JP2001270452A

JP2001270452A - 制御装置および可変舵角比操舵装置

Info

Publication number: JP2001270452A
Application number: JP2000087718A
Authority: JP
Inventors: Kyoji Hamamoto; 恭司浜本; Hideki Watanabe; 英樹渡邉; Tsukuru Fujita; 作藤田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Keihin Corp
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Keihin Corp
Priority date: 2000-03-28
Filing date: 2000-03-28
Publication date: 2001-10-02
Anticipated expiration: 2020-03-28
Also published as: JP3595980B2

Abstract

(57)【要約】【課題】処理量の少ないＣＰＵの設計・製造の効率を
上げるとともに、ＣＰＵを設置する際に、その設置位置
を取り間違えないようにする。【解決手段】制御装置４０におけるサブＣＰＵ４２お
よびバックアップＣＰＵ４３として、同一構造のＣＰＵ
が用いられている。このＣＰＵは、処理量の少ないサブ
プログラム制御部６５およびバックアッププログラム制
御部６６を備え、さらに、判別ポート６７が設けられて
いる。基板からは、サブＣＰＵ４２およびバックアップ
ＣＰＵ４３を判別するための判別電圧をそれぞれの判別
ポート６７，６７に与え、この判別電圧に基づいてサブ
ＣＰＵ４２およびバックアップＣＰＵ４３のどちらとし
て用いられるかを決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２つのＣＰＵを備
える制御装置、およびこの制御装置を用いて運転者によ
る車両の運転操作状況に応じて、好適なハンドルの操舵
角に対する操舵輪の転舵角の比（以下「舵角比」とい
う）を自動的に設定できる制御を行う可変舵角比操舵装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ドライバの運転を補助する車両用
ステアリング装置としては、車両の周辺環境に対応して
舵角比を自動的に設定するものが知られている。

【０００３】たとえば、本出願人は、特開平１１−７８
９４４号公報において、車両の可変舵角比操舵装置を開
示している。この車両の可変舵角比操舵装置は、ハンド
ルに対する操舵輪の回転量を変更可能な可変舵角比装置
を有するとともに、この可変舵角比装置を制御するため
の制御装置を有するものである。また、可変舵角比操舵
装置は、舵角比を可変するための電動機を備えている。

【０００４】そして、車速などに応じて、舵角比を自動
的に設定するものである。たとえば、カーブが連続する
山道などを軽快に走行する際には、舵角比が大きくなる
ようにする。逆に、高速道路などをほぼ定速で走行する
際には、舵角比が小さくなるようにして、それぞれの場
合に適した舵角比を設定するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような可変舵角比
操舵装置における制御装置では、可変舵角比操舵装置に
故障が生じた場合の安全性などを考慮する必要がある。
このため、制御装置には、通常時に使用するメインＣＰ
Ｕと、このメインＣＰＵとの間で相互に故障検出を行う
サブＣＰＵと、前記メインＣＰＵまたはサブＣＰＵに故
障が生じた場合に使用するバックアップＣＰＵとを設け
ることが考えられる。

【０００６】しかし、前記制御装置におけるサブＣＰＵ
およびバックアップＣＰＵは、メインＣＰＵと比較して
その処理量が非常に少ないものとなる。このように、処
理量の少ないＣＰＵをそれぞれ別個に設計して製造する
ことは、無駄を生じることになりかねない。また、その
結果として制御装置自体のコストアップを生じることに
なる。

【０００７】また、制御装置における基板には、メイン
ＣＰＵ、サブＣＰＵ、およびバックアップＣＰＵが設置
されており、それぞれのＣＰＵに対して供給される電流
の電圧が規定されている。このとき、たとえばサブＣＰ
Ｕを設置する位置に、バックアップＣＰＵを設置してし
まい、バックアップＣＰＵを設置する位置にサブＣＰＵ
を設置したとすると、サブＣＰＵおよびバックアップＣ
ＰＵには適正な電圧が与えられない。このため、サブＣ
ＰＵおよびバックアップＣＰＵが正常に機能しなくなっ
てしまうという問題がある。

【０００８】そこで、本発明の課題は、ＣＰＵの設計・
製造の効率を上げるとともに、ＣＰＵを設置する際に、
その設置位置を取り間違えないようにすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決した本発
明の請求項１に係る発明は、第１プログラムが書き込ま
れた第１ＣＰＵ、および第２プログラムが書き込まれた
第２ＣＰＵが基板に設置された制御装置であって、前記
第１ＣＰＵおよび第２ＣＰＵとして、前記第１プログラ
ムおよび前記第２プログラムの両方が書き込まれている
とともに、前記第１ＣＰＵおよび第２ＣＰＵを判別する
ための判別ポートが設けられたＣＰＵが用いられてお
り、前記ＣＰＵが基板に設置され、前記基板から前記判
別ポートを介して判別電圧が与えられ、この判別電圧に
基づいて、前記ＣＰＵが前記第１ＣＰＵおよび前記第２
ＣＰＵのどちらとして用いられるかを決定することを特
徴とする制御装置である。

