JP6387680B2 - 回転電機制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機制御装置に関する。

例えば、車両等においては、モータ等の回転電機を駆動源とした回転電機ユニットを備えたものがある。こうしたユニットを備えたものとして、例えば、特許文献１に記載のものがある。特許文献１では、モータを駆動源として操舵機構にアシスト力を付与するモータユニットを備えている。モータユニットの作動を制御するモータ制御装置（回転電機制御装置）は、複数のスイッチング素子を有する駆動回路と、モータ制御信号を出力する制御回路とを備えており、各スイッチング素子がモータ制御信号に応じてオンオフすることで、モータに駆動電力を供給する。

特開２０１３−７９０２７号公報

特許文献１では、モータ制御装置のもしもの異常の発生に備えて、モータ制御装置が２つの駆動回路を有する構成とすることで、該モータ制御装置に駆動回路に関する冗長性を持たせている。しかし、冗長化すると、同等の機能を有する駆動回路が余分に必要になるため、部品点数が著しく増加することとなり、製造コストの大幅な増大を招くといった問題がある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡素な構成で冗長性を高めることのできる回転電機制御装置を提供することにある。

上記課題を解決する回転電機制御装置は、第１の電源の電源電圧に基づき第１の回転電機に駆動電力を供給する第１の駆動回路を含む第１の回転電機ユニットを備える。また、回転電機制御装置は、第１の電源よりも高電圧である第２の電源の電源電圧に基づき第２の回転電機に駆動電力を供給する第２の駆動回路と、第２の電源の電源電圧を該電源電圧以上又は該電源電圧未満で第２の駆動回路に印加可能にする電源電圧制御部と、を含む第２の回転電機ユニットを備える。また、回転電機制御装置は、第１の回転電機ユニットの異常状態を検出する検出部と、検出部が異常状態を検出する場合に、第１の電源を通じた第１の回転電機への駆動電力の供給を遮断する遮断部と、検出部が異常状態を検出する場合に、第２の電源の電源電圧を該電源電圧未満まで降圧するように電源電圧制御部を制御する降圧制御部と、検出部が異常状態を検出する場合に、第２の駆動回路の駆動電力の供給先を第２の回転電機から第１の回転電機に切り替える切替部と、を備える。

この構成により、まず第２の回転電機ユニットを用いて第１の回転電機ユニットの冗長化を目的とする。そのためには第１の回転電機ユニットの異常状態の検出が必要で、検出部により異常状態の検出を可能にする。また、各回転電機ユニットでは、そもそも電源電圧の違いがあるので、電源制御部を用いた降圧制御により電源電圧の違いの問題を解決する。また、各回転電機ユニットでは、そもそも各回転電機を個々に制御することが前提なので、遮断部により第１の回転電機への第１の駆動回路の駆動電力の供給を不能にし、切替部により第１の回転電機への第２の駆動回路の駆動電力の供給を可能にする。上記構成によれば、第１の回転電機ユニットの異常状態では、第２の回転電機による機能を喪失するが、第１の回転電機による機能が維持される。しかも、第１の回転電機ユニットが異常状態でなければ、第２の回転電機ユニットでは第２の回転電機による機能が発揮されるので、第１の回転電機ユニットの冗長化のための構成が余分であったり、部品点数の著しい増加が抑えられたりし、簡素な構成で冗長性を高めることができる。

また、上記回転電機制御装置において、第１の回転電機ユニットと第２の回転電機ユニットとは、車両の運転を支援する機能を備え、第１の回転電機ユニットは、第２の回転電機ユニットに比べて運転を支援する観点で重要度が高く設定されることが好ましい。

特定のユニットの機能のために他のユニットの機能を喪失させる思想のもとでは、喪失させる機能が運転者の安全性の観点で機能維持の優先度（重要度）が高いユニットでそれよりも優先度の低いユニットの機能を維持しても無意味となる。そこで、上記構成によれば、他のユニットによる機能を喪失してでも、他のユニットに比べて車両の運転を支援する機能として運転者の安全性の観点で機能維持の優先度（重要度）が高いと言える特定のユニットの機能維持を可能にした。これにより、第１の回転電機ユニットについて簡素な構成で冗長性を高めたとしても、運転者の安全性も確保することができる。

上記回転電機制御装置における第１の回転電機ユニットとしては、第１の回転電機を駆動源として車両の操舵機構にアシスト力を付与する機能を有することが好ましい。また、第２の回転電機ユニットとしては、第２の回転電機を駆動源として車両の駆動輪に駆動力を付与する機能を有することが好ましい。

すなわち、車両の操舵機構へのアシスト力の付与に異常があると、車両の走行に支障をきたすので優先的な機能維持が必要である他、車両を走行させないようにすることも運転者の安全性の確保に寄与する。車両の操舵機構へのアシスト力の付与に異常がある場合、車両の駆動輪に駆動力を付与する機能を喪失させることはむしろ運転者の安全性の確保の上で有効と考えることもできる。そこで、上記構成のように、各回転電機ユニットを対応付けることで、運転者の安全性を効果的に確保することができる。

本発明によれば、回転電機制御装置において、簡素な構成で冗長性を高めることができる。

車両の概略を示す図。 車両用制御装置の概略を示すブロック図。 供給切替処理を示すフローチャート。 （ａ）は正常時のＥＰＳモータへの駆動電力の供給態様を示す図、（ｂ）は異常時のＥＰＳモータへの駆動電力の供給態様を示す図。

以下、回転電機制御装置の一実施形態を説明する。
図１に示すように、車両１は、該車両１の駆動源たる内燃機関２を備える。内燃機関２には、その動力を伝達可能にドライブシャフト３が機械的に連結されるとともに、該ドライブシャフト３を介して車両前方側の左右一対のフロントタイヤ４がそれぞれ連結される。

