JP2020184821A - 回転電機制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】演算負荷を低減可能な回転電機制御装置を提供する。【解決手段】ＥＣＵ１０は、モータ８０の駆動を制御するものであって、相互に通信可能な複数の制御部１５０、２５０を備える。制御部１５０、２５０は、舵角指令θｓ*に基づいてモータ８０の駆動を制御するＡＤＳモード、および、トルク指令値に基づいてモータ８０の駆動を制御するトルク制御モードを含む制御モードを切替可能である。ＥＰＳモードにおいて複数の制御部１５０、２５０にて共有されるＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１*を演算する第１制御部１５０と、ＡＤＳモードにおいて、複数の制御部１５０、２５０にて共有されるＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ２*を演算する第２制御部２５０とは、異なっている。これにより、同一の制御部がＥＰＳマスターおよびＡＤＳマスターを担う場合と比較し、演算負荷を低減することができる。【選択図】 図５

Description

本発明は、回転電機制御装置に関する。

従来、電動駆動装置および操舵機構により構成される操舵装置が知られている。特許文献１の制御装置は、自動操舵を行う自動操舵制御と、運転者の操舵トルクをアシストするアシスト制御との各制御を実行する機能を有している。

再公表特許ＷＯ２０１７／１２２５６２

特許文献１では、２つの制御装置が同じ構成であって、どちらもが自動操舵制御とアシスト制御との各制御を実行しているため、演算負荷が高い。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、演算負荷を低減可能な回転電機制御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、回転電機（８０）の駆動を制御するものであって、相互に通信可能な複数の制御部（１５０、２５０）を備える。制御部は、角度指令値に基づいて回転電機の駆動を制御する角度制御モード、および、トルク指令値に基づいて回転電機の駆動を制御するトルク制御モードを含む制御モードを切替可能である。

トルク制御モードにおいて複数の制御部にて共有されるマスタートルク指令値を演算する制御部であるマスタートルク制御部（１５０）と、角度制御モードにおいて複数の制御部にて共有されるマスター角度指令値を演算する制御部であるマスター角度制御部（２５０）とは、異なってる。これにより、同一の制御部がマスタートルク指令値およびマスター角度指令値を演算する場合と比較し、演算負荷を低減することができる。

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。 第１実施形態による駆動装置の断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 第１実施形態によるＥＣＵを示すブロック図である。 第１実施形態による制御部を示すブロック図である。 第１実施形態による系統間調停演算部の構成例を示す模式図である。 第１実施形態による第１制御部のモード選択処理を説明するフローチャートである。 第１実施形態による第２制御部のモード選択処理を説明するフローチャートである。 第１実施形態によるモード切替処理を説明するフローチャートである。 第２実施形態によるモード切替処理を説明するフローチャートである。 第３実施形態による制御部と上位ＥＣＵとの通信を説明する模式図である。 第３実施形態による通信異常発生時における異常時処置を説明する説明図である。 第３実施形態による指令演算異常発生時における異常時処置を説明する説明図である。 第３実施形態による駆動系発生時における異常時処置を説明する説明図である。

（第１実施形態）
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実施形態による回転電機制御装置を図１〜図９に示す。図１に示すように、回転電機制御装置としてのＥＣＵ１０は、回転電機であるモータ８０の駆動を制御するモータ制御装置であって、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、各々自身の故障検出ができるセンサが二重化されている。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、ＥＣＵ１０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。

図１、図２、図３および図４に示すように、モータ８０は、操舵に要するトルクの一部または全部を出力するものであって、電源としてのバッテリ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、ロータ８６０およびステータ８４０を有する。

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。モータ巻線１８０、２８０は電気的特性が同等であり、共通のステータ８４０に、互いに電気角３０［ｄｅｇ］ずらしてキャンセル巻きされる。これに応じて、モータ巻線１８０、２８０には、位相φが３０［ｄｅｇ］ずれた相電流が通電されるように制御される。通電位相差を最適化することで、出力トルクが向上する。また、６次のトルクリプルを低減することができ、騒音、振動の低減することができる。以下適宜、騒音および振動を「ＮＶ」とする。また、電流も分散されることで発熱が分散、平準化されるため、各センサの検出値やトルク等、温度依存の系統間誤差を低減可能であるとともに、通電可能な電流量を増やすことができる。モータ巻線１８０、２８０の電気的特性は異なっていてもよい。

以下、第１モータ巻線１８０の通電制御に係る第１インバータ部１２０および第１制御部１５０等の組み合わせを第１系統Ｌ１、第２モータ巻線２８０の通電制御に係る第２インバータ部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。また、第１系統Ｌ１に係る構成を主に１００番台で付番し、第２系統Ｌ２に係る構成を主に２００番台で付番する。また、第１系統Ｌ１および第２系統Ｌ２において、同様または類似の構成には、下２桁が同じとなるように付番する。以下適宜、「第１」を添え字の「１」、「第２」を添え字の「２」として記載する。

駆動装置４０は、モータ８０の軸方向の一方側にＥＣＵ１０が一体的に設けられており、いわゆる「機電一体型」であるが、モータ８０とＥＣＵ１０とは別途に設けられていてもよい。ＥＣＵ１０は、モータ８０の出力軸とは反対側において、シャフト８７０の軸Ａｘに対して同軸に配置されている。ＥＣＵ１０は、モータ８０の出力軸側に設けられていてもよい。機電一体型とすることで、搭載スペースに制約のある車両において、ＥＣＵ１０とモータ８０とを効率的に配置することができる。

モータ８０は、ステータ８４０、ロータ８６０、および、これらを収容するハウジング８３０等を備える。ステータ８４０は、ハウジング８３０に固定されており、モータ巻線１８０、２８０が巻回される。ロータ８６０は、ステータ８４０の径方向内側に設けられ、ステータ８４０に対して相対回転可能に設けられる。

シャフト８７０は、ロータ８６０に嵌入され、ロータ８６０と一体に回転する。シャフト８７０は、軸受８３５、８３６により、ハウジング８３０に回転可能に支持される。シャフト８７０のＥＣＵ１０側の端部は、ハウジング８３０からＥＣＵ１０側に突出する。シャフト８７０のＥＣＵ１０側の端部には、マグネット８７５が設けられる。

ハウジング８３０は、リアフレームエンド８３７を含む有底筒状のケース８３４、および、ケース８３４の開口側に設けられるフロントフレームエンド８３８を有する。ケース８３４とフロントフレームエンド８３８とは、ボルト等により互いに締結されている。リアフレームエンド８３７には、リード線挿通孔８３９が形成される。リード線挿通孔８３９には、モータ巻線１８０、２８０の各相と接続されるリード線１８５、２８５が挿通される。リード線１８５、２８５は、リード線挿通孔８３９からＥＣＵ１０側に取り出され、基板４７０に接続される。

ＥＣＵ１０は、カバー４６０、カバー４６０に固定されているヒートシンク４６５、ヒートシンク４６５に固定されている基板４７０、および、基板４７０に実装される各種の電子部品等を備える。

カバー４６０は、外部の衝撃から電子部品を保護したり、ＥＣＵ１０の内部への埃や水等の浸入を防止したりする。カバー４６０は、カバー本体４６１、および、コネクタ部１０３、２０３が一体に形成される。コネクタ部１０３、２０３は、カバー本体４６１と別体であってもよい。コネクタ部１０３、２０３の端子４６３は、図示しない配線等を経由して基板４７０と接続される。コネクタ数および端子数は、信号数等に応じて適宜変更可能である。コネクタ部１０３、２０３は、駆動装置４０の軸方向の端部に設けられ、モータ８０と反対側に開口する。

基板４７０は、例えばプリント基板であり、リアフレームエンド８３７と対向して設けられる。基板４７０には、２系統分の電子部品が系統ごとに独立して実装されており、完全冗長構成をなしている。本実施形態では、１枚の基板４７０に電子部品が実装されているが、複数枚の基板に電子部品を実装するようにしてもよい。

