JP5472199B2

JP5472199B2 - 電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP5472199B2
Application number: JP2011102105A
Authority: JP
Inventors: 一博熊井戸; 康継野村
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2011-04-28
Filing date: 2011-04-28
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2031-04-28
Also published as: JP2012232659A

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関する。

乗用車やトラック等の車両の操舵力を軽減するため、電動機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。電動パワーステアリング装置は、電動機が発生する動力を、減速機を介してステアリングシャフト又はラック軸に付与するようになっている。電動パワーステアリング装置は、車両の操舵という役割を担うため、車両を構成する装置の中でも特に高い安全性、信頼性が要求される。このため、電動パワーステアリング装置を制御するコンピュータが有するＲＯＭ及びＲＡＭ等の一次記憶装置についても、不具合をいち早く検出できるように、随時不具合の診断を実行して一次記憶装置そのものや一次記憶装置に保持されている情報に不具合が発生していないかを診断している。

例えば、特許文献１には、制御対象を制御するための処理を行うコンピュータがその処理に用いるメモリの記憶領域の全部又は一部を診断対象として、該診断対象の領域を複数に分割した各分割領域毎に診断するメモリ診断装置であって、前記各分割領域を、その分割領域に記憶されるデータの種類に応じた頻度で診断する技術が開示されている。

また、特許文献２には、電動パワーステアリング装置に用いる制御用コンピュータが有するＲＯＭの診断技術が開示されている。この技術は、ＲＯＭ領域を複数の所定数のビットからなるセルによって構成し、診断用期間毎に複数のセルのうち、一部のセルのデータの加算を行い、前回診断用期間に得られた一部のセルのデータの加算値に今回診断用期間に他の一部のセルのデータを加算して、ＲＯＭ領域のすべてのセルについてのデータの加算値が得られたとき、加算値の合計と規定値とを比較するものである。

特開２００３−３２３３５３号公報特開２００４−１３３６３５号公報

特許文献２に開示される技術では、マイクロコンピュータ起動からアシスト制御開始前に一般的に行われる不具合診断であるメモリ初期診断でメモリ不具合が検出された場合、又はアシスト制御中に実施されるメモリ常時診断でメモリ不具合が検出された場合、フェールセーフ処理として、アシスト制御を停止、又はモータへの通電を遮断、又はマイクロコンピュータをリセットし、電動パワーステアリング装置が重大な不具合モードに至ることを防止している。

しかしながら、中型車や大型車への電動パワーステアリング装置の採用拡大に伴い、メモリ不具合時にアシスト制御を停止、又はモータへの通電を遮断、又はマイクロコンピュータをリセットすることが、必ずしも得策とは言えなくなって来ている。これは、中型車や大型車ではタイヤが大きいためにタイヤの反力が大きくアシストが停止すると人間の負担が大きくなることや、ＩＳＯ２６２６２（機能安全規格）によるソフトウェアの安全規定など自動車部品の機能安全に対する要求が高まっていること等による。特に、操舵中にメモリ（記憶装置）の不具合を検出した場合は、突然アシストが停止して運転者に不安感を与えてしまうおそれがある。

本発明は、電動パワーステアリング装置を制御する装置が有する記憶装置に不具合が発生したとき、アシスト可能な場合にはアシストを継続することを目的とする。

本発明は、車両のステアリング機構に補助操舵力を付与する電動機を有し、前記ステアリング機構に対する操舵トルクと車速とを少なくとも用いて演算した操舵補助指令値に基づいて前記電動機を駆動制御する電動パワーステアリング装置であり、正常状態で使用される正常時記憶領域と、不具合が発生したときに使用される不具合発生時記憶領域とを有する第１記憶装置と、正常状態で使用されるコンピュータプログラムが記憶される正常時用プログラム記憶領域と、不具合が発生したときに使用されるコンピュータプログラムが記憶される不具合発生時用プログラム記憶領域とを有する第２記憶装置と、前記電動パワーステアリング装置の制御における複数の機能を実現するとともに、前記第１記憶装置及び前記第２記憶装置の不具合を検出する処理装置と、を含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置である。

この電動パワーステアリング装置は、第１記憶装置に、正常状態で使用される正常時記憶領域と、不具合が発生したときに使用される不具合発生時記憶領域とを設け、第２記憶装置に、正常状態で使用されるコンピュータプログラムが記憶される正常時用プログラム記憶領域と、不具合が発生したときに使用されるコンピュータプログラムが記憶される不具合発生時用プログラム記憶領域とを設ける。このようにすることで、電動パワーステアリング装置は、正常時記憶領域又は正常時用プログラム記憶領域に不具合が発生した場合でも、不具合発生時記憶領域又は不具合発生時用プログラム記憶領域を用いて、アシストを継続することができる。その結果、電動パワーステアリング装置を制御する装置が有する記憶装置に不具合が発生したとき、アシスト可能な場合にはアシストを継続することができる。

本発明において、不具合が発生したときに使用されるコンピュータプログラムは、正常状態で使用されるコンピュータプログラムよりも容量が小さいことが好ましい。このようにすることで、不具合発生時用プログラム記憶領域の記憶容量を、正常時用プログラム記憶領域の記憶容量よりも小さくすることができるので、第２記憶装置のコストを低減することができる。また、第１記憶装置の不具合発生時記憶領域も、不具合が発生したときに使用されるコンピュータプログラムの容量に合わせて正常時記憶領域よりも記憶容量を小さくすることができる。このため、第１記憶装置のコストを低減することができる。

