JP7271943B2

JP7271943B2 - 操舵制御装置

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Publication number: JP7271943B2
Application number: JP2018241160A
Authority: JP
Inventors: 洋河村; 祐志藤田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2018-12-25
Filing date: 2018-12-25
Publication date: 2023-05-12
Anticipated expiration: 2038-12-25
Also published as: EP3674176A1; CN111497926A; EP3674176B1; US20200198696A1; JP2020103001A; US11208143B2

Description

本発明は、操舵制御装置に関する。

従来、車両の操舵機構にモータの駆動力を付与することにより、運転者のステアリング操作をアシストするステアリング装置が知られている。このようなステアリング装置には、モータの動作を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）が搭載されている。例えば、特許文献１に示すように、モータに複数のコイルが設けられている場合、ＥＣＵには、モータ、モータを駆動制御するマイコン、及び駆動回路でモータのコイルに対する給電を制御する制御系統が形成され、このような制御系統として複数系統が形成されるものがある。この場合、各制御系統のマイコンは、それぞれの制御系統に対応する駆動回路を制御することにより、複数のコイルに対する給電をそれぞれ独立に制御するようにしている。

特開２０１１－１９５０８９号公報

ところで、各制御系統において、コイルに対する給電を同じように行う場合、それぞれの制御系統に対応するマイコンや駆動回路といった各制御系統の構成要素には同じように制御負荷がかかる。例えば、各制御系統の構成要素が同一構成のものであるとすると、各制御系統の構成要素では、各制御系統の構成要素の間で同一の要因による異常が発生してしまうおそれがあり、この場合には各制御系統の構成要素の間で同時に異常が発生してしまうことがある。

本発明の目的は、各制御系統の構成要素の間で同時に異常が発生することを抑制する操舵制御装置を提供することにある。

上記目的を達成しうる操舵制御装置は、操舵機構に対して付与するモータのトルクの指令値を演算し、前記指令値に基づいて前記モータの複数のコイルに対する給電を制御する制御系統を備え、前記複数のコイルは、第１コイルと第２コイルとを含み、前記制御系統は、前記第１コイルが発生すべき前記トルクの前記指令値である第１指令値に基づいて、前記第１コイルに対する給電を制御する第１制御系統と、前記第２コイルが発生すべき前記トルクの前記指令値である第２指令値に基づいて、前記第２コイルに対する給電を制御する第２制御系統とを含む操舵制御装置において、前記第１制御系統は第１特性を有する第１構成要素を用いて形成され、前記第２制御系統は前記第１特性と異なる第２特性を有する第２構成要素を用いて形成されている。

上記構成によれば、第１制御系統は第１特性を有する第１構成要素を用いて形成され、第２制御系統は第１特性とは異なる第２特性を有する第２構成要素が用いて形成されている。例えば、各制御系統の構成要素が同一構成であったとしても、各制御系統の構成要素の特性を互いに異なるものとしたことにより、各制御系統の構成要素の間で同時に異常が発生することを抑制することができるようになる。

上記の操舵制御装置は、前記第１構成要素は第１原材料を用いて製造され、前記第２構成要素は前記第１原材料と異なる第２原材料を用いて製造されていることが好ましい。
上記構成によれば、第１制御系統は第１原材料を用いて製造された第１構成要素を用いて形成され、第２制御系統は第１原材料とは異なる第２原材料を用いて製造された第２構成要素が用いて形成されている。例えば、各制御系統の構成要素が同一構成であったとしても、各制御系統の構成要素を互いに異なる原材料によって製造されるようにしたことにより、各制御系統の構成要素の間で同時に異常が発生することを抑制することができるようになる。

上記の操舵制御装置は、前記第１構成要素は第１工場によって製造され、前記第２構成要素は前記第１工場と異なる第２工場によって製造されていることが好ましい。
上記構成によれば、第１制御系統は第１工場によって製造された第１構成要素を用いて形成され、第２制御系統は第１工場とは異なる第２工場によって製造された第２構成要素を用いて形成されている。例えば、各制御系統の構成要素が同一構成であったとしても、各制御系統の構成要素を互いに異なる工場で製造されるようにしたことにより、各制御系統の構成要素の間で同時に異常が発生することを抑制することができるようになる。

上記の操舵制御装置は、前記第１構成要素は第１製造装置によって製造され、前記第２構成要素は前記第１製造装置と異なる第２製造装置によって製造されていることが好ましい。

上記構成によれば、第１制御系統には第１製造装置によって製造された第１構成要素を用いて形成され、第２制御系統には第１製造装置とは異なる第２製造装置によって製造された第２構成要素を用いて形成されている。例えば、各制御系統の構成要素が同一構成であったとしても、各制御系統の構成要素を互いに異なる製造装置によって製造されるようにしたことにより、各制御系統の構成要素の間で同時に異常が発生することを抑制することができるようになる。

本発明の操舵制御装置によれば、各制御系統の構成要素の間で同時に異常が発生することを抑制できる。

操舵制御装置を搭載したステアリング装置の一実施形態について、その概略構成を示す構成図。操舵制御装置の概略構成を示すブロック図。第１マイコン及び第２マイコンの概略構成を示すブロック図。第１アシストトルク演算部の概略構成を示すブロック図。基本指令値と操舵トルクとの関係を示すグラフ。制御系統Ａのアシスト量と制御系統Ｂのアシスト量との関係を示すグラフ。操舵制御装置の製造工程の手順を示すフローチャート。

