CN111682831A - 用于电机的控制器 - Google Patents

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CN111682831A CN202010152867.4A CN202010152867A CN111682831A CN 111682831 A CN111682831 A CN 111682831A CN 202010152867 A CN202010152867 A CN 202010152867A CN 111682831 A CN111682831 A CN 111682831A
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Abstract

一种用于电机(10)的控制器(20),包括被配置成彼此通信的第一处理电路(301)和第二处理电路(302)。第一处理电路(301)被配置成执行第一操作量计算处理、操作处理和输出处理。第一操作量计算处理是计算第一操作量的处理。输出处理是将第一操作量输出至第二处理电路(302)的处理。第二处理电路(302)被配置成执行第二操作量计算处理、第一使用操作处理、第二使用操作处理和消除处理。

Description

用于电机的控制器
技术领域
本发明涉及一种控制器,该控制器被配置成控制使转向轮转向并且包括彼此绝缘的第一定子线圈和第二定子线圈的电机。用于电机的控制器被配置成操作连接至第一定子线圈的第一驱动电路以及连接至第二定子线圈的第二驱动电路。
背景技术
例如,日本未经审查的专利申请公布第2018-24335号描述了一种使转向轮转向并且包括两个彼此独立的定子线圈的电机。该文献描述了一种包括用于各个定子线圈的各个微计算机的冗余控制器,作为操作连接至定子线圈的驱动电路的电机控制器。成对的微计算机中每一个通过基于来自每个旋转角度传感器的检测值计算电机的dq轴电流来控制dq轴电流。该文献还描述了第二微计算机使用第一微计算机的电流命令值。
发明内容
发明人对冗余控制器进行了研究:每个转向轮的转向角度由旋转角度传感器进行检测,并且将检测值反馈至目标值。在这种情况下,由于来自旋转角度传感器的检测值之间的差异,转向角度的可控制性可能降低。
本发明的一方面涉及一种用于电机的控制器。电机被配置成使转向轮转向,并且电机包括彼此绝缘的第一定子线圈和第二定子线圈。控制器被配置成操作连接至第一定子线圈的第一驱动电路以及连接至第二定子线圈的第二驱动电路。控制器包括被配置成彼此通信的第一处理电路和第二处理电路。第一处理电路被配置成执行第一操作量计算处理、操作处理和输出处理。第一操作量计算处理是计算第一操作量使得基于来自第一角度传感器的检测值的可换算角度被反馈至目标角度的处理。可换算角度是能够换算为转向轮的转向角度的角度。操作处理是基于第一操作量来操作第一驱动电路的处理。输出处理是将第一操作量输出至第二处理电路的处理。第二处理电路被配置成执行第二操作量计算处理、第一使用操作处理、第二使用操作处理和消除处理。第二操作量计算处理是计算第二操作量使得基于来自第二角度传感器的检测值的可换算角度被反馈至目标角度的处理。第二操作量计算处理包括以下处理:基于取决于可换算角度与目标角度之间的差异的积分元素的输出来计算第二操作量。第一使用操作处理是基于第一操作量来操作第二驱动电路的处理。第二使用操作处理是基于第二操作量来操作第二驱动电路的处理。消除处理是以下处理:随着从第一使用操作处理切换为第二使用操作处理,从所述第二操作量中消除所述切换之前所述积分元素的影响。
在以上描述的配置中,第二处理电路基于第一使用操作处理中的第一操作量来操作第二驱动电路。因此,第一驱动电路和第二驱动电路两者均以用于将基于来自第一角度传感器的检测值的可换算角度反馈至目标角度的操作量进行操作。因此,即使来自第一角度传感器的检测值与来自第二角度传感器的检测值之间出现差异,也可以抑制转向角度的可控制性的降低。
如果在第二操作量计算处理中连续更新取决于目标角度与基于来自第二角度传感器的检测值的可换算角度之间的差异的积分元素的输出值,则在第一使用操作处理中积分元素的输出值的绝对值由于来自第一角度传感器的检测值与来自第二角度传感器的检测值之间的差异可能是过大的值。当第一使用操作处理被切换为第二使用操作处理时,电机的转矩可能由于第二操作量的绝对值是过大的值而突然改变。在以上描述的配置中,当第一使用操作处理被切换为第二使用操作处理时,消除在所述切换之前的积分元素的影响。因此,可以抑制随着切换为第二使用操作处理电机的转矩的突然变化。
