JP4023301B2 - モータ制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分散型のモータ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、分散型のモータ制御装置としては、２つのＭＰＵ間のデータ通信をシリアル通信で行うようにしたもの（以下、「第１の従来技術」という。）と、パラレル通信で行うようにしたもの（以下、「第２の従来技術」という。）とが知られている。
【０００３】
（第１の従来技術）
まず、２つのＭＰＵ間のデータ通信をシリアル通信で行うようにした従来のモータ制御装置について説明する。図１２に示すように、例えば電動パワーステアリング装置のモータ制御装置１００は、操舵トルクＴ及び車速Ｖ等に基づいてモータ指令値を演算する第１のＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１と、この第１のＭＰＵ１０１により算出されたモータ指令値に基づいてモータ１０２を駆動する第２のＭＰＵ１０３とを備えている。第１のＭＰＵ１０１のシリアルポート１０１ａと第２のＭＰＵ１０３のシリアルポート１０３ａとの間はシリアル通信ライン１０４により相互に接続されている。
【０００４】
図１３（ａ）に示すように、第１のＭＰＵ１０１はまず各種のセンサにより検出されたセンサ信号を読み込む。即ち、トルクセンサ（図示略）により検出された操舵トルクＴ及び車速センサ（図示略）により検出された車速Ｖを読み込む（Ｓ５０１）。次に、第１のＭＰＵ１０１は、操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいて予め記憶された特性マップを参照してモータ指令値（アシスト指令電流値）を演算する（Ｓ５０２）。そして、第１のＭＰＵ１０１は算出したモータ指令値（例えば８ビットのデータ）をシリアル通信ライン１０４により第２のＭＰＵ１０３へ送る（Ｓ５０３）。モータ指令値は直列的に１ビットずつ第２のＭＰＵ１０３へ送られる。以後、第１のＭＰＵ１０１はＳ５０１〜Ｓ５０３の処理を所定の制御周期毎に繰り返す。
【０００５】
一方、第２のＭＰＵ１０３においては、次のような処理が行われる。即ち、図１３（ｂ）に示すように、第２のＭＰＵ１０３はまずシリアル通信が正常に行われているか否かを判断する（Ｓ６０１）。例えば第２のＭＰＵ１０３はチェックサム等によりシリアル通信の正常異常を判定する。そして、シリアル通信が正常に行われていると判断したとき（Ｓ６０１でＹＥＳ）、第２のＭＰＵ１０３はシリアル通信ライン１０４により送られてきたデータ、即ちモータ指令値を受信し（Ｓ６０２）、この受信したモータ指令値に基づいてモータ１０２を駆動制御する。
【０００６】
シリアル通信が正常に行われていないと判断したとき（Ｓ６０１でＮＯ）、第２のＭＰＵ１０３はモータ１０２の駆動制御を停止する（Ｓ６０４）。リアル通信が異常の場合、第２のＭＰＵ１０３へのデータ送信が途切れ、第２のＭＰＵ１０３はモータ指令値（目標値）を認識不能となる。そして、モータ指令値が不明な状態でモータ１０２が駆動制御された場合、当該モータ１０２は予期しない挙動を示すおそれがある。このため、モータ１０２を停止させるのである。以後、第２のＭＰＵ１０３はＳ６０１及びＳ６０２の処理を所定の制御周期毎に繰り返す。
【０００７】
（第２の従来技術）
次に、２つのＭＰＵ間のデータ通信をパラレル通信で行うようにした従来のモータ制御装置について説明する。この第２の従来技術のモータ制御装置は２つのＭＰＵ間のデータ通信をパラレル通信で行うようにした点で前記第１の従来技術と異なる。従って、前記第１の従来技術と同様の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０００８】
図１４に示すように、第１のＭＰＵ１０１のパラレルポート１０１ｂと第２のＭＰＵ１０３のパラレルポート１０３ｂとの間はパラレル通信ライン１０５により相互に接続されている。モータ指令値は８ビットのデータであるので、パラレル通信ライン１０５は８本のデータラインＤ０〜Ｄ７を備えている。
【０００９】
図１５（ａ）に示すように、まず第１のＭＰＵ１０１は各種のセンサにより検出されたセンサ信号を読み込む。即ち、トルクセンサ（図示略）により検出された操舵トルクＴ及び車速センサ（図示略）により検出された車速Ｖを読み込む（Ｓ７０１）。次に、第１のＭＰＵ１０１は、操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいて予め記憶された特性マップを参照してモータ指令値（アシスト指令電流値）を演算する（Ｓ７０２）。そして、第１のＭＰＵ１０１は算出したモータ指令値をパラレルポート１０１ｂにセットして処理を終了する。第１のＭＰＵ１０１により算出されたモータ指令値は各データラインＤ０〜Ｄ７によりビット毎に第２のＭＰＵ１０３へ送られる。以後、第１のＭＰＵ１０１はＳ７０１〜Ｓ７０３の処理を所定の制御周期毎に繰り返す。
【００１０】
一方、第２のＭＰＵ１０３においては、次のような処理が行われる。即ち、図１５（ｂ）に示すように、第２のＭＰＵ１０３はまず第１のＭＰＵ１０１から送られてきたモータ指令値をパラレルポート１０３ｂにラッチ（保持）、即ち受信する（Ｓ８０１）。そして、第２のＭＰＵ１０３は受信したモータ指令値に基づいてモータ１０２を駆動制御する（Ｓ８０２）。以後、第２のＭＰＵ１０３はＳ８０１及びＳ８０２の処理を所定の制御周期毎に繰り返す。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
（第１の従来技術）
ところが、２つのＭＰＵ間のデータ通信をシリアル通信で行うようにした前記従来のモータ制御装置においては、シリアル通信が正常に行われていないと判断したときにはモータ１０２の駆動制御を停止するようにしていた。これにより、モータ１０２の予期しない挙動は回避できるものの、モータ駆動制御の信頼性が損なわれるという問題があった。このモータ制御装置が例えば電動パワーステアリング装置に使用されている場合、モータ１０２が停止されることにより操舵性能が著しく低下する。
【００１２】
（第２の従来技術）
一方、２つのＭＰＵ間のデータ通信をパラレル通信で行うようにした前記従来のモータ制御装置においては、次のような問題があった。即ち、電動パワーステアリング装置で使用されている分散型のモータ制御装置は小型化の傾向にあり、これに伴って、シグナル系とパワー系との干渉に起因して信号にスイッチングノイズ等の各種ノイズが重畳しやすくなる。そして、第１のＭＰＵ１０１により算出されたモータ指令値を８ビットのパラレル通信ライン１０５で第２のＭＰＵ１０３へ送る際、ノイズが発生したタイミングでデータが第２のＭＰＵ１０３のパラレルポート１０３ｂにラッチされると、第２のＭＰＵ１０３は「０」を「１」又は「１」を「０」と誤認識する。換言すれば、いわゆるビット化けが発生する。この結果、第２のＭＰＵ１０３は、正しいモータ指令値を受け取ることができない。
【００１３】
第１のＭＰＵ１０１により算出されたモータ指令値を例えば「＋１００」とした場合、これを符号付の２進数で表すと「０１１００１００（Ｂ）」となる。ここで、最上位ビットは正負（＋，−）を示す符号ビットであり、最上位から２桁目以降が数値を示す数値ビットとなる。ちなみに、正は「０」、負は「１」で示される。このモータ指令値の各ビットはパラレル通信ライン１０５の８本のデータラインＤ０〜Ｄ７によりそれぞれ第２のＭＰＵ１０３へ送られる。
【００１４】
そして、このモータ指令値の送信時において、上位ビット（例えば上位４ビット「０１１０」）のうち最上位から２桁目以降のいずれかの数値ビットにビット化けが発生すると、第２のＭＰＵ１０３は誤認識した過剰なモータ指令値に基づいてモータ１０２を駆動制御する。
【００１５】
例えば第１のＭＰＵ１０１により算出されたモータ指令値を「＋３６＝００１００１００（Ｂ）」とした場合に最上位から２桁目がビット化けすると、第２のＭＰＵ１０３はモータ指令値を「０１１００１００（Ｂ）」と誤認識する。これは１０進数で表すと＋１００であり、本来のモータ指令値「＋３６」に比べて過大な値となる。
【００１６】
また、図１６に示すように、例えばモータ指令値の最上位ビットの信号にノイズが重畳し、このタイミングで第２のＭＰＵ１０３でラッチされると、第２のＭＰＵ１０３はモータ指令値を１１１００１００（Ｂ）と誤認識する。これは１０進数で表すと「−１００」である。即ち、第２のＭＰＵ１０３は本来とは逆方向の電流指令をモータ１０２へ出力し、モータ１０２は本来正回転されるべきであるにもかかわらず、逆回転（逆アシストの方向へ回転）する。
【００１７】
このように、上位のビットほど桁数が大きいのでモータ１０２の挙動に与える影響が大きい。そして、このモータ指令値の上位ビットがビット化けすると、前述したような過大なモータ指令値又は逆方向のモータ指令値に基づいてモータ１０２が駆動されることとなり、当該モータ１０２が意図しない挙動を示すおそれがあった。ひいては、モータ駆動制御の信頼性が損なわれるという問題があった。
【００１８】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、モータ駆動制御の信頼性を確保することができるモータ制御装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、モータ指令値を演算する第１のＭＰＵと、第１のＭＰＵにより算出されたモータ指令値に基づいてモータを駆動制御する第２のＭＰＵと、第１のＭＰＵと第２のＭＰＵとの間を接続するシリアル通信ライン又はパラレル通信ラインとを備えたモータ制御装置において、前記第１のＭＰＵと第２のＭＰＵとの間には前記シリアル通信ライン又はパラレル通信ラインとは別にアナログ通信ラインを設け、前記第２のＭＰＵはシリアル通信ライン又はパラレル通信ライン及びアナログ通信ラインによりそれぞれ送られてきたモータ指令値のうちいずれか一方に基づいてモータを駆動制御するようにしたことを要旨とする。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータ制御装置において、前記第２のＭＰＵにはシリアル通信又はパラレル通信が正常に行われているか否かの判断を行う判断手段を備え、前記判断手段によりシリアル通信又はパラレル通信が正常に行われていると判断されたときには第２のＭＰＵはシリアル通信又はパラレル通信により送られてきたモータ指令値に基づいてモータを駆動制御し、前記判断手段によりシリアル通信又はパラレル通信が正常に行われていないと判断されたときには第２のＭＰＵは前記アナログ通信ラインにより送られてきたモータ指令値に基づいてモータを駆動制御するようにしたことを要旨とする。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のモータ制御装置において、前記アナログ通信ラインの途中にはローパスフィルタを設けるようにしたことを要旨とする。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載のモータ制御装置において、前記モータ指令値は、モータ電流指令値、モータ角速度指令値及びモータ角度指令値のうち少なくとも一つであることを要旨とする。
【００２３】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、第１のＭＰＵにより演算されたモータ指令値はシリアル通信ライン又はパラレル通信ライン及びアナログによりそれぞれ第２のＭＰＵへ送られる。そして、第２のＭＰＵはシリアル通信ライン又はパラレル通信ライン及びアナログ通信ラインによりそれぞれ送られてきたモータ指令値のうちいずれか一方に基づいてモータを駆動制御する。このため、シリアル通信又はパラレル通信及びアナログ通信のいずれか一方に通信異常が発生しても、第２のＭＰＵは正常なもう一つの通信ラインによりモータ指令値を得ることができる。
【００２４】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、シリアル通信ライン又はパラレル通信ラインが正常に行われていると判断されたとき、第２のＭＰＵはシリアル通信ライン又はパラレル通信ラインにより送られてきたモータ指令値に基づいてモータを駆動制御する。シリアル通信ライン又はパラレル通信ラインが正常に行われていないと判断されたとき、第２のＭＰＵはアナログ通信ラインにより送られてきたモータ指令値に基づいてモータを駆動制御する。
【００２５】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の作用に加えて、前記アナログ通信ラインにより送られてきたモータ指令値はローパスフィルタを通過することによりそのノイズ成分が除去される。
【００２６】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、第２のＭＰＵは、モータ電流指令値、モータ角速度指令値及びモータ角度指令値のうち少なくとも一つに基づいてモータを駆動制御する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態；ＥＰＳ；シリアル通信メイン）
以下、本発明を電動パワーステアリング装置のモータ制御装置に具体化した第１実施形態を図１〜図３に従って説明する。
【００２８】
（全体構成）
図１に示すように、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１は、電動パワーステアリング制御装置（以下「制御装置２」という。）及び当該制御装置２により駆動制御される電動モータ３を備えており、この電動モータ３の出力軸にはギヤ４が固定されている。電動モータ３は三相同期式永久磁石モータで構成したブラシレスモータであり、モータ回転角センサ（例えばホール素子）５を備えている。モータ回転角センサ５は電動モータ３の回転角θｍ、即ち電動モータ３を構成するロータの磁極位置を示す電気角を検出し、この検出結果（モータ回転角信号）を制御装置２へ送る。
【００２９】
一方、ステアリングホイール（以下、「ハンドル７」という）にはステアリングシャフト８が連結されており、同ステアリングシャフト８には減速歯車９が固定されている。この減速歯車９には前記電動モータ３のギヤ４が噛合している。ステアリングシャフト８にはトーションバー（ねじりばね）１０が組み込まれており、当該トーションバー１０にはトルクセンサ１１が設けられている。トルクセンサ１１は、運転者によりハンドル７が操舵されてステアリングシャフト８が回転した際のトーションバー１０の捻れ量に基づいて、当該ハンドル７に作用する操舵トルクＴを検出する。この操舵トルク信号は制御装置２へ送られる。
【００３０】
