JP2023063741A - 操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源の異常が検出される場合において、モータでの出力可能なトルクが制限されない状況に陥り難くすることができる操舵制御装置を提供する。【解決手段】操舵制御装置は、主電源に対して、補助電源を有する電源装置を介して接続されている。操舵制御装置は、主電源及び補助電源の少なくともいずれかに接続される駆動回路の駆動を制御することで転舵側モータの動作を制御する転舵側制御部を備えている。主電源及び補助電源に対する駆動回路の接続状態は、主電源の失陥を検出することに伴ってバックアップの状態に遷移するように電源装置によって接続状態が切り替えられるものである。そして、転舵側制御部は、主電源の失陥の検出後、当該失陥の検出に伴ってバックアップの状態へ遷移するように電源装置による接続状態の切り替えが完了するまでの間にバックアップの遷移時の出力制限処理を開始するように構成されている。【選択図】図６

Description

本発明は、操舵制御装置に関する。

たとえば、車両には、特許文献１に記載の操舵装置が搭載される。特許文献１に記載の操舵装置は、車両のステアリングホイールと車両の転舵輪との間の動力伝達路が分離された、いわゆるステアバイワイヤ式の操舵装置である。操舵装置は、電源装置を備えている。電源装置は、操舵装置の各構成要素である反力モータ、転舵アクチュエータ、制御装置等に電力を供給する。電源装置は、メイン電源及びバックアップ電源を含んでいる。バックアップ電源は、メイン電源の故障又は失陥時である電源装置の異常が発生した場合にバックアップとして用いられる。

ただし、バックアップ電源が供給できる電力には限界があるので、操舵装置は、バックアップ電源によるバックアップの間、たとえば、転舵アクチュエータの出力を制限するように制御する出力制限処理を実行する。これにより、操舵装置は、電源装置の異常が発生した場合、バックアップ電源によるバックアップを通じて転舵輪の転舵を可能な限り継続することができる。

特開２０２０－８３０５８号公報

上記特許文献１の場合、バックアップ電源によるバックアップを通じた転舵輪の転舵を継続すべきとしてもバックアップ電源が供給できる電力の限界を超えないようにする設計が施されている。ここで、バックアップ電源によるバックアップの状態である場合、転舵アクチュエータの出力についての出力制限処理が実行されない状況に陥り難くするための工夫が求められている。

上記課題を解決する操舵制御装置は、車両に搭載された第１電源に対して、第２電源を有する電源装置を介して接続されるとともに、車両に搭載された操舵装置を制御対象とする操舵制御装置であって、前記第１電源及び前記第２電源の少なくともいずれかに接続されることで供給される電力をモータに供給するように駆動する駆動回路を含み、当該駆動回路の駆動を制御することで前記モータの動作を制御する制御部を備え、前記第１電源及び前記第２電源に対する前記駆動回路の接続状態は、前記第１電源から電力が供給される状態を第１状態とする場合、前記第１電源の異常を検出することに伴って前記第２電源から電力が供給される状態である第２状態に遷移するように前記電源装置によって前記接続状態が切り替えられるものであり、前記制御部は、前記第１電源の異常の検出後、当該異常の検出前に比べて前記モータが出力可能なトルクを制限するための処理である出力制限処理を実行する機能を有し、前記出力制限処理は、前記第１電源の異常の検出後、当該異常の検出に伴って前記第２状態へ遷移するように前記電源装置による前記接続状態の切り替えが完了するまでの間に開始されるように構成されている。

上記構成によれば、第１電源の異常の検出に伴って第２状態へ遷移するように電源装置が接続状態の切り替えを完了させる際には、制御部によって出力制限処理が既に開始されていることになる。これにより、電源装置による接続状態の切り替えが完了している場合、制御部によってモータでの出力可能なトルクが制限されていない状況の発生を抑制することができる。したがって、電源の異常が検出される場合において、モータでの出力可能なトルクが制限されていない状況に陥り難くすることができる。

上記操舵制御装置において、前記出力制限処理は、前記モータに出力させるトルクが出力制限値を超えないように制限する処理であり、前記出力制限値は、前記第２電源の電源容量又は電源電圧で規定される電源性能が前記第１電源と比べて低いことを前提として前記第２電源の前記電源性能の限界未満の値であることが好ましい。

上記構成によれば、第２状態の場合、第２電源の電源性能を超える状況に陥り難くすることができる。これにより、第１電源の異常が検出されたとしてもモータの動作を好適に継続することができる。これは、第２電源の電源性能が第１電源と比べて低い場合、特に有効である。

上記操舵制御装置において、前記電源装置は、前記第１電源の異常の検出に伴って前記第２状態へ遷移するように前記接続状態を切り替える機能を有する電源制御部を含むものであり、前記制御部は、前記電源制御部に対して通信可能に回線を介して接続され、前記第２状態へ遷移する場合に前記接続状態の切り替えが完了した旨を示す情報を前記電源制御部から前記回線を通じて取得するように構成されていることが好ましい。

上記構成の場合、制御部は、第１状態であるか第２状態であるか等、電源装置の状態を、電源制御部から回線を通じて取得する情報に基づき判断することができる。これにより、制御部は、電源装置の状態を考慮して動作することができる。ただし、制御部と電源制御部との通信では、通信遅れを生じる。通信遅れの原因には、たとえば、回線の経路又は通信エラーが含まれる。一例として、制御部は、第２状態への接続状態の切り替えが完了したことを電源制御部から取得する情報に基づき判断した後にモータでの出力可能なトルクの制限を開始させるように構成されていることを想定する。この場合、通信遅れの間は、第２状態への接続状態の切り替えが完了している一方で、制御部によるモータでの出力可能なトルクの制限が開始されていないことになる。

これに対して、上記構成によれば、制御部は、第１電源の異常を検出する場合、第２状態への接続状態の切り替えが完了したことについて電源制御部から情報を取得するよりも早期にモータでの出力可能なトルクの制限を開始させることができる。したがって、制御部と電源制御部とが通信する構成において、第１電源の異常の検出に伴って遷移する第２状態では、モータでの出力可能なトルクの制限がされない状況に陥り難くすることができる。

具体的には、上記操舵制御装置において、前記制御部は、車両の動作が可能になるように前記第１電源との接続を許容する当該車両の電源がオン状態にされている間において前記出力制限処理を実行するように構成されていることが好ましい。

上記操舵制御装置において、前記制御部は、前記出力制限処理に関わる処理を実行する制御回路を含み、前記制御回路は、前記第１電源及び前記第２電源の少なくともいずれかに接続され、前記車両の電源がオン状態の間、前記電源装置が有する接続回路を介して前記第１電源の状態に関係なく前記第１電源及び前記第２電源の少なくとも一方に対して常時接続されるように構成されていることが好ましい。

上記構成によれば、車両の電源がオン状態の間、第1電源の異常が検出される場合、制御部が含む制御回路には途切れることなく電力が供給されることになる。この場合、制御回路は、第１電源が失陥する場合、好適に出力制限処理を開始させることができる。

本発明の操舵制御装置によれば、電源の異常が検出される場合において、モータでの出力可能なトルクが制限されない状況に陥り難くすることができる。

操舵装置の概略構成を示す図である。 操舵装置の電気的構成を示すブロック図である。 操舵装置の電気的構成について特に転舵側制御部の電気的構成を示すブロック図である。 転舵側制御部のメイン制御部について特に制御回路の機能を示すブロック図である。 制御回路の機能のうち制限制御部の機能を説明する図である。 実施形態について、（ａ）は電源電圧、（ｂ）は起動スイッチの状態、（ｃ）は電源装置の状態、（ｄ）は出力制限値を示す図である。 比較例について、（ａ）は電源電圧、（ｂ）は起動スイッチの状態、（ｃ）は電源装置の状態、（ｄ）は、出力制限値を示す図である。