以下、操舵制御装置を電動パワーステアリング装置（「ＥＰＳ」という）に適用した一実施形態について説明する。
図１に示すように、ＥＰＳ１は運転者のステアリングホイール１０の操作に基づいて転舵輪１５を転舵させる操舵機構２、運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構３、及びアシスト機構３を制御する操舵制御装置としてのＥＣＵ３０（電子制御装置）を備えている。

操舵機構２は、運転者により操作されるステアリングホイール１０及びステアリングホイール１０と一体回転するステアリングシャフト１１を備えている。ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール１０と連結されたコラムシャフト１１ａ、コラムシャフト１１ａの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト１１ｂ、及びインターミディエイトシャフト１１ｂの下端部に連結されたピニオンシャフト１１ｃを有している。ピニオンシャフト１１ｃの下端部は、ラックアンドピニオン機構１３を介してラックシャフト１２に連結されている。ステアリングシャフト１１の回転運動は、ラックアンドピニオン機構１３を介してラックシャフト１２の軸方向（図１の左右方向）の往復直線運動に変換される。ラックシャフト１２の往復直線運動は、ラックシャフト１２の両端にそれぞれ連結されたタイロッド１４を介して左右の転舵輪１５にそれぞれ伝達されることにより、転舵輪１５の転舵角が変化し、車両の進行方向が変更される。

アシスト機構３は、回転軸２１を有するモータ２０と、減速機構２２とを備えている。モータ２０は、ステアリングシャフト１１にトルクを付与する。モータ２０の回転軸２１は、減速機構２２を介してコラムシャフト１１ａに連結されている。減速機構２２はモータ２０の回転を減速し、当該減速した回転力をコラムシャフト１１ａに伝達する。すなわち、ステアリングシャフト１１にモータ２０のトルクが付与されることにより、運転者のステアリング操作が補助される。

ＥＣＵ３０は、車両に設けられた各種のセンサの検出結果に基づいてモータ２０を制御する。各種のセンサとしては、例えばトルク検出装置としてのトルクセンサ４０ａ，４０ｂ、回転角センサ４１、及び車速センサ４２が設けられている。トルクセンサ４０ａ，４０ｂは、コラムシャフト１１ａに設けられている。回転角センサ４１は、モータ２０に設けられている。トルクセンサ４０ａ，４０ｂは、運転者のステアリング操作に伴いステアリングシャフト１１に付与される操舵トルクτ１，τ２を検出する。回転角センサ４１は、モータ２０の回転軸２１の回転角度θを検出する。車速センサ４２は、車両の走行速度である車速Ｖを検出する。ＥＣＵ３０は、各センサの出力値に基づいて、操舵機構２に対して付与するモータ２０の目標となるトルクを設定し、実際のモータ２０のトルクが目標のトルクとなるように、モータ２０に供給される電流を制御する。

つぎに、図２を参照してモータ２０の機能について詳細に説明する。
モータ２０は、図示しないステータ及びロータ２３を備えている。ロータ２３には、内部に複数の永久磁石が設けられている。また、ステータは、図示しないステータコアに巻回された複数のコイル２４を備えている。コイル２４は、第１コイル２４ａと第２コイル２４ｂとを有している。なお、第１コイル２４ａ及び第２コイル２４ｂは、それぞれスター結線されたＵ相、Ｖ相、及びＷ相のコイルを含んでいる。

つぎに、図２を参照してＥＣＵ３０の機能について説明する。
ＥＣＵ３０は、第１コイル２４ａに対する給電を制御する第１制御系統としての制御系統Ａと、第２コイル２４ｂに対する給電を制御する第２制御系統としての制御系統Ｂとを有している。

ＥＣＵ３０の制御系統Ａは、第１マイコン３２ａ、第１電流センサ３３ａ、及び第１駆動回路３４ａにより構成されている。また、ＥＣＵ３０の制御系統Ｂは、第２マイコン３２ｂ、第２電流センサ３３ｂ、及び第２駆動回路３４ｂにより構成されている。また、第１マイコン３２ａと第２マイコン３２ｂとは、同一構成である。また、第１電流センサ３３ａと第２電流センサ３３ｂとは同一構成である。また、第１駆動回路３４ａと第２駆動回路３４ｂとは同一構成である。本実施形態において、同一構成とは、同一の設計思想のなかで同一の機能及び性能を有するものである。以下の説明では、同一構成のものについては、一方についてのみ説明し、他方についてはその詳細な説明を省略する。

第１駆動回路３４ａには、車両に搭載されるバッテリ等の直流電源８１から電力が供給される。第１駆動回路３４ａと直流電源８１（詳しくは、そのプラス端子）との間は、第１給電線８２により接続されている。第１給電線８２には、イグニッションスイッチ等の車両の電源スイッチ８３が設けられている。運転者が車両に設けられたスイッチを操作することにより、電源スイッチ８３のオンオフが切り替えられる。電源スイッチ８３がオンされる間、直流電源８１の電力は、第１給電線８２を介して第１駆動回路３４ａに供給される。

第２駆動回路３４ｂには、直流電源８１から電力が供給される。第１給電線８２において、電源スイッチ８３とＥＣＵ３０との間には、接続点Ｐが設けられている。接続点Ｐと第２駆動回路３４ｂとの間は、第２給電線８４により接続されている。電源スイッチ８３がオンされる間、直流電源８１の電力は、第２給電線８４を介して第２駆動回路３４ｂに供給される。

第１マイコン３２ａ、回転角センサ４１、第１電流センサ３３ａ、第２マイコン３２ｂ、及び第２電流センサ３３ｂには、図示しない給電線を介して直流電源８１の電力が供給される。また、図１及び図２に示すように、トルクセンサ４０ａ，４０ｂとＥＣＵ３０との間、回転角センサ４１とＥＣＵ３０との間、車速センサ４２とＥＣＵ３０との間、及び接続点ＰとＥＣＵ３０との間には、複数のコネクタ９０が設けられている。コネクタ９０は、ＥＣＵ３０に対して、トルクセンサ４０ａ，４０ｂ、回転角センサ４１、車速センサ４２、及び接続点Ｐを電気的に接続する機能を有している。

