JP5811279B2 - 車両の操舵制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の操舵制御装置、特に、ステアバイワイヤ方式の車両の操舵制御装置に関する。

車両の転舵輪を制御する車両の操舵装置として、操舵操作子（ステアリングホイール）と転舵輪とを、機械的に分離させたステアバイワイヤ方式の車両の操舵制御装置がある。ステアバイワイヤ方式の車両の操舵制御装置では、モータ制御部（ＥＣＵ）に演算異常が発生しても転舵輪を転舵可能な状態を維持するために、例えば、二つのモータ制御部を備える（特許文献１参照）。なお、通常時には、二つのモータ制御部のうち、一方のモータ制御部で制御する主制御システム側により、左右の転舵輪に連結したシャフトをそれぞれ駆動させる二つの転舵モータの駆動状態を制御する。

特開２００４‐２９１８７７号公報

特許文献１に記載されているように、二つのモータ制御部を備える構成では、例えば、一方のモータ制御部で制御する主制御システム側に発生した演算異常を検出し、この検出した演算異常が確定すると、主制御システム側の転舵モータを停止させる。そして、他方のモータ制御部で制御する副制御システム側の転舵モータのみによって、左右の転舵輪に連結したシャフトを駆動させる。

ところで、高度な通信の信頼性を要する車両制御システムにおいては、通信異常が起きた際もシステム内におけるＥＣＵ間で協調制御を維持するために、２系統の独立した通信（ＣＡＮ、ＦｌｅｘＲａｙ等）を使用した冗長構成が必要である。しかしながら、各ＥＣＵに複数の通信ドライバを実装する必要があるため、コストがかかるという問題や、さらに、複数系統分の通信診断を常時実施するため、ＥＣＵの演算処理に時間がかかるという問題が発生するおそれがある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、通信回路に通信異常が発生した場合であっても、通信回路の動作の確実性を向上させることが可能な、車両の操舵制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、第一転舵モータ制御部、第二転舵モータ制御部及び反力モータ制御部が、それぞれ、モータ指令電流演算部と、監視部を備える。第一転舵モータ制御部は、ドライバが操作する操舵輪の操作に応じて、転舵輪を転舵させるための転舵トルクを出力する第一転舵モータを駆動制御し、第二転舵モータ制御部は、操舵輪の操作に応じて、転舵トルクを出力する第二転舵モータを駆動制御する。また、反力モータ制御部は、転舵輪の転舵角と操舵輪の操舵角に応じて、操舵輪へ操舵反力を付与する反力モータを駆動制御する。
各モータ指令電流演算部は、操舵輪の現在の回転角度である現在操舵角と、第一転舵モータまたは第二転舵モータの回転角度との偏差を用いてモータ指令電流を演算する。また、各監視部は、各モータ指令電流演算部がそれぞれ演算したモータ指令電流が演算結果の異なる二つのグループに区分されると判定すると、二つのグループに含まれるモータ指令電流の個数を検出する。さらに、各モータ指令電流演算部は、含まれるモータ指令電流の個数が少ないグループが含むモータ指令電流を演算したモータ指令電流演算部を備えるモータ制御部に異常が発生していると判定する。
そして、異常が発生していると判定されたモータ制御部は、第一転舵モータまたは第二転舵モータのうち一方の回転角度を検出していた転舵角検出部に替えて、他方の転舵角検出部で検出した回転角度を用いてモータ指令電流を演算する。

本発明の一態様によれば、相互監視によりいずれかの制御部で異常があると判定すると、副通信回路によりそれぞれの制御部の動作切り替えを行うため、主通信回路に通信異常が発生した場合であっても、通信回路の動作の確実性を向上させることが可能となる。

本発明の第一実施形態の操舵制御装置を備えた車両の概略構成を示す図である。 第一モータ制御部、第二モータ制御部、反力モータ制御部の詳細な構成を説明するブロック図である。 主データバス通信に通信異常が発生した状態を説明するブロック図である。 副データバス通信に通信異常が発生した状態を説明するブロック図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態（以下、本実施形態と記載する）について、図面を参照しつつ説明する。
（構成）
図１は、本実施形態の車両の操舵制御装置（以降の説明では、「操舵制御装置」と記載する場合がある）を備えた車両の概略構成を示す図である。
本実施形態の操舵制御装置１を備えた車両は、ステアバイワイヤ（ＳＢＷ：Ｓｔｅｅｒ
Ｂｙ Ｗｉｒｅ、以降の説明では、「ＳＢＷ」と記載する場合がある）と呼称するシステム（ＳＢＷシステム）を適用した車両である。

ここで、ＳＢＷシステムでは、車両の運転者が操舵操作する操舵操作子（ステアリングホイール）の操作に応じて転舵モータを駆動制御し、転舵輪を転舵する制御を行うことにより、車両の進行方向を変化させる。転舵モータの駆動制御は、操舵操作子と転舵輪との間に介装するクラッチを、通常状態である開放状態に切り換えて、操舵操作子と転舵輪との間のトルク伝達経路を機械的に分離した状態で行う。

そして、例えば、断線等、ＳＢＷシステムの一部に異常が発生した場合には、開放状態のクラッチを締結状態に切り換えて、トルク伝達経路を機械的に接続することにより、運転者が操舵操作子に加える力を用いて、転舵輪の転舵を継続する。
図１中に示すように、本実施形態の操舵制御装置１は、第一転舵モータ２と、第二転舵モータ４と、クラッチ６と、操舵角検出部８と、第一転舵角検出部１０と、第二転舵角検出部１２を備える。これに加え、操舵制御装置１は、反力モータ１４と、第一モータ制御部１６と、第二モータ制御部１８と、反力モータ制御部２０を備える。