一実施形態に係る操舵制御装置１を説明する。
図１に示すように、操舵制御装置１の制御対象である操舵装置２は、ステアバイワイヤ式の車両用の操舵装置として構成されている。操舵装置２は、操舵部４と、転舵部６とを備えている。操舵部４は、車両のステアリングホイール３を介して運転者により操舵される。転舵部６は、運転者により操舵部４に入力される操舵に応じて車両の左右の転舵輪５を転舵させる。なお、本実施形態の操舵装置２は、操舵部４と、転舵部６との間の動力伝達路が機械的に常時分離した構造を有している。つまり、後述の操舵アクチュエータ１２と、後述の転舵アクチュエータ３１との間の動力伝達路は、機械的に常時分離した構造とされている。

操舵部４は、ステアリング軸１１と、操舵アクチュエータ１２とを備えている。ステアリング軸１１は、ステアリングホイール３に連結されている。操舵アクチュエータ１２は、駆動源である操舵側モータ１３と、操舵側減速機構１４とを有している。操舵側モータ１３は、ステアリング軸１１を介してステアリングホイール３に対して操舵に抗する力である操舵反力を付与する反力モータである。操舵側モータ１３は、例えば、ウォームアンドホイールからなる操舵側減速機構１４を介してステアリング軸１１に連結されている。本実施形態の操舵側モータ１３には、例えば、三相のブラシレスモータが採用されている。

転舵部６は、ピニオン軸２１と、転舵軸としてのラック軸２２と、ラックハウジング２３とを備えている。ピニオン軸２１とラック軸２２とは、所定の交差角をもって連結されている。ピニオン軸２１に形成されたピニオン歯２１ａとラック軸２２に形成されたラック歯２２ａとを噛み合わせることによりラックアンドピニオン機構２４が構成されている。つまり、ピニオン軸２１は、転舵輪５の転舵位置である転舵角に換算可能な回転軸に相当する。ラックハウジング２３は、ラックアンドピニオン機構２４を収容している。なお、ピニオン軸２１のラック軸２２と連結される側と反対側の一端は、ラックハウジング２３から突出している。また、ラック軸２２の両端は、ラックハウジング２３の軸方向の両端から突出している。そして、ラック軸２２の両端には、ボールジョイントからなるラックエンド２５を介してタイロッド２６が連結されている。タイロッド２６の先端は、それぞれ左右の転舵輪５が組み付けられた図示しないナックルに連結されている。

転舵部６は、転舵アクチュエータ３１を備えている。転舵アクチュエータ３１は、駆動源である転舵側モータ３２と、伝達機構３３と、変換機構３４とを備えている。転舵側モータ３２は、伝達機構３３及び変換機構３４を介してラック軸２２に対して転舵輪５を転舵させる転舵力を付与する。転舵側モータ３２は、例えば、ベルト伝達機構からなる伝達機構３３を介して変換機構３４に対して回転を伝達する。伝達機構３３は、例えば、ボールねじ機構からなる変換機構３４を介して転舵側モータ３２の回転をラック軸２２の往復動に変換する。本実施形態の転舵側モータ３２には、例えば、三相のブラシレスモータが採用されている。本実施形態において、転舵側モータ３２は、モータの一例である。

このように構成された操舵装置２では、運転者によるステアリング操舵に応じて転舵アクチュエータ３１からラック軸２２にモータトルクが転舵力として付与されることで、転舵輪５の転舵角が変更される。このとき、操舵アクチュエータ１２からは、運転者の操舵に抗する操舵反力がステアリングホイール３に付与される。つまり、操舵装置２では、操舵アクチュエータ１２から付与されるモータトルクである操舵反力により、ステアリングホイール３の操舵に必要な操舵トルクＴｈが変更される。

ちなみに、ピニオン軸２１を設ける理由は、ピニオン軸２１と共にラック軸２２をラックハウジング２３の内部に支持するためである。すなわち、操舵装置２に設けられる図示しない支持機構によって、ラック軸２２は、その軸方向に沿って移動可能に支持されるとともに、ピニオン軸２１へ向けて押圧される。これにより、ラック軸２２はラックハウジング２３の内部に支持される。ただし、ピニオン軸２１を使用せずにラック軸２２をラックハウジング２３に支持する他の支持機構を設けてもよい。

図１に示すように、操舵側モータ１３及び転舵側モータ３２は、操舵制御装置１に接続されている。操舵制御装置１は、各モータ１３，３２の作動を制御する。これにより、操舵制御装置１は、ステアバイワイヤ式の操舵装置として所望の機能を発揮するべく操舵装置２が動作するように制御する。

操舵制御装置１には、各種のセンサの検出結果が入力される。各種のセンサには、例えば、トルクセンサ４１、操舵側回転角センサ４２、転舵側回転角センサ４３、及び車速センサ４４が含まれる。

トルクセンサ４１は、ステアリング軸１１における操舵側減速機構１４よりもステアリングホイール３側の部分に設けられている。トルクセンサ４１は、運転者のステアリング操舵によりステアリング軸１１に付与されたトルクを示す値である操舵トルクＴｈを検出する。操舵トルクＴｈは、ステアリング軸１１の途中に設けられたトーションバー４１ａの捩じれに関わって検出される。操舵側回転角センサ４２は、操舵側モータ１３に設けられている。操舵側回転角センサ４２は、操舵側モータ１３の回転軸の角度である回転角θａを３６０度の範囲内で検出する。転舵側回転角センサ４３は、転舵側モータ３２に設けられている。転舵側回転角センサ４３は、転舵側モータ３２の回転軸の角度である回転角θｂを３６０度の範囲内で検出する。車速センサ４４は、車両の走行速度である車速Ｖを検出する。

＜操舵制御装置１の電気的構成＞
図２に示すように、操舵制御装置１は、操舵側モータ１３への給電を制御する操舵側制御部５０と、転舵側モータ３２への給電を制御する転舵側制御部６０とを有している。操舵側制御部５０と転舵側制御部６０とは、シリアル通信等のローカルネットワーク７０を介して情報の送受信を相互に行う。操舵側制御部５０は、操舵部４の構成の一部として設けられるものである。また、転舵側制御部６０は、転舵部６の構成の一部として設けられている。

操舵側制御部５０は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ）やメモリを備えており、所定の演算周期ごとにメモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行する。これにより、各種の処理が実行される。操舵側制御部５０の演算周期は、後述の電源制御部８８の演算周期又は後述の専用の信号線９０の通信周期を考慮して設定されていればよい。たとえば、操舵側制御部５０の演算周期は、後述の電源制御部８８の演算周期又は後述の専用の信号線９０の通信周期の各周期と比べて小さく設計されている。

操舵側制御部５０は、各種の処理を実行するようにＣＰＵとメモリとを組み合わせてなる制御系統として、メイン制御部５０ａと、サブ制御部５０ｂとの２系統を有するように構成されている。本実施形態において、操舵側制御部５０は、メイン制御部５０ａをマスター制御部とするとともにサブ制御部５０ｂをスレーブ制御部とするマスター・スレーブ方式の制御方式で動作する。これは、転舵側制御部６０についても同様である。つまり、転舵側制御部６０は、各種の処理を実行するようにＣＰＵとメモリとを組み合わせてなる制御部として、メイン制御部６０ａと、サブ制御部６０ｂとの２系統を有し、これらがマスター・スレーブ方式の制御方式で動作するように構成されている。操舵側制御部５０の各制御部５０ａ，５０ｂと転舵側制御部６０の各制御部６０ａ，６０ｂとは、ローカルネットワーク７０を介した通信が可能に構成されている。

