特許 7186161 電動パワーステアリング制御装置および制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-30

(45)【発行日】2022-12-08

(54)【発明の名称】電動パワーステアリング制御装置および制御方法

(51)【国際特許分類】

   B62D 5/04 20060101AFI20221201BHJP

【ＦＩ】

B62D5/04

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019233048

(22)【出願日】2019-12-24

(65)【公開番号】P2021100839

(43)【公開日】2021-07-08

【審査請求日】2021-12-14

(73)【特許権者】

【識別番号】510123839

【氏名又は名称】日本電産モビリティ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000626

【氏名又は名称】弁理士法人英知国際特許商標事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100145241

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 康裕

(72)【発明者】

【氏名】山田 亮太

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 直幸

【審査官】瀬戸 康平

(56)【参考文献】

【文献】特許第６５０５２５７（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】国際公開第２０１８／０５１５５０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－１３２２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－４５９９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－４０６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－５２４４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ５／０４， ６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の操舵機構を駆動するための第１の電動モータおよび第２電動モータをそれぞれ制御する第１制御システムおよび第２制御システムを含む電動パワーステアリング制御装置であって、
前記第１制御システムは、
前記操舵機構に関する値を出力する第１センサと、
前記第１センサの出力値に基づいて前記第１の電動モータを制御する第１制御部と、
前記第１センサの信頼度を示す第１信頼度を取得する第１算出部と、
を有し、
前記第２制御システムは、
前記第１センサと同じ検出対象に対する値を出力する第２センサと、
前記第２センサの出力値に基づいて前記第２の電動モータを制御する第２制御部と、
前記第２センサの信頼度を示す第２信頼度を算出する第２算出部と、
を有し、
前記第１制御部は、前記第１センサの出力値および前記第２センサの出力値を、前記第１信頼度および前記第２信頼度を用いて重みづけして得られた値に基づいて、前記第１の電動モータを制御する
ことを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。

【請求項2】

前記第１制御システムは、前記第１センサと同じ検出対象に対する値を出力する第３センサをさらに有し、
前記第１算出部は、前記第１センサの出力値と前記第３センサの出力値とに基づいて、前記第１信頼度を算出し、
前記第２制御システムは、前記第２センサと同じ検出対象に対する値を出力する第４センサをさらに有し、
前記第２算出部は、前記第２センサの出力値と前記第４センサの出力値とに基づいて、前記第２信頼度を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング制御装置。

【請求項3】

前記第１算出部は、前記第１センサの出力値と前記第３センサの出力値との差分に応じて、前記第１信頼度を算出し、
前記第２算出部は、前記第２センサの出力値と前記第４センサの出力値との差分に応じて、前記第２信頼度を算出する
ことを特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング制御装置。

【請求項4】

前記第１制御部は、前記第１信頼度が所定の閾値より低い状態が所定の回数確認された場合、前記第１の電動モータの制御を停止することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング制御装置。

【請求項5】

前記第１の電動モータは、ロータに対応する第１の巻線であり、前記第２の電動モータは、前記ロータに対応する第２の巻線であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング制御装置。

【請求項6】

前記第１の電動モータは、第１のロータと前記第１のロータに対応する第１の巻線とを備えた電動モータであり、
前記第２の電動モータは、第２のロータと前記第２のロータに対応する第２の巻線とを備えた電動モータであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング制御装置。

【請求項7】

前記第１センサおよび前記第２センサは、前記操舵機構におけるステアリングのトルクを検出するトルクセンサ、ステアリングの舵角を検出する操舵角センサ、ロータの回転角を検出するＭＲセンサ、のうちいずれかであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング制御装置。

【請求項8】

車両の操舵機構を駆動するための第１の電動モータおよび第２電動モータをそれぞれ制御する第１制御システムおよび第２制御システムを含む電動パワーステアリング制御装置の制御方法であって、
前記第１制御システムは、前記操舵機構に関する値を出力する第１センサを有し、
前記第２制御システムは、前記操舵機構に関する値を出力する第２センサを有し、
前記第１センサの信頼度を示す第１信頼度を取得する工程と、
前記第２センサの信頼度を示す第２信頼度を取得する工程と、
前記第１センサの出力値および前記第２センサの出力値を、前記第１信頼度および前記第２信頼度を用いて重みづけして得られた値に基づいて、前記第１の電動モータを制御する工程と、
を有することを特徴とする電動パワーステアリング制御装置の制御方法。