本発明において、前記不具合発生時記憶領域は、前記正常時記憶領域よりも記憶容量が小さく、前記不具合発生時用プログラム記憶領域は、前記正常時用プログラム記憶領域よりも記憶容量が小さいことが好ましい。このようにすることで、第１記憶装置及び第２記憶装置が、正常状態と不具合が発生したときとに対応した記憶領域を有していても、第１記憶装置及び第２記憶装置の記憶容量の増加を抑制することができる。その結果、第１記憶装置及び第２記憶装置のコストを低減することができる。

本発明において、前記処理装置は、前記正常時記憶領域と前記正常時用プログラム記憶領域との少なくとも一方の不具合を検出した場合、前記第１記憶装置の使用領域を前記不具合発生時記憶領域とし、前記第２記憶装置の使用領域を前記不具合発生時用プログラム記憶領域とすることが好ましい。このようにすることで、電動パワーステアリング装置は、正常時記憶領域又は正常時用プログラム記憶領域に不具合が発生した場合でも、不具合発生時記憶領域又は不具合発生時用プログラム記憶領域を用いて、アシストを継続することができる。

本発明において、前記不具合発生時記憶領域は、特定の分類のアドレスが使用される第１記憶領域と、前記第１記憶領域で使用されるアドレスとは異なる分類のアドレスが使用される第２記憶領域と、を有することが好ましい。このようにすることで、電動パワーステアリング装置は、第１記憶装置の同じ分類のアドレスすべてに不具合が発生した場合でも、第１記憶領域又は第２記憶領域の一方を用いてアシストを継続することができる。その結果、信頼性及び安全性が向上する。

本発明において、前記処理装置は、前記正常時記憶領域と前記正常時用プログラム記憶領域との少なくとも一方の不具合を検出した場合、前記第１記憶装置の使用領域を前記第１記憶領域又は前記第２記憶領域とし、前記第２記憶装置の使用領域を前記不具合発生時用プログラム記憶領域とすることが好ましい。このようにすることで、電動パワーステアリング装置は、正常時記憶領域又は正常時用プログラム記憶領域に不具合が発生した場合でも、不具合発生時記憶領域又は不具合発生時用プログラム記憶領域を用いて、アシストを継続することができる。

本発明において、前記特定の分類のアドレスは、偶数アドレス又は奇数アドレスのいずれか一方であることが好ましい。ＲＡＭ又はＲＯＭ等の記憶装置は、偶数のアドレスすべて又は奇数のアドレスすべてが同時に不具合となることがある。特定の分類のアドレスを、偶数アドレス又は奇数アドレスのいずれか一方とすることで、電動パワーステアリング装置は、第１記憶装置の奇数又は偶数のアドレスすべてに不具合が発生した場合でも、第１記憶領域又は第２記憶領域の一方を用いてアシストを継続することができる。その結果、信頼性及び安全性が向上する。

本発明において、前記処理装置は、前記第１記憶領域において使用しないアドレス又は前記第２記憶領域において使用しないアドレスは、不具合を診断しないことが好ましい。このようにすることで、診断に要する負荷を低減できるので、ハードウェア資源を有効に利用することができる。

本発明は、電動パワーステアリング装置を制御する装置が有する記憶装置に不具合が発生したとき、アシスト可能な場合にはアシストを継続することができる。

図１は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す図である。図２は、本実施形態に係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のハードウェア構成を示す模式図である。図３は、本実施形態に係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の機能的な構成を示す機能ブロック図である。図４は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置が備える記憶装置の領域とメモリ不具合検出部とメモリ領域切替部とを示す模式図である。図５は、本実施形態でのＲＡＭの使用領域を示す模式図である。図６は、本実施形態の変形例に係る記憶装置の領域とメモリ不具合検出部とメモリ領域切替部とを示す模式図である。図７は、電動パワーステアリング装置の制御の一例を示すフローチャートである。図８は、診断処理の手順を示すフローチャートである。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

図１は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す図である。電動パワーステアリング装置１００は、車両のステアリング機構に補助操舵力を付与する電動機（以下、モータという）２０を有し、前記ステアリング機構に対する操舵トルクと車速とを少なくとも用いて演算した操舵補助指令値に基づき、モータ２０を駆動制御する。

このように、電動パワーステアリング装置１００は、車両に搭載されて、前記車両の運転者によるハンドルホイール１の操作を補助するものである。この処理を、アシスト処理という。ハンドルホイール１のコラム軸２は、減速ギヤ３、ユニバーサルジョイント４ａ、４ｂ、ラックアンドピニオン機構５を介して、操舵輪のタイロッド６に連結されている。コラム軸２には、ハンドルホイール１の操舵トルクＴを検出するトルクセンサ１０が設けられている。また、コラム軸２には減速ギヤ３が取り付けられている。減速ギヤ３は、モータ２０の発生するトルクを増加させてコラム軸２へ伝達する。このような構造によって、モータ２０が発生するトルクにより、ハンドルホイール１の操舵力が補助される。

本実施形態において、電動パワーステアリング装置１００は、コラム軸２にモータ２０のトルクを伝達するコラムアシスト型の装置であるが、電動パワーステアリング装置の形式はこれに限定されるものではない。例えば、電動パワーステアリング装置１００は、ピニオンアシスト型やラックアシスト型等であってもよい。

