CN113306623A - 控制设备和控制方法 - Google Patents

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Abstract

在驱动和控制具有冗余系统的致动器的控制设备中，检测系统之间平衡不良的状态，并校正系统之间致动器的驱动控制的不平衡。第一控制系统110和第二控制系统210分别包括输出用于控制第一电动机MT1/第二电动机MT2的控制信号的微计算机120/微计算机220，以及检测第一电动机MT1/第二电动机MT2的输出值的MR传感器130/MR传感器230。微计算机在与另一系统的第一电动机MT1/第二电动机MT2的驱动方向相反的方向上驱动其自身所在系统的第一电动机MT1/第二电动机MT2，并且此时，提供用于基于MR传感器130/MR传感器230所检测的输出值来校正控制信号的控制设备1。

Description

控制设备和控制方法
技术领域
本发明涉及控制设备和控制方法，尤其涉及一种具有冗余系统的控制设备和该控制设备的控制方法。
背景技术
传统上，用于检测具有冗余系统的控制设备中的异常的技术是已知的。例如，专利文献1公开了能够以冗余配置检测异常的致动器系统等。该致动器系统包括可在两个方向上被驱动的致动器、向该致动器输出控制信号的第一和第二致动器控制器、以及控制第一和第二致动器控制器的异常检测器。异常检测器使第一致动器控制器输出用于在第一方向上驱动致动器的第一控制信号，并且使第二致动器控制器输出用于在与第一方向成对的第二方向上驱动致动器的第二控制信号，以检测异常。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本未经审查的专利公开第2018-052311号
发明内容
本发明要解决的技术问题
在该传统技术中，识别在哪个控制器中发生异常，停止被识别为具有异常的控制器的控制，并且仅由正常控制器驱动致动器。然而，在提供多个系统作为冗余系统的情况下，由于随着时间的推移或个体差异，致动器的输出值可能在系统之间不同，从而导致平衡不良。在这种情况下，停止恶化的系统并仅由剩余系统来驱动致动器，或在平衡不良的状态下继续驱动是低效的。
针对这种情况设计了本发明，提供了一种控制设备和控制方法，在用于驱动控制具有冗余系统的致动器的控制设备中，检测冗余系统的致动器之间平衡不良的状态，并纠正冗余系统的致动器之间致动器驱动控制的不平衡。
技术问题的解决方案
为了解决上述问题，提供了一种控制设备，包括：第一致动器和第二致动器，被配置为共享并输出用于驱动负载的驱动力；第一控制系统，被配置为控制第一致动器；以及第二控制系统，被配置为控制第二致动器。第一控制系统和第二控制系统中的每一个均包括：控制器，被配置为输出用于控制致动器的控制信号；以及检测器，被配置为检测致动器的输出值，且控制器被配置为在与另一系统的致动器的驱动方向相反的方向上驱动自身所在系统的致动器，并且基于此时由检测器检测到的输出值来校正控制信号。
据此，通过用于校正的目标电流值来驱动致动器，以检测致动器的输出值，并且在输出值彼此不同的情况下，计算用于校正目标电流值的参数值，将参数值用来校正目标电流值以驱动致动器。以这种方式，能够提供一种控制设备，用于检测系统之间平衡不良的状态，并校正系统之间致动器驱动控制的不平衡。
此外，控制器可以包括：目标电流计算单元，被配置为基于至少包括负载的状态信息的负载信息来计算用于驱动致动器的目标电流值；第二校正单元，被配置为生成用于校正的目标电流值，并基于由检测器检测到的输出值来计算用于校正目标电流值的参数值；第一校正单元，被配置为基于由第二校正单元计算的参数值来校正目标电流值；以及控制电流计算单元，被配置为基于用于校正的目标电流值或目标电流值来计算用于驱动致动器的驱动电流值，并输出驱动电流值作为控制信号，第二校正单元可以被配置为生成用于校正的目标电流值，使得致动器的驱动方向彼此相反，控制电流计算单元可以被配置为基于用于校正的目标电流值输出驱动电流值，检测器可以被配置为检测致动器的输出值，第二校正单元可以被配置为在检测到输出值在驱动电流值的输出前后存在变化的情况下，基于用于校正的目标电流值来计算参数值，目标电流计算单元可以被配置为基于计算出的参数值来校正目标电流值，并且控制电流计算单元可以被配置为基于校正后的目标电流值来计算驱动电流值。
