。
【００１９】
ＳＢＷ制御時の反力制御は、例えば、操舵角センサ３により検出された実操舵角に操舵反力ゲインを掛けた値により左右前輪１８の転舵状態に応じた操舵反力トルクを設定し、モータ制御指令値とする。そして、反力サーボ制御により、モータ制御指令値から指令電流を求め、操舵反力モータ５を駆動する。
【００２０】
バックアップクラッチ６の接続時には、第１転舵制御装置１５，第２転舵制御装置１６は、第１転舵モータ９，第２転舵モータ１１のうち少なくとも一方を操舵アシスト手段とするＥＰＳ(Electric Power Steering：電動パワーステアリング）制御を行う。
【００２１】
図２は、図１に示した車両用操舵装置の制御状態の変化を説明する状態遷移図である。図中、破線より上の部分（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）が通常時制御の状態であり、バックアップクラッチは非結合の状態である。破線より下の部分（Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）は、非常時制御の状態であり、バックアップクラッチは係合の状態である。尚、状態［Ｓ３］のみ過渡的な状態であり、その他の状態Ｓ１，Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５は、さらに制御装置の失陥となる事態が生じない限り、状態遷移が生じない定常的な状態である。
【００２２】
システムの起動時に、操舵反力制御装置１４、第１転舵制御装置１５及び第２転舵制御装置１６の全てが起動時診断を行う。起動時診断の結果が全て正常である場合、バックアップクラッチ用リレーに通電され、バックアップクラッチが開放（クラッチオフ）されクラッチ非結合状態となる。そして、操舵反力制御装置１４、第１転舵制御装置１５及び第２転舵制御装置１６による２モータＳＢＷ制御を行う状態［Ｓ１］となる。
【００２３】
状態［Ｓ１］の２モータＳＢＷ制御は、第１転舵制御装置１５が制御する第１転舵モータ９及び第２転舵制御装置１６が制御する第２転舵モータ１１の２つのモータが協働して転舵機構１７を操作する制御状態である。
【００２４】
この状態［Ｓ１］から、第１転舵制御装置１５または第２転舵制御装置１６に何らかの障害が発生してその機能が失陥すると、残存した転舵制御装置による１モータＳＢＷ制御を行う状態［Ｓ２］へ移行する。
【００２５】
また状態［Ｓ１］から、第１転舵制御装置１５と第２転舵制御装置１６との間の主通信路１３を介した通信に何らかの障害が発生した場合（特定の通信失陥）、状態［Ｓ３］へ移行する。ここで、主通信路１３を介した第１転舵制御装置１５と第２転舵制御装置１６との通信に障害が発生した場合、第１転舵制御装置１５に障害が発生したのか、第２転舵制御装置１６に障害が発生したのか、或いは、主通信路１３の第１転舵制御装置１５と第２転舵制御装置１６との間の部分の通信路そのものの障害かは不明である。これを切り分ける状態が状態［Ｓ３］であり、本実施例では、状態［Ｓ３］において、非常用通信路を介した主制御装置の正常性判断を行っている。
【００２６】
状態［Ｓ３］における主制御装置の正常性判断は、以下の手順で行われる。主制御装置である第１転舵制御装置１５から副制御装置である第２転舵制御装置１６へ、非常用通信路を介して主制御装置の正常性を示す信号を送信する。このとき、第２転舵制御装置１６は、第１転舵制御装置１５から、一定時間内に非常用通信路を介して、第１転舵制御装置１５の正常性を示す信号が送られるか否かを監視している。一定時間内に正常性を示す信号が送られてくると、第２転舵制御装置１６は、第１転舵制御装置１５が正常であると判断することができ、第２転舵制御装置１６は、自身で制御停止状態となる。これにより、システム内から転舵制御装置が一つ失陥した状態で１モータＳＢＷ制御を行う状態［Ｓ２］へ移行する。
【００２７】
状態［Ｓ３］において、第２転舵制御装置１６が非常用通信路の信号を監視中に、一定時間を過ぎても第１転舵制御装置１５の正常性を示す信号が受信できなければ、第１転舵制御装置（主制御装置）１５が異常であると判断する。そして、第２操舵制御装置１６は、バックアップクラッチを接続させて、非常時制御の一つである１モータＥＰＳ制御を行う状態［Ｓ５］へシステムを移行させる。
