(57)【要約】【課題】複数のマイコンの起動後、初回から同期可能とするモータ制御装置を提供する。【解決手段】マイコン４０１、４０２の起動後、「同期信号受信側マイコン」である第２マイコン４０２のレディ信号送信部６２２は、自マイコンの同期準備が完了したことを示すレディ信号を「同期信号送信側マイコン」である第１マイコン４０１に送信する。第１マイコン４０１のレディ信号受信部６２１は、レディ信号を受信する。マイコン４０１、４０２のハンドシェイク判定部６１１、６１２は、少なくともレディ信号の送受信を含むハンドシェイクが正常に実施されたとき、ハンドシェイクが成功したと判定する。ハンドシェイクが成功したと判定されたとき、マイコン４０１、４０２は、起動後の初回から同期してモータ８０を駆動する。【選択図】図１９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つ以上のモータ（８０）を駆動する複数のモータ駆動回路（７０１、７０２）と、
前記複数のモータ駆動回路にそれぞれ指令するモータ駆動信号（Ｄｒ１、Ｄｒ２）を生成する駆動信号生成部（４５１、４５２）、及び、前記モータ駆動信号のパルスタイミングである駆動タイミングを生成する駆動タイミング生成部（４４１、４４２）を有する複数のマイコン（４０１、４０２）と、
前記複数のマイコンが動作の基準とするクロックをそれぞれ独立して生成する複数のクロック生成回路（６５１、６５２）と、
を備え、
前記複数のマイコンのうち、自マイコンの前記駆動タイミングに同期し、且つ、前記複数のマイコンの前記駆動タイミングを同期させる同期信号を送信する少なくとも一つのマイコンを同期信号送信側マイコン（４０１）とし、前記同期信号送信側マイコンから送信された前記同期信号を受信する少なくとも一つのマイコンを同期信号受信側マイコン（４０２）とすると、
前記同期信号送信側マイコンは、
前記同期信号を生成し、前記受信側マイコンに送信する同期信号生成部（４１１）を有し、
前記同期信号受信側マイコンは、
受信した前記同期信号に同期するように自マイコンの前記駆動タイミングを補正するタイミング補正を実施可能なタイミング補正部（４２２）を有し、
さらに、前記同期信号受信側マイコンは、自マイコンの同期準備が完了したことを示すレディ信号を前記同期信号送信側マイコンに送信するレディ信号送信部（６２２）を有し、且つ、前記同期信号送信側マイコンは、前記レディ信号を受信するレディ信号受信部（６２１）を有し、
前記同期信号送信側マイコン及び前記同期信号受信側マイコンは、少なくとも前記レディ信号の送受信を含むハンドシェイクが正常に実施されたとき、前記ハンドシェイクが成功したと判定するハンドシェイク判定部（６１１、６１２）を有し、
前記ハンドシェイクが成功したと判定されたとき、前記同期信号送信側マイコン及び前記同期信号受信側マイコンは、起動後の初回から同期してモータを駆動するモータ制御装置。
【請求項２】
前記同期信号送信側マイコンは、自マイコンの起動後、同期信号の生成を予告する同期予告信号を前記同期信号受信側マイコンに送信し、前記同期信号受信側マイコンは、前記同期予告信号を受信した後、前記レディ信号を前記同期信号送信側マイコンに送信し、
前記ハンドシェイク判定部は、前記同期予告信号及び前記レディ信号の送受信を含む前記ハンドシェイクが正常に実施されたとき、前記ハンドシェイクが成功したと判定する請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記ハンドシェイク判定部は、他マイコンから送信されるべき前記レディ信号又は前記同期予告信号を受信する以前に所定時間が経過するタイムアウトが生じたとき、又は、異常信号が送受信されたとき、前記ハンドシェイクが失敗したと判定する請求項１または２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記タイムアウトによって前記ハンドシェイクが失敗したと判定されたとき、
自マイコンの前記ハンドシェイク判定部は、他マイコンに前記モータ駆動信号を生成させず、自マイコンのみで前記モータを駆動する一部系統駆動モードによって前記モータ駆動信号を生成するように前記駆動タイミング生成部に通知する請求項３に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
異常信号の送受信によって前記ハンドシェイクが失敗したと判定されたとき、
前記複数のマイコンは、非同期でモータを駆動する請求項３に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記複数のマイコンは、前記ハンドシェイクが失敗した情報を記憶し、非同期制御中に前記同期信号送信側マイコンから前記同期信号受信側マイコンに同期信号を送信して同期を試みる請求項５に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
前記同期信号受信側マイコンの動作継続中に前記同期信号送信側マイコンが再起動したとき、
再起動した前記同期信号送信側マイコンは、前記同期信号受信側マイコンからの前記レディ信号の受信後に前記同期信号を送信するタイミング、又は、前記レディ信号の受信と同時に前記同期信号を送信するタイミングで同期し、
前記同期信号送信側マイコンの動作継続中に前記同期信号受信側マイコンが再起動したとき、
再起動した前記同期信号受信側マイコンは、前記同期信号送信側マイコンからの前記同期信号を受信したタイミングで同期する請求項１〜６のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項８】
前記同期信号送信側マイコンと前記同期信号受信側マイコンとを接続し、前記同期信号が送受信される少なくとも一つの同期信号線（４７１、４７２、４８）をさらに備える請求項１〜７のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項９】
前記レディ信号送信部は、前記同期信号線、又は、前記同期信号線とは別に設けられたレディ信号線（４７５）を介して前記レディ信号を前記同期信号送信側マイコンに送信する請求項８に記載のモータ制御装置。
【請求項１０】
前記同期信号受信側マイコンの前記タイミング補正部は、受信した前記同期信号の正常又は異常の判定である受信信号判定を行う受信信号判定部（４３２）を含み、
前記同期信号受信側マイコンは、
前記受信信号判定において前記同期信号が正常と判定されたとき、前記タイミング補正を許可し、
前記受信信号判定において前記同期信号が異常と判定されたとき、前記タイミング補正を禁止し、前記同期信号送信側マイコンとは非同期でモータを駆動する請求項１〜９のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項１１】
前記複数のマイコンは、同一の基板（２３０）の同一側の面（２３８）に、所定間隔を空けて配置されている請求項１〜１０のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項１２】
一つ以上のモータ（８０）を駆動する複数のモータ駆動回路（７０１、７０２）と、
前記複数のモータ駆動回路にそれぞれ指令するモータ駆動信号（Ｄｒ１、Ｄｒ２）を生成する駆動信号生成部（４５１、４５２）、及び、前記モータ駆動信号のパルスタイミングである駆動タイミングを生成する駆動タイミング生成部（４４１、４４２）を有する複数のマイコン（４０１、４０２）と、
前記複数のマイコンが動作の基準とするクロックをそれぞれ独立して生成する複数のクロック生成回路（６５１、６５２）と、
を備え、
前記複数のマイコンのうち、自マイコンの前記駆動タイミングに同期し、且つ、前記複数のマイコンの前記駆動タイミングを同期させる同期信号を送信する少なくとも一つのマイコンを同期信号送信側マイコン（４０１）とし、前記同期信号送信側マイコンから送信された前記同期信号を受信する少なくとも一つのマイコンを同期信号受信側マイコン（４０２）とすると、
前記同期信号送信側マイコン、及び前記同期信号を受信した前記同期信号受信側マイコンが同期して前記モータを駆動する同期駆動モード、
前記同期信号を用いず、前記同期信号送信側マイコン及び前記同期信号受信側マイコンが非同期で前記モータを駆動する非同期駆動モード、並びに、
前記同期信号送信側マイコン又は前記同期信号受信側マイコンの一方のみで前記モータを駆動する一部系統駆動モード、
の三つの駆動モードについて、
前記同期信号送信側マイコン及び前記同期信号受信側マイコンの起動時において、前記一部系統駆動モード、前記非同期駆動モード、前記同期駆動モードの順に移行する場合があるモータ制御装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載のモータ制御装置と、
前記モータ制御装置により通電される複数の多相巻線組が同軸に設けられたブラシレスモータとして構成される前記モータと、
を備えるモータ駆動システム。
【請求項１４】
前記モータの軸方向の一方側に前記モータ制御装置が一体に構成されている請求項１３に記載のモータ駆動システム。
【請求項１５】
車両の電動パワーステアリング装置に適用され、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のモータ制御装置と、
前記モータ制御装置により駆動され、アシストトルクを出力する前記モータと、
を備えるモータ駆動システム。
【請求項１６】
二つの電源（１１１、１１２）と、
二つの前記電源からそれぞれ電力が供給される二組の多相巻線組が設けられた前記モータと、
二組の前記多相巻線組への通電をそれぞれ制御する二つの前記マイコン、及び、二つの前記マイコンからそれぞれ前記モータ駆動信号が指令される二つの前記モータ駆動回路を備える前記モータ制御装置と、
操舵トルクを検出し、二つの前記マイコンに出力する二つの操舵トルクセンサ（９３１、９３２）と、
前記モータの電気角を検出し、二つの前記マイコンに出力する二つの回転角センサ（２５１、２５２）と、
を備える請求項１５に記載のモータ駆動システム。
【請求項１７】
一つ以上のモータ（８０）を駆動する複数のモータ駆動回路（７０１、７０２）と、
前記複数のモータ駆動回路にそれぞれ指令するモータ駆動信号（Ｄｒ１、Ｄｒ２）を生成する駆動信号生成部（４５１、４５２）、及び、前記モータ駆動信号のパルスタイミングである駆動タイミングを生成する駆動タイミング生成部（４４１、４４２）を有する複数のマイコン（４０１、４０２）と、
前記複数のマイコンが動作の基準とするクロックをそれぞれ独立して生成する複数のクロック生成回路（６５１、６５２）と、
を備えるモータ制御装置によるモータ制御方法であって、
前記複数のマイコンのうち、自マイコンの前記駆動タイミングに同期し、且つ、前記複数のマイコンの前記駆動タイミングを同期させる同期信号を送信する少なくとも一つのマイコンを同期信号送信側マイコン（４０１）とし、前記同期信号送信側マイコンから送信された前記同期信号を受信する少なくとも一つのマイコンを同期信号受信側マイコン（４０２）とすると、
前記同期信号受信側マイコンが、自マイコンの同期準備が完了したことを示すレディ信号を前記同期信号送信側マイコンに送信するレディ信号送信ステップ（Ｓ６４）と、
前記同期信号送信側マイコンが前記レディ信号を受信するレディ信号受信ステップ（Ｓ５３）と、
少なくとも前記レディ信号の送受信を含むハンドシェイクが正常に実施されたとき、前記同期信号送信側マイコン及び前記同期信号受信側マイコンのハンドシェイク判定部（６１１、６１２）により、前記ハンドシェイクが成功したと判定するハンドシェイク成功判定ステップ（Ｓ５７）と、
前記ハンドシェイクが成功したと判定されたとき、前記同期信号送信側マイコン及び前記同期信号受信側マイコンが起動後の初回から同期してモータを駆動する同期駆動ステップ（Ｓ５８）と、
を含むモータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のマイコンによりモータの駆動を制御するモータ制御装置、それを備えるモータ駆動システム、及び、モータ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冗長的に設けられた複数のマイコンでモータの駆動を制御するモータ制御装置において、各マイコンが、それぞれ独立したクロック生成回路で生成されたクロックにより動作する装置が知られている。一つのクロック生成回路で全てのマイコンを動作させる場合には、クロック生成回路の故障時にモータ駆動が停止するのに対し、各マイコンに対応して独立したクロック生成回路を設けることにより、信頼性が向上する。
【０００３】
ただし、現実には、クロック生成回路の製造ばらつき等により、各マイコンの演算制御タイミングにずれが生じるという問題がある。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１に開示された電動機制御装置は、複数のマイコン間で同期信号を送受信し、同期信号を受信したマイコンが、同期信号に基づいて演算制御タイミングを補正する。こうして複数のマイコンの演算制御タイミングを互いに同期させることで、モータのトルク脈動の抑制を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５４１２０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来技術では、複数のマイコンの起動時における初回の同期について想定していない。例えば、各マイコンに供給される電源電圧差や配線抵抗、電圧検出特性等の差により、各マイコンの電源ＯＮによる起動タイミングがずれる場合がある。すると、先に起動したマイコンがタイマスタートしてから、遅れて起動するマイコンがタイマスタートするまでの期間、先に起動したマイコンのみが非同期で動作することとなる。したがって、複数のマイコンを初回から同期させることができないという問題があった。
なお、本明細書では、複数のマイコンのうち一部のマイコンのみでモータ駆動する制御を含めて、「非同期制御」という。
【０００７】
また、特許文献１の技術では、複数のマイコン間で送受信される同期信号に異常が発生した場合を想定していない。しかし、送信される同期信号に異常が発生すると、同期信号受信側のマイコンが異常な同期信号に基づいてタイミングを補正することになる。そのため、同期信号の異常の程度によっては、同期信号受信側マイコンによる制御が破綻するおそれがある。その結果、クロックのずれによりトルク脈動が生じることよりも不都合な事態に陥る可能性がある。例えば、車両の電動パワーステアリング装置において、モータ駆動の停止によりアシスト機能が停止すると、運転者に不安を与えることとなる。したがって、同期信号の異常を判定し、異常の場合に適切な処置を実施することが求められる。
【０００８】
本発明は上述の課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、複数のマイコンの起動後、初回から同期可能とするモータ制御装置を提供することにある。
また、好ましくは、それぞれ独立したクロックで動作する複数のマイコン間で、クロックのずれを補正するための同期信号を送受信するモータ制御装置において、同期信号の異常を判定可能なモータ制御装置を提供することにある。
さらに、そのモータ制御装置を備えるモータ駆動システム、及び、そのモータ制御装置によるモータ制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のモータ制御装置は、複数のモータ駆動回路（７０１、７０２）と、複数のマイコン（４０１、４０２）と、複数のクロック生成回路（６５１、６５２）と、を備える。
複数のモータ駆動回路は、例えば複数の巻線組を有する一つ以上のモータ（８０）を駆動する。
複数のマイコンは、駆動信号生成部（４５１、４５２）、及び、駆動タイミング生成部（４４１、４４２）を有する。駆動信号生成部は、複数のモータ駆動回路にそれぞれ指令するモータ駆動信号（Ｄｒ１、Ｄｒ２）を生成する。駆動タイミング生成部は、モータ駆動信号のパルスタイミングである駆動タイミングを生成する。
複数のクロック生成回路は、複数のマイコンが動作の基準とするクロックをそれぞれ独立して生成する。
クロック生成回路、マイコン及びモータ駆動回路は、互いに対応して設けられており、それら一群の構成要素の単位を「系統」と定義する。各系統の構成要素が対応する巻線組への通電を制御することにより、モータ制御装置はモータを駆動する。
