WO2015068260A1

WO2015068260A1 - 電動パワーステアリング制御装置および電動パワーステアリング制御方法

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Abstract

　モータ（３）の複数の多相巻線（３ａ、３ｂ）とそれぞれ対応する複数のインバータ回路（９ａ、９ｂ）とで構成される複数組に関するイニシャルチェックを組ごとに個別に実行し、イニシャルチェックの実施結果に応じて、複数のインバータ回路への電源供給タイミングを分散化するように、複数のリレー（６ａ、６ｂ）の開閉制御を実行し、イニシャルチェックの実施結果に応じて、複数の多相巻線に流れる電流を分散化するように、複数のインバータ回路の駆動制御を実行する。

Description

電動パワーステアリング制御装置および電動パワーステアリング制御方法

　この発明は、多相巻線を複数組有するモータと、モータの各多相巻線を独立に駆動する複数のインバータ回路を備えた電動パワーステアリング制御装置および電動パワーステアリング制御方法に関するものである。

　従来の電動パワーステアリング制御装置としては、多相巻線を複数組有するモータと、モータの各多相巻線を独立に駆動する複数のインバータ回路を備えたものがある。例えば、２組３相モータ（１つのモータが２組の３相巻線を有するモータ）では、それぞれの３相巻線は、独立しており、さらに２組の独立したインバータ回路が存在する。従って、２組の３相巻線は、必ずしも同時に駆動開始する必要はなく、それぞれ独立に起動させることが可能である。

　また、従来の電動パワーステアリング制御装置は、電源投入時に、モータの複数の多相巻線と複数のインバータ回路とを含むモータ駆動部の故障の有無を診断する、いわゆるイニシャルチェックを実行する。そして、故障が検出されなかった場合には、モータ駆動部を介して初めて、電動パワーステアリング制御が開始される。

　一方、故障が検出された場合には、その故障内容によって、モータ駆動部の故障箇所を使用しないようにするか、又は電源遮断を行っていた。さらに、上述のような２組３相モータでは、それぞれの３相巻線が電気角で位相がずれていることに起因する駆動開始時期のずれを考慮し、故障の有無にかかわらず、両組の電流供給を同時に開始するものがあった（例えば、特許文献１参照）

特許第５１４６８５１号公報

　しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
　特許文献１の電動パワーステアリング制御装置は、全ての故障診断処理の終了を待って、モータの各多相巻線への電流供給を同時に開始するようにしている。ここで、通常は、電動パワーステアリング制御装置へ電源が投入されると、まず、制御装置に搭載されたＣＰＵが、故障判定処理を行う。しかしながら、エンジン始動直後のような場合には、モータの各多相巻線に電流が同時に供給されると、エンジンにも急激に電流が流れて、エンジン回転へ不調をきたす可能性があった。

　一方、前述のような位相ずれを持った２組３相モータの制御の場合には、元々位相ずれ制御であるため、モータの各多相巻線とエンジンとに電流が同時供給されることは少ない。しかしながら、ＣＰＵが１個であり、１組ごとに順に故障チェックを行い、各工程が終了するまで待って次工程へ進むようなＣＰＵ処理が行われる場合には、１組３相モータと比較してほぼ２倍の処理時間がかかることになる。この結果、エンジン始動時からドライバーがハンドルを操作しているような場合には、制御開始が遅れる原因にもなっていた。

　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、複数の多相巻線を有するモータと、複数の多相巻線を個別に駆動する複数のインバータ回路を備えた電動パワーステアリング制御装置において、各多相巻線に電流が同時に供給されることを抑制した上で、早期に電動パワーステアリング制御を開始することのできる電動パワーステアリング制御装置および電動パワーステアリング制御方法を得ることを目的とする。

　本発明に係る電動パワーステアリング制御装置は、複数の多相巻線を有するモータと、複数の多相巻線のそれぞれを個別に駆動制御する複数のインバータ回路と、一端が電源と接続され、閉成することで複数のインバータ回路のそれぞれを個別に電源供給状態とする複数のリレーと、電源投入時には、複数の多相巻線と、複数の多相巻線にそれぞれ対応する複数のインバータ回路とで構成される複数組について故障の有無を判断するためのイニシャルチェックを実施するとともに、イニシャルチェックの実施後には、イニシャルチェックの実施結果に基づいて、複数のリレーの開閉制御およびセンサ群からの入力情報を基にして、複数のインバータ回路の駆動制御を実行することで、パワーステアリング制御を実行する制御部とを備えた電動パワーステアリング制御装置であって、制御部は、複数組に関するイニシャルチェックを組ごとに個別に実行し、イニシャルチェックの実施結果に応じて、複数のインバータ回路への電源供給タイミングを分散化するように、複数のリレーの開閉制御を実行し、イニシャルチェックの実施結果に応じて、複数の多相巻線に流れる電流を分散化するように、複数のインバータ回路の駆動制御を実行するものである。

　また、本発明に係る電動パワーステアリング制御方法は、複数の多相巻線を有するモータと、複数の多相巻線のそれぞれを個別に駆動制御する複数のインバータ回路と、一端が電源と接続され、閉成することで複数のインバータ回路のそれぞれを個別に電源供給状態とする複数のリレーと、電源投入時には、複数の多相巻線と、複数の多相巻線にそれぞれ対応する複数のインバータ回路とで構成される複数組についてイニシャルチェックを実施するとともに、イニシャルチェックの実施後には、イニシャルチェックの実施結果に基づいて、複数のリレーの開閉制御およびセンサ群からの入力情報を基にして、複数のインバータ回路の駆動制御を実行することで、パワーステアリング制御を実行する制御部とを備えた電動パワーステアリング制御装置において、制御部によって実行される電動パワーステアリング制御方法であって、複数組に関するイニシャルチェックを組ごとに個別に実行する個別イニシャルチェック実行ステップと、イニシャルチェックの実行結果に応じて、複数のインバータ回路への電源供給タイミングを分散化するように、複数のリレーの開閉制御を実行する開閉制御ステップと、イニシャルチェックの実施結果に応じて、複数の多相巻線に流れる電流を分散化するように、複数のインバータ回路の駆動制御を実行する駆動制御ステップとを有するものである。

