特許 7180370 モータ制御装置およびこれを備えるモータ制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-21

(45)【発行日】2022-11-30

(54)【発明の名称】モータ制御装置およびこれを備えるモータ制御システム

(51)【国際特許分類】

   H02P 29/028 20160101AFI20221122BHJP

   B62D 6/00 20060101ALI20221122BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20221122BHJP

【ＦＩ】

H02P29/028

B62D6/00

B62D5/04

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018243543

(22)【出願日】2018-12-26

(65)【公開番号】P2020108224

(43)【公開日】2020-07-09

【審査請求日】2021-05-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100139480

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100175134

【弁理士】

【氏名又は名称】北 裕介

(72)【発明者】

【氏名】中村 功一

(72)【発明者】

【氏名】中島 信頼

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 豪

(72)【発明者】

【氏名】大城 洋佑

(72)【発明者】

【氏名】岡 篤子

(72)【発明者】

【氏名】倉光 修司

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 崇志

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 治雄

【審査官】安池 一貴

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０５８９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７７０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０５２４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－００７９８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－００３６８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１９０９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第５９６７３３８（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２０１４－２２１５８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ２９／０２８

Ｂ６２Ｄ ６／００

Ｂ６２Ｄ ５／０４

Ｂ６２Ｄ １１３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の操向に関わるモータ（８０，３１３，３２２）を制御するモータ制御装置（１０）であって、
前記モータの回転を検知する第１角度センサ（１３１，１３２）と、
前記第１角度センサからの出力に基づいて、前記モータの回転回数情報を検知する第１検知回路（１３０）と、
前記モータの回転を検知する第２角度センサ（２３１，２３２）と、
前記第２角度センサからの出力に基づいて、前記モータの回転回数情報を検知する第２検知回路（２３０）と、
前記第１角度センサ及び前記第２角度センサとは異なるセンサであって、前記車両の操向に関わる舵角情報を検知する外部センサ（３３）から舵角情報を取得する舵角情報取得部（１１）と、
前記第１検知回路により検知された第１回転回数情報と、前記第２検知回路により検知された第２回転回数情報と、前記外部センサから取得した舵角情報と、を用いて、共通の特性値に変換した場合にいずれに対しても一致度合が所定度合よりも低い情報を異常と判定する異常判定部（１２）と、
前記第１回転回数情報、前記第２回転回数情報、及び前記舵角情報のうち、前記異常判定部により異常と判定されなかった情報に基づいて、前記モータの制御量を演算する制御量演算部（１４）と、を備え、
前記第１検知回路は、前記第１角度センサに基づいて前記モータの第１回転角情報を検知し、
前記第２検知回路は、前記第２角度センサに基づいて前記モータの第２回転角情報を検知し、
前記舵角情報取得部は、前記外部センサにより検知された前記舵角情報に関わる第３回転角情報を取得し、
前記異常判定部は、前記各回転角情報を前記共通の特性値に変換して互いに比較して前記各回転角情報についての異常判定を実行し、前記各回転角情報のうちの少なくともいずれか１つに異常判定がなされた場合には、前記第１回転回数情報、前記第２回転回数情報、および前記舵角情報についての異常判定を実行しないモータ制御装置。

【請求項2】

前記異常判定部は、前記各回転角情報のうちの少なくともいずれか１つに異常判定がなされた場合には、さらに、異常発生の通知処理、取得した前記第１回転回数情報、前記第２回転回数情報および前記舵角情報の無効化処理、および、異常判定された前記回転角情報を取得した前記検知回路または前記外部センサに対する動作制限処理、のうち少なくとも１つの処理を実行する請求項１に記載のモータ制御装置。

【請求項3】

前記第１検知回路に電力を供給する第１電源（１９１）と、前記第２検知回路に電力を供給する第２電源（２９１）とを備える請求項１または２に記載のモータ制御装置。

【請求項4】

前記舵角情報取得部は、前記外部センサとして、前記車両の転舵角情報を検知するストロークセンサ、前記車両の操舵トルクを検知するトルクセンサ、および、前記車両の操舵角情報を検知する操舵角センサのうちの少なくともいずれかから前記舵角情報を取得する請求項１～３のいずれかに記載のモータ制御装置。

【請求項5】

操舵部材に反力を与える反力モータと、
車輪の転舵量を変更する転舵モータと、
前記反力モータを制御する反力モータ制御装置と、
前記転舵モータを制御する転舵モータ制御装置と、を備えるモータ制御システムであって、
前記反力モータ制御装置または前記転舵モータ制御装置として、請求項１～４のいずれかに記載のモータ制御装置を備えるモータ制御システム。

【請求項6】

前記反力モータ制御装置は、前記転舵モータ制御装置から前記舵角情報を取得する請求項５に記載のモータ制御システム。

【請求項7】

前記転舵モータ制御装置は、前記反力モータ制御装置から前記舵角情報を取得する請求項５に記載のモータ制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の操向に関わるモータを制御するモータ制御装置およびこれを備えるモータ制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

モータによりパワーステアリングを実行するためには、操舵角と転舵角とを一致させるために、舵角（操舵角または転舵角）の算出精度が要求される。舵角算出の精度を確保するために、モータの回転を検知する角度センサの異常診断に係る技術が知られている。特許文献１に、モータの回転を検知する角度センサ等の診断に関する技術が記載されている。この技術では、それぞれ２つの独立した角度センサから得られる角度センサ信号を比較する比較診断と、各角度センサ信号の個別診断とを行う。そして、個別診断において角度センサ信号の１つのみが異常と判定された場合には、正常な角度センサ信号を用いるとともにダウングレードとして扱い、双方が異常と判定された場合には、角度センサ信号を使用しない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第５９６７３３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、個別診断により２つの角度センサ信号のうちの一方が異常と判定された場合には、他方の角度センサ信号をダウングレードとして扱う。このため、モータ制御について継続可能な機能は継続される一方で、重大事象に至る可能性のある機能は停止され、モータ制御の継続性が損なわれる。

【0005】

上記に鑑み、本発明は、車両の操向に関わるモータを制御するモータ制御装置において、モータ制御の継続性を向上させる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、車両の操向に関わるモータを制御するモータ制御装置を提供する。このモータ制御装置は、前記モータの回転を検知する第１角度センサと、前記第１角度センサからの出力に基づいて、前記モータの回転回数情報を検知する第１検知回路と、前記モータの回転を検知する第２角度センサと、前記第２角度センサからの出力に基づいて、前記モータの回転回数情報を検知する第２検知回路と、前記第１角度センサ及び前記第２角度センサとは異なるセンサであって、前記車両の操向に関わる舵角情報を検知する外部センサから舵角情報を取得する舵角情報取得部と、前記第１検知回路により検知された第１回転回数情報と、前記第２検知回路により検知された第２回転回数情報と、前記外部センサから取得した舵角情報と、を用いて、共通の特性値に変換した場合にいずれに対しても一致度合が所定度合よりも低い情報を異常と判定する異常判定部と、前記第１回転回数情報、前記第２回転回数情報、及び前記舵角情報のうち、前記異常判定部により異常と判定されなかった情報に基づいて、前記モータの制御量を演算する制御量演算部と、を備える。

【0007】

上記のモータ制御装置によれば、異常判定部は、第１検知回路、第２検知回路からそれぞれ取得された複数の回転回数情報と、外部センサから取得された舵角情報とを互いに比較して、一致度合が低い回転回数情報または前記舵角情報を異常と判定する。異常判定に際して、複数の回転回数情報と、舵角情報とを用いて、異常判定を実行できるため、異常判定の精度を確保することができるとともに、異常と判定されなかった回転回数情報または舵角情報をダウングレードとして扱う必要がない。その結果、制御量演算部は、異常判定部により異常と判定されなかった回転回数情報または舵角情報に基づいて、モータ制御における一部の機能を停止させることなくモータの制御量を演算して、モータ制御を実行できる。その結果、従来と比較して、モータ制御の継続性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係るモータ制御装置を備えるステアリングシステムの概略構成図。

