JP6602398B2 - 操舵制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両の操舵輪を操舵する操舵機構に操舵力を付与するためのモータ駆動部、モータ制御部及び巻線組からなる電動モータを備えた操舵制御装置に関する。
運転者によるハンドル操作をアシスト制御する操舵制御装置として、特開２０１２−０２５３７４号公報（特許文献１）に記載された電動機駆動装置を備えたものが知られている。特許文献１の電動機駆動装置は、２つのインバータ及び２組の巻線組を備え、２系統で構成されている（要約参照）。この電動機駆動装置では、２系統のうちのいずれか１系統のインバータ(モータ駆動部)又は巻線組の故障を検出した場合、故障系統の電源リレーを遮断し、故障系統への電力供給を停止する。一方、正常系統の電流供給制限値の上限値である最大電流制限値を故障検出以前の最大電流制限値と同等の値に設定し、正常系統への電力供給を継続して行う。その後、車速検出値が所定の閾値未満の場合に、正常系統の最大電流制限値をゼロとして電動機の駆動を停止し、操舵アシストトルクが発生しない状態を作り出す。これにより、特許文献１の電動機駆動装置は、運転者に確実に故障発生を気付かせることができる。
特開２０１２−２５３７４号公報
特許文献１の電動機駆動装置では、１つの系統が故障した場合、正常な他の系統でハンドルのアシスト制御を継続する。そして、車速検出値が所定の閾値未満の場合に、正常な系統による電動機(電動モータ)の駆動を停止し、操舵アシストトルクが全く発生しない状態を作り出す。
このため、特許文献１の電動機駆動装置では、車速検出値が所定の閾値未満で操舵アシストトルクがゼロのときは、運転者は重いハンドルを操作しなければならず、車両の操縦性は著しく低下する。特に低速走行のときは、必要とする操舵トルクが大きいため、高速走行のときよりも電動モータによるアシストトルクが必要になる。そのため、低速での右左折や車庫入れなどにおいてアシストトルクがゼロになると、車両の操縦性が著しく低下するという課題があった。
本発明の目的は、複数の巻線組を有する電動モータと複数の巻線組に流すモータ駆動電流を出力する複数のアシスト電流出力部とを備えた操舵制御装置において、異常が発生している状態をいち早く運転者に気付かせると共に、異常が発生している状態での操縦性の低下を抑制することにある。
上記目的を達成するために、本発明の操舵制御装置は、
複数の巻線組を有し、運転者のハンドル操作を補助するためのアシストトルクを発生する電動モータと、前記電動モータを駆動するために前記巻線組に流すモータ駆動電流を出力する複数のアシスト電流出力部と、前記複数の巻線組及び前記複数のアシスト電流出力部の異常状態を検出し、前記異常状態に基づいて異常状態の評価レベルを判定する評価レベル判定部と、を備える操舵制御装置において、
前記アシスト電流出力部は、
電流指令値を演算するアシスト電流演算部と、
前記電流指令値に基づいてモータ駆動信号を生成するモータ制御部と、
前記モータ駆動信号に基づいて前記巻線組にモータ駆動電流を出力するモータ駆動部と、
を備え、
前記アシスト電流演算部は、トルクセンサにより検出される操舵トルク値及び前記評価レベル判定部で判定した前記評価レベルに基づいて、前記電動モータにより発生するアシストトルクを算出し、
前記評価レベル判定部は、前記評価レベルとして危険度を判定するために、前記トルクセンサが故障して代替トルクセンサ信号によるバックアップ制御が実行された場合に前記危険度のレベルを上昇させる第１係数と、異常状態の部品があると判断されてからの前記危険度のレベルの上昇を判定する第２係数と、を算出すると共に、前記第１係数及び前記第２係数を用いて前記危険度のレベルの上昇を判定し、
前記第２係数は、異常状態の部品があると判断されてからの経過時間又はイグニッションキーのオンオフ回数の増加、異常状態の部品があると判断されてからの前記モータ駆動部から前記巻線組へ通電される前記モータ駆動電流の累積電流量及び累積通電時間の増加、異常状態の部品があると判断されてからの車両の走行距離の増加、或いは、異常状態の部品があると判断されてからのハンドルの操作回数及び累積回転数の増加、により、前記危険度のレベルが上昇するように算出され、
