CN115461979A - 电机控制装置以及电机控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电机控制装置以及电机控制方法。ECU(40)控制具有第一线圈组(52)以及第二线圈组(53)的电机(31)。ECU运算第一转矩指令值以及第二转矩指令值。ECU基于第一理论输出转矩与第一预测输出转矩的差亦即第一差分转矩对针对第二线圈组(52)的第二转矩指令值进行修正。ECU基于第二理论输出转矩与第二预测输出转矩的差亦即第二差分转矩对针对第一线圈组(52)的第一转矩指令值进行修正。ECU基于修正后的第一转矩指令值控制对第一线圈组的供电，基于修正后的第二转矩指令值控制对第二线圈组的供电。

Description

电机控制装置以及电机控制方法
技术领域
本公开涉及电机控制装置以及电机控制方法。
背景技术
以往，例如，如专利文献1所记载的那样，已知一种控制作为对车辆的转向操纵机构施加的辅助转矩的产生源的电机的控制装置。该控制装置具有两个控制系统，控制对具有与两个控制系统分别对应的两个线圈组的电机的供电。两个控制系统分别具有驱动电路以及微型计算机的组。各微型计算机根据转向操纵转矩来控制对应的驱动电路，由此，对两个线圈组的供电被各个控制系统独立地控制。电机产生作为通过两个线圈组产生的转矩的合计的辅助转矩。
专利文献1：日本特开2011－195089号公报
在具有两个线圈组的电机中，假定能够由两个线圈组分别产生的最大的转矩不平衡的状况。作为产生这样的状况的重要因素，考虑几个现象。例如作为一个因素，可举出在两个线圈组的任意一方的线圈组过热的情况下，为了保护检测到该过热的线圈组而仅限制向该线圈组的供电。在该情况下，仅由限制了供电的线圈组产生的转矩达到上限值。因此，在由限制了供电的线圈组产生的转矩达到上限值的定时的前后，辅助转矩相对于转向操纵转矩的变化比例变化。担心驾驶员对伴随着该变化而产生的转向操纵转矩的变动或转矩脉动等感到不协调。
发明内容
本公开的目的在于提供一种电机控制装置以及电机控制方法，即使在由多个线圈组分别能够产生的最大的转矩不平衡的情况下也能够使总的电机转矩以一定的比例变化。
本公开的一方式所涉及的电机控制装置控制具有多个线圈组的电机。电机控制装置具备处理电路。处理电路具备：转矩指令值运算部，构成为运算针对上述多个线圈组的每一个的多个单独转矩指令值；理论输出转矩运算部，构成为针对上述多个线圈组的每一个，基于针对该线圈组的上述单独转矩指令值运算理论输出转矩，该理论输出转矩是考虑到通过该线圈组产生的转矩的响应特性，并且理论上期待在比当前的运算周期靠后一个周期的运算周期中通过该线圈组产生的转矩；预测输出转矩运算部，构成为针对上述多个线圈组的每一个，基于通过该线圈组实际产生的实际输出转矩运算预测输出转矩，该预测输出转矩是考虑到通过该线圈组产生的转矩的响应特性，并且实际期待在比上述当前的运算周期靠后一个周期的运算周期中通过该线圈组产生的转矩；差分转矩运算部，构成为针对上述多个线圈组的每一个，运算上述理论输出转矩与上述预测输出转矩的差亦即差分转矩；修正运算部，构成为基于与上述多个线圈组中的至少一个线圈组对应的上述差分转矩，修正针对其它的至少一个线圈组的上述单独转矩指令值；以及电流控制部，构成为基于分别对应的修正后的上述单独转矩指令值按每个线圈组独立地控制针对上述多个线圈组的供电。
本公开的一方式所涉及的电机控制方法控制具有多个线圈组的电机。电机控制方法包含：运算针对上述多个线圈组的每一个的多个单独转矩指令值；针对上述多个线圈组的每一个，基于针对该线圈组的上述单独转矩指令值运算理论输出转矩，该理论输出转矩是考虑到通过该线圈组产生的转矩的响应特性，并且理论上期待在比当前的运算周期靠后一个周期的运算周期中通过该线圈组产生的转矩；针对上述多个线圈组的每一个，基于通过该线圈组实际产生的实际输出转矩运算预测输出转矩，该预测输出转矩是考虑到通过该线圈组产生的转矩的响应特性，并且实际期待在比上述当前的运算周期靠后一个周期的运算周期中通过该线圈组产生的转矩；针对上述多个线圈组的每一个，运算上述理论输出转矩与上述预测输出转矩的差亦即差分转矩；基于与上述多个线圈组中的至少一个线圈组对应的上述差分转矩，修正针对其它的至少一个线圈组的上述单独转矩指令值；以及基于分别对应的修正后的上述单独转矩指令值按每个线圈组独立地控制针对上述多个线圈组的供电。
附图说明
图1是表示搭载有第一实施方式的电机控制装置的电动助力转向装置的概略的结构图。
图2是图1的电机控制装置以及电机的框图。
图3是图2的电机控制装置中的第一微型计算机以及第二微型计算机的框图。
图4A是表示在第一实施方式中，未限制对第一线圈组的电机电流的情况下的转向操纵转矩与对第一线圈组的第一电流指令值的关系的图表。
图4B是表示在第一实施方式中，未限制对第二线圈组的电机电流的情况下的转向操纵转矩与对第二线圈组的第二电流指令值的关系的图表。
图4C是表示在第一实施方式中，未限制对第一线圈组以及第二线圈组的电机电流的情况下的转向操纵转矩与对电机的总的电流指令值的关系的图表。
图5是表示在第一实施方式中，对图2的电机控制装置的第一控制部的电源电压降低的情况下的转向操纵速度(电机的旋转速度)与由第一线圈组以及第二线圈组产生的电机的转矩的关系的图表。
图6是表示在第一实施方式中，对图2的电机控制装置的第一控制部以及第二控制部的电源电压与电机转矩的限制比例的关系的图表。
图7是表示在第一实施方式中，图2的电机的电机转速以及对电机控制装置的第一控制部的电源电压与能够由第一线圈组产生的输出转矩的关系的图表。
图8A是表示在比较例中，限制了对第一线圈组的电机电流的情况下的转向操纵转矩与对第一线圈组的第一电流指令值的关系的图表。
图8B是表示在比较例中，未限制对第二线圈组的电机电流的情况下的转向操纵转矩与对第二线圈组的第二电流指令值的关系的图表。
图8C是表示在比较例中，限制了对第一线圈组的电机电流的情况下的转向操纵转矩与对电机的总的电流指令值的关系的图表。
图9A是表示在第一实施方式中，限制了对第一线圈组的电机电流的情况下的转向操纵转矩与对第一线圈组的第一电流指令值的关系的图表。
图9B是表示在第一实施方式中，未限制对第二线圈组的电机电流的情况下的转向操纵转矩与对第二线圈组的第二电流指令值的关系的图表。
图9C是表示在第一实施方式中，限制了对第一线圈组的电机电流的情况下的转向操纵转矩与对电机的总的电流指令值的关系的图表。
具体实施方式
＜第一实施方式＞
以下，对将电机控制装置具体化为电动助力转向装置10(以下，称为“EPS10”。)的ECU(电子控制装置)的第一实施方式进行说明。
如图1所示，EPS10具备基于驾驶员的转向操作使转向轮转向的转向操纵机构20、对驾驶员的转向操作进行辅助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具备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包含连结于方向盘21的柱轴22a、连结于柱轴22a的下端部的中间轴22b、以及连结于中间轴22b的下端部的小齿轮轴22c。小齿轮轴22c的下端部与沿与小齿轮轴22c交叉的方向延伸的齿条轴23啮合。正确地说，小齿轮轴22c的下端部与齿条轴23的齿条齿23a啮合。在齿条轴23的两端分别经由转向横拉杆25连结有左右的转向轮26。
因此，转向轴22的旋转运动通过小齿轮轴22c与齿条轴23的啮合而被转换为齿条轴23的往复直线运动。通过该往复直线运动分别传递至左右的转向轮26，从而变更这些转向轮26的转向角θw。
