(57)【要約】【課題】  同期が必要な複数の周期処理を実行する複数のマイコンにおいて、同期信号の数を低減するモータ制御装置を提供する。【解決手段】  ＥＣＵ（モータ制御装置）は、一つ以上のモータを駆動する複数のモータ駆動回路と、複数のマイコンと、複数のクロック回路とを備える。複数のマイコンのうち同期信号送信側マイコンである第１マイコンは、同期信号受信側マイコンである第２マイコンに同期信号を送信する。第１マイコン及び第２マイコンは、同期信号の周期（例えば２００μｓ）に対し互いに異なる自然数倍の周期（例えば２００μｓ、４００μｓ）で実行される複数の処理であって、互いの同期が必要な「複数の特定周期処理」を実行する。複数の特定周期処理のタイミングは、一つの同期信号に基づいて決定される。【選択図】図１０
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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生成して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受信側マイコンは、前記同期信号の周期に対し互いに異なる自然数倍の周期で実行される複数の処理であって、互いの同期が必要な複数の特定周期処理を実行し、
複数の前記特定周期処理のタイミングは、一つの前記同期信号に基づいて決定されるモータ制御装置。
【請求項２】
前記同期信号送信側マイコン及び前記同期信号受信側マイコンにおいて複数の前記特定周期処理が同期して実行されている状態を特定同期状態と定義し、前記特定同期状態以外の状態を特定非同期状態と定義すると、
少なくとも前記特定非同期状態から前記特定同期状態に移行するとき、
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は、他方に対し、複数の前記特定周期処理による制御開始可能なタイミングを知らせる制御開始用通知を、各前記特定周期処理の周期の最小公倍数に相当する共通周期のＮ逓倍（Ｎ≧１）の周期で送信する請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記制御開始用通知は、専用の信号線を用いて通信される請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記制御開始用通知は、マイコン間通信により通信される請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記同期信号受信側マイコンは、現在、前記特定同期状態であるか否かを判定する同期判定部（４２２）を有し、
前記同期判定部により、現在、特定非同期状態であると判定されたときに、前記制御開始用通知を通信する請求項４に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記同期信号受信側マイコンは、前記制御開始用通知のタイミングの基準となる通信クロックを前記同期信号送信側マイコンに送信する請求項２〜５のいずれか一項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は、
前記同期信号送信側マイコンが受信した前記制御開始用通知に対応する通知情報を更新する周期よりも速い周期で、前記通信クロックを送信する請求項６に記載のモータ制御装置。
【請求項８】
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前記制御開始用通知を受信した後、前記同期信号の受信タイミングを基準に、複数の前記特定周期処理を開始する請求項２〜７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前記制御開始用通知を受信した後、マイコン間通信の通信タイミングを基準に、複数の前記特定周期処理を開始する請求項２〜８のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項１０】
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である自マイコンが動作を継続中に、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他方である他マイコンとの同期が行えなくなり、前記特定非同期状態となったとき、
前記自マイコン及び前記他マイコンによる協調制御から前記自マイコンのみでの単独制御に切り替える請求項２〜９のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項１１】
前記他マイコンが動作を一時停止した後、前記他マイコンが動作を再開したとき、
