JP2019001389A - 操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各系統の構成要素が同時期に故障することを抑制する操舵制御装置を提供する。【解決手段】第１アシストトルク演算部５０は、操舵トルクτ１に基づいて、第１トルク指令値Ｔ１ａ＊および第２トルク指令値Ｔ２ａ＊を演算する。第１電流フィードバック制御部５１は、第１トルク指令値Ｔ１ａ＊を用いて制御信号Ｓｍ１の演算を実行し、第２電流フィードバック制御部６１は、第２トルク指令値Ｔ２ａ＊を用いて制御信号Ｓｍ２の演算を実行する。第１アシストトルク演算部５０は、操舵トルクτ１が閾値以下のとき、操舵トルクτ１の絶対値に正比例した第１トルク指令値Ｔ１ａ＊を演算するのに対し、操舵トルクτ１によらず「０」の値をもつ第２トルク指令値Ｔ２ａ＊を演算する。第１アシストトルク演算部５０は、操舵トルクτ１が閾値を超えたとき、操舵トルクτ１の絶対値が大きくなるのに伴って値が増加する第２トルク指令値Ｔ２ａ＊を演算する。【選択図】図３

Description

本発明は、操舵制御装置に関する。

従来、車両の操舵機構にモータの駆動力を付与することにより、運転者のステアリング操作をアシストするステアリング装置が知られている。このようなステアリング装置には、モータの動作を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）が搭載されている。ところで、特許文献１に示すように、ＥＣＵには、モータ、モータを駆動制御するマイコン、および駆動回路を冗長化し、各マイコンが駆動回路を制御することにより、複数系統設けられたモータのコイルをそれぞれ独立に制御するものがある。各マイコンは、モータ制御信号を生成することにより、駆動回路の制御を通じて、各系統のコイルに電力を供給している。

特開２０１１−１９５０８９号公報

ところで、各マイコンが各系統の駆動回路に対して同じモータ制御信号を生成することで、各系統のコイルにそれぞれ同じように電力を供給すると、各系統の構成要素には同じように制御負荷がかかってしまう。すると、たとえ各系統を冗長化したとしても、同一の要因によって同時期に故障してしまうおそれがある。

本発明は、各系統の構成要素が同時期に故障することを抑制する操舵制御装置を提供することにある。

上記目的を達成しうる操舵制御装置は、操舵機構に対して付与される動力を発生するモータであって、複数系統のコイルを有する前記モータに対する給電を制御する複数の制御部を備え、前記複数の制御部は、操舵トルクを含む操舵状態量に応じて複数系統の前記コイルにより発生させるべき前記動力の指令値を系統ごとに演算し、前記指令値に基づき複数系統の前記コイルへの給電を独立して制御する操舵制御装置において、前記モータが発生する前記動力に関連する値が所定値以下の場合、前記複数の制御部のうちいずれか１つの制御部による前記いずれか１系統の前記コイルに対する給電のみを行い、前記動力に関連する値が前記所定値を超える場合、その超える分の前記動力に関連する値に応じた前記動力を、前記複数の制御部のうち残る他の制御部によって、複数系統のうち残る他の系統の前記コイルに対する給電により補うものであり、前記所定値は、複数系統のうちいずれか１系統の前記コイルにより発生できる最大の動力に関連する値に基づいて設定される。

この構成によれば、動力に関連する値（たとえば操舵トルクや指令値）が所定値以下である場合、複数系統のコイルのうちいずれか１系統のコイルのみに給電されるのに対し、複数系統のコイルのうち他の系統のコイルには給電されない。これに対し、動力に関連する値が所定値を超える場合、いずれか１系統のコイルのみならず、複数系統のコイルのうち他の系統のコイルにも給電される。このように、各系統間で制御負荷が異なるようにしたことにより、各系統の同一構成要素が同時期に故障することを抑制できる。

上記の操舵制御装置において、前記モータは２系統の前記コイルを有するものであり、前記複数の制御部として、第１の制御部および第２の制御部を有し、各系統の前記コイルにより発生できる前記最大の動力は、前記モータが発生できる最大の動力に対して半分の動力であることが好ましい。

この構成によれば、操舵機構に対して付与される最大の動力の半分までは、第１の系統のみで動力を付与することにより、第１の系統のみが制御負荷を負い、第２の系統は制御負荷を負わない。これに対し、操舵機構に対して付与される最大の動力の半分を超える動力が必要とされる場合、超過分の動力を第２の系統が出力する。これにより、第２の系統の制御負荷を第１の系統の制御負荷よりも小さくできる。

