CN111497926A - 用于转向机构的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于转向机构(2)的控制装置(30),在该控制装置中,转向机构(2)包括具有多个线圈(24)的马达(20)。所述多个线圈(24)包括第一线圈(24a)和第二线圈(24b)。控制装置(30)包括被配置成对用于马达(20)的要施加至转向机构(2)的扭矩的命令值进行计算的第一控制系统和第二控制系统。第一控制系统和第二控制系统各自被配置成基于该命令值来控制对马达(20)的多个线圈(24)的电力供应。第一控制系统包括具有第一特性的第一微型计算机(32a),并且第二控制系统包括具有与第一特性不同的第二特性的第二微型计算机(32b)。

Description

用于转向机构的控制装置
技术领域
本发明涉及用于转向机构的控制装置。
背景技术
已知下述转向装置:该转向装置通过将马达的驱动力施加至车辆的转向机构来辅助驾驶员进行转向操作。这种转向装置包括控制马达的操作的电子控制单元(ECU)。例如,日本未经审查的专利申请公开No.2011-195089号(JP 2011-195089 A)描述了下述一种装置:在该装置中,ECU形成有多个控制系统,每个控制系统均包括马达、控制马达的驱动的微型计算机以及控制对马达的多个线圈的电力供应的驱动电路。在这种情况下,控制系统的各个微型计算机通过控制与控制系统相对应的各个驱动电路来独立地控制对多个线圈的电力供应。
发明内容
在电力于控制系统中以相同的方式被供应至线圈的情况下,控制载荷被以相同的方式施加于控制系统的各个构成元件,比如微型计算机以及与控制系统相对应的驱动电路。例如,如果控制系统的各个构成元件具有相同的配置,则可能在控制系统的各个构成元件中由于相同因素而发生异常。在这种情况下,异常可能在各个控制系统的构成元件中同时发生。
本发明抑制了异常在控制系统的各个构成元件中的同时发生。
本发明的一方面提供了一种用于转向机构的控制装置。转向机构包括具有多个线圈的马达,所述多个线圈包括第一线圈和第二线圈。控制装置包括被配置成计算马达要施加至转向机构的扭矩的命令值的第一控制系统和第二控制系统。第一控制系统被配置成基于第一命令值来控制对第一线圈的电力供应,其中,第一命令值是要由第一线圈产生的扭矩的命令值。第二控制系统被配置成基于第二命令值来控制对第二线圈的电力供应,其中,第二命令值是要由第二线圈产生的扭矩的命令值。第一控制系统包括具有第一特性的第一微型计算机,并且第二控制系统包括具有与第一特性不同的第二特性的第二微型计算机。
通过以上配置,第一控制系统使用具有第一特性的第一微型计算机形成,并且第二控制系统使用具有与第一特性不同的第二特性的第二微型计算机形成。由于控制系统的构成元件具有不同的特性,即使控制系统的构成元件例如具有相同的配置,也可以抑制异常在各个控制系统的构成元件中的同时发生。
在控制装置中,第一微型计算机可以使用第一原材料制造,并且第二微型计算机可以使用与第一原材料不同的第二原材料制造。通过以上配置,第一控制系统使用由第一原材料制造的第一构成元件形成,并且第二控制系统使用由与第一原材料不同的第二原材料制造的第二构成元件形成。由于控制系统的构成元件由不同的原材料制造,即使控制系统的构成元件例如具有相同的配置,也可以抑制异常在各个控制系统的构成元件中的同时发生。
在控制装置中,第一微型计算机可以在第一工厂中制造,并且第二微型计算机可以在与第一工厂不同的第二工厂中制造。通过以上配置,第一控制系统使用在第一工厂中制造的第一微型计算机来形成,并且第二控制系统使用在与第一工厂不同的第二工厂中制造的第二微型计算机来形成。由于控制系统的构成元件在不同的工厂中制造,即使控制系统的构成元件例如具有相同的配置,也可以抑制异常在各个控制系统的构成元件中的同时发生。
在控制装置中,第一微型计算机可以由第一制造装置制造,并且第二微型计算机可以由与第一制造装置不同的第二制造装置制造。
通过以上配置,第一控制系统使用由第一制造装置制造的第一微型计算机形成,并且第二控制系统使用由与第一制造装置不同的第二制造装置制造的第二微型计算机形成。由于控制系统的构成元件由不同的制造装置制造,即使控制系统的构成元件例如具有相同配置,也可以抑制异常在各个控制系统的构成元件中的同时发生。
