JP7103090B2 - パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
本発明は、パワーステアリング装置に関する。
従来、運転者の操舵をアシストするパワーステアリング装置において、複数のアクチュエータを備えた装置が知られている。
例えば特許文献1に開示された電動パワーステアリング装置は、2台の電動モータのうち一方がステアリングコラムに設けられ、他方がラック軸に設けられている。
通常時には2台のアクチュエータのうち一方のメインアクチュエータのみが使用され、特別な状況でのみ他方のサブアクチュエータが使用される構成を想定する。ここで、サブアクチュエータはモータであり、メインアクチュエータは油圧アクチュエータでもモータでもよい。この構成では、通常時にサブアクチュエータに通電する機会が確保されないため、通電しないと検出できない異常項目について、サブアクチュエータの初期診断をすることができない。
本発明はこのような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、複数のアクチュエータを備えるパワーステアリング装置において、特定のアクチュエータが通常時に駆動されない場合でも、そのアクチュエータについて、通電しないと検出できない異常の初期診断を実施可能とするパワーステアリング装置を提供することにある。
本発明のパワーステアリング装置は、ステアリングホイール(91)に付与された操舵トルクが、ステアリングコラム(92)に内包されたステアリングシャフト(93)からインターミディエイトシャフト(95)及びラックギヤ(97)を経由してタイヤ(99)に伝達される車両のステアリングシステムにおいて、操舵アシストトルクを出力する。
このパワーステアリング装置は、第1アクチュエータ(70)と、第2アクチュエータ(80)と、制御部(27)と、車両の通信バス(25)と、を備える。第1アクチュエータは、多相回転電機で構成され、インターミディエイトシャフトに対しステアリングコラム側に設けられ、操舵アシストトルクを出力可能である。第2アクチュエータは、インターミディエイトシャフトに対しラックギヤ側に設けられ、操舵アシストトルクを出力可能である。
制御部は、第1アクチュエータの駆動を制御し、且つ、第1アクチュエータの異常を検出可能である。なお、第2アクチュエータの駆動を制御する「第2制御部」をさらに備える構成では、「制御部」は「第1制御部」と読み替えられる。車両の通信バスは、制御部が接続される。
制御部は、通信バスからの通知に基づいて第1アクチュエータの出力を変更する。また、制御部は、車両起動時における第1アクチュエータの初期診断において、ステアリングホイールにトルクを付与しないように第1アクチュエータに通電して異常を診断する。
第1アクチュエータが通常時に実質的に駆動されない場合、通電しないと検出できない異常項目に関して初期診断の機会が得られない。また、通常時の駆動とは関係なく初期診断のためだけに第1アクチュエータに通電すると、運転者の意図に反してステアリングホイールが回転するおそれがある。そこで本発明では、初期診断時に、ステアリングホイールにトルクを付与しないように第1アクチュエータに通電することで、運転者に違和感を与えることなく、通電しないと検出できない異常の初期診断が実施可能となる。よって、異常が検出された場合に適切な異常時処理を実施し、システムの信頼性を向上させることができる。
(一実施形態)
以下、パワーステアリング装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態のパワーステアリング装置は、車両のステアリングシステムにおいて操舵アシストトルクを出力する装置である。特に本実施形態は、例えば自動駐車、レーンキープ、前方車両への追従、障害物や周辺車両の緊急回避の自動運転機能を有する車両に搭載されることが想定される。
以下、パワーステアリング装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態のパワーステアリング装置は、車両のステアリングシステムにおいて操舵アシストトルクを出力する装置である。特に本実施形態は、例えば自動駐車、レーンキープ、前方車両への追従、障害物や周辺車両の緊急回避の自動運転機能を有する車両に搭載されることが想定される。
