JP7156211B2 - 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。

従来、複数の制御部にてモータの駆動を制御する回転電機制御装置が知られている。例えば特許文献１では、発生した異常の種類に応じて制御モードを切り替える。

特開２０１８－１３０００７号公報

特許文献１では、異常が解消し、復帰カウンタのカウント値が復帰判定閾値以上になると、制御モードを通常制御に戻している。しかしながら、制御モード復帰のタイミングによっては、トルク変動が生じ、運転者に違和感を与えたり、自動運転制御に影響を及ぼしたりする虞がある。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、駆動モードを適切に切替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、モータ巻線（１８０、２８０）を有する回転電機（８０）の駆動を制御するものであって、複数のインバータ部（１２０、２２０）と、複数の制御部（１５０、２５０）と、を備える。インバータ部は、モータ巻線の通電を切り替える。制御部は、相互に通信可能であって、モード選択部（１５２、２５２）、および、駆動制御部（１５１、２５１）を有する。モード選択部は、協調駆動モードおよび独立駆動モードを含む駆動モードを選択する。駆動制御部は、選択された駆動モードにて、対応して設けられるインバータ部を制御する。

協調駆動モードは、他の制御部から取得された値および自身の制御部にて演算した値を用いる。独立駆動モードは、他の制御部から取得された値を用いない。モード選択部は、少なくとも１つの遷移判定項目が独立遷移条件を満たしたとき、駆動モードを協調駆動モードから独立駆動モードに遷移させる。また、モード選択部は、遷移判定項目が協調復帰条件を満たし、かつ、遷移判定項目とは異なる復帰許可判定項目が復帰許可条件を満たしたとき、駆動モードを独立駆動モードから協調駆動モードに復帰させる。これにより、駆動モードを適切に切替可能である。

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実施形態による電源リレーを説明する回路図である。 第１実施形態による和と差の制御による電流フィードバック制御を説明するブロック図である。 第１実施形態による独立フィードバック制御を説明するブロック図である。 第１実施形態による独立遷移処理を説明するフローチャートである。 第１実施形態による協調復帰処理を説明するフローチャートである。 第１実施形態による独立駆動から協調駆動への復帰を説明するタイムチャートである。 第２実施形態による独立遷移処理を説明するフローチャートである。

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）
第１実施形態を図１～図１０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の駆動を制御するものであって、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操舵装置として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、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。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。なお、モータ巻線１８０、２８０は、キャンセル巻きされていなくてもよく、電気的特性が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。また、第１制御部１５０の一部の構成に５００番台、第２制御部２５０の一部の構成に６００番台を用いる。後述の５００番台、６００番台についても、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。

図２に示すように、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。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等を経由して、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。以下適宜、始動スイッチを「ＩＧキー」とする。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、情報を受信可能に接続され、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センサ部１９４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等を経由して、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、情報を受信可能に接続され、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、ＣＡＮ以外の規格のものを用いてもよい。

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。図５に示すように、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１２３、１２４を直列に接続することが望ましい。第２電源リレー２２２も同様であるので図示を省略する。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。

図４に示すように、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、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。

回路電源１３７は、電源端子１０５およびＩＧ端子１０７に接続され、第１制御部１５０に電力を供給する。回路電源２３７は、電源端子２０５およびＩＧ端子２０７に接続され、第２制御部２５０に電力を供給する。

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。

第１制御部１５０は、個別電流制限値演算部５３１、電流制限部５３５（図６参照）、駆動制御部１５１、モード選択部１５２、および、異常監視部１５５を有する。駆動制御部１５１は、第１スイッチング素子１２１のオンオフ作動を制御することで、第１モータ巻線１８０の通電を制御する。また、駆動制御部１５１は、第１電源リレー１２２および第１モータリレー１２５のオンオフ作動を制御する。モード選択部１５２は、各種条件に応じ、駆動モードを選択する。モード選択の詳細は後述する。

第２制御部２５０は、個別電流制限値演算部６３１、電流制限部６３５（図６参照）、駆動制御部２５１、モード選択部２５２、および、異常監視部２５５を有する。駆動制御部２５１は、第２スイッチング素子２２１のオンオフ作動を制御することで、第２モータ巻線２８０の通電を制御する。また、駆動制御部２５１は、第２電源リレー２２２および第２モータリレー２２５のオンオフ作動を制御する。モード選択部２５２は、各種条件に応じ、駆動モードを選択する。

異常監視部１５５は、自系統である第１系統Ｌ１の異常の監視を行う。また、自系統にて自系統を停止すべき異常が生じた場合、第１制御部１５０は、第１インバータ部１２０、第１電源リレー１２２および第１モータリレー１２５の少なくとも１つをオフにする。

また、異常監視部１５５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）またはマイコン間通信に係る通信線のうち、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。

異常監視部２５５は、自系統である第２系統Ｌ２の異常の監視を行う。また、自系統にて自系統を停止すべき異常が生じた場合、第２制御部２５０は、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の少なくとも１つをオフにする。

異常監視部２５５は、第１制御部１５０との通信状態、および、第１系統Ｌ１の動作状態を監視する。第１系統Ｌ１の動作状態の監視方法として第１系統Ｌ１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１インバータ部１２０、第１電源リレー１２２、および第１モータリレー１２５）またはマイコン間通信に係る通信線のうち、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１ドライバ回路１３６から第１電源リレー１２２に出力される第１リレーゲート信号Ｖｒｇ１を取得する他系統リレー監視回路２３９が設けられ、第１リレーゲート信号Ｖｒｇ１に基づいて第１電源リレー１２２の状態を監視する。