内燃機関２には、その動力により回転して発電する発電機（本実施形態では、三相ブラシレスモータ）５が機械的に連結される。そして、車両１は、発電機５の発電により充電される電源により動作し、車両１の運転手の運転を支援する車両用制御装置１０を備える。車両用制御装置１０は、運転を支援する機能として後述する操舵機構９にアシスト力を付与する第１の回転電機ユニットとしてのＥＰＳユニット２０と、運転を支援する機能として車両１の後述するリヤタイヤ７に駆動力を付与する第２の回転電機ユニットとしての駆動ユニット３０とから構成される。

発電機５には、その発電により充電され、ＥＰＳユニット２０の電源となるＥＰＳ用バッテリ２１が電気的に接続される。また、発電機５には、その発電により充電され、駆動ユニット３０の電源となる駆動用バッテリ３１が電気的に接続される。各バッテリ２１，３１は、例えば、リチウムイオン電池からなる。ＥＰＳ用バッテリ２１は、供給可能な電力に基づく電源電圧が駆動用バッテリ３１に比べて低電圧（本実施形態では、１２［Ｖ］）とされる。駆動用バッテリ３１は、比較的に高い電源電圧（本実施形態では、２００［Ｖ］）とされる。

ＥＰＳ用バッテリ２１には、この電力により動作し、ＥＰＳユニット２０を制御するＥＰＳ制御装置２２が電気的に接続される。ＥＰＳ用バッテリ２１には、ＥＰＳ制御装置２２を介して第１の回転電機としてのＥＰＳモータ（本実施形態では、三相ブラシレスモータ）２３が電気的に接続される。駆動用バッテリ３１には、この電力により動作し、駆動ユニット３０を制御する駆動制御装置３２が電気的に接続される。駆動用バッテリ３１には、駆動制御装置３２を介して第２の回転電機としての駆動モータ（本実施形態では、ＥＰＳモータ２３と同じく三相ブラシレスモータ）３３が電気的に接続される。

ＥＰＳモータ２３には、運転者によるステアリングホイール８の操作に基づいて各フロントタイヤ４を転舵させる操舵機構９が連結される。操舵機構９は、ステアリングホイール８が固定されるステアリングシャフト１１と、ステアリングシャフト１１の回転に応じて軸方向に往復動するラック軸１２とを備える。ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール８側から順にコラム軸１１ａ、中間軸１１ｂ、及びピニオン軸１１ｃを連結して構成される。

ラック軸１２とピニオン軸１１ｃとは、所定の交差角をもって配置され、ラック軸１２に形成されたラック歯１２ａとピニオン軸１１ｃに形成されたピニオン歯１１ｄとが噛合されることによりラックアンドピニオン機構１３が構成される。また、ラック軸１２の両端には、タイロッド１４がそれぞれ連結され、タイロッド１４を介してフロントタイヤ４がそれぞれ連結される。

したがって、操舵機構９では、運転者のステアリング操作に伴うステアリングシャフト１１の回転がラックアンドピニオン機構１３によりラック軸１２の軸方向移動に変換され、この軸方向移動がタイロッド１４を介して左右のフロントタイヤ４にそれぞれ伝達されることによりこれらフロントタイヤ４の転舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。

そして、ＥＰＳモータ２３とコラム軸１１ａに連結されるウォームアンドホイール等の減速機２４が連結され、ＥＰＳモータ２３の動力が減速機２４により減速されてアシスト力としてコラム軸１１ａ、すなわち操舵機構９（負荷）にトルク伝達される。

駆動モータ３３には、その動力を調整してドライブシャフト６に伝達する減速機３４及びディファレンシャルギア（以下、「デフ」という）３５が連結されるとともに、これら減速機３４及びデフ３５、さらにドライブシャフト６を介して車両後方側の左右一対のリヤタイヤ７がそれぞれ連結される。

車両１は、車両１の前方（フロント）側に装備される内燃機関２の動力により各フロントタイヤ４に車両１の駆動力を発生させる、所謂、ＦＦ方式の自動車である。また、車両１は、内燃機関２の動力により発電機５が発電して駆動用バッテリ３１を充電し、この駆動用バッテリ３１から電力を供給することによって、駆動モータ３３が車両１（本実施形態では、各リヤタイヤ１２）の駆動力を発生させる、所謂、ハイブリッド自動車である。

こういった車両１の駆動力は、駆動モータ３３の動力がドライブシャフト６を回転させるトルク力として各リヤタイヤ７（負荷）にトルク伝達されることにより発生する。
車両用制御装置１０には、車両１の走行状態等を検出するブレーキセンサ１５Ａ、アクセルセンサ１６Ａ、車速センサ１７Ａ、及びトルクセンサ１８Ａの各種センサが電気的に接続される。このうち、ブレーキセンサ１５Ａは、ブレーキペダル１５のブレーキ操作量ＢＲＫを検出するセンサであり、アクセルセンサ１６Ａは、アクセルペダル１６のアクセル操作量ＡＱを検出するセンサである。車速センサ１７Ａは、車両１の車速ＳＰを検出するセンサであり、トルクセンサ１８Ａは、ステアリングシャフト１１に付与された操舵トルクＴを検出するセンサである。

そして、図２に示すように、車両用制御装置１０（ＥＰＳ制御装置２２及び駆動制御装置３２）は、これらセンサからの検出信号に基づいて車両１の走行状態を把握し、その把握した走行状態に応じて各種車載装置を制御する。本実施形態では、こういった車載装置として例示するＥＰＳモータ２３及び駆動モータ３３の駆動を制御する。

次に、車両用制御装置１０、特に各制御装置２２，３２の構成について説明する。
図２に示すように、ＥＰＳ制御装置２２は、ＥＰＳモータ制御信号Ｓmeを出力する第１の制御部としてのＥＰＳマイクロプロセッサ（以下、「ＥＰＳＭＰＵ」という）５１と、ＥＰＳモータ制御信号Ｓmeに基づいてＥＰＳモータ２３に三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の駆動電力を供給する第１の駆動回路としてのＥＰＳインバータ５２とを備える。また、駆動制御装置３２は、駆動モータ制御信号Ｓmvを出力する第２の制御部としての駆動マイクロプロセッサ（以下、「駆動ＭＰＵ」という）５３と、駆動モータ制御信号Ｓmvに基づいて駆動モータ３３に三相の駆動電力を供給する第２の駆動回路としての駆動インバータ５４とを備える。また、駆動制御装置３２は、電圧制御信号Ｓcvに基づいて駆動用バッテリ３１の直流電力に基づく電源電圧を電源電圧以上又は電源電圧未満に昇圧、非昇圧、又は降圧する電源電圧制御部としてのＤＣＤＣコンバータ３６を備える。

