JP2019166880A - 車両搭載機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】電源電圧に関わらず冗長系の制御回路を動作させることができる車載搭載機器を提供する。【解決手段】本発明の車載搭載機器は、第1電力供給回路から供給された電力の電圧を第1所定電圧に変換する第1電圧変換回路と、第1電圧変換回路から供給される電力によって作動し、第1アクチュエータ指令信号を出力する第1制御回路と、第1アクチュエータ指令信号に基づき動作する第1アクチュエータと、第2電力供給回路から供給された電力の電圧を第2所定電圧に変換する第2電圧変換回路と、第2電圧変換回路から供給される電力によって作動し、第2アクチュエータ指令信号を出力する第2制御回路と、第2アクチュエータ指令信号に基づき動作する第2アクチュエータと、を備える。【選択図】図3

Description

本発明は、車両搭載機器に関し、詳しくは、車両搭載機器の制御回路に電力を供給する技術に関する。
特許文献1には、電動パワーステアリングおよび油圧パワーステアリングを備えるパワーステアリング装置が開示されている。
特開2015−160447号公報
例えば、上記の電動パワーステアリングを冗長化させ、第1アシストモータを制御する第1制御回路と、第2アシストモータを制御する第2制御回路とを備えたシステムとしたとき、係る冗長系システムを、電源電圧が異なる複数の車種に適用しようとすると、電源電圧毎に制御回路を作り分けないと、制御回路を正常に動作させることができないという問題があった。
本発明は、従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電源電圧に関わらず冗長系の制御回路を動作させることができる車載搭載機器を提供することにある。
本発明によれば、その1つの態様において、車載搭載機器は、第1電力供給回路から供給された電力の電圧を第1所定電圧に変換する第1電圧変換回路と、前記第1電圧変換回路から供給される前記第1所定電圧の電力によって作動し、第1アクチュエータ指令信号を出力する第1制御回路と、前記第1アクチュエータ指令信号に基づき動作する第1アクチュエータと、第2電力供給回路から供給された電力の電圧を第2所定電圧に変換する第2電圧変換回路と、前記第2電圧変換回路から供給される前記第2所定電圧の電力によって作動し、第2アクチュエータ指令信号を出力する第2制御回路と、前記第2アクチュエータ指令信号に基づき動作する第2アクチュエータと、を備える。
本発明によれば、各制御回路は、電圧変換回路から供給される電力で作動するので、電源電圧が異なっても各制御回路を動作させることができる。
車両のパワーステアリング装置のシステム図である。 パワーステアリング装置のコントローラの機能ブロック図である。 冗長系コントローラの一態様を示す図である。 冗長系コントローラの一態様を示す図である。 冗長系コントローラの一態様を示す図である。 冗長系コントローラの一態様を示す図である。 冗長系コントローラの一態様を示す図である。 図7のシステム構成に適用する電源電圧の監視処理を示すフローチャートである。 冗長系コントローラの一態様を示す図である。 図9のシステム構成に適用する電源電圧の監視処理を示すフローチャートである。 図9のシステム構成に適用する電源電圧の監視処理を示すフローチャートである。 冗長系コントローラの一態様を示す図である。 図12のシステム構成に適用する電源電圧の監視処理を示すフローチャートである。 冗長系コントローラの一態様を示す図である。 図14のシステム構成に適用する電源電圧の監視処理を示すフローチャートである。 冗長系コントローラの一態様を示す図である。 図16のシステム構成に適用する消費電力の監視処理を示すフローチャートである。 冗長系コントローラの一態様を示す図である。 図16のシステム構成に適用する電源切り替え処理を示すフローチャートである。 DC/DCコンバータの取り付け位置を示す図である。 冗長系コントローラの起動フラグの切り替え処理を示すフローチャートである。 冗長系コントローラの起動フラグの切り替えタイミングを示すタイムチャートである。
以下、本発明に係る車両搭載機器の実施形態を、図面に基づいて説明する。
図1は、車両搭載機器の一態様である、車両1用のパワーステアリング装置2の構成図である。
パワーステアリング装置2は、ステアリングホイール3の操舵操作を操舵輪である左右前輪FL,FRに伝達する操舵機構4と、操舵機構4に操舵アシスト力を付与して操舵操作を補助する操舵アシスト機構5と、を備える。
また、操舵アシスト機構5は、油圧(液圧)アシスト機構6と、冗長化した第1電動アシスト機構7A,第2電動アシスト機構7Bと、を有する。
油圧アシスト機構6は、ポンプ61が圧送するオイル(作動液)の圧力に基づき、操舵機構4に操舵アシスト力を付与する機構である。
油圧アシスト機構6は、シリンダ62aとピストン62bとを有するパワーシリンダ62と、パワーシリンダ62の1対の油圧室である第1,第2油圧室62c,62dへのオイルの供給を調整するロータリバルブ63と、を備えている。
パワーシリンダ62は、第1油圧室62cまたは第2油圧室62dにオイルが供給されると、両油圧室62c,62d間の差圧を操舵アシスト力として操舵機構4の一部でもあるピストン62bに付与する。
ロータリバルブ63は、ステアリングホイール3が中立であるとき、ポンプ61が吐出したオイルを、第1,第2油圧室62c,62dのいずれにも供給せずにリザーバタンク64に排出する。
一方、ロータリバルブ63は、運転者がステアリングホイール3を操舵すると、トーションバー65の捩れ角に応じて、オイルを第1,第2油圧室62c,62d夫々に選択的に供給する。
すなわち、ロータリバルブ63は、ステアリングホイール3の操舵方向に応じて、第1油圧室62cにオイルを供給し第2油圧室62dからオイルを排出する状態と、第2油圧室62dにオイルを供給し第1油圧室62cからオイルを排出する状態とに切替える。
また、ロータリバルブ63は、トーションバー65の捩れ角が大きくなるほど、各油圧室62c,62dへのオイルの供給量および各油圧室62c,62dからのオイルの排出量を増大させる。
これにより、油圧アシスト機構6は、操舵トルクに応じて第1,第2油圧室62c,62d間で差圧を発生させ、操舵機構4に操舵アシスト力を付与する。
操舵入力軸8は、トーションバー9とステアリングホイール3との間の第1入力軸8aと、トーションバー9とロータリバルブ63との間の第2入力軸8bとを有し、第1電動アシスト機構7A,第2電動アシスト機構7Bは、第2入力軸8bにモータトルク(操舵アシスト力)を付与する。
第1電動アシスト機構7A,第2電動アシスト機構7Bは、第1電動アシスト機構7Aに障害が発生し操舵力を発生させることができなくなっても正常な第2電動アシスト機構7Bで操舵力を発生させることができ、また、第2電動アシスト機構7Bに障害が発生し操舵力を発生させることができなくなっても正常な第1電動アシスト機構7Aで操舵力を発生させることができるように、冗長化されている。
なお、第1電動アシスト機構7A,第2電動アシスト機構7Bは、後述するように、車両1の自動運転において操舵機構4を指令に応じて動作させるためにも用いられる。
第1電動アシスト機構7Aは、操舵力を発生する第1アクチュエータである第1中空モータ71Aと、第1中空モータ71Aに第1アクチュエータ指令信号を出力する第1制御回路である第1コントローラ72Aと、第1コントローラ72Aに電力を供給する第1電力供給回路である第1電源76Aとを備える。
また、第2電動アシスト機構7Bは、操舵力を発生する第2アクチュエータである第2中空モータ71Bと、第2中空モータ71Bに第2アクチュエータ指令信号を出力する第2制御回路である第2コントローラ72Bと、第2コントローラ72Bに電力を供給する第2電力供給回路である第2電源76Bとを備える。
第1中空モータ71A,第2中空モータ71Bは、第2入力軸8bに直接モータトルクを付与する、3相交流式のブラシレスモータである。
また、第1電源76A,第2電源76Bは、車載のバッテリなどである。
そして、第1中空モータ71Aは、第1コントローラ72Aが出力する第1アクチュエータ指令信号に応じて作動し、第2中空モータ71Bは、第2コントローラ72Bが出力する第2アクチュエータ指令信号に応じて作動する。
但し、第1電動アシスト機構7A,第2電動アシスト機構7Bは、アクチュエータとしてのモータの回転駆動力を、伝達機構を介して第2入力軸8bに伝達する機構とすることができる。
第1コントローラ72A,第2コントローラ72Bは、CPU(Central Processing Unit),ROM(Read Only Memory),RAM(Random Access Memory)などを有するマイクロコンピュータを備える。
