CN117203078A - 马达控制设备和马达控制方法 - Google Patents
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Abstract
马达控制设备包括:第一存储单元,所述第一存储单元存储与车辆马达的驱动控制相关的特征数据;第二存储单元,所述第二存储单元存储与预定车辆类型相关的车辆类型参数;处理器,所述处理器基于车辆类型参数和特征数据来执行与对应于预定车辆类型的驱动控制相关的运算处理;以及驱动电路,所述驱动电路基于运算处理的结果来执行预定车辆类型的车辆马达的驱动处理,其中,当在处理器中已经发生异常时,驱动电路从第一存储单元读出特征数据并从第二存储单元读出车辆类型参数,并且基于车辆类型参数和特征数据来执行与对应于预定车辆类型的驱动控制相关的运算处理。
Description
技术领域
本发明涉及马达控制设备和马达控制方法。
背景技术
例如,诸如混合动力车辆和电动车辆的电气化车辆设置有多个马达,诸如用于驱动前车轮或后车轮的马达和用于生成电力的马达。每个马达的控制设备通过由例如具有诸如中央处理单元(CPU)的内置处理器的多个微控制器为每个马达分配负荷来执行控制处理(例如,日本未审查专利申请公报第2018-109951号(JP 2018-109951 A))。
当在另一个微控制器中已经发生异常时,一个微控制器代表另一个微控制器执行控制处理以正常操作马达。由此,实现了故障安全功能。
发明内容
当所述多个马达的控制处理被集成到一个微控制器中时,内置在该微控制器中的处理器的控制处理的负荷会增加。因此,可设想控制处理的一部分与例如专用集成电路(ASIC)共享。在这种情况下,当在微控制器中已经发生异常时,ASIC通过执行微控制器的控制处理来实现故障安全功能。
此外,为了能够将微控制器安装在多种车辆类型的车辆上,微控制器响应于作为安装目标的车辆的车辆类型而通过使用软件切换与马达驱动控制相关的特征数据来执行控制处理。然而,为了降低设备成本,ASIC不具有预先存储对应于所述多种车辆类型的特征数据的内置存储器,从而ASIC仅仅能够执行根据特定车辆类型的特征的控制处理。
因此,在ASIC用于该ASIC不支持的车辆类型的车辆的情况下,当在微控制器中已经发生异常时,控制设备不能根据对应于在其上安装控制设备的车辆的车辆类型的特征正常地驱动和控制马达,使得故障安全功能不能被适当地实现。
在这方面,本发明提供了一种马达控制设备,其能够抑制设备成本的增加并响应于车辆类型适当地实现故障安全功能。
本发明的第一方面涉及一种马达控制设备,其包括第一存储单元、第二存储单元、处理器和驱动电路。第一存储单元被配置成存储与车辆的马达的驱动控制相关的特征数据。第二存储单元被配置成存储与预定车辆类型相关的车辆类型参数。处理器被配置成基于车辆类型参数和特征数据来执行与对应于预定车辆类型的驱动控制相关的运算处理。驱动电路被配置成基于运算处理的结果来执行预定车辆类型的车辆的马达的驱动处理。驱动电路被配置成:当在处理器中已经发生异常时,从第一存储单元读出特征数据并从第二存储单元读出车辆类型参数,并且基于车辆类型参数和特征数据来执行与对应于预定车辆类型的驱动控制相关的运算处理。
在根据第一方面的马达控制设备中,第一存储单元可以被配置成存储对应于不同于预定车辆类型的其它车辆类型的特征数据。驱动电路可以被配置成:当在处理器中已经发生异常时,基于车辆类型参数校正特征数据,使得特征数据对应于预定车辆类型,并且将校正过的特征数据用于运算处理。
在根据第一方面的马达控制设备中,第一存储单元可以被配置成存储对应于多种车辆类型的特征数据。驱动电路可以被配置成基于车辆类型参数从第一存储单元读出对应于多种车辆类型中的预定车辆类型的特征数据并将特征数据用于运算处理。
在根据第一方面的马达控制设备中,特征数据可以包括马达的旋转速度和扭矩之间的相关性。
