電動パワーステアリング装置
【課題】電動パワーステアリング装置を制御する装置が有する記憶装置の不具合を診断する際の時間を短縮すること。
【解決手段】ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３は、電動パワーステアリング装置の制御に用いられる。ＲＯＭ１０２やＲＡＭ１０３は、電動パワーステアリング装置の制御に使用される情報を格納するとともに、複数のエリアに分割されている。複数のエリアは、電動パワーステアリング装置の制御における所定の処理単位毎に対応している。ＣＰＵ１０１は、前記処理単位を実行するタイミングで、複数のエリアのうち、これから実行する処理単位に対応するエリアを診断する。また、ＣＰＵ１０１は、前記処理単位を実行するタイミングでないときには、ＲＯＭ１０２やＲＡＭ１０３に対する診断を実行しない。
【解決手段】ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３は、電動パワーステアリング装置の制御に用いられる。ＲＯＭ１０２やＲＡＭ１０３は、電動パワーステアリング装置の制御に使用される情報を格納するとともに、複数のエリアに分割されている。複数のエリアは、電動パワーステアリング装置の制御における所定の処理単位毎に対応している。ＣＰＵ１０１は、前記処理単位を実行するタイミングで、複数のエリアのうち、これから実行する処理単位に対応するエリアを診断する。また、ＣＰＵ１０１は、前記処理単位を実行するタイミングでないときには、ＲＯＭ１０２やＲＡＭ１０３に対する診断を実行しない。
【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装置に関し、さらに詳しくは操舵制御を行うコンピュータが搭載する記憶装置の診断に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗用車やトラック等の車両の操舵力を軽減するため、電動機によって操舵を補助する、いわゆる電動パワーステアリング（ＥＰＳ：Electric Power Steering）装置がある。電動パワーステアリング装置は、電動機が発生する動力を、減速機を介してステアリングシャフト又はラック軸に付与するようになっている。電動パワーステアリング装置は、車両の操舵という役割を担うため、車両を構成する装置の中でも特に高い安全性、信頼性が要求される。このため、電動パワーステアリング装置を制御するコンピュータが有するＲＯＭ及びＲＡＭ等の一次記憶装置についても、不具合をいち早く検出できるように、随時不具合の診断を実行して一次記憶装置そのものや一次記憶装置に保持されている情報に不具合が発生していないかを診断している。
【０００３】
例えば、特許文献１には、電動パワーステアリング装置に用いる制御用コンピュータが有するＲＯＭの診断技術が開示されている。この技術は、ＲＯＭ領域を複数の所定数のビットからなるセルによって構成し、診断用期間毎に複数のセルのうち、一部のセルのデータの加算を行い、前回診断用期間に得られた一部のセルのデータの加算値に今回診断用期間に他の一部のセルのデータを加算して、ＲＯＭ領域のすべてのセルについてのデータの加算値が得られたとき、加算値の合計と規定値とを比較するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１３３６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示される技術では、ＲＯＭのすべての領域についてデータの加算が得られたときに、加算値の合計と規定値とを比較するため、ＲＯＭのすべての領域についてデータの加算を得るまでに時間を要してしまう。その結果、電動パワーステアリング装置の動作中においては、記憶装置の記憶領域やデータに発生した不具合の発見が遅れるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電動パワーステアリング装置を制御する装置が有する記憶装置の不具合を診断する際の時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、車両のステアリング機構に補助操舵力を付与する電動機を有し、前記ステアリング機構に対する操舵トルクと車速とを少なくとも用いて演算した操舵補助指令値に基づいて前記電動機を駆動制御する電動パワーステアリング装置において、当該電動パワーステアリング装置の制御に使用される情報を格納するとともに、前記電動パワーステアリング装置の制御における所定の処理単位毎に分割された複数のエリアを有する記憶装置と、前記電動パワーステアリング装置を制御するとともに、前記処理単位を実行するタイミングで、前記複数のエリアのうち、これから実行する処理単位に対応するエリアを診断し、前記処理単位を実行するタイミングでないときには前記記憶装置の診断を実行しない処理装置と、を含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置である。
【０００８】
本発明は、記憶装置の記憶領域を、電動パワーステアリング装置の制御における所定の処理単位毎に複数のエリアに分割し、電動パワーステアリング装置の制御における、ある処理単位を実行するタイミングに合わせて、これから実行しようとする処理単位に対応するエリアに不具合が発生したか否かを診断する。そして、電動パワーステアリング装置の制御において、処理単位を実行するタイミングでないときには、記憶装置に不具合が発生したか否かの診断を実行しない。
【０００９】
このように、これから実行しようとしている処理単位に対応する記憶装置のエリアについてのみ、不具合が発生したか否かが判定されるので、記憶装置のすべてのエリアが診断されるまで、これから実行しようとしている処理単位に対応する記憶装置のエリアの診断結果を待つ必要はない。また、これから実行しようとする処理単位に対応したエリアのみを診断するので、これから実行しようとする処理とは関係ないエリアを診断する必要はない。その結果、電動パワーステアリング装置を制御する装置が有する記憶装置の不具合を診断する際の時間を短縮できる。また、これから実行しようとする処理単位以外の処理単位に対応するエリアは診断しないので、処理装置の負荷を低減できる。
【００１０】
電動パワーステアリング装置の制御に使用される情報とは、例えば、電動パワーステアリング装置の制御に用いるコンピュータプログラムやデータ等である。また、処理単位は、電動パワーステアリング装置の制御において、入力された何らかの情報を加工処理して出力することを最低の単位とする。
【００１１】
本発明の望ましい態様としては、前記電動パワーステアリング装置において、前記処理装置は、前記診断手段が前記エリアに不具合が発生していると判定した場合、不具合が発生したエリアの処理単位に対応したバックアップ処理を実行することが好ましい。これによって、不具合があった場合でも、電動パワーステアリング装置の動作を継続させることができるので、電動パワーステアリング装置の安全性がより向上する。
【００１２】
本発明の望ましい態様としては、前記電動パワーステアリング装置において、前記バックアップ処理は、前記電動パワーステアリング装置を固定値で制御する処理であることが好ましい。このように、バックアップ処理として固定値で制御するので、簡単な処理で電動パワーステアリング装置の動作を継続させることができる。
【００１３】
本発明の望ましい態様としては、前記電動パワーステアリング装置において、前記処理装置は、前記バックアップ処理に不具合があると判定した場合、前記補助操舵力の付与を中止することが好ましい。このように、バックアップ処理に対応するエリアに不具合が発生した場合、そのような情報を用いないことによって、安全性を確保できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、電動パワーステアリング装置を制御する装置が有する記憶装置の不具合を診断する際の時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニットのハードウェア構成を示す模式図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニットの機能的な構成を示す機能ブロック図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニットが備える記憶装置の診断処理を実行するための機能構成図である。
【図５】図５は、電動パワーステアリング装置の制御の手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本実施形態に係るＲＯＭ及びＲＡＭの診断の処理手順例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本実施形態に係るＲＯＭ及びＲＡＭの診断の処理手順例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】
【００１６】
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
【００１７】
図１は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す図である。本実施形態に係る電動パワーステアリング装置は、電動パワーステアリング装置の制御に使用される情報を格納するとともに、電動パワーステアリング装置の制御における所定の処理単位毎に分割された複数のエリアを有する記憶装置と、電動パワーステアリング装置を制御するとともに、前記記憶装置に不具合が発生しているか否かを判定する処理装置とを有する。そして、処理装置は、電動パワーステアリング装置の制御において、処理単位を実行するタイミングで、複数のエリアのうち、これから実行しようとする処理単位に対応するエリアを診断する。また、処理装置は、電動パワーステアリング装置の制御において、処理単位を実行するタイミングでないときには記憶装置を診断しない。
【００１８】
電動パワーステアリング装置１００は、車両に搭載されて、前記車両の運転者によるハンドルホイール１の操作を補助するものである。ハンドルホイール１のコラム軸２は、減速ギヤ３、ユニバーサルジョイント４ａ、４ｂ、ラックアンドピニオン機構５を介して、操舵輪のタイロッド６に連結されている。コラム軸２には、ハンドルホイール１の操舵トルクＴを検出するトルクセンサ１０が設けられている。また、コラム軸２には減速ギヤ３が取り付けられている。減速ギヤ３は、電動機２０の発生するトルクを増加させてコラム軸２へ伝達する。このような構造によって、電動機２０が発生するトルクにより、ハンドルホイール１の操舵力が補助される。
【００１９】
本実施形態において、電動パワーステアリング装置１００は、コラム軸２に電動機２０のトルクを伝達するコラムアシスト型の装置であるが、電動パワーステアリング装置の形式はこれに限定されるものではない。例えば、電動パワーステアリング装置１００は、ピニオンアシスト型やラックアシスト型等であってもよい。
【００２０】
電動機２０は、例えば、ブラシレスモータやブラシモータである。電動パワーステアリング装置１００を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit、以下コントロールユニットという）３０には、自身に内蔵された電源リレー１３を介してバッテリ１４から電力が供給されるとともに、イグニッションスイッチ１１からイグニッション信号が送信される。また、コントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴと車速センサ１２で検出された車両速度（車速）Ｖとに基づいて、電動機２０の電流指令値を演算する。そして、コントロールユニット３０は、電動パワーステアリング装置１００を制御する装置（電動パワーステアリング装置の制御装置）である。コントロールユニット３０は、電動機２０供給される電流の値（電流検出値）と電流指令値とに基づいて、電動機２０の電流検出値が電流指令値に追従するように電動機２０を駆動制御する。