ここで、ＥＰＳ制御装置２２について説明する。
ＥＰＳインバータ５２は、複数のトランジスタに分類されるスイッチング素子（本実施形態では、ＩＧＢＴ）としてのスイッチ６１ａ〜６１ｆを有する。具体的に、ＥＰＳインバータ５２は、スイッチ６１ａ，６１ｄ、スイッチ６１ｂ，６１ｅ、及びスイッチ６１ｃ，６１ｆの各組の直列回路を基本単位（スイッチングアーム）とし、各スイッチングアームを並列に接続してなる周知の三相インバータとして構成される。そして、スイッチ６１ａ，６１ｄ、スイッチ６１ｂ，６１ｅ、スイッチ６１ｃ，６１ｆの各接続点は、ＥＰＳ給電線６２ｕ，６２ｖ，６２ｗを介してそれぞれＥＰＳモータ２３の各相のモータコイル６３ｕ，６３ｖ，６３ｗに接続される。なお、ＥＰＳモータ制御信号Ｓmeは、スイッチ６１ａ〜６１ｆのオンオフを規定するゲートオンオフ信号となる。そして、ＥＰＳモータ制御信号Ｓmeに応答してスイッチ６１ａ〜６１ｆがオンオフし、各相のモータコイル６３ｕ，６３ｖ，６３ｗへの通電パターンが切り替わることにより、三相の駆動電力がＥＰＳモータ２３へと出力される。

ＥＰＳインバータ５２は、ＥＰＳ給電線６４を介してＥＰＳ用バッテリ２１に接続される。ＥＰＳ給電線６４の途中であって、ＥＰＳインバータ５２とＥＰＳ用バッテリ２１との間には、ＥＰＳ給電線６４に通電される電流を平滑化する平滑コンデンサ６４ａが接続され、平滑コンデンサ６４ａよりもＥＰＳ用バッテリ２１側には電源開放リレー６５ａを有するＥＰＳリレー回路６５が設けられる。なお、本実施形態の電源開放リレー６５ａには、図示しないコイルへの通電により開閉する機械式のリレーが採用される。ＥＰＳリレー回路６５の電源開放リレー６５ａは、ＥＰＳＭＰＵ５１に接続され、ＥＰＳＭＰＵ５１から出力されるＥＰＳリレー制御信号Ｓleによりオンオフする。そして、ＥＰＳ制御装置２２は、電源開放リレー６５ａがオンでＥＰＳ給電線６４が導通することによりＥＰＳインバータ５２からＥＰＳモータ２３への駆動電力の供給が可能となる。一方、電源開放リレー６５ａがオフでＥＰＳ給電線６４が遮断（開放）することによりＥＰＳインバータ５２からＥＰＳモータ２３への駆動電力の供給が不能となる。電源開放リレー６５ａは、後述する通常時は、オンする。

ＥＰＳＭＰＵ５１には、車速センサ１７Ａにより検出される車速ＳＰ、及びトルクセンサ１８Ａにより検出される操舵トルクＴがそれぞれ入力される。ＥＰＳＭＰＵ５１には、ＥＰＳモータ２３に設けられた回転角センサ６６から該ＥＰＳモータ２３の回転角θmeが入力される。ＥＰＳＭＰＵ５１には、スイッチ６１ａ〜６１ｆの基準電位点側に設けられた相電流センサ６７ｕ，６７ｖ，６７ｗからＥＰＳモータ２３の各相電流値Ｉue，Ｉve，Ｉweが入力される。そして、ＥＰＳＭＰＵ５１は、各センサにより検出される状態量に基づいてＥＰＳモータ２３で発生させる目標トルクを演算し、該目標トルクが発生するようにＥＰＳモータ２３を制御するためのＥＰＳモータ制御信号Ｓmeを出力する。

次に、駆動制御装置３２について説明する。
駆動インバータ５４は、複数のトランジスタに分類されるスイッチング素子（本実施形態では、ＥＰＳインバータ５２と同じくＩＧＢＴ）としてのスイッチ７１ａ〜７１ｆを有する。駆動インバータ５４は、ＥＰＳインバータ５２と同じく周知の三相インバータとして構成される。そして、スイッチ７１ａ，７１ｄ、スイッチ７１ｂ，７１ｅ、スイッチ７１ｃ，７１ｆの各接続点は、駆動給電線７２ｕ，７２ｖ，７２ｗを介してそれぞれ駆動モータ３３の各相のモータコイル７３ｕ，７３ｖ，７３ｗに接続される。

駆動インバータ５４は、駆動給電線７４を介して駆動用バッテリ３１に接続される。駆動給電線７４の途中であって、駆動インバータ５４と駆動用バッテリ３１との間には、駆動給電線７４に通電される電流を平滑化する平滑コンデンサ７４ａが接続され、平滑コンデンサ７４ａよりも駆動用バッテリ３１側にはＤＣＤＣコンバータ３６が接続される。ＤＣＤＣコンバータ３６は、駆動用バッテリ３１の直流電力に基づく電源電圧を電源電圧以上又は電源電圧未満で駆動インバータ５４に印加可能にする。また、ＤＣＤＣコンバータ３６は、駆動インバータ５４に印加可能な電圧として、電源電圧以上の範囲で電源電圧よりも所定の高電圧を印加するように昇圧制御する場合と、電源電圧相当を印加するように非昇圧制御する場合とがある。また、ＤＣＤＣコンバータ３６は、駆動インバータ５４に印加可能な電圧として、電源電圧未満の範囲で電源電圧よりも所定の低電圧を印加するように降圧制御する場合がある。

