JP5141586B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、制御部が書き込み・消去可能な不揮発性メモリに制御データを保持する電動パワーステアリング装置に関するものである。

乗用車やトラック等の車両の操舵力を軽減するため、操舵補助モータによって操舵を補助する、いわゆる電動パワーステアリング（ＥＰＳ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）装置がある。ＥＰＳ装置では、操舵補助モータの駆動力を、減速機を介してギヤまたはベルト等の伝送機構により、ステアリングシャフトまたはラック軸に補助力を付与するようになっている。

一般的に、ＥＰＳ装置の制御装置は、制御プログラムが使用する車種、車両固有の補正データ、制御プログラムがＥＰＳ装置の自己診断を行った結果である診断データ、および人工知能を搭載する制御プログラムの場合に出力される学習データなどの、制御プログラムが使用または出力するデータ（以下、これらのデータを制御データという）を、電源オフ後も保持できるとともに外部から入出力できるように、制御データを記憶する書き込み・消去可能な不揮発性メモリ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ；以下、単にＥＰＲＯＭという）を備える（例えば特許文献１）。

このように、制御装置にＥＰＲＯＭを搭載し、補正データをＥＰＲＯＭ内に格納するようにすると、ＥＰＲＯＭ内の補正データを更新することで、簡単に制御仕様の切り替えを行うことができるようになる。また、診断データをＥＰＲＯＭ内に記憶させるようにすると、定期検査時や故障時に記憶された診断データをチェックすることで、診断を高精度かつ効率的に行うことができるようになる。また、学習データを保持できるので、制御プログラムに人工知能を搭載して高度な制御を実現することができるようになる。

特許第３７４６０３０号公報

しかしながら、上記従来のＥＰＳ装置の制御装置においては、制御プログラムが入力されるべきデータを読み出すためにアクセスするＥＰＲＯＭ内のメモリアドレス（読み出しアドレス）、および制御プログラムが保存するデータのＥＰＲＯＭ内のメモリアドレス（書き込みアドレス）は、制御プログラムのバージョン間で統一されていない。つまり、ＲＯＭなどに格納される制御プログラムのバージョンを更新する際、ＥＰＲＯＭ中でデータのメモリアドレスを変更してデータを配置しなおす必要があった。このデータの配置替えを行わずにＥＰＲＯＭ内のデータのアクセス先のメモリアドレスが異なる新しい制御プログラムでもって制御プログラムを更新し、更新された制御プログラムを実行すると、ＥＰＲＯＭ内の記憶データを破壊する可能性があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、書き換え可能な不揮発性メモリに格納されているデータのメモリアドレス配置を変更する必要なく制御プログラムの仕様が変更できる電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、操舵トルクおよび車両速度に基づいて演算した操舵補助指令に基づき操舵補助用の電動モータを駆動制御することにより、車両の操舵を補助制御する電動パワーステアリング装置において、ＣＰＵと、前記補助制御をＣＰＵに実行させる制御プログラムが記憶されるＲＯＭと、前記制御プログラムが使用する制御データが格納される書き換え可能な不揮発性メモリと、ワークメモリとして使用されるＲＡＭとを備え、前記ＲＯＭに、旧制御プログラムが使用する制御データが配置される前記不揮発性メモリ上のアドレスを示す第１アドレス情報と新制御プログラムが使用する制御データが配置される前記不揮発性メモリ上のアドレスを示す第２アドレス情報との対応を示すデータ配置アドレス情報を記憶し、前記データ配置アドレス情報を参照することにより、前記不揮発性メモリに対して前記第１アドレス情報に従ったアクセスを行い、前記ＲＡＭに対して前記第２アドレス情報に従ったアクセスを行うアクセス手段を備えることを特徴とする。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記アクセス手段は、前記不揮発性メモリに記憶された制御データを使用する際には、前記不揮発性メモリの前記第１アドレス情報が示すアドレスから制御データを読み出し、読み出した制御データを前記ＲＡＭの前記第２アドレス情報が示すアドレスに書き込んでこの制御データを使用し、前記不揮発性メモリに制御データを記憶する際には、前記不揮発性メモリの前記第１アドレス情報が示すアドレスに対し制御データを記憶することが望ましい。