【００１０】
複数のマイコンのうち、「自マイコンの駆動タイミングに同期し、且つ、複数のマイコンの駆動タイミングを同期させる同期信号を送信する少なくとも一つのマイコン」を同期信号送信側マイコン（４０１）とし、「同期信号送信側マイコンから送信された同期信号を受信する少なくとも一つのマイコン」を同期信号受信側マイコン（４０２）とする。また、各マイコンにとって、そのマイコン自身のことを「自マイコン」という。
【００１１】
第一の態様のモータ制御装置は、上記の基本構成に加え、さらに以下の構成を備える。
同期信号送信側マイコンは、同期信号を生成し、同期信号受信側マイコンに送信する同期信号生成部（４１１）を有する。
同期信号受信側マイコンは、受信した同期信号に同期するように自マイコンの駆動タイミングを補正するタイミング補正を実施可能なタイミング補正部（４２２）を有する。
【００１２】
さらに、同期信号受信側マイコンは、レディ信号送信部（６２２）を有する。レディ信号送信部は、自マイコンの同期準備が完了したことを示すレディ信号を同期信号送信側マイコンに送信する。且つ、同期信号送信側マイコンは、レディ信号を受信するレディ信号受信部（６２１）を有する。
また、同期信号送信側マイコン及び同期信号受信側マイコンは、少なくともレディ信号の送受信を含むハンドシェイクが正常に実施されたとき、ハンドシェイクが成功したと判定するハンドシェイク判定部（６１１、６１２）を有する。
ハンドシェイクが成功したと判定されたとき、同期信号送信側マイコン及び同期信号受信側マイコンは、起動後の初回から同期してモータを駆動する。
これにより、本発明のモータ制御装置は、複数のマイコンの起動後、初回から同期可能とすることができる。
【００１３】
好ましくは、同期信号受信側マイコンのタイミング補正部は、受信した同期信号の正常又は異常の判定である受信信号判定を行う受信信号判定部（４３２）を含む。
そして、同期信号受信側マイコンは、受信信号判定において同期信号が正常と判定されたとき、タイミング補正を許可し、受信信号判定において同期信号が異常と判定されたとき、タイミング補正を禁止し、同期信号送信側マイコンとは非同期でモータを駆動する。
【００１４】
この構成では、同期信号受信側マイコンの受信信号判定部により同期信号の異常を判定可能である。また、受信信号判定において同期信号が異常と判定されたとき、同期信号受信側マイコンは、タイミング補正を禁止し、同期信号送信側マイコンとは非同期でモータを駆動する。したがって、同期信号の異常が原因となって、同期信号受信側マイコンの制御が破綻することを防止することができる。
この場合、たとえトルク脈動が生じたとしても、少なくともモータの駆動を継続することができる。したがって、電動パワーステアリング装置のように、モータ駆動によるアシスト機能を継続するニーズが大きいモータ駆動システムにおいて、特に有効である。
【００１５】
第二の態様のモータ制御装置は、上記の基本構成を前提として、さらに以下の三つの駆動モードを有する。
（１）同期信号送信側マイコン、及び同期信号を受信した同期信号受信側マイコンが同期してモータを駆動する同期駆動モード
（２）同期信号を用いず、同期信号送信側マイコン及び同期信号受信側マイコンが非同期でモータを駆動する非同期駆動モード
（３）同期信号送信側マイコン又は同期信号受信側マイコンの一方のみでモータを駆動する一部系統駆動モード
このモータ制御装置は、同期信号送信側マイコン及び同期信号受信側マイコンの起動時において、一部系統駆動モード、非同期駆動モード、同期駆動モードの順に移行する場合がある。
【００１６】
また、上記基本構成のモータ制御装置によるモータ制御方法が提供される。
このモータ制御方法のレディ信号送信ステップ（Ｓ６４）では、同期信号受信側マイコンが、自マイコンの同期準備が完了したことを示すレディ信号を同期信号送信側マイコンに送信する。
レディ信号受信ステップ（Ｓ５３）では、同期信号送信側マイコンがレディ信号を受信する。
ハンドシェイク成功判定ステップ（Ｓ５７）では、少なくともレディ信号の送受信を含むハンドシェイクが正常に実施されたとき、同期信号送信側マイコン及び同期信号受信側マイコンのハンドシェイク判定部（６１１、６１２）により、ハンドシェイクが成功したと判定する。
同期駆動ステップ（Ｓ５８）では、ハンドシェイクが成功したと判定されたとき、同期信号送信側マイコン及び同期信号受信側マイコンが起動後の初回から同期してモータを駆動する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】各実施形態のＥＣＵが機電一体式のモータ駆動システムとして適用される電動パワーステアリング装置の構成図。
【図２】各実施形態のＥＣＵが機電別体式のモータ駆動システムとして適用される電動パワーステアリング装置の構成図。
【図３】二系統機電一体式モータの軸方向断面図。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図。
【図５】多相同軸モータの構成を示す模式図。
【図６】各実施形態によるＥＣＵ（モータ制御装置）の全体構成図。
【図７】第１実施形態の基礎形態によるＥＣＵ（モータ制御装置）の詳細構成図。
【図８】モータ駆動信号とアナログ信号サンプリングタイミングとの関係を示す図。
【図９】二系統のマイコンのクロックずれを示すタイムチャート。
【図１０】同期信号によるタイミング補正（従来技術）を説明するタイムチャート。
【図１１】同期信号異常時における従来技術の問題点を説明するタイムチャート。
【図１２】第１実施形態の基礎形態によるタイミング判定処理のフローチャート。
【図１３】第１実施形態の基礎形態による同期許可区間の設定例を説明する図。
【図１４】第１実施形態による同期信号異常時タイムチャート。
【図１５】マイコン起動時のモータ駆動開始処理のフローチャート。
【図１６】マイコン起動時のタイミング判定待機処理のフローチャート。
【図１７】同期信号異常判定後のタイミング補正復帰処理のフローチャート。
【図１８】同期信号の異常確定処理のフローチャート。
【図１９】第１実施形態によるＥＣＵ（モータ制御装置）の構成図。
【図２０】ハンドシェイク動作例１のタイムチャート。
【図２１】ハンドシェイク動作例１の変形例のタイムチャート。
【図２２】ハンドシェイク動作例２のタイムチャート。
【図２３】ハンドシェイク動作例２の変形例Ａのタイムチャート。
【図２４】ハンドシェイク動作例２の変形例Ｂのタイムチャート。
【図２５】ハンドシェイク動作例３のタイムチャート。
【図２６】動作例１〜３の第１マイコン起動後処理のフローチャート。
【図２７】動作例１〜３の第２マイコン起動後処理のフローチャート。
【図２８】動作例２の変形例Ｂの第２マイコン起動後処理のフローチャート。
【図２９】ハンドシェイク成否記憶処理のフローチャート。
【図３０】非同期制御中の第２マイコン同期処理のフローチャート。
【図３１】ハンドシェイク動作例４のタイムチャート。
【図３２】動作例４の第２マイコン起動後処理のフローチャート。
【図３３】再起動時のハンドシェイク動作例５Ａのタイムチャート。
【図３４】再起動時のハンドシェイク動作例５Ｂのタイムチャート。
【図３５】再起動時のハンドシェイク動作例６のタイムチャート。
【図３６】第２実施形態によるＥＣＵ（モータ制御装置）の構成図。
【図３７】３マイコンでのハンドシェイク動作例のタイムチャート。
【図３８】第３実施形態によるＥＣＵ（モータ制御装置）の基礎形態対応部分の構成図。
【図３９】第３実施形態による双方向の同期信号送受信タイミングを示す図。
【図４０】ハンドシェイク動作例７のタイムチャート。
【図４１】動作例７の第１マイコン起動後処理のフローチャート。
【図４２】動作例７の第２マイコン起動後処理のフローチャート。
【図４３】特定パルスパターンの同期信号を用いる第４実施形態のタイムチャート。
【図４４】特定パルスパターンの同期信号を用いる第５実施形態のタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、モータ制御装置の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。各実施形態において、「モータ制御装置」としてのＥＣＵは、車両の電動パワーステアリング装置に適用され、操舵アシストトルクを出力するモータの通電を制御する。また、ＥＣＵ及びモータにより「モータ駆動システム」が構成される。
複数の実施形態で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。また、以下の第１〜第５実施形態を包括して「本実施形態」という。
【００１９】
最初に、各実施形態に共通する事項として、適用される電動パワーステアリング装置の構成、モータ駆動システムの構成等について、図１〜図６を参照して説明する。
図１、図２に、電動パワーステアリング装置９０を含むステアリングシステム９９の全体構成を示す。図１には、ＥＣＵ１０がモータ８０の軸方向の一方側に一体に構成されている「機電一体式」の構成が図示され、図２には、ＥＣＵ１０とモータ８０とがハーネスで接続された「機電別体式」の構成が図示される。なお、図１、図２における電動パワーステアリング装置９０はコラムアシスト式であるが、ラックアシスト式の電動パワーステアリング装置にも同様に適用可能である。
【００２０】
ステアリングシステム９９は、ハンドル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、及び、電動パワーステアリング装置９０等を含む。
ハンドル９１にはステアリングシャフト９２が接続されている。ステアリングシャフト９２の先端に設けられたピニオンギア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が設けられる。運転者がハンドル９１を回転させると、ハンドル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によりラック軸９７の直線運動に変換され、ラック軸９７の変位量に応じた角度に一対の車輪９８が操舵される。
【００２１】
電動パワーステアリング装置９０は、操舵トルクセンサ９３、ＥＣＵ１０、モータ８０、及び、減速ギア９４等を含む。
操舵トルクセンサ９３は、ステアリングシャフト９２の途中に設けられ、運転者の操舵トルクを検出する。図１、図２に示す形態では、二重化された操舵トルクセンサ９３は、第１トルクセンサ９３１及び第２トルクセンサ９３２を含み、第１操舵トルクｔｒｑ１及び第２操舵トルクｔｒｑ２を二重に検出する。
操舵トルクセンサが冗長的に設けられない場合、一つの操舵トルクｔｒｑの検出値が二系統共通に用いられてもよい。以下、冗長的に検出された操舵トルクｔｒｑ１、ｔｒｑ２を用いることに特段の意味が無い箇所では、一つの操舵トルクｔｒｑとして記載する。
【００２２】
ＥＣＵ１０は、操舵トルクｔｒｑ１、ｔｒｑ２に基づいて、モータ８０が所望のアシストトルクを発生するようにモータ８０の駆動を制御する。モータ８０が出力したアシストトルクは、減速ギア９４を介してステアリングシャフト９２に伝達される。
ＥＣＵ１０は、回転角センサが検出したモータ８０の電気角θ１、θ２及び操舵トルクセンサ９３が検出した操舵トルクｔｒｑ１、ｔｒｑ２を取得する。ＥＣＵ１０は、これらの情報やＥＣＵ１０内部で検出したモータ電流等の情報に基づき、モータ８０の駆動を制御する。
【００２３】
モータ８０の軸方向の一方側にＥＣＵ１０が一体に構成された機電一体式モータ８００の構成について、図３、図４を参照して説明する。図３に示す形態では、ＥＣＵ１０は、モータ８０の出力側とは反対側において、シャフト８７の軸Ａｘに対して同軸に配置されている。なお、他の実施形態では、ＥＣＵ１０は、モータ８０の出力側において、モータ８０と一体に構成されてもよい。
モータ８０は、三相ブラシレスモータであって、ステータ８４０、ロータ８６０、及びそれらを収容するハウジング８３０を備えている。
【００２４】
ステータ８４０は、ハウジング８３０に固定されているステータコア８４５と、ステータコア８４５に組み付けられている二組の三相巻線組８０１、８０２とを有している。
第１巻線組８０１を構成する各相巻線からは、リード線８５１、８５３、８５５が延び出している。第２巻線組８０２を構成する各相巻線からは、リード線８５２、８５４、８５６が延び出している。
ロータ８６０は、リア軸受８３５及びフロント軸受８３６により支持されているシャフト８７と、シャフト８７が嵌入されたロータコア８６５とを有している。ロータ８６０は、ステータ８４０の内側に設けられており、ステータ８４０に対して相対回転可能である。シャフト８７の一端には永久磁石８８が設けられている。
【００２５】
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と、ケース８３４の一端に設けられているフロントフレームエンド８３８とを有している。ケース８３４及びフロントフレームエンド８３８は、ボルト等により互いに締結されている。各巻線組８０１、８０２のリード線８５１、８５２等は、リアフレームエンド８３７のリード線挿通孔８３９を挿通してＥＣＵ１０側に延び、基板２３０に接続されている。
【００２６】
ＥＣＵ１０は、カバー２１と、カバー２１に固定されているヒートシンク２２と、ヒートシンク２２に固定されている基板２３０と、基板２３０に実装されている各種の電子部品とを備えている。カバー２１は、外部の衝撃から電子部品を保護したり、ＥＣＵ１０内への埃や水等の浸入を防止したりする。
カバー２１は、外部からの給電ケーブルや信号ケーブルが外部接続用コネクタ部２１４と、カバー部２１３とを有している。外部接続用コネクタ部２１４の給電用端子２１５、２１６は、図示しない経路を経由して基板２３０に接続されている。
【００２７】
基板２３０は、例えばプリント基板であり、リアフレームエンド８３７と対向する位置に設けられ、ヒートシンク２２に固定されている。基板２３０には、二系統分の各電子部品が系統毎に独立して設けられており、完全冗長構成をなしている。本実施形態では基板２３０は一枚であるが、他の実施形態では、二枚以上の基板を備えるようにしてもよい。
基板２３０の二つの主面のうち、リアフレームエンド８３７に対向している面をモータ面２３７とし、その反対側の面、すなわちヒートシンク２２に対向している面をカバー面２３８とする。
【００２８】
モータ面２３７には、複数のスイッチング素子２４１、２４２、回転角センサ２５１、２５２、カスタムＩＣ２６１、２６２等が実装されている。
本実施形態では複数のスイッチング素子２４１、２４２は各系統について６個であり、モータ駆動回路の三相上下アームを構成する。回転角センサ２５１、２５２は、シャフト８７の先端に設けられた永久磁石８８と対向するように配置される。カスタムＩＣ２６１、２６２及びマイコン４０１、４０２は、ＥＣＵ１０の制御回路を有する。カスタムＩＣ２６１、２６２には、例えば図７に示すクロック監視部６６１、６６２等が設けられる。
【００２９】
カバー面２３８には、マイコン４０１、４０２、コンデンサ２８１、２８２、及び、インダクタ２７１、２７２等が実装されている。特に、第１マイコン４０１及び第２マイコン４０２は、同一の基板２３０の同一側の面であるカバー面２３８に、所定間隔を空けて配置されている。
コンデンサ２８１、２８２は、電源から入力された電力を平滑化し、また、スイッチング素子２４１、２４２のスイッチング動作等に起因するノイズの流出を防止する。インダクタ２７１、２７２は、コンデンサ２８１、２８２と共にフィルタ回路を構成する。
【００３０】
図５、図６に示すように、ＥＣＵ１０の制御対象であるモータ８０は、二組の三相巻線組８０１、８０２が同軸に設けられた三相ブラシレスモータである。
巻線組８０１、８０２は、電気的特性が同等であり、例えば特許第５６７２２７８号公報の図３に参照されるように、共通のステータに互いに電気角３０ｄｅｇずらして配置されている。これに応じて、巻線組８０１、８０２には、例えば、振幅が等しく位相が３０ｄｅｇずれた相電流が通電されるように制御される。
【００３１】
図６において、第１巻線組８０１と、第１巻線組８０１の通電制御に係る第１マイコン４０１及びモータ駆動回路７０１等との組み合わせを第１系統ＧＲ１とする。第２巻線組８０２と、第２巻線組８０２の通電制御に係る第２マイコン４０２及び第２モータ駆動回路７０２等との組み合わせを第２系統ＧＲ２とする。第１系統ＧＲ１と第２系統ＧＲ２とは、全て独立した２組の要素群から構成されており、いわゆる「完全二系統」の冗長構成をなしている。