上記の操舵制御装置において、前記モータは２系統の前記コイルを有するものであり、前記複数の制御部として、第１の系統の前記コイルに対して電力を供給する第１の制御部、および第２の系統の前記コイルに対して電力を供給する第２の制御部を有し、前記第１の制御部および前記第２の制御部は、前記操舵トルクに基づいてマップ演算することにより、前記動力の前記指令値を演算し、前記第１の制御部のマップは、前記動力に関連する値が前記所定値に達するまでは、前記動力に関連する値の絶対値の増加に応じて増加する第１の系統の前記コイルに対する前記指令値を演算し、前記動力に関連する値が前記所定値を超えるとき、第１の系統の前記コイルにより発生できる前記最大の動力に応じた第１の系統の前記コイルに対する前記指令値を演算し、前記第２の制御部のマップは、前記動力に関連する値が前記所定値に達するまでは、前記動力に関連する値の増加によらずに、第２の系統の前記コイルに対する前記指令値を発生させない不感帯に設定し、前記動力に関連する値が前記所定値を超えるとき、前記動力に関連する値の絶対値の増加に応じて増加する第２の系統の前記コイルに対する前記指令値を演算することが好ましい。

この構成によれば、第２の制御部のマップでは、第１の制御部のマップに対して不感帯が設けられることにより、第１の制御部および第２の制御部に同じ動力に関連する値が入力されたとしても、第２の制御部のマップでは不感帯の範囲内において、動力の指令値が出力されない（「０」である）。これに対し、第１の制御部のマップでは、動力に関連する値が入力されれば、動力の指令値が出力される。このため、第２系統の制御負荷を第１系統の制御負荷よりも小さくできるので、第２系統の故障時期は第１系統の故障時期よりも遅くなると考えられる。これにより、各系統の同一構成要素が同時期に故障することを抑制できる。

上記の操舵制御装置において、前記動力に関連する値は、前記操舵トルク、あるいは前記指令値、あるいは電流センサにより検出された前記モータに給電される電流の値であることが好ましい。

この構成によれば、操舵トルク、あるいは指令値、あるいはモータに給電される電流の値が、所定値を超えているか否かに基づいて、いずれか１系統のコイルへの給電か、複数系統のコイルのうち他の系統のコイルにも給電するかが変更される。このため、各系統間での制御負荷が異なるものとされるので、各系統の同一構成要素が同時期に故障することを抑制できる。

本発明の操舵制御装置によれば、各系統の構成要素が同時期に故障することを抑制できる。

操舵制御装置を搭載した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構成図。 操舵制御装置の概略構成を示すブロック図。 第１マイコンおよび第２マイコンの概略構成を示すブロック図。 （ａ）は、系統Ａのモータのコイルにより発生するアシスト量と操舵トルクとの関係を示すグラフ、（ｂ）は、系統Ｂのモータのコイルにより発生するアシスト量と操舵トルクとの関係を示すグラフ、（ｃ）は、系統Ａおよび系統Ｂのモータのコイルにより発生するアシスト量の総和と操舵トルクとの関係を示すグラフ。

以下、操舵制御装置をステアリング装置に適用した一実施形態について説明する。
図１に示すように、ＥＰＳ１は運転者（ユーザー）のステアリングホイール１０の操作に基づいて転舵輪１５を転舵させる操舵機構２、運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構３（動力付与機構）、およびアシスト機構３を制御する操舵制御装置としてのＥＣＵ３０（電子制御装置）を備えている。

操舵機構２は、運転者により操作されるステアリングホイール１０およびステアリングホイール１０と一体回転するステアリングシャフト１１を備えている。ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール１０と連結されたコラムシャフト１１ａ、コラムシャフト１１ａの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト１１ｂ、およびインターミディエイトシャフト１１ｂの下端部に連結されたピニオンシャフト１１ｃを有している。ピニオンシャフト１１ｃの下端部は、ラックアンドピニオン機構１３を介してラックシャフト１２に連結されている。したがって、操舵機構２では、ステアリングシャフト１１の回転運動は、ラックアンドピニオン機構１３を介してラックシャフト１２の軸方向（図１の左右方向）の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動は、ラックシャフト１２の両端にそれぞれ連結されたタイロッド１４を介して左右の転舵輪１５にそれぞれ伝達されることにより、転舵輪１５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３は、回転軸２１を有するモータ２０と、減速機構２２とを備えている。モータ２０は、ステアリングシャフト１１にアシスト力（動力）を付与する。モータ２０の回転軸２１は、減速機構２２を介してコラムシャフト１１ａに連結されている。減速機構２２はモータ２０の回転を減速し、当該減速した回転力をコラムシャフト１１ａに伝達する。すなわち、ステアリングシャフト１１にモータ２０の回転力（トルク）がアシスト力として付与されることにより、運転者のステアリング操作が補助される。

ＥＣＵ３０は、車両に設けられた各種のセンサの検出結果に基づいてモータ２０を制御する。各種のセンサとしては、たとえばトルク検出装置としてのトルクセンサ４０ａ，４０ｂおよび回転角センサ４１が設けられている。トルクセンサ４０ａ，４０ｂは、コラムシャフト１１ａに設けられている。また、回転角センサ４１は、モータ２０に設けられている。トルクセンサ４０ａ，４０ｂは、運転者のステアリング操作に伴いステアリングシャフト１１に付与される操舵トルクτ１，τ２を検出する。回転角センサ４１は、モータ２０の回転軸２１の回転角度θを検出する。ＥＣＵ３０は、各センサの出力値に基づいて、操舵機構２に付与する目標のモータトルク（トルク）を設定し、実際のモータトルクが目標のモータトルクとなるように、モータ２０に供給される電流を制御する。

