JP2021035073A - Rotary electric machine control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機制御装置に関する。 The present invention relates to a rotary electric machine control device.
従来、複数の制御部にてモータの駆動を制御する回転電機制御装置が知られている。例えば特許文献１では、２つの制御部が設けられており、１つのマスター制御部にて演算される指令値をスレーブ制御部に送信することで、２系統を協調動作させている。 Conventionally, a rotary electric machine control device that controls the drive of a motor by a plurality of control units has been known. For example, in Patent Document 1, two control units are provided, and two systems are operated in cooperation by transmitting a command value calculated by one master control unit to a slave control unit.
特許文献１では、マイコン間通信異常が生じた場合、独立駆動制御に移行している。ここで、制御部間の通信異常は、制御装置内部の故障の他に、外部電源の故障による制御部未起動時にも起こりうる。そのため、外部電源の故障による制御部の未起動を、制御装置内部の通信異常と誤検出する虞がある。本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、異常状態を適切に監視可能な回転電機制御装置を提供することにある。 In Patent Document 1, when an abnormality in communication between microcomputers occurs, the control shifts to independent drive control. Here, the communication abnormality between the control units may occur not only when the internal control device fails but also when the control unit is not started due to a failure of the external power supply. Therefore, there is a risk that the non-starting of the control unit due to the failure of the external power supply may be erroneously detected as a communication abnormality inside the control device. The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a rotary electric machine control device capable of appropriately monitoring an abnormal state.
本発明の回転電機制御装置は、モータ巻線（１８０、２８０）を有する回転電機（８０）の駆動を制御するものであって、複数のインバータ部（１２０、２２０）と、複数の制御部（１５０、２５０）と、を備える。インバータ部は、モータ巻線の通電を切り替える。制御部は、対応して設けられるインバータ部を制御する駆動制御部（１５１、２５１）、および、異常監視を行う異常監視部（１５５、２５５）を有し、相互に通信可能である。ここで、対応して設けられるインバータ部と制御部との組み合わせを系統とする。 The rotary electric machine control device of the present invention controls the drive of a rotary electric machine (80) having a motor winding (180, 280), and has a plurality of inverter units (120, 220) and a plurality of control units (120, 220). 150, 250) and. The inverter section switches the energization of the motor winding. The control unit has a drive control unit (151, 251) for controlling the corresponding inverter unit and an abnormality monitoring unit (155, 255) for performing abnormality monitoring, and can communicate with each other. Here, the combination of the correspondingly provided inverter unit and control unit is used as the system.
異常監視部は、自系統および他系統の状態を監視している。異常監視部は、自系統の制御部の起動時に他系統の制御部が未起動である場合、異常監視に係る一部の処理を無効にする。これにより、他系統の制御部が未起動である場合であっても、異常状態を適切に監視可能である。 The abnormality monitoring unit monitors the status of its own system and other systems. If the control unit of the other system is not started when the control unit of the own system is started, the abnormality monitoring unit invalidates some processing related to the abnormality monitoring. As a result, even when the control unit of another system is not started, the abnormal state can be appropriately monitored.
以下、本発明による回転電機制御装置を図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, the rotary electric machine control device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Hereinafter, in a plurality of embodiments, substantially the same configuration will be designated by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
（第１実施形態）
第１実施形態を図１〜図１１に示す。図１に示すように、回転電機制御装置としてのＥＣＵ１０は、回転電機であるモータ８０の駆動を制御するものであって、モータ８０とともに、例えば車両のステアリング操作を補助するための操舵装置としての電動パワーステアリング装置８に適用される。
(First Embodiment)
The first embodiment is shown in FIGS. 1 to 11. As shown in FIG. 1, the
図１は、電動パワーステアリング装置８を備えるステアリングシステム９０の構成を示す。ステアリングシステム９０は、操舵部材であるステアリングホイール９１、ステアリングシャフト９２、ピニオンギア９６、ラック軸９７、車輪９８、および、電動パワーステアリング装置８等を備える。
FIG. 1 shows the configuration of a
ステアリングホイール９１は、ステアリングシャフト９２と接続される。ステアリングシャフト９２には、操舵トルクを検出するトルクセンサ９４が設けられる。トルクセンサ９４は、第１センサ部１９４および第２センサ部２９４を有しており、各々自身の故障検出ができるセンサが二重化されている。ステアリングシャフト９２の先端には、ピニオンギア９６が設けられる。ピニオンギア９６は、ラック軸９７に噛み合っている。ラック軸９７の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪９８が連結される。
The
運転者がステアリングホイール９１を回転させると、ステアリングホイール９１に接続されたステアリングシャフト９２が回転する。ステアリングシャフト９２の回転運動は、ピニオンギア９６によってラック軸９７の直線運動に変換される。一対の車輪９８は、ラック軸９７の変位量に応じた角度に操舵される。
When the driver rotates the
電動パワーステアリング装置８は、モータ８０、モータ８０の回転を減速してステアリングシャフト９２に伝える動力伝達部としての減速ギア８９、および、ＥＣＵ１０等を備える。すなわち、本実施形態の電動パワーステアリング装置８は、所謂「コラムアシストタイプ」であり、ステアリングシャフト９２が駆動対象といえる。モータ８０の回転をラック軸９７に伝える所謂「ラックアシストタイプ」等としてもよい。
