JP7225689B2

JP7225689B2 - モータ制御装置

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Publication number: JP7225689B2
Application number: JP2018208146A
Authority: JP
Inventors: 公志藤; 悟三鴨; 智宏丹羽
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Current assignee: JTEKT Corp
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Filing date: 2018-11-05
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Description

本発明は、モータ制御装置に関する。

従来、車両の操舵機構に付与されるアシストトルクの発生源であるモータを制御する制御装置が知られている。たとえば特許文献１の制御装置は、２系統の巻線を有するモータに対する給電を制御する。制御装置は、２系統の巻線にそれぞれ対応する２組の駆動回路および制御システムを有している。各制御システムは、各駆動回路の制御を通じて各系統の巻線に対する給電を独立して制御する。

各系統の制御システムは、マイクロコンピュータを有している。各系統のマイクロコンピュータの一方はマスター、他方はスレーブとして機能する。各系統のマイクロコンピュータは、自己系統の異常を示す情報を互いに授受する。マスターとして機能するマイクロコンピュータに異常が発生した場合、これまでスレーブとして機能していたマイクロコンピュータがマスターとして機能する。

特開２０１８－１０３８９９号公報

特許文献１の制御装置において、第１のマイクロコンピュータおよび第２のマイクロコンピュータは、これらの異常を検出するなかで、原因が異なるものの結果的に同じ異常として検出することが懸念される。たとえば第１のマイクロコンピュータは、第２のマイクロコンピュータが機能停止した場合と、第２のマイクロコンピュータとの間の通信が不成立となった場合とでは、いずれの場合も第２のマイクロコンピュータとの間の通信異常として検出する。また、第２のマイクロコンピュータは、第１のマイクロコンピュータが機能停止した場合と、第１のマイクロコンピュータとの間の通信が不成立となった場合とでは、いずれの場合も第１のマイクロコンピュータとの間の通信異常として検出する。これは、第１のマイクロコンピュータあるいは第２のマイクロコンピュータが機能停止した場合においても、第１のマイクロコンピュータと第２のマイクロコンピュータとの間の通信が不成立となるからである。このように、第１のマイクロコンピュータおよび第２のマイクロコンピュータは、通信異常の原因を特定できないおそれがあった。

本発明の目的は、複数の制御回路の間における通信の異常原因を特定することができるモータ制御装置を提供することにある。

上記目的を達成し得るモータ制御装置は、モータが有する複数系統の巻線群に対する給電を系統ごとに独立して制御する系統数と同数の制御回路と、複数の前記制御回路により各々生成される各系統の状態を示す状態信号を前記制御回路の間で授受する複数の通信線と、複数の前記制御回路により各々生成される正常動作を示す周期パルス信号を複数の前記制御回路の間で授受する信号線と、を有している。前記制御回路は、前記通信線を通じた通信の成否、および前記信号線を通じて取得される他系統の前記周期パルス信号の正否の組み合わせに基づき、前記通信線を通じた通信が異常なのか、他系統の前記制御回路の機能が停止しているのかを判定する。

通信線を通じた通信が不成立である場合であれ、通信相手である他系統の制御回路が機能停止した場合であれ、制御回路と他系統の制御回路との間の通信は異常な状態となるところ、上記の構成によれば、複数の制御回路の間における通信の異常原因を特定することができる。たとえば通信線を通じた通信が成立しない場合であれ、他系統の周期パルス信号が正常であるときには、当該他系統の制御回路は動作しているといえる。このため、他系統の制御回路は機能を停止した状態ではなく、通信線を通じた通信が異常であることが分かる。このように、制御回路は、通信線を通じた通信の成否、および信号線を通じて取得される他系統の周期パルス信号の正否の組み合わせに基づき、通信線を通じた通信が異常なのか、他系統の制御回路の機能が停止しているのかを切り分けて判定することができる。

上記のモータ制御装置において、前記制御回路は、前記通信線を通じた通信が不成立、かつ前記信号線を通じて取得される他系統の前記周期パルス信号が正常であるとき、前記通信線を通じた通信が異常である旨判定することが好ましい。

この構成によるように、通信線を通じた通信が不成立である場合であれ、信号線を通じて取得される他系統の周期パルス信号が正常であるときには、当該他系統の制御回路は動作しているといえる。このため、他系統の制御回路は機能を停止した状態ではなく、通信線を通じた通信が異常であることが分かる。

上記のモータ制御装置において、前記制御回路は、前記通信線を通じた通信が不成立、かつ前記信号線を通じて取得される他系統の前記周期パルス信号が異常であるとき、他系統の前記制御回路の機能が停止している旨判定することが好ましい。

通信相手である他系統の制御回路の機能が停止した場合、通信線を通じた通信が不成立となる。また、機能が停止した他系統の制御回路により生成される周期パルス信号も異常を示す。したがって、上記の構成によるように、通信線を通じた通信が不成立であって、しかも信号線を通じて取得される他系統の周期パルス信号が異常であれば、他系統の制御回路の機能は停止しているといえる。

上記のモータ制御装置において、前記通信線および前記信号線は、それぞれ複数設けられていることを前提として、前記制御回路は、複数の前記通信線のいずれか１つを通じた通信が不成立、かつ前記信号線を通じて取得される他系統の前記周期パルス信号が正常であるとき、複数の前記通信線のいずれか１つを通じた通信の異常である旨判定することが好ましい。

この構成によるように、複数の通信線のいずれか１つを通じた通信が不成立である場合であれ、信号線を通じて取得される他系統の周期パルス信号が正常であるときには、当該他系統の制御回路は動作しているといえる。このため、他系統の制御回路は機能を停止した状態ではなく、複数の通信線のいずれか１つを通じた通信の異常であることが分かる。

