JP2019001389A - 操舵制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】各系統の構成要素が同時期に故障することを抑制する操舵制御装置を提供する。【解決手段】第1アシストトルク演算部50は、操舵トルクτ1に基づいて、第1トルク指令値T1a*および第2トルク指令値T2a*を演算する。第1電流フィードバック制御部51は、第1トルク指令値T1a*を用いて制御信号Sm1の演算を実行し、第2電流フィードバック制御部61は、第2トルク指令値T2a*を用いて制御信号Sm2の演算を実行する。第1アシストトルク演算部50は、操舵トルクτ1が閾値以下のとき、操舵トルクτ1の絶対値に正比例した第1トルク指令値T1a*を演算するのに対し、操舵トルクτ1によらず「0」の値をもつ第2トルク指令値T2a*を演算する。第1アシストトルク演算部50は、操舵トルクτ1が閾値を超えたとき、操舵トルクτ1の絶対値が大きくなるのに伴って値が増加する第2トルク指令値T2a*を演算する。【選択図】図3
Description
本発明は、操舵制御装置に関する。
従来、車両の操舵機構にモータの駆動力を付与することにより、運転者のステアリング操作をアシストするステアリング装置が知られている。このようなステアリング装置には、モータの動作を制御する電子制御装置(ECU)が搭載されている。ところで、特許文献1に示すように、ECUには、モータ、モータを駆動制御するマイコン、および駆動回路を冗長化し、各マイコンが駆動回路を制御することにより、複数系統設けられたモータのコイルをそれぞれ独立に制御するものがある。各マイコンは、モータ制御信号を生成することにより、駆動回路の制御を通じて、各系統のコイルに電力を供給している。
ところで、各マイコンが各系統の駆動回路に対して同じモータ制御信号を生成することで、各系統のコイルにそれぞれ同じように電力を供給すると、各系統の構成要素には同じように制御負荷がかかってしまう。すると、たとえ各系統を冗長化したとしても、同一の要因によって同時期に故障してしまうおそれがある。
本発明は、各系統の構成要素が同時期に故障することを抑制する操舵制御装置を提供することにある。
上記目的を達成しうる操舵制御装置は、操舵機構に対して付与される動力を発生するモータであって、複数系統のコイルを有する前記モータに対する給電を制御する複数の制御部を備え、前記複数の制御部は、操舵トルクを含む操舵状態量に応じて複数系統の前記コイルにより発生させるべき前記動力の指令値を系統ごとに演算し、前記指令値に基づき複数系統の前記コイルへの給電を独立して制御する操舵制御装置において、前記モータが発生する前記動力に関連する値が所定値以下の場合、前記複数の制御部のうちいずれか1つの制御部による前記いずれか1系統の前記コイルに対する給電のみを行い、前記動力に関連する値が前記所定値を超える場合、その超える分の前記動力に関連する値に応じた前記動力を、前記複数の制御部のうち残る他の制御部によって、複数系統のうち残る他の系統の前記コイルに対する給電により補うものであり、前記所定値は、複数系統のうちいずれか1系統の前記コイルにより発生できる最大の動力に関連する値に基づいて設定される。
この構成によれば、動力に関連する値(たとえば操舵トルクや指令値)が所定値以下である場合、複数系統のコイルのうちいずれか1系統のコイルのみに給電されるのに対し、複数系統のコイルのうち他の系統のコイルには給電されない。これに対し、動力に関連する値が所定値を超える場合、いずれか1系統のコイルのみならず、複数系統のコイルのうち他の系統のコイルにも給電される。このように、各系統間で制御負荷が異なるようにしたことにより、各系統の同一構成要素が同時期に故障することを抑制できる。
上記の操舵制御装置において、前記モータは2系統の前記コイルを有するものであり、前記複数の制御部として、第1の制御部および第2の制御部を有し、各系統の前記コイルにより発生できる前記最大の動力は、前記モータが発生できる最大の動力に対して半分の動力であることが好ましい。
この構成によれば、操舵機構に対して付与される最大の動力の半分までは、第1の系統のみで動力を付与することにより、第1の系統のみが制御負荷を負い、第2の系統は制御負荷を負わない。これに対し、操舵機構に対して付与される最大の動力の半分を超える動力が必要とされる場合、超過分の動力を第2の系統が出力する。これにより、第2の系統の制御負荷を第1の系統の制御負荷よりも小さくできる。