【請求項9】

車両の操舵機構を駆動するための駆動力を出力するｎ個の電動モータと、前記ｎ個の電動モータをそれぞれ制御するｎ個の制御システムとを有する電動パワーステアリング制御装置であって、
前記制御システムは、それぞれ、
自己のシステムに対応して設けられる所定の検出対象の状態情報を検出するセンサからの出力値を入力され、前記センサの信頼度を算出する信頼度算出部と、
自己のシステムにおける前記信頼度および前記センサとの出力値と、他のシステムから受信する他のシステムにおける前記信頼度および他のシステムにおけるセンサの出力値とに基づいて制御信号を出力する加重平均処理部と、
前記制御信号に基づき、前記電動モータを駆動するための駆動信号を生成するモータ制御部と、
を備える電動パワーステアリング制御装置。

【請求項10】

車両の操舵機構を駆動するための駆動力を出力するｎ個の電動モータと、前記ｎ個の電動モータをそれぞれ制御するｎ個の制御システムとを有する電動パワーステアリング制御装置の制御方法であって、
それぞれのシステムにおいて、
自己のシステムに対応して設けられる所定の検出対象の状態情報を検出するセンサからの出力値の入力を受け付け、前記センサの信頼度を算出し、
自己のシステムにおける前記信頼度および前記センサの出力値と、他のシステムから受信する他のシステムにおける信頼度および他のシステムにおけるセンサの出力値とに基づいて制御信号を出力し、
前記制御信号に基づき、前記電動モータを駆動するための駆動信号を生成する、
制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動パワーステアリング制御装置および制御方法に関し、特に冗長系を有する電動パワーステアリング制御装置およびその制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、冗長系を有し、異常が生じても制御を継続する電動パワーステアリング制御装置に関する技術が知られている。例えば、特許文献１は、２重系に構成された二つの制御ユニットは夫々ＣＰＵを有し、夫々のＣＰＵは互いに相手方の制御ユニットの入力情報を入手し、正常時には夫々が独立に電動モータを駆動し、入力情報に関連する異常を検知したときは、相手側の制御ユニットの入力情報を利用してモータ駆動を継続し、入力情報以外の情報に関連する異常を検知したときは、その異常の内容に応じて異常が発生した制御ユニットは駆動を継続し又は駆動を停止するよう電動モータを制御し、正常側の制御ユニットは少なくとも通常通り駆動を継続するように電動モータを制御するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６５０５２５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この従来技術では、一方のＣＰＵが、自身が属する制御ユニットに於ける入力情報に関連する異常を検知したときは、そのＣＰＵは、自身が属しない制御ユニットに於ける入力情報を用いて制御量を演算し、その演算した制御量に基づく制御指令を、自身が属する制御ユニットに於ける駆動回路に与えるように構成されている。しかし、このような構成だと、正常時から異常時に切り替わる際に、電動モータの駆動制御の基礎となる入力情報が自身側の入力情報から相手側の入力情報に突然切り替わることになる。操舵トルク等の入力情報を出力するセンサは、仕様上同一であっても僅かな個体差がある場合がある。この様な場合に、突然自身側のセンサが出力した入力情報から相手側のセンサが出力した入力情報に切り替わると、入力情報に不連続が生じ、その入力情報を用いて演算した電動モータに対する制御指令も不連続となるため、運転者に違和感や不快感を与える可能性がある。

【0005】

本発明は、かかる事情を鑑みて考案されたものであり、冗長化されたシステムにおいて、一方のシステムの入力情報に異常を検出し、他方のシステムの入力情報に切り替えて電動モータの駆動を継続する場合でも、切り替え時に不連続的な変化が生じることを低減する電動パワーステアリング制御装置および制御方法を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、車両の操舵機構を駆動するための第１の電動モータおよび第２電動モータをそれぞれ制御する第１制御システムおよび第２制御システムを含む電動パワーステアリング制御装置であって、前記第１制御システムは、前記操舵機構に関する値を出力する第１センサと、前記第１センサの出力値に基づいて前記第１の電動モータを制御する第１制御部と、前記第１センサの信頼度を示す第１信頼度を取得する第１算出部と、 を有し、前記第２制御システムは、前記第１センサと同じ検出対象に対する値を出力する第２センサと、前記第２センサの出力値に基づいて前記第２の電動モータを制御する第２制御部と、前記第２センサの信頼度を示す第２信頼度を算出する第２算出部と、を有し、前記第１制御部は、前記第１センサの出力値および前記第２センサの出力値を、前記第１信頼度および前記第２信頼度を用いて重みづけして得られた値に基づいて、前記第１の電動モータを制御する電動パワーステアリング制御装置が提供される。
これによれば、正常時から自己のシステムおよび他のシステムの状態情報の入力を受け付けて、自己のシステムの状態情報と他のシステムの状態情報を重み付けして平均化した
値に基づいて、電動モータを制御するすることで、切り替え時の不連続的な変化を低減する電動パワーステアリング制御装置を提供することができる。