【００１０】請求項１に係る発明においては、第１プロ
グラムが書き込まれた第１ＣＰＵ、および第２プログラ
ムが書き込まれた第２ＣＰＵとして、第１プログラムお
よび第２プログラムの両方が書き込まれたＣＰＵを用い
ている。このため、プログラムが書き込まれたＣＰＵを
個々に設計、製造する手間を省略することができる。

【００１１】また、両ＣＰＵには判別ポートが設けられ
ており、これらの両ＣＰＵに対して判別電圧が与えら
れ、この判別電圧に基づいてこれらの両ＣＰＵが第１Ｃ
ＰＵおよび第２ＣＰＵのどちらとして用いられるかを決
定する。このため、第１ＣＰＵおよび第２ＣＰＵを設置
した後、基板から与えられる判別電圧によって第１ＣＰ
Ｕとして機能するか第２ＣＰＵとして機能するかを自動
的に決定する。したがって、第１ＣＰＵおよび第２ＣＰ
Ｕを基板に取り付ける際に、それらを判別することな
く、それぞれのＣＰＵを基板の対応する位置に設置すれ
ばよいので、第１ＣＰＵと第２ＣＰＵとを取り付ける際
に間違えることがなくなる。なお、本発明にいう「判別
電圧が与えられ」には０Ｖの電圧が与えられ、換言すれ
ば、アースされている状態も含むものである。

【００１２】また、請求項２に係る発明は、ハンドルか
ら操舵輪に至るステアリング系に前記ハンドルに対する
前記操舵輪の転舵角の比を変更可能な可変舵角比装置を
設けるとともに、この可変舵角比装置を制御する制御装
置を設けてなる可変舵角比操舵装置において、前記制御
装置は、通常時に使用するメインＣＰＵと、このメイン
ＣＰＵとの間で相互に故障監視を行うサブＣＰＵと、前
記メインＣＰＵおよび前記サブＣＰＵのうちの少なくと
も一方が故障したときに使用するバックアップＣＰＵ
と、を備えており、前記サブＣＰＵおよび前記バックア
ップＣＰＵとして、前記サブＣＰＵに対応するプログラ
ムおよび前記バックアップＣＰＵに対応するプログラム
の両方が書き込まれているとともに、前記サブＣＰＵお
よび前記バックアップＣＰＵを判別するための判別ポー
トが設けられたＣＰＵが用いられており、前記ＣＰＵが
基板に設置され、前記基板から前記判別ポートを介して
判別電圧が与えられ、この判別電圧に基づいて、前記Ｃ
ＰＵが前記サブＣＰＵおよび前記バックアップＣＰＵの
どちらとして用いられるかを決定することを特徴とする
可変舵角比操舵装置である。

【００１３】請求項２に係る発明においては、サブＣＰ
ＵとバックアップＣＰＵがそれぞれサブＣＰＵおよびバ
ックアップＣＰＵのプログラムを有しているので、サブ
ＣＰＵとバックアップＣＰＵを別個に設計、製造する手
間を省くことができる。しかも、サブＣＰＵとバックア
ップＣＰＵはメインＣＰＵと比較して処理量が少ないの
で、それぞれのＣＰＵにおいて使用しない無駄なプログ
ラムは少なくて済む。また、サブＣＰＵには判別ポート
を介してたとえば０Ｖの電圧が与えられ、バックアップ
ＣＰＵには判別ポートを介して５Ｖの電圧が与えられ
る。したがって、サブＣＰＵとバックアップＣＰＵを取
り付ける際に間違えることがなくなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら、具体的に説明する。本発明は、制御
装置および可変舵角比操舵装置に係るものであるが、先
に可変舵角比操舵装置について全体構成を説明する。図
１は本発明に係る可変舵角比操舵装置の全体構成図であ
る。本発明に係る可変舵角比操舵装置１は、ハンドルで
あるステアリングホイール２から操舵輪Ｗ，Ｗに至るス
テアリング系Ｓに設けられた可変舵角比装置１０と、車
速に基づいて可変舵角比装置１０を制御する制御装置４
０を備えている。