前記自マイコンは、前記他マイコンに前記制御開始用通知を送信する請求項１０に記載のモータ制御装置。
【請求項１２】
前記他マイコンが動作再開後、前記特定非同期状態から前記特定同期状態へ移行したとき、
少なくとも一部の制御について前記単独制御から前記協調制御に切り替える請求項１１に記載のモータ制御装置。
【請求項１３】
少なくとも一部の制御について前記単独制御から前記協調制御に切り替えた後、所定のタイミングで残りの制御について前記単独制御から前記協調制御に切り替える請求項１２に記載のモータ制御装置。
【請求項１４】
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である自マイコンが動作を継続中に、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他方である他マイコンとの同期が行えなくなったとき、前記自マイコン及び前記他マイコンによる協調制御から前記自マイコンのみでの単独制御に切り替え、
その後、前記他マイコンとの同期が行えるようになったとき、前記同期信号の周期と等倍の周期の前記特定周期処理で実行される制御についてのみ、前記単独制御から前記協調制御に切り替える請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項１５】
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同期信号線（４８３）をさらに備える請求項１〜１４のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５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１７】
車両の電動パワーステアリング装置に適用され、
請求項１〜１５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。
【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、及び、それを備えるモータ駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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、周期の異なる複数の周期処理を同期して実行する装置が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１に開示された電動駆動装置は、１つのクロック発生器を配置してそのクロック発生器からのクロックを所定の分周器を有する第１のトリガ回路、第２のトリガ回路、第３のトリガ回路に入力し、それぞれの分周器によりクロック発生器からのクロック信号を分周してトリガ信号を作成する。互いに周期の異なる３通りのトリガ信号は、第１のＣＰＵ及び第２のＣＰＵに共通に入力される。各ＣＰＵは、各トリガ信号に基づく３通りの周期処理を行い、制御指令を同期化して出力する。
【０００４】
第３のトリガ回路からの最も速いトリガ信号の周期（例えば５０μｓ）は、ＰＷＭ信号のキャリア周期を示している。第２のトリガ回路からの２番目に速い周期（例えば２００μｓ）のトリガ信号に基づいて、電流検出情報及び回転位置情報が記憶される。第１のトリガ回路からの最も遅い周期（例えば１ｍｓ）のトリガ信号に基づいて、トルク情報が記憶される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２０１６／１３５８４０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の装置では、同期が必要な複数の周期処理毎にトリガ回路が設けられており、各トリガ回路でクロック信号、すなわち同期信号を用いてトリガ信号を作成する。したがって、同期が必要な周期処理の種類が増えるほどトリガ回路を増やす必要があり、同期信号の数も増やす必要がある。また特許文献１には、複数のマイコンが協調制御する通常動作中の同期について記載されているのみであり、一方のマイコンが動作を継続中に他方のマイコンが一時停止しリセットされた後の同期については何ら言及されていない。
【０００７】
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、同期が必要な複数の周期処理を実行する複数のマイコンにおいて、同期信号の数を低減するモータ制御装置、及び、そのモータ制御装置を備えるモータ駆動システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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、同期信号の周期に対し互いに異なる自然数倍の周期で実行される複数の処理であって、互いの同期が必要な「複数の特定周期処理」を実行する。複数の特定周期処理のタイミングは、一つの同期信号に基づいて決定される。本発明では同期信号は一つで足りるため、従来技術に比べ同期信号の数を低減することができる。