据此，能够提供一种驱动并控制具有冗余系统的电动机的电动转向控制设备，该电动转向控制设备检测系统之间平衡不良的状态，并校正系统之间电动机驱动控制的不平衡。
此外，控制器可以包括与另一系统进行通信的通信单元，并且控制电流计算单元可以被配置为经由通信单元与另一系统同步，并基于用于校正的目标电流值来输出驱动电流值。
据此，能够通过在相同时刻用用于校正的目标电流值来驱动致动器并检测致动器的输出值来计算准确的校正参数值。
此外，负载可以是车辆的转向机构，致动器可以是被配置为驱动转向机构的电动机，检测器可以是被配置为检测电动机的旋转角、旋转转矩、旋转角速度和旋转角加速度以及转向机构的转向角和转向转矩中的至少一个的传感器，并且控制设备可以是电动转向控制设备。
据此，通过用于校正的目标电流值来驱动电动机以检测电动机的输出值，并且在输出值彼此不同的情况下，计算用于校正目标电流值的参数值，并将参数值用于校正目标电流值以驱动电动机。以这种方式，能够提供一种电动转向控制设备，用于检测系统之间平衡不良的状态，并校正系统之间电动机驱动控制的不平衡。
此外，可以在旋转转矩、旋转角速度或旋转角加速度等于或大于预定阈值的情况下计算参数值。
据此，通过基于各种物理量计算参数值，能够准确地校正电动机驱动控制的不平衡。
此外，在检测出致动器的输出值存在变化的情况下，两个第二校正单元均可以被配置为计算参数值，或者仅其中一个第二校正单元可以被配置为计算参数值。
据此，能够通过使用要校正的系统中的两个或一个来执行灵活的校正。
此外，在检测到致动器的输出值存在变化的情况下，第二校正单元可以被配置为基于预定值或检测器检测到的输出值的变化量来计算参数值的大小。
据此，通过基于预定校正量计算参数值，能够容易地执行校正，并且通过基于输出值的变化量来计算参数值，能够准确地校正电动机驱动控制中的不平衡。
此外，参数值可以是与电动机的转矩常数有关的系数或与转向转矩和目标电流的特性有关的系数。
据此，能够直接对电动机进行校正。
为了解决上述问题，提供了一种控制设备的控制方法，该控制设备包括：第一致动器和第二致动器，被配置为共享和输出用于驱动负载的驱动力；第一控制系统，被配置为控制第一致动器；以及第二控制系统，被配置为控制第二致动器，控制方法包括：在第一控制系统和第二控制系统的每一个中，在与另一系统的致动器的驱动方向相反的方向上驱动自身所在系统的致动器；检测此时致动器的输出值；以及根据输出值校正并输出用于控制致动器的控制信号。
据此，通过用于校正的目标电流值来驱动致动器，以检测致动器的输出值，并且在输出值彼此不同的情况下，计算用于校正目标电流值的参数值，将参数值用来校正目标电流值以驱动致动器。以这种方式，能够提供一种控制方法，用于检测系统之间平衡不良的状态，并校正系统之间致动器驱动控制的不平衡。
为了解决上述问题，提供了一种控制设备，包括：第一致动器和第二致动器，被配置为共享和输出用于驱动负载的驱动力；以及控制系统，被配置为驱动第一致动器和第二致动器，其中控制系统包括：控制器，被配置为输出用于控制第一致动器和第二致动器的每个控制信号；以及检测器，被配置为检测第一致动器和第二致动器的输出值，并且控制器被配置为在与第一致动器的驱动方向相反的方向上驱动第二致动器，并且基于此时由检测器检测到的输出值来校正每个控制信号。
据此，即使具有共用控制器的控制设备，也能够提供检测冗余系统中致动器之间平衡不良的状态，并且还可校正冗余系统中致动器之间的致动器驱动控制的不平衡。
此外，控制器可以包括：目标电流计算单元，被配置为基于至少包括负载的状态信息的负载信息来计算用于驱动第一致动器和第二致动器的每个目标电流值；第二校正单元，被配置为生成用于校正的目标电流值，并基于由检测器检测到的输出值来计算用于校正每个目标电流值的每个参数值；第一校正单元，被配置为基于由第二校正单元计算的每个参数值来校正每个目标电流值；以及控制电流计算单元，被配置为基于用于校正的目标电流值或目标电流值来计算用于驱动第一致动器和第二致动器的每个驱动电流值，并输出每个驱动电流值作为每个控制信号，第二校正单元可以被配置为生成用于校正的目标电流值，使得第一致动器和第二致动器的驱动方向彼此相反，控制电流计算单元可以被配置为基于用于校正的目标电流值输出每个驱动电流值，检测器可以被配置为检测第一致动器和第二致动器的输出值，第二校正单元可以被配置为在检测到输出值在每个驱动电流值的输出前后存在变化的情况下，基于用于校正的目标电流值计算每个参数值，目标电流计算单元可以被配置为基于计算出的每个参数值来校正每个目标电流值，并且控制电流计算单元可以被配置为基于校正后的每个目标电流值来计算每个驱动电流值。
