JP4969662B2 - Vehicle control device - Google Patents

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Description

本発明は制御装置に関し、特に、車両の駆動，操舵，制動を電子制御により行う車両制御システムにおいて、モータ等のアクチュエータを制御する車両制御装置に関する。   The present invention relates to a control device, and more particularly to a vehicle control device that controls an actuator such as a motor in a vehicle control system that electronically controls driving, steering, and braking of a vehicle.

近年、自動車の運転快適性や安全性の向上を目指して、機械的な結合ではなく、電子制御により、運転者のアクセル，ステアリング，ブレーキなどの操作を車両の駆動力，操舵力，制動力発生機構に反映させる車両制御システム（Ｘ−ｂｙ−Ｗｉｒｅシステム）の開発が活発になっている。このようなシステムには、車両の駆動，操舵，制動に関する機能が失陥することのないように、高い信頼性が求められる。   In recent years, with the aim of improving driving comfort and safety of automobiles, the driver's accelerator, steering, and brake operations are generated by electronic control instead of mechanical coupling. Development of a vehicle control system (X-by-Wire system) to be reflected in the mechanism is active. Such a system is required to have high reliability so that functions relating to driving, steering and braking of the vehicle will not be lost.

システム全体の高信頼化のためには、本システムを構成する制御装置についても、高い信頼性を実現する必要がある。特に、モータを制御する制御装置に関しては、これまでに様々なフェールセーフ方式が提案されてきた。このフェールセーフ方式には、第一のマイコン（メインマイコン）の動作を、第二のマイコン（監視マイコン）により監視する冗長化構成を適用することが多い。   In order to achieve high reliability of the entire system, it is necessary to realize high reliability also for the control devices constituting the system. In particular, various fail-safe methods have been proposed so far for control devices that control motors. In many cases, the fail-safe system employs a redundant configuration in which the operation of the first microcomputer (main microcomputer) is monitored by the second microcomputer (monitoring microcomputer).

例えば、監視マイコンがメインマイコンに例題を出題し、メインマイコンはその例題の解答を演算して監視マイコンに送信し、監視マイコンが、前もって記憶している解答とメインマイコンからの解答を比較することにより、メインマイコンの動作が正常か否かをチェックする例題演算方式などが公知である。   For example, the monitoring microcomputer gives an example to the main microcomputer, the main microcomputer calculates the answer of the example and sends it to the monitoring microcomputer, and the monitoring microcomputer compares the answer stored in advance with the answer from the main microcomputer. Thus, an example calculation method for checking whether the operation of the main microcomputer is normal is known.

また、第二のマイコンが、モータのｄ軸電流の大きさを演算して、これが所定値より大きい状態かどうかで、第一のマイコンが正常動作しているか否かを判定する電動パワーステアリング装置の例が、特開２００２−３５４８７１号公報に開示されている。   Further, the second microcomputer calculates the magnitude of the d-axis current of the motor, and determines whether or not the first microcomputer is operating normally based on whether or not this is larger than a predetermined value. An example of this is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-354871.

特開２００２−３５４８７１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-354871

本システムの実用化に向けた課題は、車両制御装置等のコストを大幅に増加させることなく、高い信頼性を実現することである。   The problem toward the practical application of this system is to realize high reliability without significantly increasing the cost of the vehicle control device or the like.

この点、公知の例題演算方式では、メインマイコンに比べて監視マイコンの演算負荷を小さくできるため、冗長化構成にしてもマイコンのコストはそれほど増加することはない。しかしながら、この方式の車両制御装置を上記のような高い信頼性が求められる車両制御システムに適用する場合、十分な故障検出精度が得られるような例題を作ることができるのかという問題が生じる。また、基本的にはマイコンの演算部分のチェックを主に行うため、最終的なモータ出力が正しいことを保証できるのかという問題も存在する。   In this regard, in the known example calculation method, the calculation load of the monitoring microcomputer can be reduced as compared with the main microcomputer, and therefore the cost of the microcomputer does not increase so much even in the redundant configuration. However, when this type of vehicle control apparatus is applied to a vehicle control system that requires high reliability as described above, there arises a problem of whether an example that can provide sufficient failure detection accuracy can be created. In addition, basically, since the operation part of the microcomputer is mainly checked, there is a problem that it can be guaranteed that the final motor output is correct.

一方、特開２００２−３５４８７１号公報に開示されている技術では、信頼性は十分高いと考えられるが、第二のマイコンも第一のマイコンと同様に、電気角の演算や、ｕｖｗ座標からｄｑ座標への変換演算が必要であり、上記例題演算方式における監視マイコンと比較すると高い演算能力が必要になるため、冗長化によるマイコンのコスト増が問題となる。   On the other hand, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-354871, it is considered that the reliability is sufficiently high. However, the second microcomputer, like the first microcomputer, calculates dq from the calculation of the electrical angle and the uvw coordinates. Conversion to coordinates is required, and higher calculation capability is required as compared with the monitoring microcomputer in the above example calculation method. Therefore, an increase in the cost of the microcomputer due to redundancy becomes a problem.

