CN110816645A - 车辆控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了车辆控制装置。车辆控制装置的ECU基于根据应由具有双系统的绕线组的马达产生的目标辅助转矩而对每个系统运算出的电流指令值，按照每个系统独立地控制针对双系统的绕线组的供电。ECU在第一系统发生故障时，从通过双系统的绕线组产生目标辅助转矩的第一状态(状态S1)，迁移至通过剩余的正常系统的绕线组产生目标辅助转矩的第二状态(状态S2)。ECU在第二状态下的动作中发生故障系统恢复正常的情况下(状态S3)，在针对正常系统的电流指令值为在以零或零的附近值基准而设定的电流阈值(Ith)以下时，从第二状态迁移至第一状态(状态S4－2)。

Description

车辆控制装置
相关申请的交叉引用
本申请主张于2018年8月9日提出的日本专利申请第2018-150359号的优先权，并在此引用其全部内容。
技术领域
本发明涉及车辆控制装置。
背景技术
以往，已知有控制对车辆的转向操纵机构赋予的辅助转矩的产生源亦即马达的控制装置。例如日本特开2004－10024号公报的控制装置控制针对具有双系统的绕线的马达的供电。控制装置具有与双系统的绕线分别对应的2组驱动电路以及ECU(电子控制装置)。各ECU通过根据转向操纵转矩来控制各驱动电路，从而独立地控制针对各系统的绕线的供电(双系统驱动)。作为整个马达，产生将由第一系统的绕线产生的转矩和由第二系统的绕线产生的转矩合计而成的辅助转矩。另外，即使在第一系统的绕线等发生异常的情况下，也能够通过对第二系统的绕线的供电使马达旋转(单系统驱动)。虽然对转向操纵机构赋予的辅助转矩为所要求的转矩的一半左右，但能够继续转向操纵辅助动作。
考虑在进行单系统驱动的情况下，发生了异常的系统恢复正常。在该情况下，从产生适当的辅助转矩的观点考虑，优选再次从单系统驱动切换至双系统驱动。但是，在该情况下，担心如下的情况。即，通过从单系统驱动切换至双系统驱动，从而作为整个马达产生的辅助转矩增加相当于由恢复正常的系统的绕线产生的转矩的量。因此，担心作为马达整体产生的辅助转矩的突变。该辅助转矩的突变虽然因驾驶员的转向操纵状况而产生，但对恢复正常后的系统的绕线供给的电流的值越大时越容易产生。
发明内容
本发明的目的之一在于提供能够抑制由具有多个系统的绕线组的马达产生的转矩的突变的车辆控制装置。
本发明的一个方面的车辆控制装置具有控制电路，上述控制电路基于指令值，按照每个系统独立地控制针对多个系统的绕线组的供电，其中，上述指令值根据应由具有上述多个系统的绕线组的马达产生的目标转矩而按每个系统运算。并且，上述控制电路能在通过上述多个系统的绕线组产生上述目标转矩的第一状态、和通过上述多个系统中的部分系统发生故障时剩余的正常系统的绕线组产生上述目标转矩的第二状态之间迁移。此外，上述控制电路在上述第二状态下的动作中上述部分系统恢复正常的情况下，在针对上述正常系统的上述指令值的合计或者实际电流量的合计在以零或零的附近值为基准而设定的阈值以下时，从上述第二状态迁移至上述第一状态。
假定在上述第二状态下的动作中上述部分系统恢复正常的情况下，在从上述第二状态迁移至上述第一状态时，在上述正常系统的绕线组产生上述目标转矩的状态下，进一步恢复正常的部分系统的绕线组产生转矩的状况。在该情况下，虽然基于恢复正常的部分系统的绕线组产生的转矩的大小，但存在作为马达整体产生的转矩过大、或突变的可能。
在这一点，根据上述的结构，上述控制电路在上述第二状态下的动作中上述部分系统恢复正常的情况下，在针对上述正常系统的上述指令值的合计或者实际电流量的合计为在以零或零的附近值为基准而设定的阈值以下时，从上述第二状态迁移至上述第一状态。在针对上述正常系统的上述指令值的合计或者实际电流量的合计为上述阈值以下的状况下，考虑请求恢复正常的部分系统的绕线组产生的转矩也是微量的。因此，在上述正常系统的绕线组产生上述目标转矩的状态下，进一步若是恢复正常的部分系统的绕线组产生转矩的状况，则抑制作为马达整体产生的转矩过大、或突变。
对于本发明的另一方面，在上述方面的车辆控制装置中，优选上述控制电路在上述第二状态下的动作中上述部分系统恢复正常的情况下，在针对上述正常系统的上述指令值的合计或者实际电流量的合计超过上述阈值时，维持上述第二状态作为从上述第二状态朝向上述第一状态的迁移等待状态。
根据该结构，在针对上述正常系统的上述指令值的合计或者实际电流量的合计为上述阈值以下时，上述控制电路能够立即从上述第二状态迁移至上述第一状态。
对于本发明的其他方面，在上述方面的车辆控制装置中，也可以所述控制电路具有：与按每个系统独立地控制针对所述多个系统的绕线组的供电的系统数相同数目的分立控制电路。在这种情况下，与所述系统数相同数目的分立控制电路相互授受包含各自运算的所述指令值的状态信号。
根据该结构，如果在多个系统的绕线组中的一部分绕线组或多分立控制电路的一部分发生故障的情况下，则能够使用剩余的绕线组或剩余的分立控制电路使马达动作。另外，与系统数相同数目的分立控制电路能够通过状态信号的授受相互把握各系统的指令值。