本明細書において「操舵アシスト」とは、手動運転モードで運転者の操舵を補助するようにトルクを出力することに加え、自動運転モードの指令に従って操舵トルクを出力することを含む。すなわち、自動運転モードでは、運転者が操舵しておらず操舵トルクが0である場合にも、操舵アシストトルクのみが出力されると解釈する。
図1に示すように、ステアリングシステム901は、ステアリングホイール91、ステアリングシャフト93、インターミディエイトシャフト95、ラックギヤ97等を含む。ステアリングシャフト93は、ステアリングコラム92に内包されており、一端にステアリングホイール91が接続され、他端にインターミディエイトシャフト95が接続されている。ステアリングシャフト93の途中には、トーションバーの捩れ角に基づいて操舵トルクTsを検出するトルクセンサ94が設けられている。
インターミディエイトシャフト95のステアリングホイール91と反対側の端部には、ラックアンドピニオン機構により回転を往復運動に変換して伝達するラックギヤ97が設けられている。ラックギヤ97が往復すると、ナックルアーム98を介してタイヤ99が転舵される。なお、図1では片側のタイヤ99のみを図示し、反対側のタイヤの図示を省略する。
ステアリングシステム901には、操舵アシストトルクを出力可能な二つのアクチュエータ(図中「Act」)70、80が設けられている。第1アクチュエータ70はステアリングコラム92付近に設けられており、第2アクチュエータ80はラックギヤ97付近に設けられている。インターミディエイトシャフト95を基準として定義すると、第1アクチュエータ70は、インターミディエイトシャフト95に対しステアリングコラム92側に設けられている。また、第2アクチュエータ80は、インターミディエイトシャフト95に対しラックギヤ97側に設けられている。
第2アクチュエータ80は、油圧式アクチュエータ又は多相回転電機で構成されており、比較的大きな出力をラックギヤ97に伝達可能である。例えば第2アクチュエータ80が油圧シリンダであり、直線運動の出が直接、ラックギヤ97の直線運動として伝達される構成では、第2アクチュエータ80自体は回転方向のトルクを出力しない。しかし、この構成でも、ラック軸力から逆換算されるステアリングシャフト93のトルクを、第2アクチュエータ80が仮想的に出力するものと見做すこととする。また、第2アクチュエータ80が多相回転電機の場合、巻線組の組数や回転電機の種類は問わない。
「第2制御部」としての第2ECU28は、第2アクチュエータ80の駆動を制御し、且つ、第2アクチュエータ80の異常を検出可能である。例えば第2アクチュエータ80が油圧式の場合、第2ECU28は、油圧制御弁を制御して圧力や動作速度を調整する。第2アクチュエータ80が油圧式アクチュエータの構成では、比較的安価な構成で高出力を得ることができる。油圧式アクチュエータの構成では、トーションバーの捻じれによりバルブの開閉を行い、第2ECU28が無い構成としてより安価な構成で高出力を得る構成とすることもできる。
第2アクチュエータ80が多相回転電機の場合、第2ECU28は、一般的なモータ制御により第2アクチュエータ80の駆動を制御する。後述のように第1アクチュエータ70は多相回転電機であるため、第2アクチュエータ80が多相回転電機の構成では、電気的制御による第1アクチュエータ70の制御とのマッチングがしやすくなる。
第1アクチュエータ70は、ステアリングコラム92内に配置された多相回転電機で構成されている。第1アクチュエータ70の出力は減速装置を介してステアリングシャフト93に伝達される。ただし、第1アクチュエータ70の出力は第2アクチュエータ80の出力に比べて小さいため、第2アクチュエータ80がメインにトルクを出力し、第1アクチュエータ70がサブとしてトルクを出力するように用いられる。「制御部」又は「第1制御部」としての第1ECU27は、第1アクチュエータ70の駆動を制御し、且つ、第1アクチュエータ70の異常を検出可能である。
図2に、第1アクチュエータ70及び第1ECU27の全体構成を示す。本実施形態の第1アクチュエータ70は、二組の三相巻線組701、702を有する三相ブラシレスモータである。第2巻線組702の各相コイル721、722、723は、第1巻線組701の各相コイル711、712、713に対し、例えば電気角30degの位置関係に配置されている。回転角センサ75は、第1アクチュエータ70の電気角θを検出する。