在根据第一方面的马达控制设备中,特征数据可以包括马达的扭矩和电流值之间的相关性。
在根据第一方面的马达控制设备中,车辆类型参数可以是连接到马达的差动齿轮的减速比。
在根据第一方面的马达控制设备中,驱动电路可以被配置成接收关于处理器的正常性的通知。驱动电路可以被配置成基于通知来确定在处理器中是否已经发生异常。
本发明的第二方面涉及一种马达控制方法。该马达控制方法包括:由驱动电路基于与车辆的马达的驱动控制相关的车辆类型参数和与预定车辆类型相关的特征数据来确定在处理器中是否已经发生异常,其中所述处理器被配置成执行与对应于预定车辆类型的驱动控制相关的运算处理;当驱动电路确定在处理器中已经发生异常时,由驱动电路从第一存储单元读出特征数据并且从第二存储单元读出车辆类型参数,其中所述第一存储单元被配置成存储特征数据,并且所述第二存储单元被配置成存储车辆类型参数;以及由驱动电路基于车辆类型参数和特征数据来执行与对应于预定车辆类型的驱动控制相关的运算处理。
根据本发明的上述方面,能够抑制设备成本的增加并响应于车辆类型适当地实现故障安全功能。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义,其中相同的附图标记表示相同的元件,并且其中:
图1是示出马达控制设备的示例的配置图;
图2是示出与差动齿轮的多个减速比相对应的旋转速度-扭矩映射数据的示例的图,所述减速比对于每种车辆类型彼此不同;
图3是示出与差动齿轮的减速比相对应的扭矩-电流映射数据的示例的图,所述减速比对于每种车辆类型彼此不同;
图4是示出获取与在其上安装有马达控制设备的车辆的车辆类型相对应的旋转速度-扭矩映射数据和扭矩-电流映射数据的方法的示例的图;
图5是示出获取旋转速度-扭矩映射数据和扭矩-电流映射数据的方法的另一个示例的图;
图6是示出CPU的操作的示例的流程图;并且
图7是示出ASIC的操作的示例的流程图。
具体实施方式
马达控制设备的配置示例
图1是示出马达控制设备90的示例的配置图。马达控制设备90包括微控制器1、ASIC 2、电子控制单元(ECU)3、加速器传感器30和制动传感器31,并且被安装在诸如混合动力车辆或电动车辆的电气化车辆(以下称为“车辆”)上。
马达控制设备90控制分别连接到马达50、51的逆变器电路40、41。逆变器电路40、41中的每一个具有例如对应于三相上臂和下臂的多个绝缘栅双极晶体管(IGBT)。通过作为输入从ASIC 2接收的脉宽调制(PWM)信号对每个IGBT执行通/断控制。
逆变器电路40、41根据PWM信号生成三相交流电流,并分别将三相交流电流输出到马达50、51。逆变器电路40、41可以具有代替IGBT的其它类型的晶体管。
根据马达控制设备90的控制,马达50、51由三相交流电流驱动。检测三相交流电流的每一相的电流值的电流传感器60、61分别设置在逆变器电路40、41和马达50、51之间。电流传感器60、61将电流值通知给微控制器1和ASIC 2。
作为示例,马达50用来驱动车辆的车轮(前车轮或后车轮)53、54。马达50经由驱动轴55连接到差动齿轮52。差动齿轮52将马达50的扭矩传递到车轮53、54,作为与车辆的车辆类型所特有的减速比相对应的驱动力。此外,马达51用来例如生成电力。注意,安装在车辆上的马达的数目不受限制。
加速器传感器30检测车辆的加速踏板的操作量,并将检测值输出到ECU 3。制动传感器31检测车辆的制动踏板的操作量并将检测值输出到ECU 3。
ECU 3是通常控制车辆的计算机设备。ECU 3根据加速踏板的操作量、制动踏板的操作量等计算车辆请求的驱动力(以下称为“请求驱动力”)。ECU 3将请求驱动力通知给微控制器1。