在以上描述的控制器中,消除处理可以包括以下处理:当执行第一使用操作处理时,停止第二操作量计算处理中的积分元素。在以上描述的配置中,当第二操作量不用于操作第二驱动电路时,停止第二操作量计算处理中的积分元素。因此,可以减少在积分元素中保持的值的绝对值是过大的值的情况的发生。
在以上描述的控制器中,第二操作量计算处理可以包括以下处理:当执行第一使用操作处理时,与积分元素无关地来计算第二操作量。第二处理电路可以被配置成当第一操作量与第二操作量之间的差异的绝对值等于或大于定义值时,执行将第一使用操作处理切换为第二使用操作处理的处理。第二操作量计算处理可以包括以下处理:当基于第一操作量与第二操作量之间的差异的绝对值等于或大于定义值的事实执行第二使用操作处理时,与积分元素无关地来计算第二操作量。
在以上描述的配置中,即使执行了第一使用操作处理,也计算第二操作量。因此,可以基于第一操作量与第二操作量之间的比较来评估使用第一操作量的控制的适当性。在以上描述的配置中,当确定适当性低时,执行第二使用操作处理。在这种情况下,与积分元素无关地来计算第二操作量。因此,即使在来自第一角度传感器的检测值与来自第二角度传感器的检测值之间出现差异,也可以避免用于通过使用积分元素来减小目标角度与基于来自第一角度传感器的检测值的可换算角度之间的稳态偏差的控制与用于通过使用积分元素来减小目标角度与基于来自第二角度传感器的检测值的可换算角度之间的稳态偏差的控制之间的干扰。
在以上描述的控制器中,第二处理电路可以被配置成当第一处理电路与第二处理电路之间的通信发生异常时,执行将第一使用操作处理切换为第二使用操作处理的处理。第二操作量计算处理可以包括以下处理:当基于通信发生异常而执行第二使用操作处理时,与积分元素无关地来计算第二操作量。
在以上描述的配置中,如果由于通信异常而不能获取第一操作量,则第二处理电路执行第二使用操作处理。因此,即使不能获取第一操作量,也可以操作第二驱动电路。此外,与积分元素无关地来计算第二操作量。因此,即使来自第一角度传感器的检测值与来自第二角度传感器的检测值之间出现差异,也可以避免用于通过使用积分元素来减小目标角度与基于来自第一角度传感器的检测值的可换算角度之间的稳态偏差的控制与用于通过使用积分元素来减小目标角度与基于来自第二角度传感器的检测值的可换算角度之间的稳态偏差的控制之间的干扰。
在以上描述的控制器中,第一处理电路和第二处理电路可以被配置成与外部设备通信,该外部设备被配置成从控制器的外部向控制器输出目标角度。第二操作量计算处理可以包括以下处理:当外部设备给出使用积分元素的指令时,基于积分元素计算第二操作量。
在以上描述的配置中,当外部设备给出使用积分元素的指令时,基于积分元素计算第二操作量。因此,可以减小目标角度与基于第二角度传感器的可换算角度之间的稳态偏差。特别地,响应于来自外部设备的指令使用积分元素。因此,可以解决第一处理电路的异常,使得当外部设备检测到第一处理电路的异常时,外部设备给出指令。
在以上描述的控制器中,第一处理电路可以被配置成在第一处理电路与第二处理电路之间的通信发生异常的情况下当第一处理电路发生异常时执行通知处理。通知处理可以是经由外部设备向第二处理电路通知发生了异常的处理。第二操作量计算处理可以包括以下处理:当外部设备基于通知处理给出使用积分元素的指令时,基于积分元素计算第二操作量。
在以上描述的配置中,在第一处理电路与第二处理电路之间的通信发生异常的情况下当第一处理电路发生异常时,第一处理电路通过通知处理向外部设备通知发生异常,并且外部设备基于通知处理指示第二处理电路使用积分元素。因此,在第一处理电路和第二处理电路之间的通信发生异常的情况下当第一处理电路中发生异常时,可以减小目标角度与基于第二角度传感器的可换算角度之间的稳态偏差。
在以上描述的控制器中,第二处理电路可以被配置成当发生异常使得第一处理电路停止操作第一驱动电路时执行切换处理。切换处理可以是将第一使用操作处理切换为第二使用操作处理的处理。第二操作量计算处理可以包括以下处理:当基于发生异常使得第一处理电路停止操作第一驱动电路而执行第二使用操作处理时,通过使用积分元素来计算第二操作量。
如果第一处理电路停止操作第一驱动电路,则第一操作量不被反映在对电机的控制中。当与积分元素无关地来计算第二操作量时,难以减小可换算角度与目标角度之间的稳态偏差。在以上描述的配置中,如果第一处理电路停止操作第一驱动电路,则基于积分元素来计算第二操作量。因此,可以减小目标角度与基于第二角度传感器的可换算角度之间的稳态偏差。
