JP7172952B2 - モータ駆動システム - Google Patents
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Description
本発明は、モータ駆動システムに関する。
従来、一般にモータが駆動されるモータ駆動システムにおいて、モータ駆動に関する演算を行う制御演算部や、制御演算部が生成した駆動信号に基づいて駆動するモータ駆動部が冗長的に複数設けられた構成が知られている。
例えば特許文献1に開示された制御システムのフェールセーフ制御装置では、2個のECUのうち1個が失陥すると、失陥したECUを停止し、正常な1個のECUで制御を続行する。また、2個のモータのうち1個が失陥すると、失陥したモータを停止し、正常な1個のモータを用いて制御を続行する。
特許文献1の図8、図9に開示された実施例3の装置は、それぞれが操舵反力モータの駆動を制御する2個の反力ECU-(A)、(D)、及び、それぞれが転舵モータの駆動を制御する2個の転舵ECU-(B)、(C)を備える。例えば1個の反力ECU-(A)の失陥時には、反力ECU-(A)を停止し、正常な1個の反力ECU-(D)及び2個の転舵ECU-(B)、(C)、操舵反力モータ及び転舵モータの駆動制御を続行する。
本明細書では、特許文献1の「反力ECU」及び「操舵反力モータ」を含むものを一般化して「第1アクチュエータ」といい、「転舵ECU」及び「転舵モータ」を含むものを一般化して「第2アクチュエータ」という。また、特許文献1の「反力ECU」及び「操舵反力モータ」を「第1アクチュエータの制御演算部」及び「第1アクチュエータのモータ駆動部」という。特許文献1の「転舵ECU」及び「転舵モータ」を「第2アクチュエータの制御演算部」及び「第2アクチュエータのモータ駆動部」という。
すなわち、本明細書における「第1アクチュエータ」及び「第2アクチュエータ」は、どのような用途のアクチュエータであってもよい。また、「アクチュエータ」の用語は、外部からの駆動信号により駆動される機械的要素のみでなく、自身の内部に有する制御演算部が生成した駆動信号によってモータ駆動部がトルクを出力する駆動装置を意味する。なお、アクチュエータ内の制御演算部とモータ駆動部とは物理的に一体に構成されてもよく、信号線を介して別体に構成されてもよい。
ここで、特許文献1の従来技術において「第1アクチュエータの一方の制御演算部」である反力ECU-(A)と、「第2アクチュエータの一方の制御演算部」である転舵ECU-(B)とが対をなして情報を互いに送受信し、また、「同じアクチュエータ内の複数系統の制御演算部」である反力ECU-(A)、(D)間、転舵ECU-(B)、(C)でも情報を互いに送受信する構成を想定する。いずれかの制御演算部が故障した場合や、アクチュエータ間通信もしくは系統間通信の通信が途絶した場合、正常な制御演算部に送信されるべき情報が異常値になる可能性がある。そのため、正常な制御演算部による情報送受信が担保されず、モータ駆動制御を適切に継続できなくおそれがある。
さらに、従来技術において、全てのECU間で故障情報や制御情報の通信を行う構成を想定する。この構成では、一つのバスで通信すると情報量が過多となる。また、複数のバスを設けようとすると入出力端子数が増大する。この傾向は、連携するアクチュエータや系統が三つ以上の場合にはより顕著になる。
本発明はこのような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、他の制御演算部の故障又は通信途絶のとき、正常な制御演算部による情報送受信を担保するモータ駆動システムを提供することにある。
本発明は、それぞれがトルクを出力するモータとして機能する第1アクチュエータ(10)及び第2アクチュエータ(20)を含む複数のアクチュエータを備えるモータ駆動システムである。
第1アクチュエータ及び第2アクチュエータは、それぞれ、冗長的に設けられた複数の制御演算部(161、162、261、262)、及び、冗長的に設けられた複数のモータ駆動部(171、172、271、272)を有する。複数の制御演算部は、モータ駆動制御に関する演算を行う。複数のモータ駆動部は、対応する制御演算部が生成した駆動信号に基づいて駆動しトルクを出力する。例えば多相ブラシレスモータでは、モータ駆動部は、電圧を供給するインバータ、ステータに巻回された多相巻線、永久磁石を有するロータ等により構成される。なお、多重巻線モータのように、複数のモータ駆動部においてロータ等が共通に設けられてもよい。
各アクチュエータ内で互いに対応する制御演算部とモータ駆動部との組み合わせの単位を「系統」と定義する。第1アクチュエータ及び第2アクチュエータにおける、互いに対をなす系統の制御演算部同士は、アクチュエータ間通信により相互に情報を送受信する。各アクチュエータにおいて、同じアクチュエータ内の複数系統の制御演算部は、系統間通信により相互に情報を送受信する。
いずれかの制御演算部に対し他方のアクチュエータにおける対をなす制御演算部もしくは同じアクチュエータ内の他系統の制御演算部の故障、又は、アクチュエータ間通信もしくは系統間通信の通信途絶により、当該制御演算部が正常な情報を送受信不能となった状態を「システム内通信異常状態」と定義する。システム内通信異常状態において、正常な各制御演算部は、正常時に自身が送信する情報に加え、自身が送信できなかった情報、及び、他の制御演算部から受信したアクチュエータ間通信用の情報を「代替情報」として併せて送信する。代替情報を含む情報を受信した制御演算部は、受信した情報の少なくとも一部を用いてモータ駆動制御を継続する。
本発明では、システム内通信異常状態において本来の通信経路で情報を送受信できない場合であっても、正常な制御演算部が故障を通知する情報やモータの駆動制御に用いる制御情報を代替情報として送受信することで、情報の送受信が担保される。これにより、代替情報を含む情報を受信した制御演算部は、モータ駆動制御を適切に継続することができる。
以下、本発明のモータ駆動システムの複数の実施形態を図面に基づいて説明する。各実施形態のモータ駆動システムは、それぞれがトルクを出力するモータとして機能する複数のアクチュエータを備える。各アクチュエータは、冗長的に設けられた複数の制御演算部、及び、冗長的に設けられた複数のモータ駆動部を有する。各アクチュエータ内で互いに対応する制御演算部とモータ駆動部との組み合わせの単位を「系統」と定義する。
以下の第1~第3実施形態は、「システム内通信異常状態」における「代替情報」(その意味は後述する)の通信構成に関するバリエーションである。また、第4~第6実施形態は、システムのアクチュエータ数又は系統数に関するバリエーションであり、前述の実施形態と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。以上の第1~第6実施形態を包括して「本実施形態」という。