第一転舵モータ２は、第一モータ制御部１６が出力する転舵モータ指令電流に応じて駆動するモータであり、回転可能な第一転舵モータ出力軸２２を有する。また、第一転舵モータ２は、転舵モータ指令電流に応じて駆動することにより、転舵輪を転舵させるための転舵トルクを出力する。
第一転舵モータ出力軸２２の先端側には、歯車（図示せず）を設けてあり、この歯車は、ラックギア２４と噛合する。
ラックギア２４は、第一転舵モータ出力軸２２及び後述する第二転舵モータ出力軸の回転に応じて車幅方向へ変位するラック軸２６を有する。
ラック軸２６の両端は、それぞれ、タイロッド２８及びナックルアーム３０を介して、転舵輪３２に連結する。

転舵輪３２は、車両の前輪（左右前輪）であり、第一転舵モータ出力軸２２及び第二転舵モータ出力軸の回転に応じてラック軸２６が車幅方向へ変位すると、タイロッド２８及びナックルアーム３０を介して転舵し、車両の進行方向を変化させる。なお、本実施形態では、転舵輪３２を、左右前輪で形成した場合を説明する。これに伴い、図１中では、左前輪で形成した転舵輪３２を、転舵輪３２ＦＬと示し、右前輪で形成した転舵輪３２を、転舵輪３２ＦＲと示す。

第二転舵モータ４は、第二モータ制御部１８が出力する転舵モータ指令電流に応じて駆動するモータであり、回転可能な第二転舵モータ出力軸３４を有する。また、第二転舵モータ４は、転舵モータ指令電流に応じて駆動することにより、転舵輪を転舵させるための転舵トルクを出力する。
第二転舵モータ出力軸３４の先端側には、歯車（図示せず）を設けてあり、この歯車は、ラックギア２４と噛合する。

クラッチ６は、運転者が操作する操舵操作子３６と転舵輪３２との間に介装し、反力モータ制御部２０が出力するクラッチ指令電流に応じて、開放状態または締結状態に切り換わる。なお、クラッチ６は、通常状態では、開放状態である。
ここで、クラッチ６の状態を開放状態に切り換えると、ステアリングシャフト３８の一端側とピニオン軸４０の一端側を離間させる。これにより、操舵操作子３６と転舵輪３２との間のトルク伝達経路を機械的に分離させて、操舵操作子３６の操舵操作が転舵輪３２へ伝達されない状態とする。なお、ステアリングシャフト３８は、一端側をクラッチ６の内部で操舵側クラッチ板（図示せず）に連結し、他端側を操舵操作子３６に連結して、操舵操作子３６と共に回転する。また、ピニオン軸４０は、一端側をクラッチ６の内部で転舵側クラッチ板（図示せず）に連結し、他端側に設けた歯車（図示せず）をラックギア２４に噛合させる。

一方、クラッチ６の状態を締結状態に切り換えると、ステアリングシャフト３８の一端側とピニオン軸４０の一端側を連結する。これにより、操舵操作子３６と転舵輪３２との間のトルク伝達経路を機械的に結合させて、操舵操作子３６の操舵操作が転舵輪３２へ伝達される状態とする。
操舵角検出部８は、例えば、レゾルバ等を用いて形成し、操舵操作子３６を回転可能に支持するステアリングコラム（図示せず）に設ける。

また、操舵角検出部８は、操舵操作子３６の現在の回転角度（操舵操作量）である現在操舵角を検出する。そして、操舵角検出部８は、検出した操舵操作子３６の現在操舵角を含む情報信号を、第一モータ制御部１６、第二モータ制御部１８及び反力モータ制御部２０へ出力する。なお、以降の説明では、現在操舵角を、「現在操舵角θｓ」と記載する場合がある。
第一転舵角検出部１０は、例えば、レゾルバ等を用いて形成し、第一転舵モータ２に設ける。

また、第一転舵角検出部１０は、第一転舵モータ２の回転角度（転舵角度）を検出する。そして、第一転舵角検出部１０は、検出した転舵角度（以降の説明では、「第一転舵モータ回転角」と記載する場合がある）を含む情報信号を、第一モータ制御部１６、第二モータ制御部１８及び反力モータ制御部２０へ出力する。なお、以降の説明では、第一転舵モータ回転角を、「第一実転舵角θｔ１」と記載する場合がある。
第二転舵角検出部１２は、第一転舵角検出部１０と同様、例えば、レゾルバ等を用いて形成し、第二転舵モータ４に設ける。

また、第二転舵角検出部１２は、第二転舵モータ４の回転角度（転舵角度）を検出する。そして、第二転舵角検出部１２は、検出した転舵角度（以降の説明では、「第二転舵モータ回転角」と記載する場合がある）を含む情報信号を、第一モータ制御部１６、第二モータ制御部１８及び反力モータ制御部２０へ出力する。なお、以降の説明では、第二転舵モータ回転角を、「第二実転舵角θｔ２」と記載する場合がある。
反力モータ１４は、操舵操作子３６とクラッチ６との間に配置する。