微控制器1具有作为处理器的示例的CPU 10、只读存储器(ROM)11、随机存取存储器(RAM)12、存储器13、14、通信端口15和硬件接口单元(HW-INF)16。CPU 10经由总线19电连接到ROM 11、RAM 12、存储器13、14、通信端口15和HW-INF 16,使得信号可以输入到彼此和从彼此输出。
ROM 11存储用来驱动CPU 10的程序。RAM 12作为CPU 10的工作存储器起作用。通信端口15用来与ASIC 2通信。HW-INF 16从电流传感器60、61接收三相交流电流的电流值。HW-INF 16经由CPU 10或通信端口15将电流值通知给ASIC 2。
存储器13是第二存储单元的示例,并且存储与在其上安装有马达控制设备90的车辆的车辆类型相关的参数(以下称为“车辆类型参数”)130。车辆类型参数130的示例包括连接到马达50的差动齿轮52的减速比或者与马达50、51的输出性能相关的值。如上所述,车辆类型参数130是与在其上安装有马达控制设备90的车辆的车辆类型所特有的规格相关的参数。
存储器14是第一存储单元的示例,并且存储与马达50、51中的每一个马达的驱动控制相关的特征映射数据140。特征映射数据140是特征数据的示例。特征映射数据140包括例如指示在马达50、51请求的旋转速度和扭矩(以下分别称为“请求旋转速度”和“请求扭矩”)之间的相关性的旋转速度-扭矩映射数据以及指示在请求扭矩和三相电流的电流命令值之间的相关性的扭矩-电流映射数据。
存储器13、14是诸如闪存的非易失性存储器。在制造马达控制设备90时,由作为马达控制设备90的安装目标的车辆的车辆类型决定的车辆类型参数130被写入存储器13,并且对应于一种或多种车辆类型的特征映射数据140被写入存储器14。
CPU 10从ROM 11读取程序并根据该程序操作。CPU 10从ECU 3接收请求驱动力,并基于车辆类型参数130和特征映射数据140来执行与对应于其上安装有马达控制设备90的车辆的类型的马达50、51的驱动控制相关的运算处理,使得请求驱动力被满足。
在运算处理中,CPU 10根据请求驱动力基于车辆类型参数130和特征映射数据140计算马达50、51中的每一个马达的电流命令值,并且根据电流命令值和从电流传感器60、61获取的电流值来计算马达50、51中的每一个的电压命令值。此外,CPU 10根据电压命令值计算决定PWM信号的占空比的通/断定时(以下称为“通/断定时”)。CPU 10将通/断定时经由通信端口15通知给ASIC 2。通/断定时是运算处理的结果的示例。运算处理的细节将在后面描述。
ASIC 2是驱动电路的示例,并且具有监测单元20、运算单元21和输出单元22。输出单元22基于CPU 10的运算处理的结果来执行马达50、51中的每一个的驱动处理。输出单元22经由通信端口15从CPU 10接收通/断定时的通知。输出单元22根据通/断定时生成PWM信号,并将PWM信号输出到逆变器电路40、41。
监测单元20从ECU 3接收关于CPU 10的正常性的通知。ECU 3监测CPU 10是否正常地操作。例如,当CPU 10正常操作时,监测单元20由从振荡器(未示出)接收到的时钟信号生成具有预定频率的脉冲信号作为输入,并将该脉冲信号发送到ECU 3。ECU 3确定从CPU 10接收的脉冲信号的正常性。当ECU 3检测到例如脉冲信号的停止或脉冲信号的频率中的异常时,ECU 3确定在CPU 10中已经发生异常。
监测单元20基于通知来确定在CPU 10中是否已经发生异常。当监测单元20确定在CPU 10中已经发生异常时,监测单元20指令运算单元21和输出单元22执行故障安全操作。
当运算单元21从监测单元20接收到关于故障安全操作的指令时,运算单元21代表CPU 10执行CPU 10的上述运算处理。在这种情况下,运算单元21分别从存储器13、14获取车辆类型参数130和特征映射数据140。此时,运算单元21经由通信端口15访问存储器13、14,并分别从存储器13、14读出车辆类型参数130和特征映射数据140。此外,运算单元21从电流传感器60、61获取三相交流电流的每个相的电流值。