通过根据本发明的转向控制装置,能够抑制异常在各个控制系统的构成元件中的同时发生。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义,在附图中,相同的附图标记表示相同的元件,并且在附图中:
图1是图示了结合有转向控制装置的根据一实施方式的转向装置的示意性配置的图;
图2是图示了转向控制装置的示意性配置的框图;
图3是图示了第一微型计算机和第二微型计算机的示意性配置的框图;
图4是图示了第一辅助扭矩计算单元的示意性配置的框图;
图5是指示基本命令值与转向扭矩之间的关系的曲线图;
图6是图示了用于控制系统A的辅助量与用于控制系统B的辅助量之间的关系的曲线图;以及
图7是图示了用于转向控制装置的制造过程的步骤的流程图。
具体实施方式
下面将描述将转向控制装置应用于电动助力转向系统(称为“EPS”)的实施方式。如图1中图示的,EPS 1包括:转向机构2,转向机构2基于驾驶员对方向盘10的操作而使转向轮15转向;辅助机构3,辅助机构3辅助驾驶员进行转向操作;以及电子控制单元(ECU)30,电子控制单元(ECU)30用作控制辅助机构3的转向控制装置。
转向机构2包括由驾驶员操作的方向盘10以及与方向盘10一起旋转的转向轴11。转向轴11具有连接至方向盘10的柱轴11a、联接至柱轴11a的下端部的中间轴11b以及联接至中间轴11b的下端部的小齿轮轴11c。小齿轮轴11c的下端部经由齿条-小齿轮机构13联接至齿条轴12。转向轴11的旋转运动经由齿条-小齿轮机构13被转换成齿条轴12沿轴向方向(图1中的左右方向)的往复线性运动。齿条轴12的往复线性运动经由联接到齿条轴12的各端部的系杆14传递至左转向轮和右转向轮15,以改变转向轮15的转向角度进而改变车辆的前进方向。
辅助机构3包括具有旋转轴21的马达20、以及减速机构22。马达20向转向轴11施加扭矩。马达20的旋转轴21经由减速机构22联接至柱轴11a。减速机构22使马达20的旋转速度降低,并将旋转力以减小的速度传递至柱轴11a。也就是说,马达20的扭矩被施加至转向轴11以辅助驾驶员进行转向操作。
ECU 30基于由设置在车辆中的各个传感器执行的检测结果来控制马达20。各个传感器的示例包括用作扭矩检测装置的扭矩传感器40a和40b、旋转角度传感器41和车速传感器42。扭矩传感器40a和40b设置于柱轴11a处。旋转角度传感器41设置于马达20处。扭矩传感器40a、40b伴随由驾驶员进行的转向操作而检测要施加至转向轴11的转向扭矩τ1和转向扭矩τ2。旋转角度传感器41检测马达20的旋转轴21的旋转角度θ。车速传感器42检测作为车辆的行驶速度的车速V。ECU 30基于来自传感器的输出值来设定要施加至转向机构2的马达20的目标扭矩,并且将要供应至马达20的电流控制成使得马达20的实际扭矩变为目标扭矩。
接下来,将参照图2详细描述马达20的功能。马达20包括定子(未图示)和转子23。在转子23内设置有多个永磁体。定子包括围绕定子芯(未图示)卷绕的多个线圈24。线圈24具有第一线圈24a和第二线圈24b。第一线圈24a和第二线圈24b各自均包括通过星形连接而连接的U相、V相和W相的线圈。
接下来,将参照图2描述ECU 30的功能。ECU 30具有控制系统A和控制系统B,控制系统A用作控制对第一线圈24a的电力供应的第一控制系统,控制系统B用作控制对第二线圈24b的电力供应的第二控制系统。
ECU 30的控制系统A由第一微型计算机32a、第一电流传感器33a和第一驱动电路34a构成。ECU 30的控制系统B由第二微型计算机32b、第二电流传感器33b和第二驱动电路34b构成。第一微型计算机32a和第二微型计算机32b具有相同的配置。第一电流传感器33a和第二电流传感器33b具有相同的配置。第一驱动电路34a和第二驱动电路34b具有相同的配置。关于本实施方式使用的术语“相同的配置”是指在相同的设计构思下具有相同的功能和性能。在下面的描述中,将仅描述具有相同配置的那些配置中的一者,而将不详细描述其他配置。
第一驱动电路34a从直流(DC)电源81、比如安装在车辆上的电池被供以电力。第一驱动电路34a和DC电源81(特别地,DC电源81的正端子)通过第一电力供应线82连接至彼此。第一电力供应线82设置有用于车辆的电源开关83,比如点火开关。电源开关83通过驾驶员操作设置于车辆的开关而被接通和断开。在电源开关83接通时,来自DC电源81的电力经由第一电力供应线82被供应至第一驱动电路34a。