上記のモータ制御装置において、前記通信線および前記信号線は、それぞれ複数設けられていることを前提として、前記制御回路は、複数の前記通信線のいずれか１つを通じた通信が成立、かつ前記信号線を通じて取得される他系統の前記周期パルス信号が異常であるとき、当該異常を示す前記周期パルス信号を伝送する前記信号線の異常である旨判定することが好ましい。

通信相手である他系統の制御回路の機能が停止した場合、通信線を通じた通信がすべて不成立となる。したがって、上記の構成によるように、信号線を通じて取得される他系統の周期パルス信号が異常である場合であれ、複数の通信線のいずれか１つを通じた通信が成立している状態であれば、他系統の制御回路は機能を停止した状態ではなく、異常を示す周期パルス信号を伝送する信号線の異常であるといえる。

本発明のモータ制御装置によれば、複数の制御回路の間における通信の異常原因を特定することができる。

モータ制御装置の一実施の形態を示すブロック図。一実施の形態における第１のマイクロコンピュータの異常判定条件、判定結果である異常の内容、第１の制御部の動作状態、および第２の制御部の動作状態を示す一覧図。一実施の形態における第２のマイクロコンピュータの異常判定条件、判定結果である異常の内容、第１の制御部の動作状態、および第２の制御部の動作状態を示す一覧図。

以下、モータ制御装置の一実施の形態を説明する。
図１に示すように、モータ制御装置としてのＥＣＵ（電子制御ユニット）１１は、モータ１２の駆動を制御する。モータ１２は、三相のブラシレスモータである。モータ１２は、ロータ１３、第１の巻線群１４、第２の巻線群１５、第１の回転角センサ１６および第２の回転角センサ１７を有している。第１の巻線群１４および第２の巻線群１５は、それぞれＵ相コイル、Ｖ相コイル、およびＷ相コイルを有している。第１の回転角センサ１６および第２の回転角センサ１７は、モータ１２（ロータ１３）の回転角θ_ｍ１，θ_ｍ２を検出する。

ＥＣＵ１１とモータ１２（第１の巻線群１４、および第２の巻線群１５）との間は、バスバーあるいはケーブルなどによって互いに接続されている。ＥＣＵ１１は、第１の巻線群１４および第２の巻線群１５に対する給電を系統ごとに制御する。ＥＣＵ１１は、第１の巻線群１４に対する給電を制御する第１の制御部２０、および第２の巻線群１５に対する給電を制御する第２の制御部３０を有している。

第１の制御部２０は、制御回路としての第１のマイクロコンピュータ２１、および第１のインバータ２２を有している。
第１のマイクロコンピュータ２１は、第１のクロック生成部２１ａを有している。第１のクロック生成部２１ａは、ＥＣＵ１１に設けられる図示しない水晶発振器から取り込む基本周波数のクロックに基づき、第１のクロックＳ_ＣＬ１を生成する。第１のクロックＳ_ＣＬ１は、第１のマイクロコンピュータ２１の各部（ＣＰＵおよびその周辺回路）の動作タイミングを規定するためのクロック信号である。また、第１のクロックＳ_ＣＬ１は、第１のマイクロコンピュータ２１が正常に動作していることを示す周期パルス信号でもある。第１のクロックＳ_ＣＬ１は、一定周期でハイレベルの電圧とローレベルの電圧とを交互に繰り返す。

第１のマイクロコンピュータ２１は、第１の巻線群１４に対して供給すべき電流の目標値である第１の電流指令値を演算する。第１の電流指令値は、モータ１２に要求されるトータルとしての発生トルクの半分を第１の巻線群１４により発生させるために必要とされる電流量の半分（５０％）の値に設定される。第１のマイクロコンピュータ２１は、第１の巻線群１４に供給される実際の電流の値を第１の電流指令値に追従させる電流フィードバック制御を実行することにより、第１のインバータ２２に対する指令信号Ｓ１（ＰＷＭ信号）を生成する。第１のマイクロコンピュータ２１は、第１の回転角センサ１６を通じて検出されるモータ１２（ロータ１３）の回転角θ_ｍ１を使用して第１の巻線群１４に対する通電を制御する。

第１のインバータ２２は、ＰＷＭ方式の三相インバータであって、第１のマイクロコンピュータ２１により生成される指令信号Ｓ１に基づいて各相のスイッチング素子がスイッチングすることにより、直流電源から供給される直流電力を三相交流電力に変換する。第１のインバータ２２を通じて指令信号Ｓ１に応じた電流が第１の巻線群１４に供給される。

第２の制御部３０は、基本的に第１の制御部２０と同様の構成を有している。すなわち、第２の制御部３０は、制御回路としての第２のマイクロコンピュータ３１、および第２のインバータ３２を有している。

第２のマイクロコンピュータ３１は、第２のクロック生成部３１ａを有している。第２のクロック生成部３１ａは、ＥＣＵ１１に設けられる図示しない水晶発振器から取り込む基本周波数のクロックに基づき、第２のクロックＳ_ＣＬ２を生成する。第２のクロックＳ_ＣＬ２は、第２のマイクロコンピュータ３１の各部（ＣＰＵおよびその周辺回路）の動作タイミングを規定するためのクロック信号である。また、第２のクロックＳ_ＣＬ２は、第２のマイクロコンピュータ３１が正常に動作していることを示す周期パルス信号でもある。

