JP5013504B2 - 電動パワーステアリング装置用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動パワーステアリングにおける操舵補助力発生用モータを制御するための装置に関する。

電動パワーステアリング装置用制御装置においては、操舵補助力発生用ブラシレスモータの駆動用電流の目標値を操舵トルクに基づき演算し、この演算した目標値と駆動用電流の検出値とロータの回転位置の検出値とに基づきモータの駆動用信号値を演算し、この演算した駆動用信号値に応じてモータをモータドライバにより駆動することが行われている。

上記のような駆動用電流の目標値を１チップマイコンにより演算し、駆動用信号値を別の１チップマイコンにより演算し、両マイコンをワイヤハーネスにより構成される通信線により接続することが行われている（特許文献１参照）。
特開２００２−３３１９４６号公報

操舵補助力発生用ブラシレスモータの駆動用電流を精度良く制御するためには、ロータの回転位置に応じた駆動用信号値の演算を高速に行うことが必要とされる。また、車両の運転者の操舵フィーリングの向上のためには、ロータの回転速度等に応じて目標電流値を補正するといった類型的でなく複雑な演算が必要とされる。しかし、そのような高速かつ類型的でなく複雑な演算を行うには高性能なマイコンを必要とするためマイコンコストが増大する。
さらに、フェイルセーフ処理を行うため、演算値の異常の有無を監視するための専用のサブマイコンや監視回路用ハードウェアが必要とされる。しかし、フェイルセーフ処理のために専用のサブマイコンや監視回路用ハードウェアを設けるとコストがさらに増大する。
本発明は、上記課題を解決することのできる電動パワーステアリング装置用制御装置を提供することを目的とする。

本発明の電動パワーステアリング装置用制御装置は、操舵補助力発生用ブラシレスモータの駆動用電流の目標値を、少なくとも操舵トルクの検出値に基づき演算する目標値演算要素と、前記モータの駆動用信号値を、前記目標値演算要素により演算された目標値、前記モータの駆動用電流の検出値、および前記モータにおけるロータの回転位置の検出値に基づき演算する駆動用信号値演算要素と、前記駆動用信号値に応じて前記モータを駆動する駆動要素とを備え、前記目標値演算要素はチップに設けられた第１の集積回路により構成され、前記駆動用信号値演算要素は別のチップに設けられた第２の集積回路により構成され、前記第１の集積回路は第２の集積回路に通信可能に接続され、前記駆動用信号値の演算周期は前記目標値の演算周期よりも短くされている。
本発明によれば、第１の集積回路において駆動用電流の目標値が演算され、第２の集積回路において目標値、前記モータの駆動用電流の検出値、およびロータの回転位置に応じた駆動用信号値が演算され、その駆動用信号値の演算周期は目標値の演算周期よりも短くされている。すなわち、比較的低速な演算を行う第１の集積回路において、駆動用信号値の演算に比較して類型的でなく複雑な駆動用電流の目標値の演算が行われ、比較的高速な演算を行う第２の集積回路において、類型的で比較的単純な駆動用信号値の演算が行われる。これにより、制御装置を構成する集積回路チップとして高速かつ類型的でない複雑な演算を行う高性能のものを必要とせず、類型的でなく比較的複雑ではあるが比較的低速な演算を行えば足りる第１の集積回路が設けられたチップと、比較的高速ではあるが類型的で比較的単純な演算を行えば足りる第２の集積回路が設けられたチップとで制御装置を構成できる。よって、制御装置を低コストの集積回路チップにより構成することができる。第１の集積回路が設けられたチップとしてマイコンチップを用いることができ、第２の集積回路が設けられるチップとしてマイコンチップ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）チップ、ゲートアレイ等から組み上げられたロジックＩＣチップ等を用いることができる。
また本発明においては、前記第１の集積回路の作動異常の有無を判断する第２の監視部と、前記モータの駆動用電流の目標値を、少なくとも操舵トルクの検出値に基づき演算する第２の補助演算要素とを備え、前記第２の補助演算要素は前記第２の集積回路により構成され、前記第１の集積回路の作動異常時に、駆動用信号値演算要素により、前記モータの駆動用信号値が前記第２の補助演算要素により演算された目標値に基づき演算され、前記モータの制御用データと、この制御用データのサムチェック用データとを記憶する第１の不揮発性記憶装置と、前記第１の不揮発性記憶装置に記憶されたものと同一の制御用データおよびサムチェック用データを記憶する第２の不揮発性記憶装置と、前記第１の不揮発性記憶装置に記憶された制御用データのサムチェックの結果と前記第２の不揮発性記憶装置に記憶された制御用データのサムチェックの結果とから、両不揮発性記憶装置の中の何れか一方におけるデータ異常の有無を判定する判定要素とを備え、前記第１の不揮発性記憶装置に記憶された制御用データが前記第１の集積回路における演算に用いられるように、前記第１の不揮発性記憶装置とデータ通信可能な第１の記憶データ用通信処理部が前記第１の集積回路により構成され、前記第２の不揮発性記憶装置に記憶された制御用データが前記第２の集積回路における演算に用いられるように、前記第２の不揮発性記憶装置とデータ通信可能な第２の記憶データ用通信処理部が前記第２の集積回路により構成され、前記第１の不揮発性記憶装置におけるデータ異常時は、前記第２の不揮発性記憶装置に記憶された制御用データが前記第２の記憶データ用通信処理部を介して前記第１の集積回路における演算に用いられ、前記第２の不揮発性記憶装置におけるデータ異常時は、前記第１の不揮発性記憶装置に記憶された制御用データが前記第１の記憶データ用通信処理部を介して前記第２の集積回路における演算に用いられ、前記第２の不揮発性記憶装置のデータ異常時は、前記第１の不揮発性記憶装置の記憶データが、前記第２の補助演算要素における前記目標値の演算に用いられる。
これにより、第１の集積回路に異常が生じた時は、第２の集積回路に設けた第２の補助演算要素により演算された目標値に基づき、モータの駆動用信号値を演算することができる。よって、第１の集積回路に異常が生じても、モータを急激に停止させることなく、操舵補助力を緩やかに低減したり、簡易な制御により操舵補助力を付与することで、運転者に過大な衝撃が作用するのを防止できる。また、何れか一方の不揮発性記憶装置においてデータ異常が生じた時は、他方の不揮発性記憶装置に記憶されたデータに応じて演算を行うことができる。また、各不揮発性記憶装置におけるデータ異常の有無は、制御用データ以外にサムチェック用データを記憶するだけで判定できるので、データ異常を判定するためのデータ量を少なくでき、不揮発性記憶装置の総容量を少なくできる。