モータ２０は、例えば、ブラシレスモータ又はブラシモータである。電動パワーステアリング装置１００を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit、以下コントロールユニットという）３０は、自身に内蔵された電源リレー１３を介してバッテリ１４から電力の供給を受けるとともに、イグニッションスイッチ１１から送信されたイグニッション信号を受信する。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、モータ２０の電流指令値を演算する。コントロールユニット３０は、モータ２０に供給される電流の値（電流検出値）と電流指令値とに基づいて、モータ２０の電流検出値が電流指令値に追従するようにモータ２０を駆動制御する。このように、コントロールユニット３０は、電動パワーステアリング装置１００を制御する装置（電動パワーステアリング装置の制御装置）である。

図２は、本実施形態に係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のハードウェア構成を示す模式図である。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、制御用コンピュータ１１０と、モータ駆動回路１５と、モータ電流検出回路１６と、位置検出回路１７等とを備えている。電動パワーステアリング装置１００の制御用コンピュータ１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、第１記憶装置としてのＲＡＭ（Random Access Memory）１０２、第２記憶装置としてのＲＯＭ（Read Only Memory）１０３、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）１０４、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１０５、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換器１０６、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）コントローラ１０７等を備え、これらがバス１０８に接続されている。ＣＰＵ１０１は処理装置に相当し、ＲＯＭ１０３に記憶された電動パワーステアリング装置１００の制御用コンピュータプログラム（以下、制御プログラムという）を実行して、電動パワーステアリング装置１００を制御する。

ＲＯＭ１０３は、制御プログラム、ＲＡＭ１０２及びＲＯＭ１０３を診断するための診断用コンピュータプログラム（以下、診断プログラムという）及び電動パワーステアリング装置１００の制御や診断に用いるデータを記憶する。また、ＲＡＭ１０２は、制御プログラム及び診断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。ＥＥＰＲＯＭ１０４は、制御プログラムが入出力する制御データ等を記憶する。制御データは、コントロールユニット３０に電源が投入された後にＲＡＭ１０２に展開された制御プログラム上で使用され、所定のタイミングでＥＥＰＲＯＭ１０４に上書きされる。

ＲＯＭ１０３、ＲＡＭ１０２及びＥＥＰＲＯＭ１０４等は、情報を記憶する記憶装置であって、ＣＰＵ１０１が直接アクセスできる記憶装置（一次記憶装置）である。ＲＡＭ１０２、ＲＯＭ１０３及びＥＥＰＲＯＭ１０４等は、制御プログラム及び制御データ等が記憶されたり、制御プログラム等が展開されたりするため、ＣＰＵ１０１によって不具合の有無が診断される。すなわち、処理装置としてのＣＰＵ１０１は、これらの不具合を検出する。このとき、ＲＯＭ１０３、ＲＡＭ１０２及びＥＥＰＲＯＭ１０４のすべてを記憶装置として診断するようにしてもよいが、本実施形態では、記憶装置のうち、電動パワーステアリング装置１００の制御中において使用頻度が高いＲＡＭ１０２及びＲＯＭ１０３を診断するものとする。なお、ＲＡＭ１０２及びＲＯＭ１０３以外の記憶装置（例えば、ＥＥＰＲＯＭ１０４）に対する本実施形態における記憶装置の診断を除外するものではない。

Ａ／Ｄ変換器１０６は、トルクセンサ１０からの操舵トルクＴ、モータ電流検出回路１６からのモータ２０の電流検出値Ｉｍ及び位置検出回路１７からのモータ２０の回転角θの信号等を入力し、ディジタル信号に変換する。インターフェース１０５は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワークに接続されている。インターフェース１０５は、車速センサ１２からの車速Ｖの信号（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、モータ２０に対する電流指令値に基づいてＵＶＷ各相のＰＷＭ制御信号を出力する。モータ駆動回路１５は、インバータ回路等により構成され、ＰＷＭコントローラ１０７から出力された信号に基づいてモータ２０を駆動する。モータ電流検出回路１６は、モータ２０に供給される電流の値（電流検出値）Ｉｍを検出してＡ／Ｄ変換器１０６に出力する。位置検出回路１７は、位置センサ２５（例えば、レゾルバ等）の出力信号をモータ２０の回転角θとして、Ａ／Ｄ変換器１０６に出力する。

図３は、本実施形態に係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の機能的な構成を示す機能ブロック図である。図３を用いて、電動パワーステアリング装置１００の制御を説明する。図３に示すように、コントロールユニット３０は、アシスト機能部３１、診断機能部３２、デバイス機能部３３、メモリ領域切替部３７を有する。

アシスト機能部３１は、電流指令値算出部３１ａ、電流制御部３１ｂを有する。電流指令値算出部３１ａは、操舵トルクＴ及び車速Ｖに対応した電流指令値Ｉを算出する。電流制御部３１ｂは、電流指令値Ｉと電流検出値Ｉｍとの偏差が０に近づくように、比例制御と微分制御と積分制御とのうち少なくとも一つを実行し、電流指令値Ｉに近づくように制御された電流Ｉｍが生成されるように、モータ駆動回路１５のゲート駆動信号のデューティ比Ｄを演算する。モータ駆動回路１５は、電流制御部３１ｂが演算したデューティ比ＤにしたがってＰＷＭ制御された電流をモータ２０に出力する。モータ電流検出回路１６は、モータ２０に流れる電流Ｉｍを検出する。