第２のマイクロコンピュータ３１は、第２の巻線群１５に対して供給すべき電流の目標値である第２の電流指令値を演算する。第２の電流指令値は、モータ１２に要求されるトータルとしての発生トルクの半分を第２の巻線群１５により発生させるために必要とされる電流量の半分（５０％）の値に設定される。第２のマイクロコンピュータ３１は、第２の巻線群１５に供給される実際の電流の値を第２の電流指令値に追従させる電流フィードバック制御を実行することにより、第２のインバータ３２に対する指令信号Ｓ２（ＰＷＭ信号）を生成する。第２のマイクロコンピュータ３１は、第２の回転角センサ１７を通じて検出されるモータ１２（ロータ１３）の回転角θ_ｍ２を使用して第２の巻線群１５に対する通電を制御する。第２のインバータ３２を通じて指令信号Ｓ２に応じた電流が第２の巻線群１５に供給される。

第１のマイクロコンピュータ２１および第２のマイクロコンピュータ３１は、第１の通信線４１および第２の通信線４２を介して相互にデジタル信号の授受を行う。第１のマイクロコンピュータ２１と第２のマイクロコンピュータ３１との間で行われる第１の通信線４１および第２の通信線４２を通じた通信の規格としては、たとえば同期式のシリアル通信の規格の一種であるＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）が採用される。また、第１のマイクロコンピュータ２１および第２のマイクロコンピュータ３１は、それぞれ自己および自己の属する系統の異常を検出する機能を有している。

第１のマイクロコンピュータ２１は、デジタル信号として自己の属する第１の系統の状態を示す第１の状態信号Ｓ_ｄ１を生成し、この生成される第１の状態信号Ｓ_ｄ１を第１の通信線４１および第２の通信線４２を介して第２のマイクロコンピュータ３１へ供給する。第１の状態信号Ｓ_ｄ１には、第１の系統の異常発生状態、第１の系統の動作状態および第１の巻線群１４による発生トルクが含まれる。第１の系統の異常発生状態には、たとえば第１のマイクロコンピュータ２１、第１のインバータ２２、および第１の回転角センサ１６の異常の有無が含まれる。第１の系統の動作状態には、第１のマイクロコンピュータ２１が第１の巻線群１４に対する給電制御を実行することができる状態、および電源電圧の低下などに起因して第１の巻線群１４に対する給電制御を実行することができない状態の２つの状態がある。発生トルクは、第１の巻線群１４が発生するトルクの程度であって、第１の巻線群１４に対して供給される電流の目標値である電流指令値に対応する。

第２のマイクロコンピュータ３１は、第１のマイクロコンピュータ２１と同様に、デジタル信号として自己の属する第２の系統の状態を示す第２の状態信号Ｓ_ｄ２を生成し、この生成される第２の状態信号Ｓ_ｄ２を第１の通信線４１および第２の通信線４２を介して第１のマイクロコンピュータ２１へ供給する。

第１のマイクロコンピュータ２１は、第２の状態信号Ｓ_ｄ２を通じて第２の系統による第２の巻線群１５に対する給電制御を実行することができない状態である旨認識されるとき、第１の巻線群１４に対して第１の給電制御または第２の給電制御を実行する。第１の給電制御とは、２系統駆動を実行する通常時の給電制御であって、モータ１２に要求されるトータルとしての発生トルクの半分を第１の巻線群１４により発生するトルクで賄うための給電制御をいう。第２の給電制御とは、モータ１２に要求されるトータルとしての発生トルクを第１の巻線群１４により発生するトルクですべて賄うための給電制御をいう。第２の給電制御を実行する場合、第１の巻線群１４に対する電流指令値は、２系統駆動を実行する通常時の２倍の値に設定される。

第２のマイクロコンピュータ３１も、第１の状態信号Ｓ_ｄ１を通じて第１の系統による第１の巻線群１４に対する給電制御を実行することができない状態である旨認識されるとき、第１のマイクロコンピュータ２１と同様に、第２の巻線群１５に対して第１の給電制御または第２の給電制御を実行する。

このように、モータ１２における２系統の巻線群に対する給電を独立して制御することにより、一方系統に異常が発生した場合であれ、他方系統の巻線群への給電を通じてモータ１２を継続して回転させることができる。

第１のマイクロコンピュータ２１および第２のマイクロコンピュータ３１は、第１の信号線４３および第２の信号線４４を介して相互に第１のクロックＳ_ＣＬ１および第２のクロックＳ_ＣＬ２の授受を行う。第１のマイクロコンピュータ２１および第２のマイクロコンピュータ３１は、第１の状態信号Ｓ_ｄ１、第２の状態信号Ｓ_ｄ２、第１のクロックＳ_ＣＬ１、第２のクロックＳ_ＣＬ２に基づき、相互に監視を行う。ここで、第１のマイクロコンピュータ２１および第２のマイクロコンピュータ３１のいずれか一方が機能停止した場合、機能停止したマイクロコンピュータにより生成される第１のクロックＳ_ＣＬ１または第２のクロックＳ_ＣＬ２が異常を示すとともに、第１の通信線４１および第２の通信線４２を介した通信がすべて途絶する。このことを利用して、第１のマイクロコンピュータ２１および第２のマイクロコンピュータ３１は、通信相手のマイクロコンピュータとの間における単なる通信異常なのか、通信相手のマイクロコンピュータの機能が停止したのかを判定する。

図２に示すように、第１のマイクロコンピュータ２１は、つぎの（Ａ）～（Ｅ）の異常を検出する。
（Ａ）第２のマイクロコンピュータ３１の機能停止
（Ｂ）第２の信号線４４の異常（オープン故障を含む）
（Ｃ）第１の通信異常（第１の通信線４１および第２の通信線４２の双方の異常）
（Ｄ）第２の通信異常（第２の通信線４２の異常）
（Ｅ）第３の通信異常（第１の通信線４１の異常）
異常（Ａ）～（Ｅ）の具体的な検出方法は、つぎの通りである。

