JP7243519B2 - 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、２つの制御部が設けられており、１つのマスター制御部にて演算される指令値をスレーブ制御部に送信することで、２系統を協調動作させている。

特開２０１８－１３０００７号公報

ところで、冗長システムにおいて、一部の系統が停止した場合、正常系統において、停止した系統の出力を補うように出力を高めることがある。ここで、停止の原因が電源の瞬断やマイコンリセット等、一時的なものであった場合、正常系統が出力を高めている状態にて、停止していた系統が復帰すると、過出力等、意図しない動作となる虞がある。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、回転電機の駆動を適切に制御する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、対応して設けられるインバータ部を制御する駆動制御部（１５０、２５０）、駆動モードを選択するモード選択部（１５２、２５２）、異常監視を行う異常監視部（１５５、２５５）、および、異常監視結果に応じた異常情報が記憶される記憶部（１５６、２５６）を有し、相度に通信可能である。ここで、対応して設けられるインバータ部と制御部との組み合わせを系統とする。

駆動モードには、協調駆動モード、独立駆動モード、および、バックアップモードが含まれる。協調駆動モードは、通信による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て複数系統にてモータ巻線の通電を制御する。独立駆動モードは、他の制御部から取得される値を用いず、全系統での駆動時の自系統担当部と同じ出力となるようにモータ巻線の通電を制御する。バックアップモードでは、他の制御部から取得される値を用いず、１系統にて他系統の出力を補うように出力特性を変更してモータ巻線の通電を制御する。

第１の態様では、モード選択部は、通常時の駆動モードを協調駆動モードとし、制御部間の通信異常または同期異常である協調不能異常が確定した場合、駆動モードを協調駆動モードから独立駆動モードに切り替える。また、モード選択部は、協調不能異常が確定して独立駆動モードに移行した後、制御部間の通信とは別途に取得される他系統リレー情報である他系統監視情報に基づいて他系統の停止判定を行い、他系統の停止が確定するまでは出力特性を変更せず独立駆動モードを継続し、他系統監視情報に基づいて他系統停止が確定した場合、駆動モードを独立駆動モードからバックアップモードに切り替え、他系統の出力を補うように出力特性を変更する。
第２の態様および第３の態様では、モード選択部は、通常時の駆動モードを協調駆動モードとし、制御部間の通信異常または同期異常である協調不能異常が検出された場合、駆動モードを協調駆動モードから独立駆動モードに切り替える。また、モード選択部は、協調不能異常により独立駆動モードに移行した後、他系統監視情報に基づいて他系統停止が確定した場合、駆動モードを独立駆動モードからバックアップモードに切り替える。
第２の態様では、協調不能異常が検出されてからバックアップモードに切り替えるまでの時間は、制御部の再起動に要する時間に応じて設定される。
第３の態様では、協調不能異常が検出された場合に協調不能異常に係る情報を異常情報として記憶部に記憶させるタイミングは、駆動モードを独立駆動モードに切り替えるタイミングよりも後である。
これにより、回転電機の駆動を適切に制御することができる。

第１実施形態によるステアリングシステムの概略構成図である。 第１実施形態による駆動装置の断面図である。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。 第１実施形態によるＥＣＵを示すブロック図である。 第１実施形態による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２系統駆動時の操舵トルクとアシストトルクとの関係を説明する説明図である。 第１実施形態による片系統駆動モードでの操舵トルクとアシストトルクとの関係を説明する説明図である。 第１実施形態による駆動モード選択処理を説明するフローチャートである。 第１実施形態によるダイアグ記憶処理を説明するフローチャートである。 第１実施形態による通信異常時処理を説明するタイムチャートである。 第１実施形態による通信異常時処理を説明するタイムチャートである。 第１実施形態による通信異常時処理を説明するタイムチャートである。 第１実施形態による通信異常時処理を説明するタイムチャートである。 第２実施形態による駆動モード選択処理を説明するフローチャートである。 第２実施形態による通信異常時処理を説明するタイムチャートである。 第２実施形態による通信異常時処理を説明するタイムチャートである。 参考例による操舵トルクとアシストトルクとの関係を説明する説明図である。 参考例による通信異常時処理を説明するタイムチャートである。

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１３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」であり、ステアリングシャフト９２が駆動対象といえる。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。

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。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を経由して、第１モータ巻線１８０に供給される。第１グランド端子１０６は、ＥＣＵ１０の内部の第１系統のグランドである第１グランドＧＮＤ１と、ＥＣＵ１０の外部の第１系統のグランドである第１外部グランドＧＢ１とに接続される。車のシステムにおいては金属ボデーが共通のＧＮＤプレーンとなっており、第１外部グランドＧＢ１はＧＮＤプレーン上の接続ポイントの１つを示し、第２バッテリ２０１の負極もこのＧＮＤプレーン上の接続ポイントに接続される。

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

第１通信端子１０８は、第１車両通信回路１１１と、第１車両通信網１９５とに接続される。第１車両通信網１９５と第１制御部１５０とは、第１車両通信回路１１１を経由して、送受信が可能に接続される。また、第１車両通信網１９５と第２制御部２５０とは、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憶媒体）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、駆動制御部１５１、モード選択部１５２、異常監視部１５５、記憶部１５６、および、同期処理部１５７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。

第２制御部２５０は、駆動制御部２５１、モード選択部１５２、異常監視部２５５、記憶部２５６、および、同期処理部２５７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。駆動制御部１５１、２５１は、例えば電流フィードバック制御によりモータ８０の駆動を制御するが、モータ制御の制御手法の詳細は、電流フィードバック制御以外であってもよい。