【００１５】ステアリング系Ｓにおいて、ステアリング
ホイール２に一体的に設けられたステアリング軸３は、
自在継ぎ手４Ａ，４Ｂを有する連結軸４を介して可変舵
角比装置１０の入力軸へ連結されている。可変舵角比装
置１０は、入力軸の回転角度αに対する出力軸の回転角
度βの比β／αを連続的に可変できるものを用いてい
る。可変舵角比装置１０の出力軸にはピニオン５が設け
られており、このピニオン５とラック軸６のラック歯と
を噛み合わせることによって、出力軸の回転運動をラッ
ク軸６の直線運動（Ｌ）へ変換し、ラック軸６の直線運
動をタイロッド７，７およびナックルアームを介して操
舵輪Ｗ，Ｗの転舵運動（Ｔ）へ変換する。

【００１６】また、ラック軸６の側方には、補助操舵ト
ルクを発生させるための電動パワーステアリング装置
（以下「ＥＰＳ」という）用の電動機（以下「ＥＰＳ電
動機」という）８が、ラック軸６と同軸上に配設されて
いる。そして、ＥＰＳ電動機８の回転がラック軸６と同
軸に設けられたボールネジ機構９を介して推力に変換さ
れ、この推力をラックボールネジ軸９Ａに作用させてい
る。

【００１７】次に、図２ないし図４を参照して、本実施
形態に係る可変舵角比装置１０の一具体例の構造につい
て説明する。図２に示すように、入力軸１１は、玉軸受
け１２を介して上部ケーシング１３ａに回動自在に支持
された支持部材１４の偏心位置に、玉軸受け１５を介し
て回転自在に支持されている。入力軸１１の下部ケーシ
ング１３ｂ内に突入した端部には、出力軸１７に回転力
を伝達するカップリング１６が一体形成されている。ま
た、入力軸１１は、連結軸４（図１参照）に接続されて
おり、ドライバがステアリングホイール２を操舵するこ
とによって、連結軸４を介して回転するようになってい
る。

【００１８】また、出力軸１７は、一対の玉軸受け１８
ａ，１８ｂを介して下部ケーシング１３ｂに回動自在に
支持されている。この出力軸１７の下部には、ラック軸
６のラック歯６ａに噛み合ったピニオン５が一体形成さ
れている。出力軸１７の端部は下部ケーシング１３ｂ内
に突入しており、出力軸１７の端部における出力軸１７
の中心から偏心した位置には中間軸１９が突設されてい
る。この中間軸１９と入力軸１１に一体形成されたカッ
プリング１６との間は、平型ニードル軸受け２０を介在
させたスライダ２１と円錐ころ軸受け２２とを介して互
いに連結されている。さらに、入力軸１１と上部ケーシ
ング１３ａとの間には、可撓性の筒状部を有するシール
部材３５が設けられている。このシール部材３５によっ
て可変舵角比装置１０内の気密が保持されている。

【００１９】図３に示すように、カップリング１６の下
面には、下方が拡開しかつ開放した台形断面の溝２３が
形成されている。この溝２３に対して、一対の平型ニー
ドル軸受け２０を介在させたスライダ２１が、この溝２
３の互いに対向する斜面を摺動するように係合してい
る。また、スライダ２１の下面の中心部には、円錐ころ
軸受け２２を介して相対回動可能となるように、中間軸
１９が係合している。

【００２０】図２に示すように、下部ケーシング１３ｂ
には、出力軸１７の下端を支持する玉軸受け１８ｂのア
ウタレースに当接するアジャストねじ２４が螺着されて
いる。このアジャストねじ２４を適宜に締め込むことに
より、ピニオン５が軸線方向に押圧され、カップリング
１６を介した入力軸１１と出力軸１７との間に適度なプ
リロードが与えられる。このようにして、カップリング
１６のがたを除去して連結剛性を向上させることができ
る。

【００２１】図４に示すように、支持部材１４の外周部
の一部には、扇型の部分的ウォームホイル２５が設けら
れている。この部分的ウォームホイル２５には、ウォー
ム減速機構２６を介して電動機であるモータ２７によっ
て駆動されるウォーム２８が噛み合っている。そして、
モータ２７の回転駆動力によって、支持部材１４を上部
ケーシング１３ａに対して所定の角度範囲にわたって回
転運動を与えることができるようになっている。

【００２２】なお、ウォーム２８は、偏心カムを応用し
たバックラッシュ除去部材２９を介して上部ケーシング
１３ａに支持されている。このバックラッシュ除去部材
２９の端部に形成された六角孔３０に六角棒レンチを係
合させて、この六角棒レンチを上部ケーシング１３ａに
対して回動させることにより、その軸芯が移動して部分
的ウォームホイル２５との噛み合いが変化するようにな
っている。また、ウォーム２８の軸芯の移動を許容する
ために、ウォーム２８とウォーム減速機構２６との間
は、オルダム継ぎ手３１を介して連結されている。