つぎに、モータ２０について詳細に説明する。
図２に示すように、モータ２０は、図示しないステータおよびロータ２３を備えている。ロータ２３には、内部に複数の永久磁石が設けられている。また、ステータは、図示しないステータコアに巻回された複数のコイル２４を備えている。コイル２４は、第１の系統である系統Ａのコイル２４ａと、第２の系統である系統Ｂのコイル２４ｂとを有している。なお、コイル２４ａ，２４ｂは、それぞれスター結線されたＵ相、Ｖ相、およびＷ相のコイルを含んでいる。

つぎに、ＥＣＵ３０について説明する。
図２に示すように、ＥＣＵ３０は、コイル２４ａに供給する電力を制御する系統Ａの部分と、コイル２４ｂに供給する電力を制御する系統Ｂの部分とを有している。

ＥＣＵ３０の系統Ａの部分としては、第１発振子３１ａ、第１マイコン３２ａ（第１の制御部）、第１電流センサ３３ａ、および第１駆動回路３４ａが設けられている。また、ＥＣＵ３０の系統Ｂの部分としては、第２発振子３１ｂ、第２マイコン３２ｂ（第２の制御部）、第２電流センサ３３ｂ、および第２駆動回路３４ｂが設けられている。なお、第１発振子３１ａと第２発振子３１ｂとは、同一構成である。また、第１マイコン３２ａと第２マイコン３２ｂとは、同一構成である。また、第１電流センサ３３ａと第２電流センサ３３ｂとは同一構成である。また、第１駆動回路３４ａと第２駆動回路３４ｂとは同一構成である。ここでは、同一構成のものについては、その詳細な説明を省略する。

第１発振子３１ａは、基本周波数のクロックを生成する。第１発振子３１ａとしては、たとえば水晶素子などが採用される。
第１マイコン３２ａは、第１発振子３１ａにより生成されるクロックに基づいて、自身および第２マイコン３２ｂの制御動作のタイミングを調整するための同期信号（三角波）を生成する。なお、制御動作のタイミングとは、第１マイコン３２ａおよび第２マイコン３２ｂが各種の演算を実行するタイミングであって、同期信号の三角波における山（頂点）と谷（最下点）となる時点である。また、第１マイコン３２ａは、制御動作のタイミングで、トルクセンサ４０ａにより検出される操舵トルクτ１と、回転角センサ４１により検出される回転角度θ（ここでは、第１回転角度θ１）と、第１電流センサ３３ａにより検出される電流値Ｉ１とに基づき、制御信号Ｓｍ１（ＰＷＭ信号）を生成する。第１電流センサ３３ａは、第１駆動回路３４ａとコイル２４ａとの間の給電経路を流れる各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の電流を検出する。

第１駆動回路３４ａは、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の駆動回路である。第１駆動回路３４ａは、制御動作のタイミングで第１マイコン３２ａにより生成された制御信号Ｓｍ１に基づいて、第１駆動回路３４ａを構成するスイッチング素子をオンオフすることにより、図示しないバッテリから供給される直流電力を３相交流電力に変換する。第１駆動回路３４ａは、３相交流電力をコイル２４ａに供給する。

第２マイコン３２ｂは、第２発振子３１ｂにより生成されるクロックに基づいて、自身および第１マイコン３２ａの制御動作のタイミングを調整するための同期信号を生成する。第２マイコン３２ｂは、制御動作のタイミングで、トルクセンサ４０ｂにより検出される操舵トルクτ２と、回転角センサ４１により検出される回転角度θ（ここでは、第２回転角度θ２）と、第２電流センサ３３ｂにより検出される電流値Ｉ２とに基づき、制御信号Ｓｍ２（ＰＷＭ信号）を生成する。なお、第１回転角度θ１と第２回転角度θ２とは、同一の回転角センサ４１により検出されるものであるため、通常ほとんど同じ値になる。また、第２電流センサ３３ｂは、第２駆動回路３４ｂとコイル２４ｂとの間の給電経路を流れる各相の電流を検出する。

第２駆動回路３４ｂは、制御動作のタイミングで第２マイコン３２ｂにより生成された制御信号Ｓｍ２に基づいて、第２駆動回路３４ｂを構成するスイッチング素子をオンオフすることにより、バッテリから供給される直流電力を３相交流電力に変換する。第２駆動回路３４ｂは、３相交流電力をコイル２４ｂに供給する。

このように、第１マイコン３２ａおよび第２マイコン３２ｂは、第１駆動回路３４ａおよび第２駆動回路３４ｂの制御を通じて、系統Ａのコイル２４ａおよび系統Ｂのコイル２４ｂへの給電を制御する。

なお、系統Ａのコイル２４ａに供給される電力の最大値は、系統Ｂのコイル２４ｂに供給される電力の最大値と同一に設定されている。コイル２４ａおよびコイル２４ｂに供給される電力の最大値は、モータ２０により出力できる最大のトルク（アシスト量）の半分に対応した値である。