本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、演算能力がそれほど高くない安価な監視マイコンを用いても、高い信頼性を得ることができる車両制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle control device that can obtain high reliability even when using an inexpensive monitoring microcomputer that does not have a high calculation capability. And

前記課題を解決するために、本発明に係る車両制御装置は、外部から第１信号が入力され、駆動信号を出力する制御回路と、該制御回路から該駆動信号が入力され、外部へ第２信号を出力するアクチュエータ駆動回路と、該第１信号と外部からの第３信号とを比較して、その差が所定値以上になった場合に、故障検出信号を該アクチュエータ駆動回路へ出力する監視回路とを有する。   In order to solve the above-described problem, a vehicle control device according to the present invention includes a control circuit that receives a first signal from the outside and outputs a drive signal, a drive circuit that receives the drive signal from the control circuit, and outputs a second signal to the outside. Monitoring that outputs a failure detection signal to the actuator drive circuit when the difference between the first signal and the third signal from the outside is compared to a predetermined value when the actuator drive circuit that outputs a signal is compared with the third signal from the outside Circuit.

好ましくは、該監視回路は、該第１信号と該第３信号とを比較する比較演算部と、該比較演算部における比較演算を開始させるトリガ信号を生成する比較演算トリガ信号生成部とを有する。   Preferably, the monitoring circuit includes a comparison operation unit that compares the first signal and the third signal, and a comparison operation trigger signal generation unit that generates a trigger signal for starting a comparison operation in the comparison operation unit. .

好ましくは、該監視回路は、外部から該制御回路を介して該第１信号が入力されるように構成されている。   Preferably, the monitoring circuit is configured to receive the first signal from the outside via the control circuit.

好ましくは、該監視回路は、該制御回路に対して正常動作確認信号を送信するように構成されており、さらに好ましくは、該正常動作確認信号は定期的に送信され、該制御回路が該正常動作確認信号を所定期間受信できない場合、該制御回路から第２故障検出信号が出力され、該監視回路からの該故障検出信号と該制御回路からの該第２故障検出信号とのいずれか一方が出力されることにより、外部のアクチュエータへの通電を遮断するように構成されている。   Preferably, the monitoring circuit is configured to transmit a normal operation confirmation signal to the control circuit, more preferably, the normal operation confirmation signal is periodically transmitted, and the control circuit is configured to transmit the normal operation confirmation signal. If the operation confirmation signal cannot be received for a predetermined period, a second failure detection signal is output from the control circuit, and one of the failure detection signal from the monitoring circuit and the second failure detection signal from the control circuit is By being outputted, the power supply to the external actuator is cut off.

また、好ましくは、該車両制御装置は、該駆動信号と該故障検出信号との論理積をとることにより、該制御回路と該監視回路のいずれか一方が故障しても外部のアクチュエータへの通電を遮断するように構成されている。   Preferably, the vehicle control device takes a logical product of the drive signal and the failure detection signal, thereby energizing an external actuator even if either the control circuit or the monitoring circuit fails. Is configured to shut off.

一実施形態としては、該第１信号は外部から入力される制御指令値であり、該第３信号は外部の制御対象から出力される制御対象状態信号である。   In one embodiment, the first signal is a control command value input from the outside, and the third signal is a control target state signal output from an external control target.

さらに具体的な一実施形態としては、該車両制御装置は、ステアリング操作量に応じて操舵力を発生させるステアリングモータを制御する装置であり、該制御指令値は、ステアリング操作量を計測するセンサの信号値に基づいて生成された車両の舵角指令値である。   As a more specific embodiment, the vehicle control device is a device that controls a steering motor that generates a steering force in accordance with a steering operation amount, and the control command value is a value of a sensor that measures the steering operation amount. This is the steering angle command value of the vehicle generated based on the signal value.

また、別の実施形態としては、該車両制御装置は、ブレーキ力発生用のモータを制御する装置であり、該制御指令値は、ブレーキペダル操作量を計測するブレーキペダル位置センサの信号値に基づきブレーキパッドをディクスロータに押し付ける力の指令値である。   In another embodiment, the vehicle control device is a device that controls a motor for generating a braking force, and the control command value is based on a signal value of a brake pedal position sensor that measures a brake pedal operation amount. This is the command value for the force that presses the brake pad against the disk rotor.

本発明によれば、低コストで高信頼の車両制御装置を実現させることができる。   According to the present invention, a low-cost and highly reliable vehicle control apparatus can be realized.

本発明の車両制御装置の基本構成を示すブロック図。The block diagram which shows the basic composition of the vehicle control apparatus of this invention. 制御手段の機能を示すブロック図。The block diagram which shows the function of a control means. 監視手段の機能を示すブロック図。The block diagram which shows the function of a monitoring means. 比較演算トリガ信号生成タイミングの説明図。Explanatory drawing of a comparison calculation trigger signal generation timing. 本発明第１の実施例に関する車両制御装置の構成図。The block diagram of the vehicle control apparatus regarding the 1st Example of this invention. メインマイコンと監視マイコンの制御ブロック図。Control block diagram of main microcomputer and monitoring microcomputer. 本発明第２の実施例に関する車両制御装置の構成図。The block diagram of the vehicle control apparatus regarding the 2nd Example of this invention. 本発明第３の実施例に関する車両制御装置の構成図。The block diagram of the vehicle control apparatus regarding the 3rd Example of this invention. 制御手段と監視手段の機能を示すブロック図。The block diagram which shows the function of a control means and a monitoring means. 本発明第４の実施例に関する車両制御装置の構成図。The block diagram of the vehicle control apparatus regarding the 4th Example of this invention. 本発明第５の実施例に関する車両制御装置の構成図。The block diagram of the vehicle control apparatus regarding the 5th Example of this invention. 本発明第６の実施例に関する車両制御装置の構成図。The block diagram of the vehicle control apparatus regarding the 6th Example of this invention.

