JP2018129996A - 回転電機制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】他系統の異常を適切に監視可能な回転電機制御装置、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。
【解決手段】モータ制御装置１０のインバータ回路１２０、２２０は、モータ巻線１８０、２８０ごとに対応して設けられる。電源リレー１２１、２２１は、系統ごとに設けられる。制御部１５０、２５０は、系統ごとに設けられる。自系統監視部１５２、２５２は、自系統の異常を監視する。他系統監視部１５３、２５３は、他系統の異常を監視する。駆動制御部１５１、２５１は、給電停止を要する異常が自系統に生じた場合、自系統の電源リレー１２１、２２１をオフにする。他系統監視部１５３、２５３は、信号線４１、３１を経由して、他系統の電源リレー２２１、１２１の状態に係る電源リレー情報を取得し、電源リレー情報に基づいて他系統の異常を監視する。これにより、他系統の異常を適切に監視することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、回転電機制御装置、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、モータを駆動源とした電動パワーステアリング装置が知られている。例えば特許文献１では、他相における過大な電流偏差の発生を監視することにより異常判定を実行している。

特開２０１１−１９５０８９号公報

特許文献１では、構成を簡素化すべく、過大な電流偏差の発生を監視することで異常判定を実行しており、電流偏差以外による異常判定については何ら言及されていない。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、他系統の異常を適切に監視可能な回転電機制御装置、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。

本発明の回転電機制御装置は、複数の巻線組（１８０、２８０）を有する回転電機（８０）を制御するものであって、複数のインバータ回路（１２０、２２０）と、複数の電源リレー（１２１、２２１）と、複数の制御部（１５０、２５０）と、を備える。
インバータ回路は、巻線組ごとに対応して設けられる。
巻線組、および、巻線組に対応して設けられる構成の組み合わせを系統とする。電源リレーは、バッテリ（１０１、２０１）とインバータ回路との間の通電の断接を切り替え可能であって、系統ごとに設けられる。

制御部は、系統ごとに設けられる。制御部は、駆動制御部（１５１、２５１）、自系統監視部（１５２、２５２）、および、他系統監視部（１５３、２５３）を有する。
駆動制御部は、インバータ回路、および、電源リレーを制御する。
自系統監視部は、自身の系統である自系統の異常を監視する。
他系統監視部は、他の系統である他系統の異常を監視する。

駆動制御部は、給電停止を要する異常が自系統に生じた場合、自系統の電源リレーをオフにする。
他系統監視部は、信号線（３１〜３３、４１〜４３）を経由して、他系統の電源リレーの状態に係る電源リレー情報を取得し、電源リレー情報に基づいて他系統の異常を監視する。

制御部は、自系統監視部により、自系統の異常を監視しており、給電停止を要する異常が自系統に生じた場合、自系統のリレーをオフにする。すなわち、電源リレーは、自系統が正常であれば、オンされており、給電停止を要する異常が生じていればオフされる。したがって、他系統監視部は、他系統の電源リレーの状態に基づき、他系統の状態を監視可能である。これにより、他系統の異常を適切に監視することができる。

本発明の第１実施形態によるステアリングシステムの概略構成図である。 本発明の第１実施形態によるモータ制御装置を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態による通信フレームを説明する説明図である。 本発明の第１実施形態による通信フレームを説明する説明図である。 本発明の第１実施形態による通信フレームを説明する説明図である。 本発明の第１実施形態による電源リレーのイニシャルチェックを説明するタイムチャートである。 本発明の第１実施形態による電源リレーのイニシャルチェックを説明するタイムチャートである。 本発明の第１実施形態による異常監視処理を説明するフローチャートである。 本発明の第１実施形態による片系統駆動を説明するタイムチャートである。 本発明の第２実施形態による異常監視処理を説明するフローチャートである。 本発明の第３実施形態による異常監視処理を説明するフローチャートである。 本発明の第４実施形態によるモータ制御装置を示すブロック図である。 本発明の第５実施形態によるモータ制御装置を示すブロック図である。

以下、本発明による回転電機制御装置を図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１〜図９に示す。
図１および図２に示すように、本実施形態の回転電機制御装置としてのモータ制御装置１０は、回転電機としてのモータ８０とともに、例えば車両のステアリング操作を補助するための電動パワーステアリング装置８に適用される。図中、モータ制御装置１０を「ＥＣＵ」と記載する。

図１は、電動パワーステアリング装置８を備えるステアリングシステム９０の構成を示す。ステアリングシステム９０は、操舵部材であるステアリングホイール９１、ステアリングシャフト９２、ピニオンギア９６、ラック軸９７、車輪９８、および、電動パワーステアリング装置８等を備える。

ステアリングホイール９１は、ステアリングシャフト９２と接続される。ステアリングシャフト９２には、操舵トルクＴｓを検出するトルクセンサ９４が設けられる。トルクセンサ９４は、第１センサ部１９４および第２センサ部２９４を有しており、二重化されている。
ステアリングシャフト９２の先端には、ピニオンギア９６が設けられる。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が連結される。

運転者がステアリングホイール９１を回転させると、ステアリングホイール９１に接続されたステアリングシャフト９２が回転する。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る。一対の車輪９８は、ラック軸９７の変位量に応じた角度に操舵される。

電動パワーステアリング装置８は、モータ８０、モータ８０の回転を減速してステアリングシャフト９２に伝える動力伝達部としての減速ギア８９、および、モータ制御装置１０等を備える。すなわち、本実施形態の電動パワーステアリング装置８は、所謂「コラムアシストタイプ」であるが、モータ８０の回転をラック軸９７に伝える所謂「ラックアシストタイプ」等としてもよい。本実施形態では、ステアリングシャフト９２が「駆動対象」に対応する。