前記アシスト電流演算部は、前記危険度のレベルの上昇に応じて、前記電動モータが発生するアシストトルクの大きさを低減させるように、前記電流指令値を演算する。
本発明によれば、評価レベル基づいて電動モータが発生するアシストトルクの大きさを変化させることで、異常が発生している状態をいち早く運転者に気付かせると共に、異常が発生している状態での操縦性の低下を抑制することができる。これにより、操舵制御装置に異常が生じている状態における車両の安全性を向上することができる。本発明のその他の構成、作用及び効果は以下の実施例において詳細に説明する。
本発明の第一実施例に係る操舵制御装置の構成を示す概略図である。 本発明の第一実施例に係る操舵制御装置の制御ブロック図である。 本発明の第一実施例に係る操舵制御装置のアシストマップ図の一例である。 本発明の第一実施例に係るフローチャート図である。 本発明の第一実施例に係る危険度レベル算出のフローチャート図である。 本発明の第一実施例に係る操舵制御装置のアシストマップ図の一例である。 本発明の第一実施例に係る操舵制御装置のアイストマップ図の一例である。 本発明の第三実施例に係る危険度レベル算出のフローチャート図である。 本発明の第四実施例に係り、第１実施例乃至第三実施例のいずれかの操舵制御装置を備えた車両の構成を示す概略図である。
自動車などのハンドル操作をアシストするための操舵制御装置に本発明を適用した実施形態を、以下、図面に基づいて説明する。
以下、第一実施例に係る操舵制御装置の構成について説明する。
図１に、本発明の第一実施例に係る操舵制御装置の構成の概略図を示す。
操舵制御装置１は、制御装置２と操舵機構３とを備えている。操舵機構３は、ステアリングホイール４、ステアリングシャフト５、ピニオン軸６、ラック軸７、減速機構９及び電動モータ１０を有し、電動モータ１０は減速機構８を介してラック軸７に接続される。この操舵機構３は、運転者によってステアリングホイール４が操作されると、ステアリングシャフト５を介してピニオン軸６に回転が伝達される。ピニオン軸６の回転運動はラック軸７の直動運動に変換されて、ラック軸７の両端に連結される左右の操舵輪８ａ，８ｂが転舵される。ラック軸７にはピニオン軸８とかみ合うラック歯７ａが形成されており、ピニオン軸６の回転運動はラックアンドピニオンの機構により直動運動に変換される。
また、ステアリングシャフト５とピニオン軸６の間にはトルクセンサ２０（２１，２２）及び操舵角センサ３０（３１，３２）が設けられる。トルクセンサ２０はステアリングシャフト５とピニオン軸６の接続部にトーションバー（図示せず）を配置し、トーションバーのねじれ角に基づいて操舵トルクを出力する。電動モータ１０に接続される減速機構９は、例えば図１ではモータの出力軸に取り付けられたベルト・プーリによって駆動されるボールねじを用いる。この構成によって電動モータ１０の駆動トルクをラック軸７の並進方向力に変換する。なお、減速機構９はステアリングホイール４の入力と同様にラックアンドピニオンを用いる構成や、ボールねじのナットを中空モータなどで直接駆動する構成などを用いてもよい。
図２に、本発明の第一実施例に係る操舵制御装置の制御ブロック図を示す。図２では、２系統から構成される制御装置２と電動モータ１０の構成の概略を示す。
ここで、「系統」とは、電動モータ１０内に構成される２つの巻線組１１，１２にそれぞれ対応するモータ制御部８１，８２、モータ駆動部９１，９２及びアシスト電流演算部７１，７２の組合せ単位をいう。なお、ここでは２系統から構成される制御装置２を示すが、系統数は２系統よりも多数であってもよい。
本実施例では、巻線組１１、モータ制御部８１、モータ駆動部９１及びアシスト電流演算部７１で構成される系統を第一系統と呼び、巻線組１２、モータ制御部８２、モータ駆動部９２及びアシスト電流演算部７２で構成される系統を第二系統と呼んで説明する。本実施例では、トルクセンサ２０、操舵角センサ３０及び車速センサ４０は第一系統及び第二系統のそれぞれに個別のセンサを設けているが、第一系統及び第二系統に共通のセンサを設けてもよい。
制御装置２は、電動モータ１０と一体的に構成され、各種制御処理を記憶および実行する機能を有し、トルクセンサ２０、操舵角センサ３０及び車速センサ４０（４１，４２）などの制御情報に基づいて、操舵機構３に操舵のアシストトルクを付与する電動モータ１０を駆動制御する。制御装置２の具体的な制御構成については、以下で詳細に説明する。
