JP5076564B2

JP5076564B2 - 駆動制御装置およびそれを用いた操舵制御装置

Info

Publication number: JP5076564B2
Application number: JP2007059661A
Authority: JP
Inventors: 匠吾宮坂; 孝彰江口
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2007-03-09
Filing date: 2007-03-09
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2027-03-09
Also published as: JP2008221916A

Description

本発明は、駆動制御装置およびそれを用いた操舵制御装置の技術分野に属する。

従来の操舵制御装置では、主転舵モータと副転舵モータとを遊びを有するリンク機構を介して機械的にリンクし、２つのモータを常時駆動している。主転舵駆動系、副転舵駆動系との干渉の有無は、近接スイッチ等を用いた相互干渉検出手段によって検出される。自身の転舵駆動系に異常が生じた場合、自身をシステムダウンさせている。また、自身の転舵駆動系が正常な場合に相互干渉が検出された場合には、他方の転舵駆動系を停止させている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３７１１２号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、例えば、一方のセンサが自己診断では正常であるが、異常な出力値を出してしまう場合など、自身の転舵駆動系のセンサの自己診断が出来ないモードでは異常な駆動系を特定できないため、主転舵駆動系、副転舵駆動系を共に停止しなければならなくなり、一方が異常な場合に他方のみで制御を継続するという二重系の機能が働かないという問題があった。

本発明は上記課題に対してなされたもので、その目的とするところは、駆動系の自己診断が不可能な故障モードが発生した場合であっても、異常な駆動系の特定を可能とする駆動制御装置およびそれを用いた操舵制御装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明では、２つのモータを回転指令角に基づいて駆動することにより、１つの可動部を駆動する駆動制御装置において、
前記２つのモータが相互干渉している状態を検出する相互干渉検出手段と、
相互干渉状態が検出された後、前記回転指令角の変化方向に対する相互干渉状態の増減に基づいて、異常なモータを判別する異常判別手段と、
を設けたことを特徴とする。

本発明では、相互干渉状態の検出後、異常判別手段により、回転指令角の変化方向に対する相互干渉状態の増減に基づいて、異常なモータを判別するため、駆動系の自己診断が行えないような故障モードが発生した場合においても異常な駆動系の特定が可能になる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１，２に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１のステア・バイ・ワイヤ（SBW）システム（操舵制御装置）の構成図であり、実施例１のSBWシステムは、ハンドル（操作部）１、トルクセンサ２、反力モータ３、反力モータ角度センサ４、バックアップクラッチ５、主転舵モータ６、副転舵モータ７、主転舵モータ角度センサ８、副転舵モータ角度センサ９、転舵機構（転舵部）１０、左右前輪（操向輪）１１，１２、ピニオン角度センサ１３、反力コントローラ１４、主転舵コントローラ１５、副転舵コントローラ１６、コントローラ間通信線１７を備えている。

すなわち、実施例１のSBWシステムにおいて、転舵部は主転舵モータ６と副転舵モータ７の二重系を構成しており、通常２つの転舵モータ６，７が常時駆動している。それぞれの転舵モータ６，７は、図外のウォームギアを介して、ピニオン軸１８に機械的にリンクされている。片方のモータに異常が発生した場合、他方のモータによって転舵機構１０の駆動が可能となる。

実施例１の転舵制御では、図２に示すように、反力コントローラ１４において、ハンドル１の操舵角であるハンドル角θ_hに対し、ハンドル角θ_hと車速等に応じて設定されるギア比（ステアリングギア比）Ｇを乗算した転舵指令角（回転指令角）θ_t（＝Ｇ×θ_h）と、ピニオン軸１８の回転角から求めた実転舵角θ_pとの偏差から指令電流値Iを求め、その指令電流値Iにより、主転舵モータ６と副転舵モータ７とを駆動する。

通常は、主転舵モータ６の駆動を司る制御系である主転舵コントローラ１５が指令電流値Iを求め、それを自身のモータ（主転舵モータ６）と他方のモータ（副転舵モータ７）に流す電流を分配し（I₁,I₂）、副転舵モータ７の駆動を司る制御系である副転舵コントローラ１６に送信する。副転舵コントローラ１６は、主転舵コントローラ１５から送信されてきた電流指令値I₂を受け、副転舵モータ１６を駆動している。

なお、以下の説明では、簡単のため、主転舵モータ６を転舵モータ１、副転舵モータ７を転舵モータ２とし、主転舵コントローラ１５を転舵コントローラ１、副転舵コントローラ１６を転舵コントローラ２、転舵モータ１の回転角を検出する主転舵モータ角度センサ８を転舵モータ角度センサ１、転舵モータ２の回転角を検出する副転舵モータ角度センサ９を転舵モータ角度センサ２とする。