＜異常（Ａ）＞
第１のマイクロコンピュータ２１は、つぎの判定条件（Ａ１）～（Ａ３）のすべてが同時に成立するとき、第２のマイクロコンピュータ３１の機能が停止している旨判定する。

（Ａ１）第１の通信線４１を通じた通信が不成立であること。
（Ａ２）第２の通信線４２を通じた通信が不成立であること。
（Ａ３）第２のクロックＳ_ＣＬ２が異常（取得不能を含む。）であること。

第１の通信線４１を通じた通信、および第２の通信線４２を通じた通信の双方が不成立であって、しかも第２のクロックＳ_ＣＬ２が異常である場合、第２のマイクロコンピュータ３１はその機能が停止した状態である蓋然性が高い。このため、正常に動作している第１のマイクロコンピュータ２１のみでモータ１２（第１の巻線群１４）に対する給電制御が実行される。すなわち、ＥＣＵ１１において、第２のマイクロコンピュータ３１を含む第２の制御部３０はその動作を停止した状態であるものの、第１のマイクロコンピュータ２１を含む第１の制御部２０は正常動作を継続する。

＜異常（Ｂ）＞
第１のマイクロコンピュータ２１は、つぎの判定条件（Ｂ１），（Ｂ１）のすべてが同時に成立するとき、第２の信号線４４に異常が発生している旨判定する。

（Ｂ１）第１の通信線４１を通じた通信および第２の通信線４２を通じた通信の少なくとも一方が成立すること。
（Ｂ２）第２のクロックＳ_ＣＬ２が異常（取得不能を含む。）であること。

第２のマイクロコンピュータ３１が機能停止している場合、第１の通信線４１を通じた通信および第２の通信線４２を通じた通信の双方が不成立となる。このため、第１の通信線４１を通じた通信および第２の通信線４２を通じた通信の少なくとも一方が成立するとき、第２のマイクロコンピュータ３１はその機能が停止した状態ではなく動作している状態である。したがって、第１の通信線４１を通じた通信および第２の通信線４２を通じた通信の少なくとも一方が成立しているにもかかわらず、第２のクロックＳ_ＣＬ２が異常である場合、第２の信号線４４に異常が発生している蓋然性が高い。たとえば第２のクロックＳ_ＣＬ２の異常状態として、第２のクロックＳ_ＣＬ２が取得できない状態である場合、第２の信号線４４のオープン故障（断線）が発生しているおそれがある。

第１のマイクロコンピュータ２１は、第２の信号線４４に異常が発生している旨判定されるとき、自己の動作を停止する。これは、第２のクロックＳ_ＣＬ２が異常（取得不能を含む。）となった以降、第１のマイクロコンピュータ２１は、第２のマイクロコンピュータ３１との間の単なる通信異常であるのか、第２のマイクロコンピュータ３１の機能が停止しているのかを判定することができないからである。したがって、第２の信号線４４に異常が発生した場合、第２のマイクロコンピュータ３１のみによってモータ１２（第２の巻線群１５）に対する給電制御が実行される。すなわち、ＥＣＵ１１において、第１のマイクロコンピュータ２１を含む第１の制御部２０はその動作を停止する一方、第２のマイクロコンピュータ３１を含む第２の制御部３０は正常動作を継続する。

＜異常（Ｃ）＞
第１のマイクロコンピュータ２１は、つぎの判定条件（Ｃ１）～（Ｃ３）のすべてが同時に成立するとき、第１の通信異常が発生している旨判定する。第１の通信異常とは、第１の通信線４１および第２の通信線４２の双方が異常である状態をいう。

（Ｃ１）第１の通信線４１を通じた通信が不成立であること。
（Ｃ２）第２の通信線４２を通じた通信が不成立であること。
（Ｃ３）第２のクロックＳ_ＣＬ２が正常であること。

第１の通信線４１を通じた通信、および第２の通信線４２を通じた通信の双方が不成立である場合であれ、第２のクロックＳ_ＣＬ２が正常であるときには、第１の通信線４１および第２の通信線４２に異常が発生しているだけであって、第２のマイクロコンピュータ３１は正常に動作している。しかしここでは、製品仕様などによるものの、第１の通信異常が発生した場合、第１のマイクロコンピュータ２１を第２のマイクロコンピュータ３１に優先して動作させる。したがって、第１の通信異常が発生した場合、正常に動作している第１のマイクロコンピュータ２１のみでモータ１２（第１の巻線群１４）に対する給電制御が実行される。すなわち、ＥＣＵ１１において、第１のマイクロコンピュータ２１を含む第１の制御部２０は正常動作を継続する一方、第２のマイクロコンピュータ３１を含む第２の制御部３０はその動作を停止する。

ちなみに、製品仕様などによっては、第１の通信異常が発生した場合、第２のマイクロコンピュータ３１を第１のマイクロコンピュータ２１に優先して動作させる構成が採用されることもある。この場合、第１の通信異常が発生したとき、第２のマイクロコンピュータ３１のみでモータ１２（第２の巻線群１５）に対する給電制御が実行される。

＜異常（Ｄ）＞
第１のマイクロコンピュータ２１は、つぎの判定条件（Ｄ１）～（Ｄ３）のすべてが同時に成立するとき、第２の通信異常が発生している旨判定する。第２の通信異常とは、第２の通信線４２が異常である状態をいう。

（Ｄ１）第１の通信線４１を通じた通信が成立していること。
（Ｄ２）第２の通信線４２を通じた通信が不成立であること。
（Ｄ３）第２のクロックＳ_ＣＬ２が正常であること。