制御装置２は、アシスト電流指令部５１，５２と危険判定部（評価レベル判定部）６０とから構成されている。アシスト電流指令部５１，５２は、トルクセンサ２０が検出した操舵トルク値や、例えば図示外のディファレンシャルギヤに設置された車速センサ４０が検出した車速値などに基づいて電動モータ１０を駆動させる駆動電流を演算し、これを電動モータ１０側へと出力する。危険判定部６０は、トルクセンサ値などの異常を検出して、アシスト電流指令部５１，５２を制御する。
アシスト電流指令部５１，５２は、アシスト電流演算部７１，７２と、モータ制御部８１，８２と、モータ駆動部９１，９２とから構成され、巻線組１１，１２に電動モータ１０を駆動するモータ駆動電流を出力するアシスト電流出力部を構成する。アシスト電流演算部７１，７２は、トルクセンサ２１，２２、及び車速センサ４１，４２が検出した操舵トルク値と車速値とに基づいて、電動モータ１０を駆動制御するモータ指令電流（電流指令値）を演算する。モータ制御部８１，８２は、モータ指令電流に基づき電動モータ１０に対するモータ駆動信号を生成する。モータ駆動部９１，９２は、直流電源の電力を交流電源に変換する装置（インバータ）を備え、モータ駆動信号に応じて電動モータ１０に対してモータ駆動電流を通電させる。
危険判定部６０は、アシスト電流演算部７１，７２の出力信号、モータ制御部８１，８２の出力信号、モータ駆動部９１，９２の出力信号、電動モータ１０の巻線組１１，１２の信号、トルクセンサ２０のトルクセンサ値の信号、操舵角センサ３０の操舵角センサ値の信号及び車速センサ４０の車速センサ値の信号から、各信号の異常を検出することができる。すなわち、各信号はその信号を出力するユニット又はセンサの異常状態を示す異常情報（異常信号）を含み、危険判定部６０は各信号から各ユニット又は各センサの異常情報を入力して、各ユニット又は各センサの異常を検出する。また危険判定部６０では、それぞれの異常信号から危険度レベル（評価レベル）を判定し、その判定に基づいてアシスト電流演算部７１，７２に信号を伝達する。
図３に、アシスト電流演算部７１，７２で演算する電動モータ１０に供給する目標電流値を求めるアシストマップを示す。アシストマップとは、車速値とトルクセンサ値に基づいて電動モータ１０に供給する目標電流値を設定するための参照マップであり、アシスト電流演算部７１，７２のメモリ内に記憶されている。アシスト電流演算部７１，７２は、このアシストマップを用いて目標電流値、すなわちモータ制御部８１，８２に与える電流指令値を演算する。
アシストマップは、図３に示すように、トルクセンサ値の増加にしたがって電動モータ１０によるアシストトルク値が増加するように目標電流値との関係を設定したものである。図３では、ａ、ｂ、ｃ、ｄで示す４つの車速に対する各アシストマップを示している。このトルクセンサ値と目標電流値の関係は車速毎に設定されており、車速が低いほどトルクセンサ値に対する目標電流値が大きくなるように設定されている。図３では、ｄ、ｃ、ｂ、ａの順に、車速が低くなる。また、目標電流値には上限値が設定されており、所定のトルクセンサ値以上での目標電流値を、車速ａ、ｂ、ｃ、ｄ毎に一定に設定してある。なお図３では、目標電流値が一定となる所定のトルクセンサ値は、各車速ａ、ｂ、ｃ、ｄにおいて同じトルクセンサ値にしてある。
以上の構成から、危険判定部６０で危険度レベルを算出する。危険判定部６０の演算処理を図４のフローチャートで示す。
危険判定部６０に、巻線組１１，１２、モータ制御部８１，８２、モータ駆動部９１，９２、トルクセンサ２１，２２、操舵角センサ３１，３２及び車速センサ４１，４２の各信号を取り込む（ステップＳ１０１）。取り込んだ信号から各部品が正常であるかを判断（ステップＳ１０２）して、各部品の全てが正常であればスタートに戻る。異常状態が検知された場合は危険度レベルを算出し（ステップＳ１０３）、危険度レベルに応じたアシストマップに変更する（ステップＳ１０４）。アシストマップ変更後はスタートに戻り、更なる異常状態の監視を継続する。
危険判定部（評価レベル判定部）６０は、危険度レベル（評価レベル）を算出する処理部であり、危険度レベル算出部（評価レベル算出部）又は危険度レベル決定部（評価レベル決定部）と呼んでもよい。