在以上描述的控制器中,第二操作量计算处理可以包括以下处理:除了用于将可换算角度反馈至目标角度的操作量之外,还基于用于将可换算角度前馈至目标角度的操作量来计算第二操作量。
在以上描述的配置中,基于用于前馈控制的操作量来计算第二操作量。因此,积分元素的输出使用前馈操作量来补偿控制中的偏差。因此,与不使用前馈操作量的情况相比,即使与积分元素无关地来计算第二操作量,也可以减小可换算角度与目标角度之间的偏差。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义,在附图中,相似的附图标记表示相似的元素,并且在附图中:
图1是示出根据一个实施方式的控制器和电机的图;
图2是示出要由根据实施方式的控制器执行的处理的一部分的图;以及
图3是示出要由控制器执行的处理的过程的流程图。
具体实施方式
下面参照附图描述根据一个实施方式的用于电机的控制器。图1中所示的电机10是用于转向操作致动器的动力源,该转向操作致动器被配置成使转向轮转向。在本实施方式中,表面式永磁同步电机(surface permanent magnet synchronous motor,SPMSM)被例示为电机10。电机10包括一个转子12以及作为一对定子线圈的第一定子线圈141和第二定子线圈142。控制器20控制电机10,并且控制作为电机10的控制量的转矩。控制器20包括第一***电路和第二***电路,第一***电路和第二***电路是与第一定子线圈141和第二定子线圈142对应的不同的电路。
具体地,控制器20包括作为第一***电路的以下部件。也就是说,控制器20包括第一逆变器221和第一微计算机301。第一逆变器221连接至第一定子线圈141。第一微计算机301通过向第一逆变器221输出操作信号MS1来控制流过第一定子线圈141的电流。控制器20包括作为第二***电路的以下部件。也就是说,控制器20包括第二逆变器222和第二微计算机302。第二逆变器222连接至第二定子线圈142。第二微计算机302通过向第二逆变器222输出操作信号MS2来控制流过第二定子线圈142的电流。第一微计算机301和第二微计算机302可经由通信线路42通信。
当总体描述第一***和第二***时,在下文中使用可以取值“1”或“2”的字母“k”来描述例如“第k逆变器22k连接至第k定子线圈14k”。
第k微计算机30k获取由第k角度传感器40k检测到的转子12的旋转角度θm(k)、以及流过第k定子线圈14k的三相电流iu(k)、iv(k)和iw(k)。例如,可以将电流iu(k)、iv(k)和iw(k)检测为连接至第k逆变器22k的分支(legs)的分流电阻器的电压降。
第k微计算机30k包括可经由局域网38k通信的中央处理单元(CPU)32k、只读存储器(ROM)34k和***电路36k。***电路36k包括电源电路、复位电路和被配置成基于外部时钟信号生成用于限定内部操作的时钟信号的电路。
控制器20可经由通信线路54与外部的较高级别电子控制单元(ECU)50通信。从较高级别ECU 50输出的目标角度θp*被输入至第一微计算机301和第二微计算机302。目标角度θp*是能够换算为每个转向轮的转向角度(轮胎转向角度)的可换算角度(convertibleangle)的目标值。在本实施方式中,目标角度θp*是转向轴的旋转角度的目标值。电池52的端子电压被施加到较高级别ECU 50、第k微计算机30k和第k逆变器22k中的每一个。具体地,电池52的电压经由继电器24k被施加到第k微计算机30k。在第k逆变器22k与第k定子线圈14k之间设置有继电器26k。
图2示出了要由第一微计算机301和第二微计算机302执行的处理。图2所示的每个处理被实现成使得由CPU 32k执行存储在ROM 34k中的程序。当总体描述要由第一微计算机301和第二微计算机302执行的处理时,使用字母“k”。
积分处理M10k是对旋转角度θm(k)进行积分的处理。转换处理M12k是将积分处理M10k的输出乘以预定系数K以将输出转换为转向轴的旋转角度θp(k)的处理。旋转角度θp(k)在中立位置(neutral position)处为“0”,并且其符号取决于转向是右转还是左转而变化。
