JP2020150584A - モータの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１角度センサの検出値と第２角度センサの検出値とに差が生じている場合であっても、転舵角の制御性が低下することを抑制できるようにしたモータの制御装置を提供する。【解決手段】ＣＰＵ３２（１）は、第１角度センサ４０（１）に基づく回転角度を目標角度にフィードバック制御するための操作量である第１操作量を算出し、これに基づき第１インバータ２２（１）を操作する。ＣＰＵ３２（２）は、第２角度センサ４０（２）に基づく回転角度を目標角度にフィードバック制御するための操作量である第２操作量を積分要素によらずに算出つつも、第１操作量に基づき第２インバータ２２（２）を操作する。第１ステータコイル１４（１）の電流制御が不可となると、ＣＰＵ３２（２）は、第２操作量に基づき第２インバータ２２（２）を操作する。【選択図】図１

Description

本発明は、転舵輪を転舵させるためのモータであって互いに絶縁された第１ステータコイルおよび第２ステータコイルを備えるモータを制御対象とし、前記第１ステータコイルに接続されている第１駆動回路および前記第２ステータコイルに接続されている第２駆動回路を操作するモータの制御装置に関する。

たとえば下記特許文献１には、転舵輪を転舵させるモータであって、互いに独立な２つのステータコイルを備えるモータが記載されている。同文献には、ステータコイルに接続された駆動回路を操作するモータの制御装置として、ステータコイル毎に、各別のマイコンを備えた冗長な制御装置が記載されている。ここで、一対のマイコンのそれぞれは、各別の回転角センサの検出値に基づき、モータのｄｑ軸の電流を算出することによってそれらｄｑ軸の電流を制御する。また、第１のマイコンの電流の指令値を第２のマイコンによって利用することも記載されている（図１０）。

特開２０１８−２４３３５号公報

発明者は、上記のように冗長な制御装置において、転舵輪の転舵角を上記回転角センサによって検出し、検出値を目標値にフィードバック制御することを検討した。しかしその場合、回転角センサの検出値同士の差に起因して転舵角の制御性が低くなるおそれがある。

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
１．転舵輪を転舵させるためのモータであって互いに絶縁された第１ステータコイルおよび第２ステータコイルを備えるモータを制御対象とし、前記第１ステータコイルに接続されている第１駆動回路および前記第２ステータコイルに接続されている第２駆動回路を操作するモータの制御装置において、互いに通信可能な第１処理回路および第２処理回路を備え、前記第１処理回路は、前記転舵輪の転舵角に換算可能な換算可能角度であって第１角度センサの検出値に基づく換算可能角度を目標角度にフィードバック制御すべく第１操作量を算出する第１操作量算出処理と、前記第１操作量に基づき前記第１駆動回路を操作する処理と、前記第１操作量を前記第２処理回路に出力する出力処理と、を実行し、前記第２処理回路は、第２角度センサの検出値に基づく前記換算可能角度を前記目標角度にフィードバック制御すべく第２操作量を算出する第２操作量算出処理と、前記第１操作量に基づき前記第２駆動回路を操作する第１利用操作処理と、前記第２操作量に基づき前記第２駆動回路を操作する第２利用操作処理と、を実行し、前記第２操作量算出処理は、前記第２角度センサの検出値に基づく前記換算可能角度と前記目標角度との差に応じた積分要素の出力に基づき前記第２操作量を算出する処理を含み、前記第２処理回路は、前記第１利用操作処理から前記第２利用操作処理への切り替えに伴って前記第２駆動回路の操作に用いられる前記第２操作量から前記切り替え前における前記第２角度センサの検出値に基づく前記換算可能角度と前記目標角度との差に応じた前記積分要素の影響を除去する除去処理を実行するモータの制御装置である。

上記構成では、第１利用操作処理においては、第２処理回路が第１操作量に基づき第２駆動回路を操作するため、第１駆動回路および第２駆動回路の双方が第１角度センサの検出値に基づく換算可能角度を目標角度にフィードバック制御するための操作量によって操作される。したがって、第１角度センサの検出値と第２角度センサの検出値とに差が生じている場合であっても、転舵角の制御性が低下することを抑制できる。

ただし、第１利用操作処理において仮に第２操作量算出処理によって第２角度センサの検出値に基づく換算可能角度と目標角度との差に応じた積分要素の出力値が逐次更新されている場合、第１角度センサの検出値と第２角度センサの検出値との差に起因して同積分要素の出力値の絶対値が過度に大きい値となるおそれがある。そしてその場合に、第１利用操作処理から第２利用操作処理に切り替えると、第２操作量の絶対値が過度に大きい値となっていることから、モータのトルクが急変するおそれがある。そこで上記構成では、第２利用操作処理への切り替え時に、切替前における上記積分要素の影響を除去することにより、第２利用操作処理への切り替えに伴うモータのトルクの急変を抑制できる。

２．前記除去処理は、前記第１利用操作処理が実行されている場合、前記第２操作量算出処理における積分要素を停止させる処理である上記１記載のモータの制御装置である。
上記構成では、第２駆動回路の操作に第２操作量が利用されていない場合、第２操作量算出処理における積分要素を停止させることにより、積分要素が保持する値の絶対値が過度に大きい値となることを抑制できる。

３．前記第２操作量算出処理は、前記第１利用操作処理が実行されている場合、前記積分要素によらずに前記第２操作量を算出する処理を含み、前記第２処理回路は、前記第１操作量と前記第２操作量との差の絶対値が規定値以上の場合、前記第１利用操作処理から前記第２利用操作処理に切り替える処理を実行し、前記第２操作量算出処理は、前記第１操作量と前記第２操作量との差の絶対値が規定値以上であることに基づき前記第２利用操作処理がなされる場合、前記積分要素によらず前記第２操作量を算出する処理を含む上記１または２記載のモータの制御装置である。