【００２１】
図２は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニットのハードウェア構成を示す模式図である。コントロールユニット３０は、図２に示すように、電源リレー１３と、制御用コンピュータ１１０と、電動機駆動回路１５と、電流検出回路１６と、位置検出回路１７等とを備えている。電動パワーステアリング装置１００の制御用コンピュータ１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）１０４、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１０５、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換器１０６、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）コントローラ１０７等を備え、これらがバスに接続されている。ＣＰＵ１０１は処理装置であり、ＲＯＭ１０２に格納された、電動パワーステアリング装置１００の制御用コンピュータプログラム（以下、制御プログラムという）を実行して、電動パワーステアリング装置１００を制御する。
【００２２】
ＲＯＭ１０２は制御プログラムや、ＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３を診断するための診断用コンピュータプログラム（以下、診断プログラムという）、あるいは電動パワーステアリング装置１００の制御や診断に用いるデータを格納する。また、ＲＡＭ１０３は、制御プログラムや診断プログラムを動作させるためのワークメモリとして使用される。ＥＥＰＲＯＭ１０４は、制御プログラムが入出力する制御データ等が格納されている。制御データは、コントロールユニット３０に電源が投入された後にＲＡＭ１０３に展開された制御用コンピュータプログラム上で使用され、所定のタイミングでＥＥＰＲＯＭ１０４に上書きされる。
【００２３】
ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、及びＥＥＰＲＯＭ１０４等は情報を格納する記憶装置であって、ＣＰＵ１０１が直接アクセスできる記憶装置（一次記憶装置）である。ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、及びＥＥＰＲＯＭ１０４等は、制御用コンピュータプログラム及び制御データが格納されているため、ＣＰＵ１０１によって不具合の有無の診断が実行される。このとき、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、及びＥＥＰＲＯＭ１０４のすべてを記憶装置として診断するように構成してもよいが、本実施形態では、記憶装置のうち、電動パワーステアリング装置１００の制御中において使用頻度が高いＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３を診断するものとする。
【００２４】
本実施形態における記憶装置の診断は、診断時間を短縮できるという効果が得られる。このため、本実施形態における記憶装置の診断を、電動パワーステアリング装置１００の制御中において使用頻度が高いＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３に対して使用することにより、診断時間を短縮して、これらへアクセスできるタイミングが制限されることを抑制できる。なお、ＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３以外の記憶装置（例えば、ＥＥＰＲＯＭ１０４）に対して本実施形態における記憶装置の診断を除外するものではない。
【００２５】
Ａ／Ｄ変換器１０６は、トルクセンサ１０からの操舵トルクＴ、電流検出回路１６からの電動機２０の電流検出値Ｉｍ、及び位置検出回路１７からの電動機の回転角θの信号等を入力し、ディジタル信号に変換する。インターフェース１０５は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワークに接続されている。インターフェース１０５は、車速センサ１２からの車速Ｖの信号（車速パルス）を受け付けるためのものである。
【００２６】
ＰＷＭコントローラ１０７は、電動機２０に対する電流指令値に基づいてＵＶＷ各相のＰＷＭ制御信号を出力する。電動機駆動回路１５は、インバータ回路等により構成され、ＰＷＭコントローラ１０７から出力された信号に基づいて電動機２０を駆動する。電流検出回路１６は、電動機２０に供給される電流の値（電流検出値）Ｉｍを検出してＡ／Ｄ変換器１０６に出力する。位置検出回路１７は、位置センサ２５（例えば、レゾルバ等）の出力信号を電動機の回転角θとして、Ａ／Ｄ変換器１０６に出力する。上記構成において、ＣＰＵ１０１が、ＲＯＭ１０２に格納された診断プログラムを実行することにより、診断部及び診断時期指定部として機能する。
【００２７】
図３は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニットの機能的な構成を示す機能ブロック図である。図３を用いて、電動パワーステアリング装置１００の制御を説明する。図３に示すように、コントロールユニット３０には、トルク制御部３０ａ、電流制御部３０ｂ、トルク補償部３０ｃが設けられている。
【００２８】
トルク制御部３０ａは、アシスト量演算部１１１、トルク微分器１１２及び位相補償部１１３を備える。アシスト量演算部１１１は、アシストマップを参照することで、今回の操舵トルクＴｒ及び車速Ｖに対応したアシストトルクＴｍを算出する。なお、アシスト量演算部１１１は、車速Ｖが低速の場合は図１に示すハンドルホイール１の操作が軽くなり、車速Ｖが高速の場合はハンドルホイールの操作が重くなるようにアシストトルクＴｍを算出することができる。
【００２９】
トルク微分器１１２は、操舵トルクＴｒの微分値を算出し、アシストトルクＴｍに加算することで、ハンドルホイール１の中立点付近における制御の応答性を高めることができる。位相補償部１１３は、操舵トルクＴｒの急激な変動を補償し、制御の安定性を維持するための位相補償を実行する。なお、位相補償部１１３にロバスト安定化補償部を設け、トルク検出系に含まれる慣性要素及びばね要素からなる共振系の共振周波数でのピーク値を除去し、制御の応答性及び安定性を阻害する共振周波数の位相のずれを補償するようにしてもよい。
【００３０】
電流制御部３０ｂは、電流指令部１１４、減算器１３１、電流制御器１３２、デューティ演算器１３３、インバータ１３４及び電流センサ１３５を備える。電流指令部１１４は、トルク指令値Ｔｄに対応した電流指令値Ｉｄを算出する。減算器１３１は、電流指令部１１４が算出した電流指令値Ｉｄと、電流センサ１３５が検出した電流検出値Ｉｍとの偏差を算出する。電流制御器１３２は、電流指令値Ｉｄと電流検出値Ｉｍとの偏差が０に近づくように、比例制御と微分制御と積分制御とのうち少なくとも一つを実行する。
【００３１】
デューティ演算器１３３は、電流指令値Ｉｄに近づくように制御された電流Ｉｒが生成されるように、インバータ１３４のゲート駆動信号のデューティ比を演算する。インバータ１３４は、デューティ演算器１３３が演算したデューティ比にしたがってＰＷＭ制御された電流Ｉｒを電動機２０に出力する。電流センサ１３５は、電動機２０に流れる電流Ｉｒを検出する。
【００３２】
トルク補償部３０ｃは、電動機角速度推定部１２１、電動機角加速度推定部１２２、ヨーレート収れん性制御部１２３、電動機慣性補償部１２４、ＳＡＴ（ＳＡＴ：Self Aligning Torque）推定部１２５、摩擦補償部１２６、減算器１２７ａ、１２７ｂ及び加算器１２８ａ、１２８ｂを備える。電動機角速度推定部１２１は、電動機２０の回転角θに基づいて電動機２０の角速度ωを推定する。電動機角加速度推定部１２２は、電動機２０の角速度ωに基づいて電動機２０の角加速度αを推定する。
【００３３】
ヨーレート収れん性制御部１２３は、電動機２０の角速度ωに基づいて車両のヨーレートを推定し、ハンドルホイール１が振れ回る動作を制動することで、車両のヨーの収れん性を改善する。電動機慣性補償部１２４は、電動機２０の角加速度αに基づいて電動機２０の慣性力を推定し、電動機２０の慣性力を補償することで、制御の応答性を高める。ＳＡＴ推定部１２５は、操舵トルクＴｒ、アシストトルクＴｍ、電動機２０の角速度ω及び角加速度αに基づいてセルフアライニングトルクＴｓを推定し、そのセルフアライニングトルクＴｓを反力としてアシストトルクＴｍを補償することで、ハンドル操作に路面情報を反映させる。摩擦補償部１２６は、操舵トルクＴｒに基づいてハンドルホイール１の操舵の抵抗となるトルク（摩擦トルク）を推定し、摩擦トルクを補償することで、制御の応答性を高める。
【００３４】
減算器１２７ａは、摩擦補償部１２６からの出力（摩擦トルク）ＴｆからセルフアライニングトルクＴｓを減算する。減算器１２７ｂは、電動機慣性補償部１２４からの出力（慣性補償値）ＴｉからセルフアライニングトルクＴｓを減算する。加算器１２８ａは、ヨーレート収れん性制御部１２３からの出力Ｔｙに減算器１２７ｂからの出力を加算する。加算器１２８ｂは、位相補償部１１３が位相補償したアシストトルクＴｍに、トルク微分器１１２からの出力と加算器１２８ａからの出力とを加算する。
【００３５】
なお、図３のトルク制御部３０ａ、電流制御部３０ｂ、トルク補償部３０ｃのうちの電流指令部１１４、減算器１３１、電流制御器１３２及びデューティ演算器１３３は、図２に示す制御用コンピュータ１１０によって実現される。また、図３に示す電流制御部３０ｂのうちのインバータ１３４は、図２のＰＷＭコントローラ１０７及び電動機駆動回路１５によって実現される。さらに、図３に示す電流制御部３０ｂのうちの電流センサ１３５は、図２の電流検出回路１６によって実現される。
【００３６】
図２に示すトルクセンサ１０が検出した操舵トルクＴｒは、アシスト量演算部１１１、トルク微分器１１２及びＳＡＴ推定部１２５に入力されるとともに、図２の車速センサ１２が検出した車速Ｖは、アシスト量演算部１１１に入力される。また、位置センサ２５が検出した電動機２０の回転角θは、電動機角速度推定部１２１に入力される。そして、アシスト量演算部１１１は、操舵トルクＴｒ及び車速Ｖに基づいてアシストトルクＴｍを算出して、位相補償部１１３に出力する。位相補償部１１３は、アシストトルクＴｍを位相補償した後、その結果を加算器１２８ｂに出力する。また、操舵トルクＴｒがトルク微分器１１２に入力されると、トルク微分器１１２は、操舵トルクＴｒの微分値を算出して加算器１２８ｂに出力する。
【００３７】
電動機２０の回転角θが電動機角速度推定部１２１に入力されると、電動機角速度推定部１２１は、電動機２０の角速度ωを算出して、電動機角加速度推定部１２２、ヨーレート収れん性制御部１２３及びＳＡＴ推定部１２５に出力する。そして、電動機２０の角速度ωが電動機角加速度推定部１２２に入力されると、電動機角加速度推定部１２２は、電動機２０の角加速度αを算出して、電動機慣性補償部１２４及びＳＡＴ推定部１２５に出力する。電動機２０の角速度ωがヨーレート収れん性制御部１２３に入力されると、ヨーレート収れん性制御部１２３は、車両のヨーレートを推定し、車両のヨーを収れんさせるヨーレート補償値Ｔｙを加算器１２８ａに出力する。
【００３８】
電動機２０の角加速度αが電動機慣性補償部１２４に入力されると、電動機慣性補償部１２４は、電動機２０の慣性力を推定して、電動機２０の慣性力を補償する慣性補償値Ｔｉを減算器１２７ｂに出力する。さらに、操舵トルクＴｒ、アシストトルクＴｍ、電動機２０の角速度ω及び角加速度αがＳＡＴ推定部１２５に入力されると、ＳＡＴ推定部１２５は、セルフアライニングトルクＴｓを推定して減算器１２７ａに出力する。