また、第1電動アシスト機構7A,第2電動アシスト機構7Bは、運転者がステアリングホイール3を介して操舵機構4に入力した操舵トルクTrをトーションバー9の捩れ量に応じて検出するトルクセンサ73と、ステアリングホイール3の操舵角θh(第1入力軸8aの回転角)を検出する第1角度センサ74と、第2入力軸8bの回転角θmを検出する第2角度センサ75とを有する。
なお、第2入力軸8bの回転角θmは、第1中空モータ71A,第2中空モータ71Bのモータロータの回転角と同等であり、第2角度センサ75は、モータ回転角を検出するモータ回転角センサとしても機能する。
また、第1角度センサ74は、第1入力軸8aに連動して回転するギヤの回転角を検出するセンサである。
そして、第1コントローラ72A,第2コントローラ72Bは、トルクセンサ73が出力する操舵トルクTrの検出信号、第1角度センサ74が出力する操舵角θhの検出信号、および、第2角度センサ75が出力する回転角θmの検出信号を入力するとともに、上位の自動運転コントローラ11から自動運転要求信号、操舵角指令信号などを入力し、第1中空モータ71A,第2中空モータ71Bに駆動信号を出力する。
自動運転コントローラ11は、CPU,ROM,RAMなどを有するマイクロコンピュータを備え、車載カメラなどである自車位置検出センサ12からの自車位置情報(外界情報)を入力する。
そして、自動運転コントローラ11は、自車位置情報などに基づき自動運転における操舵角の指令値を演算し、自動運転要求の有無を示す自動運転要求信号、自動運転における目標操舵角を示す操舵角指令信号を第1コントローラ72A,第2コントローラ72Bに出力する。
図2は、第1コントローラ72A,第2コントローラ72Bに共通の機能ブロック図である。
第1コントローラ72A,第2コントローラ72Bには、自動運転要求の有無に応じてトルク指令値を切替える自動運転制御部100と、トルク指令値に基づきモータ駆動信号を生成するモータ制御部200と、モータ駆動信号に基づき中空モータ71A,71Bの通電を制御するモータ駆動回路300とを有する。
自動運転制御部100は、自動運転コントローラ11からの自動運転要求信号、操舵角指令信号、トルクセンサ73が出力する操舵トルクTrの検出信号、第1角度センサ74が出力する操舵角θhの検出信号、および、第2角度センサ75が出力する回転角θmの検出信号を入力するとともに、図外のディファレンシャルギア等に設置された車速センサが出力する車速Vsの検出信号を入力する。
自動運転制御部100は、アシストトルク演算部101、ギヤ角度/転舵角変換部102、自動運転時トルク指令演算部103、オーバーライド判定部(操舵意図検出部)104、自動運転/通常制御切替え判定部105、指令トルク切替え出力部106を有する。
アシストトルク演算部101は、操舵トルクTrと車速Vsとに基づき、運転者の操舵操作に応じたトルク指令値Tmを演算する。
ギヤ角度/転舵角変換部102は、第1角度センサ74の出力を転舵角の情報に変換し、自動運転時トルク指令演算部103は、ギヤ角度/転舵角変換部102で取得した操舵角の情報(実操舵角)と、自動運転コントローラ11から入力した操舵角指令(目標操舵角)とに基づき、自動運転における電動アシスト機構7A,7Bのトルク指令値Taを演算する。
また、オーバーライド判定部104は、第1角度センサ74が出力する操舵角θhの検出信号と第2角度センサ75が出力する回転角θmの検出信号とに基づき、自動運転中における運転者の操舵操作の有無(運転者の操舵意図の有無)を判定する。
つまり、自動運転が行われているとき、第2角度センサ75が検出する第2入力軸8bの回転角θmは自動運転における操舵角を表し、これに対し、第1角度センサ74が検出する第1入力軸8aの回転角が異なっている場合、オーバーライド判定部104は、運転者が自動運転における操舵角を修正する意図でステアリングホイール3を操作している(オーバーライド操作有り)と判定する。
自動運転/通常制御切替え判定部105は、自動運転コントローラ11からの自動運転要求信号と、オーバーライド判定部104からのオーバーライド操作の有無を示す信号を入力する。
そして、自動運転/通常制御切替え判定部105は、自動運転コントローラ11から自動運転を要求する信号を入力している状態で、運転者によるオーバーライド操作が無い場合、自動運転時トルク指令演算部103の出力を選択する指令を指令トルク切替え出力部106に出力する。
また、自動運転/通常制御切替え判定部105は、自動運転コントローラ11から自動運転を要求する信号を入力している状態で、運転者によるオーバーライド操作が実施されると、アシストトルク演算部101の出力を選択する指令を指令トルク切替え出力部106に出力する。
更に、自動運転/通常制御切替え判定部105は、自動運転コントローラ11からの自動運転の要求が無い場合、アシストトルク演算部101の出力を選択する指令を指令トルク切替え出力部106に出力する。
指令トルク切替え出力部106は、自動運転/通常制御切替え判定部105からの選択指令に応じて、アシストトルク演算部101が演算したトルク指令値Tmと、自動運転時トルク指令演算部103が演算したトルク指令値Taとのいずれか一方を最終的なトルク指令値Tとして、モータ制御部200に出力する。
モータ制御部200は、電流指令演算部201、3相2相変換器202、偏差演算部203a,203b、PI制御部204a,204b、2相3相変換器205、電圧−デューティ変換器206、角度‐速度算出処理部207を有する。
角度‐速度算出処理部207は、第2角度センサ75の出力に基づきモータ回転数N(rpm)を求める。
そして、電流指令演算部201は、トルク指令値Tとモータ回転数Nとに基づき、d軸電流指令Idref,q軸電流指令Iqrefを演算する。
第1中空モータ71A,第2中空モータ71Bは、U相,V相,W相の3相のうちU相に流れる電流Iuを検出する電流センサ77u、V相に流れる電流Ivを検出する電流センサ77vを備える。
そして、3相2相変換器202は、U相電流Iu、V相電流Iv、および回転角θmに基づき、d軸実電流Idc,q軸実電流Iqcを求める。
偏差演算部203aは、q軸電流指令Iqrefとq軸実電流Iqcとの差分を求め、偏差演算部203bは、d軸電流指令Idrefとd軸実電流Idcとの差分を求める。
PI制御部204aは、偏差演算部203aが演算した差分に基づくPI制御(比例・積分制御)によって、q軸実電流Iqcがq軸電流指令Iqrefに追従するのに必要なq軸電圧指令Vqrefを演算する。
PI制御部204bは、偏差演算部203bが演算した差分に基づくPI制御によって、d軸実電流Idcがd軸電流指令Idrefに追従するのに必要なd軸電圧指令Vdrefを演算する。
2相3相変換器205は、d軸電圧指令Vdref、q軸電圧指令Vqref、および回転角θmに基づき、第1中空モータ71A,第2中空モータ71BにおけるU相電圧指令Vuref、V相電圧指令Vvref、W相電圧指令Vwrefを算出する。
電圧−デューティ変換器206は、U相電圧指令Vuref、V相電圧指令Vvref、W相電圧指令Vwrefに基づき、PWM(Pulse Width Modulation)制御におけるデューティ比を決定し、決定したデューティ比に応じたパルス幅の駆動パルス信号をモータ駆動回路300に出力する。
モータ駆動回路300は、スイッチング素子301a−301fを3相ブリッジ接続してなるインバータ回路であり、各スイッチング素子301a−301fは、電圧−デューティ変換器206が出力する駆動パルス信号に応じてオン/オフする。
これにより、モータ制御部200およびモータ駆動回路300は、第1中空モータ71A,第2中空モータ71Bの各相(U相,V相,W相)に流れる電流を、トルク指令値Tに応じて制御する。
図3は、上記第1電動アシスト機構7A,第2電動アシスト機構7Bの電源回路の一態様を示すブロック図である。
第1電動アシスト機構7A,第2電動アシスト機構7Bは、それぞれ、個別の電源76A,76Bから電力供給を受けるとともに、コントローラ72A,72Bとバッテリなである電源76A,76Bとの間に直流電圧を変換する調圧回路であるDC/DCコンバータ78A,78Bを備える。
第1DC/DCコンバータ78Aは、電源76Aから供給された電力の電圧を第1所定電圧に変換する第1電圧変換回路であり、第1コントローラ72Aは、第1DC/DCコンバータ78Aから供給される第1所定電圧の電力によって作動する。
また、第2DC/DCコンバータ78Bは、電源76Bから供給された電力の電圧を第2所定電圧に変換する第2電圧変換回路であり、第2コントローラ72Bは、第2DC/DCコンバータ78Bから供給される第2所定電圧の電力によって作動する。