前記第１の集積回路は、前記目標値演算要素により演算された目標値と駆動用電流の検出値とを比較することで異常の有無を判断する出力監視要素を有し、前記第２の集積回路は、前記目標値演算要素により演算された目標値と操舵トルクの検出値とを比較することで異常の有無を判断する入力監視要素を有するのが好ましい。これにより、第１の集積回路と第２の集積回路による演算値の異常の有無を監視するための専用のハードウェアが不要になる。
この場合、前記目標値演算要素により、操舵トルクの検出値と車両状態データとに応じて前記目標値が演算できるように、車両状態データの第１の入力部と通信可能な第１の入力データ用通信処理部が前記第１の集積回路に設けられ、前記入力監視要素により、前記目標値演算要素により演算された目標値を操舵トルクの検出値および車両状態データと比較することで異常の有無を判断できるように、車両状態データの第２の入力部と通信可能な第２の入力データ用通信処理部が前記第２の集積回路に設けられているのが好ましい。これにより、モータを操舵トルクの検出値だけでなく、車速や制動力等の車両状態データに応じても制御する場合に、操舵トルクと車両状態データとに応じて演算された目標値を、操舵トルクの検出値および車両状態データと比較することで、異常の有無を適正に判断することができる。よって、モータを操舵系情報だけでなく車両全体の情報に応じて統合的に制御する場合におけるフェイルセーフのための異常判定の過誤をなくすことができる。さらに、何れか一方の集積回路や何れか一方の入力部に異常が生じた時は、その異常を外部システムに送信し、制御装置の故障告知を行うことも可能になる。

前記目標値演算要素は、前記モータの負荷に応じた変量に基づき前記目標値を過負荷保護のため低減させるディレーティング演算部を有するのが好ましい。これにより、過負荷保護のために専用のハードウェアが不要になる。

前記目標値演算要素は、操舵トルクに影響する変量の検出値に基づき前記目標値を補正する補償演算部を有するのが好ましい。これにより、演算速度が比較的低速であるため演算処理能力に余裕がある第１の集積回路により、操舵フィーリング向上等のために目標値を補正するための演算を行うことができる。

前記第１の集積回路は、前記目標値と前記駆動用信号値の演算に必要な検出値の異常の有無を判断する検出状態監視要素を有するのが好ましい。これにより、演算速度が比較的低速であるため演算処理能力に余裕がある第１の集積回路により、第１の集積回路による目標値の演算と第２の集積回路による駆動用信号値の演算に必要な検出値の異常の有無を判断する検出状態監視要素を構成できる。

前記第２の集積回路の作動異常の有無を判断する第１の監視部と、前記モータの補助駆動用信号値を演算する第１の補助演算要素とを備え、前記第１の補助演算要素は前記第１の集積回路により構成され、前記第２の集積回路の作動異常時に、前記駆動用信号値に代えて前記補助駆動用信号値に応じて前記モータが駆動されるように、前記駆動要素を前記駆動用信号値演算要素と前記第１の補助演算要素とに択一的に接続する信号選択要素が設けられているのが好ましい。これにより、第２の集積回路に異常が生じた時は、駆動要素を第１の集積回路に設けた第１の補助演算要素により演算された補助駆動用信号値に応じてモータを駆動することができる。よって、第２の集積回路に異常が生じても、モータを急激に停止させることなく、操舵補助力を緩やかに低減したり、簡易な制御により操舵補助力を付与することで、運転者に過大な衝撃が作用するのを防止できる。

本発明の電動パワーステアリング装置用制御装置によれば、操舵補助力発生用ブラシレスモータの駆動用電流を精度良く制御し、運転者の操舵フィーリングを向上し、フェイルセーフ処理を行うために必要な高速で類型的でない複雑な演算を低コストで行うことができ、さらに、フェイルセーフ時に運転者に過大な衝撃が作用するのを防止できる。

まず、図１〜図５を参照して比較例を説明する。図１に示す車両のラックピニオン式電動パワーステアリング装置１０１は、操舵により回転するステアリングシャフト１０３と、ステアリングシャフト１０３に設けられるピニオン１０３ａと、ピニオン１０３ａに噛み合うラック１０４と、操舵補助力発生用の三相ブラシレスモータ１を備える。ラック１０４の両端が操舵用車輪（図示省略）に連結される。ピニオン１０３ａが操舵により回転することで、ラック１０４が車両幅方向に沿う長手方向に移動し、このラック１０４の移動により舵角が変化する。

モータ１は、ラック１０４を覆うハウジング１０８に固定されるＵ、Ｖ、Ｗ各相のコイルを含むステータ１ａと、ハウジング１０８にベアリング１０８ａ、１０８ｂを介して回転可能に支持される筒状ロータ１ｂと、ロータ１ｂに取り付けられるマグネット１ｃと、ロータ１ｂの回転位置を検出する回転位置検出部を構成するレゾルバ２とを有し、ロータ１ｂによってラック１０４を囲む。ネジ機構１１０は、ラック１０４の外周に一体的に形成されたボールスクリューシャフト１１０ａと、ボールスクリューシャフト１１０ａにボールを介してねじ合わされるボールナット１１０ｂとを有し、ボールナット１１０ｂがモータ１のロータ１ｂに連結されている。これにより、ボールナット１１０ｂがモータ１により回転駆動され、ボールナット１１０ｂの回転によりラック１０４の長手方向に沿う操舵補助力が付与される。モータ１とレゾルバ２はＥＣＵと呼ばれる制御装置１０に接続される。制御装置１０に、ステアリングシャフト１０３により伝達される操舵トルクτを検出するトルクセンサ１１、車速νを検出する車速センサ１２、図外バッテリーが接続される。

図２は、制御装置１０に形成される回路を機能ブロックで示す。制御装置１０はマイコンチップ２０とＤＳＰチップ３０を有する。さらに制御装置１０は、バッテリーの電圧を一定に調整するレギュレータを含む回路電源１０ａ、トルクセンサ１１からの信号が入力されるＩ／Ｏインターフェース１０ｂ、車速センサ１２からの信号がＣＡＮ（Control Area Network) を介して入力されるＣＡＮドライバ１０ｃ（車両状態データの第１の入力部）、制御装置１０内の雰囲気温度検出用サーミスタ１０ｄ、増幅器１０ｅ、リレードライバ１０ｆ、電源リレー１０ｇ、モータドライバ１０ｈ、プレドライバ１０ｉ、レゾレルバ駆動部１０ｊ、レゾルバアンプ１０ｋ、電流センサアンプ１０ｍ′、ＥＥＰＲＯＭ１０ｎを有する。制御装置１０の起動により、ＥＥＰＲＯＭ１０ｎに記憶されたプログラムに従いマイコンチップ２０とＤＳＰチップ３０の初期設定がなされ、また、ＥＥＰＲＯＭ１０ｎに記憶されたモータ１の制御用データが第１の集積回路における演算に用いられるように、ＥＥＰＲＯＭ１０ｎとの通信処理部２０′、３０′がマイコンチップ２０とＤＳＰチップ３０に設けられている。例えば、ＥＥＰＲＯＭ１０ｎに記憶されたプログラムによる初期設定により第１の集積回路および第２の集積回路における演算に必要な初期値が設定される。また、ＥＥＰＲＯＭ１０ｎにモータ１の制御用データの一つとして操舵トルクτの検出値をオフセット補正するための予め定めた補正値が記憶される。すなわち、トルクセンサ１１の個体差により生じる操舵トルクτの検出値の実際の値からの変動が予め測定され、その測定値が補正値とされる。このＥＥＰＲＯＭ１０ｎに記憶された補正値を用いて、第１の集積回路および第２の集積回路における演算に際して用いられる操舵トルクτの検出値のオフセット補正が行われる。

モータドライバ１０ｈに、モータ１の駆動用電流であるＵ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれのコイルを流れる実電流Ｉ_U 、Ｉ_V 、Ｉ_W を検出する公知の電流センサ１０ｍが接続され、その検出値は電流センサアンプ１０ｍ′で増幅される。