モータ８０は、運転者によるステアリングホイール９１の操舵を補助する補助トルクを出力するものであって、電源であるバッテリ１０１、２０１から電力が供給されることにより駆動され、減速ギア８９を正逆回転させる。モータ８０は、３相ブラシレスモータであって、いずれも図示しないロータおよびステータを有する。図２に示すように、モータ８０は、巻線組としての第１モータ巻線１８０および第２モータ巻線２８０を有する。図中、第１モータ巻線１８０を「モータ巻線１」、第２モータ巻線２８０を「モータ巻線２」とする。後述の他の構成についても、図中適宜、「第１」を添え字の「１」、「第２」を添え字の「２」として記載する。

以下、第１モータ巻線１８０、および、第１モータ巻線１８０に対応して設けられ、第１モータ巻線１８０の通電制御に係る第１インバータ回路１２０および第１制御部１５０等の組み合わせを第１系統Ｌ１とする。第２モータ巻線２８０、および、第２モータ巻線２８０に対応して設けられ、第２モータ巻線２８０の通電制御に係る第２インバータ回路２２０および第２制御部２５０等の組み合わせを第２系統Ｌ２とする。
以下、第１系統Ｌ１に係る構成を１００番台で符番し、第２系統Ｌ２に係る構成を２００番台で符番する。また、第１系統Ｌ１および第２系統Ｌ２において、同様の構成には、下２桁が同じとなるように符番する。

モータ制御装置１０は、インバータ回路１２０、２２０、電源リレー１２１、２２１、および、制御部１５０、２５０等を備える。
モータ制御装置１０には、コネクタ部１０５、２０５が設けられる。コネクタ部１０５には、電源コネクタ１１１、車両通信コネクタ１１２、および、トルクコネクタ１１３が含まれる。コネクタ部２０５には、電源コネクタ２１１、車両通信コネクタ２１２、および、トルクコネクタ２１３が含まれる。図２では、コネクタ部１０５、２０５が、それぞれ単一のコネクタとして形成されていてもよいし、複数のコネクタに分割されていてもよい。

第１電源コネクタ１１１は、第１バッテリ１０１に接続される。第１バッテリ１０１の電力は、電源コネクタ１１１、電源リレー１２１、インバータ回路１２０、および、モータリレー１２２を経由して、第１モータ巻線１８０に供給される。また、第１バッテリ１０１の電力は、第１制御部１５０および第１系統Ｌ１のセンサ類にも供給される。
第２電源コネクタ２１１は、第２バッテリ２０１に接続される。第２バッテリ２０１の電力は、電源コネクタ２１１、電源リレー２２１、インバータ回路２２０、および、モータリレー２２２を経由して、第２モータ巻線２８０に供給される。
電源コネクタ１１１、２１１は、同一のバッテリに接続され、系統Ｌ１、Ｌ２にてバッテリを共用していてもよい。

第１車両通信コネクタ１１２は、車両通信網１９５に接続され、第２車両通信コネクタ２１２は、車両通信網２９５に接続される。車両通信コネクタ１１２、２１２は、同一の車両通信網に接続されてもよい。図２では、車両通信網１９５、２９５としてＣＡＮ（Controller Area Network）を例示しているが、ＣＡＮ−ＦＤ（ＣＡＮ with Flexible Data rate）やＦｌｅｘＲａｙ等、どのような規格のものでもよい。
第１トルクコネクタ１１３は、トルクセンサ９４の第１センサ部１９４と接続される。
第２トルクコネクタ２１３は、トルクセンサ９４の第２センサ部２９４と接続される。

第１インバータ回路１２０は、図示しないスイッチング素子を有する３相インバータであって、第１モータ巻線１８０へ供給される電力を変換する。第１インバータ回路１２０のスイッチング素子は、第１制御部１５０から出力される駆動信号に基づいてオンオフ作動が制御される。
第２インバータ回路２２０は、図示しないスイッチング素子を有する３相インバータであって、第２モータ巻線２８０へ供給される電力を変換する。第２インバータ回路２２０のスイッチング素子は、第２制御部２５０から出力される駆動信号に基づいてオンオフ作動が制御される。

第１電源リレー１２１は、第１電源コネクタ１１１と第１インバータ回路１２０との間に設けられる。第１電源リレー１２１は、第１制御部１５０により制御され、オンのときに第１バッテリ１０１側と第１インバータ回路１２０側との間の通電が許容され、オフのときに第１バッテリ１０１側と第１インバータ回路１２０側との通電が禁止される。
第２電源リレー２２１は、第２電源コネクタ２１１と第２インバータ回路２２０との間に設けられる。第２電源リレー２２１は、第２制御部２５０により制御され、オンのときに第２バッテリ２０１側と第２インバータ回路２２０側との間の通電が許容され、オフのときに第２バッテリ２０１側と第２インバータ回路２２０側との通電が禁止される。

本実施形態の電源リレー１２１、２２１は、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体リレーである。電源リレー１２１、２２１がＭＯＳＦＥＴのように寄生ダイオードを有する場合、電源リレー１２１、２２１と寄生ダイオードの向きが逆向きになるように接続される図示しない逆接保護リレーを設けることが望ましい。また、電源リレー１２１、２２１は、メカリレーであってもよい。

第１モータリレー１２２は、第１インバータ回路１２０と第１モータ巻線１８０との間の各相に設けられる。第１モータリレー１２２は、第１制御部１５０により制御され、オンのときに第１インバータ回路１２０側と第１モータ巻線１８０との間の通電が許容され、オフのときに第１インバータ回路１２０側と第１モータ巻線１８０との間の通電が禁止される。
第２モータリレー２２２は、第２インバータ回路２２０と第２モータ巻線２８０との間の各相に設けられる。第２モータリレー２２２は、第２制御部２５０により制御され、オンのときに第２インバータ回路２２０側と第２モータ巻線２８０との間の通電が許容され、オフのときに第２インバータ回路２２０側と第２モータ巻線２８０との間の通電が禁止される。

