JP2016001953A - モータ制御装置及びステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの駆動制御をより長く継続することのできるモータ制御装置を提供する。【解決手段】モータ制御装置４０は、モータ２１の駆動を制御するための第１制御信号Ｓａ１を生成するメインマイコン４１と、モータ２１の駆動を制御するための第２制御信号Ｓａ２を生成するサブマイコン４２と、モータ２１の駆動を実際に制御するための実制御信号Ｓａとして第１制御信号Ｓａ１及び第２制御信号Ｓａ２のいずれか一方を選択する制御信号選択部７０とを備える。制御信号選択部７０は、メインマイコン４１及びサブマイコン４２のそれぞれの状態を監視し、メインマイコン４１が正常な場合には、実制御信号Ｓａとして第１制御信号Ｓａ１を選択する。また、制御信号選択部７０は、メインマイコン４１に異常が検出された場合には、実制御信号Ｓａとして第２制御信号Ｓａ２を選択する。【選択図】図２

Description

本発明は、モータ制御装置及びステアリング装置に関する。

車両のステアリング装置の一つとして、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）が知られている。ＥＰＳは、運転者のステアリング操作に伴い操舵機構に付与される操舵トルクを検出するトルクセンサと、モータの駆動を制御するモータ制御装置とを備えている。モータ制御装置は、モータを駆動させるための駆動回路と、駆動回路を介してモータの駆動を制御するマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と略記する）とを備えている。マイコンは、トルクセンサの検出操舵トルクに基づき電流指令値を演算し、モータの実際の駆動電流値を電流指令値に追従させるべく、それらの偏差に応じた電流フィードバック制御を行うことによりモータの駆動を制御する。こうしたモータの駆動制御により操舵トルクに応じたアシスト力が操舵機構に付与され、運転者のステアリング操作が補助される。

ところで、ＥＰＳには、安全性や信頼性を高めるべく、マイコンが二重化されたものがある。このようなＥＰＳとしては、例えば特許文献１に記載のＥＰＳがある。特許文献１に記載のＥＰＳは、モータの駆動制御を主として行うメインマイコンと、メインマイコンの動作を監視するサブマイコンとを有している。サブマイコンは、メインマイコンに異常が生じた場合、メインマイコンによるモータの駆動制御を禁止する処理を実行する。これに対し、サブマイコンに異常が生じた場合にはサブマイコンの出力が無効化され、メインマイコンの状態が正常である限りメインマイコンによるモータの駆動制御が継続される。

特開２００９−６２００９号公報

特許文献１に記載のＥＰＳでは、メインマイコンに異常が生じると、モータの駆動制御が停止されるため、モータから操舵機構へのアシスト力の付与が停止される。そのため、ＥＰＳとしての機能を継続することができず、ロバスト性の観点で改善の余地を残すものとなっている。

なお、このような課題は、ＥＰＳに搭載されるモータ制御装置に限らず、各種モータ制御装置に共通する課題である。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータの駆動制御をより長く継続することのできるモータ制御装置及びステアリング装置を提供することにある。

上記課題を解決するモータ制御装置は、モータの駆動を制御するための第１制御信号を生成する第１制御部と、前記モータの駆動を制御するための第２制御信号を生成する第２制御部と、前記モータの駆動を実際に制御するための実制御信号として前記第１制御信号及び前記第２制御信号のいずれか一方を選択する制御信号選択部と、を備え、前記制御信号選択部は、前記第１制御部及び前記第２制御部の少なくとも一方の状態を監視し、前記第１制御部及び前記第２制御部のいずれか一方の制御部に異常が検出された場合、他方の制御部の制御信号を前記実制御信号として選択する。

この構成によれば、第１制御部及び第２制御部のいずれか一方の制御部に異常が生じた場合でも、他方の制御部の制御信号によりモータの駆動を制御することができる。したがって、モータの駆動制御をより長く継続することができる。

ところで、モータ制御装置には、通常、モータの駆動回路への給電を断続させる電源リレーが設けられている。この電源リレーの開閉駆動は制御部により制御されている。そのため、制御部に異常が生じると、駆動回路の給電制御が適切に行われないおそれがある。

そこで、上記モータ制御装置について、前記電源リレーを実際に開閉駆動させるための実リレー駆動信号として、前記第１制御部から出力される第１リレー駆動信号、及び前記第２制御部から出力される第２リレー駆動信号のいずれか一方を選択するリレー駆動信号選択部と、を備え、前記リレー駆動信号選択部は、前記第１制御部及び前記第２制御部のいずれか一方の制御部に異常が検出された場合、他方の制御部のリレー駆動信号を前記実リレー駆動信号として選択することが好ましい。

この構成によれば、第１制御部及び第２制御部のいずれか一方の制御部に異常が生じた場合には、他方の制御部のリレー駆動信号により電源リレーの開閉駆動が制御されるため、駆動回路の給電制御を適切に行うことができる。結果的に、モータの正常な動作を確保することができる。

上記モータ制御装置について、前記制御信号選択部から出力される実制御信号に対して所定の信号処理を施す信号処理部を更に備え、前記制御信号選択部は前記信号処理部と共に一つの集積回路に集積化されていることが好ましい。

この構成によれば、信号処理部及び制御信号選択部が別々に設けられている場合と比較すると、部品点数を低減することができる。
ところで、上記のようなモータ制御装置では、集積回路に異常が生じた場合、その異常が信号処理部の異常である可能性がある。この場合、信号処理の施された実制御信号が異常な信号となるため、モータの動作に異常を来すおそれがある。