マイコンチップ２０に設けられた第１の集積回路は図２において機能ブロックで示され、以下の機能を奏する。
車両のイグニッションスイッチのオン・オフ操作に応じた信号が、Ａ／Ｄ変換部２０ａを介して始動・停止制御部２０ｂに入力され、そのオン・オフ操作に応じたリレー制御信号がリレー駆動制御部２０ｃにおいて生成される。リレー制御信号により電源リレー１０ｇが増幅器１０ｅ、リレードライバ１０ｆを介して駆動されることで、バッテリーからモータドライバ１０ｈへの電力供給が制御される。

モータ１の駆動用電流の目標値であるｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｑ軸目標電流Ｉ_q ^* が、操舵トルクτの検出値に基づき目標値演算要素２０Ａにより演算される。目標値演算要素２０Ａは第１の集積回路により構成され、基本アシスト電流演算部２０ｅ、補償演算部２０ｉ、加算部２０ｊ、ｄｑ軸目標電流演算部２０ｋ、ディレーティング演算部２０ｏを有する。

すなわち、操舵トルクτの検出値が、Ａ／Ｄ変換部２０ｄを介して基本アシスト電流演算部２０ｅに入力される。目標値演算要素２０Ａにより、操舵トルクτの検出値と車両状態データである車速νとに応じてｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｑ軸目標電流Ｉ_q ^* が演算できるように、ＣＡＮドライバ１０ｃと通信可能な第１の入力データ用通信処理部２０ｆが第１の集積回路に設けられている。これにより、車速νの検出値が、通信処理部２０ｆを介して基本アシスト電流演算部２０ｅに入力される。基本アシスト電流演算部２０ｅにおいては、テーブルや演算式として記憶された操舵トルクτと車速νと基本アシスト電流Ｉ_o との対応関係に基づき、検出された操舵トルクτと車速νに対応する基本アシスト電流Ｉ_o が演算される。操舵トルクτと車速νと基本アシスト電流Ｉ_o との対応関係は、例えば図３に示すように、操舵トルクτの大きさが大きく、車速νが小さい程に基本アシスト電流Ｉ_o の大きさが大きくなるものとされる。

レゾルバ２は、レゾレルバ駆動部１０ｊから励磁信号を送られることでロータ１ｂの回転位置θの検出値を出力する。回転位置θの検出値は、レゾルバアンプ１０ｋにより増幅され、Ａ／Ｄ変換部２０ｇを介してＲ／Ｄ変換部２０ｈに入力され、ロータ１ｂの回転位置θに対応するデジタル信号とされる。Ｒ／Ｄ変換部２０ｈの出力するロータ１ｂの回転位置θが、検出車速νと共に、操舵トルクに影響する変量の検出値として補償演算部２０ｉに入力される。補償演算部２０ｉは、基本アシスト電流Ｉ_o に付加される補正電流Ｉ₁ を回転位置θと車速νに応じて求める補償演算を行う。補償演算は操舵トルクに影響する変量の検出値に基づきモータ１の駆動用電流の目標値を補正するように公知の方法で行うことができ、例えば、回転位置θの変化速度ｄθ／ｄｔと車速νに応じて操舵補助力が減衰するように補正電流Ｉ₁ を定め、操舵特性を適正化する。

加算部２０ｊにより基本アシスト電流Ｉ_o と補正電流Ｉ₁ を加算することで求められる目標電流Ｉ^* が、ｄｑ軸目標電流演算部２０ｋに入力される。ｄｑ軸目標電流演算部２０ｋは、ロータ１ｂの有する界磁（マグネット１ｃ）の磁束方向に沿う軸をｄ軸、ｄ軸とロータ１ｂの回転軸とに直交する軸をｑ軸として、ｄ軸方向の磁界を生成するｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｑ軸方向の磁界を生成するｑ軸目標電流Ｉ_q ^* を演算する。ｄｑ軸目標電流演算部２０ｋにおける演算は公知の演算式を用いて行うことができる。

電流センサ１０ｍによる電流検出値は、電流センサアンプ１０ｍ′で増幅された後にＡ／Ｄ変換部２０ｍを介して電流検波回路２０ｎに入力され、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相のコイルを流れる実電流Ｉ_U 、Ｉ_V 、Ｉ_W それぞれに対応するデジタル信号とされる。サーミスタ１０ｄによる温度検出値はＡ／Ｄ変換部２０ｕによりデジタル信号とされる。その電流検出値と温度検出値が、モータ１の負荷に応じた変量としてディレーティング演算部２０ｏに入力される。ディレーティング演算部２０ｏは、電流検出値と温度検出値に基づきモータ１の出力低減率δを予め定めた関係に基づき演算する。ｄｑ軸目標電流演算部２０ｋは、ディレーティング演算部２０ｏから送られる出力低減率δに応じて低減されたｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｑ軸目標電流Ｉ_q ^* を演算する。これにより、モータ１の駆動用電流の目標値が、モータ１の負荷に応じた変量の検出値に基づきディレーティング演算部２０ｏにより過負荷保護のため低減される。なお、モータ１の負荷に応じた変量の検出値は特に限定されず、例えば温度検出値に代えて連続通電時間を用いてもよい。

マイコンチップ２０における第１の集積回路は、目標値演算要素２０Ａにより演算された目標値とモータ１の駆動用電流の検出値とを比較することで異常の有無を判断する出力監視要素２０Ｂを有する。出力監視要素２０Ｂは、監視用実電流座標変換部２０ｐと出力監視部２０ｑを有する。

監視用実電流座標変換部２０ｐは、電流検波回路２０ｎからのＵ、Ｖ、Ｗ各相のコイルの検出実電流Ｉ_U 、Ｉ_V 、Ｉ_W とＲ／Ｄ変換部２０ｈからのロータ１ｂの検出回転位置θから、ｄ軸方向の磁界を生成するｄ軸実電流Ｉ_d とｑ軸方向の磁界を生成するｑ軸実電流Ｉ_q を演算する。監視用実電流座標変換部２０ｐにおける演算は公知の演算式を用いて行えばよい。

ｄｑ軸目標電流演算部２０ｋにより演算されたｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｑ軸目標電流Ｉ_q ^* 、監視用実電流座標変換部２０ｐにより演算されたｄ軸実電流Ｉ_d とｑ軸実電流Ｉ_q は、出力監視部２０ｑに入力される。出力監視部２０ｑは、目標電流Ｉ_d ^* 、Ｉ_q ^* と実電流Ｉ_d 、Ｉ_q を比較することで異常の有無を判断する。例えば、ｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｄ軸実電流Ｉ_d の偏差が設定値以上である場合、あるいは、ｑ軸目標電流Ｉ_q ^* とｑ軸実電流Ｉ_q の偏差が設定値以上である場合、異常信号をリレー駆動制御部２０ｃに伝送する。リレー駆動制御部２０ｃは、異常信号が伝送されるとリレー制御信号を増幅器１０ｅを介してリレードライバ１０ｆに伝送することで電源リレー１０ｇを駆動し、バッテリーからモータドライバ１０ｈへの電力供給を遮断する。

マイコンチップ２０とは別のチップであるＤＳＰチップ３０に、図２において機能ブロックで示される第２の集積回路が設けられる。第２の集積回路にマイコンチップ２０に設けられた第１の集積回路が、各チップ２０、３０に設けられたＳＣＩ（Serial Communication Interface）２０″、３０″を介して通信可能に接続されている。第２の集積回路は以下の機能を奏する。