つぎに、第１マイコン３２ａおよび第２マイコン３２ｂについて詳しく説明する。
図３に示すように、第１マイコン３２ａは、第１アシストトルク演算部５０および第１電流フィードバック制御部５１を備えている。また、第２マイコン３２ｂは、第２アシストトルク演算部６０および第２電流フィードバック制御部６１を備えている。

第１アシストトルク演算部５０は、トルクセンサ４０ａにより検出された操舵トルクτ１に基づいて、第１トルク指令値Ｔ１ａ＊および第２トルク指令値Ｔ２ａ＊を演算する。なお、第１トルク指令値Ｔ１ａ＊は、系統Ａのコイル２４ａが発生すべきトルク（アシスト量）の指令値であり、第２トルク指令値Ｔ２ａ＊は、系統Ｂのコイル２４ｂが発生すべきトルクの指令値である。第１アシストトルク演算部５０は、第１トルク指令値Ｔ１ａ＊を第１電流フィードバック制御部５１に出力し、第２トルク指令値Ｔ２ａ＊をマイコン間通信により第２電流フィードバック制御部６１に出力する。

第２アシストトルク演算部６０は、トルクセンサ４０ｂにより検出された操舵トルクτ２に基づいて、第１トルク指令値Ｔ１ｂ＊および第２トルク指令値Ｔ２ｂ＊を演算する。なお、第１トルク指令値Ｔ１ｂ＊は、系統Ａのコイル２４ａが発生すべきトルクの指令値であり、第２トルク指令値Ｔ２ｂ＊は、系統Ｂのコイル２４ｂが発生すべきトルクの指令値である。第２アシストトルク演算部６０は、第１トルク指令値Ｔ１ｂ＊をマイコン間通信により第１電流フィードバック制御部５１に出力し、第２トルク指令値Ｔ２ｂ＊を第２電流フィードバック制御部６１に出力する。

第１電流フィードバック制御部５１は、第１トルク指令値Ｔ１ａ＊および第１トルク指令値Ｔ１ｂ＊の他、第１回転角度θ１および電流値Ｉ１を取り込む。第１電流フィードバック制御部５１は、第１トルク指令値Ｔ１ａ＊および第１トルク指令値Ｔ１ｂ＊のいずれか一方を用いて制御信号Ｓｍ１の演算を実行する。たとえば、第１電流フィードバック制御部５１は、第１トルク指令値Ｔ１ａ＊と第１トルク指令値Ｔ１ｂ＊との差が所定値未満の場合、第１トルク指令値Ｔ１ａ＊を用いて制御信号Ｓｍ１の演算を実行する。また、第２電流フィードバック制御部６１は、第２トルク指令値Ｔ２ａ＊と第２トルク指令値Ｔ２ｂ＊との差が所定値未満の場合、第２トルク指令値Ｔ２ａ＊を用いて制御信号Ｓｍ１の演算を実行する。

第１電流フィードバック制御部５１は、第１トルク指令値Ｔ１ａ＊（あるいは第１トルク指令値Ｔ１ｂ＊）、第１回転角度θ１、および電流値Ｉ１に基づいて、制御信号Ｓｍ１を演算する。より具体的には、第１電流フィードバック制御部５１は、第１トルク指令値Ｔ１ａ＊（あるいは第１トルク指令値Ｔ１ｂ＊）に対応した電流指令値に、電流値Ｉ１を追従させるべく、電流指令値と電流値Ｉ１との偏差に基づく電流フィードバック制御を実行することにより、制御信号Ｓｍ１を演算する。

第２電流フィードバック制御部６１は、第２トルク指令値Ｔ２ａ＊および第２トルク指令値Ｔ２ｂ＊の他、第２回転角度θ２および電流値Ｉ２を取り込む。第２電流フィードバック制御部６１は、第２トルク指令値Ｔ２ａ＊および第２トルク指令値Ｔ２ｂ＊のいずれか一方を用いて制御信号Ｓｍ２の演算を実行する。第２電流フィードバック制御部６１は、第２トルク指令値Ｔ２ａ＊（あるいは第２トルク指令値Ｔ２ｂ＊）、第２回転角度θ２、および電流値Ｉ２に基づいて、制御信号Ｓｍ２を演算する。より具体的には、第２電流フィードバック制御部６１は、第２トルク指令値Ｔ２ａ＊（あるいは第２トルク指令値Ｔ２ｂ＊）に対応した電流指令値に、電流値Ｉ２を追従させるべく、電流指令値と電流値Ｉ２との偏差に基づく電流フィードバック制御を実行することにより、制御信号Ｓｍ２を演算する。

なお、第１アシストトルク演算部５０で演算される第１トルク指令値Ｔ１ａ＊および第１トルク指令値Ｔ１ｂ＊の演算マップは、第２アシストトルク演算部６０で演算される第２トルク指令値Ｔ２ａ＊および第２トルク指令値Ｔ２ｂ＊の演算マップと異なっている。