実施例１では、転舵モータとして、三相ブラシレスモータを用いており、転舵モータ角度センサとしてレゾルバを用いている。転舵コントローラのCPUは、レゾルバの信号をRDコンバータで角度データに変換して回転角を認識する。なお、転舵モータ角度センサはレゾルバに限らず、任意のセンサを用いることができる。

また、実施例１では、２つの転舵モータ１，２の出力トルクが最大値になり拮抗して突っ張った状態である相互干渉状態を検出する「相互干渉状態検出制御」と、相互干渉状態が検出された場合、転舵指令角θ_tの変化方向に対する相互干渉状態の増減に基づいて異常なモータを判別する「異常判定制御」と、を実行する。
以下に「相互干渉状態検出制御」と「異常判定制御」の処理の流れを説明する。

［相互干渉状態検出制御処理］
図３は、実施例１の相互干渉状態検出制御処理（相互干渉検出手段）の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。

ステップS1では、ハンドル角θ_h、車速を読み込み、ステップS2へ移行する。

ステップS2では、転舵指令角θ_tを演算し、ステップS3へ移行する。

ステップS3では、転舵モータ角度センサ１，２の角度θ_p1,θ_p2を読み込み、ステップS4へ移行する。

ステップS4では、ステップS2で算出した転舵指令角θ_tとステップS3で読み込んだ転舵モータ角度センサ１の角度θ_p1とから、転舵電流指令値Iを算出し、ステップS5へ移行する。

ステップS5では、ステップS2で算出した転舵指令角θ_tとステップS3で読み込んだ転舵モータ角度センサ２の角度θ_p2とから、転舵電流指令値I'を算出し、ステップS6へ移行する。

ステップS6では、ステップS4で算出した転舵電流指令値IとステップS5で算出した転舵電流指令値I'の符号が異なり、かつ、両者の差の絶対値が異常判定しきい値Threshold以上であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS7へ移行し、NOの場合にはステップS10へ移行する。

ステップS7では、ステップS4で算出した転舵電流指令値Iが右転舵方向への電流指令値であり、ステップS5で算出した転舵電流指令値I'が左転舵方向への電流指令値であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS8へ移行し、NOの場合にはステップS9へ移行する。

ステップS8では、転舵モータ１が左転舵方向、転舵モータ２が右転舵方向で突っ張っている相互干渉状態と判定し、本制御を終了する。

ステップS9では、転舵モータ１が右転舵方向、転舵モータ２が左転舵方向で突っ張っている相互干渉状態と判定し、本制御を終了する。

ステップS10では、異常なしと判定し、本制御を終了する。

通常制御においては、転舵コントローラ１が２つの転舵モータ１，２に流す指令電流値を演算しているが、転舵コントローラ２において、θ_tとθ_p2を用いて転舵指令電流値I'を演算した場合、転舵コントローラ１の演算結果とほぼ一致するはずである。しかし、相互干渉状態になっている場合は、IとI'は値が異なる上に符合も異なる。従って、ステップS6において、転舵コントローラ１がθ_tとθ_p1から求めた転舵指令電流値Iと転舵コントローラ２がθ_tとθ_p2から求めた転舵指令電流値I'の符号が異なる場合に、相互干渉状態であると判定する。

ただし、正常時においても0A付近では角度センサ値のノイズの影響などもあり、正負が入れ替わる可能性があるので、ステップS6では、ある程度の不感帯（異常判定しきい値Threshold）を設けている。この不感帯は、モータ角度センサ１，２のノイズを測定し、そのノイズが転舵指令電流の演算に及ぼす影響をあらかじめオフラインシミュレーションなどで算出して設定することができる。

相互干渉状態の判定後、どちらの転舵モータが左右どちら側に突っ張っているかは、それぞれの転舵コントローラが算出する転舵指令電流値I,I'が、右転舵方向にトルクを発生させる向きである場合には、θ_tの位置より左転舵方向にいると判断でき、左転舵方向にトルクを発生させる向きである場合には、θ_tの位置より右転舵方向にいると判断できる。

［異常判定制御処理］
図４は、実施例１の異常判定制御処理（異常判定手段）の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。

ステップS21では、相互干渉状態検出制御において、相互干渉状態の検出があったか否かを判定する。YESの場合にはステップS22へ移行し、NOの場合にはステップS30へ移行する。