[第1~第3実施形態]
図1に、車両のステアバイワイヤシステム90に適用されるモータ駆動システム801を示す。車両の操舵機構と転舵機構とが機械的に分離したステアバイワイヤシステム90において、第1アクチュエータ10は反力アクチュエータとして用いられ、第2アクチュエータ10は転舵アクチュエータとして用いられる。ステアバイワイヤシステム90の操舵機構は、ハンドル91、ステアリングシャフト93、操舵トルクセンサ94、及び第1アクチュエータ10等を含む。ステアバイワイヤシステム90の転舵機構は、ラック97、ナックルアーム98、及び第2アクチュエータ20等を含み、第2アクチュエータ20が出力する転舵トルクにより車輪99を転舵させる。車輪99は片側のみを図示し、反対側の車輪の図示を省略する。
図1に、車両のステアバイワイヤシステム90に適用されるモータ駆動システム801を示す。車両の操舵機構と転舵機構とが機械的に分離したステアバイワイヤシステム90において、第1アクチュエータ10は反力アクチュエータとして用いられ、第2アクチュエータ10は転舵アクチュエータとして用いられる。ステアバイワイヤシステム90の操舵機構は、ハンドル91、ステアリングシャフト93、操舵トルクセンサ94、及び第1アクチュエータ10等を含む。ステアバイワイヤシステム90の転舵機構は、ラック97、ナックルアーム98、及び第2アクチュエータ20等を含み、第2アクチュエータ20が出力する転舵トルクにより車輪99を転舵させる。車輪99は片側のみを図示し、反対側の車輪の図示を省略する。
モータ駆動システム801は、第1アクチュエータ10と第2アクチュエータ20とを備えている。以下の図中、「Act」は「アクチュエータ」を意味する。第1アクチュエータ10は、ドライバの操舵トルク及び路面反力に応じた反力トルクを出力するモータとして機能する。第1アクチュエータ10が反力を付与するようにハンドル91を回転させることで、ドライバに適切な操舵フィーリングを与える。第2アクチュエータ20は、車輪99を転舵させる転舵トルクを出力するモータとして機能する。第2アクチュエータ20が適切に車輪99を転舵させることで、ドライバが意図した方向へ車両が偏向される。
各アクチュエータ10、20は二系統の冗長構成となっている。つまり、第1アクチュエータ10は、冗長的に設けられた二つの制御演算部161、162、及び、冗長的に設けられた二つのモータ駆動部171、172を有している。第2アクチュエータ20は、冗長的に設けられた二つの制御演算部261、262、及び、冗長的に設けられた二つのモータ駆動部271、272を有している。
以下、各アクチュエータの二つの系統を「第1系統」及び「第2系統」と表す。例えば第1系統と第2系統との間に主従関係があり、第1系統がメイン(又はマスター)、第2系統がサブ(又はスレーブ)として機能してもよい。或いは、第1系統と第2系統とが対等の関係であってもよい。第1系統の要素には符号の末尾に「1」を付し、第2系統の要素には符号の末尾に「2」を付す。
各アクチュエータ10、20の基本的構成は同様であるため、一方の説明で足りる点に関しては、代表として第1アクチュエータ10の構成要素により説明する。第2アクチュエータ20については、対応する符号を読み替えて解釈可能である。制御演算部161、162は、具体的にはマイコンやASICにより構成され、モータ駆動制御に関する演算を行う。なお、制御演算部161、162は、モータ駆動制御以外の制御をあわせて実行してもよいが、本明細書では他の制御について言及しない。後述するように制御演算部が「モータ駆動制御を停止」したとき、他の制御を停止するか否かは問題としない。
詳しくは、制御演算部161、162は、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。制御演算部161、162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や、専用の電子回路によるハードウェア処理による制御を実行する。
モータ駆動部171、172は、対応する制御演算部161、162が生成した駆動信号に基づいて駆動し、トルクを出力する。例えば多相ブラシレスモータでは、モータ駆動部171、172は、電圧を供給するインバータ、ステータに巻回された多相巻線、永久磁石を有するロータ等により構成される。二系統のモータ駆動部171、172は、協働してトルクを出力する。例えばモータ駆動部171、172は、二系統の多相巻線が共通のステータに巻回された二重巻線モータとして構成されてもよい。
図中、制御演算部161からモータ駆動部171への矢印、及び、制御演算部162からモータ駆動部172への矢印は、各系統の駆動信号を示す。多相ブラシレスモータの場合、駆動信号はインバータのスイッチングパルス信号であり、代表的にはPWM信号等である。第1アクチュエータ10の制御演算部161、162は、操舵トルクセンサ94が検出した操舵トルクTs及び路面反力等を取得し、それらの情報に基づいて駆動信号を生成する。転舵アクチュエータ20の制御演算部261、262は、操舵角又は転舵角θtやラックストロークXr等を取得し、それらの情報に基づいて駆動信号を生成する。
このように、本明細書では、複数の制御演算部と複数のモータ駆動部とを含む一単位の駆動装置として「アクチュエータ」の用語を用いる。例えば特許文献1(特許第4848717号公報)では、駆動信号を演算するECUとは別に、機械的要素であるモータ本体部分のみをアクチュエータとして扱っており、本明細書とは用語の解釈が異なる。本実施形態のアクチュエータは、いわゆる「機電一体式」のモータとして、制御演算部とモータ駆動部とが物理的に一体に構成されてもよい。或いは、いわゆる「機電別体式」のモータとして、制御演算部とモータ駆動部とが信号線を介して別体に構成されてもよい。
第1アクチュエータ10の第1系統と、第2アクチュエータ20の第1系統とは互いに対をなす。また、第1アクチュエータ10の第2系統と、第2アクチュエータ20の第2系統とは互いに対をなす。第1アクチュエータ及び第2アクチュエータにおける、互いに対をなす系統の制御演算部同士は、アクチュエータ間通信CL1、CL2により相互に情報を送受信する。なお、アクチュエータ間通信の記号の2文字目の「L」は「ローカル通信」に由来する。