据此，即使在具有共用控制器的控制设备中，也可以提供一种电动转向控制设备，其检测冗余系统中致动器之间平衡不良的状态，并校正冗余系统中致动器之间电动机驱动控制的不平衡。
发明效果
如上所述，根据本发明，能够提供一种控制设备和控制方法，其在用于驱动控制具有冗余系统的致动器的控制设备中，检测冗余系统的致动器之间平衡不良的状态，并纠正冗余系统的致动器之间致动器驱动控制的不平衡。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施例的控制设备的配置框图。
图2是示出了根据本发明的第一实施例的控制设备的控制方法的流程图，图2(A)示出了整个控制过程，图2(B)示出了转矩校正处理的控制流程。
图3是根据本发明的第二实施例的控制设备的配置框图。
具体实施方式
下文中，将参照附图描述本发明的实施例。
<第一实施例>
参照图1描述本实施例中的控制设备1。控制设备1是电动转向控制设备，其用于控制用于安装在车辆上的电动转向系统(未示出)的第一电动机MT1/第二电动机MT2(致动器)。第一电动机MT1/第二电动机MT2是三相电动机，其一个转子包括两个绕组(第一绕组和第二绕组)并且在两个系统中冗余。第一电动机MT1/第二电动机MT2不限于此，可以是通过使用一个转子包括一个绕组的两个电动机而在两个系统中冗余的电动机。第一电动机MT1和第二电动机MT2共享并输出用于驱动车辆的转向机构(负载)的驱动力。除了本实施例的车辆的转向机构之外，负载还包括例如伴随汽车数字化的冗余系统中的电控制动器(控制设备)中的电磁阀。此外，致动器不限于电动机，而是可以在两个方向上都被驱动的操作设备。
控制设备1具有冗余系统，以支持两个系统中的冗余电动机，使得即使在任一系统中发生异常也可以继续控制。控制设备1包括与针对第一电动机MT1的第一系统100相对应的第一控制系统110、以及与针对第二电动机MT2的第二系统200相对应的第二控制系统210。第一控制系统110和第二控制系统210利用电池(未示出)供电，通过转矩传感器(未示出)获取施加于转向系统的转向转矩值，从电控单元(ECU，未示出)获取车速、以及第一电动机MT1/第二电动机MT2的转子旋转角度，并驱动第一电动机MT1和第二电动机MT2以生成用于动力转向的辅助力。第一电动机MT1和第二电动机MT2的驱动力辅助车辆驾驶员操纵方向盘的力。
第一控制系统110包括：微计算机120(控制器)，获取这些传感器的信号并控制第一电动机MT1的旋转；驱动器IC140，基于由微计算机120输出的控制信号生成用于驱动第一电动机MT1的驱动信号；电流检测器150，检测生成于驱动器IC140的逆变器电路中的电流以输出旋转地驱动第一电动机MT1的驱动力；以及MR传感器130，检测从提供在第一电动机MT1的旋转轴上的磁体获得的转子的旋转角度。
此外，第二控制系统210类似地包括：微计算机220，控制第二电动机MT2的旋转；驱动器IC240，基于由微计算机220输出的控制信号来生成用于驱动第二电动机MT2的驱动信号；电流检测器250，检测生成于驱动器IC240的逆变器电路中的电流以输出旋转地驱动第二电动机MT2的驱动力；以及MR传感器230，检测从提供于第二电动机MT2的旋转轴上的磁体获得的转子的旋转角度。注意，在下文中，将描述第一控制系统110的每个构成，并且将省略包括具有相同功能的构成的第二控制系统210的描述。
驱动器IC140包括：预驱动器，基于控制信号计算脉冲宽度调制(PWM)信号；以及逆变器电路，基于PWM信号驱动第一电动机MT1。电流检测器150是分流电阻器，其检测流过逆变器电路各相的电流，并被设置为反馈检测到的电流值，从而准确地驱动第一电动机MT1。MR传感器130是磁阻传感器，其检测第一电动机MT1的输出值(转子旋转角度)，并反馈至微计算机120，以连同检测器150检测到的电流值一起准确地驱动第一电动机MT1。