第二驱动电路34b从DC电源81被供以电力。连接点P在电源开关83与ECU 30之间设置于第一电力供应线82中。连接点P和第二驱动电路34b通过第二电力供应线84连接至彼此。在电源开关83接通时,来自DC电源81的电力经由第二电力供应线84被供应至第二驱动电路34b。
第一微型计算机32a、旋转角度传感器41、第一电流传感器33a、第二微型计算机32b和第二电流传感器33b经由电力供应线(未图示)从DC电源81被供以电力。如图1和图2中所图示的,在扭矩传感器40a和40b与ECU 30之间、旋转角度传感器41与ECU 30之间、车速传感器42与ECU 30之间以及连接点P与ECU 30之间设置有多个连接器90。连接器90具有将扭矩传感器40a和40b、旋转角度传感器41、车速传感器42和连接点P电连接至ECU 30的功能。
第一驱动电路34a是用于三相(U相、V相和W相)的驱动电路。第一驱动电路34a在控制操作时基于由第一微型计算机32a生成的控制信号Sm1通过接通和断开构成第一驱动电路34a的开关元件而将从直流电源81供应的DC电力转换成三相交流(AC)电力。第一驱动电路34a将三相AC电力供应至第一线圈24a。
第一微型计算机32a在每个控制周期中基于由扭矩传感器40a检测到的转向扭矩τ1、由旋转角度传感器41检测到的旋转角度θ(第一旋转角度θ1)、由车速传感器42检测到的车速V以及由第一电流传感器33a检测到的电流值I1而生成控制信号Sm1(功率宽度调制(PWM)信号)。第一电流传感器33a检测流过第一驱动电路34a与第一线圈24a之间的电力供应路径的每个相(U相、V相和W相)的电流。
第二微型计算机32b在控制操作时基于由扭矩传感器40b检测到的转向扭矩τ2、由旋转角度传感器41检测到的旋转角度θ(第二旋转角度θ2)、由车速传感器42检测到的车速V和由第二电流传感器33b检测到的电流值I2生成控制信号Sm2(PWM信号)。由第一微型计算机32a保持的第一旋转角度θ1和由第二微型计算机32b保持的第二旋转角度θ2由相同的旋转角度传感器41检测,并且因此通常具有相同的值。第二电流传感器33b检测流过第二驱动电路34b与第二线圈24b之间的电力供应路径的每个相的电流。
第二驱动电路34b基于由第二微型计算机32b在控制操作时生成的控制信号Sm2通过接通和断开构成第二驱动电路34b的开关元件而将从DC电源81供应的DC电力转换成三相AC电力。第二驱动电路34b将三相AC电力供应至第二线圈24b。
以此方式,第一微型计算机32a和第二微型计算机32b通过对第一驱动电路34a和第二驱动电路34b的控制来控制对控制系统A的第一线圈24a和控制系统B的第二线圈24b的电力供应。
接下来,将参照图3详细描述第一微型计算机32a和第二微型计算机32b的功能。第一微型计算机32a包括第一辅助扭矩计算单元50和第一电流反馈控制单元51。第二微型计算机32b包括第二辅助扭矩计算单元60和第二电流反馈控制单元61。
第一辅助扭矩计算单元50基于由扭矩传感器40a检测到的转向扭矩τ1和由车速传感器42检测到的车速V来计算第一命令值T1a*和第二命令值T2a*。第一命令值T1a*是关于将由控制系统A的第一线圈24a产生的扭矩的命令值。第二命令值T2a*是关于将由控制系统B的第二线圈24b产生的扭矩的命令值。第一辅助扭矩计算单元50将第一命令值T1a*输出至第一电流反馈控制单元51,并且通过微型计算机间的通信将第二命令值T2a*输出至第二微型计算机32b、即第二电流反馈控制单元61。
第二辅助扭矩计算单元60基于由扭矩传感器40b检测到的转向扭矩τ2和由车速传感器42检测到的车速V来计算第一命令值T1b*和第二命令值T2b*。第一命令值T1b*是关于将由控制系统A的第一线圈24a产生的扭矩的命令值。第二命令值T2b*是关于将由控制系统B的第二线圈24b产生的扭矩的命令值。第二辅助扭矩计算单元60通过微型计算机间的通信将第一命令值T1b*输出至第一微型计算机32a、即第一电流反馈控制单元51,并且将第二命令值T2b*输出至第二电流反馈控制单元61。