【００１３】
ここで、同期信号送信側マイコン及び同期信号受信側マイコンにおいて複数の特定周期処理が同期して実行されている状態を「特定同期状態」と定義し、特定同期状態以外の状態を「特定非同期状態」と定義する。特定非同期状態は、例えば、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が動作を継続中に他方が一時停止した場合や、通常動作中に同期信号異常により同期が崩れた場合に生じ得る。
【００１４】
少なくとも特定非同期状態から特定同期状態に移行するとき、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は、他方に対し、複数の特定周期処理による制御開始可能なタイミングを知らせる「制御開始用通知」を、各特定周期処理の周期の最小公倍数に相当する共通周期のＮ逓倍（Ｎ≧１）の周期で送信する。
【００１５】
同期信号周期と等倍の周期処理については、どのタイミングで同期信号が通信されても、複数のマイコンは同期して周期処理を開始することができる。しかし、例えば同期信号周期の２倍周期の特定周期処理と、同期信号周期の５倍周期の特定周期処理とが実行される場合、同期信号のみでは、両方の特定周期処理を同期して開始することができない。
【００１６】
そこで、各特定周期処理の周期の最小公倍数に相当する共通周期のＮ逓倍（Ｎ≧１）の周期で送信される制御開始用通知に基づいて、各マイコンは、複数の特定周期処理を同期して開始することが可能となる。したがって、この構成のモータ制御装置は、一方のマイコンの動作継続中に他方のマイコンが一時停止した後のリセット時や、同期信号異常発生後のリカバリー時に、複数の特定周期処理を適切に同期させることができる。
【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実施形態によるＥＣＵ（モータ制御装置）の構成図。
【図８】２種類の周期処理を行う第２マイコンの内部動作を示すタイムチャート。
【図９】制御開始用通知を用いない比較例による、第２マイコンのリセット後の周期処理タイミングを示すタイムチャート。
【図１０】第１実施形態による第２マイコンのリセット後の周期処理タイミングを示すタイムチャート。
【図１１】マイコンリセット時の制御切替処理を示すフローチャート。
【図１２】第２実施形態による制御周期同期構成図。
【図１３】第２実施形態における第２マイコンのリセット後の各周期処理のタイミングを示すタイムチャート。
【図１４】第２実施形態における第１マイコンのリセット後の各周期処理のタイミングを示すタイムチャート。
【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２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、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。
【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。
【００４７】
（第１実施形態）
第１実施形態について、図７〜図１１を参照して説明する。図７に示すように、ＥＣＵ１０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、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。
【００４８】
本明細書では、マイコンによる制御について、複数のマイコン４０１、４０２が同期して実行する制御を「協調制御」という。複数のマイコン４０１、４０２は、協調制御により二系統でモータ８０を駆動する。また、一方のマイコンが動作継続中に他方のマイコンとの同期が行えなくなったとき、主に自マイコンで得られる情報だけを使って行う制御、言い換えれば、他マイコンから得る情報を限定した制御を「単独制御」という。典型的には、他方のマイコンが動作を停止し、一方のマイコンのみが動作している状態で行う制御がこれに該当する。この場合、一方のマイコンは、一系統でモータ８０を駆動する。その他、「単独制御」には、各マイコン４０１、４０２が非同期状態で個別に動作する制御も含まれる。
【００４９】
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。マイコン４０１、４０２は、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。