また、反力モータ１４は、反力モータ制御部２０が出力する反力モータ指令電流に応じて駆動するモータであり、ステアリングシャフト３８を回転させて、操舵操作子３６へ操舵反力を出力可能である。
ここで、反力モータ１４が操舵操作子３６へ出力する操舵反力は、転舵輪３２に作用しているタイヤ軸力や操舵操作子３６の操舵状態に応じて演算する。これにより、操舵操作子３６を操舵する運転者へ、適切な操舵反力を伝達する。なお、操舵反力の演算に用いるタイヤ軸力や操舵操作子３６の操舵状態は、クラッチ６を開放状態に切り換えて、操舵操作子３６と転舵輪３２との間のトルク伝達経路を機械的に分離させている状態における、タイヤ軸力や操舵操作子３６の操舵状態である。

すなわち、反力モータ１４が操舵操作子３６へ出力する操舵反力は、運転者が操舵操作子３６を操舵する操作方向とは反対方向へ作用する反力である。
第一モータ制御部１６は、第二モータ制御部１８及び反力モータ制御部２０と、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信ライン４２を介して、情報信号の入出力を行う。
また、第一モータ制御部１６は、通信ライン４２を介して入力を受けた情報信号や、操舵角検出部８、第一転舵角検出部１０及び第二転舵角検出部１２から入力を受けた情報信号に基づき、第一転舵モータ２を駆動制御する。なお、第一モータ制御部１６の詳細な構成については、後述する。
第二モータ制御部１８は、第一モータ制御部１６及び反力モータ制御部２０と、通信ライン４２を介して、情報信号の入出力を行う。

また、第二モータ制御部１８は、通信ライン４２を介して入力を受けた情報信号や、操舵角検出部８、第一転舵角検出部１０及び第二転舵角検出部１２から入力を受けた情報信号に基づき、第二転舵モータ４を駆動制御する。なお、第二モータ制御部１８の詳細な構成については、後述する。
反力モータ制御部２０は、第一モータ制御部１６及び第二モータ制御部１８と、通信ライン４２を介して、情報信号の入出力を行う。
また、反力モータ制御部２０は、通信ライン４２を介して入力を受けた情報信号や、操舵角検出部８、第一転舵角検出部１０及び第二転舵角検出部１２から入力を受けた情報信号に基づき、反力モータ１４を駆動制御する。なお、反力モータ制御部２０の詳細な構成については、後述する。

（第一モータ制御部、第二モータ制御部、反力モータ制御部の詳細な構成）
以下、図１を参照しつつ、図２を用いて、第一モータ制御部１６、第二モータ制御部１８、反力モータ制御部２０の詳細な構成を説明する。
図２は、第一モータ制御部１６、第二モータ制御部１８、反力モータ制御部２０の詳細な構成を説明するブロック図である。

まず、第一モータ制御部１６の構成を、図２中に示す他の構成との関連を含めて説明する。
図２中に示すように、第一モータ制御部１６は、第一モータ指令電流演算部４４と、第一監視部４６と、第一切替部４８と、第一誤差補正部５０を備える。
第一モータ指令電流演算部４４は、操舵角検出部８、第一転舵角検出部１０及び第二転舵角検出部１２が出力した情報信号の入力を受ける。そして、第一モータ指令電流演算部４４に演算異常が発生していない通常時では、操舵角検出部８及び第一転舵角検出部１０が出力した情報信号に基づき、例えば、現在操舵角θｓと第一実転舵角θｔ１との偏差を用いて、転舵モータ指令電流を演算する。
ここで、転舵モータ指令電流は、運転者による操舵操作子３６の操作に応じた目標転舵角を算出し、この算出した目標転舵角に応じて第一転舵モータ２及び第二転舵モータ４を駆動制御するための、電流指令値である。

そして、第一モータ指令電流演算部４４は、演算した転舵モータ指令電流を含む情報信号（以降の説明では、「第一モータ指令電流信号」と記載する場合がある）を、第一監視部４６及び第一切替部４８へ出力する。これに加え、第一モータ指令電流演算部４４は、第一モータ指令電流信号を、後述する第二監視部５６及び第二切替部５８と、第三監視部６４へ出力する。

第一監視部４６は、第一モータ指令電流演算部４４から、第一モータ指令電流信号の入力を受ける。これに加え、第一監視部４６は、後述する第二モータ指令電流演算部５４から、後述する第二モータ指令電流信号の入力を受ける。さらに、第一監視部４６は、後述する第三モータ指令電流演算部６２から、後述する第三モータ指令電流信号の入力を受ける。

三種類のモータ指令電流信号の入力を受けた第一監視部４６は、各モータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流を比較する。そして、比較結果を含む情報信号（以降の説明では、「第一比較結果信号」と記載する場合がある）を、第一切替部４８、第一モータ指令電流演算部４４及び第一誤差補正部５０へ出力する。
ここで、第一監視部４６が行なう具体的な処理を説明する。なお、この処理は、後述する第二監視部５６及び第三監視部６４についても、同様である。

まず、各モータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流が、演算結果（演算値）の異なる二つのグループに区分されるか否かを判定する。
各モータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流が、演算結果の異なる二つのグループに区分されると判定すると、二つのグループに対し、各グループに含まれる転舵モータ指令電流の個数を検出する。

次に、含まれる転舵モータ指令電流の個数が少ないグループが含む転舵モータ指令電流を演算したモータ指令電流演算部を検出し、この検出したモータ指令電流演算部を、演算異常が発生しているモータ指令電流演算部であると判定する。
第一切替部４８は、第一監視部４６から、第一比較結果信号の入力を受ける。これに加え、第一切替部４８は、第一モータ指令電流演算部４４から、第一モータ指令電流信号の入力を受ける。さらに、第一切替部４８は、第二モータ指令電流演算部５４から、第二モータ指令電流信号の入力を受ける。
上述した各種情報信号の入力を受けた第一切替部４８は、まず、第一比較結果信号が含む比較結果を参照し、この比較結果に応じて、第一モータ指令電流信号または第二モータ指令電流信号を、第一誤差補正部５０へ出力する。