ステップS22では、転舵指令角θ_tが変化したか否かを判定する。YESの場合にはステップS23へ移行し、NOの場合にはステップS21へ移行する。

ステップS23では、転舵モータ１が右転舵方向、転舵モータ２が左転舵方向に突っ張っている状態であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS24へ移行し、NOの場合にはステップS27へ移行する。

ステップS24では、転舵指令角θ_tの変化方向が右転舵方向であるか左転舵方向であるかを判定する。右転舵方向である場合にはステップS25へ移行し、左転舵方向である場合にはステップS26へ移行する。

ステップS25では、相互干渉状態が解除されたか否かを判定する。YESの場合にはステップS31へ移行し、NOの場合にはステップS32へ移行する。ここで、実施例１では、相互干渉状態が解除されたか否か、すなわち、相互干渉状態の増減の判定を、転舵モータの実回転角の変化値を用いて判定する。２つの転舵モータの実回転角の変化値がほぼゼロである場合には、相互干渉状態が維持されていると判定し、２つの転舵モータの実回転角の少なくとも一方が変化した場合には、相互干渉状態が解除されたと判定する。

ステップS26では、相互干渉状態が解除されたか否かを判定する。YESの場合にはステップS33へ移行し、NOの場合にはステップS34へ移行する。

ステップS27では、転舵指令角θ_tの変化方向が右転舵方向であるか左転舵方向であるかを判定する。右転舵方向である場合にはステップS28へ移行し、左転舵方向である場合にはステップS29へ移行する。

ステップS28では、相互干渉状態が解除されたか否かを判定する。YESの場合にはステップS35へ移行し、NOの場合にはステップS36へ移行する。

ステップS29では、相互干渉状態が解除されたか否かを判定する。YESの場合にはステップS37へ移行し、NOの場合にはステップS38へ移行する。

ステップS30では、異常なしと判定し、本制御を終了する。

ステップS31では、転舵モータ１の異常と判定し、本制御を終了する。

ステップS32では、転舵モータ２の異常と判定し、本制御を終了する。

ステップS33では、転舵モータ２の異常と判定し、本制御を終了する。

ステップS34では、転舵モータ１の異常と判定し、本制御を終了する。

ステップS35では、転舵モータ２の異常と判定し、本制御を終了する。

ステップS36では、転舵モータ１の異常と判定し、本制御を終了する。

ステップS37では、転舵モータ１の異常と判定し、本制御を終了する。

ステップS38では、転舵モータ２の異常と判定し、本制御を終了する。

次に、作用を説明する。
まず、転舵モータ１，２の異常について説明する。
転舵モータにモータ角度センサの故障等の異常が発生した場合、モータの駆動の様子は、以下の３つの現象に分類される。
現象１：モータがトルクを発生しない。
現象２：相固定になる。
現象３：転舵指令角θ_tに対し逆方向に動く。

また、異常が発生するモータが転舵モータ１か転舵モータ２かによって、故障時の状態は以下の６通りに分類される。
転舵モータ１の異常
(1)現象１→状況Ａ
(2)現象２→状況Ｃ
(3)現象３→状況Ｅ
転舵モータ２の異常
(4)現象１→状況Ｂ
(5)現象２→状況Ｄ
(6)現象３→状況Ｆ

以下、上記Ａ〜Ｆの各状況について説明する。
(1)状況Ａ
角度センサ１に異常が発生して、転舵モータ１がトルクを出さなくなってしまった場合、転舵コントローラ１は異常になった角度センサの値を用いて電流指令値Iを演算する。転舵コントローラ２は転舵コントローラ１が演算した電流指令値I₂に従ってモータを駆動する。結果、角度センサ１と角度センサ２に偏差が生じるため、ピニオン軸１８に設けた角度センサを含めた多数決診断などにより、異常なモータの特定が可能となる。また、モータ本体の異常が発生し、モータがトルクを発生しなくなった場合は、モータ駆動系の診断などによって検出が可能である。

(2)状況Ｂ
角度センサ２に異常が発生して、転舵モータ２がトルクを出さなくなってしまった場合、転舵コントローラ１は通常に角度センサ１の値を用いて電流指令値Iを演算し、転舵モータ１を駆動する。転舵コントローラ２は転舵コントローラ１からの電流指令値I₂に従って転舵モータ２を駆動するが、トルクが発生しない。しかし、転舵モータ１の角度センサ値を用いて転舵モータの角度制御を行う。結果角度センサ１と角度センサ２に偏差が生じるため、ピニオン軸１８に設けた角度センサを含めた多数決診断などで異常なモータの特定が可能となる。また、モータ本体の異常が発生し、モータがトルクを発生しなくなった場合は、モータ駆動系の診断などによって検出が可能である。