アクチュエータ間通信により「相互に送受信される情報」には、少なくとも各アクチュエータ10、20の異常情報が含まれる。制御演算部の異常には、データの異常、演算処理の異常、内部通信異常、同期異常等が含まれる。モータ駆動部の異常には、インバータのスイッチング素子等の異常、及び、回路に設けられたリレーのショート、オープン故障やモータ巻線の断線故障等が含まれる。これらの故障が発生したとき、各アクチュエータ10、20は、その情報を相互に送受信する。
図2に、図1のモータ駆動システム801を簡略化した模式図として示す。図1では、具体的な適用例としてステアバイワイヤシステムを示したが、本実施形態の第1アクチュエータ10及び第2アクチュエータ20は、どのような用途のモータであってもよい。図2では一般に「二系統冗長構成の二つのアクチュエータ10、20を備えたモータ駆動システム801」の構成を示す。第4~第6実施形態の各構成図も図2に従って記載する。図2では、各アクチュエータ10、20の第1系統及び第2系統に破線枠を示し、「第1系統101、201」、「第2系統102、202」の符号を付す。ただし、以下の説明中、文脈から自明な箇所等では、系統の符号を適宜省略する場合がある。
図1の説明と一部重複するが、各アクチュエータ10、20の構成をあらためて記す。第1アクチュエータ10は、第1系統101の制御演算部161及び第2系統102の制御演算部162が冗長的に設けられており、また、第1系統101のモータ駆動部171及び第2系統102のモータ駆動部172が冗長的に設けられている。第2アクチュエータ20は、第1系統201の制御演算部261及び第2系統202の制御演算部262が冗長的に設けられており、また、第1系統201のモータ駆動部271及び第2系統202のモータ駆動部272が冗長的に設けられている。
図2の構成では、各アクチュエータ10、20において、操舵トルクTsの信号、操舵角又は転舵角θtやラックストロークXrのフィードバック信号等の情報が各系統の制御演算部へ冗長的に入力される。つまり、一つの情報信号が分岐されて各系統の制御演算部へ入力されるのでなく、第1系統専用に生成された情報信号が第1系統に入力され、第2系統専用に生成された情報信号が第2系統に入力される。
例えば第1アクチュエータ10について、第1系統101の制御演算部161へは情報If11、第2系統102の制御演算部162へは情報If12が冗長的に入力される。また、第2アクチュエータ20について、第1系統201の制御演算部261へは情報If21、第2系統202の制御演算部262へは情報If22が冗長的に入力される。これにより、一方の系統の制御演算部の入力部が故障した場合、他方の系統の制御演算部が正しい情報を取得することができる。
また、同じ第1アクチュエータ10内の第1系統101の制御演算部161と第2系統102の制御演算部162とは、系統間通信CM1により相互に情報を送受信する。同じ第2アクチュエータ20内の第1系統201の制御演算部261と第2系統202の制御演算部262とは、系統間通信CM2により、相互に情報を送受信する。なお、系統間通信の記号の2文字目の「M」は「マイコン間通信」に由来する。系統間通信CM1、CM2により相互に送信される情報には、例えば、外部からの入力値、制御演算部が演算した電流指令値、電流制限値、フィードバックされる実電流等が含まれる。また、各系統の異常信号が相互に送受信される。
上述の通り、第1アクチュエータ10の第1系統101と第2アクチュエータ20の第1系統201とは互いに対をなし、第1アクチュエータ10の第2系統102と第2アクチュエータ20の第2系統202とは互いに対をなす。つまり、同一番号の系統同士が互いに対をなすものとする。ただし、「第1系統」及び「第2系統」の用語は便宜上割り振られているに過ぎず、二つの系統のどちらを「第1系統」とし、どちらを「第2系統」とするかは自由である。システムによっては、「第1アクチュエータの第1系統」と「第2アクチュエータの第2系統」とが対をなし、「第1アクチュエータの第2系統」と「第2アクチュエータの第1系統」とが対をなすようにしてもよい。
第1アクチュエータ10及び第2アクチュエータ20における、互いに対をなす系統の制御演算部同士は、アクチュエータ間通信により相互に情報を送受信する。したがって、各アクチュエータ10、20の第1系統の制御演算部161、261同士は、アクチュエータ間通信CL1により相互に情報を送受信する。各アクチュエータ10、20の第2系統の制御演算部162、262同士は、アクチュエータ間通信CL2により相互に情報を送受信する。
次に図3を参照し、図2のモータ駆動システム801において第1アクチュエータ10の第1系統で故障が発生した場合のモータ駆動システム801の動作について説明する。このとき、本来、正常時であれば第1アクチュエータ10の第1系統の制御演算部161から第2アクチュエータ20の第2系統の制御演算部261に送信されるべき制御情報が異常値になる可能性がある。そのため、例えば第2系統の制御演算部261がモータ駆動制御を適切に継続できなくなるおそれがある。
以下、いずれかの制御演算部に対し他方のアクチュエータにおける対をなす制御演算部もしくは同じアクチュエータ内の他系統の制御演算部の故障、又は、アクチュエータ間通信もしくは系統間通信の通信途絶により、いずれかの制御演算部が正常な情報を送受信不能となった状態を「システム内通信異常状態」と定義する。
本実施形態では、システム内通信異常状態において、正常な各制御演算部は、正常時に自身が送信する情報に加え、自身が送信できなかった情報、及び、他の制御演算部から受信したアクチュエータ間通信用の情報を「代替情報」として併せて送信する。代替情報を含む情報を受信した制御演算部は、受信した情報の少なくとも一部を用いてモータ駆動制御を継続する。
図3の例では、第1アクチュエータ10の第2系統の制御演算部162からアクチュエータ間通信CL2により第2アクチュエータ20の第2系統の制御演算部262に代替情報を送信し、さらに、第2アクチュエータ20の第2系統の制御演算部262から系統間通信CM2により第2アクチュエータ20の第1系統の制御演算部261に代替情報を送信する。代替情報を含む情報を受信した第2アクチュエータ20の第1系統の制御演算部261は、受信した情報の少なくとも一部を用いてモータ駆動制御を継続可能となる。
続いて図4~図9を参照し、システム内通信異常状態における代替情報の通信構成のバリエーションを第1~第3実施形態として説明する。ここで、説明の便宜上、四つの制御演算部161、162、261、262を次の記号で表示する。
「第1アクチュエータ10の第1系統の制御演算部161」=「制御演算部A1」
「第1アクチュエータ10の第2系統の制御演算部162」=「制御演算部A2」
「第2アクチュエータ20の第1系統の制御演算部261」=「制御演算部B1」
「第2アクチュエータ20の第2系統の制御演算部262」=「制御演算部B2」