【図2】第１実施形態に係るモータ制御装置を備える駆動装置の断面図。

【図3】図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図。

【図4】第１実施形態に係るモータ制御装置を備える駆動装置を示すブロック図。

【図5】第１実施形態に係る異常判定処理を説明するフローチャート。

【図6】第２実施形態に係る異常判定処理を説明するフローチャート。

【図7】変形例に係るモータ制御装置を備えるステアリングシステムの概略構成図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

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。

【0010】

（第１実施形態）
図１に示すように、車両の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、操舵装置８等を備える。操舵装置８は、車両のステアリング操作を補助するための電動パワーステアリング装置である。

【0011】

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Ｔｓを検知するトルクセンサ９４が設けられる。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。

【0012】

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。

【0013】

操舵装置８は、モータ８０およびＥＣＵ１０を有する駆動装置４０、ならびに、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等を備える。モータ８０は、いわゆる操舵制御アシストモータであり、ＥＣＵ１０は、モータ８０を制御する制御装置であり、駆動装置４０は、ＥＣＵ１０とモータ８０とが一体に構成された、いわゆる機電一体型の駆動装置である。

【0014】

モータ８０は、運転者によるステアリングホイール９１の操舵を補助する補助トルクを出力するものであって、電源である電源１９１、２９１（図４参照）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（図２参照）。

【0015】

モータ８０は、巻線組としての第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、互いに電気角を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る。さらにまた、位相差通電により、電流が平均化されるため、騒音、振動のキャンセルメリットを最大化することができる。また、発熱についても平均化されるため、各センサの検知値やトルク等、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平均化できる。

【0016】

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。

【0017】

駆動装置４０は、モータ８０と、モータ８０の回転を検知する２つの検知回路１３０，２３０と、２つの検知回路１３０，２３０に電力を供給する２つの電源１９１，２９１とを備えている。

【0018】

以下、第１モータ巻線１８０の駆動制御に係る第１インバータ１２０、第１検知回路１３０および第１制御部１７０等の組み合わせを第１系統Ｌ１、第２モータ巻線２８０の駆動制御に係る第２インバータ２２０、第２検知回路２３０および第２制御部２７０等の組み合わせを第２系統Ｌ２とする。特に言及した場合を除き、各図においては、破線で区切った上側を第１系統Ｌ１として示し、下側を第２系統Ｌ２として示している。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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、検知対象としてのマグネット８７５が設けられる。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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４６２が一体に形成される。なお、コネクタ部４６２は、カバー本体４６１と別体であってもよい。コネクタ部４６２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４６２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。

【0025】

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。

【0026】

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、第１インバータ１２０を構成するスイッチング素子１２１、第２インバータ２２０を構成するスイッチング素子２２１、検知部としての回転角センサ３０、カスタムＩＣ１５９、２５９等が実装される。回転角センサ３０は、マグネット８７５の回転に伴う磁界の変化を検知可能なように、マグネット８７５と対向する箇所に実装される。

【0027】

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１７０、２７０を構成するマイコン等が実装される。図３では、第１制御部１７０および第２制御部２７０を構成するマイコンについて、それぞれ「１７０」、「２７０」を付番した。コンデンサ１２８、２２８は、電源１９１、２９１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、電源１９１、２９１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から電源１９１、２９１を共用する他の装置に伝わるノイズを低減する。なお、図示しない電源リレー、モータリレー、および、電流センサ等についても、モータ面４７１またはカバー面４７２に実装される。

【0028】

図４に示すように、ＥＣＵ１０は、モータ８０と、第１電源１９１と、第２電源２９１とに電気的に接続されている。ＥＣＵ１０は、センサパッケージ６０と、第１インバータ１２０および第２インバータ２２０と、第１制御部１７０および第２制御部２７０等を備えている。

【0029】

外部センサ３３は、第１系統Ｌ１の外部かつ第２系統Ｌ２の外部に設けられ、舵角情報として、操舵角と転舵角の少なくともいずれか一方を検知するセンサである。外部センサ３３は、センサ素子１３１，１３２，２３１，２３２とは異なる電力源から電力供給されており、ＥＣＵ１０に対して外部に設置されている。外部センサ３３は、車両における転舵角情報を検知するストロークセンサ、操舵トルクを検知するトルクセンサ、および、操舵角情報を検知する操舵角センサのうちの少なくともいずれか１つを含む。例えば、外部センサ３３がラックストロークセンサである場合には、検知したラック軸９７の変位量に基づいて転舵角を算出できる。例えば、外部センサ３３がトルクセンサである場合には、検知したステアリングシャフト９２の回転トルクに基づいて操舵角を算出できる。また、例えば、外部センサ３３が、検知したステアリングシャフト９２の回転角を検知する操舵角センサである場合には、検知した回転角から操舵角を算出できる。

【0030】

第１実施形態では、外部センサ３３が、ステアリングシャフト９２の回転角を検知して操舵角を取得可能な操舵角センサである場合を例示して説明する。この操舵角センサとしては、例えば、ステアリングシャフト９２に連動して回転するメインギアと、メインギアの回転動作が伝達される検出ギアと、検出ギアに搭載された磁石の回転角を検知する磁気センサとを備える操舵角センサを例示できる。

【0031】

第１検知回路１３０および第２検知回路２３０は、１つのセンサパッケージ６０内に設けられている。センサパッケージ６０は、図示しない基板上であって、モータ８０のシャフトと一体となって回転するマグネットの磁界を検知可能な箇所に実装される。検知回路１３０、２３０を１パッケージとすることで、実装面積を抑えることができる。また、検知回路１３０、２３０ごとにパッケージを設けるようにしてもよい。センサパッケージ６０には、電源端子１６１、１６２、２６１、２６２、グランド端子１６３、２６３、および、通信端子１６５、２６５が設けられる。

【0032】

電源端子１６１は、定電圧源１７１を経由して第１電源１９１と接続される。電源端子１６２は、定電圧源１７２を経由して第１電源１９１と接続される。定電圧源１７２は、電源回路１１６およびダイオード１７３を経由して、第１電源１９１と接続される。また、定電圧源１７２は、スイッチ１７９およびダイオード１７４を経由して第１電源１９１と接続される。ダイオード１７４は、第１電源１９１側から定電圧源１７２側への通電を許容し、逆向きの通電を禁止する向きに配置される。

【0033】

電源端子２６１は、定電圧源２７１を経由して第２電源２９１と接続される。電源端子２６２は、定電圧源２７２を経由して第２電源２９１と接続される。定電圧源２７２は、電源回路２１６およびダイオード２７３を経由して、第２電源２９１と接続される。また、定電圧源２７２は、スイッチ２７９およびダイオード２７４を経由して第２電源２９１と接続される。ダイオード２７４は、第２電源２９１側から定電圧源２７２側への通電を許容し、逆向きの通電を禁止する向きに配置される。

【0034】

スイッチ１７９、２７９は、車両の始動スイッチと同期してオンオフされる。スイッチ１７９、２７９の一方は、始動スイッチそのものであってもよい。本実施形態の始動スイッチは、イグニッションスイッチである。以下、イグニッションスイッチを「ＩＧ」とし、スイッチ１７９、２７９のオンオフを、ＩＧのオンオフとして説明する場合がある。また、ＩＧがオフされている状態を「システム停止中」とする。

【0035】

定電圧源１７１、１７２、２７１、２７２は、検知回路１３０、２３０を駆動できる程度（例えば数ｍＡ程度）の電力消費量の小さいレギュレータ等である。検知回路１３０、２３０には、ＩＧがオフされている間においても、それぞれ定電圧源１７１、２７１を経由して電力供給が継続される。グランド端子１６３、２６３は、グランドと接続される。

