JP5013504B2 - 電動パワーステアリング装置用制御装置 - Google Patents
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Description
さらに、フェイルセーフ処理を行うため、演算値の異常の有無を監視するための専用のサブマイコンや監視回路用ハードウェアが必要とされる。しかし、フェイルセーフ処理のために専用のサブマイコンや監視回路用ハードウェアを設けるとコストがさらに増大する。
本発明は、上記課題を解決することのできる電動パワーステアリング装置用制御装置を提供することを目的とする。
本発明によれば、第1の集積回路において駆動用電流の目標値が演算され、第2の集積回路において目標値、前記モータの駆動用電流の検出値、およびロータの回転位置に応じた駆動用信号値が演算され、その駆動用信号値の演算周期は目標値の演算周期よりも短くされている。すなわち、比較的低速な演算を行う第1の集積回路において、駆動用信号値の演算に比較して類型的でなく複雑な駆動用電流の目標値の演算が行われ、比較的高速な演算を行う第2の集積回路において、類型的で比較的単純な駆動用信号値の演算が行われる。これにより、制御装置を構成する集積回路チップとして高速かつ類型的でない複雑な演算を行う高性能のものを必要とせず、類型的でなく比較的複雑ではあるが比較的低速な演算を行えば足りる第1の集積回路が設けられたチップと、比較的高速ではあるが類型的で比較的単純な演算を行えば足りる第2の集積回路が設けられたチップとで制御装置を構成できる。よって、制御装置を低コストの集積回路チップにより構成することができる。第1の集積回路が設けられたチップとしてマイコンチップを用いることができ、第2の集積回路が設けられるチップとしてマイコンチップ、DSP(Digital Signal Processor)チップ、ゲートアレイ等から組み上げられたロジックICチップ等を用いることができる。
また本発明においては、前記第1の集積回路の作動異常の有無を判断する第2の監視部と、前記モータの駆動用電流の目標値を、少なくとも操舵トルクの検出値に基づき演算する第2の補助演算要素とを備え、前記第2の補助演算要素は前記第2の集積回路により構成され、前記第1の集積回路の作動異常時に、駆動用信号値演算要素により、前記モータの駆動用信号値が前記第2の補助演算要素により演算された目標値に基づき演算され、前記モータの制御用データと、この制御用データのサムチェック用データとを記憶する第1の不揮発性記憶装置と、前記第1の不揮発性記憶装置に記憶されたものと同一の制御用データおよびサムチェック用データを記憶する第2の不揮発性記憶装置と、前記第1の不揮発性記憶装置に記憶された制御用データのサムチェックの結果と前記第2の不揮発性記憶装置に記憶された制御用データのサムチェックの結果とから、両不揮発性記憶装置の中の何れか一方におけるデータ異常の有無を判定する判定要素とを備え、前記第1の不揮発性記憶装置に記憶された制御用データが前記第1の集積回路における演算に用いられるように、前記第1の不揮発性記憶装置とデータ通信可能な第1の記憶データ用通信処理部が前記第1の集積回路により構成され、前記第2の不揮発性記憶装置に記憶された制御用データが前記第2の集積回路における演算に用いられるように、前記第2の不揮発性記憶装置とデータ通信可能な第2の記憶データ用通信処理部が前記第2の集積回路により構成され、前記第1の不揮発性記憶装置におけるデータ異常時は、前記第2の不揮発性記憶装置に記憶された制御用データが前記第2の記憶データ用通信処理部を介して前記第1の集積回路における演算に用いられ、前記第2の不揮発性記憶装置におけるデータ異常時は、前記第1の不揮発性記憶装置に記憶された制御用データが前記第1の記憶データ用通信処理部を介して前記第2の集積回路における演算に用いられ、前記第2の不揮発性記憶装置のデータ異常時は、前記第1の不揮発性記憶装置の記憶データが、前記第2の補助演算要素における前記目標値の演算に用いられる。
これにより、第1の集積回路に異常が生じた時は、第2の集積回路に設けた第2の補助演算要素により演算された目標値に基づき、モータの駆動用信号値を演算することができる。よって、第1の集積回路に異常が生じても、モータを急激に停止させることなく、操舵補助力を緩やかに低減したり、簡易な制御により操舵補助力を付与することで、運転者に過大な衝撃が作用するのを防止できる。また、何れか一方の不揮発性記憶装置においてデータ異常が生じた時は、他方の不揮発性記憶装置に記憶されたデータに応じて演算を行うことができる。また、各不揮発性記憶装置におけるデータ異常の有無は、制御用データ以外にサムチェック用データを記憶するだけで判定できるので、データ異常を判定するためのデータ量を少なくでき、不揮発性記憶装置の総容量を少なくできる。
