JP7320009B2 - 制御装置、及び、電動パワーステアリング装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、制御装置、及び、電動パワーステアリング装置の制御方法に関する。

車両の電動パワーステアリング装置には、高い信頼性と様々な操舵性能が要求される。このため、電動パワーステアリング装置の開発において、設計工数の増大が課題となっており、設計の効率化が望まれている。例えば、特許文献１には、電動パワーステアリング装置を制御する制御装置の設計を支援する装置が開示されている。特許文献１の設計支援装置は、制御装置のプログラムを制御機能別の複数の制御モジュールに分割し、制御モジュールと、設計パラメータと、要求仕様の分類とを対応付けるテーブルを有する。これにより、電動パワーステアリング装置の設計が上流工程から下流工程へと進んでいくときに、要求仕様を効率よく反映させることができる、とされている。

特開２００８－２６９０８０号公報

しかしながら、車両の新機能が提案された場合など、電動パワーステアリング装置の仕様を大幅に変更することがある。このような場合は設計の効率化を図ることが難しいため、設計工数を削減することが望まれていた。
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、電動パワーステアリング装置の制御に関する設計工数を削減することを目的とする。

上記目的を達成するための第１態様として、操舵トルクを発生するモータを備え、車両のステアリング機構に操舵力を付与する電動パワーステアリング装置を制御する制御装置であって、前記制御装置の外部の装置が送信する要求信号を受信する調停部と、前記モータの動作に関する要求値を示す信号であって、規格化された特定信号を受信し、受信した前記特定信号が示す要求値に基づき前記モータを制御する制御部と、を備え、前記調停部は、前記モータの動作に関する要求値および前記要求値の属性を含む前記要求信号を受信し、前記要求信号に含まれる前記要求値、前記要求値の属性、及び、前記要求値の機能安全性レベルを含む前記特定信号を生成し、生成した前記特定信号を前記制御部に出力し、前記調停部は、複数の前記外部の装置から前記要求信号を入力可能であり、前記要求値の種類または前記要求値の種類の組合せが異なる複数の前記要求信号から、前記特定信号を生成可能であり、前記制御部は、付加トルクの前記要求値を含む前記特定信号を受信した場合に、付加トルクの前記要求値に従って前記モータを制御し、前記調停部は、目標操舵角の前記要求値を含む前記要求信号を受信した場合に、目標操舵角の前記要求値を、目標操舵角の前記要求値よりも機能安全性レベルの低い付加トルクの前記要求値へ変換し、付加トルクの前記要求値を含む前記特定信号を生成する機能を有する、制御装置が挙げられる。

上記電動パワーステアリング装置において、前記調停部は、前記外部の装置が送信する要求信号を調停することによって前記特定信号を生成する構成としてもよい。

上記電動パワーステアリング装置において、前記制御装置の外部の装置が調停を行って送信する前記要求信号を受信する構成としてもよい。

上記電動パワーステアリング装置において、前記制御部は、前記特定信号の優先度を定める優先度指定情報を有し、前記調停部は、前記要求信号の優先度を示すランクを含む前記特定信号を生成し、前記制御部は、前記特定信号に含まれるランクと前記優先度指定情報が定める優先度とに従って、前記特定信号が示す要求値に基づき前記モータを制御する構成としてもよい。

上記電動パワーステアリング装置において、前記調停部は、前記ランクとして前記要求値の機能安全性レベルを含む前記特定信号を生成し、前記優先度指定情報は、前記特定信号の機能安全性レベルと、前記特定信号が示す要求値の処理の優先度とを対応付ける情報であり、前記制御部は、前記優先度指定情報が定める優先度に従って、前記特定信号が示す要求値に基づき前記モータを制御する構成としてもよい。

上記電動パワーステアリング装置において、前記特定信号が示す要求値の属性は、前記特定信号が示す要求値の種類、及び、前記特定信号が示す要求値の機能安全性レベルの少なくともいずれかを含む構成としてもよい。

上記電動パワーステアリング装置において、前記優先度指定情報は、機能安全性レベルが異なる前記特定信号については機能安全性レベルが高い前記特定信号に基づく処理が優先して実行され、機能安全性レベルが等しい前記特定信号については要求値が大きい前記特定信号に基づく処理が優先して実行されるよう定める情報である構成としてもよい。

上記電動パワーステアリング装置において、前記ステアリング機構は操舵ハンドルを備え、前記特定信号に含まれる要求値は、前記操舵ハンドルの操作量に応じて前記モータを動作させる場合に、前記操舵ハンドルの操作量に付加する付加トルクを示す値である構成としてもよい。

上記目的を達成するための第２態様として、操舵トルクを発生するモータを備え、車両のステアリング機構に操舵力を付与する電動パワーステアリング装置を制御装置によって制御するための制御方法であって、調停部によって、前記モータの動作に関する要求値および前記要求値の属性を含む要求信号を、前記制御装置の外部の装置から受信し、前記要求信号に含まれる前記要求値、前記要求値の属性、及び、前記要求値の機能安全性レベルを含む信号であって、規格化された特定信号を生成し、生成した前記特定信号を出力し、前記調停部は、複数の前記外部の装置から前記要求信号を入力可能であり、前記要求値の種類または前記要求値の種類の組合せが異なる複数の前記要求信号から、前記特定信号を生成可能であり、目標操舵角の前記要求値を含む前記要求信号を受信した場合に、目標操舵角の前記要求値を、目標操舵角の前記要求値よりも機能安全性レベルの低い付加トルクの前記要求値へ変換し、付加トルクの前記要求値を含む前記特定信号を生成可能であり、前記モータを制御する制御部によって、前記調停部が出力する前記特定信号であって付加トルクの前記要求値を含む前記特定信号を、前記調停部から受信した場合に、付加トルクの前記要求値に基づき前記モータを制御する、電動パワーステアリング装置の制御方法が挙げられる。