【0036】

第１検知回路１３０と第１制御部１７０とは、通信端子１６５および通信線１６６を経由して信号を授受可能に接続される。第２検知回路２３０と第２制御部２７０とは、通信端子２６５および通信線２６６を経由して信号を授受可能に接続される。第１検知回路１３０は、センサ素子１３１、１３２、および、回路部１４０を有する。第２検知回路２３０は、センサ素子２３１、２３２、および、回路部２４０を有する。

【0037】

センサ素子１３１、１３２は、モータ８０の回転を検知する第１角度センサに相当する。センサ素子２３１、２３２は、モータ８０の回転を検知する第２角度センサに相当する。センサ素子１３１、１３２、２３１、２３２は、モータ８０のステアリングシャフト９２と一体となって回転するマグネットの回転に伴う磁界の変化を検知する磁気検知素子である。センサ素子１３１、１３２、２３１、２３２は、例えばＧＭＲ、ＡＭＲ、ＴＭＲ等のＭＲ素子、または、ホール素子等であって、同じ種類のものを用いてもよいし、異なる種類のものを用いてもよい。例えば、センサ素子１３１、２３１をＧＭＲ素子とし、センサ素子１３２、２３２をホール素子とする、といった具合に、同一の検知回路の２つのセンサ素子に異なる種類のものを用いることで、検知手段の異なる情報による冗長の堅牢性を高めることができる。センサ素子１３１、１３２、２３１、２３２の検知値は、必要に応じてＡＤ変換された値が用いられる。

【0038】

回路部１４０は、第１演算部としての角度演算部１４１、１４２、第２演算部としての回数演算部１４３、１４４、自己診断部１４５、および、通信部１４９を有する。回路部２４０は、第１演算部としての角度演算部２４１、２４２、第２演算部としての回数演算部２４３、２４４、自己診断部２４５、および、通信部２４９を有する。角度演算部１４１は、センサ素子１３１の検知値に基づき、モータ８０の回転角θｍ１１を演算する。角度演算部１４２は、センサ素子１３２の検知値に基づき、モータ８０の回転角θｍ１２を演算する。角度演算部２４１は、センサ素子２３１の検知値に基づき、モータ８０の回転角θｍ２１を演算する。角度演算部２４２は、センサ素子２３２の検知値に基づき、モータ８０の回転角θｍ２２を演算する。

【0039】

角度演算部１４１、１４２、２４１、２４２にて演算される値は、回転角θｍそのものに限らず、第１制御部１７０にて回転角θｍを演算可能などのような値であってもよい。このような場合も含め、以下単に「回転角の演算」とする。回転回数ＴＣの演算についても同様である。なお、本実施形態では、回転角θｍを機械角とするが、電気角としてもよい。

【0040】

回数演算部１４３は、センサ素子１３１の検知値に基づき、モータ８０の回転回数ＴＣ１１を演算する。回数演算部１４４は、センサ素子１３２の検知値に基づき、モータ８０の回転回数ＴＣ１２を演算する。回数演算部２４３は、センサ素子２３１の検知値に基づき、モータ８０の回転回数ＴＣ２１を演算する。回数演算部２４４は、センサ素子２３２の検知値に基づき、モータ８０の回転回数ＴＣ２２を演算する。

【0041】

回転回数ＴＣは、例えばモータ８０の１回転を３以上の領域に分け、領域が変わるごとに回転方向に応じてカウントアップまたはカウントダウンすることで、カウント値に基づいて演算可能である。モータ８０の１回転の分割数ｄｉｖを３以上とすることで、回転方向を判別可能である。また、１回転の分割数ｄｉｖを５領域以上とすることで、読み飛ばしが生じたときにも回転方向を判別可能である。また、回転角θｍから回転回数ＴＣを演算するようにしてもよい。ここで、本明細書でいう「回転回数」とは、単位ｒｐｍ等で表される、いわゆる回転数（回転速度）ではなく、「ロータが何回転したか」を表す値である。回転角θｍおよび回転回数ＴＣは、モータ８０の回転検知値に相当する。

【0042】

自己診断部１４５は、センサ素子１３１、１３２、角度演算部１４１、１４２、および、回数演算部１４３，１４４の天絡や地絡等の電源異常を監視する。また、第１検知回路１３０のＩＣ内部回路の動作異常の監視にて、回転角θｍ１１の異常を監視する。例えば、第１検知回路１３０内のセンサ素子１３１、１３２の出力の検知部や演算回路の異常等による回転角θｍ１１の異常を検知する方法として、回転角θｍ１１、θｍ１２を比較し、オフセット異常等の中間異常を検知する等がある。また、例えば、第１検知回路１３０内のセンサ素子１３１、１３２の出力の検知部や演算回路の異常等による回転回数ＴＣ１１の異常を検知する方法として、回転回数ＴＣ１１とＴＣ１２とを比較し、オフセット異常等の中間異常を検知する等がある。

【0043】

自己診断部２４５は、センサ素子２３１、２３２、角度演算部２４１、２４２、および、回数演算部２４３，２４４の天絡や地絡等の電源異常を監視する。また、第２検知回路２３０のＩＣ内部回路の動作異常の監視にて、回転角θｍ２１の異常を監視する。例えば、第２検知回路２３０内のセンサ素子２３１、２３２の出力の検知部や演算回路の異常等による回転角θｍ２１の異常を検知する方法として、回転角θｍ２１とθｍ２２とを比較し、オフセット異常等の中間異常を検知する等がある。また、例えば、第２検知回路２３０内のセンサ素子２３１、２３２の出力の検知部や演算回路の異常等による回転回数ＴＣ２１の異常を検知する方法として、回転回数ＴＣ２１とＴＣ２２とを比較し、オフセット異常等の中間異常を検知する等がある。

【0044】

自己診断部１４５、２４５における自己診断の方法は、上述の方法に限らず、どのような方法であってもよい。自己診断部１４５、２４５における自己診断結果は、ステータス信号に反映される。

【0045】

また、自己診断部１４５における回転角θｍ１１、θｍ１２の比較、もしくは、回転回数ＴＣ１１とＴＣ１２との比較による異常監視に替えて、第１制御部１７０にて回転角θｍ１１とθｍ１２との比較、もしくは、回転回数ＴＣ１１とＴＣ１２との比較による異常監視を行うようにしてもよい。同様に、自己診断部２４５における回転角θｍ２１、θｍ２２の比較、もしくは、回転回数ＴＣ２１とＴＣ２２との比較による異常監視に替えて、第２制御部２７０にて回転角θｍ２１、θｍ２２の比較、もしくは、回転回数ＴＣ２１とＴＣ２２との比較による異常監視を行うようにしてもよい。

【0046】

通信部１４９は、回転角θｍに係る回転角信号、および、回転回数ＴＣに係る回転回数信号を含む出力信号を生成する。生成された出力信号は、ＳＰＩ（Ｓｅｒｉａｌ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）通信等のデジタル通信にて、第１制御部１７０に出力される。

【0047】

通信部２４９は、回転角θｍに係る回転角信号、および、回転回数ＴＣに係る回転回数信号を含む出力信号を生成する。生成された出力信号は、ＳＰＩ通信等のデジタル通信にて、通信端子２６５および通信線２６６を経由して、第２制御部２７０に出力される。

【0048】

本実施形態では、センサ素子１３１、回数演算部１４３、および、自己診断部１４５には、電源端子１６１を経由して、第１電源１９１から常時、電力供給される。また、センサ素子１３２、角度演算部１４１、１４２、および、通信部１４９は、電源回路１１６またはスイッチ１７９がオンされているとき、第１電源１９１から電力供給され、電源回路１１６およびスイッチ１７９がオフされているとき、電力供給されず、動作を停止する。

【0049】

また、センサ素子２３１、回数演算部２４３、および、自己診断部２４５には、電源端子２６１を経由して、第２電源２９１から常時電力供給される。また、センサ素子２３２、角度演算部２４１、２４２、および、通信部２４９は、電源回路２１６またはスイッチ２７９がオンされているとき、第２電源２９１から電力供給され、電源回路２１６およびスイッチ２７９がオフされているとき、電力供給されず、動作を停止する。