【００３９】
なお、セルフアライニングトルクＴｓは、次の（１）式に示す運動方程式で求めることができる。
Ｊ・α＋Ｆｒ・ｓｉｎ（ω）＋Ｔｓ＝Ｔｍ＋Ｔｒ・・・（１）
この運動方程式において、ドライバがハンドルホイール１を操舵すると、操舵トルクＴｒが発生し、その操舵トルクＴｒにしたがって電動機２０がアシストトルクＴｍを発生する。その結果、車輪が転舵され、セルフアライニングトルクＴｓが反力として発生する。その際、電動機２０の慣性Ｊ及びステアリング機構に存在する摩擦（静摩擦）力Ｆｒによってハンドルホイール１の操舵の抵抗となるトルクが生じる。これらの力の釣り合いを考えると、（１）式の運動方程式が得られる。
【００４０】
ここで、（１）式の初期値を０としてラプラス変換し、Ｔｓについて解くと、次の（２）式に示すように、セルフアライニングトルクＴｓを求めることができる。なお、（ｓ）はラプラス演算子を意味する。
Ｔｓ（ｓ）＝Ｔｍ（ｓ）＋Ｔｒ（ｓ）−Ｊ・α（ｓ）−Ｆｒ・ｓｉｎ（ω（ｓ））・・・（２）
【００４１】
減算器１２７ａは、摩擦トルクＴｆからセルフアライニングトルクＴｓを減算し、その結果を減算器１２７ｂに出力する。減算器１２７ｂは、慣性補償値Ｔｉから減算器１２７ａの出力を減算し、その減算結果を加算器１２８ａに出力する。そして、加算器１２８ａは、減算器１２７ｂからの出力とヨーレート補償値Ｔｙとを加算し、加算器１２８ｂに出力する。加算器１２８は、位相補償部１１３が位相補償したアシストトルクＴｍとトルク微分器１１２からの出力と加算器１２８ａからの出力とを加算されることでトルク指令値Ｔｄを算出し、電流指令部１１４に出力する。
【００４２】
そして、電流指令部１１４は、トルク指令値Ｔｄに対応した電流指令値Ｉｄを算出し、減算器１３１に出力する。また、電流センサ１３５が検出した電流検出値Ｉｍは、減算器１３１に出力される。そして、減算器１３１は、電流指令値Ｉｄと電流検出値Ｉｍとの偏差を算出し、電流制御器１３２に出力する。また、電流制御器１３２は、電流指令値Ｉｄと電流検出値Ｉｍとの偏差が０に近づくように電流制御値を算出し、デューティ演算器１３３に出力する。デューティ演算器１３３は、電流制御器１３２から出力された電流制御値に基づいてパルス信号のデューティ比を演算し、インバータ１３４に出力する。そして、インバータ１３４は、デューティ演算器１３３が演算したデューティ比に基づいてＰＷＭ制御された電流Ｉｒを生成し、電動機２０に出力することで、トルク指令値Ｔｄに対応したトルクを電動機２０に発生させる。
【００４３】
図４は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニットが備える記憶装置の診断処理を実行するための機能構成図である。ＲＯＭ１０２は、情報を格納する記憶領域（ＲＯＭ記憶領域）１０２０を有している。ＲＯＭ記憶領域１０２０には、電動パワーステアリング装置１００の制御用コンピュータプログラムや診断用コンピュータプログラムが格納されている。本実施形態において、ＲＯＭ記憶領域１０２０は、複数のエリアＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ・・・に分割されている。
【００４４】
それぞれのエリアは、電動パワーステアリング装置の制御における所定の処理単位毎に分割され、それぞれのエリアに、前記処理単位を実現するためのコンピュータプログラムやデータ等が格納される。本実施形態では、電動パワーステアリング装置１００の制御に必要な機能（制御機能）毎に分割され、それぞれのエリアに、前記機能を実現するためのコンピュータプログラムやデータ等が格納される。なお、本実施形態においては、処理単位に、電動パワーステアリング装置１００の診断に必要な処理（診断処理）や機能（診断機能）を含めてもよい（以下同様）。例えば、エリアＡは診断機能、エリアＢはトルク微分機能、エリアＣは車速テーブル、エリアＤは位相補償機能、エリアＥは収れん補償機能、エリアＦは慣性補償機能、エリアＧはＳＡＴ推定機能、エリアＨは摩擦補償機能に対応する。ここで、エリアとは、ＲＯＭ記憶領域１０２０やＲＡＭ記憶領域１０３０において、複数の所定数のビットからなる領域である。
【００４５】
また、ＲＡＭ１０３は、情報を格納する記憶領域（ＲＡＭ記憶領域）１０３０を有している。ＲＡＭ記憶領域１０３０は、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２に格納されたコンピュータプログラムやデータを用いて電動パワーステアリング装置１００の制御等を実行する際のワーキングエリアとして使用される。本実施形態において、ＲＡＭ記憶領域１０３０は、複数のエリアａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ・・・に分割されている。本実施形態では、それぞれのエリアは、電動パワーステアリング装置１００の制御機能毎に分割される。そして、ＣＰＵ１０１が前記機能を実現するためのコンピュータプログラムやデータをＲＯＭ１０２から読み出して実行する際のワーキングエリアとして、それぞれのエリアが使用される。
【００４６】
ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納されている制御プログラムを読み込んで実行することにより、ＣＰＵ１０１内に制御部１０１０を実現する。また、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納されている診断プログラムを読み込んで実行することにより、ＣＰＵ１０１内に診断部１０１１及び診断時期指定部１０１２を実現する。ここで、制御部１０１０は、電動パワーステアリング装置１００を制御するものであり、トルク微分機能、位相補償機能、収れん補償機能等の制御機能を所定のタイミングで実行することにより、電動パワーステアリング装置１００に操舵の補助（操舵補助）を実現させる。
【００４７】
診断時期指定部１０１２は、電動パワーステアリング装置１００の制御において、制御部１０１０が制御機能を実行するタイミングで、診断部１０１１に、ＲＯＭ１０２のＲＯＭ記憶領域１０２０やＲＡＭ１０３のＲＡＭ記憶領域１０３０の分割された複数のエリアのうち、これから実行する制御機能に対応するエリアを診断させる。また、診断時期指定部１０１２は、制御部１０１０が制御機能を実行するタイミングでないときには、診断部１０１１に、ＲＯＭ１０２のＲＯＭ記憶領域１０２０やＲＡＭ１０３のＲＡＭ記憶領域１０３０の診断をさせない。
【００４８】
診断部１０１１は、診断時期指定部１０１２の指示に基づいて、ＲＯＭ１０２のＲＯＭ記憶領域１０２０やＲＡＭ１０３のＲＡＭ記憶領域１０３０の分割された複数のエリアのうち、電動パワーステアリング装置１００の制御でこれから実行しようとする制御機能に対応するエリアを診断する。診断部１０１１が実行する診断処理は、ＲＯＭ１０２については、例えば、ＳＵＭチェックやパリティチェック、ＳＵＭチェックとパリティチェックとを組み合わせたチェック等がある。また、ＲＡＭ１０３について診断部１０１１が実行する診断処理には、例えば、所定のデータを書き込んで、書き込んだデータを読み出し、読み出したデータが書き込んだ所定のデータと一致するかを判定するリード／ライトチェックがある。
【００４９】
図５は、電動パワーステアリング装置の制御の手順を示すフローチャートである。電動パワーステアリング装置１００を制御するにあたって、ステップＳ１において、コントロールユニット３０の制御用コンピュータ１１０を構成するＣＰＵ１０１は、イグニッション（ＩＧ）がＯＮであるか否かを判定する。イグニッションがＯＮであるか否かは、図１に示すイグニッションスイッチ１１から送信されるイグニッション信号の有無に基づいてＣＰＵ１０１が判定する。
【００５０】
ステップＳ１でＮｏと判定された場合、すなわち、ＣＰＵ１０１がイグニッションはＯＦＦであると判定した場合、ＣＰＵ１０１はイグニッションの監視を継続する。ステップＳ１でＹｅｓ判定された場合、すなわち、ＣＰＵ１０１がイグニッションはＯＮであると判定した場合、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納されている制御プログラムを読み込んで実行することにより、ＣＰＵ１０１内に制御部１０１０を実現して、電動パワーステアリング装置１００の制御機能を所定のタイミングで実行することにより、電動パワーステアリング装置１００を制御する。
【００５１】
電動パワーステアリング装置１００の制御において、本実施形態では、それぞれの制御機能を実行する前に、ＲＯＭ１０２のＲＯＭ記憶領域１０２０やＲＡＭ１０３のＲＡＭ記憶領域１０３０の診断が実行される。ステップＳ２において、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納されている診断プログラムを読み込んで実行することにより、ＣＰＵ１０１内に診断部１０１１及び診断時期指定部１０１２を実現して、ＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３を診断する。次に、この診断の手順を説明する。
【００５２】
図６、図７は、本実施形態に係るＲＯＭ及びＲＡＭの診断の処理手順例を示すフローチャートである。表１は、それぞれの制御機能と、制御機能実行周期、診断周期、不具合発生時の処理を示している。制御機能実行周期及び診断周期は、ｔ１、ｔ２、ｔ３の順に長くなる。図６は、トルク微分機能に対応するＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３のエリアを診断する処理手順例を示し、図７は、位相補償機能に対応するＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３のエリアを診断する処理手順例を示している。
【００５３】
次の説明では、トルク微分機能に対応するエリアの診断及び微分機能に対応するエリアの診断を説明するが、実際は、電動パワーステアリング装置１００の制御に用いられるすべての制御機能に対応するエリアの診断が、それぞれの制御機能が実行されるタイミング（より具体的にはそれぞれの制御機能が実行される前）に実行される。なお、図４に示す車速テーブルは、電動パワーステアリング装置１００の制御においてこれが参照されるタイミングに合わせて対応するエリアが診断される。
【００５４】
【表１】
【００５５】
ＲＯＭ１０１及びＲＡＭ１０３を診断するにあたり、ＣＰＵ１０１の診断時期指定部１０１２は、電動パワーステアリング装置１００の制御機能のうちどの制御機能が実行されるか否かを、電動パワーステアリング装置１００の制御における制御機能の処理順序にしたがって判定する。診断時期指定部１０１２が、例えば、トルク微分機能を実行するタイミングであると判定した場合、診断時期指定部１０１２は、ＣＰＵ１０１の診断部１０１１に対して、トルク微分機能に対応するＲＯＭ１０２のＲＯＭ記憶領域１０２０のエリア及びＲＡＭ１０３のＲＡＭ記憶領域１０３０のエリアを診断させる。このため、診断時期指定部１０１２は、トルク微分機能に対応するエリアの診断指令を診断部１０１１に送信する。
【００５６】
診断時期指定部１０１２からの診断指令を受診した診断部１０１１は、ステップＳ２１１において、トルク微分機能に対応するＲＯＭ記憶領域１０２０のエリア、すなわち、図４に示すエリアＢを診断する。次に、ステップＳ２１２へ進み、診断部１０１１は、トルク微分機能に対応するＲＡＭ記憶領域１０３０のエリア、すなわち、図４に示すエリアｂを診断する。なお、ＲＯＭ記憶領域１０２０とＲＡＭ記憶領域１０３０との診断順序は問わない。次に、ステップＳ２１３に進み、エリアＢ及びエリアｂの診断の結果、エリアＢ及びエリアｂの両方に不具合が発生していない、すなわち、両方が正常であると診断部１０１１が判定したら（ステップＳ２１３：Ｎｏ）、ステップＳ２１４に進む。