この場合、前記目標値演算要素により、操舵トルクの検出値と車両状態データとに応じて前記目標値が演算できるように、車両状態データの第1の入力部と通信可能な第1の入力データ用通信処理部が前記第1の集積回路に設けられ、前記入力監視要素により、前記目標値演算要素により演算された目標値を操舵トルクの検出値および車両状態データと比較することで異常の有無を判断できるように、車両状態データの第2の入力部と通信可能な第2の入力データ用通信処理部が前記第2の集積回路に設けられているのが好ましい。これにより、モータを操舵トルクの検出値だけでなく、車速や制動力等の車両状態データに応じても制御する場合に、操舵トルクと車両状態データとに応じて演算された目標値を、操舵トルクの検出値および車両状態データと比較することで、異常の有無を適正に判断することができる。よって、モータを操舵系情報だけでなく車両全体の情報に応じて統合的に制御する場合におけるフェイルセーフのための異常判定の過誤をなくすことができる。さらに、何れか一方の集積回路や何れか一方の入力部に異常が生じた時は、その異常を外部システムに送信し、制御装置の故障告知を行うことも可能になる。
車両のイグニッションスイッチのオン・オフ操作に応じた信号が、A/D変換部20aを介して始動・停止制御部20bに入力され、そのオン・オフ操作に応じたリレー制御信号がリレー駆動制御部20cにおいて生成される。リレー制御信号により電源リレー10gが増幅器10e、リレードライバ10fを介して駆動されることで、バッテリーからモータドライバ10hへの電力供給が制御される。
マイコンチップ20に出力監視要素20Bを設け、DSPチップ30に入力監視要素30Bを設けることで、第1の集積回路と第2の集積回路による演算値の異常の有無を監視するための専用のハードウェアが不要になる。また、第1の集積回路における目標値演算要素20Aがディレーティング演算部20oを有することで、過負荷保護のために専用のハードウェアが不要になる。
本実施形態においては、第1の集積回路により第1の補助演算要素51が構成されている。第1の補助演算要素51は、モータ1の補助駆動用信号値である目標印加電圧を演算し、その目標印加電圧に対応するデューティ比のPWM信号を形成する。本実施形態における補助駆動用信号値は、目標値演算要素20Aにより演算されたd軸目標電流Id * とq軸目標電流Iq * 、検出実電流IU 、IV 、IW 、およびロータ1bの回転位置θの検出値に基づき演算される。
なお、CANから各CANドライバ10c、10pを介して第1の集積回路と第2の集積回路に入力される車両状態データは車速νに限定されず、例えば車両状態データとして制動力等が入力されてもよく、モータ1を操舵系情報だけでなく車両全体の情報に応じて統合的に制御してもよい。これにより、モータ1を操舵系情報だけでなく車両全体の情報に応じて統合的に制御する場合に、フェイルセーフのための異常判定の過誤をなくすことができる。さらに、両集積回路の何れかや両CANドライバ10c、10pの何れかに異常が生じた時は、その異常を外部システムに送信し、制御装置の故障告知を行うことができる。
なお、判定要素20vは第1の集積回路に代えて第2の集積回路により構成されてもよい。
本実施形態における他の構成は上記比較例と同様とされている。
Claims (7)
- 操舵補助力発生用ブラシレスモータの駆動用電流の目標値を、少なくとも操舵トルクの検出値に基づき演算する目標値演算要素と、
前記モータの駆動用信号値を、前記目標値演算要素により演算された目標値、前記モータの駆動用電流の検出値、および前記モータにおけるロータの回転位置の検出値に基づき演算する駆動用信号値演算要素と、
前記駆動用信号値に応じて前記モータを駆動する駆動要素とを備え、
前記目標値演算要素はチップに設けられた第1の集積回路により構成され、
前記駆動用信号値演算要素は別のチップに設けられた第2の集積回路により構成され、
前記第1の集積回路は第2の集積回路に通信可能に接続され、
前記駆動用信号値の演算周期は前記目標値の演算周期よりも短くされ、
前記第1の集積回路の作動異常の有無を判断する第2の監視部と、