上記の操舵制御装置において、前記モータは2系統の前記コイルを有するものであり、前記複数の制御部として、第1の系統の前記コイルに対して電力を供給する第1の制御部、および第2の系統の前記コイルに対して電力を供給する第2の制御部を有し、前記第1の制御部および前記第2の制御部は、前記操舵トルクに基づいてマップ演算することにより、前記動力の前記指令値を演算し、前記第1の制御部のマップは、前記動力に関連する値が前記所定値に達するまでは、前記動力に関連する値の絶対値の増加に応じて増加する第1の系統の前記コイルに対する前記指令値を演算し、前記動力に関連する値が前記所定値を超えるとき、第1の系統の前記コイルにより発生できる前記最大の動力に応じた第1の系統の前記コイルに対する前記指令値を演算し、前記第2の制御部のマップは、前記動力に関連する値が前記所定値に達するまでは、前記動力に関連する値の増加によらずに、第2の系統の前記コイルに対する前記指令値を発生させない不感帯に設定し、前記動力に関連する値が前記所定値を超えるとき、前記動力に関連する値の絶対値の増加に応じて増加する第2の系統の前記コイルに対する前記指令値を演算することが好ましい。
この構成によれば、第2の制御部のマップでは、第1の制御部のマップに対して不感帯が設けられることにより、第1の制御部および第2の制御部に同じ動力に関連する値が入力されたとしても、第2の制御部のマップでは不感帯の範囲内において、動力の指令値が出力されない(「0」である)。これに対し、第1の制御部のマップでは、動力に関連する値が入力されれば、動力の指令値が出力される。このため、第2系統の制御負荷を第1系統の制御負荷よりも小さくできるので、第2系統の故障時期は第1系統の故障時期よりも遅くなると考えられる。これにより、各系統の同一構成要素が同時期に故障することを抑制できる。
上記の操舵制御装置において、前記動力に関連する値は、前記操舵トルク、あるいは前記指令値、あるいは電流センサにより検出された前記モータに給電される電流の値であることが好ましい。
この構成によれば、操舵トルク、あるいは指令値、あるいはモータに給電される電流の値が、所定値を超えているか否かに基づいて、いずれか1系統のコイルへの給電か、複数系統のコイルのうち他の系統のコイルにも給電するかが変更される。このため、各系統間での制御負荷が異なるものとされるので、各系統の同一構成要素が同時期に故障することを抑制できる。
本発明の操舵制御装置によれば、各系統の構成要素が同時期に故障することを抑制できる。
以下、操舵制御装置をステアリング装置に適用した一実施形態について説明する。
図1に示すように、EPS1は運転者(ユーザー)のステアリングホイール10の操作に基づいて転舵輪15を転舵させる操舵機構2、運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構3(動力付与機構)、およびアシスト機構3を制御する操舵制御装置としてのECU30(電子制御装置)を備えている。
図1に示すように、EPS1は運転者(ユーザー)のステアリングホイール10の操作に基づいて転舵輪15を転舵させる操舵機構2、運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構3(動力付与機構)、およびアシスト機構3を制御する操舵制御装置としてのECU30(電子制御装置)を備えている。
操舵機構2は、運転者により操作されるステアリングホイール10およびステアリングホイール10と一体回転するステアリングシャフト11を備えている。ステアリングシャフト11は、ステアリングホイール10と連結されたコラムシャフト11a、コラムシャフト11aの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト11b、およびインターミディエイトシャフト11bの下端部に連結されたピニオンシャフト11cを有している。ピニオンシャフト11cの下端部は、ラックアンドピニオン機構13を介してラックシャフト12に連結されている。したがって、操舵機構2では、ステアリングシャフト11の回転運動は、ラックアンドピニオン機構13を介してラックシャフト12の軸方向(図1の左右方向)の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動は、ラックシャフト12の両端にそれぞれ連結されたタイロッド14を介して左右の転舵輪15にそれぞれ伝達されることにより、転舵輪15の転舵角が変化し、車両の進行方向が変更される。
アシスト機構3は、回転軸21を有するモータ20と、減速機構22とを備えている。モータ20は、ステアリングシャフト11にアシスト力(動力)を付与する。モータ20の回転軸21は、減速機構22を介してコラムシャフト11aに連結されている。減速機構22はモータ20の回転を減速し、当該減速した回転力をコラムシャフト11aに伝達する。すなわち、ステアリングシャフト11にモータ20の回転力(トルク)がアシスト力として付与されることにより、運転者のステアリング操作が補助される。