モード選択部１５２、２５２は、モータ８０の駆動制御に係る駆動モードを選択する。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。ここで、通常時とは、系統Ｌ１、Ｌ２が正常であって、２系統の協調駆動が可能である場合とし、以下適宜、通常時における協調駆動モードでの制御を「通常制御」とする。本実施形態では、マイコン間通信異常、または、系統間同期不能の場合を協調不能異常とする。協調不能異常判定について、マイコン間通信または系統間同期の一方を省略してもよい。以下、系統間同期は正常であるものとし、マイコン間通信状態に応じた処理について説明する。

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。本実施形態では、制御情報として電流指令値、電流検出値および電流制限値を共有する。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、マスターである第１制御部１５０にて演算された電流指令値を第２制御部２５０へ送信し、制御部１５０、２５０にて第１制御部１５０にて演算された同一の電流指令値を用いる。共有される電流指令値は、電流制限後の値であってもよいし、電流制限前の値としてもよい。本実施形態では、協調駆動モードにおいて、２系統の電流和と電流差を制御する、いわゆる「和と差の制御」にて電流制御を行う。

独立駆動モードでは、他系統の制御情報を用いず、各系統が独立して、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、他系統の制御情報を用いず、１系統にてモータ８０の駆動を制御する。ここで、３系統以上であっても、１系統にてモータ８０を駆動する駆動モードを「片系統駆動モード」とする。

各駆動モードでの出力特性を図６および図７に基づいて説明する。本実施形態では、モータ８０から出力される出力トルクであるアシストトルクＴａを、操舵トルクＴｓに応じて設定している。図６では、横軸を操舵トルクＴｓ、縦軸をアシストトルクＴａとし、協調駆動モードおよび独立駆動モードにおいて、２系統合計の出力を実線、第１系統Ｌ１の出力を破線で示す。

図６に示すように、アシストトルクＴａは、操舵トルクＴｓが上限到達値Ｔｓ２までの範囲において、操舵トルクＴｓが大きくなるにつれて大きくなり、操舵トルクＴｓが上限到達値Ｔｓ２以上の範囲において、出力上限値Ｔａ＿ｍａｘ２となる。第１系統Ｌ１と第２系統Ｌ２とで性能等が同じであれば、第１系統Ｌ１と第２系統Ｌ２とで１／２ずつモータ８０の出力を担う。すなわち、１系統での出力上限値Ｔａ＿ｍａｘ１は、２系統での出力上限値Ｔａ＿ｍａｘ２の１／２となっている。また、１系統での操舵トルクＴｓに対するアシストトルクＴａの増加割合は、２系統駆動時の１／２となっている。ここで、独立駆動モードにて１系統での駆動を行う場合、破線で示すように、アシストトルクＴａは、２系統駆動時の１／２となる。なお、図６では、アシストトルクＴａは、出力上限値Ｔａ＿ｍａｘ２までの範囲にて、操舵トルクＴｓの増加に伴って線形的に増加しているが、非線形で増加するようにしてもよい。

片系統駆動モードでの出力特性を図７に示す。図７では、第２系統Ｌ２での片系統駆動時の出力を実線、通常時の２系統合計の出力を破線で示す。片系統駆動モードにおいて、操舵トルクＴｓが上限到達値Ｔｓ１までの範囲にて、操舵トルクＴｓに対するアシストトルクＴａの増加割合を２倍にすることで、操舵トルクＴｓに対するアシストトルクＴａを２系統駆動時と同じにしている。また、操舵トルクＴｓが上限到達値Ｔｓ１より大きい範囲において、アシストトルクＴａは、操舵トルクＴｓによらず、片系統駆動での出力上限値Ｔａ＿ｍａｘ１となり、２系統駆動時よりアシストトルクＴａが小さくなる。なお、定格電流等に余裕があれば、片系統駆動モードにおける出力上限値Ｔａ＿ｍａｘ１を２系統駆動での出力上限値Ｔａ＿ｍａｘ２以下の範囲にて引き上げてもよい。以下適宜、他系統異常時に行う片系統駆動を、「バックアップ制御」とし、図中「ＢＵ制御」とも記載する。また、バックアップ制御において、出力特性を変更し、操舵トルクＴｓに対するアシストトルクＴａの増加割合、および、出力上限の少なくとも一方を高めることを「出力を高める」とする。

図４に示すように、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の異常を検出した時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。

第２制御部２５０における第１系統Ｌ１の監視において、他系統リレー情報として、リレーゲート信号Ｖｒｇ１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。

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状態を「他系統リレーＨｉ」、オフされている状態を「他系統リレーＬｏ」とする。

異常監視部１５５、２５５は、マイコン間通信異常が生じており、かつ、他系統リレー情報が異常である場合、他系統が異常であると判定する。また、異常監視部１５５、２５５は、マイコン間通信異常が生じており、かつ、他系統リレー情報が正常である場合、他系統の制御部は正常であって、マイコン間通信異常が生じていると判定する。すなわち、本実施形態では、マイコン間通信状態および他系統リレー監視により、通信できない状態が、他系統の制御部の異常によるものなのか、マイコン間通信異常によるものなのか、を切り分けている。

記憶部１５６は、不揮発性メモリであって、異常監視部１５５にて検出された異常に係る異常情報が記憶される。記憶部２５６は、不揮発性メモリであって、異常監視部２５５にて検出された異常に係る異常情報が記憶される。記憶部１５６、２５６に記憶される異常情報には、マイコン間通信異常に係る情報、および、他系統停止に関する情報等が含まれる。記憶部１５６、２５６に記憶された異常情報は、異常解析に用いられる。以下適宜、異常情報を「ダイアグ」とする。

同期処理部１５７、２５７は、制御部１５０、２５０の制御タイミングを同期させる同期処理を行う。第１制御部１５０は、図示しないクロック生成回路を有し、生成されたクロック信号に基づき、駆動タイミングを生成する。同期処理部１５７は、駆動タイミングを他系統と同期させるための同期信号を生成し、第２制御部２５０に送信する。