この発明によれば、ＲＯＭに、旧制御プログラムが使用する制御データが配置される不揮発性メモリ上のアドレスを示す第１アドレス情報と新制御プログラムが使用する制御データが配置される不揮発性メモリ上のアドレスを示す第２アドレス情報との対応を示すデータ配置アドレス情報を記憶し、データ配置アドレス情報を参照することにより、不揮発性メモリに対して前記第１アドレス情報に従ったアクセスを行い、ＲＡＭに対して前記第２アドレス情報に従ったアクセスを行うようにしているので、不揮発性メモリに格納されている制御データの配置を変更することなく制御プログラムの仕様、バージョンの変更が可能となる。

図１は、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を示す図である。 図２は、図１のコントロールユニットのハードウェア構成を示す図である。 図３は、従来のＥＥＰＲＯＭ内のデータを使用する処理の概略的な構成を説明する図である。 図４は、実施例１によるＥＥＰＲＯＭ内のデータを使用する処理の概略的な構成を説明する図である。 図５は、実施例１によるＥＥＰＲＯＭ内のデータを使用する処理を説明するフローチャートである。 図６は、実施例２によるＥＥＰＲＯＭ内のデータを使用する処理の概略的な構成を説明する図である。 図７は、実施例２によるＥＥＰＲＯＭ内のデータを使用する処理を説明するフローチャートである。

以下に、本発明にかかる電動パワーステアリング（ＥＰＳ）装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）装置１００の一般的な構成を示す図である。図１において、操向ハンドル１のコラム軸２は減速ギア３、ユニバーサルジョイント４ａおよび４ｂ、ピニオンラック機構５を経て操向車輪のタイロッド６に連結されている。コラム軸２には、操向ハンドル１の操舵トルクＴを検出するトルクセンサ１０が設けられており、操向ハンドル１の操舵力を補助する操舵補助モータ２０が、減速ギア３を介してコラム軸２に連結されている。ここで、操舵補助モータ２０は、例えば、ブラシレスモータやブラシモータである。電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）３０には、バッテリ１４から内蔵の電源リレー１３を経て電力が供給され、イグニションキー１１からイグニション信号が供給される。また、コントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴと車速センサ１２で検出された車両速度（車速）Ｖとに基づいて、操舵補助モータ２０の電流指令値を演算し、操舵補助モータ２０の電流検出値と電流指令値とに基づいて、操舵補助モータ２０の電流検出値が電流指令値に追従するように操舵補助モータ２０を駆動制御する。

図２は、図１のコントロールユニット３０のハードウェア構成を示す図である。コントロールユニット３０は、図２に示すように、電源リレー１３と、ＭＣＵ（マイクロコントロールユニット）１１０と、モータ駆動回路１０８と、電流検出回路１２０と、位置検出回路１３０等を備えている。

ＭＣＵ１１０は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、ＥＥＰＲＯＭ１０４、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１０５、Ａ／Ｄ変換器１０６、ＰＷＭコントローラ１０７などを備え、これらがバス接続されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納された制御プログラムを実行して電動パワーステアリング装置を制御する。

ＲＯＭ１０２は操舵補助モータ２０の制御プログラムを記憶するためのメモリとして使用され、ＲＡＭ１０３は当該プログラムを動作させるためのワークメモリとして使用される。書き込み・消去可能な不揮発性メモリとしてのＥＥＰＲＯＭ１０４は電源遮断後においても記憶内容を保持可能なメモリであり、前記制御プログラムが入出力する、補正データ、診断データ、学習データなどである制御データを記録する。補正データとは、ＥＰＳ装置の補助制御動作を車種または車両固有のハードウェアに特化、あるいは正常に動作するように補正するためのデータであり、ＣＰＵ１０１によって実行される制御プログラムが読み込むことによって使用される。補正データは、ＥＰＳ装置の補助制動動作を修正もしくは改良する際に外部より書き込まれる。診断データとは、制御プログラムによりＥＰＳ装置の自己診断が実施された際に出力される結果のデータである。診断データは、故障時あるいは点検時に外部より読み込まれて解析されることにより、異常の特定作業を効率化することができる。学習データとは、制御プログラムの人工知能の経験を蓄積したデータである。制御プログラムは、該プログラムの実行終了時に、ＲＡＭ１０３に蓄積された学習データをＥＥＰＲＯＭ１０４に移すことにより、該プログラムが実行されていた期間に得る経験を次回の制御プログラムの実行時に反映させることができる。

