JP2020150710A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＰＵが自律的にソフトウェアを選択してステアリング制御等を行う電動パワーステアリング用のモータ制御装置を提供する。【解決手段】複数系統（２系統）の冗長構成を有するモータ制御装置１ａ，１ｂの各モータ制御装置の制御部（ＣＰＵ）１２ａ，１２ｂの動作プログラムを記憶する各メモリ３３ａ，３３ｂに同一のソフトウェアを格納する。各系統のＣＰＵそれぞれが、メモリ３３ａ，３３ｂに格納されたソフトウェアから、自律的に自己の系統の制御に必要なソフトウェアを選択して実行する。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、複数系統のモータ制御回路からなる冗長構成を有する電動パワーステアリング用のモータ制御装置に関する。

電動パワーステアリング装置において、モータに設けた２組のコイル巻線を独立して駆動する２組のインバータ回路を備えるとともに、インバータ回路以外の制御回路を二重系にして、異常時（故障時）において、正常に動作している系によってモータ制御を継続するという冗長構成が従来より知られている。

このような冗長構成には、単一の制御部（ＣＰＵ）を使用して冗長制御を行う構成、複数の制御部（ＣＰＵ）を使用して冗長制御を行う構成がある。例えば、特許文献１は、２個のＣＰＵを使用して、第１の制御系と第２の制御系という二重の冗長制御系で構成した電動パワーステアリング装置を開示している。

再公表特許ＷＯ２０１７／１２２３２９

上記のように単一のＣＰＵによって冗長系を構成した電動パワーステアリング装置においてＣＰＵが失陥した場合、装置全体の動作が保障されないという課題がある。そこで、特許文献１の電動パワーステアリング装置は、複数（例えば２個）のＣＰＵを使用した冗長構成とすることで、単一のＣＰＵによる上記の課題を補完可能としている。

ここで、各々が個別のＣＰＵで制御される第１の制御系と第２の制御系からなる冗長構成を有する電動パワーステアリング装置に格納されるソフトウェアに着目すると、従来より、一方のＣＰＵに第１の制御系に対応するソフトウェアを格納し、他方のＣＰＵには第２の制御系に対応するソフトウェアを格納することで、第１の制御系と第２の制御系に個別の動作をさせる技術が知られている。

上記の構成では、複数系統のＣＰＵそれぞれに対応した個別のソフトウェアを開発し、そのソフトウェアをＣＰＵ対応の個別のメモリに搭載する必要がある。そのため、例えば電動パワーステアリング装置という単一のシステムに、異なる複数のソフトウェアを書き込むことになり、ソフトウェアの開発に要する時間とコストが増大するだけでなく、開発されたソフトウェアをＣＰＵ対応に書き込むための工数が発生する。

さらには、製造時等に過誤等により複数のＣＰＵに同一系統のソフトウェアが格納されたり、あるいは、複数のＣＰＵに対して系統を入れ違えたソフトウェアが格納されたりした場合、電動パワーステアリング装置による本来の動作が保障されず、起動・停止動作の不良、ステアリング制御のフィーリング悪化、付加機能の停止等、意図しない事態が生じる。

このような問題に対処するには、装置の出荷時等において、第１の制御系のＣＰＵに第１の制御系の動作対応のソフトウェアが正常に格納され、第２の制御系のＣＰＵに第２の制御系の動作対応のソフトウェアが正常に格納されているかを検査、確認する作業が必要となる。しかし、これらの方法には、出荷時等における検査、確認作業が煩雑になるという課題がある。

また、第１の制御系の動作対応のソフトウェアと第２の制御系の動作対応のソフトウェアを個別にチェックすることは、第１と第２双方の制御系のソフトウェアに共通するソフトウェアを二重にチェックすることになるため、チェック作業に無駄が生じ、チェック時間が長くなることに伴うチェック工数が発生して、それが装置等のコストアップになるという問題もある。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数系統からなる冗長構成において、各系統に属するＣＰＵが自律的に自己の系統に対応するソフトウェアを選択してステアリング制御等を行う電動パワーステアリング用のモータ制御装置を提供することである。