【００５７】
ステップＳ２１４において、診断部１０１１は、トルク微分機能は実行可能であるという診断結果を制御部１０１０へ送信する。これによって、図５に示すステップＳ２におけるＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３の診断が終了し、制御部１０１０は、ステップＳ３に進んでトルク微分機能を実行する。その後、ＳＴＡＲＴに戻り、制御部１０１０は、イグニッションがＯＦＦになるまで電動パワーステアリング装置１００の制御を実行する。
【００５８】
エリアＢ及びエリアｂの診断の結果、ステップＳ２１３において、エリアＢ及びエリアｂの少なくとも一方に不具合が発生したと診断部１０１１が判定したら（ステップＳ２１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ２１５に進む。ステップＳ２１５において、診断部１０１１は、バックアップ処理によりトルク微分機能を実行するという診断結果を制御部１０１０へ送信する。これによって、図５に示すステップＳ２におけるＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３の診断が終了し、制御部１０１０は、ステップＳ３に進んでバックアップ処理によってトルク微分機能を実行する。ここで、本実施形態において、バックアップ処理は、固定値によって電動パワーステアリング装置１００を制御する処理であり、例えば、トルク微分機能においては、図３に示すトルク微分器１１２の出力が固定値とされる。
【００５９】
それぞれの制御機能の固定値は、ＲＯＭ記憶領域１０２０の所定のエリアに格納されている。バックアップ処理によってトルク微分機能を実行するという診断結果を受信した制御部１０１０は、トルク微分機能の固定値をＲＯＭ記憶領域１０２０の所定のエリアから取得し、その固定値を用いて電動パワーステアリング装置１００を制御する。これによって、ＲＯＭ１０２のＲＯＭ記憶領域１０２０やＲＡＭ１０３のＲＡＭ記憶領域１０３０に不具合が発生した場合でも、電動パワーステアリング装置１００による操舵補助が継続されるので、安全性が向上する。バックアップ処理によってトルク微分機能が実現されたらＳＴＡＲＴに戻り、制御部１０１０は、イグニッションがＯＦＦになるまで電動パワーステアリング装置１００の制御を実行する。
【００６０】
ここで、本実施形態では、ＲＯＭ記憶領域１０２０又はＲＡＭ記憶領域１０３０のいずれか一方に不具合が発生したことが判明した時点でステップＳ２１３に進んでもよい。例えば、本実施形態では、ＲＯＭ記憶領域１０２０の方がＲＡＭ記憶領域１０３０よりも先に診断されるので、前者に不具合が発生したことが判明した時点で、後者の判定は実行せずに、不具合発生ステップ（ステップＳ２１３）に進んでもよい。このようにすれば、ＲＡＭ記憶領域１０３０の診断を実行しないでよいので、診断に要する時間を短縮できるとともに、ＣＰＵ１０１の処理負担が軽減できる。
【００６１】
診断時期指定部１０１２が、例えば、位相補償機能を実行するタイミングであると判定した場合、診断時期指定部１０１２は、ＣＰＵ１０１の診断部１０１１に対して、位相補償機能に対応するＲＯＭ１０２のＲＯＭ記憶領域１０２０のエリア及びＲＡＭ１０３のＲＡＭ記憶領域１０３０のエリアを診断させる。このため、診断時期指定部１０１２は、位相補償機能に対応するエリアの診断指令を診断部１０１１に送信する。ここで、表１から、位相補償機能の実行周期はｔ３であり、トルク微分機能の実行周期ｔ１よりも大きい。したがって、トルク微分機能が複数回実行される間に位相補償機能は１回実行される。このため、トルク微分機能に対応するエリアの診断が複数回実行される間に位相補償機能のエリアの診断は１回実行される。
【００６２】
診断時期指定部１０１２からの診断指令を受診した診断部１０１１は、ステップＳ２２１において、位相補償機能に対応するＲＯＭ記憶領域１０２０のエリア、すなわち、図４に示すエリアＤを診断する。次に、ステップＳ２２２へ進み、診断部１０１１は、位相補償機能に対応するＲＡＭ記憶領域１０３０のエリア、すなわち、図４に示すエリアｄを診断する。そして、ステップＳ２２３に進み、エリアＤ及びエリアｄの診断の結果、エリアＤ及びエリアｄの両方に不具合が発生していないと診断部１０１１が判定したら（ステップＳ２２３：Ｎｏ）、ステップＳ２２４に進む。ステップＳ２１４において、診断部１０１１は、位相補償機能は実行可能であるという診断結果を制御部１０１０へ送信する。これによって、制御部１０１０は、図５に示すステップＳ３に進んで位相補償機能を実行する。
【００６３】
エリアＤ及びエリアｄの診断の結果、ステップＳ２２３において、エリアＤ及びエリアｄの少なくとも一方に不具合が発生したと診断部１０１１が判定したら（ステップＳ２２３：Ｙｅｓ）、ステップＳ２２５に進む。ステップＳ２２５において、診断部１０１１は、バックアップ処理により位相補償機能を実行するという診断結果を制御部１０１０へ送信する。これによって、制御部１０１０は、図５に示すステップＳ３に進んでバックアップ処理によって位相補償機能を実行する。位相補償機能におけるバックアップ処理は、上述したトルク微分機能の場合と同様に、固定値によって電動パワーステアリング装置１００を制御する処理であり、例えば、位相補償機能においては、図３に示す位相補償部１１３の出力が固定値とされる。
【００６４】
バックアップ処理によって位相補償機能を実行するという診断結果を受信した制御部１０１０は、位相補償機能の固定値をＲＯＭ記憶領域１０２０の所定のエリアから取得し、その固定値を用いて電動パワーステアリング装置１００を制御する。これによって、ＲＯＭ１０２のＲＯＭ記憶領域１０２０やＲＡＭ１０３のＲＡＭ記憶領域１０３０に不具合が発生した場合でも、電動パワーステアリング装置１００による操舵補助が継続されるので、安全性が向上する。バックアップ処理によって位相補償機能が実現されたらＳＴＡＲＴに戻り、制御部１０１０は、イグニッションがＯＦＦになるまで電動パワーステアリング装置１００の制御を実行する。
【００６５】
バックアップ処理に対応するＲＯＭ記憶領域１０２０やＲＡＭ記憶領域１０３０のエリア（本実施形態では、バックアップ処理を実現するための固定値が格納されるエリア）に不具合が発生する場合も考えられる。この場合、本実施形態において、制御部１０１０は、電動パワーステアリング装置１００による操舵補助を中止、すなわち、電動パワーステアリング装置１００による操舵力の補助を中止する。このように、不具合が発生した領域に格納されている情報（固定値）を用いないことによって、安全性を確保する。
【００６６】
上記説明では、制御機能が実行されるタイミングに合わせて診断部１０１１がＲＯＭ記憶領域１０２０やＲＡＭ記憶領域１０３０を診断したが、本実施形態ではこれに限定されるものではない。例えば、制御機能が実行されるタイミング、かつその制御機能に対する入力値が前回の実行時と今回の実行時とで異なる場合にのみ、診断部１０１１がＲＯＭ記憶領域１０２０やＲＡＭ記憶領域１０３０を診断してもよい。このようにすれば、前回と今回とで入力値が同じ場合には診断を実行しないので、診断に要する時間を短縮できるとともに、ＣＰＵ１０１の処理負荷を軽減できる。
【００６７】
本実施形態では、電動パワーステアリング装置１００の制御機能毎にＲＯＭ記憶領域１０２０及びＲＡＭ記憶領域１０３０を分割し、これらの診断単位を制御機能毎としている。ここで、制御機能とは、入力を加工して出力することにより、電動パワーステアリング装置１００の制御における所定の役割（例えば、トルクを微分する、位相を補償する、電動機の角速度を推定する等）を実現するものをいう。
【００６８】
制御機能は、例えば、微分や積分、フィルタリング等の処理を組み合わせて実現される。このため、制御機能を構成する処理を処理単位として、それぞれの処理に対応したエリアにＲＯＭ記憶領域１０２０及びＲＡＭ記憶領域１０３０を分割するとともに、それぞれのエリアに対して診断を実行してもよい。また、電動パワーステアリング装置１００の制御ブロックを処理単位とし、それぞれの制御ブロックに対応したエリアにＲＯＭ記憶領域１０２０及びＲＡＭ記憶領域１０３０を分割して、それぞれのエリアに対して診断を実行してもよい。ここで、制御ブロックは、複数の制御機能が集まったものであり、例えば、図３に示すトルク制御部３０ａ、電流制御部３０ｂ等である。
【００６９】
以上、本実施形態では、記憶装置の記憶領域を、電動パワーステアリング装置の制御機能に対応した複数のエリアに分割し、電動パワーステアリング装置の制御機能を実行するタイミングでこれから実行する制御機能に対応するエリアのみを診断する。これによって、記憶装置のすべての記憶領域を診断する場合と比較して、診断に要する時間を短縮できる。また、診断を実行する処理装置の処理負荷を低減できる。さらに、それぞれの制御機能よりも処理手順を簡略にしたバックアップ処理を準備して記憶装置に格納しておき、制御機能に対応するエリアに不具合が発生した場合には、不具合が発生したエリアは使用せずにバックアップ処理を実行する。これによって、電動パワーステアリング装置による操舵補助が継続されるので、安全性が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、電動パワーステアリング装置を制御する装置が有する記憶装置の診断に有用であり、特に、使用頻度の高い記憶装置の診断に適している。
【符号の説明】
【００７１】
１ ハンドルホイール
２ コラム軸
３ 減速ギヤ
４ａ、４ｂ ユニバーサルジョイント
１０ トルクセンサ
１１ イグニッションスイッチ
１２ 車速センサ
１３ 電源リレー
１４ バッテリ
１５ 電動機駆動回路
１６ 電流検出回路
１７ 位置検出回路
２０ 電動機
２５ 位置センサ
３０ ＥＣＵ（コントロールユニット）
３０ａ トルク制御部
３０ｃ トルク補償部
３０ｂ 電流制御部
１００ 電動パワーステアリング装置
１０１ ＣＰＵ
１０５ インターフェース
１０６ Ａ／Ｄ変換器
１０７ ＰＷＭコントローラ
１１０ 制御用コンピュータ
１１１ アシスト量演算部
１１２ トルク微分器
１１３ 位相補償部
１１４ 電流指令部
１２１ 電動機角速度推定部
１２２ 電動機角加速度推定部
１２３ ヨーレート収れん性制御部
１２４ 電動機慣性補償部
１２５ ＳＡＴ推定部
１２６ 摩擦補償部
１３２ 電流制御器
１３３ デューティ演算器
１３４ インバータ
１３５ 電流センサ
１０１０ 制御部
１０１１ 診断部
１０１２ 診断時期指定部
１０２０ ＲＯＭ記憶領域
１０３０ ＲＡＭ記憶領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置に関し、さらに詳しくは操舵制御を行うコンピュータが搭載する記憶装置の診断に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗用車やトラック等の車両の操舵力を軽減するため、電動機によって操舵を補助する、いわゆる電動パワーステアリング（ＥＰＳ：Electric Power Steering）装置がある。電動パワーステアリング装置は、電動機が発生する動力を、減速機を介してステアリングシャフト又はラック軸に付与するようになっている。電動パワーステアリング装置は、車両の操舵という役割を担うため、車両を構成する装置の中でも特に高い安全性、信頼性が要求される。このため、電動パワーステアリング装置を制御するコンピュータが有するＲＯＭ及びＲＡＭ等の一次記憶装置についても、不具合をいち早く検出できるように、随時不具合の診断を実行して一次記憶装置そのものや一次記憶装置に保持されている情報に不具合が発生していないかを診断している。
【０００３】