第１電流センサ１２５は、第１モータ巻線１８０の各相に通電される第１Ｕ相電流Ｉｕ１、第１Ｖ相電流Ｉｖ１、および、第１Ｗ相電流Ｉｗ１を検出し、検出値を第１制御部１５０に出力する。
第２電流センサ２２５は、第２モータ巻線２８０の各相に通電される第２Ｕ相電流Ｉｕ２、第２Ｖ相電流Ｉｖ２、および、第２Ｗ相電流Ｉｗ２を検出し、検出値を第２制御部２５０に出力する。
第１回転角センサ１２６は、モータ８０の回転角を検出し、第１制御部１５０に出力する。第２回転角センサ２２６は、モータ８０の回転角を検出し、第２制御部２５０に出力する。

第１ドライバ回路１４０は、第１制御部１５０からの制御信号に基づき、第１インバータ回路１２０のスイッチング素子、第１電源リレー１２１、および、第１モータリレー１２２を駆動する信号を各素子に出力する。
第２ドライバ回路２４０は、第２制御部２５０からの制御信号に基づき、第２インバータ回路２２０のスイッチング素子、第１電源リレー２２１、および、第１モータリレー２２２を駆動する信号を各素子に出力する。

第１制御部１５０は、駆動制御部１５１、自系統監視部１５２、および、他系統監視部１５３を有する。第２制御部２５０は、駆動制御部２５１、自系統監視部２５２、および、他系統監視部２５３を有する。
制御部１５０、２５０は、マイコンを主体として構成される。制御部１５０、２５０における各処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置に予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。
制御部１５０、２５０は、通信により、相互に情報を送受信可能である。以下適宜、制御部１５０、２５０間の通信を、「マイコン間通信」という。また、マイコン間通信にて他系統から取得された信号を「他系統信号」とする。

駆動制御部１５１は、インバータ回路１２０のスイッチング素子のオンオフ作動を制御するインバータ駆動信号を生成する。生成されたインバータ駆動信号に基づいてスイッチング素子がオンオフされることで、モータ８０の駆動が制御される。
また、駆動制御部１５１は、電源リレー１２１を制御する電源リレー駆動信号Ｖｒｄ１、および、モータリレー１２２を制御するモータリレー駆動信号を生成する。

駆動制御部２５１は、インバータ回路２２０のスイッチング素子のオンオフ作動を制御するインバータ駆動信号を生成する。生成されたインバータ駆動信号に基づいてスイッチング素子がオンオフされることで、モータ８０の駆動が制御される。
また、駆動制御部２５１は、電源リレー２２１を制御する電源リレー駆動信号Ｖｒｄ２、および、モータリレー２２２を制御するリレー制御信号を生成する。

駆動制御部１５１、２５１は、マイコン間通信により情報を共有する。
図３に示すように、マイコン間通信の通信フレームには、アップデートカウンタ、電流検出値、電流指令値、電流制限値、ステータス信号、および、誤り検出値信号であるＣＲＣ信号が含まれる。ビット数等は、適宜設定可能である。また、信号順は変更してもよいし、他の情報を追加してもよい。また、誤り検出信号は、例えばチェックサム信号等、ＣＲＣ信号以外のものであってもよい。本実施形態では、電流検出値、電流指令値および電流制限値はｄｑ軸の値とするが、３相の値等としてもよい。また、電流指令値に替えて、トルク指令値や電圧指令値としてもよい。

制御部１５０、２５０では、マイコン間通信にて、電流検出値や電流指令値等を相互に送受信し、系統Ｌ１、Ｌ２を同期させてモータ８０を駆動するように、協調制御を行う。
例えば、制御部１５０、２５０の一方のマスター、他方をスレーブとし、マスターからの指令に応じてスレーブを協調させるようにしてもよい。マスター側からスレーブ側へ送信される信号と、スレーブ側からマスター側へ送信される信号とは、同様であってもよいし、スレーブ側からマスター側への指令値の送信を省略してもよい。また、マスター側から送信される信号と、スレーブ側から送信される信号とが異なっていてもよい。例えば図４（ａ）に示すように、マスター側からスレーブ側へ送られる信号の通信フレームには、アップデートカウンタ、電流検出値、電流指令値、ステータス信号、および、ＣＲＣ信号が含まれる。また、図４（ｂ）に示すように、スレーブ側からマスター側へ送られる信号の通信フレームには、電流指令値に替えて、電流制限値が含まれる。複数の制御部をマスター側とスレーブ側とに分けて用いる場合、それぞれに必要な情報に絞って通信を行うことで、通信量を削減することができる。
また、系統Ｌ１、Ｌ２の電流の和と差を制御することで２系統を協調させるようにしてもよい。

自系統監視部１５２は、自系統である第１系統Ｌ１内での異常を監視する。自系統内にて給電停止を要する異常が生じた場合、第１制御部１５０は、第１電源リレー１２１をオフにし、第１モータ巻線１８０への給電を停止する。
他系統監視部１５３は、第２制御部２５０からマイコン間通信にて取得された情報、および、第２電源リレー２２１の状態に基づき、他系統である第２系統Ｌ２の異常を監視する。本実施形態では、第１制御部１５０は、駆動制御部２５１から出力される第２電源リレー２２１の駆動に係る第２電源リレー駆動信号Ｖｒｄ２を、信号線４１を経由して取得し、第２電源リレー駆動信号Ｖｒｄ２に基づいて第２電源リレー２２１の状態を監視する。