【００２３】さらに、上部ケーシング１３ａには、支持
部材１４の上面に突設されたピン３２に係合する差動ト
ランスなどからなる本発明の舵角比センサである変位セ
ンサ３３が取り付けられている。この変位センサ３３
は、支持部材１４の変位量を検出している。そして、変
位センサ３３は、検出した支持部材１４の回動量、すな
わち、支持部材１４に支持された入力軸１１の偏心量信
号（本発明の「舵角比信号」に相当する）３３ａを制御
装置４０に出力している。なお、本実施形態では、可変
舵角比操舵装置１は、偏心量に応じて舵角比特性が変わ
り、この舵角比特性に基づいてステアリングホイールの
操舵角に応じて舵角比が連続的に最適な値に可変する。
つまり、本実施形態では、偏心量に応じて舵角比が変わ
る。そこで、本実施形態では、舵角比を直接検出するの
ではなく、実舵角比に相当する実偏心量を変位センサ３
３によって検出している。

【００２４】制御装置４０は、車速センサＶＳからの車
速信号Ｖａに基づいて決定した目標偏心量（目標舵角比
に相当）と、変位センサ３３によって検出した実偏心量
（実舵角比に相当）３３ａとを一致させるように、フィ
ードバック制御によってモータ２７の回転駆動を制御し
ている（図７参照）。制御装置４０については、後で詳
細に説明する。

【００２５】車速センサＶＳは、図示しないスピードメ
ータ内に配設され、車両の速度を検出する。そして、車
速センサＶＳは、検出した車速に対応したアナログ電気
信号の車速信号Ｖａを制御装置４０に送信する。なお、
車速センサＶＳは、可変舵角比操舵装置１の専用のセン
サでも、他のシステムと共用するセンサでもよい。

【００２６】続いて、可変舵角比装置の作動原理につい
て説明する。図５は可変舵角比装置の作動原理を示す説
明図、図６は可変舵角比装置の舵角比特性を示す入出力
角特性図である。

【００２７】図５に示すように、入力軸１１の回転中心
をＡ、出力軸１７の回転中心をＢ、中間軸１９の作用点
をＣとする。また、ＢＣ間寸法をｂ、入力軸１１と出力
軸１７との間の偏心量（ＡＢ間寸法）をａとし、入力軸
１１の回転角度（ハンドル操舵角）をα、出力軸１７の
回転角度（ピニオン回転角）をβとする。このとき、ｂ・ｓｉｎβ＝（ｂ・ｃｏｓβ−ａ）ｔａｎα であるから、 α＝ｔａｎ^-1（ｂ・ｓｉｎβ／（ｂ・ｃｏｓβ−ａ））で表わされる。

【００２８】ドライバがステアリングホイール２を操作
することによって入力軸１１を回転させると、中間軸１
９は、入力軸１１のカップリング１６のスライダ２１と
の係合により、出力軸１７の軸心回りでクランク回転す
る。たとえば、図５に示すように、入力軸１１の回転角
度α１を９０度とした場合には、出力軸１７の回転角度
β１は、図５に示すようになる。

【００２９】ここで、支持部材１４を回動させると、支
持部材１４の偏心カム作用により、図３および図４で符
号Ａ０〜Ａ２で示した範囲で入力軸１１の軸心が変化す
る。入力軸１１の軸心の変化によって、入出力軸間の偏
心量ａを適宜に定めて入力軸１１と出力軸１７との軸心
同士を互いに偏心させると、入力軸１１と出力軸１７と
の回転角が不一致となる。しかも、入力軸１１を等角度
ずつ回転させた際の出力軸１７の角度変化が漸進的に増
大することになる（図６の実線ａ１，ａ２参照）。

【００３０】そして、入力軸１１と出力軸１７との軸心
の偏心量ａを、ａ２〜ａ０（ａ２＞ａ１＞ａ０＝０）の
範囲で連続的に変化させると、入力軸１１の回転角度に
対する出力軸１７の回転角度の割合β／α、すなわち実
用上の舵角比を連続的に変化させることができる。い
ま、入出力軸間の偏心量ａを大きくすると、入力角αに
対する出力角βの変化率漸進性が高まり、入出力軸間の
偏心量ａを０にすれば、図６に一点鎖線（ａ０）で示す
ように、入力角αと出力角βとは等しくなる。

【００３１】この舵角比の変化を、たとえば低速走行域
ではａ０側に、高速走行域ではａ２側になるように制御
すると、低速走行域ではハンドルの操舵角度αに対する
ラックストロークを在来の操舵装置に比して大きく設定
して、より一層敏感（クイック）な特性を実現できる。
また、高速走行域ではハンドルの操舵角度αに対するラ
ックストロークを在来の操舵装置に比して小さく設定し
て、より一層鈍感（ダル）な特性を実現できる。したが
って、実用上のハンドル操舵角と走行速度との関係を、
フラットな特性とすることができる。