上記構成では、第１利用操作処理が実行されている場合であっても第２操作量が算出されることから、第１操作量と第２操作量との比較に基づき、第１操作量による制御の妥当性を評価することができる。そして上記構成では、妥当性が低いと判定される場合、第２利用操作処理を実行する。そしてその場合、第２操作量を積分要素によらずに算出する。これにより、第１角度センサの検出値と第２角度センサの検出値とに差がある場合であっても、積分要素により第１角度センサの検出値に基づく換算可能角度と目標角度との定常偏差を低減しようとする制御と、積分要素により第２角度センサの検出値に基づく換算可能角度と目標角度との定常偏差を低減しようとする制御との干渉を回避できる。

４．前記第２処理回路は、前記第１処理回路と前記第２処理回路との通信に異常が生じる場合、前記第１利用操作処理から前記第２利用操作処理に切り替える処理を実行し、前記第２操作量算出処理は、前記通信に異常が生じることに基づき前記第２利用操作処理がなされる場合、前記積分要素によらず前記第２操作量を算出する処理を含む上記１〜３のいずれか１つに記載のモータの制御装置である。

上記構成では、第２処理回路は、通信に異常が生じることにより第１操作量を取得できない場合、第２利用操作処理を実行する。これにより、第１操作量を取得できない場合であっても第２駆動回路を操作することができる。しかも、第２操作量を積分要素によらずに算出する。これにより、第１角度センサの検出値と第２角度センサの検出値とに差がある場合であっても、積分要素により第１角度センサの検出値に基づく換算可能角度と目標角度との定常偏差を低減しようとする制御と、積分要素により第２角度センサの検出値に基づく換算可能角度と目標角度との定常偏差を低減しようとする制御との干渉を回避できる。

５．前記第１処理回路および前記第２処理回路は、当該制御装置の外部から前記目標角度を前記制御装置に出力する外部装置と通信可能であり、前記第２操作量算出処理は、前記外部装置から前記積分要素の利用が指示される場合、前記積分要素に基づき前記第２操作量を算出する処理を含む上記４記載のモータの制御装置である。

上記構成では、外部装置からの積分要素の利用の指示がなされる場合、積分要素に基づき第２操作量を算出することにより、第２角度センサに基づく換算可能角度と目標角度との定常偏差を低減できる。特に、外部装置からの指示に応じて積分要素を利用することにより、外部装置が第１処理回路の異常を感知した場合に外部装置から指示が出されるようにすることにより、第１処理回路の異常に対処できる。

６．前記第１処理回路は、前記第１処理回路と前記第２処理回路との通信異常が生じているときに当該第１処理回路に異常が生じる場合、異常が生じた旨を前記外部装置を介して前記第２処理回路に通知する通知処理を実行し、前記第２操作量算出処理は、前記通知処理に基づき前記外部装置から前記積分要素の利用が指示される場合、前記積分要素に基づき前記第２操作量を算出する処理を含む上記５記載のモータの制御装置である。

上記構成では、第１処理回路と第２処理回路との通信異常が生じているときに第１処理回路に異常が生じる場合、通知処理によって、第１処理回路から外部装置に異常が生じた旨を通知し、外部装置では通知処理に基づき積分要素の利用を第２処理回路に指示する。これにより、第１処理回路と第２処理回路との通信異常時において第１処理回路に異常が生じる場合、第２角度センサに基づく換算可能角度と目標角度との定常偏差を低減できる。

７．前記第２処理回路は、前記第１処理回路による前記第１駆動回路の操作が停止する異常が生じる場合、前記第１利用操作処理から前記第２利用操作処理に切り替える処理を含み、前記第２操作量算出処理は、前記第１駆動回路の操作が停止する異常が生じることに基づき前記第２利用操作処理がなされる場合、前記積分要素を用いて前記第２操作量を算出する処理を含む上記１〜６のいずれか１つに記載のモータの制御装置である。

第１処理回路による第１駆動回路の操作が停止する場合、第１操作量がモータの制御に反映されないため、第２操作量が積分要素によらずに算出される場合には、換算可能角度と目標角度との定常偏差を低減することが困難となる。そこで上記構成では、第１処理回路による第１駆動回路の操作が停止する場合、積分要素に基づき第２操作量を算出することにより、第２角度センサに基づく換算可能角度と目標角度との定常偏差を低減できる。

８．前記第２操作量算出処理は、前記換算可能角度を前記目標角度にフィードバック制御するための操作量に加えて前記換算可能角度を前記目標角度にフィードフォワード制御するための操作量に基づき前記第２操作量を算出する処理である上記３または４記載のモータの制御装置である。

上記構成では、フィードフォワード制御のための操作量に基づき第２操作量が算出されることから、積分要素の出力は、フィードフォワード操作量による制御の誤差を補償するものとなる。したがって、フィードフォワード操作量を用いない場合と比較すると、第２操作量を積分要素によらずに算出する場合であっても、換算可能角度と目標角度との乖離を小さくすることができる。

一実施形態にかかる制御装置およびモータを示す図。 同実施形態にかかる制御装置が実行する処理の一部を示す図。 （ａ）および（ｂ）は、制御装置が実行する処理の手順を示す流れ図。

以下、モータの制御装置にかかる一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１に示すモータ１０は、転舵輪を転舵させるための転舵アクチュエータにおける動力源である。本実施形態では、モータ１０として表面磁石同期電動機（ＳＰＭＳＭ）を例示している。モータ１０は、１つのロータ１２と、一対のステータコイルである第１ステータコイル１４（１）および第２ステータコイル１４（２）と、を備えている。制御装置２０は、モータ１０を制御対象とし、モータ１０の制御量であるトルクを制御する。制御装置２０は、第１ステータコイル１４（１）および第２ステータコイル１４（２）のそれぞれに対応した各別の回路である第１系統の回路と第２系統の回路とを備えている。