第２の通信線４２を通じた通信が不成立であっても、第１の通信線４１を通じた通信が成立していること、および第２のクロックＳ_ＣＬ２が正常であることから、第２のマイクロコンピュータ３１は正常に動作している。ただし、第１のマイクロコンピュータ２１は、第２の通信異常が発生した旨判定されるとき、自己の動作を停止する。これは、第２の通信線４２が異常となった以降、第１のマイクロコンピュータ２１は第２の状態信号Ｓ_ｄ２を取得することができないからである。したがって、第２の通信異常が発生した場合、正常に動作している第２のマイクロコンピュータ３１のみによってモータ１２（第２の巻線群１５）に対する給電制御が実行される。すなわち、ＥＣＵ１１において、第１のマイクロコンピュータ２１を含む第１の制御部２０はその動作を停止する一方、第２のマイクロコンピュータ３１を含む第２の制御部３０は正常動作を継続する。

＜異常（Ｅ）＞
第１のマイクロコンピュータ２１は、つぎの判定条件（Ｅ１）～（Ｅ３）のすべてが同時に成立するとき、第３の通信異常が発生している旨判定する。第３の通信異常とは、第１の通信線４１が異常である状態をいう。

（Ｅ１）第１の通信線４１を通じた通信が不成立であること。
（Ｅ２）第２の通信線４２を通じた通信が成立していること。
（Ｅ３）第２のクロックＳ_ＣＬ２が正常であること。

第１の通信線４１を通じた通信が不成立であっても、第２の通信線４２を通じた通信が成立していること、および第２のクロックＳ_ＣＬ２が正常であることから、第２のマイクロコンピュータ３１は正常に動作している。ただし後述するように、第２のマイクロコンピュータ３１も第１のマイクロコンピュータ２１と同様の異常検出機能を有している。そして第２のマイクロコンピュータ３１は、第３の通信異常が発生した旨判定されるとき、自己の動作を停止する。これは、第１の通信線４１が異常となった以降、第２のマイクロコンピュータ３１は第１の状態信号Ｓ_ｄ１を取得することができないからである。したがって、第３の通信異常が発生した場合、正常に動作している第１のマイクロコンピュータ２１のみによってモータ１２（第１の巻線群１４）に対する給電制御が実行される。すなわち、ＥＣＵ１１において、第１のマイクロコンピュータ２１を含む第１の制御部２０は正常動作を継続する一方、第２のマイクロコンピュータ３１を含む第２の制御部３０はその動作を停止する。

図３に示すように、第２のマイクロコンピュータ３１は、つぎの（Ｆ）～（Ｊ）の異常を検出する。
（Ｆ）第１のマイクロコンピュータ２１の機能停止
（Ｇ）第１の信号線４３の異常（オープン故障を含む）
（Ｈ）第１の通信異常（第１の通信線４１および第２の通信線４２の双方の異常）
（Ｉ）第２の通信異常（第２の通信線４２の異常）
（Ｊ）第３の通信異常（第１の通信線４１の異常）
異常（Ｆ）～（Ｊ）の具体的な検出方法は、つぎの通りである。

＜異常（Ｆ）＞
第２のマイクロコンピュータ３１は、つぎの判定条件（Ｆ１）～（Ｆ３）のすべてが同時に成立するとき、第１のマイクロコンピュータ２１の機能が停止している旨判定する。

（Ｆ１）第１の通信線４１を通じた通信が不成立であること。
（Ｆ２）第２の通信線４２を通じた通信が不成立であること。
（Ｆ３）第１のクロックＳ_ＣＬ１が異常（取得不能を含む。）であること。

第１の通信線４１を通じた通信、および第２の通信線４２を通じた通信の双方が不成立であって、しかも第１のクロックＳ_ＣＬ１が異常である場合、第１のマイクロコンピュータ２１はその機能が停止した状態である蓋然性が高い。このため、正常に動作している第２のマイクロコンピュータ３１のみでモータ１２（第２の巻線群１５）に対する給電制御が実行される。すなわち、ＥＣＵ１１において、第１のマイクロコンピュータ２１を含む第１の制御部２０はその動作を停止した状態であるものの、第２のマイクロコンピュータ３１を含む第２の制御部３０は正常動作を継続する。

＜異常（Ｇ）＞
第２のマイクロコンピュータ３１は、つぎの判定条件（Ｇ１），（Ｇ１）のすべてが同時に成立するとき、第１の信号線４３に異常が発生している旨判定する。

（Ｇ１）第１の通信線４１を通じた通信および第２の通信線４２を通じた通信の少なくとも一方が成立すること。
（Ｇ２）第１のクロックＳ_ＣＬ１が異常（取得不能を含む。）であること。

第１のマイクロコンピュータ２１が機能停止している場合、第１の通信線４１を通じた通信および第２の通信線４２を通じた通信の双方が不成立となる。このため、第１の通信線４１を通じた通信および第２の通信線４２を通じた通信の少なくとも一方が成立するとき、第１のマイクロコンピュータ２１はその機能が停止した状態ではなく動作している状態である。したがって、第１の通信線４１を通じた通信および第２の通信線４２を通じた通信の少なくとも一方が成立しているにもかかわらず、第１のクロックＳ_ＣＬ１が異常である場合、第１の信号線４３に異常が発生している蓋然性が高い。たとえば第１のクロックＳ_ＣＬ１の異常状態として、第１のクロックＳ_ＣＬ１が取得できない状態である場合、第１の信号線４３のオープン故障（断線）が発生しているおそれがある。