【００３２】続いて、図７を参照して、制御装置４０に
ついて説明する。図７に示すように、制御装置４０は、
通常時に使用するメインＣＰＵ４１と、メインＣＰＵ４
１との間で相互に故障検出を行うサブＣＰＵ４２を有し
ており、さらには、メインＣＰＵ４１またはサブＣＰＵ
４２が故障したときに使用するバックアップＣＰＵ４３
を有している。これらメインＣＰＵ４１、サブＣＰＵ４
２およびバックアップＣＰＵ４３はそれぞれ切替回路４
４に接続されている。

【００３３】また、切替回路４４は、電動機駆動回路４
５に接続されているとともに図示しない切替スイッチを
有しており、メインＣＰＵ４１から出力される電動機駆
動信号４１ａとバックアップＣＰＵ４３から出力される
電動機駆動信号４３ａのいずれを電動機駆動回路４５に
出力するかを切り替えている。電動機駆動回路４５は、
４個のＦＥＴのスイッチング素子からなるブリッジ回路
で構成され、図示しないバッテリ電源に接続されてお
り、切替回路４４からの信号に基づいて、モータ２７に
電流を供給してモータ２７を駆動するものである。

【００３４】メインＣＰＵ４１およびサブＣＰＵ４２
は、ＥＰＳ電動機８を駆動するためのゲート駆動回路４
６を介してＥＰＳ電動機駆動回路４７に接続されてい
る。ＥＰＳ電動機駆動回路４７は、４個のＦＥＴのスイ
ッチング素子からなるブリッジ回路で構成され、図示し
ないバッテリに接続されており、メインＣＰＵ４１から
のＥＰＳ駆動信号４１ｂに基づいて、ＥＰＳ電動機８に
電流を供給してＥＰＳ電動機８を駆動するものである。
さらに、ＥＰＳ電動機駆動回路４７とＥＰＳ電動機８の
間には、ＥＰＳ電動機８に供給される電流を検出する電
動機電流検出手段７１が設けられている。この電動機電
流検出手段７１によって検出されたＥＰＳ電動機８の電
流は、メインＣＰＵ４１に出力され、フィードバック制
御に用いられる。

【００３５】また、制御装置４０には、実舵角比入力回
路４８が設けられている。実舵角比入力回路４８は、変
位センサ３３によって検出された入力軸１１（図２）の
実偏心量をメインＣＰＵ４１、サブＣＰＵ４２、および
バックアップＣＰＵ４３に出力するものである。他方、
制御装置４０は、操舵トルク入力回路４９および車速入
力回路５０を備えている。操舵トルク入力回路４９は、
操舵トルクセンサＴＳからの操舵トルク信号Ｔａをメイ
ンＣＰＵ４１およびサブＣＰＵ４２に出力している。ま
た、車速入力回路５０は、車速センサＶＳからの車速信
号ＶａをメインＣＰＵ４１、サブＣＰＵ４２、およびバ
ックアップＣＰＵ４３にそれぞれ出力している。

【００３６】メインＣＰＵ４１は、図８に示すように、
可変舵角比装置１０の制御を行うために、目標偏心量決
定部５１、偏差演算部５２、ＰＩＤ制御部５３、ＰＷＭ
信号生成部５４、およびゲート駆動回路５５を備えてい
る。また、ＥＰＳ制御を行うために、目標電流設定部５
６、偏差演算部５７、ＰＩＤ制御部５８、ＰＷＭ信号生
成部５９を備えている。さらに、サブＣＰＵ４２との間
で相互に故障検出を行うためのサブＣＰＵ相互監視部６
０およびバックアップＣＰＵ４３の故障を検出するため
のバックアップＣＰＵ故障検出部６１を備えている。

【００３７】まず、可変舵角比装置１０の制御について
説明すると、目標偏心量決定部５１は、ＲＯＭ等の記憶
手段を備え、あらかじめ実験値または設計値に基づいて
設定した車速信号Ｖａと目標偏心量の対応するデータ
（変換テーブル）を記憶している。そして、目標偏心量
決定部５１は、車速信号Ｖａをアドレスとして対応する
目標偏心量を読み出し、目標偏心量信号５１ａを偏差演
算部５２に出力する。ここで、目標偏心量は、車速信号
Ｖａに対して、路面反力の大きい低速の場合には小さい
値が対応づけられ、走行時の安定性を確保するために高
速の場合には大きい値が対応づけられている。また、目
標偏心量決定部５１に入力される車速信号Ｖａは、図示
しないＦ−Ｖコンバータを介して車速センサＶＳから入
力された車速信号Ｖａをアナログ信号からディジタル信
号に変換されたものである。