微计算机120包括：目标电流设置单元126，基于施加于转向机构转向的转向转矩值以及从ECU获得的车速，设置用于驱动第一电动机MT1的目标电流值；第二校正单元123，基于由MR传感器130检测到的第一电动机MT1的电机旋转角度信号，计算用于校正的参数值或生成用于校正的目标电流值；控制电流计算单元124，基于用于校正的目标电流值或目标电流值，计算用于驱动第一电动机MT1的驱动电流值，并输出驱动电流值作为控制信号；以及通信单元125，与另一系统第二控制系统210进行通信。目标电流设置单元126包括：目标电流计算单元121，基于转向转矩值和车速计算用于驱动第一电动机MT1的目标电流值；以及第一校正单元122，基于第二校正单元123计算出的参数值对目标电流值进行校正。
目标电流设置单元126获取转向转矩值和车速，并基于这些状态信息，计算用于在第一电动机MT1中生成所需转矩的电流。其中，目标电流计算单元121具有预定表格(T-I映射，转矩-电流映射)，其中转向转矩值和目标电流值针对每个车速相关联，从获取的状态信息中计算第一电动机MT1要生成的转向转矩值，并确定与转向转矩值相对应的目标电流值。控制电流计算单元124基于由目标电流计算单元121计算出的目标电流值来计算用于驱动第一电动机MT1的PWM占空比值，并输出PWM占空比值作为控制信号。注意，目标电流设置单元126基于包括状态信息(诸如转向转矩值和车速)的负载信息来计算目标电流值。负载信息还包括致动器的类型、其规格等。
第二校正单元123生成用于校正的目标电流值，并且将用于校正的目标电流值输入至控制电流计算单元124。因此，控制电流计算单元124基于由目标电流计算单元121计算出的目标电流值或由第二校正单元123生成的用于校正的目标电流值来计算PWM占空比值。由第一控制系统110的第二校正单元123生成的用于校正的目标电流值是用于驱动第一控制系统110(自身所在系统)的第一电动机MT1的电流值，其驱动方向与用于驱动第二控制系统210(另一个系统)的第二电动机MT2的驱动方向相反。例如，如果第一控制系统110的用于校正的目标电流值使第一电动机MT1(第一绕组)前向(或顺时针)旋转，则第二控制系统210的用于校正的目标电流值使第二电动机MT2(第二绕组)后向(或逆时针)旋转。优选地，第一控制系统110的用于校正的目标电流值的绝对值与第二控制系统210的用于校正的目标电流值的绝对值相同。
在第一控制系统110/第二控制系统210的每一个中，当第二校正单元123/第二校正单元223同时分别向控制电流计算单元124/控制电流计算单元224输出相同大小的用于校正的目标电流值时，第一电动机MT1和第二电动机MT2分别沿彼此相反的方向被驱动。然而，由于第一电动机MT1和第二电动机MT2共享转子，因此两个输出值在理想状态下相互抵消，因而转子不动。另一方面，如果两个系统之间的平衡不良并且两个输出值的大小不同，则转子可能会旋转。当第二校正单元123/第二校正单元223输出用于校正的目标电流值时，MR传感器130/MR传感器230检测转子的旋转(输出值)，从而能够诊断两个系统的输出值之间的平衡质量。
注意，控制电流计算单元124优选地经由通信单元125/通信单元225与第二控制系统210(另一系统)同步，并且基于用于校正的目标电流值输出驱动电流值。据此，能够通过在相同时刻用用于校正的目标电流值驱动第一电动机MT1/第二电动机MT2并检测输出值来计算准确的校正参数值。
此外，第二校正单元123基于在输出用于校正的目标电流值时所反馈的、由MR传感器130检测到的第一电动机MT1的电机旋转角度信号(输出值)，计算用于校正由目标电流计算单元121计算出的目标电流值的参数值。该参数值用于调整由目标电流计算单元121计算出的目标电流值来进行校正，从而校正两个系统之间由于例如当用于校正的目标电流值输出时转子旋转而被确定为不良的平衡。例如，参数值是要与目标电流计算单元121计算出的目标电流值相乘的系数。
注意，可以按如下所述执行校正。如果第一电动机MT1和第二电动机MT2的输出存在不平衡，则在共用转子中生成转矩Tx，且转子旋转。当此时转子的旋转角θ的二阶导数值(角速度)为α、且转动惯量为J时，建立以下关系。
Tx＝α*J...方程1
现在，假定第一电动机MT1生成比第二电动机MT2更大的转矩。假设用于校正的目标电流值为IC，第一电动机MT1电动机的转矩常数为K，并且对第二电动机MT2生成的转矩进行平衡的转矩为T0，则建立以下关系。
IC*K＝T0+TX...方程2
IC*K＝T0+α*J...方程3(用方程1代替方程2)
接下来，将描述用于将第一电动机MT1的输出校正为较小的过程。为了平衡第一电动机MT1和第二电动机MT2的输出，当施加用于校正的目标电流时，将第一电动机MT1的输出校正为较小。为了进行校正，如果通过将第一电动机MT1的用于校正的目标电流值乘以系数(1-y)来将生成的转矩减小Tx，则建立以下关系。