对于本发明的其他方面，在上述方式的车辆控制装置中，优选发生故障的上述部分系统的分立控制电路在上述部分系统恢复正常的情况下，尽管在无法获取由上述正常系统的分立控制电路生成的上述状态信号时若是应使上述马达产生转矩的状况，则通过恢复正常的上述部分系统的绕线组产生转矩。
根据该结构，在发生故障的上述部分系统恢复正常的情况下，在无法获取由上述正常系统的分立控制电路生成的状态信号时，上述部分系统的分立控制电路无法把握由上述正常系统的分立控制电路运算的指令值，进而无法把握正常系统的绕线组是否产生转矩。在这样的情况下，若是应使上述马达产生转矩的状况，则优选通过恢复正常的部分系统的绕线组产生转矩。若这样，尽管是应使马达产生转矩的状况，但也能够避免不产生马达的转矩的状况。
对于本发明的其他方面，在上述方面的车辆控制装置中，也可以与上述系统数相同数目的分立控制电路分别具有防止自己所属的系统中的上述绕线组过热的过热保护功能。在该情况下，优选发生故障的上述部分系统的分立控制电路在上述部分系统恢复正常的情况下，在通过执行上述正常系统的分立控制电路的过热保护功能而由上述正常系统的绕线组分别产生的转矩与本来相比受到限制时，使恢复正常的上述部分系统的绕线组分别产生与由上述正常系统的绕线组分别产生的被限制的转矩相同程度的转矩。
根据该结构，在使上述正常系统的绕线组分别产生的转矩与本来相比受到限制的状态下，由恢复正常的上述部分系统的绕线组分别产生与本来相比受到限制的转矩。因此，可抑制马达产生的转矩过大、或突变。
对于本发明的其他方面，在上述方式的车辆控制装置中，也可以上述马达产生对车辆的转向操纵机构赋予的转矩。在该情况下，优选上述控制电路根据基于转向操纵转矩应由上述马达产生的上述转矩来运算上述指令值。
根据该结构，可抑制在从上述第二状态切换至上述第一状态时，对转向操纵机构赋予的转矩，进而转向操纵转矩过大或突变。因此，驾驶员能够获得良好的转向操纵感触。
附图说明
通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明前述的和其它的特点和优点得以进一步明确。其中，附图标记表示本发明的要素，其中，
图1是表示安装车辆控制装置(ECU)的一个实施方式的电动动力转向装置的概要的结构图。
图2是一个实施方式的ECU的框图。
图3是一个实施方式的ECU中的第一微型计算机以及第二微型计算机的控制框图。
图4是表示比较例中的ECU的状态迁移的迁移图。
图5是表示比较例中的ECU的状态迁移与辅助量的理想关系的图。
图6是表示比较例中的ECU的状态迁移与辅助量的实际关系的图。
图7是表示一个实施方式中的ECU的状态迁移的迁移图。
图8是表示一个实施方式中的ECU的状态迁移与辅助量的关系的图。
具体实施方式
以下，对将本发明的车辆控制装置具体化为电动动力转向装置(以下，称为EPS。)的控制装置的一个实施方式进行说明。如图1所示，EPS10包括基于驾驶员的转向操作使转向轮转向的转向操纵机构20、辅助驾驶员的转向操作的转向操纵辅助机构30、以及控制转向操纵辅助机构30的工作的ECU40。
转向操纵机构20包括由驾驶员操作的方向盘21、以及与方向盘21一体旋转的转向轴22。转向轴22由与方向盘21连结的柱轴22a、与柱轴22a的下端部连结的中间轴22b、以及与中间轴22b的下端部连结的小齿轮轴22c构成。小齿轮轴22c的下端部与沿和小齿轮轴22c相交的方向延伸的齿条轴23(准确来说，形成有齿条齿的部分23a)啮合。因此，转向轴22的旋转运动通过小齿轮轴22c与齿条轴23的啮合而转换为齿条轴23的往复直线运动。该往复直线运动经由与齿条轴23的两端分别连结的转向横拉杆25分别传递至左右的转向轮26、26，从而这些转向轮26、26的转向角θw被变更。
转向操纵辅助机构30包括转向操纵辅助力(辅助转矩)的产生源亦即马达31。作为马达31，例如可采用三相的无刷马达。马达31经由减速机构32与柱轴22a连结。减速机构32使马达31的旋转减速，并将该减速后的旋转力传递至柱轴22a。即，通过对转向轴22赋予马达31的转矩作为转向操纵辅助力，来辅助驾驶员的转向操作。
ECU40作为表示驾驶员的请求、行驶状态以及转向操纵状态的信息(状态量)，获取设置于车辆的各种传感器的检测结果，并根据这些获取的各种信息来控制马达31。作为各种传感器，例如可举出车速传感器41、转矩传感器42a、42b、以及旋转角传感器43a、43b。车速传感器41检测车速(车辆的行驶速度)V。转矩传感器42a、42b设置于柱轴22a。转矩传感器42a、42b检测对转向轴22赋予的转向操纵转矩τ1、τ2。旋转角传感器43a、43b设置于马达31。旋转角传感器43a、43b检测马达31的旋转角θm1、θm2。
ECU40使用通过旋转角传感器43a、43b检测的马达31的旋转角θm1、θm2矢量控制马达31。另外，ECU40基于转向操纵转矩τ1、τ2以及车速V来运算目标辅助转矩，并执行对马达31供给用于使转向操纵辅助机构30产生该运算的目标辅助转矩的驱动电力的辅助控制。