以下、他系統リレー監視回路から取得される情報を「他系統リレー情報」、他系統リレー情報に基づいて他系統の動作状態を監視することを「他系統リレー監視」、監視されるリレーを「他系統リレー」という。また、他系統リレーがオンされているべきタイミングにて、他系統リレーがオフである旨の情報が取得された場合、「他系統リレー情報が異常である」とする。

第２制御部２５０における第１系統Ｌ１の監視において、リレーゲート信号に替えて、電源リレー１２２を構成する２つの素子１２３、１２４の中間電圧、制御部１５０から出力されるリレー駆動信号、または、電源リレー１２２とインバータ部１２０との間のリレー後電圧を用いてもよい。第１制御部１５０における第２系統Ｌ２の監視についても同様である。

図６および図７に示すように、第１制御部１５０は通信部１７０を有し、第２制御部２５０は通信部２７０を有する。制御部１５０、２５０は、通信部１７０、２７０により、マイコン間通信にて相互に情報を送受信可能である。本実施形態では、マイコン間通信により、電流指令値、電流検出値および電流制限値を系統間で共有する。以下、第２制御部２５０における各処理は、第１系統Ｌ１に係る値に替えて第２系統Ｌ２に係る値を用い、第２系統Ｌ２に係る値に替えて第１系統Ｌ１に係る値を用いれば、第１制御部１５０と同様であるので、以下、第１制御部１５０における処理を中心に説明し、第２制御部２５０の説明は適宜省略する。

本実施形態の駆動モードには、協調駆動モード、独立駆動モード、および、片系統駆動モードが含まれ、通常時、協調駆動モードによりモータ８０の駆動を制御する。協調駆動モードでは、制御部１５０、２５０が共に正常であって、マイコン間通信が正常であるとき、少なくとも１つの値を系統間にて共有して、各系統を協調させてモータ８０の駆動を制御する。独立駆動モードでは、他系統の値を用いず、各系統が独立して、２系統にてモータ８０の駆動を制御する。片系統駆動モードでは、一方の系統を停止し、１系統にてモータ８０の駆動を制御する。

図６に示すように、個別電流制限値演算部５３１は、第１個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１を演算する。個別電流制限値演算部５３１は、例えば、過熱保護電流制限値、電源電圧基準電流制限値、操舵速度基準電流制限値、および、電流差低減電流制限値を演算し、演算された値のうち、最も小さい値を第１個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１とする。過熱保護電流制限値は、相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、およびベース温度Ｈ１等に基づいて演算される。ベース温度Ｈ１は、例えば第１インバータ部１２０が設けられる領域のヒートシンク温度である。電源電圧基準電流制限値は、第１バッテリ１０１の電圧であるバッテリ電圧Ｖｂ１に基づいて演算される。操舵速度基準電流制限値は、操舵角速度ωに応じて演算される。電流差低減電流制限値は、第１系統Ｌ１の巻線電流Ｉ１および第２系統Ｌ２の巻線電流Ｉ２に基づいて演算される。

個別電流制限値演算部６３１は、第２個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ２を演算する。個別電流制限値演算部６３１は、例えば、過熱保護電流制限値、電源電圧基準電流制限値、操舵速度基準電流制限値、および、電流差低減電流制限値を演算し、演算された値のうち、最も小さい値を第２個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ２とする。過熱保護電流制限値は、相電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２、およびベース温度Ｈ２等に基づいて演算される。ベース温度Ｈ２は、例えば第２インバータ部２２０が設けられる領域のヒートシンク温度である。電源電圧基準電流制限値は、第２バッテリ２０１の電圧であるバッテリ電圧Ｖｂ２に基づいて演算される。操舵速度基準電流制限値は、操舵角速度ωに応じて演算される。電流差低減電流制限値は、第１系統Ｌ１の巻線電流Ｉ１および第２系統Ｌ２の巻線電流Ｉ２に基づいて演算される。

協調駆動モードにおいて、電流制限値を共有する場合、制御部１５０、２５０は、個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１、Ｉｌｉｍ＿ｋ２を相互に送り合い、電流制限部５３５、６３５は、個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１、Ｉｌｉｍ＿ｋ２のうち、小さい方の値を選択するミニマムセレクトにて、電流制限値Ｉｌｉｍ１、Ｉｌｉｍ２を演算する。電流制限値を共有しない場合、電流制限部５３５は個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１をそのまま電流制限値Ｉｌｉｍ１とし、電流制限部６３５は個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ２をそのまま電流制限値Ｉｌｉｍ２とする。電流制限部５３５は、トルク指令値に基づいて演算される基本電流指令値Ｉｂ１^*が電流制限値Ｉｌｉｍ１より大きい場合、電流指令値Ｉ１^*を電流制限値Ｉｌｉｍ１に制限し、基本電流指令値Ｉｂ１^*が電流制限値Ｉｌｉｍ１以下の場合、基本電流指令値Ｉｂ１^*をそのまま電流指令値Ｉ１^*とする。

また、本実施形態では第１制御部１５０をマスター制御部、第２制御部２５０をスレーブ制御部とし、協調駆動モードにおいて電流指令値を共有する場合、第１制御部１５０は、基本電流指令値Ｉｂ１^*を第２制御部２５０に送信する。第２制御部２５０は、切替部６３６を有し、第１制御部１５０から取得した基本電流指令値Ｉｂ１^*を用いるか、自系統で演算した基本電流指令値Ｉｂ２^*を用いるかを切替可能である。電流指令値を共有する場合、基本電流指令値Ｉｂ１^*を用い、電流指令値を共有しない場合、基本電流指令値Ｉｂ２^*を用いる。ここでは、基本電流指令値Ｉｂ１^*を用いるものとして説明する。電流制限部６３５は、基本電流指令値Ｉｂ１^*が電流制限値Ｉｌｉｍ２より大きい場合、電流指令値Ｉ２^*を電流制限値Ｉｌｉｍ２に制限し、基本電流指令値Ｉｂ２^*が電流制限値Ｉｌｉｍ２以下の場合、基本電流指令値Ｉｂ１^*をそのまま電流指令値Ｉ２^*とする。電流指令値Ｉ１^*、Ｉ２^*は、モータ巻線１８０、２８０の電流和に係る値とし、図６および図７では、ｑ軸に係る値を示す。