将第一命令值T1a*和T1b*以及第二命令值T2a*和T2b*设定为不同值的控制被称为“不平衡控制”。将第一命令值T1a*和T1b*以及第二命令值T2a*和T2b*设定为相等值的控制称为“并行控制”。在本实施方式中,第一辅助扭矩计算单元50和第二辅助扭矩计算单元60总是执行并行控制。
第一电流反馈控制单元51不仅获取第一命令值T1a*和第一命令值T1b*,而且还获取第一旋转角度θ1和电流值I1。第一电流反馈控制单元51使用第一命令值T1a*和第一命令值T1b*中的一者来执行控制信号Sm1的计算。在扭矩传感器40a正常的情况下,第一电流反馈控制单元51使用由第一辅助扭矩计算单元50计算出的第一命令值T1a*来执行控制信号Sm1的计算。相反地,在通过故障安全处理等确定扭矩传感器40a异常的情况下,第一电流反馈控制单元51使用由第二辅助扭矩计算单元60计算出的第一命令值T1b*来计算控制信号Sm1。
在扭矩传感器40b正常的情况下,第二电流反馈控制单元61使用由第一辅助扭矩计算单元50计算出的第二命令值T2a*来执行控制信号Sm2的计算。相反地,在通过故障安全处理等确定扭矩传感器40b异常的情况下,第二电流反馈控制单元61使用由第二辅助扭矩计算单元60计算出的第二命令值T2b*来执行控制信号Sm2的计算。在扭矩传感器40a正常的情况下,第一微型计算机32a用作所谓的主设备,而第二微型计算机32b用作所谓的从设备。同时,在扭矩传感器40a异常并且扭矩传感器40b正常的情况下,第一微型计算机32a用作从设备,而第二微型计算机32b用作主设备。
第一电流反馈控制单元51不仅获取第一命令值T1a*和第一命令值T1b*,而且还获取第一旋转角度θ1和电流值I1。第一电流反馈控制单元51使用第一命令值T1a*和第一命令值T1b*中的一者来执行控制信号Sm1的计算。第一电流反馈控制单元51基于第一命令值T1a*(或第一命令值T1b*)、第一旋转角度θ1和电流值I1来计算控制信号Sm1。具体地,第一电流反馈控制单元51通过基于与第一命令值T1a*(或第一命令值T1b*)相对应的电流命令值与电流值I1之间的偏差执行电流反馈控制来计算控制信号Sm1,使得电流值I1依循电流命令值。
第二电流反馈控制单元61不仅获取第二命令值T2a*和第二命令值T2b*,而且还获取第二旋转角度θ2和电流值I2。第二电流反馈控制单元61使用第二命令值T2a*和第二命令值T2b*中的一者来执行控制信号Sm2的计算。第二电流反馈控制单元61基于第二命令值T2a*(或第二命令值T2b*)、第二旋转角度θ2和电流值I2来计算控制信号Sm2。更具体地,第二电流反馈控制单元61通过基于与第二命令值T2a*(或第二命令值T2b*)相对应的电流命令值与电流值I2之间的偏差执行电流反馈控制来计算控制信号Sm2,使得电流值I2依循电流命令值。
接下来,将参照图4详细描述第一辅助扭矩计算单元50的功能。第一辅助扭矩计算单元50包括第一辅助控制单元52和均等分配单元53。第二辅助扭矩计算单元60还具有与第一辅助扭矩计算单元50的构成元件类似的构成元件。
第一辅助控制单元52基于转向扭矩τ1和车速V计算基本命令值Ta*,基本命令值Ta*是第一命令值T1a*与第二命令值T2a*的总和。具体地,如图5中所指示的,第一辅助控制单元52计算基本命令值Ta*,基本命令值Ta*在输入转向扭矩τ1的绝对值较大或车速V较低时具有较大的绝对值。基本命令值Ta*的绝对值的变化量|ΔTa*|与转向扭矩τ1的绝对值的变化量|Δτ1|的比率(|ΔTa*/Δτ1|)随着转向扭矩τ1的绝对值增大而变大。基于方向盘10是向右转向还是向左转向来确定转向扭矩Δτ1为正还是为负。由第一辅助控制单元52计算出的基本命令值Ta*根据转向扭矩τ1的符号为正还是为负而也具有正号或负号。
均等分配单元53将输入的基本命令值Ta*与“1/2”相乘。即,均等分配单元53计算通过将基本命令值Ta*均分而得到的均等命令值Tae*(“Ta*/2”)。由均等分配单元53计算出的均等命令值Tae*原样作为第一命令值T1a*和第二命令值T2a*被输出。简而言之,将由均等分配单元53计算出的第一命令值T1a*和第二命令值T2a*设定为相等的值。