例えばコントローラ72A,72Bが12Vの電源電圧で作動し、電源76A,76Bとして12V、24Vまたは42Vの電圧のものが使用される場合、DC/DCコンバータ78A,78Bとして、電源76A,76Bの電圧を12Vに降圧してコントローラ72A,72Bに供給する降圧コンバータを用いる。
図3の場合、電源76A,76Bの電圧が共に24Vであり、DC/DCコンバータ78A,78Bは、電源76A,76Bの24Vから12Vの出力電圧を作る。これにより、24Vの電源76A,76Bを備える車両1において、12Vを定格の電源電圧とするコントローラ72A,72Bを用いることができる。
なお、図3のシステムでは、第1電動アシスト機構7A,第2電動アシスト機構7Bは、それぞれに個別に電源76A,76Bを備えるが、共通の1つの電源(バッテリ)からコントローラ72A,72Bに電力が供給されるシステムにおいて、コントローラ72A,72B毎にDC/DCコンバータ78A,78Bを備えることができる。ここで、例えば、共通の電源の電圧が24Vである場合、DC/DCコンバータ78A,78Bは、24Vから12Vを作ってコントローラ72A,72Bに供給する。
また、第1コントローラ72Aの作動電圧である第1所定電圧と、第2コントローラ72Bの作動電圧である第2所定電圧とは同じであってもよいし、相互に異なる作動電圧であってもよい。
また、図4は、電源76Aの電圧が24Vで、電源76Bの電圧が42Vである場合で、DC/DCコンバータ78Aは、電源76Aの24Vから12Vの出力電圧を作り、DC/DCコンバータ78Bは、電源76Bの42Vから12Vの出力電圧を作る。これにより、24Vの電源76Aおよび42Vの電源76Bを備える車両1において、12Vを定格の電源電圧とするコントローラ72A,72Bを用いることができる。
更に、図5は、電源76Aの電圧が12Vで、電源76Bの電圧が42Vである場合で、電源76AからDC/DCコンバータを介さずに12V電源をコントローラ72Aに供給する一方、電源76Bとコントローラ72Bとの間には、電源76Bの42Vから12Vを作る降圧コンバータである第2DC/DCコンバータ78Bを挿入してある。これにより、12Vの電源76Aおよび42Vの電源76Bを備える車両1において、12Vを定格の電源電圧とするコントローラ72A,72Bを用いることができる。
このように、電源76A,76Bの電圧が、12V,24V,42Vのいずれであっても、第1電動アシスト機構7A,第2電動アシスト機構7Bは、DC/DCコンバータ78A,78Bを備えることで、12Vを定格の電源電圧とするコントローラ72A,72Bを共通して用いることができる。
つまり、第1電動アシスト機構7A,第2電動アシスト機構7BがDC/DCコンバータ78A,78Bを備えない場合、電源76A,76Bの電圧に応じてコントローラ72A,72Bを作り分ける必要が生じる。
これに対し、第1電動アシスト機構7A,第2電動アシスト機構7BがDC/DCコンバータ78A,78Bを備える場合、電源76A,76Bの電圧が異なっても共通のコントローラ72A,72Bを用いることができ、コントローラ72A,72Bの汎用性が増し、また、コントローラ72A,72Bのコストを抑制できる。
また、第1電動アシスト機構7A,第2電動アシスト機構7Bは、それぞれ個別のDC/DCコンバータ78A,78Bから電源供給を受けるので、例えばDC/DCコンバータ78Aが失陥しても、DC/DCコンバータ78Bから電源が供給されるコントローラ72Bによって操舵力を継続して発生させることができる。
更に、電源76A,76Bの電圧が不安定である場合であっても、コントローラ72A,72Bに供給される電圧をDC/DCコンバータ78A,78Bによって安定化させることができ、コントローラ72A,72Bの作動が安定化する。
図6は、車両1の起動スイッチ13のオン/オフ信号(車両1の起動信号)に応じてDC/DCコンバータ78A,78Bが起動/停止するシステムを示す。
図6のDC/DCコンバータ78A,78Bは、それぞれ起動スイッチ13のオン/オフ信号を取得する。
ここで、車両1の起動信号は、例えばイグニッションスイッチのエンジン起動信号(アクセサリを含む)であってもよいし、ハイブリッド車両や電気自動車のスタートスイッチであってもよい。
そして、DC/DCコンバータ78A,78Bは、起動スイッチ13のオン/オフ信号がオフからオンに切換ると起動して電圧変換を開始し、起動スイッチ13のオン/オフ信号がオンからオフに切換ると電圧変換を停止する。
係るシステムでは、起動スイッチ13のオフ中(車両1の停止中)は、DC/DCコンバータ78A,78Bの電圧変換が停止するから、暗電流を下げることができる。
また、図6のシステムにおいて、コントローラ72A,72Bは、DC/DCコンバータ78A,78Bの出力を、電源供給として入力するとともに起動スイッチ13のオン/オフ信号として入力する。
つまり、起動スイッチ13がオンになってDC/DCコンバータ78A,78Bが12Vの出力電圧を発生するようになると、コントローラ72A,72Bは、DC/DCコンバータ78A,78Bの出力を、起動スイッチ13のオン信号(起動指令)として入力して起動する。
一方、起動スイッチ13がオフになってDC/DCコンバータ78A,78Bが電圧変換を停止すると、コントローラ72A,72Bは、DC/DCコンバータ78A,78Bの出力停止を、起動スイッチ13のオフ信号(停止指令)として入力して停止する。
換言すれば、第1DC/DCコンバータ78Aは、車両1の起動信号の取得に応じて、第1コントローラ72Aを起動させる第1制御回路起動信号を第1コントローラ72Aに出力し、第2DC/DCコンバータ78Bは、車両1の起動信号の取得に応じて、第2コントローラ72Bを起動させる第2制御回路起動信号を第2コントローラ72Bに出力する。
なお、DC/DCコンバータ78A,78Bがコントローラ72A,72Bに出力する起動スイッチ13の信号は、単に電力供給を開始するものであってもよいし、リセット信号を送信するものであってもよい。
係るシステムでは、電源76A,76Bの電圧が異なっても、コントローラ72A,72Bが起動スイッチ13の信号として入力する信号の電圧は12Vとなるから、コントローラ72A,72Bにおける起動スイッチ信号の入力回路を、電源76A,76Bの電圧に応じて変更する必要がなく、コントローラ72A,72Bの共通化をより図ることができる。
つまり、コントローラ72A,72Bが、DC/DCコンバータ78A,78Bによって電圧調整される前の起動スイッチ13の信号を直接起動信号として用いる場合、コントローラ72A,72Bは正常に起動しない可能性があるが、電圧調整後の電力をコントローラ72A,72Bの起動信号として用いることにより、コントローラ72A,72Bを正常に動作させることができる。
なお、コントローラ72A,72Bにおける起動スイッチ信号の入力を廃止し、電源の供給/遮断で起動/停止するよう構成することができる。
図7は、第1コントローラ72Aが、第2コントローラ72Bの第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧、換言すれば、第2コントローラ72Bに供給される電力の電圧を監視する第1監視部79A(第2制御回路電圧監視部)の機能を備え、第2コントローラ72Bが、第1コントローラ72Aの第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧、換言すれば、第1コントローラ72Aに供給される電力の電圧を監視する第2監視部79B(第1制御回路電圧監視部)の機能を備えた、第1電動アシスト機構7A,第2電動アシスト機構7Bを示す。
ここで、第1コントローラ72Aの第1監視部79Aは、第2コントローラ72Bの第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧を入力して、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧の異常の有無を判断する機能を奏し、第2コントローラ72Bの第2監視部79Bは、第1コントローラ72Aの第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧を入力して、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧の異常の有無を判断する機能を奏する。
図8のフローチャートは、図7に示したシステムにおける第1コントローラ72A(第1監視部79A)による第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧の監視処理の手順を示す。
なお、第2コントローラ72B(第2監視部79B)は、図8のフローチャートに示した第1コントローラ72Aによる処理手順と同様に、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧を監視するので、第2コントローラ72B(第2監視部79B)による監視処理については詳細な説明を省略する。