制御信号演算部５４０は、電流指令値Ｉ１^*に基づき、電流フィードバック制御により制御信号を生成し、インバータ部１２０に出力する。以下適宜、フィードバックを「ＦＢ」と記載する。制御信号演算部５４０は、和と差のＦＢ制御（図６参照）と、独立ＦＢ制御（図７参照）とを切替可能である。以下、ｑ軸に係る演算を中心に説明し、ｄ軸に関する演算に係る説明を省略する。ｄ軸に係る制御は、ｑ軸と同様であってもよいし、例えば弱め界磁制御等、ｑ軸と異なる制御としてもよい。図６では、便宜上、通信部１７０、２７０を２つに分けて記載した。図７では、演算が行われない構成の記載を省略した。なお、図６および図７は、協調駆動モードおよび独立駆動モードにおける電流制御の一例であって、実現手法の詳細は異なっていてもよい。

図６に示すように、駆動制御部１５１は、ｄｑ軸電流演算部５４１、加算器５４２、減算器５４３、切替部５４５、電流ＦＢ演算部５５０、系統電圧指令値演算部５５７、および、ＰＷＭ信号生成部５５８等を有する。また、駆動制御部２５１は、ｄｑ軸電流演算部６４１、加算器６４２、減算器６４３、切替部６４５、電流ＦＢ演算部６５０、系統電圧指令値演算部６５７、および、ＰＷＭ信号生成部６５８等を有する。

ｄｑ軸電流演算部５４１は、電流センサ１２７の検出値、および、電気角に基づき、ｄｑ変換により、第１ｄ軸電流検出値Ｉｄ１および第１ｑ軸電流検出値Ｉｑ１を演算する。以下、ｄ軸電流およびｑ軸電流を、適宜まとめて「ｄｑ軸電流」とする。電圧についても同様である。第１ｄｑ軸電流検出値Ｉｄ１、Ｉｑ１は、マイコン間通信にて、第２制御部２５０に送信される。また、第２制御部２５０にて演算される第２ｄｑ軸電流検出値Ｉｄ２、Ｉｑ２は、マイコン間通信にて、第１制御部１５０に送信される。切替部５４５は、取得された第２ｑ軸電流検出値Ｉｑ２は、加算器５４２および減算器５４３に入力されるように制御される。

加算器５４２は、第１ｑ軸電流検出値Ｉｑ１と第２ｑ軸電流検出値Ｉｑ２とを加算する。減算器５４３は、第１ｑ軸電流検出値Ｉｑ１から第２ｑ軸電流検出値Ｉｑ２を減算する。

電流ＦＢ演算部５５０は、減算器５５１、５５２、制御器５５３、５５４、切替部５５５、および、加算器５５６を有する。電流ＦＢ演算部６５０は、減算器６５１、６５２、制御器６５３、６５４、切替部６５５、および、加算器６５６を有する。

減算器５５１は、電流指令値Ｉ１^*からｑ軸電流和Ｉｑ１＋Ｉｑ２を減算し、電流和偏差ΔＩｑ＿ａ１を演算する。減算器５５２は、ｑ軸電流差指令値Ｉｑ＿ｄ２^*からｑ軸電流差Ｉｑ１－Ｉｑ２を減算し、電流差偏差ΔＩｑ＿ｄ１を演算する。本実施形態では、ｑ軸電流差指令値Ｉｑ＿ｄ１^*を０とするが、０以外の値として差を持たせるようにしてもよい。

制御器５５３は、電流和偏差ΔＩｑ＿ａ１が０となるように、ＰＩ演算等により、基本電圧指令値を演算する、制御器５５４は、電流差偏差ΔＩｑ＿ｄ１が０となるように、ＰＩ演算等により差分電圧指令値を演算する。和と差のＦＢ制御では、差分電圧指令値が加算器５５６に入力されるように、切替部５５５が制御される。加算器５５６は、基本電圧指令値と差分電圧指令値を加算し、２系統電圧指令値を演算する。

系統電圧指令値演算部５５７は、２系統電圧指令値に０．５を乗じ、第１系統電圧指令値Ｖｑ１^*を演算する。ＰＷＭ信号生成部５５８は、ｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ１^*、Ｖｑ２^*、および、電気角に基づき、逆ｄｑ変換により、３相電圧指令値を演算する。ＰＷＭ信号生成部５５８は、３相電圧指令値に基づき、ＰＷＭ演算による、ＰＷＭ信号を生成する。生成されたＰＷＭ信号に基づいてインバータ部１２０のスイッチング素子１２１のオンオフ作動を制御する。

図７に示すように、独立ＦＢ制御では、和と差の制御を行わず、系統ごとに電流ＦＢ制御を行う。詳細には、切替部５４５は、第２ｑ軸電流検出値Ｉｑ２に変えて、第１ｑ軸電流検出値Ｉｑ１が加算器５４２に入力されるように制御される。また、減算器５５１には、第１ｑ軸電流検出値Ｉｑ１の２倍の値が減算側に入力される。また、差の制御に係る演算も中止する。第２制御部２５０では、第１制御部１５０と同様の制御の加え、電流制限部６３５に基本電流指令値Ｉｂ２^*が入力されるように、切替部６３６を制御する。