The electric power steering device 8 includes a
図１〜図４に示すように、モータ８０は、操舵に要するトルクの一部または全部を出力するものであって、電源としてのバッテリ１０１、２０１から電力が供給されることにより駆動され、減速ギア８９を正逆回転させる。モータ８０は、３相ブラシレスモータであって、ロータ８６０およびステータ８４０を有する。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
モータ８０は、第１モータ巻線１８０および第２モータ巻線２８０を有する。モータ巻線１８０、２８０は電気的特性が同等であり、共通のステータ８４０に、互いに電気角３０［ｄｅｇ］ずらしてキャンセル巻きされる。これに応じて、モータ巻線１８０、２８０には、位相φが３０［ｄｅｇ］ずれた相電流が通電されるように制御される。通電位相差を最適化することで、出力トルクが向上する。また、６次のトルクリプルを低減することができ、騒音、振動の低減することができる。また、電流も分散されることで発熱が分散、平準化されるため、各センサの検出値やトルク等、温度依存の系統間誤差を低減可能であるとともに、通電可能な電流量を増やすことができる。なお、モータ巻線１８０、２８０は、キャンセル巻きされていなくてもよく、電気的特性が異なっていてもよい。
The
以下、第１モータ巻線１８０の通電制御に係る第１インバータ部１２０および第１制御部１５０等の組み合わせを第１系統Ｌ１、第２モータ巻線２８０の通電制御に係る第２インバータ部２２０および第２制御部２５０等の組み合わせを第２系統Ｌ２とする。また、第１系統Ｌ１に係る構成を主に１００番台で付番し、第２系統Ｌ２に係る構成を主に２００番台で付番する。また、第１系統Ｌ１および第２系統Ｌ２において、同様または類似の構成には、下２桁が同じとなるように付番する。以下適宜、「第１」を添え字の「１」、「第２」を添え字の「２」として記載する。
Hereinafter, the combination of the
駆動装置４０は、モータ８０の軸方向の一方側にＥＣＵ１０が一体的に設けられており、いわゆる「機電一体型」であるが、モータ８０とＥＣＵ１０とは別途に設けられていてもよい。ＥＣＵ１０は、モータ８０の出力軸とは反対側において、シャフト８７０の軸Ａｘに対して同軸に配置されている。ＥＣＵ１０は、モータ８０の出力軸側に設けられていてもよい。機電一体型とすることで、搭載スペースに制約のある車両において、ＥＣＵ１０とモータ８０とを効率的に配置することができる。
The
モータ８０は、ステータ８４０、ロータ８６０、および、これらを収容するハウジング８３０等を備える。ステータ８４０は、ハウジング８３０に固定されており、モータ巻線１８０、２８０が巻回される。ロータ８６０は、ステータ８４０の径方向内側に設けられ、ステータ８４０に対して相対回転可能に設けられる。
The
シャフト８７０は、ロータ８６０に嵌入され、ロータ８６０と一体に回転する。シャフト８７０は、軸受８３５、８３６により、ハウジング８３０に回転可能に支持される。シャフト８７０のＥＣＵ１０側の端部は、ハウジング８３０からＥＣＵ１０側に突出する。シャフト８７０のＥＣＵ１０側の端部には、マグネット８７５が設けられる。
The
ハウジング８３０は、リアフレームエンド８３７を含む有底筒状のケース８３４、および、ケース８３４の開口側に設けられるフロントフレームエンド８３８を有する。ケース８３４とフロントフレームエンド８３８とは、ボルト等により互いに締結されている。リアフレームエンド８３７には、リード線挿通孔８３９が形成される。リード線挿通孔８３９には、モータ巻線１８０、２８０の各相と接続されるリード線１８５、２８５が挿通される。リード線１８５、２８５は、リード線挿通孔８３９からＥＣＵ１０側に取り出され、基板４７０に接続される。
The
ＥＣＵ１０は、カバー４６０、カバー４６０に固定されているヒートシンク４６５、ヒートシンク４６５に固定されている基板４７０、および、基板４７０に実装される各種の電子部品等を備える。カバー４６０は、外部の衝撃から電子部品を保護したり、ＥＣＵ１０の内部への埃や水等の浸入を防止したりする。カバー４６０は、カバー本体４６１、および、コネクタ部１０３、２０３が一体に形成される。コネクタ部１０３、２０３は、カバー本体４６１と別体であってもよい。コネクタ部１０３、２０３の端子４６３は、図示しない配線等を経由して基板４７０と接続される。コネクタ数および端子数は、信号数等に応じて適宜変更可能である。コネクタ部１０３、２０３は、駆動装置４０の軸方向の端部に設けられ、モータ８０と反対側に開口する。
The
基板４７０は、例えばプリント基板であり、リアフレームエンド８３７と対向して設けられる。基板４７０には、２系統分の電子部品が系統ごとに独立して実装されており、完全冗長構成をなしている。本実施形態では、１枚の基板４７０に電子部品が実装されているが、複数枚の基板に電子部品を実装するようにしてもよい。
The
基板４７０の２つの主面のうち、モータ８０側の面をモータ面４７１、モータ８０と反対側の面をカバー面４７２とする。図３に示すように、モータ面４７１には、インバータ部１２０を構成するスイッチング素子１２１、インバータ部２２０を構成するスイッチング素子２２１、角度センサ１２６、２２６、カスタムＩＣ１３５、２３５等が実装される。角度センサ１２６、２２６は、マグネット８７５の回転に伴う磁界の変化を検出可能なように、マグネット８７５と対向する箇所に実装される。
Of the two main surfaces of the
カバー面４７２には、コンデンサ１２８、２２８、インダクタ１２９、２２９、および、制御部１５０、２５０を構成するマイコン等が実装される。図３では、制御部１５０、２５０を構成するマイコンについて、それぞれ「１５０」、「２５０」を付番した。コンデンサ１２８、２２８は、バッテリ１０１、２０１から入力された電力を平滑化する。また、コンデンサ１２８、２２８は、電荷を蓄えることで、モータ８０への電力供給を補助する。コンデンサ１２８、２２８、および、インダクタ１２９、２２９は、フィルタ回路を構成し、バッテリを共用する他の装置から伝わるノイズを低減するとともに、駆動装置４０からバッテリを共用する他の装置に伝わるノイズを低減する。なお、図３中には図示を省略しているが、電源リレー１２２、２２２、モータリレー１２５、２２５、および、電流センサ１２７、２２７等についても、モータ面４７１またはカバー面４７２に実装される。
図４に示すように、ＥＣＵ１０は、インバータ部１２０、２２０、および、制御部１５０、２５０等を備える。ＥＣＵ１０には、コネクタ部１０３、２０３が設けられる。第１コネクタ部１０３には、第１電源端子１０５、第１グランド端子１０６、第１ＩＧ端子１０７、第１通信端子１０８、および、第１トルク端子１０９が設けられる。
As shown in FIG. 4, the
第１電源端子１０５は、図示しないヒューズを経由して第１バッテリ１０１に接続される。第１電源端子１０５を経由して第１バッテリ１０１の正極から供給された電力は、電源リレー１２２、インバータ部１２０、および、モータリレー１２５を経由して、第１モータ巻線１８０に供給される。第１グランド端子１０６は、ＥＣＵ１０の内部の第１系統のグランドである第１グランドＧＮＤ１と、ＥＣＵ１０の外部の第１系統のグランドである第１外部グランドＧＢ１とに接続される。車のシステムにおいては金属ボデーが共通のＧＮＤプレーンとなっており、第１外部グランドＧＢ１はＧＮＤプレーン上の接続ポイントの１つを示し、第２バッテリ２０１の負極もこのＧＮＤプレーン上の接続ポイントに接続される。
The first
第１ＩＧ端子１０７は、イグニッションスイッチ等である車両の始動スイッチと連動してオンオフ制御される第１スイッチを経由して第１バッテリ１０１の正極と接続される。第１ＩＧ端子１０７を経由して第１バッテリ１０１から供給された電力は、第１カスタムＩＣ１３５に供給される。第１カスタムＩＣ１３５には、第１ドライバ回路１３６、第１回路電源１３７、図示しないマイコン監視モニタ、および、図示しない電流モニタアンプ等が含まれる。
The
第１通信端子１０８は、第１車両通信回路１１１と、第１車両通信網１９５とに接続される。第１車両通信網１９５と第１制御部１５０とは、第１車両通信回路１１１を経由して、送受信が可能に接続される。また、第１車両通信網１９５と第２制御部２５０とは、情報を受信可能に接続され、第２制御部２５０が故障しても、第１制御部１５０を含む第１車両通信網１９５に影響がないように構成される。
The
第１トルク端子１０９は、トルクセンサ９４の第１センサ部１９４と接続される。第１センサ部１９４の検出値は、第１トルク端子１０９および第１トルクセンサ入力回路１１２を経由して、第１制御部１５０に入力される。ここで第１センサ部１９４および第１制御部１５０は、このトルクセンサ入力回路系の故障が検出されるように構成される。
The
第２コネクタ部２０３には、第２電源端子２０５、第２グランド端子２０６、第２ＩＧ端子２０７、第２通信端子２０８、および、第２トルク端子２０９が設けられる。第２電源端子２０５は、図示しないヒューズを経由して第２バッテリ２０１の正極に接続される。第２電源端子２０５を経由して第２バッテリ２０１から供給された電力は、電源リレー２２２、インバータ部２２０、および、モータリレー２２５を経由して、第２モータ巻線２８０に供給される。第２グランド端子２０６は、ＥＣＵ１０の内部の第２系統のグランドである第２グランドＧＮＤ２と、ＥＣＵ１０の外部の第２系統のグランドである第２外部グランドＧＢ２とに接続される。車のシステムにおいては金属ボデーが共通のＧＮＤプレーンとなっており、第２外部グランドＧＢ２はＧＮＤプレーン上の接続ポイントの１つを示し、さらに、第２バッテリ２０１の負極もこのＧＮＤプレーン上の接続ポイントに接続される。ここで、少なくとも異なった系統は、ＧＮＤプレーン上の同一の接続ポイントに接続しないよう構成される。