均等命令值Tae*随着转向扭矩τ1和转向扭矩τ2的绝对值变大而变大。在车速V相同的情况下,均等命令值Tae*与转向扭矩τ1和转向扭矩τ2的绝对值之间的关系与具有如图5中所示出的基本命令值Ta*与转向扭矩τ1和转向扭矩τ2的绝对值之间的关系的斜率的一半的曲线表示的关系相同。因此,均等命令值Tae*相对于转向扭矩τ1和转向扭矩τ2的斜率随着转向扭矩τ1和转向扭矩τ2的绝对值变大而变大。
在图6中,第二命令值T2a*和T2b*绘制在水平轴上,并且第一命令值T1a*和T1b*绘制在竖向轴上。图6示出了在第一命令值T1a*和T1b*与第二当前命令值T2a*和T2b*相同的情况下的关系。
在本实施方式中,作为控制系统A的构成元件的第一微型计算机32a和作为控制系统B的构成元件的第二微型计算机32b被制造成尽管具有与计算处理功能相关的相同计算性能、比如计算处理速度,但是具有不同的特性。在本实施方式中使用的术语“特性”是指耐久性比如与材料的成分比例有关的寿命和故障比率、内部颗粒的含量(颗粒异物、杂质或污染物)、制造工厂、作为制造工厂的设施的制造装置、作为温度-电压测试的测试结果的温度-电压性能、作为环境载荷测试的测试结果的环境载荷性能等。
具体地,作为控制系统A的构成元件的第一微型计算机32a和作为控制系统B的构成元件的第二微型计算机32b由不同的原材料(铸锭)制造而成。更具体地,第一微型计算机32a和第二微型计算机32b在不同的工厂中制造,使得用于制造第一微型计算机32a的第一铸锭和用于制造第二微型计算机32b的第二铸锭彼此不同。第一微型计算机32a和第二微型计算机32b在不同的工厂中制造的这一事实如果换种表述方式,即第一微型计算机32a和第二微型计算机32b是在不同的生产线上制造的。
第一微型计算机32a和第二微型计算机32b在不同的工厂中制造,使得制造第一微型计算机32a的第一制造装置与制造第二微型计算机32b的第二制造装置彼此不同。例如,作为在第一工厂Fa的预处理步骤中使用的第一工厂Fa的设施的第一制造装置与作为在第二工厂Fb的预处理步骤中使用的第二工厂Fb的设施的第二制造装置彼此不同。在预处理步骤中使用的制造装置可以是各种制造装置,比如由铸锭形成晶片的制造装置、对晶片的表面进行抛光的制造装置、在晶片的表面上形成膜的制造装置以及进行蚀刻的制造装置。作为在第一工厂Fa的后处理步骤中使用的第一工厂Fa的设施的第一制造装置与作为在第二工厂Fb的后处理步骤中使用的第二工厂Fb的设施的第二制造装置彼此不同。在后处理步骤中使用的制造装置可以是:将电子部件安装在已经经受预处理步骤的晶片上的制造装置、将已经安装的电子部件焊接的制造装置、将树脂模制在已安装的电子部件周围的制造装置、以及执行温度-电压测试和环境载荷测试的测试装置及测量装置。以此方式,第一微型计算机32a和第二微型计算机32b分别在第一工厂Fa和第二工厂Fb中制造,第一工厂Fa和第二工厂Fb彼此不同,使得制造第一微型计算机32a的第一制造装置与制造第二微型计算机32b的第二制造装置可以彼此不同。第一微型计算机32a是所定义的第一构成元件的示例,并且第二微型计算机32b是第二构成元件的示例。
在对第一线圈24a或第二线圈24b的电力供应因控制系统A的第一微型计算机32a和控制系统B的第二微型计算机32b中的一者发生异常而无法继续进行的情况下,可以使对第一线圈24a或第二线圈24b的电力供应继续进行的控制系统可以产生马达20的扭矩。在这种情况下,可以使对第一线圈24a或第二线圈24b的电力供应继续进行的控制系统可以产生例如多达马达20的最大扭矩的一半的扭矩,并且可以基于该扭矩而继续进行辅助。
将参照图7描述ECU 30的制造步骤。在第一工厂Fa中执行设计步骤(步骤S10),在该步骤中,设定第一微型计算机32a的功能和性能并且设计实施该功能和性能的电路。在步骤S10完成之后,执行预处理步骤(步骤S11),在该步骤中,对由第一铸锭形成的晶片进行处理。在该预处理步骤中,包括形成晶片、对该晶片的表面进行抛光、在该晶片的表面上形成绝缘膜或导电膜以及进行蚀刻等。在步骤S11完成之后,执行后处理步骤(S12),在后处理步骤中,将电子部件安装在已经经受预处理步骤的晶片上以组装集成电路(IC)、即第一微型计算机32a。在后处理步骤中,将电子部件安装在已经经受预处理步骤的晶片上、将已安装的电子部件焊接、将树脂模制在已安装的电子部件周围、对IC进行温度-电压测试和环境载荷测试以及检查已制成的IC的可靠性等。