转向操纵辅助机构30具备作为转向操纵辅助力、即辅助转矩的产生源的电机31。作为电机31，例如采用三相表面永磁同步电机(SPMSM)。电机31经由减速机构32连结于柱轴22a。减速机构32使电机31的旋转减速，并将该减速后的旋转力传递至柱轴22a。即，通过将电机31的转矩作为转向操纵辅助力施加至转向轴22，从而辅助驾驶员的转向操作。
ECU40获取设置于车辆的各种传感器的检测结果作为表示驾驶员的要求、行驶状态以及转向操纵状态的状态量，并根据这些获取的各种状态量来控制电机31。ECU40可构成为(1)根据计算机程序(软件)来执行各种处理的一个以上的处理器、(2)执行各种处理中的至少一部分的处理的专用集成电路(ASIC)等一个以上的专用的硬件电路、或者(3)包含它们的组合的处理电路(processing circuitry)。处理器包含CPU、以及RAM及ROM等存储器，存储器储存有构成为使CPU执行处理的程序代码或者指令。存储器即计算机可读介质包含能够通过通用或者专用的计算机访问的所有可利用的介质。
各种传感器例如包含车速传感器41、转矩传感器42a、42b、以及旋转角传感器43a、43b。车速传感器41检测车辆的行驶速度亦即车速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施加的转向操纵转矩τ1、τ2。旋转角传感器43a、43b设置于电机31。旋转角传感器43a、43b检测电机31的旋转角θm1、θm2。转向操纵转矩τ1、τ2以及旋转角θm1、θm2例如在向右方向转向操纵的情况下检测为正的值，在向左方向转向操纵的情况下检测为负的值。若转矩传感器42a、42b正常，则转向操纵转矩τ1、τ2基本上为相互相同的值。若旋转角传感器43a、43b正常，则旋转角θm1、θm2基本上为相互相同的值。
ECU40使用通过旋转角传感器43a、43b检测的电机31的旋转角θm1、θm2来执行电机31的矢量控制。另外，ECU40基于转向操纵转矩τ1、τ2、以及车速V运算目标辅助转矩，并将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供给至电机31。
接下来，对电机31的结构进行说明。
如图2所示，电机31具有转子51、卷绕于未图示的定子的第一线圈组52以及第二线圈组53。第一线圈组52具有U相线圈、V相线圈以及W相线圈。第二线圈组53也具有U相线圈、V相线圈以及W相线圈。
接下来，对ECU40详细地进行说明。
ECU40具有与第一线圈组52对应的第一控制系统、和与第二线圈组53对应的第二控制系统，按每个控制系统控制对第一线圈组52以及第二线圈组53的供电。ECU40具有控制对第一线圈组52的供电的第一控制系统亦即第一控制部60、以及控制对第二线圈组53的供电的第二控制系统亦即第二控制部70。
第一控制部60具有第一驱动电路61、第一振荡器62、作为处理电路的第一微型计算机63、以及第一限制控制部64。
从搭载于车辆的电池等直流电源81向第一驱动电路61供给电力。第一驱动电路61和直流电源81的正端子通过第一供电线82相互连接。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在使发动机等车辆的行驶用驱动源工作时被操作。在电源开关83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。另外，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是与U、V、W的三个相对应的三个支路并联连接而成的PWM逆变器。各支路包含相互串联连接的场效应型晶体管(FET)等两个开关元件。第一驱动电路61通过各相的开关元件基于由第一微型计算机63生成的指令信号Sc1进行切换，从而将从直流电源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供给至第一线圈组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向第一线圈组52供给的电流Im1。此外，电流例如在对向右方向的转向操纵进行辅助的情况下设为正的值，在对向左方向的转向操纵进行辅助的情况下设为负的值。
用作时钟产生电路的第一振荡器62生成用于使第一微型计算机63进行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。向第一微型计算机63输入通过转矩传感器42a检测的转向操纵转矩τ1、通过车速传感器41检测的车速V、由第一限制控制部64运算的限制值ILIM1、通过电流传感器66检测的电流Im1、以及通过旋转角传感器43a检测的电机31的旋转角θm1。另外，向第一微型计算机63输入由第二微型计算机73运算的各种状态量。
第一微型计算机63基于这些状态量生成对第一驱动电路61的指令信号Sc1。指令信号Sc1是脉宽调制后的PWM信号，规定第一驱动电路61的各开关元件的占空比。所谓占空比，是指开关元件的接通时间占脉冲周期的比例。第一微型计算机63使用转子51的旋转角θm1以及电流Im1来控制对第一线圈组52的通电。通过第一驱动电路61将与指令信号Sc1对应的电流供给至第一线圈组52，由此，第一线圈组52产生与指令信号Sc1对应的转矩。
向第一限制控制部64输入通过电压传感器65检测的直流电源81的电压Vb16、以及通过温度传感器44a检测的第一线圈组52或者其周边的温度Temp1。此外，温度传感器44a设置于第一驱动电路61或者供电路径84的附近。
第一限制控制部64根据电压Vb1、以及电机31的发热状态，运算用于限制向第一线圈组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、或者保护电机31不过热的观点，限制值ILIM1被运算为向第一线圈组52供给的电流量的上限值、即由第一线圈组52产生的转矩的上限值。
在电压Vb1为电压阈值以下时，第一限制控制部64根据此时的电压Vb1的值运算限制值ILIM1。以EPS10的辅助保证电压范围的下限值为基准设定电压阈值。另外，在温度Temp1超过温度阈值时，第一限制控制部64运算限制值ILIM1。在运算了限制值ILIM1时，第一微型计算机63根据限制值ILIM1限制向第一线圈组52供给的电流量。此外，限制值ILIM1根据转向操纵状态、电源电压以及电机31的发热状态而变动。
第二控制部70基本上具有与第一控制部60相同的结构。即，第二控制部70具有第二驱动电路71、第二振荡器72、作为处理电路的第二微型计算机73、以及第二限制控制部74。
也从直流电源81向第二驱动电路71供给电力。在第一供电线82中，在电源开关83与第一控制部60之间设置有连接点Pb。该连接点Pb与第二驱动电路71通过第二供电线85相互连接。在电源开关83接通时，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者电缆等构成的各相的供电路径86供给至第二线圈组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向第二线圈组53供给的电流Im2。
第二微型计算机73根据由第二振荡器72生成的时钟执行各种处理。向第二微型计算机73输入通过转矩传感器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、由第二限制控制部74运算的限制值ILIM2、通过电流传感器76检测的电流Im2、以及通过旋转角传感器43b检测的电机31的旋转角θm2。另外，向第二微型计算机73输入由第一微型计算机63运算的各种状态量。