The
第２ＩＧ端子２０７は、車両の始動スイッチと連動してオンオフ制御される第２スイッチを経由して第２バッテリ２０１の正極と接続される。第２ＩＧ端子２０７を経由して第２バッテリ２０１から供給された電力は、第２カスタムＩＣ２３５に供給される。第２カスタムＩＣ２３５には、第２ドライバ回路２３６、第２回路電源２３７、図示しないマイコン監視モニタ、および、図示しない電流モニタアンプ等が含まれる。
The
第２通信端子２０８は、第２車両通信回路２１１と、第２車両通信網２９５とに接続される。第２車両通信網２９５と第２制御部２５０とは、第２車両通信回路２１１を経由して、送受信が可能に接続される。また、第２車両通信網２９５と第１制御部１５０とは情報を受信可能に接続され、第１制御部１５０が故障しても、第２制御部２５０を含む第２車両通信網２９５に影響がないように構成される。
The
第２トルク端子２０９は、トルクセンサ９４の第２センサ部２９４と接続される。第２センサ部２９４の検出値は、第２トルク端子２０９および第２トルクセンサ入力回路２１２を経由して、第２制御部２５０に入力される。ここで第２センサ部２９４および第２制御部２５０は、このトルクセンサ入力回路系の故障が検出されるように構成される。
The
図４では、通信端子１０８、２０８は、それぞれ別途の車両通信網１９５、２９５に接続されているが、同一の車両通信網に接続されてもよい。また、図４では、車両通信網１９５、２９５として、ＣＡＮ（Controller Area Network）を例示しているが、ＣＡＮ−ＦＤ（ＣＡＮ with Flexible Data rate）やＦｌｅｘＲａｙ等、ＣＡＮ以外の規格のものを用いてもよい。
In FIG. 4, the
第１インバータ部１２０は、スイッチング素子１２１を有する３相インバータであって、第１モータ巻線１８０の電力を変換する。第２インバータ部２２０は、スイッチング素子２２１を有する３相インバータであって、第２モータ巻線２８０の電力を変換する。
The
第１電源リレー１２２は、第１電源端子１０５と第１インバータ部１２０との間に設けられる。第１モータリレー１２５は、第１インバータ部１２０と第１モータ巻線１８０との間の各相に設けられる。第２電源リレー２２２は、第２電源端子２０５と第２インバータ部２２０との間の各相に設けられる。第２モータリレー２２５は、第２インバータ部２２０と第２モータ巻線２８０との間に設けられる。
The first
本実施形態では、スイッチング素子１２１、２２１、電源リレー１２２、２２２、および、モータリレー１２５、２２５は、いずれもＭＯＳＦＥＴであるが、ＩＧＢＴ等の他の素子を用いてもよい。図５に示すように、第１電源リレー１２２をＭＯＳＦＥＴのように寄生ダイオードを有する素子で構成する場合、寄生ダイオードの向きが逆向きとなるように２つの素子１２３、１２４を直列に接続することが望ましい。第２電源リレー２２２も同様であるので図示を省略する。これにより、バッテリ１０１、２０１が誤って逆向きに接続された場合に、逆向きの電流が流れるのを防ぐことができる。電源リレー１２２、２２２は、メカリレーであってもよい。
In the present embodiment, the switching
図４に示すように、第１スイッチング素子１２１、第１電源リレー１２２および第１モータリレー１２５は、第１制御部１５０によりオンオフ作動が制御される。第２スイッチング素子２２１、第２電源リレー２２２および第２モータリレー２２５は、第２制御部２５０によりオンオフ作動が制御される。
As shown in FIG. 4, the on / off operation of the
第１角度センサ１２６は、モータ８０の回転角を検出し、検出値を第１制御部１５０に出力する。第２角度センサ２２６は、モータ８０の回転角を検出し、検出値を第２制御部２５０に出力する。ここで、第１角度センサ１２６と第１制御部１５０、および第２角度センサ２２６と第２制御部２５０は、各々の角度センサ入力回路系の故障が検出されるように構成される。
The
第１電流センサ１２７は、第１モータ巻線１８０の各相に通電される電流を検出する。第１電流センサ１２７の検出値は、カスタムＩＣ１３５内の増幅回路にて増幅され、第１制御部１５０に出力される。第２電流センサ２２７は、第２モータ巻線２８０の各相に通電される電流を検出する。第２電流センサ２２７の検出値は、カスタムＩＣ２３５内の増幅回路にて増幅され、第２制御部２５０に出力される。
The first
第１ドライバ回路１３６は、第１制御部１５０からの制御信号に基づき、第１スイッチング素子１２１、第１電源リレー１２２および第１モータリレー１２５を駆動する駆動信号を各素子に出力する。第２ドライバ回路２３６は、第２制御部２５０からの制御信号に基づき、第２スイッチング素子２２１、第２電源リレー２２２および第２モータリレー２２５を駆動する駆動信号を各素子に出力する。
The first driver circuit 136 outputs a drive signal for driving the
回路電源１３７は、電源端子１０５およびＩＧ端子１０７に接続され、第１制御部１５０に電力を供給する。回路電源２３７は、電源端子２０５およびＩＧ端子２０７に接続され、第２制御部２５０に電力を供給する。
The
制御部１５０、２５０は、マイコン等を主体として構成され、内部にはいずれも図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及び、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。制御部１５０、２５０における各処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置（すなわち、読み出し可能非一時的有形記録媒体）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。ここで、第１制御部１５０、および第２制御部２５０は、例えばロックドステップデュアルマイコン等を使用し、各々の自身の故障が検出されるように構成される。
The
第１制御部１５０は、駆動制御部１５１、モード選択部１５２、異常監視部１５５、および、記憶部１５６を有する。駆動制御部１５１は、第１スイッチング素子１２１のオンオフ作動を制御することで、第１モータ巻線１８０の通電を制御する。また、駆動制御部１５１は、第１電源リレー１２２および第１モータリレー１２５のオンオフ作動を制御する。
The
第２制御部２５０は、駆動制御部２５１、モード選択部１５２、異常監視部２５５、および、記憶部２５６を有する。駆動制御部２５１は、第２スイッチング素子２２１のオンオフ作動を制御することで、第２モータ巻線２８０の通電を制御する。また、駆動制御部２５１は、第２電源リレー２２２および第２モータリレー２２５のオンオフ作動を制御する。駆動制御部１５１、２５１は、例えば電流フィードバック制御によりモータ８０の駆動を制御するが、モータ制御の制御手法の詳細は、電流フィードバック制御以外であってもよい。
The
モード選択部１５２、２５２は、モータ８０の駆動制御に係る駆動モードを選択する。本実施形態の駆動モードには、協調駆動モード、独立駆動モード、および、片系統駆動モードが含まれ、通常時、協調駆動モードによりモータ８０の駆動を制御する。ここで、通常時とは、系統Ｌ１、Ｌ２が正常であって、マイコン間通信が正常であるときとする。
The
協調駆動モードでは、制御部１５０、２５０が共に正常であって、マイコン間通信が正常であるとき、少なくとも１つの値を系統間にて共有して、各系統を協調させてモータ８０の駆動を制御する。本実施形態では、制御情報として電流指令値、電流検出値および電流制限値を共有する。また本実施形態では、第１制御部１５０をマスター制御部、第２制御部２５０をスレーブ制御部とし、第１制御部１５０は、電流指令値を第２制御部２５０へ送信し、制御部１５０、２５０にて同一の電流指令値を用いることで電流指令値を共有する。共有される電流指令値は、電流制限後の値であってもよいし、電流制限前の値としてもよい。本実施形態では、協調駆動モードにおいて、２系統の電流和と電流差を制御する、いわゆる「和と差の制御」にて電流制御を行う。
In the cooperative drive mode, when both the
独立駆動モードでは、他系統の制御情報を用いず、各系統が独立して、２系統にてモータ８０の駆動を制御する。片系統駆動モードでは、一方の系統を停止し、他系統の制御情報を用いず、１系統にてモータ８０の駆動を制御する。ここで、３系統以上であっても、１系統にてモータ８０を駆動する駆動モードを「片系統駆動モード」とする。
In the independent drive mode, each system independently controls the drive of the
各駆動モードでの出力特性を図６および図７に基づいて説明する。本実施形態では、モータ８０から出力される出力トルクであるアシストトルクＴａを、操舵トルクＴｓに応じて設定している。図６では、横軸を操舵トルクＴｓ、縦軸をアシストトルクＴａとし、協調駆動モードおよび独立駆動モードにおいて、２系統合計の出力を実線、第１系統Ｌ１の出力を破線で示す。