本実施形態では、通常時、協調駆動にてモータ８０の駆動を制御し、異常発生時に協調駆動から独立駆動に切り替える。また、異常が解消した場合、独立駆動から協調駆動に復帰させる。ここでいう「異常」とは、系統間の指令値乖離や電流制限値の低下等、回復可能な一時的なものを含む。異常発生時には、速やかに協調駆動から独立駆動に遷移する。一方、異常解消時に独立駆動から協調駆動に切り替える際、切り替えタイミングによっては、トルク変動が発生する虞がある。そこで本実施形態では、協調駆動から独立駆動に遷移させる遷移条件と、独立駆動から協調駆動に復帰させる復帰条件とを異ならせている。

協調駆動から独立駆動へ遷移させる独立遷移処理を図８のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、駆動モードが協調駆動モードのときに制御部１５０、２５０にて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。Ｓ１０１～Ｓ１０４の処理順は適宜入れ替えてもよい。図９および図１１も同様である。

Ｓ１０１では、制御部１５０、２５０は、電流指令値Ｉ１^*、Ｉ２^*の差の絶対値である指令偏差ΔＩ^*が、指令偏差遷移判定値Ｉ＿ｔｈ＿ａ以下か否か判断する。指令偏差ΔＩ^*が指令偏差遷移判定値Ｉ＿ｔｈ＿ａより大きいと判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０６へ移行し、独立駆動モードに遷移する。指令偏差ΔＩ^*が指令偏差遷移判定値Ｉ＿ｔｈ＿ａ以下であると判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２へ移行する。

Ｓ１０２では、制御部１５０、２５０は、個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１、Ｉｌｉｍ＿ｋ２が、共に電流制限遷移判定値Ｉｌｉｍ＿ｔｈ＿ａ以上か否か判断する。個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１、Ｉｌｉｍ＿ｋ２の少なくとも一方が電流制限遷移判定値Ｉｌｉｍ＿ｔｈ＿ａより小さいと判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、Ｓ１０６へ移行し、独立駆動モードに遷移する。個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１、Ｉｌｉｍ＿ｋ２が共に電流制限遷移判定値Ｉｌｉｍ＿ｔｈ＿ａ以上であると判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｓ１０３へ移行する。

Ｓ１０３では、制御部１５０、２５０は、マイコン間通信が正常か否か判断する。マイコン間通信が正常ではないと判断された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、Ｓ１０６へ移行し、独立駆動モードに遷移する。マイコン間通信が正常であると判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、Ｓ１０４へ移行する。

Ｓ１０４では、制御部１５０、２５０は、走行中にＩＧキーオフ状態になったか否か判断する。ここで、ＩＧキーオフ状態には、ＩＧキーがオフされた場合に限らず、配線の断線等によるＩＧからの電力供給の停止または低下を含む。なお、回路電源１３７、２３７には、バッテリ１０１、２０１から電源端子１０５、２０５を経由して電力が供給されるので、ＩＧがオフされても、制御部１５０、２５０は演算を継続可能である。走行中ＩＧキーオフ状態になったと判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、Ｓ１０６へ移行し、独立駆動に遷移する。なお、走行中ＩＧキーオフ状態になった場合の制御を「走行中ＩＧキーオフ制御」する。また、走行中にＩＧキーがオフ状態となってからの時間であるキーオフ時間Ｘｏｆｆを計時する。走行中ＩＧキーオフ状態になっていないと判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、Ｓ１０５へ移行し、協調駆動を継続する。

独立駆動から協調駆動へ復帰させる協調復帰処理を図９のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、駆動モードが独立駆動モードのときに制御部１５０、２５０にて所定の周期で実行される。

Ｓ２０１では、制御部１５０、２５０は、指令偏差ΔＩ^*が、指令偏差復帰判定値Ｉ＿ｔｈ＿ｂ以下か否か判断する。指令偏差復帰判定値Ｉ＿ｔｈ＿ｂは、指令偏差遷移判定値Ｉ＿ｔｈ＿ａ以下とする。指令偏差ΔＩ^*が指令偏差復帰判定値Ｉ＿ｔｈ＿ｂより大きいと判断された場合（Ｓ２０１：ＮＯ）、Ｓ２０９へ移行し、独立駆動を継続する。指令偏差ΔＩ^*が指令偏差復帰判定値Ｉ＿ｔｈ＿ｂ以下であると判断された場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、Ｓ２０２へ移行する。

Ｓ２０２では、制御部１５０、２５０は、個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１、Ｉｌｉｍ＿ｋ２が、共に電流制限復帰判定値Ｉｌｉｍ＿ｔｈ＿ｂ以上か否か判断する。電流制限復帰判定値Ｉｌｉｍ＿ｔｈ＿ｂは、電流制限遷移判定値Ｉｌｉｍ＿ｔｈ＿ａ以上とする。個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１、Ｉｌｉｍ＿ｋ２の少なくとも一方が電流制限復帰判定値Ｉｌｉｍ＿ｔｈ＿ｂより小さいと判断された場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、Ｓ２０９へ移行し、独立駆動を継続する。個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１、Ｉｌｉｍ＿ｋ２が共に電流制限復帰判定値Ｉｌｉｍ＿ｔｈ＿ｂ以上であると判断された場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、Ｓ２０３へ移行する。

Ｓ２０３では、制御部１５０、２５０は、マイコン間通信が正常か否か判断する。マイコン間通信が正常ではないと判断された場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、Ｓ２０９へ移行し、独立駆動を継続する。マイコン間通信が正常であると判断された場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、Ｓ２０４へ移行する。