(3)状況Ｃ
角度センサ１の故障で転舵モータ１が相固定に入り、転舵指令角θ_tと角度センサ１の値θ_p1との間に偏差が出た場合、転舵コントローラ１はその偏差をなくそうとする方向に転舵指令電流値Iを演算し、分配後の指令電流I₁で転舵モータ１を駆動しようとするが、転舵モータ１は相固定で動かない。一方、転舵コントローラ２は分配後の指令電流I₂を受けて、転舵モータ２を駆動するが、転舵モータ１は相固定で動かないので、ギアなどのメカ的なガタ分まで偏差が広がった後は、転舵モータ１は相固定で、その位置を維持するように対抗して電流が増加するので、そこで２つのモータの出力トルクが最大値になり拮抗して突っ張った状態（相互干渉状態）になる。図５に転舵モータ１が相固定になり、転舵モータ２が左方向に動いて相互干渉状態になった場合の転舵指令角θ_tとモータの動き、電流指令値Iの様子を示す。また、転舵モータ１本体の異常が発生し、相固定に入った場合も同様の挙動を示す。

(4)状況Ｄ
角度センサ２の故障で転舵モータ２が相固定に入った場合、転舵コントローラ１は転舵指令角θ_tと角度センサ１の値θ_p1より転舵指令電流値Iを演算し、分配後の指令電流I₁で転舵モータ１を駆動する。転舵コントローラ２は転舵コントローラ１から転舵指令電流値I₂を受け、転舵モータ２を駆動するが、転舵モータ２は相固定に入っているので、ギアなどのメカ的なガタ分まで偏差が広がった後は、転舵モータ１は相固定で、その位置を維持するように対抗して電流が増加するので、そこで２つのモータの出力トルクが最大値になり拮抗して、突っ張った状態となる。図６に転舵モータ２が相固定になり、転舵モータ１が左方向に動いて相互干渉状態になった場合の転舵指令角θ_tとモータの動き、電流指令値Iの様子を示す。また、転舵モータ２本体の異常が発生し、相固定に入った場合も同様の挙動を示す。

(5)状況Ｅ
角度センサ１の故障で転舵モータ１が通常と逆方向に回転してしまう場合、転舵コントローラ１は転舵指令角θ_tと角度センサ１の値θ_p1を用いて電流指令値Iを演算し、分配後の指令電流I₁で転舵モータ１を駆動する。転舵コントローラ２は転舵コントローラ１から転舵指令電流値I₂を受け、転舵モータ２を駆動するが、転舵モータ１が通常とは逆方向に動くので、転舵コントローラ１はθ_p1をθ_tに追従させるようにより大きな指令電流値を演算する。しかし、転舵モータ２は転舵モータ１と逆方向に動くので、ギアなどのメカ的なガタ分まで偏差が広がった後は、転舵モータ１は相固定で、その位置を維持するように対抗して電流が増加するので、そこで２つのモータの出力トルクが最大値になり拮抗して、突っ張った状態となる。図７に転舵モータ１が右転舵方向に動き出したときの転舵指令角θ_tとモータの動き、電流指令値Iの様子を示す。また、転舵モータ１本体の異常が発生し、相固定に入った場合も同様の挙動を示す。

(6)状況Ｆ
角度センサ２の故障で転舵モータ２が通常と逆方向に回転してしまう場合、転舵コントローラ１は転舵指令角θ_tと角度センサ１の値θ_p1を用いて電流指令値Iを演算し、分配後の指令電流I₁で転舵モータ１を駆動する。転舵コントローラ２は転舵コントローラ１から転舵指令電流値I₂を受け、転舵モータ２を駆動するが、転舵モータ２は通常とは逆方向に動くので、転舵モータ１は転舵モータ２の逆方向のトルクに引っ張られるため、電流指令値I_１では転舵指令角に達することが出来ない。転舵コントローラ１はθ_p1をθ_tにさせるべく転舵指令電流値Iを演算し、転舵モータ１を駆動するので、ギアなどのメカ的なガタ分まで偏差が広がった後は、転舵モータ１は相固定で、その位置を維持するように対抗して電流が増加するので、そこで２つのモータの出力トルクが最大値になり拮抗して、突っ張った状態となる。図８に転舵モータ２が右転舵方向に動き出したときの転舵指令角θ_tとモータの動き、電流指令値Iの様子を示す。また、転舵モータ２本体の異常が発生し、相固定に入った場合も同様の挙動を示す。

角度センサの故障モードの中で、センサの自己診断機能が使えないような場合、上記状況Ｃ〜Ｆでは、異常を検出することができない。また、従来技術では、相互干渉状態が検出された場合、転舵コントローラ１は転舵コントローラ２の駆動を、転舵コントローラ２は転舵コントローラ１の駆動をそれぞれ停止するように動作するので、２つの駆動系が同時に停止してしまうおそれがある。