　本発明によれば、複数の多相巻線と、複数の多相巻線にそれぞれ対応する複数のインバータ回路とで構成される複数組について、以下の制御を行うことを特徴としている。
（１）複数組に関するイニシャルチェックを、組ごとに個別に実行する。
（２）イニシャルチェックの実施結果に応じて、複数のインバータ回路への電源供給タイミングを分散化するように、複数のリレーの開閉制御を実行する。
（３）イニシャルチェックの実施結果に応じて、複数の多相巻線に流れる電流を分散化するように、複数のインバータ回路の駆動制御を行う。
　この結果、各多相巻線に電流が同時に供給されることを抑制した上で、早期に電動パワーステアリング制御を開始することのできる電動パワーステアリング制御装置および電動パワーステアリング制御方法を得ることができる。

本発明の実施の形態１における電動パワーステアリング制御装置の構成図である。本発明の実施の形態１における電動パワーステアリング制御方法を示すフロ－チャートである。本発明の実施の形態２における電動パワーステアリング制御方法を示すフロ－チャートである。本発明の実施の形態３における電動パワーステアリング制御方法を示すフロ－チャートである。

　以下、本発明における電動パワーステアリング制御装置および電動パワーステアリング制御方法の好適な実施の形態について図面を用いて説明する。なお、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。

　実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１における電動パワーステアリング制御装置の構成図である。まず、図１を用いて、本実施の形態１の電動パワーステアリング制御装置の構成と各構成要素の機能について説明する。

　図１に示す電動パワーステアリング制御装置は、電動パワーステアリング制御装置の制御を司るＥＣＵ１（制御ユニット）と、電動パワーステアリング装置のトルク等を検出するトルクセンサや車速センサ等を含むセンサ群２と、電動パワーステアリング装置を駆動する２組３相モータ３と、電動パワーステアリング制御装置の回路ブロック（図中の符号５～符号９）とを備えて構成される。

　ここで、回路ブロックは、チョークコイル５、リレー６、入力情報信号群７、制御信号群８、およびインバータ回路９を備えて構成される。この回路ブロックは、通常は、ＥＣＵ１に内蔵されることが多いが、図１では、説明を分かり易くするために、ＥＣＵ１と別配置で示している。なお、モータ３は、２組３相のものに限定されるものではなく、ｎ組ｍ相（ｎ、ｍは２以上の自然数）であれば良いが、以下の説明では、簡単のため２組３相を想定するものとする。また、図１では、２組のリレー６ａ、６ｂ、および２組のインバータ回路９ａ、９ｂは、同一構成であるので、符号にａ、ｂを付して示している。

　チョークコイル５は、回路ブロックのノイズが、電動パワーステアリング制御装置外へ出ることを抑制する。リレー６ａおよびリレー６ｂは、独立して配置されており、ＥＣＵ１が出力する制御信号群８によって、後述のインバータ回路９ａおよびインバータ回路９ｂと車両のバッテリ４との接続をそれぞれ開閉する。インバータ回路９は、モータ３の多相巻線３ａ、３ｂを、それぞれ独立に駆動できるように、それぞれに複数のスイッチング素子を有したインバータ回路９ａ、インバータ回路９ｂで構成されている。

　また、ＥＣＵ１にはＣＰＵ１０が内蔵され、リレー６およびインバータ回路９への制御信号群８、及びインバータ回路９からの入力情報信号群７が接続されている。ＣＰＵ１０は、センサ群２からの情報、及びインバータ回路９からの入力情報信号群７に基づいて制御信号群８の値を演算し出力する制御量演算部１１と、複数の多相巻線３ａ、３ｂおよび複数のインバータ回路９ａ、９ｂを含むモータ駆動部のイニシャルチェック処理を行う故障検出部１２を有している。なお、ＥＣＵ１は、インターフェース回路網も含んでいるが、図示を省略している。

　インバータ回路９ａ、９ｂは、多相巻線３ａ、３ｂに対応して上下アームのスイッチング素子（Ｔ１～Ｔ６）と、相電流を検出するためのシャント抵抗（Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗ）と、ノイズ防止のコンデンサＣ１とが内蔵されている。また、駆動中のインバータ回路９ａ、９ｂの情報を入手するために、モータ３の端子電圧（Ｍｕ、Ｍｖ、Ｍｗ）と、電流検出のための抵抗電圧（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）が、それぞれ、入力情報信号群７を介してＣＰＵ１０へ伝達される。

　ＣＰＵ１０に電源が投入されてＣＰＵ１０が作動を開始すると、内蔵された種々のプログラム処理が開始される。そして、リレー６に制御信号群８が伝達され、閉成されてバッテリ４からの電流がインバータ回路９へ供給される。この結果、制御信号群８を介してスイッチング素子（Ｔ１～Ｔ６）を駆動し、モータ３の多相巻線３ａ、３ｂに電力が供給されてモータ３が回転を開始する。このモータ３の回転により、ハンドル操作のアシストが始まることになる。

　このような回路構成及び基本動作は、従来の電動パワーステアリング制御装置と同等である。一方、本発明は、ＣＰＵ１０により、複数の多相巻線３ａ、３ｂおよび複数のインバータ回路９ａ、９ｂを含むモータ駆動部のイニシャルチェック処理を効率化することに技術的特徴を有している。そこで、ＣＰＵ１０による具体的な処理について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態１における電動パワーステアリング制御方法を示すフロ－チャートである。

　ＣＰＵ１０に電源が投入されると、ステップＳ１において、ＣＰＵ１０は、各ポート、ＲＡＭ等の初期化を実行する。次に、ステップＳ２において、ＣＰＵ１０は、センサ群２から各種入力情報を入力する。この各種入力情報には、例えば、ドライバーのハンドル操作力を検出するトルクセンサ、車速センサ、および、インバータ回路９の各端子電圧の情報等が含まれる。

