JP2017028613A - 制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＤ変換に用いる基準電圧の低下にかかわらず回転電機を高精度に制御可能な制御装置を提供する。【解決手段】電圧低下判定部５２１は、ＡＤ変換部５１２からの第２電圧ＡＤ変換値に基づき、基準電圧が正常時の値である正常値より低下したか否かを判定する。補正部５２２は、ＡＤ変換部５１２からの第２電圧ＡＤ変換値に基づき補正係数を算出し、ＡＤ変換部５１２から出力された入力電圧ＡＤ変換値を補正係数に基づき補正する。コア５２は、電圧低下判定部５２１により「基準電圧は正常値より低下していない」と判定した場合、ＡＤ変換部５１２からの入力電圧ＡＤ変換値に基づき、制御信号を生成する。一方、コア５２は、電圧低下判定部５２１により「基準電圧が正常値より低下した」と判定した場合、ＡＤ変換部５１２からの入力電圧ＡＤ変換値を補正部５２２により補正した結果値である補正結果値に基づき、制御信号を生成する。【選択図】図３

Description

本発明は、回転電機を制御する制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置に関する。

従来、車両各部のセンサ等から入力される電圧をＡＤ変換し、ＡＤ変換の結果値であるＡＤ変換値に基づき、車両に搭載された各種機器類の制御を行うことが知られている。例えば特許文献１には、外部電源電圧であるバッテリ電圧に対応する電圧をＡＤ変換し、ＡＤ変換値等に基づき、燃料噴射弁の最終噴射時間を決定する制御装置が記載されている。

特開平６−３５０４５０号公報

一般に、ＡＤ変換時の基準電圧が正常値より低下すると、正確なＡＤ変換を行うことができなくなる。特許文献１の制御装置では、バッテリ電圧からレギュレータにより高低２つの内部電源電圧（５Ｖ、２．５Ｖ）を生成し、状況等に応じて２つの電圧を切り替えながらＡＤ変換時の基準電圧として用いている。この制御装置では、バッテリ電圧やヒータ電流電圧等、内部電源電圧と比例関係にない電圧をＡＤ変換するとき、バッテリ電圧が所定の電圧値（５Ｖ）より高いか否かを判定し、バッテリ電圧は所定の電圧値より高いと判定した場合、高い方の基準電圧（５Ｖ）を用いてＡＤ変換を行う。一方、バッテリ電圧は所定の電圧値以下であると判定した場合、低い方の基準電圧（２．５Ｖ）を用いてＡＤ変換を行う。これにより、外部電源電圧が低下したときでも、バッテリ電圧やヒータ電流電圧等に対応する電圧を正確にＡＤ変換可能であるとしている。

しかしながら、特許文献１の制御装置では、バッテリ電圧が所定の電圧値以下（例えば２．５〜５Ｖ）になると、通常の基準電圧（５Ｖ）よりも低い基準電圧（２．５Ｖ）でＡＤ変換を行うため、Ｓ／Ｎ比が悪化し、ＡＤ変換の精度が低下するおそれがある。そのため、バッテリ電圧が所定の電圧値以下（例えば２．５〜５Ｖ）に低下しているとき、各種機器類を高精度に制御できなくなるおそれがある。また、バッテリ電圧が、低い方の基準電圧（２．５Ｖ）程度以下になると、基準電圧が正常値（２．５Ｖ）より低下し、ＡＤ変換を正確に行うことができなくなるおそれがある。

また、特許文献１の制御装置を例えばアイドルストップ車両の電動パワーステアリング装置を制御するのに用いる場合、アイドルストップ後のエンジン再始動時、スタータの回転によりバッテリ電圧が所定の電圧値以下に低下し、電動パワーステアリング装置を高精度に制御できなくなるおそれがある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＡＤ変換に用いる基準電圧の低下にかかわらず回転電機を高精度に制御可能な制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置を提供することにある。

本発明は、回転電機を制御する制御装置であって、第１レギュレータと第２レギュレータとマイコンとを備えている。
第１レギュレータは、外部電源からの電圧である外部電源電圧を、外部電源電圧より低い所定の電圧である第１電圧にして出力する。
第２レギュレータは、外部電源電圧を第１電圧より低い所定の電圧である第２電圧にして出力する。

マイコンは、ペリフェラルおよびコアを有している。
ペリフェラルは、第１レギュレータから出力される第１電圧で作動し、外部から入力される電圧である入力電圧、および、第２電圧が入力される。
コアは、第２レギュレータから出力される第２電圧で作動し、回転電機を制御するための制御信号を生成する。
マイコンは、コアにより制御信号を生成し、ペリフェラルを経由して制御信号を回転電機に出力し、回転電機を制御可能である。

また、ペリフェラルは、ＡＤ変換部を有している。ＡＤ変換部は、第１電圧を基準電圧として入力電圧および第２電圧をＡＤ変換し、入力電圧のＡＤ変換の結果値である入力電圧ＡＤ変換値、および、第２電圧のＡＤ変換の結果値である第２電圧ＡＤ変換値をコアに出力する。
コアは、電圧低下判定部および補正部を有している。
電圧低下判定部は、ＡＤ変換部からの第２電圧ＡＤ変換値に基づき、基準電圧が正常時の値である正常値より低下したか否かを判定する。
補正部は、ＡＤ変換部からの第２電圧ＡＤ変換値に基づき補正係数を算出し、ＡＤ変換部から出力された入力電圧ＡＤ変換値を補正係数に基づき補正する。

そして、本発明では、コアは、電圧低下判定部により「基準電圧は正常値より低下していない」と判定した場合、ＡＤ変換部からの入力電圧ＡＤ変換値に基づき、制御信号を生成する。一方、コアは、電圧低下判定部により「基準電圧が正常値より低下した」と判定した場合、ＡＤ変換部からの入力電圧ＡＤ変換値を補正部により補正した結果値である補正結果値に基づき、制御信号を生成する。