前記減速歯車９にはピニオンシャフト１２を介してピニオンギヤ１３が固定されている。このピニオンギヤ１３はラック１４と噛合しており、当該ラック１４の両端にはそれぞれタイロッド１５が固定されている。タイロッド１５の先端部にはナックルアーム１６が回動可能に連結されており、両ナックルアーム１６，１６間にはクロスメンバ１７が回動可能に連結されている。両ナックルアーム１６，１６にはそれぞれ前輪１８が取り付けられている。
【００３１】
前後左右の各車輪にはそれぞれ車速センサ１９が設けられている（図１では、一方の前輪１８の車速センサ１９のみ図示する）。車速センサ１９は車輪速（車輪の単位時間当たりの回転数、即ち回転速度）を検出し、この検出結果（車輪速信号）を制御装置２へ送る。制御装置２は車速センサ１９から送られてきた車輪速信号に基づいて車速Ｖを演算する。
【００３２】
さて、運転者によりハンドル７が回動操作されると、ステアリングシャフト８が回転する。この回転はトーションバー１０、ピニオンシャフト１２及びピニオンギヤ１３を介してラック１４へ伝達され、同ラック１４の軸動に変換される。これにより、両前輪１８，１８が転舵される。
【００３３】
このとき、制御装置２は、トルクセンサ１１により検出された操舵トルクＴ及び車速センサ１９により検出された車速Ｖに基づいて、所定の操舵補助トルク（アシストトルク）を発生させるように電動モータ３を正逆駆動制御する。電動モータ３の回転はギヤ４を介して減速歯車９に伝達され、当該減速歯車９により回転数が減少されてピニオンシャフト１２及びピニオンギヤ１３に伝達される。ピニオンギヤ１３の回転はラック１４に伝達され、同ラック１４の軸動に変換される。このようにして、ハンドル７の回動操作による前輪１８の操舵に対してアシストトルクが付与される。
【００３４】
（制御装置）
次に、制御装置２の電気的構成について説明する。
図１に示すように、制御装置２は、第１のＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２１、第２のＭＰＵ２２、第１のＲＯＭ（読み出し専用メモリ）２３、第１のＲＡＭ（読み出し書き込み専用メモリ）２４、第２のＲＯＭ２５、第２のＲＡＭ２６及びモータ駆動装置２７を備えている。また、制御装置２は電流センサ２８を備えている。
【００３５】
第１のＲＯＭ２３には、第１のＭＰＵ２１が実行する基本アシスト制御プログラム及びハンドル戻し制御プログラム等の各種の制御プログラム、各種のデータ及び各種の特性マップ等が格納されている。各種の特性マップはそれぞれ車両モデルによる実験データ及び周知の理論計算等によって予め求められたものであり、例えば車速Ｖと操舵トルクＴとに基づいて基本アシスト電流を求めるための基本アシストトルクマップや車速、操舵角速度及び操舵絶対角に基づいてハンドル戻し指令電流を求めるためのマップがある。
【００３６】
第１のＲＡＭ２４は、第１のＲＯＭ２３に書き込まれた各種の制御プログラムを展開して第１のＭＰＵ２１が各種の演算処理を実行するためのデータ作業領域である。また、第１のＲＡＭ２４は第１のＭＰＵ２１が各種の演算処理を行う際の各種の演算処理結果等を一時的に記憶する。
【００３７】
第１のＭＰＵ２１にはトルクセンサ１１及び車速センサ１９がそれぞれ入出力インターフェイス（図示略）を介して接続されている。第１のＭＰＵ２１はトルクセンサ１１、車速センサ１９及びモータ回転角センサ５から得られる各種の情報に基づいて基本アシスト制御プログラム及びハンドル戻し制御プログラム等の各種の制御プログラムを実行する。
【００３８】
第２のＲＯＭ２５には、第２のＭＰＵ２２が実行する電流制御プログラムやＰＷＭ演算プログラム等の各種の制御プログラム及び各種のデータ等が格納されている。
【００３９】
第２のＲＡＭ２６は、第２のＭＰＵ２２に書き込まれた各種の制御プログラムを展開して第２のＭＰＵ２２が各種の演算処理を実行するためのデータ作業領域である。また、第２のＲＡＭ２６は第２のＭＰＵ２２が各種の演算処理を行う際の各種の演算処理結果等を一時的に記憶する。
【００４０】
第２のＭＰＵ２２にはモータ回転角センサ５及び電流センサ２８がそれぞれ入出力インターフェイス（図示略）を介して接続されている。第２のＭＰＵ２２は、第１のＭＰＵ２１における演算結果やモータ回転角センサ５及び電流センサ２８から得られる各種の情報等に基づいて電流制御プログラムやＰＷＭ演算プログラム等の各種の制御プログラムを実行する。
【００４１】
（モータ駆動装置）
図２に示すように、モータ駆動装置２７は、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）３１Ｕ，３２Ｕの直列回路と、ＦＥＴ３１Ｖ，３２Ｖの直列回路と、ＦＥＴ３１Ｗ，３２Ｗの直列回路とが並列に接続されることにより構成されている。ＦＥＴ３１Ｕ，３２Ｕ間の接続点３３Ｕは電動モータ３のＵ相巻線に接続され、ＦＥＴ３１Ｖ，３２Ｖ間の接続点３３Ｖは電動モータ３のＶ相巻線に接続され、ＦＥＴ３１Ｗ，３２Ｗ間の接続点３３Ｗは電動モータ３のＷ相巻線に接続されている。
【００４２】
モータ駆動装置２７と車両に搭載されたバッテリ３４との間の電源ラインＬｐ上には昇圧回路（図示略）が設けられており、当該昇圧回路は第２のＭＰＵ２２からの指令信号（昇圧回路制御信号）に基づいてバッテリ３４の電圧を昇圧し、これをモータ駆動装置２７の各直列回路にそれぞれ印加する。
【００４３】
図２に示すように、電流センサ２８はモータ駆動装置２７から電動モータ３へ出力される３相の励磁電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをそれぞれ検出するｕ相電流センサ２８ｕ、ｖ相電流センサ２８ｖ及びｗ相電流センサ２８ｗを備えている。ｕ相電流センサ２８ｕ、ｖ相電流センサ２８ｖ及びｗ相電流センサ２８ｗは検出したｕ相励磁電流Ｉｕ、ｖ相励磁電流Ｉｖ及びｗ相励磁電流Ｉｗをそれぞれ第２のＭＰＵ２２へ送る。
【００４４】
（第１及び第２のＭＰＵの接続間係）
図２に示すように、第１のＭＰＵ２１と第２のＭＰＵ２２との間はシリアル通信ラインＬｃ１とアナログ通信ラインＬｃ２とによりそれぞれ接続されている。シリアル通信ラインＬｃ１はメイン（主）の通信ラインであり、アナログ通信ラインＬｃ２はサブ（副）の通信ラインである。
【００４５】
第１のＭＰＵ２１はＤ／Ａ変換器４１を備えており、第２のＭＰＵ２２はＡ／Ｄ変換器４２を備えている。このＤ／Ａ変換器４１とＡ／Ｄ変換器４２との間がアナログ通信ラインＬｃ２により接続されている。Ｄ／Ａ変換器４１は第１のＭＰＵ２１により演算されたモータ指令値をデジタル信号からアナログ信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器４２はアナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００４６】
アナログ通信ラインＬｃ２の途中にはローパスフィルタ４５が設けられており、当該アナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたアナログ信号はローパスフィルタ４５を通過することによりそのノイズ成分が除去される。ただし、ローパスフィルタ４５により除去されるアナログ信号のノイズ成分の度合いはＤ／Ａ変換器４１及びＡ／Ｄ変換器４２の分解能に依存する。
【００４７】
第１のＭＰＵ２１は、前記基本アシストトルクマップに基づいて、車速Ｖ及び操舵トルクＴに対応した基本アシスト電流値を演算し、この演算結果（即ち、モータ指令値）をシリアル通信ラインＬｃ１及びアナログ通信ラインＬｃ２により第２のＭＰＵ２２へ送る。
【００４８】
第２のＭＰＵ２２はモータ回転角センサ５により検出された電動モータ３の回転角θｍに基づいて、ｕ相電流センサ２８ｕ、ｖ相電流センサ２８ｖ及びｗ相電流センサ２８ｗにより検出されたｕ相励磁電流Ｉｕ、ｖ相励磁電流Ｉｖ及びｗ相励磁電流Ｉｗをｄ−ｑ変換してｄ軸及びｑ軸電流を求める。そして、第２のＭＰＵ２２は第１のＭＰＵ２１から送られてきた基本アシスト電流値と前記ｑ軸電流とに基づいてＰＩ制御値を演算する。
【００４９】
第２のＭＰＵ２２はＰＩ制御値に応じたＰＷＭ演算を行い、このＰＷＭ演算の結果（モータ制御信号）をモータ駆動装置２７に対して、具体的にはＦＥＴ３１Ｕ，３２Ｕ、ＦＥＴ３１Ｖ，３２Ｖ、ＦＥＴ３１Ｗ，３２Ｗに対してそれぞれ出力する。モータ駆動装置２７は、送られてきたＰＷＭ演算の結果に基づいて電動モータ３に対する基本アシスト電流（３相の励磁電流）の供給を３相の励磁電流路を介して行う。電動モータ３は基本アシスト電流の供給に基づいてハンドル７に対して基本アシスト力を付与する。
【００５０】
（実施形態の作用）
次に、前述のように構成した電動パワーステアリング制御装置の動作を図５（ａ），（ｂ）に示すフローチャートに従って説明する。図５（ａ）に示すフローチャートは第１のＲＯＭ２３に予め格納された各種の制御プログラムに従って実行される。図５（ｂ）に示すフローチャートは第２のＲＯＭ２５に予め格納された各種の制御プログラムに従って実行される。尚、本実施形態では「ステップ」を「Ｓ」と略記する。
【００５１】
（第１のＭＰＵの動作）
図５（ａ）に示すように、第１のＭＰＵ２１は、まずセンサ信号、即ちトルクセンサ１１により検出された操舵トルクＴ及び車速センサ１９により検出された車速Ｖを読込む（Ｓ１０１）。そして、第１のＭＰＵ２１は、操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいてｍビット（本実施形態では８ビット）のモータ指令値（アシスト指令電流値）を演算する（Ｓ１０２）。
【００５２】
次に、第１のＭＰＵ２１はモータ指令値をシリアル通信ラインＬｃ１により直列的に１ビットずつ第２のＭＰＵ２２へ送信する（図２に示すモータ指令値Ｓ１）（Ｓ１０３）。また、第１のＭＰＵ２１はモータ指令値をＤ／Ａ変換器４１によりアナログ信号に変換し、このアナログ信号をアナログ通信ラインＬｃ２により第２のＭＰＵ２２へ送信する（図２に示すモータ指令値Ｓ２）（Ｓ１０４）。
【００５３】
以後、第１のＭＰＵ２１はＳ１０１〜Ｓ１０４の処理を所定の制御周期毎に繰り返す。
（第２のＭＰＵの動作）
一方、第２のＭＰＵ２２においては、次のような処理が行われる。即ち、図３（ｂ）に示すように、第２のＭＰＵ２２は、まずシリアル通信が正常に行われているか否かを判断する（Ｓ２０１）。例えば、第２のＭＰＵ２２はタイムアウトエラーやオーバランエラーの有無に基づいてシリアル通信が正常か否かを判断する。予め設定された所定時間内に次のデータ（ビット）が送られてこない場合には第２のＭＰＵ２２はタイムアウトエラーと判断する。データを受信中に次のデータが送られてきた場合には第２のＭＰＵ２２はオーバランエラーと判断する。
【００５４】
また、Ｓ２０１において、チェックサム（検査合計）によりエラーを検出するようにしてもよい。この場合、第１のＭＰＵ２１はモータ指令値（８ビットのデータ）の合計の値（チェックサム）を計算し、これを添付してデータを送るようにする。そして、第２のＭＰＵ２２は送られてきたデータ列から同様にチェックサムを計算して、第１のＭＰＵ２１から送られてきたチェックサムと一致するかどうかを検査する。両者が異なれば、第２のＭＰＵ２２は通信系路上でデータに誤りが生じていると判断する。
【００５５】
そして、シリアル通信が正常に行われていると判断したとき（Ｓ２０１でＹＥＳ）、第２のＭＰＵ２２はシリアル通信ラインＬｃ１により送られてきたモータ指令値Ｓ１を受信し（Ｓ２０２）、このモータ指令値Ｓ１に基づいて電動モータ３を駆動制御する（Ｓ２０３）。
【００５６】
一方、シリアル通信が正常に行われていないと判断したとき（Ｓ２０１でＮＯ）、第２のＭＰＵ２２はアナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ指令値Ｓ２をＡ／Ｄ変換器４２によりデジタル信号に変換して受信し（Ｓ２０４）、このモータ指令値Ｓ２に基づいて電動モータ３を駆動制御する（Ｓ２０５）。モータ指令値Ｓ２の精度はＤ／Ａ変換器４１及びＡ／Ｄ変換器４２の分解能に依存するものの、電動モータ３が全く予期しない挙動（例えば逆回転する等）を示すに精度が低下することはない。
【００５７】
このように、シリアル通信に異常が発生しても、バックアップ用のアナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ指令値Ｓ２に基づいて暫定モータ制御を行うようにしたことにより、モータ駆動制御の信頼性が確保され、ひいては電動パワーステアリング装置１の操舵性能が確保される。電動モータ３の駆動制御を停止させるようにした場合、電動モータ３による操舵補助がまったく行われなくなるので、操舵性能は著しく悪化する。
【００５８】
尚、前記Ｓ２０１はシリアル通信が正常に行われているか否かの判断を行う判断手段を構成する。
（実施形態の効果）
従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【００５９】
（１）シリアル通信ラインＬｃ１とは別にアナログ通信ラインＬｃ２を備えた。そして、第２のＭＰＵ２２はシリアル通信ラインＬｃ１及びアナログ通信ラインＬｃ２によりそれぞれ送られてきたモータ指令値のうちいずれか一方に基づいて電動モータ３を駆動制御するようにした。即ち、第２のＭＰＵ２２はシリアル通信が正常に行われているか否かの判断を行い、シリアル通信が正常に行われていると判断したときにはシリアル通信ラインＬｃ１により送られてきたモータ指令値Ｓ１に基づいて電動モータ３を駆動制御するようにした。また、シリアル通信が正常に行われていないと判断したときには第２のＭＰＵ２２はアナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ指令値Ｓ２に基づいて電動モータ３を駆動制御するようにした。このため、第１のＭＰＵと第２のＭＰＵとの間のシリアル通信が正常に行われない場合であっても、アナログ通信からのモータ指令値Ｓ２に基づいて電動モータ３の駆動制御を継続することができる。このため、モータ駆動制御の信頼性を確保することができる。ひいては、電動パワーステアリング装置１の信頼性を確保することもできる。
【００６０】
（２）アナログ通信ラインＬｃ２の途中にはローパスフィルタ４５を設けるようにした。このため、アナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ指令値Ｓ２はローパスフィルタ４５を通過することによりそのノイズ成分が除去される。従って、第２のＭＰＵ２２におけるモータ指令値Ｓ２のデータ誤認識（通信途中におけるノイズに起因するビットエラーなど）が抑制される。この結果、本来のモータ指令値Ｓ１により近い値のモータ指令値に基づいて電動モータ３を駆動制御することができる。
【００６１】
（３）モータ指令値としてモータ電流指令値（具体的には、基本アシスト電流値）が使用されている。このため、モータを電流制御するシステムに制御装置２を応用することができる。