第２制御部２５０は、図示しないクロック生成回路を有し、生成されたクロック信号に基づき、駆動タイミングを生成する。同期処理部２５７は、第１制御部１５０から送信された同期信号に基づき、駆動タイミングが第１系統Ｌ１と一致するように補正する。同期信号は、制御部１５０、２５０の外部にて生成されてもよく、同期処理の詳細は、異なっていてもよい。また、同期信号の送受信に用いられる通信線は、専用の通信線を用いてもよいし、他の情報の送受信に用いられる信号線を共用してもよい。

ところで、制御部１５０、２５０間にて通信ができない状態は、ＥＣＵ１０の内部故障の他に、バッテリ１０１、２０１の異常やハーネスの断線等、ＥＣＵ１０の外部の電源装置の異常によっても起こりうる。本実施形態では、マイコン間通信にて取得される他系統の情報を用いて協調駆動を行っているため、マイコン間通信異常時には、駆動モードを速やかに切り替えることが望ましい。一方で、駆動モードの切り替えと同時に異常情報をダイアグ記憶すると、電源瞬断のような一時的な異常であっても異常履歴が残ってしまう。

また、バックアップ制御にて出力特性を変更していると、一時的な異常が生じた系統が復帰した場合に、過出力となる虞がある。図１７に示すように、参考例として、第２系統Ｌ２にて既に片系統駆動を行っているところで、第１系統Ｌ１を独立駆動することによる出力が上乗せされると、操舵トルクＴｓが上限到達値Ｔｓ２までの範囲にて、通常時より過出力となる。なお、図１７では、協調駆動モードでの２系統での出力を破線、片系統駆動モードでの第２系統Ｌ２の出力を二点鎖線、独立駆動モードでの第１系統Ｌ１の出力を一点鎖線、片系統駆動モードでの第１系統Ｌ１の出力に第２系統Ｌ２の出力を加えた２系統での出力を実線で示した。

そこで本実施形態では、マイコン間通信異常が発生したとき、１段目の異常確定にて駆動モードを変更し、２段目の異常確定にてダイアグ記憶を行うものとし、１段目の異常確定時間と、２段目の異常確定時間とを異ならせている。詳細には、１段目の異常確定時間（例えば数［ｍｓ］）よりも２段目の異常確定時間（例えば３［ｓ］）を長くしている。１段目の異常確定時間は可及的短い方が好ましく、２段目の異常確定時間は、他系統のマイコンリセットによる再起動に要する時間に応じた設定される。詳細には、電源瞬断として許容される時間の分、再起動に要する時間より長い時間に設定される。また、他系統が既にバックアップ制御に移行している場合、自系統をアシスト停止とすることで、過出力を防ぐ。また本実施形態では、他系統停止確定判定までの時間は、２段目の異常確定時間と等しいものとする。

本実施形態の駆動モード選択処理を図８のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、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では、制御部１５０、２５０は、マイコン間通信が異常か否か判断する。マイコン間通信が異常であると判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０７へ移行する。マイコン間通信が正常であると判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０２へ移行する。なお、マイコン間通信が正常判定された場合であって、後述のカウンタＣｔ１、Ｃｔ２、Ｃｔ３がカウントされている場合はリセットする。

Ｓ１０２では、制御部１５０、２５０は、協調駆動中か否か判断する。協調駆動中であると判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｓ１０３へ移行し、協調駆動を継続する。協調駆動中でないと判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、Ｓ１０４へ移行する。

Ｓ１０４では、制御部１５０、２５０は、他系統がバックアップ制御に移行しているか否か判断する。他系統がバックアップ制御に移行していると判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、Ｓ１０５へ移行し、駆動モードをアシスト停止とする。他系統がバックアップ制御に移行していないと判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、Ｓ１０６へ移行し、自系統の駆動モードを独立駆動モードとする。

マイコン間通信が異常であると判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）に移行するＳ１０７では、制御部１５０、２５０は、１段目の通信異常が確定しているか否か判断する。１段目の通信異常が確定していると判断された場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、Ｓ１１１へ移行する。１段目の通信異常が確定していないと判断された場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、Ｓ１０８へ移行し、１段目通信異常カウンタＣｔ１をインクリメントする。

Ｓ１０９では、制御部１５０、２５０は、１段目通信異常カウンタＣｔ１が１段目確定判定値ＴＨ１より大きいか否かを判断する。１段目確定判定値ＴＨ１は、１段目の異常確定時間に応じて設定される。１段目通信異常カウンタＣｔ１が１段目確定判定値ＴＨ１以下であると判断された場合（Ｓ１０９：ＮＯ）、Ｓ１１０の処理を行わず、本ルーチンを終了する。１段目通信異常カウンタＣｔ１が１段目確定判定値ＴＨ１より大きいと判断された場合（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、Ｓ１１０へ移行し、１段目通信異常を確定し、駆動モードを独立駆動とする。なお、例えば１段目確定判定値ＴＨ１を０とし、マイコン間通信異常が検出された直後から独立駆動モードに移行するようにしてもよい。

１段目の通信異常が確定していると判断された場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）に移行するＳ１１１では、制御部１５０、２５０は、他系統リレーがＬｏか否か判断する。他系統リレーがＨｉであると判断された場合（Ｓ１１１：ＮＯ）、Ｓ１１３以降の処理を行わず、本ルーチンを終了する。また、他系統監視カウンタＣｔ３がカウントされている場合はリセットする。他系統リレーがＬｏであると判断された場合（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、Ｓ１１２へ移行し、他系統監視カウンタＣｔ３をインクリメントする。