　次に、ステップＳ３において、ＣＰＵ１０は、電源投入時に行うイニシャルチェックが実行済であるか否かをチェックする。このイニシャルチェックは、ＣＰＵ１０へ電源が投入される毎に、電動パワーステアリング制御装置の複数の多相巻線３ａ、３ｂと複数のインバータ回路９ａ、９ｂとを含むモータ駆動部に故障がないかを調べるものである。イニシャルチェックの処理は、図１に示す故障検出部１２の機能の一部に相当する。

　具体的に、ステップＳ３において、ＣＰＵ１０は、複数の多相巻線３ａ、３ｂおよび複数のインバータ回路９ａ、９ｂのうちの、第１の組である多相巻線３ａおよびインバータ回路９ａを含むモータ駆動部（以下、単に「第１組」という）と、第２の組である多相巻線３ｂおよびインバータ回路９ｂを含むモータ駆動部（以下、単に「第２組」という）のイニシャルチェックが実行済みであるか否かのみを調べる。イニシャルチェックが済んでいる場合はＹ（Ｙｅｓ）、済んでいない場合はＮ（Ｎｏ）となる。

　このチェックは、後述するフラグ「１ｓｔＩＦ」およびフラグ「２ｎｄＩＦ」のセット、またはクリアの状態を調べることで簡単にチェックできる。なお、図１では、２組のモータ駆動部が存在するため、ステップＳ３のチェックは、２組ともチェックが終了したか否かを調べることになる。

　２組のいずれか一方又は両方のチェックが済んでいない場合（Ｎ）は、ＣＰＵ１０は、ステップＳ４において、第１組のチェックは済んだか否かを調べる。第１組のチェックが済んでいない場合（Ｎ）は、ＣＰＵ１０は、ステップＳ５において、第１組の多相巻線３ａおよびインバータ回路９ａ等についてイニシャルチェックを実行する。

　ステップＳ５では、ＣＰＵ１０は、例えば、図１のリレー６ａが開成された状態でバッテリ４の電圧が検出できるか、又は、逆にリレー６ａが閉成した状態で同様に電圧を検出できるか、さらにはスイッチング素子を駆動させて電圧が発生するか、等々のチェックを順次行う。この診断処理で故障が検出されなかった場合は、ＣＰＵ１０は、ステップＳ６において、フラグ「１ｓｔＩＦ」を（”Ｈ”：Ｈｉｇｈ）にセットする。このフラグ「１ｓｔＩＦ」のセットは、第１組のイニシャルチェックが終了したことを意味している。

　さらに、ＣＰＵ１０は、第１組に故障なしと判断した場合にはリレー６ａを閉成し、電源供給を確立しておくことで、いつでもインバータ回路９ａを駆動できる状態にする。

　一方、ＣＰＵ１０は、故障を検出した場合は、その検出内容に応じて、以降に行い制御処理内容が異なるが、「１ｓｔＩＦ」のフラグはセットする。ＣＰＵ１０は、故障の状態に応じては、リレー６ａを開成した状態のままとする場合もある。このような場合は、第１組の多相巻線３ａへの電力供給はできないモードとなる。また、ＣＰＵ１０は、スイッチング素子の一部故障では、リレー６ａを閉成し電力供給できる状態とするが、故障が発生している系統、例えばＴ１ａ、又はＴ２ａを駆動させない、いわゆる２相駆動とすることもある。このような場合は、これらのチェック結果に対して各故障要因フラグ（図示せず）を用いて、各故障の有無を明らかにしておく。

　次に、ステップＳ７において、ＣＰＵ１０は、センサ群２からの各種入力情報により、モータ３の制御を即開始する状況か否かをチェックする。モータ３の制御が必要であれば（Ｙ）、ステップＳ８へ進む。例えば、ドライバーがハンドル操作を行っている、つまりトルクセンサに所定値以上のトルクを検出したような場合が、このような場合に相当する。

　次に、ステップＳ８において、ＣＰＵ１０は、イニシャルチェックをした第１組に故障があったか否かをチェックする。故障なし、つまり正常であれば、ステップＳ９へ進み、第１組のみによってモータ３のパワーステアリング制御を実行する。この制御は、後述する通常の制御処理と同様であるが、第１組のみを対象にモータ３の駆動を開始するものである。また、初めてモータ３の制御を開始するものであり、インバータ回路９ａのデータもさほど重要ではないので、できる限り簡単な演算による制御信号群８を出力するようにしてもよい。すなわち、ＣＰＵ１０は、このステップＳ８においては、イニシャルチェックが正常完了したインバータ回路９ａに対して、あらかじめ決められた最低限の簡略化された制御信号群８のみの演算処理を実行することにより、多相巻線３ａの駆動制御をより早期に実行可能となる。

　一方、ステップＳ８において、第１組に故障発生（Ｎ）、又はモータ３が制御不必要（ステップＳ７：Ｎ）、又は第１組がイニシャルチェック済み（ステップＳ４：Ｙ）である場合は、ＣＰＵ１０は、ステップＳ１０へ進み、今度は、第２組の多相巻線３ｂおよびインバータ回路９ｂ等をチェックする。チェック内容は、第１組と同一である。イニシャルチェックによる診断処理で故障が検出されなかった場合は、第２組のイニシャルチェック済みフラグ「２ｎｄＩＦ」をセットするとともに、リレー６ｂを閉成する。もし、故障を検出した場合は、その検出内容に応じてリレー６ｂに信号を出力し、イニシャルチェック済みフラグ「２ｎｄＩＦ」をセットする。

　先のステップＳ３において、「１ｓｔＩＦ」および「２ｎｄＩＦ」の両方のイニシャルチェック済みフラグがセットされている場合、つまり、両方の多相巻線３ａ、３ｂおよびインバータ回路９ａ、９ｂ等のイニシャルチェックが終了している場合（Ｙ）は、ＣＰＵ１０は、ステップＳ１３へ進む。