【００６２】
（第２実施形態；ＥＰＳ；パラレル通信メイン）
次に、本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態はメインの通信ラインがパラレル通信ラインである点で前記第１実施形態と異なる。従って、前記第１実施形態と同様の部材構成は同一の符号を付し、その重複した説明を省略する。
【００６３】
図４に示すように、第１のＭＰＵ２１と第２のＭＰＵ２２との間はパラレル通信ラインＬｃ３とアナログ通信ラインＬｃ２とによりそれぞれ接続されている。パラレル通信ラインＬｃ３はメイン（主）の通信ラインであり、アナログ通信ラインＬｃ２はサブ（副）の通信ラインである。
【００６４】
パラレル通信ラインＬｃ３は第１のＭＰＵ２１から第２のＭＰＵ２２へ送るモータ指令値のビット長と同じ本数のデータラインを備えている。本実施形態では、モータ指令値のビット長は８ビットとされているので、パラレル通信ラインＬｃ３は８本のデータラインＤ０〜Ｄ７を備えている。
【００６５】
また、第１のＭＰＵ２１はパラレルポート４３を備えており、第２のＭＰＵ２２はパラレルポート４４を備えている。両パラレルポート４３，４４はそれぞれビット位置ｂ０〜ｂ７の８ビット長のパラレルポートである。第１のＭＰＵ２１のパラレルポート４３と第２のＭＰＵ２２のパラレルポート４４との間、具体的には両パラレルポート４３，４４のビット位置ｂ０〜ｂ７間はそれぞれデータラインＤ０〜Ｄ７により接続されている。
【００６６】
第１のＭＰＵ２１は算出したモータ指令値をパラレル通信ラインＬｃ３及びアナログ通信ラインＬｃ２により第２のＭＰＵ２２へ送る。第２のＭＰＵ２２は第１のＭＰＵ２１から送られてきたモータ指令値等に基づいて電動モータ３を駆動制御する。
【００６７】
（実施形態の作用）
次に、前述のように構成した電動パワーステアリング制御装置の動作を図３（ａ），（ｂ）に示すフローチャートに従って説明する。図３（ａ）に示すフローチャートは第１のＲＯＭ２３に予め格納された各種の制御プログラムに従って実行される。図３（ｂ）に示すフローチャートは第２のＲＯＭ２５に予め格納された各種の制御プログラムに従って実行される。
【００６８】
（第１のＭＰＵの動作）
図３（ａ）に示すように、第１のＭＰＵ２１は、まずセンサ信号、即ちトルクセンサ１１により検出された操舵トルクＴ及び車速センサ１９により検出された車速Ｖを読込む（Ｓ３０１）。
【００６９】
次に、第１のＭＰＵ２１は、操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいてモータ指令値（アシスト指令電流値）を演算する（Ｓ３０２）。
本実施形態において、モータ指令値は８ビットのデータであり、例えば「＋１００」としたとき、これを符号付の２進数で表すと「０１１００１００（Ｂ）」となる。（Ｂ）は２進数であるということを示す記号である。また、最上位ビット（本実施形態では「０」）は符号ビットであり、モータ指令値の正負、即ち「＋」，「−」を示す。符号ビットが「０」のときは「＋」、「１」のときは「−」を示す。最上位から２桁目以降が数値を示す数値ビットである。
【００７０】
次に、第１のＭＰＵ２１は算出したモータ指令値の全ビット（８ビット）をパラレルポート４３にセットする（Ｓ３０３）。このとき、パラレルポート４３のビット位置ｂ０〜ｂ７とモータ指令値のビット位置とが相互に対応するように、パラレルポート４３のビット位置ｂ０〜ｂ７にはそれぞれ０，１，１，０，０，１，０，０がセットされる。そして、第１のＭＰＵ２１はパラレルポート４３にセットされたデータをパラレル通信ラインＬｃ３により第２のＭＰＵ２２へ送る。
【００７１】
また、第１のＭＰＵ２１はモータ指令値をＤ／Ａ変換器４１によりアナログ量に変換し、このアナログ信号をアナログ通信ラインＬｃ２により第２のＭＰＵ２２へ送信する（図２に示すモータ指令値Ｓ２）（Ｓ３０４）。
【００７２】
以後、第１のＭＰＵ２１はＳ３０１〜Ｓ３０４の処理を所定の制御周期毎に繰り返す。
（第２のＭＰＵの動作）
一方、第２のＭＰＵ２２においては、次のような処理が行われる。即ち、図５（ｂ）に示すように、第２のＭＰＵ２２は、まず第１のＭＰＵ２１からパラレル通信ラインＬｃ３により送られてきたモータ指令値Ｓ１をパラレルポート４４にラッチ（保持）して受信する（Ｓ４０１）。本実施形態では、パラレルポート４４のビット位置ｂ０〜ｂ７にはそれぞれ０，１，１，０，０，１，０，０が保持される。
【００７３】
また、第２のＭＰＵ２２はアナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ指令値Ｓ２をＡ／Ｄ変換器４２によりデジタル信号に変換して受信する（Ｓ４０２）
次に、第２のＭＰＵ２２はパラレル通信が正常に行われているか否かを判断する（Ｓ４０３）。例えば、第２のＭＰＵ２２は時分割でモータ指令値Ｓ１を２回受信し、この２つのデータの排他的論理和（ｅｘｌｕｓｉｖｅ ＯＲ）をビット毎に演算する。この演算は２入力１出力の処理であり、入力の一方だけが「１」のとき、出力は「１」となる。換言すれば、入力がともに「１」であるか、ともに「０」であるとき、出力は「０」となる。従って、２つのデータにおけるビット毎の比較結果がすべて「０」であれば、ビット化けはなく、第２のＭＰＵ２２は正常にデータ通信が行われたと判断する。逆に、２つのデータにおけるビット毎の比較結果に「１」があれば、第２のＭＰＵ２２はビット化けがあると判断する。
【００７４】
また、Ｓ４０３において、パリティチェックなどによりビット化け（ビットエラー）を検出するようにしてもよい。この場合、第１のＭＰＵ２１は、モータ指令値（８ビットのデータ）の中に含まれる１( 又は０) の個数の偶奇( パリティビット) を添付してデータを転送するようにする。そして、第２のＭＰＵ２２は添付されたパリティビットと、データ中に含まれる１( 又は０) の個数を比較して、偶奇が合わなければデータに誤りがあると判断する。
【００７５】
パラレル通信が正常に行われていると判断したとき（Ｓ４０３でＹＥＳ）、第２のＭＰＵ２２はパラレル通信ラインＬｃ３により送られてきたモータ指令値Ｓ１に基づいて電動モータ３を駆動制御する（Ｓ４０４）。一方、パラレル通信が正常に行われていないと判断したとき（Ｓ４０３でＮＯ）、第２のＭＰＵ２２はアナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ指令値Ｓ２に基づいて電動モータ３を駆動制御する（Ｓ４０５）。
【００７６】
以後、第２のＭＰＵ２２はＳ４０１〜Ｓ４０５の処理を所定の制御周期毎に繰り返す。尚、前記Ｓ４０３はパラレル通信が正常に行われているか否かの判断を行う判断手段を構成する。
【００７７】
従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
・パラレル通信に異常がある場合、バックアップ用のアナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ指令値Ｓ２に基づいて暫定モータ制御を行うようにした。このため、間違ったモータ指令値（ビットエラーがあるモータ指令値）で電動モータ３が駆動されることはない。また、パラレル通信ラインＬｃ３により送られてきたモータ指令値にビットエラーが検出されたときでも、アナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ指令値Ｓ２に基づいて電動モータ３が継続して駆動制御される。このため、エラー検出時に電動モータ３の駆動制御を停止するようにした場合と異なり、モータ駆動制御の信頼性を確保することができる。ひいては電動パワーステアリング装置１の信頼性及び操舵性能を確保することもできる。
【００７８】
（第３実施形態；ＶＧＲＳ；パラレル通信メイン）
次に、本発明をギヤ比可変ステアリングシステムに具体化した第３実施形態を説明する。本実施形態は制御対象が電動パワーステアリング装置の電動モータではなくギヤ比可変ステアリングシステムの電動モータである点で前記第２実施形態と異なる。従って、前記第２実施形態と同様の部材構成は同一の符号を付し、その重複した説明を省略する。
【００７９】
図６に示すように、ギヤ比可変ステアリングシステム（ＶＧＲＳ）５１のステアリングホイール（以下、ハンドル５２」という。）には第１ステアリングシャフト５３の一端が接続されており、この第１ステアリングシャフト５３の他端にはギヤ比可変ユニット５４の入力側に接続されている。ギヤ比可変ユニット５４の出力側には第２ステアリングシャフト５５の一端が接続されており、この第２ステアリングシャフト５５の他端はステアリングギヤボックス５６の入力側に接続されている。このステアリングギヤボックス５６はピニオンギヤ（図示略）を備えており、このピニオンギヤはラック軸５７に噛み合っている。第２ステアリングシャフト５５に入力された回転運動はピニオンギヤを介してラック軸５７に伝達され、当該ラック軸５７の軸方向運動に変換される。
【００８０】
ギヤ比可変ユニット５４は第１ステアリングシャフト５３と第２ステアリングシャフト５５とを作動連結する減速機５８及びこの減速機５８を駆動する電動モータ５９等を備えている。この電動モータ５９の駆動により第１ステアリングシャフト５３と第２ステアリングシャフト５５との間の伝達比（ステアリングギヤ比）が減速機５８を介して変化する。ちなみに、ステアリングギヤ比とは、本実施形態におけるラック＆ピニオン方式の電動パワーステアリング装置１の場合、ハンドル７の全回転角度（ロックからロックまで）と車輪（転舵輪）の切れ角との比をいう。
【００８１】
図７に示すように、ギヤ比可変ステアリングシステム５１は、第１ステアリングシャフト５３の回転角（即ち、操舵角θｈ）を検出する操舵角センサ６１及び第２ステアリングシャフト５５の回転角（即ち、出力角θｐ）を検出する出力角センサ６２を備えている。また、ギヤ比可変ステアリングシステム５１は、車速Ｖを検出する車速センサ６３及び電動モータ５９の回転角（電気角）を検出する回転角センサ６４を備えている。
【００８２】
操舵角センサ６１により検出された操舵角θｈ、出力角センサ６２により検出された出力角θｐ、車速センサ６３により検出された車速Ｖ及び回転角センサ６４により検出された電動モータ５９の回転角θｍはそれぞれギヤ比可変ステアリングシステム５１の制御装置６５へ送られる。制御装置６５は操舵角θｈ、出力角θｐ、車速Ｖ及び回転角θｍに基づいて電動モータ５９を駆動制御する。
【００８３】
即ち、制御装置６５の第１のＭＰＵ２１は、操舵角θｈ及び車速Ｖに基づいて、第１のＲＯＭ２３（図１参照）に予め格納されたモータ回転角特性マップ（図示略）を参照してギヤ比可変ユニット５４における電動モータ５９のモータ回転角指令値（モータ角度指令値）を演算する。モータ回転角特性マップは、車速Ｖの増加に対するモータ回転角指令値の変化を示したものであり、モータ回転角指令値は車速Ｖに応じて一義的に決まる。
【００８４】
第１のＭＰＵ２１は算出したモータ回転角指令値の全ビット（８ビット）をパラレル通信ラインＬｃ３により第２のＭＰＵ２２へ送る。また、第２のＭＰＵ２２はモータ回転角指令値をＤ／Ａ変換器４１によりアナログ信号に変換し、このモータ回転角指令値をアナログ通信ラインＬｃ２により第２のＭＰＵ２２へ送る（図５（ａ）のフローチャート参照）。
【００８５】
第２のＭＰＵ２２はパラレル通信が正常か否かを判断し、パラレル通信が正常と判断したとき、第２のＭＰＵ２２はパラレル通信ラインＬｃ３により送られてきたモータ回転角指令値に基づいて電動モータ５９を駆動制御する（図５（ｂ）のフローチャート参照）。
【００８６】
このとき、回転角センサ６４により検出された電動モータ５９の回転角θｍは第２のＭＰＵ２２へ帰還される。そして、第２のＭＰＵ２２は、第１のＭＰＵ２１により算出されたモータ回転角指令値と実際の電動モータ５９の回転角θｍとが一致するようにモータ電流をフィードバック制御する。
【００８７】
車速Ｖに応じた伝達比（ステアリングギヤ比）が設定されることにより、ハンドル７の取り回し性能が向上する。例えば停車時や低速走行時にはハンドル７の操舵角θｈに対してギヤ比可変ユニット５４の出力角θｐが大きくなるようにステアリングギヤ比が設定される。この結果、より少ないハンドル操作で旋回することができる。また、高速走行時にはハンドル７の操舵角θｈに対してギヤ比可変ユニット５４の出力角θｐが小さくなるようにステアリングギヤ比が設定される。この結果、穏やかで安定感のある車両応答が実現される。
【００８８】
一方、パラレル通信が異常であると判断したとき、第２のＭＰＵ２２はアナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ回転角指令値に基づいて電動モータ５９を駆動制御する。なお、アナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ回転角指令値はその受信時にＡ／Ｄ変換器４２によりアナログ信号に変換される（図５（ｂ）のフローチャート参照）。
【００８９】
従って、本実施形態によれば、モータ指令値としてモータ角度指令値（具体的には、モータ回転角指令値）を使用するようにしたシステムにおいて、前記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。また、モータを同じく角度制御（位置制御）する他のシステムに制御装置６５を応用することもできる。
【００９０】
（第４実施形態；ＮＣ工作機械；パラレル通信メイン）
次に、本発明をＮＣ工作機械に具体化した第４実施形態を説明する。本実施形態は制御対象が電動パワーステアリング装置の電動モータではなくＮＣ工作機械のテーブル送り用の電動モータである点で前記第２実施形態と異なる。従って、前記第２実施形態と同様の部材構成は同一の符号を付し、その重複した説明を省略する。
【００９１】
図８に示すように、ＮＣ工作機械７１の固定テーブル７２にはボールねじ７３が軸受け（図示略）を介して回転可能に支持されており、このボールねじ７３の外端部は送り用電動モータ７４の出力軸にカップリング（図示略）を介して連結されている。また、ボールねじ７３にはナット７５が螺合されている。このナット７５はボールねじ７３の正逆回転に伴って螺進及び螺退可能とされている。ナット７５の上面には移動テーブル７６を介して主軸台７７が一体移動可能に設けられている。主軸台７７には主軸用モータ７８が固定されており、主軸用モータ７８の出力軸には主軸７９が作動連結されている。主軸７９の先端にはタップ等の工具８０が取り付けられている。
【００９２】
従って、送り用電動モータ７４が駆動されると、ボールねじ７３の回転によりナット７５が当該ボールねじ７３に沿って往復移動し、これに伴って移動テーブル７６もボールねじ７３の軸線に沿う方向（図８に示す矢印方向）へ往復移動する。主軸用モータ７８が駆動されると、主軸７９と共に工具８０が正逆回転する。