次に危険度レベルの算出方法を図５のフローチャートで示す。
全ての故障部品と、特定される異常原因又は異常個所から係数ｋｐを算出する（ステップＳ２０１）。異常原因又は異常個所により危険度レベルが設定され、例えば巻線組１１，１２の銅線の断線やモータ駆動部９１，９２内のトランジスタの焼損などの回復困難な異常原因又は異常個所ほど、係数ｋｐ値は高い。
次に異常状態の部品の代替品の有無から係数ｋｓを算出する（ステップＳ２０２）。ここで、代替品が有ると危険度レベルは小さくなり、係数ｋｓは小さな値に設定される。一方、代替品が無ければ危険度レベルは高くなり、係数ｋｓは大きな値に設定される。
係数ｋｓは、代替品の有無により危険度レベルを変化させるほか、代替品を用いてバックアップ制御を実行する場合に、通常の制御実行時と比べて、危険度レベルを高くする。バックアップ制御の一例として、トルクセンサ２０が故障した場合に、代替トルクセンサ信号を用いて実行するバックアップ制御がある。このバックアップ制御が実行された場合に、危険レベル判定部６０は危険度が上昇したと判定する。
次に経過判定係数ｋｃを算出する（ステップＳ２０３）。経過判定係数ｋｃは部品故障後からの危険度の上昇を判定するのに用いる係数である。一例として、経過判定係数ｋｃは異常状態の部品があると判断されてからの経過時間、或いはイグニッションオンオフ回数とし、経過時間やイグニションオンオフ回数が増加するほど係数ｋｃの値が高くなる。
以上の係数ｋｐ，ｋｓ，ｋｃの積から総合的な危険度レベルを算出する（ステップＳ２０４）。尚、複数の異常状態が発生した場合は、各部品ごとに危険度レベルを算出し、その総和が危険度レベル値となる。
この危険度レベル値に応じて、図４のステップＳ１０４で、アシストマップの変更を行う。この場合、危険判定部６０で判定する危険度レベルの上昇に応じて、アシストマップを変更することで、電動モータ１０により発生するアシストトルクを低減するようにする。また、危険判定部６０で判定する危険度レベルの上昇に応じて、目標電流値（電流指令値）の上限値が低減するように、アシストマップが選択される。
図６に、本発明の第一実施例に係る操舵制御装置のアシストマップ図の一例を示す。図６では、危険度レベルに応じて電動モータ１０に供給するモータ電流値を求めるアシストマップの一例を示している。
アシストマップは、上述したように、車速値ごとに、電動モータ１０に供給する目標電流値がトルクセンサ値に対して設定してある。すなわちアシストマップでは、トルクセンサ値と電動モータ１０に供給する目標電流値との関係が設定される。図６では、トルクセンサ値と目標電流値との関係を示す一つの特性曲線に対して、上限値が複数のレベルに設定された複数のアシストマップｅ，ｆ，ｇ，ｈが示されている。また、上限値に至るトルクセンサ値は、ｅ→ｆ→ｇ→ｈの順に小さくなり、アシストマップｅは最も大きなトルクセンサ値で上限値に至り、アシストマップｈは最も小さなトルクセンサ値で上限値に至る。
危険判定部６０で危険度レベルがゼロ、つまり全ての部品に異常状態がない場合は、上限値がｅの曲線から目標電流値を算出する。危険度レベルが上昇した場合は、危険度レベルが上昇するほど、目標電流値の上限値をｆ→ｇ→ｈのように低減した曲線を用いて、トルクセンサ値に対する目標電流値を算出する。
いずれかの部品に異常が発生している状態であっても、トルクセンサ値が低く、運転者が必要とする操舵トルクが低い高速走行中の場合のアシストトルクは、正常時のｅの曲線と同じとする。このように、高速走行中と、事故を起こした場合の被害が大きい危険度の高い走行条件とでは、アシストトルクを低減しない。そもそも走行中に必要とする操舵トルクが低いため、アシストトルクの低減で運転者に異常状態を気付かせ難いため、正常時と同じアシスト制御を行うことで安全性を確保する。トルクセンサ値が上昇する低速走行時では、危険度レベルの上昇により目標電流値が低下したアシストマップ（ｆ，ｇ，ｈの曲線）を用いている。そのため、運転者が必要な操舵トルクが上昇して異常状態を気付きやすい。また、低速走行のため、仮に正常な全ての代替部品に異常が発生し、電動モータ１０によるアシスト力が完全に消失してもタイヤ反力が小さいため、運転者の対応で車両走行の不安定化を防止可能である。