上記の目的を達成し、上述した課題を解決する一手段として以下の構成を備える。すなわち、本願の例示的な第１の発明は、複数の制御系統ごとにＣＰＵ（Central Processing Unit）を備えたモータ制御装置であって、前記ＣＰＵは、前記複数の制御系統に対応する複数のソフトウェアを格納する手段と、前記複数の制御系統の系統認識信号を認識する手段と、前記認識結果をもとに前記複数のソフトウェアより特定のソフトウェアを選択する選択手段と、前記選択されたソフトウェアに応じた系統の動作を実行するよう制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

本願の例示的な第２の発明は、車両等の運転者のハンドル操作をアシスト制御する電動パワーステアリング用モータ制御装置であって、前記運転者の操舵を補助する電動モータと、上記例示的な第１の発明に係るモータ制御装置により前記電動モータを駆動制御する手段とを備えることを特徴とする。

本願の例示的な第３の発明は、電動パワーステアリングシステムであって、上記例示的な第２の発明に係る電動パワーステアリング用モータ制御装置を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、冗長構成を有する電動パワーステアリング装置用のモータ制御装置において、複数のＣＰＵが自律的にソフトウェアを選択するので、各ＣＰＵ対応に個別のソフトウェアを書き込む必要がなくなり、ソフトウェア管理の簡略化のみならず、出荷工程での書き込み誤りを防止して信頼性を確保できる。

図１は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング用モータ制御装置を含む電動パワーステアリングシステムの概略構成を示す図である。 図２は、実施形態に係る電動パワーステアリング用モータ制御装置の構成を示す図である。 図３は、モータ制御装置の制御部（ＣＰＵ）における処理手順を示すフローチャートである。 図４は、メモリに格納されたソフトウェアの構成を模式的に示す図である。 図５は、故障検出部を設けたＣＰＵの構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング用モータ制御装置を含む電動パワーステアリングシステムの概略構成である。図１において、電動パワーステアリングシステム１０は、電子制御ユニット(Electronic Control Unit: ECU)としてのモータ制御装置１ａ，１ｂ、操舵部材であるステアリングハンドル２、ステアリングハンドル２に接続された回転軸３、ピニオンギア６、ラック軸７等を備える。

回転軸３は、その先端に設けられたピニオンギア６に噛み合っている。ピニオンギア６により、回転軸３の回転運動がラック軸７の直線運動に変換され、ラック軸７の変位量に応じた角度に、そのラック軸７の両端に設けられた一対の車輪５ａ，５ｂが操舵される。

回転軸３には、ステアリングハンドル２が操作された際の操舵トルクを検出するトルクセンサ９ａ，９ｂが設けられており、検出された操舵トルクはモータ制御装置１ａ，１ｂへ送られる。モータ制御装置１ａ，１ｂは、トルクセンサ９ａ，９ｂより取得した操舵トルク、車速センサ（不図示）からの車速等の信号に基づくモータ駆動信号を生成し、その信号を電動モータ１５に出力する。

モータ駆動信号が入力された電動モータ１５からは、ステアリングハンドル２の操舵を補助するための補助トルクが出力され、その補助トルクが減速ギア４を介して回転軸３に伝達される。その結果、電動モータ１５で発生したトルクによって回転軸３の回転がアシストされることで、運転者のハンドル操作を補助する。

次に、本実施形態に係る電動パワーステアリング用モータ制御装置について説明する。図２は、本実施形態に係る電動パワーステアリング用モータ制御装置の詳細構成である。

本実施形態に係る電動パワーステアリング用モータ制御装置は、図２に示すように同一の構成要素を備えた複数のモータ制御系統からなる冗長構成を有する。ここでは、２系統の冗長構成を有するモータ制御装置を例に挙げて説明するが、さらに、３系統、４系統といった多系統からなる冗長構成への展開も可能である。

図２に示すモータ制御装置は、それぞれが制御部（ＣＰＵ）１２ａ，１２ｂを有する、互いに独立した２つの系統からなるモータ制御装置１ａ，１ｂで構成される。これらのモータ制御装置１ａ，１ｂは、２組の３相巻線（Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ）１５ａと３相巻線（Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂ）１５ｂを備える電動モータ１５と、これら２組の３相巻線それぞれに駆動電流を供給する２組のインバータ回路１４ａ，１４ｂとからなるダブルインバータ構成となっている。電動モータ１５は、例えば３相ブラシレスＤＣモータである。