具体的には、第一監視部４６及び第一切替部４８は、第一比較結果信号が含む比較結果に応じて、以下の（１‐Ａ）から（１‐Ｄ）の処理を行う。
（１‐Ａ）第一モータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流の値が、他の二種類のモータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流の値と異なる場合は、第一監視部４６が、第一モータ指令電流演算部４４に演算異常が発生していると判定する。そして、第一切替部４８が、第二モータ指令電流信号を、第一誤差補正部５０へ出力する。
（１‐Ｂ）第二モータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流の値が、他の二種類のモータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流の値と異なる場合は、第一監視部４６が、第二モータ指令電流演算部５４に演算異常が発生していると判定する。そして、第一切替部４８が、第一モータ指令電流信号を、第一誤差補正部５０へ出力する。

（１‐Ｃ）第三モータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流の値が、他の二種類のモータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流の値と異なる場合は、第一監視部４６が、第三モータ指令電流演算部６２に演算異常が発生していると判定する。そして、第一切替部４８が、第一モータ指令電流信号を、第一誤差補正部５０へ出力する。
（１‐Ｄ）三種類のモータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流の値が等しい場合は、第一監視部４６が、各モータ指令電流演算部が通常の状態（演算異常が発生していない状態）であると判定する。そして、第一切替部４８が、第一モータ指令電流信号を、第一誤差補正部５０へ出力する。

すなわち、第一切替部４８は、演算異常が発生していると判定したモータ指令電流演算部以外のモータ指令電流演算部が演算した転舵モータ指令電流を、第一転舵モータ２及び第二転舵モータ４を駆動制御するための転舵モータ指令電流として選択する。この選択は、第一監視部４６の判定結果に応じて行なう。なお、この処理は、後述する第二切替部５８についても、同様である。

また、第一監視部４６は、他のモータ指令電流演算部と異なる転舵モータ指令電流を演算した一つのモータ指令電流演算部を、演算異常が発生しているモータ指令電流演算部であると判定する。この判定は、三つのモータ指令電流演算部がそれぞれ演算した、第一モータ指令電流信号、第二モータ指令電流信号、第三モータ指令電流信号に基づいて行なう。なお、この処理は、後述する第二監視部５６及び第三監視部６４についても、同様である。

ここで、第一監視部４６及び第一切替部４８が上述した（１‐Ａ）の処理を行う場合、第一比較結果信号の入力を受けた第一モータ指令電流演算部４４は、第一モータ指令電流演算部４４に演算異常が発生していると判定する。そして、操舵角検出部８及び第二転舵角検出部１２が出力した情報信号に基づき、例えば、現在操舵角θｓと第二実転舵角θｔ２との偏差を用いて、転舵モータ指令電流を演算する。これは、第一モータ指令電流演算部４４に発生している演算異常が、第一モータ指令電流演算部４４の機能低下等に起因せず、第一転舵角検出部１０の機能低下等に起因する場合があるためである。これにより、現在操舵角θｓと第二実転舵角θｔ２との偏差を用いて、転舵モータ指令電流を演算することで、第一モータ指令電流演算部４４に演算異常が発生する可能性を低減させる。

すなわち、第一モータ指令電流演算部４４は、第一監視部４６が演算異常と判定していない状態では、第一実転舵角θｔ１を用いて転舵モータ指令電流を演算する。一方、第一監視部４６が演算異常と判定した状態では、第二実転舵角θｔ２を用いて転舵モータ指令電流を演算する。なお、この処理は、後述する第二モータ指令電流演算部５４及び第三モータ指令電流演算部６２についても、同様である。
第一誤差補正部５０は、第一監視部４６、第一切替部４８及びモータ間オフセット量検出部５２から、情報信号の入力を受ける。

ここで、モータ間オフセット量検出部５２は、モータ間オフセット量を検出する。そして、検出したモータ間オフセット量を含む情報信号（以降の説明では、「モータ間オフセット量信号」と記載する場合がある）を、第一誤差補正部５０及び後述する第二誤差補正部６０へ出力する。なお、モータ間オフセット量検出部５２は、第一モータ制御部１６及び第二モータ制御部１８が備える構成としてもよく、また、第一モータ制御部１６及び第二モータ制御部１８から独立した構成としてもよい。

モータ間オフセット量とは、第一転舵角検出部１０が出力した情報信号が含む第一実転舵角θｔ１と、第二転舵角検出部１２が出力した情報信号が含む第二実転舵角θｔ２との機械的な偏差である。また、モータ間オフセット量は、例えば、第一転舵モータ出力軸２２に設けた歯車とラックギア２４とのバックラッシと、第二転舵モータ出力軸３４に設けた歯車とラックギア２４とのバックラッシに起因して発生する。

また、第一誤差補正部５０は、第一監視部４６及び第一切替部４８が上述した（１‐Ｂ）から（１‐Ｄ）の処理を行う場合、第一切替部４８から入力を受けた第一モータ指令電流信号を、転舵モータ指令電流として、第一転舵モータ２へ出力する。なお、第一誤差補正部５０から第一転舵モータ２への、転舵モータ指令電流の出力は、図示しないインバータを介して行なう。