【００３８】偏差演算部５２は、目標偏心量信号５１ａ
と変位センサ３３によって検出された実偏心量（実舵角
比に相当）を示す偏心量信号３３ａとの偏差を求め、偏
差信号５２ａを出力する。偏心量信号３３ａは、実舵角
比入力回路４８を経て偏差演算部５２に出力される。Ｐ
ＩＤ制御部５３は、偏差信号５２ａに対して比例、積
分、微分等の処理を施し、偏差をゼロに近づけるために
モータ２７に供給する電流の向きと電流値とを示す駆動
制御信号５３ａを生成して出力する。

【００３９】ＰＷＭ信号生成部５４は、駆動制御信号５
３ａに基づいてモータ２７をＰＷＭ運転するためのＰＷ
Ｍ（パルス幅変調）信号５４ａをゲート駆動回路５５に
出力する。ゲート駆動回路５５は、ＰＷＭ信号５４ａに
基づいて電動機駆動回路４５の各ＦＥＴのゲートを駆動
して各ＦＥＴをスイッチング駆動するための電動機駆動
信号５５ａを切替回路４４に出力する。

【００４０】続いてＥＰＳの制御の工程を説明すると、
目標電流設定部５６は、ＲＯＭ等の記憶手段を備え、あ
らかじめ実験値または設計値に基づいて設定した操舵ト
ルク信号Ｔａと目標偏心量の対応するデータ（変換テー
ブル）を記憶している。そして、目標電流設定部５６
は、操舵トルク信号Ｔａをアドレスとして対応する目標
電流値を読み出し、目標電流信号５６ａを偏差演算部５
７に出力する。

【００４１】偏差演算部５７は、目標電流信号５６ａと
電動機電流検出手段７１によってＥＰＳ電動機８に供給
されている電流信号７１ａとの偏差を求め、偏差信号５
７ａをＰＩＤ制御部５８に出力する。ＰＩＤ制御部５８
は、偏差信号５７ａに対して比例、積分、微分等の処理
を施し、偏差をゼロに近づけるためにＥＰＳ電動機８に
供給する電流の向きと電流値とを示す駆動制御信号５８
ａを生成してＰＷＭ信号生成部５９に出力する。

【００４２】ＰＷＭ信号生成部５９は、駆動制御信号５
８ａに基づいてＥＰＳ電動機８をＰＷＭ運転するための
ＰＷＭ（パルス幅変調）信号５９ａをゲート駆動回路４
６に出力する。ゲート駆動回路４６は、ＰＷＭ信号５９
ａに基づいてＥＰＳ電動機駆動回路４７の各ＦＥＴのゲ
ートを駆動して各ＦＥＴをスイッチング駆動するための
電動機駆動信号４６ａをＥＰＳ電動機駆動回路４７に出
力する。

【００４３】加えて、メインＣＰＵ４１では、サブＣＰ
Ｕ相互監視部６０において、サブＣＰＵ４２との間で相
互に故障検出を行っている。また、バックアップＣＰＵ
故障検出部６１においてバックアップＣＰＵ４３の故障
を検出している。このように、メインＣＰＵ４１では、
非常に多くの処理がなされている。

【００４４】また、サブＣＰＵ４２およびバックアップ
ＣＰＵ４３としては、同一構造のＣＰＵを用いており、
それぞれサブプログラム制御部６５と、バックアッププ
ログラム制御部６６と、判別ポート６７とを有してい
る。なお、サブプログラム制御部６５には、本発明の
「サブＣＰＵに対応するプログラム」が書き込まれてお
り、バックアッププログラム制御部６６には本発明の
「バックアップＣＰＵに対応するプログラム」が書き込
まれている。

【００４５】サブＣＰＵ４２におけるサブプログラム制
御部６５では、メインＣＰＵ４１におけるサブＣＰＵ相
互監視部６０との間で相互に故障検出信号４２ａを交換
し、互いの故障検出を行っている。そして、メインＣＰ
Ｕ４１に故障が検出されたら、切替回路４４に対して故
障信号４２ｂを出力する。切替回路４４では故障信号４
２ｂを受けて、電動機駆動回路４５に出力されていた電
動機駆動信号４１ａの出力を停止させる。それに代わっ
て、バックアップＣＰＵ４３の電動機駆動信号４３ａを
電動機駆動回路４５に出力する。なお、サブＣＰＵ４２
においては、バックアッププログラム制御部６６は作業
を行っていない。