詳しくは、制御装置２０は、第１系統の回路として次のものを備えている。すなわち、第１ステータコイル１４（１）に接続された第１インバータ２２（１）と、第１インバータ２２（１）に操作信号ＭＳ（１）を出力することによって第１ステータコイル１４（１）に流れる電流を制御する第１マイコン３０（１）と、を備えている。また、制御装置２０は、第２系統の回路として、次のものを備えている。すなわち、第２ステータコイル１４（２）に接続された第２インバータ２２（２）と、第２インバータ２２（２）に操作信号ＭＳ（２）を出力することによって第２ステータコイル１４（２）に流れる電流を制御する第２マイコン３０（２）と、を備えている。なお、第１マイコン３０（１）と第２マイコン３０（２）とは、通信線４２を介して通信可能となっている。

以下では、第１系統と第２系統とを総括して記載する場合、「１」または「２」の値をとりうる「ｋ」を用い、たとえば「第ｋステータコイル１４（ｋ）には第ｋインバータ１４（ｋ）が接続されている」等と記載することとする。

上記第ｋマイコン３０（１）は、第ｋ角度センサ４０（ｋ）によって検出されるロータ１２の回転角度θｍ（ｋ）や、第ｋステータコイル１４（ｋ）に流れる３相の電流ｉｕ（ｋ），ｉｖ（ｋ），ｉｗ（ｋ）を取得する。なお、電流ｉｕ（ｋ），ｉｖ（ｋ），ｉｗ（ｋ）は、たとえば第ｋインバータ２２（ｋ）の各レッグに接続されたシャント抵抗の電圧降下として検出すればよい。

第ｋマイコン３０（ｋ）には、ＣＰＵ３２（ｋ）、ＲＯＭ３４（ｋ）、周辺回路３６（ｋ）等が備えられ、それらがローカルネットワーク３８（ｋ）を介して互いに通信可能とされている。ここで、周辺回路３６（ｋ）は、外部クロック信号に基づき内部の動作を規定するクロック信号を生成する回路や、電源回路、リセット回路等を含む。

制御装置２０は、通信線５４を介して外部の上位ＥＣＵ５０と通信可能となっており、上位ＥＣＵ５０から出力される目標角度θｐ＊が第１マイコン３０（１）および第２マイコン３０（２）に入力される。目標角度θｐ＊は、転舵輪の転舵角（タイヤ切れ角）に換算可能な換算可能角度の目標値であり、本実施形態では、ステアリングシャフトの回転角度の目標値とされている。なお、上位ＥＣＵ５０や、第ｋマイコン３０（ｋ）、第ｋインバータ２２（ｋ）には、バッテリ５２の端子電圧が印加されている。詳しくは、第ｋマイコン３０（ｋ）には、リレー２４（ｋ）を介してバッテリ５２の電圧が印加されている。また、第ｋインバータ２２（ｋ）と第ｋステータコイル１４（ｋ）との間には、リレー２６（ｋ）が設けられている。

図２に、第１マイコン３０（１）および第２マイコン３０（２）が実行する処理を示す。図２に示す処理は、ＲＯＭ３４（ｋ）に記憶されたプログラムをＣＰＵ３２（ｋ）が実行することにより実現される。なお、以下では、第１マイコン３０（１）および第２マイコン３０（２）のそれぞれが実行する処理を総括する場合、「ｋ」を用いて記載する。

積算処理Ｍ１０（ｋ）は、回転角度θｍ（ｋ）を積算する処理である。換算処理Ｍ１２（ｋ）は、積算処理Ｍ１０（ｋ）の出力に所定の係数Ｋを乗算することによって、同出力を、ステアリングシャフトの回転角度θｐ（ｋ）に換算する処理である。なお、回転角度θｐ（ｋ）は、中立位置においてゼロとなり、左旋回側であるか右旋回側であるかに応じて符号が互いに異なる。

フィードバック操作量算出処理Ｍ２０（ｋ）は、回転角度θｐ（ｋ）を目標角度θｐ＊にフィードバック制御するための操作量であるフィードバック操作量ＭＦＢ（ｋ）を算出する処理である。本実施形態では、基本的には、比例要素の出力値、積分要素の出力値および微分要素の出力値の和をフィードバック操作量ＭＦＢ（ｋ）とする。具体的には、偏差算出処理Ｍ２２（ｋ）は、回転角度θｐ（ｋ）と目標角度θｐ＊との差を算出する処理であり、比例要素Ｍ２４（ｋ）は、差に比例係数Ｋｐを乗算する処理である。積分ゲイン乗算処理Ｍ２６（ｋ）は、上記差に積分ゲインＫｉを乗算する処理であり、積分処理Ｍ２８（ｋ）は、積分ゲイン乗算処理Ｍ２６（ｋ）の出力の積算値を更新し、出力する処理であり、積分ゲイン乗算処理Ｍ２６（ｋ）および積分処理Ｍ２８（ｋ）によって積分要素が構成される。微分ゲイン乗算処理Ｍ３０（ｋ）は、上記差に微分ゲインＫｄを乗算する処理であり、微分処理Ｍ３２（ｋ）は、微分ゲイン乗算処理Ｍ３０（ｋ）の出力の微分演算をする処理であり、微分ゲイン乗算処理Ｍ３０（ｋ）および微分処理Ｍ３２（ｋ）によって微分要素が構成される。加算処理Ｍ３４（ｋ）は、比例要素Ｍ２４（ｋ）、積分処理Ｍ２８（ｋ）および微分処理Ｍ３２（ｋ）の各出力値の和を算出して、フィードバック操作量ＭＦＢ（ｋ）として出力する処理である。