【００３２】
明細書中、必要に応じて、第１系統ＧＲ１の構成要素又は信号には語頭に「第１」を付し、第２系統ＧＲ２の構成要素又は信号には語頭に「第２」を付して区別する。各系統に共通の事項については、「第１、第２」を付さず、まとめて記載する。また、第１系統の構成要素又は信号の符号の末尾に「１」を付し、第２系統の構成要素又は信号の符号の末尾に「２」を付して記す。
以下、ある構成要素にとって、その構成要素が含まれる系統を「自系統」といい、他方の系統を「他系統」という。同様に、二系統のマイコン４０１、４０２について、自系統のマイコンを「自マイコン」といい、他系統のマイコンを「他マイコン」という。
【００３３】
ＥＣＵ１０の第１コネクタ部３５１には、第１電源コネクタ１３１、第１車両通信コネクタ３１１、及び、第１トルクコネクタ３３１が含まれる。第２コネクタ部３５２には、第２電源コネクタ１３２、第２車両通信コネクタ３１２、及び、第２トルクコネクタ３３２が含まれる。コネクタ部３５１、３５２は、それぞれ単一のコネクタとして形成されていてもよいし、複数のコネクタに分割されていてもよい。
【００３４】
第１電源コネクタ１３１は、第１電源１１１に接続される。第１電源１１１の電力は、電源コネクタ１３１、電源リレー１４１、第１モータ駆動回路７０１、及び、モータリレー７３１を経由して、第１巻線組８０１に供給される。また、第１電源１１１の電力は、第１マイコン４０１及び第１系統ＧＲ１のセンサ類にも供給される。
第２電源コネクタ１３２は、第２電源１１２に接続される。第２電源１１２の電力は、電源コネクタ１３２、電源リレー１４２、第２モータ駆動回路７０２、及び、モータリレー７３２を経由して、第２巻線組８０２に供給される。また、第２電源１１２の電力は、第２マイコン４０２及び第２系統ＧＲ２のセンサ類にも供給される。
電源が冗長的に設けられない場合、二系統の電源コネクタ１３１、１３２は共通の電源に接続されてもよい。
【００３５】
車両通信ネットワークとしてＣＡＮが冗長的に設けられる場合、第１車両通信コネクタ３１１は、第１ＣＡＮ３０１と第１車両通信回路３２１との間に接続され、第２車両通信コネクタ３１２は、第２ＣＡＮ３０２と第２車両通信回路３２２との間に接続される。
ＣＡＮが冗長的に設けられない場合、二系統の車両通信コネクタ３１１、３１２は、共通のＣＡＮ３０に接続されてもよい。また、ＣＡＮ以外の車両通信ネットワークとして、ＣＡＮ−ＦＤ（ＣＡＮ with Flexible Data rate）やＦｌｅｘＲａｙ等、どのような規格のネットワークが用いられてもよい。
車両通信回路３２１、３２２は、自系統及び他系統の各マイコン４０１、４０２との間で双方向に情報を通信する。
【００３６】
第１トルクコネクタ３３１は、第１トルクセンサ９３１と第１トルクセンサ入力回路３４１との間に接続される。第１トルクセンサ入力回路３４１は、第１トルクコネクタ３３１が検出した操舵トルクｔｒｑ１を第１マイコン４０１に通知する。
第２トルクコネクタ３３２は、第２トルクセンサ９３２と第２トルクセンサ入力回路３４２との間に接続される。第２トルクセンサ入力回路３４２は、第２トルクコネクタ３３２が検出した操舵トルクｔｒｑ２を第２マイコン４０２に通知する。
【００３７】
マイコン４０１、４０２における各処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置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。
マイコン４０１、４０２は、クロック生成回路６５１、６５２が生成した基準クロックにより動作する。クロック監視部６６１、６６２は、クロック生成回路６５１、６５２により生成された基準クロックをそれぞれ監視する。基準クロックの生成、監視について、詳しくは後述する。
【００３８】
第１マイコン４０１は、第１モータ駆動回路７０１のスイッチング素子２４１の動作を操作するモータ駆動信号Ｄｒ１を生成し、第１モータ駆動回路７０１に指令する。また、第１マイコン４０１は、第１電源リレー駆動信号Ｖｐｒ１、及び、第１モータリレー駆動信号Ｖｍｒ１を生成する。
第２マイコン４０２は、第２モータ駆動回路７０２のスイッチング素子２４２の動作を操作するモータ駆動信号Ｄｒ２を生成し、第２モータ駆動回路７０２に指令する。また、第２マイコン４０２は、第２電源リレー駆動信号Ｖｐｒ２、及び、第２モータリレー駆動信号Ｖｍｒ２を生成する。
マイコン４０１、４０２が生成した電源リレー駆動信号Ｖｐｒ１、Ｖｐｒ２は、自系統の電源リレー１４１、１４２に指令される他、他マイコンにも通知される。
【００３９】
マイコン４０１、４０２は、マイコン間通信により、相互に情報を送受信可能である。マイコン４０１、４０２は、マイコン間通信にて、電流検出値や電流指令値等を相互に送受信し、第１系統ＧＲ１及び第２系統ＧＲ２を協働させてモータ８０を駆動することが可能である。マイコン間通信の通信フレームには、電流検出値等が含まれる。その他、電流指令値、電流制限値、アップデートカウンタ、ステータス信号、及び、誤り検出値信号であるＣＲＣ信号、またはチェックサム信号等が含まれる場合もある。なお、本実施形態はマイコン間通信の通信内容に依らず適用可能であり、必要に応じてその他の情報を送受信してもよく、あるいは前記データの一部ないし全部が含まれていなくてもよい。
【００４０】
各マイコンが他マイコンからの電源リレー駆動信号Ｖｐｒ１、Ｖｐｒ２を受信しているにもかかわらず、マイコン間通信で他マイコンからの信号を受信しない場合には、他マイコンは正常であり、マイコン間通信の異常であると判断される。
一方、各マイコンが他マイコンからの電源リレー駆動信号Ｖｐｒ１、Ｖｐｒ２を受信せず、且つ、マイコン間通信で他マイコンからの信号を受信しない場合には、他マイコンが異常であると判断される。
【００４１】
第１モータ駆動回路７０１は、複数のスイッチング素子２４１を有する三相インバータであって、第１巻線組８０１へ供給される電力を変換する。第１モータ駆動回路７０１のスイッチング素子２４１は、第１マイコン４０１から出力されるモータ駆動信号Ｄｒ１に基づいてオンオフ作動が制御される。
第２モータ駆動回路７０２は、複数のスイッチング素子２４２を有する三相インバータであって、第２巻線組８０２へ供給される電力を変換する。第２モータ駆動回路７０２のスイッチング素子２４２は、第２マイコン４０２から出力されるモータ駆動信号Ｄｒ２に基づいてオンオフ作動が制御される。
【００４２】
第１電源リレー１４１は、第１電源コネクタ１３１と第１モータ駆動回路７０１との間に設けられ、第１マイコン４０１からの第１電源リレー駆動信号Ｖｐｒ１により制御される。第１電源リレー１４１がオンのとき、第１電源１１１と第１モータ駆動回路７０１との間の通電が許容され、第１電源リレー１４１がオフのとき、第１電源１１１と第１モータ駆動回路７０１との間の通電が遮断される。
第２電源リレー１４２は、第２電源コネクタ１３２と第２モータ駆動回路７０２との間に設けられ、第２マイコン４０２からの第２電源リレー駆動信号Ｖｐｒ２により制御される。第２電源リレー１４２がオンのとき、第２電源１１２と第２モータ駆動回路７０２との間の通電が許容され、第２電源リレー１４２がオフのとき、第２電源１１２と第２モータ駆動回路７０２との間の通電が遮断される。
【００４３】
本実施形態の電源リレー１４１、１４２は、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体リレーである。電源リレー１４１、１４２がＭＯＳＦＥＴのように寄生ダイオードを有する場合、電源リレー１４１、１４２に対し寄生ダイオードの向きが逆向きになるように直列接続される図示しない逆接保護リレーを設けることが望ましい。また、電源リレー１４１、１４２は、メカリレーであってもよい。
【００４４】
第１モータリレー７３１は、第１モータ駆動回路７０１と第１巻線組８０１との間の各相電力経路に設けられ、第１マイコン４０１からの第１モータリレー駆動信号Ｖｍｒ１により制御される。第１モータリレー７３１がオンのとき、第１モータ駆動回路７０１と第１巻線組８０１との間の通電が許容され、第１モータリレー７３１がオフのとき、第１モータ駆動回路７０１と第１巻線組８０１との間の通電が遮断される。
第２モータリレー７３２は、第２モータ駆動回路７０２と第２巻線組８０２との間の各相電力経路に設けられ、第２マイコン４０２からの第２モータリレー駆動信号Ｖｍｒ２により制御される。第２モータリレー７３２がオンのとき、第２モータ駆動回路７０２と第２巻線組８０２との間の通電が許容され、第２モータリレー７３２がオフのとき、第２モータ駆動回路７０２と第２巻線組８０２との間の通電が遮断される。
【００４５】
第１電流センサ７４１は、第１巻線組８０１の各相に通電される電流Ｉｍ１を検出し、第１マイコン４０１に出力する。第２電流センサ７４２は、第２巻線組８０２の各相に通電される電流Ｉｍ２を検出し、第２マイコン４０２に出力する。
回転角センサ２５１、２５２が冗長的に設けられる場合、第１回転角センサ２５１は、モータ８０の電気角θ１を検出し、第１マイコン４０１に出力する。第２回転角センサ２５２は、モータ８０の電気角θ２を検出し、第２マイコン４０２に出力する。
回転角センサが冗長的に設けられない場合、例えば第１回転角センサ２５１が検出した第１系統の電気角θ１に基づき、第２系統の電気角θ２を「θ２＝θ１＋３０ｄｅｇ」の式により算出してもよい。
【００４６】
［ＥＣＵの構成］
以下、各実施形態のＥＣＵの構成及び作用効果について実施形態毎に説明する。図６に示す二系統冗長に関する各構成については、適宜記載を省略する。各実施形態のＥＣＵの符号は、「１０」に続く３桁目に実施形態の番号を付す。
（第１実施形態の基礎形態）
第１実施形態の説明に先立って、まず、第１実施形態の基幹部分をなす基礎形態の構成及び作用効果について、図７〜図１８を参照して説明する。
図７には、図１９に示す第１実施形態のＥＣＵ１０１の構成のうち特に動作中の同期に関する構成を示す。図１に示す基礎形態のＥＣＵに符号を「１００」とする。
図７に示すように、ＥＣＵ１００は、第１巻線組８０１の通電を制御する第１系統制御部６０１、及び、第２巻線組８０２の通電を制御する第２系統制御部６０２を含む。各系統の制御部６０１、６０２は、クロック生成回路６５１、６５２、クロック監視部６６１、６６２、マイコン４０１、４０２及びモータ駆動回路７０１、７０２を含む。言い換えれば、互いに対応するクロック生成回路、マイコン及びモータ駆動回路を含む一群の構成要素の単位を「系統」という。
【００４７】
第１クロック生成回路６５１及び第２クロック生成回路６５２は、第１マイコン４０１及び第２マイコン４０２が動作の基準とする基準クロックをそれぞれ独立して生成する。
第１クロック監視部６６１は、第１クロック生成回路６５１により生成され第１マイコン４０１に出力された基準クロックを監視する。第２クロック監視部６６２は、第２クロック生成回路６５２により生成され第２マイコン４０２に出力された基準クロックを監視する。また、クロック監視部６６１、６６２は、基準クロックの異常を検出すると、マイコン４０１、４０２にリセット（図中「ＲＥＳＥＴ」）信号を出力する。
【００４８】
マイコン４０１、４０２は、ＣＡＮ３０１、３０２を経由して入力される車両情報や、各センサから入力される操舵トルクｔｒｑ１、ｔｒｑ２、相電流Ｉｍ１、Ｉｍ２、電気角θ１、θ２等の情報が入力される。マイコン４０１、４０２は、これらの各種入力情報に基づく制御演算によりモータ駆動信号Ｄｒ１、Ｄｒ２を生成し、モータ駆動回路７０１、７０２に出力する。ここで、制御演算のタイミングは、クロック生成回路６５１、６５２が生成したクロックに基づいて決定される。
【００４９】
モータ駆動回路７０１、７０２は、マイコン４０１、４０２から指令されたモータ駆動信号Ｄｒ１、Ｄｒ２に基づいて、巻線組８０１、８０２に通電する。典型的には、モータ駆動回路７０１、７０２は、ＭＯＳＦＥＴ等の複数のスイッチング素子がブリッジ接続された電力変換回路である。また、モータ駆動信号Ｄｒ１、Ｄｒ２は、各スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦさせるスイッチング信号である。例えば三相ブラシレスモータを駆動する本実施形態では、モータ駆動回路７０１、７０２は三相インバータである。
【００５０】
各マイコン４０１、４０２は、制御プログラムやパラメータ等の固定値を格納するＲＯＭ、演算処理結果を一時的に記憶保持するＲＡＭ等を独立に備えており、相手マイコンのＲＯＭ、ＲＡＭを参照することができない。
このことを前提として、二つのマイコン４０１、４０２は、同期信号線４７１で接続されている。図７に示す例では、同期信号線４７１は一つであるが、後述する第３実施形態や、三つ以上のマイコンを備える他の実施形態では、複数の同期信号線が設けられる場合もある。つまり、第１実施形態の基礎形態に基づくＥＣＵは、総じて、少なくとも一つの同期信号線を備える。
【００５１】
この同期信号線は、後述する同期信号送信のための専用線に限らず、例えばマイコン間通信に使用するクロック線や電流等の情報を通信するシリアル通信線のように、同期信号以外の通信用の信号線と共用されてもよい。
また、例えば特開２０１１−１４８４９８号公報の段落［００４４］に開示されているように、同期信号線による通信に代えて、第１マイコン４０１から第２マイコン４０２に対してポート信号のレベル変化を行うことで、同期信号を通知することができる。
【００５２】
第１マイコン４０１及び第２マイコン４０２は、共通の構成として、駆動タイミング生成部４４１、４４２、駆動信号生成部４５１、４５２、及び、アナログ信号サンプリング部４６１、４６２を有する。
駆動タイミング生成部４４１、４４２は、例えば各相共通のＰＷＭキャリアを用いて、モータ駆動信号Ｄｒ１、Ｄｒ２のパルスタイミングである駆動タイミングを生成し、駆動信号生成部４５１、４５２に指示する。駆動信号生成部４５１、４５２は、例えば電圧指令信号のＤＵＴＹとＰＷＭキャリアとを比較することで、ＰＷＭ信号であるモータ駆動信号Ｄｒ１、Ｄｒ２を生成し、モータ駆動回路７０１、７０２に指令する。
【００５３】
アナログ信号サンプリング部４６１、４６２は、アナログ信号をサンプリングする。
アナログ信号としては、主に各系統のモータ電流Ｉｍ１、Ｉｍ２の検出値を想定する。三相モータでは、モータ電流Ｉｍ１、Ｉｍ２は、各巻線組８０１、８０２のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電流である。図７には、モータ駆動回路７０１、７０２に設けられたシャント抵抗等で検出されたモータ電流Ｉｍ１、Ｉｍ２が取得される場合を想定して矢印を記載している。その他、モータ８０側に設けた電流センサからモータ電流Ｉｍ１、Ｉｍ２が取得される場合を想定すると、ＥＣＵ１００の外からアナログ信号サンプリング部４６１、４６２への矢印を記載してもよい。また、破線で示すように、アナログ信号サンプリング部４６１、４６２は、電気角θ１、θ２や操舵トルクｔｒｑ１、ｔｒｑ２のアナログ信号を取得してもよい。
【００５４】
アナログ信号サンプリング部４６１、４６２は、駆動タイミング生成部４４１、４４２と同期し、モータ駆動信号Ｄｒ１、Ｄｒ２のスイッチングタイミングと異なるタイミングでアナログ信号をサンプリングする。
図８に、周期ＴｐのＰＷＭキャリアを各相に共通に用いてモータ駆動信号Ｄｒを生成する構成を示す。ここで、想定するＤＵＴＹは、例えば１０％〜９０％の範囲の値、０％及び１００％とする。本明細書では、ＤＵＴＹ０％をＰＷＭキャリアの山側とし、ＤＵＴＹ１００％をＰＷＭキャリアの谷側として表す。ＰＷＭキャリアの周期Ｔｐは、モータ駆動信号Ｄｒのパルス周期に相当する。
【００５５】
ＤＵＴＹ９０％のとき、モータ駆動信号Ｄｒのパルスは、時刻ｕ９に立ち上がり、時刻ｄ９に立ち下がり、ＯＮ時間は０．９Ｔｐと表される。
ＤＵＴＹ１０％のとき、モータ駆動信号Ｄｒのパルスは、時刻ｕ１に立ち上がり、時刻ｄ１に立ち下がり、ＯＮ時間は０．１Ｔｐと表される。
【００５６】