ここで、図４（ａ）〜（ｃ）を参照して、第１アシストトルク演算部５０および第２アシストトルク演算部６０で行われる第１トルク指令値Ｔ１ａ＊，Ｔ１ｂ＊および第２トルク指令値Ｔ２ａ＊，Ｔ２ｂ＊の演算方法について説明する。なお、図４（ａ）の縦軸は第１トルク指令値Ｔ１ａ＊，Ｔ１ｂ＊を示し、横軸は操舵トルクτ１，τ２を示している。また、図４（ｂ）の縦軸は第２トルク指令値Ｔ２ａ＊，Ｔ２ｂ＊を示し、横軸は操舵トルクτ１，τ２を示している。また、図４（ｃ）の縦軸は第１トルク指令値Ｔ１ａ＊，Ｔ１ｂ＊と第２トルク指令値Ｔ２ａ＊，Ｔ２ｂ＊との和を示し、横軸は操舵トルクτ１，τ２を示している。

図４（ａ）に示すように、第１アシストトルク演算部５０および第２アシストトルク演算部６０では、操舵トルクτ１，τ２に基づいて、第１トルク指令値Ｔ１ａ＊，Ｔ１ｂ＊を演算する。第１トルク指令値Ｔ１ａ＊，Ｔ１ｂ＊は、操舵トルクτ１，τ２の絶対値が操舵トルク閾値τ０（所定値）以下であるとき、操舵トルクτ１，τ２の絶対値と第１トルク指令値Ｔ１ａ＊，Ｔ１ｂ＊との間には正比例の関係がある。このため、操舵トルクτ１，τ２の絶対値が大きくなるのに伴って、第１トルク指令値Ｔ１ａ＊，Ｔ１ｂ＊は大きくなる。なお、操舵トルクτ１，τ２の絶対値が操舵トルク閾値τ０のとき、第１トルク指令値Ｔ１ａ＊，Ｔ１ｂ＊は最大となる。この最大のときの第１トルク指令値Ｔ１ａ＊，Ｔ１ｂ＊は、モータ２０により出力できる最大のトルク（アシスト量）の半分（５０％）に対応したトルク指令値である。そして、第１トルク指令値Ｔ１ａ＊，Ｔ１ｂ＊は、操舵トルクτ１，τ２の絶対値が操舵トルク閾値τ０を超えるとき、操舵トルクτ１，τ２の値によらずに、モータ２０により出力できる最大のトルクの半分に対応したトルク指令値（最大の第１トルク指令値Ｔ１ａ＊，Ｔ１ｂ＊）に維持される。なお、操舵トルク閾値τ０は、最大のトルク、あるいは最大のトルクを出力することに対応した指令値（第１トルク指令値Ｔ１ａ＊，Ｔ１ｂ＊、第２トルク指令値Ｔ２ａ＊，Ｔ２ｂ＊、電流指令値）、あるいは最大のトルクを出力するのに要する操舵トルクτ１，τ２を含む操舵状態量（操舵トルクτ１，τ２、車速など）に基づいて決定される。

つぎに、図４（ｂ）に示すように、第１アシストトルク演算部５０および第２アシストトルク演算部６０では、操舵トルクτ１，τ２に基づいて、第２トルク指令値Ｔ２ａ＊，Ｔ２ｂ＊を演算する。第２トルク指令値Ｔ２ａ＊，Ｔ２ｂ＊は、操舵トルクτ１，τ２の絶対値が操舵トルク閾値τ０以下であるとき、操舵トルクτ１，τ２の値によらずに、「０」に設定される。すなわち、操舵トルクτ１，τ２の絶対値が操舵トルク閾値τ０以下の範囲は、第２トルク指令値Ｔ２ａ＊，Ｔ２ｂ＊の生成されない（その値が「０」となる）不感帯に設定されている。また、第２トルク指令値Ｔ２ａ＊，Ｔ２ｂ＊は、操舵トルクτ１，τ２の絶対値が操舵トルク閾値τ０を超えたとき、操舵トルクτ１，τ２の絶対値が大きくなるのに伴って、第２トルク指令値Ｔ２ａ＊，Ｔ２ｂ＊が大きくなる関係を有している。また、第２トルク指令値Ｔ２ａ＊，Ｔ２ｂ＊は、操舵トルクτ１，τ２の絶対値が操舵トルク閾値τ０を十分に超えるとき（たとえば操舵トルク閾値τ０の２倍を超えるとき）、操舵トルクτ１，τ２の値によらずに、モータ２０により出力できる最大のトルクの半分に対応したトルク指令値（最大の第２トルク指令値Ｔ２ａ＊，Ｔ２ｂ＊）に維持される。