反馈操作量计算处理M20k是计算用于将旋转角度θp(k)反馈至目标角度θp*的反馈操作量MFBk的处理。在该实施方式中,反馈操作量MFBk基本上是比例元素(proportionalelement)的输出值、积分元素(integral element)的输出值和微分元素(derivativeelement)的输出值之和。具体地,偏差计算处理M22k是计算旋转角度θp(k)与目标角度θp*之间的差异的处理。比例元素M24k是将该差异乘以比例系数Kp的处理。积分增益乘法处理M26k是将该差异乘以积分增益Ki的处理。积分处理M28k是更新并输出积分增益乘法处理M26k的输出的积分值的处理。积分增益乘法处理M26k和积分处理M28k构成积分元素。微分增益乘法处理M30k是将该差异乘以微分增益Kd的处理。微分处理M32k是计算微分增益乘法处理M30k的输出的微分的处理。微分增益乘法处理M30k和微分处理M32k构成微分元素。加法处理M34k是计算比例元素M24k、积分处理M28k和微分处理M32k的输出值之和并将该和作为反馈操作量MFBk输出的处理。
前馈操作量计算处理M40k是计算用于控制以实现目标角度θp*的前馈操作量MFFk的处理。具体地,前馈操作量计算处理M40k是与目标角度θp*的绝对值小的情况相比在目标角度θp*的绝对值大的情况下增大前馈操作量MFFk的绝对值的处理。例如,该处理可以被实现成使得CPU32k在ROM 34k预先存储具有作为输入变量的目标角度θp*和作为输出变量的前馈操作量MFFk的映射数据的状态下对前馈操作量MFFk进行映射计算。映射数据是示出输入变量的离散值和与输入变量的值对应的输出变量的值的组合的数据。例如,映射计算可以是这样的处理:当输入变量的值与映射数据中输入变量的任何值匹配时,计算结果是映射数据中对应的输出变量的值,并且当不匹配时,计算结果是通过对包括在映射数据中的输出变量的多个值进行插值而获得的值。
加法处理M42k是通过将反馈操作量MFBk和前馈操作量MFFk相加来计算第k操作量MVk的处理。第k操作量MVk是q轴电流命令值。
第一操作信号生成处理M441是以下处理:计算并输出第一逆变器221的操作信号MS1,使得流过第一定子线圈141的q轴电流为第一操作量MV1的“1/2”。
选择处理M50是以下处理:选择性地将作为第一操作量MV1和第二操作量MV2的两个操作量中的一个输出至第二操作信号生成处理M442。
第二操作信号生成处理M442是以下处理:计算并输出第二逆变器222的操作信号MS2,使得流过第二定子线圈142的q轴电流原则上为选择处理M50的输出的“1/2”。
在该实施方式中,图2的处理是基本处理,但是在适当时通过执行图3所示的处理来改变。图3的左侧部分示出了要实现以使得例如在预定时段内由CPU 321重复执行ROM341中存储的程序的处理。图3的右侧部分示出了要实现以使得例如在预定时段内由CPU322重复执行ROM 342中存储的程序的处理。下面假设几种情况来描述图3的处理。
在图3的左侧部分所示的一系列处理中,CPU 321首先确定第一微计算机301与第二微计算机302之间的通信是否正常(S10)。例如,可以经由通信线路42在第一微计算机301与第二微计算机302之间周期性地交换预定数据,并且当不能交换数据时,可以确定发生异常。
当CPU 321确定通信正常时(S10:是),CPU 321确定第一微计算机301是否不能通过操作第一逆变器221来控制流过第一定子线圈141的电流(S12)。例如,当在第一角度传感器401中发生异常时或者当第一定子线圈141或第一逆变器221的温度等于或高于预定义温度时,CPU321确定不能进行控制。例如,当来自第一角度传感器401的输出信号被固定为接地电位或电池52的端子电位时,可以确定在第一角度传感器401中发生异常。例如,可以基于电流iu(1)、iv(1)和iw(1)的历史来确定第一定子线圈141或第一逆变器221的温度是否等于或高于预定义温度。
当CPU 321确定可以控制流过第一定子线圈141的电流时(S12:否),CPU 321经由通信线路42将第一操作量MV1输出至第二微计算机302(S14)。当CPU 321完成S14的处理时,CPU 321暂时终止图3的左侧部分所示的一系列处理。
如在图3的右侧部分中所示,CPU 322确定第一微计算机301是否停止控制流过第一定子线圈141的电流(S30)。当第一微计算机301正在操作时(S30:否),CPU 322确定是否从较高级别ECU 50给出积分处理执行指令(S32)。当没有给出该指令时(S32:否),CPU 322停止积分处理M282(S34)。具体地,积分处理M282中保持的值被固定为初始值“0”。因此,反馈操作量MFB2是比例元素M242的输出值和微分处理M322的输出值之和,第二操作量MV2是反馈操作量MFB2和前馈操作量MFF2之和。