第１駆動回路３４ａは、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の駆動回路である。第１駆動回路３４ａは、制御動作のタイミングで第１マイコン３２ａにより生成された制御信号Ｓｍ１に基づいて、第１駆動回路３４ａを構成するスイッチング素子をオンオフすることにより、直流電源８１から供給される直流電力を３相交流電力に変換する。第１駆動回路３４ａは、３相交流電力を第１コイル２４ａに供給する。

第１マイコン３２ａは、制御周期毎に、トルクセンサ４０ａにより検出される操舵トルクτ１、回転角センサ４１により検出される回転角度θ（第１回転角度θ１）、車速センサ４２により検出される車速Ｖ、及び第１電流センサ３３ａにより検出される電流値Ｉ１に基づいて、制御信号Ｓｍ１（ＰＷＭ信号）を生成する。第１電流センサ３３ａは、第１駆動回路３４ａと第１コイル２４ａとの間の給電経路を流れる各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の電流を検出する。

第２マイコン３２ｂは、制御動作のタイミングで、トルクセンサ４０ｂにより検出される操舵トルクτ２と、回転角センサ４１により検出される回転角度θ（第２回転角度θ２）と、車速センサ４２により検出される車速Ｖと、第２電流センサ３３ｂにより検出される電流値Ｉ２と、に基づいて、制御信号Ｓｍ２（ＰＷＭ信号）を生成する。なお、第１マイコン３２ａが把握する第１回転角度θ１と第２マイコン３２ｂが把握する第２回転角度θ２とは、同一の回転角センサ４１により検出されるものであるため、通常は同一の値になる。また、第２電流センサ３３ｂは、第２駆動回路３４ｂと第２コイル２４ｂとの間の給電経路を流れる各相の電流を検出する。

第２駆動回路３４ｂは、制御動作のタイミングで第２マイコン３２ｂにより生成された制御信号Ｓｍ２に基づいて、第２駆動回路３４ｂを構成するスイッチング素子をオンオフすることにより、直流電源８１から供給される直流電力を３相交流電力に変換する。第２駆動回路３４ｂは、３相交流電力を第２コイル２４ｂに供給する。

このように、第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂは、第１駆動回路３４ａ及び第２駆動回路３４ｂの制御を通じて、制御系統Ａの第１コイル２４ａ及び制御系統Ｂの第２コイル２４ｂへの給電を制御する。

つぎに、図３を参照して、第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂの機能について詳しく説明する。
第１マイコン３２ａは、第１アシストトルク演算部５０及び第１電流フィードバック制御部５１を備えている。また、第２マイコン３２ｂは、第２アシストトルク演算部６０及び第２電流フィードバック制御部６１を備えている。

第１アシストトルク演算部５０は、トルクセンサ４０ａにより検出された操舵トルクτ１及び車速センサ４２により検出された車速Ｖに基づいて、第１指令値Ｔ１ａ＊及び第２指令値Ｔ２ａ＊を演算する。なお、第１指令値Ｔ１ａ＊は、制御系統Ａの第１コイル２４ａが発生すべきトルクの指令値であり、第２指令値Ｔ２ａ＊は、制御系統Ｂの第２コイル２４ｂが発生すべきトルクの指令値である。第１アシストトルク演算部５０は、第１指令値Ｔ１ａ＊を第１電流フィードバック制御部５１に出力し、第２指令値Ｔ２ａ＊をマイコン間通信により第２マイコン３２ｂ、すなわち第２電流フィードバック制御部６１に出力する。

第２アシストトルク演算部６０は、トルクセンサ４０ｂにより検出された操舵トルクτ２及び車速センサ４２により検出された車速Ｖに基づいて、第１指令値Ｔ１ｂ＊及び第２指令値Ｔ２ｂ＊を演算する。なお、第１指令値Ｔ１ｂ＊は、制御系統Ａの第１コイル２４ａが発生すべきトルクの指令値であり、第２指令値Ｔ２ｂ＊は、制御系統Ｂの第２コイル２４ｂが発生すべきトルクの指令値である。第２アシストトルク演算部６０は、第１指令値Ｔ１ｂ＊をマイコン間通信により第１マイコン３２ａ、すなわち第１電流フィードバック制御部５１に出力し、第２指令値Ｔ２ｂ＊を第２電流フィードバック制御部６１に出力する。

なお、第１指令値Ｔ１ａ＊，Ｔ１ｂ＊及び第２指令値Ｔ２ａ＊，Ｔ２ｂ＊を異なる値に設定することを「アンバランス制御」という。また、第１指令値Ｔ１ａ＊，Ｔ１ｂ＊及び第２指令値Ｔ２ａ＊，Ｔ２ｂ＊を等しい値に設定することを「パラレル制御」という。本実施形態では、第１アシストトルク演算部５０及び第２アシストトルク演算部６０は、常にパラレル制御を実行している。