【００４６】一方、バックアップＣＰＵ４３におけるバ
ックアッププログラム制御部６６では、メインＣＰＵ４
１およびサブＣＰＵ４２のうちの少なくとも一方が故障
したときに、モータ２７を駆動するための電動機駆動信
号４３ａを生成して切替回路４４に出力している。通常
時、すなわちメインＣＰＵ４１およびサブＣＰＵ４２が
正常に機能しているときは、バックアップＣＰＵ４３で
生成された電動機駆動信号４３ａが電動機駆動回路４５
に出力されることはない。メインＣＰＵ４１およびサブ
ＣＰＵ４２のうちの少なくとも一方に故障が生じたとき
には、切替回路４４が切り替わり、メインＣＰＵ４１か
らの電動機駆動信号４１ａに代わって、バックアップＣ
ＰＵ４３からの電動機駆動信号４３ａが電動機駆動回路
４５に出力される。バックアップＣＰＵ４３は、メイン
ＣＰＵ４１に故障が生じたときに使用されるものであ
り、メインＣＰＵ４１およびサブＣＰＵ４２のうちの少
なくとも一方が故障したときには、メインＣＰＵ４１に
よる可変舵角比装置１０の制御が不能となる。したがっ
て、バックアップＣＰＵ４３におけるバックアッププロ
グラム制御部６６では、フェールセーフの観点から、可
変舵角比装置１０をダル側（最大偏心量側）に移行させ
るための電動機駆動信号４３ａを生成して、切替回路４
４に出力している。電動機駆動信号４３ａを生成するに
あたり、実舵角比入力回路４８から出力される偏心量信
号３３ａを用いたフィードバック制御がなされている。
なお、バックアップＣＰＵ４３においては、サブプログ
ラム制御部６５は作業を行っていない。

【００４７】このように、サブＣＰＵ４２およびバック
アップＣＰＵ４３における処理量は少ないものである。
したがって、これらを同一構造のＣＰＵとして製造し、
それぞれ処理のために使用しないプログラムが書き込ま
れていても、大きな無駄とはならないものである。

【００４８】さらに、サブＣＰＵ４２およびバックアッ
プＣＰＵ４３における判別ポート６７，６７には、図示
しない基板から判別電圧が与えられる。この基板から与
えられる判別電圧によって、サブＣＰＵ４２およびバッ
クアップＣＰＵ４３のどちらとして用いられるかを決定
する。いま、サブＣＰＵ４２における判別ポート６７に
は０Ｖの電圧が与えられ、換言すればアースされてお
り、バックアップＣＰＵ４３における判別ポート６７に
は５Ｖの電圧が与えられている。すなわち、基板にＣＰ
Ｕを設置した際、サブＣＰＵ４２を設置すべき位置に設
置したＣＰＵの判別ポート６７には、０Ｖの電圧が自動
的に与えられる。一方、バックアップＣＰＵ４３を設置
すべき位置に設置されたＣＰＵの判別ポート６７には、
５Ｖの電圧が自動的に与えられる。

【００４９】これらの各ＣＰＵにおける判別処理手順に
ついて、図９に示すフローチャートを用いて説明する
と、所定の位置にＣＰＵが設置されて処理が開始される
（Ｓ１）。処理が開始されると、判別ポート６７に与え
られる判別電圧を検出する（Ｓ２）。その結果、判別電
圧が０Ｖであれば、サブＣＰＵ４２として用いられるの
で、サブプログラムが実行される（Ｓ３）。一方、判別
電圧が５Ｖであれば、バックアップＣＰＵ４３として用
いられるので、バックアッププログラムが実行される
（Ｓ４）。サブプログラムが開始され、またはバックア
ッププログラムが実行された後は、制御等が終了したか
否かを判断する（Ｓ５）。その結果、制御等が終了して
いなければ、ステップＳ２に戻って判別ポート６７に与
えられる判別電圧を検出する。一方、制御等が終了して
いれば、判別処理が終了する（Ｓ６）。このようにし
て、同一のＣＰＵをそれぞれの位置に設置するのみで、
自動的にサブＣＰＵ４２およびバックアップＣＰＵ４３
を判別するので、サブＣＰＵ４２およびバックアップＣ
ＰＵ４３を付け間違えることがなくなる。また、同一の
ＣＰＵを製造するので、製造時にサブＣＰＵ４２とバッ
クアップＣＰＵ４３との作り間違えや、プログラムの書
き込み違いなどを防止することができる。

【００５０】以上、本発明の好適な実施形態について説
明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるもので
はなく、他の制御装置であっても、処理量の少ないプロ
グラムを有するＣＰＵを２つ以上有する制御装置であれ
ば適用することができるものである。また、サブＣＰＵ
およびバックアップＣＰＵに用いたＣＰＵは同一構造の
ものとしたが、サブプログラム制御部およびバックアッ
ププログラム制御部の両方を有していれば、同一構造で
なくともよい。さらには、サブプログラムとバックアッ
ププログラムの間で共通したルーチンがある場合には、
これを一方のプログラムに書き込んで、両方で共用する
こともできる。このような共通ルーチンが多いプログラ
ムが書き込まれている場合にも、同一構造のＣＰＵを用
いるのが効果的である。他方、サブＣＰＵおよびバック
アップＣＰＵは、サブプログラム制御部およびバックア
ッププログラム制御部の他のプログラム制御部などを有
していてもよい。