The output characteristics in each drive mode will be described with reference to FIGS. 6 and 7. In the present embodiment, the assist torque Ta, which is the output torque output from the
図６に示すように、アシストトルクＴａは、操舵トルクＴｓが上限到達値Ｔｓ２までの範囲において、操舵トルクＴｓが大きくなるにつれて大きくなり、操舵トルクＴｓが上限到達値Ｔｓ２以上の範囲において、出力上限値Ｔａ＿ｍａｘ２となる。破線で示すように、第１系統Ｌ１と第２系統Ｌ２とで性能等が同じであれば、第１系統Ｌ１と第２系統Ｌ２とで１／２ずつモータ８０の出力を担う。すなわち、１系統での出力上限値Ｔａ＿ｍａｘ１は、２系統での出力上限値Ｔａ＿ｍａｘ２の１／２となっている。また、１系統での操舵トルクＴｓに対するアシストトルクＴａの増加割合は、２系統駆動時の１／２となっている。ここで、独立駆動モードにて１系統での駆動を行う場合、破線で示すように、アシストトルクＴａは、２系統駆動時の１／２となる。なお、図６では、アシストトルクＴａは、出力上限値Ｔａ＿ｍａｘ２までの範囲にて、操舵トルクＴｓの増加に伴って線形的に増加しているが、非線形で増加するようにしてもよい。
As shown in FIG. 6, the assist torque Ta increases as the steering torque Ts increases in the range where the steering torque Ts reaches the upper limit reaching value Ts2, and the output upper limit in the range where the steering torque Ts reaches the upper limit reaching value Ts2 or more. The value is Ta_max2. As shown by the broken line, if the performance and the like are the same in the first system L1 and the second system L2, the first system L1 and the second system L2 bear the output of the
片系統駆動モードでの出力特性を図７に示す。図７では、片系統駆動時の第１系統Ｌ１の出力を実線、通常時の２系統合計の出力を破線で示す。片系統駆動モードにおいて、操舵トルクＴｓが上限到達値Ｔｓ１までの範囲にて、操舵トルクＴｓに対するアシストトルクＴａの増加割合を２倍にすることで、操舵トルクＴｓに対するアシストトルクＴａを２系統駆動時と同じにしている。また、操舵トルクＴｓが上限到達値Ｔｓ１より大きい範囲において、アシストトルクＴａは、操舵トルクＴｓによらず、片系統駆動での出力上限値Ｔａ＿ｍａｘ１となり、２系統駆動時よりアシストトルクＴａが小さくなる。なお、定格電流等に余裕があれば、片系統駆動モードにおける出力上限値Ｔａ＿ｍａｘ１を２系統駆動での出力上限値Ｔａ＿ｍａｘ２以下の範囲にて引き上げてもよい。 The output characteristics in the single system drive mode are shown in FIG. In FIG. 7, the output of the first system L1 when driving one system is shown by a solid line, and the total output of the two systems in a normal state is shown by a broken line. In the one-system drive mode, when the assist torque Ta with respect to the steering torque Ts is driven by two systems by doubling the rate of increase of the assist torque Ta with respect to the steering torque Ts in the range where the steering torque Ts reaches the upper limit reaching value Ts1. It is the same as. Further, in the range where the steering torque Ts is larger than the upper limit reaching value Ts1, the assist torque Ta becomes the output upper limit value Ta_max1 in the one-system drive regardless of the steering torque Ts, and the assist torque Ta becomes smaller than in the two-system drive. If there is a margin in the rated current or the like, the output upper limit value Ta_max1 in the one-system drive mode may be raised in the range of the output upper limit value Ta_max2 or less in the two-system drive.
図４に示すように、異常監視部１５５は、自系統である第１系統Ｌ１の異常の監視を行う。また、自系統にて自系統を停止すべき異常が生じた場合、第１制御部１５０は、第１インバータ部１２０、第１電源リレー１２２および第１モータリレー１２５の少なくとも１つをオフにする。
As shown in FIG. 4, the
また、異常監視部１５５は、第２制御部２５０との通信状態、および、第２系統Ｌ２の動作状態を監視する。第２系統Ｌ２の動作状態の監視方法として第２系統Ｌ２の異常を検出したときに自系統を停止する回路（例えば、第２インバータ部２２０、第２電源リレー２２２、および第２モータリレー２２５）またはマイコン間通信に係る通信線のうち、少なくとも１つの状態を監視し、非常停止しているか否かを判断する。本実施形態では、第２ドライバ回路２３６から第２電源リレー２２２に出力される第２リレーゲート信号Ｖｒｇ２を取得する他系統リレー監視回路１３９が設けられ、第２リレーゲート信号Ｖｒｇ２に基づいて第２電源リレー２２２の状態を監視する。
Further, the
異常監視部２５５は、自系統である第２系統Ｌ２の異常の監視を行う。また、自系統にて自系統を停止すべき異常が生じた場合、第２制御部２５０は、第２インバータ部２２０、第２電源リレー２２２および第２モータリレー２２５の少なくとも１つをオフにする。
The
異常監視部２５５は、第１制御部１５０との通信状態、および、第１系統Ｌ１の動作状態を監視する。第１系統Ｌ１の動作状態の監視方法として第１系統Ｌ１の異常を検出したときに自系統を停止する回路（例えば、第１インバータ部１２０、第１電源リレー１２２、および第１モータリレー１２５）またはマイコン間通信に係る通信線のうち、少なくとも１つの状態を監視し、非常停止しているか否かを判断する。本実施形態では、第１ドライバ回路１３６から第１電源リレー１２２に出力される第１リレーゲート信号Ｖｒｇ１を取得する他系統リレー監視回路２３９が設けられ、第１リレーゲート信号Ｖｒｇ１に基づいて第１電源リレー１２２の状態を監視する。
The
第２制御部２５０における第１系統Ｌ１の監視において、他系統リレー情報として、リレーゲート信号Ｖｒｇ１に替えて、電源リレー１２２を構成する２つの素子１２３、１２４の中間電圧、制御部１５０から出力されるリレー駆動信号、または、電源リレー１２２とインバータ部１２０との間のリレー後電圧を用いてもよい。第１制御部１５０における第２系統Ｌ２の監視についても同様である。
In the monitoring of the first system L1 by the
以下、他系統リレー監視回路から取得される情報を「他系統リレー情報」、他系統リレー情報に基づいて他系統の動作状態を監視することを「他系統リレー監視」、監視されるリレーを「他系統リレー」という。また、他系統リレーがオフである旨の情報が取得された場合、「他系統リレー情報が異常である」とする。 Hereinafter, the information acquired from the other system relay monitoring circuit is "other system relay information", the monitoring of the operating status of the other system based on the other system relay information is "other system relay monitoring", and the monitored relay is "other system relay monitoring". It is called "other system relay". Further, when the information indicating that the other system relay is off is acquired, it is considered that "the other system relay information is abnormal".