フィードフォワード操作量算出処理Ｍ４０（ｋ）は、目標角度θｐ＊に制御するための操作量であるフィードフォワード操作量ＭＦＦ（ｋ）を算出する処理である。詳しくは、フィードフォワード操作量算出処理Ｍ４０（ｋ）は、目標角度θｐ＊の絶対値が大きい場合に小さい場合よりもフィードフォワード操作量ＭＦＦ（ｋ）の絶対値を大きい値とする処理である。これは、たとえば目標角度θｐ＊を入力変数とし、フィードフォワード操作量ＭＦＦ（ｋ）を出力変数とするマップデータが予めＲＯＭ３４（ｋ）に記憶された状態で、ＣＰＵ３２（ｋ）によりフィードフォワード操作量ＭＦＦ（ｋ）をマップ演算することにより実現できる。ここで、マップデータとは、入力変数の離散的な値と、入力変数の値のそれぞれに対応する出力変数の値と、の組データである。またマップ演算は、たとえば、入力変数の値がマップデータの入力変数の値のいずれかに一致する場合、対応するマップデータの出力変数の値を演算結果とし、一致しない場合、マップデータに含まれる複数の出力変数の値の補間によって得られる値を演算結果とする処理とすればよい。

加算処理Ｍ４２（ｋ）は、フィードバック操作量ＭＦＢ（ｋ）とフィードフォワード操作量ＭＦＦ（ｋ）とを加算して、第ｋ操作量ＭＶ（ｋ）を算出する処理である。なお、第ｋ操作量ＭＶ（ｋ）は、ｑ軸の電流指令値である。

第１操作信号生成処理Ｍ４４（１）は、第１ステータコイル１４（１）を流れるｑ軸電流が第１操作量ＭＶ（１）の「１／２」となるように、第１インバータ２２（１）の操作信号ＭＳ（１）を算出して出力する処理である。

選択処理Ｍ５０は、第１操作量ＭＶ（１）と第２操作量ＭＶ（２）との２つの操作量のうちのいずれか１つを選択的に第２操作信号生成処理Ｍ４４（２）に出力する処理である。

第２操作信号生成処理Ｍ４４（２）は、原則、第２ステータコイル１４（２）を流れるｑ軸電流が選択処理Ｍ５０の出力の「１／２」となるように、第２インバータ２２（２）の操作信号ＭＳ（２）を算出して出力する処理である。

本実施形態では、図２の処理を基本としつつ、図３に示す処理を実行することにより、適宜、図２の処理を変更する。
図３（ａ）は、ＲＯＭ３４（１）に記憶されたプログラムをＣＰＵ３２（１）がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される処理である。図３（ｂ）は、ＲＯＭ３４（２）に記憶されたプログラムをＣＰＵ３２（２）がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される処理である。なお、以下では、いくつかのシチュエーション別に、図３の処理を説明する。

ケース１．正常時
図３（ａ）に示す一連の処理において、ＣＰＵ３２（１）は、まず第１マイコン３０（１）と第２マイコン３０（２）との間の通信が正常であるか否かを判定する（Ｓ１０）。ここでは、たとえば通信線４２を介して第１マイコン３０（１）および第２マイコン３０（２）で周期的に決まったデータのやり取りをすることとし、そのデータのやり取りができない場合に、異常と判定すればよい。

ＣＰＵ３２（１）は、通信が正常であると判定する場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、第１マイコン３０（１）が第１インバータ２２（１）を操作することによって第１ステータコイル１４（１）に流れる電流を制御することが不可であるか否かを判定する（Ｓ１２）。ＣＰＵ３２（１）は、第１角度センサ４０（１）に異常が生じている場合や、第１ステータコイル１４（１）や第１インバータ２２（１）の温度が規定温度以上である場合等に、制御が不可であると判定する。ここで、第１角度センサ４０（１）の異常については、たとえば第１角度センサ４０（１）の出力信号が、接地電位またはバッテリ５２の端子電位に固定されている場合などに、異常があると判定すればよい。また、第１ステータコイル１４（１）や第１インバータ２２（１）の温度が規定温度以上であるか否かは、電流ｉｕ（１），ｉｖ（１），ｉｗ（１）の履歴等に基づき判定すればよい。

ＣＰＵ３２（１）は、第１ステータコイル１４（１）に流れる電流を制御することが可能であると判定する場合（Ｓ１２：ＮＯ）、第１操作量ＭＶ（１）を通信線４２を介して第２マイコン３０（２）に出力する（Ｓ１４）。なお、ＣＰＵ３２（１）は、Ｓ１４の処理を完了する場合、図３（ａ）に示す一連の処理を一旦終了する。

一方、図３（ｂ）に示すように、ＣＰＵ３２（２）は、第１マイコン３０（１）による第１ステータコイル１４（１）に流れる電流の制御が停止しているか否かを判定する（Ｓ３０）。ＣＰＵ３２（２）は、第１マイコン３０（１）が動作している場合（Ｓ３０：ＮＯ）、上位ＥＣＵ５０からの積分実施指示があるか否かを判定する（Ｓ３２）。ＣＰＵ３２（２）は、指示がない場合（Ｓ３２：ＮＯ）、積分処理Ｍ２８（２）を停止させる（Ｓ３４）。詳しくは、積分処理Ｍ２８（２）が保持する値を初期値である「０」に固定する。これにより、フィードバック操作量ＭＦＢ（２）は、比例要素Ｍ２４（２）の出力値および微分処理Ｍ３２（２）の出力値との和となり、第２操作量ＭＶ（２）は、同フィードバック操作量ＭＦＢ（２）とフィードフォワード操作量ＭＦＦ（２）との和となる。

そしてＣＰＵ３２（２）は、第１マイコン３０（１）と第２マイコン３０（２）との間の通信が正常であるか否かを判定する（Ｓ３６）。そしてＣＰＵ３２（２）は、正常であると判定する場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、図３（ａ）のＳ１４の処理によって出力された第１操作量ＭＶ（１）を取得する（Ｓ３８）。そしてＣＰＵ３２（２）は、第１操作量ＭＶ（１）と第２操作量ＭＶ（２）との差の絶対値が規定値Ｍｔｈ未満であるか否かを判定する（Ｓ４０）。この処理は、回転角度θｐ（ｋ）の目標角度θｐ＊への制御が正常になされているか否かを判定する処理である。ここで、第２操作量ＭＶ（２）および第１操作量ＭＶ（１）の差は、フィードバック操作量ＭＦＢ（１），ＭＦＢ（２）同士の差となるべきであり、その差は非常に小さいと考えられる。