以降の説明では、モータ制御装置１ａと３相巻線１５ａを含む構成部分を第１の系統（系統Ａ、あるいはメイン系統ともいう。）とし、モータ制御装置１ｂと３相巻線１５ｂを含む構成部分を第２の系統（系統Ｂ、あるいはサブ系統ともいう。）とする。

系統Ａを構成するモータ制御装置１ａは、その装置全体の制御を司る、例えばマイクロプロセッサからなる制御部（ＣＰＵ）１２ａ、ＣＰＵ１２ａからの制御信号よりモータ駆動信号を生成し、ＦＥＴ駆動回路として機能するインバータ制御部１３ａ、電動モータ１５の３相巻線（Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ）１５ａに駆動電流を供給するモータ駆動部であるインバータ回路１４ａを備える。

系統Ｂを構成するモータ制御装置１ｂは、モータ制御装置１ａと同様、その装置全体の制御を司る制御部（ＣＰＵ）１２ｂ、ＣＰＵ１２ｂからの制御信号よりモータ駆動信号を生成し、ＦＥＴ駆動回路として機能するインバータ制御部１３ｂ、電動モータ１５の３相巻線（Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂ）１５ｂに所定の駆動電流を供給するインバータ回路１４ｂを備える。

インバータ回路１４ａには、フィルタ１６ａと電源リレー１７ａを介して外部バッテリＢＴよりモータ駆動用の電源が供給され、インバータ回路１４ｂには、フィルタ１６ｂおよび電源リレー１７ｂを介して、外部バッテリＢＴよりモータ駆動用の電源が供給される。なお、フィルタ１６ａ，１６ｂは、それぞれインバータ回路１４ａ，１４ｂに包含させてもよい。

フィルタ１６ａ，１６ｂは、不図示の電解コンデンサとコイルからなり、供給電源に含まれるノイズ等を吸収して、電源電圧を平滑する。電源リレー１７ａ，１７ｂは、例えば機械式リレーあるいは半導体リレーで構成され、バッテリＢＴからの電力を遮断可能に構成されている。

インバータ回路１４ａは、電動モータ１５の３相巻線（Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ）１５ａ各々に対応した半導体スイッチング素子（ＦＥＴ）からなるＦＥＴブリッジ回路である。同様に、インバータ回路１４ｂは、電動モータ１５の３相巻線（Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂ）１５ｂ各々に対応した半導体スイッチング素子（ＦＥＴ）からなるＦＥＴブリッジ回路である。

なお、これらのスイッチング素子（ＦＥＴ）はパワー素子とも呼ばれ、例えば、ＭＯＳＦＥＴ(Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の半導体スイッチング素子を用いる。

イグニッションスイッチ（ＩＧ-ＳＷ）３１は、その一端がバッテリＢＴに接続され、他端は、系統Ａを構成するモータ制御装置１ａの電源制御部２１ａと、系統Ｂを構成するモータ制御装置１ｂの電源制御部２１ｂに接続されている。

電源制御部２１ａ，２１ｂは、イグニッションスイッチ（ＩＧ-ＳＷ）３１からのＩＧ信号を起動信号として電源部２０ａ，２０ｂを起動する。電源部２０ａ，２０ｂは、バッテリＢＴより供給されたバッテリ電圧＋Ｂを、所定の電圧（例えば、ロジックレベルの電圧）に変換し、それを制御部（ＣＰＵ）１２ａ，１２ｂ、インバータ制御部１３ａ，１３ｂ等の動作電源として供給する。

本実施形態に係る電動パワーステアリング装置において、モータ制御装置１ａ，１ｂのＣＰＵ１２ａ，１２ｂは、リアルタイムの相互通信が可能に構成されている。また、モータ制御装置１ａ，１ｂは、車両の各種情報を授受する車載ネットワーク（ＣＡＮ）に接続されたＣＡＮ信号線（ＣＡＮ通信バス）２７Ｈ，２７Ｌを介して、他の制御ユニット（ＥＣＵ）との間でＣＡＮプロトコルによるデータ通信を行う。ＣＡＮ信号線２７Ｈ，２７Ｌは、第１の系統を構成するＣＡＮ−Ｈライン２７Ｈａ，ＣＡＮ−Ｌライン２７Ｌａと、第２の系統を構成するＣＡＮ−Ｈライン２７Ｈｂ，ＣＡＮ−Ｌライン２７Ｌｂからなる各々２線式の通信線である。