【0007】

さらに、前記第１制御システムは、前記第１センサと同じ検出対象に対する値を出力する第３センサをさらに有し、前記第１算出部は、前記第１センサの出力値と前記第３センサの出力値とに基づいて、前記第１信頼度を算出し、前記第２制御システムは、前記第２センサと同じ検出対象に対する値を出力する第４センサをさらに有し、前記第２算出部は、前記第２センサの出力値と前記第４センサの出力値とに基づいて、前記第２信頼度を算出することを特徴としてもよい。

【0008】

さらに、前記第１算出部は、前記第１センサの出力値と前記第３センサの出力値との差分に応じて、前記第１信頼度を算出し、前記第２算出部は、前記第２センサの出力値と前記第４センサの出力値との差分に応じて、前記第２信頼度を算出することを特徴としてもよい。
これによれば、冗長化された２つのセンサからの出力値の差分に応じて信頼度を算出することで、信頼性の高い切り替えを行うことができる。

【0009】

さらに、 前記第１制御部は、前記第１信頼度が所定の閾値より低い状態が所定の回数確認された場合、前記第１の電動モータの制御を停止することを特徴としてもよい。

【0010】

上記課題を解決するために、車両の操舵機構を駆動するための第１の電動モータおよび第２電動モータをそれぞれ制御する第１制御システムおよび第２制御システムを含む電動パワーステアリング制御装置の制御方法であって、前記第１制御システムは、前記操舵機構に関する値を出力する第１センサを有し、前記第２制御システムは、前記操舵機構に関する値を出力する第２センサを有し、前記第１センサの信頼度を示す第１信頼度を取得する工程と、前記第２センサの信頼度を示す第２信頼度を取得する工程と、前記第１センサの出力値および前記第２センサの出力値を、前記第１信頼度および前記第２信頼度を用いて重みづけして得られた値に基づいて、前記第１の電動モータを制御する工程と、を有する制御方法が提供される。
これによれば、正常時から自己のシステムおよび他のシステムの状態情報の入力を受け付けて、自己のシステムの状態情報と他のシステムの状態情報を重み付けして得られた値に基づいて、電動モータを制御することで、切り替え時の不連続的な変化を低減する制御方法を提供することができる。

【発明の効果】

【0011】

以上説明したように、本発明によれば、冗長化されたシステムにおいて、一方のシステムの入力情報に異常を検出し、他方のシステムの入力情報に切り替えて電動モータの駆動を継続する場合でも、切り替え時に不連続的な変化が生じることを低減する制御装置および制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係る第一実施例の電動パワーステアリング制御装置のブロック構成図。

【図2】本発明に係る第一実施例の電動パワーステアリング制御装置のフローチャート。（Ａ）は全体動作フローを示し、（Ｂ）は制御入力取り込み・共有処理を示す。

【図3A】本発明に係る第一実施例の電動パワーステアリング制御装置においてセンサに異常が発生した場合の信頼度などを示すグラフ。

【図3B】本発明に係る第一実施例の電動パワーステアリング制御装置においてセンサに異常が発生しない場合の信頼度などを示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下では、図面を参照しながら、本発明に係る実施例について説明する。

【0014】

＜第一実施例＞
図１を参照し、本実施例における電動パワーステアリング制御装置１を説明する。電動パワーステアリング制御装置１は、車両の操舵機構に含まれるＥＰＳ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）ギヤを駆動する電動モータと、その電動モータを制御する第１系統１００および第２系統２００から構成される。この電動モータは、１個のロータに２巻線を備え、２系統に冗長化された３相電動モータであり、本明細書では、２系統を区別して説明する場合、第１電動モータＭＴ１と第２電動モータＭＴ２と呼ぶ。第１電動モータＭＴ１／第２電動モータＭＴ２は、これに限定されず、１個のロータに１巻線を備えた電動モータを２個用いて、２系統に冗長化された電動モータであってもよい。第１電動モータＭＴ１と第２電動モータＭＴ２は、車両の操舵機構を駆動するための駆動力を分担して出力する。なお、本明細書では、２系統に冗長化された電動モータを例に説明するが、２系統であることに限定されず、ｎ個（ｎ≧２）の系統に冗長化されていてもよい。