接着，对马达31的结构进行说明。如图2所示，马达31具有转子51、卷绕于未图示的定子的第一绕线组52以及第二绕线组53。第一绕线组52具有U相线圈、V相线圈以及W相线圈。第二绕线组53也具有U相线圈、V相线圈以及W相线圈。另外，马达31除了旋转角传感器43a、43b以外，还具有温度传感器44a、44b。温度传感器44a检测第一绕线组52的温度，温度传感器44b检测第二绕线组53的温度。
接着，对ECU40详细内容进行说明。如图2所示，ECU40对每个系统，控制针对第一绕线组52以及第二绕线组53的供电。ECU40具有控制对第一绕线组52供电的第一控制电路60、以及控制对第二绕线组53供电的第二控制电路70。
第一控制电路60包括第一驱动电路61、第一振荡器62、第一微型计算机63、以及第一限制控制电路64。
从安装于车辆的电池等直流电源81对第一驱动电路61供电。通过第一供电线82连接第一驱动电路61与直流电源81(准确来说，其正端子)之间。在第一供电线82，设置有点火开关等车辆的电源开关83。该电源开关83在使车辆的行驶用驱动源(发动机等)工作时操作。在电源开关83被接通时，直流电源81的电力经由第一供电线82供给至第一驱动电路61。在第一供电线82设置有电压传感器65。电压传感器65检测直流电源81的电压Vb1。顺便说一下，经由未图示的供电线向第一微型计算机63、以及旋转角传感器43a供给直流电源81的电力。
第一驱动电路61是以串联的2个场效应型晶体管(FET)等开关元件为基本单位亦即支路，并将与三相(U、V、W)的各相对应的3个支路并列连接而成的PWM逆变器。第一驱动电路61基于由第一微型计算机63生成的指令信号Sc1开关各相的开关元件，将从直流电源81供给的直流电力转换为三相交流电力。由第一驱动电路61生成的三相交流电力经由由汇流条或电缆等构成的各相的供电路径84供给至第一绕线组52。在供电路径84设置有电流传感器66。电流传感器66检测从第一驱动电路61供给至第一绕线组52的电流Im1。
第一振荡器(时钟产生电路)62生成用于使第一微型计算机63动作的同步信号亦即时钟。第一微型计算机63根据由第一振荡器62生成的时钟执行各种处理。第一微型计算机63基于通过转矩传感器42a检测的转向操纵转矩τ1、以及通过车速传感器41检测的车速V来运算应使马达31产生的目标辅助转矩，并根据该运算的目标辅助转矩的值来运算第一电流指令值I1 ＊(参照图3)。第一电流指令值是应该对第一绕线组52供给的电流的目标值。而且，第一微型计算机63通过执行使对第一绕线组52供给的实际的电流的值跟随第一电流指令值的电流反馈控制，来生成针对第一驱动电路61的指令信号Sc1(PWM信号)。指令信号Sc1规定第一驱动电路61的各开关元件的占空比。所谓的占空比是指开关元件的接通(ON)时间占据脉冲周期的比例。第一微型计算机63使用通过旋转角传感器43a检测的马达31(转子51)的旋转角θm1来控制对第一绕线组52的供电。通过第一驱动电路61将与指令信号Sc1相应的电流供给至第一绕线组52，第一绕线组52产生与第一电流指令值相应的转矩。
第一限制控制电路64根据通过电压传感器65检测的直流电源81的电压Vb1、以及马达31(第一绕线组52)的发热状态，运算用于限制对第一绕线组52供给的电流量的限制值Ilim1。基于抑制直流电源81的电压Vb1的降低的观点、或使马达31免于过热的观点，将限制值Ilim1设定为对第一绕线组52供给的电流量的上限值。第一限制控制电路64在通过电压传感器65检测的直流电源81的电压Vb1是电压阈值以下时，根据此时的电压Vb1的值来运算限制值Ilim1。电压阈值将EPS10的辅助保证电压范围的下限值设定为基准。
另外，第一限制控制电路64在通过温度传感器44a检测的第一绕线组52(或其周边)的温度Tm1是温度阈值以下时，运算限制值Ilim1。在运算限制值Ilim1时，第一微型计算机63根据限制值Ilim1来限制对第一绕线组52供给的电流量(由第一绕线组52产生的转矩)。
第二控制电路70基本上具有与第一控制电路60相同的结构。即，第二控制电路70具有第二驱动电路71、第二振荡器72、第二微型计算机73、以及第二限制控制电路74。
对第二驱动电路71也从直流电源81供给电力。在第一供电线82，在电源开关83与第一控制电路60之间设置有连接点Pb。该连接点Pb与第二驱动电路71之间通过第二供电线85连接。在电源开关83接通(ON)时，直流电源81的电力经由第二供电线85供给至第二驱动电路71。在第二供电线85设置有电压传感器75。电压传感器75检测直流电源81的电压Vb2。
由第二驱动电路71生成的三相交流电力经由由汇流条或电缆等构成的各相的供电路径86供给至第二绕线组53。在供电路径86设置有电流传感器76。电流传感器76检测从第二驱动电路71向第二绕线组53供给的电流Im2。