すなわち、フィードバック操作量ＭＦＢ（１），ＭＦＢ（２）同士に差が生じる第１の要因は、積分処理Ｍ２８（２）の出力値がゼロとなっていることである。積分処理Ｍ２８（１）の出力値は、フィードフォワード操作量ＭＦＦ（１）による制御の誤差を補償する値となることから、その絶対値はさほど大きくならない。フィードバック操作量ＭＦＢ（１），ＭＦＢ（２）同士に差が生じる第２の要因は、第１角度センサ４０（１）によって検出される回転角度θｍ（１）および第２角度センサ４０（２）によって検出される回転角度θｍ（２）の差に起因した比例要素Ｍ２４（１），Ｍ２４（２）同士の差および微分処理Ｍ３２（１），Ｍ３２（２）同士の差である。しかし、回転角度θｍ（１），θｍ（２）同士の差の絶対値が非常に小さいことから、比例要素Ｍ２４（１），Ｍ２４（２）同士の差の絶対値および微分処理Ｍ３２（１），Ｍ３２（２）同士の差の絶対値も小さい。

ＣＰＵ３２（２）は、規定値Ｍｔｈ未満であると判定する場合（Ｓ４０：ＹＥＳ）、制御が正常になされていると考えられることから、選択処理Ｍ５０として、第１操作量ＭＶ（１）を採用する（Ｓ４２）。これにより、第２操作信号生成処理Ｍ４４（２）によって、第２ステータコイル１４（２）に流れるｑ軸電流が第１操作量ＭＶ（１）の「１／２」となるように、第２インバータ２２（２）を操作する操作信号ＭＳ（２）が生成されて出力される。なお、ＣＰＵ３２（２）は、Ｓ４２の処理を完了する場合、図３（ｂ）に示す一連の処理を一旦終了する。

ケース２．マイコン間通信正常且つ第１マイコン３０（１）の制御異常
この場合、図３（ａ）に示すように、ＣＰＵ３２（１）は、Ｓ１２の処理において肯定判定することから、第１マイコン３０（１）による制御ができない旨、通信線４２を介して第２マイコン３０（２）に通知する（Ｓ１６）。そしてＣＰＵ３２（１）は、周辺回路３６（１）等を通じて、リレー２４（１），２６（１）を開状態に切り替える（Ｓ１８）。なお、ＣＰＵ３２（１）は、Ｓ１８の処理を完了する場合、図３（ａ）に示す一連の処理を一旦終了する。

この場合、図３（ｂ）に示すように、ＣＰＵ３２（２）は、第１マイコン３０（１）による第１ステータコイル１４（１）に流れる電流の制御が停止したと判定し（Ｓ３０：ＹＥＳ）、積分処理Ｍ２８（２）を動作させることにより、積分要素（Ｉ項）に基づくＭＶ（２）の算出処理を実行する（Ｓ４４）。そしてＣＰＵ３２（２）は、選択処理Ｍ５０として、第２操作量ＭＶ（２）を採用する（Ｓ４６）。なお、この場合、第２操作信号生成処理Ｍ４４（２）によって、第２ステータコイル１４（２）に流れるｑ軸電流が第２操作量ＭＶ（２）となるように、第２インバータ２２（２）を操作する操作信号ＭＳ（２）が生成されて出力される。すなわち、第１ステータコイル１４（１）への通電がなされないことから、回転角度θｐ（２）を目標角度θｐ＊に制御するうえでは、第２ステータコイル１４（２）に流すｑ軸電流を、第２操作量ＭＶ（２）とする必要がある。ちなみに、ＣＰＵ３２（２）は、Ｓ４６の処理を完了する場合、図３（ｂ）に示す一連の処理を一旦終了する。

ケース３．マイコン間通信正常且つ、制御に異常が生じている場合
ここでは、図３（ａ）のＳ１４の処理がなされる場合を想定している。この場合、図３（ｂ）に示すＳ４０の処理において、ＣＰＵ３２（２）は、否定判定し、Ｓ４６の処理に移行する。これにより、第２操作信号生成処理Ｍ４４（２）によって、第２ステータコイル１４（２）に流れるｑ軸電流が第２操作量ＭＶ（２）の「１／２」となるように、第２インバータ２２（２）を操作する操作信号ＭＳ（２）が生成されて出力される。

ケース４．マイコン間通信異常且つ第１マイコン３０（１）による制御可能
この場合、図３（ａ）に示すように、ＣＰＵ３２（１）は、マイコン間通信に異常が生じていると判定し（Ｓ１０：ＮＯ）、Ｓ１２の処理と同様に、第１マイコン３０（１）が第１インバータ２２（１）を操作することによって第１ステータコイル１４（１）に流れる電流を制御することが不可であるか否かを判定する（Ｓ２０）。そして、ＣＰＵ３２（１）は、制御が可能と判定する場合（Ｓ２０：ＮＯ）、図３（ａ）に示す一連の処理を一旦終了する。

この場合、ＣＰＵ３２（２）は、図３（ｂ）に示すＳ３６の処理において否定判定し、Ｓ４６の処理に移行する。これにより、第２操作信号生成処理Ｍ４４（２）によって、第２ステータコイル１４（２）に流れるｑ軸電流が第２操作量ＭＶ（２）の「１／２」となるように、第２インバータ２２（２）を操作する操作信号ＭＳ（２）が生成されて出力される。

ケース５．マイコン間通信異常且つ第１マイコン３０（１）による制御不可
この場合、ＣＰＵ３２（１）は、図３（ａ）に示すＳ２０の処理において肯定判定することから、通信線５４を介して上位ＥＣＵ５０にその旨を通知する（Ｓ２２）。そして、ＣＰＵ３２（１）は、Ｓ１８の処理に移行する。

この場合、上位ＥＣＵ５０は、第１マイコン３０（１）が異常となり、第１ステータコイル１４（１）に流れる電流を操作することによる回転角度θｐ（１）の目標角度θｐ＊への制御が停止されることから、通信線５４を介して第２マイコン３０（２）に、積分要素の動作を指示する。