図７に、本発明の第一実施例に係る操舵制御装置のアイストマップ図の他の例を示す。図７の例では、危険判定部６０による危険レベルの上昇によるアシストマップの低減幅を変化させている。
危険度レベルの上昇に応じて、トルクセンサ値に対する、電動モータ１０へ供給する目標電流値の曲線が、目標電流値の軸方向に一定の比率で圧縮した曲線ｉ，ｊ，ｋ，ｌからなるアシストマップとする。このとき危険度レベルの上昇に対するアシストマップ上限値の低減幅はＬ１，Ｌ２，Ｌ３のように除々に大きくなるアシストマップとする。これにより、危険度レベルが低いときは、アシストトルクの低減幅は小さく、運転者に要求される操舵トルクの増加が小さいため、操作性に感じる違和感は低い。そのため、ディーラなどに修理に持っていく間においては、操作性及び安全性は高い状態が維持される。
危険度レベルの上昇に伴ってアシストトルクを低減することで、運転者に要求される操舵トルクが増加するため、操作性は低下する。しかし、故障状態に運転者が気付きやすく、或いは、気付いていたが修理に出さずにいる状態から修理に出すように促す効果がある。
尚、安全が確保されている車速ゼロ或いはイグニションキーオフのときは、アシストトルクをゼロとする。
危険度レベルとは、運転者による操縦において、部品故障の確率が高まった状態と、その部品が故障することによって車両走行の安全性が失われる確率が高まった状態を指す。また、そのときの車速などの運転状態によって想定される被害の大小も踏まえて、危険度レベルを判定する。
本実施例では、図５のフローチャートのステップＳ２０３における、経過判定係数ｋｃの算出方法を、下記のように変更することができる。
経過判定係数ｋｃは、部品故障後からの危険度の上昇を判定するのに用いる係数であり、上述の説明では、異常状態の部品があると判断されてからの経過時間、或いはイグニッションキーのオンオフ回数とし、経過時間やイグニションオンオフ回数が増加するほど係数ｋｃの値が高くなるようにした。
これに対して、電動モータ１０の巻線組１１，１２に供給する電流の累積通電量、或いは累積通電時間の増加から、経過判定係数ｋｃの値を算出するようにしてもよい。この場合、累積通電量の増加、或いは累積通電時間の増加により、経過判定係数ｋｃが大きくなるようにする。
或いは、経過判定係数ｋｃは、車両の走行距離から算出するようにしてもよい。この場合、車両の走行距離の増加に応じて、経過判定係数ｋｃが大きくなるようにする。
或いは、経過判定係数ｋｃは、ハンドルの累積操作回数、又はハンドルの切換えし回数から算出するようにしてもよい。この場合、ハンドルの累積操作回数、累積回転数又はハンドルの切換えし回数の増加に応じて、経過判定係数ｋｃが大きくなるようにする。
上述した係数ｋｐ，ｋｓ，ｋｃの他、電動モータ１０及びモータ駆動部９１，９２にそれぞれ温度センサ２３及び２４ａ，２４ｂを設け（図２参照）、危険判定部６０は温度センサ２３，２４ａ，２４ｂが検出する温度履歴に基づいて、危険レベルを判定するようにしてもよい。
本発明に係る第二実施例について、図８を参照して説明する。
本実施例では、危険判定部６０による演算処理のみが第一実施例と異なる。本実施例における操舵制御装置１の基本構造及び制御装置２の構成は、第一実施例と同様であり、説明を省略する。
危険判定部６０による演算処理を図８のフローチャートを用いて説明する。図８に、本発明の第三実施例に係る危険度レベル算出のフローチャート図を示す。
危険判定部６０に巻線組１１，１２、モータ制御部８１，８２、モータ駆動部９１，９２、トルクセンサ２１，２２、操舵角センサ３１，３２及び車速センサ４１，４２の各信号を取り込む（ステップＳ６０１）。取り込んだ信号から各部品が正常であるかを判断（ステップＳ６０２）して、各部品の全てが正常であればスタートに戻る。異常状態が検知された場合は危険度レベルを算出し（ステップＳ６０３），危険度レベルに応じたアシストマップに変更する（ステップＳ６０４）。更に、危険度レベルに応じて警告装置（警告手段）による警告レベルの変更を行う（ステップＳ６０５）。警告レベルの変更後はスタートに戻り、更なる異常状態の監視を継続する。
警告装置による警告レベル（警告量）を変化させることで、警告が車両の操縦性を低下させることを抑制する。