そこで、上記モータ制御装置について、前記第１制御部及び前記第２制御部の少なくとも一方は、前記集積回路の状態を監視し、前記集積回路の異常を検出した場合には、前記モータを停止させることが好ましい。

この構成によれば、集積回路に異常が生じた際に、モータの異常な動作を抑制することができる。
上記モータ制御装置について、前記第１制御部は外部機器と通信可能であり、前記第１制御部及び前記第２制御部は相互に状態を監視し、前記第１制御部は、前記第２制御部の異常を検出した場合、その旨を前記制御信号選択部に通知し、前記第２制御部は、前記第１制御部の異常を検出した場合、その旨を前記制御信号選択部に通知するとともに、前記第１制御部を停止させることが好ましい。

また、上記モータ制御装置について、前記第１制御部は外部機器と通信可能であり、前記制御信号選択部は、前記第１制御部が正常な場合、前記第１制御信号を前記実制御信号として出力し、前記第１制御部の異常を検出した場合、前記第２制御信号を前記実制御信号として選択するとともに、前記第１制御部を停止させることが好ましい。

これらの構成によれば、制御信号選択部が第１制御信号及び第２制御信号のうち、正常な制御信号を実制御信号として選択するため、モータの正常な動作を確保することができる。また、第１制御部に異常が生じた場合、第１制御部を停止させることができるため、第１制御部から外部機器に異常な信号が出力されることを回避することができる。これにより、外部機器の異常な動作を防止することもできる。

上記課題を解決するステアリング装置は、車両の操舵機構に動力を付与するモータと、前記モータの駆動を制御するモータ制御装置と、を備え、前記モータ制御装置として、上記のモータ制御装置が用いられる。

この構成によれば、モータの駆動制御をより長く継続することができるため、結果的にモータから操舵機構への動力の付与をより長く継続することができる。これにより、ステアリング装置としての信頼性を高めることができる。

本発明によれば、モータの駆動制御をより長く継続することができる。

電動パワーステアリング装置の一実施形態についてその概略構成を示すブロック図。 実施形態の電動パワーステアリング装置についてそのモータ制御装置の構成を示すブロック図。 実施形態のモータ制御装置についてそのＡＳＩＣの構成の一部及び駆動回路の構成を示すブロック図。 実施形態のモータ制御装置についてそのメインマイコン及びサブマイコンによるウォッチドック信号の出力例を示すタイムチャート。 メインマイコンによるサブマイコンの状態監視処理の手順を示すフローチャート。 メインマイコンによるＡＳＩＣの状態監視処理の手順を示すフローチャート。 サブマイコンによるメインマイコンの状態監視処理の手順を示すフローチャート。 サブマイコンによるＡＳＩＣの状態監視処理の手順を示すフローチャート。 ＡＳＩＣによるメインマイコンの状態監視処理の手順を示すフローチャート。 ＡＳＩＣによるサブマイコンの状態監視処理の手順を示すフローチャート。

以下、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態のＥＰＳ１は、運転者のステアリングホイール１１の操作に基づき転舵輪１２を転舵させる操舵機構１０と、運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構２０とを備えている。

操舵機構１０は、ステアリングホイール１１の回転軸となるステアリングシャフト１３と、ステアリングシャフト１３の下端部にラックアンドピニオン機構１４を介して連結されたラックシャフト１５とを有している。操舵機構１０では、運転者のステアリングホイール１１の操作に伴いステアリングシャフト１３が回転すると、その回転運動がラックアンドピニオン機構１４を介してラックシャフト１５の軸方向の往復直線運動に変換される。このラックシャフト１５の軸方向の往復直線運動がその両端に連結されたタイロッド１６を介して転舵輪１２に伝達されることにより転舵輪１２の転舵角が変化し、車両の進行方向が変更される。

アシスト機構２０は、モータ２１と、モータ２１の出力軸２２及びステアリングシャフト１３を連結する減速機２３とを備えている。モータ２１は三相のブラシレスモータからなる。アシスト機構２０は、モータ２１の出力軸２２の回転を減速機２３により減速してステアリングシャフト１３に伝達することによりステアリングシャフト１３にトルクを付与し、運転者のステアリング操作を補助する。

ＥＰＳ１には、車両の状態量や運転者の操作量を検出するための各種センサが設けられている。例えばステアリングシャフト１３には、運転者のステアリング操作に際してステアリングシャフト１３に付与される操舵トルクτを検出するトルクセンサ３０が設けられている。車両には、その走行速度Ｓｐｄを検出する車速センサ３１が設けられている。モータ２１には、その出力軸２２の回転角θを検出する回転角センサ３２が設けられている。これらのセンサの出力はモータ制御装置４０に取り込まれる。モータ制御装置４０は各センサ３０〜３２の出力に基づきモータ２１の駆動を制御する。また、モータ制御装置４０はＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワーク３３を介して外部機器３４と各種情報の授受を行う。外部機器３４はＥＰＳ１以外の車載装置を示す。

図２に示すように、モータ制御装置４０は、メインマイクロコンピュータ４１と、サブマイクロコンピュータ４２と、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）４３と、駆動回路４４とを備えている。なお、以下では便宜上、メインマイクロコンピュータを「メインマイコン」と、サブマイクロコンピュータを「サブマイコン」とそれぞれ略記する。また、モータ制御装置４０は、電源リレー４５と、リレー駆動信号選択部４６と、電圧センサ４７と、温度センサ４８とを備えている。