１０％〜９０％のＤＵＴＹ範囲において、モータ駆動信号Ｄｒのパルスは、時刻ｕ９から時刻ｕ１までの期間ＳＷｕ中に立ち上がり、時刻ｄ１から時刻ｄ９までの期間ＳＷｄ中に立ち下がる。また、ＤＵＴＹ０％及び１００％の期間中にはパルスの立ち上がりや立ち下がりが発生しない。したがって、破線でハッチングした「非スイッチング期間ＮＳＷ」には、全ての相のスイッチング素子について、モータ駆動信号Ｄｒのスイッチングが生じない。なお、ＰＷＭ制御での非スイッチング期間ＮＳＷは、キャリアの谷及び山のタイミングを跨ぐ微小期間に相当する。
【００５７】
なお、ＤＵＴＹ０％以外のＤＵＴＹから０％に切り替わる時、またはＤＵＴＹ１００％以外のＤＵＴＹから１００％に切り替わる時には、パルスの立ち上がり又は立ち下がりが発生する。しかし、ＤＵＴＹの切り替えタイミングをキャリアの谷タイミングに設定しておくことで、非スイッチング期間ＮＳＷのうち、山タイミングでのスイッチングを避けることが可能である。その逆に、ＤＵＴＹの切り替えタイミングを山タイミングに固定しておけば、非スイッチング期間ＮＳＷのうち、谷タイミングでのスイッチングを避けることが可能である。さらに、ＰＷＭキャリアの谷、山タイミングの例えばＮ回に１回ＤＵＴＹを切り替える設定とすれば、ＤＵＴＹの切り替えを行わない（Ｎ−１）回の谷、山タイミングではスイッチングは発生しない。
【００５８】
そこで、アナログ信号サンプリング部４６１、４６２は、駆動タイミング生成部４４１、４４２と同期して、非スイッチング期間ＮＳＷのうち、０％又は１００％ＤＵＴＹへの切り替えが発生しないタイミングでサンプリングする。これにより、サンプリング信号がスイッチングノイズの影響を受けにくくなり、サンプリング精度が向上する。
より詳しくは、スイッチングにより発生するサージ電圧が減衰する時間の経過後にサンプリングを行うことが好ましい。
【００５９】
さらに、第１実施形態の基礎形態において、第１マイコン４０１は同期信号生成部４１１を有し、第２マイコン４０２はタイミング補正部４２２を有する。第１マイコン４０１は、同期信号を送信する「同期信号送信側マイコン」として機能し、第２マイコン４０２は、同期信号を受信する「同期信号受信側マイコン」として機能する。また、各マイコン４０１、４０２にとって、そのマイコン自身のことを「自マイコン」という。
【００６０】
第１マイコン４０１の同期信号生成部４１１は、自マイコンの駆動タイミング生成部４４１が生成した駆動タイミングに同期し、且つ、二つのマイコン４０１、４０２の駆動タイミングを同期させる同期信号を生成する。そして、同期信号生成部４１１は、同期信号線４７１を介して同期信号を第２マイコン４０２に送信する
第２マイコン４０２のタイミング補正部４２２は、第１マイコン４０１から送信された同期信号を受信し、受信した同期信号に同期するように自マイコンの駆動タイミング生成部４４２が生成する駆動タイミングを補正可能である。この補正を「タイミング補正」という。図７において第２マイコン４０２内に破線で示すように、タイミング補正では、タイミング補正部４２２から駆動タイミング生成部４４２へタイミング補正指示が出力され、それに応じて、駆動タイミング生成部４４２が駆動タイミングを補正する。
【００６１】
ところで、「第１マイコン４０１から送信された同期信号に基づいて、第２マイコン４０２が駆動タイミングを補正する」構成は、特許文献１（特許第５４１２０９５号公報）に開示されている。この従来技術に対し、第１実施形態の基礎形態では、「受信信号判定部」としてのタイミング判定部４３２がさらにタイミング補正部４２２に含まれる。
次にタイミング判定部４３２の説明に移る前に、特許文献１の従来技術が解決した点、及び、この従来技術では未解決の問題点について、図９〜図１１を参照して説明する。
【００６２】
図９に、クロック生成回路６５１、６５２の製造ばらつき等により、二つのマイコン４０１、４０２のモータ駆動信号Ｄｒ１、Ｄｒ２のタイミングが徐々にずれていく様子を示す。
図９以下のタイムチャートでは、第１モータ駆動信号Ｄｒ１のパルス周期をＴｐＡ、第２モータ駆動信号Ｄｒ２のパルス周期をＴｐＢと示す。また、第１マイコン４０１のＰＷＭキャリアの谷、山タイミングを基準時ｔａ０から順にｔａ１、ｔａ２・・・とする。同様に、第２マイコン４０２のＰＷＭキャリアの谷、山タイミングを基準時ｔｂ０から順にｔｂ１、ｔｂ２・・・とする。ここで、基準時ｔａ０及びｔｂ０は一致している。
【００６３】
基準時ｔａ０、ｔｂ０後、パルス周期がＴｐＡ＜ＴｐＢの関係にあるため、第２モータ駆動信号Ｄｒ２は、第１モータ駆動信号Ｄｒ１に対して徐々に遅れていく。１周期目に生じるタイミングずれΔｔ１は比較的小さいが、これが蓄積すると、４周期目にはΔｔ７の大きさにまでタイミングずれが拡大する。タイミングずれが大きくなると、一つには特許文献１に記載されているように、トルク脈動が発生する。
【００６４】
また、図９において、ｔａ１１後の第１モータ駆動信号Ｄｒ１の立ち下がりタイミングは、第２マイコン４０２のアナログ信号サンプリングタイミングに重なっている。ｔｂ１１後の第２モータ駆動信号Ｄｒ２の立ち上がりタイミングは、第１マイコン４０１のアナログ信号サンプリングタイミングに重なっている。このように、モータ駆動信号Ｄｒ１、Ｄｒ２のパルスエッジに重なったサンプリングタイミングでは、スイッチングノイズの影響を受け、サンプリング精度が低下する。
【００６５】
次に、特許文献１の従来技術では二つのマイコン４０１、４０２を同期信号線４７１で結線し、同期信号を用いて演算タイミングのずれを補正する。この方法を図１０に示す。
図１０に示すように、同期信号は、第１モータ駆動信号Ｄｒ１のパルス周期ＴｐＡの４周期に相当する周期Ｔｓのパルス信号として生成される。このパルスは、ＰＷＭキャリアの谷、山タイミングの４回毎に、立ち上がり及び立ち下がりを繰り返す。つまり、ｔａ０、ｔａ８で立ち上がり、ｔａ４、ｔａ１２で立ち下がる。そして、図１０の例では、パルスが立ち上がるｔａ０、ｔａ８のタイミングに同期させるように、第２マイコン４０２のタイミングを補正する。
【００６６】
つまり、図９と同様にタイミングずれΔｔ７が蓄積された後、同期信号のパルスが立ち上がるタイミングｔａ８に、第２マイコン４０２のタイミングｔｂ８を一致させるようにタイミングが補正される。
ｔｂ８でタイミングずれが０にリセットされるため、その後の１周期で生じるタイミングずれΔｔ９は、初期のタイミングずれΔｔ１と同程度に抑えられる。つまり、タイミングずれがトルク脈動やサンプリング精度に影響を及ぼすレベルになる前に、駆動タイミングを補正して同期させることにより、良好なモータ駆動を継続することができる。なお、具体的な同期方法は、図１０の例に限らず、適宜設定してよい。
【００６７】
このように、複数のマイコン間で同期信号を用いてタイミング補正を行うことにより、各マイコンがそれぞれ独立したクロック生成回路で生成されたクロックにより動作するＥＣＵにおいて、制御タイミングを同期させながらモータ駆動を行うことができる。これにより、トルク脈動を抑制することができる。また、アナログ信号サンプリングタイミングがモータ駆動信号Ｄｒ１、Ｄｒ２のスイッチングタイミングと重なることを回避することができる。
【００６８】
しかし、常に正常な同期信号が送信されるとは限らない。すなわち、第１マイコン４０１を動作させる第１クロック生成回路６５１、又は、第１マイコン４０１の同期信号生成部４１１、又は、同期信号線４７１の故障等により、送信される同期信号自体に異常が生じる可能性も考えられる。そこで次に、異常な同期信号が第２マイコン４０２に受信された場合の問題点について説明する。
【００６９】
第１マイコン４０１を動作させる第１クロック生成回路６５１に異常が発生した場合に想定される不具合を図１１に示す。
図１１に示すように、クロック生成回路６５１は、基準時ｔａ０からｔａ８まで正常であるが、ｔａ８以後、クロック周波数が増加し、第１モータ駆動信号Ｄｒ１のパルス周期ＴｐＡが短くなる異常が発生する。これに伴い、クロック生成回路６５１が生成したクロックを用いて生成される同期信号の周波数が増加し、周期Ｔｓが短くなる。
この場合、増加したクロック周波数に対し制御演算が追従不能となると、第１マイコン４０１の制御が破綻し、モータ駆動を停止せざるを得ない自体に陥る。
【００７０】
一方、第２マイコン４０２は正常であり、第２モータ駆動信号Ｄｒ２のパルス周期ＴｐＢは一定に維持されている。ここで、同期信号のパルスの立ち上がりタイミングｔａ０、ｔａ８、ｔａ１６、ｔａ２４に第２マイコン４０２の駆動タイミングを補正する場合を想定する。すると、破線で囲んだｔａ１６及びｔａ２４では、第２モータ駆動信号Ｄｒ２のＯＮ期間の途中にタイミング補正が実施され、強制的にＯＦＦされる。
その結果、意図しないパルスが生成され、第２モータ駆動回路７０２のスイッチング制御が不安定となるおそれがある。また、アナログ信号のサンプリング間隔が不均等となり、サンプリング精度にも影響を及ぼすおそれがある。
【００７１】
このように、第１系統制御部６０１で発生した障害の影響が、他系統のマイコン４０２の動作に影響を及ぼすことを「故障伝搬」という。図１１の例では、第１マイコン４０１から送信された異常な同期信号に基づいて第２マイコン４０２がタイミング補正を実施したことにより、第２系統のみであれば正常に実行できたはずのモータ駆動が不能な状態に陥るという深刻な事態が発生している。
【００７２】
そもそもモータ制御装置を二系統の冗長構成としているのは、いずれか一方の系統に異常が生じても、他方の正常な系統の動作によりモータ駆動を継続可能とすることが目的である。それにもかかわらず、故障伝搬が発生すると、その目的が全く果たされなくなる。
特に電動パワーステアリング装置９０では、たとえトルク脈動が生じ、アナログ信号のサンプリング精度が低下したとしても、モータ駆動を継続し、アシスト機能の停止を回避することの方がより重要である。よって、故障伝搬の可能性がある特許文献１の従来技術には、致命的な問題が存在する。
【００７３】
そこで、この問題を解決するため、第１実施形態の基礎形態によるＥＣＵ１００は、第２マイコン４０２のタイミング補正部４２２に、受信した同期信号の正常又は異常の判定である「受信信号判定」を行う「受信信号判定部」として、タイミング判定部４３２を含む。
そして、第２マイコン４０２は、タイミング判定部４３２により、受信した同期信号が正常と判定されたとき、タイミング補正を許可する。一方、第２マイコン４０２は、受信した同期信号が異常と判定されたとき、タイミング補正を禁止し、第１マイコン４０１とは非同期でモータを駆動する。
【００７４】
要するに、同期信号受信側マイコンは、故障伝搬の原因となる同期信号送信側マイコンからの同期信号が正常であるか否かを、まず判定する。そして、同期信号が正常と判定された場合、同期信号受信側マイコンの駆動タイミングを同期信号送信側マイコンの駆動タイミングと同期するように補正することにより、良好なモータ駆動を実現する。
しかし、同期信号が異常と判定された場合には、故障伝搬の防止を優先して、タイミング補正を行わない。すなわち、同期信号送信側マイコンとの縁を切り、非同期でモータ駆動を継続することにより、最低限のアシスト機能を維持することが最も重要であると考える。
【００７５】
続いて、タイミング判定部４３２が「受信信号判定」として「タイミング判定」を行う構成について、図１２〜図１４を参照して説明する。
第１実施形態の基礎形態の判定方法では、受信した同期信号のパルスエッジ、すなわち立ち上がり又は立ち下がりのタイミングが「同期許可区間」に含まれるか否かを判定する。「同期許可区間」は「補正許可区間」と言い換えてもよい。以下、「同期信号のパルスエッジ受信のタイミング」を単に「同期信号の受信タイミング」という。
【００７６】
モータ制御方法におけるこのタイミング判定処理を図１２のフローチャートに示す。以下のフローチャートで記号「Ｓ」はステップを意味する。また、図１２のＳ０１を除き、図１２、図１５〜図１８のフローチャートの実行主体は、同期信号受信側マイコンのタイミング補正部及びタイミング判定部、又は、同期信号受信側マイコン全体とする。
図１２の同期信号送信ステップＳ０１で、第１マイコン４０１の同期信号生成部４１１は、第２マイコン４０２に同期信号を送信する。
同期信号受信ステップＳ０２で、タイミング補正部４２２は同期信号を受信する。
受信信号判定ステップＳ０３で、タイミング判定部４３２は、同期信号の受信タイミングが同期許可区間内であるか否か判断することで、同期信号の正常又は異常を判定する。
【００７７】
Ｓ０３でＹＥＳの場合、第２マイコン４０２は、タイミング補正許可ステップＳ０４で第２マイコン４０２のタイミング補正を許可する。すると、第１マイコン４０１及び第２マイコン４０２は、同期してモータ８０を駆動する。これを「同期駆動モード」という。
Ｓ０３でＮＯの場合、受信した同期信号が異常であると判定される。第２マイコン４０２は、タイミング補正禁止ステップＳ０５で第２マイコン４０２のタイミング補正を禁止し、第１マイコン４０１とは非同期でモータ８０を駆動する。
【００７８】
次に同期許可区間の設定例について説明する。例えば図１０のように、ＰＷＭキャリアの谷又は山タイミングに合わせて同期信号のパルスを生成する場合を想定する。この場合、図８に参照される通り、同期信号のタイミングは、モータ駆動信号Ｄｒのスイッチタイミングとは重ならない。
モータ駆動信号Ｄｒ１、Ｄｒ２のタイミングずれが理想的に０の場合、タイミング補正部４２２が同期信号を受信するタイミングは、第２マイコン４０２のＰＷＭキャリアの谷又は山タイミングに一致する。この理想状態に対し、クロック生成回路６５１、６５２の正常時における、クロックずれの最大範囲を推定する。
【００７９】
例えばクロック生成回路６５１、６５２で生成されるクロックが最大±ｘ％ばらつくとし、また、同期信号によりタイミング補正を実施する周期をＴｓ［ｓ］とする。
このとき、マイコン４０１、４０２内部でのカウントされる時間は、クロック生成回路６５１、６５２が生成した原クロックに対し、最小で「（１００−ｘ）／１００」倍から最大で「（１００＋ｘ）／１００」倍の範囲でばらつく。
このことから、同期周期１周期の間に、マイコン４０１、４０２間で生じる最大ずれ幅ΔＴｍａｘ［ｓ］は、式（１）で表される。
ΔＴｍａｘ＝Ｔｓ×｛（１００＋ｘ）−（１００−ｘ）｝／１００
＝Ｔｓ×２ｘ／１００                              ・・・（１）
【００８０】
正常駆動中に誤って補正禁止としないためには、同期許可区間をΔＴｍａｘ以上の幅で定める必要がある。その上で、システム上許容される時間以内に同期許可区間を設定することで、適切なタイミング判定処理を実施することができる。
例えば同期周期Ｔｓを１ｍｓとし、クロック生成回路６５１、６５２で生成されるクロックのばらつき幅を最大±１％とする。このとき、１度同期してから次に同期するまでの間に生じる最大ずれ幅ΔＴｍａｘ［ｓ］は、式（１）により、０．０２［ｍｓ］となる。
ΔＴｍａｘ＝１［ｍｓ］×（２×１／１００）＝０．０２［ｍｓ］
【００８１】
図１３に示すように、ＰＷＭキャリア周期Ｔｐが例えば０．５［ｍｓ］であり、ＤＵＴＹ範囲が１０％〜９０％であるとする。ここで、ＤＵＴＹ９０％で駆動した場合、モータ駆動信号Ｄｒの立ち下がり時刻ｄ９から次の立ち上がり時刻ｕ９までの間の非スイッチング期間は、０．１Ｔｐ、すなわち０．０５［ｍｓ］である。
一方、ＰＷＭキャリアの谷タイミングの前後０．０１［ｍｓ］に最大ずれ幅ΔＴｍａｘである０．０２［ｍｓ］の期間を同期許可区間として設定すると、同期許可区間は、確実に０．０５［ｍｓ］の非スイッチング期間内に含まれる。
【００８２】
このことから、クロック生成回路６５１、６５２で生成されるクロックのばらつきが最大±１％以内であれば、同期許可区間を同期信号周期Ｔｓの２％以上に設定することにより、正常駆動中に誤って補正禁止とすることを防止することができる。したがって、マイコン４０１、４０２間での駆動タイミングを同期させつつ、同期駆動を継続可能となる。
なお、仮に第２クロック生成回路６５２の故障によりクロックのばらつきが±１％を超えた場合、第２クロック監視部６６２により検出可能である。したがって、第２マイコン４０２の同期許可区間の位置は、正しく設定されていることを前提とする。
【００８３】
また、最大ＤＵＴＹにおけるモータ駆動信号Ｄｒの非スイッチング期間内に同期許可区間を設定すれば、タイミング補正によりパルスのＯＮ期間途中に強制的にＯＦＦすることが避けられる。そのため、仮に異常な同期信号が本来の同期タイミングとは異なるタイミングで同期許可区間内に入ったとしても、モータ駆動信号Ｄｒは、必ず最大ＤＵＴＹでのパルス幅を確保することができ、問題の無い動作を担保することができる。