例えば、特許文献１には、電動パワーステアリング装置に用いる制御用コンピュータが有するＲＯＭの診断技術が開示されている。この技術は、ＲＯＭ領域を複数の所定数のビットからなるセルによって構成し、診断用期間毎に複数のセルのうち、一部のセルのデータの加算を行い、前回診断用期間に得られた一部のセルのデータの加算値に今回診断用期間に他の一部のセルのデータを加算して、ＲＯＭ領域のすべてのセルについてのデータの加算値が得られたとき、加算値の合計と規定値とを比較するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１３３６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示される技術では、ＲＯＭのすべての領域についてデータの加算が得られたときに、加算値の合計と規定値とを比較するため、ＲＯＭのすべての領域についてデータの加算を得るまでに時間を要してしまう。その結果、電動パワーステアリング装置の動作中においては、記憶装置の記憶領域やデータに発生した不具合の発見が遅れるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電動パワーステアリング装置を制御する装置が有する記憶装置の不具合を診断する際の時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、車両のステアリング機構に補助操舵力を付与する電動機を有し、前記ステアリング機構に対する操舵トルクと車速とを少なくとも用いて演算した操舵補助指令値に基づいて前記電動機を駆動制御する電動パワーステアリング装置において、当該電動パワーステアリング装置の制御に使用される情報を格納するとともに、前記電動パワーステアリング装置の制御における所定の処理単位毎に分割された複数のエリアを有する記憶装置と、前記電動パワーステアリング装置を制御するとともに、前記処理単位を実行するタイミングで、前記複数のエリアのうち、これから実行する処理単位に対応するエリアを診断し、前記処理単位を実行するタイミングでないときには前記記憶装置の診断を実行しない処理装置と、を含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置である。
【０００８】
本発明は、記憶装置の記憶領域を、電動パワーステアリング装置の制御における所定の処理単位毎に複数のエリアに分割し、電動パワーステアリング装置の制御における、ある処理単位を実行するタイミングに合わせて、これから実行しようとする処理単位に対応するエリアに不具合が発生したか否かを診断する。そして、電動パワーステアリング装置の制御において、処理単位を実行するタイミングでないときには、記憶装置に不具合が発生したか否かの診断を実行しない。
【０００９】
このように、これから実行しようとしている処理単位に対応する記憶装置のエリアについてのみ、不具合が発生したか否かが判定されるので、記憶装置のすべてのエリアが診断されるまで、これから実行しようとしている処理単位に対応する記憶装置のエリアの診断結果を待つ必要はない。また、これから実行しようとする処理単位に対応したエリアのみを診断するので、これから実行しようとする処理とは関係ないエリアを診断する必要はない。その結果、電動パワーステアリング装置を制御する装置が有する記憶装置の不具合を診断する際の時間を短縮できる。また、これから実行しようとする処理単位以外の処理単位に対応するエリアは診断しないので、処理装置の負荷を低減できる。
【００１０】
電動パワーステアリング装置の制御に使用される情報とは、例えば、電動パワーステアリング装置の制御に用いるコンピュータプログラムやデータ等である。また、処理単位は、電動パワーステアリング装置の制御において、入力された何らかの情報を加工処理して出力することを最低の単位とする。
【００１１】
本発明の望ましい態様としては、前記電動パワーステアリング装置において、前記処理装置は、前記診断手段が前記エリアに不具合が発生していると判定した場合、不具合が発生したエリアの処理単位に対応したバックアップ処理を実行することが好ましい。これによって、不具合があった場合でも、電動パワーステアリング装置の動作を継続させることができるので、電動パワーステアリング装置の安全性がより向上する。
【００１２】
本発明の望ましい態様としては、前記電動パワーステアリング装置において、前記バックアップ処理は、前記電動パワーステアリング装置を固定値で制御する処理であることが好ましい。このように、バックアップ処理として固定値で制御するので、簡単な処理で電動パワーステアリング装置の動作を継続させることができる。
【００１３】
本発明の望ましい態様としては、前記電動パワーステアリング装置において、前記処理装置は、前記バックアップ処理に不具合があると判定した場合、前記補助操舵力の付与を中止することが好ましい。このように、バックアップ処理に対応するエリアに不具合が発生した場合、そのような情報を用いないことによって、安全性を確保できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、電動パワーステアリング装置を制御する装置が有する記憶装置の不具合を診断する際の時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニットのハードウェア構成を示す模式図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニットの機能的な構成を示す機能ブロック図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニットが備える記憶装置の診断処理を実行するための機能構成図である。
【図５】図５は、電動パワーステアリング装置の制御の手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本実施形態に係るＲＯＭ及びＲＡＭの診断の処理手順例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本実施形態に係るＲＯＭ及びＲＡＭの診断の処理手順例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】
【００１６】
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
【００１７】
図１は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す図である。本実施形態に係る電動パワーステアリング装置は、電動パワーステアリング装置の制御に使用される情報を格納するとともに、電動パワーステアリング装置の制御における所定の処理単位毎に分割された複数のエリアを有する記憶装置と、電動パワーステアリング装置を制御するとともに、前記記憶装置に不具合が発生しているか否かを判定する処理装置とを有する。そして、処理装置は、電動パワーステアリング装置の制御において、処理単位を実行するタイミングで、複数のエリアのうち、これから実行しようとする処理単位に対応するエリアを診断する。また、処理装置は、電動パワーステアリング装置の制御において、処理単位を実行するタイミングでないときには記憶装置を診断しない。
【００１８】
電動パワーステアリング装置１００は、車両に搭載されて、前記車両の運転者によるハンドルホイール１の操作を補助するものである。ハンドルホイール１のコラム軸２は、減速ギヤ３、ユニバーサルジョイント４ａ、４ｂ、ラックアンドピニオン機構５を介して、操舵輪のタイロッド６に連結されている。コラム軸２には、ハンドルホイール１の操舵トルクＴを検出するトルクセンサ１０が設けられている。また、コラム軸２には減速ギヤ３が取り付けられている。減速ギヤ３は、電動機２０の発生するトルクを増加させてコラム軸２へ伝達する。このような構造によって、電動機２０が発生するトルクにより、ハンドルホイール１の操舵力が補助される。
【００１９】
本実施形態において、電動パワーステアリング装置１００は、コラム軸２に電動機２０のトルクを伝達するコラムアシスト型の装置であるが、電動パワーステアリング装置の形式はこれに限定されるものではない。例えば、電動パワーステアリング装置１００は、ピニオンアシスト型やラックアシスト型等であってもよい。
【００２０】
電動機２０は、例えば、ブラシレスモータやブラシモータである。電動パワーステアリング装置１００を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit、以下コントロールユニットという）３０には、自身に内蔵された電源リレー１３を介してバッテリ１４から電力が供給されるとともに、イグニッションスイッチ１１からイグニッション信号が送信される。また、コントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴと車速センサ１２で検出された車両速度（車速）Ｖとに基づいて、電動機２０の電流指令値を演算する。そして、コントロールユニット３０は、電動パワーステアリング装置１００を制御する装置（電動パワーステアリング装置の制御装置）である。コントロールユニット３０は、電動機２０供給される電流の値（電流検出値）と電流指令値とに基づいて、電動機２０の電流検出値が電流指令値に追従するように電動機２０を駆動制御する。
【００２１】
図２は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニットのハードウェア構成を示す模式図である。コントロールユニット３０は、図２に示すように、電源リレー１３と、制御用コンピュータ１１０と、電動機駆動回路１５と、電流検出回路１６と、位置検出回路１７等とを備えている。電動パワーステアリング装置１００の制御用コンピュータ１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）１０４、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１０５、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換器１０６、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）コントローラ１０７等を備え、これらがバスに接続されている。ＣＰＵ１０１は処理装置であり、ＲＯＭ１０２に格納された、電動パワーステアリング装置１００の制御用コンピュータプログラム（以下、制御プログラムという）を実行して、電動パワーステアリング装置１００を制御する。
【００２２】
ＲＯＭ１０２は制御プログラムや、ＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３を診断するための診断用コンピュータプログラム（以下、診断プログラムという）、あるいは電動パワーステアリング装置１００の制御や診断に用いるデータを格納する。また、ＲＡＭ１０３は、制御プログラムや診断プログラムを動作させるためのワークメモリとして使用される。ＥＥＰＲＯＭ１０４は、制御プログラムが入出力する制御データ等が格納されている。制御データは、コントロールユニット３０に電源が投入された後にＲＡＭ１０３に展開された制御用コンピュータプログラム上で使用され、所定のタイミングでＥＥＰＲＯＭ１０４に上書きされる。
【００２３】
ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、及びＥＥＰＲＯＭ１０４等は情報を格納する記憶装置であって、ＣＰＵ１０１が直接アクセスできる記憶装置（一次記憶装置）である。ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、及びＥＥＰＲＯＭ１０４等は、制御用コンピュータプログラム及び制御データが格納されているため、ＣＰＵ１０１によって不具合の有無の診断が実行される。このとき、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、及びＥＥＰＲＯＭ１０４のすべてを記憶装置として診断するように構成してもよいが、本実施形態では、記憶装置のうち、電動パワーステアリング装置１００の制御中において使用頻度が高いＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３を診断するものとする。