这些步骤S10至S12在第一工厂Fa中执行,并且第一微型计算机32a在第一工厂Fa中制造。在第二工厂Fb中执行设计步骤(步骤S20),在该步骤中,设定第二微型计算机32b的功能和性能并且设计实施该功能和性能的电路。在步骤S20完成之后,执行预处理步骤(步骤S21),在该步骤中,对由第二铸锭形成的晶片进行处理。在步骤S21完成之后,执行后处理步骤(步骤S22),在该步骤中,将电子部件安装在已经经受预处理步骤的晶片上以组装IC。
这些步骤S20至S22在不同于第一工厂Fa的第二工厂Fb中执行,并且第二微型计算机32b在第二工厂Fb中制造。在第三工厂Fc中执行获取步骤(步骤S30),在该步骤中,获取在第一工厂Fa中制造的第一微型计算机32a和在第二工厂Fb中制造的第二微型计算机32b。接下来,使用在第一工厂Fa中制造并在获取步骤中获取的第一微型计算机32a和在第二工厂Fb中制造并在获取步骤中获取的第二微型计算机32b来制造ECU30(步骤S31)。步骤S30中的获取步骤和步骤S31中的用于ECU 30的制造步骤在与第一工厂Fa和第二工厂Fb不同的第三工厂Fc中执行。第三工厂Fc被管理成使得:可以通过安装在获取步骤中获取的第一微型计算机32a来形成控制系统A,以及可以通过安装在获取步骤中获取的第二微型计算机32b来形成控制系统B。在第三工厂Fc中,在制造步骤中,由第一工厂Fa中的第一制造装置使用第一铸锭制造的第一微型计算机32a被安装在控制系统A中,并且由第二工厂Fb中的第二制造装置使用第二铸锭制造的第二微型计算机32b被安装在控制系统B中。因此,ECU 30在制造步骤中制造成使得控制系统A的第一微型计算机32a和控制系统B的第二微型计算机32b具有不同的特性。
将描述本实施方式的功能和效果。在控制系统A的第一微型计算机32a和控制系统B的第二微型计算机32b是在相同的控制载荷下被使用的情况下,当用于控制系统A的第一微型计算机32a的铸锭和用于控制系统B的第二微型计算机32b的铸锭彼此相同时,可能会由于相同的因素而在各个控制系统的构成元件中发生异常。在这种情况下,可能会在各个控制系统的相同部件中同时发生异常。
例如,在控制系统A的第一微型计算机32a和控制系统B的第二微型计算机32b使用相同的铸锭制造的情况下,考虑到材料的成分比例相同,因此这两个微型计算机的与材料成分比例有关的特性有时彼此相同。因此,如果在相同的控制载荷下使用这两个微型计算机,则认为这两个微型计算机随着时间的推移以大约相同的劣化率劣化,因此假定在这两个微型计算机中同时发生异常。
在本实施方式中,针对第一微型计算机32a和第二微型计算机32b使用不同的铸锭,并且以相同的控制载荷对控制系统A和控制系统B进行并行控制。在这种情况下,构成各个控制系统的微型计算机的材料成分比例取决于用于成型的铸锭。因此,第一微型计算机32a和第二微型计算机32b的特性可以彼此不同。因此,即使第一微型计算机32a和第二微型计算机32b具有相同的计算性能,也可以抑制在第一微型计算机32a和第二微型计算机32b中同时发生异常。
在第一工厂Fa中制造的第一微型计算机32a用于控制系统A,并且在第二工厂Fb中制造的第二微型计算机32b用于控制系统B。每个微型计算机内的颗粒的含量取决于制造环境、比如生产线。因此,第一微型计算机32a和第二微型计算机32b的特性可以彼此不同。因此,即使各个控制系统的微型计算机具有相同的计算性能,也可以抑制在第一微型计算机32a和第二微型计算机32b中同时发生异常。
由第一制造装置制造的第一微型计算机32a用于控制系统A,并且由第二制造装置制造的第二微型计算机32b用于控制系统B。每个微型计算机的温度-电压性能和环境载荷性能等取决于制造装置、比如用于测量和测试这些性能的测试装置及测量装置。因此,第一微型计算机32a和第二微型计算机32b的特性可以彼此不同。因此,即使各个控制系统的微型计算机具有相同的计算性能,也可以抑制在第一微型计算机32a和第二微型计算机32b中同时发生异常。
通过在获取步骤中将作为ECU 30的构成元件并且由不同的铸锭制造的第一微型计算机32a和第二微型计算机32b相组合,可以在制造步骤中将ECU 30制造成使得第一微型计算机32a和第二微型计算机32b的特性彼此不同。