一方、第一監視部４６及び第一切替部４８が上述した（１‐Ａ）の処理を行う場合、第一誤差補正部５０は、モータ間オフセット量検出部５２から入力を受けたモータ間オフセット量信号が含むモータ間オフセット量を参照する。そして、第一切替部４８から入力を受けた第二モータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流を、モータ間オフセット量を用いて補正する。さらに、モータ間オフセット量を用いて補正した転舵モータ指令電流を、第一転舵モータ２へ出力する。

上記の補正は、モータ間オフセット量が、第一実転舵角θｔ１が第二実転舵角θｔ２未満である偏差の場合は、第二モータ指令電流信号を、モータ間オフセット量に応じて増加させる補正である。一方、モータ間オフセット量が、第二実転舵角θｔ２が第一実転舵角θｔ１未満である偏差の場合は、第二モータ指令電流信号を、モータ間オフセット量に応じて減少させる補正である。

次に、第二モータ制御部１８の構成を、図２中に示す他の構成との関連を含めて説明する。
図２中に示すように、第二モータ制御部１８は、第二モータ指令電流演算部５４と、第二監視部５６と、第二切替部５８と、第二誤差補正部６０を備える。
第二モータ指令電流演算部５４は、操舵角検出部８、第一転舵角検出部１０及び第二転舵角検出部１２が出力した情報信号の入力を受ける。そして、第一モータ指令電流演算部４４に演算異常が発生していない通常時では、操舵角検出部８及び第一転舵角検出部１０が出力した情報信号に基づき、例えば、現在操舵角θｓと第一実転舵角θｔ１との偏差を用いて、転舵モータ指令電流を演算する。

そして、第二モータ指令電流演算部５４は、演算した転舵モータ指令電流を含む情報信号（以降の説明では、「第二モータ指令電流信号」と記載する場合がある）を、第二監視部５６及び第二切替部５８へ出力する。これに加え、第二モータ指令電流演算部５４は、第二モータ指令電流信号を、第一監視部４６及び第一切替部４８と、第三監視部６４へ出力する。

第二監視部５６は、第二モータ指令電流演算部５４から、第二モータ指令電流信号の入力を受ける。これに加え、第二監視部５６は、第一モータ指令電流演算部４４から、第一モータ指令電流信号の入力を受ける。さらに、第二監視部５６は、第三モータ指令電流演算部６２から、第三モータ指令電流信号の入力を受ける。
三種類のモータ指令電流信号の入力を受けた第二監視部５６は、各モータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流を比較する。そして、比較結果を含む情報信号（以降の説明では、「第二比較結果信号」と記載する場合がある）を、第二切替部５８、第二モータ指令電流演算部５４及び第二誤差補正部６０へ出力する。

第二切替部５８は、第二監視部５６から、第二比較結果信号の入力を受ける。これに加え、第二切替部５８は、第二モータ指令電流演算部５４から、第二モータ指令電流信号の入力を受ける。さらに、第二切替部５８は、第一モータ指令電流演算部４４から、第一モータ指令電流信号の入力を受ける。
上述した各種情報信号の入力を受けた第二切替部５８は、まず、第二比較結果信号が含む比較結果を参照し、この比較結果に応じて、第一モータ指令電流信号または第二モータ指令電流信号を、第二誤差補正部６０へ出力する。

具体的には、第二監視部５６及び第二切替部５８は、第二比較結果信号が含む比較結果に応じて、以下の（２‐Ａ）から（２‐Ｄ）の処理を行う。
（２‐Ａ）第一モータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流の値が、他の二種類のモータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流の値と異なる場合は、第二監視部５６が、第一モータ指令電流演算部４４に演算異常が発生していると判定する。そして、第二切替部５８が、第二モータ指令電流信号を、第二誤差補正部６０へ出力する。
（２‐Ｂ）第二モータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流の値が、他の二種類のモータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流の値と異なる場合は、第二監視部５６が、第二モータ指令電流演算部５４に演算異常が発生していると判定する。そして、第二切替部５８が、第一モータ指令電流信号を、第二誤差補正部６０へ出力する。

（２‐Ｃ）第三モータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流の値が、他の二種類のモータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流の値と異なる場合は、第二監視部５６が、第三モータ指令電流演算部６２に演算異常が発生していると判定する。そして、第二切替部５８が、第一モータ指令電流信号を、第二誤差補正部６０へ出力する。
（２‐Ｄ）三種類のモータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流の値が等しい場合は、第二監視部５６が、各モータ指令電流演算部が通常の状態であると判定する。そして、第二切替部５８が、第一モータ指令電流信号を、第二誤差補正部６０へ出力する。

ここで、第二監視部５６及び第二切替部５８が上述した（２‐Ａ）または（２‐Ｂ）の処理を行う場合、第二比較結果信号の入力を受けた第二モータ指令電流演算部５４は、操舵角検出部８及び第二転舵角検出部１２が出力した情報信号を参照する。そして、例えば、現在操舵角θｓと第二実転舵角θｔ２との偏差を用いて、転舵モータ指令電流を演算する。これは、第二モータ指令電流演算部５４に発生している演算異常が、第二モータ指令電流演算部５４の機能低下等に起因せず、第一転舵角検出部１０の機能低下等に起因する場合があるためである。これにより、現在操舵角θｓと第二実転舵角θｔ２との偏差を用いて、転舵モータ指令電流を演算することで、第二モータ指令電流演算部５４に演算異常が発生する可能性を低減させる。
第二誤差補正部６０は、第二監視部５６、第二切替部５８及びモータ間オフセット量検出部５２から、情報信号の入力を受ける。