【００２８】
また、操舵反力制御装置１４、第１転舵制御装置１５及び第２転舵制御装置１６による２モータＳＢＷ制御を行う状態［Ｓ１］から、操舵反力制御装置１４が失陥した場合、ステアリングホイールに操舵反力を与えることができなくなるので、第１転舵制御装置１５又は第２転舵制御装置１６によりバックアップクラッチを接続させて、非常時制御の一つである２モータＥＰＳ制御を行う状態［Ｓ４］へシステムを移行させる。
【００２９】
２モータＥＰＳ制御を行う状態［Ｓ４］において、１個の転舵制御装置が失陥すると、バックアップクラッチの接続状態を維持させて、残った転舵制御装置による１モータＥＰＳ制御を行う状態［Ｓ５］へシステムを移行させる。
【００３０】
１個の転舵制御装置による１モータＳＢＷ制御の状態［Ｓ２］において、操舵反力制御装置１４が失陥した場合、ステアリングホイールに操舵反力を与えることができなくなるので、その転舵制御装置によりバックアップクラッチを接続させて、非常時制御の一つである１モータＥＰＳ制御を行う状態［Ｓ５］へシステムを移行させる。
【００３１】
また。状態［Ｓ２］において、１個の転舵制御装置が失陥した場合、もうシステム内には健全な転舵制御装置がないので、バックアップクラッチを接続させて、非常時制御の一つである直接操作を行う状態［Ｓ６］へシステムを移行させる。状態［Ｓ６］では、一つの転舵モータのアシストもなく、運転者の腕力のみによる操舵となる。
【００３２】
同様に、１モータＥＰＳ制御を行う状態［Ｓ５］において、１個の転舵制御装置が失陥した場合、もうシステム内には健全な転舵制御装置がないので、バックアップクラッチの接続状態を維持させて、非常時制御の一つである直接操作を行う状態［Ｓ６］へシステムを移行させる。以上で状態遷移図の説明を終了する。
【００３３】
図３は、実施例１において、非常用通信路として、バックアップクラッチ接続要求線及びバックアップクラッチ接続検出線を用いた構成を説明する図である。
【００３４】
図３において、主制御装置３０と副制御装置３１とが主通信路１３を介して接続されている。主制御装置３０は、操舵反力制御装置１４と第１転舵制御装置１５からなる。副制御装置３１は、第２転舵制御装置１６である。また、操舵反力制御装置１４、第１転舵制御装置１５、第２転舵制御装置１６、及びバックアップクラッチ６は、バックアップクラッチ接続要求線３２及びバックアップクラッチ接続検出線３３で相互に接続されている。操舵反力制御装置１４、第１転舵制御装置１５、第２転舵制御装置１６は、いずれもバックアップクラッチ接続要求線３２に対して、バックアップクラッチ接続要求信号を出力可能となっている。また、バックアップクラッチ６は、バックアップクラッチ６の接続状態を示す信号をバックアップクラッチ接続検出線３３へ出力し、操舵反力制御装置１４、第１転舵制御装置１５、第２転舵制御装置１６は、いずれもバックアップクラッチ接続検出線３３を参照して、バックアップクラッチ６の接続状態を検知可能となっている。
【００３５】
主通信路１３は、例えば、ＦｌｅｘＲａｙとすると、そのデータ伝送速度は、最大１０Ｍビット／秒である。このデータ伝送速度は、ＣＡＮ（最大１Ｍビット／秒）の１０倍に相当する。本実施例においては、この主通信路１３に対して、主通信路１３より通信容量が小さい非常用通信路は、バックアップクラッチ接続要求線３２及びバックアップクラッチ接続検出線３３である。これらは、図１のバックアップクラッチ接続／開放機構１９に相当する。
【００３６】
ここで、バックアップクラッチ接続要求線３２によるバックアップクラッチ６の接続要求は、信号レベルをＨにすることにより達成され、バックアップクラッチ６の切断要求は、信号レベルをＬにすることにより達成されるものとする。これらの接続／切断要求は、信号のレベルをＬからＨ（或いはＨからＬ）に変えてから、バックアップクラッチ６の電磁機構が作動して物理的な接続／切断動作が行われるまでに、機械的な時間、例えば、５０ｍｓ以上がかかる。しかし電気的な信号を検出するのは、機械的な時間より短時間、例えば５ｍｓ以下で可能である。従って、バックアップクラッチ６を機械的に作動させることなく、バックアップクラッチ接続要求線３２及びバックアップクラッチ接続検出線３３を非常用通信路として使用することができる。