駆動回路４４は、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電力を給電線Ｗｕ，Ｗｖ，Ｗｗを介してモータ２１に供給することによりモータ２１を駆動させる。詳しくは、駆動回路４４には、車載バッテリ等の電源３５から電源リレー４５を介して直流電力が供給されている。図３に示すように、駆動回路４４は、上側ＦＥＴ５０及び下側ＦＥＴ５３の直列回路と、上側ＦＥＴ５１及び下側ＦＥＴ５４の直列回路と、上側ＦＥＴ５２及び下側ＦＥＴ５５の直列回路とをそれぞれ並列接続してなる周知のインバータ回路を有している。各上側ＦＥＴ５０〜５２は、図３では図示が割愛されている電源リレー４５を介して電源３５に電気的に接続されている。各下側ＦＥＴ５３〜５５は接地されている。上側ＦＥＴ５０と下側ＦＥＴ５３との接続点Ｐ１、上側ＦＥＴ５１と下側ＦＥＴ５４との接続点Ｐ２、及び上側ＦＥＴ５２と下側ＦＥＴ５５との接続点Ｐ３は給電線Ｗｕ，Ｗｖ，Ｗｗを介してモータ２１の各相コイル２１ｕ，２１ｖ，２１ｗにそれぞれ接続されている。駆動回路４４は、ＡＳＩＣ４３からの駆動信号Ｓｂ１〜Ｓｂ６に基づき各ＦＥＴ５０〜５５がスイッチングされることにより、電源３５から供給される直流電力を三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電力に変換する。変換された三相の交流電力が給電線Ｗｕ，Ｗｖ，Ｗｗを介してモータ２１の各相コイル２１ｕ，２１ｖ，２１ｗにそれぞれ供給されることによりモータ２１が駆動する。

駆動回路４４は、下側ＦＥＴ５３〜５５と接地との間に各相に対応する電流センサ５６ｕ，５６ｖ，５６ｗを有している。電流センサ５６ｕ，５６ｖ，５６ｗは、下側ＦＥＴ５３〜５５に対して直列接続されたシャント抵抗をそれぞれ有する周知の構成からなり、シャント抵抗の端子間電圧を増幅して出力する。各電流センサ５６ｕ，５６ｖ，５６ｗの出力信号ＳＩｕ，ＳＩｖ，ＳＩｗはＡＳＩＣ４３に取り込まれる。

駆動回路４４は、接続点Ｐ１〜Ｐ３にそれぞれ接続される電圧センサ５７ｕ，５７ｖ，５７ｗを有している。電圧センサ５７ｕ，５７ｖ，５７ｗは、接続点Ｐ１〜Ｐ３に直列接続される分圧抵抗をそれぞれ有する周知の構成からなり、接続点Ｐ１〜Ｐ３の電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ、換言すればモータ２１の各相端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗをそれぞれ検出する。各電圧センサ５７ｕ，５７ｖ，５７ｗにより検出された各相端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは、図２に示すように各マイコン４１，４２にそれぞれ取り込まれる。

電源リレー４５は、駆動回路４４の給電経路上に設けられている。したがって、電源リレー４５が閉状態の場合には電源３５から駆動回路４４への給電が行われ、電源リレー４５が開状態の場合には電源３５から駆動回路４４への給電が遮断される。

リレー駆動信号選択部４６は、電源リレー４５を実際に開閉駆動させるための実リレー駆動信号Ｓｄとして、メインマイコン４１から出力される第１リレー駆動信号Ｓｄ１、及びサブマイコン４２から出力される第２リレー駆動信号Ｓｄ２のいずれか一方を選択する。

電圧センサ４７は、電源３５の電圧Ｖｃｃを検出し、検出した電源電圧Ｖｃｃをメインマイコン４１及びサブマイコン４２にそれぞれ出力する。温度センサ４８は、各マイコン４１，４２やＡＳＩＣ４３等が実装された基板の温度Ｔｈを検出し、検出した基板温度Ｔｈをメインマイコン４１に出力する。

ＡＳＩＣ４３は信号処理部６０と共に制御信号選択部７０が集積化された集積回路からなる。
制御信号選択部７０は、モータ２１の駆動を実際に制御するための実制御信号Ｓａとして、メインマイコン４１から出力される第１制御信号Ｓａ１、及びサブマイコン４２から出力される第２制御信号Ｓａ２のいずれか一方を選択する。詳しくは、制御信号選択部７０は、実制御信号Ｓａを第１制御信号Ｓａ１及び第２制御信号Ｓａ２のいずれか一方に切り替える切り替え部７１と、切り替え部７１の駆動を制御する切り替え制御部７２とを有している。切り替え制御部７２は、メインマイコン４１及びサブマイコン４２のそれぞれの状態を監視しており、各マイコン４１，４２の状態に基づき切り替え部７１の駆動を制御する。また、切り替え制御部７２は各マイコン４１，４２の状態に基づきリレー駆動信号選択部４６の駆動も制御する。さらに、切り替え制御部７２はメインマイコン４１及びサブマイコン４２からの指示に基づき切り替え部７１及びリレー駆動信号選択部４６のそれぞれの駆動も制御する。