また、第二誤差補正部６０は、第二監視部５６及び第二切替部５８が上述した（２‐Ｂ）から（２‐Ｄ）の処理を行う場合、第二切替部５８から入力を受けた第一モータ指令電流信号を、転舵モータ指令電流として、第二転舵モータ４へ出力する。なお、第二誤差補正部６０から第二転舵モータ４への、転舵モータ指令電流の出力は、図示しないインバータを介して行なう。

一方、第二監視部５６及び第二切替部５８が上述した（２‐Ａ）の処理を行う場合、第二誤差補正部６０は、モータ間オフセット量検出部５２から入力を受けたモータ間オフセット量信号が含むモータ間オフセット量を参照する。そして、第二切替部５８から入力を受けた第二モータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流を、モータ間オフセット量を用いて補正する。さらに、モータ間オフセット量を用いて補正した転舵モータ指令電流を、第二転舵モータ４へ出力する。

次に、反力モータ制御部２０の構成を、図２中に示す他の構成との関連を含めて説明する。
図２中に示すように、反力モータ制御部２０は、第三モータ指令電流演算部６２と、第三監視部６４と、反力モータ指令電流演算部６６と、クラッチ指令電流演算部６８を備える。
第三モータ指令電流演算部６２は、操舵角検出部８、第一転舵角検出部１０及び第二転舵角検出部１２が出力した情報信号の入力を受ける。そして、第一モータ指令電流演算部４４に演算異常が発生していない通常時では、操舵角検出部８及び第一転舵角検出部１０が出力した情報信号に基づき、例えば、現在操舵角θｓと第一実転舵角θｔ１との偏差を用いて、転舵モータ指令電流を演算する。

そして、第三モータ指令電流演算部６２は、演算した転舵モータ指令電流を含む情報信号（以降の説明では、「第三モータ指令電流信号」と記載する場合がある）を、第三監視部６４へ出力する。これに加え、第三モータ指令電流演算部６２は、第三モータ指令電流信号を、第一監視部４６と第二監視部５６へ出力する。
第三監視部６４は、第三モータ指令電流演算部６２から、第三モータ指令電流信号の入力を受ける。これに加え、第三監視部６４は、第一モータ指令電流演算部４４から、第一モータ指令電流信号の入力を受ける。さらに、第三監視部６４は、第二モータ指令電流演算部５４から、第二モータ指令電流信号の入力を受ける。
三種類のモータ指令電流信号の入力を受けた第三監視部６４は、各モータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流を比較する。そして、比較結果を含む情報信号（以降の説明では、「第三比較結果信号」と記載する場合がある）を、第三モータ指令電流演算部６２、反力モータ指令電流演算部６６及びクラッチ指令電流演算部６８へ出力する。

具体的には、第三監視部６４は、第三比較結果信号が含む比較結果に応じて、以下の（３‐Ａ）から（３‐Ｄ）の処理を行う。
（３‐Ａ）第一モータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流の値が、他の二種類のモータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流の値と異なる場合は、第一モータ指令電流演算部４４に演算異常が発生していると判定する。
（３‐Ｂ）第二モータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流の値が、他の二種類のモータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流の値と異なる場合は、第二モータ指令電流演算部５４に演算異常が発生していると判定する。

（３‐Ｃ）第三モータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流の値が、他の二種類のモータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流の値と異なる場合は、第三モータ指令電流演算部６２に演算異常が発生していると判定する。
（３‐Ｄ）三種類のモータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流の値が等しい場合は、各モータ指令電流演算部が通常の状態であると判定する。

ここで、第三監視部６４が上述した（３‐Ａ）または（３‐Ｃ）の処理を行う場合、第三比較結果信号の入力を受けた第三モータ指令電流演算部６２は、操舵角検出部８及び第二転舵角検出部１２が出力した情報信号を参照する。そして、例えば、現在操舵角θｓと第二実転舵角θｔ２との偏差を用いて、転舵モータ指令電流を演算する。これは、第三モータ指令電流演算部６２に発生している演算異常が、第三モータ指令電流演算部６２の機能低下等に起因せず、第一転舵角検出部１０の機能低下等に起因する場合があるためである。これにより、現在操舵角θｓと第二実転舵角θｔ２との偏差を用いて、転舵モータ指令電流を演算することで、第三モータ指令電流演算部６２に演算異常が発生する可能性を低減させる。

反力モータ指令電流演算部６６は、例えば、第一転舵角検出部１０が出力した情報信号に基づき、第一実転舵角θｔ１に、予め設定した反力モータ用ゲインを乗算して、反力モータ指令電流を演算する。ここで、反力モータ用ゲインは、反力モータゲイン用マップを用いて、予め設定する。なお、反力モータゲイン用マップは、車速や転舵輪３２の転舵角に依存するマップであり、予め形成して、反力モータ指令電流演算部に格納する。

そして、反力モータ指令電流演算部６６は、演算した反力モータ指令電流を含む情報信号を、反力モータ指令電流として、反力モータ１４へ出力する。なお、反力モータ指令電流演算部６６から反力モータ１４への、反力モータ指令電流の出力は、図示しないインバータを介して行なう。
なお、本実施形態では、一例として、第三監視部６４が上述した（３‐Ｃ）の処理を行う場合、反力モータ指令電流演算部６６は、反力モータ１４への反力モータ指令電流の出力を停止する場合を説明する。