警告装置は、運転者に異常状態を知らせる装置であり、例えば、警告装置としてブザーなどの音を用いることができる。警告レベルの上昇は、音量、音圧および周波数を変化させることで、運転者に知らせる。他に警告装置としては、表示灯を点灯する、ハンドルに振動を付与する、或いはイグニションキーによるエンジンの始動性能を変化させることで行ってもよい。
本発明に係る第三実施例について、図９を参照して説明する。本実施例では、操舵制御装置を備えた車両について説明する。なお、車両が備える操舵制御装置は、第一実施例又は第二実施例で説明した操舵制御装置１のいずれを用いてもよい。
図１２に、本発明の操舵制御装置１を備えた車両６０１の概略図を示す。
この車両６０１は、動力源としてエンジン６０２を備える。なお、動力源は、エンジンに限定するものではなく、電気モータを単体で用いたもの、或いは電気モータをエンジンと組合せたものでもよい。エンジン６０２の回転は、減速機６０３を介して操舵輪８ａ，８ｂを駆動する。本実施例では、前輪８ａ，８ｂを駆動輪とし、後輪８ｃ，８ｄを従動輪とする例を説明しているが、車輪の構成はこれに限るわけではない。
他に車両６０１は、操舵制御装置１及び制御装置２と、ブレーキ装置６０５及びブレーキ装置の制御装置６０６と、車載地図情報呈示装置６０７と、ＧＰＳ６０８と、少なくともカメラ、ソナー又はレーザレーダのいずれかを含むセンサ６０９と、前後加速度センサ、横加速度センサ及びヨーレイトセンサを含むセンサ６１１と、車速センサ４１，４２とを備える。
また車両６０１は、上述した車両６０１に搭載された装置、アクチュエータ、センサ、機器類の状態（信号）を入力することで統合制御を行う車両統合制御装置６２０を備え、ＣＡＮなどの車内ＬＡＮを通じて信号の授受を行えるようになっている。
本実施例では、車両統合制御装置６０２は、エンジン制御装置６０４、ブレーキの制御装置６０６、操舵制御装置１の制御装置２などから装置の状態が入力される。車両統合制御装置６０２内には、危険判定部６２１を備え、各制御装置の不具合や、故障情報が送られる。この故障情報を基に車両の危険度レベルを判断し、その情報を制御装置２に出力する。よって、操舵制御装置１の電動モータ１０の異常状態以外の車両６０１の故障を検知した場合も同様に危険度レベルが上昇し、その危険度レベルに応じてアシストトルクを低減する。または、警告装置による警告レベルを変化させる。
車両統合制御装置６０２には、車載地図情報呈示装置６０７と、ＧＰＳ６０８と、カメラ、ソナー又はレーザレーダなどのセンサ６０９とからの各信号が入力される。そのため、上述した信号から車両位置、車両走行状態及び車両周囲の情報を得ることができる。これらの情報に基づいて、危険判定部６２１で危険度レベルを判定し、その情報を操舵制御装置１の制御装置２に出力する。よって危険判定部６２１は、車両位置、車両走行状態及び車両の周囲の情報を総合的に判断し、危険度レベルの変更を行う。
一例として、操舵制御装置１の複数のモータ駆動部９１が故障することにより、危険度レベルが上昇し、アシストトルクを低減した状態を想定する。この状態において、前述したＧＰＳ６０８と、カメラ、ソナー又はレーザレーダなどのセンサ６０９とから得られた車両周囲の情報により、運転者による操舵トルクが大きいと判断された場合には、危険度レベルを低減して電動モータによるアシストトルクを上昇させる。これにより、運転者が必要とする操舵トルクが減少することで操舵性が向上する。
以上説明したように、車両統合制御装置６２０に危険判定部６２１を設けることで、車両６０１内の各装置の故障状態、車両走行状態及び車両周囲の状態を総合的に判断して危険度レベルを算出できる。
本発明に係る上述の各実施例によれば、危険レベルに基づいて電動モータ１０が発生するアシストトルクの大きさを変化させることで、異常が発生している状態をいち早く運転者に気付かせると共に、異常が発生している状態での操縦性の低下を抑制することができる。これにより、操舵制御装置１に異常が生じている状態における車両の安全性を向上することができる。このために、上述の各実施例では、危険判定部６０で判定する危険レベルの上昇に応じて、図３、図６及び図７に示す複数のアシストマップを変更することで、電動モータ１０により発生するアシストトルクを低減する。或いは、複数のアシストマップは、危険判定部６０で判定する危険レベルの上昇に応じて、アシスト電流演算部７１，７２で演算する電流指令値の上限値が低減するように設定される。或いは、複数のアシストマップは、危険判定部６０で判定する危険レベルの上昇に応じて、アシスト電流演算部７１，７２で演算する電流指令値が漸減するように設定される。
なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
１…操舵制御装置，２…操舵機構，３…制御装置，４…ステアリングホイール，５…ステアリングシャフト，６…ピニオン軸，７…ラック軸，８ａ，８ｂ…操舵輪，９…減速機構，１０…電動モータ，２０，２１，２２…トルクセンサ，３０，３１，３２…操舵角センサ，４０，４１，４２…車速センサ，５１，５２…アシスト電流指令部，６０…危険判定手段，７１，７２…アシスト電流演算部，８１，８２…モータ制御部，９１，９２…モータ駆動部，１０１…イグニッションキー，１０２…走行距離

Claims (15)

  1. 複数の巻線組を有し、運転者のハンドル操作を補助するためのアシストトルクを発生する電動モータと、前記電動モータを駆動するために前記巻線組に流すモータ駆動電流を出力する複数のアシスト電流出力部と、前記複数の巻線組及び前記複数のアシスト電流出力部の異常状態を検出し、前記異常状態に基づいて異常状態の評価レベルを判定する評価レベル判定部と、を備える操舵制御装置において、
    前記アシスト電流出力部は、
    電流指令値を演算するアシスト電流演算部と、
    前記電流指令値に基づいてモータ駆動信号を生成するモータ制御部と、
    前記モータ駆動信号に基づいて前記巻線組にモータ駆動電流を出力するモータ駆動部と、
    を備え、
    前記アシスト電流演算部は、トルクセンサにより検出される操舵トルク値及び前記評価レベル判定部で判定した前記評価レベルに基づいて、前記電動モータにより発生するアシストトルクを算出し、
    前記評価レベル判定部は、前記評価レベルとして危険度を判定するために、前記トルクセンサが故障して代替トルクセンサ信号によるバックアップ制御が実行された場合に前記危険度のレベルを上昇させる第１係数と、異常状態の部品があると判断されてからの前記危険度のレベルの上昇を判定する第２係数と、を算出すると共に、前記第１係数及び前記第２係数を用いて前記危険度のレベルの上昇を判定し、
    前記第２係数は、異常状態の部品があると判断されてからの経過時間又はイグニッションキーのオンオフ回数の増加、異常状態の部品があると判断されてからの前記モータ駆動部から前記巻線組へ通電される前記モータ駆動電流の累積電流量及び累積通電時間の増加、異常状態の部品があると判断されてからの車両の走行距離の増加、或いは、異常状態の部品があると判断されてからのハンドルの操作回数及び累積回転数の増加、により、前記危険度のレベルが上昇するように算出され、
    前記アシスト電流演算部は、前記危険度のレベルの上昇に応じて、前記電動モータが発生するアシストトルクの大きさを低減させるように、前記電流指令値を演算することを特徴とする操舵制御装置。
  2. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
    前記アシスト電流演算部は、前記危険度のレベルの上昇に伴って、前記電動モータが発生するアシストトルクの大きさを漸減させるように、前記電流指令値を演算することを特徴とする操舵制御装置。
  3. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
    前記アシスト電流演算部は、
    前記操舵トルク値及び車速センサにより検出される車速値に基づいて、前記電動モータにより発生するアシストトルクに対応した前記電流指令値を算出する複数のアシストマップを備えると共に、
    前記評価レベル判定部で判定する前記危険度のレベルの上昇に応じて、前記アシストマップを変更することで、前記電動モータにより発生するアシストトルクを低減することを特徴とする操舵制御装置。
  4. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