信号処理部６０は、プリドライバ６１と、相電流検出部６２と、回転角検出部６３とを有している。
プリドライバ６１は、実制御信号Ｓａを増幅することにより駆動回路４４を駆動させるための駆動信号Ｓｂ１〜Ｓｂ６を生成する。駆動信号Ｓｂ１〜Ｓｂ６は、駆動回路４４のＦＥＴ５０〜５５をそれぞれスイッチングさせるためのゲート駆動信号である。図３に示すように、プリドライバ６１は、駆動信号Ｓｂ１〜Ｓｂ６をＦＥＴ５０〜５５のゲート端子にそれぞれ印加することにより各ＦＥＴ５０〜５５を開閉駆動させる。

相電流検出部６２は所定のサンプリング周期で各電流センサ５６ｕ，５６ｖ，５６ｗの出力信号ＳＩｕ，ＳＩｖ，ＳＩｗを取得し、取得した出力信号ＳＩｕ，ＳＩｖ，ＳＩｗに基づき各相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを演算する。図２に示すように、相電流検出部６２は、演算した各相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをメインマイコン４１及びサブマイコン４２にそれぞれ出力する。

回転角検出部６３は所定のサンプリング周期で回転角センサ３２の出力信号Ｓθを取得し、取得した出力信号Ｓθに基づきモータ２１の出力軸２２の回転角θを演算する。回転角検出部６３は、検出したモータ回転角θをメインマイコン４１及びサブマイコン４２にそれぞれ出力する。

メインマイコン４１は、各相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ、各相端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ、モータ回転角θ、電源電圧Ｖｃｃ、及び基板温度Ｔｈの他、トルクセンサ３０及び車速センサ３１によりそれぞれ検出される操舵トルクτ及び車速Ｓｐｄを取り込む。メインマイコン４１は、操舵トルクτ、車速Ｓｐｄ、各相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ、及びモータ回転角θに基づき第１制御信号Ｓａ１を生成する。詳しくは、メインマイコン４１は、電源電圧Ｖｃｃが正常であるか否かを判断し、電源電圧Ｖｃｃが正常である場合には、操舵トルクτ及び車速Ｓｐｄに基づいて電流指令値を演算する。電流指令値はモータ２１の駆動電流の目標値であり、モータ２１の出力トルクの目標値に対応する。また、メインマイコン４１は、モータ回転角θを用いて各相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをｄ／ｑ座標系のｄ軸電流値及びｑ軸電流値に変換する。そして、メインマイコン４１は、ｄ軸電流値及びｑ軸電流値を電流指令値に追従させる電流フィードバック制御を行うことによりｄ軸電圧指令値及びｑ軸電圧指令値を演算し、演算したｄ軸電圧指令値及びｑ軸電圧指令値をモータ回転角θを用いて各相電圧指令値に変換する。メインマイコン４１は、この各相電圧指令値に基づき第１制御信号Ｓａ１を生成し、生成した第１制御信号Ｓａ１をＡＳＩＣ４３に出力する。

メインマイコン４１は基板温度Ｔｈに基づき各種処理を実行する。例えば、メインマイコン４１は、基板温度Ｔｈが所定の閾値以上となった場合には、各マイコン４１，４２やＡＳＩＣ４３に異常が生じるおそれがあると判断し、モータ２１を停止させる等の安全保持処理を実行する。また、メインマイコン４１は車載ネットワーク３３を介して外部機器３４との間で各種情報の授受を行う。さらに、メインマイコン４１は第１ウォッチドック信号Ｓｗ１をＡＳＩＣ４３の切り替え制御部７２に送信する。図４に示すように、第１ウォッチドック信号Ｓｗ１は、メインマイコン４１が正常な場合、一定の周期Ｔでハイレベルとローレベルとの間で変化するパルス信号からなる。図中に示すように、第１ウォッチドック信号Ｓｗ１は、メインマイコン４１に異常が生じた場合、そのパルス周期に乱れが生じる。これを利用し、切り替え制御部７２は、第１ウォッチドック信号Ｓｗ１のパルス周期を監視し、その周期が予め定められた周期Ｔから変動することをもって、メインマイコン４１に異常が生じたと判断する。

サブマイコン４２も、メインマイコン４１と同様に、各相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ、各相端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ、電源電圧Ｖｃｃ、及びモータ回転角θの他、トルクセンサ３０及び車速センサ３１によりそれぞれ検出される操舵トルクτ及び車速Ｓｐｄを取り込む。但し、サブマイコン４２は、基板温度Ｔｈを取り込まない点、及び外部機器３４と通信できない点でメインマイコン４１と異なる。サブマイコン４２は、操舵トルクτ、車速Ｓｐｄ、各相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ、モータ回転角θ、及び電源電圧Ｖｃｃに基づきメインマイコン４１と同様の処理を行うことにより第２制御信号Ｓａ２を生成し、生成した第２制御信号Ｓａ２をＡＳＩＣ４３に出力する。また、サブマイコン４２も、図４に示すような第２ウォッチドック信号Ｓｗ２をＡＳＩＣ４３の切り替え制御部７２に送信する。切り替え制御部７２は、第２ウォッチドック信号Ｓｗ２のパルス周期を監視し、その周期が予め定められた周期Ｔから変動することをもって、サブマイコン４２に異常が生じたと判断する。なお、サブマイコン４２は、メインマイコン４１よりも低いクロック周波数で動作する等、メインマイコン４１と比較して機能に何らかの制限を有している。

