JP2020028142A - 車両制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示すように、EPS10は、運転者のステアリング操作に基づいて転舵輪を転舵させる操舵機構20、運転者のステアリング操作を補助する操舵補助機構30、および操舵補助機構30の作動を制御するECU40を備えている。
図2に示すように、モータ31は、ロータ51、図示しないステータに巻回された第1の巻線群52および第2の巻線群53を有している。第1の巻線群52は、U相コイル、V相コイルおよびW相コイルを有している。第2の巻線群53も、U相コイル、V相コイルおよびW相コイルを有している。また、モータ31は、回転角センサ43a,43bに加えて、温度センサ44a,44bを有している。温度センサ44aは第1の巻線群52の温度を、温度センサ44bは第2の巻線群53の温度を検出する。
図2に示すように、ECU40は、第1の巻線群52および第2の巻線群53に対する給電を系統ごとに制御する。ECU40は、第1の巻線群52に対する給電を制御する第1の制御部60、および第2の巻線群53に対する給電を制御する第2の制御部70を有している。
第1の駆動回路61には、車両に搭載されるバッテリなどの直流電源81から電力が供給される。第1の駆動回路61と直流電源81(正確には、そのプラス端子)との間は、第1の給電線82により接続されている。第1の給電線82には、イグニッションスイッチなどの車両の電源スイッチ83が設けられている。この電源スイッチ83は、車両の走行用駆動源(エンジンなど)を作動させる際に操作される。電源スイッチ83がオンされたとき、直流電源81の電力は、第1の給電線82を介して第1の駆動回路61に供給される。第1の給電線82には電圧センサ65が設けられている。電圧センサ65は直流電源81の電圧Vb1を検出する。ちなみに、第1のマイクロコンピュータ63、および回転角センサ43aには図示しない給電線を介して直流電源81の電力が供給される。
第1のマイクロコンピュータ63は、第1の発振器62により生成されるクロックに従って各種の処理を実行する。第1のマイクロコンピュータ63は、トルクセンサ42aを通じて検出される操舵トルクτ1、および車速センサ41を通じて検出される車速Vに基づきモータ31に発生させるべき目標アシストトルクを演算し、この演算される目標アシストトルクの値に応じて第1の電流指令値を演算する。第1の電流指令値は、第1の巻線群52に対して供給すべき電流の目標値である。そして第1のマイクロコンピュータ63は、第1の巻線群52へ供給される実際の電流の値を第1の電流指令値に追従させる電流フィードバック制御を実行することにより、第1の駆動回路61に対する指令信号Sc1(PWM信号)を生成する。指令信号Sc1は、第1の駆動回路61の各スイッチング素子のデューティ比を規定する。デューティ比とは、パルス周期に占めるスイッチング素子のオン時間の割合をいう。第1のマイクロコンピュータ63は、回転角センサ43aを通じて検出されるモータ31(ロータ51)の回転角θm1を使用して第1の巻線群52に対する給電を制御する。第1の駆動回路61を通じて指令信号Sc1に応じた電流が第1の巻線群52に供給されることにより、第1の巻線群52は第1の電流指令値に応じたトルクを発生する。
図3に示すように、第1のマイクロコンピュータ63は、第1のアシスト制御部91、および第1の電流制御部92を有している。
第1の状態S1は、第1の系統および第2の系統がいずれも正常な状態であって、第1のマイクロコンピュータ63および第2のマイクロコンピュータ73の双方がアシスト制御を実行している状態である。第1のマイクロコンピュータ63は、操舵状態に応じて第1の巻線群52に対して給電する。第2のマイクロコンピュータ73は、操舵状態に応じて第2の巻線群53に対して給電する。すなわち、ECU40としては、第1の巻線群52および第2の巻線群53への給電を通じてモータ31を駆動する2系統駆動を実行する。
図5に示すように、ECU40の状態が2系統駆動を実行する第1の状態S1である場合、必要とされるアシスト量は、第1の巻線群52により発生するトルクと第2の巻線群53により発生するトルクとで半分ずつ賄われる。すなわち、第1の電流指令値I1 *および第2の電流指令値I2 *は、モータ31に目標アシストトルクを発生させるために必要とされる電流量(100%)の半分(50%)の値に設定される。
このように、1系統駆動から2系統駆動へ復帰する際、第1の巻線群52により発生させるトルクの調節が間に合わないことに起因して、モータ31全体として発生するアシストトルクが過大になったり急変したりすることが懸念される。そこで、本実施の形態では、1系統駆動から2系統駆動へ復帰させる際のアシストトルクが過大になったり急変したりすることを抑えるために、ECU40の状態をつぎのように遷移させる。なお、ここでもステアリングホイール21の操舵中において、第2の系統に異常が発生した後、当該第2の系統が正常復帰する状況を想定する。