【0050】

第１系統Ｌ１を構成する第１電源１９１と、第１制御部１７０と、第１検知回路１３０とは、互いに電気的に接続されている。第２系統Ｌ２を構成する第２電源２９１と、第２制御部２７０と、第２検知回路２３０とは、互いに電気的に接続されている。第１制御部１７０と第２制御部２７０とは、双方向通信が可能である。

【0051】

第１制御部１７０は、第１検知回路１３０から、回転回数ＴＣ１の検知値を含む第１回転回数情報、および、回転角θｍ１の検知値を含む第１回転角情報を取得することができる。第２制御部２７０は、第２検知回路２３０から、回転回数ＴＣ２の検知値を含む第２回転回数情報、および、回転角θｍ２の検知値を含む第２回転角情報を取得することができる。双方向通信により、第１制御部１７０は、第２制御部２７０から、第２回転回数情報および第２回転角情報を取得できる。第２制御部２７０は、第１制御部１７０から、第１回転回数情報および第１回転角情報を取得できる。

【0052】

ＥＣＵ１０は、検知部１１と、異常判定部１２と、舵角算出部１３と、制御量演算部１４とを備える。ＥＣＵ１０は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ））及びメモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭ）をそれぞれ備えており、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することによって、上記の各部の機能を得ることができ、モータ８０を制御できる。

【0053】

検知部１１は、複数のセンサ素子１３１，１３２，２３１，２３２からの出力に基づくモータ８０の回転回数情報および回転角情報を取得する。また、検知部１１は、外部センサ３３から、車両の操向きに関わる舵角情報を取得する。すなわち、検知部１１は、舵角情報取得部としての機能を有している。舵角情報は、例えば、ステアリングシャフト９２の操舵角や、ラック軸９７の変位量に基づいて算出される転舵輪（車輪９８）の転舵角についての検知値を含む舵角情報として取得できる。

【0054】

検知部１１は、第１回転回数情報として、センサ素子１３１，１３２から同時期に検知された回転回数ＴＣ１１とＴＣ１２との比較に基づいて、回転回数ＴＣ１を設定するように構成されていてもよい。具体的には、例えば、回転回数ＴＣ１１と、回転回数ＴＣ１２との差が所定の閾値ｄＴＣよりも小さい場合（｜ＴＣ１１－ＴＣ１２｜＜Ｄ１である場合）には、ＴＣ１１は正常であると判定され、ＴＣ１＝ＴＣ１１に設定するように構成されていてもよい。同様に、検知部１１は、第２回転回数情報として、センサ素子２３１，２３２から同時期に検知された回転回数ＴＣ２１と回転回数ＴＣ２２との比較に基づいて、回転回数ＴＣ２を設定できるように構成されていてもよい。

【0055】

異常判定部１２は、例えば、現在（同時期）において、第１検知回路１３０、第２検知回路２３０から、それぞれ回転回数情報として取得した２つの回転回数ＴＣ１，ＴＣ２と、外部センサ３３から舵角情報として取得した操舵角Ａ３とを互いに比較して、一致度合が低い回転回数または操舵角を異常と判定するように構成されていてもよい。

【0056】

一致度合の比較は、例えば、回転回数ＴＣ１，ＴＣ２に基づいて操舵角Ａ１，Ａ２を算出し、３つの操舵角Ａ１～Ａ３を互いに比較して行ってもよい。より具体的には、他の２者との差の合計値が所定の閾値未満となる操舵角を一致度合が所定度合よりも高いものとして正常と判定し、所定の閾値以上となる操舵角を一致度合が所定度合よりも低いものとして異常と判定してもよい。または、統計的処理により、例えば、各操舵角について平均値との偏差が所定の範囲よりも大きくなる操舵角を一致度合が所定度合いよりも低いものとして異常と判定してもよい。

【0057】

一致度合の比較は、回転回数ＴＣ１，ＴＣ２の２者を比較した後に、操舵角Ａ３との比較を行うようにしてもよい。例えば、回転回数ＴＣ１とＴＣ２とを比較した後で、回転回数ＴＣ１から操舵角Ａ１を算出し、操舵角Ａ３と比較してもよい。この場合、回転回数ＴＣ１と回転回数ＴＣ２との比較は、２者共通の特性値として回転回数で比較してもよいし、操舵角Ａ１，Ａ２に変換した後に、操舵角を共通の特性値として比較してもよい。

【0058】

舵角算出部１３は、回転角θｍ１と回転回数ＴＣ１に基づいて、操舵角Ａ１を算出する。また、舵角算出部１３は、回転角θｍ２と回転回数ＴＣ２とに基づいて、操舵角Ａ２を算出する。なお、下記式（１）を用いて、回転角θｍと回転回数ＴＣとから絶対角Ａを算出することができる。

【0059】

Ａ＝ＩＮＴ（ＴＣ／ｋ）×３６０＋θｍ … （１）

【0060】

上記式（１）において、「ＩＮＴ（ＴＣ／ｋ）」は、回転回数ＴＣを、モータ８０の１回転当たりの回転回数ＴＣであるｋで割った商（ＴＣ／ｋ）の整数部を示す。例えば、回転回数ＴＣの角度領域を定めるカウント間隔が９０°であれば、ｋは４となる。

【0061】

制御量演算部１４は、運転者の操舵に伴うステアリングシャフト９２の回転量（絶対角）を示す操舵側絶対角Ｙ１と、操舵トルクＴｈと、車速Ｖｃとに基づいて、モータ８０に対するトルクの指令値である操舵トルク指令値を演算する。この操舵側絶対角Ｙ１として、操舵角Ａ１～Ａ３のうち、異常判定部１２により異常と判定されなかった操舵角が用いられる。更に、この操舵トルク指令値に基づいて、モータ８０を制御するための制御信号（より詳細には、インバータを操作するための操作信号）を演算する。操舵側絶対角Ｙ１は、車両を直進走行させる場合のステアリングシャフト９２の角度を中立位置とし、この中立位置から、車輪９８を左右のいずれかの操舵限界角度まで操舵する場合の回転角を示す値である。

【0062】

制御量演算部１４は、操舵角Ａ１～Ａ３のうち複数の操舵角が正常であると判定された場合には、より精度が高い操舵角を選択して優先的にモータ８０の制御に用いてもよい。操舵角Ａ１～Ａ３の精度は、センサ素子１３１，１３２，２３１，２３２および外部センサ３３の検出精度を考慮して判断されてもよい。

【0063】

検知部１１と、異常判定部１２と、舵角算出部１３と、制御量演算部１４とは、第１制御部１７０に備えられていてもよいし、第２制御部２７０に備えられていてもよい。または、第１制御部１７０および第２制御部２７０とは別個に、ＥＣＵ１０において、検知部１１と、異常判定部１２と、舵角算出部１３と、制御量演算部１４とが備えられていてもよい。

【0064】

図５に、モータ８０の駆動時に、ＥＣＵ１０の第１制御部１７０が実行する異常判定処理のフローを示す。図５に示す処理は、モータ８０の駆動時に繰り返し実行される。なお、外部センサ３３は、ステアリングシャフト９２の回転角を検知し、これに基づいて、ステアリングシャフト９２の操舵角を算出する操舵角センサである場合を例示して説明する。

【0065】

ステップＳ１０１では、第１検知回路１３０により取得された回転回数ＴＣ１に基づいて、操舵角Ａ１を算出し、その後、ステップＳ１０２に進む。

【0066】

ステップＳ１０２では、他のシステム（系統及び外部センサ）により算出または検知された操舵角Ａ２および操舵角Ａ３を受信する。本実施形態では、操舵角Ａ２は、第２検知回路２３０において回転回数ＴＣ２に基づいて算出された操舵角である。また、操舵角Ａ３は、外部センサ３３である操舵角センサにより検知された操舵角Ａ３である。