上記構成によれば、電動パワーステアリング装置の動作に関する設計変更が生じた場合であっても、制御装置の仕様を大幅に変更することなく対応できるので、電動パワーステアリング装置の制御に関する設計工数を削減できる。

電動パワーステアリング装置の概略構成図。 制御装置の構成を示す図。 制御装置による処理の例を示す説明図。 優先度マップの例を示す模式図。 制御装置の動作を示すフローチャート。 制御装置の動作を示すフローチャート。

［１．電動パワーステアリング装置の構成］
図１は、実施形態に係る電動パワーステアリング装置１０の概略構成図である。図１には、電動パワーステアリング装置１０の制御に関わる装置を合わせて図示する。

電動パワーステアリング装置１０は、車両に搭載され、車両の操舵を行う装置である。例えば、電動パワーステアリング装置１０は四輪自動車に搭載される。電動パワーステアリング装置１０は、車両の運転者が操作する操向ハンドル１２（ステアリングホイール）を備える。

電動パワーステアリング装置１０を備える車両は、操向ハンドル１２の操作に応じて、後述するモータ２２によって操舵トルクを発生させ、運転者による操舵を補助する。また、上記車両は、電動パワーステアリング装置１０によって、操向ハンドル１２の操作量を超える操舵、及び、操向ハンドル１２の操作に対応しない操作を行う機能を有する。

電動パワーステアリング装置１０は、操向ハンドル１２と、ステアリングシャフト１４と、ラック軸１６と、タイロッド１８と、転舵輪としての左右の前輪２０とを有する。ステアリングシャフト１４、ラック軸１６及びタイロッド１８は、マニュアル操舵系を構成する。

マニュアル操舵系は、操向ハンドル１２に対する運転者の操舵動作を前輪２０に直接伝達する。ステアリングシャフト１４は、操向ハンドル１２に一体結合されたメインステアリングシャフト５２と、ラック＆ピニオン機構のピニオン５６が設けられたピニオン軸５４と、メインステアリングシャフト５２及びピニオン軸５４を連結するユニバーサルジョイント５８とを備える。ピニオン５６は、車幅方向に往復動可能なラック軸１６のラック歯６２に噛合する。

運転者が操向ハンドル１２を操作することによって生じた回転力、すなわち操舵トルクＴｒは、メインステアリングシャフト５２及びユニバーサルジョイント５８を介してピニオン軸５４に伝達される。操舵トルクＴｒは、ピニオン軸５４のピニオン５６及びラック軸１６のラック歯６２により推力に変換され、この推力がラック軸１６を車幅方向に変位させる。ラック軸１６の変位に伴ってタイロッド１８が前輪２０を転舵させ、車両の向きが変化する。

電動パワーステアリング装置１０は、モータ２２と、ウォームギア２４と、ウォームホイールギア２６と、トルクセンサ２８と、操舵角センサ３２と、制御装置１００とを有する。

モータ２２、ウォームギア２４及びウォームホイールギア２６は、アシスト駆動系を構成する。アシスト駆動系は、運転者の操舵の補助、及び、運転者に代わって操舵する操舵アシスト力を生成する。モータ２２の出力軸２２ａはウォームギア２４に連結され、さらにウォームホイールギア２６を介してラック軸１６に連結される。ウォームギア２４と噛合するウォームホイールギア２６は、ピニオン軸５４に形成され、ピニオン軸５４はラック軸１６に連結される。

トルクセンサ２８、操舵角センサ３２、及び制御装置１００は、アシスト制御系を構成する。アシスト制御系は、アシスト駆動系を制御する。モータ２２は、例えば、３相交流ブラシレスモータである。制御装置１００の制御に従って、不図示のインバータからモータ２２に電力が供給され、モータ２２は供給電力に応じた駆動力を生成する。モータ２２の駆動力は、出力軸２２ａ、ウォームギア２４及びピニオン軸５４を介してラック軸１６に伝達されて車両の操舵を行う。

トルクセンサ２８は、電動パワーステアリング装置１０の操舵トルクＴｒを検出し、検出値を制御装置１００に出力する。トルクセンサ２８は、例えば図１に示すように、ピニオン軸５４に設けられ、磁歪に起因する磁気特性の変化に基づいて操舵トルクＴｒを検出する。操舵角センサ３２は、電動パワーステアリング装置１０の操舵角θｓを検出し、制御装置１００に出力する。

制御装置１００は、操舵角センサ３２によって検出した操舵角θｓ、及び、トルクセンサ２８が検出した操舵トルクＴｒの値に基づき、操舵アシスト制御を実行する。操舵アシスト制御において、制御装置１００は、操向ハンドル１２の操作量に応じてモータ２２を動作させて、アシストトルクを発生させる。操舵アシスト制御によって、運転者が軽い力で操向ハンドル１２を操作することが可能となる。操舵アシスト制御では、制御装置１００は、操向ハンドル１２の操作量に応じて前輪２０を転舵させる。