以下、上述した相互干渉状態のそれぞれ状況において転舵指令角θ_tの変化によって状態がどのように変化するのか、および各状況で実施例１の異常判定制御がどのように動作するのかを説明する。

(a)状況Ｃ（転舵モータ１の相固着）
転舵モータ１が右転舵方向、転舵モータ２が左転舵方向に突っ張っている状態から、θ_tが右転舵方向に変化すると、転舵指令角θ_tとモータ角度センサ１の角度θ_p1の偏差が縮まる。すると、転舵コントローラ１が演算する転舵指令電流値Iは相互干渉状態のときよりも減少する。これにより、転舵モータ２の発生する左転舵方向のトルクが減少し、２つのモータのトルクが拮抗する状態が緩和され、転舵モータ２が右転舵方向に動き出す（図９）。

このとき、異常判定制御では、ステップS21→ステップS22→ステップS23→ステップS24→ステップS25→ステップS31へと移行し、転舵モータ１の異常を特定することができる。

逆にθ_tが左転舵方向に変化すると、転舵指令角θ_tとモータ角度センサ１の角度θ_p1の偏差が拡大する。このとき、転舵コントローラ１が演算する転舵指令電流値Iは相互干渉状態のときと変化がないために、相互干渉状態は維持される（図１０）。

このとき、異常判定制御では、ステップS21→ステップS22→ステップS23→ステップS24→ステップS26→ステップS34へと移行し、転舵モータ１の異常を特定することができる。

また、転舵モータ１が左転舵方向、転舵モータ２が右転舵方向に突っ張っている状態の場合には、転舵指令角θ_tが右転舵方向に変化すると相互干渉状態は維持され、左転舵方向に変化すると相互干渉状態は解除される。

よって、異常判定制御では、ステップS22→ステップS23→ステップステップS27から、転舵指令角θ_tの変化方向に応じて、ステップS29→ステップS37またはステップS28→ステップS36へと移行し、転舵モータ１の異常を特定することができる。

(b)状況Ｄ（転舵モータ２の相固着）
転舵モータ１が右転舵方向、転舵モータ２が左転舵方向に突っ張っている状態から、転舵指令角θ_tが右転舵方向に変化すると、θ_p1がθ_tに追従するように転舵コントローラ１は右転舵方向の転舵指令電流値Iを演算し、転舵モータ１を駆動しようとする。しかし、転舵モータ２が相固定に入っているため、相互干渉状態は維持される（図１１）。

このとき、異常判定制御では、ステップS21→ステップS22→ステップS23→ステップS24→ステップS25→ステップS32へと移行し、転舵モータ２の異常を特定することができる。

逆にθ_tが左転舵方向に変化すると、転舵コントローラ１は左転舵方向の転舵指令電流値Iを演算し、転舵モータ１を駆動する。すると、モータ間のガタが解除する方向に転舵モータ１が動くので、相互干渉状態が解除される（図１２）。

このとき、異常判定制御では、ステップS21→ステップS22→ステップS23→ステップS24→ステップS26→ステップS33へと移行し、転舵モータ２の異常を特定することができる。

また、転舵モータ１が左転舵方向、転舵モータ２が右転舵方向に突っ張っている状態の場合には、転舵指令角θ_tが右転舵方向に変化すると相互干渉状態は解除され、左転舵方向に変化すると相互干渉状態は維持される。

よって、異常判定制御では、ステップS22→ステップS23→ステップステップS27から、θ_tの変化方向に応じて、ステップS29→ステップS38またはステップS28→ステップS35へと移行し、転舵モータ２の異常を特定することができる。

(c)状況Ｅ（転舵モータ１の逆方向回転）
転舵モータ１が右転舵方向、転舵モータ２が左転舵方向に突っ張っている状態から、θ_tが右転舵方向に変化すると、転舵指令角θ_tと角度センサ１の角度θ_p1の偏差が縮まる。すると、転舵コントローラ１が演算する転舵指令電流値Iは相互干渉状態のときよりも減少する。これにより、転舵モータ２の発生する左転舵方向のトルクが減少し、２つのモータのトルクが拮抗する状態が緩和され、転舵モータ２が右転舵方向に動き出す（図１３）。

逆にθ_tが左転舵方向に変化すると、転舵指令角θ_tとモータ角度センサ１の角度θ_p1の偏差が拡大する。すると、転舵コントローラ１が演算する転舵指令電流値Iは相互干渉状態のときと変化がないために、相互干渉状態は維持される（図１４）。