駆動インバータ５４と駆動モータ３３との間には、駆動給電線７２ｕ，７２ｖの途中にそれぞれ設けられた相開放リレー７５ｕ，７５ｖを有する駆動リレー回路７５が設けられる。なお、本実施形態の相開放リレー７５ｕ，７５ｖには、機械式のリレーが採用される。駆動リレー回路７５の相開放リレー７５ｕ，７５ｖは、駆動ＭＰＵ５３に接続され、駆動ＭＰＵ５３から出力される駆動リレー制御信号Ｓlvによりオンオフする。そして、駆動制御装置３２は、相開放リレー７５ｕ，７５ｖがオンで駆動給電線７２ｕ，７２ｖが導通することにより駆動インバータ５４から駆動モータ３３への駆動電力の供給が可能となる。一方、相開放リレー７５ｕ，７５ｖがオフで駆動給電線７２ｕ，７２ｖが遮断することにより駆動インバータ５４から駆動モータ３３への駆動電力の供給が不能となる。相開放リレー７５ｕ，７５ｖは、後述する通常時は、オンする。

駆動ＭＰＵ５３には、ブレーキセンサ１５Ａにより検出されるブレーキ操作量ＢＲＫ、アクセルセンサ１６Ａにより検出されるアクセル操作量ＡＱ、及び車速センサ１７Ａにより検出される車速ＳＰがそれぞれ入力される。駆動ＭＰＵ５３には、駆動モータ３３に設けられた回転角センサ７６から該駆動モータ３３の回転角θmvが入力される。駆動ＭＰＵ５３には、スイッチ７１ａ〜７１ｆの基準電位点側に設けられた相電流センサ７７ｕ，７７ｖ，７７ｗから駆動モータ３３の各相電流値Ｉuv，Ｉvv，Ｉwvが入力される。そして、駆動ＭＰＵ５３は、各センサにより検出される状態量に基づいて駆動モータ３３で発生させる目標トルクを演算し、該目標トルクが発生するように駆動モータ３３を制御するための駆動モータ制御信号Ｓmvを出力する。

また、駆動ＭＰＵ５３には、ＤＣＤＣコンバータ３６の駆動用バッテリ３１側に設けられた電圧センサ７８から駆動用バッテリ３１の電源電圧Ｖ１が入力される。駆動ＭＰＵ５３には、ＤＣＤＣコンバータ３６の駆動インバータ５４側に設けられた電圧センサ７９から駆動インバータ５４に印加される印加電圧Ｖ２が入力される。そして、駆動ＭＰＵ５３は、各センサにより検出される電圧に基づいて駆動インバータ５４に印加可能にする印加電圧を演算し、該印加電圧となるようにＤＣＤＣコンバータ３６を制御するための電圧制御信号Ｓcvを出力する。

駆動ＭＰＵ５３は、ＤＣＤＣコンバータ３６を逐一制御して印加電圧を調整することにより比較的に高電圧で動作する駆動インバータ５４（駆動モータ３３）の高効率化を図る。このため、駆動ＭＰＵ５３には、高い応答性が要求されるので、駆動モータ３３の駆動に関わる以外の処理として、例えば、異常検出に関わる処理を並列処理することで異常検出信号Ｓerを出力する第３の制御部としてのロジックＩＣ５５を備える。ロジックＩＣ５５には、相電流センサ７７ｕ，７７ｖ，７７ｗから駆動モータ３３の各相電流値Ｉuv，Ｉvv，Ｉwvが入力される。

そして、ロジックＩＣ５５は、相電流センサ７７ｕ，７７ｖ，７７ｗにより検出される相電流値に基づいて駆動ユニット３０の異常状態の検出を行う。この異常状態として、駆動用バッテリ３１、駆動ＭＰＵ５３、駆動インバータ５４、及びこれらを結ぶ給電線７４のショート等の異常が検出される。

一方、ＥＰＳユニット２０については、ＥＰＳＭＰＵ５１が相電流センサ６７ｕ，６７ｖ，６７ｗにより検出される相電流値に基づいてＥＰＳユニット２０の異常状態の検出を行う。この異常状態として、ＥＰＳ用バッテリ２１、ＥＰＳＭＰＵ５１、ＥＰＳインバータ５２、及びこれらを結ぶ給電線６４のショート等の異常が検出される。

そして、ＥＰＳＭＰＵ５１は、ＥＰＳユニット２０の異常状態を検出すると、その旨をロジックＩＣ５５に指示するためのＥＰＳ異常検出信号Ｓeeを出力し、電源開放リレー６５ａをオフにするＥＰＳリレー制御信号Ｓleを出力する。なお、ＥＰＳＭＰＵ５１は、ＥＰＳ異常検出信号Ｓeeの出力に合わせてＥＰＳインバータ５２のスイッチ６１ａ〜６１ｆをオフにするＥＰＳモータ制御信号Ｓmeを出力する。ロジックＩＣ５５は、ＥＰＳ異常検出信号Ｓeeを入力する場合、ＥＰＳユニット２０の異常状態を検出したこととして、駆動ユニット３０の正常状態の検出を条件に、駆動ＭＰＵ５３に対して異常検出信号Ｓerを出力する。なお、ロジックＩＣ５５には、トルクセンサ１８Ａにより検出される操舵トルクＴ、及び回転角センサ６６からＥＰＳモータ２３の回転角θmeも入力される。