【0015】

電動パワーステアリング制御装置１は、いずれかの系（システム）で異常が生じても制御を継続するため、２系統に冗長化された電動モータに対応するように冗長系を有する。電動パワーステアリング制御装置１は、第１電動モータＭＴ１に対する第１系統１００に対応した第１制御システム１１０と、第２電動モータＭＴ２に対する第２系統２００に対応した第２制御システム２１０を備える。第１制御システム１１０および第２制御システム２１０は、バッテリ（図示せず）から電力を供給され、主トルクセンサ／副トルクセンサからステアリングに付加されるトルク値を、主操舵角センサ／副操舵角センサからステアリングの舵角を、主ＭＲセンサ／副ＭＲセンサから第１電動モータＭＴ１／第２電動モータＭＴ２のロータの回転軸に設けられたマグネットから得られるロータの回転角を、取得する。なお、ＭＲセンサとは、磁気抵抗（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）センサである。第１制御システム１１０および第２制御システム２１０は、これらのセンサが検出した信号に基づきパワーステアリングの補助力を生成するために第１電動モータＭＴ１および第２電動モータＭＴ２をそれぞれ駆動する。第１電動モータＭＴ１および第２電動モータＭＴ２の駆動力は、車両の運転者がステアリングを操舵する力を補助する。

【0016】

第１制御システム１１０は、これらのセンサの信号を取得し、第１電動モータＭＴ１の回転を制御するマイクロコンピュータ１１１と、マイクロコンピュータ１１１の制御信号に基づき、第１電動モータＭＴ１を駆動するための駆動信号を生成するモータ制御部１２０と、マイクロコンピュータ１１１とモータ制御部１２０に電源を供給する電源部１３０と、を備える。モータ制御部１２０は、マイクロコンピュータ１１１の制御信号からＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を生成するプリドライバ１２１と、ＰＷＭ信号により第１電動モータＭＴ１を回転駆動する駆動力を出力するため電流を供給するインバータ回路１２２とを備える。

【0017】

電動パワーステアリングにとって重要な情報となるステアリングのトルクを検出するトルクセンサは、主トルクセンサと副トルクセンサの２つのセンサから構成され冗長化されている。同様に、ステアリングの舵角を検出する操舵角センサは、主操舵角センサと副操舵角センサの２つのセンサから構成され冗長化されている。第１電動モータＭＴ１のロータの回転角を検出するＭＲセンサは、主ＭＲセンサと副ＭＲセンサの２つのセンサから構成され冗長化されている。これらの冗長化されている主センサおよび副センサからの出力値は、異常がなければ所定の検出対象の同一の状態情報を検出するので同じになるように設計されている。なお、所定の検出対象とは、操舵機構のステアリングのトルクや操舵角、電動モータのロータの回転角などを言う。

【0018】

第１制御システム１１０は、第２系統２００の主トルクセンサが検出した操舵トルク信号も取得する。本図では、第１制御システム１１０は、第２系統２００の主トルクセンサのみから操舵トルク信号を取得するが、これに限定されず、第２系統２００の副トルクセンサからも操舵トルク信号を取得してもよい。その場合、第１制御システム１１０は、主トルクセンサと副トルクセンサの操舵トルク信号からトルク値の平均値を算出してもよい。また、本図では、第１制御システム１１０は、第２系統２００の主トルクセンサのみから操舵トルク信号を取得するが、主操舵角センサ／副操舵角センサ、主ＭＲセンサ／副ＭＲセンサなどの他のセンサから検出信号を取得してもよい。この場合、第１制御システム１１０は、これらのセンサが検出する操舵角や回転角に基づき、後述する信頼度算出部１１３や加重平均処理部１１４が行う処理を行ってもよい。

【0019】

マイクロコンピュータ１１１は、第１制御システム１１０を全体的に制御することに加え、モータ制御部１２０に対して制御信号を生成する制御信号処理部１１２を備える。制御信号処理部１１２は、信頼度算出部１１３と加重平均処理部１１４を有する。信頼度算出部１１３は、自己のシステムの主トルクセンサおよび副トルクセンサからの操舵トルク信号を取得し、その操舵トルク信号から得られる主トルクセンサの出力値Ｓ１ｍと副トルクセンサの出力値Ｓ１ｓの差分の絶対値に基づき、主トルクセンサの信頼度Ｒ１を算出する。この場合、信頼度Ｒ１は、差分の絶対値が小さいほど信頼度が高くなるように設定し、ゼロと１の間の値を取るように正規化することが望ましい。