これにより、ＣＰＵ３２（２）は、図３（ｂ）に示すＳ３２の処理において肯定判定し、Ｓ４４の処理を得て、Ｓ４６の処理に移行する。これにより、第２操作信号生成処理Ｍ４４（２）によって、第２ステータコイル１４（２）に流れるｑ軸電流が第２操作量ＭＶ（２）となるように、第２インバータ２２（２）を操作する操作信号ＭＳ（２）が生成されて出力される。

ここで、本実施形態の作用および効果について説明する。
ＣＰＵ３２（１）は、回転角度θｐ（１）を目標角度θｐ＊に制御するための第１操作量ＭＶ（１）を算出し、第１ステータコイル１４（１）に流れるｑ軸電流が第１操作量ＭＶ（１）の「１／２」となるように、第１インバータ２２（１）を操作する。一方、ＣＰＵ３２（２）は、第２ステータコイル１４（２）に流れるｑ軸電流が第１操作量ＭＶ（１）の「１／２」となるように、第２インバータ２２（２）を操作する。このため、第２ステータコイル１４（２）を流れるｑ軸電流を、積分処理Ｍ２８（２）を動作させたときの第２操作量ＭＶ（２）とする場合と比較すると、転舵輪の転舵角の制御に干渉が生じることを抑制できる。すなわち、第１角度センサ４０（１）によって検出された回転角度θｍ（１）と、第２角度センサ４０（２）によって検出された回転角度θｍ（２）との間には差が生じうる。そして差がある場合、積分処理Ｍ２８（１）の出力値は、回転角度θｐ（１）と目標角度θｐ＊との定常偏差を解消するための値となり、積分処理Ｍ２８（２）の出力値は、回転角度θｐ（２）と目標角度θｐ＊との定常偏差を解消するための値となることから、制御に干渉が生じる。

ここで、第１マイコン３０（１）による第１ステータコイル１４（１）のｑ軸電流の制御が不可となる場合、第１マイコン３０（１）は、第１ステータコイル１４（１）に流れる電流の制御を停止する。その場合、ＣＰＵ３２（２）は、第２ステータコイル１４（２）に流れるｑ軸電流を第２操作量ＭＶ（２）に制御する。ここで、第１操作量ＭＶ（１）を用いた制御から第２操作量ＭＶ（２）を用いた制御への切替前においては、積分処理Ｍ２８（２）が停止していた。そのため、積分処理Ｍ２８（２）が停止していない場合と比較して、切り替え時における第１操作量ＭＶ（１）と第２操作量ＭＶ（２）との差の絶対値を小さくすることができ、ひいては切り替えに伴うモータ１０のトルクの変化を抑制できる。すなわち、積分処理Ｍ２８（１）の出力値は、回転角度θｐ（１）と目標角度θｐ＊との定常偏差を解消するための値となるため、回転角度θｐ（１），θｐ（２）に差がある場合、回転角度θｐ（１）と目標角度θｐ＊との定常偏差が解消されていても、回転角度θｐ（２）と目標角度θｐ＊との間には定常偏差が存在する。そして、第２インバータ２２（２）の操作に第１操作量ＭＶ（１）が使用されている場合、積分処理Ｍ２８（２）の出力値は第２インバータ２２（２）の操作に反映されないことから、積分処理Ｍ２８（２）の出力値の絶対値は、漸増し過度に大きい値となる。

また、第１マイコン３０（１）自身では、異常の要因を特定できない制御の異常が生じる場合、ＣＰＵ３２（２）は、第１操作量ＭＶ（１）と第２操作量ＭＶ（２）との差の絶対値が規定値Ｍｔｈ以上となることから異常を検知する。そしてその場合、ＣＰＵ３２（２）は、第２インバータ２２（２）の操作に第２操作量ＭＶ（２）を用いる。これにより、第１操作量ＭＶ（１）に異常が生じる場合であっても第２インバータ２２（２）の操作に第１操作量ＭＶ（１）を用いる場合と比較すると、目標角度θｐ＊への制御に対する第１操作量ＭＶ（１）の寄与を低減できる。しかも、この場合、ＣＰＵ３２（２）は、積分処理Ｍ２８（２）を停止したまま第２操作量ＭＶ（２）を算出することから、積分処理Ｍ２８（１），Ｍ２８（２）の出力値が、互いに異なる定常偏差を解消する値となることによる制御の干渉を回避できる。

また、第１マイコン３０（１）および第２マイコン３０（２）間の通信に異常が生じる場合、ＣＰＵ３２（２）は、第２インバータ２２（２）の操作に第２操作量ＭＶ（２）を用いる。これにより、第１ステータコイル１４（１）のｑ軸電流が第１操作量ＭＶ（１）の「１／２」に制御され、第２ステータコイル１４（２）のｑ軸電流が第２操作量ＭＶ（２）の「１／２」に制御されることから、モータ１０のトルクを目標角度θｐ＊への制御にとって適切な値とすることができる。しかも、この場合、ＣＰＵ３２（２）は、積分処理Ｍ２８（２）を停止したまま第２操作量ＭＶ（２）を算出することから、積分処理Ｍ２８（１），Ｍ２８（２）の出力値が、互いに異なる定常偏差を解消する値となることによる制御の干渉を回避できる。

さらに、通信の異常時に、第１マイコン３０（１）による第１ステータコイル１４（１）の電流制御ができなくなる場合、ＣＰＵ３２（１）は、上位ＥＣＵ５０にその旨を通知する。これにより、上位ＥＣＵ５０からＣＰＵ３２（２）に積分実施指示がなされると、ＣＰＵ３２（２）は、第２操作量ＭＶ（２）の算出に積分処理Ｍ２８（２）の出力値を利用する。そして、ＣＰＵ３２（２）は、第２ステータコイル１４（２）のｑ軸電流を第２操作量ＭＶ（２）に制御することにより、回転角度θｐを目標角度θｐ＊に追従させることができる。