ECU30は、車両に設けられた各種のセンサの検出結果に基づいてモータ20を制御する。各種のセンサとしては、たとえばトルク検出装置としてのトルクセンサ40a,40bおよび回転角センサ41が設けられている。トルクセンサ40a,40bは、コラムシャフト11aに設けられている。また、回転角センサ41は、モータ20に設けられている。トルクセンサ40a,40bは、運転者のステアリング操作に伴いステアリングシャフト11に付与される操舵トルクτ1,τ2を検出する。回転角センサ41は、モータ20の回転軸21の回転角度θを検出する。ECU30は、各センサの出力値に基づいて、操舵機構2に付与する目標のモータトルク(トルク)を設定し、実際のモータトルクが目標のモータトルクとなるように、モータ20に供給される電流を制御する。
つぎに、モータ20について詳細に説明する。
図2に示すように、モータ20は、図示しないステータおよびロータ23を備えている。ロータ23には、内部に複数の永久磁石が設けられている。また、ステータは、図示しないステータコアに巻回された複数のコイル24を備えている。コイル24は、第1の系統である系統Aのコイル24aと、第2の系統である系統Bのコイル24bとを有している。なお、コイル24a,24bは、それぞれスター結線されたU相、V相、およびW相のコイルを含んでいる。
図2に示すように、モータ20は、図示しないステータおよびロータ23を備えている。ロータ23には、内部に複数の永久磁石が設けられている。また、ステータは、図示しないステータコアに巻回された複数のコイル24を備えている。コイル24は、第1の系統である系統Aのコイル24aと、第2の系統である系統Bのコイル24bとを有している。なお、コイル24a,24bは、それぞれスター結線されたU相、V相、およびW相のコイルを含んでいる。
つぎに、ECU30について説明する。
図2に示すように、ECU30は、コイル24aに供給する電力を制御する系統Aの部分と、コイル24bに供給する電力を制御する系統Bの部分とを有している。
図2に示すように、ECU30は、コイル24aに供給する電力を制御する系統Aの部分と、コイル24bに供給する電力を制御する系統Bの部分とを有している。
ECU30の系統Aの部分としては、第1発振子31a、第1マイコン32a(第1の制御部)、第1電流センサ33a、および第1駆動回路34aが設けられている。また、ECU30の系統Bの部分としては、第2発振子31b、第2マイコン32b(第2の制御部)、第2電流センサ33b、および第2駆動回路34bが設けられている。なお、第1発振子31aと第2発振子31bとは、同一構成である。また、第1マイコン32aと第2マイコン32bとは、同一構成である。また、第1電流センサ33aと第2電流センサ33bとは同一構成である。また、第1駆動回路34aと第2駆動回路34bとは同一構成である。ここでは、同一構成のものについては、その詳細な説明を省略する。
第1発振子31aは、基本周波数のクロックを生成する。第1発振子31aとしては、たとえば水晶素子などが採用される。
第1マイコン32aは、第1発振子31aにより生成されるクロックに基づいて、自身および第2マイコン32bの制御動作のタイミングを調整するための同期信号(三角波)を生成する。なお、制御動作のタイミングとは、第1マイコン32aおよび第2マイコン32bが各種の演算を実行するタイミングであって、同期信号の三角波における山(頂点)と谷(最下点)となる時点である。また、第1マイコン32aは、制御動作のタイミングで、トルクセンサ40aにより検出される操舵トルクτ1と、回転角センサ41により検出される回転角度θ(ここでは、第1回転角度θ1)と、第1電流センサ33aにより検出される電流値I1とに基づき、制御信号Sm1(PWM信号)を生成する。第1電流センサ33aは、第1駆動回路34aとコイル24aとの間の給電経路を流れる各相(U相、V相、W相)の電流を検出する。
第1マイコン32aは、第1発振子31aにより生成されるクロックに基づいて、自身および第2マイコン32bの制御動作のタイミングを調整するための同期信号(三角波)を生成する。なお、制御動作のタイミングとは、第1マイコン32aおよび第2マイコン32bが各種の演算を実行するタイミングであって、同期信号の三角波における山(頂点)と谷(最下点)となる時点である。また、第1マイコン32aは、制御動作のタイミングで、トルクセンサ40aにより検出される操舵トルクτ1と、回転角センサ41により検出される回転角度θ(ここでは、第1回転角度θ1)と、第1電流センサ33aにより検出される電流値I1とに基づき、制御信号Sm1(PWM信号)を生成する。第1電流センサ33aは、第1駆動回路34aとコイル24aとの間の給電経路を流れる各相(U相、V相、W相)の電流を検出する。
第1駆動回路34aは、3相(U相、V相、W相)の駆動回路である。第1駆動回路34aは、制御動作のタイミングで第1マイコン32aにより生成された制御信号Sm1に基づいて、第1駆動回路34aを構成するスイッチング素子をオンオフすることにより、図示しないバッテリから供給される直流電力を3相交流電力に変換する。第1駆動回路34aは、3相交流電力をコイル24aに供給する。