【００３７】
これにより、主通信路１３に通信異常３４が検出されたとき、バックアップクラッチ６が機械的に作動しない短時間の接続要求信号、切断要求信号を主制御装置３０の正常性を示す信号として、主制御装置３０から出力する。副制御装置３１は、バックアップクラッチ接続検出線３３を監視し、一定時間内に、バックアップクラッチ６の接続状態が非接続から接続へと変化し、更に非接続へ戻ると、主制御装置３０の正常性が確認できたとする。
【００３８】
次に、図４の制御フローチャートを参照して、実施例１の車両用操舵装置の動作を説明する。図４（ａ）は、主制御装置３０の制御フローチャートであり、図４（ｂ）は、副制御装置３１のフローチャートである。これらのフローチャートは、車両用操舵装置の電源投入後、並行して実行されるものとする。
【００３９】
図４（ａ）において、主制御装置３０は、まずステップ（以下、ステップをＳと略す）１０において、電源投入後の初期診断をおこなう。初期診断の結果に異常がなければ、主制御装置３０は、Ｓ１２へ進む。Ｓ１２では、主制御装置３０と副制御装置３１の協働による２モータＳＢＷ制御が行われる。次いでＳ１４では、主制御装置３０は、主通信路１３を介した主制御装置３０と副制御装置３１との通信に異常がないかどうか通信診断処理を行う。次いでＳ１６で、主制御装置３０は、通信診断結果を判定する。診断結果がＯＫであれば、Ｓ１２へ戻る。このＳ１２からＳ１６を繰り返す状態は、図２の状態［Ｓ１］に相当する。
【００４０】
Ｓ１６の診断結果の判定において、診断結果がＯＫでなければ、Ｓ１８へ進む。Ｓ１８では、主制御装置３０は、副制御装置３１との主通信路１３を介した通信が不能となったと認識する。次いでＳ２０で、主制御装置３０は、その正常性を示す信号を出力するために、１制御周期の間（たとえば１０ｍｓｅｃ）非常用通信路であるバックアップクラッチ接続要求線３２のバックアップクラッチ接続要求信号を活性化し、その信号レベルをＨとする。
【００４１】
次いでＳ２２で、主制御装置３０は、非常用通信路であるバックアップクラッチ接続要求線３２のバックアップクラッチ接続要求信号を不活性化し、その信号レベルをＬとする。ここで、バックアップクラッチ接続要求信号の継続時間は、バックアップクラッチ６を機械的に作動させる時間より十分短いので、バックアップクラッチ６を接続することなく、バックアップクラッチ接続要求線３２及びバックアップクラッチ接続検出線３３を非常用通信路として使用することができる。
【００４２】
次いでＳ２４で、主制御装置３０（操舵反力制御装置１４及び第１転舵制御装置１５）は、副制御装置３１（第２転舵制御装置１６）と制御干渉することなく、その制御下の第１転舵モータ９による１モータＳＢＷ制御を開始する。この状態は、図２の状態［Ｓ２］に相当する。
【００４３】
図４（ｂ）において、副制御装置３１は、まずＳ３０において、電源投入後の初期診断をおこなう。初期診断の結果に異常がなければ、副制御装置３１は、Ｓ３２へ進む。Ｓ３２では、主制御装置３０と副制御装置３１の協働による２モータＳＢＷ制御が行われる。
【００４４】
次いでＳ３４では、副制御装置３１は、主通信路１３を介した主制御装置３０と副制御装置３１との通信に異常がないかどうか通信診断処理を行う。次いでＳ３６で、副制御装置３１は、通信診断結果を判定する。診断結果がＯＫであれば、Ｓ３２へ戻る。このＳ３２からＳ３６を繰り返す状態は、図２の状態［Ｓ１］に相当する。
【００４５】
Ｓ３６の診断結果の判定において、診断結果がＯＫでなければ、Ｓ３８へ進む。Ｓ３８では、副制御装置３１は、主制御装置３０との主通信路１３を介した通信が不能となったと認識する。次いでＳ４０で、副制御装置３１は、監視タイマ（Ｔ）のカウントを開始する。次いでＳ４２で、副制御装置３１は、監視タイマＴが一定時間であるリミット時間を超えたか否かを判定する。
【００４６】