このように、本発明では、基準電圧が正常値より低下していないときは、入力電圧のＡＤ変換の結果値のみに基づき、制御信号を生成し、回転電機を制御する。このとき、ＡＤ変換部は、第２電圧より高い第１電圧を基準電圧としてＡＤ変換するため、Ｓ／Ｎ比が良く、入力電圧を精度よくＡＤ変換することができる。そのため、回転電機を高精度に制御することができる。

一方、基準電圧が正常値より低下しているとき、入力電圧のＡＤ変換部によるＡＤ変換の結果値である入力電圧ＡＤ変換値は誤差を含んでいる。そこで、本発明では、基準電圧が正常値より低下しているときは、入力電圧ＡＤ変換値を補正部により補正し、その結果値である補正結果値に基づき、制御信号を生成し、回転電機を制御する。ここで、補正部は、第２電圧をＡＤ変換部によりＡＤ変換した結果値である第２電圧ＡＤ変換値に基づき補正係数を算出し、入力電圧ＡＤ変換値を補正係数に基づき補正する。補正係数は、基準電圧の正常値に対する低下の程度に応じて変動する。よって、補正部は、基準電圧の低下の程度に応じて、入力電圧ＡＤ変換値を補正することができる。そのため、基準電圧が正常値より低下したときでも、回転電機を高精度に制御することができる。
したがって、本発明は、ＡＤ変換に用いる基準電圧の低下にかかわらず回転電機を高精度に制御可能である。
なお、本発明では、コアは、第１電圧より低い第２電圧で作動するため、外部電源電圧が極端に低下し第２電圧程度まで低下しなければ、作動可能である。

本発明の一実施形態による制御装置を示す模式図。 本発明の一実施形態による制御装置を適用した電動パワーステアリング装置を示す概略図。 本発明の一実施形態による制御装置のマイコンを示す模式図。 本発明の一実施形態の制御装置のマイコンによる制御信号の生成に関する処理を示すフロー図。 本発明の一実施形態による制御装置を示す模式図であって、外部電源の電圧が正常値のときの図。 本発明の一実施形態による制御装置を示す模式図であって、外部電源の電圧が正常値より低下しているときの図。

以下、本発明の実施形態による制御装置および電動パワーステアリング装置を図面に基づき説明する。
（一実施形態）

図１に示すように、本発明の一実施形態による制御装置としてのＥＰＳ−ＥＣＵ１は、回転電機としてのモータ２０を駆動制御するものである。ＥＰＳ−ＥＣＵ１は、モータ２０とともに、例えば車両のステアリング操作をアシストするための電動パワーステアリング（ＥＰＳ）装置に採用される。すなわち、ＥＰＳ−ＥＣＵ１は、電動パワーステアリング装置用の電子制御ユニットである。

図２は、電動パワーステアリング装置９９を備えたステアリングシステム９０の全体構成を示すものである。電動パワーステアリング装置９９には、ハンドル９１に接続されたステアリングシャフト９２にトルクセンサ９４が設けられている。トルクセンサ９４は、運転者からハンドル９１を経由してステアリングシャフト９２に入力される操舵トルクを検出する。

ステアリングシャフト９２の先端にはピニオンギア９６が設けられており、ピニオンギア９６はラック軸９７に噛み合っている。ラック軸９７の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪９８が回転可能に連結されている。

これにより、運転者がハンドル９１を回転させると、ハンドル９１に接続されたステアリングシャフト９２が回転し、ステアリングシャフト９２の回転運動は、ピニオンギア９６によってラック軸９７の直線運動に変換され、ラック軸９７の直線運動変位に応じた角度について一対の車輪９８が操舵される。

電動パワーステアリング装置９９は、操舵アシストトルクを発生するモータ２０、当該モータ２０を駆動制御するＥＰＳ−ＥＣＵ１、モータ２０の回転を減速してステアリングシャフト９２に伝える減速ギア９３等を備える。モータ２０は、減速ギア９３を正逆回転させる。電動パワーステアリング装置９９は、上述のトルクセンサ９４、および、車速を検出する車速センサ９５を含む。

この構成により、電動パワーステアリング装置９９は、ハンドル９１の操舵を補助するための操舵アシストトルクをモータ２０から発生し、ステアリングシャフト９２に伝達する。このように、本実施形態では、電動パワーステアリング装置９９は、コラムアシスト型の電動パワーステアリング装置である。

モータ２０は、本実施形態では、三相ブラシレスモータであり、図示しないロータおよびステータを有している。ロータは、円板状の部材であり、その表面に永久磁石が貼り付けられ、磁極を有している。ステータは、ロータを内側に収容するとともに、回転可能に支持している。ステータは、径内方向へ所定角度毎に突出する突出部を有し、この突出部に３つの巻線が巻回されている。

３つの巻線は、それぞれ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応している。モータ２０には、モータ２０（ロータ）の回転位置を検出する位置センサ２９が設けられている。モータ２０は、バッテリ電源１１からの電力により回転する。バッテリ電源１１は、車両に搭載された外部電源としてのバッテリ１３の高電位側（正側）に電気的に接続している。よって、バッテリ電源１１には、バッテリ１３から所定の電圧である外部電源電圧の電力が供給されている。本実施形態では、外部電源電圧は、通常時、約１２Ｖである。

図１に示すように、ＥＰＳ−ＥＣＵ１は、電力変換部としてのインバータ３０、第１レギュレータ４１、第２レギュレータ４２、マイコン５０、ドライバ６０、電圧低下監視部７０等を備えている。
インバータ３０は、３相インバータであり、モータ２０の３つの巻線それぞれへの通電を切り替えるべく、６つのスイッチング素子がブリッジ接続されている。ここで、インバータ３０のスイッチング素子は、例えば、電界効果トランジスタの一種であるＭＯＳ−ＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）である。

インバータ３０の６つのスイッチング素子は、２つ１組でスイッチング素子対を構成している。３つのスイッチング素子対は、それぞれ、高電位側のスイッチング素子と低電位側のスイッチング素子との間が、３つの巻線に電気的に接続している。３つのスイッチング素子対は、それぞれ、高電位側がバッテリ電源１１に電気的に接続可能である。インバータ３０の６つのスイッチング素子がスイッチング作動することにより、バッテリ電源１１からの電力を変換し、３つの巻線に供給することができる。これにより、モータ２０が回転する。このように、インバータ３０は、バッテリ電源１１からの電力を変換してモータ２０に供給する。