【００９３】
ＮＣ工作機械７１は送り用電動モータ７４の回転角θｍｓを検出する送り用モータ回転角センサ８１、及び主軸用モータ７８の回転角θｍｐを検出する主軸用モータ回転角センサ８２を備えている。送り用モータ回転角センサ８１及び主軸用モータ回転角センサ８２により検出された回転角θｍｓ及び回転角θｍｐはそれぞれＮＣ工作機械７１の制御装置９１へ送られる。
【００９４】
図９に示すように、制御装置９１は第１のＭＰＵ２１、第２のＭＰＵ２２、送り用モータ駆動装置９２、主軸用モータ駆動装置９３及びＰＬＯ（プログラム可能論理制御装置）９４を備えている。このＰＬＯ９４は第１のＭＰＵ２１に接続されている。また、ＰＬＯ９４には入出力装置（操作盤）９５が接続されている。ＰＬＯ９４はシーケンサ機能を備えており、第１のＭＰＵ２１が実行すべきＮＣプログラムを判断及び選択して所定のプログラム指令により、第１のＭＰＵ２１にそのＮＣプログラムを実行させる。
【００９５】
即ち、第１のＭＰＵ２１は、所定の制御周期毎にＰＬＯ９４からの所定のプログラム指令に基づいて送り用電動モータ７４に対するモータ指令値（モータ角度指令値；移動テーブル７６の送り量）及び主軸用モータ７８に対するモータ指令値（モータ角速度指令値；主軸７９の回転角速度）をそれぞれ演算する。
【００９６】
第１のＭＰＵ２１は算出したモータ角度指令値の全ビット及びモータ角速度指令値の全ビットをパラレル通信ラインＬｃ３により第２のＭＰＵ２２へ送る。また、第２のＭＰＵ２２はモータ角度指令値及びモータ角速度指令値をそれぞれＤ／Ａ変換器４１によりアナログ信号に変換し、このモータ角度指令値及びモータ角速度指令値をアナログ通信ラインＬｃ２により第２のＭＰＵ２２へ送る（図５（ａ）のフローチャート参照）。
【００９７】
第２のＭＰＵ２２はパラレル通信が正常か否かを判断し、パラレル通信が正常であると判断したときにはパラレル通信ラインＬｃ３により送られてきたモータ角度指令値及びモータ角速度指令値に基づいて送り用電動モータ７４及び主軸用モータ７８をそれぞれ駆動制御する（図５（ｂ）のフローチャート参照）。
【００９８】
このとき、送り用モータ回転角センサ８１により検出された回転角θｍｓ及び主軸用モータ回転角センサ８２により検出された回転角θｍｐはそれぞれ第２のＭＰＵ２２へ帰還される。第２のＭＰＵ２２はこれら回転角θｍｓ，θｍｐに基づいて送り用電動モータ７４及び主軸用モータ７８のモータ電流をそれぞれフィードバック制御する。即ち、第２のＭＰＵ２２は、モータ指令値（モータ角度指令値及びモータ角速度指令値）と実際のモータの回転角（電気角）θｍｓ，θｍｐとをそれぞれ一致させるように送り用電動モータ７４及び主軸用モータ７８をそれぞれ駆動制御する。
【００９９】
一方、パラレル通信が異常であると判断したとき、第２のＭＰＵ２２はアナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ角度指令値及びモータ角速度指令値に基づいて送り用電動モータ７４及び主軸用モータ７８をそれぞれ駆動制御する。なお、アナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ角度指令値及びモータ角速度指令値はそれらの受信時にＡ／Ｄ変換器４２によりアナログ信号に変換される（図５（ｂ）のフローチャート参照）。
【０１００】
従って、本実施形態によれば、モータ指令値としてモータ角度指令値及びモータ角速度指令値を使用するようにしたシステムにおいて、前記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。また、モータを同じく速度制御（角速度制御）する他のシステムに制御装置９１を応用することもできる。
【０１０１】
（第５実施形態；ＶＧＲＳ；シリアル通信メイン）
次に、本発明の第５実施形態を説明する。本実施形態はパラレル通信ラインＬｃ３をシリアル通信ラインＬｃ１に置換した点で前記第３実施形態と異なる。従って、前記第３実施形態と同様の部材構成は同一の符号を付し、その重複した説明を省略する。
【０１０２】
図１０に示すように、第１のＭＰＵ２１は算出したモータ回転角指令値を構成するデータの全ビット（８ビット）をシリアル通信ラインＬｃ１により直列的に１ビットずつ第２のＭＰＵ２２へ伝送する。また、第２のＭＰＵ２２は、モータ回転角指令値をＤ／Ａ変換器４１によりアナログ信号に変換し、このモータ回転角指令値をアナログ通信ラインＬｃ２により第２のＭＰＵ２２へ送る（図３（ａ）のフローチャート参照）。
【０１０３】
第２のＭＰＵ２２はシリアル通信が正常に行われているか否かを判断する。シリアル通信が正常に行われていると判断したとき、第２のＭＰＵ２２はシリアル通信ラインＬｃ１により送られてきたデータ、即ちモータ回転角指令値に基づいて電動モータ５９を駆動制御する。シリアル通信が正常に行われていないと判断したとき、第２のＭＰＵ２２はアナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ回転角指令値に基づいて電動モータ５９を駆動制御する。なお、アナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ回転角指令値はその受信時にＡ／Ｄ変換器４２によりアナログ信号に変換される（図３（ｂ）のフローチャート参照）。
【０１０４】
従って、本実施形態によれば、モータ指令値としてモータ角度指令値（具体的には、モータ回転角指令値）を使用するようにしたシステムにおいて、前記第１実施形態における（１）及び（２）番目の効果と同様の効果を得ることができる。また、モータを同じく角度制御する他のシステムに制御装置６５を応用することもできる。
【０１０５】
（第６実施形態；ＮＣ工作機械）
次に、本発明の第６実施形態を説明する。本実施形態はパラレル通信ラインＬｃ３をシリアル通信ラインＬｃ１に置換した点で前記第４実施形態と異なる。従って、前記第４実施形態と同様の部材構成は同一の符号を付し、その重複した説明を省略する。
【０１０６】
図１１に示すように、第１のＭＰＵ２１は算出したモータ角度指令値及びモータ角速度指令値を構成するデータの全ビット（８ビット）をそれぞれシリアル通信ラインＬｃ１により直列的に１ビットずつ第２のＭＰＵ２２へ伝送する。また、第２のＭＰＵ２２は、モータ角度指令値及びモータ角速度指令値をそれぞれＤ／Ａ変換器４１によりアナログ信号に変換し、このモータ角度指令値及びモータ角速度指令値をアナログ通信ラインＬｃ２により第２のＭＰＵ２２へ送る（図３（ａ）のフローチャート参照）。
【０１０７】
第２のＭＰＵ２２はシリアル通信が正常に行われているか否かを判断する。シリアル通信が正常に行われていると判断したとき、第２のＭＰＵ２２はシリアル通信ラインＬｃ１により送られてきたデータ、即ちモータ角度指令値及びモータ角速度指令値に基づいて送り用電動モータ７４及び主軸用モータ７８をそれぞれ駆動制御する。
【０１０８】
シリアル通信が正常に行われていないと判断したとき、第２のＭＰＵ２２はアナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ角度指令値及びモータ角速度指令値に基づいて送り用電動モータ７４及び主軸用モータ７８をそれぞれ駆動制御する。なお、アナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ角度指令値及びモータ角速度指令値はその受信時にＡ／Ｄ変換器４２によりアナログ信号に変換される（図３（ｂ）のフローチャート参照）。
【０１０９】
従って、本実施形態によれば、モータ指令値としてモータ角度指令値及びモータ角速度指令値を使用するようにしたシステムにおいて、前記第１実施形態における（１）及び（２）番目の効果と同様の効果を得ることができる。また、モータを同じく速度制御する他のシステムに制御装置９１を応用することもできる。
【０１１０】
（別例）
・第１〜第６実施形態では、第１のＭＰＵ２１及び第２のＭＰＵ２２をそれぞれ同一の制御装置２，６５，９１に備えるようにしたが、例えば第１のＭＰＵ２１を制御装置２，６５，９１の外部に設けるようにしてもよい。このようにすれば、制御装置２，６５，９１の小型化が図られる。
【０１１１】
・第１〜第３及び第５実施形態において、第１のＭＰＵ２１の機能を電動パワーステアリング装置１及びギヤ比可変ステアリングシステム５１以外の他のシステムのＭＰＵに行わせるようにしてもよい。例えば、電動パワーステアリング装置１、ギヤ比可変ステアリングシステム５１及びＳＣ（スタビリティコントロール；安定性制御）等を組み合わせて統合制御するようにした車両システムにおいて、この車両システムを統合制御する統合制御ＥＣＵ（電子制御装置）によりモータ指令値を演算する。そして、この演算結果を例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信（即ち，自動車内ＬＡＮ）により第２のＭＰＵ２２へ送る。この演算結果（モータ指令値）に基づいてモータ電流制御を行い、電動パワーステアリング装置１の電動モータ３及びギヤ比可変ステアリングシステム５１の電動モータ５９等の駆動制御を行う。このようにすれば、制御装置２，６５の小型化が図られる。
【０１１２】
・本実施形態では第１のＭＰＵ２１及び第２のＭＰＵ２２をそれぞれ８ビットシステムとしたが、例えば１６ビットシステムなど任意のビット数のシステムとしてもよい。
【０１１３】
・ローパスフィルタ４５以外のろ波手段をアナログ通信ラインＬｃ２の途中に設けるようにしてもよい。例えば、ローパスフィルタ４５をバンドパスフィルタに置き換える。
【０１１４】
（付記）
次に前記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）車両の操舵系にトルク伝達可能に設けられて操舵補助トルクを発生するモータと、前記モータを駆動するモータ駆動手段と、前記モータ駆動手段を通電制御することにより前記モータを駆動制御するモータ制御装置とを備えた電動パワーステアリング装置において、請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置。
【０１１５】
（ロ）ステアリングホイールの操舵角と転舵輪の転舵角との間の伝達比を変化させる伝達比可変機構を備えた車両用操舵制御装置であって、前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、車速を検出する車速センサと、前記伝達比可変機構を駆動する電動モータと、車速センサにより検出された車速に基づいて前記伝達比を設定すると共に操舵角センサにより検出された操舵角に基づいて前記電動モータを駆動制御する制御手段とを備えたギヤ比可変ステアリングシステムにおいて、請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のモータ制御装置を備えたギヤ比可変ステアリングシステム。
【０１１６】
（ハ）第１のＭＰＵにより演算されたデータをシリアル通信ライン又はパラレル通信ラインを介して第２のＭＰＵへ送るデータ伝送方法において、前記第１のＭＰＵと第２のＭＰＵとの間には前記シリアル通信ライン又はパラレル通信ラインとは別にアナログ通信ラインを設け、第２のＭＰＵはシリアル通信又はパラレル通信が正常か否かを判断し、シリアル通信又はパラレル通信が正常であると判断したときには第２のＭＰＵはシリアル通信ライン又はパラレル通信ラインにより送られてきたデータを受信し、シリアル通信ライン又はパラレル通信ラインが正常ではないと判断したときには第２のＭＰＵはアナログ通信ラインにより送られてきたデータを受信するようにしたデータ伝送方法。
【０１１７】
【発明の効果】
本発明によれば、第２のＭＰＵはシリアル通信ライン又はパラレル通信ライン及びアナログ通信ラインによりそれぞれ送られてきたモータ指令値のうちいずれか一方に基づいてモータを駆動制御するようにしたことにより、モータ駆動制御の信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態における電動パワーステアリング装置の概略構成図。
【図２】 第１実施形態におけるモータ制御装置の回路図。
【図３】 （ａ）は第１実施形態における第１のＭＰＵのデータ送信時の処理を示すフローチャート、
（ｂ）は第１実施形態における第２のＭＰＵのデータ受信時の処理を示すフローチャート。
【図４】 第２実施形態におけるモータ制御装置の回路図。
【図５】 （ａ）は第２実施形態における第１のＭＰＵのデータ送信時の処理を示すフローチャート、
（ｂ）は第２実施形態における第２のＭＰＵのデータ受信時の処理を示すフローチャート。
【図６】 第３実施形態におけるギヤ比可変ステアリングシステムの概略構成図。
【図７】 第３実施形態におけるモータ制御装置の回路図。
【図８】 第４実施形態におけるＮＣ工作機械の概略構成図。
【図９】 第４実施形態におけるモータ制御装置の回路図。
【図１０】第５実施形態におけるモータ制御装置の回路図。
【図１１】第６実施形態におけるモータ制御装置の回路図。
【図１２】第１の従来のモータ制御装置の回路図。
【図１３】（ａ）は第１の従来の第１のＭＰＵのデータ送信時における処理を示すフローチャート、
（ｂ）は第１の従来の第２のＭＰＵのデータ受信時における処理を示すフローチャート。
【図１４】第２の従来のモータ制御装置の回路図。
【図１５】（ａ）は第２の従来の第１のＭＰＵのデータ送信時における処理を示すフローチャート、
（ｂ）は第２の従来の第２のＭＰＵのデータ受信時における処理を示すフローチャート。
【図１６】データのビット化けの発生状況を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
３，５９，７４，７８…電動モータ、
２，６５，９１…モータ制御装置を構成する制御装置、
２１…第１のＭＰＵ、
２２…第２のＭＰＵ、
４５…ローパスフィルタ、
Ｄ０〜Ｄ３…パラレル通信ラインのデータライン、
Ｌｃ１…シリアル通信ライン、
Ｌｃ２…アナログ通信ライン、
Ｌｃ３…パラレル通信ライン、
Ｓ１，Ｓ２…モータ指令値。
【発明の属する技術分野】
本発明は、分散型のモータ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、分散型のモータ制御装置としては、２つのＭＰＵ間のデータ通信をシリアル通信で行うようにしたもの（以下、「第１の従来技術」という。）と、パラレル通信で行うようにしたもの（以下、「第２の従来技術」という。）とが知られている。
【０００３】
（第１の従来技術）