「第1アクチュエータ10の第1系統の制御演算部161」=「制御演算部A1」
「第1アクチュエータ10の第2系統の制御演算部162」=「制御演算部A2」
「第2アクチュエータ20の第1系統の制御演算部261」=「制御演算部B1」
「第2アクチュエータ20の第2系統の制御演算部262」=「制御演算部B2」
つまり、第1アクチュエータ10を「A」、第2アクチュエータ20を「B」とし、第1系統を「1」、第2系統を「2」として、アクチュエータ、系統の順に文字を並べて表す。以下の文中、「制御演算部」の記載を省略し、「A1」、「A2」等の記号を単独で用いる場合もある。
また、正常時にA1-A2間、B1-B2間の系統間通信により通信される情報の頭文字を「M」、正常時にA1-B1間、A2-B2間のアクチュエータ間通信により通信される情報の頭文字を「L」と記す。例えば「MA1」は、正常時に系統間通信により通信される制御演算部A1に関する情報であり、「LA1」は、正常時にアクチュエータ間通信により通信される制御演算部A1に関する情報である。なお、図4~図9では、図2、図3に示すアクチュエータ間通信CL1、CL2、系統間通信CM1、CM2、及び、各制御演算部への入力情報If11、If12、If21、If22の図示を省略する。
図4に示すように、各実施形態の正常時には、A1-A2間、B1-B2間の系統間通信、及び、A1-B1間、A2-B2間のアクチュエータ間通信により、いずれも自身の情報が双方向に送受信される。例えばA1-B1間では、A1からB1に自身の情報LA1が送信され、B1からA1に自身の情報LB1が送信される。こうして各制御演算部A1、A2、B1、B2は、入力部からの入力情報If11、If12、If21、If22に加え、系統間通信及びアクチュエータ間通信により受信した情報を用いてモータ駆動制御を行う。
次に、システム内通信異常状態の類型として、<X>いずれかの制御演算部の故障時、及び、<Y>アクチュエータ間通信の通信途絶時における第1~第3実施形態の代替情報の通信構成について順に説明する。類型<X>の具体例として制御演算部A1の故障時、類型<Y>の具体例としてアクチュエータ間通信A1-B1間の通信途絶時における代替情報の通信構成を図示する。図5、図8では、故障した制御演算部A1を破線枠で示し、制御演算部A1が関与する通信を破線矢印で示す。図6、図7、図9では、途絶した通信を破線矢印で示す。
図5~図9及び対応する文中において、自身の情報と代替情報とが併せて送信される場合、「自身の情報+代替情報」の形式で記載する。また、図中の代替情報を一点鎖線、二点鎖線、破線の楕円で囲む。代替情報のうち、アクチュエータ間通信用情報(LA1等)は、アクチュエータ間通信及び系統間通信の両方で送信される。一方、系統間通信用情報(MA1等)は系統間通信でしか送信されない。さらに、代替情報に加えて「故障を通知する情報」の通信も必要である。
(第1実施形態)
第1実施形態の通信構成では、極力、元の情報が使用される。図5に示す類型<X>のA1故障時には、B2からB1に、「B2が他の制御演算部A2から受信したアクチュエータ間通信用の情報」である代替情報LA2を併せた「MB2+LA2」が送信される。また、B1からB2に、「B1が送信できなかった情報」である代替情報LB1を併せた「MB1+LB1」が送信される。次いでB2からA2に、「B2が他の制御演算部B1から受信したアクチュエータ間通信用の情報」である代替情報LB1を併せた「LB2+LB1」が送信される。
第1実施形態の通信構成では、極力、元の情報が使用される。図5に示す類型<X>のA1故障時には、B2からB1に、「B2が他の制御演算部A2から受信したアクチュエータ間通信用の情報」である代替情報LA2を併せた「MB2+LA2」が送信される。また、B1からB2に、「B1が送信できなかった情報」である代替情報LB1を併せた「MB1+LB1」が送信される。次いでB2からA2に、「B2が他の制御演算部B1から受信したアクチュエータ間通信用の情報」である代替情報LB1を併せた「LB2+LB1」が送信される。
図6に示す類型<Y>のA1-B1間通信途絶時には、A1からA2に、「A1が送信できなかった情報」である代替情報LA1を併せた「MA1+LA1」が送信される。次いでA2からB2に、「A2が他の制御演算部A1から受信したアクチュエータ間通信用の情報」である代替情報LA1を併せた「LA2+LA1」が送信される。次いでB2からB1に、「B2が他の制御演算部A2から受信したアクチュエータ間通信用の情報」である代替情報LA1を併せた「MB2+LA1」が送信される。
また、B1からB2、及び、B2からA2へは、図5と同様に代替情報LB1が送信される。さらにA2からA1に、「A2が他の制御演算部B2から受信したアクチュエータ間通信用の情報」である代替情報LB1を併せた「MA2+LB1」が送信される。
このように本実施形態では、システム内通信異常状態において本来の通信経路で情報を送受信できない場合であっても、正常な制御演算部が故障を通知する情報やモータの駆動制御に用いる制御情報を代替情報として送受信することで、情報の送受信が担保される。これにより、代替情報を含む情報を受信した制御演算部は、モータ駆動制御を適切に継続することができる。特に第1実施形態の利点としては、元々使用されるべき情報LA1、LB1が通信途絶時に代替情報として漏れなく送信されるため、正常時と同様の制御が可能となる。
(第2実施形態)
ただし、第1実施形態では、最大3通信に跨がって情報が伝達されるため遅延が大きくなる。また、A1故障時とA1-B1間通信途絶時とでB2からB1への送受信情報が異なり、制御の統一性に欠けるという点に改善の余地がある。そこで次の第2、第3実施形態では、第1実施形態に対し、遅延を小さくするための通信構成が提供される。
ただし、第1実施形態では、最大3通信に跨がって情報が伝達されるため遅延が大きくなる。また、A1故障時とA1-B1間通信途絶時とでB2からB1への送受信情報が異なり、制御の統一性に欠けるという点に改善の余地がある。そこで次の第2、第3実施形態では、第1実施形態に対し、遅延を小さくするための通信構成が提供される。
そのうち第2実施形態では、代替情報として通信する情報を、「直接通信している隣の制御演算部の情報」までに制限する。つまり、システム内通信異常状態において、正常な各制御演算部は、自身が受信した情報のうち、直接通信している制御演算部から受信した情報のみを代替情報として他の制御演算部に送信する。
第2実施形態でのA1故障時における通信構成は、第1実施形態と同じく図5に示されるため説明を省略する。図7に示すA1-B1間通信途絶時の通信構成において、図6との相違点を四角枠で示す。A1からA2、及び、A2からB2への代替情報LA1の送信は図6と同様である。ただし、B2からB1へはLA1ではなく、「B2が直接通信している制御演算部A2から受信した情報LA2」のみを代替情報として「MB2+LA2」が送信される。