第1ECU27は、インバータ601、602、マイコン67、駆動回路68及び電流センサ691、692等を含む。第1インバータ601及び第2インバータ602は、二組の巻線組701、702に対応して設けられ、例えば、互いの位相差が(30±60×n)[deg](nは整数)である交流電流を二組の巻線組701、702に出力する。
以下、巻線組と当該巻線組に対応するインバータとを含む単位を「系統」という。構成要素符号の3桁目の数字「1」、「2」、及び、電流、電圧等の物理量を表す記号の末尾数字「1」、「2」は、第1系統又は第2系統の構成要素及び物理量であることを示す。二系統の物理量を包括して表す場合、末尾数字「1」、「2」を付さないで記す。このように、第1アクチュエータ70は、二組の巻線組701、702に通電される電力によって駆動される二系統の多相回転電機である。
インバータ601、602は、それぞれ、例えばMOSFET等の6つのスイッチング素子611~616、621~626が、高電位ラインLpと低電位ラインLgとの間にブリッジ接続されている。インバータ601、602の入力部には、各系統の電源リレー521、522及び平滑コンデンサ53が設けられている。また、分圧Vr1、Vr2を検出することにより入力電圧を検出可能である。
マイコン67は、トルクセンサ94が検出した操舵トルクTsに基づき、各系統のdq軸電流指令値Id1*、Iq1*、Id2*、Iq2*を演算する。また、電流センサ691、692により検出された各系統の相電流Iu1、Iv1、Iw1、Iu2、Iv2、Iw2が、回転角センサ85により検出された電気角θを用いてdq軸電流Id1、Iq1、Id2、Iq2に座標変換される。dq軸電流Id1、Iq1、Id2、Iq2は、電流指令値Id1*、Iq1*、Id2*、Iq2*に対してフィードバックされ、その偏差が0となるように、PI制御によりdq軸電圧指令値が演算される。dq軸電圧指令値は、三相電圧指令値Vu1、Vv1、Vw1、Vu2、Vv2、Vw2に座標変換され、駆動回路68に出力される。
駆動回路68は、三相電圧指令値Vu1、Vv1、Vw1、Vu2、Vv2、Vw2に基づき、インバータ601、602のスイッチング素子611~616、621~626に駆動信号を指令する。インバータ601、602は、駆動回路68からの駆動信号に従ってスイッチング動作することで、バッテリ51の直流電力を変換して二組の巻線組701、702に供給する。
図1に戻ると、第1ECU27及び第2ECU28は、車載の通信ネットワークである「通信バス」としてのCANバス25に接続されている。第1ECU27は、CANバス25からの通知に基づいて第1アクチュエータ70の出力を変更する。また、本実施形態では、第1ECU27及び第2ECU28は、第1アクチュエータ70及び第2アクチュエータ80の駆動情報及び異常情報を相互に通信可能である。例えば、第1ECU27が第1アクチュエータ70の異常を検出した場合や、第2ECU28が第2アクチュエータ80の異常を検出した場合、異常フラグをCANバス25に送信する。
以下、手動運転モードにおいて、第1アクチュエータ70及び第2アクチュエータ80がいずれも正常な場合を「通常時」という。通常時の操舵アシスト制御では、第2アクチュエータ80が操舵アシストトルクを出力し、第1アクチュエータ70の出力が実質的に0となるように制御される。ここで「出力が実質的に0」とは、第1アクチュエータ70の出力が厳密に0である場合に限らず、第1アクチュエータ70の出力が第2アクチュエータ80の出力に対して極めて小さい場合を含むことを意味する。
また本実施形態では、自動運転の実施条件が成立したとき、「車両制御部」としての車両ECU26は、タイヤ99を転舵させる機能の実行をパワーステアリング装置20に指令する。すなわち、車両ECU26からCANバス25を介して第1ECU27及び第2ECU28に対し、自動運転モードにおける操舵アシストトルクを出力するように指令される。第1アクチュエータ70及び第2アクチュエータ80がいずれも正常であるとき、第1ECU27及び第2ECU28は、第1アクチュエータ70及び第2アクチュエータ80が協働して自動運転モードの操舵アシストトルクを出力するように駆動を制御する。
ところで、安全要求の高い車載システムでは、起動時にアクチュエータの初期診断を実施し、異常が検出された場合に、システム停止を含む適切な異常時処理を実施することにより信頼性を向上させることが期待される。すると、メインで使用される第2アクチュエータ80については、初期診断の機会が十分に確保されている。一方、通常時に実質的に駆動されない第1アクチュエータ70については、通電しなくても検出可能な異常項目を除き、通電しないと検出できない異常項目に関して初期診断の機会が得られない。