自系統監視部２５２は、自系統である第２系統Ｌ２内での異常を監視する。自系統内にて給電停止を要する異常が生じた場合、第２制御部２５０は、第２電源リレー２２１をオフにし、第２モータ巻線２８０への給電を停止する。
他系統監視部２５３は、第１制御部１５０からマイコン間通信にて取得された情報、および、第１電源リレー１２１の状態に基づき、他系統である第１系統Ｌ１の異常を監視する。本実施形態では、第２制御部２５０は、駆動制御部１５１から出力される第１電源リレー１２１の駆動に係る第１電源リレー駆動信号Ｖｒｄ１を、信号線３１を経由して取得し、第１電源リレー駆動信号Ｖｒｄ１に基づいて第１電源リレー１２１の状態を監視する。
電源リレー駆動信号Ｖｒｄ１、Ｖｒｄ２は、制御部１５０、２５０から出力される信号であって、制御部１５０、２５０から出力される信号の電圧は、バッテリ電圧等の影響による変動が小さいため、閾値の設定がしやすい。

以下、異常監視について説明する。ここでは、第１系統Ｌ１を自系統、第２系統Ｌ２を他系統とし、第１制御部１５０での処理を中心に説明する。なお、第２制御部２５０での処理は、自系統を第２系統Ｌ２とし、他系統を第１系統Ｌ１とすれば、第１制御部１５０での処理と同様である。

第１制御部１５０は、第２電源リレー２２１のオンオフ状態を直接的に取得可能に構成されている。本実施形態では、他系統監視部１５３は、信号線４１を経由して直接的に取得される第２電源リレー駆動信号Ｖｒｄ２を監視する。上述のように、第２制御部２５０は、給電停止を要する異常が第２系統Ｌ２に発生した場合、第２電源リレー２２１をオフにし、第２モータ巻線２８０への給電を停止する。そのため、システム起動中に第２電源リレー２２１がオフされている場合、第２系統Ｌ２に異常が生じていると判定することができる。ただし、電源リレー駆動信号Ｖｒｄ２を取得する信号線４１に断線や短絡等の異常が生じた場合、誤判定の可能性がある。

また、第１制御部１５０は、マイコン間通信にて第２制御部２５０から取得される情報に基づき、第２系統Ｌ２の異常を監視する。
詳細には、アップデートカウンタを監視することで通信途絶を検出可能であり、ＣＲＣ信号によりビット化け等の信号異常を検出可能である。また、ステータス信号は、第２制御部２５０の自系統監視部２５２の監視結果に応じた情報を含む信号であるので、第１制御部１５０では、ステータス信号に基づき、第２系統Ｌ２に生じている異常の種類を特定可能である。異常が発生した場合、フェイル情報やセンサ情報等を追加したり、通信フレームの内容を変更したりしてもよい。

例えば、第２センサ部２９４に異常が生じている旨の情報が第２制御部２５０から取得されたステータス信号に含まれている場合、第１センサ部１９４が正常であれば、第１制御部１５０から第２制御部２５０に送信する。図５（ａ）は、図３と同様であって、正常時の通信フレームである。図５（ｂ）は、第１制御部１５０から第２制御部２５０に送信される信号の通信フレームに、操舵トルク値を追加している。また、通信量に制限があり、新たな情報を追加できない場合、優先度を考慮して通信フレームに含める情報を決定する。例えば、操舵トルク値の優先度が電流制限値よりも高ければ、図５（ｃ）に示すように、電流制限値に替えて操舵トルク値を通信フレームに含める。

ここでは一例として、第２センサ部２９４に異常が生じた場合について説明したが、回転角センサ２２６等に異常が生じた場合にも同様に通信フレームを変更可能である。また、第１系統Ｌ１側にて異常が生じた場合、第２制御部２５０から送信される信号の通信フレームを適宜変更すればよい。
これにより、多重化されているセンサ等に異常が生じた場合、マイコン間通信にて正常な情報を送信することで、正常な検出値を用いて適切に制御を継続可能である。

ただし、マイコン間通信に用いられる通信線に断線や短絡等の異常が生じた場合や、通信異常が生じた場合、誤判定の可能性がある。
そこで本実施形態では、他系統の電源リレーのオンオフ状態、および、マイコン間通信にて得られる情報を組み合わせて、他系統の異常を監視している。

まず、第１制御部１５０の他系統監視部１５３は、モータ制御装置１０の起動時に、イニシャルチェックにて、第２電源リレー２２１が正常に動作しているか否かを判定する。
図６に示すように、ＥＣＵが起動された時刻ｘ１から所定時間内の時刻ｘ２にて、第２系統Ｌ２において、駆動制御部２５１からの電源リレー駆動信号Ｖｒｄ２に基づき、第２電源リレー２２１がオンされる。また、他系統監視部１５３にて、信号線４１を経由して取得される電源リレー駆動信号Ｖｒｄ２がオンとなれば、第２電源リレー２２１が正常に動作していると判定する。

また、図７に示すように、他系統監視部１５３は、第２制御部２５０から第２電源リレー２２１をオンした旨の信号をマイコン間通信にて取得する。そして、他系統監視部１５３では、マイコン間通信にて取得された情報が「電源リレーオン」であり、かつ、信号線４１を経由して取得される電源リレー駆動信号Ｖｒｄ２がオンであれば、第２電源リレー２２１が正常に動作していると判定する。
他系統の電源リレーの動作は、図６のように、信号線４１により取得される電源リレー駆動信号Ｖｒｄ２に基づいて確認してもよいし、図７のように、マイコン間通信と電源リレー駆動信号Ｖｒｄ２との整合性に基づいて確認してもよい。
他系統監視部１５３にて、第２電源リレー２２１が正常に動作していることがイニシャルチェックで確認できれば、他系統監視機能が正常であるとみなす。