以下、図面に基づき、本発明の車両制御装置の実施形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment of a vehicle control device of the present invention will be described based on the drawings.

図１は本発明の車両制御装置の基本構成を示したものである。本発明の車両制御装置１は、制御手段１１，監視手段１２、およびアクチュエータ駆動手段１３から構成される。アクチュエータ駆動手段１３は、アクチュエータ２を駆動し、これにより、制御対象３を動作させる。制御手段１１には、制御指令値Ｓ１，制御対象状態信号Ｓ２、およびアクチュエータ状態信号Ｓ３が入力され、これらの信号に基づいて、制御手段１１はアクチュエータ駆動手段１３を駆動するための駆動信号Ｓ４を出力する。監視手段１２には、制御指令値Ｓ１、および制御対象状態信号Ｓ２が入力される。監視手段１２は、二つの入力信号の比較チェックを行い、その結果に応じて、アクチュエータ駆動手段１３に故障検出信号Ｓ５を出力する。   FIG. 1 shows a basic configuration of a vehicle control apparatus of the present invention. The vehicle control apparatus 1 according to the present invention includes a control unit 11, a monitoring unit 12, and an actuator driving unit 13. The actuator driving means 13 drives the actuator 2 and thereby operates the control object 3. A control command value S1, a control target state signal S2, and an actuator state signal S3 are input to the control unit 11, and based on these signals, the control unit 11 generates a drive signal S4 for driving the actuator drive unit 13. Output. The monitoring means 12 receives the control command value S1 and the control target state signal S2. The monitoring unit 12 performs a comparison check of the two input signals, and outputs a failure detection signal S5 to the actuator driving unit 13 according to the result.

図２，図３に、それぞれ制御手段１１と監視手段１２の機能ブロック図を示す。制御手段１１は、制御指令値Ｓ１と制御対象状態信号Ｓ２が一致するように、アクチュエータの制御量を演算するアクチュエータ制御量演算部１１１と、当該アクチュエータ制御量とアクチュエータ状態信号Ｓ３が一致するようにアクチュエータを制御するアクチュエータ制御部１１２から成る。また、監視手段１２は、制御指令値Ｓ１と制御対象状態信号Ｓ２の一致チェックを行い、ある許容誤差範囲を超えて不一致となった場合に、アクチュエータ駆動手段１３に故障検出信号Ｓ５を出力する比較演算部１２２と、比較演算部１２２における一致チェック演算を開始させるためのトリガ信号を生成する比較演算トリガ信号生成部１２１から構成される。   2 and 3 show functional block diagrams of the control means 11 and the monitoring means 12, respectively. The control means 11 includes an actuator control amount calculation unit 111 that calculates the control amount of the actuator so that the control command value S1 and the control target state signal S2 match, and the actuator control amount and the actuator state signal S3 match. The actuator controller 112 controls the actuator. In addition, the monitoring unit 12 performs a matching check between the control command value S1 and the control target state signal S2, and outputs a failure detection signal S5 to the actuator driving unit 13 when there is a mismatch beyond a certain allowable error range. The calculation unit 122 and the comparison calculation trigger signal generation unit 121 that generates a trigger signal for starting the match check calculation in the comparison calculation unit 122 are configured.

比較演算トリガ信号生成部１２１では、図４に示すように、制御指令値Ｓ１が変化してから、予め記憶してある時間τ後、または出力応答モデル演算などにより導かれる時間τ後に、比較演算部１２２に比較演算トリガ信号を出力する。   As shown in FIG. 4, in the comparison calculation trigger signal generation unit 121, after the control command value S1 changes, after the time τ stored in advance, or after the time τ derived by output response model calculation or the like, the comparison calculation trigger signal generation unit 121 The comparison calculation trigger signal is output to the unit 122.

これにより、制御指令値Ｓ１が変化してから、実際に制御対象３が動作するまでの遅れ時間を考慮した一致チェックが可能となる。   As a result, it is possible to perform a coincidence check in consideration of the delay time from when the control command value S1 changes until the control target 3 actually operates.

本形態の特徴は、監視手段１２に制御対象状態信号Ｓ２を入力し、当該信号と制御指令値Ｓ１を比較することにより、制御対象が制御指令値通りに動作しているか、すなわち制御対象の動作の合理性を判断する点にある。本形態により、監視手段１２に高度な演算を行わせることなく、制御手段１１，アクチュエータ駆動手段１３，アクチュエータ２，制御対象３のいずれかが故障した場合でも、その故障を検出することができる。   A feature of this embodiment is that the control target state signal S2 is input to the monitoring unit 12 and the control target value is compared with the control command value S1, so that the control target is operating according to the control command value. It is in the point of judging the rationality. According to the present embodiment, even if any of the control unit 11, the actuator driving unit 13, the actuator 2, and the control target 3 fails, the failure can be detected without causing the monitoring unit 12 to perform advanced calculations.