また、通常時の駆動とは関係なく初期診断のためだけに第1アクチュエータ70に通電すると、運転者の意図に反してステアリングホイール91が回転するおそれがある。そこで本実施形態では、通常時に駆動されない第1アクチュエータ70について、通電しないと検出できない異常の初期診断を実施可能とすることを目的とする。
次に図3、図4のフローチャート及び図5、図6を参照し、本実施形態による第1アクチュエータ70の初期診断方法について説明する。以下のフローチャートで記号Sは「ステップ」を表す。図3のS10では、イグニッション(図中「IG」)スイッチがオンされる。なお、ハイブリッド自動車の場合、「パワースイッチがレディオンされる」と読み替えてもよい。S20では、第1アクチュエータ70の異常診断が開始される。
S31では、初回操舵が完了しているか否か判断される。イグニッションオン後に電源リレーがオフ(すなわちパワーオフ)し、マイコンがリセットした場合、次の操舵が初回操舵となるため、S31でNOと判断され、S32に移行する。パワーラッチ中にイグニションスイッチが再オンされた場合、初回操舵完了状態が継続していると見做され、S31でYESと判断され、S34の前に移行する。
S32で、第1ECU27は、ステアリングホイール91にトルクを付与しないように、すなわち、ステアリングホイール91に運転者が意図しない回転をさせないように第1アクチュエータ70に通電する。「ステアリングホイール91にトルクを付与しないように通電する」方法として、具体的には次の方法が挙げられる。
(A)第1ECU27は、二組の巻線組701、702に、「正負が異なり絶対値が等しいトルク」を発生させる電流を所定期間にわたって通電する。例えば図5(a)に示すように、第一系統巻線組701にq軸電流Iq1、第二系統巻線組702にq軸電流Iq2を、「Iq2=-Iq1」となるように通電してもよい。或いは図5(b)に示すように、第一系統巻線組701にd軸電流Id1、第二系統巻線組702にd軸電流Id2を、「Id2=-Id1」となるように通電してもよい。
これにより、各系統の巻線組701、702に発生するトルクが相殺し、第1アクチュエータ70全体としての出力は0となる。特にd軸電流だけを流す場合角度異常時もトルクが発生しにくくなる。また、上記の通電は角度センサの初期診断後に行うとともに通電中は角度センサの異常診断をし続けることで、角度センサ異常時にも異常診断のための通電に伴うトルクが発生しないようにする。
(B)第1ECU27は、q軸電流を0とし、d軸電流のみを通電する。この方法は、第1アクチュエータ70が一系統モータの構成にも適用可能である。
(C)第1ECU27と第2ECU28とが協働し、第1アクチュエータ70及び第2アクチュエータ80に、互いに大きさの等しい反対向きのトルクを発生させる。こうして、初期診断のための通電により第1アクチュエータ70で発生するトルクが第2アクチュエータ80のトルクで相殺される。ただし、第2アクチュエータ80が油圧式アクチュエータの場合、多相回転電機である第1アクチュエータ70と応答性を合わせることが難しいため、第2アクチュエータ80は多相回転電機で構成されることが好ましい。なお、第1アクチュエータ70が一系統モータの構成にも適用可能である。また、この方法では、トルクセンサ94の異常を同時に診断することができる。
S33では(A)の方法を採用する場合を想定し、「所定期間」として電気角一周期以上の通電が完了したか判断される。図6に示すように、電気角一周期には、各相上下アームのスイッチング素子611~616、621~626のオンオフ動作により生成される電圧ベクトルが一巡し、U相電流Iu、V相電流Iv、W相電流Iwの各位相が360°変化する。
第1ECU27のマイコン67により通電を操作する場合、マイコン67は電気角一周期以上の期間にわたる指令値を出力する。運転者の操舵に応じて通電させる場合、ステアリングホイール91が第1アクチュエータ70の電気角一周期に相当する所定角度以上回転したか否かが判断される。
S33でNOと判断された場合、S32の前に戻り、通電が継続される。S33でYESと判断されると、S34で初回操舵が完了し、S35で第1ECU27は通電を終了する。S36でイグニションオフされたと判断されると処理は終了する。