【0020】

なお、信頼度Ｒ１は、センサの正常の度合いを示すものである。信頼度Ｒ１は、たとえば、正常時には１、センサに大きな異常が発生した場合にはゼロを示すような値が好ましい。信頼度Ｒ１の算出方法はいくつか考えられる。たとえば、信頼度Ｒ１は、（式１）に示すように、主トルクセンサの出力値Ｓ１ｍと副トルクセンサの出力値Ｓ１ｓの差分の大きさ（絶対値）に応じたものと定義できる。（式１）では、差分の大きさ（｜Ｓ１ｍ－Ｓ１ｓ｜）と所定の異常判定閾値ＴＨとの比を１からマイナスすることで、２つのトルクセンサの出力値の差分を用いて、正常時には１、センサの続行不可能な異常時にはゼロを示し、その間の中間的な値として主トルクセンサの正常の度合いを示す。なお、差分の大きさが異常判定閾値ＴＨより大きくなった場合は、Ｒ１をゼロとする。例として、異常判定閾値ＴＨが０．２ボルトとする場合、差分の絶対値がゼロである正常時は、信頼度Ｒ１は１となり、差分の絶対値が０．１である異常が発生した場合信頼度Ｒ１は０．５となり、差分の絶対値が異常判定閾値ＴＨと同じ値の０．２である場合信頼度Ｒ１はゼロとなり、差分の絶対値が異常判定閾値ＴＨを超える場合信頼度Ｒ１はゼロとなる。ただし、信頼度Ｒ１の算出方法は、上記の例では差分の大きさと信頼度Ｒ１は線形として説明したが、これに限定されず、非線形の関数を用いて算出してもよい。
Ｒ１＝１－｜Ｓ１ｍ－Ｓ１ｓ｜／ＴＨ ・・・（式１）

【0021】

加重平均処理部１１４は、自己のシステムの信頼度算出部１１３が算出した信頼度Ｒ１および自己のシステムの主トルクセンサの出力値Ｓ１ｍと、他のシステムである第２制御システム２１０から受信する第２制御システム２１０の信頼度算出部２１３が算出した信頼度Ｒ２と、第２制御システム２１０の主トルクセンサの出力値Ｓ２ｍとに基づいて制御信号を出力する。加重平均処理部１１４は、出力値Ｓ１ｍおよび出力値Ｓ２ｍを、自己の信頼度Ｒ１および信頼度Ｒ２で重み付けして平均化した（式２）のように算出した加重平均値ＷＡを用いて、制御信号を出力する。このように、中間的な値を取れる自己のシステムの信頼度Ｒ１と他のシステムの信頼度Ｒ２を用いて自己のシステムのセンサの出力値と他のシステムの出力値を加重平均することで、実質的に異常が生じたシステムのセンサの出力値を使用せずに、正常なシステムの出力値を用いて電動モータの駆動を継続することができる。
ＷＡ＝（Ｒ１＊Ｓ１ｍ＋Ｒ２＊Ｓ２ｍ）／（Ｒ１＋Ｒ２） ・・・（式２）

【0022】

第１電動モータＭＴ１の各相Ｕ／Ｖ／Ｗの制御信号ＣＳ（Ｕ、Ｖ、Ｗ）は、自己のシステムの検出情報だけで生成する場合、（式３）のようにたとえば主トルクセンサで検出した操舵トルク信号に基づき生成される。しかし、本発明における制御信号ＣＳ（Ｕ、Ｖ、Ｗ）は、（式４）のように算出される。マイクロコンピュータ１１１は、これらのセンサから得られた信号に基づき、インバータ回路１２２の各相回路に設けられた半導体素子をオンオフするためのＰＷＭデューティ値を算出する。プリドライバ１２１は、そのＰＷＭデューティ値に基づき、インバータ回路１２２を駆動するためのＰＷＭ信号を出力する。インバータ回路１２２は、第１制御システム１１０の外部に存する第１電動モータＭＴ１を回転駆動する。
ＣＳ（Ｕ、Ｖ、Ｗ）＝Ｆ（Ｓ１ｍ） ・・・（式３）
ＣＳ（Ｕ、Ｖ、Ｗ）＝Ｆ（ＷＡ） ・・・（式４）

【0023】

このように、自己のシステムは他のシステムの情報を必要とするため、第１制御システム１１０のマイクロコンピュータ１１１と第２制御システム２１０のマイクロコンピュータ２１１は、互いのシステム内の情報を適宜交換している。マイクロコンピュータ１１１は、マイクロコンピュータ２１１から第２制御システム２１０の信頼度Ｒ２を取り込むと共に自己のシステムの信頼度Ｒ１をマイクロコンピュータ２１１に出力する。各種センサの信号は、本図のように他のシステムのセンサから直接取り込んでもよいし、マイクロコンピュータ経由で取り込んでもよい。

【0024】

第２制御システム２１０は、第２電動モータＭＴ２の回転を制御するマイクロコンピュータ２１１と、マイクロコンピュータ２１１の制御信号に基づき、第２電動モータＭＴ２を駆動するための駆動信号を生成するモータ制御部２２０と、マイクロコンピュータ２１１とモータ制御部２２０に電源を供給する電源部２３０と、を備える。これらの構成要素は、上述した第１制御システム１１０における相当する構成要素と同じなので、説明を省略する。