診断機能部３２は、トルク不具合検出、モータ駆動回路１５の不具合検出等を行う。また、診断機能部３２は、メモリ不具合検出部３２ａを備えている。メモリ不具合検出部３２ａは、記憶装置（本実施形態では、ＲＡＭ１０２及びＲＯＭ１０３）の不具合を検出する。

デバイス機能部３３は、デバイス駆動部３３ａを備える。デバイス駆動部３３ａは、モータ駆動回路１５のオン／オフ、電源リレー１３のオン／オフ等を行う。メモリ領域切替部３７は、ＲＡＭ１０２の領域を切り替える。図３に示すアシスト機能部３１、診断機能部３２、デバイス機能部３３、メモリ領域切替部３７は、図２に示す制御用コンピュータ１１０、より具体的にはＣＰＵ１０１によって実現される。

図４は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置が備える記憶装置の領域とメモリ不具合検出部とメモリ領域切替部とを示す模式図である。図５は、本実施形態でのＲＡＭの使用領域を示す模式図である。第１記憶装置としてのＲＡＭ１０２は、正常状態（ＲＡＭ１０２が正常である状態）に使用される正常時記憶領域１０２Ｓと、ＲＡＭ１０２に何らかの不具合が発生したときに使用される不具合発生時記憶領域１０２Ｅとを有する。本実施形態において、不具合発生時記憶領域１０２Ｅは、さらに第１記憶領域１０２Ｅａと第２記憶領域１０２Ｅｂとを有する。

第１記憶領域１０２Ｅａは、特定の分類のアドレスが使用される。第２記憶領域１０２Ｅｂは、第１記憶領域１０２Ｅａで使用されるアドレスとは異なる分類のアドレスが使用される。第１記憶領域１０２Ｅａ及び第２記憶領域１０２Ｅｂについては、後述する。

第２記憶装置としてのＲＯＭ１０３は、正常時用プログラム記憶領域１０３Ｓと、不具合発生時用プログラム記憶領域１０３Ｅとを有する。正常時用プログラム記憶領域１０３Ｓは、正常状態（ＲＯＭ１０３が正常である状態）で使用されるコンピュータプログラム（正常時プログラム、以下、通常プログラムという）５１を記憶する。不具合発生時用プログラム記憶領域１０３Ｅは、ＲＯＭ１０３に何らかの不具合が発生したときに使用されるコンピュータプログラム（不具合時プログラム、以下Ｆ／Ｓ（Ｆａｌｅ／Ｓａｆｅ）用プログラムという）５２を記憶する。

通常プログラム５１は、正常状態で使用される制御プログラムであり、Ｆ／Ｓ用プログラム５２は、ＲＡＭ１０２とＲＯＭ１０３との少なくとも一方に不具合が発生した場合に使用される制御プログラムである。Ｆ／Ｓ用プログラム５２は、電動パワーステアリング装置１００としての機能（少なくとも、運転者による操舵を補助する機能）を維持するために必要な命令が主として記述されている。このため、Ｆ／Ｓ用プログラム５２は、通常プログラム５１と比較して機能が簡素化されており、容量は通常プログラム５１よりも小さい。したがって、Ｆ／Ｓ用プログラム５２がＲＯＭ１０３又はＲＡＭ１０２で使用する領域は、通常プログラム５１よりも小さくなる。このため、Ｆ／Ｓ用プログラム５２を記憶する不具合発生時用プログラム記憶領域１０３Ｅは、通常プログラム５１を記憶する正常時用プログラム記憶領域１０３Ｓよりも記憶容量を小さくすることができる。

ＲＡＭ１０２の不具合発生時記憶領域１０２Ｅは、Ｆ／Ｓ用プログラム５２のワークメモリとなる。本実施形態では、通常プログラム５１よりもＦ／Ｓ用プログラム５２を簡素化しているので、第１記憶領域１０２Ｅａ及び第２記憶領域１０２Ｅｂの記憶容量は、いずれも正常時記憶領域１０２Ｓの記憶容量よりも小さくて済む。すなわち、第１記憶領域１０２Ｅａ及び第２記憶領域１０２Ｅｂは、正常時記憶領域１０２Ｓよりも分解能を粗くした領域になる。このように、通常プログラム５１よりもＦ／Ｓ用プログラム５２を簡素化することでＦ／Ｓ用プログラム５２の容量を低減し、不具合発生時記憶領域１０２Ｅの記憶容量を正常時記憶領域１０２Ｓよりも小さくすることができる。

また、本実施形態において、Ｆ／Ｓ用プログラム５２は、通常プログラム５１に対する機能の簡素化に加え、例えば、電流指令値算出部３１ａ及び電流制御部３１ｂで扱う電流の物理量を通常プログラム５１よりもスケールダウンさせている。このため、Ｆ／Ｓ用プログラム５２は、演算で使用するデータの量が通常プログラム５１よりも少なくなる。その結果、Ｆ／Ｓ用プログラム５２は、ＲＡＭ１０２において、通常プログラム５１が使用する領域よりも分解能が粗い領域、具体的には、不具合発生時記憶領域１０２Ｅの第１記憶領域１０２Ｅａ及び第２記憶領域１０２Ｅｂを使用することができる。このように、本実施形態においては、通常プログラム５１よりもＦ／Ｓ用プログラム５２を簡素化し、Ｆ／Ｓ用プログラム５２が使用する領域を小さくするので、ＲＡＭ１０２及びＲＯＭ１０３全体の記憶容量を抑制することができる。その結果として、電動パワーステアリング装置１００の製造コストを低減することができる。