基板４７０の２つの主面のうち、モータ８０側の面をモータ面４７１、モータ８０と反対側の面をカバー面４７２とする。図３に示すように、モータ面４７１には、インバータ部１２０を構成するスイッチング素子１２１、インバータ部２２０を構成するスイッチング素子２２１、角度センサ１２６、２２６、カスタムＩＣ１３５、２３５等が実装される。角度センサ１２６、２２６は、マグネット８７５の回転に伴う磁界の変化を検出可能なように、マグネット８７５と対向する箇所に実装される。

カバー面４７２には、コンデンサ１２８、２２８、インダクタ１２９、２２９、および、制御部１５０、２５０を構成するマイコン等が実装される。図３では、制御部１５０、２５０を構成するマイコンについて、それぞれ「１５０」、「２５０」を付番した。コンデンサ１２８、２２８は、バッテリ１０１、２０１から入力された電力を平滑化する。また、コンデンサ１２８、２２８は、電荷を蓄えることで、モータ８０への電力供給を補助する。コンデンサ１２８、２２８、および、インダクタ１２９、２２９は、フィルタ回路を構成し、バッテリを共用する他の装置から伝わるノイズを低減するとともに、駆動装置４０からバッテリを共用する他の装置に伝わるノイズを低減する。なお、図３中には図示を省略しているが、電源リレー１２２、２２２、モータリレー１２５、２２５、および、電流センサ１２７、２２７等についても、モータ面４７１またはカバー面４７２に実装される。

図４に示すように、ＥＣＵ１０は、インバータ部１２０、２２０、および、制御部１５０、２５０等を備える。図中等、適宜、「制御部」を、「マイコン」と記載する。ＥＣＵ１０には、コネクタ部１０３、２０３が設けられる。第１コネクタ部１０３には、第１電源端子１０５、第１グランド端子１０６、第１ＩＧ端子１０７、第１通信端子１０８、および、第１トルク端子１０９が設けられる。

第１電源端子１０５は、図示しないヒューズを経由して第１バッテリ１０１に接続される。第１電源端子１０５を経由して第１バッテリ１０１の正極から供給された電力は、電源リレー１２２、インバータ部１２０、および、モータリレー１２５を経由して、第１モータ巻線１８０に供給される。第１グランド端子１０６は、ＥＣＵ１０の内部の第１系統のグランドである第１グランドＧＮＤ１と、ＥＣＵ１０の外部の第１系統のグランドである第１外部グランドＧＢ１とに接続される。車のシステムにおいては金属ボデーが共通のＧＮＤプレーンとなっており、第１外部グランドＧＢ１はＧＮＤプレーン上の接続ポイントの１つを示し、第２バッテリ２０１の負極もこのＧＮＤプレーン上の接続ポイントに接続される。

第１ＩＧ端子１０７は、イグニッションスイッチ等である車両の始動スイッチと連動してオンオフ制御される第１スイッチを経由して第１バッテリ１０１の正極と接続される。第１ＩＧ端子１０７を経由して第１バッテリ１０１から供給された電力は、第１カスタムＩＣ１３５に供給される。第１カスタムＩＣ１３５には、第１ドライバ回路１３６、第１回路電源１３７、図示しないマイコン監視モニタ、および、図示しない電流モニタアンプ等が含まれる。

第１通信端子１０８は、第１車両通信回路１１１と、第１車両通信網１９５とに接続される。第１車両通信網１９５と第１制御部１５０とは、第１車両通信回路１１１を経由して、送受信が可能に接続される。また、第１車両通信網１９５と第２制御部２５０とは、受信のみ可能に接続され、第２制御部２５０が故障しても、第１制御部１５０を含む第１車両通信網１９５に影響がないように構成される。

第１トルク端子１０９は、トルクセンサ９４の第１センサ部１９４と接続される。第１センサ１９４部の検出値は、第１トルク端子１０９および第１トルクセンサ入力回路１１２を経由して、第１制御部１５０に入力される。ここで第１センサ部１９４および第１制御部１５０は、このトルクセンサ入力回路系の故障が検出されるように構成される。

第２コネクタ部２０３には、第２電源端子２０５、第２グランド端子２０６、第２ＩＧ端子２０７、第２通信端子２０８、および、第２トルク端子２０９が設けられる。第２電源端子２０５は、図示しないヒューズを経由して第２バッテリ２０１の正極に接続される。第２電源端子２０５を経由して第２バッテリ２０１から供給された電力は、電源リレー２２２、インバータ部２２０、および、モータリレー２２５を経由して、第２モータ巻線２８０に供給される。

第２グランド端子２０６は、ＥＣＵ１０の内部の第２系統のグランドである第２グランドＧＮＤ２と、ＥＣＵ１０の外部の第２系統のグランドである第２外部グランドＧＢ２とに接続される。車のシステムにおいては金属ボデーが共通のＧＮＤプレーンとなっており、第２外部グランドＧＢ２はＧＮＤプレーン上の接続ポイントの１つを示し、さらに、第２バッテリ２０１の負極もこのＧＮＤプレーン上の接続ポイントに接続される。ここで、少なくとも異なった系統は、ＧＮＤプレーン上の同一の接続ポイントに接続しないよう構成される。

第２ＩＧ端子２０７は、車両の始動スイッチと連動してオンオフ制御される第２スイッチを経由して第２バッテリ２０１の正極と接続される。第２ＩＧ端子２０７を経由して第２バッテリ２０１から供給された電力は、第２カスタムＩＣ２３５に供給される。第２カスタムＩＣ２３５には、第２ドライバ回路２３６、第２回路電源２３７、図示しないマイコン監視モニタ、および、図示しない電流モニタアンプ等が含まれる。

第２通信端子２０８は、第２車両通信回路２１１と、第２車両通信網２９５とに接続される。第２車両通信網２９５と第２制御部２５０とは、第２車両通信回路２１１を経由して、送受信が可能に接続される。また、第２車両通信網２９５と第１制御部１５０とは、受信のみ可能に接続し、第１制御部１５０が故障しても、第２制御部２５０を含む第２車両通信網２９５に影響がないように構成される。

第２トルク端子２０９は、トルクセンサ９４の第２センサ部２９４と接続される。第２センサ部２９４の検出値は、第２トルク端子２０９および第２トルクセンサ入力回路２１２を経由して、第２制御部２５０に入力される。ここで第２センサ部２９４および第２制御部２５０は、このトルクセンサ入力回路系の故障が検出されるように構成される。

図４では、通信端子１０８、２０８は、それぞれ別途の車両通信網１９５、２９５に接続されているが、同一の車両通信網に接続されてもよい。また、図４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インバータ部１２０は、スイッチング素子１２１を有する３相インバータであって、第１モータ巻線１８０の電力を変換する。第２インバータ部２２０は、スイッチング素子２２１を有する３相インバータであって、第２モータ巻線２８０の電力を変換する。

第１電源リレー１２２は、第１電源端子１０５と第１インバータ部１２０との間に設けられる。第１モータリレー１２５は、第１インバータ部１２０と第１モータ巻線１８０との間の各相に設けられる。第２電源リレー２２２は、第２電源端子２０５と第２インバータ部２２０との間の各相に設けられる。第２モータリレー２２５は、第２インバータ部２２０と第２モータ巻線２８０との間に設けられる。

本実施形態では、スイッチング素子１２１、２２１、電源リレー１２２、２２２、および、モータリレー１２５、２２５は、いずれもＭＯＳＦＥＴであるが、ＩＧＢＴ等の他の素子を用いてもよい。第１電源リレー１２２をＭＯＳＦＥＴのように寄生ダイオードを有する素子で構成する場合、寄生ダイオードの向きが逆向きとなるように２つの素子を直列に接続することが望ましい。第２電源リレー２２２も同様である。これにより、バッテリ１０１、２０１が誤って逆向きに接続された場合に、逆向きの電流が流れるのを防ぐことができる。電源リレー１２２、２２２は、メカリレーであってもよい。

第１スイッチング素子１２１（図３参照）、第１電源リレー１２２および第１モータリレー１２５は、第１制御部１５０によりオンオフ作動が制御される。第２スイッチング素子２２１（図３参照）、第２電源リレー２２２および第２モータリレー２２５は、第２制御部２５０によりオンオフ作動が制御される。