【００８４】
なお、ＤＵＴＹとして、例えば１０％〜９０％の範囲に加えて０％及び１００％の出力を含む過変調制御では、同期信号の受信タイミングがＤＵＴＹの切り替えタイミングに重なる場合がある。しかし、その場合はＤＵＴＹの切り替えタイミングが同期するだけであり、例えばＤＵＴＹ１００％を継続する場合にはそもそもＯＦＦするタイミングが存在しないことから、同期タイミングがどのタイミングで生じても実質的な影響は生じない。
【００８５】
また、ＤＵＴＹの切り替えタイミングにおいても、例えば１００％以外のＤＵＴＹから１００％に切り替わる場合は、切り替え前のＤＵＴＹについて正常なパルス幅を出し切った後、１００％ＤＵＴＹ出力の開始タイミングが前後するだけである。一方で、１００％ＤＵＴＹから１００％以外のＤＵＴＹへ切り替わる場合は、１００％ＤＵＴＹ出力の終了タイミングが前後するだけであり、次のＤＵＴＹ出力期間に影響を与えない。いずれの場合も、異常なＤＵＴＹ出力が行われるわけではなく、モータ駆動に与える影響は軽微である。０％ＤＵＴＹ出力に関しても、１００％ＤＵＴＹ出力に対しＯＮとＯＦＦとが入れ替わるだけであり、同様である。
【００８６】
上記例の同期許可区間を用いた、同期信号異常時のタイミング判定のタイムチャートを図１４に示す。図１４では、図１１と同様に、第１クロック生成回路６５１に異常が発生した場合において、同期信号のパルスの立ち上がりタイミングｔａ８、ｔａ１６、ｔａ２４におけるタイミング判定の結果を示す。同期信号のタイミングが同期許可区間内にある場合を「ＯＫ」、同期許可区間外にある場合を「ＮＧ」と記す。
【００８７】
ｔａ８、ｔａ１６では、同期信号の受信タイミングが同期許可区間外にあるため、タイミング補正部４２２はタイミング補正を実施しない。このとき、第２マイコン４０２は、第１マイコン４０１とは非同期でモータ８０を駆動する。
これにより、第２マイコン４０２は、第１マイコン４０１からの故障伝搬を防止することができる。特にｔａ１６では、異常な同期信号に基づくタイミング補正によってモータ駆動信号Ｄｒ２がＯＮ期間の途中で強制的にＯＦＦされる事態を回避する。
【００８８】
一方、ｔａ２４では、同期信号の受信タイミングが同期許可区間内にあるため、タイミング補正部４２２はタイミング補正を実施する。この場合、たとえ同期信号の周期Ｔｓが異常であったとしても、ｔａ２４における立ち上がりタイミング自体は正常なタイミングに近い。したがって、受信した同期信号に基づいてタイミング補正部４２２がタイミング補正を実施しても、実質的にモータ駆動信号Ｄｒ２への影響は無い。
【００８９】
以上のように、第１実施形態の基礎形態の基本的な技術的思想によると、第２マイコン４０２のタイミング判定部４２２は、第１マイコン４０１から送信された同期信号の正常又は異常を判定する。
受信した同期信号が正常と判定されたとき、第２マイコン４０２は、タイミング補正を許可し、第１マイコン４０１と同期してモータ８０を駆動する。これにより、モータ８０のトルク脈動を抑制することができる。また、アナログ信号サンプリング部４６１、４６２のサンプリングタイミングがモータ駆動信号Ｄｒ１、Ｄｒ２のスイッチングタイミングと重なることを回避することができる。なお、同期信号としてＤＵＴＹ５０％の矩形波を用いる場合には、その立ち上がりタイミング及び立ち下がりタイミングが非スイッチング期間ＮＳＷに入ることから、副次的に同期信号の切り替えによるアナログ信号への影響も低減することが可能である。
【００９０】
一方、受信した同期信号が異常と判定されたとき、第２マイコン４０２は、タイミング補正を禁止し、第１マイコン４０１とは非同期でモータを駆動する。これにより、第１マイコン４０１からの故障伝搬により、第２マイコン４０２の制御が破綻することを防止することができる。
特に電動パワーステアリング装置９０では、少なくとも正常な第２マイコン４０２によるモータ駆動を継続し、アシスト機能を維持することができる。
【００９１】
なお、モータ駆動信号Ｄｒ１、Ｄｒ２のスイッチングは、アナログ信号のサンプリングだけでなく同期信号へ影響する可能性もある。仮にモータ駆動信号Ｄｒ１、Ｄｒ２のスイッチングが同期信号に影響し、同期信号に誤ったパルスエッジが生じた場合を想定する。この場合、同期許可区間を設けない通常の構成であれば、同期信号受信側マイコンが本来とは異なるタイミングでパルスの立ち上がりを認識してしまい、誤ったタイミング補正が行われるという問題が生じる。
【００９２】
しかし、同期許可区間を非スイッチング期間ＮＳＷ内に設定する第１実施形態の基礎形態の構成によれば、この問題についても有意な効果を得ることが期待できる。つまり、第１実施形態の基礎形態の構成によればモータ駆動信号Ｄｒ１、Ｄｒ２のスイッチングは必ず同期許可区間外で行われる。したがって、たとえ同期信号に影響が生じ、誤ったパルスエッジが生じたとしても、そのタイミングは同期許可区間外になることが期待できる。その結果、たとえ同期信号受信側マイコンがモータ駆動信号Ｄｒ１、Ｄｒ２のスイッチングの影響によって生じた同期信号のパルスエッジを認識したとしても、同期許可区間外であるため、異常な同期タイミングであると判別することができる。よって、同期信号受信側マイコンが誤ったタイミングでタイミング補正することを回避できる。
【００９３】
次に、第１実施形態の基礎形態の各種応用処理について、図１５〜図１８を参照して説明する。
（起動時処理）
各マイコンが個別に起動してモータ駆動を開始した場合において、駆動タイミングにずれが生じたとき、正常に駆動している状態であっても、同期信号の受信タイミングが同期許可区間に入らないため、タイミング補正が許可されない可能性がある。そこで、同期信号受信側マイコンの起動時に、図１５、図１６に示す起動時処理を実施することが考えられる。
【００９４】
図１５に、マイコン起動時のモータ駆動開始処理のフローチャートを示す。
Ｓ１０では、受信側の第２マイコン４０２を起動する。起動時の受信回数の初期値は０である。タイミング補正部４２２は、Ｓ１１で同期信号を受信し、Ｓ１２で受信回数をインクリメントする。
Ｓ１３では、受信回数が所定の初期回数Ｎｉ（≧２）に達したか否か判断する。
Ｓ１３でＹＥＳの場合、第２マイコン４０２は、Ｓ１４でモータの駆動を開始する。Ｓ１３でＮＯの場合、Ｓ１１の前に戻る。
【００９５】
要するに、同期信号受信側マイコンは、同期信号送信側マイコンから同期信号をＮｉ回受信するまでモータの駆動開始を待ち、同期信号をＮｉ回受信したとき、同期信号送信側マイコンと同期してモータ駆動を開始する。これにより、複数のマイコン間での同期の準備が整うのを待ってから、同期駆動を適切に開始することができる。
【００９６】
図１６に、マイコン起動時のタイミング判定待機処理のフローチャートを示す。
Ｓ２０〜Ｓ２２は、図１５のＳ１０〜Ｓ１２と同様である。
Ｓ２３では、受信回数が所定の待機回数Ｎｗ（≧１）を超えたか否か判断する。
Ｓ２３でＹＥＳの場合、タイミング判定部４３２は、Ｓ２４でタイミング判定を開始する。Ｓ２３でＮＯの場合、Ｓ２１の前に戻る。
【００９７】
要するに、同期信号受信側マイコンの起動後、同期信号の受信回数がＮｗ回までの間、同期信号受信側マイコンは、無条件でタイミング補正を許可する。そして、（Ｎｗ＋１）回目以後に受信した同期信号からタイミング判定を開始する。これにより、起動直後に過剰にタイミング補正が禁止される事態を適切に回避することができる。
【００９８】
（復帰処理）
一旦同期信号に異常が生じ、非同期駆動に移行した後、同期信号送信側マイコンをリセット又は再初期化することにより正常動作するようになった場合でも、そのままでは、同期駆動を再開することができない。そこで、図１７に示す復帰処理を実施することが考えられる。
【００９９】
図１７に、同期信号異常判定後のタイミング補正復帰処理のフローチャートを示す。
Ｓ３１で、タイミング補正部４２２は、同期信号の受信タイミングが同期許可区間外であったため、同期信号が異常と判定する。
Ｓ３２では、異常判定後の同期信号受信回数が所定の復帰回数Ｎｒｅ（≧２）に達したか、又は、同期信号の非受信期間が所定の復帰時間Ｔｒｅに達したか否か判断する。
Ｓ３２でＹＥＳの場合、タイミング補正部４２２は、Ｓ３３で、タイミング補正の禁止を解除する。そして、次回の同期信号の受信以後、受信タイミングが同期許可区間内であり、同期信号が正常と判定された場合にはタイミング補正を許可する。
【０１００】
（異常確定処理）
例えば一時的な同期信号のパルスの乱れ等により、同期信号送信側マイコンに実質的な異常が生じていないにもかかわらず、同期信号の受信タイミングが同期許可区間に入らないため、同期信号が異常であると誤判定する可能性も考えられる。このような場合、タイミング補正を過剰に禁止するおそれがある。そこで、図１８に示す異常確定処理を実施することが考えられる。
【０１０１】
図１８に、同期信号の異常確定処理のフローチャートを示す。
Ｓ４０で、タイミング判定部４３２は、「同期信号の異常を連続して判定した回数」である連続異常回数の初期値を０に設定する。
Ｓ４１で、タイミング補正部４２２は、同期信号を受信する。
Ｓ４２で、タイミング判定部４３２は、同期信号の受信タイミングが同期許可区間外であるか否か判断する。同期信号が正常であり、Ｓ４２でＮＯの場合、処理を終了する。なお、この場合、図１２のＳ０４により、タイミング補正が実施される。
Ｓ４２でＹＥＳの場合、Ｓ４３で連続異常回数をインクリメントする。
Ｓ４４では、連続異常回数が所定の確定回数Ｎｆｉｘに達した否か判断する。Ｓ４４でＹＥＳの場合、Ｓ４５に移行する。Ｓ４４でＮＯの場合、Ｓ４１の前に戻る。
【０１０２】
Ｓ４５でタイミング判定部４３２が同期信号の異常を確定すると、Ｓ４６で、タイミング補正部４２２はタイミング補正を禁止する。言い換えれば、異常確定まではタイミング補正を許可し、第２マイコン４０２は第１マイコン４０１との同期駆動を継続するようにしてもよい。これにより、タイミング判定における誤判定を防止することができる。
【０１０３】
（第１実施形態）
以上のような基礎形態の構成を踏まえ、第１実施形態について、図１９〜図３５を参照して説明する。
図１９に第１実施形態のＥＣＵ１０１の構成を示す。基礎形態の図７と同様に、図１９では、第１系統の構成要素の符号の末尾に「１」を付し、第２系統の構成要素の符号の末尾に「２」を付して記す。以下の説明で各系統の構成要素を区別する場合、構成要素又は信号の語頭に「第１」又は「第２」を付し、共通の事項については、まとめて記載する。
【０１０４】
本明細書では、マイコンの制御について、複数のマイコン４０１、４０２が同期して動作する制御を「同期制御」といい、複数のマイコン４０１、４０２が同期せず、それぞれ単独で動作する制御を「非同期制御」という。また、各マイコン４０１、４０２の動作によるモータ８０の駆動モードには、以下の三つの駆動モードがある。
（１）第１マイコン４０１及び第２マイコン４０２が同期してモータを駆動する「同期駆動モード」
（２）同期信号を用いず、第１マイコン４０１及び第２マイコン４０２が非同期でモータを駆動する「非同期駆動モード」
（３）マイコン４０１、４０２の一方のみでモータを駆動する「一系統駆動モード」
【０１０５】
マイコン４０１、４０２が同期制御するときには同期駆動モードが適用される。また、マイコン４０１、４０２が非同期制御するとき、非同期駆動モード又は一系統駆動モードが適用される。非同期制御の開始時、以前からの動作を継続する場合を除き、各マイコン４０１、４０２は単独でタイマスタートする。
非同期駆動モードでは、各マイコン４０１、４０２がそれぞれのタイミングでモータ駆動信号Ｄｒ１、Ｄｒ２を生成する。一系統駆動モードでは、例えば自マイコンである第２マイコン４０２は、他マイコンである第１マイコン４０１にモータ駆動信号Ｄｒ１を生成させず、自マイコンが生成するモータ駆動信号Ｄｒ２のみでモータ８０を駆動する。
【０１０６】
基礎形態では、マイコン４０１、４０２の動作中に同期制御状態を継続することができる。しかし、マイコン４０１、４０２の起動後の初回の同期について考慮されていない。
例えば、各マイコンに供給される電源電圧差や配線抵抗、電圧検出特性等の差により、各マイコンの電源ＯＮによる起動タイミングがずれる場合がある。すると、先に起動したマイコンがタイマスタートしてから、遅れて起動するマイコンがタイマスタートするまでの期間、先に起動したマイコンのみが非同期で動作することとなる。したがって、二つのマイコン４０１、４０２を初回から同期させることができない。
【０１０７】
また、各マイコンが同期信号の複数周期を単位とする制御を行う場合がある。すると、一方のマイコンがタイマスタートしてから制御単位と異なる数周期後の同期信号で他方のマイコンが同期した場合、マイコン間の制御タイミングにオフセットが生じているため、複数周期単位の制御を同期させることができないという問題がある。
【０１０８】
そこで、第１実施形態のＥＣＵ１０１は、マイコン４０１、４０２の起動後の初回から同期制御を可能とするものである。そのためにマイコン４０１、４０２は、起動後に互いに信号を送受信することにより「初回ハンドシェイク」を実施する。また、初回ハンドシェイクが成功したか否かを判定する「初回ハンドシェイク判定部」を備える。なお、本実施形態で言及するハンドシェイクは、起動後の初回に実施されるもの以外にはないため、以下、「初回」を省略し、「ハンドシェイク」及び「ハンドシェイク判定部」と記す。
【０１０９】
図１に示す基礎形態のＥＣＵ１００に対し、第１実施形態のＥＣＵ１０１が備える第１マイコン４０１及び第２マイコン４０２の構成の相違点について主に説明する。基礎形態の通り、第１マイコン４０１は「同期信号送信側マイコン」であり、第２マイコン４０２は「同期信号受信側マイコン」である。
第１マイコン４０１は、基礎形態の構成に加え、さらにハンドシェイク判定部６１１及びレディ信号受信部６２１を有する。第２マイコン４０２は、基礎形態の構成に加え、さらにハンドシェイク判定部６１２及びレディ信号送信部６２２を有する。
図１９中の太い実線矢印は同期信号を示し、太い一点鎖線矢印はレディ信号を示す。
【０１１０】
レディ信号送信部６２２は、第２マイコン４０２の同期準備が完了したことを示すレディ信号を、レディ信号線４７５を介して第１マイコン４０１のレディ信号受信部６２１に送信する。ここで、レディ信号線４７５は、同期信号線４７１と共用されてもよく、同期信号線４７１とは別に設けられてもよい。レディ信号についても同期信号と同様に、レディ信号線による通信に代えて、ポート信号のレベル変化を行うことで、レディ信号を通知するようにしてもよい。
レディ信号受信部６２１は、レディ信号を受信する。詳しく言えば、レディ信号受信部６２１は、レディ信号を受信したことを検出する。以下、タイミング補正部４２２による同期信号の受信を含め、「受信する」とは「受信したことを検出する」の意味である。
【０１１１】
第１マイコン４０１のハンドシェイク判定部６１１は、同期信号生成部４１１が送信した同期信号、及び、レディ信号受信部６２１が受信したレディ信号に基づき、ハンドシェイクが成功したか失敗したかを判定する。
第２マイコン４０２のハンドシェイク判定部６１２は、タイミング補正部４２２が受信した同期信号、及び、レディ信号送信部６２２が送信したレディ信号に基づき、ハンドシェイクが成功したか失敗したかを判定する。
ハンドシェイクにおける信号の送受信や成否判定の詳細については後述する。
【０１１２】
また、各マイコン４０１、４０２は、駆動信号生成部４５１、４５２に指令を出力する電流演算部６３１、６３２を有する。なお、電流演算部６３１、６３２は、実際には基礎形態にも含まれる。しかし、基礎形態の特有の動作との関連が薄いため、図７において図示を省略したものである。
【０１１３】
図１９に示す例では、レディ信号は通信クロック信号の１つとして生成され、通信クロック信号には、レディ信号以外のマイコン間通信用のデータ信号が含まれることを想定する。この場合、レディ信号送信部６２２は、電流演算部６３２から入力されたデータ信号を含めて通信クロック信号を送信する。レディ信号受信部６２１は、受信した通信クロック信号に含まれているデータ信号を電流演算部６３２に出力する。
したがって、データ信号の送受信を含めた視点では、レディ信号送信部６２２及びレディ信号受信部６２１を単に「通信部」と称し、レディ信号線４７５を単に「信号線」と称してもよい。しかし、本実施形態では、特にハンドシェイクにおけるレディ信号の送受信機能に注目した名称を用いることとする。