【0067】

ステップＳ１０３では、自システムで（この場合、第１系統Ｌ１）において取得されたモータ８０の回転角θｍ１と、他システムで取得された回転角、すなわち、第２系統Ｌ２で得られたモータ８０の回転角θｍ２と、外部センサ３３により得られたステアリングシャフト９２の回転角θｍ３とが、全て正常であるか否かを判定する。具体的には、各回転角θｍ１～θｍ３を互いに比較可能な共通の特性値にそれぞれ変換し、その共通の特性値において互いの差（回転角差）を算出する。そして、算出した各回転角差が所定の回転角閾値Ｘ５未満である場合に、各回転角θｍ１～θｍ３は正常であると判定する。各回転角差のうちの少なくともいずれかが回転角閾値Ｘ５以上である場合には、正常ではない（異常あり）と判定する。ステップＳ１０３において、回転角θｍ１～θｍ３について全て正常と判定された場合には、ステップＳ１０４に進み、全て正常と判定されなかった場合には、ステップＳ１０４以下の処理を実行しないで終了する。

【0068】

ステップＳ１０４では、操舵角Ａ１と操舵角Ａ２との差が所定の第１閾値Ｘ１未満であるか否かを判定する。｜Ａ１－Ａ２｜＜Ｘ１である場合には、ステップＳ１０５に進む。｜Ａ１－Ａ２｜≧Ｘ１である場合には、ステップＳ１０８に進む。

【0069】

ステップＳ１０５では、操舵角Ａ１と操舵角Ａ３との差が所定の第２閾値Ｘ２未満であるか否かを判定する。｜Ａ１－Ａ３｜＜Ｘ２である場合には、ステップＳ１０６に進み、全ての操舵角Ａ１～Ａ３について、正常と判定した後、ステップＳ１１３に進む。｜Ａ１－Ａ３｜≧Ｘ２である場合には、ステップＳ１０７に進み、操舵角Ａ１，Ａ２について正常と判定し、操舵角Ａ３について異常と判定した後、ステップＳ１１３に進む。

【0070】

ステップＳ１０８では、操舵角Ａ１と操舵角Ａ３との差が所定の第２閾値Ｘ２未満であるか否かを判定する。｜Ａ１－Ａ３｜＜Ｘ２である場合には、ステップＳ１０９に進み、操舵角Ａ１，Ａ３について正常と判定し、操舵角Ａ２について異常と判定した後、ステップＳ１１３に進む。｜Ａ１－Ａ３｜≧Ｘ２である場合には、ステップＳ１１０に進み、操舵角Ａ１について異常と判定した後、処理を終了する。

【0071】

ステップＳ１１３では、正常判定された操舵角Ａ１に基づいて、モータ８０の制御が実行される。一方、ステップＳ１０８，Ｓ１１０に示すように、操舵角Ａ１について異常と判定された場合には、第１制御部１７０は、モータ８０の制御を実行しない。

【0072】

なお、所定の閾値Ｘ１，Ｘ２は、例えば、過去のモータ８０の駆動時に第１検知回路１３０および第２検知回路２３０が取得した回転回数、または、外部センサ３３が取得した操舵角等の履歴等に基づいて、正常と判断される範囲内で設定することができる。

【0073】

上記のとおり、第１実施形態によれば、第１制御部１７０は、第１系統Ｌ１および第２系統Ｌ２において回転回数ＴＣ１，ＴＣ２から算出した操舵角Ａ１，Ａ２と、外部センサ３３から取得した操舵角Ａ３とを互いに比較する。２つの系統Ｌ１，Ｌ２における回転回数ＴＣ１，ＴＣ２、ＥＣＵ１０の外部に設置された外部センサ３３における操舵角Ａ３とを用いており、異なるシステムから得られた３つ以上の検知値に基づいて異常判定を実行できるため、１つのシステム（例えば、第１系統Ｌ１）における異常発生に起因して検知値（例えば回転回数ＴＣ１）は異常値となっても、他のシステム（例えば、第２系統Ｌ２および外部センサ３３）において得られる検知値（例えば回転回数ＴＣ２、操舵角Ａ３）は異常値となりにくい。このため、異常判定の精度を向上させることができる。

【0074】

また、操舵角Ａ１と操舵角Ａ２との比較により、その差が第１閾値以上となり、操舵角Ａ１について異常の疑いがある場合には、さらに操舵角Ａ１と操舵角Ａ３との比較を行う。そして、操舵角Ａ１と操舵角Ａ３との差と第２閾値Ｘ２とを比較することにより、操舵角Ａ１が正常であるか否かを精度よく判定することができる。このため、操舵角Ａ１をダウングレードとして扱う必要がなく、操舵角Ａ１を用いてモータ８０を制御するに際して、その制御に係る一部の機能を停止する必要がない。その結果、ステアリングシステム９０におけるモータ８０の制御における継続性を確保することができる。

【0075】

なお、図５においては、ステップＳ１０３で否定判定された場合に処理を終了したが、下記のような処理を実行した後で、処理を終了してもよい。例えば、回転角θｍ１～θｍ３のうち、異常と判定された回転角を取得したシステム（例えば、センサ素子、検出回路、外部センサ）に対して、異常発生の通知処理、取得した回転回数情報や舵角情報の無効化処理、そのシステムの動作制限処理等を実行するようにしてもよい。具体的には、例えば、回転角ｍ１が異常と判定された場合には、第１系統Ｌ１の第１制御部１７０に対して異常発生を通知したり、第１検知回路１３０から取得した検知値を無効化したり、第１制御部１７０によるモータ８０の制御を制限または禁止したりする処理を実行してもよい。

【0076】

（変形例）
上記において図５を用いて説明した各処理は、第２制御部２７０によっても同様に実行可能に構成されていてもよい。第２制御部２７０において、図５に示す処理において操舵角Ａ１と操舵角Ａ２とを入れ替えて実行することにより、操舵角Ａ２が正常であるか否かを判定することができる。操舵角Ａ１について異常判定がなされ、操舵角Ａ２について正常判定がなされた場合には、第２制御部２７０により操舵角Ａ２を用いたモータ８０の制御が実行されるようにしてもよい。このように構成することにより、操舵角Ａ１が異常であると判定された場合にも、操舵角Ａ２に基づいて、モータ８０の制御を、その制御の一部の機能を停止させることなく実行できるため、モータ８０の制御における継続性をさらに向上させることができる。

【0077】

なお、第１制御部１７０により操舵角Ａ１が正常であると判定され、かつ、第２制御部２７０により操舵角Ａ２が正常であると判定された場合には、一方（例えば、第１制御部１７０と操舵角Ａ１）を他方（例えば、第２制御部２７０と操舵角Ａ２）に優先させるように予め設定されていてもよい。または、操舵角Ａ１と操舵角Ａ２のうち、より正確と判断される方を選択するようにしてもよい。この際、操舵角Ａ１，Ａ２のうち、操舵角Ａ３に近い方をより正確であると判断して、モータ８０の制御に優先的に使用してもよい。

【0078】

（第２実施形態）
第２実施形態において、モータ８０の駆動時に、ＥＣＵ１０の第１制御部１７０が実行する異常判定処理のフローを図６示す。第２実施形態では、操舵角Ａ１に異常判定がなされた後の処理において、第１実施形態と相違している。図６に示すように、ステップＳ２０１～ステップＳ２０９，Ｓ２１３の処理は、図５と同様であるため、説明を省略する。

【0079】

ステップＳ２１０では、操舵角Ａ１について、異常と判定した後、ステップＳ２１１に進む。ステップＳ２１１では、操舵角Ａ２と操舵角Ａ３との差が所定の第３閾値Ｘ３未満であるか否かを判定する。｜Ａ２－Ａ３｜＜Ｘ３である場合には、ステップＳ２１１に進み、操舵角Ａ１を操舵角Ａ２に置き換える処理（操舵角Ａ１＝操舵角Ａ２）を実行した後、ステップＳ２１３に進む。｜Ａ２－Ａ３｜≧Ｘ３である場合には、処理を終了する。