電動モータ１５には、３相巻線１５ａ，１５ｂそれぞれに対応させて、モータの回転子（ロータ）の回転位置を検出する角度センサ（レゾルバ）１１ａ，１１ｂが搭載されている。角度センサ（レゾルバ）１１ａからの出力信号は、回転情報として、入力Ｉ／Ｆ１８ａを介してＣＰＵ１２ａへ送信され、角度センサ（レゾルバ）１１ｂからの出力信号は、入力Ｉ／Ｆ１８ｂを介してＣＰＵ１２ｂへ送信される。

次に、上記の構成を有する本実施形態に係る電動パワーステアリング装置のモータ制御装置の動作について説明する。

モータ制御装置１ａの制御部（ＣＰＵ）１２ａ，１２ｂは、メモリ３３ａ，３３ｂにあらかじめ記憶された、上述した各系統の制御に必要なソフトウェア（プログラム）を順次、読み出し、実行する。メモリ３３ａ，３３ｂは、例えば、ＣＰＵ１２ａ，１２ｂと同一パッケージ内の読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）である。

メモリ３３ａ，３３ｂには同一のソフトウェアが格納されており、後述するように、ＣＰＵ１２ａ，１２ｂそれぞれが自律的に系統Ａあるいは系統Ｂの制御に必要なソフトウェアを読み出して、操舵アシスト処理等を行う。

なお、メモリ３３ａ，３３ｂには、ＣＰＵ１２ａ，１２ｂの制御データ、演算データ等を一時的に格納するワークメモリ（ＲＡＭ）が含まれる。

上記のようにＣＰＵ１２ａ，１２ｂそれぞれが自律的に系統Ａあるいは系統Ｂの制御に必要なソフトウェアを読み出すのは、以下の理由による。例えば、系統Ａにおけるレゾルバの励磁周期が５ＫＨｚで、系統Ｂにおけるレゾルバの励磁周期が１０ＫＨｚである等、制御系統によって異なる、角度センサ（レゾルバ）１１ａ，１１ｂの励磁周期に対応する必要がある。

また、通常の制御時において、ＣＰＵ間通信により、モータ制御装置１ａで算出した目標トルクをモータ制御装置１ｂに送信して、モータ制御装置１ｂがその目標トルクをもとにモータ駆動制御を行う制御態様に対応する必要がある。

さらには、図２に示す構成において、例えば、ＩＧ信号の送信形態として、モータ制御装置１ｂには通信線を介してＩＧ信号が送信されるが、モータ制御装置１ｂをモータ制御装置１ａから電気的に絶縁する必要からフォトカプラ等を使用して送信する態様が想定される。この場合、モータ制御装置１ｂはＩＧ信号のＯＮ／ＯＦＦを検知できるが、ＩＧ電圧値あるいはバッテリＢＴの電圧値については、ＣＰＵ間通信によってモータ制御装置１ａより受信するようにしてもよい。

また、ＣＡＮプロトコルによるデータ通信において、データ内容、送信ノードの識別等に使用するＣＡＮ-ＩＤが、モータ制御装置１ａとモータ制御装置１ｂとで異なることが想定される。

図３は、モータ制御装置１ａ，１ｂの制御部（ＣＰＵ）１２ａ，１２ｂにおける処理手順を示すフローチャートである。また、図４は、メモリ３３ａ，３３ｂに格納された、系統Ａ，Ｂに対応するソフトウェアを模式的に示す図である。

上述したように、メモリ３３ａ，３３ｂには、操舵アシスト処理等を行うための同一のソフトウェアが格納されている。このソフトウェアは、図４に示すように、系統Ａ，Ｂそれぞれに対応するソフトウェアＡ，Ｂと、系統Ａ，Ｂに共通する共通ソフトウェアＣとで構成される。ソフトウェアＡ，Ｂは、例えば、モータ制御装置１ａ，１ｂにおける機能的な差分、モータ制御装置１ａ，１ｂの制御に必要となる定数（例えば、トルク定数等）の相違、モータ制御装置１ａ，１ｂの制御ロジックが変わる部分等にそれぞれ対応させて設けたソフトウェアである。