転舵モータ１が左転舵方向、転舵モータ２が右転舵方向に突っ張っている状態の場合には、転舵指令角θ_tが右転舵方向に変化すると相互干渉状態が維持され、左転舵方向に変化すると相互干渉状態は解除される。

よって、異常判定制御では、ステップS22→ステップS23→ステップステップS27から、θ_tの変化方向に応じて、ステップS29→ステップS37またはステップS28→ステップS36へと移行し、転舵モータ１の異常を特定することができる。

(d)状況Ｆ（転舵モータ１の逆方向回転）
転舵モータ１が右転舵方向、転舵モータ２が左転舵方向に突っ張っている状態から、転舵指令角θ_tが右方向に転舵すると、θ_p1がθ_tに追従するように転舵コントローラ１は右転舵方向の転舵指令電流値Iを演算し、転舵モータ１を駆動しようとする。しかし、転舵モータ２が逆方向に駆動トルクを発生するため、相互干渉状態は維持される（図１５）。

逆にθ_tが左転舵方向に変化すると、転舵コントローラ１は左転舵方向の転舵指令電流値Iを演算し、転舵モータ１を駆動する。すると、モータ間のガタが解除する方向に転舵モータ１が動くので、相互干渉状態が解除される（図１６）。

転舵モータ１が左転舵方向、転舵モータ２が右転舵方向に突っ張っている状態の場合には、転舵指令角θ_tが右転舵方向に変化すると相互干渉状態は解除され、左転舵方向に変化すると相互干渉状態は維持される。

［モータの異常判定作用］
実施例１では、相互干渉状態を検出し、その後転舵指令角θ_tの変化方向に対する相互干渉状態の増減に基づいて異常なモータを判別している。すなわち、異常判定制御では、ステップS23において、どちらの転舵モータが左右どちらに突っ張っているかを検出した後、ステップS24またはステップS27において、そのときに転舵指令角θ_tがどちらの方向に変化したかを検出し、最後に、ステップS25、ステップS26、ステップS28またはステップS29のいずれかにおいて、相互干渉状態が解除されたか否かを検出している。

これにより、駆動系の自己診断が行えないような転舵モータの故障モードが発生した場合においても、異常が発生した転舵モータの特定が可能になる。また、実施例１では、他の駆動系を停止させる機能は備えていないため、２つの駆動系が同時に停止するという問題は解決される。

ここで、実施例１の異常判定制御では、ステップS25，ステップS26，ステップS28，ステップS29における相互干渉状態の増減の判定は、転舵モータの実回転角の変化値を用いている。つまり、相互干渉状態が維持されている状態というのは、２つの転舵モータの実回転角の変化値がほぼゼロである状態を指す。逆に、相互干渉状態が解除される状態というのは、２つのモータの実回転角のいずれかが変化したときを指す。よって、新たなセンサやスイッチ等を設けることなく、相互干渉状態の増減を判定することができる。

また、実施例１の異常判定制御では、ステップS22で転舵指令角θ_tが変化しない場合は、異常なモータの特定を実行しない。つまり、転舵指令角θ_tが変化しない状態、すなわち保舵状態では、保舵の状態では相互干渉が発生しているのか、保舵の状態が維持されているのかの特定が難しく、誤診断の元になるので、保舵の状態では診断を行わないことで、誤診断が回避できる。また、保舵状態の場合は、転舵機構１０側も保舵状態なので、危険な状態とはならない。

さらに、実施例１の異常判定制御では、ステップS24またはステップS27において、転舵指令角θ_tの変化方向を用いて相互干渉状態の増減を調べているが、これはつまりハンドル角θ_hの変化方向を用いていることに他ならない。ハンドル角θ_hの変化方向に対する相互干渉状態の増減に基づいて異常なモータの判別を行うことで、確実に診断が行える時に診断を行い、異常な駆動系を特定することが可能となる。

また、実施例１の相互干渉状態検出制御では、ステップS6において、２つの転舵モータ１，２の転舵指令電流値I,I'の差の絶対値|I-I'|、すなわち算出トルクの差に基づいて、相互干渉状態を検出しているため、新たに相互干渉状態を検出するためのセンサやスイッチ等を設けることなく、相互干渉状態を検出することができる。

次に、効果を説明する。
実施例１の駆動制御装置の異常判別装置および操舵制御装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。

(1) ２つの転舵モータ１，２が相互干渉している状態を検出する相互干渉検出手段と、相互干渉状態が検出された後、転舵指令角θ_tの変化方向に対する相互干渉状態の増減に基づいて、異常なモータを判別する異常判別手段と、を設けた。これにより、駆動系の自己診断が行えないような転舵モータの故障モードが発生した場合においても、異常が発生した転舵モータの特定が可能になる。