第二微型计算机73基于这些状态量生成对第二驱动电路71的指令信号Sc2。指令信号Sc2是脉宽调制后的PWM信号，规定第二驱动电路71的各开关元件的占空比。第二微型计算机73使用转子51的旋转角θm2以及电流Im2来控制对第二线圈组53的通电。通过第二驱动电路71将与指令信号Sc2对应的电流供给至第二线圈组53，由此，第二线圈组53产生与指令信号Sc2对应的转矩。
向第二限制控制部74输入通过电压传感器75检测的直流电源81的电压Vb2、以及通过温度传感器44b检测的第二线圈组53或者其周边的温度Temp2。此外，温度传感器44b设置于第二驱动电路71或者供电路径86的附近。
第二限制控制部74根据电压Vb2、以及表示电机31的发热状态的温度Temp2，来运算用于限制向第二线圈组53供给的电流量的限制值ILIM2。第二限制控制部74与第一限制控制部64相同地运算限制值ILIM2。在运算了限制值ILIM2时，第二微型计算机73根据限制值ILIM2限制向第二线圈组53供给的电流量即由第二线圈组53产生的转矩。此外，限制值ILIM2根据转向操纵状态、电源电压以及电机31的发热状态而变动。
接下来，对第一微型计算机63以及第二微型计算机73的结构详细地进行说明。
如图3所示，第一微型计算机63具有作为转矩指令值运算部的第一辅助控制部91、以及作为电流控制部的第一电流控制部92。
向第一辅助控制部91输入通过转矩传感器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。第一辅助控制部91基于这些状态量运算与应当使电机31产生的目标辅助转矩对应的转矩指令值Tas*。具体而言，转向操纵转矩τ1的绝对值越大或车速V越慢，第一辅助控制部91就运算绝对值越大的转矩指令值Tas*。
第一辅助控制部91基于总的转矩指令值Tas*，运算对第一线圈组52的单独转矩指令值亦即第一转矩指令值Tas1*、以及对第二线圈组53的单独转矩指令值亦即第二转矩指令值Tas2*。换言之，第一辅助控制部91将总的转矩指令值根据该值划分为第一转矩指令值Tas1*以及第二转矩指令值Tas2*。第一转矩指令值Tas1*是应当使电机31产生的总转矩中的应当由第一线圈组52产生的转矩。第二转矩指令值Tas2*是应当使电机31产生的总转矩中的应当由第二线圈组53产生的转矩。
在本实施方式中，要求电机31产生的辅助转矩由通过第一线圈组52产生的转矩与通过第二线圈组53产生的转矩各提供一半。第一转矩指令值Tas1*以及第二转矩指令值Tas2*的设计上的上限值分别设定为电机31能够产生的转矩的最大值(100％)的一半(50％)的值。即，第一转矩指令值Tas1*以及第二转矩指令值Tas2*的上限值设定为相互相同的值。
向第一电流控制部92输入后述的修正后的第一转矩指令值Uas1*、电流Im1、通过旋转角传感器43a检测的电机31的旋转角θm1、由第一限制控制部64运算的限制值ILIM1。第一电流控制部92运算与修正后的第一转矩指令值Uas1*对应的第一电流指令值Ias1*。具体而言，修正后的第一转矩指令值Uas1*的绝对值越大，第一电流控制部92就运算绝对值越大的第一电流指令值Ias1*。第一电流指令值Ias1*是为了使修正后的第一转矩指令值Uas1*产生而应当向第一线圈组52供给的电流量。
然后，第一电流控制部92通过执行使向第一线圈组52供给的实际的电流Im1的值追随第一电流指令值Ias1*的电流反馈控制，从而生成对第一驱动电路61的指令信号Sc1。第一电流控制部92使用旋转角θm1控制对第一线圈组52的通电。通过第一驱动电路61将与指令信号Sc1对应的电流供给至第一线圈组52，由此，第一线圈组52产生与修正后的第一转矩指令值Uas1*对应的转矩。
在由第一限制控制部64运算限制值ILIM1的情况下，第一电流控制部92根据该运算的限制值ILIM1来限制由第一线圈组52产生的转矩。具体而言，在第一电流指令值Ias1*的绝对值比限制值ILIM1大的情况下，第一电流控制部92将第一电流指令值Ias1*的绝对值限制为限制值ILIM1以下。由此，将第一电流指令值Ias1*限制为比与修正后的第一转矩指令值Uas1*对应的本来的值小的值。另一方面，在第一电流指令值Ias1*的绝对值为限制值ILIM1以下的情况下，第一电流控制部92不限制第一电流指令值Ias1*的绝对值。
第二微型计算机73具有第二辅助控制部101、以及第二电流控制部102。
向第二辅助控制部101输入通过转矩传感器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。第二辅助控制部101基于这些状态量，运算与应当使电机31产生的目标辅助转矩对应的转矩指令值Tas*。第二辅助控制部101基于总的转矩指令值Tas*，计算备用的第一转矩指令值Tas1*以及第二转矩指令值Tas2*。第二辅助控制部101与第一辅助控制部91相同地，将总的转矩指令值Tas*划分为备用的第一转矩指令值Tas1*、以及备用的第二转矩指令值Tas2*。
第二辅助控制部101将备用的第二转矩指令值Tas2*向第二电流控制部102供给。此外，第二辅助控制部101通过将备用的第一转矩指令值Tas1*与由第一辅助控制部91运算的第一转矩指令值Tas1*比较，从而进行第一辅助控制部91的异常检测。
向第二电流控制部102输入后述的修正后的第二转矩指令值Uas2*、电流Im2、通过旋转角传感器43b检测的电机31的旋转角θm2、由第二限制控制部74运算的限制值ILIM2、以及备用的第二转矩指令值Tas2*。
在输入修正后的第二转矩指令值Uas2*的情况下，第二电流控制部102运算与修正后的第二转矩指令值Uas2*对应的第二电流指令值Ias2*。具体而言，修正后的第二转矩指令值Uas2*的绝对值越大，第二电流控制部102就运算绝对值越大的第二电流指令值Ias2*。第二电流指令值Ias2*是为了使修正后的第二转矩指令值Uas2*产生而应当向第二线圈组53供给的电流量。此外，在第一微型计算机63未正常动作的情况下，第二电流控制部102基于备用的第二转矩指令值Tas2*运算第二电流指令值Ias2*。
第二电流控制部102通过执行使向第二线圈组53供给的实际的电流Im2的值追随第二电流指令值Ias2*的电流反馈控制，从而生成对第二驱动电路71的指令信号Sc2。第二电流控制部102使用旋转角θm2控制对第二线圈组53的通电。通过第二驱动电路71将与指令信号Sc2对应的电流供给至第二线圈组53，由此，第二线圈组53产生与修正后的第二转矩指令值Uas2*对应的转矩。
在由第二限制控制部74运算限制值ILIM2的情况下，第二电流控制部102根据该运算出的限制值ILIM2限制由第二线圈组53产生的转矩。具体而言，在第二电流指令值Ias2*的绝对值比限制值ILIM2大的情况下，第二电流控制部102将第二电流指令值Ias2*的绝对值限制为限制值ILIM2以下。由此，将第二电流指令值Ias2*限制为比与修正后的第二转矩指令值Uas2*或者备用的第二转矩指令值Tas2*对应的本来的值小的值。另一方面，在第二电流指令值Ias2*的绝对值为限制值ILIM2以下的情况下，第二电流控制部102不限制第二电流指令值Ias2*的绝对值。
接下来，对在不限制分别供给至第一线圈组52以及第二线圈组53的电流的通常的情况下的转向操纵转矩τ1、τ2与转矩指令值的理想的关系进行说明。