第１制御部１５０における異常監視処理を図８のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、イニシャルチェックにて他系統監視機能が正常であると判定された後に、所定の周期で実施される。以下、ステップＳ１０１の「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記す。他のステップも同様とする。
最初のＳ１０１では、他系統監視部１５３は、マイコン間通信が異常、かつ、他系統の電源リレー情報が異常か否かを判断する。ここでは、電源リレー情報は、電源リレー駆動信号Ｖｒｄ２であって、電源リレー駆動信号Ｖｒｄ２の電圧が判定閾値より低い場合、電源リレー情報の異常と判定する。

マイコン間通信が正常、または、電源リレー情報が正常であると判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０２へ移行し、他系統は正常であると判断し、通常制御を継続する。例えば、マイコン間通信が異常であっても、電源リレー駆動信号Ｖｒｄ２が正常であって、第２電源リレー２２１がオンされていることが確認されれば、マイコン間通信に異常が生じているものの、第２系統Ｌ２自体は正常であると判定可能である。また例えば、電源リレー駆動信号Ｖｒｄ２の電圧が低下していても、マイコン間通信にて第２系統Ｌ２が正常であることが確認されれば、信号線４１の断線等による電圧低下であると判定可能である。

マイコン間通信が異常、かつ、他系統の電源リレー情報が異常であると判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０３へ移行する。
Ｓ１０３では、第１制御部１５０は、他系統である第２系統Ｌ２が停止していると判定し、片系統駆動に移行する。

本実施形態では、２つの制御部１５０、２５０が、それぞれモータ巻線１８０、２８０の通電を制御し、２系統にてモータ８０を駆動している。そのため、図９（ｂ）に示すように、時刻ｘａにて第２系統Ｌ２に異常が生じ、第２系統Ｌ２を停止した場合、第１系統Ｌ１にて、なりゆきにて制御を継続すると、指令値等が変更されず、出力が低下してしまう。

そこで本実施形態では、第１制御部１５０にて、他系統である第２系統Ｌ２の動作状態を監視している。
図９（ａ）に示すように、第２系統Ｌ２に異常が生じ、時刻ｘａにて第２系統Ｌ２が停止した場合、時刻ｘｂにて、バックアップ制御として片系統駆動に移行し、第１系統Ｌ１にて出力変更処置を行うことで、出力の低下を抑制することができる。例えば、系統Ｌ１、Ｌ２の出力が等しく、２系統合計での出力の和が定格の（１／２）以下であれば、第１系統Ｌ１の出力を２倍にすることで、第２系統Ｌ２における異常発生前と同等の出力とすることができる。また、２系統合計での出力の和が定格の（１／２）より大きい場合、第１系統Ｌ１の出力を定格等に応じた最大出力とすることが望ましい。

なお、異常が発生した時刻ｘａから片系統駆動に移行するまでの時刻ｘｂまでの時間ｄは、異常確定に要する時間、他系統監視に要する時間、および、片系統駆動時の出力変更処置に要する時間に応じた時間である。出力変更処置には、例えばマップの変更や電流制御の変更等のアシスト特性の変更や、ＰＩ制御に用いられる定数、過熱保護に係る定数、電流制限値および電力制限値等の制御定数の変更等が含まれる。
図９では、第２系統Ｌ２の出力を梨地で示した。

以上説明したように、本実施形態のモータ制御装置１０は、複数のモータ巻線１８０、２８０を有するモータ８０を制御するものであって、複数のインバータ回路１２０、２２０と、複数の電源リレー１２１、２２１と、複数の制御部１５０、２５０と、を備える。
インバータ回路１２０、２２０は、モータ巻線１８０、２８０ごとに対応して設けられる。
モータ巻線１８０、２８０、および、モータ巻線１８０、２８０に対応して設けられる構成の組み合わせを系統とすると、電源リレー１２１、２２１は、系統ごとに設けられる。
第１電源リレー１２１は、第１バッテリ１０１と第１インバータ回路１２０との間の通電の断接を切り替え可能である。第２電源リレー２２１は、第２バッテリ２０１と第２インバータ回路２２０との間の通電の断接を切り替え可能である。

制御部１５０、２５０は、系統ごとに設けられる。
第１制御部１５０は、駆動制御部１５１、自系統監視部１５２、および、他系統監視部１５３を有する。第２制御部２５０は、駆動制御部２５１、自系統監視部２５２、および、他系統監視部２５３を有する。
駆動制御部１５１、２５１は、インバータ回路１２０、２２０、および、電源リレー１２１、２２１を制御する。
自系統監視部１５２、２５２は、自身の系統である自系統の異常を監視する。
他系統監視部１５３、２５３は、他の系統である他系統の異常を監視する。

駆動制御部１５１、２５１は、給電停止を要する異常が自系統に生じた場合、自系統の電源リレー１２１、２２１をオフにする。給電停止を要する異常とは、例えば、インバータ回路１２０、２２０や、モータ巻線１８０、２８０の異常等である。また例えば、トルクセンサ９４や回転角センサ１２６、２２６等のセンサ異常は、給電停止を要する異常とみなしてもよいし、給電停止を要さない異常とみなしてもよい。

他系統監視部１５３は、信号線４１を経由して、他系統である第２系統Ｌ２の電源リレー２２１の状態に係る電源リレー情報を取得し、電源リレー情報に基づいて第２系統Ｌ２の異常を監視する。
他系統監視部２５３は、信号線３１を経由して、他系統である第１系統Ｌ１の電源リレー１２１の状態に係る電源リレー情報を取得し、電源リレー情報に基づいて第１系統Ｌ１の異常を監視する。
本実施形態の電源リレー情報は、電源リレー駆動信号Ｖｒｄ１、Ｖｒｄ２である。