また、B1からB2、及び、B2からA2への代替情報LB1の送信は図6と同様である。ただし、A2からA1へはLB1ではなく、「A2が直接通信している制御演算部B2から受信した情報LB2」のみを代替情報として「MA2+LB2」が送信される。
第2実施形態では、代替情報が最大2通信までしか跨がないため第1実施形態に比べて遅延が小さくなり、情報量を低減した通信構成でモータ駆動制御を適切に継続することができる。また、A1故障時とA1-B1間通信途絶時とでB2からB1への送受信情報が一致し、制御の統一性が良い。
(第3実施形態)
次に第3実施形態では、システム内通信異常状態において、正常な各制御演算部は、複数系統のアクチュエータ間通信用の情報に、各系統に応じた所定の比率を乗じて足し合わせた情報を代替情報として他の制御演算部に送信する。図8、図9に示される「統合された代替情報LAMIX、LBMIX」は、係数α、β(0≦α≦1、0≦β≦1)を用いて、下式(1a)、(1b)で表される。α、βの値は、モータ駆動制御における第1系統及び第2系統の寄与度等に基づいて設定される。例えばα=β=0.5のとき、二系統の情報の平均値が統合情報となる。
LAMIX=LA2×α+LA1×(1-α) ・・・(1a)
LBMIX=LB2×β+LB1×(1-β) ・・・(1b)
次に第3実施形態では、システム内通信異常状態において、正常な各制御演算部は、複数系統のアクチュエータ間通信用の情報に、各系統に応じた所定の比率を乗じて足し合わせた情報を代替情報として他の制御演算部に送信する。図8、図9に示される「統合された代替情報LAMIX、LBMIX」は、係数α、β(0≦α≦1、0≦β≦1)を用いて、下式(1a)、(1b)で表される。α、βの値は、モータ駆動制御における第1系統及び第2系統の寄与度等に基づいて設定される。例えばα=β=0.5のとき、二系統の情報の平均値が統合情報となる。
LAMIX=LA2×α+LA1×(1-α) ・・・(1a)
LBMIX=LB2×β+LB1×(1-β) ・・・(1b)
図8に示すA1故障時の通信構成において、図5との相違点を四角枠で示す。B2からB1への代替情報LA2の送信、及び、B1からB2への代替情報LB1の送信は図5と同様である。ただし、B2からA2へは、「自身の情報LB2+代替情報LB1」でなく、LB2とLB1との統合情報LBMIXが代替情報として送信される。
図9に示す類型<Y>のA1-B1間通信途絶時の通信構成において、図7、図8との相違点を四角枠で示す。A1からA2への代替情報LA1の送信は図7、図8と同様である。ただし、A2からB2へは、「自身の情報LA2+代替情報LA1」ではなく、LA2とLA1との統合情報LAMIXが代替情報として送信される。次いでB2からB1に、「B2が他の制御演算部A2から受信したアクチュエータ間通信用の情報」である代替情報LAMIXを併せた「MB2+LAMIX」が送信される。
また、B1からB2への代替情報LB1の送信は図7、図8と同様である。ただし、B2からA2へは、「自身の情報LB2+代替情報LB1」ではなく、LB2とLB1との統合情報LBMIXが代替情報として送信される。次いでA2からA1に、「A2が他の制御演算部B2から受信したアクチュエータ間通信用の情報」である代替情報LBMIXを併せた「MA2+LBMIX」が送信される。
第3実施形態では、第2実施形態と同様の効果に加え、アクチュエータ間通信の送受信量を、正常時における「自身の情報」のみの送受信量と同等に抑えることができる。したがって、システム内通信異常状態において、より情報量を低減した通信構成でモータ駆動制御を適切に継続することができる。
[第4~第6実施形態]
次に、第1~第3実施形態に対しアクチュエータ数又は系統数の異なる第4~第6実施形態のモータ駆動システムについて、図2と同様の模式図を参照して説明する。第4~第6実施形態において各制御演算部への情報が冗長的に入力される点は第1~第3実施形態に準ずるものとし、各図における図示を省略する。また、該当する符号が多数の場合等には符号の記載を適宜省略する。なお、第4~第6実施形態にのみ用いられる符号は、[符号の説明]の欄の符号、及び、特許請求の範囲の参照符号としては記載しない。
次に、第1~第3実施形態に対しアクチュエータ数又は系統数の異なる第4~第6実施形態のモータ駆動システムについて、図2と同様の模式図を参照して説明する。第4~第6実施形態において各制御演算部への情報が冗長的に入力される点は第1~第3実施形態に準ずるものとし、各図における図示を省略する。また、該当する符号が多数の場合等には符号の記載を適宜省略する。なお、第4~第6実施形態にのみ用いられる符号は、[符号の説明]の欄の符号、及び、特許請求の範囲の参照符号としては記載しない。
(第4実施形態)
図10に示す第4実施形態のモータ駆動システム804は、冗長二系統構成の三つのアクチュエータ10、20、30を備えている。つまり、モータ駆動システム804は、第1、第2アクチュエータ10、20に加え、「追加のアクチュエータ」としての第3アクチュエータ30を備えている。例えばモータ駆動システム804は、左右の転舵輪を独立して転舵させる二つの転舵アクチュエータと、一つの反力アクチュエータとを備えたステアバイワイヤシステムに適用される。
図10に示す第4実施形態のモータ駆動システム804は、冗長二系統構成の三つのアクチュエータ10、20、30を備えている。つまり、モータ駆動システム804は、第1、第2アクチュエータ10、20に加え、「追加のアクチュエータ」としての第3アクチュエータ30を備えている。例えばモータ駆動システム804は、左右の転舵輪を独立して転舵させる二つの転舵アクチュエータと、一つの反力アクチュエータとを備えたステアバイワイヤシステムに適用される。
第1アクチュエータ10及び第2アクチュエータ20と同様に、第3アクチュエータ30は、第1系統301の制御演算部361及び第2系統302の制御演算部362が冗長的に設けられている。また、第1系統301のモータ駆動部371及び第2系統302のモータ駆動部372が冗長的に設けられている。また、第3アクチュエータ30内の系統間通信CM3により、第1系統301の制御演算部361と第2系統302の制御演算部362とは相互に情報を送受信する。
第3アクチュエータ30の第1系統301の制御演算部361は、第1系統のアクチュエータ間通信CL1により、第1アクチュエータ10及び第2アクチュエータ20の第1系統の制御演算部161、261と相互に情報を送受信する。第3アクチュエータ30の第2系統302の制御演算部362は、第2系統のアクチュエータ間通信CL2により、第1アクチュエータ10及び第2アクチュエータ20の第2系統の制御演算部162、262と相互に情報を送受信する。