【０１１４】
また、図１９には、基礎形態の図７に示される第２マイコン４０２のタイミング補正部４２２内のタイミング判定部４３２、及び、各マイコン４０１、４０２のアナログ信号サンプリング部４６１、４６２について、図示を省略する。第１実施形態のハンドシェイク動作においてこれらは無くてもよい。
つまり、初回以後のマイコン間の同期については、少なくとも第１マイコン４０１から第２マイコン４０２に送信される同期信号に基づき、タイミング補正部４２２がタイミング補正を実施することができればよい。なお、それに加え、タイミング判定部４３２が設けられる構成では、基礎形態で説明した通り、同期信号が異常の場合にタイミング補正を禁止し、第２マイコン４０２の制御が破綻することを防止することができる。
【０１１５】
次に、第１実施形態によるハンドシェイクの各動作例について図２０〜図３５のタイムチャート及びフローチャートを参照して説明する。
まず、各タイムチャートの左側に記載した用語について注記する。
各マイコン４０１、４０２の「ＰＷＭタイマ」は、クロック生成回路６５１、６５２が生成するＰＷＭキャリア基準タイマであり、このタイマに基づいて駆動信号Ｄｒ１、Ｄｒ２が生成され、各系統のモータ巻線組８１、８２への通電が制御される。ＰＷＭタイマの生成が開始することを、以下「タイマスタート」という。
また、各マイコン４０１、４０２の電源がＯＮした起動タイミングを、便宜上、ＰＷＭタイマのチャート上に記す。
【０１１６】
「同期信号１→２」は、第１マイコン４０１の同期信号生成部４１１から第２マイコン４０２のタイミング補正部４２２へ送信される同期信号を意味する。この例では、同期信号は起動時にローレベルである。
また、図２０の動作例１等では、第１マイコン４０１のタイマスタート前に、同期信号は一度ローレベルからハイレベルに立ち上がった後、再びローレベルに戻る。この場合、最初の同期信号の立ち上がりは、第２マイコン４０２との同期タイミングとして認識されるわけではなく、タイマスタート時における同期を予告する意味を持つ。そこで、タイマスタート前に同期信号をハイレベルとする動作を「同期予告信号を出力、又は送信する」という。また、タイマスタート前にハイレベルの同期信号をローレベルに戻す動作を「同期予告信号を終了する」という。
【０１１７】
本実施形態では、第１マイコン４０１が同期信号のローレベルとハイレベルとを切り替え、同期信号線４７１を介して第２マイコン４０２に送信することで同期予告信号としての機能を兼ねている。これにより、ハンドシェイクにおける同期予告専用の信号生成部や信号線を設ける必要がなくなる。
【０１１８】
第１マイコン４０１のタイマスタート後、同期信号は、ＰＷＭタイマの４周期を同期周期Ｔｓとして、ハイレベルとローレベルとを周期的に繰り返すようにトグル出力される。本実施形態では、同期信号の立ち上がりタイミング及び立ち下がりタイミングは、ＰＷＭタイマの谷タイミングに一致する。
基礎形態と同様に、同期信号の立ち上がりタイミングは、第２マイコン４０２との同期タイミングとなる。また、第２マイコン４０２にてタイミング判定が行われる構成では、同期信号の立ち上がりタイミングによって同期信号の正常又は異常が判定される。
【０１１９】
「レディ信号２→１」は、第２マイコン４０２のレディ信号送信部６２２から第１マイコン４０１のレディ信号受信部６２１へ送信されるレディ信号を意味する。この例では、起動時のデフォルトとして、レディ信号はハイレベルに設定される。その後、ハイレベルとローレベルとを４回連続して繰り返すパルス信号が、第２マイコン４０２の同期準備が完了したことを通知するレディ信号として出力される。なお、パルスの幅や回数は、適宜設定してよい。本実施形態では、レディ信号として用いられる通信クロック信号は、第２マイコン４０２のタイマスタート後も継続して周期的に出力される。
このように、本実施形態では、同期予告信号及びレディ信号がハンドシェイクにおいて「送受信されるべき信号」に該当する。
【０１２０】
「期間」は、以下の説明において引用する箇所を示す。なお、＜０＞〜＜６＞の記号は図毎に独立して付され、他図の同記号の期間とは互いに関係しない。また、明細書の説明では＜  ＞を付さず、例えば図の＜１＞に対応する期間を「期間１」のように記載する。
各期間における一時点の動作についての説明は、制御のタイムラグを無視し、原則として、その期間の開始時に実行される動作についての説明である。
【０１２１】
［動作例１］
具体的な動作例として、最初に図２０を参照し、マイコン４０１、４０２が同時に起動後、ハンドシェイクが成功する動作例１について説明する。
期間１では、マイコン４０１、４０２が起動後の状態である。第２マイコン４０２は、期間１の開始時からの経過時間を第２ハンドシェイク時間Ｔｈｓ２として計時する。
期間２では、第１マイコン４０１は、同期予告信号を第２マイコン４０２に送信する。第２マイコン４０２は、この同期予告信号を第２ハンドシェイク時間Ｔｈｓ２の経過前に受信する。
【０１２２】
また、第１マイコン４０１は、期間２の開始時からの経過時間を計時する。
第２マイコン４０２は、期間２で受信した同期予告信号に対する応答として、期間３で、レディ信号を第１マイコン４０１に送信する。第１マイコン４０１は、このレディ信号を第１ハンドシェイク時間Ｔｈｓ１の経過前に受信する。
第１マイコン４０１は、期間３でレディ信号を受信した後、第１ハンドシェイク時間Ｔｈｓ１が経過した時、期間４で、同期予告信号を終了する。
【０１２３】
期間２、３、４の動作を通じ、同期予告信号の送信及びレディ信号の受信が正常に実施されたことから、第１マイコン４０１のハンドシェイク判定部６１１は、ハンドシェイクが成功したと判定し、駆動タイミング生成部４４１に対し初回同期を指令する。
同様に、同期予告信号の受信及びレディ信号の送信が正常に実施されたことから、第２マイコン４０２のハンドシェイク判定部６１２は、ハンドシェイクが成功したと判定し、駆動タイミング生成部４４２に対し初回同期を指令する。
期間５では、第１マイコン４０１は同期信号を出力すると同時にタイマスタートする。第２マイコン４０２は、第１マイコン４０１から受信した同期信号の立ち上がりタイミングでタイマスタートする。これにより、マイコン４０１、４０２は、起動後の初回から同期して、すなわち同期駆動モードでモータ８０を駆動する。
【０１２４】
［動作例１の変形例］
動作例１では、第１マイコン４０１及び第２マイコン４０２が同時、且つ、瞬時に起動すると仮定している。しかし実際には、各マイコン４０１、４０２に対応する電源１１１、１１２がＯＦＦ状態からＯＮしたとき、マイコン４０１、４０２への供給電圧は０から次第に上昇し、その後、供給電圧がある値に達したとき、マイコン４０１、４０２が起動する。電源経路の配線抵抗等によりこの上昇勾配がばらつくと、仮に電源１１１、１１２が同時にＯＮした場合でも。マイコン４０１、４０２の起動タイミングがばらつく。
図２１を参照し、動作例１の変形例として、第１電源１１１の立ち上がり時間ＵＴ１と第２電源１１２の立ち上がり時間ＵＴ２との時間差によるマイコン４０１、４０２の起動タイミングのずれが比較的小さい場合の動作例を説明する。
【０１２５】
期間１の開始時、第１電源１１１及び第２電源１１２はＯＦＦ状態から同時にＯＮし、マイコン４０１、４０２への供給電圧が上昇する。第２電源１１２は時間ＵＴ２後に立ち上がりが完了し、第２マイコン４０２が起動する。続いて、第２ハンドシェイク時間Ｔｈｓ２の計時開始から間もなく第１電源１１１は時間ＵＴ１後に立ち上がりが完了し、第１マイコン４０１が起動する。
その後、期間２の開始時に第１マイコン４０１は、同期予告信号を第２マイコン４０２に送信する。以後、図２０の動作例１と同様に、期間２、３、４を通じてハンドシェイクが成功したと判定される。
【０１２６】
そして期間５では、第１マイコン４０１は同期信号を出力すると同時にタイマスタートし、第２マイコン４０２は、第１マイコン４０１から受信した同期信号の立ち上がりタイミングでタイマスタートする。これにより、マイコン４０１、４０２は、起動後の初回から同期して、すなわち同期駆動モードでモータ８０を駆動する。
このように、第１マイコン４０１の起動タイミングが少し遅れたとしても、第２ハンドシェイク時間Ｔｈｓ２以内に第１マイコン４０１が同期予告信号を送信する場合は、動作例１と同様にハンドシェイクは成功する。逆に、第２マイコン４０２の起動タイミングが少し遅れたとしても、第１ハンドシェイク時間Ｔｈｓ１以内に第２マイコン４０２がレディ信号を送信する場合は、動作例１と同様となる。
【０１２７】
［動作例２］
次に、一方のマイコンが起動後、所定時間以内に他方のマイコンが起動しない「タイムアウト」によりハンドシェイクが失敗する動作例について説明する。なお、他方のマイコンが起動した後、送信されるべき信号が所定時間以内に送信されない場合も、起動しない場合と同様に考えられる。
まず図２２を参照し、第２マイコン４０２起動後のタイムアウトにより、ハンドシェイクが失敗する動作例２について説明する。動作例２では、第２マイコン４０２の起動後、所定時間を経過しても第１マイコン４０１が起動しないか、或いは、第１マイコン４０１が起動してもレディ信号を送信しない。
【０１２８】
図２２の期間１では、第２マイコン４０２のみが起動後の状態である。第２マイコン４０２は、期間１の開始時からの経過時間を計時する。その後、第２マイコン４０２が第１マイコン４０１から送信されるべき同期予告信号を受信しないまま時間が経過する。
期間１の開始時からの経過時間が第２ハンドシェイク時間Ｔｈｓ２に達した時、第２マイコン４０２のハンドシェイク判定部６１２は、タイムアウトによりハンドシェイクが失敗したと判定する。そして、ハンドシェイク判定部６１２は、第２マイコン４０２が単独で駆動信号Ｄｒ２を生成するように駆動タイミング生成部４４２に通知する。
期間２では、同期信号受信側マイコンである第２マイコン４０２は、単独でタイマスタートする。これにより、ＥＣＵ１０１は、第１マイコン４０１にモータ駆動信号Ｄｒ１を生成させることなく、第２系統の一系統駆動モードでモータ８０を駆動する。
【０１２９】
［動作例２の変形例Ａ］
次に図２３を参照し、電源の立ち上がり時間を考慮した動作例２の変形例Ａについて説明する。この例では、図２１に示す動作例１の変形例に対し第１電源１１１の立ち上がり時間ＵＴ１と第２電源１１２の立ち上がり時間ＵＴ２との時間差が大きく、マイコン４０１、４０２の起動タイミングのずれが大きい。
期間１の開始時、第１電源１１１及び第２電源１１２はＯＦＦ状態から同時にＯＮし、マイコン４０１、４０２への供給電圧が上昇する。第２電源１１２は時間ＵＴ２後に立ち上がりが完了し、第２マイコン４０２が起動する。ここで、第１電源１１１の立ち上がり時間ＵＴ１は、第２電源１１２の立ち上がり時間ＵＴ２と第２ハンドシェイク時間Ｔｈｓ２との合計よりも長い。そのため、第１マイコン４０１が起動する前に第２ハンドシェイク時間Ｔｈｓ２が経過し、期間２で、第２マイコン４０２は単独でタイマスタートする。したがって、第２系統の一系統駆動モードでモータ８０が駆動される。
【０１３０】
その後、期間２の途中で第１電源１１１の立ち上がりが完了し、第１マイコン４０１が起動する。続いて期間３では、第１ハンドシェイク時間Ｔｈｓ１の経過中に、タイマスタート後の第２マイコン４０２が第１マイコン４０１に無効のレディ信号を送信する。
ここで、「無効」とは、受信側のマイコン（ここでは、第１マイコン４０１）がその信号をレディ信号として認識しないことをいう。例えばレディ信号を受信する側のマイコンは、レディ信号の有効又は無効をＩＤにより判別する。第２マイコン４０２の一系統駆動モード実行中に送信される無効のレディ信号は、第１マイコン４０１の同期予告信号に対し同期準備が完了したことを示す信号として認識されない。したがって、無効のレディ信号が送信されてもハンドシェイクが成功したとは判定されない。
期間３の終了後、期間４を経て、期間５の開始時に、第１マイコン４０１は、第２マイコン４０２とは同期せずにタイマスタートする。これにより期間５では、二系統のマイコン４０１、４０２による非同期駆動モードでモータ８０が駆動される。
【０１３１】
期間５の開始時から同期周期Ｔｓ後、期間６の開始時に第１マイコン４０１は第２マイコン４０２に同期信号を送信し、第２マイコン４０２はこれを受信する。この時、タイミング判定で正常と判定された場合、又は、タイミング判定が実施されない場合には、同期信号の立ち上がりタイミングで第２マイコン４０２のタイミング補正が実施され、以後、マイコン４０１、４０２は同期駆動モードでモータ８０を駆動する。
このように、マイコン４０１、４０２の起動タイミングのずれが大きい場合、ＥＣＵ１０１によるモータ８０の駆動モードは、一系統駆動モード、非同期駆動モード、同期駆動モードの順に移行する。言い換えれば、マイコン４０１、４０２の起動時において、一系統駆動モード、非同期駆動モード、同期駆動モードの順に移行する場合があるモータ制御装置は、本実施形態のＥＣＵに相当するとみなすことができる。
【０１３２】
［動作例２の変形例Ｂ］
図２４に示す動作例２の変形例Ｂは、期間１、期間２までの動作は、図２３の変形例Ａと同じである。ただし、変形例Ｂでは、第２マイコン４０２が一系統駆動モードで動作中に第１マイコン４０１が起動した場合、第１マイコン４０１は同期予告信号の送信、タイマスタート処理、同期処理等の処理を行わない。つまり、第１マイコン４０１は、マイコン自体は起動しているがモータ駆動信号Ｄｒ１を生成しないため、第１系統によるモータ駆動は行われない。その結果、図２２と同様に、期間２のまま第１マイコン４０１が一系統駆動モードを継続する。このように、同期駆動モードへの移行が必須ではなく、一系統駆動モードが継続して用いられてもよい。
【０１３３】
［動作例３］
次に図２５を参照し、動作例２とは逆に、第１マイコン４０１起動後のタイムアウトにより、ハンドシェイクが失敗する動作例３について説明する。動作例３では、第１マイコン４０１の起動後、所定時間を経過しても第２マイコン４０２が起動しないか、或いは、第２マイコン４０２が起動してもレディ信号を送信しない。
期間１では、第１マイコン４０１のみが起動後の状態である。
期間２では、第１マイコン４０１は同期予告信号を送信するとともに、期間２の開始時からの経過時間を計時する。その後、第１マイコン４０１が第２マイコン４０２から送信されるべきレディ信号を受信しないまま時間が経過する。
【０１３４】
期間２の開始時からの経過時間が第１ハンドシェイク時間Ｔｈｓ１に達した時、第１２マイコン４０１のハンドシェイク判定部６１１は、タイムアウトによりハンドシェイクが失敗したと判定する。そして、ハンドシェイク判定部６１１は、第１マイコン４０１が単独で駆動信号Ｄｒ１を生成するように駆動タイミング生成部４４１に通知する。
第１マイコン４０１は、第１ハンドシェイク時間Ｔｈｓ１が経過した時、期間３で、同期予告信号を終了する。
動作例３の期間４では、同期信号送信側マイコンである第１マイコン４０１は、同期信号を出力すると同時に単独でタイマスタートする。これにより、ＥＣＵ１０１は、第２マイコン４０２にモータ駆動信号Ｄｒ２を生成させることなく、第１系統の一系統駆動モードでモータ８０を駆動する。
【０１３５】
［動作例１〜３のフローチャート］
タイムアウトによるハンドシェイクの失敗を想定した動作例１〜３及びその変形例に関連する第１マイコン４０１及び第２マイコン４０２の起動後処理、ハンドシェイク成否記憶処理、及び、第２マイコン４０２の同期処理について、各フローチャートを参照する。
図２６に示す第１マイコン起動後処理において、第１マイコン４０１は、Ｓ５０で起動後、Ｓ５１で同期信号をハイレベルとし同期予告信号を送信するとともに、経過時間の計時を開始する。
Ｓ５２では、経過時間が第１ハンドシェイク時間Ｔｈｓ１未満であるか判断される。
Ｓ５２でＹＥＳと判断された場合、レディ信号受信ステップＳ５３では、第２マイコン４０２からレディ信号を受信したか判断される。第１マイコン４０１がレディ信号を未受信であり、Ｓ５３でＮＯと判断された場合、Ｓ５２の前に戻る。
【０１３６】
第１マイコン４０１がレディ信号を受信した場合、Ｓ５３でＹＥＳと判断され、Ｓ５４に移行する。これにより、ハンドシェイクが成功したと判定される。
また、経過時間が第１ハンドシェイク時間Ｔｈｓ１に達しタイムアウトでハンドシェイクが失敗した場合、Ｓ５２でＮＯと判断され、Ｓ５４に移行する。