(2) 相互干渉検出手段は、２つの転舵モータの算出トルクの差（転舵指令電流値I,I'の差）に基づいて、相互干渉状態を検出するため、新たに相互干渉状態を検出するためのセンサやスイッチ等を設けることなく、相互干渉状態を検出することができる。

(3) 異常判別手段は、モータ実回転角の変化値に基づいて、相互干渉状態の増減を判定するため、新たなセンサやスイッチ等を設けることなく、相互干渉状態の増減を判定することができる。

(4) 運転者が操作するハンドル１と、前輪１１，１２を転舵する転舵機構１０と、転舵機構１０に転舵トルクを付与する主転舵モータ６および副転舵モータ７と、を備え、ハンドル角θ_hに応じた転舵指令角θ_tに基づいて主転舵モータ６および副転舵モータ７を駆動するSBWシステムにおいて、主転舵モータ６および副転舵モータ７の異常を判別することとしたため、駆動系の自己診断が行えないような転舵モータの故障モードが発生した場合においても、異常が発生した転舵モータの特定が可能になる。

(5) 異常判別手段は、ハンドル角θ_hの変化方向に対する相互干渉状態の増減に基づいて、異常なモータを判別するため、確実に診断が行える時に診断を行い、異常な駆動系を特定することが可能となる。

(6) 異常判別手段は、保舵状態のときはモータの異常判別を実行しないため、相互干渉が発生しているのか、保舵の状態が維持されているのかの特定が難しい保舵時には、異常判定を行わないことで、誤診断を回避することができる。

実施例２では、SBWシステムの反力モータを主駆動系と副駆動系の二重系とした例である。
すなわち、図１７に示すように、操舵反力生成部は、主反力モータ２１と副反力モータ２２の二重系を構成しており、通常２つのモータ２１，２２が常時駆動している。それぞれの反力モータ２１，２２は、図外のウォームギアを介して、コラムシャフト２７に機械的にリンクされている。片方のモータに異常が発生した場合、他方のモータによって操舵反力の生成が可能となる。

実施例２の操舵反力制御では、通常は、主反力モータ２１の駆動を司る制御系である主反力コントローラ２５がピニオン角（転舵角）および車速等に応じて目標操舵反力を設定する。そして、目標操舵反力と操舵トルクとの偏差に応じた回転指令角θ_tと、ハンドル角θ_hとの偏差から指令電流値Iを求め、それを自身のモータ（主反力モータ２１）と他方のモータ（副反力モータ２２）に流す電流を分配し（I₁,I₂）、副反力モータ２２の駆動を司る制御系である副反力コントローラ２６に送信する。副反力コントローラ２６は、主反力コントローラ２５から送信されてきた電流指令値I₂を受け、副反力モータ２２を駆動している。
ここで、回転指令角θ_tは、目標操舵反力と操舵トルクとの偏差が大きいほど、ハンドル角θ_hに対して値を小さく設定する。これにより、ハンドル角θ_hと回転指令角θ_tとの偏差に応じた電流指令値Iがより大きな値となり、操舵トルクを目標操舵反力に近づけることができる。

実施例２では、実施例１と同様、２つの反力転舵モータ２１，２２の出力トルクが最大値になり拮抗して突っ張った状態である相互干渉状態を検出する「相互干渉状態検出制御」と、相互干渉状態が検出された場合、操舵反力生成方向（回転指令角の変化方向に相当）の変化方向に対する相互干渉状態の増減に基づいて異常なモータを判別する「異常判定制御」と、を実行する。

よって、実施例２においても、相互干渉状態を検出し、その後回転指令角θ_tの変化方向に対する相互干渉状態の増減に基づいて、相固着や逆方向回転等、反力モータに自己診断が行えないような故障モードが発生した場合においても、異常が発生した反力モータの特定が可能となる。

次に、効果を説明する。
実施例２の駆動制御装置の異常判別装置および操舵制御装置にあっては、実施例１の効果(1)〜(3),(5),(6)に加え、以下の効果が得られる。

(7) 運転者が操作するハンドル１と、前輪１１，１２を転舵する転舵機構１０と、ハンドル１に操舵反力を付与する主反力モータ２１および副反力モータ２２と、を備え、転舵機構１０の転舵状態に応じた回転指令角θ_tに基づいて主反力モータ２１および副反力モータ２２を駆動する操舵制御装置において、主反力モータ２１と副反力モータ２２の異常を判別することとしたため、駆動系の自己診断が行えないような反力モータの故障モードが発生した場合においても、異常が発生した反力モータの特定が可能になる。