【００２４】
本実施形態における記憶装置の診断は、診断時間を短縮できるという効果が得られる。このため、本実施形態における記憶装置の診断を、電動パワーステアリング装置１００の制御中において使用頻度が高いＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３に対して使用することにより、診断時間を短縮して、これらへアクセスできるタイミングが制限されることを抑制できる。なお、ＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３以外の記憶装置（例えば、ＥＥＰＲＯＭ１０４）に対して本実施形態における記憶装置の診断を除外するものではない。
【００２５】
Ａ／Ｄ変換器１０６は、トルクセンサ１０からの操舵トルクＴ、電流検出回路１６からの電動機２０の電流検出値Ｉｍ、及び位置検出回路１７からの電動機の回転角θの信号等を入力し、ディジタル信号に変換する。インターフェース１０５は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワークに接続されている。インターフェース１０５は、車速センサ１２からの車速Ｖの信号（車速パルス）を受け付けるためのものである。
【００２６】
ＰＷＭコントローラ１０７は、電動機２０に対する電流指令値に基づいてＵＶＷ各相のＰＷＭ制御信号を出力する。電動機駆動回路１５は、インバータ回路等により構成され、ＰＷＭコントローラ１０７から出力された信号に基づいて電動機２０を駆動する。電流検出回路１６は、電動機２０に供給される電流の値（電流検出値）Ｉｍを検出してＡ／Ｄ変換器１０６に出力する。位置検出回路１７は、位置センサ２５（例えば、レゾルバ等）の出力信号を電動機の回転角θとして、Ａ／Ｄ変換器１０６に出力する。上記構成において、ＣＰＵ１０１が、ＲＯＭ１０２に格納された診断プログラムを実行することにより、診断部及び診断時期指定部として機能する。
【００２７】
図３は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニットの機能的な構成を示す機能ブロック図である。図３を用いて、電動パワーステアリング装置１００の制御を説明する。図３に示すように、コントロールユニット３０には、トルク制御部３０ａ、電流制御部３０ｂ、トルク補償部３０ｃが設けられている。
【００２８】
トルク制御部３０ａは、アシスト量演算部１１１、トルク微分器１１２及び位相補償部１１３を備える。アシスト量演算部１１１は、アシストマップを参照することで、今回の操舵トルクＴｒ及び車速Ｖに対応したアシストトルクＴｍを算出する。なお、アシスト量演算部１１１は、車速Ｖが低速の場合は図１に示すハンドルホイール１の操作が軽くなり、車速Ｖが高速の場合はハンドルホイールの操作が重くなるようにアシストトルクＴｍを算出することができる。
【００２９】
トルク微分器１１２は、操舵トルクＴｒの微分値を算出し、アシストトルクＴｍに加算することで、ハンドルホイール１の中立点付近における制御の応答性を高めることができる。位相補償部１１３は、操舵トルクＴｒの急激な変動を補償し、制御の安定性を維持するための位相補償を実行する。なお、位相補償部１１３にロバスト安定化補償部を設け、トルク検出系に含まれる慣性要素及びばね要素からなる共振系の共振周波数でのピーク値を除去し、制御の応答性及び安定性を阻害する共振周波数の位相のずれを補償するようにしてもよい。
【００３０】
電流制御部３０ｂは、電流指令部１１４、減算器１３１、電流制御器１３２、デューティ演算器１３３、インバータ１３４及び電流センサ１３５を備える。電流指令部１１４は、トルク指令値Ｔｄに対応した電流指令値Ｉｄを算出する。減算器１３１は、電流指令部１１４が算出した電流指令値Ｉｄと、電流センサ１３５が検出した電流検出値Ｉｍとの偏差を算出する。電流制御器１３２は、電流指令値Ｉｄと電流検出値Ｉｍとの偏差が０に近づくように、比例制御と微分制御と積分制御とのうち少なくとも一つを実行する。
【００３１】
デューティ演算器１３３は、電流指令値Ｉｄに近づくように制御された電流Ｉｒが生成されるように、インバータ１３４のゲート駆動信号のデューティ比を演算する。インバータ１３４は、デューティ演算器１３３が演算したデューティ比にしたがってＰＷＭ制御された電流Ｉｒを電動機２０に出力する。電流センサ１３５は、電動機２０に流れる電流Ｉｒを検出する。
【００３２】
トルク補償部３０ｃは、電動機角速度推定部１２１、電動機角加速度推定部１２２、ヨーレート収れん性制御部１２３、電動機慣性補償部１２４、ＳＡＴ（ＳＡＴ：Self Aligning Torque）推定部１２５、摩擦補償部１２６、減算器１２７ａ、１２７ｂ及び加算器１２８ａ、１２８ｂを備える。電動機角速度推定部１２１は、電動機２０の回転角θに基づいて電動機２０の角速度ωを推定する。電動機角加速度推定部１２２は、電動機２０の角速度ωに基づいて電動機２０の角加速度αを推定する。
【００３３】
ヨーレート収れん性制御部１２３は、電動機２０の角速度ωに基づいて車両のヨーレートを推定し、ハンドルホイール１が振れ回る動作を制動することで、車両のヨーの収れん性を改善する。電動機慣性補償部１２４は、電動機２０の角加速度αに基づいて電動機２０の慣性力を推定し、電動機２０の慣性力を補償することで、制御の応答性を高める。ＳＡＴ推定部１２５は、操舵トルクＴｒ、アシストトルクＴｍ、電動機２０の角速度ω及び角加速度αに基づいてセルフアライニングトルクＴｓを推定し、そのセルフアライニングトルクＴｓを反力としてアシストトルクＴｍを補償することで、ハンドル操作に路面情報を反映させる。摩擦補償部１２６は、操舵トルクＴｒに基づいてハンドルホイール１の操舵の抵抗となるトルク（摩擦トルク）を推定し、摩擦トルクを補償することで、制御の応答性を高める。
【００３４】
減算器１２７ａは、摩擦補償部１２６からの出力（摩擦トルク）ＴｆからセルフアライニングトルクＴｓを減算する。減算器１２７ｂは、電動機慣性補償部１２４からの出力（慣性補償値）ＴｉからセルフアライニングトルクＴｓを減算する。加算器１２８ａは、ヨーレート収れん性制御部１２３からの出力Ｔｙに減算器１２７ｂからの出力を加算する。加算器１２８ｂは、位相補償部１１３が位相補償したアシストトルクＴｍに、トルク微分器１１２からの出力と加算器１２８ａからの出力とを加算する。
【００３５】
なお、図３のトルク制御部３０ａ、電流制御部３０ｂ、トルク補償部３０ｃのうちの電流指令部１１４、減算器１３１、電流制御器１３２及びデューティ演算器１３３は、図２に示す制御用コンピュータ１１０によって実現される。また、図３に示す電流制御部３０ｂのうちのインバータ１３４は、図２のＰＷＭコントローラ１０７及び電動機駆動回路１５によって実現される。さらに、図３に示す電流制御部３０ｂのうちの電流センサ１３５は、図２の電流検出回路１６によって実現される。
【００３６】
図２に示すトルクセンサ１０が検出した操舵トルクＴｒは、アシスト量演算部１１１、トルク微分器１１２及びＳＡＴ推定部１２５に入力されるとともに、図２の車速センサ１２が検出した車速Ｖは、アシスト量演算部１１１に入力される。また、位置センサ２５が検出した電動機２０の回転角θは、電動機角速度推定部１２１に入力される。そして、アシスト量演算部１１１は、操舵トルクＴｒ及び車速Ｖに基づいてアシストトルクＴｍを算出して、位相補償部１１３に出力する。位相補償部１１３は、アシストトルクＴｍを位相補償した後、その結果を加算器１２８ｂに出力する。また、操舵トルクＴｒがトルク微分器１１２に入力されると、トルク微分器１１２は、操舵トルクＴｒの微分値を算出して加算器１２８ｂに出力する。
【００３７】
電動機２０の回転角θが電動機角速度推定部１２１に入力されると、電動機角速度推定部１２１は、電動機２０の角速度ωを算出して、電動機角加速度推定部１２２、ヨーレート収れん性制御部１２３及びＳＡＴ推定部１２５に出力する。そして、電動機２０の角速度ωが電動機角加速度推定部１２２に入力されると、電動機角加速度推定部１２２は、電動機２０の角加速度αを算出して、電動機慣性補償部１２４及びＳＡＴ推定部１２５に出力する。電動機２０の角速度ωがヨーレート収れん性制御部１２３に入力されると、ヨーレート収れん性制御部１２３は、車両のヨーレートを推定し、車両のヨーを収れんさせるヨーレート補償値Ｔｙを加算器１２８ａに出力する。
【００３８】
電動機２０の角加速度αが電動機慣性補償部１２４に入力されると、電動機慣性補償部１２４は、電動機２０の慣性力を推定して、電動機２０の慣性力を補償する慣性補償値Ｔｉを減算器１２７ｂに出力する。さらに、操舵トルクＴｒ、アシストトルクＴｍ、電動機２０の角速度ω及び角加速度αがＳＡＴ推定部１２５に入力されると、ＳＡＴ推定部１２５は、セルフアライニングトルクＴｓを推定して減算器１２７ａに出力する。
【００３９】
なお、セルフアライニングトルクＴｓは、次の（１）式に示す運動方程式で求めることができる。
Ｊ・α＋Ｆｒ・ｓｉｎ（ω）＋Ｔｓ＝Ｔｍ＋Ｔｒ・・・（１）
この運動方程式において、ドライバがハンドルホイール１を操舵すると、操舵トルクＴｒが発生し、その操舵トルクＴｒにしたがって電動機２０がアシストトルクＴｍを発生する。その結果、車輪が転舵され、セルフアライニングトルクＴｓが反力として発生する。その際、電動機２０の慣性Ｊ及びステアリング機構に存在する摩擦（静摩擦）力Ｆｒによってハンドルホイール１の操舵の抵抗となるトルクが生じる。これらの力の釣り合いを考えると、（１）式の運動方程式が得られる。
【００４０】
ここで、（１）式の初期値を０としてラプラス変換し、Ｔｓについて解くと、次の（２）式に示すように、セルフアライニングトルクＴｓを求めることができる。なお、（ｓ）はラプラス演算子を意味する。
Ｔｓ（ｓ）＝Ｔｍ（ｓ）＋Ｔｒ（ｓ）−Ｊ・α（ｓ）−Ｆｒ・ｓｉｎ（ω（ｓ））・・・（２）
【００４１】
減算器１２７ａは、摩擦トルクＴｆからセルフアライニングトルクＴｓを減算し、その結果を減算器１２７ｂに出力する。減算器１２７ｂは、慣性補償値Ｔｉから減算器１２７ａの出力を減算し、その減算結果を加算器１２８ａに出力する。そして、加算器１２８ａは、減算器１２７ｂからの出力とヨーレート補償値Ｔｙとを加算し、加算器１２８ｂに出力する。加算器１２８は、位相補償部１１３が位相補償したアシストトルクＴｍとトルク微分器１１２からの出力と加算器１２８ａからの出力とを加算されることでトルク指令値Ｔｄを算出し、電流指令部１１４に出力する。
【００４２】
そして、電流指令部１１４は、トルク指令値Ｔｄに対応した電流指令値Ｉｄを算出し、減算器１３１に出力する。また、電流センサ１３５が検出した電流検出値Ｉｍは、減算器１３１に出力される。そして、減算器１３１は、電流指令値Ｉｄと電流検出値Ｉｍとの偏差を算出し、電流制御器１３２に出力する。また、電流制御器１３２は、電流指令値Ｉｄと電流検出値Ｉｍとの偏差が０に近づくように電流制御値を算出し、デューティ演算器１３３に出力する。デューティ演算器１３３は、電流制御器１３２から出力された電流制御値に基づいてパルス信号のデューティ比を演算し、インバータ１３４に出力する。そして、インバータ１３４は、デューティ演算器１３３が演算したデューティ比に基づいてＰＷＭ制御された電流Ｉｒを生成し、電動機２０に出力することで、トルク指令値Ｔｄに対応したトルクを電動機２０に発生させる。
【００４３】