三つのアクチュエータ10、20、30のうちいずれかのアクチュエータにおけるいずれかの系統で故障が発生したとき、又は、いずれかの系統のアクチュエータ間通信もしくは系統間通信の通信途絶により、いずれかの制御演算部が正常な情報を送受信不能となった状態を想定する。二系統構成の「システム内通信異常状態」の定義における「他方のアクチュエータ」を「自アクチュエータ以外のいずれかのアクチュエータ」と解釈すると、この状態は「システム内通信異常状態」に該当する。システム内通信異常状態において、各アクチュエータ10、20、30の正常な各制御演算部は代替情報を送信する。代替情報を含む情報を受信した制御演算部は、受信した情報の少なくとも一部を用いてモータ駆動制御を継続する。なお、代替情報の通信構成は第1~第3実施形態のいずれに準じてもよく、それぞれ上記と同様の効果が得られる。
(第5実施形態)
図11に示す第5実施形態のモータ駆動システム805は、四つのアクチュエータ10、20、30、40を備えている。つまり、モータ駆動システム805は、第3アクチュエータ30及び第4アクチュエータ40を「追加のアクチュエータ」として備えている。例えばモータ駆動システム805は、左右前後の転舵輪を独立して転舵させる四つの転舵アクチュエータを備えた転舵システムに適用される。
図11に示す第5実施形態のモータ駆動システム805は、四つのアクチュエータ10、20、30、40を備えている。つまり、モータ駆動システム805は、第3アクチュエータ30及び第4アクチュエータ40を「追加のアクチュエータ」として備えている。例えばモータ駆動システム805は、左右前後の転舵輪を独立して転舵させる四つの転舵アクチュエータを備えた転舵システムに適用される。
第1、第2アクチュエータ10、20の構成は第1実施形態に準ずる。同様に第3アクチュエータ30は、第1系統301の制御演算部361及び第2系統302の制御演算部362、並びに、第1系統301のモータ駆動部371及び第2系統302のモータ駆動部372がそれぞれ冗長的に設けられている。第4アクチュエータ40は、第1系統401の制御演算部461及び第2系統402の制御演算部462、並びに、第1系統401のモータ駆動部471及び第2系統402のモータ駆動部472がそれぞれ冗長的に設けられている。
また、第3アクチュエータ30内の系統間通信CM3により、第1系統301の制御演算部361と第2系統302の制御演算部362とは相互に情報を送受信する。第4アクチュエータ40内の系統間通信CM4により、第1系統401の制御演算部461と第2系統402の制御演算部462とは相互に情報を送受信する。
また、各アクチュエータ10、20、30、40の第1系統の制御演算部161、261、361、461は、第1系統のアクチュエータ間通信CL1により相互に情報を送受信する。各アクチュエータ10、20、30、40の第2系統の制御演算部162、262、362、462は、第2系統のアクチュエータ間通信CL2により相互に情報を送受信する。
四つのアクチュエータ10、20、30、40のうちいずれかのアクチュエータにおけるいずれかの系統で故障が発生したとき、又は、いずれかの系統のアクチュエータ間通信もしくは系統間通信の通信途絶により、いずれかの制御演算部が正常な情報を送受信不能となった状態を想定する。このシステム内通信異常状態において、各アクチュエータ10、20、30、40の正常な各制御演算部は代替情報を送信する。
ここで図12を参照し、アクチュエータ間通信の接続形態(トポロジー)について説明する。図12では、四つのアクチュエータ10、20、30、40を備えるモータ駆動システムを例示する。図12において各アクチュエータ10、20、30、40のブロックは同系統の制御演算部を表す。
図12(a)に、図11のモータ駆動システム805における接続形態を簡略化して示す。四つのアクチュエータ10、20、30、40の制御演算部は、リング型に接続されている。この例では、第1アクチュエータ10の制御演算部と第4アクチュエータ40の制御演算部、及び、第2アクチュエータ20の制御演算部と第3アクチュエータ30の制御演算部は、他のアクチュエータの制御演算部を介して通信可能である。図12(b)に直列型の接続形態を示す。各アクチュエータ10、20、30、40の制御演算部は、少なくとも他のアクチュエータの制御演算部を介して全てのアクチュエータの制御演算部と通信可能である。
図12(c)にスター型の接続形態を示す。この例で中心にある第1アクチュエータ10の制御演算部は、他の全てのアクチュエータの制御演算部と直接通信する。他のアクチュエータの制御演算部同士は、第1アクチュエータ10の制御演算部を介して通信可能である。図12(d)にメッシュ型の接続形態を示す。各アクチュエータ10、20、30、40の制御演算部は、他の全てのアクチュエータの制御演算部と直接通信する。
各接続形態のメリット、デメリットは通信技術分野における周知技術であるため、説明を省略する。なお、アクチュエータが三つの場合、リング型とメッシュ型とは混同し、直列型とスター型とは混同する。このように、三つ以上のアクチュエータ間におけるアクチュエータ間通信の接続形態は、上記の基本形やそれらの組み合わせにより、適宜設定可能である。
(第6実施形態)
図13に示す第6実施形態のモータ駆動システム806は、冗長三系統構成の二つのアクチュエータ10T、20Tを備えている。第1アクチュエータ10Tは、第1実施形態と同様の二系統構成に加え、第3系統103の制御演算部163及びモータ駆動部173がさらに冗長的に設けられている。第2アクチュエータ20Tは、第1実施形態と同様の二系統構成に加え、第3系統203の制御演算部263及びモータ駆動部273がさらに冗長的に設けられている。
図13に示す第6実施形態のモータ駆動システム806は、冗長三系統構成の二つのアクチュエータ10T、20Tを備えている。第1アクチュエータ10Tは、第1実施形態と同様の二系統構成に加え、第3系統103の制御演算部163及びモータ駆動部173がさらに冗長的に設けられている。第2アクチュエータ20Tは、第1実施形態と同様の二系統構成に加え、第3系統203の制御演算部263及びモータ駆動部273がさらに冗長的に設けられている。
第1アクチュエータ10T内の系統間通信CM1により、三系統の制御演算部161、162、163は相互に情報を送受信する。第2アクチュエータ20T内の系統間通信CM2により、三系統の制御演算部261、262、263は相互に情報を送受信する。また、第1、第2アクチュエータ10T、20Tの第3系統の制御演算部163、263同士は、アクチュエータ間通信CL3により相互に情報を送受信する。