如图4A的图表所示，当在横轴上绘制转向操纵转矩τ1并且在纵轴上绘制与第一转矩指令值Tas1*对应的第一电流指令值Ias1*时，转向操纵转矩τ1与第一电流指令值Ias1*的关系如下。即，随着转向操纵转矩τ1的绝对值增加，第一电流指令值Ias1*的绝对值线形增加。在转向操纵转矩τ1的绝对值达到转矩阈值τth1时，第一电流指令值Ias1*的绝对值成为最大值、即设定上限值IUL1。该设定上限值IUL1是与电机31能够产生的最大的转矩的一半(50％)对应的电流值。
如图4B的图表所示，当在横轴上绘制转向操纵转矩τ2并且在纵轴上绘制与第二转矩指令值Tas2*对应的第二电流指令值Ias2*时，转向操纵转矩τ2与第二电流指令值Ias2*的关系如下。即，随着转向操纵转矩τ2的绝对值增加，第二电流指令值Ias2*的绝对值线形增加。在转向操纵转矩τ2的绝对值达到转矩阈值τth1时，第二转矩指令值Tas2*的绝对值成为最大值、即设定上限值IUL2。该设定上限值IUL2是与电机31能够产生的最大的转矩的一半(50％)对应的电流值。
如图4C的图表所示，当在横轴上绘制转向操纵转矩τ1、τ2并且在纵轴上绘制将第一电流指令值Ias1*与第二电流指令值Ias2*相加后的总的电流指令值Ias*时，转向操纵转矩τ1、τ2与电流指令值Ias*的关系如下。即，随着转向操纵转矩τ1、τ2的绝对值增加，总的电流指令值Ias*的绝对值线形增加。在转向操纵转矩τ1、τ2的绝对值达到转矩阈值τth1时，总的电流指令值Ias*的绝对值为最大。该总的电流指令值Ias*的最大值是与电机31能够产生的最大的转矩(100％)对应的电流值。
因此，由第一线圈组52产生的转矩以及由第二线圈组53产生的转矩基本上为相互相同的值而取得平衡。电机31产生将由这两个线圈组分别产生的转矩总计后的转矩。然而，担心产生能够由第一线圈组52产生的最大的转矩与能够由第二线圈组53产生的最大的转矩不同的不平衡的状况。作为该两个最大转矩不平衡的状况，例如考虑以下四个状况(A1)、(A2)、(A3)、(A4)。
(A1)虽然在辅助保证电压范围内，但供给至第一驱动电路61以及第二驱动电路71的电源电压相互不同，并且由驾驶员进行高速转向操纵的状况。
(A2)在供给至第一驱动电路61以及第二驱动电路71的任意一方的电源电压降低的情况下，为了抑制进一步的电源电压的降低，而限制使与电源电压降低的控制系统对应的第一线圈组52或者第二线圈组53产生的转矩的状况。
(A3)为了保护第一线圈组52或者第二线圈组53不过热，而限制使作为过热保护对象的第一线圈组52或者第二线圈组53产生的转矩的状况。
(A4)例如由于构成第一驱动电路61以及第二驱动电路71的任意一方的开关元件的故障，而供给至第一线圈组52或者第二线圈组53的电流被限制得较小的状况。
另外，在状况(A1)、(A2)中，例如起因于直流电源81、交流发电机的供给电压、以及线束的电阻值的差异、或者劣化等而产生两个控制系统中的电源电压的变动。
状况(A1)的一个例子如下。即如图5的图表所示，在转向操纵速度ω(电机31的转速Nm)与电机31的转矩Tm的关系中，随着转向操纵速度ω增加，而由第一线圈组52以及第二线圈组53产生的转矩Tm减少。此处，例如在供给至第一驱动电路61的电源电压降低至比供给至第二驱动电路71的电源电压低的值的情况下，若假设转向操纵速度为规定值ωth(＞0)，则第一线圈组52能够产生的转矩T1成为比第二线圈组53能够产生的转矩T2小的值。
状况(A2)的一个例子如下。即如图6的图表所示，在通过电压传感器65、75检测的直流电源81的电压Vb1、Vb2为比第一电压阈值Vth1大的值的情况下，电压Vb1、Vb2为正常值，由第一线圈组52以及第二线圈组53产生的转矩不会被限制，能够进行100％的输出。在电压Vb1、Vb2为第一电压阈值Vth1以下的情况下，根据电压Vb1、Vb2的值限制由第一线圈组52以及第二线圈组53产生的转矩。在电压Vb1、Vb2的值在比第二电压阈值Vth2(＜Vth1)大且为第一电压阈值Vth1以下的范围内时，电压Vb1、Vb2的值越小，则由第一线圈组52以及第二线圈组53产生的转矩的限制程度越大。当电压Vb1、Vb2的值为第二电压阈值Vth2以下的值时，由第一线圈组52以及第二线圈组53产生的转矩被限制为0(零)，成为0％的输出。
接下来，作为比较例，对产生能够由第一线圈组52产生的最大的转矩与能够由第二线圈组53产生的最大的转矩不同的不平衡的状况的情况下的转向操纵转矩τ1、τ2与总的电流指令值Ias*的关系进行说明。此处，举出由第一线圈组52产生的转矩被限制的情况为例。
如图8A的图表所示，假定此处的限制值ILIM1运算为与第一转矩指令值Tas1*的上限值对应的设定上限值IUL1的一半，即与电机31能够产生的最大的转矩的1/4(25％)对应的电流值的情况。随着转向操纵转矩τ1的绝对值增加，第一电流指令值Ias1*的绝对值线形增加。然后，在转向操纵转矩τ1的绝对值达到转矩阈值τth2(＜τth1)的定时，第一电流指令值Ias1*达到限制值ILIM1。此外，在该图中，以双点划线表示限制值ILIM1与设定上限值IUL1相等的情况下的第一电流指令值Ias1*。
如图8B的图表所示，由于未运算限制值ILIM2，所以在转向操纵转矩τ2的绝对值达到转矩阈值τth1的定时，第二电流指令值Ias2*达到与第二转矩指令值Tas2*的上限值对应的设定上限值IUL2。即，在转向操纵转矩τ1、τ2的绝对值达到转矩阈值τth2以后，产生第一电流指令值Ias1*的最大值与第二电流指令值Ias2*的最大值不同的不平衡的状况。换言之，在转向操纵转矩τ1、τ2的绝对值达到转矩阈值τth2以后，产生能够由第一线圈组52产生的最大的转矩与能够由第二线圈组53产生的最大的转矩不同的不平衡的状况。
如图8C的图表所示，在到转向操纵转矩τ1、τ2的绝对值达到转矩阈值τth2为止期间，随着转向操纵转矩τ1、τ2的绝对值增加，将第一电流指令值Ias1*与第二电流指令值Ias2*相加后的总的电流指令值Ias*的绝对值线形增加。即使在转向操纵转矩τ1、τ2的绝对值达到转矩阈值τth2以后，相对于转向操纵转矩τ1、τ2的绝对值的增加，总的电流指令值Ias*的绝对值也线形增加。但是，在转向操纵转矩τ1、τ2的绝对值达到转矩阈值τth2以后，第一电流指令值Ias1*被限制为限制值ILIM1(＜IUL1)。因此，在转向操纵转矩τ1、τ2的绝对值达到转矩阈值τth2后，总的电流指令值Ias*的绝对值的增加量相对于转向操纵转矩τ1、τ2的绝对值的增加量的比例、即辅助增益与转向操纵转矩τ1、τ2的绝对值到达转矩阈值τth2前相比变小。不久，在转向操纵转矩τ1、τ2的绝对值达到转矩阈值τth1时，总的电流指令值Ias*的绝对值为最大。此时的总的电流指令值Ias*的最大值成为与电机31能够产生的最大的转矩的75％对应的值。此外，在该图中，以双点划线表示未运算限制值ILIM1的情况的总的电流指令值Ias*。
此处，辅助增益是电流指令值Ias*的变化量的绝对值除以转向操纵转矩τ1、τ2的变化量的绝对值得到的值。另外，总的电流指令值Ias*与电机31产生的总的辅助转矩对应，因此辅助增益也可以说是表示辅助转矩相对于转向操纵转矩τ1、τ2的变化比例的值。
这样，担心起因于在转向操纵转矩τ1、τ2的绝对值达到转矩阈值τth2前后辅助增益变化，而驾驶员对转向操纵转矩τ1、τ2的变动或者转矩脉动等感到不协调。此外，这样的辅助增益的变化不限于运算出比设定上限值IUL1小的限制值ILIM1的情况，例如在因构成第一驱动电路61的开关元件的故障而供给至第一线圈组52的电流被限制得较小的情况下，也相同地产生。
为了消除这样的担忧，在本实施方式中，采用以下结构作为第一微型计算机63以及第二微型计算机73。