このように、監視手段に制御対象の状態信号を入力し、当該信号と制御指令値を比較することにより、制御対象が制御指令値通りに動作しているか否かを判断する構成としているため、監視手段に高度な演算を行わせる必要がない。したがって、低コストで高信頼の車両制御装置を実現させることができる。   In this way, because the state signal of the control target is input to the monitoring means, and the signal and the control command value are compared, it is configured to determine whether the control target is operating according to the control command value. There is no need for the monitoring means to perform sophisticated calculations. Therefore, a highly reliable vehicle control device can be realized at low cost.

図５に本発明第１の実施例に関する車両制御装置を示す。本実施例は、機械的な結合ではなく、電子制御により、運転者のステアリング操作を車両の操舵力発生機構に反映させる車両制御システム（Ｓｔｅｅｒ−ｂｙ−Ｗｉｒｅシステム）において、操舵力発生用のモータを制御する車両制御装置に関するものである。   FIG. 5 shows a vehicle control apparatus according to the first embodiment of the present invention. The present embodiment is a motor for generating a steering force in a vehicle control system (Steer-by-Wire system) in which a driver's steering operation is reflected in a steering force generation mechanism of a vehicle by electronic control instead of mechanical coupling. The present invention relates to a vehicle control device that controls the vehicle.

本システムは、運転者によるステアリング操作量を計測する操舵角センサ２１の信号値に基づいて、車両の舵角指令値Ｓ１Ａを演算する制御指令値演算装置４および三相モータ２Ａを制御するモータ制御装置１Ａ、およびこれらの二つの装置を結ぶ通信ネットワーク５から構成される。舵角指令値Ｓ１Ａは、通信ネットワーク５を経由して、モータ制御装置１Ａに入力される。   This system is based on the signal value of the steering angle sensor 21 that measures the amount of steering operation by the driver, and the motor control that controls the control command value calculation device 4 that calculates the steering angle command value S1A of the vehicle and the three-phase motor 2A. It is composed of a device 1A and a communication network 5 that connects these two devices. The steering angle command value S1A is input to the motor control device 1A via the communication network 5.

モータ制御装置１Ａは、制御手段としてメインマイコン１１Ａ，監視手段として監視マイコン１２Ａ，アクチュエータ駆動手段として三相ブリッジ回路１３Ａ、および通信ネットワーク５上のデータを受信または通信ネットワーク５上にデータを送信するための通信ドライバ１４から構成される。本実施例では、メインマイコン１１Ａと監視マイコン１２Ａが独立に通信ネットワーク５にアクセスできるように、通信ドライバ１４を二つ備えている。通信プロトコルなどを解釈し、通信の制御を行う通信コントローラは、各々のマイコンに内蔵されているものとする。メインマイコン１１Ａには、舵角指令値Ｓ１Ａのほかに、アクチュエータ状態信号Ｓ３として、三相モータ２Ａの回転子位置を検出するセンサ２４の信号、当該モータの電流を検出する回路２３からの信号、および舵角センサ信号Ｓ２Ａとして、舵角センサ２２の信号が入力される。また、監視マイコン１２Ａには、舵角指令値Ｓ１Ａのほかに、舵角センサ信号Ｓ２Ａとして、舵角センサ２２の信号が入力される。   The motor control device 1A receives the main microcomputer 11A as the control means, the monitoring microcomputer 12A as the monitoring means, the three-phase bridge circuit 13A as the actuator driving means, and the data on the communication network 5, or the data on the communication network 5. Communication driver 14. In the present embodiment, two communication drivers 14 are provided so that the main microcomputer 11A and the monitoring microcomputer 12A can access the communication network 5 independently. It is assumed that a communication controller that interprets a communication protocol and controls communication is built in each microcomputer. In addition to the steering angle command value S1A, the main microcomputer 11A includes, as an actuator state signal S3, a signal from the sensor 24 that detects the rotor position of the three-phase motor 2A, a signal from the circuit 23 that detects the current of the motor, And the signal of the steering angle sensor 22 is input as the steering angle sensor signal S2A. In addition to the steering angle command value S1A, the monitoring microcomputer 12A receives a signal of the steering angle sensor 22 as the steering angle sensor signal S2A.