＜対応関係＞
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。［１，２，８］変数ｋを「１」または「２」として、第ｋ駆動回路は、第ｋインバータ２２（ｋ）に対応し、第ｋ処理回路は、第ｋマイコン３０（ｋ）に対応し、第ｋ操作量算出処理は、フィードバック操作量算出処理Ｍ２０（ｋ）、フィードフォワード操作量算出処理Ｍ４０（ｋ）および加算処理Ｍ４２（ｋ）に対応する。出力処理は、Ｓ１４の処理に対応する。第１利用操作処理は、Ｓ４２の処理がなされたときにおける第２操作信号生成処理Ｍ４４（２）に対応する。第２利用操作処理は、Ｓ４６の処理がなされたときにおける第２操作信号生成処理Ｍ４４（２）に対応する。除去処理は、Ｓ３４の処理に対応する。積分要素は、積分ゲイン乗算処理Ｍ２６（２）および積分処理Ｍ２８（２）に対応する。［３］Ｓ４０の処理において否定判定される場合の処理に対応する。［４］Ｓ３６の処理において否定判定される場合の処理に対応する。［５］外部装置は、上位ＥＣＵ５０に対応する。Ｓ３２の処理において肯定判定される場合の処理に対応する。［６］通知処理は、Ｓ２２の処理に対応する。［７］Ｓ３０の処理において肯定判定される場合の処理に対応する。

＜その他の実施形態＞
なお、上記実施形態の各事項の少なくとも１つを、以下のように変更してもよい。
・「上位ＥＣＵからの指示について」
たとえば、ＣＰＵ３２（１）が第１操作量ＭＶ（１）および回転角度θｐ（１）を上位ＥＣＵ５０に出力し、ＣＰＵ３２（２）が第２操作量ＭＶ（２）および回転角度θｐ（２）を上位ＥＣＵ５０に出力することとし、上位ＥＣＵ５０が、第１マイコン３０（１）および第２マイコン３０（２）のいずれが正常であるかを判定することとしてもよい。その場合、正常と判定されたのが、第２マイコン３０（２）である場合には、上位ＥＣＵ５０から第２マイコン３０（２）にその旨を通知し、ＣＰＵ３２（２）によってＳ４４の処理に移行すればよい。

・「除去処理について」
除去処理としては、第１操作量ＭＶ（１）に基づき第２インバータ２２（２）が操作されているときに、積分処理Ｍ２８（２）を停止させるものに限らない。たとえば、第２インバータ２２（２）の操作に用いられる操作量が第１操作量ＭＶ（１）から第２操作量ＭＶ（２）に切り替わる時点において、積分処理Ｍ２８（２）の保持する値を「０」とし、切り替わった時点における第２操作量ＭＶ（２）を、積分処理Ｍ２８（２）の保持する値を「０」として算出された値とする処理であってもよい。

・「第ｋ操作量算出処理について」
（ａ）フィードバック操作量ＭＦＢ（ｋ）について
たとえば積分ゲインＫｉを可変としない場合等には、積分要素を、積分処理Ｍ２８（ｋ）の出力値に積分ゲイン乗算処理Ｍ２６（ｋ）によって積分ゲインＫｉを乗算する処理としてもよい。

フィードバック操作量ＭＦＢとしては、比例要素Ｍ２４（ｋ）、積分要素および微分要素の各出力値の和に限らない。たとえば、比例要素および積分要素の２つの出力値の和であってもよく、またたとえば積分要素および微分要素の２つの出力値の和であってもよく、またたとえば積分要素の出力値としてもよい。

（ｂ）フィードフォワード操作量ＭＦＦ（ｋ）について
換算可能角度（目標角度θｐ＊等）に基づくフィードフォワード操作量ＭＦＦ（ｋ）としては、換算可能角度のみからフィードフォワード操作量ＭＦＦ（ｋ）を算出するものに限らない。たとえば、車速に応じてフィードフォワード操作量ＭＦＦ（ｋ）を可変としてもよい。またたとえば、換算可能角度の２階時間微分値に比例係数を乗算した値をさらに加えてもよい。

（ｃ）そのほか
フィードフォワード操作量ＭＦＦ（ｋ）に基づき第ｋ操作量ＭＶ（ｋ）を算出することは必須ではない。

・「換算可能角度について」
上記実施形態では、換算可能角度をステアリングシャフトの角度としたが、これに限らず、たとえばタイヤの切れ角である転舵角自体としてもよい。

・「処理回路について」
上記実施形態では、処理回路を構成するプログラム格納装置として、ＲＯＭを例示し、ＲＯＭがいかなるタイプのものであるかについては触れていなかったが、たとえば書き換え不能なメモリであってもよく、またたとえば、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリであってもよい。さらに、プログラム格納装置としては、ＲＯＭに限らない。

処理回路としては、プログラムを格納したプログラム格納装置とプログラムを実行するＣＰＵとを備えたソフトウェア処理回路に限らず、たとえばＡＳＩＣ等の、所定の処理を実行する専用のハードウェア回路であってもよい。

また、処理回路としては、ソフトウェア処理回路と、専用のハードウェア回路とのうちのいずれか一方によって構成されるものに限らず、上記処理の一部をソフトウェア処理回路によって実行し、残りの処理を専用のハードウェア回路によって実行するものであってもよい。

・「制御装置について」
上記実施形態では、第１および第２の２つの系統を有する装置を例示したが、これに限らない。たとえばさらに第３の系統を備える等、ステータコイル、駆動回路および処理回路を３つ以上ずつ備えるものとしてもよい。ただし、その場合、いずれか１つをメインとし残りをサブとすることが望ましい。

・「モータについて」
モータとしては、ＳＰＭＳＭに限らず、埋込磁石同期電動機（ＩＰＭＳＭ）であってもよい。なお、ＩＰＭＳＭの場合、第ｋ操作量ＭＶ（ｋ）をトルク指令値とし、第ｋ操作信号生成処理Ｍ４４（ｋ）において、トルク指令値をｄ軸の電流指令値とｑ軸の電流指令値とに変換することが望ましい。また、モータとしては、同期電動機に限らず、誘導機であってもよい。さらに、ブラシレス電動機に限らず、ブラシ付き直流モータであってもよい。