さらに、制御装置１００には、上位制御部２００が接続される。制御装置１００に接続される上位制御部２００の数に制限はなく、複数の上位制御部２００が制御装置１００に接続される構成とすることも勿論可能である。図１には、上位制御部２００として、第１上位制御部２０１、第２上位制御部２０２、及び、第３上位制御部２０３が制御装置１００に接続される構成を図示する。

上位制御部２００は、車両姿勢の制御を行う装置であり、単一のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）、或いは、ＥＣＵを含む複数のデバイスで構成される。上位制御部２００は、制御装置１００に対して、操向ハンドル１２の操作量に対応しない、前輪２０の操舵を要求する。ＥＣＵは、マイクロコントローラ、或いはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）で構成されるプロセッサを備える。ＥＣＵは、プロセッサが処理するデータやプログラムを記憶するメモリや信号を送受信するトランシーバ回路等を備えてもよい。

上位制御部２００と制御装置１００とは、例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）バスにより接続される。この構成では、上位制御部２００は、ＣＡＮバスを通じて制御装置１００に信号を送出可能であればよく、制御装置１００と上位制御部２００とが１対１で直接、接続される構成に限定されない。

上位制御部２００は、例えば、先進的運転支援システム（ＡＤＡＳ：Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｅｒ－Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ）を構成する装置である。
上位制御部２００の機能としては、例えば、運転者による操向ハンドル１２の操舵に、操舵角を加算する操舵支援機能が挙げられる。より詳細には、車両が走行中に道路の車線から逸脱しないように操舵を行う車線逸脱防止（ＲＤＭ：Ｒｏａｄ Ｄｅｐａｒｔｕｒｅ Ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ）機能、車両の直進走行を支援する直進支援（ＳＤＡ：Ｓｔｒａｉｇｈｔ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ａｓｓｉｓｔ）機能、走行中の車両の姿勢を安定させるモーションアダプティブ（Ｍｏｔｉｏｎ Ａｄａｐｔｉｖｅ）機能を有するシステムである。上位制御部２００は、操向ハンドル１２の操作を伴わずに操舵を行うシステムであってもよい。具体的には、車線変更の動作を自動的に実行する自動車線変更（ＡＬＣ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｌａｎｅ Ｃｈａｎｇｅ）機能、車両が車線の中央付近を走行する状態を維持する車線維持支援（ＬＫＡ：Ｌａｎｅ Ｋｅｅｐ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）機能、車両の加減速と操舵を自動的に行う自動運転（ＡＤ：Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｄｒｉｖｅ）機能が挙げられる。ＡＤ機能は、例えば、運転者が操向ハンドル１２から手を離している、いわゆるハンズオフ状態で車両を制御する機能である。また、ＡＤ機能は、運転者が操向ハンドル１２に手を触れている、いわゆるハンズオン状態であることを条件に車両を制御する機能であってもよい。また、上位制御部２００の機能として、所定の駐車位置に車両を移動させる自動駐車システム（ＡＰＳ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐａｒｋｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）が挙げられる。また、上位制御部２００の機能として、衝突回避のために操舵を行う緊急操舵（ＡＥＳ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）機能、側面衝突緩和（ＳＣＭ：Ｓｉｄｅ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ）機能が挙げられる。また、上位制御部２００の機能として、運転者の身体状態を検知して緊急的に車両を停止させるＭＥＳ（Ｍｅｄｉｃａｌ Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ Ｓｔｏｐ）機能、運転者の状態を監視して、運転者に警告を与えるために操舵を行うドライバーモニタ（ＤＡＭ：Ｄｒｉｖｅｒ Ａｔｔｅｎｔｉｏｎ Ｍｏｎｉｔｏｒ）機能が挙げられる。

上位制御部２００は、例えば、上記に列挙した機能のうち１または複数の機能を有する装置として構成される。図１に示した第１上位制御部２０１、第２上位制御部２０２、及び、第３上位制御部２０３は、上述した１または複数の機能を有するＥＣＵであり、その機能に関連する信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を送信する。信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、電動パワーステアリング装置１０によって操舵を行うことを要求する信号である。制御装置１００は、信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３に基づき、モータ２２を制御し、操舵を行う。信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、要求信号の一例に対応する。

［２．制御装置の構成］
図２は、制御装置１００の構成を示す図である。
制御装置１００は、調停部１０２、及び、制御部１０４を備える。調停部１０２、及び、制御部１０４は、それぞれ独立したＥＣＵで構成されてもよいし、調停部１０２と制御部１０４とが統合されたＥＣＵによって制御装置１００を構成してもよい。

信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は調停部１０２に入力される。調停部１０２は、優先度マップ１１２を有する。優先度マップ１１２は、信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の実行順序の優先度を定める情報を含む。優先度マップ１１２は、優先度指定情報の一例に対応する。調停部１０２は、優先度マップ１１２に従って、信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の調停を実行し、調停済みの特定信号Ｓ１１を制御部１０４に送信する。

制御部１０４は、トルクセンサ２８から入力される操舵トルクＴｒ、及び、操舵角センサ３２から入力される操舵角θｓに基づき、特定信号Ｓ１１により指示された処理を実行し、モータ２２を制御する。制御部１０４は、モータ２２に直接接続されていなくてもよい。例えば、制御部１０４は、モータ２２に電力を供給する不図示のインバータを制御する構成であってもよい。

制御部１０４は、優先度マップ１１４を有する。優先度マップ１１４は、特定信号Ｓ１１の実行順序の優先度を定める情報を含む。優先度マップ１１４は、優先度マップ１１２と同じ情報であってもよいし、異なる情報であってもよい。制御部１０４は、特定信号Ｓ１１が示す要求が競合する場合、優先度マップ１１４が定める優先度に従って、要求に応じた処理を実行する。