メインマイコン４１及びサブマイコン４２は相互に状態を監視するとともに、ＡＳＩＣ４３の動作状態をそれぞれ監視している。このように、本実施形態では、メインマイコン４１、サブマイコン４２、及びＡＳＩＣ４３が相互に状態を監視している。次に、メインマイコン４１、サブマイコン４２、及びＡＳＩＣ４３による状態監視方法について図５〜図１０を参照して説明する。

まず、図５を参照して、メインマイコン４１によるサブマイコン４２の状態監視処理について説明する。なお、メインマイコン４１は図５に示す処理を所定の周期で繰り返し実行する。

図５に示すように、メインマイコン４１は、はじめに、サブマイコン４２と通信を行い（Ｓ１０）、サブマイコン４２が正常であるか否かを判断する（Ｓ１１）。例えば、メインマイコン４１はサブマイコン４２に対して所定の演算処理を行うように要求し、その演算結果をサブマイコン４２から取得する。そして、メインマイコン４１は、自身の演算結果とサブマイコン４２の演算結果とを照合し、互いの演算結果が一致する場合にはサブマイコン４２が正常であると判断し、互いの演算結果が異なる場合にはサブマイコン４２に異常が生じたと判断する。メインマイコン４１は、サブマイコン４２が正常な場合には（Ｓ１１：ＹＥＳ）、そのまま処理を終了する。これに対し、メインマイコン４１は、サブマイコン４２の異常を検出した場合には（Ｓ１１：ＮＯ）、その旨をＡＳＩＣ４３の切り替え制御部７２に通知する（Ｓ１２）。

なお、切り替え制御部７２は、サブマイコン４２の異常を検出した旨の通知がメインマイコン４１からあった場合には、実制御信号Ｓａが第１制御信号Ｓａ１に設定された状態が維持されるように切り替え部７１を制御する。また、切り替え制御部７２は、実リレー駆動信号Ｓｄが第１リレー駆動信号Ｓｄ１に設定された状態が維持されるようにリレー駆動信号選択部４６を制御する。

次に、図６を参照して、メインマイコン４１によるＡＳＩＣ４３の状態監視処理について説明する。なお、メインマイコン４１はＥＰＳ１の駆動中に図６に示す処理を所定の周期で繰り返し実行する。

図６に示すように、メインマイコン４１は、第１制御信号Ｓａ１をＡＳＩＣ４３に出力したか否かを判断し（Ｓ２０）、第１制御信号Ｓａ１をＡＳＩＣ４３に出力した場合には（Ｓ２０：ＹＥＳ）、駆動回路４４が第１制御信号Ｓａ１通りに駆動しているか否かを判断する（Ｓ２１）。例えば、メインマイコン４１は、各相端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを検出し、検出した各相端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに対応する駆動回路４４の各ＦＥＴ５０〜５５の開閉状態と、第１制御信号Ｓａ１に対応する駆動回路４４の各ＦＥＴ５０〜５５の開閉状態とが互いに一致しているか否かを判断する。そして、前者と後者とが一致する場合には、駆動回路４４が第１制御信号Ｓａ１通りに駆動していると判断し、前者と後者とが一致しない場合には、駆動回路４４が第１制御信号Ｓａ１通りに駆動していないと判断する。そして、メインマイコン４１は、駆動回路４４が第１制御信号Ｓａ１通りに駆動している場合には（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ＡＳＩＣ４３が正常であると判定して、そのまま処理を終了する。これに対し、メインマイコン４１は、駆動回路４４が第１制御信号Ｓａ１通りに駆動していない場合には（Ｓ２１：ＮＯ）、ＡＳＩＣ４３のプリドライバ６１に異常が生じた可能性があると判定して、電源リレー４５を開状態にする（Ｓ２２）。すなわち、メインマイコン４１は、駆動回路４４への給電を遮断してモータ２１を停止させる。

次に、図７を参照して、サブマイコン４２によるメインマイコン４１の状態監視処理について説明する。なお、サブマイコン４２は図７に示す処理を所定の周期で繰り返し実行する。

図７に示すように、サブマイコン４２は、はじめに、メインマイコン４１と通信を行い（Ｓ３０）、メインマイコン４１が正常であるか否かを判断する（Ｓ３１）。例えば、サブマイコン４２は、図５のＳ１１で説明した方法と同様に互いの演算結果を比較する等の方法を用いることにより、メインマイコン４１が正常であるか否かを判断する。そして、サブマイコン４２は、メインマイコン４１が正常な場合には（Ｓ３１：ＹＥＳ）、そのまま処理を終了する。これに対し、サブマイコン４２は、メインマイコン４１の異常を検出した場合には（Ｓ３１：ＮＯ）、その旨をＡＳＩＣ４３の切り替え部７１に対して通知するとともに（Ｓ３２）、メインマイコン４１にリセット信号Ｓｒを送信する（Ｓ３３）。

なお、切り替え制御部７２は、メインマイコン４１の異常を検出した旨の通知がサブマイコン４２からあった場合には、実制御信号Ｓａとして第２制御信号Ｓａ２が用いられるように切り替え部７１を駆動させるとともに、実リレー駆動信号Ｓｄとして第２リレー駆動信号Ｓｄ２が用いられるようにリレー駆動信号選択部４６を駆動させる。また、メインマイコン４１は、サブマイコン４２から送信されたリセット信号Ｓｒを受信した場合には、自身の動作を停止させる。