操舵側制御部５０の各制御部５０ａ，５０ｂは、各種情報に基づいて、操舵側モータ１３を通じて発生させるべきステアリングホイール３の操舵反力の目標となる反力制御量を演算する。各種情報は、たとえば、上記各種センサの検出結果及び転舵側制御部６０からローカルネットワーク７０を介して得られる情報を含む。各制御部５０ａ，５０ｂは、上記反力制御量に基づいて、操舵側モータ１３に対する電力の供給を制御する。また、転舵側制御部６０の各制御部６０ａ，６０ｂは、各種情報に基づいて、転舵側モータ３２を通じて発生させるべき転舵力の目標となる転舵制御量を演算する。各種情報は、たとえば、上記各種センサの検出結果及び操舵側制御部５０からローカルネットワーク７０を介して得られる情報を含む。各制御部６０ａ，６０ｂは、上記転舵制御量に基づいて、転舵側モータ３２に対する電力の供給を制御する。

操舵制御装置１、すなわち操舵装置２には、第１電源としての主電源４５が接続されている。主電源４５は、たとえば、車両に搭載された二次電池である。主電源４５は、各モータ１３，３２が動作するべく供給される電力の電力源になるとともに、操舵制御装置１、すなわち操舵装置２が動作するべく供給される電力の電力源になる。

操舵装置２と主電源４５との間には、イグニッションスイッチ等の車両の起動スイッチ４６が設けられている。起動スイッチ４６は、操舵装置２と主電源４５との間を接続する２つの電源線Ｌ１，Ｌ２のうちの電源線Ｌ１の接続点Ｐ０から分岐している電源線Ｌ２の途中に設けられている。起動スイッチ４６は、エンジン等の車両の走行用駆動源を作動させて車両の動作が可能になるように各種の機能を起動する際に操作される。起動スイッチ４６の操作を通じて電源線Ｌ２の導通がオンオフされる。本実施形態において、ステアバイワイヤ式の操舵装置として所望の機能を発揮することができる操舵装置２の動作の状態は、車両の動作の状態と関連付けられている。なお、電源線Ｌ１については基本的に導通が常時オンとされているが、操舵装置２の動作の状態に応じて電源線Ｌ１の導通が操舵装置２の機能として間接的にオンオフされる。つまり、操舵装置２の動作の状態は、主電源４５の電力の供給の状態である各電源線Ｌ１，Ｌ２の導通のオンオフと関連付けられている。

操舵装置２において、操舵側制御部５０の特にメイン制御部５０ａには、電源装置８０を介して各電源線Ｌ１，Ｌ２、すなわち主電源４５が接続されている。また、操舵側制御部５０の特にサブ制御部５０ｂには、電源装置８０を介さず各電源線Ｌ１，Ｌ２、すなわち主電源４５が直接的に接続されている。これは、転舵側制御部６０についても同様であり、転舵側制御部６０の特にメイン制御部６０ａには、電源装置８０を介して各電源線Ｌ１，Ｌ２、すなわち主電源４５が接続されている。また、転舵側制御部６０の特にサブ制御部６０ｂには、電源装置８０を介さず各電源線Ｌ１，Ｌ２、すなわち主電源４５が直接的に接続されている。つまり、本実施形態において、操舵側制御部５０と転舵側制御部６０との間では、単一の電源装置８０を共用するように構成されている。なお、電源装置８０は、操舵側制御部５０及び転舵側制御部６０の各メイン制御部５０ａ，６０ａと専用の信号線９０を介した通信が可能に構成されている。

＜電源線Ｌ１、Ｌ２の接続＞
図３は、電力の供給についての構成を詳しく示している。ここでは、転舵側制御部６０に関わる構成を中心に説明する。なお、操舵側制御部５０に関わる構成については転舵側制御部６０に関わる構成と基本的に同一である。

図３に示すように、主電源４５の電力は、電源線Ｌ１の接続点Ｐ１１から分岐している電源線Ｌ１１を介してメイン制御部６０ａの駆動回路６１ａに供給される。駆動回路６１ａは、より大きい電力を取り扱う回路であって、たとえば、主電源４５の直流電力を交流電力に変換するインバータが含まれる。主電源４５の電力は、電源線Ｌ２の接続点Ｐ１２から分岐している電源線Ｌ２１を介してメイン制御部６０ａの制御回路６２ａへ供給される。制御回路６２ａは、操舵側モータ１３を制御するための回路であって、たとえば、ＣＰＵやメモリが含まれる。

また、主電源４５の電力は、電源線Ｌ１の接続点Ｐ１１から分岐している電源線Ｌ１２を介してサブ制御部６０ｂの駆動回路６１ｂに供給される。なお、駆動回路６１ｂは、駆動回路６１ａと同一構成を有する。主電源４５の電力は、電源線Ｌ２の接続点Ｐ１２から分岐している電源線Ｌ２２を介してサブ制御部６０ｂの制御回路６２ｂへ供給される。なお、制御回路６２ｂは、制御回路６２ａと同一構成を有する。

なお、操舵側制御部５０は、転舵側制御部６０に対応する構成を有している。すなわち、操舵側制御部５０は、メイン制御部５０ａについて、駆動回路６１ａと、制御回路６２ａとに対応する構成を有している。操舵側制御部５０は、サブ制御部５０ｂについて、駆動回路６１ｂと、制御回路６２ｂとに対応する構成を有している。

＜電源装置８０の構成＞
図３に示すように、電源装置８０は、第２電源としての補助電源８１と、電気回路８２と、スイッチ８３，８４，８５と、ダイオード８６，８７と、電源制御部８８とを有している。

補助電源８１は、二次電池同様の機能をする、たとえば、キャパシタである。補助電源８１は、転舵側モータ３２が動作するべく供給される電力の電力源になるとともに、転舵側制御部６０が動作するべく供給される電力の電力源になる。これは、操舵部４についても同様であり、補助電源８１は、操舵側モータ１３に供給される電力の電力源になるとともに、操舵側制御部５０に供給される電力の電力源になる。主電源４５と補助電源８１とは、供給可能な電力の性能に関わる電源性能が異なっている。補助電源８１は、電力を供給するために蓄えておくことのできる充電量である電源容量が主電源４５と比べて小さく設定されている。また、補助電源８１は、電力を供給する際に使用する電圧である電源電圧が主電源４５と比べて小さく設定されている。つまり、補助電源８１の電源性能は、主電源４５と比べて低く構成されている。

次式（Ａ）で表されるように、補助電源８１の電源電圧Ｖ２は、各モータ１３，３２あるいは各制御部５０，６０を適切に動作させるために必要とされる電圧Ｖ０よりも高く、かつ主電源４５の電源電圧Ｖ１よりも低い値に設定されている。

Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ０ …（Ａ）
電源装置８０の内部において、補助電源８１は、電源線Ｌ１１の接続点Ｐ１３から分岐している電源線Ｌ１１１を介して電源線Ｌ１１の接続点Ｐ１１に接続されている。また、電源装置８０の内部において、補助電源８１は、電源線Ｌ１１の接続点Ｐ１４から分岐している電源線Ｌ１１２を介して電源線Ｌ１１の接続点Ｐ１１に接続されている。ただし、接続点Ｐ１４は、接続点Ｐ１３よりも転舵側制御部６０側である下流側に位置している。補助電源８１は、主電源４５による電力の供給の状態に応じて転舵側制御部６０への電力の供給を補助するべく機能する。本実施形態において、補助電源８１は、主電源４５が供給する電力の低下を条件として主電源４５に代わって転舵側制御部６０に対する電力の供給をバックアップする機能を有する。これは、操舵側制御部５０に対しても同様である。つまり、補助電源８１は、主電源４５が供給する電力の低下を条件として主電源４５に代わって操舵側制御部５０に対する電力の供給をバックアップする機能を有する。

電気回路８２は、補助電源８１の充電及び放電するように電源線Ｌ１１に対する接続状態を切り替える。また、電気回路８２は、補助電源８１から電荷が放電されないように補助電源８１を切り離すように電源線Ｌ１１に対する接続状態を切り替える。