前記モータの駆動用電流の目標値を、少なくとも操舵トルクの検出値に基づき演算する第2の補助演算要素とを備え、
前記第2の補助演算要素は前記第2の集積回路により構成され、
前記第1の集積回路の作動異常時に、駆動用信号値演算要素により、前記モータの駆動用信号値が前記第2の補助演算要素により演算された目標値に基づき演算され、
前記モータの制御用データと、この制御用データのサムチェック用データとを記憶する第1の不揮発性記憶装置と、
前記第1の不揮発性記憶装置に記憶されたものと同一の制御用データおよびサムチェック用データを記憶する第2の不揮発性記憶装置と、
前記第1の不揮発性記憶装置に記憶された制御用データのサムチェックの結果と前記第2の不揮発性記憶装置に記憶された制御用データのサムチェックの結果とから、両不揮発性記憶装置の中の何れか一方におけるデータ異常の有無を判定する判定要素とを備え、
前記第1の不揮発性記憶装置に記憶された制御用データが前記第1の集積回路における演算に用いられるように、前記第1の不揮発性記憶装置とデータ通信可能な第1の記憶データ用通信処理部が前記第1の集積回路により構成され、
前記第2の不揮発性記憶装置に記憶された制御用データが前記第2の集積回路における演算に用いられるように、前記第2の不揮発性記憶装置とデータ通信可能な第2の記憶データ用通信処理部が前記第2の集積回路により構成され、
前記第1の不揮発性記憶装置におけるデータ異常時は、前記第2の不揮発性記憶装置に記憶された制御用データが前記第2の記憶データ用通信処理部を介して前記第1の集積回路における演算に用いられ、
前記第2の不揮発性記憶装置におけるデータ異常時は、前記第1の不揮発性記憶装置に記憶された制御用データが前記第1の記憶データ用通信処理部を介して前記第2の集積回路における演算に用いられ、
前記第2の不揮発性記憶装置のデータ異常時は、前記第1の不揮発性記憶装置の記憶データが、前記第2の補助演算要素における前記目標値の演算に用いられる電動パワーステアリング装置用制御装置。 - 前記第1の集積回路は、前記目標値演算要素により演算された目標値と駆動用電流の検出値とを比較することで異常の有無を判断する出力監視要素を有し、
前記第2の集積回路は、前記目標値演算要素により演算された目標値と操舵トルクの検出値とを比較することで異常の有無を判断する入力監視要素を有する請求項1に記載の電動パワーステアリング装置用制御装置。 - 前記目標値演算要素は、前記モータの負荷に応じた変量に基づき前記目標値を過負荷保護のため低減させるディレーティング演算部を有する請求項1または2に記載の電動パワーステアリング装置用制御装置。
- 前記目標値演算要素は、操舵トルクに影響する変量の検出値に基づき前記目標値を補正する補償演算部を有する請求項1〜3の中の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置用制御装置。
- 前記第1の集積回路は、前記目標値と前記駆動用信号値の演算に必要な検出値の異常の有無を判断する検出状態監視要素を有する請求項1〜4の中の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置用制御装置。
- 前記第2の集積回路の作動異常の有無を判断する第1の監視部と、
前記モータの補助駆動用信号値を演算する第1の補助演算要素とを備え、
前記第1の補助演算要素は前記第1の集積回路により構成され、
前記第2の集積回路の作動異常時に、前記駆動用信号値に代えて前記補助駆動用信号値に応じて前記モータが駆動されるように、前記駆動要素を前記駆動用信号値演算要素と前記第1の補助演算要素とに択一的に接続する信号選択要素が設けられている請求項1〜5の中の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置用制御装置。 - 前記目標値演算要素により、操舵トルクの検出値と車両状態データとに応じて前記目標値が演算できるように、車両状態データの第1の入力部と通信可能な第1の入力データ用通信処理部が前記第1の集積回路に設けられ、
前記入力監視要素により、前記目標値演算要素により演算された目標値を操舵トルクの検出値および車両状態データと比較することで異常の有無を判断できるように、車両状態データの第2の入力部と通信可能な第2の入力データ用通信処理部が前記第2の集積回路に設けられている請求項2に記載の電動パワーステアリング装置用制御装置。
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