第１電流フィードバック制御部５１は、第１指令値Ｔ１ａ＊及び第１指令値Ｔ１ｂ＊の他、第１回転角度θ１及び電流値Ｉ１を取り込む。第１電流フィードバック制御部５１は、第１指令値Ｔ１ａ＊及び第１指令値Ｔ１ｂ＊のいずれか一方を用いて制御信号Ｓｍ１の演算を実行する。第１電流フィードバック制御部５１は、トルクセンサ４０ａが正常である場合、第１アシストトルク演算部５０により演算される第１指令値Ｔ１ａ＊を用いて制御信号Ｓｍ１の演算を実行する。これに対し、第１電流フィードバック制御部５１は、フェイルセーフ処理などによりトルクセンサ４０ａが正常でないと判定される場合、第２アシストトルク演算部６０により演算される第１指令値Ｔ１ｂ＊を用いて制御信号Ｓｍ１を演算する。

また、第２電流フィードバック制御部６１は、トルクセンサ４０ｂが正常である場合、第１アシストトルク演算部５０により演算される第２指令値Ｔ２ａ＊を用いて制御信号Ｓｍ２の演算を実行する。これに対し、第２電流フィードバック制御部６１は、フェイルセーフ処理などによりトルクセンサ４０ｂが正常でないと判定される場合、第２アシストトルク演算部６０により演算される第２指令値Ｔ２ｂ＊を用いて制御信号Ｓｍ２の演算を実行する。トルクセンサ４０ａが正常である場合、第１マイコン３２ａがいわゆるマスターとして動作し、第２マイコン３２ｂがいわゆるスレーブとして動作する。また、トルクセンサ４０ａが異常であり、かつトルクセンサ４０ｂが正常である場合、第１マイコン３２ａがスレーブとして動作し、第２マイコン３２ｂがマスターとして動作する。

第１電流フィードバック制御部５１は、第１指令値Ｔ１ａ＊及び第１指令値Ｔ１ｂ＊の他、第１回転角度θ１及び電流値Ｉ２を取り込む。第１電流フィードバック制御部５１は、第１指令値Ｔ１ａ＊及び第１指令値Ｔ１ｂ＊のいずれか一方を用いて制御信号Ｓｍ１の演算を実行する。第１電流フィードバック制御部５１は、第１指令値Ｔ１ａ＊（あるいは第１指令値Ｔ１ｂ＊）、第１回転角度θ１、及び電流値Ｉ１に基づいて、制御信号Ｓｍ１を演算する。具体的には、第１電流フィードバック制御部５１は、第１指令値Ｔ１ａ＊（あるいは第１指令値Ｔ１ｂ＊）に対応した電流指令値に、電流値Ｉ１を追従させるべく、電流指令値と電流値Ｉ１との偏差に基づく電流フィードバック制御を実行することにより、制御信号Ｓｍ１を演算する。

第２電流フィードバック制御部６１は、第２指令値Ｔ２ａ＊及び第２指令値Ｔ２ｂ＊の他、第２回転角度θ２及び電流値Ｉ２を取り込む。第２電流フィードバック制御部６１は、第２指令値Ｔ２ａ＊及び第２指令値Ｔ２ｂ＊のいずれか一方を用いて制御信号Ｓｍ２の演算を実行する。第２電流フィードバック制御部６１は、第２指令値Ｔ２ａ＊（あるいは第２指令値Ｔ２ｂ＊）、第２回転角度θ２、及び電流値Ｉ２に基づいて、制御信号Ｓｍ２を演算する。より具体的には、第２電流フィードバック制御部６１は、第２指令値Ｔ２ａ＊（あるいは第２指令値Ｔ２ｂ＊）に対応した電流指令値に、電流値Ｉ２を追従させるべく、電流指令値と電流値Ｉ２との偏差に基づく電流フィードバック制御を実行することにより、制御信号Ｓｍ２を演算する。

つぎに、図４を参照して、第１アシストトルク演算部５０の機能について詳しく説明する。
第１アシストトルク演算部５０は、第１アシスト制御部５２及び均等配分部５３を備えている。なお、第２アシストトルク演算部６０も第１アシストトルク演算部５０と同様の構成要素を有している。

第１アシスト制御部５２は、操舵トルクτ１及び車速Ｖに基づいて、第１指令値Ｔ１ａ＊及び第２指令値Ｔ２ａ＊の合算値である基本指令値Ｔａ＊を演算する。
具体的には、図５に示すように、第１アシスト制御部５２は、入力される操舵トルクτ１の絶対値が大きいほど、また車速Ｖが小さいほど、より大きな絶対値を有する基本指令値Ｔａ＊を演算する。操舵トルクτ１の絶対値の変化量｜Δτ１｜に対する基本指令値Ｔａ＊の絶対量の変化量｜ΔＴａ＊｜の比（｜ΔＴａ＊／Δτ１｜）は、操舵トルクτ１の絶対値が大きいほど、大きくなっている。なお、操舵トルクτ１は、ステアリングホイール１０の右操舵方向であるか、あるいは左操舵方向であるかに基づいて正負が定められている。操舵トルクτ１の正負の符号に伴い、第１アシスト制御部５２により演算される基本指令値Ｔａ＊も正負の符号を有する。

均等配分部５３は、入力される基本指令値Ｔａ＊に「１／２」を乗算する。すなわち、均等配分部５３は、基本指令値Ｔａ＊を均等に配分した均等指令値Ｔａｅ＊（「Ｔａ＊／２」）を演算する。均等配分部５３により演算された均等指令値Ｔａｅ＊が、そのまま第１指令値Ｔ１ａ＊及び第２指令値Ｔ２ａ＊として出力される。要するに、均等配分部５３により演算される第１指令値Ｔ１ａ＊及び第２指令値Ｔ２ａ＊は、互いに等しい値に設定される。