Ｓ４２の判定で、監視タイマＴがリミット時間を超えていなければ、副制御装置３１は、Ｓ４８へ進み、バックアップクラッチ接続検出線３３に信号Ｈ／Ｌが出力されたか否かを判定する。Ｓ４８の判定で信号Ｈ／Ｌが検出されれば、主制御装置３０の正常性が確認されたので、主制御装置３０と副制御装置３１との制御矛盾を生じさせないために、以降の制御を主制御装置３０に任せて、副制御装置３１自身は制御停止する。Ｓ４８の判定で、信号Ｈ／Ｌが検出されなければ、Ｓ４２へ戻る。
【００４７】
Ｓ４２の判定で、監視タイマＴがリミット時間を超えていれば、副制御装置３１は、主制御装置３０に異常が生じたと判定して、Ｓ４４へ進む。Ｓ４４では、副制御装置３１は、バックアップクラッチ６を接続させるために、バックアップクラッチ接続要求線３２のバックアップクラッチ接続要求信号を活性化し、その信号レベルをＨとする。次いで、副制御装置３１（第２転舵制御装置１６）は、その制御下の第２転舵モータ１１による１モータＥＰＳ制御を開始する。この状態は、図２の状態［Ｓ５］に相当する。
【００４８】
以上説明した本実施例によれば、主通信路を介した通信に障害が発生した場合に、副制御装置は、非常用通信路を介して主制御装置が正常であるか否かを判断することができるので、主通信路を冗長な２重系とするような複雑なシステム構成とすることなく、主制御装置と副制御装置との間の主通信路の機能が失陥した後も、通常の操舵制御を継続することができるという効果がある。
【００４９】
また本実施例によれば、主通信路を介した通信に障害が発生した場合に、通常の操舵制御を継続することができるので、操舵角と車輪角のギア比を可変にする可変ギア機能も継続して利用可能であり、パーキング時などの運転性を低下させることがないという効果がある。
【００５０】
また本実施例によれば、バックアップクラッチ接続／解放機構を非常用通信路として使用するので、新規に通信線や機構を追加する必要がなく、コストをかけることなく、通常の操舵制御を継続することができるという効果がある。
【００５１】
また本実施例によれば、従来のバックアップ機構は、非常時の操舵性を保証するだけのものであったが、非常用通信路としても利用することになり、結果としてシステムに既存する機構に付加価値を与えることができる。
【００５２】
また本実施例によれば、バックアップクラッチ締結時の操舵角と車輪角の比の違い（Ｎズレ）により発生する操舵時の違和感を防止することができるという効果がある。
【００５３】
さらに本実施例によれば、主制御装置と副制御装置との主通信路に失陥が生じた場合、主制御装置が正常であれば、バックアップクラッチを接続することなく１モータＳＢＷ制御を行うので、バックアップクラッチ締結による車両変動（ショック）を防止することができるという効果がある。
【実施例２】
【００５４】
次に、本発明に係る車両用操舵装置（ＳＢＷシステム）の実施例２を説明する。本実施例は、主通信路１３の異常を検出したときに利用する非常用通信路として、制御装置停止機構２０を用いる実施例である。
【００５５】
本実施例の全体構成については、図１に示した実施例１の構成と同様であるため、説明を省略する。図１のＳＢＷシステムにおける制御装置停止機構２０について説明する。制御装置停止機構２０は、操舵反力制御装置１４、第１転舵制御装置１５及び第２転舵制御装置１６にそれぞれ設けたシャットダウン要求出力ポート及びシャットダウン要求入力ポート間をシャットダウン要求信号線で相互接続したものである。
【００５６】
各制御装置１４，１５，１６が互いの制御演算結果を確認し合い、何らかの異常によりある制御装置が異常な演算をしていることを残りの制御装置が検出した場合、異常な演算を行っている制御装置に対して制御を停止する命令をシャットダウン要求出力ポートを用いて送信する。シャットダウン要求入力ポートから停止命令を受けた制御装置は、その制御を停止させる。この制御装置停止機構２０により、異常な制御装置をシステムから切り離し、システム全体としての信頼性を向上させることが可能となっている。
【００５７】
図５は、実施例２において、非常用通信路として、制御装置停止機構２０を用いた構成を説明する図である。
【００５８】
図５において、主制御装置３０と副制御装置３１とが主通信路１３を介して接続されている。主制御装置３０は、操舵反力制御装置１４と第１転舵制御装置１５からなる。副制御装置３１は、第２転舵制御装置１６である。また、操舵反力制御装置１４、第１転舵制御装置１５、第２転舵制御装置１６は、シャットダウン要求信号線３５ａ，３５ｂを介して相互に接続されている。