Ａ／Ｄ変換器１０６は、トルクセンサ１０からの操舵トルクＴ、電流検出回路１２０からの操舵補助モータ２０の電流検出値Ｉｍ、および位置検出回路１３０からのモータ回転角信号θ等を入力し、デジタル信号に変換する。インターフェース１０５は、ＣＡＮなどの車載ネットワークに接続されており、車速センサ１２からの車速信号Ｖ（車速パルス）を受け付けるためのものである。

ＰＷＭコントローラ１０７は操舵補助モータ２０の電流指令値に基づきＵＶＷ各相のＰＷＭ制御信号を出力する。モータ駆動回路１０８は、インバータ回路などにより構成され、ＰＷＭコントローラ１０７から出力された信号に基づき操舵補助モータ２０を駆動する。電流検出回路１２０は操舵補助モータ２０の電流値を検出し、電流検出値ＩｍをＡ／Ｄ変換器１０６に出力する。位置検出回路１３０は、レゾルバなどの位置センサ２５からの出力信号をモータ回転角信号θとして、Ａ／Ｄ変換器１０６に出力する。

本実施例を説明する前に、従来実行されていた、ＥＥＰＲＯＭの制御データの使用方法を説明する。図３は、従来のＥＥＰＲＯＭの制御データ使用方法を説明する図である。

図３において、制御プログラムは、データ使用プログラムと、ＥＥＰＲＯＭアクセスプログラムとを有する。データ使用プログラムは制御プログラム内の実際に制御データを使用する部分である。ＥＥＰＲＯＭは、性質上、データの読み書きに時間がかかる。したがって、ＥＥＰＲＯＭアクセスプログラムは、制御データを使用する前にＥＥＰＲＯＭ内の制御データをＲＡＭにコピーする。つまり、アドレスＡに記憶されているデータは、ＲＡＭ上のアドレスＡにコピーされる。そしてコピーされた制御データをデータ使用プログラムが使用する。そして、所定のタイミングで、ＲＡＭ上で使用した制御データをもってＥＥＰＲＯＭ内の制御データを上書きする。

この従来の方法によれば、アドレスＡに記憶されていたＥＥＰＲＯＭ内での制御データを、ＲＡＭの同じアドレスＡにコピーして使用し、ＥＥＰＲＯＭに戻すので、制御プログラムのバージョンが更新されて、アドレスＡに格納していたデータを別のアドレス（たとえばアドレスＢ）から読み書きする仕様となった場合、ＥＥＰＲＯＭ内の制御データをアドレスＡからアドレスＢに配置し直す必要がある。このようなアドレス変更を行うことなくＥＥＰＲＯＭ内の制御データを上書きした際、該上書き処理により制御データは破壊される可能性がある。

実施例１によれば、制御プログラムが格納されているＲＯＭ１０２内にＥＥＰＲＯＭ内のデータ配置アドレス情報１０００を持たせることにより、ＥＥＰＲＯＭのデータ配置を変えることなく、ソフトウェアの仕様変更、バージョン変更を行えるようにしている。

以下、実施例１のＥＥＰＲＯＭの制御データの使用方法について説明する。図４は、実施例１の電動パワーステアリング装置の、ＥＥＰＲＯＭの制御データを使用する処理にかかる概略的な構成図、図５は該処理の動作を説明するフローチャートである。図４における符号Ｓ１〜Ｓ４は、理解を助けるために図５に示すフローチャートにおける動作と対応つけて記してある。