均等指令値Ｔａｅ＊は、操舵トルクτ１，τ２の絶対値が大きくなるにつれて大きくなる。均等指令値Ｔａｅ＊の操舵トルクτ１，τ２の絶対値に対する関係は、車速Ｖが同一の条件であるとき、図５に示される基本指令値Ｔａ＊の曲線の操舵トルクτ１，τ２の絶対値に対する関係を半分の傾きにしたものと同じになる。このため、均等指令値Ｔａｅ＊の操舵トルクτ１，τ２に対する傾きは、操舵トルクτ１，τ２の絶対値が大きいほど、大きくなる。

図６は、横軸に第２指令値Ｔ２ａ＊，Ｔ２ｂ＊を、縦軸に第１指令値Ｔ１ａ＊，Ｔ１ｂ＊をプロットしたものである。図６には、第１指令値Ｔ１ａ＊，Ｔ１ｂ＊及び第２指令値Ｔ２ａ＊，Ｔ２ｂ＊が同一である場合の関係が示されている。

本実施形態では、制御系統Ａの構成要素である第１マイコン３２ａと、制御系統Ｂの構成要素である第２マイコン３２ｂとは、演算処理速度等の演算処理機能に関わって現れる演算性能が同一であるなかで特性が互いに異なるように製造されている。本実施形態において、特性とは、材料の成分比や内部のパーティクル（粒子状の異物、不純物、または汚染物）の含有率、製造した工場、製造した工場の設備である製造装置、温度電圧試験の試験結果である温度電圧性能、環境負荷試験の試験結果である環境負荷性能等に関わって現れる寿命、故障率等の耐久性のことである。

具体的には、制御系統Ａの構成要素である第１マイコン３２ａと、制御系統Ｂの構成要素である第２マイコン３２ｂとは、互いに異なる原材料（インゴット）によって製造されている。より詳しくは、第１マイコン３２ａを製造した工場と第２マイコン３２ｂを製造した工場とを異ならせることによって、第１マイコン３２ａを製造する際に用いられる第１インゴットと第２マイコン３２ｂを製造する際に用いられる第２インゴットとが異なるようにしている。そして、第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂを製造した工場が異なるということは、言い換えると、第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂを製造した製造ラインが異なるということである。

また、第１マイコン３２ａを製造した工場と第２マイコン３２ｂを製造した工場とを異ならせることによって、第１マイコン３２ａを製造する第１製造装置と第２マイコン３２ｂを製造する第２製造装置とが異なるようにしている。例えば、第１工場Ｆａの前処理工程で用いられる当該第１工場Ｆａの設備である第１製造装置と、第２工場Ｆｂの前処理工程で用いられる当該第２工場Ｆｂの設備である第２製造装置とは異なる。この前処理工程で用いられる製造装置としては、インゴットからウエハーを成型する製造装置や、ウエハーの表面を研磨する製造装置や、ウエハーの表面に膜を成膜する製造装置や、エッチング加工をする製造装置等の各種の製造装置が挙げられる。また、第１工場Ｆａの後処理工程で用いられる当該第１工場Ｆａの設備である第１製造装置と、第２工場Ｆｂの後処理工程で用いられる当該第２工場Ｆｂの設備である第２製造装置とは異なる。この後処理工程で用いられる製造装置としては、前処理工程が行われたウエハーに電子部品をマウントする製造装置や、マウントされた電子部品を半田付けする製造装置や、マウントされた電子部品の周囲を樹脂によってモールドする製造装置や、温度電圧試験及び環境負荷試験を実行する試験装置や測定装置が挙げられる。このように、第１マイコン３２ａを製造する第１工場Ｆａと第２マイコン３２ｂを製造する第２工場Ｆｂとを異ならせることにより、第１マイコン３２ａを製造する第１製造装置と第２マイコン３２ｂを製造する第２製造装置とを異ならせることができる。なお、特許請求の範囲でいう第１構成要素の一例は第１マイコン３２ａであり、第２構成要素の一例は第２マイコン３２ｂである。

制御系統Ａの第１マイコン３２ａあるいは制御系統Ｂの第２マイコン３２ｂのいずれか一方に異常が発生して第１コイル２４ａあるいは第２コイル２４ｂへの給電を継続できなくなった場合、第１コイル２４ａあるいは第２コイル２４ｂへの給電を継続できる制御系統でモータ２０のトルクを発生させる。この場合、第１コイル２４ａあるいは第２コイル２４ｂへの給電を継続できる制御系統で、例えばモータ２０の最大のトルクの半分までのトルクを発生させることができ、当該トルクに基づいてアシストを継続できる。

図７を参照して、ＥＣＵ３０の製造工程について説明する。
第１工場Ｆａにおいて、第１マイコン３２ａの機能及び性能を設定し、その機能及び性能を実現するための回路を設計する設計工程を行う（ステップＳ１０）。ステップＳ１０の終了後、第１インゴットから成型したウエハーを処理する工程である前処理工程を行う（ステップＳ１１）。前処理工程では、ウエハーを成型するとともに、ウエハーの表面を研磨することや、ウエハーの表面に絶縁膜や導電膜を成膜することや、エッチング加工等が行われる。ステップＳ１１の終了後、前処理工程が行われたウエハーに電子部品を実装してＩＣ（Integrated Circuit）、すなわち第１マイコン３２ａを組み立てる工程である後処理工程を行う（ステップＳ１２）。後処理工程では、前処理工程が行われたウエハーに電子部品をマウントすることや、マウントされた電子部品を半田付けすることや、マウントされた電子部品の周囲を樹脂によってモールドすることや、ＩＣに対する温度電圧試験及び環境負荷試験を実行することや、製造されたＩＣの信頼性を検査すること等が行われる。