スイッチ８３は、電源装置８０の内部において、電源線Ｌ１１の途中に設けられている。スイッチ８３は、接続点Ｐ１３よりも主電源４５側である上流側に位置している。スイッチ８３は、電源線Ｌ１１を開閉する。

スイッチ８４は、電源装置８０の内部において、電源線Ｌ１１１の途中に設けられている。スイッチ８４は、電源線Ｌ１１１を開閉する。
スイッチ８５は、電源装置８０の内部において、電源線Ｌ１１２の途中に設けられている。スイッチ８５は、電源線Ｌ１１２を開閉する。

電源線Ｌ１１２には、接続点Ｐ１５が設定されている。電源装置８０の内部において、電源線Ｌ１１２の接続点Ｐ１５と電源線Ｌ２１の接続点Ｐ１６との間は電源線Ｌ１１３により接続されている。

ダイオード８６は、電源線Ｌ１１３の途中に設けられている。ダイオード８６のカソードは、電源線Ｌ２１の接続点Ｐ１６に接続されている。ダイオード８６のアノードは、電源線Ｌ１１３の接続点Ｐ１５に接続されている。

ダイオード８７は、電源線Ｌ２１の途中に設けられている。ダイオード８７のカソードは、電源線Ｌ２１の接続点Ｐ１６に接続されている。ダイオード８７のアノードは、電源線Ｌ２１の接続点Ｐ１２に接続されている。

ダイオード８６，８７は、アノードからカソードへ向けた電力の流れを許容する一方、カソードからアノードへ向けた電力の流れを規制する。ダイオード８６，８７は、主電源４５と補助電源８１とのうちの供給する電圧の大きい方の電力を制御回路６２ａに供給するＯＲ回路を構成する。ダイオード８６，８７により構成されるＯＲ回路は、いわゆるワイヤードＯＲである。ダイオード８６，８７により構成されるＯＲ回路は、転舵側制御部６０に対して電力を供給するべく主電源４５と補助電源８１とのうちの供給する電圧の大きい方の電力を選択する選択回路に相当する。本実施形態において、ＯＲ回路は、接続回路の一例である。

＜電源制御部８８の機能＞
電源制御部８８は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ）やメモリを備えており、所定の演算周期ごとにメモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行する。これにより、各種の処理が実行される。

具体的には、電源制御部８８は、電気回路８２の接続状態の切り替えを制御するとともに、スイッチ８３，８４，８５の開閉を制御する。電源制御部８８は、主電源４５の電圧を監視する。電源制御部８８は、電源線Ｌ１１を通じて電源装置８０に供給される電力の電圧を主電源４５の電源電圧Ｖｂとして検出する機能を有している。電源電圧Ｖｂは、電源線Ｌ１１の接続点Ｐ１１における電源電圧である。電源制御部８８は、次式（Ｂ）で表されるように、主電源４５の電源電圧Ｖｂが閾値電圧Ｖｔｈよりも小さいとき、主電源４５の電源電圧Ｖｂが低下した旨判断する。閾値電圧Ｖｔｈは、主電源４５の電圧低下を判断する際の基準であって、各モータ１３，３２あるいは各制御部５０，６０を適切に動作させるために必要とされる電圧Ｖ０を基準として設定される。本実施形態において、閾値電圧Ｖｔｈは、電圧Ｖ０と同じ値に設定される。

Ｖｂ＜Ｖｔｈ …（Ｂ）
電源制御部８８は、主電源４５の電圧の低下が検出されないとき、スイッチ８３，８４をオンした閉状態に維持するとともに、スイッチ８５をオフした開状態に維持する。また、電源制御部８８は、主電源４５の電圧低下が検出されるとき、スイッチ８３，８４をオンした閉状態からオフした開状態へ切り替える。この後、電源制御部８８は、スイッチ８５をオフした開状態からオンした閉状態へ切り替える。

具体的には、主電源４５の電源電圧Ｖｂが低下していない場合、スイッチ８３，８４はオンした閉状態に維持されるとともに、スイッチ８５はオフした開状態に維持される。
例えば、転舵部６について、主電源４５からの電力は、電源線Ｌ１１を介して転舵側制御部６０における駆動回路６１ａへ供給される。また、主電源４５からの電力は、電源線Ｌ１１１を介して補助電源８１に充電される。

主電源４５の電源電圧Ｖｂが低下していない場合、起動スイッチ４６がオンされたとき、主電源４５の電力は電源線Ｌ２１を介して転舵側制御部６０における制御回路６２ａへ供給される。ちなみに、主電源４５の電源電圧Ｖｂは、補助電源８１の電源電圧Ｖ２よりも高い電源電圧Ｖ１に設定されているため、基本的には補助電源８１の電力が電源線Ｌ１１３及び電源線Ｌ２１の一部を介して転舵側制御部６０へ供給されることはない。また、ダイオード８６によって、電源線Ｌ２１を経た主電源４５の電力が電源線Ｌ１１３を介して補助電源８１へ流れ込むことが規制される。

主電源４５が故障又は失陥の異常を生じて、主電源４５の電源電圧Ｖｂが補助電源８１の電源電圧Ｖ２を下回った場合、即時に補助電源８１からの電力が電源線Ｌ１１３及び電源線Ｌ２１の一部分を介して転舵側制御部６０における制御回路６２ａへ供給される。これは、補助電源８１の電源電圧Ｖ２が電源線Ｌ２に生じる電圧よりも高くなるからである。主電源４５の失陥に起因して、たとえ主電源４５から転舵側制御部６０への給電が途絶した場合であれ、制御回路６２ａに対する給電が補助電源８１によってバックアップされる。

主電源４５の電源電圧Ｖｂがさらに低下して、主電源４５の電源電圧Ｖｂが閾値電圧Ｖｔｈを下回った場合、スイッチ８３，８４がオンした閉状態からオフした開状態へ切り替えられる。この後、スイッチ８５がオフした開状態からオンした閉状態へ切り替えられる。これにより、補助電源８１の電力が電源線Ｌ１１２及び電源線Ｌ１１の一部分を介して転舵側制御部６０における駆動回路６１ａへ供給される。これは、主電源４５の失陥に起因して、補助電源８１の電源電圧Ｖ２が電源線Ｌ１１に生じる電圧よりも高くなるからである。したがって、主電源４５の失陥に起因して、たとえ主電源４５から転舵側制御部６０への給電が途絶した場合であれ、転舵側制御部６０における駆動回路６１ａに対する給電が補助電源８１によってバックアップされる。

この場合、電源制御部８８は、給電を補助電源８１によってバックアップする状態への切り替えの完了を示す情報としてバックアップ切替完了フラグＦＬＧを生成する。続いて、電源制御部８８は、バックアップ切替完了フラグＦＬＧを専用の信号線９０を通じて転舵側制御部６０、すなわちメイン制御部６０ａに出力する。バックアップ切替完了フラグＦＬＧは、主電源４５の失陥に起因して、スイッチ８３，８４がオンした閉状態からオフした開状態への切り替えとともに、スイッチ８５がオフした開状態からオンした閉状態への切り替えの完了を示す情報である。これにより、転舵側制御部６０は、電源装置８０の状態が給電を補助電源８１によってバックアップする状態であることを判断することができる。

ちなみに、電源線Ｌ１１２にはスイッチ８５に代えてダイオードを設けることが考えられる。このようにすれば、主電源４５が失陥した場合、補助電源８１の電力が即時に駆動回路６１ａへ供給される。しかし、ダイオードでは電力損失が発生する。このため、補助電源８１の消耗を抑える観点から、より大きい電力が要求される駆動回路６１ａに対して給電するための電源線Ｌ１１２にはダイオードではなくスイッチ８５が設けられている。