CPU 322确定第一微计算机301与第二微计算机302之间的通信是否正常(S36)。当CPU 322确定通信正常时(S36:是),CPU 322获取通过图3的左侧部分中的处理S14输出的第一操作量MV1(S38)。CPU322确定第一操作量MV1与第二操作量MV2之间的差异的绝对值是否小于定义值Mth(S40)。该处理是确定是否适当地执行了对旋转角度θp(k)的朝向目标角度θp*的控制的处理。也就是说,期望第一操作量MV1与第二操作量MV2之间的差异是反馈操作量MFB1与MFB2之间的差异,并且该差异可以是无限小的。
也就是说,在反馈操作量MFB1与MFB2之间出现差异的第一个原因在于积分处理M282的输出值为“0”。积分处理M281的输出值补偿使用前馈操作量MFF1的控制中的偏差,因此绝对值不是非常大。反馈操作量MFB1与MFB2之间出现差异的第二个原因在于由于由第一角度传感器401检测到的旋转角度θm(1)与由第二角度传感器402检测到的旋转角度θm(2)之间的差异引起的比例元素M241与M242之间的差异以及微分处理M321与M322之间的差异。由于旋转角度θm(1)与θm(2)之间的差异的绝对值无限小,因此比例元素M241与M242之间的差异的绝对值以及微分处理M321与M322之间的差异的绝对值也小。
当CPU 322确定绝对值小于定义值Mth时(S40:是),可以适当地执行控制。因此,在选择处理M50中选择第一操作量MV1(S42)。因此,生成并输出用于操作第二逆变器222的操作信号MS2,使得通过第二操作信号生成处理M442,流过第二定子线圈142的q轴电流为第一操作量MV1的“1/2”。当CPU 322完成S42的处理时,CPU 322暂时终止图3的右侧部分所示的一系列处理。
当如图3的左侧部分所示CPU 321确定S12的处理的结果为“是”时,CPU 321经由通信线路42向第二微计算机302通知第一微计算机301不能执行控制(S16)。CPU 321通过***电路361等将继电器241和261切换为断开状态(S18)。当CPU 321完成S18的处理时,CPU 321暂时终止图3的左侧部分所示的一系列处理。
在这种情况下,如图3的右侧部分所示,CPU 322确定第一微计算机301停止控制流过第一定子线圈141的电流(S30:是),并且执行通过操作积分处理M282基于积分元素(I项(I-item))计算第二操作量MV2的处理(S44)。CPU 322在选择处理M50中选择第二操作量MV2(S46)。在这种情况下,生成并输出用于操作第二逆变器222的操作信号MS2,使得通过第二操作信号生成处理M442,流过第二定子线圈142的q轴电流为第二操作量MV2。由于第一定子线圈141未通电,因此必须将流过第二定子线圈142的q轴电流设置为第二操作量MV2,以将旋转角度θp(2)朝向目标角度θp*进行控制。当CPU 322完成S46的处理时,CPU 322暂时终止图3的右侧部分所示的一系列处理。
在这种情况下,假设执行在图3的左侧部分中的S14的处理。在这种情况下,在图3的右侧部分所示的S40的处理中CPU 322确定结果为“否”,并且进行至S46的处理。因此,生成并输出用于操作第二逆变器222的操作信号MS2,使得通过第二操作信号生成处理M442,流过第二定子线圈142的q轴电流为第二操作量MV2的“1/2”。
当如图3的左侧部分所示CPU 321确定在微计算机之间的通信发生异常时(S10:否),类似于S12的处理,CPU 321确定第一微计算机301是否不能通过操作第一逆变器221对流过第一定子线圈141的电流进行控制(S20)。当CPU 321确定可以进行控制时(S20:否),CPU 321暂时终止图3的左侧部分所示的一系列处理。
在这种情况下,在图3的右侧部分所示的S36的处理中CPU 322确定结果为“否”,并且进行至S46的处理。因此,生成并输出用于操作第二逆变器222的操作信号MS2,使得通过第二操作信号生成处理M442,流过第二定子线圈142的q轴电流为第二操作量MV2的“1/2”。
当图3的左侧部分所示的S20的处理中CPU 321确定结果为“是”时,CPU 321经由通信线路54向较高级别ECU 50通知结果为“是”(S22)。CPU 321进行至步骤S18。
在这种情况下,第一微计算机301异常,并且停止通过控制流过第一定子线圈141的电流来对旋转角度θP(1)的朝向目标角度θP*的控制。因此,较高级别的ECU 50经由通信线路54指示第二微计算机302操作积分元素。