第2マイコン32bは、第2発振子31bにより生成されるクロックに基づいて、自身および第1マイコン32aの制御動作のタイミングを調整するための同期信号を生成する。第2マイコン32bは、制御動作のタイミングで、トルクセンサ40bにより検出される操舵トルクτ2と、回転角センサ41により検出される回転角度θ(ここでは、第2回転角度θ2)と、第2電流センサ33bにより検出される電流値I2とに基づき、制御信号Sm2(PWM信号)を生成する。なお、第1回転角度θ1と第2回転角度θ2とは、同一の回転角センサ41により検出されるものであるため、通常ほとんど同じ値になる。また、第2電流センサ33bは、第2駆動回路34bとコイル24bとの間の給電経路を流れる各相の電流を検出する。
第2駆動回路34bは、制御動作のタイミングで第2マイコン32bにより生成された制御信号Sm2に基づいて、第2駆動回路34bを構成するスイッチング素子をオンオフすることにより、バッテリから供給される直流電力を3相交流電力に変換する。第2駆動回路34bは、3相交流電力をコイル24bに供給する。
このように、第1マイコン32aおよび第2マイコン32bは、第1駆動回路34aおよび第2駆動回路34bの制御を通じて、系統Aのコイル24aおよび系統Bのコイル24bへの給電を制御する。
なお、系統Aのコイル24aに供給される電力の最大値は、系統Bのコイル24bに供給される電力の最大値と同一に設定されている。コイル24aおよびコイル24bに供給される電力の最大値は、モータ20により出力できる最大のトルク(アシスト量)の半分に対応した値である。
つぎに、第1マイコン32aおよび第2マイコン32bについて詳しく説明する。
図3に示すように、第1マイコン32aは、第1アシストトルク演算部50および第1電流フィードバック制御部51を備えている。また、第2マイコン32bは、第2アシストトルク演算部60および第2電流フィードバック制御部61を備えている。
図3に示すように、第1マイコン32aは、第1アシストトルク演算部50および第1電流フィードバック制御部51を備えている。また、第2マイコン32bは、第2アシストトルク演算部60および第2電流フィードバック制御部61を備えている。
第1アシストトルク演算部50は、トルクセンサ40aにより検出された操舵トルクτ1に基づいて、第1トルク指令値T1a*および第2トルク指令値T2a*を演算する。なお、第1トルク指令値T1a*は、系統Aのコイル24aが発生すべきトルク(アシスト量)の指令値であり、第2トルク指令値T2a*は、系統Bのコイル24bが発生すべきトルクの指令値である。第1アシストトルク演算部50は、第1トルク指令値T1a*を第1電流フィードバック制御部51に出力し、第2トルク指令値T2a*をマイコン間通信により第2電流フィードバック制御部61に出力する。
第2アシストトルク演算部60は、トルクセンサ40bにより検出された操舵トルクτ2に基づいて、第1トルク指令値T1b*および第2トルク指令値T2b*を演算する。なお、第1トルク指令値T1b*は、系統Aのコイル24aが発生すべきトルクの指令値であり、第2トルク指令値T2b*は、系統Bのコイル24bが発生すべきトルクの指令値である。第2アシストトルク演算部60は、第1トルク指令値T1b*をマイコン間通信により第1電流フィードバック制御部51に出力し、第2トルク指令値T2b*を第2電流フィードバック制御部61に出力する。
第1電流フィードバック制御部51は、第1トルク指令値T1a*および第1トルク指令値T1b*の他、第1回転角度θ1および電流値I1を取り込む。第1電流フィードバック制御部51は、第1トルク指令値T1a*および第1トルク指令値T1b*のいずれか一方を用いて制御信号Sm1の演算を実行する。たとえば、第1電流フィードバック制御部51は、第1トルク指令値T1a*と第1トルク指令値T1b*との差が所定値未満の場合、第1トルク指令値T1a*を用いて制御信号Sm1の演算を実行する。また、第2電流フィードバック制御部61は、第2トルク指令値T2a*と第2トルク指令値T2b*との差が所定値未満の場合、第2トルク指令値T2a*を用いて制御信号Sm1の演算を実行する。
第1電流フィードバック制御部51は、第1トルク指令値T1a*(あるいは第1トルク指令値T1b*)、第1回転角度θ1、および電流値I1に基づいて、制御信号Sm1を演算する。より具体的には、第1電流フィードバック制御部51は、第1トルク指令値T1a*(あるいは第1トルク指令値T1b*)に対応した電流指令値に、電流値I1を追従させるべく、電流指令値と電流値I1との偏差に基づく電流フィードバック制御を実行することにより、制御信号Sm1を演算する。