【0080】

なお、第３閾値Ｘ３は、例えば、過去のモータ８０の駆動時に第１検知回路１３０および第２検知回路２３０が取得した回転回数、または、外部センサ３３が取得した操舵角の履歴等に基づいて、正常と判断される範囲内で設定することができる。第３閾値Ｘ３は、第２閾値Ｘ２と同じ値に設定してもよい。

【0081】

上記のとおり、第２実施形態によれば、第１制御部１７０は、操舵角Ａ１について異常判定がなされた場合には、さらに操舵角Ａ２と操舵角Ａ３との比較を行うことにより、操舵角Ａ２が正常であるか否かを判断する。そして、操舵角Ａ２が正常であると判定された場合には、操舵角Ａ１を操舵角Ａ２に置き換え、操舵角Ａ２に基づいて、モータ８０の制御を実行する。このため、精度が確保された操舵角Ａ１（操舵角Ａ２によって置き換えられたもの）に基づいてモータ８０を制御できる。すなわち、置き換えられた操舵角Ａ１に基づいて、モータ８０の制御を、その制御の一部の機能を停止させることなく実行できる。このため、モータ８０の制御における継続性をさらに向上させることができる。

【0082】

また、第１実施形態の変形例として説明したように、第２制御部２７０において、同様の制御を行う必要がないため、処理の負担が軽減され、システムの簡略化に寄与することができる。

【0083】

また、一般に、センサ素子１３１，１３２，２３１，２３２から検知されるモータ８０の回転回数ＴＣ１，ＴＣ２から算出する操舵角Ａ１，Ａ２は、本実施形態において外部センサ３３として例示した操舵角センサから得られる操舵角Ａ３よりも高精度である。このため、操舵角Ａ１または操舵角Ａ２を、操舵角Ａ３に優先させてモータ８０の制御に用いることにより、モータ８０の制御における精度をより高くすることができる。なお、外部センサ３３が高精度であり、操舵角Ａ３が、操舵角Ａ１，Ａ２よりも高精度である場合には、操舵角Ａ３を優先的にモータ８０の制御に用いてもよい。

【0084】

なお、上記の各実施形態では、モータ制御装置としてのＥＣＵ１０を備えるステアリングシステム９０が「コラムアシストタイプ」である場合を例示して説明したが、これに限定されない。例えば、モータ８０の回転をラック軸９７に伝える「ラックアシストタイプ」等の他の形式としてもよい。

【0085】

（第３実施形態）
ステアリングシステムは、図７に示すように、反力側モータと、転舵側モータとの双方を備えていてもよい。反力側モータや、転舵側モータにおいても、上記の各実施形態において説明した場合と同様に、異常判定処理を実行することができる。なお、転舵角を検知するために使用する外部センサ３３としては、ラックストロークセンサ等の転舵角を検知可能なセンサを例示できる。

【0086】

図７に示すステアリングシステム３００は、いわゆるステア・バイ・ワイヤ型のステアリングシステムである。ステアリングシステム３００は、運転者の操舵を受け付ける反力装置３１０と、反力装置３１０が受け付けた操舵量に応じて、車輪３１６を転舵する転舵装置３２０とを備えている。

【0087】

反力装置３１０は、運転者の操作により回転するステアリング３１１と、ステアリング３１１の回転に伴って回転するステアリングシャフト３１２と、反力側モータ３１３とを備えている。反力側モータ３１３は、操舵側モータに相当する。反力側モータ３１３は、反力側減速機３１４を介してステアリングシャフト３１２に連結されており、運転者のステアリング３１１の操作に応じた反力を付与する。反力側モータ３１３は、交流電力により回転駆動する交流モータである。また、反力側モータ３１３は、インバータ３１５を介して電源に接続されている。インバータ３１５は、電源からの直流電力を交流電力に変換し、反力側モータ３１３に給電する。

【0088】

ステアリングシャフト３１２の先端側には、クラッチ３１２ｂを介してピニオン軸３１２ａが設けられている。車両の通常の運転時ではクラッチ３１２ｂは開状態となっており、ステアリングシャフト３１２の回転はピニオン軸３１２ａへ伝達されない。例えば、ステアリングシステム３００の異常時等によりクラッチ３１２ｂが閉状態となることにより、ステアリングシャフト３１２の回転は、ピニオン軸３１２ａへ伝達される。

【0089】

転舵装置３２０は、車輪３１６の向きを変化させるラック軸３２１と、転舵側モータ３２２とを備えている。ラック軸３２１の両端には、タイロッドを介して車輪３１６が連結されている。転舵側モータ３２２は、転舵側減速機３２３を介してラック軸３２１に連結されており、ラック軸３２１に対して車輪３１６の向きを変化させる力である転舵力を付与する。転舵側モータ３２２は、インバータ３２４を介して電源に接続されている。インバータ３２４は、電源からの直流電力を交流電力に変換し、転舵側モータ３２２に給電する。

【0090】

ピニオン軸３１２ａは、ラック軸３２１に噛み合っており、クラッチ３１２ｂの開状態では、ステアリングシャフト３１２はラック軸３２１に機械的に連結されていない状態である。そのため、運転者のステアリング３１１の操作に伴うステアリングシャフト３１２の回転は、ラック軸３２１の直線運動に変換されない。一方、クラッチ３１２ｂの閉状態では、ステアリングシャフト３１２はラック軸３２１に機械的に連結された状態である。そのため、運転者のステアリング３１１の操作に伴うステアリングシャフト３１２の回転運動は、ラック軸３２１の直線運動に変換される。

【0091】

反力装置３１０のステアリングシャフト３１２には、運転者の操舵に応じた操舵トルクを検知するトルクセンサ３１７が設けられている。また、転舵装置３２０のラック軸３２１には、ラック軸３２１の直線移動量である変位量Ｘを検知するラックストロークセンサ３２５が設けられている。

【0092】

ステアリングシステム３００は、反力側制御部としての反力側ＥＣＵ３４０と、転舵側制御部としての転舵側ＥＣＵ３４５とを備えている。反力側ＥＣＵ３４０及び転舵側ＥＣＵ３４５は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ））及びメモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭ）をそれぞれ備えており、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することによって、反力側モータ３１３や転舵側モータ３２２への電力供給が制御される。

【0093】

反力側ＥＣＵ３４０は、運転者の操舵に伴うステアリングシャフト３１２の回転量（絶対角）を示す操舵側絶対角Ｙ１と、操舵トルクＴｈと、車速Ｖｃとに基づいて、反力側モータ３１３に対するトルクの指令値である操舵トルク指令値を演算する。更に、この操舵トルク指令値に基づいて、インバータ３１５を操作するための操作信号を演算する。絶対角は、車両を直進走行させる場合のステアリング３１１の角度を中立位置とし、この中立位置から、車輪３１６を左右のいずれかの操舵限界角度まで操舵する場合の回転角を示す値である。

【0094】

反力側ＥＣＵ３４０は、回転検知回路として、反力側モータ３１３の回転状態を示す検知値により操舵側絶対角Ｙ１を演算する反力側検知回路３４１を備えている。反力側検知回路３４１は、検知値として、反力側モータ３１３の回転角θｍ、及び反力側モータ３１３が所定角度を回転した回数を示す回転回数ＴＣとを演算する。例えば、反力側モータ３１３には、ロータ又は回転軸と一体となって回転するマグネットが設けられており、反力側検知回路３４１は、このマグネットが回転することによる磁界の変化により反力側モータ３１３の回転角θｍや回転回数ＴＣを演算する。反力側ＥＣＵ３４０は、上述の実施形態と同様の電力供給経路および通信経路によって、電力源と接続するように構成でき、同様の処理を実行することができる。

【0095】

転舵側ＥＣＵ３４５は、ステアリングシャフト３１２の回転量（絶対角）を示す転舵側絶対角Ｙ２と、変位量Ｘと、操舵トルクＴｈと、車速Ｖｃとに基づいて、転舵側モータ３２２に対するトルクの指令値である転舵トルク指令値を演算する。そして、この転舵トルク指令値に基づいて、インバータ３２４を操作するための操作信号を演算する。