第二微型计算机73基于通过转矩传感器42b检测的转向操纵转矩τ2、以及通过车速传感器41检测的车速V来运算应使马达31产生的目标辅助转矩，并根据该运算的目标辅助转矩的值来运算第二电流指令值I2 ＊(参照图3)。而且，第二微型计算机73通过执行使对第二绕线组53供给的实际的电流的值跟随第二电流指令值的电流反馈控制，来生成针对第二驱动电路71的指令信号Sc2。通过第二驱动电路71将与指令信号Sc2相应的电流供给至第二绕线组53，从而第二绕线组53产生与第二电流指令值相应的转矩。
第二限制控制电路74根据通过电压传感器75检测的直流电源81的电压、以及马达31(第二绕线组53)的发热状态，来运算用于限制对第二绕线组53供给的电流量的限制值Ilim2。在运算限制值Ilim2时，第二微型计算机73根据限制值Ilim2来限制对第二绕线组53供给的电流量(由第二绕线组53产生的转矩)。
在这里，第一微型计算机63以及第二微型计算机73经由通信线相互进行数字信号的授受。作为在第一微型计算机63与第二微型计算机73之间进行的通信的标准，例如采用作为同步式的串行通信的标准之一的SPI(Serial Peripheral Interface：串行外设接口)。另外，第一微型计算机63以及第二微型计算机73分别具有检测自己以及自己所属的系统的异常的功能。
第一微型计算机63作为数字信号生成表示自己所属的第一系统的状态的第一状态信号Sd1，并将该生成的第一状态信号Sd1供给至第二微型计算机73。第一状态信号Sd1中，包含第一系统的异常产生状态、辅助状态以及辅助量。异常产生状态中，例如包含第一微型计算机63、第一驱动电路61、以及旋转角传感器43a的异常的有无。辅助状态中，包含第一微型计算机63能够执行辅助控制的状态、以及由于电源电压的降低等而无法执行辅助控制的状态这两个状态。进一步，在能够执行辅助控制的状态中，具有辅助控制的执行中、以及等待辅助控制的执行开始(等待辅助开始)这两个状态。辅助量对应于由第一绕线组52产生的辅助转矩的程度，对第一绕线组52供给的电流的目标值亦即第一电流指令值。
第二微型计算机73与第一微型计算机63相同，生成表示自己所属的第二个系统的状态的第二状态信号Sd2作为数字信号，并将该生成的第二状态信号Sd2供给至第一微型计算机63。
接着，对第一微型计算机63以及第二微型计算机73的结构进行详细说明。如图3所示，第一微型计算机63具有第一辅助控制电路91、以及第一电流控制电路92。
第一辅助控制电路91基于通过转矩传感器42a检测的转向操纵转矩τ1、以及通过车速传感器41检测的车速V来运算应使马达31产生的目标辅助转矩，并基于该运算的目标辅助转矩来运算第一电流指令值I1 ＊。第一电流指令值I1 ＊是为了产生与转向操纵转矩τ1以及车速V相应的适当的大小的目标辅助转矩，而应对第一绕线组52供给的电流的目标值。转向操纵转矩τ1的绝对值越大、车速V越慢，第一辅助控制电路91运算更大的值(绝对值)的第一电流指令值I1 ＊。第一电流指令值I1 ＊(绝对值)被设定为为了使马达31产生目标辅助转矩而需要的电流量(100％)的一半(50％)的值。
第一辅助控制电路91在通过第一限制控制电路64运算限制值Ilim1的情况下，根据该运算的限制值Ilim1来限制由第一绕线组52产生的转矩。具体而言，第一辅助控制电路91将根据目标辅助转矩运算的本来的第一电流指令值I1 ＊限制至限制值Ilim1。另外，第一辅助控制电路91在限制值Ilim1为用百分率等表示的使用比例的情况下，通过使与目标辅助转矩相应的本来的第一电流指令值I1 ＊反映限制值Ilim1，来运算最终的第一电流指令值I1 ＊。
第一电流控制电路92通过执行使对第一绕线组52供给的实际的电流Im1的值跟随第一电流指令值I1 ＊的电流反馈控制，生成针对第一驱动电路61的指令信号Sc1(PWM信号)。第一电流控制电路92使用通过旋转角传感器43a检测的马达31(转子51)的旋转角θm1来控制针对第一绕线组52的供电。通过第一驱动电路61将与指令信号Sc1相应的电流供给至第一绕线组52，从而第一绕线组52产生与第一电流指令值I1 ＊相应的转矩。
第二微型计算机73基本上具有与第一微型计算机63相同的结构。即，第二微型计算机73具有第二辅助控制电路101以及第二电流控制电路102。
第二辅助控制电路101基于通过转矩传感器42b检测的转向操纵转矩τ2、以及通过车速传感器41检测的车速V来运算应使马达31产生的目标辅助转矩，并基于该运算的目标辅助转矩来运算第二电流指令值I2 ＊。第二电流指令值I2 ＊为了产生与转向操纵转矩τ2以及车速V相应的适当的大小的目标辅助转矩，而应该对第二绕线组53供给的电流的目标值。转向操纵转矩τ2的绝对值越大、车速V越慢，第二辅助控制电路101运算更大的值(绝对值)的第二电流指令值I2 ＊。第二电流指令值I2 ＊(绝对值)被设定为为了使马达31产生目标辅助转矩所需要的电流量(100％)的一半(50％)的值。