ＣＰＵ１２ａは、動作電源が供給されることで、図３のステップＳ１１において内部メモリであるＲＡＭ、入出力ポート等を初期化する。そして、続くステップＳ１３で、図２に示すように系統認識信号発生部３７ａよりＣＰＵ１２ａの特定のポートに入力された系統認識信号を読み取る。

ここでは、例えばモータ制御装置１ａを系統Ａの制御系統に対応させるため、系統認識信号発生部３７ａよりＣＰＵ１２ａの特定ポートに２値の論理“Ｈ”レベルの信号（例えば、電圧＋５Ｖ）を入力する構成となっている。そこでＣＰＵ１２ａは、続くステップＳ１５において、特定ポートより読み込んだ系統認識信号をもとに、後述する系統認識故障の有無を検知する処理等を実行する。

ＣＰＵ１２ａは、ステップＳ１７において、上記ステップＳ１５での系統認識が完了したと判断した場合、続くステップＳ１９において、自己の系統認識値が示す制御系統（ここでは、系統Ａ）に対応するソフトウェアを選択する。

より具体的には、ＣＰＵ１２ａは、図４に模式的に示す、メモリ３３ａに格納されたソフトウェアＡ，Ｂのうち、系統Ａに対応するソフトウェアＡと、共通ソフトウェアＣとを選択する。

ＣＰＵ１２ａには、ＣＡＮ信号によりＩＧ-ＳＷ（イグニッションスイッチ）の状態が入力される。そこで、ＣＰＵ１２ａは、図３のステップＳ２１で、入力されたＩＧ-ＳＷ状態をもとにＩＧ−ＯＮを判定する。ＩＧ−ＯＮの場合、ＣＰＵ１２ａは、ステップＳ２３において電源リレー１７ａをＯＮにする。その結果、インバータ制御部１３ａには電動モータの駆動電源が供給される。

ＣＰＵ１２ａはステップＳ２５で、上記のステップＳ１９で選択したソフトウェアＡ，Ｃにしたがって、系統Ａにおけるモータ制御処理を実行する。ここでのモータ制御処理として、系統Ａを構成するモータ制御装置１ａは、例えば、ＣＰＵ１２ａが、入力Ｉ／Ｆ１８ａを介して受信した、操舵トルクを検出するトルクセンサ９ａ等のセンサ類で検出された信号、ＣＡＮ信号としてＣＡＮＩ／Ｆ１９ａを介して入力した車両の走行速度等をもとに、電動モータ１５を駆動する制御指令を演算する等の処理を行う。

一方、モータ制御装置１ｂにおいても、上述したモータ制御装置１ａと同様の処理が実行される。すなわち、ＣＰＵ１２ｂは、動作電源が供給されることで、図３のステップＳ１１において内部メモリであるＲＡＭ、入出力ポート等を初期化する。そして、続くステップＳ１３で、図２に示すように系統認識信号発生部３７ｂよりＣＰＵ１２ｂの特定のポートに入力された系統認識信号を読み取る。

ここでは、例えばモータ制御装置１ｂを系統Ｂの制御系統に対応させるため、系統認識信号発生部３７ｂよりＣＰＵ１２ｂの特定ポートに２値の論理“Ｌ”レベルの信号（例えば、電圧０Ｖ）が入力される構成になっている。そこでＣＰＵ１２ｂは、続くステップＳ１５において、特定ポートより読み込んだ系統認識信号をもとに、後述する系統認識故障の有無を検知する処理等を実行する。

ＣＰＵ１２ｂは、ステップＳ１７において、上記ステップＳ１５での系統認識が完了したと判断した場合、続くステップＳ１９において、自己の系統認識値が示す制御系統（ここでは、系統Ｂ）に対応するソフトウェアを選択する。

具体的には、ＣＰＵ１２ｂは、図４に模式的に示す、メモリ３３ｂに格納されたソフトウェアＡ，Ｂのうち、系統Ｂに対応するソフトウェアＢと、共通ソフトウェアＣとを選択する。

