特開 2024-132272 ステアバイワイヤ式操舵装置のモータ制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024132272

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】ステアバイワイヤ式操舵装置のモータ制御装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20240920BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00

B62D5/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023042993

(22)【出願日】2023-03-17

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】柴田 憲治

(72)【発明者】

【氏名】西村 公一

(72)【発明者】

【氏名】石野 嵩人

(72)【発明者】

【氏名】山崎 亮

(72)【発明者】

【氏名】井上 裕康

(72)【発明者】

【氏名】並河 勲

(72)【発明者】

【氏名】中島 信頼

(72)【発明者】

【氏名】富澤 弘貴

(72)【発明者】

【氏名】前川 拓也

【テーマコード（参考）】

3D232

3D333

【Ｆターム（参考）】

3D232CC20

3D232CC26

3D232CC33

3D232CC34

3D232CC35

3D232DA03

3D232DA04

3D232DA09

3D232DA10

3D232DA15

3D232DA23

3D232DA63

3D232DC33

3D232DC34

3D232DD17

3D232DE08

3D232EA01

3D232EB04

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3D232EC23

3D232EC34

3D232GG01

3D333CB02

3D333CB29

3D333CB31

3D333CB46

3D333CC14

3D333CD56

3D333CD57

3D333CD58

3D333CE27

3D333CE29

3D333CE30

3D333CE31

3D333CE36

3D333CE40

3D333CE41

3D333CE55

(57)【要約】

【課題】ステアバイワイヤ式操舵装置の、２系統の冗長系を有するモータ制御装置において、急操舵操作時における異常判定の誤判定を回避する。
【解決手段】第１系統Ｌ1および第２系統Ｌ2が正常なときには、第３プロセッサ６８は第１転舵電流指令値Ｉt1を出力する。第３プロセッサ６８は、第１転舵電流指令値Ｉt1と第２転舵電流指令値Ｉt2に乖離が生じていると、第２転舵電流指令値Ｉt2を出力する。第３プロセッサ６８は、急操舵操作を判定すると、転舵電流指令値Ｉt1，Ｉt2が乖離しているか否かにかかわらず、第１転舵電流指令値Ｉt1を出力する。急操舵操作に伴う転舵電流指令値Ｉt1，Ｉt2の乖離による誤判定が回避される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステアバイワイヤ式操舵装置の転舵アクチュエータに用いられ、第１コイルセットと第２コイルセットを有するモータを制御するモータ制御装置であって、
指令値に基づく駆動電流を前記第１コイルセットに供給する第１駆動回路と、
指令値に基づく駆動電流を前記第２コイルセットに供給する第２駆動回路と、
ステアリングホイールの操舵角の第１検出値に基づき第１指令値を算出し、前記第１指令値を前記第１駆動回路へ送出するように構成された第１プロセッサと、
ステアリングホイールの操舵角の第２検出値に基づき第２指令値を算出するように構成された第２プロセッサと、
前記第１指令値と前記第２指令値が乖離していないときには、前記第１指令値を前記第２駆動回路に送出し、前記第１指令値と前記第２指令値が乖離しているときには、前記第２指令値を前記第２駆動回路に送出するように構成された第３プロセッサと、
を含み、
前記第３プロセッサは、さらに、急操舵状態のときには、前記第１指令値と前記第２指令値が乖離しているか否かにかかわらず、前記第１指令値を前記第２駆動回路に送出するよう構成されている、
モータ制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載のモータ制御装置であって、前記第３プロセッサは、さらに、自動操舵状態でないときには、前記第１指令値と前記第２指令値が乖離しているか否かにかかわらず、前記第１指令値を前記第２駆動回路に送出するよう構成されている、モータ制御装置。

【請求項3】

ステアバイワイヤ式操舵装置の転舵アクチュエータに用いられる、第１コイルセットと第２コイルセットを有するモータを制御するモータ制御装置であって、
受けた指令値に基づく駆動電流を前記第１コイルセットに供給する第１駆動回路と、
受けた指令値に基づく駆動電流を前記第２コイルセットに供給する第２駆動回路と、
ステアリングホイールの操舵角の第１検出値に基づき第１指令値を算出し、前記第１指令値を前記第１駆動回路へ送出するように構成された第１プロセッサと、
ステアリングホイールの操舵角の第２検出値に基づき第２指令値を算出するように構成された第２プロセッサと、
前記第１指令値と前記第２指令値が乖離していないときには、前記第１指令値を前記第２駆動回路に送出し、前記第１指令値と前記第２指令値が乖離しているときには、前記第２指令値を前記第２駆動回路に送出するように構成された第３プロセッサと、
を含み、
前記第３プロセッサは、自動操舵状態でないときには、前記第１指令値と前記第２指令値が乖離しているか否かにかかわらず、前記第１指令値を前記第２駆動回路に送出するよう構成されている、
モータ制御装置。

【請求項4】

請求項１または２に記載のモータ制御装置であって、第３プロセッサは、前記操舵角に基づき算出された、車輪の転舵角が所定値以上、かつ前記操舵角に基づき算出された、車輪の転舵角速度が所定値以上のとき、急操舵状態と判定するよう構成されている、モータ制御装置。