【0025】

図２を参照して、電動パワーステアリング制御装置１の制御フローを説明する。この制御フローは、第１制御システム１１０と第２制御システム２１０の両方において実行される。以下では、第１制御システム１１０が実行する例として説明する。マイクロコンピュータ１１１は、Ｓ１００において、車両のイグニッションがオンにされたなどのタイミングで第１制御システム１１０を初期設定と初期診断を行う。マイクロコンピュータ１１１は、初期設定により各センサの出力値や制御パラメータなどをリセットし、初期診断により各センサが正しく機能しているかを診断する。

【0026】

マイクロコンピュータ１１１は、Ｓ２００において、自己のシステムの各センサの出力値、および、他のシステムの各センサの出力値やマイクロコンピュータ２１１から他のシステムに関する情報を取り込むと共に、他のシステムへ自己のシステムの情報を出力する。より具体的には、マイクロコンピュータ１１１は、Ｓ２０２において、自己のシステムの主トルクセンサと副トルクセンサの出力値を取り込む。マイクロコンピュータ１１１は、Ｓ２０４において、制御パラメータを生成する。制御パラメータは、たとえば、主トルクセンサの出力値のみを抽出して生成する場合にはＳ１ｍとなり、主トルクセンサと副トルクセンサの出力値の平均値を生成する場合には（Ｓ１ｍ＋Ｓ１ｓ）／２としてもよい。生成した制御パラメータは、相手方の第２系統２００に送信される。マイクロコンピュータ１１１は、Ｓ２０６において、生成された制御パラメータが正常なものであるか否かの診断を実施する。この診断は、たとえば、主トルクセンサと副トルクセンサの出力値の間に相関性があるか否かにより行う。

【0027】

信頼度算出部１１３は、Ｓ２０８において、自己のシステムの信頼度Ｒ１（信頼性パラメータ）を生成する。信頼度Ｒ１の算出方法について、図３Ａと図３Ｂを参照して説明する。図３Ａの上段のグラフは、第１系統１００における異常が発生した主トルクセンサの出力値Ｓ１ｍおよび副トルクセンサの出力値Ｓ１ｓを示す。主トルクセンサは、時間ｔ１から出力値Ｓ１ｍが徐々に減少し始め、時間ｔ３には出力値Ｓ１ｍがゼロになっている。副トルクセンサは正常のままであり、その出力値Ｓ１ｓは一定している。図３Ａの中段のグラフは、上段のグラフのように出力値Ｓ１ｍと出力値Ｓ１ｓが変化した場合の差分の大きさの絶対値（｜Ｓ１ｍ－Ｓ１ｓ｜）を示す。時間ｔ１までは出力値Ｓ１ｍと出力値Ｓ１ｓは同じ値だったので、差分の大きさはゼロであるが、時間ｔ１から出力値Ｓ１ｍが減少し時間ｔ３にゼロになるため、差分の大きさは、時間ｔ１から上昇し始め時間ｔ３で一定となる。なお、差分の大きさは、異常判定閾値ＴＨを時間ｔ２で超える。図３Ａの下段のグラフは、（式１）により算出した信頼度Ｒ１を示す。信頼度Ｒ１は、時間ｔ１までは正常なので１であるが、時間ｔ１以降減少し始め、差分の大きさが異常判定閾値ＴＨを超える時間ｔ２でゼロとなる。

【0028】

図３Ｂの上段のグラフは、第２系統２００におけるいずれも正常な主トルクセンサの出力値Ｓ２ｍおよび副トルクセンサの出力値Ｓ２ｓを示す。出力値Ｓ２ｍと出力値Ｓ２ｓは、同じ値を示している。図３Ｂの中段のグラフは、上段のグラフのように出力値Ｓ２ｍと出力値Ｓ２ｓが変化した場合の差分の大きさがゼロであり、異常判定閾値ＴＨを下回っていることを示している。図３Ｂの下段のグラフは、（式１）により算出した信頼度Ｒ２を示しており、いずれも正常なので第２系統２００の主トルクセンサの信頼度Ｒ２は最も正常の度合いが高いことを示す１である。このような信頼度Ｒ１と信頼度Ｒ２に基づいて算出される加重平均値ＷＡは、両システムとも正常な時間ｔ１辺りまでは信頼度Ｒ１と信頼度Ｒ２は等しいため実質的に両者の単純平均値であり、時間ｔ２以降は信頼度Ｒ１がゼロのため実質的に第２系統２００の主トルクセンサの出力値Ｓ２ｍであり、時間ｔ１から時間ｔ２の間はその移行期間として徐々に両者の重み付けが変化することになる。これにより、加重平均値ＷＡを用いて生成される制御信号の変動は、異常が起こる前後において大きな変化を生じない。