　ステップＳ１３において、ＣＰＵ１０は、通常の電動パワーステアリング装置の制御処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ１０は、センサ群２からの各種入力情報を基に、目標制御量を演算する。そして、ＣＰＵ１０は、モータ３の電流検出からその目標値との差に応じたフィードバック制御により、最終的な制御量を算出する。さらに、ＣＰＵ１０は、２組の多相巻線３ａ、３ｂの位相差に応じて、それぞれのインバータ回路９ａ、９ｂへ制御信号群８を出力する。

　また、ＣＰＵ１０は、第１組、第２組の少なくとも一方で故障が発生している場合には、その状態に応じて、３相駆動を２相駆動へ、又は１組のみの駆動とするように制御する。さらに、ステップＳ１３の処理には、イニシャルチェックと類似、又は異なる定期的な故障判定チェックも含まれる。例えば、ＣＰＵ１０は、ステップＳ１３において、センサ類の故障、各回路の電圧他のチェック等々を実行する。

　先のステップＳ９、Ｓ１１、Ｓ１３のいずれかからステップＳ１２に進んだ場合には、ＣＰＵ１０は、例えば、一定周期Ｔｘ＝５ｍｓｅｃが経過した否かを調べる。Ｔｘが経過していない場合（Ｎ）は、ＣＰＵ１０は、次のステップに進まずに待機することになる。一方、Ｔｘが経過した場合（Ｙ）には、再度、ステップＳ２へ戻り、ＣＰＵ１０は、上記の各ステップの処理を繰り返す。この結果、ＣＰＵ１０は、一定周期Ｔｘで動作し、ステップＳ２以降の処理を繰り返すことになる。

　なお、上記の説明では、イニシャルチェックを第１組のインバータ回路９ａ、多相巻線３ａと、第２組のインバータ回路９ｂ、多相巻線３ｂとに分割し、第１組を優先して診断処理を実行した。そして、それ以外の、例えば、ＣＰＵ１０内部のＲＯＭ、ＲＡＭ、バッテリ４の電圧、センサ群２関係等々については、優先度を予め決め、優先度の高いものほど第１組のチェックに包含し、逆に、優先度の低いものは第２組のチェックに回すことで分割させることが考えられる。又、第１組を制御開始するために必要な関係部位の故障判定を第１組に挿入し、その他は第２組に挿入することも考えられる。このような分割処理を実行することにより、第１組の制御開始をできる限り早くすることが可能である。

　このような制御処理機能を備えることで、複数の多相巻線３ａ、３ｂを有するモータ３と、複数の多相巻線に対応した複数のインバータ回路９ａ、９ｂとを備えた電動パワーステアリング制御装置において、多相巻線３ａ、３ｂとインバータの組に優先順位を持たせ、優先順位の高い組からイニシャルチェックを優先的に実行し、それぞれが終了した時点で、その組の制御を直ちに始できるように準備を完了させることができる。

　さらに、対象組のイニシャルチェック終了後には、その対象組のみを使用して制御を開始するか否かを調べ、制御開始が必要な場合は、準備が完了した組のみでも先に制御を開始するように構成することもできる。この結果、複数組を一括してイニシャルチェックしている従来装置と比較して、制御をより早く開始させることが可能となり、ドライバーの意向に沿ったすばやいパワーステアリング制御が可能となる。

　図２に示した本実施の形態１におけるＣＰＵ１０の処理による技術的特徴をまとめると、以下のようになる。
（１）多相巻線３ａ、３ｂとインバータ回路９ａ、９ｂの組ごとに、イニシャルチェックを個別に実行する（ステップＳ５、ステップＳ１０）。
（２）イニシャルチェックの実施結果に応じて、複数のインバータ回路９ａ、９ｂへの電源供給タイミングを分散化するように、複数のリレー６ａ、６ｂの開閉制御を実行する。特に、本実施の形態１では、イニシャルチェックが完了した組から順に、対応するリレー６ａ、６ｂに関して開閉制御を実行する（ステップＳ５、Ｓ６、ステップＳ１０、Ｓ１１）。
（３）イニシャルチェックの実施結果に応じて、複数の多相巻線３ａ、３ｂに流れる電流を分散化するように、複数のインバータ回路９ａ、９ｂの駆動制御を行う（ステップＳ９）。特に、本実施の形態１では、複数組の全てに対するイニシャルチェックが完了していない時点で、入力情報としてパワーステアリング制御要求を受信した場合（ステップＳ７）には、イニシャルチェックの実施結果に応じて（ステップＳ８）、イニシャルチェックが完了している組のインバータ回路９ａ、９ｂの駆動制御を実行する（ステップＳ９）。

　以上のように、実施の形態１によれば、多相巻線とインバータ回路の組を複数有する構成を備えた電動パワーステアリング制御装置を用いて、操舵補助トルクを発生させ、運転者の操舵をアシストする際に、イニシャルチェックによる各組の故障検出を、それぞれの組に割り付けた優先順位に基づいて順番に実施している。そして、イニシャルチェックが完了した組から、イニシャルチェック結果に応じて、電源供給状態として制御開始の準備を完了させ、さらに、必要に応じて実際の制御を開始することができる。この結果、複数の多相巻線への電源供給が同時となることがなく、故障判定および制御開始時期を優先順に従って組ごとに効率的に行うことができ、引いてはモータ制御開始を早めることが可能となる。

　実施の形態２．
　先の実施の形態１では、多相巻線３ａ、３ｂとインバータ回路９ａ、９ｂの組を複数有する構成を備えた電動パワーステアリング制御装置において、全ての組のイニシャルチェックが完了する前に、電動パワーステアリング制御が必要な場合には、イニシャルチェックが完了した組から順に、診断結果に応じた制御内容で駆動させる方法について説明した。これに対して、本実施の形態２では、全てのモータ駆動部の診断処理後に、故障なしと判断されたモータ駆動部のうち少なくとも１つを駆動させる方法について説明する。