図４は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニットが備える記憶装置の診断処理を実行するための機能構成図である。ＲＯＭ１０２は、情報を格納する記憶領域（ＲＯＭ記憶領域）１０２０を有している。ＲＯＭ記憶領域１０２０には、電動パワーステアリング装置１００の制御用コンピュータプログラムや診断用コンピュータプログラムが格納されている。本実施形態において、ＲＯＭ記憶領域１０２０は、複数のエリアＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ・・・に分割されている。
【００４４】
それぞれのエリアは、電動パワーステアリング装置の制御における所定の処理単位毎に分割され、それぞれのエリアに、前記処理単位を実現するためのコンピュータプログラムやデータ等が格納される。本実施形態では、電動パワーステアリング装置１００の制御に必要な機能（制御機能）毎に分割され、それぞれのエリアに、前記機能を実現するためのコンピュータプログラムやデータ等が格納される。なお、本実施形態においては、処理単位に、電動パワーステアリング装置１００の診断に必要な処理（診断処理）や機能（診断機能）を含めてもよい（以下同様）。例えば、エリアＡは診断機能、エリアＢはトルク微分機能、エリアＣは車速テーブル、エリアＤは位相補償機能、エリアＥは収れん補償機能、エリアＦは慣性補償機能、エリアＧはＳＡＴ推定機能、エリアＨは摩擦補償機能に対応する。ここで、エリアとは、ＲＯＭ記憶領域１０２０やＲＡＭ記憶領域１０３０において、複数の所定数のビットからなる領域である。
【００４５】
また、ＲＡＭ１０３は、情報を格納する記憶領域（ＲＡＭ記憶領域）１０３０を有している。ＲＡＭ記憶領域１０３０は、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２に格納されたコンピュータプログラムやデータを用いて電動パワーステアリング装置１００の制御等を実行する際のワーキングエリアとして使用される。本実施形態において、ＲＡＭ記憶領域１０３０は、複数のエリアａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ・・・に分割されている。本実施形態では、それぞれのエリアは、電動パワーステアリング装置１００の制御機能毎に分割される。そして、ＣＰＵ１０１が前記機能を実現するためのコンピュータプログラムやデータをＲＯＭ１０２から読み出して実行する際のワーキングエリアとして、それぞれのエリアが使用される。
【００４６】
ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納されている制御プログラムを読み込んで実行することにより、ＣＰＵ１０１内に制御部１０１０を実現する。また、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納されている診断プログラムを読み込んで実行することにより、ＣＰＵ１０１内に診断部１０１１及び診断時期指定部１０１２を実現する。ここで、制御部１０１０は、電動パワーステアリング装置１００を制御するものであり、トルク微分機能、位相補償機能、収れん補償機能等の制御機能を所定のタイミングで実行することにより、電動パワーステアリング装置１００に操舵の補助（操舵補助）を実現させる。
【００４７】
診断時期指定部１０１２は、電動パワーステアリング装置１００の制御において、制御部１０１０が制御機能を実行するタイミングで、診断部１０１１に、ＲＯＭ１０２のＲＯＭ記憶領域１０２０やＲＡＭ１０３のＲＡＭ記憶領域１０３０の分割された複数のエリアのうち、これから実行する制御機能に対応するエリアを診断させる。また、診断時期指定部１０１２は、制御部１０１０が制御機能を実行するタイミングでないときには、診断部１０１１に、ＲＯＭ１０２のＲＯＭ記憶領域１０２０やＲＡＭ１０３のＲＡＭ記憶領域１０３０の診断をさせない。
【００４８】
診断部１０１１は、診断時期指定部１０１２の指示に基づいて、ＲＯＭ１０２のＲＯＭ記憶領域１０２０やＲＡＭ１０３のＲＡＭ記憶領域１０３０の分割された複数のエリアのうち、電動パワーステアリング装置１００の制御でこれから実行しようとする制御機能に対応するエリアを診断する。診断部１０１１が実行する診断処理は、ＲＯＭ１０２については、例えば、ＳＵＭチェックやパリティチェック、ＳＵＭチェックとパリティチェックとを組み合わせたチェック等がある。また、ＲＡＭ１０３について診断部１０１１が実行する診断処理には、例えば、所定のデータを書き込んで、書き込んだデータを読み出し、読み出したデータが書き込んだ所定のデータと一致するかを判定するリード／ライトチェックがある。
【００４９】
図５は、電動パワーステアリング装置の制御の手順を示すフローチャートである。電動パワーステアリング装置１００を制御するにあたって、ステップＳ１において、コントロールユニット３０の制御用コンピュータ１１０を構成するＣＰＵ１０１は、イグニッション（ＩＧ）がＯＮであるか否かを判定する。イグニッションがＯＮであるか否かは、図１に示すイグニッションスイッチ１１から送信されるイグニッション信号の有無に基づいてＣＰＵ１０１が判定する。
【００５０】
ステップＳ１でＮｏと判定された場合、すなわち、ＣＰＵ１０１がイグニッションはＯＦＦであると判定した場合、ＣＰＵ１０１はイグニッションの監視を継続する。ステップＳ１でＹｅｓ判定された場合、すなわち、ＣＰＵ１０１がイグニッションはＯＮであると判定した場合、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納されている制御プログラムを読み込んで実行することにより、ＣＰＵ１０１内に制御部１０１０を実現して、電動パワーステアリング装置１００の制御機能を所定のタイミングで実行することにより、電動パワーステアリング装置１００を制御する。
【００５１】
電動パワーステアリング装置１００の制御において、本実施形態では、それぞれの制御機能を実行する前に、ＲＯＭ１０２のＲＯＭ記憶領域１０２０やＲＡＭ１０３のＲＡＭ記憶領域１０３０の診断が実行される。ステップＳ２において、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納されている診断プログラムを読み込んで実行することにより、ＣＰＵ１０１内に診断部１０１１及び診断時期指定部１０１２を実現して、ＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３を診断する。次に、この診断の手順を説明する。
【００５２】
図６、図７は、本実施形態に係るＲＯＭ及びＲＡＭの診断の処理手順例を示すフローチャートである。表１は、それぞれの制御機能と、制御機能実行周期、診断周期、不具合発生時の処理を示している。制御機能実行周期及び診断周期は、ｔ１、ｔ２、ｔ３の順に長くなる。図６は、トルク微分機能に対応するＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３のエリアを診断する処理手順例を示し、図７は、位相補償機能に対応するＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３のエリアを診断する処理手順例を示している。
【００５３】
次の説明では、トルク微分機能に対応するエリアの診断及び微分機能に対応するエリアの診断を説明するが、実際は、電動パワーステアリング装置１００の制御に用いられるすべての制御機能に対応するエリアの診断が、それぞれの制御機能が実行されるタイミング（より具体的にはそれぞれの制御機能が実行される前）に実行される。なお、図４に示す車速テーブルは、電動パワーステアリング装置１００の制御においてこれが参照されるタイミングに合わせて対応するエリアが診断される。
【００５４】
【表１】
【００５５】
ＲＯＭ１０１及びＲＡＭ１０３を診断するにあたり、ＣＰＵ１０１の診断時期指定部１０１２は、電動パワーステアリング装置１００の制御機能のうちどの制御機能が実行されるか否かを、電動パワーステアリング装置１００の制御における制御機能の処理順序にしたがって判定する。診断時期指定部１０１２が、例えば、トルク微分機能を実行するタイミングであると判定した場合、診断時期指定部１０１２は、ＣＰＵ１０１の診断部１０１１に対して、トルク微分機能に対応するＲＯＭ１０２のＲＯＭ記憶領域１０２０のエリア及びＲＡＭ１０３のＲＡＭ記憶領域１０３０のエリアを診断させる。このため、診断時期指定部１０１２は、トルク微分機能に対応するエリアの診断指令を診断部１０１１に送信する。
【００５６】
診断時期指定部１０１２からの診断指令を受診した診断部１０１１は、ステップＳ２１１において、トルク微分機能に対応するＲＯＭ記憶領域１０２０のエリア、すなわち、図４に示すエリアＢを診断する。次に、ステップＳ２１２へ進み、診断部１０１１は、トルク微分機能に対応するＲＡＭ記憶領域１０３０のエリア、すなわち、図４に示すエリアｂを診断する。なお、ＲＯＭ記憶領域１０２０とＲＡＭ記憶領域１０３０との診断順序は問わない。次に、ステップＳ２１３に進み、エリアＢ及びエリアｂの診断の結果、エリアＢ及びエリアｂの両方に不具合が発生していない、すなわち、両方が正常であると診断部１０１１が判定したら（ステップＳ２１３：Ｎｏ）、ステップＳ２１４に進む。
【００５７】
ステップＳ２１４において、診断部１０１１は、トルク微分機能は実行可能であるという診断結果を制御部１０１０へ送信する。これによって、図５に示すステップＳ２におけるＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３の診断が終了し、制御部１０１０は、ステップＳ３に進んでトルク微分機能を実行する。その後、ＳＴＡＲＴに戻り、制御部１０１０は、イグニッションがＯＦＦになるまで電動パワーステアリング装置１００の制御を実行する。
【００５８】
エリアＢ及びエリアｂの診断の結果、ステップＳ２１３において、エリアＢ及びエリアｂの少なくとも一方に不具合が発生したと診断部１０１１が判定したら（ステップＳ２１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ２１５に進む。ステップＳ２１５において、診断部１０１１は、バックアップ処理によりトルク微分機能を実行するという診断結果を制御部１０１０へ送信する。これによって、図５に示すステップＳ２におけるＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３の診断が終了し、制御部１０１０は、ステップＳ３に進んでバックアップ処理によってトルク微分機能を実行する。ここで、本実施形態において、バックアップ処理は、固定値によって電動パワーステアリング装置１００を制御する処理であり、例えば、トルク微分機能においては、図３に示すトルク微分器１１２の出力が固定値とされる。
【００５９】
それぞれの制御機能の固定値は、ＲＯＭ記憶領域１０２０の所定のエリアに格納されている。バックアップ処理によってトルク微分機能を実行するという診断結果を受信した制御部１０１０は、トルク微分機能の固定値をＲＯＭ記憶領域１０２０の所定のエリアから取得し、その固定値を用いて電動パワーステアリング装置１００を制御する。これによって、ＲＯＭ１０２のＲＯＭ記憶領域１０２０やＲＡＭ１０３のＲＡＭ記憶領域１０３０に不具合が発生した場合でも、電動パワーステアリング装置１００による操舵補助が継続されるので、安全性が向上する。バックアップ処理によってトルク微分機能が実現されたらＳＴＡＲＴに戻り、制御部１０１０は、イグニッションがＯＦＦになるまで電動パワーステアリング装置１００の制御を実行する。
【００６０】