运算单元21基于从存储器13获取的车辆类型参数130和从存储器14获取的特征映射数据140而以与在正常情况下的CPU 10相同的方式执行与对应于其上安装有马达控制设备90的车辆的车辆类型的驱动控制相关的运算处理。
输出单元22从代表CPU 10的运算单元21接收通/断定时的通知。输出单元22根据通/断定时生成PWM信号,并将PWM信号输出到逆变器电路40、41,如同在CPU 10正常的情况下一样。由此,实现了当在CPU 10中已经发生异常时的故障安全功能。
在本示例中,存储器13、14设置在微控制器1的内部,但是也可以设置在微控制器1和ASIC 2的外部。在这种情况下,CPU 10和ASIC 2可以经由例如单独的总线访问存储器13、14。此外,车辆类型参数130和特征映射数据140可以存储在一个公共非易失性存储器上。在这种情况下,存储器中的特征映射数据140的存储区域和车辆类型参数130的存储区域分别是第一存储单元和第二存储单元的示例。
车辆类型参数和特征映射数据的示例
接下来,将描述车辆类型参数130和特征映射数据140。适用于马达50、51的驱动控制的旋转速度-扭矩映射数据和扭矩-电流映射数据根据每种车辆类型的规格而不同。因此,CPU 10和运算单元21基于车辆类型参数130而从特征映射数据140获取与在其上安装有马达控制设备90的车辆的车辆类型相对应的旋转速度-扭矩映射数据和扭矩-电流映射数据,并将获取的映射数据用于运算处理。下面将作为示例描述当车辆类型参数130是差动齿轮52的减速比时的旋转速度-扭矩映射数据和扭矩-电流映射数据。
图2是示出分别对应于差动齿轮52的多个减速比Ka、Kb、Kc的旋转速度-扭矩映射数据Pa、Pb、Pc的示例的图,减速比对于每种车辆类型彼此不同。旋转速度-扭矩映射数据Pa、Pb、Pc指示在马达50、51的旋转速度和扭矩之间的相关性。旋转速度-扭矩映射数据Pa、Pb、Pc对于马达50、51中的每一个可以彼此不同,或者对于马达50、51可以是共同的。
例如,根据减速比Ka、Kb、Kc彼此的比率,旋转速度-扭矩映射数据Pa、Pb、Pc具有彼此相似的关系。对于某个旋转速度,在旋转速度-扭矩映射数据Pa、Pb、Pc中,对应于减速比Ka的旋转速度-扭矩映射数据Pa显示最高扭矩,并且对应于减速比Kc的旋转速度-扭矩映射数据Pc显示最低扭矩。
CPU 10和运算单元21使用与减速比Ka、Kb、Kc中的由车辆类型参数130指示的减速比对应的旋转速度-扭矩映射数据Pa、Pb、Pc进行运算处理。作为示例,当车辆类型参数130指示减速比Kc时,CPU 10和运算单元21使用对应于减速比Kc的旋转速度-扭矩映射数据Pc进行运算处理。在这种情况下,当满足ECU3已经通知CPU 10和运算单元21的请求驱动力的旋转速度为N时,CPU 10和运算单元21根据旋转速度-扭矩映射数据Pc计算对应于旋转速度N的请求扭矩T。
图3是示出分别对应于差动齿轮52的减速比Ka、Kb、Kc的扭矩-电流映射数据Qa、Qb、Qc的示例的图,减速比对于每种车辆类型彼此不同。扭矩-电流映射数据Qa、Qb、Qc指示在马达50、51的电流命令值和请求扭矩之间的相关性。扭矩-电流映射数据Qa、Qb、Qc对于马达50、51中的每一个可以彼此不同,或者对于马达50、51可以是共同的。
例如,根据减速比Ka、Kb、Kc彼此的比率,扭矩-电流映射数据Qa、Qb、Qc具有彼此相似的关系。对于某个请求扭矩,在扭矩-电流映射数据Qa、Qb、Qc中,对应于减速比Kc的扭矩-电流映射数据Qc显示最高电流命令值,并且对应于减速比Ka的扭矩-电流映射数据Qa显示最低电流命令值。