図8のフローチャートにおいて、第1コントローラ72Aは、ステップS401で、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧を計測し、計測値MVBを得る。
次いで、第1コントローラ72Aは、ステップS402で、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧が異常であるか否かを、ステップS401で得た計測値MVBと判定電圧THVとを比較して判断する。
判定電圧THVは、第2中空モータ71Bの駆動が正常に行えなくなる低電圧域を規定する電圧であり、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧が正常状態で12Vであるときに、判定電圧THVは例えば9V程度の値である。
そして、ステップS401で得た計測値MVBが判定電圧THV未満であるときに、第1コントローラ72Aは、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧の異常(換言すれば、第2DC/DCコンバータ78Bの異常)を判定する。
一方、ステップS401で得た計測値MVBが判定電圧THV以上であって正常範囲内であるときに、第1コントローラ72Aは、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧が正常である(換言すれば、第2DC/DCコンバータ78Bが正常である)と判定する。
第1コントローラ72Aは、ステップS402で、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧の異常を判定した場合、ステップS403に進み、自身が制御する第1中空モータ71Aのトルク(第1アクチュエータ指令値、第1コントローラ72Aの出力)を増大し、第2DC/DCコンバータ78Bを含む第2電動アシスト機構7Bで発生させていた操舵トルクの低下分を補填する。
なお、第2コントローラ72Bは、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧の異常を判定したときに、第2中空モータ71Bのトルク(第2アクチュエータ指令値)を増大し、第1DC/DCコンバータ78Aを含む第1電動アシスト機構7Aで発生させていた操舵トルクの低下分を補填することになる。
例えば、第1電動アシスト機構7Aと第2電動アシスト機構7Bとが同等の操舵力を発生させていた状態で、第2DC/DCコンバータ78Bが失陥した場合、第1電動アシスト機構7Aの第1コントローラ72Aは第1中空モータ71Aの発生トルクを増大し、操舵トルクの落ち込みを抑制する。
このように、コントローラ72A,72Bが監視部79A,79Bを備えることで、例えば第1コントローラ72Aの供給電圧(第1DC/DCコンバータ78A)に異常が生じ、第1コントローラ72Aが正常に動作しないとき、係る異常を第2コントローラ72Bが監視することで、第2コントローラ72Bは、第1コントローラ72Aの異常に対処できる。
図9のシステムでは、各コントローラ72A,72Bは、それぞれ自身に供給されている電源電圧を計測する。つまり、第1コントローラ72Aは第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧を計測し、第2コントローラ72Bは第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧を計測する。
そして、各コントローラ72A,72Bは、計測した電圧の情報をコントローラ72A,72B間の通信(マイコン間通信)によって相互に送受信する。
第1コントローラ72Aは、第2コントローラ72Bとの間で通信するための第1通信部(第1マイコン間通信部)85Aを備え、第2コントローラ72Bは、第1コントローラ72Aとの間で通信するための第2通信部(第2マイコン間通信部)85Bを備える。
また、第1コントローラ72Aは、第2コントローラ72Bから送信される第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧の計測値MVBを監視する第1電圧監視部80A(第2制御回路電圧監視部)の機能を備え、第2コントローラ72Bは、第1コントローラ72Aから送信されるDC/DCコンバータ78Aの出力電圧の計測値MVAを監視する第2電圧監視部80B(第2制御回路電圧監視部)の機能を備える。
そして、第1コントローラ72Aの第1電圧監視部80Aは、計測値MVBの異常の有無を判断し、異常を判断すると第1中空モータ71Aのトルクを増大する機能を奏し、第2コントローラ72Bの第2電圧監視部80Bは、計測値MVAの異常の有無を判断し、異常を判断すると第2中空モータ71Bのトルクを増大する機能を奏する。
図10のフローチャートは、図9に示したシステムにおける第1コントローラ72A(第1電圧監視部80A)による第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧の監視処理の手順を示す。
なお、第2コントローラ72B(第2電圧監視部80B)は、図10のフローチャートに示した第1コントローラ72Aによる処理手順と同様に、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧の異常判定処理を実施するので、第2コントローラ72B(第2電圧監視部80B)による監視処理については詳細な説明を省略する。
図10のフローチャートにおいて、第1コントローラ72Aは、ステップS411で、第2コントローラ72Bから計測値MVBの情報を受信する。
次いで、第1コントローラ72Aは、ステップS412で、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧が異常であるか否かを、ステップS411で受信した計測値MVBと判定電圧THVとを比較して判断する。
判定電圧THVは、前記ステップS402で説明したように、第2中空モータ71Bの駆動が正常に行えなくなる低電圧域を規定する電圧であり、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧が正常状態で12Vであるときに、判定電圧THVは例えば9V程度の値である。
そして、ステップS411で受信した計測値MVBが判定電圧THV未満であるときに、第1コントローラ72Aは、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧の異常(換言すれば、第2DC/DCコンバータ78Bの異常)を判定し、ステップS413に進む。
ステップS413で、第1コントローラ72Aは、第2コントローラ72Bに向け、第2中空モータ71Bのトルクを下げる要求を出力する。
なお、ステップS413で、第1コントローラ72Aが第2コントローラ72Bに向けて出力するトルクを下げる要求は、第2中空モータ71Bの駆動を停止させる要求と、第2中空モータ71Bでトルクを発生させつつ通常時よりも発生トルクを低くする要求とを含む。
第1コントローラ72Aは、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧の異常を判定したとき、更にステップS414に進み、第2中空モータ71Bが発生するトルクの低下を補填するように、第1中空モータ71Aのトルクを増大する。
なお、第2コントローラ72Bは、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧の異常を判定すると、第1コントローラ72Aに向けて第1中空モータ71Aのトルクを下げる要求を出力するとともに、第2中空モータ71Bのトルクを増大する。
図9のシステムでは、冗長化されたコントローラ72A、72Bが相互通信する回路を用いて、DC/DCコンバータ78A,78Bの出力電圧の情報を互いに送受信するので、DC/DCコンバータ78A,78Bの出力電圧の異常判定のために新たな回路(供給電圧監視用の信号入出力ポート)を追加する必要がなく、異常判定処理を容易に実現できる。
図11のフローチャートは、図9のシステム構成に適用する、第1コントローラ72A(第1電圧監視部80A)による監視処理の別の態様を示す。
なお、第2コントローラ72B(第2電圧監視部80B)は、図11のフローチャートに示した第1コントローラ72Aによる処理手順と同様に、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧の異常判定処理を実施するので、第2コントローラ72B(第2電圧監視部80B)による異常判定処理については詳細な説明を省略する。