【００５０】
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。
【００５１】
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４８３で接続されている。同期信号線４８３は一つに限らず、複数設けられてもよい。
【００５２】
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、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。
【００５３】
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、同期開始実施部４３１、４３２、駆動タイミング生成部４４１、４４２、駆動信号生成部４５１、４５２、制御演算部４６１、４６２、及び、通信部４７１、４７２を有する。同期開始実施部４３１、４３２は、駆動タイミング生成部４４１、４４２の動作を起動させる。
【００５４】
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及び制御演算部４６１、４６２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。
【００５５】
制御演算部４６１、４６２は、駆動タイミング生成部４４１、４４２からのタイミング指示に基づき、複数の周期処理による制御演算を行い、駆動信号生成部４５１、４５２に指令する。通信部４７１、４７２は、両マイコン４０１、４０２間で後述する制御開始用通知を、例えば信号線４８４を介して通信する。また、通信部４７１、４７２は、制御演算部４６１、４６２との間で相互にデータを参照する。後述の第２実施形態では、一点鎖線で示すように、通信部４７１、４７２間で通信される通信クロック信号が同期開始実施部４３１、４３２に取得される。
【００５６】
また、第１マイコン４０１は同期信号生成部４１１を有する。本実施形態では、第１マイコン４０１は「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。
【００５７】
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４８３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が受信した同期信号は、同期判定部４２２及び同期開始実施部４３２に取得される。
【００５８】
第２マイコン４０２は同期判定部４２２を有する。同期判定部４２２は、現在、同期信号が正常に受信されており、両マイコン４０１、４０２での同期が必要な周期処理が同期しているか否かを判定する。後述の用語を用いて表現すると、同期判定部４２２は、現在、「複数の特定周期処理」が同期して実行されている「特定同期状態」であるか否かを判定する。同期判定部４２２は、第２マイコン４０２の同期開始実施部４３２により起動され、判定した同期状態を通信部４７２に通知する。また、同期判定部４２２の判定結果に基づき、駆動タイミング生成部４４２の駆動タイミングが補正される。
【００５９】
ここで、上述の制御演算部４６１、４６２の複数の周期処理の周期は、同期信号の周期の自然数倍に設定されている。例えば同期信号の周期が２００μｓである場合、複数の周期処理の周期は、２００μｓの等倍の２００μｓ、２倍の４００μｓ周期、５倍の１ｍｓ周期等に設定される。マイコン４０１、４０２間で、これら複数の周期処理のタイミングは、同期信号に基づいて同期される。
【００６０】
従来技術として、特許文献１（ＷＯ２０１６／１３５８４０）には、複数のトリガ回路により、互いに周期の異なる複数のトリガ信号を作成し、トリガ信号に基づき制御指令を同期化する装置が開示されている。しかし特許文献１の装置では、同期が必要な周期処理の種類が増えるほどトリガ回路を増やす必要があり、同期信号の数も増やす必要がある。そこで本実施形態では、同期が必要な複数の周期処理を実行する複数のマイコンにおいて、同期信号の数を低減することを目的とする。
【００６１】
図８に、２種類の周期処理を行う場合の第２マイコン４０２の内部動作を示す。第１マイコン４０１から第２マイコン４０２へ、２００μｓ周期の同期信号がパルス信号として送信される。この例では、同期パルス信号の立ち下がりエッジのタイミングがトリガとして用いられる。以下、「第２マイコン４０２が受信した同期信号パルスの立ち下がりエッジのタイミング」を「同期信号の受信タイミング」という。
【００６２】