ＣＰＵ１２ａと同様にＣＰＵ１２ｂにも、ＣＡＮ信号によりＩＧ-ＳＷ（イグニッションスイッチ）の状態が入力される。そこで、ＣＰＵ１２ｂは、図３のステップＳ２１で、入力されたＩＧ-ＳＷ状態をもとにＩＧ−ＯＮを判定する。ＩＧ−ＯＮの場合、ＣＰＵ１２ｂは、ステップＳ２３において電源リレー１７ｂをＯＮにする。その結果、インバータ制御部１３ｂには電動モータの駆動電源が供給される。

ステップＳ２５でＣＰＵ１２ｂは、上記のステップＳ１９で選択したソフトウェアＢ，Ｃにしたがって、系統Ｂにおけるモータ制御処理を実行する。ここでのモータ制御処理として、例えば、系統Ｂを構成するモータ制御装置１ｂは、ＣＰＵ１２ｂが、入力Ｉ／Ｆ１８ｂを介して受信した、操舵トルクを検出するトルクセンサ９ｂ等のセンサ類で検出された信号、ＣＡＮ信号としてＣＡＮＩ／Ｆ１９ｂを介して入力した車両の走行速度等をもとに、電動モータ１５を駆動する制御指令を演算する等の処理を行う。

このようにモータ制御装置１ａ，１ｂでは、制御部（ＣＰＵ）１２ａ，１２ｂの特定のポートに印加される電位、あるいは論理レベルという簡単な信号入力構成で、複数の制御系統の系統認識と、その制御系統に対応するソフトウェアの選択が可能となる。

なお、ＣＰＵ１２ａ，１２ｂは、ステップＳ１７において、系統認識が完了していないと判断した場合、処理をステップＳ１１に戻して、再度、制御系統の認識処理を行う。

次に、上述したモータ制御装置における系統故障処理について説明する。電動パワーステアリング用モータ制御装置において、モータ制御装置１ａ，１ｂの一方がメイン系統としてのアシスト処理を行い、他方がサブ系統としてのアシスト処理を行うためには、制御部（ＣＰＵ）１２ａ，１２ｂそれぞれが自己の系統を正常に認識する必要がある。例えば、ＣＰＵ１２ａ，１２ｂの一方あるいは双方が自己の系統認識を誤ることで、双方ともメイン系統、あるいは双方ともサブ系統と誤判断される場合が想定される。

その場合、ＣＰＵ１２ａ，１２ｂが、自己の制御系統を読み取った後、ＣＰＵ間の通信により判断結果を互いにやり取りして、一方がメイン系統、他方がサブ系統となっていることを確認する。

また、電動パワーステアリング用モータ制御装置の出荷時等において、あらかじめメモリ３３ａ，３３ｂ内に系統判断のための認識値を設定しておき、ＣＰＵ１２ａ，１２ｂによるＣＰＵ間の通信により、例えば誤り検出値信号であるＣＲＣ(Cyclic Redundancy Check)信号によって、上記設定した認識値（以下、書込み設定認識値という）の妥当性を常時、監視する。

さらに、図５に示すように、モータ制御装置１ａ，１ｂのＣＰＵ１２ａ，１２ｂそれぞれに故障検出部４１ａ，４１ｂを設けることで、種々の系統故障に対処する。故障検出部４１ａ，４１ｂは、自己の現在の系統認識値である系統認識信号発生部３７ａ，３７ｂからの系統認識信号値と、あらかじめ設定した上記書込み設定認識値とを比較する。

例えば、故障検出部４１ａにおいて、系統認識信号値と書込み設定認識値とが系統Ａに対応する値として一致しており、かつ、故障検出部４１ｂにおいて、系統認識信号値と書込み設定認識値とが系統Ｂに対応する値として一致している場合、系統認識が正常に行われたと判断する。

一方、故障検出部４１ａ，４１ｂにおいて、系統認識信号値と書込み設定認識値とに不一致が発生したことが検知された場合には、ＣＰＵ１２ａ，１２ｂによるＣＰＵ間の通信によって、例えば、系統認識信号値と、書込み設定認識値と、ＣＰＵ間の通信によって得た相手系統の情報との多数決により系統認識に関する故障内容を特定し、いずれの認識結果が正しいかを決定する。

そして、ＣＰＵ１２ａ，１２ｂは、その決定にしたがって自己の系統認識を代替し、一方がメイン系統、他方がサブ系統としてのアシスト処理を実行する。こうすることで、系統認識の故障が発生しても、モータ制御装置によるアシスト動作の継続が停止される状態を回避できる。