第二辅助控制电路101在通过第二限制控制电路74运算限制值Ilim2的情况下，根据该运算的限制值Ilim2来限制由第二绕线组53产生的转矩。具体而言，第二辅助控制电路101将根据目标辅助转矩运算的本来的第二电流指令值I2 ＊限制至限制值Ilim2。另外，第二辅助控制电路101在限制值Ilim2为用百分率等表示的使用比例的情况下，通过使与目标辅助转矩相应的本来的第二电流指令值I2 ＊反映限制值Ilim2，来运算最终的第二电流指令值I2 ＊。
第二电流控制电路102通过执行使对第二绕线组53供给的实际的电流Im2的值跟随第二电流指令值I2 ＊的电流反馈控制，生成针对第二驱动电路71的指令信号Sc2(PWM信号)。第二电流控制电路102使用通过旋转角传感器43b检测的马达31(转子51)的旋转角θm2来控制针对第二绕线组53的供电。通过第二驱动电路71将与指令信号Sc2相应的电流供给至第二绕线组53，从而第二绕线组53产生与第二电流指令值I2 ＊相应的转矩。
通过像这样，在作为马达31采用具有双系统的绕线组的结构的基础上独立地控制针对各系统的绕线组的供电，在第一系统的绕线等发生了异常的情况下，能够通过对第二系统的绕线的供电使马达旋转(单系统驱动)。在这里，在进行单系统驱动的情况下，考虑发生异常的系统恢复到正常状态。在该情况下，从产生更加适当的辅助转矩的观点考虑，优选将ECU40的马达31的驱动方法再次从单系统驱动切换至双系统驱动。
在这里，首先，作为比较例对ECU40的状态迁移的一个例子进行说明。在这里，假定在方向盘21的转向操纵中，在第二系统发生了异常之后，该第二系统恢复正常的状况。
如图4所示，ECU40的状态按照第一状态S1、第二状态S2、第三状态S3、以及第四状态S4的顺序迁移。第一状态S1是第一系统以及第二系统均正常的状态，且是由第一微型计算机63以及第二微型计算机73双方执行辅助控制的状态。第一微型计算机63根据转向操纵状态对第一绕线组52供电。第二微型计算机73根据转向操纵状态对第二绕线组53供电。即，作为ECU40，执行通过对第一绕线组52以及第二绕线组53的供电来驱动马达31的双系统驱动。
第二状态S2是第二系统发生了异常时的状态。第一微型计算机63执行根据转向操纵状态来对第一绕线组52供电的辅助控制。第二微型计算机73由于第二系统发生异常而停止辅助控制的执行。即，作为ECU40，执行仅通过对第一绕线组52的供电来驱动马达31的单系统驱动。顺便说一下，第二微型计算机73作为第二系统的异常，例如检测针对第二绕线组53、第二驱动电路71、及旋转角传感器43b的异常、以及第二驱动电路71的电源电压的异常。
第三状态S3是第二系统恢复到正常时的状态。第一微型计算机63执行辅助控制。第二微型计算机73在检测出第二系统恢复正常时，为了再次开始辅助控制的执行而生成第二状态信号Sd2。在该时刻，第二微型计算机73是等待开始辅助控制的执行的状态，作为ECU40继续仅通过对第一绕线组52的供电而驱动马达31的单系统驱动。
第四状态S4是在第二系统恢复正常之后，再次由第一微型计算机63以及第二微型计算机73双方执行辅助控制的状态。即，作为ECU40，从通过仅对第一绕线组52的的供电来驱动马达31的单系统驱动切换至通过对第一绕线组52以及第二绕线组53的供电来驱动马达31的双系统驱动的状态。
接着，作为比较例，对ECU40的状态迁移与辅助量的理想的关系进行说明。如图5所示，在ECU40的状态是执行双系统驱动的第一状态S1的情况下，所需的辅助量由通过第一绕线组52产生的转矩和通过第二绕线组53产生的转矩各半分地供应。即，第一电流指令值I1 ＊以及第二电流指令值I2 ＊被设定为为了使马达31产生目标辅助转矩所需的电流量(100％)的一半(50％)的值。
在ECU40的状态从执行双系统驱动的第一状态S1迁移至执行单系统驱动的第二状态S2的情况下，所需的辅助量全部由通过第一绕线组52产生的转矩来供应。即，第一电流指令值I1 ＊被设定为为了使马达31产生目标辅助转矩所需的电流量对应的值(执行双系统驱动的通常时的2倍的值)。第二电流指令值I2 ＊被设定为0(零)，或者停止向第二电流控制电路102供给第二电流指令值I2 ＊。
在ECU40的状态从第二状态S2经由第三状态S3(恢复正常检测)迁移至第四状态S4的情况下，理想地，与ECU40的状态为第一状态S1的情况相同，所需的辅助量由通过第一绕线组52产生的转矩和通过第二绕线组53产生的转矩各半分地供应。
然而，实际上，在ECU40的状态经由第三状态S3迁移至第四状态S4时，担心如下的情况。即，在第二系统实际恢复正常后，轻微地发生时间滞后，直到第一微型计算机63通过第二状态信号Sd2识别第二系统恢复正常。因此，相对于第二系统恢复正常的时机，第一微型计算机63中的辅助量(第一电流指令值I1 ＊)的调节完成的时机延迟。因此，存在暂时地作为马达31整体产生的辅助量(辅助转矩)过大的可能。另外，也担心根据第二绕线组53与第二系统恢复正常时的转向操纵状态相应地产生的转矩的大小，辅助量急剧地变化(在这里，为增加)。具体而言，如下所述。