第2電流フィードバック制御部61は、第2トルク指令値T2a*および第2トルク指令値T2b*の他、第2回転角度θ2および電流値I2を取り込む。第2電流フィードバック制御部61は、第2トルク指令値T2a*および第2トルク指令値T2b*のいずれか一方を用いて制御信号Sm2の演算を実行する。第2電流フィードバック制御部61は、第2トルク指令値T2a*(あるいは第2トルク指令値T2b*)、第2回転角度θ2、および電流値I2に基づいて、制御信号Sm2を演算する。より具体的には、第2電流フィードバック制御部61は、第2トルク指令値T2a*(あるいは第2トルク指令値T2b*)に対応した電流指令値に、電流値I2を追従させるべく、電流指令値と電流値I2との偏差に基づく電流フィードバック制御を実行することにより、制御信号Sm2を演算する。
なお、第1アシストトルク演算部50で演算される第1トルク指令値T1a*および第1トルク指令値T1b*の演算マップは、第2アシストトルク演算部60で演算される第2トルク指令値T2a*および第2トルク指令値T2b*の演算マップと異なっている。
ここで、図4(a)〜(c)を参照して、第1アシストトルク演算部50および第2アシストトルク演算部60で行われる第1トルク指令値T1a*,T1b*および第2トルク指令値T2a*,T2b*の演算方法について説明する。なお、図4(a)の縦軸は第1トルク指令値T1a*,T1b*を示し、横軸は操舵トルクτ1,τ2を示している。また、図4(b)の縦軸は第2トルク指令値T2a*,T2b*を示し、横軸は操舵トルクτ1,τ2を示している。また、図4(c)の縦軸は第1トルク指令値T1a*,T1b*と第2トルク指令値T2a*,T2b*との和を示し、横軸は操舵トルクτ1,τ2を示している。
図4(a)に示すように、第1アシストトルク演算部50および第2アシストトルク演算部60では、操舵トルクτ1,τ2に基づいて、第1トルク指令値T1a*,T1b*を演算する。第1トルク指令値T1a*,T1b*は、操舵トルクτ1,τ2の絶対値が操舵トルク閾値τ0(所定値)以下であるとき、操舵トルクτ1,τ2の絶対値と第1トルク指令値T1a*,T1b*との間には正比例の関係がある。このため、操舵トルクτ1,τ2の絶対値が大きくなるのに伴って、第1トルク指令値T1a*,T1b*は大きくなる。なお、操舵トルクτ1,τ2の絶対値が操舵トルク閾値τ0のとき、第1トルク指令値T1a*,T1b*は最大となる。この最大のときの第1トルク指令値T1a*,T1b*は、モータ20により出力できる最大のトルク(アシスト量)の半分(50%)に対応したトルク指令値である。そして、第1トルク指令値T1a*,T1b*は、操舵トルクτ1,τ2の絶対値が操舵トルク閾値τ0を超えるとき、操舵トルクτ1,τ2の値によらずに、モータ20により出力できる最大のトルクの半分に対応したトルク指令値(最大の第1トルク指令値T1a*,T1b*)に維持される。なお、操舵トルク閾値τ0は、最大のトルク、あるいは最大のトルクを出力することに対応した指令値(第1トルク指令値T1a*,T1b*、第2トルク指令値T2a*,T2b*、電流指令値)、あるいは最大のトルクを出力するのに要する操舵トルクτ1,τ2を含む操舵状態量(操舵トルクτ1,τ2、車速など)に基づいて決定される。
つぎに、図4(b)に示すように、第1アシストトルク演算部50および第2アシストトルク演算部60では、操舵トルクτ1,τ2に基づいて、第2トルク指令値T2a*,T2b*を演算する。第2トルク指令値T2a*,T2b*は、操舵トルクτ1,τ2の絶対値が操舵トルク閾値τ0以下であるとき、操舵トルクτ1,τ2の値によらずに、「0」に設定される。すなわち、操舵トルクτ1,τ2の絶対値が操舵トルク閾値τ0以下の範囲は、第2トルク指令値T2a*,T2b*の生成されない(その値が「0」となる)不感帯に設定されている。また、第2トルク指令値T2a*,T2b*は、操舵トルクτ1,τ2の絶対値が操舵トルク閾値τ0を超えたとき、操舵トルクτ1,τ2の絶対値が大きくなるのに伴って、第2トルク指令値T2a*,T2b*が大きくなる関係を有している。また、第2トルク指令値T2a*,T2b*は、操舵トルクτ1,τ2の絶対値が操舵トルク閾値τ0を十分に超えるとき(たとえば操舵トルク閾値τ0の2倍を超えるとき)、操舵トルクτ1,τ2の値によらずに、モータ20により出力できる最大のトルクの半分に対応したトルク指令値(最大の第2トルク指令値T2a*,T2b*)に維持される。