監視マイコン１２Ａは、舵角指令値Ｓ１Ａと舵角センサ２２の信号Ｓ２Ａの一致チェックを行い、ある許容誤差範囲を超えて不一致となった場合は、三相ブリッジ回路１３Ａに故障検出信号Ｓ５を出力し、三相モータ２Ａへの電源ＶＢの供給を停止する。故障検出信号Ｓ５は、メインマイコン１１Ａの通信ドライバ１４にも送られ、メインマイコン１１Ａの通信ネットワーク５へのアクセスを禁止する。このように、故障検出時に監視マイコン１２Ａが故障検出信号Ｓ５を出力することにより、本モータ制御装置１Ａをフェールセーフとなるように構成することができる。故障時は、三相モータ２Ａは動作しないため、図示していないが、別に備えてあるメカニカルバックアップ機構などを用いて操舵を継続できるようにシステムを構成する必要があるが、このフェールオペラティブ性については本明細書では詳述しない。   The monitoring microcomputer 12A performs a matching check between the steering angle command value S1A and the signal S2A of the steering angle sensor 22, and outputs a failure detection signal S5 to the three-phase bridge circuit 13A if there is a mismatch beyond a certain allowable error range. Then, the supply of the power source VB to the three-phase motor 2A is stopped. The failure detection signal S5 is also sent to the communication driver 14 of the main microcomputer 11A, and prohibits the main microcomputer 11A from accessing the communication network 5. As described above, the motor control device 1A can be configured to be fail-safe when the monitoring microcomputer 12A outputs the failure detection signal S5 when the failure is detected. Although the three-phase motor 2A does not operate at the time of failure, it is not shown, but it is necessary to configure the system so that steering can be continued using a mechanical backup mechanism provided separately. Is not described in detail in this specification.

図６に、メインマイコン１１Ａと監視マイコン１２Ａの制御ブロック図を示す。メインマイコン１１Ａに関しては、アクチュエータ制御量演算部１１１は、トルク指令発生部３１と電流指令発生部３２から構成されており、アクチュエータ制御部１１２は、電流制御部３３，ｄｑ座標からｕｖｗ座標への座標変換演算部３４，三相ＰＷＭタイマ３５，ｕｖｗ座標からｄｑ座標への座標変換演算部３６から構成される。三相モータの制御フローについては公知であるため、本明細書では詳述しない。   FIG. 6 shows a control block diagram of the main microcomputer 11A and the monitoring microcomputer 12A. With respect to the main microcomputer 11A, the actuator control amount calculation unit 111 includes a torque command generation unit 31 and a current command generation unit 32. The actuator control unit 112 includes a current control unit 33, a coordinate from the dq coordinate to the uvw coordinate. A conversion calculation unit 34, a three-phase PWM timer 35, and a coordinate conversion calculation unit 36 from uvw coordinates to dq coordinates are configured. Since the control flow of the three-phase motor is known, it will not be described in detail in this specification.

監視マイコン１２Ａは、前述したように、比較演算トリガ信号生成部１２１と比較演算部１２２から構成される。比較演算トリガ信号生成部１２１は、比較演算部１２２における一致チェック演算を開始させるためのトリガ信号を生成し、比較演算部１２２は、当該トリガ信号を受けて、舵角指令値Ｓ１Ａと舵角センサ２２の信号Ｓ２Ａの一致チェックを行い、ある許容誤差範囲を超えて不一致となった場合に、アクチュエータ駆動手段１３に故障検出信号Ｓ５を出力する。   As described above, the monitoring microcomputer 12A includes the comparison calculation trigger signal generation unit 121 and the comparison calculation unit 122. The comparison calculation trigger signal generation unit 121 generates a trigger signal for starting the coincidence check calculation in the comparison calculation unit 122, and the comparison calculation unit 122 receives the trigger signal and receives the steering angle command value S1A and the steering angle sensor. The signal S2A of 22 is checked for coincidence, and if it does not coincide with a certain allowable error range, a failure detection signal S5 is output to the actuator driving means 13.

以上述べたように、本実施例によれば、監視マイコンに座標変換演算など高度な演算を行わせる必要がないため、８ビットや１６ビットといった安価なマイコンを使用することができ、かつ、メインマイコン，三相ブリッジ回路，三相モータ，制御対象のいずれかが故障した場合でも、その故障を検出することができるので、低コストで信頼性の高い車両制御装置を提供することが可能となる。   As described above, according to this embodiment, since it is not necessary to cause the monitoring microcomputer to perform advanced calculations such as coordinate transformation calculations, an inexpensive microcomputer such as 8 bits or 16 bits can be used, and the main microcomputer can be used. Even if any of the microcomputer, the three-phase bridge circuit, the three-phase motor, or the controlled object fails, the failure can be detected, and it becomes possible to provide a low-cost and highly reliable vehicle control device. .

図７に本発明第２の実施例に関する車両制御装置を示す。本実施例は、本発明第１の実施例と基本的な構成は同一であるが、通信ドライバ１４が一つである点が異なる。舵角指令値Ｓ１Ａは、通信ドライバ１４により受信された後、メインマイコン１１Ａ，監視マイコン１２Ａの両方に入力される。   FIG. 7 shows a vehicle control apparatus according to the second embodiment of the present invention. This embodiment has the same basic configuration as the first embodiment of the present invention, but differs in that there is one communication driver 14. The steering angle command value S1A is received by the communication driver 14, and then input to both the main microcomputer 11A and the monitoring microcomputer 12A.