これらのステップＳ１０～ステップＳ１２は、第１工場Ｆａで実行され、第１マイコン３２ａは第１工場Ｆａで製造されている。
また、第２工場Ｆｂにおいて、第２マイコン３２ｂの機能及び性能を設定し、その機能及び性能を実現するための回路を設計する設計工程を行う（ステップＳ２０）。ステップＳ２０の終了後、第２インゴットから成型したウエハーを処理する工程である前処理工程を行う（ステップＳ２１）。ステップＳ２１の終了後、前処理工程が行われたウエハーに電子部品を実装してＩＣを組み立てる工程である後処理工程を行う（ステップＳ２２）。

これらのステップＳ２０～ステップＳ２２は、第１工場Ｆａとは異なる第２工場Ｆｂで実行され、第２工場Ｆｂで第２マイコン３２ｂが製造されている。
また、第３工場Ｆｃにおいて、第１工場Ｆａで製造された第１マイコン３２ａと、第２工場Ｆｂで製造された第２マイコン３２ｂとをそれぞれ取得する取得工程を行う（ステップＳ３０）。つぎに、取得工程において取得された第１工場Ｆａで製造された第１マイコン３２ａ及び第２工場Ｆｂで製造された第２マイコン３２ｂを用いて、ＥＣＵ３０を製造する（ステップＳ３１）。ステップＳ３０の取得工程及びステップＳ３１のＥＣＵ３０の製造工程は、第１工場Ｆａ及び第２工場Ｆｂと異なる第３工場Ｆｃで実行される。第３工場Ｆｃでは、取得工程によって取得された第１マイコン３２ａを実装することにより制御系統Ａを形成し、取得工程によって取得された第２マイコン３２ｂを実装することにより制御系統Ｂを形成できるように管理されている。そして、第３工場Ｆｃでは、製造工程において、制御系統Ａには第１インゴットを用いて第１工場Ｆａの第１製造装置により製造された第１マイコン３２ａを実装し、制御系統Ｂには第２インゴットを用いて第２工場Ｆｂの第２製造装置により製造された第２マイコン３２ｂを実装している。これにより、製造工程において、制御系統Ａの第１マイコン３２ａ及び制御系統Ｂの第２マイコン３２ｂの特性が互いに異なるものとなるように、ＥＣＵ３０を製造する。

本実施形態の作用及び効果を説明する。
（１）例えば、制御系統Ａの第１マイコン３２ａも制御系統Ｂの第２マイコン３２ｂも同じ制御負荷で使用する場合、制御系統Ａの第１マイコン３２ａのインゴットと制御系統Ｂの第２マイコン３２ｂのインゴットとが同じであるとき、各制御系統の構成要素に同一の要因によって異常が発生してしまうおそれがある。この場合には各制御系統の同一構成に同時に異常が発生してしまうおそれがある。

例えば、制御系統Ａの第１マイコン３２ａ及び制御系統Ｂの第２マイコン３２ｂが同一のインゴットによって製造された場合、材料の成分比が同一になると考えられるため、材料の成分比に関わって現れる両マイコンの上記特性が同一となることがある。このため、両マイコンを同じ制御負荷で使用していると、両マイコンが同程度の劣化速度で経年劣化するものと考えられるため、両マイコンの間で同時に異常が発生することが想定される。

本実施形態では、制御系統Ａ及び制御系統Ｂの制御負荷が同じになるようにパラレル制御するなかで第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂに用いるインゴットを互いに異ならせている。この場合、各制御系統のマイコンを構成する材料の成分比は、成型に用いるインゴットに依存することから、第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂの間で上記特性を互いに異ならせることができる。このため、第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂが同一演算性能であったとしても、第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂの間で同時に異常が発生してしまうことを抑制することができる。

（２）制御系統Ａには第１工場Ｆａによって製造された第１マイコン３２ａが用いられ、制御系統Ｂには第２工場Ｆｂによって製造された第２マイコン３２ｂが用いられている。各マイコンの内部のパーティクルの含有率は、製造ライン等の製造環境に依存することから、第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂの上記特性を互いに異ならせることができる。このため、各制御系統のマイコンが同一演算性能であったとしても、第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂの間で同時に異常が発生することを抑制することができる。

（３）制御系統Ａには第１製造装置によって製造された第１マイコン３２ａが用いられ、制御系統Ｂには第２製造装置によって製造された第２マイコン３２ｂが用いられている。各マイコンの温度電圧性能、環境負荷性能等は、これら性能の測定や試験に用いる試験装置や測定装置等の製造装置に依存することから、第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂの上記特性を互いに異ならせることができる。このため、各制御系統のマイコンが同一演算性能であったとしても、第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂの間で同時に異常が発生することを抑制することができる。

（４）取得工程において、ＥＣＵ３０の構成要素の一つである第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂをこれらの間でインゴットが互いに異なるもの同士を組み合わせることによって、製造工程において、第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂの上記特性が互いに異なるように、ＥＣＵ３０を製造できるようになる。

（５）取得工程において、ＥＣＵ３０の構成要素の一つである第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂをこれらの間で製造した工場が互いに異なるもの同士を組み合わせることによって、製造工程において、第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂの上記特性が互いに異なるように、ＥＣＵ３０を製造できるようになる。

（６）取得工程において、ＥＣＵ３０の構成要素の一つである第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂをこれらの間で試験装置や測定装置等の製造装置が互いに異なるもの同士を組み合わせることによって、製造工程において、第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂの上記特性が互いに異なるように、ＥＣＵ３０を製造できるようになる。