本実施形態では、ＥＰＳ−ＥＣＵ１は、抵抗２、３、４、５を有している。
抵抗２は、一端がイグニッション電源１２に電気的に接続している。抵抗３は、一端が抵抗２の他端に接続し、他端がグランド（バッテリ１３の低電位側、負側）に接続している。
イグニッション電源１２は、バッテリ１３の高電位側（正側）に電気的に接続可能である。バッテリ１３とイグニッション電源１２との間には、イグニッションスイッチ１４が設けられている。イグニッションスイッチ１４は、オン状態のとき、バッテリ１３とイグニッション電源１２との間の電力の流れを許容し、オフ状態のとき、バッテリ１３とイグニッション電源１２との間の電力の流れを遮断可能である。よって、イグニッションスイッチ１４がオン状態のとき、イグニッション電源１２には、バッテリ１３から所定の電圧である外部電源電圧（約１２Ｖ）の電力が供給されている。

抵抗２と抵抗３とは、分圧回路を構成している。よって、抵抗２と抵抗３との接続点から、イグニッション電源１２の電圧を分圧した電圧を取り出すことができる。ここで、本実施形態では、抵抗２、３の抵抗値は、分圧した電圧が例えば５Ｖより小さくなるような値に設定されている。より具体的には、抵抗２、３の抵抗値は、分圧した電圧が、イグニッション電源１２の電圧を１／４．８倍した電圧となるような値に設定されている。よって、イグニッション電源１２の電圧が１２Ｖのとき、抵抗２と抵抗３とにより分圧される電圧は、２．５Ｖとなる。

抵抗４は、一端がバッテリ電源１１とインバータ３０との間に接続している。抵抗５は、一端が抵抗４の他端に接続し、他端がグランドに接続している。抵抗４と抵抗５とは、分圧回路を構成している。よって、抵抗４と抵抗５との接続点から、インバータ３０に印加されている電圧を分圧した電圧を取り出すことができる。ここで、本実施形態では、抵抗４、５の抵抗値は、分圧した電圧が例えば５Ｖより小さくなるような値に設定されている。

第１レギュレータ４１は、一端がバッテリ電源１１に接続している。第１レギュレータ４１は、外部電源電圧（約１２Ｖ）より低い所定の電圧である第１電圧にして他端から出力する。本実施形態では、通常時、すなわち、外部電源電圧が約１２Ｖのとき、第１レギュレータ４１は、第１電圧として例えば約５Ｖを安定して出力する。一方、外部電源電圧が１２Ｖより低下し例えば６Ｖ程度になると、第１レギュレータ４１から出力される第１電圧は５Ｖより低くなる場合がある。

第２レギュレータ４２は、一端がバッテリ電源１１に接続している。第２レギュレータ４２は、第１電圧（５Ｖ）より低い所定の電圧である第２電圧にして他端から出力する。本実施形態では、通常時、すなわち、外部電源電圧が約１２Ｖのとき、第２レギュレータ４２は、第２電圧として例えば約１．２Ｖを安定して出力する。

図３に示すように、マイコン５０は、ペリフェラル５１、コア５２、ＲＯＭ、ＲＡＭ（図示せず）等を有する半導体パッケージ（１チップマイコン）である。マイコン５０は、位置センサ２９、トルクセンサ９４および車速センサ９５等のセンサ類からの信号、ならびに、抵抗２と抵抗３との接続点からの電圧（イグニッション電源１２の電圧を分圧した電圧）、抵抗４と抵抗５との接続点からの電圧（インバータ３０に印加されている電圧を分圧した電圧）等に基づき、ＲＯＭに格納されたプログラムに従って演算を行い、制御信号を生成し、インバータ３０を経由してモータ２０を制御する。

ここで、本実施形態では、トルクセンサ９４、抵抗２と抵抗３との接続点、および、抵抗４と抵抗５との接続点からは、アナログ信号（電圧）が出力され、マイコン５０に入力される。一方、位置センサ２９および車速センサ９５からは、ディジタル信号が出力され、マイコン５０に入力される。

ペリフェラル５１は、マイコン５０に内蔵された周辺機能部であり、マイコン５０外部から入力される信号を処理したり、マイコン５０外部へ出力される信号を処理したりする。本実施形態では、ペリフェラル５１は、第１レギュレータ４１から出力される第１電圧（通常５Ｖ）で作動し、外部（トルクセンサ９４、抵抗２と抵抗３との接続点、抵抗４と抵抗５との接続点、位置センサ２９、車速センサ９５等）から電圧（アナログ信号、ディジタル信号）が入力される。なお、本実施形態では、ペリフェラル５１は、例えば３．３〜５Ｖの電圧で作動可能である。

コア５２は、マイコン５０に内蔵された演算部であり、ペリフェラル５１を経由して入力される信号（ディジタル信号）に基づき演算を行い、演算結果を、ペリフェラル５１を経由して出力する。本実施形態では、コア５２は、第２レギュレータ４２から出力される第２電圧（通常１．２Ｖ）で作動し、モータ２０を制御するための制御信号を生成する。なお、本実施形態では、コア５２は、例えば１．２Ｖ以上の電圧で作動可能である。
マイコン５０は、コア５２により制御信号を生成し、ペリフェラル５１を経由して制御信号をモータ２０に出力し、モータ２０を制御可能である。

図３に示すように、ペリフェラル５１は、入力信号処理部５１１、ＡＤ変換部５１２、出力信号処理部５１３を有している。
入力信号処理部５１１には、位置センサ２９および車速センサ９５からディジタル信号が入力される。入力信号処理部５１１は、入力されたディジタル信号を、バス５３を経由してコア５２に出力する。