ＲＡＭ１０２及びＲＯＭ１０３が正常に動作している場合、ＲＡＭ１０２の正常時記憶領域１０２Ｓ及びＲＯＭ１０３の正常時用プログラム記憶領域１０３Ｓが使用される。また、ＲＡＭ１０２とＲＯＭ１０３との少なくとも一方が正常に動作していない場合、ＲＡＭ１０２の不具合発生時記憶領域１０２Ｅと、ＲＯＭ１０３の不具合発生時用プログラム記憶領域１０３Ｅとの少なくとも一方が使用される。

処理装置としてのＣＰＵ１０１（図２参照）によって実現されるメモリ不具合検出部３２ａは、ＲＡＭ１０２及びＲＯＭ１０３の不具合を検出しない場合、すなわち、両者が正常に動作している場合、メモリ領域切替部３７に対してその旨の情報を送信する。ＲＡＭ１０２及びＲＯＭ１０３が正常に動作している旨の情報を取得したメモリ領域切替部３７は、ＲＯＭ１０３の正常時用プログラム記憶領域１０３Ｓ及びＲＡＭ１０２の正常時記憶領域１０２Ｓを、少なくともＣＰＵ１０１が使用する領域（使用領域）とする。ＣＰＵ１０１は、例えば、ＲＯＭ１０３の正常時用プログラム記憶領域１０３Ｓから通常プログラム５１を読み出し、ＲＡＭ１０２の正常時記憶領域１０２Ｓにアクセスして、電動パワーステアリング装置１００を制御する。

ＲＡＭ１０２及びＲＯＭ１０３の不具合を検出した場合、すなわち、両者の少なくとも一方が正常に動作していない場合、メモリ不具合検出部３２ａは、メモリ領域切替部３７に対してその旨の情報を送信する。ＲＡＭ１０２及びＲＯＭ１０３が正常に動作していない旨の情報を取得したメモリ領域切替部３７は、少なくともＣＰＵ１０１が使用する領域（使用領域）を、ＲＯＭ１０３の不具合発生時用プログラム記憶領域１０３Ｅ及びＲＡＭ１０２の不具合発生時記憶領域１０２Ｅとする。ＣＰＵ１０１は、例えば、ＲＯＭ１０３の不具合発生時用プログラム記憶領域１０３ＥからＦ／Ｓ用プログラム５２を読み出し、ＲＡＭ１０２の不具合発生時記憶領域１０２Ｅが有する第１記憶領域１０２Ｅａ又は第２記憶領域１０２Ｅｂにアクセスして、電動パワーステアリング装置１００を制御する。

このとき、メモリ領域切替部３７は、ＲＡＭ１０２の第１記憶領域１０２Ｅａに不具合が発生しており、第２記憶領域Ｅｂに不具合が発生していない場合、第２記憶領域１０２ＥｂをＣＰＵ１０１の使用領域とする。ＲＡＭ１０２の第２記憶領域１０２Ｅｂに不具合が発生しており、第１記憶領域１０２Ｅａに不具合が発生していない場合、メモリ領域切替部３７は、第１記憶領域１０２ＥａをＣＰＵ１０１の使用領域とする。

図５に示すように、ＲＡＭ１０２の使用領域が正常時記憶領域１０２Ｓとされる場合、偶数アドレスＥ及び奇数アドレスＯの両方が使用される。すなわち、正常時記憶領域１０２Ｓは、すべてのアドレスが通常プログラム５１からアクセスされる。ＲＡＭ１０２の使用領域が不具合発生時記憶領域１０２Ｅは、第１記憶領域１０２Ｅａと、第２記憶領域１０２Ｅｂとでは、それぞれが異なる分類のアドレスが使用される。本実施形態において、アドレスの番号が偶数である場合と奇数である場合とで、異なる分類となる。すなわち、偶数のアドレスは番号に関わらず同一の分類であり、奇数のアドレスは番号に関わらず同一の分類である。このため、ＲＡＭの不具合発生時記憶領域１０２Ｅは、次のように用いられる。

ＲＡＭ１０２の使用領域が不具合発生時記憶領域１０２Ｅの第１記憶領域１０２Ｅａとされる場合、本実施形態では偶数アドレスＥのみが使用される。すなわち、第１記憶領域１０２Ｅａは、偶数アドレスＥのみがＦ／Ｓ用プログラム５２からアクセスされる。ＲＡＭ１０２の使用領域が不具合発生時記憶領域１０２Ｅの第２記憶領域１０２Ｅｂとされる場合、本実施形態では奇数アドレスＯのみが使用される。すなわち、第２記憶領域１０２Ｅｂは、奇数アドレスＯのみがＦ／Ｓ用プログラム５２からアクセスされる。このため、第１の記憶領域１０２Ｅａ及び第２記憶領域１０２Ｅｂは、いずれも正常時記憶領域１０２Ｓよりも分解能が粗くなる。