本実施形態では、制御部１５０、２５０は、自系統監視部１５２、２５２により自系統の異常を監視しており、給電停止を要する異常が生じた場合、自系統の電源リレー１２１、２２１をオフにする。すなわち、電源リレー１２１、２２１は、自系統が正常であればオンされており、給電停止を要する何らかの異常が生じていればオフされる。本実施形態では、他系統監視部１５３、２５３が、他系統の電源リレー２２１、１２１の状態に係る電源リレー情報を取得しているので、電源リレー情報に基づき、他系統の状態を適切に監視することができる。

制御部１５０、２５０は、マイコン間通信により、相互に情報を送受信可能である。他系統監視部１５３、２５３は、通信により他系統の制御部２５０、１５０から取得された情報に基づき、他系統の異常を監視する。
電源リレー情報に加え、マイコン間通信にて取得された情報を用いることで、他系統の状態をより適切に監視することができる。
他系統監視部１５３、２５３は、電源リレー情報が異常であり、かつ、通信異常が生じている場合、他系統に異常が生じていると判定する。これにより、誤判定を防ぐことができる。

駆動制御部１５１、２５１は、他系統の異常が検出された場合、バックアップ制御に移行する。本実施形態では、他系統の異常が検出された場合、片系統駆動に移行する。これにより、モータ８０の駆動を適切に継続することができる。
他系統監視部１５３、２５３は、起動時のイニシャルチェックにて、電源リレー情報に基づき、他系統の電源リレー２２１、１２１の異常を判定する。これにより、電源リレー１２１、２２１自体の異常を適切に検出することができる。

電動パワーステアリング装置８は、モータ制御装置１０と、モータ８０と、減速ギア８９を備える。
モータ８０は、運転者によるステアリングホイール９１の操舵を補助するアシストトルクを出力する。
減速ギア８９は、モータ８０の駆動力をステアリングシャフト９２に伝達する。
本実施形態では、モータ巻線１８０、２８０およびインバータ回路１２０、２２０だけでなく、制御部１５０、２５０およびセンサ類を含む制御部品についても２系統化されている。これにより、一方の制御部品に異常が生じた場合であっても、モータ８０の駆動を継続し、操舵のアシストを継続することができる。また、制御部１５０、２５０は、他系統の異常を監視しているので、他系統に異常が生じた場合、バックアップ制御に適切に移行することができる。
また、他系統監視部１５３、２５３により他系統の異常が監視されており、異常時にはバックアップ制御に移行させることができるので、例えば、自動制御される電動パワーステアリング装置８にも、本実施形態のモータ制御装置１０を好適に用いることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図１０に示す。第２実施形態および第３実施形態は、異常監視処理が上記実施形態と異なっているので、この点を中心に説明する。第２実施形態および第３実施形態においても、第１系統Ｌ１を「自系統」、第２系統Ｌ２を「他系統」とし、第１制御部１５０での処理について説明する。
Ｓ２０１では、他系統監視部１５３は、他系統信号のアップデートカウンタのカウント値に基づき、第２制御部２５０からの信号の通信途絶が生じているか否かを判断する。通信途絶が生じていると判断された場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、Ｓ２０３へ移行する。通信途絶が生じていないと判断された場合（Ｓ２０１：ＮＯ）、Ｓ２０２へ移行する。

Ｓ２０２では、他系統監視部１５３は、他系統信号のステータス信号に基づき、第２系統Ｌ２が駆動停止しているか否かを判断する。第２系統Ｌ２が駆動停止していないと判断された場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、Ｓ２０４へ移行する。第２系統Ｌ２が駆動停止していると判断された場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、Ｓ２０５へ移行する。

通信途絶が生じている場合に移行するＳ２０３では、他系統監視部１５３は、電源リレー情報が異常か否かを判断する。第１実施形態と同様、電源リレー情報である電源リレー駆動信号Ｖｒｄ２の電圧が判定閾値より低い場合、電源リレー情報の異常と判定する。電源リレー情報が正常であると判断された場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、Ｓ２０４へ移行する。電源リレー情報が異常であると判断された場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）Ｓ２０５へ移行する。
Ｓ２０４およびＳ２０５の処理は、図８中のＳ１０２およびＳ１０３の処理と同様である。

例えば、本処理とは別途にマイコン間通信の異常監視がなされており、他系統信号が正常である場合、本実施形態のように、マイコン間通信による情報を優先して異常監視を行う。また本実施形態では、通信途絶が生じた場合、電源リレー情報に基づき、第２系統Ｌ２の異常により他系統信号が出力されていないのか、第２系統Ｌ２は正常であって通信異常が生じているのかを判別している。

本実施形態では、他系統監視部１５３、２５３は、通常時、通信により他系統の制御部２５０、１５０から取得された情報に基づき、他系統の異常を監視する。また、他系統監視部１５３、２５３は、通信途絶が生じた場合、信号線３１、４１を経由して取得される電源リレー情報に基づき、他系統の異常を監視する。詳細には、他系統監視部１５３、２５３は、通信途絶が生じた場合、電源リレー情報である電源リレー駆動信号Ｖｒｄ１、Ｖｒｄ２に基づき、他系統異常か通信異常かを判別している。
これにより、他系統異常をより適切に監視することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図１１に示す。
Ｓ３０１の処理は、図１０中のＳ２０１の処理と同様である。
Ｓ３０２では、他系統監視部１５３は、他系統信号のステータス信号が正常か否かを判断する。ステータス信号が正常であると判断された場合（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、Ｓ３０４へ移行する。ステータス信号に異常を示す情報が含まれると判断された場合（Ｓ３０２：ＮＯ）、Ｓ３０５へ移行する。
Ｓ３０３およびＳ３０４の処理は、図１０中のＳ２０３およびＳ２０４の処理と同様である。Ｓ３０３にて肯定判断された場合、Ｓ３０６へ移行する。