第２の集積回路は駆動用信号値演算要素３０Ａを有する。駆動用信号値演算要素３０Ａは、モータ１の駆動用信号値である目標印加電圧ｖ_U ^* 、ｖ_V ^* 、ｖ_W ^* を、目標値演算要素２０Ａにより演算された目標値であるｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｑ軸目標電流Ｉ_q ^* 、モータ１の駆動用電流の検出値である検出実電流Ｉ_U 、Ｉ_V 、Ｉ_W 、およびロータ１ｂの回転位置θの検出値に基づき演算する。駆動用信号値演算要素３０Ａは第２の集積回路により構成され、目標電流指示部３０ａ、実電流座標変換部３０ｆ、偏差演算部３０ｇ、３０ｉ、ＰＩ演算部３０ｈ、３０ｊ、目標電圧座標変換部３０ｋを有する。

マイコンチップ２０のｄｑ軸目標電流演算部２０ｋにより演算されたｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｑ軸目標電流Ｉ_q ^* は、ＳＣＩ２０″、３０″を介して目標電流指示部３０ａに送られる。また、電流センサアンプ１０ｍ′で増幅された電流検出値は、電流検波回路３０ｃにＡ／Ｄ変換部３０ｂを介して入力され、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相のコイルの検出実電流Ｉ_U 、Ｉ_V 、Ｉ_W それぞれに対応するデジタル信号とされる。レゾルバアンプ１０ｋで増幅された回転位置θの検出値は、Ａ／Ｄ変換部３０ｄを介してＲ／Ｄ変換部３０ｅに入力され、ロータ１ｂの回転位置θに対応するデジタル信号とされる。

実電流座標変換部３０ｆは、ｄ軸方向の磁界を生成するｄ軸実電流Ｉ_d とｑ軸方向の磁界を生成するｑ軸実電流Ｉ_q を、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相のコイルの検出実電流Ｉ_U 、Ｉ_V 、Ｉ_W とロータ１ｂの検出回転位置θから演算する。実電流座標変換部３０ｆにおける演算は公知の演算式を用いて行えばよい。

目標電流指示部３０ａは、マイコンチップ２０から送られたｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｑ軸目標電流Ｉ_q ^* を出力する。偏差演算部３０ｇは、目標電流指示部３０ａからのｄ軸目標電流Ｉ_d ^* と実電流座標変換部３０ｆからのｄ軸実電流Ｉ_d の偏差を求め、その偏差のＰＩ演算がＰＩ演算部３０ｈにおいて行われることでｄ軸目標電圧ｖ_d ^* が求められる。偏差演算部３０ｉは、目標電流指示部３０ａからのｑ軸目標電流Ｉ_q ^* と実電流座標変換部３０ｆからのｑ軸実電流Ｉ_q の偏差を求め、その偏差のＰＩ演算がＰＩ演算部３０ｊにおいて行われることでｑ軸目標電圧ｖ_q ^* が求められる。目標電圧座標変換部３０ｋは、ＰＩ演算部３０ｈ、３０ｊからの目標電圧ｖ_d ^* 、ｖ_q ^* およびＲ／Ｄ変換部３０ｅからの回転位置θから、モータ１のＵ、Ｖ、Ｗ各相に印加する目標印加電圧ｖ_U ^* 、ｖ_V ^* 、ｖ_W ^* を演算する。目標電圧座標変換部３０ｋにおける演算は公知の演算式を用いて行えばよい。

第２の集積回路により構成されるＰＷＭ信号形成部３０ｍが、目標電圧座標変換部３０ｋにより演算された目標印加電圧ｖ_U ^* 、ｖ_V ^* 、ｖ_W ^* に対応するデューティ比のＰＷＭ信号を形成してプレドライバ１０ｉに伝送する。モータドライバ１０ｈは電源リレー１０ｇからモータ１への通電を断接するＦＥＴブリッジ回路を有し、そのブリッジ回路を構成するＦＥＴがプレドライバ１０ｉによりＰＷＭ信号に応じて駆動されることで、モータ１への電力供給が制御される。これにより、プレドライバ１０ｉとモータドライバ１０ｈにより駆動用信号値に応じてモータ１を駆動する駆動要素１０Ａが構成されている。

ＤＳＰチップ３０に設けられる第２の集積回路の動作周波数はマイコンチップ２０に設けられる第１の集積回路の動作周波数よりも高くされ、モータ１の駆動用信号値である目標印加電圧ｖ_U ^* 、ｖ_V ^* 、ｖ_W ^* の演算周期は目標値であるｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｑ軸目標電流Ｉ_q ^* の演算周期よりも短くされている。

ＤＳＰチップ３０における第２の集積回路は、目標値演算要素２０Ａにより演算された目標値と操舵トルクτの検出値とを比較することで異常の有無を判断する入力監視要素３０Ｂを有する。入力監視要素３０Ｂは入力監視部３０ｏを有する。

操舵トルクτの検出値がＡ／Ｄ変換部３０ｎを介して入力監視部３０ｏに入力され、また、入力監視部３０ｏには目標電流指示部３０ａからｑ軸目標電流Ｉ_q ^* も入力される。入力監視部３０ｏは、操舵トルクτの検出値とｑ軸目標電流Ｉ_q ^* とを比較することで異常の有無を判断する。例えば、入力監視部３０ｏはｑ軸目標電流Ｉ_q ^* に対応するトルク値を求め、そのトルク値と検出操舵トルクτの検出値の偏差が設定値以上である場合、異常信号をリレー駆動制御部３０ｐに伝送する。リレー駆動制御部３０ｐは、異常信号が伝送されるとリレー制御信号を増幅器１０ｅを介してリレードライバ１０ｆに伝送することで電源リレー１０ｇを駆動し、バッテリーからモータドライバ１０ｈへの電力供給を遮断する。

マイコンチップ２０における第１の集積回路とＤＳＰチップ３０における第２の集積回路は、互いの作動を確認するため、それぞれにＷＤ（Watch Dog ）信号を一定間隔で出力するＷＤ信号出力部２０ｓ、３０ｒとＷＤ信号監視部２０ｔ、３０ｓを有する。ＷＤ信号監視部２０ｔはＷＤ信号を受信しなくなると異常信号をリレー駆動制御部２０ｃに伝送し、ＷＤ信号監視部３０ｓはＷＤ信号を受信しなくなると異常信号をリレー駆動制御部３０ｐに伝送する。すなわち、ＷＤ信号監視部２０ｔは第２の集積回路の作動異常の有無を判断する第１の監視部を構成し、ＷＤ信号監視部３０ｓは第１の集積回路の作動異常の有無を判断する第２の監視部を構成する。

マイコンチップ２０における第１の集積回路は、目標値演算要素２０Ａによる目標値の演算と駆動用信号値演算要素３０Ａによる駆動用信号値の演算に必要な検出値の異常の有無を判断する検出状態監視要素として、入出力フェイルセーフ部２０ｒを有する。本比較例では、操舵トルクτ、車速ν、ロータ１ｂの回転位置θ、検出実電流Ｉ_U 、Ｉ_V 、Ｉ_W の中の何れか一つが第１の集積回路に入力されなくなると、入出力フェイルセーフ部２０ｒは異常信号をリレー駆動制御部２０ｃに伝送する。