　図３は、本発明の実施の形態２における電動パワーステアリング制御方法を示すフロ－チャートである。次に、本実施の形態２における電動パワーステアリング制御装置のＣＰＵ１０によるイニシャルチェック処理について、図３を用いて説明する。なお、図３では、本実施の形態１の図２と同様の処理については同一符号を付しており、このような同一符号のステップについては説明を割愛する。

　ステップＳ３Ａでは、ＣＰＵ１０は、イニシャルチェックが済んだか否かを調べる。このチェックは、後述するフラグ「Ｆｌａｇ」でチェックが可能である。そして、本実施の形態２では、多相巻線３ａ、３ｂとインバータ回路９ａ、９ｂの組ごとに個別の完了フラグを持つのではなく、全体として１つの完了フラグを用いている。イニシャルチェックが済んでいない場合（Ｎ）には、ＣＰＵ１０は、ステップＳ５Ａへ進み、第１組のイニシャルチェックを行う。この第１組のイニシャルチェックの内容は、先の実施の形態１と同様である。ＣＰＵ１０は、ステップＳ５Ａにおいて、第１組のイニシャルチェックの結果に応じてリレー６ａを制御する。具体的には、故障がない場合はリレー６ａを閉成し、故障が障害となるほど大きな場合には、リレー６ａを開成した状態とする。

　次に、ステップＳ１０Ａでは、ＣＰＵ１０は、先のステップＳ５Ａと同様にして、第２組のイニシャルチェックを行い、ステップＳ１１Ａにおいて、イニシャルチェック用フラグ「Ｆｌａｇ」をセット（Ｈｉｇｈ）するとともに、チェック結果に応じてリレー６ｂを制御する。

　このように、本実施の形態２における電動パワーステアリング装置の故障診断処理は、２組のモータ駆動部のイニシャルチェックを連続して処理するものである。次に、ＣＰＵ１０は、ステップＳ７において、パワーステアリング制御が直ちに必要であると判断すると、ステップＳ８Ａにおいて、第１組に故障がなかったか否かを調べる。第１組に故障ありの場合（Ｎ）、ＣＰＵ１０は、ステップＳ１４において、今度は第２組の故障の有無を調べる。ここでも故障ありの場合（Ｎ）は制御できないためそのまま終了し、ステップＳ１２へ進む。

　一方、ステップＳ８Ａで故障なしと判断した場合（ステップＳ８Ａ：Ｙ）には、ＣＰＵ１０は、ステップＳ９において、第１組の多相巻線３ａを駆動するように制御信号群８を演算、出力する。また、ステップＳ１４で故障なしと判断した場合（ステップＳ１４：Ｙ）には、ＣＰＵ１０は、ステップＳ１５において、第２組の多相巻線３ｂを駆動するように制御信号群８を演算、出力する。

　なお、ステップＳ９あるいはステップＳ１５におけるＣＰＵ１０による制御信号群８の制御量演算・出力は、ステップＳ１３における通常の制御量演算と異なってもよい。今回は、初めての制御開始であるため、例えば、モータ３の電流、電圧等は、モータ３を駆動していないため情報は必要ない。さらに、次の所定周期では、ステップＳ１３により通常の制御量演算・出力が行われることとなるため、ステップＳ１３と比較して、ステップＳ９及びステップＳ１５の演算は、簡単にでき、ひいてはその処理に要する時間も短時間で済ませることができる。

　さらに、一方の組のみまず駆動しようとしているので、ステップＳ９とステップＳ１５による２組の演算を行う場合と比較しても、演算処理が短時間となる。そのため、直ぐに電動パワーステアリング装置の制御開始が必要な場合には、一方の組のみでも、より早く制御開始することができる。

　図３に示した本実施の形態２におけるＣＰＵ１０の処理による技術的特徴をまとめると、以下のようになる。
（１）多相巻線３ａ、３ｂとインバータ回路９ａ、９ｂの組ごとに、イニシャルチェックを個別に実行する（ステップＳ５Ａ、ステップＳ１０Ａ）。
（２）イニシャルチェックの実施結果に応じて、複数のインバータ回路９ａ、９ｂへの電源供給タイミングを分散化するように、複数のリレー６ａ、６ｂの開閉制御を実行する。特に、本実施の形態２では、１回の処理周期内で、イニシャルチェックが完了した組から順に、対応するリレー６ａ、６ｂに関して開閉制御を実行する（ステップＳ５Ａ、ステップＳ１０Ａ、Ｓ１１Ａ）。
（３）イニシャルチェックの実施結果に応じて、複数の多相巻線３ａ、３ｂに流れる電流を分散化するように、複数のインバータ回路９ａ、９ｂの駆動制御を行う（ステップＳ９、ステップＳ１５）。特に、本実施の形態２では、複数組の全てに対するイニシャルチェックが完了した時点で、入力情報としてパワーステアリング制御要求を受信した場合（ステップＳ７）には、イニシャルチェックの実施結果に応じて（ステップＳ８Ａ、ステップＳ１４）、イニシャルチェックが完了している組のインバータ回路９ａ、９ｂの駆動制御を実行する（ステップＳ９、Ｓ１５）。

　以上のように、実施の形態２によれば、多相巻線とインバータ回路の組を複数有する構成を備えた電動パワーステアリング制御装置のイニシャルチェックをそれぞれの組に割り付けた優先順位に基づいて順番に処理している。そして、イニシャルチェック結果に応じて、それぞれ独立にリレーを制御して電源供給状態とし、制御開始の準備を完了させることができる。

　さらに、少なくとも一方の組が正常であれば、その組のみでも先に制御を開始するようにしている。この結果、モータへの電源供給が同時となることがなく、パワーステアリング制御の開始も優先順に従って組ごとに効率的に行うことができ、モータ制御開始を早めることが可能となる。すなわち、本実施の形態２によっても、先の実施の形態１と同様に、ドライバーの意図に沿ったより早い段階での電動パワーステアリング装置の制御を実施することができるという優れた効果を奏することができる。