まず、２つのＭＰＵ間のデータ通信をシリアル通信で行うようにした従来のモータ制御装置について説明する。図１２に示すように、例えば電動パワーステアリング装置のモータ制御装置１００は、操舵トルクＴ及び車速Ｖ等に基づいてモータ指令値を演算する第１のＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１と、この第１のＭＰＵ１０１により算出されたモータ指令値に基づいてモータ１０２を駆動する第２のＭＰＵ１０３とを備えている。第１のＭＰＵ１０１のシリアルポート１０１ａと第２のＭＰＵ１０３のシリアルポート１０３ａとの間はシリアル通信ライン１０４により相互に接続されている。
【０００４】
図１３（ａ）に示すように、第１のＭＰＵ１０１はまず各種のセンサにより検出されたセンサ信号を読み込む。即ち、トルクセンサ（図示略）により検出された操舵トルクＴ及び車速センサ（図示略）により検出された車速Ｖを読み込む（Ｓ５０１）。次に、第１のＭＰＵ１０１は、操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいて予め記憶された特性マップを参照してモータ指令値（アシスト指令電流値）を演算する（Ｓ５０２）。そして、第１のＭＰＵ１０１は算出したモータ指令値（例えば８ビットのデータ）をシリアル通信ライン１０４により第２のＭＰＵ１０３へ送る（Ｓ５０３）。モータ指令値は直列的に１ビットずつ第２のＭＰＵ１０３へ送られる。以後、第１のＭＰＵ１０１はＳ５０１〜Ｓ５０３の処理を所定の制御周期毎に繰り返す。
【０００５】
一方、第２のＭＰＵ１０３においては、次のような処理が行われる。即ち、図１３（ｂ）に示すように、第２のＭＰＵ１０３はまずシリアル通信が正常に行われているか否かを判断する（Ｓ６０１）。例えば第２のＭＰＵ１０３はチェックサム等によりシリアル通信の正常異常を判定する。そして、シリアル通信が正常に行われていると判断したとき（Ｓ６０１でＹＥＳ）、第２のＭＰＵ１０３はシリアル通信ライン１０４により送られてきたデータ、即ちモータ指令値を受信し（Ｓ６０２）、この受信したモータ指令値に基づいてモータ１０２を駆動制御する。
【０００６】
シリアル通信が正常に行われていないと判断したとき（Ｓ６０１でＮＯ）、第２のＭＰＵ１０３はモータ１０２の駆動制御を停止する（Ｓ６０４）。リアル通信が異常の場合、第２のＭＰＵ１０３へのデータ送信が途切れ、第２のＭＰＵ１０３はモータ指令値（目標値）を認識不能となる。そして、モータ指令値が不明な状態でモータ１０２が駆動制御された場合、当該モータ１０２は予期しない挙動を示すおそれがある。このため、モータ１０２を停止させるのである。以後、第２のＭＰＵ１０３はＳ６０１及びＳ６０２の処理を所定の制御周期毎に繰り返す。
【０００７】
（第２の従来技術）
次に、２つのＭＰＵ間のデータ通信をパラレル通信で行うようにした従来のモータ制御装置について説明する。この第２の従来技術のモータ制御装置は２つのＭＰＵ間のデータ通信をパラレル通信で行うようにした点で前記第１の従来技術と異なる。従って、前記第１の従来技術と同様の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０００８】
図１４に示すように、第１のＭＰＵ１０１のパラレルポート１０１ｂと第２のＭＰＵ１０３のパラレルポート１０３ｂとの間はパラレル通信ライン１０５により相互に接続されている。モータ指令値は８ビットのデータであるので、パラレル通信ライン１０５は８本のデータラインＤ０〜Ｄ７を備えている。
【０００９】
図１５（ａ）に示すように、まず第１のＭＰＵ１０１は各種のセンサにより検出されたセンサ信号を読み込む。即ち、トルクセンサ（図示略）により検出された操舵トルクＴ及び車速センサ（図示略）により検出された車速Ｖを読み込む（Ｓ７０１）。次に、第１のＭＰＵ１０１は、操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいて予め記憶された特性マップを参照してモータ指令値（アシスト指令電流値）を演算する（Ｓ７０２）。そして、第１のＭＰＵ１０１は算出したモータ指令値をパラレルポート１０１ｂにセットして処理を終了する。第１のＭＰＵ１０１により算出されたモータ指令値は各データラインＤ０〜Ｄ７によりビット毎に第２のＭＰＵ１０３へ送られる。以後、第１のＭＰＵ１０１はＳ７０１〜Ｓ７０３の処理を所定の制御周期毎に繰り返す。
【００１０】
一方、第２のＭＰＵ１０３においては、次のような処理が行われる。即ち、図１５（ｂ）に示すように、第２のＭＰＵ１０３はまず第１のＭＰＵ１０１から送られてきたモータ指令値をパラレルポート１０３ｂにラッチ（保持）、即ち受信する（Ｓ８０１）。そして、第２のＭＰＵ１０３は受信したモータ指令値に基づいてモータ１０２を駆動制御する（Ｓ８０２）。以後、第２のＭＰＵ１０３はＳ８０１及びＳ８０２の処理を所定の制御周期毎に繰り返す。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
（第１の従来技術）
ところが、２つのＭＰＵ間のデータ通信をシリアル通信で行うようにした前記従来のモータ制御装置においては、シリアル通信が正常に行われていないと判断したときにはモータ１０２の駆動制御を停止するようにしていた。これにより、モータ１０２の予期しない挙動は回避できるものの、モータ駆動制御の信頼性が損なわれるという問題があった。このモータ制御装置が例えば電動パワーステアリング装置に使用されている場合、モータ１０２が停止されることにより操舵性能が著しく低下する。
【００１２】
（第２の従来技術）
一方、２つのＭＰＵ間のデータ通信をパラレル通信で行うようにした前記従来のモータ制御装置においては、次のような問題があった。即ち、電動パワーステアリング装置で使用されている分散型のモータ制御装置は小型化の傾向にあり、これに伴って、シグナル系とパワー系との干渉に起因して信号にスイッチングノイズ等の各種ノイズが重畳しやすくなる。そして、第１のＭＰＵ１０１により算出されたモータ指令値を８ビットのパラレル通信ライン１０５で第２のＭＰＵ１０３へ送る際、ノイズが発生したタイミングでデータが第２のＭＰＵ１０３のパラレルポート１０３ｂにラッチされると、第２のＭＰＵ１０３は「０」を「１」又は「１」を「０」と誤認識する。換言すれば、いわゆるビット化けが発生する。この結果、第２のＭＰＵ１０３は、正しいモータ指令値を受け取ることができない。
【００１３】
第１のＭＰＵ１０１により算出されたモータ指令値を例えば「＋１００」とした場合、これを符号付の２進数で表すと「０１１００１００（Ｂ）」となる。ここで、最上位ビットは正負（＋，−）を示す符号ビットであり、最上位から２桁目以降が数値を示す数値ビットとなる。ちなみに、正は「０」、負は「１」で示される。このモータ指令値の各ビットはパラレル通信ライン１０５の８本のデータラインＤ０〜Ｄ７によりそれぞれ第２のＭＰＵ１０３へ送られる。
【００１４】
そして、このモータ指令値の送信時において、上位ビット（例えば上位４ビット「０１１０」）のうち最上位から２桁目以降のいずれかの数値ビットにビット化けが発生すると、第２のＭＰＵ１０３は誤認識した過剰なモータ指令値に基づいてモータ１０２を駆動制御する。
【００１５】
例えば第１のＭＰＵ１０１により算出されたモータ指令値を「＋３６＝００１００１００（Ｂ）」とした場合に最上位から２桁目がビット化けすると、第２のＭＰＵ１０３はモータ指令値を「０１１００１００（Ｂ）」と誤認識する。これは１０進数で表すと＋１００であり、本来のモータ指令値「＋３６」に比べて過大な値となる。
【００１６】
また、図１６に示すように、例えばモータ指令値の最上位ビットの信号にノイズが重畳し、このタイミングで第２のＭＰＵ１０３でラッチされると、第２のＭＰＵ１０３はモータ指令値を１１１００１００（Ｂ）と誤認識する。これは１０進数で表すと「−１００」である。即ち、第２のＭＰＵ１０３は本来とは逆方向の電流指令をモータ１０２へ出力し、モータ１０２は本来正回転されるべきであるにもかかわらず、逆回転（逆アシストの方向へ回転）する。
【００１７】
このように、上位のビットほど桁数が大きいのでモータ１０２の挙動に与える影響が大きい。そして、このモータ指令値の上位ビットがビット化けすると、前述したような過大なモータ指令値又は逆方向のモータ指令値に基づいてモータ１０２が駆動されることとなり、当該モータ１０２が意図しない挙動を示すおそれがあった。ひいては、モータ駆動制御の信頼性が損なわれるという問題があった。
【００１８】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、モータ駆動制御の信頼性を確保することができるモータ制御装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、モータ指令値を演算する第１のＭＰＵと、第１のＭＰＵにより算出されたモータ指令値に基づいてモータを駆動制御する第２のＭＰＵと、第１のＭＰＵと第２のＭＰＵとの間を接続するシリアル通信ライン又はパラレル通信ラインとを備えたモータ制御装置において、前記第１のＭＰＵと第２のＭＰＵとの間には前記シリアル通信ライン又はパラレル通信ラインとは別にアナログ通信ラインを設け、前記第２のＭＰＵはシリアル通信ライン又はパラレル通信ライン及びアナログ通信ラインによりそれぞれ送られてきたモータ指令値のうちいずれか一方に基づいてモータを駆動制御するようにしたことを要旨とする。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータ制御装置において、前記第２のＭＰＵにはシリアル通信又はパラレル通信が正常に行われているか否かの判断を行う判断手段を備え、前記判断手段によりシリアル通信又はパラレル通信が正常に行われていると判断されたときには第２のＭＰＵはシリアル通信又はパラレル通信により送られてきたモータ指令値に基づいてモータを駆動制御し、前記判断手段によりシリアル通信又はパラレル通信が正常に行われていないと判断されたときには第２のＭＰＵは前記アナログ通信ラインにより送られてきたモータ指令値に基づいてモータを駆動制御するようにしたことを要旨とする。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のモータ制御装置において、前記アナログ通信ラインの途中にはローパスフィルタを設けるようにしたことを要旨とする。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載のモータ制御装置において、前記モータ指令値は、モータ電流指令値、モータ角速度指令値及びモータ角度指令値のうち少なくとも一つであることを要旨とする。
【００２３】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、第１のＭＰＵにより演算されたモータ指令値はシリアル通信ライン又はパラレル通信ライン及びアナログによりそれぞれ第２のＭＰＵへ送られる。そして、第２のＭＰＵはシリアル通信ライン又はパラレル通信ライン及びアナログ通信ラインによりそれぞれ送られてきたモータ指令値のうちいずれか一方に基づいてモータを駆動制御する。このため、シリアル通信又はパラレル通信及びアナログ通信のいずれか一方に通信異常が発生しても、第２のＭＰＵは正常なもう一つの通信ラインによりモータ指令値を得ることができる。
【００２４】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、シリアル通信ライン又はパラレル通信ラインが正常に行われていると判断されたとき、第２のＭＰＵはシリアル通信ライン又はパラレル通信ラインにより送られてきたモータ指令値に基づいてモータを駆動制御する。シリアル通信ライン又はパラレル通信ラインが正常に行われていないと判断されたとき、第２のＭＰＵはアナログ通信ラインにより送られてきたモータ指令値に基づいてモータを駆動制御する。
【００２５】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の作用に加えて、前記アナログ通信ラインにより送られてきたモータ指令値はローパスフィルタを通過することによりそのノイズ成分が除去される。
【００２６】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、第２のＭＰＵは、モータ電流指令値、モータ角速度指令値及びモータ角度指令値のうち少なくとも一つに基づいてモータを駆動制御する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態；ＥＰＳ；シリアル通信メイン）
以下、本発明を電動パワーステアリング装置のモータ制御装置に具体化した第１実施形態を図１〜図３に従って説明する。
【００２８】
（全体構成）
図１に示すように、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１は、電動パワーステアリング制御装置（以下「制御装置２」という。）及び当該制御装置２により駆動制御される電動モータ３を備えており、この電動モータ３の出力軸にはギヤ４が固定されている。電動モータ３は三相同期式永久磁石モータで構成したブラシレスモータであり、モータ回転角センサ（例えばホール素子）５を備えている。モータ回転角センサ５は電動モータ３の回転角θｍ、即ち電動モータ３を構成するロータの磁極位置を示す電気角を検出し、この検出結果（モータ回転角信号）を制御装置２へ送る。
【００２９】
一方、ステアリングホイール（以下、「ハンドル７」という）にはステアリングシャフト８が連結されており、同ステアリングシャフト８には減速歯車９が固定されている。この減速歯車９には前記電動モータ３のギヤ４が噛合している。ステアリングシャフト８にはトーションバー（ねじりばね）１０が組み込まれており、当該トーションバー１０にはトルクセンサ１１が設けられている。トルクセンサ１１は、運転者によりハンドル７が操舵されてステアリングシャフト８が回転した際のトーションバー１０の捻れ量に基づいて、当該ハンドル７に作用する操舵トルクＴを検出する。この操舵トルク信号は制御装置２へ送られる。
【００３０】
前記減速歯車９にはピニオンシャフト１２を介してピニオンギヤ１３が固定されている。このピニオンギヤ１３はラック１４と噛合しており、当該ラック１４の両端にはそれぞれタイロッド１５が固定されている。タイロッド１５の先端部にはナックルアーム１６が回動可能に連結されており、両ナックルアーム１６，１６間にはクロスメンバ１７が回動可能に連結されている。両ナックルアーム１６，１６にはそれぞれ前輪１８が取り付けられている。
【００３１】
前後左右の各車輪にはそれぞれ車速センサ１９が設けられている（図１では、一方の前輪１８の車速センサ１９のみ図示する）。車速センサ１９は車輪速（車輪の単位時間当たりの回転数、即ち回転速度）を検出し、この検出結果（車輪速信号）を制御装置２へ送る。制御装置２は車速センサ１９から送られてきた車輪速信号に基づいて車速Ｖを演算する。
【００３２】
さて、運転者によりハンドル７が回動操作されると、ステアリングシャフト８が回転する。この回転はトーションバー１０、ピニオンシャフト１２及びピニオンギヤ１３を介してラック１４へ伝達され、同ラック１４の軸動に変換される。これにより、両前輪１８，１８が転舵される。