例えば、ＥＰＳユニット２０に異常が発生した場合には、ＥＰＳモータ２３に駆動電力を供給できなくなり、駆動ユニット３０に異常が発生した場合には、駆動モータ３３に駆動電力を供給できなくなる。ここで、ＥＰＳユニット２０の操舵機構９にアシスト力を付与する（運転を支援する）機能と、駆動ユニット３０の車両１のリヤタイヤ７に駆動力を付与する（運転を支援する）機能とを比較すると、運転者に与える影響等から、操舵機構９にアシスト力を付与する機能の方が運転を支援する観点で重要度が高い。つまり、機能上の重要度の観点から、ＥＰＳユニット２０の方が駆動ユニット３０に比べて、冗長化させる（継続して駆動させる）優先順位が高い。この点を踏まえ、本実施形態の車両用制御装置１０では、ＥＰＳユニット２０に異常が発生しても、駆動ユニット３０からＥＰＳモータ２３に駆動電力を供給可能に構成している。

具体的に、車両用制御装置１０、すなわちＥＰＳユニット２０及び駆動ユニット３０の間には、ＥＰＳ給電線６２ｕ，６２ｖ，６２ｗと駆動給電線７２ｕ，７２ｖ，７２ｗとを接続する接続線８１ｕ，８１ｖ，８１ｗを備える。

接続線８１ｕ，８１ｖ，８１ｗの一端は、ＥＰＳ給電線６２ｕ，６２ｖ，６２ｗの接続点８２ｕ，８２ｖ，８２ｗにそれぞれ接続される。接続点８２ｕ，８２ｖ，８２ｗには、電源開放リレー６５ａがオフの場合にスイッチ６１ａ〜６１ｆのオンオフに応じた電圧が発生しなくなる、すなわちＥＰＳインバータ５２から駆動電力が供給されなくなる。

接続線８１ｕ，８１ｖの他端は、駆動給電線７２ｕ，７２ｖにおける相開放リレー７５ｕ，７５ｖよりも駆動インバータ５４側の接続点８３ｕ，８３ｖにそれぞれ接続される。接続線８１ｗの他端は、駆動給電線７２ｗの接続点８３ｗに接続される。接続点８３ｕ，８３ｖ，８３ｗには、相開放リレー７５ｕ，７５ｖがオフの場合にもスイッチ７１ａ〜７１ｆのオンオフに応じた電圧が発生する、すなわち駆動インバータ５４から駆動電力が供給される。

各接続線８１ｕ，８１ｖ，８１ｗには、接続点８２ｕ，８２ｖ，８２ｗと接続点８３ｕ，８３ｖ，８３ｗとの間の通電及び遮断を切替可能な切替リレー８４ｕ，８４ｖ，８４ｗを有する機械式のリレーからなる切替回路８４が設けられる。切替回路８４の各切替リレー８４ｕ，８４ｖ，８４ｗは、駆動ＭＰＵ５３に接続され、駆動ＭＰＵ５３から出力される切替信号Ｓswによりオンオフする。ただし、各ユニット２０，３０の異常状態の検出に基づいてＥＰＳユニット２０の異常状態が検出され、且つ駆動ユニット３０の正常状態が検出される異常時以外の通常時は、切替リレー８４ｕ，８４ｖ，８４ｗは、オフする。

具体的に、図３に示す供給切替処理を駆動ユニット３０が主体となって行い、ＥＰＳユニット２０の冗長化を図る。供給切替処理は、駆動ユニット３０の駆動ＭＰＵ５３とロジックＩＣ５５とがそれぞれ処理を分担して行う。すなわち、ロジックＩＣ５５は、ＥＰＳユニット２０が異常状態（ＥＰＳ：異常）、且つ駆動ユニット３０が正常状態（駆動：正常）であるか否か判断する（ステップＳ１００）。ステップＳ１００の判断は、ＥＰＳ異常検出信号Ｓeeの入力と、相電流センサ７７ｕ，７７ｖ，７７ｗにより検出される相電流値とに基づいて行われる。なお、駆動ＭＰＵ５３は、ステップＳ１００の処理時、駆動モータ３３に関わる処理を並列処理可能である。

ステップＳ１００にて、ＥＰＳユニット２０が異常状態、且つ駆動ユニット３０が正常状態を検出しないとき（Ｓ１００：ＮＯ）、ロジックＩＣ５５は、ステップＳ１００の処理を繰り返し行う。一方、ステップＳ１００にて、ＥＰＳユニット２０が異常状態、且つ駆動ユニット３０が正常状態を検出するとき（Ｓ１００：ＹＥＳ）、ロジックＩＣ５５は、異常検出信号Ｓerを出力し、供給切替処理の主体を駆動ＭＰＵ５３に引き渡す。ロジックＩＣ５５は、その後も引き続き駆動ユニット３０の異常状態の検出に従事し、異常状態の検出時にはその旨を駆動ＭＰＵ５３に指示して所定の処理（例えば、相開放リレー７５ｕ，７５ｖをオフする）を行う。

駆動ＭＰＵ５３は、異常検出信号Ｓerを入力すると、供給切替処理を割り込み処理として割り込ませ、供給切替処理のステップＳ１０１以後の処理を引き継いで行う。すなわち、駆動ＭＰＵ５３は、相開放リレー７５ｕ，７５ｖをオフする駆動リレー制御信号Ｓlvを出力する（ステップＳ１０１）。続いて、駆動ＭＰＵ５３は、ＥＰＳ用バッテリ２１の電源電圧相当の印加電圧となるように駆動用バッテリ３１の電源電圧を降圧制御する電圧制御信号Ｓcvを出力する（ステップＳ１０２）。

そして、駆動ＭＰＵ５３は、切替リレー８４ｕ，８４ｖ，８４ｗをオンする切替信号Ｓswを出力し（ステップ１０３）、ＥＰＳユニット２０に代わって駆動ユニット３０によるＥＰＳモータ２３の制御を開始する（ステップＳ１０４）。駆動ＭＰＵ５３は、ＥＰＳＭＰＵ５１がＥＰＳモータ２３を制御するために必要なプログラム等の各種情報を有し、各種情報を用いてＥＰＳモータ２３で発生させる目標トルクを演算し、該目標トルクが発生するようにＥＰＳモータ２３を制御するためのＥＰＳモータ制御信号Ｓmeに相当する駆動モータ制御信号Ｓmvを出力する。駆動ＭＰＵ５３は、各センサにより検出される状態量として、操舵トルクＴ及びＥＰＳモータ２３の回転角θmeについてはロジックＩＣ５５を介して取り込む。