図４のフローチャートはマイコンチップ２０における第１の集積回路よる演算手順を示す。まず、ＥＥＰＲＯＭ１０ｎとの通信により初期設定を行い（ステップＳ１）、操舵トルクτと車速νの検出値から基本アシスト電流Ｉ_o を求め（ステップＳ２）、車速νとロータ１ｂの回転位置θから補正電流Ｉ₁ を求め（ステップＳ３）、求めた基本アシスト電流Ｉ_o と補正電流Ｉ₁ の和である目標電流Ｉ^* に対応するｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｑ軸目標電流Ｉ_q ^* を演算し（ステップＳ４）、その演算結果をＤＳＰチップ３０に送信する（ステップＳ５）。また、モータ１のコイルを流れる実電流Ｉ_U 、Ｉ_V 、Ｉ_W とロータ１ｂの回転位置θの検出値からｄ軸実電流Ｉ_d とｑ軸実電流Ｉ_q を演算し（ステップＳ６）、出力監視部２０ｑ、ＷＤ監視部２０ｔ、入出力フェイルセーフ部２０ｒにおいて異常信号出力の必要性を判断し（ステップＳ７）、異常信号出力の必要性があればリレー駆動制御部２０ｃに異常信号が出力され（ステップＳ８）、モータ１への電力供給が遮断される。ステップＳ７において異常信号出力の必要性がなければ演算を終了するか否かをイグニッションスイッチのオン・オフにより判断し（ステップＳ９）、終了しない場合はステップＳ２に戻る。

図５のフローチャートはＤＳＰチップ３０における第２の集積回路よる演算手順を示す。まず、ＥＥＰＲＯＭ１０ｎとの通信により初期設定を行い（ステップＳ１０１）、マイコンチップ２０から送信されたｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｑ軸目標電流Ｉ_q ^* を読み込む（ステップＳ１０２）。目標印加電圧ｖ_U ^* 、ｖ_V ^* 、ｖ_W ^* の演算周期はｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｑ軸目標電流Ｉ_q ^* の演算周期よりも短いことから、読み込まれたｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｑ軸目標電流Ｉ_q ^* は第２の集積回路により構成される記憶部に記憶され、マイコンチップ２０から送信される毎に更新される。次に、コイルの検出実電流Ｉ_U 、Ｉ_V 、Ｉ_W と検出回転位置θからｄ軸実電流Ｉ_d とｑ軸実電流Ｉ_q を演算し（ステップＳ１０３）、マイコンチップ２０から送信されたｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｄ軸実電流Ｉ_d の偏差に対応するｄ軸目標電圧ｖ_d ^* と、マイコンチップ２０から送信されたｑ軸目標電流Ｉ_q ^* とｑ軸実電流Ｉ_q の偏差に対応するｑ軸目標電圧ｖ_q ^* を演算し（ステップＳ１０４）、ｄ軸目標電圧ｖ_d ^* 、ｑ軸目標電圧ｖ_q ^* 、検出回転位置θから、モータ１のＵ、Ｖ、Ｗ各相への目標印加電圧ｖ_U ^* 、ｖ_V ^* 、ｖ_W ^* を演算し（ステップＳ１０５）、目標印加電圧ｖ_U ^* 、ｖ_V ^* 、ｖ_W ^* に対応するＰＷＭ信号を出力する（ステップＳ１０６）。次に、入力監視部３０ｏとＷＤ監視部３０ｓにおいて異常信号出力の必要性を判断し（ステップＳ１０７）、異常信号出力の必要性があればリレー駆動制御部３０ｐに異常信号が出力され（ステップＳ１０８）、モータ１への電力供給が遮断されて演算が終了する。ステップＳ１０７において異常信号出力の必要性がなければ、ｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｑ軸目標電流Ｉ_q ^* が更新されたか否か判断し（ステップＳ１０９）、更新していなければステップＳ１０３に戻り、更新していればステップＳ１０２に戻り、更新されたｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｑ軸目標電流Ｉ_q ^* を読み込む。また、マイコンチップ２０での演算が終了すればＤＳＰチップ３０での演算も終了する。

第１の集積回路におけるｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｑ軸目標電流Ｉ_q ^* の演算は設定周期で行われ、その設定周期は例えば１ｍｓｅｃとされる。一方、第２の集積回路における目標印加電圧ｖ_U ^* 、ｖ_V ^* 、ｖ_W ^* の演算周期は、第１の集積回路におけるｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｑ軸目標電流Ｉ_q ^* の演算周期よりも短くされ、例えば２００μｓｅｃとされる。すなわち、比較的低速な演算を行う第１の集積回路において、目標印加電圧ｖ_U ^* 、ｖ_V ^* 、ｖ_W ^* の演算に比較して類型的でなく複雑なｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｑ軸目標電流Ｉ_q ^* の演算が行われ、比較的高速な演算を行う第２の集積回路において、類型的で比較的単純な目標印加電圧ｖ_U ^* 、ｖ_V ^* 、ｖ_W ^* の演算が行われる。これにより、制御装置１０を構成する集積回路チップとして高速かつ類型的でない複雑な演算を行う高性能のものを必要とせず、類型的でなく比較的複雑ではあるが比較的低速な演算を行えば足りる第１の集積回路が設けられたマイコンチップ２０と、比較的高速ではあるが類型的で比較的単純な演算を行えば足りる第２の集積回路が設けられたＤＳＰチップ３０とで制御装置１０を構成できる。よって、制御装置１０を低コストの集積回路チップ２０、３０により構成することができる。また、第１の集積回路における目標値演算要素２０Ａが補償演算部２０ｉを有することで、演算速度が比較的低速であるため演算処理能力に余裕がある第１の集積回路により、操舵フィーリング向上等のために目標値を補正するための演算を行うことができる。さらに、第１の集積回路が入出力フェイルセーフ部２０ｒを有することで、演算速度が比較的低速であるため演算処理能力に余裕がある第１の集積回路により、第１の集積回路による目標値の演算と第２の集積回路による駆動用信号値の演算に必要な検出値の異常の有無を判断する検出状態監視要素を構成できる。
マイコンチップ２０に出力監視要素２０Ｂを設け、ＤＳＰチップ３０に入力監視要素３０Ｂを設けることで、第１の集積回路と第２の集積回路による演算値の異常の有無を監視するための専用のハードウェアが不要になる。また、第１の集積回路における目標値演算要素２０Ａがディレーティング演算部２０ｏを有することで、過負荷保護のために専用のハードウェアが不要になる。

図６〜図８は本発明の実施形態を示す。
本実施形態においては、第１の集積回路により第１の補助演算要素５１が構成されている。第１の補助演算要素５１は、モータ１の補助駆動用信号値である目標印加電圧を演算し、その目標印加電圧に対応するデューティ比のＰＷＭ信号を形成する。本実施形態における補助駆動用信号値は、目標値演算要素２０Ａにより演算されたｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｑ軸目標電流Ｉ_q ^* 、検出実電流Ｉ_U 、Ｉ_V 、Ｉ_W 、およびロータ１ｂの回転位置θの検出値に基づき演算される。