Ｓ２０４では、制御部１５０、２５０は、走行中ＩＧキーオフ制御中か否か判断する。走行中ＩＧキーオフ制御中ではないと判断された場合（Ｓ２０４：ＮＯ）、Ｓ２０７へ移行する。走行中ＩＧキーオフ制御中であると判断された場合（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、Ｓ２０５へ移行する。なお、本実施形態では、走行中にＩＧオフ状態になると、ＩＧキーオフ制御としてＳ２０５およびＳ２０６の処理を行うが、一時的なＩＧキーオフ状態が解消されるとＩＧキーオフ制御から抜け、他の復帰条件を満たせば、独立駆動から協調駆動への復帰も可能である。

Ｓ２０５では、制御部１５０、２５０は、キーオフ時間Ｘｏｆｆが推定停車時間Ｘｓｔｐより大きいか否か判断する。キーオフ時間Ｘｏｆｆが推定停車時間Ｘｓｔｐより大きいと判断された場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、Ｓ２０６へ移行し、電流指令値Ｉ１^*、Ｉ２^*を漸減停止する。漸減停止後は、再度、ＩＧがオンされるまで、モータ８０の駆動制御を行わない。キーオフ時間Ｘｏｆｆが推定停車時間Ｘｓｔｐ以下であると判断された場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、Ｓ２０９へ移行し、独立駆動を継続する。

Ｓ２０７では、制御部１５０、２５０は、操舵トルクＴｓが非操舵判定閾値Ｔｓ＿ｔｈ以下か否かを判断する。非操舵判定閾値Ｔｓ＿ｔｈは、駆動モードを独立駆動から協調駆動に復帰させてもトルク変動が生じない程度の値に設定される。操舵トルクＴｓが非操舵判定閾値Ｔｓ＿ｔｈより大きいと判断された場合（Ｓ２０７：ＮＯ）、Ｓ２０９へ移行し、独立駆動を継続する。操舵トルクＴｓが非操舵判定閾値Ｔｓ＿ｔｈ以下であると判断された場合（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、Ｓ２０８へ移行する。

Ｓ２０８では、車速Ｖが車速判定閾値Ｖ＿ｔｈ以下か否かを判断する。車速判定閾値Ｖ＿ｔｈは、安全に駆動モードを独立駆動から協調駆動に復帰可能な程度の値に設定される。車速Ｖが車速判定閾値Ｖ＿ｔｈより大きいと判断された場合（Ｓ２０８：ＮＯ）、Ｓ２０９へ移行し、独立駆動を継続する。車速Ｖが車速判定閾値Ｖ＿ｔｈ以下であると判断された場合（Ｓ２０８：ＹＥＳ）、Ｓ２１０へ移行し、協調駆動に復帰する。

独立駆動から協調駆動への復帰を説明するタイムチャートを図１０に示す。図１０では、共通時間軸を横軸とし、上から、指令偏差ΔＩ^*、個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１、Ｉｌｉｍ＿ｋ２、マイコン間通信、走行中ＩＧキーオフ制御、操舵トルクＴｓ、車速Ｖ、および、駆動モードを示す。個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１、Ｉｌｉｍ＿ｋ２は、異なる値となる場合もあるが、ここでは簡略化のため、同じ値であるものとして記載した。また、マイコン間通信は正常であり、走行中ＩＧキーオフ制御は行われていないものとする。

時刻ｘ１以前において、指令偏差ΔＩ^*が指令偏差遷移判定値Ｉ＿ｔｈ＿ａより大きく、個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１、Ｉｌｉｍ＿ｋ２が電流制限遷移判定値Ｉｌｉｍ＿ｔｈ＿ａより小さいものとし、独立駆動にてモータ８０が駆動されている。本実施形態では、指令偏差ΔＩ^*が指令偏差遷移判定値Ｉ＿ｔｈ＿ａより大きい、または、個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１、Ｉｌｉｍ＿ｋ２の少なくとも一方が電流制限遷移判定値Ｉｌｉｍ＿ｔｈ＿ａより小さい場合、操舵トルクＴｓや車速Ｖによらず、協調駆動から独立駆動に遷移する。

時刻ｘ１にて、個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１、Ｉｌｉｍ＿ｋ２が電流制限復帰判定値Ｉｌｉｍ＿ｔｈ＿ｂ以上となり、時刻ｘ２にて、指令偏差ΔＩ^*が指令偏差復帰判定値Ｉ＿ｔｈ＿ｂ以下となるが、時刻ｘ２時点での操舵トルクＴｓが非操舵判定閾値Ｔｓ＿ｔｈより大きく、車速Ｖが車速判定閾値Ｖ＿ｔｈより大きいため、この段階では協調駆動に復帰せず、独立駆動を継続する。

時刻ｘ３にて、操舵トルクＴｓが非操舵判定閾値Ｔｓ＿ｔｈ以下となり、時刻ｘ４にて、車速Ｖが車速判定閾値Ｖ＿ｔｈ以下となるので、時刻ｘ４にて、駆動モードを独立駆動から協調駆動に復帰させる。

以上説明したように、本実施形態のＥＣＵ１０は、モータ巻線１８０、２８０を有するモータ８０の駆動を制御するものであって、複数のインバータ部１２０、２２０と、複数の制御部１５０、２５０と、を備える。インバータ部１２０、２２０は、モータ巻線の通電を切り替える。