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)ECU40は、一方系統の失陥時、第1の巻線群52および第2の巻線群53により目標アシストトルクを発生させる第1の状態(図8中の状態S1)から、残る正常系統の巻線群(第1の巻線群52または第2の巻線群53)により目標アシストトルクを発生させる第2の状態(図8中の状態S2)へ遷移する。ECU40は、第2の状態での動作中に失陥系統が正常復帰した場合(図8中の状態S3)、正常系統に対する電流指令値が零または零の近傍値を基準として設定される電流しきい値Ith以下であるとき、1系統の巻線群でモータ31を駆動する第2の状態から2系統の巻線群でモータ31を駆動する第1の状態(図8中の状態S4−2)へ遷移する。ここで、正常系統に対する電流指令値が電流しきい値Ith以下である状況においては、正常復帰した系統の巻線群に要求される発生トルクもわずかなものであると考えられる。このため、正常系統の巻線群が目標アシストトルクを発生させている状態で、さらに正常復帰した系統の巻線群がトルクを発生させる状況であれ、モータ31全体として発生するトルクが過大になったり、急変(ここでは急激な増加)したりすることが抑えられる。また、操舵機構20に対して意図しないアシストトルクが付与されることも抑制される。したがって、運転者は良好な操舵感触を得ることができる。ひいては、車両としてのスムーズな挙動、あるいは走行中の快適性を得ることができる。
なお、本実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・本実施の形態では、ECU40は、第2の状態での動作中に失陥系統が正常復帰した場合(図8中の状態S3)、正常系統に対する電流指令値が電流しきい値Ith以下であるとき、第2の状態から第1の状態(図8中の状態S4−2)へ遷移するようにしたが、つぎのようにしてもよい。すなわち、ECU40は、第2の状態での動作中に失陥系統が正常復帰した場合、正常系統の巻線群にして実際に供給される電流量(実電流量)が電流しきい値Ith以下であるとき、第2の状態から第1の状態(図8中の状態S4−2)へ遷移する。
Claims (6)
- 複数系統の巻線群を有するモータにより発生させるべき目標トルクに応じて系統ごとに演算した指令値に基づき前記複数系統の巻線群に対する給電を系統ごとに独立して制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記複数系統の巻線群により前記目標トルクを発生させる第1の状態と、前記複数系統における一部系統の失陥時に残る正常系統の巻線群により前記目標トルクを発生させる第2の状態との間を遷移可能であって、
前記制御部は、前記第2の状態での動作中に前記一部系統が正常復帰した場合、前記正常系統に対する前記指令値の合計または実電流量の合計が零または零の近傍値を基準として設定されるしきい値以下であるとき、前記第2の状態から前記第1の状態へ遷移する車両制御装置。 - 請求項1に記載の車両制御装置において、
前記制御部は、前記第2の状態での動作中に前記一部系統が正常復帰した場合、前記正常系統に対する前記指令値の合計または実電流量の合計が前記しきい値を超えるとき、前記第2の状態から前記第1の状態への遷移待ち状態として前記第2の状態を維持する車両制御装置。 - 請求項1または請求項2に記載の車両制御装置において、
前記制御部は、前記複数系統の巻線群に対する給電を系統ごとに独立して制御する系統数と同数の個別制御部を有し、
前記系統数と同数の個別制御部は、各々が演算する前記指令値を含む状態信号を互いに授受する車両制御装置。 - 請求項3に記載の車両制御装置において、
失陥した前記一部系統の個別制御部は、前記一部系統が正常復帰した場合、前記正常系統の個別制御部により生成される前記状態信号が取得できないときであれ、前記モータにトルクを発生させるべき状況であれば、正常復帰した前記一部系統の巻線群によりトルクを発生させる車両制御装置。 - 請求項3に記載の車両制御装置において、
前記系統数と同数の個別制御部は、それぞれ自己の属する系統における前記巻線群を過熱から保護する過熱保護機能を有し、
失陥した前記一部系統の個別制御部は、前記一部系統が正常復帰した場合、前記正常系統の個別制御部による過熱保護機能の実行を通じて前記正常系統の巻線群により各々発生させるトルクが本来よりも制限されているとき、正常復帰した前記一部系統の巻線群の各々に前記正常系統の巻線群が各々発生する制限されたトルクと同程度のトルクを発生させる車両制御装置。 - 請求項1〜請求項5のうちいずれか一項に記載の車両制御装置において、
前記モータは、車両の操舵機構に付与されるトルクを発生するものであって、
前記制御部は、操舵トルクに基づき前記モータにより発生させるべき前記トルクに応じて前記指令値を演算する車両制御装置。
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