［３．制御装置の動作］
制御装置１００の動作の詳細について、具体例を挙げて説明する。
図３は、制御装置１００による処理の例を示す説明図である。
図３には、第１上位制御部２０１の具体例として運転支援装置２１１を示し、第２上位制御部２０２の具体例として駐車支援装置２１２を示し、第３上位制御部２０３の具体例として乗員監視装置２１３を示す。

運転支援装置２１１、駐車支援装置２１２、乗員監視装置２１３が送信する信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、要求値と、要求値の属性とを含む。要求値の属性は、例えば、要求値の種類と、要求に関連する機能とを含む。

運転支援装置２１１は、ハンズオフ状態におけるＡＤ機能、ＡＥＳ機能、ＭＥＳ機能、及び、ＳＤＡ機能を有する。この構成において、信号Ｓ１に含まれる要求値の種類は、目標操舵角、振動要求、振動方向、付加トルクである。要求値は、制御装置１００に対して運転支援装置２１１が要求する電動パワーステアリング装置１０の動作量を示す。目標操舵角は、モータ２２によって操舵する角度であり、操舵角センサ３２が検出する操舵角である。例えば、要求値「目標操舵角（ＡＤ）」は、ＡＤ機能が指定する操舵角の値であり、この値を目標としてモータ２２を駆動することを制御部１０４に対して要求する信号である。
同様に、信号Ｓ１に含まれる「目標操舵角（ＡＥＳ）」は、ＡＥＳ機能が要求する要求値である、「目標操舵角（ＭＥＳ）」はＭＥＳ機能が要求する要求値である。「付加トルク（ＳＤＡ）」はＳＤＡ機能の要求値である。
信号Ｓ１の要求値の属性は、要求値の種類が目標操舵角、付加トルク、振動要求、或いは振動方向であることを示す情報を含む。また、信号Ｓ１の要求値の属性は、要求値に関連する機能がＡＤ機能、ＡＥＳ機能、ＭＥＳ機能、或いは、ＳＤＡ機能であることを示す情報である。

振動は、モータ２２によって出力軸２２ａの回転方向を断続的に切り替えることによって操向ハンドル１２に振動を発生させる機能である。例えば、運転支援装置２１１が、ドライバーモニタ機能によって運転者が運転に集中していないと判定した場合に、振動を要求する信号Ｓ１を送信する。振動要求は、制御部１０４に振動機能の実行を要求する制御信号である。振動方向は、振動機能の開始時に出力軸２２ａを動かす方向を指定する要求値であり、運転者から見た操向ハンドル１２の回動方向として、ＣＷ（時計回り）、及び、ＣＣＷ（反時計回り）のいずれかが指定される。制御部１０４は、モータ２２によって複数種類のパターンで振動を発生させることが可能であってもよい。この場合、信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が、振動のパターンを指定する要求値を含んでもよい。

運転支援装置２１１は、ＡＤ機能、ＡＥＳ機能、及び、ＭＥＳ機能のそれぞれが要求するタイミングで信号Ｓ１を送信する。このため、運転支援装置２１１が信号Ｓ１を送信するタイミング、及び、信号Ｓ１に含まれる要求の種類は、運転支援装置２１１の機能の実行状態によって異なる。

駐車支援装置２１２は、自動駐車システム（ＡＰＳ）である。駐車支援装置２１２は、指定された駐車位置に車両を駐車させる処理において、制御装置１００に操舵を要求し、目標操舵角を指定する。信号Ｓ２は、ＡＰＳの要求値として「目標操舵角（ＡＰＳ）」を含む。本実施形態の自動駐車システムの機能は、運転者が操向ハンドル１２に触れていないことを条件として実行される。要求値の属性は、要求値の種類が目標操舵角であることを示す情報、及び、要求値に関連する機能がＡＰＳ機能であることを示す情報である。

乗員監視装置２１３は、ドライバーモニタ（ＤＡＭ）機能を有する。乗員監視装置２１３は、運転者への報知が必要な場合に、振動要求、及び、振動方向を信号Ｓ３として送信する。要求値の属性は、要求値の種類が振動要求または振動方向であることを示す情報である。信号Ｓ３は、要求値の属性として、要求値に関連する機能がＤＡＭ機能であることを示す情報を含んでも良いが、ここでは省略する。

調停部１０２は信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の調停処理を行う。調停処理は、上位制御部２００から制御装置１００に対して競合する要求が行われた場合に、競合を解消する処理である。競合とは、具体的には、（１）信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のいずれかに従って制御装置１００がモータ２２の制御を実行している間に実行中の制御と同じ種類の制御が要求されること、（２）信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のいずれかに従って制御装置１００がモータ２２の制御を開始する前に、実行しようとする制御と同じ種類の制御が要求されること、を含む。同じ信号が競合する可能性があり、例えば、運転支援装置２１１が送信する１回目の信号Ｓ１と、２回目の信号Ｓ１とが競合することもある。