如图6所示，在ECU40的状态从第三状态S3迁移至第四状态S4时，在第一绕线组52产生对马达31请求的辅助转矩的全部的状态下，进一步由第二绕线组53产生转矩。因此，作为马达31整体产生的转矩超出本来对马达31请求的辅助转矩由第二绕线组53产生的转矩的量。此时，虽然取决于驾驶员的转向操纵状况，但担心作为马达31整体产生的辅助转矩过大，或辅助转矩突变。顺便说一下，第二绕线组53如通常那样，产生对马达31请求的辅助转矩的一半的转矩。
之后，第一微型计算机63在通过第二状态信号Sd2识别出第二系统恢复正常时，将第一电流指令值I1 ＊调节为与对马达31请求的辅助转矩的一半的转矩相应的通常的值。由此，将对马达31请求的辅助转矩恢复至作为由第一绕线组52产生的转矩和由第二绕线组53产生的转矩的合计而产生的通常的状态。
像这样，在从单系统驱动恢复至双系统驱动时，由于来不及由第一绕线组52产生的转矩的调节，所以担心作为马达31整体产生的辅助转矩过大或突变。因此，在本实施方式中，为了抑制从单系统驱动恢复至双系统驱动时的辅助转矩过大或突变，使ECU40的状态以如下的方式迁移。此外，在这里，也假定在方向盘21的转向操纵中，在第二系统发生异常之后，该第二系统恢复正常的状况。
如图7所示，ECU40在执行双系统驱动的第一状态S1下，第二系统发生了异常的情况下，从第一状态S1迁移至第二状态S2，并执行由第一绕线组52进行的单系统驱动。ECU40在从执行第一绕线组52的单系统驱动的第二状态S2迁移至检测出第二系统恢复正常的状态的第三状态S3之后，根据第一微型计算机63的动作状态，迁移至如下的4个状态S4－1、S4－2、S4－3、S4－4中的任意一个。
状态S4－1是第一微型计算机63执行根据转向操纵状态对第一绕线组52供电的辅助控制，另一方面，第二微型计算机73维持等待辅助开始状态的状态。第二微型计算机73在检测出第二系统恢复正常的情况下，在由第一微型计算机63进行的辅助控制的执行中，并且第一电流指令值I1 ＊超过电流阈值Ith时，维持等待辅助开始状态。所谓的等待辅助开始状态是指虽然能够执行辅助控制(针对绕线组的供电)，但等待应该对绕线组供电的时机的状态。
电流阈值Ith例如在方向盘21被转向操纵至转向操纵中立位置或其附近位置时将与对马达31请求的辅助转矩相应的电流指令值(零或零的附近值)设定为基准。电流阈值Ith的下限值(状态迁移条件的下限值)亦即零对应于正常系统驱动停止的状态，并且在正常系统的微型计算机确认出发生故障系统的恢复之后(双系统均未驱动的状态)的总电流指令值(针对作为对马达31请求的合计的转矩的电流指令值)。电流阈值Ith的上限值(状态迁移条件的上限值)亦即零的附近值对应于正常系统为等待辅助开始状态(待机辅助控制的执行的状态)、或者实际驱动停止的状态，并且正常系统的微型计算机确认了发生故障系统的恢复之后的总电流指令值。
像这样，虽然第二系统恢复正常，但由于对第一绕线组52供给超过电流阈值Ith的电流，所以第二微型计算机73未必进行针对第二绕线组53的供电。因此，在使第一绕线组52产生对马达31请求的辅助转矩全部的状态下，第二绕线组53不会进一步产生转矩。因此，作为马达31整体产生的辅助量(辅助转矩)不会过大或突变。
状态S4－2是由第一微型计算机63以及第二微型计算机73双方执行辅助控制的状态。第二微型计算机73在检测出第二系统恢复正常的情况下，在是由第一微型计算机63进行的辅助控制的执行中，并且在第一电流指令值I1 ＊是电流阈值Ith以下时，执行根据转向操纵状态对第二绕线组53供电的辅助控制。
在这里，如图8所示，在第二系统恢复正常时(状态S2→状态S3)，第一微型计算机63虽然正在执行辅助控制，但对马达31请求的辅助量(辅助转矩)是微量的。很明显这是因为由进行单系统驱动的第一微型计算机63生成的第一电流指令值I1 ＊是电流阈值Ith以下。当然，第二绕线组53产生的转矩也是微量的。并且，此时由第二绕线组53产生的转矩是作为马达31整体请求的微量辅助转矩的再一半的转矩。因此，即使在第一绕线组52产生微量转矩的状态下第二绕线组53产生了微量转矩，作为马达31整体产生的辅助量的变化也是微量的。因此，可抑制作为马达31整体产生的辅助量过大，或急剧变化。
如图7所示，状态S4－3是第一微型计算机63以及第二微型计算机73双方维持等待辅助开始的状态。第二微型计算机73在检测出第二系统恢复正常的情况下，在未执行第一微型计算机63的辅助控制时，维持等待辅助开始状态。作为未执行第一微型计算机63的辅助控制的状况，例如假定车辆是前进状态，方向盘21保持于转向操纵中立位置的状况。在方向盘21以转向操纵中立位置为基准向左方或者右方操作时，第一微型计算机63以及第二微型计算机73分别执行与转向操纵状态相应的辅助控制。
状态S4－4是至少通过第二微型计算机73执行辅助控制的状态。第二微型计算机73在检测出第二系统恢复正常的情况下，在没有来自第一微型计算机63的响应，并且需要转向操纵辅助动作时，执行辅助控制。所谓的没有来自第一微型计算机63的响应是指无法获取由第一微型计算机63生成的第一状态信号Sd1的情况。所谓的需要转向操纵辅助动作时，是指方向盘21以转向操纵中立位置为基准向左右转向操纵时，即检测出超过0(零)的转向操纵转矩τ1、τ2时。