なお、本実施形態は次のように変更してもよい。また、以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
・本実施形態では、制御系統Ａ及び制御系統Ｂの２つの制御系統としたが、３つ以上の制御系統にしてもよい。例えば、３つ以上の制御系統にする場合、モータ２０のコイルは、３つのコイルを有するようにすればよい。この場合、各制御系統のマイコンは、モータ２０の最大のトルクをそれぞれのコイルで分担して発生させるように給電をパラレル制御すればよい。

・第１電流フィードバック制御部５１は、第１指令値Ｔ１ａ＊と第１指令値Ｔ１ｂ＊との差が所定の値未満の場合、第１指令値Ｔ１ａ＊及び第１指令値Ｔ１ｂ＊の平均値を用いて制御信号Ｓｍ１の演算を実行してもよい。これは、第２電流フィードバック制御部６１についても同様である。

・本実施形態は、モータ２０とＥＣＵ３０とが一体的に構成される機電一体のモータ装置に適用してもよい。
・回転角センサ４１は、ＭＲセンサを用いたものであってもよいし、ホールセンサを用いたものであってもよいし、レゾルバを用いたものであってもよい。

・第１マイコン３２ａが把握する第１回転角度θ１及び第２マイコン３２ｂが把握する第２回転角度θ２は、同一の回転角センサ４１により検出されたが、これに限らない。例えば、第１マイコン３２ａが把握する第１回転角度θ１は第１回転角センサにより検出され、第２マイコン３２ｂが把握する第２回転角度θ２は第１回転角センサとは異なる第２回転角センサにより検出されてもよい。

・本実施形態では、第１アシストトルク演算部５０及び第２アシストトルク演算部６０は、常にパラレル制御を実行したが、これに限らない。例えば、第１アシストトルク演算部５０及び第２アシストトルク演算部６０は、第１指令値Ｔ１ａ＊，Ｔ１ｂ＊及び第２指令値Ｔ２ａ＊，Ｔ２ｂ＊を異なる値に設定するアンバランス制御を常に実行するようにしてもよい。また、第１アシストトルク演算部５０及び第２アシストトルク演算部６０は、操舵トルクτ１，τ２が閾値以下である場合にはアンバランス制御を実行し、操舵トルクτ１，τ２が閾値を超える場合にはパラレル制御を実行するようにしてもよい。

・第１アシスト制御部５２は、操舵トルクτ１及び車速Ｖに基づいて基本指令値Ｔａ＊を演算したが、操舵トルクτ１のみに基づいて基本指令値Ｔａ＊を演算してもよい。また、本実施形態では、モータ２０が発生すべきトルクの指令値の基となる指令値を演算し、当該指令値をＥＣＵ３０に対して出力（指示）する外部ＥＣＵを別途設けるようにしてもよい。

・本実施形態では、第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂを互いに異なるインゴットを用いて製造されたものとするために、第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂを製造する工場を異ならせたが、これに限らない。例えば、同一の工場内で第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂを製造しつつ、第１マイコン３２ａを製造する製造ラインと第２マイコン３２ｂを製造する製造ラインとを異ならせてもよい。この場合、製造ラインが異なることから、第１マイコン３２ａを製造する第１製造装置と第２マイコン３２ｂを製造する第２製造装置とを異ならせることができる。また、例えば同一の工場内の同じ製造ラインで第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂを製造する場合であっても、第１マイコン３２ａを製造する際に用いられる第１インゴットと第２マイコン３２ｂを製造する際に用いられる第２インゴットとを異ならせてもよい。これらの場合であっても、製造工程において、第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂが互いに異なるインゴットや、互いに異なる工場や、互いに異なる製造装置で製造されたものとなるように、ＥＣＵ３０を製造することができる。

・本実施形態では、第１マイコン３２ａを製造した第１工場Ｆａと第２マイコン３２ｂを製造した第２工場Ｆｂとを異ならせたが、これに限らない。例えば、第１マイコン３２ａを構成する一部品を製造した工場と第２マイコン３２ｂを構成する一部品を製造した工場とを異ならせてもよい。この場合、ＥＣＵ３０を製造する工場では、これらの部品から第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂを組み立てた後に、ＥＣＵ３０を製造する。また、第１駆動回路３４ａを製造した工場と第２駆動回路３４ｂを製造した工場とを異ならせてもよい。また、第１電流センサ３３ａを製造した工場と第２電流センサ３３ｂを製造した工場とを異ならせてもよい。また、制御系統Ａ及び制御系統Ｂに発振子が設けられる場合、制御系統Ａの発振子を製造した工場と制御系統Ｂの発振子を製造した工場とを異ならせてもよい。

・第１マイコン３２ａは第１工場Ｆａで製造され、第２マイコン３２ｂは第２工場Ｆｂで製造され、ＥＣＵ３０は第３工場Ｆｃで製造されたが、これに限らない。第１マイコン３２ａ及びＥＣＵ３０の製造を同じ工場で行い、第２マイコン３２ｂの製造を当該工場と異なる工場で行ってもよい。また、第２マイコン３２ｂ及びＥＣＵ３０の製造を同じ工場で行い、第１マイコン３２ａの製造を当該工場と異なる工場で行ってもよい。また、第１マイコン３２ａ、第２マイコン３２ｂ、及びＥＣＵ３０を同じ工場で製造してもよい。この場合、上述したように、第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂの間で、製造ラインを異ならせるようにすればよい。