図11のフローチャートにおいて、第1コントローラ72Aは、ステップS421で、第2コントローラ72Bから計測値MVBの情報を受信する。
次いで、第1コントローラ72Aは、ステップS422で、自身に電力供給する第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧の計測値MVAと判定電圧THVとを比較して、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧の異常の有無を判断する。
そして、計測値MVAが判定電圧THV未満であるときに、第1コントローラ72Aは、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧の異常を判定し、ステップS423に進む。
第1コントローラ72Aは、ステップS423で、第1中空モータ71Aのトルクを、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧が正常であるときよりも低く制限する。
また、第1コントローラ72Aは、ステップS422で、計測値MVAが判定電圧THV以上であって正常範囲内であり、第1DC/DCコンバータ78Aが正常であると判断すると、ステップS424に進む。
第1コントローラ72Aは、ステップS424で、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧が異常であるか否かを、ステップS421で受信した計測値MVBと判定電圧THVとを比較して判断する。
そして、ステップS421で受信した計測値MVBが判定電圧THV未満であるときに、第1コントローラ72Aは、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧の異常(換言すれば、第2DC/DCコンバータ78Bの異常)を判定し、ステップS425に進む。
ステップS425で、第1コントローラ72Aは、ステップS413と同様に、第2コントローラ72Bに向けて第2中空モータ71Bのトルクを下げる要求を出力する。
第1コントローラ72Aは、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧の異常を判定したとき、更にステップS426に進み、第2中空モータ71Bが発生するトルクの低下を補填するように、第1中空モータ71Aのトルクを増大する。
つまり、第1コントローラ72Aは、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧が第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧よりも低くなると、第2中空モータ71Bのトルク指令(第2アクチュエータ指令信号)よりも高い第1中空モータ71Aのトルク指令(第1アクチュエータ指令信号)を出力する。
なお、第2コントローラ72Bは、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧の異常を判定すると第2中空モータ71Bのトルクを下げ、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧の異常を判定すると、第1中空モータ71Aのトルクを下げる要求を第1コントローラ72Aに送信する一方で、第2中空モータ71Bのトルクを増大させることになる。
係る監視処理によって、DC/DCコンバータ78A,78Bのいずれか一方に出力電圧が低下する異常が発生したときに、異常が発生したDC/DCコンバータ78A,78Bの出力電圧を電源とする中空モータ71A,71Bに流す電流が増えることを抑止でき、出力電圧が低下する異常が発生したDC/DCコンバータ78A,78Bから電力を受けるコントローラ72A,72Bの負荷の増大が抑制される。
図12のシステムでは、図9のシステムと比較して、第1コントローラ72Aは、第1電圧監視部80Aによる監視結果を記憶する第1記憶部81A(第1異常履歴記憶部)を更に備え、第2コントローラ72Bは、第2電圧監視部80Bによる監視結果を記憶する第2記憶部81B(第1異常履歴記憶部)を更に備える。
記憶部81A,81Bは、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)などの不揮発性メモリを備え、電圧監視部80A,80Bによる監視結果の履歴の情報を不揮発性メモリに記憶させる。
図13のフローチャートは、図12のシステム構成に適用する、第1コントローラ72Aの第1電圧監視部80Aによる監視処理、および、第1コントローラ72Aの第1記憶部81Aによる監視履歴の記憶処理の一態様を示す。
なお、第2コントローラ72B(第2電圧監視部80B、第2記憶部81B)は、図13のフローチャートに示した第1コントローラ72Aによる処理手順と同様に、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧を監視し、また、監視結果を記憶するので、第2コントローラ72B(第2電圧監視部80B、第2記憶部81B)による監視処理および履歴記憶処理については詳細な説明を省略する。
図13のフローチャートにおいて、第1コントローラ72Aは、ステップS431で、第2コントローラ72Bから計測値MVBの情報を受信する。
次いで、第1コントローラ72Aは、ステップS432で、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧が異常であるか否かを、ステップS431で受信した計測値MVBと判定電圧THVとを比較して判断する。
判定電圧THVは、前記ステップS402で説明したように、第2中空モータ71Bの駆動が正常に行えなくなる低電圧域を規定する電圧であり、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧が正常状態で12Vであるときに、判定電圧THVは例えば9V程度の値である。
そして、ステップS431で受信した計測値MVBが判定電圧THV未満であるときに、第1コントローラ72Aは、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧の異常(換言すれば、第2DC/DCコンバータ78Bの異常)を判定し、ステップS433およびステップS434に進む。
第1コントローラ72Aは、ステップS433で、ステップS413と同様に、第2コントローラ72Bに向け、第2中空モータ71Bのトルクを下げる要求を出力する。
また、第1コントローラ72Aは、ステップS434で、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧の異常を判断した履歴(第2DC/DCコンバータ78Bの失陥検知の履歴)を不揮発性メモリに記憶する。
なお、第2コントローラ72Bは、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧の異常を判断したときに、第1コントローラ72Aに向けて第1中空モータ71Aのトルク指令値を下げる要求を出力し、また、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧の異常を判断した履歴を内蔵する不揮発性メモリに記憶することになる。
ここで、例えば、車両の整備作業者は、不揮発性メモリが記憶する履歴に基づき、DC/DCコンバータ78Bの故障履歴の有無を検知することができる。
図14のシステムは、図12のシステムの電源76A,76Bに代えて、1つの電源76C(バッテリ)を、第1電動アシスト機構7A,第2電動アシスト機構7Bに共通の電源として備える。
図15のフローチャートは、図14のシステム構成に適用する、第1コントローラ72Aの第1電圧監視部80Aによる監視処理、および、第1コントローラ72Aの第1記憶部81Aによる監視履歴の記憶処理の一態様を示す。
なお、第2コントローラ72B(第2電圧監視部80B、第2記憶部81B)は、図15のフローチャートに示した第1コントローラ72Aによる処理手順と同様に、第1DC/DCコンバータ78Aの異常の有無を判断し、監視結果を記憶するので、第2コントローラ72B(第2電圧監視部80B、第2記憶部81B)による監視処理および履歴記憶処理については詳細な説明を省略する。
図15のフローチャートにおいて、第1コントローラ72Aは、ステップS441で、第2コントローラ72Bから計測値MVBの情報を受信する。
次いで、第1コントローラ72Aは、ステップS442で、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧の計測値MVAを求める。
そして、第1コントローラ72Aは、ステップS443で、計測値MVBが計測値MVAよりも低いか否かを判断する。