調停部１０２は、信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を、制御部１０４が受信可能な、規格化された特定信号Ｓ１１に変換する。本実施形態では、特定信号Ｓ１１は、要求値と、要求値の種類と、要求値の機能安全性レベルとを含む。要求値の種類および要求値の機能安全性レベルは、要求値の属性の一例であり。機能安全性レベルは、安全性要求レベルと言うこともできる。機能安全性レベルの具体例としては、ＩＥＣ６１５０８で定義されるＳＩＬ（Ｓａｆｅｔｙ Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ Ｌｅｖｅｌ）、及び、ＩＳＯ２６２６２で定義されるＡＳＩＬ（自動車安全水準： Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｓａｆｅｔｙ Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ Ｌｅｖｅｌ）が挙げられる。本実施形態では、ＡＳＩＬを採用した例を説明する。本実施形態の特定信号Ｓ１１は、要求値、要求値の種類、及び、要求値のＡＳＩＬのランクであるＡＳＩＬ－Ａ、ＡＳＩＬ－Ｂ、ＡＳＩＬ－Ｃ、ＡＳＩＬ－Ｄを含む。特定信号Ｓ１１は、特定の態様で要求値の種類及び要求値の属性を含む信号である。

調停部１０２は、信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が競合する場合に、競合する信号が示す要求値の属性に基づき優先度を判定する。優先度の判定に用いる要求値の属性は、要求値の堅牢度が挙げられる。堅牢度とは、要求値の信頼性ということができ、例えば、機能安全性レベルが挙げられる。本実施形態では、堅牢度の属性としてＡＳＩＬランクを用いる。調停部１０２は、信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３に含まれる要求値の属性のうち、要求値に関連する機能を示す情報に対応するＡＳＩＬランクを付与する。例えば、ＡＤやＡＰＳ等のハンズオフで実行される機能、ＡＥＳ機能、ＭＥＳ機能にはＡＳＩＬ－Ｄが対応付けられ、ハンズオン機能にはＡＳＩＬ－Ｂが対応付けられ、振動要求及び振動方向はＡＳＩＬの対象外とされる。

図４は、優先度マップ１１２の例を示す模式図である。
優先度マップ１１２は、要求値の種類と要求値のＡＳＩＬランクに基づき、要求値の優先度を定める。図４に示す優先度マップ１１２は、２つの要求値を比較した場合に、優先される要求値を指定する形態であるが、例えば、３以上の要求値について優先度の順位を定める情報であってもよい。優先度マップ１１２は、同一の種類の要求値についてはＡＳＩＬランクが高い側の要求値が優先されることを定める。また、優先度マップ１１２は、要求値の種類に関して、目標操舵角、付加トルク、振動の順に優先度が低くなることを定める。例えば、目標操舵角は、ＡＳＩＬランクに関わらず付加トルクより優先される。同一の種類の要求値は、ＡＳＩＬ－Ｄの要求値はＡＳＩＬ－Ｂの要求値より優先される。振動は、目標操舵角の要求値に基づく制御部１０４の動作、及び、付加トルクの要求値に基づく制御部１０４の動作と並列的に実行可能である。

優先度マップ１１２の優先度は、上述した限りではない。例えば、基本的な優先度を上記の通りとし、例外を設けることが可能である。具体的には、優先度マップ１１２において、ＡＳＩＬ－Ｄの付加トルクの要求値が、ＡＳＩＬ－Ｂの目標操舵角より優先度が高い設定とすることができる。このように、本実施形態では優先度マップ１１２を利用して要求値の優先度を定めるので、基本的な優先度のルールに適合しない優先度を設定することも可能である。優先度マップ１１４についても同様である。
なお、優先度を定めるルールとして、要求値の種類よりもＡＳＩＬランクを優先するルールとすることも勿論可能である。

ここで、要求値の堅牢度として、制御装置１００に要求値が入力される通信経路の堅牢度を利用してもよい。例えば、上位制御部２００と制御装置１００とがＣＡＮバスにより接続される場合、メッセージ認証コード（ＭＡＣ：Ｍｅｓｓａｇｅ Ａｕｔｈｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ）を利用する通信経路で制御装置１００に送信された要求値の優先度を、ＭＡＣを利用せずに送信された要求値より高くしてもよい。

また、本実施形態では、制御部１０４が有する優先度マップ１１４は、優先度マップ１１２と同一の情報である。

図５は、制御装置１００の動作を示すフローチャートであり、特に、調停部１０２の動作を示す。

調停部１０２は、上位制御部２００から信号を受信し（ステップＳＴ１）、受信した信号が他の信号と競合するか否かを判定する（ステップＳＴ２）。ステップＳＴ２では、例えば、ステップＳＴ１で受信した信号の要求値と、ステップＳＴ１以前に受信済みの信号の要求値とが競合するか否かを判定する。また、調停部１０２は、ステップＳＴ１で複数の信号を短い時間差で受信した場合、これら複数の信号の要求値が競合するか否かを判定する。

競合すると判定した場合（ステップＳＴ２；ＹＥＳ）、調停部１０２は、調停処理を開始する（ステップＳＴ３）。調停処理において、調停部１０２は、競合する信号が示す要求値の機能安全性レベルを判定する（ステップＳＴ４）。調停部１０２は、競合する要求値の種類および機能安全性レベルに基づき、優先度マップ１１２に従って、優先度を判定する（ステップＳＴ５）。調停部１０２は、優先度の高い要求値を選択する（ステップＳＴ６）。

調停部１０２は、選択した要求値と、選択した要求値の種類と、ステップＳＴ４で判定した機能安全性レベルとを含む特定信号Ｓ１１を生成し（ステップＳＴ７）、制御部１０４に特定信号Ｓ１１を送信する（ステップＳＴ８）。
また、調停部１０２は、ステップＳＴ１で受信した信号が競合しないと判定した場合（ステップＳＴ２；ＮＯ）、ステップＳＴ７に移行して処理を実行する。