Ｓ１１３では、制御部１５０、２５０は、他系統監視カウンタＣｔ３が他系統異常確定判定値ＴＨ３より大きいか否か判断する。他系統異常確定判定値ＴＨ３は、独立駆動からバックアップ制御に移行させる時間に応じて設定される。他系統監視カウンタＣｔ３が他系統異常確定判定値ＴＨ３以下であると判断された場合（Ｓ１１３：ＮＯ）、Ｓ１１４の処理を行わず、本ルーチンを終了する。他系統監視カウンタＣｔ３が他系統異常確定判定値ＴＨ３より大きいと判断された場合（Ｓ１１３：ＹＥＳ）、Ｓ１１４へ移行し、バックアップ制御に移行する。また、他系統停止をダイアグとして記憶部１５６、２５６に記憶させる。

本実施形態のダイアグ記憶処理を図９のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、制御部１５０、２５０にて所定の周期で実行される。Ｓ１５１では、制御部１５０、２５０は、マイコン間通信が異常か否か判断する。マイコン間通信が正常であると判断された場合（Ｓ１５１：ＮＯ）、Ｓ１５２以降の処理を行わない。なお、後述の２段目通信異常カウンタＣｔ２がカウントされている場合はリセットする。マイコン間通信が異常であると判断された場合（Ｓ１５１：ＹＥＳ）、Ｓ１５２へ移行する。

Ｓ１５２では、制御部１５０、２５０は、１段目の通信異常が確定しているか否か判断する。１段目の通信異常が確定していないと判断された場合（Ｓ１５２：ＮＯ）、Ｓ１５２以降の処理を行わず、本ルーチンを終了する。１段目の通信異常が確定していると判断された場合（Ｓ１５２：ＹＥＳ）、Ｓ１５３へ移行する。

Ｓ１５３では、制御部１５０、２５０は、自系統がバックアップ制御中か否か判断する。自系統がバックアップ制御中であると判断された場合（Ｓ１５３：ＹＥＳ）、Ｓ１５４以降の処理を行わず、本ルーチンを終了する。自系統がバックアップ制御中ではないと判断された場合（Ｓ１５３：ＮＯ）、Ｓ１５４へ移行する。

Ｓ１５４では、制御部１５０、２５０は、パワーラッチ中か否か判断する。制御部１５０、２５０は、始動スイッチがオフされた後も、オン状態を継続して終了処理等を行い、終了処理完了後にオフする。本実施形態では、始動スイッチオフ後であって、制御部１５０、２５０がオンされている状態を「パワーラッチ中」とする。パワーラッチ中であると判断された場合（Ｓ１５４：ＹＥＳ）、Ｓ１５５以降の処理を行わず、本ルーチンを終了する。パワーラッチ中でないと判断された場合（Ｓ１５４：ＮＯ）、Ｓ１５５へ移行する。

Ｓ１５５では、制御部１５０、２５０は、他系統リレーがＬｏか否か判断する。他系統リレーがＬｏであると判断された場合（Ｓ１５５：ＹＥＳ）、Ｓ１５６以降の処理を行わず、本ルーチンを終了する。他系統リレーがＨｉであると判断された場合（Ｓ１５５：ＮＯ）、Ｓ１５６へ移行する。

Ｓ１５６では、制御部１５０、２５０は、２段目通信異常カウンタＣｔ２をインクリメントする。Ｓ１５７では、２段目通信異常カウンタＣｔ２が２段目確定判定閾値ＴＨ２より大きいか否か判断する。本実施形態では、２段目確定判定値ＴＨ２は、２段目の異常確定時間に応じて設定され、他系統異常確定判定値ＴＨ３と同じ値とする。２段目通信異常カウンタＣｔ２が２段目確定判定値ＴＨ２以下であると判断された場合（Ｓ１５７：ＮＯ）、Ｓ１５８の処理を行わず、本ルーチンを終了する。２段目通信異常カウンタＣｔ２が２段目確定判定値ＴＨ２より大きいと判断された場合（Ｓ１５７：ＹＥＳ）、Ｓ１５８へ移行して２段目通信異常を確定し、マイコン間通信異常をダイアグとして記憶部１５６、２５６に記憶する。

図９では、Ｓ１５３～Ｓ１５５がダイアグ記憶マスク条件判定に対応しており、Ｓ１５３にて肯定判断された場合、既に他系統停止が確定しているので、マイコン間通信異常に係るダイアグ記憶マスク条件が成立していると判定される。Ｓ１５５にて肯定判断された場合、他系統リレーがＬｏであり、マイコン間通信ではなく他系統停止による通信不能とみなし、マイコン間通信異常に係るダイアグ記憶マスク条件が成立していると判定される。また、Ｓ１５４にて肯定判断された場合、パワーラッチ中であって、正常にＩＧオフされているので、マイコン間通信異常に係るダイアグ記憶マスク条件が成立していると判定される。Ｓ１５３～Ｓ１５５にて否定判断された場合、ダイアグ記憶マスク条件が非成立と判定される。Ｓ１５３～Ｓ１５５は、順番を入れ替えてもよいし、一部の処理を省略してもよい。

通信異常時処理を図１０～図１３のタイムチャートに基づいて説明する。図１０では、上段から、第１制御部１５０への給電状態（図中「ＩＧ－１」と記載）、第２制御部２５０への給電状態（図中「ＩＧ－２」と記載）、第１系統Ｌ１の駆動モード、第２系統Ｌ２の駆動モード、１段目通信異常カウンタＣｔ１、２段目通信異常カウンタＣｔ２、他系統監視カウンタＣｔ３とする。以下、第１系統Ｌ１に異常が生じた場合を例に説明し、カウンタＣｔ１、Ｃｔ２、Ｃｔ３は、第２制御部２５０内の値とする。また、制御部１５０、２５０に電力が供給されている状態を「電源オン」、給電が途絶えている状態を「電源オフ」とする。図１１～１４および図１８も概ね同様である。