ＲＡＭ１０２は、偶数アドレスＥのみ又は奇数アドレスＯのみに不具合が発生することがある。本実施形態は、不具合発生時記憶領域１０２Ｅを偶数アドレスＥのみが使用される第１記憶領域１０２Ｅａと、奇数アドレスＯのみが使用される第２記憶領域１０２Ｅｂとに分け、ＲＡＭ１０２に発生した不具合の種類に基づいて両者を使い分ける。このようにすることで、偶数アドレスＥのみ又は奇数アドレスＯのみに不具合が発生した場合でも、ＣＰＵ１０１は、第１記憶領域１０２Ｅａ又は第２記憶領域１０２Ｅｂのいずれか一方及びＦ／Ｓ用プログラム５２を用いて、電動パワーステアリング装置１００を制御できる。その結果、電動パワーステアリング装置１００の信頼性及び安全性を向上させることができる。

処理装置としてのＣＰＵ１０１、具体的にＣＰＵ１０１によって実現される診断機能部３２のメモリ不具合検出部３２ａは、第１記憶領域１０２Ｅａにおいて使用しないアドレス又は第２記憶領域１０２Ｅｂにおいて使用しないアドレスは、不具合の有無を診断しない。このようにすることで、診断に要する負荷を低減できるので、ＣＰＵ１０１のハードウェア資源を有効に利用することができる。本実施形態において、第１記憶領域１０２Ｅａにおいて使用しないアドレスとは奇数アドレスＯであり、第２記憶領域１０２Ｅｂにおいて使用しないアドレスとは偶数アドレスＥである。

図６は、本実施形態の変形例に係る記憶装置の領域とメモリ不具合検出部とメモリ領域切替部とを示す模式図である。この例は、ＲＡＭ１０２ａの不具合発生時記憶領域１０２Ｅが、上述したＲＡＭ１０２とは異なる。すなわち、ＲＡＭ１０２ａは、不具合発生時記憶領域１０２Ｅが第１記憶領域１０２Ｅａと第２記憶領域１０２Ｅｂとを有しておらず、単独である点がＲＡＭ１０２と異なる。ＲＡＭ１０２ａは、正常時記憶領域１０２Ｓと、不具合発生時記憶領域１０２Ｅとを有しているので、ＲＡＭ１０２ａとＲＯＭ１０３との少なくとも一方に不具合が発生した場合に、ＲＯＭ１０３の不具合発生時用プログラム記憶領域１０３Ｅに記憶されているＦ／Ｓ用プログラム５２がＲＡＭ１０２ａの不具合発生時記憶領域１０２Ｅを用いて電動パワーステアリング装置１００の制御を継続することができる。このように、本実施形態において、第１記憶装置（ＲＡＭ１０２、１０２ａ）は、少なくとも正常時記憶領域１０２Ｓと、不具合発生時記憶領域１０２Ｅと有していればよく、不具合発生時記憶領域１０２Ｅの領域の数は問わない。なお、通常プログラム５１よりもＦ／Ｓ用プログラム５２の容量が小さいため、ＲＡＭ１０２ａは、不具合発生時記憶領域１０２Ｅの方が正常時記憶領域１０２Ｓよりも記憶容量は小さくなっている。このため、ＲＡＭ１０２ａを用いた場合でも、電動パワーステアリング装置１００の製造コストを低減することができる。次に、電動パワーステアリング装置１００の制御の一例を説明しつつ、本実施形態に係る記憶装置の診断処理を説明する。

図７は、電動パワーステアリング装置の制御の一例を示すフローチャートである。電動パワーステアリング装置１００を制御するにあたり、ステップＳ１において、コントロールユニット３０の制御用コンピュータ１１０が有するＣＰＵ１０１は、イグニッションスイッチ１１から送信されるイグニッション信号を取得する。ＣＰＵ１０１がイグニッション信号を取得できた場合、イグニッション（ＩＧ）はＯＮである。この場合、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３に記憶されている制御プログラムを読み込んで実行することにより、ＣＰＵ１０１内にアシスト機能部３１、診断機能部３２、デバイス機能部３３及びメモリ領域切替部３７を実現して、電動パワーステアリング装置１００の制御機能を所定のタイミングで実行することにより、電動パワーステアリング装置１００の制御を開始する。ＣＰＵ１０１がイグニッション信号を取得できない場合、イグニッション（ＩＧ）はＯＦＦである。この場合、ＣＰＵ１０１は、電動パワーステアリング装置１００の制御の処理を終了する。

ＣＰＵ１０１は、電動パワーステアリング装置１００の制御を開始したら、ステップＳ２において、アシスト機能部３１、診断機能部３２、デバイス機能部３３及びメモリ領域切替部３７の初期化処理を実行する。次に、ステップＳ３に進み、診断処理が実行される。ステップＳ３の診断処理においては、本実施形態に係る記憶装置の診断処理が実行される。次に、ステップＳ３の診断処理について詳細に説明する。

図８は、診断処理の手順を示すフローチャートである。ステップＳ３の診断処理（本実施形態に係る診断処理）において、ステップＳ３０１で、ＥＣＵ３０の診断機能部３２が有するメモリ不具合検出部３２ａは、ＲＡＭ１０２を診断し、ステップＳ３０２でＲＯＭ１０３を診断する。ＣＰＵ１０１は、診断プログラムをＲＯＭ１０３から読み込み、ＲＡＭ１０２にアクセスして実行することにより、メモリ不具合検出部３２ａの機能を実現する。