IC*(1-y)*K＝T0...方程4
IC*(1-y)*K＝IC*K-α*J...方程5(用方程3代替方程4)
y＝α*J/(IC*K)...方程6
也就是说，为了校正第一电动机MT1，只需要执行将目标电流值乘以系数(1-α*J/(IC*K))。据此，通过基于预定的校正量计算参数值，能够容易地进行校正，并且通过基于输出值的变化量计算参数值，能够准确地校正第一电动机MT1/第二电动机MT2的驱动控制中的不平衡。
此外，参数值是与目标电流计算单元121的T-I映射所定义的电流值相乘的增益。在后一种情况下，第二校正单元123可以直接反馈至目标电流计算单元121而不是第一校正单元122，并且目标电流计算单元121计算出的目标电流值可以直接输出至控制电流计算单元124。注意，默认情况下，正常时间的参数值为1。
注意，作为检测第一电动机MT1的输出值的检测器，除了检测转子旋转角的MR传感器130之外，还可以包括检测旋转转矩、旋转角速度和旋转角加速度的传感器。注意，在旋转转矩、旋转角速度或旋转角加速度等于或大于预定阈值的情况下，第二校正单元123可以计算参数值。此外，作为检测器，可以包括检测转向机构转向的转向角和转向转矩作为电动机的旋转转矩替代变量的传感器。在这种情况下，第一校正单元122在转向角和转向转矩等于或大于预定阈值的情况下计算参数值。据此，通过基于各种物理量来计算参数值，能够准确地校正第一电动机MT1/第二电动机MT2的驱动控制的不平衡。
此外，在第二校正单元123/第二校正单元223检测到第一电动机MT1/第二电动机MT2的输出值存在变化的情况下，第一校正单元122/第一校正单元222二者都可以计算参数值，或者仅第二校正单元123/第二校正单元223之一可以计算参数值。也就是说，在输出用于校正的目标电流值时第一电动机MT1/第二电动机MT2的转子旋转的情况下，由目标电流计算单元121/目标电流计算单元221计算出的目标电流值可以由二者校正，也可以仅由二者之一校正。在仅通过其中之一执行校正的情况下，例如，可以预先确定用于校正的系统，或者可以取决于转子的旋转方向确定要校正的系统。据此，能够通过使用两个或一个要校正的系统来执行灵活的校正。
此外，在第一电动机MT1/第二电动机MT2的输出值改变的情况下，第二校正单元123/第二校正单元223可以基于预定值或由MR传感器130/MR传感器230检测到的旋转角度(输出值)的变化量来计算参数值的大小。例如，第二校正单元123存储预定的较小值作为参数值，并且可以在旋转角(输出值)的变化等于或大于预定值的情况下，将该值输出至第一校正单元122。另选地，第一校正单元122可以存储预定的较小值，并且将该值与系数相加或相减。此外，在两个系统中都基于旋转角的变化量执行校正的情况下，例如，可以采用使转子在与旋转方向相反的方向上旋转1/2旋转角的方式来调整参数值。
如上所述，微计算机120/微计算机220在与另一系统的第二电动机MT2/第一电动机MT1的驱动方向相反的方向上驱动其自身所在系统的第一电动机MT1/第二电动机MT2，并基于此时由MR传感器130/MR传感器230检测出的转子的旋转角度(输出值)，校正输出至驱动器IC140的控制信号。据此，通过用于校正的目标电流值驱动第一电动机MT1/第二电动机MT2(致动器)，并检测第一电动机MT1/第二电动机MT2的输出值，并且在如本实施例的一个转子中包括两个绕组(第一绕组和第二绕组)的电动机中，在输出值不为零或超过预定值的情况下，计算用于校正目标电流值的参数值，并且通过利用参数值校正目标电流值来驱动第一电动机MT1/第二电动机M2。以这种方式，能够提供检测系统之间平衡不良的状态，并校正系统之间的第一电动机MT1/第二电动机M2的驱动控制中的不平衡的控制设备1。
参照图2描述控制设备1的控制过程。在点火开关接通等情况下，控制设备1在S200中执行转矩校正处理。在S202至S208中描述转矩校正处理。在S202中，第二校正单元123/第二校正单元223生成用于校正的目标电流值，使得第一电动机MT1和第二电动机MT2的驱动方向彼此相反。在S204中，第二校正单元123/第二校正单元223输入至控制电流计算单元124/控制电流计算单元224。当输入用于校正的目标电流值时，控制电流计算单元124/控制电流计算单元224输出与用于校正的目标电流值相对应的控制信号至驱动器IC140/驱动器IC240，并驱动第一电动机MT1/第二电动机MT2。