此外，在执行双系统驱动的状态下，对于通过第一微型计算机63检测出第一系统发生异常的情况，也与上述的第二系统发生异常的情况相同。其中，在该情况下，与第一微型计算机63以及第二微型计算机73的辅助控制相关的动作与上述的第二系统发生异常的情况相反。
因此，根据本实施方式，能够得到以下的效果。
(1)ECU40在第一系统发生故障时，从通过第一绕线组52以及第二绕线组53产生目标辅助转矩的第一状态(图8中的状态S1)迁移至通过剩余的正常系统的绕线组(第一绕线组52或者第二绕线组53)产生目标辅助转矩的第二状态(图8中的状态S2)。ECU40在发生故障系统在第二状态下的动作中恢复正常的情况下(图8中的状态S3)，在针对正常系统的电流指令值为以零或零的附近值为基准而设定的电流阈值Ith以下时，从通过单系统的绕线组驱动马达31的第二状态迁移至通过双系统的绕线组驱动马达31的第一状态(图8中的状态S4－2)。在这里，在针对正常系统的电流指令值为电流阈值Ith以下的状况下，认为对恢复正常的系统的绕线组请求的产生转矩也是微量的。因此，可抑制在正常系统的绕线组产生目标辅助转矩的状态下，进一步恢复正常的系统的绕线组产生转矩的状况，而作为马达31整体产生的转矩过大，或突变(在这里为急剧的增加)。另外，也可抑制对转向操纵机构20赋予不希望辅助转矩。因此，驾驶员能够获得良好的转向操纵感触。进而，能够获得作为车辆的平稳的举动、或行驶中的舒适性。
(2)ECU40在第一系统发生异常的情况下，通过对正常的第二系统的绕线组的供电来驱动马达31。在这里，ECU40通过正常系统的绕线组产生对马达31请求的辅助转矩。即，ECU40将对正常系统的绕线组供给的电流的目标值设定为执行双系统驱动的通常时的2倍的值。因此，在第一系统发生异常的情况下，产生与在马达31执行双系统驱动时相同程度的辅助转矩。因此，能够继续进行适当的转向操纵辅助。
(3)ECU40在第一系统发生故障时，在通过剩余的正常系统的绕线组产生目标辅助转矩的第二状态(图8中的状态S2)下的动作中发生故障系统恢复正常的情况下(图8中的状态S3)，在针对正常系统的电流指令值超过电流阈值Ith时，作为从第二状态朝向第一状态的等待迁移状态维持第二状态。根据该结构，在针对正常系统的电流指令值为电流阈值Ith以下时，ECU40能够立即从第二状态迁移至第一状态。
(4)在第二系统恢复正常的情况下，例如也考虑由于第一微型计算机63与第二微型计算机73之间的通信障碍，第二微型计算机73不能获取来自第一微型计算机63的第一状态信号Sd1的情况。在该情况下，第二微型计算机73虽然无法把握第一微型计算机63的动作状态，但若是需要转向操纵辅助动作的状况则通过对第二绕线组53的供电产生转矩。像这样，虽然不清楚是否执行由第一系统进行的辅助控制，但暂且通过执行恢复正常的第二系统的辅助控制，从而能够避免尽管是需要转向操纵辅助动作的状况，也不对转向操纵机构20赋予辅助转矩的状况。
(5)ECU40具有对每个系统独立地控制针对第一绕线组52以及第二绕线组53的供电的第一控制电路60以及第二控制电路70。因此，在第一绕线组52以及第二绕线组53的任意一方、或第一控制电路60以及第二控制电路70的任意一方发生故障的情况下，能够使用剩余的正常的绕线组或剩余的正常的控制电路使马达31动作。因此，能够提高针对马达31的动作的可靠性。
(6)另外，第一控制电路60以及第二控制电路70相互授受各自生成的第一状态信号Sd1以及第二状态信号Sd2。第一状态信号Sd1中包含有由第一微型计算机63运算的第一电流指令值I1 ＊。第二状态信号Sd2中包含有由第二微型计算机73运算的第二电流指令值I2 ＊。因此，第一控制电路60以及第二控制电路70能够通过第一状态信号Sd1以及第二状态信号Sd2的授受，相互把握各系统的电流指令值。
此外，本实施方式也可以以如下的方式变更并实施。在本实施方式中，ECU40在发生故障系统在第二状态下的动作中恢复正常的情况下(图8中的状态S3)，在针对正常系统的电流指令值为电流阈值Ith以下时，从第二状态迁移至第一状态(图8中的状态S4－2)，但也可以如下所示。即，ECU40在发生故障系统在第二状态下的动作中恢复正常的情况下，在作为正常系统的绕线组实际供给的电流量(实际电流量)为电流阈值Ith以下时，从第二状态迁移至第一状态(图8中的状态S4－2)。
在本实施方式中，ECU40具有相互独立的第一控制电路60以及第二控制电路70，但也可以根据产品规格等，例如将第一微型计算机63和第二微型计算机73构建为单一的微型计算机。