図4(c)に示すように、第1アシストトルク演算部50および第2アシストトルク演算部60により演算される第1トルク指令値T1a*,T1b*および第2トルク指令値T2a*,T2b*の和は、操舵トルクτ1,τ2の絶対値に対して正比例の関係を有している。すなわち、操舵トルクτ1,τ2の絶対値が操舵トルク閾値τ0以下であっても、操舵トルクτ1,τ2の絶対値が操舵トルク閾値τ0を超えるときであっても、操舵トルクτ1,τ2の増大に伴って、第1トルク指令値T1a*および第2トルク指令値T2a*の和、あるいは第1トルク指令値T1b*および第2トルク指令値T2b*の和は増大する。なお、第1トルク指令値T1b*および第2トルク指令値T2b*の和は、モータ20の最大のトルク(100%)に対応した最大のトルク指令値に達した後は、操舵トルクτ1,τ2によらずに、一定(100%)となる。
本実施形態の作用および効果を説明する。なお、本実施形態では、説明を簡単にするために、第1トルク指令値T1a*および第2トルク指令値T2a*を用いて制御信号Sm1,Sm2を演算する。
運転者がステアリング操作することにより、操舵トルク閾値τ0以下の操舵トルクτ1が発生したとき、第1アシストトルク演算部50は操舵トルクτ1に応じた第1トルク指令値T1a*を算出する。そして、第1電流フィードバック制御部51は、第1トルク指令値T1a*に対応するトルクを発生させるべく、制御信号Sm1を演算する。そして、第1駆動回路34aは、制御信号Sm1に基づいて、第1駆動回路34aのスイッチング素子がオンオフすることにより、コイル24aに電力が供給される。これにより、ECU30における系統Bからモータ20に電力を供給することなく、ECU30における系統Aからモータ20へ電力を供給する。すなわち、モータ20の最大のトルクの半分(50%)までのトルクを発生させる場合、言い換えると操舵トルクτ1の絶対値が操舵トルク閾値τ0以下である場合には、系統Aのみでアシスト量を発生させる。このため、操舵トルクτ1の絶対値が操舵トルク閾値τ0以下である場合、系統Bの各構成要素(コイル24a、第1マイコン32a、トルクセンサ40a,40bなどの各種のセンサなど)には負荷がかかることなく、モータ20からトルク(アシスト量)を発生させることができる。
これに対して、運転者がステアリング操作することにより、操舵トルク閾値τ0を超える操舵トルクτ1が発生したとき、第1アシストトルク演算部50は操舵トルクτ1に応じた第1トルク指令値T1a*を算出するとともに、第2トルク指令値T2a*を算出する。そして、第1電流フィードバック制御部51は、第1トルク指令値T1a*に対応するアシスト量を発生させるべく、制御信号Sm1を演算する。また、第2電流フィードバック制御部61は、第2トルク指令値T2a*に対応するトルクを発生させるべく、制御信号Sm2を演算する。そして、第1駆動回路34aは、制御信号Sm1に基づいてコイル24aに電力を供給するとともに、第2駆動回路34bは、制御信号Sm2に基づいてコイル24bに電力を供給する。これにより、ECU30における系統Aのみならず、ECU30における系統Bからもモータ20に電力が供給される。このため、モータ20の最大のトルクの半分を超えるトルクが必要とされる場合には、系統Aに加えて系統Bも用いることで、より大きな(最大のトルクの50%を超える)トルク(アシスト量)を発生させることが可能である。
ここで、比較例として、系統Aも系統Bも同じ制御負荷で使用する場合には、各系統の同一構成要素が、同一の要因によって同時期に故障してしまうおそれがある。たとえば、コイル24aおよびコイル24bを同じ制御負荷で用いると両コイルは同じように経年劣化するものと考えられる。また、第1駆動回路34aおよび第2駆動回路34bについても、同じ制御負荷で用いると、両駆動回路が同じように経年劣化するものと考えられる。また、経年劣化に限らず、たとえば発熱などによる動作不良などによっても、各系統の同一構成要素が同時期に故障してしまうおそれがある。
本実施形態では、系統Aと系統Bとの間の制御負荷が異なる(具体的には、系統Bの制御負荷が系統Aの制御負荷よりも小さい)ので、各系統の同一構成要素が同時期に故障してしまうことが抑制されている。すなわち、各系統の制御負荷に偏りがあることにより、各系統の同一構成要素が同時期に故障することが抑制されるので、EPS1からのアシストが突然失われることが抑制される。これは、たとえば制御負荷の大きい系統Aが故障したとしても、制御負荷の小さい系統Bが故障することなく残ると考えられるので、モータ20の最大のトルクの半分(50%)までは、アシストを継続できるためである。
なお、本実施形態は次のように変更してもよい。また、以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
・本実施形態では、系統Aおよび系統Bの2系統に冗長化されたが、3系統以上に冗長化されてもよい。たとえば、3系統に冗長する場合、各系統のコイルは、モータ20の最大のトルクの1/3のトルクを発生させる。
・本実施形態では、系統Aおよび系統Bの2系統に冗長化されたが、3系統以上に冗長化されてもよい。たとえば、3系統に冗長する場合、各系統のコイルは、モータ20の最大のトルクの1/3のトルクを発生させる。