【請求項5】

請求項１または２に記載のモータ制御装置であって、
前記第１プロセッサは、車輪の転舵角および転舵角速度に関するフィードバック演算により、前記第１指令値を算出するように構成され、
前記第２プロセッサは、車輪の転舵角および転舵角速度に関するフィードバック演算により、前記第２指令値を算出するように構成され、
第３プロセッサは、
前記第１プロセッサにおける前記転舵角の目標値と実際値の偏差と、前記第２プロセッサにおける前記転舵角の目標値と実際値の偏差との差が所定値以上のとき、または、
前記第１プロセッサにおける前記転舵角速度の目標値と実際値の偏差と、前記第２プロセッサにおける前記転舵角速度の目標値と実際値の偏差との差が所定値以上のとき、または、
前記第１プロセッサにおける転舵角速度の実際値と、前記第２プロセッサにおける転舵角速度の実際値との差が所定値以上のとき、
急操舵状態と判定するように構成されている、
モータ制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ステアバイワイヤ式操舵装置に関し、車輪を転舵させる転舵アクチュエータに用いられるモータの制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の操舵装置は、運転者が操作するステアリングホイールが、転舵される車輪と機械的に連結されている。これに対し、ステアバイワイヤ式操舵装置においては、ステアリングホイールは、転舵される車輪と機械的に連結されていない。ステアバイワイヤ式操舵装置では、ステアリングホイールを操舵操作した角度である操舵角が電気信号に変換される。この電気信号に基づき転舵アクチュエータが車輪を転舵する。ステアリングホイールには、従来の操舵装置における操作の手応えを模擬した操舵反力が反力アクチュエータによって加えられる。転舵アクチュエータおよび反力アクチュエータは、電気モータを用いて構成される。一般的に、操舵角に対する転舵角の比は、ステアバイワイヤ式操舵装置が、従来の操舵装置に比べて大きい。つまり、操舵角が同じ場合、転舵車輪の転舵角は、従来の操舵装置における転舵角よりも、ステアバイワイヤ式操舵装置における転舵角が大きくなる。

【0003】

下記特許文献１には、電動パワーステアリング装置（８）に備わるモータ（８０）を制御する制御装置（ＥＣＵ１０）が記載されている。電動パワーステアリング装置においては、ステアリングホイールと転舵輪が機械的に連結されている。モータ（８０）は、第１モータ巻線（１８０）と第２モータ巻線（２８０）を有する。制御装置（１０）は、第１モータ巻線（１８０）に対応する第１系統（Ｌ１）と、第２モータ巻線（２８０）に対応する第２系統（Ｌ２）を含む。第１系統（Ｌ１）では、電流指令値（Ｉ1’）が算出され、第２系統では、電流指令値（Ｉ2’）が算出される。第２系統（Ｌ２）において、第１系統の電流指令値（Ｉ1’）と第２系統の電流指令値（Ｉ2’）が比較され、これらが乖離していない場合（正常時）には、第１系統の電流指令値（Ｉ1’）に基づき第１モータ巻線（１８０）と第２モータ巻線（２８０）に電流が供給される（協調制御）。第１系統の電流指令値（Ｉ1’）と第２系統の電流指令値（Ｉ2’）が乖離していた場合（異常時）には、第１系統の電流指令値（Ｉ1’）に基づき第１モータ巻線（１８０）に電流が供給され、また、第２系統の電流指令値（Ｉ2’）に基づき第２モータ巻線（２８０）に電流が供給される（独立制御）（段落０１９８－０２０２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－１３０００７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ステアバイワイヤ式操舵装置においては、電動パワーステアリング装置等の従来の操舵装置に比して、電流指令値のばらつきが大きくなる傾向がある。この結果、２つの系統の電流指令値の乖離が大きくなる場合がある。例えば、ステアバイワイヤ式操舵装置では、操舵角が電気信号に変換されて転舵制御に用いられるため、操舵角の検出誤差によって指令値にばらつきが生じる。また、ステアバイワイヤ式操舵装置では、操舵角に対する転舵角が従来の操舵装置よりも大きく、操舵角の検出誤差が増幅され、指令値にばらつきが生じる。指令値のばらつきが大きくなると、２つの系統の指令値の乖離が大きくなる場合がある。特に、操舵角が大きく変化する急操舵操作において、この傾向が現れ、異常判定に関して、誤判定されやすくなる。

【0006】

本発明は、急操舵操作時において、装置の異常判定に関する誤判定に基づいた制御が実行される機会を抑制することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係るモータ制御装置は、ステアバイワイヤ式操舵装置の転舵アクチュエータに用いられ、第１コイルセットと第２コイルセットを有する。モータ制御装置は、指令値に基づく駆動電流を第１コイルセットに供給する第１駆動回路と、指令値に基づく駆動電流を第２コイルセットに供給する第２駆動回路と、ステアリングホイールの操舵角の第１検出値に基づき第１指令値を算出し、第１指令値を第１駆動回路へ送出するように構成された第１プロセッサと、ステアリングホイールの操舵角の第２検出値に基づき第２指令値を算出するように構成された第２プロセッサと、第１指令値と第２指令値が乖離していないときには、第１指令値を第２駆動回路に送出し、第１指令値と第２指令値が乖離しているときには、第２指令値を第２駆動回路に送出するように構成された第３プロセッサと、を含む。第３プロセッサは、急操舵状態のときには、第１指令値と第２指令値が乖離しているか否かにかかわらず、第１指令値を第２駆動回路に送出するよう構成されている。