制御部１０４は、調停部１０２が送信する特定信号Ｓ１１に基づき、モータ２２を制御する。また、制御部１０４は、特定信号Ｓ１１の競合が発生した場合に優先度マップ１１４に基づき調停を行う機能を有する。

図６は、制御装置１００の動作を示すフローチャートであり、特に、制御部１０４の動作を示す。
制御部１０４は、特定信号Ｓ１１を受信して（ステップＳＴ１１）、受信した特定信号Ｓ１１の要求値が、実行中の制御と競合するか否かを判定する（ステップＳＴ１２）。競合しないと判定した場合（ステップＳＴ１２；ＮＯ）、制御部１０４は、ステップＳＴ１１で受信した特定信号Ｓ１１に従ってモータ２２の制御を行う（ステップＳＴ１３）。

競合すると判定した場合（ステップＳＴ１２；ＹＥＳ）、制御部１０４は、優先度マップ１１４に基づき要求値の優先度を判定する（ステップＳＴ１４）。制御部１０４は、優先度の高い要求値を選択する（ステップＳＴ１５）。制御部１０４は、選択した要求値に従って、制御を実行する（ステップＳＴ１３）。

このように、制御部１０４には、調停部１０２が調停を行って生成する特定信号Ｓ１１が入力される。特定信号Ｓ１１に含まれる要求値は予め指定されている。調停部１０２は信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３に基づき、制御部１０４の規定に適合する要求値、及び、要求値の属性を含む特定信号Ｓ１１を生成する。このため、制御部１０４は、特定信号Ｓ１１に含まれる要求値に対応していればよい。

図３には、特定信号Ｓ１１に含むことが可能な要求値として、操舵角制御モード、目標操舵角、付加トルク、トルク上限値、振動モード、及び、振動方向を例示する。この例では、操舵角制御モード、目標操舵角、付加トルク、及び、トルク上限値は、ＡＳＩＬ－ＤまたはＡＳＩＬ－Ｂの要求値である。つまり、制御部１０４は、操舵角制御モード、目標操舵角、付加トルク、トルク上限値、振動モード、及び、振動方向の要求値に基づきモータ２２を制御する機能を有していればよい。また、制御部１０４は、要求値の属性として、ＡＳＩＬ－Ｄ、ＡＳＩＬ－Ｃ、ＡＳＩＬ－Ｂ、ＡＳＩＬ－Ａ、及び、ＱＭの５段階の要求値を区別できればよい。

例えば、上位制御部２００が、上記に列挙した機能とは異なる、新しい機能を有する装置である場合は、調停部１０２が、新しい装置が出力する要求値に基づき特定信号Ｓ１１を生成する機能を実装すればよい。この場合、制御部１０４の設計を変更することなく、車両に新しい機能を搭載することができる。

特定信号Ｓ１１に付加トルクを含むことが可能な構成としたことも特徴である。付加トルクは、例えば、ＳＤＡ機能、車線逸脱防止（ＲＤＭ）機能、モーションアダプティブ機能の要求値である。これらの機能の要求値を、電動パワーステアリング装置１０の操舵角とすることも可能であるが、操舵角の要求値は機能安全性レベルが高い要求値となる可能性がある。これに対し、操舵角の加算を指示する付加トルクは、ハンズオンの状態を前提とする場合、特に、付加するトルクの値を一定値未満に制限されることを前提とする場合には、機能安全性レベルを低くすることができる。従って、制御部１０４によって付加トルクの要求値に対応する制御を可能とすることで、制御装置１００が機能安全性レベルの高い制御を行う機会を減少させることができる。この構成は、例えば、上位制御部２００が、直進支援（ＳＤＡ）機能、車線逸脱防止（ＲＤＭ）機能、及び、モーションアダプティブ機能の要求値を、操舵角の要求値から付加トルクの要求値への変換を行うことで実現可能である。また、調停部１０２が、特定信号Ｓ１１を生成する際に、操舵角の要求値から付加トルクの要求値への変換を行う構成としてもよい。

［４．他の実施形態］
上記実施形態は本発明を適用した一具体例を示すものであり、発明が適用される形態を限定するものではない。

上記実施形態では、信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の調停を調停部１０２が実行する構成を説明したが、上位制御部２００が調停を実行した上で信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を生成し、制御装置１００に送信してもよい。例えば、上位制御部２００は、機能安全性レベルが高い要求値（例えばＡＳＩＬ－Ｄの要求値）を制御装置１００に送信する場合、上位制御部２００において調停を行った上で、調停済みの信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を制御装置１００に送信してもよい。この場合、第１上位制御部２０１、第２上位制御部２０２及び第３上位制御部２０３が相互にＣＡＮバスを通じて通信を実行し、調停された順序およびタイミングで、制御装置１００が信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を受信できる構成としてもよい。機能安全性レベルの高い処理を実行する上位制御部２００は、高い機能安全性レベルに対応する信頼性を有している。このような上位制御部２００を利用して調停を実行することによって、調停部１０２に対する信頼性の要求を緩和することができ、制御装置１００をより容易に実現できる。

上記実施形態では、車両の前輪２０を転舵する電動パワーステアリング装置１０の制御を行う構成を説明したが、これは一例である。本発明により制御されるパワーステアリング装置は、車輪を転舵させることにより車両姿勢を維持および変更するものであればよい。例えば、車両の前輪２０と後輪を含む４輪を転舵させる装置であってもよいし、後輪のみを転舵させる装置であってもよい。