【００３３】
このとき、制御装置２は、トルクセンサ１１により検出された操舵トルクＴ及び車速センサ１９により検出された車速Ｖに基づいて、所定の操舵補助トルク（アシストトルク）を発生させるように電動モータ３を正逆駆動制御する。電動モータ３の回転はギヤ４を介して減速歯車９に伝達され、当該減速歯車９により回転数が減少されてピニオンシャフト１２及びピニオンギヤ１３に伝達される。ピニオンギヤ１３の回転はラック１４に伝達され、同ラック１４の軸動に変換される。このようにして、ハンドル７の回動操作による前輪１８の操舵に対してアシストトルクが付与される。
【００３４】
（制御装置）
次に、制御装置２の電気的構成について説明する。
図１に示すように、制御装置２は、第１のＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２１、第２のＭＰＵ２２、第１のＲＯＭ（読み出し専用メモリ）２３、第１のＲＡＭ（読み出し書き込み専用メモリ）２４、第２のＲＯＭ２５、第２のＲＡＭ２６及びモータ駆動装置２７を備えている。また、制御装置２は電流センサ２８を備えている。
【００３５】
第１のＲＯＭ２３には、第１のＭＰＵ２１が実行する基本アシスト制御プログラム及びハンドル戻し制御プログラム等の各種の制御プログラム、各種のデータ及び各種の特性マップ等が格納されている。各種の特性マップはそれぞれ車両モデルによる実験データ及び周知の理論計算等によって予め求められたものであり、例えば車速Ｖと操舵トルクＴとに基づいて基本アシスト電流を求めるための基本アシストトルクマップや車速、操舵角速度及び操舵絶対角に基づいてハンドル戻し指令電流を求めるためのマップがある。
【００３６】
第１のＲＡＭ２４は、第１のＲＯＭ２３に書き込まれた各種の制御プログラムを展開して第１のＭＰＵ２１が各種の演算処理を実行するためのデータ作業領域である。また、第１のＲＡＭ２４は第１のＭＰＵ２１が各種の演算処理を行う際の各種の演算処理結果等を一時的に記憶する。
【００３７】
第１のＭＰＵ２１にはトルクセンサ１１及び車速センサ１９がそれぞれ入出力インターフェイス（図示略）を介して接続されている。第１のＭＰＵ２１はトルクセンサ１１、車速センサ１９及びモータ回転角センサ５から得られる各種の情報に基づいて基本アシスト制御プログラム及びハンドル戻し制御プログラム等の各種の制御プログラムを実行する。
【００３８】
第２のＲＯＭ２５には、第２のＭＰＵ２２が実行する電流制御プログラムやＰＷＭ演算プログラム等の各種の制御プログラム及び各種のデータ等が格納されている。
【００３９】
第２のＲＡＭ２６は、第２のＭＰＵ２２に書き込まれた各種の制御プログラムを展開して第２のＭＰＵ２２が各種の演算処理を実行するためのデータ作業領域である。また、第２のＲＡＭ２６は第２のＭＰＵ２２が各種の演算処理を行う際の各種の演算処理結果等を一時的に記憶する。
【００４０】
第２のＭＰＵ２２にはモータ回転角センサ５及び電流センサ２８がそれぞれ入出力インターフェイス（図示略）を介して接続されている。第２のＭＰＵ２２は、第１のＭＰＵ２１における演算結果やモータ回転角センサ５及び電流センサ２８から得られる各種の情報等に基づいて電流制御プログラムやＰＷＭ演算プログラム等の各種の制御プログラムを実行する。
【００４１】
（モータ駆動装置）
図２に示すように、モータ駆動装置２７は、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）３１Ｕ，３２Ｕの直列回路と、ＦＥＴ３１Ｖ，３２Ｖの直列回路と、ＦＥＴ３１Ｗ，３２Ｗの直列回路とが並列に接続されることにより構成されている。ＦＥＴ３１Ｕ，３２Ｕ間の接続点３３Ｕは電動モータ３のＵ相巻線に接続され、ＦＥＴ３１Ｖ，３２Ｖ間の接続点３３Ｖは電動モータ３のＶ相巻線に接続され、ＦＥＴ３１Ｗ，３２Ｗ間の接続点３３Ｗは電動モータ３のＷ相巻線に接続されている。
【００４２】
モータ駆動装置２７と車両に搭載されたバッテリ３４との間の電源ラインＬｐ上には昇圧回路（図示略）が設けられており、当該昇圧回路は第２のＭＰＵ２２からの指令信号（昇圧回路制御信号）に基づいてバッテリ３４の電圧を昇圧し、これをモータ駆動装置２７の各直列回路にそれぞれ印加する。
【００４３】
図２に示すように、電流センサ２８はモータ駆動装置２７から電動モータ３へ出力される３相の励磁電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをそれぞれ検出するｕ相電流センサ２８ｕ、ｖ相電流センサ２８ｖ及びｗ相電流センサ２８ｗを備えている。ｕ相電流センサ２８ｕ、ｖ相電流センサ２８ｖ及びｗ相電流センサ２８ｗは検出したｕ相励磁電流Ｉｕ、ｖ相励磁電流Ｉｖ及びｗ相励磁電流Ｉｗをそれぞれ第２のＭＰＵ２２へ送る。
【００４４】
（第１及び第２のＭＰＵの接続間係）
図２に示すように、第１のＭＰＵ２１と第２のＭＰＵ２２との間はシリアル通信ラインＬｃ１とアナログ通信ラインＬｃ２とによりそれぞれ接続されている。シリアル通信ラインＬｃ１はメイン（主）の通信ラインであり、アナログ通信ラインＬｃ２はサブ（副）の通信ラインである。
【００４５】
第１のＭＰＵ２１はＤ／Ａ変換器４１を備えており、第２のＭＰＵ２２はＡ／Ｄ変換器４２を備えている。このＤ／Ａ変換器４１とＡ／Ｄ変換器４２との間がアナログ通信ラインＬｃ２により接続されている。Ｄ／Ａ変換器４１は第１のＭＰＵ２１により演算されたモータ指令値をデジタル信号からアナログ信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器４２はアナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００４６】
アナログ通信ラインＬｃ２の途中にはローパスフィルタ４５が設けられており、当該アナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたアナログ信号はローパスフィルタ４５を通過することによりそのノイズ成分が除去される。ただし、ローパスフィルタ４５により除去されるアナログ信号のノイズ成分の度合いはＤ／Ａ変換器４１及びＡ／Ｄ変換器４２の分解能に依存する。
【００４７】
第１のＭＰＵ２１は、前記基本アシストトルクマップに基づいて、車速Ｖ及び操舵トルクＴに対応した基本アシスト電流値を演算し、この演算結果（即ち、モータ指令値）をシリアル通信ラインＬｃ１及びアナログ通信ラインＬｃ２により第２のＭＰＵ２２へ送る。
【００４８】
第２のＭＰＵ２２はモータ回転角センサ５により検出された電動モータ３の回転角θｍに基づいて、ｕ相電流センサ２８ｕ、ｖ相電流センサ２８ｖ及びｗ相電流センサ２８ｗにより検出されたｕ相励磁電流Ｉｕ、ｖ相励磁電流Ｉｖ及びｗ相励磁電流Ｉｗをｄ−ｑ変換してｄ軸及びｑ軸電流を求める。そして、第２のＭＰＵ２２は第１のＭＰＵ２１から送られてきた基本アシスト電流値と前記ｑ軸電流とに基づいてＰＩ制御値を演算する。
【００４９】
第２のＭＰＵ２２はＰＩ制御値に応じたＰＷＭ演算を行い、このＰＷＭ演算の結果（モータ制御信号）をモータ駆動装置２７に対して、具体的にはＦＥＴ３１Ｕ，３２Ｕ、ＦＥＴ３１Ｖ，３２Ｖ、ＦＥＴ３１Ｗ，３２Ｗに対してそれぞれ出力する。モータ駆動装置２７は、送られてきたＰＷＭ演算の結果に基づいて電動モータ３に対する基本アシスト電流（３相の励磁電流）の供給を３相の励磁電流路を介して行う。電動モータ３は基本アシスト電流の供給に基づいてハンドル７に対して基本アシスト力を付与する。
【００５０】
（実施形態の作用）
次に、前述のように構成した電動パワーステアリング制御装置の動作を図５（ａ），（ｂ）に示すフローチャートに従って説明する。図５（ａ）に示すフローチャートは第１のＲＯＭ２３に予め格納された各種の制御プログラムに従って実行される。図５（ｂ）に示すフローチャートは第２のＲＯＭ２５に予め格納された各種の制御プログラムに従って実行される。尚、本実施形態では「ステップ」を「Ｓ」と略記する。
【００５１】
（第１のＭＰＵの動作）
図５（ａ）に示すように、第１のＭＰＵ２１は、まずセンサ信号、即ちトルクセンサ１１により検出された操舵トルクＴ及び車速センサ１９により検出された車速Ｖを読込む（Ｓ１０１）。そして、第１のＭＰＵ２１は、操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいてｍビット（本実施形態では８ビット）のモータ指令値（アシスト指令電流値）を演算する（Ｓ１０２）。
【００５２】
次に、第１のＭＰＵ２１はモータ指令値をシリアル通信ラインＬｃ１により直列的に１ビットずつ第２のＭＰＵ２２へ送信する（図２に示すモータ指令値Ｓ１）（Ｓ１０３）。また、第１のＭＰＵ２１はモータ指令値をＤ／Ａ変換器４１によりアナログ信号に変換し、このアナログ信号をアナログ通信ラインＬｃ２により第２のＭＰＵ２２へ送信する（図２に示すモータ指令値Ｓ２）（Ｓ１０４）。
【００５３】
以後、第１のＭＰＵ２１はＳ１０１〜Ｓ１０４の処理を所定の制御周期毎に繰り返す。
（第２のＭＰＵの動作）
一方、第２のＭＰＵ２２においては、次のような処理が行われる。即ち、図３（ｂ）に示すように、第２のＭＰＵ２２は、まずシリアル通信が正常に行われているか否かを判断する（Ｓ２０１）。例えば、第２のＭＰＵ２２はタイムアウトエラーやオーバランエラーの有無に基づいてシリアル通信が正常か否かを判断する。予め設定された所定時間内に次のデータ（ビット）が送られてこない場合には第２のＭＰＵ２２はタイムアウトエラーと判断する。データを受信中に次のデータが送られてきた場合には第２のＭＰＵ２２はオーバランエラーと判断する。
【００５４】
また、Ｓ２０１において、チェックサム（検査合計）によりエラーを検出するようにしてもよい。この場合、第１のＭＰＵ２１はモータ指令値（８ビットのデータ）の合計の値（チェックサム）を計算し、これを添付してデータを送るようにする。そして、第２のＭＰＵ２２は送られてきたデータ列から同様にチェックサムを計算して、第１のＭＰＵ２１から送られてきたチェックサムと一致するかどうかを検査する。両者が異なれば、第２のＭＰＵ２２は通信系路上でデータに誤りが生じていると判断する。
【００５５】
そして、シリアル通信が正常に行われていると判断したとき（Ｓ２０１でＹＥＳ）、第２のＭＰＵ２２はシリアル通信ラインＬｃ１により送られてきたモータ指令値Ｓ１を受信し（Ｓ２０２）、このモータ指令値Ｓ１に基づいて電動モータ３を駆動制御する（Ｓ２０３）。
【００５６】
一方、シリアル通信が正常に行われていないと判断したとき（Ｓ２０１でＮＯ）、第２のＭＰＵ２２はアナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ指令値Ｓ２をＡ／Ｄ変換器４２によりデジタル信号に変換して受信し（Ｓ２０４）、このモータ指令値Ｓ２に基づいて電動モータ３を駆動制御する（Ｓ２０５）。モータ指令値Ｓ２の精度はＤ／Ａ変換器４１及びＡ／Ｄ変換器４２の分解能に依存するものの、電動モータ３が全く予期しない挙動（例えば逆回転する等）を示すに精度が低下することはない。
【００５７】
このように、シリアル通信に異常が発生しても、バックアップ用のアナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ指令値Ｓ２に基づいて暫定モータ制御を行うようにしたことにより、モータ駆動制御の信頼性が確保され、ひいては電動パワーステアリング装置１の操舵性能が確保される。電動モータ３の駆動制御を停止させるようにした場合、電動モータ３による操舵補助がまったく行われなくなるので、操舵性能は著しく悪化する。
【００５８】
尚、前記Ｓ２０１はシリアル通信が正常に行われているか否かの判断を行う判断手段を構成する。
（実施形態の効果）
従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【００５９】
（１）シリアル通信ラインＬｃ１とは別にアナログ通信ラインＬｃ２を備えた。そして、第２のＭＰＵ２２はシリアル通信ラインＬｃ１及びアナログ通信ラインＬｃ２によりそれぞれ送られてきたモータ指令値のうちいずれか一方に基づいて電動モータ３を駆動制御するようにした。即ち、第２のＭＰＵ２２はシリアル通信が正常に行われているか否かの判断を行い、シリアル通信が正常に行われていると判断したときにはシリアル通信ラインＬｃ１により送られてきたモータ指令値Ｓ１に基づいて電動モータ３を駆動制御するようにした。また、シリアル通信が正常に行われていないと判断したときには第２のＭＰＵ２２はアナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ指令値Ｓ２に基づいて電動モータ３を駆動制御するようにした。このため、第１のＭＰＵと第２のＭＰＵとの間のシリアル通信が正常に行われない場合であっても、アナログ通信からのモータ指令値Ｓ２に基づいて電動モータ３の駆動制御を継続することができる。このため、モータ駆動制御の信頼性を確保することができる。ひいては、電動パワーステアリング装置１の信頼性を確保することもできる。
【００６０】
（２）アナログ通信ラインＬｃ２の途中にはローパスフィルタ４５を設けるようにした。このため、アナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ指令値Ｓ２はローパスフィルタ４５を通過することによりそのノイズ成分が除去される。従って、第２のＭＰＵ２２におけるモータ指令値Ｓ２のデータ誤認識（通信途中におけるノイズに起因するビットエラーなど）が抑制される。この結果、本来のモータ指令値Ｓ１により近い値のモータ指令値に基づいて電動モータ３を駆動制御することができる。
【００６１】
（３）モータ指令値としてモータ電流指令値（具体的には、基本アシスト電流値）が使用されている。このため、モータを電流制御するシステムに制御装置２を応用することができる。
【００６２】
（第２実施形態；ＥＰＳ；パラレル通信メイン）
次に、本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態はメインの通信ラインがパラレル通信ラインである点で前記第１実施形態と異なる。従って、前記第１実施形態と同様の部材構成は同一の符号を付し、その重複した説明を省略する。
【００６３】
図４に示すように、第１のＭＰＵ２１と第２のＭＰＵ２２との間はパラレル通信ラインＬｃ３とアナログ通信ラインＬｃ２とによりそれぞれ接続されている。パラレル通信ラインＬｃ３はメイン（主）の通信ラインであり、アナログ通信ラインＬｃ２はサブ（副）の通信ラインである。
【００６４】
パラレル通信ラインＬｃ３は第１のＭＰＵ２１から第２のＭＰＵ２２へ送るモータ指令値のビット長と同じ本数のデータラインを備えている。本実施形態では、モータ指令値のビット長は８ビットとされているので、パラレル通信ラインＬｃ３は８本のデータラインＤ０〜Ｄ７を備えている。