・第1電流フィードバック制御部51は、第1トルク指令値T1a*と第1トルク指令値T1b*との差が所定の値未満の場合、第1トルク指令値T1a*および第1トルク指令値T1b*の平均値を用いて制御信号Sm1の演算を実行してもよい。なお、第2電流フィードバック制御部61も同様である。
・第1トルク指令値T1a*,T1b*および第2トルク指令値T2a*,T2b*はマップ演算に限らず、関数(数式などの演算式)を用いて演算してもよい。
・回転角センサ41は、MRセンサを用いたものであってもよいし、ホールセンサを用いたものであってもよいし、レゾルバを用いたものであってもよい。
・回転角センサ41は、MRセンサを用いたものであってもよいし、ホールセンサを用いたものであってもよいし、レゾルバを用いたものであってもよい。
・本実施形態では、系統Aおよび系統Bは、それぞれモータ20の最大のトルクの半分(50%)のトルク(アシスト量)を発生させたが、これに限らない。すなわち、系統Aで発生できる最大のトルクは、系統Bで発生できる最大のトルクと異なっていてもよい。なお、系統Aで発生できる最大のトルクと、系統Bで発生できる最大のトルクとの和は、合計で100%以内に設定される。
・本実施形態では、系統Aと系統Bとの間で制御負荷を異なるものとするために、第1トルク指令値T1a*,T1b*の演算マップを、第2トルク指令値T2a*,T2b*の演算マップと異なるものとしたが、これに限らない。たとえば、第1アシストトルク演算部50および第2アシストトルク演算部60は、図4(a)の第1トルク指令値T1a*,T1b*を電流指令値に置き換えたような演算マップを用いて、操舵トルクτ1に応じた電流指令値を演算する。第1アシストトルク演算部50および第2アシストトルク演算部60は、図4(b)の第2トルク指令値T2a*,T2b*を電流指令値に置き換えたような演算マップを用いて、操舵トルクτ1に応じた電流指令値を演算する。なお、この場合、第1電流フィードバック制御部51および第2電流フィードバック制御部61は、第1アシストトルク演算部50および第2アシストトルク演算部60により演算された電流指令値に基づいて電流フィードバック制御を実行する。
これにより、操舵トルクτ1が操舵トルク閾値τ0以下である場合、系統Bからモータ20に電力を供給することなく、系統Aからモータ20に電力を供給する。これに対し、操舵トルクτ1が操舵トルク閾値τ0を超える場合、操舵トルクτ1に応じて、第1電流フィードバック制御部51で用いられる電流指令値(50%)を算出するとともに、第2電流フィードバック制御部で用いられる電流指令値を算出する。これらにより、ECU30における系統Aのみならず、ECU30における系統Bからもモータ20に電力が供給される。
・本実施形態では、操舵トルクτ1,τ2の絶対値が操舵トルク閾値τ0を超えるか否かに基づいて、系統Aのコイル24aのみに電力を供給するか、あるいは系統Aのコイル24aに加えて系統Bのコイル24bにも電力を供給することによって、系統Aと系統Bとの制御負荷を異なるものとしたが、これに限らない。たとえば、第1トルク指令値T1a*,T1b*および第2トルク指令値T2a*,T2b*が所定値を超えているか否かに基づいて、系統Aのコイル24aのみに電力を供給するか、あるいは系統Aのコイル24aに加えて系統Bのコイル24bに電力を供給することによって、系統Aと系統Bとの制御負荷を異なるものとしてもよい。この場合、たとえば図4(a),(b)の横軸が第1トルク指令値T1a*,T1b*および第2トルク指令値T2a*,T2b*となり、縦軸が電流指令値となる。また、第1トルク指令値T1a*,T1b*および第2トルク指令値T2a*,T2b*に対応した電流指令値が所定値を超えているか否かに基づいて、系統Aのコイル24aのみに電力を供給するか、あるいは系統Aのコイル24aに加えて系統Bのコイル24bに電力を供給することによって、系統Aと系統Bとの制御負荷を異なるものとしてもよい。また、第1電流センサ33aおよび第2電流センサ33bにより検出される電流値I1,I2が所定値を超えているか否かに基づいて、系統Aのコイル24aのみに電力を供給するか、あるいは系統Aのコイル24aに加えて系統Bのコイル24bに電力を供給することによって、系統Aと系統Bとの制御負荷を異なるものとしてもよい。このように、モータ20が発生する動力に関連する値が所定値を超えているか否かに基づいて、コイル24aのみへの給電あるいはコイル24a,24bの双方への給電を実行することにより、系統Aと系統Bとの間の制御負荷を異なるものとしてもよい。
・本実施形態では、モータ20によってステアリングシャフト11にアシスト力を付与するEPS1に具体化して示したが、これに限らない。たとえば、ラックシャフト12に平行に配置された回転軸21を有するモータ20によってラックシャフト12にアシスト力を付与するEPS1に具体化したステアリング装置であってもよい。すなわち、モータ20によって操舵機構2に動力を付与するステアリング装置であれば、どのようなものであってもよい。