【0008】

急操舵状態のときに誤判定に基づく制御が実行されることを抑制することができる。

【0009】

上記のモータ制御装置において、第３プロセッサは、上記の急操舵状態に対応した構成に加えて、または替えて、自動操舵状態でないときには、第１指令値と第２指令値が乖離しているか否かにかかわらず、第１指令値を第２駆動回路に送出するよう構成されてよい。

【0010】

急操舵操作が行われない状況のときだけ、異常判定結果が反映される。

【0011】

上記のモータ制御装置において、第３プロセッサは、操舵角に基づき算出された車輪の転舵角が所定値以上、かつ操舵角に基づき算出された車輪の転舵角速度が所定値以上のとき、急操舵状態と判定するよう構成されてよい。

【0012】

上記のモータ制御装置において、第１プロセッサは、車輪の転舵角および転舵角速度に関するフィードバック演算により、第１指令値を算出するように構成されてよく、第２プロセッサは、車輪の転舵角および転舵角速度に関するフィードバック演算により、第２指令値を算出するように構成されてよく、第３プロセッサは、第１プロセッサにおける転舵角の目標値と実際値の偏差と、第２プロセッサにおける転舵角の目標値と実際値の偏差との差が所定値以上のとき、または第１プロセッサにおける転舵角速度の目標値と実際値の偏差と、第２プロセッサにおける転舵角速度の目標値と実際値の偏差との差が所定値以上のとき、または第１プロセッサにおける転舵角速度の実際値と、第２プロセッサにおける転舵角速度の実際値との差が所定値以上のとき、急操舵状態と判定するように構成されてよい。

【発明の効果】

【0013】

操舵装置が急操舵状態であるときに、急操舵操作に起因する誤判定に基づく制御が実行されることを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】ステアバイワイヤ式操舵装置の概略構成を示す図である。

【図2】ステアバイワイヤ式操舵装置の制御に係るシステム構成を示す図である。

【図3】転舵制御部の詳細な機能構成を示すブロック図である。

【図4】第３プロセッサの制御の流れを示すフローチャートである。

【図5】他の転舵制御部の詳細な機能構成を示すブロック図である。

【図6】他の第３プロセッサの制御の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。図１は、操舵装置１０の概略構成を示す図である。操舵装置１０は、ステアバイワイヤ式操舵装置である。ステアバイワイヤ式操舵装置では、運転者が操作するステアリングホイールと、ステアリングホイールの動きに応じて転舵する転舵車輪とが機械的な連結を有していない。操舵装置１０は、運転者が操作するステアリングホイール１２を有する。ステアリングホイール１２が中立位置から回転した角度が操舵角である。操舵角は、操舵角センサ１４により検出され、検出された操舵角に基づき、転舵アクチュエータ１６が転舵車輪１８を転舵する。典型的な車両において、前輪が転舵車輪１８である。転舵車輪１８が中立位置から転向した角度が転舵角である。転舵角は、転舵角センサ２０により検出される。車両が直進しているとき、ステアリングホイール１２および転舵車輪１８は中立位置にあり、操舵角および転舵角は０°である。ステアリングホイール１２および転舵車輪１８は、時計回りおよび反時計回りのいずれにも回転可能および転向可能である。

【0016】

ステアリングホイール１２は、ステアリングシャフト２２に結合している。ステアリングシャフト２２には、接続機構２４を介して反力アクチュエータ２６が接続している。接続機構２４は、反力アクチュエータ２６の動作とステアリングシャフト２２の回転が一意の関係となるようにこれらを接続している。反力アクチュエータ２６は、回転型の電気モータで構成されてよい。この場合、反力アクチュエータ（電気モータ）の回転角と操舵角とが、一意の関係となる。接続機構２４は、歯車機構であってよく、特にウォームとウォームホイールから構成される歯車対であってよい。反力アクチュエータ２６は、車両速度、操舵角および操舵角速度などに応じた反力トルクをステアリングホイール１２に付与する。車両速度は、車速センサ２７によって検出される。ステアリングシャフト２２には、運転者の操舵によってステアリングシャフト２２に加わるトルクを検出する操舵トルクセンサ２８が設けられている。操舵トルクセンサ２８により検出される操舵トルクＴは、反力アクチュエータ２６のフィードバック制御に用いられる。反力トルクが付与されることで、運転者は操舵操作の手応えを感じることができる。また、前述の操舵角センサ１４は、反力アクチュエータ２６である電気モータのロータの回転角度を検出するセンサであってよい。