第２のマイクロコンピュータ３１は、第１の信号線４３に異常が発生している旨判定されるとき、自己の動作を停止する。これは、第１のクロックＳ_ＣＬ１が異常（取得不能を含む。）となった以降、第２のマイクロコンピュータ３１は、第１のマイクロコンピュータ２１との間の単なる通信異常であるのか、第１のマイクロコンピュータ２１の機能が停止しているのかを判定することができないからである。したがって、第１の信号線４３に異常が発生した場合、第１のマイクロコンピュータ２１のみによってモータ１２（第１の巻線群１４）に対する給電制御が実行される。すなわち、ＥＣＵ１１において、第１のマイクロコンピュータ２１を含む第１の制御部２０は正常動作を継続する一方、第２のマイクロコンピュータ３１を含む第２の制御部３０はその動作を停止する。

＜異常（Ｈ）＞
第２のマイクロコンピュータ３１は、つぎの判定条件（Ｈ１）～（Ｈ３）のすべてが同時に成立するとき、第１の通信異常が発生している旨判定する。第１の通信異常とは、第１の通信線４１および第２の通信線４２の双方が異常である状態をいう。

（Ｈ１）第１の通信線４１を通じた通信が不成立であること。
（Ｈ２）第２の通信線４２を通じた通信が不成立であること。
（Ｈ３）第１のクロックＳ_ＣＬ１が正常であること。

第１の通信線４１を通じた通信、および第２の通信線４２を通じた通信の双方が不成立である場合であれ、第１のクロックＳ_ＣＬ１が正常であるときには、第１の通信線４１および第２の通信線４２に異常が発生しているだけであって、第１のマイクロコンピュータ２１は正常に動作している。しかしここでは、製品仕様などによるものの、第１の通信異常が発生した場合、第１のマイクロコンピュータ２１を第２のマイクロコンピュータ３１に優先して動作させる。このため、第２のマイクロコンピュータ３１は、第１の通信異常が発生した旨判定されるとき、自己の動作を停止する。したがって、第１の通信異常が発生した場合、正常に動作している第１のマイクロコンピュータ２１のみでモータ１２（第１の巻線群１４）に対する給電制御が実行される。すなわち、ＥＣＵ１１において、第１のマイクロコンピュータ２１を含む第１の制御部２０は正常動作を継続する一方、第２のマイクロコンピュータ３１を含む第２の制御部３０はその動作を停止する。

＜異常（Ｉ）＞
第２のマイクロコンピュータ３１は、つぎの判定条件（Ｉ１）～（Ｉ３）のすべてが同時に成立するとき、第２の通信異常が発生している旨判定する。第２の通信異常とは、第２の通信線４２が異常である状態をいう。

（Ｉ１）第１の通信線４１を通じた通信が成立していること。
（Ｉ２）第２の通信線４２を通じた通信が不成立であること。
（Ｉ３）第１のクロックＳ_ＣＬ１が正常であること。

第２の通信線４２を通じた通信が不成立であっても、第１の通信線４１を通じた通信が成立していること、および第１のクロックＳ_ＣＬ１が正常であることから、第１のマイクロコンピュータ２１は正常に動作している。しかし前述したように、第１のマイクロコンピュータ２１は、第２の異常が発生した旨判定されるとき、自己の動作を停止する。これは、第２の通信線４２が異常となった以降、第１のマイクロコンピュータ２１は第２の状態信号Ｓ_ｄ２を取得することができないからである。したがって、第２の通信異常が発生した場合、正常に動作している第２のマイクロコンピュータ３１のみによってモータ１２（第２の巻線群１５）に対する給電制御が実行される。すなわち、ＥＣＵ１１において、第１のマイクロコンピュータ２１を含む第１の制御部２０はその動作を停止する一方、第２のマイクロコンピュータ３１を含む第２の制御部３０は正常動作を継続する。

＜異常（Ｊ）＞
第２のマイクロコンピュータ３１は、つぎの判定条件（Ｊ１）～（Ｊ３）のすべてが同時に成立するとき、第３の通信異常が発生している旨判定する。第３の通信異常とは、第１の通信線４１が異常である状態をいう。

（Ｅ１）第１の通信線４１を通じた通信が不成立であること。
（Ｅ２）第２の通信線４２を通じた通信が成立していること。
（Ｅ３）第１のクロックＳ_ＣＬ１が正常であること。

第１の通信線４１を通じた通信が不成立であっても、第２の通信線４２を通じた通信が成立していること、および第１のクロックＳ_ＣＬ１が正常であることから、第１のマイクロコンピュータ２１は正常に動作している。ただし、第２のマイクロコンピュータ３１は、第３の通信異常が発生した旨判定されるとき、自己の動作を停止する。これは、第１の通信線４１が異常となった以降、第２のマイクロコンピュータ３１は第１の状態信号Ｓ_ｄ１を取得することができないからである。したがって、第３の通信異常が発生した場合、正常に動作している第１のマイクロコンピュータ２１のみによってモータ１２（第１の巻線群１４）に対する給電制御が実行される。すなわち、ＥＣＵ１１において、第１のマイクロコンピュータ２１を含む第１の制御部２０は正常動作を継続する一方、第２のマイクロコンピュータ３１を含む第２の制御部３０はその動作を停止する。

したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）第１のマイクロコンピュータ２１は、第１の通信線４１を通じた通信の成否、第２の通信線４２を通じた通信の成否、および第２のクロックＳ_ＣＬ２の正否の組み合わせに基づき、通信異常の原因（真の異常内容）を特定することができる。具体的には、第１のマイクロコンピュータ２１は、第２のマイクロコンピュータ３１との間の通信異常が単なる第１の通信線４１および第２の通信線４２の異常によるものなのか、第２のマイクロコンピュータ３１の機能停止によるものなのかを切り分けて判定することができる。また、第２のマイクロコンピュータ３１も第１のマイクロコンピュータ２１と同様にして、第１の通信線４１を通じた通信の成否、第２の通信線４２を通じた通信の成否、および第１のクロックＳ_ＣＬ１の正否の組み合わせに基づき、通信異常の原因（真の異常内容）を特定することができる。具体的には、第２のマイクロコンピュータ３１は、第１のマイクロコンピュータ２１との間の通信異常が単なる第１の通信線４１および第２の通信線４２の異常によるものなのか、第１のマイクロコンピュータ２１の機能停止によるものなのかを切り分けて判定することができる。したがって、第１のマイクロコンピュータ２１および第２のマイクロコンピュータ３１は、相互の通信異常の原因を特定することができる。