クラッチ指令電流演算部６８は、クラッチ指令電流を演算し、この演算したクラッチ指令電流を含む情報信号（以降の説明では、「クラッチ指令電流信号」と記載する場合がある）を、クラッチ６へ出力する。
クラッチ指令電流の演算は、例えば、第一転舵モータ２または第二転舵モータ４の温度と、予め設定したクラッチ締結温度を用いて行う。なお、第一転舵モータ２または第二転舵モータ４の温度は、例えば、第一モータ指令電流信号が含む転舵モータ指令電流の値に基づいて推定する。これは、第一転舵モータ２または第二転舵モータ４の過熱は、電流の通電による抵抗発熱に起因する場合が多いためである。

具体的には、まず、クラッチ６を開放状態に切り換えた状態で、第一転舵モータ２または第二転舵モータ４の温度と、クラッチ締結温度とを比較し、第一転舵モータ２または第二転舵モータ４の温度がクラッチ締結温度を超えているか否かを判定する。
ここで、クラッチ締結温度は、第一転舵モータ２または第二転舵モータ４を正常（通常状態、通常制御）に使用することが困難な使用限界温度よりも、予め設定した温度差分低い温度であり、予め設定して、クラッチ指令電流演算部６８に記憶させておく。
なお、上記の使用限界温度は、例えば、第一転舵モータ２または第二転舵モータ４の温度に予め設定されている定格や、「ＪＩＳ Ｃ ４００３」等を用いて設定する。

そして、第一転舵モータ２または第二転舵モータ４の温度がクラッチ締結温度を超えていると判定すると、開放状態（通常状態）のクラッチ６を締結状態に切り換える指令信号を演算し、この演算した指令信号を、クラッチ指令電流とする。
なお、クラッチ指令電流演算部６８は、第一転舵モータ２または第二転舵モータ４の温度の温度に応じて、締結状態のクラッチ６を開放状態に切り換える指令信号の演算も行う。
なお、本実施形態では、一例として、第三監視部６４が上述した（３‐Ｃ）の処理を行う場合、クラッチ指令電流演算部６８は、開放状態のクラッチ６を締結状態に切り換える指令信号を演算する場合を説明する。

以上説明したように、本実施形態の車両の操舵制御装置１では、通常時には、第一モータ指令電流演算部４４が演算した転舵モータ指令電流を用いて、第一転舵モータ２及び第二転舵モータ４を駆動させる。すなわち、通常時では、第一モータ指令電流演算部４４を、メイン側（主側）のモータ指令電流演算部として用いる。
一方、第一モータ指令電流演算部４４に演算異常が発生した場合には、第二モータ指令電流演算部５４が演算した転舵モータ指令電流を用いて、第一転舵モータ２及び第二転舵モータ４を駆動させる。すなわち、通常時では、第二モータ指令電流演算部５４を、スレーブ側（従側）のモータ指令電流演算部として用いる。

（動作）
次に、図１及び図２を参照しつつ、図３及び図４を用いて、本実施形態の操舵制御装置１を用いて行なう動作の一例を説明する。なお、図３は、主データバス通信に通信異常が発生した状態を説明するブロック図である。また、図４は、副データバス通信に通信異常が発生した状態を説明するブロック図である。また、以降の説明では、第一モータ制御部１６、第二モータ制御部１８、反力モータ制御部２０を、「制御部１６、１８、２０」と記載する場合がある。

図３及び図４中に示すように、各制御部１６、１８、２０間の主データバス通信診断を行なった結果、診断結果がＮＧの制御部が存在している場合、診断結果がＮＧである制御部が存在していることを、主データバスの通信により共有する。そして、システム内の全制御部１６、１８、２０の動作状態を協調して切替える。なお、図３及び図４中では、診断結果ＮＧの制御部間の通信状態を、記号「×」で示す。

また、主データバス通信診断の診断結果がＮＧである制御部に対しては、システム内の主データバス通信診断を行なった診断結果がＯＫである制御部から、副データバスにて制御部動作状態切替要求（図中では、「動作切替要求」と示す）を送信する。そして、主データバス通信診断の診断結果がＮＧである制御部は、送信された制御部動作状態切替要求に応じて、主データバス通信診断の診断結果がＯＫである制御部と協調するように、動作状態を切替える。

また、システム内のある制御部において、システム内の別のある制御部との副データバス通信診断の診断結果がＮＧである場合は、副データバス通信診断の診断結果がＮＧの制御部が存在していることを、主データバスの通信によりシステム内の各制御部で共有する。そして、システム内の各制御部の動作状態を協調して切替える。
なお、動作状態を切替えた後の各制御部の動作状態は、完全に同一状態である必要は無く、システム内の制御部の動作状態に整合が取れていればよい。例えば、動作状態を切替えた後に、システム内のある制御部の状態が「停止」であった時、システム内の他の制御部の状態が全て「停止」に切替る必要は無く、システム内で停止状態の制御部が存在することに対応した動作状態となっていればよい。

上記の態様によれば、主／副で異なる種類のデータバスを使用することにより、同種のデータバスで冗長構成とした場合に対して、データバスの種類に依存した異常に対してロバストになる。
また、システム内制御部の冗長通信を構成している１系統は、主データバスに対して、より簡便な副データバスを使用することにより、高価な主データバス用ドライバを削減することが可能となる。
さらに、システム内の各制御部において、複雑な主データバスの通信診断は１系統分のみで良いため、処理の高速化が可能となり、データバスの通信診断結果に関わらず、システム内制御部の動作状態は常に同一状態に保たれることとなる。