第２マイコン４０２には、同期信号周期と等倍の２００μｓ周期、及び、同期信号周期の２倍の４００μｓ周期の周期用タイマが動作している。同期信号の受信タイミングを順にｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４・・・とすると、２００μｓ周期用タイマは、同期信号の受信タイミング毎、すなわち、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４・・・にリセットされる。４００μｓ周期用タイマは、同期信号の受信タイミングの２回に１回、すなわち、ｔ２、ｔ４にリセットされる。２００μｓ周期のタイミングは、２００μｓ周期用タイマと所定の基準値とのコンペアマッチにより決定される。４００μｓ周期のタイミングは、４００μｓ周期用タイマと所定の基準値とのコンペアマッチにより決定される。
【００６３】
このように複数の周期処理は、同期信号の周期に対し、互いに異なる自然数倍の周期で実行される。ｎ、ｍを互いに異なる自然数（ｎ≠ｍ）とすると、この例では、２００μｓ周期処理がｎ＝１、４００μｓ周期処理がｍ＝２に相当する。また、複数の周期処理のうち、特にマイコン４０１、４０２間で同期が必要とされる周期処理を「特定周期処理」という。周期処理であっても同期が必要でない処理については、特定周期処理に含まない。
【００６４】
第１マイコン４０１は、自マイコンが生成する同期信号に基づいて特定周期処理の周期タイミングを決定し、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に基づいて特定周期処理の周期タイミングに基づいて特定周期処理の周期タイミングを決定する。したがって、両マイコン４０１、４０２の特定周期処理は同期して実行される。このように本実施形態では、一つの同期信号に基づいて、複数の特定周期処理のタイミングが決定される。
【００６５】
同期信号の周期が２００μｓであり、２００μｓ、４００μｓ、１ｍｓの３種類の周期処理を行う場合、２００μｓ周期処理は同期信号１回につき１回同期を行い、４００μｓ周期処理は同期信号２回につき１回同期を行い、１ｍｓ周期処理は同期信号５回につき１回同期を行うこととなる。
【００６６】
ここで、両マイコン４０１、４０２が同時に起動した後、いずれも一時停止することなく動作を継続し、且つ、第１マイコン４０１から第２マイコン４０２に同期信号が正常に送信されている動作状態を「通常動作」という。そして、通常動作中にマイコン４０１、４０２において複数の特定周期処理が同期して実行されている状態を「特定同期状態」という。なお、特定周期処理以外の周期処理は同期しなくてもよい。
【００６７】
ところで、一方のマイコンが動作を継続中に他方のマイコンが動作を一時停止した場合や、同期信号の生成や通信に異常が生じた場合、特定周期処理の同期が成立しなくなる。このような特定同期状態以外の状態を「特定非同期状態」という。すなわち、特定非同期状態には、両マイコン４０１、４０２が非同期で特定周期処理を実行する場合と、一方のマイコンのみが特定周期処理を実行する場合とが含まれる。
【００６８】
そして、一時停止したマイコンがリセットされたとき、又は、一時的な同期信号異常が回復したとき、複数の特定周期処理が再同期でき、特定非同期状態から再び特定同期状態に移行することが求められる。本実施形態ではその課題解決の手段として、複数の特定周期処理による制御開始可能なタイミングを知らせる制御開始用通知の通信を行う。つまり、制御開始用通知により、特定非同期状態から特定同期状態への移行タイミングが通知される。
【００６９】
図９に、制御開始用通知を用いない比較例による、第２マイコン４０２のリセット後の周期処理タイミングを示す。時刻ｔｑ以前、第２マイコン４０２の２００μｓ周期処理及び４００μｓ周期処理のタイミングは、同期信号の受信タイミングｔ１−ｔ４に基づいて決定され、いずれの周期処理も第１マイコンの周期処理と同期している。時刻ｔｑから時刻ｔｒまで、第１マイコン４０１の動作継続中に第２マイコン４０２は一時動作を停止する。第２マイコン４０２がリセットされた時刻ｔｒの後、最初の同期信号パルスのタイミングｔ１０に基づいて、２００μｓ周期処理及び４００μｓ周期処理のタイミングが決定される。
【００７０】
第２マイコン４０２のリセット後、同期信号の周期と同じ２００μｓ周期処理については、第１マイコン４０１及び第２マイコン４０２の周期タイミングは常に同期する。しかし、同期信号の２倍周期の４００μｓ周期処理については、停止前後で同期信号に対する相対的なタイミングは変化しないが、リセット後、第１マイコン４０１の４００μｓ周期タイミングと第２マイコン４０２の４００μｓ周期タイミングとがずれる。なお、図９において、４００μｓ周期処理はクロスハッチングで図示される。
【００７１】