【0029】

上述したような加重平均値ＷＡを用いない場合、第１系統１００では差分（｜Ｓ１ｍ－Ｓ１ｓ｜）が異常判定閾値ＴＨを越えているので、主トルクセンサの出力値Ｓ１ｍは、正常と考えられる第２系統２００の主トルクセンサの出力値Ｓ２ｍに比べて、ＴＨ分は違っている。そうすると、第１系統１００では、制御に用いるセンサ値は、Ｓ１ｍからＳ２ｍに切り替えられるので、第１制御システム１１０が用いるセンサ値はＴＨ分だけ急変することになる。そうすると、制御信号には、瞬間的ではあるが大きな変動が発生し、これによりステアリングを操作する運転者にとっては違和感や不快感を感じることになる

【0030】

加重平均値ＷＡを用いる場合、第１系統１００では、差分（｜Ｓ１ｍ－Ｓ１ｓ｜）が異常判定閾値ＴＨを越えているので、主トルクセンサの出力値Ｓ１ｍは、正常と考えられる第２系統２００の主トルクセンサの出力値Ｓ２ｍに比べて、ＴＨ分は違っている。第１制御システム１１０が制御に用いていたセンサ値は、（Ｒ１＊Ｓ１ｍ＋Ｒ２＊Ｓ２ｍ）／（Ｒ１＋Ｒ２）である。第２系統２００は正常であるとすると、Ｒ２は１だから、代入すると、以下のようになる
（Ｒ１＊Ｓ１ｍ＋Ｒ２＊Ｓ２ｍ）／（Ｒ１＋Ｒ２）＝
（Ｒ１＊Ｓ１ｍ＋Ｓ２ｍ）／（Ｒ１＋１） ・・・ Ａ
異常後は、Ｒ１＝ゼロとなる。また第２系統２００は正常とすると、Ｒ２は１であるから、以下のようになる。
（Ｒ１＊Ｓ１ｍ＋Ｒ２＊Ｓ２ｍ）／（Ｒ１＋Ｒ２）＝Ｓ２ｍ ・・・Ｂ

【0031】

そうすると、第１系統１００では、制御に用いるセンサ値は、ＡからＢに変化する。その変化量（Ａ－Ｂ）は、以下のようになる。
（Ｓ１ｍ－Ｓ２ｍ）＊Ｒ１／（Ｒ１＋１）
第１系統１００で制御に用いるセンサ値が切り替えられるのは、差分（｜Ｓ１ｍ－Ｓ１ｓ｜）が異常判定閾値ＴＨを超えた時点なので、以下のようになる。
（Ｓ１ｍ－Ｓ２ｍ）＊Ｒ１／（Ｒ１＋１）＝ＴＨ＊Ｒ１／（Ｒ１＋１）
ここで、Ｒ１／（Ｒ１＋１）は１より小さいので、ＴＨ＊Ｒ１／（Ｒ１＋１）はＴＨよりも小さくなる。仮に、切り替わる直前のＲ１＝０．１とすると、
Ｒ１／（Ｒ１＋１）＝０．１／１．１＝１／１１
となる。これは、加重平均値ＷＡを用いない場合に比べて、第１系統１００が制御に用いるセンサ値の変化が約１／１１に抑えられることを示す。

【0032】

このように、本願発明のように正常時から自己のシステムおよび他のシステムの状態情報の入力を受け付けて、自己のシステムの状態情報と他のシステムの状態情報を重み付けして平均化した制御信号を出力することで、切り替え時の不連続的な変化を低減することができる。また、冗長化された２つのセンサからの出力値の差分と所定の閾値との差を信頼度Ｒ１／Ｒ２として平均化することで、信頼性の高い切り替えを行うことができる。

【0033】

信頼度算出部１１３は、Ｓ２１０において、Ｓ２０８で生成した信頼度Ｒ１を相手方の第２系統２００に送信する。マイクロコンピュータ１１１は、Ｓ２１２において、第２系統２００から第２系統２００における信頼度Ｒ２と、第２系統２００における主トルクセンサの出力値Ｓ２ｍなどの制御パラメータを取り込む。