【0096】

転舵側ＥＣＵ３４５は、回転検知回路として、転舵側モータ３２２の回転状態を示す検知値により転舵側絶対角Ｙ２を演算する転舵側検知回路３４６を備えている。転舵側検知回路３４６は、検知値として、転舵側モータ３２２の回転角θｍと、転舵側モータ３２２が所定角度を回転した回数を示す回転回数ＴＣとを演算する。例えば、転舵側モータ３２２には、ロータ又は回転軸と一体となって回転するマグネットが設けられており、転舵側検知回路３４６は、このマグネットが回転することによる磁界の変化により転舵側モータ３２２の回転角θｍや回転回数ＴＣを演算する。

【0097】

反力側ＥＣＵ３４０および転舵側ＥＣＵ３４５は、上記の実施形態における操舵装置８のＥＣＵ１０と同様に、２系統に構成することができる。図４に図示した構成は、ＥＣＵ１０を反力側ＥＣＵ３４０または転舵側ＥＣＵ３４５に読み替え、モータ８０を、反力側モータ３１３または転舵側モータ３２２に読み替えることにより、反力側ＥＣＵ３４０および転舵側ＥＣＵ３４５においても適用できる。

【0098】

反力側ＥＣＵ３４０においては、上記の実施形態および変形例と同様の処理を実行できる。転舵側ＥＣＵ３４５に上記の各実施形態に係る操舵装置８の構成を適用するに際しては、図４における外部センサ３３は、ラックストロークセンサ等の転舵角センサとなる。また、上記の各実施形態および変形例において、「操舵角」を「転舵角」と読み替え、操舵角Ａ１～Ａ３に替えて、転舵角Ｂ１～Ｂ３を用いることにより、転舵側においても同様の処理を実行可能であることが理解できる。

【0099】

上記のとおり、ステアリングシャフト３１２を反力側モータ３１３により駆動し、ラック軸３２１を転舵側モータ３２２により駆動するステアリングシステム３００においても、反力側モータ３１３を制御する反力側ＥＣＵ３４０は、検知部１１と、異常判定部１２と、舵角算出部１３と、制御量演算部１４とに係る機能を有するように構成することができる。同様に、転舵側モータ３２２を制御する転舵側ＥＣＵ３４５は、検知部１１と、異常判定部１２と、舵角算出部１３と、制御量演算部１４とに係る機能を有するように構成することができる。

【0100】

ステアリングシステム３００においては、反力装置３１０において得られる回転回数および操舵角の検知値と、転舵装置３２０において得られる回転回数および転舵角の検知値とを、互いに利用可能に構成されている。

【0101】

具体的には、操舵側制御装置に相当する反力側ＥＣＵ３４０と、転舵側制御装置に相当する転舵側ＥＣＵ３４５とは、別々に設けられるとともに互いに情報通信が可能に構成されている。この情報通信によって、反力側ＥＣＵ３４０の異常判定において転舵側の情報を舵角情報として使用することができ、転舵側ＥＣＵ３４５の異常判定において反力側（操舵側）の情報を舵角情報として使用することができる。すなわち、反力側ＥＣＵ３４０は、車両の操向に関わる舵角情報を検知する外部センサからの舵角情報として転舵側ＥＣＵ３４５からの情報を利用することができる。また、転舵側ＥＣＵ３４５は、車両の操向に関わる舵角情報を検知する外部センサからの舵角情報として反力側ＥＣＵ３４０からの情報を利用することができる。

【0102】

例えば、反力側ＥＣＵ３４０において、異常判定部１２は、同時期において、反力側モータ３１３についての２つの系統Ｌ１，Ｌ２から取得した２つの回転回数（ＴＣｓ１、ＴＣｓ２）を含む回転回数情報と、転舵側モータ３２２についての複数の回転回数（ＴＣｒ１，ＴＣｒ２）を含む回転回数情報と、外部センサ３３からの操舵角または転舵角を含む舵角情報と、を比較し、各情報についての異常判定を実行できる。なお、第１実施形態等と同様に、各情報は、互いの比較に際して、共通の特性値（例えば、反力側モータ３１３の回転回数や、ステアリングシャフト３１２の操舵角）に変換する。また、なお、小文字の添え字「ｓ」は反力側（操舵側）を示し、「ｒ」は転舵側を示す。

【0103】

同様に、転舵側ＥＣＵ３４５においても、異常判定部１２は、同時期において、反力側モータ３１３についての２つの系統Ｌ１，Ｌ２から取得した２つの回転回数（ＴＣｓ１、ＴＣｓ２）を含む回転回数情報と、転舵側モータ３２２についての複数の回転回数（ＴＣｒ１，ＴＣｒ２）を含む回転回数情報と、外部センサ３３からの操舵角または転舵角を含む舵角情報と、を比較し、各情報についての異常判定を実行できる。なお、第１実施形態等と同様に、各情報は、互いの比較に際して、共通の特性値（例えば、転舵側モータ３２２の回転回数や、車輪３１６の転舵角）に変換する。このように構成することにより、異常判定部１２において使用可能な検知値を増やすことができるため、異常判定の精度をより向上させることができる。

【0104】

また、舵角算出部１３は、転舵角についても、上記式（１）と同様に、回転回数と、回転角から算出することができる。上記式（１）において、操舵角「Ａ」を転舵角「Ｂ」に置き換えることにより、転舵側モータ３２２の回転角θｍｒ１，θｍｒ２と回転回数ＴＣｒ１，ＴＣｒ２とに基づいて、転舵角Ｂ１，Ｂ２を算出することができる。

【0105】

また、反力側ＥＣＵ３４０においては、制御量演算部１４は、運転者の操舵に伴うステアリングシャフト３１２の回転量（絶対角）を示す操舵側絶対角Ｙ１と、操舵トルクＴｈと、車速Ｖｃとに基づいて、反力側モータ３１３に対するトルクの指令値である操舵トルク指令値を演算する。この操舵側絶対角Ｙ１として、操舵角Ａ１～Ａ３のうち、異常と判定されなかった操舵角が用いられる。更に、この操舵トルク指令値に基づいて、インバータ３１５を操作するための操作信号を演算する。

【0106】

また、転舵側ＥＣＵ３４５においては、制御量演算部１４は、ステアリングシャフト３１２の回転量（絶対角）を示す転舵側絶対角Ｙ２と、変位量Ｘと、操舵トルクＴｈと、車速Ｖｃとに基づいて、転舵側モータ３２２に対するトルクの指令値である転舵トルク指令値を演算する。この転舵側絶対角Ｙ２として、転舵角Ｂ１～Ｂ３のうち、異常と判定されなかった転舵角が用いられる。そして、この転舵トルク指令値に基づいて、インバータ３２４を操作するための操作信号を演算する。

【0107】

上記のとおり、第３実施形態に係るステアリングシステム３００では、反力側モータ３１３および転舵側モータ３２２のそれぞれにおいて、モータ３１３，３２２の回転回数情報および回転角情報を検知する第１検知回路１３０および第２検知回路２３０を備える。制御装置としての反力側ＥＣＵ３４０および転舵側ＥＣＵ３４５は、それぞれ、異常判定部１２と、制御量演算部１４等を備える。

【0108】

さらに、反力側ＥＣＵ３４０と、転舵側ＥＣＵ３４５とは、別々に設けられるとともに互いに情報通信が可能に構成されている。情報通信の手段としては、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＳＥＮＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｅｄｇｅ Ｎｉｂｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）、ＰＳＩ５（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｓｅｎｓｏｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ５）、ＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等を用いることができる。情報通信によって、反力側ＥＣＵ３４０と、転舵側ＥＣＵ３４５との双方の異常判定部１２において、反力側モータ３１３についての２つの系統Ｌ１，Ｌ２から取得した２つの回転回数（ＴＣｓ１、ＴＣｓ２）と、転舵側モータ３２２についての複数の回転回数（ＴＣｒ１，ＴＣｒ２）と、外部センサ３３からの操舵角および転舵角とを、共通の特性値に変換して比較し、各検知値についての異常判定を実行することができる。このため、異常判定部１２において使用可能な検知値を増やすことができ、異常判定の精度をより向上させることができる。