在图3的右侧部分所示的S32的处理中CPU 322确定结果为“是”,并且经由S44的处理进行至S46的处理。因此,生成并输出用于操作第二逆变器222的操作信号MS2,使得通过第二操作信号生成处理M442,流过第二定子线圈142的q轴电流为第二操作量MV2。
描述该实施方式的动作和效果。CPU 321计算用于将旋转角度θp(1)朝向目标角度θp*进行控制的第一操作量MV1,并且操作第一逆变器221,使得流过第一定子线圈141的q轴电流为第一操作量MV1的“1/2”。CPU322操作第二逆变器222,使得流过第二定子线圈142的q轴电流为第一操作量MV1的“1/2”。因此,与在操作积分处理M282时流过第二定子线圈142的q轴电流为第二操作量MV2的情况相比,可以抑制对每个转向轮的转向角度的控制的干扰。在由第一角度传感器401检测到的旋转角度θm(1)与由第二角度传感器402检测到的旋转角度θm(2)之间可能会出现差异。如果出现差异,则由CPU 321执行的积分处理M281的输出值是用于消除旋转角度θp(1)与目标角度θp*之间的稳态偏差的值,并且由CPU 322执行的积分处理M282的输出值是用于消除旋转角度θp(2)与目标角度θp*之间的稳态偏差的值。因此,控制可能会发生干扰。
如果第一微计算机301不能控制第一定子线圈141中的q轴电流,则第一微计算机301停止控制流过第一定子线圈141的电流。在这种情况下,CPU 322执行控制,使得流过第二定子线圈142的q轴电流为第二操作量MV2。在将使用第一操作量MV1的控制切换为使用第二操作量MV2的控制之前,积分处理M282被停止。与不停止积分处理M282的情况相比,可以减小切换时的第一操作量MV1与第二操作量MV2之间的差异的绝对值,并且还可以抑制随着切换的电机10的转矩的变化。也就是说,积分处理M281的输出值是用于消除旋转角度θp(1)与目标角度θp*之间的稳态偏差的值。如果在旋转角度θp(1)与θp(2)之间出现差异,则即使旋转角度θp(1)与目标角度θp*之间的稳态偏差被消除,在旋转角度θp(2)与目标角度θp*之间也会出现稳态偏差。如果第一操作量MV1用于操作第二逆变器222,则积分处理M282的输出值不反映在第二逆变器222的操作中。因此,积分处理M282的输出值的绝对值逐渐地增加到过大的值。
如果控制发生异常,但是第一微计算机301不能识别出异常的原因,则CPU 322基于第一操作量MV1与第二操作量MV2之间的差异的绝对值等于或大于定义值Mth的事实来检测异常。在这种情况下,CPU 322使用第二操作量MV2来操作第二逆变器222。因此,与即使第一操作量MV1发生异常,第一操作量MV1也被用于操作第二逆变器222的情况相比,可以减小第一操作量MV1对朝向目标角度θp*的控制的贡献。在这种情况下,CPU 322在停止积分处理M282的同时计算第二操作量MV2。因此,可以避免由于积分处理M281和M282的输出值是用于消除不同的稳态偏差的值的情况而导致的对控制的干扰。
如果第一微计算机301与第二微计算机302之间的通信发生异常,则CPU 322使用第二操作量MV2来操作第二逆变器222。执行控制,使得第一定子线圈141中的q轴电流是第一操作量MV1的“1/2”,第二定子线圈142中的q轴电流是第二操作量MV2的“1/2”。因此,可以将电机10的转矩设置为适合于朝向目标角度θp*进行控制的值。在这种情况下,CPU 322在停止积分处理M282的同时计算第二操作量MV2。因此,可以避免由于积分处理M281和M282的输出值是用于消除不同的稳态偏差的值的情况而导致的对控制的干扰。
如果在通信异常的情况下第一微计算机301不能控制第一定子线圈141中的电流,则CPU 321通知较高级别ECU 50不能进行控制。当较高级别ECU 50向CPU 322给出积分处理执行指令时,CPU 322使用积分处理M282的输出值来计算第二操作量MV2。CPU 322可以通过执行控制使旋转角度θp跟随目标角度θp*,使得第二定子线圈142中的q轴电流为第二操作量MV2。
在实施方式中描述的主题与“发明内容”中描述的主题之间的对应关系如下。假设变量k为“1”或“2”,第k驱动电路对应于第k逆变器22k,第k处理电路对应于第k微计算机30k,第k操作量计算处理对应于反馈操作量计算处理M20k、前馈操作量计算处理M40k和加法处理M42k。输出处理对应于S14的处理。当执行S42的处理时,第一使用操作处理对应于第二操作信号生成处理M442。当执行S46的处理时,第二使用操作处理对应于第二操作信号生成处理M442。消除处理对应于S34的处理。积分元素对应于积分增益乘法处理M262和积分处理M282,对应于在S40的处理中确定结果为“否”时的处理,并且对应于在S36的处理中确定结果为“否”时的处理。外部设备对应于较高级别ECU 50,并且对应于在S32的处理中确定结果为“是”时的处理。通知处理对应于S22的处理,并且对应于在S30的处理中确定结果为“是”时的处理。