如图3所示，第一微型计算机63除了第一辅助控制部91以及第一电流控制部92以外，还具有第一最大输出转矩运算部111、第一实际输出转矩运算部112、第一理论输出转矩运算部113、第一预测输出转矩运算部114、第一差分转矩运算部115、以及第一修正运算部116。并且，第一微型计算机63具有第二理论输出转矩运算部117、第二预测输出转矩运算部118、第二差分转矩运算部119、以及第二修正运算部120。第二微型计算机73除了第二辅助控制部101以及第二电流控制部102以外，还具有第二最大输出转矩运算部121以及第二实际输出转矩运算部122。
向第一最大输出转矩运算部111输入通过电压传感器65检测的直流电源81的电压Vb1、通过旋转角传感器43a检测的电机31的旋转角θm1、以及由第一限制控制部64运算的限制值ILIM1。第一最大输出转矩运算部111基于这些状态量运算第一最大输出转矩Tmax1。第一最大输出转矩Tmax1是在输入的状态量下，能够由第一线圈组52产生的转矩的最大值。
具体而言，第一最大输出转矩运算部111基于旋转角θm1运算电机31的转速Nm1。如图7所示，第一最大输出转矩运算部111具备确定了电压Vb1以及转速Nm1与输出转矩Ta1的关系的映射。第一最大输出转矩运算部111通过参照该映射来运算与电压Vb1以及转速Nm1对应的输出转矩Ta1。另外，第一最大输出转矩运算部111运算与限制值ILIM1对应的输出转矩Tb1，即将限制值ILIM1的电流供给至电机31的情况下的输出转矩。然后，第一最大输出转矩运算部111将输出转矩Ta1、Tb1中的较小一方运算为第一最大输出转矩Tmax1。如图3所示，这样运算出的第一最大输出转矩Tmax1被输出至第一修正运算部116。
向第二最大输出转矩运算部121输入通过电压传感器75检测的直流电源81的电压Vb2、通过旋转角传感器43b检测的电机31的旋转角θm2、以及由第二限制控制部74运算的限制值ILIM2。第二最大输出转矩运算部121基于这些状态量运算第二最大输出转矩Tmax2。第二最大输出转矩Tmax2是在输入的状态量下，能够由第二线圈组53产生的转矩的最大值。第二最大输出转矩运算部121对第二最大输出转矩Tmax2的运算方法与第一最大输出转矩运算部111对第一最大输出转矩Tmax1的运算方法相同。这样运算出的第二最大输出转矩Tmax2被输出至第二修正运算部120。
向第一实际输出转矩运算部112输入通过电流传感器66检测的电流Im1。第一实际输出转矩运算部112基于电流Im1运算第一实际输出转矩Yr1。具体而言，第一实际输出转矩运算部112通过将电流Im1乘以第一电机常量Km1，来运算第一实际输出转矩Yr1。第一实际输出转矩Yr1是由第一线圈组52实际产生的转矩。基于第一线圈组52的匝数、转子51的磁极数等设定第一电机常量Km1。这样运算出的第一实际输出转矩Yr1被输出至第一预测输出转矩运算部114。
向第二实际输出转矩运算部122输入通过电流传感器76检测的电流Im2。第二实际输出转矩运算部122基于电流Im2运算第二实际输出转矩Yr2。具体而言，第二实际输出转矩运算部122通过将电流Im2乘以第二电机常量Km2，来运算第二实际输出转矩Yr2。第二实际输出转矩Yr2是由第二线圈组53实际产生的转矩。基于第二线圈组53的匝数、转子51的磁极数等设定第二电机常量Km2。第二实际输出转矩Yr2被输出至第二预测输出转矩运算部118。
向第一理论输出转矩运算部113输入由第一修正运算部116运算的修正后的第一转矩指令值Uas1*。第一理论输出转矩运算部113基于修正后的第一转矩指令值Uas1*运算第一理论输出转矩Yi1。第一理论输出转矩Yi1是考虑到通过第一线圈组52产生的转矩的响应特性，并且理论上期待在比当前的运算周期靠后一个周期的运算周期中由第一线圈组52产生的转矩。
具体而言，第一理论输出转矩运算部113使用下述(1)式所示的离散式运算第一理论输出转矩Yi1。此外，参照附图标记的后缀表示运算各状态量的运算周期，将成为基准的当前的运算周期设为“k”。
Yi1k＝α×Yi1k－1+(1－α)×Uas1*k－1 (1)
上述(1)的系数α是考虑到通过第一线圈组52产生的转矩的响应特性而预先设定的常量。此外，作为通过第一线圈组52产生的转矩的响应特性，不仅包含通过第一线圈组52产生的转矩的延迟，还包含起因于第一微型计算机63中的运算处理的时间的延迟。
第一理论输出转矩运算部113将这样运算出的第一理论输出转矩Yi1输出至第一差分转矩运算部115，并且存储至一个周期后的运算周期为止。
向第一预测输出转矩运算部114输入由第一实际输出转矩运算部112运算的第一实际输出转矩Yr1以及由第一修正运算部116运算的修正后的第一转矩指令值Uas1*。第一预测输出转矩运算部114基于这些状态量，运算第一预测输出转矩Yee1。第一预测输出转矩Yee1是考虑到通过第一线圈组52产生的转矩的响应特性，并且期待在一个周期后的运算周期中通过第一线圈组52实际产生的转矩。
具体而言，第一预测输出转矩运算部114使用下述(2)式所示的离散式，首先运算第一推断输出转矩Ye1。第一推断输出转矩Ye1是考虑到通过第一线圈组52产生的转矩的响应特性，并且推断为在当前的运算周期中由第一线圈组52产生的转矩。第一预测输出转矩运算部114将这样运算出的第一推断输出转矩Ye1存储至一个周期后的运算周期为止。
Ye1k＝β×Ye1k－1+(1－β)×Uas1*k－1+L×(Yr1k－1－Ye1k－1) (2)
考虑到通过第一线圈组52产生的转矩的响应特性而预先设定上述(2)的系数β。此外，作为通过第一线圈组52产生的转矩的响应特性，不仅包含通过第一线圈组52产生的转矩的延迟，还包含起因于第一微型计算机63中的运算处理的时间的延迟。系数L是观测器增益。
接着，第一预测输出转矩运算部114使用下述(3)式所示的离散式来运算第一预测输出转矩Yee1。
Yee1k＝β×Ye1k+(1－β)×Uas1*k+L×(Yr1k－1－Yee1k－1) (3)
第一预测输出转矩运算部114将这样运算出的第一预测输出转矩Yee1输出至第一差分转矩运算部115，并且存储至一个周期后的运算周期为止。
第一差分转矩运算部115通过从第一理论输出转矩Yi1减去第一预测输出转矩Yee1来运算第一差分转矩ΔY1。这样运算出的第一差分转矩ΔY1被输出至第二修正运算部120。第一差分转矩ΔY1表示通过第一线圈组52实际产生的转矩在消除了起因于第一控制部60的运算处理速度、电机31的响应特性的响应延迟的同时相对于作为目标值的修正后的第一转矩指令值Uas1*被限制了何种程度。消除响应延迟的原因在于，第一理论输出转矩Yi1以及第一预测输出转矩Yee1分别基于第一控制部60的运算处理速度、电机31的响应特性运算。
向第二理论输出转矩运算部117输入由第二修正运算部120运算的修正后的第二转矩指令值Uas2*。第二理论输出转矩运算部117基于修正后的第二转矩指令值Uas2*，与第一理论输出转矩运算部113相同地运算第二理论输出转矩Yi2。第二理论输出转矩Yi2是考虑到通过第二线圈组53产生的转矩的响应特性，并且理论上期待在一个周期后的运算周期中由第二线圈组53产生的转矩。
向第二预测输出转矩运算部118输入由第二实际输出转矩运算部122运算的第二实际输出转矩Yr2以及由第二修正运算部120运算的修正后的第二转矩指令值Uas2*。第二预测输出转矩运算部118与第一预测输出转矩运算部114相同地，基于这些状态量运算第二推断输出转矩Ye2，并运算第二预测输出转矩Yee2。第二预测输出转矩Yee2是考虑到通过第二线圈组53产生的转矩的响应特性，并且期待在一个周期后的运算周期中通过第二线圈组53实际产生的转矩。