異常監視部１５５、２５５は、マイコン間通信異常が生じており、かつ、他系統リレー情報が異常である場合、他系統が異常であると判定し、正常系統での片系統駆動に移行し、モータ８０の駆動制御を継続する。また、異常監視部１５５、２５５は、マイコン間通信異常が生じており、かつ、他系統リレー情報が正常である場合、他系統の制御部は正常であって、マイコン間通信異常が生じていると判定する。すなわち、本実施形態では、マイコン間通信状態および他系統リレー監視により、生じている異常が、他系統の制御部の異常なのか、マイコン間通信異常なのか、を切り分けている。
When the
記憶部１５６は、不揮発性メモリであって、異常監視部１５５にて検出された異常に係る異常情報が記憶される。記憶部２５６は、不揮発性メモリであって、異常監視部２５５にて検出された異常に係る異常情報が記憶される。記憶部１５６、２５６に記憶される異常情報には、他系統制御部異常に係る情報、マイコン間通信異常に係る情報、および、他系統未起動に関する情報等が含まれる。記憶部１５６、２５６に記憶された異常情報は、異常解析に用いられる。以下適宜、異常情報を「ダイアグ」とする。
The
ところで、マイコン間通信異常は、ＥＣＵ１０内の内部故障の他に、バッテリ１０１、２０１の異常やハーネスの断線等、ＥＣＵ１０の外部の電源装置の異常による他系統未起動時にも起こりうる。ここで、ＥＣＵ１０の外部要因による通信異常を、マイコン間通信異常として記憶部１５６、２５６に記憶すると、ＥＣＵＣ１０の内部異常によりマイコン間通信異常が生じていたのか、外部異常によりマイコン間通信異常が生じていたのかの切り分けが困難となり、ＥＣＵ１０の誤交換の虞がある。
By the way, an abnormality in communication between microcomputers may occur not only when an internal failure in the
そこで本実施形態では、制御部１５０、２５０の起動時に、他系統の起動状態を監視し、他系統が未起動の場合には、ＥＣＵ１０内部のマイコン間通信異常の異常監視をマスクする。
Therefore, in the present embodiment, when the
本実施形態の異常監視処理を図８のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、制御部１５０、２５０にて、共通に実施される。実際には、他の異常に係る監視処理も行われるが、ここでは、他系統異常およびマイコン間通信異常に着目して簡略的に記載する。各判定は１回での判定ではなく、所定時間継続や、所定期間内に所定回数積算にて判定するようにしてもよい。以下、ステップＳ１０１の「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記す。他のステップも同様である。
The abnormality monitoring process of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. This process is commonly performed by the
Ｓ１０１では、制御部１５０、２５０は、マイコン間通信が異常か否か判断する。マイコン間通信が正常である場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０９へ移行する。マイコン間通信が異常であると判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２へ移行する。
In S101, the
Ｓ１０２では、制御部１５０、２５０は、他系統リレー情報が異常か否か判断する。本実施形態では、リレーゲート信号Ｖｒｇ２、Ｖｒｇ１の電圧が判定閾値より低い場合、他系統リレー情報が異常であると判断する。他系統リレー情報が正常であると判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、Ｓ１０３へ移行し、駆動モードを独立駆動モードとし、異常情報としてマイコン間通信異常を記憶部１５６、２５６に記憶させる。他系統リレー情報が異常であると判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｓ１０４へ移行する。
In S102, the
Ｓ１０４では、制御部１５０、２５０は、起動後、一度は正常にマイコン間通信が成立したか否か判断する。一度は正常にマイコン間通信が成立したと判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、Ｓ１０５へ移行し、駆動モードを片系統駆動モードとする。また、異常情報として他系統マイコン異常を記憶部１５６、２５６に記憶させ、マイコン間通信異常監視をマスクする。起動後、一度も正常にマイコン間通信が成立していないと判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、Ｓ１０６へ移行する。
In S104, the
Ｓ１０６では、制御部１５０、２５０は、自身のマイコンが起動してから、待機時間Ｔｗが経過したか否か判断する。ここでは、未起動カウンタのカウント値Ｃｓが待機判定値Ｃｔｈより大きくなった場合、待機時間Ｔｗが経過したとみなす。待機時間Ｔｗは、通常の起動遅れとして許容可能な任意の時間に設定される。マイコンが起動してから待機時間Ｔｗが経過していないと判断された場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、駆動モードを独立駆動モードとし、マイコン間通信異常監視および他系統マイコン異常監視をマスクする。このとき、他系統は未起動であるので、アシストトルクＴａは２系統駆動時の１／２となる。また、未起動カウンタをインクリメントし、Ｓ１０１へ戻る。マイコンが起動してから待機時間Ｔｗが経過したと判断された場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、Ｓ１０８へ移行する。
In S106, the
Ｓ１０８では、制御部１５０、２５０は、駆動モードを片系統駆動モードとする。また、異常情報として他系統未起動を記憶部１５６、２５６に記憶させ、マイコン間通信異常監視および他系統マイコン異常監視をマスクする。
In S108, the
マイコン間通信が正常である場合に移行するＳ１０９では、制御部１５０、２５０は、他系統の駆動モードが片系統駆動モードか否か判断する。他系統の駆動モードが片系統駆動モードであると判断された場合（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、すなわち他系統起動後、待機時間Ｔｗが経過しており、すでに他系統が片系統駆動モードに移行している場合、Ｓ１１０へ移行し、自系統でのアシストを停止する。なお、マイコンが正常に起動しているので、他系統監視は行ってもよい。他系統の駆動モードが片系統駆動ではないと判断された場合（Ｓ１０９：ＮＯ）、Ｓ１１１へ移行し、駆動モードを協調駆動モードとし、他系統監視を実施する。
In S109, which shifts to the case where the communication between the microcomputers is normal, the
本実施形態のマイコン起動時処理を図９〜図１１のタイムチャートに基づいて説明する。図９では、共通時間軸を横軸とし、上段に先に起動したマイコン、下段に起動しないマイコンについて示す。先に起動したマイコンについて、上段から、マイコン電源、マイコン間通信、他系統電圧、異常監視無効フラグ、未起動カウンタ、駆動モード、および、ダイアグを示す。他系統電圧は、他系統リレー情報に基づく電圧であり、他系統が正常に駆動している場合の電圧を正常電圧Ｖｘとする。正常電圧Ｖｘは、監視箇所の電圧に応じて設定される。また、起動しないマイコンについて、上段から、マイコン電源、マイコン間通信、および、駆動モードを示す。図１０および図１１では、起動しないマイコンを、後に起動したマイコンに読み替える。以下、第１制御部１５０のマイコンが先に起動し、第２制御部２５０のマイコンが起動しない、または、後で起動するものとして説明する。後述の実施形態の図１３および図１５も同様とする。
The processing at the time of starting the microcomputer of this embodiment will be described with reference to the time charts of FIGS. 9 to 11. In FIG. 9, the common time axis is set as the horizontal axis, and the microcomputer that started first in the upper row and the microcomputer that does not start in the lower row are shown. For the microcomputer that was started first, the microcomputer power supply, communication between microcomputers, other system voltage, abnormality monitoring invalid flag, non-start counter, drive mode, and diagnosis are shown from the top. The other system voltage is a voltage based on the other system relay information, and the voltage when the other system is normally driven is defined as the normal voltage Vx. The normal voltage Vx is set according to the voltage at the monitoring location. For the microcomputers that do not start, the microcomputer power supply, communication between microcomputers, and drive mode are shown from the top. In FIGS. 10 and 11, the microcomputer that does not start is read as the microcomputer that started later. Hereinafter, it is assumed that the microcomputer of the
図９に示すように、時刻ｘ１０にて第１制御部１５０のマイコン電源がオンになり、第２制御部２５０のマイコン電源はオフである。以下適宜、制御部２５０、２５０のマイコン電源がオンになることを「制御部起動」、マイコン電源がオフであることを「制御部未起動」とする。第２制御部２５０が未起動であると、第１制御部１５０は、第２制御部２５０とのマイコン間通信ができず、マイコン間通信異常状態となる。また、他系統電圧は略０である。このとき、第２制御部２５０の起動遅れか、第２制御部２５０の異常かの切り分けができないため、異常監視無効フラグをセットして異常監視を無効にし、未起動カウンタによる未起動時間の計時を開始する。また、独立駆動モードにてモータ８０の駆動を開始する。ここでは、第１系統Ｌ１が独立駆動であり、第２系統Ｌ２が駆動していないので、モータ８０の出力は、２系統駆動時の１／２となる（図６参照）。
As shown in FIG. 9, the microcomputer power supply of the
ここで、異常監視無効フラグがセットされているときに監視が無効化されるのは、ＥＣＵ１０の外部電源の異常を、ＥＣＵ１０の内部異常と誤認識する虞のある異常である。誤認識の虞のある異常とは、他系統状態に係る異常であって、本実施形態では、異常監視無効フラグがセットされている場合、マイコン間通信の監視、および、他系統リレーの監視による他系統マイコンの監視を無効化する。
Here, when the abnormality monitoring invalid flag is set, the monitoring is invalidated because the abnormality of the external power supply of the
なお、外部電源異常と内部異常とを誤認識する虞のない異常、すなわち自系統状態に係る異常については、異常監視無効化フラグがセットされていても無効化せず、監視を実施する。第１系統Ｌ１において、異常監視無効化フラグがセットされていても無効化されない監視項目には、第１インバータ部１２０および第１モータ巻線１８０等を含むモータ駆動部の異常、トルクセンサ９４の第１センサ部１９４の異常、および、角度センサ１２６の異常等が含まれる。また第２系統Ｌ２において、異常監視無効化フラグがセットされていても無効化されない監視項目には、第２インバータ部２２０および第２モータ巻線２８０等を含むモータ駆動部の異常、トルクセンサ９４の第２センサ部２９４の異常、および、角度センサ２２６の異常等が含まれる。
Note that abnormalities that do not erroneously recognize an external power supply abnormality and an internal abnormality, that is, an abnormality related to the own system state, are monitored without being invalidated even if the abnormality monitoring invalidation flag is set. In the first system L1, the monitoring items that are not invalidated even if the abnormality monitoring invalidation flag is set include the abnormality of the motor drive unit including the
第１制御部１５０の起動から待機時間Ｔｗが経過した時刻ｘ１１において、第２制御部２５０の未起動状態が継続している。そのため、第１制御部１５０は、駆動モードを片系統駆動モードに変更し、ダイアグとして他系統未起動を記憶部１５６に記憶させる。
At the time x11 when the waiting time Tw has elapsed from the activation of the
図１０では、時刻ｘ１１までの処理は、図９と同様である。図１０に示すように、第１系統Ｌ１の駆動モードが片系統駆動モードに移行した時刻ｘ１１以降の時刻ｘ１２に第２制御部２５０が起動した場合、遅れて起動した第２制御部２５０は、アシスト停止状態とし、第２系統Ｌ２でのアシストを行わない。
In FIG. 10, the processing up to the time x11 is the same as in FIG. As shown in FIG. 10, when the
参考例として、第１系統Ｌ１にて既に片系統駆動を行っているところで、第２系統Ｌ２を独立駆動することによる出力が上乗せされると、操舵トルクＴｓが上限到達値Ｔｓ２までの範囲にて、過出力となる（図１６参照）。本実施形態では、第１系統Ｌ１にて既に片系統駆動を行っている場合、第２系統Ｌ２をアシスト停止とするので、このような過出力を防ぐことができる。なお、図１６では、協調駆動モードでの２系統での出力を破線、片系統駆動モードでの第１系統Ｌ１の出力を一点鎖線、独立駆動モードでの第２系統Ｌ２の出力を２点鎖線、片系統駆動モードでの第１系統Ｌ１の出力に第２系統Ｌ２の出力を加えた２系統での出力を実線で示した。 As a reference example, when one system drive is already performed in the first system L1 and the output due to the independent drive of the second system L2 is added, the steering torque Ts is within the range up to the upper limit reached value Ts2. , Overoutput (see FIG. 16). In the present embodiment, when one system is already driven by the first system L1, the second system L2 is assisted and stopped, so that such an overoutput can be prevented. In FIG. 16, the output of the two systems in the cooperative drive mode is a broken line, the output of the first system L1 in the single system drive mode is a dashed line, and the output of the second system L2 in the independent drive mode is a dashed line. , The output of the two systems, which is the output of the first system L1 in the single system drive mode plus the output of the second system L2, is shown by a solid line.