図4に、第1アクチュエータ70の異常診断処理の詳細を示す。このルーチンは、図3のS34で初回操舵が完了するまで繰り返される。S21では、通電時の電流、電圧等の検出値に基づき、異常判定条件が成立するか否か判断される。例えば、電流偏差が過大となるオープン系の異常や回転角センサの異常の場合、異常判定条件として、「三相電流和の絶対値が閾値(例えば5[A])より大きい場合」が異常と判定される。
S21でYESと判断されたとき、S22で異常判定カウンタがインクリメント、すなわち1回加算される。S21でNOと判断されたとき、S23で異常判定カウンタは維持される、すなわち0回が加算される。S24では、異常判定カウンタが回数閾値N_th(例えば50回)に到達したか否か判定される。
異常判定カウンタが回数閾値N_th未満のとき、S24でNOと判断され、S34の前に戻る。こうして初回操舵が完了するまで、検出値のサンプリング及び異常判定は、所定の周期で繰り返される。繰り返し中に異常判定カウンタが回数閾値N_thに達すると、S24でYESと判断され、S25に移行する。S25では、異常判定が確定し、停止処理に移行する。一方、異常診断中に初回操舵が完了しS34でYESと判断されると、S26で異常診断が終了する。つまり、第1アクチュエータ70は正常と判定される。
次に、図7を参照し、第1アクチュエータ70及び第2アクチュエータ80の正常又は異常の状態と、各アクチュエータによる操舵アシストトルクの出力との関係について説明する。まず第2アクチュエータ80が正常の場合、S51でYESと判断される。このときS53で、原則として通常の運転条件では、第2ECU28は、第2アクチュエータ80のみに操舵アシストトルクを出力させる。第1ECU27は、第1アクチュエータ70の出力が0となるように制御する。
なお、例えば特別に大きな操舵トルクが要求される状況等で、例外的に第1アクチュエータ70及び第2アクチュエータ80の両方が協働して操舵アシストトルクを出力するように制御されてもよい。
第2アクチュエータ80が異常で、S51でNOと判断された場合、S52で第1アクチュエータ70が正常であるか否か判断される。第1アクチュエータ70が正常の場合、S52でYESと判断され、S54で第1ECU27は、第1アクチュエータ70が出力可能な範囲で第1アクチュエータ70に操舵アシストトルクを出力させる。第1アクチュエータ70が異常の場合、S52でNOと判断され、S55で、操舵アシストが不可であるためシステムが停止される。
また、図8を参照し、第1アクチュエータ70及び第2アクチュエータ80の正常又は異常の状態と、自動運転モードへの移行可否との関係について説明する。第2アクチュエータ80及び第1アクチュエータ70が共に正常であり、S61及びS62でいずれもYESと判断された場合、車両ECU26はS63で、自動運転モードへの移行を許可する。第2アクチュエータ80又は第1アクチュエータ70の少なくとも一方が異常であり、S61又はS62でNOと判断された場合、車両ECU26はS64で、自動運転モードへの移行を禁止する。
(効果)
以上のように、本実施形態のパワーステアリング装置20は、初期診断時に、ステアリングホイール91にトルクを付与しないように第1アクチュエータ70に通電することで、運転者に違和感を与えることなく、通電しないと検出できない異常の初期診断が実施可能となる。よって、異常が検出された場合に適切な異常時処理を実施し、システムの信頼性を向上させることができる。
以上のように、本実施形態のパワーステアリング装置20は、初期診断時に、ステアリングホイール91にトルクを付与しないように第1アクチュエータ70に通電することで、運転者に違和感を与えることなく、通電しないと検出できない異常の初期診断が実施可能となる。よって、異常が検出された場合に適切な異常時処理を実施し、システムの信頼性を向上させることができる。
本実施形態の第1アクチュエータ70は、二組の巻線組701、702に通電される電力によって駆動される二系統の多相回転電機である。この構成では、初期診断時に、二組の巻線組701、702に、正負が異なり絶対値が等しいトルクを発生させる電流を所定期間にわたって通電することで、各系統の巻線組701、702に発生するトルクが相殺する。したがって、第2アクチュエータ80の出力トルクを0としつつ、異常検出のための電流を有効に通電することができる。