（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１，２に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１，２に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。

本発明は、ステア・バイ・ワイヤシステムに限らず、他にも主駆動系と、副駆動系の二重系を構成し、２つのモータを回転指令角に基づいて制御する駆動制御装置に適用可能であり、実施例と同様の作用効果を得ることができる。

相互干渉状態の検出方法としては、実施例１に示した方法の他に、角度センサ１と角度センサ２の偏差がある一定値以上であるときに相互干渉状態であると判定する方法を用いても良い。また、相互干渉状態を検出した場合に、ハンドル角θ_hが変化していない場合でも自動で転舵指令角θ_tに補正をかけることで、異常なモータの特定を行う構成としても良い。

実施例１のステア・バイ・ワイヤシステムの構成図である。実施例１の転舵制御系を示すブロック図である。実施例１の相互干渉状態検出制御処理の流れを示すフローチャートである。実施例１の異常判定制御処理の流れを示すフローチャートである。状況Ｃのときのモータの動きを示すタイムチャートである。状況Ｄのときのモータの動きを示すタイムチャートである。状況Ｅのときのモータの動きを示すタイムチャートである。状況Ｆのときのモータの動きを示すタイムチャートである。状況Ｃにおいて、θ_tが右転舵方向に変化したときのモータの動きを示すタイムチャートである。状況Ｃにおいて、θ_tが左転舵方向に変化したときのモータの動きを示すタイムチャートである。状況Ｄにおいて、θ_tが右転舵方向に変化したときのモータの動きを示すタイムチャートである。状況Ｄにおいて、θ_tが左転舵方向に変化したときのモータの動きを示すタイムチャートである。状況Ｅにおいて、θ_tが右転舵方向に変化したときのモータの動きを示すタイムチャートである。状況Ｅにおいて、θ_tが左転舵方向に変化したときのモータの動きを示すタイムチャートである。状況Ｆにおいて、θ_tが右転舵方向に変化したときのモータの動きを示すタイムチャートである。状況Ｆにおいて、θ_tが左転舵方向に変化したときのモータの動きを示すタイムチャートである。実施例２のステア・バイ・ワイヤシステムの構成図である。

符号の説明

１ハンドル
２トルクセンサ
３反力モータ
４反力モータ角センサ
５バックアップクラッチ
６主転舵モータ
７副転舵モータ
８主転舵モータ角度センサ
９副転舵モータ角度センサ
１０転舵機構
１１，１２前輪
１３ピニオン角度センサ
１４反力コントローラ
１５主転舵コントローラ
１６副転舵コントローラ
１７コントローラ間通信線

Claims

２つのモータを回転指令角に基づいて駆動することにより、１つの可動部を駆動する駆動制御装置において、
前記２つのモータが相互干渉している状態を検出する相互干渉検出手段と、
相互干渉状態が検出された後、前記回転指令角の変化方向に対する相互干渉状態の増減に基づいて、異常なモータを判別する異常判別手段と、
を設けたことを特徴とする駆動制御装置。
請求項１に記載の駆動制御装置において、
前記相互干渉検出手段は、前記２つのモータの算出トルクの差に基づいて、前記相互干渉状態を検出することを特徴とする駆動制御装置。
請求項１または請求項２に記載の駆動制御装置において、
前記異常判別手段は、モータ実回転角の変化値に基づいて、前記相互干渉状態の増減を判定することを特徴とする駆動制御装置。
運転者が操作する操作部と、操向輪を転舵する転舵部と、転舵部に転舵トルクを付与する２つの転舵モータと、を備え、操作部の操作状態に応じた転舵指令角に基づいて２つの転舵モータを駆動する操舵制御装置において、
前記転舵部に、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の駆動制御装置を適用したことを特徴とする操舵制御装置。
運転者が操作する操作部と、操向輪を転舵する転舵部と、操作部に操舵反力を付与する２つの操舵反力モータと、を備え、転舵部の転舵状態に応じた回転指令角に基づいて２つの操舵反力モータを駆動する操舵制御装置において、
前記操作部に、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の駆動制御装置を適用したことを特徴とする操舵制御装置。
請求項４または請求項５に記載の操舵制御装置において、
前記異常判別手段は、操舵角変化方向に対する前記相互干渉状態の増減に基づいて、異常なモータを判別することを特徴とする操舵制御装置。
請求項４ないし請求項６のいずれか１項に記載の操舵制御装置において、
前記異常判別手段は、保舵状態の場合はモータの異常判別を実行しないことを特徴とする操舵制御装置。