制御装置１００は、調停部１０２、及び、制御部１０４に加えて１または複数の制御装置を備える構成であってもよい。また、制御装置１００は、トルクセンサ２８及び操舵角センサ３２に加え、その他のセンサの検出値に基づき電動パワーステアリング装置１０を制御する構成であってもよい。また、制御装置１００は、調停部１０２及び制御部１０４に相当するハードウェアを備える構成に限らず、プロセッサによってプログラムを実行することにより、調停部１０２と制御部１０４の機能を実現する構成であってもよい。

［５．上記実施形態によりサポートされる構成］
上記実施形態は、以下の構成の具体例である。

（第１項）操舵トルクを発生するモータを備え、車両のステアリング機構に操舵力を付与する電動パワーステアリング装置を制御する制御装置であって、前記モータの動作に関する要求値を示す信号であって、特定の種類の要求値、及び、要求値の属性を含む特定信号を受信し、受信した前記特定信号が示す要求値に基づき前記モータを制御する制御部と、を備える、制御装置。
第１項の制御装置によれば、制御部は特定の種類の要求値を処理することが可能であればよい。このため、制御装置を、車両の操舵を伴う新しい機能に対応させる場合に、モータを制御する制御部の設計を大幅に変更する必要がない。従って、電動パワーステアリング装置の制御に関する設計工数を削減できる。

（第２項）前記制御装置の外部の装置が送信する要求信号を受信する調停部を備え、前記調停部は、前記外部の装置が送信する要求信号を調停することによって前記特定信号を生成し、生成した前記特定信号を前記制御部に送信する、第１項記載の制御装置。
第２項の制御装置によれば、モータを制御する制御部とは別に、制御装置に対して送信された要求信号を調停する調停部を備えるので、制御部は調停済みの特定信号を処理すればよい。このため、車両の操舵を伴う新しい機能が追加される場合等に、制御部の設計変更を小規模な変更に抑えることができ、電動パワーステアリング装置の制御に関する設計工数を削減できる。

（第３項）前記制御装置の外部の装置が調停を行って送信する前記要求信号を受信する、第２項記載の制御装置。
第３項の制御装置によれば、制御装置が、調停済みの要求値を受信して処理することが可能となる。例えば、機能安全性レベルの高い要求値を含む要求信号を制御装置が調停する必要がある場合、制御装置には高い信頼性が要求される。これに対し、機能安全性レベルの高い処理を実行する上位装置が、調停済みの要求信号を送信する構成とすれば、制御装置に対する信頼性の要求を緩和できる。このため、制御装置の設計に要する設計工数を削減できる。

（第４項）前記特定信号の優先度を定める優先度指定情報を有し、前記制御部は、前記優先度指定情報が定める優先度に従って、前記特定信号が示す要求値に基づき前記モータを制御する、第１項から第３項のいずれか１項に記載の制御装置。
第４項の制御装置によれば、複雑な調停処理を行わずに、特定信号が示す要求値に基づいてモータの制御を実行できる。

（第５項）前記優先度指定情報は、前記特定信号が示す要求値の属性と、前記特定信号が示す要求値の処理の優先度とを対応付ける情報であり、前記制御部は、前記優先度指定情報が定める優先度に従って、前記特定信号が示す要求値に基づき前記モータを制御する、第４項記載の制御装置。
第５項の制御装置によれば、要求値の属性を利用することによって、容易に要求値の優先度を判断し、モータの制御を実行できる。

（第６項）前記特定信号が示す要求値の属性は、前記特定信号が示す要求値の種類、及び、前記特定信号が示す要求値の機能安全性レベルの少なくともいずれかを含む、第５項記載の制御装置。
第６項の制御装置によれば、要求値の種類や機能安全性レベルに基づき、車両の操舵に関して要求される信頼度を維持するように優先度を定めることができる。これにより、操舵に関して要求される信頼度を満たす設計を、少ない設計工数で実現できる。

（第７項）前記特定信号が示す要求値の属性は、前記特定信号が示す要求値の機能安全性レベルを含み、前記優先度指定情報は、機能安全性レベルが異なる前記特定信号については機能安全性レベルが高い前記特定信号に基づく処理が優先して実行され、機能安全性レベルが等しい前記特定信号については要求値が大きい前記特定信号に基づく処理が優先して実行されるよう定める情報である、第５項または第６項記載の制御装置。
第７項の制御装置によれば、機能安全性レベルが高い要求値に基づく制御が優先して実行される。このため、車両の操舵に関して要求される信頼度を満たす設計を、少ない設計工数で実現できる。

（第８項）前記ステアリング機構は操舵ハンドルを備え、前記特定信号に含まれる要求値は、前記操舵ハンドルの操作量に応じて前記モータを動作させる場合に、前記操舵ハンドルの操作量に付加する付加トルクを示す値である、第１項から第７項のいずれか１項に記載の制御装置。
第８項の制御装置によれば、付加トルクの要求値に基づきモータを制御できるので、制御部における処理の負荷を軽減できる。