【００５１】

【発明の効果】以上のとおり、本発明の請求項１に係る
発明によれば、２つのＣＰＵを個々に設計、製造する手
間を省略し、もってコストアップを防止することができ
る。しかも、これらの２つのＣＰＵを取り付ける際に間
違えることがなくなる。加えて、ＣＰＵの作り間違え
や、プログラムの書き込み違いなどを防止することがで
きる。

【００５２】さらに、請求項２に係る発明によれば、メ
インＣＰＵ、サブＣＰＵ、およびバックアップＣＰＵを
有する可変舵角比操舵装置において、サブＣＰＵおよび
バックアップＣＰＵを別個に設計、製造する必要がなく
なる。また、サブＣＰＵおよびバックアップＣＰＵを取
り付ける際に間違えることがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る可変舵角比操舵装置の全体
構成図である。

【図２】本実施の形態に係る可変舵角比装置の正断面図
である。

【図３】本実施の形態に係る可変舵角比装置の軸部の分
解斜視図である。

【図４】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】本実施の形態に係る可変舵角比操舵装置の作動
原理を示す説明図である。

【図６】本実施の形態に係る可変舵角比操舵装置の舵角
比特性を示す入出力角特性図である。

【図７】本実施の形態に係る可変舵角比操舵装置の制御
装置のブロック構成図である。

【図８】本実施の形態に係る可変舵角比操舵装置のメイ
ンＣＰＵ周辺のブロック構成図である。

【図９】サブＣＰＵおよびバックアップＣＰＵにおける
判別処理手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１可変舵角比操舵装置２ステアリングホイール（ハンドル）１０可変舵角比装置４０制御装置４１メインＣＰＵ４２サブＣＰＵ（第１ＣＰＵ）４３バックアップＣＰＵ（第２ＣＰＵ）６５サブプログラム制御部（第１プログラム）６６バックアッププログラム制御部（第２プログラ
ム）６７判別ポートＷ操舵輪

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡邉英樹栃木県塩谷郡高根沢町宝積寺2021−８株式会社ケーヒン栃木開発センター内 (72)発明者藤田作栃木県塩谷郡高根沢町宝積寺2021−８株式会社ケーヒン栃木開発センター内Ｆターム(参考） 3D032 CC37 CC48 DA04 DA15 DA16 DA23 DA64 DD10 DD17 EA01 EB05 EC23 GG01 3D033 CA03 CA13 CA16 CA20 CA21 CA28 CA31 JC19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１プログラムが書き込まれた第１ＣＰ
Ｕ、および第２プログラムが書き込まれた第２ＣＰＵが
基板に設置された制御装置であって、前記第１ＣＰＵおよび第２ＣＰＵとして、前記第１プロ
グラムおよび前記第２プログラムの両方が書き込まれて
いるとともに、前記第１ＣＰＵおよび第２ＣＰＵを判別
するための判別ポートが設けられたＣＰＵが用いられて
おり、前記ＣＰＵが基板に設置され、前記基板から前記判別ポ
ートを介して判別電圧が与えられ、この判別電圧に基づ
いて、前記ＣＰＵが前記第１ＣＰＵおよび前記第２ＣＰ
Ｕのどちらとして用いられるかを決定することを特徴と
する制御装置。
【請求項２】ハンドルから操舵輪に至るステアリング
系に前記ハンドルに対する前記操舵輪の転舵角の比を変
更可能な可変舵角比装置を設けるとともに、この可変舵
角比装置を制御する制御装置を設けてなる可変舵角比操
舵装置において、前記制御装置は、通常時に使用するメインＣＰＵと、こ
のメインＣＰＵとの間で相互に故障監視を行うサブＣＰ
Ｕと、前記メインＣＰＵおよび前記サブＣＰＵのうちの
少なくとも一方が故障したときに使用するバックアップ
ＣＰＵと、を備えており、前記サブＣＰＵおよび前記バックアップＣＰＵとして、
前記サブＣＰＵに対応するプログラムおよび前記バック
アップＣＰＵに対応するプログラムの両方が書き込まれ
ているとともに、前記サブＣＰＵおよび前記バックアッ
プＣＰＵを判別するための判別ポートが設けられたＣＰ
Ｕが用いられており、前記ＣＰＵが基板に設置され、前記基板から前記判別ポ
ートを介して判別電圧が与えられ、この判別電圧に基づ
いて、前記ＣＰＵが前記サブＣＰＵおよび前記バックア
ップＣＰＵのどちらとして用いられるかを決定すること
を特徴とする可変舵角比操舵装置。