また、電源線Ｌ１１３にはダイオード８６に代えてスイッチを設けることも考えられる。しかし、この場合、つぎのようなことが懸念される。すなわち、主電源４５が失陥して主電源４５からの電力の供給が途絶えてから電源線Ｌ１１３のスイッチがオフからオンへ切り替わるまでには、わずかながらにも時間を要する。このため、電源線Ｌ１１３のスイッチがオフからオンへ切り替わるまでの期間、制御回路６２ａへの給電が瞬間的に途絶えることによって制御回路６２ａがリセットされるおそれがある。この点、電源線Ｌ１１３にダイオード８６を設けるようにすれば、主電源４５が失陥した場合、補助電源８１の電力が電源線Ｌ１１３及び電源線Ｌ２１の一部分を介して制御回路６２ａへ即時に供給される。制御回路６２ａへの給電が途絶えることがないため、制御回路６２ａがその電源電圧の低下に起因してリセットされることもない。

そして、転舵側制御部６０において、制御回路６２ａは、主電源４５の電圧を監視する。制御回路６２ａは、電源線Ｌ１１を通じて駆動回路６１ａに供給される電力の電圧を主電源４５の電源電圧Ｖｉｇ１として検出する機能を有している。電源電圧Ｖｉｇ１は、電源線Ｌ１１の接続点Ｐ１４における電源電圧である。また、制御回路６２ｂは、主電源４５の電圧を監視する。制御回路６２ｂは、電源線Ｌ２２を通じて供給される電力の電圧を主電源４５の電源電圧Ｖｉｇ２として検出する機能を有している。電源電圧Ｖｉｇ２は、電源線Ｌ２１の接続点Ｐ１２における電源電圧である。これと同様、転舵側制御部６０と同一構成を有する操舵側制御部５０のメイン制御部５０ａが有する制御回路５２ｂは、電源線Ｌ１１に対応する電源線を通じて供給される駆動回路５１ａに供給される電力の電圧を主電源４５の電源電圧として検出する機能を有する。また、操舵側制御部５０のサブ制御部５０ｂが有する制御回路５２ｂは、電源線Ｌ２２に対応する電源線を通じて供給される電力の電圧を主電源４５の電源電圧として検出する機能を有する。

＜転舵側制御部６０のメイン制御部６０ａの機能＞
図４に、転舵側制御部６０のメイン制御部６０ａについて、制御回路６２ａが実行する処理の一部を示す。図４に示す処理は、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することで実現される処理の一部を、実現される処理の種類毎に記載したものである。本実施形態において、転舵側制御部６０、すなわちメイン制御部６０ａは、制御部の一例である。

図４に示すように、制御回路６２ａには、起動信号Ｓｉｇが入力される。起動信号Ｓｉｇは、起動スイッチ４６のオンオフ状態を示す信号である。制御回路６２ａは、起動信号Ｓｉｇに基づいて、起動スイッチ４６がオフ状態であることを判断する場合、転舵側モータ３２を動作させるための制御を停止している。つまり、転舵側制御部６０は、起動スイッチ４６がオフ状態である場合、互いに分離された状態の操舵部４の状態を転舵部６の状態に反映させることができない。

一方、制御回路６２ａは、起動信号Ｓｉｇに基づいて、起動スイッチ４６がオン状態であることを判断する場合、転舵側モータ３２を動作させるための制御を実行する。つまり、制御回路６２ａは、起動スイッチ４６がオン状態である場合、互いに分離された状態の操舵部４の状態を転舵部６の状態に反映させるべく、ステアバイワイヤ式の操舵装置２について通電時の転舵側制御を実行することになる。この場合、制御回路６２ａは、以下に説明する処理を実行する。

＜通常時の転舵側制御＞
具体的には、制御回路６２ａには、車速Ｖ、回転角θｂ、転舵側実電流値Ｉｂ、操舵角θｓ、電源電圧Ｖｉｇ１、及びバックアップ切替完了フラグＦＬＧが入力される。転舵側実電流値Ｉｂは、駆動回路６１ａから得られる情報である。駆動回路６１ａは、図示しない電流センサを有している。電流センサは、駆動回路６１ａと、転舵側モータ３２の各相のモータコイルとの間の接続線を流れる転舵側モータ３２の各相の電流値から得られる転舵側実電流値Ｉｂを検出する。電流センサは、転舵側モータ３２に対応して設けられる駆動回路６１ａが含むインバータにおいて、スイッチング素子のそれぞれのソース側に接続されたシャント抵抗の電圧降下を電流として取得する。操舵角θｓは、ローカルネットワーク７０を通じて操舵側制御部５０から得られる情報である。操舵側制御部５０は、回転角θａを、たとえば、車両が直進しているときのステアリングホイール３の位置であるステアリング中立位置からの操舵側モータ１３の回転数をカウントすることにより、３６０度を超える範囲を含む積算角に換算する。操舵側制御部５０は、換算して得られた積算角に操舵側減速機構１４の回転速度比に基づき換算係数を乗算することで、操舵角θｓを演算する。制御回路６２ａは、車速Ｖ、回転角θｂ、転舵側実電流値Ｉｂ、操舵角θｓ、電源電圧Ｖｉｇ１、及びバックアップ切替完了フラグＦＬＧに基づいて、駆動回路６１ａの駆動を制御する。

制御回路６２ａは、ピニオン角演算部１０１と、ピニオン角フィードバック制御部（図中「ピニオン角Ｆ／Ｂ制御部」）１０２と、制限制御部１０３と、通電制御部１０４とを有している。

ピニオン角演算部１０１には、回転角θｂが入力される。ピニオン角演算部１０１は、回転角θｂを、例えば、車両が直進しているときのラック軸２２の位置であるラック中立位置からの転舵側モータ３２の回転数をカウントすることにより、３６０°を超える範囲を含む積算角に換算する。ピニオン角演算部１０１は、換算して得られた積算角に、伝達機構３３の回転速度比と、変換機構３４のリードと、ラックアンドピニオン機構２４の回転速度比に基づく換算係数を乗算することで、ピニオン軸２１の実際の回転角であるピニオン角θｐを演算する。こうして得られたピニオン角θｐは、ピニオン角フィードバック制御部１０２に出力される。なお、ピニオン角θｐは、操舵側制御部５０にも出力される場合がある。

ピニオン角フィードバック制御部１０２には、車速Ｖ、操舵角θｓ、及びピニオン角θｐが入力される。ピニオン角フィードバック制御部１０２は、ピニオン角θｐをピニオン目標角θｐ＊である操舵角θｓに追従させるべくピニオン角θｐのフィードバック制御を通じて転舵制御量である転舵力指令値Ｔｔ＊を演算する。こうして得られた転舵力指令値Ｔｔ＊は、通電制御部１０４に出力される。

制限制御部１０３には、電源電圧Ｖｉｇ１及びバックアップ切替完了フラグＦＬＧが入力される。制限制御部１０３は、電源電圧Ｖｉｇ１及びバックアップ切替完了フラグＦＬＧに基づいて、出力制限値Ｉｌｉｍを演算する。出力制限値Ｉｌｉｍは、転舵側モータ３２へ供給する電流量を制限するための値である。つまり、出力制限値Ｉｌｉｍは、転舵側モータ３２に出力させるトルクを制限するための値である。出力制限値Ｉｌｉｍは、主電源４５の電圧、すなわち電源装置８０の状態に応じて可変するように演算される。こうして得られた出力制限値Ｉｌｉｍは、通電制御部１０４に出力される。

通電制御部１０４には、転舵力指令値Ｔｔ＊、回転角θｂ、転舵側実電流値Ｉｂ、及び出力制限値Ｉｌｉｍが入力される。通電制御部１０４は、転舵力指令値Ｔｔ＊に基づき転舵側モータ３２に対する電流指令値Ｉｂ＊を演算する。通電制御部１０４は、電流指令値Ｉｂ＊を出力制限値Ｉｌｉｍに基づいて制限するように制限処理を実行する。この場合、通電制御部１０４は、電流指令値Ｉｂ＊と出力制限値Ｉｌｉｍとを比較する。通電制御部１０４は、電流指令値Ｉｂ＊の絶対値が出力制限値Ｉｌｉｍを超える値である場合、電流指令値Ｉｂ＊の代わりに、当該電流指令値Ｉｂ＊を出力制限値Ｉｌｉｍに制限して得られる値を最終的な電流指令値Ｉｂ＊として演算する。また、通電制御部１０４は、電流指令値Ｉｂ＊の絶対が出力制限値Ｉｌｉｍ以下の値である場合、転舵力指令値Ｔｔ＊に基づき演算して得られる値を最終的な電流指令値Ｉｂ＊として演算する。