ステータス信号に異常情報が含まれる場合に移行するＳ３０５では、他系統監視部１５３は、第２系統Ｌ２が駆動停止しているか否かを判断する。第２系統Ｌ２が駆動停止していると判断された場合、Ｓ３０６へ移行する。第２系統Ｌ２が駆動停止していないと判断された場合（Ｓ３０５：ＮＯ）、Ｓ３０７へ移行する。
Ｓ３０６の処理は、図１０中のＳ２０５の処理と同様である。

Ｓ３０７では、他系統監視部１５３は、他系統信号のステータス信号に基づき、他系統電流系異常が生じているか否かを判断する。他系統電流系異常には、電流センサ１２５の異常等が含まれる。他系統電流系異常が生じていると判断された場合（Ｓ３０７：ＹＥＳ）、Ｓ３０８へ移行する。他系統電流系異常が生じていないと判断された場合（Ｓ３０７：ＮＯ）、Ｓ３０９へ移行する。
Ｓ３０８では、第１制御部１５０は、第２系統Ｌ２の電流値を用いない制御に切り替える。例えば、通常時、系統Ｌ１、Ｌ２の電流の和と差を制御している場合、系統ごとの電流制御に切り替える。

Ｓ３０９では、他系統監視部１５３は、他系統信号のステータス信号に基づき、他系統センサ異常が生じているか否かを判断する。ここでは、回転角センサ２２６またはトルクセンサ９４の第２センサ部２９４の異常を「他系統センサ異常」とする。他系統センサ異常が生じていると判断された場合（Ｓ３０９：ＹＥＳ）、Ｓ３１０へ移行する。他系統センサ異常が生じていないと判断された場合（Ｓ３０９：ＮＯ）、Ｓ３１１へ移行する。

Ｓ３１０では、第１制御部１５０は、異常が生じているセンサの値に替えて、正常値を用いた制御に移行する。
Ｓ３１１では、第１制御部１５０は、第２系統Ｌ２にて何らかの異常検出中であると判定し、バックアップ制御への移行準備を行う。また、異常カウンタをインクリメントする。例えば、所定時間内に異常カウンタが判定値以上となった場合、異常を確定する。

ステータス信号には、他系統が駆動停止しているか否かを示す情報や、他系統のセンサ等の状態を示す情報等が含まれる。
他系統が駆動停止している場合、バックアップ制御は、正常系統での片系統駆動とする。このときのアシスト量は、第１実施形態にて説明したように変更することが望ましい。
他系統になんらかの異常が生じており、かつ、異常確定前であることを示す情報がステータス信号に含まれる場合、バックアップ制御への移行準備を行う。例えば、バックアップ制御にて片系統駆動に移行する場合、移行準備としてアシスト増加の準備をしておく。これにより、より速やかにバックアップ制御へ移行することができる。また、他系統から取得される情報の信頼性判定を行う。

ステータス信号が、電流センサ２２５の異常等、第２系統Ｌ２の電流系に異常の異常であることを示す場合、バックアップ制御として、第２系統Ｌ２の電流検出値を用いない制御に切り替える。本実施形態では、第１制御部１５０は、和と差の制御に替えて、系統ごとの制御に切り替える。
ステータス信号が、回転角センサ２２６またはトルクセンサ９４の第２センサ部９４２の異常であることを示す場合、必要な情報をマイコン間通信にて補完し、２系統でのアシストを継続する。このとき、協調制御を中止し、系統ごとの制御に切り替えてもよい。
本実施形態では、電流系の異常、または、他系統センサ異常の場合、バックアップ制御にて、２系統でのアシストを継続するが、バックアップ制御を片系統駆動としてもよい。

また、ステータス信号が、イニシャルチェック中であることを示す場合、このステータス信号を含む出力信号を用いた制御を行わずに待機する。
本実施形態では、ステータス信号に、それぞれの系統の駆動状態や異常状態を示す情報が含まれているので、他系統の状態に応じて、最適なバックアップ制御を選択することができる。
また、上記実施形態と同様に効果を奏する。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図１２に示す。第４実施形態および第５実施形態は、他系統監視部１５３、２５３における監視箇所が上記実施形態と異なっているので、この点を中心に説明する。
本実施形態のモータ制御装置１１では、他系統監視部１５３は、第２電源リレー２２１と第２インバータ回路２２０との間の電圧である第２リレー後電圧Ｖｐｉｇ２を、信号線４２を経由して取得し、第２リレー後電圧Ｖｐｉｇ２に基づいて第２電源リレー２２１の状態を監視する。
また、他系統監視部２５３は、第１電源リレー１２１と第１インバータ回路１２０との間の電圧である第１リレー後電圧Ｖｐｉｇ１を、信号線３２を経由して取得し、第１リレー後電圧Ｖｐｉｇ１に基づいて第１電源リレー１２１の状態を監視する。

本実施形態では、電源リレー駆動信号Ｖｒｄ１、Ｖｒｄ２に替えて、リレー後電圧Ｖｐｉｇ１、Ｖｐｉｇ２に基づいて、電源リレー１２１、２２１の状態を監視している。異常監視処理は、異常判定に係る閾値が異なる以外は、上記実施形態と同様であって、第１実施形態〜第３実施形態のいずれの処理としてもよい。第５実施形態についても同様である。

本実施形態では、電源リレー情報は、電源リレー１２１、２２１とインバータ回路１２０、２２０との間の電圧であるリレー後電圧Ｖｐｉｇ１、Ｖｐｉｇ２である。リレー後電圧Ｖｐｉｇ１、Ｖｐｉｇ２を監視することで、系統Ｌ１、Ｌ２の状態を、より直接的に監視することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態を図１３に示す。
本実施形態のモータ制御装置１２では、他系統監視部１５３は、第２ドライバ回路２４０から第２電源リレー２２１に出力される第２電源リレーゲート信号Ｖｒｇ２を、信号線４３を経由して取得し、第２電源リレーゲート信号Ｖｒｇ２に基づいて第２電源リレー２２１の状態を監視する。