Ｓ５４で、第１マイコン４０１は、同期信号をローレベルに戻し、同期予告信号を終了する。
Ｓ５６で、第１マイコン４０１は、第２マイコン４０２に同期信号を送信する。
【０１３７】
先のＳ５２でＹＥＳと判断された場合、すなわち、ハンドシェイクが成功したと判定された場合、ハンドシェイク判定ステップＳ５７でＹＥＳと判断され、同期駆動ステップＳ５８に移行する。Ｓ５８では、第１マイコン４０１及び第２マイコン４０２は同時にタイマスタートし、初回から同期してモータ８０を駆動する。
一方、先のＳ５２でＮＯと判断された場合、すなわち、タイムアウトでハンドシェイクが失敗した場合、Ｓ５７でＮＯと判断され、Ｓ５９に移行する。Ｓ５９では、第１マイコン４０１が単独でタイマスタートし、非同期でモータ８０を駆動する。
【０１３８】
図２７、図２８に示す第２マイコン起動後処理において、第２マイコン４０２は、Ｓ６０で起動するとともに、Ｓ６１で経過時間の計時を開始する。
Ｓ６２では、経過時間が第２ハンドシェイク時間Ｔｈｓ２未満であるか判断される。
Ｓ６２でＹＥＳと判断された場合、Ｓ６３では、第１マイコン４０１から同期予告信号を受信したか判断される。第２マイコン４０２が同期予告信号を未受信であり、Ｓ６３でＮＯと判断された場合、Ｓ６２の前に戻る。
【０１３９】
第２マイコン４０２が同期予告信号を受信した場合、Ｓ６３でＹＥＳと判断され、レディ信号送信ステップＳ６４に移行する。Ｓ６４で、第２マイコン４０２は、レディ信号を送信する。第１マイコン４０１側でこのＳ６４に応答するステップが図２６のレディ信号受信ステップＳ５３となる。これにより、ハンドシェイクが成功したと判定される。
その後、Ｓ６６で、第２マイコン４０２は第１マイコン４０１から同期信号を受信し、割り込みにより第１マイコン４０１と同時にタイマスタートする。これにより、第１マイコン４０１及び第２マイコン４０２は、初回から同期してモータ８０を駆動する。
【０１４０】
一方、経過時間が第２ハンドシェイク時間Ｔｈｓ２に達し、タイムアウトでハンドシェイクが失敗した場合、Ｓ６２でＮＯと判断され、Ｓ６７に移行する。Ｓ６７では、第２マイコン４０２が単独でタイマスタートし、一系統駆動モードでモータ８０を駆動する。
続くＳ５０では、第２マイコン４０２のタイマスタート後に第１マイコン４０１が起動したか判断される。図２２に示す動作例２では第１マイコン４０１が起動しておらず、Ｓ５０でＮＯと判断される。図２３、２４に示す動作例２の変形例では、第２マイコン４０２のタイマスタート後に第１マイコン４０１が起動し、Ｓ５０でＹＥＳと判断される。
【０１４１】
動作例２の変形例Ａでは、図２７に示すように、Ｓ５０でＹＥＳと判断された場合、Ｓ６８で、第１マイコン４０１からの同期予告信号に対し第２マイコン４０２が無効のレディ信号を送信する。Ｓ６９では、第１ハンドシェイク時間Ｔｈｓ１の経過に伴うタイムアウトにより、第１マイコン４０１が単独で第２マイコン４０２とは非同期でタイマスタートする。これにより、一系統駆動モードから二系統の非同期駆動モードに移行する。
その後、Ｓ８０では、図３０に示す「第２マイコン同期処理」が実行され、同期条件が成立した場合には同期駆動モードに移行する。
動作例２の変形例Ｂでは、図２８に示すように、Ｓ５０でＹＥＳと判断された場合、そのまま処理を終了する。したがって、Ｓ６７の「第２マイコンによる一系統駆動モード」が継続される。
【０１４２】
次に、図２９に示すハンドシェイク成否記憶処理において、Ｓ７１ではハンドシェイクが実施される。
ハンドシェイクが成功し、Ｓ７２でＹＥＳと判断されたとき、ハンドシェイク判定部６１１、６１２は、Ｓ７３で成功フラグをＯＮする。このとき、同期制御が実施される。
ハンドシェイクが失敗し、Ｓ７２でＮＯと判断されたとき、ハンドシェイク判定部６１１、６１２は、Ｓ７４で成功フラグをＯＦＦする。このとき、非同期制御が実施される。
ハンドシェイク判定部６１１、６１２は、成功フラグのＯＮ／ＯＦＦ情報を記憶する。
【０１４３】
図３０の第２マイコン同期処理は、図２７及び図３２中のＳ８０に相当する。図３０において、成功フラグがＯＦＦであり非同期制御中の場合、Ｓ８１でＹＥＳと判断され、Ｓ８２に移行して同期を試みる。成功フラグがＯＮであり同期制御中の場合、Ｓ８１でＮＯと判断され、処理を終了する。
その後、第２マイコン４０２は、同期周期Ｔｓ毎に第１マイコン４０１から同期信号が送信されるのを待ち、Ｓ８２で同期信号を受信する。なお、第１マイコン４０１が起動しておらず第２マイコン４０２のみが一系統駆動モードで動作している場合には同期信号が送信されないため、待ち時間が上限値に達したら、処理を終了するようにしてもよい。
【０１４４】
基礎形態のように、第２マイコン４０２のタイミング補正部４２２がタイミング判定部４３２を含む構成では、Ｓ８３で、同期信号の受信タイミングが同期許可区間内であるか判定される。Ｓ８３でＹＥＳと判断された場合、Ｓ８４でタイミング補正が実施される。Ｓ８３でＮＯと判断された場合、Ｓ８２に戻り、第２マイコン４０２は、次の同期信号が送信されるのを待つ。
なお、タイミング補正部４２２がタイミング判定部４３２を含まない構成では、Ｓ８３をスキップし、第２マイコン４０２が同期信号を受信したとき、常にタイミング補正が実施されてもよい。
【０１４５】
［動作例４］
次に図３１を参照し、異常信号が送受信されたことによりハンドシェイクが失敗する動作例４について説明する。ここでは、動作例２、３のようなタイムアウトに関する説明は省略する。
動作例１と同様にマイコン４０１、４０２は同時に起動し、期間１では、マイコン４０１、４０２が起動後の状態である。
期間２では、本来送信されるべき同期予告信号ではなく、高周波ノイズの異常信号が第１マイコン４０１から第２マイコン４０２に送信される。
【０１４６】
第２マイコン４０２のハンドシェイク判定部６１２は、期間２で異常信号が受信されたことを検出するとすぐに、ハンドシェイクが失敗したと判定する。そして、ハンドシェイク判定部６１２は、第２マイコン４０２が単独で駆動信号Ｄｒ２を生成するように駆動タイミング生成部４４２に通知する。
期間３では、第２マイコン４０２が単独でタイマスタートする。したがって、第２系統の一系統駆動モードでモータ８０が駆動される。
【０１４７】
期間３で第２マイコン４０２がタイマスタートした後、第２マイコン４０２は第１マイコン４０１に無効のレディ信号を送信する。
第１マイコン４０１のハンドシェイク判定部６１１は、ハンドシェイクが失敗したと判定し、第１マイコン４０１が単独で駆動信号Ｄｒ１を生成するように駆動タイミング生成部４４１に通知する。期間４では、第１マイコン４０１は、同期予告信号を終了する。
期間５では、第１マイコン４０１は同期信号を出力すると同時にタイマスタートする。これにより期間５では、二系統のマイコン４０１、４０２による非同期駆動モードでモータ８０が駆動される。
【０１４８】
期間５の開始時から同期周期Ｔｓ後、期間６の開始時に第１マイコン４０１は第２マイコン４０２に同期信号を送信し、第２マイコン４０２はこれを受信する。この時、タイミング判定で正常と判定された場合、又は、タイミング判定が実施されない場合には、同期信号の立ち上がりタイミングで第２マイコン４０２のタイミング補正が実施され、以後、マイコン４０１、４０２は同期駆動モードでモータ８０を駆動する。
このように、第２マイコン４０２が同期予告信号でなく異常信号を受信した場合にも、ＥＣＵ１０１によるモータ８０の駆動モードは、一系統駆動モード、非同期駆動モード、同期駆動モードの順に移行する。
【０１４９】
［動作例４のフローチャート］
異常信号の送受信によるハンドシェイクの失敗を想定した動作例４における第２マイコン起動後処理について、図３２のフローチャートを参照する。図３２において、図２７と共通のステップには同一のステップ番号を付し、適宜、説明を省略する。また、動作例４に特有のステップには、ステップ番号の末尾に文字「Ｘ」を記す。
図３２では、第２マイコン４０２の起動後、第１マイコン４０１から送信される信号のタイムアウトを想定しない。すなわち、第２ハンドシェイク時間Ｔｈｓ２に第２マイコン４０２が何らかの信号を受信することを前提とする。
【０１５０】
Ｓ６０で第２マイコン４０２が起動後、第２マイコン４０２が第１マイコン４０１から何らかの信号を受信し、Ｓ６２ＸでＹＥＳと判断されたとき、Ｓ６３Ｘでは、第２マイコン４０２が受信した信号が異常信号であるか否か判断される。
第２マイコン４０２が受信した信号が正常な同期予告信号であり、Ｓ６３ＸでＮＯと判断された場合、図２７と同様にＳ６４、Ｓ６６が実行される。
第２マイコン４０２が受信した信号が異常信号であり、Ｓ６３ＸでＹＥＳと判断された場合、Ｓ６７で第２マイコン４０２が単独でタイマスタートし、一系統駆動モードでモータ８０を駆動する。以下、図２７と同様にＳ６８、Ｓ６９、Ｓ８０が実施される。
【０１５１】
（効果）
以上のように、本実施形態のＥＣＵ１０１は、マイコン４０１、４０２の起動後、同期予告信号とレディ信号とを互いに送受信するハンドシェイクを実施し、ハンドシェイクが成功したか否かの判定結果に応じた処置を行う。ハンドシェイクが成功したと判定された場合、初回から同期してモータ８０を駆動することが可能となる。一方、ハンドシェイクが失敗したと判定された場合、非同期でモータ８０の駆動を開始した後、次回以降の同期信号の送信タイミングでタイミング補正を行い、同期制御に移行する。
【０１５２】
このように、本実施形態のＥＣＵ１０１は、マイコン４０１、４０２の起動後にハンドシェイクが成功した場合、初回から同期可能とすることができる。また、ハンドシェイクが成功した場合、二つのマイコン４０１、４０２が同時にタイマスタートするため、各マイコンが同期信号の複数周期を単位とする制御を行う場合でも、制御を同期させることができる。
【０１５３】
［動作例５、６］
上記の動作例１〜４は、第１マイコン４０１及び第２マイコン４０２がいずれも停止状態から電源ＯＮされ、起動した時の初回ハンドシェイクについてのものである。ただし、本実施形態による初回ハンドシェイクの思想は、動作中のマイコンがリセット等により再起動した場合にも応用することができる。
次に、図３３〜図３５を参照し、一方のマイコンによる一系統駆動モードでの動作継続中に他方のマイコンがリセット等により一時停止した後、再起動したときのハンドシェイク動作例５、６について説明する。動作例５については、５Ａ、５Ｂの二通りのパターンを説明する。
【０１５４】
図３３に示す動作例５Ａでは、第２マイコン４０２の動作継続中に第１マイコン４０１がリセット等により再起動する。また、第２マイコン４０２のレディ信号の送信開始タイミングは、ＰＷＭタイマの谷のタイミングに対し所定の時間τＲオフセットしている。
期間０では、第１マイコン４０１の再起動前の状態であり、第２マイコン４０２が単独で動作している。期間１では、第１マイコン４０１が再起動する。
【０１５５】
期間２では、第１マイコン４０１は第２マイコン４０２からレディ信号を受信し、受信開始タイミングに基づいて、第２マイコン４０２のＰＷＭタイマの谷のタイミングを把握する。そして、第１マイコン４０１は、第２マイコン４０２の谷のタイミングに合わせて同期信号を送信すべきタイミングを算出し、そのタイミングまで待つ。
期間３では、第１マイコン４０１は、算出したタイミングで同期信号を送信する。第２マイコン４０２は、第１マイコン４０１から受信した同期信号の立ち上がりタイミングでタイマを再スタートし同期駆動モードに移行する。これにより、第２マイコン４０２の動作連続性を確保しつつ、第１マイコン４０１の再起動後に同期制御させることができる。
【０１５６】
図３４に示す動作例５Ｂでは、動作例５Ａと同様に、第２マイコン４０２の動作継続中に第１マイコン４０１がリセット等により再起動する。また、第２マイコン４０２のレディ信号の送信開始タイミングは、ＰＷＭタイマの谷のタイミングと一致している。言い換えれば、動作例５Ｂは、動作例５Ａにおいて「τＲ＝０」の場合に相当する。
期間０、期間１は、動作例５Ａと同様である。
期間２では、第１マイコン４０１は第２マイコン４０２からレディ信号を受信すると同時に同期信号を送信する。第２マイコン４０２は、第１マイコン４０１から受信した同期信号の立ち上がりタイミングでタイマを再スタートし同期駆動モードに移行する。これにより、第２マイコン４０２の動作連続性を確保しつつ、第１マイコン４０１の再起動後に同期制御させることができる。
【０１５７】
図３５に示す動作例６では、第１マイコン４０１の動作継続中に第２マイコン４０２がリセット等により再起動する。
期間０では、第２マイコン４０２の再起動前の状態であり、第１マイコン４０１が単独で動作している。期間１では、第２マイコン４０２が再起動する。
期間２では、第２マイコン４０２は、第１マイコン４０１から受信した同期信号の立ち上がりタイミングでタイマを再スタートし同期駆動モードに移行する。これにより、第２マイコン４０２の再起動後に同期制御させることができる。
【０１５８】
以上のように、一方のマイコンの動作継続中に他方のマイコンが再起動した場合にも、再起動したマイコンが動作継続中のマイコンの同期信号又はレディ信号に合わせて、動作連続性を確保しつつ、タイマスタート時から同期制御することができる。
さらに、各マイコンが同期信号の複数周期を単位とする制御を行う場合、制御周期の基準タイミングを認識して、再起動したマイコンがタイマスタートすることで、複数周期単位の制御を同期させることができる。
【０１５９】
（第２実施形態）
第２実施形態について、図３６、図３７を参照して説明する。
図３６に示すように、第２実施形態のＥＣＵ１０２は、同期信号送信側マイコンである１つの第１マイコン４０１と、同期信号受信側マイコンである２つの第２マイコン４０２及び第３マイコン４０３とを備えている。各マイコンについて、同期信号及びレディ信号の送受信に関わる構成のみを図示する。第３マイコン４０３のタイミング補正部４２３、レディ信号送信部６２３、及びハンドシェイク判定部６１３は、いずれも、第２マイコン４０２のタイミング補正部４２２、レディ信号送信部６２２、及びハンドシェイク判定部６１２と同様の構成である。
なお、特許請求の範囲における括弧内の参照符号には、第３マイコン４０３の符号の記載を省略する。
【０１６０】
図３７には、図２０に示す第１実施形態の動作例１に準じ、三つのマイコン間で起動後のハンドシェイクが成功する動作例を示す。図示に関する注記は、図２０等と同様である。また、ハンドシェイク時間に関する説明は省略する。
期間１では、マイコン４０１、４０２、４０３が起動後の状態である。
期間２では、第１マイコン４０１は、同期予告信号を第２マイコン４０２及び第３マイコン４０３に送信する。
【０１６１】
第２マイコン４０２及び第３マイコン４０３は、期間２で同期予告信号を受信する。
期間３では、第２マイコン４０２及び第３マイコン４０３は、その応答として、レディ信号を第１マイコン４０１に送信する。
第１マイコン４０１は、期間３でレディ信号を受信すると、期間４で、同期予告信号を終了する。
【０１６２】
期間２、３、４の動作を通じ、各マイコン４０１、４０２、４０３のハンドシェイク判定部６１１、６１２、６１３は、ハンドシェイクが成功したと判定し、各駆動タイミング生成部に対し初回同期を指令する。
期間５では、第１マイコン４０１は同期信号を出力すると同時にタイマスタートする。また、第２マイコン４０２及び第３マイコン４０３は、第１マイコン４０１から受信した同期信号の立ち上がりタイミングでタイマスタートする。これにより、マイコン４０１、４０２、４０３は、起動後の初回から同期して、すなわち同期駆動モードでモータ８０を駆動する。
【０１６３】
上記の第２実施形態は、一つの同期信号送信側マイコンをマスタ、複数の同期信号受信側マイコンをスレーブとみなしたマスタ／スレーブ型のＥＣＵ構成で、ハンドシェイクを実施するものである。
また、三つのマイコンを備えるＥＣＵの別の構成として、例えば第１マイコンから第２マイコンに同期信号を送信し、且つ、第２マイコンから第３マイコンに同期信号を送信する構成としてもよい。この構成において第２マイコンは、第１マイコンとの関係では同期信号受信側マイコンとして機能し、第３マイコンとの関係では同期信号送信側マイコンとして機能する。すなわち、連鎖型のＥＣＵ構成によりハンドシェイクが実施される。
【０１６４】