駆動要素１０Ａを、駆動用信号値演算要素３０Ａと第１の補助演算要素５１とに択一的に接続する信号選択要素１０Ｂが制御装置１０に設けられている。信号選択要素１０Ｂは、例えば２つの入力端子と１つの出力端子を有するＯＲ回路により構成され、一方の入力端子にＰＷＭ信号形成部３０ｍが、他方の入力端子に第１の補助演算要素５１が、出力端子にプレドライバ１０ｉが接続される。

本実施形態では、第２の集積回路の作動異常の有無を判断する第１の監視部を構成するＷＤ信号監視部２０ｔは、ＷＤ信号を受信しなくなると、リレー駆動制御部２０ｃではなく第１の補助演算要素５１に異常信号を出力する。第１の補助演算要素５１は、異常信号の入力があると補助駆動用信号値に応じたＰＷＭ信号を信号選択要素１０Ｂに出力する。これにより、第２の集積回路の作動異常によりＰＷＭ信号形成部３０ｍが駆動用信号値に応じたＰＷＭ信号を信号選択要素１０Ｂに出力しなくなった時に、駆動用信号値に代えて補助駆動用信号値に応じたＰＷＭ信号によりモータ１が駆動されるように、駆動要素１０Ａが第１の補助演算要素５１に接続される。

なお、信号選択要素１０Ｂの構成は限定されず、例えば、ＰＷＭ信号形成部３０ｍと第１の補助演算要素５１をプレドライバ１０ｉに選択的に接続するスイッチであって、通常はプレドライバ１０ｉにＰＷＭ信号形成部３０ｍを接続し、異常信号の入力時に第１の補助演算要素５１を接続するものにより構成できる。

また、第１の補助演算要素５１により演算される補助駆動用信号値は特に限定されず、例えば、異常信号の入力があるとモータ１の出力が設定時間で零まで次第に減少するような値を演算できる。この場合、操舵トルクτ、車速ν、ロータ１ｂの回転位置θ、検出実電流Ｉ_U 、Ｉ_V 、Ｉ_W は補助駆動用信号値を演算する上で必要ない。よって、操舵トルクτ、車速ν、ロータ１ｂの回転位置θ、検出実電流Ｉ_U 、Ｉ_V 、Ｉ_W の中の何れか一つが第１の集積回路に入力されなくなった場合に、入出力フェイルセーフ部２０ｒが異常信号を、リレー駆動制御部２０ｃではなく第１の補助演算要素５１と信号選択要素１０Ｂに出力するようにできる。この場合、ＷＤ信号監視部２０ｔまたは入出力フェイルセーフ部２０ｒからの異常信号の入力により、第１の補助演算要素５１は、補助駆動用信号値に応じたＰＷＭ信号を信号選択要素１０Ｂに出力し、信号選択要素１０Ｂは第１の補助演算要素５１をプレドライバ１０ｉに接続する。

本実施形態においては、第２の集積回路により第２の補助演算要素５２が構成されている。第２の補助演算要素５２は、モータ１の駆動用電流の目標値であるｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｑ軸目標電流Ｉ_q ^* を、操舵トルクτの検出値に基づき演算する。すなわち、操舵トルクτの検出値がＡ／Ｄ変換部３０ｎとローパスフィルタ５３を介して第２の補助演算要素５２に入力される。ローパスフィルタ５３は、操舵トルクτの検出信号における不要な高周波成分を除去し、操舵系の共振周波数よりも小さい周波数の信号成分のみを通過させる。第２の補助演算要素５２においては、操舵トルクτと基本アシスト電流との対応関係がテーブルや演算式として記憶され、例えば操舵トルクτの大きさが大きい程に基本アシスト電流の大きさが大きくなるものとされ、その関係に従って検出された操舵トルクτに対応する基本アシスト電流が求められ、求められた基本アシスト電流に対応するｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｑ軸目標電流Ｉ_q ^* を演算する。

本実施形態では、第１の集積回路の作動異常の有無を判断する第２の監視部を構成するＷＤ信号監視部３０ｓは、ＷＤ信号を受信しなくなると、リレー駆動制御部３０ｐではなく第２の補助演算要素５２に異常信号を出力する。第２の補助演算要素５２は、異常信号の入力があった時、すなわち目標値演算要素２０Ａからｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｑ軸目標電流Ｉ_q ^* が目標電流指示部３０ａに送られなくなった時、ｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｑ軸目標電流Ｉ_q ^* を目標電流指示部３０ａに出力する。これにより、第１の集積回路の作動異常時に、駆動用信号値演算要素３０Ａにより、モータ１の駆動用信号値が第２の補助演算要素５２により演算された目標値に基づき演算される。

なお、第２の補助演算要素５２は、モータ１の駆動用電流の目標値を少なくとも操舵トルクの検出値に基づき演算すれば足りる。例えば、第２の補助演算要素５２によりモータ１の駆動用電流の目標値として、操舵トルクτの検出値だけでなく車速νの検出値にも応じた値を演算してもよい。

また、制御装置１０は、車両状態データである車速νの検出値に対応する車速センサ１２からの信号が、ＣＡＮ（Control Area Network) を介して入力される第２ＣＡＮドライバ１０ｐ（車両状態データの第２の入力部）を有する。第２ＣＡＮドライバ１０ｐと通信可能な第２の入力データ用通信処理部５４が第２の集積回路に設けられている。車速νの検出値が、通信処理部５４を介して入力監視要素３０Ｂの入力監視部３０ｏに入力される。これにより、目標値演算要素２０Ａにより演算された目標値であるｑ軸目標電流Ｉ_q ^* 、操舵トルクτの検出値、車速νの検出値が入力監視部３０ｏに入力される。よって、入力監視部３０ｏは、ｑ軸目標電流Ｉ_q ^* を操舵トルクτの検出値および車速νの検出値と比較することで異常の有無を判断できる。例えば、入力監視部３０ｏは操舵トルクτの検出値および車速νの検出値とに対応するｑ軸電流を求め、そのｑ軸電流とｑ軸目標電流Ｉ_q ^* との偏差が設定値以上である場合、異常信号を出力する。この異常信号を、リレー駆動制御部３０ｐに伝送することに代えて、駆動用信号値演算要素３０Ａと第２の補助演算要素５２に伝送できる。これにより、目標値演算要素２０Ａにより演算されたｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｑ軸目標電流Ｉ_q ^* に代えて、第２の補助演算要素５２により演算されて目標電流指示部３０ａに出力されたｄ軸目標電流Ｉ_d ^* とｑ軸目標電流Ｉ_q ^* により、モータ１の駆動用信号値を演算できる。
なお、ＣＡＮから各ＣＡＮドライバ１０ｃ、１０ｐを介して第１の集積回路と第２の集積回路に入力される車両状態データは車速νに限定されず、例えば車両状態データとして制動力等が入力されてもよく、モータ１を操舵系情報だけでなく車両全体の情報に応じて統合的に制御してもよい。これにより、モータ１を操舵系情報だけでなく車両全体の情報に応じて統合的に制御する場合に、フェイルセーフのための異常判定の過誤をなくすことができる。さらに、両集積回路の何れかや両ＣＡＮドライバ１０ｃ、１０ｐの何れかに異常が生じた時は、その異常を外部システムに送信し、制御装置の故障告知を行うことができる。