1…EPS、2…操舵機構、3…アシスト機構、10…ステアリングホイール、11…ステアリングシャフト、11a…コラムシャフト、11b…インターミディエイトシャフト、11c…ピニオンシャフト、12…コラムシャフト、13…ラックアンドピニオン機構、14…タイロッド、15…転舵輪、20…モータ、21…回転軸、22…減速機構、23…ロータ、24,24a,24b…コイル、30…ECU、31a…第1発振子、31b…第2発振子、32a…第1マイコン(第1の制御部)、32b…第2マイコン(第2の制御部)、33a…第1電流センサ、33b…第2電流センサ、34a…第1駆動回路、34b…第2駆動回路、40a,40b…トルクセンサ、41…回転角センサ、50…第1アシストトルク演算部、51…第1電流フィードバック制御部、60…第2アシストトルク演算部、61…第2電流フィードバック制御部、θ…回転角度、θ1…第1回転角度、θ2…第2回転角度、τ0…操舵トルク閾値(所定値)、τ1,τ2…操舵トルク、I1,I2…電流値、Sm1,Sm2…制御信号、T1a*,T1b*…第1トルク指令値、T2a*,T2b*…第2トルク指令値。
Claims (4)
- 操舵機構に対して付与される動力を発生するモータであって、複数系統のコイルを有する前記モータに対する給電を制御する複数の制御部を備え、前記複数の制御部は、操舵トルクを含む操舵状態量に応じて複数系統の前記コイルにより発生させるべき前記動力の指令値を系統ごとに演算し、前記指令値に基づき複数系統の前記コイルへの給電を独立して制御する操舵制御装置において、
前記モータが発生する前記動力に関連する値が所定値以下の場合、前記複数の制御部のうちいずれか1つの制御部による前記いずれか1系統の前記コイルに対する給電のみを行い、
前記動力に関連する値が前記所定値を超える場合、その超える分の前記動力に関連する値に応じた前記動力を、前記複数の制御部のうち残る他の制御部によって、複数系統のうち残る他の系統の前記コイルに対する給電により補うものであり、
前記所定値は、複数系統のうちいずれか1系統の前記コイルにより発生できる最大の動力に関連する値に基づいて設定される操舵制御装置。 - 請求項1に記載の操舵制御装置において、
前記モータは2系統の前記コイルを有するものであり、前記複数の制御部として、第1の制御部および第2の制御部を有し、
各系統の前記コイルにより発生できる前記最大の動力は、前記モータが発生できる最大の動力に対して半分の動力である操舵制御装置。 - 請求項1または請求項2に記載の操舵制御装置において、
前記モータは2系統の前記コイルを有するものであり、前記複数の制御部として、第1の系統の前記コイルに対して電力を供給する第1の制御部、および第2の系統の前記コイルに対して電力を供給する第2の制御部を有し、
前記第1の制御部および前記第2の制御部は、前記動力に関連する値に基づいてマップ演算することにより、前記動力の前記指令値を演算し、
前記第1の制御部のマップは、前記動力に関連する値が前記所定値に達するまでは、前記動力に関連する値の絶対値の増加に応じて増加する第1の系統の前記コイルに対する前記指令値を演算し、前記動力に関連する値が前記所定値を超えるとき、第1の系統の前記コイルにより発生できる前記最大の動力に応じた第1の系統の前記コイルに対する前記指令値を演算し、
前記第2の制御部のマップは、前記動力に関連する値が前記所定値に達するまでは、前記動力に関連する値の増加によらずに、第2の系統の前記コイルに対する前記指令値を発生させない不感帯に設定し、前記動力に関連する値が前記所定値を超えるとき、前記動力に関連する値の絶対値の増加に応じて増加する第2の系統の前記コイルに対する前記指令値を演算する操舵制御装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記動力に関連する値は、前記操舵トルク、あるいは前記指令値、あるいは電流センサにより検出された前記モータに給電される電流の値である操舵制御装置。
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JP2016165174A (ja) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
JP2016174510A (ja) * | 2015-03-18 | 2016-09-29 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | モータ制御装置、及びこれを用いた電動パワーステアリング装置 |
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