図１１では、時刻ｘ２０の処理は、図９中のｘ１０と同様である。図１１の例では、待機時間Ｔｗが経過する前の時刻ｘ２１にて、第２制御部２５０が起動し、マイコン間通信、および、他系統電圧が正常になっている。この場合、制御部１５０、２５０は、駆動モードを協調駆動モードとし、異常監視無効フラグをリセットし、他系統監視を有効にする。また、図示は省略しているが、未起動カウンタも適宜リセットする。
In FIG. 11, the processing of the time x20 is the same as that of x10 in FIG. In the example of FIG. 11, the
以上説明したように、ＥＣＵ１０は、モータ巻線１８０、２８０を有するモータ８０の駆動を制御するものであって、複数のインバータ部１２０、２２０と、複数の制御部１５０、２５０と、を備える。インバータ部１２０、２２０は、モータ巻線１８０、２８０の通電を切り替える。制御部１５０、２５０は、対応して設けられるインバータ部１２０、２２０を制御する駆動制御部１５０、２５０、および、異常監視を行う異常監視部１５５、２５５を有し、相互に通信可能である。対応して設けられるインバータ部１２０、２２０と、制御部１５０、２５０との組み合わせを系統とする。
As described above, the
異常監視部１５５、２５５は、自系統および他系統の状態を監視しており、自系統の制御部１５０、２５０の起動時に、他系統の制御部が未起動である場合、異常監視に係る一部の処理を無効にする。ここで、「異常監視に係る処理」とは、異常監視そのものに限らず、異常監視結果の記憶を含むものとし、「異常監視に係る一部の処理を無効にする」とは、一部の異常監視を無効にしてもよいし、異常監視そのものは無効にせず、一部の監視結果の記憶を無効にしてもよい。
The
本実施形態では、異常監視部１５５、２５５は、他系統の制御部が未起動である場合、マイコン間通信異常に関する異常監視処理を無効にする。この場合、マイコン間通信異常の監視自体を無効にしてもよいし、マイコン間通信異常の監視を行った上で、監視結果の記憶を無効にしてもよい、ということである。これにより、異常状態を適切に監視可能であって、ＥＣＵ１０の外部要因による他系統未起動を、ＥＣＵ１０内部の異常と誤検出するのを回避可能であり、ＥＣＵ１０の誤交換を避けることができる。
In the present embodiment, the
それぞれの系統には、自系統に異常が生じた場合にモータ巻線への通電を遮断する遮断部である電源リレー１２２、２２２、および、他系統の電源リレー２２２、１２２である他系統リレーの状態を監視する他系統リレー監視回路１３９、２３９が設けられる。制御部１５０、２５０は、マイコン間通信状態、および、他系統リレーの状態に基づき、他系統の制御部の起動状態を判定する。詳細には、マイコン間通信が途絶しており、かつ、他系統リレー情報であるリレーゲート信号Ｖｒｇ１、Ｖｒｇ２の電圧が判定閾値より低い場合、他系統の制御部が起動していないと判定する。これにより、他系統の起動状態を適切に判定することができる。
In each system, the
制御部１５０、２５０は、異常監視結果を記憶する記憶部１５６、２５６を有する。制御部１５０、２５０は、自系統が起動してから他系統の制御部が未起動の状態で待機時間Ｔｗが経過した場合、他系統の制御部が未起動であることを示す他系統未起動情報を自系統の記憶部１５６、２５６に記憶させる。これにより、他系統未起動によりマイコン間通信ができない状態を、ＥＣＵ１０の内部要因によるマイコン間通信と誤って記憶されることでのＥＣＵ１０の誤交換を防ぐことができる。
The
制御部１５０、２５０は、自身が起動したときに他系統の制御部が未起動の場合、他系統の制御部の起動を待たずに自系統でのモータ８０の駆動を開始する。これにより、速やかにモータ８０の駆動を開始することができる。
If the control units of the other system are not activated when the
制御部１５０、２５０は、待機時間Ｔｗ経過後、他系統でのモータ８０の駆動が行われていない状態にて、自系統にてモータ８０の駆動を行う場合、自系統での出力を通常時より高める。ここで、「出力を高める」とは、入力パラメータ（本実施形態では操舵トルクＴｓ）に対して出力（本実施形態ではアシストトルクＴａ）が設定される場合、入力パラメータに対する出力の傾き、および、出力上限の少なくとも一方を高めるものとする。本実施形態では、上限到達値Ｔｓ１以下の領域において、操舵トルクＴｓに対するアシストトルクＴａの傾きを大きくしていることが「出力を高める」に対応する。これにより、他系統が停止している分の出力の少なくとも一部を補うことができる。
When the
制御部１５０、２５０は、自身が起動したとき、他系統の制御部が起動してから待機時間Ｔｗが経過し、他系統にてモータ８０の駆動が開始されている場合、自系統でのモータ８０の駆動を行わず、他系統でのモータ８０の駆動を継続する。これにより、例えば他系統にて、出力を高めている場合であっても、過出力になるのを防ぐことができる。
When the
（第２実施形態）
第２実施形態を図１２および図１３に示す。本実施形態の異常監視処理を図１２のフローチャートに基づいて説明する。Ｓ２０１〜Ｓ２０７の処理は、図８中のＳ１０１〜Ｓ１０７の処理と同様である。起動後、マイコン間通信異常、かつ、他系統リレー情報異常が待機時間Ｔｗに亘って継続した場合に移行するＳ２０８では、制御部１５０、２５０は、駆動モードをアシスト停止とする。また、記憶部１５６、２５６に他系統未起動を記憶させ、マイコン間通信異常監視および他系統マイコン異常監視をマスクする。
(Second Embodiment)
A second embodiment is shown in FIGS. 12 and 13. The abnormality monitoring process of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The processing of S201 to S207 is the same as the processing of S101 to S107 in FIG. In S208, which shifts to the case where the communication error between the microcomputers and the relay information error of the other system continue over the standby time Tw after the start-up, the
マイコン間通信が正常である場合に移行するＳ２０９では、制御部１５０、２５０は、他系統の駆動モードがアシスト停止か否か判断する。他系統の駆動モードがアシスト停止であると判断された場合（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、Ｓ２１０へ移行し、駆動モードを片系統駆動モードとする。Ｓ２１１の処理は、図８中のＳ１１１と同様である。
In S209, which shifts to the case where the communication between the microcomputers is normal, the
本実施形態のマイコン起動時処理を図１３のタイムチャートに基づいて説明する。時刻ｘ３０の処理は、図９および図１０の時刻ｘ１０の処理と同様である。時刻ｘ３１にて、待機時間Ｔｗが経過しても、第２制御部２５０はオフの状態が継続しているので、駆動モードをアシスト停止に変更し、ダイアグとして他系統未起動を記憶する。
The processing at the time of starting the microcomputer of this embodiment will be described with reference to the time chart of FIG. The processing at time x30 is the same as the processing at time x10 in FIGS. 9 and 10. At time x31, even if the standby time Tw elapses, the
第１系統Ｌ１の駆動モードがアシスト停止に移行した時刻ｘ３１以降の時刻ｘ３２に第２制御部２５０が起動した場合、第２制御部２５０は、第１系統Ｌ１がアシスト停止であることを第１制御部１５０からマイコン間通信にて受信すると、片系統駆動モードにてモータ８０を駆動する。すなわち本実施形態では、起動時間が待機時間Ｔｗ以上ずれた場合、他系統未起動を記憶した系統を停止し、後から起動した側の系統での片系統駆動によりモータ８０を駆動する。
When the
制御部１５０、２５０は、他系統の制御部が未起動の場合、他系統の制御部の起動を待たずに自系統でのモータ８０の駆動を開始し、他系統の制御部が未起動の状態で待機時間Ｔｗが経過した場合、自系統でのモータ８０の駆動を停止する。また、制御部１５０、２５０は、自身が起動したとき、他系統の制御部が起動してから待機時間Ｔｗが経過しており、かつ、他系統でのモータ８０の駆動が停止されている場合、自系統でのモータ８０の駆動を開始する。このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
When the control units of the other system are not started, the
（第３実施形態）