図８に本発明第３の実施例に関する車両制御装置を示す。本実施例では、シリアル通信によりメインマイコン１１Ａと監視マイコン１２Ａとの間でデータを送受信することができるように構成されている。監視マイコン１２Ａは、メインマイコン１１Ａに通信ネットワーク５経由で入力された舵角指令値Ｓ１Ａを、シリアル通信経由でメインマイコン１１Ａから受信する。本実施例においては、本発明第１及び第２の実施例と異なり、監視マイコンには、通信ネットワークにアクセスするためのインタフェース回路が不要になるため、車両制御装置のコストをさらに下げることができる。   FIG. 8 shows a vehicle control apparatus according to the third embodiment of the present invention. In the present embodiment, data is transmitted and received between the main microcomputer 11A and the monitoring microcomputer 12A by serial communication. The monitoring microcomputer 12A receives the steering angle command value S1A input to the main microcomputer 11A via the communication network 5 from the main microcomputer 11A via serial communication. In the present embodiment, unlike the first and second embodiments of the present invention, the monitoring microcomputer does not require an interface circuit for accessing the communication network, so that the cost of the vehicle control device can be further reduced. .

本実施例では、図９に示すように、制御指令値Ｓ１が変化してから、実際に制御対象が動作するまでの遅れ時間を考慮した一致チェックを行うために、メインマイコン１１Ａに、制御指令値Ｓ１が変化してから、予め記憶してある時間τ後、または出力応答モデル演算などにより導かれる時間τ後に、シリアル通信により制御指令値Ｓ１を監視マイコン１２Ａに送信する通信トリガ信号生成部１１３を設けている。   In this embodiment, as shown in FIG. 9, in order to perform a coincidence check in consideration of a delay time from when the control command value S1 changes until the control target actually operates, the control command is sent to the main microcomputer 11A. A communication trigger signal generator 113 that transmits the control command value S1 to the monitoring microcomputer 12A by serial communication after a time τ stored in advance after the value S1 changes or after a time τ derived by an output response model calculation or the like. Is provided.

これにより、監視マイコン１２Ａには、比較演算トリガ信号生成機能が不要となり、監視マイコンの演算負荷をさらに減らすことができる。   Thereby, the monitoring microcomputer 12A does not need the comparison calculation trigger signal generation function, and the calculation load on the monitoring microcomputer can be further reduced.

図１０に本発明第４の実施例に関する車両制御装置を示す。本実施例は、本発明第３の実施例の構成に、さらに監視マイコン１２Ａの監視機能を加えたものである。監視マイコン１２Ａは、メインマイコン１１Ａにシリアル通信経由で、定期的に監視マイコン正常動作確認用信号Ｓ６を送信する。メインマイコン１１Ａは、この監視マイコン正常動作確認用信号Ｓ６が、所定期間受信できない状態が続いた場合は、監視マイコン１２Ａに故障が発生したと判断し、三相ブリッジ回路１３Ａに故障検出信号Ｓ５を出力し、三相モータ２Ａへの電源ＶＢの供給を停止する。   FIG. 10 shows a vehicle control apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the monitoring function of the monitoring microcomputer 12A is added to the configuration of the third embodiment of the present invention. The monitoring microcomputer 12A periodically transmits a monitoring microcomputer normal operation confirmation signal S6 to the main microcomputer 11A via serial communication. When the monitoring microcomputer normal operation confirmation signal S6 cannot be received for a predetermined period, the main microcomputer 11A determines that a failure has occurred in the monitoring microcomputer 12A, and sends a failure detection signal S5 to the three-phase bridge circuit 13A. Output and stop supplying the power source VB to the three-phase motor 2A.

監視マイコン１２Ａからの故障検出信号Ｓ５とメインマイコン１１Ａからの故障検出信号Ｓ５との論理積をとって三相ブリッジ回路１３Ａに入力することにより、いずれか一方のマイコンが故障しても、三相モータ２Ａへの通電を遮断することができる。   The logical product of the failure detection signal S5 from the monitoring microcomputer 12A and the failure detection signal S5 from the main microcomputer 11A is taken and input to the three-phase bridge circuit 13A, so that even if one of the microcomputers fails, the three-phase The energization of the motor 2A can be cut off.

図１１に本発明第５の実施例に関する車両制御装置を示す。本実施例では、監視マイコン１２Ａが出力する故障検出信号Ｓ５と、メインマイコン１１Ａからの三相ブリッジ回路１３Ａのゲートをオンオフ制御する駆動信号Ｓ４との論理積をとって三相ブリッジ回路１３Ａを制御する。   FIG. 11 shows a vehicle control apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, the three-phase bridge circuit 13A is controlled by taking the logical product of the failure detection signal S5 output from the monitoring microcomputer 12A and the drive signal S4 for controlling on / off of the gate of the three-phase bridge circuit 13A from the main microcomputer 11A. To do.

このような構成をとることにより、いずれか一方のマイコンが故障しても、三相モータ２Ａへの通電を遮断することができる。   By adopting such a configuration, even if any one of the microcomputers breaks down, the power supply to the three-phase motor 2A can be cut off.

図１２に本発明第６の実施例に関する車両制御装置を示す。本実施例は、機械的な結合ではなく、電子制御により、運転者のブレーキペダル操作を車両のブレーキ力発生機構に反映させる車両制御システム（Ｂｒａｋｅ−ｂｙ−Ｗｉｒｅシステム）において、ブレーキ力発生用のモータを制御する車両制御装置に関するものである。   FIG. 12 shows a vehicle control apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. In the vehicle control system (Brake-by-Wire system) in which the driver's brake pedal operation is reflected in the vehicle brake force generation mechanism by electronic control instead of mechanical coupling, the present embodiment is for brake force generation. The present invention relates to a vehicle control device that controls a motor.