【００５９】
主通信路１３は、例えば、ＦｌｅｘＲａｙとすると、そのデータ伝送速度は、最大１０Ｍビット／秒である。このデータ伝送速度は、ＣＡＮ（最大１Ｍビット／秒）の１０倍に相当する。本実施例においては、この主通信路１３に対して、主通信路１３より通信容量が小さい非常用通信路は、シャットダウン要求信号線３５ａ、３５ｂである。これらは、図１の制御装置停止機構２０に相当する。
【００６０】
ここで、シャットダウン要求信号線による他の制御装置に対する停止要求は、信号レベルをＨにすることにより達成されるものとする。
【００６１】
これにより、主通信路１３に通信異常３４が検出されたとき、主制御装置３０は、主制御装置３０の正常性を示す信号として、副制御装置３１に対してシャットダウン要求信号線３５ａを介してシャットダウン要求を出力することができる。副制御装置３１は、シャットダウン要求信号線３５ａを監視し、一定時間内に、ＬからＨ、次いでＨからＬへと変化すると、主制御装置３０の正常性が確認できたとして、副制御装置３１は、自ら制御停止する。
【００６２】
次に、図６の制御フローチャートを参照して、実施例２の車両用操舵装置の動作を説明する。図６（ａ）は、主制御装置３０の制御フローチャートであり、図６（ｂ）は、副制御装置３１のフローチャートである。これらのフローチャートは、車両用操舵装置の電源投入後、並行して実行されるものとする。
【００６３】
図６（ａ）において、主制御装置３０は、まずＳ１０において、電源投入後の初期診断をおこなう。初期診断の結果に異常がなければ、主制御装置３０は、Ｓ１２へ進む。Ｓ１２では、主制御装置３０と副制御装置３１の協働による２モータＳＢＷ制御が行われる。次いでＳ１４では、主制御装置３０は、主通信路１３を介した主制御装置３０と副制御装置３１との通信に異常がないかどうか通信診断処理を行う。次いでＳ１６で、主制御装置３０は、通信診断結果を判定する。診断結果がＯＫであれば、Ｓ１２へ戻る。このＳ１２からＳ１６を繰り返す状態は、図２の状態［Ｓ１］に相当する。
【００６４】
Ｓ１６の診断結果の判定において、診断結果がＯＫでなければ、Ｓ１８へ進む。Ｓ１８では、主制御装置３０は、副制御装置３１との主通信路１３を介した通信が不能となったと認識する。次いでＳ５０で、主制御装置３０は、その正常性を示す信号を出力するために、１制御周期の間（たとえば１０ｍｓｅｃ）非常用通信路であるシャットダウン要求線３５ａのシャットダウン要求信号を活性化し、その信号レベルをＨとする。
【００６５】
次いでＳ５２で、主制御装置３０は、非常用通信路であるシャットダウン要求線３５ａのシャットダウン要求信号を不活性化し、その信号レベルをＬとする。
【００６６】
次いでＳ２４で、主制御装置３０（操舵反力制御装置１４及び第１転舵制御装置１５）は、副制御装置３１（第２転舵制御装置１６）と制御干渉することなく、その制御下の操舵反力モータ５及び第１転舵モータ９による１モータＳＢＷ制御を開始する。この状態は、図２の状態［Ｓ２］に相当する。
【００６７】
図６（ｂ）において、副制御装置３１は、まずＳ３０において、電源投入後の初期診断をおこなう。初期診断の結果に異常がなければ、副制御装置３１は、Ｓ３２へ進む。Ｓ３２では、主制御装置３０と副制御装置３１の協働による２モータＳＢＷ制御が行われる。
【００６８】
次いでＳ３４では、副制御装置３１は、主通信路１３を介した主制御装置３０と副制御装置３１との通信に異常がないかどうか通信診断処理を行う。次いでＳ３６で、副制御装置３１は、通信診断結果を判定する。診断結果がＯＫであれば、Ｓ３２へ戻る。このＳ３２からＳ３６を繰り返す状態は、図２の状態［Ｓ１］に相当する。
【００６９】
Ｓ３６の診断結果の判定において、診断結果がＯＫでなければ、Ｓ３８へ進む。Ｓ３８では、副制御装置３１は、主制御装置３０との主通信路１３を介した通信が不能となったと認識する。次いでＳ４０で、副制御装置３１は、監視タイマ（Ｔ）のカウントを開始する。次いでＳ４２で、副制御装置３１は、監視タイマＴが一定時間であるリミット時間を超えたか否かを判定する。
【００７０】