第３実施形態を図１４および図１５に示す。本実施形態の異常監視処理を図１４のフローチャートに基づいて説明する。Ｓ３０１〜Ｓ３０６の処理は、図８中のＳ１０１〜Ｓ１０６の処理と同様である。自身のマイコンが起動してから待機時間Ｔｗが経過していないと判断された場合（Ｓ３０６：ＮＯ）に移行するＳ３０７では、駆動モードをアシスト停止とし、マイコン間通信異常監視および他系統マイコン異常監視をマスクする。また、未起動カウンタをインクリメントし、Ｓ３０１へ戻る。Ｓ３０８〜Ｓ３１１の処理は、図８中のＳ１０８〜Ｓ１１１の処理と同様である。
(Third Embodiment)
A third embodiment is shown in FIGS. 14 and 15. The abnormality monitoring process of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The processing of S301 to S306 is the same as the processing of S101 to S106 in FIG. In S307, which shifts to the case where it is determined that the standby time Tw has not elapsed since the own microcomputer was started (S306: NO), the drive mode is set to assist stop, communication abnormality monitoring between microcomputers, and abnormality monitoring of other system microcomputers. To mask. Also, the non-start counter is incremented and the process returns to S301. The processing of S308 to S311 is the same as the processing of S108 to S111 in FIG.
本実施形態のマイコン起動時処理を図１５のタイムチャートに基づいて説明する。時刻ｘ４０にて第１制御部１５０が起動したとき、第２制御部２５０が未起動であるので、図９の時刻ｘ１０と同様、異常監視無効フラグをセットして異常監視を無効にし、未起動カウンタによる未起動時間の計時を開始する。また、本実施形態では、時刻ｘ４０にて、第１制御部１５０において駆動モードをアシスト停止とし、他系統未起動、かつ、待機時間Ｔｗが経過するまでは、モータ８０の駆動を開始しない。
The processing at the time of starting the microcomputer of this embodiment will be described with reference to the time chart of FIG. When the
時刻ｘ４１にて、第１制御部１５０の起動から、待機時間Ｔｗが経過した時刻ｘ４１において、第２制御部２５０の未起動状態が継続しているので、第１制御部１５０は、駆動モードを片系統駆動モードとし、モータ８０の駆動を開始する。また、ダイアグとして他系統未起動を記憶部１５６に記憶させる。なお、待機時間Ｔｗ内に第２制御部２５０が起動した場合、上記実施形態と同様、２系統での制御を行う。
At time x41, the unstarted state of the
本実施形態では、他系統未起動状態の場合、待機時間Ｔｗが経過するまでは、モータ８０の駆動を開始せず、待機時間Ｔｗ経過後に片系統駆動モードにてモータ８０に駆動を開始する。この場合、独立駆動モードから片系統駆動モードへ切り替える場合に生じるトルク変動が発生しない。
In the present embodiment, in the case where the other system is not started, the
制御部１５０、２５０は、自身が起動したときに他系統の制御部が未起動の場合、モータ８０の駆動を開始せず、他系統の制御部が未起動の状態で待機時間Ｔｗが経過した場合、自系統でのモータ８０の駆動を開始する。これにより、例えば待機時間Ｔｗの経過前後にて駆動モードを切り替える場合と比較し、駆動モードに切り替えに伴うトルク変動を抑制することができる。また上記実施形態と同様の効果を奏する。
If the control units of the other system are not started when the
上記実施形態では、モータ８０が「回転電機」、ＥＣＵ１０が「回転電機制御装置」、電源リレー１２２、２２２が「遮断部」、他系統リレー監視回路１３９、２３９が「他系統遮断部監視回路」、他系統リレー情報が「他系統遮断部情報」に対応する。また、マイコン間通信が「制御部間の通信」に対応する。
In the above embodiment, the
（他の実施形態）
上記実施形態では、例えば図１１において、時刻ｘ２１にて両系統共を協調駆動モードとしている。他の実施形態では、後で起動した第２制御部２５０も起動直後は独立駆動モードとし、協調遷移条件が成立した場合に、協調駆動に移行するようにしてもよい。例えば、操舵角速度が操舵速度閾値未満、および、操舵トルクＴｓが非操舵判定閾値未満の少なくとも一方である場合、非操舵状態であって、協調遷移条件が成立しているとし、協調駆動モードに移行するようにしてもよい。また、操舵トルクに替えて、ハンドル速度、モータ速度、または、ラック速度に基づいて操舵状態を判定してもよい。
(Other embodiments)
In the above embodiment, for example, in FIG. 11, both systems are set to the cooperative drive mode at time x21. In another embodiment, the
さらにまた、他の実施形態では、電流指令値および電流検出値に基づいて操舵状態を判定してもよい。電流指令値の値が大きい場合、操舵中である蓋然性が高いため、電流指令値が判定閾値より大きい場合、操舵中、判定閾値より小さい場合、非操舵状態と判定する、といった具合である。電流検出値についても同様である。また、操舵トルク、ハンドル速度、モータ速度、ラック速度、電流指令値および電流検出値の２つ以上を用いて操舵状態を判定してもよい。 Furthermore, in another embodiment, the steering state may be determined based on the current command value and the current detection value. When the value of the current command value is large, it is highly probable that the vehicle is being steered. Therefore, when the current command value is larger than the determination threshold value, or when the current command value is smaller than the determination threshold value, it is determined that the vehicle is in a non-steering state. The same applies to the current detection value. Further, the steering state may be determined using two or more of the steering torque, the steering wheel speed, the motor speed, the rack speed, the current command value and the current detection value.
他の実施形態では、非操舵状態のときに駆動モードを切り替えるようにしてもよい。また他の実施形態では、非操舵状態に加え、車速が車速判定閾値より小さいときに駆動モードを切り替えるようにしてもよい。さらにまた、車両の挙動状態に係る項目として、車両の横Ｇやヨーレート等が判定閾値より小さいときに駆動モードを切り替えるようにしてもよい。 In another embodiment, the drive mode may be switched in the non-steering state. In another embodiment, in addition to the non-steering state, the drive mode may be switched when the vehicle speed is smaller than the vehicle speed determination threshold value. Furthermore, as an item related to the behavioral state of the vehicle, the drive mode may be switched when the lateral G or yaw rate of the vehicle is smaller than the determination threshold value.