本システムは、運転者によるブレーキペダル操作量を計測するブレーキペダル位置センサ２５の信号値に基づいて、ブレーキパッドをディスクロータに押し付ける力の指令値（推力指令値）Ｓ１Ｂを演算する制御指令値演算装置４および三相モータ２Ａを制御するモータ制御装置１Ａ、およびこれらの二つの装置を結ぶ通信ネットワーク５から構成される。推力指令値Ｓ１Ｂは、通信ネットワーク５を経由して、モータ制御装置１Ａに入力される。   This system calculates a control command value for calculating a force command value (thrust command value) S1B for pressing a brake pad against a disc rotor based on a signal value of a brake pedal position sensor 25 that measures a brake pedal operation amount by a driver. A motor control device 1A that controls the device 4 and the three-phase motor 2A, and a communication network 5 that connects these two devices. The thrust command value S1B is input to the motor control device 1A via the communication network 5.

モータ制御装置１Ａは、制御手段としてメインマイコン１１Ａ，監視手段として監視マイコン１２Ａ，アクチュエータ駆動手段として三相ブリッジ回路１３Ａ、および通信ネットワーク５上のデータを受信または通信ネットワーク５上にデータを送信するための通信ドライバ１４から構成される。メインマイコン１１Ａには、推力指令値Ｓ１Ｂのほかに、アクチュエータ状態信号Ｓ３として、三相モータ２Ａの回転子位置を検出するセンサ２４の信号、当該モータの電流を検出する回路２３からの信号、および推力センサ信号Ｓ２Ｂとして、ブレーキパッドをディスクロータに押し付ける力を検出するセンサ（推力センサ）２６の信号が入力される。また、監視マイコン１２Ａには、推力指令値Ｓ１Ｂのほかに、推力センサ信号Ｓ２Ｂとして、推力センサ２６の信号が入力される。   The motor control device 1A receives the main microcomputer 11A as the control means, the monitoring microcomputer 12A as the monitoring means, the three-phase bridge circuit 13A as the actuator driving means, and the data on the communication network 5, or the data on the communication network 5. Communication driver 14. In addition to the thrust command value S1B, the main microcomputer 11A includes, as an actuator state signal S3, a signal from the sensor 24 that detects the rotor position of the three-phase motor 2A, a signal from the circuit 23 that detects the current of the motor, and As the thrust sensor signal S2B, a signal of a sensor (thrust sensor) 26 that detects a force pressing the brake pad against the disc rotor is input. In addition to the thrust command value S1B, the monitoring microcomputer 12A receives a signal from the thrust sensor 26 as the thrust sensor signal S2B.

監視マイコン１２Ａは、推力指令値Ｓ１Ｂと推力センサ２６の信号Ｓ２Ｂの一致チェックを行い、ある許容誤差範囲を超えて不一致となった場合は、三相ブリッジ回路１３Ａに故障検出信号Ｓ５を出力し、三相モータ２Ａへの電源ＶＢの供給を停止する。   The monitoring microcomputer 12A performs a matching check between the thrust command value S1B and the signal S2B of the thrust sensor 26, and outputs a failure detection signal S5 to the three-phase bridge circuit 13A when a mismatch is exceeded beyond a certain allowable error range. The supply of the power source VB to the three-phase motor 2A is stopped.

また、メインマイコン１１Ａも、監視マイコン１２Ａの故障を検出した場合は、三相ブリッジ回路１３Ａに故障検出信号Ｓ５を出力することは本発明第４の実施例で説明したとおりである。   Further, as described in the fourth embodiment of the present invention, the main microcomputer 11A also outputs the failure detection signal S5 to the three-phase bridge circuit 13A when detecting the failure of the monitoring microcomputer 12A.

以上、本発明の実施例を詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。上記実施例では、運転者のステアリング操作及びブレーキペダル操作における電子制御を具体的に説明したが、例えば、アクセルペダル操作の際における電子制御にも適用可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail, this invention is not limited to the said Example, A various deformation | transformation is possible within the range of the technical thought. In the above-described embodiment, the electronic control in the steering operation and the brake pedal operation by the driver has been specifically described. Needless to say, the electronic control can be applied to the accelerator pedal operation, for example.