このため、ＥＰＳユニット２０に異常が発生していない場合、電源開放リレー６５ａ及び相開放リレー７５ｕ，７５ｖがオン、切替リレー８４ｕ，８４ｖ，８４ｗがオフになっている。

すなわち、図４（ａ）に示すように、ＥＰＳユニット２０では、ＥＰＳ用バッテリ２１とＥＰＳインバータ５２とが導通することで、ＥＰＳインバータ５２からＥＰＳモータ２３への駆動電力の供給が可能になっている。また、駆動ユニット３０では、駆動インバータ５４と駆動モータ３３とが導通することで、駆動インバータ５４から駆動モータ３３への駆動電力の供給が可能になっている。また、各ユニット２０，３０の間では、ＥＰＳモータ２３と駆動インバータ５４とが遮断され、各ユニット２０，３０が遮断されている。

一方、ＥＰＳユニット２０に異常が発生する場合、まずＥＰＳＭＰＵ５１により電源開放リレー６５ａがオフされる。本実施形態では、ＥＰＳユニット２０の異常を検出するＥＰＳＭＰＵ５１が検出部として機能する。

すなわち、図４（ｂ）に示すように、ＥＰＳユニット２０では、ＥＰＳ用バッテリ２１とＥＰＳインバータ５２とが遮断されることで、ＥＰＳインバータ５２からＥＰＳモータ２３への駆動電力の供給が遮断される。本実施形態では、電源開放リレー６５ａとこれのオンオフを制御するＥＰＳＭＰＵ５１が遮断部として機能する。この場合、ＥＰＳユニット２０では、ＥＰＳＭＰＵ５１によりスイッチ６１ａ〜６１ｆも合わせてオフされることで、ＥＰＳ給電線６２ｕ，６２ｖ，６２ｗが実質的に遮断される。また、各ユニット２０，３０の間では、ＥＰＳモータ２３と駆動インバータ５４とが遮断され、各ユニット２０，３０が遮断されている。

続いて、供給切替処理のステップＳ１００にて、ロジックＩＣ５５によりＥＰＳユニット２０の異常状態、且つ駆動ユニット３０の正常状態が検出されると、供給切替処理のステップＳ１０１を経て、駆動ＭＰＵ５３により駆動ユニット３０における相開放リレー７５ｕ，７５ｖがオフされる。続いて、ステップＳ１０２を経て、駆動ＭＰＵ５３により駆動用バッテリ３１の電源電圧がＥＰＳ用バッテリ２１の電源電圧相当まで降圧制御される。本実施形態では、ステップＳ１００の処理に関わるロジックＩＣ５５が検出部として機能し、ステップＳ１０１の処理に関わる駆動ＭＰＵ５３と相開放リレー７５ｕ，７５ｖが切替部として機能し、ステップＳ１０２の処理に関わる駆動ＭＰＵ５３とＤＣＤＣコンバータ３６が降圧制御部として機能する。

すなわち、図４（ｂ）に示すように、駆動ユニット３０では、駆動インバータ５４と駆動モータ３３とが遮断されることで、駆動インバータ５４から駆動モータ３３への駆動電力の供給が遮断されるようになる。また、駆動用バッテリ３１の電源電圧がＤＣＤＣコンバータ３６を経て降圧されることで、ＥＰＳモータ２３へ駆動電力を供給可能になる。各ユニット２０，３０の間では、ＥＰＳモータ２３と駆動インバータ５４とが遮断され、各ユニット２０，３０が遮断されている。

続いて、供給切替処理のステップＳ１０３を経て、駆動ＭＰＵ５３により各ユニット２０，３０の間における切替リレー８４ｕ，８４ｖ，８４ｗがオンされ、ステップＳ１０４を経て、駆動ＭＰＵ５３によりＥＰＳモータ２３の駆動が継続されることでＥＰＳユニット２０の機能維持がなされる。本実施形態では、ステップＳ１０３の処理に関わる切替リレー８４ｕ，８４ｖ，８４ｗが切替部として機能する。

すなわち、図４（ｂ）に示すように、各ユニット２０，３０の間では、ＥＰＳモータ２３と駆動インバータ５４とが導通されることで、駆動インバータ５４からＥＰＳモータ２３へ駆動電力を供給可能に各ユニット２０，３０が接続される。そして、駆動ユニット３０によるＥＰＳモータ２３の駆動が開始され、ＥＰＳユニットの冗長化がなされる。

以上に説明した車両用制御装置１０、すなわち各制御装置２２，２３によれば、以下の（１）〜（５）に示す作用及び効果を奏する。
（１）本実施形態では、まず駆動ユニット３０を用いてＥＰＳユニット２０の冗長化を目的とする。そのためにはＥＰＳユニット２０の異常状態の検出が必要で、ＥＰＳＭＰＵ５１と協働したロジックＩＣ５５の制御により異常状態の検出を可能にする。また、各ユニット２０，３０では、そもそも各バッテリ２１，３１に基づく電源電圧の違いがあるので、ＤＣＤＣコンバータ３６を用いた駆動ＭＰＵ５３の降圧制御により、電源電圧の違いの問題を解決する。また、各ユニット２０，３０では、そもそも各モータ２３，３３を個々に制御することが前提なので、電源開放リレー６５ａを用いたＥＰＳＭＰＵ５１の制御によりＥＰＳモータ２３へのＥＰＳインバータ５２の駆動電力の供給を不能にする。さらに、各ユニット２０，３０では、相開放リレー７５ｕ，７５ｖ、及び切替リレー８４ｕ，８４ｖ，８４ｗを用いた駆動ＭＰＵ５３の制御によりＥＰＳモータ２３への駆動インバータ５４の駆動電力の供給を可能にする。