在S206中，MR传感器130/MR传感器230读取第一电动机MT1/第二电动机MT2的转子旋转角度。由MR传感器130/MR传感器230读取的转子旋转角度被反馈至第二校正单元123/第二校正单元223。在S208中，在输出驱动电流值之前和之后之间反馈的电机旋转角度信号(输出值)发生变化的情况下，第二校正单元123/第二校正单元223计算用于校正由目标电流计算单元121计算出的目标电流值的参数值。
在S100中，当转矩校正处理完成时，控制设备1获取施加于转向机构转向的转向转矩值和从ECU获得的车速。在S102中，目标电流计算单元121/目标电流计算单元221基于转向转矩值和获取的车速通过使用T-I映射计算目标电流值。在S104中，第一校正单元122/第一校正单元222对由目标电流计算单元121/目标电流计算单元221使用在S208中计算出的参数值计算出的目标电流值进行校正。在S106中，控制电流计算单元124/控制电流计算单元224计算使用校正后的目标电流值计算出的控制信号，并将该控制信号输出至驱动器IC140/驱动器IC240。在S108中，驱动器IC140/驱动器IC240基于校正后的控制信号来驱动第一电动机MT1/第二电动机MT2，直到点火开关关闭。以这种方式，在驱动和控制具有冗余系统的电动机的电动转向控制设备中，能够检测系统之间平衡不良的状态，并校正系统之间的电动机的驱动控制的不平衡。
以上是控制设备1的控制方法。也就是说，该控制方法是在第一控制系统110和第二控制系统210的每一个中，以与另一系统的第二电动机MT2/第一电动机MT1的驱动相反的方向驱动其自身系统的第一电动机MT1/第二电动机MT2，检测此时的第一电动机MT1/第二电动机MT2的输出值，并基于输出值校正并输出用于控制第一电动机MT1/第二电动机MT2的控制信号的控制方法。据此，通过用于校正的目标电流值驱动电动机以检测电动机的输出值，并且在输出值彼此不同的情况下，计算用于校正目标电流值的参数值，并将该参数值用于校正目标电流值以驱动电动机。以这种方式，能够提供一种控制方法，用于检测系统之间平衡不良的状态并校正系统之间的致动器驱动控制的不平衡。
<第二实施例>
参照图3说明本实施例的控制设备1A。为了避免重复描述，与上述实施例中相同的组件由相同的附图标记表示，并且从描述中省略，并且将主要描述与上述实施例的不同点。控制设备1A是电动转向控制设备，用于控制安装在车辆上的电动转向系统(未示出)所使用的第一电动机MT1/第二电动机MT2。在上述控制设备1中，以与冗余的第一电动机MT1和第二电动机MT2相对应的方式，用于驱动第一电动机MT1和第二电动机MT2的驱动器IC、输出控制信号至驱动器IC的微计算机、以及用于检测第一电动机MT1和第二电动机MT2的转子旋转角度的MR传感器也是冗余设置的。相反，在控制设备1A中，驱动器IC以与第一电动机MT1和第二电动机MT2相对应的方式冗余。但是，微计算机和MR传感器不是冗余的，而是共享的。
控制设备1A包括第一电动机MT1和第二电动机MT2、以及用于驱动第一电动机MT1和第二电动机MT2的控制系统110A。控制系统110A包括：微计算机120A，获取转向转矩等的信号并控制第一电动机MT1和第二电动机MT2的旋转；驱动器IC140，基于微计算机120A输出的控制信号生成用于驱动第一电动机MT1的驱动信号；驱动器IC240，基于微计算机120A输出的控制信号生成用于驱动第二电动机MT2的驱动信号；电流检测器150，检测生成于旋转驱动器IC140的逆变器电路中的电流以输出用于旋转驱动第一电动机MT1的驱动力；电流检测器250，检测生成于驱动器IC240的逆变器电路中的电流以输出用于旋转驱动第二电动机MT2的驱动力；以及MR传感器130，检测从提供于第一电动机MT1和第二电动机MT2的转子的旋转轴上的磁体获得的转子的旋转角度。