ECU40例如在第二系统发生异常的情况下，停止通过该第二系统的对马达31的供电，另一方面，通过剩余的正常的第一系统继续对马达31的供电。在高负荷的状态下继续该马达31的单系统驱动的情况下，存在通过过热保护控制的执行，通过正常的第一系统的绕线组产生的转矩(对第一系统的绕线组供给的电流量)比本来更受限制的情况。基于此，ECU40在正常的第一系统中执行过热保护控制的情况下在第二系统恢复正常时，也可以使第二系统的绕线组产生与由第一系统的绕线组产生的被限制的转矩相同程度的转矩。通过双系统的绕线组分别产生相同程度的转矩，能够抑制作为马达31整体产生的转矩的变动或转矩波动等。另外，在使第一系统的绕线组产生的转矩(电流量)受到限制的状态下，恢复正常的第二系统的绕线组产生转矩(而且，比本来更受限制的转矩)。因此，能够抑制马达31所产生的辅助转矩过大、或突变。
在本实施方式中，独立地控制针对双系统的绕线组(52、53)的供电，但在马达31具有三系统以上的绕线组的情况下，也可以独立地控制针对这三系统以上的绕线组的供电。在该情况下，ECU40在通过多个系统的绕线组产生目标辅助转矩的第一状态、和在上述多个系统中的部分系统发生故障时通过剩余的正常系统的绕线组产生目标辅助转矩的第二状态之间迁移。ECU40在第二状态下的动作中，发生故障的部分系统恢复正常的情况下，在针对正常系统中的每一个正常系统的电流指令值的合计或者实际电流量的合计为电流阈值Ith以下时，从以除了发生故障的部分系统以外的正常系统的绕线组驱动马达31的第二状态迁移至以所有系统的绕线组驱动马达31的第一状态。与此相对，ECU40在第二状态下的动作中，在发生故障的部分系统恢复正常的情况下，在针对正常系统的电流指令值的合计或者实际电流量的合计超过电流阈值Ith时，作为从第二状态朝向第一状态的等待迁移状态维持第二状态。顺便说一下，即使在马达31具有三系统以上的绕线组的情况下，ECU40也可以具有与系统数相同数目的分立的控制电路。
在本实施方式中，作为EPS10，以将马达31的转矩传递至转向轴22(柱轴22a)的类型为例，但也可以是将马达31的转矩传递至齿条轴23的类型。
在本实施方式中，将车辆控制装置具体化为控制EPS10的马达31的ECU40，但也可以具体化为将方向盘21和转向轮26、26之间的动力传递分离的线控方式的转向操纵装置的控制装置。该线控方式的转向操纵装置中具有对转向轴赋予的转向操纵反作用力的产生源亦即反作用力马达、以及使转向轮转向的转向力的产生源亦即转向马达。作为这些反作用力马达以及转向马达，与本实施方式相同，采用具有多个系统的绕线组的结构。线控方式的转向操纵装置的控制装置对每个系统独立地控制针对反作用力马达以及转向马达中的多个系统的绕线组的供电。
在本实施方式中，将车辆控制装置具体化为控制EPS10的马达31的ECU40，但也可以具体化为用于EPS10等转向操纵装置以外的其它车载设备的马达的控制装置。

Claims (6)

1.一种车辆控制装置，其特征在于，
所述车辆控制装置具有控制电路，所述控制电路基于指令值，按照每个系统独立地控制针对多个系统的绕线组的供电，其中，所述指令值根据应由具有所述多个系统的绕线组的马达产生的目标转矩而按每个系统运算，
所述控制电路能在通过所述多个系统的绕线组产生所述目标转矩的第一状态、和通过所述多个系统中的部分系统发生故障时剩余的正常系统的绕线组产生所述目标转矩的第二状态之间迁移，
所述控制电路在所述第二状态下的动作中所述部分系统恢复正常的情况下，在针对所述正常系统的所述指令值的合计或者实际电流量的合计在以零或零的附近值为基准而设定的阈值以下时，从所述第二状态迁移至所述第一状态。
2.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，
所述控制电路在所述第二状态下的动作中所述部分系统恢复正常的情况下，在针对所述正常系统的所述指令值的合计或者实际电流量的合计超过所述阈值时，维持所述第二状态作为从所述第二状态朝向所述第一状态的迁移等待状态。
3.根据权利要求1或2所述的车辆控制装置，其特征在于，
所述控制电路具有：与按每个系统独立地控制针对所述多个系统的绕线组的供电的系统数相同数目的分立控制电路，
与所述系统数相同数目的分立控制电路相互授受包含各自运算的所述指令值的状态信号。
4.根据权利要求3所述的车辆控制装置，其特征在于，
发生故障的所述部分系统的分立控制电路在所述部分系统恢复正常的情况下，尽管在无法获取由所述正常系统的分立控制电路生成的所述状态信号时若是应使所述马达产生转矩的状况，则通过恢复正常的所述部分系统的绕线组产生转矩。
5.根据权利要求3所述的车辆控制装置，其特征在于，
与所述系统数相同数目的分立控制电路分别具有防止自己所属的系统中的所述绕线组过热的过热保护功能，
发生故障的所述部分系统的分立控制电路在所述部分系统恢复正常的情况下，在通过执行所述正常系统的分立控制电路的过热保护功能而由所述正常系统的绕线组分别产生的转矩与本来相比受到限制时，使恢复正常的所述部分系统的绕线组分别产生与由所述正常系统的绕线组分别产生的被限制的转矩相同程度的转矩。
6.根据权利要求1或2所述的车辆控制装置，其特征在于，
所述马达产生对车辆的转向操纵机构赋予的转矩，
所述控制电路根据基于转向操纵转矩应由所述马达产生的所述转矩来运算所述指令值。
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