第１角度センサ１２６は、モータ８０の回転角を検出し、検出値を第１制御部１５０に出力する。第２角度センサ２２６は、モータ８０の回転角を検出し、検出値を第２制御部２５０に出力する。ここで、第１角度センサ１２６と第１制御部１５０、および第２角度センサ２２６と第２制御部２５０は、各々の角度センサ入力回路系の故障が検出されるように構成される。

第１電流センサ１２７は、第１モータ巻線１８０の各相に通電される電流を検出する。第１電流センサ１２７の検出値は、カスタムＩＣ１３５内の増幅回路にて増幅され、第１制御部１５０に出力される。第２電流センサ２２７は、第２モータ巻線２８０の各相に通電される電流を検出する。第２電流センサ２２７の検出値は、カスタムＩＣ２３５内の増幅回路にて増幅され、第２制御部２５０に出力される。

第１ドライバ回路１３６は、第１制御部１５０からの制御信号に基づき、第１スイッチング素子１２１、第１電源リレー１２２および第１モータリレー１２５を駆動する駆動信号を各素子に出力する。第２ドライバ回路２３６は、第２制御部２５０からの制御信号に基づき、第２スイッチング素子２２１、第２電源リレー２２２および第２モータリレー２２５を駆動する駆動信号を各素子に出力する。

制御部１５０、２５０は、マイコン等を主体として構成され、内部にはいずれも図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及び、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。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（すなわち、読み出し可能非一時的有形記録媒体）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。ここで、第１制御部１５０、および第２制御部２５０は、例えばロックドステップデュアルマイコン等を使用し、各々の自身の故障が検出されるように構成される。

制御部１５０、２５０は、マイコン間通信にて相互に情報を送受信可能である。また、制御部１５０、２５０は、車両通信網１９５、２９５を経由して、外部制御部としての上位ＥＣＵ７００から舵角指令θｓ^*を含む自動運転指令を取得する。上位ＥＣＵ７００は、例えば自動運転制御を司るＡＤＳＥＣＵ等である。図４では上位ＥＣＵ７００を１つのブロックで記載しているが、上位ＥＣＵ７００は複数であってもよい。制御部１５０、２５０は、上位ＥＣＵ７００からの指令等に応じ、制御モードを切り替える。制御モードには、運転者の操舵のトルクに応じてモータ８０を制御する操舵アシストモード、運転者の操舵によらず舵角θｓを自動制御する自動運転モード、ならびに、操舵アシストモードおよび自動運転モードの一方から他方へ移行するときの移行モードが含まれる。以下適宜、操舵アシストモードを「ＥＰＳモード」、自動運転モードを「ＡＤＳモード」とする。

図５に示すように、第１制御部１５０は、フェイルセーフ演算部１５１、基本アシスト演算部１５２、アシスト補償制御演算部１５３、ＥＰＳアシスト演算部１５４、角度指令演算部１５５、ＡＤＳ補償制御演算部１５６、ＡＤＳアシスト演算部１５７、系統内調停演算部１５８、系統間調停演算部１５９、および、電流フィードバック演算部１６０等を備える。

第２制御部２５０は、フェイルセーフ演算部２５１、基本アシスト演算部２５２、アシスト補償制御演算部２５３、ＥＰＳアシスト演算部２５４、角度指令演算部２５５、ＡＤＳ補償制御演算部２５６、ＡＤＳアシスト演算部２５７、系統内調停演算部２５８、系統間調停演算部２５９、および、電流フィードバック演算部２６０等を備える。第１系統Ｌ１に係る構成や値と第２系統Ｌ２に係る構成や値とを読み替えることで同様と見なせる点については、第２制御部２５０に係る説明を適宜省略し、第１制御部１５０を中心に説明する。

フェイルセーフ演算部１５１は、インバータ部１２０等、自系統の故障を監視する。また、フェイルセーフ演算部１５１は、第２制御部２５０との通信状態、および、第２系統Ｌ２の動作状態を監視する。第２系統Ｌ２の動作状態の監視方法として第２系統Ｌ２の異常を検出したときに自系統を停止する回路（例えば、第２インバータ部２２０、第２電源リレー２２２、および第２モータリレー２２５）または信号線３０２のうち、少なくとも１つの状態を監視し、非常停止しているか否かを判断する。本実施形態では、第２ドライバ回路２３６から第２電源リレー２２２に出力される第２リレーゲート信号Ｖｒｇ２を取得する他系統リレー監視回路１３９が設けられ、第２リレーゲート信号Ｖｒｇ２に基づいて第２電源リレー２２２の状態を監視する。フェイルセーフ演算部１５１は、自系統および他系統のグランド電位の状態を監視する。

フェイルセーフ演算部１５１の監視結果は、自系統の系統内調停演算部１５８および他系統の系統間調停演算部２５９に送信される。なお、自系統の系統内調停演算部１５８に送信される情報と、他系統の系統間調停演算部２５９に送信される情報とは、例えば一部の情報を省略する等、異なっていてもよい。

基本アシスト演算部１５２は、操舵トルクや車速等に基づき、基本アシスト指令値を演算する。アシスト補償制御演算部１５３は、基本アシスト指令値を補償するアシスト補償量を演算する。アシスト補償量は、例えばＮＶ低減や、操舵感を向上させるように演算される値である。ＥＰＳアシスト演算部１５４は、アシスト指令値およびアシスト補償量に基づき、ＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*を演算する。

角度指令演算部１５５は、上位ＥＣＵ７００から取得される舵角指令θｓ^*に基づき、角度指令値を演算する。ＡＤＳ補償制御演算部１５６は、角度指令値を補償するＡＤＳ補償量を演算する。ＡＤＳ補償量は、例えば車両の挙動安定性を向上させるように演算される値である。ＡＤＳアシスト演算部１５７は、角度指令値およびＡＤＳ補償量に基づき、ＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ１^*を演算する。

系統内調停演算部１５８は、フェイルセーフ演算部１５１の監視結果、ＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*、および、ＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ１^*に基づき、系統内調停電流指令値Ｉ＿ａ１^*を演算する。本実施形態では、第１制御部１５０は、ＥＰＳマスターとして用いるので、通常時、ＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*を系統内調停電流指令値Ｉ＿ａ１^*とする。演算された系統内調停電流指令値Ｉ＿ａ１^*は、自系統の系統間調停演算部１５９に出力される。また、系統内調停電流指令値Ｉ＿ａ１^*は、マイコン間通信により、他系統の系統間調停演算部２５９に出力される。ここでは、電流指令値にて調停を行う例を記載しているが、トルク指令値や舵角指令値を用いて調停してもよい。また、系統内調停演算部１５８は、フェイルセーフ演算部１５１の監視結果に応じてフェイルセーフ処置を行う場合、アシスト停止や漸減等の処置を適宜行う。

系統内調停演算部２５８は、フェイルセーフ演算部２５１の監視結果、ＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ２^*、および、ＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ２^*に基づき、系統内調停電流指令値Ｉ＿ａ２^*を演算する。本実施形態では、第２制御部２５０は、ＡＤＳマスターとして用いるので、通常時、ＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ２^*を系統内調停電流指令値Ｉ＿ａ２^*とする。フェイルセーフ処置等は、系統内調停演算部１５８と同様である。以下適宜、簡略化のため、ＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*が、系統内調停演算部１５８から系統間調停演算部１５９、２５９に出力されるものとして説明する。また、ＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ２^*が系統内調停演算部２５８から系統間調停演算部１５９、２５９に出力されるものとして説明する。

系統間調停演算部１５９は、自系統の系統内調停電流指令値Ｉ＿ａ１^*、他系統の系統内調停電流指令値Ｉ＿ａ２^*、および、フェイルセーフ演算部１５１、２５１の監視結果に基づき、系統間調停電流指令値Ｉ１^*を演算する。系統間調停演算部２５９は、自他系統の系統内調停電流指令値Ｉ＿ａ２^*、他系統の系統内調停電流指令値Ｉ＿ａ１^*、および、フェイルセーフ演算部１５１、２５１の監視結果に基づき、系統間調停電流指令値Ｉ２^*を演算する。