・第１工場Ｆａ、第２工場Ｆｂ、及び第３工場Ｆｃは、それぞれ異なる製造会社のものであってもよいし、すべて同一の製造会社のものであってもよい。すべて同一の製造会社の場合、第１工場Ｆａ及び第２工場Ｆｂは同一の製造会社のものであるものの、工場が異なることから、第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂが互いに異なるインゴットや、互いに異なる製造装置で製造されたものとすることができる。その他、第１工場Ｆａ及び第２工場Ｆｂは同一の製造会社のものであり、第３工場Ｆｃは当該製造会社と異なる製造会社のものであってもよい。また、第１工場Ｆａ及び第３工場Ｆｃが同一の製造会社のものであり、第２工場Ｆｂが当該製造会社と異なる製造会社のものであってもよい。また、第２工場Ｆｂ及び第３工場Ｆｃが同一の製造会社のものであり、第１工場Ｆａが当該製造会社と異なる製造会社のものであってもよい。

・本実施形態では、第１アシストトルク演算部５０は第１指令値Ｔ１ａ＊のみを演算し、第２アシストトルク演算部６０は、第２指令値Ｔ２ｂ＊のみを演算するようにしてもよい。すなわち、第１マイコン３２ａ及び第２マイコン３２ｂは、互いに独立して第１コイル２４ａ及び第２コイル２４ｂへの給電を制御するようにしてもよい。

・本実施形態において、制御系統Ａのコネクタ９０を製造した工場と制御系統Ｂのコネクタ９０を製造した工場とを異ならせてもよい。また、同一の工場内で制御系統Ａのコネクタ９０及び制御系統Ｂのコネクタ９０を製造しつつ、制御系統Ａのコネクタ９０を製造する製造ラインと制御系統Ｂのコネクタ９０を製造する製造ラインとを異ならせてもよい。また、制御系統Ａのコネクタ９０を製造する製造会社と制御系統Ｂのコネクタ９０を製造する製造会社とを異ならせてもよい。このようにすることで、コネクタ９０のインゴット、工場、及び製造装置を異なるものとすることができる。

・本実施形態では、モータ２０によってステアリングシャフト１１にアシスト力を付与するＥＰＳ１に具体化して示したが、これに限らない。例えば、ラックシャフト１２に平行に配置された回転軸２１を有するモータ２０によってラックシャフト１２にアシスト力を付与するＥＰＳ１に具体化したステアリング装置であってもよい。また、ステアバイワイヤ装置であってもよい。すなわち、モータ２０によって操舵機構２に動力を付与するステアリング装置であれば、どのようなものであってもよい。

１…ＥＰＳ、２…操舵機構、３…アシスト機構、１０…ステアリングホイール、１１…ステアリングシャフト、１１ａ…コラムシャフト、１１ｂ…インターミディエイトシャフト、１１ｃ…ピニオンシャフト、１２…コラムシャフト、１３…ラックアンドピニオン機構、１４…タイロッド、１５…転舵輪、２０…モータ、２１…回転軸、２２…減速機構、２３…ロータ、２４…コイル、２４ａ…第１コイル、２４ｂ…第２コイル、３０…ＥＣＵ、３２ａ…第１マイコン、３２ｂ…第２マイコン、３３ａ…第１電流センサ、３３ｂ…第２電流センサ、３４ａ…第１駆動回路、３４ｂ…第２駆動回路、４０ａ，４０ｂ…トルクセンサ、４１…回転角センサ、４２…車速センサ、５０…第１アシストトルク演算部、５１…第１電流フィードバック制御部、５２…第１アシスト制御部、５３…均等配分部、６０…第２アシストトルク演算部、６１…第２電流フィードバック制御部、８１…直流電源、８２…第１給電線、８３…電源スイッチ、８４…第２給電線、９０…コネクタ、θ…回転角度、θ１…第１回転角度、θ２…第２回転角度、τ１，τ２…操舵トルク、τ０…操舵トルク閾値、Ｆａ…第１工場、Ｆｂ…第２工場、Ｆｃ…第３工場、Ｉ１，Ｉ２…電流値、Ｓｍ１，Ｓｍ２…制御信号、Ｔａ＊…基本指令値、Ｔ１ａ＊，Ｔ１ｂ＊…第１指令値、Ｔ２ａ＊，Ｔ２ｂ＊…第２指令値、Ｔａｅ＊…均等指令値。

Claims

操舵機構に対して付与するモータのトルクの指令値を演算し、前記指令値に基づいて前記モータの複数のコイルに対する給電を制御する制御系統を備え、
前記複数のコイルは、第１コイルと第２コイルとを含み、
前記制御系統は、
前記第１コイルが発生すべき前記トルクの前記指令値である第１指令値に基づいて、前記第１コイルに対する給電を制御する第１制御系統と、
前記第２コイルが発生すべき前記トルクの前記指令値である第２指令値に基づいて、前記第２コイルに対する給電を制御する第２制御系統とを含む操舵制御装置において、
前記第１制御系統は第１特性を有する第１構成要素である第１マイコンを含み、
前記第２制御系統は前記第１特性と異なる第２特性を有する第２構成要素である第２マイコンを含み、
前記第１マイコン及び前記第２マイコンのそれぞれは、前記第１指令値を演算し、
前記第１マイコン及び前記第２マイコンのそれぞれは、前記第２指令値を演算し、
前記第１マイコン及び前記第２マイコンは、前記第１指令値と前記第２指令値とを等しい値に設定する制御であるパラレル制御を実行する操舵制御装置。
前記第１マイコンは第１原材料を用いて製造され、前記第２マイコンは前記第１原材料と異なる第２原材料を用いて製造されている請求項１に記載の操舵制御装置。
前記第１マイコンは第１工場によって製造され、前記第２マイコンは前記第１工場と異なる第２工場によって製造されている請求項１に記載の操舵制御装置。
前記第１マイコンは第１製造装置によって製造され、前記第２マイコンは前記第１製造装置と異なる第２製造装置によって製造されている請求項１に記載の操舵制御装置。