詳細には、第1コントローラ72Aは、ステップS443で、MVA−MVB>ΔTHV(ΔTHV>0)を満たすか否かを判断する。
図14のシステムでは、第1DC/DCコンバータ78Aおよび第2DC/DCコンバータ78Bは、共通の電源76C(バッテリ)の電圧を調整するから、電源76Cの電圧降下が原因でDC/DCコンバータ78A,78Bのいずれか一方にのみ出力電圧の異常が生じる可能性は低く、計測値MVBが計測値MVAよりも低い状態は、第2DC/DCコンバータ78Bの異常に因る可能性が高い。
そこで、第1コントローラ72Aは、ステップS443で、計測値MVBが計測値MVAよりも低いと判断すると、ステップS444で、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧の異常(換言すれば、第2DC/DCコンバータ78Bの異常)を判定する。
更に、第1コントローラ72Aは、ステップS445で、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧の異常を判断した履歴(第2DC/DCコンバータ78Bの失陥検知の履歴)を不揮発性メモリに記憶する。
なお、第2コントローラ72Bは、計測値MVB−計測値MVA>ΔTHVを検知したときに、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧の異常を判断した履歴を内蔵する不揮発性メモリに記憶することになる。
そして、例えば、車両の整備作業者は、不揮発性メモリが記憶する履歴に基づき、DC/DCコンバータ78A,78Bの故障履歴の有無を検知することができる。
図16のシステムでは、コントローラ72A,72Bが、DC/DCコンバータ78A,78Bの出力電圧を監視する電圧監視部80A,80Bとともに、中空モータ71A,71Bに流れる電流を監視する電流監視部82A,82Bを備える。
ここで、第1コントローラ72Aの第1電圧監視部80Aは、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧の情報を第2コントローラ72Bから得て監視し、また、第1コントローラ72Aの第1電流監視部82Aは、第2中空モータ71Bに流れる電流の情報を第2コントローラ72Bから得て監視する。
また、第2コントローラ72Bの第2電圧監視部80Bは、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧の情報を第1コントローラ72Aから得て監視し、また、第2コントローラ72Bの第2電流監視部82Bは、第1中空モータ71Aに流れる電流の情報を第1コントローラ72Aから得て監視する。
そして、コントローラ72A,72Bは、各中空モータ71A,71Bでの消費電力(W)を求めて両者の消費電力(発熱量)を比較し、自身が制御する中空モータ71A,71Bのトルク指令(第1アクチュエータ指令信号、第2アクチュエータ指令信号)を調整する機能を有する。
図17のフローチャートは、第1コントローラ72Aによるトルク調整処理を示す。
なお、第2コントローラ72Bは、図17のフローチャートに示した第1コントローラ72Aによる調整処理手順と同様に、トルクを調整するので、第2コントローラ72Bによる調整機能については詳細な説明を省略する。
図17のフローチャートにおいて、第1コントローラ72Aは、ステップS451で、第2コントローラ72Bから、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧の計測値MVBと、第2中空モータ71Bに流れている電流の計測値MCBとを受信する。
次いで、第1コントローラ72Aは、ステップS452で、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧の計測値MVBと、第2中空モータ71Bに流れている電流の計測値MCBとに基づき、第2中空モータ71Bの消費電力PCB(W)を演算する。
また、第1コントローラ72Aは、ステップS453で、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧(第1中空モータ71Aの電源電圧)を計測して計測値MVAを取得し、更に、第1中空モータ71Aに流れている電流を計測して計測値MVAを取得し、計測値MVA,計測値MVAに基づき、第1中空モータ71Aの消費電力PCA(W)を演算する。
そして、第1コントローラ72Aは、ステップS454で、第1中空モータ71Aの消費電力PCAと、第2中空モータ71Bの消費電力PCBとを比較する。
ここで、第1コントローラ72Aは、第1中空モータ71Aの消費電力PCAよりも第2中空モータ71Bの消費電力PCBが高い場合(PCB−PCA>ΔPC(ΔPC>0)を満たす場合)、ステップS455で、第1中空モータ71Aのトルクを増大補正する。
つまり、第1コントローラ72Aは、第1中空モータ71Aの消費電力PCAよりも第2中空モータ71Bの消費電力PCBが高く、第2中空モータ71Bのインバータ回路における発熱量が第1中空モータ71Aのインバータ回路における発熱量よりも多いと推定されるとき、第1中空モータ71Aのトルクを増大補正することで、第2中空モータ71Bに要求されるトルクを下げて第2中空モータ71Bのインバータ回路での発熱量を抑制する。
一方、第1コントローラ72Aは、ステップS454で、第1中空モータ71Aの消費電力PCAよりも第2中空モータ71Bの消費電力PCBが高い状態ではないと判断すると、ステップS456に進む。
そして、第1コントローラ72Aは、ステップS456で、第2中空モータ71Bの消費電力PCBよりも第1中空モータ71Aの消費電力PCAが高いか否か(PCA−PCB>ΔPC(ΔPC>0)を満たすか否か)を判断する。
ここで、PCA−PCB>ΔPC(ΔPC>0)を満たす場合、第1コントローラ72Aは、ステップS457で、第2中空モータ71Bのトルクの増大を要求する信号を第2コントローラ72Bに送信することで、第1中空モータ71Aに要求されるトルクを下げて第1中空モータ71Aのインバータ回路での発熱量を抑制する。
なお、第2コントローラ72Bは、第2中空モータ71Bの消費電力PCBよりも第1中空モータ71Aの消費電力PCAが高く、第1中空モータ71Aのインバータ回路における発熱量が第2中空モータ71Bのインバータ回路における発熱量よりも多いと推定されるとき、第2中空モータ71Bのトルクを増大補正することで、第1中空モータ71Aに要求されるトルクを下げて第1中空モータ71Aのインバータ回路での発熱量を抑制する。
また、第2コントローラ72Bは、第1中空モータ71Aの消費電力PCAよりも第2中空モータ71Bの消費電力PCBが高く、第2中空モータ71Bのインバータ回路における発熱量が第1中空モータ71Aのインバータ回路における発熱量よりも多いと推定されるとき、第1中空モータ71Aのトルクの増大を要求する信号を第1コントローラ72Aに送信することで、第2中空モータ71Bに要求されるトルクを下げて第2中空モータ71Bのインバータ回路での発熱量を抑制する。
これにより、コントローラ72A,72Bは、第1中空モータ71Aのインバータ回路と第2中空モータ71Bのインバータ回路とのいずれか一方が過剰に発熱する(消費電力が課題になる)ことが抑止し、過熱による回路の損傷や性能低下を抑制する。
図18のシステムでは、各コントローラ72A,72Bは、第1電源76Aおよび第1DC/DCコンバータ78Aからなる第1電源系と、第2電源76Bおよび第2DC/DCコンバータ78Bからなる第2電源系とのいずれか一方を選択して電源供給を受ける電源切替回路83A,83Bを有する。
換言すれば、図18のシステムにおいて、第1コントローラ72Aは、第2DC/DCコンバータ78Bから供給される電力を取得可能で、第2コントローラ72Bは、第1DC/DCコンバータ78Aから供給される電力を取得可能である。
電源切替回路83A,83Bは、DC/DCコンバータ78A,78Bのいずれか一方に出力電圧の異常が生じたときに、両コントローラ72A,72Bが、正常な出力電圧を保持しているDC/DCコンバータ78A,78Bから電源供給を受けるための回路である。
図19のフローチャートは、第1コントローラ72Aの第1電源切替回路83Aによる電源切り替える処理の一態様を示す。
なお、第2コントローラ72Bの第2電源切替回路83Bは、図19のフローチャートに示した第1コントローラ72Aによる手順と同様にして電源切り替えを実施するので、詳細な説明を省略する。
図19のフローチャートにおいて、第1コントローラ72Aは、ステップS461で、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧が正常であるか異常であるかを、計測値MVAと判定電圧THVとを比較して判断する。