通过在获取步骤中将作为ECU 30的构成元件并且在不同工厂中制造的第一微型计算机32a和第二微型计算机32b相组合,可以在制造步骤中将ECU 30制造成使得第一微型计算机32a和第二微型计算机32b的特性彼此不同。
通过在获取步骤中将作为ECU 30的构成元件并且通过不同的制造装置、比如测试装置及测量装置制造的第一微型计算机32a和第二微型计算机32b相组合,可以在制造步骤中将ECU 30制造成使得第一微型计算机32a和第二微型计算机32b的特性彼此不同。
本实施方式可以进行如下修改。以下的其他实施方式可以彼此组合,只要这些实施方式在技术上彼此不矛盾即可。尽管在本实施方式中设置有两个控制系统、即控制系统A和控制系统B,但是也可以设置三个或更多个控制系统。例如,马达20在设置有三个或更多个控制系统的情况下可以具有三个线圈。在这种情况下,各个控制系统的微型计算机可以对电力供应执行并行控制,使得线圈分担马达20的最大扭矩的产生。
在第一命令值T1a*与第一命令值T1b*之差小于预定值的情况下,第一电流反馈控制单元51可以使用第一命令值T1a*和第一命令值T1b*的平均值来执行控制信号Sm1的计算。这也适用于第二电流反馈控制单元61。
本实施方式可以应用于其中马达20与ECU 30彼此一体地构造的机电马达装置。旋转角度传感器41可以包括MR传感器、霍尔传感器或旋转变压器。
由第一微型计算机32a保持的第一旋转角度θ1和由第二微型计算机32b保持的第二旋转角度θ2通过相同的旋转角度传感器41检测。然而,本发明不限于此。例如,要由第一微型计算机32a保持的第一旋转角度θ1可以通过第一旋转角度传感器检测,并且要由第二微型计算机32b抓取的第二旋转角度θ2可以通过与第一旋转角度传感器不同的第二旋转角度传感器检测。
在本实施方式中,第一辅助扭矩计算单元50和第二辅助扭矩计算单元60始终执行并行控制。然而,本发明不限于此。例如,第一辅助扭矩计算单元50和第二辅助扭矩计算单元60可以始终执行其中第一命令值T1a*和T1b*以及第二命令值T2a*和T2b*被设定为不同值的不平衡控制。替代性地,第一辅助扭矩计算单元50和第二辅助扭矩计算单元60可以在转向扭矩τ1和转向扭矩τ2等于或小于阈值的情况下执行不平衡控制,并且在转向扭矩τ1和转向扭矩τ2超过阈值的情况下执行并行控制。
尽管第一辅助控制单元52基于转向扭矩τ1和车速V来计算基本命令值Ta*,但是第一辅助控制单元52也可以仅基于转向扭矩τ1来计算基本命令值Ta*。在本实施方式中,还可以单独地提供外部ECU,该外部ECU计算命令值——该命令值作为关于马达20应产生的扭矩的命令值的基础——并将该命令值输出(提供)至ECU 30。
在本实施方式中,第一微型计算机32a和第二微型计算机32b在不同的工厂中制造,以便使用不同的铸锭来制造第一微型计算机32a和第二微型计算机32b。然而,本发明不限于此。例如,第一微型计算机32a和第二微型计算机32b可以在同一工厂中于不同的生产线上来制造。在这种情况下,由于制造线彼此不同,因而制造第一微型计算机32a的第一制造装置和制造第二微型计算机32b的第二制造装置可以彼此不同。替代性地,例如,第一微型计算机32a和第二微型计算机32b可以在同一工厂中于同一生产线上分别使用彼此不同的第一铸锭和第二铸锭来制造,其中第一铸锭用于制造第一微型计算机32a而第二铸锭用于制造第二微型计算机32b。同样在这种情况下,可以在制造步骤中通过使用不同的铸锭、在不同的工厂或通过不同的制造装置制造的第一微型计算机32a和第二微型计算机32b来制造ECU30。
在本实施方式中,第一微型计算机32a和第二微型计算机32b分别在彼此不同的第一工厂Fa和第二工厂Fb中制造。然而,本发明不限于此。例如,构成第一微型计算机32a的部件和构成第二微型计算机32b的部件可以在不同的工厂中制造。在这种情况下,在要制造ECU 30的工厂中,可以在第一微型计算机32a和第二微型计算机32b由这些部件组装而成之后制造ECU 30。替代性地,第一驱动电路34a和第二驱动电路34b可以在不同的工厂中制造。替代性地,第一电流传感器33a和第二电流传感器33b可以在不同的工厂中制造。在控制系统A和控制系统B设置有振荡器的情况下,控制系统A的振荡器和控制系统B的振荡器可以在不同的工厂中制造。