ＡＤ変換部５１２には、外部（トルクセンサ９４、抵抗２と抵抗３との接続点、および、抵抗４と抵抗５との接続点）から入力される電圧である入力電圧（アナログ信号）が入力される。また、ＡＤ変換部５１２には、第１レギュレータ４１から出力される第１電圧（アナログ信号、約５Ｖ）、および、第２レギュレータ４２から出力される第２電圧（アナログ信号、約１．２Ｖ）が入力される。

ＡＤ変換部５１２は、第１レギュレータ４１から入力される第１電圧（約５Ｖ）を基準電圧として、外部から入力される入力電圧（アナログ信号）、および、第２レギュレータ４２から入力される第２電圧（アナログ信号）をＡＤ変換する。ＡＤ変換部５１２は、外部から入力される入力電圧をＡＤ変換し、ＡＤ変換の結果値である入力電圧ＡＤ変換値を、バス５３を経由してコア５２に出力する。また、ＡＤ変換部５１２は、第２電圧をＡＤ変換し、ＡＤ変換の結果値である第２電圧ＡＤ変換値を、バス５３を経由してコア５２に出力する。

コア５２は、例えばソフトウェアにより実現される機能部として、電圧低下判定部５２１および補正部５２２を有している。
電圧低下判定部５２１は、ＡＤ変換部５１２からの第２電圧ＡＤ変換値に基づき、基準電圧が正常時の値である正常値（約５Ｖ）より低下したか否かを判定する。
補正部５２２は、ＡＤ変換部５１２からの第２電圧ＡＤ変換値に基づき補正係数を算出し、ＡＤ変換部５１２からの入力電圧ＡＤ変換値を補正係数に基づき補正する。

本実施形態では、コア５２は、電圧低下判定部５２１により「基準電圧は正常値より低下していない」と判定した場合、ＡＤ変換部５１２からの入力電圧ＡＤ変換値に基づき、制御信号を生成する。一方、コア５２は、電圧低下判定部５２１により「基準電圧が正常値より低下した」と判定した場合、ＡＤ変換部５１２からの入力電圧ＡＤ変換値を補正部５２２により補正した結果値である補正結果値に基づき、制御信号を生成する。
コア５２は、生成した制御信号を、バス５３および出力信号処理部５１３を経由してドライバ６０に出力する。

ここで、基準電圧が正常値（約５Ｖ）より低下していない場合の第２電圧ＡＤ変換値をＶｆ、電圧低下判定部５２１による判定時の第２電圧ＡＤ変換値をＶｒ、Ｖｆ／Ｖｒにより算出される判定値をｊ、０以上１未満の所定の値をαとすると、電圧低下判定部５２１は、
ｊ≧１−αのとき、「基準電圧は正常値より低下していない」と判定し、
ｊ＜１−αのとき、「基準電圧が正常値より低下した」と判定する。
ここで、αを０より大きく１未満の所定の値とした場合、判定における不感帯を設定することができる。本実施形態では、例えばα＝０．０１とする。

なお、基準電圧が正常値（約５Ｖ）より低下していない場合の第２電圧ＡＤ変換値Ｖｆは、基準電圧が５Ｖのとき第２電圧（１．２Ｖ）をＡＤ変換した結果値に対応する。よって、Ｖｆについては、マイコン５０のＲＯＭ等に予め記憶しておくことができる。
また、補正係数をｋとすると、補正部５２２は、ｋ＝Ｖｆ／Ｖｒにより補正係数ｋを算出し、入力電圧ＡＤ変換値に補正係数ｋを乗じることにより、入力電圧ＡＤ変換値を補正し補正結果値を得る。

ドライバ６０は、マイコン５０からの制御信号に基づき、インバータ３０のスイッチング素子のゲートに指令信号を印加し、各スイッチング素子を作動させる。すなわち、マイコン５０は、ドライバ６０を経由してインバータ３０の作動を制御可能である。
このように、マイコン５０は、第１レギュレータ４１からの第１電圧、および、第２レギュレータ４２からの第２電圧で作動し、インバータ３０の作動を制御することによりモータ２０を制御可能である。

電圧低下監視部７０は、第１レギュレータ４１とペリフェラル５１との間、第２レギュレータ４２とコア５２との間、および、マイコン５０に接続している。電圧低下監視部７０には、第１レギュレータ４１から出力される第１電圧、および、第２レギュレータ４２から出力される第２電圧が入力される。電圧低下監視部７０は、入力される第１電圧が所定の電圧である第１所定電圧以下になったか否かを監視する。また、電圧低下監視部７０は、入力される第２電圧が所定の電圧である第２所定電圧以下になったか否かを監視する。本実施形態では、第１所定電圧を例えば３．３Ｖ、第２所定電圧を例えば１．２Ｖとする。

電圧低下監視部７０は、入力される第１電圧が第１所定電圧以下になった、または、入力される第２電圧が第２所定電圧以下になったと判断した場合、マイコン５０にリセット信号（Ｒｅｓ）を出力する。マイコン５０にリセット信号が入力されると、マイコン５０はリセット（再起動）する。

図１に示すように、本実施形態では、バッテリ１３にスタータ１６が接続されている。スタータ１６は、バッテリ１３からの電力により駆動する電動モータであり、車輪９８を駆動する内燃機関としてのエンジン１０を始動させるトルクを出力可能である。

図２に示すように、本実施形態では、車両は、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）１５を備えている。ＥＣＵ１５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を有する小型のコンピュータである。ＥＣＵ１５は、車両の各部に設けられたセンサ類からの情報等に基づき、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い演算を行い、車両のエンジン１０、装置および機器等を制御することにより車両を統合的に制御する。

ＥＣＵ１５は、運転停止手段として機能し、エンジン１０の運転停止の条件である運転停止条件が成立したとき、エンジン１０の運転を停止させる。ここで、「運転停止条件」としては、例えば、「運転者がブレーキペダルを踏むことにより車両が減速し、車速が０になってから所定時間経過すること」等を想定することができる。この条件では、運転停止手段は、所謂アイドルストップ手段として機能する。