系統間調停演算部１５９では、図６（ａ）に示すように、制御モードに応じて、ＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*、または、ＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ２^*を系統間調停電流指令値Ｉ１^*として選択する。また例えば、制御モードの切り替え時等、図６（ｂ）に示すように、電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*、Ｉ＿ａｄｓ２^*を加算した値を系統間調停電流指令値Ｉ１^*としてもよいし、図６（ｃ）に示すように、ゲインに応じて重み付けをして加算した値を系統間調停電流指令値Ｉ１^*としてもよい。

図５に戻り、電流フィードバック演算部１６０は、系統間調停電流指令値Ｉ１^*に基づく電流フィードバック演算を行い、スイッチング素子１２１のオンオフ作動を制御する制御信号を生成する。

ここで、基本アシスト演算部１５２、２５２、アシスト補償制御演算部１５３、２５３、および、ＥＰＳアシスト演算部１５４、２５４は、主にＥＰＳモードでの制御演算に用いられる。角度指令演算部１５５、２５５、ＡＤＳ補償制御演算部１５６、２５６、および、ＡＤＳアシスト演算部１５７、２５７は、主にＡＤＳモードでの制御演算に用いられる。フェイルセーフ演算部１５１、２５１は、ＥＰＳモードおよびＡＤＳモードにて共通の演算が行われる。

本実施形態では、１つの制御部にて演算された指令値を共有して複数系統を制御する「マスタースレーブ方式」にて、モータ８０の駆動を制御する。以下、指令値の演算を行う制御部および対応する構成を「マスター」、マスターから受信した指令値を用いて制御を行う制御部および対応する構成を「スレーブ」とする。マスタースレーブ方式とすることで、複数系統を協調させてモータ８０の駆動を制御することができる。その反面、マスタースレーブ方式では、マスター制御部への依存度が高く、マスター制御部の演算負荷が高くなる。さらに、本実施形態の制御部１５０、２５０は、運転者の操舵に応じたアシストトルクを出力するアシスト制御演算に加え、制御部１５０、２５０間の通信および調停、上位ＥＣＵ７００からの舵角指令や操舵介入等、高機能化に伴い、演算負荷が増加傾向にある。また、車載、セキュリティおよび機能安全等の要件から、使用できるマイコンの制約があり、演算負荷の低減が望まれる。

そこで本実施形態では、ＥＰＳモードにおけるマスターと、ＡＤＳモードにおけるマスターを異なる制御部としている。本実施形態では、第１制御部１５０を、ＥＰＳモードにおけるマスター、ＡＤＳモードにおけるスレーブとする。また、第２制御部２５０を、ＡＤＳモードにおけるマスター、ＥＰＳモードにおけるスレーブとする。

第１制御部１５０は、ＡＤＳモードでの指令演算を行う角度指令演算部１５５、ＡＤＳ補償制御演算部１５６およびＡＤＳアシスト演算部１５７の機能を有しているが、第２系統Ｌ２が正常であって、ＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ２^*が利用可能であれば、角度指令演算部１５５、ＡＤＳ補償制御演算部１５６およびＡＤＳアシスト演算部１５７での演算を制限する。具体的には、角度指令演算部１５５、ＡＤＳ補償制御演算部１５６およびＡＤＳアシスト演算部１５７の一部または全部の演算を停止してもよいし、演算周期を長くすることで、演算頻度を下げてもよい。

第２制御部２５０は、ＥＰＳモードでの指令演算を行う基本アシスト演算部２５２、アシスト補償制御演算部２５３およびＥＰＳアシスト演算部２５４の機能を有しているが、第１系統Ｌ１が正常であって、ＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*が利用可能であれば、基本アシスト演算部２５２、アシスト補償制御演算部２５３およびＥＰＳアシスト演算部２５４での演算を制限する。具体的には、基本アシスト演算部２５２、アシスト補償制御演算部２５３およびＥＰＳアシスト演算部２５４の一部または全部の演算を停止してもよいし、演算周期を長くすることで、演算頻度を下げてもよい。

本実施形態のモード選択処理を図７および図８のフローチャートに基づいて説明する。図７は第１制御部１５０の処理であり、図８は第２制御部２５０の処理であって、それぞれ自系統が正常である場合に所定の周期で実行される。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である。

ＥＰＳマスターであり、ＡＤＳスレーブである第１制御部１５０での処理を図７に基づいて説明する。Ｓ１０１では、第１制御部１５０は、自動運転中か否かを判断する。ここでは、いわゆる運転支援についても自動運転の概念に含め、肯定判断するようにしてもよい。Ｓ２０１も同様である。自動運転中ではないと判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０５へ移行する。自動運転中であると判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２へ移行する。

Ｓ１０２では、第１制御部１５０は、他系統が異常か否か判断する。他系統が異常であると判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｓ１０３へ移行し、他系統が正常であると判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、Ｓ１０４へ移行する。

Ｓ１０３では、第１制御部１５０は、ＡＤＳモードからＥＰＳモードに切り替える。この場合、ＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*を用いてモータ８０の駆動を制御する。または、第１制御部１５０は、自身がＡＤＳマスターとしてＡＤＳ制御を継続してもよい。この場合、ＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ１^*を用いてモータ８０の駆動を制御する。第１制御部１５０をＡＤＳマスターとする場合、第１制御部１５０がＥＰＳモードおよびＡＤＳモードのマスターとなり、演算負荷が増加するため、少なくとも一部（例えばアシスト補償制御演算部１５３およびＡＤＳ補償制御演算部１５６等）の演算を停止したり、演算周期を長くしたりすることで、演算負荷の増加を抑制するようにしてもよい。

Ｓ１０４では、第１制御部１５０は、ＡＤＳスレーブとして、ＡＤＳモードを継続する。この場合、第１制御部１５０は、第２制御部２５０から送信されるＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ２^*を用いてモータ８０の駆動を制御する。

自動運転中ではないと判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）に移行するＳ１０５では、第１制御部１５０は、他系統が異常か否か判断する。他系統が異常であると判断された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、Ｓ１０６へ移行し、他系統が正常であると判断された場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、Ｓ１０７へ移行する。

Ｓ１０６では、第１制御部１５０は、ＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*を用いて、片系統駆動にてＥＰＳモードを継続する。なお、ＥＰＳスレーブが複数ある場合、異常である系統を除いた複数系統でのＥＰＳモードを継続する。Ｓ１０７では、第１制御部１５０では、ＥＰＳマスターとして、ＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*を第２制御部２５０に送信し、ＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*を用いたＥＰＳモードを継続する。

ＡＤＳマスターであり、ＥＰＳスレーブである第２制御部２５０での処理を図８に基づいて説明する。Ｓ２０１では、第２制御部２５０は、自動運転中か否か判断する。自動運転中であると判断された場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、Ｓ２０５へ移行し、自動運転中ではないと判断された場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、Ｓ２０３へ移行する。

Ｓ２０２では、第２制御部２５０は、他系統が異常か否か判断する。他系統が異常であると判断された場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、Ｓ２０３へ移行し、他系統が正常であると判断された場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、Ｓ２０４へ移行する。

Ｓ２０３では、第２制御部２５０は、自身がＥＰＳマスターとしてＥＰＳモードを継続する。この場合、ＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ２^*を用いてモータ８０の駆動を制御する。また、制御モードをＥＰＳモードからＡＤＳモードに切り替え、ＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ２^*を用いてモータ８０の駆動を制御するようにしてもよい。なお、日本の現行法規では、車両側の判断にて自動運転に切り替えることはできないが、例えば運転者が気を失った場合等、車両側の判断にて自動運転に切り替えて路肩で自動停止させる等の制御が可能になった場合に適用可能である。

Ｓ２０４では、第２制御部２５０は、ＥＰＳスレーブとして、ＥＰＳモードを継続する。この場合、第２制御部２５０は、第１制御部１５０から送信されるＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*を用いてモータ８０の駆動を制御する。