この構成でも上記実施形態と同様に、システム内通信異常状態において、正常な各制御演算部は代替情報を送信する。第6実施形態の変形例として、二つのアクチュエータは四系統以上の冗長構成であってもよい。また、第4、第5実施形態と組み合わせ、三系統以上の冗長構成のアクチュエータを三つ以上備えるモータ駆動システムにも同様の技術的思想が拡張可能である。
また、三系統以上の系統間通信の接続形態(トポロジー)は、図12に示すアクチュエータ間通信の接続形態を系統間通信に置き換えて解釈すればよい。すなわち、リング型又は直列型の場合、各系統の制御演算部は、少なくとも他系統の制御演算部を介して全ての系統の制御演算部と通信可能である。スター型の場合、一つ系統の制御演算部が、他の全ての系統の制御演算部と直接通信する。メッシュ型の場合、各系統の制御演算部は、他の全ての系統の制御演算部と直接通信する。このように、三系統以上の系統間通信の接続形態は、上記の基本形やそれらの組み合わせにより、適宜設定可能である。
(その他の実施形態)
(a)車両のステアバイワイヤシステムとは別の二アクチュエータシステムの適用例として、本発明のモータ駆動システムは、自動運転車両の左右の転舵輪を独立して転舵する二アクチュエータの自動転舵システムに適用されてもよい。また、2台の操舵アシストモータを備えたツインモータ式の電動パワーステアリングシステムに適用されてもよい。その他、本発明のモータ駆動システムは、車両に限らず、他の乗り物や一般機械等に適用されてもよい。
(a)車両のステアバイワイヤシステムとは別の二アクチュエータシステムの適用例として、本発明のモータ駆動システムは、自動運転車両の左右の転舵輪を独立して転舵する二アクチュエータの自動転舵システムに適用されてもよい。また、2台の操舵アシストモータを備えたツインモータ式の電動パワーステアリングシステムに適用されてもよい。その他、本発明のモータ駆動システムは、車両に限らず、他の乗り物や一般機械等に適用されてもよい。
(b)上記実施形態では、各アクチュエータで制御演算部への情報が冗長的に入力される。しかし他の実施形態では、一方のアクチュエータのみで制御演算部への情報が冗長的に入力されてもよい。また、システムの要求がない場合、いずれの系統でも情報の冗長入力が行われなくてもよい。
(c)本発明のモータ駆動システムは、トルクを出力する冗長構成のアクチュエータを二つ以上備え、アクチュエータ間の通信を通じて、各アクチュエータの制御演算部によるモータ駆動制御の停止又は継続を系統単位で切り替えるものである。ただし、この制御の対象となるアクチュエータ以外に、独立して動作する他の電気アクチュエータや油圧又はエア圧のアクチュエータがシステム全体の中に存在してもよい。
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、そ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。
本開示に記載の制御演算部及びその手法は、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演算部及びその手法は、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演算部及びその手法は、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。
10・・・第1アクチュエータ、
161、162・・・(第1アクチュエータの)制御演算部、
171、172・・・(第1アクチュエータの)モータ駆動部、
20・・・第2アクチュエータ、
261、262・・・(第2アクチュエータの)制御演算部、
271、272・・・(第2アクチュエータの)モータ駆動部、
801、804-806・・・モータ駆動システム。
161、162・・・(第1アクチュエータの)制御演算部、
171、172・・・(第1アクチュエータの)モータ駆動部、
20・・・第2アクチュエータ、
261、262・・・(第2アクチュエータの)制御演算部、
271、272・・・(第2アクチュエータの)モータ駆動部、
801、804-806・・・モータ駆動システム。
Claims (6)
- それぞれがトルクを出力するモータとして機能する第1アクチュエータ(10)及び第2アクチュエータ(20)を含む複数のアクチュエータを備えるモータ駆動システムであって、
前記第1アクチュエータ及び前記第2アクチュエータは、それぞれ、モータ駆動制御に関する演算を行う、冗長的に設けられた複数の制御演算部(161、162、261、262)、及び、対応する前記制御演算部が生成した駆動信号に基づいて駆動しトルクを出力する、冗長的に設けられた複数のモータ駆動部(171、172、271、272)を有し、
各前記アクチュエータ内で互いに対応する前記制御演算部と前記モータ駆動部との組み合わせの単位を系統と定義すると、
前記第1アクチュエータ及び前記第2アクチュエータにおける、互いに対をなす系統の前記制御演算部同士は、アクチュエータ間通信により相互に情報を送受信し、
各前記アクチュエータにおいて、同じ前記アクチュエータ内の複数系統の前記制御演算部は、系統間通信により相互に情報を送受信し、
いずれかの前記制御演算部に対し他方の前記アクチュエータにおける対をなす前記制御演算部もしくは同じアクチュエータ内の他系統の前記制御演算部の故障、又は、前記アクチュエータ間通信もしくは前記系統間通信の通信途絶により、当該制御演算部が正常な情報を送受信不能となった状態をシステム内通信異常状態と定義すると、
前記システム内通信異常状態において、正常な各前記制御演算部は、正常時に自身が送信する情報に加え、自身が送信できなかった情報、及び、他の前記制御演算部から受信した前記アクチュエータ間通信用の情報を代替情報として併せて送信し、前記代替情報を含む情報を受信した前記制御演算部は、受信した情報の少なくとも一部を用いてモータ駆動制御を継続するモータ駆動システム。 - 前記システム内通信異常状態において、正常な各前記制御演算部は、
自身が受信した情報のうち、直接通信している制御演算部から受信した情報のみを前記代替情報として他の前記制御演算部に送信する請求項1に記載のモータ駆動システム。 - 前記システム内通信異常状態において、正常な各前記制御演算部は、
複数系統の前記アクチュエータ間通信用の情報に、各系統に応じた所定の比率を乗じて足し合わせた情報を前記代替情報として他の前記制御演算部に送信する請求項1または2に記載のモータ駆動システム。 - 前記第1アクチュエータ及び前記第2アクチュエータの少なくとも一方において、複数系統の前記制御演算部への情報が冗長的に入力される請求項1~3のいずれか一項に記載のモータ駆動システム。