　なお、本実施の形態２では、ステップＳ７でパワーステアリング制御の要否を判断する前に、すでに、第１組と第２組のイニシャルチェックを完了している。従って、ステップＳ８ＡとステップＳ８Ｂの処理を併合することで、次のような処理も可能である。すなわち、第１組でスイッチング素子の一部が故障しているために２相駆動する必要があり、一方、第２組は全てが正常であり通常の３相駆動が可能な場合には、第１組のみによる２相駆動を開始する代わりに、第２組のみによる３相駆動を開始することができる。

　実施の形態３．
　先の実施の形態１および２では、ＥＣＵ１が、１つのＣＰＵ１０を有する場合の例を示した。これに対して、本実施の形態３では、ＥＣＵ１が複数のＣＰＵ１０を有する場合の１例として、２つのＣＰＵ１０ａ、１０ｂを有し、それぞれのＣＰＵ１０が独立に電動パワーステアリング制御装置のイニシャルチェックを実施する方法について説明する。

　図４は、本発明の実施の形態３における電動パワーステアリング制御方法を示すフロ－チャートである。次に、本実施の形態３における電動パワーステアリング制御装置のＣＰＵ１０によるイニシャルチェック処理について、図４を用いて説明する。

　先の実施の形態１および２では、１個のＣＰＵ１０が、２個のインバータ回路９ａ、９ｂの制御を実行していた。これに対して、本実施の形態３では、２個のＣＰＵ１０ａおよびＣＰＵ１０ｂを有し、ＣＰＵ１０ａがインバータ回路９ａを制御し、ＣＰＵ１０ｂがインバータ回路９ｂを制御するように構成されている。

　図４に示すフローチャートでは、ＣＰＵ１０ａの処理ステップには符号ａを付加し、ＣＰＵ１０ｂの処理ステップには符号ｂを付加している。但し、ＣＰＵ１０ａとＣＰＵ１０ｂとは、同格のＣＰＵ１０であり、その処理ステップもほぼ同一である。そこで、以下の説明では、主にＣＰＵ１０ａの処理ステップについて説明する。なお、ＣＰＵ１０は、２つに限定されるものではなく、２以上の自然数であれば良いが、以下の説明では、簡単のため、２つのＣＰＵ１０を想定するものとする。

　ＣＰＵ１０ａに電源が投入されると、まず、ステップＳ２０ａにおいて、ＣＰＵ１０ａは、ポート、ＲＡＭ等の初期化を行う。次に、一定周期Ｔｘの処理ルーチンが開始される前に、ステップＳ２１ａで、ＣＰＵ１０ａは、ＣＰＵ１０ｂとの通信（以下、「第１の通信」という）を行う。この第１の通信の段階では、まだ制御開始しておらず、ＣＰＵ１０ａは、入力情報等も入手していない。このため、この第１の通信は、ＣＰＵ１０ａとＣＰＵ１０ｂとの同期合わせが主目的である。但し、通信データとしては、自分の保有している時間、過去のデータ、過去の故障等々の情報を含めることが可能であり、それぞれのＣＰＵ１０ａ、１０ｂ同士でこのような通信データを送受信することは可能である。また、相手の情報を受信することにより、それぞれのＣＰＵ１０ａ、１０ｂは、時間合わせを行い、互いの同期をとることができる。

　次に、ステップＳ２２ａにおいて、ＣＰＵ１０ａは、図２のステップＳ２と同様に、センサ群２からの各種入力情報を入力する。次に、ステップＳ２３ａにおいて、ＣＰＵ１０ａは、第１組のイニシャルチェックが実行済みであるか否かを調べる。このチェックも図２のステップＳ４と同様に、後述のフラグ「１ｓｔＩＦ」で簡単にチェックできる。

　イニシャルチェックが終了していない場合（Ｎ）には、ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ２４ａへ進む。ステップＳ２４ａにおいて、ＣＰＵ１０ａは、第１組の多相巻線３ａ、インバータ回路９ａ等に関してイニシャルチェックを行う。一方、ＣＰＵ１０ｂは、同様に、ステップＳ２４ａにおいて、第２組の多相巻線３ｂ、インバータ回路９ｂ等に関してイニシャルチェックを行う。

　第１組及び第２組に関するイニシャルチェックの内容は、先の実施の形態１と同様である。また、第１組、第２組に関係しない例えば、センサ類、バッテリ４の電圧等については、それぞれ、ＣＰＵ１０ａとＣＰＵ１０ｂとが分担して、一方のＣＰＵ１０でチェックすることもできる。また、ＣＰＵ１０ａとＣＰＵ１０ｂの両方でチェックを独立に行い、その結果を相互に照合することもできる。

　ＣＰＵ１０ａは、第１組のイニシャルチェックを終了後、ステップＳ２５ａにおいて終了用のフラグ「１ｓｔＩＦ」をセット（Ｈｉｇｈ）する。さらに、ＣＰＵ１０ａは、第１組に故障が検出されなければ、リレー６ａを閉成する。もし、第１組に故障を検出した場合は、ＣＰＵ１０ａは、その故障内容に応じてリレー６ａを制御し、故障内容を記憶する。一方、ステップＳ２５ｂにおいて、ＣＰＵ１０ｂも、同様に、フラグ「２ｎｄＩＦ」をセット（Ｈｉｇｈ）する。さらに、ＣＰＵ１０ｂは、故障検出の内容を記憶するが、リレー６ｂの制御は、ステップＳ２４ｂでは行わない。