第二差分转矩运算部119通过从第二理论输出转矩Yi2减去第二预测输出转矩Yee2来运算第二差分转矩ΔY2。这样运算出的第二差分转矩ΔY2被输出至第一修正运算部116。第二差分转矩ΔY2表示由第二线圈组53实际产生的转矩在消除了起因于第二控制部70的运算处理速度、通过第二线圈组53产生的转矩的响应特性的响应延迟的同时相对于作为目标值的修正后的第二转矩指令值Uas2*被限制了何种程度。
第一修正运算部116基于第一最大输出转矩Tmax1以及第二差分转矩ΔY2，修正由第一辅助控制部91运算的第一转矩指令值Tas1*。具体而言，第一修正运算部116通过从第一最大输出转矩Tmax1减去第一转矩指令值Tas1*来运算第一富余转矩Tc1。然后，第一修正运算部116在第一富余转矩Tc1的范围内修正第一转矩指令值Tas1*。
更具体而言，在第一最大输出转矩Tmax1的绝对值为第一转矩指令值Tas1*的绝对值以下的情况下、即在第一富余转矩Tc1为“0(零)”的情况下，第一修正运算部116将第一转矩指令值Tas1*保持原样地作为修正后的第一转矩指令值Uas1*输出。另一方面，在第一最大输出转矩Tmax1的绝对值比第一转矩指令值Tas1*的绝对值大，并且第一富余转矩Tc1的绝对值为第二差分转矩ΔY2的绝对值以上的情况下，第一修正运算部116将通过将第一转矩指令值Tas1*加上第二差分转矩ΔY2而得到的值设为修正后的第一转矩指令值Uas1*。另外，在第一最大输出转矩Tmax1的绝对值比第一转矩指令值Tas1*的绝对值大，并且第一富余转矩Tc1的绝对值小于第二差分转矩ΔY2的绝对值的情况下，第一修正运算部116将通过将第一转矩指令值Tas1*加上第一富余转矩Tc1而得到的值、即第一最大输出转矩Tmax1设为修正后的第一转矩指令值Uas1*。
由此，在向第二线圈组53供给的电流被限制的情况下，修正后的第一转矩指令值Uas1*被修正为比第一转矩指令值Tas1*大与该限制的电流量对应的量。另一方面，在未限制向第二线圈组53供给的电流的情况下，修正后的第一转矩指令值Uas1*保持为由第一辅助控制部91运算的第一转矩指令值Tas1*。这样运算出的修正后的第一转矩指令值Uas1*被输出至第一电流控制部92。
第二修正运算部120基于第二最大输出转矩Tmax2以及第一差分转矩ΔY1，修正由第一辅助控制部91运算的第二转矩指令值Tas2*。具体而言，第二修正运算部120通过从第二最大输出转矩Tmax2减去第二转矩指令值Tas2*来运算第二富余转矩Tc2。然后，第二修正运算部120在第二富余转矩Tc2的范围内修正第二转矩指令值Tas2*。
更具体而言，在第二最大输出转矩Tmax2的绝对值为第二转矩指令值Tas2*的绝对值以下的情况下、即第二富余转矩Tc2为“0(零)”的情况下，第二修正运算部120将第二转矩指令值Tas2*保持原样地作为修正后的第二转矩指令值Uas2*输出。另一方面，在第二最大输出转矩Tmax2的绝对值比第二转矩指令值Tas2*的绝对值大，并且第二富余转矩Tc2的绝对值为第一差分转矩ΔY1的绝对值以上的情况下，第二修正运算部120将通过将第二转矩指令值Tas2*加上第一差分转矩ΔY1而得到的值设为修正后的第二转矩指令值Uas2*。另一方面，在第二最大输出转矩Tmax2的绝对值比第二转矩指令值Tas2*的绝对值大，并且第二富余转矩Tc2的绝对值小于第一差分转矩ΔY1的绝对值的情况下，第二修正运算部120将通过将第二转矩指令值Tas2*加上第二富余转矩Tc2而得到的值、即第二最大输出转矩Tmax2设为修正后的第二转矩指令值Uas2*。
由此，在向第一线圈组52供给的电流被限制的情况下，修正后的第二转矩指令值Uas2*被修正为比第二转矩指令值Tas2*大与该限制的电流量对应的量。另一方面，在向第一线圈组52供给的电流未被限制的情况下，修正后的第二转矩指令值Uas2*保持为由第一辅助控制部91运算的第二转矩指令值Tas2*。这样运算出的修正后的第二转矩指令值Uas2*被输出至第二电流控制部102。
这样，在本实施方式中，在向第一线圈组52以及第二线圈组53的任意一方的电流被限制的情况下，通过使向第一线圈组52以及第二线圈组53的任意另一方供给的电流增加来补充该限制的量的电流量。由此，能够得到以下作用。
＜第一实施方式的作用＞
在本实施方式中，产生能够由第一线圈组52产生的最大的转矩与能够由第二线圈组53产生的最大的转矩不同的不平衡的状况的情况下的转向操纵转矩τ1、τ2与总的转矩指令值Tas*的关系如下。此处，也举出起因于之前的条件(A1)～(A4)的任一个而由第一线圈组52产生的转矩被限制的情况为例。
如图9A的图表所示，假定此处的限制值ILIM1运算为与设定上限值IUL1的一半、即电机31能够产生的最大的转矩的1/4(25％)对应的电流值的情况。在转向操纵转矩τ1的绝对值达到转矩阈值τth2的定时，第一电流指令值Ias1*达到限制值ILIM1。此外，在该图中，以双点划线表示限制值ILIM1与设定上限值IUL1相等的情况下的第一电流指令值Ias1*。
如图9B的图表所示，第二电流指令值Ias2*未被限制。但是，在转向操纵转矩τ2的绝对值达到转矩阈值τth2以后，第二电流指令值Ias2*的绝对值的增加量相对于转向操纵转矩τ2的绝对值的增加量的比例、即辅助增益与转向操纵转矩τ2的绝对值达到转矩阈值τth2前相比变大。这是由于，由第一差分转矩运算部115运算的第一差分转矩ΔY1被第二修正运算部120加至本来的第二转矩指令值Tas2*。在转向操纵转矩τ2的绝对值达到转矩阈值τth2以后，相对于转向操纵转矩τ2的绝对值的增加，第二电流指令值Ias2*的绝对值线形增加。然后，在转向操纵转矩τ2的绝对值达到转矩阈值τth3(τth2＜τth3＜τth1)的定时，第二电流指令值Ias2*的绝对值达到设定上限值IUL2。此外，在该图中，以双点划线表示未限制第一电流指令值Ias1*的情况下的第二转矩指令值Tas2*。
因此，相对于转向操纵转矩τ1、τ2的绝对值的变化的作为合计的转矩指令值Tas*的变化如下。
如图9C的图表所示，在转向操纵转矩τ1、τ2的绝对值以“0”为起点到达到转矩阈值τth3为止的期间，随着转向操纵转矩τ1、τ2的绝对值增加，将第一电流指令值Ias1*与第二电流指令值Ias2*相加后的总的电流指令值Ias*的绝对值线形增加。在转向操纵转矩τ1、τ2的绝对值达到转矩阈值τth3时，总的电流指令值Ias*的绝对值为最大。此时的总的电流指令值Ias*的最大值IUL成为与电机31能够产生的最大的转矩的75％对应的值。在转向操纵转矩τ1、τ2的绝对值达到转矩阈值τth3以后，相对于转向操纵转矩τ1、τ2的绝对值的增加，总的电流指令值Ias*的绝对值维持在最大值IUL。此外，在该图中，以双点划线表示未限制第一电流指令值Ias1*的情况下的电流指令值Ias*。
这样，在第一电流指令值Ias1*被限制为限制值ILIM1以后，修正后的第二转矩指令值Uas2*成为比第二转矩指令值Tas2*大第一差分转矩ΔY1的值。由此，在到总的电流指令值Ias*的绝对值达到最大值IUL为止的期间，总的电流指令值Ias*的辅助增益的值维持恒定。虽然电机31能够产生的转矩被限制为该最大值的75％，但由于辅助增益的值不会变化，因此能够抑制转向操纵转矩τ1、τ2的变动。另外，能够抑制转矩脉动恶化，进而抑制NV(噪声以及振动)特性恶化。
另外，不限于运算限制值ILIM1的情况，例如在因构成第一驱动电路61的开关元件的故障而供给至第一线圈组52的电流被限制的情况下，修正后的第二转矩指令值Uas2*也成为比第二转矩指令值Tas2*大第一差分转矩ΔY1的值。由此，总的电流指令值Ias*的辅助增益的值维持恒定。