CPU 10和运算单元21使用与减速比Ka、Kb、Kc中的由车辆类型参数130指示的减速比对应的扭矩-电流映射数据Qa、Qb、Qc进行运算处理。例如,当车辆类型参数130指示减速比Kc时,CPU 10和运算单元21使用对应于减速比Kc的扭矩-电流映射数据Qc进行运算处理。在这种情况下,当请求扭矩为T时,CPU 10和运算单元21根据扭矩-电流映射数据Qc计算对应于请求扭矩T的电流命令值I。
接下来,将描述获取与在其上安装有马达控制设备90的车辆的车辆类型相对应的旋转速度-扭矩映射数据和扭矩-电流映射数据的方法。
图4是示出获取与在其上安装有马达控制设备90的车辆的车辆类型相对应的旋转速度-扭矩映射数据Pc和扭矩-电流映射数据Qc的方法的示例的图。在本示例中,假设马达控制设备90安装在减速比为Kc的车辆类型的车辆上。因此,存储器13存储例如减速比Kc作为与在其上安装有马达控制设备90的车辆的车辆类型相关的车辆类型参数130。
此外,存储在存储器14上的特征映射数据140仅包括旋转速度-扭矩映射数据Pa、Pb、Pc中对应于减速比Ka的旋转速度-扭矩映射数据Pa,并且仅包括扭矩-电流映射数据Qa、Qb、Qc中对应于减速比Ka的扭矩-电流映射数据Qa。也就是说,存储器14存储对应于与在其上安装有马达控制设备90的车辆的车辆类型不同的另一车辆类型的扭矩-电流映射数据Qa。
如果CPU 10和运算单元21使用旋转速度-扭矩映射数据Pa和扭矩-电流映射数据Qa进行运算处理,则马达50、51不能被正常地驱动和控制,因为旋转速度-扭矩映射数据Pa和扭矩-电流映射数据Qa不适用于在其上安装有马达控制设备90的车辆的车辆类型的特征。结果,故障安全功能不能被适当地实现。
为此,CPU 10和运算单元21分别从存储器13、14获取减速比Kc和旋转速度-扭矩映射数据Pa,并基于减速比Kc校正旋转速度-扭矩映射数据Pa,以获取对应于减速比Kc的旋转速度-扭矩映射数据Pc。例如,CPU 10和运算单元21基于减速比Ka与减速比Kc的比率将旋转速度-扭矩映射数据Pa的旋转速度乘以常数,以获得对应于减速比Kc的旋转速度-扭矩映射数据Pc。这里,CPU 10和运算单元21预先将对应于旋转速度-扭矩映射数据Pa的减速比Ka保持为固定值。
此外,CPU 10和运算单元21从存储器14获取扭矩-电流映射数据Qa,并基于减速比Kc校正扭矩-电流映射数据Qa,以获取对应于减速比Kc的扭矩-电流映射数据Qc。例如,CPU10和运算单元21基于减速比Ka与减速比Kc的比率将扭矩-电流映射数据Qa的电流命令值乘以常数,以获得对应于减速比Kc的扭矩-电流映射数据Qc。
以这种方式,CPU 10和运算单元21基于车辆类型参数130校正旋转速度-扭矩映射数据Pa和扭矩-电流映射数据Qa,使得旋转速度-扭矩映射数据Pa和扭矩-电流映射数据Qa对应于在其上安装有马达控制设备90的车辆的车辆类型,并且将校正过的映射数据用于运算处理。
图5是示出获取旋转速度-扭矩映射数据Pa、Pb、Pc和扭矩-电流映射数据Qa、Qb、Qc的方法的另一个示例的图。在本示例中,假设马达控制设备90安装在减速比为Kc的车辆类型的车辆上。因此,存储器13存储例如减速比Kc作为与在其上安装有马达控制设备90的车辆的车辆类型相关的车辆类型参数130。
此外,存储在存储器14上的特征映射数据140包括分别对应于与多种车辆类型相关的减速比Ka、Kb、Kc的旋转速度-扭矩映射数据Pa、Pb、Pc和扭矩-电流映射数据Qa、Qb、Qc。特征映射数据140还包括旋转速度-扭矩映射数据Pa、Pb和扭矩-电流映射数据Qa、Qb,而不是在其上安装有马达控制设备90的车辆的车辆类型。也就是说,存储器14存储对应于所述多种车辆类型的特征映射数据140。
CPU 10和运算单元21从存储器13获取减速比Kc。CPU 10和运算单元21从存储在存储器14上的旋转速度-扭矩映射数据Pa、Pb、Pc中仅选择和获取对应于减速比Kc的旋转速度-扭矩映射数据Pc。具体地,CPU 10和ASIC 2从存储器14的存储区域中例如对应于减速比Kc的存储区域中读出旋转速度-扭矩映射数据Pc。