図４において、ＲＯＭ１０２内に記憶されている制御プログラムは、データ使用プログラムと、ＥＥＰＲＯＭアクセスプログラムと、アドレス情報とを備える。制御プログラムは仕様を更新されており、更新前はデータ使用プログラムがＥＥＰＲＯＭ１０４上のアドレスＡ（Ａ＿Ａｄｄｒ）に記憶されているデータをアドレスＡから読み込む仕様となっていたが、仕様更新によりアドレスＢ（Ｂ＿Ａｄｄｒ）から読み込む仕様となっているとしている。

制御プログラムには、ＥＥＰＲＯＭ１０４におけるデータ配置アドレス情報１０００が設定登録されている。このデータ配置アドレス情報１０００は、データ使用プログラムの更新とともに変更されており、旧データ使用プログラムで使用するＥＥＰＲＯＭ上１０４のアドレスであるアドレスＡ（Ａ＿Ａｄｄｒ）と、新データ使用プログラムで使用するＥＥＰＲＯＭ１０４上のアドレスであるアドレスＢ（Ｂ＿Ａｄｄｒ）とが対応付けられている。

ここでは、ＥＥＰＲＯＭ１０４におけるアドレスＡに格納されている１つのデータについてのみ説明しているが、その他にアドレスＣ、アドレスＥ、およびアドレスＧなどにも制御データが格納され、それぞれＲＡＭ１０３上のアドレスＤ、アドレスＦ、およびアドレスＨから読み込まれるとしてもよい。その場合は、データ配置アドレス情報１０００には、アドレスＣとアドレスＤ、アドレスＥとアドレスＦ、アドレスＧとアドレスＨのように対応付けが格納される。

次に、図５に従って実施例１の電動パワーステアリング装置におけるＥＥＰＲＯＭへのアクセス動作を説明する。制御プログラムが開始され、ＥＥＰＲＯＭデータの使用がスタートすると、ＥＥＰＲＯＭアクセスプログラムは、データ配置アドレス情報１０００を読み出し（ステップＳ１）、このデータ配置アドレス情報１０００を分析することで、ＥＥＰＲＯＭ１０４のアドレスＡから制御データを読み出し、読み出した制御データをＲＡＭ１０３のアドレスＢに書き込む処理を行うことを認識する。この認識に従って、ＥＥＰＲＯＭアクセスプログラムは、ＥＥＰＲＯＭ１０４のアドレスＡからデータを読み出し（ステップＳ２）、読み出したデータをＲＡＭ１０３のアドレスＢに書き込む（ステップＳ３）。つぎに、データ使用プログラムは、ＲＡＭ１０３のアドレスＢからＥＥＰＲＯＭ１０４の「Ａ＿Ａｄｄｒ」上に記憶されていたデータを読み書きして使用する（ステップＳ４）。データの使用が終了し、データを更新する段階になると、ＥＥＰＲＯＭアクセスプログラムは再び「Ａ＿Ａｄｄｒ」と「Ｂ＿Ａｄｄｒ」との対応付けが登録されたデータ配置アドレス情報１０００を読み出し（ステップＳ５）、ＲＡＭ１０３のアドレスＢ上のデータを読み出し（ステップＳ６）、読み出したデータをＥＥＰＲＯＭ１０４のアドレスＡに書き込み（ステップＳ７）、動作を終了する。

なお、データ使用プログラムが、ＥＰＳ装置の自己診断を行って、その自己診断結果をＥＥＰＲＯＭ１０４に格納するような、ＥＥＰＲＯＭ１０４への書き込み動作を行う際には、データ配置アドレス情報１０００を参照して、旧データ使用プログラムで使用するＥＥＰＲＯＭ上１０４のアドレスであるアドレスＡを取得し、該取得したアドレスＡに対して、書き込み動作を行うようにすればよい。