図４（ｃ）に示すように、第１アシストトルク演算部５０および第２アシストトルク演算部６０により演算される第１トルク指令値Ｔ１ａ＊，Ｔ１ｂ＊および第２トルク指令値Ｔ２ａ＊，Ｔ２ｂ＊の和は、操舵トルクτ１，τ２の絶対値に対して正比例の関係を有している。すなわち、操舵トルクτ１，τ２の絶対値が操舵トルク閾値τ０以下であっても、操舵トルクτ１，τ２の絶対値が操舵トルク閾値τ０を超えるときであっても、操舵トルクτ１，τ２の増大に伴って、第１トルク指令値Ｔ１ａ＊および第２トルク指令値Ｔ２ａ＊の和、あるいは第１トルク指令値Ｔ１ｂ＊および第２トルク指令値Ｔ２ｂ＊の和は増大する。なお、第１トルク指令値Ｔ１ｂ＊および第２トルク指令値Ｔ２ｂ＊の和は、モータ２０の最大のトルク（１００％）に対応した最大のトルク指令値に達した後は、操舵トルクτ１，τ２によらずに、一定（１００％）となる。

本実施形態の作用および効果を説明する。なお、本実施形態では、説明を簡単にするために、第１トルク指令値Ｔ１ａ＊および第２トルク指令値Ｔ２ａ＊を用いて制御信号Ｓｍ１，Ｓｍ２を演算する。

運転者がステアリング操作することにより、操舵トルク閾値τ０以下の操舵トルクτ１が発生したとき、第１アシストトルク演算部５０は操舵トルクτ１に応じた第１トルク指令値Ｔ１ａ＊を算出する。そして、第１電流フィードバック制御部５１は、第１トルク指令値Ｔ１ａ＊に対応するトルクを発生させるべく、制御信号Ｓｍ１を演算する。そして、第１駆動回路３４ａは、制御信号Ｓｍ１に基づいて、第１駆動回路３４ａのスイッチング素子がオンオフすることにより、コイル２４ａに電力が供給される。これにより、ＥＣＵ３０における系統Ｂからモータ２０に電力を供給することなく、ＥＣＵ３０における系統Ａからモータ２０へ電力を供給する。すなわち、モータ２０の最大のトルクの半分（５０％）までのトルクを発生させる場合、言い換えると操舵トルクτ１の絶対値が操舵トルク閾値τ０以下である場合には、系統Ａのみでアシスト量を発生させる。このため、操舵トルクτ１の絶対値が操舵トルク閾値τ０以下である場合、系統Ｂの各構成要素（コイル２４ａ、第１マイコン３２ａ、トルクセンサ４０ａ，４０ｂなどの各種のセンサなど）には負荷がかかることなく、モータ２０からトルク（アシスト量）を発生させることができる。

これに対して、運転者がステアリング操作することにより、操舵トルク閾値τ０を超える操舵トルクτ１が発生したとき、第１アシストトルク演算部５０は操舵トルクτ１に応じた第１トルク指令値Ｔ１ａ＊を算出するとともに、第２トルク指令値Ｔ２ａ＊を算出する。そして、第１電流フィードバック制御部５１は、第１トルク指令値Ｔ１ａ＊に対応するアシスト量を発生させるべく、制御信号Ｓｍ１を演算する。また、第２電流フィードバック制御部６１は、第２トルク指令値Ｔ２ａ＊に対応するトルクを発生させるべく、制御信号Ｓｍ２を演算する。そして、第１駆動回路３４ａは、制御信号Ｓｍ１に基づいてコイル２４ａに電力を供給するとともに、第２駆動回路３４ｂは、制御信号Ｓｍ２に基づいてコイル２４ｂに電力を供給する。これにより、ＥＣＵ３０における系統Ａのみならず、ＥＣＵ３０における系統Ｂからもモータ２０に電力が供給される。このため、モータ２０の最大のトルクの半分を超えるトルクが必要とされる場合には、系統Ａに加えて系統Ｂも用いることで、より大きな（最大のトルクの５０％を超える）トルク（アシスト量）を発生させることが可能である。

ここで、比較例として、系統Ａも系統Ｂも同じ制御負荷で使用する場合には、各系統の同一構成要素が、同一の要因によって同時期に故障してしまうおそれがある。たとえば、コイル２４ａおよびコイル２４ｂを同じ制御負荷で用いると両コイルは同じように経年劣化するものと考えられる。また、第１駆動回路３４ａおよび第２駆動回路３４ｂについても、同じ制御負荷で用いると、両駆動回路が同じように経年劣化するものと考えられる。また、経年劣化に限らず、たとえば発熱などによる動作不良などによっても、各系統の同一構成要素が同時期に故障してしまうおそれがある。

本実施形態では、系統Ａと系統Ｂとの間の制御負荷が異なる（具体的には、系統Ｂの制御負荷が系統Ａの制御負荷よりも小さい）ので、各系統の同一構成要素が同時期に故障してしまうことが抑制されている。すなわち、各系統の制御負荷に偏りがあることにより、各系統の同一構成要素が同時期に故障することが抑制されるので、ＥＰＳ１からのアシストが突然失われることが抑制される。これは、たとえば制御負荷の大きい系統Ａが故障したとしても、制御負荷の小さい系統Ｂが故障することなく残ると考えられるので、モータ２０の最大のトルクの半分（５０％）までは、アシストを継続できるためである。

なお、本実施形態は次のように変更してもよい。また、以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
・本実施形態では、系統Ａおよび系統Ｂの２系統に冗長化されたが、３系統以上に冗長化されてもよい。たとえば、３系統に冗長する場合、各系統のコイルは、モータ２０の最大のトルクの１／３のトルクを発生させる。