自動運転中であると判断された場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）に移行するＳ２０５では、第２制御部２５０は、他系統が異常か否か判断する。他系統が異常であると判断された場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、Ｓ２０６へ移行し、他系統が正常であると判断された場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、Ｓ２０７へ移行する。

Ｓ２０６では、第２制御部２５０は、ＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ２^*を用いて、片系統駆動にてＡＤＳモードを継続する。なお、ＡＤＳスレーブが複数ある場合、異常である系統を除いた複数系統でのＡＤＳモードを継続する。Ｓ２０７では、第２制御部２５０は、ＡＤＳマスターとして、ＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ２^*を第１制御部１５０に送信し、ＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ２^*を用いたＡＤＳモードを継続する。

モード切替処理を図９のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、制御部１５０、２５０のそれぞれで実施される。なお、系統Ｌ１、Ｌ２が共に正常であるものとして説明する。本実施形態では、制御モードの選択を制御部１５０、２５０内にて行っているが、例えば上位ＥＣＵ７００等、外部の制御部にて制御モードを選択し、外部から取得したモード指令に基づいてＥＰＳモードとＡＤＳモードとの切り替えを行うようにしてもよい。

Ｓ３０１では、制御部１５０、２５０は、制御モードがＥＰＳモードか否かを判断する。制御モードがＥＰＳモードであると判断された場合（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、Ｓ３０２へ移行し、制御部１５０、２５０は、電流指令値Ｉ１^*、Ｉ２^*としてＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*を選択する。制御モードがＡＤＳモードであると判断された場合（Ｓ３０１：ＮＯ）、Ｓ３０３へ移行し、制御部１５０、２５０は、電流指令値Ｉ１^*、Ｉ２^*としてＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ２^*を選択する。

以上説明したように、ＥＣＵ１０は、モータ８０の駆動を制御するものであって、相互に通信可能な複数の制御部１５０、２５０を備える。制御部１５０、２５０は、舵角指令θｓ^*に基づいてモータ８０の駆動を制御するＡＤＳモード、および、トルク指令値に基づいてモータ８０の駆動を制御するトルク制御モードを含む制御モードを切替可能である。

本実施形態では、第１制御部１５０が、ＥＰＳモードにおいて複数の制御部１５０、２５０にて共有されるＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*を演算し、第２制御部２５０が、ＡＤＳモードにおいて複数の制御部１５０、２５０にて共有されるＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ２^*を演算する。すなわち、マスタートルク制御指令値であるＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*を演算する制御部と、マスター角度制御指令値ＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ２^*を演算する制御部とが異なっている。換言すると、マスタートルク制御部とマスター角度制御部とが別の制御部により構成されているということである。

本実施形態では、第１制御部１５０をＥＰＳマスター、第２制御部２５０をＡＤＳマスターとすることで、同一の制御部がＥＰＳマスターおよびＡＤＳマスターを担う場合と比較し、演算負荷を低減することができる。ここで、「マスタートルク制御部とマスター角度制御部とが異なっている」とは、マスタートルク制御部とマスター角度制御部とが別のマイコンである、別のＥＣＵである、或いは、同一のパッケージ内であってもＣＰＵ等の機能が明確に独立していることを意味する。本実施形態では、マスタートルク制御部である第１制御部１５０と、マスター角度制御部である第２制御部２５０とが、別のマイコンにて構成される。

第２制御部２５０は、ＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ２^*を演算可能であって、第１系統Ｌ１に異常が生じた場合においても、ＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ２^*を用いたＥＰＳモードを実施可能である。これによりＥＰＳマスター系統（本実施形態では第１系統Ｌ１）に異常が生じた場合であってもＥＰＳモードにてモータ８０の駆動制御を行うことができる。

第２制御部２５０は、ＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*を利用可能である場合、ＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ２^*の演算を制限する。これにより、ＡＤＳマスターである第２制御部２５０の演算負荷を低減することができる。

第１制御部１５０は、ＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ１^*を演算可能であって、第２系統Ｌ２に異常が生じた場合においても、ＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ１^*を用いたＡＤＳモードを実施可能である。これによりＡＤＳマスター系統（本実施形態では第２系統Ｌ２）に異常が生じた場合であってもＡＤＳモードにてモータ８０の駆動制御を行うことができる。

第１制御部１５０は、ＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ２^*を利用可能である場合、ＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ２^*の演算を制限する。これにより、ＥＰＳマスターである第１制御部１５０の演算負荷を低減することができる。

ＥＰＳマスター系統およびＡＤＳマスター系統の少なくとも一方が異常であって、ＥＰＳモードおよびＡＤＳモードにて、１つの制御部にて演算された指令値を用いる場合、当該制御部における一部の演算を制限する。例えば、舵角フィードバック制御、操舵協調制御および電流フィードバック制御以外の演算周期を長くする。これにより、１つの制御部がＥＰＳマスターおおよびＡＤＳマスターを担う場合であっても、演算負荷の増大を抑制することができる。

第１制御部１５０に異常が生じ、ＥＰＳマスターを第２制御部２５０に切り替える場合、第２制御部２５０は、異常発生前に第１制御部１５０にて演算されていたＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*および積分値を引き継ぎ、その後のＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ２^*を行う。この場合、第１制御部１５０が「切替前制御部」に対応し、第２制御部２５０が「切替後制御部」に対応する。

また、第２制御部２５０に異常が生じ、ＡＤＳマスターを第１制御部１５０に切り替える場合、第１制御部１５０は、異常発生前に第２制御部２５０にて演算されていたＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ２^*および積分値を引き継ぎ、その後のＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ１^*を行う。この場合、第２制御部２５０が「切替前制御部」に対応し、第１制御部１５０が「切替後制御部」に対応する。これにより、異常発生前、スレーブ側での演算が制限されていた場合であっても、指令演算をマスター側からスレーブ側へ適切に移行させることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態を図１０に示す。本実施形態では、モード切替処理が上記実施形態と異なるので、この点を中心に説明する。本実施形態では、系統間調停演算部１５９、２５９を図６（ｃ）の構成とし、モードを切り替える際、ゲインを徐変させることで、ＥＰＳモードとＡＤＳモードとを徐々に切り替える。

モード切替処理を図１０のフローチャートに基づいて説明する。以下、前回値を（ｎ−１）、今回値を（ｎ）とする。Ｓ３５１は、図９中のＳ３０１と同様である。制御モードがＥＰＳモードである場合に移行するＳ３５２では、制御部１５０、２５０は、ＥＰＳゲインＫｅの前回値が１か否か判断する。ＥＰＳゲインＫｅの前回値が１であると判断された場合（Ｓ３５２：ＹＥＳ）、Ｓ３５３へ移行し、制御部１５０、２５０は、電流指令値Ｉ１^*、Ｉ２^*をＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*とし、ＥＰＳモードを継続する。ＥＰＳゲインＫｅの前回値が１ではないと判断された場合（Ｓ３５２：ＮＯ）、Ｓ３５４へ移行する。

Ｓ３５４では、制御部１５０、２５０は、ＥＰＳゲインＫｅを増加させ、ＡＤＳゲインＫａを減少させるように、ＥＰＳゲインＫｅおよびＡＤＳゲインＫａを演算する（式（１）、（２）参照）。なお、式中のα１を一定とすれば、線形的にゲインが増減する。また、ゲインを非線形で増減させるように、α１を設定してもよいし、ＬＰＦ等を用いてもよい。また、ゲインＫｅ、Ｋａは、０以上、１以下であって、和が１となるようにする。ゲインＫｅ、Ｋａが１より大きくなった場合は１、０より小さくなった場合は０とする。Ｓ３５８も同様である。Ｓ３５５では、制御部１５０、２５０は、ＥＰＳゲインＫｅおよびＡＤＳゲインＫａを用いて、電流指令値Ｉ１^*、Ｉ２^*を演算する（式（３）参照）。

Ｋｅ（ｎ）＝Ｋｅ（ｎ−１）＋α１ ・・・（１）
Ｋａ（ｎ）＝Ｋａ（ｎ−１）−α１ ・・・（２）
Ｉ１^*＝Ｉ２^*＝Ｋｅ×Ｉ＿ｅｐｓ１^*＋Ｋａ×Ｉ＿ａｄｓ２^* ・・・（３）