（第９項）操舵トルクを発生するモータを備え、車両のステアリング機構に操舵力を付与する電動パワーステアリング装置の制御方法であって、前記モータを制御する制御装置に、前記モータの動作に関する要求値を示す信号であって、特定の種類の要求値、及び、要求値の属性を含む特定信号を入力し、前記制御装置によって、前記特定信号が示す要求値に基づき前記モータを制御する、電動パワーステアリング装置の制御方法。
第９項の電動パワーステアリング装置の制御方法によれば、制御装置が、特定の種類の要求値に基づきモータを制御する。このため、制御装置を、車両の操舵を伴う新しい機能に対応させる場合に、モータの制御に関する設計を大幅に変更する必要がない。従って、電動パワーステアリング装置の制御に関する設計工数を削減できる。

１０…電動パワーステアリング装置、１２…操向ハンドル、２０…前輪、２２…モータ、２２ａ…出力軸、２８…トルクセンサ、３２…操舵角センサ、１００…制御装置、１０２…調停部、１０４…制御部、１１２、１１４…優先度マップ（優先度指定情報）、２００…上位制御部、２０１…第１上位制御部、２０２…第２上位制御部、２０３…第３上位制御部、２１１…運転支援装置、２１２…駐車支援装置、２１３…乗員監視装置、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３…信号（要求信号）、Ｓ１１…特定信号。

Claims (8)

1. 操舵トルクを発生するモータを備え、車両のステアリング機構に操舵力を付与する電動パワーステアリング装置を制御する制御装置であって、
   前記制御装置の外部の装置が送信する要求信号を受信する調停部と、
   前記モータの動作に関する要求値を示す信号であって、規格化された特定信号を受信し、受信した前記特定信号が示す要求値に基づき前記モータを制御する制御部と、
   を備え、
   前記調停部は、前記モータの動作に関する要求値および前記要求値の属性を含む前記要求信号を受信し、前記要求信号に含まれる前記要求値、前記要求値の属性、及び、前記要求値の機能安全性レベルを含む前記特定信号を生成し、生成した前記特定信号を前記制御部に出力し、
   前記調停部は、複数の前記外部の装置から前記要求信号を入力可能であり、前記要求値の種類または前記要求値の種類の組合せが異なる複数の前記要求信号から、前記特定信号を生成可能であり、
   前記制御部は、付加トルクの前記要求値を含む前記特定信号を受信した場合に、付加トルクの前記要求値に従って前記モータを制御し、
   前記調停部は、目標操舵角の前記要求値を含む前記要求信号を受信した場合に、目標操舵角の前記要求値を、目標操舵角の前記要求値よりも機能安全性レベルの低い付加トルクの前記要求値へ変換し、付加トルクの前記要求値を含む前記特定信号を生成する機能を有する、制御装置。
2. 前記調停部は、前記外部の装置が送信する要求信号を調停することによって前記特定信号を生成する、請求項１記載の制御装置。
3. 前記制御装置の外部の装置が調停を行って送信する前記要求信号を受信する、請求項２記載の制御装置。
4. 前記制御部は、前記特定信号の優先度を定める優先度指定情報を有し、
   前記調停部は、前記要求信号の優先度を示すランクを含む前記特定信号を生成し、
   前記制御部は、前記特定信号に含まれるランクと前記優先度指定情報が定める優先度とに従って、前記特定信号が示す要求値に基づき前記モータを制御する、請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。
5. 前記調停部は、前記ランクとして前記要求値の機能安全性レベルを含む前記特定信号を生成し、
   前記優先度指定情報は、前記特定信号の機能安全性レベルと、前記特定信号が示す要求値の処理の優先度とを対応付ける情報であり、
   前記制御部は、前記優先度指定情報が定める優先度に従って、前記特定信号が示す要求値に基づき前記モータを制御する、請求項４記載の制御装置。
6. 前記優先度指定情報は、
   機能安全性レベルが異なる前記特定信号については機能安全性レベルが高い前記特定信号に基づく処理が優先して実行され、
   機能安全性レベルが等しい前記特定信号については要求値が大きい前記特定信号に基づく処理が優先して実行されるよう定める情報である、請求項５記載の制御装置。
7. 前記ステアリング機構は操舵ハンドルを備え、
   前記特定信号に含まれる要求値は、前記操舵ハンドルの操作量に応じて前記モータを動作させる場合に、前記操舵ハンドルの操作量に付加する付加トルクを示す値である、請求項１から６のいずれか１項に記載の制御装置。
8. 操舵トルクを発生するモータを備え、車両のステアリング機構に操舵力を付与する電動パワーステアリング装置を制御装置によって制御するための制御方法であって、
   調停部によって、
   前記モータの動作に関する要求値および前記要求値の属性を含む要求信号を、前記制御装置の外部の装置から受信し、
   前記要求信号に含まれる前記要求値、前記要求値の属性、及び、前記要求値の機能安全性レベルを含む信号であって、規格化された特定信号を生成し、
   生成した前記特定信号を出力し、
   前記調停部は、複数の前記外部の装置から前記要求信号を入力可能であり、前記要求値の種類または前記要求値の種類の組合せが異なる複数の前記要求信号から、前記特定信号を生成可能であり、目標操舵角の前記要求値を含む前記要求信号を受信した場合に、目標操舵角の前記要求値を、目標操舵角の前記要求値よりも機能安全性レベルの低い付加トルクの前記要求値へ変換し、付加トルクの前記要求値を含む前記特定信号を生成可能であり、
   前記モータを制御する制御部によって、
   前記調停部が出力する前記特定信号であって付加トルクの前記要求値を含む前記特定信号を、前記調停部から受信した場合に、付加トルクの前記要求値に基づき前記モータを制御する、電動パワーステアリング装置の制御方法。

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