・「ステータコイル、モータおよび駆動回路について」
上記実施形態では、駆動回路として３相インバータを例示したが、これに限らない。たとえば「モータについて」の欄に記載したようにモータとして直流モータを用いる場合、駆動回路としてＨブリッジ回路を用いてもよい。

・「駆動回路について」
上記「モータについて」の欄に記載したように、モータとして直流モータを用いる場合、駆動回路としては、Ｈブリッジ回路を用いればよい。

・「そのほか」
リレー２６（１），２６（２）を備えることや、Ｓ１８の処理において、リレー２６（１）をオフすることは必須ではない。また、Ｓ１８の処理において、リレー２６（１）をオフとしつつも、リレー２４（１）をオフとしないこととしてもよい。

１０…モータ、１２…ロータ、１４（１）…第１ステータコイル、１４（２）…第２ステータコイル、２０…制御装置、２２（１）…第１インバータ、２２（２）…第２インバータ、２４，２６…リレー、３０（１）…第１マイコン、３０（２）…第２マイコン、３２…ＣＰＵ、３４…ＲＯＭ、３６…周辺回路、３８…ローカルネットワーク、４０…第１角度センサ、４０…第２角度センサ、４２…通信線、５０…上位ＥＣＵ、５２…バッテリ、５４…通信線。

Claims (8)

1. 転舵輪を転舵させるためのモータであって互いに絶縁された第１ステータコイルおよび第２ステータコイルを備えるモータを制御対象とし、前記第１ステータコイルに接続されている第１駆動回路および前記第２ステータコイルに接続されている第２駆動回路を操作するモータの制御装置において、
   互いに通信可能な第１処理回路および第２処理回路を備え、
   前記第１処理回路は、前記転舵輪の転舵角に換算可能な換算可能角度であって第１角度センサの検出値に基づく換算可能角度を目標角度にフィードバック制御すべく第１操作量を算出する第１操作量算出処理と、前記第１操作量に基づき前記第１駆動回路を操作する処理と、前記第１操作量を前記第２処理回路に出力する出力処理と、を実行し、
   前記第２処理回路は、第２角度センサの検出値に基づく前記換算可能角度を前記目標角度にフィードバック制御すべく第２操作量を算出する第２操作量算出処理と、前記第１操作量に基づき前記第２駆動回路を操作する第１利用操作処理と、前記第２操作量に基づき前記第２駆動回路を操作する第２利用操作処理と、を実行し、
   前記第２操作量算出処理は、前記第２角度センサの検出値に基づく前記換算可能角度と前記目標角度との差に応じた積分要素の出力に基づき前記第２操作量を算出する処理を含み、
   前記第２処理回路は、前記第１利用操作処理から前記第２利用操作処理への切り替えに伴って前記第２駆動回路の操作に用いられる前記第２操作量から前記切り替え前における前記第２角度センサの検出値に基づく前記換算可能角度と前記目標角度との差に応じた前記積分要素の影響を除去する除去処理を実行するモータの制御装置。
2. 前記除去処理は、前記第１利用操作処理が実行されている場合、前記第２操作量算出処理における積分要素を停止させる処理である請求項１記載のモータの制御装置。
3. 前記第２操作量算出処理は、前記第１利用操作処理が実行されている場合、前記積分要素によらずに前記第２操作量を算出する処理を含み、
   前記第２処理回路は、前記第１操作量と前記第２操作量との差の絶対値が規定値以上の場合、前記第１利用操作処理から前記第２利用操作処理に切り替える処理を実行し、
   前記第２操作量算出処理は、前記第１操作量と前記第２操作量との差の絶対値が規定値以上であることに基づき前記第２利用操作処理がなされる場合、前記積分要素によらず前記第２操作量を算出する処理を含む請求項１または２記載のモータの制御装置。
4. 前記第２処理回路は、前記第１処理回路と前記第２処理回路との通信に異常が生じる場合、前記第１利用操作処理から前記第２利用操作処理に切り替える処理を実行し、
   前記第２操作量算出処理は、前記通信に異常が生じることに基づき前記第２利用操作処理がなされる場合、前記積分要素によらず前記第２操作量を算出する処理を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータの制御装置。
5. 前記第１処理回路および前記第２処理回路は、当該制御装置の外部から前記目標角度を前記制御装置に出力する外部装置と通信可能であり、
   前記第２操作量算出処理は、前記外部装置から前記積分要素の利用が指示される場合、前記積分要素に基づき前記第２操作量を算出する処理を含む請求項４記載のモータの制御装置。
6. 前記第１処理回路は、前記第１処理回路と前記第２処理回路との通信異常が生じているときに当該第１処理回路に異常が生じる場合、異常が生じた旨を前記外部装置を介して前記第２処理回路に通知する通知処理を実行し、
   前記第２操作量算出処理は、前記通知処理に基づき前記外部装置から前記積分要素の利用が指示される場合、前記積分要素に基づき前記第２操作量を算出する処理を含む請求項５記載のモータの制御装置。
7. 前記第２処理回路は、前記第１処理回路による前記第１駆動回路の操作が停止する異常が生じる場合、前記第１利用操作処理から前記第２利用操作処理に切り替える処理を含み、
   前記第２操作量算出処理は、前記第１駆動回路の操作が停止する異常が生じることに基づき前記第２利用操作処理がなされる場合、前記積分要素を用いて前記第２操作量を算出する処理を含む請求項１〜６のいずれか１項に記載のモータの制御装置。
8. 前記第２操作量算出処理は、前記換算可能角度を前記目標角度にフィードバック制御するための操作量に加えて前記換算可能角度を前記目標角度にフィードフォワード制御するための操作量に基づき前記第２操作量を算出する処理である請求項３または４記載のモータの制御装置。