此外,CPU 10和运算单元21从存储在存储器14上的扭矩-电流映射数据Qa、Qb、Qc中仅选择和获取对应于减速比Kc的扭矩-电流映射数据Qc。具体地,CPU 10和运算单元21从存储器14的存储区域中例如对应于减速比Kc的存储区域中读出扭矩-电流映射数据Qc。
如上所述,CPU 10和运算单元21基于车辆类型参数130从存储器14中读出与所述多种车辆类型中的在其上安装有马达控制设备90的车辆的车辆类型相对应的旋转速度-扭矩映射数据Pc和扭矩-电流映射数据Qc,并将读出的映射数据用于运算处理。
以这种方式,CPU 10和运算单元21可以获取与在其上安装有马达控制设备90的车辆的车辆类型的减速比Kc相对应的旋转速度-扭矩映射数据Pc和扭矩-电流映射数据Qc。因此,CPU 10和运算单元21可以计算对应于减速比Kc的适当的请求扭矩和电流命令值。
此外,在图4的示例的情况下,存储器14的容量可以减小,因为存储在存储器14上的特征映射数据140的数据的量小于在图5的示例的情况下的数据的量。另一方面,在图5的示例的情况下,与图4的示例的情况不同,CPU 10和运算单元21没必要执行旋转速度-扭矩映射数据Pa和扭矩-电流映射数据Qa的校正处理,从而可以减小运算处理的负荷。
马达控制设备的操作示例
图6是示出CPU 10的操作的示例的流程图。下面描述的步骤St2至St8是与对应于在其上安装有马达控制设备90的车辆的车辆类型的马达50、51的驱动控制相关的运算处理的示例。
CPU 10从ECU 3接收请求驱动力的通知(步骤St1)。接着,CPU 10从存储器13获取车辆类型参数130(步骤St2)。
接着,CPU 10首先从存储器14中读出特征映射数据140中的旋转速度-扭矩映射数据(步骤St3)。接着,CPU 10根据车辆类型参数130和旋转速度-扭矩映射数据计算与满足请求驱动力的马达50、51的旋转速度相对应的请求扭矩(步骤St4)。
此时,CPU 10根据参照图4或图5描述的获取方法基于车辆类型参数130来获取与在其上安装有马达控制设备90的车辆的车辆类型相对应的旋转速度-扭矩映射数据。CPU10从与在其上安装有马达控制设备90的车辆的车辆类型相对应的旋转速度-扭矩映射数据中获得对应于马达50、51的旋转速度的请求扭矩。
接着,CPU 10从存储器14中读出特征映射数据140中的扭矩-电流映射数据(步骤St5)。接着,CPU 10根据车辆类型参数130和扭矩-电流映射数据计算满足请求扭矩的三相交流电流的电流命令值(步骤St6)。
此时,CPU 10根据参照图4或图5描述的获取方法基于车辆类型参数130来获取与在其上安装有马达控制设备90的车辆的车辆类型相对应的扭矩-电流映射数据。此外,CPU10从与在其上安装有马达控制设备90的车辆的车辆类型相对应的扭矩-电流映射数据中获得满足请求扭矩的三相交流电流的电流命令值。
接着,CPU 10根据电流命令值计算马达50、51的电压命令值(步骤St7)。此时,CPU10经由HW-INF 16从电流传感器60、61获取三相交流电流的电流值。CPU 10例如根据电流命令值和电流传感器的电流值之间的差值来通过PI控制来决定电流命令值。
接着,CPU 10根据电压命令值执行PWM信号的占空运算(步骤St8)。此时,如由附图标记G所指示,CPU 10生成在时间轴上以三角波形变化的载波信号,并将以正弦波形变化的电压命令值与载波信号的信号值进行比较。载波信号是用来决定PWM信号的通/断定时的信号。当载波信号的信号值是电压命令值或更大时,PWM信号被关断,并且当载波信号的信号值小于电压命令值时,PWM信号被接通。CPU 10计算PWM信号接通时的时间Ton和PWM信号关断时的时间Toff。PWM信号的占空比由时间Ton和Toff决定。