制御モードがＡＤＳモードである場合に移行するＳ３５６では、制御部１５０、２５０は、ＡＤＳゲインＫａの前回値が１か否か判断する。ＡＤＳゲインＫａの前回値が１であると判断された場合（Ｓ３５６：ＹＥＳ）、Ｓ３５７へ移行し、制御部１５０、２５０は、電流指令値Ｉ１^*、Ｉ２^*をＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ２^*とし、ＡＤＳモードを継続する。ＡＤＳゲインＫａの前回値が１ではないと判断された場合（Ｓ３５６：ＮＯ）、Ｓ３５８へ移行する。

Ｓ３５８では、制御部１５０、２５０は、ＥＰＳゲインＫｅを減少させ、ＡＤＳゲインＫａを増加させるように、ＥＰＳゲインＫｅおよびＡＤＳゲインＫａを演算する（式（４）、（５）参照）。なお、式中のα２は、α１と同じでもよいし、異なっていてもよい。Ｓ３５９の処理は、Ｓ３５５の処理と同様である。

Ｋｅ（ｎ）＝Ｋｅ（ｎ−１）−α１ ・・・（４）
Ｋａ（ｎ）＝Ｋａ（ｎ−１）＋α１ ・・・（５）

本実施形態では、ＥＰＳモードとＡＤＳモードとを徐々に切り替えるので、制御モードに切り替えによるトルクの急変等を防ぐことができる。また上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第３実施形態）
第３実施形態を図１１〜図１４に示す。本実施形態では、異常箇所に応じたモード切り替えの詳細を説明する。ＥＰＳモードとＡＤＳモードを切り替える際、第１実施形態のように速やかに切り替えてもよいし、第２実施形態のように徐々に切り替えてもよい。

図１１に示すように、本実施形態では、制御部１５０、２５０は、それぞれ車両通信網１９５、２９５を経由して上位ＥＣＵ７００から情報を送受信している。また、制御部１５０、２５０は、マイコン間通信により情報を送受信している。ここで、通信異常が生じた場合の異常時処置を図１２に示す。

以下、ＥＰＳマスターである第１制御部１５０と上位ＥＣＵ７００との通信を「（Ｃ１）ＥＰＳマスター／上位ＥＣＵ」、ＡＤＳマスターである第２制御部２５０と上位ＥＣＵ７００との通信を「（Ｃ２）ＡＤＳマスター／上位ＥＣＵ」、制御部１５０、２５０間のマイコン間通信を「（Ｃ３）マイコン間通信」とし、正常時を「○」、異常時を「×」とする。

通信Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３がいずれも正常である場合、異常時処置を行わない。制御モードがＥＰＳモードであれば、ＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*を用いてモータ８０の駆動を制御し、制御モードがＡＤＳモードであれば、ＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ２^*を用いてモータ８０の駆動を制御する。また、通信Ｃ１、Ｃ２が共に異常である場合、すなわち制御部１５０、２５０がいずれも上位ＥＣＵ７００と正常な通信ができない場合、マイコン間通信の異常の有無によらず、モータ８０の駆動を停止し、アシスト停止とする。

制御モードがＥＰＳモードである場合について説明する。制御部１５０、２５０と上位ＥＣＵ７００との通信が正常であって、マイコン間通信が異常である場合、異常時処置として、独立駆動に移行し、第１制御部１５０はＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*を用いて、第２制御部２５０はＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ２^*を用いて、モータ８０の駆動を制御する。

制御部１５０、２５０の一方と上位ＥＣＵ７００との通信が正常であって、他方と上位ＥＣＵ７００との通信が異常である場合、ＡＤＳモードを開始せず、ＥＰＳモードを継続する。

なお、第１制御部１５０と上位ＥＣＵ７００との通信およびマイコン間通信が正常であって、第２制御部２５０と上位ＥＣＵ７００との通信が異常である場合、第１制御部１５０にて上位ＥＣＵ７００から受信した情報をマイコン間通信にて第２制御部２５０に送信し、ＡＤＳモードを実施してもよい。また、第１制御部１５０をＡＤＳマスターに切り替えて、ＡＤＳモードを実施してもよい。

また、第１制御部１５０と上位ＥＣＵ７００との通信が異常であって、第２制御部２５０と上位ＥＣＵ７００との通信およびマイコン間通信が正常である場合、マイコン間通信にて、第２制御部２５０から第１制御部１５０に必要な情報を送信することで、ＡＤＳモードを実施してもよい。

制御モードがＡＤＳモードである場合について説明する。制御部１５０、２５０と上位ＥＣＵ７００との通信が正常であって、マイコン間通信が異常である場合、異常時処置として、独立駆動でのＡＤＳモードを継続する。すなわち、第１制御部１５０はＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ１^*を用いてモータ８０の駆動を制御し、第２制御部２０はＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ２^*を用いてモータ８０の駆動を制御する。

第１制御部１５０と上位ＥＣＵ７００との通信が正常であって、第２制御部２５０と上位ＥＣＵ７００との通信が異常である場合、ＡＤＳモードを中止し、ＥＰＳモードに移行する。このとき、マイコン間通信が正常であれば、協調駆動によるモータ８０の駆動制御が可能であり、マイコン間通信が異常であれば、独立駆動または片系統駆動にてモータ８０の駆動を制御する。また、マイコン間通信が正常であれば、第１制御部１５０をＡＤＳマスターに切り替えてＡＤＳモードを継続してもよい。

第１制御部１５０と上位ＥＣＵ７００との通信が異常であって、第２制御部２５０と上位ＥＣＵ７００との通信が正常である場合、第１系統Ｌ１を停止し、第２系統Ｌ２にてＡＤＳモードを継続する。また、マイコン間通信が正常であれば、マイコン間通信にて、第２制御部２５０から第１制御部１５０に必要な情報を送信することで、両系統でのＡＤＳモードを継続してもよい。

指令演算異常が生じた場合の異常時処置を図１３に示す。図１３では、第１制御部１５０における指令演算を「（Ｅ１）ＥＰＳマスター指令演算」、第２制御部２５０における指令演算を「（Ｅ２）ＡＤＳマスター指令演算」とする。本実施形態では、フェイルセーフ演算部１５１、基本アシスト演算部１５２、アシスト補償制御演算部１５３、ＥＰＳアシスト演算部１５４、角度指令演算部１５５、ＡＤＳ補償制御演算部１５６、ＡＤＳアシスト演算部１５７、系統内調停演算部１５８、系統間調停演算部１５９、および、電流フィードバック演算部１６０が、第１制御部１５０における指令演算を構成する機能ブロックである。また、フェイルセーフ演算部２５１、基本アシスト演算部２５２、アシスト補償制御演算部２５３、ＥＰＳアシスト演算部２５４、角度指令演算部２５５、ＡＤＳ補償制御演算部２５６、ＡＤＳアシスト演算部２５７、系統内調停演算部２５８、系統間調停演算部２５９、および、電流フィードバック演算部２６０が、第２制御部２５０における指令演算を構成する機能ブロックである。ここでは、制御部１５０、２５０において、指令演算以外は正常であるものとする。

制御部１５０、２５０の指令演算およびマイコン間通信が、いずれも正常である場合、異常時処置を行わない。制御モードがＥＰＳモードであれば、ＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*を用いてモータ８０の駆動を制御し、制御モードがＡＤＳモードであれば、ＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ２^*を用いてモータ８０の駆動を制御する。また、制御部１５０、２５０にて共に指令演算異常が生じている場合、マイコン間通信の異常の有無によらず、モータ８０の駆動を停止し、アシスト停止する。

制御モードがＥＰＳモードである場合について説明する。制御部１５０、２５０における指令演算が正常であって、マイコン間通信が異常である場合、独立駆動に移行し、第１制御部１５０はＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*を用い、第２制御部２５０はＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ２^*を用いて、モータ８０の駆動を制御する。