次に、図８を参照して、サブマイコン４２によるＡＳＩＣ４３の状態監視処理について説明する。なお、サブマイコン４２は、ＥＰＳ１の駆動中に切り替え制御部７２において実制御信号Ｓａが第２制御信号Ｓａ２に設定され、且つリレー駆動信号選択部４６において実リレー駆動信号Ｓｄが第２リレー駆動信号Ｓｄ２に設定されているときに図８に示す処理を所定の周期で繰り返し実行する。

図８に示すように、サブマイコン４２は、はじめに、第２制御信号Ｓａ２をＡＳＩＣ４３に出力したか否かを判断し（Ｓ４０）、第２制御信号Ｓａ２をＡＳＩＣ４３に出力した場合には（Ｓ４０：ＹＥＳ）、駆動回路４４が第２制御信号Ｓａ２通りに駆動しているか否かを判断する（Ｓ４１）。例えば、サブマイコン４２は、図６のＳ２１で説明した方法と同様に各相端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと第２制御信号Ｓａ２とに基づき駆動回路４４が第２制御信号Ｓａ２通りに駆動しているか否かを判断する。そして、サブマイコン４２は、駆動回路４４が第２制御信号Ｓａ２通りに駆動している場合には（Ｓ４１：ＹＥＳ）、そのまま処理を終了する。これに対し、サブマイコン４２は、駆動回路４４が第２制御信号Ｓａ２通りに駆動していない場合には（Ｓ４１：ＮＯ）、ＡＳＩＣ４３のプリドライバ６１に異常が生じた可能性があると判定して、電源リレー４５を開状態にする（Ｓ４２）。すなわち、サブマイコン４２は駆動回路４４への給電を遮断し、モータ２１を停止させる。

次に、図９を参照して、ＡＳＩＣ４３によるメインマイコン４１の状態監視処理について説明する。なお、本処理はＡＳＩＣ４３の切り替え制御部７２により所定の周期で繰り返し実行される。

図９に示すように、切り替え制御部７２は、はじめに、第１ウォッチドック信号Ｓｗ１に基づきメインマイコン４１が正常であるか否かを判断する（Ｓ５０）。切り替え制御部７２は、メインマイコン４１が正常である場合には（Ｓ５０：ＹＥＳ）、そのまま処理を終了する。一方、切り替え制御部７２は、メインマイコン４１の異常を検出した場合には（Ｓ５０：ＮＯ）、実制御信号Ｓａとして第２制御信号Ｓａ２が用いられるように切り替え部７１を駆動させるとともに（Ｓ５１）、実リレー駆動信号Ｓｄとして第２リレー駆動信号Ｓｄ２が用いられるようにリレー駆動信号選択部４６を駆動させる（Ｓ５２）。また、切り替え制御部７２は、メインマイコン４１にリセット信号Ｓｒを送信することにより（Ｓ５３）、メインマイコン４１を停止させる。

次に、図１０を参照して、ＡＳＩＣ４３によるサブマイコン４２の状態監視処理について説明する。なお、本処理はＡＳＩＣ４３の切り替え制御部７２により所定の周期で繰り返し実行される。

図１０に示すように、切り替え制御部７２は、はじめに、第２ウォッチドック信号Ｓｗ２に基づきサブマイコン４２が正常であるか否かを判断する（Ｓ６０）。切り替え制御部７２は、サブマイコン４２が正常である場合には（Ｓ６０：ＹＥＳ）、そのまま処理を終了する。一方、切り替え制御部７２は、サブマイコン４２の異常を検出した場合には（Ｓ６０：ＮＯ）、実制御信号Ｓａが第１制御信号Ｓａ１に維持されるように切り替え部７１を駆動させるとともに（Ｓ６１）、実リレー駆動信号Ｓｄが第１リレー駆動信号Ｓｄ１に維持されるようにリレー駆動信号選択部４６を駆動させる（Ｓ６２）。

次に、本実施形態のＥＰＳ１の動作について説明する。
切り替え制御部７２及びリレー駆動信号選択部４６は、初期状態では、図２に示す状態に設定されている。すなわち、切り替え部７１は実制御信号Ｓａとして第１制御信号Ｓａ１を選択した状態となっており、リレー駆動信号選択部４６は実リレー駆動信号Ｓｄとして第１リレー駆動信号Ｓｄ１を選択した状態となっている。したがって、初期状態では、メインマイコン４１がモータ２１及び電源リレー４５のそれぞれの駆動を制御する。

このようにメインマイコン４１がモータ２１及び電源リレー４５のそれぞれの駆動を制御している状態でメインマイコン４１に何らかの異常が生じると、サブマイコン４２あるいは切り替え制御部７２がメインマイコン４１の異常を検出する。具体的には、サブマイコン４２がメインマイコン４１との通信に基づきメインマイコン４１の異常を検出するか、あるいは切り替え制御部７２が第１ウォッチドック信号Ｓｗ１に基づきメインマイコン４１の異常を検出する。この場合、サブマイコン４２あるいは切り替え制御部７２がメインマイコン４１にリセット信号Ｓｒを送信するため、メインマイコン４１が停止する。また、切り替え制御部７２は、自身が実行する状態監視処理を通じて、あるいはサブマイコン４２からの異常検出通知を通じてメインマイコン４１の異常を検出すると、切り替え部７１を駆動させて実制御信号Ｓａを第１制御信号Ｓａ１から第２制御信号Ｓａ２に切り替える。また、切り替え制御部７２は、リレー駆動信号選択部４６を駆動させて実リレー駆動信号Ｓｄを第１リレー駆動信号Ｓｄ１から第２リレー駆動信号Ｓｄ２に切り替える。したがって、これ以降、サブマイコン４２がモータ２１及び電源リレー４５のそれぞれの駆動を制御する。