上記構成よれば、ＥＰＳユニット２０の異常状態では、駆動モータ３３による機能を喪失するが、ＥＰＳモータ２３による機能が維持される。しかも、ＥＰＳユニット２０が異常状態でなければ、駆動ユニット３０では駆動モータ３３による機能が発揮されるので、ＥＰＳユニット２０の冗長化のための構成が余分であったり、部品点数の著しい増加が抑えられたりし、簡素な構成で冗長性を高めることができる。

（２）駆動ユニット３０には、駆動ＭＰＵ５３とロジックＩＣ５５とを備えている。これにより、駆動ＭＰＵ５３による駆動ユニット３０に係る処理、すなわち駆動モータ３３の駆動に係る処理と、ロジックＩＣ５５によるＥＰＳユニット２０の異常状態の検出に係る処理との並列処理を可能にしている。このため、ＥＰＳユニット２０の冗長化のために、駆動ユニット３０に係る処理への処理負担の増加を抑えることができる。

（３）例えば、ＥＰＳユニット２０による機能を喪失して駆動ユニット３０による機能を維持しても運転者の安全性の観点では、無意味となる。そこで、本実施形態では、駆動ユニット３０による機能を喪失してでも、駆動ユニット３０に比べて車両の運転を支援する機能として運転者の安全性の観点で機能維持の優先度（重要度）が高いと言えるＥＰＳユニット２０の機能維持を可能にした。これにより、ＥＰＳユニット２０について簡素な構成で冗長性を高めたとしても、運転者の安全性も確保することができる。

（４）車両１の操舵機構９へのアシスト力の付与に異常があると、車両１の走行に支障をきたすので優先的な機能維持が必要である他、車両１を走行させないようにすることも運転者の安全性の確保に寄与する。車両１の操舵機構９へのアシスト力の付与に異常がある場合、車両１のリヤタイヤ７に駆動力を付与する機能を喪失させることはむしろ運転者の安全性の確保の上で有効と考えることもできる。そこで、本実施形態のように、機能を維持させるユニットとしてＥＰＳユニット２０を対応付け、機能を喪失させるユニットとして駆動ユニット３０を対応付けることで、運転者の安全性を効果的に確保することができる。

（５）ＥＰＳユニット２０に異常が発生する場合、ＥＰＳモータ２３の機能を停止するように電源開放リレー６５ａがオフされることは至極当然と言える。これに対し、ＥＰＳユニット２０の冗長化のために駆動ユニット３０が正常でなければＤＣＤＣコンバータ３６及び切替リレー８４ｕ，８４ｖ，８４ｗが機能したとしても、その後にＥＰＳユニット２０による機能維持が果たされる可能性は低い。そこで、本実施形態によれば、ＥＰＳユニット２０の冗長化のためには駆動ユニット３０が正常状態であることを条件にすることで、ＥＰＳユニット２０の冗長化の意味をより強めることができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・電源開放リレー６５ａのオフは、駆動ユニット３０が正常状態であることを条件に行うようにしてもよい。また、供給切替処理のステップＳ１００は、ＥＰＳユニット２０が異常状態であればステップＳ１０１へと移行するようにしてもよい。

・ＥＰＳユニット２０に代えては、車両の運転を支援するオートブレーキ機能を有するユニットの適用も可能である。オートブレーキ機能は、モータを駆動源としてブレーキペダル１５にアシスト力を付与する機能であって、駆動ユニット３０に比べて低電圧、且つ運転者の安全性の観点で機能維持の優先度が高いと言える。また、ＥＰＳユニット２０とオートブレーキ機能を有するユニットとを同時搭載することもでき、これら複数ユニットを対象にした駆動ユニット３０を用いた冗長化を実現してもよい。この場合には、ＥＰＳユニット２０とオートブレーキ機能を有するユニットとの間で運転者の安全性の観点で機能維持の優先度を定めて、優先度が高いユニットを優先して冗長化する等してもよい。

・駆動ユニット３０に代えては、車両の運転を支援するＶＧＲ機能を有するユニットの適用も可能である。ＶＧＲ機能は、モータを駆動源としてステアリングホイール８の操舵角に対するフロントタイヤ４の転舵角の比率、すなわち入力側から出力側への回転伝達比（ステアリングギヤ比）を可変させる機能であって、ＥＰＳユニット２０に比べては高電圧、且つ運転者の安全性の観点で機能維持の優先度が低いと言える。また、駆動ユニット３０とＶＧＲ機能を有するユニットとを同時搭載することもでき、これら複数ユニットを用いてＥＰＳユニット２０の冗長化を実現してもよい。この場合には、駆動ユニット３０とＶＧＲ機能を有するユニットとの間で運転者の安全性の観点で機能維持の優先度を定めて、優先度が低いユニットを用いて冗長化する等してもよい。

・ロジックＩＣ５５は、駆動制御装置３２の構成要素としたが、ＥＰＳ制御装置２２の構成要素とすることもできる。また、ロジックＩＣ５５が行う処理を駆動ＭＰＵ５３が代替することでロジックＩＣ５５を構成から削除することもできる。

・供給切替処理のステップＳ１０１，Ｓ１０３については、駆動ＭＰＵ５３の代わりにロジックＩＣ５５が行うようにしてもよい。この場合には、ロジックＩＣ５５が状況に応じて、各リレーのオンオフに応じた電気信号（電圧）を出力可能であればよい。また、供給切替処理のステップＳ１０２については、ロジックＩＣ５５が降圧制御を駆動ＭＰＵ５３に指示することで、ロジックＩＣ５５の処理として位置付けることもできる。

・供給切替処理のステップＳ１０４については、ＥＰＳＭＰＵ５１が駆動ＭＰＵ５３を介してＥＰＳモータ２３の駆動を制御することもできるし、ＥＰＳＭＰＵ５１が駆動インバータ５４を直接制御してＥＰＳモータ２３の駆動を制御することもできる。

・電源開放リレー６５ａのオンオフを駆動ＭＰＵ５３が行ったり、相開放リレー７５ｕ，７５ｖや切替リレー８４ｕ，８４ｖ，８４ｗのオンオフをＥＰＳＭＰＵ５１が行ったりしてもよい。