制御部１５０、２５０は、相互に通信可能であって、モード選択部１５２、２５２、および、駆動制御部１５１、２５１を有する。モード選択部１５２、２５２は、協調駆動モードおよび独立駆動モードを含む駆動モードを選択する。駆動制御部１５１、２５１は、選択された駆動モードにて、対応して設けられるインバータ部１２０、２２０を制御する。

協調駆動モードは、他の制御部から取得された値、および、自身の制御部にて演算した値を共有して用いる。独立駆動モードは、他の制御部から取得された値を用いない。なお、マイコン間通信異常などで、他の制御部からの値を取得できない場合についても、「他の制御部から取得された値を用いない」の概念に含まれるものとする。

モード選択部１５２、２５２は、少なくとも１つの遷移判定項目が独立遷移条件を満たしたとき、駆動モードを協調駆動モードから独立駆動モードに移行させる。また、モード選択部１５２、２５２は、遷移判定項目が復帰許可条件を満たし、かつ、遷移判定項目とは異なる復帰許可判定項目が復帰許可条件を満たしたとき、駆動モードを独立駆動モードから協調駆動モードに復帰させる。

本実施形態では、遷移判定項目には、指令偏差ΔＩ^*、個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１、Ｉｌｉｍ＿ｋ２、マイコン間通信、および、走行中ＩＧキーオフ状態が含まれる。復帰許可判定項目には、操舵トルクＴｓおよび車速Ｖが含まれる。復帰許可判定項目は、車両挙動に係る判定項目と捉えることもできる。

本実施形態では、通常時に協調駆動モードにてモータ８０を制御しており、異常の発生等により、遷移判定項目が独立遷移条件を満たした場合には、独立駆動モードに移行する。また遷移判定項目が協調復帰条件を満たし、かつ、復帰許可判定項目が復帰許可条件を満たしたときに協調駆動モードに復帰させる。換言すると、遷移判定項目が協調復帰条件を満たしたとしても、復帰許可判定項目が復帰許可条件を満たしていなければ、協調駆動モードに復帰させず、独立駆動モードを継続する。また、復帰許可判定項目については、協調駆動モードから独立駆動モードへ遷移させる場合には考慮しておらず、復帰許可判定項目の如何によらず、遷移判定項目が独立遷移条件を満たせば、独立駆動モードに遷移させる。これにより、独立駆動モードから協調駆動モードに適切に復帰させることができる。

遷移判定項目には、それぞれの制御部１５０、２５０にて演算された電流指令値Ｉ１^*、Ｉ２^*の偏差である指令偏差ΔＩ^*が含まれる。モード選択部１５２、２５２は、協調駆動モードにて、指令偏差ΔＩ^*が指令偏差遷移判定値Ｉ＿ｔｈ＿ａより大きくなった場合、協調駆動モードから独立駆動モードに遷移させる。また、モード選択部１５２、２５２は、独立駆動モードにて、指令偏差ΔＩ^*が指令偏差復帰判定値Ｉ＿ｔｈ＿ｂ以下になった場合、電流指令値Ｉ１^*、Ｉ２^*に係る協調復帰条件を満たしていると判定する。これにより、電流指令値Ｉ１^*、Ｉ２^*が乖離したときに独立駆動モードに遷移するので、指令乖離による制御の不整合を防ぐことができる。

遷移判定項目には、電流指令値Ｉ１^*、Ｉ２^*の制限に係る値であって、それぞれの制御部１５０、２５０にて演算される個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１、Ｉｌｉｍ＿ｋ２が含まれる。モード選択部１５２、２５２は、協調駆動モードにて、少なくとも１つの個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１、Ｉｌｉｍ＿ｋ２が電流制限遷移判定値Ｉｌｉｍ＿ｔｈ＿ａより小さくなった場合、協調駆動モードから独立駆動モードに遷移させる。また、モード選択部１５２、２５２は、独立駆動モードにて、全ての個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１、Ｉｌｉｍ＿ｋ２が電流制限復帰判定値Ｉｌｉｍ＿ｔｈ＿ｂ以上になった場合、電流制限に係る協調復帰条件を満たしていると判定する。すなわち本実施形態では、電流制限値が低下した場合、独立駆動に移行している。これにより、電流制限値が低下した状態にて協調駆動が継続されることでのトルク不足を抑制することができる。

ＥＣＵ１０は、電動パワーステアリング装置８に適用される。遷移判定項目には、車両の始動スイッチのオンオフ状態であるＩＧキーオフ状態が含まれる。モード選択部１５２、２５２は、走行中に始動スイッチがオフされた場合、協調駆動モードから独立駆動モードに遷移させる。これにより、走行中ＩＧキーオフが生じた場合であっても、適切にモータ８０の駆動を継続することができる。

復帰許可判定項目には、ステアリングホイール９１の操舵状態が含まれる。モード選択部１５２、２５２は、ステアリングホイール９１が非操舵状態である場合、操舵状態に係る復帰許可条件を満たしていると判定する。換言すると、ステアリングホイール９１が操舵状態の場合、独立駆動モードから協調駆動モードへの復帰を許可しない。本実施形態では、操舵トルクＴｓが非操舵判定閾値Ｔｓ＿ｔｈ以下の場合、非操舵状態であるとする。これにより、操舵中に駆動モードが切り替わることでのトルク変動を抑制することができるので。運転者の違和感を低減することができる。

復帰許可判定項目には、車速Ｖが含まれる。モード選択部１５２、２５２は、車速Ｖが車速判定閾値Ｖ＿ｔｈ以下のとき、車速Ｖに係る復帰許可条件を満たしていると判定する。換言すると、車速が車速判定閾値Ｖ＿ｔｈより大きい場合、独立駆動モードから協調駆動モードへの復帰を許可しない。これにより、駆動モードの切り替えに伴う運転者の違和感を低減することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態を図１１に示す。本実施形態では、独立遷移処理が上記実施形態と異なっているので、この点を中心に説明する。本実施形態では、操舵トルクＴｓに応じてモータ８０を制御する操舵アシストモード、および、操舵トルクＴｓによらず舵角θｓを自動制御する自動運転モードを切替可能である。以下、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。