このように、実施例１にかかる電動パワーステアリング装置によれば、ＲＯＭ１０２に、旧制御プログラムが使用する制御データが配置されるＥＥＰＲＯＭ１０４上のアドレスを示す第１アドレス情報と新制御プログラムが使用する制御データが配置されるＥＥＰＲＯＭ１０４上のアドレスを示す第２アドレス情報との対応を示すデータ配置アドレス情報１０００を記憶し、データ配置アドレス情報１０００を参照することにより、ＥＥＰＲＯＭ１０４に対して第１アドレス情報に従ったアクセスを行い、ＲＡＭ１０３に対して第２アドレス情報に従ったアクセスを行うようにしている。具体的には、ＥＥＰＲＯＭ１０４に記憶された制御データを使用する際には、ＥＥＰＲＯＭ１０４の第１アドレス情報が示すアドレスから制御データを読み出し、読み出した制御データをＲＡＭ１０３の第２アドレス情報が示すアドレスに制御データを書き込んでこの制御データを使用し、ＥＥＰＲＯＭ１０４に制御データを記憶する際には、ＥＥＰＲＯＭ１０４の第１アドレス情報が示すアドレスに対し制御データを記憶するようにしている。ことため実施例１によれば、制御プログラムの仕様を変更する際には同時にデータ配置アドレス情報１０００を変更することにより、ＥＥＰＲＯＭ１０４に格納されているデータの配置を変更することなく制御プログラムの仕様が変更できる。

つぎに、図６および図７を用いてこの発明の実施例２について説明する。実施例２では、ＥＥＰＲＯＭ内にデータ配置アドレス情報１０００を保持させ、ＥＥＰＲＯＭアクセス機能はＥＥＰＲＯＭ内のデータ配置アドレス情報１０００に従ったメモリアクセスを実行する。

図６は、実施例２の電動パワーステアリング装置の、ＥＥＰＲＯＭの制御データを使用する処理にかかる概略的な構成図、図７は該処理の動作を説明するフローチャートである。図６における符号Ｓ１１〜Ｓ１５は、理解を助けるために図７に示すフローチャートにおける動作と対応つけて記してある。

図６において、ＲＯＭ１０２内に記憶されている制御プログラムは、データ使用プログラムと、ＥＥＰＲＯＭアクセスプログラムとを備える。制御プログラムは実施例１の電動パワーステアリング装置の説明と同様に仕様を更新されており、更新前はデータ使用プログラムがＥＥＰＲＯＭ上のアドレスＡ（Ａ＿Ａｄｄｒ）に記憶されているデータをアドレスＡから読み込む仕様となっていたが、仕様更新によりアドレスＢ（Ｂ＿Ａｄｄｒ）から読み込む仕様となっているとしている。

データ配置アドレス情報１０００についても実施例のケースと同様に、データ使用プログラムの更新とともに変更されており、ＥＥＰＲＯＭ１０４上の旧データ使用プログラムで使用するＥＥＰＲＯＭ上のアドレスである「Ａ＿Ａｄｄｒ」と、新データ使用プログラムで使用するＥＥＰＲＯＭ上のアドレスである「Ｂ＿Ａｄｄｒ」のメモリアドレスとを対応付けている。