また、ＥＣＵ１５は、運転開始手段として機能し、エンジン１０の運転開始の条件である運転開始条件が成立したとき、エンジン１０の運転を開始する。ここで、「運転開始条件」としては、例えば、「運転者によるブレーキペダルの踏み込み量が所定値以下になったこと」等を想定することができる。ＥＣＵ１５は、運転開始条件が成立したとき、スタータ１６（図１参照）を駆動しエンジン１０をクランキングすることによりエンジン１０の運転を開始する。

次に、マイコン５０による制御信号の生成に関する一連の処理について、図４に基づき説明する。
マイコン５０は、モータ２０を制御するとき、図４に示す一連の処理Ｓ１００を実行する。Ｓ１００は、車両のイグニッションスイッチ１４がオンされ、異常有無判定等の前処理が行われた後、異常がない場合、開始され、イグニッションスイッチ１４がオフされるまで繰り返し実行される。

Ｓ１０１では、ＡＤ変換部５１２は、第１電圧を基準電圧として、外部（トルクセンサ９４、抵抗２と抵抗３との接続点、および、抵抗４と抵抗５との接続点）から入力される入力電圧、および、第２電圧をＡＤ変換し、入力電圧ＡＤ変換値および第２電圧ＡＤ変換値をコア５２に出力する。Ｓ１０１の後、処理はＳ１０２に移行する。

Ｓ１０２では、コア５２は、基準電圧が正常値より低下していない場合の第２電圧ＡＤ変換値Ｖｆ（所定値）、および、ＡＤ変換部５１２からの第２電圧ＡＤ変換値Ｖｒに基づき、判定値ｊ（＝Ｖｆ／Ｖｒ）を算出する。Ｓ１０２の後、処理はＳ１０３に移行する。

Ｓ１０３では、コア５２は、ｊ＜１−αか否かを判断する。ｊ＜１−αであると判断した場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移行する。一方、ｊ＜１−αでない、すなわち、ｊ≧１−αであると判断した場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、処理はＳ１０４に移行する。
Ｓ１０４では、コア５２は、「基準電圧は正常値より低下していない」と判定する。その後、処理はＳ１０５に移行する。
Ｓ１０５では、コア５２は、Ｓ１０１でＡＤ変換部５１２が出力した入力電圧ＡＤ変換値に基づき、制御信号を生成する。その後、処理はＳ１０９に移行する。
Ｓ１０６では、コア５２は、「基準電圧が正常値より低下した」と判定する。その後、処理は、Ｓ１０７に移行する。

Ｓ１０７では、コア５２は、補正係数ｋ（＝Ｖｆ／Ｖｒ）に基づき、Ｓ１０１でＡＤ変換部５１２が出力した入力電圧ＡＤ変換値を補正し、補正結果値を得る。より具体的には、コア５２は、ＡＤ変換部５１２からの入力電圧ＡＤ変換値に補正係数ｋを乗じることにより、入力電圧ＡＤ変換値を補正する。ここで、補正係数ｋとしては、Ｓ１０２で算出した判定値ｊ（＝Ｖｆ／Ｖｒ）を流用することができる。Ｓ１０７の後、処理はＳ１０８に移行する。
Ｓ１０８では、コア５２は、Ｓ１０７で得た補正結果値に基づき、制御信号を生成する。その後、処理はＳ１０９に移行する。

Ｓ１０９では、コア５２は、Ｓ１０５またはＳ１０８で生成した制御信号をドライバ６０に出力する。ドライバ６０は、コア５２からの制御信号に基づき、インバータ３０のスイッチング素子に指令信号を印加する。これにより、モータ２０が作動する。Ｓ１０９の後、処理は一連の処理Ｓ１００を抜ける。
イグニッションスイッチ１４がオンの間、上述のＳ１００が繰り返し実行されることにより、モータ２０の作動が制御される。
コア５２は、Ｓ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１０６において、電圧低下判定部５２１として機能する。また、コア５２は、Ｓ１０７において、補正部５２２として機能する。

次に、ＥＰＳ−ＥＣＵ１およびＥＣＵ１５の作動例について説明する。
車両の運転者がイグニッションスイッチ１４をオンすると、バッテリ１３からの電力がイグニッション電源１２に供給される。これにより、抵抗２と抵抗３との接続点からの電圧（イグニッション電源１２の電圧を分圧した電圧）がマイコン５０に入力される。すると、マイコン５０は、異常有無判定等の前処理を実行する。ここで、異常がなければ、マイコン５０は、位置センサ２９、トルクセンサ９４、車速センサ９５等からの信号、ならびに、抵抗２と抵抗３との接続点からの電圧（イグニッション電源１２の電圧を分圧した電圧）、抵抗４と抵抗５との接続点からの電圧（インバータ３０に印加されている電圧を分圧した電圧）等に基づき、インバータ３０を制御することによりモータ２０の回転を制御する。これにより、電動パワーステアリング装置９９によって、運転者による車両の操舵が補助される。

図５に示すように、バッテリ１３の電圧、すなわち、外部電源電圧が１２Ｖのとき（通常時）、第１レギュレータ４１からは５Ｖの第１電圧が出力され、マイコン５０に入力される。よって、このとき、マイコン５０は、５Ｖ（正常値）を基準電圧としてＡＤ変換を行う。このとき、第２レギュレータ４２から出力された第２電圧（１．２Ｖ）を基準電圧（５Ｖ）でＡＤ変換すると、第２電圧ＡＤ変換値（Ｖｒ）は、１．２Ｖに対応した値となる。このとき、判定値ｊ（Ｖｆ／Ｖｒ＝１．２／１．２）は１で、ｊ≧１−α（α＝０．０１）となるため、マイコン５０は、「基準電圧は正常値（５Ｖ）より低下していない」と判定する。