（第一実施形態の効果）
本実施形態では、以下に記載する効果を奏することが可能となる。
（１）第一転舵モータ制御部１６、第二転舵モータ制御部１８及び反力モータ制御部２０との間で、それぞれの制御部１６、１８、２０での演算状態と指令出力状態とを相互に監視するための主通信回路を設ける。
これに加え、動作切り替えのための信号の通信に使用する、主通信回路よりも通信容量の小さい副通信回路を設ける。ここで、副通信回路は、主通信回路を介しての相互監視により、第一転舵モータ制御部１６、第二転舵モータ制御部１８及び反力モータ制御部２０の、うちいずれかの動作を変更する場合に、動作切り替えのための信号の通信に使用する。

このため、主通信回路を介しての相互監視により、いずれかの制御部１６、１８、２０で異常があると判定すると、副通信回路により、それぞれの制御部１６、１８、２０の動作切り替えを行う。
その結果、主通信回路に通信異常が発生した場合であっても、通信回路の動作の確実性を向上させることが可能となる。これにより、コストが増加するという問題や、ＥＣＵの演算処理に時間がかかるという問題を、抑制することが可能となる。

以上、本願が優先権を主張する日本国特許出願２０１２−１４６６７７（２０１２年６月２９日出願）の全内容は、参照により本開示の一部をなす。
ここでは、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく各実施形態の改変は当業者にとって自明なことである。

１ 操舵制御装置
２ 第一転舵モータ
４ 第二転舵モータ
６ クラッチ
８ 操舵角検出部
１０ 第一転舵角検出部
１２ 第二転舵角検出部
１４ 反力モータ
１６ 第一モータ制御部
１８ 第二モータ制御部
２０ 反力モータ制御部
２２ 第一転舵モータ出力軸
２４ ラックギア
２６ ラック軸
２８ タイロッド
３０ ナックルアーム
３２ 転舵輪（３２ＦＬ、３２ＦＲ）
３４ 第二転舵モータ出力軸
３６ 操舵操作子
３８ ステアリングシャフト
４０ ピニオン軸
４２ 通信ライン
４４ 第一モータ指令電流演算部
４６ 第一監視部
４８ 第一切替部
５０ 第一誤差補正部
５２ モータ間オフセット量検出部
５４ 第二モータ指令電流演算部
５６ 第二監視部
５８ 第二切替部
６０ 第二誤差補正部
６２ 第三モータ指令電流演算部
６４ 第三監視部
６６ 反力モータ指令電流演算部
６８ クラッチ指令電流演算部

Claims (2)

1. ドライバが操作する操舵輪と転舵輪とが機械的に切り離され、前記操舵輪の操作状態を検出した結果に応じて前記転舵輪を電気的に操作する車両の操舵制御装置において、
   前記操舵輪の現在の回転角度である現在操舵角を検出する操舵角検出部と、
   前記転舵輪を転舵させるための転舵トルクを出力する第一転舵モータ及び第二転舵モータと、
   前記第一転舵モータの回転角度を検出する第一転舵角検出部と、
   前記第二転舵モータの回転角度を検出する第二転舵角検出部と、
   前記操舵輪の操作に応じて前記第一転舵モータを駆動制御する第一転舵モータ制御部と、
   前記操舵輪の操作に応じて前記第二転舵モータを駆動制御する第二転舵モータ制御部と、
   前記操舵輪へ操舵反力を付与する反力モータと、
   前記転舵輪の転舵角を検出または算出し、前記検出または算出した転舵角と、前記操舵輪の操舵角と、に応じて前記反力モータを駆動制御する反力モータ制御部と、を設け、
   前記第一転舵モータ制御部、前記第二転舵モータ制御部及び前記反力モータ制御部は、それぞれ、前記操舵角検出部が検出した現在操舵角と、前記第一転舵角検出部または前記第二転舵角検出部の一方で検出した回転角度と、の偏差を用いてモータ指令電流を演算するモータ指令電流演算部と、前記各モータ指令電流演算部がそれぞれ演算したモータ指令電流に応じて前記第一転舵モータ制御部、前記第二転舵モータ制御部及び前記反力モータ制御部のうちいずれかに異常が発生しているか否かを判定する監視部と、を備え、
   前記各監視部は、前記各モータ指令電流演算部がそれぞれ演算したモータ指令電流が演算結果の異なる二つのグループに区分されると判定すると、前記二つのグループに含まれるモータ指令電流の個数を検出し、さらに、含まれるモータ指令電流の個数が少ないグループが含むモータ指令電流を演算したモータ指令電流演算部を備えるモータ制御部に異常が発生していると判定し、
   前記異常が発生していると判定されたモータ制御部は、前記回転角度を検出していた前記第一転舵角検出部または前記第二転舵角検出部の一方に替えて、他方で検出した回転角度を用いて前記モータ指令電流を演算することを特徴とする車両の操舵制御装置。
2. 前記第一転舵モータが出力する転舵トルクに応じて回転可能な第一転舵モータ出力軸と、
   前記第二転舵モータが出力する転舵トルクに応じて回転可能な第二転舵モータ出力軸と、
   前記第一転舵モータ出力軸及び前記第二転舵モータ出力軸のうち少なくとも一方の回転により変位して前記転舵輪を転舵させるラック軸が有するラックギアと、を備え、
   前記第一転舵モータ出力軸及び前記第二転舵モータ出力軸は、互いに異なる位置で前記ラックギアと噛合することを特徴とする請求項１に記載した車両の操舵制御装置。

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