可以以如下来修改实施方式中描述的主题的至少之一。例如,关于来自较高级别ECU的指令,CPU 321可以向较高级别ECU 50输出第一操作量MV1和旋转角度θp(1),CPU 322可以向较高级别ECU 50输出第二操作量MV2和旋转角度θp(2),并且较高级别ECU 50可以确定第一微计算机301和第二微计算机302中的哪一个是正常的。当确定第二微计算机302正常时,较高级别ECU 50可以向第二微计算机302通知第二微计算机302正常,并且CPU 322可以进行至S44的处理。
消除处理不限于当基于第一操作量MV1操作第二逆变器222时停止积分处理M282的处理。例如,消除处理可以是这样的处理:当将用于操作第二逆变器222的操作量从第一操作量MV1切换为第二操作量MV2时,积分处理M282中保持的值被设置为“0”,并且在切换时的第二操作量MV2被设置为通过将积分处理M282中保持的值设置为“0”而计算出的值。
例如,如果积分增益Ki不被设置为关于反馈操作量MFBk是可变的,则积分元素可以是这样的处理:将积分处理M28k的输出值乘以积分增益乘法处理M26k中的积分增益Ki。
反馈操作量MFBk不限于比例元素M24k、积分元素和微分元素的输出值之和。例如,反馈操作量MFBk可以是比例元素和积分元素的两个输出值之和、积分元素和微分元素的两个输出值之和或者是积分元素的输出值。
前馈操作量MFFk本质上不需要仅基于可换算角度(例如目标角度θp*)来计算。例如,前馈操作量MFFk可以被设置为能够取决于车辆速度而变化。例如,可以加上通过将可换算角度的二阶时间导数乘以比例系数而获得的值。
基于前馈操作量MFFk来计算第k操作量MVk不是必需的。
在以上描述的实施方式中,可换算角度是转向轴的角度,但不限于转向轴的角度。例如,可换算角度可以是作为轮胎转向角度的转向角度。
在以上描述的实施方式中,ROM被例示为构成处理电路的程序存储器,但是上文未描述ROM的类型。例如,ROM可以是非可重写存储器或者电可重写非易失性存储器。程序存储器不限于ROM。
处理电路不限于包括存储程序的程序存储器和执行程序的CPU的软件处理电路。例如,处理电路可以是执行预定处理的专用硬件电路,例如专用集成电路(ASIC)。
处理电路不限于软件处理电路和专用硬件电路之一。以上描述的处理的子集可以由软件处理电路执行,并且其余处理可以由专用硬件电路执行。
在以上描述的实施方式中,控制器由包括作为第一***和第二***的两个***的设备来例示,但是不限于该设备。例如,控制器还可以包括第三***。因此,控制器可以包括三个或更多个定子线圈、三个或更多个驱动电路以及三个或更多个处理电路。在这种情况下,期望将一个***设置为主***,而将其余***设置为从属***。
电机不限于SPMSM,并且可以是内部永磁同步电机(IPMSM)。在IPMSM的情况下,期望在第k操作信号生成处理M44k中,第k操作量MVk是转矩命令值,并且将转矩命令值转换成d轴电流命令值和q轴电流命令值。电机不限于同步电机,而可以是感应电机。电机不限于无刷电机,而可以是有刷直流电机。
在以上描述的实施方式中,驱动电路通过三相逆变器来例示,但是不限于三相逆变器。例如,如果将直流电机用作电机,则可以将H桥电路用作驱动电路。
如果将直流电机用作电机,则可以将H桥电路用作驱动电路。
设置继电器261和262或在S18的处理中断开继电器261不是必需的。在S18的处理中,即使断开继电器261,并非必须需要断开继电器241。

Claims (9)

1.一种用于电机(10)的控制器(20),
所述电机(10)被配置成使转向轮转向,并且所述电机(10)包括彼此绝缘的第一定子线圈(141)和第二定子线圈(142),
所述控制器(20)被配置成操作连接至所述第一定子线圈(141)的第一驱动电路(221)以及连接至所述第二定子线圈(142)的第二驱动电路(222),
所述控制器(20)的特征在于包括被配置成彼此通信的第一处理电路(301)和第二处理电路(302),
所述第一处理电路(301)被配置成执行第一操作量计算处理、操作处理和输出处理,