図１０に、第１実施形態による第２マイコン４０２のリセット後の周期処理タイミングを示す。第１実施形態では、斜線ハッチングで示すように、再同期に備え制御開始用通知のマイコン間通信を行う。制御開始用通知は、２００μｓと４００μｓとの最小公倍数である４００μｓ周期のＮ逓倍（Ｎ≧１）倍の周期で通信される。すなわち、制御開始用通知は、図１０に示す４００μｓ以外に８００μｓ、１２００μｓ等、（４００×Ｎ）μｓの周期で通信されてもよい。
【００７２】
また、この例での４００μｓに相当する、複数の特定周期処理の周期の最小公倍数の周期を「共通周期」という。別の例では、「２００μｓ、１ｍｓ、５ｍｓ、１０ｍｓ、２０ｍｓ、４０ｍｓ、８０ｍｓ」の７種類の周期の特定周期処理がある場合、共通周期は８０ｍｓとなる。また、上記に加え、「３ｍｓ」周期の特定周期処理がある場合、共通周期は２４０ｍｓとなる。なお、この場合、３ｍｓ周期処理の同期が必要でなければ特定周期処理から除外し、共通周期を８０ｍｓとすればよい。
【００７３】
図１０において、第２マイコン４０２が動作停止する時刻ｔｑ以前の各周期処理のタイミングは図９と同様である。第２マイコン４０２がリセットされた時刻ｔｒの後、最初の同期信号の受信タイミングｔ１０は制御開始用通知の前であるため、第２マイコン４０２の周期用タイマは開始されない。そして、時刻ｔｓに第２マイコン４０２が制御開始用通知を受信後、特定周期処理を起動するための周期用タイマが開始される。すると、次の同期信号の受信タイミングｔ１１に基づいて、２００μｓ周期処理及び４００μｓ周期処理のタイミングが決定される。その結果、第２マイコン４０２のリセット後、第２マイコン４０２の４００μｓ周期タイミングは、常に第１マイコン４０１の４００μｓ周期タイミングとずれることなく同期する。
【００７４】
制御開始用通知は、専用の信号線を用いて通信されてもよいし、マイコン間通信を行っている場合はマイコン間通信により通信されてもよい。マイコン間通信用のデータに共通周期のＮ逓倍の周期でクリアされるカウンタ値を設けて制御開始用通知を行ってもよい。
【００７５】
制御開始用通知は、少なくとも特定非同期状態から特定同期状態に移行するときに通信されればよい。つまり、制御開始用通知は、共通周期のＮ逓倍の周期で常時通信されてもよく、他マイコンの一時停止が検出されてから通信が開始されてもよい。他マイコンの一時停止の検出方法として、例えば相手マイコンからのマイコン間通信データが正しく得られなくなったことを検出する方法が挙げられる。その他の検出方法が用いられてもよい。なお、他マイコンの停止中には同期信号の通信は必要ないため、制御開始用通知の通信に通信容量が使用されても制御性に影響を与えない。
【００７６】
また、同期判定部４２２により、現在、特定非同期状態であると判定されたときにのみマイコン間通信で制御開始用通知を通信してもよい。この構成において、特定同期状態では同期信号のみの通信が行われるため、制御開始用通知による通信容量の増加を抑制することができる。
【００７７】
以上のように、本実施形態のＥＣＵ１０は、一つの同期信号に基づいて両マイコン４０１、４０２の複数の特定周期処理のタイミングが決定されるため、特許文献１の従来技術に比べ同期信号の数を低減することができる。また、本実施形態のＥＣＵ１０は、複数の特定周期処理の最小公倍数に相当する共通周期のＮ逓倍の周期で制御開始用通知を通信する。これにより、ＥＣＵ１０は、一方のマイコンの動作継続中に他方のマイコンが一時停止した後のリセット時や、同期信号異常発生後のリカバリー時に、複数の特定周期処理を適切に同期させることができる。
【００７８】
次に、図１１のフローチャートを参照し、マイコンリセット時の制御切替処理について説明する。以下のフローチャートの説明で、記号「Ｓ」はステップを意味する。ここで、例えば第１マイコン４０１を自マイコンとし、第２マイコン４０２を他マイコンとする。Ｓ１の初期状態では、自マイコン及び他マイコンは、協調制御により二系統でモータ８０を駆動している。このとき、複数の特定周期処理が同期して実行されている特定同期状態である。
【００７９】
その後、自マイコンは動作を継続する。一方、他マイコンが動作を停止すると、Ｓ２でＹＥＳと判定され、Ｓ３に移行する。Ｓ３でＥＣＵ１０は、協調制御から、自マイコンのみでの単独制御に切り替え、一系統でモータ８０を駆動する。このとき、複数の特定周期処理は同期して実行されていないため、特定非同期状態である。続いて他マイコンがリセットされると、Ｓ４で自マイコンは、他マイコンへ制御開始用通知を送信する。
【００８０】
自マイコンと他マイコンとの間で複数の特定周期処理が再同期し、特定非同期状態から特定同期状態に移行すると、Ｓ５でＹＥＳと判定され、Ｓ６に移行する。Ｓ６でＥＣＵ１０は、一部の制御について単独制御から協調制御に切り替える。その後、所定のタイミングに至ると、Ｓ７でＹＥＳと判定され、Ｓ８に移行する。Ｓ８でＥＣＵ１０は、残りの制御について単独制御から協調制御に切り替える。