以这种方式,CPU 10基于车辆类型参数130和特征映射数据140来执行与对应于在其上安装有马达控制设备90的车辆的车辆类型的马达50、51的驱动控制相关的运算处理。
接着,CPU 10经由通信端口15向ASIC 2的输出单元22通知作为运算处理的结果的通/断定时,即时间Ton和Toff(步骤St9)。以这种方式,CPU 10被操作。
图7是示出ASIC 2的操作的示例的流程图。下面描述的步骤St15至St21是与对应于在其上安装有马达控制设备90的车辆的车辆类型的马达50、51的驱动控制相关的运算处理的示例。此外,下面描述的步骤St13是在其上安装有马达控制设备90的车辆的马达50、51的驱动处理的示例。
ASIC 2的监测单元20基于来自ECU 3的通知来确定CPU 10的操作是否正常(步骤St11)。监测单元20可以通过与CPU 10通信来直接确定CPU 10的正常性,而不经过ECU 3。
当CPU 10的操作正常时(步骤St11中为“是”),输出单元22从CPU 10接收通/断定时的通知(步骤St12)。接着,输出单元22基于通/断定时生成PWM信号(参见图6中的附图标记G),并将PWM信号输出到逆变器电路40、41(步骤St13)。如上所述,当CPU 10的操作正常时,ASIC 2基于CPU 10的运算处理的结果执行PWM信号的生成处理和输出处理,而不管车辆的类型如何,不受马达50、51的控制。
可替代地,当CPU 10的操作异常时(步骤St11中为“否”),ASIC 2代表CPU 10执行以下步骤St14至St21的运算处理,以便实现故障安全功能。
运算单元21从ECU 3接收请求驱动力的通知(步骤St14)。接着,ASIC 2从存储器13获取车辆类型参数130(步骤St15)。
接着,运算单元21首先从存储器14中读出特征映射数据140中的旋转速度-扭矩映射数据(步骤St16)。接着,运算单元21根据车辆类型参数130和旋转速度-扭矩映射数据计算与满足请求驱动力的马达50、51的旋转速度相对应的请求扭矩(步骤St17)。
此时,运算单元21根据参照图4或图5描述的获取方法基于车辆类型参数130来获取与在其上安装有马达控制设备90的车辆的车辆类型相对应的旋转速度-扭矩映射数据。此外,运算单元21从与在其上安装有马达控制设备90的车辆的车辆类型相对应的旋转速度-扭矩映射数据中获得对应于马达50、51的旋转速度的请求扭矩。
接着,运算单元21从存储器14中读出特征映射数据140中的扭矩-电流映射数据(步骤St18)。接着,运算单元21根据车辆类型参数130和扭矩-电流映射数据计算满足请求扭矩的三相交流电流的电流命令值(步骤St19)。
此时,运算单元21根据参照图4或图5描述的获取方法基于车辆类型参数130来获取与在其上安装有马达控制设备90的车辆的车辆类型相对应的扭矩-电流映射数据。此外,运算单元21从与在其上安装有马达控制设备90的车辆的车辆类型相对应的扭矩-电流映射数据中获得满足请求扭矩的三相交流电流的电流命令值。
接着,运算单元21根据电流命令值计算马达50、51的电压命令值(步骤St20)。此时,运算单元21从电流传感器60、61获取三相交流电流的电流值。运算单元21例如根据电流命令值和电流传感器的电流值之间的差值来通过PI控制来决定电流命令值。
接着,运算单元21根据电压命令值执行PWM信号的占空运算(步骤St21)。此时,如参照图6中的附图标记G所述,运算单元21将载波信号的信号值与电压命令值进行比较,以计算PWM信号接通时的时间Ton和PWM信号关断时的时间Toff,作为通/断定时。
接着,运算单元21基于通/断定时生成PWM信号,并将PWM信号输出到逆变器电路40、41(步骤St13)。