Ｓ４２の判定で、監視タイマＴがリミット時間を超えていなければ、副制御装置３１は、Ｓ４８へ進み、シャットダウン要求線３５ａに信号Ｈ／Ｌが出力されたか否かを判定する。Ｓ４８の判定で信号Ｈ／Ｌが検出されれば、主制御装置３０の正常性が確認されたので、主制御装置３０と副制御装置３１との制御矛盾を生じさせないために、以降の制御を主制御装置３０に任せて、副制御装置３１自身は制御停止する。Ｓ４８の判定で、信号Ｈ／Ｌが検出されなければ、Ｓ４２へ戻る。
【００７１】
Ｓ４２の判定で、監視タイマＴがリミット時間を超えていれば、副制御装置３１は、主制御装置３０に異常が生じたと判定して、Ｓ４４へ進む。Ｓ４４では、副制御装置３１は、バックアップクラッチ６を接続させるために、バックアップクラッチ接続要求線３２のバックアップクラッチ接続要求信号を活性化し、その信号レベルをＨとする。次いで、副制御装置３１（第２転舵制御装置１６）は、その制御下の第２転舵モータ１１による１モータＥＰＳ制御を開始する。この状態は、図２の状態［Ｓ５］に相当する。
【００７２】
以上説明した本実施例によれば、主通信路を介した通信に障害が発生した場合に、副制御装置は、非常用通信路を介して主制御装置が正常であるか否かを判断することができるので、主通信路を冗長な２重系とするような複雑なシステム構成とすることなく、主制御装置と副制御装置との間の主通信路の機能が失陥した後も、通常の操舵制御を継続することができるという効果がある。
【００７３】
また本実施例によれば、主通信路を介した通信に障害が発生した場合に、通常の操舵制御を継続することができるので、操舵角と車輪角のギア比を可変にする可変ギア機能も継続して利用可能であり、パーキング時などの運転性を低下させることがないという効果がある。
【００７４】
また本実施例によれば、制御装置停止機構を非常用通信路として使用するので、新規に通信線や機構を追加する必要がなく、コストをかけることなく、通常の操舵制御を継続することができるという効果がある。
【００７５】
また本実施例によれば、バックアップクラッチ締結時の操舵角と車輪角の比の違い（Ｎズレ）により発生する操舵時の違和感を防止することができるという効果がある。
【００７６】
さらに本実施例によれば、主制御装置と副制御装置との主通信路に失陥が生じた場合、主制御装置が正常であれば、バックアップクラッチを接続することなく１モータＳＢＷ制御を行うので、バックアップクラッチ締結による車両変動（ショック）を防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明に係る車両用操舵装置の実施例の構成を説明するシステム構成図である。
【図２】実施例における車両用操舵装置の制御状態変化を示す状態遷移図である。
【図３】実施例１におけるバックアップクラッチ制御機構を利用した非常用通信路を説明する接続図である。
【図４】実施例１における制御フローチャートである。
【図５】実施例２における制御装置停止機構を利用した非常用通信路を説明する接続図である。
【図６】実施例２における制御フローチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１  ステアリングホイール
２  トルクセンサ
３  操舵角度センサ
４  操舵反力角度センサ
５  操舵反力モータ（操舵反力アクチュエータ）
６  バックアップクラッチ
７  バックアップケーブル
８  第１転舵角度センサ
９  第１転舵モータ（転舵アクチュエータ）
１０  第２転舵角度センサ
１１  第２転舵モータ（転舵アクチュエータ）
１２  転舵絶対角度センサ
１３  主通信路
１４  操舵反力制御装置（主制御装置）
１５  第１転舵制御装置（主制御装置）
１６  第２転舵制御装置（副制御装置）
１７  転舵機構
１８  前輪
１９  バックアップクラッチ接続／開放機構（非常用通信路）
２０  制御装置停止機構（非常用通信路）
３０  主制御装置
３１  副制御装置
【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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