【００８１】
具体的には、リセット後の再同期によってＳ５でＹＥＳと判定されたとき、例えばマイコン間通信を用いるダイアグ情報の通信等のみが協調制御に戻される。一方、それ以外の制御については特定周期処理の同期のみがなされ、制御内容自体は単独制御のまま、協調制御に戻されない。例えばハンドル作動に影響するアシスト制御を協調制御に戻さないことにより、ハンドルショックの発生を回避することができる。
【００８２】
Ｓ７の「所定のタイミング」には、例えばイグニションスイッチをオフ後に再投入したときが該当する。また、非操舵時に、両マイコンが停止されてから再起動されてもよい。このとき、アシスト制御を含め、複数の特定周期処理で実行される全ての制御が協調制御で実行される。
【００８３】
（第２実施形態）
次に第２実施形態について、図１２〜図１４を参照して説明する。図１２に制御周期の同期構成を示す。同期信号は、タイミング同期の同期マスタである第１マイコン４０１のＯｕｔ端子から、タイミング同期の同期スレーブである第２マイコン４０２のＩｎ端子に送信される。また、第２マイコン４０２はマイコン間通信の通信マスタとして機能し、第１マイコン４０１はマイコン間通信の通信スレーブとして機能する。
【００８４】
「通信データ１→２」は、第１マイコン４０１のＴｘ端子から第２マイコン４０２のＲｘ端子に送信され、「通信データ２→１」は、第２マイコン４０２のＴｘ端子から第１マイコン４０１のＲｘ端子に送信される。さらに、第２マイコン４０２のＣＬＫＯＵＴ端子から第１マイコン４０１のＣＬＫＩＮ端子に、制御開始用通知のタイミングの基準となる通信クロックが送信される。
【００８５】
マイコン間通信を用いる構成では、通信マスタである第２マイコン４０２がリセットした場合、通信スレーブである第１マイコン４０１は、共通周期のＮ逓倍の周期毎に、制御開始用通知に対応する「通知情報」をマイコン間通信バッファに格納する。そして、第１マイコン４０１は、第２マイコン４０２からの通知を待つ。この場合、同期タイミングを認識する手段としてマイコン間通信だけでは不十分である。そのため、通信スレーブである第１マイコン４０１から通信マスタである第２マイコン４０２への通知手段として、以下の情報を併用して同期を実現する。
【００８６】
まず、マイコン間通信とは別に、同期タイミング通知用の同期信号を用いて詳細なタイミングを通知する。その上で、マイコン間通信を用いて特定周期処理の同期タイミングを通知する。この通知情報は、同期信号と同じ周期で更新される。例えば同期信号の通知がパルス立ち上がりエッジのタイミングである場合、今回の立ち上がりエッジから次の立ち上がりエッジまでの間に更新される。また、同期信号の通知がパルス立ち上がり及び立ち下がりエッジのタイミングである場合、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジとの間に更新される。
【００８７】
このような背景に基づき、図１２に示す制御周期の同期構成が提供される。図１３及び図１４に、第２実施形態の構成での動作を示す。第１マイコン４０１及び第２マイコン４０２は、通常動作時、周期的に制御開始用通知用のマイコン間通信、及び同期信号の通信を行う。制御開始用通知、及び、制御開始用通知に対応する通知情報を実線の斜線ハッチングで示す。また、第２マイコン４０２の通信クロックを破線の斜線ハッチングで示す。
【００８８】
図１３において、制御開始用通知の通信タイミングｔｓ（ｏ）の次の同期信号受信タイミングをｔｙ（ｏ）とする。第２マイコン４０２による２００μｓ周期処理、４００μｓ周期処理、及び１ｍｓ周期処理は、それぞれ、同期信号受信タイミングｔｙ（ｏ）を基準として、α、β、γ後に開始される。第２マイコン４０２は、時刻ｔｑに動作停止した後、時刻ｔｒにリセットされる。
【００８９】
第２マイコン４０２は、リセット時刻ｔｒから、次の制御開始用通知の受信タイミングｔｓ（ｒ）までの間、第１マイコン４０１に通信クロックを送信する。このとき、仮に通信クロックの周期が第１マイコン４０１の通知情報更新周期よりも遅いと、第１マイコン４０１の通知情報更新時に通信クロックを取得し損なう可能性がある。したがって、第２マイコン４０２は、第１マイコン４０１が通知情報を更新する周期よりも速い周期で通信クロックを送信することが好ましい。
【００９０】
第２マイコン４０２は、制御開始用通知の受信タイミングｔｓ（ｒ）の後、次の同期信号の受信タイミングｔｙ（ｒ）を基準に、各周期処理用タイマを起動し、複数の特定周期処理を開始する。ただし、第２マイコン４０２が各周期処理用タイマを起動するタイミングが一意に決まればよいため、次回に限らず、次々回以後の同期信号受信タイミングを基準としてもよい。
【００９１】