如上所述,当CPU 10的操作异常时,ASIC 2基于分别从存储器13、14读出的车辆类型参数130和特征映射数据140来执行与在其上安装有马达控制设备90的车辆的类型相对应的运算处理。
因此,通过ASIC 2的故障安全操作,即使在CPU 10中已经发生异常时,马达控制设备90也可以继续与在其上安装有马达控制设备90的车辆的车辆类型的特征相对应的马达50、51的驱动控制。此外,由于存储器13、14设置在ASIC 2的外部,所以抑制了设备成本的增加。因此,马达控制设备90可以抑制设备成本的增加,并响应于车辆类型适当地实现故障安全功能。
上述实施例是本发明的优选实施例的示例。注意,本发明不限于所述实施例,并且可以在不脱离本发明的要旨的情况下进行各种修改。
Claims (8)
1.一种马达控制设备,包括:
第一存储单元,所述第一存储单元被配置成存储与车辆的马达的驱动控制相关的特征数据;
第二存储单元,所述第二存储单元被配置成存储与预定车辆类型相关的车辆类型参数;
处理器,所述处理器被配置成基于所述车辆类型参数和所述特征数据来执行与对应于所述预定车辆类型的所述驱动控制相关的运算处理;和
驱动电路,所述驱动电路被配置成基于所述运算处理的结果来执行所述预定车辆类型的车辆的马达的驱动处理,
其中,所述驱动电路被配置成:当在所述处理器中已经发生异常时,从所述第一存储单元读出所述特征数据并且从所述第二存储单元读出所述车辆类型参数,并且基于所述车辆类型参数和所述特征数据来执行与对应于所述预定车辆类型的驱动控制相关的运算处理。
2.根据权利要求1所述的马达控制设备,其中:
所述第一存储单元被配置成存储对应于与所述预定车辆类型不同的另一车辆类型的特征数据;并且
所述驱动电路被配置成:当在所述处理器中已经发生异常时,基于所述车辆类型参数校正所述特征数据,使得所述特征数据对应于所述预定车辆类型,并且将校正过的特征数据用于所述运算处理。
3.根据权利要求1或2所述的马达控制设备,其中:
所述第一存储单元被配置成存储对应于多种车辆类型的特征数据;并且
所述驱动电路被配置成:基于所述车辆类型参数从所述第一存储单元读出与所述多种车辆类型中的所述预定车辆类型对应的特征数据,并且将所述特征数据用于所述运算处理。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的马达控制设备,其中,所述特征数据包括所述马达的旋转速度和扭矩之间的相关性。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的马达控制设备,其中,所述特征数据包括所述马达的扭矩和电流值之间的相关性。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的马达控制设备,其中,所述车辆类型参数是被连接到所述马达的差动齿轮的减速比。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的马达控制设备,其中,所述驱动电路被配置成接收与所述处理器的正常性有关的通知,并且所述驱动电路被配置成基于所述通知来确定在所述处理器中是否已经发生异常。
8.一种马达控制方法,包括:
由驱动电路基于与车辆的马达的驱动控制相关的车辆类型参数和与预定车辆类型相关的特征数据来确定在处理器中是否已经发生异常,其中所述处理器被配置成执行与对应于所述预定车辆类型的驱动控制相关的运算处理;
当所述驱动电路确定在所述处理器中已经发生异常时,由所述驱动电路从第一存储单元读出所述特征数据并且从第二存储单元读出所述车辆类型参数,其中所述第一存储单元被配置成存储所述特征数据,并且所述第二存储单元被配置成存储所述车辆类型参数;以及
由所述驱动电路基于所述车辆类型参数和所述特征数据来执行与对应于所述预定车辆类型的驱动控制相关的运算处理。
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