なお、バッテリ１３の電圧が１２Ｖのとき、イグニッション電源１２からは１２Ｖの電圧が出力されるため、抵抗２と抵抗３とにより分圧されるイグニッション電源１２の電圧は、２．５Ｖとなる。ここで、抵抗２と抵抗３とにより分圧されたイグニッション電源１２の電圧（２．５Ｖ）を基準電圧（５Ｖ）でＡＤ変換すると、入力電圧ＡＤ変換値は、２．５Ｖに対応した値となり、分圧されたイグニッション電源１２の電圧（２．５Ｖ）と一致する。そして、マイコン５０は、入力電圧ＡＤ変換値（２．５Ｖ）を４．８倍することにより、イグニッション電源１２の電圧が１２Ｖであることを検知できる。このように、「基準電圧は正常値（５Ｖ）より低下していない（基準電圧は正常）」と判定した場合は、入力電圧を正確にＡＤ変換できるため、入力電圧をＡＤ変換した結果値のみに基づき、モータ２０を制御する。

ＥＣＵ１５は、エンジン１０の運転停止条件が成立したとき、エンジン１０を停止させる（アイドルストップ）。その後、ＥＣＵ１５は、エンジン１０の運転開始条件が成立したとき、スタータ１６を駆動しエンジン１０の運転を開始する。このとき、バッテリ１３の電圧が所定値以下まで低下する場合がある。

例えば、図６に示すように、バッテリ１３の電圧、すなわち、外部電源電圧が６Ｖまで低下した場合（バッテリ電圧低下時）、第１レギュレータ４１には５Ｖより１Ｖ高いだけの６Ｖの電圧が入力されるため、第１レギュレータ４１は５Ｖの第１電圧を出力できず、第１レギュレータ４１からは４Ｖの第１電圧が出力されるとする。よって、このとき、マイコン５０は、４Ｖを基準電圧としてＡＤ変換を行う。このとき、第２レギュレータ４２には１．２Ｖより４．８Ｖ高い６Ｖの電圧が入力されるため、第２レギュレータ４２からは１．２Ｖの第２電圧が出力される。第２レギュレータ４２から出力された第２電圧（１．２Ｖ）を基準電圧（４Ｖ）でＡＤ変換すると、第２電圧ＡＤ変換値（Ｖｒ）は、１．５Ｖに対応した値となる。このとき、判定値ｊ（Ｖｆ／Ｖｒ＝１．２／１．５）は０．８で、ｊ＜１−α（α＝０．０１）となるため、マイコン５０は、「基準電圧は正常値（５Ｖ）より低下した」と判定する。

なお、バッテリ１３の電圧が６Ｖまで低下した場合、イグニッション電源１２からは６Ｖの電圧が出力されるため、抵抗２と抵抗３とにより分圧されるイグニッション電源１２の電圧は、１．２５Ｖとなる。ここで、抵抗２と抵抗３とにより分圧されたイグニッション電源１２の電圧（１．２５Ｖ）を基準電圧（４Ｖ）でＡＤ変換すると、入力電圧ＡＤ変換値は、１．５６Ｖに対応した値となり、分圧されたイグニッション電源１２の電圧（１．２５Ｖ）と一致しない。このとき、マイコン５０は、「基準電圧は正常値（５Ｖ）より低下した」と判定しているため、入力電圧ＡＤ変換値（１．５６Ｖ）に補正係数ｋ（Ｖｆ／Ｖｒ＝０．８）を乗じることにより、１．２５Ｖに対応した値の補正結果値を得る。そして、マイコン５０は、補正結果値（１．２５Ｖ）を４．８倍することにより、イグニッション電源１２の電圧が６Ｖであることを検知できる。このように、「基準電圧が正常値（５Ｖ）より低下した（基準電圧が正常時より低下した）」と判定した場合は、入力電圧を正確にＡＤ変換できないため、入力電圧をＡＤ変換した結果値を補正係数ｋで補正した補正結果値に基づき、モータ２０を制御する。

なお、電圧低下監視部７０は、第１レギュレータ４１から出力される第１電圧が第１所定電圧（３．３Ｖ）以下になったか否か、第２レギュレータ４２から出力される第２電圧が第２所定電圧（１．２Ｖ）以下になったか否かを監視し、第１電圧が第１所定電圧（３．３Ｖ）以下になった、または、第２電圧が第２所定電圧（１．２Ｖ）以下になったと判断した場合、マイコン５０にリセット信号（Ｒｅｓ）を出力する。これにより、マイコン５０はリセット（再起動）される。

また、本実施形態では、エンジン１０の始動時以外においても、何らかの理由によりバッテリ１３の電圧が低下し、ＡＤ変換時の基準電圧が正常値より低下する場合がある。このような場合でも、入力電圧ＡＤ変換値を補正することにより、モータ２０を高精度に制御することができる。

以上説明したように、（１）本実施形態によるＥＰＳ−ＥＣＵ１は、モータ２０を制御する制御装置であって、第１レギュレータ４１と第２レギュレータ４２とマイコン５０とを備えている。
第１レギュレータ４１は、バッテリ１３からの電圧である外部電源電圧を、外部電源電圧より低い所定の電圧である第１電圧にして出力する。
第２レギュレータ４２は、外部電源電圧を第１電圧より低い所定の電圧である第２電圧にして出力する。

マイコン５０は、ペリフェラル５１およびコア５２を有している。
ペリフェラル５１は、第１レギュレータ４１から出力される第１電圧で作動し、外部から入力される電圧である入力電圧、および、第２電圧が入力される。
コア５２は、第２レギュレータ４２から出力される第２電圧で作動し、モータ２０を制御するための制御信号を生成する。
マイコン５０は、コア５２により制御信号を生成し、ペリフェラル５１を経由して制御信号をモータ２０に出力し、モータ２０を制御可能である。

また、ペリフェラル５１は、ＡＤ変換部５１２を有している。ＡＤ変換部５１２は、第１電圧を基準電圧として入力電圧および第２電圧をＡＤ変換し、入力電圧のＡＤ変換の結果値である入力電圧ＡＤ変換値、および、第２電圧のＡＤ変換の結果値である第２電圧ＡＤ変換値をコア５２に出力する。
コア５２は、電圧低下判定部５２１および補正部５２２を有している。
電圧低下判定部５２１は、ＡＤ変換部５１２からの第２電圧ＡＤ変換値に基づき、基準電圧が正常時の値である正常値より低下したか否かを判定する。
補正部５２２は、ＡＤ変換部５１２からの第２電圧ＡＤ変換値に基づき補正係数を算出し、ＡＤ変換部５１２から出力された入力電圧ＡＤ変換値を補正係数に基づき補正する。