そして、通電制御部１０４は、最終的な電流指令値Ｉｂ＊と、転舵側実電流値Ｉｂを回転角θｂに基づき変換して得られるｄｑ座標上の電流値との偏差を求め、当該偏差を無くすように駆動回路６１ａを駆動させるための駆動信号Ｓｍを演算する。駆動信号Ｓｍは、駆動回路６１ａが含むインバータの各スイッチング素子のオンオフ状態を規定するゲートオンオフ信号である。こうして得られた駆動信号Ｓｍは、駆動回路６１ａに出力される。これにより、転舵側モータ３２には、駆動回路６１ａから駆動信号Ｓｍに応じた駆動電力が供給される。そして、転舵側モータ３２は転舵力指令値Ｔｔ＊に応じた角度だけ回転する。

＜制限制御部１０３の機能＞
通常時の転舵側制御について、制限制御部１０３は、主電源４５の電圧を監視する。制限制御部１０３は、次式（Ｃ）で表されるように、主電源４５の電源電圧として検出する電源電圧Ｖｉｇ１が閾値電圧Ｖｔｈよりも小さいとき、主電源４５の電源電圧Ｖｂが低下した旨判断する。閾値電圧Ｖｔｈは、上記の式（Ｂ）の閾値電圧Ｖｔｈと同じ値、すなわち電圧Ｖ０と同じ値である。

Ｖｉｇ１＜Ｖｔｈ …（Ｃ）
制限制御部１０３は、主電源４５の電圧の低下が検出されないとき、電源装置８０の状態が主電源４５から電力が供給される第１状態としての正常状態であることを判断する。電源装置８０において、正常状態とは、スイッチ８３，８４がオンした閉状態に切り替えられているとともに、スイッチ８５がオフした開状態に切り替えられている状態のことである。

また、制限制御部１０３は、主電源４５の電圧低下が検出された後、バックアップ切替完了フラグＦＬＧが入力されない間、電源装置８０の状態がバックアップの状態への遷移が完了する前の遷移中状態であることを判断する。電源装置８０において、バックアップの遷移中状態とは、スイッチ８３，８４がオンした閉状態からオフした開状態に切り替えられ、その後さらにスイッチ８５がオフした開状態からオンした閉状態への切り替えの途中状態のことである。

また、制限制御部１０３は、主電源４５の電圧低下が検出された後、バックアップ切替完了フラグＦＬＧが入力されるとき、電源装置８０の状態が第２状態であるバックアップの状態への遷移が完了した状態であることを判断する。電源装置８０において、バックアップの状態への遷移が完了した状態とは、スイッチ８３，８４がオンした閉状態からオフした開状態に切り替えられているとともに、スイッチ８５がオフした開状態からオンした閉状態に切り替えられている状態のことである。

制限制御部１０３では、主電源４５の電圧低下が検出された後、電源装置８０の状態が給電を補助電源８１によってバックアップする状態への切り替えの完了を示すバックアップ切替完了フラグＦＬＧが入力されるまでには若干の時間を要する。これは、専用の信号線９０の通信において、たとえば、回線の経路又は通信エラーを原因とする通信遅れを生じることが原因である。この原因に関わって、電源制御部８８が出力したバックアップ切替完了フラグＦＬＧが転舵側制御部６０に入力されるまでにいくらかの時間を要する（たとえば、図６（ｃ）中、「通信周期」）。また、電源制御部８８では、スイッチ８３、８４、８５の切り替えに関わる処理が複数の演算周期に亘って実行されることも原因である。この原因に関わって、電源装置８０では、スイッチ８３、８４、８５の切り替えの完了までにいくらかの時間を要する（たとえば、図６（ａ）中、「数十ｍｓ程度」）。したがって、バックアップ切替完了フラグＦＬＧについて、たとえば、上記「数十ｍｓ程度」と「通信周期」分の出入力のタイミングのずれを生じる。制限制御部１０３は、電源装置８０の状態を判断するとき、上記バックアップ切替完了フラグＦＬＧの出入力のタイミングのずれを考慮するように構成されている。

そして、図５に示すように、制限制御部１０３は、上記バックアップ切替完了フラグＦＬＧの出入力のタイミングのずれを考慮して判断できる電源装置８０の状態に応じた出力制限値Ｉｌｉｍを演算する。制限制御部１０３は、電源電圧Ｖｉｇ１が閾値電圧Ｖｔｈ以上の場合、電源装置８０が正常状態であることを判断する。この場合、制限制御部１０３は、出力制限値Ｉｌｉｍとして最大値Ｉｍａｘを演算する。最大値Ｉｍａｘは、転舵側モータ３２で出力可能なトルクの限界の値、たとえば、定格電流値として設定されている。つまり、メイン制御部６０ａは、制御回路６２ａの機能を通じて転舵側モータ３２での出力可能な限界までのトルクの発生を許容する通常の出力制限処理を実行する。

また、制限制御部１０３は、電源電圧Ｖｉｇ１が閾値電圧Ｖｔｈ未満であってバックアップ切替完了フラグＦＬＧが未入力の場合、電源装置８０がバックアップの遷移中状態であることを判断する。この場合、制限制御部１０３は、出力制限値Ｉｌｉｍとして最小値Ｉｍｉｎを演算する。最小値Ｉｍｉｎは、最大値Ｉｍａｘと比べて小さい値である。最小値Ｉｍｉｎは、主電源４５の失陥時に転舵側モータ３２に対して供給可能な電流量の観点で、補助電源８１の電源性能の限界未満の範囲の値のうち比較的小さい値が設定されている。つまり、メイン制御部６０ａは、制御回路６２ａの機能を通じて主電源４５の失陥前に比べて転舵側モータ３２での出力可能なトルクを制限するバックアップの遷移時の出力制限処理を実行する。

また、制限制御部１０３は、電源電圧Ｖｉｇ１が閾値電圧Ｖｔｈ未満であってバックアップ切替完了フラグＦＬＧが入力済の場合、電源装置８０がバックアップの状態への遷移が完了した状態であることを判断する。この場合、制限制御部１０３は、出力制限値Ｉｌｉｍとしてバックアップ中制限値Ｉｂｕを演算する。バックアップ中制限値Ｉｂｕは、最大値Ｉｍａｘと比べて小さい、かつ最小値Ｉｍｉｎと比べて大きい値である。バックアップ中制限値Ｉｂｕは、主電源４５の失陥時に転舵側モータ３２に対して供給可能な電流量の観点で、補助電源８１の電源性能の限界未満の範囲の値のうち最小値Ｉｍｉｎと比べて大きい範囲の値が設定されている。つまり、メイン制御部６０ａは、制御回路６２ａの機能を通じて主電源４５の失陥前に比べて転舵側モータ３２での出力可能なトルクを制限するなかで可能な限りのトルクの発生を許容するバックアップ時の出力制限処理を実行する。たとえば、制限制御部１０３は、バックアップ中制限値Ｉｂｕとして、操舵制御装置１の内部温度、転舵側モータ３２の動作状態や補助電源８１の残りの電力等、操舵装置２の状態に応じた適切な値を演算する。