・第１電流フィードバック制御部５１は、第１トルク指令値Ｔ１ａ＊と第１トルク指令値Ｔ１ｂ＊との差が所定の値未満の場合、第１トルク指令値Ｔ１ａ＊および第１トルク指令値Ｔ１ｂ＊の平均値を用いて制御信号Ｓｍ１の演算を実行してもよい。なお、第２電流フィードバック制御部６１も同様である。

・第１トルク指令値Ｔ１ａ＊，Ｔ１ｂ＊および第２トルク指令値Ｔ２ａ＊，Ｔ２ｂ＊はマップ演算に限らず、関数（数式などの演算式）を用いて演算してもよい。
・回転角センサ４１は、ＭＲセンサを用いたものであってもよいし、ホールセンサを用いたものであってもよいし、レゾルバを用いたものであってもよい。

・本実施形態では、系統Ａおよび系統Ｂは、それぞれモータ２０の最大のトルクの半分（５０％）のトルク（アシスト量）を発生させたが、これに限らない。すなわち、系統Ａで発生できる最大のトルクは、系統Ｂで発生できる最大のトルクと異なっていてもよい。なお、系統Ａで発生できる最大のトルクと、系統Ｂで発生できる最大のトルクとの和は、合計で１００％以内に設定される。

・本実施形態では、系統Ａと系統Ｂとの間で制御負荷を異なるものとするために、第１トルク指令値Ｔ１ａ＊，Ｔ１ｂ＊の演算マップを、第２トルク指令値Ｔ２ａ＊，Ｔ２ｂ＊の演算マップと異なるものとしたが、これに限らない。たとえば、第１アシストトルク演算部５０および第２アシストトルク演算部６０は、図４（ａ）の第１トルク指令値Ｔ１ａ＊，Ｔ１ｂ＊を電流指令値に置き換えたような演算マップを用いて、操舵トルクτ１に応じた電流指令値を演算する。第１アシストトルク演算部５０および第２アシストトルク演算部６０は、図４（ｂ）の第２トルク指令値Ｔ２ａ＊，Ｔ２ｂ＊を電流指令値に置き換えたような演算マップを用いて、操舵トルクτ１に応じた電流指令値を演算する。なお、この場合、第１電流フィードバック制御部５１および第２電流フィードバック制御部６１は、第１アシストトルク演算部５０および第２アシストトルク演算部６０により演算された電流指令値に基づいて電流フィードバック制御を実行する。

これにより、操舵トルクτ１が操舵トルク閾値τ０以下である場合、系統Ｂからモータ２０に電力を供給することなく、系統Ａからモータ２０に電力を供給する。これに対し、操舵トルクτ１が操舵トルク閾値τ０を超える場合、操舵トルクτ１に応じて、第１電流フィードバック制御部５１で用いられる電流指令値（５０％）を算出するとともに、第２電流フィードバック制御部で用いられる電流指令値を算出する。これらにより、ＥＣＵ３０における系統Ａのみならず、ＥＣＵ３０における系統Ｂからもモータ２０に電力が供給される。

・本実施形態では、操舵トルクτ１，τ２の絶対値が操舵トルク閾値τ０を超えるか否かに基づいて、系統Ａのコイル２４ａのみに電力を供給するか、あるいは系統Ａのコイル２４ａに加えて系統Ｂのコイル２４ｂにも電力を供給することによって、系統Ａと系統Ｂとの制御負荷を異なるものとしたが、これに限らない。たとえば、第１トルク指令値Ｔ１ａ＊，Ｔ１ｂ＊および第２トルク指令値Ｔ２ａ＊，Ｔ２ｂ＊が所定値を超えているか否かに基づいて、系統Ａのコイル２４ａのみに電力を供給するか、あるいは系統Ａのコイル２４ａに加えて系統Ｂのコイル２４ｂに電力を供給することによって、系統Ａと系統Ｂとの制御負荷を異なるものとしてもよい。この場合、たとえば図４（ａ），（ｂ）の横軸が第１トルク指令値Ｔ１ａ＊，Ｔ１ｂ＊および第２トルク指令値Ｔ２ａ＊，Ｔ２ｂ＊となり、縦軸が電流指令値となる。また、第１トルク指令値Ｔ１ａ＊，Ｔ１ｂ＊および第２トルク指令値Ｔ２ａ＊，Ｔ２ｂ＊に対応した電流指令値が所定値を超えているか否かに基づいて、系統Ａのコイル２４ａのみに電力を供給するか、あるいは系統Ａのコイル２４ａに加えて系統Ｂのコイル２４ｂに電力を供給することによって、系統Ａと系統Ｂとの制御負荷を異なるものとしてもよい。また、第１電流センサ３３ａおよび第２電流センサ３３ｂにより検出される電流値Ｉ１，Ｉ２が所定値を超えているか否かに基づいて、系統Ａのコイル２４ａのみに電力を供給するか、あるいは系統Ａのコイル２４ａに加えて系統Ｂのコイル２４ｂに電力を供給することによって、系統Ａと系統Ｂとの制御負荷を異なるものとしてもよい。このように、モータ２０が発生する動力に関連する値が所定値を超えているか否かに基づいて、コイル２４ａのみへの給電あるいはコイル２４ａ，２４ｂの双方への給電を実行することにより、系統Ａと系統Ｂとの間の制御負荷を異なるものとしてもよい。