次に、図７に従って実施例２の電動パワーステアリング装置におけるＥＥＰＲＯＭへのアクセス動作を説明する。制御プログラムが開始され、ＥＥＰＲＯＭデータの使用がスタートすると、まず、ＥＥＰＲＯＭアクセスプログラムは、ＥＥＰＲＯＭ１０４に記憶されているデータ配置アドレス情報１０００をＲＡＭ１０３にコピーする（ステップＳ１１）。次に、ＥＥＰＲＯＭアクセスプログラムは、ＲＡＭ１０３からデータ配置アドレス情報１０００を読み出し（ステップＳ１２）、このデータ配置アドレス情報１０００を分析することで、ＥＥＰＲＯＭ１０４のアドレスＡから制御データを読み出し、読み出した制御データをＲＡＭ１０３のアドレスＢに書き込む処理を行うことを認識する。この認識に従って、ＥＥＰＲＯＭアクセスプログラムは、ＥＥＰＲＯＭ１０４のアドレスＡからデータを読み出し（ステップＳ１３）、読み出したデータをＲＡＭ１０３のアドレスＢに書き込む（ステップＳ１４）。つぎに、データ使用プログラムは、ＲＡＭ１０３のアドレスＢからＥＥＰＲＯＭ１０４の「Ａ＿Ａｄｄｒ」上に記憶されていたデータを読み書きして使用する（ステップＳ１５）。データの使用が終了し、データを更新する段階になると、ＥＥＰＲＯＭアクセスプログラムは再び「Ａ＿Ａｄｄｒ」と「Ｂ＿Ａｄｄｒ」との対応付けが登録されたデータ配置アドレス情報１０００を読み出し（ステップＳ１６）、ＲＡＭ１０３のアドレスＢ上のデータを読み出し（ステップＳ１７）、読み出したデータをＥＥＰＲＯＭ１０４のアドレスＡに書き込み（ステップＳ１８）、動作を終了する。

このように実施例２では、実施例１のようにアドレス情報を制御プログラム内に保持しせず、ＥＥＰＲＯＭ内に保持するため、制御プログラムがマスクＲＯＭなど簡単に書き換えできないＲＯＭで供給される場合においても、実施例１による効果と同様の効果を得ることができる。

なお、実施例１、２においては、不揮発性メモリとしてＥＥＰＲＯＭを採用したが、ＥＥＰＲＯＭ以外にＵＶ−ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリが使用されてもかまわない。

以上のように、本発明にかかる電動パワーステアリング装置は、書き換え可能な不揮発性メモリを備える電動パワーステアリング装置に適用して有用である。

１ 操向ハンドル
２ コラム軸
３ 減速ギア
４ａ，４ｂ ユニバーサルジョイント
５ ピニオンラック機構
６ タイロッド
１０ トルクセンサ
１１ イグニションキー
１２ 車速センサ
１３ 電源リレー
１４ バッテリ
２０ 操舵補助モータ
２５ 位置センサ
３０ コントロールユニット
１００ ＥＰＳ装置
１１０ ＭＣＵ
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ ＥＥＰＲＯＭ
１０５ インターフェース
１０６ Ａ／Ｄ変換器
１０７ ＰＷＭコントローラ
１０８ モータ駆動回路
１２０ 電流検出回路
１３０ 位置検出回路
１０００ データ配置アドレス情報

Claims (2)

1. 操舵トルクおよび車両速度に基づいて演算した操舵補助指令に基づき操舵補助用の電動モータを駆動制御することにより、車両の操舵を補助制御する電動パワーステアリング装置において、
   ＣＰＵと、前記補助制御をＣＰＵに実行させる制御プログラムが記憶されるＲＯＭと、前記制御プログラムが使用する制御データが格納される書き換え可能な不揮発性メモリと、ワークメモリとして使用されるＲＡＭと、
   を備え、
   前記ＲＯＭまたは不揮発性メモリに、旧制御プログラムが使用する制御データが配置される前記不揮発性メモリ上のアドレスを示す第１アドレス情報と新制御プログラムが使用する制御データが配置される前記不揮発性メモリ上のアドレスを示す第２アドレス情報との対応を示すデータ配置アドレス情報を記憶し、
   前記データ配置アドレス情報を参照することにより、前記不揮発性メモリに対して前記第１アドレス情報に従ったアクセスを行い、前記ＲＡＭに対して前記第２アドレス情報に従ったアクセスを行うアクセス手段を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記アクセス手段は、
   前記不揮発性メモリに記憶された制御データを使用する際には、前記不揮発性メモリの前記第１アドレス情報が示すアドレスから制御データを読み出し、読み出した制御データを前記ＲＡＭの前記第２アドレス情報が示すアドレスに書き込んでこの制御データを使用し、
   前記不揮発性メモリに制御データを記憶する際には、前記不揮発性メモリの前記第１アドレス情報が示すアドレスに対し制御データを記憶することを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。

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