なお、転舵側制御部６０のサブ制御部６０ｂについて、制御回路６２ｂは、起動スイッチ４６がオン状態であっても主電源４５が失陥すると、転舵側モータ３２を動作させるための制御を停止することになる。これは、サブ制御部６０ｂが電源装置８０の補助電源８１と接続されていないからである。つまり、制御回路６２ｂは、主電源４５が失陥しない間、通常時の転舵側制御を実行する際、制御回路６２ａと同様の処理を実行する。また、操舵側制御部５０のメイン制御部５０ａは、転舵側制御部６０のメイン制御部６０ａと同様、電源装置８０の補助電源８１と接続されている。つまり、メイン制御部５０ａは、メイン制御部６０ａと同様の機能を有する制限制御部を有する構成であってもよいし、当該制限制御部を有さない構成であってもよい。また、操舵側制御部５０のサブ制御部５０ｂは、転舵側制御部６０のサブ制御部６０ｂと同様、電源装置８０の補助電源８１と接続されていない。つまり、サブ制御部５０ｂは、主電源４５が失陥しない間、メイン制御部５０ａと同様の処理を実行するように構成されていればよい。

＜本実施形態の作用＞
たとえば、図６（ａ），（ｂ）は、起動スイッチ４６のオン状態について、電源制御部８８が監視する電源電圧Ｖｂ及び転舵側制御部６０のメイン制御部６０ａが監視する電源電圧Ｖｉｇ１が時間ｔの経過に伴って変化する状態を示している。起動スイッチ４６がオン状態の場合、電源電圧Ｖｂ及び電源電圧Ｖｉｇ１は、主電源４５が失陥していなければ基本的に電源電圧Ｖ１に維持される。

この場合、図６（ｃ），（ｄ）に示すように、メイン制御部６０ａでは、電源装置８０の状態が判断されるとともに、出力制限値Ｉｌｉｍが演算される。メイン制御部６０ａでは、電源装置８０の状態としてバックアップの状態でないこと（図中、「非ＢＵ」）が判断される。メイン制御部６０ａでは、出力制限値Ｉｌｉｍとして最大値Ｉｍａｘが演算される。つまり、メイン制御部６０ａでは、通常時の出力制限処理が実行される状態である。その結果、転舵側モータ３２では、出力可能な限界までのトルクの発生が許容される状態である。

続いて、図６（ａ）に示すように、主電源４５が失陥すると（図中、「電源失陥」）、電源電圧Ｖｂ及び電源電圧Ｖｉｇ１は、閾値電圧Ｖｔｈを下回って、たとえば、零値まで電圧低下する。こうした電圧低下は、電源制御部８８及びメイン制御部６０ａの監視によって検出される。

この場合、図６（ｃ），（ｄ）に示すように、メイン制御部６０ａでは、電源装置８０の状態が判断されるとともに、出力制限値Ｉｌｉｍが演算される。メイン制御部６０ａでは、バックアップ切替完了フラグＦＬＧが入力されるまでの間、電源装置８０の状態としてバックアップの状態でない（図中、「非ＢＵ」）ことが判断される。ここで、バックアップ切替完了フラグＦＬＧが入力される（図中、「切替完了」）までの間は、「数十ｍｓ程度」（図６（ａ）中）と「通信周期」（図６（ｃ）中）とを合わせた期間に相当する。メイン制御部６０ａで判断される電源装置８０の状態は、バックアップの状態でないなかでもバックアップの遷移中状態として判断される。メイン制御部６０ａでは、出力制限値Ｉｌｉｍとして最小値Ｉｍｉｎが演算される。つまり、メイン制御部６０ａでは、バックアップの遷移時の出力制限処理が実行される状態である。その結果、転舵側モータ３２では、主電源４５の失陥前に比べて出力可能なトルクが制限される状態である。

その後、図６（ｃ）に示すように、メイン制御部６０ａでは、バックアップ切替完了フラグＦＬＧが入力されると（図中、「ＦＬＧ入力」）、電源装置８０の状態としてバックアップの状態である（図中、「ＢＵ」）ことが判断される。

続いて、図６（ｄ）に示すように、メイン制御部６０ａでは、出力制限値Ｉｌｉｍとしてバックアップ中制限値Ｉｂｕが演算される。つまり、メイン制御部６０ａでは、バックアップの状態時の出力制限処理が実行される状態である。その結果、転舵側モータ３２では、主電源４５の失陥前に比べて出力可能なトルクが制限されるなかで可能な限りのトルクの発生を許容する状態である。

本実施形態によれば、主電源４５の失陥に伴ってバックアップの状態へ遷移するように電源装置８０が接続状態の切り替えを完了させる際には、メイン制御部６０ａによってバックアップの遷移時の出力制限処理が既に開始されていることになる。

＜実施形態の効果＞
（１）本実施形態では、主電源４５の失陥に伴ってバックアップの状態へ遷移するように電源装置８０が接続状態の切り替えが完了している場合、転舵側モータ３２での出力可能なトルクが制限されていない状況の発生を抑制することができる。したがって、主電源４５が失陥する場合において、転舵側モータ３２での出力可能なトルクが制限されていない状況に陥り難くすることができる。

（２）本実施形態では、出力制限値Ｉｌｉｍの最小値Ｉｍｉｎは、補助電源８１の電源性能が主電源４５と比べて低いことを前提として補助電源８１の電源性能の限界未満の範囲の値としている。これにより、電源装置８０でのバックアップの状態の場合、補助電源８１の電源性能を超える状況に陥り難くすることができる。これにより、主電源４５の異常が検出されたとしても転舵側モータ３２の動作を好適に継続することができる。これは、補助電源８１の電源性能が主電源４５と比べて低い場合、特に有効である。

（３）本実施形態の場合、転舵側制御部６０のメイン制御部６０ａは、電源装置８０の状態を、バックアップ切替完了フラグＦＬＧに基づき判断することができる。これにより、メイン制御部６０ａは、電源装置８０の状態を考慮して動作することができる。ただし、メイン制御部６０ａと電源制御部８８との通信では、通信遅れを生じる。

ここで、比較例として、メイン制御部６０ａは、バックアップ切替完了フラグＦＬＧが入力された後に、転舵側モータ３２での出力可能なトルクの制限を開始させるように構成されている場合を想定する。この場合、通信遅れの間は、電源装置８０でのバックアップの状態への接続状態の切り替えが完了している一方で、メイン制御部６０ａによる転舵側モータ３２での出力可能なトルクの制限が開始されていないことになる。

たとえば、図７（ｃ）に示すように、上記図６（ｃ）と同様、メイン制御部６０ａでは、バックアップ切替完了フラグＦＬＧが入力されるまでの間、電源装置８０の状態としてバックアップの状態でない（図中、「非ＢＵ」）ことが判断される。

一方、図７（ｄ）に示すように、上記図６（ｄ）とは異なり、出力制限値Ｉｌｉｍとして最大値Ｉｍａｘが演算される。その後、メイン制御部６０ａでは、バックアップ切替完了フラグＦＬＧが入力されると（図中、「ＦＬＧ入力」）、電源装置８０の状態としてバックアップの状態である（図中、「ＢＵ」）ことが判断される。

つまり、上記比較例の場合、メイン制御部６０ａでは、主電源４５の電圧低下が検出された後、バックアップ切替完了フラグＦＬＧが入力されるまでの間、転舵側モータ３２での出力可能なトルクが制限されないことになる。特に、「通信周期」（図６（ｃ）中）に相当する間では、バックアップの状態へ遷移するように電源装置８０が接続状態の切り替えを完了しているにもかかわらず、転舵側モータ３２での出力可能なトルクが制限されていない状況になる。

これに対して、図６（ｃ），（ｄ）に示すように、本実施形態のメイン制御部６０ａは、主電源４５の失陥を検出する場合、バックアップ切替完了フラグＦＬＧが入力されるよりも早期に転舵側モータ３２での出力可能なトルクの制限を開始させることができる。したがって、メイン制御部６０ａと電源制御部８８とが通信する構成において、電源装置８０でのバックアップの状態では、転舵側モータ３２での出力可能なトルクが制限されない状況に陥り難くすることができる。