そして、本実施形態では、コア５２は、電圧低下判定部５２１により「基準電圧は正常値より低下していない」と判定した場合、ＡＤ変換部５１２からの入力電圧ＡＤ変換値に基づき、制御信号を生成する。一方、コア５２は、電圧低下判定部５２１により「基準電圧が正常値より低下した」と判定した場合、ＡＤ変換部５１２からの入力電圧ＡＤ変換値を補正部５２２により補正した結果値である補正結果値に基づき、制御信号を生成する。

このように、本実施形態では、基準電圧が正常値より低下していないときは、入力電圧のＡＤ変換の結果値のみに基づき、制御信号を生成し、モータ２０を制御する。このとき、ＡＤ変換部５１２は、第２電圧より高い第１電圧を基準電圧としてＡＤ変換するため、Ｓ／Ｎ比が良く、入力電圧を精度よくＡＤ変換することができる。そのため、モータ２０を高精度に制御することができる。

一方、基準電圧が正常値より低下しているとき、入力電圧のＡＤ変換部５１２によるＡＤ変換の結果値である入力電圧ＡＤ変換値は誤差を含んでいる。そこで、本実施形態では、基準電圧が正常値より低下しているときは、入力電圧ＡＤ変換値を補正部５２２により補正し、その結果値である補正結果値に基づき、制御信号を生成し、モータ２０を制御する。ここで、補正部５２２は、第２電圧をＡＤ変換部５１２によりＡＤ変換した結果値である第２電圧ＡＤ変換値に基づき補正係数を算出し、入力電圧ＡＤ変換値を補正係数に基づき補正する。補正係数は、基準電圧の正常値に対する低下の程度に応じて変動する。よって、補正部５２２は、基準電圧の低下の程度に応じて、入力電圧ＡＤ変換値を補正することができる。そのため、基準電圧が正常値より低下したときでも、モータ２０を高精度に制御することができる。
したがって、本実施形態は、ＡＤ変換に用いる基準電圧の低下にかかわらずモータ２０を高精度に制御可能である。
なお、本実施形態では、コア５２は、第１電圧（例えば５Ｖ）より低い第２電圧（例えば１．２Ｖ）で作動するため、バッテリ１３の電圧が極端に低下し第２電圧程度まで低下しなければ、作動可能である。

また、（２）本実施形態では、基準電圧が正常値より低下していない場合の第２電圧ＡＤ変換値をＶｆ、電圧低下判定部５２１による判定時の第２電圧ＡＤ変換値をＶｒ、Ｖｆ／Ｖｒにより算出される判定値をｊ、０以上１未満の所定の値をαとすると、電圧低下判定部５２１は、
ｊ≧１−αのとき、「基準電圧は正常値より低下していない」と判定し、
ｊ＜１−αのとき、「基準電圧が正常値より低下した」と判定する。

このように、電圧低下判定部５２１は、比較的簡単な演算により、基準電圧が正常値より低下したか否かを判定することができる。よって、判定に要する時間を短くできる。また、ここで、αを０より大きく１未満の所定の値とした場合、判定における不感帯（範囲α）を設定することができる。
なお、基準電圧が正常値より低下していない場合の第２電圧ＡＤ変換値Ｖｆは、事前に算出可能なため、マイコン５０に予め記憶しておけばよい。

また、（３）本実施形態では、補正係数をｋとすると、補正部５２２は、ｋ＝Ｖｆ／Ｖｒにより補正係数ｋを算出し、入力電圧ＡＤ変換値に補正係数ｋを乗じることにより、入力電圧ＡＤ変換値を補正し補正結果値を得る。

このように、補正部５２２は、比較的簡単な演算により、入力電圧ＡＤ変換値を補正することができる。よって、補正に要する時間を短くできる。また、補正係数ｋは、判定値ｊと同値なので、算出済みの判定値ｊを補正係数ｋとして流用できる。

また、（４）本実施形態は、第１レギュレータ４１から出力される第１電圧、または、第２レギュレータ４２から出力される第２電圧が、それぞれ、所定の電圧である第１所定電圧以下、または、所定の電圧である第２所定電圧以下になったか否かを監視する電圧低下監視部７０をさらに備えている。

電圧低下監視部７０は、第１レギュレータ４１から出力される第１電圧、または、第２レギュレータ４２から出力される第２電圧が、それぞれ、第１所定電圧以下、または、第２所定電圧以下になったと判断した場合、マイコン５０をリセットする。
本実施形態では、第１所定電圧および第２所定電圧として比較的低い電圧を設定しているため（第１所定電圧：３．３Ｖ、第２所定電圧：１．２Ｖ）、マイコン５０がリセットされる頻度を極力抑えることができる。

また、（５）本実施形態による電動パワーステアリング装置９９は、上記ＥＰＳ−ＥＣＵ１とモータ２０とを備えている。モータ２０は、ＥＰＳ−ＥＣＵ１により制御され、運転者による操舵を補助するアシストトルクを出力可能である。
上記ＥＰＳ−ＥＣＵ１は、ＡＤ変換に用いる基準電圧の低下にかかわらずモータ２０を高精度に制御可能なため、基準電圧が低下した場合でも、電動パワーステアリング装置９９の制御を高精度に行うことができる。

また、（６）本実施形態では、バッテリ１３には、エンジン１０を始動させるトルクを出力可能なスタータ１６が接続される。
本実施形態では、アイドルストップ後のエンジン再始動時等、スタータ１６が駆動すると、バッテリ１３の電圧が低下し、ＡＤ変換に用いる基準電圧が正常値より低下するおそれがある。しかしながら、上記ＥＰＳ−ＥＣＵ１は、ＡＤ変換に用いる基準電圧の低下にかかわらずモータ２０を高精度に制御可能なため、スタータ１６の駆動によりバッテリ１３の電圧が低下し基準電圧が低下した場合でも、電動パワーステアリング装置９９の制御を高精度に行うことができる。