本実施形態の独立遷移処理を図１１のフローチャートに基づいて説明する。Ｓ３０１およびＳ３０２の処理は、図８中のＳ１０１およびＳ１０２の処理と同様であって、Ｓ３０１またはＳ３０２にて否定判断された場合、Ｓ３０３へ移行する。Ｓ３０３では、制御部１５０、２５０は、ＡＤＳ中か否かを判断する。ＡＤＳ中ではないと判断された場合（Ｓ３０３：ＮＯ）、Ｓ３０７へ移行し、独立駆動に遷移する。ＡＤＳ中であると判断された場合（Ｓ３０３：ＹＥＳ）、Ｓ３０４へ移行する。Ｓ３０４～Ｓ３０７の処理は、図８中のＳ１０３～Ｓ１０６の処理と同様である。

すなわち本実施形態では、指令偏差ΔＩ^*が指令偏差遷移判定値Ｉ＿ｔｈ＿ａより小さい場合、ＥＰＳモードの場合は独立駆動に遷移する。一方、ＡＤＳモードの場合、指令偏差ΔＩ^*が指令偏差遷移判定値Ｉ＿ｔｈ＿ａより小さくても、マイコン間通信等が正常であれば、独立駆動に移行しない。また、個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１、Ｉｌｉｍ＿ｋ２の少なくとも一方が電流制限遷移判定値Ｉｌｉｍ＿ｔｈ＿ａより小さい場合、ＥＰＳモードでは独立駆動に遷移する。一方、ＡＤＳモードの場合、個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１、Ｉｌｉｍ＿ｋ２の少なくとも一方が電流制限遷移判定値Ｉｌｉｍ＿ｔｈ＿ａより小さくても、マイコン間通信等が正常であれば、独立駆動に移行しない。換言すると、ＡＤＳモードでは、指令偏差ΔＩ^*および個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１、Ｉｌｉｍ＿ｋ２を、協調駆動から独立駆動への遷移判定項目から除外している。協調復帰処理は、上記実施形態と同様であり、運転モードがＡＤＳモードかＥＰＳモードかによらず、指令偏差ΔＩ^*および個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１、Ｉｌｉｍ＿ｋ２を協調復帰判定に用いる。

本実施形態では、制御部１５０、２５０は、舵角θｓを自動制御する自動運転制御であるＡＤＳモードと、操舵トルクＴｓに応じたアシスト制御を行う操舵アシスト制御であるＥＰＳモードと、を切替可能である。モード選択部１５２、２５２は、操舵アシスト制御での協調駆動モードにおいて、指令判定項目が独立遷移条件を満たしたとき、駆動モードを独立駆動モードに遷移させる。一方、モード選択部１５２、２５２は、自動運転制御での協調駆動モードにおいて、指令判定項目を独立駆動モードへの遷移判定対象から除外する。また、独立駆動モードにおいて、操舵アシスト制御か自動運転制御かによらず、指令判定項目が協調復帰条件を満たしていない場合、独立駆動モードを継続する。

遷移判定項目には、電流指令値に係る指令判定項目が含まれる。本実施形態の指令判定項目は、指令偏差ΔＩ^*および個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１、Ｉｌｉｍ＿ｋ２である。補足として、個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１、Ｉｌｉｍ＿ｋ２は、電流指令値Ｉ１^*、Ｉ２^*の制限に係る値であるので、「電流指令値に係る指令判定項目」の概念に含めるものとする。

本実施形態では、自動運転制御中の協調駆動モードにおいて、指令判定項目を独立駆動モードへの遷移判定対象から除外する。換言すると、自動運転制御中の協調駆動モードでは、指令判定項目である指令偏差ΔＩ^*および個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１、Ｉｌｉｍ＿ｋ２が独立遷移条件を満たしたとしても、独立駆動へ移行せず、協調駆動を継続する。また、一旦独立駆動モードに移行した場合には、自動運転制御中であっても、指令偏差ΔＩ^*および個別電流制限値Ｉｌｉｍ＿ｋ１、Ｉｌｉｍ＿ｋ２が協調復帰条件を満たしていなければ、協調駆動へは復帰させず、独立駆動モードを継続する。これにより、自動運転制御か操舵アシスト制御かに応じ、駆動モードを適切に切り替えることができる。また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（他の実施形態）
上記実施形態では、操舵トルクに基づいて操舵状態を判定した。他の実施形態では、操舵トルクに限らず、ハンドル速度、モータ速度、または、ラック速度に基づいて操舵状態を判定してもよい。

また、他の実施形態では、電流指令値および電流検出値に基づいて操舵状態を判定してもよい。電流指令値の値が大きい場合、操舵中である蓋然性が高いため、電流指令値が判定閾値より大きい場合、操舵中、判定閾値より小さい場合、非操舵状態と判定する、といった具合である。電流検出値についても同様である。また、操舵トルク、ハンドル速度、モータ速度、ラック速度、電流指令値および電流検出値の２つ以上を用いて操舵状態を判定してもよい。

上記実施形態では、遷移判定項目には、指令偏差、個別電流制限値、マイコン間通信、および、始動スイッチのオンオフ状態が含まれ、復帰許可判定項目には、操舵状態、および、車速が含まれる。他の実施形態では、遷移判定項目として例示した上記４つ項目のうちの一部を省略してもよいし、他の項目を遷移判定項目に追加してもよい。また、復帰許可判定項目の一部を省略してもよいし、復帰許可判定項目に、車両の挙動状態に係る項目として、車両の横Ｇやヨーレート等、他の項目を追加してもよい。