微计算机120A包括：目标电流设置单元126A，基于施加于转向机构转向的转向转矩值以及从ECU获得的车速，设置用于驱动第一电动机MT1和第二电动机MT2的每个目标电流值；第二校正单元123A，基于由MR传感器130检测到的第一电动机MT1和第二电动机MT2的电机旋转角度信号，计算用于校正的每个参数值或生成用于校正的目标电流值；以及控制电流计算单元124A，基于用于校正的目标电流值或各目标电流值来计算用于驱动第一电动机MT1和第二电动机MT2的每个驱动电流值，并分别输出每个驱动电流值作为每个控制信号。目标电流设置单元126A包括：目标电流计算单元121A，基于转向转矩值和车速计算用于驱动第一电动机MT1和第二电动机MT2的每个目标电流值；以及第一校正单元122A，基于由第二校正单元123A计算出的每个参数值来校正每个目标电流值。
目标电流设置单元126A获取转向转矩值和车速，并基于这些状态信息来计算用于在第一电动机MT1和第二电动机MT2中生成所需转矩的电流。控制电流计算单元124A基于由目标电流计算单元121A计算出的每个目标电流值来计算用于驱动第一电动机MT1和第二电动机MT2的PWM占空比值，并输出PWM占空比值作为每个控制信号。输出至驱动器IC140和驱动器IC240的控制信号，因为它们使每个电动机输出相同的转矩，因此它们是基本相同的控制信号，但也可以是两个不同的控制信号。例如，在其中一个电动机中发生异常的情况下，异常侧的电动机的输出减小或设置为零，而在正常侧的输出增大。第二校正单元123A生成用于校正的目标电流值，并将用于校正的目标电流值输入至控制电流计算单元124A。由第二校正单元123A生成的用于校正的目标电流值是在与第二电动机MT2的驱动方向相反的方向上驱动第一电动机MT1的电流值。
当第二校正单元123A同时向控制电流计算单元124A输出相同大小的用于校正的目标电流值时，第一电动机MT1和第二电动机MT2在彼此相反的方向上被驱动。然而，由于第一电动机MT1和第二电动机MT2共享转子，因此两个输出值在理想状态下相互抵消，因而转子不动。相反，如果两个输出值的大小不同，则转子可能旋转。当第二校正单元123A输出用于校正的目标电流值时，MR传感器130检测转子的旋转(输出值)，从而能够诊断两个输出值之间的平衡质量。以这种方式，即使具有共用控制器的控制设备也能够检测冗余系统中的致动器之间平衡不良的状态，并且还能够校正冗余系统中的致动器之间的电动机的驱动控制的不平衡。
注意，本发明不限于示出的示例，并且可按在不偏离权利要求的每个部分所描述内容的范围内的配置来实现。也就是说，主要针对特定实施例具体例示和描述了本发明。然而，在不脱离本发明技术思想和目的的范围的情况下，本领域技术人员可以对数量和其他详细配置进行各种修改。
符号说明
1 电动转向控制设备(控制设备)
100 第一系统
110 第一控制系统
120 微计算机(控制器)
121 目标电流计算单元
122 第一校正单元
123 第二校正单元
124 控制电路计算单元
125 通信单元
130 MR传感器(检测器)
140 驱动器IC
150 电流检测器
200 第二系统
210 第二控制系统
220 微计算机(控制器)
221 目标电流计算单元
222 第一校正单元
223 第二校正单元
224 控制电流计算单元
225 通信单元
230 MR传感器(检测器)
240 驱动器IC
250 电流检测器
MT1 第一电动机(第一致动器)
MT2 第二电动机(第二致动器)。

Claims (11)

1.一种控制设备，包括：
第一致动器和第二致动器，被配置为共享并输出用于驱动负载的驱动力；
第一控制系统，被配置为控制所述第一致动器；以及
第二控制系统，被配置为控制所述第二致动器，
其中，所述第一控制系统和所述第二控制系统中的每一个均包括：
控制器，被配置为输出用于控制所述致动器的控制信号，以及
检测器，被配置为检测所述致动器的输出值，并且
所述控制器被配置为在与另一系统的致动器的驱动方向相反的方向上驱动所述控制器所在系统的致动器，并且基于此时由所述检测器检测到的输出值来校正所述控制信号。
2.根据权利要求1所述的控制设备，其中
所述控制器包括：
目标电流计算单元，被配置为基于至少包括所述负载的状态信息的负载信息来计算用于驱动所述致动器的目标电流值，
第二校正单元，被配置为生成用于校正的目标电流值，并基于由所述检测器检测到的输出值来计算用于校正所述目标电流值的参数值，
第一校正单元，被配置为基于由所述第二校正单元计算的所述参数值来校正所述目标电流值，以及
控制电流计算单元，被配置为基于所述用于校正的目标电流值或所述目标电流值来计算用于驱动所述致动器的驱动电流值，并输出所述驱动电流值作为所述控制信号，
所述第二校正单元被配置为生成所述用于校正的目标电流值，使得所述致动器的驱动方向彼此相反，