（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、電圧低下判定部による判定時に用いるαを０．０１とする例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、αは、０以上１未満であれば、どのような値でもよい。ここで、α＝０とした場合、外部電源電圧がわずかに下がったときでも、電圧低下判定部は、「基準電圧が正常値より低下した」と判定する。

また、上述の実施形態では、補正部が入力電圧ＡＤ変換値を補正するとき、算出済みの判定値ｊ（＝Ｖｆ／Ｖｒ）を補正係数ｋ（＝Ｖｆ／Ｖｒ）として流用する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、補正部は、入力電圧ＡＤ変換値を補正するとき、算出済みの判定値ｊを流用せず、補正係数ｋを算出することとしてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、電圧低下監視部を備えていなくてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、制御装置を、アイドリングストップ車以外の車両に適用してもよい。

また、本発明の他の実施形態では、外部電源としてのバッテリにスタータが接続されていなくてもよい。
また、上述の実施形態では、巻線が３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の回転電機（ブラシレスモータ）を例示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、巻線は、３相に限らず、いくつの相を構成することとしてもよい。

また、上述の実施形態では、回転電機をコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置に適用する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、例えばラック軸にアシストトルクを付与するラックアシスト型の電動パワーステアリング装置に回転電機を適用することとしてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、回転電機と制御装置とを一体に設け、機電一体の回転電機としてもよい。

また、本発明の他の実施形態では、電動パワーステアリング装置の駆動部に限らず、例えばハイブリッド車両の駆動輪を駆動するための駆動部や、車両以外に搭載されるその他機器類の駆動部として回転電機を用いてもよい。 このように、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で他の種々の実施形態に適用可能である。

１ ＥＰＳ−ＥＣＵ（制御装置）、１３ バッテリ（外部電源）、２０ モータ（回転電機）、４１ 第１レギュレータ、４２ 第２レギュレータ、５０ マイコン、５１ ペリフェラル、５２ コア、５１２ ＡＤ変換部、５２１ 電圧低下判定部、５２２ 補正部

Claims (6)

1. 回転電機（２０）を制御する制御装置（１）であって、
   外部電源（１３）からの電圧である外部電源電圧を前記外部電源電圧より低い所定の電圧である第１電圧にして出力する第１レギュレータ（４１）と、
   前記外部電源電圧を前記第１電圧より低い所定の電圧である第２電圧にして出力する第２レギュレータ（４２）と、
   「前記第１レギュレータから出力される前記第１電圧で作動し、外部から入力される電圧である入力電圧、および、前記第２電圧が入力されるペリフェラル（５１）」、および、「前記第２レギュレータから出力される前記第２電圧で作動し、前記回転電機を制御するための制御信号を生成するコア（５２）」を有し、前記コアにより前記制御信号を生成し、前記ペリフェラルを経由して前記制御信号を前記回転電機に出力し、前記回転電機を制御可能なマイコン（５０）と、を備え、
   前記ペリフェラルは、
   前記第１電圧を基準電圧として前記入力電圧および前記第２電圧をＡＤ変換し、前記入力電圧のＡＤ変換の結果値である入力電圧ＡＤ変換値、および、前記第２電圧のＡＤ変換の結果値である第２電圧ＡＤ変換値を前記コアに出力するＡＤ変換部（５１２）を有し、
   前記コアは、
   前記第２電圧ＡＤ変換値に基づき、前記基準電圧が正常時の値である正常値より低下したか否かを判定する電圧低下判定部（５２１）、および、
   前記第２電圧ＡＤ変換値に基づき補正係数を算出し、前記入力電圧ＡＤ変換値を前記補正係数に基づき補正する補正部（５２２）を有し、
   前記電圧低下判定部により「前記基準電圧は前記正常値より低下していない」と判定した場合、前記入力電圧ＡＤ変換値に基づき、前記制御信号を生成し、
   前記電圧低下判定部により「前記基準電圧が前記正常値より低下した」と判定した場合、前記入力電圧ＡＤ変換値を前記補正部により補正した結果値である補正結果値に基づき、前記制御信号を生成することを特徴とする制御装置。
2. 前記基準電圧が前記正常値より低下していない場合の前記第２電圧ＡＤ変換値をＶｆ、前記電圧低下判定部による判定時の前記第２電圧ＡＤ変換値をＶｒ、Ｖｆ／Ｖｒにより算出される判定値をｊ、０以上１未満の所定の値をαとすると、
   前記電圧低下判定部は、
   ｊ≧１−αのとき、「前記基準電圧は前記正常値より低下していない」と判定し、
   ｊ＜１−αのとき、「前記基準電圧が前記正常値より低下した」と判定することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記基準電圧が前記正常値より低下していない場合の前記第２電圧ＡＤ変換値をＶｆ、前記電圧低下判定部による判定時の前記第２電圧ＡＤ変換値をＶｒ、前記補正係数をｋとすると、
   前記補正部は、
   ｋ＝Ｖｆ／Ｖｒにより前記補正係数ｋを算出し、
   前記入力電圧ＡＤ変換値に前記補正係数ｋを乗じることにより、前記入力電圧ＡＤ変換値を補正し前記補正結果値を得ることを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
4. 前記第１レギュレータから出力される前記第１電圧、または、前記第２レギュレータから出力される前記第２電圧が、それぞれ、所定の電圧である第１所定電圧以下、または、所定の電圧である第２所定電圧以下になったか否かを監視する電圧低下監視部（７０）をさらに備え、
   前記電圧低下監視部は、前記第１レギュレータから出力される前記第１電圧、または、前記第２レギュレータから出力される前記第２電圧が、それぞれ、前記第１所定電圧以下、または、前記第２所定電圧以下になったと判断した場合、前記マイコンをリセットすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の制御装置と、
   前記制御装置により制御され、運転者による操舵を補助するアシストトルクを出力可能な前記回転電機と、
   を備える電動パワーステアリング装置（９９）。
6. 前記外部電源には、内燃機関（１０）を始動させるトルクを出力可能なスタータ（１６）が接続される請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。

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