【0109】

なお、反力装置３１０と、転舵装置３２０との双方が、それぞれ第１系統Ｌ１と第２系統Ｌ２のような複数の系統を備えている必要はなく、いずれか一方のみが複数の系統を備えるように構成されていてもよい。また、検知部１１、異常判定部１２、舵角算出部１３、制御量演算部１４は、反力側ＥＣＵ３４０と、転舵側ＥＣＵ３４５の双方にそれぞれ設けられていなくてもよい。検知部１１、異常判定部１２、舵角算出部１３、制御量演算部１４は、例えば、反力側ＥＣＵ３４０、転舵側ＥＣＵ３４５のいずれか一方のみに設けられていてもよいし、反力側ＥＣＵ３４０および転舵側ＥＣＵ３４５から独立した別のＥＣＵに設けられていてもよい。

【0110】

なお、第３実施形態においては、反力側ＥＣＵ３４０では、転舵側ＥＣＵ３４５に設けられた第１検知回路および第２検知回路により取得された回転回数情報を舵角情報として用いることができる。同様に、転舵側ＥＣＵ３４５では、反力側ＥＣＵ３４０に設けられた第１検知回路および第２検知回路により取得された回転回数情報を舵角情報として用いることができる。このため、第１実施形態のように、舵角情報を取得するための外部センサ３３を設置する必要がない。

【0111】

なお、上記の各実施形態で説明した技術は、運転者等による操作入力を行うことなく、自動でモータ８０，３１３，３２２等を制御する自動運転システム（ＡＤＳ）についても適用できる。

【0112】

上記の各実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

【0113】

ＥＣＵ１０，３４０，３４５は、モータ８０，３１３，３２２の回転を検知するセンサ素子１３１，１３２，２３１，２３２と、センサ素子１３１，１３２，２３１，２３２からの出力に基づいて、モータ８０，３１３，３２２の回転回数情報を検知する第１検知回路１３０および第２検知回路２３０とを備える。そして、ＥＣＵ１０，３４０，３４５は、第１検知回路１３０および第２検知回路２３０から、第１回転回数情報および第２回転回数情報をそれぞれ取得する。また、ＥＣＵ１０，３４０，３４５は、センサ素子１３１，１３２，２３１，２３２とは異なる外部センサから、車両の操向に関わる舵角情報として、操舵角と転舵角の少なくともいずれか一方を取得する。

【0114】

そして、ＥＣＵ１０，３４０，３４５は、異常判定部１２によって、第１回転回数情報および第２回転回数情報と、舵角情報とを、共通の特性値に変換した場合に、いずれに対しても一致度合が所定度合よりも低い回転回数または舵角を異常と判定する。このため、異常判定に際して、複数の回転回数情報に加え、外部センサから得られた舵角情報を用いて、異常判定を実行でき、異常判定の精度を確保することができる。

【0115】

また、異常判定の精度を確保できるため、異常と判定されなかった（すなわち、正常と判定された）回転回数情報または舵角情報をダウングレードとして扱う必要がない。その結果、制御量演算部１４は、異常判定部により異常と判定されなかった（正常と判定された）第１回転回数情報、第２回転回数情報を含む複数の回転回数情報、または舵角情報に基づいて、モータ制御における一部の機能を停止させることなく、モータ８０，３１３，３２２の制御を実行できる。その結果、従来と比較して、モータ制御の継続性を向上させることができる。

【0116】

なお、ＥＣＵ１０，３４０，３４５においては、第１回転回数情報と第２回転回数情報との差が所定の第１閾値Ｘ１以上である場合に、この複数の回転回数情報のうちの少なくともいずれか１つと、外部センサから取得した舵角情報とを共通の特性値に変換して比較し、複数の回転回数情報のうちのいずれが異常であるかを特定するように構成されていてもよい。

【0117】

また、ＥＣＵ１０，３４０，３４５においては、第１検知回路１３０は、センサ素子１３１，１３２に基づいてモータ８０の第１回転角情報を検知し、第２検知回路２３０は、センサ素子２３１，２３２に基づいてモータ８０の第２回転角情報を検知してもよい。この場合、異常判定部１２は、検知回路１３０，２３０からそれぞれ取得した第１回転角情報、第２回転角情報と、外部センサから取得した、舵角情報に関わる第３回転角情報とを、共通の特性値に変換して互いに比較することにより、各回転角情報についての異常判定を実行してもよい。この場合、各回転角情報の少なくともいずれか１つが異常と判定された場合には、異常判定部１２は、第１回転角情報、第２回転回数情報、および舵角情報についての異常判定を実行しないように構成されていてもよい。検知回路１３０，２３０および外部センサ３３から得られる回転角情報に異常が発見された場合には、第１回転角情報、第２回転回数情報、および舵角情報を比較する異常判定を行わないようにすることにより、異常判定の精度が低下することを抑制できる。

【0118】

さらに、異常判定部１２は、各回転角情報の少なくともいずれか１つに異常判定がなされた場合には、上述のとおり、第１回転角情報、第２回転回数情報、および舵角情報についての異常判定を不実行とするとともに、異常の発生の通知を実行する処理や、取得した第１回転回数情報、第２回転回数情報および舵角情報を無効化する処理や、異常判定された回転角情報を取得した検知回路または外部センサの動作を制限する処理等を実行するように構成されていてもよい。

【0119】

また、ＥＣＵ１０等においては、第１系統Ｌ１は、第１検知回路１３０および第１制御部１７０に電力供給する第１電源１９１を備え、第２系統Ｌ２は、第２検知回路２３０および第２制御部２７０に電力供給する第２電源２９１を備えている。複数の系統Ｌ１，Ｌ２において、それぞれ、系統内の構成要素（検知回路、制御部）に電力供給する電源１９１，２９１を別個に備えているため、複数の系統Ｌ１，Ｌ２からそれぞれ得られる第１回転回数情報および第２回転回数情報の双方に同時に異常が発生する危険性が低減される。

【0120】

上記に説明したモータ制御装置としてのＥＣＵ１０等の機能は、ＥＣＵ３４０，３４５のように、操舵部材に反力を与える反力側モータ３１３と、車輪の転舵量を変更する転舵側モータ３２２とを備えるモータ制御システム（ステアリングシステム３００）におけるモータ制御装置（反力側ＥＣＵ３４０，転舵側ＥＣＵ３４５）においても適用できる。この場合、反力側ＥＣＵ３４０は、転舵側ＥＣＵ３４５から舵角情報を取得してもよい。また、転舵側ＥＣＵ３４５は、反力側ＥＣＵ３４０から舵角情報を取得してもよい。

【0121】

なお、上記の各実施形態においては、２つの系統Ｌ１，Ｌ２を備える２系統システムを例示して説明したが、２系統に限定されず、３以上の系統を備えるシステムであってもよい。また、第１回転回数情報または第２回転回数情報として利用できる情報は、２つの回転回数情報に限定されず、３つ以上の回転回数情報を含むものであってもよい。さらには、舵角情報として利用できる情報は、１つの舵角情報に限定されず、複数の舵角情報を含むものであってもよい。

【符号の説明】

【0122】

１０…ＥＣＵ、１１…検知部、１２…異常判定部、１４…制御量演算部、３３…外部センサ、８０…モータ、１３０…第１検知回路、１３１，１３２，２３１，２３２…センサ素子、２３０…第２検知回路、３１３…反力側モータ、３２２…転舵側モータ、３４０…反力側ＥＣＵ、３４５…転舵側ＥＣＵ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】