所述第一操作量计算处理是计算第一操作量使得基于来自第一角度传感器的检测值的可换算角度被反馈至目标角度的处理,所述可换算角度是能够换算为所述转向轮的转向角度的角度,
所述操作处理是基于所述第一操作量来操作所述第一驱动电路的处理,
所述输出处理是将所述第一操作量输出至所述第二处理电路(302)的处理,
所述第二处理电路(302)被配置成执行第二操作量计算处理、第一使用操作处理、第二使用操作处理和消除处理,
所述第二操作量计算处理是计算第二操作量使得基于来自第二角度传感器的检测值的可换算角度被反馈至所述目标角度的处理,所述第二操作量计算处理包括以下处理:基于取决于所述可换算角度与所述目标角度之间的差异的积分元素的输出来计算所述第二操作量,
所述第一使用操作处理是基于所述第一操作量来操作所述第二驱动电路(222)的处理,
所述第二使用操作处理是基于所述第二操作量来操作所述第二驱动电路(222)的处理,
所述消除处理是以下处理:随着从所述第一使用操作处理切换为所述第二使用操作处理,从所述第二操作量中消除所述切换之前所述积分元素的影响。
2.根据权利要求1所述的用于电机(10)的控制器(20),其特征在于,所述消除处理包括以下处理:当执行所述第一使用操作处理时,在所述第二操作量计算处理中停止所述积分元素。
3.根据权利要求1或2所述的用于电机(10)的控制器(20),其特征在于:
所述第二操作量计算处理包括以下处理:当执行所述第一使用操作处理时,与所述积分元素无关地来计算所述第二操作量,
所述第二处理电路(302)被配置成:当所述第一操作量与所述第二操作量之间的差异的绝对值等于或大于定义值时,执行将所述第一使用操作处理切换为所述第二使用操作处理的处理,以及
所述第二操作量计算处理包括以下处理:当基于所述第一操作量与所述第二操作量之间的差异的绝对值等于或大于所述定义值的事实执行所述第二使用操作处理时,与所述积分元素无关地来计算所述第二操作量。
4.根据权利要求1或2所述的用于电机(10)的控制器(20),其特征在于:
所述第二处理电路(302)被配置成:当所述第一处理电路(301)与所述第二处理电路(302)之间的通信发生异常时,执行将所述第一使用操作处理切换为所述第二使用操作处理的处理,以及
所述第二操作量计算处理包括以下处理:当基于所述通信发生异常而执行所述第二使用操作处理时,与所述积分元素无关地来计算所述第二操作量。
5.根据权利要求4所述的用于电机(10)的控制器(20),其特征在于:
所述第一处理电路(301)和所述第二处理电路(302)被配置成与外部设备通信,所述外部设备被配置成从所述控制器(20)的外部向所述控制器(20)输出所述目标角度,并且
所述第二操作量计算处理包括以下处理:当所述外部设备给出使用所述积分元素的指令时,基于所述积分元素计算所述第二操作量。
6.根据权利要求5所述的用于电机(10)的控制器(20),其特征在于:
所述第一处理电路(301)被配置成:在所述第一处理电路(301)与所述第二处理电路(302)之间的通信发生异常的情况下,当所述第一处理电路(301)中发生异常时,执行通知处理,
所述通知处理是经由所述外部设备向所述第二处理电路(302)通知发生了所述异常的处理,并且
所述第二操作量计算处理包括以下处理:当所述外部设备基于所述通知处理给出使用所述积分元素的指令时,基于所述积分元素计算所述第二操作量。
7.根据权利要求1或2所述的用于电机(10)的控制器(20),其特征在于:
所述第二处理电路(302)被配置成:当发生异常使得所述第一处理电路(301)停止操作所述第一驱动电路(221)时,执行切换处理,所述切换处理是将所述第一使用操作处理切换为所述第二使用操作处理的处理,以及
所述第二操作量计算处理包括以下处理:当基于发生异常使得所述第一处理电路(301)停止操作所述第一驱动电路(221)而执行所述第二使用操作处理时,通过使用所述积分元素来计算所述第二操作量。
8.根据权利要求3所述的用于电机(10)的控制器(20),其特征在于,所述第二操作量计算处理包括以下处理:除了用于将所述可换算角度反馈至所述目标角度的操作量之外,还基于用于将所述可换算角度前馈至所述目标角度的操作量来计算所述第二操作量。
9.根据权利要求4所述的用于电机(10)的控制器(20),其特征在于,所述第二操作量计算处理包括以下处理:除了用于将所述可换算角度反馈至所述目标角度的操作量之外,还基于用于将所述可换算角度前馈至所述目标角度的操作量来计算所述第二操作量。
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