【0017】

転舵車輪１８は、ステアリングナックル（不図示）に回転可能に支持されている。ステアリングナックルのナックルアーム３０がタイロッド３２に、連結点において屈曲可能に連結している。タイロッド３２はステアリングラック３４と連結点において屈曲可能に連結している。ステアリングラック３４はラック歯３４ａを有し、ラック歯３４ａはピニオン３６とかみ合っている。ピニオン３６は、ピニオンシャフト３８上に同軸に固定されている。ピニオンシャフト３８は、接続機構４０を介して、転舵アクチュエータ１６に接続している。接続機構４０は、歯車機構であってよく、特にウォームとウォームホイールから構成される歯車対であってよい。接続機構４０は、転舵アクチュエータ１６の動作とピニオンシャフト３８の回転とが一意の関係となるようにこれらを接続している。転舵アクチュエータ１６は、回転型の電気モータで構成されてよい。転舵アクチュエータ１６が動作すると、ピニオン３６が回転し、さらにステアリングラック３４が長手方向に沿って移動する。ステアリングラック３４の移動が、タイロッド３２およびナックルアーム３０を介して転舵車輪１８に伝わり、その結果転舵車輪１８が転舵する。転舵アクチュエータ１６が回転型の電気モータで構成された場合、電気モータのロータの回転角度と、転舵角度が一意の関係にある。また、前述の転舵角センサ２０は、転舵アクチュエータ１６である電気モータのロータの回転角度を検出するセンサであってよい。転舵アクチュエータ１６は、転舵角センサ２０により検出された転舵角に基づきフィードバック制御される。

【0018】

反力アクチュエータ２６および転舵アクチュエータ１６は、制御装置４２により制御される。制御装置４２は、車速センサ２７からの車両速度ｖ、操舵トルクセンサ２８からの操舵トルクＴおよび操舵角センサ１４からの操舵角θsに基づき、制御目標となる目標反力Ｔ^*を算出する。制御装置４２は、操舵トルクＴが目標反力Ｔ^*となるよう反力アクチュエータ２６を制御する。また、制御装置４２は、操舵角θsに基づき制御目標となる目標転舵角θt^*を算出する。制御装置４２は、転舵角θtが目標転舵角θt^*となるよう転舵アクチュエータ１６を制御する。

【0019】

自動運転または運転支援が可能な車両が知られている。自動運転は、車両の操縦の全てまたは一部を人の手によらず、機械が自立的に行うシステムである。自動運転のうち、車両の加減速の操作と操舵操作の一方または両方を行う場合、運転支援と呼ばれる場合がある。操舵装置１０を備える車両が自動運転システム４４を備える場合、自動運転時には、制御装置４２は自動運転システム４４からの指令に基づき転舵の制御を行う。運転者に代わって、制御装置４２が操舵している状態を自動操舵状態と記す。

【0020】

制御装置４２は、１つのプロセッサで構成されてよい。また、制御装置４２は、制御装置４２の機能を分担して処理する複数のプロセッサから構成されてもよい。

【0021】

図２は、操舵装置１０の制御に係るシステム構成を示すブロック図である。操舵装置１０の制御システムは、２系統の冗長系を構成している。第１系統が「Ｌ1」で示され、第２系統が「Ｌ2」で示される。第１系統Ｌ1に属する要素に対して、その要素名に「第１」の語を付し、参照符号には必要に応じて「-1」または「1」の添え字を付す。第２系統Ｌ2に属する要素に対して、その要素名に「第２」の語を付し、参照符号には必要に応じて「-2」または「2」の添え字を付す。

【0022】

転舵アクチュエータ１６の電気モータは、２つのコイルセット５２-1,５２-2を有する。第１コイルセット５２-1は、ステータの第１ティース（不図示）にセットされ、第２コイルセット５２-2は、第１ティースとは異なる第２ティース（不図示）にセットされる。第１ティースと第２ティースは同位相に配置してよい。また、第１ティースと第２ティースは位相差をもって配置してよい。位相差は例えば３０°であってよい。位相差を設けることでコギングトルクを軽減でき、滑らかな駆動が可能となる。また、２つのコイルセット５２-1，５２-2は、共通のティースにセットされてもよい。

【0023】

反力アクチュエータ２６の電気モータも、前述の転舵アクチュエータ１６の電気モータと同様、２つのコイルセット５０-1,５０-2を有する。２つのコイルセット５０-1,５０-2のティースに対するセットの態様も転舵アクチュエータ１６の場合と同様である。