本実施形態の説明に先立ち、参考例を図１７および図１８に基づいて説明する。参考例では１つのカウンタにより、異常時処置およびダイアグ記憶を同時に行っている。図１８に示すように、時刻ｘ９０おいて、第１系統Ｌ１にて給電が途絶える異常が生じた場合、第１制御部１５０のマイコンが停止する。このとき、第２制御部２５０では、マイコン間通信異常を検出し、異常カウンタのカウントを開始する。

時刻ｘ９１にて、異常カウンタのカウント値が確定閾値ＴＨａになると、第２制御部２５０では、相手系統である第１系統Ｌ１が停止したと判定し、相手系統停止の異常情報をダイアグとして記憶するとともに、通常制御からバックアップ制御に移行する。

ここで、時刻ｘ９０にて生じた異常が電源瞬断の場合、第１系統Ｌ１への給電が再開されると、時刻ｘ９２にて第１制御部１５０のマイコンが再起動される。ここで、時刻ｘ９２において、第２系統Ｌ２側がすでにバックアップ制御に移行して出力を高めている場合、再起動後の第１制御部１５０にて、協調駆動モードまたは独立駆動モードにてモータ８０を駆動すると、過出力になる虞がある。また、一時的な電源瞬断であったにも関わらず、相手系統停止のダイアグが記憶されるため、第１制御部１５０の修理や交換等の不要な処置が行われる虞がある。

そこで本実施形態では、駆動モードの変更に係る異常確定と、ダイアグ記憶に係る異常確定とを分け、異なる確定時間を設定する２段確定としている。また、独立駆動モードからバックアップ制御への移行については、他系統監視の情報に基づいており、計３つのカウンタを用いて、駆動モードの切り替え、および、ダイアグ記憶を行っている。

図１０に示すように、時刻ｘ１０にて第１系統Ｌ１の電源瞬断が生じると、第１制御部１５０のマイコンが停止する。第２制御部２５０では、マイコン間通信異常を検出し、１段目通信異常カウンタＣｔ１のカウントを開始する。時刻ｘ１１にて、１段目通信異常カウンタＣｔ１が１段目確定判定値ＴＨ１を超えると、第２制御部２５０は、駆動モードを独立駆動モードに切り替える。独立駆動モードでは、出力特性の変更を行わないので、第１系統Ｌ１が停止している場合、出力は通常時の１／２となる。また、第１制御部１５０のマイコン再起動中は、他系統リレーがＬｏとなるので、他系統監視カウンタＣｔ３のカウントが開始される。このとき、他系統リレーがＬｏであって、ダイアグ記憶マスク条件が成立しているので、２段目通信異常カウンタＣｔ２は、カウントされない。

時刻ｘ１２にて、第１制御部１５０のマイコン再起動が完了すると、他系統リレーがＨｉとなるので、他系統監視カウンタＣｔ３がリセットされる。また、第１制御部１５０は、第２系統Ｌ２が独立駆動モードである旨の情報をマイコン間通信にて取得すると、独立駆動モードにてモータ８０の駆動制御を行う。これにより、電源瞬断等による第１制御部１５０の一時的な停止および再起動を、第１制御部１５０の異常であるという誤ったダイアグが第２制御部２５０の記憶部２５６に残るのを防ぐことができる。また、第１制御部１５０の再起動後は、独立駆動モードにて、２系統でのモータ８０の駆動制御を行うので、出力低下、および、過出力を防ぐことができる。

図１１は、時刻ｘ２０にて第１系統Ｌ１の電源がオフとなり、オフ状態が継続される場合の例である。時刻ｘ２０および時刻ｘ２１の処理は、図１０中の時刻ｘ１０および時刻ｘ１１の処理と同様である。第１系統Ｌ１の電源オフ状態が継続されると、他系統リレーのＬｏが継続される。時刻ｘ２２において、他系統監視カウンタＣｔ３が他系統異常確定判定値ＴＨ３を超えると、第２制御部２５０は、他系統停止をダイアグとして記憶部２５６に記憶する。また、駆動モードを独立駆動モードから片系統駆動モードに切り替え、バックアップ制御に移行し、出力特性を変更する。

図１２は、時刻ｘ３０にてマイコン間通信異常が生じた場合の例である。この例では、系統Ｌ１、Ｌ２とも、電源はオンであって、カウンタＣｔ１、Ｃｔ２、Ｃｔ３は、制御部１５０、２５０で同様の値となる。時刻ｘ３０にてマイコン間通信異常が生じると、１段目通信異常カウンタＣｔ１のカウントが開始される。時刻ｘ３１にて、１段目通信異常カウンタＣｔ１が１段目確定判定値ＴＨ１を超えると、系統Ｌ１、Ｌ２ともに独立駆動モードに移行する。

この例では、マイコン間通信以外は正常であるので、他系統監視カウンタＣｔ３はカウントされない。また、ダイアグ記憶マスク条件が不成立であるので、２段目通信異常カウンタＣｔ２のカウントが開始される。時刻ｘ３２にて２段目通信異常カウンタＣｔ２が２段目確定判定値ＴＨ２を超えると、制御部１５０、２５０は、それぞれ自身の記憶部１５６、２５６にマイコン間通信異常をダイアグとして記憶する。例えば、記憶部１５６、２５６に記憶された情報が故障解析等に用いられることを鑑みれば、ダイアグ記憶タイミングが駆動モードの切り替えより遅れたとしても実害はない。