- 前記第1アクチュエータ及び前記第2アクチュエータに加え、
モータ駆動制御に関する演算を行う冗長的に設けられた複数の制御演算部(361、362、461、462)、及び、対応する前記制御演算部が生成した駆動信号に基づき駆動しトルクを出力する冗長的に設けられた複数のモータ駆動部(371、372、471、472)を有する一つ以上の追加のアクチュエータ(30、40)をさらに備え、
前記追加のアクチュエータの前記制御演算部は、前記アクチュエータ間通信により他の前記アクチュエータの前記制御演算部と相互に情報を送受信し、
前記システム内通信異常状態の定義における他方の前記アクチュエータを、自アクチュエータ以外のいずれかの前記アクチュエータと解釈すると、
前記システム内通信異常状態において、正常な各前記制御演算部は前記代替情報を送信し、前記代替情報を含む情報を受信した前記制御演算部は、受信した情報の少なくとも一部を用いてモータ駆動制御を継続する請求項1~4のいずれか一項に記載のモータ駆動システム。 - 少なくとも一つの前記アクチュエータにおいて、
複数の前記制御演算部又は複数の前記モータ駆動部は、三系統以上が冗長的に設けられている請求項1~5のいずれか一項に記載のモータ駆動システム。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003264992A (ja) | 2002-03-07 | 2003-09-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 多重制御冗長電動機、多重制御アクチュエータ及びそれの冗長制御方法 |
JP2004338563A (ja) | 2003-05-15 | 2004-12-02 | Toyoda Mach Works Ltd | 車両用操舵装置 |
JP2006290136A (ja) | 2005-04-08 | 2006-10-26 | Nissan Motor Co Ltd | 操舵制御装置 |
WO2017122329A1 (ja) | 2016-01-14 | 2017-07-20 | 三菱電機株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
JP2018129995A (ja) | 2017-02-10 | 2018-08-16 | 株式会社デンソー | 回転電機制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 |
JP2019188967A (ja) | 2018-04-23 | 2019-10-31 | トヨタ自動車株式会社 | 操舵システム |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5257050B2 (ja) * | 2008-12-19 | 2013-08-07 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
JP5793106B2 (ja) * | 2012-04-26 | 2015-10-14 | 日立オートモティブシステムズステアリング株式会社 | パワーステアリング装置およびパワーステアリング装置の制御装置 |
JP6474220B2 (ja) * | 2014-09-30 | 2019-02-27 | 日本電産テクノモータ株式会社 | モータ駆動装置 |
US10322748B2 (en) * | 2016-09-23 | 2019-06-18 | Jtekt Corporation | Motor controller and steering device |
JP7027808B2 (ja) * | 2016-11-11 | 2022-03-02 | 株式会社デンソー | 回転電機制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 |
JP6812788B2 (ja) * | 2016-12-27 | 2021-01-13 | 株式会社ジェイテクト | 操舵制御装置 |
JP6709326B2 (ja) * | 2017-03-23 | 2020-06-10 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 車両制御装置 |
JP6530775B2 (ja) * | 2017-03-24 | 2019-06-12 | 株式会社Subaru | 車両の制御装置、サーバ、車両のモータ制御システム、及び車両のモータ制御方法 |
JP6973151B2 (ja) * | 2018-02-14 | 2021-11-24 | トヨタ自動車株式会社 | モータの制御装置 |
CA3055662A1 (en) * | 2019-09-16 | 2021-03-16 | Neutron Automotive Controls Inc. | Redundant brushless direct current motor control system and related methods |
-
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003264992A (ja) | 2002-03-07 | 2003-09-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 多重制御冗長電動機、多重制御アクチュエータ及びそれの冗長制御方法 |
JP2004338563A (ja) | 2003-05-15 | 2004-12-02 | Toyoda Mach Works Ltd | 車両用操舵装置 |
JP2006290136A (ja) | 2005-04-08 | 2006-10-26 | Nissan Motor Co Ltd | 操舵制御装置 |
WO2017122329A1 (ja) | 2016-01-14 | 2017-07-20 | 三菱電機株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
JP2018129995A (ja) | 2017-02-10 | 2018-08-16 | 株式会社デンソー | 回転電機制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 |
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