なお、通信線（４１，４２）を通じた通信の成否とは、通信線を通じた通信が成立するかどうか（信号の授受が正しく行われているかどうか）の判定結果をいう。マイクロコンピュータ（２１，３１）間の通信が不成立となる原因としては、たとえばマイクロコンピュータの異常、通信線の異常（断線、短絡）、あるいは電磁ノイズなどがある。また、クロック（Ｓ_ＣＬ１，Ｓ_ＣＬ２）の正否とは、クロックが正しいものであるかどうかの判定結果をいう。たとえばクロックのパルスパターンが定められたパターンであれば、クロックは正常である旨判定される。クロックのパルスパターンが定められたパターンと異なる異常パターンを示すとき、クロックは異常である旨判定される。クロックの異常には、クロックの途絶が含まれる。また、通信の異常とは、マイクロコンピュータ（２１，３１）は正しく動作しているものの、通信線に断線あるいは短絡などの異常が発生することに起因してマイクロコンピュータ間の通信線を通じた通信（信号の授受）が正しく行われない状態（通信が不成立となる状態）をいう。また、マイクロコンピュータの機能とは、マイクロコンピュータが有する種々の役割をいい、たとえば外部の機器との間で信号の授受を行う通信機能（入出力機能）、およびＣＰＵ（central processing unit）による演算機能（制御機能）などがある。マイクロコンピュータの機能停止とは、マイクロコンピュータが有する種々の機能の少なくとも一の動作が停止することをいう。マイクロコンピュータにおいて動作を停止する機能部分によっては、外部機器との間の通信（信号の授受）を行うことが困難となる。マイクロコンピュータの機能が停止する原因としては、たとえば電源電圧の低下、あるいはノイズなどが考えられる。

（２）ＥＣＵ１１において、第１のマイクロコンピュータ２１および第２のマイクロコンピュータ３１は、通信異常の原因、すなわち真の異常内容を特定することができる。このため、ＥＣＵ１１は、より高い動作信頼性が要求される電動パワーステアリング装置、あるいはステアバイワイヤ式の操舵装置の制御装置として好適である。この場合、ＥＣＵ１１は、電動パワーステアリング装置の駆動源であるアシストモータ、あるいはステアバイワイヤ式の操舵装置における転舵機構の駆動源である転舵モータを制御する。アシストモータあるいは転舵モータとしては、本実施の形態と同様に、複数系統の巻線群を有するものが採用される。したがって、ＥＣＵ１１における第１のマイクロコンピュータ２１および第２のマイクロコンピュータ３１は、通信異常の原因（真の異常内容）に応じてアシストモータあるいは転舵モータに対する給電を継続すること、ひいては操舵アシストあるいは転舵動作を継続することができる。

ちなみに、第１のマイクロコンピュータ２１および第２のマイクロコンピュータ３１として、それぞれ前述した通信異常の原因（真の異常内容）を特定する機能を持たない構成を採用した場合、つぎのようなことが懸念される。すなわち、第１のマイクロコンピュータ２１および第２のマイクロコンピュータ３１として、フェールセーフの観点から通信異常が検出された場合には即時にモータ（第１の巻線群１４および第２の巻線群１５）への給電を停止する構成を採用せざるを得ない状況も考えられる。

（３）モータ１２における２系統の巻線群（１４，１５）に対する給電を独立して制御することにより、一方系統に異常が発生した場合であれ、他方系統の巻線群への給電を通じてモータ１２を回転させることができる。またこの場合、正常系統のマイクロコンピュータが先の第２の給電制御（モータ１２に要求されるトータルとしての発生トルクを正常系統の巻線群により発生するトルクですべて賄うための給電制御）を実行する構成を採用した場合、つぎのような効果も得られる。すなわち、正常系統の巻線群に対して供給する電流の目標値（第１の電流指令値または第２の電流指令値）が２系統駆動を実行する通常時の２倍の値に設定されるため、一方系統に異常が発生した場合であれ、モータ１２はトータルとして２系統駆動が実行されるときと同程度のトルクを発生する。特に、ＥＣＵ１１を電動パワーステアリング装置あるいはステアバイワイヤ式の操舵装置に適用する場合、適切な操舵アシストあるいは転舵動作を継続して行うことができる。

（４）通信異常が発生した場合であっても第１のマイクロコンピュータ２１および第２のマイクロコンピュータ３１が動作していることがある。この状況下において、第１のマイクロコンピュータ２１および第２のマイクロコンピュータ３１が、通信異常に起因して互いに通信相手の機能が停止した旨誤判定した場合であって、しかも失陥系統の巻線群が発生するトルクを補うために自己系統の巻線群への給電量を増大させる先の第２の給電制御が実行される場合、つぎのようなことが懸念される。すなわち、モータ１２に供給されるトータルの電流量が本来供給される電流量よりも多くなるため、モータ１２は過大なトルクを発生するおそれがある。特に、ＥＣＵ１１を電動パワーステアリング装置に適用した場合、セルフステアリングが生じることが懸念される。