図１３は、バックアップ制御移行後に、第１系統Ｌ１の給電が復帰した場合の例である。ここでは、第１制御部１５０の再起動に要する時間の記載は省略している。後述の図１６も同様とする。時刻ｘ４０～時刻ｘ４２の処理は、図１１中の時刻ｘ２０～時刻ｘ２２の処理と同様である。時刻ｘ４３にて第１系統Ｌ１への給電が正常復帰し、第１制御部１５０が起動する。このとき、第１制御部１５０は、第２系統Ｌ２がバックアップ制御に移行済みである旨の情報をマイコン間通信にて取得すると、過剰アシストにならないように、第１系統Ｌ１によるモータ８０の駆動制御を行わず、アシスト停止状態とする。なお、第１制御部１５０のマイコンは動作しているので、例えば異常監視等のモータ８０の駆動制御以外の処理を行ってもよい。また、この場合、比較的長時間の他系統停止が生じており、他系統停止がダイアグとして残る。

以上説明したように、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１８０、２８０の通電を切り替える。制御部１５０、２５０は、駆動制御部１５１、２５１、モード選択部１５２、２５２、異常監視部１５５、２５５、および、記憶部１５６、２５６を有し、相互に通信可能である。駆動制御部１５１、２５１は、対応して設けられるインバータ部１２０、２２０を制御する。モード選択部１５２、２５２は、駆動モードを選択する。異常監視部１５５、２５５は、異常監視を行う。記憶部１５６、２５６は、異常監視結果を記憶する。また、対応して設けられるインバータ部１２０、２２０と制御部１５０、２５０との組み合わせを系統とする。

駆動モードには、協調駆動モード、独立駆動モード、および、バックアップモードが含まれる。協調駆動モードは、通信により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て複数系統にてモータ巻線１８０の通電を制御する。独立駆動モードは、他の制御部から取得される値を用いず、全系統での駆動時の自系統担当分と同じ出力となるようにモータ巻線の駆動を制御する。ここで、「同じ出力」とは、例えば制御方式の違いによる出力差程度は許容されるものとする。また、独立駆動モードでは、駆動に用いられている系統数は問わない。すなわち、他系統が停止していれば１系統での独立駆動となり、他系統も独立駆動モードであれば２系統での独立駆動モードとなる。３系統以上でも同様である。バックアップモードでは、他の制御部から取得される値を用いず、１系統にて他系統の出力を補うように出力特性を変更してモータ巻線１８０、２８０の通電を制御する。

モード選択部１５２、２５２は、通常時の駆動モードを協調駆動モードとし、制御部１５０、２５０間の通信異常または同期異常である協調不能異常が検出された場合、駆動モードを協調駆動モードから独立駆動モードに切り替える。また制御部１５０、２５０は、協調不能異常により独立駆動モードに移行した後、制御部１５０、２５０間の通信とは別途に取得される他系統リレー情報に基づいて他系統停止が確定した場合、駆動モードを独立駆動モードからバックアップモードに切り替える。これにより、回転電機の駆動を適切に制御することができる。また、他系統の停止が確定するまでは出力を高めないので、他系統が一時的な異常から復帰した場合の過出力を防ぐことができる。

制御部１５０、２５０は、独立駆動モードからバックアップモードへ移行した場合、他系統停止に係る異常情報を自身の記憶部１５６、２５６に記憶させる。換言すると、他系統情報に基づく他系統停止が確定され、バックアップモードへ移行するまでは、他系統停止に係る異常情報を記憶しない。これにより、例えば電源瞬断等の外部要因による一時的な異常が記憶されないので、誤った異常履歴が記憶される確率を下げることができる。

協調不能異常が検出されてからバックアップモードに移行するまでの時間は、制御部１５０、２５０の再起動に要する時間に応じて設定される。これにより、例えば電源瞬断等の一時的な異常によりバックアップモードに移行するのを防ぐことができる。

制御部１５０、２５０は、自身の起動時、他系統がバックアップモードに移行している場合、自系統の停止状態を維持する。これにより、一方の系統がバックアップモードに移行した後に、復帰した系統による出力が上乗せされることによる過出力を防ぐことができる。

協調不能異常が検出された場合に協調不能異常に係る異常情報を記憶部１５６、２５６に記憶させるタイミングは、駆動モードを独立駆動モードに切り替えるタイミングよりも後である。これにより、速やかに駆動モードを切替可能であるとともに、誤った異常履歴が記憶される確率を下げることができる。

制御部１５０、２５０は、他の制御部が停止している場合、協調不能異常の記憶に係る判定をマスクする。具体的には、他の制御部が停止している場合、２段目の異常確定時間の計時を行わず、協調不能異常に係る異常情報の記憶を行わない。これにより、他系統停止や正常なＩＧオフにより協調不能となっている状態を、協調不能異常として記憶されるのを避けることができる。

協調不能異常が検出されてから当該協調不能異常に係る異常の記憶部１５６、２５６への記憶を実施するまでの時間は、制御部１５０、２５０の再起動に要する時間に応じて設定される。これにより、例えば電源瞬断等の外部要因による一時的な異常が記憶されないので、誤った異常履歴が記憶される確率を下げることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態を図１４～図１６に示す。本実施形態では、駆動モード選択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、独立駆動モードまたは片系統駆動モードに移行した場合であっても、協調駆動モードに復帰可能であれば、協調駆動モードに復帰する。

本実施形態の駆動モード選択処理を図１４のフローチャートに基づいて説明する。Ｓ２０１、Ｓ２０２の処理は、図８中のＳ１０１、Ｓ１０２の処理と同様である。マイコン間通信が異常である場合、Ｓ２０６へ移行する。また、マイコン間通信が正常であって、協調駆動中の場合、Ｓ２０４へ移行して協調駆動を継続し、協調駆動中でない場合、Ｓ２０３へ移行する。