ここで、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧の計測値MVAが正常範囲内であると、第1コントローラ72Aは、ステップS462で、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧が電源として第1コントローラ72Aに供給されるように制御する。
一方、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧の計測値MVAが異常であると、第1コントローラ72Aは、ステップS463で、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧が電源として第1コントローラ72Aに供給されるように制御する。
なお、第2コントローラ72Bは、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧が正常範囲内であれば第2DC/DCコンバータ78Bから電源供給を受け、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧が異常であれば第1DC/DCコンバータ78Aから電源供給を受けるように制御する。
したがって、図18のシステムでは、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧が異常になると、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧が電源として両コントローラ72A,72Bに供給され、第2DC/DCコンバータ78Bの出力電圧が異常になると、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧が電源として両コントローラ72A,72Bに供給されることになる。
これにより、第1DC/DCコンバータ78Aと第2DC/DCコンバータ78Bとのいずれか一方に出力電圧の異常が生じても、両コントローラ72A,72Bに電源を継続して供給することができ、失陥時の作動範囲を広げることができる。
ところで、DC/DCコンバータ78A,78Bの発熱対策として、油圧アシスト機構6のパワーシリンダ62のシリンダハウジングに、DC/DCコンバータ78A,78Bの熱がシリンダハウジングに伝達するように取り付けることができる。
図20は、パワーシリンダ62の構造の一態様を示す断面図である。
パワーシリンダ62の金属製のシリンダハウジング621は、その内部にシリンダ62aを有する。
シリンダ62aは、ピストン62bを進退移動可能に収容し、ピストン62bはシリンダ62a内を第1,第2油圧室62c,62dに隔てる。
シリンダ62aの側方のセクタシャフト室623は、図外のピットマンアームと連結するセクタシャフト622を収容する。
ピストン62bは、ほぼ円筒状をなし、その外周のうちのセクタシャフト622と対向する部分に、ラック部624を備える。
ピストン62bのラック部624は、セクタシャフト622が備える歯部622aと噛合する。このピストン62bのラック部624とセクタシャフト622の歯部622aとの組み合わせは、ピストン62bの進退移動をセクタシャフト622の回転運動に変換する変換機構をなす。
そして、セクタシャフト622が回転することで操舵輪に舵角を与える。
また、ピストン62bは、ボールねじ機構625を介して、ほぼ円筒状の出力軸626の軸方向の端部に連結し、出力軸626が回転するとピストン62bは進退移動する。
つまり、操舵機構4は、出力軸626が回転することでピストン62bが進退移動し、ピストン62bが進退移動することでセクタシャフト622が回転し、セクタシャフト622が回転することで操舵輪に舵角を与える。
シリンダハウジング621は、その基端に、ロータリバルブ63を収容するバルブハウジング627を有し、第2入力軸8bは、出力軸626と軸線が一致するようにバルブハウジング627内に挿通される。
第2入力軸8bと出力軸626とは、トーションバー628を介して接続される。
ロータリバルブ63は、第2入力軸8bと出力軸626との相対回転に基づくトーションバー629の捩れ量に応じて開弁し、第1,第2油圧室62c,62dへの作動液の供給/排出を行い、第1,第2油圧室62c,62d間に差圧を発生させることでピストン62bの推力、つまり、操舵アシスト力を生じさせる。
また、第1中空モータ71A,第2中空モータ71Bは第2入力軸8bを回転駆動することで、ピストン62bの推力、つまり、操舵力(操舵アシスト力)を生じさせる。
ここで、DC/DCコンバータ78A,78Bは、その熱がシリンダハウジング621に伝達するようにシリンダハウジング621の外周に取り付けられる。
これにより、DC/DCコンバータ78A,78Bの熱がシリンダハウジング621の熱容量で吸熱され、DC/DCコンバータ78A,78Bの温度上昇を抑制できる。
また、油圧アシスト機構6の作動液の温度が低く、粘性抵抗が高い場合は、DC/DCコンバータ78A,78Bの熱を作動液に伝達して、作動液の粘性抵抗を低下させることができ、パワーシリンダ62の作動効率を向上させることができる。
なお、シリンダハウジング621の外周にDC/DCコンバータ78A,78Bの双方を取り付けることができ、また、DC/DCコンバータ78A,78Bのうちのいずれか一方、例えば、発熱量がより多くなると推定されるDC/DCコンバータをシリンダハウジング621の外周に取り付けることができる。
また、DC/DCコンバータ78A,78Bをシリンダハウジング621に取り付けて、コントローラ72A,72BとDC/DCコンバータ78A,78Bとの間の配線を短くすれば、DC/DCコンバータ78A,78Bでの調圧後(降圧後)の電流が大きい給電ラインを短くでき、給電ラインにおける発熱を抑えることができる。
ところで、DC/DCコンバータ78A,78Bは、起動/停止に対して出力電圧の応答遅れが生じるので、DC/DCコンバータ78A,78Bから給電されるコントローラ72A,72Bの起動/停止は、DC/DCコンバータ78A,78Bの起動/停止に対して遅れることになる。
そこで、コントローラ72A,72Bは、起動フラグの設定を、DC/DCコンバータ78A,78Bの出力電圧に基づき実施する。
図21のフローチャートは、第1コントローラ72Aによる起動フラグの設定処理の手順を示す。
なお、第2コントローラ72Bも、第1コントローラ72Aと同様に、図21のフローチャートに示す手順にしたがって、独自に起動フラグの設定処理を行うので、第2コントローラ72Bによる起動フラグの設定処理については、詳細な説明を省略する。
第1コントローラ72Aは、ステップS471で、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧の計測値MVAと、第1DC/DCコンバータ78Aの調圧動作の安定を判定するための電圧閾値SV(0V<SV<設定出力電圧12V)とを比較する。
ここで、計測値MVAが電圧閾値SVを上回っている場合、第1コントローラ72Aは、ステップS472で、起動タイマの値をインクリメントし、計測値MVAが電圧閾値SVを上回っている状態の継続時間を起動タイマで計測させる。
次いで、第1コントローラ72Aは、ステップS473で、起動タイマの値が、第1DC/DCコンバータ78Aの調圧動作が安定すると推定される起動安定時間STを上回ったか否かを判断する。
ここで、計測値MVAが電圧閾値SVを上回っていても、その状態が起動安定時間STだけ継続していない場合、第1コントローラ72Aは、起動フラグをセットすることなく、ルーチンを終了させる。
一方、計測値MVAが電圧閾値SVを上回る状態が起動安定時間STを超えると、第1コントローラ72Aは、ステップS474で、起動タイマに起動安定時間STをセットし、更に、ステップS475で、コントローラ起動フラグを立ち上げる(コントローラ起動フラグに1をセットする)。
また、第1コントローラ72Aは、ステップS471で、計測値MVAが電圧閾値SV以下であると判断すると、ステップS476に進み、起動タイマを零にリセットし、次のステップS477で、計測値MVAと停止判定電圧SDVとを比較する。
停止判定電圧SDVとは、第1コントローラ72Aの作動可能電圧の下限値に基づく電圧であり、計測値MVAが停止判定電圧SDVを下回ったときに、第1コントローラ72Aの停止を推定できるように適合される(0V<SDV<SV<設定出力電圧12V)。
第1コントローラ72Aは、ステップS477で、計測値MVAが停止判定電圧SDVを下回っていると判断すると、ステップS478に進み、コントローラ起動フラグを立ち下げる(コントローラ起動フラグに0をセットする)。
上記のように、コントローラ72A,72Bは、起動フラグを、DC/DCコンバータ78A,78Bの出力電圧に応じて設定するので、例えば、コントローラ72A,72B間での起動/停止の相互判断の精度が向上する。