第１制御部１５０の指令演算が正常であり、第２制御部２５０の指令演算が異常である場合、第１系統Ｌ１を用いた片系統駆動によりＥＰＳモードを継続する。第２制御部２５０の指令演算が正常であり、第１制御部１５０の指令演算が異常である場合、第２系統Ｌ２を用いた片系統駆動によりＥＰＳモードを継続する。

第１制御部１５０の指令演算が正常、第２制御部２５０の指令演算が異常であって、マイコン間通信が正常の場合、第１制御部１５０にて演算されたＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*を第２制御部２５０に送信し、ＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*を用いて２系統での駆動を継続してもよい。また、第１制御部１５０の指令演算が異常、第２制御部２５０の指令演算が正常であって、マイコン間通信が正常の場合、第２制御部２５０にて演算されたＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ２^*を第１制御部１５０に送信し、ＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ２^*を用いて２系統での駆動を継続してもよい。

制御モードがＡＤＳモードである場合について説明する。制御部１５０、２５０における指令演算が正常であって、マイコン間通信が異常である場合、独立駆動に移行し、第１制御部１５０はＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ１^*を用い、第２制御部２５０はＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ２^*を用いてＡＤＳモードを継続する。

第１制御部１５０の指令演算が正常、第２制御部２５０の指令演算が異常である場合、ＡＤＳモードを中止し、ＥＰＳモードに移行する。このとき、マイコン間通信が正常であれば、第１制御部１５０をＡＤＳマスターに切り替えてＡＤＳモードを継続してもよい。

第１制御部１５０の指令演算が異常であり、第２制御部２５０の指令演算が正常である場合、第１系統Ｌ１を停止し、第２系統Ｌ２にてＡＤＳモードを継続する。また、マイコン間通信が正常であれば、マイコン間通信にて、第２制御部２５０から第１制御部１５０に必要な情報を送信することで、両系統でのＡＤＳモードを継続してもよい。

駆動系の異常が生じた場合の異常時処置を図１４に示す。本実施形態では、駆動系には、インバータ部１２０、２２０およびモータ巻線１８０、２８０が含まれ、モータ巻線１８０、２８０に流れる電流であるモータ電流の通電経路を構成する各種部品を「駆動系」とする。第１系統Ｌ１の駆動系を「（Ｄ１）ＥＰＳマスター駆動系」、第２系統Ｌ２の駆動系を「（Ｄ２）ＡＤＳマスター駆動系」とする。

第１系統Ｌ１の駆動系、第２系統の駆動系およびマイコン間通信が、いずれも正常である場合、異常時処置を行わない。制御モードがＥＰＳモードであれば、ＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*を用いてモータ８０の駆動を制御し、制御モードがＡＤＳモードであれば、ＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ２^*を用いてモータ８０の駆動を制御する。また、系統Ｌ１、Ｌ２の駆動系がいずれも異常である場合、マイコン間通信の異常の有無によらず、モータ８０の駆動を停止し、アシスト停止とする。

制御モードがＥＰＳモードである場合について説明する。系統Ｌ１、Ｌ２の駆動系が正常であって、マイコン間通信が異常である場合、独立駆動に移行し、第１制御部１５０はＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*を用い、第２制御部２５０はＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ２^*を用いて、モータ８０の駆動を制御する。

第１系統Ｌ１の駆動系が正常、第２系統Ｌ２の駆動系が異常である場合、第１系統Ｌ１を用いた片系統駆動によりＥＰＳモードを継続する。第１系統Ｌ１の駆動系が異常、第２系統Ｌ２の駆動系が正常である場合、第２系統Ｌ２を用いた片系統駆動によりＥＰＳモードを継続する。

制御モードがＡＤＳモードである場合について説明する。系統Ｌ１、Ｌ２の駆動系が正常であって、マイコン間通信が異常である場合、独立駆動に移行し、第１制御部１５０はＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ１^*を用い、第２制御部２５０はＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ２^*を用いてＡＤＳモードを継続する。

第１系統Ｌ１の駆動系が正常、第２系統Ｌ２の駆動系が異常の場合、ＡＤＳモードを中止し、ＥＰＳモードに移行し、第１系統Ｌ１での片系統駆動によりモータ８０の駆動を制御する。また、第１制御部１５０をＡＤＳマスターに切り替え、第１系統Ｌ１での片系統駆動によりＡＤＳモードを継続してもよい。第１系統Ｌ１の駆動系が異常、第２系統Ｌ２の駆動系が正常の場合、第２系統Ｌ２の片系統駆動によりＡＤＳモードを継続する。

本実施形態では、異常発生箇所、および、異常発生時の制御モードがＥＰＳモードかＡＤＳモードかに応じ、異常時処置を異ならせる。これにより、異常発生状況に応じて適切な異常時処置を選択することができる。

制御部１５０、２５０は、上位ＥＣＵ７００から舵角指令θｓ^*を取得する。ＥＰＳモード中において、上位ＥＣＵ７００と、一部の制御部１５０、２５０との間の通信に異常が生じた場合、ＡＤＳモードへの移行を禁止し、ＥＰＳモードを継続する。また、ＡＤＳモード中において、上位ＥＣＵ７００とＡＤＳマスターである第２制御部２５０との通信に異常が生じた場合、ＡＤＳモードを中止し、ＥＰＳモードに移行し、上位ＥＣＵ７００とＡＤＳスレーブである第１制御部１５０との通信に異常が生じた場合、第２系統Ｌ２を用いてＡＤＳモードを継続する。これにより、上位ＥＣＵ７００との通信に異常が生じた場合であっても、モータ８０の駆動制御を適切に継続することができる。

ＥＰＳモード中において、一部の制御部１５０、２５０にて指令演算異常が生じた場合、正常に指令演算可能な系統を用いてモータ８０の駆動を継続する。この場合、ＡＤＳモードへの移行を禁止してもよいし、ＡＤＳモードへの移行を許容してもよい。ＡＤＳモード中において、第２制御部２５０にて指令演算異常が生じた場合、ＡＤＳモードを中止し、ＥＰＳモードへ移行し、第１制御部１５０にて指令演算異常が生じた場合、第２系統Ｌ２を用いてＡＤＳモードを継続する。これにより、指令演算異常が生じた場合であっても、モータ８０の駆動制御を適切に継続することができる。

ＥＰＳモード中において、駆動系の一部に異常が生じた場合、正常である駆動系に対応する系統を用いてモータ８０の駆動を継続する。この場合、ＡＤＳモードへの移行を禁止してもよいし、ＡＤＳモードへの移行を許容してもよい。ＡＤＳモード中において、第２系統Ｌ２の駆動系に異常が生じた場合、ＡＤＳモードを中止し、第１系統Ｌ１でのＥＰＳモードへ移行し、第１系統Ｌ１の駆動系に異常が生じた場合、第２系統Ｌ２でのＡＤＳモードを継続する。これにより、駆動系の一部に異常が生じた場合であっても、モータ８０の駆動制御を適切に継続することができる。

ＥＰＳモード中にマイコン間通信に異常が生じた場合、指令値を共有せず、独立駆動にてＥＰＳモードを継続する。また、ＡＤＳモード中にマイコン間通信に異常が生じた場合、独立駆動にてＡＤＳモードを継続する。独立駆動とは、他系統の制御部からの情報を用いず、自系統の制御部にて演算された指令値を用いてモータ８０の駆動制御を行うことである。これにより、マイコン間通信に異常が生じた場合であっても、独立制御によりモータ８０の駆動制御を適切に継続することができる。

上記実施形態では、ＥＣＵ１０が「回転電機制御装置」、モータ８０が「回転電機」、モータ巻線１８０、２８０が「巻線」、上位ＥＣＵ７００が「外部制御部」、ＥＰＳモードが「トルク制御モード」、ＡＤＳモードが「角度制御モード」、舵角指令θｓ^*が「角度指令値」に対応する。

第１制御部１５０が「マスタートルク制御部」および「スレーブ角度制御部」に対応し、ＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ１^*が「マスタートルク制御指令値」、ＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ１＊が「角度制御指令値」に対応する。