一方、メインマイコン４１がモータ２１及び電源リレー４５のそれぞれの駆動を制御している状態でサブマイコン４２に何らかの異常が生じた場合には、メインマイコン４１あるいは切り替え制御部７２によりサブマイコン４２の異常が検出される。具体的には、メインマイコン４１がサブマイコン４２との通信に基づきサブマイコン４２の異常を検出するか、あるいは切り替え制御部７２が第２ウォッチドック信号Ｓｗ２に基づきサブマイコン４２の異常を検出する。この場合、切り替え制御部７２は、自身が実行する状態監視処理を通じて、あるいはメインマイコン４１からの異常検出通知を通じてサブマイコン４２の異常を検出すると、実制御信号Ｓａが第１制御信号Ｓａ１に維持されるように切り替え部７１を動作させる。また、切り替え制御部７２は、実リレー駆動信号Ｓｄが第１リレー駆動信号Ｓｄ１に維持されるようにリレー駆動信号選択部４６を動作させる。したがって、メインマイコン４１がモータ２１及び電源リレー４５のそれぞれの駆動を制御する状態が維持される。

また、メインマイコン４１がモータ２１及び電源リレー４５のそれぞれの駆動を制御している状態でＡＳＩＣ４３のプリドライバ６１に何らかの異常が生じた場合には、その異常がメインマイコン４１により検出される。この場合、メインマイコン４１が電源リレー４５を開状態にするため、電源３５から駆動回路４４への給電が遮断され、モータ２１が停止する。

さらに、サブマイコン４２がモータ２１及び電源リレー４５のそれぞれの駆動を制御している状態でＡＳＩＣ４３のプリドライバ６１に何らかの異常が生じた場合には、その異常がサブマイコン４２により検出される。この場合、サブマイコン４２が電源リレー４５を開状態にするため、電源３５から駆動回路４４への給電が遮断され、モータ２１が停止する。

以上説明した本実施形態のモータ制御装置４０及びＥＰＳ１によれば以下の（１）〜（５）に示す作用及び効果を得ることができる。
（１）メインマイコン４１に異常が生じた場合、異常の生じていないサブマイコン４２によりモータ２１を駆動させることができる。したがって、モータ２１の駆動制御をより長く継続することができるため、ＥＰＳ１としての信頼性を高めることができる。

（２）メインマイコン４１に異常が生じた場合、異常の生じていないサブマイコン４２が電源リレー４５の駆動を制御するため、駆動回路４４の給電制御を適切に行うことができる。結果的に、モータ２１の正常な動作を確保することができる。

（３）信号処理部６０と共に制御信号選択部７０がＡＳＩＣ４３に集積化されているため、信号処理部６０及び制御信号選択部７０が別々に設けられている場合と比較すると、部品点数を低減することができる。

（４）ＡＳＩＣ４３のプリドライバ６１に異常が生じた場合には、メインマイコン４１あるいはサブマイコン４２が電源リレー４５を開状態にするため、モータ２１が停止する。これにより、モータ２１の異常な動作を抑制することができる。

（５）メインマイコン４１に異常が生じた場合、サブマイコン４２あるいは切り替え制御部７２がメインマイコン４１にリセット信号Ｓｒを送信することによりメインマイコン４１を停止させるため、メインマイコン４１から外部機器３４に異常な信号が出力されることがない。これにより、外部機器３４の異常な動作を防止することができる。

なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・信号処理部６０及び制御信号選択部７０を一つのＡＳＩＣ４３に集積化せずに、別々に設けてもよい。

・メインマイコン４１による図６に示す処理の実行時期は、ＥＰＳ１の駆動中に限らず、例えば車両のイグニッションスイッチのオン操作時や、イグニッションスイッチのオフ操作時等、適宜の時期に設定することが可能である。同様に、サブマイコン４２による図８に示す処理の実行時期も適宜変更可能である。

・メインマイコン４１によるサブマイコン４２の監視は行わずに、サブマイコン４２によるメインマイコン４１の監視のみを行っても良い。すなわち、図５に示す処理を割愛してもよい。また、メインマイコン４１及びサブマイコン４２は相互に監視を行わなくても良い。すなわち、図５及び図７にそれぞれ示す処理を割愛してもよい。いずれの構成であっても、切り替え制御部７２が図９及び図１０にそれぞれ示す処理を実行することにより、上記（１）及び（２）の作用及び効果を奏することは可能である。

・メインマイコン４１及びサブマイコン４２はＡＳＩＣ４３の状態を監視しなくてもよい。すなわち、図６及び図８にそれぞれ示す処理のいずれか一方、あるいはそれらの両方を割愛してもよい。

・切り替え制御部７２はメインマイコン４１の状態のみを監視してもよい。すなわち、切り替え制御部７２では図９に示す処理のみを実行することとし、図１０に示す処理を割愛してもよい。このような構成であっても、上記（１）及び（２）の作用及び効果を奏することは可能である。

・サブマイコン４２はメインマイコン４１と同等の機能を有するものであってもよい。すなわち、サブマイコン４２が外部機器３４と通信を行ったり、温度センサ４８により検出される基板温度Ｔｈに基づいて各種処理を実行してもよい。