本実施形態の制御装置１０は、バッテリーの電圧を一定に調整するレギュレータを含む第２回路電源１０ｑを有し、回路電源１０ａによりマイコンチップ２０における第１の集積回路への供給電力が賄われ、第２回路電源１０ｑによりＤＳＰチップ３０における第２の集積回路への供給電力が賄われている。これにより、両回路電源１０ａ、１０ｑの中の何れか一方が故障しても、第１の集積回路と第２の集積回路の中の何れか一方によりモータ１を制御できる。

本実施形態においては、制御装置１０は第１の不揮発性記憶装置として第１ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ′を有し、第２の不揮発性記憶装置として第２ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ″を有する。第１ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ′は、初期設定用のプログラム、モータ１の制御用データ、この制御用データのサムチェック用データを記憶する。第２ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ″は、初期設定用のプログラム、第１ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ′に記憶されたものと同一の制御用データおよびサムチェック用データを記憶する。第１ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ′に記憶された制御用データが第１の集積回路における演算に用いられるように、第１ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ′とデータ通信可能な第１の記憶データ用通信処理部２０′が第１の集積回路により構成されている。また、第２ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ″に記憶された制御用データが第２の集積回路における演算に用いられるように、第２ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ″とデータ通信可能な第２の記憶データ用通信処理部３０′が第２の集積回路により構成されている。モータ１の制御用データの一つとして、例えば操舵トルクτの検出値をオフセット補正するための予め定めた補正値が記憶される。トルクセンサ１１の個体差により生じる操舵トルクτの検出値の実際の値からの変動が予め測定され、その測定値が補正値とされる。制御装置１０の起動により、第１ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ′に記憶されたプログラムによる初期設定により第１の集積回路における演算に必要な初期値が設定され、目標値演算要素２０Ａにおける演算に際して用いられる操舵トルクτの検出値のオフセット補正値として、第１ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ′に記憶された補正値が用いられ、また、第２ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ″に記憶されたプログラムによる初期設定により第２の集積回路における演算に必要な初期値が設定され、入力監視部３０ｏと第２の補助演算要素５２における演算に際して用いられる操舵トルクτの検出値のオフセット補正値として、第２ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ″に記憶された補正値が用いられる。なお、各ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ′、１０ｎ″に記憶される制御用データの数や種類は特に限定されず、例えば、入力監視部３０ｏにおいて異常信号を出力する基準となる設定値のようなフェイルセーフ情報も制御用データとして記憶できる。

図７は、各ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ′、１０ｎ″においてデータ異常が生じた場合の処理を行うための回路を機能ブロックで示す。本実施形態では、第１の集積回路により構成される判定要素２０ｖに、第１ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ′に記憶される制御用データが通信処理部２０′を介して入力され、また、第２ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ″に記憶される制御用データが通信処理部３０′、ＳＣＩ２０″、３０″を介して入力される。判定要素２０ｖは、第１ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ′に記憶された制御用データのサムチェック結果と第２ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ″に記憶された制御用データのサムチェック結果とから、両ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ′、１０ｎ″の中の何れか一方におけるデータ異常の有無を判定する。

例えば図８に示すように、第１ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ′にＡ１、Ｂ２、Ｃ３、Ｄ４の４つの制御用データと、各制御用データＡ１、Ｂ２、Ｃ３、Ｄ４の上位２ビットの合計と下位２ビットの合計とに対応するサムチェック用データとが記憶され、第２ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ″にＡ２、Ｂ３、Ｃ４、Ｄ５の４つの制御用データと、各制御用データＡ２、Ｂ３、Ｃ４、Ｄ５の上位２ビットの合計と下位２ビットの合計とに対応するサムチェック用データとが記憶される。ここで、制御用データＡ１はＡ２と、Ｂ２はＢ３と、Ｃ３はＣ４と、Ｄ４はＤ５と等しいものとされている。判定要素２０ｖは、各制御用データの上位２ビットの合計と下位２ビットの合計を求め、求めた合計それぞれが対応するサムチェック用データと一致するか否かによりデータ異常がないか否かを判定する。

両ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ′、１０ｎ″にデータ異常がなければ、第１ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ′に記憶された制御用データは判定要素２０ｖを介して第１の集積回路の目標値演算要素２０Ａにおける演算に用いられ、第２ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ″に記憶された制御用データは判定要素２０ｖ、ＳＣＩ２０″、３０″を介して第２の集積回路の入力監視部３０ｏと第２の補助演算要素５２における演算に用いられる。第１ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ′におけるデータ異常時は、第２ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ″に記憶された制御用データが通信処理部３０′、ＳＣＩ２０″、３０″、判定要素２０ｖを介して目標値演算要素２０Ａにおける演算に用いられる。第２ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ″におけるデータ異常時は、第１ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ′に記憶された制御用データが通信処理部２０′、判定要素２０ｖを介して入力監視部３０ｏと第２の補助演算要素５２における演算に用いられる。
なお、判定要素２０ｖは第１の集積回路に代えて第２の集積回路により構成されてもよい。

これにより、第１ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ′と第２ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ″の中の何れか一方においてデータ異常が生じた時は、他方に記憶されたデータに応じて演算を行うことができる。よって、ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ′、１０ｎ″の中の何れかが故障した場合でも制御を継続できる。また、各ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ′、１０ｎ″におけるデータ異常の有無は、制御用データ以外にサムチェック用データを記憶するだけで判定できるので、データ異常を判定するためのデータ量を少なくでき、ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ′、１０ｎ″の総容量を少なくできる。例えば、図９に示すように、単独のＥＥＰＲＯＭにＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４種類の制御用データを記憶する場合、データ異常の有無を判定するためには同一種類のデータを３つずつ記憶する必要がある。この場合、同一種類のデータそれぞれにおいて、上位２ビットを互いに比較することによる多数決判定と、下位２ビットを互いに比較することによる多数決判定とを行うことで、正常データを特定できる。図９においては、上位２ビットと下位２ビットがいずれも「００」であるデータが正常である。同一種類のデータを１つずつ記憶する場合に比べ、図９に示す例の総データ量は３倍になる。これに対し、本実施形態での総データ量は、同一種類のデータを１つずつ記憶する場合の２倍の量とサムチェック用データのデータ量の和で足りるので、ＥＥＰＲＯＭ１０ｎ′、１０ｎ″の総データ容量を少なくしてコスト低減を図ることができる。
本実施形態における他の構成は上記比較例と同様とされている。

上記実施形態によれば、第２の集積回路に異常が生じた時は、駆動要素１０Ａを第１の集積回路に設けた第１の補助演算要素５１により演算された補助駆動用信号値に応じてモータ１を駆動することができる。よって、第２の集積回路に異常が生じても、モータ１を急激に停止させることなく、操舵補助力を緩やかに低減したり、簡易な制御により操舵補助力を付与することで、運転者に過大な衝撃が作用するのを防止できる。また、第１の集積回路に異常が生じた時は、第２の集積回路に設けた第２の補助演算要素５２により演算された目標値に基づき、モータ１の駆動用信号値を演算することができる。よって、第１の集積回路に異常が生じても、モータ１を急激に停止させることなく、操舵補助力を緩やかに低減したり、簡易な制御により操舵補助力を付与することで、運転者に過大な衝撃が作用するのを防止できる。他は上記比較例と同様の作用効果を奏することができる。

本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、第２の集積回路が設けられたチップとしてマイコンチップやゲートアレイ等から組み上げられたロジックＩＣチップ等を用いてもよい。また、補償演算部における目標値を補正するための演算の種類は操舵フィーリングを適正化するものであれば特に限定されず、例えば操舵トルクや操舵角の変化速度や変化加速度に応じて目標値を補正するものであってもよい。また、上記実施形態では電流値や電圧値をｄｑ軸上の値に変換することでモータ電流をベクトル制御するものを例示したが、それら値をｄｑ軸上の値に変換することなくモータ電流を制御してもよい。