    前記アシスト電流演算部は、前記操舵トルク値及び車速センサにより検出される車速値に基づいて、前記電動モータにより発生するアシストトルクに対応した前記電流指令値を算出する複数のアシストマップを備え、
    前記複数のアシストマップは、前記評価レベル判定部で判定する前記危険度のレベルの上昇に応じて、前記電流指令値の上限値が低減するように設定されることを特徴とする操舵制御装置。
  5. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
    前記アシスト電流演算部は、前記操舵トルク値及び車速センサにより検出される車速値に基づいて、前記電動モータにより発生するアシストトルクに対応した前記電流指令値を算出する複数のアシストマップを備え、
    前記複数のアシストマップは、前記評価レベル判定部で判定する前記危険度のレベルの上昇に応じて、前記電流指令値が漸減するように設定されることを特徴とする操舵制御装置。
  6. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
    前記アシスト電流演算部は、前記操舵トルク値及び車速センサにより検出される車速値に基づいて、前記電動モータにより発生するアシストトルクに対応した前記電流指令値を算出する複数のアシストマップを備え、
    前記複数のアシストマップは、前記評価レベル判定部で判定する前記危険度のレベルに応じて、前記電流指令値の低減幅が変化するように設定されることを特徴とする操舵制御装置。
  7. 請求項６に記載の操舵制御装置において、
    前記評価レベル判定部で判定する前記危険度のレベルの上昇に応じて、前記アシストマップにおける前記電流指令値の前記低減幅が増加することを特徴とする操舵制御装置。
  8. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
    前記アシスト電流出力部は、車速センサからの指令値がゼロ又はイグニッションキーがオフの場合、前記電流指令値をゼロとすることを特徴とする操舵制御装置。
  9. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
    前記評価レベル判定部は、前記モータ駆動部、前記モータ制御部、前記巻線組、前記操舵トルク値及び車速センサにより検出される車速値の異常から、前記危険度のレベルの上昇を判定することを特徴とする操舵制御装置。
  10. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
    前記電動モータおよび前記モータ駆動部に温度センサを備え、
    前記評価レベル判定部は、前記温度センサが検出する温度履歴に基づき、前記危険度のレベルを判定することを特徴とする操舵制御装置。
  11. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
    前記評価レベル判定部は、異常原因または異常個所に応じて前記危険度のレベルを可変することを特徴とする操舵制御装置。
  12. 請求項１１に記載の操舵制御装置において、
    前記評価レベル判定部における危険度の判定は、前記トルクセンサの異常よりも前記モータ駆動部及び前記巻線組の異常の方を、前記危険度のレベルが高いと判定することを特徴とする操舵制御装置。
  13. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
    前記評価レベル判定部は、異常個所におけるバックアップの有無及び数に応じて、前記危険度のレベルを判定することを特徴とする操舵制御装置。
  14. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
    前記評価レベル判定部は、危険度有と判断された場合に警告装置で警告を行うことを特徴とする操舵制御装置。
  15. 請求項１４に記載の操舵制御装置において、
    前記評価レベル判定部は、前記危険度のレベルに応じて警告装置による警告レベル及び警告方法を変えることを特徴とする操舵制御装置。
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