此外，关于供给至第二线圈组53的电流被限制的情况也相同地，修正后的第一转矩指令值Uas1*成为比第一转矩指令值Tas1*大第二差分转矩ΔY2的值。由此，总的电流指令值Ias*的辅助增益的值维持恒定。
＜第一实施方式的效果＞
因此，根据本实施方式，能够得到以下的效果。
(1)ECU40基于第一理论输出转矩Yi1与第一预测输出转矩Yee1的差亦即第一差分转矩ΔY1，修正第二转矩指令值Tas2*。第一差分转矩ΔY1表示由第一线圈组52实际产生的转矩相对于修正后的第一转矩指令值Uas1*被限制了何种程度。因此，在向第一线圈组52供给的电流被限制的情况下，相对于修正后的第一转矩指令值Uas1*所示的转矩，在由第一线圈组52实际产生的转矩中不足的量由第二线圈组53补充并产生。
另外，ECU40基于第二理论输出转矩Yi2与第二预测输出转矩Yee2的差亦即第二差分转矩ΔY2，修正第一转矩指令值Tas1*。因此，在向第二线圈组53供给的电流被限制的情况下，相对于修正后的第二转矩指令值Uas2*所示的转矩，在由第二线圈组53实际产生的转矩中不足的量由第一线圈组52补充并产生。
因此，能够使总的电流指令值Ias*相对于目标辅助转矩的变化以一定的比例变化。因此，能够使将由第一线圈组52以及第二线圈组53产生的转矩总计后的电机转矩以一定的比例变化。其结果是，能够抑制转向操纵转矩τ1、τ2的变动或者转矩脉动。另外，驾驶员能够得到良好的转向操纵感触。
此处，假定将第一差分转矩ΔY1例如设为通过从第一转矩指令值Tas1*减去第一实际输出转矩Yr1而得到的值的情况。在该情况下，即使电机31没有异常，也由于通过第一线圈组52产生的转矩延迟，而第一差分转矩ΔY1瞬间成为比“0(零)”大的值，修正后的第二转矩指令值Uas2*与第二转矩指令值Tas2*相比增加。而且，由于通过第一线圈组52产生的转矩伴随着时间的经过而接近第一转矩指令值Tas1*，因此与使第二转矩指令值Tas2*增加的量对应地，由第一线圈组52以及第二线圈组53产生的总的转矩变得过剩。
关于这一点，在本实施方式中，第一理论输出转矩Yi1以及第一预测输出转矩Yee1分别根据第一控制部60的运算处理速度、电机31的响应特性而运算。因此，第一差分转矩ΔY1成为不包含起因于在电机31正常的情况下产生的响应延迟的差的值，因此能够抑制由第一线圈组52以及第二线圈组53产生的总的转矩变得过剩。
(2)第一修正运算部116通过从能够由第一线圈组52输出的第一最大输出转矩Tmax1减去第一转矩指令值Tas1*来运算第一富余转矩Tc1。然后，第一修正运算部116基于第二差分转矩ΔY2，在第一富余转矩Tc1的范围内修正第一转矩指令值Tas1*。因此，能够抑制不能够由第一线圈组52输出的过大的转矩成为指令值。相同地，第二修正运算部120通过从能够由第二线圈组53输出的第二最大输出转矩Tmax2减去第二转矩指令值Tas2*来运算第二富余转矩Tc2。然后，第二修正运算部120基于第一差分转矩ΔY1，在第二富余转矩Tc2的范围内修正第二转矩指令值Tas2*。因此，能够抑制不能够由第二线圈组53输出的过大的转矩成为指令值。
(3)第一理论输出转矩运算部113由于基于上述(1)式运算第一理论输出转矩Yi1，因此能够基于第一转矩指令值Tas1*容易地运算第一理论输出转矩Yi1。相同地，第二理论输出转矩运算部117由于基于上述(1)式运算第二理论输出转矩Yi2，因此能够基于第二转矩指令值Tas2*容易地运算第二理论输出转矩Yi2。
(4)第一预测输出转矩运算部114由于基于上述(2)、(3)式运算第一预测输出转矩Yee1，因此能够基于第一实际输出转矩Yr1容易地运算第一预测输出转矩Yee1。相同地，第二预测输出转矩运算部118由于基于上述(2)、(3)式运算第二预测输出转矩Yee2，因此能够基于第二实际输出转矩Yr2容易地运算第二预测输出转矩Yee2。
＜第二实施方式＞
接下来，对电机控制装置的第二实施方式进行说明。本实施方式具有与之前的图1～图3所示的第一实施方式相同的结构。
近年来，用于实现系统代替驾驶员进行驾驶的自动驾驶功能的自动驾驶系统的开发正在盛行。但是，在自动驾驶系统中，包含为了使车辆的安全性或者便利性进一步提高而对驾驶员的驾驶操作进行辅助的ADAS(高级驾驶辅助系统)等协作控制系统。在车辆搭载自动驾驶系统的情况下，在车辆中，进行ECU40与其它的车载系统的控制装置的协作控制。所谓协作控制是指多种车载系统的控制装置相互协同地控制车辆的动作的技术。
如图1中以双点划线所示，在车辆例如搭载集中控制各种车载系统的控制装置的上位ECU(也称为ADAS－ECU。)200。上位ECU200基于此时的车辆的状态求出最佳的控制方法，根据该求出的控制方法对各种车载控制装置指示单独的控制。上位ECU200介入由ECU40执行的控制。上位ECU200基于设置于驾驶席等的未图示的开关的操作，在接通与断开之间切换自身的自动驾驶控制功能。
在上位ECU200的自动驾驶控制功能接通的情况下，方向盘21的操作的执行主体成为上位ECU200。而且，ECU40执行通过基于来自上位ECU200的指令的电机31的控制使转向轮26转向的转向控制、即自动转向操纵控制。上位ECU200例如运算转向角指令值θ1*、θ2*作为使车辆在目标车道上行驶的指令值。转向角指令值θ1*、θ2*是根据此时的车辆的行驶状态而使车辆沿着车道行驶所需要的转向角θw的目标值、或者反映转向角θw的状态量的目标值。作为反映转向角θw的状态量，例如可举出小齿轮轴22c的旋转角亦即小齿轮角。ECU40使用由上位ECU200运算的转向角指令值θ1*、θ2*来控制电机31。
如图2中以双点划线所示，转向角指令值θ1*是针对第一微型计算机63的值。另外，转向角指令值θ2*是针对第二微型计算机73的值。第一微型计算机63通过执行使实际的转向角θw追随转向角指令值θ1*的角度反馈控制，来运算应当对第一线圈组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通过执行使实际的转向角θw追随转向角指令值θ2*的角度反馈控制，来运算应当对第二线圈组53供给的电流的目标值亦即第二电流指令值。另外，能够基于通过旋转角传感器43a、43b检测的电机31的旋转角θm1、θm2运算实际的转向角θw。
在通常时，要求电机31产生的转矩由通过第一线圈组52产生的转矩与通过第二线圈组53产生的转矩各提供一半(50％)。另外，在通常时，两个转向角指令值θ1*、θ2*基本上设定为相同的值。但是，在两个线圈组(52、53)的任意一方失效的情况下，通过剩余的正常的线圈组来继续电机31的动作。在该情况下，上位ECU200也可以运算适合于通过剩余的正常的线圈组的电机31的控制的转向角指令值θ1*、θ2*。因此，根据第二实施方式，作为ECU40，能够与自动驾驶功能对应。
＜其它的实施方式＞
此外，第一以及第二实施方式也可以如以下那样变更并实施。
·在第一以及第二实施方式中，将温度传感器44a、44b设置于ECU40，但这些温度传感器44a、44b也可以设置于电机31。
·在第一以及第二实施方式中，ECU40具有相互独立的第一控制部60以及第二控制部70，但根据产品规格等，例如也可以将第一微型计算机63与第二微型计算机73构建为单个微型计算机。
·在第一以及第二实施方式中，在第一微型计算机63中进行第一转矩指令值Tas1*以及第二转矩指令值Tas2*的修正所涉及的运算，但例如也可以在第二微型计算机73中进行第一转矩指令值Tas1*以及第二转矩指令值Tas2*的修正所涉及的运算。另外，例如也可以在第一微型计算机63中进行第一转矩指令值Tas1*的修正所涉及的运算，在第二微型计算机73中进行第二转矩指令值Tas2*的修正所涉及的运算。