また、他系統監視部２５３は、第１ドライバ回路１４０から第１電源リレー１２１に出力される第１電源リレーゲート信号Ｖｒｇ１を、信号線３３を経由して取得し、第１電源リレーゲート信号Ｖｒｇ１に基づいて第１電源リレー１２１の状態を監視する。
すなわち本実施形態では、電源リレー駆動信号Ｖｒｄ１、Ｖｒｄ２に替えて、電源リレーゲート信号Ｖｒｇ１、Ｖｒｇ２に基づいて、電源リレー１２１、２２１の状態を監視している。

第１制御部１５０と第１電源リレー１２１との間には、第１ドライバ回路１４０が設けられる。第２制御部２５０と第２電源リレー２２１との間には、第２ドライバ回路２４０が設けられる。
本実施形態の電源リレー情報は、ドライバ回路１４０、２４０から出力される電源リレーゲート信号Ｖｒｇ１、Ｖｒｇ２である。
このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（他の実施形態）
上記実施形態では、電源リレー情報およびマイコン間通信にて取得された情報に基づき、他系統の異常を監視する。他の実施形態では、マイコン間通信の情報を用いず、電源リレー情報に基づいて他系統を監視するようにしてもよい。
第１実施形態では、マイコン間通信が異常、かつ、電源リレー情報が異常である場合、他系統駆動停止と判定する。他の実施形態では、マイコン間通信が異常、または、電源リレー情報が異常である場合、他系統駆動停止と判定してもよい。

上記実施形態では、巻線組、駆動回路および制御部が２つずつ設けられており、２系統である。他の実施形態では、巻線組、駆動回路および制御部を３つ以上設けて、３系統以上としてもよい。また、１つの系統に制御部を複数設ける、または、１つの制御部に対して複数の駆動回路および巻線組を設ける、といった具合に、各系統の部品を複数設けてもよい。

上記実施形態では、回転電機は、３相のブラシレスモータである。他の実施形態では、回転電機は、ブラシレスモータに限らず、どのようなモータとしてもよい。また、回転電機は、モータに限らず、発電機であってもよいし、電動機と発電機の機能を併せ持つ、所謂モータジェネレータであってもよい。
上記実施形態では、回転電機制御装置は、電動パワーステアリング装置に適用される。他の実施形態では、回転電機制御装置を電動パワーステアリング装置以外の装置に適用してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１０〜１２・・・モータ制御装置（回転電機制御装置）
３１〜３３、４１〜４３・・・信号線
８０・・・モータ（回転電機）
１２０、２２０・・・インバータ回路
１２１、２２１・・・電源リレー
１５０、２５０・・・制御部
１５１、２５１・・・駆動制御部
１５２、２５２・・・自系統監視部
１５３、２５３・・・他系統監視部
１８０、２８０・・・モータ巻線（巻線組）

Claims (10)

1. 複数の巻線組（１８０、２８０）を有する回転電機（８０）を制御する回転電機制御装置であって、
   前記巻線組ごとに対応して設けられる複数のインバータ回路（１２０、２２０）と
   前記巻線組および前記巻線組に対応して設けられる構成の組み合わせを系統とすると、バッテリ（１０１、２０１）と前記インバータ回路との間の通電の断接を切り替え可能であって、系統ごとに設けられる複数の電源リレー（１２１、２２１）と、
   前記インバータ回路および前記電源リレーを制御する駆動制御部（１５１、２５２）、自身の系統である自系統の異常を監視する自系統監視部（１５２、２５２）、および、他の系統である他系統の異常を監視する他系統監視部（１５３、２５３）を有し、系統ごとに設けられる複数の制御部（１５０、２５０）と、
   を備え、
   前記駆動制御部は、給電停止を要する異常が自系統に生じた場合、自系統の前記電源リレーをオフにし、
   前記他系統監視部は、信号線（３１〜３３、４１〜４３）を経由して、他系統の前記電源リレーの状態に係る電源リレー情報を取得し、前記電源リレー情報に基づいて他系統の状態を監視する回転電機制御装置。
2. 前記制御部は、通信により相互に情報を送受信可能であって、
   前記他系統監視部は、通信により他系統の前記制御部から取得された情報に基づき、他系統の異常を監視する請求項１に記載の回転電機制御装置。
3. 前記他系統監視部は、前記電源リレー情報が異常であり、かつ、通信異常が生じている場合、他系統に異常が生じていると判定する請求項２に記載の回転電機制御装置。
4. 前記他系統監視部は、
   通常時、通信により他系統の前記制御部から取得された情報に基づき、他系統の異常を監視し、
   通信途絶が生じた場合、前記信号線を経由して取得される前記電源リレー情報に基づき、他系統の異常を監視する請求項２に記載の回転電機制御装置。
5. 前記駆動制御部は、他系統の異常が検出された場合、バックアップ制御に移行する請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。
6. 前記電源リレー情報は、前記制御部から出力されるリレー駆動信号である請求項１〜５のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。
7. 前記電源リレー情報は、前記電源リレーと前記インバータ回路との間の電圧であるリレー後電圧である請求項１〜５のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。
8. 前記制御部と前記電源リレーとの間には、ドライバ回路（１４０、２４０）が設けられ、
   前記電源リレー情報は、前記ドライバ回路から出力される電源リレーゲート信号である請求項１〜５のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。
9. 前記他系統監視部は、起動時のイニシャルチェックにて、前記電源リレー情報に基づき、他系統の前記電源リレーの異常を判定する請求項１〜８のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の回転電機制御装置と、
    運転者による操舵部材（９１）の操舵を補助するアシストトルクを出力する前記回転電機と、
    前記回転電機の駆動力を駆動対象（９２）に伝達する動力伝達部（８９）と、
    を備える電動パワーステアリング装置。

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