所述控制电流计算单元被配置为基于所述用于校正的目标电流值输出所述驱动电流值，
所述检测器被配置为检测所述致动器的输出值，
所述第二校正单元被配置为在检测到所述输出值在所述驱动电流值的输出前后存在变化的情况下，基于所述用于校正的目标电流值计算所述参数值，
所述目标电流计算单元被配置为基于计算出的参数值来校正所述目标电流值，以及
所述控制电流计算单元被配置为基于校正后的目标电流值计算所述驱动电流值。
3.根据权利要求2所述的控制设备，其中
所述控制器包括与另一系统进行通信的通信单元，以及
所述控制电流计算单元被配置为经由所述通信单元与另一系统进行同步，并基于所述用于校正的目标电流值输出所述驱动电流值。
4.根据权利要求2或3所述的控制设备，其中
所述负载为车辆的转向机构，
所述致动器是被配置为驱动所述转向机构的电动机，
所述检测器是被配置为检测所述电动机的旋转角、旋转转矩、旋转角速度和旋转角加速度以及所述转向机构的转向角和转向转矩中的至少一个的传感器，以及
所述控制设备是电动转向控制设备。
5.根据权利要求4所述的控制设备，其中，所述第二校正单元被配置为在所述旋转转矩、所述旋转角速度或所述旋转角加速度等于或大于预定阈值的情况下计算所述参数值。
6.根据权利要求4所述的控制设备，其中，在检测出所述致动器的输出值存在变化的情况下，两个所述第二校正单元均被配置为计算所述参数值，或者仅一个所述第二校正单元被配置为计算所述参数值。
7.根据权利要求4所述的控制设备，其中，在检测到所述致动器的输出值存在变化的情况下，所述第二校正单元被配置为基于预定值或由所述检测器检测到的输出值的变化量来计算所述参数值的大小。
8.根据权利要求4所述的控制设备，其中，所述参数值是与所述电动机的转矩常数有关的系数或与转向转矩和目标电流的特性有关的系数。
9.一种控制设备的控制方法，所述控制设备包括：第一致动器和第二致动器，被配置为共享和输出用于驱动负载的驱动力；第一控制系统，被配置为控制所述第一致动器；以及第二控制系统，被配置为控制所述第二致动器，所述控制方法包括：
在所述第一控制系统和所述第二控制系统的每一个中，
在与另一系统的致动器的驱动方向相反的方向上驱动自身所在系统的致动器；
检测此时所述致动器的输出值；以及
根据所述输出值校正并输出用于控制所述致动器的控制信号。
10.一种控制设备，包括：
第一致动器和第二致动器，被配置为共享和输出用于驱动负载的驱动力；以及
控制系统，被配置为驱动所述第一致动器和所述第二致动器，
其中，所述控制系统包括：
控制器，被配置为输出用于控制所述第一致动器和所述第二致动器的每个控制信号，以及
检测器，被配置为检测所述第一致动器和所述第二致动器的输出值，并且
所述控制器被配置为在与所述第一致动器的驱动方向相反的方向上驱动所述第二致动器，并且基于此时由所述检测器检测到的输出值来校正所述每个控制信号。
11.根据权利要求10所述的控制设备，其中
所述控制器包括：
目标电流计算单元，被配置为基于至少包括所述负载的状态信息的负载信息来计算用于驱动所述第一致动器和所述第二致动器的每个目标电流值，
第二校正单元，被配置为生成用于校正的目标电流值，并基于由所述检测器检测到的输出值来计算用于校正所述每个目标电流值的每个参数值，
第一校正单元，被配置为基于由所述第二校正单元计算出的所述每个参数值来校正所述每个目标电流值，以及
控制电流计算单元，被配置为基于所述用于校正的目标电流值或所述每个目标电流值来计算用于驱动所述第一致动器和所述第二致动器的每个驱动电流值，并输出所述每个驱动电流值作为所述每个控制信号，
所述第二校正单元被配置为生成所述用于校正的目标电流值，使得所述第一致动器和所述第二致动器的驱动方向彼此相反，
所述控制电流计算单元被配置为基于所述用于校正的目标电流值输出所述每个驱动电流值，
所述检测器被配置为检测所述第一致动器和所述第二致动器的输出值，
所述第二校正单元被配置为在检测到所述输出值在所述每个驱动电流值输出前后存在变化的情况下，基于所述用于校正的目标电流值计算所述每个参数值，
所述目标电流计算单元被配置为基于计算出的每个参数值对所述每个目标电流值进行校正，以及
所述控制电流计算单元被配置为基于校正后的每个目标电流值来计算所述每个驱动电流值。
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