第一微型计算机32a在第一工厂Fa中制造,第二微型计算机32b在第二工厂Fb中制造,并且ECU 30在第三工厂Fc中制造。然而,本发明不限于此。第一微型计算机32a和ECU 30可以在同一工厂中制造,而第二微型计算机32b可以在不同的工厂中制造。替代性地,第二微型计算机32b和ECU 30可以在同一工厂中制造,而第一微型计算机32a可以在不同的工厂中制造。替代性地,第一微型计算机32a、第二微型计算机32b和ECU 30可以在同一工厂中制造。在这种情况下,如上所述,仅需要如上所述那样在不同的生产线上制造第一微型计算机32a和第二微型计算机32b即可。
第一工厂Fa、第二工厂Fb和第三工厂Fc可以属于不同的制造公司,或者可以属于同一制造公司。在所有工厂属于同一制造公司的情况下,由于第一工厂Fa和第二工厂Fb是不同的工厂,因此尽管第一工厂Fa和第二工厂Fb属于同一制造公司,但第一微型计算机32a和第二微型计算机32b仍可以使用不同的铸锭或通过不同的制造装置来制造。此外,第一工厂Fa和第二工厂Fb可以属于同一制造公司,而第三工厂Fc可以属于不同的制造公司。替代性地,第一工厂Fa和第三工厂Fc可以属于同一制造公司,而第二工厂Fb可以属于不同的制造公司。替代性地,第二工厂Fb和第三工厂Fc可以属于同一制造公司,而第一工厂Fa可以属于不同的制造公司。
在本实施方式中,第一辅助扭矩计算单元50可以仅计算第一命令值T1a*,并且第二辅助扭矩计算单元60可以仅计算第二命令值T2b*。也就是说,第一微型计算机32a和第二微型计算机32b可以彼此独立地控制对第一线圈24a和第二线圈24b的电力供应。
在本实施方式中,控制系统A的连接器90和控制系统B的连接器90可以在不同的工厂中制造。替代性地,控制系统A的连接器90和控制系统B的连接器90可以在同一工厂中于不同的生产线上制造。替代性地,控制系统A的连接器90和控制系统B的连接器90可以由不同的制造公司制造。以此方式,连接器90可以使用不同的铸锭、在不同的工厂中或通过不同的制造装置来制造。
在本实施方式中,转向装置被实施为通过马达20对转向轴11施加辅助力的EPS 1。然而,本发明不限于此。例如,转向装置可以实施为通过具有与齿条轴12平行设置的旋转轴21的马达20对齿条轴12施加辅助力的EPS 1。替代性地,转向装置可以实施为线控转向装置。也就是说,转向装置可以是通过马达20对转向机构2施加动力的任何装置。

Claims (4)

1.一种用于转向机构(2)的控制装置(30),
所述转向机构(2)包括具有多个线圈(24)的马达(20),所述多个线圈(24)包括第一线圈(24a)和第二线圈(24b),
所述控制装置(30)的特征在于包括被配置成计算所述马达(20)要施加至所述转向机构(2)的扭矩的命令值的第一控制系统和第二控制系统,所述第一控制系统和所述第二控制系统各自被配置成基于所述命令值来控制对所述马达(20)的所述多个线圈(24)的电力供应,
所述第一控制系统被配置成基于第一命令值来控制对所述第一线圈(24a)的电力供应,其中,所述第一命令值是要由所述第一线圈(24a)产生的扭矩的所述命令值,
所述第二控制系统被配置成基于第二命令值来控制对所述第二线圈(24b)的电力供应,其中,所述第二命令值是要由所述第二线圈(24b)产生的扭矩的所述命令值,并且
所述第一控制系统包括具有第一特性的第一微型计算机(32a),并且所述第二控制系统包括具有与所述第一特性不同的第二特性的第二微型计算机(32b)。
2.根据权利要求1所述的用于转向机构(2)的控制装置(30),其中,
所述第一微型计算机(32a)使用第一原材料制造,并且所述第二微型计算机(32b)使用与所述第一原材料不同的第二原材料制造。
3.根据权利要求1所述的用于转向机构(2)的控制装置(30),其中,
所述第一微型计算机(32a)在第一工厂(Fa)中制造,并且所述第二微型计算机(32b)在与所述第一工厂(Fa)不同的第二工厂(Fb)中制造。
4.根据权利要求1所述的用于转向机构(2)的控制装置(30),其中,
所述第一微型计算机(32a)通过第一制造装置制造,并且所述第二微型计算机(32b)通过与所述第一制造装置不同的第二制造装置制造。
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