上記実施形態では、協調駆動モードにおいて、電流指令値、電流検出値および電流制限値を系統間で共有する。他の実施形態では、協調駆動モードにおいて、電流制限値を共有しなくてもよい。上記実施形態では、第１制御部１５０をマスター制御部、第２制御部２５０をスレーブ制御部とし、協調駆動モードにおいて、電流指令値Ｉ１^*を制御部１５０、２５０で用いる。他の実施形態では、電流指令値を共有せず、協調駆動モードにおいても、自系統の電流指令値を用いてもよい。また、電流指令値、電流検出値および電流制限値以外の値を共有してもよい。

上記実施形態では、モータ巻線、インバータ部および制御部が２つずつ設けられる。他の実施形態では、モータ巻線は、１つまたは３つ以上であってもよい。また、インバータ部および制御部が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ない。また、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操舵装置に適用してもよい。また、操舵装置以外の車載装置、または、車載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。

８・・・電動パワーステアリング装置（操舵装置）
１０・・・ＥＣＵ（回転電機制御装置）
８０・・・モータ（回転電機）
９１・・・ステアリングホイール（操舵部材）
１２０、２２０・・・インバータ部
１５０、２５０・・・制御部
１５１、２５１・・・駆動制御部
１５２、２５２・・・モード選択部
１８０、２８０・・・モータ巻線

Claims (7)

1. モータ巻線（１８０、２８０）を有する回転電機（８０）の駆動を制御する回転電機制御装置であって、
   前記モータ巻線の通電を切り替える複数のインバータ部（１２０、２２０）と、
   協調駆動モードおよび独立駆動モードを含む駆動モードを選択するモード選択部（１５２、２５２）、ならびに、選択された前記駆動モードにて対応して設けられる前記インバータ部を制御する駆動制御部（１５１、２５１）を有し、相互に通信可能な複数の制御部（１５０、２５０）と、
   を備え、
   前記協調駆動モードは、他の前記制御部から取得された値および自身の前記制御部にて演算した値を用い、
   前記独立駆動モードは、他の前記制御部から取得された値を用いず、
   前記モード選択部は、
   少なくとも１つの遷移判定項目が独立遷移条件を満たしたとき、前記駆動モードを前記協調駆動モードから前記独立駆動モードに遷移させ、
   前記遷移判定項目が協調復帰条件を満たし、かつ、前記遷移判定項目とは異なる復帰許可判定項目が復帰許可条件を満たしたとき、前記駆動モードを前記独立駆動モードから前記協調駆動モードに復帰させる回転電機制御装置。
2. 前記遷移判定項目には、それぞれの前記制御部にて演算された電流指令値の偏差である指令偏差が含まれ、
   前記モード選択部は、
   前記協調駆動モードにて、前記指令偏差が指令偏差遷移判定値より大きくなった場合、前記協調駆動モードから前記独立駆動モードに遷移させ、
   前記独立駆動モードにて、前記指令偏差が指令偏差復帰判定値以下になった場合、前記電流指令値に係る前記協調復帰条件を満たしていると判定する請求項１に記載の回転電機制御装置。
3. 前記遷移判定項目には、前記電流指令値の制限に係る値であって、それぞれの前記制御部にて演算される個別電流制限値が含まれ、
   前記モード選択部は、
   前記協調駆動モードにて、少なくとも１つの前記個別電流制限値が、電流制限遷移判定値より小さくなった場合、前記協調駆動モードから前記独立駆動モードに遷移させ、
   前記独立駆動モードにて、全ての前記個別電流制限値が電流制限復帰判定値以上になった場合、電流制限に係る前記協調復帰条件を満たしていると判定する請求項２に記載の回転電機制御装置。
4. 操舵装置（８）に適用され、
   前記制御部は、舵角を自動制御する自動運転制御と、操舵トルクに応じたアシスト制御を行う操舵アシスト制御とを切替可能であって、
   前記遷移判定項目には、電流指令値に係る指令判定項目が含まれ、
   前記モード選択部は、
   前記操舵アシスト制御での前記協調駆動モードにおいて、前記指令判定項目が前記独立遷移条件を満たしたとき、駆動モードを前記独立駆動モードに遷移させ、
   前記自動運転制御での前記協調駆動モードにおいて、前記指令判定項目を前記独立駆動モードへの遷移判定対象から除外し、
   前記独立駆動モードにおいて、前記操舵アシスト制御か前記自動運転制御かによらず、前記指令判定項目が協調復帰条件を満たしていない場合、前記独立駆動モードを継続する請求項１に記載の回転電機制御装置。
5. 操舵装置（８）に適用され、
   前記遷移判定項目には、車両の始動スイッチのオンオフ状態が含まれ、
   走行中に前記始動スイッチがオフされた場合、前記協調駆動モードから前記独立駆動モードに遷移させる請求項１～４のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。
6. 操舵装置（８）に適用され、
   前記復帰許可判定項目には、操舵部材（９１）の操舵状態が含まれ、
   前記モード選択部は、前記操舵部材が非操舵状態である場合、前記操舵状態に係る前記復帰許可条件を満たしていると判定する請求項１～５のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。
7. 前記復帰許可判定項目には、車速が含まれ、
   前記モード選択部は、前記車速が車速判定閾値以下の場合、前記車速に係る前記復帰許可条件を満たしていると判定する請求項６に記載の回転電機制御装置。

Images