（４）本実施形態によれば、起動スイッチ４６がオン状態の間、主電源４５が失陥したとしても、メイン制御部６０ａが含む制御回路６２ａには途切れることなく電力が供給されることになる。この場合、制御回路６２ａは、主電源４５が失陥する場合、転舵側モータ３２での出力可能なトルクの制御を開始させることができる。

＜他の実施形態＞
上記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。

・ダイオード８６，８７は、転舵側制御部６０、すなわち操舵制御装置１の内部において、ＯＲ回路を構成するようにしてもよい。このようにしても主電源４５と補助電源８１とのうちの供給する電圧が大きい方として選択された電力が転舵側制御部６０へと供給されることになる。

・補助電源８１の電源性能は、主電源４５と同程度の性能であってもよいし、主電源４５と比べて高くてもよい。たとえば、補助電源８１の電源容量は、主電源４５と同程度であってもよいし、主電源４５と比べて大きく設定されていてもよい。この場合、たとえば、補助電源８１の電源電圧Ｖ２は、主電源４５の電源電圧Ｖ１と同程度の値に設定してもよいし、主電源４５の電源電圧Ｖ１よりも大きく設定してもよい。

・補助電源８１には、電気二重層キャパシタ又は二次電池を採用してもよい。
・電源装置８０は、主電源４５に代わって各制御部５０，６０に対する電力の供給をバックアップすることで補助することに加えて、主電源４５が供給する電力を昇圧して補助するように動作するものであってもよい。

・バックアップ切替完了フラグＦＬＧに関する構成は削除してもよい。この場合、転舵側制御部６０のメイン制御部６０ａは、主電源４５の失陥の検出後、バックアップの状態への電源装置８０での接続状態が完了するとして想定される時間経過時、電源装置８０の状態がバックアップの状態であることを判断するようにしてもよい。また、メイン制御部６０ａは、閾値電圧Ｖｔｈ以上の電源電圧Ｖｉｇ１の検出時、電源装置８０の状態がバックアップの状態であることを判断するようにしてもよい。

・各制御部５０，６０では、各サブ制御部５０ｂ，６０ｂを削除して各メイン制御部５０ａ，６０ａの１系統のみの構成としてもよい。この場合、１系統のみの各メイン制御部５０ａ，６０ａは、必要な電源電圧を検出する機能を有していればよい。

・各制御部５０，６０において、各サブ制御部５０ｂ，６０ｂは、主電源４５に対して電源装置８０を介して接続される構成としてもよい。この場合、１系統のみの各メイン制御部５０ａ，６０ａは、必要な電源電圧を検出する機能を有していればよい。

・制限制御部１０３は、出力制限値Ｉｌｉｍとして異なる値を演算する場合、当該異なる値に対して出力制限値Ｉｌｉｍを徐変させる機能を有していてもよい。この場合、出力制限値Ｉｌｉｍの変化が車両に挙動に与える影響を抑えて、車両の乗員の快適性を確保することができる。

・出力制限値Ｉｌｉｍとしては、主電源４５の失陥以外の原因に応じた複数の値を有していてもよい。たとえば、制限制御部１０３は、出力制限値Ｉｌｉｍとして複数の値を候補にする場合、当該候補のうちの最小値を選択する等の機能を有していればよい。つまり、制限制御部１０３は、主電源４５の失陥時、最小値Ｉｍｉｎ以下の出力制限値Ｉｌｉｍを最終的に演算することができるように構成されていればよい。

・電源装置８０は、操舵側制御部５０を含む操舵部４にのみ接続される操舵部用の電源装置と、転舵側制御部６０を含む転舵部６にのみ接続される転舵部用の電源装置とを含んでいてもよい。

・操舵制御装置１では、各制御部５０，６０のいずれかが操舵側モータ１３を動作させる機能と転舵側モータ３２を動作させる機能とを集約した機能を有する一の制御部を構成してもよい。

・転舵側モータ３２は、たとえば、ラック軸２２の同軸上に配置するものや、ラック軸２２にラックアンドピニオン機構を構成するピニオン軸に対してウォームアンドホイールを介して接続されるものを採用してもよい。

・各制御部５０，６０やこれらを含む操舵制御装置１は、１）コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ、２）各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路、又は３）それらの組み合わせ、を含む処理回路によって構成してもよい。プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含み、メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリ、すなわち非一時的なコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。これは、電源制御部８８やこれを含む電源装置８０についても同様である。

・操舵装置２は、操舵部４と転舵部６との間が機械的に常時分離したリンクレスの構造としたが、これに限らず、たとえば、クラッチにより操舵部４と転舵部６との間が機械的に分離可能な構造としてもよい。また、操舵装置２は、ステアバイワイヤ式の操舵装置に限らず、モータのトルクをステアリング軸１１又はラック軸２２に付与する電動パワーステアリング装置であってもよい。

１…操舵制御装置
２…操舵装置
３２…転舵側モータ（モータ）
４５…主電源（第１電源）
４６…起動スイッチ
６０…転舵側制御部（制御部）
６０ａ…メイン制御部（制御部）
６１ａ…駆動回路
６２ａ…制御回路
８０…電源装置
８１…補助電源（第２電源）
８８…電源制御部
９０…信号線
８６，８７…ダイオード

Claims (5)

1. 車両に搭載された第１電源に対して、第２電源を有する電源装置を介して接続されるとともに、車両に搭載された操舵装置を制御対象とする操舵制御装置であって、
   前記第１電源及び前記第２電源の少なくともいずれかに接続されることで供給される電力をモータに供給するように駆動する駆動回路を含み、当該駆動回路の駆動を制御することで前記モータの動作を制御する制御部を備え、
   前記第１電源及び前記第２電源に対する前記駆動回路の接続状態は、前記第１電源から電力が供給される状態を第１状態とする場合、前記第１電源の異常を検出することに伴って前記第２電源から電力が供給される状態である第２状態に遷移するように前記電源装置によって前記接続状態が切り替えられるものであり、
   前記制御部は、前記第１電源の異常の検出後、当該異常の検出前に比べて前記モータが出力可能なトルクを制限するための処理である出力制限処理を実行する機能を有し、
   前記出力制限処理は、前記第１電源の異常の検出後、当該異常の検出に伴って前記第２状態へ遷移するように前記電源装置による前記接続状態の切り替えが完了するまでの間に開始されるように構成されている操舵制御装置。
2. 前記出力制限処理は、前記モータに出力させるトルクが出力制限値を超えないように制限する処理であり、
   前記出力制限値は、前記第２電源の電源容量又は電源電圧で規定される電源性能が前記第１電源と比べて低いことを前提として前記第２電源の前記電源性能の限界未満の値である請求項１に記載の操舵制御装置。
3. 前記電源装置は、前記第１電源の異常の検出に伴って前記第２状態へ遷移するように前記接続状態を切り替える機能を有する電源制御部を含むものであり、
   前記制御部は、前記電源制御部に対して通信可能に回線を介して接続され、前記第２状態へ遷移する場合に前記接続状態の切り替えが完了した旨を示す情報を前記電源制御部から前記回線を通じて取得するように構成されている請求項１又は請求項２に記載の操舵制御装置。
4. 前記制御部は、車両の動作が可能になるように前記第１電源との接続を許容する当該車両の電源がオン状態にされている間において前記出力制限処理を実行するように構成されている請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載の操舵制御装置。
5. 前記制御部は、前記出力制限処理に関わる処理を実行する制御回路を含み、
   前記制御回路は、前記第１電源及び前記第２電源の少なくともいずれかに接続され、前記車両の電源がオン状態の間、前記電源装置が有する接続回路を介して前記第１電源の状態に関係なく前記第１電源及び前記第２電源の少なくとも一方に対して常時接続されるように構成されている請求項４に記載の操舵制御装置。

Images