図１４において、制御開始用通知の通信タイミングｔｓ（ｏ）の次の通信タイミングをｔｓ（ｏ＋１）とする。第１マイコン４０１による２００μｓ周期処理、４００μｓ周期処理、及び１ｍｓ周期処理は、それぞれ、通信タイミングｔｓ（ｏ＋１）を基準として、α、β、γ後に開始される。第１マイコン４０１は、時刻ｔｑに動作停止した後、時刻ｔｒにリセットされる。
【００９２】
第１マイコン４０１は、リセット時刻ｔｒから、次の制御開始用通知の受信タイミングｔｓ（ｒ）までの間、通知を待つ、すなわちポーリングする。そして第１マイコン４０１は、第２マイコン４０２から制御開始用通知を受信したタイミングｔｓ（ｒ）の後、次のマイコン間通信の通信タイミングｔｓ（ｒ＋１）を基準に、各周期処理用タイマを起動し、複数の特定周期処理を開始する。ただし、第１マイコン４０１が各周期処理用タイマを起動するタイミングが一意に決まればよいため、次回に限らず、次々回以後の通信タイミングを基準としてもよい。
【００９３】
（その他の実施形態）
（ａ）上記では、図１１の処理について、一方のマイコンが動作継続中に他方のマイコンが一時動作を停止した後、リセットされた場合を例として説明している。ただし、この処理は、「リセット操作」がされた場合に限らず、何らかの理由でマイコン間の同期が行えなくなった後、動作再開した場合には全て適用可能である。したがって、「他方のマイコンが動作を一時停止したとき」は、「他方のマイコンとの同期が行えなくなったとき」と拡張して読み替えることができる。また、「リセットされたとき」は、「動作を再開したとき」或いは「同期が行えるようになったとき」と読み替えることができる。
【００９４】
（ｂ）上述した通り、本明細書における「単独制御」という用語は、他マイコンから得る情報を限定し、主に自マイコンで得られる情報だけを使って行う制御をいう。つまり、「単独制御」においても自マイコンが他マイコンからの情報を一部使う場合がある。例えば、他マイコンとの同期が取れていないとき、自マイコンは、非同期に得られる他マイコンの情報をＣＡＮなどのＥＣＵ外部ルートで取得して動作してもよい。この場合、各マイコン４０１、４０２が非同期状態で個別に動作し、「単独制御」が行われると解釈する。
【００９５】
（ｃ）上記実施形態に対し、各マイコン４０１、４０２における複数の特定周期処理のタイミングが一つの同期信号に基づいて決定されるのみで、マイコン４０１、４０２は、各特定周期処理の共通周期のＮ逓倍の周期で制御開始用通知を通信しなくてもよい。これにより少なくとも、従来技術に比べ、同期信号の数を低減することができる。
【００９６】
図１１に示すマイコンリセット時処理のＳ６で一部の制御を協調制御に切り替える際、同期信号周期と等倍の２００μｓ周期処理で実行される制御のみを協調制御に切り替えるパターンが考えられる。その場合、他の周期の特定周期処理は同期する必要がないため、マイコン４０１、４０２は、各特定周期処理の共通周期のＮ逓倍の周期で制御開始用通知を通信しなくてもよい。
【００９７】
（ｄ）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。
【００９８】
（ｅ）発明のモータ制御装置は、三つ以上のマイコンを備えてもよい。例えば一つの同期信号送信側マイコンから複数の同期信号受信側マイコンにそれぞれ同期信号を送信する構成であってもよい。或いは、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、連鎖型の構成としてもよい。
【００９９】
三つ以上のマイコンを備える構成においても上記実施形態と同様に、複数の特定周期処理のタイミングを一つの同期信号に基づいて決定することができる。また、複数の特定周期処理の最小公倍数に相当する共通周期のＮ逓倍の周期で制御開始用通知を通信することで、一方のマイコンの動作継続中に他方のマイコンが一時停止した後のリセット時や、同期信号異常発生後のリカバリー時に、複数の特定周期処理を適切に同期させることができる。
【０１００】
（ｆ）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。
【０１０１】
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、そ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】
【０１０２】
１０  ・・・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、
４４１、４４２・・・駆動タイミング生成部、
４５１、４５２・・・駆動信号生成部、
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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