図22のタイムチャートは、第1コントローラ72Aが図21のフローチャートに示す手順でコントローラ起動フラグを設定するときのコントローラ起動フラグの切り替えタイミングを例示する。
時刻t1にて、起動信号が立ち上がって第1DC/DCコンバータ78Aが動作を開始すると、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧は徐々に増大する。
そして、時刻t2にて、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧が電圧閾値SVを上回り、時刻t3にて起動安定時間STに達すると、コントローラ起動フラグが立ち上げられる。
一方、時刻t4にて、起動信号が立ち下がって第1DC/DCコンバータ78Aが動作を停止すると、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧は徐々に低下する。
そして、第1DC/DCコンバータ78Aの出力電圧が、時刻t5にて、停止判定電圧SDVを下回るようになると、コントローラ起動フラグは立ち下げられる。
上記実施形態で説明した各技術的思想は、矛盾が生じない限りにおいて、適宜組み合わせて使用することができる。
また、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想および教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
例えば、車両搭載機器はパワーステアリング装置2に限定されず、例えば電動ブレーキ装置などであってもよい。
また、3相の巻線組を2組備えたモータを制御するコントローラとして、第1巻線組(第1アクチュエータ)への通電を制御する第1コントローラ(第1制御回路)と、第2巻線組(第2アクチュエータ)への通電を制御する第2コントローラ(第2制御回路)とを有する車両搭載機器であってもよい。
また、車両搭載機器のアクチュエータはモータに限定されず、電動シリンダなどであってもよい。
また、コントローラ72A,72B間の通信は、マイコン間通信に限定されず、例えば、CAN(Controller Area Network)などの車載ネットワークを介した通信であってもよい。
また、冗長系の2つの制御回路(2つのコントローラ)は、1つの基板上に搭載されるものであってもよいし、相互に異なる基板上に搭載されるものであってもよい。
1…車両、2…パワーステアリング装置(車両搭載機器)、7A…第1電動アシスト機構、7B…第2電動アシスト機構、71A…第1中空モータ(第1アクチュエータ)、71B…第2中空モータ(第2アクチュエータ)、72A…第1コントローラ(第1制御回路)、72B…第2コントローラ(第2制御回路)、76A…第1電源(第1電力供給回路)、76B…第2電源(第2電力供給回路)、78A…第1DC/DCコンバータ(第1電圧変換回路)、78B…第2DC/DCコンバータ(第2電圧変換回路)



Claims (9)

  1. 車両搭載機器において、
    第1電圧変換回路であって、第1電力供給回路から供給された電力の電圧を第1所定電圧に変換する前記第1電圧変換回路と、
    第1制御回路であって、前記第1電圧変換回路から供給される前記第1所定電圧の電力によって作動し、第1アクチュエータ指令信号を出力する前記第1制御回路と、
    第1アクチュエータであって、前記第1アクチュエータ指令信号に基づき動作する前記第1アクチュエータと、
    第2電圧変換回路であって、第2電力供給回路から供給された電力の電圧を第2所定電圧に変換する前記第2電圧変換回路と、
    第2制御回路であって、前記第2電圧変換回路から供給される前記第2所定電圧の電力によって作動し、第2アクチュエータ指令信号を出力する前記第2制御回路と、
    第2アクチュエータであって、前記第2アクチュエータ指令信号に基づき動作する前記第2アクチュエータと、
    を有することを特徴とする車両搭載機器。
  2. 請求項1に記載の車両搭載機器において、
    前記第1電圧変換回路は、車両の起動信号の取得に応じて、前記第1制御回路を起動させる第1制御回路起動信号を前記第1制御回路に出力し、
    前記第2電圧変換回路は、車両の起動信号の取得に応じて、前記第2制御回路を起動させる第2制御回路起動信号を前記第2制御回路に出力することを特徴とする車両搭載機器。
  3. 請求項1に記載の車両搭載機器において、
    前記第1制御回路は、前記第2制御回路に供給される電力の電圧を監視する第2制御回路電圧監視部を備え、
    前記第2制御回路は、前記第1制御回路に供給される電力の電圧を監視する第1制御回路電圧監視部を備えることを特徴とする車両搭載機器。
  4. 請求項3に記載の車両搭載機器において、
    前記第1制御回路は、前記第2制御回路との相互通信を行う第1マイコン間通信部を備え、
    前記第2制御回路電圧監視部は、前記第1マイコン間通信部を介して前記第2制御回路に供給される電力の電圧を監視し、
    前記第2制御回路は、前記第1制御回路との相互通信を行う第2マイコン間通信部を備え、
    前記第1制御回路電圧監視部は、前記第2マイコン間通信部を介して前記第2制御回路に供給される電力の電圧を監視することを特徴とする車両搭載機器。
  5. 請求項3に記載の車両搭載機器において、
    前記第1制御回路は、前記第1制御回路に供給される電力の電圧よりも前記第2制御回路に供給される電力の電圧の方が低いとき、前記第2アクチュエータ指令信号よりも高い出力の前記第1アクチュエータ指令信号を出力し、
    前記第2制御回路は、前記第2制御回路に供給される電力の電圧よりも前記第1制御回路に供給される電力の電圧の方が低いとき、前記第1アクチュエータ指令信号よりも高い出力の前記第2アクチュエータ指令信号を出力することを特徴とする車両搭載機器。
  6. 請求項3に記載の車両搭載機器において、
    前記第1電力供給回路は、バッテリから供給される電力を前記第1電圧変換回路に供給するものであり、
    前記第2電力供給回路は、前記バッテリから供給される電力を前記第2電圧変換回路に供給するものであり、
    前記第1制御回路は、第1異常履歴記憶部を備え、
    前記第1異常履歴記憶部は、前記第2制御回路電圧監視部が、前記第1制御回路に供給される電力の電圧よりも前記第2制御回路に供給される電力の電圧が低いと判断するとき、前記第2電圧変換回路の異常に関する情報を記憶し、
    前記第2制御回路は、第2異常履歴記憶部を備え、
    前記第1異常履歴記憶部は、前記第1制御回路電圧監視部が、前記第2制御回路に供給される電力の電圧よりも前記第1制御回路に供給される電力の電圧が低いと判断するとき、前記第1電圧変換回路の異常に関する情報を記憶することを特徴とする車両搭載機器。
  7. 請求項3に記載の車両搭載機器において、
    前記第1制御回路は、前記第2アクチュエータに流れる電流を監視する第2アクチュエータ電流監視部を備え、前記第1アクチュエータに供給される電力の電流および電圧、ならびに前記第2アクチュエータに供給される電力の電流および電圧に基づき、前記第1アクチュエータ指令信号を調整可能であり、
    前記第2制御回路は、前記第1アクチュエータに流れる電流を監視する第1アクチュエータ電流監視部を備え、前記第2アクチュエータに供給される電力の電流および電圧、ならびに前記第1アクチュエータに供給される電力の電流および電圧に基づき、前記第2アクチュエータ指令信号を調整可能であることを特徴とする車両搭載機器。
  8. 請求項1に記載の車両搭載機器において、
    前記第1制御回路は、前記第2電圧変換回路から供給される電力を取得可能であり、
    前記第2制御回路は、前記第1電圧変換回路から供給される電力を取得可能であることを特徴とする車両搭載機器の制御装置。
  9. 請求項1に記載の車両搭載機器は、パワーシリンダを備え、
    前記パワーシリンダは、ハウジングと、ピストンを備え、
    前記ハウジングは、前記ピストンによって仕切られた第1室と第2室を備え、
    前記第1室と前記第2室の夫々に供給される作動液の圧力差によって推力を得られるものであり、
    前記第1電圧変換回路および前記第2電圧変換回路は、発熱による熱量を前記ハウジングに伝達可能に設けられており、
    前記第1アクチュエータは、第1電動モータであって、前記ピストンに推力を付与可能に設けられており、
    前記第2アクチュエータは、第2電動モータであって、前記ピストンに推力を付与可能に設けられていることを特徴とする車両搭載機器。
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