ここで、本実施形態では、ＲＯＭ記憶領域１０２０又はＲＡＭ記憶領域１０３０のいずれか一方に不具合が発生したことが判明した時点でステップＳ２１３に進んでもよい。例えば、本実施形態では、ＲＯＭ記憶領域１０２０の方がＲＡＭ記憶領域１０３０よりも先に診断されるので、前者に不具合が発生したことが判明した時点で、後者の判定は実行せずに、不具合発生ステップ（ステップＳ２１３）に進んでもよい。このようにすれば、ＲＡＭ記憶領域１０３０の診断を実行しないでよいので、診断に要する時間を短縮できるとともに、ＣＰＵ１０１の処理負担が軽減できる。
【００６１】
診断時期指定部１０１２が、例えば、位相補償機能を実行するタイミングであると判定した場合、診断時期指定部１０１２は、ＣＰＵ１０１の診断部１０１１に対して、位相補償機能に対応するＲＯＭ１０２のＲＯＭ記憶領域１０２０のエリア及びＲＡＭ１０３のＲＡＭ記憶領域１０３０のエリアを診断させる。このため、診断時期指定部１０１２は、位相補償機能に対応するエリアの診断指令を診断部１０１１に送信する。ここで、表１から、位相補償機能の実行周期はｔ３であり、トルク微分機能の実行周期ｔ１よりも大きい。したがって、トルク微分機能が複数回実行される間に位相補償機能は１回実行される。このため、トルク微分機能に対応するエリアの診断が複数回実行される間に位相補償機能のエリアの診断は１回実行される。
【００６２】
診断時期指定部１０１２からの診断指令を受診した診断部１０１１は、ステップＳ２２１において、位相補償機能に対応するＲＯＭ記憶領域１０２０のエリア、すなわち、図４に示すエリアＤを診断する。次に、ステップＳ２２２へ進み、診断部１０１１は、位相補償機能に対応するＲＡＭ記憶領域１０３０のエリア、すなわち、図４に示すエリアｄを診断する。そして、ステップＳ２２３に進み、エリアＤ及びエリアｄの診断の結果、エリアＤ及びエリアｄの両方に不具合が発生していないと診断部１０１１が判定したら（ステップＳ２２３：Ｎｏ）、ステップＳ２２４に進む。ステップＳ２１４において、診断部１０１１は、位相補償機能は実行可能であるという診断結果を制御部１０１０へ送信する。これによって、制御部１０１０は、図５に示すステップＳ３に進んで位相補償機能を実行する。
【００６３】
エリアＤ及びエリアｄの診断の結果、ステップＳ２２３において、エリアＤ及びエリアｄの少なくとも一方に不具合が発生したと診断部１０１１が判定したら（ステップＳ２２３：Ｙｅｓ）、ステップＳ２２５に進む。ステップＳ２２５において、診断部１０１１は、バックアップ処理により位相補償機能を実行するという診断結果を制御部１０１０へ送信する。これによって、制御部１０１０は、図５に示すステップＳ３に進んでバックアップ処理によって位相補償機能を実行する。位相補償機能におけるバックアップ処理は、上述したトルク微分機能の場合と同様に、固定値によって電動パワーステアリング装置１００を制御する処理であり、例えば、位相補償機能においては、図３に示す位相補償部１１３の出力が固定値とされる。
【００６４】
バックアップ処理によって位相補償機能を実行するという診断結果を受信した制御部１０１０は、位相補償機能の固定値をＲＯＭ記憶領域１０２０の所定のエリアから取得し、その固定値を用いて電動パワーステアリング装置１００を制御する。これによって、ＲＯＭ１０２のＲＯＭ記憶領域１０２０やＲＡＭ１０３のＲＡＭ記憶領域１０３０に不具合が発生した場合でも、電動パワーステアリング装置１００による操舵補助が継続されるので、安全性が向上する。バックアップ処理によって位相補償機能が実現されたらＳＴＡＲＴに戻り、制御部１０１０は、イグニッションがＯＦＦになるまで電動パワーステアリング装置１００の制御を実行する。
【００６５】
バックアップ処理に対応するＲＯＭ記憶領域１０２０やＲＡＭ記憶領域１０３０のエリア（本実施形態では、バックアップ処理を実現するための固定値が格納されるエリア）に不具合が発生する場合も考えられる。この場合、本実施形態において、制御部１０１０は、電動パワーステアリング装置１００による操舵補助を中止、すなわち、電動パワーステアリング装置１００による操舵力の補助を中止する。このように、不具合が発生した領域に格納されている情報（固定値）を用いないことによって、安全性を確保する。
【００６６】
上記説明では、制御機能が実行されるタイミングに合わせて診断部１０１１がＲＯＭ記憶領域１０２０やＲＡＭ記憶領域１０３０を診断したが、本実施形態ではこれに限定されるものではない。例えば、制御機能が実行されるタイミング、かつその制御機能に対する入力値が前回の実行時と今回の実行時とで異なる場合にのみ、診断部１０１１がＲＯＭ記憶領域１０２０やＲＡＭ記憶領域１０３０を診断してもよい。このようにすれば、前回と今回とで入力値が同じ場合には診断を実行しないので、診断に要する時間を短縮できるとともに、ＣＰＵ１０１の処理負荷を軽減できる。
【００６７】
本実施形態では、電動パワーステアリング装置１００の制御機能毎にＲＯＭ記憶領域１０２０及びＲＡＭ記憶領域１０３０を分割し、これらの診断単位を制御機能毎としている。ここで、制御機能とは、入力を加工して出力することにより、電動パワーステアリング装置１００の制御における所定の役割（例えば、トルクを微分する、位相を補償する、電動機の角速度を推定する等）を実現するものをいう。
【００６８】
制御機能は、例えば、微分や積分、フィルタリング等の処理を組み合わせて実現される。このため、制御機能を構成する処理を処理単位として、それぞれの処理に対応したエリアにＲＯＭ記憶領域１０２０及びＲＡＭ記憶領域１０３０を分割するとともに、それぞれのエリアに対して診断を実行してもよい。また、電動パワーステアリング装置１００の制御ブロックを処理単位とし、それぞれの制御ブロックに対応したエリアにＲＯＭ記憶領域１０２０及びＲＡＭ記憶領域１０３０を分割して、それぞれのエリアに対して診断を実行してもよい。ここで、制御ブロックは、複数の制御機能が集まったものであり、例えば、図３に示すトルク制御部３０ａ、電流制御部３０ｂ等である。
【００６９】
以上、本実施形態では、記憶装置の記憶領域を、電動パワーステアリング装置の制御機能に対応した複数のエリアに分割し、電動パワーステアリング装置の制御機能を実行するタイミングでこれから実行する制御機能に対応するエリアのみを診断する。これによって、記憶装置のすべての記憶領域を診断する場合と比較して、診断に要する時間を短縮できる。また、診断を実行する処理装置の処理負荷を低減できる。さらに、それぞれの制御機能よりも処理手順を簡略にしたバックアップ処理を準備して記憶装置に格納しておき、制御機能に対応するエリアに不具合が発生した場合には、不具合が発生したエリアは使用せずにバックアップ処理を実行する。これによって、電動パワーステアリング装置による操舵補助が継続されるので、安全性が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、電動パワーステアリング装置を制御する装置が有する記憶装置の診断に有用であり、特に、使用頻度の高い記憶装置の診断に適している。
【符号の説明】
【００７１】
１ ハンドルホイール
２ コラム軸
３ 減速ギヤ
４ａ、４ｂ ユニバーサルジョイント
１０ トルクセンサ
１１ イグニッションスイッチ
１２ 車速センサ
１３ 電源リレー
１４ バッテリ
１５ 電動機駆動回路
１６ 電流検出回路
１７ 位置検出回路
２０ 電動機
２５ 位置センサ
３０ ＥＣＵ（コントロールユニット）
３０ａ トルク制御部
３０ｃ トルク補償部
３０ｂ 電流制御部
１００ 電動パワーステアリング装置
１０１ ＣＰＵ
１０５ インターフェース
１０６ Ａ／Ｄ変換器
１０７ ＰＷＭコントローラ
１１０ 制御用コンピュータ
１１１ アシスト量演算部
１１２ トルク微分器
１１３ 位相補償部
１１４ 電流指令部
１２１ 電動機角速度推定部
１２２ 電動機角加速度推定部
１２３ ヨーレート収れん性制御部
１２４ 電動機慣性補償部
１２５ ＳＡＴ推定部
１２６ 摩擦補償部
１３２ 電流制御器
１３３ デューティ演算器
１３４ インバータ
１３５ 電流センサ
１０１０ 制御部
１０１１ 診断部
１０１２ 診断時期指定部
１０２０ ＲＯＭ記憶領域
１０３０ ＲＡＭ記憶領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のステアリング機構に補助操舵力を付与する電動機を有し、前記ステアリング機構に対する操舵トルクと車速とを少なくとも用いて演算した操舵補助指令値に基づいて前記電動機を駆動制御する電動パワーステアリング装置において、
当該電動パワーステアリング装置の制御に使用される情報を格納するとともに、前記電動パワーステアリング装置の制御における所定の処理単位毎に分割された複数のエリアを有する記憶装置と、
前記電動パワーステアリング装置を制御するとともに、前記処理単位を実行するタイミングで、前記複数のエリアのうち、これから実行する処理単位に対応するエリアを診断し、前記処理単位を実行するタイミングでないときには前記記憶装置の診断を実行しない処理装置と、
を含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記処理装置は、前記診断手段が前記エリアに不具合が発生していると判定した場合、不具合が発生したエリアの処理単位に対応したバックアップ処理を実行する請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記バックアップ処理は、前記電動パワーステアリング装置を固定値で制御する処理である請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記処理装置は、前記バックアップ処理に不具合があると判定した場合、前記補助操舵力の付与を中止する請求項２又は３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１】
車両のステアリング機構に補助操舵力を付与する電動機を有し、前記ステアリング機構に対する操舵トルクと車速とを少なくとも用いて演算した操舵補助指令値に基づいて前記電動機を駆動制御する電動パワーステアリング装置において、
当該電動パワーステアリング装置の制御に使用される情報を格納するとともに、前記電動パワーステアリング装置の制御における所定の処理単位毎に分割された複数のエリアを有する記憶装置と、
前記電動パワーステアリング装置を制御するとともに、前記処理単位を実行するタイミングで、前記複数のエリアのうち、これから実行する処理単位に対応するエリアを診断し、前記処理単位を実行するタイミングでないときには前記記憶装置の診断を実行しない処理装置と、
を含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記処理装置は、前記診断手段が前記エリアに不具合が発生していると判定した場合、不具合が発生したエリアの処理単位に対応したバックアップ処理を実行する請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記バックアップ処理は、前記電動パワーステアリング装置を固定値で制御する処理である請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記処理装置は、前記バックアップ処理に不具合があると判定した場合、前記補助操舵力の付与を中止する請求項２又は３に記載の電動パワーステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２４７６２４（Ｐ２０１０−２４７６２４Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９８３３４（Ｐ２００９−９８３３４）
【出願日】平成２１年４月１４日（２００９．４．１４）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１４日（２００９．４．１４）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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