　次に、ステップＳ２６ａにおいて、ＣＰＵ１０ａは、再度、ＣＰＵ１０ｂとの通信（以下、「第２の通信」という）を行う。この第２の通信では、両ＣＰＵ１０の同期合わせのほか、イニシャルチェック時の故障内容の伝達、入力情報の照合を、データ送受信により行うことができる。これにより、両ＣＰＵ１０は、相手のＣＰＵ１０の状況、故障の有無等が把握でき、自己の制御内容の変更に役立てることができる。

　例えば、一方のインバータ回路９の故障により、モータ３の制御ができない、又は通常制御より劣る駆動、例えば２相駆動しかできない場合、他方の正常なインバータ回路９側で、その出力をアップすることが可能である。また、同期を少なくとも一定周期Ｔｘ毎に１回は行っているため、２組の制御の位相ずれを確実に保持することもできる。

　なお、ＣＰＵ１０ｂは、先のステップＳ２４ｂの代わりにステップＳ３１において、故障検出の結果に応じて、リレー６ｂを制御する。このように、ＣＰＵ１０ａとＣＰＵ１０ｂは、リレー６ａおよびリレー６ｂの閉成時期をずらして、消費電流が発生するタイミングを分散させることができる。

　次に、ステップＳ３０ａにおいて、ＣＰＵ１０ａは、一定周期Ｔｘが経過したか否かを調べることにより、ステップＳ２２ａ以降を、一定周期Ｔｘで繰り返し実行することができる。

　一方、先のステップＳ２３ａでイニシャルチェック実施済であれば（Ｙ）、ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ２７ａにおいて、センサ群２からの各種入力情報により、モータ３の制御を即開始する状況か否かをチェックし、パワーステアリング制御が必要な場合には、制御信号群８の制御量を演算する。ここでは、ＣＰＵ１０ａは、目標制御量と、現時点のモータ３の電流との差を算出し、フィードバック制御を行うことで、出力制御量を演算する。

　次に、ステップＳ２８ａにおいて、ＣＰＵ１０ａは、再度、ＣＰＵ１０ｂとの通信（以下、「第３の通信」という）を行う。この第３の通信では、前述のように同期合わせ、さらには制御量、入力情報等々のデータの送受信を行うことができ、両ＣＰＵ１０は、相手方の故障のチェックも可能となる。

　次に、ステップＳ２９ａにおいて、ＣＰＵ１０ａは、制御信号群８の出力処理を行い、モータ３へ電流を供給する。この出力処理において、ＣＰＵ１０ａは、インバータ回路９ａのスイッチング素子を、ＣＰＵ１０ｂは、インバータ回路９ｂのスイッチング素子を制御する。そして、出力制御量をそれぞれのＣＰＵ１０ａ、１０ｂが均等に２分割した場合には、出力量は平均的には同一であるが、時間的にみると、ずれたものとなっている。また、それぞれのＣＰＵ１０ａ、１０ｂは、故障状態に応じて、その出力量自体を均等ではなく、一方が他方より多く出力するように制御することも可能である。

　図４に示した本実施の形態３におけるＣＰＵ１０の処理による技術的特徴をまとめると、以下のようになる。
（１）多相巻線３ａ、３ｂとインバータ回路９ａ、９ｂの組ごとに、独立した複数のＣＰＵ１０ａ、１０ｂによりイニシャルチェックを個別に実行する（ステップＳ２４ａ、ステップＳ２４ｂ）。
（２）イニシャルチェックの実施結果に応じて、複数のインバータ回路９ａ、９ｂへの電源供給タイミングを分散化するように、複数のリレー６ａ、６ｂの開閉制御を実行する。特に、本実施の形態３では、異なるＣＰＵ１０ａ、１０ｂが相互通信を行いながら（ステップＳ２１ａ、２１ｂ、ステップＳ２６ａ、Ｓ２６ｂ）、対応するリレー６ａ、６ｂに関して相互のタイミングが重複しないように開閉制御を実行する（ステップＳ２４ａ、ステップＳ３１）。
（３）イニシャルチェックの実施結果に応じて、複数の多相巻線３ａ、３ｂに流れる電流を分散化するように、複数のインバータ回路９ａ、９ｂの駆動制御を行う（ステップＳ２９ａ、ステップＳ２９ｂ）。特に、本実施の形態３では、異なるＣＰＵ１０ａ、１０ｂが相互通信を行いながら（ステップＳ２８ａ、ステップＳ２８ｂ）、入力情報としてパワーステアリング制御要求を受信した場合（ステップＳ２７ａ、ステップ２７ｂ）には、イニシャルチェックの実施結果に応じて、それぞれのＣＰＵ１０ａ、１０ｂがインバータ回路９ａ、９ｂの駆動制御を実行する（ステップＳ２９ａ、Ｓ２９ｂ）。

　以上のように、実施の形態３によれば、ＣＰＵを独立して複数有する場合であっても、相互通信を行って互いの情報を共有化することで、複数の多相巻線の制御開始、電源供給のタイミングを簡単にずらすことができる。

　なお、図４のフローチャートの処理を実現するためのプログラムは、ＣＰＵ１０ａ、１０ｂと同数、つまり２種類となる。しかしながら、両者の相違は、リレー６ａ、６ｂ制御のタイミングと、制御対象となるモータ３の多相巻線３ａ、３ｂ等である。従って、１組目と２組目のいずれのインバータ回路９ａ、９ｂに対応するかを示すフラグを設け、必要な処理ルーチンの前にフラグによる判断処理を組込むことで、同一プログラムで対応でき、プログラム作成工数を削減できる。