【0024】

反力アクチュエータ２６は、操舵トルクＴに基づき制御される。ステアリングホイール１２の操作による操舵トルクＴが操舵トルクセンサ２８-1,２８-2によって検出される。第１系統Ｌ1では、操舵トルクセンサ２８-1に検出された第１操舵トルクＴ1に基づき、第１反力制御部５４-1が目標反力を算出し、さらに目標反力に対応した第１反力電流指令値Ｉr1を第１反力駆動回路５６-1に送出する。第１反力駆動回路５６-1は、第１反力電流指令値Ｉr1に基づく駆動電流を反力アクチュエータ２６の第１コイルセット５０-1に供給する。一方、第２系統Ｌ2では、第２操舵トルクセンサ２８-2に検出された操舵トルクＴ2に基づき第２反力制御部５４-2が目標反力を算出し、さらに目標反力に対応した第２反力電流指令値Ｉr2を算出する。第２反力制御部５４-2は、この第２反力電流指令値Ｉr2を、第１系統Ｌ1で算出された第１反力電流指令値Ｉr1と比較し、これらが乖離していなければ、第１反力電流指令値Ｉr1を第２反力駆動回路５６-2に送出する。一方、第１反力電流指令値Ｉr1と第２反力指令値Ｉr2が乖離していれば、第２反力制御部５４-2は、第２反力電流指令値Ｉr2を第２反力駆動回路５６-2に送出する。第２反力駆動回路５６-2は、受けた第１または第２反力電流指令値Ｉr1またはＩr2に基づく駆動電流を第２コイルセット５０-2に供給する。

【0025】

転舵アクチュエータ１６は、操舵角θsに基づき制御される。第１系統Ｌ1では、第１操舵角センサ１４-1によって検出された操舵角θs1に基づき第１転舵制御部６０-1が目標転舵角θt1^*（図３参照）を算出し、さらに目標転舵角θt1^*に対応した第１転舵電流指令値Ｉt1を第１転舵駆動回路６２-1に送出する。第１転舵駆動回路６２-1は、第１転舵電流指令値Ｉt1に基づく駆動電流を転舵アクチュエータ１６の第１コイルセット５２-1に供給する。一方、第２系統Ｌ2では、第２操舵角センサ１４-2によって検出された操舵角θs2に基づき第２転舵制御部６０-2が目標転舵角θt2^*（図３参照）を算出し、さらに目標転舵角θt2^*に対応した第２転舵電流指令値Ｉt2を算出する。第２転舵制御部６０-2は、この第２転舵電流指令値Ｉt2を第２系統Ｌ1で算出された第１転舵電流指令値Ｉt1と比較し、これらが乖離していなければ、第１転舵電流指令値Ｉt1を第２転舵駆動回路６２-2に送出する。一方、第２転舵電流指令値Ｉt2と第１転舵電流指令値Ｉt1が乖離していれば、第２転舵制御部６０-2は、第２転舵電流指令値Ｉt2を第２転舵駆動回路６２-2に供給する。ただし、後に詳述するように、急操舵操作に関連して、転舵電流指令値の乖離が生じた場合でも、第２転舵制御部６０-2が、第２転舵駆動回路６２-2に第１転舵電流指令値Ｉt1を供給することがある。

【0026】

第１系統Ｌ1と第２系統Ｌ2は同一の構成を有しており、第１系統の第１転舵電流指令値Ｉt1と第２系統の第２転舵電流指令値Ｉt2は、理想的には等しくなる。第１転舵電流指令値Ｉt1と第２転舵電流指令値Ｉt2の差の絶対値が所定値以下であれば、第２転舵制御部６０-2は、第１系統Ｌ1および第２系統Ｌ2が正常であると判定する。また、第１転舵電流指令値Ｉt1と第２転舵電流指令値Ｉt2の差の絶対値が所定値を超えていれば、第２転舵制御部６０-2は、第１系統Ｌ1と第２系統Ｌ2のいずれかが異常であると判定する。正常が判定された場合は、同一の指令値（第１転舵電流指令値Ｉt1）に基づき第１系統Ｌ1および第２系統Ｌ2が制御される。これにより、アクチュエータの発生する音や振動が低いレベルに抑えられる。第１系統Ｌ1に異常が発生した場合、第２系統Ｌ2の制御が第１系統Ｌ1から独立することで、第１系統Ｌ1の異常が第２系統Ｌ2に伝播することを防止することができる。第２系統Ｌ2に異常が発生した場合、第１系統Ｌ1は正常である。第１系統Ｌ1と第２系統Ｌ2の一方に異常が発生しても、他方は正常に動作する。操舵装置１０は、第１系統Ｌ1と第２系統Ｌ2の一方が正常であれば、動作が許容範囲内に収まるよう構成されている。以下において、「差の絶対値」を単に「差」と表記する。

【0027】

図３は、第１および第２転舵制御部６０-1，６０-2の詳細な機能構成を示すブロック図である。第１転舵制御部６０-1は、１つのプロセッサである第１プロセッサ６４で構成されてよい。第２転舵制御部６０-2は、２つのプロセッサである第２プロセッサ６６と第３プロセッサ６８で構成されてよい。また、第２転舵制御部６０-2は、第２プロセッサ６６の機能と第３プロセッサ６８の機能を備えた１つのプロセッサで構成されてよい。さらにまた、以下で説明する第２プロセッサ６６の機能の一部が第３プロセッサ６８で実行されるよう構成されてよく、また以下で説明する第３プロセッサ６８の機能の一部が第２プロセッサ６６で実行されるよう構成されてよい。各プロセッサ６４，６６，６８に属する機能要素は、各プロセッサ６４，６６，６８が所定のプログラムに従って動作することにより実現される。