【0034】

上述した制御入力取り込み・共有処理（Ｓ２００）の後、マイクロコンピュータ１１１は、Ｓ１０４において、上述した（式２）で示されるように加重平均値ＷＡを算出し制御信号（制御入力値）を生成する。マイクロコンピュータ１１１は、Ｓ１０６において、自己のシステムに異常な入力があったかを判定を行う。本例では、Ｒ１＝ＴＨ－（Ｓ１ｍ－Ｓ１ｓ）＞０であることを異常が発生していない状態であると判定する。マイクロコンピュータ１１１は、異常が発生したと判定した場合Ｓ１１０において異常確定カウントＦをプラス１し、異常が発生しないと判定した場合Ｓ１０８において異常確定カウントＦをゼロにクリアする。そして、マイクロコンピュータ１１１は、Ｓ１１２において、異常確定カウントＦが所定のカウント値Ｆｃになった場合本当に異常が発生したと判定し、それ以外は正常であると判定する。すなわち、マイクロコンピュータ１１１は、異常な入力が連続的に所定のカウント値Ｆｃの回数あった場合に本当に異常が発生したと判定する。

【0035】

各系統のセンサ、例えばトルクセンサが冗長では無く１つの場合には、上述したような主センサと副センサとの差分を用いることはできないが、例えば次のような方法を用いることで信頼度を求めることができる。異常によってセンサの出力が安定しないような場合には出力に含まれる変動（ノイズ）の大きさに応じて信頼度を決める。高周波ノイズを含む出力のピーク値とローパスフィルタで高周波ノイズを除去した出力との差分をノイズの大きさとし、ノイズが大きいほど信頼度は小さく設定する。

【0036】

自己のシステムに異常が発生したと判定した場合、マイクロコンピュータ１１１は、Ｓ１１６において、停止処理を行い、第１電動モータＭＴ１の制御を停止する。自己のシステムに異常が発生していないと判定した場合、マイクロコンピュータ１１１は、Ｓ１１４において、（式４）で示す制御信号ＣＳ（Ｕ、Ｖ、Ｗ）を算出し、プリドライバ１２１とインバータ回路１２２を通じて第１電動モータＭＴ１を回転駆動する。上述したＳ２００～Ｓ１１４までの処理が、イグニッションスイッチがオフされるなど停止命令を受信するまで繰り返される（Ｓ１１８）。マイクロコンピュータ１１１は、Ｓ１２０において、停止命令を受信した場合は動作を停止する処理を行い、終了する。異常を確定する判断する制御（Ｓ１０６、Ｓ１０８、Ｓ１１０、Ｓ１１２、Ｓ１１６）は行わずに、信頼度がゼロになった場合でも、異常側の系統はモータの駆動をＷＡを用いて継続するようにしても良い。

【0037】

上述したことは、電動パワーステアリング制御装置１を制御する制御方法でもある。この制御方法は、車両の操舵機構を駆動するための駆動力を出力する第１電動モータＭＴ１と第２電動モータＭＴ２と、第１電動モータＭＴ１を制御する第１制御システム１１０と第２電動モータＭＴ２を制御する第２制御システム２１０とを有する電動パワーステアリング制御装置１の制御方法であって、それぞれのシステムにおいて、自己のシステムに対応して設けられる所定の検出対象の同一の状態情報を検出する主センサおよび副センサからの出力値の入力を受け付け、主センサの出力値と副センサの出力値の差分に基づいて主センサの信頼度を算出し、自己のシステムにおける信頼度および主センサと副センサの一方または両方の出力値と、他のシステムから受信する他のシステムにおける信頼度および主センサと副センサの一方または両方の出力値とに基づいて重み付けして平均化した制御信号を出力し、制御信号に基づき、電動モータを駆動するための駆動信号を生成する制御方法である。

【0038】

これによれば、正常時から自己のシステムおよび他のシステムの状態情報の入力を受け付けて、自己のシステムの状態情報と他のシステムの状態情報を重み付けして平均化した制御信号を出力することで、切り替え時の不連続的な変化を低減する制御方法を提供することができる。

【0039】

なお、本発明は、例示した実施例に限定するものではなく、特許請求の範囲の各項に記載された内容から逸脱しない範囲の構成による実施が可能である。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。

【符号の説明】

【0040】

１ 電動パワーステアリング制御装置
１００ 第１系統
１１０ 第１制御システム
１１１ マイクロコンピュータ
１１２ 制御信号処理部
１１３ 信頼度算出部
１１４ 加重平均処理部
１２０ モータ制御部
１２１ プリドライバ
１２２ インバータ回路
１３０ 電源部
２００ 第２系統
２１０ 第２制御システム
２１２ 制御信号処理部
２１３ 信頼度算出部
２１４ 加重平均処理部
２２０ モータ制御部
２２１ プリドライバ
２２２ インバータ回路
２３０ 電源部
ＭＴ１ 第１電動モータ
ＭＴ２ 第２電動モータ

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】