・本実施形態では、モータ２０によってステアリングシャフト１１にアシスト力を付与するＥＰＳ１に具体化して示したが、これに限らない。たとえば、ラックシャフト１２に平行に配置された回転軸２１を有するモータ２０によってラックシャフト１２にアシスト力を付与するＥＰＳ１に具体化したステアリング装置であってもよい。すなわち、モータ２０によって操舵機構２に動力を付与するステアリング装置であれば、どのようなものであってもよい。

１…ＥＰＳ、２…操舵機構、３…アシスト機構、１０…ステアリングホイール、１１…ステアリングシャフト、１１ａ…コラムシャフト、１１ｂ…インターミディエイトシャフト、１１ｃ…ピニオンシャフト、１２…コラムシャフト、１３…ラックアンドピニオン機構、１４…タイロッド、１５…転舵輪、２０…モータ、２１…回転軸、２２…減速機構、２３…ロータ、２４，２４ａ，２４ｂ…コイル、３０…ＥＣＵ、３１ａ…第１発振子、３１ｂ…第２発振子、３２ａ…第１マイコン（第１の制御部）、３２ｂ…第２マイコン（第２の制御部）、３３ａ…第１電流センサ、３３ｂ…第２電流センサ、３４ａ…第１駆動回路、３４ｂ…第２駆動回路、４０ａ，４０ｂ…トルクセンサ、４１…回転角センサ、５０…第１アシストトルク演算部、５１…第１電流フィードバック制御部、６０…第２アシストトルク演算部、６１…第２電流フィードバック制御部、θ…回転角度、θ１…第１回転角度、θ２…第２回転角度、τ０…操舵トルク閾値（所定値）、τ１，τ２…操舵トルク、Ｉ１，Ｉ２…電流値、Ｓｍ１，Ｓｍ２…制御信号、Ｔ１ａ＊，Ｔ１ｂ＊…第１トルク指令値、Ｔ２ａ＊，Ｔ２ｂ＊…第２トルク指令値。

Claims (4)

1. 操舵機構に対して付与される動力を発生するモータであって、複数系統のコイルを有する前記モータに対する給電を制御する複数の制御部を備え、前記複数の制御部は、操舵トルクを含む操舵状態量に応じて複数系統の前記コイルにより発生させるべき前記動力の指令値を系統ごとに演算し、前記指令値に基づき複数系統の前記コイルへの給電を独立して制御する操舵制御装置において、
   前記モータが発生する前記動力に関連する値が所定値以下の場合、前記複数の制御部のうちいずれか１つの制御部による前記いずれか１系統の前記コイルに対する給電のみを行い、
   前記動力に関連する値が前記所定値を超える場合、その超える分の前記動力に関連する値に応じた前記動力を、前記複数の制御部のうち残る他の制御部によって、複数系統のうち残る他の系統の前記コイルに対する給電により補うものであり、
   前記所定値は、複数系統のうちいずれか１系統の前記コイルにより発生できる最大の動力に関連する値に基づいて設定される操舵制御装置。
2. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
   前記モータは２系統の前記コイルを有するものであり、前記複数の制御部として、第１の制御部および第２の制御部を有し、
   各系統の前記コイルにより発生できる前記最大の動力は、前記モータが発生できる最大の動力に対して半分の動力である操舵制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の操舵制御装置において、
   前記モータは２系統の前記コイルを有するものであり、前記複数の制御部として、第１の系統の前記コイルに対して電力を供給する第１の制御部、および第２の系統の前記コイルに対して電力を供給する第２の制御部を有し、
   前記第１の制御部および前記第２の制御部は、前記動力に関連する値に基づいてマップ演算することにより、前記動力の前記指令値を演算し、
   前記第１の制御部のマップは、前記動力に関連する値が前記所定値に達するまでは、前記動力に関連する値の絶対値の増加に応じて増加する第１の系統の前記コイルに対する前記指令値を演算し、前記動力に関連する値が前記所定値を超えるとき、第１の系統の前記コイルにより発生できる前記最大の動力に応じた第１の系統の前記コイルに対する前記指令値を演算し、
   前記第２の制御部のマップは、前記動力に関連する値が前記所定値に達するまでは、前記動力に関連する値の増加によらずに、第２の系統の前記コイルに対する前記指令値を発生させない不感帯に設定し、前記動力に関連する値が前記所定値を超えるとき、前記動力に関連する値の絶対値の増加に応じて増加する第２の系統の前記コイルに対する前記指令値を演算する操舵制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
   前記動力に関連する値は、前記操舵トルク、あるいは前記指令値、あるいは電流センサにより検出された前記モータに給電される電流の値である操舵制御装置。