さらに、正負が異なり絶対値が等しいトルクを発生させる電流を通電する「所定期間」は、多相回転電機の電気角一周期以上に相当する期間に設定される。電圧ベクトルが一巡し、U相電流Iu、V相電流Iv、W相電流Iwの各位相が360°変化する期間にわたって通電することで、全てのスイッチング素子611~616、621~626や各相の配線について漏れなく異常検出することができる。
(その他の実施形態)
(a)本発明のパワーステアリング装置が適用されるステアリングシステムにおいて、トルクセンサ94の配置構成は、図1に例示した構成の他、図9、図10に示す構成としてもよい。図9に示すステアリングシステム902では、トルクセンサ94は、ステアリングシャフト93における第1アクチュエータ70の出力が伝達される箇所よりもステアリングホイール91側に設けられている。
(a)本発明のパワーステアリング装置が適用されるステアリングシステムにおいて、トルクセンサ94の配置構成は、図1に例示した構成の他、図9、図10に示す構成としてもよい。図9に示すステアリングシステム902では、トルクセンサ94は、ステアリングシャフト93における第1アクチュエータ70の出力が伝達される箇所よりもステアリングホイール91側に設けられている。
図10に示すステアリングシステム903では、二つのトルクセンサ941、942が設けられる。第1トルクセンサ941は、図9の構成と同様に、ステアリングシャフト93において、第1アクチュエータ70の出力が伝達される箇所よりもステアリングホイール91側に設けられている。第2トルクセンサ942は、図1の構成と同様に、ステアリングシャフト93における第1アクチュエータ70の出力が伝達される箇所よりもラックギヤ97側に設けられている。第1トルクセンサ941が検出した操舵トルクTs1、第2トルクセンサ942が検出した操舵トルクTs2は、いずれも第1ECU27及び第2ECU28に取得される。第2ECU28が無い油圧アクチュエータ構成では、トーションバーがトルクセンサに相当する。
(b)本発明のパワーステアリング装置は、必ずしも自動運転モードを有する車両に適用されなくてもよい。例えば第1アクチュエータ70は、第2アクチュエータ80の異常時のバックアップのためだけに備えられてもよい。
(c)第1アクチュエータ70又は第2アクチュエータ80の異常時における処理は、上記実施形態に例示した処理に限らない。例えば自動運転モードへの移行を全面的に禁止するのでなく、「自動駐車、レーンキープ、前方車両への追従、障害物や周辺車両の緊急回避」等のうち一部のモードのみを禁止し、他のモードを制限的に実施するようにしてもよい。或いは、第1アクチュエータ70又は第2アクチュエータ80の異常種類や異常箇所に応じて、処理を場合分けしてもよい。
(d)上記実施形態では、初回操舵完了を、所定角度以上の回転を条件として判定しているが、各相に正と負の所定値以上の電流が流れたことにより判定してもよい。
(e)第1アクチュエータ70の二組の巻線組701、702でトルクを相殺する通電、又は、二つのアクチュエータ70、80でトルクを相殺する通電を行う際、アクチュエータの実角度ではなくECU内部の疑似角度を変化させて各相に通電してもよい。また、その場合、初回操舵完了を判定するための角度判定に疑似角度を使うか、所定の変化率で疑似角度を変化させ、「所定時間以上の経過」を判定条件としてもよい。疑似角度を所定の変化率で変化させる場合、初期診断のための通電を所定の時間内に終了することができる。また、ECU27、28が擬似角度を用いて通電の指令値を演算することは、「多相回転電機の電気角一周期以上の期間にわたる指令値を演算する」ことに該当する。
以上、本発明は上記実施形態になんら限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
20・・・パワーステアリング装置、
25・・・CANバス(通信バス)、
27・・・第1ECU(制御部、第1制御部)、
28・・・第2ECU(第2制御部)、
70・・・第1アクチュエータ、 80・・・第2アクチュエータ、
901-903・・・ステアリングシステム、
91・・・ステアリングホイール、
92・・・ステアリングコラム、 93・・・ステアリングシャフト、
95・・・インターミディエイトシャフト、
97・・・ラックギヤ、 99・・・タイヤ。
25・・・CANバス(通信バス)、
27・・・第1ECU(制御部、第1制御部)、
28・・・第2ECU(第2制御部)、
70・・・第1アクチュエータ、 80・・・第2アクチュエータ、
901-903・・・ステアリングシステム、
91・・・ステアリングホイール、