Claims

　複数の多相巻線を有するモータと、
　前記複数の多相巻線のそれぞれを個別に駆動制御する複数のインバータ回路と、
　一端が電源と接続され、閉成することで前記複数のインバータ回路のそれぞれを個別に電源供給状態とする複数のリレーと、
　電源投入時には、前記複数の多相巻線と、前記複数の多相巻線にそれぞれ対応する前記複数のインバータ回路とで構成される複数組について故障の有無を判断するためのイニシャルチェックを実施するとともに、前記イニシャルチェックの実施後には、前記イニシャルチェックの実施結果に基づいて、前記複数のリレーの開閉制御およびセンサ群からの入力情報を基にして、前記複数のインバータ回路の駆動制御を実行することで、パワーステアリング制御を実行する制御部と
　を備えた電動パワーステアリング制御装置であって、
　前記制御部は、
　　前記複数組に関する前記イニシャルチェックを組ごとに個別に実行し、
　　前記イニシャルチェックの実施結果に応じて、前記複数のインバータ回路への電源供給タイミングを分散化するように、前記複数のリレーの前記開閉制御を実行し、
　　前記イニシャルチェックの実施結果に応じて、前記複数の多相巻線に流れる電流を分散化するように、前記複数のインバータ回路の駆動制御を実行する
　電動パワーステアリング制御装置。
　請求項１に記載の電動パワーステアリング制御装置において、
　前記制御部は、
　　前記複数組に関する前記イニシャルチェックをあらかじめ決められた優先順位に従って順番に実行するとともに、前記イニシャルチェックが完了した組から順に、対応するリレーに関して前記開閉制御を実行することを、一定周期で順次実行し、
　　前記複数組の全てに対するイニシャルチェックが完了していない時点で、前記入力情報としてパワーステアリング制御要求を受信した場合には、前記イニシャルチェックの実施結果に応じて、前記複数の多相巻線のうちイニシャルチェックが完了している組の多相巻線に流れる電流を分散化するように、前記イニシャルチェックが完了している組のインバータ回路の駆動制御を実行する
　電動パワーステアリング制御装置。
　請求項１に記載の電動パワーステアリング制御装置において、
　前記制御部は、
　　前記複数組に関する前記イニシャルチェックをあらかじめ決められた優先順位に従って順番に実行するとともに、前記イニシャルチェックが完了した組から順に、対応するリレーに関して前記開閉制御を実行することを、１回の周期内で順次実行し、
　　前記複数組の全てに対するイニシャルチェックが完了した後、前記入力情報としてパワーステアリング制御要求を受信した場合には、前記イニシャルチェック結果に応じて、前記複数の多相巻線に流れる電流を分散化するように、前記複数のインバータ回路の駆動制御を実行する
　電動パワーステアリング制御装置。
　請求項１に記載の電動パワーステアリング制御装置において、
　前記制御部は、前記複数組のそれぞれの組に対応して、前記イニシャルチェック、前記開閉制御、および前記駆動制御を一定周期で個別に実行する複数の個別制御部を有し、
　前記複数の個別制御部のそれぞれは、
　　他の個別制御部と相互通信を実行することで、他の個別制御部との間で、それぞれのイニシャルチェックの実施結果、開閉制御状態、および駆動制御状態に関する情報を共有化する通信処理部を有し、
　　自身の組のイニシャルチェックの実施結果および他の個別制御部のイニシャルチェックの実施結果に応じて、前記複数のインバータ回路への電源供給タイミングを分散化するように、自身の組のリレーの前記開閉制御を実行し、
　　自身の組のイニシャルチェックの実施結果および他の個別制御部のイニシャルチェックの実施結果に応じて、前記複数の多相巻線に流れる電流を分散化するように、自身の組のインバータ回路の駆動制御を実行する
　電動パワーステアリング制御装置。
　請求項２または３に記載の電動パワーステアリング制御装置において、
　前記制御部は、
　　前記イニシャルチェックが完了したことを検知した周期と同一周期内で、前記入力情報としてパワーステアリング制御要求を受信した場合には、あらかじめ決められた最低限の簡略化された制御演算処理により前記駆動制御を実行する
　電動パワーステアリング制御装置。
　請求項４に記載の電動パワーステアリング制御装置において、
　前記複数の個別制御部のそれぞれは、
　　前記通信処理部による前記他の個別制御部との前記相互通信を、前記一定周期内で少なくとも１回実行し、
　　前記複数の個別制御部が２個の個別制御部で構成される場合には、一方の個別制御部は、前記相互通信の実行前に自身の組のリレーの前記開閉制御を実行し、他方の個別制御部は、前記相互通信の実行後に自身の組のリレーの前記開閉制御を実行する
　電動パワーステアリング制御装置。
　請求項４に記載の電動パワーステアリング制御装置において、
　前記複数の個別制御部のそれぞれは、前記複数組のいずれの組であるかを識別するために設定されるフラグに応じて、前記電源供給タイミングを分散化するための処理、および前記複数の多相巻線に流れる電流を分散化するための処理のタイミングを切り換えるようにした同一のプログラムを用いる
　電動パワーステアリング制御装置。
　複数の多相巻線を有するモータと、
　前記複数の多相巻線のそれぞれを個別に駆動制御する複数のインバータ回路と、
　一端が電源と接続され、閉成することで前記複数のインバータ回路のそれぞれを個別に電源供給状態とする複数のリレーと、
　電源投入時には、前記複数の多相巻線と、前記複数の多相巻線にそれぞれ対応する前記複数のインバータ回路とで構成される複数組についてイニシャルチェックを実施するとともに、前記イニシャルチェックの実施後には、前記イニシャルチェックの実施結果に基づいて、前記複数のリレーの開閉制御およびセンサ群からの入力情報を基にして、前記複数のインバータ回路の駆動制御を実行することで、パワーステアリング制御を実行する制御部と
　を備えた電動パワーステアリング制御装置において、前記制御部によって実行される電動パワーステアリング制御方法であって、
　前記複数組に関する前記イニシャルチェックを組ごとに個別に実行する個別イニシャルチェック実行ステップと、
　前記イニシャルチェックの実行結果に応じて、前記複数のインバータ回路への電源供給タイミングを分散化するように、前記複数のリレーの前記開閉制御を実行する開閉制御ステップと、
　前記イニシャルチェックの実施結果に応じて、前記複数の多相巻線に流れる電流を分散化するように、前記複数のインバータ回路の駆動制御を実行する駆動制御ステップと
　を有する電動パワーステアリング制御方法。