·在第一以及第二实施方式中，由第一线圈组52以及第二线圈组53产生的转矩的最大值分别设为电机31能够产生的转矩的最大值(100％)的一半(50％)且相同的值，但例如也可以如“60：40”或者“70：30”等那样设为不同的值。但是，通过第一线圈组52以及第二线圈组53产生的转矩的最大值的合计为电机31能够产生的转矩的最大值(100％)以内。
·在第一以及第二实施方式中，运算第一转矩指令值Tas1*以及第二转矩指令值Tas2*，以便随着总的转矩指令值增大而它们同时增大，但例如，能够采用以下那样的结构。具体而言，在总的转矩指令值为第一转矩指令值Tas1*的上限值以下的值时，将该转矩指令值保持原样地设定为第一转矩指令值Tas1*，将第二转矩指令值Tas2*的值设定为“0(零)”。另外，在总的转矩指令值为超过第一转矩指令值Tas1*的上限值的值时，将第一转矩指令值Tas1*的值设定为上限值，将转矩指令值超过上限值的量设定为第二转矩指令值Tas2*。
·在第一以及第二实施方式中，在第一富余转矩Tc1的范围内修正第一转矩指令值Tas1*，但例如也可以不考虑第一富余转矩Tc1与第二差分转矩ΔY2的大小关系，而通过直接将第二差分转矩ΔY2与第一转矩指令值Tas1*相加，来运算修正后的第一转矩指令值Uas1*。相同地，例如也可以不考虑第二富余转矩Tc2与第一差分转矩ΔY1的大小关系，而通过直接将第一差分转矩ΔY1与第二转矩指令值Tas2*相加，来运算修正后的第二转矩指令值Uas2*。
·在第一以及第二实施方式中，独立地控制对两个线圈组(52、53)的供电，但在电机31具有三个以上的线圈组的情况下，也可以独立地控制对这三个以上的线圈组的供电。在该情况下，ECU40优选具有与线圈组的个数相同数目的控制部(控制系统)。在电机31例如具有三个线圈组(第一～第三线圈组)的情况下，三个控制部分别运算针对第一～第三线圈组中对应的线圈组的单独的转矩指令值。这些单独的转矩指令值的最大值成为与电机31能够产生的最大的转矩的1/3的转矩对应的值。
在由三个线圈组中的任意一个线圈组产生的转矩被限制的情况下，也可以将在该一个线圈组中被限制的量的转矩通过剩余的两个线圈组各补偿50％。即，剩余的两个线圈组分别产生相当于一个线圈组中的限制量的一半的转矩。另外，在由三个线圈组中的任意一个线圈组产生的转矩被限制的情况下，也可以仅通过剩余的两个线圈组的任意一方补偿在该一个线圈组中被限制的量的转矩。
即使在电机31具有四个以上的线圈组的情况下，也基于与两个线圈组或者三个线圈组的情况相同的想法，运算针对各线圈组的单独的转矩指令值。
·在第一以及第二实施方式中，作为EPS10，举出将电机31的转矩传递至转向轴22，严格来说传递至柱轴22a的类型为例，但也可以是将电机31的转矩传递至齿条轴23的类型。
·在第一以及第二实施方式中，将电机控制装置具体化为控制EPS10的电机31的ECU40，但也可以具体化为在EPS31以外的其它的设备中使用的电机的控制装置。电机控制装置例如也可以控制在由驾驶员操作的转向操纵单元与使转向轮转向的转向单元之间的动力传递被分离的线控转向型的转向操纵装置中使用的电机。

Claims (6)

1.一种电机控制装置，控制具有多个线圈组的电机，其中，
上述电机控制装置具备处理电路，该处理电路具备：
转矩指令值运算部，构成为运算针对上述多个线圈组的每一个的多个单独转矩指令值；
理论输出转矩运算部，构成为针对上述多个线圈组的每一个，基于针对该线圈组的上述单独转矩指令值运算理论输出转矩，该理论输出转矩是考虑到通过该线圈组产生的转矩的响应特性，并且理论上期待在比当前的运算周期靠后一个周期的运算周期中通过该线圈组产生的转矩；
预测输出转矩运算部，构成为针对上述多个线圈组的每一个，基于通过该线圈组实际产生的实际输出转矩运算预测输出转矩，该预测输出转矩是考虑到通过该线圈组产生的转矩的响应特性，并且实际期待在比上述当前的运算周期靠后一个周期的运算周期中通过该线圈组产生的转矩；
差分转矩运算部，构成为针对上述多个线圈组的每一个，运算上述理论输出转矩与上述预测输出转矩的差亦即差分转矩；
修正运算部，构成为基于与上述多个线圈组中的至少一个线圈组对应的上述差分转矩，修正针对其它的至少一个线圈组的上述单独转矩指令值；以及
电流控制部，构成为基于分别对应的修正后的上述单独转矩指令值按每个线圈组独立地控制针对上述多个线圈组的供电。
2.根据权利要求1所述的电机控制装置，其中，
上述理论输出转矩运算部使用下式运算上述理论输出转矩Yik，
Yik＝α×Yik－1+(1－α)×U*k－1
其中，“α”是常量，“U*k－1”是在比上述当前的运算周期靠前一个周期的运算周期中得到的修正后的上述单独转矩指令值，“Yik－1”是在比上述当前的运算周期靠前一个周期的运算周期中得到的上述理论输出转矩，
上述预测输出转矩运算部使用下式运算推断为在上述当前的运算周期中由各线圈组产生的推断输出转矩Yek，
Yek＝β×Yek－1+(1－β)×U*k－1+L×(Yrk－1－Yek－1)
其中，“β”是常量，“U*k－1”是在比上述当前的运算周期靠前一个周期的运算周期中得到的修正后的上述单独转矩指令值，“Yrk－1”是通过各线圈组在比上述当前的运算周期靠前一个周期的运算周期中实际产生的上述实际输出转矩，“Yek－1”是在比上述当前的运算周期靠前一个周期的运算周期中得到的上述推断输出转矩，
上述预测输出转矩运算部进一步使用下式运算上述预测输出转矩Yeek，
Yeek＝β×Yek+(1－β)×U*k+L×(Yrk－1－Yeek－1)
其中，“Yeek－1”是在比上述当前的运算周期靠前一个周期的运算周期中得到的上述预测输出转矩。
3.根据权利要求1或2所述的电机控制装置，其中，
上述修正运算部构成为：
通过从能够由上述其它的至少一个线圈组输出的最大输出转矩减去针对上述其它的至少一个线圈组的修正前的上述单独转矩指令值来运算富余转矩，
基于上述差分转矩，在上述富余转矩的范围内修正针对上述其它的至少一个线圈组的上述修正前的单独转矩指令值。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电机控制装置，其中，
上述转矩指令值运算部构成为：
运算应当通过上述电机产生的转矩指令值，
通过将上述转矩指令值以预先设定的规定比率划分来运算上述多个单独转矩指令值。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电机控制装置，其中，
上述电机构成为产生对车辆的转向操纵机构施加的转矩。
6.一种电机控制方法，是控制具有多个线圈组的电机的电机控制方法，其中，包含：
运算针对上述多个线圈组的每一个的多个单独转矩指令值；
针对上述多个线圈组的每一个，基于针对该线圈组的上述单独转矩指令值运算理论输出转矩，该理论输出转矩是考虑到通过该线圈组产生的转矩的响应特性，并且理论上期待在比当前的运算周期靠后一个周期的运算周期中通过该线圈组产生的转矩；
针对上述多个线圈组的每一个，基于通过该线圈组实际产生的实际输出转矩运算预测输出转矩，该预测输出转矩是考虑到通过该线圈组产生的转矩的响应特性，并且实际期待在比上述当前的运算周期靠后一个周期的运算周期中通过该线圈组产生的转矩；
针对上述多个线圈组的每一个，运算上述理论输出转矩与上述预测输出转矩的差亦即差分转矩；
基于与上述多个线圈组中的至少一个线圈组对应的上述差分转矩，修正针对其它的至少一个线圈组的上述单独转矩指令值；以及
基于分别对应的修正后的上述单独转矩指令值按每个线圈组独立地控制针对上述多个线圈组的供电。
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