第２制御部２５０が「マスター角度制御部」および「スレーブトルク制御部」に対応し、ＡＤＳ電流指令値Ｉ＿ａｄｓ２^*が「マスター角度制御指令値」、ＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ２^*が「トルク制御指令値」に対応する。

「演算を制限する」とは、少なくとも一部の演算を停止する、および、演算周期を長くすることで演算頻度を下げることを含み、演算を制限することで、演算負荷を低減させる。例えば、ＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ２^*の演算において、「演算を制限する」とは、ＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ２^*の演算そのものを中止する、ＥＰＳ電流指令値Ｉ＿ｅｐｓ２^*の一部の演算、例えばアシスト補償量の演算を停止する、および、演算周期を長くすることを含む。もちろん、一部の演算を停止しつつ、演算を継続するものについて演算周期を長くするようにしてもよいし、一部の演算を停止して演算周期が同じであってもよいし、演算周期を長くして全ての演算を継続してもよい。他の値における演算制限についても同様である。

（他の実施形態）
上記実施形態では、ＡＤＳモードが「角度制御モード」に対応し、ＥＰＳモードが「トルク制御モード」に対応する。他の実施形態では、角度制御モードは、ＡＤＳモードに限らず、角度指令値に基づいてモータを駆動するどのような制御であってもよい。また、トルク制御モードは、ＥＰＳモードに限らず、トルク指令値に基づいてモータの駆動を制御するどのような制御であってもよい。

上記実施形態では、制御部は２つである。他の実施形態では、制御部は３つ以上であってもよい。この場合、１つの制御部がマスタートルク制御部かつスレーブ角度制御部、別の１つの制御部がマスター角度制御部かつスレーブトルク制御部であって、残りの制御部がスレーブトルク制御部かつスレーブ角度制御部となる。３系統以上の場合、ＥＰＳマスター系統が異常になった場合、ＡＤＳマスター系統以外の系統をＥＰＳマスター系統とし、複数系統での制御を継続してもよい。同様に、３系統以上の場合、ＡＤＳマスター系統が異常になった場合、ＥＰＳマスター系統以外の系統をＡＤＳマスター系統とし、複数系統での制御を継続してもよい。

上記実施形態では、モータ巻線およびインバータ部が２つずつ設けられる。他の実施形態では、モータ巻線およびインバータ部は、１つまたは３つ以上であってもよい。また、例えば複数のモータ巻線およびインバータ部に対して１つの制御部を設ける、或いは、１つの制御部に対して複数のインバータ部およびモータ巻線を設ける、といった具合に、モータ巻線、インバータ部および制御部の数が異なっていてもよい。上記実施形態では、系統ごとに電源が設けられており、グランドが分離されている。他の実施形態では、１つの電源を複数系統にて共用してもよい。また、複数の系統が共通のグランドに接続されていてもよい。

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く、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、ステアバイワイヤ装置等、操舵を司る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。

本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。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・・・ＥＣＵ（回転電機制御装置）
８０・・・モータ
１５０・・・第１制御部（マスタートルク制御部、スレーブ角度制御部）
２５０・・・第２制御部（マスター角度制御部、スレーブトルク制御部）
１８０、２８０・・・モータ巻線（巻線）
７００・・・上位ＥＣＵ（外部制御部）

Claims (13)

1. 回転電機（８０）の駆動を制御する回転電機制御装置であって、
   角度指令値に基づいて前記回転電機の駆動を制御する角度制御モード、および、トルク指令値に基づいて前記回転電機の駆動を制御するトルク制御モードを含む制御モードを切替可能であって、相互に通信可能な複数の制御部（１５０、２５０）を備え、
   前記トルク制御モードにおいて複数の前記制御部にて共有されるマスタートルク制御指令値を演算する前記制御部であるマスタートルク制御部（１５０）と、前記角度制御モードにおいて複数の前記制御部にて共有されるマスター角度制御指令値を演算する前記制御部であるマスター角度制御部（２５０）とは、異なっている回転電機制御装置。
2. 前記マスタートルク制御部以外の前記制御部であるスレーブトルク制御部（２５０）は、前記トルク制御モードにおけるトルク制御指令値を演算可能であって、前記マスタートルク制御部に対応する系統に異常が生じた場合においても、前記トルク制御指令値を用いて前記トルク制御モードを実施可能である請求項１に記載の回転電機制御装置。
3. 前記スレーブトルク制御部は、前記マスタートルク制御指令値を利用可能である場合、前記トルク制御指令値の演算を制限する請求項２に記載の回転電機制御装置。
4. 前記マスター角度制御部以外の前記制御部であるスレーブ角度制御部（１５０）は、前記角度制御モードにおける角度制御指令値を演算可能であって、前記マスター角度制御部に対応する系統に異常が生じた場合においても、前記角度制御指令値を用いて前記角度制御モードを実施可能である請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。
5. 前記スレーブ角度制御部は、前記マスター角度制御指令値を利用可能である場合、前記角度制御指令値の演算を制限する請求項４に記載の回転電機制御装置。
6. 前記マスタートルク制御部に対応する系統、および、前記マスター角度制御部に対応する系統の少なくとも一方が異常であって、前記トルク制御モードおよび前記角度制御モードにて、１つの前記制御部にて演算された指令値を用いる場合、当該制御部における一部の演算を制限する請求項１〜５のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。
7. 異常発生箇所、および、異常発生時の前記制御モードが前記トルク制御モードか前記角度制御モードかに応じ、異常時処置を異ならせる請求項１〜６のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。
8. 前記制御部は、外部制御部（７００）から前記角度指令値を取得し、
   前記トルク制御モード中において、前記外部制御部と一部の前記制御部との間の通信に異常が生じた場合、前記角度制御モードへの移行を禁止し、前記トルク制御モードを継続し、
   前記角度制御モード中において、
   前記外部制御部と前記マスター角度制御部との通信に異常が生じた場合、前記角度制御モードを中止し、前記トルク制御モードへ移行し、
   前記外部制御部と前記マスター角度制御部以外の前記制御部との通信に異常が生じた場合、前記マスター角度制御部に対応する系統を用いて前記角度制御モードを継続する請求項７に記載の回転電機制御装置。
9. 前記トルク制御モード中において、一部の前記制御部にて指令演算異常が生じた場合、正常に指令演算可能な前記制御部に対応する系統を用いて前記回転電機の駆動を継続し、
   前記角度制御モード中において、
   前記マスター角度制御部にて指令演算異常が生じた場合、前記角度制御モードを中止し、前記トルク制御モードへ移行し、
   前記マスター角度制御部以外の前記制御部にて指令演算異常が生じた場合、前記マスター角度制御部に対応する系統を用いて前記角度制御モードを継続する請求項７または８に記載の回転電機制御装置。
10. 前記トルク制御モード中において、巻線（１８０、２０）に流れる電流の通電経路を構成する駆動系の一部に異常が生じた場合、正常である駆動系に対応する系統を用いて前記回転電機の駆動を継続し、
    前記角度制御モード中において、
    前記マスター角度制御部に対応する駆動系に異常が生じた場合、前記角度制御モードを中止し、正常である駆動系に対応する系統での前記トルク制御モードへ移行し、
    前記マスター角度制御部以外の前記制御部に対応する駆動系に異常が生じた場合、前記マスター角度制御部に対応する系統を用いて前記角度制御モードを継続する請求項７〜９のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。
11. 前記制御部間の通信に異常が生じた場合、指令値を共有せず、独立駆動にて前記トルク制御モードまたは前記角度制御モードを継続する請求項７〜１０のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。
12. 異常発生により、制御に用いる指令値を演算する前記制御部を切り替える場合、切替前に指令値を演算していた前記制御部を切替前制御部、切替後に指令値を演算する前記制御部を切替後制御部とすると、
    前記切替後制御部は、異常発生前に前記切替前制御部にて演算されていた指令値および積分値を引き継ぎ、その後の演算を行う請求項１〜１１のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。
13. 前記制御部は、外部制御部（７００）からのモード指令に基づき、前記角度制御モードと前記トルク制御モードをと切り替える請求項１〜１２のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。

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