メモリ不具合検出部３２ａによるＲＡＭ１０２とＲＯＭ１０３との診断の順序はこの順序に限定されるものではなく、メモリ不具合検出部３２ａは、ＲＯＭ１０３、ＲＡＭ１０２の順序で診断してもよい。すなわち、ステップＳ３０１とステップＳ３０２との順序は問わない。ＲＡＭ１０２の診断方法としては、例えば、リード／ライトチェックを用いることができ、ＲＯＭ１０３の診断方法としては、ＳＵＭチェックを用いることができる。

ＲＡＭ１０２の診断において、メモリ不具合検出部３２ａは、ＲＡＭ１０２に不具合があるか否かを正常時記憶領域１０２Ｓ、不具合発生時記憶領域１０２Ｅの順に診断する。不具合発生時記憶領域１０２Ｅの診断は、第１記憶領域１０２Ｅａ、第２記憶領域１０２Ｅｂの順に診断される。上述したように、メモリ不具合検出部３２ａは、第１記憶領域１０２Ｅａにおいて使用しないアドレス又は第２記憶領域１０２Ｅｂにおいて使用しないアドレスは、不具合を診断しない。ＲＯＭ１０３の診断において、メモリ不具合検出部３２ａは、ＲＯＭ１０３に不具合があるか否かを正常時用プログラム記憶領域１０３Ｓ、不具合発生時用プログラム記憶領域１０３Ｅの順に診断する。

ステップＳ３０３において、メモリ不具合検出部３２ａは、ＲＡＭ１０２の正常時記憶領域１０２ＳとＲＯＭ１０３の正常時用プログラム記憶領域１０３Ｓとの少なくとも一方の不具合を検出した場合、ステップＳ３０４の処理を実行する（ステップＳ３０３、Ｙｅｓ）。ステップＳ３０３において、メモリ不具合検出部３２ａは、正常時記憶領域１０２Ｓと正常時用プログラム記憶領域１０３Ｓとの両方に不具合を検出しなかった場合、ステップＳ３の診断処理を終了し、上述した電動パワーステアリング装置１００の制御のステップＳ４（図７参照）に戻る（ステップＳ３０３、Ｎｏ）。

ステップＳ３０３において、ＲＡＭ１０２の正常時記憶領域１０２ＳとＲＯＭ１０３の正常時用プログラム記憶領域１０３Ｓとの少なくとも一方の不具合が検出された場合、安全のため、ＣＰＵ１０１は、Ｆ／Ｓ用プログラムを用いて電動パワーステアリング装置１００を制御する必要がある。この場合、ステップＳ３０４において、ＲＯＭ１０３の不具合発生時用プログラム記憶領域１０３Ｅが正常である場合（ステップＳ３０４、Ｙｅｓ）、メモリ不具合検出部３２ａは、ステップＳ３０５の処理を実行する。ステップＳ３０５において、ＣＰＵ１０１によって実現されるメモリ領域切替部３７は、ＲＯＭ１０３の使用領域を不具合発生時用プログラム記憶領域１０３Ｅに切り替える。このようにすることで、ＣＰＵ１０１は、電動パワーステアリング装置１００を制御するにあたって、不具合発生時用プログラム記憶領域１０３Ｅに記憶されているＦ／Ｓ用プログラム５２を用いることができる。ステップＳ３０４において、ＲＯＭ１０３の不具合発生時用プログラム記憶領域１０３Ｅが正常でない場合（ステップＳ３０４、Ｎｏ）、ＣＰＵ１０１は、不具合発生時用プログラム記憶領域１０３Ｅに記憶されているＦ／Ｓ用プログラム５２を用いることができない。この場合、メモリ不具合検出部３２ａは、ステップＳ３０６に進み、電動パワーステアリング装置１００によるアシスト処理を停止させ、安全性を確保する。

ステップＳ３０５が実行されたら、メモリ不具合検出部３２ａは、ステップＳ３０７の処理を実行する。ステップＳ３０７において、メモリ不具合検出部３２ａは、ＲＡＭ１０２の第１記憶領域１０２Ｅａと第２記憶領域１０２Ｅｂとの診断結果に基づき、第１記憶領域１０２Ｅａが正常である場合には処理をステップＳ３０８に進める（ステップＳ３０７、Ａ判定）。また、メモリ不具合検出部３２ａは、第１記憶領域１０２Ｅａに不具合（異常）が発生し第２記憶領域１０２Ｅｂが正常である場合には処理をステップＳ３０９に進め（ステップＳ３０７、Ｂ判定）、第１記憶領域１０２Ｅａ及び第２記憶領域１０２Ｅｂに不具合（異常）が発生した場合には処理をステップＳ３１０に進める（ステップＳ３０７、Ｃ判定）。

ステップＳ３０８において、メモリ領域切替部３７は、ＲＡＭ１０２の使用領域を第１記憶領域１０２Ｅａに切り替えて、電動パワーステアリング装置１００によるアシスト処理を継続する。ステップＳ３０９において、メモリ領域切替部３７は、ＲＡＭ１０２の使用領域を第２記憶領域１０２Ｅｂに切り替えて、電動パワーステアリング装置１００によるアシスト処理を継続する。ステップＳ３１０において、メモリ不具合検出部３２ａは、電動パワーステアリング装置１００によるアシスト処理を停止させ、安全性を確保する。このように、電動パワーステアリング装置１００は、ＥＣＵ３０が有する記憶装置としてのＲＡＭ１０２とＲＯＭ１０３との少なくとも一方に不具合が発生したとき、アシスト可能な場合にはアシストを継続することができる。