本発明の比較例に係る電動パワーステアリング装置の部分破断正面図 本発明の比較例に係る制御装置の構成説明図 本発明の比較例に係る電動パワーステアリング装置における操舵トルクと車速と基本アシスト電流の関係を示す図 本発明の比較例に係る制御装置を構成するマイコンチップによる演算手順を示すフローチャート 本発明の比較例に係る制御装置を構成するＤＳＰチップによる演算手順を示すフローチャート 本発明の実施形態に係る制御装置の構成説明図 本発明の実施形態に係るＥＥＰＲＯＭにおけるデータ異常が生じた場合の処理を行うための構成説明図 本発明の実施形態に係るＥＥＰＲＯＭに記憶される制御用データの説明図 本発明の比較例に係るＥＥＰＲＯＭに記憶される制御用データの説明図

符号の説明

１ ブラシレスモータ、１ｂ ロータ、１０Ａ 駆動要素、１０Ｂ 信号選択要素、１０ｃ ＣＡＮドライバ（車両状態データの第１の入力部）、１０ｎ′ 第１ＥＥＰＲＯＭ（第１の不揮発性記憶装置）、１０ｎ″ 第２ＥＥＰＲＯＭ（第２の不揮発性記憶装置）、１０ｐ 第２ＣＡＮドライバ（車両状態データの第２の入力部）、２０ マイコンチップ、２０Ａ 目標値演算要素、２０Ｂ 出力監視要素、２０ｆ 第１の入力データ用通信処理部、２０ｉ 補償演算部、２０ｏ ディレーティング演算部、２０ｒ 入出力フェイルセーフ部、２０ｔ ＷＤ信号監視部（第１の監視部）、２０ｖ 判定要素、２０′ 第１の記憶データ用通信処理部、３０ ＤＳＰチップ、３０Ａ 駆動用信号値演算要素、３０Ｂ 入力監視要素、３０′ 第２の記憶データ用通信処理部、３０ｓ ＷＤ信号監視部（第２の監視部）、５４ 第２の入力データ用通信処理部、５１ 第１の補助演算要素、５２ 第２の補助演算要素

Claims (7)

1. 操舵補助力発生用ブラシレスモータの駆動用電流の目標値を、少なくとも操舵トルクの検出値に基づき演算する目標値演算要素と、
   前記モータの駆動用信号値を、前記目標値演算要素により演算された目標値、前記モータの駆動用電流の検出値、および前記モータにおけるロータの回転位置の検出値に基づき演算する駆動用信号値演算要素と、
   前記駆動用信号値に応じて前記モータを駆動する駆動要素とを備え、
   前記目標値演算要素はチップに設けられた第１の集積回路により構成され、
   前記駆動用信号値演算要素は別のチップに設けられた第２の集積回路により構成され、
   前記第１の集積回路は第２の集積回路に通信可能に接続され、
   前記駆動用信号値の演算周期は前記目標値の演算周期よりも短くされ、
   前記第１の集積回路の作動異常の有無を判断する第２の監視部と、
   前記モータの駆動用電流の目標値を、少なくとも操舵トルクの検出値に基づき演算する第２の補助演算要素とを備え、
   前記第２の補助演算要素は前記第２の集積回路により構成され、
   前記第１の集積回路の作動異常時に、駆動用信号値演算要素により、前記モータの駆動用信号値が前記第２の補助演算要素により演算された目標値に基づき演算され、
   前記モータの制御用データと、この制御用データのサムチェック用データとを記憶する第１の不揮発性記憶装置と、
   前記第１の不揮発性記憶装置に記憶されたものと同一の制御用データおよびサムチェック用データを記憶する第２の不揮発性記憶装置と、
   前記第１の不揮発性記憶装置に記憶された制御用データのサムチェックの結果と前記第２の不揮発性記憶装置に記憶された制御用データのサムチェックの結果とから、両不揮発性記憶装置の中の何れか一方におけるデータ異常の有無を判定する判定要素とを備え、
   前記第１の不揮発性記憶装置に記憶された制御用データが前記第１の集積回路における演算に用いられるように、前記第１の不揮発性記憶装置とデータ通信可能な第１の記憶データ用通信処理部が前記第１の集積回路により構成され、
   前記第２の不揮発性記憶装置に記憶された制御用データが前記第２の集積回路における演算に用いられるように、前記第２の不揮発性記憶装置とデータ通信可能な第２の記憶データ用通信処理部が前記第２の集積回路により構成され、
   前記第１の不揮発性記憶装置におけるデータ異常時は、前記第２の不揮発性記憶装置に記憶された制御用データが前記第２の記憶データ用通信処理部を介して前記第１の集積回路における演算に用いられ、
   前記第２の不揮発性記憶装置におけるデータ異常時は、前記第１の不揮発性記憶装置に記憶された制御用データが前記第１の記憶データ用通信処理部を介して前記第２の集積回路における演算に用いられ、
   前記第２の不揮発性記憶装置のデータ異常時は、前記第１の不揮発性記憶装置の記憶データが、前記第２の補助演算要素における前記目標値の演算に用いられる電動パワーステアリング装置用制御装置。
2. 前記第１の集積回路は、前記目標値演算要素により演算された目標値と駆動用電流の検出値とを比較することで異常の有無を判断する出力監視要素を有し、
   前記第２の集積回路は、前記目標値演算要素により演算された目標値と操舵トルクの検出値とを比較することで異常の有無を判断する入力監視要素を有する請求項１に記載の電動パワーステアリング装置用制御装置。
3. 前記目標値演算要素は、前記モータの負荷に応じた変量に基づき前記目標値を過負荷保護のため低減させるディレーティング演算部を有する請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置用制御装置。
4. 前記目標値演算要素は、操舵トルクに影響する変量の検出値に基づき前記目標値を補正する補償演算部を有する請求項１〜３の中の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置用制御装置。
5. 前記第１の集積回路は、前記目標値と前記駆動用信号値の演算に必要な検出値の異常の有無を判断する検出状態監視要素を有する請求項１〜４の中の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置用制御装置。
6. 前記第２の集積回路の作動異常の有無を判断する第１の監視部と、
   前記モータの補助駆動用信号値を演算する第１の補助演算要素とを備え、
   前記第１の補助演算要素は前記第１の集積回路により構成され、
   前記第２の集積回路の作動異常時に、前記駆動用信号値に代えて前記補助駆動用信号値に応じて前記モータが駆動されるように、前記駆動要素を前記駆動用信号値演算要素と前記第１の補助演算要素とに択一的に接続する信号選択要素が設けられている請求項１〜５の中の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置用制御装置。
7. 前記目標値演算要素により、操舵トルクの検出値と車両状態データとに応じて前記目標値が演算できるように、車両状態データの第１の入力部と通信可能な第１の入力データ用通信処理部が前記第１の集積回路に設けられ、
   前記入力監視要素により、前記目標値演算要素により演算された目標値を操舵トルクの検出値および車両状態データと比較することで異常の有無を判断できるように、車両状態データの第２の入力部と通信可能な第２の入力データ用通信処理部が前記第２の集積回路に設けられている請求項２に記載の電動パワーステアリング装置用制御装置。

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