さらに、四つ以上のマイコンを備えるＥＣＵにおいても、マスタ／スレーブ型、連鎖型、又はその組み合わせの構成により、複数のマイコン間でのハンドシェイクを実施可能である。なお、三系統以上の装置において、ハンドシェイクが失敗したと判定されたとき、他マイコンにモータ駆動信号を生成させず、自マイコンのみでモータを駆動する駆動モードは、二系統の装置での「一系統駆動モード」に対し、「一部系統駆動モード」と言い換えられる。
【０１６５】
（第３実施形態）
第３実施形態について、図３８〜図４２を参照して説明する。第３実施形態は、第１実施形態に対し、同期信号及びレディ信号の通信に関する構成が異なる。
図３８に示すように、第３実施形態のＥＣＵ１０３は、第１マイコン４０１及び第２マイコン４０２がそれぞれ同期信号生成部４１１、４１２、及びタイミング補正部４２１、４２２を有する。第１マイコン４０１及び第２マイコン４０２は、「同期信号送信側マイコン」且つ「同期信号受信側マイコン」として機能し、同期信号を相互に送受信する。
この形態における同期信号線の構成は、実線で示すように、第１マイコン４０１から第２マイコン４０２への送信用の第１同期信号線４７１と、第２マイコン４０２から第１マイコン４０１への送信用の第２同期信号線４７２とを個別に備えてもよい。或いは、破線で示すように、双方向に通信可能な同期信号線４８を用いてもよい。なお、双方向の同期信号線４８、又は、一方向の同期信号線４７１、４７２のうち少なくとも一本は、マイコン間通信に用いられる他の通信用の信号線と共用されてもよい。
【０１６６】
共通の同期信号線４８を双方向の信号線として用いる場合、図３９に示すように、第１マイコン４０１から第２マイコン４０２への同期信号の送信タイミングと、その逆方向の同期信号の送信タイミングとは、互いに異なるタイミングに設定されている。特に図３９の例では、マイコン４０１、４０２が交互に同期信号を送信する。
なお、第１実施形態での説明と同様に、同期信号線による双方向通信に代えて、同期信号送信側マイコンから同期信号受信側マイコンに対してポート信号のレベル変化を行うことで、同期信号を双方向に通知するようにしてもよい。
【０１６７】
この他、例えば、マイコン４０１、４０２の起動タイミングが異なる場合に、先に起動したマイコンが後から起動したマイコンに対して同期信号を送信するようにしてもよい。
また、主として第１マイコン４０１から第２マイコン４０２へ同期信号を送信し、何らかの場合にのみ逆方向の送信をするようにしてもよい。例えば、起動時には第２マイコン４０２からの同期信号に同期して第１マイコン４０１が起動し、その後は第１マイコン４０１からの同期信号に同期して第２マイコン４０２が動作するようにしてもよい。また、例えば第１マイコン４０１に異常が生じマイコンをリセットした際に、第２マイコン４０２からのマイコンからの同期信号をもとに自マイコンの動作開始タイミングを決定し動作を開始してもよい。この場合は、マイコン異常から復帰した際に初めから同期した状態でモータ駆動を再開することが可能である。
【０１６８】
また、レディ信号の送受信に関し、第１マイコン４０１及び第２マイコン４０２はいずれもレディ信号送受信部６２１、６２２を有し、レディ信号を相互に送受信可能である。ここで、レディ信号送信線４７５は、同期信号線と同様に二本の一方向通信線で構成されてもよく、双方向の通信線で構成されてもよい。
第３実施形態では、第１マイコン４０１及び第２マイコン４０２がそっくり同じ機能を備えており、完全な冗長性を有している。したがって、一系統についてのあらゆる故障パターンに対応可能であるため、信頼性をより向上させることができる。
また、各方向の同期信号の送信タイミングを異ならせ、共通の双方向同期信号線４８を用いることにより、ＥＣＵの部品点数を減らし、構成を簡易にすることができる。
【０１６９】
［動作例７］
第３実施形態により、マイコン４０１、４０２が互いにレディ信号を送受信し合ってハンドシェイクする動作例７を図４０に示す。動作例７における同期信号の送受信については、便宜上、第１マイコン４０１を同期信号送信側マイコンとし、第２マイコン４０２を同期信号受信側マイコンとする。ただし、マイコン４０１、４０２は、同期信号の送信側及び受信側を交代してもよい。或いは、図３８の構成に限らず、レディ信号のみが双方向に送受信可能であり同期信号は一方向に送受信される構成のＥＣＵにおいて、動作例７が実行されてもよい。
【０１７０】
図４０の矢印「Ｒ１−ｎ（ｎ＝１，２，３）」は、第１マイコン４０１の起動後、ｎ回目に第１マイコン４０１から第２マイコン４０２に送信するレディ信号を表す。矢印「Ｒ２−ｎ（ｎ＝１，２）」は、第２マイコン４０１の起動後、ｎ回目に第２マイコン４０２から第１マイコン４０１に送信するレディ信号を表す。これらのレディ信号には、自マイコンの起動完了を通知するレディ信号と、ハンドシェイクの成功（図中「ＨＳ−ＯＫ」）を意味するレディ信号との２種類が含まれる。
図４０では、細かな期間の細かな区分を省略し、大きな枠組でのみ区別する。期間１の時刻ｒ１０に第１マイコン４０１は第２マイコン４０２よりも先に起動する。第１マイコン４０１は、起動後、所定の周期で時刻ｒ１１、ｒ１２に「起動完了」のレディ信号Ｒ１−１、Ｒ１−２を送信するが、第２マイコン４０２が起動前なので受信されない。図中の「ＮＧ」は、レディ信号が受信されないことを意味する。
【０１７１】
次に、期間２の時刻ｒ２０に第２マイコン４０２が起動した後、時刻ｒ２１に第２マイコン４０２が「起動完了」のレディ信号Ｒ２−１を送信し、第１マイコン４０１がこれを受信する。レディ信号Ｒ２−１受信後の時刻ｒ１３に、第１マイコン４０１は、「ハンドシェイク成功」のレディ信号Ｒ１−３を送信し、第２マイコン４０２がこれを受信する。続いて、レディ信号Ｒ１−３受信後の時刻ｒ２２に、第２マイコン４０２は、「ハンドシェイク成功」のレディ信号Ｒ２−２を送信する。なお、第１マイコン４０１はレディ信号Ｒ２−２を受信するが、既にハンドシェイクの成功を判定済みであるため、レディ信号Ｒ２−２は無視される。
【０１７２】
こうして、マイコン４０１、４０２共にハンドシェイクの成功が判定されると、次の期間３では、第１マイコン４０１は、同期信号を出力すると同時にタイマスタートする。第２マイコン４０２は、第１マイコン４０１から受信した同期信号の立ち上がりタイミングでタイマスタートする。これにより、マイコン４０１、４０２は、起動後の初回から同期してモータ８０を駆動する。
【０１７３】
動作例７の第１マイコン４０１及び第２マイコン４０２の起動後処理を、それぞれ図４１、図４２のフローチャートに示す。図４１、図４２において、図２６、図２７と共通のステップには同一のステップ番号を付し、適宜、説明を省略する。また、動作例７に特有のステップには、ステップ番号の末尾に文字「Ｒ」を記す。
図４１に示す第１マイコン起動後処理において、第１マイコン４０１は、Ｓ５１Ｒで、第２マイコン４０２に「起動完了」のレディ信号を送信するとともに、経過時間の計時を開始する。
経過時間が第１ハンドシェイク時間Ｔｈｓ１未満であり、Ｓ５２でＹＥＳと判断されたとき、Ｓ５３Ｒでは、第１マイコン４０１が第２マイコン４０２から「起動完了」のレディ信号を受信したか判断される。第１マイコン４０１が「起動完了」のレディ信号を受信しており、Ｓ５３ＲでＹＥＳと判断された場合、第１マイコン４０１は、Ｓ５４Ｒで、第
２マイコン４０２に「ハンドシェイク成功」のレディ信号を送信し、Ｓ５６に移行する。
【０１７４】
第１マイコン４０１が「起動完了」のレディ信号を受信しておらず、Ｓ５３ＲでＮＯと判断された場合、Ｓ５５Ｒでは、第１マイコン４０１が第２マイコン４０２から「ハンドシェイク成功」のレディ信号を受信したか判断される。Ｓ５５ＲでＹＥＳと判断された場合、Ｓ５６に移行する。「ハンドシェイク成功」のレディ信号を未受信であり、Ｓ５５ＲでＮＯと判断された場合、Ｓ５２の前に戻る。
経過時間が第１ハンドシェイク時間Ｔｈｓ１に達し、Ｓ５２でＮＯ（すなわち、タイムアウト）と判断された場合もＳ５６に移行する。
第１マイコン４０１は、Ｓ５６で、第２マイコン４０２に同期信号を送信する。以下のＳ５７〜Ｓ５９は図２６と同様である。つまり、「ハンドシェイク成功」のレディ信号が送受信された場合にはＳ５８で同期制御が行われ、タイムアウトの場合にはＳ５９で非同期制御が行われる。
【０１７５】
図４２に示す第２マイコン起動後処理において、第２マイコン４０２は、Ｓ６１Ｒで、第１マイコン４０２に「起動完了」のレディ信号を送信するとともに、経過時間の計時を開始する。
経過時間が第２ハンドシェイク時間Ｔｈｓ２未満であり、Ｓ６２でＹＥＳと判断されたとき、Ｓ６３Ｒでは、第２マイコン４０２が第１マイコン４０１から「起動完了」のレディ信号を受信したか判断される。第２マイコン４０２が「起動完了」のレディ信号を受信しており、Ｓ６３ＲでＹＥＳと判断された場合、第２マイコン４０２は、Ｓ６４Ｒで、第１マイコン４０１に「ハンドシェイク成功」のレディ信号を送信し、Ｓ６６に移行する。
【０１７６】
第２マイコン４０２が「起動完了」のレディ信号を受信しておらず、Ｓ６３ＲでＮＯと判断された場合、Ｓ６５Ｒでは、第２マイコン４０２が第１マイコン４０１から「ハンドシェイク成功」のレディ信号を受信したか判断される。Ｓ６５ＲでＹＥＳと判断された場合、Ｓ６６に移行する。「ハンドシェイク成功」のレディ信号を未受信であり、Ｓ６５ＲでＮＯと判断された場合、Ｓ６２の前に戻る。
経過時間が第２ハンドシェイク時間Ｔｈｓ２に達し、Ｓ６２でＮＯ（すなわち、タイムアウト）と判断された場合、Ｓ６７で、第２マイコン４０２が単独でタイマスタートし、非同期制御を行う。なお、Ｓ６７の後、図２７と同様に、第１マイコン起動後の同期処理ステップＳ５０、Ｓ６８、Ｓ６９、Ｓ８０が行われてもよい。
以上のように、動作例７では、マイコン４０１、４０２が互いにレディ信号を送受信し合うことにより、好適にハンドシェイクを実行することができる。
【０１７７】
（第４、第５実施形態）
第４、第５実施形態について、図４３、図４４を参照して説明する。
第４、第５実施形態のＥＣＵ１０は、基本的に図７に示す第１実施形態の基礎形態の構成を援用する。ただし第４、第５実施形態では、受信信号判定において、同期信号を受信したタイミングを判定するのでなく、特定のパルスパターンを有する同期信号を用いて、同期信号の正常又は異常を判定する。そこで、第２マイコン４０２におけるタイミング補正部４２２内の「タイミング判定部４３２」を「受信信号判定部４３２」と読み替える。
第４、第５実施形態の受信信号判定部４３２により同期信号が正常と判定されたとき、又は、異常と判定されたときの処理については、第１実施形態の基礎形態と同様である。
【０１７８】
特定のパルスパターンとは、１周期あたりのパルス数、時間幅、又は間隔等が予め規定されたパターンをいう。なお、図４３、図４４では、図１１及び図１４のように同期信号の異常原因については明示せず、正常なパルスパターンと正常でないパルスパターンとの違いのみを表す。
【０１７９】
図４３に示す第４実施形態では、Ｒ部に示すように、予め決められた時間幅のクロック入力が規定回数であるｋ回入力されたとき同期信号が正常であると判定する。そして、同期信号受信側マイコンは、ｋ回目のクロック入力タイミングでタイミング補正を実施、すなわち、マイコン間での駆動タイミングの同期を行う。
一方、Ｘ部に示すように、同期信号のパルスの時間幅が異なったり、連続回数が異なったりする場合にはタイミング補正を実施せず、非同期でモータ駆動する。
【０１８０】
また、第５実施形態では、同期信号を他の信号と共通化した構成において、例えばシリアル通信用のクロックラインを同期信号用として利用する場合に、シリアル通信の受信をトリガとしてＣＲＣ方式等により受信データの信頼性を計算する。チェックの結果、正しい通信が行われている場合には、マイコン間の同期を許可するというものである。
【０１８１】
図４４に、第５実施形態における通信クロック及び受信信号線のパルスを示す。Ｒ部では、ＣＲＣ正常と判断されたら、受信完了タイミングを基準としてタイミング補正を実施する。このとき、例えばＣＲＣ計算にかかった時間分だけ補正して同期信号するというように、タイミング補正の具体的な方法は適宜設定してよい。
一方、Ｘ部では、ＣＲＣが不一致であるため正常なタイミングではないと判断し、タイミング補正を実施しない。
【０１８２】
このように、受信信号判定部４３２は、第１実施形態の基礎形態のように同期信号の受信タイミングによる方法に限らず、特定のパルスパターンを用いても、同期信号の正常又は異常を判定することができる。
なお、特定パルスパターンにより受信信号判定を実施する第４、第５実施形態の構成においても、上記図１５〜図１８の各処理を同様に適用可能である。また、双方向で同期信号、レディ信号を送受信する第３実施形態の構成に第４、第５実施形態を適用してもよい。
【０１８３】
（その他の実施形態）
（ａ）上記実施形態の制御対象であるモータ８０は、二組の巻線組８０１、８０２が共通のステータに互いに電気角３０ｄｅｇずらして配置される多重巻線モータである。その他の実施形態で制御対象とされるモータは、二組以上の巻線組が同位相で配置されるものでもよい。また、二組以上の巻線組が一つのモータの共通のステータに配置される構成に限らず、例えば各巻線組が別々に巻回された複数のステータにより協働してトルクを出力する複数のモータに適用されてもよい。
また、多相ブラシレスモータの相の数は、三相に限らず四相以上でもよい。さらに駆動対象のモータは、交流ブラシレスモータに限らず、ブラシ付き直流モータとしてもよい。その場合、「モータ駆動回路」としてＨブリッジ回路を用いてもよい。
【０１８４】
（ｂ）図２０、図２５に示すハンドシェイク動作例では、第１マイコン４０１が起動後、ハイレベルの同期信号を同期予告信号として第２マイコン４０２に送信している。このような同期予告信号を用いる構成に限らず、第１マイコン４０１が起動したことが何らかの手段によって第２マイコン４０２に通知され、それに基づき第２マイコン４０２がレディ信号を送信するようにしてもよい。
【０１８５】
また、例えば、第２マイコン４０２の起動以前に必ず第１マイコン４０１が起動するシステムでは、第１マイコン４０１からの同期予告信号を用いず、第２マイコン４０２が独自のタイミングでのレディ信号を送信してもよい。この場合、初回ハンドシェイク部６１１、６１２は、第２マイコン４０２から第１マイコン４０１へのレディ信号の送受信が正常に行われたことのみにより、ハンドシェイクが成功したと判定することができる。
【０１８６】
（ｃ）モータ制御装置は、モータ駆動タイミング生成部に同期するアナログ信号サンプリング部を備えなくてもよい。その場合、モータ制御装置は、外部から取得したデジタルデータに基づいて制御演算を行ってもよい。或いは、フィードバック情報を用いず、フィードフォワード制御を実施してもよい。
また、アナログ信号サンプリング部を備える構成において、サンプリングタイミングがモータ駆動信号のスイッチタイミングに重なるようにしてもよい。
【０１８７】
（ｄ）モータ駆動信号の生成方式として、図８等に示されるＰＷＭ制御方式に限らず、例えば、予め記憶した複数のパルスパターンから変調率や回転数に応じて最適なパターンを選択するパルスパターン方式等を採用してもよい。また、ＰＷＭ制御方式のキャリアは三角波に限らず、鋸波を用いてもよい。
【０１８８】
（ｅ）本発明のモータ制御装置は、電動パワーステアリング装置用のモータに限らず、他のいかなる用途のモータに適用されてもよい。
以上、本発明はこのような実施形態に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、種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【０１８９】
１０１、１０２、１０３・・・ＥＣＵ（モータ制御装置）、
４０１・・・第１（同期信号送信側）マイコン、
４０２・・・第２（同期信号受信側）マイコン、
４１１、４１２・・・同期信号生成部、
４２１、４２２・・・タイミング補正部、
４４１、４４２・・・駆動タイミング生成部、
４５１、４５２・・・駆動信号生成部、
４７１、４７２、４８・・・同期信号線、
４７５・・・レディ信号線、
６１１、６１２・・・ハンドシェイク部、
６２１・・・レディ信号受信部、
６２２・・・レディ信号送信部、
６５１、６５２・・・クロック生成回路、
７０１、７０２・・・モータ駆動回路、  ８０・・・モータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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