Ｓ２０３では、制御部１５０、２５０は、協調復帰条件が成立しているか否か判断する。協調復帰条件が成立していると判断された場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、Ｓ２０４へ移行し、駆動モードを協調駆動モードに切り替える。協調復帰条件が成立していないと判断された場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、Ｓ２０５へ移行し、駆動モードを独立駆動モードとする。Ｓ２０６～Ｓ２１３の処理は、図８中のＳ１０７～Ｓ１１４の処理と同様である。

協調復帰条件について説明する。本実施形態では、第１制御部１５０にて演算される第１電流指令値と、第２制御部２５０で演算される第２電流指令値との差の絶対値である指令偏差ΔＩ^*が乖離判定値ΔＩ＿ｔｈより小さいと判断された場合、系統間で指令乖離が生じていないとみなし、協調復帰可能と判定する。また、第１制御部１５０にて演算される第１電流制限値Ｉｌｉｍ１および第２制御部２５０にて演算される第２電流制限値Ｉｌｉｍ２が、共に復帰判定値より大きい場合、協調復帰可能と判定する。また、操舵トルクＴｓが非操舵判定値Ｔｓ＿ｔｈより小さい場合、協調復帰可能と判定する。さらにまた、車速Ｖが車速判定値Ｖ＿ｔｈより小さい場合、協調復帰可能と判定する。

すなわち本実施形態では、指令偏差ΔＩ^*が乖離判定値ΔＩ＿ｔｈより小さく、電流制限値Ｉｌｉｍ１、Ｉｌｉｍ２が復帰判定値より大きく、操舵トルクＴｓが非操舵判定値Ｔｓ＿ｔｈより小さく、かつ、車速Ｖが車速判定値Ｖ＿ｔｈより小さい場合、「協調復帰条件が成立している」と判定する。また、補足として、協調不能異常発生後、マイコン間通信異常が正常復帰した場合、「協調不能異常が解消された」とみなす。

通信異常時処理を図１５および図１６のタイムチャートに基づいて説明する。図１５は、図１０と同様、電源瞬断が起こった場合の例であって、時刻ｘ５０～時刻ｘ５２の処理は、図１０中の時刻ｘ１０～時刻ｘ１２の処理と同様である。時刻ｘ５３にて協調復帰条件が成立すると、系統Ｌ１、Ｌ２共に、駆動モードを独立駆動モードから協調駆動モードに切り替え、通常制御に復帰する。

図１６は、図１３と同様、バックアップ制御移行後に、第１系統Ｌ１の給電が復帰した場合の例である。時刻ｘ６０～時刻ｘ６２の処理は、図１３中の時刻ｘ４０～時刻ｘ４２の処理と同様である。時刻ｘ６３にて第１系統Ｌ１への給電が正常復帰し、第１制御部１５０が起動すると、マイコン間通信が正常となるので、系統Ｌ１、Ｌ２共に駆動モードを独立駆動モードとする。時刻ｘ６４にて、協調復帰条件が成立すると、系統Ｌ１、Ｌ２共に、駆動モードを独立駆動モードから協調駆動モードに切り替え、通常制御に復帰する。このとき、給電停止となっていた期間が、他系統異常確定判定値ＴＨ３に対応する他系統異常確定時間より長いため、他系統停止のダイアグは残る。

本実施形態では、モード選択部１５２、２５２は、協調不能異常が解消された場合、駆動モードを独立駆動モードとし、協調復帰条件が成立した場合、駆動モードを独立駆動モードから協調駆動モードに切り替える。これにより、一部の系統が異常確定後に正常復帰した場合、適切に協調駆動モードに復帰させることができる。また上記実施形態と同様の効果を奏する。

上記実施形態では、ＥＣＵ１０が「回転電機制御装置」、モータ８０が「回転電機」、マイコン間通信異常が「制御部間の通信異常」、他系統リレー情報が「他系統監視情報」、マイコンリセットによる再起動が「制御部の再起動」に対応する。

（他の実施形態）
上記実施形態では、監視対象異常は、協調不能異常であって、協調不能異常にはマイコン間通信異常および同期異常が含まれる。他の実施形態では、マイコン間通信異常または同期異常のいずれか一方を協調不能異常としてもよい。また、監視対象異常を、協調不能異常以外の異常としてもよい。上記実施形態では、他系統監視情報は他系統リレー情報である。他の実施形態では、他系統監視情報は他系統の状態を監視可能な他系統リレー情報以外の情報を用いてもよい。上記実施形態では、他系統監視回路を用いて他系統リレー情報を直接的に取得している。他の実施形態では、他系統監視情報は、共有する制御情報の通信を行う通信とは、別途の通信にて取得するようにしてもよい。

上記実施形態では、判定タイミングを異ならせることで、異常時処置確定判定と異常記憶確定判定とを異ならせている。他の実施形態では、判定タイミング以外の判定条件を異ならせることで、異常時処置確定判定と異常記憶確定判定とを異ならせるようにしてもよい。また、上記実施形態では、異常時処置は独立駆動モードへの移行である。他の実施形態では、異常時処置は独立駆動モードへの移行以外の処置としてもよい。上記実施形態では、２段目の異常確定時間と他系統停止確定判定時間とが等しい。他の実施形態では、２段目の異常確定時間と他系統停止確定判定時間とが異なっていてもよい。

第２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。

第２実施形態では、協調復帰判定条件として、指令偏差、電流制限値、操舵トルク、および、車速を用いる。他の実施形態では、協調復帰判定条件として、例示した上記４つの判定条件のうちの一部を省略してもよいし、他の判定条件を追加してもよく、例えば車両の挙動に係る項目として、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、第１制御部１５０にて演算された電流指令値を制御部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、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、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憶媒体に記憶されていてもよい。以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１０・・・ＥＣＵ（回転電機制御装置）
８０・・・モータ（回転電機）
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
１５５、２５５・・・異常監視部
１５６、２５６・・・記憶部
１８０、２８０・・・モータ巻線