１…車両制御装置、１Ａ…モータ制御装置、２…アクチュエータ、２Ａ…三相モータ、３…制御対象、４…制御指令値演算装置、５…通信ネットワーク、１１…制御手段、１１Ａ…メインマイコン、１２…監視手段、１２Ａ…監視マイコン、１３…アクチュエータ駆動手段、１３Ａ…三相ブリッジ回路、１４…通信ドライバ、２１…操舵角センサ、２２…舵角センサ、２３…モータ電流検出回路、２４…モータ回転子位置検出センサ、２５…ブレーキペダル位置センサ、２６…推力センサ、３１…トルク指令発生部、３２…電流指令発生部、３３…電流制御部、３４…ｄｑ座標からｕｖｗ座標への座標変換演算部、３５…三相ＰＷＭタイマ、３６…ｕｖｗ座標からｄｑ座標への座標変換演算部、１１１…アクチュエータ制御量演算部、１１２…アクチュエータ制御部、１１３…通信トリガ信号生成部、１１４…制御手段の通信制御部、１２１…比較演算トリガ信号生成部、１２２…比較演算部、１２３…監視手段の通信制御部、Ｓ１…制御指令値、Ｓ１Ａ…舵角指令値、Ｓ１Ｂ…推力指令値、Ｓ２…制御対象状態信号、Ｓ２Ａ…舵角センサ信号、Ｓ２Ｂ…推力センサ信号、Ｓ３…アクチュエータ状態信号、Ｓ４…駆動信号、Ｓ５…故障検出信号、Ｓ６…監視マイコン正常動作確認用信号。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle control apparatus, 1A ... Motor control apparatus, 2 ... Actuator, 2A ... Three-phase motor, 3 ... Control object, 4 ... Control command value calculating device, 5 ... Communication network, 11 ... Control means, 11A ... Main microcomputer, DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Monitoring means, 12A ... Monitoring microcomputer, 13 ... Actuator drive means, 13A ... Three-phase bridge circuit, 14 ... Communication driver, 21 ... Steering angle sensor, 22 ... Steering angle sensor, 23 ... Motor current detection circuit, 24 ... Motor Rotor position detection sensor, 25 ... brake pedal position sensor, 26 ... thrust sensor, 31 ... torque command generation unit, 32 ... current command generation unit, 33 ... current control unit, 34 ... coordinate conversion calculation from dq coordinate to uvw coordinate 35, a three-phase PWM timer, 36, a coordinate conversion calculation unit from uvw coordinates to dq coordinates, 111, an actuator control amount calculation unit, 112 Actuator control unit 113 ... Communication trigger signal generation unit 114 ... Control unit communication control unit 121 ... Comparison calculation trigger signal generation unit 122 ... Comparison calculation unit 123 ... Communication control unit of monitoring unit S1 ... Control command value , S1A ... steer angle command value, S1B ... thrust command value, S2 ... control target state signal, S2A ... steer angle sensor signal, S2B ... thrust sensor signal, S3 ... actuator state signal, S4 ... drive signal, S5 ... failure detection signal , S6: Monitoring microcomputer normal operation confirmation signal.

Claims (2)

制御指令値を出力する制御指令値演算装置と、
前記制御指令値演算装置と通信ネットワークを介して接続され、ステアリングモータの駆動信号を出力するメインマイクロコンピュータと、
前記メインマイクロコンピュータとは独立して、前記制御指令値演算装置と前記通信ネットワークを介して接続される監視マイクロコンピュータと、
前記駆動信号が入力され、当該駆動信号に基づいて前記ステアリングモータを駆動させるための３相ブリッジ回路と、を備え、
前記マイクロコンピュータは、前記制御指令値と、前記ステアリングモータの回転状態を示す回転状態信号とが入力され、当該制御指令値及び当該回転状態信号に基づいて前記駆動信号を演算し、
前記監視用マイクロコンピュータは、前記通信ネットワークを介して前記制御指令信号を取得して当該制御指令信号が変化してから予め記憶した所定時間が経過した後に比較演算トリガ信号を出力する比較演算トリガ信号生成部と、当該比較演算トリガ信号出力に応じて当該制御指令信号と当該回転状態信号とを比較する比較演算部と、を有して、当該比較演算部の比較結果に基づいて、故障検出信号を出力する、車両用ステアリング制御装置。 A control command value computing device for outputting a control command value;
A main microcomputer that is connected to the control command value computing device via a communication network and outputs a steering motor drive signal;
Independently of the main microcomputer, a monitoring microcomputer connected to the control command value arithmetic unit via the communication network;
A three-phase bridge circuit for receiving the drive signal and driving the steering motor based on the drive signal;
The microcomputer receives the control command value and a rotation state signal indicating a rotation state of the steering motor, calculates the drive signal based on the control command value and the rotation state signal,
The monitoring microcomputer obtains the control command signal via the communication network and outputs a comparison calculation trigger signal after a predetermined time stored in advance after the control command signal changes A failure detection signal based on the comparison result of the comparison operation unit, and a comparison operation unit that compares the control command signal and the rotation state signal according to the comparison operation trigger signal output. Vehicle steering control device that outputs 前記制御指令値は、ステアリング操作量を計測する操舵角センサの信号値に基づいて演算された舵角指令値であり、
前記回転状態信号は、前記ステアリングモータの回転力によるステアリングの舵角変化を検出するための舵角センサ、もしくは、前記ステアリングモータの回転位置を検出するためのモータ回転子位置検出センサに基づく舵角信号である、請求項１記載の車両用ステアリング制御装置。 The control command value is a steering angle command value calculated based on a signal value of a steering angle sensor that measures a steering operation amount,
The rotation state signal is a rudder angle based on a rudder angle sensor for detecting a steering rudder angle change due to a rotational force of the steering motor, or a motor rotor position detection sensor for detecting a rotational position of the steering motor. The vehicle steering control device according to claim 1, which is a signal.
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