【0028】

第１転舵制御部６０-1について説明する。目標転舵角演算部７０-１は、操舵角θs1に基づき制御目標となる目標転舵角θt1^*を算出する。また、目標転舵角演算部７０-1は、操舵角θs1に加えて車速ｖに基づき目標転舵角θt1^*を算出してもよい。車速ｖに基づく制御を行うことで、例えば、車速ｖが低いとき、車輪がより大きく転舵されるように設定することができる。目標転舵角速度演算部７２-1は、目標転舵角θt1^*に基づき、目標転舵角速度ωt1^*を算出する。ゲイン調整部７４-1は、転舵角のフィードバック演算に係るゲインＫp1，Ｋi1，Ｋd1，Ｋdmpを、車速ｖなどの走行状況に応じて調整する。

【0029】

転舵電流指令値演算部７６-1は、設定されたゲインを用い、制御対象のパラメータである転舵角θt1および転舵角速度ωt1に基づき第１転舵電流指令値Ｉt1を、次式（１）に従ってフィードバック演算により算出する。

【0030】

【数1】

【0031】

式（１）において、Ｋp1、Ｋi1、Ｋd1およびＫdmp1は、ＰＩＤ＋Ｄｍｐ制御における比例項のゲイン、微分項のゲイン、積分項のゲイン、および減衰項のゲインである。また、Ａ1は転舵角偏差（θt1^*－θt1）の絶対値、Ｂ1は転舵角速度偏差（ωt1^*－ωt1）の絶対値、Ｃ1は実角速度（ωt1）である。

【0032】

第１転舵制御部６０-1は、第１転舵電流指令Ｉt1を第１転舵駆動回路６２-1に送出する。

【0033】

第２転舵制御部６０-2について説明する。第２プロセッサ６６は、第１プロセッサ６４と同一の構成を有し、対応する符号を付して説明を省略する。第２プロセッサ６６は、第２転舵電流指令値Ｉt2を第１プロセッサ６４と同様に次式（２）に従ってフィードバック演算により算出する。

【0034】

【数2】

【0035】

式（２）において、Ｋp2、Ｋi2、Ｋd2およびＫdmp2は、ＰＩＤ＋Ｄｍｐ制御における比例項のゲイン、微分項のゲイン、積分項のゲイン、および減衰項のゲインである。また、Ａ2は転舵角偏差（θt2^*－θt2）の絶対値、Ｂ2は転舵角速度偏差（ωt2^*－ωt2）の絶対値、Ｃ2は実角速度（ωt2）である。

【0036】

第３プロセッサ６８は、車両が自動操舵状態であることを示す信号を、自動運転システム４４から受信する自動操舵受信部７８を有する。自動操舵状態は、運転者の操作によらず、自動運転システム４４が転舵車輪１８の転舵を制御する状態である。また、第３プロセッサ６８は、操舵角θs2に基づき転舵角θtc2を算出する転舵角演算部８０を有する。さらに、第３プロセッサ６８は、操舵角θs2に基づき転舵角速度ωtc2を算出する転舵角速度演算部８２を有する。転舵角演算部８０および転舵角速度演算部８２は、目標転舵角演算部７０-2と同様に、操舵角θs2と車速ｖに基づき転舵角θtc2および転舵角速度ωtc2を算出してもよい。

【0037】

第３プロセッサ６８は、第１プロセッサ６４で算出された第１転舵電流指令値Ｉt1と、第２プロセッサ６６で算出された第２転舵電流指令値Ｉt2とが乖離しているかを判定する指令値乖離判定部８４を有する。指令値乖離判定部８４は、第１転舵電流指令値Ｉt1と第２転舵電流指令値Ｉt2の差が所定値以下であれば乖離していないと判定する。また、指令値乖離判定部８４は、第１転舵電流指令値Ｉt1と第２転舵電流指令値Ｉt2の差が所定値を超えていれば乖離していると判定する。

【0038】

さらに、指令値乖離判定部８４は、急操舵操作されたかを判定する。急操舵操作された状態では、各系統における検出のタイミング、検出値の受信のタイミングなどのばらつきが大きくなる。このため、急操舵操作状態においては、第１転舵電流指令値Ｉt1と第２転舵電流指令値Ｉt2の差が大きくなる場合がある。急操舵操作に伴う指令値Ｉt1，Ｉt2の乖離は装置の異常でなないので、第３プロセッサ６８は、急操舵操作が検出された場合、乖離判定の結果にかかわらず、第２転舵制御部６０-2から出力される転舵電流指令値を第１転舵電流指令値Ｉt1とする。急操舵操作は、転舵角演算部８０で算出された転舵角θtc2が所定値以上、かつ転舵角速度演算部８２で算出された転舵角速度ωtc2が所定値以上であるときに、判定される。これに加えて、またこれに替えて、指令値乖離判定部８４は、自動操舵状態か否かをもって、急操舵操作がなされる状態か否かを判定する。自動操舵状態ではないときには、急操舵操作が行われる可能性があるので、指令値乖離判定部８４は、乖離判定の結果にかかわらず、第１転舵電流指令値Ｉt1を出力する。第３プロセッサ６８は、（ｉ）転舵電流指令値Ｉt1，Ｉt2が乖離したとき、かつ（ii）急操舵操作状態でない、または急操舵操作がなされる状態ではないときに、第２転舵電流指令値Ｉt2を出力する。これにより、第２転舵制御部６０-2から出力される転舵電流指令値が第２転舵電流指令値Ｉt2となる。これ以外の場合、第３プロセッサ６８は、第１転舵電流指令値Ｉt1を出力する。これにより、第２転舵制御部６０-2から出力される転舵電流指令値が第１転舵電流指令値Ｉt1となる。