・リセット信号Ｓｒは、メインマイコン４１を停止させる信号に限らず、例えばメインマイコン４１を一旦停止させた後に再始動させる信号であってもよい。
・上記実施形態では、メインマイコン４１に異常が生じた場合、メインマイコン４１を停止させるべく、サブマイコン４２あるいは切り替え制御部７２からメインマイコン４１にリセット信号Ｓｒを送信させた。しかしながら、メインマイコン４１に異常が生じた際に仮にメインマイコン４１が外部機器３４と通信を行ったとしても、外部機器３４の動作にそれほど問題が生じないのであれば、サブマイコン４２あるいは切り替え制御部７２からメインマイコン４１にリセット信号Ｓｒを送信する処理を割愛してもよい。すなわち、図７のＳ３３の処理や図９のＳ５３の処理を割愛してもよい。

・メインマイコン４１あるいは切り替え制御部７２がサブマイコン４２の異常を検出した際に、メインマイコン４１あるいは切り替え制御部７２からサブマイコン４２にリセット信号Ｓｒを送信することにより、サブマイコン４２を停止させてもよい。これにより、異常状態となったサブマイコン４２が動作し続けることがなくなるため、消費電力を低減することが可能である。なお、本構成は、サブマイコン４２が外部機器３４と通信可能な場合に特に有効である。すなわち、サブマイコン４２から外部機器３４に異常な信号が出力されることがなくなるため、外部機器３４の異常な動作を防止することが可能となる。

・信号処理部６０は、プリドライバ６１、相電流検出部６２、及び回転角検出部６３以外の回路を含むものであってもよい。
・モータ２１はブラシレスモータに限らず、ブラシ付きのモータであってもよい。

・上記実施形態のモータ制御装置４０は、例えばラックシャフト１５にモータ２１のアシスト力を付与するＥＰＳに用いることも可能である。また、ＥＰＳに限らず、例えばステアバイワイヤ式のステアリング装置等、操舵機構に動力を付与するモータと、モータの駆動を制御するモータ制御装置とを備える各種ステアリング装置に用いることが可能である。さらに、上記実施形態のモータ制御装置４０の構成は、ステアリング装置のモータ制御装置に限らず、適宜のモータ制御装置に適用可能である。

Ｓａ…実制御信号、Ｓａ１…第１制御信号、Ｓａ２…第２制御信号、Ｓｄ…実リレー駆動信号、Ｓｄ１…第１リレー駆動信号、Ｓｄ２…第２リレー駆動信号、１…ＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）、１０…操舵機構、２１…モータ、３４…外部機器、４０…モータ制御装置、４１…メインマイコン（第１制御部）、４２…サブマイコン（第２制御部）、４３…ＡＳＩＣ（集積回路）、４４…駆動回路、４５…電源リレー、４６…リレー駆動信号選択部、６０…信号処理部、７０…制御信号選択部。

Claims (7)

1. モータの駆動を制御するための第１制御信号を生成する第１制御部と、
   前記モータの駆動を制御するための第２制御信号を生成する第２制御部と、
   前記モータの駆動を実際に制御するための実制御信号として前記第１制御信号及び前記第２制御信号のいずれか一方を選択する制御信号選択部と、を備え、
   前記制御信号選択部は、前記第１制御部及び前記第２制御部の少なくとも一方の状態を監視し、前記第１制御部及び前記第２制御部のいずれか一方の制御部に異常が検出された場合、他方の制御部の制御信号を前記実制御信号として選択するモータ制御装置。
2. 前記モータの駆動回路への給電を断続させる電源リレーと、
   前記電源リレーを実際に開閉駆動させるための実リレー駆動信号として、前記第１制御部から出力される第１リレー駆動信号、及び前記第２制御部から出力される第２リレー駆動信号のいずれか一方を選択するリレー駆動信号選択部と、を備え、
   前記リレー駆動信号選択部は、前記第１制御部及び前記第２制御部のいずれか一方の制御部に異常が検出された場合、他方の制御部のリレー駆動信号を前記実リレー駆動信号として選択する
   請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記制御信号選択部から出力される実制御信号に対して所定の信号処理を施す信号処理部を更に備え、
   前記制御信号選択部は前記信号処理部と共に一つの集積回路に集積化されている
   請求項１又は２に記載のモータ制御装置。
4. 前記第１制御部及び前記第２制御部の少なくとも一方は、前記集積回路の状態を監視し、前記集積回路の異常を検出した場合には、前記モータを停止させる
   請求項３に記載のモータ制御装置。
5. 前記第１制御部は外部機器と通信可能であり、
   前記第１制御部及び前記第２制御部は相互に状態を監視し、
   前記第１制御部は、前記第２制御部の異常を検出した場合、その旨を前記制御信号選択部に通知し、
   前記第２制御部は、前記第１制御部の異常を検出した場合、その旨を前記制御信号選択部に通知するとともに、前記第１制御部を停止させる
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
6. 前記第１制御部は外部機器と通信可能であり、
   前記制御信号選択部は、
   前記第１制御部が正常な場合、前記第１制御信号を前記実制御信号として出力し、
   前記第１制御部の異常を検出した場合、前記第２制御信号を前記実制御信号として選択するとともに、前記第１制御部を停止させる
   請求項１〜５のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
7. 車両の操舵機構に動力を付与するモータと、
   前記モータの駆動を制御するモータ制御装置と、を備え、
   前記モータ制御装置として、請求項１〜６のいずれか一項に記載のモータ制御装置が用いられるステアリング装置。