上記実施形態では、協調駆動モードにおいて、電流指令値、電流検出値および電流制限値を系統間で共有する。他の実施形態では、協調駆動モードにおいて、電流制限値を共有しなくてもよい。上記実施形態では、第１制御部１５０をマスター制御部、第２制御部２５０をスレーブ制御部とし、協調駆動モードにおいて、電流指令値を制御部１５０、２５０で用いる。他の実施形態では、電流指令値を共有せず、協調駆動モードにおいても、自系統の電流指令値を用いてもよい。また、電流指令値、電流検出値および電流制限値以外の値を共有してもよい。
In the above embodiment, the current command value, the current detection value, and the current limit value are shared between the systems in the cooperative drive mode. In other embodiments, the current limit value may not be shared in the coordinated drive mode. In the above embodiment, the
上記実施形態では、モータ巻線、インバータ部および制御部が２つずつ設けられる。他の実施形態では、モータ巻線は、１つまたは３つ以上であってもよい。また、インバータ部および制御部が３つ以上であってもよい。また、例えば複数のモータ巻線およびインバータ部に対して１つの制御部を設ける、或いは、１つの制御部に対して複数のインバータ部およびモータ巻線を設ける、といった具合に、モータ巻線、インバータ部および制御部の数が異なっていてもよい。上記実施形態では、系統ごとに電源が設けられており、グランドが分離されている。他の実施形態では、１つの電源を複数系統にて共用してもよい。また、複数の系統が共通のグランドに接続されていてもよい。 In the above embodiment, two motor windings, two inverter units and two control units are provided. In other embodiments, the number of motor windings may be one or more. Further, the number of inverter units and control units may be three or more. Further, for example, one control unit is provided for a plurality of motor windings and an inverter unit, or a plurality of inverter units and a motor winding are provided for one control unit. The number of units and the number of control units may be different. In the above embodiment, a power supply is provided for each system and the ground is separated. In other embodiments, one power source may be shared by a plurality of systems. Moreover, a plurality of systems may be connected to a common ground.
上記実施形態では、回転電機は、３相のブラシレスモータである。他の実施形態では、回転電機は、ブラシレスモータに限らない。また、発電機の機能を併せ持つ、所謂モータジェネレータであってもよい。上記実施形態では、回転電機制御装置は、電動パワーステアリング装置に適用される。他の実施形態では、回転電機制御装置を、ステアバイワイヤ装置等、操舵を司る電動パワーステアリング装置以外の操舵装置に適用してもよい。また、操舵装置以外の車載装置、または、車載以外の装置に適用してもよい。 In the above embodiment, the rotary electric machine is a three-phase brushless motor. In other embodiments, the rotary electric machine is not limited to a brushless motor. Further, it may be a so-called motor generator that also has a function of a generator. In the above embodiment, the rotary electric machine control device is applied to the electric power steering device. In another embodiment, the rotary electric machine control device may be applied to a steering device other than the electric power steering device that controls steering, such as a steer-by-wire device. Further, it may be applied to an in-vehicle device other than the steering device or a device other than the in-vehicle device.
本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。以上、本発明は、上記実施形態になんら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可能である。 The controls and methods thereof described in the present disclosure are realized by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program. May be done. Alternatively, the controls and methods thereof described in the present disclosure may be implemented by a dedicated computer provided by configuring the processor with one or more dedicated hardware logic circuits. Alternatively, the control unit and method thereof described in the present disclosure may be a combination of a processor and memory programmed to perform one or more functions and a processor composed of one or more hardware logic circuits. It may be realized by one or more dedicated computers configured. Further, the computer program may be stored in a computer-readable non-transitional tangible recording medium as an instruction executed by the computer. As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various embodiments without departing from the spirit of the invention.
８・・・電動パワーステアリング装置
１０・・・ＥＣＵ（回転電機制御装置）
８０・・・モータ（回転電機）
１２０、２２０・・・インバータ部
１２２、２２２・・・電源リレー（遮断部）
１３９、２３９・・・他系統リレー監視回路（他系統遮断部監視回路）
１５０、２５０・・・制御部 １５１、２５１・・・駆動制御部
１５５、２５５・・・異常監視部 １５６、２５６・・・記憶部
１８０、２８０・・・モータ巻線
8 ... Electric
80 ... Motor (rotary machine)
120, 220 ...
139, 239 ... Other system relay monitoring circuit (other system cutoff monitoring circuit)
150, 250 ...
Claims (9)
前記モータ巻線の通電を切り替える複数のインバータ部（１２０、２２０）と、
対応して設けられる前記インバータ部を制御する駆動制御部（１５１、２５１）、および、異常監視を行う異常監視部（１５５、２５５）を有し、相互に通信可能な複数の制御部（１５０、２５０）と、
を備え、
対応して設けられる前記インバータ部と前記制御部との組み合わせを系統とすると、
前記異常監視部は、
自系統および他系統の状態を監視しており、
自系統の前記制御部の起動時に他系統の前記制御部が未起動である場合、異常監視に係る一部の処理を無効にする回転電機制御装置。 A rotary electric machine control device that controls the drive of a rotary electric machine (80) having a motor winding (180, 280).
A plurality of inverter units (120, 220) for switching the energization of the motor winding, and
A plurality of control units (150, 251) having a drive control unit (151, 251) for controlling the inverter unit and an abnormality monitoring unit (155, 255) for performing abnormality monitoring, which are provided correspondingly, and capable of communicating with each other. 250) and
With
Assuming that the combination of the inverter unit and the control unit provided correspondingly is a system,
The abnormality monitoring unit
It monitors the status of its own system and other systems,
A rotary electric machine control device that invalidates a part of processing related to abnormality monitoring when the control unit of another system is not started when the control unit of the own system is started.
前記制御部は、前記制御部間の通信状態、および、前記他系統遮断部の状態に基づき、他系統の前記制御部の起動状態を判定する請求項１に記載の回転電機制御装置。 Each system has a cutoff unit (122, 222) that cuts off the energization of the motor winding when an abnormality occurs in its own system, and another system cutoff part that is the cutoff part of the other system. An other system cutoff monitoring circuit (139, 239) for outputting the other system cutoff information to the control unit is provided.
The rotary electric machine control device according to claim 1, wherein the control unit determines an activation state of the control unit of another system based on a communication state between the control units and a state of the other system cutoff unit.
異常監視結果を記憶する記憶部（１５６、２５６）を有し、
自身が起動してから他系統の前記制御部が未起動の状態で待機時間が経過した場合、他系統の前記制御部が未起動であることを示す他系統未起動情報を自系統の前記制御部に記憶させる請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。 The control unit
It has a storage unit (156, 256) for storing abnormality monitoring results.
When the standby time elapses while the control unit of the other system is not started after it is started, the control of the own system indicates that the control unit of the other system is not started. The rotary electric machine control device according to any one of claims 1 to 3, which is stored in a unit.
他系統の前記制御部が未起動の場合、他系統の前記制御部の起動を待たずに自系統での前記回転電機の駆動を開始し、
他系統の前記制御部が未起動の状態で前記待機時間が経過した場合、自系統での前記回転電機の駆動を停止し、
自身が起動したとき、他系統の前記制御部が起動してから前記待機時間が経過しており、かつ、他系統での前記回転電機の駆動が停止されている場合、自系統での前記回転電機の駆動を開始する請求項４に記載の回転電機制御装置。 The control unit
When the control unit of the other system is not started, the driving of the rotary electric machine in the own system is started without waiting for the start of the control unit of the other system.
When the standby time elapses while the control unit of the other system is not started, the drive of the rotary electric machine in the own system is stopped.
When the control unit of another system is started, if the standby time has elapsed since the control unit of the other system is started and the drive of the rotary electric machine in the other system is stopped, the rotation in the own system is stopped. The rotary electric machine control device according to claim 4, wherein the electric machine is started to be driven.
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