【0039】

図４は、第３プロセッサ６８の制御フローを示すフローチャートである。まず、第３プロセッサ６８は、第１転舵電流指令値Ｉt1と第２転舵電流指令値Ｉt2が乖離しているか判定する（Ｓ１００）。乖離していなければ、第３プロセッサ６８は、第１転舵電流指令値Ｉt1を出力する（Ｓ１０２）。乖離していれば、第３プロセッサ６８は、自動操舵状態かを判定する（Ｓ１０４）。自動操舵状態でなければ、第３プロセッサ６８はステップＳ１０２の処理を実行する。自動操縦状態であれば、第３プロセッサ６８は、転舵角演算部８０で算出された転舵角θtc2が所定値未満であるかを判断する（Ｓ１０６）。転舵角θtc2が所定値未満でなければ、第３プロセッサ６８は、ステップＳ１０２の処理を実行する。転舵角θtc2が所定値未満であれば、第３プロセッサ６８は、転舵角速度演算部８２で算出された転舵角速度ωtc2が所定値未満であるかを判断する（Ｓ１０８）。転舵角速度ωtc2が所定値未満でなければ、第３プロセッサ６８は、ステップＳ１０２の処理を実行する。転舵角速度ωtc2が所定値未満であれば、第３プロセッサ６８は、第２転舵電流指令値Ｉt2を出力する（Ｓ１１０）。

【0040】

第３プロセッサ６８は、自動操舵状態の判定（Ｓ１０４）と、急操舵操作の判定（Ｓ１０６，Ｓ１０８）のいずれか一方を備えるようにしてもよい。ステップＳ１００，Ｓ１０４，Ｓ１０６，Ｓ１０８の順序は、入れ替えることができる。例えば、まず、第３プロセッサ６８は、自動操舵状態かを判定し（Ｓ１０４）、自動操舵状態であるときに指令値の乖離を判定する（Ｓ１００）ように構成されてよい。

【0041】

図５は、第１および第２転舵制御部６０-1，６０-2に代替可能な第１および第２転舵制御部１６０-1，１６０-2の機能構成を示すブロック図である。前述の第１および第２転舵制御部６０-1，６０-2と同様の構成要素については、同一の符号を付しその説明を省略する。第１転舵制御部１６０-1は、１つのプロセッサである第１プロセッサ１６４で構成されてよい。第２転舵制御部１６０-2は、２つのプロセッサである第２プロセッサ１６６と第３プロセッサ１６８で構成されてよい。また、第２転舵制御部１６０-2は、第２プロセッサ１６６の機能と第３プロセッサ１６８の機能を備えた１つのプロセッサで構成されてよい。さらにまた、第２プロセッサ１６６の機能の一部が第３プロセッサ１６８で実行されるよう構成されてよく、また第３プロセッサ１６８の機能の一部が第２プロセッサ１６６で実行されるよう構成されてよい。各プロセッサ１６４，１６６，１６８に属する機能要素は、各プロセッサ１６４，１６６，１６８が所定のプログラムに従って動作することにより実現される。

【0042】

第１プロセッサ１６４は、前述の第１プロセッサ６４と同様の構成を有する。第１プロセッサ１６４は、フィードバック制御における制御対象パラメータである転舵角の目標値θt1^*と実際値θt1の偏差（転舵角偏差Ａ1＝θt1^*－θt1）を第２プロセッサ１６６に送出することができる。また、第１プロセッサ１６４は、フィードバック制御における制御対象パラメータである転舵角速度の目標値ωt1^*と実際値ωt1の偏差（転舵角速度偏差Ｂ1＝ωt1^*－ωt1）を第２プロセッサ１６６に送出することができる。さらに、第１プロセッサ１６４は、フィードバック制御における制御対象パラメータである転舵角速度の実際値（角速度Ｃ1＝ωt1）を第２プロセッサ１６６に送出することができる。

【0043】

第２プロセッサ１６６は、前述の第２プロセッサ６６と同様の構成を有する。第２プロセッサ１６６は、フィードバック制御における制御対象パラメータである転舵角の目標値θt2^*と実際値θt2の偏差（転舵角偏差Ａ2＝θt2^*－θt2）を第３プロセッサ１６８に送出することができる。また、第２プロセッサ１６６は、フィードバック制御における制御対象パラメータである転舵角速度の目標値ωt2^*と実際値ωt2の偏差（転舵角速度偏差Ｂ2＝ωt2^*－ωt2）を第３プロセッサ１６８に送出することができる。さらに、第２プロセッサ１６６は、フィードバック制御における制御対象パラメータである転舵角速度の実際値（角速度Ｃ2＝ωt2）を第３プロセッサ１６８に送出することができる。