この点、本実施の形態では、通信異常の原因（真の異常内容）を特定することができるところ、第１の通信線４１および第２の通信線４２の少なくとも一方の通信が不成立である場合、通信相手からの状態信号（Ｓ_ｄ１，Ｓ_ｄ２）が取得できなくなった方のマイクロコンピュータは動作を停止する。このため、通信相手からの状態信号（Ｓ_ｄ１，Ｓ_ｄ２）を取得することができる方のマイクロコンピュータが第２の給電制御を実行したとしても、モータ１２に供給されるトータルの電流量は２系統駆動を実行する通常時の電流量と同じとなる。したがって、モータ１２が過大なトルクを発生することがない。また、ＥＣＵ１１を電動パワーステアリング装置に適用した場合において、セルフステアリングが発生することもない。

＜他の実施の形態＞
なお、本実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・本実施の形態のＥＣＵ１１は、電動パワーステアリング装置、あるいはステアバイワイヤ式の操舵装置以外の他の車載機器に使用されるモータの制御装置に具体化してもよい。

・本実施の形態では、第１の通信線４１および第２の通信線４２を設けたが、３本以上の通信線を設けてもよい。
・本実施の形態では、２系統の巻線群（１４，１５）に対する給電を独立して制御するようにしたが、モータ１２が３系統以上の巻線群を有するものである場合、これら３系統以上の巻線群に対する給電を独立して制御するようにしてもよい。この場合、ＥＣＵ１１として、系統数と同数の個別の制御部を有する構成を採用する。各系統の制御部は、複数の通信線および複数の信号線を介して相互に接続される。

・第１のマイクロコンピュータ２１および第２のマイクロコンピュータ３１の正常動作を示す信号はクロック（Ｓ_ＣＬ１，Ｓ_ＣＬ２）に限らない。すなわち、第１のマイクロコンピュータ２１および第２のマイクロコンピュータ３１は、動作を監視するための専用の周期パルス信号を生成するようにしてもよい。この専用の周期パルス信号のパルス周期は一定でなくてもよい。また、専用の周期パルス信号のパルスパターンはクロックと異なっていてもよい。

・第１のマイクロコンピュータ２１は、先の図２に示される異常（Ａ）～異常（Ｅ）のうち少なくとも１つの異常を判定するようにしてもよい。また、第２のマイクロコンピュータ３１は、先の図３に示される異常（Ｆ）～異常（Ｊ）のうち少なくとも１つの異常を判定するようにしてもよい。

・本実施の形態では、第１の信号線４３および第２の信号線４４を設けたが、これらに代えて第１のマイクロコンピュータ２１と第２のマイクロコンピュータ３１との間で双方向通信（クロックの授受）を行う単一の信号線を設けてもよい。このようにしても、第１のマイクロコンピュータ２１および第２のマイクロコンピュータ３１は、互いに第１のクロックＳ_ＣＬ１および第２のクロックＳ_ＣＬ２の授受を行うことができる。

・本実施の形態では、第１の通信線４１および第２の通信線４２を設けたが、いずれか一方のみを設けるようにしてもよい。すなわち、第１のマイクロコンピュータ２１および第２のマイクロコンピュータ３１は、互いに第１の通信線４１または第２の通信線４２を介して双方向通信（信号の授受）を行うようにしてもよい。このようにしても、第１のマイクロコンピュータ２１は、先の図２に示される異常（Ａ）を判定することができる。また、第２のマイクロコンピュータ３１は、先の図３に示される異常（Ｆ）を判定することができる。

１１…ＥＣＵ（モータ制御装置）、１２…モータ、１４…第１の巻線群、１５…第２の巻線群、２１…第１のマイクロコンピュータ（制御回路）、３１…第２のマイクロコンピュータ（制御回路）、４１…第１の通信線、４２…第２の通信線、４３…第１の信号線、４４…第２の信号線、Ｓ_ＣＬ１…第１のクロック（周期パルス信号）、Ｓ_ＣＬ２…第２のクロック（周期パルス信号）、Ｓ_ｄ１…第１の状態信号、Ｓ_ｄ２…第２の状態信号。

Claims

モータが有する複数系統の巻線群に対する給電を系統ごとに独立して制御する系統数と同数の制御回路と、
複数の前記制御回路により各々生成される各系統の状態を示す状態信号を複数の前記制御回路の間で授受する通信線と、
複数の前記制御回路により各々生成される正常動作を示す周期パルス信号を複数の前記制御回路の間で授受する信号線と、を有し、
前記制御回路は、前記通信線を通じた通信の成否、および前記信号線を通じて取得される他系統の前記周期パルス信号の正否の組み合わせに基づき、前記通信線を通じた通信が異常なのか、他系統の前記制御回路の機能が停止しているのかを判定するように構成され、
前記通信線および前記信号線は、それぞれ複数設けられていることを前提として、
前記制御回路は、複数の前記通信線のいずれか１つを通じた通信が成立、かつ前記信号線を通じて取得される他系統の前記周期パルス信号が異常であるとき、当該異常を示す前記周期パルス信号を伝送する前記信号線の異常である旨判定し、自己の動作を停止するように構成されるモータ制御装置。
前記制御回路は、前記通信線を通じた通信が不成立、かつ前記信号線を通じて取得される他系統の前記周期パルス信号が正常であるとき、前記通信線を通じた通信が異常である旨判定する請求項１に記載のモータ制御装置。
前記制御回路は、前記通信線を通じた通信が不成立、かつ前記信号線を通じて取得される他系統の前記周期パルス信号が異常であるとき、他系統の前記制御回路の機能が停止している旨判定する請求項１または請求項２に記載のモータ制御装置。
前記制御回路は、複数の前記通信線のいずれか１つを通じた通信が不成立、かつ前記信号線を通じて取得される他系統の前記周期パルス信号が正常であるとき、複数の前記通信線のいずれか１つを通じた通信の異常である旨判定する請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載のモータ制御装置。