このように、得られた複数の比較結果を照合、あるいは多数決をとる等の方法で故障内容を特定できる。また、複数の制御系統からなる冗長構成において、制御系統間で認識値を容易に送受信でき、それにより取得した認識値をモータ制御に反映できる。

なお、系統認識信号値と書込み設定認識値とが一致しない故障系統を停止し、一致している正常系統のみでアシストを継続してもよい。あるいは、ＣＰＵ間の通信によりメイン系統に不一致を通知し、メイン系統のみでアシスト継続をしてもよい。

また、通常時には、書込み設定認識値は、上述したＣＲＣにより妥当性が担保されるとともに、容易に書き換えのできない不揮発性メモリに格納されていることから、より認識値の確からしさが保障される。そのため、特定ポートから読み込んだ系統認識信号値に優先させて書込み設定認識値を使用して、系統判断を行ってもよい。

一方、電動パワーステアリング用モータ制御装置の立上げ等において、書込み設定認識値に異常が認められた場合には、ＣＰＵ１２ａ，１２ｂのポート情報としての系統認識信号値を使用して系統判断を行ってもよい。

さらには、例えば温度等の使用環境、配線の引き回し等の影響でＩＧ電圧がふらつき、ＩＧ電圧値を監視した結果、メイン系統の電圧が正常であっても、サブ系統の電源が起動していない、あるいは動作に必要な電圧値が出力されない状況も想定される。この場合、サブ系統を故障系統として停止し、正常系統であるメイン系統のみでアシストを継続してもよい。

上記のようにメイン系統とサブ系統の２系統のうち、正常な１系統で操舵アシストを行うことで、２系統が正常であるときの少なくとも５０％の操舵アシスト継続を行える。

なお、ＣＰＵ１２ａ，１２ｂは、上記のようにリアルタイムの相互通信が可能に構成されているため、各ＣＰＵは、系統認識故障のみならず、相手系統での他の故障内容をやり取りして相互に動作状態を監視し、その故障内容に応じたアシストを継続することも可能である。その結果、故障の種類、度合い等に応じたアシスト機能を提供できる。

以上説明したように、本実施形態に係る電動パワーステアリング用モータ制御装置は、複数系統（例えば２系統）の冗長構成を有するモータ制御装置を備え、各モータ制御装置の制御部（ＣＰＵ）の動作プログラムを記憶する各メモリに同一のソフトウェアを格納する。そして、各系統のＣＰＵそれぞれが、格納されたソフトウェアから、自律的に自己の系統の制御に必要なソフトウェアを選択して実行する。

このように冗長構成となる複数の制御系統ごとのＣＰＵが、自己の属する系統を認識して、その系統に応じて自律的にソフトウェアを選択し、動作を変えることで、各ＣＰＵが各系統に対応した処理・動作に柔軟に対応できる。すなわち、メイン系統とサブ系統それぞれの制御系統に対応したソフトウェアによる処理・動作を確実に実行できる。

複数の制御系統ごとのＣＰＵ各々に、複数の系統に対応するすべてのソフトウェアを格納することで、複数の系統に対応させた個別のソフトウェアを開発して、それらを個別にメモリに格納する必要がなく、ソフトウェアの開発工数、開発コストを減らすことができ、ソフトウェア管理も容易になる。

また、複数のメモリに同一のソフトウェアを格納するので、制御対象装置を誤認して本来とは異なるソフトウェアを書き込むといった書き込み誤りを防止できる。その結果、生産時におけるソフトウェアの書き込み作業を迅速化でき、信頼性を確保できる。

一方、複数のメモリに同一のソフトウェアを格納することで、ソフトウェアの更新時においても、更新機能に関する開発コストの低減、開発期間の短縮を実現できる。また、複数の系統に共通する部分のソフトウェアの切替え、書換えが不要になり、あるいは簡単に行える。

さらには、制御部（ＣＰＵ）が自己の系統を正常に認識しなかった等の認識障害が発生した場合、ＣＰＵ間通信により得た相手系統の情報をもとに多数決を採る等によって故障内容の特定、認識結果の正当性を決定するので、正常な他の系統の動作継続によって電動パワーステアリングが駆動され、操舵アシストの維持が可能となる。