92・・・ステアリングコラム、 93・・・ステアリングシャフト、
95・・・インターミディエイトシャフト、
97・・・ラックギヤ、 99・・・タイヤ。
Claims (13)
- ステアリングホイール(91)に付与された操舵トルクが、ステアリングコラム(92)に内包されたステアリングシャフト(93)からインターミディエイトシャフト(95)及びラックギヤ(97)を経由してタイヤ(99)に伝達される車両のステアリングシステム(901-903)において、操舵アシストトルクを出力するパワーステアリング装置であって、
多相回転電機で構成され、前記インターミディエイトシャフトに対し前記ステアリングコラム側に設けられ、操舵アシストトルクを出力可能な第1アクチュエータ(70)と、
前記インターミディエイトシャフトに対し前記ラックギヤ側に設けられ、操舵アシストトルクを出力可能な第2アクチュエータ(80)と、
前記第1アクチュエータの駆動を制御し、且つ、前記第1アクチュエータの異常を検出可能な制御部(27)と、
前記制御部が接続される車両の通信バス(25)と、
を備え、
前記制御部は、前記通信バスからの通知に基づいて前記第1アクチュエータの出力を変更し、
前記制御部は、車両起動時における前記第1アクチュエータの初期診断において、前記ステアリングホイールにトルクを付与しないように前記第1アクチュエータに通電して異常を診断するパワーステアリング装置。 - 前記第1アクチュエータは、二組の巻線組(701、702)に通電される電力によって駆動される二系統の多相回転電機であり、
前記制御部は、前記第1アクチュエータの初期診断において、前記二組の巻線組に、正負が異なり絶対値が等しいトルクを発生させる電流を所定期間にわたって通電する請求項1に記載のパワーステアリング装置。 - 前記制御部は、前記初期診断において、前記所定期間として前記多相回転電機の電気角一周期以上に相当する期間、通電を行う請求項2に記載のパワーステアリング装置。
- 前記制御部は、前記多相回転電機の電気角一周期以上の期間にわたる指令値を演算する請求項3に記載のパワーステアリング装置。
- 前記制御部は、運転者の操舵により、前記ステアリングホイールが前記多相回転電機の電気角一周期以上に相当する所定角度以上回転するまで通電を行う請求項3に記載のパワーステアリング装置。
- 前記制御部は、前記初期診断において、q軸電流を0とし、d軸電流のみを通電する請求項1に記載のパワーステアリング装置。
- 前記初期診断のための通電により前記第1アクチュエータで発生するトルクが前記第2アクチュエータのトルクで相殺される請求項1に記載のパワーステアリング装置。
- 前記制御部を第1制御部とし、
前記第2アクチュエータの駆動を制御し、且つ、前記第2アクチュエータの異常を検出可能な第2制御部(28)をさらに備え、
前記第2アクチュエータの正常時には、前記第2アクチュエータが操舵アシストトルクを出力し、前記第1アクチュエータの出力が0となるように制御され、
前記第2アクチュエータの異常が検出され、且つ、前記第1アクチュエータが正常であるとき、前記第1制御部は、前記第1アクチュエータの出力可能な範囲で前記第1アクチュエータに操舵アシストトルクを出力させる請求項1~7のいずれか一項に記載のパワーステアリング装置。 - 自動運転機能を有する車両に搭載され、前記第1アクチュエータ及び前記第2アクチュエータは、車両制御部(26)から自動運転モードでの操舵が指示されたとき、協働して操舵アシストトルクを出力する請求項1~7のいずれか一項に記載のパワーステアリング装置。
- 前記制御部から前記第1アクチュエータの異常が通知されたとき、前記車両制御部は、自動運転モードへの移行を禁止する請求項9に記載のパワーステアリング装置。
- 前記制御部を第1制御部とし、
前記第2アクチュエータの駆動を制御し、且つ、前記第2アクチュエータの異常を検出可能な第2制御部(28)をさらに備え、
前記第2制御部から前記第2アクチュエータの異常が通知されたとき、前記車両制御部は、自動運転モードへの移行を禁止する請求項9または10に記載のパワーステアリング装置。 - 前記第2アクチュエータは油圧式アクチュエータである請求項1~11のいずれか一項に記載のパワーステアリング装置。
- 前記第2アクチュエータは多相回転電機である請求項1~11のいずれか一項に記載のパワーステアリング装置。
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