Claims (10)

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、
   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）、駆動モードを選択するモード選択部（１５２、２５２）、異常監視を行う異常監視部（１５５、２５５）、および、異常監視結果に応じた異常情報が記憶される記憶部（１５６、２５６）を有し、相互に通信可能な複数の制御部（１５０、２５０）と、
   を備え、
   対応して設けられる前記インバータ部と前記制御部との組み合わせを系統とし、
   前記駆動モードには、通信により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て複数系統にて前記モータ巻線の通電を制御する協調駆動モード、他の前記制御部から取得される値を用いず全系統での駆動時の自系統担当分と同じ出力となるように前記モータ巻線の通電を制御する独立駆動モード、および、他の前記制御部から取得される値を用いず１系統にて他系統の出力を補うように出力特性を変更して前記モータ巻線の通電を制御するバックアップモードが含まれ、
   前記モード選択部は、
   通常時の前記駆動モードを前記協調駆動モードとし、
   前記制御部間の通信異常または同期異常である協調不能異常が確定した場合、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切り替え、
   前記協調不能異常が確定して前記独立駆動モードに移行した後、制御部間の通信とは別途に取得される他系統リレー情報である他系統監視情報に基づいて他系統の停止判定を行い、他系統の停止が確定するまでは出力特性を変更せず前記独立駆動モードを継続し、前記他系統監視情報に基づいて他系統停止が確定した場合、前記駆動モードを前記独立駆動モードから前記バックアップモードに切り替え、他系統の出力を補うように出力特性を変更する回転電機制御装置。
2. 前記協調不能異常が検出されてから前記バックアップモードに切り替えるまでの時間は、前記制御部の再起動に要する時間に応じて設定される請求項１に記載の回転電機制御装置。
3. 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、
   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）、駆動モードを選択するモード選択部（１５２、２５２）、異常監視を行う異常監視部（１５５、２５５）、および、異常監視結果に応じた異常情報が記憶される記憶部（１５６、２５６）を有し、相互に通信可能な複数の制御部（１５０、２５０）と、
   を備え、
   対応して設けられる前記インバータ部と前記制御部との組み合わせを系統とし、
   前記駆動モードには、通信により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て複数系統にて前記モータ巻線の通電を制御する協調駆動モード、他の前記制御部から取得される値を用いず全系統での駆動時の自系統担当分と同じ出力となるように前記モータ巻線の通電を制御する独立駆動モード、および、他の前記制御部から取得される値を用いず１系統にて他系統の出力を補うように出力特性を変更して前記モータ巻線の通電を制御するバックアップモードが含まれ、
   前記モード選択部は、
   通常時の前記駆動モードを前記協調駆動モードとし、
   前記制御部間の通信異常または同期異常である協調不能異常が検出された場合、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切り替え、
   前記協調不能異常により前記独立駆動モードに移行した後、他系統監視情報に基づいて他系統停止が確定した場合、前記駆動モードを前記独立駆動モードから前記バックアップモードに切り替え、
   前記協調不能異常が検出されてから前記バックアップモードに切り替えるまでの時間は、前記制御部の再起動に要する時間に応じて設定される回転電機制御装置。
4. 前記協調不能異常が検出された場合に前記協調不能異常に係る情報を前記異常情報として前記記憶部に記憶させるタイミングは、前記駆動モードを前記独立駆動モードに切り替えるタイミングよりも後である請求項１～３のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。
   回転電機制御装置。
5. 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、
   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）、駆動モードを選択するモード選択部（１５２、２５２）、異常監視を行う異常監視部（１５５、２５５）、および、異常監視結果に応じた異常情報が記憶される記憶部（１５６、２５６）を有し、相互に通信可能な複数の制御部（１５０、２５０）と、
   を備え、
   対応して設けられる前記インバータ部と前記制御部との組み合わせを系統とし、
   前記駆動モードには、通信により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て複数系統にて前記モータ巻線の通電を制御する協調駆動モード、他の前記制御部から取得される値を用いず全系統での駆動時の自系統担当分と同じ出力となるように前記モータ巻線の通電を制御する独立駆動モード、および、他の前記制御部から取得される値を用いず１系統にて他系統の出力を補うように出力特性を変更して前記モータ巻線の通電を制御するバックアップモードが含まれ、
   前記モード選択部は、
   通常時の前記駆動モードを前記協調駆動モードとし、
   前記制御部間の通信異常または同期異常である協調不能異常が検出された場合、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切り替え、
   前記協調不能異常により前記独立駆動モードに移行した後、他系統監視情報に基づいて他系統停止が確定した場合、前記駆動モードを前記独立駆動モードから前記バックアップモードに切り替え、
   前記協調不能異常が検出された場合に前記協調不能異常に係る情報を前記異常情報として前記記憶部に記憶させるタイミングは、前記駆動モードを前記独立駆動モードに切り替えるタイミングよりも後である回転電機制御装置。
6. 前記制御部は、他の前記制御部が停止している場合、前記協調不能異常の記憶に係る判定をマスクする請求項４または５に記載の回転電機制御装置。
7. 前記協調不能異常が検出されてから当該協調不能異常に係る異常の前記記憶部への記憶を実施するまでの時間は、前記制御部の再起動に要する時間に応じて設定される請求項４～６のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。
8. 前記制御部は、前記独立駆動モードから前記バックアップモードへ移行した場合、他系統停止に係る情報を前記異常情報として前記記憶部に記憶させる請求項１～７のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。
9. 前記制御部は、自身の起動時、他系統が前記バックアップモードに移行している場合、自系統の停止状態を維持する請求項１～８のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。
10. 前記モード選択部は、前記協調不能異常が解消された場合、前記駆動モードを前記独立駆動モードとし、協調復帰条件が成立した場合、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切り替える請求項１～８のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。

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