例えば、電動パワーステアリングシステムに上述した電動パワーステアリング用モータ制御装置を備えることで、自律的に認識した制御系統に対応するソフトウェアにしたがってアシスト制御動作を変えて、その制御系統に対応した動作、例えば故障検知と操舵アシストを迅速かつ確実に実行できる。

１ａ，１ｂ モータ制御装置
２ ステアリングハンドル
３ 回転軸
４ 減速ギア
６ ピニオンギア
７ ラック軸
９ａ，９ｂ トルクセンサ
１０ 電動パワーステアリングシステム
１１ａ，１１ｂ 角度センサ
１２ａ，１２ｂ 制御部（ＣＰＵ）
１３ａ，１３ｂ インバータ制御部
１４ａ，１４ｂ インバータ回路
１５ 電動モータ
１５ａ，１５ｂ ３相巻線
１６ａ，１６ｂ フィルタ
１７ａ，１７ｂ 電源リレー
１８ａ，１８ｂ 入力Ｉ／Ｆ
１９ａ，１９ｂ ＣＡＮＩ／Ｆ
２０ａ，２０ｂ 電源部
２１ａ，２１ｂ 電源制御部
２３ バッテリＢＴとＩＧ-ＳＷ間の信号線
２７Ｈ，２７Ｌ ＣＡＮ信号線
２７Ｈａ，２７Ｈｂ ＣＡＮ−Ｈライン
２７Ｌａ，２７Ｌｂ ＣＡＮ−Ｌライン
３１ イグニッションスイッチ（ＩＧ-ＳＷ）
３３ａ，３３ｂ メモリ
３７ａ，３７ｂ 系統認識信号発生部
４１ａ，４１ｂ 故障検出部
ＢＴ バッテリ

Claims (11)

1. 複数の制御系統ごとにＣＰＵ（Central Processing Unit）を備えたモータ制御装置であって、
   前記ＣＰＵは、
   前記複数の制御系統に対応する複数のソフトウェアを格納する手段と、
   前記複数の制御系統の系統認識信号を認識する手段と、
   前記認識結果をもとに前記複数のソフトウェアより特定のソフトウェアを選択する選択手段と、
   前記選択されたソフトウェアに応じた系統の動作を実行するよう制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記複数のソフトウェアは、前記複数の制御系統であるメイン系統とサブ系統それぞれに対応するソフトウェアからなることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記メイン系統に対応するソフトウェアと前記サブ系統に対応するソフトウェアとが同一の格納手段に格納されていることを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 前記系統認識信号には、少なくとも、前記ＣＰＵの所定ポートに印加される所定電位に基づく信号が含まれることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
5. 前記メイン系統に対応するソフトウェアと前記サブ系統に対応するソフトウェアそれぞれが、該メイン系統と該サブ系統とに共通するソフトウェアを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
6. 前記系統認識信号が示す現在の認識値と、あらかじめ不揮発性メモリに書き込んだ初期設定値とを比較する手段と、
   前記比較結果をもとに前記複数の制御系統の故障を検知する故障検知手段と、
   前記故障が検知された制御系統の動作継続をアシストする手段と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
7. 前記故障検知手段は、自己の制御系統における前記比較の結果と、他の制御系統における認識値との比較の結果をもとに前記複数の制御系統の故障を検知することを特徴とする請求項６に記載のモータ制御装置。
8. 前記他の制御系統における認識値を前記制御手段間の通信により取得することを特徴とする請求項７に記載のモータ制御装置。
9. 車両等の運転者のハンドル操作をアシスト制御する電動パワーステアリング用モータ制御装置であって、
   前記運転者の操舵を補助する電動モータと、
   請求項１〜８のいずれか１項に記載のモータ制御装置により前記電動モータを駆動制御する手段と、
   を備えることを特徴とする電動パワーステアリング用モータ制御装置。
10. 前記複数の制御系統で検知された故障に応じて前記アシスト制御の中止または継続を行うことを特徴とする請求項９に記載の電動パワーステアリング用モータ制御装置。
11. 請求項９または１０に記載の電動パワーステアリング用モータ制御装置を備えたことを特徴とする電動パワーステアリングシステム。
    

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