【００６５】
また、第１のＭＰＵ２１はパラレルポート４３を備えており、第２のＭＰＵ２２はパラレルポート４４を備えている。両パラレルポート４３，４４はそれぞれビット位置ｂ０〜ｂ７の８ビット長のパラレルポートである。第１のＭＰＵ２１のパラレルポート４３と第２のＭＰＵ２２のパラレルポート４４との間、具体的には両パラレルポート４３，４４のビット位置ｂ０〜ｂ７間はそれぞれデータラインＤ０〜Ｄ７により接続されている。
【００６６】
第１のＭＰＵ２１は算出したモータ指令値をパラレル通信ラインＬｃ３及びアナログ通信ラインＬｃ２により第２のＭＰＵ２２へ送る。第２のＭＰＵ２２は第１のＭＰＵ２１から送られてきたモータ指令値等に基づいて電動モータ３を駆動制御する。
【００６７】
（実施形態の作用）
次に、前述のように構成した電動パワーステアリング制御装置の動作を図３（ａ），（ｂ）に示すフローチャートに従って説明する。図３（ａ）に示すフローチャートは第１のＲＯＭ２３に予め格納された各種の制御プログラムに従って実行される。図３（ｂ）に示すフローチャートは第２のＲＯＭ２５に予め格納された各種の制御プログラムに従って実行される。
【００６８】
（第１のＭＰＵの動作）
図３（ａ）に示すように、第１のＭＰＵ２１は、まずセンサ信号、即ちトルクセンサ１１により検出された操舵トルクＴ及び車速センサ１９により検出された車速Ｖを読込む（Ｓ３０１）。
【００６９】
次に、第１のＭＰＵ２１は、操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいてモータ指令値（アシスト指令電流値）を演算する（Ｓ３０２）。
本実施形態において、モータ指令値は８ビットのデータであり、例えば「＋１００」としたとき、これを符号付の２進数で表すと「０１１００１００（Ｂ）」となる。（Ｂ）は２進数であるということを示す記号である。また、最上位ビット（本実施形態では「０」）は符号ビットであり、モータ指令値の正負、即ち「＋」，「−」を示す。符号ビットが「０」のときは「＋」、「１」のときは「−」を示す。最上位から２桁目以降が数値を示す数値ビットである。
【００７０】
次に、第１のＭＰＵ２１は算出したモータ指令値の全ビット（８ビット）をパラレルポート４３にセットする（Ｓ３０３）。このとき、パラレルポート４３のビット位置ｂ０〜ｂ７とモータ指令値のビット位置とが相互に対応するように、パラレルポート４３のビット位置ｂ０〜ｂ７にはそれぞれ０，１，１，０，０，１，０，０がセットされる。そして、第１のＭＰＵ２１はパラレルポート４３にセットされたデータをパラレル通信ラインＬｃ３により第２のＭＰＵ２２へ送る。
【００７１】
また、第１のＭＰＵ２１はモータ指令値をＤ／Ａ変換器４１によりアナログ量に変換し、このアナログ信号をアナログ通信ラインＬｃ２により第２のＭＰＵ２２へ送信する（図２に示すモータ指令値Ｓ２）（Ｓ３０４）。
【００７２】
以後、第１のＭＰＵ２１はＳ３０１〜Ｓ３０４の処理を所定の制御周期毎に繰り返す。
（第２のＭＰＵの動作）
一方、第２のＭＰＵ２２においては、次のような処理が行われる。即ち、図５（ｂ）に示すように、第２のＭＰＵ２２は、まず第１のＭＰＵ２１からパラレル通信ラインＬｃ３により送られてきたモータ指令値Ｓ１をパラレルポート４４にラッチ（保持）して受信する（Ｓ４０１）。本実施形態では、パラレルポート４４のビット位置ｂ０〜ｂ７にはそれぞれ０，１，１，０，０，１，０，０が保持される。
【００７３】
また、第２のＭＰＵ２２はアナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ指令値Ｓ２をＡ／Ｄ変換器４２によりデジタル信号に変換して受信する（Ｓ４０２）
次に、第２のＭＰＵ２２はパラレル通信が正常に行われているか否かを判断する（Ｓ４０３）。例えば、第２のＭＰＵ２２は時分割でモータ指令値Ｓ１を２回受信し、この２つのデータの排他的論理和（ｅｘｌｕｓｉｖｅ ＯＲ）をビット毎に演算する。この演算は２入力１出力の処理であり、入力の一方だけが「１」のとき、出力は「１」となる。換言すれば、入力がともに「１」であるか、ともに「０」であるとき、出力は「０」となる。従って、２つのデータにおけるビット毎の比較結果がすべて「０」であれば、ビット化けはなく、第２のＭＰＵ２２は正常にデータ通信が行われたと判断する。逆に、２つのデータにおけるビット毎の比較結果に「１」があれば、第２のＭＰＵ２２はビット化けがあると判断する。
【００７４】
また、Ｓ４０３において、パリティチェックなどによりビット化け（ビットエラー）を検出するようにしてもよい。この場合、第１のＭＰＵ２１は、モータ指令値（８ビットのデータ）の中に含まれる１( 又は０) の個数の偶奇( パリティビット) を添付してデータを転送するようにする。そして、第２のＭＰＵ２２は添付されたパリティビットと、データ中に含まれる１( 又は０) の個数を比較して、偶奇が合わなければデータに誤りがあると判断する。
【００７５】
パラレル通信が正常に行われていると判断したとき（Ｓ４０３でＹＥＳ）、第２のＭＰＵ２２はパラレル通信ラインＬｃ３により送られてきたモータ指令値Ｓ１に基づいて電動モータ３を駆動制御する（Ｓ４０４）。一方、パラレル通信が正常に行われていないと判断したとき（Ｓ４０３でＮＯ）、第２のＭＰＵ２２はアナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ指令値Ｓ２に基づいて電動モータ３を駆動制御する（Ｓ４０５）。
【００７６】
以後、第２のＭＰＵ２２はＳ４０１〜Ｓ４０５の処理を所定の制御周期毎に繰り返す。尚、前記Ｓ４０３はパラレル通信が正常に行われているか否かの判断を行う判断手段を構成する。
【００７７】
従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
・パラレル通信に異常がある場合、バックアップ用のアナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ指令値Ｓ２に基づいて暫定モータ制御を行うようにした。このため、間違ったモータ指令値（ビットエラーがあるモータ指令値）で電動モータ３が駆動されることはない。また、パラレル通信ラインＬｃ３により送られてきたモータ指令値にビットエラーが検出されたときでも、アナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ指令値Ｓ２に基づいて電動モータ３が継続して駆動制御される。このため、エラー検出時に電動モータ３の駆動制御を停止するようにした場合と異なり、モータ駆動制御の信頼性を確保することができる。ひいては電動パワーステアリング装置１の信頼性及び操舵性能を確保することもできる。
【００７８】
（第３実施形態；ＶＧＲＳ；パラレル通信メイン）
次に、本発明をギヤ比可変ステアリングシステムに具体化した第３実施形態を説明する。本実施形態は制御対象が電動パワーステアリング装置の電動モータではなくギヤ比可変ステアリングシステムの電動モータである点で前記第２実施形態と異なる。従って、前記第２実施形態と同様の部材構成は同一の符号を付し、その重複した説明を省略する。
【００７９】
図６に示すように、ギヤ比可変ステアリングシステム（ＶＧＲＳ）５１のステアリングホイール（以下、ハンドル５２」という。）には第１ステアリングシャフト５３の一端が接続されており、この第１ステアリングシャフト５３の他端にはギヤ比可変ユニット５４の入力側に接続されている。ギヤ比可変ユニット５４の出力側には第２ステアリングシャフト５５の一端が接続されており、この第２ステアリングシャフト５５の他端はステアリングギヤボックス５６の入力側に接続されている。このステアリングギヤボックス５６はピニオンギヤ（図示略）を備えており、このピニオンギヤはラック軸５７に噛み合っている。第２ステアリングシャフト５５に入力された回転運動はピニオンギヤを介してラック軸５７に伝達され、当該ラック軸５７の軸方向運動に変換される。
【００８０】
ギヤ比可変ユニット５４は第１ステアリングシャフト５３と第２ステアリングシャフト５５とを作動連結する減速機５８及びこの減速機５８を駆動する電動モータ５９等を備えている。この電動モータ５９の駆動により第１ステアリングシャフト５３と第２ステアリングシャフト５５との間の伝達比（ステアリングギヤ比）が減速機５８を介して変化する。ちなみに、ステアリングギヤ比とは、本実施形態におけるラック＆ピニオン方式の電動パワーステアリング装置１の場合、ハンドル７の全回転角度（ロックからロックまで）と車輪（転舵輪）の切れ角との比をいう。
【００８１】
図７に示すように、ギヤ比可変ステアリングシステム５１は、第１ステアリングシャフト５３の回転角（即ち、操舵角θｈ）を検出する操舵角センサ６１及び第２ステアリングシャフト５５の回転角（即ち、出力角θｐ）を検出する出力角センサ６２を備えている。また、ギヤ比可変ステアリングシステム５１は、車速Ｖを検出する車速センサ６３及び電動モータ５９の回転角（電気角）を検出する回転角センサ６４を備えている。
【００８２】
操舵角センサ６１により検出された操舵角θｈ、出力角センサ６２により検出された出力角θｐ、車速センサ６３により検出された車速Ｖ及び回転角センサ６４により検出された電動モータ５９の回転角θｍはそれぞれギヤ比可変ステアリングシステム５１の制御装置６５へ送られる。制御装置６５は操舵角θｈ、出力角θｐ、車速Ｖ及び回転角θｍに基づいて電動モータ５９を駆動制御する。
【００８３】
即ち、制御装置６５の第１のＭＰＵ２１は、操舵角θｈ及び車速Ｖに基づいて、第１のＲＯＭ２３（図１参照）に予め格納されたモータ回転角特性マップ（図示略）を参照してギヤ比可変ユニット５４における電動モータ５９のモータ回転角指令値（モータ角度指令値）を演算する。モータ回転角特性マップは、車速Ｖの増加に対するモータ回転角指令値の変化を示したものであり、モータ回転角指令値は車速Ｖに応じて一義的に決まる。
【００８４】
第１のＭＰＵ２１は算出したモータ回転角指令値の全ビット（８ビット）をパラレル通信ラインＬｃ３により第２のＭＰＵ２２へ送る。また、第２のＭＰＵ２２はモータ回転角指令値をＤ／Ａ変換器４１によりアナログ信号に変換し、このモータ回転角指令値をアナログ通信ラインＬｃ２により第２のＭＰＵ２２へ送る（図５（ａ）のフローチャート参照）。
【００８５】
第２のＭＰＵ２２はパラレル通信が正常か否かを判断し、パラレル通信が正常と判断したとき、第２のＭＰＵ２２はパラレル通信ラインＬｃ３により送られてきたモータ回転角指令値に基づいて電動モータ５９を駆動制御する（図５（ｂ）のフローチャート参照）。
【００８６】
このとき、回転角センサ６４により検出された電動モータ５９の回転角θｍは第２のＭＰＵ２２へ帰還される。そして、第２のＭＰＵ２２は、第１のＭＰＵ２１により算出されたモータ回転角指令値と実際の電動モータ５９の回転角θｍとが一致するようにモータ電流をフィードバック制御する。
【００８７】
車速Ｖに応じた伝達比（ステアリングギヤ比）が設定されることにより、ハンドル７の取り回し性能が向上する。例えば停車時や低速走行時にはハンドル７の操舵角θｈに対してギヤ比可変ユニット５４の出力角θｐが大きくなるようにステアリングギヤ比が設定される。この結果、より少ないハンドル操作で旋回することができる。また、高速走行時にはハンドル７の操舵角θｈに対してギヤ比可変ユニット５４の出力角θｐが小さくなるようにステアリングギヤ比が設定される。この結果、穏やかで安定感のある車両応答が実現される。
【００８８】
一方、パラレル通信が異常であると判断したとき、第２のＭＰＵ２２はアナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ回転角指令値に基づいて電動モータ５９を駆動制御する。なお、アナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ回転角指令値はその受信時にＡ／Ｄ変換器４２によりアナログ信号に変換される（図５（ｂ）のフローチャート参照）。
【００８９】
従って、本実施形態によれば、モータ指令値としてモータ角度指令値（具体的には、モータ回転角指令値）を使用するようにしたシステムにおいて、前記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。また、モータを同じく角度制御（位置制御）する他のシステムに制御装置６５を応用することもできる。
【００９０】
（第４実施形態；ＮＣ工作機械；パラレル通信メイン）
次に、本発明をＮＣ工作機械に具体化した第４実施形態を説明する。本実施形態は制御対象が電動パワーステアリング装置の電動モータではなくＮＣ工作機械のテーブル送り用の電動モータである点で前記第２実施形態と異なる。従って、前記第２実施形態と同様の部材構成は同一の符号を付し、その重複した説明を省略する。
【００９１】
図８に示すように、ＮＣ工作機械７１の固定テーブル７２にはボールねじ７３が軸受け（図示略）を介して回転可能に支持されており、このボールねじ７３の外端部は送り用電動モータ７４の出力軸にカップリング（図示略）を介して連結されている。また、ボールねじ７３にはナット７５が螺合されている。このナット７５はボールねじ７３の正逆回転に伴って螺進及び螺退可能とされている。ナット７５の上面には移動テーブル７６を介して主軸台７７が一体移動可能に設けられている。主軸台７７には主軸用モータ７８が固定されており、主軸用モータ７８の出力軸には主軸７９が作動連結されている。主軸７９の先端にはタップ等の工具８０が取り付けられている。
【００９２】
従って、送り用電動モータ７４が駆動されると、ボールねじ７３の回転によりナット７５が当該ボールねじ７３に沿って往復移動し、これに伴って移動テーブル７６もボールねじ７３の軸線に沿う方向（図８に示す矢印方向）へ往復移動する。主軸用モータ７８が駆動されると、主軸７９と共に工具８０が正逆回転する。
【００９３】
ＮＣ工作機械７１は送り用電動モータ７４の回転角θｍｓを検出する送り用モータ回転角センサ８１、及び主軸用モータ７８の回転角θｍｐを検出する主軸用モータ回転角センサ８２を備えている。送り用モータ回転角センサ８１及び主軸用モータ回転角センサ８２により検出された回転角θｍｓ及び回転角θｍｐはそれぞれＮＣ工作機械７１の制御装置９１へ送られる。
【００９４】
図９に示すように、制御装置９１は第１のＭＰＵ２１、第２のＭＰＵ２２、送り用モータ駆動装置９２、主軸用モータ駆動装置９３及びＰＬＯ（プログラム可能論理制御装置）９４を備えている。このＰＬＯ９４は第１のＭＰＵ２１に接続されている。また、ＰＬＯ９４には入出力装置（操作盤）９５が接続されている。ＰＬＯ９４はシーケンサ機能を備えており、第１のＭＰＵ２１が実行すべきＮＣプログラムを判断及び選択して所定のプログラム指令により、第１のＭＰＵ２１にそのＮＣプログラムを実行させる。