【0044】

さらに、第２プロセッサ１６６は、第１プロセッサ１６４から受けた転舵角偏差Ａ1、転舵角速度偏差Ｂ1および角速度Ｃ1を第３プロセッサ１６８に送出することができる。

【0045】

第３プロセッサ１６８は、第１プロセッサ１６４で算出された第１転舵電流指令値Ｉt1と、第２プロセッサ１６６で算出された第２転舵電流指令値Ｉt2とが乖離しているかを判定する指令値乖離判定部１８４を有する。指令値乖離判定部１８４は、前述の指令値乖離判定部８４と同様に乖離判定を行う。

【0046】

さらに、指令値乖離判定部１８４は、第１系統Ｌ1の転舵角偏差Ａ1と第２系統Ｌ1の転舵角偏差Ａ2の差ΔＡ（＝abs(Ａ1－Ａ2)）、転舵角速度偏差Ｂ1と転舵角速度偏差Ｂ2の差ΔＢ（＝abs(Ｂ1－Ｂ2)）および角速度Ｃ1と角速度Ｃ2の差ΔＣ（＝abs(Ｃ1－Ｃ2)）を算出する。これらの差ΔＡ，ΔＢ，ΔＣは、急操舵状態においては大きくなる。したがって、指令値乖離判定部１８４は、差ΔＡ，ΔＢ，ΔＣが大きいことをもって急操舵状態と判定することができる。差ΔＡ，ΔＢ，ΔＣのいずれかが所定値以上であれば、第３プロセッサ１６８は、乖離判定の結果にかかわらず、第１転舵電流指令値Ｉt1を出力する。第３プロセッサ６８は、転舵電流指令値Ｉt1，Ｉt2が乖離したとき、かつ急操舵操作状態でないとき（すなわち、差ΔＡ，ΔＢ，ΔＣが所定値未満のとき）には、第２転舵電流指令値Ｉt2を出力する。これにより、第２転舵制御部１６０-2から出力される転舵電流指令値が第２転舵電流指令値Ｉt2となる。これ以外の場合、第３プロセッサ６８は、第１転舵電流指令値Ｉt1を出力する。これにより、第２転舵制御部１６０-2から出力される転舵電流指令値が第１転舵電流指令値Ｉt1となる。

【0047】

図６は、第３プロセッサ１６８の制御フローを示すフローチャートである。まず、第３プロセッサ１６８は、第１転舵電流指令値Ｉt1と第２転舵電流指令値Ｉt2が乖離しているか判定する（Ｓ２００）。乖離していなければ、第３プロセッサ１６８は、第１転舵電流指令値Ｉt1を出力する（Ｓ２０２）。乖離していれば、第３プロセッサ６８は、転舵角偏差の差ΔＡの差が所定値未満であるかを判定し（Ｓ２０４）、転舵角速度偏差の差ΔＢが所定値未満であるかを判定し（Ｓ２０６）、角速度の差ΔＣが所定値未満であるかを判定する（Ｓ２０８）。３つのステップＳ２０４，Ｓ２０６，Ｓ２０８における判定が全て肯定であれば、第３プロセッサ１６８は、第２転舵電流指令値Ｉt2を出力する（Ｓ２１０）。３つのステップＳ２０４，Ｓ２０６，Ｓ２０８における判定が１つでも否定であれば、第３プロセッサ１６８は、ステップＳ２０２の処理を実行する。ステップＳ２００，Ｓ２０４，Ｓ２０６，Ｓ２０８の順序は、入れ替えることができる。例えば、まず、第３プロセッサ６８は、急操舵状態かを判定し（Ｓ２０４－Ｓ２０８）、急操舵状態でなければ転舵電流指令値の乖離を判定する（Ｓ２００）ように構成されてよい。

【0048】

以上、急操舵操作時の転舵アクチュエータ１６の制御について説明した。反力アクチュエータ２６についても、急操舵操作時に同様の制御を行ってよい。

【符号の説明】

【0049】

１０ 操舵装置、１２ ステアリングホイール、１４ 操舵角センサ、１６ 転舵アクチュエータ、１８ 転舵車輪、２０ 転舵角センサ、２６ 反力アクチュエータ、２８ 操舵トルクセンサ、４２ 制御装置、４４ 自動運転システム、６０-1，６０-2 転舵制御部、６４ 第１プロセッサ、６６ 第２プロセッサ、６８ 第３プロセッサ、θs1，θs2 操舵角、θt1，θt2 実転舵角、θt1^*，θt2^* 目標転舵角、ωt1，ωt2 実転舵角速度、ωt1^*，ωt2^* 目標転舵角速度、Ｉt1，Ｉt2 転舵電流指令値、ｖ 車両速度、Ａ1，Ａ2 転舵角偏差、Ｂ1、Ｂ2 転舵角速度偏差、Ｃ1，Ｃ2 角速度偏差。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】