ステップＳ３０８、ステップＳ３０９、ステップＳ３１０のいずれか１つが終了したら、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３の診断処理を終了し、上述した電動パワーステアリング装置１００の制御のステップＳ４（図７参照）処理を進める。ステップＳ３の診断処理が終了したらステップＳ４に進み、アシスト機能部３１は、電動パワーステアリング装置１００によるアシスト処理を実行する。なお、ＲＡＭ１０２の正常時記憶領域１０２Ｓ又はＲＯＭ１０３の正常時用プログラム記憶領域１０３Ｓに不具合が発生した場合及び不具合発生時用プログラム記憶領域１０３Ｅに不具合が発生した場合、アシスト機能部３１は、アシスト処理を実行しない。

次に、ステップＳ５に進み、ＣＰＵ１０１は、イグニッション（ＩＧ）がＯＮである場合（ステップＳ５、Ｎｏ）、ステップＳ３からステップＳ５を繰り返す。また、ＣＰＵ１０１は、イグニッション（ＩＧ）がＯＮである場合（ステップＳ５、Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ６で停止処理を実行し、電動パワーステアリング装置１００の制御の処理を終了する。

以上、本実施形態の電動パワーステアリング装置は、正常状態で使用される正常時記憶領域と、不具合が発生したときに使用される不具合発生時記憶領域と有する第１記憶装置と、正常状態で使用されるコンピュータプログラムが記憶される正常時用プログラム記憶領域と、不具合が発生したときに使用されるコンピュータプログラムが記憶される不具合発生時用プログラム記憶領域と有する第２記憶装置を備える。このようにすることで、本実施形態の電動パワーステアリング装置は、正常時記憶領域又は正常時用プログラム記憶領域に不具合が発生した場合でも、不具合発生時記憶領域及び不具合発生時用プログラム記憶領域を用いて、アシストを継続することができる。

１ハンドルホイール
２コラム軸
３減速ギヤ
４ａ、４ｂユニバーサルジョイント
１０トルクセンサ
１１イグニッションスイッチ
１２車速センサ
１３電源リレー
１４バッテリ
１５モータ駆動回路
１６モータ電流検出回路
１７位置検出回路
２０モータ
２５位置センサ
３０ＥＣＵ（コントロールユニット）
３１アシスト機能部
３１ａ電流指令値算出部
３１ｂ電流制御部
３２診断機能部
３２ａメモリ不具合検出部
３３デバイス機能部
３３ａデバイス駆動部
３７メモリ領域切替部
１００電動パワーステアリング装置
１０１ＣＰＵ
１０２、１０２ａＲＡＭ
１０２Ｅ不具合発生時記憶領域
１０２Ｓ正常時記憶領域
１０２Ｅａ第１記憶領域
１０２Ｅｂ第２記憶領域
１０３ＲＯＭ
１０３Ｅ不具合発生時用プログラム記憶領域
１０３Ｓ正常時用プログラム記憶領域
１０４ＥＥＰＲＯＭ
１０５インターフェース
１０６Ａ／Ｄ変換器
１０７ＰＷＭコントローラ
１１０制御用コンピュータ

Claims

車両のステアリング機構に補助操舵力を付与する電動機を有し、前記ステアリング機構に対する操舵トルクと車速とを少なくとも用いて演算した操舵補助指令値に基づいて前記電動機を駆動制御する電動パワーステアリング装置であり、
正常状態で使用される正常時記憶領域と、不具合が発生したときに使用される不具合発生時記憶領域とを有する第１記憶装置と、
正常状態で使用されるコンピュータプログラムが記憶される正常時用プログラム記憶領域と、不具合が発生したときに使用されるコンピュータプログラムが記憶される不具合発生時用プログラム記憶領域とを有する第２記憶装置と、
前記電動パワーステアリング装置の制御における複数の機能を実現するとともに、前記第１記憶装置及び前記第２記憶装置の不具合を検出する処理装置と、を含み、
前記不具合発生時記憶領域は、
特定の分類のアドレスが使用される第１記憶領域と、
前記第１記憶領域で使用されるアドレスとは異なる分類のアドレスが使用される第２記憶領域と、
を有し、
前記処理装置は、前記正常時記憶領域と前記正常時用プログラム記憶領域との少なくとも一方の不具合を検出した場合、前記第１記憶装置の使用領域を前記第１記憶領域又は前記第２記憶領域とし、前記第２記憶装置の使用領域を前記不具合発生時用プログラム記憶領域とすることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
不具合が発生したときに使用されるコンピュータプログラムは、正常状態で使用されるコンピュータプログラムよりも容量が小さい請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
前記不具合発生時記憶領域は、前記正常時記憶領域よりも記憶容量が小さく、前記不具合発生時用プログラム記憶領域は、前記正常時用プログラム記憶領域よりも記憶容量が小さい請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
前記特定の分類のアドレスは、偶数アドレス又は奇数アドレスのいずれか一方である請求項１から３のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
前記処理装置は、
前記第１記憶領域において使用しないアドレス又は前記第２記憶領域において使用しないアドレスは、不具合を診断しない請求項１から４のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置。