【００９５】
即ち、第１のＭＰＵ２１は、所定の制御周期毎にＰＬＯ９４からの所定のプログラム指令に基づいて送り用電動モータ７４に対するモータ指令値（モータ角度指令値；移動テーブル７６の送り量）及び主軸用モータ７８に対するモータ指令値（モータ角速度指令値；主軸７９の回転角速度）をそれぞれ演算する。
【００９６】
第１のＭＰＵ２１は算出したモータ角度指令値の全ビット及びモータ角速度指令値の全ビットをパラレル通信ラインＬｃ３により第２のＭＰＵ２２へ送る。また、第２のＭＰＵ２２はモータ角度指令値及びモータ角速度指令値をそれぞれＤ／Ａ変換器４１によりアナログ信号に変換し、このモータ角度指令値及びモータ角速度指令値をアナログ通信ラインＬｃ２により第２のＭＰＵ２２へ送る（図５（ａ）のフローチャート参照）。
【００９７】
第２のＭＰＵ２２はパラレル通信が正常か否かを判断し、パラレル通信が正常であると判断したときにはパラレル通信ラインＬｃ３により送られてきたモータ角度指令値及びモータ角速度指令値に基づいて送り用電動モータ７４及び主軸用モータ７８をそれぞれ駆動制御する（図５（ｂ）のフローチャート参照）。
【００９８】
このとき、送り用モータ回転角センサ８１により検出された回転角θｍｓ及び主軸用モータ回転角センサ８２により検出された回転角θｍｐはそれぞれ第２のＭＰＵ２２へ帰還される。第２のＭＰＵ２２はこれら回転角θｍｓ，θｍｐに基づいて送り用電動モータ７４及び主軸用モータ７８のモータ電流をそれぞれフィードバック制御する。即ち、第２のＭＰＵ２２は、モータ指令値（モータ角度指令値及びモータ角速度指令値）と実際のモータの回転角（電気角）θｍｓ，θｍｐとをそれぞれ一致させるように送り用電動モータ７４及び主軸用モータ７８をそれぞれ駆動制御する。
【００９９】
一方、パラレル通信が異常であると判断したとき、第２のＭＰＵ２２はアナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ角度指令値及びモータ角速度指令値に基づいて送り用電動モータ７４及び主軸用モータ７８をそれぞれ駆動制御する。なお、アナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ角度指令値及びモータ角速度指令値はそれらの受信時にＡ／Ｄ変換器４２によりアナログ信号に変換される（図５（ｂ）のフローチャート参照）。
【０１００】
従って、本実施形態によれば、モータ指令値としてモータ角度指令値及びモータ角速度指令値を使用するようにしたシステムにおいて、前記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。また、モータを同じく速度制御（角速度制御）する他のシステムに制御装置９１を応用することもできる。
【０１０１】
（第５実施形態；ＶＧＲＳ；シリアル通信メイン）
次に、本発明の第５実施形態を説明する。本実施形態はパラレル通信ラインＬｃ３をシリアル通信ラインＬｃ１に置換した点で前記第３実施形態と異なる。従って、前記第３実施形態と同様の部材構成は同一の符号を付し、その重複した説明を省略する。
【０１０２】
図１０に示すように、第１のＭＰＵ２１は算出したモータ回転角指令値を構成するデータの全ビット（８ビット）をシリアル通信ラインＬｃ１により直列的に１ビットずつ第２のＭＰＵ２２へ伝送する。また、第２のＭＰＵ２２は、モータ回転角指令値をＤ／Ａ変換器４１によりアナログ信号に変換し、このモータ回転角指令値をアナログ通信ラインＬｃ２により第２のＭＰＵ２２へ送る（図３（ａ）のフローチャート参照）。
【０１０３】
第２のＭＰＵ２２はシリアル通信が正常に行われているか否かを判断する。シリアル通信が正常に行われていると判断したとき、第２のＭＰＵ２２はシリアル通信ラインＬｃ１により送られてきたデータ、即ちモータ回転角指令値に基づいて電動モータ５９を駆動制御する。シリアル通信が正常に行われていないと判断したとき、第２のＭＰＵ２２はアナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ回転角指令値に基づいて電動モータ５９を駆動制御する。なお、アナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ回転角指令値はその受信時にＡ／Ｄ変換器４２によりアナログ信号に変換される（図３（ｂ）のフローチャート参照）。
【０１０４】
従って、本実施形態によれば、モータ指令値としてモータ角度指令値（具体的には、モータ回転角指令値）を使用するようにしたシステムにおいて、前記第１実施形態における（１）及び（２）番目の効果と同様の効果を得ることができる。また、モータを同じく角度制御する他のシステムに制御装置６５を応用することもできる。
【０１０５】
（第６実施形態；ＮＣ工作機械）
次に、本発明の第６実施形態を説明する。本実施形態はパラレル通信ラインＬｃ３をシリアル通信ラインＬｃ１に置換した点で前記第４実施形態と異なる。従って、前記第４実施形態と同様の部材構成は同一の符号を付し、その重複した説明を省略する。
【０１０６】
図１１に示すように、第１のＭＰＵ２１は算出したモータ角度指令値及びモータ角速度指令値を構成するデータの全ビット（８ビット）をそれぞれシリアル通信ラインＬｃ１により直列的に１ビットずつ第２のＭＰＵ２２へ伝送する。また、第２のＭＰＵ２２は、モータ角度指令値及びモータ角速度指令値をそれぞれＤ／Ａ変換器４１によりアナログ信号に変換し、このモータ角度指令値及びモータ角速度指令値をアナログ通信ラインＬｃ２により第２のＭＰＵ２２へ送る（図３（ａ）のフローチャート参照）。
【０１０７】
第２のＭＰＵ２２はシリアル通信が正常に行われているか否かを判断する。シリアル通信が正常に行われていると判断したとき、第２のＭＰＵ２２はシリアル通信ラインＬｃ１により送られてきたデータ、即ちモータ角度指令値及びモータ角速度指令値に基づいて送り用電動モータ７４及び主軸用モータ７８をそれぞれ駆動制御する。
【０１０８】
シリアル通信が正常に行われていないと判断したとき、第２のＭＰＵ２２はアナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ角度指令値及びモータ角速度指令値に基づいて送り用電動モータ７４及び主軸用モータ７８をそれぞれ駆動制御する。なお、アナログ通信ラインＬｃ２により送られてきたモータ角度指令値及びモータ角速度指令値はその受信時にＡ／Ｄ変換器４２によりアナログ信号に変換される（図３（ｂ）のフローチャート参照）。
【０１０９】
従って、本実施形態によれば、モータ指令値としてモータ角度指令値及びモータ角速度指令値を使用するようにしたシステムにおいて、前記第１実施形態における（１）及び（２）番目の効果と同様の効果を得ることができる。また、モータを同じく速度制御する他のシステムに制御装置９１を応用することもできる。
【０１１０】
（別例）
・第１〜第６実施形態では、第１のＭＰＵ２１及び第２のＭＰＵ２２をそれぞれ同一の制御装置２，６５，９１に備えるようにしたが、例えば第１のＭＰＵ２１を制御装置２，６５，９１の外部に設けるようにしてもよい。このようにすれば、制御装置２，６５，９１の小型化が図られる。
【０１１１】
・第１〜第３及び第５実施形態において、第１のＭＰＵ２１の機能を電動パワーステアリング装置１及びギヤ比可変ステアリングシステム５１以外の他のシステムのＭＰＵに行わせるようにしてもよい。例えば、電動パワーステアリング装置１、ギヤ比可変ステアリングシステム５１及びＳＣ（スタビリティコントロール；安定性制御）等を組み合わせて統合制御するようにした車両システムにおいて、この車両システムを統合制御する統合制御ＥＣＵ（電子制御装置）によりモータ指令値を演算する。そして、この演算結果を例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信（即ち，自動車内ＬＡＮ）により第２のＭＰＵ２２へ送る。この演算結果（モータ指令値）に基づいてモータ電流制御を行い、電動パワーステアリング装置１の電動モータ３及びギヤ比可変ステアリングシステム５１の電動モータ５９等の駆動制御を行う。このようにすれば、制御装置２，６５の小型化が図られる。
【０１１２】
・本実施形態では第１のＭＰＵ２１及び第２のＭＰＵ２２をそれぞれ８ビットシステムとしたが、例えば１６ビットシステムなど任意のビット数のシステムとしてもよい。
【０１１３】
・ローパスフィルタ４５以外のろ波手段をアナログ通信ラインＬｃ２の途中に設けるようにしてもよい。例えば、ローパスフィルタ４５をバンドパスフィルタに置き換える。
【０１１４】
（付記）
次に前記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）車両の操舵系にトルク伝達可能に設けられて操舵補助トルクを発生するモータと、前記モータを駆動するモータ駆動手段と、前記モータ駆動手段を通電制御することにより前記モータを駆動制御するモータ制御装置とを備えた電動パワーステアリング装置において、請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置。
【０１１５】
（ロ）ステアリングホイールの操舵角と転舵輪の転舵角との間の伝達比を変化させる伝達比可変機構を備えた車両用操舵制御装置であって、前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、車速を検出する車速センサと、前記伝達比可変機構を駆動する電動モータと、車速センサにより検出された車速に基づいて前記伝達比を設定すると共に操舵角センサにより検出された操舵角に基づいて前記電動モータを駆動制御する制御手段とを備えたギヤ比可変ステアリングシステムにおいて、請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のモータ制御装置を備えたギヤ比可変ステアリングシステム。
【０１１６】
（ハ）第１のＭＰＵにより演算されたデータをシリアル通信ライン又はパラレル通信ラインを介して第２のＭＰＵへ送るデータ伝送方法において、前記第１のＭＰＵと第２のＭＰＵとの間には前記シリアル通信ライン又はパラレル通信ラインとは別にアナログ通信ラインを設け、第２のＭＰＵはシリアル通信又はパラレル通信が正常か否かを判断し、シリアル通信又はパラレル通信が正常であると判断したときには第２のＭＰＵはシリアル通信ライン又はパラレル通信ラインにより送られてきたデータを受信し、シリアル通信ライン又はパラレル通信ラインが正常ではないと判断したときには第２のＭＰＵはアナログ通信ラインにより送られてきたデータを受信するようにしたデータ伝送方法。
【０１１７】
【発明の効果】
本発明によれば、第２のＭＰＵはシリアル通信ライン又はパラレル通信ライン及びアナログ通信ラインによりそれぞれ送られてきたモータ指令値のうちいずれか一方に基づいてモータを駆動制御するようにしたことにより、モータ駆動制御の信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態における電動パワーステアリング装置の概略構成図。
【図２】 第１実施形態におけるモータ制御装置の回路図。
【図３】 （ａ）は第１実施形態における第１のＭＰＵのデータ送信時の処理を示すフローチャート、
（ｂ）は第１実施形態における第２のＭＰＵのデータ受信時の処理を示すフローチャート。
【図４】 第２実施形態におけるモータ制御装置の回路図。
【図５】 （ａ）は第２実施形態における第１のＭＰＵのデータ送信時の処理を示すフローチャート、
（ｂ）は第２実施形態における第２のＭＰＵのデータ受信時の処理を示すフローチャート。
【図６】 第３実施形態におけるギヤ比可変ステアリングシステムの概略構成図。
【図７】 第３実施形態におけるモータ制御装置の回路図。
【図８】 第４実施形態におけるＮＣ工作機械の概略構成図。
【図９】 第４実施形態におけるモータ制御装置の回路図。
【図１０】第５実施形態におけるモータ制御装置の回路図。
【図１１】第６実施形態におけるモータ制御装置の回路図。
【図１２】第１の従来のモータ制御装置の回路図。
【図１３】（ａ）は第１の従来の第１のＭＰＵのデータ送信時における処理を示すフローチャート、
（ｂ）は第１の従来の第２のＭＰＵのデータ受信時における処理を示すフローチャート。
【図１４】第２の従来のモータ制御装置の回路図。
【図１５】（ａ）は第２の従来の第１のＭＰＵのデータ送信時における処理を示すフローチャート、
（ｂ）は第２の従来の第２のＭＰＵのデータ受信時における処理を示すフローチャート。
【図１６】データのビット化けの発生状況を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
３，５９，７４，７８…電動モータ、
２，６５，９１…モータ制御装置を構成する制御装置、
２１…第１のＭＰＵ、
２２…第２のＭＰＵ、
４５…ローパスフィルタ、
Ｄ０〜Ｄ３…パラレル通信ラインのデータライン、
Ｌｃ１…シリアル通信ライン、
Ｌｃ２…アナログ通信ライン、
Ｌｃ３…パラレル通信ライン、
Ｓ１，Ｓ２…モータ指令値。
Claims (4)
- モータ指令値を演算する第１のＭＰＵと、第１のＭＰＵにより算出されたモータ指令値に基づいてモータを駆動制御する第２のＭＰＵと、第１のＭＰＵと第２のＭＰＵとの間を接続するシリアル通信ライン又はパラレル通信ラインとを備えたモータ制御装置において、
前記第１のＭＰＵと第２のＭＰＵとの間には前記シリアル通信ライン又はパラレル通信ラインとは別にアナログ通信ラインを設け、
前記第２のＭＰＵはシリアル通信ライン又はパラレル通信ライン及びアナログ通信ラインによりそれぞれ送られてきたモータ指令値のうちいずれか一方に基づいてモータを駆動制御するようにしたモータ制御装置。 - 前記第２のＭＰＵにはシリアル通信又はパラレル通信が正常に行われているか否かの判断を行う判断手段を備え、
前記判断手段によりシリアル通信又はパラレル通信が正常に行われていると判断されたときには第２のＭＰＵはシリアル通信又はパラレル通信により送られてきたモータ指令値に基づいてモータを駆動制御し、
前記判断手段によりシリアル通信又はパラレル通信が正常に行われていないと判断されたときには第２のＭＰＵは前記アナログ通信ラインにより送られてきたモータ指令値に基づいてモータを駆動制御するようにした請求項１に記載のモータ制御装置。 - 前記アナログ通信ラインの途中にはローパスフィルタを設けるようにした請求項１又は請求項２に記載のモータ制御装置。
- 前記モータ指令値は、モータ電流指令値、モータ角速度指令値及びモータ角度指令値のうち少なくとも一つである請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載のモータ制御装置。
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