・駆動リレー回路７５が駆動給電線７２ｕ，７２ｖ，７２ｗのそれぞれに設けられる３つの相開放リレーを有する構成としてもよい。また、電源開放リレー６５ａ、相開放リレー７５ｕ，７５ｖ、及び切替リレー８４ｕ，８４ｖ，８４ｗに機械式のリレーを用いたが、これに限らず、トランジスタに分類されるスイッチング素子や他のスイッチを用いてもよい。

・ユニットの冗長化については運転者の安全性の観点で機能維持の優先度を考慮していなくてもよく、ユニットとしてＤＣＤＣコンバータを含むユニットとの間での冗長化が少なくとも実現可能であればよい。

・ＥＰＳユニット２０の異常時における降圧制御では、ＥＰＳモータ２３の駆動に支障がない程度まで駆動用バッテリ３１の電源電圧を降圧できればよく、モータやユニットの仕様に応じては降圧制御の内容を変更すればよい。

・ＥＰＳユニット２０では、ＥＰＳインバータ５２とＥＰＳモータ２３との間に相開放リレーを設けることで、ＥＰＳリレー回路６５を代替してもよい。
・ＥＰＳユニット２０及び駆動ユニット３０を合わせて制御する各ＭＰＵ５１，５３を統合した統合ＭＰＵを設けてもよい。

・各モータ２３，３３の両方、又は何れかにブラシ付きモータを用いることもできる。この場合には、各インバータ５２，５４についてもモータに応じて単相インバータ等に変更すればよい。

・上記実施形態のＥＰＳユニット２０は、コラム軸１１ａにアシスト力を付与するコラムアシスト型としたが、例えば、デュアルピニオン型等の他のモデルへも適用可能である。

・上記実施形態の駆動ユニット３０は、車両１のリヤタイヤ７に駆動力を付与するモデルとしたが、例えば、車両１のフロントタイヤ４に駆動力を付与するモデルへも適用可能である。

・車両１は、駆動方式の異なるハイブリッド自動車や、所謂、電気自動車であってもよい。その他、車両１は、電源として燃料電池を用いる燃料電池自動車であってもよい。
次に、上記実施形態及び別例（変形例）から把握できる技術的思想について以下に追記する。

（イ）前記遮断部は、前記異常状態が検出される場合に動作を開始する一方、前記降圧制御部、及び前記切替部は、前記異常状態が検出され、且つ前記第２の回転電機ユニットが正常状態であることを条件に各種動作を開始する。第１の回転電機ユニットに異常がある場合、第１の回転電機の機能を停止するように遮断部が動作開始することは至極当然と言える。これに対し、第１の回転電機ユニットの冗長化のために第２の回転電機ユニットが正常でなければ降圧制御部及び切替部が機能したとしても、その後に第１の回転電機ユニットによる機能維持が果たされる可能性は低い。そこで、上記構成によれば、第１の回転電機ユニットの冗長化のためには第２の回転電機ユニットが正常状態であることを条件にすることで、第１の回転電機ユニットの冗長化の意味をより強めることができる。

７…リヤタイヤ、９…操舵機構、１０…車両用制御装置（回転電機制御装置）、２０…ＥＰＳユニット（第１の回転電機ユニット）、２１…ＥＰＳ用バッテリ（第１の電源）、２２…ＥＰＳ制御装置、２３…ＥＰＳモータ（第１の回転電機）、３０…駆動ユニット（第２の回転電機ユニット）、３１…駆動用バッテリ（第２の電源）、３２…駆動制御装置、３３…駆動モータ（第２の回転電機）、３６…ＤＣＤＣコンバータ（電源電圧制御部、降圧制御部）、５１…ＥＰＳマイクロプロセッサ（第１の制御部、検出部、遮断部）、５２…ＥＰＳコンバータ（第１の駆動回路）、５３…駆動マイクロプロセッサ（第２の制御部、降圧制御部、切替部）、５４…駆動インバータ（第２の駆動回路）、５５…ロジックＩＣ（第３の制御部、検出部）、６５ａ…電源開放リレー（遮断部）、７５ｕ，７５ｖ…相開放リレー（切替部）、８４ｕ，８４ｖ，８４ｗ…切替リレー（切替部）。

Claims (3)

1. 第１の電源の電源電圧に基づき第１の回転電機に駆動電力を供給する第１の駆動回路を含む第１の回転電機ユニットと、
   前記第１の電源よりも高電圧である第２の電源の電源電圧に基づき第２の回転電機に駆動電力を供給する第２の駆動回路と、前記第２の電源の電源電圧を該電源電圧以上又は該電源電圧未満で前記第２の駆動回路に印加可能にする電源電圧制御部と、を含む第２の回転電機ユニットと、
   前記第１の回転電機ユニットの異常状態を検出する検出部と、
   前記検出部が前記異常状態を検出する場合に、前記第１の電源を通じた前記第１の回転電機への駆動電力の供給を遮断する遮断部と、
   前記検出部が前記異常状態を検出する場合に、前記第２の電源の電源電圧を該電源電圧未満まで降圧するように前記電源電圧制御部を制御する降圧制御部と、
   前記検出部が前記異常状態を検出する場合に、前記第２の駆動回路の駆動電力の供給先を前記第２の回転電機から前記第１の回転電機に切り替える切替部と、を備える回転電機制御装置。
2. 前記第１の回転電機ユニットと前記第２の回転電機ユニットとは、車両の運転を支援する機能を備え、前記第１の回転電機ユニットは、前記第２の回転電機ユニットに比べて前記運転を支援する観点で重要度が高く設定される請求項１に記載の回転電機制御装置。
3. 前記第１の回転電機ユニットは、前記第１の回転電機を駆動源として車両の操舵機構にアシスト力を付与する機能を有し、
   前記第２の回転電機ユニットは、前記第２の回転電機を駆動源として車両の駆動輪に駆動力を付与する機能を有する請求項２に記載の回転電機制御装置。